【同步练习】人教版（2019）高中生物学选择性必修1--第2章 第3节 第1课时 兴奋在神经纤维上的传导(含解析）
文档属性
| 名称 | 【同步练习】人教版（2019）高中生物学选择性必修1--第2章 第3节 第1课时 兴奋在神经纤维上的传导(含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 861.9KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-09-23 17:33:51 | ||
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文档简介
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2026人教版高中生物学选择性必修1
第3节 神经冲动的产生和传导
第1课时 兴奋在神经纤维上的传导
基础过关练
题组一 兴奋在神经纤维上的传导过程
1.(2025福建福州期中)将完好的某动物神经元浸泡在任氏液(模拟细胞外液)中进行实验,A、B为神经元膜外侧的两处位置,如图所示。以下说法正确的是( )
A.静息状态时,可测得A、B两处的电位不相等
B.静息状态时,与任氏液相比,细胞内Na+浓度高
C.B处兴奋时,膜两侧的电位表现为外正内负
D.若阻断Na+内流,刺激后,A、B可能不能产生兴奋
2.(2025湖南邵阳月考)如图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。下列说法与图示相符的是( )
A.图中兴奋部位是b和c
B.图中箭头最可能表示局部电流方向
C.图中兴奋传导的方向是c→a→b
D.兴奋传导方向与膜外局部电流方向一致
3.(易错题)(2025陕西榆林期中)下列关于静息电位和动作电位的叙述中,正确的是( )
A.Na+-K+泵使Na+内流和K+外流,该过程属于主动运输
B.动作电位的产生与Na+内流有关,该过程属于协助扩散
C.膜外K+浓度升高将引起动作电位峰值升高
D.膜外Na+浓度增大,则神经元的静息电位绝对值减小
4.(教材深研拓展)测量与记录蛙坐骨神经受刺激后的电位变化过程如图①~③所示,其中②③的指针偏转到最大。下列叙述错误的是( )
A.若刺激点位于图①甲电极的左侧,电位变化过程为①②①③①
B.若刺激点位于图①甲、乙电极之间且靠近甲电极处,电位变化过程为①③①②①
C.图③中甲电极处的电位为动作电位,乙电极处的电位为静息电位
D.静息状态如图①所示,甲、乙处发生K+外流,且方式为协助扩散
题组二 膜电位的测定及相关曲线分析
5.下面是测量神经纤维上电位变化的装置图,有关说法正确的是( )
A.可用图甲装置或图丙装置测量神经纤维的静息电位
B.给予图甲和图丙中神经纤维一个强刺激后,甲偏转两次,丙偏转一次
C.图乙中神经纤维未受刺激时,电表指针偏转的大小代表了静息电位绝对值的大小
D.在图丁两电极的中点给予神经纤维一个强刺激,电表的指针不偏转,说明未产生兴奋
6.(2025河北保定期中)如图是某神经纤维受刺激后的膜电位变化,下列叙述正确的是( )
A.K+的大量内流是神经纤维形成静息电位的主要原因
B.bc段Na+大量内流,需要载体蛋白的协助,并消耗能量
C.cd段Na+通道多处于关闭状态,K+通道多处于开放状态
D.ef段细胞内K+浓度低于细胞外,故此处的K+运输要耗能
7.(2025河南平顶山月考)如图表示在t1、t2、t3时刻分别给予某神经纤维三次强度相同的刺激所测得的神经纤维电位变化,下列叙述错误的是 ( )
A.适当降低细胞外K+浓度,测得的静息电位绝对值可能大于65mV
B.t1时的刺激强度过小,无法引起神经纤维上Na+通道打开
C.t2、t3时的刺激可以累加并引起神经纤维产生动作电位
D.t4~t5时,细胞膜上K+通道打开,K+运出细胞
8.(2025山东菏泽月考)利用不同的处理使神经纤维上膜电位产生不同的变化,下列有关处理方式、作用机理或对应结果错误的是( )
A.图甲将神经纤维置于高Na+溶液中
B.图乙利用药物阻断Na+通道
C.图丙利用药物阻断K+通道
D.图丁是利用药物使Cl-通道打开
9.(2025山西大同月考)神经纤维某部位受到刺激时的膜电位变化如图1所示。在神经纤维上分别取3个电位差测量点,电表的电极分别位于测量点的细胞膜外侧和内侧,FE=FG,如图2所示。请回答下列问题。
(1)图1中A点时,膜外Na+浓度 (填“大于”或“小于”)膜内Na+浓度。BC段Na+内流的方式为 ;CD段K+外流的方式为 。静息电位恢复到最初水平需要钠钾泵的活动,该过程
(填“需要”或“不需要”)消耗能量。
(2)图2中,刺激F点后,F点膜内的电位变化是 。
(3)兴奋在FE、FG段传导的时间依次为t1、t2,两者的大小关系是t1 (填“=”“<”或“>”)t2,原因是 。
能力提升练
题组 分析兴奋在神经纤维上的传导过程及机制
1.(2025福建福州一中月考)图甲是记录蛙坐骨神经动作电位的实验示意图。在图示位置给予一个适宜电刺激,可通过电极1和2在电位记录仪上记录到如图乙所示的电位变化。如果在电极1和2之间的M点阻断神经动作电位的传导,给予同样的电刺激时记录到的电位变化图是( )
2.(2025江苏南京期中)如图甲所示,在某神经纤维上安装两个完全相同的灵敏电表,电表1两电极分别在a、b处膜外,电表2两电极分别在d处膜的内外侧。在b、d中点c处给予适宜刺激,相关的电位变化曲线如图乙、丙所示。据图分析,下列说法不正确的是( )
A.电表1记录得到图丙所示的曲线图
B.图乙曲线处于③点时,d处处于未兴奋状态
C.图乙曲线处于③点时,图丙曲线正处于④点
D.图丙曲线处于⑤点时,图甲a处电位表现为外正内负
3.研究人员以枪乌贼的巨大神经纤维做材料进行膜电位的测定,图1表示将电表两电极分别置于神经纤维膜的两侧不同位置(甲、乙两点),并在甲点左侧给予适宜强度的刺激;图2是测得的膜电位变化曲线。下列叙述正确的是( )
A.刺激图1甲点左侧,电表指针会发生两次方向相反的偏转
B.图2中曲线ab段K+大量外流,造成膜外逐渐变为正电位
C.图1中甲、乙两点之间的距离越远,则图2中d越小
D.图1神经纤维施加刺激后,电表上的指针最终并不指向“0”
4.(创新题·新考法)(2025湖南长沙一中阶段检测)为探究从传统中药厚朴中提取出的厚朴酚对小鼠神经元兴奋性修复的作用,科研人员用厚朴酚对认知障碍模型鼠进行治疗,结果如下图所示。下列说法错误的是( )
A.图中空白组(正常鼠)的静息电位是指细胞膜内侧比外侧低65mV左右
B.与正常鼠相比,模型鼠神经元膜内外Na+浓度差较低
C.厚朴酚处理模型鼠可加快神经元中Na+通道的开放速度
D.厚朴酚可通过降低静息电位绝对值提高神经元的敏感性
5.某兴趣小组欲利用如图所示方法测定离体神经纤维上兴奋的传导速度,其中甲与乙两只电表的两极均连在神经纤维的膜外。ST表示适宜刺激。下列叙述正确的是( )
A.在2、3中点给予刺激后两电表指针不发生偏转
B.给予适宜刺激ST后,两电表的指针均会发生两次方向相反的偏转
C.给予适宜刺激ST后,两电表指针发生第一次偏转的时间间隔即兴奋自2处传至3处所需时间
D.给予适宜刺激ST后,两电表的指针偏转情况还能证明兴奋在神经纤维上的传导是双向的
6.(2025山东青岛期中)坐骨神经由多种神经纤维组成,不同神经纤维的兴奋性和传导速率有差异,多根神经纤维同步兴奋时,其动作电位幅值(即大小变化幅度)可以叠加;单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象。现欲研究神经的电生理特性,装置如图1所示,①为刺激位点,②③④⑤为电表电极位点,电表甲、乙测得的指针最大偏转幅度如图2所示。下列叙述正确的是( )
A.静息时,神经纤维不进行Na+和K+的跨膜转运
B.刺激强度小于b时,④⑤处都无电位变化
C.刺激强度从a增强到b,兴奋的神经纤维数量增加
D.若增加坐骨神经膜外K+浓度,则曲线1、2将上移
7.(2025江西省多校期中联考)兴奋在神经纤维上的传导与神经细胞膜上离子通道通透性的改变有关。下图中曲线1表示兴奋在神经纤维上传导时的膜电位变化,曲线2和3表示在兴奋传导过程中两种离子通道通透性相对值的变化。回答下列问题:
(1)兴奋在神经纤维上的传导形式是 ,兴奋的传导方向和膜 (填“内侧”“外侧”或“内外两侧”)的局部电流方向一致。
(2)简要叙述静息电位产生的机制: 。若提高外界溶液中K+的浓度,A点位置会 (填“上移”“下移”或“不变”)。
(3)曲线2代表 通道的通透性变化,曲线3代表 通道的通透性变化。
(4)为了探究兴奋在神经纤维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,也是A点至神经—肌肉接头的中心点。指针偏转方向与电流方向一致。
电刺激C点,若观察到 ,则说明兴奋在神经纤维上的传导是双向的。除刺激C点外,还可选择电刺激图中的 点,也可以达到实验目的。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 2.B 3.B 4.A 5.C 6.C 7.B 8.A
1.D 静息状态时膜外都是正电位,A、B两处的电位相等,A错误。根据题干信息可知,任氏液模拟细胞外液,其中的Na+浓度高于细胞内,B错误。神经纤维某一部位受到刺激时,Na+内流,该部位膜两侧的电位表现为外负内正;若阻断Na+内流,刺激后,A、B可能不能产生兴奋,C错误,D正确。
2.B 兴奋部位(a)表现为内正外负的动作电位,A错误;图中兴奋传导的方向是c←a→b,C错误;兴奋的传导方向与膜内局部电流方向一致(常考点),与膜外局部电流方向相反,D错误。
3.B Na+-K+泵使Na+外流、K+内流,该过程属于主动运输,A错误。细胞外Na+浓度高于膜内,神经纤维某一部位受到刺激时,Na+内流(协助扩散)形成动作电位,B正确;动作电位的峰值与膜内外Na+的浓度差相关,静息电位的绝对值与膜内外K+的浓度差相关,C、D错误。
易混易错 (1)神经元内外离子分布
K+:胞内>胞外;Na+:胞内<胞外。
(2)静息电位:外正内负,与K+外流有关;膜外K+浓度越高,K+外流越少,静息电位绝对值越小。
(3)动作电位:内正外负,与Na+内流有关;膜外Na+浓度越高,Na+内流越多,动作电位峰值越大。
4.A 当电表的两个电极均置于神经纤维外侧时,兴奋传到哪个电极,电表指针就往哪个电极方向偏。图①表示静息状态,甲、乙处K+通过协助扩散的方式外流,D正确。若刺激点位于图①甲电极的左侧或甲、乙电极之间且靠近甲电极处,兴奋都先传到甲处,再传到乙处,电表指针先向甲偏,恢复后再向乙偏,即电位变化过程为①③①②①,A错误,B正确。图③中电表指针向左偏转,且根据题干信息可知③的指针偏转到最大,说明兴奋正好传至甲电极处,甲电极处的电位为动作电位,乙电极处的电位为静息电位,C正确。
5.C 静息电位是静息状态时膜内外的电位差,测量静息电位应把电表的两极分别置于膜内和膜外(常考点),图甲装置(两极都在膜外)和图丙装置(两极都在膜内)无法测量静息电位;图乙中电表的两极分别在膜内和膜外,可测量静息电位,A错误,C正确。给予图甲和图丙中神经纤维一个强刺激后,兴奋先传至电表左侧电极,再传至电表右侧电极,图甲和图丙中的电表指针都会发生两次方向相反的偏转,B错误。图丁刺激位置为两个电极的中点,兴奋同时到达两个电极,两个电极所在位置膜外同时变为负电位,两电极之间无电流产生,指针不发生偏转,但兴奋已产生,D错误。
6.C 静息电位的形成主要是由K+外流引起的,A错误;bc段形成动作电位,Na+通道打开,Na+内流,属于协助扩散,不消耗能量,B错误;cd段恢复静息电位,Na+通道多处于关闭状态,K+通道多处于开放状态,K+外流恢复静息电位,C正确;神经纤维膜内K+浓度始终高于膜外(常考点),D错误。
7.B 适当降低细胞外K+浓度→细胞膜内外K+浓度差增大→静息时K+外流增加→测得的静息电位绝对值可能大于65mV,A正确。
时间 图示分析
t1 此时的刺激可以引起Na+通道打开,产生局部电位,但无法产生动作电位,B错误
t2、t3 此时的刺激能够累加,电位有上升趋势,并最终引起动作电位的产生,C正确
t4~t5 恢复静息电位,细胞膜上K+通道打开,K+通过协助扩散运出细胞,D正确
8.A 分析题图甲、乙、丙、丁得到下表:
现象 分析
图甲 膜电位峰值降低 细胞外Na+浓度降低,Na+内流减少,A错误
图乙 不能形成动作电位 Na+内流受阻(利用药物阻断Na+通道),B正确
图丙 形成动作电位后无法恢复为静息电位 K+外流受阻(利用药物阻断K+通道),C正确
图丁 静息电位绝对值增大 利用药物使Cl-通道打开,Cl-内流增多,D正确
9.答案 (1)大于 协助扩散 协助扩散 需要 (2)由负变正 (3)= FE=FG,兴奋在同一神经纤维上等距传导,所用时间相同
解析 (1)正常情况下,神经细胞膜内的K+浓度始终大于膜外,神经细胞膜外的Na+浓度始终大于膜内。BC段形成动作电位,Na+借助通道蛋白顺浓度梯度内流,为协助扩散。CD段恢复静息电位,K+借助通道蛋白顺浓度梯度外流,为协助扩散。Na+-K+泵运出Na+、运入K+的方式是主动运输,需要消耗能量。(2)刺激F点后,F点由静息电位变为动作电位,膜电位由内负外正变为内正外负。(3)兴奋在神经纤维上双向传导,传播的速度不变。
能力提升练
1.B 2.B 3.D 4.C 5.B 6.C
1.B
题图解读
(1)静息状态时,电极1、2处电位相等,电位记录仪不能记录到电位变化。
(2)在图甲所示位置给予一个适宜电刺激,兴奋先后到达电极1、2,则电位记录仪会记录到两个不同方向的电位变化,如图乙,先为“向下”的波形,再为“向上”的波形。
在M点阻断神经动作电位的传导,兴奋只能传导至电极1,无法传至电极2,只记录到一个方向的电位变化,对应的图形应是图乙中的前半段,B符合题意。
2.B
图乙曲线处于③点时,动作电位达到最大,d处处于兴奋状态,由于bc=cd,此时b处也处于兴奋状态,电表1指针向右偏转,动作电位达到最大,对应图丙曲线④点,B错误,C正确;图丙曲线处于⑤点时,兴奋传至ab中点位置,此时a处处于静息状态,电位表现为外正内负,D正确。
3.D 假定图1中位于甲处膜内的电极为电极1,位于乙处膜外的电极为电极2,刺激甲点左侧后兴奋的传导及对应指针偏转情况如下:
时间点 电位情况 指针偏转及对应曲线
初始状态:甲、乙处均为静息电位 电极1:负电位 电极2:正电位 指针右偏,且读数稳定(图2中a点前)
兴奋传至甲处:甲处为动作电位,乙处为静息电位 电极1:变为正电位 电极2:正电位 两电极间电位差缩小,指针向左偏转(读数发生变化,对应图2中ab段)
兴奋离开甲处,还未到达乙处:甲处恢复静息电位,乙处为静息电位 电极1:恢复负电位 电极2:正电位 指针向右恢复至初始值(对应图2中bc段),随后维持读数稳定(对应图2中ce段)
兴奋传至乙处:甲处为静息电位,乙处为动作电位 电极1:负电位 电极2:变成负电位 两电极间电位差缩小,指针向左偏转(读数发生变化,对应图2中ef段)
兴奋离开乙处:乙恢复静息电位 电极1:负电位 电极2:恢复正电位 指针向右恢复至初始值(对应图2中fh段),随后维持读数稳定(对应图2中h点之后)
据以上分析可知,刺激图1甲点左侧,电表指针发生两次偏转,方向相同(向左偏转),A错误;ab段表示甲点形成动作电位的过程,由Na+内流引起,膜外逐渐由正电位变为负电位,B错误;d表示甲恢复静息电位到乙开始形成动作电位所需的时间,甲、乙两点之间的距离越远,d越大,C错误;图1神经纤维施加刺激后,甲、乙两处最终都恢复静息电位,电表上的指针最终如图1所示,并不指向“0”,D正确。
方法技巧 分析电表指针的偏转问题时,可以根据兴奋的传导规律,重点分析两个电极所在位置产生兴奋时,两个电极间的电位差,由此推知指针的指向情况。
4.C 静息电位表现为内负外正,静息电位数值是将膜外侧电位定义为0mV,图中正常鼠的静息电位约为-65mV,即细胞膜内侧比外侧低65mV左右,A正确。
5.B
ST刺激位点在神经纤维的最左侧,两电表的指针偏转情况只能说明兴奋可以从刺激位点向右侧传导;若要证明兴奋在神经纤维上的传导是双向的,可以在甲、乙两电表之间给予刺激,观察两电表指针的偏转情况,D错误。
6.C 静息时,神经细胞K+通道开放,K+外流,A错误;由图2可知,刺激强度大于a、小于b时,电表指针发生一定偏转,④⑤处有电位变化,B错误;分析图2的曲线,刺激强度从a增强到b,电表指针最大偏转幅度增加,兴奋的神经纤维数量增加,C正确;曲线1、2上移,说明动作电位峰值增大,而动作电位峰值与膜内外Na+浓度差有关,若增加坐骨神经膜外Na+浓度,则曲线1、2将上移,增加坐骨神经膜外K+浓度对动作电位没有影响,D错误。
7.答案 (1)电信号/神经冲动 内侧 (2)神经细胞膜外的K+浓度低于膜内,静息时,神经细胞膜主要对K+有通透性,造成K+外流,使膜外的阳离子浓度高于膜内,细胞膜两侧电位表现为外正内负 上移 (3)Na+ K+ (4)肌肉收缩且电表不偏转 B或D
解析 (2)静息电位的产生主要与K+外流有关,膜内外K+浓度差越大,静息电位绝对值越大。提高外界溶液中K+的浓度,膜内外K+浓度差会变小,导致静息电位绝对值变小,A点上移。(3)题干信息:曲线1表示兴奋在神经纤维上传导时的膜电位变化,曲线2和3表示在兴奋传导过程中两种离子通道通透性相对值的变化。分析可知,曲线1上AC段形成动作电位,动作电位形成时Na+通道开放,之后恢复静息电位,K+通道开放,故曲线2代表Na+通道的通透性变化,曲线3代表K+通道的通透性变化。
(4)假设实验结论成立,推断实验结果。若兴奋在神经纤维上双向传导,刺激C点,兴奋可沿神经纤维传导引起肌肉收缩;兴奋同时到达电表的两个电极,电表指针不偏转。如下图所示:
分析不同假设下,刺激其他点时的实验现象:
假设兴奋单向传导 假设兴奋双向传导
刺激 A点 兴奋先后到达电表两极,电表指针偏转2次,肌肉收缩
刺激 B点 电表偏转1次,肌肉收缩 电表偏转2次,肌肉收缩
刺激 D点 电表偏转1次,肌肉收缩 电表偏转2次,肌肉收缩
刺激A点不能区分兴奋的传导是双向还是单向的,而刺激B点或D点可以。
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第3节 神经冲动的产生和传导
第1课时 兴奋在神经纤维上的传导
基础过关练
题组一 兴奋在神经纤维上的传导过程
1.(2025福建福州期中)将完好的某动物神经元浸泡在任氏液(模拟细胞外液)中进行实验,A、B为神经元膜外侧的两处位置,如图所示。以下说法正确的是( )
A.静息状态时,可测得A、B两处的电位不相等
B.静息状态时,与任氏液相比,细胞内Na+浓度高
C.B处兴奋时,膜两侧的电位表现为外正内负
D.若阻断Na+内流,刺激后,A、B可能不能产生兴奋
2.(2025湖南邵阳月考)如图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。下列说法与图示相符的是( )
A.图中兴奋部位是b和c
B.图中箭头最可能表示局部电流方向
C.图中兴奋传导的方向是c→a→b
D.兴奋传导方向与膜外局部电流方向一致
3.(易错题)(2025陕西榆林期中)下列关于静息电位和动作电位的叙述中,正确的是( )
A.Na+-K+泵使Na+内流和K+外流,该过程属于主动运输
B.动作电位的产生与Na+内流有关,该过程属于协助扩散
C.膜外K+浓度升高将引起动作电位峰值升高
D.膜外Na+浓度增大,则神经元的静息电位绝对值减小
4.(教材深研拓展)测量与记录蛙坐骨神经受刺激后的电位变化过程如图①~③所示,其中②③的指针偏转到最大。下列叙述错误的是( )
A.若刺激点位于图①甲电极的左侧,电位变化过程为①②①③①
B.若刺激点位于图①甲、乙电极之间且靠近甲电极处,电位变化过程为①③①②①
C.图③中甲电极处的电位为动作电位,乙电极处的电位为静息电位
D.静息状态如图①所示,甲、乙处发生K+外流,且方式为协助扩散
题组二 膜电位的测定及相关曲线分析
5.下面是测量神经纤维上电位变化的装置图,有关说法正确的是( )
A.可用图甲装置或图丙装置测量神经纤维的静息电位
B.给予图甲和图丙中神经纤维一个强刺激后,甲偏转两次,丙偏转一次
C.图乙中神经纤维未受刺激时,电表指针偏转的大小代表了静息电位绝对值的大小
D.在图丁两电极的中点给予神经纤维一个强刺激,电表的指针不偏转,说明未产生兴奋
6.(2025河北保定期中)如图是某神经纤维受刺激后的膜电位变化,下列叙述正确的是( )
A.K+的大量内流是神经纤维形成静息电位的主要原因
B.bc段Na+大量内流,需要载体蛋白的协助,并消耗能量
C.cd段Na+通道多处于关闭状态,K+通道多处于开放状态
D.ef段细胞内K+浓度低于细胞外,故此处的K+运输要耗能
7.(2025河南平顶山月考)如图表示在t1、t2、t3时刻分别给予某神经纤维三次强度相同的刺激所测得的神经纤维电位变化,下列叙述错误的是 ( )
A.适当降低细胞外K+浓度,测得的静息电位绝对值可能大于65mV
B.t1时的刺激强度过小,无法引起神经纤维上Na+通道打开
C.t2、t3时的刺激可以累加并引起神经纤维产生动作电位
D.t4~t5时,细胞膜上K+通道打开,K+运出细胞
8.(2025山东菏泽月考)利用不同的处理使神经纤维上膜电位产生不同的变化,下列有关处理方式、作用机理或对应结果错误的是( )
A.图甲将神经纤维置于高Na+溶液中
B.图乙利用药物阻断Na+通道
C.图丙利用药物阻断K+通道
D.图丁是利用药物使Cl-通道打开
9.(2025山西大同月考)神经纤维某部位受到刺激时的膜电位变化如图1所示。在神经纤维上分别取3个电位差测量点,电表的电极分别位于测量点的细胞膜外侧和内侧,FE=FG,如图2所示。请回答下列问题。
(1)图1中A点时,膜外Na+浓度 (填“大于”或“小于”)膜内Na+浓度。BC段Na+内流的方式为 ;CD段K+外流的方式为 。静息电位恢复到最初水平需要钠钾泵的活动,该过程
(填“需要”或“不需要”)消耗能量。
(2)图2中,刺激F点后,F点膜内的电位变化是 。
(3)兴奋在FE、FG段传导的时间依次为t1、t2,两者的大小关系是t1 (填“=”“<”或“>”)t2,原因是 。
能力提升练
题组 分析兴奋在神经纤维上的传导过程及机制
1.(2025福建福州一中月考)图甲是记录蛙坐骨神经动作电位的实验示意图。在图示位置给予一个适宜电刺激,可通过电极1和2在电位记录仪上记录到如图乙所示的电位变化。如果在电极1和2之间的M点阻断神经动作电位的传导,给予同样的电刺激时记录到的电位变化图是( )
2.(2025江苏南京期中)如图甲所示,在某神经纤维上安装两个完全相同的灵敏电表,电表1两电极分别在a、b处膜外,电表2两电极分别在d处膜的内外侧。在b、d中点c处给予适宜刺激,相关的电位变化曲线如图乙、丙所示。据图分析,下列说法不正确的是( )
A.电表1记录得到图丙所示的曲线图
B.图乙曲线处于③点时,d处处于未兴奋状态
C.图乙曲线处于③点时,图丙曲线正处于④点
D.图丙曲线处于⑤点时,图甲a处电位表现为外正内负
3.研究人员以枪乌贼的巨大神经纤维做材料进行膜电位的测定,图1表示将电表两电极分别置于神经纤维膜的两侧不同位置(甲、乙两点),并在甲点左侧给予适宜强度的刺激;图2是测得的膜电位变化曲线。下列叙述正确的是( )
A.刺激图1甲点左侧,电表指针会发生两次方向相反的偏转
B.图2中曲线ab段K+大量外流,造成膜外逐渐变为正电位
C.图1中甲、乙两点之间的距离越远,则图2中d越小
D.图1神经纤维施加刺激后,电表上的指针最终并不指向“0”
4.(创新题·新考法)(2025湖南长沙一中阶段检测)为探究从传统中药厚朴中提取出的厚朴酚对小鼠神经元兴奋性修复的作用,科研人员用厚朴酚对认知障碍模型鼠进行治疗,结果如下图所示。下列说法错误的是( )
A.图中空白组(正常鼠)的静息电位是指细胞膜内侧比外侧低65mV左右
B.与正常鼠相比,模型鼠神经元膜内外Na+浓度差较低
C.厚朴酚处理模型鼠可加快神经元中Na+通道的开放速度
D.厚朴酚可通过降低静息电位绝对值提高神经元的敏感性
5.某兴趣小组欲利用如图所示方法测定离体神经纤维上兴奋的传导速度,其中甲与乙两只电表的两极均连在神经纤维的膜外。ST表示适宜刺激。下列叙述正确的是( )
A.在2、3中点给予刺激后两电表指针不发生偏转
B.给予适宜刺激ST后,两电表的指针均会发生两次方向相反的偏转
C.给予适宜刺激ST后,两电表指针发生第一次偏转的时间间隔即兴奋自2处传至3处所需时间
D.给予适宜刺激ST后,两电表的指针偏转情况还能证明兴奋在神经纤维上的传导是双向的
6.(2025山东青岛期中)坐骨神经由多种神经纤维组成,不同神经纤维的兴奋性和传导速率有差异,多根神经纤维同步兴奋时,其动作电位幅值(即大小变化幅度)可以叠加;单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象。现欲研究神经的电生理特性,装置如图1所示,①为刺激位点,②③④⑤为电表电极位点,电表甲、乙测得的指针最大偏转幅度如图2所示。下列叙述正确的是( )
A.静息时,神经纤维不进行Na+和K+的跨膜转运
B.刺激强度小于b时,④⑤处都无电位变化
C.刺激强度从a增强到b,兴奋的神经纤维数量增加
D.若增加坐骨神经膜外K+浓度,则曲线1、2将上移
7.(2025江西省多校期中联考)兴奋在神经纤维上的传导与神经细胞膜上离子通道通透性的改变有关。下图中曲线1表示兴奋在神经纤维上传导时的膜电位变化,曲线2和3表示在兴奋传导过程中两种离子通道通透性相对值的变化。回答下列问题:
(1)兴奋在神经纤维上的传导形式是 ,兴奋的传导方向和膜 (填“内侧”“外侧”或“内外两侧”)的局部电流方向一致。
(2)简要叙述静息电位产生的机制: 。若提高外界溶液中K+的浓度,A点位置会 (填“上移”“下移”或“不变”)。
(3)曲线2代表 通道的通透性变化,曲线3代表 通道的通透性变化。
(4)为了探究兴奋在神经纤维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,也是A点至神经—肌肉接头的中心点。指针偏转方向与电流方向一致。
电刺激C点,若观察到 ,则说明兴奋在神经纤维上的传导是双向的。除刺激C点外,还可选择电刺激图中的 点,也可以达到实验目的。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 2.B 3.B 4.A 5.C 6.C 7.B 8.A
1.D 静息状态时膜外都是正电位,A、B两处的电位相等,A错误。根据题干信息可知,任氏液模拟细胞外液,其中的Na+浓度高于细胞内,B错误。神经纤维某一部位受到刺激时,Na+内流,该部位膜两侧的电位表现为外负内正;若阻断Na+内流,刺激后,A、B可能不能产生兴奋,C错误,D正确。
2.B 兴奋部位(a)表现为内正外负的动作电位,A错误;图中兴奋传导的方向是c←a→b,C错误;兴奋的传导方向与膜内局部电流方向一致(常考点),与膜外局部电流方向相反,D错误。
3.B Na+-K+泵使Na+外流、K+内流,该过程属于主动运输,A错误。细胞外Na+浓度高于膜内,神经纤维某一部位受到刺激时,Na+内流(协助扩散)形成动作电位,B正确;动作电位的峰值与膜内外Na+的浓度差相关,静息电位的绝对值与膜内外K+的浓度差相关,C、D错误。
易混易错 (1)神经元内外离子分布
K+:胞内>胞外;Na+:胞内<胞外。
(2)静息电位:外正内负,与K+外流有关;膜外K+浓度越高,K+外流越少,静息电位绝对值越小。
(3)动作电位:内正外负,与Na+内流有关;膜外Na+浓度越高,Na+内流越多,动作电位峰值越大。
4.A 当电表的两个电极均置于神经纤维外侧时,兴奋传到哪个电极,电表指针就往哪个电极方向偏。图①表示静息状态,甲、乙处K+通过协助扩散的方式外流,D正确。若刺激点位于图①甲电极的左侧或甲、乙电极之间且靠近甲电极处,兴奋都先传到甲处,再传到乙处,电表指针先向甲偏,恢复后再向乙偏,即电位变化过程为①③①②①,A错误,B正确。图③中电表指针向左偏转,且根据题干信息可知③的指针偏转到最大,说明兴奋正好传至甲电极处,甲电极处的电位为动作电位,乙电极处的电位为静息电位,C正确。
5.C 静息电位是静息状态时膜内外的电位差,测量静息电位应把电表的两极分别置于膜内和膜外(常考点),图甲装置(两极都在膜外)和图丙装置(两极都在膜内)无法测量静息电位;图乙中电表的两极分别在膜内和膜外,可测量静息电位,A错误,C正确。给予图甲和图丙中神经纤维一个强刺激后,兴奋先传至电表左侧电极,再传至电表右侧电极,图甲和图丙中的电表指针都会发生两次方向相反的偏转,B错误。图丁刺激位置为两个电极的中点,兴奋同时到达两个电极,两个电极所在位置膜外同时变为负电位,两电极之间无电流产生,指针不发生偏转,但兴奋已产生,D错误。
6.C 静息电位的形成主要是由K+外流引起的,A错误;bc段形成动作电位,Na+通道打开,Na+内流,属于协助扩散,不消耗能量,B错误;cd段恢复静息电位,Na+通道多处于关闭状态,K+通道多处于开放状态,K+外流恢复静息电位,C正确;神经纤维膜内K+浓度始终高于膜外(常考点),D错误。
7.B 适当降低细胞外K+浓度→细胞膜内外K+浓度差增大→静息时K+外流增加→测得的静息电位绝对值可能大于65mV,A正确。
时间 图示分析
t1 此时的刺激可以引起Na+通道打开,产生局部电位,但无法产生动作电位,B错误
t2、t3 此时的刺激能够累加,电位有上升趋势,并最终引起动作电位的产生,C正确
t4~t5 恢复静息电位,细胞膜上K+通道打开,K+通过协助扩散运出细胞,D正确
8.A 分析题图甲、乙、丙、丁得到下表:
现象 分析
图甲 膜电位峰值降低 细胞外Na+浓度降低,Na+内流减少,A错误
图乙 不能形成动作电位 Na+内流受阻(利用药物阻断Na+通道),B正确
图丙 形成动作电位后无法恢复为静息电位 K+外流受阻(利用药物阻断K+通道),C正确
图丁 静息电位绝对值增大 利用药物使Cl-通道打开,Cl-内流增多,D正确
9.答案 (1)大于 协助扩散 协助扩散 需要 (2)由负变正 (3)= FE=FG,兴奋在同一神经纤维上等距传导,所用时间相同
解析 (1)正常情况下,神经细胞膜内的K+浓度始终大于膜外,神经细胞膜外的Na+浓度始终大于膜内。BC段形成动作电位,Na+借助通道蛋白顺浓度梯度内流,为协助扩散。CD段恢复静息电位,K+借助通道蛋白顺浓度梯度外流,为协助扩散。Na+-K+泵运出Na+、运入K+的方式是主动运输,需要消耗能量。(2)刺激F点后,F点由静息电位变为动作电位,膜电位由内负外正变为内正外负。(3)兴奋在神经纤维上双向传导,传播的速度不变。
能力提升练
1.B 2.B 3.D 4.C 5.B 6.C
1.B
题图解读
(1)静息状态时,电极1、2处电位相等,电位记录仪不能记录到电位变化。
(2)在图甲所示位置给予一个适宜电刺激,兴奋先后到达电极1、2,则电位记录仪会记录到两个不同方向的电位变化,如图乙,先为“向下”的波形,再为“向上”的波形。
在M点阻断神经动作电位的传导,兴奋只能传导至电极1,无法传至电极2,只记录到一个方向的电位变化,对应的图形应是图乙中的前半段,B符合题意。
2.B
图乙曲线处于③点时,动作电位达到最大,d处处于兴奋状态,由于bc=cd,此时b处也处于兴奋状态,电表1指针向右偏转,动作电位达到最大,对应图丙曲线④点,B错误,C正确;图丙曲线处于⑤点时,兴奋传至ab中点位置,此时a处处于静息状态,电位表现为外正内负,D正确。
3.D 假定图1中位于甲处膜内的电极为电极1,位于乙处膜外的电极为电极2,刺激甲点左侧后兴奋的传导及对应指针偏转情况如下:
时间点 电位情况 指针偏转及对应曲线
初始状态:甲、乙处均为静息电位 电极1:负电位 电极2:正电位 指针右偏,且读数稳定(图2中a点前)
兴奋传至甲处:甲处为动作电位,乙处为静息电位 电极1:变为正电位 电极2:正电位 两电极间电位差缩小,指针向左偏转(读数发生变化,对应图2中ab段)
兴奋离开甲处,还未到达乙处:甲处恢复静息电位,乙处为静息电位 电极1:恢复负电位 电极2:正电位 指针向右恢复至初始值(对应图2中bc段),随后维持读数稳定(对应图2中ce段)
兴奋传至乙处:甲处为静息电位,乙处为动作电位 电极1:负电位 电极2:变成负电位 两电极间电位差缩小,指针向左偏转(读数发生变化,对应图2中ef段)
兴奋离开乙处:乙恢复静息电位 电极1:负电位 电极2:恢复正电位 指针向右恢复至初始值(对应图2中fh段),随后维持读数稳定(对应图2中h点之后)
据以上分析可知,刺激图1甲点左侧,电表指针发生两次偏转,方向相同(向左偏转),A错误;ab段表示甲点形成动作电位的过程,由Na+内流引起,膜外逐渐由正电位变为负电位,B错误;d表示甲恢复静息电位到乙开始形成动作电位所需的时间,甲、乙两点之间的距离越远,d越大,C错误;图1神经纤维施加刺激后,甲、乙两处最终都恢复静息电位,电表上的指针最终如图1所示,并不指向“0”,D正确。
方法技巧 分析电表指针的偏转问题时,可以根据兴奋的传导规律,重点分析两个电极所在位置产生兴奋时,两个电极间的电位差,由此推知指针的指向情况。
4.C 静息电位表现为内负外正,静息电位数值是将膜外侧电位定义为0mV,图中正常鼠的静息电位约为-65mV,即细胞膜内侧比外侧低65mV左右,A正确。
5.B
ST刺激位点在神经纤维的最左侧,两电表的指针偏转情况只能说明兴奋可以从刺激位点向右侧传导;若要证明兴奋在神经纤维上的传导是双向的,可以在甲、乙两电表之间给予刺激,观察两电表指针的偏转情况,D错误。
6.C 静息时,神经细胞K+通道开放,K+外流,A错误;由图2可知,刺激强度大于a、小于b时,电表指针发生一定偏转,④⑤处有电位变化,B错误;分析图2的曲线,刺激强度从a增强到b,电表指针最大偏转幅度增加,兴奋的神经纤维数量增加,C正确;曲线1、2上移,说明动作电位峰值增大,而动作电位峰值与膜内外Na+浓度差有关,若增加坐骨神经膜外Na+浓度,则曲线1、2将上移,增加坐骨神经膜外K+浓度对动作电位没有影响,D错误。
7.答案 (1)电信号/神经冲动 内侧 (2)神经细胞膜外的K+浓度低于膜内,静息时,神经细胞膜主要对K+有通透性,造成K+外流,使膜外的阳离子浓度高于膜内,细胞膜两侧电位表现为外正内负 上移 (3)Na+ K+ (4)肌肉收缩且电表不偏转 B或D
解析 (2)静息电位的产生主要与K+外流有关,膜内外K+浓度差越大,静息电位绝对值越大。提高外界溶液中K+的浓度,膜内外K+浓度差会变小,导致静息电位绝对值变小,A点上移。(3)题干信息:曲线1表示兴奋在神经纤维上传导时的膜电位变化,曲线2和3表示在兴奋传导过程中两种离子通道通透性相对值的变化。分析可知,曲线1上AC段形成动作电位,动作电位形成时Na+通道开放,之后恢复静息电位,K+通道开放,故曲线2代表Na+通道的通透性变化,曲线3代表K+通道的通透性变化。
(4)假设实验结论成立,推断实验结果。若兴奋在神经纤维上双向传导,刺激C点,兴奋可沿神经纤维传导引起肌肉收缩;兴奋同时到达电表的两个电极,电表指针不偏转。如下图所示:
分析不同假设下,刺激其他点时的实验现象:
假设兴奋单向传导 假设兴奋双向传导
刺激 A点 兴奋先后到达电表两极,电表指针偏转2次,肌肉收缩
刺激 B点 电表偏转1次,肌肉收缩 电表偏转2次,肌肉收缩
刺激 D点 电表偏转1次,肌肉收缩 电表偏转2次,肌肉收缩
刺激A点不能区分兴奋的传导是双向还是单向的,而刺激B点或D点可以。
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