2026届高三生物二轮复习课件微专题 兴奋的传导与传递的相关实验探究

兴奋传导及相关实验探究 微专题 电流计 坐骨神经 a b 一、膜电位测量及曲线解读 1．膜电位的测量 （1）电流计指针偏转方向与电流方向一致 （2）测量值等于记录电极与参照电极的电位差 （3）测量值表示两极的电位差，正负表示高低 参照电极 记录电极 测量装置 电位变化曲线 两电极分别位于细胞膜两侧相同位置，测膜内外电位差 两电极分别位于细胞膜同侧不同位置，测膜不同位置电位差 或 两电极分别位于细胞膜两侧不同位置 未刺激时，可测静息电位， 刺激时，可测动作电位。 未刺激时，指针不偏传， 刺激时，可测两点电位差。 未刺激时，可测静息电位， 刺激时，可测膜内电位变化 或可测膜外电位变化 二、膜电位变化曲线解读 刺激 ①a点之前 ——静息电位 主要表现为K+外流, 使膜电位表现为内负外正。 ②ac段 ——动作电位的形成 Na+大量内流，导致膜电位迅速逆转，表现为外负内正。 ③ce段 ——静息电位的恢复 K+大量外流， 膜电位恢复为静息电位。 5 刺激 ④ef段 ——一次兴奋完成后 钠钾泵将流入的Na+泵出膜外，将流出的K+泵入膜内, 以维持细胞外Na+浓度高和 细胞内K+浓度高的状态, 为下一次兴奋做好准备。 a-c:Na+内流(协助扩散) c-e:K+外流(协助扩散) e-f:泵出Na+，泵入K+(主动运输) 膜电位曲线解读 6 钠钾泵是一种钠钾依赖的ATP酶，能分解ATP释放能量，将膜外的K+运进细胞，同时将膜内的Na+运出细胞。钠钾泵维持着细胞内K+浓度高，细胞外Na+浓度高。 K+外流、Na+内流： Na+-K+泵： 协助扩散 主动运输 钠钾泵 三、电流表指针偏转问题 1.指针偏转原理 2．电流表指针偏转方向与次数的判断(已知电流表指针的偏转方向与电流方向相同) (1)在神经纤维上 (2)在神经元之间 刺激点 图1 原因分析 图2 原因分析 a点 两次方向相反的偏转　 两极处先后兴奋(b处先兴奋) 两次方向相反的偏转 兴奋可通过突触传递，两极处先后兴奋(b处先兴奋) e点 c点 不偏转 两极同时兴奋 偏转一次 兴奋不能逆突触结构传递到左神经元(只有d处兴奋) cd之间 两次方向相反的偏转 两极处先后兴奋(d处先兴奋) 用相同强度刺激同时处理a、c两点 若ab≥bc，c点产生的兴奋同时传到b、d，a、c产生的兴奋在ab段相遇后传导中断，电流表指针不偏转；若bc>ab，a点产生的兴奋先引起b点兴奋，在bc段与c点产生的兴奋相遇后传导中断，c点产生兴奋后引起d点兴奋，电流表指针偏转两次 若ab＝cd，电流表指针偏转一次；若ab≠cd，电流表指针偏转三次 电表指针偏转问题总结 (1)兴奋在神经纤维上传导与电表指针偏转问题 注:电表指针偏转方向与电流方向一致。 (2)兴奋在神经元之间传递与电表指针偏转问题。 3．电流表指针偏转幅度的判断 测量膜电位时，电流表指针偏转的幅度取决于两极间电位差的大小，而细胞外液Na＋浓度越低，膜兴奋时内流量越小，动作电位峰值越低，电流表指针偏转幅度也就越小。另外，在未达到阈值的刺激和Na＋内流受阻这两种情况下，将不能产生动作电位，即有刺激但无兴奋产生。 K＋、Na＋与静息电位、动作电位的关系 动作电位和静息电位的形成是离子浓度变化的直接结果，因此外界离子浓度的变化，会直接影响到电位峰值的变化，具体变化可表示如下： 反射弧中兴奋传导与传递特点的实验探究 1．“切断实验法”判断传入神经与传出神经 若切断某一神经，刺激外周段(远离中枢的位置)，肌肉不收缩，而刺激向中段(近中枢的位置)，肌肉收缩，则切断的为传入神经，反之则为传出神经。 2．“药物阻断”实验 探究某药物(如麻醉药)是阻断兴奋在神经纤维上的传导，还是阻断在突触处的传递，可分别将药物置于神经纤维上或突触处，依据其能否产生“阻断”效果作出合理推断。 3．“电刺激法”探究反射弧中兴奋传导与传递的特点 (1)探究神经冲动在神经纤维上的传导 ①设计思路：刺激神经纤维上某一点，检测同一神经纤维上刺激点两侧的电位变化或效应器是否有反应。 ②实验方法： (2)探究兴奋在神经元之间的传递 ①设计思路：分别刺激反射弧中突触两侧的某一部位，再分别在刺激点的另一侧检测有无电位变化。 对点练 1.(2025·广东茂名)人体反射弧结构如图所示,其中甲、乙为反射弧的部分结构,a、b为电极,c是灵敏电流表,d为突触。下列相关叙述正确的是(　　) A.甲是感受器,乙是效应器,均为人体的肌肉或腺体 B.刺激a处和b处,电流表均可发生两次偏转 C.d处在完成正常生理活动的过程中会伴随着 神经元细胞膜的形变 D.针扎甲处导致的痛觉的形成要早于乙处相应动作的产生 C 解析 由于甲所连的神经上有神经节,因此甲所连的神经为传入神经,即甲为感受器,可能为皮肤等,a所在的神经为传出神经,乙为效应器,可能为人体的肌肉或腺体,A项错误;刺激a处,电流表会发生两次偏转,由于突触处兴奋只能单向传递,因此刺激b处,兴奋不能传递到c处,因此电流表不会发生偏转,B项错误;d处在完成正常生理活动的过程中会伴随着神经元的兴奋以及兴奋的传递,在突触处会有突触小泡的形成和神经递质的释放,因此d处在完成正常生理活动的过程中会伴随着神经元细胞膜的形变,C项正确;针扎甲处导致的痛觉的形成主要是脊髓产生兴奋由上行神经束传导至大脑皮层产生的,而乙处相应动作的产生只需要在脊髓的神经中枢主导下进行,因此针扎甲处导致的痛觉的形成要晚于乙处相应动作的产生,D项错误。 2.(2024·浙江卷)坐骨神经可以支配包括腓肠肌在内的多块骨骼肌。取坐骨神经腓肠肌标本,将电位表的两个电极置于坐骨神经表面Ⅱ、Ⅲ两处,如图甲。在坐骨神经Ⅰ处,给一个适当强度的电刺激,指针偏转情况如图乙,其中h1>h2,t1<t3。下列叙述错误的是(　　) 甲 乙 A.h1和h2反映Ⅱ处和Ⅲ处含有的神经纤维数量 B.Ⅱ处的神经纤维数量比Ⅲ处的多可导致h1>h2 C.神经纤维的传导速度不同可导致t1<t3 D.两个电极之间的距离越远t2的时间越长 A 解析 坐骨神经包含很多条神经纤维,多条神经纤维兴奋,电位可以叠加,可以反映出指针的转向幅度,但是指针转向幅度不完全和神经纤维的数量有关,还和传导速度有关,神经纤维传导速度有快有慢,兴奋传导到t3的时候,可能部分神经纤维的兴奋还没传到,没有到达叠加的最大值,也会导致指针的转向幅度减小,A项错误;Ⅱ处兴奋的神经纤维数量比Ⅲ处的多,可导致h1>h2,B项正确;神经纤维的传导速度不同可导致兴奋到达Ⅱ处、Ⅲ处的时间不同,且随着神经纤维的延长,不同神经纤维上兴奋之间的距离逐渐增加,最终可导致t1<t3,C项正确;两个电极之间的距离越远,Ⅱ处和Ⅲ处的兴奋间隔越长,即t2的时间越长,D项正确。 3．(2025·吉林长春外国语中学月考)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⑤点 D．丙图曲线处于⑤点时，甲图a处正处于静息状态 答案：D 解析：由题图可知，表1记录得到丙图所示的双向电位变化曲线，A错误；由乙图可知，斜率越大，Na＋内流速率越快，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，c点是bd中点，b、d两点同时兴奋，丙图曲线中④点表示兴奋，故应处于④点，C错误；丙图曲线处于⑤点时，兴奋传至ab之间，此时甲图a处正处于静息状态，D正确。 4．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中电表的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 答案：C 解析：利用图3装置，刺激产生的动作电位向左向右双向传导时，左侧电表的指针出现两次方向相反的偏转，右侧肌肉收缩，故能说明兴奋在神经纤维上双向传导，C项错误。 5．如图是反射弧的一段结构，甲、乙电表的指针都接在膜外。下列叙述正确的是(　　) A．若刺激A处，A处瞬间会发生Na＋外流使膜外电位高于膜内电位. B．乙酰胆碱是一种神经递质，在突触间隙中经主动运输到达突触后膜 C．刺激A处后甲偏转一次，乙不偏转，说明兴奋在突触间不能逆向传递 D．刺激A处，乙不偏转，说明乙电流计测定的是该处神经纤维的静息电位 答案：C 解析：动作电位主要是Na＋内流，形成内正外负的电位，若在A处刺激，A处瞬间会发生Na＋内流，A项错误；乙酰胆碱是一种神经递质，在突触间隙中经扩散运输到突触后膜，B项错误；由于兴奋传导至胞体后不能传递到右侧神经元，在A处给予适宜刺激，兴奋能传导至电表甲的左侧电极，但不能传递到电表甲的右侧电极，所以电表甲指针向左偏转一次，电表乙指针不会发生偏转，说明兴奋在突触间不能逆向传递，只能由突触前膜传递到突触后膜，C项正确；在A处给予适宜刺激，乙不偏转，此时乙电表测定的是0电位，测定静息电位应是电表一个电极在膜外，一个电极在膜内，D项错误。 6．(2025·广东珠海)突触后电位是神经递质作用于突触后神经元所产生的电位变化，具有时间总和与空间总和现象。时间总和是指连续阈下刺激突触前神经元同一位点引起突触后神经元电位叠加的现象；空间总和是指同时阈下刺激不同神经元引起突触后神经元电位叠加的现象。下图1为神经元A、B、C、D之间的联系，图2表示神经元A、B、C受刺激后突触后神经元D上膜电位的变化。下列有关说法错误的是(　　) A．图1中，①②③共同组成了突触，②中的蛋白质含量低于血浆 B．图2实验一、二对比表明时间总和与刺激时突触后膜上的电位有关 C．图2实验二、三分别呈现的是时间总和与空间总和现象 D．图2实验三、四表明神经元A、B释放的是抑制性神经递质，神经元C释放的是兴奋性神经递质 答案：D 解析：据题图可知，A和D可以形成突触，则①突触前膜、②突触间隙和③突触后膜共同组成了突触，②的本质是组织液，其中的蛋白质含量低于血浆，A项正确；分析题意可知，时间总和是指连续阈下刺激突触前神经元同一位点引起突触后神经元电位叠加的现象，结合图2可知，实验一和实验二神经元A连续受刺激的时间间隔不同，所引起的膜电位变化幅度也有差异，故实验结果表明时间总和与刺激时突触后膜上的电位有关，B项正确；空间总和是指同时阈下刺激不同神经元引起突触后神经元电位叠加的现象，实验二中是神经元A连续受刺激，实验三中是单次刺激神经元B及同时刺激神经元A和B，分别呈现的是时间总和与空间总和现象，C项正确；据实验三分析可知，单独刺激神经元B，能引起膜电位变化，同时刺激神经元A和神经元B时，膜电位变化更大，说明神经元A和神经元B释放的均为兴奋性神经递质，而实验四中同时刺激神经元A和神经元C，膜电位不变，说明神经元C释放的是抑制性神经递质，D项错误。 7.(2024·江苏南通调研)将青蛙脑破坏保留脊髓,在脊柱下部打开脊椎骨,剥离出脊髓一侧的一对脊神经根(包含背根、腹根和由背根、腹根合并成的脊神经,如图)。已知分别电刺激背根、腹根、脊神经均可引起蛙同侧后肢发生收缩。若利用上述实验材料设计实验,以验证背根具有传入功能,腹根具有传出功能,实验操作和预期结果都正确的一组是(　　) 选项 实验操作 预期结果 A 剪断背根中央处,分别电刺激背根向中段、外周段 刺激背根向中段蛙后肢收缩;刺激背根外周段不发生反应 B 剪断腹根中央处,分别电刺激腹根向中段、外周段 刺激腹根向中段蛙后肢收缩;刺激腹根外周段不发生反应 C 剪断脊神经,分别电刺激背根、腹根 蛙后肢均不收缩 D 剪断背根、腹根中央处,电刺激脊神经 蛙后肢收缩 答案 A　 解析 剪断背根中央处,电刺激背根向中段蛙后肢收缩,表明兴奋进入脊髓的神经中枢并通过传出神经引发相应肌肉收缩,可见背根有传入功能,电刺激背根外周段不发生反应,表明背根无传出功能,A项正确;剪断腹根中央处,预期结果应是刺激腹根向中段蛙后肢不收缩,表明兴奋未进入脊髓的神经中枢并通过传出神经引发相应肌肉收缩,可见腹根无传入功能,刺激腹根外周段发生反应,表明腹根有传出功能,B项错误;脊神经由背根和腹根合并而成,剪断脊神经,分别电刺激背根、腹根,蛙后肢均不收缩,不能说明背根具有传入功能,腹根具有传出功能,C项错误;剪断背根、腹根中央处,电刺激脊神经,蛙后肢收缩,不能说明背根具有传入功能,腹根具有传出功能,D项错误。 下面图中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”时灵敏电位计的指针变化细化图： 外界K＋浓度只影响静息电位 外界Na＋浓度只影响动作电位 ③ ② ③ $