高中生物浙科版 (2019)选择性必修1 稳态与调节第二节 神经冲动的产生和传导课后复习题

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基础达标练
1.如图是人体神经系统常见的三种神经元,下列说法正确的是( D )
A.②为抑制性中间神经元
B.兴奋的传导方向为①②③
C.a处(箭头所指)能释放神经递质
D.图中可能不止三个细胞
解析:②为抑制性或兴奋性中间神经元;由题图可知,兴奋的传导方向为③②①;突触前膜释放神经递质,a处表示的结构不是突触前膜,不能释放神经递质;轴突外面包裹的髓鞘,也是一种神经胶质细胞,所以图中可能不止三个细胞。
2.如图是某突触的结构模式图,下列叙述正确的是( C )
A.①中含有的物质能够在③和⑤处检测到
B.④为突触小泡,其形成与高尔基体有关
C.③中Na+浓度适当升高,会使④产生的动作电位偏高
D.④处的膜去极化后形成的小电位能迅速传播
解析:①突触小泡中含有的物质能够在③突触间隙处检测到,但不能进入⑤下一个神经元内;①为突触小泡,其形成与高尔基体有关,而④是突触后膜;若膜外的Na+浓度适当升高,使膜外钠离子内流量增多,造成动作电位偏高;④突触后膜处的膜去极化后形成的小电位是不能传播的。
3.蝎毒能选择性地破坏钠离子通道的开放。用适量的蝎毒处理蛙坐骨神经,给予一定刺激并测量,膜电位的变化是( C )
A.有去极化、无复极化 B.无去极化、有复极化
C.无去极化、无复极化 D.有去极化、有复极化
解析:钠离子通道与动作电位的产生有关,适量的蝎毒处理蛙坐骨神经,会抑制去极化过程的发生,也就没有复极化。
4.神经纤维某处受刺激后,某一时刻膜内外的电位情况如图所示。下列叙述中,错误的是( C )
A.此时该处神经纤维膜处于反极化状态
B.此时如果将上方电极接入神经纤维膜内,则电流表指针往右偏
C.该处不可能是抑制性中间神经元的神经纤维
D.此时该处神经纤维膜外钾离子浓度小于膜内
解析:图中神经纤维是外负内正的电位,处于反极化状态;此时细胞处于外负内正的反极化状态,若将上方电极接入神经纤维膜内,则与此电极相连的电流表左侧为正电位,与神经纤维膜外侧相连的电流表右侧为负电位,因而电流表指针向右偏转;抑制性中间神经元本身也能兴奋,因而也会处于外负内正的反极化状态;钾离子浓度细胞内大于细胞外,而钠离子浓度细胞外大于细胞内。
5.将新生小鼠的脑神经元置于适宜的溶液中,制成较高细胞密度的细胞悬液,并将其低温保存,在低温保存过程中神经元会受到损伤。一段时间后,与常温保存组相比,溶液中的离子浓度变化是( A )
A.K+浓度升高 B.K+浓度降低
C.Na+浓度不变D.Na+浓度升高
解析:神经元细胞内含较高浓度的K+,神经元受损导致K+外流,故溶液中K+浓度升高。
6.Ca2+能消除突触前膜内的负电荷,利于突触小泡和前膜融合,释放神经递质。若瞬间增大突触前膜对组织液中Ca2+的通透性,将引起的效应是( A )
A.加速神经冲动的传递
B.使突触后神经元持续性兴奋
C.减缓神经冲动的传递
D.使突触后神经元持续性抑制
解析:若瞬间增大突触前膜对组织液中Ca2+的通透性,使Ca2+进入突触前膜内,消除突触前膜内的负电荷,利于突触小泡和前膜融合,释放神经递质的速度加快,将引起神经冲动的传递加快。
7.若箭头表示兴奋在神经元之间以及神经纤维上的传播方向。下列各图中,错误的是( C )
解析:神经递质存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于下一神经元的细胞体或树突,引起其兴奋或抑制,图示A项兴奋是由轴突末梢传向下一神经元的细胞体;图示B项为兴奋由轴突传向下一个神经元的树突;神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜,不可能由突触后膜释放,作用于突触前膜;图示D项是兴奋在神经纤维上的传导,兴奋在神经纤维上的传导形式是电信号,兴奋的传导方向和膜内的电流传导方向一致,都是由兴奋部位传到未兴奋部位。
8.果蝇的某种突变体因动作电位异常而发生惊厥。如图表示两种果蝇的动作电位。据图分析,突变体果蝇神经细胞膜异常的是( C )
A.钠离子通道和恢复静息电位的过程
B.钠离子通道和产生动作电位的过程
C.钾离子通道和恢复静息电位的过程
D.钾离子通道和产生动作电位的过程
解析:据图分析,突变体与野生型果蝇动作电位产生的曲线相同,说明突变体动作电位的产生过程没有问题,钠离子内流的通道没有问题;但在恢复到静息电位的过程中,两条曲线不相同,说明突变体果蝇神经细胞膜的钾离子通道和恢复静息电位的过程出现了异常。
9.如图表示动作电位在神经纤维上的传导示意图,下列叙述正确的是( D )
A.随着传导距离的增加,a点将逐渐下移
B.图中兴奋的传导方向是从右到左,横坐标为距刺激点的距离
C.轴突膜处于b状态时,钠离子通道关闭,钾离子通道大量开放
D.动作电位的传导是局部电流触发邻近质膜依次产生新的负电位的过程
解析:兴奋具有不衰减性,随着传导距离的增加,a点不会下移;图中兴奋的传导方向是从左到右;轴突膜处于b状态时,钠离子通道仍然开放,钠离子继续内流,从而达到动作电位峰值;由题图可知,动作电位的传导是局部电流触发邻近质膜依次产生新的负电位的过程。
10.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( D )
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 mV
D.cd段钾离子排出细胞不需要消耗ATP
解析:据图分析,a点之前神经纤维处于静息状态,此时有钾离子外流;ab段与bc段均是内向电流,此时都是钠离子通道开放;c点时神经纤维处于动作电位,此时膜内为正电位,膜外为负电位,所以其膜内电位大于0 mV;cd段钾离子通过钾离子通道蛋白排出细胞,是易化扩散,不需要消耗ATP。
11.谷氨酸是哺乳动物中枢神经系统中的一种兴奋性神经递质,在机体调节中发挥着重要作用。
(1)谷氨酸是一种含有2个羧基的非必需氨基酸,其元素组成是
。
(2)谷氨酸在神经元细胞体中生成后,会借助囊泡膜上的谷氨酸转运体逆浓度梯度转运到囊泡中贮存。兴奋传到神经末梢后,神经末梢将谷氨酸释放并作用于突触后膜,引起下一个神经元兴奋。该过程完成的信号转换是 。
(3)当谷氨酸过度释放时会成为一种毒素。一方面它与突触后膜上的受体结合,促进Ca2+大量进入细胞内,激活了一氧化氮合成酶产生过量的一氧化氮,引起神经元严重创伤;另一方面它还能引起神经与肌膜对钠离子的通透性 (填“增高”或“降低”),引发神经肌肉兴奋性增强,导致小儿惊厥发作。若研究人员发现某种药物可以通过作用于突触前膜来缓解小儿惊厥,其作用机理可能 。
解析:(1)由题干信息及氨基酸分子通式可知,谷氨酸的组成元素为C、H、O、N。(2)兴奋传到神经末梢后,神经末梢将谷氨酸释放并作用于突触后膜,引起下一个神经元兴奋。该过程会经过电信号→化学信号(谷氨酸)→电信号的转变。(3)谷氨酸可以与突触后膜上的受体结合,促进钙离子大量进入细胞内,激活了一氧化氮合成酶产生过量的一氧化氮,引起神经元严重创伤;另一方面它还能引起神经与肌膜对钠离子的通透性增高,钠离子内流增多,引发神经肌肉兴奋性增强,导致小儿惊厥发作。由于小儿惊厥是谷氨酸过度释放引起的,故可以推测该药物的作用机理可能是抑制突触前膜释放谷氨酸。
答案:(1)C、H、O、N (2)电信号→化学信号→电信号 (3)增高 抑制突触前膜释放谷氨酸
12.如图1是测量神经纤维膜内外电位差的装置,图2是测得的动作电位变化。据图回答下列问题。
(1)图1测得的为 电位,相当于图2的 段,此电位的产生原因是 。若图1中的神经元接受突触前膜释放的兴奋性神经递质,则图1的指针 (填“向左”“向右”或“不变”)。
(2)图2中当神经纤维受到刺激时,Na+内流引起的是 区段的变化。CD段是 过程,产生原因是 。
解析:图1测得的为静息电位,相当于图2的AB段;若该神经元接受突触前膜释放的兴奋性神经递质时,该神经纤维Na+内流,膜内外电位分布为外负内正,指针向左偏;图2中当神经纤维受到刺激时,Na+内流引起的是动作电位,故为BC区段的变化。CD段是复极化过程,产生的原因是钾离子外流。
答案:(1)静息 AB 钾离子外流 向左 (2)BC 复极化 钾离子
外流
综合提升练
13.将蛙的离体神经纤维置于某种培养液M中,给予适宜刺激后,记录其膜电位变化和膜内Na+含量变化(如图所示)。下列叙述正确的是( D )
A.曲线Ⅰ表示膜电位变化,曲线Ⅱ表示膜内Na+含量变化
B.曲线Ⅱ中CD段的变化是Na+外流引起的
C.曲线Ⅰ的AB段膜内的Na+浓度高于膜外
D.曲线Ⅱ的峰值大小与培养液M中Na+的浓度有关
解析:通常情况下静息状态时,膜电位为负值,则曲线Ⅰ表示膜内钠离子含量变化,曲线Ⅱ表示膜电位变化;曲线Ⅱ中CD段的变化是钾离子外流引起的,可表示复极化过程,从而使神经纤维膜恢复静息电位;曲线Ⅰ的AB段的形成是由于钠离子内流,但依然是膜外Na+浓度高于膜内;曲线Ⅱ的峰值大小为动作电位的大小,与培养液M中Na+的浓度
有关。
14.兴奋在神经纤维上具有双向传导的特点,某同学将两个电流表的电极置于神经纤维上相应的位置,如甲图所示,其中表1两电极分别在a、b处膜外,表2两电极分别在d处膜的内外侧。在bd中点c给予适宜刺激,相关的电位变化曲线如乙图、丙图所示。下列叙述错误的是( C )
A.丙图表示刺激c点时表1测到的电位变化
B.未刺激c点时,表2指针的读数对应乙图中的①
C.乙图中①～③的变化是Na+以主动转运的方式进入细胞引起的
D.刺激甲图中的c点时,产生的兴奋沿神经纤维双向传导
解析:未受刺激时,表1指针的读数等于0,表2指针的读数不等于0,据此可以推断丙图表示刺激c点时表1测到的电位变化,乙图表示刺激c点时表2测到的动作电位;静息电位为细胞膜内、外的电位差,故未刺激c点时,表2指针对应的读数表示神经纤维的静息电位,对应乙图的①;乙图中①～③的变化是Na+以易化扩散的方式进入细胞引起的;刺激甲图中的c点,使其产生兴奋后,兴奋沿神经纤维双向传导。
15.学习、记忆是动物适应环境、使个体得到发展的重要功能。通过电刺激实验,发现学习、记忆功能与高等动物的海马脑区(H区)密切相关。
(1)在小鼠H区的传入神经上施加单次强刺激,传入神经末梢释放的
作用于突触后膜的相关受体,突触后膜出现一个膜电位变化。
(2)如果在H区的传入神经上施加100次/秒、持续1秒的强刺激(HFS),在刺激后几小时之内,只要再施加单次强刺激,突触后膜的电位变化都会比未受过HFS处理时高2～3倍,研究者认为是HFS使H区神经细胞产生了“记忆”。如图为这一现象可能的机制。
如图所示,突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+会以 方式进入胞内。Ca2+与 共同作用,使C酶的 发生改变,C酶被激活。
(3)为验证图中所示机制,研究者开展了大量工作,如:
①对小鼠H区传入神经施以HFS,休息30分钟后,检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而质膜上的A受体数量明显增加。该结果为图中的 (填图中序号)过程提供了实验证据。
②图中A受体胞内肽段(T)被C酶磷酸化后,A受体活性增强。为证实A受体的磷酸化位点位于T,需将一种短肽导入H区神经细胞内,以干扰C酶对T的磷酸化。其中,实验组和对照组所用短肽分别应与T的氨基酸 。
A.数目不同、序列不同
B.数目相同、序列相反
C.数目相同、序列相同
③为验证T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”这一假设,将T的磷酸化位点发生突变的一组小鼠,用HFS处理H区传入神经,30分钟后检测H区神经细胞突触后膜A受体能否磷酸化。请评价该实验方案并加以完善。
解析:(1)传入神经末梢释放的神经递质(谷氨酸)作用于突触后膜的相关受体,突触后膜出现膜电位变化。(2)分析图示可知,突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+会通过易化扩散的方式进入胞内,进而与钙调蛋白共同作用,使C酶的空间结构发生改变,C酶被激活。(3)①对小鼠H区传入神经施以HFS,休息30分钟后,H区神经细胞的A受体总量无明显变化,但质膜上的A受体数量明显增加,说明发生了图中的Ⅱ过程,即胞内的A受体转移到了质膜上。②实验设计应遵循对照原则和单一变量原则,对照组所用短肽应与T的氨基酸数目相同但序列相反,实验组所用短肽应与T的氨基酸数目相同、序列相同。③实验设计应遵循对照原则,为验证假设,应补充一组对未突变小鼠用HFS处理的对照实验,并补充施加HFS后检测和比较两组小鼠突触后膜电位变化的实验。
答案:(1)神经递质 (2)易化扩散 钙调蛋白 空间结构 (3)①Ⅱ ②C、B ③该实验方案存在两处缺陷。第一,应补充一组对未突变小鼠同样处理的对照实验。第二,应补充施加HFS后检测和比较以上两组小鼠突触后膜电位变化的实验。