【高考突破方案】选择性必修一 专题8 第3讲 神经调节(二)神经冲动的产生和 -讲义(教师版) 高考生物一轮复习

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名称 【高考突破方案】选择性必修一 专题8 第3讲 神经调节(二)神经冲动的产生和 -讲义(教师版) 高考生物一轮复习
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资源类型 试卷
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科目 生物学
更新时间 2025-12-08 16:12:28

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第3讲 神经调节(二)——神经冲动的产生和
传导、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
  1.阐明神经细胞膜内外在静息状态具有电位差,受到外界刺激后形成动作电位,并沿神经纤维传导 2.阐明神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成 3.分析位于脊髓的低级神经中枢和脑中相应的高级神经中枢相互联系、相互协调,共同调控器官和系统的活动,维持机体的稳态 4.举例说明中枢神经系统通过自主神经来调节内脏的活动 5.简述语言活动和条件反射是由大脑皮层控制的高级神经活动 6.概述学习和记忆的过程 生命 观念 1. 运用结构与功能观分析突触结构和功能 2. 理解兴奋产生的机理、神经递质与电信号和化学信号的转换,形成物质与能量观
科学 思维 归纳、总结兴奋在神经纤维上传导和神经元之间传递的原理及特点
科学 探究 通过实验“膜电位的测量”及“反射弧中兴奋传导特点的实验探究”,提升实验设计及对实验结果分析的能力
社会 责任 分析学习、情绪、毒品与神经调节的关系,关注人类健康
一、神经冲动的产生和传导
1.兴奋在神经纤维上的传导
①K+外流后,细胞膜内K+浓度仍大于膜外;Na+内流后,膜外Na+浓度仍大于膜内。
②动作电位的幅度取决于细胞内外的Na+浓度差,与刺激强度无关。
2.兴奋在神经元之间的传递
(1)突触结构及相关概念
(2)突触类型
①神经元之间
A:轴突—细胞体型,表示为
B:轴突—树突型,表示为
②神经元与效应器之间:轴突—肌肉型、轴突—腺体型。
突触小体≠突触
①组成不同:突触小体是一个神经元轴突末端的膨大部分,其上的膜构成突触前膜,是突触的一部分;突触由两个神经元构成,包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。
②信号转换不同:在突触小体上的信号转化为电信号→化学信号。在突触处完成的信号转化为电信号→化学信号→电信号。
(3)兴奋的传递过程
(4)神经递质与受体
①种类
②释放方式:一般为__胞吐__,体现了生物膜的__流动性__。
③作用:引起下一神经元的__兴奋或抑制__。
④去向:迅速被__相应的酶分解__或被重回收到突触小体,为下一次兴奋传递做好准备。
⑤受体化学本质:__糖蛋白__,特异性识别并与神经递质结合。
①抑制性神经递质常引起突触后膜Cl-内流,强化“外正内负”的静息电位。
②若神经递质是NO,则通过自由扩散释放。
(5)兴奋传递的特点
①单向传递:原因是神经递质只能由__突触前膜__释放,作用于__突触后膜__。
②突触延搁:神经冲动在突触处的传递要经过__电信号→化学信号→电信号__的转变,因此比在神经纤维上的传导要慢。
(6)兴奋传递至突触后膜的效应
①突触后膜所在的神经细胞——__膜电位变化__(膜电位的变化≠产生动作电位)。
②突触后膜所在的肌肉细胞——__肌肉收缩__。
③突触后膜所在的腺细胞——__腺体分泌__。
3.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
【易错易混自纠】
(1)静息状态下,膜外Na+浓度高于膜内,膜内K+浓度高于膜外,兴奋状态下相反。( × )
提示:静息状态下,膜外Na+浓度高于膜内,膜内K+浓度高于膜外,兴奋状态下也是一样的。
(2)神经元的细胞膜上存在K+、Na+主动转运有关的通道蛋白。( × )
提示:神经元细胞膜上存在K+、Na+协助扩散有关的通道蛋白。
(3)在完成反射活动的过程中,兴奋在神经纤维上的传导方向是双向的,而在突触处的传递方向是单向的。( × )
提示:在完成反射活动的过程中,兴奋在神经纤维上的传导方向是单向的,在突触处的传递方向也是单向的。
(4)兴奋性神经递质和抑制性神经递质均能引起突触后膜电位变化。( √ )
(5)突触前膜释放神经递质的过程说明某些小分子物质也可能通过胞吐分泌出细胞。( √ )
(6)神经递质作用于突触后膜上,就会使下一个神经元兴奋。( × )
提示:神经递质作用于突触后膜上,不一定会导致下一个神经元兴奋。
(7)神经递质的释放和在突触间隙处的移动都需要消耗能量。( × )
提示:神经递质的释放需要消耗能量,在突触间隙处的移动不需要消耗能量。
二、神经系统的分级调节
1.神经系统对躯体运动的分级调节
(1)躯体运动中枢:位于大脑皮层的__中央前回__,又叫第一运动区。
(2)躯体运动中枢与躯体运动的关系
①皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是__倒置__的,但头面部依然是正置的。
②代表区范围的大小与躯体运动的精细程度成__正比__,与躯体的大小无关。
(3)躯体运动的分级调节
2.神经系统对内脏活动的分级调节
(1)神经系统对内脏活动的调节与它对躯体运动的调节相似,也是通过__反射__进行的。
(2)调节中枢
①脊髓:是调节内脏活动的__低级__中枢,通过它可以完成简单的内脏反射活动,如__排尿__、__排便__、__血管舒缩__等,但脊髓对这些反射活动的调节是初级的,并不能很好地适应正常生理活动的需要。
②脑干:有许多重要的调节内脏活动的__基本__中枢,如调节__呼吸运动__的中枢、调节__心血管活动__的中枢等。
③下丘脑:调节内脏活动的__较高级__中枢,它也使内脏活动和其他生理活动相联系,以调节__体温__、__水平衡__、摄食等主要生理过程。
④大脑皮层:许多低级中枢活动的__高级__调节者,它对各级中枢的活动起调整作用,这就使得自主神经系统并不完全自主。
(3)实例
排尿反射的分级调节示意图
(4)特点
①高级神经中枢和低级神经中枢共同参与,分级调节内脏活动。
②内脏活动受到交感和副交感神经的双重调控。
三、人脑的高级功能
大脑皮层是整个神经系统中最高级的部位,它除了感知外部世界以及控制机体的__反射__活动,还具有语言、学习和记忆等方面的高级功能。
1.语言功能:是人脑特有的高级功能
人类的语言活动是与大脑皮层某些特定区域相关的,这些特定区域叫__言语区__。
大多人主导语言功能的区域在大脑的__左半球__,逻辑思维主要由__左半球__负责。
大多数人的大脑__右半球__主要负责形象思维,如音乐、绘画、空间识别等。
2.学习和记忆
记忆过程的四个阶段及其联系
3.情绪
(1)抑郁与抑郁症
(2)抗抑郁药的作用原理
抗抑郁药一般都通过作用于__突触__处来影响神经系统的功能。有的药物可选择性地抑制突触前膜对__5-羟色胺的回收__,使得突触间隙中5-羟色胺的浓度维持在一定水平,有利于神经系统的活动正常进行。
【易错易混自纠】
(1)大脑皮层运动代表区范围的大小与躯体运动的精细程度相关。( √ )
(2)当盲人用手指“阅读”盲文时,参与此过程的高级神经中枢只有躯体感觉中枢和躯体运动中枢。( × )
提示:当盲人用手指“阅读”盲文时,参与此过程的高级神经中枢除了有躯体感觉中枢和躯体运动中枢,还有言语中枢V区。
(3)大脑皮层代表区的位置与人体各部分的关系是倒置的。( × )
提示:除头面部外,大脑皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的。
(4)刺激大脑皮层中央前回的底部,可引起对侧上肢的运动。( × )
提示:刺激大脑皮层中央前回的底部,可引起头面部肌肉的运动。
(5)没有高级中枢的调控,排尿反射可以进行,但排尿不完全,也不受意识控制。( √ )
(6)学习和记忆是人脑特有的高级功能。( × )
提示:人脑的高级功能包括学习、记忆、言语和情绪,其中语言是人脑特有的高级功能。
1.(选择性必修1 P29)兴奋在神经元之间只能单向传递的原因:__神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜__。
2.(选择性必修1 P29)神经递质是小分子物质,但仍主要通过胞吐方式释放到突触间隙,其意义在于__胞吐可以短时间内大量集中释放神经递质,从而快速引起突触后膜的电位变化__。
3.(选择性必修1 P30)据图分析,吗啡止痛的原理是__吗啡与神经递质的特异性受体结合,阻碍兴奋传递到大脑,从而阻碍疼痛的产生__。
4.(选择性必修1 P33问题探讨)当同学在你面前挥手时,你会不自觉眨眼;而经过训练的人,却能做到不眨眼,这说明__高级中枢能调控低级中枢的活动__。
教材拾遗
1.(选择性必修1 P29旁栏)目前已知的神经递质种类很多,主要的有乙酰胆碱、__氨基酸类__(如谷氨酸、甘氨酸)、5-羟色胺、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等。从这句话可以看出某些氨基酸既可以是神经递质,也可以是合成蛋白质的原料;去甲肾上腺素和肾上腺素既可以是神经递质,也可以是激素。
2.(选择性必修1 P31练习与应用)当改变神经元轴突外Na+浓度的时候,__静息电位__并不受到影响,但__动作电位__的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。
3.(选择性必修1 P35知识链接)在躯体运动及排尿反射的分级调节过程中,还存在__反馈调节__。
考点1 神经冲动的产生和传导
1.膜电位变化曲线解读
2.神经纤维膜外离子浓度对膜电位的影响
3.抑制性突触后电位的产生机制
(1)电位变化示意图
(2)产生机制
(3)结果:使膜内外的电位差变得更大(强化“外正内负”的静息电位),突触后膜更难以兴奋。
4.兴奋传递过程中出现异常的情况分析
结合静息电位和动作电位的特点及成因,考查科学思维
1.(2024·浙江模拟预测)某刺激产生的兴奋在枪乌贼神经纤维上的传导过程如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.若将枪乌贼神经纤维放于较高浓度海水中,则a点会下移
B.神经纤维膜上b点时Na+通道开放,d点时K+通道开放
C.Na+大量内流形成动作电位,c点时Na+浓度膜内高于膜外
D.若适当增大细胞外溶液的K+浓度,则c点对应的动作电位值不变
【解析】D a点表示静息电位,与K+外流有关,若将枪乌贼神经纤维放于较高浓度海水中,Na+浓度差变大,不会导致a点下移,A错误;据图可知,图中箭头是兴奋传导方向,则图中ac段是静息电位的恢复过程,b点时K+通道开放,而ce段是动作电位正在形成的过程,此时d点主要是Na+通道开放,B错误;动作电位的形成与Na+内流有关,Na+大量内流形成动作电位,c点时Na+浓度膜内仍低于膜外,C错误;动作电位的峰值与Na+内流有关,适当增大细胞外溶液的K+浓度,与Na+内流无关,故c点对应的动作电位值不变,D正确。
2.(2024·重庆模拟预测)静息电位指因膜内外两侧贴附的阴阳离子而形成的电势差,其形成的离子机制为膜对不同离子的通透性不同,使得膜两侧存在不同的阴阳离子浓度,导致静息电位产生。细胞膜上分散镶嵌着离子通道,它们可选择性转运Na+、K+、Cl-和Ca2+等。在细胞静息时,钾漏通道通透性较大,而钠等其余离子通道通透性较小。下列说法错误的是(  )
A.神经细胞静息电位表现为外正内负是由于膜外正电荷多于膜内
B.由于细胞膜钾漏通道通透性较大,K+有顺浓度跨膜向膜外移动的趋势
C.驱动K+向膜内运动的电势差和驱动K+向膜外运动的浓度差平衡时K+跨膜移动停止
D.静息电位保持不变,是离子被动运输与主动运输、膜两侧电化学势能平衡的结果
【解析】C 神经细胞静息电位表现为外正内负,是由于膜外侧分布较多的正电荷,膜内分布较少正电荷,A正确;在细胞静息时,钾漏通道通透性较大,而钠等其余离子通道通透性较小,而细胞内K+浓度高于膜外,说明K+有顺浓度跨膜移动的趋势,B正确;静息电位形成时,驱动K+向膜内运动的电势差和驱动K+向膜外运动的浓度差平衡,K+跨膜净移动停止,达到动态平衡,而非跨膜移动停止,C错误;静息电位保持不变,是离子被动运输与主动运输、膜两侧电化学势能平衡的结果,此时各种离子跨膜移动带来的电位差和浓度差均处于动态平衡,形成静息电位,D正确。
围绕兴奋的传递,考查科学思维
3.(2024·山东模拟预测)伸肘时伸肌群收缩的同时屈肌群舒张,如图为伸肘动作在脊髓水平的反射弧基本结构示意图。下列说法正确的是(  )
A.肌梭受到适宜刺激,兴奋传至a处时,a处膜外电位由负电位变为正电位
B.在a处给予一适宜刺激,在屈肌运动神经元和传入神经都能检测到电位变化
C.神经递质在突触间隙移动不需要消耗ATP
D.刺激肌梭时,能引起神经元上的K+外流,进而产生动作电位
【解析】C 肌梭受到适宜刺激,兴奋传至a处时,a处膜外电位变化是由正电位变为负电位,A错误;a处所在神经元为抑制性神经元,在a处给予一适宜刺激,a处所在神经元产生的神经递质会使屈肌运动神经元膜的内外电位差增大,抑制屈肌运动神经元兴奋,且突触处的兴奋只能从突触前神经元传递到突触后神经元,所以在传入神经检测不到电位变化,B错误;神经递质在突触间隙的扩散不需要消耗ATP,C正确;动作电位是由Na+内流形成的,D错误。
4.(2024·黑龙江模拟预测)神经细胞之间的信息交流主要依赖于突触前神经元释放的神经递质等顺行性信号分子以及突触后神经元释放的逆行性信号分子。一氧化氮(NO)是一种重要的逆行性信号分子,主要由一氧化氮合酶(NOS)催化合成,能够作用于突触前膜,调节该突触兴奋的传递过程,调节突触强度和突触可塑性,以适应不同的生理需求,其调节机制如图所示。下列叙述正确的是(  )
注:“+”表示促进。
A.神经元之间的信息交流只能从突触前膜到突触后膜
B.NO和Glu都可储存于突触小泡内,通过胞吐释放到突触间隙
C.突触后神经元有化学信号→电信号→化学信号的转换
D.除NO外,其余神经递质的化学本质都是蛋白质
【解析】C 由图示信息可知,NO可以在突触后神经元产生,扩散到突触前神经元末梢,体现了神经元之间的信息交流是双方向的,A错误;NO不储存于突触小泡中,它的释放不依赖于胞吐作用,而是通过自由扩散作用,B错误;当突触前膜释放的神经递质作用于突触后膜后,引发突触后膜产生兴奋,兴奋再激活NOS,使突触后神经元释放NO,再作用于突触前神经元,该过程包含化学信号→电信号→化学信号的转换,C正确;神经递质种类很多,很多神经递质的化学本质不是蛋白质,如谷氨酸、乙酰胆碱都不是蛋白质,D错误。
考点2 兴奋传递中电流表指针
的偏转次数判断
1.膜电位的测量及变化曲线
电极位置 测量装置 电位变化曲线
细胞膜两侧 相同位置
不同 位置 (a、 b两 点) 若减小a、b两点间的距离,则d也随之减小,当ab=0时,两个波峰重叠
细胞膜 同侧
2.电流表指针的偏转问题
(1)在神经纤维上
①刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电流计指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电流计指针不发生偏转。
(2)在神经元之间
①刺激b点,由于兴奋在突触部位的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋,d点后兴奋,电流计指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点,兴奋不能传至a点,a点不兴奋,d点可兴奋,电流计指针只发生一次偏转。
1.(2024·湖北一模)坐骨神经可以支配包括腓肠肌在内的多块骨骼肌,由多种神经纤维组成,不同神经纤维的兴奋性和传导速率均有差异,多根神经纤维兴奋时,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。取坐骨神经腓肠肌标本,将电位表的两个电极置于坐骨神经表面Ⅱ、Ⅲ两处,如图1。在坐骨神经Ⅰ处,给一个适当强度的电刺激,指针偏转情况如图2,其中h1>h2,t1A.h1和h2反映Ⅱ处和Ⅲ处的神经纤维数量
B.增加外界Na+浓度,h1和h2都会增大
C.相同刺激下,t2越大,则h2越大
D.此实验说明体外实验中兴奋可双向传导
【解析】B h1和h2反映Ⅱ处和Ⅲ处动作电位峰值,A错误;增加外界Na+浓度,细胞内外Na+浓度差增大,受刺激时内流的Na+增多,h1和h2都会增大,B正确;t2越大代表Ⅱ、Ⅲ之间的距离越远,不同神经纤维传导速度不同导致的差异越明显,兴奋叠加的峰值不会增大,即h2不会越大,C错误;刺激部位的左侧没有测定是否兴奋,不能说明兴奋双向传导,D错误。
2.在没有损伤的枪乌贼的巨大神经纤维膜上及神经元之间放置相应的电极和电流计,如图所示。据图分析,下列叙述错误的是(  )
A.图1中电流计两电极分别连接在神经纤维膜内外,在静息状态下指针不发生偏转
B.图2中若电流计两电极都在细胞膜外,则神经纤维受刺激后指针发生两次方向相反的偏转
C.图2中若电流计两电极都在细胞膜内,则神经纤维受刺激后指针发生两次方向相反的偏转
D.图3中电流计两电极均位于神经细胞膜外,神经纤维受到如图所示刺激后,指针会发生一次偏转
【解析】A 静息状态时,神经细胞膜外为正电位,膜内为负电位,所以图1中在静息状态下指针发生偏转,A错误。
考点3 兴奋传导和传递的实验探究
1.电刺激法探究反射弧中兴奋传导的特点
(1)探究兴奋在神经纤维上的传导
(2)探究兴奋在神经元之间的传递
2.“药物阻断”实验
探究某药物(如麻醉药)是阻断兴奋在神经纤维上的传导,还是阻断兴奋在突触处的传递,可分别将药物置于神经纤维上或置于突触处,依据其能否产生“阻断”效果做出合理推断。
(2024·江苏调研)将青蛙脑破坏保留脊髓,在脊柱下部打开脊椎骨,剥离出脊髓一侧的一对脊神经根(包含背根、腹根和由背根腹根合并成的脊神经,如图)。已知分别电刺激背根、腹根、脊神经均可引起蛙同侧后肢发生收缩。若利用上述实验材料设计实验,以验证背根具有传入功能,腹根具有传出功能,实验操作和预期结果都正确的一组是(  )
选项 实验操作 预期结果
A 剪断背根中央处,分别电刺激背根向中段、外周段 刺激背根向中段蛙后肢收缩;刺激背根外周段不发生反应
B 剪断腹根中央处,分别电刺激腹根向中段、外周段 刺激腹根向中段蛙后肢收缩;刺激腹根外周段不发生反应
C 剪断脊神经,分别电刺激背根、腹根 蛙后肢均不收缩
D 剪断背根、腹根中央处,电刺激脊神经 蛙后肢收缩
【解析】A 剪断背根中央处,电刺激背根向中段蛙后肢收缩,表明兴奋进入脊髓的神经中枢并通过传出神经引发相应肌肉收缩,可见背根有传入功能;电刺激背根外周段不发生反应,表明背根无传出功能,A正确。
考点4 神经系统的分级调节和人脑的
高级功能
(选择性必修1 P35思考·讨论改编)下面是排尿反射的示意图,据图分析:
(1)婴儿会尿床,也就是膀胱内尿满了就会排出,没有控制的意识,那么婴儿的排尿反射的过程是____________________(用字母表示)。
(2)成年人在医院尿检时能主动排尿,其过程是____________________(用字母表示)。
(3)成年人可有意识地控制排尿,但婴儿不能,其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)某些成年人受到外伤或老年人患脑梗死,意识丧失,出现像婴儿一样的“尿床”现象,请解释以上现象:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)a→b→c→d→e
(2)g→h→c→d→e
(3)成年人和婴儿控制排尿的初级中枢都在脊髓,但它受大脑控制。婴儿因大脑的发育尚未完善,对排尿的控制能力较弱
(4)外伤或脑梗死已伤及控制排尿的高级中枢(即大脑),致使丧失高级中枢对排尿这种低级中枢的“控制”作用
结合人脑的高级功能和神经系统的分级调节,考查科学思维
1.(2024·山东三模)(不定项)如图是某同学在体检抽血时缩手反射弧中的局部结构示意图(A、B、C表示三个神经元,5-羟色胺是一种抑制性神经递质)。下列说法正确的是(  )
A.神经元A释放乙酰胆碱的过程中需要消耗能量但不需要载体蛋白的协助
B.若该同学在抽血时没有缩手,是因为缩手反射受到了高级神经中枢的控制
C.若该同学咬紧牙关仍发生了缩手,说明C神经元的Na+内流可能大于Cl-内流
D.乙酰胆碱与突触后膜上的受体结合,一定会引起C神经元产生动作电位
【解析】ABC 神经元A释放乙酰胆碱是通过胞吐的方式,因此需要能量但是不需要载体蛋白协助,A正确;根据图中信息可知,若该同学在抽血时没有缩手,说明缩手反射受到了更高级神经中枢大脑皮层的控制,B正确;缩手反射仍发生说明来自传入神经的兴奋强度要大于来自大脑皮层的,因此C神经元Na+内流大于Cl-内流,C正确;分析题图可知,来自大脑皮层的兴奋会抑制动作电位的形成,故乙酰胆碱与突触后膜上受体结合后,不一定引起C神经元产生动作电位,D错误。
2.(2024·辽宁三模)在大脑的深处,海马和相邻的脑区中,神经元的网络就像是一台记忆的机器。这些神经元的轴突和树突之间接收和发送着名为“神经递质”的电化学信号。这些信号会从上一个神经元出发,经过轴突和树突,抵达下一个神经元的受体。下列叙述错误的是(  )
A.学习与记忆是由多个脑区和神经通路参与的
B.第一级记忆停留时间延长就很容易转入第二级记忆
C.短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关
D.临时记住的电话号码几分钟后就遗忘了,这属于感觉性记忆
【解析】D 如同人脑的其他高级功能一样,学习和记忆也不是由单一脑区控制的,而是由多个脑区和神经通路参与,A正确;第一级记忆中的小部分信息经过反复运用、强化,在第一级记忆中停留的时间延长,这样就很容易转入第二级记忆,B正确;短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关,C正确;感觉性记忆是转瞬即逝的,有效作用时间往往不超过1秒,临时记住的电话号码几分钟后就遗忘了,这属于第一级记忆,D错误。
1.(2024·湖南卷)细胞所处的内环境变化可影响其兴奋性、膜电位达到阈电位(即引发动作电位的临界值)后,才能产生兴奋。如图所示,甲、乙和丙表示不同环境下静息电位或阈电位的变化情况。下列叙述错误的是(  )
A.正常环境中细胞的动作电位峰值受膜内外钠离子浓度差影响
B.环境甲中钾离子浓度低于正常环境
C.细胞膜电位达到阈电位后,钠离子通道才开放
D.同一细胞在环境乙中比丙中更难发生兴奋
【解析】C 动作电位的产生主要与钠离子顺浓度梯度内流有关,细胞内外钠离子浓度差会影响动作电位峰值,A正确;静息电位的产生主要与钾离子顺浓度梯度外流有关,细胞外钾离子浓度降低时,膜两侧钾离子浓度差增大,钾离子外流增多,静息电位的绝对值增大,环境甲中钾离子浓度低于正常环境,B正确;细胞膜电位达到阈电位前,钠离子通道就已经开放,C错误;分析题图可知,与环境丙相比,细胞在环境乙中阈电位与静息电位的差值更大,受到刺激后更难发生兴奋,D正确。
2.(2024·浙江卷)以枪乌贼的巨大神经纤维为材料,研究了静息状态和兴奋过程中,K+、Na+的内向流量与外向流量,结果如图所示。外向流量指经通道外流的离子量,内向流量指经通道内流的离子量。
下列叙述正确的是(  )
A.兴奋过程中,K+外向流量大于内向流量
B.兴奋过程中,Na+内向流量小于外向流量
C.静息状态时,K+外向流量小于内向流量
D.静息状态时,Na+外向流量大于内向流量
【解析】A 由图可知:兴奋过程中,K+外向流量大于内向流量,Na+内向流量大于外向流量,A正确。
3.(2024·甘肃卷)图甲是记录蛙坐骨神经动作电位的实验示意图。在图示位置给予一个适宜电刺激,可通过电极1和电极2在电位记录仪上记录到如图乙所示的电位变化。如果在电极1和电极2之间的M点阻断神经动作电位的传导,给予同样的电刺激时记录到的电位变化图是(  )
            
【解析】B 分析题意,在图示位置给予一个适宜电刺激,由于兴奋先后到达电极1和电极2,则电位记录仪会发生两次方向相反的偏转,可通过电极1和电极2在电位记录仪上记录到如图乙所示的电位变化;如果在电极1和电极2之间的M点阻断神经动作电位的传导,兴奋只能传导至电极1,无法传至电极2,只发生一次偏转,对应的图形应是图乙中的前半段,B符合题意。
4.(2024·广东卷)轻微触碰时,兴奋经触觉神经元传向脊髓抑制性神经元,使其释放神经递质GABA。正常情况下,GABA作用于痛觉神经元引起Cl-通道开放,Cl-内流,不产生痛觉;患带状疱疹后,痛觉神经元上Cl-转运蛋白(单向转运Cl-)表达量改变,引起Cl-的转运量改变,细胞内Cl-浓度升高,此时轻触引起GABA作用于痛觉神经元后,Cl-经Cl-通道外流,产生强烈痛觉。针对该过程(如图)的分析,错误的是(  )
A.触觉神经元兴奋时,在抑制性神经元上可记录到动作电位
B.正常和患带状疱疹时,Cl-经Cl-通道的运输方式均为协助扩散
C.GABA作用的效果可以是抑制性的,也可以是兴奋性的
D.患带状疱疹后Cl-转运蛋白增多,导致轻触产生痛觉
【解析】D 触觉神经元兴奋时,会释放兴奋性神经递质作用于抑制性神经元,抑制性神经元兴奋,在抑制性神经元上可记录到动作电位,A正确。离子通道进行的跨膜运输方式是协助扩散,故正常和患带状疱疹时,Cl-经Cl-通道的运输方式是协助扩散,B正确。GABA作用于痛觉神经元引起Cl-通道开放,Cl-内流,此时GABA作用的效果可以是抑制性的;患带状疱疹后,Cl-经Cl-通道外流,相当于形成内正外负的动作电位,此时GABA作用的效果是兴奋性的,C正确。据图可知,Cl-转运蛋白会将Cl-运出痛觉神经元,患带状疱疹后痛觉神经元上Cl-转运蛋白(单向转运Cl-)表达量改变,引起Cl-的转运量改变,细胞内Cl-浓度升高,说明运出细胞的Cl-减少,据此推测应是转运蛋白减少所致,D错误。
5.(2024·河北卷)心率为心脏每分钟搏动的次数。心肌P细胞可自动产生节律性动作电位以控制心脏搏动。同时,P细胞也受交感神经和副交感神经的双重支配。受体阻断剂A和B能与各自受体结合,并分别阻断两类自主神经的作用,以受试者在安静状态下的心率为对照,检测了两种受体阻断剂对心率的影响,结果如图。回答下列问题:
(1)调节心脏功能的基本中枢位于______。大脑皮层通过此中枢对心脏活动起调节作用,体现了神经系统的______调节。
(2)心肌P细胞能自动产生动作电位,不需要刺激,该过程涉及Ca2+的跨膜转运。神经细胞只有受刺激后,才引起______离子跨膜转运的增加,进而形成膜电位为____________的兴奋状态。上述两个过程中离子跨膜转运方式相同,均为________。
(3)据图分析,受体阻断剂A可阻断__________神经的作用。兴奋在此神经与P细胞之间进行传递的结构为________。
(4)自主神经被完全阻断时的心率为固有心率。据图分析,受试者在安静状态下的心率______(填“大于”“小于”或“等于”)固有心率。若受试者心率为每分钟90次,比较此时两类自主神经的作用强度:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)脑干 分级 (2)钠 外负内正 协助扩散 (3)副交感 突触 (4)小于 交感神经和副交感神经都起作用,副交感神经作用更强
针灸是我国传承千年、特有的治疗疾病的手段。针刺是一种外治法,以外源性刺激作用于身体特定的部位(穴位)引发系列生理学调节效应,远程调节机体功能。2021年科学家揭示了低强度电针刺激小鼠后肢穴位“足三里”可以激活迷走神经—肾上腺抗炎通路,其过程如图所示。已知细菌脂多糖可引起炎症反应,请据图回答问题:
(1)穴位在被针刺时感到疼痛,但并不会缩回,这属于________(填“条件”或“非条件”)反射。反射形成的条件是________________和足够强度的刺激。研究发现,在电针刺激“足三里”位置时,会激活一组位于四肢节段的Prokr2感觉神经元,结合示意图,其延伸出去的突起部分可以将后肢的感觉信息通过__________传向大脑的特定区域。在针灸治疗过程中,兴奋在神经纤维上的传导是________(填“单向”或“双向”)的。
(2)已知细胞外Ca2+对Na+存在“膜屏障作用”。请结合图示分析,临床上患者血钙含量偏高,针灸抗炎疗效甚微的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)研究人员利用同等强度的电针刺激位于小鼠腹部的天枢穴,并没有引起相同的抗炎反应,原因是__________________________________________,这也为针灸抗炎需要在特定穴位刺激提供了解释。
(4)请以健康小鼠为材料设计实验,验证低强度电针刺激激活迷走神经—肾上腺抗炎通路是通过Prokr2感觉神经元进行传导的。
实验思路:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
实验结果:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)条件 完整的反射弧 脊髓(或延髓) 单向 (2)血钙过高使Na+内流减少,降低了神经细胞兴奋性,导致迷走神经支配肾上腺细胞分泌抗炎症因子的功能降低,导致针灸抗炎疗效甚微 (3)腹部不存在迷走神经—肾上腺抗炎通路的Prokr2感觉神经元 (4)选取若干生理状况相同的小鼠平均分为A、B两组;A组小鼠破坏Prokr2感觉神经元,B组小鼠不做处理;对两组小鼠用细菌脂多糖诱发炎症;分别用低强度电针刺激两组小鼠足三里位置,观察两组小鼠的抗炎症反应 B组小鼠的抗炎症反应明显强于A组
【解析】(1)穴位被针刺后感到疼痛的过程中,疼痛的感觉在大脑皮层产生,但并不会缩回,是大脑皮层对效应器的控制作用,因此该过程属于条件反射。反射形成的条件是具有完整的反射弧和足够强度的刺激。由图可知,Prokr2感觉神经元延伸出去的突起部分将后肢的感觉信息通过脊髓或延髓传向大脑的特定区域。在反射弧中,兴奋在神经纤维上的传导是单向。(2)据图可知,迷走神经能产生去甲肾上腺素、肾上腺素,去甲肾上腺素和肾上腺素等具有抗炎作用;当某一部位受刺激时,Na+内流,其膜电位变为外负内正,产生兴奋;血钙过高使Na+内流减少,降低了神经细胞兴奋性,导致迷走神经支配肾上腺细胞分泌抗炎症因子的功能降低,导致针灸抗炎疗效甚微。(3)据第一问可知,Prokr2感觉神经元主要存在于四肢节段,电针刺激位于小鼠腹部的天枢穴,该部位可能不存在迷走神经—肾上腺抗炎通路的Prokr2神经元,因此没有引起相同的全身抗炎反应。(4)本实验验证低强度电针刺激激活迷走神经—肾上腺抗炎通路,起到抗炎作用,是通过Prokr2神经元进行传导的,自变量为是否具有Prokr2神经元(可以一组破坏Prokr2神经元,一组不破坏),因变量为是否出现抗炎症反应,其他无关变量要相同且适宜。因此实验思路为:选取若干生理状况相同的小鼠分为A、B两组;A组小鼠破坏Prokr2神经元,B组小鼠不做处理;对两组小鼠用细菌脂多糖诱发炎症;分别用低强度电针刺激两组小鼠足三里位置,观察两组小鼠的抗炎症反应。验证性实验结果是唯一的,因为B组含有Prokr2神经元,低强度电针刺激激活迷走神经—肾上腺抗炎通路,起到抗炎作用,因此实验现象为B组小鼠的抗炎症反应明显强于A组。
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