内容正文:
检测(二)
神经冲动的产生与传导强化练
课时跟踪检测
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一、选择题
1.麻醉是指用药物或非药物方法使机体或一部分机体暂时失去感觉,以达到无痛的目的。局部麻醉剂有抑制注射部位附近神经细胞膜上钠离子通道的功能。下列说法正确的是( )
A.无麻醉情况下,机体受刺激使大脑皮层产生痛觉属于反射
B.局部麻醉前后,相关部位神经元的静息电位会改变
C.局部麻醉剂可通过阻断动作电位的产生达到麻醉的目的
D.处于麻醉状态下的神经细胞不发生离子进出细胞的过程
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解析:机体受刺激使大脑皮层产生痛觉没有经过完整的反射弧,不属于反射活动,A错误;
静息电位主要依靠钾离子外流来维持,静息电位在局部麻醉前后不变,B、D错误;
根据题中信息可知,局部麻醉剂能抑制神经细胞膜上的钠离子通道的功能,从而抑制了钠离子内流,阻断了动作电位的产生,C正确。
2.暗环境中,脊椎动物视杆细胞膜上的Na+、K+通道开放,Na+内流,K+外流。受到光照后,细胞内的cGMP浓度降低,Na+通道关闭,K+通道仍然开放。视杆细胞通过这种电位变化影响神经递质的释放,最终将光信息传导出去。下列说法正确的是( )
A.受到光照后,K+外流需要消耗能量和离子通道的协助
B.受到光照后,Na+可通过离子通道内流
C.黑暗环境中,Na+内流需要消耗ATP
D.视杆细胞内的cGMP浓度影响动作电位形成
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解析:受到光照后,K+外流需要离子通道的协助,该过程不需要消耗能量,A错误;
受到光照后,细胞内的cGMP浓度降低,Na+通道关闭,K+通道仍然开放,可见该过程中Na+不能通过离子通道内流,B错误;
暗环境中,脊椎动物视杆细胞膜上的Na+、K+通道开放,此时Na+内流不需要消耗能量,C错误;
题中显示,“cGMP浓度降低,Na+通道关闭”,而Na+通道关闭则不能形成动作电位,可见视杆细胞内的cGMP浓度会影响动作电位形成,D正确。
3.神经元细胞分泌的神经递质分为兴奋性神经递质(如乙酰胆碱、多巴胺等)和抑制性神经递质(如γ-氨基丁酸等)。闰绍细胞是脊髓前角内的一种抑制性神经元。破伤风毒素可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与闰绍细胞共同支配肌肉收缩,防止肌肉过度兴奋的过程。据图分析,下列说法错误的是( )
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A.破伤风毒素会使肌肉持续性收缩
B.刺激c处,a、b、d处也可检测到电位变化
C.图中效应器包括运动神经末梢及肌肉
D.闰绍细胞的正常活动可以维持机体稳态
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解析: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,A正确;
兴奋在神经元之间的传递是单向的,刺激c处,b、d处能检测到电位变化,a处检测不到电位变化,B错误;
效应器是传出神经末梢及其支配的肌肉或者腺体,图中的效应器是指脊髓前角运动神经元神经末梢及其所支配的肌肉,C正确;
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由题图可知,脊髓前角运动神经元释放神经递质,引起肌肉收缩,闰绍细胞释放抑制性神经递质,抑制肌肉收缩,两者共同支配肌肉收缩,防止肌肉过度兴奋,由此可见,闰绍细胞的正常活动可以维持机体稳态,D正确。
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4.如图表示受刺激后,某时刻神经纤维上①~⑨连续9个位置的膜电位,已知静息电位为-70 mV。下列叙述正确的是( )
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A.兴奋沿神经纤维由①向⑨传导
B.测膜电位时,电表的电极应放在细胞膜外侧
C.⑨处K+外流,膜外为正电位,膜内为负电位
D.③⑧处Na+的运输均需要消耗能量
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解析:①②⑨均为-70 mV,为静息电位,③膜电位绝对值变小,④膜电位为0,⑤⑥为动作电位,⑦正恢复静息电位,⑧为超极化,⑨为静息电位,这样我们可以认为兴奋沿神经纤维由⑨向①传导,A错误;
测电位时,电表的两极放在膜的内外两侧,B错误;
⑨处为静息电位,与K+的外流有关,膜内外电位为外正内负,C正确;
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③处Na+出入细胞膜靠离子通道,运输方式为协助扩散,不耗能,⑧处要开始恢复到静息电位,靠钠钾泵,运输方式是主动运输,需要消耗能量,D错误。
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5.[多选]心肌细胞与神经细胞类似,均具有生物电现象。两者静息电位的形成机制相似,但动作电位明显不同,心肌细胞的动作电位分为0~4五个时期,其膜电位变化及形成机制如下图所示:
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下列说法正确的是( )
A.若适当增大细胞外溶液的K+浓度,则静息电位的绝对值增大
B.神经递质作用于心肌后,一定引起Na+通道介导的Na+内流,出现0期
C.在2期中,Ca2+内流和K+外流相当,所以膜电位变化非常平缓
D.在4期中,Ca2+通过Na+-Ca2+交换逆浓度排出细胞的动力最终来自ATP
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解析:适当增大细胞外溶液的K+浓度,会导致静息状态下K+外流减少,则静息电位的绝对值变小,A错误;
神经递质作用于受体引发电位变化的前提之一是要有足够量的神经递质,另外,兴奋性神经递质可引起后一个细胞兴奋,抑制性神经递质不会引起后一个细胞上Na+通道介导的Na+内流,B错误;
根据图中信息,在2期中,Ca2+内流和K+外流相当,所以膜电位变化非常平缓,出现平台现象,C正确;
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在4期中,Ca2+通过Na+-Ca2+交换逆浓度排出细胞的动力直接来自细胞内外的Na+浓度差,而形成细胞内外的Na+浓度差的动力来自ATP,D正确。
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6.[多选]下图1为两个神经元之间联系示意图。研究者用相同强度的电刺激对神经元A进行不同处理:Ⅰ为单次电刺激,Ⅱ为短时间连续两次刺激,用记录微电极记录神经元B的电位变化,结果如图2所示(阈电位是指能引起动作电位的临界电位值)。下列分析正确的是( )
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A.由Ⅰ可知,刺激强度过低不能使神经元B产生动作电位
B.单刺激时,神经元B电位的形成与神经元A释放的神经递质不足有关
C.由Ⅱ可知,短时间连续给予阈下刺激可以导致神经元产生动作电位
D.单刺激下神经元A释放的神经递质不会改变突触后膜的离子通透性
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解析:由Ⅰ可知,刺激强度过低神经元B产生的膜电位变化低于阈电位,不能使神经元B产生动作电位,A正确;
神经元A与神经元B通过突触相连,单刺激时,神经元B产生了电位变化但未达到阈电位,与神经元A释放的神经递质不足有关,B正确;
由Ⅱ可知,短时间连续两次低于阈电位的刺激,可以使电位超过阈电位,使神经元B产生动作电位,C正确;
单刺激下神经元A释放的神经递质也使神经元B产生了电位变化,只是未达到阈电位,因此会改变突触后膜的离子通透性,D错误。
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二、非选择题
7.适度运动是人们倡导的一种健康生活方式。下图为人体行走过程中相关的神经环路示意图,其中神经元A、D为兴奋性神经元,B、E为抑制性神经元,a~f表示不同部位的突触。请分析回答:
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(1)神经系统参与调节人体生理过程的基本方式是________。
(2)神经元A受到刺激后,短时间内神经元E和神经元D的状态分别是______________,进而引起屈肌和伸肌的相应活动。若该图表示左腿的神经环路,当神经元A兴奋并引起屈肌收缩时,右腿的相应神经环路中处于兴奋状态的神经元有______(填图中字母)。
(3)研究表明,乙酰胆碱能使骨骼肌细胞兴奋,也能抑制心肌细胞的兴奋,原因可能是两种细胞膜上含有的乙酰胆碱________________
_______造成的。
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(4)运动疗法是预防和治疗糖尿病的辅助措施。一定强度的运动后,骨骼肌细胞中含有GLUT4成分的囊泡大量向细胞膜处转移,引起血糖降低,据此可得出的结论是_____________________________________
__________________________________________________;中等强度和中等时长运动后,体内的一种淋巴细胞数量增加,免疫力增强,长时间剧烈运动后这类细胞数量反而会下降,该现象对普通人运动锻炼的启示是_____________________________________________________。
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(5)毒品成瘾的机制复杂,其一与突触间隙中多巴胺含量异常增加有关。有研究表明,运动可促进脑内多巴胺的合成,也可加快多巴胺的分解,毒品成瘾者通过适度运动能有效抑制复吸冲动,但急性剧烈运动却无法有效抑制复吸冲动,甚至会诱发复吸行为,对此可能的解释是________________________________________________
____________________________________________________________。
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解析:(1)神经系统参与调节人体生理过程的基本方式是反射。(2)A为兴奋性神经元,受到刺激后,释放兴奋性神经递质,引起神经元E兴奋;E为抑制性神经元,兴奋后释放抑制性神经递质,引起神经元D抑制。当左腿屈肌收缩时,伸肌舒张,右腿正好相反,即伸肌处于收缩状态,其生物学意义是使人体避开损伤性刺激,维持身体平衡,故此过程中D神经元会兴奋,释放兴奋性神经递质,从而引起B神经元也兴奋。(3)乙酰胆碱是一种神经递质,需要突触后膜上的受体与之结合,才能将信息传至下一个神经元,故乙酰胆碱对骨骼肌细胞和心肌细胞的作用不同,可能是两种细胞膜上含有的乙酰胆碱受体的种类不同造成的。
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(4)一定强度的运动后,骨骼肌细胞中含有GLUT4成分的囊泡大量向细胞膜处转移,引起血糖降低,说明GLUT4参与葡萄糖的运输,适度运动可以降低血糖。中等强度和中等时长运动后,体内的一种淋巴细胞数量增加,免疫力增强,长时间剧烈运动后这类细胞数量反而会下降,从中得到的启示是运动锻炼身体时要控制好运动的强度和时长。(5)根据题目信息,“运动可促进脑内多巴胺的合成,也可加快多巴胺的分解”,所以毒品成瘾者通过适度运动能有效抑制复吸冲动,但急性剧烈运动却无法有效抑制复吸冲动,甚至会诱发复吸行为,可能是急性剧烈运动对多巴胺合成的促进作用超过了对多巴胺分解的促进作用,增加了突触间隙中多巴胺的含量。
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答案:(1)反射 (2)兴奋、抑制 D、B (3)受体的种类不同 (4)GLUT4参与葡萄糖的运输,适度运动可以降低血糖 运动锻炼身体时要控制好运动的强度和时长 (5)急性剧烈运动对多巴胺合成的促进作用超过了对多巴胺分解的促进作用,增加了突触间隙中多巴胺的含量
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8.对全身麻醉使用的麻醉药一般作用于人体的大脑,主要借助于抑制性神经递质γ-氨基丁酸(GABA)使大脑失去知觉,以达到全身镇痛的效果。麻醉药诱导的可逆性意识消失和恢复常被作为研究意识消失与复苏的生物医学模型。据此回答以下问题:
(1)突触小泡与突触前膜融合后释放GABA,经____作用通过突触间隙与突触后膜上GABA受体结合,形成____________________,从而改变突触后膜对离子的通透性。
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(2)突触前膜释放的GABA发挥完作用后,可能的去向有______________________,此时意识被动恢复。某项研究认为意识的恢复为主动恢复,即主管意识的下丘脑通过一系列反应,使含GABA受体的神经元________(填“抑制”或“去抑制”),从而加速意识的恢复。
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(3)研究发现,GABA具有改善睡眠的作用。为探究含GABA酸奶对小鼠睡眠的影响,科研人员进行了相关研究,得到下表所示的数据:
组别 剂量/(mg/kg) 只数/n 入睡动物数/N 睡眠发生率/%
阴性对照组 0 10 1 10
富含GABA
酸奶低剂量组 40 10 2 20
富含GABA
酸奶中剂量组 80 10 6 60
富含GABA
酸奶高剂量组 160 10 6 60
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若改善模型鼠睡眠的最佳剂量是指小鼠睡眠发生率达到60%时的最低浓度。你认为最佳剂量范围是______________,进一步探究最佳剂量的方法是________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________ (要求简要写出实验思路)。
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解析:(1)GABA是抑制性的神经递质,当兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放GABA,经扩散作用通过突触间隙;GABA与突触后膜上GABA受体结合,形成递质—受体复合物,从而改变突触后膜对离子的通透性。(2)神经递质(GABA)发挥完作用后,可能在突触间隙被降解或被突触前膜回收;GABA与突触后膜上GABA受体结合后,含GABA受体的神经元被抑制,人体失去意识,下丘脑通过一系列反应,使含GABA受体的神经元去抑制,加速意识的恢复。
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(3)该实验为了探究含GABA酸奶对小鼠睡眠的影响,自变量为不同剂量GABA的酸奶,因变量为入睡小鼠的只数(睡眠发生率)。已知改善模型鼠睡眠的最佳剂量是指小鼠睡眠发生率达到60%时的最低浓度,在GABA剂量为80 mg/kg时,小鼠睡眠发生率达到60%,在40~80 mg/kg时,小鼠的睡眠发生率也可能已经达到60%,因此最佳剂量范围是40~80 mg/kg;为了进一步确定最佳剂量,可以在40~80 mg/kg范围内,缩小浓度梯度配制含不同剂量GABA的酸奶重复进行上述实验,睡眠发生率为60%时对应的最低浓度即为最佳剂量。
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答案:(1)扩散 递质—受体复合物 (2)在突触间隙被降解或被突触前膜回收 去抑制 (3)40~80 mg/kg 在40~80 mg/kg范围内,按浓度梯度配制含不同剂量GABA的酸奶重复进行上述实验,睡眠发生率为60%时对应的最低浓度即为最佳剂量
本课结束
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