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
1 2 3
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。
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
膜电位变化及其测量讲解
表明传出神经受损。
②如果 用b刺激骨骼，肌不收缩
表明骨骼肌受损。
③如果用a刺激神经，在，c处记录到电位，骨
骼肌不收缩，用b刺激骨骼肌收缩
表明部位d受损。
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（ ） D
分析：为什么两次波动方向是先上后下，与上海高考题相 反？
海南题所测的值是右侧电位和左侧电位的差值。
膜电位变化及其测量
复习
1、神经纤维上受到刺激时膜电位会发生什么变化？ 由于钠离子内流，膜电位由内负外正变为内正外负 2、兴奋在神经纤维上的传导形式以及方向？ 以局部电流（电信号）的形式双向传导。
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：
a电位—b电位
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 （ ）
b点膜两侧的电位差为 0mv，
此时Na+ 内 （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 轴突末梢。
高中生物膜电位测定及相关的实验探究
加强提升课(6) 膜电位测定及相关的实验探究突破一 膜电位的变化及测量1．膜电位峰值变化的判断（1）K ＋浓度只影响静息电位⎩⎪⎨⎪⎧K ＋浓度升高→电位峰值升高K ＋浓度降低→电位峰值降低 （2）Na ＋浓度只影响动作电位⎩⎪⎨⎪⎧Na ＋浓度升高→电位峰值升高Na ＋浓度降低→电位峰值降低 2．膜电位的测量(1)膜电位的测量方法 测量方法 测量图解 测量结果电表一极接膜外，另一极接膜内电表两极均接膜外(内)侧1．将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液(溶液S)中，可测得静息电位。
给予细胞一个适宜的刺激，膜两侧出现一个暂时性的电位变化，这种膜电位变化称为动作电位。
适当降低溶液S 中的Na ＋浓度，测量该细胞的静息电位和动作电位，可观察到( )A ．静息电位值减小B ．静息电位值增大C ．动作电位峰值升高D ．动作电位峰值降低 解析：选D 。
静息电位的产生是由于细胞内K ＋外流，动作电位的产生是由Na ＋内流导致的，如果减少溶液S 中的Na ＋浓度，则会导致动作电位形成过程中Na ＋内流量减少，而使峰值降低。
2．(2020·天津模拟)如图表示枪乌贼离体神经纤维在Na ＋浓度不同的两种海水中受刺激后的膜电位变化情况。
下列描述错误的是()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＋浓度高于膜内解析：选C。
分析题图曲线可知，曲线a表示神经纤维，受刺激后膜内电位上升，变为正值，之后又变为负值，符合动作电位曲线图，代表正常海水中膜电位的变化，A正确；a、b两条曲线的起点与终点的膜电位值相同，则说明两种海水中神经纤维的静息电位相同，B 正确；不论是低钠海水，还是正常海水，静息状态都是膜外Na＋浓度高于膜内，C错误；正常海水中神经纤维受刺激时，膜外Na＋浓度高于膜内，D正确。
3．下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解析：选C。
膜电位
解析3：当两个测量电极之间的间隔距离较远时， 解析 ：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？ 的是膜外两点的电位差会怎样变化？
a电位 电位—b电位 电位 电位
规律四：如果测量的是膜外两点的电位差， 规律四：如果测量的是膜外两点的电位差，当两个 膜外两点的电位差 测量电极之间的间隔距离较远 间隔距离较远时 测量电极之间的间隔距离较远时、则测量结果会出 两次方向相反的电位波动， 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 的时期较远。 差为 的时期较远。
、（2010年海南 ）将记录仪（R）的两个电 年海南9）将记录仪（ ） 例5、（ 、（ 年海南 极置于某一条结构和功能完好的神经表面，如右图， 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 给该神经一个适宜的刺激使其产生兴奋，可在 上记 录到电位的变化。 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（ 成这段过程中电位变化的曲线是（ ） D
2、（ 重庆卷）题30图2是反射弧结构模式图，a、b分别 、（09重庆卷 是反射弧结构模式图， 、 分别 、（ 重庆卷） 图 是反射弧结构模式图 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； 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 是放置在传出神经上的电位计， 是放置在传出神经上的电位计 用于记录神经兴奋电位； 为神经与肌细胞接头部位，是一种突触。 为神经与肌细胞接头部位，是一种突触。 不属于 刺激神经， （1）用a刺激神经，产生的兴奋传到骨骼肌引起的收缩 ） 刺激神经 （属 于或不属于）反射。 于或不属于）反射。 刺激骨骼肌， 能或不能） 处记录到电位。 （2）用b刺激骨骼肌，不能（能或不能）在c处记录到电位。 ） 刺激骨骼肌 处记录到电位 刺激神经会引起骨骼肌收缩； （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 ）正常时， 刺激神经会引起骨骼肌收缩 受损时， 刺激神经， 受损时，用a刺激神经，骨骼肌不再收缩，根据本题条件，完 刺激神经 骨骼肌不再收缩，根据本题条件， 成下列判断实验： 成下列判断实验： ①如果 用a刺激神经，在c处不能记录到电位 a刺激神经 ， c处不能记录到电位 刺激神经， 表明传出神经受损。 表明传出神经受损。 ②如果 用b刺激骨骼肌不收缩 ， 刺激骨骼肌不收缩 表明骨骼肌受损。 表明骨骼肌受损。 刺激神经， 处记录到电位， 用 刺激神经 ， 处记录到电位 ③如果 a刺激神经，在c处记录到电位，骨 骼肌不收缩， 骼肌不收缩，用b刺激骨骼肌收缩 刺激骨骼肌收缩 表明部位d受损 受损。 表明部位 受损。
- 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)。
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就是非常重要得内容之一,上海市在2003与2009年得高考试卷中考到这部分内容,学生得得分率很低。
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,但还就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。
本节课得主要目得,就是针对神经纤维上兴奋得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得步骤,从而提高解题得正确率。
二、教学目标:
通过对典型题目得分析,结合动手绘图,能够熟练运用神经纤维上兴奋得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得严谨得逻辑思维。
三、教学重点、难点:
运用神经纤维上兴奋得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、兴奋在神经纤维上得传到形式以及方向？
例1:神经电位得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,依次瞧到现象得顺序如图:
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:神经电位得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,依次瞧到现象得顺序如图:
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)下图为神经电位得测量装置,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两电极之间得电位差,结果预期得电位测量结果就是( )
答案:选A
学生绘图:左侧(a)膜内与右侧(b)膜外得电位差
规律一:如果测量得就是膜内与膜外得电位差,当
两个测量电极之间得间隔距离较大时、则测量结
果会出现两次同向得电位波动。
例4、09年上海28.神经电位得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两电极之间得电位差,结果如右侧曲线图。
若将记录仪得A、B两电极均置于膜外,其它实验条件不变,则测量结果就是 ( )
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)膜内与右侧(b)膜外得电位差:
规律二:如果测量得就是膜内与膜外得电位差,当两个测量电极之间得间隔距离较近时、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:如果测量得就是膜外两点得电位差,当两个测量电极之间得间隔距离较近时、则测量结果会出现两次方向相反得电位波动,且中间显示两侧电位差为0得时期较短。
解析3:当两个测量电极之间得间隔距离较远时,测量得就是膜外两点得电位差会怎样变化？绘图:
规律四:如果测量得就是膜外两点得电位差,当两个测量电极之间得间隔距离较远时、则测量结果会出现两次方向相反得电位波动,且中间显示两侧电位差为0得时期较远。
例5、2010年海南9.将记录仪(R)得两个电极置于某一条结构与功能完好得神经表面,如右图,给该神经一个适宜得刺激使其产生兴奋,可在R上记录到电位得变化。
能正确反映从刺激开始到兴奋完成这段过程中电位变化得曲线就是( )
答案就是D
分析:为什么两次波动方向就是先向后下,与上海高考题相反？
海南题没有给出两侧电位得变化曲线,推测不出所测得值就是左侧电位与右侧电位得差值还就是右侧电位与左侧电位得差值,所以不能从应先向下还就是应先向上,由于上海题时所测得值就是左侧电位与右侧电位得差值,可见海南题所测得值就是右侧电位与左侧电位得差值,这样就不难解释上海题曲线一开始就是向下变化,海南题曲线一开始就是向上变化。
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得电位变化,产生神经冲动。
如图表示该部位受刺激前后,膜两侧电位差得变化。
请回答:
(1)图中a线段表示电位;b点膜两侧得电位差为 ,此时Na+ (内、外)流。
(2)神经冲动在离体神经纤维上以局部电流得方式双向传导,但在动物体内,神经冲动得传导方向就是单向得,总就是由胞体传向。
(3)神经冲动在突触得传递受很多药物得影响。
某药物能阻断突触传递,如果它对神经递质得合成、释放与降解(或再摄取)等都没有影响,那么导致神经冲动不能传递得原因可能就是该药物影响了神经递质与得结合。
2、(2009重庆卷)题30图2就是反射弧结构模式图,a、b
分别就是放置在传出神经与骨骼肌上得电极,用于刺激神经
与骨骼肌;c就是放置在传出神经上得电位计,用于记录神经
兴奋电位;d为神经与肌细胞接头部位,就是一种突触。
(1)用a刺激神经,产生得兴奋传到骨骼肌引起得收缩
(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;传出部分得某
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。