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图注：''Key'': {{fontcolor|blue|Blue}} 五边形——钠离子；{{fontcolor|purple|Purple}} 正方形——钾离子；{{fontcolor|yellow|gray|Yellow}} 圆形——氯离子；{{fontcolor|darkorange|Orange}} 矩形——膜不通透的阴离子（它们来源广泛，包括蛋白质）。带箭头的大 {{fontcolor|purple|purple}} 的结构表示跨膜钾离子通道和钾离子的净流动方向。|链接=Special:FilePath/Basis_of_Membrane_Potential2.png]]

图注：''Key'': {{fontcolor|blue|Blue}} 五边形——钠离子；{{fontcolor|purple|Purple}} 正方形——钾离子；{{fontcolor|yellow|gray|Yellow}} 圆形——氯离子；{{fontcolor|darkorange|Orange}} 矩形——膜不通透的阴离子（它们来源广泛，包括蛋白质）。带箭头的大 {{fontcolor|purple|purple}} 的结构表示跨膜钾离子通道和钾离子的净流动方向。|链接=Special:FilePath/Basis_of_Membrane_Potential2.png]]

膜电位（也叫跨膜电位或膜电压）是生物细胞内部和外部的电位差。也就是说，只要没有获得动能或产生辐射，电荷从细胞内环境移动到细胞外环境与从外部移动内部所需的能量是不同的。电荷的浓度梯度直接决定这种能量要求。相对细胞外部，典型的膜电位值，通常以毫伏（表示为 mV）为单位，处于 -80 mV 到 -40 mV 的范围。

膜电位（也叫跨膜电位或膜电压）是生物细胞的内部相对于外部的电位差。也就是说，只要没有获得动能或产生辐射，电荷从细胞内环境移动到细胞外环境和从外部移动到内部所需的能量是不同的。所需能量的多少是由电荷的浓度梯度直接决定的。相对于细胞外的电位，典型的膜电位值，通常以毫伏（表示为 mV）为单位，处于 -80 mV 到 -40 mV 的范围。

所有的动物细胞都被内嵌蛋白质的脂质双分子层组成的膜所包围。这种膜既对电荷绝缘，又阻挡了离子的扩散运动。被称为离子转运蛋白（ion transporter）或离子泵（ion pump）的跨膜蛋白，主动地对离子跨膜转运从而建立跨膜浓度梯度，而离子通道允许离子沿着浓度梯度跨膜移动。离子泵和离子通道在电学上相当于一组插入膜中的电池和电阻，因此在膜的两侧产生电压。

所有的动物细胞都被内嵌蛋白质的脂质双分子层组成的膜所包围。这种膜既对电荷绝缘，又阻挡了离子的扩散运动。被称为离子转运蛋白（ion transporter）或离子泵（ion pump）的跨膜蛋白，主动地对离子跨膜转运从而建立跨膜浓度梯度，而离子通道允许离子沿着浓度梯度跨膜移动。离子泵和离子通道在电学上相当于一组插入膜中的电池和电阻，因此在膜的两侧产生电压。

几乎所有的细胞质膜都存在一个跨膜电位，内部通常相对于外部是负电位 <ref name=":0">{{Cite book|title=Molecular biology of the cell|last=Bruce|first=Alberts|isbn=9780815344322|edition=Sixth|location=New York, NY|oclc=887605755|date = 2014-11-18}}</ref>。膜电位有两个基本功能。首先，它允许细胞像电池一样工作，提供动力来操作嵌在膜中的各种“分子设备”<ref name=":1">{{Cite journal|last1=Abdul Kadir|first1=Lina|last2=Stacey|first2=Michael|last3=Barrett-Jolley|first3=Richard|date=2018|title=Emerging Roles of the Membrane Potential: Action Beyond the Action Potential|journal=Frontiers in Physiology|language=English|volume=9|doi=10.3389/fphys.2018.01661|pmid=30519193|issn=1664-042X|doi-access=free}}</ref> 。其次，在神经元和肌肉细胞等电兴奋性细胞中，它可用来在细胞的不同部位之间传递信号。信号是通过在膜的某一点打开或关闭离子通道而产生的，从而引起膜电位的局部变化。这种电场的变化可以被膜上相邻或更远的离子通道迅速检测到。这些离子通道可以随着电位的变化而打开或关闭，重新产生信号。  

几乎所有的细胞质膜都存在一个跨膜电位，内部通常相对于外部是负电位 <ref name=":0">{{Cite book|title=Molecular biology of the cell|last=Bruce|first=Alberts|isbn=9780815344322|edition=Sixth|location=New York, NY|oclc=887605755|date = 2014-11-18}}</ref>。膜电位有两个基本功能。首先，它允许细胞像电池一样工作，提供动力来操作嵌在膜中的各种“分子设备”<ref name=":1">{{Cite journal|last1=Abdul Kadir|first1=Lina|last2=Stacey|first2=Michael|last3=Barrett-Jolley|first3=Richard|date=2018|title=Emerging Roles of the Membrane Potential: Action Beyond the Action Potential|journal=Frontiers in Physiology|language=English|volume=9|doi=10.3389/fphys.2018.01661|pmid=30519193|issn=1664-042X|doi-access=free}}</ref> 。其次，在神经元和肌肉细胞等电兴奋性细胞中，它可用来在细胞的不同部位之间传递信号。信号是通过在膜的某一点打开或关闭离子通道而产生的，从而引起膜电位的局部变化。这种电场的变化可以被膜上相邻或更远的离子通道迅速检测到。这些离子通道可以随着电位的变化而打开或关闭，重新产生信号。  

In non-excitable cells, and in excitable cells in their baseline states, the membrane potential is held at a relatively stable value, called the [[resting potential]]. For neurons, resting potential is defined as ranging from –80 to –70 millivolts; that is, the interior of a cell has a negative baseline voltage of a bit less than one-tenth of a volt. The opening and closing of ion channels can induce a departure from the resting potential. This is called a [[depolarization]] if the interior voltage becomes less negative (say from –70 mV to –60 mV), or a [[hyperpolarization (biology)|hyperpolarization]] if the interior voltage becomes more negative (say from –70 mV to –80 mV).  In excitable cells, a sufficiently large depolarization can evoke an [[action potential]], in which the membrane potential changes rapidly and significantly for a short time (on the order of 1 to 100 milliseconds), often reversing its polarity.  Action potentials are generated by the activation of certain [[voltage-gated ion channel]]s.

在非兴奋性细胞、或处于基线状态的兴奋性细胞，膜电位保持在一个相对稳定的值，称为静息电位。神经元的静息电位一般处于 -80 mV 到 -70 mV 之间；即细胞内部的负基线电位略低于十分之一伏特。离子通道的打开和关闭可以导致细胞膜电位偏离静息电位。如果膜内电位往正的方向偏（比如从 -70 mV 到 -60 mV），称为去极化（depolarization）；如果膜内电位往更负的方向偏（比如从 -70 mV 到 -80 mV），称为超极化（hyperpolarization）。在兴奋性细胞，足够大的去极化可激发动作电位（action potential）——膜电位在短时间内（大约 1 到100 毫秒）迅速而剧烈地变化，往往反转其极性。动作电位是通过激活某些电压门控离子通道而产生的。

 

 

==Physical basis物理基础==

==Physical basis物理基础==