高效复习灵敏电流计指针偏转问题

张慕黎

中图分类号：G633.67 文献标识码：B 文章编号：1006-5962（2013）08-0215-02

高等动物神经调节中有关电流计指针偏转问题，是高考常考查的内容。该部分试题的考查建立在神经纤维受到刺激后膜内外存在电位变化和兴奋在神经元之间传递的单向性的基础上，通过电流计可测出电流的有无及其方向，我们可用"先到先偏，后到后偏，同到不偏，内外相反"的原则解决此类问题。

1 核心知识精讲

在静息状态下，神经细胞的膜外带正电荷，而膜内带负电荷，使膜内外存在电位差，通过电流计可以测量出来。当受到某种刺激时，细胞膜外的Na+大量内流，使得细胞膜内带正电荷。此时，兴奋区域与临近的未兴奋区域的膜内外都有电位差，可形成局部电流。然后，新的兴奋区再与该部位的邻近未兴奋部位产生局部电流，再产生兴奋部位，再向它们的邻近未兴奋区传导，使得兴奋传遍整个神经细胞。在实验条件下，若刺激点处兴奋，可沿着兴奋点向两个不同的方向传导，称为双向传导。

兴奋在神经元之间的传递必须通过一次'换元'，即就是得通过递质，使得兴奋依次经过突触前膜→突触间隙→突触后膜，引起突触后膜上电位发生变化。由于神经递质只存在于突出前膜的突触小泡内，只能由突触前膜释放作用于突触后膜，决定了兴奋的传递在神经元之间是单向的。

2 常见灵敏电流计的连接类型

2.1 同一神经元在兴奋状态下灵敏电流计的连接类型。

2.1.1 在灵敏电流计测量区域外左右侧的刺激。

2 测量区外左侧刺激示意图

若测量的部位都在细胞膜外，如图1所示，则当神经纤维受到刺激时，首先在电流计右侧出现负电荷，而左侧仍为正电荷，将会出现第一次偏转（向右）；当电流计左侧出现负电荷，而右侧恢复为正电荷时，会出现第二次偏转（向左）。因此，电流计偏转方向为先右后左。若测量的部位都在细胞膜内，则当神经纤维受到刺激，首先在电流计右侧出现正电荷，而左侧仍然为负电荷，所以会出现第一次偏转（向左）；当电流计左侧出现正电荷（已兴奋），而右侧恢复静息为负电荷时，会出现第二次偏转（向右）。因此，电流计偏转方向为先左后右。

若测量的部位都在细胞膜外，如图2所示，则当神经纤维受到刺激，首先在电流计左侧出现负电荷，而右侧仍为正电荷，将会出现第一次偏转（向左）；当电流计右侧出现负电荷（已兴奋），而左侧仍然为正电荷时，会出现第二次偏转（向右）。因此，电流计偏转方向为先左后右。若测量的部位都在细胞膜内，则当神经纤维受到刺激，首先在电流计左侧出现正电荷，而右侧仍然为负电荷，所以会出现第一次偏转（向右）；当电流计右侧出现正电荷，而左侧恢复为负电荷时，会出现第二次偏转（向左）。因此，电流计偏转方向为先右后左。

2.1.2 在灵敏电流计测量区域内左右侧的刺激。

若测量的部位都在细胞膜外，如图3所示，则由于刺激点偏向左侧，故首先在电流计左侧出现负电荷，而右侧仍然为正电荷，会出现第一次偏转（向左）；当电流计右侧出现负电荷（已兴奋），而左侧恢复为正电荷时，会出现第二次偏转（向右）。因此，电流计偏转方向为先左后右。如果测量的部位都在细胞膜内，则：当刺激点偏向左侧，首先在电流计左侧出现正电荷，而右侧仍然为负电荷，会出现第一次偏转（向右）；当电流计右侧出现正电荷，而左侧恢复为负电荷时，会出现第二次偏转（向左）。因此，电流计偏转方向为先右后左。

2.1.3 在灵敏电流计测量区域内中部的刺激。

若测量的部位都在细胞膜外，如图5所示，则由于刺激点在中间，所以电流同时到达电流计的两侧，此时不管电极都放在膜外还是膜内，因为没有电位差出现，所以不会出现偏转。（但此时兴奋却同时到达左右两侧。）

2.2 同一神经元在静息状态下电流计的连接类型。

2.2.1 灵敏电流计同时连接在神经纤维膜外或内。

若测量的部位都在细胞膜内，如图6所示，则由于静息状态下神经纤维膜外都带正电荷（或膜内都带负电荷），所以当电极同时放在膜外（或膜内）是不会引起电流计偏转的。

2.2.2 灵敏电流计同时连在神经细胞膜内外。

若测量的部位都在细胞膜外和内，如图7所示，则由于静息状态下神经纤维膜外带正电荷而膜内带负电荷，灵敏电流计指针会向右偏转一次。若电极分别放在膜内和膜外，图8所示，会向左偏转一次。

2.3 灵敏电流计在不同神经元之间的连接类型。

若测量的部位都在细胞膜外，且A、B两电极如图9所示连接，则在A点左右侧（含A点）给予刺激，兴奋可以从左传到右，灵敏电流计会先向左偏转，后向右偏转，出现两次不同方向的偏转。若在B点左右侧（含B点）给予刺激，兴奋不可以从右传到左，灵敏电流计出现一次向右偏转。

2.4 灵敏电流计偏转的规律总结。

先到先偏，后到后偏，同到不偏，内外相反。即在膜外，刺激先到哪里，哪里就先偏转，后到哪里，哪里就后偏转，同时到达两侧则不偏转，膜内外偏转情况相反。

3 经典试题呈现

【典例1】某科学家取出枪乌贼完整无损的粗大神经纤维并置于适宜环境中，进行下列实验。G表示灵敏电流计，a、b为两个微型电极，阴影部分表示开始发生局部电流的区域。请据图分析回答。

（1）静息时，神经纤维膜内外的电位状况是___________ 。

（2）如果将a、b两电极置于神经纤维外，同时在c处给以一个强刺激，电流计的指针会发生两次方向 （选填"相同"或"相反"）的偏转。若将b电极置于d处膜外，a电极位置不变，则刺激c处后，电流计是否偏转？___________。

【分析】神经纤维在静息时，由于膜内K+外流使得膜内外电位差表现为内负外正，也称静息电位。当受到刺激产生兴奋时，由于Na+内流使得兴奋部位与未兴奋部位之间出现电位差，从而出现局部电流。图中在c处给予强刺激，产生兴奋，并向两侧传导；由于兴奋先传到b处，后传到a处，所以灵敏电流计指针发生两次相反的偏转。

【答案】（1）内负外正 （2）相反 偏转

【典例2】图为突触的结构，并在a、b两点连接一测量电位变化的灵敏电流计。据图回答：

（1）图示的结构涉及___________个神经元，含有___________个突触。

（2）如果B受刺激，C会兴奋，如果A、B同时受刺激，C不会兴奋。由此判断A、B释放递质的顺序依次是___________、___________。

（3）如图，已知ab=bd，则刺激b点，灵敏电流计指针偏转___________次，如刺激c点，则偏转___________次。

【分析】本题以突触的结构为背景，考查突触的结构及兴奋的传递。从图中可看出有3个神经元， 2个突触。若B受刺激，C会兴奋，则B释放兴奋性神经递质。若A、B同时受刺激，C不会兴奋，则说明A、B受到刺激时释放的递质是不同的，且应先释放抑制性神经递质。刺激b点，兴奋可通过神经纤维和突触传递，先到达a点再到达d点，故偏转2次。刺激c点，因兴奋不能逆向传到a，但d点可以兴奋，故向右偏转1次。

【答案】：（1）3 2 （2） 抑制性（递质） 兴奋性（递质） （3）2 1