2023届新高考生物一轮复习人教版第8单元 高频考点进阶课 4.兴奋传导与传递的相关分析学案.docx
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1、膜电位的测量及其应用人和高等动物的小肠肠壁内分布着由大量神经元构成的黏膜下神经丛,该神经丛可以接受来自脑干的神经支配,同时也参与腺体分泌等局部反射活动,如图所示。(1)当来自脑干的兴奋传导到神经丛时,通过神经末梢释放_,引起神经元产生兴奋,当兴奋传到m点时,m点膜外电位的变化过程是_。神经元兴奋不能引起神经元出现电位变化,即兴奋在神经元之间的传递是单向的,原因是_。(2)小肠肠腔的酸度增加,可通过局部反射活动引起腺体的分泌。若图中腺体对小肠肠腔的酸度增加无法作出反应,但来自脑干的兴奋仍可使其分泌,现已确定上述现象出现的原因是某突触异常,则由图可知,出现异常的突触在神经元_(填图中序号)之间。已
2、知用电极刺激神经元可使其产生兴奋,请设计实验证明该突触异常,简要写出实验思路并预期实验现象:_。解析:(1)神经末梢含突触小泡,兴奋时会释放神经递质。m点静息状态下膜外为正电位,膜内为负电位,兴奋时膜外为负电位,膜内为正电位,因此膜外电位的变化过程是由正电位变为负电位。神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,即兴奋在神经元之间的传递是单向的,因此神经元兴奋不能引起神经元出现电位变化。(2)由题图可知,小肠肠腔的酸度增加,腺体无法作出反应,但是腺体与脑干之间的神经传递正常,来自脑干的兴奋仍可使其分泌,因此出现异常的突触在神经元和之间。用电极刺激神经元的轴突末梢,腺体不分泌;用电极刺激神经元的
3、细胞体,腺体分泌,说明和之间的突触异常。答案:(1)神经递质由正电位变为负电位神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜(或神经递质只能由神经元中的突触小体释放,作用于神经元的细胞体)(2)和用电极刺激神经元的轴突末梢,腺体不分泌,用电极刺激神经元的细胞体,腺体分泌1在神经纤维上的电流表指针偏转问题(1)刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电流表指针发生两次方向相反的偏转。(2)刺激c点(bccd),b点和d点同时兴奋,电流表指针不发生偏转。2在神经元之间的电流表指针偏转问题(1)刺激b点(abbd),由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋,d点后兴奋,电流表指针发生两
4、次方向相反的偏转。(2)刺激c点,兴奋不能传至a点,a点不兴奋,d点可以兴奋,电流表指针只发生一次偏转。3离子浓度对神经细胞电位变化的影响(1)神经递质的主要作用机制是通过与细胞膜上的受体结合,直接或间接调节细胞膜上离子通道的开启或关闭,造成离子通透性的改变,进而改变细胞膜电位。K浓度只影响静息电位的绝对值。(2)神经细胞的动作电位变化是在稳定的生理盐水溶液中进行的膜电位变化。外界Na浓度不同,所产生的膜电位差也不同,动作电位的峰值也就不同,两者呈现正相关增长。Na浓度只影响动作电位的峰值。(3)抑制性递质与细胞膜上的受体结合,会使细胞膜上的Cl通道开启,使Cl进入细胞内,从而使突触后膜的膜电
5、位增大,此时突触后神经元不易去极化,不易发生兴奋,表现为突触后神经元活动的抑制。假如是兴奋性递质,会使Na进入细胞,突触后神经元去极化,兴奋产生。1(2021山东青岛期末)如图甲所示,在神经纤维上安装两个完全相同的灵敏电表,表1两电极分别在a、b处膜外,表2两电极分别在d处膜的内外侧。在bd中点c处给予适宜刺激,相关的电位变化曲线如图乙、丙所示。下列分析中错误的是()A图乙中之前阳离子的跨膜流动需要消耗ATPB图乙曲线处于点时,图丙曲线正处于点C图丙曲线处于点时,图甲a、b、c处膜外均为正电位D一定范围内随着刺激强度增大,乙、丙的电位峰值会变大D解析:图乙是动作电位的形成过程,此时主要是钠离子
6、内流所致,钠离子内流不需要消耗能量,但还有其他离子的跨膜运输,需要消耗ATP,A正确;图乙曲线处于点时,处于动作电位的峰值,此时图丙曲线正处于点,B正确;图丙曲线处于点时,处于静息电位,此时图甲a、b、c处膜外均为正电位,C正确;动作电位的峰值大小与细胞内外的钠离子浓度差有关,与刺激强度无关,刺激强度只能决定动作电位能否产生,D错误。2(2021山东泰安期末)下图1所示为多个神经元之间的联系示意图。为研究神经元之间的相互作用,分别用同强度的电刺激进行实验:单次电刺激B;连续电刺激B;单次电刺激C;用微电极分别记录A神经元内的电位变化表现如图2(注:阈电位是能引起动作电位的临界电位值)。下列说法
7、错误的是()A静息电位的数值可以以细胞膜外侧为参照,并将该侧电位值定义为0 mVB由可知,刺激强度过低不能使神经元A产生动作电位C由可知,在同一部位连续给予多个阈下刺激可以产生叠加效应D由可知,神经元A电位的形成与神经元C和B释放神经递质的量不足有关D解析:静息电位的数值可以以细胞膜外侧为0 mV作为参照,因此静息状态时膜内比膜外电位低,膜内为负电位,A正确;由可知,单次电刺激B,电位峰值依然低于0,说明刺激强度过低不能使神经元A产生动作电位,B正确;由可知,连续电刺激B,神经元A产生动作电位,结合、可知在同一部位连续给予多个阈下刺激可以产生叠加效应,C正确;由可知,神经元A电位低于静息电位的
8、70 mV,原因是C释放的是抑制性神经递质,D错误。3(2021山东临沂一模)为了防止肌肉过度收缩,在神经传导通路中神经元之间释放不同的神经递质,达到相互调控的目的。下图为神经元A、B、C之间的传导通路,为神经纤维上的一个点,为神经肌肉接头,其结构类似于突触。下列说法错误的是()A刺激A处引起肌肉收缩的过程不属于反射B刺激图中处,电流表指针会发生1次偏转C抑制C神经元的递质释放,肌肉收缩时间会缩短D图示过程体现了肌肉收缩存在负反馈调节C解析:反射的结构基础是反射弧,刺激A处,引起该肌肉收缩的过程没有经过完整的反射弧,不属于反射,A正确;刺激图中处,兴奋能在B神经元上传导,且能传到C 神经元引起
9、兴奋,但C神经元释放的神经递质抑制B神经元兴奋,又因为兴奋不能从B传向A,故电流表指针只偏转一次,B正确;在神经传导通路中神经元之间释放不同的神经递质,达到相互调控的目的,如果抑制C神经元的递质释放,肌肉收缩时间会延长,C错误;题图过程中因为C神经元的存在,可以在肌肉收缩过度时加以抑制,这样可以防止肌肉过度收缩,存在负反馈调节,D正确。反射弧中兴奋传导与传递的实验探究(2021浙江6月选考)为探究酒精对动物行为的影响,某中学生物兴趣小组进行了以下系列实验。实验材料:蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本,间脑蟾蜍,小滤纸片,任氏液,0.1%、0.2%和 1.0%酒精,去甲肾上腺素(noradrenaline,
10、NA),酚妥拉明(phentolamine,PT),1.0%硫酸溶液等。(要求与说明:间脑蟾蜍是指切除了大脑和部分间脑、相关机能正常的蟾蜍;任氏液为两栖类的生理盐水;3 种酒精浓度分别对应人血液中轻度、中度和重度酒精中毒的浓度;酒精、NA和 PT均用任氏液配制;NA是一种神经递质;PT是NA受体的抑制剂。实验条件适宜)实验过程与结果或结论:项目过程结果或结论实验1取蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本,分别检测动作电位大小、动作电位传导速率和肌肉收缩张力;以1%酒精连续滴加标本5 min后,再分别检测上述指标结果:结论:_实验2用1.0%硫酸溶液刺激间脑蟾蜍一侧后肢的中趾趾端,测定屈反射时长,然后用任氏液清
11、洗后肢和间脑断面;分别用含有50 L的任氏液、不同浓度酒精的小滤纸片处理间脑断面,每次处理后重复结果的记录表格:结论:酒精会显著延长屈反射时长,其数值随酒精浓度的升高而变大为了进一步研究酒精延长屈反射时长的机理,选取实验2中某一浓度的酒精用于实验3实验3取5组间脑蟾蜍,用任氏液、NA、PT和酒精等处理;用1.0%硫酸溶液刺激间脑蟾蜍一侧后肢的中趾趾端,测定屈反射时长结论:NA 与其受体结合,显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长;酒精通过NA受体参与的途径,显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长回答下列问题:(1)由实验1结果可得出的结论是_。(2)设计用于记录实验2 结果的表格:(3)依据实验2、3 的结论,实
12、验3 的分组应为:A组:任氏液;B组:_;C组:_;D组:_;E组:_。(4)酒后驾车属于危险的驾驶行为,由本实验结果推测其可能的生物学机理是_。解析:(1)从实验1的结果直方图中可以看出,对蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本使用1.0%酒精连续滴加标本5 min处理后,动作电位大小、动作电位传导速率、肌肉收缩张力的相对值与处理前的相对值相差不大。说明在离体条件下,施加1.0%酒精,对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响。(2)根据实验2的结论“酒精会显著延长屈反射时长,其数值随酒精浓度升高而变大”,可以推导出实验2的自变量是不同浓度酒精,因变量是间脑蟾蜍屈反射的时长。由于题干明确3种浓度的酒精均用任氏
13、液配制,所以除空白对照外,还应增加一组使用任氏液的实验,以排除任氏液的影响。表格设计如答案所示。(3)因为酒精、NA和PT均用任氏液配制,所以实验应设置只使用任氏液作为对照组,屈反射时间短;同时还要设置使用NA(神经递质)、PT(NA受体抑制剂)和NAPT的三个实验组,当实验结果为NA组屈反射时间长,PT组屈反射时间短,而NA、PT同时使用屈反射时间也较短,可能是由于PT是NA受体的抑制剂,PT与NA受体结合,使NA无法发挥作用。这样才能得出“NA与其受体结合,能显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长”的结论。还要再设置酒精PT的实验组,若该组实验结果与NAPT组相同,这才能说明酒精具有类似NA的作用,
14、进而才能得出“酒精通过NA受体参与的途径,显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长”的结论。(4)根据实验3的结论“酒精通过NA受体参与的途径,显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长”,可知酒后驾车会导致司机反应迟钝,属于危险的驾驶行为。答案:(1)离体条件下,施加1.0%酒精,对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响(2)如下表所示不同浓度酒精对间脑蟾蜍屈反射时长的影响项目空白对照处理因素任氏液0.1%酒精0.2%酒精1.0%酒精屈反射时长(3)NAPTNAPT酒精PT(4)酒精显著延长屈反射时长,酒后驾车导致司机反应迟钝1探究兴奋在神经纤维上传导的实验(1)方法设计:电刺激图中处,观察A的变化,同时测量处的电位
15、有无变化。(2)结果分析:若A有反应,且处电位改变,说明兴奋在神经纤维上的传导是双向的;若A有反应,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实验(1)方法设计:先电刺激图中处,测量处电位变化;再电刺激图中处,测量处的电位变化。(2)结果分析:若两次实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;若只有一次电位改变,则说明兴奋在神经元之间的传递是单向的。1(2021山东新高考质量测评)在神经细胞与骨骼肌细胞之间存在类似突触的神经肌肉接头。研究发现,肌细胞外钙离子会对钠离子内流产生竞争性抑制,称为膜屏障作用,因此钙离子浓度会影响肌细胞的兴
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