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    高考试题库【对一道高考试题的再思考】

    时间:2019-01-04 03:27:56 来源:雅意学习网 本文已影响 雅意学习网手机站

      一、问题提出   2009年上海市高考第28题:神经电位的测量装置如右上图所示,其中箭头表示施加适宜刺激,阴影表示兴奋区域。用记录仪记录A、B两电极之间的电位差,结果如右下曲线图。若将记录仪的A、B两电极均置于膜外,其它实验条件不变,则测量结果是()。
      答案:C。
      学生在高考中要顺利解答此题,必须理清以下问题:
      1.静息电位和动作电位的产生机理;
      2.灵敏电流计使用过程中电极的位置放置问题;
      3.灵敏电流计指针偏转原因和指针偏转次数的分析;
      4.灵敏电流计指针偏转方向的分析。
      二、知识链接
      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,从而表现为外正内负的静息电位。当神经纤维膜上某点受到刺激而发生兴奋时,膜对离子的通透性改变,导致Na+大量内流,使膜内阳离子浓度高于膜外,电位改变表现为外负内正的动作电位。静息电位和动作电位均可使用灵敏电流计测得。
      2.灵敏电流计使用过程中电极的放置位置
      测定静息电位和动作电位的存在,以及兴奋在传导过程存在以下几种灵敏电流计电极的位置放置现象,图例:
      图1和图2可以表示测定静息电位时灵敏电流计电极的位置放置,图3可以表示动作电位的产生和兴奋在传导过程时灵敏电流计电极的位置放置。
      3.灵敏电流计指针偏转原因和指针偏转次数的分析
      灵敏电流计的指针是否偏转,思考的依据是测量过程中两电极指针之间是否存在电位差。
      如何计算电流计指针的偏转次数对于学生而言也是一个模糊点,接下来我们以兴奋由a→b,当兴奋经过a时为例,图示解释指针发生一次偏转的情况。
      图例:
      结合图示,由图1→图2→图3的过程将指针的偏转次数计为一次。
      三、思维拓展
      1.指针发生两次反向偏转
      图示:
      如图所示,给予刺激后,a处先于b处兴奋。当a兴奋时神经细胞膜外侧体现负电位,b处于静息神经细胞膜外侧体现正电位,此时,电流表指针向左偏转。当兴奋传导至b时,b处为负电位a处为正电位,电流表指针向右偏转。据此可以小结兴奋由a处传导至b处电流表指针发生两次反向偏转。与此相同,若兴奋性递质传递时,兴奋会由a1处传导至b1处电流表指针也发生两次反向偏转。
      细胞间递质为兴奋性递质时,以下图示也会发生两次反向偏转:
      综上所述,发生两次反向偏转的条件是:电极相连两处均兴奋,但不同时。
      2.指针发生一次偏转
      图示:
      分析:如图所示,给予刺激后,b处可以兴奋,但不同神经元之间递质的传递是单向的,即只能由突触前膜释放作用于突触后膜,所以a处不能兴奋,电流表指针发生一次偏转。
      综上所述,发生一次偏转的条件:电极相连两处仅有一处兴奋。
      3.指针不发生偏转
      图示:
      
      
      
      
      
      分析:如图(一)所示,给予刺激后,由于不同神经元之间递质的传递是单向的,即只能由突触前膜释放作用于突触后膜,因此a、b两处均不兴奋,据此可知给予刺激后电流表指针不发生偏转。如图(二)所示,若ac=bc,给予刺激后,a、b同时兴奋相应膜外均为负电位不存在电势差电流表指针不偏转。
      综上所述,不发生偏转的条件:电极相连两处无一处兴奋或同时兴奋。
      综合上述知识,将2009年上海市高考第28题解析如下:
      分析题图可知,题中记录仪记录A、B两电极之间的原始电位差记录的是静息电位,它的分布区域为电位变化曲线图的负电位区。现将记录仪的A、B两电极均置于膜外电极之间无电位差,因此,曲线起点为0,当兴奋传导至A时出现静息电位的指针偏转,因此电位记录曲线应该先分布于电位负区段,因此对应选项选择C。
      四、变式训练
      1.(2009・南通调研・第10题)为了研究兴奋在神经元轴突上的传导是单向的还是双向的,取新鲜的神经―肌肉标本(实验期间用生理盐水湿润标本),设计了下面的实验装置图(C点位于两电极之间的正中心)。在图中A、B、C、D四点分别给以适宜的刺激,无法得出正确结论的刺激点是()。
      参考答案:A。
      解析:分析图示可知刺激A微电流计的指针发生两次反向偏转仅能说明兴奋由A传导至B,不能说明兴奋在神经元轴突上的传导是单向的还是双向的问题。
      2.将电流表的两个微电极a、c分别置于神经纤维膜外(ab=bc),细胞间递质为兴奋性神经递质,如图所示。现在b处给予一个刺激,电流表的指针会()。
      A.不发生偏转
      B.发生一次偏转
      C.发生两次方向相同的偏转
      D.发生两次方向相反的偏转
      参考答案:D。
      解析:由题干可知①电极a、c分别置于不同神经纤维膜外,②细胞间递质为兴奋性神经递质,③ab=bc。a、b在同一神经元刺激b时,a先兴奋结合静息电位和动作电位膜外电位分布,指针向左偏转一次。突触间存在延搁效应,因此c后兴奋结合静息电位和动作电位膜外电位分布,指针向右偏转一次。
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