高考生物一輪復(fù)習(xí)第8單元生命活動的調(diào)節(jié)素養(yǎng)加強課8動物生理相關(guān)實驗探究學(xué)案

動物生理相關(guān)實驗探究類型一膜電位變化與電流表的指針偏轉(zhuǎn)問題取兩個新鮮的坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本，按如圖所示連接，圖中①②指的分別是控制右肌肉和左肌肉的坐骨神經(jīng)。對S點的適宜刺激可引起圖中右肌肉收縮，左肌肉隨后也收縮。a點是表甲與神經(jīng)接觸的點。下列敘述正確的是()A．刺激增強，肌肉收縮增強，說明神經(jīng)纖維的電位變化隨刺激強度的變化而變化B．給a點適宜強度的刺激，左、右肌肉均收縮，表乙能發(fā)生兩次方向不同的偏轉(zhuǎn)C．給a點小于閾值的刺激，兩表均不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，左右肌肉也均不發(fā)生收縮D．刺激S點，發(fā)現(xiàn)表乙先右偏一次，后左偏兩次，說明各神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)速度不同[審題指導(dǎo)]審題時應(yīng)重點關(guān)注圖中一個連接位置(肌肉和神經(jīng)之間的連接)以及興奮傳遞的方向。(1)知識聯(lián)系：①電位的產(chǎn)生與膜電位變化有什么關(guān)系？②興奮的傳導(dǎo)與傳遞的特點分別是什么？(2)推理分析①S點的適宜刺激，左、右肌肉均收縮→興奮的傳遞方向是由右向左。②刺激S點，乙發(fā)生3次偏轉(zhuǎn)→各神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)速度不同。D[對于一個神經(jīng)細(xì)胞來說，只要產(chǎn)生動作電位便達到最大值，動作電位的強度不會隨刺激強度改變，神經(jīng)纖維的電位變化也是如此，A錯誤；興奮在神經(jīng)纖維上可雙向傳導(dǎo)，在突觸處只能單向傳遞，給a點適宜強度的刺激，產(chǎn)生的興奮能夠傳到左、右肌肉，導(dǎo)致左、右肌肉均收縮，但興奮不能傳到控制右肌肉的坐骨神經(jīng)處，所以表乙不能發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B錯誤；給a點小于閾值的刺激，可在a點形成一個不能傳播的微小電位，使表甲發(fā)生偏轉(zhuǎn)，表乙不偏轉(zhuǎn)，左右肌肉也均不發(fā)生收縮，C錯誤；一條坐骨神經(jīng)是由許多神經(jīng)纖維組成的，刺激S點，發(fā)現(xiàn)表乙先右偏一次，后左偏兩次，說明各神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)速度不同，D正確。]1．指針偏轉(zhuǎn)原理如圖中a點受刺激產(chǎn)生動作電位“”，后面為該動作電位沿神經(jīng)纖維傳導(dǎo)依次通過“a→b→c→c右側(cè)”時靈敏電流計的指針變化細(xì)化圖：2．電流計指針偏轉(zhuǎn)問題分析(1)興奮在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)時(雙向傳導(dǎo))①刺激a點，b點先興奮，d點后興奮，電流計指針發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)；②刺激c點(bc＝cd)，b點和d點同時興奮，電流計指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(2)興奮在神經(jīng)元之間傳遞時(單向傳遞)①刺激b點(ab＝bd)，由于興奮在突觸間的傳遞速率小于在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)速率，所以a點先興奮，d點后興奮，電流計指針發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)；②刺激c點，興奮不能傳至a點，a點不興奮，d點可興奮，電流計指針只發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)。1．(2020·湖北省武漢市高三調(diào)研)將記錄儀的兩個電極分別放置在神經(jīng)纖維膜外的a、c兩點，c點所在部位的膜已被損傷，其余部位均正常。如圖是刺激前后的電位變化，相關(guān)敘述錯誤的是()圖中陰影區(qū)域為興奮部位，黑色區(qū)域為被損傷部位A．興奮的產(chǎn)生與膜對Na＋的通透性改變有關(guān)B．被損傷部位c點的膜外電位可能為零電位C．興奮傳到b點時記錄儀的指針將向左側(cè)偏轉(zhuǎn)D．結(jié)果表明興奮在神經(jīng)纖維上以電信號形式傳導(dǎo)C[受到刺激時，細(xì)胞膜對Na＋的通透性增加，A正確；由圖可知，刺激前電表向右偏轉(zhuǎn)，因此被損傷部位c點的膜外電位可能為零電位，B正確；興奮傳到b點時記錄儀的指針將恢復(fù)到刺激前的狀態(tài)，即向右側(cè)偏轉(zhuǎn)，C錯誤；根據(jù)刺激前后記錄儀指針的偏轉(zhuǎn)情況可推測興奮在神經(jīng)纖維上以電信號形式傳導(dǎo)，D正確。]2．將兩個微電極置于圖中b、c兩處神經(jīng)細(xì)胞膜外，并與靈敏電流計正負(fù)兩極相連，刺激e處，肌肉收縮且電流計指針偏轉(zhuǎn)。依據(jù)所觀察到的電流計指針偏轉(zhuǎn)情況，繪制出的電流變化情況曲線是如圖中的()ABCDC[刺激e處，會產(chǎn)生動作電位，e處膜外電位由正電荷變?yōu)樨?fù)電荷，2個微電極置于圖中b、c兩處神經(jīng)細(xì)胞膜外，靜息時膜電位為零，產(chǎn)生動作電位時，局部電流先通過右電極再通過左電極，故電流變化圖形為C。]3．如圖是用甲、乙兩個電流表研究神經(jīng)纖維及突觸上興奮產(chǎn)生及傳導(dǎo)的示意圖。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．靜息狀態(tài)下，甲指針偏轉(zhuǎn)，乙指針不偏轉(zhuǎn)B．刺激a處時，甲指針偏轉(zhuǎn)一次，乙指針偏轉(zhuǎn)兩次C．刺激b處時，甲指針維持原狀，乙指針偏轉(zhuǎn)一次D．清除c處的神經(jīng)遞質(zhì)，再刺激a處時，甲指針偏轉(zhuǎn)一次，乙指針不偏轉(zhuǎn)D[甲電流表的兩極分別位于膜外和膜內(nèi)，乙電流表的兩極均置于膜外，靜息狀態(tài)下，甲電流表膜外為正電位，膜內(nèi)為負(fù)電位，甲指針偏轉(zhuǎn)，而乙電流表兩極均為正電位，乙指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A正確；刺激a處時，對于甲電流表，興奮傳到電極處，膜外為負(fù)電位，膜內(nèi)為正電位，甲指針偏轉(zhuǎn)一次。對于乙電流表，興奮先傳到乙電流表的左邊電極，然后傳到右邊電極，乙指針偏轉(zhuǎn)兩次，B正確；刺激b處時，興奮無法傳到左邊神經(jīng)元，因此甲指針維持原狀，對于乙電流表，興奮無法傳到電流表左邊電極，乙指針偏轉(zhuǎn)一次，C正確；清除c處的神經(jīng)遞質(zhì)，再刺激a處時，興奮無法傳到右邊神經(jīng)元，甲指針偏轉(zhuǎn)1次，乙指針偏轉(zhuǎn)一次，D錯誤。]類型二興奮傳導(dǎo)、傳遞特點的實驗探究請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖中突觸釋放神經(jīng)遞質(zhì)________(填“需要”或“不需要”)耗能。(2)圖中刺激e點時，電流表偏轉(zhuǎn)________次。(3)某種藥物可以阻斷青蛙的屈肌反射活動，但是不知道該藥物是抑制神經(jīng)纖維上興奮的傳導(dǎo)還是抑制突觸間隙興奮性遞質(zhì)的傳遞，通過設(shè)計實驗觀察肌肉收縮情況來判斷該藥物的作用(注：圖中各點可作為投藥或者刺激的位點)。①第一步：刺激e點肌肉收縮，這種現(xiàn)象________(填“屬于”或“不屬于”)反射。②第二步：_______________________________，證明藥物抑制突觸間隙興奮性遞質(zhì)的傳遞。③第三步：_________________________________________，證明藥物抑制神經(jīng)纖維上興奮的傳導(dǎo)。[審題指導(dǎo)]審題時應(yīng)關(guān)注以下兩個問題：(1)明確該實驗的目的在于驗證興奮能在神經(jīng)纖維上雙向傳導(dǎo)，而在反射弧中只能單向傳遞。(2)若將藥物投放在e點，刺激d點或c點，缺乏對照。[解析](1)神經(jīng)遞質(zhì)釋放到突觸間隙的過程是胞吐過程，需要消耗能量。(2)興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是雙向的，在神經(jīng)元之間的傳遞是單向的，因此在反射弧上的傳導(dǎo)是單向的，因此甲圖中刺激e點時，興奮可以傳導(dǎo)到同一個神經(jīng)元d、e點，不能傳導(dǎo)到其他神經(jīng)元，故電流表偏轉(zhuǎn)1次。(3)①電刺激e點肌肉收縮，沒有經(jīng)過反射弧，因此不屬于反射。②如果藥物抑制突觸間隙興奮性遞質(zhì)的傳遞，則將藥物投放在b處，刺激a點無肌肉收縮反應(yīng)，刺激c點有肌肉收縮反應(yīng)。③如果藥物抑制神經(jīng)纖維上興奮的傳導(dǎo)，則將藥物投放在d處，刺激c點無肌肉收縮反應(yīng)，刺激e點有肌肉收縮反應(yīng)。[答案](1)需要(2)1(3)不屬于藥物投放在b處，刺激a點無肌肉收縮刺激c(d或e)點肌肉收縮藥物投放在d處，刺激c點無肌肉收縮，刺激e點肌肉收縮1．“藥物阻斷”實驗探究某藥物(如麻醉藥)是阻斷興奮在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)，還是阻斷在突觸處傳遞，可分別將藥物置于神經(jīng)纖維上或置于突觸處，依據(jù)其能否產(chǎn)生“阻斷”效果做出合理推斷。2．電刺激法探究反射弧中興奮傳導(dǎo)、傳遞的特點(1)探究興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)方法設(shè)計：電刺激圖①處，觀察A的變化，同時測量②處的電位有無變化。結(jié)果分析：若A有反應(yīng)，且②處電位改變，則說明興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是雙向的；若A有反應(yīng)而②處無電位變化，則說明興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是單向的。(2)探究興奮在神經(jīng)元間的傳遞方法設(shè)計：先電刺激圖①處，測量③處的電位變化；再電刺激③處，測量①處的電位變化。結(jié)果分析：若兩次實驗的檢測部位均發(fā)生電位變化，說明興奮在神經(jīng)元間的傳遞是雙向的；若只有一處電位改變，則說明興奮在神經(jīng)元之間的傳遞是單向的。1．破壞蛙腦保留脊髓，獲得脊蛙，暴露該脊蛙左后肢屈反射的傳入神經(jīng)元和傳出神經(jīng)元。如圖為該脊蛙屈反射的反射弧結(jié)構(gòu)示意圖，a和b為電表。下列說法正確的是()A．刺激該脊蛙左后肢趾皮膚就可引起屈反射B．骨骼肌的收縮過程中，肌膜上并不形成動作電位C．傳入神經(jīng)元和傳出神經(jīng)元的突觸就是該反射弧的反射中樞D．在該反射弧上某處進行1次刺激，可驗證興奮的傳導(dǎo)是雙向的，傳遞是單向的D[實現(xiàn)反射需要具備完整的反射弧和足夠的刺激，因此刺激該脊蛙左后肢趾皮膚時，若是刺激強度不強，不會引起屈反射，A錯誤；骨骼肌的收縮過程中，肌膜上也會形成動作電位，B錯誤；屈反射的反射中樞位于脊髓，C錯誤；刺激電位計b與骨骼肌之間的傳出神經(jīng)，觀察到電位計b有電位波動和左后肢屈腿，電位計a未出現(xiàn)電位波動，即可驗證興奮能在神經(jīng)纖維上雙向傳導(dǎo)，而在反射弧中只能單向傳遞，D正確。]2．取新鮮的神經(jīng)—肌肉標(biāo)本(實驗期間用生理鹽水濕潤標(biāo)本)如圖，a、d分別是放置在傳出神經(jīng)和骨骼肌上的電極，用于刺激神經(jīng)和骨骼??；b是放置在傳出神經(jīng)上的電流計，用于記錄神經(jīng)興奮電位；c為神經(jīng)與肌細(xì)胞形成的突觸。正常時，用a刺激神經(jīng)會引起骨骼肌收縮，下列判斷分析不正確的是()A．如果刺激c、a點中間任何一點，都可檢測到電位變化，表明傳出神經(jīng)完好B．如果用a刺激神經(jīng)，在b處不能記錄到電位，表明傳出神經(jīng)受損C．如果用a刺激神經(jīng)，在b處記錄到電位，骨骼肌不收縮，表明部位c受損D．如果用d刺激骨骼肌，骨骼肌不收縮，表明骨骼肌受損C[如果刺激c、a點中間任何一點，都可檢測到電位變化，表明傳出神經(jīng)完好，A正確；如果用a刺激神經(jīng)，在b處不能記錄到電位，表明傳出神經(jīng)受損，B正確；如果用a刺激神經(jīng)，在b處記錄到電位，骨骼肌不收縮，表明部位c受損或骨骼肌受損，C錯誤；如果用d刺激骨骼肌，骨骼肌不收縮，表明骨骼肌受損，D正確。]類型三動物激素功能的實驗探究(2019·浙江高考)欲驗證胰島素的生理作用，根據(jù)以下提供的實驗材料與用具，提出實驗思路，預(yù)測實驗結(jié)果并進行分析。材料與用具：小鼠若干只，胰島素溶液，葡萄糖溶液，生理鹽水，注射器等。(要求與說明：血糖濃度的具體測定方法及過程不作要求，實驗條件適宜)(1)實驗思路：_____________________________________________________。(2)預(yù)測實驗結(jié)果(設(shè)計一個坐標(biāo)，用柱形圖表示至少3次的檢測結(jié)果)：(3)分析與討論①正常人尿液中檢測不到葡萄糖，其原因是_____________________________________________________。②當(dāng)機體血糖水平升高時，胰島中的內(nèi)分泌細(xì)胞及其分泌的激素變化是__________________________________________________________________________________________________________________。此時，機體細(xì)胞一方面增加對葡萄糖的攝取、貯存和利用，另一方面____________________________________________________________________________________________________________________。[審題指導(dǎo)]本題可采取“去除添加法”驗證胰島素的生理作用。在審題的過程中應(yīng)思考以下問題：(1)明確胰島素的生理作用。(2)分析出本實驗的自變量以及因變量的檢測指標(biāo)。(3)實驗設(shè)計思路不同于詳細(xì)的實驗步驟，描述時可不出現(xiàn)用量或濃度等。[解析](1)本實驗的目的是驗證胰島素的生理作用，所以實驗的自變量是有無胰島素，實驗材料中有提供葡萄糖溶液，可將實驗分兩組，實驗組用胰島素處理，對照組用生理鹽水處理，實驗組出現(xiàn)低血糖癥狀后還需給實驗組注射葡萄糖溶液，對照組注射生理鹽水，反向驗證胰島素的作用。具體實驗思路見參考答案。(2)注射胰島素組的實驗結(jié)果是血糖濃度下降，接著注射葡萄糖，血糖濃度又會上升；注射生理鹽水組血糖濃度變化不大。注意本題要求畫柱形圖，圖中需有圖注，橫坐標(biāo)需標(biāo)注兩次注射。(3)①正常人體內(nèi)的胰島素可以促進腎小管對過濾液中葡萄糖的吸收，故在尿液中檢測不到葡萄糖。②當(dāng)機體血糖水平升高時會引起胰島B細(xì)胞分泌胰島素增加，胰島A細(xì)胞分泌胰高血糖素減少。胰島素具有促進對葡萄糖的攝取、貯存和利用以及抑制氨基酸等物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖的作用。[答案](1)①分別測定每只小鼠的血糖濃度，并記錄。②將小鼠分為A、B兩組，A組注射胰島素，B組注射生理鹽水。每隔一段時間，分別測定兩組小鼠的血糖濃度，并記錄。③當(dāng)岀現(xiàn)低血糖癥狀后，A組注射葡萄糖溶液，B組注射生理鹽水。每隔一段時間，分別測定兩組小鼠的血糖濃度，并記錄。④對每組所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析(2)胰島素對小鼠血糖濃度影響示意圖(3)①胰島素促進腎小管對過濾液中葡萄糖的吸收②胰島B細(xì)胞分泌胰島素增加，胰島A細(xì)胞分泌胰高血糖素減少抑制氨基酸等物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖1．常見動物激素生理功能的研究方法激素方法實驗探究甲狀腺激素飼喂法用含有甲狀腺激素的飼料喂養(yǎng)蝌蚪，蝌蚪迅速發(fā)育成小青蛙摘除法手術(shù)摘除小狗甲狀腺，小狗發(fā)育停止；摘除成年狗的甲狀腺，成年狗出現(xiàn)行動呆笨、精神萎靡、代謝中氧消耗量顯著降低、產(chǎn)熱量減少等現(xiàn)象生長激素切除法切除小狗的垂體后，小狗生長立即停滯注射法對其每天注射適量的生長激素，可逐漸恢復(fù)生長性激素割除法公雞和母雞的生殖腺閹割后，會逐漸喪失各自的第二性征移植法把公雞睪丸移植到閹割過的母雞體內(nèi)，該母雞就會逐漸長出公雞的雞冠和長的尾羽，并且具有公雞那種好斗的特性胰島素注射法給饑餓18～24h后的小白鼠注射一定劑量的胰島素溶液，不久，小白鼠出現(xiàn)驚厥的低血糖癥狀，皮下注入50%的葡萄糖溶液搶救，可以恢復(fù)2．實驗設(shè)計注意事項(1)動物分組的基本要求：選擇性別、年齡、體重、生理狀況相似的動物進行平均分組，且每組不能只有一只。(2)在研究動物激素生理功能的實驗設(shè)計中，要注意設(shè)計對照實驗，排除干擾因素的影響，使實驗結(jié)論更加科學(xué)。對照組中，生理鹽水不能用蒸餾水代替。(3)若研究物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，則必須是注射法，而不能用飼喂法，因為該物質(zhì)會被消化分解；如研究胰島素有降血糖的生理作用，必須選用注射法，對成年個體注射胰島素后觀察、記錄血糖濃度的變化情況；如果是脂質(zhì)或氨基酸類等小分子物質(zhì)可以注射，也可飼喂。1．(2018·全國卷Ⅱ)為研究垂體對機體生長發(fā)育的作用，某同學(xué)用垂體切除法進行實驗。在實驗過程中，用幼齡大鼠為材料，以體重變化作為生長發(fā)育的檢測指標(biāo)?；卮鹣铝袉栴}：(1)請完善下面的實驗步驟①將若干只大鼠隨機分為A、B兩組后進行處理，A組(對照組)的處理是____________________；B組的處理是________。②將上述兩組大鼠置于相同的適宜條件下飼養(yǎng)。③______________________________________________________________。④對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理與分析。(2)實驗結(jié)果與分析B組大鼠生長發(fā)育的狀況不如A組，出現(xiàn)這種差異的原因是由于B組的處理使大鼠缺失了來源于垂體的____________激素和________激素。[解析](1)本實驗的自變量是有無垂體，因此A組(對照組)的處理是不切除垂體，同時為了排除手術(shù)操作對大鼠生長發(fā)育的影響，A組的處理應(yīng)該是進行手術(shù)但不切除垂體；B組是實驗組，對其進行的處理是切除垂體。根據(jù)實驗步驟可知，①為實驗處理，②為實驗培養(yǎng)，③應(yīng)為實驗結(jié)果的檢測與記錄，且題干強調(diào)“以體重變化作為生長發(fā)育的檢測指標(biāo)”，因此，③的操作應(yīng)該是定期測定兩組大鼠的體重，并記錄實驗結(jié)果。(2)垂體可產(chǎn)生生長激素(促進生長)和促甲狀腺激素(通過作用于甲狀腺使其合成和分泌甲狀腺激素，而甲狀腺激素可促進發(fā)育)，所以B組大鼠切除垂體后，其生長發(fā)育減慢。[答案](1)①手術(shù)但不切除垂體切除垂體③每隔一定時間，測定并記錄兩組大鼠的體重(2)生長促甲狀腺2．某研究小組為了驗證甲狀腺激素對垂體的反饋調(diào)節(jié)機制，做了如下相關(guān)實驗：步驟①：將多只生長狀況相同的成年健康小鼠平均分成A、B、C三組；步驟②：A組小鼠注射一定劑量的藥物Ⅰ(抑制下丘腦神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞功能)和藥物Ⅱ(抑制甲狀腺細(xì)胞分泌功能)；B組小鼠注射一定劑量的藥物Ⅰ和藥物Ⅲ(促進甲狀腺細(xì)胞分泌功能)；C組小鼠注射等量的________(不同藥物只是限制對應(yīng)區(qū)域的功能，對其他區(qū)域無影響)。步驟③：一段時間后，________，并求平均值。請回答下列問題：(1)甲狀腺分泌的甲狀腺激素通過________運輸?shù)酱贵w