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高效作业7[与神经冲动传导和传递有关的图形题突破练](见学生用书P121)
1.下图是某突触的结构模式图,下列叙述正确的是( C )
A.①中含有的物质能够在③和⑤处检测到
B.④为突触小泡,其形成与高尔基体有关
C.③中Na+浓度适当升高,会使④产生的动作电位偏高
D.只有神经递质的刺激才能引起神经细胞膜上产生电位变化
【解析】 ①突触小泡中含有的物质(神经递质)能够在③突触间隙处检测到,但不能进入⑤(下一个神经元)内,A错误;①为突触小泡,其形成与高尔基体有关,而④是突触后膜,B错误;适宜的外界刺激也会引起神经细胞膜上产生电位变化,D错误。
2.下图表示受刺激后,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( C )
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
【解析】 由题图可知,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为正恢复静息电位过程中的电位,⑧为超极化状态,说明兴奋沿神经纤维由⑨向①传导,A错误;测膜电位时,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;③处Na+出入细胞膜依靠离子通道,运输方式为易化扩散,不消耗能量,⑧处开始恢复到静息电位,依靠Na+——K+泵,运输方式是主动转运,需要消耗能量,D错误。
3.记忆最初是在海马区域(大脑皮层的一个区域)形成的,与其环状联系有关,下图表示相关结构。信息在环路中循环运行,使神经元活动的时间延长。下列有关叙述正确的是( A )
A.N处突触前膜释放兴奋性神经递质
B.M处兴奋时,膜外Na+大量内流后,其浓度低于膜内
C.神经递质与相应受体结合后,进入突触后膜内发挥作用
D.信息在环路中循环运行说明突触间的兴奋传递并不一定是单向的
【解析】 为了使神经元活动的时间延长,N处突触前膜要释放兴奋性神经递质,A正确;M处兴奋时,膜外Na+大量内流后,其浓度仍高于膜内,B错误;神经递质与相应受体结合后,不进入突触后膜内,C错误;兴奋在突触间的传递是单向的,D错误。
4.下图表示用电流表研究突触上兴奋传递的示意图,b、c处给予适宜强度刺激,a、d处是电极接触点,且距离ab=cd,兴奋在两个神经元上的传导速率相同。下列分析错误的是( C )
A.刺激b处时,指针偏转两次,刺激c处时,指针偏转一次
B.同时刺激b、c处,指针只偏转一次
C.增大b处刺激强度,指针偏转幅度将增大
D.清除e处的神经递质,再刺激b处时,指针也会发生偏转
【解析】 刺激b处时,兴奋可以传到电流表的两侧,指针发生两次偏转,刺激c处时,由于兴奋在神经元之间的传递是单向的,兴奋只能传导至电流表的右侧,指针偏转一次,A正确;由于距离ab=cd,所以同时刺激b、c处,兴奋可以同时传到电流表的两侧,电流表此时不偏转,但刺激b处时,兴奋还可以传递给下一个神经元,因此指针偏转一次,B正确;因为刺激强度大于阈值后,动作电位的幅度不随刺激强度的增大而增大,所以在一定范围内,增大b处刺激强度,指针偏转幅度不变,C错误;清除e处的神经递质,再刺激b处时,会影响神经元之间兴奋的传递,但兴奋仍可传导到电流表的左侧,故指针也会发生偏转,D正确。
5.人体内的突触存在电突触与化学突触两种类型。结构如图所示,其中电突触部位的间隙连接为一种蛋白质孔道,允许离子、氨基酸等小分子化合物顺浓度梯度扩散通过。神经冲动在甲、乙突触中的传递方式是不同的。下列相关叙述错误的是( B )
A.甲突触神经冲动可以局部电流的形式直接传递到突触后膜,传播速度比乙快
B.两种突触的神经冲动都具有单向传递的特点
C.乙突触需要细胞膜上的受体,其与神经递质的结合具有特异性
D.在一些需要高度同步化活动的神经元群内的细胞间存在较多的甲突触
【解析】 电突触神经冲动可以局部电流的形式直接传递到突触后膜,化学突触需要经过电信号→化学信号→电信号的转换,故电突触的传播速度比化学突触快,A正确;电突触部位的间隙连接是一种蛋白质孔道,允许离子、氨基酸等小分子化合物顺浓度梯度扩散通过,因此电突触可双向传递,B错误;化学突触需要突触后膜上的受体与神经递质识别并结合,且其与神经递质的结合具有特异性,C正确;电突触传播速度快,在一些需要高度同步化活动的神经元群内的细胞间存在较多的电突触,有利于细胞快速、同步进行生命活动,D正确。
6.心肌细胞动作电位产生过程如下图所示,其静息电位及去极化过程产生原理与神经细胞基本相同,但复极化过程分为1、2、3三个时期,其中2时期心肌细胞膜上K+通道和Ca2+通道均开放,3时期Ca2+通道关闭。下列叙述正确的是( B )
A.0时期处于去极化过程,Na+内流速度逐渐增大
B.2时期K+外流速度约等于Ca2+内流速度的2倍
C.4时期心肌细胞膜需要主动转运泵入K+和Ca2+
D.血浆中K+浓度升高可使心肌细胞静息电位绝对值增大
【解析】 0时期表示去极化过程,Na+内流速度并不是一直增大,接近1时期时,Na+内流速度逐渐降为0,A错误;2时期表示复极化的平台期,此时K+外流,Ca2+内流,膜电位复极化缓慢,膜内电位接近于0 mV,可知只有K+外流速度约等于Ca2+内流速度的2倍才能使膜内电位接近0 mV,B正确;4时期表示恢复静息电位期,该过程利用Na+——K+泵主动转运泵出Na+,摄入K+,排出Ca2+以恢复到静息状态,C错误;血浆中K+浓度升高,则心肌细胞内K+外流减少,导致心肌细胞静息电位绝对值减小,D错误。
7.[2023·舟山中学检测]研究人员对突触a、b的突触前神经元给予相同的电刺激,通过微电极测量两突触前、后神经元的电位变化,结果如图。下列分析合理的是( C )
A.静息状态下膜两侧具有70 mV左右的电位差的原因是Na+内流
B.刺激以后,突触a的突触后神经元形成动作电位,此时膜电位表现为外负内正
C.突触b的突触前神经元与抑制性中间神经元类似,自身可产生动作电位却抑制突触后神经元兴奋
D.突触a、b传递过程出现一定的延迟,与神经递质主动转运出突触前膜、扩散到突触后膜有关
【解析】 静息状态下膜两侧具有70 mV左右的电位差的原因是K+外流,Na+内流会导致动作电位的形成,A错误;刺激后,突触a的突触后神经元膜电位仍然表现为外正内负,没有产生动作电位,B错误;刺激后,突触b的突触前神经元可产生动作电位,但其释放的神经递质加剧了突触后神经元膜电位外正内负的程度,即抑制了突触后神经元兴奋,说明突触b的突触前神经元与抑制性中间神经元类似,C正确;神经递质通过胞吐方式进入突触间隙,而不是通过主动转运,D错误。
8.在某坐骨神经上放置两个电极,给予适宜电刺激后测两个电极间的电位差,出现的负波和正波如图所示。实验发现几乎在施加刺激的同时,在生物信号采集仪显示屏上会出现一次快速的电位变化,称为伪迹,其幅度与电刺激强度成正比,但不影响动作电位。下列叙述正确的是( C )
A.若增加刺激强度,导致坐骨神经的动作电位幅度增大,主要原因是刺激时间不同
B.刺激强度达到一定程度后动作电位幅度不再增大,伪迹幅度也不再增大
C.负波的幅度明显大于正波的原因可能是不同神经纤维上兴奋传导速率的差异
D.图中t1~t2电位的变化是因为Na+内流,t3~t4电位的变化是因为K+外流
【解析】 动作电位幅度增大的可能原因是坐骨神经中不同神经纤维的阈强度不同,A错误;由于伪迹与电刺激强度成正比,不影响动作电位,因此当刺激强度达到一定程度,动作电位幅度不再增大时,伪迹幅度将继续增大,B错误;在坐骨神经上放置两个电极,两个电极间的电位差出现了负波和正波,其中负波的幅度明显大于正波,其原因是坐骨神经中不同神经纤维的传导速率不同,C正确;两曲线的前半段是由Na+内流导致的,后半段是由K+外流导致的,D错误。
9.[2023·义乌中学检测]研究发现,枪乌贼的轴突直径可达1 mm,兴奋传导速度能够达到30 m/s;在哺乳动物中,无髓鞘的神经纤维(甲)直径为0.3~1.3 μm,传导速度最快可达2.3 m/s,有髓鞘的神经纤维(乙)直径为1~22 μm,传导速度最快可达120 m/s。回答下列相关问题。
(1)兴奋在神经纤维上的传导主要依赖于神经纤维细胞膜内外__Na+、K+__(离子)的运输。根据题干信息可知,神经冲动在神经纤维上的传导速度与__神经纤维的直径大小和有无髓鞘__有关。
(2)对神经纤维的结构进行分析发现,髓鞘包裹的部分不能与周围组织液进行离子交换,但两个髓鞘连接处(郎飞结)的膜上存在离子通道,可发生电位变化。据此可推测,与无髓鞘神经纤维相比,兴奋在有髓鞘神经纤维上的传导特点是跳跃式传导、__传导速度快__。研究发现,有髓鞘的神经纤维上兴奋传导所需的能量是同样大小的无髓鞘神经纤维传导所需能量的1/50 000,推测原因是__形成动作电位的区域少,维持神经纤维内外离子浓度差所需的能量少__。
(3)突触可分为电突触和化学突触两大类,化学突触通过神经递质传递信息,电突触以通道连接两细胞传递信息。现用等距测试的方法针对突触处兴奋传递方向及延搁现象(指兴奋经过突触用时较长)进行了三组实验,结果如图丙所示。由图可知,经电突触和化学突触传递的具体差异是__电突触处兴奋的传递特点是双向传递、没有突触延搁现象,而经化学突触的兴奋单向传递、有突触延搁现象__。
【解析】 (1)神经纤维上动作电位的产生主要与Na+内流有关,而恢复静息电位主要与K+外流有关,因此兴奋的传导主要依赖于神经纤维细胞膜内外Na+和K+的运输。根据题干信息可知,神经纤维的直径以及神经纤维外有无髓鞘都影响兴奋传导的速度。
(2)在有髓鞘神经纤维上,只有郎飞结处有离子通道可完成电位变化,因郎飞结间断性出现,所以神经冲动的传导具有跳跃性,且传导速度快。在传导过程中消耗能量的多少,与Na+、K+的主动转运有关,而有髓鞘神经纤维上兴奋跳跃式传导,形成动作电位的区域少,维持神经纤维内外离子浓度差所需的能量少。
(3)由图丙可知,刺激带化学突触的神经纤维的最右端,电表只发生一次偏转,说明带化学突触的神经纤维上兴奋只能从左向右传递,而不能跨过突触从右向左传递,呈现单向传递的特点;对比不带突触的神经纤维,化学突触在两次电位变化之间的时间很长,有明显的延搁现象。刺激带电突触的神经纤维左右两端,均有两次偏转,说明兴奋在电突触处可以双向传递;电突触在两次电位变化之间的时间与不带突触的神经纤维差异不大,没有延搁现象。
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