专题五 膜电位变化曲线解读-【解疑答惑】2023-2024学年高二生物重难点专题复习（人教版2019选择性必修1）

膜电位变化曲线解读 答题必备： 一．膜电位变化曲线解读 1.离体神经纤维某一部位受到适宜刺激时，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。如图为该部位受刺激前后，膜两侧电位差的变化。 （1）a点（ab段）静息电位，K+外流（协助扩散），K+外流到达平衡时，膜内K+仍高于膜外。 （2）bc段形成动作电位，Na+内流(协助扩散)，当电位达到阈值时，动作电位才能产生，只有刺激足够强，才能超过阈值产生动作电位。 （3）c点是零电位，内外无电位差。 （4）cd段动作电位形成过程，足量Na+内流至平衡，此时仍是膜外Na+浓度高于膜内，膜电位逆转。 （5）d为动作电位峰值，与膜内外Na+浓度差有关。 （6）de段静息电位的恢复，K+顺浓度梯度外流。 （7）ef段，将此前内流的Na+泵出细胞，外流的K+泵入细胞，维持Na+浓度外高内低，K+浓度外低内高，此过程需要钠—钾泵参与，是主动运输，需要消耗能量。 提示： 1.形成静息电位时的K+外流和形成动作电位时的Na+内流,都是顺浓度梯度进行的,均不需要消耗能量,即运输方式为协助扩散。 2.在处于静息电位和动作电位时,神经纤维膜内外两侧具有电位差,膜两侧的零电位差出现在动作电位形成过程和静息电位恢复过程中。 3.通过钠一钾泵恢复静息电位状态的过程实质是Na+、K+回流的过程,其运输方式为主动运输。 钠一钾泵(也称钠钾转运体)的化学本质是蛋白质，能进行Na+和K+间的交换。每消耗一个ATP分子，逆浓度梯度泵出3个Na+和泵入2个K+。Na+从细胞膜内运输到细胞膜外,使细胞外部呈高Na+的状态；K+从细胞膜外运输到细胞膜内,使得细胞内部保持高 K+的状态。 二．细胞外液中Na+、K+浓度变化与静息电位、动作电位关系分析： 项目 静息电位绝对值 动作电位峰值 细胞外Na+浓度升高 不变 增大 细胞外Na+浓度降低 不变 变小 细胞外K+浓度升高 变小 不变 细胞外K+浓度降低 增大 不变 静息电位与K+浓度关系解读 静息电位是K+的平衡电位,就是K+向胞外扩散达到平衡时的膜电位。因为此时细胞膜对Na+等的通透性极小,所以Na+浓度的改变不会影响静息电位。当细胞外K+浓度上升后,细胞内+K向外扩散减少,从而引起静息电位的绝对值变小;反之,静息电位的绝对值增大。 动作电位峰值与Na+浓度关系解读 动作电位的峰值是Na+的平衡电位,就是N+a向胞内扩散达到平衡时的电位。当细胞外Na+浓度上升后,Na向细胞内的扩散量增加,从而使动作电位的峰值变大;反之,动作电位峰值变小。 提示： 1.静息电位产生过程中,当K+外流达到平衡时,膜内的K+浓度仍高于膜外。 2.动作电位达到峰值时,Na+内流达到平衡,膜外的Na+浓度仍高于膜内。 典型例题： 神经纤维受到刺激时，主要是Na＋内流，使膜电位由内负外正变为内正外负，恢复静息电位时，主要是K+外流，使膜电位恢复为内负外正，这一周期性的电位变化称为动作电位，如图1所示。在神经纤维上分别取3个电位差测量点，电表的电极分别位于测量点的细胞膜外侧和内侧，FE=FG，均为5cm，如图2所示。请回答下列问题。 (1)神经纤维在静息状态下，膜内K+的浓度 (填“大于”或“小于”)膜外 K+的浓度，从图1可知，膜内外的电位差为 mV。 (2)图1中A点时膜外Na+浓度 (填“大于”或“小于”)膜内Na+浓度。BC 段Na+内流的方式为 ； (3)图2中，刺激F点后，F点膜内的电位变化是 。 (4)兴奋在FE、FG 段传导的时间依次为t1、t2，两者的大小关系是t1 (填“=”“<”或“>”)t2，原因是 。 (5)某种破伤风杆菌产生的破伤风毒素可阻止神经末梢释放甘氨酸，从而引起肌肉痉挛（收缩），由此可见甘氨酸属于 （填“兴奋”或“抑制”）性神经递质。 跟踪训练： 1．如图是某神经纤维动作电位的模式图，相关叙述正确的是（　　）    A．a、e两点电位形成的原因主要是K+外流 B．b、d两点膜内Na+浓度相等 C．bc段Na+通过主动运输进入细胞内 D．刺激强度越大，c点的电位越大 2．正常情况下，神经纤维上某一点受到刺激后电位变化记录如图甲；在实验装置中加入河豚毒素后，给予该部位同种强度的刺激，结果电位变化如图乙、下列有关说法正确的是（    ） A．适当降低培养液中钾离子浓度可以提高曲线甲的B点绝对值 B．图甲中动作电位的产生是由兴奋性递质与受体相结合而引起的 C．图甲中由B→A过程中神经纤维膜内K+/Na+的比值会变大 D．图乙不能形成动作电位，可能是河豚毒素抑制了呼吸酶的活性 3．如图是神经纤维上某个位点的动作电位模式图，下列叙述不正确的是（    ）