范文一:膜电位变化曲线分析
膜电位变化曲线分析
1、(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
答案是 C ,曲线一开始是向下变化,中间显示两侧电位差为 0的时期较长。
先需所给的条件 “ 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 ” 得出记录 仪记录 A 、 B 两电极之间的电位差是 A 点的膜内电位和 B 点的膜外电位的差值(A 点的膜内 电位减去 B 点的膜外电位),可知若将记录仪的 A 、 B 两电极均置于膜外,一开始 A 、 B 两 处都是静息电位,膜外都是正电位,所以 A 、 B 两处的电位差为 0,知道答案在 C 和 D 中选。 又因为若将记录仪的 A 、 B 两电极均置于膜外,记录仪记录的就是 A 、 B 两处的膜外电位的 差值,动物电位先传到 A 点,所以当 A 点的膜外先变成负电位, A 、 B 两处的膜外电位的差 值为负值,可知只有 C 符合。
做过这个上海题后,可做如下总结:当记录仪记录两处的膜外电位的差时,所得出的曲线除 了开始和结束是 0电位外,中间也要经历 0电位。
2、(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 ,曲线一开始是向上变化,中间显示两侧电位差为 0的时期很短。
若细心观察这两年高考题的答案就会发现,同样是刺激左侧,然后记录右侧两处的膜外 电位变化,
和上海题相似之处是都是刺激两处的左侧,再记录两处的膜外电位,但不同的是,做上 海题时能从已给的曲线图推测所测的值是左侧电位和右侧电位的差值,解题时可据曲线是应 先向下还是应先向上,初定是哪几个选项正确。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,但可以根据所得出的曲线除了开始和结束是 0电位外,中间也要经历 0电位直接选出 D 选项。
若细心观察这两年高考题的答案 就会发现, 09年上海题给的答案是 C ,曲线一开始是向 下变化,中间显示两侧电位差为 0的时期较长, 2010年海南给的答案是 D ,曲线一开始是向 上变化,中间显示两侧电位差为 0的时期很短。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。
按教材,刺激神经左侧某处时,记录右侧两处膜外电位的变化图应如下图所示
不难看出,图②和图③之间应还有一个图,应由五个图表示,这五个图只 能由下图(一)或图(二)表示:
就 09年上海题而言,若这五个图由图(一)所示,由于图(一)的① 、③ 、 ⑤三处的 A 、 B 两处的电位变化完全相同,所以表示 A 的膜内电位和 B 的膜外 电位差的曲线应有三处是负值,而题中的表示 A 的膜内电位和 B 的膜外电位差 的曲线只有首末两处是负值,不符合,故这五个图由图(二)所示。
当两侧的兴奋传导如图(一)所示时,记录两处膜外电位变化的曲线中间是 0的时间可以维持较长的时间,当两侧的兴奋传导如内(二)所示时,记录两处 膜外电位变化的曲线中间是 0的时间只可以维持较短的时间, 有关 09年上海题
的两侧的兴奋传导应如图(二)所示,曲线中间是 0的时间只可以维持较短的 时间 , 2010年海南题曲线中间是 0的时间很短 , 是否是对 09年上海题的修正 。
可见这两个图的兴奋在两点间的传导只有第 3个图不同,图(一)的图 3两 处都是静息电位,图(二)的图③两处都是动作电位。
就 09年上海题而言,若这五个图由图(一)所示,由于图(一)的 1 、 3 、 5三处的 A 、 B 两处的电位变化完全相同,所以表示 A 的膜内电位和 B 的膜外 电位差的曲线应有三处是负值,而题中的表示 A 的膜内电位和 B 的膜外电位差 的曲线只有首末两处是负值,不符合,故这五个图由图(二)所示。
当两侧的兴奋传导如图(一)所示时,记录两处膜外电位变化的曲线中间 是 0的时间可以维持较长的时间,当两侧的兴奋传导如内(二)所示时,记录 两处膜外电位变化的曲线中间是 0的时间只可以维持较短的时间 ,有关 09年上 海题的两侧的兴奋传导应如图(二)所示,曲线中间是 0的时间只可以维持较 短的时间, 2010年海南题曲线中间是 0的时间很短,是否是对 09年上海题的 正。
需要说明一下,无论兴奋是按图(一)传导,还是兴奋按图(二)传导, 所记录的两处的膜外的电位差变化可以是相同的,不能据两处的膜外的电位差 变化曲线推测出兴奋是按图(一)传导,还是兴奋按图(二)传导。
兴奋是按图(一)传导和兴奋按图(二)传导,所记录的某处的膜内的电位 和另一处的膜外电位的电位差却是不相同的,据此可推出所记录是某处的膜内 的电位和另一处的膜外电位的电位差还是另处的膜外的电位和某处的膜内电位 的电位差,可以推测出兴奋是按图(一)传导,还是兴奋按图(二)传导。 还可以总结出按图(一)传导,还是兴奋按图(二)传导,具体情况取决于兴 奋区域大小、两测量电极之间的距离以及动作电位传导速度三者之间的关系。
当两个测量电极之间的间隔距离较大或动作电位传导速度较小, 就可以用图 (一 ) 表示,当两个测量电极之间的间隔距离较小或动作电位传导速度较大,就可以 用上图 (二 ) 表示, 09年上海题只能用图(二)解释所给定的电位变化曲线。 用图(二)解释所给定的电位变化曲线时,两处的动作电位是先后产生的, 在这种情况下两处的膜外维持等电位的时间应该很短,就是海南题的 D 选 项。
单就两处的膜外维持等电位的时间长短而言,图(一)可得到上海 C ,图 (二)可得出海南 D 及上海 D 。
:1、电表的偏转问题
我承认电表的偏转方向主要取决于电表内部的线圈缠绕方式。但是默认的 电表是这样的:电流从正接线柱流入时,表现为正值,指针向右偏转;电流从 负接线柱流入时,表现为负值,指针向左偏转。
在各种版本的教材中,都是电表先向左偏转,这表明有电流从负接线柱流 入。在人教版的教材中,由于左侧(靠近刺激的一侧)的膜外电位首先变为负 值,所以电流的方向是从右侧流向左侧。由此可知,右侧是电表负接线柱,左 侧是电表正接线柱。
2、示波器的问题
示波器的连接方式不同,也会导致不同的测量结果。如果示波器的正接线 柱连接在右侧 (远离刺激的一侧,在 “ 冰河 ” 老师提供的链接中可以看到就是这样 连接的),那么就可以得到王玢主编的生理学中的图像。
3、王玢主编教材中存在的矛盾
既然电表测量时,电表的正接线柱放置在靠近刺激的一侧,负接线柱放置 在远离刺激的一侧;而示波器测量时,正接线柱放置在远离刺激的一侧,负接 线柱放置在靠近刺激的一侧。这难道不是自相矛盾吗?
指针左偏转(负值)就代表电流从负接线柱流入,指针右偏转(正值) 就代表电流从正接线柱流入,电流表通常左侧是正接线柱,右侧是负接线柱。 因此电表图像是在一种默认状态下得到的。
范文二:生物膜电位变化
生物膜电位变化综述
东北师范大学 生命科学学院 2009级 秦刚 1244409017
我们知道,生物的信息传递可以说是多样性的,但是其最根本的方式就是细胞之间的信息传递。所有信息的传递都是由细胞间快速传递才能够形成的。那么细胞间的信息传递是怎么样进行的呢?究竟有什么机制使得细胞间传递信息可以如此的精确和快速呢?
根据科学家的研究发现,在细胞间的信息传递过程中,细胞膜电位的变化起了很重要的作用。那么细胞膜上的怎么会有电位变化呢?它怎么能够传递信息呢?
其实细胞膜在正常的存在于人体身体内时,在安静状态时,正电荷位于膜外一侧(膜外电位为正),负电荷位于膜内一侧(膜内电位为负,)这种状态称为极化。如果膜内外电位差增大,即静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化时,称为超极化。相反地,如果膜内外电位差减小,即膜内电位向负值减小的方向变化,则称为去极化或极化。静息电位是由于细胞内K+出膜,膜内带负电,膜外带正电导致的 。
当细胞受刺激时,在静息电位的基础上可发生电位变化,细胞膜两侧存在离子浓度差,细胞膜内K+浓度高于细胞膜外,而细胞外Na+、Ca2+、Cl-高于细胞内,这种浓度差的维持依靠离子泵的主动转运。(主要是Na+-K+泵的转运)。细胞膜在不同状态下对不同离子的通透性不同,例如,安静时主要允许K+通透,而去极化到阈电位水平时又主要允许Na+通透,形成机制如下图:
如上面四幅图所示。当细胞受到刺激时,导致细胞部分去极化致使Na+少量内流然后使得去极化至阈电位水平,Na+内流与去极化形成正反馈(Na+爆发性内流)从而达到Na+平衡电位(膜内为正膜外为负)形成了动作电位的上升。当 膜去极化达一定电位水平后Na+内流停止、K+迅速外流,这样就导致了形成动作电位的下降。
动作电位是一种快速,可逆的电变化,传播的方式为局部电流,传播速度与细胞直径成正比。产生动作电位的细胞膜将经历一系列兴奋性的变化:绝对不应期——相对不应期——超常期——低常期,它们与动作电位各时期的对应关系是:峰电位——绝对不应期;负后电位——相对不应期和超常期;正后电位——低常期。
动作电位期间Na+、K+离子的跨膜转运是通过通道蛋白进行的,通道有开放、关闭、备用三种状态,由当时的膜电位决定,故这种离子通道称为电压门控的离子通道,而形成静息电位的K+通道是非门控的离子通道。当膜的某一离子通道处于失活(关闭)状态时,膜对该离子的通透性为零,同时膜电导就为零(电导与通透性一致),而且不会受刺激而开放,只有通道恢复到备用状态时才可以在特定刺激作用下开放。
由此可以看出细胞膜上的电位变化是迅速的,这也使得人的反应速度也能有一定的加强。但是也是有一定的时间段不应期,说明细胞膜上的电位不能够一直持续一个高水平的电位差。因此会有一个电位差的下降过程,在下降之后才能继续接受刺激。整个过程中完全是通过通道蛋白对于Na+和K+的通透性的变化而导致的。但是细胞电位还有许多未知的奥秘在其中,需要更进一步的去挖掘,去探索。
范文三:膜电位变化及其测量
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( )
1
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 ( )
2
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
3
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( )
4
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:
5
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:
?如果 ,表明传出神经受损。
?如果 ,表明骨骼肌受损。
?如果 ,表明部位d受损。
6
范文四:离子跨膜转运与膜电位变化
由于钠泵的作用,造成膜两侧钠离子和钾离子的不均匀分布,(K+和Na+分布状况的叙述:K+在维持细胞内液渗透压中具有决定作用,Na+在维持细胞外液渗透压中具有决定作用,两者在细胞膜的分布是不均匀的。)因此,钠离子和钾离子分别有向膜内或膜外扩散的趋势,至于它们能否扩散以及扩散通透量的大小则决定于膜上的相应离子通道开放情况,即膜对相应离子通透性的高低,这就是静息电位和动作电位的离子基础。
细胞静息时,膜对K+通透性大 ,对Na+通透性很小,此时,K+顺浓度差由膜内向膜外流动,每流出一个K+,细胞外便增加一个正电荷,相应的细胞内便产生一个负电荷,随着K+的外流,正负电荷之间产生的电场力会阻止K+的继续外流,当促使K+外流的浓度差力与阻止K+外流的电场力达到平衡时, K+的净移动就会等于零,此时,细胞膜两侧稳定的电位差即为静息电位,也称为K+的平衡电位,由此可见,静息电位实质是K+外流形成的电—化学平衡电位,和Na+在细胞外的浓度无关。静息电位主要受细胞内外K+浓度的影响:如细胞外K+浓度增高,细胞内外K+浓度差减小,向外扩散的动力减弱,K+外流减少,静息电位减小,如细胞外的K+浓度降低,细胞内外K+浓度差增大,K+外流增多,静息电位增大。
当受到刺激兴奋时细胞会产生动作电位,膜上的离子通道会被激活,但膜对Na+ ,K+的通透性增高在时间上是不一致的,Na+通道蛋白几乎立即被激活,由于膜内外Na+的浓度梯度很大,因此大量Na+内流,膜两侧的静息电位差急剧减小,进而膜电位倒转,直至新形成的膜内正电位足以阻止Na+继续内流为止,这时膜两侧的电位相当于Na+平衡电位,因此动作电位是由膜对Na+的通透性增高导致Na+内流造成的,动作电位主要受细胞内外Na+浓度的影响,与K+在细胞内外的浓度无关。如细胞外Na+浓度增大,Na+浓度差增大, Na+内流增多,动作电位增大,如细胞外Na+浓度降低,Na+浓度差减小, Na+内流减少,动作电位减小,如将神经浸浴在无Na+溶液中,则动作电位不复出现。
受刺激时,K+通道蛋白激活稍迟,通透性增加也较缓慢,它导致K+外流逐渐增多,起了抵消Na+内流所引起的膜电位倒转的作用,有利于静息电位的恢复,在动作电位发生后的恢复期间,钠泵活动增强,将内流的Na+的排出,同时将透出膜外的K+重新移入膜内,恢复了原先的离子浓度梯度,重建膜的静息电位。
范文五:膜电位变化及其测量 - eqkgsjeducn
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。