高考生物素养加强课8 兴奋传导与传递的相关实验探究

C [①→②电位变化表示产生动作电位，对应于Q点的兴奋，A错 误；电表Ⅰ记录到③处电位值时，说明恢复静息电位，因此，Q处 有K＋外流，B错误；电表Ⅱ记录到的电位变化是R点产生动作电位， 后又恢复静息电位，而兴奋不能从胞体传递到轴突末梢，所以其波 形与图乙基本相同，C正确；由于兴奋在神经细胞之间的传递是单 向的，所以不论S处电极在膜外还是膜内，电表Ⅱ的指针都只发生 一次偏转，D错误。故选C。]
③在单根神经纤维上，动作电位不会因传导距离的增加而减小，即 具有________________性。而上述实验中a、b处的动作电位有明显 差异(如图)，原因是不同神经纤维上动作电位的________________ 不同导致b处电位叠加量减小。
④以坐骨神经和单根神经纤维为材料，分别测得两者的Smin和Smax。 将坐标系补充完整，并用柱形图表示两者的Smin和Smax相对值。
的“受体”结合，“受体”的化学本质一般是糖蛋白；⑤若将电流
计连接在a、b两点，并刺激a、b间的中点，理论上指针不偏转
A．①③④
B．②④⑤
C．①③⑤
D．③④⑤
D [图示的结构包括3个神经细胞，含有2个突触，①错误；兴奋在 突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度，而兴奋在神经细 胞之间是单向传递的，只能由一个神经细胞的轴突传递到另一神经 细胞的细胞体或树突，刺激b点，产生的兴奋先传到a点、后传到d 点，因此 a点先兴奋，d点后兴奋，电流计发生两次方向相反的偏 转，刺激c点，产生的兴奋不能传到a点，但能传到d点，所以a点不 兴奋，d点兴奋，电流计只发生一次偏转，②错误；如果B受刺激，
C会兴奋，说明B释放的是兴奋性神经递质，如果A、B同时受刺激， C不会兴奋，则A释放的是抑制性神经递质，③正确；递质可与突 触后膜的“受体”结合，“受体”的化学本质一般是糖蛋白，④正 确；若将电流计连接在a、b两点，并刺激a、b间的中点，则产生的 兴奋同时传到a、b两点，a、b两点同时兴奋，因此理论上电流计指 针不偏转，⑤正确。综上分析，③④⑤正确。故选D。]
高考生物素养加强课
8 兴奋传导与传递的相关实验探究
提升点1 膜电位的测量
膜电位测量及变化曲线分析 测量装置
电位变化曲线
两电极分别位于细胞质膜两侧 相同位置
测量装置
电位变化曲线
若减小a、b两点间的距离，则
d也随之减小，当ab＝0时，两
个波峰重叠，电流表指针偏转
两电极分别位于细胞质膜两侧 一次
不同位置(a、b两点)
2．(2022·浙江1月选考)坐骨神经由多种神经纤维组成，不同神经纤 维的兴奋性和传导速率均有差异，多根神经纤维同步兴奋时，其动 作电位幅值(即大小变化幅度)可以叠加；单根神经纤维的动作电位 存在“全或无”现象。 欲研究神经的电生理特性，请完善实验思路，分析和预测结果(说明： 生物信号采集仪能显示记录电极处的电位变化，仪器使用方法不要 求；实验中标本需用任氏液浸润)。
乙
丙
丁
A．甲图，组织液中K＋浓度比细胞内高，Na＋浓度比细胞内低 B．乙图，E液中Na＋、K＋两种离子的浓度都要比组织液高 C．丙图，E液中K＋浓度与组织液相同，Na＋浓度比组织液低 D．丁图，E液中K＋浓度比组织液高，Na＋浓度与组织液相同
C [静息电位主要是由细胞内的K＋外流造成的，动作电位发生时， Na＋大量内流进入细胞内。组织液中K＋浓度比神经细胞内的低， Na＋浓度比神经细胞内高，A错误；乙图的静息电位为－70，与甲 图相同，因此E液中的K＋浓度与组织液的相同，乙图中的动作电位 高达＋70，比甲图高，因此E液中的Na＋浓度比组织液的高，B错误； 丙图的静息电位为－70，与甲图相同，因此E液中K＋浓度与组织液 相同，丙图的动作电位仍然为负值，说明E液中Na＋浓度比组织液 低，C正确；丁图中静息电位为－90，比甲图的低，说明细胞内K＋ 与E液中K＋形成更大的浓度差，丁图的静息电位绝对值越大，这是 E液中K＋浓度比组织液低造成的，D错误。故选C。]
测量装置
电位变化曲线
1．(2022·江苏南通模拟预测)将枪乌贼大轴突浸浴于不同溶液，测 量动作电位变化，得到如图所示结果，图中 1 为海水，2 为 1/3 海水和 2/3 等渗葡萄糖溶液。下列相关叙述错误的是( )
A．适宜刺激会改变神经细胞质膜的选择透过性 B．动作电位产生过程中，不只有 Na＋ 的跨膜运输 C．动作电位大小与神经细胞内外 Na＋浓度差呈正相关 D．可用 0.9% KCl 溶液代替生理盐水进行神经兴奋性实验
2．(2022·江苏南通模拟预测)已知一个鲜活的神经细胞在小白鼠体 内的静息电位和因某适宜刺激而发生的一次动作电位如甲图所示。 将这一完整的神经细胞置于某一等渗溶液E中(其成分能确保神经细 胞正常生活)，其静息电位和因某适宜刺激而发生的一次电位变化可 能如乙、丙、丁图所示。下列叙述正确的是( )
甲
提升点2 电流表指针偏转次数的判断
1．指针偏转原理 如图中a点受刺激产生动作电位“ ”，后面为该动作电位沿神经 纤维传导依次通过“a→b→c→c右侧”时灵敏电流计的指针变化细 化图：
2．电流计指针偏转问题分析 (1)兴奋在神经纤维上传导时(双向传导)
①刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋，电流计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，电流计指针不发生偏转。
(2)探究兴奋在神经元间的传递 方法设计：先电刺激图①处，测量③处的电位变化；再电刺激③处， 测量①处的电位变化。 结果分析：若两次实验的检测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刺痛时完成调节 活动的结构示意图，方框甲、乙代表神经中枢。下列有关叙述错误 的是( )
②实验中，每次施加电刺激的几乎同时，在显示屏上都会出现一次 快速的电位变化，称为伪迹，伪迹的幅值可以作为电刺激强度的量 化指标。受到刺激时，神经纤维膜上Na＋的通道开放，会出现动作 电位，伪迹与动作电位起点的时间差，可估测施加刺激到记录点神 经纤维膜上Na＋通道开放所需的时间。实验中的标本需要任氏液浸 润，因此伪迹是电刺激通过任氏液传导到记录电极上而引发的。
(1)实验思路： ①连接坐骨神经与生物信号采集仪等(简图如下，a、b为坐骨神经上 相距较远的两个点)。
②刺激电极依次施加由弱到强的电刺激，显示屏1上出现第一个动 作电位时的刺激强度即阈刺激，记为Smin。 ③___________________________________________，当动作电位幅 值不再随刺激增强而增大时，刺激强度即为最大刺激，记为Smax。
坐骨神经和单根神经纤维的Smin和Smax相对值
[解析] (1)据题意可知，本实验要研究神经的电生理特性，坐骨神 经由多种神经纤维组成，在一定范围内改变刺激强度会改变被兴奋 的神经根数，它们叠加到一起的动作电位幅值就会改变，因此在阈 刺激的基础上依次施加由弱到强的电刺激，当动作电位幅值不再随 刺激增强而增大时，刺激强度即为最大刺激，记为Smax。 (2)①出现第一个动作电位时的刺激强度即阈刺激，当动作电位幅值 不再随刺激增强而增大时，刺激强度即为最大刺激，记为Smax，因 此当刺激强度范围为小于Smax且不小于Smin时，坐骨神经中仅有部 分神经纤维发生兴奋。
A．人手被刺痛时，一般是先缩手后产生痛觉 B．甲处产生痛觉的反射过程需要三个神经细胞参与 C．若在①处给予适宜刺激，则可在③处检测到电位变化 D．图中缩手反射的反射弧为A→B→C→D→E，没有甲的参与亦可 完成该反射
B [缩手反射的中枢是脊髓，疼痛的产生部位是大脑皮层，一般是 先缩手后产生痛觉，A正确；产生痛觉的过程不属于反射，B错误； 若在①处给予适宜刺激，兴奋会传递到C神经细胞，可在③处检测 到电位变化，C正确；缩手反射的反射弧为A→B→C→D→E，反射 弧完整，不需要甲的参与，D正确。故选B。]
(教师用书独具) (2022·江苏宿迁高三专题练习)如图为突触的结构，并在a、d两点连 接一测量电位变化的灵敏电流计，下列分析中正确的是( )
①图示的结构包括3个神经细胞，含有3个突触；②分别刺激b、c点
时，指针都偏转2次；③如果B受刺激，C会兴奋，A、B同时受刺激，
C不会兴奋，则A释放的是抑制性神经递质；④递质可与突触后膜
D [适宜刺激会改变神经细胞质膜的选择透过性，从而使神经细胞 质膜对Na＋的通透性增加，Na＋大量内流，产生动作电位，A正确； 动作电位产生过程中，不只有 Na＋ 的跨膜运输，葡萄糖也会被消 耗，B正确；结合图示可知，当膜外Na＋浓度下降时，动作电位的 峰值下降，膜外Na＋浓度升高，则会导致Na＋以协助扩散方式内流 的量增加，进而使动作电位的峰值变大，可见，动作电位大小与神 经细胞内外Na＋浓度差呈正相关，C正确；不能用 0.9% KCl 溶液 代替生理盐水进行神经兴奋性实验，因为动作电位的产生是Na＋内 流导致的，D错误。故选D。]
2．(2022·江苏无锡专题练习)图甲为研究神经细胞膜电位变化的实 验装置，两个神经细胞以突触联系，并连有电表Ⅰ(两电极位于Q点 位置的膜外和膜内)、Ⅱ(R处和S处电极分别位于膜外和膜内)，给予 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
()
图甲
图乙
A．①→②电位变化对应于P→Q神经冲动传导过程 B．电表Ⅰ记录到③处电位值时，Q处无K＋外流 C．电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图乙基本相同 D．若S处电极移至膜外，电表Ⅱ的指针将发生两次方向相反的偏转
(2)兴奋在神经元之间传递时(单向传递)
①刺激b点(ab＝bd)，由于兴奋在突触间的传递速率小于在神经纤维 上的传导速率，所以a点先兴奋，d点后兴奋，电流计指针发生两次 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点可兴奋，电流计指 针只发生一次偏转。
1．(2022·江苏海门中学高三开学考试)如图是反射弧的局部结构示 意图(a、d点为两接线端之间的中点)，下列叙述错误的是( )
A．图中有3个神经细胞，2个突触 B．刺激d点，电流表①偏转2次，电流表②不偏转 C．刺激a点，若c处检测不到电位变化，可能是由于突触前膜释放 的是抑制性神经递质 D．刺激c点，若检测到b、d点有电位变化，说明兴奋在同一神经细 胞上是双向传导的
B [图中有3个神经细胞，分别是a所在的神经细胞，b、c、d所在 的神经细胞，e所在的神经细胞，形成2个突触结构，A正确；兴奋 在神经细胞之间是单向传递的，所以刺激d点，兴奋无法传至a所在 的神经细胞，因此电流表①不发生偏转，而d所在的神经纤维上兴 奋是双向传导的，会同时到达电流表的两端，所以电流表②也不发 生偏转，B错误；刺激a点，若c处检测不到电位变化，可能是由于 突触前膜释放的是抑制性神经递质，抑制性神经递质抑制突触后膜 产生动作电位，C正确；c处于b和d之间，因此如果刺激c点，若检 测到b、d点有电位变化，说明兴奋在同一神经细胞上是双向传导的， D正确。故选B。]
提升点3 兴奋传导和传递特点的实验探究
1．“药物阻断”实验 探究某药物(如麻醉药)是阻断兴奋在神经纤维上传导，还是阻断在 突触处传递，可分别将药物置于神经纤维上或置于突触处，依据其 能否产生“阻断”效果作出合理推断。
2．电刺激法探究反射弧中兴奋传导、传递的特点
(1)探究兴奋在神经纤维上的传导 方法设计：电刺激图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，则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)结果预测和分析： ①当刺激强度范围为____________________________时，坐骨神经 中仅有部分神经纤维发生兴奋。 ②实验中，每次施加电刺激的几乎同时，在显示屏上都会出现一次 快速的电位变化，称为伪迹，其幅值与电刺激强度成正比，不影响 动作电位(见图)。伪迹的幅值可以作为____________的量化指标； 伪迹与动作电位起点的时间差，可估测施加刺激到记录点神经纤维 膜上________________________所需的时间。伪迹是电刺激通过 ________________传导到记录电极上而引发的。