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2023届高考生物二轮复习神经调节作业含答案
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这是一份2023届高考生物二轮复习神经调节作业含答案，共50页。
专题17 神经调节
甲组
简单情境
1.蛇毒(2022韶关二模,9)为确定某种蛇毒的作用位点,研究人员用蛇毒稀释溶液处理传出神经—肌肉标本(神经肌肉接头是一种特殊的突触),直至刺激神经不再引起肌肉收缩时,再用兴奋性递质溶液直接处理肌肉,若肌肉收缩,则蛇毒作用的部位可能是( )
A.突触前膜或突触间隙
B.突触间隙或突触后膜
C.突触前膜或突触后膜
D.组成突触的任何部分
答案 A 若肌肉收缩,说明蛇毒作用的部位不是突触后膜,则蛇毒作用的部位可能是突触前膜或突触间隙,A正确。
2.脑卒中(2022惠州三模,14)“脑卒中”又称“脑中风”,是由脑部某处血管突然破裂或堵塞引发脑损伤的一种急性脑血管疾病。以下相关说法正确的是( )
A.“脑中风”患者脑组织受损的原因是缺乏氧气与养料供应
B.言语障碍的“脑中风”患者可能与大脑皮层言语区中的H区受损有关
C.“脑中风”患者的膝跳反射、排尿反射等非条件反射都完全消失
D.“脑中风”患者都会同时出现言语、感觉和运动障碍等症状
答案 A 根据题意可知,“脑中风”是由脑部某处血管突然破裂或堵塞引发脑损伤的一种急性脑血管疾病,可推测患者脑组织因缺乏氧气与养料供应而受损,A正确;S区受损,患者会出现运动性失语症,因此言语障碍的“脑中风”患者可能与大脑皮层言语区中的S区受损有关,B错误;膝跳反射、排尿反射的中枢都在脊髓,“脑中风”患者的膝跳反射、排尿反射等非条件反射的反射弧正常,只是可能不受大脑皮层控制,C错误;大脑皮层含有言语区、运动区和感觉区等,不同区域受损,会出现对应的功能障碍,因此“脑中风”患者不一定都会同时出现言语、感觉和运动障碍等症状,D错误。
复杂情境
3.辣椒素(2022梅州二模,8)2021年诺贝尔生理学或医学奖颁给了大卫·朱利叶斯(David Julius)和阿登·帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian),获奖理由:发现温度和触觉感受器。如图所示,朱利叶斯教授带领的小组从大鼠能对疼痛、热和触觉产生反应的感觉神经元中提取了约16 000种mRNA,并利用这些mRNA逆转录形成双链DNA片段,随后将DNA导入受体细胞,并检测受体细胞对辣椒素的反应,最终成功发现了辣椒素受体TRPV1。TRPV1能被辣椒中的辣椒素、胡椒中的胡椒碱以及43 ℃以上热刺激等激活,并最终令人产生痛觉。下列有关说法错误的是( )
A.TRPV1的形成过程需要生物膜系统的参与
B.从mRNA到DNA需要使用DNA聚合酶
C.研究TRPV1的结构和功能,有助于进行镇痛药物的开发等
D.先提取mRNA再逆转录形成DNA的原因与基因的选择性表达有关
答案 B TRPV1是一种位于细胞膜上与痛觉形成有关的受体,属于膜蛋白,其形成过程需要内质网膜、高尔基体膜等生物膜的参与,A正确;从mRNA到DNA是逆转录的过程,需要逆转录酶,不需要DNA聚合酶,B错误;TRPV1与痛觉形成相关,对其结构和功能的研究,有助于开发出新的镇痛药物,C正确;因为该受体基因在感觉神经元中表达,而在其他细胞中可能不表达,所以科学家选择提取感觉神经元的mRNA逆转录形成DNA,再导入受体细胞,可以缩小选择范围,利用的原理是基因的选择性表达,D正确。
复杂陌生情境
4.坐骨神经相关实验(2022广东二模,15)坐骨神经由多种神经纤维组成,不同神经纤维的兴奋性和传导速度均有差异,多根神经纤维同步兴奋时,其动作电位幅值(即大小、变化、幅度)可以叠加。图1表示将坐骨神经与生物信号采集仪相连,图2为a、b处测得的动作电位相对值。在刺激电极处依次施加由弱到强的电刺激,显示屏1上出现第一个动作电位时的刺激强度即阈刺激(记为Smin),当动作电位幅值不再随刺激增强而增大时的刺激强度为最大刺激(记为Smax)。下列叙述正确的是( )
图1
图2
A.动作电位产生的机理是Na+通过主动运输内流,使膜内外电位由外正内负变为外负内正
B.动作电位产生后,膜内电荷的流动方向是从右到左,而膜外是从左到右
C.Smax表明全部神经纤维发生兴奋,且每条神经纤维的兴奋强度均随刺激的增强而增大,并达到最大值
D.动作电位在不同神经纤维上的传导速度不同,导致显示屏2测得的动作电位叠加值低
答案 D 动作电位产生的机理是Na+内流,方式是协助扩散,使膜内外电位由外正内负变为外负内正,A错误;据图可知,刺激位置右侧神经纤维膜外电位变为负电位,膜内为正电位,故动作电位产生后,右侧神经纤维膜内电荷的流动方向是从左到右,而膜外是从右到左,B错误;结合题意可知,坐骨神经由多种神经纤维组成,在一定范围内改变刺激强度会改变被兴奋的神经根数,它们叠加到一起的动作电位幅值就会改变,因此依次施加由弱到强的电刺激,当动作电位幅值不再随刺激增强而增大时,刺激强度为最大刺激,记为Smax,但单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象,不会随刺激的增大而增大,C错误;据图可知,显示屏2的动作电位叠加值比显示屏1要低,说明动作电位在不同神经纤维上的传导速度不同,D正确。
5.缩鳃反射(2022 T8第二次联考,25)海兔是一种海洋软体动物,科学家对其缩鳃反射的习惯化进行了深入研究。轻触海兔的喷水管皮肤,其鳃就会收缩,这一反射称为缩鳃反射;连续重复刺激喷水管皮肤后,缩鳃反射的幅度就会逐渐变小甚至消失,这就是缩鳃反射的习惯化。缩鳃反射神经调节模式如图所示,请回答相关问题。
(1)科学家对缩鳃反射习惯化的形成原因提出了三种假说:
①喷水管皮肤上的感觉神经末梢对连续刺激的敏感性逐渐降低;
②缩鳃肌肉对来自运动神经元信号的反应能力逐渐降低;
③感觉神经元和运动神经元之间的突触发生了某种变化。
为了探究假说的正确与否,科学家进行了如下实验。
实验一:连续电刺激喷水管皮肤,通过微电极记录感觉神经元的电活动,结果是感觉神经元持续产生动作电位,但缩鳃反射程度逐渐减弱,则否定了假说 (填序号)
实验二:习惯化形成后,电刺激运动神经元,结果是 ,则说明假说③最可能是正确的。
(2)根据上述实验结果分析,感觉神经元和运动神经元之间的突触发生的某种变化导致习惯化的原因:若从突触前膜考虑,其原因可能是感觉神经元轴突末梢神经递质的释放量 (填“增多”或“不变”或“减少”);若从突触后膜考虑,其原因可能是 。
(3)科学家通过进一步深入研究,证明了习惯化的产生与神经递质的释放量有关。神经递质释放最关键的一步是在动作电位的激发下,Ca2+通道开放引起Ca2+内流进入突触小体,然后引起突触小泡将神经递质释放到突触间隙。请结合题意,阐述在连续重复刺激下产生缩鳃反射习惯化的具体机制: 。
答案 (1)① 引起与习惯化前同等强度的缩鳃反射(缩鳃反射强度恢复) (2)减少 突触后膜上的受体对神经递质的敏感性降低(或突触后膜上的受体数目减少) (3)连续重复刺激喷水管皮肤导致感觉神经元连续产生动作电位,在动作电位的激发下,感觉神经元轴突末梢的膜上的Ca2+通道反复或持续开放,Ca2+内流逐渐减少,引起突触小泡释放的神经递质随之减少,从而导致缩鳃反射的习惯化
解析 (1)连续电刺激喷水管皮肤,通过微电极记录感觉神经元的电活动,结果是感觉神经元持续产生动作电位,能产生动作电位说明应该不是感觉神经末梢对连续刺激的敏感性逐渐降低,否定假说①;如果假说③是正确的,即感觉神经元和运动神经元之间的突触发生了某种变化,那么习惯化形成后,电刺激运动神经元,会引起与习惯化前同等强度的缩鳃反射(缩鳃反射强度恢复)。(2)突触的结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜,兴奋以电信号的形式传到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质通过突触间隙传递到突触后膜的受体附近,递质作用于突触后膜上的受体,引起突触后膜产生膜电位变化(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。因此连续重复刺激喷水管皮肤后,缩鳃反射的幅度逐渐变小甚至消失,从突触前膜考虑,其原因可能是感觉神经元轴突末梢神经递质的释放量减少;若从突触后膜考虑,其原因可能是突触后膜上的受体对神经递质的敏感性降低(或突触后膜上的受体数目减少)。(3)据题意可知,习惯化的产生与神经递质的释放量有关,神经递质释放与Ca2+通道开放引起Ca2+内流进入突触小体有关,因此推测连续重复刺激下产生缩鳃反射习惯化的具体机制:连续重复刺激喷水管皮肤导致感觉神经元连续产生动作电位,在动作电位的激发下,感觉神经元轴突末梢的膜上的Ca2+通道反复或持续开放,Ca2+内流逐渐减少,引起突触小泡释放的神经递质随之减少,从而导致缩鳃反射的习惯化。
乙组
简单情境
1.伤害性刺激与痛觉形成(2022湖南新高考教学教研联盟二联,10)辣椒素和高温均能直接激活细胞膜上的受体TRPV1,使其作为离子通道,协助相关离子跨膜运输,产生兴奋。兴奋沿伤害性传入神经传至大脑。因为大脑对伤害性传入神经信号统一解读为“疼痛”,所以辣的感觉被定义为痛觉。下列分析合理的是( )
A.TRPV1受体能让钠离子流入细胞内,从而引发神经冲动
B.吃完辣椒后,马上喝热水比喝冷水更利于减轻辣椒素引发的疼痛
C.刺激TRPV1引发的痛觉必须经过完整反射弧才能形成
D.推测TRPV1最可能位于反射弧的传出神经元末梢的膜上
答案 A 细胞膜上的TRPV1被辣椒素激活后,钠离子内流,产生兴奋,从而引发神经冲动,A合理;由于辣椒素和高温均能直接激活细胞膜上的受体TRPV1,因此吃完辣椒后,马上喝热水会加重辣椒素引发的疼痛,B不合理;痛觉的产生部位在大脑皮层,不需要经过完整的反射弧,C不合理;据题意可知,TRPV1最可能位于反射弧的传入神经元末梢的膜上,D不合理。
复杂情境
2.神经元的回返性抑制(2022长沙雅礼中学一模,10)中枢神经元的兴奋沿轴突外传的同时,又经轴突侧支使抑制性中间神经元兴奋,后者释放递质反过来抑制原先发生兴奋的神经元及同一中枢的其他神经元,即回返性抑制(如图)。相关叙述错误的是( )
A.刺激a会引起b神经元氯离子通道开放
B.b神经元释放递质使c膜内外电位差增大
C.回返性抑制可以使神经元的兴奋及时停止
D.该机制利于同一中枢内神经元活动协调一致
答案 A 结合题干信息和题图可知,刺激a会引起a神经元兴奋释放兴奋性递质,兴奋性递质作用于b,使b神经元兴奋,释放抑制性递质,抑制性递质反过来抑制a神经元,因此刺激a会引起b神经元钠离子通道开放,A错误;根据题干信息可知,抑制性中间神经元兴奋后,释放的递质反过来抑制原先发生兴奋的神经元及同一中枢的其他神经元,故c神经元会受到抑制,引起氯离子内流,静息电位(膜内外电位差)增大,B正确;回返性抑制可使原先兴奋的神经元由兴奋状态转变为抑制状态,故回返性抑制可以使神经元的兴奋及时停止,C正确;中枢神经元的兴奋沿轴突外传的同时,又经轴突侧支使抑制性中间神经元兴奋,后者释放递质反过来抑制原先发生兴奋的神经元,使得中枢神经元的兴奋及时停止,因此该机制利于同一中枢内神经元活动协调一致,D正确。
3.记忆的形成过程(2022湖南百校联考,10)记忆形成过程中,海马区突触后神经元中肌动蛋白发生的变化如图所示。下列有关叙述中,错误的是( )
A.甲图中有两种突触类型
B.记忆形成过程中,突触后神经元内包裹着神经递质受体的囊泡会与突触后膜融合
C.神经递质由轴突末端释放,作用于突触后膜上的受体后会被灭活
D.记忆的形成与肌动蛋白的稳定、游离状态有关
答案 C 据图可知,甲图中有“轴突—树突型”和“轴突—胞体型”两种突触类型,A正确;据图可知,记忆形成过程中,突触后神经元内包裹着神经递质受体的囊泡会与突触后膜融合,将受体转移到突触后膜上,B正确;神经递质由轴突末端即突触前膜释放,作用于突触后膜上的受体后会被灭活或被突触前膜回收,C错误;据图可知,记忆形成过程中,稳定的肌动蛋白变成游离的肌动蛋白,游离的肌动蛋白又形成稳定的肌动蛋白,即发生了稳定的肌动蛋白的重构,D正确。
复杂陌生情境
4.帕金森病的病因与治疗(2022湖南师大附中模拟二,19)帕金森病(PD)是一种神经退行性疾病,开始出现一侧肢体震颤(如手抖)或运动笨拙等精细运动障碍,而后出现运动迟缓、肌肉僵直等运动功能障碍。前期研究表明大脑黑质区多巴胺能神经元的数量减少后引发PD。
(1)如图1所示,黑质区多巴胺能神经元在酪氨酸羟化酶(TH)等作用下将酪氨酸最终转化成多巴胺,多巴胺能神经元的轴突会延伸到纹状体,多巴胺储存在轴突的 中。当神经冲动传到轴突末梢时,多巴胺释放到突触间隙,此过程需要 (细胞器)提供能量。由图1可知,黑质区多巴胺能神经元的 和 也能释放多巴胺。
(2)进一步研究发现,PD与黑质区多巴胺能神经元中的线粒体损伤有关。为研究线粒体损伤是导致PD的病因还是结果,研究者定向敲除黑质区多巴胺能神经元的编码线粒体蛋白的N基因,获得了线粒体损伤的基因敲除小鼠。该小鼠黑质区多巴胺能神经元主要依赖 呼吸提供能量。分别检测出生后不同时间的 小鼠的相关指标,结果如图2、3。
①研究结果表明: 。
②实验结果是否支持前期研究结论:大脑黑质区多巴胺能神经元的数量减少后引发PD,请做出判断并说明理由:
。
(3)根据研究结果提出延缓PD的思路: 。
答案 (1)突触小泡 线粒体 细胞体 树突
(2)无氧 野生小鼠、基因敲除 ①线粒体损伤是PD的病因 ②不支持,在出现PD症状时多巴胺能神经元的数量并没有减少 (3)利用药物减缓黑质区、纹状体中线粒体功能损伤
解析 (1)多巴胺是神经递质,神经递质储存在轴突中的突触小泡内。神经递质通过胞吐的方式释放到突触间隙,此过程需要的能量由线粒体提供。根据图1可知,黑质区多巴胺能神经元的细胞体、树突也能释放多巴胺。(2)因为该小鼠编码线粒体蛋白的N基因被敲除,其线粒体损伤,有氧呼吸受损,因此该小鼠黑质区多巴胺能神经元主要依赖无氧呼吸提供能量。实验的自变量是小鼠种类,因此分别检测出生后不同时间的野生小鼠、基因敲除小鼠的相关指标。结合图2可知,基因敲除小鼠的线粒体损伤,线粒体为多巴胺的合成和释放提供能量,因此纹状体处多巴胺的合成和释放减少,精细运动出现障碍,之后黑质区多巴胺的合成和释放减少,黑质纹状体处轴突退化,运动功能出现障碍,黑质区多巴胺能神经元数量减少。因此,线粒体损伤是PD的病因。②前期的研究表明大脑黑质区多巴胺能神经元的数量减少后引发PD,而根据图2、图3的实验结果可知,在出现PD症状时大脑黑质区多巴胺能神经元的数量无明显差异,说明实验结果不支持前期研究结论。(3)结合(2)的分析可知,线粒体损伤是PD的病因,因此可利用药物减缓黑质区、纹状体中线粒体功能损伤来延缓PD。
丙组
简单情境
1.短道速滑过程中的生理反应(2022北京东城二模,11)运动会上,某短道速滑队在混合接力项目上获得金牌。比赛中,运动员身体会发生许多生理反应。下列相关叙述错误的是( )
A.运动员听到枪响完成出发反应,需要通过反射弧传递信号
B.比赛时,运动员的交感神经和副交感神经的功能都会增强
C.完成动作需要大脑发出动作指令,再通过脊髓传到效应器
D.弯道处快速滑行时,运动员需小脑协调运动维持身体平衡
答案 B 枪响引发的声波传至感受器(耳)并产生兴奋,兴奋经传入神经传至大脑皮层后再经传出神经传至效应器,完成出发反应,该过程经过了完整的反射弧,A正确;比赛时,交感神经活动增强,呼吸和心跳加快、胃肠蠕动减弱,利于比赛动作的完成和进行,此时副交感神经活动不增强,B错误;大脑是高级中枢,可对信息进行分析和整合后经脊髓等调节运动的低级中枢控制效应器完成动作,体现了高级神经中枢对低级神经中枢的控制作用,C正确;小脑能够协调运动维持身体平衡,D正确。
2.兴奋剂检测(2022北京海淀一模,9)运动会兴奋剂检测中,使用干血点(DBS)技术。DBS采样时,将运动员的一滴指尖血滴在滤纸上,待其自然风干两三个小时即可制成待测样品。下列相关叙述不正确的是( )
A.神经递质类兴奋剂在违规使用者体内,作用于突触前膜
B.DBS风干脱水可抑制微生物分解作用,提高样品的稳定性
C.DBS风干可使样品中的兴奋剂浓缩,利于提高检测灵敏度
D.严禁滥用兴奋剂,能更好地维护公平竞争的精神
答案 A 神经递质类兴奋剂作用于突触后膜,A错误;DBS风干后无水分,可营造干燥环境,抑制微生物的分解作用,B正确;风干的过程涉及水分的减少,相当于对样品中的兴奋剂进行浓缩,利于提高检测灵敏度,C正确;兴奋剂具有增强人的兴奋程度、提高运动速度等作用,为了保证公平、公正,运动比赛禁止使用兴奋剂,D正确。
知识拓展 兴奋剂原是指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物,如今是运动禁用药物的统称。
陌生情境
3.光刺激下丘脑CRH神经元引起的生理变化(2022北京东城一模,8)科研人员在转入光敏蛋白基因的小鼠下丘脑中埋置光纤,用特定的光刺激下丘脑CRH神经元(细胞膜结构示意图如图1),引起如图2所示的一系列变化。
图1
图2
下列分析错误的是( )
A.光刺激引起CRH神经元细胞膜上的Na+通道开放,Na+内流
B.兴奋在中间神经元与脾神经元之间通过突触结构进行传递
C.图2中激活B细胞的是辅助性T细胞和细胞毒性T细胞
D.神经系统可以通过分泌信息分子来调节免疫系统的功能
答案 C 光刺激能够使CRH神经元细胞膜上的Na+通道开放,Na+内流产生动作电位,使神经元兴奋,A正确;兴奋在神经元之间通过突触传递,B正确;体液免疫过程中,B淋巴细胞的激活依赖于辅助性T细胞,细胞毒性T细胞参与细胞免疫,不参与体液免疫,C错误;依据图2可知,感知光刺激后,兴奋在神经元之间传递,刺激机体分泌去甲肾上腺素(神经递质)作用于T细胞,使其激活B细胞,说明神经系统可以通过分泌信息分子来调节免疫系统的功能,D正确。
4.脑机接口(2022北京丰台二模,7)脑卒中是脑部血管破裂或阻塞导致的疾病,患者常出现上下肢不能运动等功能性障碍。研究人员尝试通过如图所示的“脑机接口”对患者进行康复训练,能部分恢复受损大脑的功能。下列说法正确的是( )
A.脑卒中患者不能完成膝跳反射等非条件反射
B.脑卒中患者常伴有认知或言语障碍等后遗症
C.脑机接口必须连接传出神经及相应的效应器
D.脑机接口意在恢复患者自主神经系统的功能
答案 B 膝跳反射、缩手反射等非条件反射的神经中枢位于脊髓,脑卒中患者的脊髓正常,故不影响膝跳反射的完成,A错误;由于脑机接口的康复训练只能部分恢复受损大脑的功能,因此康复训练后未被修复的大脑受损部分参与的功能会受限制,B正确;据图可知,脑机接口接在了患者的大脑,大脑不属于效应器,C错误;自主神经系统受大脑皮层的影响,但其活动及功能不受大脑的意识支配,如胃肠蠕动、心跳、呼吸等,D错误。
易错警示 非条件反射的神经中枢一般在脊髓,也可位于脑干等其他较低级的神经中枢。
复杂情境
5.小鼠对苦味和甜味的感知的调控机制(2022北京海淀一模,18)科研人员对哺乳动物如何调控苦味和甜味的味觉感知进行了研究。
(1)给小鼠喂食不同口味的液体,并记录小鼠的舔舐次数,如图1。
图1
①单独喂食甜味剂或苦味剂时,特定的味觉分子会刺激味蕾产生 ,最终传递到 的特定中枢形成味觉,进而通过脑干r区特定神经元调控舔舐行为。
②与Ⅰ、Ⅲ组相比较,Ⅱ组小鼠的舔舐次数 ,推测苦味对于甜味可能具有一定的抑制作用。
(2)为进一步探究苦味对于甜味的抑制效应及其调控机制,科学家对小鼠进行饲喂和刺激特定脑区(如图2),检测位于脑干r区的S神经元和C神经元的膜电位变化,处理及结果见表。
图2
组别
饲喂小鼠
刺激特定脑区
神经元兴奋程度
苦味中枢
X区
S神经元
C神经元
1
饲喂
甜味剂
不刺激
不刺激
-
+
2
刺激
不刺激
+
-
3
不刺激
刺激
-
-
4
饲喂
苦味剂
不刺激
不刺激
+
-
5
刺激
不刺激
++
-
6
不刺激
刺激
+
-
注:+表示兴奋,++表示兴奋增强,-表示不兴奋
①比较1组和4组的实验结果,说明脑干r区的S和C神经元分别对 作出响应。
②分析1、2、3组,可得出的结论是 。
③抑制剂抑制苦味中枢至X区的神经传递,重复(1)中实验,结果为Ⅱ组接近Ⅰ组结果,显著高于Ⅲ组,说明 。
(3)综合上述实验结果,可以建立苦味中枢对脑干r区的反馈调节机制。请使用箭头“→”连接具有调节关系的区域或神经元,并在箭头上标记“+”(表示促进)或“-”(表示抑制),完善图3。
图3
(4)甜味通常表明该物质可以食用、具有高能量,而苦味则代表该物质可能有毒性。从进化与适应的角度分析,动物形成苦味对甜味存在抑制的调节机制,其意义是 。
答案 (1)①兴奋/神经冲动 大脑皮层 ②显著低于Ⅰ组,与Ⅲ组相近 (2)①苦味、甜味 ②刺激苦味中枢可引起S神经元兴奋,但刺激X区无此效应,刺激苦味中枢和X区均可抑制C神经元兴奋 ③苦味中枢通过X区抑制C神经元兴奋/苦味中枢通过X区抑制甜味
(3)
(4)甜味中掺入苦味物质时,苦味抑制甜味,使动物减少舔舐(远离苦味物质),从而使动物避免摄入潜在有毒物质,有利于生存和繁衍
解析 (1)单独喂食甜味剂或苦味剂时,特定的味觉分子会刺激味蕾产生神经冲动(或兴奋),经传入神经传至大脑皮层的特定区域形成味觉。依据图1可知,单独喂食甜味剂组(Ⅰ组)小鼠的舔舐次数显著高于单独喂食苦味剂组(Ⅲ组)及喂食甜味和苦味混合剂组(Ⅱ组),推测甜味剂可刺激小鼠出现舔舐行为,但苦味剂的加入可抑制或抵消甜味剂的这种作用效果。(2)(3)依据表格中的实验结果,给小鼠喂食甜味剂,在不刺激苦味中枢和X区时,C神经元兴奋,此时刺激苦味中枢,C神经元不兴奋,S神经元兴奋,说明刺激苦味中枢可抑制C神经元兴奋并引起S神经元兴奋,刺激X区,C神经元不兴奋,说明刺激X区也会抑制C神经元兴奋;同理,苦味剂能够引起S神经元兴奋,此时刺激苦味中枢,S神经元兴奋性增强,说明苦味中枢可促进S神经元兴奋,在喂食苦味剂条件下,C区神经元均不兴奋。用抑制剂抑制苦味中枢至X区的神经传递,重复(1)中实验,Ⅱ组与Ⅰ组结果接近,说明添加苦味剂的情况下不会抑制甜味剂刺激机体产生的舔舐行为,可知苦味剂抑制甜味剂的作用途径是苦味中枢→X区→C神经元→舔舐行为,结合实验结论,可知苦味中枢通过促进X区兴奋抑制C神经元兴奋,机制图画法见答案。(4)依据(1)的实验现象,可知添加苦味物质后小鼠的舔舐次数显著降低,即小鼠对苦味物质的摄入量显著降低,由题干信息可知,苦味物质可能有毒性,则该机制可避免动物摄入潜在有毒物质,有利于其生存和繁殖。
6.针灸调节机体的生理状态的相关研究(2022北京西城二模,18)针灸是中国传统医学中独具特色的疗法之一,可通过针刺身体特定部位调节机体的生理状态从而达到治疗疾病的目的。
(1)针灸或电针刺激足三里(ST36)穴位,可引起肾上腺分泌的去甲肾上腺素(NA)、肾上腺素(A)和多巴胺(DA)增加,该应答反应属于 反射。
(2)细菌内毒素(LPS)可与免疫细胞表面TLR4结合,介导免疫细胞分泌炎症因子TNF,引发小鼠全身炎症反应。为了揭示针灸疗法缓解炎症反应的生理机制,研究人员构建P受体感觉神经元缺失的模型小鼠P'。分别给正常小鼠和P'小鼠注射LPS,之后用0.5 mA电针刺激小鼠ST36,检测TNF含量。据图中结果可知,电针刺激小鼠ST36,可缓解LPS引发的炎症反应,该作用效果依赖于具有P受体的感觉神经元,作出判断的依据是 。
(3)膈下迷走神经作为传出神经参与P受体感觉神经元介导的缓解炎症反应。科研人员构建了光敏蛋白高表达于P受体感觉神经元的小鼠PC(光敏蛋白接受光刺激后Ca2+内流,引起神经元兴奋)。为进一步证实抗炎症反应依赖P受体感觉神经元且与迷走神经有关,请从a~i中选择合适字母填入下表①~④中并预期实验结果。
组别
实验材料
处理1
检测迷走神经
动作电位频率
处理2
处理3
检测
甲组
正常小鼠
②
极低
甲1:③
注射LPS后,再进行同②的处理
TNF
含量
甲2:假手术
注射④ ,其他处理同上
乙组
①
同上
高
乙1:同甲1组
同甲1组
乙2:同甲2组
同甲2组
a.正常小鼠 b.P' c.PC d.电刺激ST36 e.光照刺激ST36 f.切断迷走神经
g.破坏神经中枢 h.LPS i.生理盐水
(4)其他研究表明,NA、A、DA在免疫细胞表面有两种类型的受体,α2-AR介导促进炎症反应,β2-AR介导抑制炎症反应。请根据上述实验结果,在图中补全针灸缓解炎症反应的调节过程。
答案 (1)非条件 (2)正常鼠0.5 mA电针刺激组TNF含量低于未受刺激组,模型鼠P'0.5 mA电针刺激组和未受刺激组TNF含量基本相当 (3)①c ②e ③f ④h 预期结果:乙2组TNF含量低,甲1、乙1与甲2无显著差异,均高于乙2组。
(4)
解析 (1)针灸或电刺激穴位所引发的反射活动并非后天学习锻炼获得,无需大脑皮层参与,属于非条件反射。(2)依据题图可知,正常鼠注射LPS后给予0.5 mA电针刺激,TNF含量低于未受刺激组,说明0.5 mA电针刺激可缓解注射LPS引发的炎症反应;而对于模型小鼠P',注射LPS并给予0.5 mA电针刺激后其TNF含量与未受刺激组无显著差异,可知在无P受体感觉神经元的情况下,0.5 mA电针刺激不能缓解LPS引发的炎症反应,即电针刺激缓解炎症反应的作用效果依赖于有P受体的感觉神经元。(3)题述实验的实验目的是进一步证实抗炎症反应依赖P受体感觉神经元且与迷走神经有关,依据(2)的实验结果及(3)的题干信息,乙组的实验材料应选择PC(光敏蛋白高表达)小鼠,甲、乙两组小鼠经处理1后,乙组迷走神经动作电位频率高,说明处理1可使P受体感觉神经元兴奋,故应该是光照刺激ST36,此过程可认为是为了验证模型小鼠(PC)作为实验材料的可行性。随后甲、乙分别随机平均分为两组,一组切断迷走神经,一组进行假手术,营造有无迷走神经这一单一变量,注射LPS引发炎症反应后均用光照刺激ST36,检测TNF含量。甲1组迷走神经被切断,无法缓解炎症反应,甲2组P受体感觉神经元中光敏蛋白表达量低,也无法缓解炎症反应,故二者TNF含量相近,且处于较高水平。乙组均为PC小鼠,乙2组存在迷走神经,反射弧正常,光照刺激ST36,炎症反应可得到缓解,其TNF含量显著低于甲2组,而乙1组迷走神经被切断,缓解炎症反应的反射弧不完整,故该组的TNF含量与甲1组无显著差异。综上可知,预期结果为TNF含量大小关系为乙2<甲2≈乙1≈甲1。(4)依据(3)以及(1)的题干信息可知,针灸缓解炎症反应的反射弧(或信号通路)为针刺刺激→P受体→感觉神经元兴奋→神经中枢→膈下迷走神经→肾上腺分泌肾上腺素(A)、去甲肾上腺素(NA)、多巴胺(DA)→缓解炎症反应,结合本题题干信息可知,NA、A、DA通过抑制α2-AR的作用效果、促进β2-AR的作用效果缓解炎症反应。
丁组
简单情境
1.中国女足与亚洲杯冠军(2022江苏新高考基地学校四联,15)2022年2月,在水庆霞教练的率领下中国女足姑娘顽强拼搏重夺亚洲杯冠军。下列叙述正确的是(多选)( )
A.在铲球过程中因撞击形成痛觉属于条件反射
B.接队友的传球时大脑皮层对脊髓有调控作用
C.比赛时队员产生的兴奋在神经纤维上的传导是单向的
D.比赛后队员呼吸依然急促与体液调节作用时间长有关
答案 BCD 痛觉是一种感觉,感觉在大脑皮层形成,该过程并没有经过完整的反射弧,不属于反射,A错误;队员看到队友传球,迅速做出接球的动作,这是出生后通过学习获得的,控制这一反射的高级中枢位于大脑皮层,接球过程中大脑皮层对脊髓有调控作用,B正确;在生物体内,感受器产生的兴奋在构成反射弧的神经纤维上单向传导,C正确;队员比赛过程中,呼吸急促是神经调节和体液调节共同作用的结果,与神经调节相比,体液调节具有作用时间长的特点,所以比赛结束后队员呼吸依然急促,D正确。
2.膝关节舒展与屈曲(2022苏、锡、常、镇调研二,11)关节呈舒展状态时,伸肌收缩,屈肌舒张,其反射弧如图所示。下列相关叙述错误的是 ( )
A.①是传入神经,②③是传出神经
B.①的分支对抑制性中间神经元起抑制作用
C.抑制性中间神经元对③起抑制作用
D.当刺激足底皮肤引起膝关节屈曲时,②将会产生抑制反应
答案 B 分析题图,①上有神经节,判断①为传入神经,②③均是传出神经,A正确;①的分支对抑制性中间神经元起兴奋作用,从而使抑制性中间神经元产生的抑制性递质对③神经元起抑制作用,使屈肌处于舒张状态,B错误,C正确;当刺激足底皮肤引起膝关节屈曲时,伸肌舒张,屈肌收缩,可判断②将会产生抑制反应,D正确。
复杂情境
3.刺激与阈电位(2022泰州泰兴中学4月考,10)为研究神经元之间的相互作用,分别用相同强度的电刺激刺激神经元A进行实验:Ⅰ.单次电刺激;Ⅱ.短时间连续两次刺激,用记录微电极记录神经元B的电位变化,结果如图2所示。下列分析错误的是( )
图1
图2
A.单刺激时,神经元B电位的形成与神经元A释放的神经递质不足有关
B.静息电位的数值以细胞质膜外侧为参照,并将该侧电位值定为0 mV
C.神经元同一部位短时间给予多个刺激可以产生叠加效应
D.单刺激下神经元A释放的神经递质不会改变突触后膜的离子通透性
答案 D 由图2中Ⅰ可知,单次电刺激A,测得的电位峰值依然低于0,说明刺激强度过低使神经元A释放的神经递质不足,进而无法使神经元B产生动作电位,A正确;由图2可知,静息电位的数值以细胞质膜外侧为参照,并将该侧电位值定为0 mV,因此静息时膜内电位为负电位膜外低,B正确;由图2中Ⅱ可知,连续电刺激神经元A,神经元B产生动作电位,结合Ⅰ、Ⅱ可说明在同一部位连续给予多个刺激可以产生叠加效应,C正确;由图2中Ⅰ可知,单刺激下神经元A释放的神经递质能改变突触后膜的离子通透性,进而引起电位变化,D错误。
4.多个单刺激的叠加效应(2022扬州中学3月月考,18)神经递质作用于突触后膜,会引起突触后膜产生局部的电位变化,称为突触后电位。科学家为了探究突触后电位的特点,做了如图实验。其中甲图中A、B、C为不同神经元的轴突,乙图中字母及箭头分别代表轴突类型及刺激时间点,阈值代表引发动作电位的最小膜电位。下列针对该实验结果的分析,正确的是(多选)( )
甲
乙
A.轴突A、B、C释放的均为兴奋性递质,都会引起突触后膜的某种离子通道打开
B.单个轴突引发的突触后电位,其大小和持续时间是相对恒定的
C.连续的低于阈值的单刺激有叠加效应,不同来源的神经递质对突触后神经元作用的效果也可以叠加
D.突触数量越多,越有利于神经细胞之间的信息联系,越容易引发突触后膜的动作电位
答案 BC 分析图乙可看出,连续两个刺激的间隔时间越短,电位叠加效应越明显;多个刺激产生的叠加效应可引发动作电位;轴突C产生的膜电位的绝对值比静息电位的绝对值更大,推测轴突C释放的为抑制性递质,A错误。由图乙中的实验1可以看出,单个轴突引发的突触后电位的大小和持续时间是相对恒定的,B正确。由图乙中的实验4可以看出,连续的低于阈值的单刺激有叠加效应,轴突A和轴突B产生的神经递质对突触后神经元作用的效果也可以叠加,C正确。突触数量与动作电位的引发没有必然的联系,与刺激对应的突触释放的神经递质引起的突触后膜电位的变化有关,D错误。
5.脊髓与截瘫(2022如东、姜堰、沭阳三校4月联考,10)脊髓是中枢神经的一部分,位于脊椎骨组成的椎管内,由上而下分为颈段、胸段、腰段、骶段和尾段。脊髓结构模式图如图所示。医学上一般将第二胸椎以上的脊髓横贯性病变或损伤引起的截瘫称为高位截瘫;四肢丧失运动功能,第三胸椎以下的脊髓损伤所引起的截瘫称为下半身截瘫,以下半身运动功能丧失为主要临床表现。以下叙述错误的是( )
A.四肢正常运动都需要大脑皮层参与,脊髓管理的只是低级反射活动
B.当直接刺激离体的脊髓腹根时引起3的细胞体兴奋后,兴奋沿2和1传递,在背根能检测到神经冲动
C.截瘫患者除下半身运动功能丧失外,同时还会出现大小便失禁
D.脊髓灰质炎病毒侵染乙处的初期可引起中枢部位细胞代谢加快
答案 B 躯体运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同调控,四肢正常运动都需要大脑皮层参与,脊髓是机体运动的低级中枢,A正确;由于兴奋在神经元之间的传递是单向的,神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此3处的兴奋不能沿2和1传递,在背根不能检测到神经冲动,B错误;排尿反射的低级中枢在脊髓,高级中枢在大脑皮层,截瘫患者除下半身运动功能丧失外,同时还会出现大小便失禁,C正确;脊髓灰质炎是急性传染病,病毒侵染乙处的初期,机体的主要症状是发热,发热期间,体内物质氧化分解加快,D正确。
6.吃辣椒时总是感到热的原因(2022南京三模,22)吃辣后舌头上会有火辣辣的感觉,诺贝尔奖获得者David Julius等人发现了辣椒素受体(TRPV1),解释了吃辣椒时总是感到热的原因。TRPV1是一种通道蛋白,其被辣椒素激活时,造成Ca2+通过TRPV1内流而产生兴奋,进而产生“灼烧感”。请回答下列问题:
(1)TRPV1被辣椒素激活后造成的Ca2+内流 (填“消耗”或“不消耗”)ATP。吃辣椒后,辣椒素会与TRPV1结合,使感受器产生兴奋,兴奋传至 使人产生热痛的感觉。产生此感觉后,往往会引起机体的呼吸运动增强,这一过程 (填“属于”或“不属于”)反射。
(2)科学家将纯化后的TRPV1蛋白重构于人工脂质体上,用40 ℃接近热痛的物理阈值刺激TRPV1时,发现其还具有热觉感受功能,说明 ,完美地解释了吃辣椒时总是感到热的原因。
(3)图1表示麻醉药与辣椒素共同使用时抑制突触处的兴奋传递的作用机理。麻醉药单独使用时不能通过细胞质膜,起不到麻醉作用,与辣椒素共同使用时可抑制突触处的兴奋传递,下列叙述正确的有 (填序号)。
图1
①突触后膜可能是神经元的胞体膜或树突膜,其基本支架是磷脂双分子层
②在静息时有较多离子通过通道蛋白Ⅰ出细胞,则通道蛋白Ⅰ最可能为K+通道
③麻醉药的作用机理是堵塞了通道蛋白Ⅲ,可能导致Na+无法内流
④辣椒素的作用机理是与通道蛋白Ⅱ结合,不改变通道蛋白Ⅱ的形态结构
(4)图2为研究神经细胞膜电位变化的实验装置,两个神经元以突触联系,并连有电表Ⅰ、Ⅱ(电表指针偏转方向与电流方向相同)。P点给予适宜刺激后,电表Ⅰ测得的电位变化如图3所示。若将N处的电极移至N处膜外,电表Ⅰ测得的电位变化如图4所示。
图2
图3
图4
①电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图 基本相同。
②当电表Ⅰ记录到图3中b点电位值时,膜外电位为 电位。电表Ⅰ记录到的图3中c点电位对应图4曲线中 点的电位;若将该神经细胞置于更高浓度的NaCl溶液中,图3中c点位置的变化是 。
③若将S处电极移至膜外,在T点给予适宜刺激,则电表Ⅱ发生偏转的次数为 次。
答案 (1)不消耗 大脑皮层 属于
(2)TRPV1不仅可以被辣椒素激活,也可以被热刺激激活(TRPV1既是辣椒素受体,也是热觉感受器)
(3)①②③
(4)①3 ②正 d 上移 ③两
解析 (1)根据题干信息“TRPV1是一种通道蛋白,其被辣椒素激活时,造成Ca2+通过TRPV1内流而产生兴奋”可判断,TRPV1被辣椒素激活后,Ca2+通过协助扩散的方式内流,不消耗ATP。人产生热痛的感觉的部位在大脑皮层。吃辣椒后,辣椒素会与TRPV1结合,使感受器产生兴奋,兴奋传至神经中枢大脑皮层,一方面产生热痛的感觉,另一方面经过大脑皮层的综合分析,由传出神经传至相应的效应器,引起机体的呼吸运动增强,这一过程属于反射。(2)科学家将纯化后的TRPV1蛋白重构于人工脂质体上,用40 ℃接近热痛的物理阈值刺激TRPV1时,发现其还具有热觉感受功能,说明TRPV1既是辣椒素受体,也是热觉感受器。(3)突触后膜是神经细胞膜的一部分,可能是神经元的胞体膜或树突膜,其基本支架是磷脂双分子层,①正确;在静息时细胞质膜对K+通透性增加,K+通过通道蛋白出细胞,维持着静息电位,由此推断通道蛋白Ⅰ最可能为K+通道,②正确;由图1可以看出辣椒素与通道蛋白Ⅱ结合时,通道被打开,麻醉药可通过此通道进入细胞内,而后与通道蛋白Ⅲ结合,使其关闭,由此推断麻醉药的作用机理是堵塞了通道蛋白Ⅲ,可能导致Na+无法内流,③正确;由题干信息“麻醉药单独使用时不能通过细胞质膜,起不到麻醉作用,与辣椒素共同使用时可抑制突触处的兴奋传递”可推测,辣椒素的作用机理是与通道蛋白Ⅱ结合,改变通道蛋白Ⅱ的形态结构,进而使麻醉药发挥作用,④错误。(4)观察图2中连接在电表Ⅱ的电极在细胞质膜处的位置,可判断记录到的电位变化波形与图3基本相同。②当电表Ⅰ记录到图3中b点电位值时,膜外电位仍为正电位。电表Ⅰ记录到的图3中c点电位对应图4曲线中d点的电位,此时膜外电位为负值;若将该神经细胞置于更高浓度的NaCl溶液中,细胞内外的浓度差变大,图3中c点将上移。③若将S处电极移至膜外,在T点给予适宜刺激,兴奋可以从S处传递到R处,所以电表Ⅱ会发生两次偏转。
戊组
简单情境
1.应激反应(2022潍坊二模,18)(不定项)机体受到恐惧及剧烈运动刺激时,交感神经—肾上腺髓质系统和副交感神经—胰岛B细胞系统的活动都会增强,人表现出警觉性提高、反应灵敏和物质代谢加快等应激反应。下列说法正确的是( )
A.交感神经和副交感神经的活动通常是相反的,但也会出现同时增强的情况
B.交感神经—肾上腺髓质系统在促进肝糖原分解的同时使汗腺分泌活动减弱
C.副交感神经—胰岛B细胞系统的活动能促进组织细胞对糖类物质的转运和利用
D.机体受到恐惧及剧烈运动刺激时的反应体现了神经系统对内脏活动的分级调节
答案 AC 交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的,但根据题意可知,交感神经和副交感神经也会出现同时增强的情况,A正确;交感神经—肾上腺髓质系统使肾上腺素水平上升,肾上腺素促进肝糖原分解,提高细胞代谢,产生更多能量,汗腺分泌活动增强,B错误;副交感神经—胰岛B细胞系统的活动增强,胰岛素合成和分泌量增加,促进组织细胞对血糖的摄取、利用和储存,C正确;机体受到恐惧及剧烈运动刺激时的警觉性提高、反应灵敏和物质代谢加快等应激反应过程受到交感神经和副交感神经的调控,该过程并未体现高级神经中枢对低级神经中枢的调控,未体现神经系统对内脏活动的分级调节,D错误。
2.咖啡因与胞外腺苷(2022济宁二模,8)睡眠主要依靠脑部多个脑区的胞外腺苷含量来调节,胞外腺苷与受体结合后降低神经元的兴奋,促进睡眠。浓茶中的咖啡因是腺苷的类似物,能干扰人的睡眠;研究表明,咖啡因可使脑内腺苷受体数量上升,但不改变细胞内腺苷受体mRNA的含量。下列叙述错误的是( )
A.胞外腺苷可以激活脑部神经元Na+通道
B.胞外腺苷受体位于神经元细胞膜外表面
C.咖啡因可与胞外腺苷竞争结合腺苷受体
D.咖啡因通过影响翻译过程增加腺苷受体的数量
答案 A 胞外腺苷可以关闭脑部神经元Na+通道,抑制Na+内流,从而降低神经元的兴奋,促进睡眠,A错误;胞外腺苷受体位于神经元细胞膜外表面,胞外腺苷与受体结合后降低神经元的兴奋,促进睡眠,B正确;咖啡因是腺苷的类似物,咖啡因可与胞外腺苷竞争结合腺苷受体,C正确;咖啡因可使腺苷受体数量上升,但又不改变腺苷受体mRNA的含量,推测咖啡因可通过影响翻译过程增加腺苷受体的数量,D正确。
3.新颖信号处理中心(2022枣庄二模,8)脑科学家通过研究,确认了下丘脑中的乳头上核区域(Sum)是新颖信号处理中心,该区域不仅可以广泛地应答各路新颖刺激,还能选择性地将不同类型的新颖信号导向海马体的不同区域,并灵活地调节记忆的编码。下列叙述错误的是( )
A.新颖刺激可导致感受器的膜上发生Na+内流
B.该过程中海马体区域可能发生电信号和化学信号的多次转变
C.下丘脑中的Sum是应答各路新颖刺激的神经中枢
D.该过程证明了海马体与长时记忆有关
答案 D 新颖刺激可导致感受器的膜上产生动作电位,动作电位的产生主要是由Na+内流形成的,A正确;Sum能选择性地将不同类型的新颖信号导向海马体的不同区域,在此过程中可能涉及多个神经元,信息在神经元之间传递时存在电信号和化学信号的转换,因此该过程中海马体区域可能发生电信号和化学信号的多次转变,B正确;下丘脑中的乳头上核区域(Sum)是新颖信号处理中心,可以广泛地应答各路新颖刺激,因此下丘脑中的Sum是应答各路新颖刺激的神经中枢,C正确;该过程能灵活地调节记忆的编码,并不能确认是哪种记忆类型,因此该过程无法证明海马体与长时记忆有关,D错误。
复杂情境
4.促食欲素(2022昌乐二中二模,10)促食欲素是由下丘脑外侧神经元表达的神经肽,包括促食欲素A(OA)和促食欲素B(OB)。它们都是由一种含130个氨基酸残基的前体肽,经蛋白水解酶在轴突运输过程中水解而成的。有研究显示,给予大鼠室旁核(位于下丘脑内侧区)注射OA,能够显著增强胃运动及胃酸的分泌,并且这种效应在一定程度上随着OA的剂量增加而增强。下列相关叙述错误的是( )
A.研究促食欲素影响胃肠功能的详细机制,有助于发现治疗饮食失调和肥胖的新方法
B.促食欲素在轴突末端以胞吐方式释放到突触间隙,并能与突触后膜上的相应受体结合
C.将促食欲素注射到大鼠室旁核引起其胃酸分泌,该过程属于典型的非条件反射
D.促食欲素的前体肽在内质网和高尔基体内运输时,其肽键数和空间结构会发生改变
答案 C 根据题意促食欲素A(OA)能显著增强胃运动及胃酸的分泌,故研究其详细机制有助于发现治疗饮食失调和肥胖的新方法,A正确;根据题意判断促食欲素是由下丘脑外侧神经元表达的神经肽,能分泌到突触间隙,并与突触后膜上的相应受体结合,B正确;将促食欲素A(OA)注射到大鼠室旁核,直接刺激了反射弧的神经中枢,没有经历完整的反射弧途径,故不属于反射,C错误;促食欲素是一种分泌蛋白,其前体物质会在内质网和高尔基体中进行加工和修饰,包括剪切肽链的部分序列和糖基化,导致肽链的长度和空间结构发生变化,D正确。
名师点睛 完成反射的条件包括有完整的反射弧和适宜强度的刺激。
5.神经递质谷氨酸(2022枣庄二模,9)谷氨酸自突触前膜释放,与突触后膜上的受体结合使Na+和Ca2+内流,突触后神经元Ca2+的显著升高可促进NO合成。NO从突触后神经元作为逆行信使的角色扩散进入突触前神经元,引起谷氨酸长时程释放,形成长时间增强。另有研究发现NO还可通过扩散进入血管平滑肌细胞,激活鸟苷酸环化酶,刺激GTP生成cGMP。cGMP作为第二信使激活cGMP依赖的蛋白激酶G,使肌动—肌球蛋白复合物信号通路受到抑制,导致血管平滑肌舒张,从而调节心血管的舒张。药物硝酸甘油在体内可释放NO。有关叙述错误的是( )
A.在此调节过程中,谷氨酸是一种兴奋性递质
B.NO作为逆行信使的调节可看作是正反馈调节
C.蛋白激酶G功能异常,NO进入血管平滑肌会导致其舒张
D.硝酸甘油可用于治疗由冠状动脉供血不足引起的心绞痛
答案 C 谷氨酸自突触前膜释放,与突触后膜上的受体结合使Na+和Ca2+内流引起突触后膜兴奋,所以在此调节过程中,谷氨酸是一种兴奋性递质,A正确;NO从突触后神经元作为逆行信使的角色扩散进入突触前神经元,引起谷氨酸长时程释放,形成长时间增强,所以NO作为逆行信使的调节可看作是正反馈调节,B正确;蛋白激酶G功能异常,则肌动—肌球蛋白复合物信号通路不受抑制,血管平滑肌会收缩,C错误;硝酸甘油在体内可释放NO,可调节心血管的舒张,所以可用于治疗由冠状动脉供血不足引起的心绞痛,D正确。
6.α-环蛇毒素和β-环蛇毒素(2022淄博二模,18)(不定项)银环蛇蛇毒中能分离出若干种神经毒素,神经毒素能激活或阻断不同神经受体和离子通道,影响递质的释放和代谢。实验人员利用神经—肌肉接头对α-环蛇毒素和β-环蛇毒素的作用机理进行了研究,结果如表。下列说法正确的是( )
分组
处理
神经元动
作电位(mV)
肌肉细胞动
作电位(mV)
甲
对照组
75
75
乙
α-环蛇毒素
浸润20 min
75
10
丙
β-环蛇毒素
浸润20 min
20
0
A.神经元和肌肉细胞产生的动作电位主要由Na+内流引起
B.α-环蛇毒素可能抑制了神经递质与肌细胞膜上受体的结合
C.α-环蛇毒素可能作用于神经—肌肉接头的前膜,抑制神经递质的释放
D.α-环蛇毒素和β-环蛇毒素共同作用时才能导致中毒者的骨骼肌瘫痪
答案 ABD 神经元和肌肉细胞动作电位的产生主要由Na+内流引起,A正确。α-环蛇毒素只影响肌肉细胞动作电位的大小,可能抑制了神经递质与肌细胞膜上受体的结合,B正确。α-环蛇毒素对神经元动作电位无影响,因此不影响神经递质的释放,C错误。β-环蛇毒素使神经元动作电位变小,可能影响神经递质的释放,因此肌肉动作电位为0 mV,但肌肉细胞受体正常,骨骼肌只要接受到合适刺激,仍能收缩,骨骼肌没有瘫痪;α-环蛇毒素可影响肌肉细胞动作电位的大小,说明其破坏了肌肉细胞上的受体;因此α-环蛇毒素和β-环蛇毒素共同作用时,即使神经递质无法释放,又破坏了肌肉细胞上的受体,才能导致中毒者的骨骼肌瘫痪,D正确。
名师点睛 该实验选用的神经—肌肉接头,也是一种突触,神经细胞的膜为突触前膜,两者之间的液体(组织液)为突触间隙,肌肉细胞的膜为突触后膜。神经递质是由突触前膜释放,作用于突触后膜,使突触后膜兴奋或抑制。
7.心脏搏动原理(2022聊城二模,8)心脏搏动受交感神经和副交感神经的调控。若阻断小白鼠的副交感神经则心率加快,阻断交感神经则心率变慢,神经支配心脏搏动原理如图。下列说法错误的是( )
A.交感神经和副交感神经都属于传出神经
B.副交感神经的两个神经元释放的乙酰胆碱的作用效果不同
C.交感神经释放的去甲肾上腺素可能是抑制性递质,可降低心率
D.交感神经和副交感神经活动相互对抗共同维持心脏搏动的相对稳定
答案 C 交感神经和副交感神经是外周神经系统的一部分,都属于传出神经,A正确;副交感神经的两个神经元都能释放乙酰胆碱,第一个神经元释放的乙酰胆碱作用于第二个神经元使其兴奋,产生动作电位,第二个神经元释放的乙酰胆碱作用于效应器细胞,使得效应器细胞如心脏跳动减慢,这两个神经元释放的乙酰胆碱作用效果不同,B正确;阻断交感神经则心率变慢,说明交感神经可使心跳加快,即去甲肾上腺素是兴奋性递质,可加快心率,C错误;阻断小白鼠的副交感神经则心率加快,阻断交感神经则心率变慢,说明副交感神经使心跳减慢,交感神经使心跳加快,交感神经和副交感神经活动相互对抗共同维持心脏搏动的相对稳定,D正确。
8.阈电位(2022德州二模,7)阈电位是指能引起动作电位的临界膜电位。用同种强度的阈下刺激分别以单次和连续的方式刺激上一神经元,测得下一神经元的膜电位变化情况如图所示。下列说法错误的是( )
A.阈电位绝对值高的神经元更不容易兴奋
B.上一神经元受到刺激后释放的是兴奋性递质
C.连续多个阈下刺激可以叠加并引发突触后膜产生动作电位
D.两种不同方式的刺激均使突触前膜处发生了电信号到化学信号的转变
答案 A 神经元的兴奋性与细胞的静息电位和阈电位的距离(差值)有关,差值越大,细胞越不容易兴奋,A错误;在连续刺激上一神经元的情况下,下一神经元产生了兴奋,说明上一神经元释放的是兴奋性递质,B正确;连续多个阈下刺激能够叠加使突触前膜释放神经递质,引发突触后膜产生动作电位,C正确;在单次刺激和多次刺激下,都导致下一神经元电位发生变化,说明两种情况下突触前膜都释放了神经递质,只是量不同,即突触前膜发生了电信号到化学信号的转变,D正确。
名师点睛 单次刺激时,膜电位发生了变化,静息电位绝对值变小,但没有形成外负内正的动作电位,说明刺激强度在阈值之下;连续刺激时,形成了外负内正的动作电位,说明连续的阈下刺激能够叠加。
复杂陌生情境
9.5-羟色胺(2022潍坊二模,23)人在情绪压力下,体内糖皮质激素含量升高,5-羟色胺(5-HT)含量降低。5-HT是调节情绪的神经递质,其受体种类繁多,不同受体被激活会使人产生不同的情绪。5-HT1A是5-HT的一种重要受体,主要位于5-羟色胺能神经元和多巴胺能神经元的细胞膜上。图示为5-HT在5-羟色胺能神经元和多巴胺能神经元间传递信号的过程,该过程能使人产生愉悦情绪,从而增加抗压能力。
(1)短期情绪压力下,机体通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”进行调节,使机体内糖皮质激素浓度升高,但不会持续升高,该过程存在 的调节方式,其意义体现在 。
(2)据图分析,机体防止5-HT在突触间隙含量过高的途径是
。
有人认为适量补充蛋白质有利于增强人的抗压能力,请依据题图提出能支持这一观点的理由: 。
(3)研究证明,在情绪压力下,糖皮质激素含量升高可导致5-HT含量降低。现提供生理状态相同的长期束缚(情绪压力)小鼠若干以及必要的手术器械等,请设计实验验证这一结论,要求简要写出实验思路并预期结果。
答案 (1)分级调节和反馈调节 放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体稳态 (2)5-HT可经5-HT运载体被回收到5-羟色胺能神经元;5-HT可与5-羟色胺能神经元上的5-HT1A结合抑制5-HT的释放 色氨酸是必需氨基酸,补充蛋白质能保证机体内有充足的色氨酸可转化为5-HT,保证5-HT含量的相对稳定 (3)实验设计:选生理状态相同的长期束缚小鼠,均分为三组,编号A、B、C,A组切除肾上腺皮质,B组切除肾上腺皮质后,注射一定浓度的糖皮质激素,C组只作与其他两组类似的手术切口,饲喂一段时间后,分别检测三组小鼠的5-HT含量。预期结果:A组5-HT含量明显高于B、C组。
解析 (1)短期情绪压力下,通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”使机体内糖皮质激素浓度升高,属于分级调节,依据题意,糖皮质激素“不会持续升高”,说明糖皮质激素能通过负反馈调节维持其本身的浓度。意义详见答案。(2)5-HT由突触前膜释放后与5-HT1A结合,将信息传给突触后膜,随后能被5-HT运载体运回5-羟色胺能神经元;5-羟色胺能神经元的细胞膜上也有5-HT的受体,5-HT可与5-羟色胺能神经元上的5-HT1A结合抑制5-HT的释放。合成5-HT的原料色氨酸属于必需氨基酸,只能由食物中的蛋白质补充而来,情绪压力会使人体内的5-HT含量降低,所以适量补充蛋白质,保证机体有足够的色氨酸,就能合成5-HT,从而保证5-HT含量的相对稳定,增强人的抗压能力。(3)实验目的是验证“在情绪压力下,糖皮质激素含量升高可导致5-HT含量降低”,自变量为糖皮质激素含量是否升高,因变量为5-HT含量。实验思路如下:选生理状态相同的长期束缚小鼠,均分为三组,编号A、B、C,A组切除肾上腺皮质,B组切除肾上腺皮质后,注射一定浓度的糖皮质激素,C组只作与其他两组类似的手术切口,培养一段时间后,分别检测三组小鼠的5-HT含量。由于是验证实验,糖皮质激素升高可导致5-HT含量降低,因此预期结果为A组5-HT含量明显高于B、C组。
名师点睛 分析题图,在5-羟色胺能神经元中,色氨酸能经过一系列的转化形成5-HT,5-HT经过胞吐可以与突触后膜上的5-HT1A结合,引起多巴胺能神经元兴奋,使人产生愉悦情绪。
己组
简单情境
1.体育运动与神经调节(2022天津十二校联考一模,5)在北京冬奥会短道速滑混合接力赛中,中国队获得了首枚金牌,下列对比赛中运动员机体生理功能调节的叙述,合理的是( )
A.神经系统对躯体运动有分级调控,对内脏活动无调控
B.交感神经和副交感神经同时兴奋,使心跳加快、支气管扩张
C.下丘脑—垂体—甲状腺轴兴奋,甲状腺激素分泌增多,提高代谢速率
D.比赛在寒冷环境中进行,运动员机体的产热量和散热量无法维持平衡
答案 C 神经系统对内脏活动、躯体运动均有分级调控,A不符合题意;当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,使心跳加快,支气管扩张,此时副交感神经受抑制,B不符合题意;甲状腺激素的分泌是通过下丘脑—垂体—甲状腺轴完成的,能够促进甲状腺激素的分泌,提高代谢速率,C符合题意;比赛在寒冷环境中进行,运动员机体通过体温调节,减少散热、增加产热,使产热量和散热量维持平衡,体温维持正常,D不符合题意。
复杂情境
阿尔茨海默病与神经调节(2022天津一中四月考,9—10)阅读下列材料,回答2、3小题。
阿尔茨海默病(AD)是一种以老年人认知障碍和记忆力损害为特征的中枢神经系统退行性疾病,AD的发生与神经细胞分泌的β-淀粉样蛋白(Aβ蛋白)有关。Aβ蛋白是由淀粉样前体蛋白APP(含695个氨基酸的跨膜蛋白)在病理状态下异常加工而成的(如图)。Aβ蛋白沉积会损伤周围神经细胞的细胞膜和线粒体膜,导致神经细胞受损。同时发现Aβ蛋白可以促进自由基产生,造成氧化应激;氧化应激既能激活APP蛋白基因的转录,又能增强APP的酶切过程。
2.下列与材料相关的叙述错误的是( )
A.Aβ蛋白由39个氨基酸组成,含有38个肽键
B.Aβ蛋白的形成发生在核糖体,需要线粒体提供能量
C.抑制β-分泌酶和γ-分泌酶活性有助于抗阿尔茨海默病
D.β-分泌酶和γ-分泌酶均属于蛋白酶,可催化APP蛋白的肽键断裂
答案 B 如图可知,Aβ蛋白的氨基酸数=635-596=39(个), 肽键数=氨基酸数-肽链数=39-1=38(个),A正确;APP合成于内质网,经高尔基复合体加工修饰后,转移至其常驻位点TGN (反面高尔基体管网状结构),这也是Aβ蛋白的主要产生部位之一,因此Aβ蛋白的形成不发生在核糖体,B错误;由图可知,β-分泌酶和γ-分泌酶参与了Aβ蛋白的形成,而AD的发生与神经细胞分泌的Aβ蛋白有关,故抑制β-分泌酶和γ-分泌酶活性有助于抗阿尔茨海默病,C正确;由图可知,β-分泌酶和γ-分泌酶都属于蛋白酶,可催化APP蛋白的肽键断裂,D正确。
3. 下列对材料的分析,错误的是( )
A.AD患者神经纤维上兴奋的传导会受到影响
B.AD患者体内Aβ蛋白的产生和沉积属于负反馈调节
C.AD患者神经细胞的线粒体膜损伤会影响神经递质的释放
D.向早期AD患者注射抗Aβ蛋白的抗体能减缓病情发展速度
答案 B 由材料可知,Aβ蛋白沉积会损伤周围神经细胞的细胞膜和线粒体膜,导致神经细胞受损,所以AD患者神经纤维上兴奋的传导会受到影响,A正确;根据材料“Aβ蛋白可以促进……增强APP的酶切过程”,再结合图中Aβ蛋白是由APP酶切形成的,可知AD患者体内Aβ蛋白的产生和沉积属于正反馈调节,B错误;神经递质的释放方式为胞吐,需要线粒体供能,故AD患者神经细胞的线粒体膜损伤会影响神经递质的释放,C正确;向早期AD患者注射抗Aβ蛋白的抗体,能减少Aβ蛋白的积累,因此可减缓病情,D正确。
4.抑郁症与神经调节(2021天津十二校联考一模,14)某些因素(如失业、重疾或长期得不到关爱等)可导致抑郁症发作,在众多解释抑郁症病因的理论中,单胺类学说是最经典的一种。该学说认为,抑郁症的主要病因是脑内的3种单胺类递质(5-羟色胺、去甲肾上腺素、多巴胺)的系统功能失调。有研究表明,抑郁症患者脑部的病变部位主要集中在大脑海马区,表现为海马区神经元萎缩、凋亡。SSRI是目前应用最广泛的一类新型抗抑郁药。
(1)5-羟色胺是使人产生愉悦情绪的神经递质,通过 方式释放作用于突触后膜,引发突触后膜产生动作电位。该过程体现了细胞膜的 功能。
(2)研究发现,突触小体会摄取部分已经分泌出去的5-羟色胺,据图1分析,抗抑郁药SSRI的作用机理是
。
图1
(3)SSRI的疗效通常在几周后才表现,根据图2分析,其疗效的滞后效应可能与 和 有关。
图2
注:AHN为海马神经生发区。
(4)科学家发现有些抑郁症患者体内5-羟色胺含量正常,推测该种患者的病因可能和突触后膜上的 有关,若该结构与体内抗体结合无法发挥作用,从免疫学角度分析,该病属于 。
答案 (1)胞吐 控制物质进出细胞和进行细胞间信息交流 (2)SSRI可以与突触前膜的5-羟色胺转运载体结合,进而提高突触间隙内的5-羟色胺浓度,改善抑郁症状 (3)AHN增加 受体敏感度下降 (4)受体 自身免疫病
解析 (1)神经递质的释放是通过胞吐方式完成的,5-羟色胺是使人产生愉悦情绪的神经递质,其释放方式为胞吐,通过与突触后膜上的相应受体发生特异性结合,进而导致突触后膜离子通透性改变,引发突触后膜产生动作电位。该过程体现了细胞膜控制物质进出细胞和进行细胞间信息交流的功能。(2)研究发现,突触小体会摄取部分已经分泌出去的5-羟色胺,题图1显示,抗抑郁药SSRI可以与突触前膜的5-羟色胺转运载体结合,阻止了突触小体对神经递质的回收,进而提高突触间隙内的5-羟色胺浓度,改善抑郁症状。(3)SSRI的疗效通常在几周后才表现,题图2显示,神经递质浓度上升后,临床疗效并未及时显现,且临床疗效与AHN的增加几乎同步出现,据此可推测,其疗效的滞后效应可能与AHN增加和受体敏感度下降有关。(4)科学家发现有些抑郁症患者体内5-羟色胺含量正常,推测该种患者病因可能和突触后膜上的受体数量减少或者受体敏感程度下降有关,若该结构即神经递质受体与体内抗体结合后无法发挥作用,从免疫学角度分析,该病属于自身免疫病。
复杂陌生情境
5.温度和触觉感受器(2022天津十二校联考一模,14)科学家David Julius和Ardem Patapoutian因“发现感知温度和触觉的受体”荣获2021年诺贝尔生理学或医学奖。“温度与触觉受体”是位于人体细胞上的一种“感受器”——TRPV1。TRPV1是位于感觉神经末梢的阳离子通道蛋白,广泛分布于哺乳动物和人体不同组织中。辣椒素可以激活TRPV1,并打开其通道。此外,科学家还发现了与感觉相关的其他离子通道,如TRPM8则可识别低温刺激和被薄荷醇激活,与冰爽的刺痛感产生有关。不同的离子通道产生的电信号不完全相同,对于大脑来说,不同电信号代表着不一样的危机。
请根据上述信息,结合所学知识,回答相关问题。
(1)痛觉及痛反应产生的主要调节方式是 ,痛觉中枢位于 。
(2)吃辣椒时,辣椒素激活感觉神经末梢上的TRPV1后,细胞膜上的Ca2+通道开启,Ca 2+内流增强,(增强/减弱) 对Na+内流的抑制作用,造成Na+大量内流,使感觉神经末梢产生兴奋,此时兴奋部位细胞膜两侧的电位表现为 。
(3)43 ℃以上的高温会让人产生灼热甚至疼痛感。辣椒吃到嘴里我们也会感觉到灼热和疼痛,原因是辣椒素和43 ℃以上的高温都可以激活 (“TRPV1”或“TRPM8”或“TRPV1或TRPM8”),产生相同的电信号。
(4)研究还发现,TRPV1通道与关节炎引起的慢性炎症痛也有密切关系。如图表示白介素IL-6(由多种细胞分泌的一种炎症因子)引发炎症疼痛时的分子机制。(注:GP130-JAK、P13K、AKT是参与细胞信号转导过程中的重要物质。)
(多选)基于IL-6炎症因子引发疼痛的分子机制,请为研制缓解慢性炎症痛的药物选择合适思路( )
A.制备IL-6炎症因子的抗体
B.制备GP130的抗体
C.促进TRPV1在细胞内的转运
D.使用Ca2+拮抗剂阻止Ca2+内流
E.阻断P13K在细胞内的信号转导过程
(5)研究表明,季胺类衍生物QX-314单独使用时不能通过细胞膜,将QX-314与辣椒素联合使用时,能使人产生持久的痛觉阻滞,这可能为临床镇痛提供更为理想的解决方案。
据图分析,将QX-314与辣椒素联合使用能够镇痛的机理是辣椒素打开QX-314进入细胞的 ,QX-314进入细胞,结合Na+转运蛋白,阻止 ,使突触后膜不能产生兴奋,因此形成了痛觉阻滞。
答案 (1) 神经调节 大脑皮层 (2)减弱 外负内正 (3)TRPV1 (4) ABDE (5)蛋白质通道 膜外Na+内流
解析 (1)痛觉及痛反应的产生属于神经调节,痛觉中枢在大脑皮层。(2)根据题干信息,辣椒素可以激活TRPV1,使Ca2+内流增强,减弱对Na+内流的抑制作用,造成Na+大量内流,使感觉神经末梢产生兴奋,兴奋部位细胞膜两侧的电位表现为外负内正。(3)由题可知,TRPV1是“温度与触觉受体”,可感知43 ℃以上的高温,且辣椒素可以激活TRPV1,而TRPM8可识别低温刺激和被薄荷醇激活,与冰爽的刺痛感有关。(4)由图可知,IL-6炎症因子引发疼痛的分子机制涉及多种中间转换信号,所以缓解慢性炎症痛的主要思路就是降低IL-6等炎症因子的含量或信号通路中物质的含量(如制备IL-6等炎症因子的抗体或制备信号通路分子的抗体等)和抑制TRPV1通道在细胞内的转运途径。(5)据图分析,将QX-314与辣椒素联合使用能够镇痛的机理是辣椒素打开QX-314进入细胞的蛋白质通道,QX-314进入细胞后与Na+转运蛋白结合,阻止膜外Na+内流,使突触后膜不能产生兴奋。
庚组
简单情境
1.动作电位示意图(2022浙江金华十校二模,23)当神经细胞受到适宜刺激时,会出现动作电位,某些处理会影响这一过程。如图是正常动作电位和经某种处理后的动作电位示意图。下列叙述正确的是( )
A.该处理可能是用药物提高了细胞膜对Na+的通透性
B.该处理可能是降低了细胞外液的K+浓度
C.该处理可能是降低了刺激的强度
D.处理前、后的电位均能传播
答案 D 处理后,动作电位峰值降低,推测药物可能降低了细胞膜对Na+的通透性,A错误;若降低细胞外液的K+浓度,静息电位的绝对值会增大,但对动作电位峰值无影响,B错误;降低刺激强度可能导致不能产生动作电位,但不会减小动作电位的峰值,C错误;动作电位产生后均能传播,D正确。
2.动作电位传导图(2022浙江温州二模,24)在一神经纤维上接有一系列相同电表测其膜电位,神经纤维某一位点受刺激后的某一时刻,根据电表指针偏转情况作出神经纤维膜上各位点的电位如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.a点可能是受刺激的位点
B.各电表测得的是神经纤维膜外的电位
C.该图能体现动作电位传导的不衰减性
D.b点电表指针所处位置与d点的相同
答案 D 据图分析,c点两侧相同距离位点的兴奋程度基本相同且继续向两侧传导,因此判断刺激位点应位于c点,A错误;各电表测得的是神经纤维膜内外的电位差,B错误;刺激位点动作电位峰值未知,不能判断动作电位在传导中是否有衰减,C错误;b点和d点此时膜内外电位差相同,电表指针所处位置也相同,D正确。
易错提醒 虽然图中所示的两动作电位峰值基本相同,但是由于缺乏刺激位点动作电位的峰值大小,因此不能判断动作电位在传导中是否发生了变化。
复杂情境
3.小鼠抓痒行为(2022浙江宁波二模,16)研究发现,将胃泌素释放肽注射到小鼠脊髓后,小鼠立刻会有抓痒行为;若小鼠的脊髓中表达胃泌素释放肽受体的神经元死亡,不论向这些小鼠脊髓注射何种致痒物,小鼠都不抓痒。下列叙述错误的是( )
A.上述小鼠的抓痒行为不是反射
B.胃泌素释放肽通过扩散到达突触后膜
C.胃泌素释放肽与受体结合后,突触后膜上的Na+通道打开,Na+内流
D.促进胃泌素释放肽受体基因的表达,可缓解或治疗瘙痒
答案 D 题述小鼠的抓痒行为没有经过完整的反射弧,不属于反射,A正确;胃泌素释放肽属于神经递质,从突触前膜释放后通过扩散到达突触后膜,B正确;胃泌素释放肽与受体结合后,会引起突触后膜兴奋,因此突触后膜上的Na+通道打开,Na+内流,C正确;抑制胃泌素释放肽受体基因的表达,可缓解或治疗瘙痒,D错误。
4.坐骨神经电生理特性(2022浙江嘉兴二模,23)坐骨神经由多种神经纤维组成,不同神经纤维的兴奋性和传导速率有差异,多根神经纤维同步兴奋时,其动作电位幅值(即大小变化幅度)可以叠加;单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象。现欲研究神经的电生理特性,装置如图1所示,①为刺激位点,②③④⑤为电表电极位点,电表甲、乙测得的最大偏转幅度如图2所示(已知电表指针偏转方向与电流方向相同)。下列叙述正确的是( )
图1 实验装置示意图
图2 电表测量数据
A.静息时,神经纤维不进行Na+和K+的跨膜转运
B.刺激强度小于b时,④⑤处都无电位变化
C.刺激强度由a增大到b,兴奋的神经纤维数量增加
D.曲线1对应电表乙的结果,曲线2对应电表甲的结果
答案 C 静息时,神经纤维仍会进行Na+和K+的跨膜转运,A错误;根据图2结果,刺激强度为a~b时,电表指针都会发生偏转,此时④⑤处会有电位变化,B错误;刺激强度由a增大到b时,最大偏转幅度增加,因为单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象,所以随着刺激强度增加,兴奋的神经纤维数量增加,C正确;刺激位点产生兴奋的神经纤维动作电位幅值的叠加值最大,由于兴奋传导的不同步,后面某一位点动作电位幅值叠加值会小于起点,因此曲线1对应电表甲的结果,曲线2对应电表乙的结果,D错误。
解题技巧 关注题干中的关键信息“坐骨神经由多种神经纤维组成,不同神经纤维的兴奋性和传导速率有差异”。
5.痛觉产生机理(2022浙江绍兴二模,18)科学家发现某些感觉神经元可以被高于43 ℃的温度、pH小于6、辣椒素等多种刺激因素激活,从而让人产生痛觉。原因是这些神经元细胞膜上有一种TRPV1受体,它是一种阳离子通道,具体机理如图。相关叙述正确的是( )
A.高于43 ℃的温度、辣椒素都能促进TRPV1通道蛋白的开放
B.温度越高,感觉神经元产生动作电位的峰值越高
C.细胞膜上的受体有特异性,一种受体只能识别一种信号分子
D.可以用TRPV1受体拮抗剂对先天无痛觉者进行治疗
答案 A 高于43 ℃的温度、pH小于6、辣椒素等多种刺激因素能让人产生痛觉的原因是这些感觉神经元细胞膜上存在TRPV1受体,因此高于43 ℃的温度、辣椒素都能与TRPV1受体结合,促使其阳离子通道开放,进而引起动作电位的产生,A正确;神经元的动作电位存在“全或无”的特点,因此不会出现温度越高动作电位的峰值越高的情况,B错误;TRPV1受体可以识别多种信号,因此可以结合多种信号分子,C错误;治疗先天无痛觉者时,需要增强TRPV1受体的活性,D错误。
6.郎飞氏结与兴奋传导(2022浙江湖丽衢二模,24)如图为有髓神经纤维上的兴奋传导示意图。有髓神经纤维轴突外包有一层较厚的髓鞘,而构成髓鞘主要成分的脂质膜是不允许带电离子通过的。只有在髓鞘中断的郎飞氏结处,离子才能跨膜移动。下列叙述正确的是( )
A.有髓纤维上兴奋的传导方向与膜外局部电流方向一致
B.有髓纤维膜外局部电流只能发生在相邻的郎飞氏结之间
C.同等条件下,有髓纤维兴奋的传导比无髓纤维更慢
D.兴奋在两种纤维上传出相同距离,有髓纤维上跨膜移动的离子数多于无髓纤维
答案 B 有髓纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流方向一致,A错误;兴奋部位的膜外为负电位,未兴奋部位的膜外为正电位,有髓纤维膜外局部电流只能发生在相邻的郎飞氏结之间,B正确;同等条件下,有髓纤维兴奋的跳跃式传导比无髓纤维更快,C错误;有髓神经纤维轴突外包有一层较厚的髓鞘,而构成髓鞘主要成分的脂质膜是不允许带电离子通过的,因此兴奋在两种纤维上传出相同距离,有髓纤维上跨膜移动的离子数少于无髓纤维,D错误。
专题17 神经调节
甲组
简单情境
1.蛇毒(2022韶关二模,9)为确定某种蛇毒的作用位点,研究人员用蛇毒稀释溶液处理传出神经—肌肉标本(神经肌肉接头是一种特殊的突触),直至刺激神经不再引起肌肉收缩时,再用兴奋性递质溶液直接处理肌肉,若肌肉收缩,则蛇毒作用的部位可能是( )
A.突触前膜或突触间隙
B.突触间隙或突触后膜
C.突触前膜或突触后膜
D.组成突触的任何部分
答案 A 若肌肉收缩,说明蛇毒作用的部位不是突触后膜,则蛇毒作用的部位可能是突触前膜或突触间隙,A正确。
2.脑卒中(2022惠州三模,14)“脑卒中”又称“脑中风”,是由脑部某处血管突然破裂或堵塞引发脑损伤的一种急性脑血管疾病。以下相关说法正确的是( )
A.“脑中风”患者脑组织受损的原因是缺乏氧气与养料供应
B.言语障碍的“脑中风”患者可能与大脑皮层言语区中的H区受损有关
C.“脑中风”患者的膝跳反射、排尿反射等非条件反射都完全消失
D.“脑中风”患者都会同时出现言语、感觉和运动障碍等症状
答案 A 根据题意可知,“脑中风”是由脑部某处血管突然破裂或堵塞引发脑损伤的一种急性脑血管疾病,可推测患者脑组织因缺乏氧气与养料供应而受损,A正确;S区受损,患者会出现运动性失语症,因此言语障碍的“脑中风”患者可能与大脑皮层言语区中的S区受损有关,B错误;膝跳反射、排尿反射的中枢都在脊髓,“脑中风”患者的膝跳反射、排尿反射等非条件反射的反射弧正常,只是可能不受大脑皮层控制,C错误;大脑皮层含有言语区、运动区和感觉区等,不同区域受损,会出现对应的功能障碍,因此“脑中风”患者不一定都会同时出现言语、感觉和运动障碍等症状,D错误。
复杂情境
3.辣椒素(2022梅州二模,8)2021年诺贝尔生理学或医学奖颁给了大卫·朱利叶斯(David Julius)和阿登·帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian),获奖理由:发现温度和触觉感受器。如图所示,朱利叶斯教授带领的小组从大鼠能对疼痛、热和触觉产生反应的感觉神经元中提取了约16 000种mRNA,并利用这些mRNA逆转录形成双链DNA片段,随后将DNA导入受体细胞,并检测受体细胞对辣椒素的反应,最终成功发现了辣椒素受体TRPV1。TRPV1能被辣椒中的辣椒素、胡椒中的胡椒碱以及43 ℃以上热刺激等激活,并最终令人产生痛觉。下列有关说法错误的是( )
A.TRPV1的形成过程需要生物膜系统的参与
B.从mRNA到DNA需要使用DNA聚合酶
C.研究TRPV1的结构和功能,有助于进行镇痛药物的开发等
D.先提取mRNA再逆转录形成DNA的原因与基因的选择性表达有关
答案 B TRPV1是一种位于细胞膜上与痛觉形成有关的受体,属于膜蛋白,其形成过程需要内质网膜、高尔基体膜等生物膜的参与,A正确;从mRNA到DNA是逆转录的过程,需要逆转录酶,不需要DNA聚合酶,B错误;TRPV1与痛觉形成相关,对其结构和功能的研究,有助于开发出新的镇痛药物,C正确;因为该受体基因在感觉神经元中表达,而在其他细胞中可能不表达,所以科学家选择提取感觉神经元的mRNA逆转录形成DNA,再导入受体细胞,可以缩小选择范围,利用的原理是基因的选择性表达,D正确。
复杂陌生情境
4.坐骨神经相关实验(2022广东二模,15)坐骨神经由多种神经纤维组成,不同神经纤维的兴奋性和传导速度均有差异,多根神经纤维同步兴奋时,其动作电位幅值(即大小、变化、幅度)可以叠加。图1表示将坐骨神经与生物信号采集仪相连,图2为a、b处测得的动作电位相对值。在刺激电极处依次施加由弱到强的电刺激,显示屏1上出现第一个动作电位时的刺激强度即阈刺激(记为Smin),当动作电位幅值不再随刺激增强而增大时的刺激强度为最大刺激(记为Smax)。下列叙述正确的是( )
图1
图2
A.动作电位产生的机理是Na+通过主动运输内流,使膜内外电位由外正内负变为外负内正
B.动作电位产生后,膜内电荷的流动方向是从右到左,而膜外是从左到右
C.Smax表明全部神经纤维发生兴奋,且每条神经纤维的兴奋强度均随刺激的增强而增大,并达到最大值
D.动作电位在不同神经纤维上的传导速度不同,导致显示屏2测得的动作电位叠加值低
答案 D 动作电位产生的机理是Na+内流,方式是协助扩散,使膜内外电位由外正内负变为外负内正,A错误;据图可知,刺激位置右侧神经纤维膜外电位变为负电位,膜内为正电位,故动作电位产生后,右侧神经纤维膜内电荷的流动方向是从左到右,而膜外是从右到左,B错误;结合题意可知,坐骨神经由多种神经纤维组成,在一定范围内改变刺激强度会改变被兴奋的神经根数,它们叠加到一起的动作电位幅值就会改变,因此依次施加由弱到强的电刺激,当动作电位幅值不再随刺激增强而增大时,刺激强度为最大刺激,记为Smax,但单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象,不会随刺激的增大而增大,C错误;据图可知,显示屏2的动作电位叠加值比显示屏1要低,说明动作电位在不同神经纤维上的传导速度不同,D正确。
5.缩鳃反射(2022 T8第二次联考,25)海兔是一种海洋软体动物,科学家对其缩鳃反射的习惯化进行了深入研究。轻触海兔的喷水管皮肤,其鳃就会收缩,这一反射称为缩鳃反射;连续重复刺激喷水管皮肤后,缩鳃反射的幅度就会逐渐变小甚至消失,这就是缩鳃反射的习惯化。缩鳃反射神经调节模式如图所示,请回答相关问题。
(1)科学家对缩鳃反射习惯化的形成原因提出了三种假说:
①喷水管皮肤上的感觉神经末梢对连续刺激的敏感性逐渐降低;
②缩鳃肌肉对来自运动神经元信号的反应能力逐渐降低;
③感觉神经元和运动神经元之间的突触发生了某种变化。
为了探究假说的正确与否,科学家进行了如下实验。
实验一:连续电刺激喷水管皮肤,通过微电极记录感觉神经元的电活动,结果是感觉神经元持续产生动作电位,但缩鳃反射程度逐渐减弱,则否定了假说 (填序号)
实验二:习惯化形成后,电刺激运动神经元,结果是 ,则说明假说③最可能是正确的。
(2)根据上述实验结果分析,感觉神经元和运动神经元之间的突触发生的某种变化导致习惯化的原因:若从突触前膜考虑,其原因可能是感觉神经元轴突末梢神经递质的释放量 (填“增多”或“不变”或“减少”);若从突触后膜考虑,其原因可能是 。
(3)科学家通过进一步深入研究,证明了习惯化的产生与神经递质的释放量有关。神经递质释放最关键的一步是在动作电位的激发下,Ca2+通道开放引起Ca2+内流进入突触小体,然后引起突触小泡将神经递质释放到突触间隙。请结合题意,阐述在连续重复刺激下产生缩鳃反射习惯化的具体机制: 。
答案 (1)① 引起与习惯化前同等强度的缩鳃反射(缩鳃反射强度恢复) (2)减少 突触后膜上的受体对神经递质的敏感性降低(或突触后膜上的受体数目减少) (3)连续重复刺激喷水管皮肤导致感觉神经元连续产生动作电位,在动作电位的激发下,感觉神经元轴突末梢的膜上的Ca2+通道反复或持续开放,Ca2+内流逐渐减少,引起突触小泡释放的神经递质随之减少,从而导致缩鳃反射的习惯化
解析 (1)连续电刺激喷水管皮肤,通过微电极记录感觉神经元的电活动,结果是感觉神经元持续产生动作电位,能产生动作电位说明应该不是感觉神经末梢对连续刺激的敏感性逐渐降低,否定假说①;如果假说③是正确的,即感觉神经元和运动神经元之间的突触发生了某种变化,那么习惯化形成后,电刺激运动神经元,会引起与习惯化前同等强度的缩鳃反射(缩鳃反射强度恢复)。(2)突触的结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜,兴奋以电信号的形式传到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质通过突触间隙传递到突触后膜的受体附近,递质作用于突触后膜上的受体,引起突触后膜产生膜电位变化(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。因此连续重复刺激喷水管皮肤后,缩鳃反射的幅度逐渐变小甚至消失,从突触前膜考虑,其原因可能是感觉神经元轴突末梢神经递质的释放量减少;若从突触后膜考虑,其原因可能是突触后膜上的受体对神经递质的敏感性降低(或突触后膜上的受体数目减少)。(3)据题意可知,习惯化的产生与神经递质的释放量有关,神经递质释放与Ca2+通道开放引起Ca2+内流进入突触小体有关,因此推测连续重复刺激下产生缩鳃反射习惯化的具体机制:连续重复刺激喷水管皮肤导致感觉神经元连续产生动作电位,在动作电位的激发下,感觉神经元轴突末梢的膜上的Ca2+通道反复或持续开放,Ca2+内流逐渐减少,引起突触小泡释放的神经递质随之减少,从而导致缩鳃反射的习惯化。
乙组
简单情境
1.伤害性刺激与痛觉形成(2022湖南新高考教学教研联盟二联,10)辣椒素和高温均能直接激活细胞膜上的受体TRPV1,使其作为离子通道,协助相关离子跨膜运输,产生兴奋。兴奋沿伤害性传入神经传至大脑。因为大脑对伤害性传入神经信号统一解读为“疼痛”,所以辣的感觉被定义为痛觉。下列分析合理的是( )
A.TRPV1受体能让钠离子流入细胞内,从而引发神经冲动
B.吃完辣椒后,马上喝热水比喝冷水更利于减轻辣椒素引发的疼痛
C.刺激TRPV1引发的痛觉必须经过完整反射弧才能形成
D.推测TRPV1最可能位于反射弧的传出神经元末梢的膜上
答案 A 细胞膜上的TRPV1被辣椒素激活后,钠离子内流,产生兴奋,从而引发神经冲动,A合理;由于辣椒素和高温均能直接激活细胞膜上的受体TRPV1,因此吃完辣椒后,马上喝热水会加重辣椒素引发的疼痛,B不合理;痛觉的产生部位在大脑皮层,不需要经过完整的反射弧,C不合理;据题意可知,TRPV1最可能位于反射弧的传入神经元末梢的膜上,D不合理。
复杂情境
2.神经元的回返性抑制(2022长沙雅礼中学一模,10)中枢神经元的兴奋沿轴突外传的同时,又经轴突侧支使抑制性中间神经元兴奋,后者释放递质反过来抑制原先发生兴奋的神经元及同一中枢的其他神经元,即回返性抑制(如图)。相关叙述错误的是( )
A.刺激a会引起b神经元氯离子通道开放
B.b神经元释放递质使c膜内外电位差增大
C.回返性抑制可以使神经元的兴奋及时停止
D.该机制利于同一中枢内神经元活动协调一致
答案 A 结合题干信息和题图可知,刺激a会引起a神经元兴奋释放兴奋性递质,兴奋性递质作用于b,使b神经元兴奋,释放抑制性递质,抑制性递质反过来抑制a神经元,因此刺激a会引起b神经元钠离子通道开放,A错误;根据题干信息可知,抑制性中间神经元兴奋后,释放的递质反过来抑制原先发生兴奋的神经元及同一中枢的其他神经元,故c神经元会受到抑制,引起氯离子内流,静息电位(膜内外电位差)增大,B正确;回返性抑制可使原先兴奋的神经元由兴奋状态转变为抑制状态,故回返性抑制可以使神经元的兴奋及时停止,C正确;中枢神经元的兴奋沿轴突外传的同时,又经轴突侧支使抑制性中间神经元兴奋,后者释放递质反过来抑制原先发生兴奋的神经元,使得中枢神经元的兴奋及时停止,因此该机制利于同一中枢内神经元活动协调一致,D正确。
3.记忆的形成过程(2022湖南百校联考,10)记忆形成过程中,海马区突触后神经元中肌动蛋白发生的变化如图所示。下列有关叙述中,错误的是( )
A.甲图中有两种突触类型
B.记忆形成过程中,突触后神经元内包裹着神经递质受体的囊泡会与突触后膜融合
C.神经递质由轴突末端释放,作用于突触后膜上的受体后会被灭活
D.记忆的形成与肌动蛋白的稳定、游离状态有关
答案 C 据图可知,甲图中有“轴突—树突型”和“轴突—胞体型”两种突触类型,A正确;据图可知,记忆形成过程中,突触后神经元内包裹着神经递质受体的囊泡会与突触后膜融合,将受体转移到突触后膜上,B正确;神经递质由轴突末端即突触前膜释放,作用于突触后膜上的受体后会被灭活或被突触前膜回收,C错误;据图可知,记忆形成过程中,稳定的肌动蛋白变成游离的肌动蛋白,游离的肌动蛋白又形成稳定的肌动蛋白,即发生了稳定的肌动蛋白的重构,D正确。
复杂陌生情境
4.帕金森病的病因与治疗(2022湖南师大附中模拟二,19)帕金森病(PD)是一种神经退行性疾病,开始出现一侧肢体震颤(如手抖)或运动笨拙等精细运动障碍,而后出现运动迟缓、肌肉僵直等运动功能障碍。前期研究表明大脑黑质区多巴胺能神经元的数量减少后引发PD。
(1)如图1所示,黑质区多巴胺能神经元在酪氨酸羟化酶(TH)等作用下将酪氨酸最终转化成多巴胺,多巴胺能神经元的轴突会延伸到纹状体,多巴胺储存在轴突的 中。当神经冲动传到轴突末梢时,多巴胺释放到突触间隙,此过程需要 (细胞器)提供能量。由图1可知,黑质区多巴胺能神经元的 和 也能释放多巴胺。
(2)进一步研究发现,PD与黑质区多巴胺能神经元中的线粒体损伤有关。为研究线粒体损伤是导致PD的病因还是结果,研究者定向敲除黑质区多巴胺能神经元的编码线粒体蛋白的N基因,获得了线粒体损伤的基因敲除小鼠。该小鼠黑质区多巴胺能神经元主要依赖 呼吸提供能量。分别检测出生后不同时间的 小鼠的相关指标,结果如图2、3。
①研究结果表明: 。
②实验结果是否支持前期研究结论:大脑黑质区多巴胺能神经元的数量减少后引发PD,请做出判断并说明理由:
。
(3)根据研究结果提出延缓PD的思路: 。
答案 (1)突触小泡 线粒体 细胞体 树突
(2)无氧 野生小鼠、基因敲除 ①线粒体损伤是PD的病因 ②不支持,在出现PD症状时多巴胺能神经元的数量并没有减少 (3)利用药物减缓黑质区、纹状体中线粒体功能损伤
解析 (1)多巴胺是神经递质,神经递质储存在轴突中的突触小泡内。神经递质通过胞吐的方式释放到突触间隙,此过程需要的能量由线粒体提供。根据图1可知,黑质区多巴胺能神经元的细胞体、树突也能释放多巴胺。(2)因为该小鼠编码线粒体蛋白的N基因被敲除,其线粒体损伤,有氧呼吸受损,因此该小鼠黑质区多巴胺能神经元主要依赖无氧呼吸提供能量。实验的自变量是小鼠种类,因此分别检测出生后不同时间的野生小鼠、基因敲除小鼠的相关指标。结合图2可知,基因敲除小鼠的线粒体损伤,线粒体为多巴胺的合成和释放提供能量,因此纹状体处多巴胺的合成和释放减少,精细运动出现障碍,之后黑质区多巴胺的合成和释放减少,黑质纹状体处轴突退化,运动功能出现障碍,黑质区多巴胺能神经元数量减少。因此,线粒体损伤是PD的病因。②前期的研究表明大脑黑质区多巴胺能神经元的数量减少后引发PD,而根据图2、图3的实验结果可知,在出现PD症状时大脑黑质区多巴胺能神经元的数量无明显差异,说明实验结果不支持前期研究结论。(3)结合(2)的分析可知,线粒体损伤是PD的病因,因此可利用药物减缓黑质区、纹状体中线粒体功能损伤来延缓PD。
丙组
简单情境
1.短道速滑过程中的生理反应(2022北京东城二模,11)运动会上,某短道速滑队在混合接力项目上获得金牌。比赛中,运动员身体会发生许多生理反应。下列相关叙述错误的是( )
A.运动员听到枪响完成出发反应,需要通过反射弧传递信号
B.比赛时,运动员的交感神经和副交感神经的功能都会增强
C.完成动作需要大脑发出动作指令,再通过脊髓传到效应器
D.弯道处快速滑行时,运动员需小脑协调运动维持身体平衡
答案 B 枪响引发的声波传至感受器(耳)并产生兴奋,兴奋经传入神经传至大脑皮层后再经传出神经传至效应器,完成出发反应,该过程经过了完整的反射弧,A正确;比赛时,交感神经活动增强,呼吸和心跳加快、胃肠蠕动减弱,利于比赛动作的完成和进行,此时副交感神经活动不增强,B错误;大脑是高级中枢,可对信息进行分析和整合后经脊髓等调节运动的低级中枢控制效应器完成动作,体现了高级神经中枢对低级神经中枢的控制作用,C正确;小脑能够协调运动维持身体平衡,D正确。
2.兴奋剂检测(2022北京海淀一模,9)运动会兴奋剂检测中,使用干血点(DBS)技术。DBS采样时,将运动员的一滴指尖血滴在滤纸上,待其自然风干两三个小时即可制成待测样品。下列相关叙述不正确的是( )
A.神经递质类兴奋剂在违规使用者体内,作用于突触前膜
B.DBS风干脱水可抑制微生物分解作用,提高样品的稳定性
C.DBS风干可使样品中的兴奋剂浓缩,利于提高检测灵敏度
D.严禁滥用兴奋剂,能更好地维护公平竞争的精神
答案 A 神经递质类兴奋剂作用于突触后膜,A错误;DBS风干后无水分,可营造干燥环境,抑制微生物的分解作用,B正确;风干的过程涉及水分的减少,相当于对样品中的兴奋剂进行浓缩,利于提高检测灵敏度,C正确;兴奋剂具有增强人的兴奋程度、提高运动速度等作用,为了保证公平、公正,运动比赛禁止使用兴奋剂,D正确。
知识拓展 兴奋剂原是指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物,如今是运动禁用药物的统称。
陌生情境
3.光刺激下丘脑CRH神经元引起的生理变化(2022北京东城一模,8)科研人员在转入光敏蛋白基因的小鼠下丘脑中埋置光纤,用特定的光刺激下丘脑CRH神经元(细胞膜结构示意图如图1),引起如图2所示的一系列变化。
图1
图2
下列分析错误的是( )
A.光刺激引起CRH神经元细胞膜上的Na+通道开放,Na+内流
B.兴奋在中间神经元与脾神经元之间通过突触结构进行传递
C.图2中激活B细胞的是辅助性T细胞和细胞毒性T细胞
D.神经系统可以通过分泌信息分子来调节免疫系统的功能
答案 C 光刺激能够使CRH神经元细胞膜上的Na+通道开放,Na+内流产生动作电位,使神经元兴奋,A正确;兴奋在神经元之间通过突触传递,B正确;体液免疫过程中,B淋巴细胞的激活依赖于辅助性T细胞,细胞毒性T细胞参与细胞免疫,不参与体液免疫,C错误;依据图2可知,感知光刺激后,兴奋在神经元之间传递,刺激机体分泌去甲肾上腺素(神经递质)作用于T细胞,使其激活B细胞,说明神经系统可以通过分泌信息分子来调节免疫系统的功能,D正确。
4.脑机接口(2022北京丰台二模,7)脑卒中是脑部血管破裂或阻塞导致的疾病,患者常出现上下肢不能运动等功能性障碍。研究人员尝试通过如图所示的“脑机接口”对患者进行康复训练,能部分恢复受损大脑的功能。下列说法正确的是( )
A.脑卒中患者不能完成膝跳反射等非条件反射
B.脑卒中患者常伴有认知或言语障碍等后遗症
C.脑机接口必须连接传出神经及相应的效应器
D.脑机接口意在恢复患者自主神经系统的功能
答案 B 膝跳反射、缩手反射等非条件反射的神经中枢位于脊髓,脑卒中患者的脊髓正常,故不影响膝跳反射的完成,A错误;由于脑机接口的康复训练只能部分恢复受损大脑的功能,因此康复训练后未被修复的大脑受损部分参与的功能会受限制,B正确;据图可知,脑机接口接在了患者的大脑,大脑不属于效应器,C错误;自主神经系统受大脑皮层的影响,但其活动及功能不受大脑的意识支配,如胃肠蠕动、心跳、呼吸等,D错误。
易错警示 非条件反射的神经中枢一般在脊髓,也可位于脑干等其他较低级的神经中枢。
复杂情境
5.小鼠对苦味和甜味的感知的调控机制(2022北京海淀一模,18)科研人员对哺乳动物如何调控苦味和甜味的味觉感知进行了研究。
(1)给小鼠喂食不同口味的液体,并记录小鼠的舔舐次数,如图1。
图1
①单独喂食甜味剂或苦味剂时,特定的味觉分子会刺激味蕾产生 ,最终传递到 的特定中枢形成味觉,进而通过脑干r区特定神经元调控舔舐行为。
②与Ⅰ、Ⅲ组相比较,Ⅱ组小鼠的舔舐次数 ,推测苦味对于甜味可能具有一定的抑制作用。
(2)为进一步探究苦味对于甜味的抑制效应及其调控机制,科学家对小鼠进行饲喂和刺激特定脑区(如图2),检测位于脑干r区的S神经元和C神经元的膜电位变化,处理及结果见表。
图2
组别
饲喂小鼠
刺激特定脑区
神经元兴奋程度
苦味中枢
X区
S神经元
C神经元
1
饲喂
甜味剂
不刺激
不刺激
-
+
2
刺激
不刺激
+
-
3
不刺激
刺激
-
-
4
饲喂
苦味剂
不刺激
不刺激
+
-
5
刺激
不刺激
++
-
6
不刺激
刺激
+
-
注:+表示兴奋,++表示兴奋增强,-表示不兴奋
①比较1组和4组的实验结果,说明脑干r区的S和C神经元分别对 作出响应。
②分析1、2、3组,可得出的结论是 。
③抑制剂抑制苦味中枢至X区的神经传递,重复(1)中实验,结果为Ⅱ组接近Ⅰ组结果,显著高于Ⅲ组,说明 。
(3)综合上述实验结果,可以建立苦味中枢对脑干r区的反馈调节机制。请使用箭头“→”连接具有调节关系的区域或神经元,并在箭头上标记“+”(表示促进)或“-”(表示抑制),完善图3。
图3
(4)甜味通常表明该物质可以食用、具有高能量,而苦味则代表该物质可能有毒性。从进化与适应的角度分析,动物形成苦味对甜味存在抑制的调节机制,其意义是 。
答案 (1)①兴奋/神经冲动 大脑皮层 ②显著低于Ⅰ组,与Ⅲ组相近 (2)①苦味、甜味 ②刺激苦味中枢可引起S神经元兴奋,但刺激X区无此效应,刺激苦味中枢和X区均可抑制C神经元兴奋 ③苦味中枢通过X区抑制C神经元兴奋/苦味中枢通过X区抑制甜味
(3)
(4)甜味中掺入苦味物质时,苦味抑制甜味,使动物减少舔舐(远离苦味物质),从而使动物避免摄入潜在有毒物质,有利于生存和繁衍
解析 (1)单独喂食甜味剂或苦味剂时,特定的味觉分子会刺激味蕾产生神经冲动(或兴奋),经传入神经传至大脑皮层的特定区域形成味觉。依据图1可知,单独喂食甜味剂组(Ⅰ组)小鼠的舔舐次数显著高于单独喂食苦味剂组(Ⅲ组)及喂食甜味和苦味混合剂组(Ⅱ组),推测甜味剂可刺激小鼠出现舔舐行为,但苦味剂的加入可抑制或抵消甜味剂的这种作用效果。(2)(3)依据表格中的实验结果,给小鼠喂食甜味剂,在不刺激苦味中枢和X区时,C神经元兴奋,此时刺激苦味中枢,C神经元不兴奋,S神经元兴奋,说明刺激苦味中枢可抑制C神经元兴奋并引起S神经元兴奋,刺激X区,C神经元不兴奋,说明刺激X区也会抑制C神经元兴奋;同理,苦味剂能够引起S神经元兴奋,此时刺激苦味中枢,S神经元兴奋性增强,说明苦味中枢可促进S神经元兴奋,在喂食苦味剂条件下,C区神经元均不兴奋。用抑制剂抑制苦味中枢至X区的神经传递,重复(1)中实验,Ⅱ组与Ⅰ组结果接近,说明添加苦味剂的情况下不会抑制甜味剂刺激机体产生的舔舐行为,可知苦味剂抑制甜味剂的作用途径是苦味中枢→X区→C神经元→舔舐行为,结合实验结论,可知苦味中枢通过促进X区兴奋抑制C神经元兴奋,机制图画法见答案。(4)依据(1)的实验现象,可知添加苦味物质后小鼠的舔舐次数显著降低,即小鼠对苦味物质的摄入量显著降低,由题干信息可知,苦味物质可能有毒性,则该机制可避免动物摄入潜在有毒物质,有利于其生存和繁殖。
6.针灸调节机体的生理状态的相关研究(2022北京西城二模,18)针灸是中国传统医学中独具特色的疗法之一,可通过针刺身体特定部位调节机体的生理状态从而达到治疗疾病的目的。
(1)针灸或电针刺激足三里(ST36)穴位,可引起肾上腺分泌的去甲肾上腺素(NA)、肾上腺素(A)和多巴胺(DA)增加,该应答反应属于 反射。
(2)细菌内毒素(LPS)可与免疫细胞表面TLR4结合,介导免疫细胞分泌炎症因子TNF,引发小鼠全身炎症反应。为了揭示针灸疗法缓解炎症反应的生理机制,研究人员构建P受体感觉神经元缺失的模型小鼠P'。分别给正常小鼠和P'小鼠注射LPS,之后用0.5 mA电针刺激小鼠ST36,检测TNF含量。据图中结果可知,电针刺激小鼠ST36,可缓解LPS引发的炎症反应,该作用效果依赖于具有P受体的感觉神经元,作出判断的依据是 。
(3)膈下迷走神经作为传出神经参与P受体感觉神经元介导的缓解炎症反应。科研人员构建了光敏蛋白高表达于P受体感觉神经元的小鼠PC(光敏蛋白接受光刺激后Ca2+内流,引起神经元兴奋)。为进一步证实抗炎症反应依赖P受体感觉神经元且与迷走神经有关,请从a~i中选择合适字母填入下表①~④中并预期实验结果。
组别
实验材料
处理1
检测迷走神经
动作电位频率
处理2
处理3
检测
甲组
正常小鼠
②
极低
甲1:③
注射LPS后,再进行同②的处理
TNF
含量
甲2:假手术
注射④ ,其他处理同上
乙组
①
同上
高
乙1:同甲1组
同甲1组
乙2:同甲2组
同甲2组
a.正常小鼠 b.P' c.PC d.电刺激ST36 e.光照刺激ST36 f.切断迷走神经
g.破坏神经中枢 h.LPS i.生理盐水
(4)其他研究表明,NA、A、DA在免疫细胞表面有两种类型的受体,α2-AR介导促进炎症反应,β2-AR介导抑制炎症反应。请根据上述实验结果,在图中补全针灸缓解炎症反应的调节过程。
答案 (1)非条件 (2)正常鼠0.5 mA电针刺激组TNF含量低于未受刺激组,模型鼠P'0.5 mA电针刺激组和未受刺激组TNF含量基本相当 (3)①c ②e ③f ④h 预期结果:乙2组TNF含量低,甲1、乙1与甲2无显著差异,均高于乙2组。
(4)
解析 (1)针灸或电刺激穴位所引发的反射活动并非后天学习锻炼获得,无需大脑皮层参与,属于非条件反射。(2)依据题图可知,正常鼠注射LPS后给予0.5 mA电针刺激,TNF含量低于未受刺激组,说明0.5 mA电针刺激可缓解注射LPS引发的炎症反应;而对于模型小鼠P',注射LPS并给予0.5 mA电针刺激后其TNF含量与未受刺激组无显著差异,可知在无P受体感觉神经元的情况下,0.5 mA电针刺激不能缓解LPS引发的炎症反应,即电针刺激缓解炎症反应的作用效果依赖于有P受体的感觉神经元。(3)题述实验的实验目的是进一步证实抗炎症反应依赖P受体感觉神经元且与迷走神经有关,依据(2)的实验结果及(3)的题干信息,乙组的实验材料应选择PC(光敏蛋白高表达)小鼠,甲、乙两组小鼠经处理1后,乙组迷走神经动作电位频率高,说明处理1可使P受体感觉神经元兴奋,故应该是光照刺激ST36,此过程可认为是为了验证模型小鼠(PC)作为实验材料的可行性。随后甲、乙分别随机平均分为两组,一组切断迷走神经,一组进行假手术,营造有无迷走神经这一单一变量,注射LPS引发炎症反应后均用光照刺激ST36,检测TNF含量。甲1组迷走神经被切断,无法缓解炎症反应,甲2组P受体感觉神经元中光敏蛋白表达量低,也无法缓解炎症反应,故二者TNF含量相近,且处于较高水平。乙组均为PC小鼠,乙2组存在迷走神经,反射弧正常,光照刺激ST36,炎症反应可得到缓解,其TNF含量显著低于甲2组,而乙1组迷走神经被切断,缓解炎症反应的反射弧不完整,故该组的TNF含量与甲1组无显著差异。综上可知,预期结果为TNF含量大小关系为乙2<甲2≈乙1≈甲1。(4)依据(3)以及(1)的题干信息可知,针灸缓解炎症反应的反射弧(或信号通路)为针刺刺激→P受体→感觉神经元兴奋→神经中枢→膈下迷走神经→肾上腺分泌肾上腺素(A)、去甲肾上腺素(NA)、多巴胺(DA)→缓解炎症反应,结合本题题干信息可知,NA、A、DA通过抑制α2-AR的作用效果、促进β2-AR的作用效果缓解炎症反应。
丁组
简单情境
1.中国女足与亚洲杯冠军(2022江苏新高考基地学校四联,15)2022年2月,在水庆霞教练的率领下中国女足姑娘顽强拼搏重夺亚洲杯冠军。下列叙述正确的是(多选)( )
A.在铲球过程中因撞击形成痛觉属于条件反射
B.接队友的传球时大脑皮层对脊髓有调控作用
C.比赛时队员产生的兴奋在神经纤维上的传导是单向的
D.比赛后队员呼吸依然急促与体液调节作用时间长有关
答案 BCD 痛觉是一种感觉,感觉在大脑皮层形成,该过程并没有经过完整的反射弧,不属于反射,A错误;队员看到队友传球,迅速做出接球的动作,这是出生后通过学习获得的,控制这一反射的高级中枢位于大脑皮层,接球过程中大脑皮层对脊髓有调控作用,B正确;在生物体内,感受器产生的兴奋在构成反射弧的神经纤维上单向传导,C正确;队员比赛过程中,呼吸急促是神经调节和体液调节共同作用的结果,与神经调节相比,体液调节具有作用时间长的特点,所以比赛结束后队员呼吸依然急促,D正确。
2.膝关节舒展与屈曲(2022苏、锡、常、镇调研二,11)关节呈舒展状态时,伸肌收缩,屈肌舒张,其反射弧如图所示。下列相关叙述错误的是 ( )
A.①是传入神经,②③是传出神经
B.①的分支对抑制性中间神经元起抑制作用
C.抑制性中间神经元对③起抑制作用
D.当刺激足底皮肤引起膝关节屈曲时,②将会产生抑制反应
答案 B 分析题图,①上有神经节,判断①为传入神经,②③均是传出神经,A正确;①的分支对抑制性中间神经元起兴奋作用,从而使抑制性中间神经元产生的抑制性递质对③神经元起抑制作用,使屈肌处于舒张状态,B错误,C正确;当刺激足底皮肤引起膝关节屈曲时,伸肌舒张,屈肌收缩,可判断②将会产生抑制反应,D正确。
复杂情境
3.刺激与阈电位(2022泰州泰兴中学4月考,10)为研究神经元之间的相互作用,分别用相同强度的电刺激刺激神经元A进行实验:Ⅰ.单次电刺激;Ⅱ.短时间连续两次刺激,用记录微电极记录神经元B的电位变化,结果如图2所示。下列分析错误的是( )
图1
图2
A.单刺激时,神经元B电位的形成与神经元A释放的神经递质不足有关
B.静息电位的数值以细胞质膜外侧为参照,并将该侧电位值定为0 mV
C.神经元同一部位短时间给予多个刺激可以产生叠加效应
D.单刺激下神经元A释放的神经递质不会改变突触后膜的离子通透性
答案 D 由图2中Ⅰ可知,单次电刺激A,测得的电位峰值依然低于0,说明刺激强度过低使神经元A释放的神经递质不足,进而无法使神经元B产生动作电位,A正确;由图2可知,静息电位的数值以细胞质膜外侧为参照,并将该侧电位值定为0 mV,因此静息时膜内电位为负电位膜外低,B正确;由图2中Ⅱ可知,连续电刺激神经元A,神经元B产生动作电位,结合Ⅰ、Ⅱ可说明在同一部位连续给予多个刺激可以产生叠加效应,C正确;由图2中Ⅰ可知,单刺激下神经元A释放的神经递质能改变突触后膜的离子通透性,进而引起电位变化,D错误。
4.多个单刺激的叠加效应(2022扬州中学3月月考,18)神经递质作用于突触后膜,会引起突触后膜产生局部的电位变化,称为突触后电位。科学家为了探究突触后电位的特点,做了如图实验。其中甲图中A、B、C为不同神经元的轴突,乙图中字母及箭头分别代表轴突类型及刺激时间点,阈值代表引发动作电位的最小膜电位。下列针对该实验结果的分析,正确的是(多选)( )
甲
乙
A.轴突A、B、C释放的均为兴奋性递质,都会引起突触后膜的某种离子通道打开
B.单个轴突引发的突触后电位,其大小和持续时间是相对恒定的
C.连续的低于阈值的单刺激有叠加效应,不同来源的神经递质对突触后神经元作用的效果也可以叠加
D.突触数量越多,越有利于神经细胞之间的信息联系,越容易引发突触后膜的动作电位
答案 BC 分析图乙可看出,连续两个刺激的间隔时间越短,电位叠加效应越明显;多个刺激产生的叠加效应可引发动作电位;轴突C产生的膜电位的绝对值比静息电位的绝对值更大,推测轴突C释放的为抑制性递质,A错误。由图乙中的实验1可以看出,单个轴突引发的突触后电位的大小和持续时间是相对恒定的,B正确。由图乙中的实验4可以看出,连续的低于阈值的单刺激有叠加效应,轴突A和轴突B产生的神经递质对突触后神经元作用的效果也可以叠加,C正确。突触数量与动作电位的引发没有必然的联系,与刺激对应的突触释放的神经递质引起的突触后膜电位的变化有关,D错误。
5.脊髓与截瘫(2022如东、姜堰、沭阳三校4月联考,10)脊髓是中枢神经的一部分,位于脊椎骨组成的椎管内,由上而下分为颈段、胸段、腰段、骶段和尾段。脊髓结构模式图如图所示。医学上一般将第二胸椎以上的脊髓横贯性病变或损伤引起的截瘫称为高位截瘫;四肢丧失运动功能,第三胸椎以下的脊髓损伤所引起的截瘫称为下半身截瘫,以下半身运动功能丧失为主要临床表现。以下叙述错误的是( )
A.四肢正常运动都需要大脑皮层参与,脊髓管理的只是低级反射活动
B.当直接刺激离体的脊髓腹根时引起3的细胞体兴奋后,兴奋沿2和1传递,在背根能检测到神经冲动
C.截瘫患者除下半身运动功能丧失外,同时还会出现大小便失禁
D.脊髓灰质炎病毒侵染乙处的初期可引起中枢部位细胞代谢加快
答案 B 躯体运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同调控,四肢正常运动都需要大脑皮层参与,脊髓是机体运动的低级中枢,A正确;由于兴奋在神经元之间的传递是单向的,神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此3处的兴奋不能沿2和1传递,在背根不能检测到神经冲动,B错误;排尿反射的低级中枢在脊髓,高级中枢在大脑皮层,截瘫患者除下半身运动功能丧失外,同时还会出现大小便失禁,C正确;脊髓灰质炎是急性传染病,病毒侵染乙处的初期,机体的主要症状是发热,发热期间,体内物质氧化分解加快,D正确。
6.吃辣椒时总是感到热的原因(2022南京三模,22)吃辣后舌头上会有火辣辣的感觉,诺贝尔奖获得者David Julius等人发现了辣椒素受体(TRPV1),解释了吃辣椒时总是感到热的原因。TRPV1是一种通道蛋白,其被辣椒素激活时,造成Ca2+通过TRPV1内流而产生兴奋,进而产生“灼烧感”。请回答下列问题:
(1)TRPV1被辣椒素激活后造成的Ca2+内流 (填“消耗”或“不消耗”)ATP。吃辣椒后,辣椒素会与TRPV1结合,使感受器产生兴奋,兴奋传至 使人产生热痛的感觉。产生此感觉后,往往会引起机体的呼吸运动增强,这一过程 (填“属于”或“不属于”)反射。
(2)科学家将纯化后的TRPV1蛋白重构于人工脂质体上,用40 ℃接近热痛的物理阈值刺激TRPV1时,发现其还具有热觉感受功能,说明 ,完美地解释了吃辣椒时总是感到热的原因。
(3)图1表示麻醉药与辣椒素共同使用时抑制突触处的兴奋传递的作用机理。麻醉药单独使用时不能通过细胞质膜,起不到麻醉作用,与辣椒素共同使用时可抑制突触处的兴奋传递,下列叙述正确的有 (填序号)。
图1
①突触后膜可能是神经元的胞体膜或树突膜,其基本支架是磷脂双分子层
②在静息时有较多离子通过通道蛋白Ⅰ出细胞,则通道蛋白Ⅰ最可能为K+通道
③麻醉药的作用机理是堵塞了通道蛋白Ⅲ,可能导致Na+无法内流
④辣椒素的作用机理是与通道蛋白Ⅱ结合,不改变通道蛋白Ⅱ的形态结构
(4)图2为研究神经细胞膜电位变化的实验装置,两个神经元以突触联系,并连有电表Ⅰ、Ⅱ(电表指针偏转方向与电流方向相同)。P点给予适宜刺激后,电表Ⅰ测得的电位变化如图3所示。若将N处的电极移至N处膜外,电表Ⅰ测得的电位变化如图4所示。
图2
图3
图4
①电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图 基本相同。
②当电表Ⅰ记录到图3中b点电位值时,膜外电位为 电位。电表Ⅰ记录到的图3中c点电位对应图4曲线中 点的电位;若将该神经细胞置于更高浓度的NaCl溶液中,图3中c点位置的变化是 。
③若将S处电极移至膜外,在T点给予适宜刺激,则电表Ⅱ发生偏转的次数为 次。
答案 (1)不消耗 大脑皮层 属于
(2)TRPV1不仅可以被辣椒素激活,也可以被热刺激激活(TRPV1既是辣椒素受体,也是热觉感受器)
(3)①②③
(4)①3 ②正 d 上移 ③两
解析 (1)根据题干信息“TRPV1是一种通道蛋白,其被辣椒素激活时,造成Ca2+通过TRPV1内流而产生兴奋”可判断,TRPV1被辣椒素激活后,Ca2+通过协助扩散的方式内流,不消耗ATP。人产生热痛的感觉的部位在大脑皮层。吃辣椒后,辣椒素会与TRPV1结合,使感受器产生兴奋,兴奋传至神经中枢大脑皮层,一方面产生热痛的感觉,另一方面经过大脑皮层的综合分析,由传出神经传至相应的效应器,引起机体的呼吸运动增强,这一过程属于反射。(2)科学家将纯化后的TRPV1蛋白重构于人工脂质体上,用40 ℃接近热痛的物理阈值刺激TRPV1时,发现其还具有热觉感受功能,说明TRPV1既是辣椒素受体,也是热觉感受器。(3)突触后膜是神经细胞膜的一部分,可能是神经元的胞体膜或树突膜,其基本支架是磷脂双分子层,①正确;在静息时细胞质膜对K+通透性增加,K+通过通道蛋白出细胞,维持着静息电位,由此推断通道蛋白Ⅰ最可能为K+通道,②正确;由图1可以看出辣椒素与通道蛋白Ⅱ结合时,通道被打开,麻醉药可通过此通道进入细胞内,而后与通道蛋白Ⅲ结合,使其关闭,由此推断麻醉药的作用机理是堵塞了通道蛋白Ⅲ,可能导致Na+无法内流,③正确;由题干信息“麻醉药单独使用时不能通过细胞质膜,起不到麻醉作用,与辣椒素共同使用时可抑制突触处的兴奋传递”可推测,辣椒素的作用机理是与通道蛋白Ⅱ结合,改变通道蛋白Ⅱ的形态结构,进而使麻醉药发挥作用,④错误。(4)观察图2中连接在电表Ⅱ的电极在细胞质膜处的位置,可判断记录到的电位变化波形与图3基本相同。②当电表Ⅰ记录到图3中b点电位值时,膜外电位仍为正电位。电表Ⅰ记录到的图3中c点电位对应图4曲线中d点的电位,此时膜外电位为负值;若将该神经细胞置于更高浓度的NaCl溶液中,细胞内外的浓度差变大,图3中c点将上移。③若将S处电极移至膜外,在T点给予适宜刺激,兴奋可以从S处传递到R处,所以电表Ⅱ会发生两次偏转。
戊组
简单情境
1.应激反应(2022潍坊二模,18)(不定项)机体受到恐惧及剧烈运动刺激时,交感神经—肾上腺髓质系统和副交感神经—胰岛B细胞系统的活动都会增强,人表现出警觉性提高、反应灵敏和物质代谢加快等应激反应。下列说法正确的是( )
A.交感神经和副交感神经的活动通常是相反的,但也会出现同时增强的情况
B.交感神经—肾上腺髓质系统在促进肝糖原分解的同时使汗腺分泌活动减弱
C.副交感神经—胰岛B细胞系统的活动能促进组织细胞对糖类物质的转运和利用
D.机体受到恐惧及剧烈运动刺激时的反应体现了神经系统对内脏活动的分级调节
答案 AC 交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的,但根据题意可知,交感神经和副交感神经也会出现同时增强的情况,A正确;交感神经—肾上腺髓质系统使肾上腺素水平上升,肾上腺素促进肝糖原分解,提高细胞代谢,产生更多能量,汗腺分泌活动增强,B错误;副交感神经—胰岛B细胞系统的活动增强,胰岛素合成和分泌量增加,促进组织细胞对血糖的摄取、利用和储存,C正确;机体受到恐惧及剧烈运动刺激时的警觉性提高、反应灵敏和物质代谢加快等应激反应过程受到交感神经和副交感神经的调控,该过程并未体现高级神经中枢对低级神经中枢的调控,未体现神经系统对内脏活动的分级调节,D错误。
2.咖啡因与胞外腺苷(2022济宁二模,8)睡眠主要依靠脑部多个脑区的胞外腺苷含量来调节,胞外腺苷与受体结合后降低神经元的兴奋,促进睡眠。浓茶中的咖啡因是腺苷的类似物,能干扰人的睡眠;研究表明,咖啡因可使脑内腺苷受体数量上升,但不改变细胞内腺苷受体mRNA的含量。下列叙述错误的是( )
A.胞外腺苷可以激活脑部神经元Na+通道
B.胞外腺苷受体位于神经元细胞膜外表面
C.咖啡因可与胞外腺苷竞争结合腺苷受体
D.咖啡因通过影响翻译过程增加腺苷受体的数量
答案 A 胞外腺苷可以关闭脑部神经元Na+通道,抑制Na+内流,从而降低神经元的兴奋,促进睡眠,A错误;胞外腺苷受体位于神经元细胞膜外表面,胞外腺苷与受体结合后降低神经元的兴奋,促进睡眠,B正确;咖啡因是腺苷的类似物,咖啡因可与胞外腺苷竞争结合腺苷受体,C正确;咖啡因可使腺苷受体数量上升,但又不改变腺苷受体mRNA的含量,推测咖啡因可通过影响翻译过程增加腺苷受体的数量,D正确。
3.新颖信号处理中心(2022枣庄二模,8)脑科学家通过研究,确认了下丘脑中的乳头上核区域(Sum)是新颖信号处理中心,该区域不仅可以广泛地应答各路新颖刺激,还能选择性地将不同类型的新颖信号导向海马体的不同区域,并灵活地调节记忆的编码。下列叙述错误的是( )
A.新颖刺激可导致感受器的膜上发生Na+内流
B.该过程中海马体区域可能发生电信号和化学信号的多次转变
C.下丘脑中的Sum是应答各路新颖刺激的神经中枢
D.该过程证明了海马体与长时记忆有关
答案 D 新颖刺激可导致感受器的膜上产生动作电位,动作电位的产生主要是由Na+内流形成的,A正确;Sum能选择性地将不同类型的新颖信号导向海马体的不同区域,在此过程中可能涉及多个神经元,信息在神经元之间传递时存在电信号和化学信号的转换,因此该过程中海马体区域可能发生电信号和化学信号的多次转变,B正确;下丘脑中的乳头上核区域(Sum)是新颖信号处理中心,可以广泛地应答各路新颖刺激,因此下丘脑中的Sum是应答各路新颖刺激的神经中枢,C正确;该过程能灵活地调节记忆的编码,并不能确认是哪种记忆类型,因此该过程无法证明海马体与长时记忆有关,D错误。
复杂情境
4.促食欲素(2022昌乐二中二模,10)促食欲素是由下丘脑外侧神经元表达的神经肽,包括促食欲素A(OA)和促食欲素B(OB)。它们都是由一种含130个氨基酸残基的前体肽,经蛋白水解酶在轴突运输过程中水解而成的。有研究显示,给予大鼠室旁核(位于下丘脑内侧区)注射OA,能够显著增强胃运动及胃酸的分泌,并且这种效应在一定程度上随着OA的剂量增加而增强。下列相关叙述错误的是( )
A.研究促食欲素影响胃肠功能的详细机制,有助于发现治疗饮食失调和肥胖的新方法
B.促食欲素在轴突末端以胞吐方式释放到突触间隙,并能与突触后膜上的相应受体结合
C.将促食欲素注射到大鼠室旁核引起其胃酸分泌,该过程属于典型的非条件反射
D.促食欲素的前体肽在内质网和高尔基体内运输时,其肽键数和空间结构会发生改变
答案 C 根据题意促食欲素A(OA)能显著增强胃运动及胃酸的分泌,故研究其详细机制有助于发现治疗饮食失调和肥胖的新方法,A正确;根据题意判断促食欲素是由下丘脑外侧神经元表达的神经肽,能分泌到突触间隙,并与突触后膜上的相应受体结合,B正确;将促食欲素A(OA)注射到大鼠室旁核,直接刺激了反射弧的神经中枢,没有经历完整的反射弧途径,故不属于反射,C错误;促食欲素是一种分泌蛋白,其前体物质会在内质网和高尔基体中进行加工和修饰,包括剪切肽链的部分序列和糖基化,导致肽链的长度和空间结构发生变化,D正确。
名师点睛 完成反射的条件包括有完整的反射弧和适宜强度的刺激。
5.神经递质谷氨酸(2022枣庄二模,9)谷氨酸自突触前膜释放,与突触后膜上的受体结合使Na+和Ca2+内流,突触后神经元Ca2+的显著升高可促进NO合成。NO从突触后神经元作为逆行信使的角色扩散进入突触前神经元,引起谷氨酸长时程释放,形成长时间增强。另有研究发现NO还可通过扩散进入血管平滑肌细胞,激活鸟苷酸环化酶,刺激GTP生成cGMP。cGMP作为第二信使激活cGMP依赖的蛋白激酶G,使肌动—肌球蛋白复合物信号通路受到抑制,导致血管平滑肌舒张,从而调节心血管的舒张。药物硝酸甘油在体内可释放NO。有关叙述错误的是( )
A.在此调节过程中,谷氨酸是一种兴奋性递质
B.NO作为逆行信使的调节可看作是正反馈调节
C.蛋白激酶G功能异常,NO进入血管平滑肌会导致其舒张
D.硝酸甘油可用于治疗由冠状动脉供血不足引起的心绞痛
答案 C 谷氨酸自突触前膜释放,与突触后膜上的受体结合使Na+和Ca2+内流引起突触后膜兴奋,所以在此调节过程中,谷氨酸是一种兴奋性递质,A正确;NO从突触后神经元作为逆行信使的角色扩散进入突触前神经元,引起谷氨酸长时程释放,形成长时间增强,所以NO作为逆行信使的调节可看作是正反馈调节,B正确;蛋白激酶G功能异常,则肌动—肌球蛋白复合物信号通路不受抑制,血管平滑肌会收缩,C错误;硝酸甘油在体内可释放NO,可调节心血管的舒张,所以可用于治疗由冠状动脉供血不足引起的心绞痛,D正确。
6.α-环蛇毒素和β-环蛇毒素(2022淄博二模,18)(不定项)银环蛇蛇毒中能分离出若干种神经毒素,神经毒素能激活或阻断不同神经受体和离子通道,影响递质的释放和代谢。实验人员利用神经—肌肉接头对α-环蛇毒素和β-环蛇毒素的作用机理进行了研究,结果如表。下列说法正确的是( )
分组
处理
神经元动
作电位(mV)
肌肉细胞动
作电位(mV)
甲
对照组
75
75
乙
α-环蛇毒素
浸润20 min
75
10
丙
β-环蛇毒素
浸润20 min
20
0
A.神经元和肌肉细胞产生的动作电位主要由Na+内流引起
B.α-环蛇毒素可能抑制了神经递质与肌细胞膜上受体的结合
C.α-环蛇毒素可能作用于神经—肌肉接头的前膜,抑制神经递质的释放
D.α-环蛇毒素和β-环蛇毒素共同作用时才能导致中毒者的骨骼肌瘫痪
答案 ABD 神经元和肌肉细胞动作电位的产生主要由Na+内流引起,A正确。α-环蛇毒素只影响肌肉细胞动作电位的大小,可能抑制了神经递质与肌细胞膜上受体的结合,B正确。α-环蛇毒素对神经元动作电位无影响,因此不影响神经递质的释放,C错误。β-环蛇毒素使神经元动作电位变小,可能影响神经递质的释放,因此肌肉动作电位为0 mV,但肌肉细胞受体正常,骨骼肌只要接受到合适刺激,仍能收缩,骨骼肌没有瘫痪;α-环蛇毒素可影响肌肉细胞动作电位的大小,说明其破坏了肌肉细胞上的受体;因此α-环蛇毒素和β-环蛇毒素共同作用时,即使神经递质无法释放,又破坏了肌肉细胞上的受体,才能导致中毒者的骨骼肌瘫痪,D正确。
名师点睛 该实验选用的神经—肌肉接头,也是一种突触,神经细胞的膜为突触前膜,两者之间的液体(组织液)为突触间隙,肌肉细胞的膜为突触后膜。神经递质是由突触前膜释放,作用于突触后膜,使突触后膜兴奋或抑制。
7.心脏搏动原理(2022聊城二模,8)心脏搏动受交感神经和副交感神经的调控。若阻断小白鼠的副交感神经则心率加快,阻断交感神经则心率变慢,神经支配心脏搏动原理如图。下列说法错误的是( )
A.交感神经和副交感神经都属于传出神经
B.副交感神经的两个神经元释放的乙酰胆碱的作用效果不同
C.交感神经释放的去甲肾上腺素可能是抑制性递质,可降低心率
D.交感神经和副交感神经活动相互对抗共同维持心脏搏动的相对稳定
答案 C 交感神经和副交感神经是外周神经系统的一部分,都属于传出神经,A正确;副交感神经的两个神经元都能释放乙酰胆碱,第一个神经元释放的乙酰胆碱作用于第二个神经元使其兴奋,产生动作电位,第二个神经元释放的乙酰胆碱作用于效应器细胞,使得效应器细胞如心脏跳动减慢,这两个神经元释放的乙酰胆碱作用效果不同,B正确;阻断交感神经则心率变慢,说明交感神经可使心跳加快,即去甲肾上腺素是兴奋性递质,可加快心率,C错误;阻断小白鼠的副交感神经则心率加快,阻断交感神经则心率变慢,说明副交感神经使心跳减慢,交感神经使心跳加快,交感神经和副交感神经活动相互对抗共同维持心脏搏动的相对稳定,D正确。
8.阈电位(2022德州二模,7)阈电位是指能引起动作电位的临界膜电位。用同种强度的阈下刺激分别以单次和连续的方式刺激上一神经元,测得下一神经元的膜电位变化情况如图所示。下列说法错误的是( )
A.阈电位绝对值高的神经元更不容易兴奋
B.上一神经元受到刺激后释放的是兴奋性递质
C.连续多个阈下刺激可以叠加并引发突触后膜产生动作电位
D.两种不同方式的刺激均使突触前膜处发生了电信号到化学信号的转变
答案 A 神经元的兴奋性与细胞的静息电位和阈电位的距离(差值)有关,差值越大,细胞越不容易兴奋,A错误;在连续刺激上一神经元的情况下,下一神经元产生了兴奋,说明上一神经元释放的是兴奋性递质,B正确;连续多个阈下刺激能够叠加使突触前膜释放神经递质,引发突触后膜产生动作电位,C正确;在单次刺激和多次刺激下,都导致下一神经元电位发生变化,说明两种情况下突触前膜都释放了神经递质,只是量不同,即突触前膜发生了电信号到化学信号的转变,D正确。
名师点睛 单次刺激时,膜电位发生了变化,静息电位绝对值变小,但没有形成外负内正的动作电位,说明刺激强度在阈值之下;连续刺激时,形成了外负内正的动作电位,说明连续的阈下刺激能够叠加。
复杂陌生情境
9.5-羟色胺(2022潍坊二模,23)人在情绪压力下,体内糖皮质激素含量升高,5-羟色胺(5-HT)含量降低。5-HT是调节情绪的神经递质,其受体种类繁多,不同受体被激活会使人产生不同的情绪。5-HT1A是5-HT的一种重要受体,主要位于5-羟色胺能神经元和多巴胺能神经元的细胞膜上。图示为5-HT在5-羟色胺能神经元和多巴胺能神经元间传递信号的过程,该过程能使人产生愉悦情绪,从而增加抗压能力。
(1)短期情绪压力下,机体通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”进行调节,使机体内糖皮质激素浓度升高,但不会持续升高,该过程存在 的调节方式,其意义体现在 。
(2)据图分析,机体防止5-HT在突触间隙含量过高的途径是
。
有人认为适量补充蛋白质有利于增强人的抗压能力,请依据题图提出能支持这一观点的理由: 。
(3)研究证明,在情绪压力下,糖皮质激素含量升高可导致5-HT含量降低。现提供生理状态相同的长期束缚(情绪压力)小鼠若干以及必要的手术器械等,请设计实验验证这一结论,要求简要写出实验思路并预期结果。
答案 (1)分级调节和反馈调节 放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体稳态 (2)5-HT可经5-HT运载体被回收到5-羟色胺能神经元;5-HT可与5-羟色胺能神经元上的5-HT1A结合抑制5-HT的释放 色氨酸是必需氨基酸,补充蛋白质能保证机体内有充足的色氨酸可转化为5-HT,保证5-HT含量的相对稳定 (3)实验设计:选生理状态相同的长期束缚小鼠,均分为三组,编号A、B、C,A组切除肾上腺皮质,B组切除肾上腺皮质后,注射一定浓度的糖皮质激素,C组只作与其他两组类似的手术切口,饲喂一段时间后,分别检测三组小鼠的5-HT含量。预期结果:A组5-HT含量明显高于B、C组。
解析 (1)短期情绪压力下,通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”使机体内糖皮质激素浓度升高,属于分级调节,依据题意,糖皮质激素“不会持续升高”,说明糖皮质激素能通过负反馈调节维持其本身的浓度。意义详见答案。(2)5-HT由突触前膜释放后与5-HT1A结合,将信息传给突触后膜,随后能被5-HT运载体运回5-羟色胺能神经元;5-羟色胺能神经元的细胞膜上也有5-HT的受体,5-HT可与5-羟色胺能神经元上的5-HT1A结合抑制5-HT的释放。合成5-HT的原料色氨酸属于必需氨基酸,只能由食物中的蛋白质补充而来,情绪压力会使人体内的5-HT含量降低,所以适量补充蛋白质,保证机体有足够的色氨酸,就能合成5-HT,从而保证5-HT含量的相对稳定,增强人的抗压能力。(3)实验目的是验证“在情绪压力下,糖皮质激素含量升高可导致5-HT含量降低”,自变量为糖皮质激素含量是否升高,因变量为5-HT含量。实验思路如下:选生理状态相同的长期束缚小鼠,均分为三组,编号A、B、C,A组切除肾上腺皮质,B组切除肾上腺皮质后,注射一定浓度的糖皮质激素,C组只作与其他两组类似的手术切口,培养一段时间后,分别检测三组小鼠的5-HT含量。由于是验证实验,糖皮质激素升高可导致5-HT含量降低,因此预期结果为A组5-HT含量明显高于B、C组。
名师点睛 分析题图,在5-羟色胺能神经元中,色氨酸能经过一系列的转化形成5-HT,5-HT经过胞吐可以与突触后膜上的5-HT1A结合,引起多巴胺能神经元兴奋,使人产生愉悦情绪。
己组
简单情境
1.体育运动与神经调节(2022天津十二校联考一模,5)在北京冬奥会短道速滑混合接力赛中,中国队获得了首枚金牌,下列对比赛中运动员机体生理功能调节的叙述,合理的是( )
A.神经系统对躯体运动有分级调控,对内脏活动无调控
B.交感神经和副交感神经同时兴奋,使心跳加快、支气管扩张
C.下丘脑—垂体—甲状腺轴兴奋,甲状腺激素分泌增多,提高代谢速率
D.比赛在寒冷环境中进行,运动员机体的产热量和散热量无法维持平衡
答案 C 神经系统对内脏活动、躯体运动均有分级调控,A不符合题意;当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,使心跳加快,支气管扩张,此时副交感神经受抑制,B不符合题意;甲状腺激素的分泌是通过下丘脑—垂体—甲状腺轴完成的,能够促进甲状腺激素的分泌,提高代谢速率,C符合题意;比赛在寒冷环境中进行,运动员机体通过体温调节,减少散热、增加产热,使产热量和散热量维持平衡,体温维持正常,D不符合题意。
复杂情境
阿尔茨海默病与神经调节(2022天津一中四月考,9—10)阅读下列材料,回答2、3小题。
阿尔茨海默病(AD)是一种以老年人认知障碍和记忆力损害为特征的中枢神经系统退行性疾病,AD的发生与神经细胞分泌的β-淀粉样蛋白(Aβ蛋白)有关。Aβ蛋白是由淀粉样前体蛋白APP(含695个氨基酸的跨膜蛋白)在病理状态下异常加工而成的(如图)。Aβ蛋白沉积会损伤周围神经细胞的细胞膜和线粒体膜,导致神经细胞受损。同时发现Aβ蛋白可以促进自由基产生,造成氧化应激;氧化应激既能激活APP蛋白基因的转录,又能增强APP的酶切过程。
2.下列与材料相关的叙述错误的是( )
A.Aβ蛋白由39个氨基酸组成,含有38个肽键
B.Aβ蛋白的形成发生在核糖体,需要线粒体提供能量
C.抑制β-分泌酶和γ-分泌酶活性有助于抗阿尔茨海默病
D.β-分泌酶和γ-分泌酶均属于蛋白酶,可催化APP蛋白的肽键断裂
答案 B 如图可知,Aβ蛋白的氨基酸数=635-596=39(个), 肽键数=氨基酸数-肽链数=39-1=38(个),A正确;APP合成于内质网,经高尔基复合体加工修饰后,转移至其常驻位点TGN (反面高尔基体管网状结构),这也是Aβ蛋白的主要产生部位之一,因此Aβ蛋白的形成不发生在核糖体,B错误;由图可知,β-分泌酶和γ-分泌酶参与了Aβ蛋白的形成,而AD的发生与神经细胞分泌的Aβ蛋白有关,故抑制β-分泌酶和γ-分泌酶活性有助于抗阿尔茨海默病,C正确;由图可知,β-分泌酶和γ-分泌酶都属于蛋白酶,可催化APP蛋白的肽键断裂,D正确。
3. 下列对材料的分析,错误的是( )
A.AD患者神经纤维上兴奋的传导会受到影响
B.AD患者体内Aβ蛋白的产生和沉积属于负反馈调节
C.AD患者神经细胞的线粒体膜损伤会影响神经递质的释放
D.向早期AD患者注射抗Aβ蛋白的抗体能减缓病情发展速度
答案 B 由材料可知,Aβ蛋白沉积会损伤周围神经细胞的细胞膜和线粒体膜,导致神经细胞受损,所以AD患者神经纤维上兴奋的传导会受到影响,A正确;根据材料“Aβ蛋白可以促进……增强APP的酶切过程”,再结合图中Aβ蛋白是由APP酶切形成的,可知AD患者体内Aβ蛋白的产生和沉积属于正反馈调节,B错误;神经递质的释放方式为胞吐,需要线粒体供能,故AD患者神经细胞的线粒体膜损伤会影响神经递质的释放,C正确;向早期AD患者注射抗Aβ蛋白的抗体,能减少Aβ蛋白的积累,因此可减缓病情,D正确。
4.抑郁症与神经调节(2021天津十二校联考一模,14)某些因素(如失业、重疾或长期得不到关爱等)可导致抑郁症发作,在众多解释抑郁症病因的理论中,单胺类学说是最经典的一种。该学说认为,抑郁症的主要病因是脑内的3种单胺类递质(5-羟色胺、去甲肾上腺素、多巴胺)的系统功能失调。有研究表明,抑郁症患者脑部的病变部位主要集中在大脑海马区,表现为海马区神经元萎缩、凋亡。SSRI是目前应用最广泛的一类新型抗抑郁药。
(1)5-羟色胺是使人产生愉悦情绪的神经递质,通过 方式释放作用于突触后膜,引发突触后膜产生动作电位。该过程体现了细胞膜的 功能。
(2)研究发现,突触小体会摄取部分已经分泌出去的5-羟色胺,据图1分析,抗抑郁药SSRI的作用机理是
。
图1
(3)SSRI的疗效通常在几周后才表现,根据图2分析,其疗效的滞后效应可能与 和 有关。
图2
注:AHN为海马神经生发区。
(4)科学家发现有些抑郁症患者体内5-羟色胺含量正常,推测该种患者的病因可能和突触后膜上的 有关,若该结构与体内抗体结合无法发挥作用,从免疫学角度分析,该病属于 。
答案 (1)胞吐 控制物质进出细胞和进行细胞间信息交流 (2)SSRI可以与突触前膜的5-羟色胺转运载体结合,进而提高突触间隙内的5-羟色胺浓度,改善抑郁症状 (3)AHN增加 受体敏感度下降 (4)受体 自身免疫病
解析 (1)神经递质的释放是通过胞吐方式完成的,5-羟色胺是使人产生愉悦情绪的神经递质,其释放方式为胞吐,通过与突触后膜上的相应受体发生特异性结合,进而导致突触后膜离子通透性改变,引发突触后膜产生动作电位。该过程体现了细胞膜控制物质进出细胞和进行细胞间信息交流的功能。(2)研究发现,突触小体会摄取部分已经分泌出去的5-羟色胺,题图1显示,抗抑郁药SSRI可以与突触前膜的5-羟色胺转运载体结合,阻止了突触小体对神经递质的回收,进而提高突触间隙内的5-羟色胺浓度,改善抑郁症状。(3)SSRI的疗效通常在几周后才表现,题图2显示,神经递质浓度上升后,临床疗效并未及时显现,且临床疗效与AHN的增加几乎同步出现,据此可推测,其疗效的滞后效应可能与AHN增加和受体敏感度下降有关。(4)科学家发现有些抑郁症患者体内5-羟色胺含量正常,推测该种患者病因可能和突触后膜上的受体数量减少或者受体敏感程度下降有关,若该结构即神经递质受体与体内抗体结合后无法发挥作用,从免疫学角度分析,该病属于自身免疫病。
复杂陌生情境
5.温度和触觉感受器(2022天津十二校联考一模,14)科学家David Julius和Ardem Patapoutian因“发现感知温度和触觉的受体”荣获2021年诺贝尔生理学或医学奖。“温度与触觉受体”是位于人体细胞上的一种“感受器”——TRPV1。TRPV1是位于感觉神经末梢的阳离子通道蛋白,广泛分布于哺乳动物和人体不同组织中。辣椒素可以激活TRPV1,并打开其通道。此外,科学家还发现了与感觉相关的其他离子通道,如TRPM8则可识别低温刺激和被薄荷醇激活,与冰爽的刺痛感产生有关。不同的离子通道产生的电信号不完全相同,对于大脑来说,不同电信号代表着不一样的危机。
请根据上述信息,结合所学知识,回答相关问题。
(1)痛觉及痛反应产生的主要调节方式是 ,痛觉中枢位于 。
(2)吃辣椒时,辣椒素激活感觉神经末梢上的TRPV1后,细胞膜上的Ca2+通道开启,Ca 2+内流增强,(增强/减弱) 对Na+内流的抑制作用,造成Na+大量内流,使感觉神经末梢产生兴奋,此时兴奋部位细胞膜两侧的电位表现为 。
(3)43 ℃以上的高温会让人产生灼热甚至疼痛感。辣椒吃到嘴里我们也会感觉到灼热和疼痛,原因是辣椒素和43 ℃以上的高温都可以激活 (“TRPV1”或“TRPM8”或“TRPV1或TRPM8”),产生相同的电信号。
(4)研究还发现,TRPV1通道与关节炎引起的慢性炎症痛也有密切关系。如图表示白介素IL-6(由多种细胞分泌的一种炎症因子)引发炎症疼痛时的分子机制。(注:GP130-JAK、P13K、AKT是参与细胞信号转导过程中的重要物质。)
(多选)基于IL-6炎症因子引发疼痛的分子机制,请为研制缓解慢性炎症痛的药物选择合适思路( )
A.制备IL-6炎症因子的抗体
B.制备GP130的抗体
C.促进TRPV1在细胞内的转运
D.使用Ca2+拮抗剂阻止Ca2+内流
E.阻断P13K在细胞内的信号转导过程
(5)研究表明,季胺类衍生物QX-314单独使用时不能通过细胞膜,将QX-314与辣椒素联合使用时,能使人产生持久的痛觉阻滞,这可能为临床镇痛提供更为理想的解决方案。
据图分析,将QX-314与辣椒素联合使用能够镇痛的机理是辣椒素打开QX-314进入细胞的 ,QX-314进入细胞,结合Na+转运蛋白,阻止 ,使突触后膜不能产生兴奋,因此形成了痛觉阻滞。
答案 (1) 神经调节 大脑皮层 (2)减弱 外负内正 (3)TRPV1 (4) ABDE (5)蛋白质通道 膜外Na+内流
解析 (1)痛觉及痛反应的产生属于神经调节,痛觉中枢在大脑皮层。(2)根据题干信息,辣椒素可以激活TRPV1,使Ca2+内流增强,减弱对Na+内流的抑制作用,造成Na+大量内流,使感觉神经末梢产生兴奋,兴奋部位细胞膜两侧的电位表现为外负内正。(3)由题可知,TRPV1是“温度与触觉受体”,可感知43 ℃以上的高温,且辣椒素可以激活TRPV1,而TRPM8可识别低温刺激和被薄荷醇激活,与冰爽的刺痛感有关。(4)由图可知,IL-6炎症因子引发疼痛的分子机制涉及多种中间转换信号,所以缓解慢性炎症痛的主要思路就是降低IL-6等炎症因子的含量或信号通路中物质的含量(如制备IL-6等炎症因子的抗体或制备信号通路分子的抗体等)和抑制TRPV1通道在细胞内的转运途径。(5)据图分析,将QX-314与辣椒素联合使用能够镇痛的机理是辣椒素打开QX-314进入细胞的蛋白质通道,QX-314进入细胞后与Na+转运蛋白结合,阻止膜外Na+内流,使突触后膜不能产生兴奋。
庚组
简单情境
1.动作电位示意图(2022浙江金华十校二模,23)当神经细胞受到适宜刺激时,会出现动作电位,某些处理会影响这一过程。如图是正常动作电位和经某种处理后的动作电位示意图。下列叙述正确的是( )
A.该处理可能是用药物提高了细胞膜对Na+的通透性
B.该处理可能是降低了细胞外液的K+浓度
C.该处理可能是降低了刺激的强度
D.处理前、后的电位均能传播
答案 D 处理后,动作电位峰值降低,推测药物可能降低了细胞膜对Na+的通透性,A错误;若降低细胞外液的K+浓度,静息电位的绝对值会增大,但对动作电位峰值无影响,B错误;降低刺激强度可能导致不能产生动作电位,但不会减小动作电位的峰值,C错误;动作电位产生后均能传播,D正确。
2.动作电位传导图(2022浙江温州二模,24)在一神经纤维上接有一系列相同电表测其膜电位,神经纤维某一位点受刺激后的某一时刻,根据电表指针偏转情况作出神经纤维膜上各位点的电位如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.a点可能是受刺激的位点
B.各电表测得的是神经纤维膜外的电位
C.该图能体现动作电位传导的不衰减性
D.b点电表指针所处位置与d点的相同
答案 D 据图分析,c点两侧相同距离位点的兴奋程度基本相同且继续向两侧传导,因此判断刺激位点应位于c点,A错误;各电表测得的是神经纤维膜内外的电位差,B错误;刺激位点动作电位峰值未知,不能判断动作电位在传导中是否有衰减,C错误;b点和d点此时膜内外电位差相同,电表指针所处位置也相同,D正确。
易错提醒 虽然图中所示的两动作电位峰值基本相同,但是由于缺乏刺激位点动作电位的峰值大小,因此不能判断动作电位在传导中是否发生了变化。
复杂情境
3.小鼠抓痒行为(2022浙江宁波二模,16)研究发现,将胃泌素释放肽注射到小鼠脊髓后,小鼠立刻会有抓痒行为;若小鼠的脊髓中表达胃泌素释放肽受体的神经元死亡,不论向这些小鼠脊髓注射何种致痒物,小鼠都不抓痒。下列叙述错误的是( )
A.上述小鼠的抓痒行为不是反射
B.胃泌素释放肽通过扩散到达突触后膜
C.胃泌素释放肽与受体结合后,突触后膜上的Na+通道打开,Na+内流
D.促进胃泌素释放肽受体基因的表达,可缓解或治疗瘙痒
答案 D 题述小鼠的抓痒行为没有经过完整的反射弧,不属于反射,A正确;胃泌素释放肽属于神经递质,从突触前膜释放后通过扩散到达突触后膜,B正确;胃泌素释放肽与受体结合后,会引起突触后膜兴奋,因此突触后膜上的Na+通道打开,Na+内流,C正确;抑制胃泌素释放肽受体基因的表达,可缓解或治疗瘙痒,D错误。
4.坐骨神经电生理特性(2022浙江嘉兴二模,23)坐骨神经由多种神经纤维组成,不同神经纤维的兴奋性和传导速率有差异,多根神经纤维同步兴奋时,其动作电位幅值(即大小变化幅度)可以叠加;单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象。现欲研究神经的电生理特性,装置如图1所示,①为刺激位点,②③④⑤为电表电极位点,电表甲、乙测得的最大偏转幅度如图2所示(已知电表指针偏转方向与电流方向相同)。下列叙述正确的是( )
图1 实验装置示意图
图2 电表测量数据
A.静息时,神经纤维不进行Na+和K+的跨膜转运
B.刺激强度小于b时,④⑤处都无电位变化
C.刺激强度由a增大到b,兴奋的神经纤维数量增加
D.曲线1对应电表乙的结果,曲线2对应电表甲的结果
答案 C 静息时,神经纤维仍会进行Na+和K+的跨膜转运,A错误;根据图2结果,刺激强度为a~b时,电表指针都会发生偏转,此时④⑤处会有电位变化,B错误;刺激强度由a增大到b时,最大偏转幅度增加,因为单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象,所以随着刺激强度增加,兴奋的神经纤维数量增加,C正确;刺激位点产生兴奋的神经纤维动作电位幅值的叠加值最大,由于兴奋传导的不同步,后面某一位点动作电位幅值叠加值会小于起点,因此曲线1对应电表甲的结果,曲线2对应电表乙的结果,D错误。
解题技巧 关注题干中的关键信息“坐骨神经由多种神经纤维组成,不同神经纤维的兴奋性和传导速率有差异”。
5.痛觉产生机理(2022浙江绍兴二模,18)科学家发现某些感觉神经元可以被高于43 ℃的温度、pH小于6、辣椒素等多种刺激因素激活,从而让人产生痛觉。原因是这些神经元细胞膜上有一种TRPV1受体,它是一种阳离子通道,具体机理如图。相关叙述正确的是( )
A.高于43 ℃的温度、辣椒素都能促进TRPV1通道蛋白的开放
B.温度越高,感觉神经元产生动作电位的峰值越高
C.细胞膜上的受体有特异性,一种受体只能识别一种信号分子
D.可以用TRPV1受体拮抗剂对先天无痛觉者进行治疗
答案 A 高于43 ℃的温度、pH小于6、辣椒素等多种刺激因素能让人产生痛觉的原因是这些感觉神经元细胞膜上存在TRPV1受体,因此高于43 ℃的温度、辣椒素都能与TRPV1受体结合,促使其阳离子通道开放,进而引起动作电位的产生,A正确;神经元的动作电位存在“全或无”的特点,因此不会出现温度越高动作电位的峰值越高的情况,B错误;TRPV1受体可以识别多种信号,因此可以结合多种信号分子,C错误;治疗先天无痛觉者时,需要增强TRPV1受体的活性,D错误。
6.郎飞氏结与兴奋传导(2022浙江湖丽衢二模,24)如图为有髓神经纤维上的兴奋传导示意图。有髓神经纤维轴突外包有一层较厚的髓鞘,而构成髓鞘主要成分的脂质膜是不允许带电离子通过的。只有在髓鞘中断的郎飞氏结处,离子才能跨膜移动。下列叙述正确的是( )
A.有髓纤维上兴奋的传导方向与膜外局部电流方向一致
B.有髓纤维膜外局部电流只能发生在相邻的郎飞氏结之间
C.同等条件下,有髓纤维兴奋的传导比无髓纤维更慢
D.兴奋在两种纤维上传出相同距离,有髓纤维上跨膜移动的离子数多于无髓纤维
答案 B 有髓纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流方向一致,A错误;兴奋部位的膜外为负电位,未兴奋部位的膜外为正电位,有髓纤维膜外局部电流只能发生在相邻的郎飞氏结之间,B正确;同等条件下,有髓纤维兴奋的跳跃式传导比无髓纤维更快,C错误;有髓神经纤维轴突外包有一层较厚的髓鞘,而构成髓鞘主要成分的脂质膜是不允许带电离子通过的,因此兴奋在两种纤维上传出相同距离,有髓纤维上跨膜移动的离子数少于无髓纤维,D错误。
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