2019版高考生物复习生物群体的稳态与调节考点加强课5神经生理的研究方法及相关题型分析教案中图版.docx

神经生理的研究方法及相关题型分析动物神经调节生理实验设计与分析是高中生物学难点之一，也是高考区分度高、拉分明显的命题点之一，考查内容涉及电位测量、电流计指针偏转分析、反射弧中兴奋传导方向探究分析及传入神经、传出神经的实验确认等，题目难度较大，语言规范化及专业术语要求较高，强化相关知识的整合，规律方法的总结及针对性训练是备考关键。突破点1电位测量与电流计指针偏转问题【例证】 (2013四川卷，3)下图表示具有生物活性的蛙坐骨神经腓肠肌标本，神经末梢与肌细胞的接触部位类似于突触，称“神经肌接头”。下列叙述错误的是()A.“神经肌接头”处可发生电信号与化学信号的转变B.电刺激处，肌肉会收缩，灵敏电流计指针也会偏转C.电刺激处，神经纤维上的电流计会记录到电位变化D.神经纤维上兴奋的传导方向与膜内的电流方向相同解析根据题干说明“神经末梢与肌细胞的接触部位类似于突触”，那么兴奋传递方向在此处只能是神经肌肉，故刺激处，神经纤维上的电流计不会记录到电位变化。答案C1.膜电位的测量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2.指针偏转原理图下图中a点受刺激产生动作电位“”，动作电位沿神经纤维传导依次通过“abc右侧”时灵敏电流计的指针变化细化图：3.兴奋传导与电流计指针偏转问题4.验证兴奋在神经元之间的单向传递考向1兴奋传导过程中膜电位的变化分析1.下图甲、乙是膜电位的测量示意图，下列说法中描述的是图甲的是()可以测量神经纤维的动作电位可以测量神经纤维的静息电位只观察到指针发生一次偏转可观察到指针发生两次方向相反的偏转A. B. C. D.解析灵敏电流计的一极与神经纤维膜外侧连接，另一极与膜内侧连接(如图甲)，此状态下可以测得静息电位，观察到指针发生一次偏转；灵敏电流计的两极都连接在神经纤维膜外(或内)侧(如图乙)，可以测得动作电位，可观察到指针发生两次方向相反的偏转。答案B2.图1所示为测量神经纤维膜内外电位的装置，图2所示为测得的膜电位变化。下列有关叙述错误的是()A.图1中A能测出静息电位的大小，相当于图2中A点的电位B.若细胞外Na浓度适当升高，在适宜条件刺激下图2中C点上移C.图1中神经纤维的状态由A转变为B的过程中，膜对钠离子的通透性增大D.若要画出如图2的动作电位，需要多个图1装置测量神经纤维不同位点的电位变化解析在测出静息电位的基础上，给予神经纤维一个有效刺激，即可测出动作电位，D错误。答案D考向2兴奋传导与电流计偏转问题1.(2017江淮十校联考)如图1表示在神经纤维膜外侧接一灵敏电流计，右侧给予一适当的刺激，图表示电流计指针的偏转情况。下列有关说法正确的是()A.电流计指针偏转的顺序依次是B.图a和图a电极处的膜均处于未兴奋状态，此时仍有离子进出C.兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导，无需能量D.若刺激a、b之间的任何一个位点，图示电流计的指针均偏转两次解析电流计指针偏转的方向取决于局部电流的方向，本电流表的两个电极未接受刺激时，膜外都为正电位，因此如图，当电流表的一个电极受到刺激时，兴奋处膜外为负电位，未兴奋处为正电位，因此b右侧给予一个刺激，b、a处会先后兴奋，依次为，A错误；图a和图a电极处的膜均处于未兴奋状态此时仍有离子进出，B正确；兴奋在神经纤维上的传导离不开膜内外Na、K分布不平衡的浓度梯度差，而Na、K分布不平衡状态是通过消耗能量来维持的；刺激a、b之间的中点，图示电流计的指针不偏转，D错误。答案B2.用连着微伏表的两个电极测试受刺激后的神经纤维上的电位变化，已知该纤维静息电位为70 mV，如果微伏表上发生一次持续约1 ms的电位差的变化：由一70 mV上升到0，再继续上升至40 mV，然后再下降恢复到70 mV，则刺激部位和微电极放置位置应该是()解析若把微伏表的两极连接在膜的一侧，则兴奋前和恢复静息电位后，测得的数值均为0。由题干知，该微伏表测得的电位变化是负电位正电位负电位。因此，两个微电极放置的位置应该是一个在膜内，另一个在膜外，C项正确。答案C(1)“三看法”判断电流计指针偏转(2)电流计两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧，刺激任何一侧，会形成一个波峰，如图1所示，电流计两极均置于神经纤维膜的外侧(或内侧)，刺激任何一端，会形成方向相反的两个波峰，如图2、图3所示，图2和图3的判断可根据题中的提示得出。【例证】 (2013安徽理综，30)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)用简便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：_；_。解析(1)验证兴奋能在神经纤维上双向传导的实验需在同一神经元中完成，设计思路：刺激神经纤维的某一点，从该点两侧观察反应。结合图示信息，刺激电位计与骨骼肌之间的传出神经，观察到图示刺激点左侧电位计有电位波动，刺激点右侧的左后肢屈腿，可验证兴奋能在神经纤维上双向传导。验证兴奋在反射弧中只能单向传递，需跨突触检测，在上述实验基础上，电位计未出现电位波动，可验证兴奋只能在反射弧中进行单向传递。(2)兴奋在神经元间的传递通过神经递质完成，易受药物影响。若在灌注液中添加某种药物，用0.5%硫酸溶液刺激蛙左后肢趾尖，电位计有波动，电位计未出现波动，推测其原因是神经递质传递受阻。结合神经递质的作用过程，其传递受阻有两种可能，一是突触前膜不能释放递质，二是突触前膜释放的递质不能与突触后膜上特异性受体结合。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)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突触前膜不能释放递质1.切断实验法确认传入神经与传出神经若切断某一神经，刺激外周段(远离中枢的位置)，肌肉不收缩，而刺激向中段(近中枢的位置)，肌肉收缩则切断的为传入神经，反之则为传出神经。2.反射弧中的兴奋传导方向的判断由于兴奋在神经元之间的传递是单向的，导致兴奋在完整反射弧中的传导也是单向的，只能由传入神经传入，传出神经传出。3.反射弧中兴奋传导特点的实验探究(1)探究冲动在神经纤维上的传导(2)探究冲动在神经元之间的传递4.“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。考向实验探究兴奋在反射弧中的传导1.(2017湖北七校联考)如图为某反射弧的模式图。为了验证某药物只能阻断兴奋在神经元之间的传递，而不能阻断兴奋在神经纤维上的传导。下列实验操作中不需要做的是()A.不放药物时，刺激B处，观察现象B.药物放在A处，刺激B处，观察现象C.药物放在B处，刺激C处，观察现象D.药物放在C处，刺激B处，观察现象解析兴奋在神经元之间的传递是单向的，在神经纤维上的传导是双向的，若要验证某药物只能阻断兴奋在神经元之间的传递，而不能阻断兴奋在神经纤维上的传导，操作时将药物放在B处或不放药物，刺激C处，观察2都会有反应，故不需要做。答案C 2.如图为支配青蛙后肢活动的反射弧模式图，假设图中各结构都有生命活性；现提供电刺激设备和电位计(电位测量仪)，请设计实验方案，验证兴奋在神经纤维上的传导及在神经元之间的传递特点，并阐述预期结果，得出结论。(1)验证兴奋在神经纤维上的传导特点方法步骤：电刺激b处，观察_，同时测量_。预期结果：_。实验结论：_。(2)验证兴奋在神经元之间的传递特点方法步骤：先刺激a处，测量_；再刺激_，测量_。预期结果：_。实验结论：_。答案(1)肌肉的反应c处的电位有无变化肌肉发生收缩反应，c处电位发生变化兴奋在神经纤维上的传导是双向的(2)c(b)处的电位有无变化c(b)处a处的电位有无变化刺激a处，c(b)处的电位有变化；再刺激c(b)处，a处的电位无变化兴奋在神经元之间的传递是单向的探究或验证兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递方向时，若为验证性实验，则结论按教材上的描述：兴奋在神经纤维上双向传导，在神经元之间单向传递；若为探究性实验，则要分情况讨论：双向、单向中AB、单向中BA三种情况。随堂真题&预测1.(2016江苏卷，26)为了研究神经干的兴奋传导和神经肌肉突触的兴奋传递，将蛙的脑和脊髓损毁，然后剥制坐骨神经腓肠肌标本，如图所示。实验过程中需要经常在标本上滴加任氏液(成分见下表)，以保持标本活性。请回答下列问题：任氏液成分/(gL1)成分含量NaCl6.5KCl0.14CaCl20.12NaHCO30.2NaH2PO40.01葡萄糖2.0 (1)任氏液中维持酸碱平衡的成分有_，其Na/K比与体液中_的Na/K比接近。(2)任氏液中葡萄糖的主要作用是提供能量，若将其浓度提高到15%，标本活性会显著降低，主要是因为_。(3)反射弧五个组成部分中，该标本仍然发挥功能的部分有_。(4)刺激坐骨神经，引起腓肠肌收缩，突触前膜发生的变化有_、_。(5)神经肌肉突触易受化学因素影响，毒扁豆碱可使乙酰胆碱酯酶失去活性；肉毒杆菌毒素可阻断乙酰胆碱释放；箭毒可与乙酰胆碱受体强力结合，却不能使阳离子通道开放。上述物质中可导致肌肉松弛的有_。解析(1)任氏液中NaHCO3和NaH2PO4可分别与酸碱中和起缓冲作用，维持酸碱平衡；任氏液可以保持标本活性，成分应和组织液相似。(2)任氏液中葡萄糖浓度提高到15%，会使细胞发生渗透失水，从而使代谢强度下降。(3)该标本脑和脊髓损毁，反射弧中的神经中枢被破坏，则刺激感受器或传入神经不会有反应，刺激传出神经或效应器有反应，能发挥功能。(4)刺激坐骨神经，引起腓肠肌收缩，突触前膜产生动作电位，同时突触小泡通过外排释放乙酰胆碱(神经递质)。(5)毒扁豆碱可使乙酰胆碱酯酶失去活性，会使突触后膜持续兴奋，肌肉表现为持续收缩；肉毒杆菌毒素阻断乙酰胆碱释放或箭毒与乙酰胆碱受体强力结合导致不能使阳离子通道开放，均会使突触后膜不能兴奋，导致肌肉松弛。答案(1)NaHCO3和NaH2PO4组织液(2)细胞失水(3)传出神经、效应器(4)产生动作电位突触小泡释放乙酰胆碱(神经递质)(5)肉毒杆菌毒素、箭毒2.(2014四川理综，8)某人行走时，足部突然受到伤害性刺激，迅速抬脚。右图为相关反射弧示意图。(1)图示反射弧中，a是_。当兴奋到达b点时，神经纤维膜内外两侧的电位变为_。当兴奋到达c处时，该结构发生的信号转变是_。(2)伤害性刺激产生的信号传到_会形成痛觉。此时，内脏神经支配的肾上腺分泌的肾上腺素增加，导致心率加快，这种生理活动的调节方式是_。(3)伤害引起的疼痛可通过下丘脑促进垂体释放_，直接促进_对水的重吸收。(4)当细菌感染足部伤口时，机体首先发起攻击的免疫细胞是_。未被清除的病原体经过一系列过程，其抗原会刺激B细胞增殖分化为_。答案(1)传入神经内正外负电信号化学信号电信号(2)大脑皮层神经体液调节(3)抗利尿激素肾小管和集合管(4)吞噬细胞浆细胞和记忆细胞3.(2019高考预测)将剥离出的神经骨骼肌标本(图1)放在适宜溶液内，该溶液能够保持标本活性。请回答下列有关问题：(1)上述适宜溶液中，含量上占有明显优势的无机盐离子是_。(2)设计简便实验探究图1中的神经是传入神经还是传出神经，写出基本思路：_。(3)图1中，在A点两侧(a点、b点)神经上放置电表的两极，在B点给于适宜电刺激，测量结果如图2所示。若在A点用药物普鲁卡因(阻止该处神经电流通过)处理，再重复上述实验。请在图3的坐标中绘出测量结果。答案(1)Na、Cl (2)用适宜的电刺激该神经，观察骨骼肌是否收缩(3)如图所示(时间：15分钟满分：50分)1.(2017广东高三六校二联，13)静息电位和兴奋的产生，均是以膜两侧离子的不均匀分布为基础的。将神经浸泡在某一溶液(模拟细胞外液，但无Na)中，则该神经()A.表现为外负内正的静息电位，刺激后可产生兴奋B.表现为外负内正的静息电位，刺激后不产生兴奋C.表现为外正内负的静息电位，刺激后可产生兴奋D.表现为外正内负的静息电位，刺激后不产生兴奋解析神经细胞内K浓度明显高于膜外，而Na浓度比膜外低，当处于静息电位时，由于膜主要对K有通透性，造成K外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，使得神经细胞维持了外正内负的静息电位，当受到刺激的时候，细胞膜对Na的通透性增加，Na内流，使兴奋部位膜内侧阳离子高于膜外侧，表现为外负内正的动作电位，但是由于本题是将神经细胞浸泡在无Na的溶液中，所以即使刺激该细胞也会由于溶液中没有Na，而不会出现电位的变化，即刺激后不会兴奋，依然表现为外正内负的静息电位。答案D2.(2017山西孝义一模)图甲是青蛙离体的神经肌肉标本示意图，图乙是神经肌肉接头处放大模式图。据图分析，下列说法正确的是()A.刺激e处，腓肠肌可以收缩，但神经冲动不能向e点右侧传导B.刺激e处，电流计的指针会偏转两次C.图乙肌细胞接受刺激，经上面的神经末梢传递到上一个神经元D.图乙神经递质通过主动运输释放到突触间隙解析刺激e处，腓肠肌可以收缩，由于神经冲动在神经纤维上是双向传导，所以神经冲动能向e点右侧传导。图乙肌细胞接受刺激，不能经上面的神经末梢(肌细胞)传递到上一个神经元。图乙神经递质通过外排释放到突触间隙。答案B3.(2017江西南昌模拟)以图1表示神经纤维在静息和兴奋状态下K跨膜运输的过程，其中甲为某种载体蛋白，乙为通道蛋白，该通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道。图2表示兴奋在神经纤维上传导时膜电位的变化。下列有关分析正确的是()A.图1 A侧为神经细胞膜的内侧，B侧为神经细胞膜的外侧B.图2 处膜外为负电位，而Na浓度膜外大于膜内C.图2兴奋传导过程中，膜外电流方向与兴奋传导方向一致D.图2 处K通道开放；处Na通道开放解析钾离子从B侧运输到A侧是通过离子通道完成的，不消耗能量，所以A侧为神经细胞膜的外侧，B侧为神经细胞膜的内侧，A错误；图2 处膜外为负电位，而Na浓度膜外大于膜内，B正确；图2兴奋传导过程中，膜外电流方向与兴奋传导方向相反，C错误；图2中处Na通道开放以形成动作电位，处K通道开放以形成静息电位，D错误。答案B4.(2018豫南九校二联)吸食毒品会导致人体相关生理功能障碍，甲图为毒品可卡因对人脑部神经冲动传递的影响；乙表为研究人员对可卡因等阿片类毒品的吸食者进行相关激素及T细胞检测的结果与健康人的对比情况。请回答下列问题：甲图组别促性腺激素性激素T细胞亚群a/%健康对照组4.76.543.8吸毒组1.44.135.6乙表(1)由甲图可知，当多巴胺与特异性_结合后，可将信息传递给下一个神经元。在突触结构中的_上有回收多巴胺的转运蛋白，而可卡因会_(填“促进”“阻碍”或“不影响”)多巴胺的回收。(2)乙表数据显示吸毒者的性激素含量明显低于健康者，推测可能是吸毒者的性腺功能受损或促性腺激素分泌减少所致；为了探究到底是其中的哪一种原因，可将吸毒者体内_的量补充到正常水平，一段时间后测定其体内性激素的含量，与健康者进行比较。(3)据乙表分析，吸毒者容易受细菌、病毒感染而患病的原因是_。解析(1)由甲图可知，当多巴胺与突触后膜上的特异性受体结合后，可将信息传递给下一个神经元；在突触结构中的突触前膜上有回收多巴胺的转运蛋白，而可卡因具有封闭多巴胺转运体的作用，会阻碍多巴胺的回收。(2)要进一步确认是否性腺受损，可将吸毒者体内的促性腺激素含量增加到健康者水平，一段时间后，测定吸毒者体内的性激素含量，并与健康者体内的含量进行比较，则可进一步确定性腺功能是否受损。(3)据乙表分析，吸毒者会出现T淋巴细胞总数下降，说明吸毒者细胞免疫(和体液免疫)受损，导致容易受细菌、病毒感染而患病。答案(1)受体突触前膜阻碍(2)促性腺激素 (3) T细胞减少使细胞免疫(和体液免疫)受损5.(2017湖北黄石第一次调研)由于神经元特殊的连接方式，神经中枢引起的兴奋可能并不会立即消失，而会延续一段时间。下图甲为中枢神经元之间的一种连接方式，图中各结构均正常，M和N为连接在神经元表面上的电流计；图乙是将蟾蜍的神经元浸浴在由低至高的三种浓度氯化钠溶液中，然后给予相同的刺激，记录的膜电位变化。请据图回答：(1)突触小体是神经元的_末梢经多次分支，最后在每个小枝的末端形成的杯状或球状结构。其释放的神经递质除能作用于下一个神经元外，在特定情况下，也能使肌肉收缩和_。(2)若在图甲A处给予一个适宜的刺激，M的指针发生偏转，而N的指针未发生偏转，推测最可能的原因是_；若N的指针偏转，则其偏转次数的情况是_。(填“一次”“ 二次”或“多次”)(3)图乙实验的结果说明：_。(4)河豚毒素能与细胞膜上的糖蛋白发生结合。先用河豚毒素处理神经细胞，一段时间后再将神经细胞移至高浓度氯化钠溶液中，给予足够刺激，结果膜电位变化大幅下降。分析原因是：_。解析(1)突触小体是轴突末梢的膨大部分，其释放的神经递质除能作用于下一个神经元外，在特定情况下，也能使肌肉收缩和(某些)腺体分泌激素。 (2)在图甲A处给予一个适宜的刺激，M的指针发生偏转，而N的指针未发生偏转，图中各结构均正常，则最可能的原因是A处神经元释放的是抑制性递质；若N的指针偏转，由于左侧的两个神经元构成一个循环，则其将偏转多次。(3)图乙实验的结果说明动作电位的大小与膜外钠离子浓度(或膜两侧钠离子浓度差)有关，膜外钠离子浓度越大，则动作电位越大。