電位變化引起電位表指針偏轉問題的分析

劉建峰

當神經細胞受到適宜刺激后，會產生興奮(靜息電位到動作電位的變化)并以電信號的方式傳導、傳遞(涉及到電信號→化學信號一電信號)興奮。這種變化可以通過電位表進行檢測(見人教版新課標教科書必修3第17頁圖2-1神經表面電位差的實驗示意圖)。下面就電位變化引起電位表指針偏轉問題做進一步的拓展和分析。

1膜內外電位差的檢測

檢測方法如圖1所示：當A、B兩個電極連接神經纖維膜外和膜內的瞬間，電位表指針向右偏轉。由于偏轉方向為正電荷移動的方向，所以可以判斷出膜靜息的電位特點為外正內負。

2傳導、傳遞方向的檢測

如圖2a所示：電位表指針在A、B兩點受刺激時都發生偏轉，說明同一個神經元中興奮雙向傳導；而圖2b中電位表指針在受刺激時不偏轉，圖2c中電位表指針在受刺激時發生偏轉，綜合兩者說明神經元間興奮是極性傳遞的。

3傳導、傳遞方向及速率的檢測

3.1偏左刺激(以兩電極同中點為參照，下同)

如圖3所示：a中指針偏轉兩次，先向左再向右；兩次偏轉間隔時間短。刺激點右移至兩電極間中點之前的任意位置，實驗結果相同。b中的指針偏轉兩次，先向左再向右；兩次偏轉間隔時間由于突觸處的延遲現象相對較長。刺激點右移至兩電極間中點之前的任意位置，實驗結果相同。

3.2中點刺激

如圖4所示：a中指針由于動作電位同時傳到兩電極，故不會發生偏轉。實驗現象也說明在同一個神經元中興奮是雙向傳導的。b中的指針偏轉兩次，先向左再向右；原因是由于突觸處的延遲現象而使動作電位傳遞到右側電極處慢一些。刺激點右移至突觸之前的任意位置，實驗結果與中點刺激均相同。c中的指針向右偏轉一次；原因是不能通過突觸傳遞至左側電極處。綜合b、c結果，說明神經元間的興奮傳遞是單向的。

3.3偏右刺激

如圖5所示：a中指針會發生兩次偏轉，先右后左。b中的指針偏轉兩次，先向左再向右；原因是雖然刺激點距離右側電極近，但是突觸處的延遲現象而使動作電位傳遞到右側電極處慢一些。刺激點右移至突觸之前的任意位置，實驗結果相同。c中的指針向右偏轉一次；原因是電信號不能通過突觸傳遞至左側電極處。