高三生物一轮复习兴奋传导与传递的相关实验探究学案

兴奋传导与传递的相关实验探究

【教学目标】

1、学生运用结构与功能观，利用蛙的反射弧物理模型进行实验设计，利用电流表连接方式、

指针偏转次数，使学生认识兴奋在神经纤维上的传导特点，培养学生的科学思维；

2、以河豚毒素为情景，让学生设计实验探究毒素究竟是影响了兴奋在神经纤维上的传导还

是神经元之间传递，以此发展学生分析实验，科学探究的能力；

3、通过对抑郁症成因、毒品等对神经系统影响的案例分析，培养学生珍爱生命，远离毒品，

注重健康的生活理念。

【课堂探究案】

研讨一：膜电位测量与变化曲线

［学生活动1］任务1：①尝试用以下关键词描述神经纤维上兴奋的产生和传导过程。

关键词：电位差、局部电流、K+外流、Na+内流、适宜刺激、静息电位、动作电位

②膜电位测量、膜电位曲线变化分析

［典例1］：如甲图所示，在神经纤维上安装两个完全相同的灵敏电表，表1两电极分别在a、

b处膜外，表2两电极分别在d处膜的内外侧。在b、d中点c给予适宜刺激，

相关的电位变化曲线如乙图、丙图所示。发I表2

据图分析，下列说法不正确的是（）

1

A.表1记录得到丙图所示的曲线图ffH----------------

B.乙图曲线处于③点时，说明d处处于未兴奋状态

i®I]3

C.乙图曲线处于③点时，丙图曲线正处于④点

D.丙图曲线处于⑤点时，甲图a处电位表现为“外正内负叁

乙丙

［体验高考1］：（2023山东，16）神经细胞的离子跨膜运输除受膜内外离子浓度差影响外，

还受膜内外电位差的影响。已知神经细胞膜外的cr浓度比膜内高。下列说法正确的是（）

A.静息电位状态下，膜内外电位差一定阻止K+的外流

B.突触后膜的C卜通道开放后，膜内外电位差一定增大

C.动作电位产生过程中，膜内外电位差始终促进Na+的内流

D.静息电位一动作电位-静息电位过程中，不会出现膜内外电位差为0的情况

研讨二：兴奋传导与传递的实验探究

创设情境，引入问题：河豚毒素是一种神经毒素，河豚毒素（TTX）存在于河豚鱼的卵巢、

肝脏等多种器官中，具有很强的局部麻醉作用。面对河豚毒素的致毒性，有人推测可能它抑

制了动作电位的产生，使其不能在神经纤维上传导。也有人推测它可能作用在神经元之间突

触的传递。你同意哪种观点，请设计实验进行探究

【学生活动2】设计探究实验

材料：蛙的离体反射弧，电流表

①实验设计思路：

②实验预期结果：

［典例2］河豚毒素（TTX）存在于河豚鱼的卵巢、肝脏等多种器官中，具有很强的局部麻醉作

用。某科研人员以蛙离体坐骨神经为实验对象，探究不同剂量的河豚毒素对其动作电位的影

响，结果如下图所示。回答下列问题：

1

20

00

，80

660

向40

区20

妈■任氏液

双

3

屋-O-ljimol/dmTTX

卜

3

友-An5gmol/dmTTX

提

―♦-1Opmol/dm3TTX

12时间/min

图1不同浓度TTX对蛙坐骨神经动作电位的影响

40.00r

38.001

3&o

o

T3

.s4.2o

n3♦任氏液

、lo

起30._-lgmol/diii3TTX

第

_

-A-5pmol/dmJTTX

26.00■*10pmol/dm5TTX

24.00

22.001-

6时间/min

图2不同浓度TTX对蛙坐骨神经动作电位传导速度的影响

⑴任氏液与蛙组织液成分相近，研究表明，河豚毒素对钾离子通道无直接影响，因此对_

电位基本无影响。

⑵微电极刺激神经纤维，动作电位的形成原因是,结合右侧实验结果，推测河

豚毒素具有很强的局部麻醉作用的机制是。

⑶某人因食用未完全清除毒腺的河豚引发中毒，其症状可能是（填〃肌肉痉挛〃

或“肌无力"），随着时间延长，该症状会逐渐（填"增强"或"消退"）。

⑷经研究发现，河豚毒素（TTX）的确是一种钠离子通道

阻断剂。用TTX处理突触前神经纤维，然后每隔5min施——突触前---突触后

加一次刺激，分别测量突触前和突触后神经元的电位变化,

结果如右图。推测TTX导致突触前和突触后神经元电位发0816(ms)

1234刺激次数

生变化的原因是________________________________

河豚毒素对电位的影响

研讨三:兴奋异常传递对身体健康的影响

【学生活动3】分析兴奋异常传递的案例

案例1：抑郁症成因

[典例3]（2023青岛三模改编）抑郁症是一种常见的精神障碍性疾病，临床表现为情绪低落、

悲观、认知功能迟缓等症状。研究发现，抑郁症患者存在下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴（HPA轴）

功能亢进的生理变化。5-羟色胺（5-HT）是一种兴奋性神经递质，也可作为抗抑郁药。氟氧苯

丙胺和单胺氧化酶（MAO）抑制剂也是常用的抗抑郁药物，其作用机理如图所示。

⑴研究表明,抑郁症患者血浆中的糖皮质激素浓度明显

增高，据图可知，高浓度糖皮质激素会使突触前膜

的数量增多，据此分析抑郁症患者出现长时间情绪低落的

原因是_____________________________________________

（2）氟氧苯丙胺和MAO抑制剂都能缓解抑郁症状，由图

分析其作用的共同点

是_________________________________________________

除图中所涉及抗抑郁药物的作用原理外，请写出其它用于研发抗抑郁药物的思路:

案例2：可卡因上瘾机制

[体验高考2]（2022山东高考，9）药物甲、乙、丙均可治疗某种疾病，相关作用机制如图

所示，突触前膜释放的递质为去甲肾上腺素（NE）。下列说法错误的是（）

A.药物甲的作用导致突触间隙中的NE增多

B.药物乙抑制NE释放过程中的正反馈

C.药物丙抑制突触间隙中NE的回收

D.NE-B受体复合物可改变突触后膜的离子通透性

【课堂小结】

【巩固练习】

1.（2020年山东卷，7）听毛细胞是内耳中的一种顶端具有纤毛的感觉神经细胞。声音传递

到内耳中引起听毛细胞的纤毛发生偏转，使位于纤毛膜上的1通道打开，K,内流而产生兴奋。

兴奋通过听毛细胞底部传递到听觉神经细胞，最终到达大脑皮层产生听觉。下列说法错误的

是（）

A.静息状态时纤毛膜外的K*浓度低于膜内B.纤毛膜上的K,内流过程不消耗ATP

C.兴奋在听毛细胞上以电信号的形式传导D.听觉的产生过程不属于反射

2.毒品可卡因是最强的天然中枢兴奋剂。多巴胺是一种兴奋性神经递质，在脑内能传递兴奋

及愉悦的信息。另外，多巴胺也与各种上瘾行为有关。图为可卡因对人脑部突触间神经冲动

多巴胺

的传递干扰示意图。下列叙述正确的是（）

A.多巴胺与受体结合使突触后膜发生的电位变化是外负内正一外正

内负

B.可卡因与多巴胺转运体结合，阻碍了多巴胺的回收，延长了其对

大脑的刺激，产生快感

C.吸食可卡因容易上瘾的原因是可卡因不断作用于突触后膜使突触后膜持续兴奋

D.缓解可卡因毒瘾，可考虑使用水解可卡因的酶、多巴胺受体拮抗剂和激动剂

3.辣椒素受体TRPV1是感觉神经末梢上的非选择性阳离子通道蛋白，辣椒素和43℃以上

的高温等刺激可将其激活，并打开其通道，激活机理如图甲，结合图甲、图乙回答下列问题:

（1）辣椒素与TRPV1结合引起感觉神经末

梢上的非选择性阳离子通道打开，Na+

内流导致神经纤维膜两侧的电位变为

,从而产生兴奋。兴奋沿传

入神经