靜息電位和動作電位的測定

1、靜息電位和動作電位的測定1靜息電位和動作電位：靜息電位：在神經(jīng)未受到刺激時，神經(jīng)纖維處于靜息狀態(tài)，這時，由于細(xì)胞膜內(nèi)外特異的離子分布特點，細(xì)胞膜兩側(cè)的電位表現(xiàn)為內(nèi)負(fù)外正，稱為靜息電位。動作電位：當(dāng)神經(jīng)纖維某一部位受到刺激時，這個部位的膜兩側(cè)出現(xiàn)暫時性的電位變化，由內(nèi)負(fù)外正變?yōu)橥庳?fù)內(nèi)正，這就是動作電位。2基本原理：神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)K+明顯高于膜外，而膜外Na+明顯高于膜內(nèi)。靜息時，由于膜主要對K+有通透性，造成K+外流，使膜外陽離子多于膜內(nèi)，所以外正內(nèi)負(fù)。受到刺激時，細(xì)胞膜對Na+的通透性增加，鈉離子內(nèi)流，使膜內(nèi)陽離子濃度高于外側(cè)，所以表現(xiàn)為內(nèi)正外負(fù)。之后，在膜上由于存在鈉鉀泵，在其作用下，將外流的鉀

2、離子運輸進(jìn)膜內(nèi)，將內(nèi)流的鈉離子運出膜外，從而成膜電位又慢慢恢復(fù)到靜息狀態(tài)。3神經(jīng)電位差測定的常見類型：（1）靜息電位測定方式：靜息電位常見的測定方式是將電流表的兩個電極一個放在神經(jīng)纖維的外側(cè)，另一個放在神經(jīng)纖維的內(nèi)側(cè)（如右上圖），由于內(nèi)外兩側(cè)存在電勢差，因此電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。（2）動作電位測定方式：在一個神經(jīng)纖維上的測定：是指將電流表的兩個電極放在同一個神經(jīng)纖維的外側(cè)（A處和B處），來測定兩個電極處是否有電位差。其放置方式如右下圖。對于一個神經(jīng)纖維上電位的測定，如電流表指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，則說明A B兩點存在電勢差。一般的做法是在該神經(jīng)纖維上C點給一個足夠強度的刺激，從而觀察電流表發(fā)生幾次偏轉(zhuǎn)

3、，方向是否一致？當(dāng)刺激點C到達(dá)A、B兩點距離相等時，神經(jīng)沖動同時到達(dá)A、B兩點，兩點雖然均產(chǎn)生了動作電位，但是仍然不存在電勢差，因此電流表不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。只要刺激點C與A、B點在同一神經(jīng)元上，且CA與CB不相等，電流表就會發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)。在兩個神經(jīng)纖維上的測定：是指將電流表的兩個電極放在兩個相鄰神經(jīng)元的外側(cè)，來測定兩個電極處是否有電位差。其放置方式如右圖。在A點給一個足夠強度的刺激，觀察電流表發(fā)生幾次偏轉(zhuǎn)，方向是否一致？若這個刺激發(fā)生在上游神經(jīng)元上，則電流表會發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)；若這個刺激發(fā)生在下游神經(jīng)元上，則電流表只能發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)。4常見題型：例1：右圖表示槍烏賊離體神經(jīng)纖維在Na

4、+濃度不同的兩種海水中受刺激后的膜電位變化情況。下列描述錯誤的是（）A曲線a代表正常海水中膜電位的變化B兩種海水中神經(jīng)纖維的靜息電位相同C低Na+海水中神經(jīng)纖維靜息時，膜內(nèi)Na+濃度高于膜外D正常海水中神經(jīng)纖維受刺激時，膜外Na+濃度高于膜內(nèi)解析：從圖中可看出，起始階段兩曲線重合，故其靜息電位相同，B正確。正常海水中含有大量Na+，神經(jīng)纖維受刺激后，大量的Na+內(nèi)流，使膜內(nèi)成為正電位，膜外成為負(fù)電位。若海水中Na+濃度較低，Na+內(nèi)流少，產(chǎn)生的動作電位就較低，所以A是正確的。神經(jīng)纖維靜息電位時，外界Na+濃度高于內(nèi)部，內(nèi)部K+濃度高于外部，因此C是錯誤的。當(dāng)神經(jīng)纖維受到刺激時，盡管Na+濃度內(nèi)

5、流，導(dǎo)致內(nèi)部Na+濃度升高，但內(nèi)部電位高是Na+和K+共同作用的結(jié)果，膜外仍存在大量Na+，膜外的Na+濃度仍高于膜內(nèi)Na+濃度，D也是正確的。答案為C。例2：根據(jù)下圖分析神經(jīng)細(xì)胞，敘述錯誤的是（）A此圖可表示突觸小泡膜B靜息電位的形成可能與膜上的、等載體有關(guān)C若此圖為突觸后膜，則突觸間隙位于圖示膜的A面D若將神經(jīng)細(xì)胞膜的磷脂層平展在空氣水界面上，與水面接觸解析：本題考查了與興奮在神經(jīng)纖維上的神經(jīng)傳導(dǎo)以及興奮在神經(jīng)元之間的傳遞有關(guān)的一些知識。突觸小泡為細(xì)胞器，來源于高爾基體，其膜上一般不含多糖，此圖不可能是突觸小泡膜。電位的產(chǎn)生與離子運輸有關(guān)，離子的運輸與載體蛋白有關(guān)。而突觸后膜的識別則與糖蛋

6、白有關(guān)，有糖蛋白一側(cè)則位于細(xì)胞外側(cè)面。磷脂分子部分為親水端，能與水接觸。答案為A。例3：在蛙的坐骨神經(jīng)表面放置兩個電極，連接到一個電表上（電表指針偏轉(zhuǎn)方向代表電流方向）。靜息時，電表沒有測出電位差(如下圖中所示)。若在圖所示神經(jīng)右側(cè)的相應(yīng)位置給予一適當(dāng)?shù)拇碳ぃ瑒t電流表指針偏轉(zhuǎn)的順序依次為B。解析：在圖所示神經(jīng)右側(cè)的相應(yīng)位置給予一適當(dāng)?shù)拇碳?，則刺激處電位發(fā)生變化，由外正內(nèi)負(fù)變?yōu)橥庳?fù)內(nèi)正，向周圍傳導(dǎo)到b點，首先出現(xiàn)A圖所示現(xiàn)象，當(dāng)興奮傳導(dǎo)過了b點，又未到達(dá)a點，則現(xiàn)象為B圖所示，興奮繼續(xù)向a傳導(dǎo)，到達(dá)a點后，a點的電位發(fā)生改變，現(xiàn)象為C圖所示，興奮經(jīng)過a點后，又恢復(fù)B圖所示。答案為：ABCB。例4

7、：如圖是一個反射弧的部分結(jié)構(gòu)圖，甲、乙表示連接在神經(jīng)纖維上的電流表。當(dāng)在A點以一定的電流刺激，甲、乙電流表的指針發(fā)生的變化正確的是（）A甲、乙都發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)B甲發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)，乙不偏轉(zhuǎn)C甲不偏轉(zhuǎn)，乙發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)D甲發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)，乙不偏轉(zhuǎn)解析：A點給予一個刺激，產(chǎn)生興奮，向細(xì)胞體傳導(dǎo)，電流表指針發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)，但當(dāng)興奮傳導(dǎo)到細(xì)胞體后，無法傳遞到另外一個神經(jīng)元，無法引起其興奮，因此只有甲能發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)，乙不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，答案為D。例5：下圖甲表示人體脊髓反射弧模式圖，乙表示人體神經(jīng)元結(jié)構(gòu)模式圖。據(jù)圖回答：（1）甲圖中，刺激結(jié)構(gòu)時，會產(chǎn)生具體效應(yīng)的結(jié)構(gòu)是,該結(jié)構(gòu)在組成上包括

8、。（2）乙圖中的C是下一個神經(jīng)元的；興奮不能從C傳到A的原因是。（3）乙圖中，若刺激A點，電流計B將偏轉(zhuǎn)次；若抑制該細(xì)胞的呼吸作用，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)纖維在一次興奮后，其細(xì)胞膜不能再恢復(fù)到靜息狀態(tài)，所以帶電離子通過細(xì)胞膜的方式是。（4）甲圖中，提供電刺激設(shè)備、電位測量儀等必要的實驗用具，驗證興奮在神經(jīng)元之間進(jìn)行單向傳導(dǎo)的步驟是： 。（5）若按（4）步驟進(jìn)行，改為探究神經(jīng)元之間的方向，其結(jié)論為 。解析：甲圖是一典型的人體脊髓反射弧的結(jié)構(gòu)模式圖，從圖中可看出，為感受器，為傳入神經(jīng)，為神經(jīng)中樞，為傳出神經(jīng)，為效應(yīng)器（傳出神經(jīng)末梢及其所支配的肌肉或腺體等）。乙圖中C為突觸部分的突觸后膜下一個神經(jīng)元的樹突膜或胞體

9、膜，由于神經(jīng)遞質(zhì)只能由突觸前膜釋放并作用于突觸后膜，所以神經(jīng)沖動只能由前一個神經(jīng)元傳遞到后一個神經(jīng)元，而不能逆向傳遞。在乙圖中若刺激A點，由于興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)導(dǎo)致兩個電流表指針不同時發(fā)生電位變化，所以指針要偏轉(zhuǎn)兩次。若抑制該細(xì)胞的呼吸作用（細(xì)胞中ATP量不足），則神經(jīng)纖維在一次興奮后，其細(xì)胞膜不能再恢復(fù)到內(nèi)負(fù)外正的狀態(tài)，說明離開了ATP，帶電離子就不能通過細(xì)胞膜，所以，帶電離子通過細(xì)胞膜的方式是主動運輸。要驗證興奮在神經(jīng)元之間進(jìn)行單向傳遞，也就是說只能由前一個神經(jīng)元傳遞給后一個神經(jīng)元，而不能由后一個神經(jīng)元傳遞給前一個神經(jīng)元，應(yīng)先用電刺激（或上一點），測量上有無電位變化；再電刺激（或上一點），測量上有無電位變化。答案：（1）；效應(yīng)器；傳出神經(jīng)末梢及其所支配的肌肉或腺體等（2）樹突膜