内容正文:
2.3 神经冲动的产生和传导 课时作业设计
基本信息
单元名称
神经冲动的产生和传导
年级
高二年级
学期
秋季
课时题目
神经冲动的产生和传导
作业目标
通过作业进一步检测兴奋在神经纤维上的传导和兴奋在神经元之间的传递等知识点的掌握情况,同时通过题目的考察引导学生关注生活,将所学的内容与现实生活结合起来,学会用生物学知识、观念做出理性的解释,成为健康地生活、自觉地遵守法律法规的合格公民。
作业设计
第一层 基础巩固(建议用时:5分钟)
设计意图:通过完成本组习题让学生对神经冲动的产生和传导相关内容更加清晰。(生命观念)
1.下列有关神经传导的叙述中正确的是( )
A.神经元受到刺激后会产生兴奋并通过树突传到其他细胞
B.兴奋产生后沿神经纤维单向传导
C.神经纤维未受刺激时,测得膜内外的电位是外负内正
D.当神经纤维的某一部位受到刺激而兴奋时,兴奋部位与未兴奋部位形成电位差
2.若给予图甲所示神经一适当的刺激,则电流表偏转的顺序依次是( )
A.②→①→②→③→② B.②→③→②→①→③
C.③→②→①→②→③ D.②→③→②→①→②
3.下列关于神经纤维上兴奋传导的叙述,错误的是( )
A.兴奋的产生是Na+向膜内流动的结果
B.神经纤维上以局部电流的方式传导兴奋
C.兴奋沿神经纤维的传导过程不需要消耗能量
D.兴奋的传导依赖于细胞膜对离子通透性的变化
4.下列有关神经调节过程中“方向”的叙述,不正确的是( )
A.兴奋在神经纤维上的传导方向与细胞膜内局部电流方向相同
B.兴奋在神经元之间只能按“突触前膜→突触后膜”的方向传递
C.刺激蛙的坐骨神经标本,兴奋在神经纤维上双向传导
D.完成反射时,兴奋在神经纤维上双向传导
5.枪乌贼的神经元是研究神经兴奋的好材料。研究表明,当改变神经元轴突外Na+浓度的时候,静息电位并不受影响,但动作电位的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。以下分析错误的是( )
A.静息电位与神经元内的K+外流相关而与Na+无关
B.细胞外Na+浓度降低,Na+内流减少,导致动作电位值下降
C.若细胞外K+浓度突然降低,则会导致静息电位值下降
D.要测定枪乌贼神经元的正常电位,应放在Na+、K+浓度与内环境相同的环境中进行
6.如图为反射弧的局部结构示意图,刺激a点,则除b点以外,c、d、e点均可检测到神经冲动,据此可知,下列说法错误的是( )
A.神经冲动在同一神经元上是单向传导的
B.神经冲动在神经元之间是单向传递的
C.神经冲动在反射弧中的传导方向受突触限制
D.神经冲动由d传导到e需要突触间隙中的液体为传导媒介
第二层 综合运用(建议用时:10分钟)
设计意图:通过本组的训练更好地检测学生对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,并沿神经纤维传导这一概念的掌握程度。(生命观念、科学探究)
7.若电刺激神经纤维的某一位置,可检测到一次电位变化,如图甲、乙中的正常曲线。若在某一时刻(处理点),利用不同的处理使神经纤维上膜电位发生不同的变化,如图甲、乙中的虚线所示。下列关于处理方式的分析,正确的是( )
A.图甲利用某种药物阻断了Na+通道
B.图甲将神经纤维置于稍低浓度的K+溶液中
C.图乙利用某种药物阻断了K+通道
D.图乙将神经纤维置于稍低浓度的Na+溶液中
8.下列与神经调节有关的叙述正确的是( )
A.兴奋在人体内的神经纤维上具有双向传导的特点
B.若突触间隙的神经递质分解受抑制,则导致突触后神经元持续兴奋
C.神经递质作用的靶细胞可能是神经细胞、腺体细胞或肌肉细胞
D.膝跳反射由两个神经元构成,因此无神经中枢
9.某同学注射新冠疫苗时,局部反射弧结构如下,A、B、C为神经细胞的部分结构,下列说法错误的是( )
A.该同学在注射疫苗时没有缩手,说明其反射弧结构异常
B.乙酰胆碱能促进Na+内流,5-羟色胺能促进Cl-内流
C.若要解除来自B神经元的抑制,使神经元C兴奋,需要给予A更多的刺激
D.兴奋传至突触小体时,能引起Ca2+内流,促进神经递质的释放
10.闰绍细胞是脊髓前角内的一种抑制性神经元,闰绍细胞受脊髓前角运动神经元轴突侧枝的支配。破伤风毒素是破伤风杆菌产生的一种神经蛋白毒素,可以抑制感染者的抑制性神经递质的释放。下图表示脊髓前角运动神经元和闰绍细胞共同支配肌肉收缩,防止肌肉过度兴奋的过程。下列说法错误的是( )
A.闰绍细胞的活动可减弱运动神经元兴奋带来的肌肉反应
B.强刺激b处,a、c、d三点中检测不到电位变化的是a点
C.闰绍细胞释放抑制性神经递质,脊髓前角运动神经元膜电位不会改变
D.机体感染破伤风杆菌,可能会出现肌肉持续性收缩症状
11.科学家发现人体中有一种与肥胖有关的物质——瘦素。通过小鼠实验发现,瘦素可以通过血脑屏障,然后与下丘脑特异性受体结合,把人体相关物质含量的信号传递给下丘脑的体重调节中枢,调节摄食行为。图1表示瘦素通过下丘脑发挥作用的过程,图2为图1中某局部模式图。
(1)图2中结构④称为 ,其中的②中液体相当于内环境中的 部分。兴奋在图2所示结构④中的传递方向是 的,原因是 。
(2)瘦素通过血脑屏障到达下丘脑,通过一系列调节,从而抑制食欲,减少能量的摄取,达到减重的效果。此时饱中枢和摄食中枢的兴奋性依次是__________。
A.增强、增强 B.增强、减弱 C.减弱、增强 D.减弱、减弱
(3)图2中物质A是 ,若当图中c神经元释放物A,并引起图的抑制,则此时③处的膜电位是 ,大脑皮层将 (填“有”或“无”)饱感。
12.河豚毒素(TTX)是一种神经毒素,可抑制细胞膜上Na+通道的开放。研究小组用TTX及某动物的神经组织,在适宜的条件下进行研究,处理方法及结果见表。回答下列问题:
实验
组号
对神经组织的处理
微电极刺激突触前神经元,测得细胞膜两侧的电位差(mV)
0.5ms后测得突触后神经元细胞膜两侧的电位差(mV)
Ⅰ
浸润在生理盐水中
35
35
Ⅱ
浸润在含一定浓度TTX的生理盐水中
5min后
30
25
Ⅲ
10min后
20
10
Ⅳ
15min后
10
﹣70
(1)神经纤维处于静息状态时,细胞膜两侧的电位表现为 ,这称为静息电位。第Ⅳ组的突触后膜依然保持静息电位,说明TTX不改变神经元细胞膜对 的通透性。
(2)第Ⅰ组实验中测得突触前神经元细胞膜两侧的电位差为35mV,这一电位差的形成是由于 引起的。0.5ms后,才能测到突触后神经元的电位变化,造成延迟的原因之一是信号在通过突触时需要进行转变:在突触前膜信号的转变是 ,转变后的信号(神经递质)以 的方式通过突触间隙,作用于突触后膜上的 ,进而使突触后膜产生电位变化。
(3)根据Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组的实验结果分析,突触前神经元膜两侧电位差逐渐降低的原因是 。
第三层 拓展提升(建议用时:10分钟)
设计意图:检测神经冲动产生的离子基础以及神经冲动的传导过程等知识的迁移应用(生命观念、科学探究、科学思维)
13.下图表示反射弧和神经纤维局部放大的示意图,下列说法正确的是( )
A.①为感受器,刺激③⑤处,②处会产生反应
B.刺激①处后,图乙中兴奋传导方向为a←b→c
C.图甲⑥中神经递质的合成与释放、在突触间隙中的扩散均需消耗ATP
D.与神经递质特异性结合的受体只分布在神经元上
14.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.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
15.科学研究发现,突触小泡释放神经递质后,囊泡膜既能以“完全坍塌”的方式融入突触前膜,也能以“触—弹”的方式迅速脱离突触前膜回到轴浆,并装载神经递质成为新的突触小泡,这两种方式如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.神经递质是生物大分子,只能以胞吐的方式从突触前膜释放
B.以“触—弹”方式释放神经递质后的囊泡可循环利用
C.突触小泡释放的神经递质作用于突触后膜,使下一个神经元兴奋
D.通过检测突触前膜的膜面积变化,不能区分神经递质的两种释放方式
16.一氧化氮(NO)是最早发现能在人体内起调节作用的气体。NO可增强靶细胞内鸟苷酸环化酶活性,使胞质内cGMP升高,产生生物效应,如血管平滑肌舒张,过程如图。下列相关叙述正确的是( )
A.NO可储存于突触小泡内通过胞吐释放到突触间隙
B.NO与乙酰胆碱均需与细胞膜上受体结合后才能发挥作用
C.除NO外,其余神经递质的化学本质都是蛋白质
D.平滑肌收缩引起的心绞痛可用NO剂治疗
17.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
18.在肌神经细胞发育过程中,肌肉细胞需要释放一种蛋白质,其进入肌神经细胞后,促进其发育以及与肌肉细胞的联系;如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡。下列说法错误的是( )
A.这种蛋白质是一种神经递质
B.肌神经细胞可以与肌肉细胞形成突触
C.凋亡是细胞自主控制的一种程序性死亡
D.蛋白合成抑制剂可以促进肌神经细胞凋亡
19.如图甲表示反射弧的结构模式图,图乙是图甲中某一结构的亚显微结构模式图。据图回答下列问题。
甲
乙
(1)b表示反射弧中的 ,③表示的结构是 。
(2)当①兴奋时,兴奋部位膜外电位的变化是 。
(3)兴奋通过图乙的传递过程中,信号的变化情况是 (用文字和箭头表示)。
(4)如果破伤风梭菌产生的破伤风毒素可阻止神经末梢释放甘氨酸,从而引起肌肉痉挛(收缩),由此可见甘氨酸属于 (填“兴奋”或“抑制”)性神经递质,它经扩散通过突触间隙,然后与突触后膜上的 特异性结合引起 (填“Na+”或“Cl-”)内流,导致膜电位表现为 。
参考答案与全解全析
第一层 基础巩固
1.答案:D
解析:神经元受到刺激后会产生兴奋后,通常会通过轴突传到其他细胞,A错误; 神经纤维的兴奋以局部电流的方式在离体的神经纤维上双向传导,兴奋在神经元之间以神经递质的方式单向传递,B错误;神经纤维受到刺激时,由于钠离子的内流,使得膜内外的电位变成外负内正的状态,神经纤维未受刺激时,静息电位是外正内负的状态,C错误;当神经纤维某一部位受到刺激兴奋时,兴奋部位与未兴奋部位形成电位差,产生局部电流,D正确。
2.答案:A
解析:当刺激还传至b点时,a点和b点都为静息电位,电流表偏转情况为图②;当刺激由右向左传导时,b点首先出现动作电位,a点为静息电位,电流表偏转情况为图①;紧接着b点恢复为静息电位,探针两侧电位相同,此时为图②所示;神经冲动继续向左传导,当神经冲动传导到a点,a点出现动作电位,b点为静息电位,则为图③所示;之后a点恢复静息电位,探针两侧电位差相同,则为图②所示,所以整个过程的变化是②→①→②→③→②,故选:A.
3. 答案:C
解析:兴奋在神经纤维上的传导过程是以电信号的形式传导,需要消耗能量,C错误。
4.答案:D
解析:兴奋在神经纤维上的传导方向与细胞膜内局部电流方向相同,A正确;兴奋在神经元之间是按“突触前膜→突触后膜”的方向传递,因为神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜,B正确;刺激蛙的坐骨神经标本,兴奋在神经纤维上双向传导,C正确;兴奋在反射弧中是单向传递的,故完成反射时,兴奋在神经纤维上单向传导,D错误。
5.答案:C
解析:静息时,由于膜主要对K+有通透性,造成K+外流,形成外正内负的静息电位,与Na+无关,A正确;动作电位的形成主要与神经细胞外Na+内流有关(方式是协助扩散,动力是膜内外Na+的浓度差),细胞外Na+浓度降低,膜内外Na+浓度差降低,Na+内流减少,导致动作电位值下降,B正确;静息电位主要是由神经细胞内K+外流造成的(方式是协助扩散,动力是膜内外K+的浓度差),若细胞外K+浓度突然降低,膜内外K+浓度差增大,外流的K+增加,会导致静息电位值增大,C错误;要测定枪乌贼神经元的正常电位,应放在Na+、K+浓度与内环境相同的环境中进行,以维持细胞正常的生命活动,D正确。
6.答案:A
解析:在离体神经纤维上,兴奋可以双向传导,即神经冲动在同一神经元上可以双向传导,A错误;由于神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜,故神经冲动在神经元之间是单向传递的,B正确;在突触部位兴奋只能单向传递,神经冲动在反射弧中也只能单向传递,C正确;神经冲动由d传导到e需要突触间隙中的组织液为传导媒介,神经递质经过突触间隙可以作用于突触后膜,引起突触后膜的兴奋或抑制,D正确。
第二层 综合运用
7.答案:C
解析:A、利用某种药物阻断Na+通道,膜外Na+不能内流,导致不能形成动作电位,A错误;
B、动作电位形成与Na+内流有关,与K+无关,故神经纤维所处溶液中K+减少,对动作电位峰值无影响,B错误;
C、利用某种药物阻断K+通道,膜内K+不能外流,产生动作电位后不能恢复静息电位,对应图乙中虚线,C正确;
D、将神经纤维置于稍低浓度的Na+溶液中,Na+内流量减少,形成的动作电位峰值变小,对应图甲中虚线,D错误。
8.答案:C
解析:A、兴奋在人体内的传导是沿着反射弧进行的,因此人体内的在神经纤维上的传导是单向的,A错误;
B、神经递质有兴奋性递质和抑制性递质,若神经递质的分解受阻,则造成突触后神经元持续兴奋或抑制,B错误;
C、神经递质作用的靶细胞可以是神经细胞,某些特定情况下,也可以作用于腺体细胞或肌肉细胞,C正确;
D、反射的完成需要完整的反射弧,膝跳反射的神经中枢是脊髓,D错误。
9.答案:A
解析:A、该同学在注射疫苗时没有缩手,反射结构是正常的,只是大脑皮层这个高级中枢能调控和支配脊髓这个低级中枢,A错误;
B、乙酰胆碱是兴奋性递质,乙酰胆碱会引起下一个神经元兴奋,从而产生动作电位,因此乙酰胆碱能促进Na+内流,测5-羟色胺是抑制性递质,不会引起下一个神经元兴奋,能促进Cl-内流,使下一个神经细胞膜两侧静息电位差更大,B正确;
C、给予A更多的刺激,使乙酰胆碱的释放量和作用效果大于5-羟色胺,从而引起C神经元兴奋,C正确;
D、由图可知,兴奋传至突触小体时,能引起Ca2+内流,促进神经递质(乙酰胆碱)的释放,从而引起下一个神经元兴奋,D正确。
10.答案:C
解析:A、闰绍细胞是脊髓前角内的一种抑制性中间神经元,闰绍细胞的活动可减弱运动神经元兴奋带来的肌肉反应,防止肌肉过度兴奋,A正确;
B、由题图可知,题图中兴奋传递是a→b→c→d,d兴奋抑制脊髓前角运动神经元兴奋,因此刺激b处,兴奋可以传至c、d,不能传至a,所以在c、d处检测到膜电位变化,a处检测不到膜电位变化,B正确;
C、闰绍细胞释放抑制性神经递质,抑制性神经递质作用于脊髓前角运动神经元,其膜电位会发生改变,C错误;
D、破伤风毒素抑制感染者的抑制性神经递质的释放,因此机体感染破伤风杆菌后,抑制性神经递质不能释放,脊髓前角运动神经元不能及时由兴奋状态转变为抑制状态,肌肉会持续收缩,D正确。
11.答案:(1) 突触 组织液 单向 神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜
(2) B
(3)神经递质 外正内负 无
解析:据图2分析,①表示突触前膜,②表示突触间隙,③表示突触后膜,④表示突触。
(1)图2中结构④为突触,包括突触前膜、突触间隙和突触后膜;②是突触间隙,其中的液体是组织液;由于神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,所以传递方向是单向的。
(2)瘦素的作用是抑制食欲,减少能量的摄取,因此可以推测瘦素导致饱中枢和摄食中枢的兴奋性依次是增强、减弱,从而使人产生饱感,减少摄食。
(3)A是突触前膜释放的神经递质;如果A是抑制性递质,则会引起阴离子内流,静息电位绝对值增加,③处的膜电位是外正内负,饱中枢不能将信息传递给大脑,将没有饱感。
12.答案:(1) 内负外正 K+
(2) Na+内流 电信号→化学信号 扩散 特异性受体
(3)随着时间的延长,TTX对Na+通道的抑制作用逐渐加强
解析:(1)神经纤维处于静息状态时,细胞膜两侧的电位表现为内负外正。第Ⅳ组的突触后膜依然保持静电位,静息电位是由钾离子外流引起的,说明TTX不改变神经元细胞膜对钾离子的通透性。
(2)据表分析可知,第Ⅰ组实验中测得突触前神经元细胞膜两侧的电位差为35mV为动作电位,是由于钠离子内流导致的。兴奋经过突触前膜时,由递质传递信息,所以需要将电信号转变为化学信号,其中神经递质以物理扩散的方式通过突触间隙作用于突触后膜上的特异性受体,使突触后膜产生电位变化。
(3)据Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组的实验结果分析可知,随着时间的延长,TTX对Na+通道的抑制作用逐渐加强,导致突触前神经元膜两侧电位差逐渐降低。
第三层 拓展提升
13. 答案:A
解析:①是感受器,②是效应器,③是传入神经,④是神经中枢,⑤是传出神经,⑥是突触,刺激③⑤处,效应器会有反应,A项正确;在反射弧中,兴奋单向传导,刺激①处后,图乙中兴奋传导方向为a→b→c,B项错误;神经递质在突触间隙中的扩散不需要消耗能量,C项错误;与神经递质特异性结合的受体不仅仅分布在神经元上,在肌肉细胞膜或腺体细胞膜上也存在神经递质的特异性受体,D项错误。
14. 答案:A
解析:据题干信息可知,增加突触间隙的NE浓度可以缓解抑郁症状,故推测NE为兴奋性神经递质,与突触后膜上的受体结合后可引发动作电位,A项正确;NE是一种神经递质,神经递质在神经元之间以化学信号的形式传递信息,B项错误;结合题意可知,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,作用于突触后膜上,故兴奋在神经元之间的传递是单向的,D项错误。
15. 答案:B
解析:一般来说神经递质是生物小分子,A项错误;由图可知,以“触—弹”方式释放神经递质后的囊泡可循环利用,B项正确;神经递质作用于突触后膜,使下一个神经元兴奋或抑制,C项错误;“完全坍塌”的方式,突触前膜的面积会增大,“触—弹”的方式,突触前膜面积基本不变,所以可以通过检测突触前膜的膜面积变化,区分两种释放方式,D项错误。
16. 解析:D
解析: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,A项错误;乙酰胆碱需与细胞膜上受体结合后才能发挥作用,NO不作用于靶细胞膜上的受体蛋白,而是作用于靶细胞内的鸟苷酸环化酶,B项错误;神经递质种类很多,如乙酰胆碱不是蛋白质,C项错误;NO剂可引起平滑肌舒张,可用于治疗冠状动脉收缩引起的心绞痛,D项正确。
17.答案:B
解析:A、据图可知,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的通透性增大,突触后膜上钠离子通道开放,钠离子大量内流;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的通透性增大,突触后膜上氯离子通道开放,氯离子大量内流,A错误;
B、图中PSP1中膜电位增大,可能是Na+或Ca2+内流形成的,PSP2中膜电位减小,可能是K+外流或Cl-内流形成的,共同影响突触后神经元动作电位的产生,B正确,C错误;
D、 细胞接受有效刺激后,一旦产生动作电位,其幅值就达最大,增加刺激强度,动作电位的幅值不再增大,推测突触a、b前膜释放的递质增多,可能PSP1、PSP2幅值不变,D错误。
18.答案:A
分析:细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础,能维持组织细胞数目的相对稳定,是机体的一种自我保护机制。
解析:A、分析题意可知,该蛋白质进入肌神经细胞后,会促进其发育以及与肌肉细胞的联系,而神经递质需要与突触后膜的受体结合后起作用,不进入细胞,故这种蛋白质不是神经递质,A错误;
B、肌神经细胞可以与肌肉细胞形成突触,两者之间通过神经递质传递信息,B正确;
C、凋亡是基因决定的细胞自动结束生命的过程,是一种程序性死亡,C正确;
D、结合题意,如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡,故蛋白合成抑制剂可以促进肌神经细胞凋亡,D正确。
19.答案: (1)传入神经 突触小泡
(2)由正电位变为负电位
(3)电信号→化学信号→电信号
(4)抑制 受体 Cl- 内负外正
解析: (1)图甲中b上有神经节,说明b表示反射弧中的传入神经。图乙表示突触的亚显微结构,③表示的结构是突触小泡。(2)①是轴突末梢,静息时的膜电位表现为内负外正,当①兴奋时,会产生动作电位,其膜电位表现为内正外负,因此兴奋部位膜外电位的变化是由正电位变为负电位。(3)图乙表示突触。当兴奋传到轴突末梢时,突触前膜内的突触小泡释放的神经递质,经扩散通过突触间隙与突触后膜上的受体结合,引发突触后膜电位变化,信号就通过突触从一个神经元传递到另一个神经元。据此可知:此过程会发生电信号→化学信号→电信号的变化。(4)破伤风梭菌产生的破伤风毒素可阻止神经末梢释放甘氨酸,从而引起肌肉痉挛(收缩),由此可见甘氨酸属于抑制性神经递质,它经扩散通过突触间隙,与突触后膜上的受体特异性结合,引起Cl-内流,导致膜电位表现为内负外正的静息电位差增大,从而抑制突触后膜兴奋。
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