动作电位示意图

疑难问题：什么是动作电位？就是指外正内负时的电位？下列试题为什么不选择C？是因为刺激需要适宜刺激吗？产生动作电位后，膜内外的离子浓度变化怎么样呢？如Na⁺浓度是不是神经细胞内高？

一、什么是动作电位？

动作电位是指可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程，即在原有的静息电位基础上发生的一次膜两侧电位的快速而可逆的倒转和复原。

按照浙科版 教材，刺激坐骨神经时，产生一个负电波，它沿着神经传导，这个负电波叫做动作电位

也就是说，兴奋和神经冲动是动作电位的同意语，不是某个值，而是一个波，是一个过程，所以教材上关于动作电位传导的示意图中标注的是波（如图）。

试题：下列有关神经系统的结构和功能的叙述，正确的是（      ）

A．兴奋在反射弧中以神经冲动的方式双向传导

B．神经系统由神经细胞构成，有些神经细胞的长度可达1米多

C．神经纤维膜外接受刺激，引起内流，膜外形成负电位，这就是动作电位

D．兴奋在神经纤维上传导时，膜外局部电流的方向与兴奋的传导方向相同

答案：B

解析：试题是有关神经冲动的产生和传导，有关静息电位与动作电位的知识。

兴奋在反射弧中以神经冲动的方式单向传导，A错误；神经系统由一个个的神经细胞构成的，动物的神经细胞可伸出长达1m的神经纤维，B正确；当神经纤维的某一部位受到刺激时，兴奋部位的细胞膜通透性改变，大量钠离子内流，使膜内外离子的分布迅速由外正内负变为外负内正，发生了一次很快的电位变化，这种电位波动叫做动作电位，C错误；兴奋在神经纤维上传导时，膜外局部电流的方向与兴奋的传导方向相反，和膜内的方向相同，D错误。

二、细胞内外的离子浓度不会因动作电位（AP）产生而改变

AP虽然是由Na⁺内流和K⁺外流产生的，但每次动作电位发生时跨膜的Na⁺、K⁺的量与细胞内外原有离子的量相比是很小的。

枪乌贼巨轴突产生一次动作电位，膜内丧失的K⁺仅是原有K⁺的1/105，所以即使是短时间内产生多个AP，不至于使膜内外的离子浓度发生明显的改变。此外，钠泵的活动可因AP的出现而增强，从而维持细胞内外各种离子原有的浓度比。细胞内Na⁺增多或细胞外K⁺增多是引起钠泵活动加强的重要因素。 然而钠泵对离子的转运速度远比AP产生过程中离子的通透速度慢，因此短时间内的高频AP发生后，膜内外离子浓度梯度的完全恢复要相对滞后一些。

假如要区分离子浓度，需要表述该点附近（如教材上的试题）。

试题：下图为某段神经纤维示意图，灵敏电流计的两个电极按图示连接，在a处给予适宜强度的刺激，相关叙述错误的是（       ）

A．按图示连接，灵敏电流计可测得静息电位和动作电位

B．兴奋传到b处时，Na⁺经通道蛋白大量涌入膜内

C．b处动作电位最大时，c处Na⁺浓度可能高于膜外

D．b处动作电位最大时，d处膜可能处于去极化过程中

答案：C

解析：考查动作电位的测量和离子浓度的变化。

由于灵敏电流计的两个电极一内一外，在静息状态下可测静息电位，而受刺激后可测动作电位，A正确。兴奋传到b处时，该处发生去极化、反极化，Na⁺经通道蛋白大量涌入膜内，B正确。b处动作电位最大时，即反极化结束时，c处（膜内）Na⁺浓度仍低于膜外，因为每次动作电位发生时跨膜的Na⁺、K⁺的量与细胞内外原有离子的量相比是很小的，不至于使膜内外的离子浓度发生明显的改变。C错误。考虑兴奋传导过程，当b处动作电位最大时，即兴奋到达b处，接下来其右侧d处将会兴奋，所以此时d处膜可能处于去极化过程中，D正确。

教材P32页试题：当神经纤维上的某一点受到刺激时，将会出现（      ）

A．产生的冲动只向轴突末梢方向传导

B． 该点附近神经细胞内的正离子比细胞外的正离子少

C． 产生的冲动只向树突末梢方向传导

D．该点附近神经细胞内的正离子比细胞外的正离子多

答案：D

解析：考查动作电位的产生和离子浓度的变化。

“当刺激神经纤维上的某一点”时所产生的冲动在该神经元内部是双向传导，A和 C错误；一个神经元的神经纤维在静息时为“外正内负”；当其某一点受到刺激时，将产生局部电位变化“内正外负”，结果大量钠离子内流，导致 该点附近神经细胞内的正离子比细胞外的正离子多，B错误，D正确。