雙相或單相動作電位，是在神經(jīng)干或整塊肌肉組織上記錄到的生物電現(xiàn)象，是許多在結(jié)構(gòu)和功能上相互獨立的神經(jīng)纖維或肌細胞的電變化的復(fù)合反映；由于測量電極和組織有較大的接觸面積，而且組織本身又是導(dǎo)電的，許多細胞產(chǎn)生的電變化可被同一電極所引導(dǎo)，所以記錄和測量出的電變化是許多單位的電變化和代數(shù)疊加。但目前已經(jīng)確知，生物電現(xiàn)象是以細胞為單位產(chǎn)生的，是以細胞膜兩側(cè)帶電離子的不均衡分布和選擇性離子跨膜轉(zhuǎn)運為基礎(chǔ)的。因此，只有在單一神經(jīng)或肌細胞進行生物電的記錄和測量，才能對它的數(shù)值和產(chǎn)生機制進行直接和深入的分析。由于一般的細胞纖小脆弱，單一細胞生物電是通過以下方法測量的：一是利用某些無脊椎動物特有的巨大神經(jīng)或肌細胞，如槍烏賊的神經(jīng)軸突，其直徑最大可達100μm左右，便于單獨剝出進行實驗觀察，脊椎動物的單一神經(jīng)纖維也可以設(shè)法剝出，但它們的直徑最粗也不過20μm左右，方法上較為困難。另一種方法是進行細胞內(nèi)微電極記錄，即用一個金屬或細玻璃管制成的充有導(dǎo)電液體而尖端直徑只有1.0μm或更細的微型記錄電極（凌寧和Gerard,1949），由于它只有尖端導(dǎo)電，可用它刺入某一個在體或離體的細胞或神經(jīng)纖維的膜內(nèi)，測量細胞在不同功能狀態(tài)時膜內(nèi)電位和另一位于膜外的參考電極之間的電位差（即跨膜電位），這樣記錄到的電變化，只與該細胞有關(guān)而幾乎不受其他細胞電變化的影響。

細胞水平的生物電現(xiàn)象主要有兩種表現(xiàn)形式,這就是它們在安靜時具有的靜息電位和它們受到刺激時產(chǎn)生的動作電位。體內(nèi)各種器官或多細胞結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)的多種形式的生物電現(xiàn)象，大都可以根據(jù)細胞水平的這些基本電現(xiàn)象來解釋。

靜息電位指細胞未受刺激時存在于細胞內(nèi)外兩側(cè)的電位差。測量細胞靜息電位的方法如圖2-11所示。R表示測量儀器如示波器，和它相連的一對測量電極中有一個放在細胞的外表面，另一個連了微電極，準(zhǔn)備刺入膜內(nèi)。當(dāng)兩個電極都處于膜外時，只要細胞未受到刺激或損傷，可發(fā)現(xiàn)細胞外部表面各點都是等電位的；這就是說，在膜表面任意移動兩個電極，一般都不能測出它們之間有電位差存在。但如果讓微電極緩慢地向前推進，讓它刺穿細胞膜進入膜內(nèi)，那么在電極尖端剛剛進入膜內(nèi)的瞬間，在記錄儀器上將顯示出一個突然的電位躍變，這表明細胞膜內(nèi)外兩側(cè)存在著電位差。因為這一電位差是存在于安靜細胞的表面膜兩側(cè)的，故稱為跨膜靜息電位，簡稱靜息電位。

在所有被研究過的動植物細胞中（少數(shù)植物細胞例外），靜息電位都表現(xiàn)為膜內(nèi)較膜外為負；如規(guī)定膜外電位為0，則膜內(nèi)電位大都在－10～－100mV之間。例如，槍烏賊的巨大神經(jīng)軸突和蛙骨骼肌細胞的靜息電位為－50～－70mV，哺乳動物的肌肉和神經(jīng)細胞為－70～－90mV，人的紅細胞為－10mV，等等。靜息電位在大多數(shù)細胞是一種穩(wěn)定的直流電位（一些有自律性的心肌細胞和胃腸平地滑肌細胞例外），只要細胞未受到外來刺激而且保持正常的新陳代謝，靜息電位就穩(wěn)定在某一相對恒定的水平。

在近代生理學(xué)文獻中，一些過去單純用來描述膜兩側(cè)電荷分布狀態(tài)的術(shù)語，仍被用來說明靜息電位的存在及其可能出現(xiàn)的改變。例如，人們常常把靜息電位存在時膜兩側(cè)所保持的內(nèi)負外正狀態(tài)稱為膜的極化(polarization)，原意是指不同極性的電荷分別在膜兩側(cè)的積聚；當(dāng)靜息電位的數(shù)值向膜內(nèi)負值加大的方向變化時，稱作膜的超級化（hyperpolarization）；相反，如果膜內(nèi)電位向負值減少的方向變化，稱作去極化或除極（depolarization）；細胞先發(fā)生去極化，然后再向正常安靜時膜內(nèi)所處的負值恢復(fù)，則稱作復(fù)極化（repolarization）。