膜电位测量指针偏转方向与电流流入方向问题分析教学文案

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。

难点加强专题(四) 电位测量与电流计指针偏转问题重点突破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。

兴奋传导与电流计指针偏转问题错误!错误!错误!3．验证兴奋在神经元之间的单向传递错误!错误!4．“三看法”判断电流计指针偏转5．Na＋、K＋与膜电位变化的关系（1）K＋浓度只影响静息电位—错误!(2)错误!—错误!专能提升例1 下图表示具有生物活性的蛙坐骨神经—腓肠肌标本,神经末梢与肌细胞的接触部位类似于突触，称“神经-肌接头”。

下列叙述错误的是（C）A．“神经—肌接头”处可发生电信号与化学信号的转变B．电刺激①处，肌肉会收缩，灵敏电流计指针也会偏转C．电刺激②处，神经纤维上的电流计会记录到电位变化D．神经纤维上兴奋的传导方向与膜内的电流方向相同[解析］根据题干说明“神经末梢与肌细胞的接触部位类似于突触”,那么兴奋传递方向在此处只能是神经→肌肉，故刺激②处，神经纤维上的电流计不会记录到电位变化。

例2 如图甲表示突触,图乙表示受到刺激时神经纤维上的电位变化，下列有关叙述正确的是(D）A．图甲中a处能完成“电信号→化学信号→电信号”的转变B．图甲中a兴奋时一定会使b产生图乙所示的电位变化C．图乙处于②状态时的K＋内流不需要消耗ATPD．若将神经纤维置于低Na＋液体环境中，图乙膜电位峰值会低于40 mV[解析］兴奋传导到a处,突触小体内的突触小泡释放神经递质，作用于b，将兴奋传递给下一神经元,所以在a处能完成电信号→化学信号的转变,A错误；由于神经递质由突触前膜释放作用于突触后膜，使下一个神经元产生兴奋或抑制,所以a兴奋不一定会使b产生图乙所示的变化，形成动作电位,B错误；图乙处于②状态即形成动作电位，是由Na＋内流造成的,C错误;动作电位的形成是Na＋大量内流的结果，所以若将该神经纤维置于低Na＋溶液中,则③的位点将会向下移，D正确。

膜电位测量指针偏转方向与电流流入方向问题分析膜电位测量指针偏转方向与电流流入方向问题分析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和电流流入方向问题。

例1 如下图所示，将连接灵敏电压表的导线两端置于神经纤维的外表面或内部(已知表的指针向电流流入表内的接线柱一侧偏转)，显示神经纤维兴奋部位膜电位的是（）例2神经细胞在静息时具有静息电位，受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位，这两种电位可通过仪器测量。

A、B、C、D均为测量神经纤维静息电位示意图，正确的是（）例3下图1是测量神经纤维膜内外电位的装置，图2是测得的膜电位变化。

请回答：上面三道题都涉及电流方向引起的指针偏转问题，但试题1和2中指针偏转方向与电流流入方向正好相同，试题3中指针的偏转方向与电流流入方向正好相反。

好多学生觉得有疑问，甚至认为是不是题目有错误，其实这些题目都没有问题。

电流表中指针的偏转方向不仅与电流的流入方向有关，还与电流表正负极的连接方式有关。

同样是测神经纤维的静息电位或者动作电位，电流表的正负极的连接方式不同，指针偏转方向就会不同。

对于常规的电流表来说，电流从正极流入，指针会向右偏转；电流从负极流入，指针会向左偏转。

上述三道高考题中，电流表的指针偏转方向的不同，是因为它们的正负极的连接方式不同，因而并不矛盾。

试题3的图1已经绘出了电流表正负极的连接方式是正极连接膜内，负极连接膜外，A图膜电位为外正内负（静息电位），电流从负极流入表内，故指针向左偏转；B图膜电位为外负内正（动作电位），电流从正极流入表内，故指针向右偏转。

试题1和2图中并没有表示出电流表正负极的连接方式，按照浙科版生物教材和大学生理学教材，接线柱情况正好相反，所以电流的流向和偏向相同。

培优讲堂(八)——电位测量与电流计指针偏转问题分析[疑难讲解]1．指针偏转原理图下图中a点受刺激产生动作电位“”，动作电位沿神经纤维传导依次通过“a―→b―→c右侧”时灵敏电流计的指针变化细化图：2．电位的测量测量方法测量图解测量结果静息电位测量：电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧动作电位测量：电表两极均置于神经纤维膜的外侧3.兴奋传导与电流计指针偏转问题分析(1)在神经纤维上①刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋，电流计发生两次方向相反的偏转。

②刺激c点(bc＝cd)，b点和d点同时兴奋，电流计不发生偏转。

(2)在神经元之间①刺激b点，由于兴奋在突触间的传导速度小于在神经纤维上的传导速度，a点先兴奋，d点后兴奋，电流计发生两次方向相反的偏转。

②刺激c点，兴奋不能传至a点，a点不兴奋，d点可兴奋，电流计只发生一次偏转。

4．膜电位变化曲线解读(1)曲线表示膜内外膜电位的变化情况；(2)a线段：静息电位、外正内负，K＋通道开放使K＋外流。

(3)b点：零电位，动作电位形成过程中，Na＋通道开放使Na＋内流。

(4)bc段：动作电位、外负内正，Na＋通道继续开放。

(5)cd段：静息电位恢复，K＋通道开放使K＋外流。

(6)de段：静息电位恢复后，Na＋、K＋泵活动加强，排Na＋吸K＋，使膜内外离子分布恢复到原静息水平。

[典例透析]分别将灵敏电流计按下图所示连接(甲图为神经纤维，乙图含有突触结构，甲、乙图中ab长度相同)，据图回答下列问题。

(1)静息状态时，神经纤维膜内外的电位状况是________，在这一电位状况时膜外的________浓度高于膜内的，膜内的________浓度高于膜外的。

(2)甲图灵敏电流计现在测不到神经纤维膜的静息电位，要怎样改进才能测到静息电位？_________________________________________________________。

(3)现同时在甲、乙图中a处给予一个刺激，观察指针摆动，指针反应时间落后的是________图，原因是_______________________________________________________________________________________________________________。

膜电位测量指针偏转方向与电流流入方向问题分析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和电流流入方向问题。

例 1 如下图所示，将连接灵敏电压表的导线两端置于神经纤维的外表面或内部(已知表的指针向电流流入表内的接线柱一侧偏转)，显示神经纤维兴奋部位膜电位的是（）例2神经细胞在静息时具有静息电位，受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位，这两种电位可通过仪器测量。

A、B、C、D均为测量神经纤维静息电位示意图，正确的是（）例3下图1是测量神经纤维膜内外电位的装置，图2是测得的膜电位变化。

请回答：（1）图1装置A测得的电位相当于图2中的点的电位，该电位称为电位。

装置B测得的电位相当于图2中的点的电位，该电位称为电位。

（2）当神经受到适当刺激后，在兴奋部位，膜对离子的性发生变化，离子大量流向膜，引起电位逐步变化，此时相当于图2中的段。

上面三道题都涉及电流方向引起的指针偏转问题，但试题1和2中指针偏转方向与电流流入方向正好相同，试题3中指针的偏转方向与电流流入方向正好相反。

好多学生觉得有疑问，甚至认为是不是题目有错误，其实这些题目都没有问题。

电流表中指针的偏转方向不仅与电流的流入方向有关，还与电流表正负极的连接方式有关。

同样是测神经纤维的静息电位或者动作电位，电流表的正负极的连接方式不同，指针偏转方向就会不同。

对于常规的电流表来说，电流从正极流入，指针会向右偏转；电流从负极流入，指针会向左偏转。

上述三道高考题中，电流表的指针偏转方向的不同，是因为它们的正负极的连接方式不同，因而并不矛盾。

试题3的图1已经绘出了电流表正负极的连接方式是正极连接膜内，负极连接膜外，A图膜电位为外正内负（静息电位），电流从负极流入表内，故指针向左偏转；B图膜电位为外负内正（动作电位），电流从正极流入表内，故指针向右偏转。