专题11 静息电位与动作电位产生机理-2018年高考生物母题题源系列(原卷版)
静息电位和动作电位产生的具体原因
静息电位和动作电位产生的具体原因伴随生命活动的电现象，称为生物电。
关于生物电在生命活动中所起的作用，目前还不十分清楚。
本节着重以神经纤维为例讨论细胞水平生物电的表现形式，即静息电位和动作电位。
一、静息电位及其产生机制（一）静息电位静息电位是指细胞在安静状态下，存在于细胞膜的电位差。
这个差值在不同的细胞是不一样的，就神经纤维而言为膜外电位比膜内电位高70～90mv。
如规定膜外电位为0，则膜内电位当为负值（-70～-90mv）。
细胞在安静状态时，保持比较稳定的外正内负的状态，称为极化。
极化状态是细胞处于生理静息状态的标志。
以静息电位为准，膜内负电位增大，称为超极化。
膜内负电位减小，称为去或除极化。
细胞兴奋后，膜电位又恢复到极化状态，称为复极化。
（二）静息电位产生的机制“离子学说”认为，细胞水平生物电产生的前提有二：①细胞内外离子分布和浓度不同。
就正离子来说，膜内K 浓度较高，约为膜外的30倍。
膜外Na 浓度较高约为膜内的10倍。
从负离子来看，膜外以Cl-为主，膜内则以大分子有机负离子（A-）为主。
②细胞膜在不同的情况下，对不同离子的通透性并不一样，如在静息状态下，膜对K 的通透性大，对Na 的通透性则很小。
对膜内大分子A-则无通透性。
由于膜内外存在着K 浓度梯度，而且在静息状态下，膜对K 又有较大的通透性（K 通道开放），所以一部分K 便会顺着浓度梯度向膜外扩散，即K 外流。
膜内带负电荷的大分子A-，由于电荷异性相吸的作用，也应随K 外流，但因不能透过细胞膜而被阻止在膜的内表面，致使膜外正电荷增多，电位变正，膜内负电荷增多，电位变负。
这样膜内外之间便形成了电位差，它在膜外排斥K 外流，在膜内又牵制K 的外流，于是K 外流逐渐减少。
当促使K 流的浓度梯度和阻止K 外流的电梯度这两种抵抗力量相等时，K 的净外流停止，使膜内外的电位差保持在一个稳定状态。
因此，可以说静息电位主要是K 外流所形成的电一化学平衡电位。
生物学细胞的兴奋性和生物电现象习题及答案
生物学细胞的兴奋性和生物电现象习题及答案一、静息电位和动作电位及其产生机制细胞的生物电现象：细胞水平的生物电现象主要有两种表现形式，一种是在安静时所具有的静息电位，另一种是受到刺激时产生的动作电位。
1.静息电位：指细胞在安静时存在于细胞膜两侧的电位差。
静息电位都表现为膜内较膜外为负，如规定膜外电位为0，则膜内电位大都在-10～-100mV之间。
习题：有关静息电位的叙述，哪项是错误的：A.由K+外流所致，相当于K+的平衡电位B.膜内电位较膜外为负C.各种细胞的静息电位数值是不相同的D.是指细胞安静时，膜内外电位差E.是指细胞安静时，膜外的电位答案：E静息电位主要由K+平衡电位引起。
正常时细胞内的K- 浓度高于细胞外，而细胞外Na+浓度高于细胞内。
在安静状态下，虽然细胞膜对各种离子的通透性都很小，但相比之下，对K+有较高的通透性，于是细胞内的K+在浓度差的驱使下，由细胞内向细胞外扩散。
由于膜内带负电荷的蛋白质大分子不能随之移出细胞，所以随着带正电荷的K+外流将使膜内电位变负而膜外变正。
.但是，K+的外流并不能无限制地进行下去。
因为最先流出膜外的K+所产生的外正内负的电场力，将阻碍K+的继续外流，随着K+外流的增加，这种阻止K+外流的力量（膜两侧的电位差）也不断加大。
当促使K+外流的浓度差和阻止K+外移的电位差这两种力量达到平衡时，膜对K+的净通量为零，于是不再有K+的跨膜净移动，而此时膜两侧的电位差也就稳定于某一数值不变，此电位差称为K+平衡电位。
除K+平衡电位外，静息时细胞膜对Na+也有极小的通透性，由于Na+顺浓度差内流，因而可部分抵消由K+外流所形成的膜内负电位。
这就是为什么静息电位的实测值略小于由Nernst 公式计算所得的K+平衡电位的道理。
此外，钠泵活动所形成的Na+、K+不对等转运也可加大膜内负电位。
膜对K+和Na+的相对通透性可影响静息电位的大小，如果膜对K+的通透性相对增大，静息电位也就增大（更趋向于Ek），反之，膜对Na+的通透性相对增大，则静息电位减小（更趋向于ENa）。
高考静息电位知识点
高考静息电位知识点高考静息电位知识点对于理科生来说是一门非常重要的学科，它是生物学中的基础知识之一。
静息电位是指神经细胞在静息状态下的细胞膜电位，也是神经信号传导的基础。
在高考中，考生需要对这一知识点有一定的了解和掌握。
本文将围绕高考静息电位知识点展开讨论，从细胞膜、离子通道和静息电位的生成等方面进行阐述。
一、细胞膜结构与静息电位细胞膜是由脂质双层组成的，其中包含了各种离子通道和输运蛋白。
在细胞膜中，钠离子通道和钾离子通道是两个重要的离子通道。
其中，钠离子外流，钾离子内流。
这种不平衡的离子流动造成了细胞内外的电位差，形成了细胞膜的静息电位。
二、离子通道和静息电位离子通道是细胞膜上的特殊蛋白，它能够选择性地允许某些离子通过。
钠离子和钾离子通道是两个主要的离子通道。
在细胞膜上，钠离子通道主要分布在细胞膜的内侧，钾离子通道主要分布在细胞膜的外侧。
当细胞内外的离子浓度不平衡时，离子通道通过开启或关闭的方式来调节离子的通透性，从而调节细胞膜的电位，形成静息电位。
三、静息电位的生成与维持静息电位的生成和维持是通过离子通道的动态平衡来实现的。
在静息状态下，细胞内外的离子浓度大致保持稳定。
此时，细胞膜上的钠离子通道关闭，钾离子通道处于半开放状态。
由于细胞膜上的钾离子通道的通透性大于钠离子通道，钾离子会逐渐内流，使细胞内的电位逐渐负值。
当电位约为-70mV时，钾离子的内流和外流达到平衡，此时细胞膜的电位被稳定在一个值，形成了静息电位。
四、静息电位的调节和变化除了离子通道的开/关之外，静息电位还可以通过其他因素来调节和变化。
例如，神经递质的释放可以引起离子通道的开放，从而改变细胞膜上的离子流动，进而影响静息电位。
此外，一些激素和药物也能对静息电位产生影响，进而调节神经传导和细胞功能。
五、静息电位与神经信号传导静息电位是神经信号传导的基础。
当神经细胞受到刺激时，会引起细胞膜上离子通道的开放或关闭，从而改变细胞膜的离子通透性和电位，产生神经冲动。
静息电位和动作电位的定义和形成机制
静息电位和动作电位的定义和形成机制在我们日常生活中，神经系统起着至关重要的作用。
而在神经系统中，有两种非常重要的电位：静息电位和动作电位。
这两种电位在神经元之间的传递过程中起着关键作用，使我们能够感知到外界的各种刺激，并做出相应的反应。
那么，这两种电位究竟是如何产生的呢？本文将从理论和实践的角度，对静息电位和动作电位的定义和形成机制进行详细的阐述。
我们来了解一下静息电位。
静息电位是指神经元在未受到任何刺激时，细胞内外的电势差。
简单来说，就是当神经元处于安静状态时，它的内部电压是稳定的。
这种稳定的电压是由细胞膜上的离子泵负责维持的。
离子泵通过主动运输的方式，将钾离子从细胞内向外运输，同时将钠离子从细胞外向内运输，从而使得细胞内外的电势差保持在一个相对稳定的状态。
这个稳定的电压差就是静息电位。
接下来，我们再来探讨一下动作电位。
动作电位是指神经元在受到某种刺激(如光、声、化学物质等)后，细胞内外的电势差发生快速变化的现象。
这种快速变化的电势差是由细胞膜上的离子通道负责调控的。
当刺激传达到神经元时，离子通道会迅速打开或关闭，使得离子在细胞内大量流动，从而产生一个快速上升或下降的电势差。
这个快速上升或下降的电势差就是动作电位。
那么，静息电位和动作电位是如何形成的呢？这要从神经元的结构说起。
神经元由胞体、树突、轴突和突触四部分组成。
其中，胞体是神经元的代谢中心，负责合成和分解蛋白质；树突是神经元接受信息的部位；轴突是神经元传递信息的部位；突触是连接两个神经元的结构。
在正常情况下，静息状态下的神经元，其细胞膜上的离子泵会维持一定的离子浓度梯度，使得细胞内外的电势差保持在一个稳定的状态。
当神经元受到刺激时，刺激信号会传递到胞体，引起一系列生化反应。
这些反应会导致胞体释放出一种叫做乙酰胆碱的神经递质。
乙酰胆碱会与轴突上的乙酰胆碱受体结合，从而引发一系列的生理过程。
在这个过程中，离子通道会发生开关性的变化。
具体来说，当刺激信号传达到胞体时，离子通道会迅速打开，使得钠离子大量流入轴突；钾离子大量流出胞体。
必修三静息电位和动作电位形成的机理
息电位和动作电位
1、静息电位值减小、增大、不变？
2、动作电位峰值降低、升高、不变？
动作电位和静息电位形成的原因
教材：P18面 静息电位：是指细胞未受刺激时，细胞膜
两侧 的电位表现为内负外正 。主要是钾 离子外流引起。
动作电位：是指细胞受刺激时，细胞膜两
侧 的电位表现为暂时性的电位变化，由 内负外正变为内正外负。主要是钠离子内 流引起。
静息时
受刺激时
动作电位的形成
外侧： 阳离子总数＞阴离子总数 （ 外侧： 阳离子总数=阴离子总数 （
7Na+ 3k+
8Cl－ ）
Na+通道打开
5Na+ 3k+
8Cl－ ）
Na+快速内流 （ 1Na+ 5k+ 8Cl－ ） （ 3Na+ 5k+ 8Cl－ ）
内侧：阳离子总数＜阴离子总数 细胞膜内外表现为外正内负
降低膜外Na+ 浓度峰电位↓
-70
＋＋＋＋＋＋ ＋ －－－－－－ －
+ k
＋＋＋＋＋ －－－－－
Na+
如何形成的呢？
外侧： 阳离子总数=阴离子总数 外侧： 阳离子总数=阴离子总数 钾-钠泵 如（ 7Na+ 1k+
如（ 4Na+
4k+
8Cl－ ）
8Cl－
）
如（ 4Na+ 4k+
8Cl－ ）
如（ 1Na+ 7k+
8Cl－
）
内侧：阳离子总数=阴离子总数 细胞膜内外各种离子浓度相同
内侧： 阳离子总数=阴离子总数 膜内外离子浓度发生改变
静息电位和动作电位产生的离子基础大学内容课件
谢谢您的聆听
THANKS
静息电位和动作电位产生的离 子基础大学内容课件
CONTENTS
• 静息电位基础 • 动作电位基础 • 离子基础 • 静息电位和动作电位产生的离
子机制 • 神经元兴奋性的离子基础 • 总结和讨论
01
静息电位基础
静息电位的定义
01
静息电位是指细胞在安静状态下， 细胞膜两侧存在的外正内负的膜 电位。
02
它表现为细胞膜内外的电位差， 是细胞进行跨膜信号传递和电活 动的基础。
静息电位的产生机制
静息电位的产生主要与钾离子外流有关。
在安静状态下，细胞内的钾离子浓度约为细胞外的30倍左右，因此钾离子会顺着浓 度差从细胞内向细胞外流动，形成外正内负的膜电位。
同时，钠离子也会在钠泵的作用下被泵出细胞，这也有助于维持细胞内外钾离子的 浓度差。
离子机制对神经元兴奋性的影响和调控
离子浓度对神经元兴奋性的影响
不同离子的浓度会影响神经元的兴奋性，例如高钾离子浓度会降低神经元的兴奋性，而高钠离子浓度则会增加神经元 的兴奋性。
离子通道调控对神经元兴奋性的影响
神经元中不同离子通道的开闭可以调节神经元的兴奋性。例如，增加钠离子通道的开放时间可以增加神经元的兴奋性。
不同离子的跨膜流动受到 多种因素的影响，如浓度 差、膜通道的通透性、跨 膜电场等。
05
神经元兴奋性的离子基础
神经元兴奋性的定义和特点
神经元兴奋性的定义
神经元兴奋性是指神经元在接受到刺 激后产生反应的能力。
静息电位和动作电位的产生机制
静息电位和动作电位的产生机制
静息电位产生机制：当神经细胞处于静息状态时，k+通道开放(Na+通道关闭)，这时k+会从浓度高的膜内向浓度低的膜外运动，使膜外带正电，膜内带负电。
膜外正电的产生阻止了膜内k+的继续外流，使膜电位不再发生变化，此时膜电位称为静息电位。
动作电位的产生机制：在静息状态时，细胞膜外Na+浓度大于膜内，Na+有向膜内扩散的趋势，而且静息时膜内存在着相当数值的负电位，这种电场力也吸引Na+向膜内移动。
动作电位是指可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程。
神经元、肌细胞等活组织细胞处于静息状态时，膜内的电位较膜外为负，相差70-90mV，称极化状态。
这种膜内外的电位差称为静息电位或膜电位。
其产生有两个重要条件，一是膜两侧离子的不平衡分布，二是静息时膜对离子通透性的不同。
动作电位产生条件：一是细胞膜两侧存在离子浓度差，细胞膜内钾离子浓度高于细胞膜外，而细胞外钠离子、钙离子、氯离子高于细胞内，这种浓度差的维持依靠离子泵的主动转运。
二是细胞膜在不同状态下对不同离子的通透性不同。
三是可兴奋组织或细胞受阈刺激或阈上刺激。
高考生物静息电位和动作电位产生的离子基础考点考向考题透析(共31张PPT)
K+低 K+高
Na+高 Na+低
结合膜外Na+浓度远高于膜内这一事实，如何解释膜电位 由－70 mV逐渐减小到0，并出现+35 mV这一现象？
假设：膜电位发生反转是由Na+内流引起的
K+低
Na+高
K+高
Na+低
协助扩散。Na+不会一直内流， 因为Na+内流后，神经细胞内 外Na+浓度差会变小，Na+内流 的动力减小。
④一次兴奋完成后，钠钾泵将细胞 内的Na+泵出，将细胞外的K+泵入， 以维持细胞内K+浓度高和细胞外Na+ 浓度高的状态，为下一次兴奋做好 准备。
静息 外
恢复 Na+ Na+
内
ATP
K+ 兴奋 K+
外
a段： k+外流。
a—c 段是由于 Na+ 的内流 c—e 段K+的 外流和钠钾泵参与的主动运输
（2011年浙江4）在离体实验条件下单条神经纤维的动作电位
的是（C ）
A．曲线a代表正常海水中膜电位的变化 B．两种海水中神经纤维的静息电位相同 C．低Na+海水中神经纤维静息时，膜内Na+浓度高于膜外 D．正常海水中神经纤维受刺激时，膜外Na+浓度高于膜内
K+低
Na+高 K+低
K+高
Na+低 K+高
K+低 K+高
Na+高 K+低 Na+低 K+高
请问上述资料中，将流入细胞内的Na+重新转运到细胞外
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
母题11 静息电位与动作电位产生机理
【母题原题】1．（2018全国Ⅲ卷，3）神经细胞处于静息状态时，细胞内外K+和Na+的分布特征是（）A．细胞外K+和Na+浓度均高于细胞内
B．细胞外K+和Na+浓度均低于细胞内
C．细胞外K+浓度高于细胞内，Na+相反
D．细胞外K+浓度低于细胞内，Na+相反
2．（2018江苏卷，11）如图是某神经纤维动作电位的模式图，下列叙述正确的是（）
A．K+的大量内流是神经纤维形成静息电位的主要原因
B．bc段Na+大量内流，需要载体蛋白的协助，并消耗能量
C．cd段Na+通道多处于关闭状态，K+通道多处于开放状态
D．动作电位大小随有效刺激的增强而不断加大
【命题意图】通过分析膜电位的变化曲线，培养科学思维的习惯。
【命题规律】主要从以下两个角度命题：①与物质跨膜方式相结合，分析静息电位的膜内外离子分布、产生动作电位及恢复过程中膜内外离子分布的变化；②以外界离子变化创设情境，预测外界因素的变化对动作电位产生的影响。
【答题模板】1.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，膜电位恢复为静息电位后，K＋通道关闭。
(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。
2.兴奋的产生和传导过程中Na＋、K＋的运输方式
(1)形成静息电位时，K＋外流是由高浓度向低浓度运输，需载体蛋白的协助，不消耗能量，属于协助扩散。
(2)产生动作电位时，Na＋的内流需载体蛋白，同时从高浓度向低浓度运输，不消耗能量，属于协助扩散。
(3)恢复静息电位时，K＋的外流是由高浓度到低浓度，属于协助扩散。
(4)一次兴奋结束后，钠钾泵将流入的Na＋泵出膜外，将流出的K＋泵入膜内，需要消耗ATP，属于主动运输。
1．【浙江省2018年《名卷精编B版》考前押宝卷1生物试题】如图是细胞膜上离子通道处于不同状态的示意图，神经纤维膜上有两种离子通道，一种是钠离子通道，一种是钾离子通道，下列叙述正确的是
A. 离子通道可通过主动转运来维持细胞膜内外的离子浓度差
B.静息状态时钠离子通道关闭，钾离子通道开放
C. 去极化时钠离子通道开放，钾离子通道关闭
D. 复极化时钠离子通道和钾离子通道均关闭
2．【浙江省选考十校联盟2018年3月适应性考试生物试题】甲表示动作电位产生过程示意图，图乙表示动作电位传导示意图，下列叙述正确的是
A. a〜c段和①〜③段Na+通道开放，神经纤维膜内外Na+浓度差减小
B. 若神经纤维膜外K+浓度增大C点将上升
C. 静息电位是指图乙AB之间膜内的电位差
D. 机体内反射弧中神经冲动的传导是单向的
3．【山东省烟台市2018届高三下学期高考诊断性测试理科综合生物试题】离体神经纤维置于某种培养液中，给予适宜刺激并记录其膜内钠离子含量变化及膜电位变化，分别用下图Ⅰ、Ⅱ所示。
下列有关说法正确的是
A. 该实验中某溶液可以用适当浓度的KC1溶液代替
B. a〜b时，膜内钠离子含量增加与细胞膜对钠离子的通过性增大有关
C. 适当提高培养液中钾离子浓度可以提高曲线Ⅱ上c点值
D. c〜d时，局部电流使兴奋部位的钠离子由内流转变为外流，再形成静息电位
4．【江西省南昌市2018届高三第一次模拟考试理科综合生物试题】下列可以引起神经元静息电位绝对值降低的是哪一项
A. 增加细胞外K+浓度
B. 增加细胞内K+浓度
C. 增加细胞内Na+浓度
D. 降低细胞外Na+浓度
5．【山西省运城市康杰中学2018届高考模拟（三）理科综合生物试题】某神经纤维在产生动作电位的过程中，钠、钾离子通过离子通道的流动造成的跨膜电流如图所示（内向电流是指正离子由细胞膜外向膜内流动，外向电流则相反）。
下列说法正确的是
A. a点之前神经纤维膜内外之间没有正离子的流动
B. ab段钠离子通道开放，bc段钠离子通道关闭
C. c点时神经纤维的膜内电位等于0mV
D. cd段钾离子排出细胞不需要消耗ATP
6．【四川省2015级高三全国Ⅲ卷冲刺演练（一）理科综合生物试题】某人用不同的药物处理蛙的坐骨神经纤维，分別测得各组处理前后蛙的坐骨神经纤维上膜电位的变化，如下图甲、乙、丙、丁所示(虚线代表药物处理后的膜电位变化)。
下列关于各组实验的推论，合理的是
A. 处理甲组的药物阻断Na+内流
B. 处理乙组的药物阻断Na+内流
C. 处理丙组的药物抑制K+外流
D. 处观丁组的药物导致C1—外流
7．【浙江绿色评估联盟2018届高三10月考试生物试卷】某研究小组欲研究影响神经冲动传导速度的因素，请根据以下提供的实验材料，提出实验思路，并预测实验结果。
实验材料：蟾蜍坐骨神经、3%KCl、5%NaCl、2%普鲁卡因、任氏液、信号釆集处理系统等。
（要求与说明：蟾蜍坐骨神经的制备和测定神经传导速度的具体操作不作要求；实验过程中神经放在有任氏液的培养盟；普鲁卡因可阻滞Na+内流；传导速度v=m/S，其中m为两电极间距离，s为两电极间传导时间）
请回答：
（1）实验思路：
①准备若干培养皿，分别加入适量等量任氏液，编号A、B、C……。
②将坐骨神经放在A培养皿中，保持恒温10-15min，然后测定此时的神经传导速度。
__________ （2）预测实验结果（设计一个坐标，用曲线图表示检测结果）: __________
（3）请分析滴加5%NaCl溶液使动作电位传导速度改变的原因。
__________。