第8单元 素养提升课11 膜电位的变化分析与实验探究（课件PPT）-【优化指导】2026年高考生物学一轮复习高中总复习·第1轮（云南专版）

高考总复习 生物学 素养提升课11　膜电位的变化分析与实验探究 第八单元　稳态与调节 素养提升一 膜电位变化的模型构建及应用分析 1．膜电位的测量及膜电位的曲线解读 (1)膜电位测量的两种方法 (2)电位差变化曲线图的分析 对于电位差变化曲线的识别与分析，应从以下两点入手。 ①看起点：如果起点位于横轴上，即起点电位差为0，说明电表的两个电极位于神经纤维细胞膜的同侧，如图2所示；如果起点位于纵轴上(一般对应负电位)，说明电表的两个电极位于神经纤维细胞膜的两侧，如图1所示。 ②看峰值个数：如图1所示，刺激一次只出现一个峰值(C点)，峰值对应的电位差与初始值(对应A点)刚好位于横轴两侧，说明形成了动作电位；如果A、C位于同侧，则未形成动作电位。 2．电表指针的偏转问题 (1)在神经纤维上电表指针偏转问题 (2)在神经元之间电表指针偏转问题 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点兴奋，电表指针只发生一次偏转。 1．图1表示多个神经元之间的联系。现将一示波器的两极连接在D神经元膜内外侧，用同种强度的电流分别刺激A、B、C，不同刺激方式( Ⅰ 表示分别单次电刺激A或B, Ⅱ 表示连续电刺激A, Ⅲ 表示单次电刺激C)产生的结果如图2所示(阈电位表示能引起动作电位的临界电位值)。下列叙述正确的是 (　　) C A．图1中三种刺激方式下突触处均发生化学信号—电信号—化学信号的转变 B．A、B神经元释放的是抑制性神经递质，C神经元释放的是兴奋性神经递质 C．单个突触连续多个相同强度的阈下刺激可以叠加引发突触后膜的动作电位 D．用相同强度的阈下刺激同时刺激A和B，示波器上一定能产生动作电位 解析：图1中三种刺激方式下突触后膜均发生了或高或低的膜电位变化，说明突触处均发生电信号—化学信号—电信号的转变，A错误；刺激A、B，突触后神经元静息电位绝对值减小，说明A、B神经元释放的是兴奋性神经递质，刺激C，突触后神经元静息电位绝对值变大，说明C神经元释放的是抑制性神经递质，B错误；据图2中 Ⅱ 可知，单个突触连续多个相同强度的阈下刺激可以叠加引发突触后膜的动作电位，实现兴奋的传导过程，C正确；A和B分别与D构成两个不同的突触，且产生的神经递质种类一般不同，因此，用相同强度的阈下刺激同时刺激A和B，示波器上不一定能产生动作电位，D错误。 2．海葵毒素(ATX)能影响兴奋在神经元之间的传递(对突触后膜识别信息分子的敏感性无影响)。科学家利用枪乌贼神经元进行实验，探究海葵毒素对兴奋传递的影响，图1是用微电极刺激突触前神经元并测得的动作电位峰值(mV)，图2是0.5 ms后测得的突触后神经元动作电位峰值(mV)结果，曲线 Ⅰ 是未加海葵毒素(对照)，曲线 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 分别是枪乌贼神经元浸润在海葵毒素中5 min后、10 min后、15 min后的测量结果。以下相关说法正确的是 (　　) C A．海葵毒素处理15 min后，刺激枪乌贼神经元后不会引起突触后膜产生兴奋 B．持续增大微电极刺激强度，则突触前神经元动作电位的峰值也会一直变大 C．根据实验可推断，海葵毒素可以抑制突触前膜释放神经递质 D．海葵毒素可用来开发治疗重症肌无力的药物 解析：海葵毒素处理15 min后，突触后膜还能产生动作电位，只是动作电位峰值小(曲线 Ⅳ )，即刺激枪乌贼神经元后会引起突触后膜产生兴奋，A错误；动作电位的峰值取决于细胞外钠离子的浓度，故持续增大微电极刺激强度，不会增大动作电位的峰值，B错误；由图1可知，海葵毒素处理后，突触前膜的动作电位峰值变小，进而使突触前膜释放的神经递质减少，导致突触后膜的动作电位受影响，C正确；重症肌无力的原因是突触后膜上的神经递质受体受到抗体的攻击而丧失功能，海葵毒素对兴奋的传递起抑制作用，不能用来开发治疗重症肌无力的药物，D错误。 素养提升二 与神经调节有关的实验分析与探究 1．实验的常用方法 (1)探究神经冲动在神经纤维上的传导 ①方法设计：电刺激a处，观察A的反应，测b处电位变化。 ②结果分析：A有反应，b处电位改变→双向传导；A有反应，b处电位未变→单向传导。 (2)探究神经冲动在神经元之间的传递 ①方法设计：先电刺激a处，测c处电位变化；再电刺激c处，测a处电位变化。 ②结果分析：两次实验的检测部位均有电位变化→双向传递；只有一处电位改变→单向传递。 2．解答实验设计题的解题策略 (1)理清实验设计的关键——设置对照和控制变量。对照实验设置正确与否，关键就在于如何尽量去保证“其他条件的完全相同”。 (2)解题牢记“3”“3”“1” 第一个“3”指三个变量：自变量、因变量和无关变量。第二个“3”指实验步骤“三部曲”：共性处理、变量处理和实验结果处理。“1”指实验目的只有一个。解答任何实验题，都要牢记程序，不忘“3”“3”“1”，先寻找解题思路，再思考具体问题。 1．在神经纤维(图1)和突触结构(图2)的表面连接灵敏电流计，以a、b、c、d为刺激点(a点与左右两个接点等距)。根据刺激时灵敏电流计的偏转情况，探究神经纤维上的兴奋传导及突触处的兴奋传递。下列相关说法正确的是 (　　) B A.分别在a、b、c、d处给以足够强度的刺激，刺激d点时指针只偏转1次，其余都偏转2次 B．若仅刺激图1中某个刺激点证明兴奋在神经纤维上的双向传导，需要改变刺激点或接点位置 C．刺激b点，指针先向左后向右偏转 D．刺激d点灵敏电流计指针只偏转1次，即可证明突触传递的单向性 解析：刺激a点时兴奋同时到达电流计两极，电流计不偏转；刺激b、c两点指针偏转2次；由于兴奋只能从突触前膜向突触后膜单向传递，刺激d点，指针只偏转一次，A错误。若仅刺激图1中某个刺激点证明兴奋在神经纤维上的双向传导，需要改变刺激点或接点位置，使刺激点位于两接点之间且靠近其中一极，观察到指针偏转两次，即可证明，B正确。兴奋在神经纤维上双向传导，刺激图1中b点，右侧接点处先兴奋，左侧接点处后兴奋，静息电位为外正内负，动作电位为外负内正，故刺激b点，指针先向右后向左偏转，C错误。刺激c点电流计指针偏转2次，刺激d点电流计指针只偏转1次，可证明突触传递的单向性，D错误。 2．双极细胞是视网膜的一种中间神经元，它向内、外各伸出一个突起：向外为树突，末端分枝较多，与视杆细胞和视锥细胞的轴突构成突触，接收信号输入；向内为轴突，整合信息后传递至无长突细胞和神经节细胞。下图为大鼠视网膜局部神经细胞间的突触联系示意图。 (1)在反射弧中，视杆细胞和视锥细胞作为____________接收光信号。与视杆细胞和视锥细胞形成突触时，双极细胞的细胞膜属于突触________(填“前”或“后”)膜。 (2)据图分析，甲通过分泌谷氨酸可将兴奋传递给乙，而不能传递给丙，原因是________________________________________。研究发现，乙对甲分泌谷氨酸存在负反馈调节，该过程中乙细胞产生的内源大麻素发挥了重要作用，其作用是_________________________________________________ ____________________________________________。 (3)视网膜缺血再灌注损伤(RIRI)是很多眼科疾病共同的病理损伤过程，如青光眼、视网膜动静脉阻塞等。大鼠RIRI会促进IL-1β的合成，从而造成神经节细胞损伤。藏红花是我国传统名贵药材，目前已经发现其药理成分藏红花素具有神经保护、心肌保护、增强记忆的功效。请利用以下实验材料及用具，设计实验验证藏红花素对RIRI大鼠的神经节细胞具有保护作用。 实验材料及用具：生理状态相同的正常大鼠若干只，视网膜缺血再灌注手术设备，藏红花素溶液(用生理盐水配制)，生理盐水，注射器，IL-1β检测仪等。 请简要写出实验思路，并预期实验结果。 实验思路：_______________________________________________ ______________________________________________________________。 预测结果：______________________________________________________________。 答案：(1)感受器　后 (2)乙细胞表面存在谷氨酸受体，而丙细胞不存在　内源大麻素能与甲膜上受体结合抑制Ca2+通道开放，同时又能与丙膜上受体结合，抑制甘氨酸释放 (3)取生理状况相同的正常大鼠若干只，通过视网膜缺血再灌注手术制备RIRI模型大鼠。将模型大鼠随机均分为A、B两组，A组注射适量的藏红花素溶液，B组注射等量生理盐水，相同且适宜条件下饲养一段时间后，用IL-1β检测仪检测大鼠体内IL-1β的含量　A组大鼠体内IL-1β的含量低于B组 解析：(1)反射弧的结构包括五部分，其中感受器可以感受刺激并产生兴奋，故视锥细胞和视杆细胞作为感受器接收光信号。据图可知，与视锥细胞和视杆细胞形成突触时，双极细胞的细胞膜属于突触后膜，其上有受体，可以与神经递质结合。(2)突触后膜上的神经递质受体具有特异性，由图可知，乙细胞表面存在谷氨酸受体，而丙细胞不存在，故甲通过分泌谷氨酸可将兴奋传递给乙，但不能传递给丙。据图可知，内源大麻素能与甲膜上受体结合后抑制Ca2+通道开放，同时又能与丙膜上的特异性受体结合，抑制甘氨酸释放，进而抑制甲分泌谷氨酸，通过负反馈调节机制保证了神 经调节的精准性。(3)大鼠RIRI会促进IL-1β的合成，从而造成神经节细胞损伤。本实验的目的是证明藏红花素对RIRI大鼠的神经节细胞具有保护作用，即药物藏红花可以减少IL-1β的合成，则实验的自变量为藏红花素的有无，因变量是IL-1β的含量。实验设计应遵循对照与单一变量原则，根据题干及所给材料用具，故实验思路：取生理状况相同的正常大鼠若干只，通过视网膜缺血再灌注手术制备RIRI模型大鼠。将模型大鼠随机均分为A、B两组，A组注射适量的藏红花素溶液，B组注射等量生理盐水，相同且适宜条件下饲养一段时间后，用IL-1β检测仪检测大鼠体内IL-1β的含量。预测结果：注射藏红花素溶液的A组大鼠体内IL-1β的含量明显低于B组。 谢谢观看！ 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。 $$