2018年高考生物 母題題源系列 專題11 靜息電位與動作電位產(chǎn)生機(jī)理.doc

母題11 靜息電位與動作電位產(chǎn)生機(jī)理【母題原題】1（2018全國卷，3）神經(jīng)細(xì)胞處于靜息狀態(tài)時，細(xì)胞內(nèi)外K+和Na+的分布特征是（）A細(xì)胞外K+和Na+濃度均高于細(xì)胞內(nèi)B細(xì)胞外K+和Na+濃度均低于細(xì)胞內(nèi)C細(xì)胞外K+濃度高于細(xì)胞內(nèi)，Na+相反D細(xì)胞外K+濃度低于細(xì)胞內(nèi)，Na+相反【答案】D【命題透析】本題考查靜息狀態(tài)下神經(jīng)細(xì)胞膜內(nèi)外離子的分布的相關(guān)知識，屬于對生物觀念的考查?！久麕燑c(diǎn)睛】神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)鉀離子濃度明顯高于膜外，而鈉離子濃度比膜外低，要注意靜息狀態(tài)時，即使鉀離子外流，膜內(nèi)鉀離子的濃度依然高于膜外。2（2018江蘇卷，11）如圖是某神經(jīng)纖維動作電位的模式圖，下列敘述正確的是（）AK+的大量內(nèi)流是神經(jīng)纖維形成靜息電位的主要原因Bbc段Na+大量內(nèi)流，需要載體蛋白的協(xié)助，并消耗能量Ccd段Na+通道多處于關(guān)閉狀態(tài)，K+通道多處于開放狀態(tài)D動作電位大小隨有效刺激的增強(qiáng)而不斷加大【答案】C【命題透析】本題考查動作電位產(chǎn)生的機(jī)理和過程，屬于對生物觀念和理性思維的考查。【解析】神經(jīng)纖維形成靜息電位的主要原因鉀離子通道打開，鉀離子外流，A錯誤；bc段動作電位產(chǎn)生的主要原因是細(xì)胞膜上的鈉離子通道開放，Na+內(nèi)流造成的，屬于協(xié)助擴(kuò)散，不消耗能量，B錯誤；cd段是動作電位恢復(fù)到靜息電位的過程，該過程中Na+通道多處于關(guān)閉狀態(tài)，K+通道多處于開放狀態(tài)，C正確；在一定范圍內(nèi)，動作電位大小隨有效刺激的增強(qiáng)而不斷加大，而刺激強(qiáng)度較小時是不能產(chǎn)生動作電位的，D錯誤?！久麕燑c(diǎn)睛】注意本題中“內(nèi)向電流是指正離子由細(xì)胞膜外向膜內(nèi)流動，外向電流則相反”要對應(yīng)所學(xué)知識“靜息電位是鉀離子外流，而動作電位是鈉離子內(nèi)流”，進(jìn)而分析得出曲線中個點(diǎn)對應(yīng)的電位狀態(tài)。【命題意圖】通過分析膜電位的變化曲線，培養(yǎng)科學(xué)思維的習(xí)慣?！久}規(guī)律】主要從以下兩個角度命題：與物質(zhì)跨膜方式相結(jié)合，分析靜息電位的膜內(nèi)外離子分布、產(chǎn)生動作電位及恢復(fù)過程中膜內(nèi)外離子分布的變化；以外界離子變化創(chuàng)設(shè)情境，預(yù)測外界因素的變化對動作電位產(chǎn)生的影響?！敬痤}模板】1.膜電位變化曲線(1)a點(diǎn)之前靜息電位：神經(jīng)細(xì)胞膜對K的通透性大，對Na的通透性小，主要表現(xiàn)為K外流，使膜電位表現(xiàn)為外正內(nèi)負(fù)。(2)ac段動作電位的形成：神經(jīng)細(xì)胞受刺激時，Na通道打開，Na大量內(nèi)流，導(dǎo)致膜電位迅速逆轉(zhuǎn)，表現(xiàn)為外負(fù)內(nèi)正。(3)ce段靜息電位的恢復(fù)：Na通道關(guān)閉，K通道打開，K大量外流，膜電位恢復(fù)為靜息電位后，K通道關(guān)閉。(4)ef段一次興奮完成后，鈉鉀泵將流入的Na泵出膜外，將流出的K泵入膜內(nèi)，以維持細(xì)胞外Na濃度高和細(xì)胞內(nèi)K濃度高的狀態(tài)，為下一次興奮做好準(zhǔn)備。2.興奮的產(chǎn)生和傳導(dǎo)過程中Na、K的運(yùn)輸方式(1)形成靜息電位時，K外流是由高濃度向低濃度運(yùn)輸，需載體蛋白的協(xié)助，不消耗能量，屬于協(xié)助擴(kuò)散。(2)產(chǎn)生動作電位時，Na的內(nèi)流需載體蛋白，同時從高濃度向低濃度運(yùn)輸，不消耗能量，屬于協(xié)助擴(kuò)散。(3)恢復(fù)靜息電位時，K的外流是由高濃度到低濃度，屬于協(xié)助擴(kuò)散。(4)一次興奮結(jié)束后，鈉鉀泵將流入的Na泵出膜外，將流出的K泵入膜內(nèi)，需要消耗ATP，屬于主動運(yùn)輸。1【浙江省2018年名卷精編B版考前押寶卷1生物試題】如圖是細(xì)胞膜上離子通道處于不同狀態(tài)的示意圖，神經(jīng)纖維膜上有兩種離子通道，一種是鈉離子通道，一種是鉀離子通道，下列敘述正確的是 A. 離子通道可通過主動轉(zhuǎn)運(yùn)來維持細(xì)胞膜內(nèi)外的離子濃度差B. 靜息狀態(tài)時鈉離子通道關(guān)閉，鉀離子通道開放C. 去極化時鈉離子通道開放，鉀離子通道關(guān)閉D. 復(fù)極化時鈉離子通道和鉀離子通道均關(guān)閉【答案】C【解析】離子通過離子通道的方式屬于協(xié)助擴(kuò)散，A錯誤；靜息狀態(tài)時鈉離子通道和鉀離子通道都是關(guān)閉的，但神經(jīng)細(xì)胞膜對鉀離子通透性大，鉀離子擴(kuò)散到膜外形成靜息電位，B錯誤；去極化時鈉離子通道開放，鈉離子內(nèi)流，鉀離子通道關(guān)閉， C正確；復(fù)極化時鈉離子通道關(guān)閉，鉀離子通道開放，鉀離子外流，D錯誤。2【浙江省選考十校聯(lián)盟2018年3月適應(yīng)性考試生物試題】甲表示動作電位產(chǎn)生過程示意圖，圖乙表示動作電位傳導(dǎo)示意圖，下列敘述正確的是A. ac段和段Na+通道開放，神經(jīng)纖維膜內(nèi)外Na+濃度差減小B. 若神經(jīng)纖維膜外K+濃度增大C點(diǎn)將上升C. 靜息電位是指圖乙AB之間膜內(nèi)的電位差D. 機(jī)體內(nèi)反射弧中神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)是單向的【答案】D【解析】ac段段Na+通道開放，但是K+通道開放，A錯誤。K+濃度影響的是靜息電位，對動作電位c點(diǎn)沒有影響，B錯誤。靜息電位是膜內(nèi)外的電位差，C錯誤。機(jī)體內(nèi)反射弧至少需要兩個神經(jīng)元，而興奮在神經(jīng)元之間是單向傳遞的，所以機(jī)體內(nèi)反射弧中神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)是單向的，D正確。3【山東省煙臺市2018屆高三下學(xué)期高考診斷性測試?yán)砜凭C合生物試題】離體神經(jīng)纖維置于某種培養(yǎng)液中，給予適宜刺激并記錄其膜內(nèi)鈉離子含量變化及膜電位變化，分別用下圖、所示。下列有關(guān)說法正確的是A. 該實(shí)驗(yàn)中某溶液可以用適當(dāng)濃度的KC1溶液代替B. ab時，膜內(nèi)鈉離子含量增加與細(xì)胞膜對鈉離子的通過性增大有關(guān)C. 適當(dāng)提高培養(yǎng)液中鉀離子濃度可以提高曲線上c點(diǎn)值D. cd時，局部電流使興奮部位的鈉離子由內(nèi)流轉(zhuǎn)變?yōu)橥饬?，再形成靜息電位【答案】B4【江西省南昌市2018屆高三第一次模擬考試?yán)砜凭C合生物試題】下列可以引起神經(jīng)元靜息電位絕對值降低的是哪一項(xiàng)A. 增加細(xì)胞外K+濃度 B. 增加細(xì)胞內(nèi)K+濃度C. 增加細(xì)胞內(nèi)Na+濃度 D. 降低細(xì)胞外Na+濃度【答案】A【解析】增加細(xì)胞外K+濃度，會導(dǎo)致細(xì)胞膜外正電位增加，進(jìn)而使得靜息電位絕對值增加，A錯誤；增加細(xì)胞內(nèi)K+濃度會導(dǎo)致細(xì)胞膜內(nèi)外陽離子濃度差減小，引起靜息電位的絕對值降低，B正確；增加細(xì)胞內(nèi)Na+濃度，會導(dǎo)致細(xì)胞膜內(nèi)外陽離子濃度差減小，引起靜息電位的絕對值降低，C正確；降低細(xì)胞外Na+濃度，會導(dǎo)致細(xì)胞膜內(nèi)外陽離子濃度差減小，引起靜息電位的絕對值降低，D正確。5【山西省運(yùn)城市康杰中學(xué)2018屆高考模擬（三）理科綜合生物試題】某神經(jīng)纖維在產(chǎn)生動作電位的過程中，鈉、鉀離子通過離子通道的流動造成的跨膜電流如圖所示（內(nèi)向電流是指正離子由細(xì)胞膜外向膜內(nèi)流動，外向電流則相反）。下列說法正確的是A. a點(diǎn)之前神經(jīng)纖維膜內(nèi)外之間沒有正離子的流動B. ab段鈉離子通道開放，bc段鈉離子通道關(guān)閉C. c點(diǎn)時神經(jīng)纖維的膜內(nèi)電位等于0mVD. cd段鉀離子排出細(xì)胞不需要消耗ATP【答案】D【解析】分析曲線圖可知，內(nèi)向電流是指正離子由細(xì)胞膜外向膜內(nèi)流動，主要是鈉離子內(nèi)流；外向電流是指正離子由細(xì)胞膜內(nèi)向膜外流動，主要為鉀離子外流。靜息時，神經(jīng)細(xì)胞膜對鉀離子的通透性大，鉀離子大量外流，形成內(nèi)負(fù)外正的靜息電位；受到刺激后，神經(jīng)細(xì)胞膜的通透性發(fā)生改變，對鈉離子的通透性增大，鈉離子內(nèi)流，形成內(nèi)正外負(fù)的動作電位。據(jù)圖分析，a點(diǎn)之前神經(jīng)纖維處于靜息狀態(tài)，此時有鉀離子外流，A錯誤；ab段與bc段均是內(nèi)向電流，此時都是鈉離子通道開放，B錯誤；c點(diǎn)時神經(jīng)纖維處于動作電位，此時膜內(nèi)為正電位，膜外為負(fù)電位，所以其膜內(nèi)電位大于0mV ，C錯誤；cd段鉀離子通過鉀離子通道蛋白排出細(xì)胞，是協(xié)助擴(kuò)散，不需要消耗ATP，D正確。6【四川省2015級高三全國卷沖刺演練（一）理科綜合生物試題】某人用不同的藥物處理蛙的坐骨神經(jīng)纖維，分別測得各組處理前后蛙的坐骨神經(jīng)纖維上膜電位的變化，如下圖甲、乙、丙、丁所示(虛線代表藥物處理后的膜電位變化)。下列關(guān)于各組實(shí)驗(yàn)的推論，合理的是A. 處理甲組的藥物阻斷Na+內(nèi)流 B. 處理乙組的藥物阻斷Na+內(nèi)流C. 處理丙組的藥物抑制K+外流 D. 處觀丁組的藥物導(dǎo)致C1外流【答案】B【解析】由于圖甲虛線的峰值降低，說明藥物處理后Na+內(nèi)流量減少，A錯誤；圖乙虛線沒有波動，說明藥物處理后Na+內(nèi)流被阻斷，B正確；圖丙虛線表示形成動作電位后無法恢復(fù)為靜息電位，說明藥物處理后K+外流被阻斷，C錯誤；圖丁虛線表示膜兩側(cè)的電位差變大，說明藥物處理后使C1內(nèi)流，導(dǎo)致膜兩側(cè)的電位差加大，D錯誤。7【浙江綠色評估聯(lián)盟2018屆高三10月考試生物試卷】某研究小組欲研究影響神經(jīng)沖動傳導(dǎo)速度的因素，請根據(jù)以下提供的實(shí)驗(yàn)材料，提出實(shí)驗(yàn)思路，并預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)材料：蟾蜍坐骨神經(jīng)、3%KCl、5%NaCl、2%普魯卡因、任氏液、信號釆集處理系統(tǒng)等。（要求與說明：蟾蜍坐骨神經(jīng)的制備和測定神經(jīng)傳導(dǎo)速度的具體操作不作要求；實(shí)驗(yàn)過程中神經(jīng)放在有任氏液的培養(yǎng)盟；普魯卡因可阻滯Na+內(nèi)流；傳導(dǎo)速度v=m/S，其中m為兩電極間距離，s為兩電極間傳導(dǎo)時間）請回答：（1）實(shí)驗(yàn)思路：準(zhǔn)備若干培養(yǎng)皿，分別加入適量等量任氏液，編號A、B、C。將坐骨神經(jīng)放在A培養(yǎng)皿中，保持恒溫10-15min，然后測定此時的神經(jīng)傳導(dǎo)速度。_（2）預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果（設(shè)計(jì)一個坐標(biāo)，用曲線圖表示檢測結(jié)果）: _（3）請分析滴加5%NaCl溶液使動作電位傳導(dǎo)速度改變的原因。_（2） （3）說明：加3%KC1和5%NaCl的二條曲線位罝可以換 Na+在膜內(nèi)外存在巨大的濃度梯度，細(xì)胞外Na+迅速向膜內(nèi)擴(kuò)散，使膜兩側(cè)電位差急劇減小為零，進(jìn)而反轉(zhuǎn)為膜外電位為負(fù)、膜內(nèi)電位為正。在內(nèi)正外負(fù)的電位差使Na+通道受到抑制，神經(jīng)傳導(dǎo)速度降低。【解析】神經(jīng)興奮的發(fā)生和傳導(dǎo)有賴于細(xì)胞膜上Na離子內(nèi)流。其觀察指標(biāo)是神經(jīng)興奮時產(chǎn)生的動作電位。普魯卡因等局麻醉藥可阻滯Na離子內(nèi)流，從而抵制神經(jīng)沖動的發(fā)生與傳導(dǎo)速度的減慢。神經(jīng)纖維的靜息電位接近K離子的平衡電位，故細(xì)胞外液K離子濃度升高可使細(xì)胞膜內(nèi)外濃度差減小，K離子平衡電位減小，膜發(fā)生去極化。在此基礎(chǔ)上，由于Na離子通道受到抑制，神經(jīng)傳導(dǎo)速度降低；當(dāng)細(xì)胞外夜Na離子內(nèi)流減弱，也可以使神經(jīng)傳導(dǎo)速度減慢。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示（3）高滲氯化鈉溶液使動作電位傳導(dǎo)速度降低。其作用機(jī)理是由于鈉離子在膜內(nèi)外存在巨大的濃度梯度，細(xì)胞外鈉離子迅速向膜內(nèi)擴(kuò)散，使膜兩側(cè)電位差急劇減小為零，進(jìn)而出現(xiàn)膜電位的倒轉(zhuǎn)，即反轉(zhuǎn)為膜外電位為負(fù)、膜內(nèi)電位為正。內(nèi)正外負(fù)的電位差使鈉離子通道受到抑制，神經(jīng)傳導(dǎo)速度降低。