高考知识能力提升专题21 神经调节实验探究(一)兴奋传导相关实验探究

⾼三⼆轮复习实验专题复习（提升篇）——实验探究之神经调节设计⼀、神经调节实验设计基本⽅法解题关键：找准刺激位点（尽量找题⼲中有标注位点便于表述）、找准检测指标（电表、效应器等）表述模板：刺激“XXX”，观察“效应器”如肌⾁是否收缩或电表是否发⽣偏转（检测到电位变化）⼆、实例分析类型1：判断传⼊神经和传⼊神经答案：⽅法总结：切断实验法确认传⼊神经与传出神经若切断某⼀神经，刺激外周段(远离中枢的位置)，肌⾁不收缩，⽽刺激向中段(近中枢的位置)，肌⾁收缩则切断的为传⼊神经，反之则为传出神经。

类型2：反射弧中兴奋传导特点的实验探究（1）探究冲动在神经纤维上的传导⽅法设计：电刺激图①处—观察A的反应测②处电位变化结果分析：A有反应，②处电位改变→双向传导A有反应，②处电位未变→单向传导解题关键：找两侧均有检测⽅法的刺激位点。

⼀般多选择传出神经中央某点作为实验对象。

（2）探究冲动在神经元之间的传递⽅法设计：先电刺激①处，测③处电位变化再电刺激③处，测①处电位变化结果分析：两次实验的检测部位均有电位变化→双向传递只有⼀处电位改变→单向传递解题关键：在突触两侧找两个刺激位点。

⼀般传⼊和传出神经各⼀个。

典例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 和 。

将蛙左后肢趾尖浸⼊0.5%硫酸溶液后，电位计 和 有电位波动，出现屈反射。

如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。

【答案】实验思路：刺激电位计 与⾻骼肌之间的传出神经，观察到电位计 电位变化和左后肢是否屈腿。

预期结果：电位计 没有电位变化，电位计 有电位变化，左后肢是屈腿。

类型3：“药物阻断”兴奋传递的实验探究某药物(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。

考点21 兴奋的产生、传导及相关实验分析1．反射弧中传入神经和传出神经的判断(1)根据是否具有神经节判断：感觉神经元的细胞体位于脑和脊髓外，构成神经节，因此在传入神经上都有神经节；而中间神经元和运动神经元的细胞体位于脑和脊髓中，构成灰质。

(2)根据脊髓灰质内突触结构判断：兴奋在突触中的传递是单向的，突触结构简图为“”，则兴奋传递方向为“”。

(3)根据脊髓灰质结构判断：前(角)大后(角)小，由“粗大的前角”发出的是“传出神经”，可以谐音记忆为“粗出”。

(4)切断实验法：若切断某一神经，刺激外周段(远离中枢的位置)，肌肉不收缩，而刺激向中段(近中枢的位置)，肌肉收缩，则切断的为传入神经，反之则为传出神经。

2．兴奋在神经纤维上的传导过程及3点提醒(1)静息电位的形成主要是K＋外流、动作电位的形成主要是Na＋内流，它们都是从高浓度→低浓度，需要通道蛋白，属于协助扩散。

(2)静息电位恢复过程中，需要借助钠—钾泵逆浓度梯度将Na＋从膜内泵到膜外，将K＋从膜外泵入膜内，且需要能量，属于主动运输。

(3)兴奋传导方向与膜内电流方向相同，与膜外电流方向相反。

3．兴奋在神经元间传递的过程及6点提醒(1)常见的突触类型有两种，即轴突—细胞体型和轴突—树突型。

还有类似突触的结构，如神经—肌肉(腺体)接点等。

(2)递质可分为兴奋性递质和抑制性递质(如多巴胺)，后者可以使负离子(如Cl－)进入突触后膜，从而强化“外正内负”的局面。

同一神经元的末梢只能释放一种神经递质，或者是兴奋性的，或者是抑制性的。

(3)神经递质的释放过程体现的是生物膜的流动性；突触小泡的形成与高尔基体密切相关；突触间隙的液体是组织液；神经递质的释放方式是胞吐。

(4)突触间隙中神经递质的去向有三种：迅速地被酶分解、重吸收到突触小泡、扩散离开突触间隙。

(5)突触前膜处发生的信号转变是电信号→化学信号；突触后膜处的信号转变是化学信号→电信号。

(6)兴奋经突触的传递过程体现了细胞膜具有控制物质进出细胞和进行细胞间的信息交流两种功能。

题型06 实验设计类（稳态与调节）动物生命调节是在神经-体液-免疫的调节网络下进行的，在高考非选择题中神经-体液调节和免疫调节这两大模块是非常重要的地位，考生首先要掌握模型建构的能力，根据具体题干信息结合所学知识进行准确作答，考察为神经调节、体液调节、免疫调节的基础知识。

对实验设计的合理性和严谨性进行评价，是综合反映学生实验设计能力的重要策略。

生物实验评价和改进类试题，不仅考查考生进行实验的独立操作能力，也考查考生分析、推理等科学思维能力。

试题具有一定的开放性，涉及实验材料的选择、实验相关操作技能理解、及实验思路和实验方案的设计。

试题一般包括以下层次。

1.理解实验与探究的目的、原理，实验与探究的方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并将所涉及的方法和技能进行运用。

2.对实验或探究现象和结果进行分析、解释，并对收集到的数据进行处理。

3.运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。

4.对一些简单的实验与探究方案做出恰当的评价和修订。

自2000年江苏、浙江、山西、吉林四省使用的高考理科综合能力测试卷第一次出现该类型的题目，之后的理科综合试卷和生物单科试卷不断出现，逐渐成为高考生物实验能力测试的一种重要题型。

近几年，这类题目的特点是题目提供部分实验步骤，让考生补充完善余下的实验步骤；题目给出实验的部分结果，让考生补充其他可能得结果；题目不直接呈现实验的结论，要求考生通过对实验结果的预测及推理判断得出相关的实验结论。

这类题目涉及知识点多、涉及情景面宽，涉及立意点多，知识点琐碎，是各地高考试题的难点之一。

这类题目一般具有一定的开放性。

由于受高考阅卷的限制，题目编制在选材方面往往收到一定的限制，题量和设问角度也受到较大影响。

命题的材料和情境设置一般源于实验和探究实践、源于一些科研项目，贴近生活、贴近实践，与考生的经验有一定差距，导致这类题目对考生要求高，试题难度大。

这类试题的另一个特点是：为与中学实验保持一致性，个别实验题目的素材往往与教材和课程标准具有高度相关性。

高考知识能力提升专题22 神经调节实验探究(二)兴奋传递相关实验探究1.探究离子对兴奋传递的影响（1）实验原理兴奋在神经元之间的传递受离子的影响，如Ca2+会影响神经递质的释放，从而影响兴奋到传递。

（2）实验思路改变突触部位某种离子的浓度或有无，刺激突触前神经元，检测突触后神经元膜电位的变化，从而判断该离子对兴奋传递的影响。

（3）结果分析①若有无某离子作用实验结果均一样，说明该离子对兴奋传递没有影响；②若存在某离子时，突触后神经元膜电位改变，说明该离子能促进兴奋传导；③若改变某离子浓度，突触后神经元膜电位随之改变，说明该离子能改变兴奋传递强度。

【典例6】（2021·江苏·模拟预测）离子的跨膜运输是神经兴奋传导与传递的基础。

突触传递过程中，前、后膜内外离子的移动如下图所示。

请回答问题：（1）当兴奋传导到突触前膜时，引起突触前膜对Na+通透性的变化趋势为______。

在此过程中Na+离子的过膜方式是______。

（2）引起突触前膜上Ca2+ 通道打开的原因是______。

（3）图中①至④表示兴奋引发的突触传递过程。

图中过程②表示______。

（4）为研究细胞外Na+浓度对突触传递的影响，向细胞外液适度滴加含Na+溶液，当神经冲动再次传来时,膜电位变化幅度增大，原因是______。

（5）在突触部位胞内的钙离子主要来自于胞外。

为证明细胞内钙离子浓度可影响神经递质的释放量，提出可供实验的两套备选方案。

方案一：施加钙离子通道阻断剂，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量。

再在该实验体系中适度增加细胞外液中的钙离子浓度，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量。

方案二：适度增加细胞外液中的钙离子浓度，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量。

另取一组实验材料施加钙离子通道阻断剂，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量。

比较上述两个方案的优劣，并陈述理由__________。

一、实验目的1. 学习掌握电生理实验仪器的使用方法。

2. 熟悉神经纤维兴奋传导的原理和过程。

3. 观察和记录神经纤维兴奋传导的电位变化。

4. 分析和探讨影响神经纤维兴奋传导的因素。

二、实验原理神经纤维是神经元的一部分，负责将兴奋（动作电位）从神经细胞体传递到神经末梢。

兴奋传导是通过膜电位的变化实现的，即神经纤维膜内外离子浓度的变化。

当神经纤维受到一定强度的刺激时，膜上的离子通道会打开，离子跨膜流动，导致膜电位发生变化，从而产生动作电位。

动作电位沿着神经纤维传导，使得神经冲动得以传递。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：神经纤维标本、生理盐水、电极、电极夹、电生理实验仪等。

2. 实验仪器：电生理实验仪、刺激器、放大器、示波器、计算机等。

四、实验步骤1. 将神经纤维标本放置在生理盐水中，用电极夹固定电极。

2. 将电极插入神经纤维，确保电极与神经纤维紧密接触。

3. 打开电生理实验仪，设置合适的刺激参数，如刺激强度、频率、时长等。

4. 使用刺激器对神经纤维进行刺激，观察示波器上记录到的电位变化。

5. 记录不同刺激参数下的电位变化，分析兴奋传导的特点。

6. 改变实验条件，如改变神经纤维的温度、pH值等，观察对兴奋传导的影响。

五、实验结果与分析1. 在实验过程中，观察到当神经纤维受到刺激时，示波器上出现电位变化，表现为先出现去极化，然后出现复极化。

2. 随着刺激强度的增加，电位变化的幅度也随之增大，说明兴奋传导的强度与刺激强度成正比。

3. 当刺激频率较高时，电位变化的速度加快，说明兴奋传导的速度与刺激频率成正比。

4. 改变神经纤维的温度，观察到温度升高时，电位变化幅度增大，传导速度加快；温度降低时，电位变化幅度减小，传导速度减慢。

5. 改变神经纤维的pH值，观察到pH值升高时，电位变化幅度减小，传导速度减慢；pH值降低时，电位变化幅度增大，传导速度加快。

六、实验结论1. 神经纤维兴奋传导是通过膜电位的变化实现的，兴奋传导的强度和速度与刺激强度和频率成正比。

兴奋传导与传递的相关实验探究题型1膜电位的测量与变化曲线分析1.膜电位的测量方法方法图解结果电表两极分别置于神经纤维膜的指针发生一次偏转内侧和外侧电表两极均置于神经纤维膜的外指针发生两次方向相反的偏转侧提醒在一个神经元内有一处受到刺激产生兴奋，并迅速传至整个神经元，则在该神经元的任何部位均可检测到电位变化。

2.膜电位变化曲线解读1.关于静息电位的测量和动作电位的变化，下列说法错误的是（D）A.图1测量的是静息电位，需要将电表的两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧B.图2中A点表示膜内电位比膜外电位低60mVC.图2中C点的高低与膜内外钠离子的浓度差有关D.图2中DE段处于静息状态，出现该段的原因是钾离子外流解析静息电位是指静息状态下，神经纤维膜内外的电位差，测量时要将电表的两极分别放置在膜的内侧和外侧，A正确；图2中A点显示静息电位的读数是－60，膜外以0作为参照，说明膜内电位比膜外电位低60mV，B正确；图2中C点（动作电位峰值）的形成原因是钠离子内流，膜内外钠离子的浓度差越大，C点越高，C正确；图2中DE段（恢复静息电位）出现的原因是钾离子向膜内运输，钠离子向膜外运输，D错误。

2.[2024济南模拟，多选]图1表示电表两极分别置于神经纤维膜A点的内侧和外侧，图2表示测得的A点的膜电位变化图，图3表示兴奋在神经纤维上的传导，下列说法正确的是（ACD）图1图2图3A.内环境中K＋浓度升高，可引起图2中a点上移B.图2的b到d和图3的②到③段Na＋通道开放，Na＋内流C.图3的轴突每个位置都可能经过图2的电位变化D.图3④处可对应图2的c点解析a的绝对值的大小代表静息电位的大小，静息电位的大小取决于膜内外的钾离子浓度差，因此内环境中K＋浓度升高，细胞内外的钾离子浓度差变小，静息电位变小，a点上移，A正确；图2中的bd段是接受刺激以后产生动作电位，此时钠离子内流，图3中的②③段是钾离子外流恢复静息电位，B错误；刺激会使神经纤维局部位点产生动作电位，与旁边未兴奋部位形成局部电流，局部电流会使旁边位点兴奋，因此兴奋以局部电流（或电信号）的形式在神经纤维上传导，则图3的轴突每个位置都可能经过图2的电位变化，C 正确；图3的④处是在产生动作电位，而图2的c点也是接受刺激后产生动作电位，D正确。

高考生物二轮复习专题专练(21) 动物生理实验题的分析与设计从“高度”上研究高考[典例](2022·全国乙卷)甲状腺激素在促进机体新陈代谢和生长发育过程中发挥重要作用。

为了研究动物体内甲状腺激素的合成和调节机制，某研究小组进行了下列相关实验。

实验一：将一定量的放射性碘溶液经腹腔注射到家兔体内，一定时间后测定家兔甲状腺的放射性强度。

实验二：给甲、乙、丙三组家兔分别经静脉注射一定量的生理盐水、甲状腺激素溶液、促甲状腺激素溶液。

一定时间后分别测定三组家兔血中甲状腺激素的含量，发现注射的甲状腺激素和促甲状腺激素都起到了相应的调节作用。

回答下列问题。

(1)实验一中，家兔甲状腺中检测到碘的放射性，出现这一现象的原因是________________________________________________________________________。

(2)根据实验二推测，丙组甲状腺激素的合成量________(填“大于”或“小于”)甲组。

乙组和丙组甲状腺激素的合成量________(填“相同”或“不相同”)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

[解析](1)碘是合成甲状腺激素的原料，将一定量的放射性碘溶液注射到家兔体内，碘经体液运输到甲状腺滤泡上皮细胞被吸收，参与甲状腺激素的合成。

(2)甲组注射生理盐水，对甲状腺的活动没有明显的影响，甲状腺激素的合成与释放维持原来的水平；乙组注射外源甲状腺激素，使机体甲状腺激素含量超过正常水平，会反馈给下丘脑和垂体，从而抑制两者的活动，使机体甲状腺激素合成减少；丙组注射促甲状腺激素，可以促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素，导致甲状腺激素合成增加，故三种情况下，丙组甲状腺激素的合成量大于甲组，乙组和丙组甲状腺激素的合成量不相同。

热点九 兴奋传导和传递的实验探究与分析[规律方法·会总结]1．探究反射弧损伤部位的实验思路2．探究兴奋的传导与传递(1)探究兴奋在神经纤维上的传导方法思路：电刺激①处⎩⎪⎨⎪⎧ 观察A 的反应测②处电位变化 结果分析⎩⎪⎨⎪⎧A 有反应，②处电位改变→双向传导A 有反应，②处电位未变→单向传导 (2)探究兴奋在神经元之间的传递方法思路⎩⎪⎨⎪⎧ 先电刺激①处，测③处电位变化再电刺激③处，测①处电位变化 结果分析⎩⎪⎨⎪⎧两次实验的检测部位均有电位变化→双向传递只有一处电位改变→单向传递 3．验证传入神经和传出神经功能的实验思路[技能提升·会应用]1.如图为反射弧模式图，A～E表示其组成，甲、乙是置于神经纤维B、D上记录电位变化的电位计。

请回答：(1)该反射弧中C为______，E的功能是__________________________________________。

(2)刺激a点能引起A的收缩，该过程________(填“属于”或“不属于”)反射。

在________(填“a”“b”“a”或“b”)点给予足够强度刺激时，甲、乙两电位计都可记录到电位变化。

随后在A中的神经—肌肉接点(突触)处发生的信号变化是_____________________________，引起上述信号变化的信息分子是_______________________________________________。

(3)将甲、乙两个蛙心分离出来，并在心脏中充入适量任氏液(主要成分为0.7%NaCl溶液)。

电刺激与甲心脏相连的神经，结果心跳加速、加强；随后将甲内的任氏液取出并转移到乙心脏中，也引起乙心脏跳动加速、加强。

对乙心脏跳动加速、加强最合理的解释是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。