2023年届新教材高考生物一轮复习知识能力提升7神经调节中电位指针及兴奋传导与传递的相关实验探究含解析.docx

神经调整中电位、指针及兴奋传导与传递的相关试验探究一、神经纤维上膜电位变化曲线分析1. 膜电位的测量测量方法测量图解测量结果电表两极分别置于膜两侧电表两极都置于膜外2. 膜电位变化曲线解读(以电表两极分别置于膜两侧为例)(1) 曲线表示膜两侧电位差的变化状况。(2) a 点：静息电位、外正内负，K通道略微翻开，K的进(NaK 泵)和出(K外流)动态平衡。(3) b 点：零电位，动作电位形成过程中，Na通道开放使 Na内流。(4)bc 段：动作电位形成过程中、外负内正，Na通道连续开放。(5)c 点：动作电位峰值(最大值)。(6)cd 段：静息电位恢复过程中，K通道彻底开放，K外流。(7)de 段：通过NaK 泵恢复静息状态。【典例 1】 (2023·日照模拟)某神经纤维静息电位的测量装置及结果如图1 所示，其中甲位于膜内，乙位于膜外，图 2 是将同一测量装置的微电极均置于膜外。相关表达正确的选项是( )- 1 -A. 图 1 中K浓度甲处比乙处低B. 图 2 测量装置所测电压为70mVC. 图 2 中假设在处赐予适宜刺激(处未处理)，电表的指针会发生两次偏转D. 图 2 中假设在处赐予适宜刺激，处用药物阻断电流通过，则测不到电位变化解析：(1)图 1 中两个微电极一个在膜内，一个在膜外，测得的膜电位是外正内负的静息电位，在静息时，K的分布是内高外低。(2)图 2 是将同一测量装置的微电极均置于膜外， 且没有兴奋传导，则图 2 测量装置所测电压为 0 mV；假设在处赐予适宜刺激，由于处未处理，局部电流先传导到左侧微电极，后传导到右侧微电极，所以电表指针发生两次偏转。(3) 图 2 中假设在处赐予适宜刺激，处用药物阻断电流通过，则当兴奋传导到右侧微电极时能测到电位变化，电表指针会偏转一次。答案：C(1) 形成静息电位时 K的外流和形成动作电位时 Na的内流，都是顺浓度梯度完成的， 均不需要消耗能量，即运输方式为帮助集中。(2) 在处于静息电位和动作电位时，神经纤维膜内外两侧具有电位差，膜两侧的零电位差消灭在动作电位形成的过程中。(3) 细胞外Na的浓度会对动作电位的峰值产生影响，假设浓度过低，会导致峰值变小。两个电表(甲、乙)的电极A、B 和 C、D 分别连接在两条神经纤维外侧，其中电极D 所在位置神经纤维有膜损伤(负电位且无法产生兴奋)；未受刺激时电表指针如以下图。假设分别给 两条神经纤维以适宜强度刺激，以下表达错误的选项是( )A甲、乙均不形成反射 B受刺激前，甲不是静息电位，乙不是动作电位- 2 -C假设刺激点在A、C 左侧，则甲偏转，乙不偏转D假设刺激点在两个电极的中点 ，甲不偏转，乙偏转解析：反射必需经过完整的反射弧，甲、乙表示神经纤维，因此甲乙受刺激兴奋不表示 反射，A 正确； 由图可知，刺激前甲不是静息电位，由于检测静息电位的两极应一个在膜外， 一个在膜内；乙不是动作电位，由于 D 电极为负电位且无法产生兴奋，B 正确； 假设刺激点在A、C 左侧，则甲偏转，乙也偏转，C 错误； 假设刺激点在两个电极的中点，甲不偏转，乙偏转， D 正确。答案：C二、电位测量与电流计指针偏转问题1. 神经纤维上电位测定的方法(1)静息电位的测量。灵敏电流计一极与神经纤维膜外侧连接，另一极与膜内侧连接，观看到指针发生偏转 (如图甲)，测量出静息电位。两极都与神经纤维膜外侧(或膜内侧)相连接时，指针不偏转(如图乙)。(2)动作电位的测量。在电流计一侧赐予适宜刺激，电流计测出的就是动作电位的变化。(3)指针偏转原理。下面图中a 点受刺激产生动作电位“c 右侧”时灵敏电流计的指针变化如下：”，动作电位沿神经纤维传导依次通过“abc2. 电流计指针偏转的分析(1) 在神经纤维上(a 和 b 为电流计两电极所在位置，c 为两电极距离的中点，即 acbc)。- 3 -假设刺激点位于c 处，a 点和 b 点同时兴奋，电流计指针不发生偏转。假设刺激点位于 c 点左侧，a 点先兴奋，b 点后兴奋，电流计指针发生两次方向相反的偏转。假设刺激点位于 c 点右侧，b 点先兴奋，a 点后兴奋，电流计指针发生两次方向相反的偏转。(2) 在神经元之间(a 和 b 为电流计两电极所在位置，B 为突触前神经元，C 为突触后神经元)。在 B 神经元上任意处施加适宜刺激(包括两电极距离的中点)，兴奋可由 B 神经元传至C 神经元，a 点先兴奋，b 点后兴奋，电流计指针发生两次方向相反的偏转。在 C 神经元上任意处施加适宜刺激，兴奋不能由C 神经元传至B 神经元，a 点不能兴奋，b 点可兴奋，电流计指针发生一次偏转。【典例 2】 图甲为争论神经细胞膜电位变化的试验装置，两个神经元以突触联系，并连有电表(电极分别在Q 点细胞内外)、(电极分别在R、S 的细胞外侧)，赐予P 点适宜刺激后，电表测得电位变化如图乙所示，以下分析正确的选项是( )A电位变化对应于PQ 兴奋传导过程B刺激S 点，电表将发生两次方向不同的偏转C刺激S 点，电表记录到的电位变化波形与图乙根本一样D刺激P 点，电表的指针将发生两次反向偏转解析：电位变化是由于发生Na内流导致产生动作电位，对应于 Q 点的兴奋。刺激 S 点，兴奋能先后传到 S 点和 R 点，所以电表将发生两次方向不同的偏转，会有两个方向不同的峰值，如以以下图所示：- 4 -由于兴奋在神经元之间的传递是单向的，只能由突触前膜传到突触后膜，所以刺激 P 点， 兴奋只能传到R 点，所以电表的指针只能发生一次偏转。答案：B推断电流计指针偏转的方法(2023·广东名校联考)某反射弧的构造如以下图，其中为根本构造，a 与 b 为可测膜电位变化的灵敏电流计，在试验前后细胞始终保持活性，反射弧的构造保持正常状态， 则以下分析错误的选项是( )- 5 -A刺激后，引起收缩的直接因素为神经递质B处可产生兴奋并对传入的信息进展分析和综合C分别刺激和，a、b 电流计指针偏转状况一样D为突触，其打算了兴奋在反射弧中的传递方向解析：由神经节的位置可推断是传入神经，是传出神经，刺激(感受器)后，兴奋最终到达传出神经末梢，末梢内的突触小泡释放神经递质，作用于(肌肉)，引起收缩，A 正确；是神经中枢，可产生兴奋并对传入信息分析和综合，B 正确；兴奋在反射弧上传递方向为，刺激，a、b 电流计均发生 2 次方向相反偏转，刺激，a 电流计不偏转，b 电流计发生 2 次偏转，C 错误。答案：C三、兴奋传导和传递的探究试验1. 探究兴奋在神经纤维上传导的试验方法设计：电刺激图中处，观看A 的变化，同时测量处的电位有无变化。结果分析：假设A 有反响，且处电位转变，说明兴奋在神经纤维上的传导是双向的；假设A 有反响，而处无电位变化，则说明兴奋在神经纤维上的传导是单向的。2. 探究兴奋在神经元之间传递的试验方法设计：先电刺激图中处，测量处电位变化；再电刺激处，测量处的电位变化。结果分析：假设两次试验的测量部位均发生电位变化，说明兴奋在神经元之间的传递是双向的；假设只有一处电位转变，则说明兴奋在神经元之间的传递是单向的。【典例 3】 为了探究兴奋在神经元轴突上的传导是双向的还是单向的，某兴趣小组做- 6 -了以下试验：取颖的神经肌肉标本(试验期间用生理盐水潮湿标本)，设计了下面的试验装置图(C 点位于两电极之间的正中心，指针偏转方向与电流方向全都)。以下表达错误的选项是( )A神经元轴突与肌肉之间的突触构造由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成B假设为双向传导，则电刺激D 点，肌肉会收缩且电流计偏转 2 次C电刺激C 处，神经纤维上的电流计不会偏转，因此C 点无法探究得出正确结论D兴奋在AC 之间的传导所用的时间比兴奋从C 点到肌肉所用的时间短解析：突触构造由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成，A 正确；刺激D 点，兴奋先到达距离微电流计近端，引起指针偏转一次，兴奋向距离微电流计较远端传导时，之前兴奋部 位恢复静息状态，指针发生与第一次方向相反的偏转，故肌肉会收缩且电流表偏转2 次，B 正确；C 点位于两电极之间的正中心，到微电流计两端的距离相等，刺激C 点，兴奋部位产生的局部电流传递至微电流计两端并同时进入，指针不偏转，能说明兴奋在神经纤维上双向传导， C 错误；兴奋在 AC 间以电信号形式传导，而在神经肌肉突触处以电信号化学信号电信号形式传递，因突触延搁其传导速度较慢，D 正确。答案：C切断试验法确认传入神经与传出神经假设切断某一神经，刺激外周段(远离中枢的位置)，肌肉不收缩，而刺激向中段(近中枢的位置)，肌肉收缩则切断的为传入神经，反之则为传出神经。(2023·成都测评)图甲中a 部位为神经纤维与肌细胞接头(突触的一种)，图乙是 a 部位的放大图。乙酰胆碱(ACh)与肌肉细胞膜上的受体结合，会引起肌肉收缩。将2 个微电极置于图中 b、c 两处神经细胞膜外，并与灵敏电流计正负两极相连。- 7 -(1) 刺激 e 处，肌肉收缩且电流计指针偏转，说明e 点位于反射弧上，此时电流计的偏转状况为。在 b、c、d、e、f 点处施加刺激，能够证明兴奋在神经纤维上双向传导的是点。(2) 试验证明，只刺激肌肉，肌肉也会收缩，此时电流计指针(填“能”或“不能”)发生偏转，缘由是。(3) 图乙中的局部构造会被自身产生的抗体攻击而导致重症肌无力。假设刺激e 处，电流计指针发生偏转，但肌肉无反响，假设要通过试验进一步探究损伤部位是肌肉还是 a 处，请写出试验方案： 。解析：(1)刺激 e 处，肌肉收缩，电流计指针偏转，说明e 点位于传出神经上，兴奋先到达 c 点，后到达 b 点，电流计指针发生 2 次方向相反的偏转，只有刺激b 点，肌肉收缩， 电流计发生两次方向相反的偏转，才能证明兴奋在神经纤维上双向传导。(2)只刺激肌肉，由于兴奋在突触处只能单向传递，所以电流计指针不偏转。(3)刺激 f，假设肌肉收缩，说明损伤部位在a 处，否则，损伤部位是肌肉。答案：(1)传出神经 发生 2 次方向相反的偏转 b (2)不能 兴奋在突触处只能单向传递(3)在 f 处刺激，假设肌肉收缩，说明损伤部位是a 处，假设肌肉不收缩，说明损伤的是肌肉- 8 -