内容正文:
[课下巩固精练卷(三十七)] 神经冲动的产生、传导和传递
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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。
9.(2024·江苏高考·改编)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+的浓度低于膜外
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C。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错误;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。下列分析错误的是( )
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+通道的激活后于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C。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正确;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为成熟神经元,神经元2为未成熟神经元
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B。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错误;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+浓度不会影响动作电位的峰值
解析:选B。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错误。
二、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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