【生物】2021届一轮复习人教版科学思维系列（七）设计实验方案(生理类)　教案 4页

‎ ‎ 核心素养微专题——科学探究系列（七）设计实验方案(生理类)‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎　　“设计实验方案”是指实施实验处理的一个计划方案。其流程为明确实验题目和具体要求→提出假设→确定实验的原理和研究对象→明确实验条件→找出实验变量→明确实验设计思路→设计实验步骤→实验结果的预测和分析等。‎ 生理类实验方案的设计通常包括明确实验目的、找出实验变量、分析不同变量对应实验现象、确定并书写实验方案等内容。‎ ‎　　　　明确实验原理 ‎　　 　　↓‎ ‎　　　　找出实验变量 ‎　　　　↓‎ ‎　　　　分析对应现象 ‎　　 　　↓‎ ‎　　　　书写实验方案 ‎ ‎ 科学工作者为研究兴奋在神经纤维及突触间传导的情况,设计如图所示实验。图中c点位于灵敏电流计①两条接线的中点,且X=Y。请回答下列问题:‎ ‎ ‎ ‎(1)在a点未受刺激时,膜外电位为______电位;受到刺激时,其电位变化主要是由______的跨膜运输引起的。 ‎ ‎(2)已知兴奋在神经纤维上可以双向传导,若刺激b点,电流计①将________(‎ 填偏转方向和次数);若刺激c点,电流计①将________(填偏转方向和次数)。 ‎ ‎(3)若利用电流计②验证兴奋在突触间只能单向传递。请设计实验进行证明(请注明刺激的位点、指针偏转情况):‎ ‎①__________________,说明兴奋可以从A传到B; ‎ ‎②__________________,说明兴奋不能从B传到A。 ‎ ‎(4)请利用电流计①、②设计一个简单实验,证明兴奋在神经纤维上的传导速度大于其在突触间的传递速度:‎ 实验思路:______________________________________。 ‎ 结果预测:______________________________________。 ‎ ‎【模板应用】‎ ‎ ‎ ‎【解析】(1)a点未受刺激时为静息电位,膜外是正电位,受到刺激后Na+内流,形成动作电位。‎ ‎(2)刺激b点,电流计①左端距离b点较近,先兴奋,指针先向左偏转一次,当兴奋传至电流计①的右端时,指针再向右偏转一次,共偏转两次,方向相反。刺激c点时,由于c在中点,距离电流计①两端的距离相等,兴奋同时到达电流计①‎ 的两端,不形成电位差,指针不偏转。‎ ‎(3)刺激突触前膜所在的神经元上任意一点(图中a、b、c、d),由于电流计②跨越突触,兴奋在突触结构上传递速度慢,电流计②指针会发生2次方向相反的偏转,说明兴奋可以从A传到B;刺激e点,兴奋不能由B传到A,因此电流计②的指针仅偏转1次,从而说明兴奋在突触间是单向传递的。‎ ‎(4)由于X=Y,因此d点到两个电流计的距离相等,若刺激d点,电流计①比电流计②发生第二次偏转的时间更早,则说明在神经纤维上传导速度快,否则在突触间传递速度快,若发生第二次偏转的时间一致,则说明在神经纤维上与突触间传导速度相同。‎ ‎　答案:(1)正　Na+　(2)先向左再向右,共偏转2次　不偏转　(3)刺激d(或a或b或c)点,电流计②指针发生2次方向相反的偏转　刺激e点,电流计②指针偏转1次　(4)刺激d点,观察电流计①、②发生第二次偏转的先后顺序　电流计①发生第二次偏转的时间早于电流计②‎ ‎ ‎ 如图是从蛙体内剥离出的某反射弧结构模式图,其中甲表示神经中枢,乙、丙未知。神经A、B上的1、2、3、4为4个实验位点。现欲探究神经A是传出神经还是传入神经,结合所给器材,完成以下内容。‎ 材料:从蛙体内剥离出来的某反射弧(反射弧结构未被破坏)。‎ 供选择仪器:剪刀,电刺激仪,微电流计。‎ ‎ ‎ ‎(1)如果该反射弧的效应器为运动神经末梢及其连接的肌肉,探究神经A是传出神经还是传入神经的方法步骤为(只在神经A上完成):‎ ‎①先用剪刀在神经A的____________将其剪断; ‎ ‎②再用电刺激仪刺激神经A上的实验点____________,若____________,则神经A为传入神经,反之则为传出神经。 ‎ ‎(2)如果在实验过程中要保证神经A和神经B的完整性,探究神经A是传出神经还是传入神经的方法步骤为(每个实验位点只能用一次):‎ ‎①将微电流计的两个电极分别搭在实验位点2和实验位点3的神经纤维膜外;‎ ‎②用电刺激仪刺激实验位点1,若微电流计的指针偏转____________次,则神经A为传出神经;若微电流计的指针偏转____________次,则神经A为传入神经。做出上述判断的依据是兴奋在神经元之间为________传递,具有这种特点的原因是____________________________________________。 ‎ ‎【解析】该实验的目的是探究神经A是传出神经还是传入神经。实验原理是兴奋在神经元上可以双向传导,而在神经元之间只能单向传递。(1)①实验要求只能在神经A上完成,操作时,先用剪刀将神经A的1、2之间剪断。②若A是传入神经,乙是感受器,则刺激神经A上的实验点1,肌肉无收缩现象;若A是传出神经,乙是效应器,则刺激神经A上的实验点1,兴奋仍可传至效应器,所以肌肉有收缩现象。(2)②若神经A为传入神经,刺激实验位点1,兴奋可传至实验位点2和3,则微电流计的指针偏转2次。若神经A为传出神经,刺激实验位点1,兴奋只能传到2,而不能传到3,则微电流计的指针只能偏转1次。做出上述判断的依据是兴奋在神经元之间的传递是单向的,其原因是神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜。‎ 答案:(1)①1、2之间　②1　无肌肉收缩现象(或2　有肌肉收缩现象)　(2)1　2　单向　神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜 ‎ ‎