【兴奋在神经纤维上传导过程电位变化的解题分析】沿神经纤维传导的电位变化是

时间：2019-04-30 03:21:14　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　神经调节是动物生命活动调节方式之一，对于内环境稳态的维持具有非常重要的作用。其中，关于兴奋在神经纤维上传导过程的分析与实验探究是高考的热点之一，本文结合试题对这一热点进行解题分析。
　　【例1】（2009年安徽理综卷?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。图中ɑ线段表示电位；b点膜两侧的电位差为，此时Na+ （内、外）流。
　　答案：静息 0mV 内
　　解析：本题考查了对静息电位与动作电位的理解及电位变化曲线的理解，侧重考查学生对膜电位变化的分析能力。
　　①什么是静息电位和动作电位?
　　在神经未受到刺激时，神经纤维处于静息状态，这时细胞膜两侧的电位表现为内负外正，称为静息电位。它是一切生物电产生和变化的基础。当一对测量微电极都处于膜外时，电极间没有电位差。在一个微电极尖端刺入膜内的一瞬间，示波器上会显示出突然的电位改变，这表明两个电极间存在电位差。该电位在安静状态始终保持不变，因此称为静息电位。几乎所有的动植物细胞的静息电位膜内均较膜外低，若规定膜外电位为零，则膜内电位即为负值。大多数细胞的静息电位在-10~-100mV之间。
　　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。
　　②静息电位和动作电位形成的原因。
　　静息电位和动作电位的产生是膜内外离子选择性通透造成的，细胞膜内外离子分布不均和未受刺激时膜主要对K+有通透性是细胞保持膜内为负电位、膜外为正电位的基础。神经细胞内K+浓度明显高于膜外K+浓度，而膜外Na+浓度明显高于膜内Na+浓度。这种膜内外Na+、K+分布不均主要是“钠——钾泵”活动的结果。“钠——钾泵”能将细胞内的Na+运到膜外，同时将细胞外K+运入膜内。同时，因为在神经细胞膜上有Na+通道和K+通道，在神经纤维未受到外界刺激处于静息状态的时候，由于细胞膜K+通道打开，膜对K+通透性加强，细胞膜内的K+可顺着浓度梯度向膜外扩散，随着K+的不断扩散，其结果导致细胞内的正电荷减少而细胞外正电荷增多，从而使细胞膜外侧电位高而细胞膜内侧电位低，所以在膜的内外就形成了电位差，即为静息电位外正内负。当神经纤维受到一定强度的刺激时，细胞膜上的Na+通道打开，膜对Na+的通透性加强，引起Na+内流，随着Na+的内流，细胞外的正电荷逐渐减少，细胞内正电荷逐渐增加，使细胞膜内侧电位高而细胞膜外侧电位低，所以膜电位表现为外负内正。在动作电位发生后，由于在细胞膜上存在“钠——钾泵”，在其作用下将外流的K+重新运入膜内，将内流的Na+运出膜外，从而使膜电位又逐渐恢复到静息电位。
　　综上所述，ɑ线段——刺激之前的膜电位为静息电位，外正内负，K＋通道开放；b点——膜两侧的电位差为0mV(不是膜电位为0)，处于动作电位形成过程中，Na＋通道开放，Na＋内流；bc段——此时，仍然在动作电位形成过程中，Na＋通道继续开放，Na+仍然内流；cd段——静息电位恢复形成；de段——膜电位为静息电位。
　　【例2】（2009年上海生物试题?28）神经电位的测量装置如右图所示，其中箭头表示施加适宜刺激，阴影表示兴奋区域。用记录仪记录A、B两电极之间的电位差，结果如右侧曲线图。若将记录仪的A、B两电极均置于膜外，其他实验条件不变，则测量结果是（）。
　　答案：C
　　解析：本题考查了对静息电位与动作电位的测量及电位变化曲线的理解，侧重考查学生对神经纤维测量部位以及膜电位变化的分析能力。由于图中测量装置A电极在神经纤维膜内，B电极在神经纤维膜外，因为膜内外两侧存在电位差，所以电流表指针会发生偏转。根据图中记录仪的电位差曲线，说明在未受刺激时为负电位，受刺激后，兴奋部位细胞膜由外正内负变为外负内正，图中电位由负电位变化为零电位再变化为正电位；随后恢复静息电位，图中电位又由正电位变化为零电位再变化为负电位。若记录仪的A、B两电极均置于膜外，受刺激后，图中电位由零电位变化为负电位再变化为零电位；随后恢复静息电位，图中电位再由零电位变化为正电位再变化为零电位。在兴奋从左往右传导过程中，A和B先后都会出现负电位，A和B之间两次产生电位差且方向相反，反映电位变化的波形曲线则分布在横轴上下两侧，所以C选项是正确的。在A兴奋又恢复为静息状态且B还没有兴奋的时间内，A和B是等电势，所以选择项C的两个波峰之间有一段零电位差的时期。
　　（责任编辑杜华）

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