内容正文:
第9讲 神经调节►对应学生用书P90
【课程标准】神经系统能够及时感知机体内、外环境的变化,并作出反应调控各器官、系统的活动,实现机体稳态。
考点1 兴奋的产生、传导和传递►对应学生用书P90
1.Na+、K+浓度与静息电位和动作电位的关系
2.时间膜电位、位置膜电位与Na+、K+流动的关系
3.内向电流和外向电流
(1)内向电流是指正离子由细胞膜外向膜内流动或负离子由膜内向膜外流动,它增加细胞内的正电荷。
(2)外向电流是指正离子由细胞膜内向膜外流动或负离子由膜外向膜内流动,它增加细胞内的负电荷。
4.神经元的兴奋性及影响因素
(1)兴奋性是指细胞受刺激时产生动作电位的能力。
(2)影响因素:①神经细胞的兴奋性直接取决于静息电位与阈电位的差值大小;②神经细胞的兴奋性也取决于从静息电位达到阈电位的容易程度。
5.兴奋的传导与传递
【基点小测】
(1)“三看法”判断条件反射与非条件反射
①看形成:后天训练过程中获得的为条件反射。
②看中枢:不需要大脑皮层参与的为非条件反射。
③看存在:可消退\可建立的为条件反射。
(2)辨清反射与反射弧的关系
①直接刺激传出神经,也能引发肌肉收缩,但这并不属于反射,原因是没有经过完整的反射弧。
②反射弧中突触的存在决定了兴奋传递的方向只能是单向的。
③效应器是指传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等。
(3)自主神经系统中促进胃肠蠕动的神经属于副交感神经(填“交感神经”或“副交感神经”)。交感神经在兴奋状态时占优势,交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的,其意义是可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。
(4)某药物或有毒、有害物质可以阻断突触处神经冲动传递,其主要的原因可能有阻止神经递质的合成或释放;使神经递质失活;突触后膜上受体位置被药物或有毒、有害物质占据,使神经递质不能和突触后膜上的受体结合。
1.(2025·四川高考)为模拟大脑控制骨骼肌运动的生理过程,科学家将人干细胞诱导分化成三种细胞(图甲),并分别培养成具有相应功能的细胞团,再将不同细胞团组合培养一段时间后,观察骨骼肌细胞团(简称肌)的收缩频率(图乙)。下列推断最合理的是( )
A.若在③培养液中加入谷氨酸,肌收缩频率不会发生变化
B.若将④中乙酰胆碱受体阻断,刺激X会增加肌收缩频率
C.分析②③④可知,X需要通过Y与肌发生功能上的联系
D.由实验结果可知,肌与神经元共培养时收缩频率均增加
解析:选A。由图甲可知,运动神经元Y释放乙酰胆碱,运动神经元X释放谷氨酸,③培养液中是Y+肌,若在③培养液中加入谷氨酸,谷氨酸是X释放的神经递质,而③中没有X对应的受体等相关结构,所以肌收缩频率不会发生变化,A正确;由图乙可知,②培养液中是X+肌,肌收缩频率较低,而④培养液是X+Y+肌,肌收缩频率较高,所以将④中乙酰胆碱受体阻断,刺激X,因为乙酰胆碱受体被阻断,Y释放的乙酰胆碱无法发挥作用,仅靠X释放的谷氨酸会使肌收缩频率降低,B错误;②中是X+肌,④中是X+Y+肌,②中肌有一定收缩频率,说明X可以直接与肌发生功能上的联系,并不是必须通过Y,C错误;从图乙可知,②中X+肌的收缩频率和①中肌单独培养时的收缩频率相近,并没有明显增加,所以并不是肌与神经元共培养时收缩频率均增加,D错误。
2.(2025·湖南高考)顺向轴突运输分快速轴突运输(主要运输跨膜蛋白L)和慢速轴突运输(主要运输细胞骨架蛋白)两种,都以移动、停滞反复交替的方式(移动时速度无差异)向轴突末梢运输物质。用带标记的某氨基酸(合成蛋白A和B所必需)分析蛋白A和B的轴突运输方式,实验如图。下列叙述正确的是( )
A.氨基酸通过自由扩散进入细胞
B.蛋白A是一种细胞骨架蛋白
C.轴突运输中,胞体中形成的突触小泡与跨膜蛋白L的运输方向不同
D.在单位时间内,运输蛋白B时的停滞时间长于蛋白A
解析:选D。氨基酸是小分子物质,且是极性分子,一般通过主动运输的方式进入细胞,而非自由扩散,A错误;已知顺向轴突运输分快速轴突运输(主要运输跨膜蛋白L)和慢速轴突运输(主要运输细胞骨架蛋白)两种,注射带标记的氨基酸,3小时就检测到带标记的A,5天才检测到带标记的B,说明蛋白A的运输速度快,属于快速轴突运输,所以蛋白A不是细胞骨架蛋白(细胞骨架蛋白是慢速轴突运输),B错误;轴突运输中,胞体中形成的突触小泡与跨膜蛋白L都是向轴突末梢运输,运输方向相同,C错误;由于蛋白A是快速轴突运输,蛋白B是慢速轴突运输,且二者移动时速度无差异,那么慢速轴突运输在单位时间内移动得少,是因为停滞时间长,所以在单位时间内,运输蛋白B时的停滞时间长于蛋白A,D正确。
3.(2025·河北高考)血液中CO2浓度升高刺激Ⅰ型细胞,由此引发的Ca2+内流促使神经递质释放,引起传入神经兴奋,最终使呼吸加深加快。通过Ⅰ型细胞对信息进行转换和传递的通路如图所示。下列叙述错误的是( )
A.Ⅰ型细胞受CO2浓度升高刺激时,胞内K+浓度降低,引发膜电位变化
B.阻断Ⅰ型细胞的Ca2+内流,可阻断该通路对呼吸的调节作用
C.该通路可将CO2浓度升高的刺激转换为传入神经的电信号
D.机体通过Ⅰ型细胞维持CO2浓度相对稳定的过程存在负反馈调节
解析:选A。Ⅰ型细胞受CO2浓度升高刺激时,使K+通道关闭,K+外流减少,胞内K+浓度增加,A错误;由题意可知,Ca2+内流促使神经递质释放,引起传入神经兴奋,最终使呼吸加深加快,故阻断Ⅰ型细胞的Ca2+内流,可阻断该通路对呼吸的调节作用,B正确;血液中CO2浓度升高刺激Ⅰ型细胞,由此引发的Ca2+内流促使神经递质释放,引起传入神经兴奋,故该通路可将CO2浓度升高的刺激转换为传入神经的电信号,C正确;机体通过Ⅰ型细胞维持CO2浓度相对稳定的过程,最终使呼吸加深加快,血液中CO2浓度降低,故存在负反馈调节,D正确。
4.(2024·山东高考)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。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,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,该反射不能完成
解析:选C。该反射只受自主神经系统支配,不受意识支配,属于非条件反射,A正确;人的脑神经主要分布在头面部,负责管理头面部的感觉和运动,因此传入神经①属于脑神经,B正确;传出神经②支配瞳孔开大肌,而瞳孔开大肌只受自主神经系统支配,推测传出神经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的神经纤维束,若完全阻断脊髓(颈段)中的网状脊髓束,该反射不能完成,D正确。
1.(2025·山西晋中三模)ATP不仅是细胞内的能量“货币”,还能作为神经递质发挥作用。下图为ATP累积到突触小泡以及释放到突触间隙的相关过程,据图分析,下列推测不合理的是( )
A.突触小泡中的pH低于神经元细胞质基质的pH
B.ATP与VNUT蛋白结合后被转运到突触小泡内
C.ATP进入突触小泡所需能量可能来自H+外流
D.图示ATP的运输都需要转运蛋白参与且都消耗能量
解析:选D。从图中看出,细胞质基质中H+进入突触小泡是逆浓度梯度运输,需要消耗ATP,所以细胞质基质中H+浓度低于突触小泡,因此突触小泡中的pH低于神经元细胞质基质的pH,A正确;从图中看出,ATP进入突触小泡需要借助H+外流产生的动力势能,方式为主动运输,该过程中ATP需要与VNUT蛋白特定部位结合,B、C正确;神经元释放ATP的时候,ATP作为神经递质,通过胞吐的方式释放,不需要转运蛋白,D错误。
2.(2025·河北张家口二模)见手青是最常见的引起中毒的菌类,中毒常见表象有眼睛周围貌似都有小人在跳舞,有七彩小蘑菇在旋转,严重的会有幻觉,比如看到家里到处是火,自己则拿着盆子浇水扑火等;另外还有昏睡不醒、感觉到头重、眼睛干涩难耐等症状。中毒的主要原因是毒素伤及神经。下列叙述错误的是( )
A.食用见手青引起的幻觉主要与大脑皮层有关
B.中毒的人产生幻觉的过程发生了非条件反射
C.毒素与兴奋剂、毒品可能都是通过突触起作用
D.中毒的人体内由神经元与神经胶质细胞共同完成神经调节功能
解析:选B。大脑皮层是整个神经系统中最高级的部位,产生幻觉主要与大脑皮层有关,A正确;产生幻觉的过程没有经过传出神经和效应器,不属于反射,B错误;毒素与兴奋剂、毒品主要在突触处兴奋的传递过程中发挥作用,因此可能都是通过突触起作用的,C正确;神经胶质细胞对神经元有辅助作用,神经元与神经胶质细胞共同完成神经系统的调节功能,D正确。
3.(2025·福建厦门模拟)在农业生产上,农药的滥用不仅带来环境污染,还会直接对两栖类动物的生存带来不利影响。某研究小组以中华大蟾蜍离体坐骨神经为材料,测定草甘膦除草剂对神经冲动产生和传导的影响,结果如表所示。
草甘膦对中华大蟾蜍神经系统生理特性的影响
草甘膦浓度/
(mL/L)
应激反应
时间/ms
动作电位
幅度/mV
神经冲动传
导速度/(m/s)
0
1.16
22.13
9.67
0.82
1.22
21.38
9.23
1.64
1.39
19.29
8.03
2.87
1.53
17.62
7.28
下列叙述正确的是( )
A.坐骨神经属于自主神经,包含交感神经和副交感神经
B.坐骨神经接受刺激所发生的应激反应属于非条件反射
C.草甘膦主要通过阻碍K+的外流,使动作电位幅度降低
D.神经冲动传导速度降低可能与草甘膦损伤神经胶质细胞有关
解析:选D。坐骨神经是躯体神经,而非自主神经,自主神经是支配内脏、血管和腺体等的传出神经,包含交感神经和副交感神经,坐骨神经并不在此范畴,A错误;反射需要完整的反射弧,本题中是离体坐骨神经接受刺激,并没有经过完整的反射弧,所以所发生的应激反应不属于非条件反射,B错误;动作电位是由于Na+内流形成的,草甘膦若要使动作电位幅度降低,主要是通过影响Na+的内流,而非K+的外流,C错误;神经胶质细胞对神经元起支持、保护、营养和修复等作用,当草甘膦损伤神经胶质细胞时,有可能影响神经冲动传导所需的环境和支持等条件,进而使神经冲动传导速度降低,D正确。
4.(2025·山东济南模拟)咳嗽是一种对吸入异物的防御。肺结核是由结合分枝杆菌(Mtb)引起的慢性传染病,咳嗽是活动性肺结核的典型症状和传播的主要原因。研究人员解释了Mtb感染引起咳嗽的反射路径,如图所示。
下列说法错误的是( )
A.痛觉传入神经元上存在SL1的受体
B.SL1引起咳嗽的过程属于非条件反射
C.SL1合成缺陷的Mtb感染引起的咳嗽症状较轻
D.可开发抑制痛觉神经元的药物治疗Mtb引起的咳嗽
解析:选D。根据题意可知,SL1会刺激痛觉神经元,所以可推测痛觉传入神经元上存在SL1的受体,A正确;SL1引起咳嗽的过程属于非条件反射,B正确;SL1合成缺陷的Mtb分泌SL1量少,引起的咳嗽症状较轻,C正确;抑制痛觉神经元的药物会减弱SL1对痛觉神经元的刺激,只能缓解Mtb引起的咳嗽,D错误。
考点2 神经系统的分级调节►对应学生用书P94
1.(2023·山东高考)脊髓、脑干和大脑皮层中都有调节呼吸运动的神经中枢,其中只有脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌,且只有脑干呼吸中枢具有自主节律性。下列说法错误的是( )
A.只要脑干功能正常,自主节律性的呼吸运动就能正常进行
B.大脑可通过传出神经支配呼吸肌
C.睡眠时呼吸运动能自主进行体现了神经系统的分级调节
D.体液中CO2浓度的变化可通过神经系统对呼吸运动进行调节
解析:选A。分析题意可知,只有脑干呼吸中枢具有自主节律性,而脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌,故若仅有脑干功能正常而脊髓受损,则无法完成自主节律性的呼吸运动,A错误;脑干和大脑皮层中都有调节呼吸运动的神经中枢,故大脑可通过传出神经支配呼吸肌,B正确;正常情况下,呼吸运动既能受到意识的控制,也可以自主进行,这反映了神经系统的分级调节,睡眠时呼吸运动能自主进行体现了脑干对脊髓的分级调节,C正确。CO2属于体液调节因子,体液中CO2浓度的变化可通过神经系统对呼吸运动进行调节,如CO2浓度升高时,可刺激脑干加快呼吸频率,从而有助于CO2排出,D正确。
2.(2025·河北高考·改编)研究者对不同受试者的检查发现:①丘脑(位于下丘脑旁侧的较高级中枢)受损患者对皮肤的触碰刺激无反应;②看到食物,引起唾液分泌;③受到惊吓时,咀嚼和吞咽食物变慢。下列叙述正确的是( )
A.①说明触觉产生于丘脑
B.②中引起唾液分泌的反射为非条件反射
C.控制咀嚼和吞咽的传出神经属于外周神经系统
D.受到惊吓时,机体通过神经系统影响内分泌,肾上腺素分泌减少
解析:选C。根据题目信息只能判断丘脑受损会阻断皮肤接触产生的刺激,使患者对皮肤触碰的刺激无反应,无法得出触觉产生于丘脑的结论,A错误;吃东西引起唾液分泌是非条件反射,但“看到食物,引起唾液分泌”是通过视觉刺激与食物建立联系后习得的反射,属于条件反射,B错误;外周神经系统包含传入神经和传出神经,C正确;受到惊吓时,属于应激反应,会使交感神经兴奋,导致肾上腺素分泌增加,D错误。
3.(2024·河北高考)心率为心脏每分钟搏动的次数。心肌P细胞可自动产生节律性动作电位以控制心脏搏动。同时,P细胞也受交感神经和副交感神经的双重支配。受体阻断剂A和B能与各自受体结合,并分别阻断两类自主神经的作用,以受试者在安静状态下的心率为对照,检测了两种受体阻断剂对心率的影响,结果如图。回答下列问题:
(1)调节心脏功能的基本中枢位于____________。大脑皮层通过此中枢对心脏活动起调节作用,体现了神经系统的____________调节。
(2)心肌P细胞能自动产生动作电位,不需要刺激,该过程涉及Ca2+的跨膜转运。神经细胞只有受刺激后,才引起______离子跨膜转运的增加,进而形成膜电位为____________的兴奋状态。上述两个过程中离子跨膜转运方式相同,均为____________。
(3)据图分析,受体阻断剂A可阻断____________神经的作用。兴奋在此神经与P细胞之间进行传递的结构为____________。
(4)自主神经被完全阻断时的心率为固有心率。据图分析,受试者在安静状态下的心率____________(填“大于”“小于”或“等于”)固有心率。若受试者心率为每分钟90次,比较此时两类自主神经的作用强度:_____________________________________________。
解析:(3)交感神经占优势,心跳加快,副交感神经占优势,心跳减慢。受体阻断剂A作用后心率为115次/分,心率升高,所以其阻断的是副交感神经。兴奋在神经元与肌肉细胞之间进行传递的结构为突触。(4)由题图可知,受试者安静状态下的心率为65次/分,而固有心率为100次/分,所以受试者在安静状态下的心率小于固有心率。若受试者心率为90次/分,则副交感神经作用强度大于交感神经,使心跳低于固有心率。
答案:(1)脑干 分级 (2)钠 外负内正 协助扩散 (3)副交感 突触 (4)小于 交感神经和副交感神经都起作用,副交感神经作用更强
1.(2025·河南南阳模拟)人体交感神经兴奋引起唾液腺分泌的唾液,水分较少而酶含量较多,而副交感神经兴奋引起唾液腺分泌的唾液,水分较多而酶含量较少。下列叙述错误的是( )
A.人体所有的内脏和血管都同时受交感神经和副交感神经支配
B.交感神经兴奋和副交感神经兴奋对唾液腺分泌唾液具有协同作用
C.人体唾液腺分泌唾液的反射存在非条件反射和条件反射两种类型
D.人体注射肾上腺素后可促进唾液腺分泌唾液,唾液中酶含量较多
解析:选A。并非所有的内脏、血管、腺体都同时受交感神经和副交感神经支配,例如汗腺只受交感神经的支配,A错误。交感神经和副交感神经都能促进唾液腺的分泌,二者相互配合,具有协同作用,B正确。吃梅止渴是一种比较低级的神经活动,由大脑皮层以下的神经中枢(如脑干、脊髓)参与即可完成,是非条件反射活动;望梅止渴是一种高级的神经活动,是在非条件反射的基础上,经过一定的过程,在大脑皮层参与下完成的,是高级神经活动的基本方式,是条件反射活动,可见人体唾液腺分泌唾液的反射存在非条件反射和条件反射两种类型,C正确。人体注射肾上腺素后交感神经兴奋,交感神经兴奋引起唾液腺分泌的唾液水分较少而酶含量较多,D正确。
2.(2025·山东济南模拟)当膀胱充盈时,膀胱压力感受器产生的信号上传至脑干,继而传至大脑,产生尿意。脑干排尿中枢包括脑桥排尿中枢(PMC)和中脑导水管周围灰质(PAG)。如不宜排尿,大脑可通过PAG介导向PMC发送抑制信号,实现延迟排尿。PMC分为M区和L区,M区接受刺激后激活副交感神经;L区接受刺激后,抑制副交感神经活动,外括约肌收缩。下列相关叙述错误的是( )
A.M区接受刺激后引发排尿活动
B.L区接受刺激后抑制排尿活动
C.脑干参与意识控制下的排尿活动
D.若PMC受损则排尿反射无法进行
解析:选D。副交感神经兴奋,会使膀胱缩小,利于排尿。M区接受刺激后激活副交感神经,因此会引发排尿活动;L区接受刺激后,抑制副交感神经活动,因此会抑制排尿活动,A、B正确。当膀胱充盈时,膀胱压力感受器产生的信号上传至脑干,继而传至大脑,产生尿意,据此可知,脑干、大脑等都参与意识控制下的排尿活动,C正确。排尿反射的中枢位于脊髓,PMC是脑干中的脑桥排尿中枢,若PMC受损则排尿反射可以进行,只是不能有意识排尿,D错误。
3.(2025·黑龙江哈尔滨一模)在亚冬会短道速滑比赛场上,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。下列说法错误的是( )
A.短跑比赛规则规定,在枪响后0.1 s内起跑视为抢跑,该行为属于条件反射
B.兴奋传递经过②处会存在电信号→化学信号→电信号的转变
C.大脑皮层运动中枢发出的指令通过皮层下神经元④和⑤控制脊髓中神经元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分级调节
D.若中枢神经元④和⑤的兴奋均可引起b结构收缩,则在箭头处切断神经纤维,b结构收缩强度会减弱
解析:选A。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、神经中枢(大脑皮层—脊髓)、传出神经、效应器(神经所支配的肌肉和腺体)等结构,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,不属于反射,A错误;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),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,D正确。
4.(2025·河南安阳二模)排尿反射是一种简单的反射活动,但在高级中枢的控制下进行。当膀胱内贮尿量达到一定程度(400 mL左右),膀胱内压升高,膀胱被动扩张,使膀胱壁内牵张感受器受到刺激而兴奋,神经冲动传到骶髓的初级中枢;同时由脊髓再把膀胱充胀的信息上传至大脑皮层的排尿反射高级中枢,并产生尿意。排尿时,膀胱收缩、尿道扩张,排尿反射的部分反射弧如图所示,其中Ach和NA表示不同的神经递质。回答下列问题:
(1)图中副交感神经属于________(填“传入神经”或“传出神经”),该神经与交感神经往往作用于同一器官且作用效果相反,意义是___________________________________________。
(2)排尿时,副交感神经和躯体运动神经均兴奋,而交感神经活动被抑制。躯体运动神经释放的Ach与受体结合后引起尿道外括约肌的效应是______。图中NA均为交感神经释放的神经递质,但作用效果不同,原因是____________________________。
(3)“吓尿了”常用来形容一个人因极度惊吓而导致小便失禁的状态,其原因是________________________________________________________________________。
(4)由于排尿反射存在________调节,成年人可以“憋尿”,但长时间“憋尿”会导致心跳加快、血压升高,原因是_________________________________________________。
解析:(1)由图可知,副交感神经支配相应的肌肉作出反应,应属于传出神经。交感神经与副交感神经,通常作用于同一器官且作用效果相反,可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。(2)排尿时,膀胱收缩、尿道扩张,即逼尿肌收缩,尿道内括约肌和尿道外括约肌均舒张,尿道外括约肌由躯体运动神经支配,该神经兴奋释放的Ach作用于尿道外括约肌,使其舒张。NA在不同部位的作用效果不同的原因是与NA结合的受体不同。
答案:(1)传出神经 可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化 (2)舒张 与NA结合的受体不同 (3)极度惊吓导致脑对脊髓的排尿反射的控制作用减弱 (4)分级 长时间憋尿会导致交感神经兴奋,引起心跳加快、血管收缩、血压升高
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