内容正文:
人体稳态维持的生理基础
第一章
第一节 神经调节
第2课时 动作电位的产生和传导及神经冲动在神经细胞之间的传递
[目标导学] 1.阐明静息电位和动作电位产生的机制。2.阐述动作电位在神经纤维上的产生及传导机制。3.说明突触传递的过程及特点。
内容索引
NEIRONGSUOYIN
学习任务二 神经冲动在神经细胞之间的传递
学习任务一 动作电位的产生和传导
课时作业 素养达标
备选题库 教师独具
动作电位的产生和传导
学习任务一
1.生物电现象
(1)概念:人体内的活细胞或组织都存在复杂的电活动,这种电活动称为生物电现象。
(2)产生原因:由细胞质膜两侧的 或电位差的变化引起的。
(3)细胞生物电的产生原因:质膜内外两侧带电离子的 分布和
的结果。
梳理 归纳教材知识
电位差
不均匀
跨膜移动
2.动作电位的产生
(1)刺激
①概念:生理学中,将能引起机体细胞、组织、器官或整体的活动状态发生变化(即产生反应)的任何 都称为刺激。
②种类:机械刺激、化学刺激、温度刺激、 等。
③特点:一种感受器或细胞常对某种 的刺激最为敏感。
内外环境变化因子
电刺激
特定性质
(2)静息电位
①概念:当细胞未受刺激时,细胞质膜内外两侧存在 的电位差,即静息电位。
②产生原因:K+通道开放, 。
③细胞质膜的状态: 。
外正内负
K+大量外流
极化
(3)动作电位及静息电位的恢复
①去极化:当细胞受到适宜的刺激,细胞质膜上的 通道打开,Na+迅速大量 ,形成膜外为 电位、膜内为 电位的电位变化。
②复极化:在去极化到达膜电位最大值(峰值)时,Na+通道关闭,随后K+通过K+通道大量 ,膜两侧电位又转变为“ ”的状态。
③超极化:细胞质膜在恢复到静息电位之前,会发生一个 静息电位的过程。
Na+
内流
负
正
外流
外正内负
低于
④Na+-K+泵
a.作用:将3个 泵出细胞的同时,将2个 泵入细胞。
b.意义:对维持细胞质膜的 具有重要作用。
Na+
K+
电位平衡
3.动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导
(1)神经冲动: 又称为神经冲动。
(2)动作电位在无髓神经纤维上的传导
①过程
动作电位
K+外流
外正内负
外负内正
②特点: 向传导。
外正内负
外负内正
双
(3)动作电位在有髓神经纤维上的传导
①阈电位:细胞质膜对Na+通透性突然增大的 。
②郎飞结
a.概念:两段髓鞘之间有一个 裸露区的结构称为郎飞结。
b.特点: 密集,容易形成跨膜电流并达到阈电位。
临界膜电位
无髓鞘
离子通道
③跳跃式传导
a.概念:动作电位在有髓神经纤维上从一个郎飞结跨越节间区后“跳跃”到下一个郎飞结的传导方式。
b.特点:多个郎飞结可 产生动作电位,从而 了神经冲动的传导速度。
同时
加快
4.影响传导的因素及应用
(1)影响因素:温度。随着温度降低,神经冲动传导速度会有所 ,当温度降到0 ℃时,即 传导。
(2)应用
①冷冻麻醉。
②诊断某些神经疾病。
③判断神经损伤部位、神经再生及恢复情况。
减慢
终止
[正误辨析]
(1)一种感受器或细胞对不同刺激的敏感度都一样。( )
(2)产生动作电位是多数细胞受到刺激产生兴奋时的共同表现。( )
(3)Na+和K+进出细胞的变化是动作电位产生的基础。( )
(4)“极化”和“复极化”产生的原因是K+内流,“去极化”产生的原因是Na+外流。( )
(5)有髓神经纤维上的动作电位不能在节间区产生,只能在郎飞结处产生。( )
×
√
√
×
√
根据以下资料和动作电位产生示意图,回答下列问题。
资料1 神经细胞的细胞质膜内、外各离子的浓度不同。细胞在静息状态时,膜外Na+浓度高于膜内,膜内K+浓度高于膜外,细胞内带负电的大分子有机物(如蛋白质)的含量比细胞外丰富。
资料2 在神经细胞的细胞质膜上有Na+和K+的通道蛋白,Na+通道打开时,Na+迅速进入细胞;K+通道打开时,K+迅速流出细胞。
探究 要点合作突破
资料3 动作电位产生示意图(如图所示)
(1)①时为静息电位,膜电位表现为 ,产生原因为 ,此时离子的运输方式为 ,此时细胞质膜的状态称为 。
(2)当细胞受到刺激时,Na+通道打开,Na+ ,形成 的膜电位,此过程称为 ;下列选项中,分别表示②③过程中离子跨膜运输的是 。
(3)④为动作电位的峰值,此时 通道关闭。
(4)⑤为“复极化”过程,其产生的原因是 。
内负外正
K+外流
协助扩散
极化
内流
内正外负
去极化
B、A
Na+
K+外流
(5)细胞质膜上的Na+-K+泵通过泵入K+、泵出Na+来维持细胞内外离子的分布状态。该过程中离子的运输方式是什么?需不需要能量?
提示: (5)都是主动运输,需要能量。
(6)当降低细胞外溶液的K+浓度和降低细胞外溶液的Na+浓度时,对膜电位的主要影响是什么?
提示: (6)降低细胞外溶液的K+浓度将使静息电位增大,降低细胞外溶液的Na+浓度将使动作电位减小。
[归纳总结]
1.膜电位产生示意图解读
2.细胞外液中Na+、K+浓度改变对电位的影响
项目 静息电位 动作电位峰值
Na+浓度增加 不变 增大
Na+浓度降低 不变 变小
K+浓度增加 变小 不变
K+浓度降低 增大 不变
1.如图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。下列说法与图示相符的是( )
A.图中兴奋部位是B和C
B.图中弧线最可能表示局部电流方向
C.图中兴奋传导的方向是C→A→B
D.兴奋传导方向与膜外局部电流方向一致
强化 题点对应训练
B
兴奋部位的电位为动作电位,即内正外负,所以兴奋部位是A,A错误;正电荷移动的方向为电流的方向,因此图中弧线最可能表示局部电流方向,B正确;兴奋的传导方向与膜内局部电流方向一致,与膜外局部电流方向相反,因此图中兴奋传导方向为A→C、A→B,C、D错误。
2.(多选)引起组织产生动作电位的最小刺激强度称为阈强度。t1时在图1所示神经纤维上A处给予阈强度刺激,引发图2所示电位变化。下列叙述错误的是( )
A.A处受到刺激时,Na+通道打开,K+通道也受影响
B.B处兴奋后,神经冲动仍可传导至A处并引起兴奋
C.t2时引发动作电位产生所需的刺激强度可能小于t1时
D.t3后,膜两侧离子的平均分布离不开Na+-K+泵的作用
BCD
由图1分析可知,A处受到刺激时,细胞质膜上Na+通道打开,同时部分K+通道关闭,A正确;图1中A处受到刺激后,兴奋可以在神经纤维上双向传导,因此兴奋可以传到B处,但是A处兴奋过后恢复静息电位,因此B兴奋后,神经冲动不能再传导至A处并引起兴奋,B错误;引起组织产生动作电位的最小刺激强度称为阈强度,所以t2时引发动作电位产生所需的刺激强度仍然不能小于阈强度,C错误;t3后,膜电位逐步恢
复到起始膜电位水平,此时
在Na+-K+泵的作用下,膜两
侧离子的分布是细胞质膜
外Na+浓度高于膜内、K+浓
度膜内高于膜外,而不是平均分布,D错误。
神经冲动在神经细胞之间的传递
学习任务二
1.突触小体:神经细胞的 末梢有许多分支,每个分支的末端膨大成球状,称为突触小体。
梳理 归纳教材知识
轴突
2.突触结构和神经冲动在神经细胞间传递的过程
突触前膜
突触间隙
突触后膜
突触小泡
神经递质
突触
间隙
受体
3.突触的常见类型
A.轴突—胞体型,表示为 。
B.轴突—树突型,表示为 。
4.传递特点
(1)特点: 传递。
(2)原因:神经递质只存在于轴突末端突触小体内的 中,由
释放并作用于 。
5.信号转换:电信号— —电信号。
6.电突触:电信号能从一个神经细胞 传递给另一个神经细胞。这种连接方式称为电突触。
单向
突触小泡
突触前膜
突触后膜
化学信号
直接
7.神经递质
(1)种类:主要分为胆碱类、单胺类和 。
(2)生理作用
①对突触后神经细胞产生兴奋性影响
a.实例:乙酰胆碱。
b.机理:引起突触后膜 通道打开,Na+内流从而使突触后膜相应位置发生去极化,产生 突触后电位。
氨基酸类
Na+
兴奋性
②对突触后神经细胞产生抑制性影响
a.实例:甘氨酸。
b.机理:引起突触后膜 通道打开,Cl-内流,突触后膜相应位置发生超极化,产生 突触后电位。
(3)去路:神经递质起作用后一般会被迅速 。
Cl-
抑制性
清除
[正误辨析]
(1)突触由突触小体、突触间隙、突触后膜组成。( )
(2)神经递质通过胞吐作用释放,因此神经递质是大分子有机物。( )
(3)神经冲动在突触处的传递都需要神经递质的作用。( )
(4)神经递质由突触前膜释放,以及通过突触间隙都消耗能量。( )
×
×
×
×
1.如图为神经细胞之间通过突触传递信息的图解,探究以下问题。
探究 要点合作突破
(1)神经递质释放在突触间隙后,怎样才能完成兴奋的传递?
提示:与突触后膜上的特异性受体结合,引起突触后膜处的膜电位变化,由外正内负的静息电位变为外负内正的动作电位才能完成兴奋的传递。
(2)神经递质与突触后膜上的受体结合后一定会引起突触后神经细胞兴奋吗?
提示:不一定,也可能会抑制突触后神经细胞兴奋。
(3)兴奋传递过程中,在整个突触、突触前膜和突触后膜的信号转换分别是怎样的?
提示:整个突触:电信号→化学信号→电信号;突触前膜:电信号→化学信号;突触后膜:化学信号→电信号。
2.据图1和图2分析,神经递质作用于突触后膜导致的结果分别是什么?
提示:图1神经递质作用于突触后膜使下一个神经细胞产生兴奋,图2神经递质作用于突触后膜使下一个神经细胞产生抑制。
3.α-银环蛇毒能与突触后膜上的乙酰胆碱(常为兴奋性递质)受体牢固结合;有机磷农药能抑制乙酰胆碱酯酶的活性,而乙酰胆碱酯酶的作用是清除与突触后膜上受体结合的乙酰胆碱。当α-银环蛇毒和有机磷农药起作用时,突触后膜的反应分别是怎样的?
提示:α-银环蛇毒与突触后膜上的乙酰胆碱受体牢固结合后,乙酰胆碱不能与突触后膜上的受体结合,突触后膜不能兴奋;有机磷农药抑制乙酰胆碱酯酶的活性后,乙酰胆碱酯酶不能清除与突触后膜上受体结合的乙酰胆碱,从而使突触后膜处于持续兴奋状态。
[核心知识]
1.比较动作电位在神经纤维上的传导和在神经细胞之间的传递
比较项目 动作电位在神经纤维上的传导 动作电位在神经细胞之间的传递
结构基础 神经细胞(神经纤维) 突触
信号形式
(或变化) 电信号 电信号→化学信号→电信号
速度 快 慢
方向 可以双向 单向传递
2.有关神经递质的6点总结
(1)供体:轴突末梢突触小体内的突触小泡。
(2)传递途径:突触前膜→突触间隙→突触后膜。
(3)受体:突触后膜上的糖蛋白,具有特异性。
(4)作用:神经递质与受体结合后,打开突触后膜上的相应的离子通道,发生离子流动,引起突触后膜的膜电位变化。
(5)类型:兴奋性神经递质——如乙酰胆碱、谷氨酸等,引起兴奋的机理为该类递质作用于突触后膜后,能增强突触后膜对Na+的通透性,使Na+内流,从而使突触后膜产生动作电位,即引起下一神经细胞发生兴奋;抑制性神经递质——如甘氨酸、γ-氨基丁酸、去甲肾上腺素等,引起抑制的机理为该类递质作用于突触后膜后,能增强突触后膜对Cl-的通透性,使Cl-进入细胞内,强化内负外正的静息电位,从而使神经细胞难以产生兴奋。
(6)去向:神经末梢释放的递质在引发突触后膜的膜电位变化后一般会被迅速清除,如被相应的酶分解。
3.突触传递的特点
(1)单向传递
化学突触传递一般只能由突触前神经细胞沿轴突传递给突触后神经细胞,不可逆向传递。
(2)总和作用
只有当突触前神经细胞末梢连续传来一系列冲动,或许多突触前细胞末梢同时传来一批冲动,释放的神经递质积累到一定量,才能激发突触后神经细胞产生动作电位,这种现象称总和作用。
(3)突触延搁
神经冲动由突触前神经细胞传递给突触后神经细胞,经历神经递质的释放、扩散及其作用于突触后膜引起突触后神经细胞电位变化,并且必须在突触发生总和作用后才能使突触后神经细胞产生动作电位,这种传递需要一定的时间。这一特性即为延搁。据测定,神经冲动通过一个突触的时间约为0.3~0.5 ms。
(4)对内环境变化的敏感性
神经细胞间的突触最易受内环境变化的影响。缺氧、离子浓度变化等均可改变突触的传递能力。
1.(多选)如图表示当有神经冲动传到神经末梢时,神经递质从突触小泡内释放并作用于突触后膜的机制,下列叙述正确的是( )
A.神经递质存在于突触小泡内
可避免被细胞内其他酶系破坏
B.神经冲动引起神经递质的释放,
实现了由电信号向化学信号的转变
C.神经递质与受体结合引起突触后膜上相应的离子通道开放
D.图中离子通道开放后,Na+和Cl-同时内流
强化 题点对应训练
ABC
神经递质是由神经末梢释放的,储存在突触小泡内,以防止被细胞内其他酶系所破坏,A正确;神经末梢有神经冲动(电信号)传来时,突触小泡释放神经递质(化学信号),此时由电信号转变为化学信号,B正确;神经递质与受体结合,使突触后膜上相应的离子通道开放,提高膜对Na+或Cl-的通透性,C正确;兴奋性神经递质与突触后膜上的受体结合,Na+内流,抑制性神经递质与突触后膜上的受体结合,Cl-内流,D错误。
2.如图为兴奋在细胞间传递的示意图,①~⑤表示相关结构或物质,下列叙述错误的是( )
A.①释放②的过程,需要细胞提供能量
B.②发挥作用后,一般会被快速清除
C.神经递质与③结合后,会使④处产生动作电位
D.⑤处Na+和Cl-浓度的变化可影响兴奋的传递
C
①突触前膜释放②神经递质的过程为胞吐,需要细胞提供能量,A正确;②神经递质与突触后膜结合并发挥作用后,一般会被快速清除,B正确;神经递质有兴奋性和抑制性两种,若抑制性神经递质与③特异性受体结合后,则不会使④突触后膜产生动作电位,C错误;Na+内流,会形成内正外负的动作电位,Cl-内流会使突触后膜不易形成动作电位,因此,⑤处Na+和Cl-浓度的变化可影响兴奋的传递,D正确。
备选题库 教师独具
1.在离体实验条件下神经纤维的动作电位示意图如图所示。下列叙述正确的是( )
A.ab段主要是Na+内流,是需要消耗能量的
B.bc段主要是Na+外流,是不需要消耗能量的
C.cd段主要是K+外流,是不需要消耗能量的
D.de段主要是K+内流,是需要消耗能量的
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C
题图中ac段,细胞产生动作电位,主要是Na+内流,不需要消耗能量,A、B错误;而ce段,细胞恢复静息电位,主要是K+外流,也不需要消耗能量,C正确,D错误。
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1
4
5
2.如图为突触结构模式图,对其描述正确的是( )
A.a为轴突末梢,构成突触
B.①为突触小泡,其中的物质通过主动运输释放至②中
C.②是突触间隙,神经递质可以通过②与突触后膜上的
特异性受体结合
D.在a、b两神经细胞之间信号传导方向是b→a
2
3
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4
5
C
a是突触小体,是轴突末梢的一部分,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,A错误;①是突触小泡,内含神经递质,通过胞吐释放到②突触间隙中,B错误;②是突触间隙,神经递质通过突触间隙,与突触后膜上的特异性受体结合,使突触后膜的膜电位产生变化,C正确;在a、b两神经细胞之间信号传导方向是a→b,这是由突触结构决定的,神经递质只能由突触前膜释放并作用于突触后膜,D错误。
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3.利用蛙坐骨神经进行相关实验,相关结果如图所示,以下叙述正确的是( )
A.图1中a、b点均无离子跨膜运输
B.图2指针偏转是由a端K+外流速率增大引起的
C.图3指针偏转是由于b端Na+内流使a、b两点间存在电位差
D.图4中a端K+外流与b端Na+内流速率相等,使指针不偏转
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3
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4
5
C
图1中a、b两点均为外正内负的静息电位,由于K+外流形成静息电位,所以a、b点均存在离子跨膜运输,A错误;图2指针偏转是由a端Na+快速内流形成了外负内正的动作电位,而b端膜外为正电荷,所以a、b两端产生电位差,从而产生电流,B错误;图3指针偏转是由于兴奋传导到了b端,b端发生了Na+内流形成了外负内正的膜电位,而a端已经恢复为外正内负的静息电位,使a、b两点间存在电位差,C正确;图4中a端和b端均是K+外流形成的外正内负的静息电位,由于a、b两端膜外不存在电位差,所以指针不偏转,D错误。
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4.如图是突触局部模式图,以下说法不正确的是( )
A.②和①的结合具有特异性
B.兴奋只能由③传递到④,而不能反过来
C.⑤是突触间隙
D.⑥的形成与高尔基体有关
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1
4
5
B
根据突触的结构可知,①是受体,②是神经递质,③是突触后膜,④是突触前膜,⑤是突触间隙,⑥是突触小泡。神经递质只能由突触前膜释放,通过突触间隙,然后与突触后膜上的受体特异性地结合,使突触后膜兴奋或者抑制,突触小泡来自高尔基体产生的小囊泡,B错误。
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5
5.如图表示人体神经细胞突触结构及神经纤维上膜电位的变化情况。回答下列问题。
(1)图1中,在神经递质释放过程中,突触前膜信号的变化是 。
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1
4
5
电信号→化学信号
(2)突触后膜上的③能与相应的神经递质结合,膜上“受体”的化学本质最可能是 。
(3)在图1中的②处注射乙酰胆碱,突触后膜若为骨骼肌,则会产生
(填“兴奋”或“抑制”),原因是乙酰胆碱引起突触后膜电位发生了由 的变化。
2
3
1
4
5
糖蛋白
兴奋
内负外正变为内正外负
(4)图2中,静息电位产生的原因是 ,BC段电位变化的原因是神经纤维受到刺激时,Na+通过 方式内流,使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外,产生电位差。
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1
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5
K+外流
协助扩散
课时作业 素养达标
[基础巩固练]
1.神经传导即神经冲动的传导过程,是在神经纤维上发生的电化学变化。神经受到刺激时,细胞质膜的通透性发生急剧变化。用同位素标记的离子做实验证明,神经纤维在受到刺激(如电刺激)时,Na+的流入量比未受刺激时增加了20倍,同时K+的流出量也增加了9倍,所以神经冲动是伴随着Na+的大量流入和K+的大量流出而发生的。下列说法正确的是( )
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A.植物细胞没有膜电位
B.静息电位K+外流需消耗能量
C.动作电位是电信号,参与神经冲动的形成
D.神经细胞受到刺激后,Na+通道打开,产生外正内负的动作电位
答案:C
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植物细胞也有膜电位,A错误;静息电位K+外流的方式是协助扩散,不需消耗能量,B错误;动作电位是电信号,和未兴奋部位形成局部电流,刺激未兴奋部位继续产生动作电位,参与神经冲动的形成,C正确;神经细胞受到刺激后,Na+通道打开,产生外负内正的动作电位,D错误。
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2.如图表示枪乌贼离体神经纤维在Na+浓度不同的两种海水中受同样刺激后的膜电位变化情况。下列叙述错误的是( )
A.膜电位维持主要依赖膜对Na+和K+的
通透性的差异
B.曲线a代表正常海水中膜电位的变化
C.低Na+海水中神经纤维静息时因膜外
Na+不足而膜电位低
D.正常海水中神经纤维受刺激时,膜外Na+浓度高于膜内
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C
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膜电位维持主要依赖膜对Na+和K+通透性的差异,A正确;分析题图曲线可知,曲线a受到刺激后,膜电位上升,变为正值,恢复极化后又变为负值,符合动作电位曲线图,动作电位主要是由于Na+大量内流造成的,所以曲线a表示正常海水中膜电位的变化,曲线b代表低Na+海水中膜电位的变化,B正确;接受刺激之前的电位即为静息电位,由题图可知,两种海水中神经纤维的静息电位相同,C错误;当神经纤维受到刺激时,Na+内流,导致内部Na+浓度升高,但膜外仍存在大量Na+,膜外的Na+浓度仍高于膜内Na+浓度,D正确。
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3.食用草乌炖肉是有些地方人们的饮食习惯,但草乌中的乌头碱可与神经细胞上的钠离子通道结合,使其持续开放,从而引起呼吸衰竭,心律失常等症状,严重可导致死亡。下列相关判断错误的是( )
A.钠离子内流使神经细胞的细胞质膜内外电位改变,产生动作电位
B.钠离子通道打开引起的钠离子的跨膜运输方式为主动运输
C.乌头碱与钠离子通道结合不会导致膜内Na+浓度高于膜外
D.注射阿托品(钠离子通道阻滞剂)可缓解乌头碱中毒症状
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B
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兴奋时,钠离子通道开放,钠离子内流,产生外负内正的动作电位,A正确;钠离子通道打开引起的钠离子的跨膜运输方式为协助扩散,B错误;钠离子通道持续开放会使神经纤维膜内Na+浓度升高,但仍然低于膜外,C正确;由题可知,乌头碱可与神经细胞上的钠离子通道结合,使其持续开放,而引起中毒症状,而阿托品是钠离子通道阻滞剂,故注射阿托品可缓解乌头碱中毒症状,D正确。
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4.如图所示,当神经冲动在轴突上传导时,下列叙述错误的是( )
A.甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态
B.乙区发生了Na+内流
C.乙区与丁区间膜内局部电流的方向是
从乙到丁
D.据图可判断神经冲动的传导方向是从左到右
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由于乙区是动作电位,如果神经冲动是从图示轴突左侧传导而来,则甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态,A正确;乙区是动作电位,该区发生了Na+内流,B正确;局部电流的方向是由正电荷到负电荷,乙区膜内是正电位,丁区膜内是负电位,所以乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁,C正确;由于图中只有乙区是动作电位,在轴突上,神经冲动的传导方向可能是从左到右,也可能是从右到左,
D错误。
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5.在脊椎动物的胚胎发育过程中,神经胶质细胞围绕轴突生长形成髓鞘,髓鞘有规律的中断形成郎飞结,如图所示。郎飞结处具有钠离子通道,两个相邻郎飞结之间的轴突膜上没有钠离子通道。下列说法正确的是( )
A.构成髓鞘的细胞只是支持保护神经细胞,不参与神经系统的调节功能
B.动作电位只在郎飞结上产生的原因是髓鞘阻止了钠离子流出轴突膜
C.郎飞结的形成极大地阻碍了神经冲动的传导速度
D.动作电位可通过电信号在郎飞结之间跳跃式传导
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D
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构成髓鞘的细胞是神经胶质细胞,神经胶质细胞是对神经细胞起辅助作用的细胞,并且与神经细胞一起共同完成神经系统的调节功能,A错误;由题目信息可知,动作电位只在郎飞结上产生的原因是髓鞘的轴突膜上没有钠离子通道,B错误;郎飞结的电阻较小,在冲动传导时,局部电流可由一个郎飞结跳跃到邻近的下一个郎飞结,该传导称为跳跃式传导,郎飞结的形成极大地加快了神经冲动的传导速度,C错误;分析题意可知,神经胶质细胞围绕轴突生长形成髓鞘,髓鞘有规律的中断形成郎飞结,动作电位可通过电信号(局部
电流)在郎飞结之间跳跃式传
导,D正确。
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6.下列关于神经递质的叙述,正确的是( )
A.突触后神经细胞也具有合成神经递质的功能
B.神经递质的释放过程与神经细胞质膜上的蛋白质和磷脂无关
C.神经递质作用完后均在突触间隙被降解
D.神经递质与突触后膜上的受体结合后进入突触后神经细胞
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A
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突触后神经细胞可以和肌肉或者腺体构成突触,也可以合成神经递质,A正确;神经递质的释放方式为胞吐,胞吐过程涉及突触小泡和突触前膜的融合,该过程有膜蛋白和磷脂的参与,B错误;神经递质作用完之后,一般会迅速被清理,也有的神经递质会被突触前膜回收,C错误;神经递质与突触后膜上的受体结合后,将信息传递到下一个神经细胞,不会进入突触后神经细胞,D错误。
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7.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细胞之间的突触联系来实现(如图所示)。据图分析,下列叙述错误的是( )
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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
答案:B
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由题图可知,甲释放的乙酰胆碱作用于乙(突触后膜)的乙酰胆碱受体,使乙的膜电位改变,乙(突触前膜)释放多巴胺,作用于丙,使丙的膜电位改变,A、C正确;乙释放的多巴胺只能作用于丙,在乙、
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丙之间传递信息,B错误;由题意可知,多巴胺的释放可受乙酰胆碱调控,若乙膜上的乙酰胆碱受体异常,可影响甲、乙之间传递信息,进而影响乙释放多巴胺,D正确。
15
8.神经递质分为兴奋性神经递质与抑制性神经递质两种,如乙酰胆碱可作为一种兴奋性神经递质,去甲肾上腺素可作为一种抑制性神经递质。下列说法正确的是( )
A.二者由突触前膜进入突触间隙时都需要借助载体蛋白的运输
B.二者都能够被突触后膜上的受体识别,体现了细胞间信息交流的功能
C.二者都能够长时间作用于突触后膜使膜电位长时间发生改变
D.二者作用于突触后膜后,细胞质膜对K+、Na+的通透性都发生改变,产生动作电位
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B
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神经递质由突触前膜进入突触间隙的方式为胞吐,不需要通过载体蛋白的运输,A错误;神经递质作为细胞间的信号分子,能够被突触后膜上的受体识别,体现了细胞间信息交流的功能,B正确;神经递质在引发突触后膜的膜电位变化后,一般会被迅速清除,C错误;乙酰胆碱是一种兴奋性神经递质,作用于突触后膜后可增大突触后膜对Na+的通透性,形成动作电位。去甲肾上腺素是一种抑制性神经递质,去甲肾上腺素作用于突触后膜后,不能改变Na+的通透性,不产生动作电位,D错误。
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[素能培优练]
9.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.NE通过协助扩散由突触前膜释放进入
突触间隙
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
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B
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药物甲抑制NE的灭活,进而导致突触间隙中的NE增多,A正确;由图可知,NE通过胞吐的方式由突触前膜进入突触间隙,B错误;由图可知,NE被突触前膜摄取回收,药物丙抑制突触间隙中NE的回收,C正确;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,D正确。
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10.图1为神经纤维受刺激后的膜电位变化图,图2表示Na+通道和K+通道的生理变化。其中图2中的甲可以对应图1中的①⑥。据图分析,下列叙述正确的是( )
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A.图1过程③Na+进入细胞需要消耗能量
B.图2中的乙和丙可分别对应图1中的③和⑤
C.由图可知,神经细胞质膜外Na+的内流是形成静息电位的基础
D.适当降低细胞外液的Na+浓度,图1中④峰值会有所增大
答案:B
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图1中的③膜电位上升,原因是Na+大量内流,其转运方式为协助扩散,不消耗能量,A错误;图2中的乙和丙分别表示Na+大量内流和K+外流,可分别对应图1中的③和⑤,B正确;神经细胞质膜外K+的外流是形成静息电位的基础,Na+的内流是形成动作电位的基础,C错误;适当降低细胞外液的Na+浓度,则动作电位产生过程中内流的Na+量减少,则图1中④峰值会有所减小,D错误。
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11.(多选)如图为去甲肾上腺素的释放及调节的示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.兴奋在突触前神经细胞传导过程中电信号与
化学信号相互转化
B.突触前膜通过胞吐释放去甲肾上腺素,该过程
不消耗ATP
C.去甲肾上腺素与①结合,改变突触后膜对某些离子的通过性
D.去甲肾上腺素与②结合,实现对该递质释放的精确调控
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CD
兴奋传到突触前神经细胞时会释放神经递质,电信号
转变成化学信号,但没有化学信号转变成电信号,不能
相互转化,A错误;据图可知,去甲肾上腺素是神经递
质,突触前膜通过胞吐释放去甲肾上腺素,不需要载
体蛋白协助,但需要消耗ATP,B错误;据图可知,去甲
肾上腺素(神经递质)与①受体结合,改变突触后膜对某些离子(钠离子)的通透性,将兴奋传递给下一个神经细胞,C正确;去甲肾上腺素分泌较多时,去甲肾上腺素与②结合,作用于突触前膜的结构②,从而抑制去甲肾上腺素的释放,实现对该递质释放的精确调控,D正确。
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12.(多选)以新鲜的蛙坐骨神经腓肠肌为标本,刺激神经纤维产生动作电位及恢复静息电位的过程中,由于钠、钾离子的流动而产生的跨膜电流如图所示(内向电流是指阳离子由细胞质膜外向膜内流动,外向电流则相反)。下列有关叙述错误的是( )
A.增大刺激强度,c点对应的动作电位
值不变
B.bd时间段内发生钾离子的外流
C.d点达到静息电位的最大值
D.ac段钠离子进入细胞和ce段钾离子流出细胞的方式不同
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BCD
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内向电流会使动作电位增大,c点是内向电流中动作电位的最大值,动作电位的峰值与Na+内流最后达到Na+平衡电位有关,在有效刺激的基础上加大刺激,不会提高动作电位的幅度,A正确;bc时间段内发生钠离子的内流,cd时间段内发生钾离子的外流,B错误;外向电流会使静息电位增大,e点达到静息电位的最大值,C错误;ac段钠离子进入细胞和ce段钾离子流出细胞的方式都是协助扩散,
D错误。
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13.(多选)任氏液是一种比较接近两栖动物内环境的液体,其主要成分为氯化钠,另外还含钾离子、钙离子等其他离子。在任氏液中培养蛙的坐骨神经腓肠肌标本,将微电极插入神经细胞,可记录该细胞的动作电位,如图所示,a、b、c、d为曲线上的点。研究小组进行下述两个实验,实验一:在任氏液中加入四乙胺(一种阻遏钾离子通道的麻醉药物);实验二:降低任氏液中钠离子浓度,其他条件不变。两实验均测定动作电位的发生情况。下列叙述正确的是( )
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A.实验一获得的动作电位,从c到d速度减慢
B.实验一中,膜内外两侧均不会产生局部电流
C.实验二获得的动作电位,c点膜电位会降低
D.实验二中,有可能检测不到动作电位产生
答案:ACD
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实验一获得的动作电位,从c到d恢复静息电位过程中,钾离子外流,由于加入了阻遏钾离子通道的麻醉药物,因此速度减慢,A正确;实验一加入四乙胺阻遏钾离子通道,钠离子通道不受影响,当神经细胞受到适宜刺激时,钠离子大量内流,会产生局部电流,B错误;实验二适当降低任氏液中钠离子浓度,钠离子内流减少,神经纤维的动作电位峰值(c点电位)降低,C正确;实验二中,若任氏液中钠离子浓度过低,
则有可能检测不到动作电位产生,D正确。
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14.图甲中a部位为神经纤维与肌细胞接头(突触的一种),图乙是a部位的放大图,乙酰胆碱(ACh)与肌细胞质膜上的受体结合,会引起肌肉收缩。将2个微电极置于图中b、c两处神经细胞质膜外,并与灵敏电流表正、负两极相连,刺激e处,肌肉收缩且电流表指针偏转。请回答下列问题。
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(1)刺激e处,e处膜外电位的变化是 。依据所观测到的电流表指针偏转情况,绘制出的电流变化情况曲线是下列选项中的 。
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由正电位变为负电位
C
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(1)刺激e处,e处兴奋,膜外电位的变化是由正电位变为负电位。局部电流向左传导先到c点,再到b点,c处先出现外负内正的动作电位,此时指针向右偏,b处后出现动作电位,此时指针向左偏,两次偏转方向相反,动作电位的峰值相同,C正确。
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(2)刺激d处,兴奋传到b处的速度,比相同强度刺激e处兴奋传到b处的速度慢,说明在脊柱中存在由 几部分组成的 结构。突触小体里含较多的细胞器是 。
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突触前膜、突触间隙、突触后膜
突触
线粒体
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(2)刺激d处,兴奋传到b处的速度,比相同强度刺激e处兴奋传到b处的速度慢,根据d要先将兴奋传到脊柱,说明脊柱中的脊髓里存在由突触前膜、突触间隙、突触后膜组成的突触,突触处存在化学信号,传导速度慢。突触小体里突触小泡的移动、胞吐等都需要能量,含较多的细胞器是线粒体。
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(3)实验证实,只刺激肌肉,肌肉也会收缩,推测此时电流表指针是否偏转? ,原因是_________________________________________
__________________________________________。
(3)实验证实,只刺激肌肉,肌肉也会收缩,此时电流表指针不偏转,因为兴奋在神经纤维与肌细胞接头(突触的一种)处单向传递,只能由神经纤维传向肌肉。
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否
兴奋在神经纤维与肌细胞接头(突触的一种)处单向传递,只能由神经纤维传向肌肉
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15.乙酰胆碱(ACh)是人体内的一种神经递质,主要在脊髓和脑干的某些神经细胞内合成,ACh在体内的部分生理过程如图所示,其中①~⑤表示相关的结构或物质。请回答下列问题。
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(1)兴奋传到突触前膜,此时膜外电位的变化是____________________,发生该变化的原因是 。兴奋在突触处的传递方向只能是 ,其原因是________________________
。
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由正电位变为负电位
Na+通道开放,Na+内流
单向
神经递质只能由突触前膜
释放,作用于突触后膜
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(1)兴奋传到突触前膜,突触前膜产生动作电位,Na+内流,膜外由正电位变为负电位。兴奋在突触处的传递方向只能是单向的,只能由突触前膜传递至突触后膜,因为神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
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(2)突触前膜[ ](填序号)通过 方式将ACh释放到突触间隙,进而与相应的受体特异性结合,从而激活离子通道,引起突触后膜发生反应。
(2)突触前膜②通过胞吐方式将ACh(神经递质)释放到突触间隙,神经递质与突触后膜上的特异性受体结合。
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②
胞吐
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(3)ACh发挥作用后,在很短时间内就会被 ,产生的胆碱会通过⑤进入突触小体内,这种机制既能满足突触小体对胆碱的需要,又能减少 。
(3)ACh发挥作用后,在很短时间内就会被位于突触后膜上的酶分解,产生的胆碱会通过⑤进入突触小体内,这种机制既能满足突触小体对胆碱的需要,又能减少物质的浪费。
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分解
物质的浪费
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(4)研究发现,心脏的搏动受交感神经和副交感神经的控制,副交感神经兴奋并释放出ACh后,心肌细胞质膜上的K+通道被激活,K+外流增加,对心脏活动产生 (填“兴奋”或“抑制”)作用。相反,交感神经释放去甲肾上腺素作用于心肌细胞后,会使心率 。
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抑制
加快
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(4)交感神经和副交感神经对同一个器官的作用常常是相互拮抗的。研究发现,支配心肌的副交感神经兴奋并释放出ACh后,心肌细胞质膜上的K+通道被激活,K+外流增加,产生静息电位,对心脏活动产生抑制作用。相反,交感神经释放去甲肾上腺素作用于心肌细胞后,会使心率加快。
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(5)直接刺激新鲜的神经—骨骼肌标本相关传出神经后,肌肉标本会收缩。若用新斯的明(药物)处理新鲜的神经—骨骼肌标本后,再刺激相关传出神经,肌肉标本会出现痉挛(持续异常收缩),分析原因可能是该药物 。若用一定剂量的刺桐硫品碱(药物)处理神经—肌肉标本,再刺激标本的相关神经,肌肉不出现反应,但在肌肉细胞外可检测到ACh,分析原因最可能是该药物
,但不影响神经递质的释放。
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抑制了④的活性/抑制了ACh的分解
能与③(或ACh的受体)结合
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(5)用新斯的明(药物)处理新鲜的神经—骨骼肌标本后,再刺激相关传出神经,肌肉标本会出现痉挛(持续异常收缩),说明刺激产生的兴奋性递质ACh一直起作用,分析原因可能是该药物抑制了④的活性/抑制了ACh的分解。若用一定剂量的刺桐硫品碱(药物)处理神经—肌肉标本,再刺激标本的相关神经,肌肉不出现反应,但在肌肉细胞外可检测到ACh,分析原因最可能是该药物能与③(或ACh的受体)结合,使ACh失去作用,但不影响神经递质的释放。
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