膜电位变化及其测量
高三总复习生物课件 神经调节中膜电位变化分析与相关实验探究
组3：将神经纤维分别置于Na＋浓度依次提高的生理溶液d、e中，测定其刺 激后的动作电位，并记录。
对上述所得的实验数据进行分析与处理。 (2)预测实验结果(设计一个坐标，以柱形图形式表示实验结果)。 (3)分析与讨论： ①简要解释组3的实验结果：________________________________________ ________________________________________________________________。 ②用放射性同位素24Na＋注入静息的神经细胞内，不久在生理溶液中测量到 放射性，24Na＋的这种转运方式属于________。用抑制酶活性的药物处理神经细 胞，会使24Na＋外流量________。 ③刺激脊蛙的坐骨神经，除了在反射中枢测量到动作电位外，还观察到腓肠 肌收缩，说明坐骨神经中含有______________神经。
经纤维的动作电位峰值逐渐增大。(3)②生理溶液中的Na＋浓度大于神经细胞内的浓度， 放射性同位素24Na＋逆浓度梯度从神经细胞内进入生理溶液，该跨膜运输方式是主动转 运，需要载体蛋白的参与和消耗能量。用抑制酶活性的药物处理神经细胞，会使细胞 呼吸强度下降，产生的ATP减少，主动转运减弱，24Na＋外流量减少。③刺激脊蛙的坐 骨神经，在反射中枢测到动作电位，说明其具有传入神经，观察到腓肠肌收缩，说明 其具有传出神经。因此，坐骨神经中有传入和传出神经。
2．(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。
线粒体膜电位标准_概述及解释说明
线粒体膜电位标准概述及解释说明1. 引言1.1 概述线粒体膜电位是指线粒体内外质间存在的一种电压差。
在细胞呼吸过程中，通过线粒体内外质间的质子转运，维持产生和维持着该电位。
线粒体膜电位不仅是维持细胞能量代谢所必需的，也与许多生理病理状态密切相关。
1.2 文章结构本文将首先对线粒体膜电位进行解释说明，包括其定义、作用以及测量方法。
随后将进行线粒体膜电位标准概述，探讨其重要性和意义，常见的标准值及其影响因素，并介绍相关研究进展，探索线粒体膜电位变化与生理病理状态之间的关系。
最后得出结论点。
1.3 目的本文旨在全面了解和阐述线粒体膜电位标准及其相关内容，从而增加对该领域的认识和理解。
同时，通过对相关研究进展的概述和分析，为今后深入研究提供思路和启示。
注意：以上内容仅为示例，请根据实际情况进行修改和适当补充。
2. 线粒体膜电位标准解释说明：2.1 线粒体膜电位的定义和作用：线粒体是细胞内的一个重要器官，它在维持细胞正常功能和生存中起着至关重要的作用。
线粒体膜电位（Mitochondrial Membrane Potential, MMP）指的是线粒体内外两侧膜的电势差。
具体来说，线粒体内侧带有负电荷，而线粒体外侧则带有正电荷，在这种情况下形成了一个负向电位。
MMP的主要作用之一是为ATP合成提供动力。
通过氧化磷酸化过程中所产生的负载（如NADH、FADH2），线粒体通过细胞呼吸链将这些负载传递给高效能合成ATP所需的蛋白质复合物。
这个过程需要由MMP提供能量驱动。
除了ATP合成外，MMP还参与调节许多其他的线粒体功能，如离子平衡、物质转运、抗氧化反应等。
此外，MMP也与细胞凋亡密切相关，高水平的MMP 可能导致细胞程序性死亡。
2.2 线粒体膜电位测量方法：目前，有各种各样的方法可用于测量线粒体膜电位。
其中最常用和可靠的方法是使用荧光探针染料。
这些染料可以穿过细胞膜并进入到线粒体内部，然后根据MMP的变化而发生荧光信号变化。
膜电位变化及其测量课件
通过膜片钳技术等手段，可以检测药物对膜电位的影响，从而筛选 出具有潜在治疗作用的新药。
药物优化
通过对膜电位变化的深入研究，可以对现有药物进行优化和改进， 提高药物的疗效和降低副作用。
在疾病诊断和治疗中的应用
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疾病诊断 膜电位变化与某些疾病的发生和发展密切相关， 通过检测膜电位变化可以辅助医生进行疾病诊断。
心血管系统的疾病
心律失常
心律失常患者的细胞膜电位异常， 可能导致心脏节律紊乱。
心肌缺血
心肌缺血时，心肌细胞的膜电位降 低，可能导致心肌收缩和舒张功能 受损。
高血压
高血压患者的血管平滑肌细胞膜电 位异常，可能导致血管收缩和血压 升高。
其他系统的疾病
糖尿病
糖尿病患者的神经和血管系统膜 电位异常，可能导致神经病变和
疾病治疗 一些疾病的治疗过程中，膜电位变化会发生变化， 通过监测膜电位变化可以指导医生制定合理的治 疗方案。
疗效评估 在疾病治疗过程中，膜电位变化可以作为疗效评 估的指标之一，帮助医生判断治疗效果和调整治 疗方案。
在生理和药理研究中的应用
生理研究
膜电位变化是细胞生理功能的重 要组成部分，通过对其深入研究 可以揭示细胞生理活动的规律和 机制。
复极化
复极化是指膜电位由去极化状态恢复 到静息状态的过程。
复极化过程中，钠离子通道和钾离子 通道的开放和关闭是关键，其开放时 间相对较长。
复极化主要是由于钾离子的外流和钠 离子的内流，使得膜电位逐渐恢复到 静息状态。
复极化是动作电位周期性产生的基础， 对于维持细胞的正常功能具有重要作 用。
反极化
药理研究
膜电位变化是药物作用的重要机 制之一，通过对其深入研究可以 揭示药物的作用机制和靶点可以影响细 胞内外的物质交换，调节 细胞功能。
膜电位变化曲线解读
膜电位变化曲线解读膜电位变化曲线是一种衡量细胞电压的重要方法，它可以帮助研究人员更好地理解细胞的功能，以及细胞的生理活动受到哪些因素的影响。
本文将对膜电位变化曲线的解读做一个简要介绍，以便更好地了解膜电位变化曲线的含义。
一、膜电位变化曲线的构成膜电位变化曲线由两个基本组成部分组成，即膜静电位（mV）和时间（ms）。
膜静电位是指细胞内离子浓度的不同，其中包括阴离子（例如氯离子）和阳离子（例如钾离子）的浓度。
它可以通过测量细胞内离子的浓度来计算。
时间是指细胞电压变化的时间，它可以用来衡量细胞内离子浓度的变化速度。
二、膜电位变化曲线的特点膜电位变化曲线的特点主要有三点：1.膜电位变化曲线的起点是细胞内离子浓度的基线，即细胞内离子浓度的初始状态。
2.膜电位变化曲线的终点是细胞内离子浓度的最终状态，即细胞内离子浓度的变化程度。
3.膜电位变化曲线的拐点是细胞内离子浓度的变化点，即细胞内离子浓度发生变化的时间点。
三、膜电位变化曲线的意义膜电位变化曲线可以帮助研究人员了解细胞内离子浓度的变化，从而更好地理解细胞的功能和生理活动是如何受到外界因素的影响的。
例如，研究人员可以通过膜电位变化曲线来研究细胞内离子浓度对药物作用的反应，从而更好地了解药物的作用机制。
四、膜电位变化曲线的应用膜电位变化曲线可以应用于多种生物学领域，例如药物研究、神经生物学、细胞生物学等。
在药物研究中，膜电位变化曲线可以用来研究药物对细胞内离子浓度的影响，从而更好地了解药物的作用机制。
在神经生物学中，膜电位变化曲线可以用来研究神经元内离子浓度的变化，从而更好地了解神经元功能的发展。
在细胞生物学中，膜电位变化曲线可以用来研究细胞内离子浓度的变化，从而更好地了解细胞的生理活动。
总之，膜电位变化曲线是一种重要的衡量细胞电压的方法，它可以帮助研究人员更好地了解细胞的功能，以及细胞的生理活动受到哪些因素的影响。
膜电位变化曲线的应用范围广泛，可以应用于药物研究、神经生物学、细胞生物学等多个领域。
一轮复习浙科版微专题14膜电位的测量与电位计指针偏转问题(23张)课件
3．(2022·青海西宁模拟)下图表示三个神经元及其联系，其中“
”
表示从树突到胞体再到轴突，甲、乙为两个电表，已知电表两极均置于膜外，
电表指针偏转方向与电流方向一致。下列有关叙述错误的是( )
A．用一定的电流刺激a点，甲和乙都发生两次偏转 B．图中共有3个完整的突触 C．在b点施加一定的刺激，则该点的膜电位变为内正外负，并在f点可测 到电位变化
从A到B 的电势差
(2)关于膜电位测量的相关曲线分析 电位计两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧，刺激神经纤维任何一侧， 会形成一个波峰，如图1所示。电位计两极均置于神经纤维膜的外侧(或内 侧)，刺激任何一端，会形成方向相反的两个波峰，如图2、图3所示，图2 和图3的判断可根据题中的提示得出。
2．电位计指针偏转方向与次数、幅度的判断 (1)电位计指针偏转方向与次数的判断(已知电位计指针的偏转方向与电流 方向相同)
由于神经冲动在神经纤维上传导的速度快于神经冲动在神经元之间的传递 速度，故刺激a4点时，电流计①的指针发生第二次偏转的时间要早于电流 计②的指针发生第二次偏转的时间，C错误； 神经冲动在突触处的信号转化为电信号→化学信号→电信号，D错误。
5．(2022·山东泰安期末)图1所示为多个神经元之间联系示意图，为研究神 经元之间的相互作用，分别用同强度的电刺激进行实验：Ⅰ.单次电刺激B； Ⅱ.连续电刺激B；Ⅲ.单次电刺激C；用微电极分别记录神经元A内的电位 变化，如图2(注：阈电位是能引起动作电位的临界电位值)。下列说法错误 的是( )
[专题集训] 1．神经纤维受到刺激时，细胞膜上的Na＋通道打开，膜外大量Na＋顺浓度 梯度涌入膜内，Na＋通道很快就进入失活状态，与此同时，K＋通道开放， 膜内K＋在浓度差和电势差的推动下又向膜外扩散。下图表示用电表测量膜 内外的电势差，已知电表指针偏转方向与电流方向相同，下列相关叙述正 确的是( )
新人教生物选择性必修1《稳态与调节》高考总复习第5讲 神经调节中膜电位变化分析与相关实验探究
组3：将神经纤维分别置于Na＋浓度依次提高的生理溶液d、e中，测定其刺 激后的动作电位，并记录。
(1)剥去甲的左后趾皮肤，再用0.5%硫酸溶液刺激左后趾，不出现屈肌反射。 其原因是____________________________________________
________________________________________________________。 (2)分离甲的右后肢坐骨神经，假如用某种特殊方法阻断了传入神经，再将甲 的右后趾浸入0.5%硫酸溶液中，不出现屈肌反射，则说明____________________ _____________________________________________________中________所示的连接方式。若是图2中另一 种连接方式，请画出理论上所获得的膜电位变化曲线。
②为达实验目的，实验过程中，研究小组还需要测定____________________。 (3)验证膜屏障作用后，研究小组去除培养液中全部的Ca2＋，其他条件不变， 然后对坐骨神经施加一定刺激，结果虽然神经纤维上能发生动作电位，但是腓肠 肌未收缩。对轴突末梢的研究发现，其膜上有Ca2＋的运输通道，突触小体中也有 一定数量的突触小泡。据此推测Ca2＋的作用是______________________________ _________________________________________________________________ 。
高中生物2.1 神经调节膜电位变化及其测量考题例析 名师公开课市级获奖课件(人教版必修3)
分析：指针偏转几次，方向如何？为什么？ 测膜内外电流：指针偏转3次且方向相同 指针偏转发生在神经纤维未兴奋时，由内负外正的 电位差决定的。
例3：（2010年十三校联考）下图为神经电位的测量装 置，其中箭头表示施加适宜刺激，涂黑区表示兴奋区域。 用仪器记录a、b两电极之间的电位差，结果预期的电位 测量结果是（ A ）
【变式拓展答案】1.D
D．抑制细胞兴奋
【变式拓展２】下图是反射弧的局部结构示意图，刺激c 点，检测各位点电位变化。下列说法错误的是（ ）
A．若检测到b、d点有电位变化，说明兴奋在同一神经元上是双向传 导的 B．兴奋由c传导到e时，发生电信号一化学信号_电信号的转换 C．a处检测不到电位变化，是由于突触前膜释放的是抑制性递质 D．电表①不偏转，电表②偏转两次 【变式拓展答案】 2.C
A．刺激a处，会导致b处连续兴奋或抑制，c处也发生电位变化 B．刺激b处，不会引起a和c处发生电位变化 C．刺激c处，a和b处都会产生兴奋 D．刺激a处，b、c同时产生兴奋或抑制
【试题解读】兴奋在神经元之间的传递是单向的，只能由一个神经元的 轴突末端传递到下一个神经元的细胞体或树突。当刺激a处时，兴奋方向 a→b外、还有ａ→c环形路径，因ｃ处兴奋，形成兴奋传导的环形回路 而反复循环，ｂ处相继又连续兴奋或抑制，Ａ选项正确；因为兴奋绕一 圈传递至c处时，还要经过一个突触，兴奋通过突触时有一个时间距离， b处产生电位变化在先，c处在后。刺激b处，c处会发生兴奋或抑制，而 无法逆突触的反向传导到a处，ａ没有电位变化。刺激c处，同样a没有反 应，b处有反应。
【变式拓展4】（2011年浙江卷）在离体实验条件下单条神经纤维的 电位示意图如右，下列叙述正确的是（ ） A．a-b段的Na+内流是需要消耗能量的 B．b-c段的Na+外流是不需要消耗能量的 C．c-d段的K+外流是不需要消耗能量的 D．d-e段的K+ 内流是需要消耗能量的
微专题9 膜电位的测量及电流表指针偏转的判断和实验探究
4．(2021·安徽模拟)多巴胺是一种兴奋性神经递质，在脑内能传递兴奋及愉悦的信息，
毒品可卡因是最强的天然中枢兴奋剂。为探究多巴胺和可卡因联合使用对神经系统
的影响及作用机制，科研人员利用某品系大鼠若干只进行相关实验，一组大鼠先注
射多巴胺＋溶剂 M，1 小时后再注射可卡因＋溶剂 N；另一组大鼠先注射可卡因＋
溶剂 N，1 小时后再注射多巴胺＋溶剂 M。实验结果表明多巴胺和可卡因联合使用
时，注射先后顺序对突触传递效率的影响效果存在明显差异。为使实验结论的得出
更加严谨，应完善的实验方案是
()
①一组大鼠先注射多巴胺＋溶剂 N，1 小时后再注射等量溶剂 M
②一组大鼠先注射溶剂 N，1 小时后再注射等量多巴胺＋溶剂 M
解析：图中 M 内包括突触和神经纤维上的一段，兴奋在神经纤维上的传导形式是电信 号(神经冲动)，在突触部位的传递形式是电信号→化学信号(神经递质)→电信号，所以 M 内的传导形式为电信号→化学信号→电信号，A 正确；肌肉受到刺激时兴奋在神经纤 维上的传导是单向的，B 正确；肌肉不由自主地收缩说明其不受大脑中高级中枢的控制， 结合兴奋在神经元之间的传递具有单向性推知，肌肉受到刺激，神经冲动在神经纤维上 传导的顺序为 c→b→d，C 正确；肌肉受到刺激传导到大脑产生感觉，其神经冲动在神 经纤维上的传导顺序为 g→f→e 或 c→e，D 错误。
肌收缩，说明其具有传出神经，因此坐骨神经中有传入和传出神经。
答案：(1)将神经纤维分别置于 K＋浓度依次提高的生理溶液 b、c 中，测定其静息电位， 并记录。 (2)如图
(3)①细胞外 Na＋浓度提高，膜内外的浓度差增大，兴奋时，Na＋通过 Na＋通道内流加快， 导致动作电位增大 ②主动转运 减少 ③传入和传出
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膜电位变化及其测量 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020
膜电位变化及其测量
一、设计思路及依据
神经纤维受到刺激后，兴奋产生以及传导这部分内容在高三教学中是非常重要的内容之一，上海市在2003和2009年的高考试卷中考到这部分内容，学生的得分率很低。
教师在教这部分内容时，也都觉得这部分内容不好处理，虽然教师绞尽脑汁设计教学，但还是无法真正让学生理解透彻甚至掌握，也就成为学生碰到此部分内容就无从下手。
本节课的主要目的，是针对神经纤维上兴奋的产生与传导这部分教学内容，探索一种有效地教学方法，通过绘图使学生能够理解并掌握这部分内容，学会解析这部分内容相关题目的步骤，从而提高解题的正确率。
二、教学目标：
通过对典型题目的分析，结合动手绘图，能够熟练运用神经纤维上兴奋的产生与传导内容解析有关膜电位变化曲线题目，感悟生命科学学习过程中的严谨的逻辑思维。
三、教学重点、难点：
运用神经纤维上兴奋的产生与传导内容解析有关膜电位变化曲线题目四、教学过程：
复习提问：
1、神经纤维上受到刺激时膜电位会发生什么变化？
2、兴奋在神经纤维上的传到形式以及方向？
例1：神经电位的测量装置如下图所示，其中箭头表示施加适宜刺激，涂黑区表示兴奋区域，下图中指针所示电流方向，依次看到现象的顺序如图：
分析一：指针偏转几次，方向如何？
测膜外电流，指针偏转2次且方向相反
例2：神经电位的测量装置如下图所示，其中箭头表示施加适宜刺激，涂黑区表示兴奋区域，下图中指针所示电流方向，依次看到现象的顺序如图：
分析二：指针偏转几次，方向如何？
测膜内外电流，指针偏转3次且方向相同
例3：（2010年十三校联考）下图为神经电位的测量装置，其中箭头表示施加适宜刺激，涂黑区表示兴奋区域。
用仪器记录a、b两电极之间的电位差，结果预期的电位测量结果是（）
答案：选A
学生绘图：左侧（a）膜内和右侧（b）膜
外的电位差
规律一：如果测量的是膜内和膜外的电位差，当两个测量电极之间的间隔距离较大时、则测量结果会出现两次同向的电位波动。
例4、09年上海28．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，结果如右侧曲线图。
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（）
解析1：为什么已知条件中电位波动只有一次
学生绘图：左侧（a）膜内和右侧（b）膜外的电位差：
规律二：如果测量的是膜内和膜外的电位差，当两个测量电极之间的间隔距离较近时、则测量结果会出现一次电位波动。
解析2：答案为什么选C
学生绘图：
规律三：如果测量的是膜外两点的电位差，当两个测量电极之间的间隔距离较近时、则测量结果会出现两次方向相反的电位波动，且中间显示两侧电位差为0的时期较短。
解析3：当两个测量电极之间的间隔距离较远时，测量的是膜外两点的电位差会怎样变化？
绘图：
规律四：如果测量的是膜外两点的电位差，当两个测量电极之间的间隔距离较远时、则测量结果会出现两次方向相反的电位波动，且中间显示两侧电位差为0的时期较远。
例5、2010年海南9．将记录仪（R）的两个电极置于某一条结构和功能完好的神经表面，如右图，给该神经一个适宜的刺激使其产生兴奋，可在R上记录到电位的变化。
能正确反映从刺激开始到兴奋完成这段过程中电位变化的曲线是（）
答案是D
分析：为什么两次波动方向是先向后下，与上海高考题相反？
海南题没有给出两侧电位的变化曲线，推测不出所测的值是左侧电位和右侧电位的差值还是右侧电位和左侧电位的差值，所以不能从应先向下还是应先向上，由于上海题时所测的值是左侧电位和右侧电位的差值，可见海南题所测的值是右侧电位和左侧电位的差值，这样就不难解释上海题曲线一开始是向下变化，海南题曲线一开始是向上变化。
小结：规律一规律二规律三规律四
拓展：分析如下图若b侧损伤则会怎样变化？（涂黑区表示兴奋区域，阴影区表示损伤部位。
解析：
练习：
1、（2009安徽卷）离体神经纤维某一部位受到适当刺激时，受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化，产生神经冲动。
如图表示该部位受刺激前后，膜两侧电位差的变化。
请回答：
（1）图中a线段表示电位；b点膜两侧的电位差为，此时Na+ （内、外）流。
（2）神经冲动在离体神经纤维上以局部电流的方式双向传导，但在动物体内，神经冲动的传导方向是单向的，总是由胞体传向。
（3）神经冲动在突触的传递受很多药物的影响。
某药物能阻断突触传递，如果它对神经递质的合成、释放和降解（或再摄取）等都没有影响，那么导致神经冲动不能传递的原因可能是该药物影响了神经递质与的结合。
2、（2009重庆卷）题30图2是反射弧结构模式图，a、
b分别是放置在传出神经和骨骼肌上的电极，用于刺激神
经和骨骼肌；c是放置在传出神经上的电位计，用于记录
神经兴奋电位；d为神经与肌细胞接头部位，是一种突
触。
（1）用a刺激神经，产生的兴奋传到骨骼肌引起
的收缩
（属于或不属于）反射。
（2）用b刺激骨骼肌，（能或不能）在c处记录到电位。
（3）正常时，用a刺激神经会引起骨骼肌收缩；传出部分的某处受损时，用a 刺激神经，骨骼肌不再收缩，根据本题条件，完成下列判断实验：
①如果，表明传出神经受损。
②如果，表明骨骼肌受损。
③如果，表明部位d受损。