膜电位变化及其测量
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课件
两极处先后兴 奋(d处先兴奋)
图2
偏转 一次
原因分析 兴奋不能逆 突触结构传 递到左神经 元(只有d处 兴奋)
刺激点 图1
原因分析
图2
原因分析
若ab≥bc，c点产生的兴奋同时
传到b、d，a、c产生的兴奋在
用相同
ab段相遇后传导中断，电位计
强度刺
若ab＝cd，电位计指针
指针不偏转；若bc＞ab，a点产
刺激点 a点 e点
图1 两次方 向相反 的偏转 两次方 向相反 的偏转
原因分析 两极处先后 兴奋(b处先
兴奋) 两极处先后 兴奋(b处先
兴奋)
图2
原因分析
两次方 向相反 的偏转
兴奋可通过 突触传递， 两极处先后 兴奋(b处先 兴奋)
刺激点 c点
cd之间
图1 不偏转
原因分析 两极同时兴奋
两次方 向相反 的偏转
专题八 稳态与调节
微专题14 膜电位的测量与电位计指针偏转问题
[专题整合]
1．膜电位的测量及膜电位曲线解读
(1)膜电位的测量(已知电位计指针的偏转方向与电流方向相同)
测量方法
测量图解
测量结果
电位计一极接膜外，另 一极接膜内
从膜内到膜外 的电势差
测量方法
电位计两极均接 膜外(或内)侧
测量图解
测量结果
2．神经电位的测量装置如图1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两电极之间的电势差，结果如图2所示(已 知记录仪指针偏转方向与电流方向一致)。若将记录仪的A、B两电极均置 于膜外，其他实验条件不变，则测量结果是( )
√
解析：若将记录仪的两电极均置于膜外，施加适宜刺激，神经冲动传导到 A时，A为负电位，B为正电位，电势差为负，曲线向负轴延伸；短暂时间 后恢复到A、B两处都是正电位的状态，电势差是0；神经冲动传导到B时， A为正电位，B为负电位，电势差为正，曲线向正轴延伸，短暂时间后恢复 为0电位，故选C。
高三总复习生物课件 膜电位的测量及电流表指针偏转的判断和实验探究
(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。 (要求与说明：已知蛙坐骨神经纤维的静息电位为－70 mV，兴奋时动作电位从去极化到 反极化达＋30 mV。测量的是膜内外的电位变化。K＋、Na＋浓度在一定范围内提高。实 验条件适宜) 回答下列问题：
________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。
解析： (1)由图 1 可知，图中有轴突—胞体突触和轴突—轴突突触两种类型。在轴突 3 处给予神经元 M 一定强度的刺激，兴奋可以由轴突传递到细胞体，因此电极之间的电 表指针将会发生偏转。(2)由图 2 曲线可知，单独刺激轴突 1，神经元 M 不能产生动作 电位，因为神经元 M 的膜内电位没有变成正电位。根据图 3 分析，轴突 2 对轴突 1 的 作用是降低神经元 M 的兴奋，可能的原因是刺激轴突 2 影响了轴突 1 神经递质的释放 量，导致神经元 M 中 Na＋内流相对减少，膜电位峰值降低。(3)实验思路：将电极两端 连接在轴突 2 的膜外，刺激轴突 1。预期结果：若电极之间的电表指针发生偏转，则刺 激轴突 1 能引起轴突 2 发生反应；若电极之间的电表指针不发生偏转，则刺激轴突 1 不 能引起轴突 2 的反应。
③另一组大鼠先注射可卡因＋溶剂 N，1 小时后再注射等量溶剂 M
④另一组大鼠先注射溶剂 N，1 小时后再注射等量可卡因＋溶剂 M
2024届高考一轮生物课件选择性必修1 第8单元 微专题 膜电位的测量及电流表指针偏转问题
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
解析：由图可知，刺激必须达到一定的强度才会出现大量钠离子内 流现象，A错误；由图可知，在出现动作电位后刺激强度增大，动作电 位的峰值没有发生改变，B错误；神经细胞兴奋部位的Na＋内流不消耗 能量，D错误。
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选择性必修1
稳态与调节
第八单元 稳态与调节 微专题 膜电位的测量及电流表指针偏转问题
题型一 膜电位测量及曲线解读
1．膜电位的测量
方法
图解
电流表两极分别置于神经 纤维膜的内侧和外侧
结果
方法
电流表两极均置于神经纤 维膜的外侧
图解
结果
2.膜电位变化曲线解读
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
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：
2．在神经纤维上
①刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋，电位计指针发生两次方向相 反的偏转。
解析：受刺激时，电位计的指针在电信号传导至a时偏转一次，到b 时再偏转一次，故会发生两次方向相反的偏转，A正确；图甲电位计指 针偏向左时，a处应该是负电位、b处应该为正电位，此时a处于动作电 位，B正确；在图乙中的t3时刻，是在产生第二次偏转的时候，兴奋传导 至b电极处，并产生电位变化，C正确；t1～t2，t3～t4电位的变化都是先 产生动作电位Na＋内流，再恢复静息电位K＋外流，故t1～t2，t3～t4电位 的变化都是Na＋内流和K＋外流造成的，D错误。
生物物理学中的神经元膜电位测量
生物物理学中的神经元膜电位测量神经元膜电位测量是生物物理学中的一个重要研究领域。
它涉及的是神经元膜上的电势变化，可以帮助我们理解神经元的功能和行为。
在本文中，我们将介绍神经元膜电位测量的原理、方法和应用。
神经元是构成神经系统的基本单位，它通过与其他神经元相互作用来实现神经信号的传递和信息加工。
神经元膜上有许多离子通道，它们可以控制离子的通透性，从而改变神经元膜上的电势。
当神经元接收到外界的信号时，这些离子通道可以打开或关闭，导致膜上的电位发生变化，从而传递神经信号。
神经元膜电位测量的原理是利用电极记录神经元膜上的电位变化。
一般来说，这种测量可以通过纤维光学或者电极实现。
纤维光学是利用荧光染料标记神经元，并通过光学显微镜观察荧光的变化来记录膜电位的变化。
而电极则是将微小的电极插入神经元膜中，通过电流记录膜电位的变化。
这两种方法各有优缺点，用户可以根据自己的需要选择使用。
神经元膜电位测量可以应用于很多领域，例如神经科学、药物研究、生命科学和医学。
在神经科学中，可以使用神经元膜电位测量来研究神经元响应不同类型的刺激的机制，比如触须受体的感知机制。
在药物研究中，可以使用神经元膜电位测量来评价不同药物的效果，以及研究药物对神经元膜电位的影响。
在医学中，神经元膜电位测量可以帮助医生诊断一些神经系统疾病，例如帕金森病和癫痫。
虽然神经元膜电位测量有着广泛的应用前景，但是也存在一些局限性。
首先，这种技术需要对神经元进行侵入式操作，这样可能会对神经元的结构和功能产生影响。
其次，神经元膜电位测量需要高度的技术水平，这会对研究人员提出较高的要求。
综上所述，神经元膜电位测量是生物物理学中非常重要的一项研究技术，它可以帮助我们深入了解神经元的功能、研究药物的效果以及诊断神经系统疾病。
虽然这种技术存在一些局限性，但是它的广泛应用前景使得神经元膜电位测量成为一个备受关注的领域。
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。
膜电位研究方法
膜电位研究方法
膜电位是生物膜中的电位差，可以通过多种方法进行研究。
1.细胞膜钳技术：细胞膜钳是一种测量细胞膜电位的最常用技术之一。
它可以测量单个细胞上的电位，包括神经元、心肌细胞、胰岛β细胞等。
2.离子选择性电极：离子选择性电极可以测量离子浓度的变化，并计
算出膜电位。
常用的离子选择性电极包括钠离子选择性电极、钾离子选择
性电极和氯离子选择性电极等。
3.膜电位信号记录仪：该仪器可以记录膜电位的时间变化。
通常使用
一个探头将电位信号传递到一个记录仪中。
这种方法很适用于研究心脏、
神经系统等。
4.双重钳技术：通过同时记录两个膜电位，可以研究不同的细胞之间
的相互作用。
5.膜通道测量技术：该方法可以测量膜离子通道的通透性和选择性，
从而计算出膜电位的变化。
包括全细胞记录、膜片钳记录等。
总之，膜电位研究方法种类繁多，选择适合的研究方法，可以更加准
确地研究膜电位。
2024届高三生物一轮复习练习：神经调节—电流偏转问题综合练习
欢迎补充！
3 不同表示方式的膜电位曲线图
时间膜电位变化 在某一位置，不同时刻的膜电位变化
3 不同表示方式的膜电位曲线图
位置膜电位变化 在某一时刻，不同位置的膜电位变化
3 不同表示方式的膜电位曲线图
【例】用离体枪乌贼巨大神经元为材料进行实验，得以下结果，图甲表示动作电 位产生过程，图乙表示神经冲动传导。下列说法正确的是（ ）
电流表偏转问题
1 膜电位的测量及变化曲线分析
两电极分别位于细胞膜两侧相同位 置
1 膜电位的测量及变化曲线分析
两电极分别位于细胞膜两侧不同位置(a、b两点)
1 膜电位的测量及变化曲线分析
两电极位于细胞膜同侧不同位置
2 兴奋传递中电流表指针的偏转问题
2 兴奋传递中电流表指针的偏转问题
【例】某生物实验小组研究兴奋在神经纤维上的传导以及在神经元a、b之间传递 的情况(注：L1和L2距离相等，电流计①两微电极的中点为a3，电流计②两微电极 分别位于a、b神经元上)。下列相关叙述正确的是( )
3 不同表示方式的膜电位曲线图
电流方向变化 在某一位置，不同时刻的电流方向变化
3 不同表示方式的膜电位曲线图
【例】任氏液是一种比较接近两栖动物内环境的液体，其主要成分为氯化钠，另外还含钾离子、 钙离子等其它离子。在任氏液中培养的坐骨神经腓肠肌标本，神经纤维在产生动作电位过程中， 钠、钾离子通过离子通道的流动造成的跨膜电流如下图所示<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），盐酸胺碘酮作为钾离子通道阻断剂被用来治疗某些心律失常性疾病， 下列说法正确的是（ ）
【答案】C 【分析】A、突触结构由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成，A正确；B、刺激D 点，兴奋先到达距离微电流计近端，引起指针偏转一次，兴奋向距离微电流计较远 端传导时，之前兴奋部位恢复静息状态，指针发生与第一次相反方向的偏转，故肌 肉会收缩且电流表偏转2次，B正确；C、C点位于两电极之间的正中心，到微电流 计两端的距离相等，刺激C点，兴奋部位产生的局部电流传递至微电流计两端并同 时进入，指针不偏转，能说明兴奋在神经纤维上是双向传导，C错误；D、兴奋在 AC间以电信号形式传递，而在神经肌肉突触以化学信号传递，因突触延搁其传导 速度较慢，D正确。 故选D。
2023届 一轮复习 人教版[拓展微课10] 神经调节的膜电位测定与相关实验探究 作业
![2023届 一轮复习 人教版[拓展微课10] 神经调节的膜电位测定与相关实验探究 作业](https://img.taocdn.com/s3/m/040fb8debb0d4a7302768e9951e79b896902685b.png)
[拓展微课10] 神经调节的膜电位测定与相关实验探究一、膜电位的测量以及电流表指针的偏转问题拓展梳理1.膜电位的测量测量方法测量图解测量结果电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧电表两极均置于神经纤维膜的外侧2.在神经纤维上的电流表指针偏转问题1）探究兴奋在神经纤维上的双向传导⇒{①刺激a点，b点兴奋早于→d点⇒电流计指针先往左后往右两次偏转②刺激c点，b、d同时兴奋⇒电流计指针不偏转⇒刺激c点，b点兴奋早于→d点⇒电流计指针先往左后往右两次偏转⇒刺激c点，b处电流计指针先往右后往左两次偏转，肌肉发生收缩2）探究兴奋在神经元之间的单向传递⇒{①电刺激a上一点，测量b上有电位变化②电刺激b上一点，测量a上无电位变化⇒{①刺激b点，a点兴奋早于→d点，电流计指针发生两次方向相反的偏转②刺激c点，a点不兴奋，d点可兴奋，电流计指针只发生一次偏转拓展微练1. [2020湖南湘东七校联考]图1是微型电压表测量神经纤维膜内外电位的装置图；图2是神经纤维某处由静息电位→动作电位→静息电位的膜电位变化曲线，该过程中存在Na+外流和K+内流现象。
下列叙述正确的是( C )图1图2A. 图1测得的电位相当于图2中BD段的电位B. 图2中C和E点神经纤维膜上Na+的跨膜运输速率相同C. 图2中Na+外流和K+内流现象最可能发生在FG段D. 由图2曲线走势可以得出兴奋的传导是双向的[解析]图1测得的电位是外正内负，为静息电位，对应图2中的AB段，A错误。
图2中C点钠离子通道是开放的，钠离子内流速率较快；而E点钠离子通道已经关闭，钾离子通道是开放的，B错误。
图2中钠离子外流和钾离子内流是Na+−K+泵作用的结果，该过程最可能发生在FG段，C正确。
由图2无法得知兴奋的传导是单向的还是双向的，D错误。
2. 在神经纤维（图1）和突触结构（图2）的表面连接灵敏电流计，以a、b、c、d为刺激点（a点与左右两个接点等距）。
根据刺激时灵敏电流计的偏转情况，探究神经纤维上的兴奋传导及突触处的兴奋传递，相关说法正确的是( B )图1图2A. 分别在a、b、c、d处给予足够强度的刺激，刺激d点时指针只偏转1次、其余都偏转2次B. 若仅刺激图1中某个刺激点证明兴奋在神经纤维上的双向传导，需要改变刺激点或接点位置C. 刺激b点，指针先向左后向右偏转D. 刺激d点灵敏电流计指针只偏转1次，即可证明突触传递的单向性[解析]刺激a点时兴奋同时到达电流计两极，电流计不偏转；刺激b、c两点指针偏转2次；刺激d点，由于兴奋只能从突触前膜向突触后膜单向传递，指针只偏转一次，A错误。
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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。