专项12神经调节的膜电位测定与相关实验探究-2023年高考生物一轮复习疑难专项突破

2023年生物一轮复习疑难专项突破专项12神经调节的膜电位测定与相关实验探究一、膜电位的测量以及兴奋传递中电流表指针的偏转问题专项梳理1.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.在神经纤维上的电流表指针偏转问题1）探究兴奋在神经纤维上的双向传导①刺激a点，b点兴奋早于d点电流

计指针先往左后往右两次偏转；②刺激c点，b、d同时兴奋电流计

指针不偏转

先电刺激a上一点，测量b上有电位变化再电刺激b上一点，测量a上无电位变化①刺激b点，a点兴奋早于d点，电流计指针发生两次方向相反的偏转②刺激c点，a点不兴奋，d点可兴奋，电流计指针只发生一次偏转

专项微练1.

[2020湖南湘东七校联考]图1是微型电压表测量神经纤维膜内外电位的装置图；图2是神经纤维某处由静息电位→动作电位→静息电位的膜电位变化曲线，该过程中存在Na＋外流和K＋内流现象。下列叙述正确的是(

)图1图2A.

图1测得的电位相当于图2中BD段的电位B.

图2中C和E点神经纤维膜上Na＋的跨膜运输速率相同C.

图2中Na＋外流和K＋内流现象最可能发生在FG段D.

由图2曲线走势可以得出兴奋的传导是双向的C[解析]

图1测得的电位是外正内负，为静息电位，对应图2中的AB段，A错误。图2中C点钠离子通道是开放的，钠离子内流速率较快；而E点钠离子通道已经关闭，钾离子通道是开放的，钠离子无法内流，B错误。图2中钠离子外流和钾离子内流是Na＋-K＋泵作用的结果，该过程最可能发生在FG段，C正确。由图2无法得知兴奋的传导是单向的还是双向的，D错误。2.

[2021新疆实验中学月考]如图1表示神经纤维上某点受到刺激后对膜外电位的测量，图2表示神经纤维某部位在受到一次刺激前后膜内外的电位变化。相关叙述正确的是(

)图1图2A.

在没有接受刺激时，图1中的电位计可测量到静息电位的大小B.

图2中从A到C段，Na+大量内流需要载体蛋白的协助，消耗能量C.

改变神经纤维膜外的K+浓度，则图2中A的电位不会受到影响D.

如果神经纤维膜外的Na+含量降低，则图2中C的电位将下降D[解析]

静息电位可表示静息状态时细胞膜内外的电位差，图1中电流表的两个电极都置于细胞膜外，不能测量到静息电位的大小，A错误；图2中从A到C是动作电位形成的过程，此过程Na+通过Na+通道蛋白大量内流，不需要消耗能量，B错误；图2中A点静息电位主要是由K+外流维持的，所以如果改变神经纤维膜外的K+浓度，则A点的电位会受到影响，C错误；如果将神经纤维膜外的Na+含量降低，则Na+内流量减少，动作电位的峰值降低，即图2中C的电位将下降，D正确。3.

如图为神经元结构模式图，电流计A1和A2的两极a、c、d、e分别接在神经纤维外膜上，在b、f（ab=bc）两点给予适宜强度的刺激，则电流计的偏转情况为(

)A.

在b点与f点刺激时，A1、A2各偏转两次，且方向相反B.

在b点刺激时，A1偏转两次，A2偏转一次；在f点刺激时，A1不偏转，A2偏转一次C.

在b点刺激时，A1不偏转，A2偏转一次；在f点刺激时，A1不偏转，A2偏转一次D.

在b点刺激时，A1不偏转，A2偏转两次；在f点刺激时，A1不偏转，A2偏转一次D[解析]

在b点刺激时，兴奋同时到达a和c处，因此A1不偏转；当兴奋继续向右传递时，先到达d处，后到达e处，因此A2偏转两次，且方向相反（先向左偏转，后向右偏转）。在f点刺激时，兴奋能传导到e处，但不能传递到a、c和d处，因此A1不偏转，A2偏转一次，D正确。4.

为了探究兴奋在神经元轴突上的传导是双向的还是单向的，某兴趣小组做了以下实验：取新鲜的神经—肌肉标本（实验期间用生理盐水湿润标本），设计了下面的实验装置图（C点位于两电极之间的正中心，指针偏转方向与电流方向一致）。下列叙述不正确的是(

)A.

神经元轴突与肌肉之间的突触结构由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成B.

若为双向传导，则电刺激D点，肌肉会收缩且电流计指针偏转2次C.

电刺激C处，神经纤维上的电流计指针不会偏转，因此C点无法探究得出正确结论D.

兴奋在AC之间的传导所用的时间比兴奋从C点到肌肉所用的时间短C[解析]

突触结构由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成，A正确；电刺激D点，兴奋先到达距离微电流计近端，引起指针偏转一次，兴奋向距离微电流计较远端传导时，之前兴奋部位恢复静息状态，指针发生与第一次方向相反的偏转，故肌肉会收缩且电流表偏转2次，B正确；C点位于两电极之间的正中心，到微电流计两端的距离相等，刺激C点，兴奋部位产生的局部电流同时传导至微电流计两端，指针不偏转，能说明兴奋在神经纤维上双向传导，C错误；兴奋在AC间以电信号形式传导，而在神经—肌肉突触处以电信号→化学信号→电信号形式传递，因突触延搁其传递速度较慢，D正确。二、反射弧中兴奋传导与传递特点的实验探究专项梳理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.“药物阻断”实验1）探究某药物（如麻醉药）是否阻断兴奋在神经纤维上的传导：可将药物置于神经纤维①处，刺激②或③处，如果A处肌肉收缩，说明药物不能阻断兴奋在神经纤维上的传导，反之说明药物能阻断兴奋在神经纤维上的传导；2）探究某药物（如麻醉药）是否阻断在突触处传递,将药物置于突触C处,刺激③处，如果A处肌肉收缩，说明药物不能阻断兴奋在突触处传递，反之说明药物能阻断兴奋在突触处传递。3.电刺激法探究反射弧中兴奋传导的特点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专项微练5.

用脊蛙（去除脑保留脊髓的蛙）进行屈腿反射实验时，刺激蛙左后肢，左后肢收缩，右后肢也会收缩，说明左右后肢反射弧的中枢存在某种联系。在一次制作脊蛙的过程中，某研究人员不小心伤到了蛙右后肢上的神经，但不知是传入神经还是传出神经，于是设计了如下实验方案进行探究：1）

刺激蛙右后肢，若右后肢不收缩而左后肢收缩，说明伤及的是_______神经。传出[解析]

刺激蛙右后肢，若右后肢不收缩而左后肢收缩，说明右后肢受到的刺激产生的兴奋能传递到左后肢的效应器，但不能传递到右后肢的效应器，因此伤及的是传出神经。2）

刺激蛙右后肢，若___________________，则可初步判断伤及的是传入神经，但不知右后肢传出神经是否也同时受到伤害，请帮其设计实验并加以探究（写出实验思路，预期实验结果和结论）。实验思路：_________________________________。预期实验结果和结论：______________________________________________________________________________。左右后肢均不收缩刺激左后肢，观察右后肢是否收缩若右后肢收缩，则说明传出神经未受损伤；若右后肢不收缩，则说明传出神经受损伤[解析]

若伤及的是传入神经，则刺激蛙右后肢，左右后肢均不收缩。若要通过实验探究右后肢的传出神经是否同时受损，可刺激左后肢（传入神经正常），观察右后肢是否收缩。如果右后肢的传出神经未受损，则右后肢收缩；如果右后肢的传出神经受损，则右后肢不收缩。6.

[2020河南郑州一中名校联考]破坏蛙脑，保留脊髓，用任氏液做蛙心静脉灌注，以维持蛙的基本生命活动。暴露蛙左后肢屈腿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质量分数为0.5%的硫酸溶液后，电位计a和b有电位波动，出现屈腿反射。如图为该反射弧结构示意图，回答下列问题：1）

若在任氏液中滴加质量分数为0.65%的NaCl溶液，则神经细胞外Na+浓度大幅升高，使__________加速，从而使___________加强，神经元兴奋性增高，导致Ca2+外流，心脏收缩力降低，心率减弱。若在任氏液中添加了某种药物，重复屈腿反射实验发现，电位计a有波动，电位计b未出现波动，左后肢未出现屈腿反射，推测其原因可能是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（答出两点）。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（或递质与药物结合而不能与突触后膜上的特异性受体结合；或突触后膜上的特异性受体与药物结合而不能与递质结合；或药物抑制递质合成；或递质被分解等）Na+内流动作电位[解析]

神经纤维受到刺激时，Na+内流的方式为协助扩散，若神经细胞外Na+浓度大幅升高，会使Na+内流加速，动作电位加强。将蛙左后肢趾尖浸入添加了某种药物的任氏液中，电位计a有波动，电位计b未出现波动，左后肢未出现屈腿反射，说明兴奋没有从传入神经的突触前膜传递到突触后膜，原因可能是：在药物的影响下，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或者突触前膜不能释放递质。2）

请用上述屈腿反射的材料设计实验验证兴奋在神经纤维上双向传导，而在反射弧中只能单向传递。简要写出实验方法和实验现象：________________