静息电位和动作电位产生的离子基础[1]

K+低
Na+高 K+低
K+高
Na+低 K+高
K+低 K+高
Na+高 K+低 Na+低 K+高
请问上述资料中，将流入细胞内的Na+重新转运到细胞外
以及将流出细胞的K+重新转运到细胞内是通过何种方式？是
否消耗能量？
主动运输
丹麦生理学家斯科（Jens C.Skou）等人发现 了细胞膜上存在钠钾泵，并因此获得了1997年的 诺贝尔化学奖。科学家发现，钠钾泵是一种钠钾 依赖的ATP酶，能分解ATP释放能量，用于将膜外 的K+运进细胞，同时将膜内的Na+运出细胞。细 胞内K+浓度高，细胞外Na+浓度高，正是由钠钾 泵维持的。人体处于静息状态时，细胞25%的ATP 被钠钾泵消耗掉，神经细胞70%的ATP被钠钾泵消 耗掉。
细＿胞＿。
（2012海南15）关于人体神经细胞的叙述，正确的是
A.神经细胞轴突末梢可形成多个突触小体 B.兴奋通过神经递质在突触处进行双向传递
A
C.神经细胞外Na+内流是产生静息电位的基础
D.静息状态的神经细胞膜两侧的电位表现为内正外负
（2007新课标广东）25.神经细胞在静息时具有静息电位，受
K+低 K+高
依据资料，并结合细胞膜内K+浓度远高于膜外这一事
实，提出合理假设来解释膜内电位比膜外低（外正内负）这
一现象。
K+外流
K+低 K+高
如假设成立，K+是以何种方式流向膜外的？K+外流的动力 是什么？
协助扩散。K+外流的动力则是细胞膜内外的K+浓度差。后 来科学家分离出了膜上的这种载体蛋白，称作K+通道蛋白。
依据论文和课件制作而成的教学视频：
http://blog.sina.com.cn/s/blog_684f97280102e7br.html
反射弧的结构保持完整性 完成反射的条件
足够强度的刺激
枪乌贼的巨大神经纤维直径可达1mm，是研究生物电的理想材料。 兴奋的实质是电流，电流是如何产生的？
产生电流要求有电位差，所以需要测量神经细胞膜的电位变化。
（2009江苏2）下列有关神经兴奋的叙述，正确的是（
）
A．静息状态时神经元的细胞膜内外没有离子进出
D
B．组织液中Na+浓度增大，则神经元的静息电位减小
C．突触间隙中的神经递质经主动运输穿过突触后膜而传递兴奋
D．神经纤维接受刺激产生的兴奋以电信号的形式传导
（2009安徽30）离体神经纤维某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。 图示该部位受刺激前后，膜两侧电位差的变化。请回答： （1）图中a线段表示__静__息___电位；b点膜两侧的电位差为 ， 此时0mNVa+ （内、内外）流。
K+低 K+高
如假设成立，增大神经细胞细胞外液的K+浓度，静息电位 的数值会如何变化？
增大神经细胞细胞外液的K+浓度，则神经细胞内外K+浓度 差变小，K+外流量减少，静息电位数值会变小。科学家曾做了 这样的实验，的确如此，从而验证了假设。
K+会一直外流吗？
K+外流后，神经细胞内外K+浓度差会变小，K+外流的动力 减小。另外由于K+外流，使细胞内外电位差加大，向内的电场 力会阻止K+外流。当向外的化学驱动力（K+浓度差）和向内 的电场驱动力达到平衡时，K+停止外流，此时膜内外的电位稳 定在－70mV。
④一次兴奋完成后，钠钾泵将细胞 内的Na+泵出，将细胞外的K+泵入， 以维持细胞内K+浓度高和细胞外Na+ 浓度高的状态，为下一次兴奋做好 准备。
高中生物一轮复习全套教学视频：
http://blog.sina.com.cn/s/blog_68 4f97280102e7mb.html
（2011年浙江4）在离体实验条件下单条神经纤维的动作电位 示意图如下，下列叙述正确的（ ）
①AB段，神经细胞静息时，非门控 的K+渗漏通道一直开放，K+外流， 膜两侧的电位表现为外正内负；
②BC段，神经细胞受刺激时，受刺 激部位的膜上门控的Na+通道打开， Na+大量内流，膜内外的电位出现反 转，表现为外负内正；
③CD段，门控的Na+通道关闭，门控 的K+通道打开，K+大量外流，膜电 位恢复为静息电位后，门控的K+通 道关闭；
位。适当降低S溶液中的Na+浓度，测量该细胞的静息电位和
动作电位，可观察到( )
A．静息电位值减小
D B．静息电位值增大
C．动作电位峰值升高
D．动作电位峰值降低
（2009宁夏5）下列关于神经兴奋的叙述，错误的是 ( ）
A．兴奋部位细胞膜两侧的电位表现为膜内为正、膜外为负
B．神经细胞兴奋时细胞膜对Na+通透性增大
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(
)
“汉水丑生的生物同行”
超级群大型公益活动： 历年高考 题PPT 版制作 。
本课件为公益作品，版 权所有，未经允许不得 擅自修改或用于任何形 式的商业用途。2012年 1月15日，汉水丑生标 记。
K+低 K+高
Na+高 Na+低
结合膜外Na+浓度远高于膜内这一事实，如何解释膜电位 由－70 mV逐渐减小到0，并出现+35 mV这一现象？
假设：膜电位发生反转是由Na+内流引起的
K+低
Na+高
K+高
Na+低
协助扩散。Na+不会一直内流， 因为Na+内流后，神经细胞内 外Na+浓度差会变小，Na+内流 的动力减小。
神经调节
第一讲：神经调节的基本方式及结构基础、神 经系统的分级调节 第二讲：静息电位和动作电位产生的离子基础
第三讲：兴奋的产生、传导和传递
静息电位和动作电位
产生的离子基础
作者：汉水丑生
本课件依据笔者发表在《生物学通报》2012年第9 期的教学设计制作而成。
论文详见：
http://blog.sina.com.cn/s/blog_684f97280102e7d1.html
规定：膜外电位为零电位 －70 mV
膜内电位比膜外低70 mV
0 mV 膜内电位等于膜外电位
+35mV 膜内电位比膜外高35mV
神经纤维受刺激后，示波器上显示的数字由－70 mV逐渐 减小到0，并出现+35 mV，这说明膜内外的电位发生了什么变 化？
受刺激后，膜内外的电位差逐渐缩小至0，并出现反转。 静息时是膜外电位高于膜内，记做内负外正；发生反转后， 膜内电位高于膜外，记做内正外负。
48．右表是哺乳动物神经 元内外两种主要阳离子的 浓度。a、b代表的离子分 别是＿N＿a+和＿K＿+ 。从细胞
离子 a b
神经元内 神经元外 5-15mmol/L 145mmol/L 140mmol/L 5mmol/L
膜的结构分析，维持这种离子浓度不均匀分布的机制是＿Na＿+、
Hale Waihona Puke Baidu
K＿+通＿过＿细＿胞＿膜＿上＿的＿N＿a+＿、＿K+＿运＿输＿载＿体＿，＿以＿主＿动＿运＿输＿方＿式＿进＿出＿
D
)
A.图①表示甲乙两个电极处的膜外电位的大小与极性不同
B.图②表示甲电极处的膜处于去极化过程，乙电极处的膜处
于极化状态
C.图④表示甲电极处的膜处于复极化过程，乙电极处的膜处
于反极化状态
D.图⑤表示甲乙两个电极处的膜均处于极化状态
“汉水丑生的生“物汉同水行丑”生超的级生群物大同型行”超级群大型公 公益活动 ：历年益高活考动题：历PP年T版高考制题作P。PT版制作。本
“汉水丑生的生物同行”超级群大型公 益活动 ：历年 高考题 PPT版 制作。本课件为公益作品，版权所有 ，不得 以任何 形式用 于商业 目 的。2012年1月15日，汉水丑生标记。
（2010新课标5）将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液(溶
液S)中，可测得静息电位。给予细胞一个适宜的刺激，膜两
侧出现一个暂时性的电位变化，这种膜电位变化称为动作电
A．a－b的Na+内流是需要消耗能量的 B．b－c段的Na+外流是不需要消耗能量的 C．c－d段的K+外流是不需要消耗能量的 D．d－e段的K+内流是不需要消耗能量的
（2009年山东7）图五表示枪乌贼离体神经纤维在Na+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（ ） A．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Na+浓度高于膜外 D．正常海水中神经纤维受刺激时，膜外Na+浓度高于膜内
直径小于0.5μm
当将两个微电极都放在神经细胞膜外时，在示波器上没有 记录到电位差，说明神经细胞膜外各处电位相等。
规定：膜外电位为零电位 －70 mV
膜内电位比膜外电位低了70mV
当将一个微电极的尖端刺穿细胞膜瞬间，便可通过示波器记 录到－70mV的电位差，表明膜内电位比膜外电位低了70mV。再 继续深插此电极，只要电极尖端还留在神经细胞内，则此电位值 便不再改变。由于此电位发生在静息状态的神经细胞膜的两侧， 故称静息电位（外正内负）。
本课件为公益作课品件，为版公权益所作有品，，不版权所有，不得以 得以任何形式用任于何商形业式目用的于。商2业01目2 的。2012年1月15 年1月15日，汉日水，丑汉生水标丑记生。标记。
资料：在神经细胞兴奋的过程中，有部分K+流到了膜外，部分Na+流到膜内， 但恢复静息后，经测定，细胞内的K+浓度和细胞外的Na+浓度与静息时几乎 相同，这说明必然存在某种机制将流入细胞内的Na+重新转运到细胞外，否 则随着兴奋次数的增多，膜外的Na+浓度会越来越低。同理，也必然存在某 种机制将流出细胞的K+重新转运到细胞内，否则细胞内K+浓度会越来越低。
AC
（2008上海）22、下列能正确表示神经纤维受刺激时，刺激
点膜电位由静息电位转为动作电位的过程是（ ）
A．①→④ C．③→②
B．②→③
D．④→①
D
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如假设成立，Na+是以何种方式通过神经细胞膜流向膜内的？ Na+会一直内流吗？
K+低 K+高
Na+高 Na+低
如上述假设成立，减小神经细胞细胞外液的Na+ 浓度，动作电位的峰值会如何变化？。
K+低 K+高
Na+高 K+低 Na+低 K+高
如何解释动作电位由+35 mV下降到0，最后恢复
为－70mV的静息电位？。 K+外流
C
C．兴奋在反射弧中以神经冲动的方式双向传递
D．细胞膜内外K+、Na+分布不均匀是神经纤维兴奋传导的基础
（2010浙江5）下图①-⑤依次表示蛙坐骨神经受到刺激后的
电位变化过程。下列分析正确的是( “汉水丑生的生物同行”超级群大型公 益活动：历年高考题PPT版制作。本
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