【生物】2021届一轮复习人教版兴奋的传导和传递实验设探究教案

【生物】2021届一轮复习人教版兴奋的传导和传递实验设探究教案

一、膜电位的测量 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。相关叙述正确的是(　　)‎ 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＋70 mV C．图2中若在①处给予适宜刺激(②处未处理)，电表的指针会发生两次偏转 D．图2中若在③处给予适宜刺激，②处用药物阻断电流通过，则测不到电位变化 审题关键 ‎(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；若在①处给予适宜刺激，由于②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中若在③处给予适宜刺激，②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 测量方法 测量图解 测量结果 电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧 电表两极均置于神经纤维膜的外侧 ‎1．如图表示用电表测量膜内外的电位差。当神经纤维受到刺激时，细胞膜上Na＋通道打开，膜外Na＋顺浓度梯度大量流入膜内，此后Na＋通道很快就进入失活状态，同时K＋通道开放，膜内K＋在浓度差和电位差的推动下向膜外扩散。下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．神经纤维在静息状态下，电表不能测出电位差 B．受刺激后膜外Na＋大量流入膜内，兴奋部位膜两侧的电位是内负外正 C．神经纤维受刺激时，兴奋传导方向与膜外局部电流方向相同 D．从神经纤维受刺激到恢复静息状态，电表指针两次通过0电位 答案　D 解析　静息状态下膜电位表现为内负外正，电表能够测出电位差，A错误；受刺激后膜外Na＋大量流入膜内，兴奋部位膜两侧的电位是外负内正，B错误；神经纤维受刺激时，兴奋传导方向与膜内局部电流方向相同，C错误；神经纤维静息时膜电位为内负外正，受刺激后Na＋大量流入膜内，此过程中电表指针通过0电位，恢复静息状态的过程中电表指针再次通过0电位，即电表指针两次通过0电位，D正确。‎ 二、兴奋传递中电流表指针的偏转问题 图甲为研究神经细胞膜电位变化的实验装置，两个神经元以突触联系，并连有电表Ⅰ(电极分别在Q点细胞内外)、Ⅱ(电极分别在R、S的细胞外侧)，给予P点适宜刺激后，电表Ⅰ测得电位变化如图乙所示，下列分析正确的是(　　)‎ A．①→②电位变化对应于P→Q兴奋传导过程 B．刺激S点，电表Ⅱ将发生两次方向不同的偏转 C．刺激S点，电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图乙基本相同 D．刺激P点，电表Ⅱ的指针将发生两次反向偏转 审题关键 ‎(1)①→②电位变化是因为发生Na＋内流导致产生动作电位，对应于Q点的兴奋。‎ ‎(2)刺激S点，兴奋能先后传到S点和R点，所以电表Ⅱ将发生两次方向不同的偏转，会有两个方向不同的峰值，如下图所示：‎ ‎(3)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Ⅱ的指针只能发生一次偏转。‎ 答案　B ‎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(bc＝cd)，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(ab＝bd)，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。‎ ‎2．如图为神经元结构模式图，电流计A1和A2的两极a、c、d、e分别接在神经纤维外膜上，在b、f两点给予适宜强度的刺激，则电流计的偏转情况为(　　)‎ 注：代表神经元细胞体，代表神经末梢，且ab＝bc、ac＝de。‎ A．在b点与f点刺激时，A1、A2各偏转两次，且方向相反 B．在b点刺激时，A1偏转两次，A2偏转一次；在f点刺激时，A1不偏转，A2偏转一次 C．在b点刺激时，A1不偏转，A2偏转一次；在f点刺激时，A1不偏转，A2偏转一次 D．在b点刺激时，A1不偏转，A2偏转两次；在f点刺激时，A1不偏转，A2偏转一次 答案　D 解析　在b点刺激时，兴奋同时到达a和c处，因此A1不偏转；当兴奋继续向右传递时，先到达d处，后到达e处，因此A2偏转两次，且方向相反(先向左偏转，后向右偏转)。在f点刺激时，兴奋能传导到e处，但不能传递到a、c和d处，因此A1不偏转，A2偏转一次。‎ 三、兴奋传导和传递的探究实验题 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，某兴趣小组做了以下实验：取新鲜的神经—肌肉标本(实验期间用生理盐水湿润标本)，设计了下面的实验装置图(C点位于两电极之间的正中心，指针偏转方向与电流方向一致)。下列叙述不正确的是(　　)‎ A．神经元轴突与肌肉之间的突触结构由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成 B．若为双向传导，则电刺激D点，肌肉会收缩且电流计指针偏转2次 C．电刺激C处，神经纤维上的电流计指针不会偏转，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 审题关键 ‎(1)根据题意和图示分析可知，A点受到刺激，引起电位变化，向右传导时可通过电流计和肌肉的变化检测到，但左侧无电流计也无肌肉相连，所以无法检测兴奋是否向左传导。‎ ‎(2)B点与电流计两端的距离不等，B处受到刺激后，若电流计的指针只发生一次偏转，说明兴奋在轴突上的传导是单向的；若电流计的指针发生两次方向相反的偏转，说明兴奋在轴突上的传导是双向的。‎ ‎(3)C点与电流计的两端距离相等，刺激C点后，若兴奋向两边传导，则会同时到达电流计的指针处，两边相互抵消，电流计的指针不会发生偏转；若兴奋单向传导，则电流计的指针会发生一次偏转。‎ ‎(4)刺激D点引起的兴奋向右传导可引起肌肉收缩，向左传导可引起电流计的指针偏转。‎ 答案　C 解析　突触结构由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成，A项正确；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项正确；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项错误；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，因突触延搁其传递速度较慢，D项正确。‎ 兴奋传导和传递的实验探究 ‎(1)探究兴奋在神经纤维上传导的实验 方法设计：电刺激图中①处，观察A的变化，同时测量②处的电位有无变化。‎ 结果分析：若A有反应，且②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②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 方法设计：先电刺激图中①处，测量③处电位变化；再电刺激图中③处，测量①处的电位变化。‎ 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；若只有一处电位改变，则说明兴奋在神经元之间的传递是单向的。‎ ‎3．下面是从蛙体内剥离出的某反射弧结构的模式图，其中甲表示神经中枢，乙、丙未知。神经元A、B上的1、2、3、4为四个实验位点。现欲探究神经元A是传出神经还是传入神经，结合所给器材完成以下内容：‎ 材料：从蛙体内剥离出的某反射弧(反射弧结构未被破坏)。‎ 供选择仪器：剪刀、电刺激仪、微电流计。‎ ‎(1)如果该反射弧的效应器为传出神经末梢和它所支配的肌肉，探究神经元A是传出神经还是传入神经的方法步骤(只在神经元A上完成)如下：‎ ‎①先用剪刀在神经元A的________________将其剪断；‎ ‎②再用电刺激仪刺激神经元A上的实验位点__________________，若______________，则神经元A为传入神经，反之则为传出神经。‎ ‎(2)如果在实验过程中要保证神经元A和神经元B的完整性，探究神经元A是传出神经还是传入神经的方法步骤(每个实验位点只能用一次)如下：‎ ‎①将微电流计的两个电极分别搭在实验位点2和实验位点3的神经纤维膜外；‎ ‎②用电刺激仪刺激实验位点________，若微电流计的指针偏转________次，则神经元A为传出神经；若微电流计的指针偏转________次，则神经元A为传入神经。该实验结果表明兴奋在神经元间传递的特点为__________，具有这种特点的原因是_____________________。‎ 答案　(1)①1、2之间　②1　无肌肉收缩现象　(2)②1　1　2(或4　2　1)　单向传递　神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜 解析　(1)欲探究神经元A是传出神经还是传入神经，可利用兴奋在反射弧中单向传递的特点。用剪刀在神经元A的实验位点1、2之间将其剪断，再用电刺激仪刺激神经元A的位点1，若肌肉无收缩现象，则表明神经元A为传入神经；若出现肌肉收缩，则表明神经元A为传出神经。(2)若在实验过程中要保证神经元A和神经元B的完整性，探究神经元A是传出神经还是传入神经，可将微电流计的两个电极分别搭在实验位点2和实验位点3的神经纤维膜外，通过观察微电流计指针的偏转次数进行判断。用电刺激仪刺激实验位点1，若指针偏转1次，表明兴奋不能传到位点3，则神经元A为传出神经；若指针偏转2次，表明兴奋可传到位点3，则神经元A为传入神经。用电刺激仪刺激实验位点4，原理与此相同。由于神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，故兴奋在神经元间是单向传递的。‎