1、加强提升课(6)膜电位测定及相关的实验探究突破一膜电位的变化及测量1膜电位峰值变化的判断2膜电位的测量(1)膜电位的测量方法测量方法测量图解测量结果电表一极接膜外,另一极接膜内电表两极均接膜外(内)侧(2)膜电位变化曲线解读1将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液(溶液S)中,可测得静息电位。给予细胞一个适宜的刺激,膜两侧出现一个暂时性的电位变化,这种膜电位变化称为动作电位。适当降低溶液S中的Na浓度,测量该细胞的静息电位和动作电位,可观察到()A静息电位值减小B静息电位值增大C动作电位峰值升高 D动作电位峰值降低解析:选D。静息电位的产生是由于细胞内K外流,动作电位的产生是由Na内流导致的,如果
2、减少溶液S中的Na浓度,则会导致动作电位形成过程中Na内流量减少,而使峰值降低。2(2020天津模拟)如图表示枪乌贼离体神经纤维在Na浓度不同的两种海水中受刺激后的膜电位变化情况。下列描述错误的是()A曲线a代表正常海水中膜电位的变化B两种海水中神经纤维的静息电位相同C低Na海水中神经纤维静息时,膜内Na浓度高于膜外D正常海水中神经纤维受刺激时,膜外Na浓度高于膜内解析:选C。分析题图曲线可知,曲线a表示神经纤维,受刺激后膜内电位上升,变为正值,之后又变为负值,符合动作电位曲线图,代表正常海水中膜电位的变化,A正确;a、b两条曲线的起点与终点的膜电位值相同,则说明两种海水中神经纤维的静息电位相
3、同,B正确;不论是低钠海水,还是正常海水,静息状态都是膜外Na浓度高于膜内,C错误;正常海水中神经纤维受刺激时,膜外Na浓度高于膜内,D正确。3(不定项)下图是某神经纤维动作电位的模式图,下列叙述正确的是()AK的大量内流是神经纤维形成静息电位的主要原因Bbc段Na大量内流,需要载体蛋白的协助,不消耗能量Ccd段Na通道多处于关闭状态,K通道多处于开放状态D动作电位大小随有效刺激的增强而不断加大解析:选BC。神经纤维形成静息电位的主要原因是K的大量外流,A项错误;bc段Na通过协助扩散的方式大量内流,需要载体蛋白的协助,不消耗能量,B项正确;cd段K外流,此时细胞膜对K的通透性大,对Na的通透
4、性小,K通道多处于开放状态,Na通道多处于关闭状态,C项正确;动作电位的大小与有效刺激的强弱无关,只要达到了有效刺激强度,动作电位就会产生,其电位变化情况是相对固定的,但其最大值会受细胞外液中Na浓度的影响,D项错误。突破二膜电位变化与电流表的指针偏转问题1兴奋传导与电流计指针偏转问题(1)兴奋在神经纤维上的双向传导(2)兴奋在神经元之间的单向传递2“三看法”判断电流计指针偏转4在某溶液中维持正常活性的离体神经纤维受到适宜刺激时,受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化,产生神经冲动。下图所示为受刺激部位的膜电位变化趋势(曲线1)和膜内Na含量变化趋势(曲线2),下列有关分析错误的是()Ac
5、点对应的膜电位的大小受膜外Na浓度的影响Bb、d两点对应的膜电位均代表静息电位Cef段膜内Na含量增多,该过程不消耗能量Da点神经细胞膜内K浓度高于膜外解析:选B。曲线1上c点对应的膜电位表示动作电位的峰值,主要由Na内流形成,所以c点对应的膜电位的大小受膜外Na浓度的影响,A正确;b、d两点对应的膜电位的数值均为0,不是静息电位,B错误;ef段膜内Na含量增多是Na内流导致的,该过程中Na通过协助扩散的方式内流,不需要消耗能量,C正确;a点神经细胞处于静息状态,神经细胞膜两侧电位为外正内负,此时细胞膜内K浓度比膜外高,D正确。5(不定项)(2020山东泰安期末)下图是用甲、乙两个电流表研究神
6、经纤维及突触上兴奋产生及传导的示意图。下列有关叙述错误的是()A静息状态下,甲指针偏转,乙指针不偏转B刺激a处时,甲、乙指针都偏转两次C刺激b处时,甲指针维持原状,乙指针偏转一次D清除c处的神经递质,再刺激a处时,甲指针偏转一次,乙指针不偏转解析:选BD。甲电流表的两极分别位于膜外和膜内,乙电流表的两极均置于膜外,静息状态下,甲电流表膜外为正电位,膜内为负电位,甲指针偏转,而乙电流表两极没有电位差,不发生偏转,A正确;刺激a处时,兴奋传到甲电流表处时,指针偏转一次,兴奋传至乙电流表两极时,乙电流表发生两次不同方向的偏转,B错误;刺激b处时,由于兴奋在突触处传递的单向性,兴奋无法向左传递,甲指针
7、维持原状,电流表乙指针偏转一次,C正确;清除c处的神经递质,再刺激a处时,兴奋无法传到右侧神经元,甲指针偏转一次,乙指针偏转一次,D错误。突破三反射弧中兴奋传导特点的实验探究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,还是阻断在突触处传递,可分别将药物置于神经纤维上或置于突触处,依据其能否产生“阻断”效果作出合理推断。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
8、神经元之间的传递6(2020山西五地市一模)在神经肌肉标本中,传出神经末梢与骨骼肌共同构成效应器,它们之间通过突触连接在一起。图中a、b、c、d为可以进行电刺激的部位。请回答下列问题:(1)刺激a处,肌肉收缩,该种现象不能称为反射,原因是_。(2)神经兴奋后,神经递质由处释放,在中通过_与上的_结合,整个过程体现了细胞膜具有_的功能。(3)已知兴奋在神经纤维上可双向传导,在突触处只能单方向传递。请利用神经肌肉标本设计实验进行验证(写出实验思路并预期实验结果)。解析:(1)反射需要经过完整的反射弧才能完成,直接刺激支配肌肉的传出神经,肌肉收缩,不能称为反射。(2)神经兴奋后,神经递质由突触前膜处
9、释放,在突触间隙中扩散至突触后膜处,与其上的特异性受体结合,整个过程体现了细胞膜具有控制物质进出和信息交流的功能。(3)若利用神经肌肉标本设计实验,验证兴奋在神经纤维上可双向传导、在突触处只能单方向传递,则实验思路:分别在b、d处依次施加一定强度的电刺激,观察肌肉收缩情况及灵敏电流计指针偏转情况。因该实验是验证性实验,其结论是已知的,即兴奋在神经纤维上可双向传导、在突触处只能单方向传递,所以预期的实验结果为刺激b处时,肌肉收缩,灵敏电流计指针发生两次方向相反的偏转;刺激d处时,肌肉收缩,灵敏电流计指针不发生偏转。答案:(1)无完整的反射弧参与(2)扩散特异性受体控制物质进出和信息交流(3)实验
10、思路:分别在b、d处依次施加一定强度的电刺激,观察肌肉收缩情况及灵敏电流计指针偏转情况。预期实验结果:刺激b处时,肌肉收缩,灵敏电流计指针发生两次方向相反的偏转;刺激d处时,肌肉收缩,灵敏电流计指针不发生偏转。7(2020山东淄博一模)下图为反射弧模式图,AE表示其组成,甲、乙是置于神经纤维B、D上记录电位变化的电位计。请回答下列问题:(1)该反射弧中C为_,E的功能是_。(2)刺激a点能引起A的收缩,该过程_(填“属于”或“不属于”)反射。在_(填“a”“b”“a或b”)点给予足够强度刺激时,甲、乙两电位计都可记录到电位变化。随后在A中的神经肌肉接点(突触)处发生的信号变化是_,引起上述信号
11、变化的信息分子是_。(3)将甲、乙两个蛙心分离出来,并在心脏中充入适量任氏液(主要成分为0.7%NaCl溶液)。电刺激与甲心脏相连的神经,结果心跳加速、加强;随后将甲内的任氏液取出并转移到乙心脏中,也引起乙心脏跳动加速、加强。对乙心脏跳动加速、加强最合理的解释是_。实验中任氏液能维持一段时间内离体蛙心脏正常的生理功能,任氏液相当于蛙体内的_。解析:(1)图中A是效应器,B是传出神经,C是神经中枢,D是传入神经,E是感受器。其中感受器接受刺激,产生兴奋。(2)直接刺激传出神经引起效应器的收缩不属于反射,因为这个过程没有经过完整的反射弧。由于突触处的兴奋传递是单向的,因此刺激b点甲、乙两电位计都可记录到电位变化,而刺激a点只有甲电位计可记录到电位变化;突触前膜释放神经递质作用于突触后膜,突触处的信号变化为电信号化学信号电信号。(3)电刺激甲后其产生了兴奋(心跳加速、加强),然后将甲中的任氏液转移到乙心脏中,没有刺激也引起乙心脏跳动加速、加强,说明甲心脏的神经受刺激后释放神经递质并扩散到任氏液中,转移后作用于乙心脏的心肌细胞,使乙心脏跳动加速、加强;该实验中的任氏液相当于蛙体内的组织液。答案:(1)神经中枢接受刺激,产生兴奋(2)不属于b电信号化学信号电信号神经递质(3)甲心脏的神经受刺激后释放神经递质并扩散到任氏液中,转移后作用于乙心脏的心肌细胞,使乙心脏跳动加速、加强组织液