Question

为了研究含有不同的钠离子浓度的细胞外液（细胞外液渗透压相同、钾离子浓度相同）对离体枪乌贼神经纤维电位变化的影响，请根据提供的实验材料完善实验思路并预测实验结果．
实验材料：离体枪乌贼神经纤维若干、正常等渗溶液、高Na⁺等渗溶液、低Na⁺等渗溶液（高于细胞内Na⁺浓度），动作电位记录仪等．
（1）实验思路：
①实验分组：将生理功能正常的神经纤维，均分为三组，

 

．
②控制变量：分别将三组的神经纤维连接好动作电位记录仪；再将1组神经纤维置于高Na⁺等渗溶液中；2组神经纤维置于低Na⁺等渗溶液；3组神经纤维置于正常等渗溶液．
③结果测量：

 

，再分别记录每组神经纤维的

 

（2）预测实验结果：请用曲线图表示可能的实验结果．

 

（3）实验分析：设置第3组的目的是

 

．

Answer 1

考点：细胞膜内外在各种状态下的电位情况

专题：

分析：静息电位和动作电位产生的原因：在神经细胞未受刺激，也就是静息状态静息电位时，膜外正电位，膜内负电位．此时膜主要对K+有通透性，造成K⁺外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，这是大多数神经细胞产生静息电位的主要原因．当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对Na⁺通透性增加，导致大量Na⁺内流，使膜内侧阳离子浓度高于膜外侧，膜两侧电位差倒转，即膜外由正电位变为负电位，膜内则由负电位变为正电位动作电位．
动作电位的产生是由于Na⁺内流，导致膜电位变为外负内正，因此，细胞外液中Na⁺浓度越大，产生的动作电位峰值越高．

解答： 解：（1）实验题目中材料和用具往往暗示了实验的设计思路和方向．根据材料和用具，要验证细胞外液中Na⁺浓度会影响受刺激后神经纤维膜电位的变化幅度和速率，可以利用生理状态一致的枪乌贼离体神经纤维在正常海水、低Na⁺海水、高Na⁺海水中神经纤维膜电位的变化幅度和速率进行说明．
①实验分组：将生理功能正常的神经纤维，均分为三组，编号为1、2、3组．
②控制变量：分别将三组的神经纤维连接好动作电位记录仪；再将1组神经纤维置于高Na⁺等渗溶液中；2组神经纤维置于低Na⁺等渗溶液；3组神经纤维置于正常等渗溶液．
③结果测量：分别给予这3组枪乌贼离体神经纤维相同的适宜刺激，再分别记录每组神经纤维的电位变化
（2）预测实验结果：结合动作电位形成的机制，当神经纤维受刺激后，在低Na⁺浓度海水中，Na⁺内流的量减少，速率降低，导致神经纤维膜电位的变化幅度和速率下降，高Na⁺海水中则相反，结果如答案所示．
（3）实验分析：在不同Na+浓度海水中神经纤维受刺激后的膜电位的变化幅度和速率不同，是因为在不同 Na+浓度的海水中Na+内流的量和速率不同． 设置第3组的目的是起对照作用．
故答案为：
（l）①编号为1、2、3组
③分别给予这3组枪乌贼离体神经纤维相同的适宜刺激   电位变化 
（2）

（3）对照作用

点评：本题考查神经细胞膜电位变化的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．