2024届高考 二轮备考 微专题(一)　膜电位变化曲线分析及电流表指针偏转问题 学案

微专题(一)膜电位变化曲线分析及电流表指针偏转问题真题测评·试能力1．(2023·浙江6月选考)神经元的轴突末梢可与另一个神经元的树突或胞体构成突触。通过微电极测定细胞的膜电位，PSP1和PSP2分别表示突触a和突触b的后膜电位，如图所示。下列叙述正确的是()A．突触a、b前膜释放的递质，分别使突触a后膜通透性增大、突触b后膜通透性降低B．PSP1和PSP2由离子浓度改变形成，共同影响突触后神经元动作电位的产生C．PSP1由K＋外流或Cl－内流形成，PSP2由Na＋或Ca2＋内流形成D．突触a、b前膜释放的递质增多，分别使PSP1幅值增大、PSP2幅值减小解析：选B由题图可知，突触a、b前膜释放的递质均能引起突触后膜电位改变，突触a、b后膜通透性均增大，A错误；PSP1由Na＋或Ca2＋内流形成，PSP2由K＋外流或Cl－内流形成，膜电位的幅值由膜内外离子浓度差决定，突触a、b前膜释放的递质增多，PSP1、PSP2幅值均增大，C、D错误。2．(2021·湖南高考)研究人员利用电压钳技术改变枪乌贼神经纤维膜电位，记录离子进出细胞引发的膜电流变化，结果如图所示，图a为对照组，图b和图c分别为通道阻断剂TTX、TEA处理组。下列叙述正确的是()A．TEA处理后，只有内向电流存在B．外向电流由Na＋通道所介导C．TTX处理后，外向电流消失D．内向电流结束后，神经纤维膜内Na＋浓度高于膜外解析：选A据题图分析可知，TEA处理后，阻断了外向电流，只有内向电流存在，A正确；TEA阻断钾通道，从而阻断了外向电流，说明外向电流与钾通道有关，B错误；由题图可知，TTX处理后，内向电流消失，C错误；内向电流与钠通道有关，神经细胞内K＋浓度高，Na＋浓度低，内向电流结束后，神经纤维膜内Na＋浓度依然低于膜外，D错误。3．(2022·浙江6月选考)听到上课铃声，同学们立刻走进教室，这一行为与神经调节有关。该过程中，其中一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。下列关于该过程的叙述，错误的是()A．此刻①处Na＋内流，②处K＋外流，且两者均不需要消耗能量B．①处产生的动作电位沿神经纤维传播时，波幅一直稳定不变C．②处产生的神经冲动，只能沿着神经纤维向右侧传播出去D．若将电表的两个电极分别置于③④处，指针会发生偏转解析：选A根据兴奋传递的方向为③→④，则①处恢复静息电位，为K＋外流，②处Na＋内流，A错误；动作电位沿神经纤维传导时，其电位变化总是一样的，不会随传导距离而衰减，B正确；该反射弧中，兴奋在神经纤维上的传导是单向的，由轴突传导到轴突末梢，即向右传播出去，C正确；将电表的两个电极置于③④处时，由于神经冲动会使神经上不同点产生电位差，指针会发生偏转，D正确。深化学习·提素养1．膜电位的测量及膜电位的曲线解读(1)膜电位测量的两种方法(2)膜电位变化曲线解读2．电流表指针的偏转问题(1)在神经纤维上电流表指针偏转问题(2)在神经元之间电流表指针偏转问题[典例]将一灵敏电流计电极置于蛙坐骨神经腓肠肌的神经上(如图1)，在①处给予一适宜强度的刺激，测得的电位变化如图2所示。若在②处给予同等强度的刺激，测得的电位变化是()[解析]分析图1、图2可知，灵敏电流计电极置于蛙坐骨神经腓肠肌的神经上的外侧，静息电位时灵敏电流计电位为0，当①处给予一适宜强度的刺激，指针发生两次方向相反的偏转，如图2所示；而当在②处给予同等强度的刺激时，指针也发生两次方向相反的偏转，但是每一次偏转的方向正好与刺激①处时相反，故选B。[答案]B[思维建模]两看法判断电流计指针偏转问题(电极位于膜的同侧)考法训练·融会通考法(一)膜电位的测量及膜电位变化曲线解读1．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)。下列说法错误的是()A．a点之前神经纤维膜可能处于静息状态B．ab段和bc段钠离子通道开放C．c点时神经纤维的膜内电位等于0mVD．cd段的外向电流是钾离子外流引起的解析：选Ca点之后，细胞存在内向电流，即钠离子内流，形成动作电位，所以推测a点之前神经纤维膜没有受到刺激，处于静息状态，A正确；ab段和bc段存在内向电流，钠离子通道开放导致钠离子内流，形成动作电位，B正确；c点时动作电位达到峰值，膜两侧表现为外负内正的电位，C错误；cd段的外向电流是恢复静息电位的过程，由钾离子外流引起，D正确。2．图1是测量离体神经纤维膜内外电位的装置，图2是测得的膜电位变化。下列有关叙述正确的是()A．图1中B测出的电位大小相当于图2中A点的电位B．若细胞外钠离子浓度适当降低，在适宜条件刺激下图2中A点下移C．图2中B点钠离子通道开放，是由于乙酰胆碱与钠离子通道相结合D．图1中，神经纤维的状态由B转变为A的过程，膜对钾离子的通透性增大解析：选D图1中B为动作电位，相当于图2中C点的电位，A错误；若细胞外钠离子浓度适当降低，则适宜条件刺激下，膜外钠离子内流量下降，造成动作电位降低，故图2中C点下移，B错误；图2中B点钠离子通道开放，是由于神经纤维在A点和B点之间受到一定强度的刺激，而乙酰胆碱是神经递质，它只作用于突触后膜上的相应受体，而本装置测量的是离体神经纤维的膜电位变化，C错误；图1中，神经纤维的状态由B转变为A的过程，即为动作电位恢复为静息电位，是由于膜对钾离子的通透性增大，钾离子外流，导致膜外电位高于膜内电位，D正确。考法(二)电流表指针偏转问题3．如图1为坐骨神经腓肠肌实验，其中电流计放在传出神经纤维的表面，图2是某反射弧的部分结构。下列说法正确的是()A．如果分别刺激图1中的①②，都不会引起肌肉收缩B．刺激图1中②能检测到电流计指针有两次方向相反的偏转C．刺激图2中c点，电流计①指针不偏转，电流计②指针偏转两次D．刺激图2中c点，如果a处检测不到电位变化，原因是突触前膜释放了抑制性递质解析：选C刺激图1中的①时，神经纤维能将兴奋传到肌肉使肌肉收缩，直接刺激肌肉(②)也能引起肌肉收缩，A错误；由于传出神经和与其相连接的肌肉之间存在类似于突触的结构，所以刺激图1中的②时，兴奋不能传递到神经纤维上，电流计指针不偏转，B错误；由于兴奋在突触处的传递是单向的，刺激图2中c点时，兴奋不能在突触处向左传递，电流计①指针不偏转，而兴奋向右传导时，能引起电流计②指针发生两次方向相反的偏转，C正确；刺激图2中c点，a处检测不到电位变化，原因是兴奋不能从突触后膜向突触前膜传递，D错误。4．某科研小组利用枪乌贼的神经纤维进行了下列实验，请回答下列问题：(1)以枪乌贼的粗大神经为材料测定神经纤维膜内外电位差，将电压表的两电极均接于神经纤维膜外，测得结果如图甲所示；将测量电极一极接于膜外，另外一极接于膜内，测得结果如图乙所示。该实验可以得到的结论是________________________________________________________________________________________________________。(2)将2条枪乌贼的粗大神经纤维(保持活性)编号为甲、乙，甲组不作处理，乙组抑制膜上运输K＋的通道蛋白的活性，置于相同且适宜浓度的盐溶液中，检测静息电位并观察比较其绝对值大小。预期的实验结果是____________________________________________________。(3)已知图丙中电表1的两个电极分别接于b、c两处的膜外，电表2的两个电极分别接于d处膜内、e处膜外，静息状态下两个电表指针的偏转方向如图所示。适宜刺激作用于a处，可以观察到电表1的偏转方向是______________________________(填“先向左偏转回位后再向右偏转”“先向右偏转回位后再向左偏转”或“不偏转”)；兴奋传到c处后，神经递质释放的生理过程是_______________________________________________________，突触后膜上将发生的生理过程是________________________________________________________________________________________________________。(4)毒品成瘾的机制复杂，其一是突触后膜上多巴胺受体减少，突触间隙中多巴胺含量异常增加，使突触后膜持续兴奋，多巴胺含量减少，引起继续吸食毒品，以维持突触后膜的兴奋性。有研究表明，运动可促进脑内多巴胺的合成，也可加快多巴胺的分解，毒品成瘾者通过适度运动能有效抑制复吸冲动，但急性剧烈运动却无法有效抑制复吸冲动，甚至会诱发复吸行为，对此可能的解释是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)图甲中电压表的两电极均接于神经纤维膜外，显示为0mV，说明膜外不同位置电位差为0，图乙中电压表的电极一极接于膜外，另外一极接于膜内，电压表显示为－70mV，说明枪乌贼神经纤维膜内外电位差为70mV。(2)静息状态下膜电位为外正内负，是由K＋外流造成的。甲组不作处理，乙组抑制膜上运输K＋的通道蛋白的活性，K＋外流受阻，因此甲组静息电位绝对值大于乙组。(3)适宜刺激作用于a处，a处兴奋，产生动作电位，沿着神经纤维传导至b处，使得电表1向左偏转，动作电位传至c处，使得回正的电表1向右偏转，动作电位传到c的右侧，电表1回正，因此电表1的偏转方向是先向左偏转回位后再向右偏转；兴奋传到c处后，突触小泡向突触前膜移动并与它融合，同时释放出神经递质；突触后膜上有神经递质的受体，与神经递质结合后，离子通道改变，突触后膜发生电位变化。(4)急性剧烈运动对多巴胺分解的促进作用超过了对多巴胺合成的促进作用，减少了突触间隙中多巴胺的含量，因此急性剧烈运动无法有效抑制毒品成瘾者的复吸冲动，甚至会诱发复吸行为。答案：(1)枪乌贼神经纤维膜内外电位差为70mV(2)甲组静息电位绝对值大于乙组(3)先向左偏转回位后再向右偏转突触小泡向突触前膜移动并与它融合，同时释放出神经递质神经递质与突触后膜上的受体结合(离子通道改变)，突触后膜发生电位变化(4)急性剧烈运动对多巴胺分解的促进作用超过了对多巴胺合成的促进作用，减少了突触间隙中多巴胺的含量

[重难强化训练(一)]一、选择题1．(2023·青岛统考)位置膜电位是指某一时刻在不同位置的膜电位变化。研究人员利用枪乌贼大轴突进行动作电位的传导实验，结果如图所示。其中b、c位点接有灵敏电位计。下列叙述正确的是()A．d位点膜内外电位相同，此时K＋外流与Na＋内流速率相等B．此时e位点Na＋大量内流，引发去极化和反极化过程C．由图可以判断，兴奋的传导方向是从左向右D．若适当增加外界溶液的Na＋浓度，则灵敏电位计每次偏转的幅度增加解析：选Dd位点是动作电位的形成过程，此时主要是Na＋通道开放，Na＋内流速率大于K＋外流速率，A错误；e位点为静息电位的恢复过程，此时主要是K＋外流，B错误；d位点是动作电位的形成过程，e位点为静息电位的恢复过程，则兴奋的传导方向是从右向左，C错误；动作电位是Na＋内流形成的，若增加外界溶液的Na＋浓度，膜内外Na＋浓度差变大，形成的动作电位峰值变大，则灵敏电位计每次偏转的幅度增加，D正确。2．(2023·淄博统考)图甲为研究神经细胞膜电位变化的实验装置，两个神经元以突触联系，并连有电表Ⅰ(电极分别在Q点细胞内外侧)、Ⅱ(电极分别在R、S点的细胞外侧)，下列分析正确的是()A．静息电位时，若升高细胞外K＋浓度，则电表Ⅰ的指针右偏幅度增大B．刺激P点，电表Ⅰ和电表Ⅱ记录到的电位变化波形分别为图乙和图丙C．刺激P点，电表Ⅰ记录到②处电位值时，Q点膜内Na＋浓度可能高于膜外D．若S点电极移至膜内，再刺激P点，电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图乙相似解析：选D静息电位时，若升高细胞外K＋浓度，K＋外流减少，则电表Ⅰ的指针右偏幅度减小，A错误；由于兴奋在神经元之间的传递是单向的，只能由突触前膜到突触后膜，所以刺激P点，兴奋只能传到Q点、R点，不能传到S点，所以电表Ⅰ、Ⅱ的指针均只能发生1次偏转，电表Ⅰ记录到的电位变化波形与图乙基本相同，电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图丙不同，B错误；刺激P点，Na＋内流产生动作电位，电表Ⅰ记录到②处电位值时，Q点膜外Na＋浓度仍高于膜内，C错误；若S点电极移至膜内，则电表Ⅰ、Ⅱ的电极都是一极在膜外、一极在膜内，再刺激P点，电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图乙相似，D正确。3．如图甲所示，在神经纤维上安装两个相同的灵敏电表，表1两电极分别在a、b处的膜外，表2两电极分别在d处膜的内外侧。在b、d的中点c处给予一适宜刺激，相关的电位变化如图乙、丙所示。下列叙述错误的是()A．表2记录得到图乙所示的电位变化曲线B．图乙①点时Na＋的内流速率比②点时更大C．图丙中④→⑤是恢复静息电位的过程D．图丙曲线处于⑤点时，图甲a处膜外表现为正电位解析：选B表1两电极分别在a、b处的膜外，可测定动作电位，兴奋依次通过b、a处时，指针会发生两次方向不同的偏转，因此表1记录得到图丙所示的电位变化曲线；表2两电极分别在d处膜的内外侧，兴奋传导到d处时，d处膜内外电位同时变化，故只会发生1次偏转，因此表2记录得到图乙所示的电位变化曲线，A正确；图乙②点时处于产生动作电位的过程，动作电位的产生与Na＋的内流有关，①点时处于静息电位，因此图乙②点时Na＋的内流速率比①点时更大，B错误；图丙中④→⑤是恢复静息电位的过程，C正确；图丙曲线处于⑤点时，图甲a处处于静息电位(兴奋还没有传到此处)，a点膜外为正电位，D正确。二、非选择题4．无脊椎动物枪乌贼的星状神经节具有巨大的化学突触结构，可用微电极来检测突触前动作电位和突触后电位的变化。请回答下列问题：(1)在突触结构中，突触前神经元兴奋后，由突触前膜释放的________作用于突触后膜的________，导致突触后神经元产生相应的电位变化。(2)河豚毒素(TTX)是一种钠离子通道阻断剂。用TTX处理突触前神经纤维，然后每隔5min施加一次刺激，分别测量突触前和突触后神经元的电位变化，结果如上图所示。推测TTX导致突触前和突触后神经元电位发生变化的原因是TTX作用于钠离子通道，阻断了钠离子内流，导致________________________________________________________________________________________________________。(3)在上述实验过程中，研究者检测到，在使用TTX处理后突触前膜处的钙离子内流逐渐减弱，由此推测“突触前神经纤维动作电位通过提高突触小体内钙离子浓度来促进神经递质的释放”。研究者利用枪乌贼星状神经节进行如下实验，获得了支持上述推测的实验结果。实验材料：BAPTA(能够快速与钙离子结合，从而阻断钙离子与相应分子的结合)、“笼锁钙”(一种缓冲液，暴露在强紫外线下会释放钙离子；强紫外线不影响正常神经纤维兴奋)。实验过程及结果：第一组：对突触前神经纤维施加适宜电刺激。实验结果：先检测到突触前神经纤维内动作电位的发生，之后检测到突触后神经纤维电位的变化。第二组：先向突触小体注射适量BAPTA，接着在突触前神经纤维施加适宜电刺激。实验结果：____________________________________________________。第三组：____________