1、1母题 11 静息电位与动作电位产生机理【母题原题】1（2018 全国卷，3）神经细胞处于静息状态时，细胞内外 K+和 Na+的分布特征是（ ）A细胞外 K+和 Na+浓度均高于细胞内B细胞外 K+和 Na+浓度均低于细胞内C细胞外 K+浓度高于细胞内，Na +相反D细胞外 K+浓度低于细胞内，Na +相反【答案】D【命题透析】本题考查静息状态下神经细胞膜内外离子的分布的相关知识，属于对生物观念的考查。【名师点睛】神经细胞内钾离子浓度明显高于膜外，而钠离子浓度比膜外低，要注意静息状态时，即使钾离子外流，膜内钾离子的浓度依然高于膜外。2（2018 江苏卷，11）如图是某神经纤维动作电位的模式图，
2、下列叙述正确的是（ ）AK +的大量内流是神经纤维形成静息电位的主要原因Bbc 段 Na+大量内流，需要载体蛋白的协助，并消耗能量Ccd 段 Na+通道多处于关闭状态，K +通道多处于开放状态D动作电位大小随有效刺激的增强而不断加大【答案】C【命题透析】本题考查动作电位产生的机理和过程，属于对生物观念和理性思维的考查。2【解析】神经纤维形成静息电位的主要原因钾离子通道打开，钾离子外流，A 错误；bc 段动作电位产生的主要原因是细胞膜上的钠离子通道开放，Na +内流造成的，属于协助扩散，不消耗能量，B 错误；cd 段是动作电位恢复到静息电位的过程，该过程中 Na+通道多处于关闭状态，K +通道多
3、处于开放状态，C 正确；在一定范围内，动作电位大小随有效刺激的增强而不断加大，而刺激强度较小时是不能产生动作电位的，D 错误。【名师点睛】注意本题中“内向电流是指正离子由细胞膜外向膜内流动，外向电流则相反”要对应所学知识“静息电位是钾离子外流，而动作电位是钠离子内流”，进而分析得出曲线中个点对应的电位状态。【命题意图】通过分析膜电位的变化曲线，培养科学思维的习惯。【命题规律】主要从以下两个角度命题：与物质跨膜方式相结合，分析静息电位的膜内外离子分布、产生动作电位及恢复过程中膜内外离子分布的变化；以外界离子变化创设情境，预测外界因素的变化对动作电位产生的影响。【答题模板】1.膜电位变化曲线(1)
4、a 点之前静息电位：神经细胞膜对 K 的通透性大，对 Na 的通透性小，主要表现为 K 外流，使膜电位表现为外正内负。(2)ac 段动作电位的形成：神经细胞受刺激时，Na 通道打开，Na 大量内流，导致膜电位迅速逆转，表现为外负内正。(3)ce 段静息电位的恢复：Na 通道关闭，K 通道打开，K 大量外流，膜电位恢复为静息电位后，K 通道关闭。(4)ef 段一次兴奋完成后，钠钾泵将流入的 Na 泵出膜外，将流出的 K 泵入膜内，以维持细胞外 Na浓度高和细胞内 K 浓度高的状态，为下一次兴奋做好准备。2.兴奋的产生和传导过程中 Na 、K 的运输方式(1)形成静息电位时，K 外流是由高浓度向低
5、浓度运输，需载体蛋白的协助，不消耗能量，属于协助扩散。(2)产生动作电位时，Na 的内流需载体蛋白，同时从高浓度向低浓度运输，不消耗能量，属于协助扩散。(3)恢复静息电位时，K 的外流是由高浓度到低浓度，属于协助扩散。(4)一次兴奋结束后，钠钾泵将流入的 Na 泵出膜外，将流出的 K 泵入膜内，需要消耗 ATP，属于主动运输。1【浙江省 2018 年名卷精编 B 版考前押宝卷 1 生物试题】如图是细胞膜上离子通道处于不同状态的3示意图，神经纤维膜上有两种离子通道，一种是钠离子通道，一种是钾离子通道，下列叙述正确的是 A. 离子通道可通过主动转运来维持细胞膜内外的离子浓度差B. 静息状态时钠离子
6、通道关闭，钾离子通道开放C. 去极化时钠离子通道开放，钾离子通道关闭D. 复极化时钠离子通道和钾离子通道均关闭【答案】C【解析】离子通过离子通道的方式属于协助扩散，A 错误；静息状态时钠离子通道和钾离子通道都是关闭的，但神经细胞膜对钾离子通透性大，钾离子扩散到膜外形成静息电位，B 错误；去极化时钠离子通道开放，钠离子内流，钾离子通道关闭， C 正确；复极化时钠离子通道关闭，钾离子通道开放，钾离子外流，D 错误。2【浙江省选考十校联盟 2018 年 3 月适应性考试生物试题】甲表示动作电位产生过程示意图，图乙表示动作电位传导示意图，下列叙述正确的是A. ac 段和段 Na+通道开放，神经纤维膜内
7、外 Na+浓度差减小B. 若神经纤维膜外 K+浓度增大 C 点将上升C. 静息电位是指图乙 AB 之间膜内的电位差D. 机体内反射弧中神经冲动的传导是单向的4【答案】D【解析】ac 段段 Na+通道开放，但是 K+通道开放，A 错误。K +浓度影响的是静息电位，对动作电位 c 点没有影响，B 错误。静息电位是膜内外的电位差，C 错误。机体内反射弧至少需要两个神经元，而兴奋在神经元之间是单向传递的，所以机体内反射弧中神经冲动的传导是单向的，D 正确。3【山东省烟台市 2018 届高三下学期高考诊断性测试理科综合生物试题】离体神经纤维置于某种培养液中，给予适宜刺激并记录其膜内钠离子含量变化及膜电位
8、变化，分别用下图、所示。下列有关说法正确的是A. 该实验中某溶液可以用适当浓度的 KC1 溶液代替B. ab 时，膜内钠离子含量增加与细胞膜对钠离子的通过性增大有关C. 适当提高培养液中钾离子浓度可以提高曲线上 c 点值D. cd 时，局部电流使兴奋部位的钠离子由内流转变为外流，再形成静息电位【答案】B4【江西省南昌市 2018 届高三第一次模拟考试理科综合生物试题】下列可以引起神经元静息电位绝对值降低的是哪一项A. 增加细胞外 K+浓度 B. 增加细胞内 K+浓度C. 增加细胞内 Na+浓度 D. 降低细胞外 Na+浓度【答案】A【解析】增加细胞外 K+浓度，会导致细胞膜外正电位增加，进而使
9、得静息电位绝对值增加，A 错误；增加细胞内 K+浓度会导致细胞膜内外阳离子浓度差减小，引起静息电位的绝对值降低，B 正确；增加细胞内 Na+5浓度，会导致细胞膜内外阳离子浓度差减小，引起静息电位的绝对值降低，C 正确；降低细胞外 Na+浓度，会导致细胞膜内外阳离子浓度差减小，引起静息电位的绝对值降低，D 正确。5【山西省运城市康杰中学 2018 届高考模拟（三）理科综合生物试题】某神经纤维在产生动作电位的过程中，钠、钾离子通过离子通道的流动造成的跨膜电流如图所示（内向电流是指正离子由细胞膜外向膜内流动，外向电流则相反）。下列说法正确的是A. a 点之前神经纤维膜内外之间没有正离子的流动B. a
10、b 段钠离子通道开放，bc 段钠离子通道关闭C. c 点时神经纤维的膜内电位等于 0mVD. cd 段钾离子排出细胞不需要消耗 ATP【答案】D【解析】分析曲线图可知，内向电流是指正离子由细胞膜外向膜内流动，主要是钠离子内流；外向电流是指正离子由细胞膜内向膜外流动，主要为钾离子外流。静息时，神经细胞膜对钾离子的通透性大，钾离子大量外流，形成内负外正的静息电位；受到刺激后，神经细胞膜的通透性发生改变，对钠离子的通透性增大，钠离子内流，形成内正外负的动作电位。据图分析，a 点之前神经纤维处于静息状态，此时有钾离子外流，A 错误；ab 段与 bc 段均是内向电流，此时都是钠离子通道开放，B 错误；c
11、 点时神经纤维处于动作电位，此时膜内为正电位，膜外为负电位，所以其膜内电位大于 0mV ，C 错误；cd 段钾离子通过钾离子通道蛋白排出细胞，是协助扩散，不需要消耗 ATP，D 正确。6【四川省 2015 级高三全国卷冲刺演练（一）理科综合生物试题】某人用不同的药物处理蛙的坐骨神经纤维，分別测得各组处理前后蛙的坐骨神经纤维上膜电位的变化，如下图甲、乙、丙、丁所示(虚线代表药物处理后的膜电位变化)。下列关于各组实验的推论，合理的是6A. 处理甲组的药物阻断 Na+内流 B. 处理乙组的药物阻断 Na+内流C. 处理丙组的药物抑制 K+外流 D. 处观丁组的药物导致 C1外流【答案】B【解析】由于
12、图甲虚线的峰值降低，说明药物处理后 Na+内流量减少，A 错误；图乙虚线没有波动，说明药物处理后 Na+内流被阻断，B 正确；图丙虚线表示形成动作电位后无法恢复为静息电位，说明药物处理后 K+外流被阻断，C 错误；图丁虚线表示膜两侧的电位差变大，说明药物处理后使 C1内流，导致膜两侧的电位差加大，D 错误。7【浙江绿色评估联盟 2018 届高三 10 月考试生物试卷】某研究小组欲研究影响神经冲动传导速度的因素，请根据以下提供的实验材料，提出实验思路，并预测实验结果。实验材料：蟾蜍坐骨神经、3%KCl、5%NaCl、2%普鲁卡因、任氏液、信号釆集处理系统等。（要求与说明：蟾蜍坐骨神经的制备和测定
13、神经传导速度的具体操作不作要求；实验过程中神经放在有任氏液的培养盟；普鲁卡因可阻滞 Na+内流；传导速度 v=m/S，其中 m 为两电极间距离，s 为两电极间传导时间）请回答：（1）实验思路：准备若干培养皿，分别加入适量等量任氏液，编号 A、B、C。将坐骨神经放在 A 培养皿中，保持恒温 10-15min，然后测定此时的神经传导速度。_（2）预测实验结果（设计一个坐标，用曲线图表示检测结果）: _（3）请分析滴加 5%NaCl 溶液使动作电位传导速度改变的原因。_（2） 7（3）说明：加 3%KC1 和 5%NaCl 的二条曲线位罝可以换 Na+在膜内外存在巨大的浓度梯度，细胞外 Na+迅速向
14、膜内扩散，使膜两侧电位差急剧减小为零，进而反转为膜外电位为负、膜内电位为正。在内正外负的电位差使 Na+通道受到抑制，神经传导速度降低。【解析】神经兴奋的发生和传导有赖于细胞膜上 Na 离子内流。其观察指标是神经兴奋时产生的动作电位。普鲁卡因等局麻醉药可阻滞 Na 离子内流，从而抵制神经冲动的发生与传导速度的减慢。神经纤维的静息电位接近 K 离子的平衡电位，故细胞外液 K 离子浓度升高可使细胞膜内外浓度差减小，K 离子平衡电位减小，膜发生去极化。在此基础上，由于 Na 离子通道受到抑制，神经传导速度降低；当细胞外夜 Na 离子内流减弱，也可以使神经传导速度减慢。（2）实验结果如下图所示（3）高渗氯化钠溶液使动作电位传导速度降低。其作用机理是由于钠离子在膜内外存在巨大的浓度梯度，细胞外钠离子迅速向膜内扩散，使膜两侧电位差急剧减小为零，进而出现膜电位的倒转，即反转为膜外电位为负、膜内电位为正。内正外负的电位差使钠离子通道受到抑制，神经传导速度降低。
