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高中生物浙科版 (2019)选择性必修1 稳态与调节第一节 神经调节是通过化学信号实现的调节示范课ppt课件
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这是一份高中生物浙科版 (2019)选择性必修1 稳态与调节第一节 神经调节是通过化学信号实现的调节示范课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了教材必备知识精练，学科关键能力构建，归纳总结，知识拓展，易错疑难集训，教材易混易错集训，练后反思，常考疑难问题突破，章末培优专练，综合素养创新应用等内容，欢迎下载使用。
第二章 神经调节
第一节 神经系统是神经调节的结构基础
教材必备知识精练
知识点1 人体神经系统由中枢神经系统和周围神经系统组成
1.下列有关神经系统的组成及相关结构的叙述,错误的是( )A.神经系统结构和功能的基本单位是神经元B.中枢神经系统由脑和脊髓组成C.植物性神经包括交感神经、副交感神经及躯体运动神经D.植物性神经属于周围神经系统
答案
1.C 植物性神经属于周围神经系统中的传出神经,包括交感神经和副交感神经,C错误。
知识点1 人体神经系统由中枢神经系统和周围神经系统组成
2.传入神经和传出神经是人体周围神经系统的重要成分,下列相关叙述错误的是( )A.传入神经即感觉神经,可以接受外界的刺激信息B.传出神经即运动神经,可以将指令信息传输到相应器官C.交感神经和副交感神经都属于传入神经D.通过传出神经的作用,人体可以支配机体相应部位的活动
答案
2.C 交感神经和副交感神经都属于传出神经,也可称为植物性神经,C错误。
知识点2 神经元是人体神经系统的基本单位
3.下列有关神经元的结构与功能的叙述,正确的是( )A.神经元的树突是轴突末梢发出的如树枝状的短突起,是神经元接收信息的结构B.神经元轴突内的细胞溶胶不断地流动,以便轴突和胞体进行物质交流C.神经元根据其功能分为传入神经元和传出神经元两大类D.神经元的胞体表面不能接收其他神经元轴突末梢的信息
答案
3.B 树突是神经元胞体发出的如树枝状的短突起,A错误;神经元轴突内的细胞溶胶不断地流动,以便轴突和胞体进行物质交流,B正确;神经元根据其功能可分为传入神经元、中间神经元和传出神经元三大类,C错误;神经元的树突和胞体表面能接收其他神经元轴突末梢的信息,D错误。
知识点2 神经元是人体神经系统的基本单位
4.下列关于神经元的叙述,错误的是( )A.运动神经元能将信息由脑或脊髓传向肌肉或腺体B.轴突末梢的表面膜可受到其他神经元树突膜的支配C.神经元受到刺激后能产生兴奋,并将兴奋传递给其他神经元D.神经节是区别传入神经元和传出神经元的依据之一
答案
4.B 运动神经元,也称传出神经元,它将信息由脑或脊髓传向肌肉或腺体,A正确;树突末梢的表面膜可受到其他神经元轴突膜的支配,B错误;神经元受到刺激后可以产生兴奋,并可沿轴突将兴奋传递给其他神经元,C正确;传入神经元上具有神经节,这是区别传入神经元和传出神经元的依据之一,D正确。
知识点2 神经元是人体神经系统的基本单位
5.运动神经元的结构如图所示,下列叙述错误的是( )A.图中②属于神经元轴突末梢B.该神经元有1个轴突和多个树突C.该神经元的胞体可位于脊髓D.刺激该神经元轴突,产生的正电位沿神经纤维传导
答案
5.D 分析题图可知,图中①为运动神经元的树突,②为运动神经元轴突末梢,A正确;该神经元有1个轴突和多个树突,胞体可位于脊髓,B、C正确;刺激该神经元轴突,产生的负电位沿神经纤维传导,D错误。
知识点2 神经元是人体神经系统的基本单位
6.图甲为蛙坐骨神经腓肠肌标本,将一灵敏电位计的两极置于b、c点膜外,在a处给予适宜电刺激,测得电位变化如图乙所示。下列叙述错误的是( )A.受刺激后,电位计的指针会发生两次方向相反的偏转B.当电位计指针不发生偏转时,说明b、c两点没有电位差C.该实验可以说明神经元是一种可兴奋的细胞D.t2与t3之间的时间差与bc段距离无关
答案
6.D 受刺激后,电位计的指针会发生两次方向相反的偏转,A正确;当电位计指针不发生偏转时,说明b、c两点没有电位差,B正确;该实验可以说明神经元是一种可兴奋的细胞,C正确;t2与t3之间的时间差是动作电位在b、c两点之间传播所需的时间,与bc段距离有关,D错误。
学科关键能力构建
1.通过神经系统的调节,机体各器官、系统能够保持高度的协调与稳定。下列关于人体神经系统的基本结构的叙述,错误的是( )A.人的神经系统包括中枢神经系统和周围神经系统B.周围神经系统包括传入神经和传出神经C.周围神经系统分布在全身各处,能控制四肢运动D.脑神经和脊神经属于中枢神经系统
答案
1.D 脑神经和脊神经属于周围神经系统,D错误。
2.[2022浙江杭州高二段考]下列关于神经元结构与功能的叙述,错误的是( )A.神经元的胞体中含有细胞核B.神经元胞体发出的长突起称为神经C.轴突可将信息传给其他细胞D.运动神经元的胞体位于脊髓
答案
2.B 神经元胞体发出的长突起为轴突,又称神经纤维,神经是由许多神经纤维被结缔组织包围而成的,B错误。
3.如图表示的神经元为假单极神经元,a结构位于感受器,c结构位于神经节(近脊髓),e结构位于神经中枢。根据上述信息判断下列说法错误的是( )A.该神经元为感觉神经元,b结构为神经纤维B.动作电位在该神经元上的传导方向一般是从a→b→c→d→eC.e结构称为神经末梢,可直接与肌细胞相连并支配其运动D.若在b的膜外依次放置连着一个电位计的两个电极,刺激a,电位计可发生两次偏转
答案
3.C 根据题干信息可知,该神经元连接感受器与神经中枢,因此为感觉神经元,b结构为神经纤维,A正确;动作电位在该神经元上的传导方向一般是从a→b→c→d→e,B正确;e结构称为神经末梢,由题意可知其连接的是神经中枢,C错误;若在b的膜外依次放置连着一个电位计的两个电极,刺激a,兴奋会先后经过电位计的两个电极,因此电位计可发生两次方向相反的偏转,D正确。
4.如图为蛙的坐骨神经腓肠肌标本,A表示灵敏电位计,a、b表示电位计的两个电极,均置于膜外。在坐骨神经上给予一个适宜强度的电刺激,腓肠肌便会收缩。下列叙述错误的是( )A.坐骨神经中存在很多神经纤维B.没有受到刺激时坐骨神经表面各处电位相等C.腓肠肌的收缩与电位计指针的偏转是同步发生的D.刺激后,a电极处先变为负电位使电位计指针发生一次偏转
答案
4.C 坐骨神经是由许多神经纤维被结缔组织包围而成的,A正确;没有受到刺激时坐骨神经表面各处电位相等,B正确;动作电位沿神经纤维传导,故在图中位置给予一个刺激后,电位计指针的偏转将早于腓肠肌的收缩,C错误;刺激后,产生的负电位沿神经纤维传导,a电极处先变为负电位使电位计指针发生一次偏转,D正确。
5.在蛙坐骨神经b、c处放置两个电极,并且将这两个电极连接到一个灵敏电位计上,在a处给予适宜刺激。下列叙述错误的是( )A.刺激a处后,a处膜外为负电位B.a处的神经冲动离开c处后,c处膜外恢复为正电位C.刺激a处后电位计指针发生的两次偏转幅度明显不同D.刺激前电位计指针不偏转,说明b、c两处电位相等
答案
5.C 在a处给予刺激,a处会兴奋,产生动作电位,膜外会变为负电位,神经冲动离开c处后,c处恢复静息状态,膜外恢复为正电位,A、B正确;刺激a处后产生的动作电位先传到b处然后再传到c处,电位计指针发生两次偏转,且偏转幅度相同,但方向相反,C错误;刺激前,电位计指针不偏转,说明b、c两处无电位差,即两处电位相等,D正确。
6.将一灵敏电位计的两电极置于蛙的坐骨神经腓肠肌的坐骨神经上(如图1),在①处给予一适宜强度的刺激,测得的电位变化如图2所示。若在②处给予同等强度的刺激,测得的电位变化是( )
答案
6.B 已知灵敏电位计的两电极置于蛙的坐骨神经上,静息时两电极间无电位差,当在①处给予一适宜强度的刺激时,会产生沿神经传导的动作电位,该动作电位先经过左侧电极后经过右侧电极,指针发生两次方向相反的偏转,电位变化如图2所示;而当在②处给予同等强度的刺激时,产生的动作电位先经过右侧电极后经过左侧电极,指针也发生两次方向相反的偏转,但是每一次偏转的方向正好与刺激①的时候相反,故选B。
第二节 神经冲动的产生和传导
教材必备知识精练
知识点1 环境刺激使得神经细胞产生动作电位
1.下列能正确表示神经纤维受刺激时,刺激点膜电位由静息电位转为动作电位的过程的是( )A.①→④ B.②→③C.③→② D.④→①
答案
1.D 神经纤维的静息电位为膜外正电位、膜内负电位。当某一点受到刺激时,刺激点膜外变为负电位,膜内变为正电位,即由④变为①。
知识点1 环境刺激使得神经细胞产生动作电位
2.[2022浙江桐庐中学高二月考]以下是测量神经纤维膜电位变化情况的示意图,相关叙述错误的是( )A.图甲中电表指针偏转说明膜内外电位不同,测出的是动作电位B.图甲中的膜内外电位不同,主要是由K+外流形成的C.图乙中在箭头处刺激神经纤维会引起电表指针发生两次方向相反的偏转D.图乙中产生的兴奋会以局部电流的形式向两侧快速传导
答案
2.A 图甲中电表指针偏转说明膜内外电位不同,电表测出的是静息电位,该电位的形成与K+的外流有关,A错误、B正确;图乙中在箭头处刺激神经纤维会产生兴奋,兴奋先传导到电表右侧,后传导到电表左侧,所以会引起电表指针发生两次方向相反的偏转,C正确;兴奋时,神经纤维膜对Na+的通透性增加,使得刺激点处于内正外负的反极化状态,邻近未受刺激部位仍处于外正内负的极化状态,两者之间会形成局部电流,因此,图乙中产生的兴奋会以局部电流的形式向两侧快速传导,D正确。
知识点1 环境刺激使得神经细胞产生动作电位
3.如图表示神经细胞膜上Na+、K+的两种运输方式,下列相关叙述正确的是( )A.方式1中的K+经过通道蛋白排出细胞,需要消耗ATP,是恢复静息电位的生理基础B.方式1中的Na+经过通道蛋白进入细胞,不需要消耗ATP,是产生动作电位的生理基础C.方式2中的Na+经过载体蛋白排出细胞,需要消耗ATP,是产生动作电位的生理基础D.方式2中的K+经过载体蛋白进入细胞,不需要消耗ATP,是维持静息电位的生理基础
知识点1 环境刺激使得神经细胞产生动作电位
答案
3.B 方式1中K+外流是由高浓度向低浓度的运输,并通过相应的通道蛋白协助,属于易化扩散,不需要消耗ATP,A错误;方式1中Na+内流是由高浓度向低浓度的运输,并通过相应的通道蛋白协助,属于易化扩散,不需要消耗ATP,是产生动作电位的生理基础,B正确;方式2中的Na+经过载体蛋白排出细胞,需要消耗ATP,是维持细胞内外Na+浓度差的生理基础,C错误;方式2中的K+经过载体蛋白进入细胞,需要消耗ATP,是维持细胞内外K+浓度差的生理基础,D错误。
归纳总结
静息电位与动作电位(1)静息电位:静息状态时,细胞膜两侧的电位表现为外正内负,主要是K+外流使膜外阳离子浓度高于膜内引起的。(2)动作电位:受到刺激后,细胞两侧的电位表现为外负内正,主要是Na+内流使兴奋部位膜内阳离子浓度高于膜外引起的。(3)在动作电位产生和恢复静息电位的过程中,Na+内流和K+外流均是借助通道蛋白的易化扩散,不消耗ATP,而K+内流和Na+外流是借助Na+-K+泵的主动转运,需要消耗ATP。
知识点1 环境刺激使得神经细胞产生动作电位
4.[2022浙江丽水外国语实验学校高二月考]图1是测量神经纤维膜内外电位的装置。图2是给予刺激后测得的膜电位变化。下列有关叙述错误的是( )A.图1中电表能测出静息电位的大小,相当于图2中A点的电位B.若细胞外Na+浓度适当升高,则在同样刺激下图2中C点上移C.神经纤维的状态由A转变为B的过程中,膜对Na+的通透性增大D.若要画出如图2所示的膜电位,则需要多个图1装置测量神经纤维不同位点的电位变化
答案
4.D 静息状态时膜电位表现为外正内负,所以图1中电表能测出静息电位的大小,相当于图2中A点的电位,A正确;图2中C点表示动作电位峰值,是Na+内流所致,所以若细胞外Na+浓度适当升高,则在同样刺激下,Na+内流增多,动作电位峰值会增大,图2中C点上移,B正确;神经纤维的状态由A转变为B是产生动作电位的过程,该过程中膜对Na+的通透性增大,C正确;图2表示的是神经纤维上某个位点的电位变化,不需要多个图1装置测量神经纤维不同位点的电位变化,D错误。
知识点2 冲动在神经纤维上以电信号的形式传导
5.下列关于动作电位的叙述,错误的是( )A.动作电位沿着神经纤维传导时,会随着传导距离的增加而衰减B.一根神经纤维传导神经冲动时不影响其他神经纤维C.动作电位的传导依赖于细胞膜对离子通透性的变化D.动作电位传导方向与膜内局部电流方向相同
答案
5.A 动作电位沿着神经纤维传导时,不会随着传导距离的增加而衰减,A错误;一条神经中包含很多根神经纤维,各神经纤维之间具有绝缘性,一根神经纤维传导神经冲动时不影响其他神经纤维,B正确;静息时神经细胞膜对钾离子的通透性大,使得膜电位为外正内负,动作电位是由于受到刺激后,细胞膜对钠离子的通透性增大,使得膜电位变为外负内正,故动作电位的传导依赖于细胞膜对离子通透性的变化,C正确;刺激部位和邻近未受刺激的部位之间会形成局部电流,动作电位不断地以局部电流向前传导,动作电位传导方向与膜内局部电流方向相同,D正确。
知识点2 冲动在神经纤维上以电信号的形式传导
6.[2022浙江高中发展共同体高二期中考试]如图是某神经纤维上动作电位传导的示意图。下列叙述正确的是( )A.c点轴突膜内外Na+浓度相近,Na+不再内流B.b~d段K+以易化扩散方式外流,不消耗ATPC.一个电表无法测得该结果,f处Na+通道并非全部打开D.经Na+通道蛋白抑制剂处理后,图中c点将向下方移动
答案
6.C c点处于动作电位的峰值,此时膜外Na+浓度仍然大于膜内Na+浓度,A错误;b~c段Na+内流,c~d段K+外流,二者都是易化扩散,不消耗ATP,B错误;由图示可知,f处膜电位未达到峰值,Na+通道并非全部打开,一个电表无法测得神经纤维膜外多个位点的电位情况,C正确;经Na+通道蛋白抑制剂处理后,Na+进入细胞内的速度减慢,图中c点将向上方移动,D错误。
知识点2 冲动在神经纤维上以电信号的形式传导
7.某毒素是一种能高效且专一地阻断钠离子通道的化学毒素。若在a点时加入该毒素,或在a点时加入该毒素后在b点时给予适宜的刺激(a、b两点间隔较短但不影响该毒素发挥作用),则下列膜电位变化示意图正确的是( )
答案
7.C 根据题意,某毒素是一种能高效且专一地阻断钠离子通道的化学毒素,则在a点时加入该毒素,不会对静息电位造成明显影响,A、B错误;若在a点时加入该毒素后,在b点时给予适宜的刺激,由于钠离子通道被阻断,无法发生去极化过程,不能形成动作电位,故膜电位将维持在静息状态,C正确,D错误。
知识点3 神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成
8.如图表示一个神经元在一次兴奋后,将兴奋传递给另一个神经元的过程。下列相关叙述错误的是( ) A.a处产生动作电位时,膜电位表现为内正外负B.神经递质是通过简单扩散释放到突触间隙的C.兴奋a→b→c的传递过程可体现细胞膜的信息传递功能D.某些麻醉药可以通过抑制突触前膜神经递质的释放而发挥麻醉作用
答案
8.B 静息时,膜电位为内负外正,产生动作电位时,膜电位为内正外负,A正确;神经递质是通过胞吐方式释放到突触间隙的,需要消耗能量,B错误;图中兴奋的传递过程可体现细胞膜的信息传递功能,C正确;某些麻醉药可以通过抑制突触前膜神经递质的释放阻断兴奋的传递,从而发挥麻醉作用,D正确。
知识点3 神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成
9.[2022浙江金华高二期中考试]某止痛药并不会损伤神经元的结构,其在阻断兴奋传递的过程中,检测到突触间隙中神经递质的量不变。试推测该止痛药的作用机制是( )A.可以与突触后膜的受体结合B.可以与突触前膜释放的神经递质结合C.抑制突触前膜神经递质的释放D.抑制突触小体中神经递质的合成
答案
9.A 该止痛药与突触后膜上的受体结合后,阻碍了神经递质与突触后膜上的受体结合,从而达到阻断兴奋传递的目的,A符合题意;B、C、D项所述均会导致突触间隙中神经递质的量发生改变,因此B、C、D不符合题意。
知识点3 神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成
10.如图是神经元之间通过突触传递信息的示意图。当神经冲动传到突触小体时,Ca2+由膜外进入膜内,促进突触小泡与突触前膜接触,释放神经递质,该神经递质发挥作用后被突触前膜重新吸收利用。下列叙述正确的是( )A.过程①、③说明兴奋在两个神经元之间可以双向传递B.图中突触前膜释放的神经递质可以引起突触后神经元兴奋或抑制C.如果Ca2+载体结构异常,可能造成突触后神经元难以兴奋D.过程①释放神经递质的方式为胞吐,过程①②③都消耗ATP
答案
10.C 分析题图可知,图中过程①表示突触小泡释放神经递质,过程②表示Na+内流,过程③表示神经递质被重新吸收,返回突触小体内。过程①是释放神经递质,传递兴奋的过程,而过程③是神经递质被重新吸收利用的过程,该过程不传递兴奋,因此过程①、③不能说明兴奋在两个神经元之间可以双向传递,A错误;图中突触前膜释放的神经递质会导致Na+内流,进而引起突触后神经元兴奋,B错误;Ca2+能促进突触小泡与突触前膜接触,释放某种神经递质,因此如果Ca2+载体结构异常,则Ca2+跨膜运输受阻,可能造成突触后神经元难以兴奋,C正确;过程②为Na+内流过程,Na+通过Na+通道进入神经细胞,运输方式为易化扩散,不需要消耗能量(ATP),D错误。
知识点3 神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成
11.[2022浙江绍兴高二期末考试]如图为部分神经元之间兴奋传导的示意图,请据图回答下列问题。(1)若在①处施加一适宜的刺激,则该部位膜两侧可发生的电位变化是 ,兴奋在②和④处的传导方向与 (填"膜内"或"膜外")的局部电流方向一致。 (2)结构③由 三部分组成,兴奋在①、②和④处的传导速度比在③处的传递速度快,这与兴奋在③处传递时发生 的信号转变需要较长时间有关。 (3)兴奋在结构③处只能单向传递的原因是 。此结论可通过在图中 处接电表,并先后刺激 处,观测结果来证实。 (4)研究表明,③处释放的乙酰胆碱会引起下一个神经元兴奋,乙酰胆碱作用后可以被乙酰胆碱酯酶分解,但有机磷农药能使乙酰胆碱酯酶失活,则该农药的作用效果是 。
知识点3 神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成
答案
11.答案 (1)由外正内负变为外负内正 膜内 (2)突触前膜、突触间隙、突触后膜 电信号→化学信号→电信号 (3)神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上 ①(②) ②、④(①、④) (4)引起下一个神经元持续性兴奋解析 (1)若在①处施加一适宜的刺激,则该部位膜两侧可由外正内负的静息电位变为外负内正的动作电位。兴奋在神经纤维上的传导方向与膜内电流方向一致,即都是由兴奋部位传到未兴奋部位。(2)结构③为突触,突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成。兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导,在突触间以化学信号的形式传递,由于在突触处要进行电信号→化学信号→电信号的转换,所以兴奋在突触处的传递速度较慢。(3)由于神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上,所以兴奋在结构③处只能单向传递。为验证上述结论,可在①(②)处接电表,并先后刺激②、④(①、④)处,刺激②(①)处时电表指针偏转,刺激④处时电表指针不偏转,由此即可证实。(4)乙酰胆碱为兴奋性神经递质,有机磷农药能使乙酰胆碱酯酶失活,使乙酰胆碱持续作用于突触后膜,从而导致下一个神经元持续性兴奋。
学科关键能力构建
1.测量与记录蛙坐骨神经受刺激后的电位变化过程如图①→⑤所示,其中②、④的电表指针偏转到最大。下列叙述正确的是( )A.对神经施加的刺激,刺激点位于图①甲电极的左侧B.图②中甲电极处的膜发生去极化,乙电极处膜的Na+内流属于被动运输C.图④中甲电极处的膜发生去极化,乙电极处的膜处于极化状态D.处于图⑤状态时,发生的K+内流是顺浓度梯度进行的
答案
1.C 静息状态下,神经纤维上的电位表现为外正内负,产生动作电位时表现为外负内正,有电位差时,电表指针偏向负电位一侧,②中指针偏向右侧,说明刺激点位于乙电极的右侧,A错误;图②中甲电极处的膜处于极化状态,B错误;图④中甲电极处的膜发生去极化,乙电极处的膜处于极化状态,C正确;处于图⑤状态,即静息状态时,发生的K+外流是顺浓度梯度进行的,D错误。
2.图1表示神经纤维在静息状态下K+跨膜运输的过程,其中甲为某种载体蛋白,乙为通道蛋白,该通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道。图2表示兴奋在神经纤维上的传导过程。下列有关分析正确的是( )A.图1中的A侧为神经细胞膜的内侧,B侧为神经细胞膜的外侧B.图2中③处对应膜外为负电位,此时膜外Na+浓度小于膜内C.图2兴奋传导过程中,膜外电流方向与兴奋传导方向一致D.图2中②处对应膜上K+通道开放,④处对应膜上Na+通道开放
答案
2.D 据图分析,图示K+从B侧运输到A侧是通过通道蛋白完成的,所以A侧为神经细胞膜的外侧,B侧为神经细胞膜的内侧,A错误;图2中③处为动作电位峰值,此时对应膜外为负电位,膜外Na+浓度大于膜内,B错误;图2兴奋传导过程中,膜外电流方向与兴奋传导方向相反,膜内电流方向与兴奋传导方向一致,C错误;图2中②处处于复极化状态,对应膜上K+通道开放,④处处于去极化状态,对应膜上Na+通道开放,D正确。
3.如图表示当神经冲动传到神经末梢时,神经递质从突触小泡内释放并作用于突触后膜的机制,下列叙述错误的是( )A.接受神经递质前,突触后膜的电位分布为外正内负B.神经冲动引起神经递质的释放,实现了由电信号向化学信号的转变C.神经递质与受体结合不一定引起突触后膜发生由外正内负到外负内正的电位改变D.若用药物阻止神经递质的分解,一定会引起突触后膜持续兴奋
答案
3.D 接受神经递质前,突触后膜的电位是静息电位,电位分布为外正内负,A正确;神经冲动传到突触小体,引起神经递质的释放,实现了由电信号向化学信号的转变,B正确;神经递质有两种类型,即兴奋性神经递质和抑制性神经递质,神经递质与受体结合不一定引起突触后膜发生由外正内负到外负内正的电位改变,C正确;若用药物阻止神经递质的分解,不一定会引起突触后膜持续兴奋,也可能会引起突触后膜持续抑制,D错误。
4.研究表明,抑郁症与单胺类递质传递功能下降相关。单胺氧化酶是一种单胺类递质的降解酶,其抑制剂MAOI是一种常用抗抑郁药。据图分析,下列叙述错误的是( )A.细胞X通过胞吐释放神经递质,可保证递质大量迅速释放B.若图中神经递质与蛋白M结合后,引起细胞Y兴奋,则细胞Y膜内电位会由负变正C.若细胞Y上蛋白M的数量减少,则可能会导致人患抑郁症D.MAOI能减小突触间隙中单胺类递质的浓度,从而起到抗抑郁的作用
答案
4.D 细胞X通过胞吐释放神经递质,可保证递质在短时间内大量释放,A正确;细胞Y兴奋后,产生动作电位,膜内的电位会由负变正,B正确;细胞Y上蛋白M的数量减少,会减少神经递质与蛋白M的结合,影响细胞Y的兴奋,进而可能导致人患抑郁症,C正确;MAOI能够抑制单胺氧化酶的活性,从而抑制单胺类神经递质的分解,故MAOI可增加突触间隙中单胺类递质的浓度,从而起到抗抑郁的作用,D错误。
5.如图所示为人神经系统中的一种结构,细胞b与细胞a之间具有突触1,细胞a与细胞c之间具有突触2,突触1或突触2受刺激后释放的足量乙酰胆碱(ACh)均可导致相应突触后膜产生兴奋。分别刺激细胞a或b将会导致ACh释放量不同,具体如表所示。下列叙述正确的是( )A.甲组中,突触2后膜上发生"电信号→化学信号→电信号"的转换B.乙组中,突触1释放的ACh导致对应后膜上的阴离子通道打开C.丁组中,突触2释放的ACh量偏少可能与细胞a内正电荷变多有关D.若刺激细胞c,则会使细胞a对细胞b的兴奋产生抑制
答案
5.C 甲组中,整个突触2发生"电信号→化学信号→电信号"的转换,而突触后膜上只发生"化学信号→电信号"的转换,A错误;乙组中,突触1释放的ACh导致对应后膜去极化,后膜上的Na+通道打开,B错误;丁组中细胞b受刺激时,其膜上的Na+通道打开,Na+内流,其膜电位变为外负内正,从而形成动作电位,动作电位传到神经末梢后,突触小泡中的ACh释放到突触间隙中,释放的神经递质与突触后膜上的受体结合,导致细胞a上的Na+通道打开,Na+内流,此时再刺激细胞a,由于细胞外的Na+已进入细胞a,细胞a膜两侧的Na+浓度差变小,再刺激细胞a会使产生的动作电位变小,由此可能导致突触2释放的ACh量会偏少,因此突触2释放的ACh量变少可能与细胞a内正电荷变多有关,C正确;神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此若刺激细胞c,不会使细胞a对细胞b的兴奋产生影响,D错误。
6.神经细胞外的Ca2+对Na+的内流具有竞争性抑制作用,称为膜屏障效应,该机制能使神经细胞保持正常的兴奋性。研究小组对此展开相关研究工作,请回答下列问题:(1)血钙较低,肌肉易抽搐痉挛,其原因是 。 (2)为验证膜屏障效应,研究小组首先用含有Ca2+、Na+、K+等离子的培养液培养蛙的坐骨神经腓肠肌标本,对坐骨神经施加一定刺激,获得膜电位变化曲线(图1)。然后降低培养液中Ca2+的浓度,其他条件不变,重复实验。①图1曲线的获得,应采取图2中 所示的连接方式。若是图2中另一种连接方式,请画出理论上所获得的膜电位变化曲线。②为达实验目的,实验过程中,研究小组还需要测定 。 (3)验证膜屏障效应后,研究小组去除培养液中全部的Ca2+,其他条件不变,然后对坐骨神经施加一定刺激,结果虽然神经纤维上能形成动作电位,但是腓肠肌未收缩。对轴突末梢的研究发现,其膜上有Ca2+的运输通道,突触小体中也有一定数量的突触小泡。据此推测Ca2+的作用是 。
答案
6.答案 (1)Ca2+较少,对Na+内流的抑制作用减弱,神经细胞的兴奋性过强,很容易产生兴奋而使肌肉收缩 (2)①Ⅱ 如图所示 ②膜内Na+含量的变化 (3)促进突触小泡和突触前膜融合,以释放神经递质解析 (1)血钙较低,肌肉易抽搐痉挛,其原因是Ca2+较少,对Na+内流的抑制作用减弱,神经细胞的兴奋性过强,很容易产生兴奋而使肌肉收缩。(2)①图1是电表的两电极分别位于膜内和膜外时,施加一定刺激后获得的膜电位变化曲线,故图1曲线的获得应采取图2中Ⅱ所示的连接方式。如果是图2中另一种连接方式,则刚开始时膜电位为0 mV,施加一定刺激后电表指针会发生两次方向相反的偏转,且先偏向左边(负值),再偏向右边(正值)。②膜内Na+含量的变化是动作电位形成的标志。因此为达实验目的,实验过程中,研究小组还需要测定膜内Na+含量的变化。(3)验证膜屏障效应后,研究小组去除培养液中全部的Ca2+,其他条件不变,然后对坐骨神经施加一定刺激,结果虽然神经纤维上能形成动作电位,但是腓肠肌未收缩。说明Ca2+不影响兴奋在神经纤维上的传导,但影响兴奋在神经细胞间的传递。对轴突末梢的研究发现,其膜上有Ca2+的运输通道,突触小体中也有一定数量的突触小泡。据此推测Ca2+的作用是促进突触小泡和突触前膜融合,以释放神经递质。
7.图中A、B神经元与痛觉传入有关,C神经元能释放内啡肽。内啡肽是一种可抑制疼痛的神经递质。结合图示回答问题:(1)当痛觉感受器受到刺激时,产生的神经冲动沿A神经元传至轴突末梢后,P物质释放到突触间隙进而与B神经元上的 结合,引发B神经元产生神经冲动并传至痛觉中枢,产生痛觉。内啡肽与A神经元上的阿片受体结合后可促进A神经元K+外流,试结合图示分析内啡肽镇痛的原理是 。 (2)吗啡是一种阿片类毒品,也是麻醉中常用的镇痛药,据图分析,吗啡镇痛的原理可能是 ,进而影响A神经元的功能。长期使用吗啡后可致欣快感而依赖成瘾,一旦突然停止使用吗啡,则P物质的释放量会迅速 ,出现更强烈的痛觉等戒断综合征。研究表明,兴奋剂和毒品等大多是通过 (结构)来起作用的。(3)γ-氨基丁酸(GABA)也具有明显的止疼作用,其是一种抑制性神经递质,当GABA与受体结合后,使膜上某些 (填"阴"或"阳")离子内流,抑制突触后神经元 (填"静息电位"或"动作电位")的产生,从而抑制疼痛。释放的GABA可被体内氨基丁酸转氨酶降解而失活,若将氨基丁酸转氨酶的抑制剂作为药物施用于癫痫病人,可缓解病情,这是由于抑制剂 ,从而抑制病人异常兴奋的形成。
答案
7.答案 (1)P物质受体 内啡肽促进A神经元K+外流,抑制A神经元释放P物质,导致B神经元不能产生动作电位,从而阻止痛觉产生 (2)与A神经元上的阿片受体结合 增加 突触 (3)阴 动作电位 可以抑制氨基丁酸转氨酶的活性,使GABA分解速率降低解析 (1)当痛觉感受器受到刺激时,产生的神经冲动沿A神经元传至轴突末梢后,突触小泡中的P物质释放到突触间隙,P物质经扩散与突触后膜上的P物质受体结合,引发B神经元产生神经冲动并传至痛觉中枢,产生痛觉。根据题意,内啡肽与阿片受体结合后可促进A神经元K+外流,抑制A神经元释放P物质,导致B神经元不能产生动作电位,从而阻止痛觉产生。(2)据图分析,吗啡镇痛的原理可能是:与A神经元上的阿片受体结合,进而影响A神经元的功能。长期使用吗啡后可致欣快感而依赖成瘾,一旦突然停止使用吗啡则P物质的释放量迅速增加,出现更强烈的痛觉等戒断综合征;兴奋剂和毒品等大多是通过突触起作用的。(3)根据题意,GABA是一种抑制性神经递质,当GABA与受体结合后,会使膜上某些阴离子内流,抑制突触后神经元动作电位的产生,从而抑制疼痛。释放的GABA可被体内氨基丁酸转氨酶降解而失活,而氨基丁酸转氨酶的抑制剂能够抑制氨基丁酸转氨酶的活性,使GABA分解速率降低,从而抑制病人异常兴奋的形成。
8.[2022浙江温州新力量联盟高二上联考]如图为两个蛙的坐骨神经腓肠肌标本,A、B分别指两个标本上的坐骨神经,神经A直接搭在右肌肉上,刺激B,左肌肉和右肌肉均会收缩。现在要利用这个标本通过一次实验同时证明神经冲动在神经纤维上的传导是双向的,而在突触处的传递是单向的,请完善实验思路。(1)实验思路①刺激A、B,观察肌肉是否收缩以确定标本是否具有正常活性。②在神经 上连接一个电表,给予神经 适宜强度的刺激。 ③ 。 (2)实验结果分析:若 ,则说明神经冲动在神经纤维上的传导是双向的,而在突触处的传递是单向的。 (3)为探究培养液中Na+浓度与动作电位峰值的关系,进行了下面的实验:将蛙坐骨神经置于生理溶液中,给予适宜刺激后,测得其膜电位变化峰值为+30 mV,在一定范围内增加上述溶液中的Na+浓度,并测量其膜电位的峰值变化。①请预测实验结果(以坐标曲线图形式表示)。②蛙的坐骨神经是由许多 被结缔组织包裹而成的,刺激神经上某一位点,在一定范围内随着刺激强度的增大,肌肉收缩的力度也相应增大,其原因是 。
答案
8.答案 (1)②B A ③观察左肌肉和右肌肉的收缩情况及电表指针的偏转情况 (2)左、右肌肉都收缩,但电表指针不偏转 (3)①如图所示②神经纤维 受刺激而发生兴奋的神经纤维的数量逐渐增多解析 分析图示可知,左、右肌肉为效应器,A、B神经为传出神经,左肌肉与A之间通过突触连接,右肌肉与B之间通过突触连接,神经A直接搭在右肌肉上,兴奋可直接从A传到右肌肉。由题干信息可知,刺激B,左肌肉和右肌肉均会收缩,说明神经冲动能从B传至A,且传递过程中经过了突触结构。(1)(2)现要证明神经冲动在神经纤维上的传导是双向的,而在突触处的传递是单向的,可通过证明神经A上的神经冲动能传至左、右肌肉,但不能通过右肌肉处的突触传至神经B来证实。因此可在神经B上连接一个电表,并给予神经A适宜强度的刺激。观察左肌肉和右肌肉的收缩情况及电表指针的偏转情况。若左右肌肉都收缩,则可以说明神经冲动在神经纤维上的传导是双向的;若电表指针不偏转,则说明神经冲动不能从右肌肉传至神经B,即在突触处的传递是单向的。
(3)神经纤维受到刺激时,膜上Na+通道打开,Na+大量内流,从而产生内正外负的动作电位。①若外界Na+浓度增大,则膜内外Na+浓度差增大,兴奋时Na+通过Na+通道内流的量增多,从而导致动作电位峰值增大,结合题干可推测,膜电位峰值会随着生理溶液中Na+浓度的增大而逐渐增大。②蛙的坐骨神经是由许多神经纤维被结缔组织包裹而成的,刺激神经上某一位点,在一定范围内随着刺激强度的增大,肌肉收缩的力度也相应增大,其原因是不同神经纤维产生兴奋所需的刺激强度阈值不同,随着刺激强度的增大,受刺激而发生兴奋的神经纤维的数量逐渐增多,从而使肌肉收缩的力度也相应增大。
第三节 人体通过神经调节对刺激做出反应
教材必备知识精练
知识点1 反射是神经活动的基本形式
1.下列关于反射和反射弧的叙述,正确的是( )A.只要有刺激就可引起反射B.效应器有反应不一定是反射C.反射活动在不完整的反射弧中也能实现D.所有反射弧中的神经中枢都位于脊髓
答案
1.B 反射活动需要有适宜强度的刺激,而且必须经过完整的反射弧,如果反射弧中任何环节在结构或功能上受损,反射就不能完成,因此有刺激不一定引起反射,效应器有反应也不一定是反射,A、C错误,B正确;反射弧中的神经中枢可以位于脊髓,也可以位于脑,D错误。
知识点1 反射是神经活动的基本形式
2.[2022浙江温州十五校联合体高二期中考试]如图为膝跳反射示意图,下列相关叙述正确的是( )A."①→②→③→屈肌"组成膝跳反射的反射弧B.膝跳反射的神经中枢在脊髓,即图中②C.图中A点受到刺激即产生兴奋,伸肌同步收缩D.抑制性中间神经元不会产生动作电位
答案
2.B 分析题图可知,图中①为传入神经元,②为神经中枢,③为传出神经元,"①→②→③→屈肌"没有包含感受器,不能组成完整的反射弧,A错误;膝跳反射的神经中枢在脊髓,即图中②,B正确;图中A点受到适宜的刺激(达到阈值的刺激)即产生兴奋,但伸肌不会同步收缩,因为兴奋在神经纤维上的传导和在突触处的传递需要时间,C错误;抑制性中间神经元受到适宜刺激后会产生动作电位,释放抑制性神经递质,D错误。
知识点1 反射是神经活动的基本形式
3.为了验证反射弧的完整性是完成反射活动的基础,某同学将甲、乙两只脊蛙(去除脑但保留脊髓的蛙)的左、右后肢最长趾趾端(简称左、右后趾)分别浸入0.5%硫酸溶液中,均出现屈反射(缩腿),之后用清水洗净、擦干。回答下列问题:(1)剥去甲的左后趾皮肤,再用0.5%硫酸溶液刺激左后趾,不出现屈反射,其原因是 。 (2)分离甲的右后肢坐骨神经,假如用某种特殊方法阻断了传入神经,再将甲的右后趾浸入0.5%硫酸溶液中,不出现屈反射,则说明 。 (3)捣毁乙的脊髓,再用0.5%硫酸溶液刺激蛙的左后趾, (填"能"或"不能")出现屈反射,原因是 。
答案
3.答案 (1)剥去皮肤导致反射弧的感受器缺失 (2)传入神经结构和功能完整是完成反射活动所必需的 (3)不能 反射弧的神经中枢被破坏
知识点2 脑和脊髓中的神经中枢调控器官、系统的活动
4.下列有关脊髓结构和功能的叙述,正确的是( )A.脊髓的灰质中含有许多低级神经中枢B.脊髓白质中的神经冲动是向上传导的C.一般情况下,脊髓参与的反射活动不受脑控制D.脊髓中的神经中枢只能对某些躯体运动进行调节
答案
4.A 脊髓的灰质中有许多低级神经中枢,可以完成某些躯体运动和内脏活动的基本反射活动,如膝跳反射、排尿反射等,A正确,D错误。脊髓白质中的神经束主要有上行(传导感觉冲动)和下行(传导运动冲动)两种,B错误。正常情况下,脊髓参与的反射活动是在高级神经中枢的控制下进行的,C错误。
知识点2 脑和脊髓中的神经中枢调控器官、系统的活动
5.下列有关大脑皮层的说法错误的是( )A.大脑皮层是神经元细胞体集中的区域B.大脑皮层之下为灰质,由大量神经纤维组成C.大脑皮层与躯体的运动、感觉活动有关D.大脑皮层躯体感觉中枢主要位于中央后回
答案
5.B 覆盖在大脑半球表面的一层灰质称为大脑皮层,是神经元细胞体集中的区域,A正确;大脑皮层之下为白质,由大量神经纤维组成,B错误;大脑皮层与躯体的运动、感觉活动有关,其中大脑皮层躯体运动中枢主要位于中央前回,躯体感觉中枢主要位于中央后回,C、D正确。
知识点2 脑和脊髓中的神经中枢调控器官、系统的活动
6.[2022浙江温州新力量联盟高二期中考试]共享单车一度成为街头巷尾一道靓丽的风景线。下列关于共享单车骑行过程的叙述,正确的是( )A.骑行过程中,维持呼吸作用的神经中枢位于大脑皮层B.骑行过程中,维持身体平衡的神经中枢位于小脑C.骑行过程中,维持躯体运动的低级神经中枢位于脑干D.骑行过程中,维持视觉和听觉的神经中枢位于脊髓
答案
6.B 骑行过程中,维持呼吸作用的神经中枢位于脑干,A错误;骑行过程中,维持身体平衡的神经中枢位于小脑,B正确;骑行过程中,维持躯体运动的低级神经中枢位于脊髓,C错误;骑行过程中,维持视觉和听觉的神经中枢位于大脑皮层,D错误。
知识点3 条件反射和语言活动是大脑皮层控制的高级神经活动
7.反射是神经调节的基本方式,下列关于反射的叙述正确的是( )A.反射都是通过学习建立起来的B.望梅止渴、排尿反射都需要大脑皮层的参与才能完成C.条件反射一定需要神经中枢参与,非条件反射则不一定D.一些反射可以形成也可以消退,比如学生听到铃声后急速赶往教室
答案
7.D 非条件反射是先天具有的,A项错误;排尿反射是非条件反射,不需要大脑皮层的参与,望梅止渴是需要大脑皮层参与的条件反射,B项错误;非条件反射也需要神经中枢的参与,只不过是低级神经中枢,C项错误;学生听到铃声赶往教室,是具体信号刺激下建立在非条件反射基础上的一种条件反射,会随信号刺激的消退而改变,D项正确。
知识拓展
条件反射建立后要维持下去,还需要非条件刺激的强化。如果反复应用条件刺激而不给予非条件刺激,条件反射就会逐渐减弱,甚至消退。
知识点3 条件反射和语言活动是大脑皮层控制的高级神经活动
8.下列有关语言活动的说法,错误的是( )A.控制语言活动的神经中枢位于大脑皮层B.布罗卡区位于大脑左半球额叶后部C.韦尼克区受损会导致患者语言理解障碍D.盲人阅读盲文与躯体感觉中枢和躯体运动中枢有关,而与语言中枢无关
答案
8.D 语言活动的神经中枢位于大脑皮层,A正确;布罗卡区位于大脑左半球额叶后部,又称表达性失语症区,B正确;韦尼克区受损会导致患者语言理解障碍,C正确;盲人阅读时首先是手指的移动,这与躯体运动中枢有关,然后是用手指触摸盲文,这与躯体感觉中枢有关,最后是将盲文的形状对应为一定的意义,这与语言中枢有关,D错误。
知识点4 植物性神经调节内脏的活动
9.《史记·项羽本纪第七》中记载:"籍长八尺馀,力能扛鼎,才气过人,虽吴中子弟皆已惮籍矣。"在项羽扛鼎时,其体内自主神经调节的结果不包括( )A.瞳孔扩张 B.胃蠕动加快C.支气管扩张 D.心跳加速
答案
9.B 根据题意,项羽在扛鼎时机体处于兴奋状态,交感神经活动占优势,因此支气管扩张、瞳孔扩张、心跳加速、胃蠕动减弱。
知识点4 植物性神经调节内脏的活动
10.[2022浙江温州新力量联盟高二上期中联考]为研究交感神经和副交感神经对心脏的支配作用,分别测定狗在正常情况、阻断副交感神经和阻断交感神经后的心率,结果如表所示。下列分析错误的是( )A.副交感神经兴奋引起心脏搏动减慢B.对心脏支配占优势的是副交感神经C.交感神经和副交感神经的作用是相互协同的D.正常情况下,交感神经和副交感神经均处于工作状态
答案
10.C 分析题表可知,阻断副交感神经后心率大幅度提高,说明副交感神经对心脏搏动起抑制作用,A正确。阻断副交感神经后心率大幅度提高,阻断交感神经后心率降低的幅度相对并不明显,由此推知对心脏支配占优势的是副交感神经,B正确。阻断副交感神经,心率大幅度提高,说明副交感神经对心脏搏动起抑制作用;阻断交感神经心率降低,说明交感神经对心脏搏动起促进作用;副交感神经与交感神经的作用往往是拮抗的,C错误。阻断副交感神经和交感神经,心率均有变化,说明正常情况下副交感神经与交感神经均处于工作状态,D正确。
学科关键能力构建
1.[2022浙江嘉兴五中高二上期中考试]动物园中饲养员长期给猩猩喂食,猩猩听到饲养员的脚步声就会分泌唾液,下列关于此过程的叙述错误的是( )A.该反射活动属于非条件反射B.本过程需要大脑皮层中多个神经元参与C.这一过程中存在离子的跨膜运输D.此过程中存在"电信号→化学信号→电信号"的转化
答案
1.A 根据题意分析,该反射活动属于条件反射,A错误。
2.某学校组织学生体检,有位同学看到自己的体检报告中多项指标不正常,感到非常紧张,引起心跳加速、呼吸急促,此时为了平复心跳和呼吸,该同学体内发生的生理调节过程为( )A.在交感神经的支配下,心率减慢、支气管扩张B.在副交感神经的支配下,心率加快、支气管收缩C.在交感神经的支配下,心率加快、支气管扩张D.在副交感神经的支配下,心率减慢、支气管收缩
答案
2.D 在心跳和呼吸调节过程中,在副交感神经的支配下,可以使心率减慢、支气管收缩,从而使心跳减慢、呼吸平缓,D正确。
3.[2022浙江台州十校联盟高二期中考试]如图为缩手反射弧结构示意图,A、 B为反射弧上的位点。下列说法错误的是( )A.刺激图中位点A,该处细胞膜外电位的变化情况是由正变负B.刺激位点A所产生的兴奋传递到肌肉,致使肌肉收缩,该过程称为反射活动C.据图可知,完成缩手反射至少涉及3个神经元D.在给受伤同学做皮试时,该同学没有把手缩回去,说明缩手反射受高级神经中枢的调控
答案
3.B 动作电位的产生主要与钠离子的内流有关,刺激图中位点A,该处会产生动作电位,细胞膜外电位的变化情况是由正变负,A正确;反射活动的完成需要完整的反射弧,刺激图中位点A致使肌肉收缩,该过程未经过皮肤感受器,故不能称为反射活动,B错误;据图可知,完成缩手反射至少涉及3个神经元,分别是感觉神经元、中间神经元和运动神经元,C正确;医生在给受伤同学做皮试时,该同学并没有把手缩回去,这说明在该过程中高级神经中枢对低级神经中枢进行了控制,即缩手反射受高级神经中枢的调控,D正确。
4.[2022浙江9+1高中联盟高二期中考试]阅读下列资料,回答以下小题。 某患者,男,40岁,失足从高处坠落,臀部着地摔伤,急送医院就诊,CT检测见其第11胸椎压缩性骨折,脊髓受压,局部明显压痛,双下肢瘫痪,感觉丧失,有排尿活动,但是不受控制。医生诊断为胸腰段脊柱脊髓损伤。图1为腰椎部位与下肢有关的反射弧结构示意图;图2为与排尿反射有关的反射弧结构示意图。
【小题1】下列关于神经系统的说法,错误的是( )A.中枢神经系统包括脑和脊髓B.人体的躯体感觉中枢主要位于大脑皮层的中央后回C.脊髓中白质呈H形,是中间神经元和运动神经元胞体集中的部位D.传出神经包括支配骨骼肌的躯体运动神经和支配内脏器官的植物性神经【小题2】下列关于该患者病情分析的叙述,错误的是( )A.该患者的受伤部位可能是②,兴奋不能由脊髓传导到大脑皮层B.该患者的受伤部位可能是⑤,兴奋不能由脊髓传导到大脑皮层C.该患者排尿反射的反射弧"牵张感受器→b→c→a→逼尿肌"是完整的D.该患者脊髓损伤可能导致d和e损伤,使f无法控制c
答案
4.【小题1】C 神经系统包括中枢神经系统和周围神经系统,其中中枢神经系统包括脑和脊髓,A正确;人体的躯体感觉中枢主要位于大脑皮层的中央后回,而躯体运动中枢主要位于中央前回,B正确;脊髓的内部结构由灰质和白质构成,脊髓的外围是白质,起着传递神经冲动的作用,脊髓的中央是灰质,呈H形,它是中间神经元和运动神经元的胞体集中的部位,C错误;传出神经包括躯体运动神经(控制骨骼肌,受意识支配)及植物性神经(不受意识支配),D正确。【小题2】B 由该患者双下肢瘫痪,感觉丧失,推测该患者受伤部位可能是②,导致兴奋不能由脊髓传导到大脑皮层,从而丧失感觉,A正确;该患者感觉丧失,因此受伤部位不可能是⑤,否则兴奋可由脊髓传导到大脑皮层而产生痛觉,B错误;逼尿肌为效应器,b为传入神经,a为传出神经,c为神经中枢,该患者有排尿活动,说明反射弧"牵张感受器→b→c→a→逼尿肌"是完整的,C正确;该患者感觉丧失说明兴奋没传到大脑皮层,因此该患者可能e损伤,同时该患者排尿不受控制,其d可能损伤,因此该患者脊髓损伤可能导致d和e损伤,使脑中的f无法控制脊髓中的c,D正确。
5.分析以脊蛙(去除脑保留脊髓的蛙)为实验对象的相关实验并回答问题:(1)坐骨神经是混合神经,既有传入神经,又有传出神经。现将含有一定浓度的可使神经麻醉的可卡因棉球放在脊蛙的坐骨神经处,过一会用稀硫酸刺激趾尖,无屈腿反射;这时,将蘸有稀硫酸的纸片贴在腹部,将出现搔扒反射,再过一段时间,搔扒反射也消失。推测可卡因对坐骨神经麻醉的顺序为: 。 (2)进行脊蛙屈腿反射实验时,刺激蛙左腿,左腿收缩,右腿也会收缩。说明左右屈腿反射弧的中枢存在某种联系。在一次制作脊蛙的过程中,某研究人员不小心伤到了蛙右侧大腿上的神经,但不知是传入神经还是传出神经,于是设计了如下实验方案进行探究:①刺激蛙右腿,若右腿不收缩而左腿收缩,说明伤及的是 神经。 ②刺激蛙右腿,若 ,则可初步判断伤及的是传入神经。但不知传出神经是否也同时受到伤害,请帮其设计实验加以探究。 实验思路: 。 预期实验结果和结论:若 ,则说明传出神经未受损伤;若 ,则说明传出神经受损伤。
答案
5.答案 (1)先麻醉传入神经,后麻醉传出神经(2)①传出 ②左右腿均不收缩 刺激左腿,观察右腿是否收缩 右腿收缩 右腿不收缩解析 (1)将含有一定浓度可卡因的棉球放在脊蛙的坐骨神经处,刺激趾尖无屈腿反射,说明可能是传入神经或传出神经被麻醉;将蘸有稀硫酸的纸片放在腹部,出现搔扒反射,说明传出神经正常,再过一段时间,搔扒反射也消失,说明传出神经被麻醉,据此推测可卡因对坐骨神经麻醉的顺序为:先麻醉传入神经,后麻醉传出神经。(2)①刺激蛙右腿,若右腿不收缩而左腿收缩,说明右腿受到刺激产生的兴奋,能传递到左腿的效应器,但不能传递到右腿的效应器,因此可知伤及的是传出神经。②若伤及的是传入神经,则刺激蛙右腿,左右腿均不收缩。若要通过实验探究蛙右腿的传出神经是否受损可刺激左腿(传入神经正常),观察右腿是否收缩。若右腿的传出神经未受损,则右腿收缩;若右腿的传出神经受损,则右腿不收缩。
专项拓展训练 神经调节的相关实验设计与分析
1.如图为某反射弧的结构模式图,其中乙表示神经中枢,甲、丙未知。神经元A、B上的1、2、3、4为四个实验位点。现欲探究A是传出神经元还是传入神经元,某研究小组将微电流计的两个电极分别搭在位点2和位点3的神经纤维膜外侧。下列说法错误的是( )A.刺激位点4,若微电流计指针偏转2次,则A为传入神经元B.刺激位点4,若微电流计指针偏转2次,则A为传出神经元C.刺激位点1,若微电流计指针偏转2次,则A为传入神经元D.刺激位点1,若微电流计指针偏转1次,则A为传出神经元
答案
1.A 将微电流计的两个电极分别搭在位点2和位点3的神经纤维膜外侧,刺激位点4,若微电流计指针偏转2次,说明兴奋可由B传向A,则A为传出神经元,A错误,B正确。将微电流计的两个电极分别搭在位点2和位点3的神经纤维膜外侧,刺激位点1,若微电流计指针偏转2次,说明兴奋可由A传向B,则A为传入神经元;若微电流计指针偏转1次,说明兴奋不能从A传向B,则A为传出神经元,C、D正确。
答案
2.D 正常情况下,神经细胞内的K+浓度约为150 mmol·L-1,细胞外液的K+浓度约为4 mmol·L-1,当神经细胞培养液的K+浓度为4 mmol·L-1时,和正常情况一样,K+外流不变,细胞的兴奋性不变,A错误;当神经细胞培养液的K+浓度为150 mmol·L-1时,细胞外K+浓度增加,细胞内外K+浓度相等,K+外流不会增加,B错误;神经细胞培养液的K+浓度增加到一定值(<150 mmol·L-1,但>4 mmol·L-1),细胞外K+浓度增加,K+外流减少,细胞膜内外K+浓度差降低,细胞膜电位绝对值降低,当降低到阈值时,可导致细胞兴奋,C错误,D正确。
3.某种药物可以阻断青蛙的屈肌反射活动,但是不知道该药物是抑制神经纤维上兴奋的传导,还是抑制突触间隙兴奋性神经递质的传递。图中a~e点可作为投药或者刺激的位点,请据图回答问题。(1)电刺激e点,检测肌肉是否具有生理机能,若出现肌肉收缩,则这种现象 (填"属于"或"不属于")反射。 (2)将药物投放在b处,刺激 点,肌肉无反应,刺激c点, (填"出现"或"不出现")肌肉收缩,可证明药物抑制突触间隙兴奋性神经递质的传递。 (3)将药物投放在d处,刺激 点,肌肉无反应,刺激 点,肌肉收缩,可证明药物抑制神经纤维上兴奋的传导。
答案
3.答案 (1)不属于 (2)a 出现 (3)c e解析 (1)反射必须有完整的反射弧参与,刺激传出神经能使效应器产生反应,但却不是反射。所以电刺激e点出现肌肉收缩不属于反射。(2)将药物投放在b(突触间隙)处,目的是判断药物是否抑制突触间隙兴奋性神经递质的传递,而兴奋在突触间单向传递,因而要想达到实验目的应刺激a处。若刺激a点,肌肉无反应,刺激c点,肌肉收缩,则可证明药物抑制突触间隙兴奋性神经递质的传递。(3)将药物投放在d处,刺激c点,肌肉无反应,刺激e点,肌肉收缩,可证明药物抑制神经纤维上兴奋的传导。
4.科学工作者为研究兴奋在神经纤维上传导及在突触间传递的情况,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点受刺激时,膜外电位变为 电位。若刺激b点,电流计①指针将 ;若刺激c点,电流计①指针将 。(填偏转方向和次数) (2)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(注明刺激的位点、指针偏转情况):Ⅰ. , 说明兴奋可以从A传到B;Ⅱ. , 说明兴奋不能从B传到A。(3)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: 。
答案
4.答案 (1)负 发生两次方向相反的偏转(或先向左偏转一次,再向右偏转一次) 不偏转 (2)刺激d(或a或b或c)点,电流计②指针发生两次方向相反的偏转 刺激e点,电流计②指针偏转一次 (3)刺激d点,观察电流计①、②指针发生第二次偏转的先后顺序 电流计①指针发生第二次偏转的时间早于电流计②解析 (1)神经纤维未受刺激时,钾离子外流形成内负外正的静息电位,因此膜外电位为正电位;受到刺激时,钠离子内流,形成内正外负的动作电位,因此,在a点受刺激时,膜外电位变为负电位。若刺激b点,由于兴奋在神经纤维上的传导是双向的,因此导致电流计的两极不同步兴奋,电流计①指针将发生两次方向相反的偏转(或先向左偏转一次,再向右偏转一次);若刺激c点,电流计①的两个电极将同步发生兴奋,故指针不会发生偏转。(2)刺激d(或a或b或c)点,电流计②指针发生两次方向相反的偏转,说明兴奋可以从A传到B;刺激e点,电流计②指针偏转一次,说明兴奋不能从B传到A。(3)根据已知条件,利用电流计①、②设计一个简单实验,验证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,实验思路为:刺激d点,观察电流计①、②指针发生第二次偏转的先后顺序。由于兴奋在神经纤维上传导的速度大于兴奋在突触间传递的速度,故电流计①指针发生第二次偏转的时间早于电流计②。
5.研究发现河豚毒素的作用机理为能特异性地抑制钠离子通道,从而减小神经纤维上动作电位的最大值(峰值),且随着作用时间延长,效果会越明显;但河豚毒素对钾离子通道无直接影响,因此对静息电位基本无影响。为验证河豚毒素的上述作用机理,请根据以下提供的实验材料,完善实验思路,预测实验结果。材料与用具:浸润在生理盐水中的新制的蛙的神经组织一组、灵敏电位计(用于测量电位变化)、微电极(提供适宜强度刺激)、适宜浓度的河豚毒素制剂(实验时直接加在浸润神经组织的生理盐水中,施用后第6 min开始起作用)、玻璃容器及相关辅助仪器。(要求与说明:灵敏电位计和微电极的具体操作不作要求,温度等环境条件适宜)(1)实验思路:请完善表格中横线部分的实验流程,要求给予4次刺激并进行电位测定。(2)预测实验结果。(设正常情况下,静息电位是-70 mV,动作电位的最大值是40 mV。请以坐标曲线图的形式表示实验结果,电位的大小用绝对值表示)
(3)兴奋在神经纤维上以 的形式传导,当兴奋传导到轴突末梢时,Ca2+通过突触前膜上的Ca2+通道内流,导致突触小泡与突触前膜融合,释放神经递质,引起肌肉收缩。肉毒素能特异性地与突触前膜上的Ca2+通道结合。用肉毒素除皱会导致面部表情僵化,甚至面瘫,其原因是 。
答案
5.答案 (1)①0 min ②6 min ③12 min ④18 min ⑤测神经元的静息电位(mV) ⑥用微电极给予神经元适宜刺激(2)如图所示
答案
(3)电信号(局部电流) 肉毒素与突触前膜上的Ca2+通道结合,阻止Ca2+内流,进而影响突触前膜释放神经递质,肌肉未接受神经递质而松弛(或失去紧张),相应表情活动消失解析 (1)因为题干信息中强调施用6 min后才开始起作用,且随着时间的延长,效果会越明显,又因实验要求4次刺激,故设计的时间梯度为6 min,处理时间分别为0 min、6 min、12 min和18 min;题干中强调了河豚毒素对动作电位有影响,对静息电位没有影响,故表中应该显示对刺激前静息电位和刺激后静息电位和动作电位的测量。(2)根据题目信息可知,河豚毒素对静息电位基本无影响,故不同处理时间下静息电位值不发生变化;因施用河豚毒素6 min后开始起作用,且随着时间的延长,效果会越明显,故6 min前动作电位峰值基本不变,6 min后动作电位峰值逐渐下降。(3)由于肉毒素能特异性地与突触前膜上Ca2+通道结合,阻止Ca2+内流,进而影响突触前膜释放神经递质,肌肉未接受神经递质而松弛(或失去紧张),相应表情活动就会消失,导致面部表情僵化,甚至面瘫。
6.[2022浙江杭州高二期末考试]急性低温(4 ℃)会影响大鼠心室肌细胞静息电位大小,且能恢复。为了验证这一现象,研究人员进行了如下实验。请完善实验思路,预测实验结果并进行分析与讨论。(实验材料与器具:生理溶液、大鼠心室肌细胞、带2个电极的电表等。要求与说明:实验所用心室肌细胞在正常生理条件下的静息电位为-90 mV,实验大鼠的正常体温为36 ℃,温度调节具体过程不做要求,未涉及的实验条件均适宜,实验不再分组)(1)完善实验思路:①将大鼠心室肌细胞置于36 ℃生理溶液中, 。 ②将温度调至 ,用电表测量其静息电位的大小。 ③ 。 ④对所得数据进行分析与处理。(2)预测大鼠心室肌细胞由急性低温恢复至正常体温时静息电位的变化情况(设计一个坐标系,以曲线图表示实验结果)。(3)分析与讨论:①从能量角度分析,急性低温影响静息电位大小的可能原因是: 。
②理论上大鼠心室肌细胞静息电位的绝对值 (填"大于""小于"或"等于")其成熟红细胞静息电位的绝对值,其原因可能是 。 ③该实验选用离体细胞而非直接对活体大鼠进行实验的主要原因是 。
答案
6.答案 (1)①用电表测量其静息电位的大小 ②4 ℃ ③温度逐渐恢复至36 ℃,在此期间用电表测量并记录静息电位的变化情况 (2)如图所示(3)①低温影响需氧呼吸,胞内产生的ATP减少,主动转运到膜内的K+减少,使膜内外K+浓度差降低,从而导致静息电位绝对值减小 ②大于 大鼠心室肌细胞中的线粒体数量多,所产生的ATP也更多,主动转运到膜内的K+增多,从而使膜内外K+浓度差更大 ③大鼠是恒温动物,细胞在活体内时温度很难发生变化
解析 (1)本实验的目的是验证急性低温(4 ℃)会影响大鼠心室肌细胞静息电位大小,且能恢复。该实验的自变量为温度,因变量为静息电位大小,因此该实验可以通过改变大鼠心室肌细胞所处生理溶液的温度,即从正常体温到急性低温再到逐渐恢复正常体温,然后比较处理前后静息电位的大小来确定急性低温对静息电位大小的影响,实验要保证无关变量相同且适宜。(2)静息电位的产生主要是由于K+的外流,其大小与膜内外K+的浓度差有关。由于低温会影响酶的活性,降低需氧呼吸强度,使胞内产生的ATP减少,从而会影响K+逆浓度梯度进入细胞内(主动转运),使得膜内外K+浓度差降低,静息电位的绝对值减小。因此急性低温时,静息电位的绝对值小于90 mV,再根据急性低温会影响大鼠心室肌细胞静息电位大小且能恢复分析,由急性低温恢复至正常体温(36 ℃)时,静息电位绝对值恢复到90 mV。
易错疑难集训
教材易混易错集训
易错点1 对反射的概念及反射弧结构认识不清
1.如图为反射弧结构示意图,下列有关说法错误的是( )A.A、B、C、D、E组成了一个完整的反射弧B.当①受刺激时,该处细胞膜内外的电位表现为外负内正C.图中②的结构决定了神经元之间的兴奋传递只能是单向的D.若从③处切断神经纤维,刺激①处,效应器仍能产生反应
答案
1.D 切断传出神经,刺激传入神经,兴奋不能到达效应器,效应器无反应,D错误。
易错点1 对反射的概念及反射弧结构认识不清
2.某反射弧的结构如图所示,其中①~⑥为基本结构,a与b为可测膜电位变化的灵敏电流计,在实验前后细胞始终保持活性,反射弧的结构保持正常状态,则下列分析错误的是( )A.刺激①后,引起⑥收缩的直接因素为神经递质B.③处可产生兴奋并对传入的信息进行分析和综合C.分别刺激②和⑤,a、b电流计指针偏转情况相同D.⑥属于效应器,刺激⑤引起⑥的收缩反应不属于反射
答案
2.C 刺激①(感受器)后,兴奋最终到达传出神经末梢,神经末梢内的突触小泡释放神经递质,作用于⑥(肌肉),引起⑥收缩,A正确;③是神经中枢,可产生兴奋并对传入的信息进行分析和综合,B正确;兴奋在反射弧上的传递方向为①→②→③→⑤→⑥,刺激②,a、b电流计指针均发生2次方向相反的偏转,刺激⑤,a电流计指针不偏转,b电流计指针发生2次方向相反的偏转,C错误;⑥属于效应器,刺激⑤引起⑥的收缩没有经过完整的反射弧,不属于反射,D正确。
易错点1 对反射的概念及反射弧结构认识不清
3.在用脊蛙(去除脑、保留脊髓的蛙)进行反射弧分析的实验中,破坏缩腿反射弧在左后肢的部分结构,观察双侧后肢对刺激的收缩反应,结果如表:上述结果表明,反射弧被破坏的部分可能是( )①感受器和传入神经 ②效应器 ③传入神经和传出神经 ④传入神经和效应器 ⑤感受器和传出神经A.②或③或⑤ B.②或③或④C.③或④或⑤ D.①或②或④
答案
3.C 若只有左后肢的感受器和传入神经被破坏,则刺激右后肢时,左后肢也会收缩,①不符合题意;若只有左后肢的效应器被破坏,则刺激左后肢时,右后肢也会收缩,②不符合题意;若左后肢的传入神经和传出神经都被破坏,则符合题表实验现象,③符合题意;若左后肢的传入神经和效应器都被破坏,则符合题表实验现象,④符合题意; 若左后肢的感受器和传出神经都被破坏,则符合题表实验现象,⑤符合题意,故C正确。
易错点2 混淆条件反射与非条件反射
4.一个人的手掌触到裸露电线会立即反射性地握紧电线。被解救后他再次看到裸露的电线,会立即反射性地把手缩回。关于这两种反射的叙述正确的是( )A.两种反射都是条件反射B.两种反射都是非条件反射C.前一种反射中枢在脊髓,后一种反射中枢在大脑D.前一种反射中枢在大脑,后一种反射中枢在脊髓
答案
4.C 非条件反射是在长期进化过程中形成的先天性反射,生来就有,不用经过训练,参与非条件反射的中枢是脑干或脊髓。条件反射指在后天的生活过程中通过学习或训练建立的获得性反射,参与反射的中枢是大脑皮层。所以,一个人的手掌触到裸露电线会立即反射性地握紧电线,反射中枢在脊髓,是非条件反射。被解救后他再次看到裸露的电线,会立即反射性地把手缩回,反射中枢在大脑,属于条件反射。
易错点2 混淆条件反射与非条件反射
5.巴甫洛夫曾经做了如下的经典实验。给狗喂食会引起唾液分泌,但铃声刺激不会。若每次在铃声后即给狗喂食,这样多次结合后,狗听到铃声就会分泌唾液。关于此经典实验的叙述正确的是( )A.大脑皮层没有参与铃声刺激引起唾液分泌的过程B.食物引起味觉和铃声引起唾液分泌都属于反射C.铃声和喂食反复结合可促进相关神经元之间形成新的联系D.铃声引起唾液分泌的反射弧和食物引起唾液分泌的反射弧相同
答案
5.C 喂食引起唾液分泌属于非条件反射,喂食和铃声多次结合刺激后,狗听到铃声分泌唾液为条件反射,条件反射的高级神经中枢在大脑皮层,A错误;食物引起味觉的产生过程没有经过完整的反射弧,故不属于反射,B错误;铃声原本不能引起唾液分泌反射活动的发生,但喂食和铃声反复结合刺激后却形成了这种反射活动,说明此过程中相关神经元之间形成了新的联系,构成了新建立起的条件反射的反射弧,C正确;因为非条件反射和条件反射的神经中枢不同,故两种反射的反射弧不可能完全相同,D错误。
易错点2 混淆条件反射与非条件反射
练后反思
条件反射和非条件反射的区别
易错点3 对神经纤维上的离子进出及电位变化认识不到位
6.[2021浙江Z20联盟高三联考]如图所示为神经元细胞膜上与动作电位和静息电位有关的三种转运蛋白,其中①②蛋白只有接受特定刺激才会开放,③蛋白一直开放。下列叙述错误的是( )A.甲侧为细胞外侧,其Na+浓度高于乙侧B.膜两侧K+浓度梯度的形成与③有关C.若②开放受阻,则动作电位的恢复受影响D.相邻部位膜电位变化可引起①开放
答案
6.B 当神经某处受到刺激时,会使①Na+通道开放,使膜外Na+在短期内大量涌入膜内,造成内正外负的反极化现象,但很短时间内Na+通道又重新关闭,②K+通道随即开放,K+又很快涌出膜外,使得膜电位又恢复到原来外正内负的状态。由图示①Na+通道和②K+通道的开放方向可知,甲侧为细胞外侧,神经细胞膜外Na+浓度高于膜内(乙侧),A正确;神经细胞膜内K+浓度高于膜外,而③中K+的运输方向是由膜内→膜外,因此膜两侧K+浓度梯度的形成与③无关,B错误;若②开放受阻,则K+外流受阻,膜电位无法恢复,即动作电位的恢复受影响,C正确;当某处的相邻部位处于内正外负的反极化状态时,会与该处(处于外正内负的极化状态)之间形成局部电流,这个局部电流会刺激该处细胞膜,使①开放,发生去极化,形成动作电位,D正确。
易错点3 对神经纤维上的离子进出及电位变化认识不到位
7.[2022浙北G2高二上期中联考]某神经纤维在产生动作电位的过程中,钠、钾离子通过离子通道的流动造成的跨膜电流如图所示(内向电流是指正离子由细胞膜外向膜内流动,外向电流则相反)。下列说法正确的是( )A.a点之前神经纤维膜内外之间没有正离子的流动B.ab段钠离子通道开放,bc段钠离子通道关闭C.c点时神经纤维的膜内电位等于0 mVD.cd段钾离子排出细胞不需要消耗ATP
答案
7.D 据图分析可知,a点之前神经纤维膜处于静息状态,此时主要是钾离子外流,A错误;ab段与bc段均是内向电流,此时钠离子通道开放,B错误;c点时神经纤维膜仍处于动作电位状态,此时膜内为正电位,膜外为负电位,故神经纤维的膜内电位大于0 mV,C错误;cd段是外向电流,此时钾离子通道开放,钾离子通过钾离子通道顺浓度梯度排出细胞,不需要消耗ATP,D正确。
易错点3 对神经纤维上的离子进出及电位变化认识不到位
8.[2022浙江精诚联盟高二上月考]可兴奋细胞的细胞膜在去极化进行到某一临界值时,由于Na+通道的电压依从性,引起Na+通道大量激活、开放,导致Na+迅速大量内流而产生动作电位,这个临界膜电位值,称为阈电位。如图甲、乙分别表示在两种强度的电刺激下神经细胞膜上测得的电位变化,下列叙述错误的是( )A.甲图由于刺激强度过小,内流的Na+量较少B.若降低细胞外液中K+浓度,则甲图中a点下移C.乙图细胞膜去极化达到阈电位,产生动作电位D.若增加电刺激强度,则乙图中b点上移
答案
8.D 甲图由于刺激强度过小,未达到阈电位,因此内流的Na+量较少,A正确;若降低细胞外液中K+浓度,则静息电位绝对值增大,甲图中a点下移,B正确;乙图细胞膜去极化达到阈电位,激发Na+大量内流形成动作电位,C正确;增加电刺激强度,可以形成的动作电位的峰值不会改变,即乙图中b点位置不变,D错误。
易错点3 对神经纤维上的离子进出及电位变化认识不到位
9.[2022浙江温州十五校联合体高二期中考试]在离体实验条件下,突触后膜受到不同刺激或处理后,膜电位的变化曲线如图所示。下列分析正确的是( )A.P点时用药物促使突触后膜Cl-通道开放,膜电位变化应为曲线ⅠB.降低突触间隙中Na+浓度,曲线Ⅱ会变为曲线ⅣC.曲线Ⅱ的下降段是由Na+以被动运输方式外流造成的D.P点时用药物阻断突触后膜上的Na+通道,膜电位变化应为曲线Ⅲ
答案
9.D P点时用药物促使突触后膜Cl-通道开放,大量Cl-进入神经细胞内,膜电位表现为内负外正,膜电位变化为曲线Ⅳ, A错误;若降低突触间隙中Na+浓度,则适宜刺激下Na+内流减少,动作电位的峰值减小,但不会如曲线Ⅳ所示,B错误;曲线Ⅱ的下降段是由Na+通道关闭、K+通道开放,从而导致K+外流造成的,C错误;P点时用药物阻断突触后膜上的Na+通道,会导致不能产生动作电位,神经细胞不兴奋,膜电位变化应为曲线Ⅲ,D正确。
易错点3 对神经纤维上的离子进出及电位变化认识不到位
练后反思
1.动作电位的产生和恢复过程中曲线的解读ab段:静息电位,外正内负,K+外流。c点:0电位,动作电位形成过程中的一点,此时Na+内流。cd段:动作电位,Na+继续内流。df段:恢复静息电位。分析曲线变化时应结合静息电位和动作电位的形成原因及过程。2.细胞外液中Na+、K+浓度变化对电位峰值的影响(1)静息电位是K+的平衡电位,是K+向胞外扩散达到平衡时的膜电位。当细胞外K+浓度上升后,细胞内K+向外扩散减少,从而引起静息电位(绝对值)变小。反之,静息电位(绝对值)增大。(2)动作电位的峰值是Na+的平衡电位,是Na+向胞内扩散达到平衡时的电位。当细胞外Na+浓度上升后,Na+向细胞内的扩散量增加,从而使动作电位的峰值变大。反之,动作电位峰值变小。
常考疑难问题突破
疑难点1 兴奋的传递与电流表指针的偏转
1.以枪乌贼的粗大神经纤维作为实验材料,测定其受刺激后的电位变化过程。如图所示,图中箭头表示电流方向,下列说法错误的是( )A.在a点左侧刺激,依次看到的现象是4、2、4、3、4B.在b点右侧刺激,依次看到的现象是4、3、4、2、4C.在a、b两点中央刺激,依次看到的现象是4、1、4D.在a、b两点中央偏左刺激,依次看到的现象是4、3、4、2、4
答案
1.D 当刺激神经纤维产生兴奋时,膜的两侧发生电位变化,膜电位由外正内负变为外负内正,兴奋沿刺激点向神经纤维的两侧传导。在a点左侧刺激,此时a、b两点是未兴奋点,电荷分布如图4情况,然后a、b两点依次兴奋,如图中2、3情况,最后a、b两点电位归为静息电位,A正确;在b点右侧刺激,此时a、b两点是未兴奋点,电荷分布如图4情况,然后b、a两点依次兴奋,如图中3、2情况,最后a、b两点电位归为静息电位,B正确;在a、b两点的中央刺激,兴奋向两侧同时等速传导,同时到达a、b两点,所以会依次出现如图4、1、4的情况,C正确;如果刺激点在a、b两点的中央偏左,则a点先兴奋,电位如图中2情况,b点后兴奋,电位如图中3情况,D错误。
疑难点1 兴奋的传递与电流表指针的偏转
2.如图是某反射弧的局部结构示意图(a、d点分别为①、②电流表两电极接线端之间的中点)。下列相关说法正确的是( ) A.若刺激a点,电流表①指针可能偏转1次,电流表②指针可能偏转2次,且方向相反B.若刺激b点,b点会因为大量Na+通过主动转运方式内流而产生动作电位C.若刺激c点,电流表①和电流表②指针均可偏转2次,且方向相反D.若刺激a点,d处无电位变化,可能是由于突触前膜释放的是抑制性神经递质
答案
2.D 因为a点为电流表①两电极接线端之间的中点,所以刺激a点时兴奋同时传到两极,两极间无电位差,故电流表①指针不偏转;若兴奋能够通过突触传递下去,则电流表②指针将偏转2次,且方向相反,A错误。神经纤维上兴奋产生的主要原因是大量Na+内流,此时Na+内流的方式是易化扩散,B错误。若刺激c点,则兴奋不能通过a、b间的突触,电流表①指针不发生偏转,电流表②指针偏转2次,且方向相反,C错误。突触前膜释放的神经递质有兴奋性神经递质和抑制性神经递质,若释放的是抑制性神经递质,刺激a点,则d处无电位变化,D正确。
疑难点1 兴奋的传递与电流表指针的偏转
3.如图所示,分别将灵敏电流计按图连接。(甲图为离体神经纤维,乙图含有突触结构,甲、乙图中ab长度相同),据图回答下列问题。(1)静息状态时,神经纤维膜内外的电位状况是 ,在这一电位状况时膜外 (填"Na+"或"K+")浓度高于膜内,膜内 (填"Na+"或"K+")浓度高于膜外。 (2)甲图灵敏电流计现在测不到神经纤维膜的静息电位,要怎样改进才能测到静息电位? 。 (3)如甲图所示,当a处受到刺激时,电流计指针将怎样偏转? 。 (4)现同时在甲、乙图中a处给予一个适宜刺激,观察指针摆动,指针反应时间落后的是 图,原因是 。
答案
3.答案 (1)外正内负 Na+ K+ (2)把灵敏电流计的一个电极插入膜内 (3)发生两次方向相反的偏转 (4)乙 甲图中的神经冲动只在神经纤维上传导, 乙图中的神经冲动经过了突触间的化学信号转换
疑难点1 兴奋的传递与电流表指针的偏转
练后反思
准确判断电流表指针偏转方向与次数的方法(1)在神经纤维上:①刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电流表指针发生两次方向相反的偏转。②刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电流表指针不发生偏转。
(2)在神经元之间:①刺激b点,由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋,d点后兴奋,电流表指针发生两次方向相反的偏转。②刺激c点,兴奋不能传至a点,a点不兴奋,d点可兴奋,电流表指针只发生一次偏转。
疑难点2 兴奋在神经纤维上的传导及在突触间的传递
4.如图甲、乙均表示细胞的一部分,则下列相关叙述错误的是( )A.图中甲可参与构成突触前膜,甲中物质的分泌体现了细胞膜的流动性B.若甲、乙是同一个细胞的两个部分,则该细胞为神经元,乙中b为兴奋区C.若甲、乙是两个同类型细胞的各一部分,则兴奋在两者之间以电信号的形式传递D.若甲、乙是两个同类型细胞的各一部分,则甲与乙之间应通过神经递质传递信息,且兴奋的传递方向可为甲→乙
答案
4.C 神经递质由突触前膜释放,图中甲可参与构成突触前膜,神经递质以胞吐的形式排到细胞外,体现了细胞膜的流动性,A正确;在静息状态下,膜电位表现为外正内负,受到刺激以后转变为外负内正,产生局部电流,形成兴奋,所以乙中b为兴奋区,B正确;若甲、乙是两个同类型细胞的各一部分,则甲与乙之间应通过神经递质传递信息,即兴奋在两者之间以化学信号的形式传递,且兴奋的传递方向可为甲→乙,C错误,D正确。
疑难点2 兴奋在神经纤维上的传导及在突触间的传递
5.[2022浙江丽水外国语高中部高二月考]如图为某传出神经纤维的局部结构示意图,被髓鞘包裹区域(b、d)钠、钾离子不能进出细胞,裸露区域(a、c、e)钠、钾离子进出细胞不受影响。下列相关叙述正确的是( )A.a区域处于静息电位时,细胞膜对Na+通透性较大B.c区域处于反极化状态,膜内均为正离子C.b、d区域不能产生动作电位D.局部电流在轴突膜内的传导方向为a→c、e→c
答案
5.C 静息电位主要是K+外流的结果,因此a区域处于静息电位时,细胞膜对K+通透性较大,A错误;c区域膜内为正电位,膜外为负电位,处于反极化状态,但膜内仍存在阴离子,B错误;b、d区域被髓鞘包裹,钠、钾离子不能进出细胞,不能产生动作电位,C正确;局部电流在轴突膜内的传导方向为c→a和c→e,D错误。
疑难点2 兴奋在神经纤维上的传导及在突触间的传递
6.如图表示一个完整的反射弧结构,其中腓肠肌既与传入神经相连,又与传出神经相连,且传出神经末梢与腓肠肌细胞接触部分类似突触,称为神经肌肉接点,下列叙述错误的是( )A.神经肌肉接点处可发生电信号与化学信号的转变B.神经递质与受体结合引起突触后膜兴奋时,后膜上相应的钠离子通道开放C.刺激M处,腓肠肌的线粒体活动明显增强,主要是由于该反射活动的发生引起了腓肠肌收缩D.刺激腓肠肌,电流计指针将发生两次方向相反的偏转,但兴奋在该反射活动中的神经纤维上的传导是单向的
答案
6.C "神经肌肉接点"类似突触,该处可发生电信号与化学信号的转变,A正确。神经递质与受体结合引起突触后膜兴奋时,后膜上相应的钠离子通道开放,B正确。刺激M处引起腓肠肌的收缩没有经过完整的反射弧,不属于反射,C错误。刺激腓肠肌产生的兴奋通过传入神经传导到神经中枢大脑,经过神经中枢的分析和综合,以神经冲动形式沿传出神经传导,该过程中电流计指针将发生两次方向相反的偏转,但兴奋在该反射活动中的神经纤维上的传导是单向的,D正确。
疑难点2 兴奋在神经纤维上的传导及在突触间的传递
7.如图是由甲、乙、丙三个神经元(部分)构成的突触结构。神经元兴奋时,Ca2+通道开放,使Ca2+内流,由此触发突触小泡前移并释放神经递质。据图分析,下列叙述正确的是( )A.乙酰胆碱和5-羟色胺与受体结合后,都能引起突触后膜Na+通道开放B.乙酰胆碱和5-羟色胺在突触后膜上的受体相同C.若某种抗体与乙酰胆碱受体结合,不会影响甲神经元膜电位的变化D.若甲神经元上的Ca2+通道被抑制,会引起乙神经元膜电位发生变化
答案
7.C 由图示信息可知,乙酰胆碱是兴奋性神经递质,能够改变突触后膜对Na+的通透性,而5-羟色胺是抑制性神经递质,不会引起Na+通道开放,且两者在突触后膜上的受体不相同,A、B错误;由题图可知,乙酰胆碱的受体位于乙神经元的细胞膜上,若某种抗体与乙酰胆碱受体结合,会影响乙神经元膜电位变化,不会影响甲神经元膜电位变化,C正确;若甲神经元上的Ca2+通道被抑制,会影响其释放兴奋性神经递质,因而不会引起乙神经元膜电位变化,D错误。
疑难点2 兴奋在神经纤维上的传导及在突触间的传递
8.研究人员对突触a、b的突触前神经元给予相同的电刺激,通过微电极测量两突触前、后神经元的电位变化,结果如图。下列分析合理的是( )A.静息状态下膜两侧存在一定的电位差是Na+内流所致B.刺激后突触a的突触后神经元出现了一个小的动作电位,但该动作电位不能传播C.突触b的突触前神经元与抑制性中间神经元类似,自身可产生动作电位却抑制突触后神经元兴奋D.兴奋在突触前、后神经元间的传递有一定的延迟,与神经递质主动转运出突触前膜、扩散到突触后膜有关
答案
8.C 静息状态下膜两侧存在一定的电位差主要是K+外流所致,A错误;刺激后突触a的突触后神经元膜电位仍然表现为外正内负,没有产生动作电位,B错误;刺激后突触b的突触前神经元可产生动作电位,但其释放的神经递质抑制突触后神经元兴奋,说明突触b的突触前神经元与抑制性中间神经元类似,C正确;神经递质通过胞吐方式进入突触间隙,而不是通过主动转运,D错误。
疑难点2 兴奋在神经纤维上的传导及在突触间的传递
归纳总结
1.突触的常见类型(1)轴突-胞体型: (2)轴突-树突型:
2.兴奋在神经纤维上的传导(1)信号形式:电信号。(2)方向特点:在离体的神经纤维上可双向传导;在完整反射弧中只能单向传导,即从感受器最终传至效应器,不能倒过来传递。3.兴奋在神经元之间的传递(1)信号转换:电信号→化学信号(神经递质) →电信号。(2)方向特点:单向传递(原因是神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜上的特异性受体)。
章末培优专练
综合素养创新应用
本章的主要知识包括神经系统的组成及基本单位,神经冲动的产生和传导,神经调节的基本形式,脑和脊髓的调节功能。常涉及的学科核心素养有生命观念(掌握神经系统对人体生命活动的调节,形成结构与功能观)、科学思维(分析神经调节的结构基础和基本方式,掌握神经冲动产生和传导的机理;阐明中枢神经系统是机体控制中心;了解脑和脊髓的调节功能)、科学探究(探讨反射弧中兴奋传导的特点)、社会责任(关注滥用兴奋剂和吸食毒品的危害,能够向他人宣传这些危害,拒绝毒品;能够调整自己的情绪,积极健康地享受生活)。
素
养
解
读
1.将青蛙脑破坏,保留脊髓,在脊柱下部打开脊椎骨,剥离出脊髓一侧的一对脊神经根(包含背根、腹根和由背根腹根合并成的脊神经,如图)。已知分别电刺激背根、腹根、脊神经均可引起蛙同侧后肢发生收缩。若利用上述实验材料设计实验,以验证背根具有传入功能,腹根具有传出功能,实验操作和预期结果都正确的一组是( )
答案
1.A 将题图"补全",厘清背根、腹根、脊神经、兴奋的传递方向,即可准确作答。电刺激背根向中段,后肢收缩,表明兴奋传入脊髓的中枢并通过传出神经引发相应肌肉收缩,可见背根具有传入功能;电刺激背根外周段,不发生反应,表明背根无传出功能,A正确。刺激腹根向中段,蛙后肢收缩,表明兴奋传入脊髓的中枢并通过传出神经引发相应肌肉收缩,可见腹根具有传入功能;刺激腹根外周段,不发生反应,表明腹根无传出功能,与题意不符,B错误。脊神经由背根和腹根合并而成,剪断脊神经,电刺激背根、腹根,蛙后肢均不收缩,不能说明背根具有传入功能,腹根具有传出功能,C错误。剪断背根、腹根中央处,电刺激脊神经,蛙后肢收缩,不能说明背根具有传入功能,腹根具有传出功能,D错误。
素养点评
本题主要考查能否依据解剖结构和实验提供的相应生理现象,通过分析推理出脊神经背根和腹根的生理功能,渗透了结构与功能观等生命观念;要能读懂示意图,了解"向中段和外周段"的含义,并对实验现象进行分析推理,得出正确结论,渗透了科学探究素养。
2.[2022浙江七彩阳光新高考研究联盟高三期中考试]传入神经元可以调节邻近的感觉神经通路,如图所示,其调节机制是通过在抑制性中间神经元和次级突触后神经元(次级突触后细胞)之间形成突触联系来实现的。根据图中的信息判断,下列说法错误的是( )A.与传入神经元相比,次级突触后神经元更不容易产生兴奋B.B途径的存在可能会使A、C途径兴奋的传递受到抑制C.抑制性中间神经元与传入神经元释放的递质会竞争同种受体,从而达到抑制作用D.图中所示的机制可能有助于使感觉更精准
答案
2.C 抑制性中间神经元通过释放抑制性神经递质来影响次级突触后神经元的兴奋,所以与传入神经元相比,次级突触后神经元不容易产生兴奋,A正确;A、C途径的次级突触后神经元接受来自B途径的抑制性中间神经元的调控,因此B途径的存在可能会使A、C途径兴奋的传递受到抑制,B正确;抑制性中间神经元通过释放抑制性神经递质,使传入神经元不能将兴奋传递到次级突触后细胞来达到抑制作用,C错误;结合题干信息和图示可知,机体可通过抑制性中间神经元来调节邻近的感觉神经通路,这种多重调节可能有助于使感觉更精准,D正确。
素养点评
本题以传入神经元的邻近调控为材料,考查神经元的基本结构和兴奋在神经元之间的传递,学生应能够理解图示,结合题干信息,分析图中各神经元的功能和动作电位的传导情况,考查了学生的理解能力和综合分析能力,渗透了科学思维素养。
3.在外界压力刺激下,大脑"反奖励中心"脑区中的神经元胞外K+浓度下降,引起神经元上N、T通道蛋白活性变化,使神经元输出抑制信号,抑制大脑"奖赏中心"的脑区活动,从而产生抑郁,具体机制如图所示。研究发现,适量的氯胺酮可以阻断N通道的开放,从而缓解抑郁症。下列相关叙述错误的是( )A.外界压力刺激使"反奖励中心"脑区神经元周围的神经胶质细胞的K+通道蛋白数目增加B.神经元胞外K+浓度下降引起的膜电位变化可能引起N和T通道开放C."反奖励中心"脑区的神经元可以电信号形式向"奖赏中心"脑区输出抑制信号D.N通道蛋白的激活剂可以作为治疗抑郁症的药物
答案
3.D 比较正常状态和抑郁状态的神经胶质细胞可知,外界压力刺激使"反奖励中心"脑区神经元周围的神经胶质细胞的K+通道蛋白数目增加,引起K+大量进入神经胶质细胞,同时N、T通道蛋白打开,使细胞输出抑制信号增强,故神经元胞外K+浓度下降引起的膜电位变化可能引起N和T通道蛋白开放,A、B正确;兴奋在神经元上以电信号的形式传导,所以"反奖励中心"脑区的神经元可以电信号形式向"奖赏中心"脑区输出抑制信号,C正确;由图可知,抑郁状态时,N、T通道蛋白打开,根据题目信息,适量的氯胺酮可以阻断N通道的开放,从而缓解抑郁症,所以N通道蛋白的抑制剂可以作为治疗抑郁症的药物,D错误。
素养点评
本题主要考查神经冲动的相关知识,意在考查学生的识图能力和信息获取能力,要求学生能够运用结构与功能相适应的观念分析和解释较为复杂情境中的生命现象,能够在新的问题情境中,基于事实,采用适当的科学思维方法揭示生物学机制,渗透了生命观念和科学思维素养。
4.人饮酒(主要成分是乙醇)后对中枢神经系统有很大的影响,早期主要表现为神经行为能力的变化。(1)为研究酒对人体神经行为能力的影响,科研人员选若干志愿者,饮酒后测试简单反应时(对简单信号作出反应的最短时间)、视觉保留(对视觉信号记忆的准确数)和血液中乙醇浓度,以受试者自身未饮酒时为对照,计算能力指数相对值,结果如图1。请分析回答:
受试者血液中各项能力指数的变化说明人体能通过自身调节维持 。随着血液中乙醇浓度的迅速升高,神经行为能力指数相对值明显降低,可以推测乙醇会 (填"延长"或"缩短")兴奋在相应 上的传输时间,从而降低了机体反应速度和判断能力。 (2)科研人员为研究乙醇对神经系统的影响机制,进行了如下实验:①在大鼠培养场所装直径为7 cm的木棒,底部铺铜栅栏。通电时木棒转动,铜栅栏带电防止大鼠主动跳下。实验前24 h训练,取能在木棒上停留3 min以上的大鼠随机分为对照组、乙醇灌胃组(高、低2个剂量组),对照组应用 处理。实验中记录大鼠在木棒上的 ,并观察 以便获得乙醇中毒的模型鼠。 ②科研人员将乙醇中毒的模型鼠进行处理后进行DA(多巴胺,一种产生愉悦感的神经递质)和其分解产物DOPAC含量的测定,数据如下:根据实验结果,可以得出的结论为:A.低剂量的乙醇 。 B.高剂量的乙醇 。
(3)DAT是位于突触前膜上的膜蛋白,能特异性识别DA,将释放到突触间隙中的DA摄取到突触前膜内,从而终止神经信息的传递。科研人员对连续用乙醇处理6个月的大鼠中的DAT表达量进行测定,结果如图2所示。请结合以上实验,推测乙醇成瘾的机制:长期的乙醇摄入导致DAT表达量 (填"增多"或"减少"),当失去乙醇刺激时, ,导致愉悦感急剧下降,进而驱使机体寻找乙醇刺激,从而建立酒精依赖。
答案
4.答案 (1)稳态 延长 反射弧 (2)①等量生理盐水(或清水)灌胃 停留时间 大鼠行为活动变化 ②促进DA的释放和分解 可促进DA的释放,还可抑制DA的分解 (3)增多 DA释放量减少,同时DAT表达量居高不下,持续对突触间隙内DA进行摄取解析 (1)据图可知,饮酒后简单反应时(对简单信号作出反应的最短时间)、视觉保留(对视觉信号记忆的准确数)在一段时间内下降,血液中乙醇浓度在一段时间内上升,之后都慢慢恢复正常,说明人体能通过自身调节维持稳态。随着血液中乙醇浓度的迅速升高,神经行为能力指数相对值明显降低,可以推测乙醇会延长兴奋在相应反射弧上的传输
教你审题
答案
时间,从而降低了机体的反应速度和判断能力。(2)①实验所用大鼠随机分为对照组、乙醇灌胃组(高、低2个剂量组),对照组应用等量生理盐水(或清水)灌胃处理。由于正常大鼠能在木棒上停留3 min以上,实验中可记录比较大鼠在木棒上停留时间,并观察大鼠行为活动变化以便获得乙醇中毒的模型鼠。②与对照组相比,低剂量组的DA和其分解产物DOPAC含量都升高,高剂量组的DA含量升高,其分解产物DOPAC含量降低,可以得出的结论是低剂量的乙醇可以促进DA的释放和分解,高剂量的乙醇除了可促进DA的释放,还可抑制DA的分解。(3)连续用乙醇处理6个月的大鼠体内DAT表达量显著增多,而DAT是位于突触前膜上的膜蛋白,能特异性识别DA,将释放到突触间隙中的DA摄取到突触前膜内,从而终止神经信息的传递。推测乙醇成瘾的机制是:长期的乙醇摄入导致DAT表达量增多,当失去乙醇刺激时,DA释放量减少,同时DAT表达量居高不下,持续对突触间隙内DA进行摄取,导致愉悦感急剧下降,进而驱使机体寻找乙醇刺激,从而建立酒精依赖。
素养点评
本题以饮酒的危害为情境,考查了兴奋的产生和传导途径、神经调节等知识,解题时要把握知识的内在联系,形成知识网络,并分析题图曲线获取信息,渗透了科学思维素养;理解所学知识,对实验结果进行解释、推理和判断,渗透了科学探究素养;通过实验探究明晰饮酒的危害,培养健康的生活习惯,渗透了社会责任素养。
高考真题同步挑战
1.[2021浙江6月选考生物·12,2分]下列关于神经元的叙述,正确的是( )A.每个神经元都有一个轴突和多个树突B.每个神经元的轴突和树突外周都包有髓鞘C.同一个神经元所有部位的表面膜特性都相同D.运动神经元产生的神经冲动可沿轴突传送给效应器
答案
1.D 神经元的大小、形态有很大的差异,多数神经元有一个轴突和多个树突,A错误;轴突的外周有髓鞘,树突的外周没有,B错误;同一个神经元不同部位的表面膜特性不完全相同,C错误;运动神经元就是传出神经元,其产生的神经冲动可传给效应器,D正确。
2.[2020浙江7月选考生物·16,2分]人的一侧大脑皮层外侧面示意图如图,图中甲、乙、丙和丁表示部位。某人的右腿突然不能运动,经医生检查后,发现他的右腿无力。推测该患者大脑皮层的受损部位可能位于图中的( )A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
答案
2.A 控制身体运动的运动区在大脑皮层的中央前回,刺激该运动区顶部,会引起对侧下肢运动;刺激底部会引起面部运动。因此大脑皮层中控制右腿运动的区域应该在中央前回的顶部,即图中的甲所代表的区域,A项正确。
3.[2019浙江4月选考生物·19,2分]下列关于人体反射活动的叙述,错误的是( )A.反射活动具有规律性B.膝反射的效应器是伸肌中的肌梭C.神经元受到适宜刺激后会产生神经冲动D.反射活动一定需要中枢神经系统的参与
答案
3.B 反射是指在中枢神经系统参与下,机体对刺激所产生的规律性反应,人体反射活动具有规律性,A正确。伸肌属于膝反射的效应器,肌梭是感受器,B错误。神经元受到适宜刺激后会产生神经冲动,C正确。反射活动一定需要中枢神经系统的参与,D正确。
4.[2020浙江1月选考生物·15,2分]下列关于膝反射的反射弧的叙述,正确的是( )A.感觉神经元的胞体位于脊髓中B.传出神经末梢可支配骨骼肌细胞和内分泌腺C.运动神经元的树突可受其他神经元轴突末梢的支配D.反射中枢由中间神经元和运动神经元之间的突触组成
答案
4.C 感觉神经元的胞体不位于脊髓中,A错误;由于是膝反射,所以传出神经末梢支配的是骨骼肌细胞,B错误;运动神经元的树突、胞体可受其他神经元轴突末梢的支配,C正确;膝反射由传入神经元和传出神经元参与完成,没有中间神经元,D错误。
5.[2021浙江1月选考生物·23,2分]当人的一只脚踩到钉子时,会引起同侧腿屈曲和对侧腿伸展,使人避开损伤性刺激,又不会跌倒。其中的反射弧示意图如下,"+"表示突触前膜的信号使突触后膜兴奋,"-"表示突触前膜的信号使突触后膜受抑制。甲~丁是其中的突触,在上述反射过程中,甲~丁突触前膜信号对突触后膜的作用依次为( )A.+、-、+、+ B.+、+、+、+C.-、+、-、+ D.+、-、+、-
答案
5.A 分析题干信息可知,若一侧受到伤害,如踩到钉子时,会引起同侧腿屈曲和对侧腿伸展;且"+"表示突触前膜的信号使突触后膜兴奋,"-"表示突触前膜的信号使突触后膜受抑制。该有害刺激位于图示左侧的脚,则图示左侧表现腿屈曲,即与屈肌相连的甲表现为兴奋,则为"+",伸肌表现为抑制,则乙表现为"-";图示右侧表现为伸展,则与伸肌相连的丙表现为兴奋,即为"+",屈肌表现为抑制,但图示丁为与屈肌相连的神经元的上一个神经元,只有丁兴奋才可释放抑制性神经递质,作用于与屈肌相连的神经元,使屈肌被抑制,故丁表现为"+"。综上所述,甲~丁突触前膜信号对突触后膜的作用依次为+、-、+、+,故选A。
6.[2020浙江7月选考生物·20,2分]分布有乙酰胆碱受体的神经元称为胆碱能敏感神经元,它普遍存在于神经系统中,参与学习与记忆等调节活动。乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱的分解,药物阿托品能阻断乙酰胆碱与胆碱能敏感神经元的相应受体结合。下列说法错误的是( )A.乙酰胆碱分泌量和受体数量改变会影响胆碱能敏感神经元发挥作用B.使用乙酰胆碱酯酶抑制剂可抑制胆碱能敏感神经元受体发挥作用C.胆碱能敏感神经元的数量改变会影响学习与记忆等调节活动D.注射阿托品可影响胆碱能敏感神经元所引起的生理效应
答案
6.B 乙酰胆碱与受体结合后可引起突触后膜电位发生变化,当电位达到一定阈值后可使突触后膜兴奋,因此乙酰胆碱的分泌量和受体数量都会影响胆碱能敏感神经元发挥作用,A正确;抑制乙酰胆碱酯酶的活性,则乙酰胆碱不能被分解,而对胆碱能敏感神经元受体发挥作用无影响,B错误;根据题干信息可知,胆碱能敏感神经元参与学习和记忆等调节活动,该类神经元数量改变会对学习与记忆等活动产生影响,C正确;阿托品能阻断乙酰胆碱与胆碱能敏感神经元上的相应受体结合,使突触后膜不能正常兴奋,因此注射阿托品将抑制胆碱能敏感神经元引起的生理效应,D正确。
7.[2020浙江7月选考生物·30,10分]欲研究生理溶液中K+浓度升高对蛙坐骨神经纤维静息电位的影响和Na+浓度升高对其动作电位的影响。请完善以下实验思路,预测实验结果,并进行分析与讨论。(要求与说明:已知蛙坐骨神经纤维的静息电位为-70 mV,兴奋时动作电位从去极化到反极化达+30 mV。测量的是膜内外的电位变化。K+、Na+浓度在一定范围内提高。实验条件适宜)回答下列问题:(1)完善实验思路:组1:将神经纤维置于适宜的生理溶液a中,测定其静息电位和刺激后的动作电位,并记录。组2: 。 组3:将神经纤维分别置于Na+浓度依次提高的生理溶液d、e中,测定其刺激后的动作电位,并记录。对上述所得的实验数据进行分析与处理。(2)预测实验结果(设计一个坐标,以柱形图形式表示实验结果):(3)分析与讨论:①简要解释组3的实验结果: 。 ②用放射性同位素24Na+注入静息的神经细胞内,不久在生理溶液中测量到放射性,24Na+的这种转运方式属于 。用抑制酶活性的药物处理神经细胞,会使24Na+外流量 。 ③刺激脊蛙的坐骨神经,除了在反射中枢测量到动作电位外,还观察到腓肠肌收缩,说明坐骨神经中含有 神经。
答案
7.答案 (1)将神经纤维分别置于K+浓度依次提高的生理溶液b、c中,测定其静息电位,并记录(2分) (2)如图(3分)溶液中K+、Na+浓度升高对膜电位影响示意图(3)①细胞外Na+浓度提高,膜内外的浓度差增大,兴奋时,Na+通过Na+通道内流加快,导致动作电位增大(2分) ②主动转运(1分) 减少(1分) ③传入和传出(1分)
答案
8.[2021浙江6月选考生物·30,10分]为探究酒精对动物行为的影响,某中学生物兴趣小组进行了以下系列实验。实验材料:蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本,间脑蟾蜍,小滤纸片,任氏液,0.1%、0.2%和1%酒精,去甲肾上腺素(noradrenaline,NA),酚妥拉明(phentolamine,PT),1%硫酸溶液等。(要求与说明:间脑蟾蜍是指切除了大脑和部分间脑、相关机能正常的蟾蜍;任氏液为两栖类的生理盐水;3种酒精浓度分别对应人血液中轻度、中度和重度酒精中毒的浓度;酒精、NA和PT均用任氏液配制;NA是一种神经递质;PT是NA受体的抑制剂。实验条件适宜。)实验过程与结果或结论:
回答下列问题:(1)实验1结果可得出的结论是 。 (2)设计用于记录实验2结果的表格。(3)依据实验2、3的结论,实验3的分组应为:A组:任氏液;B组: ;C组: ;D组: ;E组: 。 (4)酒后驾车属于危险的驾驶行为,由本实验结果推测其可能的生物学机理是 。
答案
8.答案 (除标明外,每空2分)(1)离体条件下,施加1%酒精,对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响 (2)如表所示不同浓度酒精对间脑蟾蜍屈反射时长的影响 (3)NA(1分) PT(1分) NA+PT(1分) 酒精+PT(1分) (4)酒精显著延长屈反射时长,酒后驾车导致司机反应迟钝
答案
解析 (1)根据题图可知,1%酒精处理前与处理后的动作电位大小、动作电位传导速率、肌肉收缩张力均无明显变化(即不影响动作电位的产生、传导、传递),因此可得出的结论为离体条件下,施加1%酒精,对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响。(2)题干中已提到3种酒精浓度,分别为0.1%、0.2%、1%。步骤①所做的应是空白对照,步骤②中又进行了4次测量,因此可设计的实验结果记录表如下。不同浓度酒精对间脑蟾蜍屈反射时长的影响(3)通过实验2知酒精会显著延长屈反射时长,实验3有2个结论。结论1:NA与其受体结合,显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长。结论2:酒精通过NA受体参与的途径,显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长,即酒精发挥显著延长屈反射时长的作用可能是在NA受体不被抑制的情况下。因此在分组中需要针对结论1设置NA组和NA+PT组,而PT单独对屈反射的影响也需要排除,因此还需设置PT组。针对结论2设置酒精+PT组。综上,实验3分组应为A组(任氏液)、B组(NA)、C组(PT)、D组(NA+PT)、E组(酒精+PT)。(4)本题实验2与实验3均为探究酒精对屈反射时长的影响,推测酒后驾车属于危险驾驶行为的生物学机理可能是酒精显著延长屈反射时长,酒后驾车导致司机反应迟钝。
第二章 神经调节
第一节 神经系统是神经调节的结构基础
教材必备知识精练
知识点1 人体神经系统由中枢神经系统和周围神经系统组成
1.下列有关神经系统的组成及相关结构的叙述,错误的是( )A.神经系统结构和功能的基本单位是神经元B.中枢神经系统由脑和脊髓组成C.植物性神经包括交感神经、副交感神经及躯体运动神经D.植物性神经属于周围神经系统
答案
1.C 植物性神经属于周围神经系统中的传出神经,包括交感神经和副交感神经,C错误。
知识点1 人体神经系统由中枢神经系统和周围神经系统组成
2.传入神经和传出神经是人体周围神经系统的重要成分,下列相关叙述错误的是( )A.传入神经即感觉神经,可以接受外界的刺激信息B.传出神经即运动神经,可以将指令信息传输到相应器官C.交感神经和副交感神经都属于传入神经D.通过传出神经的作用,人体可以支配机体相应部位的活动
答案
2.C 交感神经和副交感神经都属于传出神经,也可称为植物性神经,C错误。
知识点2 神经元是人体神经系统的基本单位
3.下列有关神经元的结构与功能的叙述,正确的是( )A.神经元的树突是轴突末梢发出的如树枝状的短突起,是神经元接收信息的结构B.神经元轴突内的细胞溶胶不断地流动,以便轴突和胞体进行物质交流C.神经元根据其功能分为传入神经元和传出神经元两大类D.神经元的胞体表面不能接收其他神经元轴突末梢的信息
答案
3.B 树突是神经元胞体发出的如树枝状的短突起,A错误;神经元轴突内的细胞溶胶不断地流动,以便轴突和胞体进行物质交流,B正确;神经元根据其功能可分为传入神经元、中间神经元和传出神经元三大类,C错误;神经元的树突和胞体表面能接收其他神经元轴突末梢的信息,D错误。
知识点2 神经元是人体神经系统的基本单位
4.下列关于神经元的叙述,错误的是( )A.运动神经元能将信息由脑或脊髓传向肌肉或腺体B.轴突末梢的表面膜可受到其他神经元树突膜的支配C.神经元受到刺激后能产生兴奋,并将兴奋传递给其他神经元D.神经节是区别传入神经元和传出神经元的依据之一
答案
4.B 运动神经元,也称传出神经元,它将信息由脑或脊髓传向肌肉或腺体,A正确;树突末梢的表面膜可受到其他神经元轴突膜的支配,B错误;神经元受到刺激后可以产生兴奋,并可沿轴突将兴奋传递给其他神经元,C正确;传入神经元上具有神经节,这是区别传入神经元和传出神经元的依据之一,D正确。
知识点2 神经元是人体神经系统的基本单位
5.运动神经元的结构如图所示,下列叙述错误的是( )A.图中②属于神经元轴突末梢B.该神经元有1个轴突和多个树突C.该神经元的胞体可位于脊髓D.刺激该神经元轴突,产生的正电位沿神经纤维传导
答案
5.D 分析题图可知,图中①为运动神经元的树突,②为运动神经元轴突末梢,A正确;该神经元有1个轴突和多个树突,胞体可位于脊髓,B、C正确;刺激该神经元轴突,产生的负电位沿神经纤维传导,D错误。
知识点2 神经元是人体神经系统的基本单位
6.图甲为蛙坐骨神经腓肠肌标本,将一灵敏电位计的两极置于b、c点膜外,在a处给予适宜电刺激,测得电位变化如图乙所示。下列叙述错误的是( )A.受刺激后,电位计的指针会发生两次方向相反的偏转B.当电位计指针不发生偏转时,说明b、c两点没有电位差C.该实验可以说明神经元是一种可兴奋的细胞D.t2与t3之间的时间差与bc段距离无关
答案
6.D 受刺激后,电位计的指针会发生两次方向相反的偏转,A正确;当电位计指针不发生偏转时,说明b、c两点没有电位差,B正确;该实验可以说明神经元是一种可兴奋的细胞,C正确;t2与t3之间的时间差是动作电位在b、c两点之间传播所需的时间,与bc段距离有关,D错误。
学科关键能力构建
1.通过神经系统的调节,机体各器官、系统能够保持高度的协调与稳定。下列关于人体神经系统的基本结构的叙述,错误的是( )A.人的神经系统包括中枢神经系统和周围神经系统B.周围神经系统包括传入神经和传出神经C.周围神经系统分布在全身各处,能控制四肢运动D.脑神经和脊神经属于中枢神经系统
答案
1.D 脑神经和脊神经属于周围神经系统,D错误。
2.[2022浙江杭州高二段考]下列关于神经元结构与功能的叙述,错误的是( )A.神经元的胞体中含有细胞核B.神经元胞体发出的长突起称为神经C.轴突可将信息传给其他细胞D.运动神经元的胞体位于脊髓
答案
2.B 神经元胞体发出的长突起为轴突,又称神经纤维,神经是由许多神经纤维被结缔组织包围而成的,B错误。
3.如图表示的神经元为假单极神经元,a结构位于感受器,c结构位于神经节(近脊髓),e结构位于神经中枢。根据上述信息判断下列说法错误的是( )A.该神经元为感觉神经元,b结构为神经纤维B.动作电位在该神经元上的传导方向一般是从a→b→c→d→eC.e结构称为神经末梢,可直接与肌细胞相连并支配其运动D.若在b的膜外依次放置连着一个电位计的两个电极,刺激a,电位计可发生两次偏转
答案
3.C 根据题干信息可知,该神经元连接感受器与神经中枢,因此为感觉神经元,b结构为神经纤维,A正确;动作电位在该神经元上的传导方向一般是从a→b→c→d→e,B正确;e结构称为神经末梢,由题意可知其连接的是神经中枢,C错误;若在b的膜外依次放置连着一个电位计的两个电极,刺激a,兴奋会先后经过电位计的两个电极,因此电位计可发生两次方向相反的偏转,D正确。
4.如图为蛙的坐骨神经腓肠肌标本,A表示灵敏电位计,a、b表示电位计的两个电极,均置于膜外。在坐骨神经上给予一个适宜强度的电刺激,腓肠肌便会收缩。下列叙述错误的是( )A.坐骨神经中存在很多神经纤维B.没有受到刺激时坐骨神经表面各处电位相等C.腓肠肌的收缩与电位计指针的偏转是同步发生的D.刺激后,a电极处先变为负电位使电位计指针发生一次偏转
答案
4.C 坐骨神经是由许多神经纤维被结缔组织包围而成的,A正确;没有受到刺激时坐骨神经表面各处电位相等,B正确;动作电位沿神经纤维传导,故在图中位置给予一个刺激后,电位计指针的偏转将早于腓肠肌的收缩,C错误;刺激后,产生的负电位沿神经纤维传导,a电极处先变为负电位使电位计指针发生一次偏转,D正确。
5.在蛙坐骨神经b、c处放置两个电极,并且将这两个电极连接到一个灵敏电位计上,在a处给予适宜刺激。下列叙述错误的是( )A.刺激a处后,a处膜外为负电位B.a处的神经冲动离开c处后,c处膜外恢复为正电位C.刺激a处后电位计指针发生的两次偏转幅度明显不同D.刺激前电位计指针不偏转,说明b、c两处电位相等
答案
5.C 在a处给予刺激,a处会兴奋,产生动作电位,膜外会变为负电位,神经冲动离开c处后,c处恢复静息状态,膜外恢复为正电位,A、B正确;刺激a处后产生的动作电位先传到b处然后再传到c处,电位计指针发生两次偏转,且偏转幅度相同,但方向相反,C错误;刺激前,电位计指针不偏转,说明b、c两处无电位差,即两处电位相等,D正确。
6.将一灵敏电位计的两电极置于蛙的坐骨神经腓肠肌的坐骨神经上(如图1),在①处给予一适宜强度的刺激,测得的电位变化如图2所示。若在②处给予同等强度的刺激,测得的电位变化是( )
答案
6.B 已知灵敏电位计的两电极置于蛙的坐骨神经上,静息时两电极间无电位差,当在①处给予一适宜强度的刺激时,会产生沿神经传导的动作电位,该动作电位先经过左侧电极后经过右侧电极,指针发生两次方向相反的偏转,电位变化如图2所示;而当在②处给予同等强度的刺激时,产生的动作电位先经过右侧电极后经过左侧电极,指针也发生两次方向相反的偏转,但是每一次偏转的方向正好与刺激①的时候相反,故选B。
第二节 神经冲动的产生和传导
教材必备知识精练
知识点1 环境刺激使得神经细胞产生动作电位
1.下列能正确表示神经纤维受刺激时,刺激点膜电位由静息电位转为动作电位的过程的是( )A.①→④ B.②→③C.③→② D.④→①
答案
1.D 神经纤维的静息电位为膜外正电位、膜内负电位。当某一点受到刺激时,刺激点膜外变为负电位,膜内变为正电位,即由④变为①。
知识点1 环境刺激使得神经细胞产生动作电位
2.[2022浙江桐庐中学高二月考]以下是测量神经纤维膜电位变化情况的示意图,相关叙述错误的是( )A.图甲中电表指针偏转说明膜内外电位不同,测出的是动作电位B.图甲中的膜内外电位不同,主要是由K+外流形成的C.图乙中在箭头处刺激神经纤维会引起电表指针发生两次方向相反的偏转D.图乙中产生的兴奋会以局部电流的形式向两侧快速传导
答案
2.A 图甲中电表指针偏转说明膜内外电位不同,电表测出的是静息电位,该电位的形成与K+的外流有关,A错误、B正确;图乙中在箭头处刺激神经纤维会产生兴奋,兴奋先传导到电表右侧,后传导到电表左侧,所以会引起电表指针发生两次方向相反的偏转,C正确;兴奋时,神经纤维膜对Na+的通透性增加,使得刺激点处于内正外负的反极化状态,邻近未受刺激部位仍处于外正内负的极化状态,两者之间会形成局部电流,因此,图乙中产生的兴奋会以局部电流的形式向两侧快速传导,D正确。
知识点1 环境刺激使得神经细胞产生动作电位
3.如图表示神经细胞膜上Na+、K+的两种运输方式,下列相关叙述正确的是( )A.方式1中的K+经过通道蛋白排出细胞,需要消耗ATP,是恢复静息电位的生理基础B.方式1中的Na+经过通道蛋白进入细胞,不需要消耗ATP,是产生动作电位的生理基础C.方式2中的Na+经过载体蛋白排出细胞,需要消耗ATP,是产生动作电位的生理基础D.方式2中的K+经过载体蛋白进入细胞,不需要消耗ATP,是维持静息电位的生理基础
知识点1 环境刺激使得神经细胞产生动作电位
答案
3.B 方式1中K+外流是由高浓度向低浓度的运输,并通过相应的通道蛋白协助,属于易化扩散,不需要消耗ATP,A错误;方式1中Na+内流是由高浓度向低浓度的运输,并通过相应的通道蛋白协助,属于易化扩散,不需要消耗ATP,是产生动作电位的生理基础,B正确;方式2中的Na+经过载体蛋白排出细胞,需要消耗ATP,是维持细胞内外Na+浓度差的生理基础,C错误;方式2中的K+经过载体蛋白进入细胞,需要消耗ATP,是维持细胞内外K+浓度差的生理基础,D错误。
归纳总结
静息电位与动作电位(1)静息电位:静息状态时,细胞膜两侧的电位表现为外正内负,主要是K+外流使膜外阳离子浓度高于膜内引起的。(2)动作电位:受到刺激后,细胞两侧的电位表现为外负内正,主要是Na+内流使兴奋部位膜内阳离子浓度高于膜外引起的。(3)在动作电位产生和恢复静息电位的过程中,Na+内流和K+外流均是借助通道蛋白的易化扩散,不消耗ATP,而K+内流和Na+外流是借助Na+-K+泵的主动转运,需要消耗ATP。
知识点1 环境刺激使得神经细胞产生动作电位
4.[2022浙江丽水外国语实验学校高二月考]图1是测量神经纤维膜内外电位的装置。图2是给予刺激后测得的膜电位变化。下列有关叙述错误的是( )A.图1中电表能测出静息电位的大小,相当于图2中A点的电位B.若细胞外Na+浓度适当升高,则在同样刺激下图2中C点上移C.神经纤维的状态由A转变为B的过程中,膜对Na+的通透性增大D.若要画出如图2所示的膜电位,则需要多个图1装置测量神经纤维不同位点的电位变化
答案
4.D 静息状态时膜电位表现为外正内负,所以图1中电表能测出静息电位的大小,相当于图2中A点的电位,A正确;图2中C点表示动作电位峰值,是Na+内流所致,所以若细胞外Na+浓度适当升高,则在同样刺激下,Na+内流增多,动作电位峰值会增大,图2中C点上移,B正确;神经纤维的状态由A转变为B是产生动作电位的过程,该过程中膜对Na+的通透性增大,C正确;图2表示的是神经纤维上某个位点的电位变化,不需要多个图1装置测量神经纤维不同位点的电位变化,D错误。
知识点2 冲动在神经纤维上以电信号的形式传导
5.下列关于动作电位的叙述,错误的是( )A.动作电位沿着神经纤维传导时,会随着传导距离的增加而衰减B.一根神经纤维传导神经冲动时不影响其他神经纤维C.动作电位的传导依赖于细胞膜对离子通透性的变化D.动作电位传导方向与膜内局部电流方向相同
答案
5.A 动作电位沿着神经纤维传导时,不会随着传导距离的增加而衰减,A错误;一条神经中包含很多根神经纤维,各神经纤维之间具有绝缘性,一根神经纤维传导神经冲动时不影响其他神经纤维,B正确;静息时神经细胞膜对钾离子的通透性大,使得膜电位为外正内负,动作电位是由于受到刺激后,细胞膜对钠离子的通透性增大,使得膜电位变为外负内正,故动作电位的传导依赖于细胞膜对离子通透性的变化,C正确;刺激部位和邻近未受刺激的部位之间会形成局部电流,动作电位不断地以局部电流向前传导,动作电位传导方向与膜内局部电流方向相同,D正确。
知识点2 冲动在神经纤维上以电信号的形式传导
6.[2022浙江高中发展共同体高二期中考试]如图是某神经纤维上动作电位传导的示意图。下列叙述正确的是( )A.c点轴突膜内外Na+浓度相近,Na+不再内流B.b~d段K+以易化扩散方式外流,不消耗ATPC.一个电表无法测得该结果,f处Na+通道并非全部打开D.经Na+通道蛋白抑制剂处理后,图中c点将向下方移动
答案
6.C c点处于动作电位的峰值,此时膜外Na+浓度仍然大于膜内Na+浓度,A错误;b~c段Na+内流,c~d段K+外流,二者都是易化扩散,不消耗ATP,B错误;由图示可知,f处膜电位未达到峰值,Na+通道并非全部打开,一个电表无法测得神经纤维膜外多个位点的电位情况,C正确;经Na+通道蛋白抑制剂处理后,Na+进入细胞内的速度减慢,图中c点将向上方移动,D错误。
知识点2 冲动在神经纤维上以电信号的形式传导
7.某毒素是一种能高效且专一地阻断钠离子通道的化学毒素。若在a点时加入该毒素,或在a点时加入该毒素后在b点时给予适宜的刺激(a、b两点间隔较短但不影响该毒素发挥作用),则下列膜电位变化示意图正确的是( )
答案
7.C 根据题意,某毒素是一种能高效且专一地阻断钠离子通道的化学毒素,则在a点时加入该毒素,不会对静息电位造成明显影响,A、B错误;若在a点时加入该毒素后,在b点时给予适宜的刺激,由于钠离子通道被阻断,无法发生去极化过程,不能形成动作电位,故膜电位将维持在静息状态,C正确,D错误。
知识点3 神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成
8.如图表示一个神经元在一次兴奋后,将兴奋传递给另一个神经元的过程。下列相关叙述错误的是( ) A.a处产生动作电位时,膜电位表现为内正外负B.神经递质是通过简单扩散释放到突触间隙的C.兴奋a→b→c的传递过程可体现细胞膜的信息传递功能D.某些麻醉药可以通过抑制突触前膜神经递质的释放而发挥麻醉作用
答案
8.B 静息时,膜电位为内负外正,产生动作电位时,膜电位为内正外负,A正确;神经递质是通过胞吐方式释放到突触间隙的,需要消耗能量,B错误;图中兴奋的传递过程可体现细胞膜的信息传递功能,C正确;某些麻醉药可以通过抑制突触前膜神经递质的释放阻断兴奋的传递,从而发挥麻醉作用,D正确。
知识点3 神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成
9.[2022浙江金华高二期中考试]某止痛药并不会损伤神经元的结构,其在阻断兴奋传递的过程中,检测到突触间隙中神经递质的量不变。试推测该止痛药的作用机制是( )A.可以与突触后膜的受体结合B.可以与突触前膜释放的神经递质结合C.抑制突触前膜神经递质的释放D.抑制突触小体中神经递质的合成
答案
9.A 该止痛药与突触后膜上的受体结合后,阻碍了神经递质与突触后膜上的受体结合,从而达到阻断兴奋传递的目的,A符合题意;B、C、D项所述均会导致突触间隙中神经递质的量发生改变,因此B、C、D不符合题意。
知识点3 神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成
10.如图是神经元之间通过突触传递信息的示意图。当神经冲动传到突触小体时,Ca2+由膜外进入膜内,促进突触小泡与突触前膜接触,释放神经递质,该神经递质发挥作用后被突触前膜重新吸收利用。下列叙述正确的是( )A.过程①、③说明兴奋在两个神经元之间可以双向传递B.图中突触前膜释放的神经递质可以引起突触后神经元兴奋或抑制C.如果Ca2+载体结构异常,可能造成突触后神经元难以兴奋D.过程①释放神经递质的方式为胞吐,过程①②③都消耗ATP
答案
10.C 分析题图可知,图中过程①表示突触小泡释放神经递质,过程②表示Na+内流,过程③表示神经递质被重新吸收,返回突触小体内。过程①是释放神经递质,传递兴奋的过程,而过程③是神经递质被重新吸收利用的过程,该过程不传递兴奋,因此过程①、③不能说明兴奋在两个神经元之间可以双向传递,A错误;图中突触前膜释放的神经递质会导致Na+内流,进而引起突触后神经元兴奋,B错误;Ca2+能促进突触小泡与突触前膜接触,释放某种神经递质,因此如果Ca2+载体结构异常,则Ca2+跨膜运输受阻,可能造成突触后神经元难以兴奋,C正确;过程②为Na+内流过程,Na+通过Na+通道进入神经细胞,运输方式为易化扩散,不需要消耗能量(ATP),D错误。
知识点3 神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成
11.[2022浙江绍兴高二期末考试]如图为部分神经元之间兴奋传导的示意图,请据图回答下列问题。(1)若在①处施加一适宜的刺激,则该部位膜两侧可发生的电位变化是 ,兴奋在②和④处的传导方向与 (填"膜内"或"膜外")的局部电流方向一致。 (2)结构③由 三部分组成,兴奋在①、②和④处的传导速度比在③处的传递速度快,这与兴奋在③处传递时发生 的信号转变需要较长时间有关。 (3)兴奋在结构③处只能单向传递的原因是 。此结论可通过在图中 处接电表,并先后刺激 处,观测结果来证实。 (4)研究表明,③处释放的乙酰胆碱会引起下一个神经元兴奋,乙酰胆碱作用后可以被乙酰胆碱酯酶分解,但有机磷农药能使乙酰胆碱酯酶失活,则该农药的作用效果是 。
知识点3 神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成
答案
11.答案 (1)由外正内负变为外负内正 膜内 (2)突触前膜、突触间隙、突触后膜 电信号→化学信号→电信号 (3)神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上 ①(②) ②、④(①、④) (4)引起下一个神经元持续性兴奋解析 (1)若在①处施加一适宜的刺激,则该部位膜两侧可由外正内负的静息电位变为外负内正的动作电位。兴奋在神经纤维上的传导方向与膜内电流方向一致,即都是由兴奋部位传到未兴奋部位。(2)结构③为突触,突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成。兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导,在突触间以化学信号的形式传递,由于在突触处要进行电信号→化学信号→电信号的转换,所以兴奋在突触处的传递速度较慢。(3)由于神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上,所以兴奋在结构③处只能单向传递。为验证上述结论,可在①(②)处接电表,并先后刺激②、④(①、④)处,刺激②(①)处时电表指针偏转,刺激④处时电表指针不偏转,由此即可证实。(4)乙酰胆碱为兴奋性神经递质,有机磷农药能使乙酰胆碱酯酶失活,使乙酰胆碱持续作用于突触后膜,从而导致下一个神经元持续性兴奋。
学科关键能力构建
1.测量与记录蛙坐骨神经受刺激后的电位变化过程如图①→⑤所示,其中②、④的电表指针偏转到最大。下列叙述正确的是( )A.对神经施加的刺激,刺激点位于图①甲电极的左侧B.图②中甲电极处的膜发生去极化,乙电极处膜的Na+内流属于被动运输C.图④中甲电极处的膜发生去极化,乙电极处的膜处于极化状态D.处于图⑤状态时,发生的K+内流是顺浓度梯度进行的
答案
1.C 静息状态下,神经纤维上的电位表现为外正内负,产生动作电位时表现为外负内正,有电位差时,电表指针偏向负电位一侧,②中指针偏向右侧,说明刺激点位于乙电极的右侧,A错误;图②中甲电极处的膜处于极化状态,B错误;图④中甲电极处的膜发生去极化,乙电极处的膜处于极化状态,C正确;处于图⑤状态,即静息状态时,发生的K+外流是顺浓度梯度进行的,D错误。
2.图1表示神经纤维在静息状态下K+跨膜运输的过程,其中甲为某种载体蛋白,乙为通道蛋白,该通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道。图2表示兴奋在神经纤维上的传导过程。下列有关分析正确的是( )A.图1中的A侧为神经细胞膜的内侧,B侧为神经细胞膜的外侧B.图2中③处对应膜外为负电位,此时膜外Na+浓度小于膜内C.图2兴奋传导过程中,膜外电流方向与兴奋传导方向一致D.图2中②处对应膜上K+通道开放,④处对应膜上Na+通道开放
答案
2.D 据图分析,图示K+从B侧运输到A侧是通过通道蛋白完成的,所以A侧为神经细胞膜的外侧,B侧为神经细胞膜的内侧,A错误;图2中③处为动作电位峰值,此时对应膜外为负电位,膜外Na+浓度大于膜内,B错误;图2兴奋传导过程中,膜外电流方向与兴奋传导方向相反,膜内电流方向与兴奋传导方向一致,C错误;图2中②处处于复极化状态,对应膜上K+通道开放,④处处于去极化状态,对应膜上Na+通道开放,D正确。
3.如图表示当神经冲动传到神经末梢时,神经递质从突触小泡内释放并作用于突触后膜的机制,下列叙述错误的是( )A.接受神经递质前,突触后膜的电位分布为外正内负B.神经冲动引起神经递质的释放,实现了由电信号向化学信号的转变C.神经递质与受体结合不一定引起突触后膜发生由外正内负到外负内正的电位改变D.若用药物阻止神经递质的分解,一定会引起突触后膜持续兴奋
答案
3.D 接受神经递质前,突触后膜的电位是静息电位,电位分布为外正内负,A正确;神经冲动传到突触小体,引起神经递质的释放,实现了由电信号向化学信号的转变,B正确;神经递质有两种类型,即兴奋性神经递质和抑制性神经递质,神经递质与受体结合不一定引起突触后膜发生由外正内负到外负内正的电位改变,C正确;若用药物阻止神经递质的分解,不一定会引起突触后膜持续兴奋,也可能会引起突触后膜持续抑制,D错误。
4.研究表明,抑郁症与单胺类递质传递功能下降相关。单胺氧化酶是一种单胺类递质的降解酶,其抑制剂MAOI是一种常用抗抑郁药。据图分析,下列叙述错误的是( )A.细胞X通过胞吐释放神经递质,可保证递质大量迅速释放B.若图中神经递质与蛋白M结合后,引起细胞Y兴奋,则细胞Y膜内电位会由负变正C.若细胞Y上蛋白M的数量减少,则可能会导致人患抑郁症D.MAOI能减小突触间隙中单胺类递质的浓度,从而起到抗抑郁的作用
答案
4.D 细胞X通过胞吐释放神经递质,可保证递质在短时间内大量释放,A正确;细胞Y兴奋后,产生动作电位,膜内的电位会由负变正,B正确;细胞Y上蛋白M的数量减少,会减少神经递质与蛋白M的结合,影响细胞Y的兴奋,进而可能导致人患抑郁症,C正确;MAOI能够抑制单胺氧化酶的活性,从而抑制单胺类神经递质的分解,故MAOI可增加突触间隙中单胺类递质的浓度,从而起到抗抑郁的作用,D错误。
5.如图所示为人神经系统中的一种结构,细胞b与细胞a之间具有突触1,细胞a与细胞c之间具有突触2,突触1或突触2受刺激后释放的足量乙酰胆碱(ACh)均可导致相应突触后膜产生兴奋。分别刺激细胞a或b将会导致ACh释放量不同,具体如表所示。下列叙述正确的是( )A.甲组中,突触2后膜上发生"电信号→化学信号→电信号"的转换B.乙组中,突触1释放的ACh导致对应后膜上的阴离子通道打开C.丁组中,突触2释放的ACh量偏少可能与细胞a内正电荷变多有关D.若刺激细胞c,则会使细胞a对细胞b的兴奋产生抑制
答案
5.C 甲组中,整个突触2发生"电信号→化学信号→电信号"的转换,而突触后膜上只发生"化学信号→电信号"的转换,A错误;乙组中,突触1释放的ACh导致对应后膜去极化,后膜上的Na+通道打开,B错误;丁组中细胞b受刺激时,其膜上的Na+通道打开,Na+内流,其膜电位变为外负内正,从而形成动作电位,动作电位传到神经末梢后,突触小泡中的ACh释放到突触间隙中,释放的神经递质与突触后膜上的受体结合,导致细胞a上的Na+通道打开,Na+内流,此时再刺激细胞a,由于细胞外的Na+已进入细胞a,细胞a膜两侧的Na+浓度差变小,再刺激细胞a会使产生的动作电位变小,由此可能导致突触2释放的ACh量会偏少,因此突触2释放的ACh量变少可能与细胞a内正电荷变多有关,C正确;神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此若刺激细胞c,不会使细胞a对细胞b的兴奋产生影响,D错误。
6.神经细胞外的Ca2+对Na+的内流具有竞争性抑制作用,称为膜屏障效应,该机制能使神经细胞保持正常的兴奋性。研究小组对此展开相关研究工作,请回答下列问题:(1)血钙较低,肌肉易抽搐痉挛,其原因是 。 (2)为验证膜屏障效应,研究小组首先用含有Ca2+、Na+、K+等离子的培养液培养蛙的坐骨神经腓肠肌标本,对坐骨神经施加一定刺激,获得膜电位变化曲线(图1)。然后降低培养液中Ca2+的浓度,其他条件不变,重复实验。①图1曲线的获得,应采取图2中 所示的连接方式。若是图2中另一种连接方式,请画出理论上所获得的膜电位变化曲线。②为达实验目的,实验过程中,研究小组还需要测定 。 (3)验证膜屏障效应后,研究小组去除培养液中全部的Ca2+,其他条件不变,然后对坐骨神经施加一定刺激,结果虽然神经纤维上能形成动作电位,但是腓肠肌未收缩。对轴突末梢的研究发现,其膜上有Ca2+的运输通道,突触小体中也有一定数量的突触小泡。据此推测Ca2+的作用是 。
答案
6.答案 (1)Ca2+较少,对Na+内流的抑制作用减弱,神经细胞的兴奋性过强,很容易产生兴奋而使肌肉收缩 (2)①Ⅱ 如图所示 ②膜内Na+含量的变化 (3)促进突触小泡和突触前膜融合,以释放神经递质解析 (1)血钙较低,肌肉易抽搐痉挛,其原因是Ca2+较少,对Na+内流的抑制作用减弱,神经细胞的兴奋性过强,很容易产生兴奋而使肌肉收缩。(2)①图1是电表的两电极分别位于膜内和膜外时,施加一定刺激后获得的膜电位变化曲线,故图1曲线的获得应采取图2中Ⅱ所示的连接方式。如果是图2中另一种连接方式,则刚开始时膜电位为0 mV,施加一定刺激后电表指针会发生两次方向相反的偏转,且先偏向左边(负值),再偏向右边(正值)。②膜内Na+含量的变化是动作电位形成的标志。因此为达实验目的,实验过程中,研究小组还需要测定膜内Na+含量的变化。(3)验证膜屏障效应后,研究小组去除培养液中全部的Ca2+,其他条件不变,然后对坐骨神经施加一定刺激,结果虽然神经纤维上能形成动作电位,但是腓肠肌未收缩。说明Ca2+不影响兴奋在神经纤维上的传导,但影响兴奋在神经细胞间的传递。对轴突末梢的研究发现,其膜上有Ca2+的运输通道,突触小体中也有一定数量的突触小泡。据此推测Ca2+的作用是促进突触小泡和突触前膜融合,以释放神经递质。
7.图中A、B神经元与痛觉传入有关,C神经元能释放内啡肽。内啡肽是一种可抑制疼痛的神经递质。结合图示回答问题:(1)当痛觉感受器受到刺激时,产生的神经冲动沿A神经元传至轴突末梢后,P物质释放到突触间隙进而与B神经元上的 结合,引发B神经元产生神经冲动并传至痛觉中枢,产生痛觉。内啡肽与A神经元上的阿片受体结合后可促进A神经元K+外流,试结合图示分析内啡肽镇痛的原理是 。 (2)吗啡是一种阿片类毒品,也是麻醉中常用的镇痛药,据图分析,吗啡镇痛的原理可能是 ,进而影响A神经元的功能。长期使用吗啡后可致欣快感而依赖成瘾,一旦突然停止使用吗啡,则P物质的释放量会迅速 ,出现更强烈的痛觉等戒断综合征。研究表明,兴奋剂和毒品等大多是通过 (结构)来起作用的。(3)γ-氨基丁酸(GABA)也具有明显的止疼作用,其是一种抑制性神经递质,当GABA与受体结合后,使膜上某些 (填"阴"或"阳")离子内流,抑制突触后神经元 (填"静息电位"或"动作电位")的产生,从而抑制疼痛。释放的GABA可被体内氨基丁酸转氨酶降解而失活,若将氨基丁酸转氨酶的抑制剂作为药物施用于癫痫病人,可缓解病情,这是由于抑制剂 ,从而抑制病人异常兴奋的形成。
答案
7.答案 (1)P物质受体 内啡肽促进A神经元K+外流,抑制A神经元释放P物质,导致B神经元不能产生动作电位,从而阻止痛觉产生 (2)与A神经元上的阿片受体结合 增加 突触 (3)阴 动作电位 可以抑制氨基丁酸转氨酶的活性,使GABA分解速率降低解析 (1)当痛觉感受器受到刺激时,产生的神经冲动沿A神经元传至轴突末梢后,突触小泡中的P物质释放到突触间隙,P物质经扩散与突触后膜上的P物质受体结合,引发B神经元产生神经冲动并传至痛觉中枢,产生痛觉。根据题意,内啡肽与阿片受体结合后可促进A神经元K+外流,抑制A神经元释放P物质,导致B神经元不能产生动作电位,从而阻止痛觉产生。(2)据图分析,吗啡镇痛的原理可能是:与A神经元上的阿片受体结合,进而影响A神经元的功能。长期使用吗啡后可致欣快感而依赖成瘾,一旦突然停止使用吗啡则P物质的释放量迅速增加,出现更强烈的痛觉等戒断综合征;兴奋剂和毒品等大多是通过突触起作用的。(3)根据题意,GABA是一种抑制性神经递质,当GABA与受体结合后,会使膜上某些阴离子内流,抑制突触后神经元动作电位的产生,从而抑制疼痛。释放的GABA可被体内氨基丁酸转氨酶降解而失活,而氨基丁酸转氨酶的抑制剂能够抑制氨基丁酸转氨酶的活性,使GABA分解速率降低,从而抑制病人异常兴奋的形成。
8.[2022浙江温州新力量联盟高二上联考]如图为两个蛙的坐骨神经腓肠肌标本,A、B分别指两个标本上的坐骨神经,神经A直接搭在右肌肉上,刺激B,左肌肉和右肌肉均会收缩。现在要利用这个标本通过一次实验同时证明神经冲动在神经纤维上的传导是双向的,而在突触处的传递是单向的,请完善实验思路。(1)实验思路①刺激A、B,观察肌肉是否收缩以确定标本是否具有正常活性。②在神经 上连接一个电表,给予神经 适宜强度的刺激。 ③ 。 (2)实验结果分析:若 ,则说明神经冲动在神经纤维上的传导是双向的,而在突触处的传递是单向的。 (3)为探究培养液中Na+浓度与动作电位峰值的关系,进行了下面的实验:将蛙坐骨神经置于生理溶液中,给予适宜刺激后,测得其膜电位变化峰值为+30 mV,在一定范围内增加上述溶液中的Na+浓度,并测量其膜电位的峰值变化。①请预测实验结果(以坐标曲线图形式表示)。②蛙的坐骨神经是由许多 被结缔组织包裹而成的,刺激神经上某一位点,在一定范围内随着刺激强度的增大,肌肉收缩的力度也相应增大,其原因是 。
答案
8.答案 (1)②B A ③观察左肌肉和右肌肉的收缩情况及电表指针的偏转情况 (2)左、右肌肉都收缩,但电表指针不偏转 (3)①如图所示②神经纤维 受刺激而发生兴奋的神经纤维的数量逐渐增多解析 分析图示可知,左、右肌肉为效应器,A、B神经为传出神经,左肌肉与A之间通过突触连接,右肌肉与B之间通过突触连接,神经A直接搭在右肌肉上,兴奋可直接从A传到右肌肉。由题干信息可知,刺激B,左肌肉和右肌肉均会收缩,说明神经冲动能从B传至A,且传递过程中经过了突触结构。(1)(2)现要证明神经冲动在神经纤维上的传导是双向的,而在突触处的传递是单向的,可通过证明神经A上的神经冲动能传至左、右肌肉,但不能通过右肌肉处的突触传至神经B来证实。因此可在神经B上连接一个电表,并给予神经A适宜强度的刺激。观察左肌肉和右肌肉的收缩情况及电表指针的偏转情况。若左右肌肉都收缩,则可以说明神经冲动在神经纤维上的传导是双向的;若电表指针不偏转,则说明神经冲动不能从右肌肉传至神经B,即在突触处的传递是单向的。
(3)神经纤维受到刺激时,膜上Na+通道打开,Na+大量内流,从而产生内正外负的动作电位。①若外界Na+浓度增大,则膜内外Na+浓度差增大,兴奋时Na+通过Na+通道内流的量增多,从而导致动作电位峰值增大,结合题干可推测,膜电位峰值会随着生理溶液中Na+浓度的增大而逐渐增大。②蛙的坐骨神经是由许多神经纤维被结缔组织包裹而成的,刺激神经上某一位点,在一定范围内随着刺激强度的增大,肌肉收缩的力度也相应增大,其原因是不同神经纤维产生兴奋所需的刺激强度阈值不同,随着刺激强度的增大,受刺激而发生兴奋的神经纤维的数量逐渐增多,从而使肌肉收缩的力度也相应增大。
第三节 人体通过神经调节对刺激做出反应
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知识点1 反射是神经活动的基本形式
1.下列关于反射和反射弧的叙述,正确的是( )A.只要有刺激就可引起反射B.效应器有反应不一定是反射C.反射活动在不完整的反射弧中也能实现D.所有反射弧中的神经中枢都位于脊髓
答案
1.B 反射活动需要有适宜强度的刺激,而且必须经过完整的反射弧,如果反射弧中任何环节在结构或功能上受损,反射就不能完成,因此有刺激不一定引起反射,效应器有反应也不一定是反射,A、C错误,B正确;反射弧中的神经中枢可以位于脊髓,也可以位于脑,D错误。
知识点1 反射是神经活动的基本形式
2.[2022浙江温州十五校联合体高二期中考试]如图为膝跳反射示意图,下列相关叙述正确的是( )A."①→②→③→屈肌"组成膝跳反射的反射弧B.膝跳反射的神经中枢在脊髓,即图中②C.图中A点受到刺激即产生兴奋,伸肌同步收缩D.抑制性中间神经元不会产生动作电位
答案
2.B 分析题图可知,图中①为传入神经元,②为神经中枢,③为传出神经元,"①→②→③→屈肌"没有包含感受器,不能组成完整的反射弧,A错误;膝跳反射的神经中枢在脊髓,即图中②,B正确;图中A点受到适宜的刺激(达到阈值的刺激)即产生兴奋,但伸肌不会同步收缩,因为兴奋在神经纤维上的传导和在突触处的传递需要时间,C错误;抑制性中间神经元受到适宜刺激后会产生动作电位,释放抑制性神经递质,D错误。
知识点1 反射是神经活动的基本形式
3.为了验证反射弧的完整性是完成反射活动的基础,某同学将甲、乙两只脊蛙(去除脑但保留脊髓的蛙)的左、右后肢最长趾趾端(简称左、右后趾)分别浸入0.5%硫酸溶液中,均出现屈反射(缩腿),之后用清水洗净、擦干。回答下列问题:(1)剥去甲的左后趾皮肤,再用0.5%硫酸溶液刺激左后趾,不出现屈反射,其原因是 。 (2)分离甲的右后肢坐骨神经,假如用某种特殊方法阻断了传入神经,再将甲的右后趾浸入0.5%硫酸溶液中,不出现屈反射,则说明 。 (3)捣毁乙的脊髓,再用0.5%硫酸溶液刺激蛙的左后趾, (填"能"或"不能")出现屈反射,原因是 。
答案
3.答案 (1)剥去皮肤导致反射弧的感受器缺失 (2)传入神经结构和功能完整是完成反射活动所必需的 (3)不能 反射弧的神经中枢被破坏
知识点2 脑和脊髓中的神经中枢调控器官、系统的活动
4.下列有关脊髓结构和功能的叙述,正确的是( )A.脊髓的灰质中含有许多低级神经中枢B.脊髓白质中的神经冲动是向上传导的C.一般情况下,脊髓参与的反射活动不受脑控制D.脊髓中的神经中枢只能对某些躯体运动进行调节
答案
4.A 脊髓的灰质中有许多低级神经中枢,可以完成某些躯体运动和内脏活动的基本反射活动,如膝跳反射、排尿反射等,A正确,D错误。脊髓白质中的神经束主要有上行(传导感觉冲动)和下行(传导运动冲动)两种,B错误。正常情况下,脊髓参与的反射活动是在高级神经中枢的控制下进行的,C错误。
知识点2 脑和脊髓中的神经中枢调控器官、系统的活动
5.下列有关大脑皮层的说法错误的是( )A.大脑皮层是神经元细胞体集中的区域B.大脑皮层之下为灰质,由大量神经纤维组成C.大脑皮层与躯体的运动、感觉活动有关D.大脑皮层躯体感觉中枢主要位于中央后回
答案
5.B 覆盖在大脑半球表面的一层灰质称为大脑皮层,是神经元细胞体集中的区域,A正确;大脑皮层之下为白质,由大量神经纤维组成,B错误;大脑皮层与躯体的运动、感觉活动有关,其中大脑皮层躯体运动中枢主要位于中央前回,躯体感觉中枢主要位于中央后回,C、D正确。
知识点2 脑和脊髓中的神经中枢调控器官、系统的活动
6.[2022浙江温州新力量联盟高二期中考试]共享单车一度成为街头巷尾一道靓丽的风景线。下列关于共享单车骑行过程的叙述,正确的是( )A.骑行过程中,维持呼吸作用的神经中枢位于大脑皮层B.骑行过程中,维持身体平衡的神经中枢位于小脑C.骑行过程中,维持躯体运动的低级神经中枢位于脑干D.骑行过程中,维持视觉和听觉的神经中枢位于脊髓
答案
6.B 骑行过程中,维持呼吸作用的神经中枢位于脑干,A错误;骑行过程中,维持身体平衡的神经中枢位于小脑,B正确;骑行过程中,维持躯体运动的低级神经中枢位于脊髓,C错误;骑行过程中,维持视觉和听觉的神经中枢位于大脑皮层,D错误。
知识点3 条件反射和语言活动是大脑皮层控制的高级神经活动
7.反射是神经调节的基本方式,下列关于反射的叙述正确的是( )A.反射都是通过学习建立起来的B.望梅止渴、排尿反射都需要大脑皮层的参与才能完成C.条件反射一定需要神经中枢参与,非条件反射则不一定D.一些反射可以形成也可以消退,比如学生听到铃声后急速赶往教室
答案
7.D 非条件反射是先天具有的,A项错误;排尿反射是非条件反射,不需要大脑皮层的参与,望梅止渴是需要大脑皮层参与的条件反射,B项错误;非条件反射也需要神经中枢的参与,只不过是低级神经中枢,C项错误;学生听到铃声赶往教室,是具体信号刺激下建立在非条件反射基础上的一种条件反射,会随信号刺激的消退而改变,D项正确。
知识拓展
条件反射建立后要维持下去,还需要非条件刺激的强化。如果反复应用条件刺激而不给予非条件刺激,条件反射就会逐渐减弱,甚至消退。
知识点3 条件反射和语言活动是大脑皮层控制的高级神经活动
8.下列有关语言活动的说法,错误的是( )A.控制语言活动的神经中枢位于大脑皮层B.布罗卡区位于大脑左半球额叶后部C.韦尼克区受损会导致患者语言理解障碍D.盲人阅读盲文与躯体感觉中枢和躯体运动中枢有关,而与语言中枢无关
答案
8.D 语言活动的神经中枢位于大脑皮层,A正确;布罗卡区位于大脑左半球额叶后部,又称表达性失语症区,B正确;韦尼克区受损会导致患者语言理解障碍,C正确;盲人阅读时首先是手指的移动,这与躯体运动中枢有关,然后是用手指触摸盲文,这与躯体感觉中枢有关,最后是将盲文的形状对应为一定的意义,这与语言中枢有关,D错误。
知识点4 植物性神经调节内脏的活动
9.《史记·项羽本纪第七》中记载:"籍长八尺馀,力能扛鼎,才气过人,虽吴中子弟皆已惮籍矣。"在项羽扛鼎时,其体内自主神经调节的结果不包括( )A.瞳孔扩张 B.胃蠕动加快C.支气管扩张 D.心跳加速
答案
9.B 根据题意,项羽在扛鼎时机体处于兴奋状态,交感神经活动占优势,因此支气管扩张、瞳孔扩张、心跳加速、胃蠕动减弱。
知识点4 植物性神经调节内脏的活动
10.[2022浙江温州新力量联盟高二上期中联考]为研究交感神经和副交感神经对心脏的支配作用,分别测定狗在正常情况、阻断副交感神经和阻断交感神经后的心率,结果如表所示。下列分析错误的是( )A.副交感神经兴奋引起心脏搏动减慢B.对心脏支配占优势的是副交感神经C.交感神经和副交感神经的作用是相互协同的D.正常情况下,交感神经和副交感神经均处于工作状态
答案
10.C 分析题表可知,阻断副交感神经后心率大幅度提高,说明副交感神经对心脏搏动起抑制作用,A正确。阻断副交感神经后心率大幅度提高,阻断交感神经后心率降低的幅度相对并不明显,由此推知对心脏支配占优势的是副交感神经,B正确。阻断副交感神经,心率大幅度提高,说明副交感神经对心脏搏动起抑制作用;阻断交感神经心率降低,说明交感神经对心脏搏动起促进作用;副交感神经与交感神经的作用往往是拮抗的,C错误。阻断副交感神经和交感神经,心率均有变化,说明正常情况下副交感神经与交感神经均处于工作状态,D正确。
学科关键能力构建
1.[2022浙江嘉兴五中高二上期中考试]动物园中饲养员长期给猩猩喂食,猩猩听到饲养员的脚步声就会分泌唾液,下列关于此过程的叙述错误的是( )A.该反射活动属于非条件反射B.本过程需要大脑皮层中多个神经元参与C.这一过程中存在离子的跨膜运输D.此过程中存在"电信号→化学信号→电信号"的转化
答案
1.A 根据题意分析,该反射活动属于条件反射,A错误。
2.某学校组织学生体检,有位同学看到自己的体检报告中多项指标不正常,感到非常紧张,引起心跳加速、呼吸急促,此时为了平复心跳和呼吸,该同学体内发生的生理调节过程为( )A.在交感神经的支配下,心率减慢、支气管扩张B.在副交感神经的支配下,心率加快、支气管收缩C.在交感神经的支配下,心率加快、支气管扩张D.在副交感神经的支配下,心率减慢、支气管收缩
答案
2.D 在心跳和呼吸调节过程中,在副交感神经的支配下,可以使心率减慢、支气管收缩,从而使心跳减慢、呼吸平缓,D正确。
3.[2022浙江台州十校联盟高二期中考试]如图为缩手反射弧结构示意图,A、 B为反射弧上的位点。下列说法错误的是( )A.刺激图中位点A,该处细胞膜外电位的变化情况是由正变负B.刺激位点A所产生的兴奋传递到肌肉,致使肌肉收缩,该过程称为反射活动C.据图可知,完成缩手反射至少涉及3个神经元D.在给受伤同学做皮试时,该同学没有把手缩回去,说明缩手反射受高级神经中枢的调控
答案
3.B 动作电位的产生主要与钠离子的内流有关,刺激图中位点A,该处会产生动作电位,细胞膜外电位的变化情况是由正变负,A正确;反射活动的完成需要完整的反射弧,刺激图中位点A致使肌肉收缩,该过程未经过皮肤感受器,故不能称为反射活动,B错误;据图可知,完成缩手反射至少涉及3个神经元,分别是感觉神经元、中间神经元和运动神经元,C正确;医生在给受伤同学做皮试时,该同学并没有把手缩回去,这说明在该过程中高级神经中枢对低级神经中枢进行了控制,即缩手反射受高级神经中枢的调控,D正确。
4.[2022浙江9+1高中联盟高二期中考试]阅读下列资料,回答以下小题。 某患者,男,40岁,失足从高处坠落,臀部着地摔伤,急送医院就诊,CT检测见其第11胸椎压缩性骨折,脊髓受压,局部明显压痛,双下肢瘫痪,感觉丧失,有排尿活动,但是不受控制。医生诊断为胸腰段脊柱脊髓损伤。图1为腰椎部位与下肢有关的反射弧结构示意图;图2为与排尿反射有关的反射弧结构示意图。
【小题1】下列关于神经系统的说法,错误的是( )A.中枢神经系统包括脑和脊髓B.人体的躯体感觉中枢主要位于大脑皮层的中央后回C.脊髓中白质呈H形,是中间神经元和运动神经元胞体集中的部位D.传出神经包括支配骨骼肌的躯体运动神经和支配内脏器官的植物性神经【小题2】下列关于该患者病情分析的叙述,错误的是( )A.该患者的受伤部位可能是②,兴奋不能由脊髓传导到大脑皮层B.该患者的受伤部位可能是⑤,兴奋不能由脊髓传导到大脑皮层C.该患者排尿反射的反射弧"牵张感受器→b→c→a→逼尿肌"是完整的D.该患者脊髓损伤可能导致d和e损伤,使f无法控制c
答案
4.【小题1】C 神经系统包括中枢神经系统和周围神经系统,其中中枢神经系统包括脑和脊髓,A正确;人体的躯体感觉中枢主要位于大脑皮层的中央后回,而躯体运动中枢主要位于中央前回,B正确;脊髓的内部结构由灰质和白质构成,脊髓的外围是白质,起着传递神经冲动的作用,脊髓的中央是灰质,呈H形,它是中间神经元和运动神经元的胞体集中的部位,C错误;传出神经包括躯体运动神经(控制骨骼肌,受意识支配)及植物性神经(不受意识支配),D正确。【小题2】B 由该患者双下肢瘫痪,感觉丧失,推测该患者受伤部位可能是②,导致兴奋不能由脊髓传导到大脑皮层,从而丧失感觉,A正确;该患者感觉丧失,因此受伤部位不可能是⑤,否则兴奋可由脊髓传导到大脑皮层而产生痛觉,B错误;逼尿肌为效应器,b为传入神经,a为传出神经,c为神经中枢,该患者有排尿活动,说明反射弧"牵张感受器→b→c→a→逼尿肌"是完整的,C正确;该患者感觉丧失说明兴奋没传到大脑皮层,因此该患者可能e损伤,同时该患者排尿不受控制,其d可能损伤,因此该患者脊髓损伤可能导致d和e损伤,使脑中的f无法控制脊髓中的c,D正确。
5.分析以脊蛙(去除脑保留脊髓的蛙)为实验对象的相关实验并回答问题:(1)坐骨神经是混合神经,既有传入神经,又有传出神经。现将含有一定浓度的可使神经麻醉的可卡因棉球放在脊蛙的坐骨神经处,过一会用稀硫酸刺激趾尖,无屈腿反射;这时,将蘸有稀硫酸的纸片贴在腹部,将出现搔扒反射,再过一段时间,搔扒反射也消失。推测可卡因对坐骨神经麻醉的顺序为: 。 (2)进行脊蛙屈腿反射实验时,刺激蛙左腿,左腿收缩,右腿也会收缩。说明左右屈腿反射弧的中枢存在某种联系。在一次制作脊蛙的过程中,某研究人员不小心伤到了蛙右侧大腿上的神经,但不知是传入神经还是传出神经,于是设计了如下实验方案进行探究:①刺激蛙右腿,若右腿不收缩而左腿收缩,说明伤及的是 神经。 ②刺激蛙右腿,若 ,则可初步判断伤及的是传入神经。但不知传出神经是否也同时受到伤害,请帮其设计实验加以探究。 实验思路: 。 预期实验结果和结论:若 ,则说明传出神经未受损伤;若 ,则说明传出神经受损伤。
答案
5.答案 (1)先麻醉传入神经,后麻醉传出神经(2)①传出 ②左右腿均不收缩 刺激左腿,观察右腿是否收缩 右腿收缩 右腿不收缩解析 (1)将含有一定浓度可卡因的棉球放在脊蛙的坐骨神经处,刺激趾尖无屈腿反射,说明可能是传入神经或传出神经被麻醉;将蘸有稀硫酸的纸片放在腹部,出现搔扒反射,说明传出神经正常,再过一段时间,搔扒反射也消失,说明传出神经被麻醉,据此推测可卡因对坐骨神经麻醉的顺序为:先麻醉传入神经,后麻醉传出神经。(2)①刺激蛙右腿,若右腿不收缩而左腿收缩,说明右腿受到刺激产生的兴奋,能传递到左腿的效应器,但不能传递到右腿的效应器,因此可知伤及的是传出神经。②若伤及的是传入神经,则刺激蛙右腿,左右腿均不收缩。若要通过实验探究蛙右腿的传出神经是否受损可刺激左腿(传入神经正常),观察右腿是否收缩。若右腿的传出神经未受损,则右腿收缩;若右腿的传出神经受损,则右腿不收缩。
专项拓展训练 神经调节的相关实验设计与分析
1.如图为某反射弧的结构模式图,其中乙表示神经中枢,甲、丙未知。神经元A、B上的1、2、3、4为四个实验位点。现欲探究A是传出神经元还是传入神经元,某研究小组将微电流计的两个电极分别搭在位点2和位点3的神经纤维膜外侧。下列说法错误的是( )A.刺激位点4,若微电流计指针偏转2次,则A为传入神经元B.刺激位点4,若微电流计指针偏转2次,则A为传出神经元C.刺激位点1,若微电流计指针偏转2次,则A为传入神经元D.刺激位点1,若微电流计指针偏转1次,则A为传出神经元
答案
1.A 将微电流计的两个电极分别搭在位点2和位点3的神经纤维膜外侧,刺激位点4,若微电流计指针偏转2次,说明兴奋可由B传向A,则A为传出神经元,A错误,B正确。将微电流计的两个电极分别搭在位点2和位点3的神经纤维膜外侧,刺激位点1,若微电流计指针偏转2次,说明兴奋可由A传向B,则A为传入神经元;若微电流计指针偏转1次,说明兴奋不能从A传向B,则A为传出神经元,C、D正确。
答案
2.D 正常情况下,神经细胞内的K+浓度约为150 mmol·L-1,细胞外液的K+浓度约为4 mmol·L-1,当神经细胞培养液的K+浓度为4 mmol·L-1时,和正常情况一样,K+外流不变,细胞的兴奋性不变,A错误;当神经细胞培养液的K+浓度为150 mmol·L-1时,细胞外K+浓度增加,细胞内外K+浓度相等,K+外流不会增加,B错误;神经细胞培养液的K+浓度增加到一定值(<150 mmol·L-1,但>4 mmol·L-1),细胞外K+浓度增加,K+外流减少,细胞膜内外K+浓度差降低,细胞膜电位绝对值降低,当降低到阈值时,可导致细胞兴奋,C错误,D正确。
3.某种药物可以阻断青蛙的屈肌反射活动,但是不知道该药物是抑制神经纤维上兴奋的传导,还是抑制突触间隙兴奋性神经递质的传递。图中a~e点可作为投药或者刺激的位点,请据图回答问题。(1)电刺激e点,检测肌肉是否具有生理机能,若出现肌肉收缩,则这种现象 (填"属于"或"不属于")反射。 (2)将药物投放在b处,刺激 点,肌肉无反应,刺激c点, (填"出现"或"不出现")肌肉收缩,可证明药物抑制突触间隙兴奋性神经递质的传递。 (3)将药物投放在d处,刺激 点,肌肉无反应,刺激 点,肌肉收缩,可证明药物抑制神经纤维上兴奋的传导。
答案
3.答案 (1)不属于 (2)a 出现 (3)c e解析 (1)反射必须有完整的反射弧参与,刺激传出神经能使效应器产生反应,但却不是反射。所以电刺激e点出现肌肉收缩不属于反射。(2)将药物投放在b(突触间隙)处,目的是判断药物是否抑制突触间隙兴奋性神经递质的传递,而兴奋在突触间单向传递,因而要想达到实验目的应刺激a处。若刺激a点,肌肉无反应,刺激c点,肌肉收缩,则可证明药物抑制突触间隙兴奋性神经递质的传递。(3)将药物投放在d处,刺激c点,肌肉无反应,刺激e点,肌肉收缩,可证明药物抑制神经纤维上兴奋的传导。
4.科学工作者为研究兴奋在神经纤维上传导及在突触间传递的情况,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点受刺激时,膜外电位变为 电位。若刺激b点,电流计①指针将 ;若刺激c点,电流计①指针将 。(填偏转方向和次数) (2)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(注明刺激的位点、指针偏转情况):Ⅰ. , 说明兴奋可以从A传到B;Ⅱ. , 说明兴奋不能从B传到A。(3)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: 。
答案
4.答案 (1)负 发生两次方向相反的偏转(或先向左偏转一次,再向右偏转一次) 不偏转 (2)刺激d(或a或b或c)点,电流计②指针发生两次方向相反的偏转 刺激e点,电流计②指针偏转一次 (3)刺激d点,观察电流计①、②指针发生第二次偏转的先后顺序 电流计①指针发生第二次偏转的时间早于电流计②解析 (1)神经纤维未受刺激时,钾离子外流形成内负外正的静息电位,因此膜外电位为正电位;受到刺激时,钠离子内流,形成内正外负的动作电位,因此,在a点受刺激时,膜外电位变为负电位。若刺激b点,由于兴奋在神经纤维上的传导是双向的,因此导致电流计的两极不同步兴奋,电流计①指针将发生两次方向相反的偏转(或先向左偏转一次,再向右偏转一次);若刺激c点,电流计①的两个电极将同步发生兴奋,故指针不会发生偏转。(2)刺激d(或a或b或c)点,电流计②指针发生两次方向相反的偏转,说明兴奋可以从A传到B;刺激e点,电流计②指针偏转一次,说明兴奋不能从B传到A。(3)根据已知条件,利用电流计①、②设计一个简单实验,验证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,实验思路为:刺激d点,观察电流计①、②指针发生第二次偏转的先后顺序。由于兴奋在神经纤维上传导的速度大于兴奋在突触间传递的速度,故电流计①指针发生第二次偏转的时间早于电流计②。
5.研究发现河豚毒素的作用机理为能特异性地抑制钠离子通道,从而减小神经纤维上动作电位的最大值(峰值),且随着作用时间延长,效果会越明显;但河豚毒素对钾离子通道无直接影响,因此对静息电位基本无影响。为验证河豚毒素的上述作用机理,请根据以下提供的实验材料,完善实验思路,预测实验结果。材料与用具:浸润在生理盐水中的新制的蛙的神经组织一组、灵敏电位计(用于测量电位变化)、微电极(提供适宜强度刺激)、适宜浓度的河豚毒素制剂(实验时直接加在浸润神经组织的生理盐水中,施用后第6 min开始起作用)、玻璃容器及相关辅助仪器。(要求与说明:灵敏电位计和微电极的具体操作不作要求,温度等环境条件适宜)(1)实验思路:请完善表格中横线部分的实验流程,要求给予4次刺激并进行电位测定。(2)预测实验结果。(设正常情况下,静息电位是-70 mV,动作电位的最大值是40 mV。请以坐标曲线图的形式表示实验结果,电位的大小用绝对值表示)
(3)兴奋在神经纤维上以 的形式传导,当兴奋传导到轴突末梢时,Ca2+通过突触前膜上的Ca2+通道内流,导致突触小泡与突触前膜融合,释放神经递质,引起肌肉收缩。肉毒素能特异性地与突触前膜上的Ca2+通道结合。用肉毒素除皱会导致面部表情僵化,甚至面瘫,其原因是 。
答案
5.答案 (1)①0 min ②6 min ③12 min ④18 min ⑤测神经元的静息电位(mV) ⑥用微电极给予神经元适宜刺激(2)如图所示
答案
(3)电信号(局部电流) 肉毒素与突触前膜上的Ca2+通道结合,阻止Ca2+内流,进而影响突触前膜释放神经递质,肌肉未接受神经递质而松弛(或失去紧张),相应表情活动消失解析 (1)因为题干信息中强调施用6 min后才开始起作用,且随着时间的延长,效果会越明显,又因实验要求4次刺激,故设计的时间梯度为6 min,处理时间分别为0 min、6 min、12 min和18 min;题干中强调了河豚毒素对动作电位有影响,对静息电位没有影响,故表中应该显示对刺激前静息电位和刺激后静息电位和动作电位的测量。(2)根据题目信息可知,河豚毒素对静息电位基本无影响,故不同处理时间下静息电位值不发生变化;因施用河豚毒素6 min后开始起作用,且随着时间的延长,效果会越明显,故6 min前动作电位峰值基本不变,6 min后动作电位峰值逐渐下降。(3)由于肉毒素能特异性地与突触前膜上Ca2+通道结合,阻止Ca2+内流,进而影响突触前膜释放神经递质,肌肉未接受神经递质而松弛(或失去紧张),相应表情活动就会消失,导致面部表情僵化,甚至面瘫。
6.[2022浙江杭州高二期末考试]急性低温(4 ℃)会影响大鼠心室肌细胞静息电位大小,且能恢复。为了验证这一现象,研究人员进行了如下实验。请完善实验思路,预测实验结果并进行分析与讨论。(实验材料与器具:生理溶液、大鼠心室肌细胞、带2个电极的电表等。要求与说明:实验所用心室肌细胞在正常生理条件下的静息电位为-90 mV,实验大鼠的正常体温为36 ℃,温度调节具体过程不做要求,未涉及的实验条件均适宜,实验不再分组)(1)完善实验思路:①将大鼠心室肌细胞置于36 ℃生理溶液中, 。 ②将温度调至 ,用电表测量其静息电位的大小。 ③ 。 ④对所得数据进行分析与处理。(2)预测大鼠心室肌细胞由急性低温恢复至正常体温时静息电位的变化情况(设计一个坐标系,以曲线图表示实验结果)。(3)分析与讨论:①从能量角度分析,急性低温影响静息电位大小的可能原因是: 。
②理论上大鼠心室肌细胞静息电位的绝对值 (填"大于""小于"或"等于")其成熟红细胞静息电位的绝对值,其原因可能是 。 ③该实验选用离体细胞而非直接对活体大鼠进行实验的主要原因是 。
答案
6.答案 (1)①用电表测量其静息电位的大小 ②4 ℃ ③温度逐渐恢复至36 ℃,在此期间用电表测量并记录静息电位的变化情况 (2)如图所示(3)①低温影响需氧呼吸,胞内产生的ATP减少,主动转运到膜内的K+减少,使膜内外K+浓度差降低,从而导致静息电位绝对值减小 ②大于 大鼠心室肌细胞中的线粒体数量多,所产生的ATP也更多,主动转运到膜内的K+增多,从而使膜内外K+浓度差更大 ③大鼠是恒温动物,细胞在活体内时温度很难发生变化
解析 (1)本实验的目的是验证急性低温(4 ℃)会影响大鼠心室肌细胞静息电位大小,且能恢复。该实验的自变量为温度,因变量为静息电位大小,因此该实验可以通过改变大鼠心室肌细胞所处生理溶液的温度,即从正常体温到急性低温再到逐渐恢复正常体温,然后比较处理前后静息电位的大小来确定急性低温对静息电位大小的影响,实验要保证无关变量相同且适宜。(2)静息电位的产生主要是由于K+的外流,其大小与膜内外K+的浓度差有关。由于低温会影响酶的活性,降低需氧呼吸强度,使胞内产生的ATP减少,从而会影响K+逆浓度梯度进入细胞内(主动转运),使得膜内外K+浓度差降低,静息电位的绝对值减小。因此急性低温时,静息电位的绝对值小于90 mV,再根据急性低温会影响大鼠心室肌细胞静息电位大小且能恢复分析,由急性低温恢复至正常体温(36 ℃)时,静息电位绝对值恢复到90 mV。
易错疑难集训
教材易混易错集训
易错点1 对反射的概念及反射弧结构认识不清
1.如图为反射弧结构示意图,下列有关说法错误的是( )A.A、B、C、D、E组成了一个完整的反射弧B.当①受刺激时,该处细胞膜内外的电位表现为外负内正C.图中②的结构决定了神经元之间的兴奋传递只能是单向的D.若从③处切断神经纤维,刺激①处,效应器仍能产生反应
答案
1.D 切断传出神经,刺激传入神经,兴奋不能到达效应器,效应器无反应,D错误。
易错点1 对反射的概念及反射弧结构认识不清
2.某反射弧的结构如图所示,其中①~⑥为基本结构,a与b为可测膜电位变化的灵敏电流计,在实验前后细胞始终保持活性,反射弧的结构保持正常状态,则下列分析错误的是( )A.刺激①后,引起⑥收缩的直接因素为神经递质B.③处可产生兴奋并对传入的信息进行分析和综合C.分别刺激②和⑤,a、b电流计指针偏转情况相同D.⑥属于效应器,刺激⑤引起⑥的收缩反应不属于反射
答案
2.C 刺激①(感受器)后,兴奋最终到达传出神经末梢,神经末梢内的突触小泡释放神经递质,作用于⑥(肌肉),引起⑥收缩,A正确;③是神经中枢,可产生兴奋并对传入的信息进行分析和综合,B正确;兴奋在反射弧上的传递方向为①→②→③→⑤→⑥,刺激②,a、b电流计指针均发生2次方向相反的偏转,刺激⑤,a电流计指针不偏转,b电流计指针发生2次方向相反的偏转,C错误;⑥属于效应器,刺激⑤引起⑥的收缩没有经过完整的反射弧,不属于反射,D正确。
易错点1 对反射的概念及反射弧结构认识不清
3.在用脊蛙(去除脑、保留脊髓的蛙)进行反射弧分析的实验中,破坏缩腿反射弧在左后肢的部分结构,观察双侧后肢对刺激的收缩反应,结果如表:上述结果表明,反射弧被破坏的部分可能是( )①感受器和传入神经 ②效应器 ③传入神经和传出神经 ④传入神经和效应器 ⑤感受器和传出神经A.②或③或⑤ B.②或③或④C.③或④或⑤ D.①或②或④
答案
3.C 若只有左后肢的感受器和传入神经被破坏,则刺激右后肢时,左后肢也会收缩,①不符合题意;若只有左后肢的效应器被破坏,则刺激左后肢时,右后肢也会收缩,②不符合题意;若左后肢的传入神经和传出神经都被破坏,则符合题表实验现象,③符合题意;若左后肢的传入神经和效应器都被破坏,则符合题表实验现象,④符合题意; 若左后肢的感受器和传出神经都被破坏,则符合题表实验现象,⑤符合题意,故C正确。
易错点2 混淆条件反射与非条件反射
4.一个人的手掌触到裸露电线会立即反射性地握紧电线。被解救后他再次看到裸露的电线,会立即反射性地把手缩回。关于这两种反射的叙述正确的是( )A.两种反射都是条件反射B.两种反射都是非条件反射C.前一种反射中枢在脊髓,后一种反射中枢在大脑D.前一种反射中枢在大脑,后一种反射中枢在脊髓
答案
4.C 非条件反射是在长期进化过程中形成的先天性反射,生来就有,不用经过训练,参与非条件反射的中枢是脑干或脊髓。条件反射指在后天的生活过程中通过学习或训练建立的获得性反射,参与反射的中枢是大脑皮层。所以,一个人的手掌触到裸露电线会立即反射性地握紧电线,反射中枢在脊髓,是非条件反射。被解救后他再次看到裸露的电线,会立即反射性地把手缩回,反射中枢在大脑,属于条件反射。
易错点2 混淆条件反射与非条件反射
5.巴甫洛夫曾经做了如下的经典实验。给狗喂食会引起唾液分泌,但铃声刺激不会。若每次在铃声后即给狗喂食,这样多次结合后,狗听到铃声就会分泌唾液。关于此经典实验的叙述正确的是( )A.大脑皮层没有参与铃声刺激引起唾液分泌的过程B.食物引起味觉和铃声引起唾液分泌都属于反射C.铃声和喂食反复结合可促进相关神经元之间形成新的联系D.铃声引起唾液分泌的反射弧和食物引起唾液分泌的反射弧相同
答案
5.C 喂食引起唾液分泌属于非条件反射,喂食和铃声多次结合刺激后,狗听到铃声分泌唾液为条件反射,条件反射的高级神经中枢在大脑皮层,A错误;食物引起味觉的产生过程没有经过完整的反射弧,故不属于反射,B错误;铃声原本不能引起唾液分泌反射活动的发生,但喂食和铃声反复结合刺激后却形成了这种反射活动,说明此过程中相关神经元之间形成了新的联系,构成了新建立起的条件反射的反射弧,C正确;因为非条件反射和条件反射的神经中枢不同,故两种反射的反射弧不可能完全相同,D错误。
易错点2 混淆条件反射与非条件反射
练后反思
条件反射和非条件反射的区别
易错点3 对神经纤维上的离子进出及电位变化认识不到位
6.[2021浙江Z20联盟高三联考]如图所示为神经元细胞膜上与动作电位和静息电位有关的三种转运蛋白,其中①②蛋白只有接受特定刺激才会开放,③蛋白一直开放。下列叙述错误的是( )A.甲侧为细胞外侧,其Na+浓度高于乙侧B.膜两侧K+浓度梯度的形成与③有关C.若②开放受阻,则动作电位的恢复受影响D.相邻部位膜电位变化可引起①开放
答案
6.B 当神经某处受到刺激时,会使①Na+通道开放,使膜外Na+在短期内大量涌入膜内,造成内正外负的反极化现象,但很短时间内Na+通道又重新关闭,②K+通道随即开放,K+又很快涌出膜外,使得膜电位又恢复到原来外正内负的状态。由图示①Na+通道和②K+通道的开放方向可知,甲侧为细胞外侧,神经细胞膜外Na+浓度高于膜内(乙侧),A正确;神经细胞膜内K+浓度高于膜外,而③中K+的运输方向是由膜内→膜外,因此膜两侧K+浓度梯度的形成与③无关,B错误;若②开放受阻,则K+外流受阻,膜电位无法恢复,即动作电位的恢复受影响,C正确;当某处的相邻部位处于内正外负的反极化状态时,会与该处(处于外正内负的极化状态)之间形成局部电流,这个局部电流会刺激该处细胞膜,使①开放,发生去极化,形成动作电位,D正确。
易错点3 对神经纤维上的离子进出及电位变化认识不到位
7.[2022浙北G2高二上期中联考]某神经纤维在产生动作电位的过程中,钠、钾离子通过离子通道的流动造成的跨膜电流如图所示(内向电流是指正离子由细胞膜外向膜内流动,外向电流则相反)。下列说法正确的是( )A.a点之前神经纤维膜内外之间没有正离子的流动B.ab段钠离子通道开放,bc段钠离子通道关闭C.c点时神经纤维的膜内电位等于0 mVD.cd段钾离子排出细胞不需要消耗ATP
答案
7.D 据图分析可知,a点之前神经纤维膜处于静息状态,此时主要是钾离子外流,A错误;ab段与bc段均是内向电流,此时钠离子通道开放,B错误;c点时神经纤维膜仍处于动作电位状态,此时膜内为正电位,膜外为负电位,故神经纤维的膜内电位大于0 mV,C错误;cd段是外向电流,此时钾离子通道开放,钾离子通过钾离子通道顺浓度梯度排出细胞,不需要消耗ATP,D正确。
易错点3 对神经纤维上的离子进出及电位变化认识不到位
8.[2022浙江精诚联盟高二上月考]可兴奋细胞的细胞膜在去极化进行到某一临界值时,由于Na+通道的电压依从性,引起Na+通道大量激活、开放,导致Na+迅速大量内流而产生动作电位,这个临界膜电位值,称为阈电位。如图甲、乙分别表示在两种强度的电刺激下神经细胞膜上测得的电位变化,下列叙述错误的是( )A.甲图由于刺激强度过小,内流的Na+量较少B.若降低细胞外液中K+浓度,则甲图中a点下移C.乙图细胞膜去极化达到阈电位,产生动作电位D.若增加电刺激强度,则乙图中b点上移
答案
8.D 甲图由于刺激强度过小,未达到阈电位,因此内流的Na+量较少,A正确;若降低细胞外液中K+浓度,则静息电位绝对值增大,甲图中a点下移,B正确;乙图细胞膜去极化达到阈电位,激发Na+大量内流形成动作电位,C正确;增加电刺激强度,可以形成的动作电位的峰值不会改变,即乙图中b点位置不变,D错误。
易错点3 对神经纤维上的离子进出及电位变化认识不到位
9.[2022浙江温州十五校联合体高二期中考试]在离体实验条件下,突触后膜受到不同刺激或处理后,膜电位的变化曲线如图所示。下列分析正确的是( )A.P点时用药物促使突触后膜Cl-通道开放,膜电位变化应为曲线ⅠB.降低突触间隙中Na+浓度,曲线Ⅱ会变为曲线ⅣC.曲线Ⅱ的下降段是由Na+以被动运输方式外流造成的D.P点时用药物阻断突触后膜上的Na+通道,膜电位变化应为曲线Ⅲ
答案
9.D P点时用药物促使突触后膜Cl-通道开放,大量Cl-进入神经细胞内,膜电位表现为内负外正,膜电位变化为曲线Ⅳ, A错误;若降低突触间隙中Na+浓度,则适宜刺激下Na+内流减少,动作电位的峰值减小,但不会如曲线Ⅳ所示,B错误;曲线Ⅱ的下降段是由Na+通道关闭、K+通道开放,从而导致K+外流造成的,C错误;P点时用药物阻断突触后膜上的Na+通道,会导致不能产生动作电位,神经细胞不兴奋,膜电位变化应为曲线Ⅲ,D正确。
易错点3 对神经纤维上的离子进出及电位变化认识不到位
练后反思
1.动作电位的产生和恢复过程中曲线的解读ab段:静息电位,外正内负,K+外流。c点:0电位,动作电位形成过程中的一点,此时Na+内流。cd段:动作电位,Na+继续内流。df段:恢复静息电位。分析曲线变化时应结合静息电位和动作电位的形成原因及过程。2.细胞外液中Na+、K+浓度变化对电位峰值的影响(1)静息电位是K+的平衡电位,是K+向胞外扩散达到平衡时的膜电位。当细胞外K+浓度上升后,细胞内K+向外扩散减少,从而引起静息电位(绝对值)变小。反之,静息电位(绝对值)增大。(2)动作电位的峰值是Na+的平衡电位,是Na+向胞内扩散达到平衡时的电位。当细胞外Na+浓度上升后,Na+向细胞内的扩散量增加,从而使动作电位的峰值变大。反之,动作电位峰值变小。
常考疑难问题突破
疑难点1 兴奋的传递与电流表指针的偏转
1.以枪乌贼的粗大神经纤维作为实验材料,测定其受刺激后的电位变化过程。如图所示,图中箭头表示电流方向,下列说法错误的是( )A.在a点左侧刺激,依次看到的现象是4、2、4、3、4B.在b点右侧刺激,依次看到的现象是4、3、4、2、4C.在a、b两点中央刺激,依次看到的现象是4、1、4D.在a、b两点中央偏左刺激,依次看到的现象是4、3、4、2、4
答案
1.D 当刺激神经纤维产生兴奋时,膜的两侧发生电位变化,膜电位由外正内负变为外负内正,兴奋沿刺激点向神经纤维的两侧传导。在a点左侧刺激,此时a、b两点是未兴奋点,电荷分布如图4情况,然后a、b两点依次兴奋,如图中2、3情况,最后a、b两点电位归为静息电位,A正确;在b点右侧刺激,此时a、b两点是未兴奋点,电荷分布如图4情况,然后b、a两点依次兴奋,如图中3、2情况,最后a、b两点电位归为静息电位,B正确;在a、b两点的中央刺激,兴奋向两侧同时等速传导,同时到达a、b两点,所以会依次出现如图4、1、4的情况,C正确;如果刺激点在a、b两点的中央偏左,则a点先兴奋,电位如图中2情况,b点后兴奋,电位如图中3情况,D错误。
疑难点1 兴奋的传递与电流表指针的偏转
2.如图是某反射弧的局部结构示意图(a、d点分别为①、②电流表两电极接线端之间的中点)。下列相关说法正确的是( ) A.若刺激a点,电流表①指针可能偏转1次,电流表②指针可能偏转2次,且方向相反B.若刺激b点,b点会因为大量Na+通过主动转运方式内流而产生动作电位C.若刺激c点,电流表①和电流表②指针均可偏转2次,且方向相反D.若刺激a点,d处无电位变化,可能是由于突触前膜释放的是抑制性神经递质
答案
2.D 因为a点为电流表①两电极接线端之间的中点,所以刺激a点时兴奋同时传到两极,两极间无电位差,故电流表①指针不偏转;若兴奋能够通过突触传递下去,则电流表②指针将偏转2次,且方向相反,A错误。神经纤维上兴奋产生的主要原因是大量Na+内流,此时Na+内流的方式是易化扩散,B错误。若刺激c点,则兴奋不能通过a、b间的突触,电流表①指针不发生偏转,电流表②指针偏转2次,且方向相反,C错误。突触前膜释放的神经递质有兴奋性神经递质和抑制性神经递质,若释放的是抑制性神经递质,刺激a点,则d处无电位变化,D正确。
疑难点1 兴奋的传递与电流表指针的偏转
3.如图所示,分别将灵敏电流计按图连接。(甲图为离体神经纤维,乙图含有突触结构,甲、乙图中ab长度相同),据图回答下列问题。(1)静息状态时,神经纤维膜内外的电位状况是 ,在这一电位状况时膜外 (填"Na+"或"K+")浓度高于膜内,膜内 (填"Na+"或"K+")浓度高于膜外。 (2)甲图灵敏电流计现在测不到神经纤维膜的静息电位,要怎样改进才能测到静息电位? 。 (3)如甲图所示,当a处受到刺激时,电流计指针将怎样偏转? 。 (4)现同时在甲、乙图中a处给予一个适宜刺激,观察指针摆动,指针反应时间落后的是 图,原因是 。
答案
3.答案 (1)外正内负 Na+ K+ (2)把灵敏电流计的一个电极插入膜内 (3)发生两次方向相反的偏转 (4)乙 甲图中的神经冲动只在神经纤维上传导, 乙图中的神经冲动经过了突触间的化学信号转换
疑难点1 兴奋的传递与电流表指针的偏转
练后反思
准确判断电流表指针偏转方向与次数的方法(1)在神经纤维上:①刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电流表指针发生两次方向相反的偏转。②刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电流表指针不发生偏转。
(2)在神经元之间:①刺激b点,由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋,d点后兴奋,电流表指针发生两次方向相反的偏转。②刺激c点,兴奋不能传至a点,a点不兴奋,d点可兴奋,电流表指针只发生一次偏转。
疑难点2 兴奋在神经纤维上的传导及在突触间的传递
4.如图甲、乙均表示细胞的一部分,则下列相关叙述错误的是( )A.图中甲可参与构成突触前膜,甲中物质的分泌体现了细胞膜的流动性B.若甲、乙是同一个细胞的两个部分,则该细胞为神经元,乙中b为兴奋区C.若甲、乙是两个同类型细胞的各一部分,则兴奋在两者之间以电信号的形式传递D.若甲、乙是两个同类型细胞的各一部分,则甲与乙之间应通过神经递质传递信息,且兴奋的传递方向可为甲→乙
答案
4.C 神经递质由突触前膜释放,图中甲可参与构成突触前膜,神经递质以胞吐的形式排到细胞外,体现了细胞膜的流动性,A正确;在静息状态下,膜电位表现为外正内负,受到刺激以后转变为外负内正,产生局部电流,形成兴奋,所以乙中b为兴奋区,B正确;若甲、乙是两个同类型细胞的各一部分,则甲与乙之间应通过神经递质传递信息,即兴奋在两者之间以化学信号的形式传递,且兴奋的传递方向可为甲→乙,C错误,D正确。
疑难点2 兴奋在神经纤维上的传导及在突触间的传递
5.[2022浙江丽水外国语高中部高二月考]如图为某传出神经纤维的局部结构示意图,被髓鞘包裹区域(b、d)钠、钾离子不能进出细胞,裸露区域(a、c、e)钠、钾离子进出细胞不受影响。下列相关叙述正确的是( )A.a区域处于静息电位时,细胞膜对Na+通透性较大B.c区域处于反极化状态,膜内均为正离子C.b、d区域不能产生动作电位D.局部电流在轴突膜内的传导方向为a→c、e→c
答案
5.C 静息电位主要是K+外流的结果,因此a区域处于静息电位时,细胞膜对K+通透性较大,A错误;c区域膜内为正电位,膜外为负电位,处于反极化状态,但膜内仍存在阴离子,B错误;b、d区域被髓鞘包裹,钠、钾离子不能进出细胞,不能产生动作电位,C正确;局部电流在轴突膜内的传导方向为c→a和c→e,D错误。
疑难点2 兴奋在神经纤维上的传导及在突触间的传递
6.如图表示一个完整的反射弧结构,其中腓肠肌既与传入神经相连,又与传出神经相连,且传出神经末梢与腓肠肌细胞接触部分类似突触,称为神经肌肉接点,下列叙述错误的是( )A.神经肌肉接点处可发生电信号与化学信号的转变B.神经递质与受体结合引起突触后膜兴奋时,后膜上相应的钠离子通道开放C.刺激M处,腓肠肌的线粒体活动明显增强,主要是由于该反射活动的发生引起了腓肠肌收缩D.刺激腓肠肌,电流计指针将发生两次方向相反的偏转,但兴奋在该反射活动中的神经纤维上的传导是单向的
答案
6.C "神经肌肉接点"类似突触,该处可发生电信号与化学信号的转变,A正确。神经递质与受体结合引起突触后膜兴奋时,后膜上相应的钠离子通道开放,B正确。刺激M处引起腓肠肌的收缩没有经过完整的反射弧,不属于反射,C错误。刺激腓肠肌产生的兴奋通过传入神经传导到神经中枢大脑,经过神经中枢的分析和综合,以神经冲动形式沿传出神经传导,该过程中电流计指针将发生两次方向相反的偏转,但兴奋在该反射活动中的神经纤维上的传导是单向的,D正确。
疑难点2 兴奋在神经纤维上的传导及在突触间的传递
7.如图是由甲、乙、丙三个神经元(部分)构成的突触结构。神经元兴奋时,Ca2+通道开放,使Ca2+内流,由此触发突触小泡前移并释放神经递质。据图分析,下列叙述正确的是( )A.乙酰胆碱和5-羟色胺与受体结合后,都能引起突触后膜Na+通道开放B.乙酰胆碱和5-羟色胺在突触后膜上的受体相同C.若某种抗体与乙酰胆碱受体结合,不会影响甲神经元膜电位的变化D.若甲神经元上的Ca2+通道被抑制,会引起乙神经元膜电位发生变化
答案
7.C 由图示信息可知,乙酰胆碱是兴奋性神经递质,能够改变突触后膜对Na+的通透性,而5-羟色胺是抑制性神经递质,不会引起Na+通道开放,且两者在突触后膜上的受体不相同,A、B错误;由题图可知,乙酰胆碱的受体位于乙神经元的细胞膜上,若某种抗体与乙酰胆碱受体结合,会影响乙神经元膜电位变化,不会影响甲神经元膜电位变化,C正确;若甲神经元上的Ca2+通道被抑制,会影响其释放兴奋性神经递质,因而不会引起乙神经元膜电位变化,D错误。
疑难点2 兴奋在神经纤维上的传导及在突触间的传递
8.研究人员对突触a、b的突触前神经元给予相同的电刺激,通过微电极测量两突触前、后神经元的电位变化,结果如图。下列分析合理的是( )A.静息状态下膜两侧存在一定的电位差是Na+内流所致B.刺激后突触a的突触后神经元出现了一个小的动作电位,但该动作电位不能传播C.突触b的突触前神经元与抑制性中间神经元类似,自身可产生动作电位却抑制突触后神经元兴奋D.兴奋在突触前、后神经元间的传递有一定的延迟,与神经递质主动转运出突触前膜、扩散到突触后膜有关
答案
8.C 静息状态下膜两侧存在一定的电位差主要是K+外流所致,A错误;刺激后突触a的突触后神经元膜电位仍然表现为外正内负,没有产生动作电位,B错误;刺激后突触b的突触前神经元可产生动作电位,但其释放的神经递质抑制突触后神经元兴奋,说明突触b的突触前神经元与抑制性中间神经元类似,C正确;神经递质通过胞吐方式进入突触间隙,而不是通过主动转运,D错误。
疑难点2 兴奋在神经纤维上的传导及在突触间的传递
归纳总结
1.突触的常见类型(1)轴突-胞体型: (2)轴突-树突型:
2.兴奋在神经纤维上的传导(1)信号形式:电信号。(2)方向特点:在离体的神经纤维上可双向传导;在完整反射弧中只能单向传导,即从感受器最终传至效应器,不能倒过来传递。3.兴奋在神经元之间的传递(1)信号转换:电信号→化学信号(神经递质) →电信号。(2)方向特点:单向传递(原因是神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜上的特异性受体)。
章末培优专练
综合素养创新应用
本章的主要知识包括神经系统的组成及基本单位,神经冲动的产生和传导,神经调节的基本形式,脑和脊髓的调节功能。常涉及的学科核心素养有生命观念(掌握神经系统对人体生命活动的调节,形成结构与功能观)、科学思维(分析神经调节的结构基础和基本方式,掌握神经冲动产生和传导的机理;阐明中枢神经系统是机体控制中心;了解脑和脊髓的调节功能)、科学探究(探讨反射弧中兴奋传导的特点)、社会责任(关注滥用兴奋剂和吸食毒品的危害,能够向他人宣传这些危害,拒绝毒品;能够调整自己的情绪,积极健康地享受生活)。
素
养
解
读
1.将青蛙脑破坏,保留脊髓,在脊柱下部打开脊椎骨,剥离出脊髓一侧的一对脊神经根(包含背根、腹根和由背根腹根合并成的脊神经,如图)。已知分别电刺激背根、腹根、脊神经均可引起蛙同侧后肢发生收缩。若利用上述实验材料设计实验,以验证背根具有传入功能,腹根具有传出功能,实验操作和预期结果都正确的一组是( )
答案
1.A 将题图"补全",厘清背根、腹根、脊神经、兴奋的传递方向,即可准确作答。电刺激背根向中段,后肢收缩,表明兴奋传入脊髓的中枢并通过传出神经引发相应肌肉收缩,可见背根具有传入功能;电刺激背根外周段,不发生反应,表明背根无传出功能,A正确。刺激腹根向中段,蛙后肢收缩,表明兴奋传入脊髓的中枢并通过传出神经引发相应肌肉收缩,可见腹根具有传入功能;刺激腹根外周段,不发生反应,表明腹根无传出功能,与题意不符,B错误。脊神经由背根和腹根合并而成,剪断脊神经,电刺激背根、腹根,蛙后肢均不收缩,不能说明背根具有传入功能,腹根具有传出功能,C错误。剪断背根、腹根中央处,电刺激脊神经,蛙后肢收缩,不能说明背根具有传入功能,腹根具有传出功能,D错误。
素养点评
本题主要考查能否依据解剖结构和实验提供的相应生理现象,通过分析推理出脊神经背根和腹根的生理功能,渗透了结构与功能观等生命观念;要能读懂示意图,了解"向中段和外周段"的含义,并对实验现象进行分析推理,得出正确结论,渗透了科学探究素养。
2.[2022浙江七彩阳光新高考研究联盟高三期中考试]传入神经元可以调节邻近的感觉神经通路,如图所示,其调节机制是通过在抑制性中间神经元和次级突触后神经元(次级突触后细胞)之间形成突触联系来实现的。根据图中的信息判断,下列说法错误的是( )A.与传入神经元相比,次级突触后神经元更不容易产生兴奋B.B途径的存在可能会使A、C途径兴奋的传递受到抑制C.抑制性中间神经元与传入神经元释放的递质会竞争同种受体,从而达到抑制作用D.图中所示的机制可能有助于使感觉更精准
答案
2.C 抑制性中间神经元通过释放抑制性神经递质来影响次级突触后神经元的兴奋,所以与传入神经元相比,次级突触后神经元不容易产生兴奋,A正确;A、C途径的次级突触后神经元接受来自B途径的抑制性中间神经元的调控,因此B途径的存在可能会使A、C途径兴奋的传递受到抑制,B正确;抑制性中间神经元通过释放抑制性神经递质,使传入神经元不能将兴奋传递到次级突触后细胞来达到抑制作用,C错误;结合题干信息和图示可知,机体可通过抑制性中间神经元来调节邻近的感觉神经通路,这种多重调节可能有助于使感觉更精准,D正确。
素养点评
本题以传入神经元的邻近调控为材料,考查神经元的基本结构和兴奋在神经元之间的传递,学生应能够理解图示,结合题干信息,分析图中各神经元的功能和动作电位的传导情况,考查了学生的理解能力和综合分析能力,渗透了科学思维素养。
3.在外界压力刺激下,大脑"反奖励中心"脑区中的神经元胞外K+浓度下降,引起神经元上N、T通道蛋白活性变化,使神经元输出抑制信号,抑制大脑"奖赏中心"的脑区活动,从而产生抑郁,具体机制如图所示。研究发现,适量的氯胺酮可以阻断N通道的开放,从而缓解抑郁症。下列相关叙述错误的是( )A.外界压力刺激使"反奖励中心"脑区神经元周围的神经胶质细胞的K+通道蛋白数目增加B.神经元胞外K+浓度下降引起的膜电位变化可能引起N和T通道开放C."反奖励中心"脑区的神经元可以电信号形式向"奖赏中心"脑区输出抑制信号D.N通道蛋白的激活剂可以作为治疗抑郁症的药物
答案
3.D 比较正常状态和抑郁状态的神经胶质细胞可知,外界压力刺激使"反奖励中心"脑区神经元周围的神经胶质细胞的K+通道蛋白数目增加,引起K+大量进入神经胶质细胞,同时N、T通道蛋白打开,使细胞输出抑制信号增强,故神经元胞外K+浓度下降引起的膜电位变化可能引起N和T通道蛋白开放,A、B正确;兴奋在神经元上以电信号的形式传导,所以"反奖励中心"脑区的神经元可以电信号形式向"奖赏中心"脑区输出抑制信号,C正确;由图可知,抑郁状态时,N、T通道蛋白打开,根据题目信息,适量的氯胺酮可以阻断N通道的开放,从而缓解抑郁症,所以N通道蛋白的抑制剂可以作为治疗抑郁症的药物,D错误。
素养点评
本题主要考查神经冲动的相关知识,意在考查学生的识图能力和信息获取能力,要求学生能够运用结构与功能相适应的观念分析和解释较为复杂情境中的生命现象,能够在新的问题情境中,基于事实,采用适当的科学思维方法揭示生物学机制,渗透了生命观念和科学思维素养。
4.人饮酒(主要成分是乙醇)后对中枢神经系统有很大的影响,早期主要表现为神经行为能力的变化。(1)为研究酒对人体神经行为能力的影响,科研人员选若干志愿者,饮酒后测试简单反应时(对简单信号作出反应的最短时间)、视觉保留(对视觉信号记忆的准确数)和血液中乙醇浓度,以受试者自身未饮酒时为对照,计算能力指数相对值,结果如图1。请分析回答:
受试者血液中各项能力指数的变化说明人体能通过自身调节维持 。随着血液中乙醇浓度的迅速升高,神经行为能力指数相对值明显降低,可以推测乙醇会 (填"延长"或"缩短")兴奋在相应 上的传输时间,从而降低了机体反应速度和判断能力。 (2)科研人员为研究乙醇对神经系统的影响机制,进行了如下实验:①在大鼠培养场所装直径为7 cm的木棒,底部铺铜栅栏。通电时木棒转动,铜栅栏带电防止大鼠主动跳下。实验前24 h训练,取能在木棒上停留3 min以上的大鼠随机分为对照组、乙醇灌胃组(高、低2个剂量组),对照组应用 处理。实验中记录大鼠在木棒上的 ,并观察 以便获得乙醇中毒的模型鼠。 ②科研人员将乙醇中毒的模型鼠进行处理后进行DA(多巴胺,一种产生愉悦感的神经递质)和其分解产物DOPAC含量的测定,数据如下:根据实验结果,可以得出的结论为:A.低剂量的乙醇 。 B.高剂量的乙醇 。
(3)DAT是位于突触前膜上的膜蛋白,能特异性识别DA,将释放到突触间隙中的DA摄取到突触前膜内,从而终止神经信息的传递。科研人员对连续用乙醇处理6个月的大鼠中的DAT表达量进行测定,结果如图2所示。请结合以上实验,推测乙醇成瘾的机制:长期的乙醇摄入导致DAT表达量 (填"增多"或"减少"),当失去乙醇刺激时, ,导致愉悦感急剧下降,进而驱使机体寻找乙醇刺激,从而建立酒精依赖。
答案
4.答案 (1)稳态 延长 反射弧 (2)①等量生理盐水(或清水)灌胃 停留时间 大鼠行为活动变化 ②促进DA的释放和分解 可促进DA的释放,还可抑制DA的分解 (3)增多 DA释放量减少,同时DAT表达量居高不下,持续对突触间隙内DA进行摄取解析 (1)据图可知,饮酒后简单反应时(对简单信号作出反应的最短时间)、视觉保留(对视觉信号记忆的准确数)在一段时间内下降,血液中乙醇浓度在一段时间内上升,之后都慢慢恢复正常,说明人体能通过自身调节维持稳态。随着血液中乙醇浓度的迅速升高,神经行为能力指数相对值明显降低,可以推测乙醇会延长兴奋在相应反射弧上的传输
教你审题
答案
时间,从而降低了机体的反应速度和判断能力。(2)①实验所用大鼠随机分为对照组、乙醇灌胃组(高、低2个剂量组),对照组应用等量生理盐水(或清水)灌胃处理。由于正常大鼠能在木棒上停留3 min以上,实验中可记录比较大鼠在木棒上停留时间,并观察大鼠行为活动变化以便获得乙醇中毒的模型鼠。②与对照组相比,低剂量组的DA和其分解产物DOPAC含量都升高,高剂量组的DA含量升高,其分解产物DOPAC含量降低,可以得出的结论是低剂量的乙醇可以促进DA的释放和分解,高剂量的乙醇除了可促进DA的释放,还可抑制DA的分解。(3)连续用乙醇处理6个月的大鼠体内DAT表达量显著增多,而DAT是位于突触前膜上的膜蛋白,能特异性识别DA,将释放到突触间隙中的DA摄取到突触前膜内,从而终止神经信息的传递。推测乙醇成瘾的机制是:长期的乙醇摄入导致DAT表达量增多,当失去乙醇刺激时,DA释放量减少,同时DAT表达量居高不下,持续对突触间隙内DA进行摄取,导致愉悦感急剧下降,进而驱使机体寻找乙醇刺激,从而建立酒精依赖。
素养点评
本题以饮酒的危害为情境,考查了兴奋的产生和传导途径、神经调节等知识,解题时要把握知识的内在联系,形成知识网络,并分析题图曲线获取信息,渗透了科学思维素养;理解所学知识,对实验结果进行解释、推理和判断,渗透了科学探究素养;通过实验探究明晰饮酒的危害,培养健康的生活习惯,渗透了社会责任素养。
高考真题同步挑战
1.[2021浙江6月选考生物·12,2分]下列关于神经元的叙述,正确的是( )A.每个神经元都有一个轴突和多个树突B.每个神经元的轴突和树突外周都包有髓鞘C.同一个神经元所有部位的表面膜特性都相同D.运动神经元产生的神经冲动可沿轴突传送给效应器
答案
1.D 神经元的大小、形态有很大的差异,多数神经元有一个轴突和多个树突,A错误;轴突的外周有髓鞘,树突的外周没有,B错误;同一个神经元不同部位的表面膜特性不完全相同,C错误;运动神经元就是传出神经元,其产生的神经冲动可传给效应器,D正确。
2.[2020浙江7月选考生物·16,2分]人的一侧大脑皮层外侧面示意图如图,图中甲、乙、丙和丁表示部位。某人的右腿突然不能运动,经医生检查后,发现他的右腿无力。推测该患者大脑皮层的受损部位可能位于图中的( )A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
答案
2.A 控制身体运动的运动区在大脑皮层的中央前回,刺激该运动区顶部,会引起对侧下肢运动;刺激底部会引起面部运动。因此大脑皮层中控制右腿运动的区域应该在中央前回的顶部,即图中的甲所代表的区域,A项正确。
3.[2019浙江4月选考生物·19,2分]下列关于人体反射活动的叙述,错误的是( )A.反射活动具有规律性B.膝反射的效应器是伸肌中的肌梭C.神经元受到适宜刺激后会产生神经冲动D.反射活动一定需要中枢神经系统的参与
答案
3.B 反射是指在中枢神经系统参与下,机体对刺激所产生的规律性反应,人体反射活动具有规律性,A正确。伸肌属于膝反射的效应器,肌梭是感受器,B错误。神经元受到适宜刺激后会产生神经冲动,C正确。反射活动一定需要中枢神经系统的参与,D正确。
4.[2020浙江1月选考生物·15,2分]下列关于膝反射的反射弧的叙述,正确的是( )A.感觉神经元的胞体位于脊髓中B.传出神经末梢可支配骨骼肌细胞和内分泌腺C.运动神经元的树突可受其他神经元轴突末梢的支配D.反射中枢由中间神经元和运动神经元之间的突触组成
答案
4.C 感觉神经元的胞体不位于脊髓中,A错误;由于是膝反射,所以传出神经末梢支配的是骨骼肌细胞,B错误;运动神经元的树突、胞体可受其他神经元轴突末梢的支配,C正确;膝反射由传入神经元和传出神经元参与完成,没有中间神经元,D错误。
5.[2021浙江1月选考生物·23,2分]当人的一只脚踩到钉子时,会引起同侧腿屈曲和对侧腿伸展,使人避开损伤性刺激,又不会跌倒。其中的反射弧示意图如下,"+"表示突触前膜的信号使突触后膜兴奋,"-"表示突触前膜的信号使突触后膜受抑制。甲~丁是其中的突触,在上述反射过程中,甲~丁突触前膜信号对突触后膜的作用依次为( )A.+、-、+、+ B.+、+、+、+C.-、+、-、+ D.+、-、+、-
答案
5.A 分析题干信息可知,若一侧受到伤害,如踩到钉子时,会引起同侧腿屈曲和对侧腿伸展;且"+"表示突触前膜的信号使突触后膜兴奋,"-"表示突触前膜的信号使突触后膜受抑制。该有害刺激位于图示左侧的脚,则图示左侧表现腿屈曲,即与屈肌相连的甲表现为兴奋,则为"+",伸肌表现为抑制,则乙表现为"-";图示右侧表现为伸展,则与伸肌相连的丙表现为兴奋,即为"+",屈肌表现为抑制,但图示丁为与屈肌相连的神经元的上一个神经元,只有丁兴奋才可释放抑制性神经递质,作用于与屈肌相连的神经元,使屈肌被抑制,故丁表现为"+"。综上所述,甲~丁突触前膜信号对突触后膜的作用依次为+、-、+、+,故选A。
6.[2020浙江7月选考生物·20,2分]分布有乙酰胆碱受体的神经元称为胆碱能敏感神经元,它普遍存在于神经系统中,参与学习与记忆等调节活动。乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱的分解,药物阿托品能阻断乙酰胆碱与胆碱能敏感神经元的相应受体结合。下列说法错误的是( )A.乙酰胆碱分泌量和受体数量改变会影响胆碱能敏感神经元发挥作用B.使用乙酰胆碱酯酶抑制剂可抑制胆碱能敏感神经元受体发挥作用C.胆碱能敏感神经元的数量改变会影响学习与记忆等调节活动D.注射阿托品可影响胆碱能敏感神经元所引起的生理效应
答案
6.B 乙酰胆碱与受体结合后可引起突触后膜电位发生变化,当电位达到一定阈值后可使突触后膜兴奋,因此乙酰胆碱的分泌量和受体数量都会影响胆碱能敏感神经元发挥作用,A正确;抑制乙酰胆碱酯酶的活性,则乙酰胆碱不能被分解,而对胆碱能敏感神经元受体发挥作用无影响,B错误;根据题干信息可知,胆碱能敏感神经元参与学习和记忆等调节活动,该类神经元数量改变会对学习与记忆等活动产生影响,C正确;阿托品能阻断乙酰胆碱与胆碱能敏感神经元上的相应受体结合,使突触后膜不能正常兴奋,因此注射阿托品将抑制胆碱能敏感神经元引起的生理效应,D正确。
7.[2020浙江7月选考生物·30,10分]欲研究生理溶液中K+浓度升高对蛙坐骨神经纤维静息电位的影响和Na+浓度升高对其动作电位的影响。请完善以下实验思路,预测实验结果,并进行分析与讨论。(要求与说明:已知蛙坐骨神经纤维的静息电位为-70 mV,兴奋时动作电位从去极化到反极化达+30 mV。测量的是膜内外的电位变化。K+、Na+浓度在一定范围内提高。实验条件适宜)回答下列问题:(1)完善实验思路:组1:将神经纤维置于适宜的生理溶液a中,测定其静息电位和刺激后的动作电位,并记录。组2: 。 组3:将神经纤维分别置于Na+浓度依次提高的生理溶液d、e中,测定其刺激后的动作电位,并记录。对上述所得的实验数据进行分析与处理。(2)预测实验结果(设计一个坐标,以柱形图形式表示实验结果):(3)分析与讨论:①简要解释组3的实验结果: 。 ②用放射性同位素24Na+注入静息的神经细胞内,不久在生理溶液中测量到放射性,24Na+的这种转运方式属于 。用抑制酶活性的药物处理神经细胞,会使24Na+外流量 。 ③刺激脊蛙的坐骨神经,除了在反射中枢测量到动作电位外,还观察到腓肠肌收缩,说明坐骨神经中含有 神经。
答案
7.答案 (1)将神经纤维分别置于K+浓度依次提高的生理溶液b、c中,测定其静息电位,并记录(2分) (2)如图(3分)溶液中K+、Na+浓度升高对膜电位影响示意图(3)①细胞外Na+浓度提高,膜内外的浓度差增大,兴奋时,Na+通过Na+通道内流加快,导致动作电位增大(2分) ②主动转运(1分) 减少(1分) ③传入和传出(1分)
答案
8.[2021浙江6月选考生物·30,10分]为探究酒精对动物行为的影响,某中学生物兴趣小组进行了以下系列实验。实验材料:蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本,间脑蟾蜍,小滤纸片,任氏液,0.1%、0.2%和1%酒精,去甲肾上腺素(noradrenaline,NA),酚妥拉明(phentolamine,PT),1%硫酸溶液等。(要求与说明:间脑蟾蜍是指切除了大脑和部分间脑、相关机能正常的蟾蜍;任氏液为两栖类的生理盐水;3种酒精浓度分别对应人血液中轻度、中度和重度酒精中毒的浓度;酒精、NA和PT均用任氏液配制;NA是一种神经递质;PT是NA受体的抑制剂。实验条件适宜。)实验过程与结果或结论:
回答下列问题:(1)实验1结果可得出的结论是 。 (2)设计用于记录实验2结果的表格。(3)依据实验2、3的结论,实验3的分组应为:A组:任氏液;B组: ;C组: ;D组: ;E组: 。 (4)酒后驾车属于危险的驾驶行为,由本实验结果推测其可能的生物学机理是 。
答案
8.答案 (除标明外,每空2分)(1)离体条件下,施加1%酒精,对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响 (2)如表所示不同浓度酒精对间脑蟾蜍屈反射时长的影响 (3)NA(1分) PT(1分) NA+PT(1分) 酒精+PT(1分) (4)酒精显著延长屈反射时长,酒后驾车导致司机反应迟钝
答案
解析 (1)根据题图可知,1%酒精处理前与处理后的动作电位大小、动作电位传导速率、肌肉收缩张力均无明显变化(即不影响动作电位的产生、传导、传递),因此可得出的结论为离体条件下,施加1%酒精,对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响。(2)题干中已提到3种酒精浓度,分别为0.1%、0.2%、1%。步骤①所做的应是空白对照,步骤②中又进行了4次测量,因此可设计的实验结果记录表如下。不同浓度酒精对间脑蟾蜍屈反射时长的影响(3)通过实验2知酒精会显著延长屈反射时长,实验3有2个结论。结论1:NA与其受体结合,显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长。结论2:酒精通过NA受体参与的途径,显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长,即酒精发挥显著延长屈反射时长的作用可能是在NA受体不被抑制的情况下。因此在分组中需要针对结论1设置NA组和NA+PT组,而PT单独对屈反射的影响也需要排除,因此还需设置PT组。针对结论2设置酒精+PT组。综上,实验3分组应为A组(任氏液)、B组(NA)、C组(PT)、D组(NA+PT)、E组(酒精+PT)。(4)本题实验2与实验3均为探究酒精对屈反射时长的影响,推测酒后驾车属于危险驾驶行为的生物学机理可能是酒精显著延长屈反射时长,酒后驾车导致司机反应迟钝。
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