苏教版 (2019)选择性必修1 稳态与调节第一节 神经调节学案及答案

第1节 素能提升课 兴奋传导和传递

一、电位测量与电流计指针偏转问题

[核心精要]

解答有关神经纤维上电位差变化曲线的试题，应从以下两点入手：

(1)看电极与细胞质膜的位置关系，确定曲线的起点

①若两电极分别位于细胞质膜两侧，则电位差不为0，曲线起于纵轴的正半轴或负半轴(如图1所示)；

②若两电极位于细胞质膜同侧(都在内侧或都在外侧)，则电位差为0，曲线起于横轴(如图2、3所示)。

(2)根据刺激位置分析曲线波动次数，图4中：

①如果单独刺激a点、b点或d点，两个电流计均可以测到两次电位波动；   

②如果刺激c点(c点位于电流计甲两电极的中点)，电流计甲测不到电位波动，电流计乙测到两次电位波动；

③如果刺激e点，电流计甲测不到电位波动，电流计乙测到一次电位波动。

图1　　　　图2　　　　图3

图4

[对点训练]

1．(2021·四川绵阳南山中学高二上期中)将电流计的两个电极分别放置在神经纤维外的a、c两点，c点所在部位的膜已损伤，其余部位均正常。下图为刺激前后的膜电位变化，以下说法正确的是   (　　)

A．神经纤维上损伤部位c点的膜外电位为正电位

B．兴奋传到b点时电流计的指针将向右侧偏转

C．兴奋的产生与细胞质膜对K＋的通透性增加有关

D．结果表明兴奋在神经纤维上以化学信号的形式传导

B　[神经纤维未受刺激时，膜外(a、c两点)为正电位，指针应该不偏转，但从图中可以看出，神经纤维未受刺激时，指针向右侧偏转，说明c点为负电位，A错误；兴奋传到b点时，a和c两点均为初始状态，没有发生膜电位变化，所以指针应向右侧偏转，B正确；神经纤维受到刺激时，膜对Na＋的通透性增加，Na＋大量内流，产生兴奋，C错误；根据刺激前后电流计指针的偏转情况可推测兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导，D错误。]

2．测量与记录蛙坐骨神经受刺激后的电位变化过程如图①→⑤所示，其中②、④的指针偏转到最大。

①　　　②　　③　　　④　　⑤

下列叙述正确的是(　　)

A．对神经施加刺激，刺激点位于图①甲电极的左侧

B．图②中甲电极处的细胞质膜发生去极化，乙电极处的细胞质膜的Na＋内流属于被动运输

C．图④中甲电极处的细胞质膜发生去极化，乙电极处的细胞质膜处于极化状态

D．处于图⑤状态时，细胞质膜发生的K＋内流是顺浓度梯度进行的

C　[静息状态下，神经纤维上的电位表现为外正内负，动作电位时为外负内正，指针偏向负电位一侧，②中指针偏向右侧，说明刺激点位于乙电极的右侧，A错误；图②中甲电极处的膜处于极化状态，B错误；图④中甲电极处的膜发生去极化，乙电极处的膜处于极化状态，C正确；处于图⑤状态时，膜发生的K＋外流是顺浓度梯度进行的，D错误，所以选C。]

3．如图是用甲、乙两个电流表研究神经纤维及突触上兴奋产生及传导的示意图。下列有关叙述错误的是(　　)

A．静息状态下，甲指针偏转，乙指针不偏转

B．刺激a处时，甲指针偏转一次，乙指针偏转两次

C．刺激b处时，甲指针维持原状，乙指针偏转一次

D．清除c处的神经递质，再刺激a处时，甲指针偏转一次，乙指针不偏转

D　[甲电流表的两极分别位于膜外和膜内，乙电流表的两极均位于膜外，静息状态下，甲电流表膜外为正电位，膜内为负电位，甲指针偏转，而乙电流表两极没有电位差，不发生偏转，A正确；刺激a处时，兴奋传到甲电流表处时，指针偏转一次，兴奋分别传至乙电流表两极时，乙电流表发生两次方向不同的偏转，B正确；刺激b处时，由于兴奋在突触处传递的单向性，兴奋无法传递到左边的神经细胞，甲指针维持原状，乙指针偏转一次，C正确；清除c处的神经递质，再刺激a处时，兴奋无法传到右侧神经细胞，甲指针偏转一次，乙指针偏转一次，D错误。]

4．(2021·江苏省扬州中学月考)如图甲所示，在离体神经纤维上安装两个完全相同的灵敏电表，电表1的两电极分别接在a、b处膜的外侧，电表2的两电极分别接在d处膜的内、外两侧。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。下列分析错误的是(　　)

甲

乙　　　　　　丙

A．由电表1记录得到的电位变化曲线如图丙所示

B．图乙曲线中②点时膜外Na＋内流速率比①点时大

C．图乙曲线中③点对应图丙曲线中⑤点

D．图丙曲线处于④点时，图甲a处正处于静息状态

C　[根据表中分析，电表1测得的电位变化可用图丙表示，电表2测得的电位变化可用图乙表示，A正确；图乙曲线上升段由Na＋内流引起，②点时曲线斜率比①点时大，所以②点时Na＋内流速率比①点时大，B正确；图乙曲线中③点对应兴奋向右传至d处时形成的动作电位，由于bc＝cd，所以此时兴奋向左传导至b处，对应图丙曲线中④点；这一时刻a处仍处于静息状态，C错误、D正确。]

二、兴奋传导和传递特点的实验探究

[核心精要]

1．基本思路

选刺激和测量的部位——在神经纤维上选一刺激点，用A表示，测量部位应选在刺激点两侧，用B和C表示。若在传出神经纤维上，可通过观察效应器的变化和另一侧的电位测量仪来确定传导方向；若在神经细胞之间，则在传入和传出神经上各选一点，用A′、B′表示，在A′处刺激，在B′处测电位变化，再反过来进行，通过两次结果来确定传递方向。

2．实验设计   

(1)探究兴奋在神经纤维上的传导

①方法设计：电激上图中a处，观察A的变化，同时测量b处的电位有无变化。

②结果分析：若A有反应，且b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b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)探究兴奋在神经细胞之间的传递

①方法设计：先电激图中a处，测量c处的电位变化；再电激图中c处，测量a处的电位变化。

②结果分析：若两次实验的检测部位均发生电位变化，则说明兴奋在神经细胞间的传递是双向的；若只有一处发生电位变化，则说明兴奋在神经细胞间的传递是单向的。

[对点训练]

5．如图为神经细胞特殊的连接方式，图中①、②、③表示神经细胞，电流计M、N连接在神经细胞表面。请据图回答：

(1)若图中的神经细胞在兴奋时均释放兴奋性神经递质。在B处给予一个适宜的刺激，N的指针将偏转______________(填“一次”“两次”或“多次”)。

(2)利用图中标注的A、B、C三个位点，请设计实验证明某药物只能阻断兴奋在神经细胞之间的传递，而不能阻断兴奋在神经纤维上的传导。

简要设计思路：_________________________________________________

_______________________________________________________________。

预期实验现象：_________________________________________________

_______________________________________________________________。

[解析]　(1)分析图解可知，图中①②或①②③都首尾相接，即产生的兴奋可以循环传导。若图中的神经细胞在兴奋时均释放兴奋性神经递质，在B处给予一个适宜的刺激，N的指针将偏转多次。

(2)利用图中标注的A、B、C三个位点，设计实验证明某药物只能阻断兴奋在神经细胞之间的传递，而不能阻断兴奋在神经纤维上的传导。可以把某药物分别放在B、C两处，在A处给予一个适宜的刺激，观测电流计N的指针能否偏转。预期实验现象：把药物放在C处，N的指针不偏转；把药物放在B处，N的指针偏转。

[答案]　(1)多次　(2)把某药物分别放在B、C两处，在A处给予一个适宜的刺激，观测电流计N的指针能否偏转　把药物放在C处，N的指针不偏转；把药物放在B处，N的指针偏转

6．如图是神经细胞网络结构示意图，图中神经细胞①、②、③都是兴奋性神经细胞，且这些神经细胞兴奋时都可以引起下一级神经细胞或肌肉细胞的兴奋。和神经细胞一样，肌肉细胞在受到适宜的刺激后，也能引起细胞质膜电位的变化。图中B处表示神经肌肉接头，其结构和功能与突触类似。请回答：

(1)给神经细胞①一个适宜刺激，在A处能记录到膜电位的变化。这是因为刺激使神经细胞①兴奋，引起其神经末梢释放的________进入________，随后与突触后膜上的______________结合，导致神经细胞②兴奋。

(2)若给骨骼肌一个适宜刺激，在A处________(填“能”或“不能”)记录到膜电位的变化，原因是_____________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________。

(3)若在A处给予一个适宜刺激，在C处________(填“能”或“不能”)记录到膜电位的变化，原因是___________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________。

[解析]　(1)给神经细胞①一个适宜刺激后，神经细胞①兴奋，引起其神经末梢释放的神经递质进入突触间隙，随后与突触后膜上的特异性受体结合，导致神经细胞②兴奋。(2)若给骨骼肌一个适宜刺激，在A处不能记录到膜电位的变化，原因是神经递质只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜，而不能反向传递。(3)兴奋在神经细胞之间的传递可以从一个神经细胞的轴突传到下一个神经细胞的胞体，因此若在A处给予一个适宜刺激，在C处能记录到膜电位的变化。

[答案]　(1)神经递质　突触间隙　特异性受体　(2)不能　由肌细胞产生的兴奋在神经肌肉接头处不能逆向传递　(3)能　兴奋从A处传到神经细胞③，再传到神经细胞①，故在C处能测到膜电位的变化

7．将蛙脑破坏，保留脊髓，做蛙心静脉灌注，以维持蛙的基本生命活动。暴露蛙左后肢屈反射的传入神经和传出神经，分别连接电位计ⓐ和ⓑ。将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后，电位计ⓐ和ⓑ有电位波动，出现屈反射。如图为该反射弧结构示意图。

(1)用简单的实验验证兴奋能在神经纤维上双向传导，而在反射弧中只能单向传递。

________________________________________________________________

________________________________________________________________。

(2)若在灌注液中添加某种药物，将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后，电位计ⓐ有波动，电位计ⓑ未出现波动，左后肢未出现屈反射，其原因可能有：①____________；②______________。

[解析]　解答(1)小题时，首先要明确该实验是验证性实验，再结合图中的电位计的位置和作用进行实验设计。(2)小题只能从兴奋在突触处的传递特点进行分析，因为题中已经明确电位计ⓐ有波动，说明药物不影响兴奋在神经纤维上的传导。(1)该实验的目的有两个：一是验证兴奋能在神经纤维上双向传导，二是验证兴奋在整个反射弧中只能单向传递。用0.5%的硫酸溶液刺激电位计ⓑ与骨骼肌之间的某个点，可以观察到左后肢屈腿，电位计ⓑ有波动，电位计ⓐ无波动，证明兴奋在神经纤维上可以双向传导，但在整个反射弧上只能是单向传递(题干中已经有硫酸刺激左后肢趾尖，电位计ⓐ和ⓑ有波动的信息)。(2)据题意可知，所添加的药物不影响兴奋在神经纤维上的传导，所以该反射不能发生的原因可能是药物影响了兴奋在突触处的传递，具体的原因可能是抑制了递质的释放，也可能是抑制了递质与突触后膜上受体的特异性结合。

[答案]　(1)方法和现象：刺激电位计ⓑ与骨骼肌之间的传出神经。观察到电位计ⓑ有电位波动和左后肢屈腿，电位计ⓐ未出现电位波动　(2)①突触前膜释放的递质不能与突触后膜上的特异性受体结合　②突触前膜不能释放递质