Question

科学研究表明：细胞外液中K⁺浓度会影响神经纤维静息电位的大小，而细胞外液中Na⁺浓度几乎不影响；但细胞外液中Na⁺浓度会影响受刺激神经膜电位的变化幅度和速率．请根据以下提供的材料和用具设计实验证明．要求写出实验思路，预测实验结果并分析预测结果．
材料和用具：测量电位变化的测量仪器、刺激器、生理状态一致的枪乌贼离体神经纤维若千、正常海水、低K⁺海水、髙K⁺海水、低Na⁺海水、高Na⁺海水等（注：不同海水的渗透压相等但K⁺或Na⁺浓度不同）
（1）实验步骤：
①

 

；
②

 

；
③

 

；
（2）预测实验结果：
①在不同K⁺浓度的海水中，按静息电位绝对值由大到小排序，顺序是

 

②在不同Na⁺浓度的海水中，按动作电位绝对值由大到小排序，顺序是

 

③在答题纸的坐标中画出不同Na⁺浓度海水中枪乌贼离体神经纤维受到刺激后的膜电位变化曲线（假设在正常海水中：静息电位是-70mV，变化的最大幅度是105mV，从开始去极化到复极化完成大约需1.5ms时间）．
（3）分析预测结果：
①在不同K⁺浓度的海水中，造成静息电位不同的原因是：在不同K⁺浓度的海水中，

 

不同．
②在不同Na⁺浓度海水中，造成电位变化的幅度和速率不同的原因是：在不同Na⁺浓度的海水中

 

不同．

Answer 1

考点：细胞膜内外在各种状态下的电位情况

专题：

分析：神经纤维静息时，K⁺外流，造成膜两侧的电位表现为内负外正；受刺激后，Na⁺内流，造成膜两侧的电位表现为内正外负．明确知识点，梳理相关的基础知识，分析题图，结合问题的具体提示综合作答．

解答： 解：（1）实验步骤：
①将枪乌贼离体神经纤维分成5组，分别放到正常海水、低K+海水、高K+海水、低Na+海水、高Na+海水中；
②一段时间后，分别测量、记录枪乌贼离体神经纤维的静息电位；
③分别给予这5组枪乌贼离体神经纤维相同的适宜刺激，再测量、记录枪乌贼离体神经纤维的电位变化．
（2）预测实验结果：
①在低K⁺海水中的静息电位大于正常海水中静息电位，在高K⁺海水中的静息电位小于正常海水中静息电位，所以在不同K⁺浓度的海水中，按静息电位绝对值由大到小排序，顺序是低K⁺海水＞正常海水＞高K⁺海水．
②由于受刺激后，Na⁺内流，造成膜两侧的电位表现为内正外负，从而形成动作电位，所以细胞外液中Na⁺浓度越高，电位变化的幅度越大．所以在不同Na⁺浓度的海水中，按动作电位绝对值由大到小排序，顺序是高Na⁺海水＞正常海水＞低Na⁺海水．
③不同Na⁺浓度海水中枪乌贼离体神经纤维受到刺激后的膜电位变化曲线：

（3）分析预测结果：
①神经纤维静息时，K⁺外流，造成膜两侧的电位表现为内负外正，所以在不同K⁺浓度的海水中，K⁺外流的量不同，产生的静息电位不同．
②由于神经纤维在不同Na⁺浓度的海水中Na⁺内流的量和速度不同，造成电位变化的幅度和速率不同．
故答案为：
（1）①将枪乌贼离体神经纤维分成5组，分别放到正常海水、低K+海水、高K+海水、低Na+海水、高Na+海水中
②一段时间后，分别测量、记录枪乌贼离体神经纤维的静息电位
③分别给予这5组枪乌贼离体神经纤维相同的适宜刺激，再测量、记录枪乌贼离体神经纤维的电位变化
（2）①低K⁺海水＞正常海水＞高K⁺海水
②高Na⁺海水＞正常海水＞低Na⁺海水
③

（3）_：①K⁺外流的量    ②Na⁺内流的量和速率

点评：本题考查神经纤维膜电位变化的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．