/重難01動作電位產生和傳導的相關實驗探究1．理解電位產生的機理并能夠測量靜息電位和動作電位。2．能夠分析電位變化的曲線及電流計偏轉的原因。3.會設計實驗探究興奮在反射弧中的傳導特點。1.膜電位的測量靜息電位的測量①靈敏電流計的一極與神經纖維膜外側連接，另一極與膜內側連接，觀察到指針發(fā)生偏轉(如圖甲)，測量出靜息電位；②兩極都與神經纖維膜外側(或膜內側)相連接時，指針不偏轉(如圖乙)。動作電位的測量電流計兩極均與膜外側相連，在電流計一側給予適宜刺激，電流計測出的就是動作電位的變化。2.膜電位變化曲線(1)a點之前——靜息電位:神經細胞質膜對K+的通透性大,對Na+的通透性小,主要表現(xiàn)為K+外流,使膜電位表現(xiàn)為外正內負,人為規(guī)定膜外為0電位,所以靜息電位為負值。(2)ac段——動作電位的形成過程:神經細胞受刺激時,Na+通道打開,Na+大量內流,導致膜電位迅速逆轉,表現(xiàn)為外負內正。(3)ce段——靜息電位的恢復過程:Na+通道關閉,K+通道打開,K+大量外流,膜電位逐漸恢復為靜息電位。(4)ef段——一次興奮完成后,鈉鉀泵將流入的Na+泵出膜外,將流出的K+泵入膜內,以維持細胞外Na+濃度高和細胞內K+濃度高的狀態(tài),為下一次興奮做好準備。3.探究興奮在反射弧中的傳導特點根據(jù)下圖來設計實驗方案:（1）探究興奮在神經纖維上的傳導（2）探究興奮在神經細胞之間的傳遞4．電流計指針偏轉的分析(1)同一神經細胞電流計指針偏轉次數(shù)的判斷(2)在神經細胞之間電流計指針偏轉次數(shù)的判斷題型01膜電位的測量及膜電位變化曲線分析動作點位和靜息電位的測量方法不同，對應的變化曲線也不同，根據(jù)電位產生的機理，可繪制相應曲線，如下圖所示：【典例1】電流計與離體神經纖維的連接方式如圖1所示，圖2是在箭頭處施加適宜的刺激后，根據(jù)電流計指針的變化得到的曲線圖。下列有關敘述正確的是（）A．若加大刺激強度，則動作電位峰值隨之增大B．當ab=0時，兩個波峰重疊，電流表指針不偏轉C．動作電位傳至a處時，膜內K+濃度小于膜外D．施加刺激后，電流計指針共發(fā)生兩次相同方向的偏轉【答案】D【解析】施加閾刺激與任何強度的閾上刺激引起的動作電位水平是相同的，A錯誤；當ab=0時，兩個電極處同時發(fā)生電位改變，兩個波峰重疊，電流計指針偏轉一次，B錯誤；神經細胞內的K+濃度明顯大于膜外，動作電位傳至a處時，膜內K+濃度仍然大于膜外，C錯誤；在圖1中，與電流計相連的兩電極分別置于處于靜息狀態(tài)的神經纖維內部的a點和外表面的b點，膜兩側的電位表現(xiàn)是內負外正，此時電流計的指針向左偏轉。施加刺激產生興奮時，刺激部位的膜兩側的電位變?yōu)閮日庳摗．斉d奮傳到a點時，兩電極處都是正電位，電流計指針指向0；當興奮離開a點尚未到達b點時，a點膜兩側的電位恢復為內負外正，電流計指針恢復為最初的向左偏轉狀態(tài)；當興奮傳到b點時，兩電極處都是負電位，電流計指針又指向0。可見，電流計指針共發(fā)生兩次相同方向的偏轉，D正確?！镜淅?】坐骨神經可以支配包括腓腸肌在內的多塊骨骼肌。取坐骨神經-腓腸肌標本，將電位表的兩個電極置于坐骨神經表面Ⅱ、Ⅲ兩處，如圖甲。在坐骨神經Ⅰ處，給一個適當強度的電刺激，指針偏轉情況如圖乙，其中h1＞h2，t1＜t3。下列敘述錯誤的是（）A．實驗中電位表測量到兩次方向相反的電位變化B．當Ⅲ處神經纖維處于外負內正狀態(tài)時，K+通道為關閉狀態(tài)C．神經纖維的傳導速度不同可導致t1＜t3D．兩個電極之間的距離越遠t2的時間可能越長【答案】B【解析】由于刺激產生的興奮依次經過Ⅱ處和Ⅲ處，使Ⅱ處和Ⅲ處膜外電位存在電位差，電位表指針偏轉，由于興奮部位是外負內正的膜電位，而未興奮部位及已經恢復靜息電位的部位為外正內負的膜電位，故指針發(fā)生兩次方向相反的偏轉，即實驗中電位表測量到兩次方向相反的電位變化，A正確；當Ⅲ處神經纖維處于外負內正狀態(tài)時，即為興奮部位，主要由Na?內流維持，但此時并非所有K?通道都關閉，B錯誤；t1、t3表示興奮傳過該位點所需要的時間，時間不同，可表示神經纖維的傳導速度不同，即Ⅱ處和Ⅲ處神經纖維的傳導速度不同可導致t1＜t3，C正確；兩個電極之間的距離越遠，Ⅱ處和Ⅲ處興奮間隔越長，即t2的時間越長，D正確。題型02興奮傳導和傳遞特點的實驗探究如下圖：（1）探究神經沖動在神經纖維上的雙向傳導方法設計：電刺激圖中①處，觀察A的反應，同時測量②處的電位有無變化。結果分析：電刺激①處→A有反應eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(②處電位不改變→單向傳導,②處電位改變→雙向傳導))（2）探究神經沖動在神經細胞之間的單向傳遞方法設計：先電刺激圖中①處，測量③處電位變化；再電刺激③處，測量①處的電位變化。結果分析：①③都有電位變化→雙向傳遞；只有①處電位有變化→單向傳遞(且傳遞方向為③→①)。【典例3】神經元之間可以通過突觸相聯(lián)系，為研究其機制進行圖甲實驗，結果如圖乙、圖丙所示。有關敘述錯誤的是（

）A．神經遞質由突觸前膜釋放體現(xiàn)了細胞膜的流動性B．神經遞質在突觸間隙移動不需要消耗ATPC．軸突1、2釋放的神經遞質均為興奮性遞質D．軸突2通過影響軸突1釋放神經遞質，間接引起神經元M發(fā)生Na+內流【答案】C【解析】神經遞質由突觸前膜釋放是通過胞吐，體現(xiàn)了膜的流動性，A正確；神經遞質在突觸間隙移動是通過擴散，不消耗ATP，B正確；圖甲、乙、丙顯示，圖丙的電位差值小于圖乙，軸突1釋放的神經遞質直接作用于神經元M，且產生的電位差較大，說明軸突1釋放的神經遞質為興奮性遞質，軸突2釋放的遞質作用于軸突1，使軸突1釋放的神經遞質減少，進而導致神經元M電位差小于圖乙，說明軸突2釋放的遞質為抑制性遞質，C錯誤；圖丙中，軸突1也引起了突觸后膜鈉離子內流，只不過鈉離子內流的量減少，即軸突2是通過影響軸突1釋放神經遞質，進而導致M神經元Na?內流相對減少引起，D正確。【典例4】神經元上存在一種電壓門控K+通道，當出現(xiàn)動作電位可引發(fā)這種電壓門控K+通道開放。若利用藥物阻斷了某神經元上的電壓門控K+通道，則其被刺激后，神經纖維上膜電位的變化情況是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】動作電位的形成與Na+的跨膜運輸有關，而靜息電位的形成與K+的跨膜運輸有關；據(jù)題意，當神經元出現(xiàn)動作電位可引發(fā)這種電壓門控K+通道開放，從而使電位恢復到靜息水平；因此阻斷該離子通道且刺激后，會導致無法從動作電位恢復為靜息電位，A正確，BCD錯誤。題型03判斷電流計指針偏轉問題“兩看法”判斷電流計指針偏轉【典例5】如圖是一個反射弧的部分結構圖，甲、乙表示連接在神經纖維上的電表，當在A點施加一定的刺激時，甲、乙電表的指針發(fā)生變化情況正確的是（）A．甲發(fā)生一次偏轉，乙不偏轉B．甲發(fā)生兩次方向相反的偏轉，乙不偏轉C．甲不偏轉﹐乙發(fā)生兩次方向相反的偏轉D．甲、乙都發(fā)生兩次方向相反的偏轉【答案】A【解析】當刺激A點時，產生的興奮在相應神經纖維上進行雙向傳導，則甲電表的左側導線所在膜的電荷分布為外負內正時，右側導線所在的另一神經纖維的膜電荷分布為外正內負，則甲電表的兩接線柱之間有電位差，會導致甲發(fā)生一次偏轉，當興奮傳到兩個神經元之間時，由于興奮在突觸間的傳遞是單向的，只能由一個神經元的軸突傳給另一個神經元的胞體或樹突，不能逆向傳遞，所以右側的神經元不興奮，乙電表的兩側導線的膜外均是正電荷，無電位差，乙不偏轉，A正確，BCD錯誤?！镜淅?】電表與神經纖維的連接方式如下圖1所示，圖2是在箭頭處施加一定的刺激后，根據(jù)電表指針的變化作出的曲線圖。下列有關敘述錯誤的是（

）A．無刺激時，電表測得的是靜息電位；且圖1中a、b兩處膜內K+濃度均比膜外高B．若減小圖1中ab的距離，則施加刺激后圖2中的d也隨之減小，當ab=0時電表指針不發(fā)生偏轉C．若在ab中點用藥物阻斷電流通過，在箭頭處施加刺激，電表指針發(fā)生一次偏轉D．若將a點處電極移向膜外，在箭頭處施加刺激，電表指針變化曲線圖與圖2不同【答案】B【解析】無刺激時，靜息電位為外正內負，因此電流計測得的是靜息電位，靜息電位的形成機制為K+外流，并且其運輸方式為協(xié)助擴散，因此圖1中a、b兩處膜內K+濃度均比膜外高，A正確；若減小圖1中ab間的距離，則刺激時圖2中的d也隨之減小，但是當ab=0時，電表指針偏轉一次，B錯誤；若在ab中點用藥物阻斷電流通過，在箭頭處施加刺激，產生的興奮只能傳導到a點，b點不能興奮，因此電表指針發(fā)生一次偏轉，C正確；若將a點處電極移向膜外，a、b都在膜外，在箭頭處施加刺激，電表指針變化曲線圖與圖2不同，D正確。1．興奮性指神經元接受電刺激后產生動作電位的能力，圖示神經元興奮性變化與時間的關系，下列敘述錯誤的是（）A．處于ab段細胞的興奮性為0，該細胞可能處于興奮狀態(tài)B．與cd段相比，處于bc段的細胞需要較弱的刺激就能產生動作電位C．處于cd段細胞還未完全恢復至靜息電位D．處于de段細胞興奮性恢復需依賴于Na+-K+泵【答案】B【解析】ab段細胞興奮性為0，細胞可能處于正興奮狀態(tài)，大部分Na?或Ca2?通道已處于激活狀態(tài)，不能再被激活，也可能處于鋒電位的下降支，大部分Na?或Ca2?通道處于失活狀態(tài)，不可能再次接受刺激而激活，因而細胞的興奮性為0，A正確；bc段是細胞興奮性逐漸向正?；謴偷臅r期，此時上一時期失活的Na?通道開始復活，但復活的通道數(shù)量較少，因此必須給予較強的刺激才能激活足夠的Na+通道，引發(fā)動作電位；cd段細胞均處于恢復靜息電位狀態(tài)，Na+通道已經完全復活，但膜電位還未完全回到靜息電位，距離閾電位比較近，在該時期如果受到一個閾下刺激，就有可能引發(fā)動作電位，B錯誤，C正確；de段電位降低到靜息電位以下水平，需要借助Na+-K+泵恢復到靜息電位水平，D正確。2．能引起神經元產生動作電位的最低強度刺激稱為閾刺激，刺激強度低于閾值時，神經元也可形成局部電位。與動作電位不同的是，局部電位沒有不應期（二次刺激后，相應部位不再反應或反應強度減弱），且局部電位的效果可在時間和空間上產生疊加。下列敘述正確的是（）A．動作電位產生過程中，鉀離子不會再進出細胞B．刺激強度超過閾刺激越多，引發(fā)的動作電位就越大C．同時給神經元相鄰的部位以多個c強度的刺激，可能會引發(fā)動作電位D．局部電位消失后，極短時間內對同一部位施加刺激，該部位不會再產生局部電位【答案】C【解析】動作電位是細胞受到一定強度的刺激后，膜電位由靜息電位內負外正的狀態(tài)向內正外負的方向轉變，細胞膜兩側存在離子濃度差，細胞膜內的鉀離子濃度高于細胞膜外，而細胞外鈉離子、鈣離子、氯離子高于細胞內，這種濃度差的維持依靠離子泵的主動轉運，主要是鈉-鉀泵，即每3個鈉離子流出細胞，就有2個鉀離子流入細胞內，因此鉀離子還會再進出細胞，A錯誤；動作電位的形成主要與神經纖維膜內外的Na+濃度差有關，刺激強度只要超過閾刺激，引發(fā)的動作電位一樣大，B錯誤；局部電位在一定限度內隨刺激強度增減而增減，同時給神經元相鄰的部位以多個c強度的刺激，可能會引發(fā)動作電位，C正確；局部電位沒有不應期，局部電位消失后，極短時間內對同一部位施加刺激，該部位會再產生局部電位，D錯誤。3．圖甲為某一種神經纖維示意圖，將一電位計的a、b兩極置于膜外，在X處給予適宜刺激，測得電位變化如圖乙所示。下列說法錯誤的是（）A．受刺激時，電位計的指針將發(fā)生兩次方向相反的偏轉B．圖甲電位計指針偏轉時，a或b處神經纖維膜處于動作電位C．在圖乙中的t3時刻，興奮傳導至b處D．t1-t2、t3-t4電位的變化分別是Na+內流和K+外流造成的【答案】D【解析】受刺激時，電位計的指針在電信號傳導至a時偏轉一次，到b時再偏轉一次，故會發(fā)生兩次方向相反的偏轉，A正確；圖甲電位計指針偏向左時，a處應該是負電位、b處應該為正電位，此時a處于動作電位；電位計指針偏向右時，b處應該是負電位、a處應該為正電位，此時b處于動作電位，B正確；在圖乙中的t3時刻，是在產生第二次偏轉的時候，興奮傳導至b電極處，并產生電位變化，C正確；t1～t2，t3～t4電位的變化都是先產生動作電位Na＋內流，再恢復靜息電位K＋外流，故t1～t2，t3～t4電位的變化都是Na＋內流和K＋外流造成的，D錯誤。4．圖甲為某一神經纖維示意圖，將一電表的a、b兩極置于膜外，在X處給予適宜刺激，測得電位變化如圖乙所示，下列相關敘述錯誤的是（

）A．圖乙中的t?時刻，對應圖甲中興奮傳導至b電極處B．X處受到適宜刺激后，電表會發(fā)生兩次方向相反的偏轉C．t?-t?，t?-t?的峰值電位的大小主要與膜內外Na?的濃度差有關D．興奮傳導過程中，a、b間細胞膜內局部電流的方向為b→a【答案】D【解析】圖乙中t1-t2是興奮傳導至a電極導致的電位變化，t3-t4是興奮傳導至b電極導致的電位變化，所以t3時刻對應圖甲中興奮傳導至b電極處，A正確；在X處給予適宜刺激，興奮先傳到a電極，a電極處膜電位變?yōu)橥庳搩日琤電極處仍為外正內負，此時電表指針發(fā)生一次偏轉，當興奮傳到b電極時，b電極處膜電位變?yōu)橥庳搩日?，a電極處恢復為外正內負，電表指針又發(fā)生一次方向相反的偏轉，所以電表會發(fā)生兩次方向相反的偏轉，B正確；t1-t2，t3-t4的峰值電位是動作電位，動作電位的產生主要是Na+內流引起的，其電位大小主要與膜內外Na+的濃度差有關，C正確；興奮的傳導方向與細胞膜內局部電流的方向相同，與細胞膜外局部電流的方向相反，在興奮傳導過程中，興奮從a向b傳導，所以a、b間細胞膜內局部電流的方向為a→b，D錯誤。5．科研人員將槍烏賊離體的神經纖維置于培養(yǎng)液中研究興奮的產生和傳導，裝置如圖。已知圖示神經元釋放興奮性神經遞質，并連有相同型號的電表Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；無刺激時，電表Ⅱ指向零電位差，即指針未發(fā)生偏轉。下列說法錯誤的是（）A．在P點給予適宜的刺激，電表Ⅰ指針擺動兩次B．在T點給予適宜刺激，電表Ⅰ指針擺動兩次C．在T點給予適宜刺激，接下來的某時間點三個電表具有相同的偏轉方向D．若增大培養(yǎng)液Na+濃度，在P點給予適宜的刺激，三個電表指針偏轉幅度都會增大【答案】D【解析】在P點給予適宜刺激，興奮先傳到電表Ⅰ的左電極，使左電極膜內變?yōu)檎娢?，右電極膜內仍為負電位，電表Ⅰ指針向左偏轉；隨后興奮傳到右電極，右電極膜內變?yōu)檎娢?，左電極膜內已恢復為負電位，電表Ⅰ指針向右偏轉，所以電表Ⅰ指針擺動兩次，A正確；在T點給予適宜刺激，由于興奮能由突觸前膜傳遞到突觸后膜，即T→P，電表I也可以擺動兩次，B正確；興奮傳至電表II右側接線軸時，三塊電表指針均向右偏轉，C正確；圖中電表III的兩電極分別位于膜的內外，測定的是靜息電位，靜息電位主要是鉀離子外流造成的，T處于突觸后膜，在P點給予適宜的刺激，興奮不會傳遞到T，故增大培養(yǎng)液Na+濃度，與鉀離子外流無關，所以III讀數(shù)不會增大，D錯誤。6．部分神經興奮傳導通路如下圖，將電表的兩極分別接在②④的膜外側，下列敘述正確的是（

）A．④給予一定強度的刺激，若電表只偏轉一次，則可證明興奮在突觸處是單向傳遞B．在②給予任一強度的刺激，電表都會發(fā)生兩次反向偏轉且肌肉會收縮C．若在②④分別給予不同強度的刺激使其產生興奮，則在兩處測得的電位也不相同D．細胞外液的K+和Na+濃度降低都會導致神經細胞的興奮性提高【答案】A【解析】在④給予一定強度的刺激，若電表只偏轉一次，說明興奮不能傳到②處，即興奮不能從突觸后膜傳到突觸前膜，即興奮在突觸處是單向傳遞，A正確；興奮的產生需要一定的刺激強度，若刺激強度過低則②不會產生興奮，電表不會發(fā)生偏轉肌肉也不會收縮，同時③釋放的神經遞質可能是興奮型也可能是抑制型，若釋放的是抑制型神經遞質則突觸后膜不會產生興奮，電表只發(fā)生一次偏轉肌肉不會收縮，B錯誤；動作電位的產生與Na+以協(xié)助擴散的方式內流有關，②④所處的內環(huán)境一致，膜內外的Na+濃度一致，兩處雖受到了不同強度的刺激但Na+的內流量相同，因此兩處所測得的電位也是相同的，C錯誤；細胞外液的K+濃度降低使膜內外K+濃度差增大，靜息電位形成時K+的外流量增加，使膜內外電位差加大，要轉變成動作電位所需要內流的Na+量增加，神經細胞的興奮性下降，細胞外液的Na+濃度降低使膜內外Na+濃度差減小，神經細胞在受到刺激時Na+的內流量減少，興奮性下降，D錯誤。7．在脊髓中央灰質區(qū)，神經元a、b、c通過兩個突觸傳遞信息（突觸前抑制主要參與感覺傳入系統(tǒng)的精細調節(jié)，抑制非主要信號的傳遞），如圖所示。下列相關敘述正確的是（）A．靜息狀態(tài)維持時，神經細胞會發(fā)生大量的K+外流B．a興奮則會引起b、c之間的興奮傳遞受抑制C．b興奮使c內Na+快速外流產生動作電位D．與突觸前抑制相比，突觸后抑制是突觸后膜直接被抑制性遞質作用引起去極化【答案】B【解析】靜息電位的產生原因K+外流，靜息狀態(tài)維持時，神經細胞會發(fā)生K+外流，A錯誤；突觸前抑制主要參與感覺傳入系統(tǒng)的精細調節(jié)，抑制非主要信號的傳遞，a興奮后產生抑制性神經遞質，a興奮可能會引起b、c抑制，B正確；產生動作電位的原因是Na＋內流，而且b興奮可能會使突觸前膜釋放抑制性神經遞質，陰離子內流，進而使靜息電位的絕對值增大，C錯誤；與突觸前抑制相比，突觸后抑制是突觸后膜直接被抑制性遞質作用引起超極化，而非“去極化”，D錯誤。8．科研人員將槍烏賊離體的神經元置于培養(yǎng)液中研究興奮的產生和傳導，裝置如圖。已知圖示神經元釋放興奮性神經遞質，并且連接有電表I、Ⅱ、Ⅲ。下列相關敘述正確的是（

）A．未給予刺激，三塊電表都可以測量到靜息電位數(shù)值B．在P點給予適宜刺激，三塊電表指針都會偏轉兩次C．若增大培養(yǎng)液中K+濃度，電表I的指針讀數(shù)將減小D．若增大培養(yǎng)液中Na+濃度，T點給予適宜刺激，電表Ⅱ指針偏轉幅度會減小【答案】C【解析】圖中電表I和Ⅲ的兩電極分別位于膜的內外，測定的是靜息電位，電表Ⅱ兩電極同時在膜外側，測定的不是靜息電位，A錯誤；電表Ⅱ的兩電極在膜外，但興奮只能從T傳向P，刺激P點電表Ⅱ的指針會發(fā)生一次偏轉，但由于興奮傳遞不到電表III所在的位置，因此電表III不偏轉，電表Ⅰ的兩電極在膜外，刺激P點電表Ⅰ的指針會發(fā)生兩次偏轉，B錯誤；圖中電表I測定的是靜息電位，靜息時，神經細胞膜對鉀離子的通透性大，鉀離子大量外流，若增大培養(yǎng)液中K+濃度，則膜內外鉀離子濃度差減小，鉀離子外流減少，電表I的指針讀數(shù)將減小，C正確；增大培養(yǎng)液Na+濃度，會影響動作電位峰值，刺激P點電表Ⅱ的指針會發(fā)生兩次偏轉，偏轉幅度增大，D錯誤。9．圖甲是動作電位的產生過程。圖乙表示該離體神經纖維局部放大后膜內外電荷的分布情況。請回答下列問題：(1)分段分析圖甲中電位變化情況：①A點時，神經細胞的膜電位為(填“靜息電位”或“動作電位”)，形成原因是，膜電位表現(xiàn)為。②BC段時，神經細胞的膜電位為(填“靜息電位”或“動作電位”)，形成原因是膜電位表現(xiàn)為。③CE段時，K?通道打開，相應離子以的方式大量外流，膜電位恢復靜息電位。(2)K?外流和Na?內流屬于