专项突破兴奋传导、传递方向及特点的实验探究
1.基本思路
选刺激和测量的部位——在神经纤维上选一刺激点,用A 表示,测量部位应选在刺激点两侧,用B和C表示。
若在传出神经纤维上,可通过观察效应器的变化和另一侧的电位测量仪来确定传导方向;若在神经元之间,则在传入和传出神经上各选一点,用A'、B'表示,
先有A'处刺激,B、处测电位变化,再反过来进行,通过两次结果来确定传导方向。
2.实验设计
(1)探究兴奋在神经纤维上的传导。
①方法设计:电刺激右图中a处,观察A的变化,同时测量b 处的电位有无变化。
②结果分析:若A有反应,且b处电位改变,说明冲动在神经纤维上的传导是双向的;若A 有反应而b 处无电位变化,则说明冲动在神经纤维
上的传导是单向的。
(2)探究兴奋在神经元之间的传递。
①方法设计:先电刺激图中a 处,测量图中c 处的电位变化;再电刺激图中c 处,然后测量图中a 处的电位变化。
②结果分析:若两次实验的检测部位均发生电位变化,说明冲动在神经元间的传递是双向的;若只有一处电位改变,则说明冲动在神经元间的传递是单向的。
[例题](2017岳阳二模)下图为神经元特殊的连接方式,图中
①、②、③表示神经元,电流计M、N连接在神经元表面。
请据图回答:
(1)________________________________ 突触包括轴突—树突和
___________________________________________ 两种常见类型。
(2)______________ 在A 处给予一个适宜的刺激,若N 的指针不能偏转,则此时①的膜外电位为。
(3)若图中的神经元在兴奋时均释放兴奋性神经递质,在 B 处给
予一个适宜的刺激,N 的指针将偏转____________ (填写“一次”“两
次”“多次” )。
(4)利用图中标注的A 、B、C 三个位点,请设计实验证明某药物只能阻断兴奋在神经元之间的传递,而不能阻断兴奋在神经纤维上的传导。
简要设计思路: ____________________________________________ 。
_
预期实验现象: ____________________________________________ 。
_
解析:(1)突触包括轴突—树突和轴突—胞体两种常见类型。
(2)兴奋在突触上的传递只能由突触前膜传递到突触后膜。
在A 处给予一个适宜的刺激,若N 的指针不能偏转,只能说明突触前膜释放的是抑制性递质,因此此时①的膜外电位为正电位。
(3)分析图解可知,图中①②或①②③ 都首尾相接,即产生的兴
奋可以循环传导。
若图中的神经元在兴奋时均释放兴奋性神经递质。
在B 处给予一个适宜的刺激,N 的指针将偏转多次。
(4)利用图中标的A、B、C 三个位点,设计实验证明某药物只能阻断兴奋在神经元之间的传递,而不能阻断兴奋在神经纤维上的传导。
可以把某药物分别放在B、C两处,在A处给予一个适宜的刺激,观测电流计N 的指针能否偏转。
答案:(1)轴突—胞体(2)正电位(3)多次(4)设计简要思路:把某药物分别放在B、C 两处,在A 处给予一个适宜的刺激,观测电流计N 的指针能否偏转。
预期实验现象:把药物放在C 处,N 的指针不偏转;把药物放在B 处,N 的指针偏转。
1.将蛙脑破坏,保留脊髓,做蛙心静脉灌注,以维持蛙的基本生命活动。
暴露蛙左后肢屈反射的传入神经和传出神经,分别连接电位计a和b。
将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后,电位计a和b 有电位波动,出现屈反射。
下图为该反射弧结构示意图。
(1)用简便的实验验证兴奋能在神经纤维上双向传导,而在反射弧中只能单向传递。
(2)若在灌注液中添加某种药物,将蛙左后肢趾尖浸入0.5% 硫酸溶液后,电位计a 有波动,电位计b 未出现波动,左后肢未出现屈反射,其原因可能有:
①___________________________________________________________
②____________________________________________________________。
解析:图示反射弧为皮肤T传入神经T神经中枢T传出神经T骨
骼肌。
(1)验证兴奋能在神经纤维上双向传导的实验设计思路:刺激神经纤维的某一点,从该点两侧观察反应。
结合图示信息,刺激电位计b 与骨骼肌之间的传出神经,观察到图示刺激点左侧电位计b 有电位波动,刺激点右侧的左后肢屈腿,可验证兴奋能在神经纤维上双向传导。
验证兴奋在反射弧中只能单向传递,需跨突触检测,在上述实验基础上,电位计a 未出现电位波
动,左后肢屈腿,可验证兴奋在反射弧中只能进行单向传递。
(2)兴奋在神经元间的传递通过神经递质完成,易受药物影响。
若在灌注液中添加某种药物,用0.5% 的硫酸溶液刺激蛙左后肢趾尖,电位计a 有波动,电位计b 未出现波动,左后肢未出现屈反射,推测其原因是神经递质传递受阻。
结合神经递质的作用过程,其传递受阻有两种可能,一是突触前膜不能释放递质,二是突触前膜释放的递质不能与突触后膜上特异性受体结合。
答案:(1)方法和现象:刺激电位计b 与骨骼肌之间的传出神经,观察到电位计b 有电位波动和左后肢屈腿,电位计a 未出现电位波动。
(2)①突触前膜释放的递质不能与突触后膜上的特异性受体结合
②突触前膜不能释放递质2.动物体生命活动的调节由神经、体液、免疫三维系统共同来维持。
小张的手指意外触到蜡烛火焰,引起屈肘反射。
其反射弧示意图如图示。
请据图回答有关问题:
(1)神经元a 产生的兴奋当传到神经末梢时,引起释放神经递质,神经递质与神经元b 位于___________________________ 的特异性受体结合,使神经元b 兴奋。
神经元b 的神经冲动进一步引起神经元c 兴奋,最终导致缩手。
(2)若在图中M、N 两个位置分别安装灵敏电流计(两个电流计的电极均在细胞膜外侧面)。
在M 的向中段(即:神经纤维上M 点偏向神经中枢的一侧),施以适当电刺激,位于_________________________ 位置的灵
敏电流计指针会偏转2 次。
要验证兴奋能在神经纤维上双向传导,而在反射弧中只能单向传递。
实验人员适当刺激M 的外周段作为对照,其他实验组的操作应该是刺激______________________ (M 的向中段、M 的外周段、N的向中段、N的外周段),实验组的现象是________________________
解析:(1)神经递质的特异性受体位于突触后膜上(细胞膜)。
(2)M 的向中段给予适当刺激,由于在神经纤维上可双向传导,所以,M 和N 上都可检测到电流。
又由于M 和N 位置灵敏电流计的两极均在细胞膜外侧面,因此,二者均可观察到指针2 次偏转。
刺激M 的外周段,可见M 和N 均偏转、缩手,在此基础上,验证双向传导和单向传递,应该适当刺激N 的外周段,观察到M 不偏转、N 偏转2 次、缩手,即可达成目的。
答案:(1)突触后膜(或答细胞膜)
(2)M 和N N 的外周段M 不偏转、N 偏转2 次、缩手。