高中生物选择性必修1同步系列（新教材）讲义第2章 微专题(二)　兴奋的传导与传递相关实验分析题

微专题(二)兴奋的传导与传递相关实验分析题一、传入神经和传出神经的判断方法1．根据是否有神经节判断：有神经节的为传入神经。2．根据脊髓灰质的结构判断：与前角(粗大端)相连的为传出神经，与后角(狭长端)相连的为传入神经。3．根据脊髓灰质内突触结构判断：图中与“”相连的为传入神经，与“”相连的为传出神经。4．切断实验法判断：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。例1(2019·河北高二开学考试)如图是一个反射弧模式图，下列分析中正确的是()①S是感受器，M是效应器②S是效应器，M是感受器③Ⅰ是传入神经，Ⅲ是传出神经④Ⅰ是传出神经，Ⅲ是传入神经⑤兴奋的传导方向是：Seq\o(→,\s\up7(Ⅰ))Ⅱeq\o(→,\s\up7(Ⅲ))M⑥兴奋的传导方向是：Meq\o(→,\s\up7(Ⅲ))Ⅱeq\o(→,\s\up7(Ⅰ))S⑦兴奋的传导方向是：Seq\o(→,\s\up7(Ⅰ))Ⅱeq\o(→,\s\up7(Ⅲ))M或Meq\o(→,\s\up7(Ⅲ))Ⅱeq\o(→,\s\up7(Ⅰ))SA．①③⑤ B．②④⑥C．①③ D．②④⑦答案A解析S是感受器，M是效应器，①正确，②错误；Ⅰ是传入神经，Ⅲ是传出神经，③正确，④错误；在反射弧中兴奋传导的方向是Seq\o(→,\s\up7(Ⅰ))Ⅱeq\o(→,\s\up7(Ⅲ))M，⑤正确，⑥⑦错误。例2(2019·吉林省实验中学高二月考)下图为某反射弧结构的模式图，其中乙表示神经中枢，甲、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A是传出神经元还是传入神经元，某研究小组将微电流计的两个电极分别搭在位点2和位点3的神经纤维膜外侧。下列说法错误的是()A．刺激位点4，若微电流计指针偏转2次，则A为传入神经元B．刺激位点4，若微电流计指针偏转2次，则A为传出神经元C．刺激位点1，若微电流计指针偏转2次，则A为传入神经元D．刺激位点1，若微电流计指针偏转1次，则A为传出神经元答案A解析将微电流计的两个电极分别搭在位点2和位点3的神经纤维膜外侧，刺激位点4，若微电流计指针偏转2次，说明兴奋可由B传向A，则A为传出神经元，A错误，B正确；刺激位点1，若微电流计指针偏转2次，说明兴奋可由A传向B，因此A为传入神经元，C正确；刺激位点1，若微电流计指针偏转1次，说明兴奋不能从A传向B，因此A为传出神经元，D正确。二、解读膜电位变化曲线图1．图示离体神经纤维某一部位受到适宜刺激时，受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化，产生神经冲动。如图为该部位受刺激前后，膜两侧电位差的变化。2．曲线解读(1)a线段：静息电位，内负外正，K＋外流。(2)b点：0电位，动作电位形成过程中，Na＋内流。(3)bc段：动作电位，内正外负，Na＋继续内流。(4)cd段：静息电位恢复，K＋外流。3．细胞外液中Na＋、K＋浓度改变对电位的影响项目静息电位动作电位峰值Na＋增加不变增大Na＋降低不变变小K＋增加变小不变K＋降低增大不变例3(2019·西安一中期末)在离体实验条件下神经纤维的动作电位示意图如图所示。下列叙述正确的是()A．ab段主要是Na＋内流，是需要消耗能量的B．bc段主要是Na＋外流，是不需要消耗能量的C．cd段主要是K＋外流，是不需要消耗能量的D．de段主要是K＋内流，是需要消耗能量的答案C解析题图中ac段，细胞产生动作电位，主要是Na＋内流，不需要消耗能量，A、B项错误；而ce段，细胞恢复静息电位，主要是K＋外流，也不需要消耗能量，C项正确、D项错误。例4如图表示神经纤维在离体培养条件下，受到刺激时产生动作电位及恢复过程中的电位变化，有关分析错误的是()A．ab段神经纤维处于静息状态B．bd段是产生动作电位的过程C．若增加培养液中的Na＋浓度，则d点将上移D．ab段和bd段分别是K＋外流和Na＋外流的结果答案D解析在未受到刺激时神经纤维处于静息状态，即图中ab段；bd段产生了动作电位，主要是Na＋内流的结果；若增加培养液中的Na＋浓度，会使Na＋内流的量增多，动作电位峰值增大。三、兴奋传导和传递过程中电流计指针偏转问题1．在神经纤维上(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．在神经元之间(1)刺激b点，由于兴奋在突触部位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。例5神经纤维上有依次排列的四个点A、B、C、D，且AB＝BC＝CD，现将一个电流表依次连接到神经纤维细胞膜表面的两点(1.AB、2.BD、3.AD)，若在C处给一强刺激，其中电流表指针能够发生两次方向相反的偏转的有()A．1、2B．1、3C．2、3D．1、2、3答案B解析将一个电流表连接到神经纤维膜表面的A、B两点，若在C处给一强刺激，兴奋先传至B点，然后传至A点，电流表指针能够发生两次方向相反的偏转；将一个电流表连接到神经纤维膜表面的B、D两点，若在C处给一强刺激，因为BC＝CD，B、D两点同时兴奋，故电流表指针不发生偏转；将一个电流表连接到神经纤维膜表面的A、D两点，若在C处给一强刺激，电流表指针能够发生两次方向相反的偏转。例6下图是反射弧的局部结构示意图，刺激c点，检测各位点电位变化。下列说法错误的是()A．若检测到b、d点都有电位变化，说明兴奋在同一神经元上是可以双向传导的B．如果a处检测不到电位变化，是因为突触前膜释放的是抑制性神经递质C．兴奋由c传递到e时，发生了电信号→化学信号→电信号的转换D．电表①不偏转，电表②偏转两次答案B解析刺激c点，若检测到b、d点都有电位变化，说明兴奋在同一神经元上是可以双向传导的，A正确；刺激c点，a处检测不到电位变化，是因为兴奋在神经元之间只能单向传递，B错误；兴奋由c传递到e时需要通过突触结构，因此发生了电信号→化学信号→电信号的转换，C正确；兴奋在神经纤维上可双向传导，但在神经元之间只能单向传递(向右)，因此刺激c点，兴奋不能传递到a神经元，电表①不偏转，但兴奋可向右传导，因此电表②偏转两次，D正确。四、实验探究反射弧中兴奋的传导和传递1．探究兴奋在神经纤维上的双向传导方法设计：电刺激图中①处，观察A的反应，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的单向传递方法设计：先电刺激图中①处，测量③处电位变化；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。例7下图表示通过突触相连接的神经元，电流计的电极均连接于神经纤维外表面，A、B、C为可以选择的刺激位点。下列分析正确的是()A．刺激A点，兴奋以局部电流的形式传到B点B．若要证明兴奋在神经纤维上双向传导，最好刺激C点C．未受刺激时，神经元细胞膜内外没有离子进出D．刺激B点，观察②指针的偏转次数，可以判断X处有无突触答案D解析AB之间有突触结构，兴奋在突触间的传递是单向的，刺激A点，兴奋不能传到B点，A错误；刺激C点，只能说明兴奋在神经纤维上可以从C传到B，不能说明兴奋在神经纤维上双向传导，B错误；未受刺激时，神经元细胞膜是静息电位，是由于钾离子大量外流引起的，C错误；当刺激B点时，②指针若偏转两次，则说明X处无突触，若只偏转一次说明X处有突触，D正确。例8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a和b。将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后，电位计a和b有电位波动，出现屈反射。如图为该反射弧结构示意图。请回答下列问题：(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a有波动，电位计b未出现波动，左后肢未出现屈反射，其原因可能有：①____________________________；②_____________________________________________________________________________。答案(1)方法和现象：刺激电位计b与骨骼肌之间的传出神经。观察到电位计b有电位波动和左后肢屈腿，电位计a未出现电位波动(2)突触前膜释放的神经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神经递质解析(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b与骨骼肌之间的传出神经，观察到图示刺激点左侧电位计b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a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a有波动，电位计b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神经递质，二是突触前膜释放的神经递质不能与突触后膜上的特异性受体结合。1.下图是反射弧的模式图，其中a、b、c、d、e表示反射弧的组成部分，Ⅰ、Ⅱ表示突触的组成部分，请据图判断下列说法，错误的是()A．a是效应器，d是传入神经B．若切断d、刺激b，则不会引起效应器收缩C．存在于结构Ⅰ和Ⅱ之间的液体是组织液D．神经递质通过胞吐方式从Ⅰ处释放答案B解析根据神经节的位置(或根据突触的示意图)可以判断d是传入神经，a是效应器，b是传出神经，切断传入神经、刺激传出神经，会引起效应器收缩，A正确、B错误；结构Ⅰ是突触前膜，结构Ⅱ是突触后膜，突触前膜和突触后膜之间的液体是组织液，C正确；神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，释放方式是胞吐，消耗能量，D正确。2．如图甲为某神经纤维受到刺激后膜电位变化情况。神经细胞的静息电位和动作电位与通道蛋白关系紧密。Na＋－K＋泵是神经细胞膜上的一种常见载体，能催化ATP水解，每消耗1分子的ATP，就可以逆浓度梯度将3分子的Na＋泵出细胞外，将2分子的K＋泵入细胞内，其结构如图乙所示。下列根据上述资料作出的分析，正确的是()A．图甲中静息电位的维持是Na＋持续外流的结果B．图甲中bc段，Na＋通过通道蛋白内流需要消耗ATPC．图乙中随着温度逐渐提高，Na＋—K＋泵的运输速率先增大后稳定D．图乙中随着O2浓度的提高，Na＋—K＋泵的运输速率先增大后稳定答案D解析Na＋－K＋泵的化学本质是蛋白质，随着温度的提高，蛋白质会发生变性，导致其运输速率下降或功能丧失，C错误。3．以枪乌贼的粗大神经纤维作为实验材料，测定其受刺激后的电位变化过程如图所示，图中箭头表示电流方向，下列说法错误的是()A．在a点左侧刺激，依次看到的现象是4、2、4、3、4B．在b点右侧刺激，依次看到的现象是4、3、4、2、4C．在a、b两点中央刺激，依次看到的现象是4、1、4D．在a、b两点中央偏左刺激，依次看到的现象是4、3、4、2、4答案D解析当刺激神经纤维产生兴奋时，膜的两侧发生电位变化，膜电位由内负外正变为内正外负，兴奋沿刺激点向神经纤维的两侧传导。在a点左侧刺激，此时a、b两点是未兴奋电位，电荷分布如图4情况，然后a、b两点依次兴奋，如图中2、3情况，最后a、b两点电位归为静息电位，A正确；在b点右侧刺激，此时a、b两点是未兴奋点，电荷分布如图4情况，然后b、a两点依次兴奋，如图中3、2情况，最后a、b两点电位归为静息电位，B正确；在a、b两点的中央刺激，兴奋向两侧同时等速传导，同时到达a、b两点所以会依次出现图4、1、4的情况，C正确；如果刺激点在a、b两点的中央偏左，则a点先兴奋，电位如图中2情况，b点后兴奋，电位如图中3情况，D错误。4．如图将灵敏电流计的两极分别置于膝跳反射弧中的a处外表面和b处内表面，图中ac＝db，若在c、d两点同时对神经细胞给予能引起兴奋的相同刺激，则刺激后电流计指针偏转的情况及b处内表面的电位变化是()A．先左后右，再向右；负→正→负B．先右后左，再向左；正→负→正C．先右后左，再向右再向左；正→负→正→负→正D．先左后右，再向左再向右；负→正→负→正→负答案D解析由于电极分别置于a处外表面和b处内表面，刺激前，a处外表面为正，b处内表面为负，指针向右偏转，在c、d两点同时对神经细胞给予能引起兴奋的刺激后，两处电位发生变化，a处外表面为负，b处内表面为正，指针向左偏转，之后恢复初始状态；当c处的刺激通过突触传到b处后，b处内表面再次变为正，指针再次向左偏转，之后又恢复初始状态。5．(2020·河北高二期末)如图为某反射的结构示意图，据图判断，下列相关叙述正确的是()A．图中a、e分别为反射弧中的效应器、感受器B．非条件反射依赖于图中的反射弧，而条件反射不依赖反射弧C．刺激d处，在b处可记录到电位变化，同时a会收缩，属于反射D．刺激e处，在b处检测到电位变化即可说明兴奋在神经纤维上单向传递答案A解析图中a、e分别为反射弧中的效应器、感受器，A正确；非条件反射依赖于图中的反射弧，条件反射也依赖反射弧，B错误；刺激d处，在b处可记录到电位变化，但由于没有经过完整的反射弧，故不属于反射，C错误；刺激e处，在b处检测到电位变化，但不可说明兴奋在神经纤维上单向传递，因为没有相反方向的刺激做对照，D错误。6．如图所示，分别将灵敏电流计按图连接(甲图为神经纤维，乙图含有突触结构，甲、乙图中ab长度相同)，据图回答下列问题：(1)静息时，神经纤维膜内外的电位状况是__________，在这一电位状况时膜外________浓度高于膜内，膜内________浓度高于膜外。(2)甲图灵敏电流计现在测不到神经纤维膜的静息电位，要怎样改进才能测到静息电位？_________________________________