第8单元 强化专题(7) 膜电位的变化分析与实验探究(课件PPT)-【正禾一本通】2025年高考生物高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 单选版）

正禾一本通 一轮总复习 多媒体课件 英语（人教版） 一轮总复习 多媒体课件 生物学（人教版） 第八单元　 生命活动的调节　 强化专题(七)　膜电位的变化分析与 实验探究 题型1　 膜电位测量及曲线解读 题型2　 兴奋传递中电流表指针的偏转次数判断 题型3　 兴奋传导和传递的实验探究 谢谢观看！ 38 1.膜电位的测量 方法 图解 结果 电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧 电表两极均置于神经纤维膜的外侧 2.膜电位变化曲线解读 3.神经纤维膜外离子浓度对膜电位的影响 (1)细胞外K＋浓度影响静息电位 (2)细胞外Na＋浓度影响动作电位 4.抑制性突触后电位的产生机制 (1)电位变化示意图 (2)产生机制：突触前神经元轴突末梢兴奋，引起突触小泡释放抑制性神经递质，抑制性神经递质与突触后膜受体结合后，提高了突触后膜对Cl－、K＋的通透性，Cl－进细胞或K＋出细胞(抑制性突触后电位的产生主要与Cl－内流有关)。 (3)结果：使膜内外的电位差变得更大，突触后膜更难以兴奋。 【提升训练】1.兴奋性是指细胞接受刺激产生兴奋的能力。为探究不同缺氧时间对中枢神经元兴奋性的影响，研究人员将体外培养的大鼠海马神经元置于含氧培养液中，测定单细胞的静息电位和阈强度(引发神经冲动的最小电刺激强度)，再将其置于无氧培养液中，定时测定，结果如图1、2所示。下列说法错误的是(　　) A.图1中静息电位是以细胞膜的外侧为参照，并将该侧电位水平定义为0 mV B.给予对照组神经元30 pA强度的电刺激，则神经纤维膜电位表现为外负内正 C.当静息电位由－60 mV变为－65 mV时，神经元更易兴奋 D.缺氧一段时间后，会影响某些离子的主动运输，导致膜电位异常 解析：选C。图1中静息电位是以细胞膜的外侧为参照，并将该侧电位水平定义为0 mV，因此测得的静息电位为负值，A正确；由图2可知，对照组神经元兴奋的阈值小于30 pA，因此给予对照组神经元30 pA强度的电刺激，则神经纤维膜电位表现为外负内正，B正确；缺氧处理20 min的实验组，当静息电位由－60 mV变为－65 mV时，静息电位降低，阈强度升高，因而神经元更不容易兴奋，C错误；缺氧会影响细胞的能量供应，对细胞通过主动运输方式跨膜转运离子产生影响，使神经细胞不能维持细胞内外的离子浓度差，从而导致膜电位异常，D正确。 2.阈电位是指能引起动作电位的临界膜电位。用同种强度的阈下(低于阈电位)刺激分别以单次和连续的方式刺激上一神经元，测得下一神经元的膜电位(突触后膜)变化情况如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.阈电位大小主要受组织液中Na＋浓度和神经细胞内K＋浓度的影响 B.单次阈下刺激突触前神经元，突触前神经元电位不发生变化 C.连续多个阈下刺激可叠加并引发突触后膜产生动作电位 D.改变多个阈下刺激的强度和频度不改变动作电位的峰值 解析：选B。阈电位是指能引起动作电位的临界膜电位，据图可知，阈电位与静息电位及动作电位都有关系，因此受到组织液中Na＋浓度的影响，以及细胞内K＋浓度的影响，A正确；单次阈下刺激突触前神经元，突触前神经元电位发生了变化，但是没有形成动作电位，B错误；单次阈下刺激不能引发突触后膜产生动作电位，但连续多个阈下刺激可以叠加并引发突触后膜产生动作电位，C正确；动作电位的峰值与Na＋浓度有关，与刺激的强度和频度无关，所以改变多个阈下刺激的强度和频度不改变动作电位的峰值，D正确。 3.(2023·河南周口模拟)用离体枪乌贼巨大神经为材料进行实验，得到如下曲线图，图1表示神经元的某一位点在不同时刻的电位变化，图2表示不同位点同一时刻神经冲动的传导过程，图3表示离子进出细胞引发的膜电流变化，内向电流是指阳离子流入细胞引起膜内电位升高的离子电流；外向电流指阳离子流出或阴离子流入引起膜内电位降低的离子电流。下列说法正确的是(　　) A.图2神经冲动的传导方向是从右到左 B.图3中的外向电流是由Na＋外流引起的 C.Na＋通道将关闭的点是图1的c、图2的③、图3的B D.动作电位恢复静息电位的过程是图1的ce、图2的①③、图3的DE 解析：选D。图2神经冲动的传导方向是从左到右，A错误；由题干信息“外向电流指阳离子流出或阴离子流入引起膜内电位降低的离子电流”可知，外向电流是由K＋外流或Cl－内流引起的，B错误；产生静息电位即K＋外流时，Na＋通道将关闭，对应的点是图1的c、图2的③、图3的D，C错误；动作电位恢复静息电位即K＋外流的过程，包括图1的ce、图2的①③(兴奋的传导途径依次是：⑤→④→③→②→①)、图3的DE，D正确。 1.指针偏转原理 图①中a点受刺激产生动作电位后，该动作电位沿神经纤维传导依次通过“a→b→c→c右侧”时灵敏电流计的指针变化过程如图①～⑤所示(默认电流计指针的偏转方向为电流方向)： 2.在神经纤维上 (1)刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋，电流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，电流表指针不发生偏转。 3.在神经元之间 (1)刺激b点，由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度，a点先兴奋，d点后兴奋，电流表指针发生两次方向相反的偏转。 (2)刺激c点，兴奋不能传至a点，a点不兴奋，d点可兴奋，电流表指针只发生一次偏转。 【提升训练】4.如图所示将电流表两电极分别接到神经元膜外a、b两点，c点到a点和b点的距离相等，④中的物质为兴奋性神经递质。已知当两个相同兴奋相遇时会相互抵消，假设刺激强度相同且能产生兴奋，下列相关叙述错误的是(　　) A.分别刺激图中的三点，会使电流表指针发生两次反向偏转的是a、c两点的刺激 B.同时刺激b、c两点，若c点产生的兴奋比b点先传到③处，则电流表指针发生三次偏转 C.④中的物质通过突触引起③处电位变化与信息交流功能和细胞膜的流动性有关 D.给予c点刺激时，若降低②处Na＋的浓度，则可能会导致③处的动作电位减小 解析：选B。同时刺激b、c两点，b点产生的兴奋先使电流表指针偏转一次，c点产生的兴奋双向传导，其中向左传导的兴奋传到a点时，再使电流表指针偏转一次；已知c点产生的兴奋比b点先传到③处，且刺激强度相同，则c点向右传递的兴奋会与b点产生的向左传导的兴奋相遇而相互抵消，不能使电流表指针偏转，因此同时刺激b、c两点，若c点产生的兴奋比b点先传到③处，则电流表指针发生两次偏转，B错误。 5.在没有损伤的枪乌贼的巨大神经纤维膜上及神经元之间放置相应的电极和电流计，如图所示。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A.图a中电流计两电极分别连接在神经纤维膜内外，在静息状态下指针不发生偏转 B.图b中如果电流计两电极都在细胞膜外，则神经纤维受刺激后指针发生两次方向相反的偏转 C.图b中如果电流计两电极都在细胞膜内，则神经纤维受刺激后指针发生两次方向相反的偏转 D.图c中电流计两电极均位于神经细胞膜外，神经纤维受到如图所示刺激后，指针会发生一次偏转 解析：选A。静息状态时，神经细胞膜外为正电位，膜内为负电位，所以图a中电流计在静息状态下指针发生偏转，A错误。 6.(2023·江苏盐城三模)如甲图所示，在神经纤维上安装两个完全相同的灵敏电表，表1两电极分别在a、b处膜外，表2两电极分别在d处膜的内外侧。在bd中点c给予适宜刺激，相关的电位变化曲线如乙图、丙图所示。下列分析中正确的是(　　) A.表1记录得到乙图所示的双向电位变化曲线 B.乙图①点时Na＋的内流速率比②点时更大 C.乙图曲线处于③点时，丙图曲线正处于④点 D.丙图曲线处于⑤点时，甲图a处正进行Na＋的内流 解析：选C。表1记录得到丙图所示的曲线图，b、a两点会先后发生兴奋，A错误；由乙图可知，①点时Na＋的内流速率比②点时小，B错误；乙图曲线处于③点时，说明d点处于兴奋状态，丙图曲线正处于④点即b点兴奋时，C正确；丙图曲线处于⑤点时，兴奋传至ab之间，甲图a处于静息电位，正进行K＋的外流，D错误。 结合反射弧模式图进行探究 1.探究神经冲动在神经纤维上的传导 2.探究神经冲动在神经元之间的传递 【提升训练】7.以新鲜的蛙坐骨神经腓肠肌为标本，刺激神经纤维产生动作电位及恢复静息电位的过程中，由于钠、钾离子的流动而产生的跨膜电流如图所示(内向电流是指阳离子由细胞膜外向膜内流动，外向电流则相反)。下列叙述正确的是(　　) A.增大刺激强度，c点对应的动作电位值不变 B.bd时间段内只发生钾离子的外流 C.d点达到静息电位的最大值 D.ac时间段内钠离子进入细胞和ce时间段内钾离子流出细胞的方式不同 解析：选A。c点对应的动作电位值与膜外钠离子浓度有关，与阈上刺激强度无关，A正确；bc时间段内发生钠离子的内流，cd时间段内发生钾离子的外流，B错误；e点达到静息电位的最大值，c点达到动作电位的最大值，C错误；ac时间段内钠离子进入细胞和ce时间段内钾离子流出细胞的方式都是协助扩散，D错误。 8.神经递质作用于突触后膜，会引起突触后膜产生局部的电位变化，称为突触后电位。科学家为了探究突触后电位的特点，做了如下实验。图甲中A、B、C为不同神经元的轴突，图乙中字母及箭头分别代表轴突类型及刺激时间点，阈值代表引发动作电位的最小膜电位。下列针对该实验结果的分析，错误的是(　　) A.轴突A、B释放的均为兴奋性神经递质，都会引起突触后膜的某种离子通道打开 B.单个轴突引发的突触后电位，其大小和持续时间是相对恒定的 C.连续的低于阈值的单刺激有叠加效应，不同来源的神经递质对突触后神经元效果也可以叠加 D.突触数量越多，越有利于神经细胞之间的信息联系，越容易引发突触后膜的动作电位 解析：选D。突触数量与动作电位的引发没有必然的联系，与刺激对应的突触释放的神经递质有关，D错误。 9.神经细胞外的Ca2＋对Na＋的内流具有竞争性抑制作用，称为膜屏障作用，该机制能使神经细胞保持正常的兴奋性。研究小组展开相关研究工作，请回答下列问题： (1)血钙较低，肌肉易抽搐痉挛，其原因是__________________________________。 (2)为验证膜屏障作用，研究小组首先用含有Ca2＋、Na＋等离子的培养液培养蛙的坐骨神经—腓肠肌标本，对坐骨神经施加一定刺激，获得膜电位变化的模型(图1)。然后降低培养液中Ca2＋的浓度，其他条件不变，重复实验。 ①图1曲线的获得，应采取图2中______所示的连接方式。若是图2中另一种连接方式，请画出理论上所获得的膜电位变化曲线。 ②为达实验目的，实验过程中，研究小组还需要测定________________。 (3)验证膜屏障作用后，研究小组去除培养液中全部的Ca2＋，其他条件不变，然后对坐骨神经施加一定刺激，结果为神经纤维上能发生动作电位，但是腓肠肌未收缩。对轴突末梢的研究发现，其膜上有Ca2＋的运输通道，突触小体中也有一定数量的突触小泡。据此推测Ca2＋的作用是________________________________。 (4)去甲肾上腺素(NE)是肾上腺素去掉N­甲基后形成的物质，是与多巴胺结构相近的一种胺类化合物，小剂量可以升高血压。在有效抗菌药物治疗下，临床上常通过使用多巴胺和去甲肾上腺素来降低血清乳酸、降钙素原含量，提高中心静脉压，从而治疗由微生物或毒素引起的感染性休克(SS)及其并发症。请你利用以下实验材料及用具设计实验，比较多巴胺与去甲肾上腺素治疗感染性休克及其并发症的效果。 实验材料及用具：SS模型小鼠、多巴胺药剂、去甲肾上腺素药剂，相关检测仪器等。 简要写出实验设计思路： ____________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：(1)血钙较低，肌肉易抽搐痉挛，其原因是Ca2＋较少，对Na＋内流的抑制作用减弱，神经细胞的兴奋性过强，很容易产生兴奋而使肌肉收缩。(2)①图1中左边是静息电位，右边是动作电位，测定静息电位需要一个膜内一个膜外，也就是图2中的Ⅱ。如果是图2中另一种连接方式，刚开始时电位差为0，后来发生两次膜电位的偏转，所获得的膜电位变化曲线见答案。②为达实验目的，实验过程中，研究小组还需要测定膜内钠离子含量的变化。钠离子的变化是动作电位形成的标志。(3)验证膜屏障作用后，研究小组去除培养液中全部的Ca2＋，其他条件不变，然后对坐骨神经施加一定刺激，结果为神经纤维上能发生动作电位，但是腓肠肌未收缩，说明钙离子不影响兴奋 在神经纤维上的传导，影响兴奋在细胞间的传递。对轴突末梢的研究发现，其膜上有Ca2＋的运输通道，突触小体中也有一定数量的突触小泡。据此推测Ca2＋的作用是促进突触小泡和突触前膜融合，以释放神经递质。(4)根据实验目的和材料、用具，结合实验设计原则，实验设计思路如下：①将SS模型小鼠随机均分为两组，编号甲、乙，检测小鼠的血清乳酸、降钙素原含量和中心静脉压；②甲组注射适量多巴胺治疗，乙组注射等量去甲肾上腺素治疗；③一段时间后，检测两组小鼠的血清乳酸、降钙素原含量和中心静脉压，对比前后测量结果，说明治疗效果。 答案：(1)Ca2＋较少，对Na＋内流的抑制作用减弱，神经细胞的兴奋性过强，很容易产生兴奋而使肌肉收缩　(2)Ⅱ　　膜内钠离子含量的变化　(3)促进突触小泡和突触前膜融合，以释放神经递质　(4)①将SS模型小鼠随机均分为两组，编号甲、乙，检测小鼠的血清乳酸、降钙素原含量和中心静脉压；②甲组注射适量多巴胺治疗，乙组注射等量去甲肾上腺素治疗。③一段时间后，检测两组小鼠的血清乳酸、降钙素原含量和中心静脉压，对比前后测量结果，说明治疗效果 $$