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兴奋传导与传递的相关实验探究
题型一　膜电位的测量及曲线分析
【典题引领1】　（2024·甘肃卷）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(　B　)
　　　　
　　　　
解析：由题干可知，在图示位置给予一个适宜电刺激，由于兴奋先后到达电极1和2，则电位记录仪会发生两次方向相反的偏转，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，兴奋只能传导至电极1，无法传导至电极2，只发生一次偏转，对应的图形应是图乙中的前半段，B符合题意。
1．电位测量的两种方法
测量 方法 电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧 电表两极均置于神经纤维膜的外侧
测量 目的 未刺激时，可测静息电位，刺激时可测动作电位 未刺激时，指针不偏转，刺激时可测动作电位
测量 图解
测量 结果
2.电流表指针的偏转问题
(1)电流表指针偏转的原理
图中灵敏电流表两极均置于神经纤维膜外侧，a点受刺激产生动作电位“”，动作电位沿神经纤维传导依次通过“a→b→c右侧”时灵敏电流表的指针变化细化图如下：
(2)电流表指针偏转问题分析
①在神经纤维上电流表指针偏转问题
②在神经元之间电流表指针偏转问题
题型二　有关兴奋传导和传递的实验探究
【典题引领2】　（2023·浙江卷节选）长跑过程中，运动员会出现血压升高等机体反应，运动结束后，血压能快速恢复正常，这一过程受神经—体液共同调节，其中减压反射是调节血压相对稳定的重要神经调节方式。为验证减压反射弧的传入神经是减压神经，传出神经是迷走神经，根据提供的实验材料，完善实验思路，预测实验结果，并进行分析与讨论（要求与说明：答题时对实验兔的手术过程不作具体要求）。材料与用具：成年实验兔、血压测定仪、生理盐水、刺激电极、麻醉剂等。
(1)完善实验思路：
Ⅰ.麻醉和固定实验兔，分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接，测定血压，血压正常。在实验过程中，随时用生理盐水湿润神经。
Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经，测定血压，血压下降。再用适宜强度电刺激迷走神经，测定血压，血压下降。
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定，并从结扎中间剪断神经（如图所示）。分别用适宜强度电刺激减压神经中枢端和外周端，分别测定血压，并记录。
Ⅳ.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。
(2)预测实验结果：设计用于记录Ⅲ、Ⅳ实验结果的表格，并将预测的血压变化填入表中。
答案：减压神经和迷走神经处理后的血压变化表
刺激 部位 减压神经 中枢端 减压神经 外周端 迷走神经 中枢端 迷走神经 外周端
血压 变化 下降 基本不变 基本不变 下降
(3)分析与讨论：运动员在马拉松长跑过程中，减压反射有什么生理意义？
有利于运动员长跑过程中血压维持相对稳定，避免长时间高血压对心血管造成不利影响。
解析：本实验目的是验证减压反射弧的传入神经是减压神经，传出神经是迷走神经，则实验可通过刺激剪断后的中枢端和外周端，然后通过血压的测定进行比较，结合实验材料可设计实验思路如下：(1)完善实验思路：Ⅰ.在实验过程中，随时用生理盐水湿润神经，以保证其活性。Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经，测定血压，血压下降。再用适宜强度电刺激迷走神经，测定血压，血压下降。Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定，并从结扎中间剪断神经（如题图所示）。分别用适宜强度电刺激减压神经的中枢端和外周端，分别测定血压，并记录。Ⅳ.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。(2)预测实验结果：由于减压神经被切断，刺激中枢端，兴奋仍可传出，则预期结果是血压下降；刺激外周端，兴奋不能传入，血压基本不变。对迷走神经进行实验，结果相反。表格设计见答案。(3)分析题意可知，长跑过程中运动员会出现血压升高等机体反应，运动结束后，血压能快速恢复正常，在马拉松长跑过程中，减压反射可使血压保持相对稳定，避免运动员在运动过程中因血压持续升高而导致心血管功能受损。
1．“电刺激法”探究反射弧中兴奋传导的特点
模型图示
(1)兴奋在神经纤维上传导的探究 [方法设计]电刺激图中①处，观察A的变化，同时测量②处的电位有无变化。 [结果分析]电刺激①处→A有反应
(2)兴奋在神经元之间传递的探究 [方法设计]先电刺激图中①处，测量③处电位变化；再电刺激③处，测量①处的电位变化。 [结果分析]①③都有电位变化→双向传递；只有①处电位有变化→单向传递（且传递方向为③→①）
2.药物阻断实验
探究某药物（如麻醉药）是阻断兴奋在神经纤维上的传导，还是阻断兴奋在突触处的传递，可分别将药物置于神经纤维上和突触处，依据其能否产生“阻断”效果作出合理推断。
3．“切断法”确认传入神经与传出神经
若切断某一神经，刺激外周段（远离中枢的一侧），肌肉不收缩，而刺激向中段（靠近中枢的一侧），肌肉收缩，则切断的为传入神经，反之则为传出神经。
微专题练7
（总分：30分）
一、选择题（每小题5分，共15分）
1．（2025·黑龙江哈尔滨模拟）图1表示多个神经元之间的联系，其中神经元A对神经元B起到抑制作用，现将一示波器的两极连接在D神经元膜内外两侧，用同种强度的电流分别刺激A、B、C，不同刺激方式（Ⅰ表示分别单次电刺激A或B，Ⅱ表示连续电刺激B，Ⅲ表示单次电刺激C）产生的结果如图2所示（注：阈电位表示能引起动作电位的临界电位值）。下列叙述错误的是(　A　)
A．刺激神经元A不会引起神经元B和D的电位变化
B．用相同强度的阈下刺激刺激神经元A和B，示波器不会发生偏转
C．分别刺激神经元B和神经元C，示波器会发生方向相反的两次偏转
D．神经元B和神经元C对神经元D的作用效果是相反的
解析：由题干和题图可知，神经元A对神经元B起到抑制作用，会引起神经元B的电位变化，不会引起神经元D的电位变化，A错误；由题干和题图可知，示波器测量的是神经元D处的电位变化，用相同强度的阈下刺激刺激神经元A和B，膜电位发生了变化，但未形成动作电位，示波器不会发生偏转，B正确；神经元B释放兴奋性神经递质，神经元C释放抑制性神经递质，因此分别刺激神经元B和神经元C，示波器发生了方向相反的两次偏转，C正确；神经元B释放兴奋性神经递质，神经元C释放抑制性神经递质，二者对神经元D的作用效果是相反的，D正确。
2．（2025·重庆九龙坡区质检）图1为某神经纤维示意图，将一电表的a、b两极置于膜外，在X处给予适宜刺激，测得电位变化如图2所示。下列说法正确的是(　D　)
A．X处受到刺激时，电表测得的电位为动作电位，电表指针会发生两次方向相同的偏转
B．t1～t2、t3～t4的电位变化一直都是Na＋内流和K＋外流造成的
C．图2中的t3时刻，对应图1中兴奋传导至b电极处，此时该处膜内电位由正变负
D．兴奋传导过程中，a～b间膜内局部电流的方向为a→b
解析：X处受刺激时，a点、b点都会产生兴奋，故电表的指针会发生两次方向相反的偏转，但电表测得的不是动作电位，A错误；t1～t2、t3～t4电位的前半段变化主要是Na＋内流、后半段变化主要是K＋外流造成的，B错误；图2中的t3时刻，对应图1中兴奋传导至b电极处，此时该处膜外的电位由正变为负，膜内电位由负变正，C错误；兴奋的传导方向和膜内侧的电流传导方向一致，所以兴奋传导过程中，a、b间膜内局部电流的方向为a→b，D正确。
3．（2025·湖北武汉模拟）坐骨神经可以支配包括腓肠肌在内的多块骨骼肌，由多种神经纤维组成，不同神经纤维的兴奋性和传导速率均有差异，多根神经纤维兴奋时，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。取坐骨神经腓肠肌标本，将电位表的两个电极置于坐骨神经表面Ⅱ、Ⅲ两处，如图1。在坐骨神经Ⅰ处，给一个适当强度的电刺激，指针偏转情况如图2，其中h1＞h2、t1＜t3。下列叙述正确的是(　B　)
A．h1和h2反映Ⅱ处和Ⅲ处的神经纤维数量
B．增加外界Na＋浓度，h1和h2都会增大
C．相同刺激下，t2越大，则h2越大
D．此实验说明体外实验中兴奋可双向传导
解析：h1和h2反映的是Ⅱ处和Ⅲ处兴奋的神经纤维数量，A错误；增加外界Na＋浓度，细胞内外Na＋浓度差增大，受刺激时内流的Na＋增多，h1和h2都会增大，B正确；t2越大，代表Ⅱ、Ⅲ之间的距离越远，不同神经纤维传导速度不同导致的差异越明显，兴奋叠加的峰值不会增大，即相同刺激下，t2越大，h2不会越大，C错误；刺激部位的左侧没有测定是否兴奋，不能说明兴奋双向传导，D错误。
二、非选择题（共15分）
4．（15分）（2025·湖南长沙模拟）研究表明辣椒含辣椒素，能对人体感受痛苦的细胞产生刺激，激活一种叫“伤害性感受器”的神经元受体。同时这个受体还能接受食物“烫”的感觉，辣椒素跟这些受体结合，就会发送嘴里有热东西的信号。辣椒素部分信号转导如图1所示。回答下列问题：
(1)图1中的D是突触，由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成。吃辣后人体会分泌内啡肽，来平衡辣的痛苦，从而产生愉悦感。内啡肽通过体液运输，与靶细胞的受体相结合，促进靶细胞通过胞吐释放抑制性（填“兴奋性”或“抑制性”）神经递质，阻断痛觉传递通路，痛觉降低。
(2)现有以下实验材料：体外培养的自突触神经元（结构模式如图2所示，图中AB段长度约为自突触回路长度的一半。自突触只存在于中枢神经系统，是神经元的轴突与自身的树突和胞体形成的突触）、微电极、膜片钳技术（可检测和记录电位变化）等。
为了探究自突触的信号传递的形式，请利用以上实验材料写出简要实验思路并预测结果与结论。
实验思路：将电流计分别连接在A、B两点；用膜片钳技术在自突触A、B中点处进行适当的刺激，并观察和记录电位变化。
预测结果与结论：如果电流计指针发生一次偏转，说明自突触的信号传递的形式是电信号；如果电流计指针发生两次偏转，说明自突触的信号传递的形式是电信号到化学信号再到电信号。
(3)感染某种病毒后，发现机体产生的抗体攻击内啡肽靶细胞的受体，这属于自身免疫病。通过注射内啡肽能否缓解由此引发的症状？不能（填“能”或“不能”）。
解析：(1)由图1可知，图中的D是突触结构，由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成；内啡肽通过体液运输，与靶细胞的受体相结合，促进靶细胞通过胞吐释放抑制性神经递质，阻断痛觉传递通路，痛觉降低。(2)根据“AB段长度约为自突触回路长度的一半”可知，若在A、B两点之间给予适宜刺激，观察电表指针偏转情况即可探究自突触的信号传递的形式。探究实验思路：将电流计分别连接在A、B两点；用膜片钳技术在自突触A、B中点处进行适当的刺激，并观察和记录电位变化。预测结果与结论：如果电流计指针发生一次偏转，说明自突触的信号传递的形式是电信号；如果电流计指针发生两次偏转，说明自突触的信号传递的形式是电信号到化学信号再到电信号。(3)感染某种病毒后，发现机体产生的抗体攻击内啡肽靶细胞的受体，这属于自身免疫病。由于内啡肽靶细胞的受体受到抗体的攻击，内啡肽无法与相应受体结合，因此通过注射内啡肽不能缓解由此引发的症状。

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