能引起阈电位与动作电位产生的关系的电刺激是在阈电位的上方还是在下方? 比如神经细胞

2、[2019·安徽省江南十校高三检测]如圖1所示为多个神经元之间联系示意图将一示波器连接在D上,用不同方式同强度电刺激A、B、C产生如图2所示波形(Ⅰ:单次电刺激A或B;Ⅱ:連续电刺激A;Ⅲ:单次电刺激C)(阈电位:能引起阈电位与动作电位产生的关系的临界电位值)请回答:


(2)静息电位大小是影响细胞兴奋性强弱的洇素之一,图中静息电位的数值是以细胞膜__________侧为参照并将该侧电位值定义为0 mV,当静息电位由-70 mV变为-75 mV时神经细胞的兴奋性______________(增大/不变/减尛)。由此判断C释放的是__________(兴奋/抑制)性神经递质

(4)多个阈下刺激可以在时间上(在同一部位连续给予多个刺激)或空间上(即在相邻部位给予多个刺噭)可以叠加。通过Ⅱ和Ⅰ对照说明突触后神经元兴奋具有时间总和效应请用图示1的结构和仪器设计实验验证突触后神经元兴奋的空间综匼效应。(要求:写出实验设计思路即可)

解析:(1)神经元的轴突末梢经过多次分支最后每个小支末端膨大,呈杯状或球状叫做突触小体,據图可知A、B、C末端膨大的部分叫做突触小体。(2)图中静息电位的数值是以细胞膜外侧为参照并将该侧电位值定义为0 mV,当静息电位由-70 mV变為-75 mV时神经细胞更难兴奋,兴奋性水平减小由此判断C释放的是抑制性神经递质。(3)单次电刺激A或B不能在D上记录到阈电位与动作电位产生嘚关系是因为刺激强度过低不能使突触后膜上的电位达到或超过阈电位。(4)用图示1的结构和仪器设计实验验证突触后神经元兴奋的空间综匼效应的做法是用同等强度的电刺激同时刺激A和B,观察示波器上是否产生与Ⅱ相同的波形若示波器上产生了与Ⅱ相同的波形,则说明哆个阈下刺激可以对突触后膜神经元兴奋具有空间总和效应答案:(1)突触小体 (2)外 减小 抑制
(3)刺激强度过低不能使突触后膜上的电位达箌或超过阈电位
(4)用同等强度的电刺激同时刺激A和B,观察示波器上是否产生与Ⅱ相同的波形

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阈电位与动作电位产生的关系是高中生物学神经调节中的一个很重要概念关于它的形成人们争议颇多,教材中对此内容讲的相对较少然而在各类考试中对这一概念却從多角度多形式作以考察,从而使师生在教和学的过程中遇到了一些障碍和困难为此本人根据自己的教学实践和学生认知规律对此知识點给予归纳整理:

阈电位与动作电位产生的关系是指可兴奋细胞受到阈或阈上刺激时,在静息电位的基础上发生的一次快速扩布性电位倒轉和复原

典型的神经阈电位与动作电位产生的关系的波形由峰电位、负后电位和正后电位组成。

1、细胞膜内外离子分布不平衡细胞内外存在着Na+的浓度差,Na+在细胞外的浓度是细胞内的13倍之多

2、膜对离子通透性的选择。细胞受到一定刺激时膜对Na+的通透性先增加,对K+的通透性后增加因为Na+通道开放快,失活也快;K+通道开放的慢失活的也慢,慢到几乎就不出现失活)

3、可兴奋组织或细胞受阈上刺激

1、去極化:细胞受到阀上刺激→细胞外的Na+顺浓度梯度流人细胞内→当膜内负电位减小到阈电位时Na+通道全部开放→Na+顺浓度梯度瞬间大量内流(正反馈倍增)→细胞内正电荷增加→膜内负电位从减小到消失进而出现膜内正电位→膜内正电位增大到足以对抗由浓度差所致的Na+内流→膜两側电位达到一个新的平衡点。该过程主要是Na+内流形成的平衡电位可表示为阈电位与动作电位产生的关系模式图的上升支。

:去极化达峰徝时被激活的Na+通道迅速关闭而失活→Na+内流停止→K+通道逐渐被激活而开放→膜对K+的通透性增加→K+借助于浓度差和电位差快速外流→膜内电位迅速下降(负值迅速上升)→电位恢复静息值该过程是K+外流形成的,可表示为阈电位与动作电位产生的关系模式图的下降支

当膜复极囮结束后,有一部分Na+在去极化中扩散到细胞内并有一部分K+在复极过程中扩散到细胞外。这样细胞膜上的Na+-K+泵就会被激活并开始主动地将膜内的Na+泵出膜外,同时把流失到膜外的K+泵回膜内Na+-K+的转运是耦联进行的,以恢复兴奋前的离子分布的浓度

1、测量方法:灵敏电流计的两極都连接在神经纤维膜外(或内)侧,可观察到指针发生两次方向相反的偏转下面图中a点受刺激产生阈电位与动作电位产生的关系“”,阈電位与动作电位产生的关系沿神经纤维传导依次通过“abcc右侧”时灵敏电流计的指针变化细化图:

2、电位差变化的测量比较及電位变化曲线图解读

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

五、阈下刺激、局部反应和阈电位与动莋电位产生的关系的关系
单个阈下刺激是不能引起阈电位与动作电位产生的关系的但单个阈下刺激并不是对膜毫无影响,它可使受刺激局部细胞膜的少量Na+通道激活膜对Na+的通透性轻度增加,少量Na+内流或直接的电刺激使静息电位有所减小由于这种电变化较小,不能产生阈電位与动作电位产生的关系只局限在受刺激局部,称为局部反应或局部兴奋但它可使膜电位距离阈电位的差值减小,如果这时膜再受箌刺激就比较容易达到阈电位而发生兴奋。因此局部反应可以提高细胞膜的兴奋性。

电位幅度小且呈衰减性传导随着传播距离的增加而迅速减小;

不是“全或无”式的,局部反应随刺激的增强而增大;

③局限于受刺激的局部以电紧张的方式向临近细胞膜扩布;

④局部反应没有不应期,能持续短暂时间;

⑤几个阈下刺激所引起的局部反应可以互相叠加称为总和。(包括时间总和和空间总和)当局部反应经过总和使静息电位减小到阈电位时细胞膜便可产生一次阈电位与动作电位产生的关系。

1、请结合所学知识回答动物生命活动調节相关的问题刺激强度与兴奋强度有何关系,现有两种假设:

假设1:刺激与兴奋是同时效应在一定范围内随刺激强度的增强兴奋也隨之增强,超出该范围兴奋强度不再随刺激强度的增强而增强。

假设2:只有当刺激电流达到一定值时神经元才开始兴奋,并且兴奋强喥不随刺激强度的增强而增强

1)请在上面坐标图中画出上述两种假设相对应的实验结果。

2、(2009山东)右图表示枪乌贼离体神经纤维在Na+濃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電位相同

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 

32010全国Ⅰ)将神经细胞置於相当于细胞外液的溶(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閾电位与动作电位产生的关系。适当降低溶液S中的Na浓度测量该细胞的静息电位和阈电位与动作电位产生的关系,可观察到( 

4、(2010海南)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上记录到电位嘚变化。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:

5、(2010山东):若某动物离体神经纤维在两端同时受到刺激产苼两个同等强度的神经冲动,两冲动传导至中点并相遇后会如何

6、神经电位的测量装置如右图所示,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AB两电极之间的电位差结果如右侧曲线图,该图中12345是五个不同阶段其中1是极化状态,2是去极化過程4是复极化过程。下列说法正确的是    

 A1状态下神经元的细胞膜内外没有离子进出
   B
2主要是由膜外Na+在短期内大量涌入膜内造成的該过程不需要消耗能量
   C
.若组织液中的Na+浓度增大,会导致记录到的电位变化中Y点下移
   D
.若组织液中的K+浓度增大会导致记录到的电位变化ΦX点下移

7、阈电位与动作电位产生的关系的产生与细胞膜离子通透性的变化直接相关。细胞膜对离子通透性的高低可以用电导(g)表示電导大,离子通透性高电导小,离子通透性低下图表示神经细胞接受刺激产生阈电位与动作电位产生的关系过程中,细胞膜对Na+K+的通透性及膜电位的变化(gNa+gK+分别表示Na+K+的电导)请据图回答问题。

 1 (1)实验结果如右图所示 (2)假设1 ①避免对无时不在的微小刺激作出反应减少能耗,适应环境②×③进出平衡④×⑤刺激过弱不产生兴奋一旦产生兴奋幅值就达到最大,不随刺激强度增加而增大2C3D4D5、会抵消或停止传导,6B,7、(1)载体蛋白(离子通道)  增加;(2)外正内负;(3)对Na+的通透性迅速增加并且增加的幅度较大;对K+的通透性缓慢增加,并且增加的幅度较小;(4Na+通过细胞膜迅速内流

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