對一道高考試題的再思考

一、問題提出

2009年上海市高考第28題:神經電位的測量裝置如右上圖所示，其中箭頭表示施加適宜刺激，陰影表示興奮區域。用記錄儀記錄A、B兩電極之間的電位差，結果如右下曲線圖。若將記錄儀的A、B兩電極均置于膜外，其它實驗條件不變，則測量結果是()。

答案:C。

學生在高考中要順利解答此題，必須理清以下問題:

1.靜息電位和動作電位的產生機理;

2.靈敏電流計使用過程中電極的位置放置問題;

3.靈敏電流計指針偏轉原因和指針偏轉次數的分析;

4.靈敏電流計指針偏轉方向的分析。

二、知識鏈接

1.靜息電位和動作電位的產生機理

神經細胞處于靜息狀態時，膜對K+的通透性強造成K+外流，使膜外陽離子濃度高于膜內，從而表現為外正內負的靜息電位。當神經纖維膜上某點受到刺激而發生興奮時，膜對離子的通透性改變，導致Na+大量內流，使膜內陽離子濃度高于膜外，電位改變表現為外負內正的動作電位。靜息電位和動作電位均可使用靈敏電流計測得。

2.靈敏電流計使用過程中電極的放置位置

測定靜息電位和動作電位的存在，以及興奮在傳導過程存在以下幾種靈敏電流計電極的位置放置現象，圖例:

圖1和圖2可以表示測定靜息電位時靈敏電流計電極的位置放置，圖3可以表示動作電位的產生和興奮在傳導過程時靈敏電流計電極的位置放置。

3.靈敏電流計指針偏轉原因和指針偏轉次數的分析

靈敏電流計的指針是否偏轉，思考的依據是測量過程中兩電極指針之間是否存在電位差。

如何計算電流計指針的偏轉次數對于學生而言也是一個模糊點，接下來我們以興奮由a→b，當興奮經過a時為例，圖示解釋指針發生一次偏轉的情況。

圖例:

結合圖示，由圖1→圖2→圖3的過程將指針的偏轉次數計為一次。

三、思維拓展

1.指針發生兩次反向偏轉

圖示:

如圖所示，給予刺激后，a處先于b處興奮。當a興奮時神經細胞膜外側體現負電位，b處于靜息神經細胞膜外側體現正電位，此時，電流表指針向左偏轉。當興奮傳導至b時，b處為負電位a處為正電位，電流表指針向右偏轉。據此可以小結興奮由a處傳導至b處電流表指針發生兩次反向偏轉。與此相同，若興奮性遞質傳遞時，興奮會由a1處傳導至b1處電流表指針也發生兩次反向偏轉。

細胞間遞質為興奮性遞質時，以下圖示也會發生兩次反向偏轉:

綜上所述，發生兩次反向偏轉的條件是:電極相連兩處均興奮，但不同時。

2.指針發生一次偏轉

圖示:

分析:如圖所示，給予刺激后，b處可以興奮，但不同神經元之間遞質的傳遞是單向的，即只能由突觸前膜釋放作用于突觸后膜，所以a處不能興奮，電流表指針發生一次偏轉。

綜上所述，發生一次偏轉的條件:電極相連兩處僅有一處興奮。

3.指針不發生偏轉

圖示:

分析:如圖(一)所示，給予刺激后，由于不同神經元之間遞質的傳遞是單向的，即只能由突觸前膜釋放作用于突觸后膜，因此a、b兩處均不興奮，據此可知給予刺激后電流表指針不發生偏轉。如圖(二)所示，若ac=bc，給予刺激后，a、b同時興奮相應膜外均為負電位不存在電勢差電流表指針不偏轉。

綜上所述，不發生偏轉的條件:電極相連兩處無一處興奮或同時興奮。

綜合上述知識，將2009年上海市高考第28題解析如下:

分析題圖可知，題中記錄儀記錄A、B兩電極之間的原始電位差記錄的是靜息電位，它的分布區域為電位變化曲線圖的負電位區。現將記錄儀的A、B兩電極均置于膜外電極之間無電位差，因此，曲線起點為0，當興奮傳導至A時出現靜息電位的指針偏轉，因此電位記錄曲線應該先分布于電位負區段，因此對應選項選擇C。

四、變式訓練

1.(2009·南通調研·第10題)為了研究興奮在神經元軸突上的傳導是單向的還是雙向的，取新鮮的神經—肌肉標本(實驗期間用生理鹽水濕潤標本)，設計了下面的實驗裝置圖(C點位于兩電極之間的正中心)。在圖中A、B、C、D四點分別給以適宜的刺激，無法得出正確結論的刺激點是()。

參考答案:A。

解析:分析圖示可知刺激A微電流計的指針發生兩次反向偏轉僅能說明興奮由A傳導至B，不能說明興奮在神經元軸突上的傳導是單向的還是雙向的問題。

2.將電流表的兩個微電極a、c分別置于神經纖維膜外(ab=bc)，細胞間遞質為興奮性神經遞質，如圖所示。現在b處給予一個刺激，電流表的指針會()。

A.不發生偏轉

B.發生一次偏轉

C.發生兩次方向相同的偏轉

D.發生兩次方向相反的偏轉

參考答案:D。

解析:由題干可知①電極a、c分別置于不同神經纖維膜外，②細胞間遞質為興奮性神經遞質，③ab=bc。a、b在同一神經元刺激b時，a先興奮結合靜息電位和動作電位膜外電位分布，指針向左偏轉一次。突觸間存在延擱效應，因此c后興奮結合靜息電位和動作電位膜外電位分布，指針向右偏轉一次。