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新教材·生物学 选择性必修1[Z]
第二节 神经冲动的产生和传导
[学习目标] 1.说出动作电位与静息电位产生的过程。2.分析神经冲动的传导过程。3.说出突触的结构,并解释神经冲动在神经元之间突触的传递。
知识点一 环境刺激使得神经细胞产生动作电位
1.形成动作电位期间膜的极性变化
(1)极化状态
①静息电位:外正内负。
②膜处于极化状态。
(2)反极化状态
①去极化:在膜上某处给予刺激后,该处极化状态被破坏。
②动作电位:内正外负。③此处膜在极短时期内形成反极化状态,形成动作电位。
(3)复极化状态
①复极化:膜又迅速恢复到原来的外正内负状态。②此处膜处于复极化状态,恢复静息电位。
(4)总结
去极化、反极化和复极化的过程,也就是动作电位——膜外负电位的形成和恢复的过程,全部过程只需数毫秒的时间。
2.神经细胞膜出现极化状态的原因
神经细胞膜内、外各种电解质的离子浓度不同,膜外钠离子浓度大,膜内钾离子浓度大,而神经细胞对不同离子的通透性各不相同,造成细胞膜内、外电位差异。
3.形成静息电位的因素
(1)细胞内的有机负离子如蛋白质为大分子,这些大分子不能透过细胞膜到细胞外。
(2)细胞膜上存在Na+-K+泵,通过消耗ATP,逆着浓度梯度,从细胞内泵出3个钠离子,但只从膜外泵入2个钾离子。
(3)神经细胞膜在静息时对钾离子的通透性大,膜内的钾离子顺着浓度梯度扩散到细胞外,但对钠离子的通透性小,膜外的钠离子不能扩散进来。
4.动作电位的产生机制
神经某处受到刺激时→钠离子通道开放→膜外钠离子大量涌入膜内→膜内电势升高→造成了内正外负的反极化现象。
5.静息电位的恢复机制
形成动作电位的部位,在很短时间内钠通道又重新关闭,钾通道随即开放→钾离子又很快涌出膜外→膜电位恢复到原来外正内负的状态。
Na+-K+泵参与的运输方式是哪种?
提示:消耗ATP,逆浓度梯度,所以为主动运输。
钾通道和钠通道参与的运输方式是哪种?
提示:协助扩散。
[例] 如图表示神经细胞膜上Na+、K+的两种运输方式,相关叙述正确的是( )
A.方式1中的K+经过通道排出细胞外的,需要消耗ATP,是产生静息电位的生理基础
B.方式1中的Na+经过通道进入细胞内的,不需要消耗ATP,是产生动作电位的生理基础
C.方式2中的Na+经过载体排出细胞外的,需要消耗ATP,是产生动作电位的生理基础
D.方式2中的K+经过载体进入细胞内的,需要消耗ATP,是产生静息电位的生理基础
解题分析 方式1中K+外流是由高浓度向低浓度运输,并通过相应的通道蛋白协助,属于协助扩散,不需要消耗ATP,A错误;方式1中Na+都是由高浓度向低浓度运输,并需要载体蛋白的协助,属于协助扩散,不需要消耗ATP,是产生动作电位的生理基础,B正确;方式2中的Na+经过载体排出细胞外的,需要消耗ATP,是维持细胞内外钠离子浓度差的生理基础,C错误;方式2中的K+经过载体进入细胞内的,需要消耗ATP,是维持细胞内外钾离子浓度差的基础,D错误。
答案 B
知识点二 冲动在神经纤维上以电信号形式传导
1.动作电位的传导过程
(1)当刺激部位处于内正外负的反极化状态时,邻近未受刺激的部位仍处于外正内负的极化状态,两者之间也会形成局部电流。
(2)这个局部电流又会刺激没有去极化的细胞膜,使之去极化,也形成动作电位。
(3)局部电流(电信号)不断向前传导,将动作电位传播出去,一直传到神经末梢。
2.动作电位的传导形式:动作电位沿神经纤维以电信号形式传导。
3.动作电位的传导特点
(1)不衰减性:动作电位沿着神经纤维传导时,其电位变化总是一样的,不会随传导距离的增加而衰减。
(2)绝缘性:一条神经中的一根神经纤维传导神经冲动时不影响其他神经纤维。各神经纤维之间具有绝缘性。
兴奋的传导方向与局部电流方向一样吗?
提示:在膜外,局部电流的方向与兴奋传导方向相反。
在膜内,局部电流的方向与兴奋传导方向相同。
[例1] 如图表示某神经元一个动作电位传导示意图,据图分析正确的是( )
A.动作电位传导是局部电流触发邻近质膜依次产生新的负电位的过程
B.图中a→b→c的过程就是动作电位快速形成和恢复的过程
C.产生a段是由于K+经扩散外流造成的,消耗ATP
D.若将该神经纤维置于更高浓度的Na+溶液中进行实验,d点将下移
解题分析 由题图可知,动作电位传导是局部电流触发邻近细胞膜依次产生新的负电位的过程,A正确;动作电位产生是钠离子内流,恢复静息电位是钾离子外流引起,c是钠离子内流阶段,b是钾离子外流阶段,因此动作电位产生及静息电位恢复过程是c→b→a,B错误;a是外正内负,是静息电位,原因是钾离子外流,属于协助扩散,不需要消耗ATP,C错误;动作电位是钠离子内流引起,将该神经纤维置于更高浓度的Na+溶液中进行实验,动作电位增大,d点将上移,D错误。
答案 A
1.膜电位的测量方法及比较
2.动作电位的产生和恢复过程中曲线的解读
ab段—静息时,K+外流(协助扩散),膜电位为外正内负。
bc段—受刺激时,Na+内流(协助扩散),膜电位变为外负内正。
cd段—恢复静息,K+外流(协助扩散),膜电位变为外正内负。
de段—兴奋完成后,钠—钾泵活动增强,将Na+泵出,将K+泵入(逆浓度梯度,主动运输),以恢复细胞内K+浓度高和细胞外Na+浓度高的状态。
注:Na+浓度影响动作电位,细胞外Na+浓度升高,动作电位峰值升高。
[例2] 如果在处于静息状态的神经纤维的a点的左侧给一适当刺激,则膜内、外产生的电流方向及兴奋的传导方向分别为( )
A.膜内a→b;膜外b→a;a→b
B.膜外b→a;膜内b→a;a→b
C.膜外a→b;膜内a→b;b→a
D.膜外a→b;膜内b→a;b→a
解题分析 神经纤维在静息状态下,膜电位表现为外正内负,给一适当刺激,刺激点膜电位表现为外负内正,刺激点与未兴奋部位之间存在电位差,膜内局部电流方向由a→b,膜外b→a,兴奋的传导方向与膜内电流方向相同,A正确。
答案 A
知识点三 神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成
1.神经元之间的突触
(1)定义
前一个神经元的轴突末梢与下一个神经元的树突或胞体相接触部分的细胞膜,以及它们之间微小的缝隙,共同形成了突触。
(2)结构
①基础结构
②其他结构
D. 轴突,E. 线粒体,F. 突触小泡。
2.神经递质
(1)定义:神经末梢内部有许多突触小泡,小泡中含有的化学物质称为神经递质。
(2)类型
(3)释放方式:胞吐。
(4)去向:发挥作用后,很快被相应酶催化水解,或回收进细胞。
3.兴奋在突触中的传递(以乙酰胆碱为例)
(1)过程
(2)传递特点及其原因
①传递特点:单向传递。从前一个神经元的轴突传递到下一个神经元的树突或胞体。
②原因: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。
(3)信号转变
①突触:电信号→化学信号→电信号
②突触前膜:电信号→化学信号
③突触后膜:化学信号→电信号
4.神经细胞与肌肉细胞之间的突触——神经肌肉接点
(1)定义:神经末梢与肌肉接触处称为神经肌肉接点。
(2)作用:将神经冲动传递到肌肉,使肌肉兴奋而收缩。
神经递质属于内环境的成分吗?
提示:属于。因为神经递质可释放到突触间隙中,突触间隙中存在组织液。
神经递质与突触后膜的受体结合一定是使突触后膜处正离子内流吗?
提示:不一定。若释放的神经递质是抑制性神经递质,则使突触后膜处负离子内流。
[例1] 下列关于坐骨神经腓肠肌标本中神经肌肉接点的叙述正确的是( )
A.神经肌肉接点的突触间隙中有组织液
B.突触前膜释放的递质通过通道蛋白进入肌细胞
C.神经元一个轴突的末梢只在肌肉处形成一个神经肌肉接点
D.突触中神经细胞膜都可以完成化学信号到电信号的转换
解题分析 神经元细胞和肌肉细胞为组织细胞,它们浸润在组织液中,A正确;神经递质与后膜的受体特异性结合引起突触后膜电位变化,并没有进入突触后膜,B错误;一个神经元可与肌肉形成多个突触,C错误;突触中突触前膜可以将电信号转换为化学信号,突触后膜可以将化学信号转换为电信号,D错误。
答案 A
[例2] 如图是一个反射弧的部分结构图,甲、乙表示连接在神经纤维上的电流表。当在A点给予一定的电流刺激,则甲、乙电流表指针发生的变化是( )
A.甲、乙都发生两次方向相反的偏转
B.甲发生两次方向相反的偏转,乙不偏转
C.甲不偏转,乙发生两次方向相反的偏转
D.甲发生一次偏转,乙不偏转
解题分析 当刺激A点,产生兴奋在相应神经纤维上可向右传导,则甲电流表的左侧电极所在的膜电位为外负内正时,右侧电极所在的另一神经纤维的膜电位为外正内负,有电位差导致甲发生一次偏转;但兴奋不能由突触后膜向突触前膜传递,所以右边的神经元不兴奋,乙电流表的两侧电极的膜外均是正电位,无电位差,乙不发生偏转。
答案 D
兴奋在神经元之间的传递及指针偏转
(1)刺激b点,由于兴奋在突触间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,电表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,电流表只发生一次偏转。
[例3] 乙酰胆碱可作为兴奋性神经递质,其合成与释放见示意图。据图回答问题:
(1)图中A-C表示乙酰胆碱,在其合成时,能循环利用的物质是________(填“A”“C”或“E”)。除乙酰胆碱外,生物体内的多巴胺和5羟色胺________(填“能”或“不能”)作为神经递质。
(2)当兴奋传到神经末梢时,图中突触小泡内的A-C通过__________这一跨膜运输方式释放到____________________,再到达突触后膜。
(3)若由于某种原因使D酶失活,则突触后神经元会表现为持续________。
解题分析 (1)图中A-C表示乙酰胆碱,B表示ADP和Pi,E表示ATP。据图可知,A-C在突触间隙中,被D酶催化分解成A和C,其中,C又被突触前膜吸收回突触小体中,重新与A反应生成A-C,由此可知C能循环利用。神经递质种类很多,主要有乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、5-羟色胺等。
(2)当兴奋传到神经末梢时,突触小泡内的神经递质通过胞吐的方式释放到突触间隙中,再到达突触后膜。
(3)若由于某种原因使D酶失活,则与突触后膜上受体结合的A-C将无法分解,会导致受体持续受A-C刺激,从而会引起突触后神经元持续兴奋。
答案 (1)C 能 (2)胞吐 突触间隙
(3)兴奋
神经递质总结
化学本质
很复杂,可以是气体分子,如一氧化氮;可以是激素,比如肾上腺素;可以是氨基酸,比如谷氨酸;但高中生物常见的主要有乙酰胆碱和多巴胺
种类
兴奋性神经递质和抑制性神经递质,常见的乙酰胆碱为兴奋性递质,会产生“外正内负→外负内正”的转化;抑制性递质会强化“外正内负”的静息电位
释放
神经递质存在于突触小泡内,小泡的形成与高尔基体有关,以胞吐的方式释放,体现生物膜的流动性
效应
神经递质被突触后膜上的受体识别,引起突触后膜兴奋或抑制
发挥作用后的去向
绝大多数神经递质被相应的酶水解,有的则重新进入突触前膜(如谷氨酸)或扩散离开突触间隙
若分解神经递质的酶被破坏
下一个神经元持续兴奋或抑制
若突触后膜上受体位置被争夺
则神经递质不能与受体结合,下一个神经元不兴奋也不抑制
阻断神经递质的合成和释放
神经递质不能进入突触间隙作用于突触后膜,下一个神经元不兴奋也不抑制
课堂小结
笔记空间 ﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
1.静息电位的恢复和动作电位的形成机制分别是( )
A.K+外流、Na+外流 B.K+内流、Na+内流
C.K+外流、Na+内流 D.K+内流、Na+外流
答案 C
解析 静息电位的恢复机制是K+外流,动作电位的形成机制是Na+内流。
2.下列膜电位变化的示意图中,能正确表示神经纤维由兴奋状态恢复为静息状态的是( )
答案 A
3.在功能正常的粗大枪乌贼神经纤维的膜内连接一个灵敏电流计,在该神经纤维的某处给予一个适宜刺激,指针出现如图偏转(偏转到最大角度)。下列有关叙述正确的是( )
A.刺激部位离a处更近
B.a处膜外产生了负电位,b处产生了动作电位
C.a处处于极化状态,b处处于反极化状态
D.若在a的左侧给予了适宜刺激,指针将发生两次偏转而且偏转的幅度相同
答案 D
解析 刺激部位位于a处的左侧或者b处的右侧,随着兴奋在神经元上的传导,均可能发生如图所示的偏转,因而无法确定刺激的部位,A错误;若a处膜外产生了负电位,说明a处产生动作电位,此时若b处也产生了动作电位,电流计不会出现偏转,B错误;电流计的电极位于神经纤维的膜内,此时指针偏右达到最大,说明电流方向为a到b,a处膜内为正电位,处于反极化状态,b处膜内为负电位,处于极化状态,C错误;在a的左侧给予了适宜刺激,兴奋先传至a处,a处变为外负内正,此时指针偏右一次,兴奋传至ab之间时,指针不偏转,兴奋再传至b处,b处变为外负内正,此时指针偏左一次,两次偏转的幅度相同,D正确。
4.果蝇的某种突变体因动作电位异常而易发生惊厥。如图表示两种果蝇的动作电位,据图分析,突变体果蝇的神经细胞膜异常的是( )
A.钠离子通道和去极化过程
B.钾离子通道和复极化过程
C.钠离子通道和复极化过程
D.钾离子通道和反极化过程
答案 B
解析 通过实线和虚线的比较可以看出,曲线上升段是去极化过程,动作电位的产生没有问题,也就是说钠离子内流的通道没有问题,但在曲线下降恢复到静息电位的时候,突变型不正常,说明钾离子通道和恢复静息电位的复极化过程出现异常,所以B正确,A、C、D错误。
5.如图为两个神经元之间的突触及其中方框部分放大示意图,C表示乙酰胆碱。下列相关叙述错误的是( )
A.B可以是神经细胞的胞体膜或树突膜
B.C经胞吐作用进入D后,在D中通过扩散作用到达E
C.E既是乙酰胆碱的受体,又是乙酰胆碱的通道蛋白
D.若D处的Na+浓度下降,则突触后膜的动作电位峰值下降
答案 C
解析 B为突触后膜,可以是下一神经细胞的胞体膜或树突膜,A正确;D为突触间隙,充满了组织液,C经胞吐作用进入D后,在D中通过扩散作用到达突触后膜上的受体E,B正确;E是乙酰胆碱的受体,不是乙酰胆碱的通道蛋白,乙酰胆碱不进入下一神经细胞,C错误;若D处的Na+浓度下降,则突触后膜的动作电位峰值下降,D正确。
6.请回答下列问题。
(1)兴奋在神经纤维上以________________形式向前传导。
(2)兴奋在突触的传递过程是突触前神经元兴奋传至________________,引起其中突触小泡与突触前膜融合,释放递质到________,递质与突触后膜上受体结合,导致突触后神经元________________。
(3)神经肌肉接点处的递质乙酰胆碱与受体结合,肌细胞收缩,乙酰胆碱很快被胆碱酯酶分解,肌细胞恢复舒张状态。美洲箭毒有与乙酰胆碱争夺受体的作用,若美洲箭毒进入人体,其效应是____________________________。
答案 (1)电信号(神经冲动)
(2)轴突末端(突触小体) 突触间隙 兴奋或抑制
(3)肌细胞不能收缩或持续舒张
知识点一 环境刺激使得神经细胞产生动作电位
1.下列关于造成神经细胞静息状态下膜电位特点的因素的叙述,错误的是( )
A.细胞内大分子的有机负离子不能透过细胞膜
B.静息状态下,钠、钾离子的扩散情况不同
C.膜外全为正离子,膜内全为负离子
D.膜外钠离子浓度远大于膜内
答案 C
解析 神经细胞膜内、膜外都分布有正离子和负离子。
2.神经纤维某处受刺激后某一时刻膜内外的电位情况如图所示。下列叙述正确的是( )
A.此时该处神经纤维膜处于极化状态
B.该状态的产生主要与钾离子的跨膜运输有关
C.动作电位的产生与相应载体蛋白形态结构的改变有关
D.此时该处神经纤维膜外钾离子浓度大于膜内,钠离子相反
答案 C
解析 图中神经纤维是外负内正的电位,处于反极化状态,A错误;反极化状态的形成主要与钠离子内流有关,B错误;钠离子通道开放,钠离子内流,产生动作电位,C正确;钾离子浓度细胞内大于细胞外,而钠离子浓度细胞外大于细胞内,D错误。
3.将枪乌贼巨大轴突置于体内组织液的模拟环境中,下列分析错误的是( )
A.减小模拟环境中Na+浓度,动作电位的峰值变小
B.电刺激枪乌贼巨大轴突,不一定会产生动作电位
C.若细胞膜对K+通透性变大,静息电位的绝对值不变
D.增大模拟环境中K+浓度,静息电位的绝对值变小
答案 C
解析 减小模拟环境中Na+浓度,导致Na+的内流减少,进而引起动作电位的峰值变小,A正确;电刺激枪乌贼巨大轴突,当刺激达到一定强度时才会产生动作电位,B正确;若细胞膜对K+通透性变大,则K+外流增多,静息电位的绝对值会发生变化,C错误;增大模拟环境中K+浓度,K+外流受阻,静息电位的绝对值变小,D正确。
知识点二 冲动在神经纤维上以电信号形式传导
4.下列关于兴奋的叙述,错误的是( )
A.兴奋以电信号的形式沿着神经纤维传导
B.兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动,形成局部电流
C.兴奋时,细胞膜的膜电位为动作电位
D.只有神经细胞之间才可以传递兴奋
答案 D
5.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.丁区发生K+外流和Na+内流
B.甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态
C.乙区细胞膜膜电位的产生与细胞膜对Na+的通透性增大有关
D.兴奋传导方向与膜内电流方向一致
答案 A
解析 神经纤维上静息电位的特点是外正内负,动作电位的特点是外负内正。图示中乙区电位为外负内正,则乙区为兴奋部位,甲区、丙区和丁区都有可能刚恢复为静息电位,B正确;乙区细胞膜电位表现为内正外负,对Na+通透性增大,C正确;丁区膜电位表现为外正内负,与K+外流有关,A错误。
6.下图从左至右表示动作电位传导的示意图。据图分析错误的是( )
A.①~③段表示去极化过程,③~⑤段表示复极化过程
B.处于④与⑤之间的轴突膜,膜外钠离子大量涌入膜内
C.传导过程中Na+内流可能与局部电流的刺激有关
D.兴奋以电信号的形式沿神经纤维传导
答案 A
解析 由题中动作电位传导方向由左向右,因此①~③段恢复静息电位,表示复极化,③~⑤段产生动作电位,表示去极化和反极化过程,A错误;④与⑤之间为反极化过程,此时钠离子内流,B正确;由于当某一部位受刺激时,神经纤维膜对钠离子通透性增加,Na+内流,所以Na+内流可能与局部电流的刺激有关,C正确;兴奋在神经纤维上是以电信号的形式传导,D正确。
7.下列关于神经纤维动作电位的产生与传导的叙述,正确的是( )
A.神经纤维膜对钠离子通透性的降低会导致动作电位变小
B.受刺激后的神经纤维膜上钾通道开放导致反极化状态
C.动作电位的幅度随神经纤维传导距离的延长而变小
D.各条神经纤维动作电位的传导彼此间相互影响
答案 A
解析 动作电位的产生是由于钠离子内流造成的,故神经纤维膜对钠离子通透性的降低会导致动作电位变小,A正确;受刺激后的神经纤维膜上钠通道开放导致反极化状态,B错误;动作电位具有不衰减性,故不会改变,C错误;各条神经纤维之间具有绝缘性,D错误。
知识点三 神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成
8.下列关于神经递质的叙述,错误的是( )
A.突触前神经元具有合成神经递质的能力
B.递质与突触后膜上受体结合引起后膜电位发生去极化
C.突触小泡内含有神经递质
D.突触前神经元在兴奋时能释放神经递质
答案 B
解析 突触前神经元具有合成神经递质的能力,A正确;兴奋性递质与突触后膜上受体结合能引起突触后膜电位发生去极化,抑制性递质不能引起突触后膜电位发生去极化,B错误;神经递质存在于突触前膜的突触小泡中,C正确;突触前神经元在兴奋时能释放神经递质,D正确。
9.如图为反射弧中神经肌肉接点的结构(与突触的结构类似)及其生理变化示意图,据图判断下列叙述正确的是( )
A.乙酰胆碱在突触小泡中合成并通过胞吐的方式释放到突触间隙
B.当突触前膜兴奋时,释放的乙酰胆碱就会引起肌膜抑制
C.骨骼肌细胞膜完成电信号→化学信号→电信号的转变
D.兴奋在神经肌肉接点处的传递比在神经纤维上慢
答案 D
解析 神经递质的合成部位不在突触小泡,而是储存在突触小泡中,A错误;乙酰胆碱为兴奋型神经递质,当突触前膜兴奋时,释放的乙酰胆碱会引起肌膜兴奋,B错误;骨骼肌细胞膜相当于突触后膜,在突触后膜完成的信号转化为化学信号→电信号,C错误。
10.人脑内有一种“沉默突触”,具有突触结构,但不能传递信息。有关叙述正确的是( )
A.神经细胞受到刺激时,Na+内流需要细胞呼吸提供能量
B.“沉默”的原因可能是突触后膜缺乏相应的受体
C.突触间隙不存在水解神经递质的酶
D.神经递质以胞吐方式从突触前膜释放时所需的ATP都来自线粒体
答案 B
解析 神经细胞受到刺激时,Na+内流通过细胞膜上的Na+通道进行,从高浓度到低浓度,属于协助扩散的方式,不需要细胞呼吸提供能量,A错误;突触前膜释放神经递质作用于突触后膜上的受体,使得下一个神经元兴奋或者抑制,若突触后膜缺乏相应受体,则突触没有信息传递功能,B正确;若突触间隙不存在水解递质的酶,递质仍能完成传递信息的功能,且会与突触后膜上的受体结合一直发挥作用,C错误;神经递质以胞吐方式从突触前膜释放时需要消耗能量,所需能量可以来自细胞质基质和线粒体,D错误。
11.钠钾泵可存在于神经细胞膜上,是一种具有ATP酶活性的载体蛋白,能利用水解ATP释放的能量同时进行Na+和K+跨膜运输,如下图。以下分析正确的是( )
A.静息状态下神经元通过钠钾泵吸收K+形成静息电位
B.神经递质作用于突触后膜会阻碍钠钾泵的离子运输
C.钠钾泵能同时运输Na+和K+表明其转运不具有特异性
D.钠钾泵的运输有助于维持神经元内外Na+和K+的动态平衡
答案 D
解析 静息状态下,发生的钾离子的外流为协助扩散,不需要消耗能量,故不需要钠钾泵协助,A错误;神经递质作用于突触后膜会引起突触后膜的兴奋或抑制,可能会阻碍钠钾泵的离子运输,但从题干及图中不能推断出来,B错误;钠钾泵具有特异性,C错误;钠钾泵的运输有助于维持神经元内外Na+和K+的动态平衡,D正确。
12.α银环蛇毒能与突触后膜上的乙酰胆碱受体牢固结合;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。因此,α银环蛇毒与有机磷农药中毒的症状分别是( )
A.肌肉松弛、肌肉僵直
B.肌肉僵直、肌肉松弛
C.肌肉松弛、肌肉松弛
D.肌肉僵直、肌肉僵直
答案 A
13.下图是适宜刺激下动作电位传导示意图,请据图回答:
(1)图中处于④与⑤之间的轴突膜,________离子大量涌入膜内,轴突膜外侧局部电流的方向________(填“向左”或“向右”)。
(2)若增大刺激强度,峰值③的位置将________(填“上移”“下移”或“不变”)。若该神经细胞置于低钠溶液中,峰值③的位置将________(填“上移”“下移”或“不变”)。
(3)当兴奋传至⑥时,膜内电位变化是________,兴奋传至⑦后,发生的信号转变是__________________________。
(4)神经递质的释放与膜的________有关,某药物对递质合成、释放和降解(或再摄取)等都无影响,却能阻断突触处兴奋的传递,原因最可能是与图中________(填图中序号)结构有关。
答案 (1)钠 向左 (2)不变 下移
(3)由负变正 由电信号转变为化学信号
(4)流动性 ⑨
解析 (1)根据图示,动作电位向右传导,处于④与⑤之间的轴突膜,钠离子大量内流;轴突膜外侧局部电流的方向与动作电位的传导方向相反,所以膜外局部电流方向向左。
(2)动作电位的峰值与膜内外钠离子的浓度有关,当刺激达到一定阈值时,可产生动作电位,但动作电位的峰值不随刺激强度增大而增大,所以峰值③的位置将不变;若该神经细胞置于低钠溶液中,动作电位产生的过程中,钠离子内流减少,峰值③的位置将下移。
(3)当兴奋传至⑥前,膜内电位为负,当兴奋传至⑥时,膜内电位为正;当兴奋传至⑦突触前膜后,电信号会转变为化学信号。
(4)神经递质通过胞吐方式释放,与膜的流动性有关;神经递质需要与突触后膜的受体结合才能传递兴奋,由于某药物对递质合成、释放和降解(或再摄取)等都无影响,却能阻断突触处兴奋的传递,最可能是药物破坏了⑨受体,阻止了神经递质与突触后膜受体的结合。
14.下图为不同类型神经突触作用机理模式图,请回答下列问题:
(1)突触由三部分构成,包括________、________、________。兴奋在神经元之间的传递只能是单方向的,原因是________________________________________。
(2)神经递质的释放方式为________。神经递质合成后为了防止被细胞内其他酶所破坏而储存在________内。神经递质释放后通常需要迅速降解失活,反应发生的场所是________。
(3)图A中,神经递质释放后引起Na+大量进入突触后膜后,引起的后膜内外电位表现为________;图B中,后膜上的受体与神经递质结合后利于Cl-进入,此时后膜是否会产生神经冲动?________(填“会”或“不会”)。
(4)氨基丁酸(GABA)是一种神经递质,其作用机理与上图B相同。
①研究发现对癫痫病人施用氨基丁酸转氨酶的抑制剂,可缓解病情。这是由于该药物可以使GABA分解速率________(填“减慢”或“加快”),从而起到治疗效果。
②某种麻醉剂可以起到与GABA一样的功能,可与GABA受体结合,从而可________(填“缩短”或“延长”)Cl-通道打开的时间,产生麻醉效果。
答案 (1)突触前膜 突触间隙 突触后膜 神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜
(2)胞吐 突触小泡 突触间隙
(3)外负内正 不会
(4)减慢 延长
解析 (1)突触由三部分构成,包括突触前膜、突触间隙、突触后膜;神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜,所以兴奋在神经元之间的传递只能是单方向的。
(2)神经递质的释放方式为胞吐。神经递质合成后为了防止被细胞内其他酶所破坏而储存在突触小泡内。神经递质在发挥完作用后,在突触间隙中迅速被降解失活。
(3)Na+大量进入突触后膜后,会引起突触后膜产生动作电位,此时突触后膜内外电位的状态是外负内正。若Cl-进入突触后膜,会使突触后膜表现为外正内负的静息电位的绝对值进一步加大,此时突触后膜不会产生神经冲动。
(4)依题意可知:氨基丁酸(GABA)与突触后膜上的受体结合后利于阴离子进入,因此是一种抑制性神经递质。①氨基丁酸转氨酶抑制剂的作用是抑制氨基丁酸转氨酶的活性,使GABA分解速率减慢,引起突触后膜长时间处于抑制状态,从而可缓解癫痫病人的病情。②某种麻醉剂可以起到与GABA一样的功能,可与GABA受体结合,说明该麻醉剂分子起抑制作用,可延长Cl-通道打开的时间,从而产生麻醉效果。
15.研究发现,某些毒品分子可以导致神经递质——多巴胺的分泌增加,从而使人上瘾,且极难戒治。请分析回答下列问题。
(1)多巴胺与________上的受体结合后,可将信息传递给下一个神经元。
(2)在突触前膜上有回收多巴胺的转运蛋白,某种毒品分子会________(填“促进”“抑制”或“不影响”)多巴胺的回收,从而延长“愉悦感”时间。
(3)海洛因是一种常见毒品,属于阿片类药物。在正常人的脑内和体内一些器官中存在着内源性阿片肽和阿片受体。在正常情况下,内源性阿片肽作用于阿片受体,调节着人的情绪和行为。人在吸食海洛因后,________(填“促进”“抑制”或“不影响”)了内源性阿片肽的生成,逐渐形成在海洛因作用下的平衡状态,一旦停用就会出现不安、焦虑、忽冷忽热等“戒断反应”。由于毒品对人危害巨大,应远离毒品!
答案 (1)突触后膜 (2)抑制 (3)抑制
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