膜电位变化及其测量 - eqkgsjeducn
膜电位及其变化的检测与电流计指针偏转问题分析
膜电位及其变化的检测与电流计指针偏转问题分析作者：王颖王守民来源：《中学生物学》2016年第03期摘要用灵敏电流计可以检测膜电位及其变化，当检测静息电位和动作电位时，都会有灵敏电流计指针的偏转；当检测兴奋在神经纤维上的传导和两神经元之间的传递时，灵敏电流计的指针不一定偏转或偏转次数不同；也可以用于探究兴奋在神经纤维上传导的双向性和在神经元之间传递的单向性，以及利用兴奋传导知识分析灵敏电流计指针偏转问题。
关键词膜电位兴奋灵敏电流计中图分类号 Q-49 文献标志码 E由于神经细胞膜内阳离子（主要是钾离子）所带电荷少于阴离子，膜外阳离子（主要是钠离子）所带电荷多于阴离子，而使得膜内外的电位不同，表现为膜外正电位和膜内负电位，即静息电位。
当神经元受到刺激时，由于离子的转运（主要是钠离子内流）而使膜内外电位倒转，产生兴奋，表现为膜外负电位和膜内正电位，即动作电位。
兴奋还能在神经纤维上和神经元之间传导和传递，引起不同部位电位的先后变化。
这些电位和电位变化都可以通过灵敏电流计进行检测和分析。
下面就电位及其变化的检测，以及引起灵敏电流计指针偏转问题，做进一步地拓展和分析。
1 灵敏电流计的校验在用灵敏电流计检测电流时，首先要确定灵敏电流计的偏转方向。
一般情况下是用一个已知正负极的电池进行检查，电池的正极接在电流计的正极上，电池的负极接在灵敏电流计的负极上，观察灵敏电流计的偏转方向。
如果指针是向正极方向偏转，则证明该灵敏电流计的偏转方向是向电流流入的方向偏转；如果指针向负极方向偏转，则证明该灵敏电流计的偏转方向是向电流流出的方向偏转。
确定了灵敏电流计的偏转方向后，再用该电流计进行检测。
此时，根据灵敏电流计的指针偏转方向，可以确定电流的方向。
一般情况下，灵敏电流计的指针大多向电流流入的方向偏转。
2 膜电位及其变化的检测2.1 静息电位和动作电位的检测（1）静息电位和动作电位的产生机理。
神经细胞处于静息状态时，膜对K+的通透性强，造成K+外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，从而表现为膜外正电位、膜内负电位的静息电位。
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。
膜电位的测量及电流表指针偏转问题-备战2024年高考生物一轮复习精优课件
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4．(2023·宁波十校高三模拟)从蛙体内分离出坐骨神经—腓肠肌标 本，放在适宜溶液中固定后，在相距较远的a、b两点膜外连接一个灵敏 电位计，然后在图中①位置给予一适宜强度的电刺激，在某一时刻可观 察到电位计指针发生有规律的偏转，腓肠肌会收缩。下列有关叙述中， 错误的是( C )
选择性必修1 稳态与调节
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A．神经细胞受到刺激时，刺激位点就会出现大量钠离子内流现象 B．图中曲线峰值表示动作电位，该峰值大小与刺激强度呈正相关 C．动作电位恢复到静息电位时，膜外电位由负电位转变成正电位 D．神经细胞兴奋部位的Na＋内流需要消耗能量
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图解
结果
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2.膜电位变化曲线解读
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3．K＋、Na＋与静息电位、动作电位的关系 动作电位和静息电位的形成是离子浓度变化的直接结果，因此外界 离子浓度的变化，会直接影响到电位峰值的变化，具体变化可表示如 下： 外界 K＋浓度只影响静息电位KK＋ ＋浓 浓度 度升 降高 低， ，静 静息 息电 电位 位减 增小 大
Na＋浓度升高，动作电位峰值
升高 外界 Na＋浓度只影响动作电位Na＋浓度降低，动作电位峰值
降低
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题型二 电流表指针偏转问题 1．指针偏转原理 下面图中 a 点受刺激产生动作电位“ ”后，该动作电位沿神经纤 维传导依次通过“a→b→c→c 右侧”时灵敏电位计的指针变化细化图：
膜电位及其变化的检测与电流计指针偏转问题分析
膜电位及其变化的检测与电流计指针偏转问题分析作者：王颖王守民来源：《中学生物学》2016年第03期摘要用灵敏电流计可以检测膜电位及其变化，当检测静息电位和动作电位时，都会有灵敏电流计指针的偏转；当检测兴奋在神经纤维上的传导和两神经元之间的传递时，灵敏电流计的指针不一定偏转或偏转次数不同；也可以用于探究兴奋在神经纤维上传导的双向性和在神经元之间传递的单向性，以及利用兴奋传导知识分析灵敏电流计指针偏转问题。
关键词膜电位兴奋灵敏电流计中图分类号 Q-49 文献标志码 E由于神经细胞膜内阳离子（主要是钾离子）所带电荷少于阴离子，膜外阳离子（主要是钠离子）所带电荷多于阴离子，而使得膜内外的电位不同，表现为膜外正电位和膜内负电位，即静息电位。
当神经元受到刺激时，由于离子的转运（主要是钠离子内流）而使膜内外电位倒转，产生兴奋，表现为膜外负电位和膜内正电位，即动作电位。
兴奋还能在神经纤维上和神经元之间传导和传递，引起不同部位电位的先后变化。
这些电位和电位变化都可以通过灵敏电流计进行检测和分析。
下面就电位及其变化的检测，以及引起灵敏电流计指针偏转问题，做进一步地拓展和分析。
1 灵敏电流计的校验在用灵敏电流计检测电流时，首先要确定灵敏电流计的偏转方向。
一般情况下是用一个已知正负极的电池进行检查，电池的正极接在电流计的正极上，电池的负极接在灵敏电流计的负极上，观察灵敏电流计的偏转方向。
如果指针是向正极方向偏转，则证明该灵敏电流计的偏转方向是向电流流入的方向偏转；如果指针向负极方向偏转，则证明该灵敏电流计的偏转方向是向电流流出的方向偏转。
确定了灵敏电流计的偏转方向后，再用该电流计进行检测。
此时，根据灵敏电流计的指针偏转方向，可以确定电流的方向。
一般情况下，灵敏电流计的指针大多向电流流入的方向偏转。
2 膜电位及其变化的检测2.1 静息电位和动作电位的检测（1）静息电位和动作电位的产生机理。
神经细胞处于静息状态时，膜对K+的通透性强，造成K+外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，从而表现为膜外正电位、膜内负电位的静息电位。
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
膜电位变化曲线解读极化状态
膜电位变化曲线解读极化状态膜电位变化曲线解读极化状态在细胞生物学和生理学中，膜电位变化曲线是一个非常重要的概念，它可以帮助我们更好地理解细胞膜的极化状态。
1. 膜电位的概念膜电位是指细胞膜内外两侧的电位差，它是细胞内外环境差异的直接体现。
膜电位的变化与离子通道的开闭、离子泵的活动等相关，是维持细胞内外环境稳定的重要因素。
2. 膜电位变化的曲线膜电位变化曲线一般以时间为横轴，电位值为纵轴，记录细胞膜上的电位变化。
通常包括极化、去极化和复极化等阶段。
3. 极化状态的解读在膜电位变化曲线中，极化状态是指细胞膜内外的电位差保持稳定的状态。
这种状态下，细胞内外的离子浓度保持一定的平衡，细胞膜通透性发生变化时，膜电位会有相应的变化。
极化状态的维持对于细胞内外环境的稳定具有重要意义。
4. 个人观点和理解对于膜电位变化曲线和极化状态，我个人认为不仅仅是细胞生物学和生理学的基础概念，更是深刻理解细胞内外环境平衡的关键。
通过对膜电位变化曲线的解读，我们可以更好地了解细胞内外环境的动态变化，以及维持这种稳定状态的机制。
总结回顾本文从膜电位的概念入手，介绍了膜电位变化曲线以及极化状态的解读。
通过对极化状态的分析，我们可以更好地理解细胞内外环境的稳定性，以及维持这种稳定状态的重要意义。
本文还共享了个人对于这一主题的观点和理解，希望可以引发更多的讨论和思考。
通过本文的阅读，相信您对膜电位变化曲线以及极化状态都有了更深入的了解，希望这些内容能够对您有所帮助。
在细胞生物学和生理学领域中，膜电位的变化是一个非常重要的概念。
细胞膜扮演着细胞内外环境之间的屏障和调节者的角色，而膜电位的变化则直接影响着细胞内外环境的稳定性。
通过观察膜电位的变化曲线，我们可以更好地了解细胞膜的极化状态，以及细胞内外环境平衡的重要性。
让我们更深入地了解一下膜电位的概念。
膜电位是指细胞膜内外两侧的电位差，它是由于离子的分布不均在细胞膜上形成的电位差。
这种电位差是细胞内外环境差异的直接体现，通过离子通道的开闭和离子泵的活动来维持稳定状态。
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。
新教材2024版高中生物第2章神经调节微专题1膜电位的测量及电表指针偏转问题分析课件新人教版选择性必
【解析】神经纤维在静息状态下表现为外正内负，电表会测出膜内 外的电位差，A错误；神经纤维受刺激后，由于膜外Na＋大量流入膜内， 所以兴奋部位膜两侧的电位是外负内正，B错误；神经纤维受刺激时， 兴奋传导方向与膜内局部电流方向相同，与膜外局部电流方向相反，C 错误；从静息状态受刺激到形成动作电位，电表指针会通过0电位偏转 一次；由动作电位恢复到静息电位，电表指针又会通过0电位偏转一次， 共两次，D正确。
2．利用蛙坐骨神经进行相关实验，相关结果如下图，以下叙述正
确的是
()
A．图1中a、b处均无离子跨膜运输 B．图2指针偏转是由a端K＋外流速率增大引起的 C．图3指针偏转是由于b端Na＋内流使a、b两处间存在电位差 D．图4中a端K＋内流与b端Na＋内流速率相等，使指针不偏转
【答案】C 【解析】图1中a、b处存在K＋外流，A错误；图2指针偏转是由a端 Na＋内流速率增大引起的，B错误；图3中b端Na＋内流，使膜外电位由 正变负，a、b两点间存在电位差，a处电位高于b处，指针向右偏转，C 正确；图4中指针不偏转，是由于a、b两处都已恢复为静息电位，此时 不存在Na＋内流，D错误。
第2章 神经调节
微专题1 膜电位的测量及电表指针偏转问题分析
1．膜电位的测量方法及比较
对于电位差变化曲线的识别与分析，应从以下两点入手。 (1)看起点：如果起点位于横轴上，即起点电位差为0，说明电表的 两个电极位于神经纤维细胞膜的同侧，如图2所示；如果起点位于纵轴 上(一般对应负电位)，说明电表的两个电极位于神经纤维细胞膜的两侧， 如图1所示。
3．(2022·湖北荆州中学高二期末)将电流表的a、b两极置于离体神
经上，在某一位点给予适宜电刺激﹐观察到指针发生了两次偏转，其中
第一次发生的偏转如图所示。下列叙述正确的是
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膜电位变化及其测量
【学习目标：】
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。
【学习重点、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
【学习导航：】
知识准备：
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导形式以及方向？
探求新知：
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？
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？
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（）
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。
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。
解析2：答案选项？为什么？
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。
解析3：当两个测量电极之间的间隔距离较远时，测量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
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（）
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。
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。