高中生物学人教2019选择性必修一同步练习2.3 神经冲动的产生和传导
一、单选题
1.(2022高二下·玉溪月考)神经元之间传递兴奋的方式和特点是( )
A.神经冲动,单向传导 B.神经冲动,双向传导
C.神经递质,单向传递 D.神经递质,双向传递
2.(2021高二上·长春期末)静息时,神经细胞“外正内负”电位的形成原因是多方面的,其中不包括( )
A.K+外流,导致细胞膜电位“外正内负”
B.Na+-K+泵逆浓度运输钾、钠离子数量不等
C.细胞膜对Na+通透性高,对K+通透性低
D.带负电的蛋白质难以透过细胞膜到细胞外
3.(2021高二上·龙江期末)下列表示在突触处完成的信号间的转变的是( )
A.化学信号→电信号 B.电信号→化学信号
C.化学信号→电信号→化学信号 D.电信号→化学信号→电信号
4.(2022·全国乙卷)运动神经元与骨骼肌之间的兴奋传递过度会引起肌肉痉挛,严重时会危及生命。下列治疗方法中合理的是( )
A.通过药物加快神经递质经突触前膜释放到突触间隙中
B.通过药物阻止神经递质与突触后膜上特异性受体结合
C.通过药物抑制突触间隙中可降解神经递质的酶的活性
D.通过药物增加突触后膜上神经递质特异性受体的数量
5.(2022·浙江)听到上课铃声,同学们立刻走进教室,这一行为与神经调节有关。该过程中,其中一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。
下列关于该过程的叙述,错误的是( )
A.此刻①处Na+内流,②处K+外流,且两者均不需要消耗能量
B.①处产生的动作电位沿神经纤维传播时,波幅一直稳定不变
C.②处产生的神经冲动,只能沿着神经纤维向右侧传播出去
D.若将电表的两个电极分别置于③、④处,指针会发生偏转
6.(2022高二下·河南期中)兴奋在两个神经元之间进行传递时需要突触参与(如下图)。下列有关叙述正确的是( )
A.若在A处给予适宜刺激,则电流表的指针偏转一次
B.兴奋传导到①发生的信号变化是电信号→化学信号→电信号
C.④处的液体是组织液,神经递质经④到达⑤需要消耗能量
D.②与⑤上的受体结合后,使⑤的膜外电位变为负电位
7.(2022高二下·河南期中)将蛙的坐骨神经浸泡在任氏液(模拟细胞外液)中进行实验,下列叙述正确的是( )
A.动作电位形成过程中, Na+内流需要消耗能量
B.坐骨神经细胞内的Na+浓度高于细胞外的Na+浓度
C.电刺激坐骨神经后腓肠肌收缩的过程属于非条件反射
D.若提高任氏液中Na+浓度,则会导致动作电位峰值升高
8.(2022·韶关模拟)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一肌肉标本(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
9.(2022·佛山模拟)TRPM8是可以被寒冷激活的受体,同时也是一种离子通道,广泛分布于皮肤和口腔中感受器膜上。薄荷中的薄荷醇能与TRPM8受体结合,由此产生的效应不包括( )
A.TRPM8离子通道打开,阳离子内流进入神经元
B.冷觉感受器产生兴奋,膜电位变为内正外负
C.兴奋传至神经末梢以胞吐方式释放神经递质
D.兴奋通过传入神经到达下丘脑产生冷觉
10.(2022·湖州模拟)研究发现,静息时突触小泡膜上存在能量泄漏,即“质子流出”;突触小泡膜上的质子泵(ATP酶)必须不断工作,以将质子再泵回来。下列叙述错误的是( )
A.①处氢离子的运输速率与温度无关
B.图中小泡膜的A侧储存有神经递质
C.质子泵与氢离子结合时空间结构发生改变
D.上述过程体现了质子泵的催化与物质转运功能
11.(2022·广东模拟)如图是某神经纤维静息电位和动作电位的模式图。下列叙述正确的是( )
A.静息电位产生和维持的主要原因是K+的持续内流
B.动作电位发生时,膜两侧的电位由内正外负变为内负外正
C.bc段Na+大量内流,需要载体蛋白的协助,并消耗能量
D.cd段Na+通道多处于关闭状态,K+通道多处于开放状态
12.(2022高二下·嫩江月考)如图为突触的结构,并在a、d两点连接一测量电位变化的 灵敏电流计,下列分析中正确的是()
A.与突触后膜结合的递质的化学本质是蛋白质
B.如刺激b点,则灵敏电流计指针偏转2次
C.如刺激c点,则灵敏电流计指针偏转2次
D.若ab=bd,则兴奋在ab段和bd段的传导速度相等
13.(2022高二下·淮南月考)γ-氨基丁酸和某种局部麻醉药在神经兴奋传递过程中的作用机理如下图所示。此种局麻药单独使用时不能通过细胞膜,如与辣椒素同时注射才会发生如图所示效果。下列分析不正确的是( )
A.局麻药作用于突触后膜通道,阻碍Na+外流,抑制突触后膜产生兴奋
B.局麻药和γ-氨基丁酸的作用机理不一致,前者不属于神经递质
C.γ-氨基丁酸与突触后膜的受体结合,促进Cl-内流,抑制突触后膜产生兴奋
D.膜内外钠离子的浓度差会影响神经细胞兴奋的产生
14.(2022高二下·玉溪月考)将蛙的坐骨神经置于溶液中培养,若给其创伤处理后,细胞膜的通透性增大,则细胞质基质中( )
A.Na+浓度降低 B.K+浓度降低
C.Na+浓度不变 D.K+浓度升高
15.(2022高二下·大庆开学考)在一定浓度的Na+溶液中,离体神经纤维某一部位受到适当刺激时,受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化,产生神经冲动。图示该部位受刺激前后,膜两侧电位差的变化。下列相关说法正确的是( )
A.兴奋在神经纤维上传导的方向与膜外局部电流的方向相同
B.a~b段,Na+大量外流,需要载体蛋白协助并消耗能量
C.c~d段,K+通道开放,K+大量内流使膜两侧出现暂时性的电位变化
D.f~g段的变化可能是由无机盐离子进出细胞造成的
二、综合题
16.(2022高二下·嫩江月考)下图为反射弧模式图,A~E表示其组成,甲、乙是置于神经纤维B、D上记录电位变化的电位计。请回答:
(1)该反射弧中A为 ,C为 ,D为 ,E的功能是 。
(2)该反射弧中共有 个神经元,与 反射(填“膝跳反射”“缩手反射”)的神经元数量相同。
(3)刺激a点能引起A的收缩,该过程 (填“属于”或“不属于”)反射。在 (填“a”“b”“a或b”)点给予足够强度刺激时,甲、乙两电位计都可记录到电位变化。随后在A中的神经 肌肉接点(突触)处发生的信号变化是 ,引起上述信号变化的信息分子是 。
17.(2021高二上·黄浦期末)如图是一个反射弧和突触的结构示意图,根据图示信息回答下列问题:
(1)图1中代表效应器的应为标号 ;细胞接受刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加,膜内电位发生了怎样的变化? 。
(2)图2中的1表示 ,其内的物质是 。
(3)假如图3中的Y来自图1中的A,X来自大脑皮层。当针刺破手指的皮肤,感受器接受刺激后,导致效应器产生反应,则Y释放的物质具有使突触后膜产生 的作用,此反射属于 (条件或非条件)反射。当我们取指血进行化验时,针刺破手指的皮肤,但我们并未将手指缩回是因为大脑皮层发出的指令是对这个刺激不作出反应,则X释放的物质对突触后膜具有 作用,这说明一个反射弧中的低级中枢要受高级中枢的控制。
(4)ACh(乙酰胆碱)是一种兴奋性递质,当兴奋到达传出神经末梢时,ACh与ACh受体结合,引起肌肉收缩。当完成一次兴奋传递后,ACh立即被分解,若某种药物可以阻止ACh的分解,则会导致 。
18.(2021高二上·白山期中)可卡因可引起人体多巴胺作用途径的异常,相关过程如图所示。回答下列问题:
(1)多巴胺是一种神经递质,合成后储存在[ ] 中,当神经末梢有神经冲动传来时,多巴胺以 方式被释放到[ ] (内环境成分)中,然后与突触后膜上的[ ] 结合,引起突触后膜的电位变化产生兴奋,其膜外的电位变化是 。
(2)正常情况下多巴胺释放后突触后膜并不会持续兴奋,据图推测,原因可能是 。
(3)可卡因是一种毒品,吸食可卡因后,突触间隙中多巴胺含量 (填上升或下降)。长期刺激后,还会使突触后膜上③的数量 (填增加或减少),使突触变得不敏感,吸毒者必须持续吸食可卡因才能维持兴奋,这是吸毒上瘾的原因之一。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】兴奋在神经元间的传递需要经过突触结构,突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成,兴奋传导到突触前膜时只能由突触前膜以胞吐的方式释放神经递质,作用于突触后膜,引起突触后膜兴奋或抑制,所以是单向的,C正确,ABD错误。
故答案为:C。
【分析】兴奋在神经元之间的传递:
2.【答案】C
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况
【解析】【解答】A.静息时,膜主要对K+有通透性,造成K+外流,导致细胞膜电位“外正内负”,A不符合题意;
B.Na+-K+泵逆浓度运输钾、钠离子,每将3分子的钠离子泵出细胞外,就将2分子的钾离子泵入细胞内,运输钾、钠离子数量不等,易形成外正内负的静息电位,B不符合题意;
C.细胞膜对Na+通透性高,对K+通透性低,Na+大量内流,造成“外负内正”的动作电位,C符合题意;
D.带负电的蛋白质难以透过细胞膜到细胞外,使膜内负电荷分布较多,易形成“外正内负”的静息电位,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】静息电位和动作电位
①静息电位:细胞内外各种离子浓度不等,膜内K+浓度高,膜外Na+浓度高。静息状态,细胞膜上K+通道开放,K+外流,而膜内带负电的离子不能透过细胞膜,于是形成细胞膜内外“外正内负”的静息电位。
②动作电位:当细胞受到刺激时,Na+离子通道开放,Na+内流大于K+外流,形成“外负内正”的动作电位
③静息电位的恢复:动作电位产生后,通过Na+—K+离子泵,细胞排钠保钾,再恢复到静息电位。
3.【答案】D
【知识点】神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】兴奋在神经元之间传递时,需通过突触结构,突触包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。当电信号传到突触前膜时,释放神经递质作用于突触后膜,突触后膜再产生新的电位变化。所以兴奋在突触处的信号转换是:电信号→化学信号→电信号,选D。
【分析】兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡(胞吐)释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。由于递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
4.【答案】B
【知识点】突触的结构;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】由题意可知,肌肉痉挛是由运动神经元与骨骼肌之间的兴奋传递过度会引起的,想要治疗应减少兴奋传递。
A、应通过药物减慢神经递质经突触前膜释放到突触间隙中,A不合理;
B、通过药物阻止神经递质与突触后膜上特异性受体结合可以减少兴奋传递,B合理;
C、降解神经递质的酶可以防止兴奋的过分传递,而通过药物抑制突触间隙中可降解神经递质的酶的活性,会使得神经递质持续传递兴奋加重病情,C不合理;
D、通过药物增加突触后膜上神经递质特异性受体的数量,会使增加神经递质与受体的结合使兴奋传递过度,加重病情,D不合理。
故答案为:B。
【分析】突触结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜,突触前膜内有突触小泡,突触小泡中含有神经递质,神经递质通过胞吐的方式释放到突触间隙,以扩散的形式通过突触间隙到达并作用于突触后膜,突触后膜上含有与神经递质结合的受体,突触后膜可以是下一个神经元的胞体或者树突构成,突触后膜也可以是与传出神经相连的肌肉或腺体细胞。神经递质是一种化学信号,神经递质通过胞吐的方式由突触前膜释放到突触间隙,作用于突触后膜。可作为神经递质的物质包括乙酰胆碱、单胺类物质,分为兴奋性递质和抑制性递质。神经递质与受体结合后,神经递质会与受体分开并迅速被降解或回收进细胞,以免持续发挥作用。
5.【答案】A
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、由题意可知,该神经元位于反射弧中,在反射弧中,兴奋在神经纤维上的传导是单向的,则在该神经元上兴奋由树突传递到轴突,即由③向④传递,则①处是恢复静息电位过程K+外流,②处是形成动作电位Na+内流,两者均不需要消耗能量,A错误;
B、兴奋沿着神经纤维传递时电信号不会减弱,波幅一直稳定不变,B正确;
C、在反射弧中,兴奋在神经纤维上的传导是单向的,②处产生的神经冲动,只能沿着神经纤维向右侧传播出去,C正确;
D、若将电表的两个电极分别置于③④处,④处兴奋时两处会存在电位差,指针会发生偏转,D正确。
故答案为:A。
【分析】兴奋的传导和传递:
(1)静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流(协助扩撒),形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流(协助扩撒),形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式在神经纤维上传递下去,且为双向传递。
(2)兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,突触小体含有突触小泡,内含神经递质,神经递质有兴奋性和抑制性两种,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡(胞吐)释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。由于递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。在反射弧中,兴奋在神经纤维上的传导是单向的。
6.【答案】A
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况;突触的结构;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、兴奋在神经元之间的传递只能由①突触前膜传递到⑤突触后膜,若在A处给予适宜刺激,则兴奋只能传导到右侧的导线处,因此电流表的指针只偏转一次,A正确;
B、①为突触前膜,兴奋在此处的信号转变为电信号→化学信号,B错误;
C、④为突触间隙,其中的液体为组织液,神经递质经④到达⑤为扩散,不需要消耗能量,C错误;
D、②为神经递质,分为兴奋型和抑制型,若为抑制型神经递质,则⑤的膜外仍为正电位,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、兴奋传递过程:兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢,引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质,神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜,与后膜上的受体结合,引起后膜上的离子通道发生变化,引发电位变化,神经递质被降解或回收。
2、兴奋在突触处的传递要经过电信号化学信号电信号的转变。兴奋在神经纤维上的传导是以电信号的形式。
3、神经冲动的产生与传导:
7.【答案】D
【知识点】反射的过程;细胞膜内外在各种状态下的电位情况;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、动作电位形成过程中, Na+内流为协助扩散,不需要消耗能量,A错误;
B、坐骨神经细胞内的Na+浓度低于细胞外的Na+浓度,以维持钠离子外高内低的梯度,便于钠离子内流,B错误;
C、反射需要完整的反射弧,电刺激坐骨神经(传出神经)后腓肠肌(效应器)收缩的过程没有经过完整的反射弧,不属于反射,C错误;
D、动作电位的产生与钠离子通道的打开有关,峰值的高低与钠离子的内外势能差成正相关,若提高任氏液中Na+浓度,则会导致动作电位峰值升高,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、神经冲动的产生与传导:
2、反射弧的组成:
(1)感受器:接受一定刺激后产生兴奋。
(2)传入神经:传导兴奋至神经中枢。
(3)神经中枢:对传入的信息进行分析和综合。
(4)传出神经:传导兴奋至效应器。
(5)效应器:由传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等组成,能对刺激作出应答。
8.【答案】A
【知识点】突触的结构
【解析】【解答】为进一步确定蛇毒作用的具体位点,研究者用蛇毒处理传出神经-肌肉标本,直至刺激神经不再引起肌肉收缩时再用兴奋性递质溶液处理肌肉。若肌肉收缩,说明蛇毒作用的部位不可能是膈肌和突触后膜,则蛇毒作用的部位可能是突触前膜或突触间隙,A正确。
故答案为:A。
【分析】突触的结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。当轴突末梢有神经冲 动传来时,突触小泡受到刺激,就会向突触前膜移动并与它融合,同时以胞吐的方式释放神经递质。神经递质经扩散通过突触间隙,与突触后膜上的相关受体结合,从而改变了突触后膜对离子的通透性,引发突触后膜电位变化,这样,信号就从一个神经元通过突触传递到了另一个神经元。随后神经递质会与受体分开,并迅速被降解或回收进细胞,以免持续发挥作用。
9.【答案】D
【知识点】反射的过程;细胞膜内外在各种状态下的电位情况
【解析】【解答】A、TRPM8是可以被寒冷激活的受体,同时也是一种离子通道,TRPM8离子通道打开,阳离子内流进入神经元,产生兴奋,A正确;
B、冷觉感受器产生兴奋,意味着产生动作电位,此时膜电位变为内正外负,B正确;
C、兴奋传至神经末梢后,电信号变成化学信号,即突触前膜以胞吐方式释放神经递质,进而引起下一个神经元的兴奋或抑制,C正确;
D、兴奋通过传入神经到达大脑皮层产生冷觉,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式传递下去。
2、神经调节的基本方式是反射,它是指在中枢神经系统参与下,动物或人体对内外环境变化作出的规律性应答;完成反射的结构基础是反射弧。反射弧包括五个部位︰感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器(传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体)。反射弧的结构必须保持完整,任何一个环节出现问题,反射活动就无法进行。但是反射弧是完整的,如果没有外界刺激也不会出现反射活动。
3、兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。由于递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
10.【答案】A
【知识点】突触的结构
【解析】【解答】A、温度可以影响分子的热运动,所以①处氢离子的运输速率与温度有关,A错误;
B、分析图可知,由于静息时突触小泡膜上存在能量泄漏,即“质子流出”,所以B侧为小泡膜外,A侧为小泡膜内,因此图中小泡膜的A侧储存有神经递质,B正确;
C、由题意可知,质子泵为ATP酶,所以质子泵转运氢离子时需要消耗能量,因此质子泵为载体蛋白,载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变,C正确;
D、由题意可知,质子泵既是ATP酶,又能转运氢离子,所以上述过程体现了质子泵的催化与物质转运功能,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、分析图可知,由于静息时突触小泡膜上存在能量泄漏,即“质子流出”,所以B侧为小泡膜外,A侧为小泡膜内。
2、转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变;通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。
11.【答案】D
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况
【解析】【解答】A、静息电位产生和维持的主要原因是K+的持续外流,A错误;
B、动作电位发生时,膜两侧的电位由内负外正变为内正外负,B错误;
C、bc段Na+大量内流的方式属于被动运输,需要载体蛋白的协助,不需要消耗能量,C错误;
D、cd段为静息电位的恢复,此阶段K+通道多处于开放状态,K+大量外流,Na+通道多处于关闭状态,D正确。
故答案为:D。
【分析】静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式传递下去。
12.【答案】B
【知识点】突触的结构;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、神经递质的化学种类很多,不同的神经递质的化学本质不同,不一定是蛋白质,A错误;
B、刺激b点时,神经纤维上的传导是双向的,当刺激传递a点,指针偏转一次;刺激在神经元之间是单向的, 当刺激传到d点时,指针偏转第二次,B正确;
C、 刺激c点 ,神经纤维上的传导是双向的,当刺激传递a点,指针偏转一次;刺激在神经元之间是单向的,刺激无法到达a点,指针只偏转一次,C错误;
D、刺激在神经元之间的传递需要经过电信号→化学信号→点信号,刺激在同样的距离上传递(传导)时在神经元之间消耗的时间比神经纤维上的时间长,D错误;
故答案为:B
【分析】(1)兴奋的传导
①刺激在神经纤维上的传导形式:电信号/局部电流/神经冲动。
②传导方向:双向传导,速度快。
(2)兴奋的传递
①由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡内,所以兴奋在神经元之间(即在突触处)的传递是单向的,只能是:突触前膜→突触间隙→突触后膜(上个神经元的轴突→下个神经元的细胞体或树突)。
②兴奋传递特点:单向性。原因是神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
③信号转换:电信号→化学信号→电信号。
13.【答案】A
【知识点】神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、从图中可以看出,局部麻醉药能作用于突触后膜的Na+通道,进入细胞内后能阻塞Na+通道,抑制Na+内流,因此突触后膜不能产生兴奋,A错误;
B、由图1知,γ-氨基丁酸与突触后膜的受体结合,Cl-通道打开,促进Cl-内流,抑制突触后膜产生兴奋,与局部麻药作用机理不同,局部麻药不属于神经递质,B正确;
C、由图1知,γ-氨基丁酸与突触后膜的受体结合,Cl-通道打开,促进Cl-内流,抑制突触后膜产生兴奋,C正确;
D、钠离子以协助扩散进入细胞内,膜内外浓度差会影响钠离子进入细胞内的钠离子的量,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、兴奋传递过程:兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢,引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质,神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜,与后膜上的受体结合,引起后膜上的离子通道发生变化,引发电位变化,神经递质被降解或回收。
14.【答案】B
【知识点】神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】若蛙的坐骨神经创伤后,细胞膜的通透性增大,神经纤维在受到刺激后产生动作电位,则Na+会突然大量涌入细胞,同时K+离子排出细胞,此时细胞质基质中Na+浓度升高,K+离子浓度降低,故B项正确,A、C、D错误。
【分析】动作电位和静息电位
①静息电位
a.概念:未兴奋区的电位。
b.特点:内负外正。
c.产生原因:由K+外流引起。
②动作电位
a.概念:兴奋区的电位。
b.特点:内正外负。
c.产生原因:由Na+内流引起。
15.【答案】D
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、兴奋在神经纤维上的传导方向是兴奋部位到未兴奋部位,膜外兴奋部位是负电位,未兴奋部位是正电位,局部电流的传导方向是未兴奋部位传到兴奋部位,因此两者传导方向是相反的,A错误;
B、a~b段是静息电位,主要是由于钾离子外流形成的,B错误;
C、c~d段是动作电位的形成过程,主要是钠离子内流造成的,C错误;
D、f~g段的变化可能是由无机盐离子进出细胞(比如钠离子出细胞,钾离子进入细胞内)造成的,D正确。
故答案为:D。
【分析】(1)在神经系统中,兴奋是以电信号(局部电流)的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也叫神经冲动。
(2)兴奋的产生与传导①传导过程静息时:静息电位,膜电位:内负外正,产生原因:膜主要对K+有通透性,K+外流(方式:协助扩散)。
兴奋时:动作电位,膜电位:外负内正,产生原因:膜对Na+的通透性增加,Na+内流(方式:协助扩散 ) 。
最终会使膜内局部电流方向与兴奋传导方向相同;膜外局部电流方向与兴奋传导方向相反 。
16.【答案】(1)效应器;神经中枢;传入神经;接受刺激,产生兴奋
(2)3;缩手
(3)不属于;b;电信号→化学信号→电信号;神经递质
【知识点】反射弧各部分组成及功能;反射的过程;神经冲动的产生和传导;神经系统的基本结构
【解析】【解答】(1)完整的反射弧有感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成;
故填: 效应器 ; 神经中枢 ; 传入神经 ; 接受刺激,产生兴奋 。
(2)由图示可以看出,此反射弧有3个神经元,膝跳反射有2个神经元,缩手反射有3个神经元;
故填: 3 ; 缩手 。
(3)反射活动需要有完整的反射弧来完成,反射弧不完整的反应不属于反射活动,兴奋在神经纤维上是双向传导的,在神经元之间是单向传递的,只能有前一个神经元的突触前膜有神经递质传递到突触后膜,完成了电信号→化学信号→电信号的转化。
故填:不属于;b ; 电信号→化学信号→电信号 ; 神经递质 。
【分析】(1)反射弧是反射活动的结构基础和功能单位。反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成。
感受器:感觉神经末梢和与之相连的各种特化结构,感受刺激产生兴奋。
传入神经:从神经末梢向中枢传导冲动的神经称为传入神经。
神经中枢:在脑和脊髓的灰质中,功能相同的神经元细胞体汇集在一起构成。
传出神经:把中枢神经系统的兴奋传到各个器官或外围部分的神经。
效应器:运动神经末梢与其所支配的肌肉或腺体。
(2)反射发生的条件:适宜强度的刺激;反射弧结构和功能保持完整性。兴奋在反射弧中的传导方向是单向的;起点是感受器,终点是效应器 。
(3)神经元之间的兴奋传递就是通过突触实现的。突触:包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。
兴奋的传递方向
①由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡内,所以兴奋在神经元之间(即在突触处)的传递是
单向的,只能是:突触前膜→突触间隙→突触后膜(上个神经元的轴突→下个神经元的细胞体或树
突)。
②兴奋传递特点:单向性。原因是神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
③信号转换:电信号→化学信号→电信号。
17.【答案】(1)⑤;由负电位变成正电位
(2)突触小泡;神经递质
(3)兴奋;非条件;抑制
(4)肌肉持续兴奋(收缩)
【知识点】反射弧各部分组成及功能;细胞膜内外在各种状态下的电位情况;突触的结构;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】(1)由分析可知:图1中⑤代表效应器;细胞接受刺激时,对Na+的通透性迅速增加,Na+通过细胞膜快速内流,使得膜内由负电位变成正电位。
(2)图2中的1表示突触小泡,1突触小泡中的物质是神经递质。
(3)假如图3中的Y来自图1中的A,X来自大脑皮层。当针刺破手指的皮肤,当感受器接受一个刺激后,导致效应器产生反应,则Y释放的物质对突触后膜具有兴奋作用,缩手反射的中枢不在大脑皮层,所以其为非条件反射。当我们取指血进行化验时,针刺破手指的皮肤,如果大脑皮层发出的指令是对这个刺激不作出反应,则X释放的物质对突触后膜具有抑制作用。
(4)根据药物可以阻止乙酰胆碱Ach的分解,导致乙酰胆碱和突触后膜上的受体一直起作用,故导致突触后膜不断的兴奋,肌肉细胞将持续收缩。
【分析】1、神经调节的基本方式是反射,其结构基础是反射弧,由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分构成。静息时,K+外流,造成膜两侧的电位表现为内负外正;受刺激后,Na+内流,造成膜两侧的电位表现为内正外负。神经递质存在于突触小体的突触小泡中,由突触前膜释放作用于突触后膜,使下一个神经元产生兴奋或抑制。兴奋在神经纤维上的传导是双向的,在神经元之间的传递是单向的。
2、分析题图可知,图1是反射弧,其中①是感受器,②是传入神经,③是神经中枢,④是传出神经,⑤是效应器。图2为突触结构,其中1是突触小泡,2是突触前膜,3是突触间隙。图3X、Y是两个轴突末梢,与下一个神经元构成突触结构。
18.【答案】(1)①;突触小泡;胞吐;②;组织液;③;特异性受体;由正电位变为负电位
(2)多巴胺转运载体将多巴胺回收到突触前膜
(3)上升;减少
【知识点】突触的结构;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】(1)多巴胺是一种会使大脑产生愉悦感的神经递质,合成后储存在图中的①突触小泡中,当神经末梢有神经冲动传来时,多巴胺以胞吐的方式被释放到②突触间隙,也就是组织液中,然后与突触后膜上的③特异性受体结合,引起突触后膜的电位变化产生兴奋,其膜外的电位变化由正变负。
故答案为:① ; 突触小泡 ; 胞吐 ; ② ; 组织液 ; ③ ; 特异性受体 ; 由正电位变为负电位 。
(2)多巴胺是一种会使大脑产生愉悦感的神经递质,正常情况下发挥作用后会被多巴胺转运蛋白回收。
故答案为:多巴胺转运载体将多巴胺回收到突触前膜 。
(3)可卡因会与突触间隙中的多巴胺转运蛋白结合,使多巴胺转运蛋白失去回收多巴胺的功能。多巴胺在突触间隙持续发挥作用,会导致突触后膜多巴胺受体减少,使突触变得不敏感,吸毒者必须持续吸食可卡因才能维持兴奋,这是吸毒上瘾的原因之一。
故答案为:上升 ; 减少 。
【分析】1、突触结构包括突触前膜、突触间隙(突触间隙中是组织液)和突触后膜,突触前膜内有突触小泡,突触小泡中含有神经递质,神经递质通过胞吐的方式释放到突触间隙作用于突触后膜,突触后膜可以是下一个神经元的胞体或者树突构成,突触后膜也可以是与传出神经相连的肌肉或腺体细胞。神经递质是一种化学信号,神经递质通过胞吐的方式由突触前膜释放到突触间隙,作用于突触后膜。可作为神经递质的物质包括乙酰胆碱、单胺类物质,分为兴奋性递质和抑制性递质。神经递质与受体结合后,神经递质会与受体分开并迅速被降解或回收进细胞,以免持续发挥作用。
2、兴奋的传导和传递:(1)静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流(协助扩撒),形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流(协助扩撒),形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式在神经纤维上传递下去,且为双向传递。(2)兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,突触小体含有突触小泡,内含神经递质,神经递质有兴奋性和抑制性两种,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。由于递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
3、可卡因会与突触间隙中的多巴胺转运蛋白结合,使多巴胺转运蛋白失去回收多巴胺的功能。多巴胺是一种会使大脑产生愉悦感的神经递质,正常情况下发挥作用后会被多巴胺转运蛋白回收。多巴胺在突触间隙持续发挥作用,会导致突触后膜多巴胺受体减少。当可卡因失效后,由于多巴胺受体已减少,机体正常的神经活动受到影响,服药者就必须通过服用可卡因来维持这些神经元的活动。
1 / 1高中生物学人教2019选择性必修一同步练习2.3 神经冲动的产生和传导
一、单选题
1.(2022高二下·玉溪月考)神经元之间传递兴奋的方式和特点是( )
A.神经冲动,单向传导 B.神经冲动,双向传导
C.神经递质,单向传递 D.神经递质,双向传递
【答案】C
【知识点】神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】兴奋在神经元间的传递需要经过突触结构,突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成,兴奋传导到突触前膜时只能由突触前膜以胞吐的方式释放神经递质,作用于突触后膜,引起突触后膜兴奋或抑制,所以是单向的,C正确,ABD错误。
故答案为:C。
【分析】兴奋在神经元之间的传递:
2.(2021高二上·长春期末)静息时,神经细胞“外正内负”电位的形成原因是多方面的,其中不包括( )
A.K+外流,导致细胞膜电位“外正内负”
B.Na+-K+泵逆浓度运输钾、钠离子数量不等
C.细胞膜对Na+通透性高,对K+通透性低
D.带负电的蛋白质难以透过细胞膜到细胞外
【答案】C
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况
【解析】【解答】A.静息时,膜主要对K+有通透性,造成K+外流,导致细胞膜电位“外正内负”,A不符合题意;
B.Na+-K+泵逆浓度运输钾、钠离子,每将3分子的钠离子泵出细胞外,就将2分子的钾离子泵入细胞内,运输钾、钠离子数量不等,易形成外正内负的静息电位,B不符合题意;
C.细胞膜对Na+通透性高,对K+通透性低,Na+大量内流,造成“外负内正”的动作电位,C符合题意;
D.带负电的蛋白质难以透过细胞膜到细胞外,使膜内负电荷分布较多,易形成“外正内负”的静息电位,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】静息电位和动作电位
①静息电位:细胞内外各种离子浓度不等,膜内K+浓度高,膜外Na+浓度高。静息状态,细胞膜上K+通道开放,K+外流,而膜内带负电的离子不能透过细胞膜,于是形成细胞膜内外“外正内负”的静息电位。
②动作电位:当细胞受到刺激时,Na+离子通道开放,Na+内流大于K+外流,形成“外负内正”的动作电位
③静息电位的恢复:动作电位产生后,通过Na+—K+离子泵,细胞排钠保钾,再恢复到静息电位。
3.(2021高二上·龙江期末)下列表示在突触处完成的信号间的转变的是( )
A.化学信号→电信号 B.电信号→化学信号
C.化学信号→电信号→化学信号 D.电信号→化学信号→电信号
【答案】D
【知识点】神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】兴奋在神经元之间传递时,需通过突触结构,突触包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。当电信号传到突触前膜时,释放神经递质作用于突触后膜,突触后膜再产生新的电位变化。所以兴奋在突触处的信号转换是:电信号→化学信号→电信号,选D。
【分析】兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡(胞吐)释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。由于递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
4.(2022·全国乙卷)运动神经元与骨骼肌之间的兴奋传递过度会引起肌肉痉挛,严重时会危及生命。下列治疗方法中合理的是( )
A.通过药物加快神经递质经突触前膜释放到突触间隙中
B.通过药物阻止神经递质与突触后膜上特异性受体结合
C.通过药物抑制突触间隙中可降解神经递质的酶的活性
D.通过药物增加突触后膜上神经递质特异性受体的数量
【答案】B
【知识点】突触的结构;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】由题意可知,肌肉痉挛是由运动神经元与骨骼肌之间的兴奋传递过度会引起的,想要治疗应减少兴奋传递。
A、应通过药物减慢神经递质经突触前膜释放到突触间隙中,A不合理;
B、通过药物阻止神经递质与突触后膜上特异性受体结合可以减少兴奋传递,B合理;
C、降解神经递质的酶可以防止兴奋的过分传递,而通过药物抑制突触间隙中可降解神经递质的酶的活性,会使得神经递质持续传递兴奋加重病情,C不合理;
D、通过药物增加突触后膜上神经递质特异性受体的数量,会使增加神经递质与受体的结合使兴奋传递过度,加重病情,D不合理。
故答案为:B。
【分析】突触结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜,突触前膜内有突触小泡,突触小泡中含有神经递质,神经递质通过胞吐的方式释放到突触间隙,以扩散的形式通过突触间隙到达并作用于突触后膜,突触后膜上含有与神经递质结合的受体,突触后膜可以是下一个神经元的胞体或者树突构成,突触后膜也可以是与传出神经相连的肌肉或腺体细胞。神经递质是一种化学信号,神经递质通过胞吐的方式由突触前膜释放到突触间隙,作用于突触后膜。可作为神经递质的物质包括乙酰胆碱、单胺类物质,分为兴奋性递质和抑制性递质。神经递质与受体结合后,神经递质会与受体分开并迅速被降解或回收进细胞,以免持续发挥作用。
5.(2022·浙江)听到上课铃声,同学们立刻走进教室,这一行为与神经调节有关。该过程中,其中一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。
下列关于该过程的叙述,错误的是( )
A.此刻①处Na+内流,②处K+外流,且两者均不需要消耗能量
B.①处产生的动作电位沿神经纤维传播时,波幅一直稳定不变
C.②处产生的神经冲动,只能沿着神经纤维向右侧传播出去
D.若将电表的两个电极分别置于③、④处,指针会发生偏转
【答案】A
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、由题意可知,该神经元位于反射弧中,在反射弧中,兴奋在神经纤维上的传导是单向的,则在该神经元上兴奋由树突传递到轴突,即由③向④传递,则①处是恢复静息电位过程K+外流,②处是形成动作电位Na+内流,两者均不需要消耗能量,A错误;
B、兴奋沿着神经纤维传递时电信号不会减弱,波幅一直稳定不变,B正确;
C、在反射弧中,兴奋在神经纤维上的传导是单向的,②处产生的神经冲动,只能沿着神经纤维向右侧传播出去,C正确;
D、若将电表的两个电极分别置于③④处,④处兴奋时两处会存在电位差,指针会发生偏转,D正确。
故答案为:A。
【分析】兴奋的传导和传递:
(1)静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流(协助扩撒),形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流(协助扩撒),形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式在神经纤维上传递下去,且为双向传递。
(2)兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,突触小体含有突触小泡,内含神经递质,神经递质有兴奋性和抑制性两种,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡(胞吐)释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。由于递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。在反射弧中,兴奋在神经纤维上的传导是单向的。
6.(2022高二下·河南期中)兴奋在两个神经元之间进行传递时需要突触参与(如下图)。下列有关叙述正确的是( )
A.若在A处给予适宜刺激,则电流表的指针偏转一次
B.兴奋传导到①发生的信号变化是电信号→化学信号→电信号
C.④处的液体是组织液,神经递质经④到达⑤需要消耗能量
D.②与⑤上的受体结合后,使⑤的膜外电位变为负电位
【答案】A
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况;突触的结构;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、兴奋在神经元之间的传递只能由①突触前膜传递到⑤突触后膜,若在A处给予适宜刺激,则兴奋只能传导到右侧的导线处,因此电流表的指针只偏转一次,A正确;
B、①为突触前膜,兴奋在此处的信号转变为电信号→化学信号,B错误;
C、④为突触间隙,其中的液体为组织液,神经递质经④到达⑤为扩散,不需要消耗能量,C错误;
D、②为神经递质,分为兴奋型和抑制型,若为抑制型神经递质,则⑤的膜外仍为正电位,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、兴奋传递过程:兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢,引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质,神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜,与后膜上的受体结合,引起后膜上的离子通道发生变化,引发电位变化,神经递质被降解或回收。
2、兴奋在突触处的传递要经过电信号化学信号电信号的转变。兴奋在神经纤维上的传导是以电信号的形式。
3、神经冲动的产生与传导:
7.(2022高二下·河南期中)将蛙的坐骨神经浸泡在任氏液(模拟细胞外液)中进行实验,下列叙述正确的是( )
A.动作电位形成过程中, Na+内流需要消耗能量
B.坐骨神经细胞内的Na+浓度高于细胞外的Na+浓度
C.电刺激坐骨神经后腓肠肌收缩的过程属于非条件反射
D.若提高任氏液中Na+浓度,则会导致动作电位峰值升高
【答案】D
【知识点】反射的过程;细胞膜内外在各种状态下的电位情况;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、动作电位形成过程中, Na+内流为协助扩散,不需要消耗能量,A错误;
B、坐骨神经细胞内的Na+浓度低于细胞外的Na+浓度,以维持钠离子外高内低的梯度,便于钠离子内流,B错误;
C、反射需要完整的反射弧,电刺激坐骨神经(传出神经)后腓肠肌(效应器)收缩的过程没有经过完整的反射弧,不属于反射,C错误;
D、动作电位的产生与钠离子通道的打开有关,峰值的高低与钠离子的内外势能差成正相关,若提高任氏液中Na+浓度,则会导致动作电位峰值升高,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、神经冲动的产生与传导:
2、反射弧的组成:
(1)感受器:接受一定刺激后产生兴奋。
(2)传入神经:传导兴奋至神经中枢。
(3)神经中枢:对传入的信息进行分析和综合。
(4)传出神经:传导兴奋至效应器。
(5)效应器:由传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等组成,能对刺激作出应答。
8.(2022·韶关模拟)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一肌肉标本(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
【知识点】突触的结构
【解析】【解答】为进一步确定蛇毒作用的具体位点,研究者用蛇毒处理传出神经-肌肉标本,直至刺激神经不再引起肌肉收缩时再用兴奋性递质溶液处理肌肉。若肌肉收缩,说明蛇毒作用的部位不可能是膈肌和突触后膜,则蛇毒作用的部位可能是突触前膜或突触间隙,A正确。
故答案为:A。
【分析】突触的结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。当轴突末梢有神经冲 动传来时,突触小泡受到刺激,就会向突触前膜移动并与它融合,同时以胞吐的方式释放神经递质。神经递质经扩散通过突触间隙,与突触后膜上的相关受体结合,从而改变了突触后膜对离子的通透性,引发突触后膜电位变化,这样,信号就从一个神经元通过突触传递到了另一个神经元。随后神经递质会与受体分开,并迅速被降解或回收进细胞,以免持续发挥作用。
9.(2022·佛山模拟)TRPM8是可以被寒冷激活的受体,同时也是一种离子通道,广泛分布于皮肤和口腔中感受器膜上。薄荷中的薄荷醇能与TRPM8受体结合,由此产生的效应不包括( )
A.TRPM8离子通道打开,阳离子内流进入神经元
B.冷觉感受器产生兴奋,膜电位变为内正外负
C.兴奋传至神经末梢以胞吐方式释放神经递质
D.兴奋通过传入神经到达下丘脑产生冷觉
【答案】D
【知识点】反射的过程;细胞膜内外在各种状态下的电位情况
【解析】【解答】A、TRPM8是可以被寒冷激活的受体,同时也是一种离子通道,TRPM8离子通道打开,阳离子内流进入神经元,产生兴奋,A正确;
B、冷觉感受器产生兴奋,意味着产生动作电位,此时膜电位变为内正外负,B正确;
C、兴奋传至神经末梢后,电信号变成化学信号,即突触前膜以胞吐方式释放神经递质,进而引起下一个神经元的兴奋或抑制,C正确;
D、兴奋通过传入神经到达大脑皮层产生冷觉,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式传递下去。
2、神经调节的基本方式是反射,它是指在中枢神经系统参与下,动物或人体对内外环境变化作出的规律性应答;完成反射的结构基础是反射弧。反射弧包括五个部位︰感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器(传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体)。反射弧的结构必须保持完整,任何一个环节出现问题,反射活动就无法进行。但是反射弧是完整的,如果没有外界刺激也不会出现反射活动。
3、兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。由于递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
10.(2022·湖州模拟)研究发现,静息时突触小泡膜上存在能量泄漏,即“质子流出”;突触小泡膜上的质子泵(ATP酶)必须不断工作,以将质子再泵回来。下列叙述错误的是( )
A.①处氢离子的运输速率与温度无关
B.图中小泡膜的A侧储存有神经递质
C.质子泵与氢离子结合时空间结构发生改变
D.上述过程体现了质子泵的催化与物质转运功能
【答案】A
【知识点】突触的结构
【解析】【解答】A、温度可以影响分子的热运动,所以①处氢离子的运输速率与温度有关,A错误;
B、分析图可知,由于静息时突触小泡膜上存在能量泄漏,即“质子流出”,所以B侧为小泡膜外,A侧为小泡膜内,因此图中小泡膜的A侧储存有神经递质,B正确;
C、由题意可知,质子泵为ATP酶,所以质子泵转运氢离子时需要消耗能量,因此质子泵为载体蛋白,载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变,C正确;
D、由题意可知,质子泵既是ATP酶,又能转运氢离子,所以上述过程体现了质子泵的催化与物质转运功能,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、分析图可知,由于静息时突触小泡膜上存在能量泄漏,即“质子流出”,所以B侧为小泡膜外,A侧为小泡膜内。
2、转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变;通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。
11.(2022·广东模拟)如图是某神经纤维静息电位和动作电位的模式图。下列叙述正确的是( )
A.静息电位产生和维持的主要原因是K+的持续内流
B.动作电位发生时,膜两侧的电位由内正外负变为内负外正
C.bc段Na+大量内流,需要载体蛋白的协助,并消耗能量
D.cd段Na+通道多处于关闭状态,K+通道多处于开放状态
【答案】D
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况
【解析】【解答】A、静息电位产生和维持的主要原因是K+的持续外流,A错误;
B、动作电位发生时,膜两侧的电位由内负外正变为内正外负,B错误;
C、bc段Na+大量内流的方式属于被动运输,需要载体蛋白的协助,不需要消耗能量,C错误;
D、cd段为静息电位的恢复,此阶段K+通道多处于开放状态,K+大量外流,Na+通道多处于关闭状态,D正确。
故答案为:D。
【分析】静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式传递下去。
12.(2022高二下·嫩江月考)如图为突触的结构,并在a、d两点连接一测量电位变化的 灵敏电流计,下列分析中正确的是()
A.与突触后膜结合的递质的化学本质是蛋白质
B.如刺激b点,则灵敏电流计指针偏转2次
C.如刺激c点,则灵敏电流计指针偏转2次
D.若ab=bd,则兴奋在ab段和bd段的传导速度相等
【答案】B
【知识点】突触的结构;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、神经递质的化学种类很多,不同的神经递质的化学本质不同,不一定是蛋白质,A错误;
B、刺激b点时,神经纤维上的传导是双向的,当刺激传递a点,指针偏转一次;刺激在神经元之间是单向的, 当刺激传到d点时,指针偏转第二次,B正确;
C、 刺激c点 ,神经纤维上的传导是双向的,当刺激传递a点,指针偏转一次;刺激在神经元之间是单向的,刺激无法到达a点,指针只偏转一次,C错误;
D、刺激在神经元之间的传递需要经过电信号→化学信号→点信号,刺激在同样的距离上传递(传导)时在神经元之间消耗的时间比神经纤维上的时间长,D错误;
故答案为:B
【分析】(1)兴奋的传导
①刺激在神经纤维上的传导形式:电信号/局部电流/神经冲动。
②传导方向:双向传导,速度快。
(2)兴奋的传递
①由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡内,所以兴奋在神经元之间(即在突触处)的传递是单向的,只能是:突触前膜→突触间隙→突触后膜(上个神经元的轴突→下个神经元的细胞体或树突)。
②兴奋传递特点:单向性。原因是神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
③信号转换:电信号→化学信号→电信号。
13.(2022高二下·淮南月考)γ-氨基丁酸和某种局部麻醉药在神经兴奋传递过程中的作用机理如下图所示。此种局麻药单独使用时不能通过细胞膜,如与辣椒素同时注射才会发生如图所示效果。下列分析不正确的是( )
A.局麻药作用于突触后膜通道,阻碍Na+外流,抑制突触后膜产生兴奋
B.局麻药和γ-氨基丁酸的作用机理不一致,前者不属于神经递质
C.γ-氨基丁酸与突触后膜的受体结合,促进Cl-内流,抑制突触后膜产生兴奋
D.膜内外钠离子的浓度差会影响神经细胞兴奋的产生
【答案】A
【知识点】神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、从图中可以看出,局部麻醉药能作用于突触后膜的Na+通道,进入细胞内后能阻塞Na+通道,抑制Na+内流,因此突触后膜不能产生兴奋,A错误;
B、由图1知,γ-氨基丁酸与突触后膜的受体结合,Cl-通道打开,促进Cl-内流,抑制突触后膜产生兴奋,与局部麻药作用机理不同,局部麻药不属于神经递质,B正确;
C、由图1知,γ-氨基丁酸与突触后膜的受体结合,Cl-通道打开,促进Cl-内流,抑制突触后膜产生兴奋,C正确;
D、钠离子以协助扩散进入细胞内,膜内外浓度差会影响钠离子进入细胞内的钠离子的量,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、兴奋传递过程:兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢,引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质,神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜,与后膜上的受体结合,引起后膜上的离子通道发生变化,引发电位变化,神经递质被降解或回收。
14.(2022高二下·玉溪月考)将蛙的坐骨神经置于溶液中培养,若给其创伤处理后,细胞膜的通透性增大,则细胞质基质中( )
A.Na+浓度降低 B.K+浓度降低
C.Na+浓度不变 D.K+浓度升高
【答案】B
【知识点】神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】若蛙的坐骨神经创伤后,细胞膜的通透性增大,神经纤维在受到刺激后产生动作电位,则Na+会突然大量涌入细胞,同时K+离子排出细胞,此时细胞质基质中Na+浓度升高,K+离子浓度降低,故B项正确,A、C、D错误。
【分析】动作电位和静息电位
①静息电位
a.概念:未兴奋区的电位。
b.特点:内负外正。
c.产生原因:由K+外流引起。
②动作电位
a.概念:兴奋区的电位。
b.特点:内正外负。
c.产生原因:由Na+内流引起。
15.(2022高二下·大庆开学考)在一定浓度的Na+溶液中,离体神经纤维某一部位受到适当刺激时,受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化,产生神经冲动。图示该部位受刺激前后,膜两侧电位差的变化。下列相关说法正确的是( )
A.兴奋在神经纤维上传导的方向与膜外局部电流的方向相同
B.a~b段,Na+大量外流,需要载体蛋白协助并消耗能量
C.c~d段,K+通道开放,K+大量内流使膜两侧出现暂时性的电位变化
D.f~g段的变化可能是由无机盐离子进出细胞造成的
【答案】D
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、兴奋在神经纤维上的传导方向是兴奋部位到未兴奋部位,膜外兴奋部位是负电位,未兴奋部位是正电位,局部电流的传导方向是未兴奋部位传到兴奋部位,因此两者传导方向是相反的,A错误;
B、a~b段是静息电位,主要是由于钾离子外流形成的,B错误;
C、c~d段是动作电位的形成过程,主要是钠离子内流造成的,C错误;
D、f~g段的变化可能是由无机盐离子进出细胞(比如钠离子出细胞,钾离子进入细胞内)造成的,D正确。
故答案为:D。
【分析】(1)在神经系统中,兴奋是以电信号(局部电流)的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也叫神经冲动。
(2)兴奋的产生与传导①传导过程静息时:静息电位,膜电位:内负外正,产生原因:膜主要对K+有通透性,K+外流(方式:协助扩散)。
兴奋时:动作电位,膜电位:外负内正,产生原因:膜对Na+的通透性增加,Na+内流(方式:协助扩散 ) 。
最终会使膜内局部电流方向与兴奋传导方向相同;膜外局部电流方向与兴奋传导方向相反 。
二、综合题
16.(2022高二下·嫩江月考)下图为反射弧模式图,A~E表示其组成,甲、乙是置于神经纤维B、D上记录电位变化的电位计。请回答:
(1)该反射弧中A为 ,C为 ,D为 ,E的功能是 。
(2)该反射弧中共有 个神经元,与 反射(填“膝跳反射”“缩手反射”)的神经元数量相同。
(3)刺激a点能引起A的收缩,该过程 (填“属于”或“不属于”)反射。在 (填“a”“b”“a或b”)点给予足够强度刺激时,甲、乙两电位计都可记录到电位变化。随后在A中的神经 肌肉接点(突触)处发生的信号变化是 ,引起上述信号变化的信息分子是 。
【答案】(1)效应器;神经中枢;传入神经;接受刺激,产生兴奋
(2)3;缩手
(3)不属于;b;电信号→化学信号→电信号;神经递质
【知识点】反射弧各部分组成及功能;反射的过程;神经冲动的产生和传导;神经系统的基本结构
【解析】【解答】(1)完整的反射弧有感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成;
故填: 效应器 ; 神经中枢 ; 传入神经 ; 接受刺激,产生兴奋 。
(2)由图示可以看出,此反射弧有3个神经元,膝跳反射有2个神经元,缩手反射有3个神经元;
故填: 3 ; 缩手 。
(3)反射活动需要有完整的反射弧来完成,反射弧不完整的反应不属于反射活动,兴奋在神经纤维上是双向传导的,在神经元之间是单向传递的,只能有前一个神经元的突触前膜有神经递质传递到突触后膜,完成了电信号→化学信号→电信号的转化。
故填:不属于;b ; 电信号→化学信号→电信号 ; 神经递质 。
【分析】(1)反射弧是反射活动的结构基础和功能单位。反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成。
感受器:感觉神经末梢和与之相连的各种特化结构,感受刺激产生兴奋。
传入神经:从神经末梢向中枢传导冲动的神经称为传入神经。
神经中枢:在脑和脊髓的灰质中,功能相同的神经元细胞体汇集在一起构成。
传出神经:把中枢神经系统的兴奋传到各个器官或外围部分的神经。
效应器:运动神经末梢与其所支配的肌肉或腺体。
(2)反射发生的条件:适宜强度的刺激;反射弧结构和功能保持完整性。兴奋在反射弧中的传导方向是单向的;起点是感受器,终点是效应器 。
(3)神经元之间的兴奋传递就是通过突触实现的。突触:包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。
兴奋的传递方向
①由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡内,所以兴奋在神经元之间(即在突触处)的传递是
单向的,只能是:突触前膜→突触间隙→突触后膜(上个神经元的轴突→下个神经元的细胞体或树
突)。
②兴奋传递特点:单向性。原因是神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
③信号转换:电信号→化学信号→电信号。
17.(2021高二上·黄浦期末)如图是一个反射弧和突触的结构示意图,根据图示信息回答下列问题:
(1)图1中代表效应器的应为标号 ;细胞接受刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加,膜内电位发生了怎样的变化? 。
(2)图2中的1表示 ,其内的物质是 。
(3)假如图3中的Y来自图1中的A,X来自大脑皮层。当针刺破手指的皮肤,感受器接受刺激后,导致效应器产生反应,则Y释放的物质具有使突触后膜产生 的作用,此反射属于 (条件或非条件)反射。当我们取指血进行化验时,针刺破手指的皮肤,但我们并未将手指缩回是因为大脑皮层发出的指令是对这个刺激不作出反应,则X释放的物质对突触后膜具有 作用,这说明一个反射弧中的低级中枢要受高级中枢的控制。
(4)ACh(乙酰胆碱)是一种兴奋性递质,当兴奋到达传出神经末梢时,ACh与ACh受体结合,引起肌肉收缩。当完成一次兴奋传递后,ACh立即被分解,若某种药物可以阻止ACh的分解,则会导致 。
【答案】(1)⑤;由负电位变成正电位
(2)突触小泡;神经递质
(3)兴奋;非条件;抑制
(4)肌肉持续兴奋(收缩)
【知识点】反射弧各部分组成及功能;细胞膜内外在各种状态下的电位情况;突触的结构;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】(1)由分析可知:图1中⑤代表效应器;细胞接受刺激时,对Na+的通透性迅速增加,Na+通过细胞膜快速内流,使得膜内由负电位变成正电位。
(2)图2中的1表示突触小泡,1突触小泡中的物质是神经递质。
(3)假如图3中的Y来自图1中的A,X来自大脑皮层。当针刺破手指的皮肤,当感受器接受一个刺激后,导致效应器产生反应,则Y释放的物质对突触后膜具有兴奋作用,缩手反射的中枢不在大脑皮层,所以其为非条件反射。当我们取指血进行化验时,针刺破手指的皮肤,如果大脑皮层发出的指令是对这个刺激不作出反应,则X释放的物质对突触后膜具有抑制作用。
(4)根据药物可以阻止乙酰胆碱Ach的分解,导致乙酰胆碱和突触后膜上的受体一直起作用,故导致突触后膜不断的兴奋,肌肉细胞将持续收缩。
【分析】1、神经调节的基本方式是反射,其结构基础是反射弧,由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分构成。静息时,K+外流,造成膜两侧的电位表现为内负外正;受刺激后,Na+内流,造成膜两侧的电位表现为内正外负。神经递质存在于突触小体的突触小泡中,由突触前膜释放作用于突触后膜,使下一个神经元产生兴奋或抑制。兴奋在神经纤维上的传导是双向的,在神经元之间的传递是单向的。
2、分析题图可知,图1是反射弧,其中①是感受器,②是传入神经,③是神经中枢,④是传出神经,⑤是效应器。图2为突触结构,其中1是突触小泡,2是突触前膜,3是突触间隙。图3X、Y是两个轴突末梢,与下一个神经元构成突触结构。
18.(2021高二上·白山期中)可卡因可引起人体多巴胺作用途径的异常,相关过程如图所示。回答下列问题:
(1)多巴胺是一种神经递质,合成后储存在[ ] 中,当神经末梢有神经冲动传来时,多巴胺以 方式被释放到[ ] (内环境成分)中,然后与突触后膜上的[ ] 结合,引起突触后膜的电位变化产生兴奋,其膜外的电位变化是 。
(2)正常情况下多巴胺释放后突触后膜并不会持续兴奋,据图推测,原因可能是 。
(3)可卡因是一种毒品,吸食可卡因后,突触间隙中多巴胺含量 (填上升或下降)。长期刺激后,还会使突触后膜上③的数量 (填增加或减少),使突触变得不敏感,吸毒者必须持续吸食可卡因才能维持兴奋,这是吸毒上瘾的原因之一。
【答案】(1)①;突触小泡;胞吐;②;组织液;③;特异性受体;由正电位变为负电位
(2)多巴胺转运载体将多巴胺回收到突触前膜
(3)上升;减少
【知识点】突触的结构;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】(1)多巴胺是一种会使大脑产生愉悦感的神经递质,合成后储存在图中的①突触小泡中,当神经末梢有神经冲动传来时,多巴胺以胞吐的方式被释放到②突触间隙,也就是组织液中,然后与突触后膜上的③特异性受体结合,引起突触后膜的电位变化产生兴奋,其膜外的电位变化由正变负。
故答案为:① ; 突触小泡 ; 胞吐 ; ② ; 组织液 ; ③ ; 特异性受体 ; 由正电位变为负电位 。
(2)多巴胺是一种会使大脑产生愉悦感的神经递质,正常情况下发挥作用后会被多巴胺转运蛋白回收。
故答案为:多巴胺转运载体将多巴胺回收到突触前膜 。
(3)可卡因会与突触间隙中的多巴胺转运蛋白结合,使多巴胺转运蛋白失去回收多巴胺的功能。多巴胺在突触间隙持续发挥作用,会导致突触后膜多巴胺受体减少,使突触变得不敏感,吸毒者必须持续吸食可卡因才能维持兴奋,这是吸毒上瘾的原因之一。
故答案为:上升 ; 减少 。
【分析】1、突触结构包括突触前膜、突触间隙(突触间隙中是组织液)和突触后膜,突触前膜内有突触小泡,突触小泡中含有神经递质,神经递质通过胞吐的方式释放到突触间隙作用于突触后膜,突触后膜可以是下一个神经元的胞体或者树突构成,突触后膜也可以是与传出神经相连的肌肉或腺体细胞。神经递质是一种化学信号,神经递质通过胞吐的方式由突触前膜释放到突触间隙,作用于突触后膜。可作为神经递质的物质包括乙酰胆碱、单胺类物质,分为兴奋性递质和抑制性递质。神经递质与受体结合后,神经递质会与受体分开并迅速被降解或回收进细胞,以免持续发挥作用。
2、兴奋的传导和传递:(1)静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流(协助扩撒),形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流(协助扩撒),形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式在神经纤维上传递下去,且为双向传递。(2)兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,突触小体含有突触小泡,内含神经递质,神经递质有兴奋性和抑制性两种,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。由于递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
3、可卡因会与突触间隙中的多巴胺转运蛋白结合,使多巴胺转运蛋白失去回收多巴胺的功能。多巴胺是一种会使大脑产生愉悦感的神经递质,正常情况下发挥作用后会被多巴胺转运蛋白回收。多巴胺在突触间隙持续发挥作用,会导致突触后膜多巴胺受体减少。当可卡因失效后,由于多巴胺受体已减少,机体正常的神经活动受到影响,服药者就必须通过服用可卡因来维持这些神经元的活动。
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