重难02 神经调节过程涉及信息的转换及传递(重难点突破讲义)高二生物上学期沪科版
2025-12-29
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学沪科版选择性必修1 稳态与调节 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第2章 人体的神经调节 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.97 MB |
| 发布时间 | 2025-12-29 |
| 更新时间 | 2025-12-29 |
| 作者 | 49917322 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2025-12-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55664717.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中生物学讲义以“神经调节中信息的转换及传递”为核心,通过框架图梳理膜电位变化(静息→动作电位的离子流动过程)、突触传递(结构组成、信号转变及单向性原因)等知识,用对比表格呈现电表指针偏转的两种测量方法,构建“传导-传递”内在联系,突出重难点分布。
讲义亮点在于分层练习设计,基础层如膜电位判断(典例1分析甲未引起动作电位的依据),综合层如电表指针偏转实例(刺激神经纤维不同位置的偏转次数分析),结合海兔记忆机制探究题培养科学思维与探究实践能力。配典例解析和易错点提示,助力不同层次学生提升,为教师精准教学提供支持。
内容正文:
重难02 神经调节过程涉及信息的转换及传递
1.理解传导和传递的区分;
2.能够综合运营传导和传递的原理分析问题和解决问题。
1.信息在神经元上以生物电的形式传递
枪乌贼:巨大的神经元,巨大的神经纤维,轴突+髓鞘=神经纤维。
取两个微电极,当两极都与神经纤维膜外侧相连时,指针不偏转。当一个插入神经纤维内,一个接到神经纤维膜表面时,指针向右偏转。
(1) 电位差
(2)膜电位
a→b段:适宜强度的刺激作用于神经元时,膜上的Na+通道就会显著开放,短时间内Na+大量进入膜内,导致神经元细胞膜由“内负外正”的静息电位反转为“内正外负”。
b点:
b→c段:随即Na+通道关闭,Na+内流停止,此时K+大量向膜外扩散,直至膜电位再次出现“内负外正”的状态。
c→d段:最后,通过“Na+-K-泵”(每消耗一个ATP分子,Na+-K+泵会泵进2个K+,同时泵出3个Na+)的工作,神经元细胞膜恢复至静息电位。
膜外K+离子浓度升高→K+浓度差减小→K+外流减少→静息电位绝对值↓
膜外Na+离子浓度升高→Na+浓度差增大→Na+内流增加→动作电位峰值↑
(3)兴奋传导
当受到刺激的部位处于兴奋状态时,邻近未受刺激的部位仍处于静息状态。此刻,兴奋区和未兴奋区之间出现了电位差,形成局部电流。
在局部电流刺激下,未兴奋部位的细胞膜产生动作电位。神经冲动就以这样的形式传遍整个神经元。
2.神经元主要通过化学物质传递信息
(1)突触结构
①突触小体:沿神经冲动传导方向,前神经元轴突的末端膨大形成突触小体。
②突触小泡:突触小体内含有包裹小分子化学物质(神经递质)的突触小泡。
③突触类型
(2) 兴奋在突触处的传递
过程:当神经冲动传导到突触小体时,引起Ca2+内流,并促使一些突触小泡与突触前膜融合,小泡内的数万个神经递质被排入突触间隙。这些神经递质与突触后膜上特定的受体结合后,引起突触后膜的膜电位发生变化。若引起后神经元发生动作电位,则神经冲动产生并在该神经元上继续传导。
(3)信号转变:电信号—化学信号—电信号
神经递质去向:完成传递后,神经递质很快被突触间隙的酶催化降解而失去活性,或被前神经元重新摄取。
(4)特点:单向传递:与神经元上传导神经冲动的双向性不同,突触间信息的传递是单向的;突触延搁:突触处涉及化学信号的转换,因此传递速度比在神经纤维上的传导慢。
单向性的原因:神经递质只能由突触前膜经过胞吐的形式释放出进入突触间隙,与突触后膜上的受体结合引起下一个神经元的兴奋或者抑制。
题型01膜电位相关判断
1、膜电位
a→b段:适宜强度的刺激作用于神经元时,膜上的Na+通道就会显著开放,短时间内Na+大量进入膜内,导致神经元细胞膜由“内负外正”的静息电位反转为“内正外负”。
b点:
b→c段:随即Na+通道关闭,Na+内流停止,此时K+大量向膜外扩散,直至膜电位再次出现“内负外正”的状态。
c→d段:最后,通过“Na+-K-泵”(每消耗一个ATP分子,Na+-K+泵会泵进2个K+,同时泵出3个Na+)的工作,神经元细胞膜恢复至静息电位。
膜外K+离子浓度升高→K+浓度差减小→K+外流减少→静息电位绝对值↓
膜外Na+离子浓度升高→Na+浓度差增大→Na+内流增加→动作电位峰值↑
【典例1】学习、记忆是动物适应环境、使个体得到发展的重要功能。通过电刺激实验,发现学习、记忆功能与高等动物的海马脑区(H区)密切相关。
(1)图甲、乙分别为兴奋传导中神经纤维上的电位变化。甲 (填①“引起”/②“未引起”)动作电位,判断依据是 。
(2)图乙曲线上升到b点过程中,离子通道的开放状态为( )
A.K+通道打开,K+外流 B.K+通道打开,K+内流
C.Na+通道打开,Na+外流 D.Na+通道打开,Na+内流
如果在H区的传入纤维上施加100次/秒、持续1秒的强刺激(HFS),在刺激后几小时之内,只要再施加单次强刺激,突触后膜的电位变化都会比未受过HFS处理时高2~3倍,研究者认为是HFS使H区神经细胞产生了“记忆”,下图为这一现象可能的机制。
(3)对比图中单脉冲电刺激,分析HFS引发H区神经细胞产生“记忆”的原因 。
(4)为验证图中所示机制,研究者开展了大量工作,如:①对小鼠H区传入纤维施以HFS,休息30分钟后,检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加。该结果为上图中的 (填写编号)过程提供了实验证据。
①I②II③III
②图中A受体胞内肽段(T)被C酶磷酸化后,A受体活性增强,为证实A受体的磷酸化位点位于T上,需将一种短肽导入H区神经细胞内,以干扰C酶对T的磷酸化,其中,实验组和对照组所用短肽分别应与T的氨基酸 、 (填写编号)。
①数目不同,序列不同②数目相同,序列相反③数目相同,序列相同
(5)小鼠在高频电刺激后,形成持续一段时间的电位增强,这种现象称为长时程增强(LTP)。科学家通常采用隐藏平台水迷宫任务来测试小鼠的记忆能力,即让小鼠在一个装满水的不透明的圆缸内游泳来寻找隐藏在水面下的平台。经过相同的训练次数后,可根据小鼠找到隐藏平台所需的时间长短来评价小鼠的记忆能力。请利用以下实验材料设计实验验证海马区依赖于N受体的LTP参与小鼠记忆的形成。
实验材料:生理状况相同的小鼠若干、N受体阻断剂(AP5)、隐藏平台水迷宫装置等。
请写出简要的实验思路: 。
(6)下列关于学习和记忆的说法正确的是( )
A.学习和记忆彼此独立,不相联系 B.学习和记忆属于脑的低级功能
C.长期记忆可能与新突触的建立有关 D.学习会使神经系统产生新的神经元
题型02 电表指针偏转问题
1.电表指针偏转问题
(1)两种测量方法
测量方法
测量图解
测量结果
电表两极分别置于神经元的膜内和膜外
电表两极均置于神经元的膜外
(2)偏转实例(所用电流表指针偏转方向与电流方向(正→负)相同)
测量方法
测量结果
在神经纤维上(bc=cd)
①刺激a处,b处先兴奋,d处后兴奋,电流计指针发生两次方向相反的偏转(向左-向右)。
②刺激c处,b处和d处同时兴奋,电流计指针不发生偏转。
③刺激bc段中间的一段,b点先兴奋,d点后兴奋,电流计指针发生两次方向相反的偏转。
在神经元之间(ab=bd)
①刺激a点之前某个位置,a、d点先后兴奋,电流计指针发生两次方向相反的偏转(左-右);
②刺激d点之后某个位置,只有d点兴奋,电流计指针只发生一次偏转(向右);
③刺激b点,a、d点先后兴奋,电流计指针发生两次方向相反的偏转;
④刺激c点,只有d点兴奋,电流计指针只发生一次偏转。
【典例1】下图表示兴奋在反射弧中的传导和传递过程模式图。据图回答下列问题:
(1)若图甲代表缩手反射的反射弧,则图①表示 ,虚线方框围成的结构位于 内。
(2)若在图甲中的④处给予适宜刺激,电流表A、B指针的偏转情况分别是(请选填“不偏转/偏转1次/偏转2次”)A: ;B 。
(3)图乙中,当神经纤维处于静息状态时,膜电位是 。
(4)若图丙中释放的③可以促进Cl-进入细胞,则会引起下一个神经细胞 (填“兴奋”或“抑制”)。
1.研究发现,当用水流喷射海兔的虹吸管时会引起鳃收缩,称为缩鳃反射。相关结构及发生机制如图1,请回答:
(1)图1中该反射弧有 个神经元。当兴奋传至①处时,引起神经元细胞膜内的电位变化为 。在②处,突触前膜会释放谷氨酸作用于突触后膜上的受体,从而引起缩鳃反射。在该反射中,谷氨酸是一种 (填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质。
(2)结合题干分析,缩鳃反射属于 。(A.条件反射B.非条件反射)
进一步研究发现,如果向海兔的尾部施加一个强电击,再轻触它的虹吸管,将诱发一个更强烈的缩鳃反射,且在刺激后几分钟之内,只要轻触它的虹吸管,都会引发更强的缩鳃反射,即产生了“短时记忆”;如果向海兔的尾部多次重复施加强电击,引发强缩鳃反射的反应可以持续一周,即产生了“长时记忆”。如图2为两种记忆的形成机制,请分析回答:
(3)两种记忆的形成都是由于电击海兔尾部会激活中间神经元释放5-TH作用于突触前神经元,产生环腺苷酸,继而激活了 (物质名称),从而促进神经递质谷氨酸的大量释放,使缩鳃反射增强。与短时记忆形成不同的是,在重复刺激下,蛋白激酶A促进 ,导致 ,从而形成了长时记忆。
(4)连续给海兔40个刺激会诱发习惯化,但只能持续一天。如果每天10个刺激,连续4天,习惯化效应就能持续一周。训练中间穿插一些休息能促进长时记忆的建立。小鼠的记忆形成与上述机理相似,若要产生长时记忆,可以采取的做法是 。
(5)研究人员在给予小鼠一个脚部电击的同时出现特定频率的铃声,小鼠在受到电击后出现僵直行为。经过数次这样的练习后,如果只给予特定频率的铃声,小鼠同样出现僵直行为,此时表明小鼠已经获得了条件恐惧记忆。下列有关叙述错误的是______。
A.条件恐惧记忆属于条件反射
B.电击属于非条件刺激
C.条件恐惧记忆建立后不会消退
D.出现僵直行为表明反射弧是完整的
(6)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。下列叙述错误的是_______。
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,与大脑皮层言语区有关
C.引起条件反射的刺激称为条件刺激,且条件反射有消退现象
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
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)。
图3
(7)图3中 段是Na+内流引起的,其内流的机制是 。
(8)为获得图3膜电位变化,请用下列材料用具在方框内绘制实验检测图 。
2.痛觉是机体受到伤害性刺激时产生的一种不愉快的感觉,能够使人及时意识到危险,提高生存率。伤害性刺激作用于机体时,诱发组织释放某些化学物质,作用于痛觉感受器,使之产生兴奋,沿传入通路抵达大脑皮层特定感觉区,产生痛觉。人体内存在天然的镇病系统,起重要作用的是可释放脑啡肽的神经元。人体的肢体关节每天都在摩擦,如果没有自身分泌脑啡肽,光是关节摩擦的疼痛就让我们无法自由行动。观察示意图,回答问题。
(1)痛觉形成过程中,突触前膜释放的痛觉神经递质与突触后膜受体结合后,使得突触后膜电位变为 ,即产生动作电位,在神经纤维上以 的形式传导。
(2)脑啡肽神经元与感觉神经元之间会形成一种“轴突-轴突”突触结构。脑啡肽释放并与感觉神经元细胞膜上 结合后,使得动作电位无法产生,从而抑制感觉神经元 ,实现镇痛。
(3)海洛因一开始是作为强效镇痛药研发出来的,但发现其具有极强的成瘾性,一旦停用,患者会承受巨大的痛苦,因此将其列为危害性巨大的毒品之一、请推测海洛因具有镇痛作用的可能原因(至少写出两点)。
① 。
② 。
(4)研究发现海洛因的结构与脑啡肽相似,请推测成瘾者毒瘾发作时痛不欲生的原因: 。
运动神经元病(MND)患者由于运动神经细胞受损,肌肉失去神经支配逐渐萎缩,四肢像被冻住一样,俗称“渐冻人”。下图甲是 MND患者病变部位的有关生理过程,NMDA为膜上的结构;下图乙中曲线I表示正常人体内该处神经纤维受适宜刺激后,膜内 Na⁺含量变化,曲线II表示膜电位变化。回答下列问题:
(5)据甲图判断, 谷氨酸是 (填“兴奋”或“抑制”)型神经递质。图中③过程与膜的 有关。
(6)据图分析, NMDA的作用有 。
(7)MND的发病机理是突触间隙谷氨酸过多,持续作用引起Na+过度内流,使得C点 (填“上移”、“下移”或“不变”),神经细胞内渗透压 ,最终水肿破裂。某药物通过作用于突触来缓解病症,其作用机理可能为 。
(8)乙图中,AB段Na⁺的跨膜运输方式是 。CD段形成原因是 。
(9)河豚毒素是一种剧毒的非蛋白神经毒素。为探究河豚毒素对神经纤维的影响,研究人员设计了实验:将分离得到的神经纤维分为A、B两组,A组使用生理盐水处理,B组使用等量溶于生理盐水的河豚毒素溶液处理,然后用微电极分别刺激神经纤维,测得膜两侧的电位差变化情况,结果如图丙所示。下列叙述合理的有____。
A.对照组的设置是为了排除生理盐水对实验结果的影响
B.该实验中的神经元被微电极刺激后产生兴奋是因为 Na+内流,此时细胞外Na+浓度小于细胞内 Na+浓度
C.河豚毒素可能会作用于 Na+通道,抑制 Na+内流,从而抑制神经纤维的兴奋
D.在医学上,河豚毒素可作为镇定剂或麻醉剂,但是需要严格控制好使用剂量
(10)交感神经和副交感神经都有促进唾液腺分泌的作用,但刺激交感神经所分泌的唾液,水分少而酶多:刺激副交感神经所分泌的唾液,水分多而酶少。下列说法错误的是____
A.交感神经兴奋时分泌水分少而酶多的唾液, 利于消化食物
B.支配唾液腺分泌的交感、副交感神经分别为传入、传出神经
C.自主神经系统促进唾液分泌, 此过程同时也受到大脑的控制
D.交感神经和副交感神经相互配合使机体更好地适应环境变化
3.我国“中医针灸”于2010年11月16日被列入“人类非物质文化遗产代表作名录”。2021年我国科学家在《自然》杂志上发表论文,证明针灸的现代模式—电针刺小鼠后肢的足三里(ST36)穴位,可在细菌多糖(LPS)引起的炎症反应中发挥抗炎作用。(其中,激素的作用属于体液调节,巨噬细胞生理活动属于免疫调节)
(1)针灸时感到疼痛,但并不会缩回,这属于 反射。迷走神经属于 神经。
(2)迷走神经属于副交感神经纤维,若兴奋,则( )
A.瞳孔放大 B.尿意不强烈 C.胃肠蠕动加快 D.支气管舒张
(3)针灸治疗过程中,兴奋在反射弧的传导的方向是 的。
(4)下列选项中正确的是( )
A.电刺激通过神经-体液-免疫调节网络激活抗炎通路
B.抗炎通路中的迷走神经属于躯体运动神经
C.可以通过检测TNF-α的含量变化,来检测电刺激疗法的抗炎效果
D.通过人为激活或特异性破坏相应神经元并观察抗炎效果,可验证ProKr2的作用
(5)根据题意和所学知识判断,下列叙述正确的是( )(多选)
A.足三里穴位含有运动神经元末梢
B.去甲肾上腺素、肾上腺素会促进LPS的作用
C.交感神经和副交感神经的拮抗,可以是机体对外界刺激作出做出更精确的反应、更好的适应环境
D.用毫针刺激一些穴位时,若出现血肿,可能是毫针刺破血管,血液流入组织间隙引起组织水肿
(6)比较患者血检化验单中某些物质的测定值与参考值(内环境稳态值)之间的大小关系,是医生做出诊断的重要参考依据。下列叙述错误的是( )(多选)
A.神经调节、体液调节、免疫调节等调节能力的变化会影响内环境稳态
B.人体内外环境变化超过器官和系统的调节能力会打破内环境稳态
C.内环境是指细胞内各细胞器所处的液态环境
D.剧烈运动产生乳酸,血浆PH急剧下降
(7)请据图写出电针刺激足三里引起抗炎反应的反射弧 。
(8)针灸讲究“穴位有讲究,轻重不一样”。图2中甲、乙分别为细针和粗针进行针灸治疗时,针刺部位附近神经末梢的电位变化。请问针灸治疗需不需要对针的粗细进行选择?判断依据? 。
4.下图表示兴奋在反射弧中的传导和传递过程模式图。据图回答下列问题:
(1)若图甲代表缩手反射的反射弧,则图甲中①表示 ,直接刺激图中④处 (填“能”或“不能”)引起缩手反应,该过程 (填“属于”或“不属于”)反射。
(2)若在图甲中①处给予适宜刺激,则电流表B指针的偏转情况是:发生 次方向 的偏转。若在图甲中的④处给予适宜刺激,电流表A、B指针的偏转情况分别是:A ;B (选填“偏转一次”“偏转两次”“不偏转”)
(3)已知细胞外钙离子对钠离子存在“膜屏障作用”,临床上血钙含量偏高,钙离子在膜上形成屏障,使钠离子内流 (选填“增多”或“减少”),降低了神经细胞的兴奋性,导致肌细胞无法兴奋并收缩表现出肌无力。
(4)丙图中 (填序号)构成的结构叫突触,若图丙中释放的⑧可以促进Cl-进入细胞,则会引起下一个神经细胞 (填“兴奋”或“抑制”)。若在图丙所示的⑤结构中给予某种药物,再刺激图甲中①,发现电流表B指针不偏转,但发现图丙⑤中的神经递质的量与给予药物之前的反应相同,说明该药物是抑制 (用图丙中的标号表示)的功能。
5.图为神经一肌肉连接示意图。黑点(●)表示神经元细胞体,①~⑦表示神经纤维。将蛙脑破坏,保留脊髓,蛙心处于适宜的液态生理环境,以维持蛙的基本生命活动。暴露蛙左后肢搔扒反射的传入神经和传出神经,分别连接电位计a 和 b 。将蛙左后肢趾尖浸入0.5% 盐酸溶液后,电位计 a 和 b 有电位波动,出现搔扒反射。如图为该反射弧结构示意图。
1. 肌肉受到刺激不由自主地收缩,神经冲动在神经纤维上出现的顺序依次为 (用图中编号表示)。大脑感觉到肌肉受到刺激,其神经冲动在神经纤维上出现的顺序依次为 (用图中编号表示)。
2. 用简便的实验验证兴奋能在神经纤维上双向传导,而在反射弧中只能单向传递: 。
3. 若心脏的液态生理环境液中添加了某种药物,将蛙左后肢趾尖浸入0.5% 盐酸溶液后,电位计a 有波动,电位计b未出现波动,左后肢未出现屈反射。分析原因可能是
A.传入神经受损 B.传出神经受损
C. 突触小泡与突触前膜融合受阻 D.神经递质与突触后膜受体结合受阻
4. 静息时,电表没有测出电位差(如下图甲所示)。若在甲图所示位置给予一适当的刺激,则A、B、C三图中电流表指针偏转的顺序依次为 (用图中字母和箭头表示)。用相关知识解释A图现象 。
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重难02 神经调节过程涉及信息的转换及传递
1.理解传导和传递的区分;
2.能够综合运营传导和传递的原理分析问题和解决问题。
1.信息在神经元上以生物电的形式传递
枪乌贼:巨大的神经元,巨大的神经纤维,轴突+髓鞘=神经纤维。
取两个微电极,当两极都与神经纤维膜外侧相连时,指针不偏转。当一个插入神经纤维内,一个接到神经纤维膜表面时,指针向右偏转。
(1) 电位差
(2)膜电位
a→b段:适宜强度的刺激作用于神经元时,膜上的Na+通道就会显著开放,短时间内Na+大量进入膜内,导致神经元细胞膜由“内负外正”的静息电位反转为“内正外负”。
b点:
b→c段:随即Na+通道关闭,Na+内流停止,此时K+大量向膜外扩散,直至膜电位再次出现“内负外正”的状态。
c→d段:最后,通过“Na+-K-泵”(每消耗一个ATP分子,Na+-K+泵会泵进2个K+,同时泵出3个Na+)的工作,神经元细胞膜恢复至静息电位。
膜外K+离子浓度升高→K+浓度差减小→K+外流减少→静息电位绝对值↓
膜外Na+离子浓度升高→Na+浓度差增大→Na+内流增加→动作电位峰值↑
(3)兴奋传导
当受到刺激的部位处于兴奋状态时,邻近未受刺激的部位仍处于静息状态。此刻,兴奋区和未兴奋区之间出现了电位差,形成局部电流。
在局部电流刺激下,未兴奋部位的细胞膜产生动作电位。神经冲动就以这样的形式传遍整个神经元。
2.神经元主要通过化学物质传递信息
(1)突触结构
①突触小体:沿神经冲动传导方向,前神经元轴突的末端膨大形成突触小体。
②突触小泡:突触小体内含有包裹小分子化学物质(神经递质)的突触小泡。
③突触类型
(2) 兴奋在突触处的传递
过程:当神经冲动传导到突触小体时,引起Ca2+内流,并促使一些突触小泡与突触前膜融合,小泡内的数万个神经递质被排入突触间隙。这些神经递质与突触后膜上特定的受体结合后,引起突触后膜的膜电位发生变化。若引起后神经元发生动作电位,则神经冲动产生并在该神经元上继续传导。
(3)信号转变:电信号—化学信号—电信号
神经递质去向:完成传递后,神经递质很快被突触间隙的酶催化降解而失去活性,或被前神经元重新摄取。
(4)特点:单向传递:与神经元上传导神经冲动的双向性不同,突触间信息的传递是单向的;突触延搁:突触处涉及化学信号的转换,因此传递速度比在神经纤维上的传导慢。
单向性的原因:神经递质只能由突触前膜经过胞吐的形式释放出进入突触间隙,与突触后膜上的受体结合引起下一个神经元的兴奋或者抑制。
题型01膜电位相关判断
1、膜电位
a→b段:适宜强度的刺激作用于神经元时,膜上的Na+通道就会显著开放,短时间内Na+大量进入膜内,导致神经元细胞膜由“内负外正”的静息电位反转为“内正外负”。
b点:
b→c段:随即Na+通道关闭,Na+内流停止,此时K+大量向膜外扩散,直至膜电位再次出现“内负外正”的状态。
c→d段:最后,通过“Na+-K-泵”(每消耗一个ATP分子,Na+-K+泵会泵进2个K+,同时泵出3个Na+)的工作,神经元细胞膜恢复至静息电位。
膜外K+离子浓度升高→K+浓度差减小→K+外流减少→静息电位绝对值↓
膜外Na+离子浓度升高→Na+浓度差增大→Na+内流增加→动作电位峰值↑
【典例1】学习、记忆是动物适应环境、使个体得到发展的重要功能。通过电刺激实验,发现学习、记忆功能与高等动物的海马脑区(H区)密切相关。
(1)图甲、乙分别为兴奋传导中神经纤维上的电位变化。甲 (填①“引起”/②“未引起”)动作电位,判断依据是 。
(2)图乙曲线上升到b点过程中,离子通道的开放状态为( )
A.K+通道打开,K+外流 B.K+通道打开,K+内流
C.Na+通道打开,Na+外流 D.Na+通道打开,Na+内流
如果在H区的传入纤维上施加100次/秒、持续1秒的强刺激(HFS),在刺激后几小时之内,只要再施加单次强刺激,突触后膜的电位变化都会比未受过HFS处理时高2~3倍,研究者认为是HFS使H区神经细胞产生了“记忆”,下图为这一现象可能的机制。
(3)对比图中单脉冲电刺激,分析HFS引发H区神经细胞产生“记忆”的原因 。
(4)为验证图中所示机制,研究者开展了大量工作,如:①对小鼠H区传入纤维施以HFS,休息30分钟后,检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加。该结果为上图中的 (填写编号)过程提供了实验证据。
①I②II③III
②图中A受体胞内肽段(T)被C酶磷酸化后,A受体活性增强,为证实A受体的磷酸化位点位于T上,需将一种短肽导入H区神经细胞内,以干扰C酶对T的磷酸化,其中,实验组和对照组所用短肽分别应与T的氨基酸 、 (填写编号)。
①数目不同,序列不同②数目相同,序列相反③数目相同,序列相同
(5)小鼠在高频电刺激后,形成持续一段时间的电位增强,这种现象称为长时程增强(LTP)。科学家通常采用隐藏平台水迷宫任务来测试小鼠的记忆能力,即让小鼠在一个装满水的不透明的圆缸内游泳来寻找隐藏在水面下的平台。经过相同的训练次数后,可根据小鼠找到隐藏平台所需的时间长短来评价小鼠的记忆能力。请利用以下实验材料设计实验验证海马区依赖于N受体的LTP参与小鼠记忆的形成。
实验材料:生理状况相同的小鼠若干、N受体阻断剂(AP5)、隐藏平台水迷宫装置等。
请写出简要的实验思路: 。
(6)下列关于学习和记忆的说法正确的是( )
A.学习和记忆彼此独立,不相联系 B.学习和记忆属于脑的低级功能
C.长期记忆可能与新突触的建立有关 D.学习会使神经系统产生新的神经元
【答案】(1) 未引起 刺激引起的膜内外电位差未超过阈电位
(2)D
(3)突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+内流后与钙调蛋白结合激活C酶,C酶促进了A受体的形成,导致细胞膜表面A受体增多,谷氨酸与A受体结合增多导致Na+内流增多,进而形成记忆
(4) ② ③ ②
(5)将小鼠等分两组:一组小鼠注射适量的AP5,另一组小鼠注射等量的生理盐水;一段时间后将两组小鼠同时进行隐藏平台水迷宫任务的测试;记录两组小鼠找到隐藏平台所需要的时间。
(6)C
【分析】1、神经元的轴突末梢经过多次分支,最后每个小枝末端膨大,呈杯状或球状,叫做突触小体。突触小体可以与其他神经元的细胞体、树突相接触,共同形成突触。
2、当神经末梢有神经冲动传来时,突触前膜内的突触小体受到刺激,会释放一种化学物质——神经递质。神经递质经过扩散通过突触间隙,然后与突触后膜上的特异性受体结合,引发突触后膜电位变化,引发一次新的神经冲动。
【详解】(1)分析图甲曲线可知,刺激引起的膜内外电位差未超过阈电位,因此没有引起动作电位。
(2)图乙曲线上升到b点,产生动作电位过程中,离子通道的开放状态为Na+通道打开,Na+内流,D正确。
故选D。
(3)对比图2,突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+内流后与钙调蛋白结合激活C酶,C酶促进了A受体的形成,导致细胞膜表面A受体增多,谷氨酸与A受体结合增多导致Na+内流增多,进而形成记忆。
(4)对小鼠H区传入纤维施加HFS,休息30分钟后,检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加,说明H区神经细胞内的A受体结合到细胞膜上,该结果为图中的Ⅱ过程提供了实验证据。
②依题意可知:实验的目的是证实A受体的磷酸化位点位于T上,自变量为短肽,导入实验组的短肽含有磷酸化位点,导入对照组的短肽不含有磷酸化位点,氨基酸的数目应该相同,属于无关变量,因此实验组所用短肽应与T的氨基酸数目相同序列相同,对照组所用短肽应与T的氨基酸数目相同序列相反,分别与③②选项的内容相对应。
(5)根据实验目的和实验材料,结合实验设计原则,实验思路如下:将小鼠等分两组:一组小鼠注射适量的AP5,另一组小鼠注射等量的生理盐水;一段时间后将两组小鼠同时进行隐藏平台水迷宫任务的测试;记录两组小鼠找到隐藏平台所需要的时间。
(6)A、学习是神经系统不断地接受刺激,获得新的行为、习惯和积累经验的过程,记忆是将已获信息进行贮存和再现的过程,二者紧密联系,A错误;
B、学习和记忆属于脑的高级功能,B错误;
C、短期记忆与神经元的活动及神经元之间的联系有关,长期记忆与新突触的建立有关,C正确;
D、学习不会使神经系统产生新的神经元,D错误。
故选C。
题型02 电表指针偏转问题
1.电表指针偏转问题
(1)两种测量方法
测量方法
测量图解
测量结果
电表两极分别置于神经元的膜内和膜外
电表两极均置于神经元的膜外
(2)偏转实例(所用电流表指针偏转方向与电流方向(正→负)相同)
测量方法
测量结果
在神经纤维上(bc=cd)
①刺激a处,b处先兴奋,d处后兴奋,电流计指针发生两次方向相反的偏转(向左-向右)。
②刺激c处,b处和d处同时兴奋,电流计指针不发生偏转。
③刺激bc段中间的一段,b点先兴奋,d点后兴奋,电流计指针发生两次方向相反的偏转。
在神经元之间(ab=bd)
①刺激a点之前某个位置,a、d点先后兴奋,电流计指针发生两次方向相反的偏转(左-右);
②刺激d点之后某个位置,只有d点兴奋,电流计指针只发生一次偏转(向右);
③刺激b点,a、d点先后兴奋,电流计指针发生两次方向相反的偏转;
④刺激c点,只有d点兴奋,电流计指针只发生一次偏转。
【典例1】下图表示兴奋在反射弧中的传导和传递过程模式图。据图回答下列问题:
(1)若图甲代表缩手反射的反射弧,则图①表示 ,虚线方框围成的结构位于 内。
(2)若在图甲中的④处给予适宜刺激,电流表A、B指针的偏转情况分别是(请选填“不偏转/偏转1次/偏转2次”)A: ;B 。
(3)图乙中,当神经纤维处于静息状态时,膜电位是 。
(4)若图丙中释放的③可以促进Cl-进入细胞,则会引起下一个神经细胞 (填“兴奋”或“抑制”)。
【答案】(1) 感受器 神经中枢
(2) 不偏转 偏转1次
(3)外正内负
(4)抑制
【分析】据图分析:图甲中,①是感受器、②是传入神经、③是神经中枢、④是传出神经、⑤是效应器。丙图是突触结构图,①是线粒体,②是突触小泡,③是神经递质,④是突触前膜,⑤是突触间隙,⑥是受体,由于神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,所以突触传导是单向的。
【详解】(1)依据图甲可知,②上有神经节,所以②为传入神经,①为感受器,③为神经中枢,④为传出神经,⑤为效应器,虚线方框围成的结构位于神经中枢内。
(2)若在甲图中的④处给予适宜刺激,由于兴奋在神经元之间的传递是单向的,兴奋只能传到B电流表的一端(左端),导致电流表B能发生1次偏转,而无法传到A电流表的两端,所以电流表A不会发生偏转。
(3)图乙中,当神经纤维的K+外流时,产生静息电位,膜电位是外正内负。
(4)若丙图中释放的③神经递质可以促进Cl-进入细胞,则不能形成外负内正的动作电位,因而会抑制下一个神经细胞产生兴奋。
1.研究发现,当用水流喷射海兔的虹吸管时会引起鳃收缩,称为缩鳃反射。相关结构及发生机制如图1,请回答:
(1)图1中该反射弧有 个神经元。当兴奋传至①处时,引起神经元细胞膜内的电位变化为 。在②处,突触前膜会释放谷氨酸作用于突触后膜上的受体,从而引起缩鳃反射。在该反射中,谷氨酸是一种 (填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质。
(2)结合题干分析,缩鳃反射属于 。(A.条件反射B.非条件反射)
进一步研究发现,如果向海兔的尾部施加一个强电击,再轻触它的虹吸管,将诱发一个更强烈的缩鳃反射,且在刺激后几分钟之内,只要轻触它的虹吸管,都会引发更强的缩鳃反射,即产生了“短时记忆”;如果向海兔的尾部多次重复施加强电击,引发强缩鳃反射的反应可以持续一周,即产生了“长时记忆”。如图2为两种记忆的形成机制,请分析回答:
(3)两种记忆的形成都是由于电击海兔尾部会激活中间神经元释放5-TH作用于突触前神经元,产生环腺苷酸,继而激活了 (物质名称),从而促进神经递质谷氨酸的大量释放,使缩鳃反射增强。与短时记忆形成不同的是,在重复刺激下,蛋白激酶A促进 ,导致 ,从而形成了长时记忆。
(4)连续给海兔40个刺激会诱发习惯化,但只能持续一天。如果每天10个刺激,连续4天,习惯化效应就能持续一周。训练中间穿插一些休息能促进长时记忆的建立。小鼠的记忆形成与上述机理相似,若要产生长时记忆,可以采取的做法是 。
(5)研究人员在给予小鼠一个脚部电击的同时出现特定频率的铃声,小鼠在受到电击后出现僵直行为。经过数次这样的练习后,如果只给予特定频率的铃声,小鼠同样出现僵直行为,此时表明小鼠已经获得了条件恐惧记忆。下列有关叙述错误的是______。
A.条件恐惧记忆属于条件反射
B.电击属于非条件刺激
C.条件恐惧记忆建立后不会消退
D.出现僵直行为表明反射弧是完整的
(6)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。下列叙述错误的是_______。
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,与大脑皮层言语区有关
C.引起条件反射的刺激称为条件刺激,且条件反射有消退现象
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
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)。
图3
(7)图3中 段是Na+内流引起的,其内流的机制是 。
(8)为获得图3膜电位变化,请用下列材料用具在方框内绘制实验检测图 。
【答案】(1) 2 由负变正 “兴奋性
(2)B
(3) 蛋白激酶A CREB-1基因的表达 新突触建立
(4)多次重复、中间穿插休息有利于新突触的建立。
(5)C
(6)AD
(7) ac 适宜的刺激导致钠离子通道打开,引起钠离子通过协助扩散方式大量内流
(8)
【分析】题意分析,参与缩腮反射的神经元至少有感觉神经元和运动神经元;长期记忆与新突触的建立有关,短期记忆与脑区中一个形状象海马的区域有关。
【详解】(1)参与缩腮反射的神经元至少有感觉神经元和运动神经元,所以图中共有2个神经元;当兴奋传至①处时,由静息电位(外正内负)变为动作电位(外负内正),所以细胞膜内的电位由负变正;在②突触处,由突触前膜释放的谷氨酸相当于是一种神经递质,作用于突触后膜上的受体,由于引起了缩鳃反射,所以谷氨酸为一种兴奋性神经递质。
(2)题意显示,当用水流喷射海兔的虹吸管时会引起鳃收缩,称为缩鳃反射,该反射是先天就有的,属于非条件反射。
(3)长期记忆与新突触的建立有关,根据图2分析,产生的环腺苷酸激活了蛋白激酶A,从而促进神经递质谷氨酸的大量释放,使缩鳃反射增强;与短时记忆形成不同的是,在重复刺激下,蛋白激酶A促进CREB-1基因的表达,导致新突触的形成,从而形成了长时记忆。
(4)连续给海兔40个刺激会诱发习惯化,但只能持续一天。如果每天10个刺激,连续4天,习惯化效应就能持续一周。训练中间穿插一些休息能促进长时记忆的建立。根据题意可知,要产生长时记忆,必须形成新突触,而多次重复、中间穿插休息有利于新突触的建立。
(5)A、条件恐惧记忆的形成需要大脑的参与,因而属于条件反射,A正确;
B、该过程中电击属于非条件刺激,而铃声属于条件刺激,B正确;
C、条件恐惧记忆建立后需要不断加强,否则会逐渐消退,C错误;
D、出现僵直行为表明条件反射已经建立,因而经过了完成的反射弧,D正确。
故选C。
(6)A、实验犬看到盆中的肉时唾液分泌增加是条件反射,是经过长期训练获得的,A错误;
B、有人听到“酸梅”有止渴作用是条件反射,该反射的建立依赖大脑皮层言语区,B正确;
C、引起条件反射的刺激称为条件刺激,且条件反射有消退现象,因而需要非条件刺激反复的作用,C正确;
D、条件反射的建立需要大脑皮层参与,条件反射的消退也需要大脑皮层参与,因为条件反射的消退是一个新的学习过程,D错误。
故选AD。
(7)图3中ac段是动作电位产生的过程,依赖Na+内流形成,其内流的机制是刺激引起神经细胞膜的通透性发生改变,钠离子通道打开,导致钠离子以协助扩散方式大量进入到细胞中,引起细胞膜内外电位差发生逆转,因而产生动作电位。
(8)为获得图3膜电位变化,图3显示的是动作电位的产生过程,且动作电位表现为膜内外的电位差,为了绘制实验检测图,则相应的连接电极应该分别位于膜内外,而后给与适宜的刺激,进而可在电流计中检测到如图示的变化,连接如下图:
2.痛觉是机体受到伤害性刺激时产生的一种不愉快的感觉,能够使人及时意识到危险,提高生存率。伤害性刺激作用于机体时,诱发组织释放某些化学物质,作用于痛觉感受器,使之产生兴奋,沿传入通路抵达大脑皮层特定感觉区,产生痛觉。人体内存在天然的镇病系统,起重要作用的是可释放脑啡肽的神经元。人体的肢体关节每天都在摩擦,如果没有自身分泌脑啡肽,光是关节摩擦的疼痛就让我们无法自由行动。观察示意图,回答问题。
(1)痛觉形成过程中,突触前膜释放的痛觉神经递质与突触后膜受体结合后,使得突触后膜电位变为 ,即产生动作电位,在神经纤维上以 的形式传导。
(2)脑啡肽神经元与感觉神经元之间会形成一种“轴突-轴突”突触结构。脑啡肽释放并与感觉神经元细胞膜上 结合后,使得动作电位无法产生,从而抑制感觉神经元 ,实现镇痛。
(3)海洛因一开始是作为强效镇痛药研发出来的,但发现其具有极强的成瘾性,一旦停用,患者会承受巨大的痛苦,因此将其列为危害性巨大的毒品之一、请推测海洛因具有镇痛作用的可能原因(至少写出两点)。
① 。
② 。
(4)研究发现海洛因的结构与脑啡肽相似,请推测成瘾者毒瘾发作时痛不欲生的原因: 。
运动神经元病(MND)患者由于运动神经细胞受损,肌肉失去神经支配逐渐萎缩,四肢像被冻住一样,俗称“渐冻人”。下图甲是 MND患者病变部位的有关生理过程,NMDA为膜上的结构;下图乙中曲线I表示正常人体内该处神经纤维受适宜刺激后,膜内 Na⁺含量变化,曲线II表示膜电位变化。回答下列问题:
(5)据甲图判断, 谷氨酸是 (填“兴奋”或“抑制”)型神经递质。图中③过程与膜的 有关。
(6)据图分析, NMDA的作用有 。
(7)MND的发病机理是突触间隙谷氨酸过多,持续作用引起Na+过度内流,使得C点 (填“上移”、“下移”或“不变”),神经细胞内渗透压 ,最终水肿破裂。某药物通过作用于突触来缓解病症,其作用机理可能为 。
(8)乙图中,AB段Na⁺的跨膜运输方式是 。CD段形成原因是 。
(9)河豚毒素是一种剧毒的非蛋白神经毒素。为探究河豚毒素对神经纤维的影响,研究人员设计了实验:将分离得到的神经纤维分为A、B两组,A组使用生理盐水处理,B组使用等量溶于生理盐水的河豚毒素溶液处理,然后用微电极分别刺激神经纤维,测得膜两侧的电位差变化情况,结果如图丙所示。下列叙述合理的有____。
A.对照组的设置是为了排除生理盐水对实验结果的影响
B.该实验中的神经元被微电极刺激后产生兴奋是因为 Na+内流,此时细胞外Na+浓度小于细胞内 Na+浓度
C.河豚毒素可能会作用于 Na+通道,抑制 Na+内流,从而抑制神经纤维的兴奋
D.在医学上,河豚毒素可作为镇定剂或麻醉剂,但是需要严格控制好使用剂量
(10)交感神经和副交感神经都有促进唾液腺分泌的作用,但刺激交感神经所分泌的唾液,水分少而酶多:刺激副交感神经所分泌的唾液,水分多而酶少。下列说法错误的是____
A.交感神经兴奋时分泌水分少而酶多的唾液, 利于消化食物
B.支配唾液腺分泌的交感、副交感神经分别为传入、传出神经
C.自主神经系统促进唾液分泌, 此过程同时也受到大脑的控制
D.交感神经和副交感神经相互配合使机体更好地适应环境变化
【答案】(1) 内正外负 局部电流(电信号或神经冲动)
(2) 特异性受体 释放痛觉神经递质
(3) 海洛因具备和脑啡肽相同的作用,和受体结合后抑制痛觉神经递质的释放 海洛因可促进脑啡肽的释放或抑制脑啡肽的回收
(4)海洛因代替脑啡肽长时间起作用后,自身脑啡肽释放减少或脑啡肽受体减少,对感觉神经元释放痛觉神经递质的抑制作用减弱,若不吸食海洛因,疼痛的感觉就会增加
(5) 兴奋 流动性
(6)识别谷氨酸、运输Na+
(7) 上移 升高 抑制突触前膜释放谷氨酸、抑制谷氨酸与突触后膜上的受体结合、抑制突触后膜Na+内流、促进突触前膜回收谷氨酸
(8) 协助扩散 K+外流
(9)ACD
(10)B
【分析】1、兴奋以电信号的形式沿着神经纤维传导,这种电信号也叫做神经冲动。
2、兴奋的传导过程:静息状态时,细胞膜电位外正内负(原因:K+外流)→受到刺激,兴奋状态时,细胞膜电位为外负内正(原因:Na+内流)→兴奋部位与未兴奋部位间由于电位差的存在形成局部电流(膜外:未兴奋部位→兴奋部位;膜内:兴奋部位→未兴奋部位)→兴奋向未兴奋部位传导。
【详解】(1)痛觉形成过程中,人体的痛觉感受器接受到伤害性刺激时,会产生兴奋,突触前膜释放的痛觉神经递质是一种兴奋性神经递质,与突触后膜受体结合后,使得突触后膜产生兴奋,电位从外正内负变为内正外负,产生了动作电位,在神经纤维上以局部电流的形式传导,兴奋传至大脑皮层形成痛觉。
(2)由题图分析可知,脑啡肽具有镇痛作用,属于抑制性神经递质。脑啡肽神经元与感觉神经元之间会形成一种“轴突-轴突”突触结构。脑啡肽神经元释放脑啡肽,与感觉神经元细胞膜上特异性受体结合后,使得膜电位无法形成动作电位,从而抑制感觉神经元释放神经递质,实现镇痛作用。
(3)人体的痛觉感受器接受到伤害性刺激时,会产生兴奋,兴奋传至大脑皮层形成痛觉。据此推测海洛因具有镇痛作用的可能原因①海洛因具备和脑啡肽相同的作用,和受体结合后抑制痛觉递质的释放;②海洛因可促进脑啡肽的释放或抑制脑啡肽的回收,从而具有镇痛作用。
(4)研究发现海洛因的结构与脑啡肽相似,具有镇痛作用,吸毒成瘾者由于海洛因代替脑啡肽长时间起作用后,自身脑啡肽释放减少或脑啡肽受体减少,对感觉神经元释放致痛递质的抑制作用减弱,若不吸食海洛因,疼痛的感觉就会增加,故成瘾者毒瘾发作时痛不欲生。
(5)据甲图判断,谷氨酸释放到突触间隙能引起钠离子内流,所以谷氨酸是兴奋型神经递质。图中③过程是突触前膜释放神经递质,与膜的流动性有关。
(6)据图分析,NMDA能够识别谷氨酸、并且运输Na+。
(7)MND的发病机理是突触间隙谷氨酸过多,持续作用引起Na+过度内流,使得C点上移,神经细胞内渗透压升高,最终水肿破裂。某药物通过作用于突触来缓解病症,其作用机理可能是抑制突触前膜释放谷氨酸、抑制谷氨酸与突触后膜上的受体结合、抑制突触后膜Na+内流、促进突触前膜回收谷氨酸。
(8)乙图中,AB段Na+通过钠离子通道顺浓度梯度运输,则跨膜运输方式是协助扩散,CD段是恢复静息电位的过程,是K+外流引起的。
(9)A、本实验设置A组对照,是为了排除生理盐水对实验结果的影响,A正确;
B、神经元被微电极刺激后产生兴奋是因为Na+内流,此时细胞外Na+浓度仍大于细胞内Na+浓度,B错误;
C、河豚毒素抑制了神经兴奋的传导,所以可能会影响Na+内流,从而抑制神经纤维的兴奋,C正确;
D、河豚毒素可抑制兴奋产生,因此可作为镇定剂或麻醉剂,但是需要严格控制好使用剂量,D正确。
故选ACD。
(10)A、由题意可知,刺激交感神经所分泌的唾液,水分少而酶多,酶多利于消化食物,A正确;
B、支配唾液腺分泌的交感、副交感神经都属于传出神经,B错误;
C、自主神经系统并不完全自主,促进唾液分泌,此过程同时也受到大脑的控制,C正确;
D、交感神经和副交感神经相互配合使机体更好地适应环境变化,D正确。
故选B。
3.我国“中医针灸”于2010年11月16日被列入“人类非物质文化遗产代表作名录”。2021年我国科学家在《自然》杂志上发表论文,证明针灸的现代模式—电针刺小鼠后肢的足三里(ST36)穴位,可在细菌多糖(LPS)引起的炎症反应中发挥抗炎作用。(其中,激素的作用属于体液调节,巨噬细胞生理活动属于免疫调节)
(1)针灸时感到疼痛,但并不会缩回,这属于 反射。迷走神经属于 神经。
(2)迷走神经属于副交感神经纤维,若兴奋,则( )
A.瞳孔放大 B.尿意不强烈 C.胃肠蠕动加快 D.支气管舒张
(3)针灸治疗过程中,兴奋在反射弧的传导的方向是 的。
(4)下列选项中正确的是( )
A.电刺激通过神经-体液-免疫调节网络激活抗炎通路
B.抗炎通路中的迷走神经属于躯体运动神经
C.可以通过检测TNF-α的含量变化,来检测电刺激疗法的抗炎效果
D.通过人为激活或特异性破坏相应神经元并观察抗炎效果,可验证ProKr2的作用
(5)根据题意和所学知识判断,下列叙述正确的是( )(多选)
A.足三里穴位含有运动神经元末梢
B.去甲肾上腺素、肾上腺素会促进LPS的作用
C.交感神经和副交感神经的拮抗,可以是机体对外界刺激作出做出更精确的反应、更好的适应环境
D.用毫针刺激一些穴位时,若出现血肿,可能是毫针刺破血管,血液流入组织间隙引起组织水肿
(6)比较患者血检化验单中某些物质的测定值与参考值(内环境稳态值)之间的大小关系,是医生做出诊断的重要参考依据。下列叙述错误的是( )(多选)
A.神经调节、体液调节、免疫调节等调节能力的变化会影响内环境稳态
B.人体内外环境变化超过器官和系统的调节能力会打破内环境稳态
C.内环境是指细胞内各细胞器所处的液态环境
D.剧烈运动产生乳酸,血浆PH急剧下降
(7)请据图写出电针刺激足三里引起抗炎反应的反射弧 。
(8)针灸讲究“穴位有讲究,轻重不一样”。图2中甲、乙分别为细针和粗针进行针灸治疗时,针刺部位附近神经末梢的电位变化。请问针灸治疗需不需要对针的粗细进行选择?判断依据? 。
【答案】(1) 条件 传出
(2)C
(3)单向
(4)ACD
(5)CD
(6)CD
(7)足三里→Prokr2神经元→延髓→迷走神经→肾上腺
(8)细针进行针灸治疗时,刺激引起的膜内外电位差没有超过阈值(没有超过阈电位),而粗针刺激时,产生了动作电位
【分析】神经纤维未受到刺激时,K+外流,细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负,当某一部位受刺激时,Na+内流,其膜电位变为外负内正。由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡中,只能由突触前膜释放作用于突触后膜,使下一个神经元产生兴奋或抑制,因此兴奋在神经元之间的传递只能是单向的。
【详解】(1)针灸时感到疼痛,但并不会缩回,这属于条件反射,因为大脑皮层对脊髓进行了调控。迷走神经是从脑干发出的参与内脏活动的神经,属于传出神经。
(2)迷走神经属于副交感神经纤维,若兴奋,则心跳减慢,胃肠蠕动加快,ABD错误,C正确。
故选C。
(3)针灸治疗过程中,兴奋在反射弧的传导的方向是单向的,因为在体内,兴奋只能从上一个神经元的轴突末端传递到下一个神经元的胞体或树突,所以是单向的。
(4)A、针灸的现代模式—电针刺小鼠后肢的足三里(ST36)穴位,可在细菌多糖(LPS)引起的炎症反应中发挥抗炎作用。(其中,激素的作用属于体液调节,巨噬细胞生理活动属于免疫调节),因此电刺激通过神经-体液-免疫调节网络激活抗炎通路,A正确;
B、迷走神经是从脑干发出的参与调节内脏活动的神经,B错误;
C、可以通过检测TNF-α的含量变化,来检测电刺激疗法的抗炎效果,因为电刺激疗法可以抑制TNF-α的释放,C正确;
D、通过人为激活或特异性破坏相应神经元并观察抗炎效果,可验证ProKr2的作用,因为ProKr2是感觉神经元,若被破坏,则刺激感受器,兴奋无法正常传递,D正确。
故选ACD。
(5)A、据图可知,足三里是感受器,所以不含运动神经元末梢,A错误;
B、由图可知去甲肾上腺素、肾上腺素会抑制LPS的作用,B错误;
C、交感神经和副交感神经的拮抗作用,可以使机体对外界刺激作出做出更精确的反应、更好的适应环境,C正确;
D、用毫针刺激一些穴位时,若出现血肿,可能是毫针刺破血管,血液流入组织间隙引起组织水肿,D正确。
故选CD。
(6)A、神经调节、体液调节、免疫调节等调节能力的变化会影响内环境稳态,因为内环境稳态的调节机制就是神经-体液-免疫调节网络,A正确;
B、人体内外环境变化超过器官和系统的调节能力会打破内环境稳态,因为维持稳态的调节机制的调节能力是有限的,B正确;
C、内环境是指细胞所处的液态环境,C错误;
D、剧烈运动产生乳酸,但血浆中有酸减缓冲对,因此PH不会急剧下降,D错误。
故选CD。
(7)电针刺激足三里引起抗炎反应的反射弧为足三里→Prokr2神经元→延髓→迷走神经→肾上腺。
(8)由图可知,针刺部位附近神经末梢的电位变化情况是不同的,细针进行针灸治疗时,刺激引起的膜内外电位差没有超过阈值(没有超过阈电位),而粗针刺激时,产生了动作电位。
4.下图表示兴奋在反射弧中的传导和传递过程模式图。据图回答下列问题:
(1)若图甲代表缩手反射的反射弧,则图甲中①表示 ,直接刺激图中④处 (填“能”或“不能”)引起缩手反应,该过程 (填“属于”或“不属于”)反射。
(2)若在图甲中①处给予适宜刺激,则电流表B指针的偏转情况是:发生 次方向 的偏转。若在图甲中的④处给予适宜刺激,电流表A、B指针的偏转情况分别是:A ;B (选填“偏转一次”“偏转两次”“不偏转”)
(3)已知细胞外钙离子对钠离子存在“膜屏障作用”,临床上血钙含量偏高,钙离子在膜上形成屏障,使钠离子内流 (选填“增多”或“减少”),降低了神经细胞的兴奋性,导致肌细胞无法兴奋并收缩表现出肌无力。
(4)丙图中 (填序号)构成的结构叫突触,若图丙中释放的⑧可以促进Cl-进入细胞,则会引起下一个神经细胞 (填“兴奋”或“抑制”)。若在图丙所示的⑤结构中给予某种药物,再刺激图甲中①,发现电流表B指针不偏转,但发现图丙⑤中的神经递质的量与给予药物之前的反应相同,说明该药物是抑制 (用图丙中的标号表示)的功能。
【答案】(1) 感受器 能 不属于
(2) 两/二/2 相反 不偏转 偏转一次
(3)减少
(4) ④⑤⑥ 抑制 ⑥
【分析】由图甲可知①是感受器、②是传入神经、③是神经中枢、④是传出神经、⑤是效应器,要完成一个反射活动。丙图是突触结构图,①是线粒体,②是突触小泡,③是神经递质,④是突触前膜,⑤是突触间隙,⑥是突触后膜上受体,由于神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,所以突触传导是单向的。
【详解】(1)甲图的缩手反射弧中,据突触可知,兴奋传导的方向是从右→左,故①表示感受器,直接刺激图中④传出神经处能引起缩手反应,由于没有经过完整的反射弧,因此不属于反射。
(2)若在图甲中①感受器处给予适宜刺激,兴奋传导的方向是从右→左,则电流表B指针的偏转情况是:发生两次方向相反的偏转。若在甲图中的④处给予适宜刺激,由于兴奋在神经元之间的传递是单向的,所以电流表A不会发生偏转,电流表B能发生一次偏转。
(3)临床上血钙含量偏高,会引起肌无力,原因是:细胞外钙离子对钠离子存在“膜屏障作用”,血钙过高使钠离子内流减少,降低了神经细胞兴奋性,导致肌细胞无法兴奋并收缩而表现出肌无力。
(4)突触由④突触前膜、⑤突触间隙、⑥突触后膜组成,即丙图中④⑤⑥构成的结构叫突触。Cl-进入细胞,造成静息电位值增大,抑制兴奋产生,若在丙图所示的⑤结构突触间隙中给予某种药物后,再刺激甲图中①感受器,发现电流表B不偏转,而神经递质的量与给予药物之前的反应相同,说明该药物没有促使神经递质的分解,而是抑制了突触后膜上受体⑥的功能,不能使离子通道打开,因而不产生动作电位。
5.图为神经一肌肉连接示意图。黑点(●)表示神经元细胞体,①~⑦表示神经纤维。将蛙脑破坏,保留脊髓,蛙心处于适宜的液态生理环境,以维持蛙的基本生命活动。暴露蛙左后肢搔扒反射的传入神经和传出神经,分别连接电位计a 和 b 。将蛙左后肢趾尖浸入0.5% 盐酸溶液后,电位计 a 和 b 有电位波动,出现搔扒反射。如图为该反射弧结构示意图。
1. 肌肉受到刺激不由自主地收缩,神经冲动在神经纤维上出现的顺序依次为 (用图中编号表示)。大脑感觉到肌肉受到刺激,其神经冲动在神经纤维上出现的顺序依次为 (用图中编号表示)。
2. 用简便的实验验证兴奋能在神经纤维上双向传导,而在反射弧中只能单向传递: 。
3. 若心脏的液态生理环境液中添加了某种药物,将蛙左后肢趾尖浸入0.5% 盐酸溶液后,电位计a 有波动,电位计b未出现波动,左后肢未出现屈反射。分析原因可能是
A.传入神经受损 B.传出神经受损
C. 突触小泡与突触前膜融合受阻 D.神经递质与突触后膜受体结合受阻
4. 静息时,电表没有测出电位差(如下图甲所示)。若在甲图所示位置给予一适当的刺激,则A、B、C三图中电流表指针偏转的顺序依次为 (用图中字母和箭头表示)。用相关知识解释A图现象 。
【答案】 ④⑤⑥ ③②① 刺激电位计b与骨骼肌之间的传出神经,观察电位计b有波动及左后肢搔扒,电位计a未出现电位波动 CD C→A→C→B→C 当兴奋传导到Y处时,Na+内流,膜电位变为内正外负,而X处仍为外正内负,故指针向右偏转
【详解】要注意细胞之间的信号传递是单向的,只能从上一个神经元的轴突向下一个神经元传递。肌肉受到刺激不自主收缩没有传递到大脑,神经冲动在神经纤维上出现的顺序依次是④⑤⑥;大脑感觉到肌肉受到刺激其信号(神经冲动)在神经纤维上出现的顺序依次为③②①。
验证兴奋能在神经纤维上双向传导,而在反射弧中只能单向传递可刺激电位计b与骨骼肌之间的传出神经,观察到电位计b有波动及左后肢搔扒,电位计a未出现电位波动,则可证明兴奋能在神经纤维上双向传导,而在反射弧中只能单向传递。
电位计ⓐ有波动,电位计ⓑ未出现波动,左后肢未出现屈反射,说明神经中枢部位突触传递不了兴奋,可能是该药物导致突触小泡与突触前膜融合受阻,或导致神经递质与突触后膜受体结合受阻,使兴奋不能在突触处传递。故选CD。
右侧给予刺激,兴奋首先传到Y,该部位膜外变为负电位,此时X处仍为正电位,出现图A所示电流表偏转。然后传导到两个电极之间,X和Y的膜外均为正电位,此时指针恢复到中间位置,如图C所示。再传导到X,该部位膜外负电位,Y外恢复为静息电位,指针向左偏转,如图B所示。兴奋传过X后,电流表恢复为正常。故A、B、C三图中电流表指针偏转的顺序依次为C→A→C→B→C。A中出现图示偏转的原因为:当兴奋传导到Y处时,Na+内流,Y处电位内正外负,而X处仍为外正内负,故指针向右偏转。
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