1、实验方案的设计与评价典例示范研究表明：细胞外液中K浓度会影响神经纤维静息电位的大小，细胞外液中Na浓度会影响受刺激神经纤维膜电位的变化幅度和速率。某同学欲对此进行验证。材料用具：刺激器、测量电位变化的电位计(含甲、乙两个电极)、生理状态一致且正常的枪乌贼离体神经纤维若干、不同K和Na浓度的海水。实验步骤：将枪乌贼离体神经纤维分成4组，分别置于低K海水、高K海水、低Na海水、高Na海水中。一段时间后，按照如图所示的电位计及电极接法测量各组枪乌贼离体神经纤维的静息电位。分别给予各组枪乌贼离体神经纤维不同强度的适宜刺激，并用电位计测量各组枪乌贼离体神经纤维的电位变化(动作电位)。请回答下列问题：(1
2、)请纠正上述实验方案及装置的3点主要错误。_。(2)结果预测与分析：在低K海水中K_(填“外流”或“内流”)的量较_(填“多”或“少”)，故静息电位偏大。若实验测得高Na海水和低Na海水中枪乌贼离体神经纤维受到刺激后膜电位变化曲线如图所示，则代表高Na海水中电位变化的曲线是_。图中曲线间的差异表明在不同Na浓度的海水中_不同，从而造成电位变化的幅度和速率不同。解题思路(1)研究细胞外液中K浓度和Na浓度对神经纤维膜电位的影响时，应设计正常海水的对照组。由于静息电位(外正内负)和动作电位(外负内正)均指神经细胞膜内与膜外的电位状况，因此测量时电位计的两个电极应分别放置于神经细胞膜内与膜外。刺激的
3、强度为该实验的无关变量，故各组应相同。(2)静息电位由K顺浓度梯度外流而形成，故当海水中K浓度较低时，K外流的量较多，形成的静息电位较大。动作电位是神经纤维受到适宜的刺激后，Na顺浓度梯度内流而形成，故当海水中Na浓度较高时，Na内流的量较多、速度较快，因而电位变化的幅度较大，速率较快，所以图中代表高Na海水中电位变化的曲线是a。答案(1)应设计正常海水的对照组；测量电位变化时，甲、乙两个电极应该一个置于膜内，一个置于膜外；给予各组枪乌贼离体神经纤维的刺激强度应相同(2)外流多aNa内流的量和速度“五看”法解决实验方案设计与评价题提能演练朱同学验证“动作电位沿着神经纤维传导时，其电位变化总是一
4、样的，不会随传导距离的增加而衰减”。请利用提供的实验材料与用具加以验证，要求完善实验思路并进行分析。实验器材：生理状况正常的离体枪乌贼的巨大轴突作标本，电位测量装置若干个(示波器)、生理盐水、电刺激设备等。(要求：答题时枪乌贼离体巨大轴突神经纤维标本制作、神经纤维生理盐水的具体浓度、电刺激的强度、调制和示波器测量电位的具体方法不作要求)(1)实验思路：取一个大培养皿，加入足量特定浓度的生理盐水，将新鲜离体的枪乌贼巨大轴突的神经纤维标本浸泡在生理盐水中；在神经纤维某一端的适宜位置上正确连接电刺激设备，然后将多个相同的示波器_正确连接在神经纤维上；在电刺激设备上用适宜强度的电刺激离体神经纤维使之产
5、生一个动作电位；同时观察并记录各电位测量装置的膜电位波形变化，统计分析实验数据并比较_。(2)预测实验结果：(3)分析与讨论：神经纤维受到适宜刺激后产生动作电位，其电位变化不随传导距离的增加而衰减，其峰电位值仍相同的原因是动作电位峰电位值大小决定于_ _，与传播距离无关。若本实验改用蛙的坐骨神经，实验发现：当一根神经纤维在传导神经冲动时不会影响其他神经纤维，原因最可能是_。解析(1)测量动作电位随传导距离的增加的变化，应将多个相同的示波器等距离连接在神经纤维上。各电位测量装置记录的膜电位峰值为动作电位的大小。(3)动作电位的发生是由Na快速进入神经纤维导致的，峰电位值大小决定于膜内外溶液的Na的浓度差，与传播距离无关。各神经纤维由髓鞘包围，相互之间具有绝缘性，所以当一根神经纤维在传导神经冲动时不会影响其他神经纤维。答案(1)等距离最大幅度值(或峰电位值)(3)膜内外溶液的Na的浓度差各神经纤维之间具有绝缘性
