人教生物重难强化训练：专题6 动物和人体的稳态与调节（1） 膜电位变化曲线分析及电流表指针偏转问题（含解析）

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专题6 动物和人体的稳态与调节
（一） 膜电位变化曲线分析及电流表指针偏转问题
一、选择题
1．(2023·青岛统考)位置膜电位是指某一时刻在不同位置的膜电位变化。研究人员利用枪乌贼大轴突进行动作电位的传导实验，结果如图所示。其中b、c位点接有灵敏电位计。下列叙述正确的是(　 )
A．d位点膜内外电位相同，此时K＋外流与Na＋内流速率相等
B．此时e位点Na＋大量内流，引发去极化和反极化过程
C．由图可以判断，兴奋的传导方向是从左向右
D．若适当增加外界溶液的Na＋浓度，则灵敏电位计每次偏转的幅度增加
解析：选D　d位点是动作电位的形成过程，此时主要是Na＋通道开放，Na＋内流速率大于K＋外流速率，A错误；e位点为静息电位的恢复过程，此时主要是K＋外流，B错误；d位点是动作电位的形成过程，e位点为静息电位的恢复过程，则兴奋的传导方向是从右向左，C错误；动作电位是Na＋内流形成的，若增加外界溶液的Na＋浓度，膜内外Na＋浓度差变大，形成的动作电位峰值变大，则灵敏电位计每次偏转的幅度增加，D正确。
2．(2023·淄博统考)图甲为研究神经细胞膜电位变化的实验装置，两个神经元以突触联系，并连有电表Ⅰ(电极分别在Q点细胞内外侧)、Ⅱ(电极分别在R、S点的细胞外侧)，下列分析正确的是(　 )
A．静息电位时，若升高细胞外K＋浓度，则电表Ⅰ的指针右偏幅度增大
B．刺激P点，电表Ⅰ和电表Ⅱ记录到的电位变化波形分别为图乙和图丙
C．刺激P点，电表Ⅰ记录到②处电位值时，Q点膜内Na＋浓度可能高于膜外
D．若S点电极移至膜内，再刺激P点，电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图乙相似
解析：选D　静息电位时，若升高细胞外K＋浓度，K＋外流减少，则电表Ⅰ的指针右偏幅度减小，A错误；由于兴奋在神经元之间的传递是单向的，只能由突触前膜到突触后膜，所以刺激P点，兴奋只能传到Q点、R点，不能传到S点，所以电表Ⅰ、Ⅱ的指针均只能发生1次偏转，电表Ⅰ记录到的电位变化波形与图乙基本相同，电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图丙不同，B错误；刺激P点，Na＋内流产生动作电位，电表Ⅰ记录到②处电位值时，Q点膜外Na＋浓度仍高于膜内，C错误；若S点电极移至膜内，则电表Ⅰ、Ⅱ的电极都是一极在膜外、一极在膜内，再刺激P点，电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图乙相似，D正确。
3．如图甲所示，在神经纤维上安装两个相同的灵敏电表，表1两电极分别在a、b处的膜外，表2两电极分别在d处膜的内外侧。在b、d的中点c处给予一适宜刺激，相关的电位变化如图乙、丙所示。下列叙述错误的是(　 )
A．表2记录得到图乙所示的电位变化曲线
B．图乙①点时Na＋的内流速率比②点时更大
C．图丙中④→⑤是恢复静息电位的过程
D．图丙曲线处于⑤点时，图甲a处膜外表现为正电位
解析：选B　表1两电极分别在a、b处的膜外，可测定动作电位，兴奋依次通过b、a处时，指针会发生两次方向不同的偏转，因此表1记录得到图丙所示的电位变化曲线；表2两电极分别在d处膜的内外侧，兴奋传导到d处时，d处膜内外电位同时变化，故只会发生1次偏转，因此表2记录得到图乙所示的电位变化曲线，A正确；图乙②点时处于产生动作电位的过程，动作电位的产生与Na＋的内流有关，①点时处于静息电位，因此图乙②点时Na＋的内流速率比①点时更大，B错误；图丙中④→⑤是恢复静息电位的过程，C正确；图丙曲线处于⑤点时，图甲a处处于静息电位(兴奋还没有传到此处)，a点膜外为正电位，D正确。
二、非选择题
4．无脊椎动物枪乌贼的星状神经节具有巨大的化学突触结构，可用微电极来检测突触前动作电位和突触后电位的变化。请回答下列问题：
(1)在突触结构中，突触前神经元兴奋后，由突触前膜释放的________作用于突触后膜的________，导致突触后神经元产生相应的电位变化。
(2)河豚毒素(TTX)是一种钠离子通道阻断剂。用TTX处理突触前神经纤维，然后每隔5 min施加一次刺激，分别测量突触前和突触后神经元的电位变化，结果如上图所示。推测TTX导致突触前和突触后神经元电位发生变化的原因是TTX作用于钠离子通道，阻断了钠离子内流，导致______________________________________________________________________
__________________________________。
(3)在上述实验过程中，研究者检测到，在使用TTX处理后突触前膜处的钙离子内流逐渐减弱，由此推测“突触前神经纤维动作电位通过提高突触小体内钙离子浓度来促进神经递质的释放”。研究者利用枪乌贼星状神经节进行如下实验，获得了支持上述推测的实验结果。
实验材料：BAPTA(能够快速与钙离子结合，从而阻断钙离子与相应分子的结合)、“笼锁钙”(一种缓冲液，暴露在强紫外线下会释放钙离子；强紫外线不影响正常神经纤维兴奋)。
实验过程及结果：
第一组：对突触前神经纤维施加适宜电刺激。
实验结果：先检测到突触前神经纤维内动作电位的发生，之后检测到突触后神经纤维电位的变化。
第二组：先向突触小体注射适量BAPTA，接着在突触前神经纤维施加适宜电刺激。
实验结果：____________________________________________________。
第三组：____________________________________________________
____________________________________________________(写出实验过程)。
实验结果：检测不到突触前神经纤维动作电位的发生，但能检测到突触后神经纤维电位的变化。
解析：(1)突触前神经元兴奋后，突触小泡移动到突触前膜并与之融合，在突触前膜处释放神经递质，神经递质与突触后膜的特异性受体识别、结合，导致突触后神经元产生相应的电位变化。(2)神经纤维兴奋的原因是钠离子大量内流形成动作电位，与相邻区域形成局部电流，TTX是一种钠离子通道阻断剂，能作用于钠离子通道，阻断了钠离子内流，导致突触前神经纤维动作电位变化明显减弱，进而导致突触前膜神经递质释放减少或不能释放，使得突触后膜难以兴奋。(3)第二组中，BAPTA能够快速与钙离子结合，从而抑制神经递质的释放，因此注射BAPTA，接着在突触前神经纤维施加适宜电刺激，能检测到突触前神经纤维动作电位的发生，但是由于神经递质无法释放，因此不能检测到突触后神经纤维电位的变化；第三组中，先向突触小体注射适量“笼锁钙”，然后用强紫外线照射标本，由于没有在突触前神经纤维施加适宜电刺激，因此检测不到突触前神经纤维动作电位的发生，“笼锁钙”暴露在强紫外线下会释放钙离子，促进神经递质释放，故能检测到突触后神经纤维电位的变化。
答案：(1)神经递质　(特异性)受体　(2)突触前神经纤维动作电位变化明显减弱，进而导致突触前膜神经递质释放减少或不能释放，使得突触后膜难以兴奋　(3)能检测到突触前神经纤维动作电位的发生，但不能检测到突触后神经纤维电位的变化　先向突触小体注射适量“笼锁钙”，然后用强紫外线照射标本
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