1、电位变化分析 -神经调节相关高考题,生物电现象是以细胞为单位产生的，以细胞膜两侧带电离子的不均衡分布和离子的选择性跨膜转运为基础。细胞膜的生物电现象主要有两种表现形式，即安静时的静息电位和受刺激时产生的膜电位的改变（包括局部电位和动作电位）。,细胞的生物电现象,一、静息电位（resting potential RP ） 静息电位：细胞未受刺激时存在于细胞膜内外两侧的电位差。规定膜外电位为0，则RP=膜内电位 0 细胞静息电位的特征：(1)（动物细胞的静息电位）内负外正；(2)为一稳定的直流电位。 1.极化：静息电位存在时膜两侧所保持的内负外正 状态称为膜的极化。 2.反极化(超射)：膜电位变为
2、内正外负状态。3.超极化：当静息时膜内外电位差的数值向膜内负值加大的方向变化时,RP由 -70-90mV ，称为膜的超极化。（抑制）,4.去极化（除极化）：与超极化相反，膜内电位向负值减少的方向变化,RP由 -70-50mV 。 5.复极化：细胞先发生去极化，然后再向正常安静时膜内所处的负值恢复，称为复极化。 6.动作电位 ：可兴奋细胞兴奋时细胞内产生的可扩布的电位变化过程。 “全或无”现象：在同一细胞上动作电位大小不随刺激强度和传导距离而改变的现象。,静息电位的测量,当A、B电极都位于细胞膜外，无电位改变，证明膜外无电位差。 当A电极位于细胞膜外， B电极插入膜内时，有电位改变，证明膜内、外
3、间有电位差。 当A、B电极都位于细胞膜内，无电位改变，证明膜内无电位差。,二、动作电位及其形成机制 1.动作电位（action potential, AP）：指膜受刺激后在原有的静息电位基础上发生的一次膜两侧电位的快速而可逆的倒转和复原。,(1)“全或无”特性：动作电位要就不一点发生，一旦发生即 最大幅值。如：阈下刺激时，AP一点也不产生； 阈(上)刺激时，AP产生，一产生即达最大幅值。 (2)不衰减传导性：AP一旦产生及迅速传播至整个细胞，动作 电位的幅度不会随传导距离增大而衰减。(3)具有不应期：此期内不会发生新的动作电位，因此动作电位总是保持彼此分离而不融合。,（单一细胞）动作电位的特征
4、:,2.动作电位形成的原理（略） 细胞受刺激时在静息电位基础上产生的可传布的电位变化，是细胞兴奋的标志去极化（-70mV0mV）反极化(超射)（0mV+30mV）（膜电位变为内正外 负状态。）复极化（+30mV-70mV附近 ）,二、动作电位及其形成机制 动作电位（action potential, AP）：指膜受刺激后在原有的静息电位基础上发生的一次膜两侧电位的快速而可逆的倒转和复原。,（超射）,动作电位的特点1、动作电位刺激强度不随刺激强度增强而增强2、动作电位的传导是不衰减的3、相继产生的动作电位不能发生重合,复极化,（超射）,复极化,去极化（-70mV0mV）反极化(超射)（0mV+3
5、0mV）（膜电位变为内正外 负状态。）复极化（+30mV-70mV 附近 ）,RP值描述: RP膜内负电位(-70-90mV)=超极化RP膜内负电位(-70-50mV)=去极化,兴奋的产生、传导引起的膜电位变化及其测量和电流计指针偏转分析,分析：指针偏转几次，方向如何？为什么？,电流产生的实质是a、b两点之间存在电位差。 偏转方向是由兴奋区与未兴奋区之间膜外的电位差决定的。,测膜外电流：指针偏转2次且方向相反,例1：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？,测膜内外电流：
6、指针偏转3次且方向相同,指针偏转发生在神经纤维未兴奋时，由内负外正的电位差决定的。,例2：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，下图中指针所示电流方向，依次看到现象的顺序如图：,例3：下图为神经电位的测量装置，其中箭头表示施加适宜刺激，涂黑区表示兴奋区域。用仪器记录a、b两电极之间的电位差，结果预期的电位测量结果是（ ）,A,规律一：如果测量的是膜内和膜外的电位差，当两个测量电极之间的间隔距离较大时、则测量结果会出现两次同向的电位波动。,a电位b电位,a,b,解析：,解析1：为什么已知条件中电位波动只有一次？,例4、（09年上海）神经电位的测量装置如右上图
7、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A、B两电极之间的电位差，结果如下图曲线。若将记录仪的A、B两电极均置于膜外，其它实验条件不变，则测量结果是（ ）,规律二：如果测量的是膜内和膜外的电位差，当两个测量电极之间的间隔距离较近时、则测量结果会出现一次电位波动。,a电位b电位,a,b,规律三：如果测量的是膜外两点的电位差，当两个测量电极之间的间隔距离较近时、则测量结果会出现两次反向的电位波动，且中间显示两侧电位差为0的时期较短。,a电位b电位,解析2：,a,b,C,例4、（09年上海）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 区域。用记录仪
8、记录A、B两电极之间的电位差， 结果如下图曲线。若将记录仪的A、B两电极均置 于膜外，其它实验条件不变，则测量结果是（ ）,那么，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？,规律四：如果测量的是膜外两点的电位差，当两个测量电极之间的间隔距离较远时、则测量结果会出现两次反向的电位波动，且中间显示两侧电位差为0的时期较远。,a电位b电位,D,分析：为什么两次波动方向是先上后下，与上海高考题相反？,海南题所测的值是右侧电位和左侧电位的差值。,例5、（2010年海南9）将记录仪（R）的两个电 极置于某一条结构和功能完好的神经表面，如左 图，给该神经一个适宜的刺激使其产生兴
9、奋，可 在R上记录到电位的变化。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（ ）,答案：选D 首先，未受刺激时，R的两极都是在膜外，电位差为零，所以排除A 刺激之后，神经冲动先到左侧电极处，左边电极处先变为内正外负，右侧电极还是静息电位即内负外正，此时产生一次电位变化； 然后，刺激再传到右侧电极处，右侧变为内正外负，而此时左侧已经恢复为静息电位，所以，会产生一次与上一次相反的电位。,小结,a电位b电位,b电位a电位,距离较远 距离较近 距离较远 距离较近,膜内外,膜内外,膜外,膜外,拓展：分析如下图若b侧损伤则会怎样变化？（图中黑区表示兴奋区域，阴影区表示损伤部位）,注意：损伤
10、部位：离子不能进出,静息,0mv,内,轴突末梢,突触后膜上的特异性受体,1、（2009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： （1）图中a线段表示 电位； b点膜两侧的电位差为 ， 此时Na+ （内、外）流。 （2）神经冲动在离体神经纤维上 以局部电流的方式双向传导，但在 动物体内，神经冲动的传导方向是 单向的，总是由胞体传向 。 （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，那么导致神经冲动不能传
11、递的原因可能是该药物影响了神经递质与 的结合。,不属于,不能,用a刺激神经，在c处不能记录到电位,用b刺激骨骼肌不收缩,用a刺激神经，在c处记录到电位，骨骼肌不收缩，用b刺激骨骼肌收缩,2、（09重庆卷）图2是反射弧结构模式图，a、b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；c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。 （1）用a刺激神经，产生的兴奋传到骨骼肌引起的收缩 （属于或不属于）反射。 （2）用b刺激骨骼肌， （能或不能）在c处记录到电位。 （3）正常时，用a刺激神经会引起骨骼肌收缩；传出部分的某处受损时，用a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：如果 ，表明传出神经受损。如果 ，表明骨骼肌受损。如果 ，表明部位d受损。,典型图示,信息解读,a段： 电位，外正内负， 此时K通道开外，K外流,bc段： 电位，外负内正，此时 Na通道继续开放,cd段：静息电 位恢复形成。,de段：静息电位,b点：0电 位，动作电位 形成过程中， Na通道开 放，Na内流,【膜电位变化曲线】,静息,动作,
