静息电位和动作电位形成原因及相关练习

• 例4：如图是一个反射弧的部分结构图，甲、乙表示连接 ：如图是一个反射弧的部分结构图， 在神经纤维上的电流电流表。当在 点以一定的电流刺激，甲、 乙电流表的指针发生的变化正确的是（ 乙电流表的指针发生的变化正确的是（ D ） • A．甲、乙都发生两次方向相反的偏转 ． • B．甲发生两次方向相反的偏转，乙不偏转 B．甲发生两次方向相反的偏转， • C．甲不偏转，乙发生两次方向相反的偏转 ．甲不偏转， • D．甲发生一次偏转，乙不偏转 ．甲发生一次偏转， • 解析：A点给予一个刺激，产生兴奋，向细胞体传导，电 解析： 点给予一个刺激 产生兴奋，向细胞体传导， 点给予一个刺激， 流表指针发生一次偏转，但当兴奋传导到细胞体后， 流表指针发生一次偏转，但当兴奋传导到细胞体后，无法 传递到另外一个神经元，无法引起其兴奋， 传递到另外一个神经元，无法引起其兴奋，因此只有甲能 发生一次偏转，乙不会发生偏转。 发生一次偏转，乙不会发生偏转。
• 解析：本题是考查必修3 神经调节的有关知识。神经细胞 在静息状态下，有外正内负的静息电位（外钠内钾）。当 受到刺激后，细胞膜上少量钠通道激活开放，钠离子顺着 浓度差少量内流，膜内外电位差逐渐减小，发生局部电位。 当膜内电位变化到达阈电位时，钠离子通道大量开放，膜 电位发生去极化，激发动作电位。随着钠离子的进入，外 正内负逐渐变成外负内正。从变成正电位开始，钠离子通 道逐渐关闭，钠离子内流停止，同时钾离子通道激活开放， 钾离子从细胞内流到细胞外，膜内少了钾离子，变得不那 么负了，膜电位逐渐减小，恢复到静息电位（即外正内负） 的水平。
• 例3：在蛙的坐骨神经表面放置两个电极，连接到一个电 ：在蛙的坐骨神经表面放置两个电极， 表上（电表指针偏转方向代表电流方向）。静息时， ）。静息时 表上（电表指针偏转方向代表电流方向）。静息时，电表 没有测出电位差(如下图中 所示)。若在图① 如下图中① 没有测出电位差 如下图中①所示 。若在图①所示神经右 侧的相应位置给予一适当的刺激， 侧的相应位置给予一适当的刺激，则电流表指针偏转的顺 序依次为B→A→B→C→B 序依次为 。 • • 解析：在图① 解析：在图①所示神经右侧的相应位置给予一适当的刺 激，则刺激处电位发生变化，由外正内负变为外负内正， 则刺激处电位发生变化，由外正内负变为外负内正， 向周围传导到b点 首先出现A图所示现象 图所示现象， 向周围传导到 点，首先出现 图所示现象，当兴奋传导 过了b点 又未到达a点 则现象为B图所示 图所示， 过了 点，又未到达 点，则现象为 图所示，兴奋继续向 a传导，到达 点后，a点的电位发生改变，现象为 图所 传导， 点后， 点的电位发生改变 现象为C图所 点的电位发生改变， 传导 到达a点后 兴奋经过a点后 又恢复B图所示 点后， 图所示。 示，兴奋经过 点后，又恢复 图所示
例5 电位变化曲线解读 图示： 年安徽理综题图 年安徽理综题图)离体神经纤维某 ①图示：(09年安徽理综题图 离体神经纤维某 一部位受到适当刺激时， 一部位受到适当刺激时，受刺激部位细胞膜两 侧会出现暂时性的电位变化，产生神经冲动。 侧会出现暂时性的电位变化，产生神经冲动。 图示该部位受刺激前后，膜两侧电位差的变化。 图示该部位受刺激前后，膜两侧电位差的变化。 解读： 线段 线段——静息电位、外正内负，K＋ 静息电位、 ②解读：a线段 静息电位 外正内负， 通道开放； 通道开放； b点——0电位，动作电位形成过程中，Na＋通 电位， 点 电位 动作电位形成过程中， 道开放； 道开放； bc段——动作电位，Na＋通道继续开放； 动作电位， 通道继续开放； 段 动作电位 cd段——静息电位恢复形成（Na＋内流停止，K+ 迅速外流） 静息电位恢复形成（ ＋内流停止， 外流） 段 静息电位恢复形成 de段——静息电位。 静息电位。 段 静息电位 在膜外， 提醒 (1)在膜外，兴奋传导方向与局部电流方向相反。 在膜外 兴奋传导方向与局部电流方向相反。 (2)在膜内，兴奋传导方向与局部电流方向相同。 在膜内， 在膜内 兴奋传导方向与局部电流方向相同。 (3)在一个神经元内有一处受到刺激产生兴奋，迅速传至 在一个神经元内有一处受到刺激产生兴奋， 在一个神经元内有一处受到刺激产生兴奋 整个神经元细胞， 整个神经元细胞，即在该神经元的任何部位均可测到生 物电变化。 物电变化。整个过程〔 K+ 〕膜外 ＜膜内 〔 Na+ 〕膜外 ＞膜内 膜内
静息电位和动作电位的测定
1．静息电位和动作电位： ．静息电位和动作电位： 静息电位：在神经未受到刺激时，神经纤维处于静息状态，这时， 静息电位：在神经未受到刺激时，神经纤维处于静息状态，这时，由于细胞膜内外特异 的离子分布特点，细胞膜两侧的电位表现为内负外正，称为静息电位。 的离子分布特点，细胞膜两侧的电位表现为内负外正，称为静息电位。 动作电位：当神经纤维某一部位受到刺激时，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化， 动作电位：当神经纤维某一部位受到刺激时，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化， 由内负外正变为外负内正，这就是动作电位。 由内负外正变为外负内正，这就是动作电位。 2．基本原理： ．基本原理： 神经细胞内K+明显高于膜外 而膜外Na+明显高于膜内。静息时，由于膜主要对 有通 明显高于膜外， 明显高于膜内。 神经细胞内 明显高于膜外，而膜外 明显高于膜内 静息时，由于膜主要对K+有通 透性，造成K+外流 使膜外阳离子多于膜内，所以外正内负。受到刺激时， 外流， 透性，造成 外流，使膜外阳离子多于膜内，所以外正内负。受到刺激时，细胞膜对 Na+的通透性增加，钠离子内流，使膜内阳离子浓度高于外侧，所以表现为内正外负。之 的通透性增加， 的通透性增加 钠离子内流，使膜内阳离子浓度高于外侧，所以表现为内正外负。 在膜上由于存在钠钾泵，在其作用下，将外流的钾离子运输进膜内， 后，在膜上由于存在钠钾泵，在其作用下，将外流的钾离子运输进膜内，将内流的钠离 子运出膜外，从而成膜电位又慢慢恢复到静息状态。 子运出膜外，从而成膜电位又慢慢恢复到静息状态。
1．1 形成过程 ． ab段：阈刺激或阈上刺激使Na＋少量内流，细胞部分去极化至阈电位水平 段 bc段：Na＋内流达到阈电位水平后，与细胞去极化形成正反馈，Na＋爆发 段 性内流，达到Na＋平衡电位（膜内为正膜外为负），形成动作电位上升支。 c点：膜去极化达一定电位水平 (峰值)，Na＋内流停止、K＋开始迅速外流。 点 cd段：K＋迅速外流,形成动作电位下降支。此时不需耗能。 段 de段：K＋外流使膜外大量堆积K+，产生负后电位，阻止K+继续外流； 段 ef段：在Na＋-K+泵的作用下，泵出3个Na+和泵入2个K+产生正后电位，恢 段 复兴奋前的离子分布的浓度（静息电位）。这一过程逆浓度梯度进行，需要 ATP供能
• 4．常见题型： ．常见题型： • 例1：右图表示枪乌贼离体神经纤维在Na+浓度不同的两种海水中受 ：右图表示枪乌贼离体神经纤维在 浓度不同的两种海水中受 刺激后的膜电位变化情况。下列描述错误的是（ 刺激后的膜电位变化情况。下列描述错误的是（C ） • A．曲线 代表正常海水中膜电位的变化 ．曲线a代表正常海水中膜电位的变化 • B．两种海水中神经纤维的静息电位相同 ． • C．低Na+海水中神经纤维静息时，膜内 海水中神经纤维静息时， ． 海水中神经纤维静息时 膜内Na+浓度高于膜外 浓度高于膜外 • D．正常海水中神经纤维受刺激时，膜外 ．正常海水中神经纤维受刺激时，膜外Na+浓度高于膜内 浓度高于膜内 • 解析：从图中可看出，起始阶段两曲线重合，故其静息电位相同，B 解析：从图中可看出，起始阶段两曲线重合，故其静息电位相同， 正确。正常海水中含有大量Na+，神经纤维受刺激后，大量的 正确。正常海水中含有大量 ，神经纤维受刺激后，大量的Na+内 内 使膜内成为正电位，膜外成为负电位。若海水中Na+浓度较低， 浓度较低， 流，使膜内成为正电位，膜外成为负电位。若海水中 浓度较低 Na+内流少，产生的动作电位就较低，所以 是正确的。神经纤维静 内流少， 是正确的。 内流少 产生的动作电位就较低，所以A是正确的 息电位时，外界Na+浓度高于内部，内部K+浓度高于外部，因此C是 息电位时，外界 浓度高于内部，内部 浓度高于外部，因此 是 浓度高于内部 浓度高于外部 错误的。当神经纤维受到刺激时，尽管Na+浓度内流，导致内部 浓度内流， 错误的。当神经纤维受到刺激时，尽管 浓度内流 导致内部Na+ 浓度升高，但内部电位高是Na+和K+共同作用的结果，膜外仍存在 共同作用的结果， 浓度升高，但内部电位高是 和 共同作用的结果 大量Na+，膜外的 浓度仍高于膜内Na+浓度，D也是正确的。 浓度， 也是正确的 也是正确的。 大量 ，膜外的Na+浓度仍高于膜内 浓度仍高于膜内 浓度
3．神经电位差测定的常见类型： ．神经电位差测定的常见类型： （1）静息电位测定方式：静息电位常见的测定方式是将电流表的两个电极一个放在神经 ）静息电位测定方式： 纤维的外侧，另一个放在神经纤维的内侧（如右上图），由于内外两侧存在电势差， ），由于内外两侧存在电势差 纤维的外侧，另一个放在神经纤维的内侧（如右上图），由于内外两侧存在电势差，因 此电流表指针会发生偏转。 此电流表指针会发生偏转。 （2）动作电位测定方式： ）动作电位测定方式： ①在一个神经纤维上的测定：是指将电流表的两个电极放在同一个神经纤维的外侧（A处 在一个神经纤维上的测定：是指将电流表的两个电极放在同一个神经纤维的外侧（ 处 来测定两个电极处是否有电位差。 和B处），来测定两个电极处是否有电位差。其放置方式如图。 处），来测定两个电极处是否有电位差 其放置方式如图。
例2：根据下图分析神经细胞，叙述错误的是（ A ） A．此图可表示突触小泡膜 B．静息电位的形成可能与膜上的②、⑤等载体有关 C．若此图为突触后膜，则突触间隙位于图示膜的A面 D．若将神经细胞膜的磷脂层平展在空气—水界面上，③ 与水面接触 • 解析：本题考查了与兴奋在神经纤维上的神经传导以及 兴奋在神经元之间的传递有关的一些知识。突触小泡为细 胞器，来源于高尔基体，其膜上一般不含多糖，此图不可 能是突触小泡膜。电位的产生与离子运输有关，离子的运 输与载体蛋白有关。而突触后膜的识别则与糖蛋白有关， 有糖蛋白一侧则位于细胞外侧面。磷脂分子③部分为亲水 端，能与水接触。 • • • • •