兴奋传导与电流表指针偏转问题分析

电流计指针偏转问题复习

高等动物神经调节中有关电流计指针偏转问题，是高考中时常考查的内容。该部分试题是建立在神经纤维受到刺激后由于膜内外存在电位变化以及兴奋在神经元之间传递的单向性的基础上，通过电流计可以测量出电流的有无及方向。下面对该问题进行分析归类：

1 关于局部电流学说

在静息状态下，神经细胞的膜外带正电荷，而膜内带负电荷，使膜内外之间存在电位变化，通过电流计可以显示出来。当受到某种刺激时，细胞膜外的Na+大量内流，使细胞膜内带正电荷。此时，兴奋区域与临近区域的膜内外都有电位差，可形成局部电流（在膜外，电流从未兴奋部位流向兴奋部位；在膜内，则由兴奋部位流向邻近未兴奋部位）。如此，再与该部位的邻近未兴奋部位产生局部电流，再产生兴奋部位，再向它们的邻近传导，使兴奋传遍整个细胞。在实验条件时，刺激点处兴奋，可向两个方向传导，称为双向传导。

2 兴奋在神经元之间的传递

兴奋在神经元之间的传递是通过递质，由突触前膜→突触间隙→突触后膜，引起突触后膜上电位变化。由于递质存在于突出前膜的突触小泡内，决定了兴奋的传递是单向的。

3 常见电流计连接的方式

（1）涉及一个神经元在兴奋状态下电流计的连接类型

（注：下面几种情况所涉及的测量部位均为神经纤维细胞膜外或内）

①在指针外的右侧刺激

如果测量的部位都在细胞膜外，则：

解析：神经纤维受到刺激，首先在电流计右侧出现负电荷，而左侧仍然为正电荷，所以会出现第一次偏转（向右）；当电流计左侧出现负电荷，而左侧仍然为正电荷时，会出现第二次偏转（向左）。因此，电流计偏转方向为先右后左。

如果测量的部位都在细胞膜内，则：

解析：神经纤维受到刺激，首先在电流计右侧出现正电荷，而左侧仍然为负电荷，所以会出现第一次偏转（向左）；当电流计左侧出现正电荷，而左侧仍然为负电荷时，会出现第二次偏转（向右）。因此，电流计偏转方向为先左后右。

②在指针外的左侧刺激

如果测量的部位都在细胞膜外，则：

解析：神经纤维受到刺激，首先在电流计左侧出现负电荷，而右侧仍然为正电荷，所以会出现第一次偏转（向左）；当电流计右侧出现负电荷，而左侧仍然为正电荷时，会出现第二次偏转（向右）。因此，电流计偏转方向为先左后右。

如果测量的部位都在细胞膜内，则：

解析：神经纤维受到刺激，首先在电流计左侧出现正电荷，而右侧仍然为负电荷，所以会出现第一次偏转（向右）；当电流计右侧出现正电荷，而左侧仍然为负电荷时，会出现第二次偏转（向左）。因此，电流计偏转方向为先右后左。

③在指针内偏左侧刺激

如果测量的部位都在细胞膜外，则：

解析：由于刺激点偏向左侧，所以，首先在电流计左侧出现负电荷，而右侧仍然为正电荷，会出现第一次偏转（向左）；当电流计右侧出现负电荷，而左侧仍然为正电荷时，会出现第二次偏转（向右）。因此，电流计偏转方向为先左后右。

如果测量的部位都在细胞膜内，则：

解析：由于刺激点偏向左侧，所以，首先在电流计左侧出现正电荷，而右侧仍然为负电

荷，会出现第一次偏转（向右）；当电流计右侧出现正电荷，而左侧仍然为负电荷时，会出现第二次偏转（向左）。因此，电流计偏转方向为先右后左。

④在指针内偏右侧刺激

如果测量的部位都在细胞膜外，则：

解析：由于刺激点偏向右侧，所以，首先在电流计右侧出现负电荷，而左侧仍然为正电荷，会出现第一次偏转（向右）；当电流计左侧出现负电荷，而右侧为正电荷时，会出现第二次偏转（向左）。因此，电流计偏转方向为先右后左。

如果测量的部位都在细胞膜内，则：

解析：由于刺激点偏向右侧，所以，首先在电流计右侧出现正电荷，而左侧仍然为负电荷，会出现第一次偏转（向坐）；当电流计左侧出现正电荷，而右侧为负电荷时，会出现第二次偏转（向右）。因此，电流计偏转方向为先左后右。

⑤在两指针内中间部位刺激

如果测量的部位都在细胞膜外或内，则：

解析：由于刺激点在中间，所以电流同时到达电流计的两侧，此时因为没有电位变化，所以不会出现偏转。

（2）涉及一个神经元在静息状态下电流计的连接类型

①电流计同时连接在神经纤维外或内

（注：下面该种情况所涉及的测量部位为神经纤维细胞膜外或内）

解析：由于静息状态下神经纤维外都带正电荷（或内都带负电荷），所以当电极都放在外或内是不会引起电流计偏转的。

②电流计分别连接在神经纤维内外

（注：下面两种情况所涉及的测量部位分别为神经纤维细胞膜外和内。上面的电极插在膜外，下面的电极则插在膜内）

解析：由于静息状态下神经纤维外带正电荷而内带负电荷，如果电极分别放在外和内的话。

如图所示：会向右偏转（图A），会向左偏转（图B）。

（3）涉及不同神经元之间电流计的连接类型

解析：如果在左侧刺激的话（兴奋可以从左传到右），电流计会先出现向左偏转，后出现向右偏转；如果在右侧刺激的话（兴奋不可以从右传到左），电流计会先出现一次偏转：向右偏转。

4 经典试题再现

【例1】神经细胞在静息时具有静息电位，受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作

电位，这两种电位可通过仪器测量。A、B、C、D均为测量神经纤维静息电位示意图，正确的是（）

【解析】：神经细胞在静息时具有静息电位，细胞膜外带正电荷，而细胞膜内则带负电荷。在细胞内外之间存在电位变化，测量是将指针放在细胞膜内和外之间进行。【答案】AC 【例2】某科学家取出枪乌贼完整无损的粗大神经纤维并置于适宜环境中,进行下列实验。G表示灵敏电流计，a、b为两个微型电极，阴影部分表示开始发生局部电流的区域。请据图分析回答。

（1）静息时，神经纤维膜内外的电位状况是。

（2）如果将a、b两电极置于神经纤维外，同时在c处给以一个强刺激，电流计的指针会发生两次方向（选填“相同”或“相反”）的偏转。若将b电极置于d处膜外，a电极位置不变，则刺激c处后，电流计是否偏转？。【解析】：静息时神经纤维膜内外电位差表现为外正内负，也称静息电位。当受到刺激产生兴奋时，会在兴奋部位与未兴奋部位之间出现电位差，从而出现局部电流；图中在c处给予强刺激，产生兴奋，并向两侧传导；由于兴奋先传到b处，后传到a处，所以电流计指针发生两次相反的偏转。

【答案】：（1）外正内负（2）相反偏转

【例3】图为突触的结构，并在a、b两点连接一测量电位变化的灵敏电流计。据图回答：

（1）图示的结构涉及___________个神经元，含有___________个突触。

（2）如果B受刺激，C会兴奋，如果A、B同时受刺激，C不会兴奋。由此判断A、B释放递质的顺序依次是___________、___________。