检流计指针偏转方向
问题陈述
青蛙坐骨神经动作电位测量相关的检流计指针的偏转是教学中的难点,由于不同的教材连接方法不同,得到的指针偏转方向也不同,下面是检流计的刻度线,右边是正极,左边是负极,红色接线柱是正极,黑色是负极。
电表
典型试题分析
形状
问:以新鲜蛙坐骨神经-腓肠肌标本为材料,在b、c点处接膜外电表,在a点处给予适当刺激,肌肉收缩。下列说法错误的是( )?
负波可以在 Ab 和 c 处产生
B. 支配腓肠肌的运动神经元的细胞体位于脊髓
C.电流表指针先向右偏,再向左偏
D.实验表明神经细胞和肌肉细胞都是可兴奋的细胞
分析:当对a点施加适当强度的刺激时,会产生负电波(动作电位),并沿着神经传导至b点和c点。A正确,控制腓肠肌的运动神经元胞体位于脊髓内。B正确,负电波先到达b点,再到达c点,电流表指针向左偏移,再向右偏移。C错误,神经细胞能产生负电波,肌肉能收缩,说明两者都是可兴奋细胞。D正确,所以答案为C。
指针方向偏转比较
下面两题都是涉及到电流方向引起指针偏转的问题,不过问题一中指针偏转的方向和电流流入方向正好一致,而问题二中指针偏转的方向和电流流入方向正好相反。
很多同学对此产生疑问电流的方向,甚至认为题目有错误,其实这些题目没有任何问题。
问题1:(浙江高考题)下图①至⑤分别表示青蛙坐骨神经受刺激后的电位变化,分析正确的是()
A.图①显示A、B电极处细胞外电位的大小和极性不同
B.图②表明电极A处的膜处于去极化过程,电极B处的膜处于极化状态。
C.图④表示电极A处膜处于复极化状态,电极B处膜处于反向极化状态。
D.图⑤显示A、B两个电极处的膜均处于极化状态
分析:由题意可知,①~⑤表示青蛙坐骨神经受到刺激后的电位变化过程。可知兴奋由B传递到A,因此可以推断:图①中没有发生兴奋,A、B两个电极处的细胞外电位相等,均为静息电位,处于极化状态。 ②A处的细胞外电位高于B处,因此B可能处于产生动作电位的过程中,即反向极化的状态。 ③B已恢复到静息电位。A、B两个电极处的细胞外电位相等,均为静息电位,处于极化状态,电位产生过程为去极化,B点为静息电位,即极化状态。 ⑤图中兴奋已传递到A点,A、B两个电极处的细胞外电位相等,A、B点恢复到静息电位,即处于极化状态。 所以答案是 D。
问题2:(上海高考题)图1为测量神经纤维膜内外电位的装置,图2为测得的膜电位变化。请回答:
(1)图1中装置A测得的电位相当于图2中该点的电位,称为电位。图2中装置B测得的电位相当于图2中该点的电位,称为电位。
(2)当神经受到适当的刺激时,在兴奋部位,膜对离子的敏感性发生变化,大量离子流入膜内,引起电位逐渐变化。这相当于图2中的片段。
(3)当将离体神经置于不同钠离子浓度的生理盐水中,给予一定的刺激时,正确反映膜电位变化与钠离子浓度关系的图形是:
回答:
(1)休息C动作
(2)钠渗透性B
(3)D
分析:
(1)在静息的神经纤维中,细胞膜允许大量的钠离子滞留在细胞外的组织液中,而钾离子则集中在细胞内部。但钾离子通过细胞膜向外扩散比钠离子向内扩散容易。因此,膜内的阳离子比细胞外的阳离子少,造成内负外正的离子分布。这个电位就是静息电位,就是图1中的器件A,对应图2中的A点。电位为内正外负,是动作电位,对应C点。
(2)当某根神经纤维受到刺激,产生动作电位时,兴奋区细胞膜通透性发生改变,使钠离子流入。此时,膜内外离子分布很快由内负外正变为内正外负。产生动作电位,即图1中的装置B,对应图2中的C点。
(3)生理盐水中的孤立神经受到一定刺激后,其膜电位发生改变。动作电位是由钠离子内流引起的,因此钠离子浓度越高,内流越多,形成的动作电位就越多,电位峰越大,膜电位变化也越大。神经细胞膜外的膜电位变化与钠离子浓度呈正相关。因此,D曲线是正确的。
总体分析:
电流表中指针的偏转方向除与电流流入方向有关外,还与电流表正负极的连接方式有关,在测量神经纤维的静息电位或动作电位时,根据电流表正负极的连接方式不同,指针偏转方向也会不同。
对于传统的电流表来说,当电流流进正极时,指针会向右偏转;当电流流进负极时,指针会向左偏转。
以上两道高考题中,电流表指针偏转的不同方向,是由于它们的正负极连接方法不同造成的,因此并不矛盾。
问题2的图1中已经画出了电流表正负极的连接方法,正极接在膜内侧,负极接在膜外侧,图A中膜电位外正内负(静息电位),电流从负极流入表头,所以指针向左偏转;图B中膜电位外负内正(动作电位)网校头条,电流从正极流入表头,所以指针向右偏转。
问题1中的图没有标出电流表的正负极是怎么接的,按照浙江科技学院生物教材和大学生理学教材的说法,两端正好相反电流的方向,所以电流的方向和偏向是一样的。
例如,如果一个微电极穿透细胞膜,进入膜内,在电极尖端刚进入膜的瞬间,记录仪上就会显示出一个电位突变,电位计的指针瞬间由“0mV”位置偏转到“-70mV”位置(注:偏转到右边为负数,与电流表右边为正数正好相反),这表明细胞膜内外存在电位差,即静息电位。
周定刚《动物生理学》
问题1只给出了表盘表面,问题2给出了整个电流表(包括表盘表面),这是两个不同场景的问题。
分析电流表指针偏转问题时,一定要注意电流的流向和电流表的正负接法,按照常规电流表接法判断:对于常规电流表(“0”刻度在中间),如果电流从正极流入,指针就会向右偏转;如果电流从负极流入,指针就会向左偏转。(简单来说就是电流往哪个方向流入就向哪个方向偏转。)
例如:如下图所示,把连接着灵敏的电压表的导线两端分别放在神经纤维的外表面和内部(可知仪表的指针向电流流入的端侧偏转),可见神经纤维兴奋部位的膜电位为( )
分析:神经纤维兴奋部位的膜电位变化为:膜外为负电位,膜内为正电位。所以选项D表示神经纤维兴奋部位的膜电位。所以本题答案为D。
相关内容链接
部分图片来自网络(如有侵权请删除)
高中生物学教材研究
提高核心学科素养
▲请点击
如果喜欢的话请点击“正在观看”哦~➘