内容正文:
单元综合提升
一、反射弧与反射的综合考察
(2024·山东卷)瞳孔开大肌是分布于眼睛瞳孔周围的肌肉,只受自主神经系统支配①。当抓捏面部皮肤时,会引起瞳孔开大肌收缩,导致瞳孔扩张,该反射称为瞳孔皮肤反射②,其反射通路如图所示,其中网状脊髓束是位于脑干和脊髓中的神经纤维束。下列说法错误的是( )
A.该反射属于非条件反射
B.传入神经①属于脑神经
C.传出神经②属于躯体运动神经
D.若完全阻断脊髓(颈段)中的网状脊髓束④,该反射不能完成
[信息处理]
关键信息
分析理解
①
神经系统是由脑、脊髓和它们发出的神经组成的,脑和脊髓是神经系统的中枢部分,叫中枢神经系统,主管接收、分析、综合体内外环境传来的信息
②
由脑发出的脑神经和由脊髓发出的脊神经是神经系统的周围部分,叫外周神经系统,其中脑神经共12对,主要分布在头面部,负责管理头面部的感觉和运动;脊神经共31对,主要分布在躯干、四肢,负责管理躯干、四肢的感觉和运动。此外,脑神经和脊神经中都有支配内脏器官的神经
③
反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分。脑干是脊髓和脑其他部分的联系通路
④
反射活动需要经过完整的反射弧
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[思维路径] 该反射只受自主神经系统支配,属于非条件反射,A正确;由脑发出的神经为脑神经,脑神经主要分布在头面部,负责管理头面部的感觉和运动,故传入神经①属于脑神经,B正确;瞳孔开大肌是分布于眼睛瞳孔周围的肌肉,只受自主神经系统支配,自主神经系统不包括躯体运动神经,传出神经②属于内脏运动神经,C错误;已知网状脊髓束是位于脑干和脊髓中的神经纤维束,且反射活动需要经过完整的反射弧,若完全阻断脊髓(颈段)中的网状脊髓束,则该反射不能完成,D正确。
[规范作答] C
反射弧中相关结构对反射弧功能的影响
对点练1.(2024·江苏卷)图示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
答案:C
解析: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来自不同细胞的轴突,分别作用于同一个神经元的树突和胞体,二者释放的神经递质互不干扰,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神经递质,则兴奋不能传递至Ⅰ处,C错误;脑和脊髓中都存在由多个神经元构成的突触,即都存在图示这种传导兴奋的结构,D正确。
对点练2.(2024·甘肃卷)条件反射的建立提高了人和动物对外界复杂环境的适应能力,是人和高等动物生存必不可少的学习过程。下列叙述正确的是( )
A.实验犬看到盆中的肉时唾液分泌增加是先天具有的非条件反射
B.有人听到“酸梅”有止渴作用是条件反射,与大脑皮层言语区的S区有关
C.条件反射的消退是由于在中枢神经系统内产生了抑制性效应的结果
D.条件反射的建立需要大脑皮层参与,条件反射的消退不需要大脑皮层参与
答案:C
解析:实验犬看到盆中的肉时唾液分泌增加,是后天性行为,是需在大脑皮层的参与下完成的高级反射活动,属于条件反射,A错误;有人听到“酸梅”有止渴作用是条件反射,与大脑皮层言语区的H区(听觉性语言中枢)有关,B错误;条件反射的消退不是条件反射的简单丧失,而是神经中枢把原先引起兴奋性效应的信号转变为产生抑制性效应的信号,使得条件反射逐渐减弱直至消失,因此条件反射的消退是由于在中枢神经系统内产生了抑制性效应的结果,C正确;条件反射的建立需要大脑皮层参与,而条件反射的消退也是一个新的学习过程,也需要大脑皮层的参与,D错误。
对点练3.(2024·安徽卷)短跑赛场上,发令枪一响,运动员会像离弦的箭一样冲出。该行为涉及机体的反射调节,其部分通路如图。回答下列问题。
(1)运动员听到发令枪响后起跑属于 反射。短跑比赛规则规定,在枪响后0.1 s内起跑视为抢跑,该行为的兴奋传导路径是
(填结构名称并用箭头相连)。
(2)大脑皮层运动中枢发出的指令通过皮层下神经元④和⑤控制神经元②和③,进而精准调控肌肉收缩,体现了神经系统对躯体运动的调节是 。中枢神经元④和⑤的兴奋均可引起b结构收缩,可以推断a结构是反射弧中的 ;若在箭头处切断神经纤维,b结构收缩强度会 。
(3)脑机接口可用于因脊髓损伤导致瘫痪的临床康
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复治疗。原理是脑机接口获取
(填图中数字)发出的信号,运用计算机解码患者的运动意图,再将解码信息输送给患肢,实现对患肢活动的控制。
答案:(1)条件 神经中枢→传出神经→效应器(肌肉)
(2)分级调节 效应器和感受器 减弱 (3)⑥
解析:(1)运动员听到发令枪响后起跑需要大脑皮层的参与,属于条件反射。运动员听到枪响到作出起跑反应,信号的传导需要经过耳(感受器)、传入神经(听觉神经)、神经中枢(大脑皮层—脊髓)、传出神经、效应器(传出神经末梢及其所支配的肌肉和腺体等),但信号传导从开始到完成需要时间,如果不超过0.1 s,说明运动员在开枪之前已经起跑,属于“抢跑”,此时没有听到声音已经开始跑了,该行为的兴奋传导路径是神经中枢→传出神经→效应器(肌肉)。(2)大脑皮层运动中枢发出的指令通过皮层下神经元④和⑤控制神经元②和③,进而精准调控肌肉收缩,这体现了神经系统对躯体运动的分级调节。中枢神经元④和⑤的兴奋均可引起b结构(效应器)收缩,推断可能是⑤的兴奋通过③传到b,且④的兴奋通过②传到a(此时a是效应器),然后a通过①传到③再传到b,此时a是感受器,由此推断a结构是反射弧中的效应器和感受器。若在箭头处切断神经纤维,a的兴奋不能通过①传到③再传到b,因此b结构收缩强度会减弱。(3)我们知道脑机接口技术可以用于因脊髓损伤导致瘫痪的临床康复治疗。其原理是首先通过脑机接口获取⑥大脑皮层(或大脑皮层运动中枢)发出的信号。在这里,这些信号可以被视为大脑对运动的意图或命令,运用计算机解码患者的运动意图,再将解码信息输送给患肢,实现对患肢活动的控制。
二、兴奋传导与传递的综合考察
(2024·广东卷)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GABA①。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②
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③
D.患带状疱疹后Cl-转运蛋白增多,导致轻触产生痛觉
[信息处理]
关键信息
分析理解
①
静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位
②
受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子大量内流,形成内正外负的动作电位
③
同一种神经递质,作用于不同的受体,可能产生不同的效应
[思维路径] 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,在抑制性神经元上可记录到动作电位,A正确。离子通道进行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-通道的运输方式均是协助扩散,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作用的效果可以是抑制性的;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,据此推测应是转运蛋白减少所致,D错误。
[规范作答] D
抑制性突触后电位的产生机制
(1)电位变化示意图
(2)产生机制
(3)结果
强化“外正内负”的静息电位,使膜内外的电位差变得更大,
突触后膜更难以兴奋。
对点练4.(2024·湖南卷)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
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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
答案:C
解析: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;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。
对点练5.(不定项)(2024·浙江6月选考,改编)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。
下列叙述错误的是( )
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
答案:BCD
解析: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。
对点练6.(2024·天津卷)磁场刺激是一种调节神经系统生理状态的有效方法,为研究其对神经系统钝化的改善和电生理机制,以小鼠为动物模型进行如下实验。
(1)将小鼠随机分为3组:对照组、神经系统钝化模型(HU)组和磁场刺激(CFS)组,每组8只。其中CFS组应在 组处理的基础上,对小鼠进行适当的磁场刺激。
(2)检测上述3组小鼠的认知功能水平,结果如图1。理论上推测, 或 组可能为对照组。
(3)检测上述3组小鼠海马区神经元的兴奋性。
①检测静息电位,结果如图2。纵坐标数值为0的点应为 (从A~D中选择)。
②检测动作电位峰值,组间无差异。说明 组的 离子内流入神经元的数量最多。
以上实验说明,在细胞水平,CFS可改善神经系统钝化时出现的神经元 ;在个体水平,CFS可改善神经系统钝化引起的认知功能下降。
答案:(1)HU(或神经系统钝化模型) (2)甲(或丙) 丙(或甲) (3)A HU(或神经系统钝化模型) 钠 兴奋性下降(或静息电位绝对值增大)
解析:(1)依据实验目的和题干信息可知,CFS组应在HU(即神经系统钝化模型)的基础上进行,对小鼠进行适当的磁场刺激。(2)依据图1和实验目的(研究磁场刺激对神经系统钝化的改善和电生理机制),可知甲组和乙组为对照组,丙组为实验组。(3)①检测静息电位,一般规定膜外为生理学0电位,所以纵坐标数值为0的点应为A。②依据信息:检测动作电位峰值,组间无差异,动作电位与Na+内流有关,依据图2可知,HU组的静息电位最大,而各组的动作电位峰值不变,所以在受到刺激时,要想产生相同的动作电位峰值,HU组的钠离子内流入神经元的数量最多。依据图1可知,乙组(HU组)的认知功能最低,CFS组(丙组)的认知功能高于乙组,说明在个体水平,CFS可改善神经系统钝化引起的认知功能下降;依据图2可知,HU组的静息电位最大,CFS组的静息电位低于HU组,说明在细胞水平,CFS可改善神经系统钝化时出现的神经元静息电位绝对值增大(兴奋性下降)。
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