高中生物科学思维(8) 膜电位的测量及电表指针偏转的判断
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培优讲堂(八)——电位测量与电流计指针偏转问题分析[疑难讲解]1.指针偏转原理图下图中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”时灵敏电流计的指针变化细化图:2.电位的测量测量方法测量图解测量结果静息电位测量:电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧动作电位测量:电表两极均置于神经纤维膜的外侧3.兴奋传导与电流计指针偏转问题分析(1)在神经纤维上①刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电流计不发生偏转。
(2)在神经元之间①刺激b点,由于兴奋在突触间的传导速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点,兴奋不能传至a点,a点不兴奋,d点可兴奋,电流计只发生一次偏转。
4.膜电位变化曲线解读(1)曲线表示膜内外膜电位的变化情况;(2)a线段:静息电位、外正内负,K+通道开放使K+外流。
(3)b点:零电位,动作电位形成过程中,Na+通道开放使Na+内流。
(4)bc段:动作电位、外负内正,Na+通道继续开放。
(5)cd段:静息电位恢复,K+通道开放使K+外流。
(6)de段:静息电位恢复后,Na+、K+泵活动加强,排Na+吸K+,使膜内外离子分布恢复到原静息水平。
[典例透析]分别将灵敏电流计按下图所示连接(甲图为神经纤维,乙图含有突触结构,甲、乙图中ab长度相同),据图回答下列问题。
(1)静息状态时,神经纤维膜内外的电位状况是________,在这一电位状况时膜外的________浓度高于膜内的,膜内的________浓度高于膜外的。
(2)甲图灵敏电流计现在测不到神经纤维膜的静息电位,要怎样改进才能测到静息电位?_________________________________________________________。
(3)现同时在甲、乙图中a处给予一个刺激,观察指针摆动,指针反应时间落后的是________图,原因是_______________________________________________________________________________________________________________。
膜电位及其变化的检测与电流计指针偏转问题分析作者:王颖王守民来源:《中学生物学》2016年第03期摘要用灵敏电流计可以检测膜电位及其变化,当检测静息电位和动作电位时,都会有灵敏电流计指针的偏转;当检测兴奋在神经纤维上的传导和两神经元之间的传递时,灵敏电流计的指针不一定偏转或偏转次数不同;也可以用于探究兴奋在神经纤维上传导的双向性和在神经元之间传递的单向性,以及利用兴奋传导知识分析灵敏电流计指针偏转问题。
关键词膜电位兴奋灵敏电流计中图分类号 Q-49 文献标志码 E由于神经细胞膜内阳离子(主要是钾离子)所带电荷少于阴离子,膜外阳离子(主要是钠离子)所带电荷多于阴离子,而使得膜内外的电位不同,表现为膜外正电位和膜内负电位,即静息电位。
当神经元受到刺激时,由于离子的转运(主要是钠离子内流)而使膜内外电位倒转,产生兴奋,表现为膜外负电位和膜内正电位,即动作电位。
兴奋还能在神经纤维上和神经元之间传导和传递,引起不同部位电位的先后变化。
这些电位和电位变化都可以通过灵敏电流计进行检测和分析。
下面就电位及其变化的检测,以及引起灵敏电流计指针偏转问题,做进一步地拓展和分析。
1 灵敏电流计的校验在用灵敏电流计检测电流时,首先要确定灵敏电流计的偏转方向。
一般情况下是用一个已知正负极的电池进行检查,电池的正极接在电流计的正极上,电池的负极接在灵敏电流计的负极上,观察灵敏电流计的偏转方向。
如果指针是向正极方向偏转,则证明该灵敏电流计的偏转方向是向电流流入的方向偏转;如果指针向负极方向偏转,则证明该灵敏电流计的偏转方向是向电流流出的方向偏转。
确定了灵敏电流计的偏转方向后,再用该电流计进行检测。
此时,根据灵敏电流计的指针偏转方向,可以确定电流的方向。
一般情况下,灵敏电流计的指针大多向电流流入的方向偏转。
2 膜电位及其变化的检测2.1 静息电位和动作电位的检测(1)静息电位和动作电位的产生机理。
神经细胞处于静息状态时,膜对K+的通透性强,造成K+外流,使膜外阳离子浓度高于膜内,从而表现为膜外正电位、膜内负电位的静息电位。
同一神经纤维上膜电位的测定及电流表偏转问题辨析1.神经细胞在静息时具有静息电位,受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位,这两种电位可通过仪器测量。
下列选项均为测量神经纤维静息电位示意图,正确的是( )A.B.C.D.2.若在图甲所示的神经纤维上给予一适当的刺激,则电流表偏转的顺序(如图乙)依次是( )A.②→①→②→③→②B.②→③→②→①C.③→②→①→②D.③→②→①3.如图甲是蛙坐骨神经纤维某位置上给予刺激示意图,图乙①~③中反应电表变化的顺序是( )A.①②③②B.②①③②C.③②①②D.②③②①4.若在图1所示神经的右侧给予一适当的刺激,则图2中电流表偏转的顺序依次是(电流表指针偏转方向与电流方向一致)( )A.②→①→②→③→②B.①→②→①→②→①C.③→②→③→②→③D.③→②→①→②→③5.将记录仪(R)的两个电极(a和b)置于一条结构和功能完好的神经纤维表面(如图),给该神经纤维一个适宜的刺激使其产生兴奋,可在R上记录到电位变化。
下列对两电极电位高低的描述中,不正确的是( )①记录仪指针第一次偏转时,a点的电位高于b点②兴奋从a点传导到b点的方式是局部电流③记录仪指针第二次偏转时,b点的电位高于a点④b点兴奋时Na+外流A.①②③B.①②④C.②③④D.①③④6.某神经纤维静息电位的测量装置及结果如图1所示,图2是将同一测量装置的微电极均置于膜外。
下列相关叙述不正确的是( )A.图1中膜内的钾离子浓度比膜外高B.图2测量装置所测电压为+70 mVC.图2中若在C处给予适宜刺激,B处用药物阻断电流通过,则能测到电位变化D.图2中若在A处给予适宜刺激(B处未处理),能测到电位的双向变化7.某神经纤维静息电位的测量装置及其测量结果如图1所示。
如果该神经纤维在B处用药物普鲁卡因处理,使电流在此处不能通过,将微电极均置于B两侧的膜外,然后在A处给一个适宜刺激(如图2所示),那么测量的结果是( )A.B.C.D.8.图1的神经纤维上有A,B,C三个点,现将一个灵敏电流计连接到神经纤维细胞膜的表面A,B 两点,若在C处给一强刺激,则电流变化情况为图2中的( )图1A.B.C.D.图29.将记录仪(R)的两个电极置于某一条结构和功能完好的神经表面,如下图,给该神经一个适宜的刺激使其产生兴奋,可在R上记录到电位的变化。
膜电位的测量及曲线解读膜电位是指细胞膜内外之间的电位差,它在维持细胞功能和调控细胞活动中起着重要的作用。
测量膜电位可以帮助我们了解细胞的状态、功能以及与其他细胞的交流情况。
以下是膜电位的测量方法和曲线解读的相关内容。
一、膜电位的测量方法1. 玻璃微电极法:利用玻璃微电极将电信号转换为电压信号,通过插入细胞内进行测量。
这种方法具有高精度和高灵敏度的优点,是常用的测量膜电位的方法之一。
2. 插电极电位法:将电极插入细胞内外之间的细胞外液体中,测量细胞内外液体之间的电位差。
此方法便捷且适用范围广,但精确度相对较低。
3. 螺旋电极法:螺旋电极通过旋转插入细胞内部,利用旋转过程中的电平变化来测量膜电位。
这种方法在研究离子通道活动、动作电位等方面有较高的应用价值。
二、膜电位曲线的解读1. 静息膜电位:细胞处于静息状态时的膜电位称为静息膜电位。
正常细胞的静息膜电位通常为-70mV左右。
静息膜电位维持着细胞内外的稳定环境,是细胞正常功能的基础。
2. 动作电位:当细胞受到刺激时,膜电位会发生快速变化形成动作电位。
动作电位通常由快速上升的阶段(上升期)、平台期和快速下降的阶段(下降期)组成。
动作电位的形状和持续时间可以提供有关细胞类型和刺激特性的信息。
3. 膜电位变化的生理意义:膜电位的变化与细胞内外离子浓度差、离子通道的开放和关闭等因素密切相关。
膜电位的变化可以影响细胞内的信号传递、离子通道的激活和细胞兴奋性等生理过程。
总的来说,膜电位的测量和曲线解读是研究细胞功能和调控的重要手段。
通过准确测量膜电位及解读其曲线特征,我们可以更好地理解细胞内外环境的变化对细胞活动的影响,从而深入研究生物学和医学相关问题。
高考生物重点题型1电位测量与电流计指针偏转问题
知识梳理
1.膜电位的测量与电流计指针偏转问题
测量方法测量图解偏转次数测量结果
静息电位
电表两极分别置于
神经纤维膜的内侧
和外侧
1次
动作电位
电表两极均置于神
经纤维膜的外侧
方向相反的2次
2.关于膜电位测量的相关曲线分析
电流计两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧,刺激任何一侧,会形成一个波峰,如图1所示,电流计两极均置于神经纤维膜的外侧(或内侧),刺激任何一端,会形成方向相反的两个波峰,如图2、图3所示,图2和图3的判断可根据题中的提示得出。
3.兴奋传导与电流计指针偏转问题分析
(1)指针偏转原理图
下图中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”时灵敏电流计的指针变化细化图:
(2)在神经纤维上兴奋传导与电流计指针偏转问题
(3)在神经元之间兴奋传递与电流表指针偏转问题
【例证】(2013·四川卷,3)下图表示具有生物活性的蛙坐骨神经腓肠肌标本,神经末梢与肌细胞的接触部位类似于突触,称“神经肌接头”。
下列叙述错误的是()
A.“神经肌接头”处可发生电信号与化学信号的转变
B.电刺激①处,肌肉会收缩,灵敏电流计指针也会偏转
C.电刺激②处,神经纤维上的电流计会记录到电位变化
D.神经纤维上兴奋的传导方向与膜内的电流方向相同
解析根据题干说明“神经末梢与肌细胞的接触部位类似于突触”,那么兴奋传递方向在此处只能是神经→肌肉,故刺激②处,神经纤维上的电流计不会记录到电位变化。
高考进阶课4 膜电位的测量及电流表指针偏转的判断和实验探究1.(2022·广东韶关二模)为确定某种蛇毒的作用位点,研究人员用蛇毒稀释溶液处理传出神经—肌肉标本(神经肌肉接头是一种特殊的突触),直至刺激神经不再引起肌肉收缩时,再用兴奋性递质溶液直接处理肌肉,若肌肉收缩,则蛇毒作用的部位可能是()A.突触前膜或突触间隙B.突触间隙或突触后膜C.突触前膜或突触后膜D.组成突触的任何部分答案:A解析:为进一步确定蛇毒作用的具体位点,研究者用蛇毒稀释溶液处理传出神经—肌肉标本,直至刺激神经不再引起肌肉收缩时,再用兴奋性递质溶液处理肌肉。
若肌肉收缩,说明蛇毒作用的部位不可能是突触后膜,则蛇毒作用的部位可能是突触前膜或突触间隙,A项符合题意。
2.(2022·福建泉州期中)下图表示小鼠缩爪反射的反射弧部分结构,其中有一部位被切断,a为该神经远离中枢端某点,b为靠近中枢端某点,电流表连接如下图所示。
下列判断正确的是()A.若刺激b点肌肉收缩,刺激a点肌肉不收缩,说明切断处所在神经为传出神经B.若刺激b点肌肉不收缩,刺激a点肌肉收缩,则刺激a点可在大脑皮层产生感觉C.若刺激b点,电流表偏转2次,说明两电极之间仅存在电信号形式的传导D.若刺激b点,电流表偏转1次,说明两电极之间可能存在突触结构答案:D解析:若刺激b点肌肉收缩,刺激a点肌肉不收缩,说明兴奋可传到效应器,而刺激a点兴奋不能传到效应器,肌肉不收缩,则切断处所在神经为传入神经,A 项错误;若刺激b点肌肉不收缩,刺激a点肌肉收缩,说明切断处所在神经为传出神经,则刺激a点,产生的兴奋无法通过切断处抵达大脑皮层,故不能在大脑皮层产生感觉,B项错误;若切断处所在神经为传入神经,刺激b点,电流表偏转2次,则两电极之间也可能存在突触结构,故两电极之间除电信号形式的传导外,还可能有化学信号的传递,C项错误;由于兴奋在突触间只能单向传递,在神经纤维上为双向传导,若刺激b点,电流表偏转1次,说明两电极之间可能存在突触结构,D项正确。
膜电位及其变化的检测与电流计指针偏转问题分析作者:王颖王守民来源:《中学生物学》2016年第03期摘要用灵敏电流计可以检测膜电位及其变化,当检测静息电位和动作电位时,都会有灵敏电流计指针的偏转;当检测兴奋在神经纤维上的传导和两神经元之间的传递时,灵敏电流计的指针不一定偏转或偏转次数不同;也可以用于探究兴奋在神经纤维上传导的双向性和在神经元之间传递的单向性,以及利用兴奋传导知识分析灵敏电流计指针偏转问题。
关键词膜电位兴奋灵敏电流计中图分类号 Q-49 文献标志码 E由于神经细胞膜内阳离子(主要是钾离子)所带电荷少于阴离子,膜外阳离子(主要是钠离子)所带电荷多于阴离子,而使得膜内外的电位不同,表现为膜外正电位和膜内负电位,即静息电位。
当神经元受到刺激时,由于离子的转运(主要是钠离子内流)而使膜内外电位倒转,产生兴奋,表现为膜外负电位和膜内正电位,即动作电位。
兴奋还能在神经纤维上和神经元之间传导和传递,引起不同部位电位的先后变化。
这些电位和电位变化都可以通过灵敏电流计进行检测和分析。
下面就电位及其变化的检测,以及引起灵敏电流计指针偏转问题,做进一步地拓展和分析。
1 灵敏电流计的校验在用灵敏电流计检测电流时,首先要确定灵敏电流计的偏转方向。
一般情况下是用一个已知正负极的电池进行检查,电池的正极接在电流计的正极上,电池的负极接在灵敏电流计的负极上,观察灵敏电流计的偏转方向。
如果指针是向正极方向偏转,则证明该灵敏电流计的偏转方向是向电流流入的方向偏转;如果指针向负极方向偏转,则证明该灵敏电流计的偏转方向是向电流流出的方向偏转。
确定了灵敏电流计的偏转方向后,再用该电流计进行检测。
此时,根据灵敏电流计的指针偏转方向,可以确定电流的方向。
一般情况下,灵敏电流计的指针大多向电流流入的方向偏转。
2 膜电位及其变化的检测2.1 静息电位和动作电位的检测(1)静息电位和动作电位的产生机理。
神经细胞处于静息状态时,膜对K+的通透性强,造成K+外流,使膜外阳离子浓度高于膜内,从而表现为膜外正电位、膜内负电位的静息电位。
加强提升课(6) 膜电位测定及相关的实验探究突破一 膜电位的变化及测量1.膜电位峰值变化的判断(1)K +浓度只影响静息电位⎩⎪⎨⎪⎧K +浓度升高→电位峰值升高K +浓度降低→电位峰值降低 (2)Na +浓度只影响动作电位⎩⎪⎨⎪⎧Na +浓度升高→电位峰值升高Na +浓度降低→电位峰值降低 2.膜电位的测量(1)膜电位的测量方法 测量方法 测量图解 测量结果电表一极接膜外,另一极接膜内电表两极均接膜外(内)侧1.将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液(溶液S)中,可测得静息电位。
给予细胞一个适宜的刺激,膜两侧出现一个暂时性的电位变化,这种膜电位变化称为动作电位。
适当降低溶液S 中的Na +浓度,测量该细胞的静息电位和动作电位,可观察到( )A .静息电位值减小B .静息电位值增大C .动作电位峰值升高D .动作电位峰值降低 解析:选D 。
静息电位的产生是由于细胞内K +外流,动作电位的产生是由Na +内流导致的,如果减少溶液S 中的Na +浓度,则会导致动作电位形成过程中Na +内流量减少,而使峰值降低。
2.(2020·天津模拟)如图表示枪乌贼离体神经纤维在Na +浓度不同的两种海水中受刺激后的膜电位变化情况。
下列描述错误的是()A.曲线a代表正常海水中膜电位的变化B.两种海水中神经纤维的静息电位相同C.低Na+海水中神经纤维静息时,膜内Na+浓度高于膜外D.正常海水中神经纤维受刺激时,膜外Na+浓度高于膜内解析:选C。
分析题图曲线可知,曲线a表示神经纤维,受刺激后膜内电位上升,变为正值,之后又变为负值,符合动作电位曲线图,代表正常海水中膜电位的变化,A正确;a、b两条曲线的起点与终点的膜电位值相同,则说明两种海水中神经纤维的静息电位相同,B 正确;不论是低钠海水,还是正常海水,静息状态都是膜外Na+浓度高于膜内,C错误;正常海水中神经纤维受刺激时,膜外Na+浓度高于膜内,D正确。
3.下图是某神经纤维动作电位的模式图,下列叙述正确的是()A.K+的大量内流是神经纤维形成静息电位的主要原因B.bc段Na+大量内流,需要载体蛋白的协助,并消耗能量C.cd段Na+通道多处于关闭状态,K+通道多处于开放状态D.动作电位大小随有效刺激的增强而不断加大解析:选C。
高中生物科学思维(8)膜电位的测量及电表指针偏转的判断(2021·湖南卷)研究人员利用电压钳技术改变枪乌贼神经纤维膜电位,记录离子进出细胞引发的膜电流变化,结果如图所示,图a为对照组,图b和图c分别为通道阻断剂TTX、TEA处理组。
下列叙述正确的是()A.TEA处理后,只有内向电流存在B.外向电流由Na+通道所介导C.TTX处理后,外向电流消失D.内向电流结束后,神经纤维膜内Na+浓度高于膜外解析:对比图a和图c可知,TEA处理阻断钾通道后,只有内向电流存在,A正确;对比图a和图b可知,TTX处理阻断钠通道后,只有外向电流存在,再结合图c,可推断外向电流由K+通道所介导,而内向电流由Na+通道所介导,B、C错误;内向电流(Na+内流)结束后,神经纤维膜外Na+浓度仍高于膜内,D错误。
答案:A1.膜电位的测量及膜电位的曲线解读(1)膜电位测量的两种方法(2)电位差变化曲线图的分析对于电位差变化曲线的识别与分析,应从以下两点入手。
①看起点:如果起点位于横轴上,即起点电位差为0,说明的两个电极位于神经纤维细胞膜的同侧,如图2所示;如果起点位于纵轴上(一般对应负电位),说明的两个电极位于神经纤维细胞膜的两侧,如图1所示。
②看峰值个数:如图1所示,刺激一次只出现一个峰值(C点),峰值对应的电位差与初始值(对应A点)刚好位于横轴两侧,说明形成了动作电位;如果A、C位于同侧,则未形成动作电位。
2.电表指针的偏转问题(1)在神经纤维上电表指针偏转问题①刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电表指针不发生偏转。
(2)在神经元之间电流表指针偏转问题①刺激b点,由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋,d点后兴奋,电表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点,兴奋不能传至a点,a点不兴奋,d点兴奋,电表指针只发生一次偏转。
1.某神经纤维在产生动作电位的过程中,钠、钾离子通过离子通道的流动造成的跨膜电流如图所示(内向电流是指正离子由细胞膜外向膜内流动,外向电流则相反)。
下列说法错误的是()A.a点之前神经纤维膜处于静息状态B.ab段和bc段钠离子通道开放C.c点时神经纤维的膜内电位等于0 mVD.cd段的外向电流是钾离子外流引起的解析:a点之后,细胞存在内向电流,即Na+内流,形成动作电位,所以推测a点之前神经纤维膜没有受到刺激,处于静息电位,A正确;ab段和bc段存在内向电流,钠离子通道开放导致Na+内流,形成动作电位,B正确;c点时动作电位达到峰值,膜内外表现为外负内正的电位,C错误;cd段的外向电流是恢复静息电位的过程,由钾离子外流引起的,D 正确。
答案:C2.(2022·浙江绍兴模拟)如图甲所示,在神经纤维上安装两个相同的灵敏电表,表1两电极分别在a、b处膜外,表2两电极分别在d处膜的内外侧。
在bd的中点c处给予一适宜刺激,相关的电位变化如图乙、丙所示。
下列叙述错误的是()A.表2记录得到图乙所示的电位变化曲线B.图乙①点时Na+的内流速率比②点时更小C.图丙中④→⑤是恢复静息电位的过程D.图丙曲线处于⑤点时,图甲a处膜外表现为负电位解析:表1两电极分别在a、b处膜外,是测定动作电位的,指针会发生两次方向不同的偏转,因此电位变化会出现丙图所示,表2两电极分别在d处膜内外,受到刺激时,膜内外电位同时变化,故只会产生1次兴奋,因此电位变化会出现乙图所示,A正确;图乙②点时是产生动作电位的过程,动作电位与Na+的内流有关,①点处于静息电位,因此图乙②点时Na+的内流速率比①点时更大,B正确;图丙中④→⑤是恢复静息电位的过程,钾离子以协助扩散的方式外流,不消耗ATP,C正确;图丙曲线处于⑤点时,处于静息电位,兴奋还没有传到a点,a点处于静息电位,a点膜外为正电位,D错误。
答案:D3.(多选)如图表示在离体条件下,突触后膜受到不同刺激或处理后的膜电位变化曲线。
下列分析不正确的是()A.在P点用药物促使突触后膜Cl-通道开放,会促进突触后膜神经元兴奋B.曲线Ⅱ的下降段是Na+以被动运输方式外流所致C.P点时用药物阻断突触后膜Na+通道,并给予适宜刺激,则膜电位变化应为曲线ⅢD.降低突触间隙中Na+浓度,在P点时给予适宜刺激,膜电位变化如曲线Ⅳ所示解析:在P点用药物促使突触后膜Cl-通道开放,会发生Cl-内流,不会引起突触后膜兴奋,A错误;曲线Ⅱ的下降段是K+以被动运输方式外流所致,B错误;P点时用药物阻断突触后膜Na+通道,不能发生Na+内流,则不能形成动作电位,变化如曲线Ⅲ所示,C正确;降低突触间隙中Na+浓度,在P点时给予适宜刺激,会形成动作电位但峰值会下降,D 错误。
答案:ABD4.神经细胞外的Ca2+对Na+的内流具有竞争性抑制作用,称为膜屏障作用,该机制能使神经细胞保持正常的兴奋性。
研究小组展开相关研究工作,请回答下列问题:(1)血钙较低,肌肉易抽搐痉挛,其原因是___________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(2)为验证膜屏障作用,研究小组首先用含有Ca2+、Na+、K+等离子培养液培养蛙的坐骨神经—腓肠肌标本,对坐骨神经施加一定刺激,获得膜电位变化的模型(图1)。
然后降低培养液中Ca2+的浓度,其他条件不变,重复实验。
①图1曲线的获得,应采取图2中________所示的连接方式。
若是图2中另一种连接方式,请画出理论上所获得的膜电位变化曲线。
②为达到实验目的,实验过程中,研究小组还需要测定________________________。
(3)验证膜屏障作用后,研究小组去除培养液中全部的Ca2+,其他条件不变,然后对坐骨神经施加一定刺激,结果虽然神经纤维上能发生动作电位,但是腓肠肌未收缩。
对轴突末梢的研究发现,其膜上有Ca2+的运输通道,突触小体中也有一定数量的突触小泡。
据此推测Ca2+的作用是______________________________________________________________。
解析:(1)血钙较低,肌肉易抽搐痉挛,其原因是Ca2+较少,对Na+内流的抑制作用减弱,神经细胞的兴奋性过强,很容易产生兴奋而使肌肉收缩。
(2)①图1中左边是静息电位,右边是动作电位,测定静息电位需要一个膜内一个膜外,也就是图2中的Ⅱ,如果是图2中另一种连接方式,刚开始时电位差为0,后来发生两次膜电位的偏转,所获得的膜电位变化曲线见答案。
②钠离子的变化是动作电位形成的标志。
为达到实验目的,实验过程中,研究小组还需要测定膜内钠离子含量的变化。
(3)验证膜屏障作用后,研究小组去除培养液中全部的Ca2+,其他条件不变,然后对坐骨神经施加一定刺激,结果虽然神经纤维上能发生动作电位,但是腓肠肌未收缩。
说明Ca2+不影响兴奋在神经纤维上的传导,影响兴奋在细胞间的传递。
对轴突末梢的研究发现,其膜上有Ca2+的运输通道,突触小体中也有一定数量的突触小泡。
据此推测Ca2+的作用是促进突触小泡和突触前膜融合,以释放神经递质。
答案:(1)Ca2+较少,对Na+内流的抑制作用减弱,神经细胞的兴奋性过强,很容易产生兴奋而使肌肉收缩(2)①Ⅱ②膜内钠离子含量的变化(3)促进突触小泡和突触前膜融合,以释放神经递质科学探究(6)神经调节有关的实验探究(2018·海南卷)为了验证反射弧的完整性是完成反射活动的基础,某同学将甲、乙两只脊蛙(去除脑但保留脊髓的蛙)的左、右后肢最长趾趾端(简称左、右后趾)分别浸入0.5%硫酸溶液中,均出现屈肌反射(缩腿),之后用清水洗净、擦干。
回答下列问题:(1)剥去甲的左后趾皮肤,再用0.5%硫酸溶液刺激左后趾,不出现屈肌反射,其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(2)分离甲的右后肢坐骨神经,假如用某种特殊方法阻断了传入神经,再将甲的右后趾浸入0.5%硫酸溶液中,不出现屈肌反射,则说明______________________________________。
(3)捣毁乙的脊髓,再用0.5%硫酸溶液刺激蛙的左后趾,________(填“能”或“不能”)出现屈肌反射,原因是________________________________。
解析:(1)剥去甲的左后趾皮肤后,存在于左后趾皮肤上的感受器缺失,则再用0.5%硫酸溶液刺激左后趾,不会出现屈肌反射。
(2)用某种特殊方法阻断了传入神经,再将甲的右后趾浸入0.5%硫酸溶液中,不出现屈肌反射,说明屈肌反射的发生要求传入神经的结构和功能完整正常。
(3)脊髓是脊蛙低级神经反射的神经中枢,因此捣毁乙的脊髓,再用0.5%硫酸溶液刺激蛙的左后趾,则不能出现屈肌。
答案:(1)剥去皮肤导致反射弧的感受器缺失(2)传入神经结构和功能完整是完成反射活动所必需的(3)不能反射弧的神经中枢被破坏反射弧中兴奋传导与传递的实验探究1.“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传导,还是阻断在突触处传递,可分别将药物置于神经纤维上或置于突触处,依据其能否产生“阻断”效果作出合理推断。
2.“电刺激法”探究反射弧中兴奋传导与传递的特点(1)探究神经冲动在神经纤维上的传导①设计思路:刺激神经纤维上某一点,检测同一神经纤维上刺激点两侧的电位变化或效应器是否反应。
②实验方法:(2)探究兴奋在神经元之间的传递①设计思路:分别刺激反射弧中突触两侧的某一部位,再分别在刺激点的另一侧检测有无兴奋产生。
1.1909年,动物学家威廉姆斯(L.W.Williams)在解剖枪乌贼的时候,发现在枪乌贼外套膜下生长着一种无比粗壮的神经纤维,这种神经纤维甚至大到用肉眼便能看清楚,他将这种新发现的神经纤维命名为巨大轴突。
如图是枪乌贼的神经纤维示意图。
将一电流表的两个接线头分别接于神经纤维P、Q两处的细胞膜外表面,当在P的左侧给予神经纤维一适当刺激,可迅速引发此处兴奋产生和传导。
请分析回答:(1)使用枪乌贼的神经纤维作为实验材料的优点是______________________________________________________________________________________________________。