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1、
專項突破興奮傳導、傳遞方向及特點的實驗探究
1.基本思路
選刺激和測量的部位——在神經(jīng)纖維上選一刺激點,用A表示,測量部位應選在刺激點兩側(cè),用B和C表示。若在傳出神經(jīng)纖維上,可通過觀察效應器的變化和另一側(cè)的電位測量儀來確定傳導方向;若在神經(jīng)元之間,則在傳入和傳出神經(jīng)上各選一點,用A′、B′表示,先有A′處刺激,B′處測電位變化,再反過來進行,通過兩次結(jié)果來確定傳導方向。
2.實驗設(shè)計
(1)探究興奮在神經(jīng)纖維上的傳導。
①方法設(shè)計:電刺激右圖中a處,觀察A的變化,同時測量b處的電位有無變化。
②結(jié)果分析:若A有反應,且b處電位改變,說明沖動在神經(jīng)纖維上的傳導是雙向的;若A有
2、反應而b處無電位變化,則說明沖動在神經(jīng)纖維上的傳導是單向的。
(2)探究興奮在神經(jīng)元之間的傳遞。
①方法設(shè)計:先電刺激圖中a處,測量圖中c處的電位變化;再電刺激圖中c處,然后測量圖中a處的電位變化。
②結(jié)果分析:若兩次實驗的檢測部位均發(fā)生電位變化,說明沖動在神經(jīng)元間的傳遞是雙向的;若只有一處電位改變,則說明沖動在神經(jīng)元間的傳遞是單向的。
[例題] (2017·岳陽二模)下圖為神經(jīng)元特殊的連接方式,圖中①、②、③表示神經(jīng)元,電流計M、N連接在神經(jīng)元表面。請據(jù)圖回答:
(1)突觸包括軸突—樹突和______________兩種常見類型。
(2)在A處給予一個適宜的刺激,若N的指針不
3、能偏轉(zhuǎn),則此時①的膜外電位為________。
(3)若圖中的神經(jīng)元在興奮時均釋放興奮性神經(jīng)遞質(zhì),在B處給予一個適宜的刺激,N的指針將偏轉(zhuǎn)________(填寫“一次”“兩次”“多次”)。
(4)利用圖中標注的A、B、C三個位點,請設(shè)計實驗證明某藥物只能阻斷興奮在神經(jīng)元之間的傳遞,而不能阻斷興奮在神經(jīng)纖維上的傳導。
簡要設(shè)計思路:________________________________________。
預期實驗現(xiàn)象:________________________________________。
解析:(1)突觸包括軸突—樹突和軸突—胞體兩種常見類型。
(2)興奮在突觸
4、上的傳遞只能由突觸前膜傳遞到突觸后膜。在A處給予一個適宜的刺激,若N的指針不能偏轉(zhuǎn),只能說明突觸前膜釋放的是抑制性遞質(zhì),因此此時①的膜外電位為正電位。
(3)分析圖解可知,圖中①②或①②③都首尾相接,即產(chǎn)生的興奮可以循環(huán)傳導。若圖中的神經(jīng)元在興奮時均釋放興奮性神經(jīng)遞質(zhì)。在B處給予一個適宜的刺激,N的指針將偏轉(zhuǎn)多次。
(4)利用圖中標的A、B、C三個位點,設(shè)計實驗證明某藥物只能阻斷興奮在神經(jīng)元之間的傳遞,而不能阻斷興奮在神經(jīng)纖維上的傳導??梢园涯乘幬锓謩e放在B、C兩處,在A處給予一個適宜的刺激,觀測電流計N的指針能否偏轉(zhuǎn)。
答案:(1)軸突—胞體 (2)正電位 (3)多次 (4)設(shè)計簡要思
5、路:把某藥物分別放在B、C兩處,在A處給予一個適宜的刺激,觀測電流計N的指針能否偏轉(zhuǎn)。預期實驗現(xiàn)象:把藥物放在C處,N的指針不偏轉(zhuǎn);把藥物放在B處,N的指針偏轉(zhuǎn)。
1.將蛙腦破壞,保留脊髓,做蛙心靜脈灌注,以維持蛙的基本生命活動。暴露蛙左后肢屈反射的傳入神經(jīng)和傳出神經(jīng),分別連接電位計a和b。將蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后,電位計a和b有電位波動,出現(xiàn)屈反射。下圖為該反射弧結(jié)構(gòu)示意圖。
(1)用簡便的實驗驗證興奮能在神經(jīng)纖維上雙向傳導,而在反射弧中只能單向傳遞。
(2)若在灌注液中添加某種藥物,將蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后,電位計a有波動,電位計b未出現(xiàn)波動,左后肢未
6、出現(xiàn)屈反射,其原因可能有:
①____________________________________________________
______________________________________________________;
②_____________________________________________________
_____________________________________________________。
解析:圖示反射弧為皮膚→傳入神經(jīng)→神經(jīng)中樞→傳出神經(jīng)→骨骼肌。(1)驗證興奮能在神經(jīng)纖維上雙向傳導的實驗設(shè)計思路:刺激神經(jīng)
7、纖維的某一點,從該點兩側(cè)觀察反應。結(jié)合圖示信息,刺激電位計b與骨骼肌之間的傳出神經(jīng),觀察到圖示刺激點左側(cè)電位計b有電位波動,刺激點右側(cè)的左后肢屈腿,可驗證興奮能在神經(jīng)纖維上雙向傳導。驗證興奮在反射弧中只能單向傳遞,需跨突觸檢測,在上述實驗基礎(chǔ)上,電位計a未出現(xiàn)電位波動,左后肢屈腿,可驗證興奮在反射弧中只能進行單向傳遞。(2)興奮在神經(jīng)元間的傳遞通過神經(jīng)遞質(zhì)完成,易受藥物影響。若在灌注液中添加某種藥物,用0.5%的硫酸溶液刺激蛙左后肢趾尖,電位計a有波動,電位計b未出現(xiàn)波動,左后肢未出現(xiàn)屈反射,推測其原因是神經(jīng)遞質(zhì)傳遞受阻。結(jié)合神經(jīng)遞質(zhì)的作用過程,其傳遞受阻有兩種可能,一是突觸前膜不能釋放遞質(zhì),
8、二是突觸前膜釋放的遞質(zhì)不能與突觸后膜上特異性受體結(jié)合。
答案:(1)方法和現(xiàn)象:刺激電位計b與骨骼肌之間的傳出神經(jīng),觀察到電位計b有電位波動和左后肢屈腿,電位計a未出現(xiàn)電位波動。
(2)①突觸前膜釋放的遞質(zhì)不能與突觸后膜上的特異性受體結(jié)合?、谕挥|前膜不能釋放遞質(zhì)
2.動物體生命活動的調(diào)節(jié)由神經(jīng)、體液、免疫三維系統(tǒng)共同來維持。小張的手指意外觸到蠟燭火焰,引起屈肘反射。其反射弧示意圖如圖示。請據(jù)圖回答有關(guān)問題:
(1)神經(jīng)元a產(chǎn)生的興奮當傳到神經(jīng)末梢時,引起釋放神經(jīng)遞質(zhì),神經(jīng)遞質(zhì)與神經(jīng)元b位于____________________的特異性受體結(jié)合,使神經(jīng)元b興奮。神經(jīng)元b的神經(jīng)沖動進
9、一步引起神經(jīng)元c興奮,最終導致縮手。
(2)若在圖中M、N兩個位置分別安裝靈敏電流計(兩個電流計的電極均在細胞膜外側(cè)面)。在M的向中段(即:神經(jīng)纖維上M點偏向神經(jīng)中樞的一側(cè)),施以適當電刺激,位于______________位置的靈敏電流計指針會偏轉(zhuǎn)2次。要驗證興奮能在神經(jīng)纖維上雙向傳導,而在反射弧中只能單向傳遞。實驗人員適當刺激M的外周段作為對照,其他實驗組的操作應該是刺激____________(M的向中段、M的外周段、N的向中段、N的外周段),實驗組的現(xiàn)象是___________________
______________________________________________________。
解析:(1)神經(jīng)遞質(zhì)的特異性受體位于突觸后膜上(細胞膜)。
(2)M的向中段給予適當刺激,由于在神經(jīng)纖維上可雙向傳導,所以,M和N上都可檢測到電流。又由于M和N位置靈敏電流計的兩極均在細胞膜外側(cè)面,因此,二者均可觀察到指針2次偏轉(zhuǎn)。刺激M的外周段,可見M和N均偏轉(zhuǎn)、縮手,在此基礎(chǔ)上,驗證雙向傳導和單向傳遞,應該適當刺激N的外周段,觀察到M不偏轉(zhuǎn)、N偏轉(zhuǎn)2次、縮手,即可達成目的。
答案:(1)突觸后膜(或答細胞膜)
(2)M和N N的外周段 M不偏轉(zhuǎn)、N偏轉(zhuǎn)2次、縮手