内容正文:
重难点专项练(一) 兴奋传导与传递的相关实验探究
一、选择题
1.右图表示用电表测量膜内外的电位差。当神经纤维受到刺激时,细胞膜上Na+通道打开,膜外Na+顺浓度梯度大量流入膜内,此后Na+通道很快就进入失活状态,同时K+通道开放,膜内K+在浓度差和电位差的推动下向膜外扩散。下列相关叙述正确的是 ( )
A.神经纤维在静息状态下,电表不能测出电位差
B.神经纤维受刺激后,膜外Na+大量流入膜内,兴奋部位膜两侧的电位是内负外正
C.神经纤维受刺激时,兴奋传导方向与膜外局部电流方向相同
D.从神经纤维受刺激到恢复静息状态,电表指针两次通过0电位
D 解析:神经纤维在静息状态下表现为内负外正,电表会测出电位差,A错误;神经纤维受刺激后,由于膜外Na+大量流入膜内,所以兴奋部位膜两侧的电位是内正外负,B错误;神经纤维受刺激时,兴奋传导方向与膜内局部电流方向相同,与膜外局部电流方向相反,C错误;从静息状态受刺激到形成动作电位,电表指针会通过0电位偏转一次,由动作电位恢复到静息电位,电表指针又会通过0电位偏转一次,共两次,D正确。
2.(2025·临沂高二期中)根据神经冲动通过突触方式的不同,可将突触分为化学突触和电突触,化学突触通过神经递质传递信息,电突触以通道连接在细胞之间(突触两侧由于电位差的存在可以发生电荷移动)传递信息。为了解兴奋传导或传递的情况,某小组用神经纤维、带化学突触(释放兴奋性神经递质)的神经纤维、带电突触的神经纤维和电表进行了如下实验。下列分析错误的是 ( )
甲:神经纤维
乙:带化学突触
的神经纤维
丙:带电突触
的神经纤维
注:各组电表两电极的距离相等。
A.在最左端给予适宜强度的刺激,三组电表均会发生两次反向偏转,且乙组偏转间的时间间隔最长
B.在最右端给予适宜强度的刺激,甲、丙两组电表均会发生两次反向偏转,乙组电表只发生一次偏转
C.若要证明在化学突触上兴奋是单向传递的,只需要在乙组最左端给予适宜强度的刺激,并观察电表是否会发生两次反向偏转即可
D.在甲组最左端给予适宜强度的刺激,引起Na+内流产生兴奋,膜外电流方向与兴奋传导方向相反
C 解析:在最左端给予适宜强度的刺激,三组兴奋均能先后传递到电表的两极,发生两次反向偏转,因为乙组是带有化学突触的神经纤维,传递速度更慢,所以乙组两次偏转间的时间间隔最长,A正确;在最右端给予适宜强度的刺激,甲、丙两组电表均会发生两次反向偏转,乙组产生的兴奋只能传递到电表的右侧一极,只发生一次偏转,B正确;若要证明在化学突触上兴奋是单向传递的,除了在乙组最左端给予适宜强度的刺激,观察电表偏转情况外,还需在最右端给予适宜强度的刺激,并观察电表是否只发生一次偏转,C错误;给予适宜强度刺激后,引起Na+内流产生外负内正的动作电位,而相邻部位是外正内负的静息电位,膜外电流方向与兴奋传导方向相反,D正确。
3.(不定项)研究人员将带有神经的蛙心取出制成实验标本。将该标本置于合适的溶液中以保持蛙心脏正常搏动并进行如下图所示的实验,其中电流计两指针均置于神经纤维膜外。刺激a点,蛙心率加快,刺激d点,蛙心率减慢。下列分析正确的是 ( )
A.实验标本能发挥作用的有传入神经、传出神经和效应器
B.图中神经细胞与肌细胞之间存在通过突触建立的联系
C.刺激a点,蛙心率加快过程存在电信号和化学信号的转变
D.刺激d点,c处和b处依次发生先变负电位后恢复正电位的变化
BCD 解析:分析题意可知,刺激a点,蛙心率加快,刺激b点,蛙心率下降,神经纤维A是交感神经,神经纤维B是副交感神经,两条神经纤维均为传出神经,实验标本不涉及传入神经,A错误;突触可以是轴突—树突型、轴突—胞体型,特殊情况下,上一个神经元的轴突可以与肌肉或腺体构成突触,图中神经细胞与肌细胞之间存在通过突触建立的联系,从而使心跳变化,B正确;刺激a点导致心率加快,该过程存在电信号到化学信号再到电信号的转变,C正确;刺激d点,信号可以先后经c和b传导到心脏,兴奋时钠离子内流,膜外电位由正变负,恢复静息时再由负变正,即c处和b处依次发生先变负电位后恢复正电位的变化,D正确。
二、非选择题
4.剧烈运动可能导致肌肉酸痛、头晕等疲劳症状。研究发现疲劳的发生跟神经—肌肉接头(运动神经元和骨骼肌纤维间形成的特化突触)处的代谢有关。
(1)为了探究产生疲劳的原因,某研究团队做了如下实验:
①选取体重、年龄等身体状况相似的雌性大鼠若干只,实验规定每只大鼠的左、右腿分别代表疲劳腿和兴奋腿,用电持续刺激左腿坐骨神经—腓肠肌的样品直到疲劳状态,对右腿____________然后分别做冷冻处理。
②测定腓肠肌神经—肌肉接头处乳酸光密度值(该值越大代表乳酸浓度越高)、乙酰胆碱浓度、乙酰胆碱酯酶(能水解乙酰胆碱)浓度,求得平均值,结果如下表所示。
样品
乳酸光密度(μg/mL)
乙酰胆碱浓
度(μg/mL)
乙酰胆碱酯酶
浓度(μg/mL)
左腿
样品
0.506
0.784
0.430
右腿
样品
0.421
0.364
0.430
据上述结果推测乳酸的产生是肌肉疲劳的重要原因。一方面,产生乳酸的呼吸方式产能不足,会出现头晕等症状;另一方面,乳酸的堆积会导致________________________________,从而导致肌肉不能正常工作。
(2)跑步是时下流行的健身方式之一,为避免运动疲劳,请结合题意,为跑步者提出两点具体的合理建议:_____________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
答案:(1)①适当的电刺激 ②乙酰胆碱酯酶的活性降低,乙酰胆碱浓度升高
(2)控制运动强度(或提倡慢跑等有氧运动);运动时长适宜等
解析:(1)①由于实验规定每只大鼠的左、右腿分别代表疲劳腿和兴奋腿,当用电持续刺激左腿坐骨神经—腓肠肌的样品直到疲劳状态,那么对右腿的处理应为适当的电刺激使其处于兴奋状态。②根据表格数据可知,左腿样品(疲劳腿)的乙酰胆碱浓度高于右腿样品(兴奋腿),但是两者乙酰胆碱酯酶浓度是一样的,而乙酰胆碱酯酶能水解乙酰胆碱,则可能是左腿样品中乙酰胆碱酯酶活性较低,水解乙酰胆碱的作用较弱,从而导致乙酰胆碱浓度升高。故推测一方面,产生乳酸的呼吸方式产能不足,会出现头晕等症状;另一方面,乳酸的堆积(酸性条件下,会影响酶的活性)会导致乙酰胆碱酯酶的活性降低,乙酰胆碱浓度升高,从而导致肌肉不能正常工作。(2)为避免运动疲劳,结合题意,为跑步者提出两点具体的合理建议:控制运动强度(或提倡慢跑等有氧运动);运动时长适宜等,避免乳酸的过度积累使肌肉疲劳。
学科网(北京)股份有限公司
$$