2.4 题型整合练 与神经调节有关的实验设计与分析-（Word同步练习）【学而思】2026-2027学年高二生物选择性必修一（浙科版）

**基本信息** 聚焦神经调节实验设计与分析，通过6道梯度题构建"现象观察-原理分析-方案设计"的科学思维链，强化结构与功能观及探究实践能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础实验分析|3题（脊蛙反射/突触电位/神经肌肉标本）|反射弧完整性判断法、突触传递单向性验证、离子浓度对电位影响分析|以反射弧结构为核心，推导兴奋传导/传递机制，建立"结构-功能-实验现象"关联| |综合实验设计|3题（损伤定位/可卡因麻醉/学习记忆LTP）|对照实验设计、变量控制、结果预测与结论推导|从经典实验拓展到前沿研究，体现"基础验证-应用探究-创新拓展"的认知进阶|

题型整合练　与神经调节有关的实验设计与分析 1.(2023浙江嘉兴五中阶段练习)利用脊蛙进行如下实验:①将蘸有稀硫酸的纸片贴在脊蛙的趾尖,会产生屈反射;②将蘸有稀硫酸的纸片贴在脊蛙的腹部,会产生搔扒反射。下列叙述正确的是(　　) A.屈反射和搔扒反射发生时,神经冲动在神经纤维上的传导是双向的 B.屈反射和搔扒反射的传入神经元和传出神经元的胞体都在脊髓中 C.若剥去脊蛙趾尖的皮肤,再进行②操作,仍能发生搔扒反射 D.若将蛙坐骨神经剪断,再刺激连接脊髓的坐骨神经一端,肌肉仍能收缩 2.(2023浙江台州期中)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)。下列分析正确的是(　　) 甲 (注:箭头代表刺激,字母对应的是图甲中的轴突) 乙 A.刺激A、B、C均能引起D的去极化 B.突触数量越多,越容易引发突触后膜的动作电位 C.单独刺激A不能引起D的兴奋,需同时刺激A和B才能引起D的兴奋 D.相同来源的或不同来源的兴奋性神经递质作用于D引起的小电位可以累加 3.如图取新鲜的神经肌肉标本(生理盐水浸润),a、d分别是放置在传出神经和骨骼肌上的电极,可刺激神经和骨骼肌;b是放置在传出神经元上的电位计,用于记录神经兴奋电位;c为神经与肌细胞形成的突触。正常时,用a刺激神经会引起骨骼肌收缩,下列分析正确的是　(　　) A.如果用d刺激肌肉,在b处不能记录到电位变化,表明传出神经元受损 B.如果用a刺激神经,在b处记录到电位变化,骨骼肌不收缩,表明部位c受损 C.如果用d刺激骨骼肌,骨骼肌不收缩,表明骨骼肌受损 D.若本结构完好,用a或d刺激,在c的任何一点都可检测到电位变化 4.(2024浙江杭州四校联考)某人手指不小心触碰到尖锐的东西,迅速将手缩回,这是缩手反射,其反射弧结构如图所示,A、B、C、D、E分别代表反射弧上不同的位点(图中的神经递质为乙酰胆碱)。 (1)缩手反射是一种　　　　　　(填“条件”或“非条件”)反射,该人的痛觉产生于其大脑皮层的　　　　　(填区域)。  (2)由于某些原因,图中反射弧在阴影处受损,但损伤的具体部位未知。为了检测损伤的部位,现将灵敏电位计的两电极分别连接在A、B两点的膜外,用电刺激　　　　(填“C”“D”或“E”)点,观察　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　情况。若　　　　　　　　　　　　　　　　　,表明只损伤了阴影中的传入神经元。  (3)图中突触小泡中的神经递质以　　　　方式释放并作用于突触后膜上的受体,引起突触后膜　　　　　　,产生动作电位。  (4)已知箭毒是一种神经性毒素,通过与乙酰胆碱受体牢固结合而阻断突触间的兴奋传递。为验证箭毒的作用,某兴趣小组进行了以下实验: 实验材料与用具:蛙坐骨神经腓肠肌标本、任氏液(蛙的生理盐水)、适宜浓度的箭毒溶液、适宜浓度的乙酰胆碱溶液、电刺激设备等。 实验步骤: ①将蛙坐骨神经腓肠肌标本先放置在　　　　中,适宜强度电刺激坐骨神经,观察腓肠肌收缩情况;  ②再将该蛙坐骨神经腓肠肌标本放置在　　　　　　　　　　中,适宜强度电刺激坐骨神经,观察腓肠肌收缩情况;  ③最后将该蛙坐骨神经腓肠肌标本放置在　　　　 　　　　　　　　中,适宜强度电刺激坐骨神经,观察腓肠肌收缩情况。  结果预测:三次腓肠肌的收缩情况依次为　　　　　　 　　　　　　　　　　。  5.分析以脊蛙(去除脑保留脊髓的蛙)为实验对象的相关实验并回答问题: (1)坐骨神经是混合神经,既有传入神经,又有传出神经。现将含有一定浓度的可使神经麻醉的可卡因棉球放在脊蛙的坐骨神经处,过一会儿用稀硫酸刺激趾尖,无屈反射;这时,将蘸有稀硫酸的纸片贴在腹部,将出现搔扒反射,再过一段时间,搔扒反射也消失。推测可卡因对坐骨神经麻醉的顺序为　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)进行脊蛙屈反射实验时,刺激蛙左后肢,左后肢收缩,右后肢也会收缩。说明左右后肢屈反射的反射弧的中枢存在某种联系。在一次制作脊蛙的过程中,某研究人员不小心伤到了蛙右后肢上的神经,但不知是传入神经还是传出神经,于是设计了如下实验方案进行探究: ①刺激蛙右后肢,若右后肢不收缩而左后肢收缩,说明伤及的是　 　　　神经。  ②刺激蛙右后肢,若　　　　　　　　,则可初步判断伤及的是传入神经。但不知传出神经是否也同时受到伤害,请帮其设计实验加以探究。实验思路:　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。  预期实验结果和结论:若　　　　　,则说明传出神经未受损伤;若　　　　　　　,则说明传出神经受损伤。  (3)若将正常生理活性的蛙坐骨神经腓肠肌标本置于不同溶液环境中,其中①②溶液环境为能保持蛙离体器官生理活性的任氏液。实验处理如表所示。请预测腓肠肌收缩与否。 组别 实验处理 预测结果 ① 适宜强度刺激坐骨神经 腓肠肌　　　  ② 适宜强度刺激腓肠肌 腓肠肌　　　  ③ 降低膜外K+浓度,与①同等强度刺激坐骨神经 腓肠肌　　　  ④ 降低膜外Na+浓度,与①同等强度刺激坐骨神经 腓肠肌　　　  6.(创新题)(新情境·学习与记忆的分子机制:LTP)(2025浙江强基联盟联考)学习和记忆是人脑的高级功能,长时程增强作用(LTP)被认为是学习与记忆的主要分子机制。LTP是指在短暂高频刺激后,突触效能会增强,例如对海马区突触前神经元施加持续1 s的强刺激,在刺激后几小时内,再次施加单次强刺激,突触后膜电位变化会比未受过强刺激处理高2至3倍。回答下列问题: (1)神经细胞处于静息状态时,由于神经细胞膜内、外各种电解质的离子浓度不同,且　　　　　　　不同,膜处于极化状态。施加适宜刺激后,受刺激部位　　　　大量内流,膜内电位高于膜外电位,从而出现　　　　现象。受刺激部位与邻近未受刺激部位之间就会形成　　　　,以电信号将动作电位传播出去。动作电位的峰值　　 　　(填“会”或“不会”)随传导距离的增加而衰减。  (2)当神经冲动传至　　　　　后,突触小泡中的神经递质被释放出来,与突触后膜上的特异性受体相结合,引起突触后膜产生动作电位。神经递质　　　　(填“进入”或“不进入”)下一个神经元,起作用后　　　　　　　,为神经细胞下一次兴奋的传递做好准备。从兴奋在突触上传递的维度推测,出现LTP现象的机理可能是:再次施加强刺激时突触前神经元　　　　　　　　　　　　或突触后膜上受体与神经递质的　　　　增强。  (3)突触后膜上的CaMKⅡ是一种蛋白激酶,在LTP中起着重要作用。CaMKⅡ的关键部位包括酶活性区域和能与N蛋白结合的受体区域。为确定形成LTP时CaMKⅡ发挥作用的部位,研究人员对突触前神经元施加持续1 s的强刺激,测定突触后膜的电位变化,随后向突触后神经元分别注射不同的抑制剂(抑制剂H同时抑制酶活性区域和与N蛋白结合的受体区域,抑制剂A只抑制酶活性区域),再次施加单次强刺激测定突触后膜的电位变化,结果如图所示: 图中对照组中表示再次施加单次强刺激测得的曲线是　　　(填“X”或“Y”),实验结果可说明CaMKⅡ的　　　　　　　　　　　　区域在LTP的形成中起关键作用。  (4)研究者探究了不同运动强度对大鼠学习记忆能力的影响,请完善实验思路并分析讨论: Ⅰ.实验思路: ①选取　　　　　　　　　　　　　　　　相同的成年大鼠若干组,适应性喂养后,随机均分为对照组、低强度组、中强度组以及高强度组。  ②在相同且适宜的环境下喂养各组大鼠,每天进行相应强度的运动干预。 ③运动干预结束后,用适当的方法检测相应脑区的突触数量、CaMKⅡ的表达量,并通过水迷宫实验检测各组大鼠的空间学习记忆能力(以小鼠通过迷宫到达目的地所需的时间为检测指标)。 ④对所得数据统计分析。请在以下方框中设计实验结果记录表。 Ⅱ.分析讨论:有人认为运动是让大脑休息的方式,请你说说对此的看法:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案与分层梯度式解析 题型整合练　与神经调节有关的实验设计与分析 1.C　在反射弧中,神经冲动在神经纤维上的传导是单向的,A错误;屈反射和搔扒反射的传入神经元的胞体都不在脊髓中,传出神经元的胞体都在脊髓中,B错误;剥去脊蛙趾尖的皮肤,破坏了屈反射的感受器,但是没有破坏搔扒反射的感受器,所以再进行②操作,仍能发生搔扒反射,C正确。 2.D　由图乙实验可知,单独刺激轴突A或轴突B,膜电位上升但没有达到阈值,说明轴突A、B释放的是兴奋性神经递质;单独刺激轴突C,膜电位下降,说明轴突C释放的是抑制性神经递质,故刺激C不能引起D的去极化,A错误。突触数量与动作电位的引发没有必然的联系,B错误。由图乙实验3可知,同时刺激A和B不能引起D的兴奋,C错误。由图乙实验4可知,相同来源的或不同来源的兴奋性神经递质作用于D引起的小电位可以累加,D正确。 3.C　c为神经与肌细胞形成的突触,兴奋在突触处是单向传递的,故用d刺激肌肉,在b处不能记录到电位变化,不能表明传出神经元受损,A错误。如果用a刺激神经,在b处记录到电位变化,骨骼肌不收缩,表明部位c或骨骼肌受损,B错误。若本结构完好,用a刺激神经,在c的任何一点都可检测到电位变化;兴奋在突触处的传递是单向的,因此用d刺激骨骼肌,不会在c的任何一点都可检测到电位变化,D错误。 4.答案　(1)非条件　中央后回　(2)C　灵敏电位计指针偏转的次数和骨骼肌的反应　灵敏电位计指针只偏转1次,骨骼肌收缩　(3)胞吐　钠离子内流　(4)任氏液　适宜浓度的箭毒溶液　适宜浓度的乙酰胆碱溶液　第一次腓肠肌收缩,第二、三次腓肠肌不收缩 解析　(1)缩手反射是一种生来就有的反射,属于非条件反射;躯体感觉中枢主要位于大脑皮层的中央后回。(2)分析题意,若电刺激D点或E点,兴奋无法经过神经中枢中的突触传到A、B、C点(兴奋在神经元之间是单向传递的,只能从感受器一侧向效应器一侧传递);若电刺激C点,兴奋在神经纤维上的传导是双向的,可以同时向两侧传导,且兴奋可经过神经中枢中的突触传到D、E点,故为了检测损伤的部位,将灵敏电位计的两电极分别连接在A、B两点的膜外,并用电刺激C点,观察灵敏电位计指针偏转的次数和骨骼肌的反应情况。若只损伤了阴影中的传入神经元,当刺激C点时,兴奋能传导到B点,不能传导到A点,灵敏电位计指针只偏转1次,由于传出神经元没有受损,故兴奋可以经过神经中枢和传出神经元传递到骨骼肌,骨骼肌收缩。(4)由题意可知,箭毒通过与乙酰胆碱受体牢固结合而阻断突触间的兴奋传递。将蛙坐骨神经腓肠肌标本先放置在任氏液中,适宜强度电刺激坐骨神经,腓肠肌收缩;再将该蛙坐骨神经腓肠肌标本转移至适宜浓度的箭毒溶液中,适宜强度电刺激坐骨神经,由于箭毒与乙酰胆碱受体牢固结合,所以腓肠肌不收缩;最后将该蛙坐骨神经腓肠肌标本转移至适宜浓度的乙酰胆碱溶液中,适宜强度电刺激坐骨神经,由于乙酰胆碱不能与乙酰胆碱受体结合,不能产生兴奋,所以腓肠肌不收缩。 5.答案　(1)先麻醉传入神经,后麻醉传出神经　(2)传出　左右后肢均不收缩　刺激左后肢,观察右后肢是否收缩　右后肢收缩　右后肢不收缩　(3)收缩　收缩　不一定收缩　不一定收缩 解析　本题涉及的反射弧如下: (1)以可卡因作用于脊蛙左侧坐骨神经(包含a、b两种神经)为例进行实验分析: 实验现象 分析 推测 结论 刺激趾尖无屈反射 1→a→2→b→3结构不完整 a或b被麻醉 传入神经a 被麻醉 刺激腹部有搔扒反射 4→c→2→b→3结构完整 b可正常发挥作用 再过一段时间,搔扒反射也消失,说明传出神经b被麻醉。由此推测可卡因先麻醉传入神经,后麻醉传出神经。 (2)研究人员伤到了蛙右后肢上的神经(包含d、e两种神经),相关实验分析如下: 刺激 部位 实验现象 分析 推测 结论 刺激 右后肢 右后肢不收缩 5→d→2→e→6结构不完整 d没有损 伤,e已 损伤 传出神 经受损 左后肢收缩 5→d→2→b→3结构完整 刺激 右后肢 右后肢不收缩 5→d→2→e→6结构不完整 d已损伤 传入神 经受损 左后肢不收缩 5→d→2→b→3结构不完整 刺激 左后肢 右后肢收缩 1→a→2→e→6结构完整 e结构正常 传出神经未受损 右后肢不收缩 1→a→2→e→6结构不完整 e已损伤 传出神经受损 (3)①适宜强度刺激会引起坐骨神经产生动作电位,动作电位传到腓肠肌导致腓肠肌收缩;②溶液环境为能保持蛙离体器官生理活性的任氏液,故适宜强度刺激腓肠肌,腓肠肌收缩;③细胞外K+浓度较低时,K+外流增多,静息电位的绝对值增大,引起静息电位转变为动作电位的难度加大。所以,降低膜外K+浓度,与①同等强度刺激坐骨神经,腓肠肌不一定收缩;④动作电位的幅度取决于细胞内外Na+的浓度差,细胞外Na+浓度降低,导致Na+内流减少,动作电位幅度也相应降低,若电位幅度降低较小,则会引起腓肠肌收缩,若电位幅度降低较大,不能形成动作电位,则不会引起腓肠肌收缩,故降低膜外Na+浓度,与①同等强度刺激坐骨神经,腓肠肌不一定收缩。 6.答案　(1)离子的通透性　钠离子　反极化　局部电流　不会　(2)轴突末梢　不进入　被降解或回收　释放了更多的神经递质　亲和力　(3)Y　与N蛋白结合的受体　(4)Ⅰ.①体重、周龄、性别及健康状况等 ④ 组别 突触数量 CaMKⅡ 的表达量 通过迷宫时间 1 2 3 平均 1 2 3 平均 1 2 3 平均 对照组 低强度组 中强度组 高强度组 Ⅱ.赞成这样的说法,因为运动可以帮助我们精神真正放松 考教衔接　(1)知识点的考查源自教材第25页第一段,第26页第一、二、三段。(2)前三空考查的知识点源自教材第28页第二段。 解析　(2)LTP是指在短暂高频刺激后,突触效能会增强,出现此现象的机理可以从两个方面分析:一是神经递质的数量增多,二是神经递质与其受体的亲和力增强。 (3) 题图分析 联系题干信息 结论 Y曲线电位 变化强于X 对海马区突触前神经元施加持续1 s的强刺激,在刺激后几小时内,再次施加单次强刺激,突触后膜电位变化会比未受过强刺激处理高2~3倍 X表示未受过强刺激测得的曲线, Y表示施加持续1 s的强刺激后再次施加单次强刺激测得的曲线 分析题述实验得到下表: 实验目的 确定形成LTP时CaMKⅡ发挥作用的部位是酶活性区域还是与N蛋白结合的受体区域 实验原理 抑制剂H同时抑制酶活性区域和与N蛋白结合的受体区域,抑制剂A只抑制酶活性区域 自变量 抑制剂的种类 因变量 突触后膜的电位变化 实验结果 抑制剂H处理组的Y曲线膜电位变化与X曲线相比基本不变,抑制剂A处理组的Y曲线膜电位变化比X曲线大 实验结论 LTP的形成依赖于CaMKⅡ与N蛋白的结合 (4)Ⅰ.①为了排除无关变量的影响,选取的大鼠体重、周龄、性别及健康状况等都应相同。④实验结果记录表包含检测指标(突触数量、CaMKⅡ的表达量和通过迷宫时间)和实验分组(对照组、低强度组、中强度组和高强度组)。 16 学科网（北京）股份有限公司 $