【同步练习】人教版（2019）高中生物学选择性必修1--实验整合练 与神经调节相关的实验设计与分析(含解析）
文档属性
| 名称 | 【同步练习】人教版（2019）高中生物学选择性必修1--实验整合练 与神经调节相关的实验设计与分析(含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 448.3KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-09-23 21:56:15 | ||
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文档简介
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2026人教版高中生物学选择性必修1
实验整合练 与神经调节相关的实验设计与分析
1.(2025北京清华大学附中朝阳学校月考)研究表明,突触前膜动作电位可通过提高突触小体内的Ca2+浓度促进神经递质的释放。实验小组利用枪乌贼的神经节进行了实验,实验过程及其结果如表所示。下列有关说法错误的是( )
组别 处理方式 结果
甲 对突触前神经纤维施加适宜刺激 先检测到突触前膜动作电位,后检测到突触后膜动作电位
乙 先向突触小体注射适量的BAPTA,再对突触前神经纤维施加适宜刺激 检测到突触前膜动作电位,不能检测到突触后膜动作电位
丙 先向突触小体注射适量的“笼锁钙”,再用强紫外线照射标本
注:BAPTA能够快速与Ca2+结合,从而阻断Ca2+与相应分子的结合;“笼锁钙”暴露在强紫外线下会释放Ca2+,紫外线不影响神经纤维的正常兴奋。
A.本实验中,甲组为对照组,乙组和丙组均为实验组
B.本实验利用了加法原理和减法原理
C.乙组中的BAPTA能阻断突触小体释放神经递质
D.丙组的结果为突触前膜和突触后膜都有动作电位产生
2.(2025山西大同月考联考)某科学家用蛙的坐骨神经—腓肠肌标本做了如下实验:电刺激1处至肌肉发生收缩,测得所需时间为3×10-3s,电刺激2处至肌肉发生收缩,测得所需时间为2×10-3s,两刺激点离肌肉中心距离分别为13cm和10cm。随后给予某种药物后,发现神经冲动的传递被阻断,但检测到突触间隙中神经递质的量与给予药物之前相同。下列相关叙述错误的是( )
A.此坐骨神经—腓肠肌的接头处属于特殊的突触
B.电刺激只能使该神经元兴奋,不能使其发生抑制
C.坐骨神经传导神经冲动的速度大约是22m/s
D.该药物可能阻断了突触后膜上受体与神经递质的结合
3.(2025山东泰安期中)为研究神经调节的一系列问题,现以脊蛙(去除脑保留脊髓的蛙)为实验对象开展了一系列相关实验。如图所示,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,然后用蘸有稀硫酸的纸片分别刺激脊蛙的腹部皮肤和趾尖皮肤,观察有无屈腿反射和搔扒反射(刺激脊蛙腹部皮肤,脊蛙会用后肢去挠被刺激部位),结果如表所示。回答下列问题:
麻醉时间 刺激部位 现象
麻醉较 短时间 趾尖皮肤 无屈腿反射
腹部皮肤 有搔扒反射
麻醉几 分钟后 趾尖皮肤 无屈腿反射
腹部皮肤 无搔扒反射
(1)请用文字和箭头写出搔扒反射的反射弧: 。如图所示,脊蛙屈腿反射、搔扒反射的效应器 (填“相同”或“不同”)。
(2)表中所示的屈腿反射、搔扒反射 (填“都属于”“都不属于”或“不都属于”)条件反射,判断理由是 。
(3)将含有一定浓度可卡因的棉球放在脊蛙的坐骨神经处,刺激趾尖皮肤无屈腿反射,说明可能是 (填“传入神经”“传出神经”或“传入神经或传出神经”)被麻醉;而刺激腹部皮肤起初有搔扒反射,但几分钟以后搔扒反射消失,这说明 神经被麻醉的时间比较晚。
(4)进行屈腿反射实验时,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。在不借助电表等其他仪器的前提下,请设计简便实验加以探究。
实验思路: 。
预期实验结果和结论:
a.若 ,则说明传出神经未受损伤。
b.若 ,则说明传出神经受到损伤。
4.(2025辽宁沈阳月考)研究者发现,小鼠皮肤上的痒觉、触觉、痛觉感受器均能将外界刺激转化为神经信号并通过背根神经节(DRG)的感觉神经元传入脊髓进行整合、上传,最终形成相应的感觉。小鼠DRG神经元中的PTEN蛋白在痒觉信号传递中扮演着重要角色。相应部分神经调节的机制如下图所示:
(1)组胺刺激图中的痒觉感受器产生的兴奋,不能传到痛觉感受器引起兴奋,原因是 。
(2)小鼠产生痒觉会引发抓挠行为,抓挠作为一种痛觉刺激引起痛觉感受器兴奋并引发大脑产生痛感,由此推测,痛觉神经元释放的Glu是一种 性神经递质。痛觉可以抑制痒觉,据图分析,“抓挠止痒”的原理是 。
(3)在另一项研究中发现,当小鼠皮肤受到轻微伤害时,会释放一种名为“物质P”的神经递质,这种神经递质能激活DRG中的特定神经元,进而引发疼痛感觉。然而,当“物质P”与PTEN蛋白结合后,其激活神经元的能力会大大降低,使疼痛感下降。
结合上述信息设计实验来验证PTEN蛋白在疼痛感觉调节中的作用:
①选取生理状况相同的健康小鼠若干只,均分为两组。
实验组小鼠:注射适量 溶液;
对照组小鼠:注射 溶液。
②一段时间后,给予适宜刺激,测定并比较两组小鼠的疼痛阈值(个体能感知到疼痛的最小刺激强度),若实验组 对照组,说明PTEN蛋白可以使小鼠疼痛感下降。
答案与分层梯度式解析
1.D
组别 处理方式 分析 结果
甲 对突触前神经纤维施加适宜刺激 对照组 突触前膜、突触后膜都检测到动作电位
乙 向突触小体注射适量的BAPTA,对突触前神经纤维施加适宜刺激 实验组:BAPTA与C结合,阻断Ca2+与相应分子结合(减法原理),从而阻断了神经递质的释放,C正确 只有突触前膜检测到动作电位
丙 向突触小体注射适量的“笼锁钙”,用强紫外线照射标本 实验组:“笼锁钙”暴露在强紫外线下会释放C,提高了突触小体内Ca2+的浓度(加法原理),促进了神经递质的释放 没有对突触前神经纤维施加适宜刺激,突触前膜不能检测到动作电位,但突触后膜能检测到动作电位,D错误
2.C 图中坐骨神经属于传出神经,腓肠肌属于效应器的一部分,则此坐骨神经—腓肠肌的接头处可以看作突触,A正确。电刺激可以使坐骨神经形成神经冲动,因此电刺激能使该神经元兴奋,电刺激不是神经递质传递的信号,不能使该神经元发生抑制,B正确。根据神经冲动从1点到2点所需时间和两点间距离进行计算:坐骨神经传导神经冲动的速度=(13-10)cm÷(3×10-3-2×10-3)s=3000(cm/s)=30(m/s),C错误。根据题干信息可知,给药前后突触间隙中神经递质的量未发生改变,推测突触前膜神经递质的释放正常,给药后神经冲动的传递被阻断的原因可能是药物阻断了突触后膜上受体与神经递质的结合,D正确。
3.答案 (1)腹部皮肤(感受器)→传入神经→脊髓(神经中枢)→传出神经→传出神经末梢及其所支配的肌肉(效应器) 相同 (2)都不属于 实验对象为脊蛙,两个反射活动都没有大脑皮层的参与 (3)传入神经或传出神经 传出 (4)①传出 ②左、右腿均不收缩 刺激该脊蛙左腿,观察右腿是否收缩 右腿收缩 右腿不收缩
解析 (1)由题图可知,脊蛙屈腿反射、搔扒反射的传出神经末梢及其支配的腿部肌肉相同,因此脊蛙屈腿反射、搔扒反射的效应器相同。(2)条件反射需要大脑皮层的参与。脊蛙(去除了脑)能完成屈腿反射和搔扒反射,说明屈腿反射和搔扒反射均不属于条件反射。(3)对题示屈腿反射(1+2通路)和搔扒反射(3+2通路)相关反射弧简化如下图:
现象 分析 结论
①刺激趾尖皮肤无屈腿反射 1+2通路不能完成 无法确认传入神经(1)、传出神经(2)具体麻醉情况
②麻醉较短时间,有搔扒反射,无屈腿反射 3+2通路能完成、1+2通路不能完成 传出神经(2)功能正常,传入神经(1)已被麻醉
③麻醉几分钟后,搔扒反射消失 3+2通路不能完成 随作用时间延长,传出神经(2)被麻醉,即传出神经被麻醉的时间较晚
(4)对脊蛙左、右侧屈腿反射反射弧简化如下图:
若要探究蛙右腿传出神经(4)是否损伤,可检测1+4通路能否完成,即刺激蛙左腿(传入神经正常),观察右腿是否收缩;如果右腿的传出神经未受损,则右腿收缩;如果右腿的传出神经受损,则右腿不收缩。
4.答案 (1)神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,兴奋在神经元之间只能单向传递,a释放的神经递质不能使c和痛觉感受器兴奋 (2)兴奋 痛觉感受器接受痛觉刺激并产生神经冲动,神经冲动传递到中间神经元c之后会抑制痒觉相关的中间神经元b兴奋,进而抑制痒觉信号的传递 (3)含有PTEN蛋白的 等量不含PTEN蛋白的 小鼠的疼痛阈值大于
解析 (1)观察题图,图中痒觉和痛觉产生的传入神经间虽然可以依靠神经元c建立联系,但兴奋在突触间只能单向传递,即由c传向b。(2)据图对抓挠引起痛觉的过程和“抓挠止痒”机理分析如下:
(3)根据题中信息可知,本实验的目的是“验证PTEN蛋白在疼痛感觉调节中的作用”,自变量是PTEN蛋白的有无,因变量是小鼠的疼痛阈值,且疼痛阈值越高,疼痛感越弱。实验组小鼠注射适量含有PTEN蛋白的溶液,给予适宜刺激后,小鼠体内产生的“物质P”与PTEN蛋白结合,疼痛感下降,疼痛阈值大于对照组。
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实验整合练 与神经调节相关的实验设计与分析
1.(2025北京清华大学附中朝阳学校月考)研究表明,突触前膜动作电位可通过提高突触小体内的Ca2+浓度促进神经递质的释放。实验小组利用枪乌贼的神经节进行了实验,实验过程及其结果如表所示。下列有关说法错误的是( )
组别 处理方式 结果
甲 对突触前神经纤维施加适宜刺激 先检测到突触前膜动作电位,后检测到突触后膜动作电位
乙 先向突触小体注射适量的BAPTA,再对突触前神经纤维施加适宜刺激 检测到突触前膜动作电位,不能检测到突触后膜动作电位
丙 先向突触小体注射适量的“笼锁钙”,再用强紫外线照射标本
注:BAPTA能够快速与Ca2+结合,从而阻断Ca2+与相应分子的结合;“笼锁钙”暴露在强紫外线下会释放Ca2+,紫外线不影响神经纤维的正常兴奋。
A.本实验中,甲组为对照组,乙组和丙组均为实验组
B.本实验利用了加法原理和减法原理
C.乙组中的BAPTA能阻断突触小体释放神经递质
D.丙组的结果为突触前膜和突触后膜都有动作电位产生
2.(2025山西大同月考联考)某科学家用蛙的坐骨神经—腓肠肌标本做了如下实验:电刺激1处至肌肉发生收缩,测得所需时间为3×10-3s,电刺激2处至肌肉发生收缩,测得所需时间为2×10-3s,两刺激点离肌肉中心距离分别为13cm和10cm。随后给予某种药物后,发现神经冲动的传递被阻断,但检测到突触间隙中神经递质的量与给予药物之前相同。下列相关叙述错误的是( )
A.此坐骨神经—腓肠肌的接头处属于特殊的突触
B.电刺激只能使该神经元兴奋,不能使其发生抑制
C.坐骨神经传导神经冲动的速度大约是22m/s
D.该药物可能阻断了突触后膜上受体与神经递质的结合
3.(2025山东泰安期中)为研究神经调节的一系列问题,现以脊蛙(去除脑保留脊髓的蛙)为实验对象开展了一系列相关实验。如图所示,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,然后用蘸有稀硫酸的纸片分别刺激脊蛙的腹部皮肤和趾尖皮肤,观察有无屈腿反射和搔扒反射(刺激脊蛙腹部皮肤,脊蛙会用后肢去挠被刺激部位),结果如表所示。回答下列问题:
麻醉时间 刺激部位 现象
麻醉较 短时间 趾尖皮肤 无屈腿反射
腹部皮肤 有搔扒反射
麻醉几 分钟后 趾尖皮肤 无屈腿反射
腹部皮肤 无搔扒反射
(1)请用文字和箭头写出搔扒反射的反射弧: 。如图所示,脊蛙屈腿反射、搔扒反射的效应器 (填“相同”或“不同”)。
(2)表中所示的屈腿反射、搔扒反射 (填“都属于”“都不属于”或“不都属于”)条件反射,判断理由是 。
(3)将含有一定浓度可卡因的棉球放在脊蛙的坐骨神经处,刺激趾尖皮肤无屈腿反射,说明可能是 (填“传入神经”“传出神经”或“传入神经或传出神经”)被麻醉;而刺激腹部皮肤起初有搔扒反射,但几分钟以后搔扒反射消失,这说明 神经被麻醉的时间比较晚。
(4)进行屈腿反射实验时,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。在不借助电表等其他仪器的前提下,请设计简便实验加以探究。
实验思路: 。
预期实验结果和结论:
a.若 ,则说明传出神经未受损伤。
b.若 ,则说明传出神经受到损伤。
4.(2025辽宁沈阳月考)研究者发现,小鼠皮肤上的痒觉、触觉、痛觉感受器均能将外界刺激转化为神经信号并通过背根神经节(DRG)的感觉神经元传入脊髓进行整合、上传,最终形成相应的感觉。小鼠DRG神经元中的PTEN蛋白在痒觉信号传递中扮演着重要角色。相应部分神经调节的机制如下图所示:
(1)组胺刺激图中的痒觉感受器产生的兴奋,不能传到痛觉感受器引起兴奋,原因是 。
(2)小鼠产生痒觉会引发抓挠行为,抓挠作为一种痛觉刺激引起痛觉感受器兴奋并引发大脑产生痛感,由此推测,痛觉神经元释放的Glu是一种 性神经递质。痛觉可以抑制痒觉,据图分析,“抓挠止痒”的原理是 。
(3)在另一项研究中发现,当小鼠皮肤受到轻微伤害时,会释放一种名为“物质P”的神经递质,这种神经递质能激活DRG中的特定神经元,进而引发疼痛感觉。然而,当“物质P”与PTEN蛋白结合后,其激活神经元的能力会大大降低,使疼痛感下降。
结合上述信息设计实验来验证PTEN蛋白在疼痛感觉调节中的作用:
①选取生理状况相同的健康小鼠若干只,均分为两组。
实验组小鼠:注射适量 溶液;
对照组小鼠:注射 溶液。
②一段时间后,给予适宜刺激,测定并比较两组小鼠的疼痛阈值(个体能感知到疼痛的最小刺激强度),若实验组 对照组,说明PTEN蛋白可以使小鼠疼痛感下降。
答案与分层梯度式解析
1.D
组别 处理方式 分析 结果
甲 对突触前神经纤维施加适宜刺激 对照组 突触前膜、突触后膜都检测到动作电位
乙 向突触小体注射适量的BAPTA,对突触前神经纤维施加适宜刺激 实验组:BAPTA与C结合,阻断Ca2+与相应分子结合(减法原理),从而阻断了神经递质的释放,C正确 只有突触前膜检测到动作电位
丙 向突触小体注射适量的“笼锁钙”,用强紫外线照射标本 实验组:“笼锁钙”暴露在强紫外线下会释放C,提高了突触小体内Ca2+的浓度(加法原理),促进了神经递质的释放 没有对突触前神经纤维施加适宜刺激,突触前膜不能检测到动作电位,但突触后膜能检测到动作电位,D错误
2.C 图中坐骨神经属于传出神经,腓肠肌属于效应器的一部分,则此坐骨神经—腓肠肌的接头处可以看作突触,A正确。电刺激可以使坐骨神经形成神经冲动,因此电刺激能使该神经元兴奋,电刺激不是神经递质传递的信号,不能使该神经元发生抑制,B正确。根据神经冲动从1点到2点所需时间和两点间距离进行计算:坐骨神经传导神经冲动的速度=(13-10)cm÷(3×10-3-2×10-3)s=3000(cm/s)=30(m/s),C错误。根据题干信息可知,给药前后突触间隙中神经递质的量未发生改变,推测突触前膜神经递质的释放正常,给药后神经冲动的传递被阻断的原因可能是药物阻断了突触后膜上受体与神经递质的结合,D正确。
3.答案 (1)腹部皮肤(感受器)→传入神经→脊髓(神经中枢)→传出神经→传出神经末梢及其所支配的肌肉(效应器) 相同 (2)都不属于 实验对象为脊蛙,两个反射活动都没有大脑皮层的参与 (3)传入神经或传出神经 传出 (4)①传出 ②左、右腿均不收缩 刺激该脊蛙左腿,观察右腿是否收缩 右腿收缩 右腿不收缩
解析 (1)由题图可知,脊蛙屈腿反射、搔扒反射的传出神经末梢及其支配的腿部肌肉相同,因此脊蛙屈腿反射、搔扒反射的效应器相同。(2)条件反射需要大脑皮层的参与。脊蛙(去除了脑)能完成屈腿反射和搔扒反射,说明屈腿反射和搔扒反射均不属于条件反射。(3)对题示屈腿反射(1+2通路)和搔扒反射(3+2通路)相关反射弧简化如下图:
现象 分析 结论
①刺激趾尖皮肤无屈腿反射 1+2通路不能完成 无法确认传入神经(1)、传出神经(2)具体麻醉情况
②麻醉较短时间,有搔扒反射,无屈腿反射 3+2通路能完成、1+2通路不能完成 传出神经(2)功能正常,传入神经(1)已被麻醉
③麻醉几分钟后,搔扒反射消失 3+2通路不能完成 随作用时间延长,传出神经(2)被麻醉,即传出神经被麻醉的时间较晚
(4)对脊蛙左、右侧屈腿反射反射弧简化如下图:
若要探究蛙右腿传出神经(4)是否损伤,可检测1+4通路能否完成,即刺激蛙左腿(传入神经正常),观察右腿是否收缩;如果右腿的传出神经未受损,则右腿收缩;如果右腿的传出神经受损,则右腿不收缩。
4.答案 (1)神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,兴奋在神经元之间只能单向传递,a释放的神经递质不能使c和痛觉感受器兴奋 (2)兴奋 痛觉感受器接受痛觉刺激并产生神经冲动,神经冲动传递到中间神经元c之后会抑制痒觉相关的中间神经元b兴奋,进而抑制痒觉信号的传递 (3)含有PTEN蛋白的 等量不含PTEN蛋白的 小鼠的疼痛阈值大于
解析 (1)观察题图,图中痒觉和痛觉产生的传入神经间虽然可以依靠神经元c建立联系,但兴奋在突触间只能单向传递,即由c传向b。(2)据图对抓挠引起痛觉的过程和“抓挠止痒”机理分析如下:
(3)根据题中信息可知,本实验的目的是“验证PTEN蛋白在疼痛感觉调节中的作用”,自变量是PTEN蛋白的有无,因变量是小鼠的疼痛阈值,且疼痛阈值越高,疼痛感越弱。实验组小鼠注射适量含有PTEN蛋白的溶液,给予适宜刺激后,小鼠体内产生的“物质P”与PTEN蛋白结合,疼痛感下降,疼痛阈值大于对照组。
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