第8单元 第37讲 神经冲动的产生、传导和传递(课件PPT)-【正禾一本通】2026年新高考生物高三一轮总复习高效讲义(人教版 不定项)
2025-11-27
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教辅
摘要:
该高中生物学高考复习课件聚焦“神经冲动的产生、传导和传递”专题,依据课标要求梳理了静息电位与动作电位形成、神经纤维双向传导、突触化学传递三大核心考点,通过分析近5年高考真题明确突触传递过程(占比45%)、膜电位曲线解读(占比30%)等高频考点,归纳正误辨析、实验分析等常考题型,对接高考评价体系。
课件亮点在于“真题情境+素养导向”的备考设计,如结合2024浙江选考K⁺、Na⁺流量分析题,运用科学思维构建膜电位变化模型,通过电表指针偏转实验(双向传导两次相反偏转)培养探究实践能力。特设“易错陷阱警示”(如神经递质去向判断)和“答题模板”,帮助学生掌握得分技巧,教师可据此高效开展针对性复习,助力高考冲刺。
内容正文:
第八单元 生命活动的调节
正禾一本通高三一轮总复习 生物学
神经冲动的产生、传导和传递
第37讲
01
考点一
神经冲动的传导和传递
02
03
考点二
兴奋传导过程中电表指针偏转问题
目录
课下巩固精练卷(三十七)
神经冲动的产生、传导和传递
3
考点一
神经冲动的传导和传递
返回
4
整合必备知识
内负外正
内正外负
局部电流
动作电位
电位差
双向传导
相反
相同
突触前膜
突触间隙
突触后膜
神经递质
轴突—胞体
轴突—树突
电信号
化学信号
电信号
胞吐
神经递质
受体
单向传递
胞体
树突
神经质只
存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上
速度慢
兴奋性
抑制性
胞吐
扩散
兴奋或抑制
降解
回收进细胞
糖蛋白
突触后膜
突触
合成与释放
神经递质与受体
酶
多巴胺受体
心脏
免疫
心理依赖性
×
×
×
√
×
提升关键能力
落实素养题组
考点二
兴奋传导过程中电表指针偏转问题
返回
35
整合必备知识
双向
单向
双向
单向
课下巩固精练卷(三十七)
神经冲动的产生、传导和传递
返回
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【课标要求】1.阐明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。2.阐明神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成。
1.兴奋在神经纤维上的传导
[提醒] ①K+外流后,细胞膜内K+浓度仍大于膜外;Na+内流后,膜外Na+浓度仍大于膜内。
②动作电位的幅度取决于细胞内外的Na+浓度差,与刺激强度无关。
③在离体的神经纤维上,兴奋的传导是双向的;在反射弧中的神经纤维上,兴奋的传导是单向的,因为反射弧中神经纤维上的神经冲动只能来自感受器。
2.兴奋在神经元之间的传递
(1)突触的结构和类型
(2)兴奋传递的过程
[深挖教材](选择性必修1 P29“图28”)突触后膜上的受体和
是结合在一起的,受体一旦结合相应的神经递质后,会引起 ,进而引起相应的离子流动。
[提醒] 突触小体≠突触
①组成不同:突触小体是上一个神经元轴突末梢每个小枝末端的膨大部分,其上的膜构成突触前膜,是突触的一部分;突触由两个神经元构成,包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。
②信号转变不同:在突触小体上的信号变化为电信号→化学信号;在突触中完成的信号变化为电信号→化学信号→电信号。
离子通道
离子通道打开
[提醒] 同一种神经递质与不同的受体结合可能产生不同的生理效应。
双向传导
单向传递
兴奋或抑制
(5)兴奋在神经纤维上的传导和神经元之间传递的比较
传导类型
神经纤维上的兴奋传导
神经元之间的兴奋传递
涉及细胞数
单个神经元
多个神经元
结构基础
神经纤维
形式
电信号→ →电信号
方向
速度
迅速
较慢
作用
使未兴奋部位兴奋
使下一个神经元
突触
电信号
化学信号
(3)神经递质与相应受体结合后,进入突触后膜内发挥作用,会使下一个神经元兴奋。( )
提示:神经递质与突触后膜上相应受体结合,引发突触后膜相应离子通道发生变化,使下一个神经元兴奋或抑制。
【正误辨析】 ////////////////////////////
(1)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。( )
提示:内环境K+浓度升高,会导致神经细胞K+外流减少,静息状态下膜电位差减小。
(2)神经纤维的兴奋以局部电流的形式在神经元之间单向传递。( )
提示:神经纤维的兴奋以神经递质的形式在神经元之间单向传递。
(4)兴奋传递的过程中,突触后膜上发生的信号转换是化学信号→电信号。( )
(5)突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程属于主动运输,神经递质在突触间隙中的移动消耗能量。( )
提示:神经递质以胞吐的形式释放到突触间隙中,在突触间隙中以扩散的方式移动到突触后膜上,不消耗能量。
癫痫是由大脑皮质神经元过度异常放电而导致的短暂性脑功能障碍。在原有癫痫患者中,神经系统炎症可以加剧癫痫性发作或增加他们的发病频率,与此同时,全身性炎症可以通过离子通道的失活或抑制神经递质的释放等导致癫痫性放电。
(1)给离体神经元的某处一个适宜的刺激,甲同学认为在神经元的特定位置才能测到电位变化,而乙同学认为在神经元的任何部位均可测到电位变化。试问:哪位同学的观点正确?判断依据是什么?
提示:乙同学。兴奋在神经纤维上双向传导,刺激神经元上的一处产生的兴奋将传至整个神经元,故在该神经元任何部位均可测到电位变化。
(2)如果要测定神经元的正常电位,应该在何种溶液中测定?为什么?
提示:在钠钾离子浓度与内环境相同的溶液中进行测定。因为体内的神经元处于内环境之中,其钠钾离子具有一定的浓度,要使测定的电位与体内一致,也就必须将神经元放在钠钾离子浓度与体内相同的溶液中。
(3)研究表明,当改变神经元轴突外Na+浓度时,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。请对上述实验现象作出解释。
提示:静息电位与神经元内的K+外流有关,而与Na+无关,所以神经元轴突外Na+浓度的改变并不影响静息电位。动作电位与神经元外的Na+内流有关,细胞外Na+浓度降低,细胞内外Na+浓度差变小,Na+内流减少,动作电位峰值下降。
(4)上一个神经元的兴奋以电信号形式作用于突触小体,使突触小泡释放神经递质,这时候兴奋如何传递?兴奋通过突触时信号发生了怎样的转换?兴奋在神经元之间的传递与兴奋在神经纤维上的传导有什么不同?
提示:以化学信号的形式传递。兴奋通过突触时发生了电信号→化学信号→电信号的转换。兴奋在神经纤维上的传导是双向的,传导速度快,而在神经元之间的传递是单向的,突触处的兴奋传递需要经过化学信号与电信号的转换,传递速度较慢。
(5)癫痫病与神经递质关系极为密切,新研发的药物W可用于治疗癫痫。请推测药物W治疗癫痫的原理。
提示: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。
题组一 兴奋在神经纤维上的传导
1.(2025·河南开封模拟)心肌细胞是一种可兴奋细胞,其动作电位可以分为五期(0、1、2、3、4期,如下图),不同于神经细胞,在动作电位的恢复期,有一段平缓的平台期即2期。当心肌细胞产生动作电位时,除Na+、K+通道变化外,Ca2+通道开放,Ca2+顺浓度梯度内流。血钙浓度会影响心肌细胞的动作电位波形。据此分析下列叙述错误的是( )
A.心肌的搏动受到自主神经系统的控制,不受意识支配
B.若心室肌细胞膜外Na+浓度降低,产生的0期膜电位将降低
C.2期膜电位下降缓慢的主要机制是Ca2+内流减缓了K+外流导致的膜电位变化
D.高血钙会使心肌细胞膜外负电位从产生到恢复所需的时间变长
解析:选D。心脏属于内脏器官,其收缩不受主观意识支配,由自主神经系统控制,A正确;0期是动作电位产生的过程,Na+浓度梯度与动作电位的幅度正相关,B正确;2期膜电位下降过程对应了动作电位恢复过程,主要是依赖K+的外流使电位降低,而Ca2+内流减缓了K+外流引起的电位变化,C正确;由图可知,高血钙、血钙正常、低血钙三种条件下,2期的时间长短关系为高血钙<血钙正常<低血钙,D错误。
2.(2025·山东临沂模拟)坐骨神经由多种神经纤维组成,不同神经纤维的兴奋性和传导速度均有差异,多根神经纤维同步兴奋时,其动作电位幅值可以叠加。图1表示坐骨神经与生物信号采集仪连接图示,图2为a、b处测得的动作电位相对值。下列叙述错误的是( )
A.动作电位产生的机理是Na+通过协助扩散内流,使膜电位由内负外正变为内正外负
B.动作电位在不同神经纤维上的传导速度不同导致显示屏2测得的动作电位叠加值低
C.若电极刺激单根神经纤维,显示屏1和2也会出现类似图2所示结果
D.兴奋从a到b传导过程中,膜内电流方向是从左到右,而膜外是从右到左
解析:选C。动作电位产生的机理是Na+内流,方式是协助扩散,使膜电位由内负外正变为内正外负,A正确;据图可知,显示屏2的动作电位叠加值比显示屏1要低,说明动作电位在不同神经纤维上的传导速度不同,B正确;结合题意可知,多根神经纤维同步兴奋时,其动作电位幅值可以叠加,故电极刺激坐骨神经和单根神经纤维,显示屏1和2出现的结果可能不同,C错误;据图可知,刺激位置在左侧,则该处膜外电位变为负电位,膜内为正电位,故动作电位产生后从a到b,膜内电流方向是从左到右,而膜外是从右到左,D正确。
题组二 兴奋在神经元之间的传递
3.(2025·河南郑州模拟)神经递质多巴胺可引起突触后神经元兴奋,参与奖赏、学习、情绪等脑功能的调控,可卡因能对人脑造成不可逆的损伤。下图是可卡因引起多巴胺作用途径异常的过程示意图。下列叙述错误的是( )
A.多巴胺是一种神经递质,当神经末梢有神经冲动传来时,多巴胺以胞吐方式被释放到突触间隙,然后与突触后膜上的受体结合,引起突触后膜的电位变化产生兴奋
B.多巴胺从突触前膜释放后通过扩散作用到达突触后膜,扩散过程不消耗细胞代谢产生的能量
C.吸食可卡因后,可卡因阻滞多巴胺转运载体回收多巴胺引起突触间隙中多巴胺含量上升,使突触后膜持续兴奋,导致突触后膜上多巴胺受体减少使人产生药物依赖
D.正常情况下释放到突触间隙中的多巴胺也可以进入突触前膜,说明多巴胺介导的神经信息传递具有双向性
解析:选D。多巴胺是一种神经递质,当神经末梢有神经冲动传来时,多巴胺以胞吐方式被释放到突触间隙,然后与突触后膜上的受体结合,由于多巴胺属于兴奋性递质,可以引起钠离子内流,从而引起突触后膜的电位变化产生兴奋,A正确;多巴胺从突触前膜释放后借助体液流动扩散到达突触后膜,扩散过程不消耗细胞代谢产生的能量,B正确;吸食可卡因后,可卡因与多巴胺转运载体结合,阻滞多巴胺转运载体回收多巴胺引起突触间隙中多巴胺含量上升,使突触后膜持续兴奋,导致突触后膜上多巴胺受体减少使人产生药物依赖,C正确;神经元之间信息传递是单向的,只能从突触前膜到突触后膜,D错误。
4.(多选)(2025·江西南昌模拟)如图所示为兴奋通过神经—骨骼肌接头引起骨骼肌收缩的部分过程。突触小泡释放乙酰胆碱(ACh)作用于骨骼肌细胞膜,引起肌肉收缩。已知细胞外Ca2+对Na+存在“膜屏障作用”,临床上血钙含量偏高,会引起肌无力。下列分析错误的是( )
A.突触前膜释放ACh及ACh在突触间隙移动均由突触前神经元提供能量
B.突触后膜Na+内流产生动作电位时,在骨骼肌细胞内能够检测到ACh
C.增加突触间隙中胆碱酯酶的含量,突触后神经元因持续兴奋而出现肌肉抽搐
D.推测血钙过高时,存在的“膜屏障作用”使Na+内流减少,从而表现出肌无力
解析:选ABC。突触前膜释放ACh属于胞吐,由突触前神经元提供能量,而ACh在突触间隙移动属于扩散,不需要能量,A错误;ACh受体位于突触后膜上,所以ACh不进入突触后神经元内,B错误;增加突触间隙中胆碱酯酶的含量,ACh分解会加快,突触后神经元兴奋性降低或不兴奋,会导致肌无力,C错误;血钙过高时,“膜屏障作用”使Na+内流减少,神经细胞兴奋性降低,导致肌细胞不能兴奋及收缩,从而表现出肌无力,D正确。
题型1 膜电位的测量及膜电位曲线解读
1.膜电位的测量
测量装置
电位变化曲线
两电极分别位于细胞膜两侧相同位置
测量装置
电位变化曲线
两电极分别位于细胞膜同侧不同位置
测量装置
电位变化曲线
两电极分别位于细胞膜两侧不同位置
2.膜电位变化曲线的解读和分析
(1)分析曲线变化时,应结合离子通道的开放形成静息电位和动作电位来分析。
a.②过程受到刺激形成局部电位,只有达到阈值才能导致动作电位的产生。
b.①~⑥过程,K+通道都打开,⑤过程更多的K+通道打开;②③过程Na+通道打开,③过程更多的Na+通道打开。
(2)在整个过程中,膜两侧离子的再平衡(胞外高Na+、胞内高K+的离子梯度状态)是依靠Na+-K+泵的主动运输实现的,事实上Na+-K+泵全过程都开放。
(3)静息电位绝对值随所处溶液中的K+浓度的升高而减小,与Na+浓度几乎无关。动作电位的峰值随所处溶液中的Na+浓度的升高而增大,与K+浓度几乎无关。
【对点练】1.(2025·四川成都模拟)吗啡是临床上常用的麻醉性镇痛药,吗啡通过激活感觉神经突触前膜上的相关受体,引起一系列反应,使致痛物质释放减少,最终减弱或阻滞痛觉信号的传递,产生镇痛作用,但具有成瘾性。为研究神经元电位变化,设计了实验装置图甲,两个神经元之间以突触联系,电表Ⅰ的电极分别在Q点细胞内外侧、电表Ⅱ的电极分别在R、S点的细胞外侧;图乙和图丙是可能存在的电位变化。下列叙述正确的是( )
A.静息时,若降低细胞外K+浓度,则电表Ⅰ的指针右偏幅度减小
B.①→②电位变化对应于P→Q兴奋传导过程
C.刺激P点,电表Ⅰ和电表Ⅱ记录到的电位变化波形分别为图乙和图丙
D.长期使用吗啡后突然停止,会使得致痛物质释放量迅速增加
解析:选D。静息时,若降低细胞外K+浓度,使得膜内外K+浓度差增大,K+外流增多,则电表Ⅰ的指针右偏幅度增大,A错误;①→②电位变化是产生动作电位,对应于Q点的兴奋,B错误;由于兴奋在神经元之间的传递是单向的,只能由突触前膜到突触后膜,所以刺激P点,兴奋只能传到Q点、R点,不能传到S点,所以电表Ⅰ、Ⅱ的指针均只能发生1次偏转,电表Ⅰ记录到的电位变化波形与图乙基本相同,电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图丙中的④基本相同,不发生⑤,C错误;长期使用吗啡后可产生快感而依赖成瘾,一旦突然停止使用吗啡,会使得致痛物质释放量迅速增加,出现更强烈的痛觉,D正确。
2.(2025·安徽合肥模拟)神经细胞受到刺激后不一定会引发动作电位,只有刺激强度引起的电位变化达到或者超过阈电位才能引发动作电位。阈电位是指细胞膜对Na+通透性突然增大的临界膜电位值。神经细胞的电位变化达到阈电位才能触发动作电位引起兴奋。如图表示细胞外液的Ca2+浓度对阈电位的影响以及与维持静息电位和动作电位启动的关系图解。下列叙述正确的是( )
A.正常Ca2+浓度条件下若刺激强度不够,则没有Na+通道打开
B.cd段Na+通道关闭,K+通道打开,神经细胞恢复静息电位
C.过量补钙,引起细胞外液的Ca2+浓度升高可能导致肌肉抽搐
D.机体缺钙,引起细胞外液的Ca2+浓度降低可能导致肌无力现象
解析:选B。正常Ca2+浓度条件下若刺激强度不够,会有少量Na+通道打开,但是没有超过阈电位,不形成动作电位,A错误;由图可知,cd段神经细胞恢复静息电位,Na+通道关闭,K+通道打开,B正确;过量补钙,引起细胞外液的Ca2+浓度升高,阈电位上移,Ca2+与Na+竞争通道蛋白,神经细胞不容易兴奋,可能导致肌无力现象,C错误;机体缺钙,引起细胞外液的Ca2+浓度降低,阈电位下移,少量的Na+即可引起神经细胞的兴奋,可能导致肌肉抽搐,D错误。
题型2 电表指针偏转问题分析
1.电表指针偏转的原理
图中a点受刺激产生动作电位,该动作电位沿神经纤维传导依次通过“a→b→c→c右侧”时电表的指针变化图如下(默认电表指针的偏转方向为电流方向)。
不发生
2.兴奋在神经纤维上双向传导电表指针偏转问题
(1)刺激a点, 点先兴奋, 点后兴奋,电表指针发生
的偏转。
(2)刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电表指针 偏转。
b
d
两次方向相反
3.兴奋在神经元之间单向传递电表指针偏转问题
两次方向相反
只发生一次
(1)刺激b点(ab=bd),由于兴奋在突触间的传递速率 在神经纤维上的传导速率,所以 点先兴奋, 点后兴奋,电表指针发生
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,电表指针
偏转。
小于
a
d
【对点练】3.(2025·河南新乡模拟)花椒中含羟基甲位山椒醇,人们食用花椒后,该物质可激活皮下三叉神经纤维RA1,进而产生“麻”的感觉。如图为三叉神经局部示意图,下列叙述正确的是( )
A.“麻”感觉的产生依赖于机体内完整的反射弧
B.三叉神经膜外Na+借助Na+通道蛋白内流产生神经冲动
C.若在M点施加一定强度的刺激,电流表指针会发生一次偏转
D.若将a点接至膜内,M点接受一定强度刺激后电流表指针不偏转
解析:选B。人们食用花椒后“麻”的感觉是在大脑皮层产生的,该过程不涉及传出神经和效应器等结构,没有完整的反射弧,A错误;神经纤维膜外的Na+浓度高于膜内,因此三叉神经膜外Na+借助Na+通道蛋白内流产生神经冲动,形成动作电位,B正确;若在M点施加一定强度的刺激,兴奋先后到达a点和b点,电流表指针会发生两次偏转,C错误;若将a点接至膜内,则M点给予刺激后,a点的电位会从负变成正,再变成负,a与b之间会存在电位差,指针会偏转,D错误。
4.(多选)根据神经冲动通过突触方式的不同,可将突触分为化学突触和电突触,化学突触通过神经递质传递信息,电突触(突触两侧由于电位差的存在可以发生电荷移动)以通道连接在细胞之间传递信息。为了解兴奋传导或传递的情况,某小组用神经纤维、带化学突触(释放兴奋性神经递质)的神经纤维、带电突触的神经纤维和电表进行了如下实验。下列分析错误的是( )
甲:神经纤维
乙:带化学突触的神经纤维
丙:带电突触的神经纤维
注:各组电表两电极的距离相等。
A.在最左端给予适宜强度的刺激,三组电表均会发生两次反向偏转,且两次偏转间的时间间隔相同
B.在最右端给予适宜强度的刺激,甲、丙两组电表均会发生两次反向偏转,乙组电表只发生一次偏转
C.在甲组最左端给予适宜强度的刺激,引起Na+内流产生兴奋,膜外电流方向与兴奋传导方向相反
D.若要证明化学突触上兴奋是单向传递的,只需要在乙组最左端给予适宜强度的刺激,并观察电表是否会发生两次反向偏转即可
解析:选AD。在最左端给予适宜强度的刺激,三组兴奋均能先后传递到电表的两极,发生两次反向偏转,因为乙组是带有化学突触的神经纤维,传递速度更慢,所以乙组两次偏转间的时间间隔最长,A错误;在最右端给予适宜强度的刺激,甲、丙两组电表均会发生两次反向偏转,乙组产生的兴奋只能传递到电表的右侧一极,发生一次偏转,B正确;甲组左侧给予适宜强度刺激后,引起Na+内流产生内正外负的动作电位,而相邻部位是内负外正的静息电位,膜外电流方向与兴奋传导方向相反,C正确;若要证明化学突触上兴奋是单向传递的,除了在乙组最左端给予适宜强度的刺激,观察电表偏转情况,还需在最右端给予适宜强度的刺激,并观察电表是否只发生一次偏转,D错误。
题型3 反射弧中兴奋传导特点的实验探究
1.电刺激法探究兴奋的传导和传递
预实验:在E点给予适宜强度的刺激,观察效应器A的效应。
实验结果:若效应器A产生效应,说明反射弧的结构是完整的。
(1)探究兴奋在神经纤维上的传导
(2)探究兴奋在神经元之间的传递
2.药物阻断实验探究兴奋的传导和传递
探究某药物(如麻醉药)是阻断兴奋在神经纤维上的传导,还是阻断在突触处的传递,可分别将药物置于神经纤维上或置于突触处,依据其能否产生“阻断”效果作出合理推断。
【对点练】5.(2025·山东潍坊模拟)帕金森病是一种常见于中老年的神经系统变性疾病,临床上以静止性震颤、运动迟缓、肌强直和姿势平衡障碍为主要特征。现认为其致病机理为多巴胺能神经元变性死亡引起,具体机理解释如图所示。回答下列问题:
(1)正常人多巴胺能神经元受到刺激时,其膜内的电位变化情况为____________________,其产生的多巴胺递质能作用于脊髓运动神经元,原因是__________________________,该过程的传递是单向的,原因是________________________________。
(2)据图分析,该过程中的乙酰胆碱是一种________(填“兴奋性”或“抑制性”)递质,胆碱能神经释放乙酰胆碱的方式是________,在轴突末梢发生的信号转换为_____________。
(3)据图分析,帕金森病患者出现肌肉震颤症状的原因是_________________________。
根据分析,关于研发帕金森病的药物,其作用机理可行的是__________(多选)。
A.促进多巴胺释放
B.补充拟多巴胺类递质
C.促进对乙酰胆碱降解
D.抑制乙酰胆碱释放
(4)现已知目前临床治疗帕金森病震颤最有效的药物是左旋多巴,其作用的机理是能显著改善机体脑内多巴胺含量,起到震颤麻痹作用。某研究者提出人参皂苷具有类似左旋多巴的作用,请利用以下材料和试剂设计实验思路及预测结果。
【实验材料及试剂】生理状况基本相同的帕金森病模型小鼠若干只、人参皂苷溶液、左旋多巴溶液、蒸馏水(注:实验试剂采用灌胃处理)。
【实验思路】
①选取生理状况基本相同的帕金森病模型小鼠若干只,随机均分为甲、乙、丙三组;
②________________________________________________________________________________________________________________________________________________;
③在相同且适宜的条件下饲养一段时间,比较模型小鼠脑内多巴胺含量及其行为能力。
【预期结果及结论】
若模型小鼠的脑内多巴胺含量及其行为能力为甲>乙=丙,说明人参皂苷不具有类似左旋多巴的作用;
若________________________________________________________________________,
说明人参皂苷具有类似左旋多巴的作用。
解析:(1)正常人多巴胺能神经元受到刺激时,会由静息电位(内负外正)变为动作电位(内正外负),其膜内的电位变化为由负电位变为正电位。脊髓运动神经元的细胞膜上有多巴胺的受体,所以多巴胺递质能作用于脊髓运动神经元。由于神经递质(多巴胺)只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,所以兴奋在神经元之间的传递是单向的。(2)据图可知,乙酰胆碱能使下一个神经元兴奋,因此乙酰胆碱是一种兴奋性递质。神经递质的释放是通过胞吐实现的,需借助细胞膜的流动性。当神经冲动传到轴突末梢时,会由电信号转变为化学信号。(3)据图分析,帕金森患者多巴胺释放少,对脊髓运动神经元
的抑制作用减弱,乙酰胆碱释放多,对脊髓运动神经元的兴奋作用增强,从而使脊髓运动神经元异常兴奋,出现肌肉震颤的症状。抗帕金森病的药物的作用机理应是促进多巴胺释放和抑制乙酰胆碱的释放,可行的有:促进多巴胺释放,补充拟多巴胺类递质,促进对乙酰胆碱降解,抑制乙酰胆碱释放,A、B、C、D正确。(4)实验应遵循等量原则和单一变量原则,故应对甲、乙、丙组小鼠分别用等量左旋多巴溶液、人参皂苷溶液、蒸馏水进行灌胃处理。
若人参皂苷不具有类似左旋多巴的作用,则不能改善机体脑内多巴胺含量,模型小鼠的脑内多巴胺含量及其行为能力为甲>乙=丙;若人参皂苷具有类似左旋多巴的作用,则二者均能改善机体脑内多巴胺含量,模型小鼠的脑内多巴胺含量及其行为能力为甲=乙>丙。
答案:(1)由负电位变为正电位 脊髓运动神经元的细胞膜上有多巴胺的受体 神经递质(多巴胺)只能由突触前膜释放,作用于突触后膜 (2)兴奋性 胞吐 电信号→化学信号 (3)多巴胺释放少,对脊髓运动神经元的抑制作用减弱,乙酰胆碱释放多,对脊髓运动神经元的兴奋作用增强 ABCD (4)对甲、乙、丙组小鼠分别用等量左旋多巴溶液、人参皂苷溶液、蒸馏水进行灌胃处理 模型小鼠的脑内多巴胺含量及其行为能力为甲=乙>丙
6.科研工作者为研究兴奋在神经纤维上传导及突触间传递的情况,设计如图所示实验。图中c点位于灵敏电流计①两条接线的中点,且X=Y。
请回答下列问题:
(1)在a点受刺激时,膜外电位为____电位。若刺激b点,电流计①指针______________(填偏转方向和次数);若刺激c点,电流计①指针______________。
(2)若利用电流计②验证兴奋在突触间只能单向传递。请设计实验进行证明(请注明刺激的位点、指针偏转的情况):
Ⅰ.________________________________________________________________________,
说明兴奋可以从A传到B;
Ⅱ.________________________________________________________________________,
说明兴奋不能从B传到A。
(3)请利用电流计①②设计一个简单实验,证明兴奋在神经纤维上的传导速度快于其在突触间的传递速度。
实验思路:________________________________________________________________。
结果预测:________________________________________________________________。
解析:(2)刺激d(或a或b或c)点,电流计②指针发生两次方向相反的偏转,说明兴奋可以由A传到B;刺激e点,电流计②指针只发生一次偏转,说明兴奋不能由B传到A。(3)根据已知条件,利用电流计①②验证兴奋在神经纤维上的传导速度大于其在突触间的传递速度,实验思路为刺激d点,观察电流计①②指针发生第二次偏转的先后顺序。由于兴奋在神经纤维上传导的速度快于在神经元之间的传递,故电流计①指针发生第二次偏转的时间早于电流计②。
答案:(1)负 发生两次方向相反的偏转 不偏转 (2)刺激d(或a或b或c)点,电流计②指针发生两次方向相反的偏转 刺激e点,电流计②指针只发生一次偏转 (3)刺激d点,观察电流计①②指针发生第二次偏转的先后顺序 电流计①指针发生第二次偏转的时间早于电流计②
【高考真题·感悟试做】
考向一 神经冲动的传导和传递
1.(2024·江苏高考)图示为反射弧传导兴奋的部分结构,a、b表示轴突末梢。下列相关叙述错误的是( )
A.a、b可能来自同一神经元,也可能来自不同神经元
B.a、b释放的神经递质可能相同,也可能不同
C.a、b通过突触传递的兴奋都能经细胞膜传递到Ⅰ处
D.脑和脊髓中都存在图示这种传导兴奋的结构
解析:选C。一个神经元可以有多个轴突,所以a、b可能来自同一神经元,也可能来自不同神经元,A正确;若a、b来自不同神经元,分别作用于同一个神经元的树突和胞体,二者释放的递质互不干扰,可能相同,也可能不同,B正确;a、b产生的兴奋通过神经递质传至突触后膜,如果释放的是抑制性递质,则不能传递至Ⅰ处,C错误;脑和脊髓中都存在由多个神经元构成的突触结构,即都存在图示这种传导兴奋的结构,D正确。
2.(2024·浙江6月选考)以枪乌贼的巨大神经纤维为材料,研究了静息状态和兴奋过程中,K+、Na+的内向流量与外向流量,结果如图所示。外向流量指经通道外流的离子量,内向流量指经通道内流的离子量。
下列叙述正确的是( )
A.兴奋过程中,K+外向流量大于内向流量
B.兴奋过程中,Na+内向流量小于外向流量
C.静息状态时,K+外向流量小于内向流量
D.静息状态时,Na+外向流量大于内向流量
解析:选A。由图可知:兴奋过程中,K+外向流量大于内向流量,Na+内向流量大于外向流量,A正确,B错误;静息状态时,K+外向流量大于内向流量,Na+外向流量小于内向流量,C、D错误。
3.(2024·广东高考)轻微触碰时,兴奋经触觉神经元传向脊髓抑制性神经元,使其释放神经递质 GABA。正常情况下,GABA作用于痛觉神经元引起Cl-通道开放,Cl-内流,不产生痛觉;患带状疱疹后,痛觉神经元上Cl-转运蛋白(单向转运Cl-)表达量改变,引起Cl-的转运量改变,细胞内Cl-浓度升高,此时轻触引起GABA作用于痛觉神经元后,Cl-经Cl-通道外流,产生强烈痛觉。针对该过程(如图)的分析,错误的是( )
A.触觉神经元兴奋时,在抑制性神经元上可记录到动作电位
B.正常和患带状疱疹时,Cl-经Cl-通道的运输方式均为协助扩散
C.GABA作用的效果可以是抑制性的,也可以是兴奋性的
D.患带状疱疹后Cl-转运蛋白增多,导致轻触产生痛觉
解析:选D。触觉神经元兴奋时,会释放兴奋性神经递质作用于抑制性神经元,抑制性神经元兴奋,因此在抑制性神经元上可记录到动作电位,A正确。离子通道介导的跨膜运输方式是协助扩散,故正常和患带状疱疹时,Cl-经Cl-通道的运输方式均为协助扩散,B正确。GABA作用于痛觉神经元引起Cl-通道开放,Cl-内流,此时GABA作用的效果是抑制性的;患带状疱疹后,Cl-经Cl-通道外流,相当于形成内正外负的动作电位,此时GABA作用的效果是兴奋性的,C正确。据图可知,Cl-转运蛋白会将Cl-运出痛觉神经元,患带状疱疹后痛觉神经元上Cl-转运蛋白(单向转运Cl-)表达量改变,引起Cl-的转运量改变,细胞内Cl-浓度升高,说明运出细胞的Cl-减少,据此推测应是由Cl-转运蛋白减少导致的,D错误。
考向二 兴奋传导过程中电表指针偏转问题
4.(2024·湖南高考)细胞所处的内环境变化可影响其兴奋性,膜电位达到阈电位(即引发动作电位的临界值)后,才能产生兴奋。如图所示,甲、乙和丙表示不同环境下静息电位或阈电位的变化情况。下列叙述错误的是( )
A.正常环境中细胞的动作电位峰值受膜内外钠离子浓度差影响
B.环境甲中钾离子浓度低于正常环境
C.细胞膜电位达到阈电位后,钠离子通道才开放
D.同一细胞在环境乙中比丙中更难发生兴奋
解析:选C。动作电位的产生主要与钠离子顺浓度梯度内流有关,细胞内外钠离子浓度差会影响动作电位峰值,A正确;静息电位的产生主要与钾离子顺浓度梯度外流有关,细胞外钾离子浓度降低时,膜两侧钾离子浓度差增大,钾离子外流增多,静息电位的绝对值增大,环境甲中钾离子浓度低于正常环境,B正确;细胞膜电位达到阈电位前,钠离子通道就已经开放,C错误;分析题图可知,与环境丙相比,细胞在环境乙中阈电位与静息电位的差值更大,受到刺激后更难发生兴奋,D正确。
5.(2024·甘肃高考)图甲是记录蛙坐骨神经动作电位的实验示意图。在图示位置给予一个适宜电刺激,可通过电极1和2在电位记录仪上记录到如图乙所示的电位变化。如果在电极1和2之间的M点阻断神经动作电位的传导,给予同样的电刺激时记录到的电位变化图是( )
解析:选B。分析题意,在图示位置给予一个适宜电刺激,由于兴奋先后到达电极1和电极2,则电位记录仪会发生两次方向相反的偏转,可通过电极1和2在电位记录仪上记录到如图乙所示的电位变化;如果在电极1和2之间的M点阻断神经动作电位的传导,兴奋只能传导至电极1,无法传至电极2,只发生一次偏转,对应的图形应是图乙中的前半段,B符合题意。
6.(2024·浙江1月选考)坐骨神经可以支配包括腓肠肌在内的多块骨骼肌。取坐骨神经腓肠肌标本,将电位表的两个电极置于坐骨神经表面Ⅱ、Ⅲ两处,如图甲。在坐骨神经Ⅰ处,给一个适当强度的电刺激,指针偏转情况如图乙,其中h1>h2,t1<t3。下列叙述错误的是( )
A.h1和h2反映Ⅱ处和Ⅲ处含有的神经纤维数量
B.Ⅱ处的神经纤维数量比Ⅲ处的多可导致h1>h2
C.神经纤维的传导速度不同可导致t1<t3
D.两个电极之间的距离越远,t2的时间越长
解析:选A。h1和h2反映Ⅱ处和Ⅲ处动作电位峰值,Ⅱ处的神经纤维数量比Ⅲ处的多,可导致h1>h2,但影响h1、h2大小的因素很多,不能用h1、h2反映Ⅱ、Ⅲ两处的神经纤维数量,A错误,B正确;t表示传导时间,神经纤维的传导速度不同可导致t1<t3,C正确;两个电极之间的距离越远,t2的时间越长,D正确。
知识点
较易题
中档题
较难题
神经冲动的传导和传递
1、2、3
7、9
11、14
膜电位变化及电表指针偏转次数的判断
4、6
8、10
13
兴奋传导和传递的实验探究
5
12
14
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2025·河南郑州模拟)科学家以大鼠为材料,研究了气味分子的识别机制,鉴定出多种气味受体,并解析了嗅觉神经元细胞膜上信号传导的部分过程,如图所示,下列叙述错误的是( )
A.气味分子与气味受体结合引起G蛋白结构和功能的改变
B.活化的C酶催化ATP转化为cAMP
C.图中Na+的运输需要载体蛋白的协助并消耗能量
D.cAMP导致Na+内流,使神经元细胞膜上产生动作电位
解析:选C。分析题图可知,气味分子通过与细胞膜上的受体结合,引起细胞内代谢过程发生变化,该过程中无活性的G蛋白变为活化的G蛋白,发生结构和功能的改变,A正确;据图可知,活化的C酶催化ATP转化为cAMP,cAMP导致Na+内流,使神经元细胞膜上产生动作电位,B、D正确;图中Na+的运输是借助Na+通道进行的,该过程是顺浓度梯度进行的,需要的是通道蛋白,不需要消耗能量,C错误。
2.(2025·河南安阳模拟)抑郁的发生与LHb神经元有关,受压力、恐惧等刺激后LHb神经元会进行簇状放电(正常为单个细胞放电),并对下游脑区产生抑制。氯胺酮能解除LHb神经元的异常反应,并促进神经细胞释放多巴胺,但氯胺酮过量会干扰交感神经的作用,引起心脏功能异常。下列叙述正确的是( )
A.LHb神经元簇状放电的基础是神经元细胞内外电荷分布不平衡
B.LHb神经元进行单个细胞放电时,膜内侧的电位变化是由正变负
C.自主神经系统中交感神经活动占优势时,会引起心跳加快、血管舒张
D.氯胺酮能促进神经细胞释放多巴胺,多巴胺发挥作用后即被分解
解析:选A。神经元细胞内外电荷分布不平衡是LHb神经元簇状放电的基础,即钠离子主要分布在细胞外,而钾离子主要分布在细胞内,A正确;LHb神经元进行单个细胞放电时,膜内侧的电位变化是由负变正,B错误;交感神经属于自主神经系统,机体处于兴奋状态时占优势,当其活动占优势时,会引起心跳加快、血管收缩,C错误;题意显示,氯胺酮能解除LHb神经元的异常反应,并促进神经细胞释放多巴胺,多巴胺作为神经递质,发挥作用后被分解或移走,D错误。
3.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( )
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.NEβ受体复合物可改变突触后膜的离子通透性
解析:选B。药物甲抑制NE的灭活,进而导致突触间隙中的NE增多,A正确;由题图可知,NE可与突触前膜的α受体结合,进而抑制突触小泡释放NE,这属于负反馈调节,可被药物乙抑制,B错误;由题图可知,NE能被突触前膜摄取回收,可被药物丙抑制,C正确;NE与突触后膜的β受体特异性结合后可形成NEβ受体复合物,可改变突触后膜的离子通透性,引发突触后膜电位变化,D正确。
4.(2025·江西南昌模拟)下列关于神经电位变化的叙述,正确的是( )
A.①②两个阶段,分别是由Na+内流和K+外流导致的
B.③阶段,K+、Na+通过主动运输的方式进出细胞来恢复静息状态下的离子浓度
C.如果增加细胞外K+的浓度,将记录到更强的动作电位
D.在无Na+的溶液中进行这个实验,无法记录到动作电位
解析:选D。①为静息电位,是由K+外流导致的,②为动作电位的形成,是Na+内流导致的,A错误;③阶段为静息电位的恢复,是K+外流导致的,运输方式为协助扩散,B错误;增加细胞外K+的浓度,影响的是静息电位,膜内外K+浓度差减小,静息电位绝对值减小,C错误;动作电位是细胞外Na+大量内流导致的,在无Na+的溶液中进行这个实验,无法记录到动作电位,D正确。
5.(2025·四川绵阳模拟)某生物兴趣小组为研究兴奋在神经纤维上的传导及在突触间的传递,实验设计如图1所示,图2为动作电位的示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.刺激1处,电表①指针偏转两次且方向相同
B.刺激2处,肌肉会收缩,该反射为非条件反射
C.b点受刺激后,神经元膜外的电位变化对应图2
D.分别刺激2、3处,观察电表②指针偏转情况可验证兴奋在突触处单向传递
解析:选D。刺激1处,电表①指针偏转两次且方向相反,A错误。反射需要有完整反射弧,刺激2处,肌肉会收缩,但没有经过完整的反射弧,不属于反射,B错误。b点受刺激后,神经元膜外的电位由正电位变为负电位,不对应图2,C错误。刺激2处,电表②指针偏转两次且方向相反;刺激3处,电表②指针偏转一次,可验证兴奋在突触处单向传递,D正确。
6.(2025·山东泰安模拟)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。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将变大
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+内流量和K+外流量相等,所以膜电位变化非常平缓
D.在4期中,Ca2+运出细胞的方式为主动运输,需要消耗能量
解析:选D。若适当增大细胞外溶液的K+浓度,则膜两侧K+的浓度差减小,K+外流减少,静息电位的绝对值减小,A错误;神经递质有兴奋性神经递质和抑制性神经递质,若作用于心肌的神经递质数量不足,或该神经递质是抑制性神经递质,则Na+通道不会开放,也就不会出现0期,B错误;根据图中信息,在2期中,Ca2+内流和K+外流,且Ca2+内流和K+外流交换的电荷量相当,所以膜电位变化非常平缓,C错误;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,因此,Ca2+运出细胞的方式为主动运输,需要消耗能量,D正确。
7.(2024·山东高考)机体存在血浆K+浓度调节机制,K+浓度升高可直接刺激胰岛素的分泌,从而促进细胞摄入K+,使血浆K+浓度恢复正常。肾脏排钾功能障碍时,血浆K+浓度异常升高,导致自身胰岛素分泌量最大时依然无法使血浆K+浓度恢复正常,此时胞内摄入K+的量小于胞外K+的增加量,引起高钾血症。已知胞内K+浓度总是高于胞外,下列说法错误的是( )
A.高钾血症患者神经细胞静息状态下膜内外电位差增大
B.胰岛B细胞受损可导致血浆K+浓度升高
C.高钾血症患者的心肌细胞对刺激的敏感性改变
D.用胰岛素治疗高钾血症,需同时注射葡萄糖
解析:选A。高钾血症患者胞外K+的增加量大于胞内K+的摄入量,膜内外K+的浓度差减小,神经细胞静息状态下膜内外电位差减小;静息电位改变,患者心肌细胞对刺激的敏感性也改变,A错误,C正确。胰岛素能促进细胞摄入K+,胰岛B细胞受损,胰岛素分泌不足,细胞摄入K+减少,导致血浆K+浓度升高,B正确。用胰岛素治疗高钾血症,胰岛素在降低血钾的同时也降低了血糖,因此用胰岛素治疗高钾血症时,还需要同时补充葡萄糖,D正确。
8.(2025·山东青岛模拟)科研人员分离出光敏通道蛋白C,并将其整合到神经纤维上(如图1所示,甲、乙为电流表)。当整合成功的蛋白C吸收特定波长光子后,离子通道打开,可导致神经细胞兴奋。图2表示神经纤维受到一次有效刺激后的动作电位情况(阈电位是指能触发动作电位的膜电位临界值)。下列说法正确的是( )
A.蛋白C吸收特定波长光子后,会引起Cl-顺浓度梯度内流
B.图1中神经纤维受到有效刺激后,乙电流表能够出现图2所示的电位变化
C.若用特定波长光子刺激神经纤维,膜内电位能从a升到b以上,说明蛋白C整合成功
D.如果细胞外液中Na+浓度降低,图2中c点对应的电位值将升高
解析:选C。由题干信息可知,当整合成功的蛋白C吸收特定波长光子后,离子通道打开,可导致神经细胞兴奋,所以蛋白C吸收特定波长光子后,会引起Na+内流产生兴奋,A错误;乙电流表两端都接在膜外,静息时膜外电位都为正,因此静息时乙电流表两端电位差为0,而非图2的负值,B错误;蛋白C可吸收特定波长的光子,导致神经细胞Na+内流而产生兴奋,因此用特定波长光子刺激神经纤维,膜内电位从a升到b,说明神经纤维上整合了蛋白C,产生了兴奋,C正确;动作电位的产生是由于Na+内流,运输方式为协助扩散,其运输速率与膜内外浓度差有关,膜外Na+较膜内多,若降低细胞外液的Na+浓度,使膜内外Na+浓度差减小,则内流的Na+减少,使得动作电位峰值降低,即c点电位值将降低,D错误。
二、选择题:每小题有一个或多个选项符合题目要求。
9.(2024·江苏高考)神经元释放的递质引起骨骼肌兴奋,下列相关叙述正确的是( )
A.该过程经历了“电信号→化学信号→电信号”的变化
B.神经元处于静息状态时,其细胞膜内K+的浓度高于膜外
C.骨骼肌细胞兴奋与组织液中Na+协助扩散进入细胞有关
D.交感神经和副交感神经共同调节骨骼肌的收缩和舒张
解析:选BC。神经元释放的递质引起骨骼肌兴奋,神经递质已由突触前膜释放,故该过程经历了“化学信号→电信号”的变化,A错误;无论神经元处于静息状态还是动作电位时,其细胞膜内K+的浓度均高于膜外,B正确;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对Na+的通透性增大,因此形成内正外负的动作电位,由此可知,骨骼肌细胞兴奋与组织液中Na+协助扩散进入细胞有关,C正确;交感神经和副交感神经属于自主神经系统,自主神经系统是支配内脏、血管和腺体的传出神经,骨骼肌的收缩和舒张不受自主神经系统的调节,D错误。
10.兴奋在突触的传递过程中,依赖于Ca2+内流触发神经递质释放,在突触前膜和突触后膜检测到膜电位随时间的变化如下图所示。下列分析正确的是( )
A.突触前膜峰电位形成前后,先后开放Na+和K+通道
B.突触前膜Ca2+通道的激活先于Na+通道的激活
C.突触后膜产生峰电位是由Ca2+内流直接形成的
D.缺乏Na+会降低骨骼肌的兴奋性,肌肉收缩减弱
解析:选AD。突触前膜先后产生了内正外负的动作电位和内负外正的静息电位,即先开放Na+通道产生动作电位,后K+通道开放更多恢复为静息电位,A正确;由图可知,突触前膜电位变化先于Ca2+电流变化,说明Ca2+通道的激活后于Na+通道的激活,B错误;图中突触后膜峰电位的产生过程中Ca2+电流未发生变化,说明后膜峰电位不是直接由Ca2+内流形成的,C错误;缺乏Na+会导致神经元膜内外Na+浓度差减小,动作电位峰值降低,因此会降低骨骼肌的兴奋性,肌肉收缩减弱,D正确。
11.(2025·江西九江模拟)γ氨基丁酸(GABA)是成年动物体中枢神经系统的主要抑制性神经递质。通常情况下,GABA作用于突触后膜上GABA的通道型受体,引起Cl-通道开放,Cl-内流产生抑制效应。研究胚胎发育早期未成熟神经元时发现,GABA的生理效应与成熟神经元相反。这与细胞膜上两种Cl-跨膜共转运体NKCC1和KCC2有关,其作用机制如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
注:图中共转运体的大小表示细胞膜上该转运体的相对数量,在个体发育过程中突触后膜上GABA的通道型受体的结构与性质并未改变。
A.成年动物体中,GABA的作用通常使突触后膜电位由内负外正变为内正外负
B.通过抗原—抗体杂交技术可检测胚胎发育过程中KCC2和NKCC1表达量变化
C.可根据NKCC1的大小判断神经元1为未成熟神经元,神经元2为成熟神经元
D.正常生理状态下,NKCC1和KCC2的作用结果会使神经细胞的兴奋性降低
解析:选BC。依据题干信息可知,GABA是成年动物体中枢神经系统的主要抑制性神经递质,故不会使突触后膜电位由内负外正变为内正外负,A错误;GABA的生理效应与成熟神经元相反,由此可判断神经元1表示未成熟神经元,神经元2表示成熟神经元,二者膜上KCC2和NKCC1数量不同,所以表达量不同,可以通过抗原—抗体杂交技术检测胚胎发育过程中KCC2和NKCC1表达量变化,B正确;由题图分析可知,未成熟神经元通过NKCC1进入细胞的Cl-比通过KCC2出细胞的Cl-多,共转运体的大小表示细胞膜上该转运体的相对数量,所以可根据NKCC1的大小判断神经元1为未成熟神经元,神经元2为成熟神经元,C正确;神经元2表示成熟神经元,正常生理状态下,KCC2的数量大于NKCC1,可推出,Cl-、K+向膜外转运的数量较多,利于增大膜内外电位差,神经系统兴奋性增强,D错误。
12.(2025·山东聊城模拟)兴奋性是指细胞接受到刺激后发生反应的能力。神经细胞兴奋性的高低与刺激的阈值(引发动作电位的最小膜电位)大小呈负相关。某科研团队利用离体的大脑皮层神经元来探究白介素1β(IL1β)对其动作电位的影响,结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.大脑皮层神经元经过IL1β处理后动作电位的峰值和阈值均显著降低
B.IL1β可能抑制神经纤维上Na+通道蛋白的活性
C.IL1β不会改变大脑皮层神经元的兴奋性
D.适当提高培养液中的Na+浓度能升高动作电位的峰值
解析:选BD。据图可知,IL1β处理组与对照组阈值相等,但IL1β处理组动作电位峰值降低,说明Na+内流减少,推断原因可能是IL1β抑制神经纤维上Na+通道蛋白的活性,A错误,B正确;据图分析,IL1β处理组动作电位峰值降低,给予两组相同的刺激,IL1β处理后的大脑皮层神经元兴奋性更低,C错误;动作电位形成与Na+内流有关,适当提高培养液中的Na+浓度,增加了膜内外的Na+浓度差,Na+内流增多,提高动作电位的峰值,D正确。
三、非选择题
13.(2025·湖北黄冈模拟)动作电位具有“全或无”现象:要使细胞产生动作电位,所给的刺激必须达到一定的强度(阈刺激)。若刺激未达到一定强度,动作电位就不会产生(无);当刺激达到一定的强度时,所产生的动作电位,其幅度便到达该细胞动作电位的最大值,不会随刺激强度的继续增强而增大(全)。
(1)图中________段是Na+内流引起的,其内流的原因是_______________________。
(2)某同学提出,如果刺激未达到一定强度,神经纤维处是否就没有电位变化呢?
①请用下列材料用具在方框内绘制实验检测图。
②记录结果如下图,分析该图:当给予神经纤维的刺激强度低于阈刺激时,a.______________________________________________________________________________;b.________________________________________________________________________。
③经查阅资料,阈下强度的刺激使膜形成的电位为电紧张电位。根据以上实验结果分析,电紧张电位________(填“具有”或“不具有”)“全或无”现象,而具有等级性。
(3)________(填“增大”或“减小”)阈电位与静息电位的差值,可以使神经纤维更容易产生动作电位,兴奋性更高。
解析:(1)依据图解分析,ac段是Na+内流引起的,Na+内流的原因有两点,一是细胞膜对Na+的通透性增大,二是胞外Na+浓度高于胞内。(2)①检测膜电位时,需将微电极置于同一处膜的内外两侧。②1~4刺激强度都低于阈刺激,并逐渐增大。根据图示结果可知,神经细胞膜内外会发生膜电位变化,并且随着刺激强度的逐渐增大,膜电位改变的幅度也越大。③阈下刺激可以引起电位的变化,而且阈下刺激强度越大,电位的幅度也逐渐增大,因此电紧张电位不具有“全或无”现象。(3)减小阈电位与静息电位的差值容易产生动作电位。
答案:(1)ac 神经纤维某一部位受到刺激时,细胞膜对Na+通透性增加;神经细胞膜外Na+浓度高于膜内 (2)①
②神经细胞膜内外会发生膜电位变化 刺激强度逐渐增大,膜电位改变幅度越大 ③不具有 (3)减小
14.(2025·山东临沂模拟)尼古丁俗称烟碱,会使人产生严重的依赖性和成瘾性,还会对呼吸系统、心血管系统、消化系统等造成损伤,是一种高致癌物质。下图1表示尼古丁影响人体某些生命活动的机制。
(1)由图可知,尼古丁引起POMC神经元兴奋的机理是____________________。戒烟后体重上升是一种常见的现象,请结合图1解释引起该现象的可能原因:______________________。
(2)尼古丁与脑特定神经元膜受体结合会激活“尼古丁厌恶反应”。大量摄入尼古丁会引起血糖升高现象,血糖浓度过高又会抑制脑特定神经元的“尼古丁厌恶反应”活动,这种调节机制属于____________,由此判断,患糖尿病的吸烟者戒烟更______(填“容易”或“困难”)。
(3)研究大鼠发现,其大脑的mHb区中TCF7L2基因表达量与尼古丁摄入调控密切相关。向野生型大鼠和TCF7L2基因敲除的突变型大鼠注射不同剂量的尼古丁后,测定尼古丁的主动摄入量,实验结果如图2。
①尼古丁可与乙酰胆碱受体(nAChR)结合,引起多巴胺释放,产生愉悦感。长期大量吸烟的人,nAChR的敏感性降低。由图2分析可知,TCF7L2基因可以______(填“提高”或“降低”)nAChR对尼古丁的敏感性,理由是____________________________________。
②在尼古丁大量摄入的突变体大鼠体内,研究者并没有检测到血糖升高的现象,由此可得出的结论是______________________________________。
解析:(1)分析题图可知,尼古丁作用于POMC神经元,与尼古丁受体相结合,使Na+通道打开,Na+内流,POMC神经元产生兴奋。该兴奋会传给位于大脑皮层的“饱腹感”神经元,使食欲下降,戒烟后POMC神经元的兴奋程度降低,通过“饱腹感”神经元对“食欲下降”的调节作用降低,增加了食物的摄入,同时又因为缺少尼古丁的刺激,交感神经兴奋减弱,肾上腺素释放减少,脂肪细胞内脂肪的分解程度下降导致脂肪积累,因此戒烟后体重上升。(2)尼古丁会使人产生“尼古丁厌恶反应”,大量摄入尼古丁又会引起血糖升高,而血糖浓度过高又会抑制“尼古丁厌恶反应”的产生,这
属于负反馈调节。患糖尿病的吸烟者的血糖居高不下,血糖过高会抑制“尼古丁厌恶反应”,使其更加难以戒烟。(3)①突变型大鼠对尼古丁的主动摄入量明显高于野生型,即TCF7L2基因敲除后,要引起足够的兴奋,需要更多的尼古丁,证明TCF7L2基因敲除后nAChR对尼古丁的敏感性降低,因此TCF7L2基因可以提高nAChR对尼古丁的敏感性。②突变体大鼠体内与野生型大鼠相比不同的就是突变型大鼠缺乏TCF7L2基因,因此可以推测尼古丁摄入引发的血糖升高依赖于TCF7L2基因的正常表达。
答案:(1)与POMC神经元膜上的受体结合后,Na+内流,从而引起POMC神经元兴奋 戒烟后不再摄入尼古丁,POMC神经元兴奋程度降低,引起“饱腹感”神经元兴奋性降低,从而增加食物的摄入量;同时因失去尼古丁的刺激,交感神经兴奋性减弱,肾上腺素分泌减少,脂肪的分解减少,戒烟后体重上升 (2)负反馈调节 困难 (3)①提高 TCF7L2基因的表达可降低野生型大鼠对尼古丁的主动摄入量,减少nAChR对尼古丁的依赖 ②由尼古丁摄入引发的血糖升高依赖于TCF7L2基因的正常表达
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