(普查练习)第29课 神经调节-【提分宝典】2025年新高考生物一轮全考点普查随堂课后练
2024-09-11
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内容正文:
第29课 神经调节
普查与练习29Ⅰ 神经调节的结构基础和基本方式
1.自主神经系统
(1)(2025改编,2分)迷走神经是与脑干相连的脑神经,对胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动起促进作用,还可通过一系列过程产生抗炎效应,如图所示。下列说法正确的是( )
A.迷走神经属于中枢神经系统
B.迷走神经中促进胃肠蠕动的神经属于交感神经
C.交感神经和副交感神经对胃肠蠕动的作用是相反的
D.迷走神经兴奋能促进炎症反应
(1)答案:C
解析:由题意可知,迷走神经是与脑干相连的脑神经,脑神经和脊神经都属于外周神经系统,脑和脊髓属于中枢神经系统,故A项错误。当人处于安静状态时,副交感神经活动占优势,此时心跳减慢,但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收,故B项错误。自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成,它们对同一器官的作用通常是相反的,可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化,故C项正确。分析题图可知,肠巨噬细胞分泌到胞外的TNF-α越多时,炎症反应越强烈。迷走神经兴奋时分泌较多的乙酰胆碱,乙酰胆碱可以抑制TNF-α从肠巨噬细胞中分泌至胞外,因此迷走神经兴奋时可以抑制炎症反应,故D项错误。
2.反射弧的结构与功能
(2)(多选)(2025汇编,3分)膝跳反射是指在膝半屈和小腿自然下垂时,轻快地叩击膝盖下方的韧带,引起腿部肌肉收缩,使小腿快速前踢的反应。在临床上可以作为医生检查患者状况的一种手段,如图为膝跳反射的示意图,下列有关说法正确的是( )
A.膝跳反射是由多个神经元参与的条件反射
B.神经元③和④都是传出神经
C.肌肉甲既有感受器,也有效应器
D.若直接刺激神经元①,也能引起膝跳反射
E.若直接刺激神经元③,可在神经元①和④中检测到电位变化
F.若④受损,则机体表现为无感觉无效应
G.医生对某发生车祸的患者进行检查时,发现膝跳反射不能发生,原因可能是脊髓受到了损伤
(2)答案:BCG
解析:膝跳反射的中枢在脊髓,属于非条件反射,故A项错误。神经元③和④都无神经节,属于传出神经,故B项正确。由图可知,肌肉甲既与传入神经①相连,又与传出神经③相连,故肌肉甲中既有感受器,又有效应器,故C项正确。直接刺激神经元①,没有经过完整的反射弧,故不属于反射,故D项错误。由于兴奋在突触处的传递是单向的,故直接刺激神经元③,不能在神经元①和④中检测到电位变化,故E项错误。传出神经受损,神经中枢还是正常的,因此机体会表现为有感觉无效应,故F项错误。脊髓是膝跳反射的中枢,如果膝跳反射不能发生,可能是脊髓受到了损伤,故G项正确。
3.与反射弧有关的实验
(3)(2023.6浙江真题节选,11分)运动员在马拉松长跑过程中,机体往往出现心跳加快,呼吸加深,大量出汗,口渴等生理反应。马拉松长跑需要机体各器官系统共同协调完成。回答下列问题:
①听到发令枪声,运动员立刻起跑,这一过程属于 反射。长跑过程中,运动员感到口渴的原因是大量出汗导致血浆渗透压升高,渗透压感受器产生的兴奋传到 ,产生渴觉。
②长跑过程中,运动员会出现血压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,这一过程受神经—体液共同调节,其中减压反射是调节血压相对稳定的重要神经调节方式。为验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,根据提供的实验材料,完善实验思路,预测实验结果,并进行分析与讨论。
材料与用具:成年实验兔、血压测定仪、生理盐水、刺激电极、麻醉剂等。
(要求与说明:答题时对实验兔的手术过程不作具体要求)
a.完善实验思路:
Ⅰ.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用____________湿润神经。
Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用____________________
______________________________,测定血压,血压下降。
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经(如图所示)。分别用适宜强度电刺激________________________________________,分别测定血压,并记录。
Ⅳ.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。
b.预测实验结果:
设计用于记录Ⅲ、Ⅳ实验结果的表格,并将预测的血压变化填入表中。
c.分析与讨论:
运动员在马拉松长跑过程中,减压反射有什么生理意义?
(3)答案:①条件(1分) 大脑皮层(1分) ②a.生理盐水(1分) 相同强度电刺激迷走神经(2分) 中枢端和外周端(2分)
b.
刺激部位
神经类型
减压神经
迷走神经
中枢端
血压下降
血压正常
外周端
血压正常
血压下降
(2分)
c.有利于机体较快应对血压升高的情况,维持血压的相对稳定,避免长时间较高血压对血管造成的不利影响。(2分)
解析:①反射分为条件反射和非条件反射,听到发令枪声,运动员立刻起跑属于后天经学习或训练建立起来的反射,即条件反射;产生感觉(渴觉)的部位在大脑皮层。
②a.本实验的目的是验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,实验过程中要保证无关变量相同且适宜。在实验过程中,要随时用生理盐水湿润神经,保持其活性。步骤Ⅱ用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降;再用相同强度电刺激迷走神经,测定血压,血压下降,其中控制电刺激强度相同的目的是控制无关变量相同,该操作可以验证减压神经和迷走神经的完整性。步骤Ⅲ中,对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经,分别用适宜强度电刺激中枢端和外周端,观察电压变化。
b.减压神经是传入神经,外周端与感受器相连,中枢端与神经中枢相连,从结扎中间剪断,刺激外周端,兴奋不能传到神经中枢,血压不下降;刺激中枢端,产生的兴奋可传至神经中枢、效应器,使血压下降。迷走神经是传出神经,外周端与效应器相连,中枢端与神经中枢相连,从结扎中间剪断神经,刺激外周端,产生的兴奋可传至效应器,使血压下降;刺激中枢端,兴奋不能传到效应器,血压不下降。具体表格设计见答案。
c.在马拉松长跑过程中,运动员往往出现血压升高等反应,减压反射有利于机体较快应对血压升高的情况,维持血压的相对稳定,避免长时间较高血压对血管造成的不利影响。
4.反射与兴奋传递的综合
(4)(2022河北真题,8分)皮肤上的痒觉、触觉、痛觉感受器均能将刺激引发的信号经背根神经节(DRG)的感觉神经元传入脊髓,整合、上传,产生相应感觉。组胺刺激使小鼠产生痒觉,引起抓挠行为。研究发现,小鼠DRG神经元中的PTEN蛋白参与痒觉信号传递。为探究PTEN蛋白的作用,研究者进行了相关实验。回答下列问题:
①机体在________________产生痒觉的过程______________(填“属于”或“不属于”)反射。兴奋在神经纤维上以________________的形式双向传导。兴奋在神经元间单向传递的原因是________________________________________________。
②抓挠引起皮肤上的触觉、痛觉感受器________,有效________痒觉信号的上传,因此痒觉减弱。
③用组胺刺激正常小鼠和PTEN基因敲除小鼠的皮肤,结果如图。据图推测PTEN蛋白的作用是________机体对外源致痒剂的敏感性。已知PTEN基因敲除后,小鼠DRG中的TRPV1蛋白表达显著增加。用组胺刺激PTEN基因和TRPV1基因双敲除的小鼠,据图中结果推测TRPV1蛋白对痒觉的影响是____________________。
(4)答案:①大脑皮层(1分) 不属于(1分) 电信号(神经冲动)(1分) 神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜(1分) ②兴奋(1分) 抑制(1分) ③减弱(1分) 促进痒觉的产生(1分)
解析:①所有感觉的形成部位均在大脑皮层,故机体在大脑皮层产生痒觉;反射的完成需要经过完整的反射弧,机体产生痒觉的过程为感受器→传入神经→神经中枢→大脑皮层,没有经过完整的反射弧,因此不属于反射;兴奋在神经纤维上以电信号(神经冲动)的形式双向传导。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,故兴奋在神经元之间只能单向传递。
②抓挠行为会引起皮肤上的触觉、痛觉感受器兴奋,有效抑制痒觉信号的上传,因此痒觉减弱。
③分析题意,本实验的自变量是PTEN基因和TRPV1基因的有无,因变量是小鼠30分钟内抓挠次数。据图可知,与正常小鼠相比,PTEN基因敲除小鼠的抓挠次数明显增加,说明PTEN基因缺失会增加小鼠对痒觉的敏感性,据此推测PTEN基因控制合成的PTEN蛋白可以减弱机体对外源致痒剂的敏感性,进而抑制小鼠的痒觉;而PTEN基因和TRPV1基因双敲除的小鼠与正常小鼠30分钟内抓挠的次数差异不大,说明TRPV1基因缺失可减弱PTEN基因缺失的影响,即会抑制小鼠痒觉的产生,因此TRPV1基因控制合成的TRPV1蛋白可促进痒觉的产生。
随堂普查练29Ⅰ
1.(2023北京真题,2分)人通过学习获得各种条件反射,这有效提高了对复杂环境变化的适应能力。下列属于条件反射的是( )
A.食物进入口腔引起胃液分泌
B.司机看见红色交通信号灯踩刹车
C.打篮球时运动员大汗淋漓
D.新生儿吸吮放入口中的奶嘴
1.答案:B
解析:食物进入口腔引起胃液分泌是人生来就有的反射,不需要经过大脑皮层,因此属于非条件反射,故A项不符合题意。司机看见红色交通信号灯踩刹车这一反射是在实际生活中习得的,因此受到大脑皮层的控制,属于条件反射,故B项符合题意。运动时人体通过增加汗液分泌来增加散热,这是人生来就有的反射,不需要经过大脑皮层,因此属于非条件反射,故C项不符合题意。新生儿吸吮放入口中的奶嘴是其与生俱来的行为,该反射不需要大脑皮层的参与,因此属于非条件反射,故D项不符合题意。
2.(多选)(山东省实验中学模拟,3分)辣椒素和42 ℃以上的高温均能激活细胞膜上的TRPV1通道蛋白,产生兴奋,兴奋沿伤害性传入神经传至大脑。因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.辣椒素和高温激活TRPV1引发痛觉的反射弧相同
B.TRPV1被激活后,对某些阳离子通透性增加,阳离子外流
C.TRPV1拮抗剂可作为镇痛药物,减缓某些疼痛
D.以TRPV1为靶点进行镇痛,可能会存在损害体温调节的副作用
2.答案:CD
解析:辣椒素和高温激活TRPV1引发痛觉不属于反射,没有经过完整的反射弧,故A项不符合题意。细胞膜上的TRPV1通道蛋白被辣椒素等激活后,细胞产生兴奋,钠离子内流,故B项不符合题意。TRPV1接受刺激后,会使兴奋传递至大脑皮层产生痛觉,因此可用TRPV1拮抗剂研发镇痛药物,以减轻某些疼痛,故C项符合题意。由于高温能激活细胞膜上的TRPV1通道蛋白,所以以TRPV1为靶点进行镇痛,会导致高温时细胞膜上的TRPV1通道蛋白不能被激活,因此可能会存在损害体温调节的副作用,故D项符合题意。
3.(北京东城区二模,2分)2022年北京冬奥会上,中国短道速滑队在混合接力项目上获得中国队首金。比赛中,运动员的身体会产生许多生理反应。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
3.答案:B
解析:运动员听到枪响完成出发反应,该过程的完成需要经过的反射弧为听觉感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器(骨骼肌),故A项正确,不符合题意。比赛时人体处于兴奋状态,此时交感神经活动占优势,副交感神经活动受抑制,故B项错误,符合题意。大脑皮层属于高级中枢,而脊髓是躯体的运动中枢,属于低级中枢,受高级中枢支配。完成动作需要高级中枢(大脑皮层)发出动作指令,再通过低级中枢(脊髓)传到效应器,故C项正确,不符合题意。小脑的功能是协调运动、维持躯体的平衡,故D项正确,不符合题意。
4.(北京丰台区二模,2分)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
4.答案:B
解析:膝跳反射的神经中枢在脊髓,而脑卒中患者的脊髓正常,因此其能完成膝跳反射等非条件反射,故A项错误。因为大脑皮层具有认知、言语等功能,而脑卒中患者的大脑皮层受到了损伤,所以脑卒中患者常伴有认知或言语障碍等后遗症,故B项正确。脑卒中患者的大脑皮层(神经中枢)受到损伤,反射弧其他部位可能正常,因此脑机接口不一定要连接传出神经及相应的效应器,故C项错误。大脑属于中枢神经系统,而不是自主神经系统(属于外周神经系统),因此脑机接口意在恢复患者中枢神经系统的功能,故D项错误。
5.(2023山东真题,2分)脊髓、脑干和大脑皮层中都有调节呼吸运动的神经中枢,其中只有脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌,且只有脑干呼吸中枢具有自主节律性。下列说法错误的是( )
A.只要脑干功能正常,自主节律性的呼吸运动就能正常进行
B.大脑可通过传出神经支配呼吸肌
C.睡眠时呼吸运动能自主进行体现了神经系统的分级调节
D.体液中CO2浓度的变化可通过神经系统对呼吸运动进行调节
5.答案:A
解析:分析题意可知,只有脑干呼吸中枢具有自主节律性,而脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌,因此若脑干功能正常而脊髓受损,则无法完成自主节律性的呼吸运动,故A项错误,符合题意。脊髓、脑干和大脑皮层中都有调节呼吸运动的神经中枢,因此大脑可通过传出神经支配呼吸肌,故B项正确,不符合题意。正常情况下,呼吸运动既能受到意识的控制,也可以自主进行。睡眠时呼吸运动能自主进行体现了脑干对脊髓的分级调节,故C项正确,不符合题意。CO2是体液调节因子,体液中CO2浓度的变化会刺激相关感受器,从而通过神经系统对呼吸运动进行调节,故D项正确,不符合题意。
6.(山东模拟,2分)恐惧是小鼠的情感反应之一。小鼠经历条件恐惧后,当再次接触条件刺激时,会产生一系列的生理反应,包括自主神经紧张、应激激素分泌增加以及防御行为增多等。如图1、2、3为小鼠恐惧实验的示意图。下列说法错误的是( )
A.图2中的电击属于引起恐惧反射的非条件刺激
B.声音引起的恐惧反射需要电击和声音多次结合
C.图3中的小鼠已形成恐惧反射,若长期只给予声音刺激,则恐惧反射会逐渐消退
D.电击引起的恐惧反射比声音引起的恐惧反射经历时间长
6.答案:D
解析:图1中的声音没有使小鼠产生恐惧反射,此时声音是无关刺激;图2中,在有声音存在的同时给予小鼠电击,小鼠产生的恐惧反射为非条件反射,电击属于非条件刺激;图3中的小鼠在声音的刺激下产生的恐惧反射为条件反射,此时声音属于条件刺激,故A项正确,不符合题意。一开始声音不能使小鼠产生恐惧,电击和声音多次结合后,才能引起恐惧反射,故B项正确,不符合题意。条件反射建立之后,如果反复应用条件刺激(声音)而不给予非条件刺激(电击)强化,条件反射(单独的声音刺激引起的恐惧反射)就会逐渐减弱,最后完全消退,故C项正确,不符合题意。电击引起的恐惧反射为非条件反射,声音引起的恐惧反射为条件反射,前者经历时间短,故D项错误,符合题意。
7.(多选)(湖南一模,4分)俗话说“苦尽甘来”,但我们都有这样的体验:即便在苦药里加糖,仍会感觉很苦。研究发现,甜味和苦味分子首先被味细胞(TRC)识别,经一系列传导和传递,最终抵达大脑皮层的CeA和GCbt区域,产生甜味和苦味(如图)。下列叙述正确的是( )
A.神经冲动在①处传递和②处传导的形式分别为化学信号和电信号
B.CeA产生的甜觉不能传至苦味中枢GCbt,所以“甜不压苦”
C.GCbt产生的苦觉会抑制脑干中甜味神经元,因此“苦尽”才能“甘来”
D.甜味和苦味分子引起大脑皮层产生相应感觉的过程属于非条件反射
7.答案:BC
解析:①是突触结构,神经冲动在①处传递的形式是电信号→化学信号→电信号;②是神经纤维,兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导,故A项错误。分析题意可知,感觉在大脑皮层产生,当摄入甜味物质时,能在大脑皮层的CeA区域产生甜觉,但该信息不能传至大脑皮层的GCbt区域,所以“甜不压苦”,故B项正确。从图中可知,如果摄入苦味物质,在大脑皮层的GCbt区域产生苦觉,该感觉会正反馈作用于脑干中的苦味神经元使人感觉更苦,同时抑制脑干中的甜味神经元,因此“苦尽”才能“甘来”,故C项正确。甜味和苦味分子引起大脑皮层产生相应感觉的过程缺少传出神经和效应器,不属于反射,故D项错误。
普查与练习 29Ⅱ 神经冲动的产生和传导、神经系统的分级调节、人脑的高级功能
5.膜电位的变化及相关曲线的分析
(5)(2023北京真题,12分)细胞膜的选择透过性与细胞膜的静息电位密切相关。科学家以哺乳动物骨骼肌细胞为材料,研究了静息电位形成的机制。
①骨骼肌细胞膜的主要成分是________________________________,膜的基本支架是________________。
②假设初始状态下,膜两侧正负电荷均相等,且膜内K+浓度高于膜外。在静息电位形成过程中,当膜仅对K+具有通透性时,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是________________。K+静电场强度只能通过公式“K+静电场强度(mV)=60×lg”计算得出。
③骨骼肌细胞处于静息状态时,实验测得膜的静息电位为-90 mV,膜内、外K+浓度依次为155 mmol/L和4 mmol/L(lg=-1.59),此时没有K+跨膜净流动。
a.静息状态下,K+静电场强度为________mV,与静息电位实测值接近,推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
b.为证明a中的推测,研究者梯度增加细胞外K+浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值________________________,则可验证此假设。
(5)答案:①蛋白质和脂质(磷脂)(3分) 磷脂双分子层(2分) ②膜内电位比膜外低(外正内负)(2分) ③a.-95.4(2分) b.均与相应状态下K+静电场强度理论值接近(3分)
解析:①骨骼肌细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质(磷脂),细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。
②在静息电位形成过程中,膜仅对K+具有通透性,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是外正内负。
③a.静息状态下,K+静电场强度=60×(-1.59)=-95.4mV。
b.梯度增加细胞外K+浓度,降低了膜内外K+浓度差,细胞内的K+外流减少,测量静息电位,若所测静息电位的值均与相应状态下K+静电场强度理论值接近,则可验证此假设。
(6)(多选)(2025汇编,3分)某实验小组将离体的神经纤维置于适宜浓度的细胞培养液中,并用不同的强度刺激神经纤维,神经纤维膜两侧的电位变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.刺激Ⅰ和刺激Ⅱ都会使神经纤维上产生外负内正的电位
B.ac段主要与细胞外Na+内流有关,Na+内流会消耗能量
C.cd段Na+通道多处于关闭状态,K+通道多处于开放状态
D.提高刺激Ⅰ的强度,c点上移
E.适当提高培养液中的K+浓度,a点上移,c点位置基本不变
(6)答案:ABD
解析:分析题图可知,刺激Ⅰ会使神经纤维上产生动作电位,即产生外负内正的电位;刺激Ⅱ刺激神经纤维后,神经纤维还是处于静息电位,因此刺激Ⅱ不会使神经纤维上产生外负内正的电位,故A项错误,符合题意。ac段表示动作电位的形成,该阶段Na+内流,方式为协助扩散,不消耗能量,故B项错误,符合题意。cd段表示静息电位的恢复,K+外流,Na+通道多处于关闭状态,K+通道多处于开放状态,故C项正确,不符合题意。动作电位的产生原因是Na+通道开放,细胞外的Na+内流,Na+内流的多少决定了动作电位峰值的大小,提高刺激Ⅰ的强度,不影响Na+内流的多少,因此c点不会上移,故D项错误,符合题意。适当提高培养液中的K+浓度,K+外流减少,静息电位绝对值变小;动作电位与Na+浓度有关,不受K+浓度的影响,其峰值不变,因此a点上移,c点位置基本不变,故E项正确,不符合题意。
6.兴奋的传导和传递
a.突触的结构与功能
(7)(多选)(2025汇编,3分)根据突触前细胞传来的信号,突触可分为兴奋性突触和抑制性突触。使下一个神经元产生兴奋的为兴奋性突触,对下一个神经元产生抑制效应(抑制效应是指下一个神经元的膜电位仍为内负外正)的为抑制性突触。如图为某种动物体内神经调节的局部图(带圈数字代表不同的突触小体)。下列有关说法正确的是( )
A.①的突触小泡中是兴奋性神经递质
B.当兴奋传至突触3时,其突触后膜的电位变为内正外负
C.图中的突触类型有轴突—树突型、轴突—肌肉型
D.神经递质由突触前膜运输到突触后膜的过程以及与受体结合的过程均需要消耗ATP
E.突触1实现了由电信号→化学信号的转变
F.突触2和突触3的作用相同,均是抑制肌肉兴奋
G.突触后膜的电位变化与其选择透过性密切相关
(7)答案:AG
解析:兴奋性末梢中的①的突触小泡中是兴奋性神经递质,故A项正确。当兴奋传至突触3时,抑制性神经递质作用于突触后膜,膜电位为内负外正,故B项错误。图中的突触类型有轴突—轴突型,轴突—肌肉型,故C项错误。神经递质由突触前膜运输到突触后膜的过程为扩散,不消耗ATP,神经递质与受体结合的过程也不消耗ATP,故D项错误。突触1实现了电信号→化学信号→电信号的转变,故E项错误。由图可知,突触2和突触3的作用不同,突触2的作用是抑制突触1的兴奋,突触3的作用是抑制肌肉兴奋,故F项错误。突触后膜的电位变化与Na+和K+的进出有关,因此与其选择透过性密切相关,故G项正确。
b.膜电位的测量及电流表指针偏转方向的判断
(8)(2025汇编,4分)图1是将一灵敏电流计电极置于蛙坐骨神经腓肠肌的神经上测其膜电位的装置图,图2是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与电流计的两种情况,若分别在图1和图2的相应位置给予刺激,回答下列相关问题:
①在图1的1处给予一适宜强度的刺激,测得的电位变化如图3所示。若在2处给予同等强度的刺激,测得的电位变化是( )
②根据图2分析,下列说法错误的是( )
A.a中如果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2次方向相反的偏转
B.a中如果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2次方向相反的偏转
C.若b中电流计两电极均位于神经细胞膜外,则刺激神经纤维后,指针会发生2次偏转
(8)答案:①B ②C
解析:①已知灵敏电流计电极置于蛙坐骨神经腓肠肌的神经上的外侧,静息电位是0,当1处给予一适宜强度的刺激,指针发生2次方向相反的偏转。如果在2处给予同等强度的刺激,指针也发生2次方向相反的偏转,但是每一次偏转的方向正好与刺激1的时候相反,故B项符合题意。
②无论是电流计两电极都在细胞膜内还是都在细胞膜外,图a中神经纤维受到刺激后,兴奋会先后到达两电极,则电流计指针会发生2次方向相反的偏转,故A、B项正确,不符合题意。由于兴奋在突触处的传递是单向的,当图b中的神经纤维受到刺激后,兴奋只能传至右侧电极,而不能传至左侧电极,因此电流计指针只能发生1次偏转,故C项错误,符合题意。
c.兴奋传递异常情况分析
(9)(多选)(2025汇编,3分)重症肌无力是一种由神经—肌肉接头(相当于突触,结构如图)处传递功能障碍引发的疾病,患者体内的自身抗体破坏了神经—肌肉突触后膜的受体蛋白,电镜下可见患者肌膜上乙酰胆碱受体数量明显减少。下列相关叙述正确的是( )
A.乙酰胆碱和乙酰胆碱受体的合成与高尔基体直接相关
B.兴奋在神经—肌肉间以神经冲动的形式进行传递
C.理论上患者的神经—肌肉突触间隙中神经递质的量与正常情况基本相同
D.患者正常的乙酰胆碱受体减少而影响肌膜Na+通道打开
E.增加神经—肌肉突触后膜的受体蛋白数量,可以彻底治愈该疾病
(9)答案:CD
解析:乙酰胆碱不是蛋白质,其合成与高尔基体没有直接关系,但乙酰胆碱受体的化学本质为糖蛋白,需要高尔基体参与加工,故A项错误。神经—肌肉接头是一种突触,因此兴奋在神经—肌肉间以电信号→化学信号→电信号的形式进行传递,故B项错误。突触后膜受体被破坏,不影响突触前膜释放神经递质,所以突触间隙中神经递质的量与正常情况基本相同,故C项正确。根据题干信息可知,患者乙酰胆碱受体数量减少,患者神经—肌肉接头处化学信号向电信号转换过程异常会影响肌肉动作电位产生,故D项正确。该病的致病机理是抗体破坏了突触后膜的受体蛋白,因此增加神经—肌肉突触后膜的受体蛋白数量,不能彻底治愈该疾病,而抑制相应抗体的产生,则可使突触后膜的受体蛋白发挥作用,治愈该疾病,故E项错误。
(10)(2022全国Ⅱ真题,6分)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
(10)答案:B
解析:通过药物加快神经递质经突触前膜释放到突触间隙中,会加剧肌肉痉挛,不能达到治疗目的,故A项不符合题意。肌肉痉挛是由运动神经元与骨骼肌之间的兴奋传递过度引起的,可以通过药物阻止神经递质与突触后膜上特异性受体结合,减少运动神经元与骨骼肌之间的兴奋传递,进而缓解病情,故B项符合题意。通过药物抑制突触间隙中可降解神经递质的酶的活性,会使突触间隙中的神经递质不被降解,从而持续作用于肌肉组织,使肌肉持续痉挛,不能达到治疗目的,故C项不符合题意。通过药物增加突触后膜上神经递质特异性受体的数量,有利于突触后膜接受神经递质传递的信号,加剧肌肉痉挛,不能达到治疗目的,故D项不符合题意。
d.兴奋传导和传递有关的实验探究
(11)(山东青岛期末,14分)肉毒碱是一种氨基酸衍生物,能抑制兴奋在神经—肌肉接头(类似突触结构)处的传递,使肌肉松弛。某小组为了探究肉毒碱抑制神经—肌肉接头处兴奋传递的作用机制,进行了如下实验:
步骤一:分离家兔胫骨前肌及其相连的神经(神经—肌肉接头处通过乙酰胆碱传递兴奋),在胫骨前肌处安装仪器以记录肌肉张力,给予神经以适宜电刺激并记录肌肉的收缩曲线。
步骤二:在神经—肌肉接头处注射适量的肉毒碱溶液,再给予神经以相同电刺激,记录肌肉收缩曲线的变化情况。
步骤三:停止电刺激并注射适量的乙酰胆碱酯酶(可以分解乙酰胆碱)抑制剂,再给予神经以相同电刺激,记录肌肉收缩曲线的变化情况。
请回答下列问题:
①步骤一中,给予适宜电刺激后,神经—肌肉接头处的乙酰胆碱与突触后膜的受体结合,能使突触后膜形成动作电位,其机理是______________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②与步骤一中的肌肉收缩曲线相比,步骤二中的肌肉收缩曲线的幅度变_______________(填“大”或“小”)。
③该小组提出了肉毒碱抑制神经—肌肉接头处兴奋传递的两种作用机制:机制Ⅰ为肉毒碱作用于突触前膜,抑制了乙酰胆碱的释放;机制Ⅱ为肉毒碱作用于突触后膜,阻止了乙酰胆碱与受体的结合。
a.若肉毒碱的作用机制为机制Ⅰ,则肉毒碱会使神经—肌肉接头处突触间隙的乙酰胆碱的量________(填“增加”“减少”或“不变”),而乙酰胆碱酯酶抑制剂会抑制乙酰胆碱的________(填“合成”或“分解”),使神经—肌肉接头处突触间隙中的乙酰胆碱的量________________(填“增加”“减少”或“不变”),故步骤三的肌肉收缩曲线________________________。
b.若肉毒碱的作用机制是机制Ⅱ,则神经—肌肉接头处突触间隙中的乙酰胆碱的量对突触后膜电位的影响________,故步骤三的肌肉收缩曲线________________。
c.该小组中有人建议将步骤三中的操作进行更改,可以更好地研究肉毒碱的作用机制,他的建议是_________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(11)答案:①乙酰胆碱与突触后膜的受体结合后,导致突触后膜的Na+通道开放,Na+大量内流,使膜电位由外正内负变为外负内正(2分) ②小(2分) ③a.减少(1分) 分解(1分) 增加(1分) 恢复正常(2分) b.不大(1分) 不能恢复正常(2分)
c.将步骤三中注射的乙酰胆碱酯酶抑制剂换成乙酰胆碱(2分)
解析:①神经—肌肉接头处的乙酰胆碱与突触后膜的受体结合,能使突触后膜形成动作电位,其机理是乙酰胆碱与突触后膜的受体结合后,导致突触后膜的Na+通道开放,Na+大量内流,使膜电位由外正内负变为外负内正。
②步骤二中注射适量的肉毒碱溶液后,抑制了神经—肌肉接头处兴奋的传递,因此与步骤一中的肌肉收缩曲线相比,肌肉收缩曲线的幅度变小。
③a.若肉毒碱的作用机制是抑制了乙酰胆碱的释放,则在神经—肌肉接头处注射肉毒碱溶液后,会使突触间隙中的乙酰胆碱的量减少,而乙酰胆碱酯酶抑制剂会抑制乙酰胆碱的分解,从而使神经—肌肉接头处突触间隙中的乙酰胆碱的量增加,故步骤三的肌肉收缩曲线恢复正常。
b.若肉毒碱的作用机制是阻止了乙酰胆碱与受体的结合,则神经—肌肉接头处突触间隙中乙酰胆碱的量的多少对突触后膜电位的影响都不大,故步骤三的肌肉收缩曲线不能恢复。
c.因为正常情况下与肌肉收缩曲线直接相关的是乙酰胆碱,因此若要改进步骤,则可考虑直接注射乙酰胆碱,分析乙酰胆碱的量增加是否会改变肌肉的收缩曲线。若注射乙酰胆碱后,肌肉的收缩曲线恢复正常,则肉毒碱的作用机制为机制Ⅰ;若肌肉的收缩曲线不能恢复正常,则肉毒碱的作用机制为机制Ⅱ。
7.神经系统的分级调节
(12)(2025汇编,8分)如图表示人体神经系统对排尿的控制,其中尿道内、外括约肌都是一种环形肌肉,逼尿肌分布于膀胱壁。请据图回答:
①图中尿道内、外括约肌、膀胱逼尿肌属于反射弧中的哪一部分?________________________________________________________________________________________________________。
②当膀胱充盈后,人会产生尿意,请用箭头和图中必要文字、字母表示产生尿意的神经传导途径:_______________________________________________________
____________________________。
③当尿液进入尿道后,尿道感受器兴奋,兴奋传入初级排尿中枢,进一步加强排尿中枢的活动,这是一种 (填“正反馈”或“负反馈”)调节。
④正常情况下,人的尿量和排尿时机依赖于神经—体液调节,但是由于各种原因,排尿有时会出现异常现象。如受到惊吓后尿失禁,原因是______________________
______________________________________________________________________。
某人在车祸中下丘脑受到暂时性损伤,出现多尿症状,原因是__________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(12)答案:①效应器(1分) ②膀胱壁感受器排尿中枢大脑皮层(2分) ③正反馈(1分) ④大脑皮层对脊髓中的初级排尿中枢失去控制(2分)
下丘脑受损导致抗利尿激素分泌不足,肾小管和集合管对水的重吸收减少(2分)
解析:①分析题图可知,尿道内、外括约肌和膀胱逼尿肌在排尿中枢之后,因此它们在排尿反射中都属于效应器。
②注意本题要求写的不是排尿反射的过程,而是产生尿意的过程,因此起点是膀胱壁感受器,终点是大脑皮层,即过程为当膀胱充盈后,产生刺激,由膀胱壁感受器脊髓腰骶段(初级排尿中枢)大脑皮层,从而产生尿意。
③尿道感受器兴奋后,初级排尿中枢进一步加强排尿中枢的活动,这是正反馈。
④排尿反射的低级中枢位于脊髓,高级中枢位于大脑皮层,排尿反射的低级中枢要受高级中枢的控制,受到惊吓后,脑对脊髓的反射活动失去了控制,因此出现小便失禁。由于下丘脑能分泌抗利尿激素,促进肾小管、集合管对水的重吸收,减少尿量,人在车祸中下丘脑受到暂时性损伤,抗利尿激素分泌减少,会出现多尿症状。
8.人脑的高级功能
(13)(多选)(2025汇编,3分)阿尔茨海默病是发生于老年和老年前期,以进行性认知功能障碍和行为损害为特征的神经系统疾病,主要表现为逐渐丧失记忆和语言功能、抽象思维和计算能力损害、人格和行为改变等,下列说法错误的是( )
A.阿尔茨海默病丧失的记忆、语言功能是人脑特有的高级功能
B.人的记忆可以分为短时记忆和长时记忆,其中长时记忆不会遗忘
C.阿尔茨海默病的形成可能与脑内某些神经递质、蛋白质的合成有关
D.脑的高级功能可以使人类能主动适应环境,适时调整情绪
E.阿尔茨海默病轻度患者看不懂文字、不能讲话,说明大脑V、S区受损
F.多吃鱼等有利于大脑发育的食物可能有助于预防阿尔茨海默病
(13)答案:AB
解析:语言功能是人脑特有的高级功能,但记忆功能不是人脑特有的高级功能,故A项错误,符合题意。相对于短时记忆,长时记忆只是不易遗忘,故B项错误,符合题意。阿尔茨海默病主要表现为逐渐丧失记忆,人类的记忆可能与脑内某些神经递质的作用、蛋白质的合成有关,故C项正确,不符合题意。脑的高级功能可以使人类不断进行学习与记忆,获得新的行为、习惯和积累经验,能主动适应环境,适时调整情绪,故D项正确,不符合题意。不能看懂文字说明V区受损,不能讲话说明S区受损,故E项正确,不符合题意。阿尔茨海默病为神经系统疾病,因此多吃一些有利于大脑发育的食物,可能有助于预防该病,故F项正确,不符合题意。
9.神经调节与体液调节、免疫调节综合
(14)(2023河北真题,9分)采食减少是动物被感染后的适应性行为,可促进脂肪分解,产生β-羟基丁酸(BHB)为机体供能。研究者用流感病毒(IAV)感染小鼠,之后统计其采食量并测定血中葡萄糖和BHB水平,结果见图1。测定BHB对体外培养的CD4+T细胞(一种辅助性T细胞)增殖及分泌干扰素-γ水平的影响,结果见图2。已知干扰素-γ具有促免疫作用。
回答下列问题:
①小鼠感染IAV后,胰岛________细胞分泌的________________增多,从而促进________________的分解及非糖物质的转化,以维持血糖水平。
②IAV感染引发小鼠内环境改变,导致支配胃肠的________________神经活动占据优势,胃肠蠕动及消化腺分泌减弱,此过程属于________________反射。
③侵入机体的IAV经________________摄取和加工处理,激活CD4+T细胞。活化的CD4+T细胞促进细胞毒性T细胞生成,增强机体________________免疫。
④小鼠感染期采食量下降有利于提高其免疫力。据图分析,其机理为____________
______________________________________________________________________。
(14)答案:①A(1分) 胰高血糖素(1分) 肝糖原(1分) ②交感(1分) 非条件(1分) ③抗原呈递细胞(或“APC”或“B细胞”或“树突状细胞”或“巨噬细胞”)(1分) 细胞(或“特异性”)(1分) ④采食量下降,机体产生BHB增多,促进CD4+T细胞增殖,干扰素-γ分泌量增加,机体免疫力提高(2分)
解析:①小鼠感染IAV后,采食量下降导致血糖浓度下降,引起胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增多。胰高血糖素作用于肝脏,促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液,并促进非糖物质转化为葡萄糖,以维持血糖水平。
②内脏活动受自主神经系统支配,自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成,它们的作用通常是相反的。由“胃肠蠕动及消化腺分泌减弱”可推出交感神经活动占据优势。此反射生来就有,不需要后天习得,因此为非条件反射。
③IAV经抗原呈递细胞(APC)摄取并加工处理,将抗原信息暴露在细胞表面,才可被辅助性T细胞识别。其中,抗原呈递细胞包括树突状细胞、B细胞和巨噬细胞。活化的CD4+T细胞促进细胞毒性T细胞的生成,可增强机体的细胞免疫。细胞免疫属于机体的特异性免疫。
④由图1可知,采食量下降可促进机体BHB的生成;由图2可知,BHB可促进CD4+T细胞增殖和干扰素-γ分泌,从而提高免疫力。
随堂普查练29Ⅱ
1.(山东押题卷,2分)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,有髓纤维上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
1.答案:B
解析:兴奋在神经纤维上传导时,兴奋传导的方向与膜内电流方向一致,与膜外局部电流方向相反,故A项错误。根据题干信息“只有在髓鞘中断的郎飞氏结处,离子才能跨膜移动”可知,有髓纤维膜外局部电流只能发生在相邻的郎飞氏结之间,故B项正确。由于有髓纤维膜外局部电流只能发生在相邻的郎飞氏结之间,而无髓纤维膜外局部电流可以发生在膜外兴奋部位和未兴奋部位之间,所以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,且有髓纤维上兴奋的传导速度更快,故C、D项错误。
2.(2022北京真题,2分)神经组织局部电镜照片如图。下列有关突触的结构及神经元间信息传递的叙述,不正确的是( )
A.神经冲动传导至轴突末梢,可引起1与突触前膜融合
B.1中的神经递质释放后可与突触后膜上的受体结合
C.2所示的细胞器可以为神经元间的信息传递供能
D.2所在的神经元只接受1所在的神经元传来的信息
2.答案:D
解析:神经冲动传导至轴突末梢,可引起突触小泡1与突触前膜融合,从而通过胞吐的方式将神经递质释放到突触间隙,故A项正确,不符合题意。突触小泡1中的神经递质释放后可与突触后膜上的受体发生特异性结合,从而引起下一个神经元兴奋或抑制,故B项正确,不符合题意。2表示的是线粒体,线粒体是细胞中的“动力工厂”,可以为神经元间的信息传递供能,故C项正确,不符合题意。2所在的神经元可以和周围的多个神经元之间形成联系,因而不只接受1所在的神经元传来的信息,故D项错误,符合题意。
3.(2022广东真题,4分)研究多巴胺的合成和释放机制,可为帕金森病(老年人多发性神经系统疾病)的防治提供实验依据,最近研究发现在小鼠体内多巴胺的释放可受乙酰胆碱调控,该调控方式通过神经元之间的突触联系来实现(如图)。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.乙释放的多巴胺可使丙膜的电位发生改变
B.多巴胺可在甲与乙、乙与丙之间传递信息
C.从功能角度看,乙膜既是突触前膜也是突触后膜
D.乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放
3.答案:B
解析:多巴胺是一种兴奋性递质,可引发突触后膜的膜电位发生变化,故A项正确,不符合题意。由图可知,多巴胺可在乙和丙之间传递信息,乙膜上没有多巴胺受体,甲与乙的信息传递通过乙酰胆碱完成,故B项错误,符合题意。从功能来看,对甲与乙之间形成的突触结构而言,乙膜是突触后膜;对乙与丙之间形成的突触结构而言,乙膜是突触前膜,故C项正确,不符合题意。由题意可知,乙释放多巴胺的量受到甲释放的乙酰胆碱的影响,因此,乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放,故D项正确,不符合题意。
4.(2023全国Ⅰ真题,6分)中枢神经系统对维持人体内环境的稳态具有重要作用。下列关于人体中枢的叙述,错误的是( )
A.大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢
B.中枢神经系统的脑和脊髓中含有大量的神经元
C.位于脊髓的低级中枢通常受脑中相应的高级中枢调控
D.人体脊髓完整而脑部受到损伤时,不能完成膝跳反射
4.答案:D
解析:大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢,可调控相应的低级中枢,故A项正确,不符合题意。人的中枢神经系统包括脑和脊髓,它们含有大量的神经元,这些神经元组合成许多不同的神经中枢,负责调控某一特定的生理功能,故B项正确,不符合题意。脑中的高级中枢可调控位于脊髓的低级中枢,故C项正确,不符合题意。膝跳反射的神经中枢位于脊髓,因此只要人体脊髓完整,即可完成膝跳反射,故D项错误,符合题意。
5.(2023湖北真题,2分)心肌细胞上广泛存在Na+-K+泵和Na+-Ca2+交换体(转入Na+的同时排出Ca2+),两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵。关于该药物对心肌细胞的作用,下列叙述正确的是( )
A.心肌收缩力下降
B.细胞内液的钾离子浓度升高
C.动作电位期间钠离子的内流量减少
D.细胞膜上Na+-Ca2+交换体的活动加强
5.答案:C
解析:动作电位是由钠离子内流形成的,由于该种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵,导致钾离子内流量和钠离子外流量减少,所以细胞内钠离子浓度升高、钾离子浓度降低,从而导致动作电位期间钠离子的内流量减少,故B项错误;C项正确。细胞内钠离子浓度升高,膜内外钠离子浓度差减小,导致细胞膜上的Na+-Ca2+交换体(转入Na+的同时排出Ca2+)活动减弱,钙离子外流量减少,使细胞内钙离子浓度升高,心肌收缩力增强,故A、D项错误。
6.(2023山东真题,3分)神经细胞的离子跨膜运输除受膜内外离子浓度差影响外,还受膜内外电位差的影响。已知神经细胞膜外的Cl-浓度比膜内高。下列说法正确的是( )
A.静息电位状态下,膜内外电位差一定阻止K+的外流
B.突触后膜的Cl-通道开放后,膜内外电位差一定增大
C.动作电位产生过程中,膜内外电位差始终促进Na+的内流
D.静息电位→动作电位→静息电位过程中,不会出现膜内外电位差为0的情况
6.答案:A
解析:静息状态下,膜外为正电位,膜内为负电位,同种电荷相斥,膜内外电位差一定阻止K+的外流,故A项正确。静息电位为外正内负,动作电位为外负内正,细胞膜外的Cl-内流,膜内外的电位差不一定都增大,故B项错误。动作电位产生过程中,膜电位的变化为外正内负→0→外负内正,膜内外电位差一开始会促进Na+的内流,当膜内阳离子浓度逐渐增大时,Na+的内流受到抑制,故C项错误。静息电位→动作电位→静息电位过程中,膜电位的变化为外正内负→0→外负内正→0→外正内负,因此该过程中会出现膜内外电位差为0的情况,故D项错误。
7.(2023广东真题,11分)神经肌肉接头是神经控制骨骼肌收缩的关键结构,其形成机制见图。神经末梢释放的蛋白A与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,该复合物与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使神经递质乙酰胆碱(ACh)的受体(AChR)在突触后膜成簇组装,最终形成成熟的神经肌肉接头。
回答下列问题:
(1)兴奋传至神经末梢,神经肌肉接头突触前膜________内流,随后Ca2+内流使神经递质ACh以________________的方式释放,ACh结合AChR使骨骼肌细胞兴奋,产生收缩效应。
(2)重症肌无力是一种神经肌肉接头功能异常的自身免疫疾病,研究者采用抗原—抗体结合方法检测患者AChR抗体,大部分呈阳性,少部分呈阴性。为何AChR抗体阴性者仍表现出肌无力症状?为探究该问题,研究者作出假设并进行探究。
①假设一:此类型患者AChR基因突变,不能产生________________,使神经肌肉接头功能丧失,导致肌无力。
为验证该假设,以健康人为对照,检测患者AChR基因,结果显示基因未突变,在此基础上作出假设二。
②假设二:此类型患者存在________________的抗体,造成____________________,从而不能形成成熟的神经肌肉接头,导致肌无力。
为验证该假设,以健康人为对照,对此类型患者进行抗体检测,抗体检测结果符合预期。
③若想采用实验动物验证假设二提出的致病机制,你的研究思路是_____________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
7.答案:(1)Na+(1分) 胞吐(1分) (2)①AChR(1分) ②蛋白A(或“蛋白I”或“蛋白M”)(2分)
肌细胞内信号转导障碍,AChR不能在突触后膜成簇组装(3分) ③选择生长状况相同的两组健康实验动物,对照组动物注射适量生理盐水,实验组动物注射等量蛋白A(或“蛋白I”或“蛋白M”)的抗体。相同环境下培养一段时间,检测两组实验动物是否出现肌无力(3分)
解析:(1)兴奋传至神经末梢,神经肌肉接头突触前膜产生兴奋,Na+通道开放,Na+内流,引起Ca2+通道开放,Ca2+内流,使神经递质ACh以胞吐的方式释放。
(2)①假设一:AChR基因突变,不能产生AChR。
②假设二:若AChR基因未突变,可能是此类型患者存在与蛋白A(或“蛋白I”或“蛋白M”)结合的特异性抗体,造成肌细胞内信号转导障碍,AChR不能在突触后膜成簇组装,从而不能形成成熟的神经肌肉接头,导致肌无力。
③根据假设二中的致病机制为患者体内存在与蛋白A(或“蛋白I”或“蛋白M”)结合的特异性抗体可知,该实验的自变量是有无蛋白A(或“蛋白I”或“蛋白M”)抗体,因此研究思路为:选择生长状况相同的两组健康实验动物,对照组注射适量生理盐水,实验组注射等量蛋白A(或“蛋白I”或“蛋白M”)抗体。相同环境下培养一段时间,检测两组实验动物是否出现肌无力。
课后提分练29 神经调节
A组(巩固提升)
1.(2023天津真题,4分)脊椎动物发育过程中,躯体运动神经元接受肌细胞分泌的足量神经营养性蛋白才能存活,并与肌细胞建立连接,否则发生凋亡。下列叙述错误的是( )
A.神经营养性蛋白是一种神经递质
B.躯体运动神经元和肌细胞建立的连接可发育为突触
C.神经元凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程
D.使用神经营养性蛋白合成抑制剂可促进躯体运动神经元凋亡
1.答案:A
解析:由题意可知,躯体运动神经元接受肌细胞分泌的足量神经营养性蛋白才能存活,因此该神经营养性蛋白是躯体运动神经元生存所必需的物质,不属于神经递质,故A项错误,符合题意。躯体运动神经元与肌细胞之间通过突触连接。由题意知,躯体运动神经元接受肌细胞分泌的神经营养性蛋白并与肌细胞建立连接,由此推测该连接可发育成突触,故B项正确,不符合题意。细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,是一种程序性死亡,故C项正确,不符合题意。躯体运动神经元如果不能接受足量的神经营养性蛋白会发生凋亡,故D项正确,不符合题意。
2.(2023海南真题,3分)药物W可激活脑内某种抑制性神经递质的受体,增强该神经递质的抑制作用,可用于治疗癫痫。下列有关叙述错误的是( )
A.该神经递质可从突触前膜以胞吐方式释放出来
B.该神经递质与其受体结合后,可改变突触后膜对离子的通透性
C.药物W阻断了突触前膜对该神经递质的重吸收而增强抑制作用
D.药物W可用于治疗因脑内神经元过度兴奋而引起的疾病
2.答案:C
解析:神经递质存在于突触小泡中,兴奋以电信号的形式传导到轴突末梢时,突触小泡受到刺激向突触前膜移动并与之融合,突触小泡中的神经递质可从突触前膜以胞吐的方式释放出来,故A项正确,不符合题意。该神经递质与其受体结合后,可改变突触后膜对离子的通透性,导致阴离子内流,进而使静息电位的绝对值增大,表现为抑制作用,故B项正确,不符合题意。由题干信息可知,药物W可激活脑内某种抑制性神经递质的受体,进而增强该神经递质的抑制作用,说明药物W不是通过阻断突触前膜对该神经递质的重吸收而增强其抑制作用的,故C项错误,符合题意。根据药物W的作用机理可知,药物W可用于治疗因脑内神经元过度兴奋而引起的疾病,故D项正确,不符合题意。
3.(2022湖南真题,2分)情绪活动受中枢神经系统释放神经递质调控,常伴随内分泌活动的变化。此外,学习和记忆也与某些神经递质的释放有关。下列叙述错误的是( )
A.剧痛、恐惧时,人表现为警觉性下降,反应迟钝
B.边听课边做笔记依赖神经元的活动及神经元之间的联系
C.突触后膜上受体数量的减少常影响神经递质发挥作用
D.情绪激动、焦虑时,肾上腺素水平升高,心率加速
3.答案:A
解析:剧痛、恐惧、情绪激动、焦虑时,肾上腺素分泌增加,人表现为警觉性提高、反应灵敏、呼吸频率加快、心率加速等特征,故A项错误,符合题意;D项正确,不符合题意。记忆是将已获得的信息进行贮存和再现的过程,短时记忆与神经元的活动及神经元之间的联系有关,因此边听课边做笔记的学习记忆活动依赖神经元的活动及神经元之间的联系,故B项正确,不符合题意。因为神经递质要与突触后膜上的特异性受体结合后才能发挥作用,所以突触后膜上受体数量的减少常影响神经递质发挥作用,故C项正确,不符合题意。
4.(2022山东真题,2分)药物甲、乙、丙均可治疗某种疾病,相关作用机制如图所示,突触前膜释放的递质为去甲肾上腺素(NE)。下列说法错误的是( )
A.药物甲的作用导致突触间隙中的NE增多
B.药物乙抑制NE释放过程中的正反馈
C.药物丙抑制突触间隙中NE的回收
D.NE-β受体复合物可改变突触后膜的离子通透性
4.答案:B
解析:由图可知,药物甲抑制NE的灭活,进而导致突触间隙中的NE增多,故A项正确,不符合题意。NE可与突触前膜的α受体结合,进而抑制突触小泡释放NE,药物乙抑制NE与α受体结合,从而使间隙中的NE增多,因此药物乙抑制NE释放过程中的负反馈,故B项错误,符合题意。药物丙抑制突触间隙中NE的回收,故C项正确,不符合题意。神经递质NE与突触后膜的β受体特异性结合后,可改变突触后膜的离子通透性,引发突触后膜电位变化,故D项正确,不符合题意。
5.(2022山东真题,2分)缺血性脑卒中是因脑部血管阻塞而引起脑部损伤,可发生在脑的不同区域。若缺血性脑卒中患者无其他疾病或损伤,下列说法错误的是( )
A.损伤发生在大脑皮层S区时,患者不能发出声音
B.损伤发生在下丘脑时,患者可能出现生物节律失调
C.损伤导致上肢不能运动时,患者的缩手反射仍可发生
D.损伤发生在大脑时,患者可能会出现排尿不完全
5.答案:A
解析:S区为运动性语言中枢,该区损伤后,患者与讲话有关的肌肉和发声器官完全正常,能发出声音,但不能用词语表达思想,故A项错误,符合题意。下丘脑是生物的节律中枢,损伤发生在下丘脑时,患者可能出现生物节律失调,故B项正确,不符合题意。损伤导致上肢不能运动,说明大脑皮层的躯体运动中枢受到损伤,此时患者的缩手反射仍可发生,因为缩手反射是非条件反射,其中枢在脊髓,故C项正确,不符合题意。排尿的高级中枢在大脑皮层,低级中枢在脊髓,损伤发生在大脑时,患者可能会出现排尿不完全,故D项正确,不符合题意。
6.(山东济南二模,2分)嗅感觉神经元(ORN)顶部突起形成的许多短而细的嗅纤毛埋于鼻道上皮黏液腺所分泌的黏液中,嗅纤毛膜上的嗅觉受体蛋白与相应气味分子特异性结合后产生神经冲动,由ORN底部轴突形成的嗅神经可将该冲动传导至颅腔内的嗅球(嗅觉的初级中枢)。不同气味的化学分子激活不同的ORN,引起嗅神经上产生不同频率的神经冲动,经嗅球整合信号后传入大脑的嗅皮质中枢,从而产生不同的嗅觉。下列说法正确的是( )
A.嗅觉的产生属于非条件反射,其结构基础是反射弧
B.气味分子与嗅纤毛膜上嗅觉受体的特异性结合是在内环境中进行的
C.嗅觉感受器被气味化学分子激活产生兴奋时,ORN细胞外Na+浓度低于细胞内
D.茉莉花香唤起耄耋老人的儿时记忆,这可能与新突触的建立有关
6.答案:D
解析:嗅觉的产生部位在大脑皮层,其产生只经过感受器、传入神经、神经中枢,未经过完整的反射弧,不属于反射,故A项错误。嗅纤毛埋于鼻道上皮黏液腺所分泌的黏液中,其与外界相通,不属于内环境,故B项错误。嗅觉感受器被气味化学分子激活产生兴奋时,产生动作电位,此时Na+通过协助扩散的方式内流,说明细胞外的Na+浓度高于细胞内,故C项错误。儿时的记忆属于长期记忆,长期记忆的形成可能与新突触的建立有关,故D项正确。
7.(2023.6浙江真题,2分)神经元的轴突末梢可与另一个神经元的树突或胞体构成突触。通过微电极测定细胞的膜电位,PSP1和PSP2分别表示突触a和突触b的后膜电位,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.突触a、b前膜释放的递质,分别使突触a后膜通透性增大、突触b后膜通透性降低
B.PSP1和PSP2由离子浓度改变形成,共同影响突触后神经元动作电位的产生
C.PSP1由K+外流或Cl-内流形成,PSP2由Na+或Ca2+内流形成
D.突触a、b前膜释放的递质增多,分别使PSP1幅值增大、PSP2幅值减小
7.答案:B
解析:由图可知,突触a前膜释放兴奋性神经递质,突触b前膜释放抑制性神经递质,PSP1由Na+或Ca2+内流产生,PSP2由K+外流或Cl-内流形成,故C项错误。突触a、b前膜释放的递质分别使突触a、b后膜通透性增大,故A项错误。PSP1和PSP2由离子浓度改变形成,共同影响突触后神经元动作电位的产生,故B项正确。PSP1和PSP2幅值与膜电位两侧的离子浓度差有关,与释放的递质多少无关,因此突触a、b前膜释放的递质增多,PSP1和PSP2幅值可能不变,故D项错误。
8.(北京东城区二模,2分)老年人睡眠欠佳,表现为睡眠时间短,易觉醒。推测这与Hcrt神经元上K+通透性降低、K+外流减少,导致神经元易被激活有关。利用年轻鼠和老年鼠进行相关研究,下列实验结果无法支持该推测的是( )
A.与年轻鼠相比,睡眠阶段老年鼠Hcrt神经元激活次数相对较多
B.与年轻鼠相比,静息时老年鼠Hcrt神经元膜内外的电位差减小
C.向年轻鼠的Hcrt神经元中加入Na+通道激活剂,神经元兴奋性增加
D.向老年鼠的Hcrt神经元中加入K+通道激活剂,易觉醒症状得以改善
8.答案:C
解析:老年个体Hcrt神经元上K+通透性降低、K+外流减少,导致神经元易被激活,神经元更易兴奋,人更容易觉醒,因此与年轻鼠相比,睡眠阶段老年鼠Hcrt神经元激活次数相对较多可支持该推测,故A项不符合题意。与年轻鼠相比,静息时老年鼠Hcrt神经元K+外流减少,静息电位的绝对值减小,因此静息时老年鼠Hcrt神经元膜内外的电位差减小可支持该推测,故B项不符合题意。分析题意可知,睡眠时间短、易觉醒可能与K+外流有关,因此向年轻鼠的Hcrt神经元中加入Na+通道激活剂,神经元兴奋性增加,不能支持该推测,故C项符合题意。向老年鼠的Hcrt神经元中加入K+通道激活剂,使K+外流增加,神经元不易被激活,神经元不易兴奋,易觉醒症状得以改善,可支持该推测,故D项不符合题意。
9.(2023全国Ⅱ真题,9分)人体心脏和肾上腺所受神经支配的方式如图所示。回答下列问题。
(1)神经元未兴奋时,神经元细胞膜两侧可测得静息电位。静息电位产生和维持的主要原因是________________________________________________________
____________________________________。
(2)当动脉血压降低时,压力感受器将信息由传入神经传到神经中枢,通过通路A和通路B使心跳加快。在上述反射活动中,效应器有____________________。通路A中,神经末梢释放的可作用于效应器并使其兴奋的神经递质是__________________________________________________________________________________。
(3)经过通路B调节心血管活动的调节方式有____________________________。
9.答案:(1)细胞膜主要对K+有通透性,造成K+外流,使膜外阳离子浓度高于膜内(2分) (2)传出神经末梢及其支配的肾上腺和心脏(3分) 去甲肾上腺素(2分) (3)神经调节、体液调节(2分)
解析:(1)静息状态时,神经元细胞膜对K+的通透性较大,K+大量外流,使膜外阳离子浓度高于膜内,从而形成内负外正的静息电位。
(2)效应器由传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体组成,则图中的效应器为传出神经末梢及其支配的肾上腺和心脏。由题图可知,在通路A中,先在神经元之间以乙酰胆碱为神经递质传递兴奋,再在神经元与心脏细胞之间以去甲肾上腺素为神经递质传递兴奋。因此通路A中作用于效应器并使其兴奋的神经递质是去甲肾上腺素。
(3)在通路B中,神经中枢通过控制神经递质乙酰胆碱的释放,使肾上腺兴奋,肾上腺分泌肾上腺素,并通过体液运输作用于心脏,调节心血管活动。在该过程中,有神经细胞的参与,也有内分泌腺的参与,因此经过通路B调节心血管活动的调节方式有神经调节、体液调节。
10.(2022海南真题,10分)人体运动需要神经系统对肌群进行精确的调控来实现。肌萎缩侧索硬化(ALS)是一种神经肌肉退行性疾病,患者神经肌肉接头示意图如图。回答下列问题。
(1)轴突末梢中突触小体内的Ach通过_________________________________
___________________________________方式进入突触间隙。
(2)突触间隙的Ach与突触后膜上的AchR结合,将兴奋传递到肌细胞,从而引起肌肉________________,这个过程需要________信号到________信号的转换。
(3)有机磷杀虫剂(OPI)能抑制AchE活性。OPI中毒者的突触间隙会积累大量的________________________________,导致副交感神经末梢过度兴奋,使瞳孔______________________________________________________________________。
(4)ALS的发生及病情加重与补体C5(一种蛋白质)的激活相关。如图所示,患者体内的C5被激活后裂解为C5a和C5b,两者发挥不同作用。
①C5a与受体C5aR1结合后激活巨噬细胞,后者攻击运动神经元而致其损伤,因此C5a-C5aR1信号通路在ALS的发生及病情加重中发挥重要作用。理论上使用C5a的抗体可延缓ALS的发生及病情加重,理由是___________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②C5b与其他补体在突触后膜上形成膜攻击复合物,引起Ca2+和Na+内流进入肌细胞,导致肌细胞破裂,其原因是__________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
10.答案:(1)胞吐(1分) (2)收缩(1分) 化学(1分) 电(1分) (3)Ach(1分) 收缩加剧(1分) (4)①C5a的抗体能与C5a发生特异性结合,从而使C5a不能与受体C5aR1结合,不能激活巨噬细胞,减少对运动神经元的攻击而造成的损伤(2分) ②Ca2+和Na+内流进入肌细胞,会增加肌细胞内的渗透压,导致肌细胞吸水增强,大量吸水会导致细胞破裂(2分)
解析:(1)突触小体内的Ach属于神经递质,存在于突触小泡内,通过胞吐的方式进入突触间隙。
(2)Ach为兴奋性递质,突触间隙的Ach与突触后膜上的AchR结合,将兴奋传递到肌细胞,从而引起肌肉收缩,这个过程中Ach携带的化学信号转化为突触后膜上的电信号。
(3)分析题图可知,AchE能将突触间隙中的Ach分解。若有机磷杀虫剂(OPI)能抑制AchE活性,则将导致突触间隙中的Ach分解速率减慢,使突触间隙中积累大量的Ach,进而导致副交感神经末梢过度兴奋,使瞳孔收缩加剧。
(4)①C5a的抗体可与C5a发生特异性结合,使C5a不能与受体C5aR1结合,进而不能激活巨噬细胞,从而减少对运动神经元的攻击而导致的损伤,因此可延缓ALS的发生及病情加重。
②C5b与其他补体在突触后膜上形成膜攻击复合物,引起Ca2+和Na+内流进入肌细胞,大量离子的进入导致肌细胞内的渗透压增加,从而使肌细胞大量吸水破裂。
11.(2023.1浙江真题,9分)我们说话和唱歌时,需要有意识地控制呼吸运动的频率和深度,这属于随意呼吸运动;睡眠时不需要有意识地控制呼吸运动,人体仍进行有节律性的呼吸运动,这属于自主呼吸运动。人体呼吸运动是在各级呼吸中枢相互配合下进行的,呼吸中枢分布在大脑皮层、脑干和脊髓等部位。体液中的O2、CO2和H+浓度变化通过刺激化学感受器调节呼吸运动。回答下列问题:
(1)人体细胞能从血浆、________和淋巴(淋巴液)等细胞外液获取O2,这些细胞外液共同构成了人体的内环境。内环境的相对稳定和机体功能系统的活动,是通过内分泌系统、________________系统和免疫系统的调节实现的。
(2)自主呼吸运动是通过反射实现的,其反射弧包括感受器、__________________和效应器。化学感受器能将O2、CO2和H+浓度等化学信号转化为________信号。神经元上处于静息状态的部位,受刺激后引发Na+________而转变为兴奋状态。
(3)人屏住呼吸一段时间后,动脉血中的CO2含量增大,pH变________________,CO2含量和pH的变化共同引起呼吸加深加快。还有实验发现,当吸入气体中CO2浓度过大时,会出现呼吸困难、昏迷等现象,原因是CO2浓度过大导致呼吸中枢________________________。
(4)大脑皮层受损的“植物人”仍具有节律性的自主呼吸运动;哺乳动物脑干被破坏,或脑干和脊髓间的联系被切断,呼吸停止。上述事实说明,自主呼吸运动不需要位于________________的呼吸中枢参与,自主呼吸运动的节律性是位于________________的呼吸中枢产生的。
11.答案:(1)组织液(1分) 神经(1分) (2)传入神经、神经中枢、传出神经(1分) 电(1分) 内流(1分) (3)小(1分) 受抑制(1分) (4)大脑皮层(1分) 脑干(1分)
解析:(1)人体的内环境主要由血浆、组织液、淋巴(淋巴液)等细胞外液组成,内环境是人体细胞直接生活的环境,因此人体细胞能从血浆、组织液和淋巴(淋巴液)等细胞外液获取O2。机体维持稳态的主要调节机制是神经—体液—免疫调节,因而内环境的相对稳定是通过内分泌系统、神经系统和免疫系统的调节实现的。
(2)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。化学感受器能将化学信号转化为电信号。神经元上处于静息状态的部位,受刺激后引发Na+内流产生动作电位,从而转变为兴奋状态。
(3)动脉血中的CO2含量增大,会使血浆中形成H2CO3,从而导致血浆pH变小;CO2浓度过大会导致呼吸中枢受抑制,从而出现呼吸困难、昏迷等现象。
(4)大脑皮层受损的“植物人”仍具有节律性的自主呼吸运动,说明自主呼吸运动不需要位于大脑皮层的呼吸中枢参与;脑干被破坏或脑干和脊髓间的联系被切断,呼吸停止,说明自主呼吸运动的节律性是位于脑干的呼吸中枢产生的。
B组(冲刺满分)
12.(山东经典真题,2分)听毛细胞是内耳中的一种顶端具有纤毛的感觉神经细胞。声音传递到内耳中引起听毛细胞的纤毛发生偏转,使位于纤毛膜上的K+通道打开,K+内流而产生兴奋。兴奋通过听毛细胞底部传递到听觉神经细胞,最终到达大脑皮层产生听觉。下列说法错误的是( )
A.静息状态时纤毛膜外的K+浓度低于膜内
B.纤毛膜上的K+内流过程不消耗ATP
C.兴奋在听毛细胞上以电信号的形式传导
D.听觉的产生过程不属于反射
12.答案:A
解析:由题意可知,受刺激后,纤毛膜上的K+通道打开,K+内流而产生兴奋。K+借助通道蛋白的运输方式属于协助扩散,协助扩散是顺浓度梯度进行的,所以静息状态时,纤毛膜外的K+浓度高于膜内,故A项错误,符合题意。纤毛膜上的K+内流属于协助扩散,不消耗ATP,故B项正确,不符合题意。兴奋在神经细胞(听毛细胞)上以电信号的形式传导,故C项正确,不符合题意。反射需要完整的反射弧,大脑皮层是神经中枢,产生听觉的过程没有传出神经和效应器,不属于反射,故D项正确,不符合题意。
13.(2023辽宁真题,2分)尾悬吊(后肢悬空)的大鼠常被用作骨骼肌萎缩研究的实验模型。将实验大鼠随机均分为3组:甲组不悬吊;乙组悬吊;丙组悬吊+电针插入骨骼肌刺激。4周后结果显示:与甲组相比,乙组大鼠后肢小腿骨骼肌出现重量降低、肌纤维横截面积减小等肌萎缩症状;丙组的肌萎缩症状比乙组有一定程度的减轻。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.尾悬吊使大鼠骨骼肌的肌蛋白降解速度大于合成速度
B.乙组大鼠后肢骨骼肌萎缩与神经—肌肉突触传递减弱有关
C.对丙组大鼠施加的电刺激信号经反射弧调控骨骼肌收缩
D.长期卧床病人通过适当的电刺激可能缓解骨骼肌萎缩
13.答案:C
解析:由题干信息可知,与甲组不悬吊相比,乙组尾悬吊大鼠后肢小腿骨骼肌出现重量降低、肌纤维横截面积减小等肌萎缩症状,说明尾悬吊使大鼠骨骼肌的肌蛋白降解速度大于合成速度,故A项正确,不符合题意。乙组大鼠后肢骨骼肌萎缩与神经对肌肉失去了支配或者支配的能力减弱有关,因此乙组大鼠后肢骨骼肌萎缩与神经—肌肉突触传递减弱有关,故B项正确,不符合题意。对丙组大鼠施加的电针是插入骨骼肌的,因此该电刺激信号直接刺激骨骼肌使其收缩,没有经过完整的反射弧,故C项错误,符合题意。长期卧床病人由于下肢没有日常活动或锻炼,与本实验尾悬吊的模型鼠情况相似,而尾悬吊的大鼠在电针插入骨骼肌刺激后肌萎缩症状有一定程度的减轻,因此长期卧床病人通过适当的电刺激可能缓解骨骼肌萎缩,故D项正确,不符合题意。
14.(山东济南检测,2分)大鼠SCN神经元白天胞内氯离子浓度高于胞外,夜晚则相反。SCN神经元主要受递质γ-氨基丁酸(GABA)的调节。GABA与受体结合后会引起氯离子通道开放。由以上信息可以得出的推论是( )
A.SCN神经元兴奋时膜内电位由正变负
B.GABA是通过主动运输的方式由突触前膜释放的
C.夜晚GABA使突触后膜氯离子通道开放,氯离子外流
D.白天GABA提高SCN神经元的兴奋性,夜晚则相反
14.答案:D
解析:神经元兴奋时,Na+内流,使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧,表现为内正外负,所以此时膜内电位由负变正,故A项不符合题意。由题意可知,GABA属于神经递质,而神经递质是通过胞吐的方式由突触前膜释放的,故B项不符合题意。夜晚胞内氯离子浓度低于胞外,所以夜晚GABA使突触后膜氯离子通道开放,氯离子顺浓度梯度内流,故C项不符合题意。白天胞内氯离子浓度高于胞外,所以白天GABA使突触后膜氯离子通道开放,氯离子顺浓度梯度外流,使外正内负的静息电位的电位差绝对值降低,从而提高SCN神经元的兴奋性;夜晚GABA使突触后膜氯离子内流,增大了外正内负的静息电位的电位差绝对值,从而降低了SCN神经元的兴奋性,故D项符合题意。
15.(多选)(2025改编,3分)兴奋—收缩耦联指的是肌细胞产生动作电位的兴奋过程和肌细胞收缩的机械过程联系起来的中介过程(如图所示),其主要步骤是:电兴奋通过T管系统传向肌细胞的深处,三联管结构处将信息传递至L管,Ca2+释放通道释放Ca2+,引起收缩蛋白收缩。释放的Ca2+借助L管上的钙泵(Ca2+依赖式ATP酶)进行回收。下列说法错误的是( )
A.图中的三联管结构是一种特殊的突触结构
B.神经—肌肉接头实现电信号到化学信号的转化
C.静息状态时,L管外侧的Ca2+浓度低于内侧
D.若肌细胞的T管被破坏,则肌细胞接头处不会产生动作电位
15.答案:ABD
解析:由图可知,T管是由部分肌细胞膜内陷至肌细胞深处形成的结构,T管与其两侧的L管共同构成三联管结构,因此图中的三联管结构不是一种特殊的突触结构,故A项错误,符合题意。神经—肌肉接头是一种特殊的突触结构,可将神经元的兴奋通过电信号→化学信号→电信号的形式传递到肌细胞,使肌细胞产生动作电位而兴奋,即神经—肌肉接头实现电信号→化学信号→电信号的转化,故B项错误,符合题意。由题干信息“释放的Ca2+借助L管上的钙泵(Ca2+依赖式ATP酶)进行回收”可知,Ca2+是以主动运输的方式被L管回收的,即静息状态时,L管外侧的Ca2+浓度低于内侧,故C项正确,不符合题意。若肌细胞的T管被破坏,肌细胞接头处会产生动作电位,但可能导致电信号不能传导至L管处,Ca2+释放通道无法正常释放Ca2+,最终使收缩蛋白无法收缩,兴奋—收缩耦联消失,故D项错误,符合题意。
16.(2023江苏真题,12分)糖尿病显著增加认知障碍发生的风险。研究团队发现在胰岛素抵抗(IR)状态下,脂肪组织释放的外泌囊泡(AT-EV)中有高含量的miR-9-3p(一种miRNA),使神经细胞结构功能改变,导致认知水平降低。图1所示IR鼠脂肪组织与大脑信息交流机制。请回答下列问题:
(1)当神经冲动传导至①时,轴突末梢内的___________移至突触前膜处释放神经递质,与突触后膜的受体结合,使______________________打开,突触后膜电位升高。若突触间隙K+浓度升高,则突触后膜静息电位绝对值___________________。
(2)脂肪组织参与体内血糖调节,在胰岛素调控作用下可以通过_________________________________降低血糖浓度,IR状态下由于脂肪细胞的胰岛素受体___________,降血糖作用被削弱。图1中由②释放的③经体液运输至脑部,miR-9-3p进入神经细胞,抑制细胞内_________________________________。
(3)为研究miR-9-3p对突触的影响,采集正常鼠和IR鼠的AT-EV置于缓冲液中,分别注入b、c组实验鼠,a组的处理是_______________________________。2周后检测实验鼠海马脑区突触数量,结果如图2。分析图中数据并给出结论:_______________________________________________________。
(4)为研究抑制miR-9-3p可否改善IR引起的认知障碍症状,运用腺病毒载体将miR-9-3p抑制剂导入实验鼠。导入该抑制剂后,需测定对照和实验组miR-9-3p含量,还需通过实验检测_________________________________。
16.答案:(1)突触小泡(1分) Na+通道(1分) 变小(1分) (2)将葡萄糖转化为甘油三酯(1分) 减少(1分) 相关基因表达(1分) (3)注入等量的缓冲液(2分) 高含量的miR-9-3p对正常鼠无明显影响,但能减少IR鼠海马脑区突触数量(2分) (4)对照组和实验组的海马脑区突触数量以及认知水平(2分)
解析:(1)当神经冲动传导至①时,轴突末梢内的突触小泡受到刺激,移至突触前膜处释放神经递质,神经递质与突触后膜的受体结合,引起Na+通道开放,Na+内流,突触后膜电位升高。神经细胞膜内的K+浓度高于细胞膜外,静息状态时K+外流,若突触间隙K+浓度升高,则细胞内外K+浓度差变小,K+外流减少,突触后膜静息电位绝对值变小。
(2)脂肪组织参与体内血糖调节,在胰岛素调控作用下,可以通过将葡萄糖转化为甘油三酯来降低血糖浓度;胰岛素需要与相应受体结合后发挥作用。分析题意可知,胰岛素抵抗(IR)状态下,胰岛素受体的合成受阻,即胰岛素受体减少,导致胰岛素无法与其结合而发挥作用,降血糖作用被削弱。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,miR-9-3p是一种miRNA,能够与mRNA结合,导致mRNA不能作为模板进行翻译,从而抑制细胞内相关基因的表达。
(3)结合题干和题图可知,a组为b、c组的空白对照组,b、c组的处理是将悬置于缓冲液中的AT-EV注入小鼠体内,则a组需接受相同的操作,即注入等量缓冲液。据图2可知,与a对照组相比,c组的突触相对数量减少,而b组突触相对数量无明显变化,说明高含量的miR-9-3p对正常鼠无明显影响,但能减少IR鼠海马脑区突触数量。
(4)结合(3)分析可知,IR状态下突触数量等会改变,故为研究抑制miR-9-3p可否改善IR引起的认知障碍症状,运用腺病毒载体将miR-9-3p抑制剂导入实验鼠。导入该抑制剂后,需测定对照组和实验组miR-9-3p含量,还需通过实验检测对照组和实验组的海马脑区突触数量以及认知水平。
17.(北京朝阳区二模,18分)流行病学数据显示,夜间光的输入能增加患抑郁症的风险。研究者模拟城市照明、手机、电脑等当前社会的不正常照光模式,探索夜间蓝光诱发小鼠抑郁行为的神经调控机制。
(1)动物视网膜可接受光___________,产生和传导兴奋至___________________形成视觉,光也影响瞳孔收缩、睡眠—觉醒循环、情绪等非成像视觉功能。
(2)按图1流程处理正常小鼠得到图2结果(“强迫游泳”和“糖水偏好”常作为反映抑郁程度的指标)。
以上结果显示_______________________________________________________,该结果表明夜间光的干扰可诱发小鼠抑郁。
(3)为探究LAN致郁的神经调控通路,研究者进行了如下实验。
①R细胞是视网膜中的一类光感受器。利用LAN处理R细胞缺陷小鼠,发现___________的强迫游泳不动时间和糖水偏好基本一致,说明R细胞是LAN致郁的感受器。
②用转基因技术使光敏感钠离子通道仅表达在R细胞膜上。激活光敏感钠离子通道使R细胞Na+___________,在脑中的A区神经元上检测到动作电位,说明_______________________________________________________。
③与R细胞有突触联系的A区神经元发出的纤维(M)投射到脑内的快乐中枢B区,研究者利用转基因小鼠证实了B区参与LAN致郁。请用所给出的a~e选项将实验方案及结果补充完整(注:表达药物甲受体的神经元可响应药物甲信号但无法兴奋)。
a.注射药物甲,LAN处理
b.注射缓冲液,LAN处理
c.明显上升
d.无明显变化
e.明显下降
Ⅰ:____________;Ⅱ:____________;Ⅲ:____________;
Ⅳ:____________;Ⅴ:____________;Ⅵ:____________。
(填字母)
④进一步研究发现,利用抑制性突触受体阻断剂可阻断A区与B区的突触联系。综合上述研究概述LAN致郁的神经调控通路:______________________________
__________________________________。
(4)本研究结果对你的健康生活有何启示?
17.答案:(1)刺激(信号)(1分) 大脑皮层(1分) (2)夜间蓝光(LAN)使小鼠的强迫游泳不动时间提升,24 h消耗糖水量占总饮水量的比例下降;而白天蓝光(LID)处理的小鼠相关指标未发生明显变化(2分) (3)①后测与前测(1分) ②内流(1分) R细胞可导致A区神经元兴奋(2分) ③a(1分) a(1分) d(1分) d(1分) c(1分) e(1分) ④LAN通过R细胞,引起脑内A区神经元兴奋,进而产生对快乐中枢B区的抑制,从而致郁(2分) (4)合理作息;减少夜晚电子设备的使用;睡眠时营造黑暗环境(合理即得分)。(2分)
解析:(1)动物的视网膜属于感受器,可接受光刺激。所有的感觉形成部位都是大脑皮层,故视觉是在大脑皮层形成的。
(2)分析图1可知,阶段2表示前测,是在正常光暗环境处理下得到的结果,阶段4是后测,是在给予蓝光处理后测得的结果。据图2可知,夜间蓝光处理(LAN)使小鼠的强迫游泳不动时间增加,24 h消耗糖水量占总饮水量的比例下降;而白天蓝光处理(LID)的小鼠相关指标未发生明显变化。
(3)①R细胞是视网膜中的一类光感受器,若R细胞是LAN致郁的感受器,则利用LAN处理R细胞缺陷小鼠,其无法感受到光刺激,故小鼠后测与前测的强迫游泳不动时间和糖水偏好基本一致。
②兴奋时,钠离子通道开放,钠离子内流;若R细胞可导致A区神经元兴奋,则可在脑中的A区神经元上检测到动作电位。
③由题意知,与R细胞有突触联系的A区神经元发出的纤维(M)投射到脑内的快乐中枢B区,而表达药物甲受体的神经元可响应药物甲信号但无法兴奋。本实验的目的是验证B区参与LAN致郁,则实验的变量是实验动物的类型和药物甲的有无,因变量是游泳不动时间和糖水偏好。实验设计应遵循对照原则与单一变量原则,对照组1中实验条件是注射缓冲液,LAN处理,则实验组和对照组2应为注射药物甲、LAN处理,故Ⅰ和Ⅱ均选a。对照组1和对照组2小鼠一个是没有注射药物甲,一个是没有表达药物甲受体,因此实验结果应该是一样的(致郁)。实验组小鼠可以表达药物甲受体,且注射药物甲,相关神经元无法兴奋,实验结果是小鼠不致郁。因此Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ分别选d、d、c、e。
④兴奋在神经元间的传递需要经过突触,由于“利用抑制性突触受体阻断剂可阻断A区与B区的突触联系”,结合上述研究推测LAN致郁的神经调控通路:LAN通过R细胞,引起脑内A区神经元兴奋,进而产生对快乐中枢B区的抑制,从而致郁。
(4)结合上述研究结果可知,手机、电脑等当前社会的不正常照光模式(夜间蓝光)会诱发抑郁行为,故应合理作息,减少夜晚电子设备的使用,睡眠时营造黑暗环境。
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