拼十年寒窗挑灯苦读不畏难;携双亲期盼背水勇战定夺魁。如果你希望成功,以恒心为良友,以经验为参谋,以小心为兄弟,以希望为哨兵。母题11 静息电位与动作电位产生机理
【母题原题】1.(2018全国Ⅲ卷,3)神经细胞处于静息状态时,细胞内外K和Na的分布特征是( ) A.细胞外K和Na浓度均高于细胞内 B.细胞外K和Na浓度均低于细胞内 C.细胞外K浓度高于细胞内,Na相反 D.细胞外K浓度低于细胞内,Na相反 【答案】D
【命题透析】本题考查静息状态下神经细胞膜内外离子的分布的相关知识,属于对生物观念的考查。
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【名师点睛】神经细胞内钾离子浓度明显高于膜外,而钠离子浓度比膜外低,要注意静息状态时,即使钾离子外流,膜内钾离子的浓度依然高于膜外。
2.(2018江苏卷,11)如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 【答案】C
【命题透析】本题考查动作电位产生的机理和过程,属于对生物观念和理性思维的考查。
【解析】神经纤维形成静息电位的主要原因钾离子通道打开,钾离子外流,A错误;bc段动作电位产生的
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主要原因是细胞膜上的钠离子通道开放,Na内流造成的,属于协助扩散,不消耗能量,B错误;cd段是动作电位恢复到静息电位的过程,该过程中Na通道多处于关闭状态,K通道多处于开放状态,C正确;在一定范围内,动作电位大小随有效刺激的增强而不断加大,而刺激强度较小时是不能产生动作电位的,D错误。 【名师点睛】注意本题中“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”要对应所学知识“静息电位是钾离子外流,而动作电位是钠离子内流”,进而分析得出曲线中个点对应的电位状态。
【命题意图】通过分析膜电位的变化曲线,培养科学思维的习惯。
【命题规律】主要从以下两个角度命题:①与物质跨膜方式相结合,分析静息电位的膜内外离子分布、产生动作电位及恢复过程中膜内外离子分布的变化;②以外界离子变化创设情境,预测外界因素的变化对动作电位产生的影响。
【答题模板】1.膜电位变化曲线
(1)a点之前——静息电位:神经细胞膜对K的通透性大,对Na的通透性小,主要表现为K外流,使膜电位表现为外正内负。
(2)ac段——动作电位的形成:神经细胞受刺激时,Na通道打开,Na大量内流,导致膜电位迅速逆转,表现为外负内正。
(3)ce段——静息电位的恢复:Na通道关闭,K通道打开,K大量外流,膜电位恢复为静息电位后,K通道关闭。
(4)ef段——一次兴奋完成后,钠钾泵将流入的Na泵出膜外,将流出的K泵入膜内,以维持细胞外Na浓度高和细胞内K浓度高的状态,为下一次兴奋做好准备。 2.兴奋的产生和传导过程中Na、K的运输方式
(1)形成静息电位时,K外流是由高浓度向低浓度运输,需载体蛋白的协助,不消耗能量,属于协助扩散。 (2)产生动作电位时,Na的内流需载体蛋白,同时从高浓度向低浓度运输,不消耗能量,属于协助扩散。 (3)恢复静息电位时,K的外流是由高浓度到低浓度,属于协助扩散。
(4)一次兴奋结束后,钠钾泵将流入的Na泵出膜外,将流出的K泵入膜内,需要消耗ATP,属于主动运输。
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1.【浙江省2018年《名卷精编B版》考前押宝卷1生物试题】如图是细胞膜上离子通道处于不同状态的示意图,神经纤维膜上有两种离子通道,一种是钠离子通道,一种是钾离子通道,下列叙述正确的是
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A. 离子通道可通过主动转运来维持细胞膜内外的离子浓度差 B. 静息状态时钠离子通道关闭,钾离子通道开放 C. 去极化时钠离子通道开放,钾离子通道关闭 D. 复极化时钠离子通道和钾离子通道均关闭 【答案】C
【解析】离子通过离子通道的方式属于协助扩散,A错误;静息状态时钠离子通道和钾离子通道都是关闭的,但神经细胞膜对钾离子通透性大,钾离子扩散到膜外形成静息电位,B错误;去极化时钠离子通道开放,钠离子内流,钾离子通道关闭, C正确;复极化时钠离子通道关闭,钾离子通道开放,钾离子外流,D错误。 2.【浙江省选考十校联盟2018年3月适应性考试生物试题】甲表示动作电位产生过程示意图,图乙表示动作电位传导示意图,下列叙述正确的是
A. a?c段和①?③段Na+通道开放,神经纤维膜内外Na+浓度差减小 B. 若神经纤维膜外K+浓度增大C点将上升 C. 静息电位是指图乙AB之间膜内的电位差 D. 机体内反射弧中神经冲动的传导是单向的 【答案】D
【解析】a?c段段Na通道开放,但①?③是K通道开放,A错误。K浓度影响的是静息电位,对动作电位
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c点没有影响,B错误。静息电位是膜内外的电位差,C错误。机体内反射弧至少需要两个神经元,而兴奋在神经元之间是单向传递的,所以机体内反射弧中神经冲动的传导是单向的,D正确。
3.【山东省烟台市2018届高三下学期高考诊断性测试理科综合生物试题】离体神经纤维置于某种培养液中,给予适宜刺激并记录其膜内钠离子含量变化及膜电位变化,分别用下图Ⅰ、Ⅱ所示。下列有关说法正确的是
A. 该实验中某溶液可以用适当浓度的KC1溶液代替
B. a?b时,膜内钠离子含量增加与细胞膜对钠离子的通过性增大有关 C. 适当提高培养液中钾离子浓度可以提高曲线Ⅱ上c点值
D. c?d时,局部电流使兴奋部位的钠离子由内流转变为外流,再形成静息电位 【答案】B
4.【江西省南昌市2018届高三第一次模拟考试理科综合生物试题】下列可以引起神经元静息电位绝对值降低的是哪一项
A. 增加细胞外K+浓度 B. 增加细胞内K+浓度 C. 增加细胞内Na+浓度 D. 降低细胞外Na+浓度 【答案】A
【解析】增加细胞外K浓度,会导致细胞膜外正电位增加,进而使得静息电位绝对值增加,A错误;增加细胞内K浓度会导致细胞膜内外阳离子浓度差减小,引起静息电位的绝对值降低,B正确;增加细胞内Na浓度,会导致细胞膜内外阳离子浓度差减小,引起静息电位的绝对值降低,C正确;降低细胞外Na浓度,会导致细胞膜内外阳离子浓度差减小,引起静息电位的绝对值降低,D正确。
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