高中生物2.1-神经调节膜电位变化及其测量考题例课件.ppt

1、 膜电位变化及其测量膜电位变化及其测量 复习复习o 1、神经纤维上受到刺激时膜电位会发生什么变化？、神经纤维上受到刺激时膜电位会发生什么变化？o 由于钠离子内流，膜电位由内负外正变为内正外负由于钠离子内流，膜电位由内负外正变为内正外负o 2、兴奋在神经纤维上的传导形式以及方向？、兴奋在神经纤维上的传导形式以及方向？o 以局部电流（电信号）的形式双向传导。以局部电流（电信号）的形式双向传导。几种高考典型试题的分类解读几种高考典型试题的分类解读o 题型一：神经细胞膜内外电位变化题型一：神经细胞膜内外电位变化o【典型题例】：（【典型题例】：（2003年上海卷）将离体神经置于不同钠离子浓度的年上海卷）

2、将离体神经置于不同钠离子浓度的生理盐水中，给予一定刺激后，下图中能正确反映膜电位变化与钠离子生理盐水中，给予一定刺激后，下图中能正确反映膜电位变化与钠离子浓度关系的是（浓度关系的是（ ）o o o 【试题解读】：生理盐水中的离体神经，给予一定刺激后，可以出现膜电位变化，【试题解读】：生理盐水中的离体神经，给予一定刺激后，可以出现膜电位变化，出现动作电位。钠离子浓度越高，内流量就越大，形成的动作电位电位峰值就越出现动作电位。钠离子浓度越高，内流量就越大，形成的动作电位电位峰值就越大，则膜电位变化就越大。可见，神经细胞膜外的膜电位变化和钠离子浓度成正大，则膜电位变化就越大。可见，神经细胞膜外的膜电

3、位变化和钠离子浓度成正相关。相关。D曲线正确。曲线正确。题型二、电流表指针偏转推理题型二、电流表指针偏转推理【典型题例【典型题例3】：】：(2007广东卷广东卷/多选多选)神经细胞在静息时具有静息电神经细胞在静息时具有静息电位，受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位，这两种电位可通位，受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。过仪器测量。A、B、C、D均为测量神经纤维静息电位示意图，正确均为测量神经纤维静息电位示意图，正确的是（的是（ ）【试题解读】静息电位是指细胞未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的电位【试题解读】静息电位是指细胞未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的电

4、位差。不管是静息电位还是动作电位均为跨膜电势差。所以，差。不管是静息电位还是动作电位均为跨膜电势差。所以，B、D选项不是选项不是静息电位测量方法。而静息电位测量方法。而A左侧的内膜为负，右侧膜外为正，电表指针向左偏左侧的内膜为负，右侧膜外为正，电表指针向左偏转；转；C选项右侧的内膜为负，左侧膜外为正，电表指针向右偏转。正确选选项右侧的内膜为负，左侧膜外为正，电表指针向右偏转。正确选AC。【典型题例】右图表示神经元联系的一种形式，与此相关的表述正确的是 ()oA刺激刺激a处，会导致处，会导致b处连续兴奋或抑制，处连续兴奋或抑制，c处也发生电位变化处也发生电位变化oB刺激刺激b处，不会引起处，不会

5、引起a和和c处发生电位变化处发生电位变化oC刺激刺激c处，处，a和和b处都会产生兴奋处都会产生兴奋oD刺激刺激a处，处，b、c同时产生兴奋或抑制同时产生兴奋或抑制o o【试题解读】兴奋在神经元之间的传递是单向的，只能由一个神经元的【试题解读】兴奋在神经元之间的传递是单向的，只能由一个神经元的轴突末端传递到下一个神经元的细胞体或树突。当刺激轴突末端传递到下一个神经元的细胞体或树突。当刺激a处时，兴奋方向处时，兴奋方向ab外、还有外、还有c环形路径，因处兴奋，形成兴奋传导的环形回路而环形路径，因处兴奋，形成兴奋传导的环形回路而反复循环，处相继又连续兴奋或抑制，选项正确；因为兴奋绕一圈反复循环，处相

6、继又连续兴奋或抑制，选项正确；因为兴奋绕一圈传递至传递至c处时，还要经过一个突触，兴奋通过突触时有一个时间距离，处时，还要经过一个突触，兴奋通过突触时有一个时间距离，b处产生电位变化在先，处产生电位变化在先，c处在后。刺激处在后。刺激b处，处，c处会发生兴奋或抑制，而无处会发生兴奋或抑制，而无法逆突触的反向传导到法逆突触的反向传导到a处，没有电位变化。刺激处，没有电位变化。刺激c处，同样处，同样a没有反应，没有反应，b处有反应。处有反应。题型三、膜电位变化的坐标曲线o【典型题例】：（【典型题例】：（2009年安徽卷）离体神经纤维某一部位受年安徽卷）离体神经纤维某一部位受到适当刺激时，受刺激部位

7、细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化，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。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。图中图中a线段表示线段表示 电位；电位；b点膜两侧的电位差为点膜两侧的电位差为 ，此，此时时Na+ （内、外）流。（内、外）流。【典型题例】：（【典型题例】：（2009年山东卷）右图表示枪乌贼离体神经纤维年山东卷）右图表示枪乌贼离体神经纤维在在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（描述错误的是（ ）A曲线曲线a代

8、表正常海水中膜电位的变化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两种海水中神经纤维的静息电位相同C低低Na+海水中神经纤维静息时，膜内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 o 【试题解读】曲线a完全符合动作电位曲线图，代表正常海水中膜电位的变化，正确。两条曲线的起点与终点的膜电位值相同，则说明两种海水中神经纤维的静息电位相同，正确。低Na+海水中神经纤维静息时，仍然钾离子通道打开，向外流，而Na+主要位于膜外，比膜内浓度高，正确。正常海水中神经纤维受刺激时，

9、膜外Na+通道打开，大量内流，导致膜内浓度高于膜外，答案为D。o【变式拓展】神经递质的主要作用机制，是通过与细胞膜上的【变式拓展】神经递质的主要作用机制，是通过与细胞膜上的受体结合，直接或间接调节细胞膜上离通道的开启或关闭，造成受体结合，直接或间接调节细胞膜上离通道的开启或关闭，造成离子通透性的改变，进而改变细胞膜电位。假如某一神经递质会离子通透性的改变，进而改变细胞膜电位。假如某一神经递质会使细胞膜上的氯离子通道开启，使氯离子进入细胞内，由此会（使细胞膜上的氯离子通道开启，使氯离子进入细胞内，由此会（）o A使细胞膜膜内电位变正使细胞膜膜内电位变正B使钠离子通道开放使钠离子通道开放o C使膜

10、电位差维持不变使膜电位差维持不变 D抑制细胞兴奋抑制细胞兴奋o 【变式拓展答案】【变式拓展答案】1.D【变式拓展】下图是反射弧的局部结构示意图，刺激【变式拓展】下图是反射弧的局部结构示意图，刺激c点，检测各位点电位变化。下列说法错误的是（点，检测各位点电位变化。下列说法错误的是（ ）A若检测到若检测到b、d点有电位变化，说明兴奋在同一神经元上是双向传点有电位变化，说明兴奋在同一神经元上是双向传导的导的B兴奋由兴奋由c传导到传导到e时，发生电信号一化学信号时，发生电信号一化学信号_电信号的转换电信号的转换Ca处检测不到电位变化，是由于突触前膜释放的是抑制性递质处检测不到电位变化，是由于突触前膜释

11、放的是抑制性递质D电表电表不偏转，电表不偏转，电表偏转两次偏转两次【变式拓展答案】【变式拓展答案】2.C【变式拓展【变式拓展4】（】（2011年浙江卷）在离体实验条件下单条神经纤维的年浙江卷）在离体实验条件下单条神经纤维的电位示意图如右，下列叙述正确的是（电位示意图如右，下列叙述正确的是（ ）Aa-b段的段的Na+内流是需要消耗能量的内流是需要消耗能量的 Bb-c段的段的Na+外流是不需要消耗能量的外流是不需要消耗能量的Cc-d段的段的K+外流是不需要消耗能量的外流是不需要消耗能量的 Dd-e段的段的K+ 内流是需要消耗能量的内流是需要消耗能量的o 例例1：神经电位的测量装置如下图所示，其中箭

12、头表：神经电位的测量装置如下图所示，其中箭头表示施加适宜刺激，涂黑区表示兴奋区域，下图中指示施加适宜刺激，涂黑区表示兴奋区域，下图中指针所示电流方向，依次看到现象的顺序如图：针所示电流方向，依次看到现象的顺序如图：分析：指针偏转几次，方向如何？为什么？分析：指针偏转几次，方向如何？为什么？ 电流产生的实质是电流产生的实质是a、b两点之间存在电位差。两点之间存在电位差。偏转的方向是由兴奋区与未兴奋区之间膜外的电位差决定偏转的方向是由兴奋区与未兴奋区之间膜外的电位差决定的。的。测膜外电流：指针偏转测膜外电流：指针偏转2次且方向相反次且方向相反o 例例2：神经电位的测量装置如下图所示，其中箭头：神经

13、电位的测量装置如下图所示，其中箭头表示施加适宜刺激，涂黑区表示兴奋区域，下图中表示施加适宜刺激，涂黑区表示兴奋区域，下图中指针所示电流方向，依次看到现象的顺序如图：指针所示电流方向，依次看到现象的顺序如图：分析：指针偏转几次，方向如何？为什么？分析：指针偏转几次，方向如何？为什么？测膜内外电流：指针偏转测膜内外电流：指针偏转3次且方向相同次且方向相同指针偏转发生在神经纤维未兴奋时，由内负外正的指针偏转发生在神经纤维未兴奋时，由内负外正的电位差决定的。电位差决定的。o 例例3：（：（2010年十三校联考）下图为神经电位的测量装年十三校联考）下图为神经电位的测量装置，其中箭头表示施加适宜刺激，涂黑

14、区表示兴奋区域。置，其中箭头表示施加适宜刺激，涂黑区表示兴奋区域。用仪器记录用仪器记录a、b两电极之间的电位差，结果预期的电位两电极之间的电位差，结果预期的电位测量结果是（测量结果是（ ）Ao 规律一：如果测量的是规律一：如果测量的是膜内和膜外的电位差膜内和膜外的电位差，当两个当两个测量电极之间的测量电极之间的间隔距离较大间隔距离较大时、则测量结果会出现时、则测量结果会出现两次同向的电位波动两次同向的电位波动。a电位电位b电位电位o 例例4、（09年上海年上海28）神经电位的测量装置如右上神经电位的测量装置如右上图所示，其中箭头表示施加适宜刺激，阴影表示兴奋图所示，其中箭头表示施加适宜刺激，阴

15、影表示兴奋区域。用记录仪记录区域。用记录仪记录A、B两电极之间的电位差，结两电极之间的电位差，结果如右侧曲线图。若将记录仪的果如右侧曲线图。若将记录仪的A、B两电极均置于两电极均置于膜外，其它实验条件不变，则测量结果是膜外，其它实验条件不变，则测量结果是 （ ）解析解析1：为什么已知条件中电位波动只有一次：为什么已知条件中电位波动只有一次？o 规律二：如果测量的是规律二：如果测量的是膜内和膜外的电位差膜内和膜外的电位差，当两当两个测量电极之间的个测量电极之间的间隔距离较间隔距离较近近时、则测量结果会时、则测量结果会出现出现一次电位波动一次电位波动。a电位电位b电位电位o 例例4、（09年上海年

16、上海28）神经电位的测量装置如右上神经电位的测量装置如右上图所示，其中箭头表示施加适宜刺激，阴影表示兴奋图所示，其中箭头表示施加适宜刺激，阴影表示兴奋区域。用记录仪记录区域。用记录仪记录A、B两电极之间的电位差，结两电极之间的电位差，结果如右侧曲线图。若将记录仪的果如右侧曲线图。若将记录仪的A、B两电极均置于两电极均置于膜外，其它实验条件不变，则测量结果是膜外，其它实验条件不变，则测量结果是 （ ）Co 规律三：如果测量的是规律三：如果测量的是膜外两点膜外两点的电位差，当两个测的电位差，当两个测量电极之间的量电极之间的间隔距离较近间隔距离较近时、则测量结果会出现时、则测量结果会出现两两次方向相

17、反的电位波动次方向相反的电位波动，且中间显示两侧电位差为，且中间显示两侧电位差为0的的时期较短。时期较短。a电位电位b电位电位解析解析3：当两个测量电极之间的间隔距离较远时，测量：当两个测量电极之间的间隔距离较远时，测量的是膜外两点的电位差会怎样变化？的是膜外两点的电位差会怎样变化？o 规律四：如果测量的是规律四：如果测量的是膜外两点膜外两点的电位差，当两个的电位差，当两个测量电极之间的测量电极之间的间隔距离较远间隔距离较远时、则测量结果会出时、则测量结果会出现现两次方向相反的电位波动两次方向相反的电位波动，且中间显示两侧电位，且中间显示两侧电位差为差为0的时期较远。的时期较远。a电位电位b电

18、位电位o 例例5、（、（2010年海南年海南9）将记录仪（）将记录仪（R）的两个电）的两个电极置于某一条结构和功能完好的神经表面，如右图，极置于某一条结构和功能完好的神经表面，如右图，给该神经一个适宜的刺激使其产生兴奋，可在给该神经一个适宜的刺激使其产生兴奋，可在R上记上记录到电位的变化。能正确反映从刺激开始到兴奋完录到电位的变化。能正确反映从刺激开始到兴奋完成这段过程中电位变化的曲线是（成这段过程中电位变化的曲线是（ ）D 分析：为什么两次波动方向是先上后下，与上海高考题相分析：为什么两次波动方向是先上后下，与上海高考题相反？反？海南题所测的值是海南题所测的值是右侧电位和左侧电位的差值右侧电

19、位和左侧电位的差值。 小结小结a电位电位b电位电位b电位电位a电位电位o 拓展：分析如下图若拓展：分析如下图若b侧损伤则会怎样变化？（涂黑侧损伤则会怎样变化？（涂黑区表示兴奋区域，阴影区表示损伤部位。区表示兴奋区域，阴影区表示损伤部位。o 1、（、（2009安徽卷）离体神经纤维某一部位受到适当刺激时，安徽卷）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。如图表示该部位受刺激前后，膜两侧电位差的变化。请回动。如图表示该部位受刺激前后，膜两侧电位差的变化。请回答：答：o （1）图中）图中a线段表示

20、线段表示 电位；电位；o b点膜两侧的电位差为点膜两侧的电位差为 ，o 此时此时Na+ （内、外）流。（内、外）流。o （2）神经冲动在离体神经纤维上）神经冲动在离体神经纤维上o 以局部电流的方式双向传导，以局部电流的方式双向传导，o 但在动物体内，神经冲动的传导方向但在动物体内，神经冲动的传导方向o 是单向的，总是由胞体传向是单向的，总是由胞体传向 。o （3）神经冲动在突触的传递受很多药物的影响。某药物能阻断）神经冲动在突触的传递受很多药物的影响。某药物能阻断突触传递，如果它对神经递质的合成、释放和降解（或再摄取）突触传递，如果它对神经递质的合成、释放和降解（或再摄取）等都没有影响，那么导

21、致神经冲动不能传递的原因可能是该药等都没有影响，那么导致神经冲动不能传递的原因可能是该药物影响了神经递质与物影响了神经递质与 的结合。的结合。静息静息 0mv 内内 轴突末梢轴突末梢 突触后膜上的特异性受体突触后膜上的特异性受体 o 2、（、（09重庆卷）题重庆卷）题30图图2是反射弧结构模式图，是反射弧结构模式图，a、b分别分别是放置在传出神经和骨骼肌上的电极，用于刺激神经和骨骼肌；是放置在传出神经和骨骼肌上的电极，用于刺激神经和骨骼肌；c是放置在传出神经上的电位计，用于记录神经兴奋电位；是放置在传出神经上的电位计，用于记录神经兴奋电位；d为神经与肌细胞接头部位，是一种突触。为神经与肌细胞接

22、头部位，是一种突触。（1）用）用a刺激神经，产生的兴奋传到骨骼肌引起的收缩刺激神经，产生的兴奋传到骨骼肌引起的收缩 （属（属于或不属于）反射。于或不属于）反射。（2）用）用b刺激骨骼肌，刺激骨骼肌， （能或不能）在（能或不能）在c处记录到电位。处记录到电位。（3）正常时，用）正常时，用a刺激神经会引起骨骼肌收缩；传出部分的某处刺激神经会引起骨骼肌收缩；传出部分的某处受损时，用受损时，用a刺激神经，骨骼肌不再收缩，根据本题条件，完刺激神经，骨骼肌不再收缩，根据本题条件，完成下列判断实验：成下列判断实验：如果如果 ，表明传出神经受损。表明传出神经受损。如果如果 ，表明骨骼肌受损。表明骨骼肌受损。如

23、果如果 ，表明部位表明部位d受损。受损。不属于不属于 不能不能 用用a刺激神经，在刺激神经，在c处不能记录到电位处不能记录到电位 用用b刺激骨骼肌不收缩刺激骨骼肌不收缩 用用a刺激神经，在刺激神经，在c处记录到电位，骨处记录到电位，骨骼肌不收缩，用骼肌不收缩，用b刺激骨骼肌收缩刺激骨骼肌收缩将青蛙脑破坏保留脊髓，在脊柱下部打开脊椎骨，剥离出脊髓一将青蛙脑破坏保留脊髓，在脊柱下部打开脊椎骨，剥离出脊髓一侧的一对脊神经根侧的一对脊神经根 （包含一个背根和一个腹根，见下图）。分（包含一个背根和一个腹根，见下图）。分别电刺激背根与腹根均可引起蛙同侧后肢发生运动反应。已知背别电刺激背根与腹根均可引起蛙同

24、侧后肢发生运动反应。已知背根含有传入神经，腹根含有传出神经，背根与腹根合并成脊神经。根含有传入神经，腹根含有传出神经，背根与腹根合并成脊神经。请根据上述提供的实验材料（实验用具自选）设计实验步骤，并请根据上述提供的实验材料（实验用具自选）设计实验步骤，并预测实验结果，以分别验证背根（含有传入神经）具有传入功能，预测实验结果，以分别验证背根（含有传入神经）具有传入功能，腹根（含有传出神经）具有传出功能。腹根（含有传出神经）具有传出功能。实验步骤实验步骤1：在背根中央处：在背根中央处 ，分别电刺激背根靠近，分别电刺激背根靠近脊髓的一段和靠近外周的一段，观察脊髓的一段和靠近外周的一段，观察 。预期结

25、果：预期结果： ， ，说明说明 。实验步骤实验步骤2：在腹根中央处：在腹根中央处 ，分别电刺激腹，分别电刺激腹根靠近脊髓的一段和靠近外周的一段，观根靠近脊髓的一段和靠近外周的一段，观察察 。预期结果：预期结果： ， ，说明说明 。(1) 剪断剪断(1分分)，后肢是否发生运动反应，后肢是否发生运动反应(1分分)，电，电刺激背根靠近脊髓的一段发生蛙后肢运动反应刺激背根靠近脊髓的一段发生蛙后肢运动反应(1分分)，电刺激背根外周段不发生反应电刺激背根外周段不发生反应(1分分)，背根具有传入，背根具有传入功能功能(1分分)。 (2) 剪断剪断(1分分)，后肢是否发生运动反应，后肢是否发生运动反应(1分分

26、)，电，电刺激腹根靠近脊髓的一段不发生蛙后肢运动反应刺激腹根靠近脊髓的一段不发生蛙后肢运动反应(1分分)，电刺激腹根外周段发生反应，电刺激腹根外周段发生反应(1分分)，腹根具有，腹根具有传出功能传出功能(1分分)。【解析】考查传入神经和传出神经功能的知识。实验【解析】考查传入神经和传出神经功能的知识。实验目的是验证背根、腹根功能。实验原理：分别电刺激目的是验证背根、腹根功能。实验原理：分别电刺激背根与腹根均可引起蛙同侧后肢发生运动反应；背根背根与腹根均可引起蛙同侧后肢发生运动反应；背根含有传入神经，腹根含有传出神经。传入神经的功能含有传入神经，腹根含有传出神经。传入神经的功能是将感受器发生的神经冲动传至神经中枢；传出神经是将感受器发生的神经冲动传至神经中枢；传出神经的功能是将神经中枢发出的冲动传至效应器。如果剪的功能是将神经中枢发出的冲动传至效应器。如果剪断背根或者腹根后，传导将受阻，电刺激其外周段和断背根或者腹根后，传导将受阻，电刺激其外周段和向中段，肌肉就会有不同向中段，肌肉就会有不同