動物神經(jīng)調(diào)節(jié)生理實驗設(shè)計與分析是高中生物學難點之一 也是高考區(qū)分度高 拉分明顯的命題點之一 考查內(nèi)容涉及電位測量 電流計指針偏轉(zhuǎn)分析 反射弧中興奮傳導(dǎo)方向探究分析及傳入神經(jīng) 傳出神經(jīng)的實驗確認等 題目難度較大 語言規(guī)范化及專業(yè)術(shù)語要求較高 強化相關(guān)知識的整合 規(guī)律方法的總結(jié)及針對性訓練是備考關(guān)鍵 突破點1電位測量與電流計指針偏轉(zhuǎn)問題 例證 2013 四川卷 3 下圖表示具有生物活性的蛙坐骨神經(jīng) 腓腸肌標本 神經(jīng)末梢與肌細胞的接觸部位類似于突觸 稱 神經(jīng) 肌接頭 下列敘述錯誤的是 A 神經(jīng) 肌接頭 處可發(fā)生電信號與化學信號的轉(zhuǎn)變B 電刺激 處 肌肉會收縮 靈敏電流計指針也會偏轉(zhuǎn)C 電刺激 處 神經(jīng)纖維上的電流計會記錄到電位變化D 神經(jīng)纖維上興奮的傳導(dǎo)方向與膜內(nèi)的電流方向相同解析根據(jù)題干說明 神經(jīng)末梢與肌細胞的接觸部位類似于突觸 那么興奮傳遞方向在此處只能是神經(jīng) 肌肉 故刺激 處 神經(jīng)纖維上的電流計不會記錄到電位變化 答案C 1 膜電位的測量 2 指針偏轉(zhuǎn)原理圖 3 興奮傳導(dǎo)與電流計指針偏轉(zhuǎn)問題 4 驗證興奮在神經(jīng)元之間的單向傳遞 考向1興奮傳導(dǎo)過程中膜電位的變化分析1 下圖甲 乙是膜電位的測量示意圖 下列說法中描述的是圖甲的是 可以測量神經(jīng)纖維的動作電位 可以測量神經(jīng)纖維的靜息電位 只觀察到指針發(fā)生一次偏轉(zhuǎn) 可觀察到指針發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)A B C D 解析靈敏電流計的一極與神經(jīng)纖維膜外側(cè)連接 另一極與膜內(nèi)側(cè)連接 如圖甲 此狀態(tài)下可以測得靜息電位 觀察到指針發(fā)生一次偏轉(zhuǎn) 靈敏電流計的兩極都連接在神經(jīng)纖維膜外 或內(nèi) 側(cè) 如圖乙 可以測得動作電位 可觀察到指針發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn) 答案B 2 圖1所示為測量神經(jīng)纖維膜內(nèi)外電位的裝置 圖2所示為測得的膜電位變化 下列有關(guān)敘述錯誤的是 A 圖1中A能測出靜息電位的大小 相當于圖2中A點的電位B 若細胞外Na 濃度適當升高 在適宜條件刺激下圖2中C點上移C 圖1中神經(jīng)纖維的狀態(tài)由A轉(zhuǎn)變?yōu)锽的過程中 膜對鈉離子的通透性增大D 若要畫出如圖2的動作電位 需要多個圖1裝置測量神經(jīng)纖維不同位點的電位變化解析在測出靜息電位的基礎(chǔ)上 給予神經(jīng)纖維一個有效刺激 即可測出動作電位 D錯誤 答案D 考向2興奮傳導(dǎo)與電流計偏轉(zhuǎn)問題1 2017 江淮十校聯(lián)考 如圖1表示在神經(jīng)纖維膜外側(cè)接一靈敏電流計 右側(cè)給予一適當?shù)拇碳?圖 表示電流計指針的偏轉(zhuǎn)情況 下列有關(guān)說法正確的是 A 電流計指針偏轉(zhuǎn)的順序依次是 B 圖 a和圖 a電極處的膜均處于未興奮狀態(tài) 此時仍有離子進出C 興奮在神經(jīng)纖維上以電信號的形式傳導(dǎo) 無需能量D 若刺激a b之間的任何一個位點 圖示電流計的指針均偏轉(zhuǎn)兩次 解析電流計指針偏轉(zhuǎn)的方向取決于局部電流的方向 本電流表的兩個電極未接受刺激時 膜外都為正電位 因此如圖 當電流表的一個電極受到刺激時 興奮處膜外為負電位 未興奮處為正電位 因此b右側(cè)給予一個刺激 b a處會先后興奮 依次為 A錯誤 圖 a和圖 a電極處的膜均處于未興奮狀態(tài)此時仍有離子進出 B正確 興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)離不開膜內(nèi)外Na K 分布不平衡的濃度梯度差 而Na K 分布不平衡狀態(tài)是通過消耗能量來維持的 刺激a b之間的中點 圖示電流計的指針不偏轉(zhuǎn) D錯誤 答案B 2 用連著微伏表的兩個電極測試受刺激后的神經(jīng)纖維上的電位變化 已知該纖維靜息電位為 70mV 如果微伏表上發(fā)生一次持續(xù)約1ms的電位差的變化 由一70mV上升到0 再繼續(xù)上升至 40mV 然后再下降恢復(fù)到 70mV 則刺激部位和微電極放置位置應(yīng)該是 解析若把微伏表的兩極連接在膜的一側(cè) 則興奮前和恢復(fù)靜息電位后 測得的數(shù)值均為0 由題干知 該微伏表測得的電位變化是負電位 正電位 負電位 因此 兩個微電極放置的位置應(yīng)該是一個在膜內(nèi) 另一個在膜外 C項正確 答案C 1 三看法 判斷電流計指針偏轉(zhuǎn) 2 電流計兩極分別置于神經(jīng)纖維膜的內(nèi)側(cè)和外側(cè) 刺激任何一側(cè) 會形成一個波峰 如圖1所示 電流計兩極均置于神經(jīng)纖維膜的外側(cè) 或內(nèi)側(cè) 刺激任何一端 會形成方向相反的兩個波峰 如圖2 圖3所示 圖2和圖3的判斷可根據(jù)題中的提示得出 例證 2013 安徽理綜 30 將蛙腦破壞 保留脊髓 做蛙心靜脈灌注 以維持蛙的基本生命活動 暴露蛙左后肢屈反射的傳入神經(jīng)和傳出神經(jīng) 分別連接電位計 和 將蛙左后肢趾尖浸入0 5 硫酸溶液后 電位計 和 有電位波動 出現(xiàn)屈反射 如圖為該反射弧結(jié)構(gòu)示意圖 突破點2反射弧中興奮傳導(dǎo)方向的判斷 1 用簡便的實驗驗證興奮能在神經(jīng)纖維上雙向傳導(dǎo) 而在反射弧中只能單向傳遞 2 若在灌注液中添加某種藥物 將蛙左后肢趾尖浸入0 5 硫酸溶液后 電位計 有波動 電位計 未出現(xiàn)波動 左后肢未出現(xiàn)屈反射 其原因可能有 解析 1 驗證興奮能在神經(jīng)纖維上雙向傳導(dǎo)的實驗需在同一神經(jīng)元中完成 設(shè)計思路 刺激神經(jīng)纖維的某一點 從該點兩側(cè)觀察反應(yīng) 結(jié)合圖示信息 刺激電位計 與骨骼肌之間的傳出神經(jīng) 觀察到圖示刺激點左側(cè)電位計 有電位波動 刺激點右側(cè)的左后肢屈腿 可驗證興奮能在神經(jīng)纖維上雙向傳導(dǎo) 驗證興奮在反射弧中只能單向傳遞 需跨突觸檢測 在上述實驗基礎(chǔ)上 電位計 未出現(xiàn)電位波動 可驗證興奮只能在反射弧中進行單向傳遞 2 興奮在神經(jīng)元間的傳遞通過神經(jīng)遞質(zhì)完成 易受藥物影響 若在灌注液中添加某種藥物 用0 5 硫酸溶液刺激蛙左后肢趾尖 電位計 有波動 電位計 未出現(xiàn)波動 推測其原因是神經(jīng)遞質(zhì)傳遞受阻 結(jié)合神經(jīng)遞質(zhì)的作用過程 其傳遞受阻有兩種可能 一是突觸前膜不能釋放遞質(zhì) 二是突觸前膜釋放的遞質(zhì)不能與突觸后膜上特異性受體結(jié)合 答案 1 方法和現(xiàn)象 刺激電位計 與骨骼肌之間的傳出神經(jīng) 觀察到電位計 有電位波動和左后肢屈腿 電位計 未出現(xiàn)電位波動 2 突觸前膜釋放的遞質(zhì)不能與突觸后膜上的特異性受體結(jié)合突觸前膜不能釋放遞質(zhì) 1 切斷實驗法確認傳入神經(jīng)與傳出神經(jīng) 若切斷某一神經(jīng) 刺激外周段 遠離中樞的位置 肌肉不收縮 而刺激向中段 近中樞的位置 肌肉收縮則切斷的為傳入神經(jīng) 反之則為傳出神經(jīng) 2 反射弧中的興奮傳導(dǎo)方向的判斷 由于興奮在神經(jīng)元之間的傳遞是單向的 導(dǎo)致興奮在完整反射弧中的傳導(dǎo)也是單向的 只能由傳入神經(jīng)傳入 傳出神經(jīng)傳出 3 反射弧中興奮傳導(dǎo)特點的實驗探究 1 探究沖動在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo) 2 探究沖動在神經(jīng)元之間的傳遞 4 藥物阻斷 實驗 探究某藥物 如麻醉藥 是阻斷興奮在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo) 還是阻斷在突觸處傳遞 可分別將藥物置于神經(jīng)纖維上或置于突觸處 依據(jù)其能否產(chǎn)生 阻斷 效果作出合理推斷 考向?qū)嶒炋骄颗d奮在反射弧中的傳導(dǎo)1 2017 湖北七校聯(lián)考 如圖為某反射弧的模式圖 為了驗證某藥物只能阻斷興奮在神經(jīng)元之間的傳遞 而不能阻斷興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo) 下列實驗操作中不需要做的是 A 不放藥物時 刺激B處 觀察現(xiàn)象B 藥物放在A處 刺激B處 觀察現(xiàn)象C 藥物放在B處 刺激C處 觀察現(xiàn)象D 藥物放在C處 刺激B處 觀察現(xiàn)象解析興奮在神經(jīng)元之間的傳遞是單向的 在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是雙向的 若要驗證某藥物只能阻斷興奮在神經(jīng)元之間的傳遞 而不能阻斷興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo) 操作時將藥物放在B處或不放藥物 刺激C處 觀察2都會有反應(yīng) 故不需要做 答案C 2 如圖為支配青蛙后肢活動的反射弧模式圖 假設(shè)圖中各結(jié)構(gòu)都有生命活性 現(xiàn)提供電刺激設(shè)備和電位計 電位測量儀 請設(shè)計實驗方案 驗證興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)及在神經(jīng)元之間的傳遞特點 并闡述預(yù)期結(jié)果 得出結(jié)論 1 驗證興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)特點 方法步驟 電刺激b處 觀察 同時測量 預(yù)期結(jié)果 實驗結(jié)論 2 驗證興奮在神經(jīng)元之間的傳遞特點 方法步驟 先刺激a處 測量 再刺激 測量 預(yù)期結(jié)果 實驗結(jié)論 答案 1 肌肉的反應(yīng)c處的電位有無變化 肌肉發(fā)生收縮反應(yīng) c處電位發(fā)生變化 興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是雙向的 2 c b 處的電位有無變化c b 處a處的電位有無變化 刺激a處 c b 處的電位有變化 再刺激c b 處 a處的電位無變化 興奮在神經(jīng)元之間的傳遞是單向的 探究或驗證興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)和在神經(jīng)元之間的傳遞方向時 若為驗證性實驗 則結(jié)論按教材上的描述 興奮在神經(jīng)纖維上雙向傳導(dǎo) 在神經(jīng)元之間單向傳遞 若為探究性實驗 則要分情況討論 雙向 單向中A B 單向中B A三種情況