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膜电位测量与电流计指针偏转问题分析
易错归因
对膜电位变化曲线理解不到位；对电流计指针偏转问题分析不准确。
典型易错题
例1（2022·河北衡水·二模）如图为在蛙的坐骨神经上测得的兴奋传导过程中膜电位的变化情况。下列相关叙述错误的是（ ）
A．测得图示电位变化需将电流表的两电极连在坐骨神经同一位置的膜内外
B．若降低培养液中钠离子的浓度，D的峰值下降，有可能不能引起电位逆转
C．若电极连在神经细胞膜外的两个位置，连接点间的突触直接影响指针偏转次数
D．F点后由于钠－钾泵对两种离子的运输导致两种离子在膜内外的浓度趋于平衡
【答案】D
【解析】分析题图：静息时，神经细胞膜对钾离子的通透性大，钾离子大量外流，形成内负外正的静息电位；受到刺激后，神经细胞膜的通透性发生改变，对钠离子的通透性增大，钠离子内流，形成内正外负的动作电位。题图表示动作电位的发生，需将电流表的两电极连在坐骨神经同一位置的膜内外，才能测得膜内外电位的变化，A正确；若降低培养液中钠离子的浓度，产生兴奋时，钠离子的内流量减少，D的峰值下降，如果内流的钠离子过少，有可能不能引起电位逆转，B正确；若电极连在神经细胞膜外的两个位置，连接点间的突触直接影响指针偏转次数，主要取决于刺激点位于突触前神经元还是突触后神经元，C正确；钠－钾泵对两种离子的运输属于主动运输，钠－钾泵的作用导致两种离子在膜内外的浓度存在差异，D错误。故选D。
例2（2022·广东·模拟预测）在青蛙的离体神经纤维上安装一个灵敏电流计，如图甲所示，c点为刺激部位，图乙为c点受刺激后的膜电位变化情况。下列叙述错误的是（ ）
A．图甲中神经纤维未受刺激时B侧为负电位
B．图甲中c点接受刺激后，电流计指针有方向相反的两次偏转
C．将神经纤维置于高Na+的溶液中，③高度下移
D．图乙④点时K+大量外流，处于静息电位恢复状态
【答案】C
【解析】据图分析：电流计的两电极位于神经纤维的膜外侧，在右电极的右侧给一个强刺激可以引起电流表指针发生两次方向相反的偏转，神经纤维未兴奋时（静息时）膜电位为外正内负，该电位的形成与钾离子的外流、钠离子的内流有关，兴奋后膜电位为外负内正。图甲中神经纤维未受刺激时处于静息电位，K+外流，B侧为负电位，A正确；图甲c点接受刺激后，兴奋先传到b点，b点为动作电位，外侧带负电荷，电流计指针向右偏转，当兴奋传导至a点时，a点外侧带负电荷，b点恢复为静息电位，带正电荷，指针向左偏转，B正确；将神经纤维置于高Na+的溶液中，Na+内流增多，③高度上移，C错误；图乙④点时K+大量外流，处于静息电位恢复状态，D正确。故选C。
解题技巧
1．膜电位的测量
方法 图解 结果
电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
电表两极均置于神经纤维膜的外侧
2．膜电位变化曲线
（1）a点之前——静息电位：神经细胞膜对K＋的通透性大，对Na＋的通透性小，主要表现为K＋外流，使膜电位表现为外正内负。
（2）ac段——动作电位的形成：神经细胞受刺激时，Na＋通道打开，Na＋大量内流，导致膜电位迅速逆转，表现为外负内正。
（3）ce段——静息电位的恢复：Na＋通道关闭，K＋通道打开，K＋大量外流，膜电位逐渐恢复为静息电位。
（4）ef段——一次兴奋完成后，钠钾泵将流入的Na＋泵出膜外，将流出的K＋泵入膜内，以维持细胞外Na＋浓度高和细胞内K＋浓度高的状态，为下一次兴奋做好准备。
3．电流表指针的偏转问题
（1）电流表指针偏转的原理
图中a点受刺激产生动作电位“”，动作电位沿神经纤维传导依次通过“a →b→c右侧”时灵敏电流计的指针变化细化图：
（2）在神经纤维上电流表指针偏转问题
①刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋，电流表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点（bc＝cd），b点和d点同时兴奋，电流表指针不发生偏转。
（3）在神经元之间电流表指针偏转问题
①刺激b点，由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度，a点先兴奋，d点后兴奋，电流表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点，兴奋不能传至a点，a点不兴奋，d点兴奋，电流表指针只发生一次偏转。
同类题练习
1．（2022·浙江·高考真题）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
2．（2022·浙江杭州·二模）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，刺激位点为a点或f点，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．若适当增加外界溶液的K+浓度，则f位点静息电位绝对值将变大
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
3．（2022·浙江温州·二模）在一神经纤维上接有一系列相同电表测其膜电位，神经纤维某一位点受刺激后的某一时刻，根据电表指针偏转情况作出神经纤维膜上各位点的电位如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．a点可能是受刺激的位点 B．各电表测得的是神经纤维膜外的电位
C．该图能体现动作电位传导的不衰减性 D．b点电表指针所处位置与d点的相同
4．（2021·浙江绍兴·二模）图甲为某一种神经纤维示意图，将一电流表的a、b两极置于膜外，在X处给予适宜刺激，测得电位变化如图乙所示。下列说法错误的是（　　）
A．受刺激时，电流表的指针将发生两次方向相反的偏转
B．图甲电流表指针偏向左时，a极处神经纤维膜可能处于去极化状态
C．在图乙中的t3时刻，兴奋传导至b电极处
D．t1～t2，t3～t4电位的变化分别是Na+内流和K+外流造成的
5．（2022·广东深圳·模拟预测）兴奋在神经纤维上具有双向传导的特点，某同学将两个电流表的电极置于神经纤维上相应的位置，如甲图所示，其中表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b d中点c给予适宜刺激，相关的电位变化曲线如乙图、丙图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．丙图表示刺激c点时表1测到的电位变化
B．未刺激c点时，表2指针的读数对应乙图中的①
C．乙图中①~③的变化是Na+以主动运输的方式进入细胞引起的
D．刺激甲图中的c点时，产生的兴奋沿神经纤维双向传导
6．（2022·浙江嘉兴·模拟预测）坐骨神经由多种神经纤维组成，不同神经纤维的兴奋性和传导速率有差异，多根神经纤维同步兴奋时，其动作电位幅值（即大小变化幅度）可以叠加；单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象。现欲研究神经的电生理特性，装置如图所示，①为刺激位点，②③④⑤为电表电极位点，电表甲、乙测得的最大偏转幅度如图2所示。下列叙述正确的是（ ）
A．静息时，神经纤维不进行Na+和K+的跨膜转运
B．刺激强度小于b时，④⑤处都无电位变化
C．刺激强度从a增强到b，兴奋的神经纤维数量增加
D．曲线1对应电表乙的结果，曲线2对应电表甲的结果
7．（2022·黑龙江·模拟预测）如图是用甲、乙两个电流表研究神经纤维及突触上兴奋产生及传导的示意图。下列有关叙述正确的是（ ）
A．静息状态下，甲指针和乙指针都不偏转
B．刺激a处时，甲指针维持原状，乙指针偏转两次
C．刺激b处时，甲指针维持原状，乙指针偏转一次
D．清除c处的神经递质，再刺激a处时，甲指针偏转一次，乙指针不偏转
8．（2022·福建·模拟预测）如图为神经元结构模式图，电流计A1和A2的两极a、c、d、e分别接在神经纤维外膜上，在b、f两点给予适宜强度的刺激（ab = bc），则电流计的偏转情况为（ ）
A．在b点与f点刺激时，A1、A2各偏转两次，且方向相反
B．在b点刺激时，A1不偏转，A2偏转两次；f点刺激时，A1不偏转，A2偏转一次
C．在b点刺激时，A1不偏转，A2偏转两次；f点刺激时，A1偏转，A2偏两次
D．在b点刺激时，A1偏转两次，A2偏转一次；f点刺激时，A1不偏转，A2偏转一次
9．（多选题）（2022·辽宁·阜新蒙古族自治县高级中学二模）下图为某神经纤维局部示意图，其中b、d是灵敏电流计接头，均接在细胞膜外表面，且bc=cd。下列相关叙述错误的是（ ）
A．若将 b接入神经细胞膜内侧，测得的数值为兴奋时的膜电位
B．刺激 a点，电流计指针偏转两次，说明兴奋在神经纤维上进行双向传导
C．刺激c点，b、d 点处不发生电位变化，电流计不发生偏转
D．刺激d点，兴奋以电信号传导至c点，引起c点 Na+内流
10．（2022·陕西·宝鸡中学一模）将蛙脑破坏，保留脊髓，做蛙心静脉灌注，以维持蛙的基本生命活动。暴露蛙左后肢屈反射的传入神经和传出神经，分别连接电位计 和 。将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后，电位计 和 有电位波动，出现屈反射。如图为该反射弧结构示意图。
（1）请说明如何用简便的实验验证兴奋能在神经纤维上双向传导，而在反射弧中只能单向传递。_________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
（2）若在灌注液中添加某种药物，将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后，电位计 有波动，电位计 未出现波动，左后肢未出现屈反射，其原因可能有：①__________________________；②___________________________________。
（3）科学家用蛙的神经纤维进行实验（如图1，电流左进右出为+），记录在钠离子溶液中神经纤维产生兴奋的膜电位（如图2），其中箭头表示施加适宜刺激。
若将记录仪的微电极均置于膜外（见图3），其他条件不变，则测量结果是下图中___________。
A． B．C． D．
同类题练习参考答案
1．A 【解析】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；反射弧中，兴奋在神经纤维的传导是单向的，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，由于会存在电位差，指针会发生偏转，D正确。故选A。
2．D 【解析】d点是动作电位的形成过程，此时主要是钠离子通道开放，钠离子内流速度大于钾离子外流速度，A错误；e处为静息电位的恢复过程，此时主要是钾离子外流，B错误；静息电位是钾离子以协助扩散的方式外流造成的，若适当增加外界溶液的K+浓度，神经纤维膜内外的钾离子浓度差变小，f位点静息电位绝对值将变小，C错误；动作电位是Na+内流形成的，若增加外界培养液的Na+浓度，Na+内流速度更快，形成的电位差更大，则灵敏电位计每次偏转的幅度增加，D正确。故选D。
3．D 【解析】分析题图，a、c、e点表示静息电位；b点表示动作电位，此时Na+内流，造成膜两侧的电位表现为内正外负。c点是刺激点，A错误；未受刺激时，各电表测得的数值为负数，而静息电位是外正内负，故各电表测得的是神经纤维膜内的电位，B错误；该图能体现动作电位数值大小不变，该图不能说明其传导具有不衰减性，缺少受刺激点的电位波形图，不能比较是否衰减，C错误；b点和d点的膜电位一致，所以b点电表指针所处位置与d点的相同，D正确。故选D。
4．D 【解析】受刺激时，电流表的指针在电信号传导至a时偏转一次，到b时再偏转一次，故会发生两次方向相反的偏转，A正确；图甲电流表指针偏向左时，a处应该是负电位、b处应该为正电位，此时a处电位内正外负，可能处于去极化状态，B正确；静息电位是外正内负，动作电位是外负内正，电流表会有不同方向的偏转。在图乙中的t3时刻，是在产生第二次偏转的时候，兴奋传导至b电极处，并产生电位变化，C正确；t1～t2，t3～t4电位的变化都是先产生动作电位Na+内流，再恢复静息电位K+外流，故t1～t2，t3～t4电位的变化都是Na+内流和K+外流造成的，D错误。故选D。
5．C 【解析】图甲中表1指针的读数等于0，表2指针数不等于0，乙图表示刺激c点时表2测到的电位变化，丙图表示刺激c点时表1测到的电位变化。未受刺激时，表1指针的读数等于0，表2指针数不等于0，据此可以推断丙图表示刺激c点时表1测到的电位变化，乙图表示刺激c点时表2测到的电位变化，A正确；静息电位为细胞膜内、外的电位差，故未刺激c点时，表2指针对应的读数表示神经纤维的静息电位，对应乙图的①，B正确；乙图中①~③的变化是Na+以协助扩散的方式进入细胞引起的，C错误；刺激甲图中的c点，使其产生兴奋后，兴奋部位会和未兴奋部位形成局部电流，从而使兴奋沿神经纤维双向传导，D正确。故选C。
6．C 【解析】分析图2，刚开始刺激强度较小，电表的最大偏转幅度相等，随着刺激的不断增大，兴奋的神经纤维数量会增加，电表偏转的幅度也会增加，多根神经纤维同步兴奋时，其动作电位幅值（即大小变化幅度）可以叠加，曲线1表示的是离刺激点较近的电表甲，曲线2是表示电表乙。静息时神经细胞开放钾离子通道，使钾离子外流，A错误；分析图2，刺激强度小于b时曲线对应的纵坐标具有相应的数值，因此电表具有相应的偏转值，④⑤处有电位变化，B错误；刺激强度从a增强到b，分析图2的曲线，刚开始2曲线重合，后来出现了差值，说明兴奋的神经纤维数量增加，C正确；由分析可知，曲线1对应电表甲的结果，曲线2对应电表乙的结果，D错误。故选C。
7．C 【解析】甲表测定的是细胞膜内外的电位差，静息状态下细胞膜内外有电位差，指针会偏转，A错误；刺激a处时，对于甲电流表，兴奋传到电极处，膜外为负电位，膜内为正电位，甲指针偏转一次。对于乙电流表，兴奋先传到乙电流表的左边电极，然后传到右边电极，乙指针偏转两次，B错误；刺激b处时，兴奋无法传到左边神经元，因此甲指针维持原状，对于乙电流表，兴奋无法传到电流表左边电极，乙指针偏转一次，C正确；清除c处的神经递质，再刺激a处时，兴奋无法传到右边神经元，甲指针偏转一次，乙指针偏转一次，D错误。故选C。
8．B 【解析】分析题图：图示为神经元结构模式图，电流计A1和A2的两极a、c、d、e分别接在神经纤维外膜上。刺激b点时，兴奋可以双向传导，且同时到达a和c处；当兴奋向右传递时，先到达d处，后到达e处。由于兴奋在神经元上可以双向传导，而在神经元之间只能单向传递，因此刺激f点时，兴奋能传导到e处，但不能传递到a、c和d处。在b点刺激时，兴奋同时到达a和c处，因此A1不偏转；当兴奋继续向右传递时，先到达d处，后到达e处，因此A2偏转两次，且方向相反；在f点刺激时，兴奋能传导到e处，但不能传递到a、c和d处，因此A1不偏转，A2偏转一次。综上所述，B正确。故选B。
9．ABC 【解析】若将图中的b接入神经细胞膜内侧，电流计一侧在膜外一侧在膜内，测得的数值可反映静息电位大小，A错误；刺激a点，电流计指针偏转两次，只能说明兴奋向右侧传导，不能说明兴奋在神经纤维上双向传导，B错误；刺激c点时，由于bc=cd，电信号同时到达b、d点处，电流计不发生偏转，但b、d点处会检测到电位变化，C错误；刺激d点，兴奋以局部电流形式传导至c点，引起c点产生兴奋，Na+大量内流，D正确。故选ABC。
10．（1）方法和现象：刺激电位计 与骨骼肌之间的传出神经。观察到电位计 有电位波动和左后肢屈腿，电位计 未出现电位波动
（2）突触前膜释放的神经递质不能与突触后膜上的特异性受体结合 突触前膜不能释放神经递质
（3）B
【解析】（1）若兴奋在反射弧中只能单向传递，则刺激电位计 与骨骼肌之间的传出神经，可观察到电位计 有电位波动和左后肢屈腿，电位计 未出现电位波动。
（2）灌注某种药物后 电位计能记录到电位波形，在 电位计不能记录到电位波形，说明该药物并非抑制神经纤维膜上电压门控钠离子通道，而是抑制突触兴奋的传递，因此该药物的作用可能是使突触前膜释放的递质不能与突触后膜上的特异性受体结合，也可能是使突触前膜不能释放递质。
（3）据图分析，兴奋在神经纤维上传导可以是双向的。图中的电位计检测的是一个神经元膜内外的电位差；在静息状态下呈外正内负，动作电位为外负内正，因此电流表发生两次相反地转动。若将记录仪的微电极均置于膜外（见图3），其他条件不变，由题干和图解可知，电极所示是膜外电位变化，未兴奋之前，两侧的电位差为0；刺激图中箭头处，左侧电极先兴奋，左侧膜外变为负电位，而右侧电极处膜外仍为正电位，因此两侧的电位差为负值；由于两点中左侧先兴奋，右侧后兴奋，并且两点之间具有一定的距离，因此中间会出现延搁；当兴奋传导到右侧电极后，电位差与之前的相反，因此测量结果为B，B正确。故选B。
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