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1、 动动物物神神经经调调节节生生理理实实验验设设计计与与分分析析是是高高中中生生物物学学难难点点之之一一，也也是是高高考考区区分分度度高高、拉拉分分明明显显的的命命题题点点之之一一，考考查查内内容容涉涉及及电电位位测测量量、电电流流计计指指针针偏偏转转分分析析、反反射射弧弧中中兴兴奋奋传传导导方方向向探探究究分分析析及及传传入入神神经经、传传出出神神经经的的实实验验确确认认等等，题题目目难难度度较较大大，语语言言规规范范化化及及专专业业术术语语要要求求较较高高，强强化化相相关关知知识识的的整整合合，规规律律方方法法的的总总结结及及针针对对性性训训练练是备考关键。是备考关键。突破点突破点1电位测量
2、与电流计指针偏转问题电位测量与电流计指针偏转问题【例例证证】 (2013四四川川卷卷，3)下下图图表表示示具具有有生生物物活活性性的的蛙蛙坐坐骨骨神神经经腓腓肠肠肌肌标标本本，神神经经末末梢梢与与肌肌细细胞胞的的接接触触部部位位类类似似于于突突触触，称称“神神经经肌肌接接头头”。下下列列叙叙述述错错误误的的是是()A.“神经神经肌接头肌接头”处可发生电信号与化学信号的转变处可发生电信号与化学信号的转变B.电刺激电刺激处，肌肉会收缩，灵敏电流计指针也会偏转处，肌肉会收缩，灵敏电流计指针也会偏转C.电刺激电刺激处，神经纤维上的电流计会记录到电位变化处，神经纤维上的电流计会记录到电位变化D.神经纤维
3、上兴奋的传导方向与膜内的电流方向相同神经纤维上兴奋的传导方向与膜内的电流方向相同解解析析根根据据题题干干说说明明“神神经经末末梢梢与与肌肌细细胞胞的的接接触触部部位位类类似似于于突突触触”，那那么么兴兴奋奋传传递递方方向在此处只能是神经向在此处只能是神经肌肉，故刺激肌肉，故刺激处，神经纤维上的电流计不会记录到电位变化。处，神经纤维上的电流计不会记录到电位变化。答案答案C1.膜电位的测量膜电位的测量2.指针偏转原理图指针偏转原理图3.兴奋传导与电流计指针偏转问题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验证兴奋在神经元之间的单向传递考向考向1兴奋传导过程中膜电位的变化分析兴奋
4、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()可可以以测测量量神神经经纤纤维维的的动动作作电电位位可可以以测测量量神神经经纤纤维维的的静静息息电电位位只只观观察察到到指指针针发生一次偏转发生一次偏转可观察到指针发生两次方向相反的偏转可观察到指针发生两次方向相反的偏转A. B. C. D.解解析析灵灵敏敏电电流流计计的的一一极极与与神神经经纤纤维维膜膜外外侧侧连连接接，另另一一极极与与膜膜内内侧侧连连接接(如如图图甲甲)，此此状状态态下下可可以以测测得得静静息息电电位位，观观察察到到指指针针发
5、发生生一一次次偏偏转转；灵灵敏敏电电流流计计的的两两极极都都连连接接在在神神经经纤纤维维膜膜外外(或或内内)侧侧(如如图图乙乙)，可可以以测测得得动动作作电电位位，可可观观察察到到指指针针发发生生两两次次方方向向相相反反的的偏转。偏转。答案答案B2.图图1所所示示为为测测量量神神经经纤纤维维膜膜内内外外电电位位的的装装置置，图图2所所示示为为测测得得的的膜膜电电位位变变化化。下下列列有有关叙述错误的是关叙述错误的是()A.图图1中中A能测出静息电位的大小，相当于图能测出静息电位的大小，相当于图2中中A点的电位点的电位B.若细胞外若细胞外Na浓度适当升高，在适宜条件刺激下图浓度适当升高，在适宜条
6、件刺激下图2中中C点上移点上移C.图图1中神经纤维的状态由中神经纤维的状态由A转变为转变为B的过程中，膜对钠离子的通透性增大的过程中，膜对钠离子的通透性增大D.若要画出如图若要画出如图2的动作电位，需要多个图的动作电位，需要多个图1装置测量神经纤维不同位点的电位变化装置测量神经纤维不同位点的电位变化解解析析在在测测出出静静息息电电位位的的基基础础上上，给给予予神神经经纤纤维维一一个个有有效效刺刺激激，即即可可测测出出动动作作电电位位，D错误。错误。答案答案D考向考向2兴奋传导与电流计偏转问题兴奋传导与电流计偏转问题1.(2017江江淮淮十十校校联联考考)如如图图1表表示示在在神神经经纤纤维维膜
7、膜外外侧侧接接一一灵灵敏敏电电流流计计，右右侧侧给给予予一一适适当当的刺激，图的刺激，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电流计指针偏转的顺序依次是B.图图a和图和图a电极处的膜均处于未兴奋状态，此时仍有离子进出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之间的任何一个位点，图示电流计的指针均偏转两次解解析析电电流流计计指指针针偏偏转转的的方方向
8、向取取决决于于局局部部电电流流的的方方向向，本本电电流流表表的的两两个个电电极极未未接接受受刺刺激激时时，膜膜外外都都为为正正电电位位，因因此此如如图图，当当电电流流表表的的一一个个电电极极受受到到刺刺激激时时，兴兴奋奋处处膜膜外外为为负负电电位位，未未兴兴奋奋处处为为正正电电位位，因因此此b右右侧侧给给予予一一个个刺刺激激，b、a处处会会先先后后兴兴奋奋，依依次次为为，A错错误误；图图a和和图图a电电极极处处的的膜膜均均处处于于未未兴兴奋奋状状态态此此时时仍仍有有离离子子进进出出，B正正确确；兴兴奋奋在在神神经经纤纤维维上上的的传传导导离离不不开开膜膜内内外外Na、K分分布布不不平平衡衡的的
9、浓浓度度梯梯度度差差，而而Na、K分分布布不不平平衡衡状状态态是是通通过过消消耗耗能能量量来来维维持持的的；刺刺激激a、b之之间间的的中中点，图示电流计的指针不偏转，点，图示电流计的指针不偏转，D错误。错误。答案答案B2.用用连连着着微微伏伏表表的的两两个个电电极极测测试试受受刺刺激激后后的的神神经经纤纤维维上上的的电电位位变变化化，已已知知该该纤纤维维静静息息电电位位为为70 mV，如如果果微微伏伏表表上上发发生生一一次次持持续续约约1 ms的的电电位位差差的的变变化化：由由一一70 mV上上升升到到0，再再继继续续上上升升至至40 mV，然然后后再再下下降降恢恢复复到到70 mV，则则刺刺
10、激激部部位位和和微微电电极极放置位置应该是放置位置应该是()解解析析若若把把微微伏伏表表的的两两极极连连接接在在膜膜的的一一侧侧，则则兴兴奋奋前前和和恢恢复复静静息息电电位位后后，测测得得的的数数值值均均为为0。由由题题干干知知，该该微微伏伏表表测测得得的的电电位位变变化化是是负负电电位位正正电电位位负负电电位位。因因此此，两两个个微电极放置的位置应该是一个在膜内，另一个在膜外，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。项正确。答案答案C(1)“三看法三看法”判断电流计指针偏转判断电流计指针偏转(2)电电流流计计两两极极分分别别置置于于神神经经纤纤维维膜膜的的内内侧侧和和外外侧
11、侧，刺刺激激任任何何一一侧侧，会会形形成成一一个个波波峰峰，如如图图1所所示示，电电流流计计两两极极均均置置于于神神经经纤纤维维膜膜的的外外侧侧(或或内内侧侧)，刺刺激激任任何何一一端端，会会形形成成方方向向相相反反的的两两个个波波峰峰，如如图图2、图图3所所示示，图图2和和图图3的的判判断断可可根根据据题题中中的的提提示得出。示得出。【例例证证】 (2013安安徽徽理理综综，30)将将蛙蛙脑脑破破坏坏，保保留留脊脊髓髓，做做蛙蛙心心静静脉脉灌灌注注，以以维维持持蛙蛙的的基基本本生生命命活活动动。暴暴露露蛙蛙左左后后肢肢屈屈反反射射的的传传入入神神经经和和传传出出神神经经，分分别别连连接接电电
12、位位计计和和。将将蛙蛙左左后后肢肢趾趾尖尖浸浸入入0.5%硫硫酸酸溶溶液液后后，电电位位计计和和有有电电位位波波动动，出出现现屈屈反反射。如图为该反射弧结构示意图。射。如图为该反射弧结构示意图。突破点突破点2反射弧中兴奋传导方向的判断反射弧中兴奋传导方向的判断(1)用用简简便便的的实实验验验验证证兴兴奋奋能能在在神神经经纤纤维维上上双双向向传传导导，而而在在反反射射弧弧中中只只能能单单向向传传递递。_。(2)若若在在灌灌注注液液中中添添加加某某种种药药物物，将将蛙蛙左左后后肢肢趾趾尖尖浸浸入入0.5%硫硫酸酸溶溶液液后后，电电位位计计有有波波动，电位计动，电位计未出现波动，左后肢未出现屈反射，
13、其原因可能有：未出现波动，左后肢未出现屈反射，其原因可能有：_；_。解解析析(1)验验证证兴兴奋奋能能在在神神经经纤纤维维上上双双向向传传导导的的实实验验需需在在同同一一神神经经元元中中完完成成，设设计计思思路路：刺刺激激神神经经纤纤维维的的某某一一点点，从从该该点点两两侧侧观观察察反反应应。结结合合图图示示信信息息，刺刺激激电电位位计计与与骨骨骼骼肌肌之之间间的的传传出出神神经经，观观察察到到图图示示刺刺激激点点左左侧侧电电位位计计有有电电位位波波动动，刺刺激激点点右右侧侧的的左左后后肢肢屈屈腿腿，可可验验证证兴兴奋奋能能在在神神经经纤纤维维上上双双向向传传导导。验验证证兴兴奋奋在在反反射射
14、弧弧中中只只能能单单向向传传递递，需需跨跨突突触触检检测测，在在上上述述实实验验基基础础上上，电电位位计计未未出出现现电电位位波波动动，可可验验证证兴兴奋奋只只能能在在反反射射弧弧中中进进行单向传递。行单向传递。(2)兴兴奋奋在在神神经经元元间间的的传传递递通通过过神神经经递递质质完完成成，易易受受药药物物影影响响。若若在在灌灌注注液液中中添添加加某某种种药药物物，用用0.5%硫硫酸酸溶溶液液刺刺激激蛙蛙左左后后肢肢趾趾尖尖，电电位位计计有有波波动动，电电位位计计未未出出现现波波动动，推推测测其其原原因因是是神神经经递递质质传传递递受受阻阻。结结合合神神经经递递质质的的作作用用过过程程，其其传
15、传递递受受阻阻有有两两种种可可能能，一一是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。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。答答案案(1)方方法法和和现现象象：刺刺激激电电位位计计与与骨骨骼骼肌肌之之间间的的传传出出神神经经。观观察察到到电电位位计计有有电电位波动和左后肢屈腿，电位计位波动和左后肢屈腿，电位计未出现电位波动未出现电位波动(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切断实验
16、法确认传入神经与传出神经若若切切断断某某一一神神经经，刺刺激激外外周周段段(远远离离中中枢枢的的位位置置)，肌肌肉肉不不收收缩缩，而而刺刺激激向向中中段段(近近中中枢的位置枢的位置)，肌肉收缩则切断的为传入神经，反之则为传出神经。，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反射弧中的兴奋传导方向的判断由由于于兴兴奋奋在在神神经经元元之之间间的的传传递递是是单单向向的的，导导致致兴兴奋奋在在完完整整反反射射弧弧中中的的传传导导也也是是单单向向的，只能由传入神经传入，传出神经传出。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反射弧中兴
17、奋传导特点的实验探究(1)探究冲动在神经纤维上的传导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探究冲动在神经元之间的传递4.“药物阻断药物阻断”实验实验探探究究某某药药物物(如如麻麻醉醉药药)是是阻阻断断兴兴奋奋在在神神经经纤纤维维上上传传导导，还还是是阻阻断断在在突突触触处处传传递递，可可分分别别将将药药物物置置于于神神经经纤纤维维上上或或置置于于突突触触处处，依依据据其其能能否否产产生生“阻阻断断”效效果果作作出出合合理理推断。推断。考向实验探究兴奋在反射弧中的传导考向实验探究兴奋在反射弧中的传导1.(2017湖湖北北七七校校联联考考)如如图图为为某某反反射射弧弧的的模模式
18、式图图。为为了了验验证证某某药药物物只只能能阻阻断断兴兴奋奋在在神神经经元元之之间间的的传传递递，而而不不能能阻阻断断兴兴奋奋在在神神经经纤纤维维上上的的传传导导。下下列列实实验验操操作作中中不不需需要要做做的是的是()A.不放药物时，刺激不放药物时，刺激B处，观察现象处，观察现象B.药物放在药物放在A处，刺激处，刺激B处，观察现象处，观察现象C.药物放在药物放在B处，刺激处，刺激C处，观察现象处，观察现象D.药物放在药物放在C处，刺激处，刺激B处，观察现象处，观察现象解解析析兴兴奋奋在在神神经经元元之之间间的的传传递递是是单单向向的的，在在神神经经纤纤维维上上的的传传导导是是双双向向的的，若
19、若要要验验证证某某药药物物只只能能阻阻断断兴兴奋奋在在神神经经元元之之间间的的传传递递，而而不不能能阻阻断断兴兴奋奋在在神神经经纤纤维维上上的的传传导导，操操作时将药物放在作时将药物放在B处或不放药物，刺激处或不放药物，刺激C处，观察处，观察2都会有反应，故不需要做。都会有反应，故不需要做。答案答案C 2.如如图图为为支支配配青青蛙蛙后后肢肢活活动动的的反反射射弧弧模模式式图图，假假设设图图中中各各结结构构都都有有生生命命活活性性；现现提提供供电电刺刺激激设设备备和和电电位位计计(电电位位测测量量仪仪)，请请设设计计实实验验方方案案，验验证证兴兴奋奋在在神神经经纤纤维维上上的的传传导导及在神经
20、元之间的传递特点，并阐述预期结果，得出结论。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验证兴奋在神经纤维上的传导特点方法步骤：电刺激方法步骤：电刺激b处，观察处，观察_，同时测量，同时测量_。预期结果：预期结果：_。实验结论：实验结论：_。(2)验证兴奋在神经元之间的传递特点验证兴奋在神经元之间的传递特点方方 法法 步步 骤骤 ： 先先 刺刺 激激 a处处 ， 测测 量量 _； 再再 刺刺 激激 _， 测测 量量_。预期结果：预期结果：_。实验结论：实验结论：_。答答案案(1)肌肌肉肉的的反反应应c处处的的电电位位有有无无变变化化肌肌肉肉发发生生收
21、收缩缩反反应应，c处处电电位位发发生生变变化化兴奋在神经纤维上的传导是双向的兴奋在神经纤维上的传导是双向的(2)c(b)处的电位有无变化处的电位有无变化c(b)处处a处的电位有无变化处的电位有无变化刺激刺激a处，处，c(b)处的电位处的电位有变化；再刺激有变化；再刺激c(b)处，处，a处的电位无变化处的电位无变化兴奋在神经元之间的传递是单向的兴奋在神经元之间的传递是单向的探探究究或或验验证证兴兴奋奋在在神神经经纤纤维维上上的的传传导导和和在在神神经经元元之之间间的的传传递递方方向向时时，若若为为验验证证性性实实验验，则则结结论论按按教教材材上上的的描描述述：兴兴奋奋在在神神经经纤纤维维上上双双向向传传导导，在在神神经经元元之之间间单单向向传传递递；若若为为探究性实验，则要分情况讨论：双向、单向中探究性实验，则要分情况讨论：双向、单向中AB、单向中、单向中BA三种情况。三种情况。
