备战2025年高考生物精品教案第八章动物和人体生命活动的调节微专题11兴奋传导与传递的相关实验探究（Word版附解析）

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题型1 膜电位的测量与变化曲线分析
1.膜电位的测量方法
提醒 在一个神经元内有一处受到刺激产生兴奋，并迅速传至整个神经元，则在该神经元的任何部位均可检测到电位变化。
2.膜电位变化曲线解读
1.关于静息电位的测量和动作电位的变化，下列说法错误的是（ D ）
A.图1测量的是静息电位，需要将电表的两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
B.图2中A点表示膜内电位比膜外电位低60 mV
C.图2中C点的高低与膜内外钠离子的浓度差有关
D.图2中DE段处于静息状态，出现该段的原因是钾离子外流
解析 静息电位是指静息状态下，神经纤维膜内外的电位差，测量时要将电表的两极分别放置在膜的内侧和外侧，A正确；图2中A点显示静息电位的读数是－60，膜外以0作为参照，说明膜内电位比膜外电位低60 mV，B正确；图2中C点（动作电位峰值）的形成原因是钠离子内流，膜内外钠离子的浓度差越大，C点越高，C正确；图2中DE段（恢复静息电位）出现的原因是钾离子向膜内运输，钠离子向膜外运输，D错误。
2.[2024济南模拟，多选]图1表示电表两极分别置于神经纤维膜A点的内侧和外侧，图2表示测得的A点的膜电位变化图，图3表示兴奋在神经纤维上的传导，下列说法正确的是（ ACD ）
图1 图2 图3
A.内环境中K＋浓度升高，可引起图2中a点上移
B.图2的b到d和图3的②到③段Na＋通道开放，Na＋内流
C.图3的轴突每个位置都可能经过图2的电位变化
D.图3④处可对应图2的c点
解析 a的绝对值的大小代表静息电位的大小，静息电位的大小取决于膜内外的钾离子浓度差，因此内环境中K＋浓度升高，细胞内外的钾离子浓度差变小，静息电位变小，a点上移，A正确；图2中的bd段是接受刺激以后产生动作电位，此时钠离子内流，图3中的②③段是钾离子外流恢复静息电位，B错误；刺激会使神经纤维局部位点产生动作电位，与旁边未兴奋部位形成局部电流，局部电流会使旁边位点兴奋，因此兴奋以局部电流（或电信号）的形式在神经纤维上传导，则图3的轴突每个位置都可能经过图2的电位变化，C正确；图3的④处是在产生动作电位，而图2的c点也是接受刺激后产生动作电位，D正确。
题型2 兴奋传递过程中电表指针偏转问题分析
1.兴奋在神经纤维上传导时
⇒
⇒
⇒刺激c点，电表指针发生两次方向相反的偏转
2.兴奋在神经元之间传递时（图中突触前膜释放的均为兴奋性神经递质）
⇒刺激a点，电表Ⅰ、Ⅱ指针均发生2次方向相反的偏转；刺激b点，电表Ⅱ指针发生2次方向相反偏转，电表Ⅰ指针不发生偏转
⇒
3.神经纤维某处膜受损伤时
（1）神经纤维未受刺激时，指针向右侧偏转，说明c点（损伤部位）的膜外电位为负。
（2）在a点左侧给予适当刺激，当a点兴奋时，膜外电位由正变为负，c点由于受损，膜外电位为负，指针向左偏转至“0”；当兴奋继续传至a点之后（如b点）时，a点膜外电位恢复为正，此时c点由于受损，膜外电位仍为负，指针将向右侧偏转。
3.图甲表示中枢神经元之间的一种连接方式，M和N为连接在神经元表面的电表；图乙是图甲的局部放大图。下列说法错误的是（ B ）
A.图甲中共包含3个突触
B.若神经递质都传递兴奋，则刺激A点，M、N的指针均只发生两次方向相反的偏转
C.图乙所示装置不能用来测定神经纤维的静息电位
D.神经元受到相应刺激后，膜电位可变为内正外负
解析 图甲中含3个突触（），A正确；刺激A点， M的指针会发生两次方向相反的偏转，图甲中存在环路，且神经递质都传递兴奋，故N的指针会发生多次偏转，B错误；图乙所示电表的两个电极都在神经纤维膜外侧，不能用来测定神经纤维的静息电位，C正确；神经元受到相应刺激后，膜电位可变为内正外负，D正确。
命题变式
[条件改变型]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，推测可能的原因是什么？
A处所在神经元释放的是抑制性神经递质。
4.[2024江苏四校联考]如图为反射弧的局部结构示意图，刺激b点（b点为电表②两接线端之间的中点）检测各位点电位变化。下列说法正确的是（ B ）
A.电表②的指针将不发生偏转，说明该刺激并没有引起神经冲动的产生
B.肌肉收缩、①不偏转，可以说明兴奋在突触处是单向传递的
C.刺激b点引起肌肉发生收缩反射
D.图中有2个突触，兴奋经过突触处发生电信号→化学信号→电信号的转换
解析 兴奋在神经纤维上双向传导，b点为电表②两接线端之间的中点，因此刺激b点两接线端同时兴奋，电表②的指针不发生偏转，但不能说明该刺激并没有引起神经冲动的产生，A错误；刺激b点，肌肉收缩、①不偏转，即兴奋可以由b传递到c，但不能由b传递到a，因此可以说明兴奋在突触处是单向传递的，B正确；反射的产生必须通过完整的反射弧，刺激b点引起肌肉的收缩没有经过完整的反射弧，故不属于反射，C错误；神经末梢和肌肉接头处可看成一个突触，因此，图中有3个突触，兴奋经过突触处发生电信号→化学信号→电信号的转换，D错误。
题型3 兴奋传导和传递的实验探究
1.电刺激法探究兴奋的传导和传递
（1）探究兴奋在神经纤维上的传导

（2）探究兴奋在神经元之间的传递

2.药物阻断法探究兴奋的传导和传递
探究某药物（如麻醉药）是阻断兴奋在神经纤维上的传导，还是阻断兴奋在突触处的传递，可分别将药物置于神经纤维上和突触处，依据其能否产生“阻断”效果作出合理推断。
5.[6分]为研究兴奋在神经纤维和突触处的传导和传递情况，某研究人员设计了如图所示的实验装置。图中a、b、c为3个刺激位点，甲、乙是两个灵敏电表。利用该实验装置探究兴奋的传导和传递方向及其特点。请写出实验思路并预测实验结果（请注明刺激的位点、指针偏转情况）。
刺激a点，若电表甲指针发生两次方向相反的偏转，说明兴奋在神经纤维上的传导是双向的，若电表甲指针只发生一次偏转，说明兴奋在神经纤维上的传导是单向的。若刺激a点（或b点），电表乙指针发生两次方向相反的偏转；刺激c点，电表乙指针只发生一次偏转，说明兴奋在突触处的传递是单向的。若刺激a点（或b点），电表乙指针发生两次方向相反的偏转；刺激c点，电表乙指针也发生两次方向相反的偏转，说明兴奋在突触处的传递是双向的。
解析 要探究兴奋在神经纤维上的传导方向和特点，就需要在位于一条神经纤维上的电表两电极之间（非中点）进行刺激，观察电表指针发生几次偏转。即刺激a点，若电表甲指针发生两次方向相反的偏转，说明兴奋在神经纤维上的传导是双向的，若电表甲指针只发生一次偏转，说明兴奋在神经纤维上的传导是单向的。要探究兴奋在突触处的传递方向和特点，就需要在位于突触前神经元和突触后神经元上的电表两侧位置进行刺激，观察电表指针发生几次偏转。即若刺激a点（或b点），电表乙指针发生两次方向相反的偏转；刺激c点，电表乙指针只发生一次偏转，说明兴奋在突触处的传递是单向的。若刺激a点（或b点），电表乙指针发生两次方向相反的偏转；刺激c点，电表乙指针也发生两次方向相反的偏转，说明兴奋在突触处的传递是双向的。
命题变式
[设问拓展型]如何利用电表甲、乙设计一个简单实验，证明兴奋在神经纤维上的传导速度大于其在突触间的传递速度？请简要写出实验思路，并预期实验结果。
实验思路：使图中ba＝bc，刺激b点，观察电表甲、乙指针发生第二次偏转的先后顺序。
结果预测：电表甲指针发生第二次偏转的时间早于电表乙指针。
6.[8分]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，分别连接电表和。将蛙左后肢趾尖浸入0.5％硫酸溶液后，电表和有电位波动，出现屈反射。如图为该反射弧结构示意图。
（1）请设计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。
方法：刺激电表与骨骼肌之间的传出神经。现象：观察到电表有电位波动和左后肢屈腿，电表未出现电位波动 。
（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，电表有电位波动，电表未出现电位波动，左后肢未出现屈反射，其原因可能有：
① 突触前膜释放的神经递质不能与突触后膜上的受体特异性结合 ；
② 突触前膜不能释放神经递质（后两空答案合理即可） 。
解析 （1）首先要明确该实验是验证性实验，再结合图中电表的位置和作用进行实验设计。该实验的目的有两个：一是验证兴奋能在神经纤维上双向传导，二是验证兴奋在整个反射弧中只能单向传递。刺激电表与骨骼肌之间的某个位置，若观察到左后肢屈腿，电表有电位波动，电表无电位波动，则证明兴奋在神经纤维上可以双向传导，但在整个反射弧中只能单向传递。（2）题中已经明确电表有电位波动，说明药物不影响兴奋在神经纤维上的传导，可从兴奋在突触处的传递特点进行分析。据题意可知，该反射不能发生的原因可能是药物影响了兴奋在突触处的传递，具体的原因可能是抑制了神经递质的释放，也可能是抑制了神经递质与突触后膜上受体的特异性结合。
学生用书·练习帮P477
一、选择题
1.[2024石家庄检测]如图为某反射弧的结构模式图，其中乙表示神经中枢，甲、丙未知。A、B上的1、2、3、4为四个实验位点。现欲探究A是传出神经还是传入神经，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 ）
A.刺激位点4，若微电流计指针偏转2次，则A为传入神经
B.刺激位点4，若微电流计指针偏转2次，则A为传出神经
C.刺激位点1，若微电流计指针偏转2次，则A为传入神经
D.刺激位点1，若微电流计指针偏转1次，则A为传出神经
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，A错误、B正确。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1，若微电流计指针偏转2次，说明兴奋可由A传向B，则A为传入神经；若微电流计指针偏转1次，说明兴奋不能从A传向B，则A为传出神经，C、D正确。
2.[2024浙江检测]电表与神经纤维的连接方式如图1所示，图2是在图1的箭头处施加一定的刺激后，根据电表指针的变化作出的曲线图。下列有关叙述错误的是（ C ）
A.无刺激时，电表测得的是静息电位，且图1中a、b两处膜内K＋浓度均比膜外高
B.若在ab中点用药物阻断电流通过，在箭头处施加刺激后，电表指针发生一次偏转
C.若减小图1中ab间的距离，则施加刺激后图2中的d也随之减小，当ab＝0时电表指针不发生偏转
D.若将a点处电极移向膜外，在箭头处施加刺激，电表指针变化曲线图与图2不同
解析 由图1电表的连接方式可知，电表测出的未受刺激时的电位即为静息电位，神经纤维处于静息状态时，膜内的K＋浓度比膜外高，A正确。若在ab中点用药物阻断电流通过，在箭头处施加刺激后，兴奋不能传导到b处，电表指针发生一次偏转，B正确。若减小图1中ab间的距离，则施加刺激后，ab之间处于静息状态的时间间隔变短，即图2中d随之减小，当ab＝0时电表指针只发生一次偏转，C错误。若将a点处电极移向膜外，电表起始读数为0，在箭头处施加刺激后，兴奋传导到a处，电表指针发生一次偏转，再指向0电位；当兴奋传导到b处，电表指针发生一次偏转，方向与上次相反，之后再指向0电位，电表指针变化曲线图与图2不同，D正确。
3.[2024江苏检测]心脏的搏动受交感神经和副交感神经的控制，其中副交感神经释放的乙酰胆碱作用于心肌细胞细胞膜上的M型受体，使心肌细胞的收缩受到抑制，心率减慢；交感神经释放的去甲肾上腺素可以和心肌细胞细胞膜上的β-肾上腺素受体结合，使心率加快。但交感神经和副交感神经对心脏的作用强度不是等同的，利用心得安和阿托品进行如下实验（心得安是β-肾上腺素受体的阻断剂，阿托品是M型受体的阻断剂）。对两组健康青年分别注射等量的阿托品和心得安各4次，给药次序和测得的平均心率如图所示。有关叙述正确的是（ D ）
A.每一组的每位健康青年共进行了8次心率的测定
B.注射阿托品后交感神经的作用减弱，副交感神经的作用加强
C.乙酰胆碱与M型受体结合，使心肌细胞的静息电位绝对值减小
D.副交感神经对心跳的抑制作用超过交感神经对心跳的促进作用
解析 注射药品前也需测定心率，故每一组的每位健康青年共进行了9次心率的测定，A错误；阿托品是M型受体的阻断剂，注射阿托品会阻断乙酰胆碱与心肌细胞细胞膜上的M型受体结合，使心肌细胞收缩的抑制作用减弱，即副交感神经的作用减弱，B错误；乙酰胆碱与M型受体结合，使心肌细胞的静息电位绝对值增大，心肌细胞的收缩受到抑制，心率减慢，C错误；由图分析可知，注射阿托品后心率的变化幅度明显大于注射心得安后心率的变化幅度，说明副交感神经对心跳的抑制作用超过交感神经对心跳的促进作用，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），设计了如图所示的实验装置图（C点位于两电极的正中心，指针偏转方向与电流方向一致）。下列叙述错误的是（ C ）
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，肌肉会收缩且微电表指针偏转2次
C.刺激B点，微电表指针偏转2次，刺激C点，微电表指针偏转1次
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
解析 C点位于两电极的正中心，到微电表两电极的距离相等，刺激C 点，兴奋部位产生的局部电流同时传至微电表两极，指针不偏转，C错误。
5.某生物实验小组在如图所示的两个神经元上放置两个电表，用以研究兴奋在神经纤维上的传导以及在神经元a、b之间传递的情况，图中L1和L2距离相等，电表①两微电极的中点为a3，电表②两微电极分别位于a、b神经元上。下列相关叙述正确的是（ B ）
A.分别适宜刺激神经元a上的四点，电表①的指针均发生2次方向相反的偏转
B.分别适宜刺激神经元a上的四点，电表②的指针均发生2次方向相反的偏转
C.适宜刺激a4点时，电表①的指针发生第二次偏转的时间晚于电表②的指针发生第二次偏转的时间
D.a1点受适宜刺激后，兴奋在神经元a与b之间发生电信号→化学信号的转化
解析 若刺激电表①两微电极的中点a3，兴奋同时到达两电极，电表①的两个微电极将同步发生兴奋，指针不会发生偏转，A错误；兴奋在神经元之间是单向传递的，分别刺激神经元a上的四点，电表②的指针均发生2次方向相反的偏转，B正确；因为兴奋在神经纤维上传导的速度快于在神经元之间的传递速度，所以刺激a4点时，电表①的指针发生第二次偏转的时间一般要早于电表②，C错误；兴奋在突触处的信号转化为电信号→化学信号→电信号，D错误。
6.[2024重庆检测]根据神经冲动通过突触方式的不同，可将突触分为化学突触和电突触，化学突触通过神经递质传递信息，电突触以通道连接在细胞之间（突触两侧由于电位差的存在可以发生电荷移动）传递信息。为了解兴奋传导或传递的情况，某小组用神经纤维、带化学突触（左侧神经元释放兴奋性神经递质）的神经纤维、带电突触的神经纤维和电表进行了如下实验。下列分析错误的是（ D ）
注：各组电表两电极的距离相等。
A.在最左端给予适宜强度的刺激，三组电表均会发生两次反向偏转，且乙组两次偏转间的时间间隔最长
B.在最右端给予适宜强度的刺激，甲、丙两组电表均会发生两次反向偏转，乙组电表只发生一次偏转
C.在甲组最左端给予适宜强度的刺激，引起Na＋内流产生兴奋，膜外电流方向与兴奋传导方向相反
D.若要证明化学突触上兴奋是单向传递的，只需要在乙组最左端给予适宜强度的刺激，并观察电表是否会发生两次反向偏转即可
解析 在最左端给予适宜强度的刺激，三组兴奋均能先后传递到电表的两极，电表发生两次反向偏转，因为乙组是带有化学突触的神经纤维，传递速度最慢，所以乙组两次偏转间的时间间隔最长，A正确；在最右端给予适宜强度的刺激，甲、丙两组电表均会发生两次反向偏转，乙组产生的兴奋只能传递到电表的右侧一极，只发生一次偏转，B正确；给予适宜强度刺激后，引起Na＋内流，产生外负内正的动作电位，而相邻部位是外正内负的静息电位，膜外电流方向与兴奋传导方向相反，C正确；若要证明化学突触上兴奋是单向传递的，除了在乙组最左端给予适宜强度的刺激外，还需在最右端给予适宜强度的刺激，并观察电表是否只发生一次偏转，D错误。
7.[2024榆林模拟]闰绍细胞是脊髓中的一种中间神经元，能接受运动神经元1轴突分支的兴奋，闰绍神经纤维末梢与运动神经元2相连（如图1） 。现用一适宜强度的电流刺激运动神经元1，依次测量三个神经元上膜电位随时间的变化，如图2所示。下列相关叙述错误的是（ B ）
A.运动神经元1轴突分支释放的神经递质起作用后可能没有被及时回收或降解
B.闰绍神经纤维末梢释放的是抑制性神经递质，该突触处无信号转变
C.图2中c点以后维持神经细胞内外Na＋和K＋分布不均衡的状态需要消耗能量
D.图2中bc段运动神经元1膜上K＋通道开放，使膜内K＋的浓度下降
解析 运动神经元1轴突分支释放的神经递质可作用于闰绍细胞，据图2可知，闰绍细胞的膜电位有多次兴奋，故据此推测，运动神经元1轴突分支释放的神经递质起作用后可能没有被及时回收或降解，导致闰绍细胞持续兴奋，A正确。通过图2可知，运动神经元2无动作电位的产生，且膜电位有所下降，据此推测闰绍细胞释放的神经递质能抑制运动神经元2产生兴奋，但相应突触处仍有电信号→化学信号→电信号的转变，B错误。图2中c点以后维持神经细胞内外Na＋和K＋分布不均衡的状态是通过钠钾泵实现的，该过程是主动运输过程，需要消耗能量，C正确。图2中bc段是运动神经元1静息电位的恢复过程，此时K＋通道开放，K＋外流，使膜内K＋的浓度下降，D正确。
二、非选择题
8.[8分]图甲中a部位为神经纤维与肌细胞的接头（突触的一种），图乙是a部位的放大图。乙酰胆碱（Ach）与肌细胞膜上的受体结合，会引起肌肉收缩。将2个微电极置于图甲中b、c两处神经细胞膜外，并与灵敏电表的正负两极相连。回答下列问题：
（1）刺激e处，肌肉收缩且电表指针偏转，说明e点位于 传出神经 （填反射弧的结构）上，此时电表指针的偏转情况为 发生2次方向相反的偏转 。在b、c、d、e、f处施加刺激，能够证明兴奋在神经纤维上是双向传导的是 b 点。
（2）实验证实，只刺激肌肉，肌肉也会收缩，此时电表指针 不能 （填“能”或“不能”）发生偏转，原因是 兴奋在突触处只能单向传递 。
（3）已知图乙中的部分结构会被自身产生的抗体攻击而导致重症肌无力。如果刺激图甲e处，电表指针发生偏转，但肌肉无反应，若要通过实验进一步探究损伤部位是肌肉还是a处，请写出实验方案并预期实验结果及结论。
实验方案：刺激b处观察肌肉收缩情况；刺激f处，观察肌肉的收缩情况。
预期实验结果及结论：如果刺激b处，肌肉不收缩，刺激f处，肌肉收缩，说明损伤处在a点；如果刺激b处肌肉不收缩，刺激f处，肌肉也不收缩，说明肌肉损伤。（合理即可）
解析 （1）据图甲分析可知，e点所在的神经元与效应器相连，且刺激e处，肌肉收缩且电表指针偏转，说明e点位于反射弧的传出神经上。刺激e点后，产生动作电位，局部电流先后经过右电极和左电极，电表指针会发生两次方向相反的偏转。结合图甲，要想验证兴奋在神经纤维上是双向传导的，需要刺激电表所连接的神经纤维（传出神经）上的某一点，排除d、f点。只有刺激b处，肌肉发生收缩，电表指针发生两次方向相反的偏转，所以能够证明兴奋在神经纤维上是双向传导的。（2）神经纤维与肌细胞接头类似突触，兴奋在此处单向传递，若只刺激肌肉，兴奋不能传递到神经纤维上，电表指针不会发生偏转。方法
图解
结果
电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
指针发生一次偏转
电表两极均置于神经纤维膜的外侧
指针发生两次方向相反的偏转
甲：神经纤维
乙：带化学突触的神经纤维
丙：带电突触的神经纤维