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微專題13　興奮傳導與傳遞的相關(guān)實驗探究
一、膜電位的測量及電流表指針偏轉(zhuǎn)的判斷
1.膜電位的測量方法及比較
【典例1】　(2020·合肥市調(diào)研)如圖表示用電表測量膜內(nèi)外的電位差。當神經(jīng)纖維受到刺激時，細胞膜上Na＋通道打開，膜外Na＋順濃度梯度大量流入膜內(nèi)，此后Na＋通道很快就進入失活狀態(tài)，同時K＋通道開放，膜內(nèi)K＋在濃度差和電位差的推動下向膜外擴散。下列相關(guān)敘述中正確的是(　　)
A.神經(jīng)纖維在靜息狀態(tài)下，電表不能測出電位差
B.神經(jīng)纖維受刺激后，膜外Na＋大量流入膜內(nèi)，興奮部位膜兩側(cè)的電位是內(nèi)負外正
C.神經(jīng)纖維受刺激時，興奮傳導方向與膜外局部電流方向相同
D.從神經(jīng)纖維受刺激到恢復靜息狀態(tài)，電表指針兩次通過0電位
答案　D
解析　神經(jīng)纖維在靜息狀態(tài)下表現(xiàn)為內(nèi)負外正，電表會測出電位差，A錯誤；神經(jīng)纖維受刺激后，由于膜外Na＋大量流入膜內(nèi)，所以興奮部位膜兩側(cè)的電位是內(nèi)正外負，B錯誤；神經(jīng)纖維受刺激時，興奮傳導方向與膜內(nèi)局部電流方向相同，與膜外局部電流方向相反，C錯誤；從靜息狀態(tài)受刺激到形成動作電位，電表指針會通過0電位偏轉(zhuǎn)一次；由動作電位恢復到靜息電位，電表指針又會通過0電位偏轉(zhuǎn)一次，共兩次，D正確。
2.電流表的指針偏轉(zhuǎn)次數(shù)的判斷
(1)靜息電位和動作電位的電流計偏轉(zhuǎn)次數(shù)的判斷
①靜息電位
②動作電位
靈敏電流計兩極都連接在神經(jīng)纖維膜外側(cè)，可觀察到指針發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)。過程如圖所示，其中“”為興奮部位。
(2)同一神經(jīng)元電流計指針偏轉(zhuǎn)次數(shù)的判斷
(3)在神經(jīng)元之間電流計指針偏轉(zhuǎn)次數(shù)的判斷
【典例2】　(2021·福建寧德期末)如圖是一個反射弧的部分結(jié)構(gòu)示意圖，電流表兩極均連接在神經(jīng)纖維膜外，在A點給予一定強度的刺激。下列敘述正確的是(　　)
A.未受刺激時電流表指針不偏轉(zhuǎn)，說明靜息電位為零
B.A點受刺激后，電流表指針發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)
C.A點受刺激后，Na＋內(nèi)流是電流表指針偏轉(zhuǎn)的主要原因
D.A點受刺激后，電信號與化學信號相互轉(zhuǎn)換使電流表指針偏轉(zhuǎn)
答案　C
解析　電流表的兩個電極都位于神經(jīng)纖維膜外，未受刺激時兩電極處的電位都是內(nèi)負外正，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，但靜息電位不為零，A錯誤；A點受刺激后，電流表指針只能發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)，因為興奮在突觸處只能由突觸前膜傳遞至突觸后膜，B錯誤；A點受刺激后，當興奮傳導到左側(cè)電極時，Na＋通道打開，Na＋內(nèi)流形成動作電位，電流表指針偏轉(zhuǎn)，C正確，D錯誤。
二、反射弧中興奮傳導特點的實驗探究
(1)探究興奮在神經(jīng)纖維上的傳導
(2)探究興奮在神經(jīng)元之間的傳遞
【典例3】　(2018·海南卷，27)為了驗證反射弧的完整性是完成反射活動的基礎(chǔ)，某同學將甲、乙兩只脊蛙(去除腦但保留脊髓的蛙)的左、右后肢最長趾趾端(簡稱左、右后趾)分別浸入0.5%硫酸溶液中，均出現(xiàn)屈肌反射(縮腿)，之后用清水洗凈、擦干。回答下列問題：
(1)剝?nèi)ゼ椎淖蠛笾浩つw，再用0.5%硫酸溶液刺激左后趾，不出現(xiàn)屈肌反射，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)分離甲的右后肢坐骨神經(jīng)，假如用某種特殊方法阻斷了傳入神經(jīng)，再將甲的右后趾浸入0.5%硫酸溶液中，不出現(xiàn)屈肌反射，則說明_____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)搗毀乙的脊髓，再用0.5%硫酸溶液刺激蛙的左后趾，________(填“能”或“不能”)出現(xiàn)屈肌反射，原因是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)剝?nèi)テつw導致反射弧的感受器缺失　(2)傳入神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能完整是完成反射活動所必需的　(3)不能　反射弧的神經(jīng)中樞被破壞
解析　(1)剝?nèi)ゼ椎淖蠛笾浩つw后，存在于左后肢皮膚上的感受器缺失，則再用0.5%硫酸溶液刺激左后趾，不會出現(xiàn)屈肌反射。
(2)用某種特殊方法阻斷了傳入神經(jīng)，再將甲的右后趾浸入0.5%硫酸溶液中，不出現(xiàn)屈肌反射，說明屈肌反射的發(fā)生要求傳入神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能完整。
(3)脊髓是脊蛙低級神經(jīng)反射的神經(jīng)中樞，因此搗毀乙的脊髓，再用0.5%硫酸溶液刺激蛙的左后趾，則不能出現(xiàn)屈肌反射。
【典例4】　(2013·安徽理綜，30Ⅰ)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 和 。將蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后，電位計 和 有電位波動，出現(xiàn)屈反射。如圖為該反射弧結(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 有波動，電位計 未出現(xiàn)波動，左后肢未出現(xiàn)屈反射，其原因可能有：①___________________；②________________________________________________________________________。
答案　(1)方法和現(xiàn)象：刺激電位計 與骨骼肌之間的傳出神經(jīng)。觀察到電位計 有電位波動和左后肢屈腿，電位計 未出現(xiàn)電位波動
(2)突觸前膜釋放的神經(jīng)遞質(zhì)不能與突觸后膜上的特異性受體結(jié)合　突觸前膜不能釋放神經(jīng)遞質(zhì)
解析　(1)驗證興奮能在神經(jīng)纖維上雙向傳導的實驗需在同一神經(jīng)元中完成，設(shè)計思路：刺激神經(jīng)纖維的某一點，從該點兩側(cè)觀察反應(yīng)。結(jié)合圖示信息，刺激電位計 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 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 未出現(xiàn)電位波動，可驗證興奮只能在反射弧中進行單向傳遞。
(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%硫酸溶液刺激蛙左后肢趾尖，電位計 有波動，電位計 未出現(xiàn)波動，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神經(jīng)遞質(zhì)，二是突觸前膜釋放的神經(jīng)遞質(zhì)不能與突觸后膜上特異性受體結(jié)合。

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