高效作业5 动作电位(冲动)的形成和在神经纤维上的传导-【精彩三年】2024-2025学年高中生物选择性必修1课程探究与巩固Word教参（浙科版2019）

高效作业5[动作电位(冲动)的形成和在神经纤维上的传导](见学生用书P117) [A级　新教材落实与巩固] 1．静息时，神经细胞膜外正电位、膜内负电位的形成原因是多方面的，其中不包括(　A　) A．Na＋外流，导致外正内负 B．Na＋——K＋泵逆浓度运输K＋、Na＋数量不等 C．细胞膜对Na＋通透性低，对K＋通透性高 D．带负电的蛋白质难以透过细胞膜到细胞外 【解析】 静息电位主要是由K＋外流形成的，此时细胞膜对Na＋通透性低，对K＋通透性高，A符合题意。 2．神经电位及兴奋传导速度是评价神经功能的常用指标，实验人员多用直径为0.2 mm的钨电极作用于相应神经纤维来测定神经电位及兴奋的传导速度。下列说法正确的是(　A　) A．神经电位变化幅度与细胞外液离子浓度有关 B．将两电极分别置于某神经元细胞膜外侧不同位置可测量静息电位 C．动作电位产生过程中神经细胞膜上相关蛋白质结构不会发生变化 D．将两电极分别置于两个神经元细胞膜上可测量兴奋在神经纤维上的传导速度 【解析】 神经纤维动作电位的形成是由钠离子内流导致的，当细胞外和细胞内钠离子浓度差越大时，内流的钠离子越多，动作电位的峰值越大，所以神经电位变化幅度与细胞外液离子浓度有关，A正确；神经元在静息状态下，细胞膜的电位表现为外正内负，此时存在于膜外和膜内的电位差叫作静息电位，因此测量静息电位应将两电极分别置于某神经元细胞膜外侧和内侧，B错误；动作电位的形成是由钠离子内流导致的，钠离子内流的方式为易化扩散，需要神经细胞膜上相关蛋白质的协助，蛋白质在该过程中结构会发生变化，C错误；将两电极置于两个神经元细胞膜上，不能测量兴奋在神经纤维上的传导速度，D错误。 3．下列关于动作电位的叙述，错误的是(　A　) A．动作电位沿着神经纤维传导时，会随着传导距离的增加而衰减 B．膜电位会因受到特定刺激而变成内正外负的动作电位 C．动作电位的传导必须依赖于细胞膜对离子通透性的变化 D．复极化过程是指由反极化状态的电位迅速恢复至极化状态的过程 【解析】 动作电位沿着神经纤维传导时，不会随着传导距离的增加而衰减，A错误；神经细胞的膜受到一定刺激会产生膜电位的变化，由外正内负变为外负内正，B正确；在神经细胞膜受到刺激时会使Na＋通道开放，膜外Na＋大量进入细胞内，使得膜内外电位发生变化，即动作电位的传导必须依赖于细胞膜对离子通透性的变化，C正确；当动作电位达到最大值(反极化状态)时，Na＋通道关闭，而K＋通道开放，K＋迅速外流，使细胞内电位降低，细胞外电位升高，这个过程被称为复极化，D正确。 4．神经细胞从去极化开始到复极化完毕的时间称为动作电位时程。下列情况下，可以明显延长人体内神经细胞动作电位时程的是(　C　) A．减小刺激强度 B．降低环境温度 C．阻断部分钾通道 D．提高组织液Na＋浓度 【解析】 刺激强度只要达到阈刺激强度，不会影响动作电位的大小，A不符合题意；人是恒温动物，降低环境温度，不会影响人体内的代谢活动，B不符合题意；阻断部分钾通道，会使复极化的过程延长，C符合题意；提高组织液Na＋浓度，Na＋内流加快，可以使动作电位的峰值变大，对动作电位时程的影响不大，D不符合题意。 5．下图为某一离体神经纤维受到适宜刺激后发生的电位变化。下列相关叙述错误的是(　A　) A．兴奋在神经纤维上的传导方向是a→c→b B．在离体的神经纤维上，兴奋是以电信号的形式进行传导的 C．a和b处电位的维持主要与膜对K＋通透性大有关 D．c处兴奋传导方向与膜内局部电流的方向相同 【解析】 兴奋在离体神经纤维上双向传导，传导方向为a←c→b，A错误；兴奋在神经纤维上以电信号形式进行传导，B正确；a、b点未受刺激，呈静息状态，膜对K＋通透性大，K＋外流，形成外正内负的电荷分布状况，C正确；兴奋的传导方向与膜内局部电流方向相同，D正确。 6．神经传导即神经冲动的传导过程，是在神经纤维上发生的电化学变化。神经受到刺激时，细胞膜的通透性发生急剧变化。用同位素标记的离子做实验证明，神经纤维在受到刺激(如电刺激)时，Na＋的流入量比未受刺激时增加了20 倍，同时K＋的流出量也增加了9 倍，所以神经冲动是伴随着Na＋的大量流入和K＋的大量流出而发生的。下列说法正确的是(　C　) A．刺激位点膜内电流由未兴奋部位流向兴奋部位 B．静息电位K＋外流需消耗能量 C．动作电位是电信号，参与神经冲动的形成 D．神经细胞受到刺激后，Na＋通道打开，产生外正内负的动作电位 【解析】 刺激位点膜内电流由兴奋部位流向未兴奋部位，A错误；静息电位K＋外流方式是易化扩散，不需消耗能量，B错误；动作电位是电信号，和未兴奋部位形成局部电流，刺激未兴奋部位继续产生动作电位，参与神经冲动的形成，C正确；神经细胞受到刺激后，Na＋通道打开，产生外负内正的动作电位，D错误。 7．取枪乌贼的神经纤维置于适宜的环境中并接上电表测定膜电位，电表两电极的连接与静息状态下的电表指针情况如图甲所示。在A点给予一个适宜强度的刺激后，电表指针依次出现如图乙中①～④所示的变化(②时，电表指针向右偏转达到最大幅度)。 下列相关叙述正确的是(　B　) A．电表指针指向为①所示位置时，没有Na＋通过细胞膜 B．电表指针指向为②所示位置时，神经纤维膜处于反极化状态 C．电表指针指向为③所示位置时，神经纤维膜上的K＋通道关闭 D．电表指针指向为④所示位置时，神经纤维膜对K＋通透性小于Na＋ 【解析】 电表指针指向为①所示位置时，神经纤维膜正在发生去极化过程，此时电极所在的神经纤维膜对Na＋的通透性增大，K＋通道关闭，Na＋内流，A错误；图甲表示神经纤维膜处于极化状态，电表指针指向为②所示位置时，与图甲正好相反，此时神经纤维膜处于反极化状态，B正确；电表指针指向为③所示位置时，神经纤维膜正在发生复极化过程，神经纤维膜上的K＋通道打开，K＋外流，C错误；电表指针指向为④所示位置时，神经纤维膜处于极化状态，神经纤维膜对K＋通透性大于Na＋，D错误。 8．[2023·缙云中学检测]下图为神经纤维上某一位点的膜电位变化情况，下列有关叙述错误的是(　C　) A．钾离子外流是a点电位形成的主要原因 B．bc段钠离子大量内流，膜电位变成外负内正 C．在b过程中膜外钠离子浓度低于膜内 D．适当提高膜外钠离子浓度，c点上升 【解析】 a点电位为负，此时表现为静息电位，而静息电位的形成是钾离子外流所致，A正确；bc段属于动作电位形成过程，钠离子大量内流是动作电位形成的主要原因，此时膜电位表现为外负内正的状态，B正确；在b过程中钠离子大量内流，逐渐形成动作电位，此时膜外钠离子浓度仍然大于膜内，C错误；适当提高膜外钠离子浓度，则当神经纤维接受刺激后，膜外钠离子大量内流，此时钠离子内流的方式为易化扩散，其扩散速率会受到浓度差的影响，因此当膜外钠离子浓度上升，钠离子内流的量会增加，进而导致动作电位的峰值上升，即c点上升，D正确。 [B级　素养养成与评价] 9．老年人睡眠时容易醒且醒后不易再入睡，该现象与下丘脑泌素(Hcrt)神经元的活动有关。研究发现，与年轻小鼠相比，年老小鼠的Hcrt神经元激活的次数明显增多，且Hcrt神经元的K＋通道含量明显减少。下列叙述错误的是(　C　) A．老年人易醒可能是由Na＋大量进入Hcrt神经元引起的 B．老年人醒后不易再入睡可能与Hcrt神经元K＋外流减少有关 C．年轻人Hcrt神经元兴奋需要的刺激强度相对更低一些 D．向老年人Hcrt神经元加入K＋通道激活剂有助于提升睡眠质量 【解析】 老年人睡眠时容易醒且醒后不易再入睡，研究发现，与年轻小鼠相比，年老小鼠的Hcrt神经元激活的次数明显增多，因此可推测老年人易醒可能是由Na＋大量进入Hcrt神经元引起其兴奋，A正确；与年轻小鼠相比，年老小鼠的Hcrt神经元激活的次数明显增多，且Hcrt神经元的K＋通道含量明显减少，说明Hcrt神经元兴奋后，由于其K＋通道含量明显减少，导致K＋外流减少，Hcrt神经元不易恢复静息电位，因此导致老年人醒后不易再入睡，B正确；根据题意，与年轻小鼠相比，年老小鼠Hcrt神经元的K＋通道含量明显减少，则K＋外流减少，说明年老小鼠Hcrt神经元的静息电位绝对值更低，受到刺激后更容易兴奋，因此年轻人Hcrt神经元兴奋需要的刺激强度相对更高一些，C错误；老年人睡眠时容易醒且醒后不易再入睡可能与Hcrt神经元的K＋通道含量明显减少有关，因此向老年人Hcrt神经元加入K＋通道激活剂有助于提升睡眠质量，D正确。 10．[2023·湖州中学检测]神经肌肉标本是由许多兴奋性不同的神经纤维和肌细胞组成的(引发动作电位所需刺激强度越低，兴奋性越高)。每根神经纤维控制一个肌细胞，参与收缩的肌细胞越多，肌肉张力越大。下图是一个蛙的坐骨神经腓肠肌标本，M为刺激位点，甲、乙为两极均接在膜外的电表。下列叙述正确的是(　D　) A．随刺激强度增大，肌肉张力越来越大 B．刺激强度越大，形成的动作电位也越大 C．接受刺激后，神经纤维膜内电位由正变为负 D．M处给予一个适宜的刺激，甲、乙电表指针偏转幅度不同 【解析】 当刺激强度大于阈值时，动作电位大小不变，肌肉张力不变，但由于蛙的坐骨神经腓肠肌中含有许多兴奋性不同的神经纤维，每根神经纤维控制一个肌细胞，所以在一定范围内，随着刺激强度的增大，肌肉张力随之增强，但超过阈值后将不变，A、B错误；接受刺激后，神经纤维膜内电位由负变为正，C错误；因为神经肌肉标本是由许多兴奋性不同的神经纤维和肌细胞组成的，所以M处给予一个适宜的刺激，甲、乙电表指针偏转幅度不同，D正确。 11．下图表示给予蛙离体坐骨神经一次适宜刺激后，神经细胞膜上Na＋通道和K＋通道开放数量变化。下列相关叙述正确的是(　A　) A．兴奋在坐骨神经上的传导需要消耗能量 B．实验中蛙坐骨神经要用蒸馏水始终保持其湿润 C．a点时通道蛋白均关闭，神经细胞内外膜电位差为0 D．b点时Na＋通道开放数最多，此时动作电位达到峰值 【解析】 兴奋在坐骨神经上的传导过程存在Na＋——K＋泵的主动转运，需要消耗能量，A正确；蛙为动物，实验中蛙坐骨神经要用生理盐水始终保持其湿润，不能用蒸馏水，B错误；分析题图可知，a点时通道蛋白均关闭，但不能说明神经细胞内外膜电位差为0，C错误；b点时Na＋通道开放数最多，但此后Na＋仍然内流，故此时动作电位并未达到峰值，D错误。 12．[2023·诸暨中学检测]下图①～⑤依次表示蛙坐骨神经受到刺激后的电位变化过程。下列分析正确的是(　A　) A．图①表示甲、乙两个电极处的膜外电位的大小与极性相同 B．图②表示甲电极处的膜处于去极化过程，乙电极处的膜处于极化状态 C．图④表示甲电极处的膜处于复极化过程，乙电极处的膜处于反极化状态 D．图⑤表示甲、乙两个电极处的膜均处于去极化状态 【解析】 图①指针不偏转，说明甲和乙电极处都为极化状态且电位大小相同，A正确；图②指针右偏，说明电流方向为甲→乙，受刺激部位为乙侧，甲为极化状态，乙为反极化状态，处于去极化过程，B错误；图④指针左偏，说明兴奋传到甲处，甲处膜外为负电位，电流方向为乙→甲，甲处于反极化状态，乙处膜外为正电位，处于极化状态，C错误；图⑤指针不偏转，说明甲、乙都恢复到极化状态，D错误。 13．下图表示某神经元一个动作电位传导示意图，据图分析，下列说法正确的是(　C　) A．据图判断，神经纤维上受刺激的位点在c的右侧 B．图中a→b→c的过程就是动作电位形成和恢复的过程 C．图中b段对应的神经纤维正处于反极化过程中 D．a段的神经纤维正在发生Na＋涌入膜内，此过程不消耗ATP 【解析】 由题图可知，a段的点已经发生过动作电位，b段是反极化过程，c段正在发生去极化，可判断神经纤维上受刺激的位点在c的左侧，A错误；动作电位产生的原因是Na＋内流，恢复静息电位的原因是K＋外流，c、b段是Na＋内流阶段，a段是K＋外流阶段，因此题图中动作电位产生及静息电位恢复过程是c→b→a，B错误；反极化指的是细胞处于外负内正的状态，题图中b段对应的神经纤维正处于反极化过程中，C正确；a段膜内外电位表现为外正内负，是静息电位，原因是K＋外流，该过程属于易化扩散，不需要消耗ATP，D错误。 14．细胞膜的选择透过性与细胞膜的静息电位密切相关。科学家以哺乳动物骨骼肌细胞为材料，研究了静息电位形成的机制。请回答下列问题。 (1)骨骼肌细胞膜的主要成分是__蛋白质和磷脂__，膜的基本骨架是__磷脂双分子层__。 (2)假设初始状态下，膜两侧正负电荷均相等，且膜内K＋浓度高于膜外。在静息电位形成过程中，当膜仅对K＋具有通透性时，K＋顺浓度梯度向膜外流动，膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加，对K＋进一步外流起阻碍作用，最终K＋跨膜流动达到平衡，形成稳定的跨膜静电场，此时膜两侧的电位表现是__外正内负__。K＋静电场强度只能通过公式“K＋静电场强度(mV)＝60×lg”计算得出。 (3)骨骼肌细胞处于静息状态时，实验测得膜的静息电位为－90 mV，膜内、外K＋浓度依次为155 mmol/L和4 mmol/L(lg＝－1.59)，此时没有K＋跨膜净流动。 ①静息状态下，K＋静电场强度为__－95.4__mV，与静息电位实测值接近，推测K＋外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。 ②为证明①中的推测，研究者梯度增加细胞外K＋浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的绝对值__梯度减小__，则可验证此假设。 【解析】 (1)细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂，细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层。 (2)K＋外流形成静息电位，细胞膜两侧的电位表现为外正内负。 (3)K＋静电场强度(mV)＝60×lg＝60×lg＝60×(－1.59)＝－95.4(mV)，即静息状态下，K＋静电场强度为－95.4 mV。依据公式可知，增加细胞外K＋浓度求出的值的绝对值变小，若测得静息电位的值也变小(正负号不代表大小，代表方向)，则可验证①中假设。 学科网（北京）股份有限公司 $$