研究表明:细胞外液中K+浓度会影响神经纤维静息电位的大小,细胞外液中Na+浓度会影响受刺激神经纤维膜电位的变化幅度和速率。某同学欲对此进行验证。
材料用具:刺激器、测量电位变化的电位计(含甲、乙两个电极)、生理状态一致且正常的枪乌贼离体神经纤维若干、不同K+和Na+浓度的海水。
实验步骤:
①将枪乌贼离体神经纤维分成4组,分别置于低K+海水、高K+海水、低Na+海水、高Na+海水中。
②一段时间后,按照如图所示的电位计及电极接法测量各组枪乌贼离体神经纤维的静息电位。
③分别给予各组枪乌贼离体神经纤维不同强度的适宜刺激,并用电位计测量各组枪乌贼离体神经纤维的电位变化(动作电位)。
请回答下列问题:
(1)请纠正上述实验方案及装置的3点主要错误。
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(2)结果预测与分析:
①在低K+海水中K+________(填“外流”或“内流”)的量较________(填“多”或“少”),故静息电位偏大。
②若实验测得高Na+海水和低Na+海水中枪乌贼离体神经纤维受到刺激后膜电位变化曲线如图所示,则代表高Na+海水中电位变化的曲线是________。图中曲线间的差异表明在不同Na+浓度的海水中________不同,从而造成电位变化的幅度和速率不同。
[解题思路] (1)研究细胞外液中K+浓度和Na+浓度对神经纤维膜电位的影响时,应设计正常海水的对照组。由于静息电位(外正内负)和动作电位(外负内正)均指神经细胞膜内与膜外的电位状况,因此测量时电位计的两个电极应分别放置于神经细胞膜内与膜外。刺激的强度为该实验的无关变量,故各组应相同。(2)静息电位由K+顺浓度梯度外流而形成,故当海水中K+浓度较低时,K+外流的量较多,形成的静息电位较大。动作电位是神经纤维受到适宜的刺激后,Na+顺浓度梯度内流而形成,故当海水中Na+浓度较高时,Na+内流的量较多、速度较快,因而电位变化的幅度较大,速率较快,所以图中代表高Na+海水中电位变化的曲线是a。