内容正文:
微专题❺ 神经调节中电位变化、指针偏转及实验探究问题
(见学生用书P220)
命题角度一 膜电位变化与电位计的指针偏转问题
1.兴奋传导与电位计指针偏转问题
(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”判断电位计指针偏转
1.[2023·浙大附中模拟]将灵敏电位计的两极如图所示分别置于膝跳反射反射弧中的a处外表面和b处内表面,图中ac=db。若在c、d两点同时对神经细胞给予能引起兴奋的刺激,则刺激后电位计指针偏转的情况及b处内表面的电位变化是( D )
A.先左后右,再向右;负→正→负
B.先右后左,再向左;正→负→正
C.先右后左,再向右再向左;正→负→正→负→正
D.先左后右,再向左再向右;负→正→负→正→负
【解析】 据题意可知,初始状态下a、b处膜电位为内负外正,电位计指针向右偏转;在c、d两点同时刺激,兴奋分别向两边传递,c点产生的兴奋传递至a处的同时d点产生的兴奋也传至b处,a、b两处膜电位均变为内正外负,指针向左偏转;之后a、b两处恢复静息电位,膜电位均由内正外负变为内负外正,指针向右偏转;接着c点产生的兴奋传递至b处,引起b处膜电位由内负外正变为内正外负,此时a处为内负外正,因此指针向左偏转至中间位置;最后b处也恢复静息电位,膜电位变为内负外正,指针向右偏转至初始状态,D正确。
2.[2022·嘉兴一中月考]下图是用甲、乙两个电表Ⓐ研究神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( D )
A.静息状态下,甲指针偏转,乙指针不偏转
B.刺激a处时,甲指针偏转一次,乙指针偏转两次
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】 甲电表的两极分别位于膜外和膜内,乙电表的两极均置于膜外,静息状态下,甲电表两电极处膜外为正电位,膜内为负电位,甲指针偏转,而乙电表两极没有电位差,不发生偏转,A正确;刺激a处,兴奋传到甲电表处时,指针偏转一次,兴奋传到乙电表两极时,乙电表指针发生两次不同方向的偏转,B正确;刺激b处,由于兴奋在突触处传递的单向性,兴奋无法向左传递,甲指针维持原状,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。
3.神经纤维上某处受到适宜刺激后产生一个动作电位(时间为M毫秒),并发生传导。若某一时刻膜电位的状态(表1、表2分别接于a、b处)及引起电位变化的K+、Na+流向模式图如下。下列叙述正确的是( B )
A.刺激点位于ab段中点
B.表1、表2指针将分别继续发生右偏和左偏
C.ab段处于去极化过程
D.动作电位在a、b间传导的时间为M毫秒
【解析】 a点下方是K+外流,b点下方是Na+内流,说明a区域为动作电位后的恢复,b为即将形成动作电位,因此刺激点不可能位于ab段中点,A错误;表1和表2指针不偏转,代表膜内外没有电位差,a点发生K+外流,说明膜在复极化,表1指针将右偏,b点Na+内流,膜去极化,表2指针将左偏,B正确;ab段并不都处于去极化过程,C错误;神经纤维上某处受到适宜刺激后产生一个动作电位,时间为M毫秒,而不是a、b间传导的时间为M毫秒,D错误。
命题角度二 兴奋传导和传递方向的实验探究
1.科学工作者为研究兴奋在神经纤维上传导及突触间传递的情况,设计如图所示实验。图中c点位于灵敏电流计①两条接线的中点,且X=Y。请回答下列问题。
(1)在a点未受刺激时,膜外电位为__正__电位;受到刺激产生动作电位时,其电位变化主要是由__Na+__的跨膜运输引起的。
(2)已知兴奋在神经纤维上可以双向传导,若刺激b点,电流计①指针将__发生2次方向相反的偏转__(填偏转方向和次数);若刺激c点,电流计①指针将__不偏转__(填偏转方向和次数)。
(3)若利用电流计②验证兴奋在突触间只能单向传递。请设计实验进行证明(请注明刺激的位点、指针偏转情况):
①__刺激d(或a或b或c)点,电流计②指针发生2次方向相反的偏转__,说明兴奋可以从A传到B;
②__刺激e点,电流计②指针偏转1次__,说明兴奋不能从B传到A。
(4)请利用电流计①、②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。
实验思路:__刺激d点,观察电流计①、②指针发生第二次偏转的先后顺序__。
结果预测:__电流计①指针发生第二次偏转的时间早于电流计②指针发生第二次偏转的时间__。
【解析】 (1)神经纤维未受刺激时,K+外流,使细胞膜电位表现为外正内负;神经纤维受到刺激产生动作电位时,Na+内流,使膜电位表现为外负内正。(2)由于兴奋在神经纤维上可双向传导,故刺激b点,电流计①指针将发生2次