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(共40張PPT)
第2章 神經調節
第3節　神經沖動的產生和傳導
素能提升課1　興奮傳導和傳遞
提升點1　電位測量與電流計指針偏轉問題
01
提升點2　興奮傳導和傳遞特點的實驗探究
02
謝謝觀看 THANK YOU!
膜內外電位差/mV
+
2
時間/s
3
2
突觸
3
1
B
E
A
淺仰芹
B
放大
局部放大
甲
局部
1
+++++++
++白+++
--于--
23
靜息
興奮
456
乙
丙
我仰
h
團結守紀勤學春　電位測量與電流計指針偏轉問題
解答有關神經纖維上電位差變化曲線的試題，應從以下兩點入手
1．看電極與細胞膜的位置關系，確定曲線的起點
(1)若兩電極分別位于細胞膜兩側，則電位差不為0，曲線起于縱軸的正半軸或負半軸(如圖1所示)。
(2)若兩電極位于細胞膜同側(都在內側或都在外側)，則電位差為0，曲線起于橫軸(如圖2、3所示)。
圖1　　　　　圖2　　　　　　圖3
圖4
2．根據刺激位置分析曲線波動次數，圖4中
(1)如果單獨刺激a點、b點或d點，兩個電流計均可以測到兩次電位波動。
(2)如果刺激c點(c點位于電流計甲兩電極的中點)，電流計甲測不到電位波動，電流計乙測到兩次電位波動。
(3)如果刺激e點，電流計甲測不到電位波動，電流計乙測到一次電位波動。
1．將電流計的兩個電極分別放置在神經纖維外的a、c兩點，c點所在部位的膜已損傷，其余部位均正常。下圖為刺激前后的膜電位變化，以下說法正確的是(　　)
A．神經纖維上損傷部位c點的膜外電位為正電位
B．興奮傳到b點時電流計的指針將向右側偏轉
C．興奮的產生與細胞膜對K＋的通透性增加有關
D．結果表明興奮在神經纖維上以化學信號的形式傳導
B　[神經纖維未受刺激時，膜外(a、c兩點)為正電位，指針應該不偏轉，但從圖中可以看出，神經纖維未受刺激時，指針向右側偏轉，說明c點為負電位，A錯誤；興奮傳到b點時，a和c兩點均為初始狀態，沒有發生膜電位變化，所以指針應向右側偏轉，B正確；神經纖維受到刺激時，細胞膜對Na＋的通透性增加，Na＋大量內流，產生興奮，C錯誤；根據刺激前后電流計指針的偏轉情況可推測興奮在神經纖維上以電信號的形式傳導，D錯誤。]
2．以槍烏賊的巨大神經纖維作為實驗材料，測定其受刺激后的電位變化過程。圖中箭頭表示電流方向，當在a、b兩點中央刺激時，不會出現的過程是(　　)
甲　　　　乙　　　　丙　　　　丁
A．甲、丁　　 B．甲、丙
C．乙、丙 D．乙、丁
C　[神經纖維未受到刺激時，K＋外流，細胞膜內外的電荷分布情況是內負外正，當某一部位受刺激時，神經纖維膜對Na＋通透性增加，Na＋內流，使得刺激點處膜兩側的電位表現為內正外負，該部位與相鄰部位產生電位差而發生電荷移動，形成局部電流。在a、b兩點中央刺激時，兩極的變化是同步的，當兩極同時興奮時，如圖甲所示；當兩極同時恢復靜息電位時，如圖丁所示。因此，不會出現圖乙和丙所示的變化過程。綜上所述，C符合題意。]
3．如圖是用甲、乙兩個電流表研究神經纖維及突觸上興奮產生及傳導的示意圖。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．靜息狀態下，甲指針偏轉，乙指針不偏轉
B．刺激a處時，甲指針偏轉一次，乙指針偏轉兩次
C．刺激b處時，甲指針維持原狀，乙指針偏轉一次
D．清除c處的神經遞質，再刺激a處時，甲指針偏轉一次，乙指針不偏轉
D　[甲電流表的兩極分別位于膜外和膜內，乙電流表的兩極均位于膜外，靜息狀態下，甲電流表膜外為正電位，膜內為負電位，甲指針偏轉，而乙電流表兩極沒有電位差，不發生偏轉，A正確；刺激a處時，興奮傳到甲電流表處時，指針偏轉一次，興奮分別傳至乙電流表兩極時，乙電流表發生兩次方向不同的偏轉，B正確；刺激b處時，由于興奮在突觸處傳遞的單向性，興奮無法傳遞到左邊的神經元，甲指針維持原狀，乙指針偏轉一次，C正確；清除c處的神經遞質，再刺激a處時，興奮無法傳到右側神經元，甲指針偏轉一次，乙指針偏轉一次，D錯誤。]
4．以槍烏賊的粗大神經纖維作材料，在神經纖維某處的細胞膜內外放置電極a和b(如圖甲)，在圖中M點給予一次適宜刺激，通過電表測量神經細胞膜內、外電位差(膜內外電位差＝膜外電位-膜內電位)。圖乙中符合實驗結果的曲線是(　　)
圖甲
圖乙
A．① B．② C．③ D．④
B　[由圖甲可以看出電表測量的是細胞內外的電位差，未興奮時為靜息電位，興奮時為動作電位。a點興奮前為靜息電位，表現為外正內負，膜電位為正值；M點受到刺激，a點興奮時為動作電位，表現為外負內正，膜電位為負值；a點興奮后，動作電位恢復到靜息電位，膜電位再變回正值，B正確。]
　興奮傳導和傳遞特點的實驗探究
1．基本思路
選刺激和測量的部位——在神經纖維上選一刺激點，用A表示，測量部位應選在刺激點兩側，用B和C表示。若在傳出神經纖維上，可通過觀察效應器的變化和另一側的電位測量儀來確定傳導方向；若在神經元之間，則在傳入和傳出神經上各選一點，用A′、B′表示，在A′處刺激，在B′處測電位變化，再反過來進行，通過兩次結果來確定傳遞方向。
2．實驗設計
(1)探究興奮在神經纖維上的傳導
①方法設計：電刺激上圖中a處，觀察A的變化，同時測量b處的電位有無變化。
②結果分析：若A有反應，且b處電位改變，說明興奮在神經纖維上的傳導是雙向的；若A有反應而b處無電位變化，則說明興奮在神經纖維上的傳導是單向的。
(2)探究興奮在神經元之間的傳遞
①方法設計：先電刺激圖中a處，測量c處的電位變化；再電刺激圖中c處，測量a處的電位變化。
②結果分析：若兩次實驗的檢測部位均發生電位變化，則說明興奮在神經元間的傳遞是雙向的；若只有一處發生電位變化，則說明興奮在神經元間的傳遞是單向的。
5．中國寓言中有“火中取栗”的故事：貓從火中拿取板栗時，因火燒爪而快速縮回，雖然板栗拿到了，但爪子還是被燒了，而偷到的板栗卻被猴子吃了。假設下圖為“火中取栗”的反射弧示意圖，回答有關問題：
(1)假設E是貓爪中的感受器，寫出貓“火中取栗”時神經沖動的傳導方向(用有關字母與箭頭表示)：________________________。
(2)給你提供必要的實驗用具，如電刺激設備、電位測量儀等，請設計實驗方案，以探究興奮在神經纖維上和在相鄰兩神經元之間的傳遞特點(是雙向的還是單向的)，并預期可能的實驗結果及結論。
a．驗證興奮在神經纖維上的雙向傳導。
方法步驟：_____________________________________________________
_______________________________________________________________。
結果和結論：___________________________________________________
_______________________________________________________________。
b．探究興奮在神經元之間的傳遞。
方法步驟：______________________________________________________
_______________________________________________________________。
結果和結論：___________________________________________________
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
[解析]　判斷感受器和效應器可根據突觸結構判斷，與傳入神經相連的是感受器，與傳出神經相連的是效應器。也可用電刺激法，刺激效應器會發生反應。
[答案]　(1)E→D→C→B→A
(2)a．電刺激①處，觀察A的變化，同時測量②處的電位有無變化　A有反應，且②處電位改變，證明興奮在神經纖維上的傳導是雙向的
b．先電刺激①處，測量③處有無電位變化；再刺激③處，測量①處有無電位變化　若兩次實驗的檢測部位均發生電位變化，說明興奮在神經元之間的傳遞是雙向的；若只有一處電位改變，則說明興奮在神經元之間的傳遞是單向的
6．如圖是神經元網絡結構示意圖，圖中神經元①、②、③都是興奮性神經元，且這些神經元興奮時都可以引起下一級神經元或肌肉細胞的興奮。和神經細胞一樣，肌肉細胞在受到適宜的刺激后，也能引起細胞膜電位的變化。圖中B處表示神經肌肉接頭，其結構和功能與突觸類似。請回答：
(1)給神經元①一個適宜刺激，在A處能記錄到膜電位的變化。這是因為刺激使神經元①興奮，引起其神經末梢釋放的________進入________，隨后與突觸后膜上的________結合，導致神經元②興奮。
(2)若給骨骼肌一個適宜刺激，在A處________(填“能”或“不能”)記錄到膜電位的變化，原因是________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)若在A處給予一個適宜刺激，在C處________(填“能”或“不能”)記錄到膜電位的變化，原因是_____________________________________________
_________________________________________________________________。
[解析]　(1)給神經元①一個適宜刺激后，神經元①興奮，引起其神經末梢釋放的神經遞質進入突觸間隙，隨后與突觸后膜上的特異性受體結合，導致神經元②興奮。(2)若給骨骼肌一個適宜刺激，在A處不能記錄到膜電位的變化，原因是神經遞質只能由突觸前膜釋放，然后作用于突觸后膜，而不能反向傳遞。(3)興奮在神經元之間的傳遞可以從一個神經元的軸突傳到下一個神經元的細胞體，因此若在A處給予一個適宜刺激，在C處能記錄到膜電位的變化。
[答案]　(1)神經遞質　突觸間隙　特異性受體　(2)不能　由肌細胞產生的興奮在神經肌肉接頭處不能逆向傳遞　(3)能　興奮從A處傳到神經元③，再傳到神經元①，故在C處能測到膜電位的變化
7．美國杜克大學的研究人員發明了一種方法，只用手指的一滴血就能在流鼻涕和發熱等癥狀出現之前檢測出誰將患上流感。如圖表示某同學在醫院取指血時，興奮在反射弧中的傳導和傳遞過程，請回答有關問題：
(1)刺激圖甲中的④，結合圖乙分析此處的電位發生的變化是________________________，該變化是由________引起的。
(2)刺激圖甲中的①，可以檢測到B處的測量裝置指針偏轉，說明興奮可以在③處完成傳遞過程，該過程中神經遞質只能由________(填圖丙中的數字)釋放，作用于________(填圖丙中的數字)，所以興奮具有________的特點。
(3)如果利用圖甲所示的神經結構及相關儀器，驗證第(2)小題中興奮傳遞的特點，請你簡述實驗思路及結果預測：
實驗思路：___________________________________________________。
結果預測：_____________________________________________________
_____________________________________________________________。
[解析]　(1)題圖甲中的④是傳出神經，未受刺激時膜兩側的電位為內負外正，即靜息電位，受到刺激后膜兩側的電位為內正外負，即動作電位，所以刺激圖甲中的④，④處的電位發生的變化是由內負外正變成內正外負(由靜息電位變成動作電位)，動作電位是Na＋內流引起的。
(2)刺激題圖甲中的①，可以檢測到B處的測量裝置指針偏轉，說明興奮可以在③處完成傳遞過程。因為題圖甲中的③是突觸(圖丙為該突觸的放大圖)，興奮在突觸處的傳遞過程是通過神經遞質完成的，且神經遞質只能由突觸前膜(題圖丙中的4)釋放，作用于突觸后膜(題圖丙中的6)，所以興奮具有單向傳遞的特點(題圖甲中興奮由右向左傳遞)。
(3)驗證第(2)小題中興奮在突觸處的傳遞是單向的，可刺激題圖甲中的②，觀察B的指針是否偏轉，再刺激④，觀察A的指針是否偏轉。實驗結果若為刺激②時，B的指針發生偏轉，刺激④時，A的指針不發生偏轉，即可證明興奮在突觸處的傳遞是單向的。
[答案]　(1)由外正內負變成外負內正　Na＋內流
(2)4　6　單向傳遞
(3)刺激圖甲中的②，觀察B的指針是否偏轉，再刺激④，觀察A的指針是否偏轉刺激②，B的指針發生偏轉，刺激④，A的指針不發生偏轉
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