神经纤维上的膜电位变化

2017-03-23 18:11刘丽英
课程教育研究 2017年4期
关键词:负电电位差动作电位

刘丽英

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2017)04-0145-01

神经纤维上的兴奋传导与神经元之间的兴奋传递是近年高考的热点,而神经纤维膜电位变化曲线的考查更是其中的难点。复习时应透彻理解基础知识,并结合典型题目掌握解题的规律方法。

1.兴奋在神经纤维上的传导

1.1兴奋产生的机理

K+主要分布在神经细胞膜内,Na+主要分布在神经细胞膜外。未受刺激时,K+外流,形成外正内负的静息电位,静息电位的大小取决于K+平衡电位;受到刺激时,Na+内流,形成外负内正的动作电位,产生兴奋,并与临近未兴奋部位形成电位差,进而形成局部电流。在动作电位发生后的恢复期间,将内流的Na+排出,同时将透出膜外的K+重新移入膜内,恢复原来的离子浓度梯度,重建膜的静息电位。在神经纤维的膜外放置连接两个电极,中间连接电流表,会测到连续的电位变化。电位的变化呈现双相动作电位。如果将其中的一极损伤或阻断,则会呈现单相动作电位。将神经浸润于无Na+的溶液时,不能产生动作电位。改变膜外的Na+浓度,不影响静息电位的数值,但可改变动作电位的幅度和速率,变化规律是与膜外Na+浓度成正相关。

1.2兴奋在神经纤维上的传导引发的电位变化曲线解读(以单相动作电位为例)

a段——静息电位、外正内负,K+通道开放;

b点——0电位;bc段——动作电位,Na+通道开放;

cd段——逐渐恢复静息电位;

de段——静息电位。

2.膜电位变化曲线典型题目解题指导

2.1典型例题分析

例1.神经电位的测量装置如右上图所示,其中箭头表示施加适宜刺激,阴影表示兴奋区域。用记录仪记录A、B两电极之间的电位差,结果如下面曲線图。若将记录仪的A、B两电极均置于膜外,其它实验条件不变,则测量结果是:

答案 C

解析:根据题干信息,电流表指针偏向负极指示负电位。适宜的刺激使神经细胞产生兴奋,兴奋向两侧传递。将电极均置于膜外,当兴奋传至A时,AB之间就有电位差会形成电流,电流表指示负电位;当兴奋传至B时,AB之间也会形成电流,电流表指示正电位,两种情况下的电流方向相反。

例2.以枪乌贼的粗大神经纤维作材料,在神经纤维的表面放置两个相距2~3厘米的电极a和b,在图中的刺激点给予较强的电刺激(如图所示)。依据观测到的电流表指针偏转情况所绘出的曲线是:

解析:电刺激传到a时, a点变为负电位,然后恢复原来的0电位。电刺激传到b时,b点变为负电位,然后恢复原来的0电位。电流表指针偏转方向相反。

答案 C

2.2解题规律总结

刺激的位置不同(在电极的左侧或右侧),神经纤维上产生的动作电位的变化不同。

只要两个电极都连接在神经纤维的无损伤部位,则会呈现双相电位变化。

神经纤维膜内外的Na+的浓度变化,兴奋时引起动作电位的幅度就会发生改变。

有的题目中规定了电流表的正极和负极,做题时要注意辨析。

参考文献:

[1]王玢.人体及动物生理学.北京:高等教育出版社,1986. 9~24

[2]吴相钰,陈守良,葛明德.陈阅增普通生物学. 北京:高等教育出版社,2010. 161~165

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