【备考2024】人教生物专题复习课件：第8章 动物和人体生命活动的调节 微专题11 兴奋传导与传递的相关实验探究(共51张PPT)

(共51张PPT)
第八章 动物和人体生命活动的调节
微专题11 兴奋传导与传递的相关实验探究
题型1 膜电位的测量与变化曲线分析
1.膜电位的测量方法
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 _____________________________________________ _ __________________________指针发生一次偏转
方法 图解 结果
电表两极均置于神经 纤维膜的外侧 ____________________________________________ ____________________________________ 指针发生两次方
向相反的偏转
&1& 在一个神经元内有一处受到刺激产生兴奋，并迅速传至整个神经元，则在该神经元的任何部位均可检测到电位变化。
续表
2.膜电位变化曲线解读
1.[2022成都检测]关于静息电位的测量和动作电位的变化，下列说法错误的是( )
D
A.图1测量的是静息电位，需要将电表的两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
B.图2中 点表示膜内电位比膜外电位低
C.图2中 点的高低与膜外的钠离子浓度呈正相关
D.图2中 段处于静息状态，出现该段的原因是钾离子外流
[解析] 静息电位是指静息状态下，神经纤维膜内外的电位差，测量时要将电表的两极分别放置在膜的内侧和外侧，A正确；图2中A点显示静息电位的读数是 ，膜外以0作为参照，说明膜内电位比膜外电位低 ，B正确；图2中C点（动作电位峰值）的形成原因是钠离子内流，膜外钠离子浓度越高，内流量越大，C点（动作电位峰值）越高，C正确；图2中 段（恢复静息电位）出现的原因是钾离子向膜内运输，钠离子向膜外运输，D错误。
2.[2022烟台检测，多选]如图甲所示，在蛙的离体坐骨神经纤维上安装两个完全相同
的灵敏电表，电表1的两电极分别接在 、 处膜的外侧，电表2的两电极分别接在
处膜的内、外两侧。在 中点 处给予适宜刺激，相关的电位变化曲线如图乙、图
丙所示。下列分析正确的是( )
A.电表1记录得到如图丙所示的电位变化曲线
B.图乙曲线处于②点时，图丙曲线正好处于③点
C.图丙曲线处于④点时，图甲 处电位表现为外正内负
D.一定范围内，随着刺激强度的增大，图乙和图丙曲线的峰值会变大
√
√
√
[解析] 电表1两电极分别接在膜外，当刺激 处时，电表1指针会发生两次方向相反的偏转，可记录得到如图丙所示的电位变化曲线，A正确；图乙曲线②点是动作电位的峰值，此时动作电位向右传至 处，由于 ，此时动作电位向左传至 处，对应图丙曲线中的③点，B正确；图丙曲线处于④点时，动作电位传至 之间， 处于静息电位（外正内负），C正确；动作电位的峰值大小与细胞内外的钠离子浓度差有关，与刺激强度无关，D错误。
题型2 兴奋传递过程中电表指针偏转问题分析
1.兴奋在神经纤维上传导时
2.兴奋在神经元之间传递时
3.神经纤维某处膜受损伤时
（1）神经纤维未受刺激时，指针向右侧偏转，说明 点（损伤部位）的膜外电位为
负。
（2）在 点左侧给予适当刺激，当 点兴奋时，膜外电位由正变为负， 点由于受
损，膜外电位为负，指针向左偏转至“0”；当兴奋继续传至 点之后（如 点）时，
点膜外电位恢复为正，此时 点由于受损，膜外电位仍为负，指针将向右侧偏转。
3.图甲表示中枢神经元之间的一种连接方式， 和 为连接在神经元表面的电表；
图乙是图甲的局部放大图。下列说法错误的是( )
B
A.图甲中共包含3个突触
B.若神经递质都传递兴奋，则刺激 点， 、 的
指针均只发生两次方向相反的偏转
C.图乙所示装置不能用来测定神经纤维的静息电位
D.神经元受到相应刺激后，膜电位可变为内正外负
[解析] 图甲中含3个突触（&2& ），A正确；刺激A点, 的指针会发生两次方向相反的偏转，图甲中存在环路，且神经递质都传递兴奋，故 的指针会发生多次偏转，B错误；图乙所示电表的两个电极都在神经纤维膜外侧，不能用来测定神经纤维的静息电位，C正确；神经元受到相应刺激后，膜电位可变为内正外负，D正确。
[条件改变型]若在图甲A处给予一个适宜的刺激， 的指针发生偏转，而 的指针
未发生偏转，推测可能的原因是什么？
A处神经元释放的是抑制性神经递质。
4.如图1为坐骨神经腓肠肌有关实验，其中电表两极放在传出神经纤维的表面，图2
表示某反射弧的部分结构。下列说法正确的是( )
图1
图2
A.分别刺激图1中的①②，不会都引起肌肉收缩
B.刺激图1中的②，能检测到电表指针有两次方向相反的偏转
C.刺激图2中 点，电表①指针不偏转，电表②指针偏转两次
D.刺激图2中 点， 点检测不到电位变化，原因是突触前膜释放了抑制性神经递质
C
[解析] 刺激图1中的①时，神经纤维能将兴奋传到肌肉进而使肌肉收缩，直接刺激②也能引起肌肉收缩，A错误；刺激图1中的②时，兴奋不能传递到神经纤维上，电表指针不偏转，B错误；刺激图2中 点时，兴奋不能传递至电表①所在神经纤维上，电表①指针不偏转，兴奋自刺激位点向右传导时，能引起电表②指针发生两次方向相反的偏转，C正确；刺激图2中 点， 点检测不到电位变化，原因是兴奋不能从突触后膜向突触前膜传递，D错误。
题型3 兴奋传导和传递的实验探究
1.探究兴奋在神经纤维上的传导
2.探究兴奋在神经元之间的传递
5.[6分]为研究兴奋在神经纤维和突触处的传导和传
递情况，某研究人员设计了如图所示的实验装置。
图中 、 、 为3个刺激位点，甲、乙是两个灵敏
电表。利用该实验装置探究兴奋的传导和传递方向
及其特点。请写出实验思路并预测实验结果（请注明刺激的位点、指针偏转情况）。
刺激 点，若电表甲指针发生两次方向相反的偏转，说明兴奋在神经纤维上的传导是双向的，若电表甲指针只发生一次偏转，说明兴奋在神经纤维上的传导是单向的。若刺激 点（或 点），电表乙指针发生两次方向相反的偏转；刺激 点，电表乙指针只发生一次偏转，说明兴奋在突触处的传递是单向的。若刺激 点（或 点），电表乙指针发生两次方向相反的偏转；刺激 点，电表乙指针也发生两次方向相反的偏转，说明兴奋在突触处的传递是双向的。
[解析] 要探究兴奋在神经纤维上的传导方向和特点，就需要在位于一条神经纤维上
的电表两电极之间进行刺激，观察电表指针发生几次偏转。即刺激 点，若电表甲
指针发生两次方向相反的偏转，说明兴奋在神经纤维上的传导是双向的，若电表甲
指针只发生一次偏转，说明兴奋在神经纤维上的传导是单向的。要探究兴奋在突触
处的传递方向和特点，就需要在位于突触前神经元和突触后神经元上的电表两侧位
置进行刺激，观察电表指针发生几次偏转。即若刺激 点（或 点），电表乙指针
发生两次方向相反的偏转；刺激 点，电表乙指针只发生一次偏转，说明兴奋在突
触处的传递是单向的。若刺激 点（或 点），电表乙指针发生两次方向相反的偏
转；刺激 点，电表乙指针也发生两次方向相反的偏转，说明兴奋在突触处的传递
是双向的。
[设问拓展型]如何利用电表甲、乙设计一个简单实验，证明兴奋在神经纤维上的传导速度大于其在突触间的传递速度？请简要写出实验思路，并预期实验结果。
实验思路：使图中 ，刺激 点，观察电表甲、乙指针发生第二次偏转的先后顺序。
结果预测：电表甲指针发生第二次偏转的时间早于电表乙指针。
6.[8分]将蛙脑破坏，保留脊髓，做蛙心静脉灌注，以维持蛙的基本生命活动。暴露
蛙左后肢屈反射的传入神经和传出神经，分别连接电表&3& 和&4& 。将蛙左后肢趾尖
浸入 硫酸溶液后，电表&5& 和&6& 有电位波动，出现屈反射。如图为该反射弧结
构示意图。
（1）请设计简便的实验验证兴奋能在神经纤维上双向传导，而在反射弧中只能单向
传递。___________________________________________________________________
_____________________________________。
方法：刺激电表 与骨骼肌之间的传出神经。现象：观察到电表 有电位波动和左后肢屈腿，电表 未出现电位波动
[解析] 首先要明确该实验是验证性实验，再结合图中的电表的位置和作用进行实验设计。该实验的目的有两个：一是验证兴奋能在神经纤维上双向传导，二是验证兴奋在整个反射弧中只能单向传递。刺激电表 与骨骼肌之间的某个位置，若观察到左后肢屈腿，电表 有电位波动，电表 无电位波动，则证明兴奋在神经纤维上可以双向传导，但在整个反射弧中只能单向传递。
（2）若在灌注液中添加某种药物，将蛙左后肢趾尖浸入 硫酸溶液后，电表
有电位波动，电表 未出现电位波动，左后肢未出现屈反射，其原因可能有:
[解析] 题中已经明确电表 有电位波动，说明药物不影响兴奋在神经纤维上的传导，只能从兴奋在突触处的传递特点进行分析。据题意可知，该反射不能发生的原因可能是药物影响了兴奋在突触处的传递，具体的原因可能是抑制了神经递质的释放，也可能是抑制了神经递质与突触后膜上受体的特异性结合。
①____________________________________________________________________；
突触前膜释放的神经递质不能与突触后膜上的受体特异性结合（合理即可）
②______________________________________。
突触前膜不能释放神经递质（合理即可）
一、选择题
1.[2022沈阳联考]如图所示，将灵敏电表的两电极分别置于膝跳反射反射弧中的 处
的外表面和 处的内表面，若在 、 两点同时对神经细胞给予能引起兴奋的刺激，
则刺激后电表指针的偏转情况是（注意 ）( )
C
A.先左后右，再向右
B.先右后左，再向左
C.先左后右，再向左，再向右
D.先右后左，再向右，再向左
[解析] 灵敏电表的一个电极在 处的外表面，另一个电极在 处的内表面，则静息
状态时， 处外表面为正电位， 处内表面为负电位，电表指针向右偏转（最初位
置）。同时刺激 、 两点，由于 ,兴奋会同时传导到 、 处，此时 处外
表面为负电位， 处内表面为正电位，电表指针向左偏转；随后 、 处均恢复静息
电位，即 处外表面为正电位， 处内表面为负电位，电表指针向右偏转（最初位
置）； 点产生的兴奋向右传导到 处时， 处内表面为正电位，而此时 处为静息
电位，即 处外表面为正电位，即指针向左偏转； 点产生的兴奋经过 处继续向右
传导时， 处恢复静息电位，即 处内表面为负电位，电表指针向右偏转回到最初
位置，C符合题意。
2.[2022浙江联考]如图表示用电表测量神经纤维膜内外
电位差的示意图，图示为神经纤维未受刺激时的状态。
下列相关叙述错误的是( )
B
A.神经纤维受刺激兴奋时，兴奋传导方向与膜外局部电流方向相反
B.有效刺激强度越大，电表指针通过0电位时的速度越大
C.若该神经纤维膜外溶液中 浓度增大，图示神经纤维受刺激兴奋时电表指针右
偏幅度增大
D.神经纤维从静息状态受刺激产生兴奋到恢复静息状态，电表指针两次通过0电位
[解析] 神经纤维受刺激兴奋时，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，A正确；有效刺激强度增大，电表指针通过0电位时的速度不会增
大，B错误；若该神经纤维膜外溶液中 浓度增大，则膜内外 浓度差增大，
这会导致动作电位峰值增大，因此，图示神经纤维受刺激兴奋时，电表指针右偏幅
度增大，C正确；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。
3.[2022荆州测试]图甲表示两个神经元
以突触联系，电表M的两个电极均接
在细胞膜外侧，电表N的两个电极接在
细胞膜两侧，其中某个电表测得的膜
B
A.无刺激发生时，电表M测得的电位为
B.刺激 点后，电表M和 的指针都将偏转一次
C.图乙中 阶段细胞膜两侧 的浓度差在减小
D.将图甲中的细胞放在低浓度 溶液中，图乙中 点将上移
电位变化如图乙所示。下列叙述正确的是( )
[解析] 无刺激时，电表M的两个电极均在细胞膜外侧，没有电位差，测得的数值为0，A错误；刺激 点，电表N的指针偏转一次，因兴奋不能从左边神经元传到右边神经元，则电表M的指针也只偏转一次，B正确；图乙中 阶段为动作电位的形成过程，主要依靠 内流，膜两侧 的浓度差基本无变化，C错误；动作电位的形成与 内流有关，将图甲中的细胞放在低浓度 溶液中，细胞内外 浓度差减小，动作电位峰值变小，C点下移，D错误。
4.[2022抚顺检测]某生物实验小组研究兴奋在神经纤
维上的传导以及在神经元 、 之间传递的情况
（注： 和 距离相等，电表①两微电极的中点
为 ，电表②两微电极分别位于 、 神经元上）。
下列相关叙述正确的是( )
B
A.分别适宜刺激神经元 上的四点，电表①的指针均发生2次方向相反的偏转
B.分别适宜刺激神经元 上的四点，电表②的指针均发生2次方向相反的偏转
C.适宜刺激 点时，指针发生第二次偏转的时间为电表①的晚于电表②
D. 点受适宜刺激后，兴奋在神经元 与 之间发生电信号→化学信号的转化
[解析] 若刺激电表①两微电极的中点 ，兴奋同时到达两电极，电表①的两个微电极将同步发生兴奋，指针不会发生偏转，A错误；兴奋在神经元之间是单向传递的，分别刺激神经元 上的四点，电表②的指针均发生2次方向相反的偏转，B正确；因为兴奋在神经纤维上传导的速度快于在神经元之间的传递速度，所以刺激 点时，电表①的指针发生第二次偏转的时间一般要早于电表②，C错误；兴奋在突触处的信号转化为电信号→化学信号→电信号，D错误。
5.[2022重庆检测]为了探究兴奋在神经元轴突上
的传导是双向的还是单向的，某兴趣小组做了
以下实验：取新鲜的神经—肌肉标本（实验期
C
A.神经元轴突与肌肉之间的突触结构由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成
B.若为双向传导，则电刺激 点，肌肉会收缩且微电表指针偏转2次
C.刺激 点，微电表指针偏转2次，刺激 点，微电表指针偏转1次
D.兴奋在 之间的传导所用的时间比兴奋从 点到肌肉所用的时间短
间用生理盐水湿润标本），设计了下面的实验装置图（C点位于两电极的正中心，指
针偏转方向与电流方向一致）。下列叙述错误的是( )
[解析] C点位于两电极的正中心，到微电表两电极的距离相等，刺激C点，兴奋部位产生的局部电流同时传至微电表两极，指针不偏转，C错误。
6.[2022天津三中检测,多选]神经轴突具
有传导兴奋的作用，现将一对刺激电极
置于神经轴突外表面A、B处（图1），
BD
A.图1中电路接通时，兴奋先发生在 处
B.图1中电路接通时，兴奋先发生在 处
C.同时损伤 和 ，在适当位置给予刺激时，电表指针有可能偏转两次
D.同时损伤 和 ，在适当位置给予刺激时，电表指针有可能不偏转
另一轴突外表面的C、D处放置一对电极，两电极之间连接一个灵敏电表， 、 、
、 为可供选择的使兴奋传导中断的膜损伤区域（图2）。实验给予刺激均为适宜
强度。下列叙述正确的是( )
[解析] 由图1可知，A电极处为正电荷，B电极处为负电荷，膜外电荷由 移动，与神经纤维兴奋传导方向相反，即图1中电路接通时，兴奋先发生在B处，A错误、B正确；同时损伤 和 ，产生的兴奋不能从一个电极连接处传导到另一个电极连接处，因此在适当位置给予刺激时，电表指针不可能偏转两次，C错误；同时损伤 和 ，若在两电极的中点给予刺激时，电表指针有可能不偏转，D正确。
7.[2022南开中学模拟]坐骨神经由多根神经纤维组成，不同神经纤维的兴奋性有差异，
多根神经纤维同步兴奋时，其动作电位幅度变化可以叠加；单根神经纤维的动作电
位存在“全或无”现象。现欲用图甲装置研究神经的电生理特性，通过电表①②分别
测量整个坐骨神经和其中某一根神经纤维上的电位变化，图乙表示电表指针最大偏
转幅度随刺激强度的变化结果。下列叙述正确的是( )
A.刺激强度小于 时，电表指针无偏转，说明此时无离子流动
B.刺激强度从 增加到 的过程中，兴奋的神经纤维根数增加
C.图乙中曲线1对应电表②测量结果，曲线2对应电表①测量结果
D.如增加坐骨神经膜外 浓度，则曲线1将上移，曲线2位置不变
√
[解析] 受到刺激后，神经细胞膜的通透性发生改变，对 的通透性增大， 内
流，只是当刺激强度小于 时，离子流动较少，A错误；由题干信息“多根神经纤维
同步兴奋时，其动作电位幅度变化可以叠加”推测，刺激强度从 增加到 的过程中，
兴奋的神经纤维根数增加，B正确；由题干信息“单根神经纤维的动作电位存在‘全或
无’现象”推测，图乙中曲线1对应电表①测量结果，曲线2对应电表②测量结果，错
误；动作电位形成时 内流，方式是协助扩散，如增加坐骨神经膜外 浓度，
则动作电位形成时内流的 增加，曲线1和曲线2均将上移，D错误。
二、非选择题
8.[宁夏高考，9分]如图是神经元网络结构示意简图，图中神经元①②③都是兴奋性神经元，且这些神经元兴奋时都可以引起下一级神经元或肌细胞的兴奋。和神经细胞一样，肌肉细胞在受到适宜的刺激后，也能引起细胞膜电位的变化。图中B处表示神经—肌肉接头，其结构和功能与突触类似。请回答：
（1）给神经元①一个适宜刺激，在A处能记录到膜电位的变化。这是因为刺激使神
经元①兴奋，引起其神经末梢释放的__________进入__________，随后与突触后膜
上的____________结合，导致神经元②产生兴奋。
神经递质
突触间隙
特异性受体
[解析] 突触包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。刺激使神经元①兴奋，引起其神经末梢释放神经递质进入突触间隙，随后与突触后膜上的特异性受体结合，导致神经元②产生兴奋。
（2）若给骨骼肌一个适宜刺激，在A处______（填“能”或“不能”）记录到膜电位的
变化，原因是__________________________________________________。
不能
由肌细胞产生的兴奋在神经—肌肉接头处不能逆向传递
[解析] 神经—肌肉接头的结构和功能与突触类似，所以肌细胞产生的兴奋在神经—肌肉接头处不能逆向传递，因此，给骨骼肌一个适宜刺激，在A处不能测到膜电位的变化。
（3）若在A处给予一个适宜刺激，在C处____（填“能”或“不能”）记录到膜电位的变
化，原因是_______________________________________________________________
____。
能
兴奋从A处传到神经元③，再传到神经元①，故在C处能测到膜电位的变化
[解析] 兴奋在神经元之间的传递可以从一个神经元的轴突传到下一个神经元的细胞体。因此，兴奋从A处传到神经元③，再传到神经元①，在C处能测到膜电位的变化。
9.[2022漳州期中，8分]图甲中 部位为神经纤维与肌细胞的接头（突触的一种），图乙
是 部位的放大图。乙酰胆碱 与肌细胞膜上的受体结合，会引起肌肉收缩。将2个
微电极置于图中 、 两处神经细胞膜外，并与灵敏电表正负两极相连。回答下列问题：
（1）刺激 处，肌肉收缩且电表指针偏转，说明 点位于__________（填反射弧的某一
部分）上，此时电表指针的偏转情况为_______________________。在 、 、 、 、
处施加刺激，能够证明兴奋在神经纤维上是双向传导的是___点。
传出神经
发生2次方向相反的偏转

[解析] 据图分析可知， 点所在的神经元与效应器相连，且刺激 处，肌肉收缩且
电表指针偏转，说明 点位于反射弧的传出神经上。刺激 点后，产生动作电位，局
部电流先后经过右电极和左电极，电表指针会发生两次方向相反的偏转。结合图甲，
要想验证兴奋在神经纤维上是双向传导的，需要刺激电表所连接的神经纤维（传出
神经）上的某一点，故排除 、 点， 、 、 点位于传出神经上，只有刺激 处，
兴奋向左传递通过神经—肌肉接头使肌肉发生收缩，兴奋向右传导先后经过两电极，
使电表指针发生两次方向相反的偏转，所以能够证明兴奋在神经纤维上是双向传导
的。
（2）实验证实，只刺激肌肉，肌肉也会收缩，此时电表指针______（填“能”或“不
能”）发生偏转，原因是__________________________。
不能
兴奋在突触处只能单向传递
[解析] 神经纤维与肌细胞接头类似突触，兴奋在此处单向传递，若只刺激肌肉，兴奋不能传递到神经纤维上，电表指针不会发生偏转。
（3）已知图乙中的部分结构会被自身产生的抗体攻击而导致重症肌无力。如果刺激
处，电表指针发生偏转，但肌肉无反应，若要通过实验进一步探究损伤部位是肌肉
还是 处，请写出实验方案并预期实验结果及结论。
实验思路：刺激 处观察肌肉收缩情况；刺激 处，观察肌肉的收缩情况。实验结果及结论：如果刺激 处，肌肉不收缩，同时刺激 处，肌肉收缩，说明损伤处在 点；如果刺激 处肌肉不收缩，刺激 处，肌肉也不收缩，说明肌肉损伤。（合理即可）