神经电位变化机制的试题,一份静息电位与动作电位影响因素的速记表

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问题的提出：在高中生物学知识中，关于神经电位变化机制需要掌握以下基本原则可以解决试题：（1）静息电位：主要由K⁺外流维持，K⁺外流越多，静息电位绝对值越大（更负）。外界K⁺浓度升高→K⁺外流减少→静息电位绝对值减小；（2）动作电位：主要由Na⁺内流形成，Na⁺内流越多，动作电位峰值越高。外界Na⁺浓度降低→Na⁺内流减少→峰值降低；细胞膜对Na⁺通透性增加→Na⁺内流更易→峰值升高。

下列试题出现在多地的高二期末考试题，用上述基本原则可以解决下列试题的答案ABC答案正误，但D答案，即戊的细胞对刺激的敏感性高于甲，还需要了解神经细胞的敏感性（兴奋性）原理。先看一看这道试题：

试题：研究人员分离出一个神经元，并将其放在与细胞外液相同的环境中，测量轴突的静息电位，然后刺激轴突并测量其动作电位（记录为甲）。随后使用不同的外界溶液，得到了如图乙～戊的实验结果。下列说法错误的是（　　）

A. 乙外界溶液中的Na⁺的浓度低于甲

B. 丙外界溶液中的K⁺的浓度高于甲

C. 丁中可能含有增加细胞膜对Na⁺通透性的物质

D. 戊的细胞对刺激的敏感性高于甲

解析：动作电位的峰值与Na⁺内流的量有关，Na⁺浓度差越大，内流越多，峰值越高。乙的动作电位峰值比甲低，说明Na⁺内流少，外界Na⁺浓度低于甲，A正确；静息电位的绝对值与K⁺外流有关，外界K⁺浓度越高，K⁺外流越少，静息电位绝对值越小（即更接近0）。丙的静息电位负值比甲大（更负），说明 K⁺外流更多，原因是丙外界溶液中K⁺浓度低于甲（K⁺外流的动力增强），而非 “高于甲”，B错误；丁的动作电位峰值比甲高，说明Na⁺内流更多。如果增加细胞膜对Na⁺的通透性，Na⁺内流会更易、更多，峰值更高，所以丁可能含有这样的物质，C 正确；与甲图相比，戊图中产生静息电位的绝对值更小，这表明戊的细胞对刺激的敏感性高于甲，原因是更容易通过去极化达到外负内正的动作电位（图中没有阈电位这条线，否则可以用更容易达到阈电位来解释更容易兴奋，敏感性更高），D正确。故答案为B。

关于该试题的答案可以通过我主编的选择性必修《疑难知识解惑》解决，其中的一份静息电位与动作电位影响因素的速记表，方便你快速判断这类题目。

巩固试题：研究人员分离出一个神经元，并将其放在标准的生理溶液中，已知神经元细胞膜外的Cl^-浓度比膜内高，刺激轴突并测量其动作电位如图①。现将生理溶液更换为溶液甲、乙、丙、丁，再次进行实验，结果依次如图②~⑤。下列说法正确的是（）

A. 溶液甲的Na⁺浓度可能低于生理溶液

B. 溶液乙的K⁺浓度可能低于生理溶液

C. 溶液丙可能包含增加K⁺通透性的物质

D. 溶液丁可能包含增加Cl-通透性的物质

解析：图②的甲溶液中动作电位峰值降低，原因是甲的Na⁺浓度可能低于生理溶液，膜内外钠离子浓度差减小，产生动作电位时钠离子内流减少，峰值降低，A正确；图③中的乙溶液的静息电位增大，原因是乙中的K⁺浓度可能低于生理溶液，膜内外钾离子浓度差增大，钾离子外流增多，静息电位绝对值增大，B正确；图④中丙溶液中动作电位峰值增大，原因与膜内外钠离子浓度差增大有关，与钾离子无关，溶液丙可能包含增加Na⁺通透性的物质，C错误；图⑤中静息电位的绝对值减小，说明钾离子外流减少，可能的原因是膜外钾离子浓度升高或抑制Cl-通透性的物质增加，导致氯离子内流减少，D错误。故选AB。

上述试题中出现了Cl⁻的分布与静息电位，这在高中生物学知识中没有出现，可以不作拓展，既然出现了，解释如下：静息状态下，神经细胞内 Cl⁻浓度远低于细胞外（约 1:10~1:20），形成了由外到内的浓度梯度。若细胞膜对 Cl⁻的通透性较高，Cl⁻会顺着浓度差内流，使膜电位向更负的方向偏移（超极化），从而增大静息电位的绝对值。若细胞膜对 Cl⁻的通透性极低，静息电位主要由 K⁺外流主导，Cl⁻的影响可忽略不计（如哺乳动物中枢神经元静息时 Cl⁻通透性仅为 K⁺的 1/10~1/20）。