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膜電位測量與電流計指針偏轉問題分析
易錯歸因
對膜電位變化曲線理解不到位；對電流計指針偏轉問題分析不準確。
典型易錯題
例1（2022·河北衡水·二模）如圖為在蛙的坐骨神經上測得的興奮傳導過程中膜電位的變化情況。下列相關敘述錯誤的是（ ）
A．測得圖示電位變化需將電流表的兩電極連在坐骨神經同一位置的膜內外
B．若降低培養液中鈉離子的濃度，D的峰值下降，有可能不能引起電位逆轉
C．若電極連在神經細胞膜外的兩個位置，連接點間的突觸直接影響指針偏轉次數
D．F點后由于鈉－鉀泵對兩種離子的運輸導致兩種離子在膜內外的濃度趨于平衡
【答案】D
【解析】分析題圖：靜息時，神經細胞膜對鉀離子的通透性大，鉀離子大量外流，形成內負外正的靜息電位；受到刺激后，神經細胞膜的通透性發生改變，對鈉離子的通透性增大，鈉離子內流，形成內正外負的動作電位。題圖表示動作電位的發生，需將電流表的兩電極連在坐骨神經同一位置的膜內外，才能測得膜內外電位的變化，A正確；若降低培養液中鈉離子的濃度，產生興奮時，鈉離子的內流量減少，D的峰值下降，如果內流的鈉離子過少，有可能不能引起電位逆轉，B正確；若電極連在神經細胞膜外的兩個位置，連接點間的突觸直接影響指針偏轉次數，主要取決于刺激點位于突觸前神經元還是突觸后神經元，C正確；鈉－鉀泵對兩種離子的運輸屬于主動運輸，鈉－鉀泵的作用導致兩種離子在膜內外的濃度存在差異，D錯誤。故選D。
例2（2022·廣東·模擬預測）在青蛙的離體神經纖維上安裝一個靈敏電流計，如圖甲所示，c點為刺激部位，圖乙為c點受刺激后的膜電位變化情況。下列敘述錯誤的是（ ）
A．圖甲中神經纖維未受刺激時B側為負電位
B．圖甲中c點接受刺激后，電流計指針有方向相反的兩次偏轉
C．將神經纖維置于高Na+的溶液中，③高度下移
D．圖乙④點時K+大量外流，處于靜息電位恢復狀態
【答案】C
【解析】據圖分析：電流計的兩電極位于神經纖維的膜外側，在右電極的右側給一個強刺激可以引起電流表指針發生兩次方向相反的偏轉，神經纖維未興奮時（靜息時）膜電位為外正內負，該電位的形成與鉀離子的外流、鈉離子的內流有關，興奮后膜電位為外負內正。圖甲中神經纖維未受刺激時處于靜息電位，K+外流，B側為負電位，A正確；圖甲c點接受刺激后，興奮先傳到b點，b點為動作電位，外側帶負電荷，電流計指針向右偏轉，當興奮傳導至a點時，a點外側帶負電荷，b點恢復為靜息電位，帶正電荷，指針向左偏轉，B正確；將神經纖維置于高Na+的溶液中，Na+內流增多，③高度上移，C錯誤；圖乙④點時K+大量外流，處于靜息電位恢復狀態，D正確。故選C。
解題技巧
1．膜電位的測量
方法 圖解 結果
電表兩極分別置于神經纖維膜的內側和外側
電表兩極均置于神經纖維膜的外側
2．膜電位變化曲線
（1）a點之前——靜息電位：神經細胞膜對K＋的通透性大，對Na＋的通透性小，主要表現為K＋外流，使膜電位表現為外正內負。
（2）ac段——動作電位的形成：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，表現為外負內正。
（3）ce段——靜息電位的恢復：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，為下一次興奮做好準備。
3．電流表指針的偏轉問題
（1）電流表指針偏轉的原理
圖中a點受刺激產生動作電位“”，動作電位沿神經纖維傳導依次通過“a →b→c右側”時靈敏電流計的指針變化細化圖：
（2）在神經纖維上電流表指針偏轉問題
①刺激a點，b點先興奮，d點后興奮，電流表指針發生兩次方向相反的偏轉。
②刺激c點（bc＝cd），b點和d點同時興奮，電流表指針不發生偏轉。
（3）在神經元之間電流表指針偏轉問題
①刺激b點，由于興奮在突觸間的傳遞速度小于在神經纖維上的傳導速度，a點先興奮，d點后興奮，電流表指針發生兩次方向相反的偏轉。
②刺激c點，興奮不能傳至a點，a點不興奮，d點興奮，電流表指針只發生一次偏轉。
同類題練習
1．（2022·浙江·高考真題）聽到上課鈴聲，同學們立刻走進教室，這一行為與神經調節有關。該過程中，其中一個神經元的結構及其在某時刻的電位如圖所示。下列關于該過程的敘述，錯誤的是（ ）
A．此刻①處Na+內流，②處K+外流，且兩者均不需要消耗能量
B．①處產生的動作電位沿神經纖維傳播時，波幅一直穩定不變
C．②處產生的神經沖動，只能沿著神經纖維向右側傳播出去
D．若將電表的兩個電極分別置于③④處，指針會發生偏轉
2．（2022·浙江杭州·二模）研究人員利用槍烏賊大軸突進行動作電位的傳導實驗，結果如圖所示。其中，刺激位點為a點或f點，b、c位點接有靈敏電位計。下列敘述正確的是（ ）
A．d位點膜內外電位相同，此時K+外流與Na+內流速率相等
B．此時e位點Na+大量內流，引發去極化和反極化過程
C．若適當增加外界溶液的K+濃度，則f位點靜息電位絕對值將變大
D．若適當增加外界溶液的Na+濃度，則靈敏電位計每次偏轉的幅度增加
3．（2022·浙江溫州·二模）在一神經纖維上接有一系列相同電表測其膜電位，神經纖維某一位點受刺激后的某一時刻，根據電表指針偏轉情況作出神經纖維膜上各位點的電位如圖所示。下列敘述正確的是（ ）
A．a點可能是受刺激的位點 B．各電表測得的是神經纖維膜外的電位
C．該圖能體現動作電位傳導的不衰減性 D．b點電表指針所處位置與d點的相同
4．（2021·浙江紹興·二模）圖甲為某一種神經纖維示意圖，將一電流表的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。下列說法錯誤的是（　　）
A．受刺激時，電流表的指針將發生兩次方向相反的偏轉
B．圖甲電流表指針偏向左時，a極處神經纖維膜可能處于去極化狀態
C．在圖乙中的t3時刻，興奮傳導至b電極處
D．t1～t2，t3～t4電位的變化分別是Na+內流和K+外流造成的
5．（2022·廣東深圳·模擬預測）興奮在神經纖維上具有雙向傳導的特點，某同學將兩個電流表的電極置于神經纖維上相應的位置，如甲圖所示，其中表1兩電極分別在a、b處膜外，表2兩電極分別在d處膜的內外側。在b d中點c給予適宜刺激，相關的電位變化曲線如乙圖、丙圖所示。下列敘述錯誤的是（　　）
A．丙圖表示刺激c點時表1測到的電位變化
B．未刺激c點時，表2指針的讀數對應乙圖中的①
C．乙圖中①~③的變化是Na+以主動運輸的方式進入細胞引起的
D．刺激甲圖中的c點時，產生的興奮沿神經纖維雙向傳導
6．（2022·浙江嘉興·模擬預測）坐骨神經由多種神經纖維組成，不同神經纖維的興奮性和傳導速率有差異，多根神經纖維同步興奮時，其動作電位幅值（即大小變化幅度）可以疊加；單根神經纖維的動作電位存在“全或無”現象。現欲研究神經的電生理特性，裝置如圖所示，①為刺激位點，②③④⑤為電表電極位點，電表甲、乙測得的最大偏轉幅度如圖2所示。下列敘述正確的是（ ）
A．靜息時，神經纖維不進行Na+和K+的跨膜轉運
B．刺激強度小于b時，④⑤處都無電位變化
C．刺激強度從a增強到b，興奮的神經纖維數量增加
D．曲線1對應電表乙的結果，曲線2對應電表甲的結果
7．（2022·黑龍江·模擬預測）如圖是用甲、乙兩個電流表研究神經纖維及突觸上興奮產生及傳導的示意圖。下列有關敘述正確的是（ ）
A．靜息狀態下，甲指針和乙指針都不偏轉
B．刺激a處時，甲指針維持原狀，乙指針偏轉兩次
C．刺激b處時，甲指針維持原狀，乙指針偏轉一次
D．清除c處的神經遞質，再刺激a處時，甲指針偏轉一次，乙指針不偏轉
8．（2022·福建·模擬預測）如圖為神經元結構模式圖，電流計A1和A2的兩極a、c、d、e分別接在神經纖維外膜上，在b、f兩點給予適宜強度的刺激（ab = bc），則電流計的偏轉情況為（ ）
A．在b點與f點刺激時，A1、A2各偏轉兩次，且方向相反
B．在b點刺激時，A1不偏轉，A2偏轉兩次；f點刺激時，A1不偏轉，A2偏轉一次
C．在b點刺激時，A1不偏轉，A2偏轉兩次；f點刺激時，A1偏轉，A2偏兩次
D．在b點刺激時，A1偏轉兩次，A2偏轉一次；f點刺激時，A1不偏轉，A2偏轉一次
9．（多選題）（2022·遼寧·阜新蒙古族自治縣高級中學二模）下圖為某神經纖維局部示意圖，其中b、d是靈敏電流計接頭，均接在細胞膜外表面，且bc=cd。下列相關敘述錯誤的是（ ）
A．若將 b接入神經細胞膜內側，測得的數值為興奮時的膜電位
B．刺激 a點，電流計指針偏轉兩次，說明興奮在神經纖維上進行雙向傳導
C．刺激c點，b、d 點處不發生電位變化，電流計不發生偏轉
D．刺激d點，興奮以電信號傳導至c點，引起c點 Na+內流
10．（2022·陜西·寶雞中學一模）將蛙腦破壞，保留脊髓，做蛙心靜脈灌注，以維持蛙的基本生命活動。暴露蛙左后肢屈反射的傳入神經和傳出神經，分別連接電位計 和 。將蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后，電位計 和 有電位波動，出現屈反射。如圖為該反射弧結構示意圖。
（1）請說明如何用簡便的實驗驗證興奮能在神經纖維上雙向傳導，而在反射弧中只能單向傳遞。_________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
（2）若在灌注液中添加某種藥物，將蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后，電位計 有波動，電位計 未出現波動，左后肢未出現屈反射，其原因可能有：①__________________________；②___________________________________。
（3）科學家用蛙的神經纖維進行實驗（如圖1，電流左進右出為+），記錄在鈉離子溶液中神經纖維產生興奮的膜電位（如圖2），其中箭頭表示施加適宜刺激。
若將記錄儀的微電極均置于膜外（見圖3），其他條件不變，則測量結果是下圖中___________。
A． B．C． D．
同類題練習參考答案
1．A 【解析】根據興奮傳遞的方向為③→④，則①處恢復靜息電位，為K+外流，②處Na+內流，A錯誤；動作電位沿神經纖維傳導時，其電位變化總是一樣的，不會隨傳導距離而衰減，B正確；反射弧中，興奮在神經纖維的傳導是單向的，由軸突傳導到軸突末梢，即向右傳播出去，C正確；將電表的兩個電極置于③④處時，由于會存在電位差，指針會發生偏轉，D正確。故選A。
2．D 【解析】d點是動作電位的形成過程，此時主要是鈉離子通道開放，鈉離子內流速度大于鉀離子外流速度，A錯誤；e處為靜息電位的恢復過程，此時主要是鉀離子外流，B錯誤；靜息電位是鉀離子以協助擴散的方式外流造成的，若適當增加外界溶液的K+濃度，神經纖維膜內外的鉀離子濃度差變小，f位點靜息電位絕對值將變小，C錯誤；動作電位是Na+內流形成的，若增加外界培養液的Na+濃度，Na+內流速度更快，形成的電位差更大，則靈敏電位計每次偏轉的幅度增加，D正確。故選D。
3．D 【解析】分析題圖，a、c、e點表示靜息電位；b點表示動作電位，此時Na+內流，造成膜兩側的電位表現為內正外負。c點是刺激點，A錯誤；未受刺激時，各電表測得的數值為負數，而靜息電位是外正內負，故各電表測得的是神經纖維膜內的電位，B錯誤；該圖能體現動作電位數值大小不變，該圖不能說明其傳導具有不衰減性，缺少受刺激點的電位波形圖，不能比較是否衰減，C錯誤；b點和d點的膜電位一致，所以b點電表指針所處位置與d點的相同，D正確。故選D。
4．D 【解析】受刺激時，電流表的指針在電信號傳導至a時偏轉一次，到b時再偏轉一次，故會發生兩次方向相反的偏轉，A正確；圖甲電流表指針偏向左時，a處應該是負電位、b處應該為正電位，此時a處電位內正外負，可能處于去極化狀態，B正確；靜息電位是外正內負，動作電位是外負內正，電流表會有不同方向的偏轉。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。故選D。
5．C 【解析】圖甲中表1指針的讀數等于0，表2指針數不等于0，乙圖表示刺激c點時表2測到的電位變化，丙圖表示刺激c點時表1測到的電位變化。未受刺激時，表1指針的讀數等于0，表2指針數不等于0，據此可以推斷丙圖表示刺激c點時表1測到的電位變化，乙圖表示刺激c點時表2測到的電位變化，A正確；靜息電位為細胞膜內、外的電位差，故未刺激c點時，表2指針對應的讀數表示神經纖維的靜息電位，對應乙圖的①，B正確；乙圖中①~③的變化是Na+以協助擴散的方式進入細胞引起的，C錯誤；刺激甲圖中的c點，使其產生興奮后，興奮部位會和未興奮部位形成局部電流，從而使興奮沿神經纖維雙向傳導，D正確。故選C。
6．C 【解析】分析圖2，剛開始刺激強度較小，電表的最大偏轉幅度相等，隨著刺激的不斷增大，興奮的神經纖維數量會增加，電表偏轉的幅度也會增加，多根神經纖維同步興奮時，其動作電位幅值（即大小變化幅度）可以疊加，曲線1表示的是離刺激點較近的電表甲，曲線2是表示電表乙。靜息時神經細胞開放鉀離子通道，使鉀離子外流，A錯誤；分析圖2，刺激強度小于b時曲線對應的縱坐標具有相應的數值，因此電表具有相應的偏轉值，④⑤處有電位變化，B錯誤；刺激強度從a增強到b，分析圖2的曲線，剛開始2曲線重合，后來出現了差值，說明興奮的神經纖維數量增加，C正確；由分析可知，曲線1對應電表甲的結果，曲線2對應電表乙的結果，D錯誤。故選C。
7．C 【解析】甲表測定的是細胞膜內外的電位差，靜息狀態下細胞膜內外有電位差，指針會偏轉，A錯誤；刺激a處時，對于甲電流表，興奮傳到電極處，膜外為負電位，膜內為正電位，甲指針偏轉一次。對于乙電流表，興奮先傳到乙電流表的左邊電極，然后傳到右邊電極，乙指針偏轉兩次，B錯誤；刺激b處時，興奮無法傳到左邊神經元，因此甲指針維持原狀，對于乙電流表，興奮無法傳到電流表左邊電極，乙指針偏轉一次，C正確；清除c處的神經遞質，再刺激a處時，興奮無法傳到右邊神經元，甲指針偏轉一次，乙指針偏轉一次，D錯誤。故選C。
8．B 【解析】分析題圖：圖示為神經元結構模式圖，電流計A1和A2的兩極a、c、d、e分別接在神經纖維外膜上。刺激b點時，興奮可以雙向傳導，且同時到達a和c處；當興奮向右傳遞時，先到達d處，后到達e處。由于興奮在神經元上可以雙向傳導，而在神經元之間只能單向傳遞，因此刺激f點時，興奮能傳導到e處，但不能傳遞到a、c和d處。在b點刺激時，興奮同時到達a和c處，因此A1不偏轉；當興奮繼續向右傳遞時，先到達d處，后到達e處，因此A2偏轉兩次，且方向相反；在f點刺激時，興奮能傳導到e處，但不能傳遞到a、c和d處，因此A1不偏轉，A2偏轉一次。綜上所述，B正確。故選B。
9．ABC 【解析】若將圖中的b接入神經細胞膜內側，電流計一側在膜外一側在膜內，測得的數值可反映靜息電位大小，A錯誤；刺激a點，電流計指針偏轉兩次，只能說明興奮向右側傳導，不能說明興奮在神經纖維上雙向傳導，B錯誤；刺激c點時，由于bc=cd，電信號同時到達b、d點處，電流計不發生偏轉，但b、d點處會檢測到電位變化，C錯誤；刺激d點，興奮以局部電流形式傳導至c點，引起c點產生興奮，Na+大量內流，D正確。故選ABC。
10．（1）方法和現象：刺激電位計 與骨骼肌之間的傳出神經。觀察到電位計 有電位波動和左后肢屈腿，電位計 未出現電位波動
（2）突觸前膜釋放的神經遞質不能與突觸后膜上的特異性受體結合 突觸前膜不能釋放神經遞質
（3）B
【解析】（1）若興奮在反射弧中只能單向傳遞，則刺激電位計 與骨骼肌之間的傳出神經，可觀察到電位計 有電位波動和左后肢屈腿，電位計 未出現電位波動。
（2）灌注某種藥物后 電位計能記錄到電位波形，在 電位計不能記錄到電位波形，說明該藥物并非抑制神經纖維膜上電壓門控鈉離子通道，而是抑制突觸興奮的傳遞，因此該藥物的作用可能是使突觸前膜釋放的遞質不能與突觸后膜上的特異性受體結合，也可能是使突觸前膜不能釋放遞質。
（3）據圖分析，興奮在神經纖維上傳導可以是雙向的。圖中的電位計檢測的是一個神經元膜內外的電位差；在靜息狀態下呈外正內負，動作電位為外負內正，因此電流表發生兩次相反地轉動。若將記錄儀的微電極均置于膜外（見圖3），其他條件不變，由題干和圖解可知，電極所示是膜外電位變化，未興奮之前，兩側的電位差為0；刺激圖中箭頭處，左側電極先興奮，左側膜外變為負電位，而右側電極處膜外仍為正電位，因此兩側的電位差為負值；由于兩點中左側先興奮，右側后興奮，并且兩點之間具有一定的距離，因此中間會出現延擱；當興奮傳導到右側電極后，電位差與之前的相反，因此測量結果為B，B正確。故選B。
答案第1頁，共2頁
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