内容正文:
专题十五 神经调节
考点
2015-2019年
2020年
2021年
2022年
2023年
2024年
合计
全国卷
地方卷
全国卷
地方卷
全国卷
地方卷
全国卷
地方卷
全国卷
地方卷
全国卷
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全国卷
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45.神经调节的结构基础
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46.神经调节的基本方式
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47.神经冲动的产生和传导
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48.人脑的高级功能
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命题分析与备考建议
(1)命题热度:本专题相对其他各专题考查很火(
),高考命题的高频点是“神经冲动的产生、传导和传递”。
(2)考查方向:本专题主要考查兴奋的产生、传导和传递的机制。
(3)考情前瞻:命题多结合实验考查神经冲动在神经纤维和神经元之间传递方向的过程分析等。
考点45神经调节的结构基础
1.(2024·山东,19,3分,难度★★)瞳孔开大肌是分布于眼睛瞳孔周围的肌肉,只受自主神经系统支配。当抓捏面部皮肤时,会引起瞳孔开大肌收缩,导致瞳孔扩张,该反射称为瞳孔皮肤反射,其反射通路如图所示,其中网状脊髓束是位于脑干和脊髓中的神经纤维束。下列说法错误的是 (C)
面部皮肤感受器脑干脊髓(胸段)瞳孔开大肌
A.该反射属于非条件反射
B.传入神经①属于脑神经
C.传出神经②属于躯体运动神经
D.若完全阻断脊髓(颈段)中的网状脊髓束,该反射不能完成
解析 瞳孔皮肤反射没有大脑的参与,属于非条件反射,A项正确;传入神经①与脑干相连,属于脑神经,B项正确;“瞳孔开大肌是分布于眼睛瞳孔周围的肌肉,只受自主神经系统支配”,说明传出神经②属于自主神经系统,不属于躯体运动神经,C项错误;“网状脊髓束是位于脑干和脊髓中的神经纤维束”,若完全阻断脊髓(颈段)中的网状脊髓束,反射弧不完整,该反射不能完成,D项正确。
2.(2023·全国甲,3,6分,难度★★★★)中枢神经系统对维持人体内环境的稳态具有重要作用。下列关于人体中枢神经系统的叙述,错误的是(D)
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
解析 膝跳反射是一种非条件反射,神经中枢在脊髓,脑部受到损伤不影响膝跳反射,D项错误。
3.(2023·山东,9,2分,难度★★★)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)
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
解析 由题意可知,脑干中存在调节呼吸运动的神经中枢,但呼吸运动最终靠呼吸肌完成,A项错误;大脑是神经系统的最高级中枢,可通过传出神经支配呼吸肌,如有意识地憋气,B项正确;睡眠时脑干呼吸中枢通过支配低级中枢脊髓调控呼吸运动,体现了神经系统的分级调节,C项正确;体液中CO2浓度的变化可刺激CO2感受器,通过神经系统对呼吸运动进行调节,D项正确。
4.(2022·辽宁,5,2分,难度★)下列关于神经系统结构和功能的叙述,正确的是 (D)
A.大脑皮层H区病变的人,不能看懂文字
B.手的运动受大脑皮层中央前回下部的调控
C.条件反射的消退不需要大脑皮层的参与
D.紧张、焦虑等可能抑制成人脑中的神经发生
解析 大脑皮层H区病变的人,不能听懂别人讲话,A项错误。刺激大脑皮层中央前回的顶部,可以引起下肢的运动;刺激中央前回的下部,会引起头部器官的运动;刺激中央前回的其他部位,会引起其他相应器官的运动,手的运动受大脑皮层中央前回中部的调控,B项错误。条件反射是在大脑皮层的参与下完成的,条件反射是条件刺激与非条件刺激反复多次结合的结果,缺少了条件刺激,条件反射会消退,因此条件反射的消退需要大脑皮层的参与,C项错误。紧张、焦虑可能会引起突触间隙神经递质含量的减少,所以紧张、焦虑等可能抑制成人脑中的神经发生,D项正确。
5.(2021·浙江,12,2分,难度★)下列关于神经元的叙述,正确的是 (D)
A.每个神经元都有一个轴突和多个树突
B.每个神经元的轴突和树突外周都包有髓鞘
C.同一个神经元所有部位的表面膜特性都相同
D.运动神经元产生的神经冲动可沿轴突传送给效应器
解析 神经元是神经系统结构和功能的基本单位,由胞体、树突和轴突等组成。多数神经元有一个轴突和多个树突,A项错误;只有长的轴突外通常包有髓鞘,B项错误;神经元的树突是用来接受信息并将其传给细胞体,轴突将信息传向其他神经元、肌肉或腺体,故同一神经元的轴突和树突膜的特性不同,C项错误;神经元分为三类,其中运动神经元产生的神经冲动可沿轴突传给效应器,D项正确。
6.(2021·河北,11,2分,难度★★★)关于神经细胞的叙述,错误的是 (C)
A.大脑皮层言语区的H区神经细胞受损伤,患者不能听懂话
B.主动运输维持着细胞内外离子浓度差,这是神经细胞形成静息电位的基础
C.内环境K+浓度升高,可引起神经细胞静息状态下膜电位差增大
D.谷氨酸和一氧化氮可作为神经递质参与神经细胞的信息传递
解析 言语区的H区神经细胞受损,患者不能听懂话,A项正确;主动运输维持着细胞内外离子浓度差,B项正确;内环境中K+浓度升高,神经细胞内K+外流减少,会使静息电位差减小,C项错误;谷氨酸和一氧化氮都可作为神经递质,D项正确。
7.(2021·重庆,15,2分,难度★★)学生参加适度的体育锻炼和体力劳动有助于增强体质,改善神经系统功能。关于锻炼和劳动具有的生理作用,下列叙述错误的是 (C)
A.有利于增强循环系统和呼吸系统的功能
B.有助于机体进行反射活动
C.有利于突触释放递质进行兴奋的双向传递
D.有益于学习和记忆活动
解析 兴奋在神经元间是单向传递的。
8.(2021·湖北,23,14分,难度★★★)神经元是神经系统结构、功能与发育的基本单元。神经环路(开环或闭环)由多个神经元组成,是感受刺激、传递神经信号、对神经信号进行分析与整合的功能单位。动物的生理功能与行为调控主要取决于神经环路而非单个的神经元。
秀丽短杆线虫在不同食物供给条件下吞咽运动调节的一个神经环路作用机制如图所示。图中A是食物感觉神经元,B、D是中间神经元,C是运动神经元。由A、B和C神经元组成的神经环路中,A的活动对吞咽运动的调节作用是减弱C对吞咽运动的抑制,该信号处理方式为去抑制。由A、B和D神经元形成的反馈神经环路中,神经信号处理方式为去兴奋。
回答下列问题:
(1)在食物缺乏条件下,秀丽短杆线虫吞咽运动 (填“增强”“减弱”或“不变”);在食物充足条件下,吞咽运动 (填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)由A、B和D神经元形成的反馈神经环路中,信号处理方式为去兴奋,其机制是
。
(3)由A、B和D神经元形成的反馈神经环路中,去兴奋对A神经元调节的作用是 。
(4)根据该神经环路的活动规律, (填“能”或“不能”)推断B神经元在这两种条件下都有活动,在食物缺乏条件下的活动增强。
答案 (1)减弱 增强 (2)A神经元的活动对B神经元有抑制作用,使D神经元的兴奋性降低,进而使A神经元的兴奋性下降 (3)抑制 (4)能
解析 (1)在食物缺乏条件下,A的活动增强C对吞咽运动的抑制,因此秀丽短杆线虫吞咽运动减弱。在食物充足条件下,A的活动减弱C对吞咽运动的抑制,吞咽运动增强。(2)由A、B和C神经元形成的吞咽运动增强或者减弱时,需要对其进行调节,去兴奋实际上属于一种反馈调节,A神经元的活动对B神经元有抑制作用,使C神经元兴奋性降低的同时也使D神经元的兴奋性降低,进而使A神经元的兴奋性下降,从而使吞咽运动向相反方向进行。(3)据(2)分析可知,由A、B和D神经元形成的反馈神经环路中,最终使A神经元的兴奋性下降,也就是去兴奋对A神经元调节的作用是抑制。(4)在食物充足条件下,A神经元对B神经元抑制作用增强,B神经元活动减弱;在食物缺乏条件下,A神经元对B神经元抑制作用弱,B神经元活动增强,因此可以推断B神经元在这两种条件下都有活动,在食物缺乏条件下的活动增强。
考点46神经调节的基本方式
1.(2023·北京,7,2分,难度★★)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 (B)
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
解析 食物进入口腔引起胃液分泌是人类先天就有的反射,属于非条件反射,A不符合题意;司机看见红色交通信号灯踩刹车这一行为是在后天生活中习得的,受大脑皮层的控制,属于条件反射,B符合题意;运动时大汗淋漓是生来就有的,属于非条件反射,C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,不需要大脑皮层的参与,属于非条件反射,D不符合题意。
非条件反射与条件反射
反射类型
非条件反射
条件反射
不
同
点
形成
遗传获得,生来就有
后天学习和训练形成
刺激
非条件刺激(食物等)
条件刺激(铃声、语言等)
形式
固定的,不消退
暂时的,可消退
中枢
低级中枢(脑干、脊髓)
高级中枢(大脑皮层)
数量
有限
几乎无限
意义
使机体初步适应环境
使机体适应复杂多变的生存环境
实例
眨眼、膝跳反射、吃东西分泌唾液等
“望梅止渴”“画饼充饥”等
联系
条件反射是在非条件反射的基础上形成的;条件反射可以控制非条件反射
2.(2023·辽宁,15,2分,难度★★★)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 (C)
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
解析 题中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,因此可推断尾悬吊使大鼠骨骼肌的肌蛋白降解速度大于合成速度,A正确;题中乙组大鼠后肢骨骼肌萎缩,而丙组的肌萎缩症状比乙组有一定程度的减轻,可判断乙组大鼠后肢骨骼肌萎缩与神经—肌肉突触传递减弱有关,B正确;对丙组大鼠施加的电刺激信号调控骨骼肌收缩没有经过完整的反射弧,C错误;据题干分析,丙组悬吊+电针插入骨骼肌刺激,丙组的肌萎缩症状比乙组有一定程度的减轻,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,D正确。
3.(2022·重庆,13,2分,难度★★)下图表示人动脉血压维持相对稳定的一种反射过程。动脉血压正常时,过高过紧的衣领会直接刺激颈动脉窦压力感受器,引起后续的反射过程,使人头晕甚至晕厥,即“衣领综合征”。下列叙述错误的是 (C)
A.窦神经受损时,颈动脉窦压力感受器仍可产生兴奋
B.动脉血压的波动可通过神经调节快速恢复正常
C.“衣领综合征”是反射启动后引起血压升高所致
D.动脉血压维持相对稳定的过程体现了负反馈调节作用
解析 在反射活动中,感受器接受一定的刺激后,产生兴奋,窦神经是传入神经,连接在感受器之后,故窦神经受损时,颈动脉窦压力感受器仍可产生兴奋,A项正确。由图可知,动脉血压升高时,可通过反射弧的调节,使动脉血压下降,最终使动脉血压维持动态平衡,而神经调节具有反应速度快的特点,B项正确。“衣领综合征”是血压升高启动反射,使动脉血压下降所致,C项错误。在一个系统中,系统本身工作的效果可以反过来作为信息调节该系统的工作,并且使系统工作的效果减弱或受到限制,可使系统保持稳定,这种方式叫负反馈调节。由图可知,动脉血压维持相对稳定的过程体现了负反馈调节作用,D项正确。
4.(2019·海南,15,2分,难度★)下列与反射弧有关的叙述,错误的是 (D)
A.效应器的活动包括腺体分泌和肌肉收缩
B.效应器的结构受到损伤会影响反射活动的完成
C.突触后膜上有能与神经递质特异性结合的受体
D.同一反射弧中感受器的兴奋与效应器的反应同时发生
解析 效应器指传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体,A项正确;反射的完成需要经过完整的反射弧,效应器的结构受到损伤会影响反射活动的完成,B项正确;突触后膜上有能与神经递质特异性结合的受体,神经递质通过与突触后膜受体的结合引起突触后膜的兴奋或抑制,C项正确;因兴奋在神经元之间的传递是单向的,因此同一反射弧中感受器先兴奋,效应器后兴奋,D项错误。
5.(2019·浙江,19,2分,难度★★)下列关于人体反射活动的叙述,错误的是 (B)
A.反射活动具有规律性
B.膝反射的效应器是伸肌中的肌梭
C.神经元受到适宜刺激后会产生神经冲动
D.反射活动一定需要中枢神经系统的参与
解析 反射是指生物体内通过神经系统对外界或内部刺激作出的规律性应答,故反射活动具有规律性,A项正确;膝反射的感受器是伸肌中的肌梭,效应器是伸肌,B项错误;神经元受到适宜的刺激后,能够形成动作电位便会产生神经冲动,C项正确;反射的结构基础是反射弧,反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器,故反射活动一定需要中枢神经系统的参与,D项正确。
6.(2018·天津,1,6分,难度★)下列关于人体神经调节的叙述,正确的是 (A)
A.结构基础是反射弧 B.不受激素影响
C.不存在信息传递 D.能直接消灭入侵病原体
解析 人体生命活动的调节机制是神经—体液—免疫调节。神经调节的基本方式是反射,其结构基础是反射弧,兴奋的传递过程中发生“电信号→化学信号→电信号”的转变,A项正确,C项错误;神经系统也受激素的影响,如甲状腺激素可以提高神经系统的兴奋性,B项错误;免疫调节才是消灭病原体的,D项错误。
7.(2018·浙江,20,2分,难度★★)下列关于人体膝反射的叙述,错误的是 (B)
A.若脊髓受损,刺激传出神经后伸肌也会收缩
B.刺激传入神经元,抑制性中间神经元不会兴奋
C.膝反射的反射弧中,传出神经元的胞体位于脊髓中
D.若膝盖下方的皮肤破损,刺激肌梭后也能发生膝反射
解析 刺激传入神经元,会使抑制性中间神经元兴奋,并释放抑制性神经递质使下一个神经元被抑制,B项错误。
考点47神经冲动的产生和传导
1.(2023·浙江,20,3分,难度★★★★)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 (B)
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
解析 突触a释放的递质使突触后膜上膜电位增大,推测可能是递质导致突触后膜对Na+等阳离子的通透性增大,Na+等阳离子大量内流;突触b释放的递质使突触后膜上膜电位减小,推测可能是递质导致突触后膜对Cl-等阴离子的通透性增大,阴离子大量内流,A、C两项错误,B项正确。突触a、b前膜释放的递质增多,会导致离子浓度变化更大,可能会导致PSP1和PSP2幅值都增大,当然幅值的增大与否取决于递质的相对含量和膜内外离子的浓度差,D项错误。
2.(2023·湖北,15,2分,难度★★★)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 (C)
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
解析 阻断细胞膜上的Na+—K+泵会导致细胞内钠离子积累,使得Na+—Ca2+交换体难以将钠离子泵入,进而影响钙离子的转运和释放,引起细胞内钙离子浓度升高,心肌收缩力增大,A项错误。阻断细胞膜上的Na+—K+泵后,由于钾离子难以泵入,使细胞内钾离子浓度降低,B项错误。阻断细胞膜上的Na+—K+泵后,钠离子难以排出细胞,导致细胞内钠离子浓度升高,膜内外钠离子浓度差减小,动作电位期间钠离子的内流量减少,C项正确。阻断细胞膜上的Na+—K+泵后,细胞外钠离子浓度降低,Na+—Ca2+交换体难以将钠离子泵入和将钙离子泵出,其活动减弱,D项错误。
3.(2023·山东,16,3分,难度★★★)(多选)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(AB)
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
解析 离子跨膜运输受膜内外电位差的影响,静息电位状态时,膜外为正电位,因此K+的外流会受到膜内外电位差的阻止,A项正确;已知神经细胞膜外的氯离子浓度比膜内高,所以会造成Cl-内流,静息状态下突触后膜的氯离子通道开放后,膜内外电位差一定增大,B项正确;动作电位产生达到峰值时,膜内外电位差会抑制Na+的内流,C项错误;静息电位→动作电位→静息电位过程中,会出现2次膜内外电位差为0的情况,D项错误。
4.(2023·海南,9,3分,难度★★★)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 (C)
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
解析 神经递质可由突触前膜通过胞吐方式释放,A正确;神经递质与突触后膜上相应的受体结合后,可改变突触后膜对离子的通透性,引起突触后膜兴奋或抑制,B正确;由题干可知,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,与突触前膜对该神经递质的重吸收过程无关,C错误;药物W可增强抑制性神经递质的抑制作用,因此药物W可用于治疗因脑内神经元过度兴奋而引起的疾病,D正确。
兴奋传递过程中出现异常的情况分析
5.(2023·辽宁,3,2分,难度★★★★)下面是兴奋在神经元之间传递过程的示意图,图中①~④错误的是 (C)
A.① B.② C.③ D.④
解析 当兴奋传导至突触小体时,突触小泡向突触前膜移动,并与突触前膜融合后释放神经递质,该方式为胞吐,A正确;图中释放的神经递质与突触后膜受体结合引起Na+通道打开,Na+通过离子通道内流进入膜内,改变了膜两侧的电位差,使突触后膜神经元产生兴奋,B正确,C错误;神经递质与突触后膜上的相关受体结合,形成递质—受体复合物,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,随后,神经递质会与受体分开,并迅速被降解或回收进细胞,D正确。
6.(2022·全国乙,3,6分,难度★★)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(B)
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
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,使突触后膜产生兴奋的速度加快,会加重肌肉痉挛,A项错误;通过药物阻止神经递质与突触后膜上特异性受体结合,突触后膜不能再产生兴奋,可减轻或消除肌肉痉挛,B项正确;通过药物抑制突触间隙中可降解神经递质的酶的活性,导致突触后膜持续兴奋,加重肌肉痉挛,C项错误;通过药物增加突触后膜上神经递质特异性受体的数量,使突触后膜兴奋过度,导致肌肉痉挛加重,D项错误。
7.(2022·北京,8,2分,难度★★)神经组织局部电镜照片如下图。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 (D)
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
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,A项正确;1中的神经递质释放后可与突触后膜上的特异性受体结合,从而引起下一个神经元兴奋或抑制,B项正确;2表示的是线粒体,可以为神经元间的信息传递提供能量,C项正确;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,D项错误。
8.(2022·山东,9,2分,难度★★)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 (B)
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
解析 由题图可知,NE在单胺氧化酶的作用下被灭活,而药物甲可抑制单胺氧化酶的作用,使NE不能被灭活,故突触间隙中NE增多,A项正确。由题图可知,神经递质可与突触前膜的α受体结合,进而抑制突触前膜释放神经递质,这属于负反馈调节,而药物乙可抑制该负反馈过程,B项错误。由题图可知,NE可被突触前膜回收利用,而药物丙作用于回收NE的转运蛋白,抑制突触间隙中NE的回收,C项正确。NE与突触后膜的β受体结合形成的NE-β受体复合物可使突触后膜的离子通透性发生改变,从而引起突触后膜的膜电位改变,D项正确。
去甲肾上腺素(NE)存在于突触小泡,由突触前膜释放到突触间隙,作用于突触后膜的受体,故NE是一种神经递质。由图可知,药物甲抑制去甲肾上腺素的灭活;药物乙抑制去甲肾上腺素与α受体结合;药物丙抑制去甲肾上腺素的回收。
9.(2022·浙江,24,2分,难度★★)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右图所示。
下列关于该过程的叙述,错误的是 (A)
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③④处,指针会发生偏转
解析 根据兴奋传导的方向为③→④,则①处恢复静息电位,K+外流,②处产生动作电位,Na+内流,A项错误;动作电位沿神经纤维传导时,其电位变化总是一样的,不会随传导距离的增加而衰减,B项正确;在反射弧中,兴奋在神经纤维上单向传导,只能由胞体向轴突传导,再经突触传递到下一个神经元,C项正确;由题图可知,兴奋的传导方向是③→①→②→④,③处兴奋时,膜电位是外负内正,此时④处是外正内负,④处兴奋时,③处恢复静息电位,若将电表的两个电极分别置于③④处,指针会发生两次方向相反的偏转,D项正确。
10.(2022·广东,15,4分,难度★★★)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(如下图所示)。据图分析,下列叙述错误的是 (B)
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
解析 由图可知,乙释放多巴胺后,多巴胺作用于丙的树突或胞体膜,可使丙膜发生电位变化,A项正确;图中多巴胺只能在乙与丙间传递信息,不能在甲与乙间传递信息,B项错误;乙膜既是乙酰胆碱作用的突触后膜,又是释放多巴胺的突触前膜,C项正确;乙膜上的乙酰胆碱受体异常,可影响乙膜的电位变化,进而影响到乙膜对多巴胺的释放,D项正确。
11.(2021·全国乙,4,6分,难度★★)在神经调节过程中,兴奋会在神经纤维上传导和神经元之间传递。下列有关叙述错误的是 (A)
A.兴奋从神经元的细胞体传导至突触前膜,会引起Na+外流
B.突触前神经元兴奋可引起突触前膜释放乙酰胆碱
C.乙酰胆碱是一种神经递质,在突触间隙中经扩散到达突触后膜
D.乙酰胆碱与突触后膜受体结合,引起突触后膜电位变化
解析 兴奋从神经元的细胞体传导至突触前膜,会引起Na+内流,形成动作电位,A项错误;突触前神经元兴奋,神经冲动传至神经末梢时,突触前膜内的突触小泡受到刺激,可释放乙酰胆碱,B项正确;乙酰胆碱是一种神经递质,在突触间隙中经扩散到达突触后膜,与突触后膜上的特异性受体结合,引发突触后膜电位变化,C、D两项正确。
12.(2021·天津,2,4分,难度★)突触小泡可从细胞质基质摄取神经递质。当兴奋传导至轴突末梢时,突触小泡释放神经递质到突触间隙。下图中不能检测出神经递质的部位是 (D)
A.① B.② C.③ D.④
解析 题图中①为突触前膜、②为突触小泡、③为突触间隙、④为突触后膜。神经递质由突触前膜释放到突触间隙,并与突触后膜上受体相结合,A、B、C不符合题意,D项符合题意。
13.(2021·山东,7,2分,难度★★)氨基酸脱氨基产生的氨经肝脏代谢转变为尿素,此过程发生障碍时,大量进入脑组织的氨与谷氨酸反应生成谷氨酰胺,谷氨酰胺含量增加可引起脑组织水肿、代谢障碍,患者会出现昏迷、膝跳反射明显增强等现象。下列说法错误的是 (C)
A.兴奋经过膝跳反射神经中枢的时间比经过缩手反射神经中枢的时间短
B.患者膝跳反射增强的原因是高级神经中枢对低级神经中枢的控制减弱
C.静脉输入抗利尿激素类药物,可有效减轻脑组织水肿
D.患者能进食后,应减少蛋白类食品摄入
解析 膝跳反射的反射弧含有2个神经元,缩手反射的反射弧有3个神经元参与,反射弧中神经元数目越少,所需时间越短,因此兴奋经过膝跳反射神经中枢的时间比经过缩手反射神经中枢的时间短,A项正确;由题干可知,氨进入脑组织与谷氨酸反应生成谷氨酰胺引起脑组织水肿、代谢障碍,使得脑中高级神经中枢对低级神经中枢的控制减弱,B项正确;抗利尿激素促进肾小管、集合管对水的重吸收,内环境渗透压降低,会加重脑组织水肿,C项错误;减少蛋白质地摄入,可以减少氨基酸脱氨基形成的氨,有利于控制病情,D项正确。
14.(2021·海南,9,2分,难度★★)去甲肾上腺素(NE)是一种神经递质,发挥作用后会被突触前膜重摄取或被酶降解。临床上可用特定药物抑制NE的重摄取,以增加突触间隙的NE浓度来缓解抑郁症状。下列有关叙述正确的是 (A)
A.NE与突触后膜上的受体结合可引发动作电位
B.NE在神经元之间以电信号形式传递信息
C.该药物通过与NE竞争突触后膜上的受体而发挥作用
D.NE能被突触前膜重摄取,表明兴奋在神经元之间可双向传递
解析 由题意可知,增加突触间隙的NE浓度可以缓解抑郁症状,推测NE为兴奋性神经递质,A项正确;NE是一种神经递质,神经递质是以化学信号形式传递信息,B项错误;该药物的作用主要是抑制NE的重摄取,而重摄取的部位是突触前膜,C项错误;由于神经递质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的传递是单向的,D项错误。
神经递质的性质及功能分类
(1)化学成分:包括多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、谷氨酸、甘氨酸、乙酰胆碱等多种成分。
(2)功能分类:递质分为兴奋性递质与抑制性递质,前者可导致Na+内流,使突触后膜兴奋,产生动作电位实现由“内负外正→内正外负”的转化,后者则可导致负离子(如Cl-)进入突触后膜,从而强化“内负外正”的静息电位。
15.(2021·江苏,6,2分,难度★★)在脊髓中央灰质区,神经元a、b、c通过两个突触传递信息;如图所示。下列相关叙述正确的是 (C)
A.a兴奋则会引起b、c兴奋
B.b兴奋使c内Na+快速外流产生动作电位
C.a和b释放的递质均可改变突触后膜的离子通透性
D.失去脑的调控作用,脊髓反射活动无法完成
解析 a兴奋可能会使突触前膜释放兴奋性或者抑制性的神经递质,则会引起b、c兴奋或者抑制,A项错误;产生动作电位的原因是Na+内流,B项错误;神经元b释放的神经递质作用于神经c,神经a释放的神经递质作用于神经b,改变突触后膜的离子通透性,即a和b释放的递质均可改变突触后膜的离子通透性,C项正确;简单脊髓反射活动不需要大脑皮层的参与,所以失去脑的调控作用,脊髓反射活动依然能完成,D项错误。
反射弧中传入神经和传出神经的判断
①根据神经节(C)判断:有神经节的是传入神经(B)。
②根据脊髓灰质结构判断:与前角(膨大部分)相连的为传出神经(E),与后角(狭窄部分)相连的为传入神经(B)。
③切断实验法:若切断某一神经,刺激外周段(远离中枢的位置),肌肉不收缩,而刺激向中段(近中枢的位置),肌肉收缩,则切断的为传入神经,反之则为传出神经。
16.(2021·湖南,11,2分,难度★★)研究人员利用电压钳技术改变枪乌贼神经纤维膜电位,记录离子进出细胞引发的膜电流变化,结果如图所示,图a为对照组,图b和图c分别为通道阻断剂TTX、TEA处理组。下列叙述正确的是 (A)
图a 图b
图c
A.TEA处理后,只有内向电流存在
B.外向电流由Na+通道所介导
C.TTX处理后,外向电流消失
D.内向电流结束后,神经纤维膜内Na+浓度高于膜外
解析 由题图可知,TEA处理后阻断钾通道,则只有钠离子内流,即只存在内向电流,A项正确;外向电流是由钾离子通道所介导,B项错误;TTX处理后阻断钠离子通道,只剩钾离子外流形成的外向电流,C项错误;离子通过离子通道为顺浓度的协助扩散,当内向电流结束后,神经纤维膜外的Na+浓度仍然高于膜内,D项错误。
17.(2021·湖北,17,2分,难度★★)正常情况下,神经细胞内K+浓度约为150 mmol·L-1,胞外液约为4 mmol·L-1。细胞膜内外K+浓度差与膜静息电位绝对值呈正相关。当细胞膜电位绝对值降低到一定值(阈值)时,神经细胞兴奋。离体培养条件下,改变神经细胞培养液的KCl浓度进行实验。下列叙述正确的是 (D)
A.当K+浓度为4 mmol·L-1时,K+外流增加,细胞难以兴奋
B.当K+浓度为150 mmol·L-1时,K+外流增加,细胞容易兴奋
C.K+浓度增加到一定值(<150 mmol·L-1),K+外流增加,导致细胞兴奋
D.K+浓度增加到一定值(<150 mmol·L-1),K+外流减少,导致细胞兴奋
解析 正常情况下,神经细胞内K+浓度约为150 mmol·L-1,胞外液约为4 mmol·L-1,当神经细胞培养液的K+浓度为4 mmol·L-1时,和正常情况一样,K+外流不变,细胞的兴奋性不变,A项错误;当K+浓度为150 mmol·L-1时,细胞外K+浓度增加,K+外流减少,细胞容易兴奋,B项错误;K+浓度增加到一定值(<150 mmol·L-1,但>4 mmol·L-1),细胞外K+浓度增加,K+外流减少,导致细胞兴奋,C项错误,D项正确。
18.(2020·北京,8,2分,难度★★★)食欲肽是下丘脑中某些神经元释放的神经递质,它作用于觉醒中枢的神经元,使人保持清醒状态。临床使用的药物M与食欲肽竞争突触后膜上的受体,但不发挥食欲肽的作用。下列判断不合理的是(B)
A.食欲肽以胞吐的形式由突触前膜释放
B.食欲肽通过进入突触后神经元发挥作用
C.食欲肽分泌不足机体可能出现嗜睡症状
D.药物M可能有助于促进睡眠
解析 食欲肽是一种神经递质,是由突触前膜以胞吐方式释放进入突触间隙的,A项正确;神经递质作用于突触后膜上的特异性受体才能发挥作用,神经递质并不进入下一个神经元,B项错误;由“食欲肽作用于觉醒中枢的神经元,使人保持清醒状态”可知,食欲肽分泌不足机体可能出现嗜睡症状,C项正确;由“食欲肽使人保持清醒状态”“药物M与食欲肽竞争突触后膜上的受体,但不发挥食欲肽的作用”可知,药物M可能有助于促进睡眠,D项正确。
19.(2020·海南,15,3分,难度★★★)下列关于神经调节的叙述,正确的是 (B)
A.神经细胞在静息状态时,Na+外流使膜外电位高于膜内电位
B.神经细胞受到刺激产生兴奋时,兴奋部位与未兴奋部位之间形成局部电流
C.神经递质在载体蛋白的协助下,从突触前膜释放到突触间隙
D.从突触前膜释放的神经递质只能作用于神经细胞
解析 神经细胞在未受到刺激时的静息状态,K+通道打开,K+外流,细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负,A项错误;神经细胞受到刺激后,Na+通道打开,Na+内流,兴奋部位细胞膜内外的电荷分布情况为外负内正,该部位与相邻部位产生电位差而发生电荷移动,形成局部电流,B项正确;神经递质通过胞吐从突触前膜释放到突触间隙,不需要载体蛋白的协助,C项错误;在神经—肌肉突触中,突触前膜释放的递质可作用于肌肉细胞,D项错误。
20.(2020·山东,7,2分,难度★★)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)
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
解析 根据题意,听毛细胞受到刺激后位于纤毛膜上的K+通道打开,K+内流而产生兴奋,因此静息状态时纤毛膜外的K+浓度高于膜内,A项错误;纤毛膜上的K+内流过程为协助扩散,不消耗ATP,B项正确;兴奋在听毛细胞上以电信号的形式传导,C项正确;听觉的产生过程没有经过完整的反射弧,不属于反射,D项正确。
21.(2020·江苏,13,2分,难度★★)右图为部分神经兴奋传导通路示意图,相关叙述正确的是 (A)
A.①、②或④处必须受到足够强度的刺激才能产生兴奋
B.①处产生的兴奋可传导到②和④处,且电位大小相等
C.通过结构③,兴奋可以从细胞a传递到细胞b,也能从细胞b传递到细胞a
D.细胞外液的变化可以影响①处兴奋的产生,但不影响③处兴奋的传递
解析 给予神经元细胞足够强的刺激,才能引起细胞膜对Na+的通透性改变,从而产生兴奋,A项正确;若突触前膜释放的是抑制性神经递质,则④处产生的电位小于①②处,B项错误;兴奋在突触③处单向传递,C项错误;突触间隙的细胞外液若发生变化,则会影响神经递质与突触后膜上的受体结合,D项错误。
22.(2020·江苏,14,2分,难度★★)天冬氨酸是一种兴奋性递质,下列叙述错误的是 (A)
A.天冬氨酸分子由C、H、O、N、S五种元素组成
B.天冬氨酸分子一定含有氨基和羧基
C.作为递质的天冬氨酸可贮存在突触囊泡内,并能批量释放至突触间隙
D.作为递质的天冬氨酸作用于突触后膜,可增大细胞膜对Na+的通透性
解析 天冬氨酸的元素组成中无S元素,A项错误;由氨基酸的结构通式可知,每个氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基,B项正确;存在于突触小泡中的神经递质以胞吐的方式释放进入突触间隙,C项正确;兴奋性递质会使突触后神经元的细胞膜对Na+的通透性增大,从而产生兴奋,D项正确。
23.(2018·江苏,11,2分,难度★★★)下图是某神经纤维动作电位的模式图,下列叙述正确的是(C)
A.K+的大量内流是神经纤维形成静息电位的主要原因
B.bc段Na+大量内流,需要载体蛋白的协助,并消耗能量
C.cd段Na+通道多处于关闭状态,K+通道多处于开放状态
D.动作电位大小随有效刺激的增强而不断加大
解析 bc段Na+通过离子通道大量内流,需要载体蛋白协助,但不消耗能量,B项错误;cd段静息电位恢复,Na+通道多处于关闭状态,K+通道多处于开放状态,C项正确;形成动作电位需一定强度的刺激,但动作电位的大小与刺激的强弱无关,D项错误。
24.(2017·江苏,8,2分,难度★★)下图为突触结构示意图,下列相关叙述正确的是 (D)
A.结构①为神经递质与受体结合提供能量
B.当兴奋传导到③时,膜电位由内正外负变为内负外正
C.递质经②的转运和③的主动运输释放至突触间隙
D.结构④膜电位的变化与其选择透过性密切相关
解析 神经递质与受体结合发生在突触后膜上,位于突触小体中的线粒体无法为其提供能量,A项错误;当兴奋传导到③突触前膜时,膜电位由内负外正变为内正外负,B项错误;递质经②突触小泡的转运和③突触前膜的胞吐释放至突触间隙,C项错误;结构④突触后膜膜电位的变化与离子通道的打开和关闭有关,离子通过离子通道进出细胞的过程体现了细胞膜的选择透过性,D项正确。
25.(2015·江苏,18,2分,难度★★)下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,下列叙述错误的是 (D)
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
解析 神经递质与受体结合后,引起阳离子内流或阴离子内流,从而使突触后神经元兴奋或抑制,不可能阳离子和阴离子同时内流,D项错误。
26.(2023·全国乙,30,9分,难度★★★★)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 。
答案 (1)神经细胞内K+浓度高于膜外。静息时,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)心脏、肾上腺 去甲肾上腺素 (3)神经调节和体液调节
解析 (1)神经元细胞膜内K+浓度高于膜外,而Na+浓度低于膜外。静息时,膜主要对K+有通透性,K+外流,使膜外阳离子浓度高于膜内,这是大多数神经元产生和维持静息电位的主要原因。(2)效应器包括传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体,通路A中的效应器是传出神经末梢及其支配的心脏,通路B的效应器是传出神经末梢及其支配的肾上腺。通路A为神经调节,去甲肾上腺素为神经递质,作用于心脏上的相应受体发挥作用。(3)通路B中,神经系统通过调节肾上腺分泌肾上腺素的过程属于神经调节,肾上腺素通过体液运输到心脏发挥作用的过程属于激素调节(体液调节)。
27.(2023·广东,19,11分,难度★★★★)神经肌肉接头是神经控制骨骼肌收缩的关键结构,其形成机制见下图。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抗体阴性患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 。
答案 (1)Na+ 胞吐 (2)①AChR ②A A不能与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,从而无法与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使AChR不能在突触后膜成簇组装 ③将患病动物随机分为甲、乙两组,甲组动物定期肌肉注射过量蛋白A,乙组动物注射等量生理盐水,一段时间后,甲组肌无力症状有所缓解,乙组无变化
解析 (1)动作电位产生的离子基础是Na+内流,兴奋以电信号的形式传至神经末梢后,突触前膜Na+内流产生兴奋,随后Ca2+内流使神经递质ACh以胞吐的形式释放至突触间隙,与突触后膜上的AChR结合,使骨骼肌细胞兴奋,产生收缩效应。(2)自身免疫病是自身产生的抗体攻击正常的组织结构,造成损伤导致功能异常。AChR抗体阳性患者是抗体攻击AChR所致,AChR抗体阴性患者体内不存在攻击AChR的抗体,可能是其体内没有AChR,也可能是AChR不能在突触后膜成簇组装,不能形成成熟的神经肌肉接头等。①若患者AChR基因突变,不能合成AChR,也就不能在突触后膜成簇组装,从而使神经肌肉接头功能丧失,导致肌无力。②若患者AChR基因未突变,即能合成AChR,但又不能形成成熟的神经肌肉接头,很可能是存在A抗体,造成A不能与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,从而无法与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使AChR不能在突触后膜成簇组装。③若通过动物实验进行验证,即患病动物蛋白A的抗体与蛋白A结合,阻断了信号转导,使AChR不能在突触后膜成簇组装。则不能重复②中的实验,应注射过量的蛋白A以中和相应抗体,促进AChR在突触后膜成簇组装。
28.(2023·湖北,21,16分,难度★★★★)我国科学家研制出的脊髓灰质炎减毒活疫苗,为消灭脊髓灰质炎作出了重要贡献。某儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸后,其血清抗体浓度相对值变化如图所示。
回答下列问题。
(1)该疫苗保留了脊髓灰质炎病毒的 。
(2)据图判断,该疫苗成功诱导了机体的 免疫反应,理由是
。
(3)研究发现,实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后,发生了肢体运动障碍。为判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致,以电刺激的方法设计实验,实验思路是 ,预期实验结果和结论是
。
(4)若排除了脊髓灰质炎病毒对该动物骨骼肌的直接侵染作用,确定病毒只侵染了脊髓灰质前角(图中部位①)。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器,与未感染动物相比,感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是: ,神经—肌肉接头部位③处的信息传递变化是: 。
答案 (1)完整病原体 (2)体液 在服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸后,血清中相关抗体浓度增多 (3)用适宜大小的电刺激该动物的骨骼肌(效应器)部位,观察该动物的骨骼肌是否收缩(或肢体运动情况) 若骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),则脊髓灰质炎病毒直接引起骨骼肌功能损伤;若骨骼肌收缩(或肢体运动正常),则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤 (4)无动作电位产生 化学信号传递受阻,无神经递质释放
解析 (1)脊髓灰质炎减毒活疫苗保留了该病毒的完整病原体,能引起机体产生特异性免疫。(2)据图判断,该疫苗成功诱导了机体的体液免疫反应,理由是儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸一段时间后,血清中相关抗体浓度增多。(3)实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后,发生了肢体运动障碍。为了判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致,若骨骼肌功能损伤,则用电刺激骨骼肌(效应器),则骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),否则收缩(或肢体运动正常)。因此实验思路是用适宜大小的电刺激该动物的肢体骨骼肌(效应器)部位,观察该动物的骨骼肌是否收缩(或肢体运动情况)。若骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),则脊髓灰质炎病毒直接引起骨骼肌功能损伤;若骨骼肌收缩(或肢体运动正常),则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤。(4)脊髓灰质炎病毒只侵染了脊髓灰质前角,即运动神经元功能损伤,失去传递电信号以及产生神经递质的功能。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器,与未感染动物相比,感染动物的神经纤维②受到损伤,不能接受上一个神经元释放的神经递质(化学信号的刺激),从而导致神经纤维②不能传递电信号(或神经冲动),故感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是无动作电位产生。正常情况下,神经—肌肉接头部位③相当于一个突触,会发生电信号→化学信号→电信号的转变,感染脊髓灰质炎病毒的动物的神经纤维②功能受损,不能释放神经递质,故神经—肌肉接头部位③处的信息传递变化是化学信号传递受阻,无神经递质释放。
29.(2022·海南,17,10分,难度★★★)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下。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。如上图所示,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
。
答案 (1)胞吐 (2)收缩 化学 电
(3)Ach 收缩 (4)①C5a的抗体能与C5aR1竞争性结合C5a,从而不能激活巨噬细胞,减少对运动神经元的攻击而造成的损伤 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
解析 (1)突触小体内的乙酰胆碱(Ach)存在于突触小泡内,是通过胞吐作用由突触前膜释放进入突触间隙的。
(2)乙酰胆碱(Ach)为兴奋性递质,突触间隙的Ach与突触后膜上的AchR结合,从而将兴奋传递到肌细胞,引起肌肉收缩,此过程中Ach携带的化学信号转换为突触后膜上的电信号。
(3)AchE能使突触间隙中的Ach分解,有机磷杀虫剂(OPI)抑制乙酰胆碱酯酶(AchE)活性,则导致突触间隙中乙酰胆碱(Ach)分解速率减慢,使突触间隙中积累大量乙酰胆碱(Ach),导致副交感神经末梢过度兴奋,使瞳孔收缩。
(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,导致不能激活巨噬细胞,减少对运动神经元的攻击而造成的损伤,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渗透压增加,肌细胞吸水增加,最终使肌细胞破裂。
30.(2020·天津,14,12分,难度★★★)神经细胞间的突触联系往往非常复杂。下图为大鼠视网膜局部神经细胞间的突触示意图。
据图回答:
(1)当BC末梢有神经冲动传来时,甲膜内的 释放谷氨酸,与乙膜上的谷氨酸受体结合,使GC兴奋,诱导其释放内源性大麻素。内源性大麻素和甲膜上的大麻素受体结合,抑制Ca2+通道开放,使BC释放的谷氨酸 (填“增加”或“减少”),最终导致GC兴奋性降低。
(2)GC释放的内源性大麻素还能与丙膜上的大麻素受体结合,抑制AC中甘氨酸的释放,使甲膜上的甘氨酸受体活化程度 (填“升高”或“降低”),进而导致Ca2+通道失去部分活性。AC与BC间突触的突触前膜为 膜。
(3)上述 调节机制保证了神经调节的精准性。该调节过程与细胞膜的 两种功能密切相关。
(4)正常情况下,不会成为内环境成分的是 (多选)。
A.谷氨酸 B.内源性大麻素
C.甘氨酸受体 D.Ca2+通道
答案 (1)突触小泡 减少 (2)降低 丙
(3)负反馈 控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流 (4)CD
解析 (1)从图中信息可以看出,神经递质谷氨酸是由甲膜的突触小泡释放,与乙膜上的谷氨酸受体结合,引起GC细胞兴奋从而释放内源性大麻素。内源性大麻素与甲膜上的大麻素受体结合,抑制Ca2+通道开放,从而使Ca2+内流减少,导致BC细胞释放的谷氨酸减少,最终导致GC兴奋性降低。(2)从图中信息可以看出,GC细胞释放的内源性大麻素还可与AC细胞的丙膜上的大麻素受体结合,抑制甘氨酸的释放,从而使BC细胞的甲膜上的甘氨酸受体活化程度降低。对于AC与BC间的突触,AC细胞的丙膜释放甘氨酸,是突触前膜;BC细胞的甲膜上有甘氨酸受体,甲膜此时是突触后膜。(3)GC细胞与BC细胞的神经递质结合后兴奋增强,GC细胞释放神经递质反过来抑制BC细胞释放神经递质,最终使GC细胞自身兴奋性降低,这种调节机制保证了神经调节的准确进行,属于负反馈调节。兴奋的产生和传递过程,既有离子和氨基酸等物质的细胞膜运输,也有神经递质与细胞膜受体的结合,体现了细胞膜具有控制物质的进出和进行细胞间的信息交流的作用。(4)甘氨酸受体和Ca2+通道蛋白位于细胞膜上,不会出现在内环境中。
31.(2020·浙江,30,10分,难度★★★)欲研究生理溶液中K+浓度升高对蛙坐骨神经纤维静息电位的影响和Na+浓度升高对其动作电位的影响。请完善以下实验思路,预测实验结果,并进行分析与讨论。
(要求与说明:已知蛙坐骨神经纤维的静息电位为-70 mV,兴奋时动作电位从去极化到反极化达+30 mV。测量的是膜内外的电位变化。K+、Na+浓度在一定范围内提高。实验条件适宜)
回答下列问题:
(1)完善实验思路:
组1:将神经纤维置于适宜的生理溶液a中,测定其静息电位和刺激后的动作电位,并记录。
组2: 。
组3:将神经纤维分别置于Na+浓度依次提高的生理溶液d、e中,测定其刺激后的动作电位,并记录。
对上述所得的实验数据进行分析与处理。
(2)预测实验结果(设计一个坐标,以柱形图形式表示实验结果):
(3)分析与讨论:
①简要解释组3的实验结果: 。
②用放射性同位素24Na+注入静息的神经细胞内,不久在生理溶液中测量到放射性,24Na+的这种转运方式属于 。用抑制酶活性的药物处理神经细胞,会使24Na+外流量 。
③刺激脊蛙的坐骨神经,除了在反射中枢测量到动作电位外,还观察到腓肠肌收缩,说明坐骨神经中含有 神经。
答案 (1)将神经纤维分别置于K+浓度依次提高的生理溶液b、c中,测定其静息电位,并记录。
(2)
溶液K+、Na+浓度升高对膜电
位影响示意图
(3)①细胞外Na+浓度提高,膜内外的浓度差增大,兴奋时,Na+通过Na+通道内流加快,导致动作电位增大 ②主动转运 减少 ③传入和传出
解析 (1)由于本实验的目的是分别研究生理溶液中K+和Na+浓度升高对静息电位和动作电位的影响,自变量是K+和Na+的浓度,因变量是静息电位和动作电位的变化,结合实验思路,第二组的操作应该是:将神经纤维分别置于K+浓度依次提高的生理溶液b、c中,测定其静息电位并记录。(2)实验结果要求以柱状图的形式呈现。画图要求:注意横纵坐标的标识,横坐标为离子浓度,纵坐标为膜电位(mV),柱状图应该有图的名称和图例,另外注意标注组别(a、b、c、d、e)。结果分析:细胞外K+浓度提高,细胞膜内外浓度差减小,静息时,K+通过K+通道外流减少,导致静息电位减小;而细胞外Na+浓度提高,细胞膜内外浓度差增大,兴奋时,Na+通过Na+通道内流加快,导致动作电位增大,结果如图所示。
(3)①随细胞外生理溶液中Na+浓度提高,细胞膜内外浓度差增大,兴奋时,Na+通过Na+通道内流加快,导致动作电位增大。②由于细胞内Na+浓度比细胞外低,所以Na+以主动转运的方式由细胞内进入生理溶液中,此种转运方式由于逆浓度梯度,所以消耗细胞内的能量,若抑制了细胞内酶的活性,供能减少,则Na+外流量减少。③刺激脊蛙的坐骨神经,反射中枢测得动作电位,说明坐骨神经中存在传入神经,同时还能观察到腓肠肌收缩,说明坐骨神经中存在传出神经。
32.(2019·全国1,30,8分,难度★)人的排尿是一种反射活动。回答下列问题。
(1)膀胱中的感受器受到刺激后会产生兴奋。兴奋从一个神经元到另一个神经元的传递是单向的,其原因是
。
(2)排尿过程的调节属于神经调节,神经调节的基本方式是反射。排尿反射的初级中枢位于 。成年人可以有意识地控制排尿,说明排尿反射也受高级中枢控制,该高级中枢位于 。
(3)排尿过程中,尿液还会刺激尿道上的 ,从而加强排尿中枢的活动,促进排尿。
答案 (1)神经递质由突触前膜释放,作用于突触后膜 (2)脊髓 大脑皮层 (3)感受器
解析 (1)在反射弧中,神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,从而决定了兴奋只能从一个神经元向另一个神经元单向传递。(2)排尿反射的初级中枢位于脊髓,受位于大脑皮层的高级中枢的控制。(3)排尿过程是一个正反馈调节过程。在排尿时,尿液会刺激尿道上的感受器,从而加强排尿中枢的活动,促进排尿。
考点48人脑的高级功能
1.(2022·山东,7,2分,难度★★)缺血性脑卒中是因脑部血管阻塞而引起的脑部损伤,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)
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
解析 损伤发生在大脑皮层S区时,患者不能讲话,但能发出声音,A项错误。下丘脑与生物节律的控制有关,故损伤发生在下丘脑时,患者可能出现生物节律失调,B项正确。缩手反射属于非条件反射,神经中枢在脊髓,故损伤导致上肢不能运动时,缩手反射仍可发生,C项正确。排尿中枢在脊髓,但受大脑皮层的控制,故损伤发生在大脑时,患者可能会出现排尿不完全,D项正确。
人类大脑皮层的言语区
言语区
联想
受损特征
运动性言语区(S区)
Sport
病人可听懂别人的讲话和看懂文字,但不能讲话
听觉性言语区(H区)
Hear
病人能讲话、书写,能看懂文字,但听不懂别人的谈话
视觉性言语区(V区)
Visual
病人的视觉无障碍,但看不懂文字的含义,变得不能阅读
书写性言语区(W区)
Write
病人可听懂别人讲话和看懂文字,也会讲话,手部运动正常,但失去书写能力
2.(2022·湖南,4,2分,难度★★)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)
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
解析 剧痛、恐惧时,肾上腺素分泌增加,交感神经活动加强,人表现为警觉性提高,反应灵敏,心跳加速,情绪激动,A项错误,D项正确;学习和记忆与新突触的建立有关,因此边听课边做笔记依赖神经元的活动及神经元之间的联系,B项正确;突触后膜上受体数量减少,使部分神经递质不能与受体结合,无法发挥作用,C项正确。
3.(2021·辽宁,16,3分,难度★★)(多选)短期记忆与脑内海马区神经元的环状联系有关,如图表示相关结构。信息在环路中循环运行,使神经元活动的时间延长。下列有关此过程的叙述错误的是 (ACD)
A.兴奋在环路中的传递顺序是①→②→③→①
B.M处的膜电位为外负内正时,膜外的Na+浓度高于膜内
C.N处突触前膜释放抑制性神经递质
D.神经递质与相应受体结合后,进入突触后膜内发挥作用
解析 兴奋在神经元之间的传递方向为轴突到树突或轴突到细胞体,则图中兴奋在环路中的传递顺序是①→②→③→②,A项错误;M处无论处于静息电位还是动作电位,都是膜外的Na+浓度高于膜内,B项正确;信息在环路中循环运行,使神经元活动的时间延长,则N处突触前膜释放兴奋性神经递质,C项错误;神经递质与相应受体结合后发挥作用被灭活,不进入突触后膜内,D项错误。
4.(2020·浙江,16,2分,难度★★)人的一侧大脑皮层外侧面示意图如下,图中甲、乙、丙和丁表示部位。某人的右腿突然不能运动,经医生检查后,发现他的右腿无力。推测该患者大脑皮层的受损部位可能位于图中的 (A)
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
解析 题图中甲代表中央前回顶部,引起对侧下肢运动,A项正确;乙是体觉区(中央后回)顶部,用电流刺激体觉区顶部引起对侧下肢电麻样感觉,B项错误;丙是体觉区底部,刺激它引起唇、舌、咽电麻样感觉,C项错误;丁是中央前回底部,刺激它会引起面部运动,D项错误。
5.(2020·浙江,20,2分,难度★★★)分布有乙酰胆碱受体的神经元称为胆碱能敏感神经元,它普遍存在于神经系统中,参与学习与记忆等调节活动。乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱的分解,药物阿托品能阻断乙酰胆碱与胆碱能敏感神经元的相应受体结合。下列说法错误的是 (B)
A.乙酰胆碱分泌量和受体数量改变会影响胆碱能敏感神经元发挥作用
B.使用乙酰胆碱酯酶抑制剂可抑制胆碱能敏感神经元受体发挥作用
C.胆碱能敏感神经元的数量改变会影响学习与记忆等调节活动
D.注射阿托品可影响胆碱能敏感神经元所引起的生理效应
解析 乙酰胆碱分泌量和受体数量会影响突触后膜接受的刺激大小,所以会影响胆碱能敏感神经元发挥作用,A项正确;乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱的分解,使用乙酰胆碱酯酶抑制剂,乙酰胆碱分解减少,会使乙酰胆碱持续与受体结合,促进胆碱能敏感神经元受体发挥作用,B项错误;胆碱能敏感神经元参与学习和记忆等调节活动,所以胆碱能敏感神经元的数量改变会影响学习和记忆等调节活动,C项正确;药物阿托品能阻断乙酰胆碱与胆碱能敏感神经元的相应受体结合,所以能影响胆碱能敏感神经元引起的生理效应,D项正确。
6.(2019·北京,2,6分,难度★★)为探究运动对海马脑区发育和学习记忆能力的影响,研究者将实验动物分为运动组和对照组,运动组每天进行适量的有氧运动(跑步/游泳)。数周后,研究人员发现运动组海马脑区发育水平比对照组提高了1.5倍,靠学习记忆找到特定目标的时间缩短了约40%。根据该研究结果可得出 (B)
A.有氧运动不利于海马脑区的发育
B.规律且适量的运动促进学习记忆
C.有氧运动会减少神经元间的联系
D.不运动利于海马脑区神经元兴奋
解析 由题意可知,运动组每天进行适量有氧运动,海马脑区发育水平比对照组提高了1.5倍,可判断有氧运动有利于海马脑区的发育,A项错误;由题意可知,运动组每天进行适量的有氧运动(跑步/游泳),靠学习记忆找到特定目标的时间缩短了约40%,促进了学习记忆,可判断规律且适量的运动促进学习记忆,B项正确;运动组海马脑区发育水平提高,靠学习记忆找到目标时间缩短,可推测有氧运动增加了神经元之间的联系,C项错误;对照组比运动组海马脑区发育水平低,找到目标的时间长,说明不运动不利于海马脑区神经元兴奋,D项错误。
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