微专题01 兴奋的传导和传递的相关实验分析与探究（优质精讲课）-【上好课】2024-2025学年高二生物同步精品课堂（人教版2019选择性必修1）

人教版高中生物选修一 第二章第三节 微专题：兴奋的传导和传递的相关实验分析与探究 学习目标、重难点 1、利用电流表连接方式、指针偏转次数，使学生认识兴奋在神经纤维上，神经元之间的传导特点，培养学生的科学思维； 2、以有机磷农药为情景，让学生分析情境探究中化学物质对兴奋在神经元之间传递的影响，以培养学生分析实验，科学探究的能力； 3、通过对传出神经、传入神经、兴奋传递方向等实验探究案例的分析，培养学生解答实验设计的一般思路。 重点 1.电流表指针的偏转问题的判断 2.兴奋传递过程的异常分析 3.神经调节相关实验的探究。 难点 1.解答神经调节的实验设计题的一般思路。 2 例题1.如图为某神经纤维局部示意图，其中b、d是灵敏电流计接头，均接在细胞膜外表面，且bc=cd。下列相关叙述正确的是( ) A.若将b接入神经细胞膜内侧，测得的数值为兴奋时的膜电位 B.刺激a点，电流计指针偏转两次，说明兴奋在神经纤维上进行双向传导 C.刺激c点，b、d点处不发生电位变化，电流计不发生偏转 D.刺激d点，可引起c点Na+内流 一.电流指针偏转问题的判断 刺激a、c点电表怎么偏转？ D ①刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋，电表指针发生两次方向相反的偏转； ②刺激c点(bc＝cd)，b点和d点同时兴奋，电表指针不发生偏转。 e 刺激e? ①刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋，电表指针发生两次方向相反的偏转； ②刺激c点(bc＝cd)，b点和d点同时兴奋，电表指针不发生偏转。 e 一.电流指针偏转问题的判断 1、同一神经元电流计指针偏转次数的判断 ③刺激e点，b点先兴奋，d点后兴奋，指针发生两次方向相反的偏转。 [对点突破1]利用灵敏电表、神经纤维及神经纤维—肌肉标本可探究兴奋的产生与传导(图中的刺激强度均能引起动作电位的产生),下列叙述错误的是(　　) A.图1中电表的指针 出现两次方向相反的 偏转,不能证明兴奋的 传导具有双向性 B.图2中电表指针出现两次方向相反的偏转,能证明兴奋的传导具有双向性 C.利用图3装置无法判断兴奋在神经纤维上是单向传导还是双向传导 D.若图1中刺激点改为c点,电表的指针不偏转,说明兴奋的传导具有双向性 C 一.电流指针偏转问题的判断 1、同一神经元电流计指针偏转次数的判断 神经元之间？ 一.电流指针偏转问题的判断 2、在神经元之间电流计指针偏转次数的判断 思考：刺激下图中b点,电流计指针发生几次偏转？刺激c点,电流计指针发生几次偏转？ ①刺激b点(ab＝bd)，由于兴奋在突触间的传递速率小于在神经纤维上的传导速率，所以a点先兴奋，d点后兴奋，电表指针发生两次方向相反的偏转； 指针先左摆，回中间后，再右摆，再回中间。 ②刺激c点，兴奋不能传至a点，a点不兴奋，d点可兴奋，电表指针只发生一次偏转。 一.电流指针偏转问题的判断 [对点突破2]如图表示兴奋在两个神经元之间的传递，b点位于电表两端的中点，电表两极(a、d)均置于膜外。下列叙述正确的是( ) A.刺激b点时，由于Na+内流导致膜内的Na+浓度高于膜外 B.刺激b点时，电流计指针不会发生偏转 C.刺激b点时，甲会发生由电信号到化学信号的转变 D.刺激c点时，指针偏转2次与突触结构有关 C 2、在神经元之间电流计指针偏转次数的判断 一.电流指针偏转问题的判断 总结：“二看法”判断电流计指针偏转问题（电极位于膜的同侧） 两电极同侧 两电极之间 一定会发生两次方向相反的偏转 偏转或不偏转 注意刺激点与两电极的距离是否相等 发生两次方向相反的偏转 发生一次偏转 [对点突破3]某生物实验小组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(说明:L1和L2距离相等,电流计①两微电极的中点为a3,电流计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(　　) A.分别适宜刺激神经元a上的四点,电流计 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,电流计 ②的指针均发生2次方向相反的偏转 C.适宜刺激a4点时,电流计①的指针发生第二次偏转的时间晚于电流计② 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 B 一.电流指针偏转问题的判断 例2.有机磷农药可抑制胆碱酯酶(分解乙酰胆碱的酶)的作用，对于以乙酰胆碱为递质的突触来说，中毒后会发生( ) A.突触前神经元的膜电位发生显著变化 B.突触前膜的流动性消失 C.乙酰胆碱持续作用于突触后膜的受体 D.关闭突触后膜的Na+离子通道 二.兴奋传递过程的异常分析 C 2、知识拓展——有机磷农药的中毒机制 （1）种类：含磷元素的有机化合物农药，如乐果、敌百虫及敌敌畏等。 （2）机理：有机磷农药经皮肤、消化和呼吸道粘膜过量摄入可抑制胆碱酯酶活性，引发突触后膜持续激活，导致神经系统功能紊乱。 二.兴奋传递过程的异常分析 （3）表现：周身大汗，皮肤黏膜的汗液增多，流鼻涕、打喷嚏、呼吸道分泌物增多、同时乙酰胆碱的过度储积会导致瞳孔缩小，呈针尖样的缩小。严重者出现昏迷，四肢近端颤抖。 [对点突破3].药物甲、乙、丙均可治疗某种疾病，相关作用机制如下图所示，突触前膜释放的递质为去甲肾上腺素(NE)。下列说法错误的是( ) A.抑制β受体活性或增强α受体活性可治疗该疾病 B.NE作用于α受体后会抑制NE释放 C.药物丙抑制突触间隙中NE的回收 D.NE与受体结合后可以引发突触后膜的电位变化 A 二.兴奋传递过程的异常分析 二.兴奋传递过程的异常分析 2、兴奋传递过程中出现异常的情况分析 二.兴奋传递过程的异常分析 [对点突破4]抑郁症与单胺类神经递质(兴奋性神经递质)传递效能下降有关。单胺氧化酶是一种单胺类神经递质的降解酶。单胺氧化酶抑制剂(MAOI)是一种目前常用的抗抑郁药。如图是正在传递兴奋的突触结构的局部放大示意图，下列说法不正确的是( ) A.抑郁症可能是单胺类神经递质过少引起的 B.图中①是突触前膜，此处信号转化为电信 号转变为化学信号 C.MAOI的作用原理是破坏单胺类神经递质， 使突触间隙的神经递质浓度降低 D.单胺类神经递质与蛋白M结合后，将导致细胞Y膜电位由外正内负变为外负内正 C 2、兴奋传递过程中出现异常的情况分析 三.神经调节相关实验探究 例题3.如图表示某一反射弧的部分结构，箭头所指部位被切断，a点在外周段(远离中枢的部位)上，b点在向中段(靠近中枢的部位)上，在b的两侧连接电流表。下列分析错误的是( ) A.若刺激a处，肌肉不收缩，刺激b处，肌肉收缩，说明切断的为传入神经 B.若刺激a处，肌肉收缩，刺激b处，肌肉不收缩，说明切断的为传出神经 C.若刺激b处，电流表偏转1次，肌肉不收缩，说明切断的为传出神经 D.若刺激b处，电流表偏转2次，肌肉收缩，说明两电极之间仅存在电信号形式的传导 D 如何判断传入、传出？ [知识回顾] 找出传入神经与传出神经的判断依据。 感受器 传入神经 神经中枢 传出神经 效应器 a.是否具有神经节。有神经节的是 神经。 传入 b.脊髓灰质内神经元结构。 图示中与“ ”相连的为 神经，与“ ”相连的为 神经。 传入 传出 c.脊髓灰质结构。与前角(膨大部分)相连的为 神经，与后角(狭窄部分)相连的为 神经。 传出 传入 判断依据： 感受器：传入神经末梢 效应器：传出神经末梢和它支配的肌肉或者腺体 [辨析]传入神经末梢就是感受器，传出神经末梢就是效应器(　　) × 三.神经调节相关实验探究 设计实验呢？ 三.神经调节相关实验探究 1、验证传入神经与传出神经功能的实验思路 方法：切断实验法 向中侧 向中侧 外周侧 外周侧 ①切断了传入神经，在传入神经切口两测（外周侧和向中侧）给予刺激,结果是？ ②如果切断的是传出神经？结果是？ 结果：刺激外周侧肌肉不收缩，刺激向中侧肌肉收缩 结果：刺激外周侧肌肉收缩，刺激向中侧肌肉不收缩 实验思路 三.神经调节相关实验探究 1、验证传入神经与传出神经功能的实验思路 方法：切断实验法 向中侧 向中侧 外周侧 外周侧 实验思路 分别切断了传入神经和传入神经 分别在断口切口（外周侧和向中侧）给予刺激 观察效应器是否发生反应 [对点突破6]下图是某反射弧结构的模式图，其中乙表示神经中枢，甲、丙未知。神经元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.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 三.神经调节相关实验探究 1、验证传入神经与传出神经功能的实验思路 A 如果只给一个电表，如何判断兴奋传导方向？ 三.神经调节相关实验探究 2、探究兴奋在神经纤维上的传导方向实验思路 向中侧 向中侧 外周侧 外周侧 a b 双向？单向？ 思考：选择哪条神经？ 传出神经 电刺激④，b处安装电表观察肌肉是否收缩，b的是否有电位变化 若肌肉收缩，b处有电位发生变化→双向传递 若肌肉收缩，b处电位未变化→单向传递 神经元之间？ 三.神经调节相关实验探究 3、探究兴奋在神经元之间的传导方向实验思路 思考：选择哪条神经？ 向中侧 向中侧 外周侧 外周侧 a b 不同神经之间 双向？单向？ 先电刺激④，测②处的电位变化，再电刺激②，测④处的电位变化 若前后两次均出现电位变化→双向传递 若前后只有一次电位变化→单向传递 [对点突破7]下图表示某动物反射弧的结构示意图，其中②－⑤表示细胞膜外的位点，可作为刺激点或电极的连接点，①⑥表示结构。请用电表等工具，据图进行以下实验。 (1). 验证兴奋在神经纤维中可以双向传导。 你的实验方案是____________________________________________。 预期结果是________________________________________________。 (2). 验证兴奋在神经元之间只能单向传递。 你的实验方案是____________________________________________ ___________________________________________________。 预期结果是________________________________________________。 三.神经调节相关实验探究 将电表的两个电极分别接在②处和④处，刺激③处，观察电表指针的偏转情况。 电表指针出现两次偏转且偏转的方向相反 将电表的两个电极分别接在④处和⑤处，先刺激④处，观察电表指针的偏转情况，再刺激⑤处观察电表指针的偏转情况 刺激④处电表出现两次偏转，刺激⑤处电表出现一次偏转 [对点突破8]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，分别连接电位计ⓐ和ⓑ。将蛙左右肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后，电位计ⓐ和ⓑ有电位波动，出现屈反射。下图为该反射弧结构示意。 (1)用简便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 ①方法____________________________________________________ ____________________________ ②现象____________________________________________________ 三.神经调节相关实验探究 刺激电位计ⓑ与骨骼肌之间的传出神经，观察a、b电位计及是否有屈腿反应 观察到电位计 ⓑ有电位波动和左后肢屈腿，电位计ⓐ未出现电位波动 设计实验思路一般方法？ 三.神经调节相关实验探究 4.解答实验设计题的一般思路小结 (1)确定实验变量,并设置实验变量。（实验变量可从题目信息中获得） (2)遵循单一变量原则。（其他条件相同且适宜） (3)确定实验观察的对象或实验检测指标。 (4)构思实验步骤,语言表达准确(注意实验操作顺序的合理安排)。表述实验步骤的三部曲:分组编号、实验处理、结果观察。 (5)记录实验现象,依据实验原理,分析实验结果,得出实验结论。 [对点突破9]电刺激坐骨神经a处，腓肠肌会发生收缩。请利用图A所示坐骨神经一腓肠肌标本设计实验，验证兴奋在神经元与肌细胞之间，可以以化学信号进行传递。要求写出实验设计思路： 三.神经调节相关实验探究 4.解答实验设计题的一般思路 答案：取两个蛙坐骨神经一排肠肌标本(A和B,保持活性)置于成分相同的营养液中，A保留坐骨神经，B剔除坐骨神经；刺激A的坐骨神经，腓肠肌收缩；从A腓肠肌的营养液中取一些液体注入B腓肠肌的营养液中，观察B腓肠肌是否收缩。 A．两次刺激后甲、乙都发生两次方向相反的偏转 B．刺激A点时甲发生两次方向相反的偏转，乙不偏转，刺激B点时甲乙均发生两次方向相反的偏转 C．刺激A点甲不偏转，乙发生两次方向相反的偏转，刺激B点时乙不偏转，甲发生两次方向相反的偏转 D．刺激A点时甲发生一次偏转，乙不偏转，刺激B点时甲乙均发生两次方向相反的偏转 D 课后训练 1．如图是一个反射弧的部分结构图，甲、乙表示连接在神经纤维上的电流表。当在A、B点分别给以能引起兴奋的刺激，甲、乙电流表的指针发生的变化情况是（ ） 26 课后训练 2．大多数有机磷农药、蝎毒都属于神经毒素。其中有机磷农药能使分解神经递质（乙酰胆碱）的酶活性受抑制；蝎毒能破坏膜钠离子通道，从而抑制动作电位的产生。据图回答，如果分别使用有机磷或者蝎毒，引起的后果正确的是（　　） A．使用有机磷，在a点给予刺激，b点不能释放神经递质（乙酰胆碱） B．使用有机磷，在a点给予刺激，c点保持静息电位 C．使用蝎毒，在a点给予刺激，b点不能释放神经递质（乙酰胆碱） D．使用蝎毒，在a点给予刺激，c点产生动作电位 C 3.如图是从蛙体内剥离出的某反射弧结构的模式图，其中甲表示神经中枢，乙、丙未知。神经元A、B上的1、2、3、4为四个实验位点。现欲探究神经元A是传出神经还是传入神经，结合所给器材完成以下步骤：（每个实验位点只能用一次） 材料：从蛙体内剥离出的某反射弧（反射弧结构未被破坏）。 供选择仪器：剪刀、电刺激仪、微电流计。 将微电流计的两个电极分别搭在实验位点2和实验位点3的神经纤维膜外。 (1)用电刺激仪刺激实验位点______，若微电流计的指针偏转_____次，则神经元A为传出神经：若微电流计的指针偏转____次，则神经元A为传入神经。 (2)兴奋从一个神经元到另一个神经元的传递是单向的，其原因是_______ ________________________________________________________________。 课后训练 1 1 2 神经递质 存在于突触小泡中，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜 2、现欲设计实验验证药物M可通过降低 N受体蛋白表达量从而缓解普通大鼠在低氧应激下导致的神经元损伤。请写出实验思路________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4.. 低氧应激会使突触小泡释放谷氨酸增多，神经元过度兴奋，长时间会导致神经元损伤甚至脑损伤。下图为低氧应激过程示意图，回答下列问题： 课后训练 1、由图可知，低氧条件下，突触前神经元通过_____方式释放的谷氨酸增多。谷氨酸可以作用于_______使得Ca2+内流，Ca2+与钙调蛋白激酶Ⅱ结合后，一方面作用于 A 受体，使得Na+内流增多；另一方面______________________________ 将低氧应激等生理状态一致的普通大鼠分为两组，标记为甲和乙，甲组注射药物M,乙组注射等量的生理盐水。检测并比较两组大鼠N受体蛋白表达量和神经元损伤情况 胞吐 N受体 作用于囊泡，使得突触后膜上的A受体增多 $$