内容正文:
1
一、膜电位变化的模型构建及应用分析
[真题体验]
(2021·湖南卷)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( )
图a
图b
图c
1
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。由题图可知,TEA处理后,只有内向电流存在,A正确;由题图可知,TEA处理后,阻断了K+通道,外向电流消失,说明外向电流由K+通道所介导,B错误;由题图可知,TTX处理后,内向电流消失,C错误;内向电流结束后,神经纤维膜内Na+浓度依然低于膜外,D错误。
1
[方法提炼]
1.膜电位测量的两种方法
1
2.电位差变化曲线图的分析
图1 图2
对于电位差变化曲线的识别与分析,应从以下两点入手。
1
(1)看起点:如果起点位于横轴上,即起点电位差为0,说明电位仪的两个电极位于神经纤维细胞膜的同侧,如图2所示;如果起点位于纵轴上(一般对应负电位),说明电位仪的两个电极位于神经纤维细胞膜的两侧,如图1所示。
(2)看峰值个数:如图1所示,刺激一次只出现一个峰值(C点),峰值对应的电位差与初始值(对应A点)刚好位于横轴两侧,说明形成了动作电位;如果A、C位于同侧,则未形成动作电位。
1
1
(2)在神经纤维上电流表指针偏转问题
1
(3)在神经元之间电流表指针偏转问题
1
[类题演练]
1.(2022·浙江绍兴市模拟)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处膜外,表2两电极分别在d处膜的内外侧。在bd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( )
乙 丙
甲(bc=cd)
1
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点时更小
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处膜外表现为负电位
解析:选D。表1两电极分别在a、b处膜外,是测定动作电位的,指针会发生两次方向不同的偏转,因此电位变化如图丙所示,表2两电极分别在d处膜内外,受到刺激时,膜内外电位同时变化,故只会产生1次兴奋,因此电位变化如图乙所示,A正确;图乙②点时是产生动作电位的过程,动作电位与Na+的内流有关,①点处于静息电位,因此图乙②点时Na+的内流速率比①点时更大,B正确;图丙中④→⑤是恢复静息电位的过程,K+以协助扩散的方式外流,不消耗ATP,C正确;图丙曲线处于⑤点时,⑤处于静息电位,兴奋还没有传到a点,a点处于静息电位,a点膜外为正电位,D错误。
1
2.(2022·广东珠海市模拟)如图中的P是控制鼠膀胱括约肌的传出神经元,E和I是两个刺激电源,单独刺激E或I时,灵敏电表测得的P的膜内电位变化如图所示。a、b表示单独刺激E或I时,有相应的离子进入P的细胞体。下列叙述正确的是( )
1
A.神经递质都由突触前膜释放,通过突触间隙,然后从突触后膜进入下一个神经元
B.E所连接的神经元是抑制性神经元,I所连接的神经元是兴奋性神经元
C.E和I电源同时开启时,P的膜内电位不会发生变化
D.神经递质由突触前膜释放的方式和图中a、b对应的离子通过突触后膜的方式不相同
1
解析:选D。神经递质在突触间隙中,只与突触后膜上的特异性受体结合,不从突触后膜进入下一个神经元,A错误。据图可知,单独刺激I处,膜电位变小,则I所连接的神经元是抑制性神经元;单独刺激E处,灵敏电流表发生动作电位变化,说明a处流入的离子带正电,故E所连接的神经元是兴奋性神经元,I所连接的神经元是抑制性神经元,B错误。E和I电源同时开启时,既有兴奋性神经递质释放,又有抑制性神经递质释放,P可能不兴奋,也可能兴奋,故E和I电源同时开启时,P的膜内电位可能会发生变化,C错误。神经递质一般通过胞吐方式从突触前膜释放,而图中a、b对应的离子一般通过离子通道以协助扩散方式进入突触后膜,两者方式不同,D正确。
1
二、神经调节有关的实验分析与探究
[真题体验]
(2020·浙江7月选考)欲研究生理溶液中K+浓度升高对蛙坐骨神经纤维静息电位的影响和Na+浓度升高对其动作电位的影响。请完善以下实验思路,预测实验结果,并进行分析与讨论。
(要求与说明:已知蛙坐骨神经纤维的静息电位为-70 mV,兴奋时动作电位从去极化到反极化达+30 mV。测量的是膜内外的电位变化。K+、Na+浓度在一定范围内提高。实验条件适宜)
1
回答下列问题:
(1)完善实验思路:
组1:将神经纤维置于适宜的生理溶液a中,测定其静息电位和刺激后的动作电位,并记录。
组2: