2024届苏教版高考生物一轮复习素养加强课8兴奋传导与传递的相关实验探究课件

这是一份2024届苏教版高考生物一轮复习素养加强课8兴奋传导与传递的相关实验探究课件，共53页。
提升点1　膜电位的测量
膜电位测量及变化曲线分析
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
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　　　　　 　　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。]
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)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。]
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
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。]
(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．②④⑤C．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。]
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)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向的。
1．(2022·江苏徐州三模)如图为人手被尖锐的物体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(　　)
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。]
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)。
(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。
(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。
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。
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。
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。
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，即具有不衰减性。不同神经纤维的兴奋性和传导速率均有差异，上述实验中a、b处的动作电位有明显差异，原因是不同神经纤维上动作电位的传导速率不同导致b处电位叠加量减小。④坐骨神经是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。因此坐骨神经的Smin和Smax不同，单根神经纤维的Smin和Smax相同，即：
[答案]　(1)③在阈刺激的基础上依次施加由弱到强的电刺激(2)①小于Smax且不小于Smin　②电刺激强度　Na＋通道开放　任氏液　③不衰减　传导速率　④如图所示
3．(2022·江苏新海高级中学高三阶段练习)俗话说“苦尽甘来”，但我们都有这样的体验：即便在苦药里加糖，仍会感觉很苦。这是为什么呢？科学家通过研究揭开了其中的奥妙。原来，甜味和苦味分子首先被舌面和上颚表皮上专门的味细胞(TRC)识别，经信号转换后，传递至匹配的神经节神经细胞。然后，这些信号再经脑干孤束吻侧核(rNST)中的神经细胞突触传导，最终抵达味觉皮层。在味觉皮层中，产生甜味和苦味的区域分别称为CeA和GCbt(如图)。
(1)神经冲动在图中①处传递和②处传导形式分别为__________、____________，最终传到________________产生甜味和苦味的感觉。
(2)据上图中的信息解释“苦尽甘来”的生物学机制：当摄入苦味物质时，能在GCbt产生苦的感觉，会________________(填“正”或“负”)反馈作用于脑干中苦味神经细胞，感觉更苦；同时______ __________脑干中甜味神经细胞，因此“苦尽”才能“甘来”。
(3)兴奋在神经纤维上的传导和在细胞间的传递涉及许多生理变化。回答下列问题：
①由甲图可知，轴突末梢中的囊泡和突触前膜融合的触发机制是________________________________________________________。②图中多巴胺释放以后，被突触后膜上的多巴胺受体接受，引起________________，活化了蛋白激酶，催化___________________，Ca2＋通过通道蛋白进入神经细胞。③K＋通道阻滞剂是治疗心率异常的重要药物，而心肌细胞产生动作电位变化的情况和神经细胞类似，则K＋通道阻滞剂对乙图中的________________(填图中字母)阶段影响较小。
[解析]　(1)神经系统的基本组成单位是神经细胞，神经冲动在①神经末梢和细胞连接处，即突触处，传导形式是化学信号；在②神经纤维处，即神经纤维上传导形式为电信号，最终传到大脑皮层产生甜味和苦味的感觉。(2)据上图中的信息解释“苦尽甘来”的生物学机制：如果摄入苦味物质，在GCbt产生苦的感觉，从图中可知，会正反馈作用于脑干中苦味神经细胞感觉更苦；同时抑制脑干中甜味神经细胞，因此“苦尽”才能“甘来”。
(3)①由甲图可知，轴突末梢中的囊泡和突触前膜融合的触发机制是囊泡蛋白磷酸化；②神经末梢中包裹有多巴胺的囊泡蛋白磷酸化后，触发了囊泡和突触前膜融合，通过胞吐作用释放多巴胺进入突触间隙，多巴胺释放后进入突触间隙，被突触后膜上的多巴胺受体接受，引起突触后神经细胞中的cAMP浓度增加，活化了蛋白激酶，催化细胞质膜上Ca2＋通道蛋白磷酸化，Ca2＋借助通道蛋白进入神经细胞；③K＋外流是神经细胞产生和维持静息电位的主要原因，乙图中的a和d代表神经细胞处于静息电位，c代表神经细胞逐渐恢复静息电位，而b代表神经细胞兴奋时Na＋内流，因此K＋通道阻滞剂会阻碍K＋外流，主要影响乙图中的a、c和d阶段，对b阶段影响较小。