内容正文:
第3课时 神经冲动的产生、传导与传递
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。
考点一 神经冲动的产生和传导
1.静息电位与动作电位
2.冲动以电信号(局部电流)的形式传导
(1)局部电流的形成:当刺激部位处于内正外负的反极化状态时,邻近未受刺激的部位仍处于外正内负的极化状态,两者之间会形成局部电流。
(2)局部电流的作用:局部电流又会刺激没有去极化的细胞膜,使之去极化,也形成动作电位。
(3)膜内外电流方向和兴奋传导方向
不断地以局部电流向前传导,将动作电位传播出去,一直传到神经末梢。膜外:兴奋传导方向与电流方向相反;膜内:兴奋传导方向与电流方向相同。
3.膜电位曲线分析
(1)AB段:极化状态(静息电位)。神经冲动已经通过该段神经纤维,Na+通道关闭,K+通道开放。
(2)BC段:超极化状态。Na+通道关闭,K+通道开放。
(3)CD段:复极化。静息电位恢复过程。Na+通道关闭,K+通道开放。
(4)DE段:去极化。神经冲动刚传至该区段,动作电位形成过程。Na+通道开放,K+通道关闭。
(5)EF段:极化状态(静息电位)。神经冲动还未传至该段神经纤维,Na+通道关闭,K+通道开放。
4.神经冲动(兴奋)传导的特点
(1)生理完整性:神经冲动传导要求神经纤维在结构上和生理功能上都是完整的。如果神经纤维被切断,破坏了结构的完整性,冲动不可能通过断口。
(2)绝缘性:一条神经中包含很多根神经纤维,一根神经纤维传导神经冲动时不影响其他神经纤维,也就是说,各神经纤维之间具有绝缘性。
(3)非递减性传导:与电流在导体中的传导不同,动作电位在传导过程中,其大小和速率不会因传导距离的增加而衰减。
(4)在(离体)神经纤维上双向(填“单向”或“双向”)传导。
5.细胞外液中Na+、K+浓度改变对膜电位的影响
项目
静息电位绝对值
动作电位峰值
Na+浓度增加
不变
变大
Na+浓度降低
不变
变小
K+浓度增加
变小
不变
K+浓度降低
变大
不变
分析表格可知:
(1)静息电位是K+的平衡电位,就是细胞内K+向细胞外扩散达到平衡时的膜电位。细胞外液中Na+浓度的改变通常不会影响静息电位。
(2)细胞外液中K+浓度增加,导致细胞内K+向外扩散减少,从而引起静息电位绝对值变小。反之,静息电位绝对值变大。
(3)动作电位的峰值是Na+的平衡电位,就是细胞外Na+向细胞内扩散达到平衡时的膜电位。细胞外液中K+浓度的改变通常不会影响动作电位的峰值。
(4)细胞外液中Na+浓度增加,导致其向细胞内的扩散量增加,从而引起动作电位的峰值变大。反之,动作电位峰值变小。
1.图1是测量神经纤维膜内外电位的装置,图2是测得的膜电位变化。下列有关叙述错误的是( )
A.图1中甲能测出静息电位的大小,相当于图2中a点的电位
B.若细胞外Na+浓度适当升高,在适宜强度刺激下图2中c点上移
C.神经纤维的状态由a转变为b的过程中,膜对Na+的通透性增大
D.若要画出如图2的动作电位,需要多个图1装置测量神经纤维不同位点的电位变化
答案 D
解析 静息时膜电位表现为外正内负,所以图1中甲能测出静息电位的大小,相当于图2中a点的电位,A正确;图2中c点表示动作电位峰值,是Na+内流所致,所以若细胞外Na+浓度适当升高,则动作电位的峰值会增大,c点上移,B正确;神经纤维的状态由a转变到b是产生动作电位的过程,膜对Na+的通透性增大,C正确;图2表示的是神经纤维上一个位点的电位变化,不需要多个图1装置测量神经纤维不同位点的电位变化,D错误。
2.使用20 V电压刺激轴突,使用多个灵敏电位计测出电位并制图。如图表示该轴突的动作电位传导示意图,下列叙述正确的是( )
A.在神经系统中,神经冲动以化学信号的形式传递
B.同一时间细胞膜内侧Na+浓度a处小于b处
C.图中从左至右的过程表示动作电位形成和恢复的过程
D.若改为25 V电压刺激,a点高度、电位计偏转角度均不变
答案 D
解析 在神经系统中,神经冲动在神经纤维上的传导方式是电信号,A错误;据图可知,a处主要发生K+外流,是恢复静息电位的过程,是在发生动作电位Na+内流后产生的过程,而b处维持外正内负的静息状态,所以同一时间细胞膜内侧Na+浓度a处大于b处,B错误;结合图示箭头方向可知,图中从左至右的过程表示静息电位的恢复和动作电位的形成过程,C错误;a点是动作电位的峰值,主要与细胞内外的钠离子浓度差有关,若改为25 V电压刺激,a点高度、电位计偏转角度均不变,D正确。
考点二 突触结构和信号传递
1.突触的结构和类型
2.兴奋传递的过程
3.神经递质与受体
提醒 神经递质的作用效果有兴奋和抑制两类。当神经递质作用于突触后膜时,若能使
Na+通道打开,则会引起突触后神经元的兴奋;若不能打开Na+通道,而是提高细胞膜对K+的通透性,尤其是对Cl-的通透性,则会导致膜电位外正内负的局面加剧,进而表现为突触后神经元活动被抑制。
4.兴奋传递的特点
归纳总结 突触结构及兴奋在突触中传递的知识归纳
(1)突触前膜分泌神经递质的方式为胞吐,依赖于细胞膜的流动性,不需要载体,但消耗能量。
(2)突触小泡的形成与高尔基体有关,神经递质的分泌与线粒体有关。
(3)突触间隙内的液体属于组织液,突触后膜上受体的化学本质为糖蛋白,神经递质与突触后膜上受体的结合具有特异性。
(4)突触后膜可能是下一个神经元的胞体膜或树突膜,也可能是传出神经元支配的肌肉细胞膜或腺体细胞膜。
(5)兴奋在突触中的传递体现了细胞间的信息交流,神经递质、激素等属于信号分子。
α-银环蛇毒能与突触后膜上的乙酰胆碱受体牢固结合,导致乙酰胆碱不能与突触后膜上的受体结合,突触后膜不能产生兴奋;乙酰胆碱酯酶能够清除与突触后膜上受体结合的乙酰胆碱,有机磷农药能抑制乙酰胆碱酯酶的活性,导致乙酰胆碱酯酶不能清除与突触后膜上受体结合的乙酰胆碱,从而使突触后膜处于持续兴奋状态。
3.(2023·浙江6月选考,20)神经元的轴突末梢可与另一个神经元的树突或胞体构成突触。通过微电极测定细胞的膜电位,PSP1和PSP2分别表示突触a和突触b的后膜电位,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.突触a、b前膜释放的递质,分别使突触a后膜通透性增大、突触b后膜通透性降低
B.PSP1和PSP2由离子浓度改变形成,共同影响突触后神经元动作电位的产生
C.PSP1由K+外流或Cl-内流形成,PSP2由Na+或Ca2+内流形成
D.突触a、b前膜释放的递质增多,分别使PSP1幅值增大、PSP2幅值减小
答案 B
解析 据图可知,突触a释放的递质使突触后膜上膜电位增大,推测可能是递质导致突触后膜的通透性增大,突触后膜上Na+通道开放,Na+大量内流;突触b释放的递质使突触后膜上膜电位减小,推测可能是递质导致突触后膜的通透性增大,突触后膜上Cl-通道开放,
Cl-大量内流,A错误;图中PSP1中膜电位增大,可能是Na+或Ca2+内流形成的,PSP2中膜电位减小,可能是K+外流或Cl-内流形成的,共同影响突触后神经元动作电位的产生,B正确,C错误; 细胞接受有效刺激后,一旦产生动作电位,其幅值就达最大,增加刺激强度,动作电位的幅值不再增大,推测突触a、b前膜释放的递质增多,PSP1、PSP2幅值可能不变,D错误。
4.(2020·浙江7月选考,20)分布有乙酰胆碱受体的神经元称为胆碱能敏感神经元,它普遍存在于神经系统中,参与学习与记忆等调节活动。乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱的分解,药物阿托品能阻断乙酰胆碱与胆碱能敏感神经元的相应受体结合。下列说法错误的是( )
A.乙酰胆碱分泌量和受体数量改变会影响胆碱能敏感神经元发挥作用
B.使用乙酰胆碱酯酶抑制剂可抑制胆碱能敏感神经元受体发挥作用
C.胆碱能敏感神经元的数量改变会影响学习与记忆等调节活动
D.注射阿托品可影响胆碱能敏感神经元所引起的生理效应
答案 B
解析 乙酰胆碱酯酶抑制剂使得乙酰胆碱发挥作用后不能被分解,乙酰胆碱能持续地与胆碱能敏感神经元受体结合发挥作用,B错误。
思维辨析常见兴奋传递过程中出现异常的情况归纳
1.(2023·海南,9)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,可用于治疗癫痫。下列有关叙述错误的是( )
A.该神经递质可从突触前膜以胞吐方式释放出来
B.该神经递质与其受体结合后,可改变突触后膜对离子的通透性
C.药物W阻断了突触前膜对该神经递质的重吸收而增强抑制作用
D.药物W可用于治疗因脑内神经元过度兴奋而引起的疾病
答案 C
解析 该神经递质与其受体结合后,可改变突触后膜对离子的通透性,导致阴离子内流,进而使静息电位的绝对值更大,表现为抑制作用,B正确;药物W通过激活脑内某种抑制性神经递质的受体,进而增强该神经递质的抑制作用,因此,药物W可用于治疗因脑内神经元过度兴奋而引起的疾病,C错误,D正确。
2.(2022·浙江6月选考,24)听到上课铃声,同学们立刻走进教室,这一行为与神经调节有关。该过程中,其中一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。下列关于该过程的叙述,错误的是( )
A.此刻①处Na+内流,②处K+外流,且两者均不需要消耗能量
B.①处产生的动作电位沿神经纤维传播时,波幅一直稳定不变
C.②处产生的神经冲动,只能沿着神经纤维向右侧传播出去
D.若将电表的两个电极分别置于③④处,指针会发生偏转
答案 A
解析 根据兴奋传递的方向为③→④,则①处恢复静息电位,为K+外流,②处Na+内流,A错误;动作电位沿神经纤维传导时,其电位变化总是一样的,不会随传导距离的增加而衰减,B正确;反射弧中,兴奋在神经纤维的传导是单向的,由轴突传导到轴突末梢,即向右侧传播出去,C正确;将电表的两个电极置于③④处时,由于会存在电位差,指针会发生偏转,D正确。
3.(2022·浙江1月选考,11)膝跳反射是一种简单反射,其反射弧为二元反射弧。下列叙述错误的是( )
A.感受器将刺激转换成神经冲动并沿神经纤维单向传导
B.神经肌肉接点的神经冲动传递伴随信号形式的转换
C.突触后膜去极化形成的电位累加至阈值后引起动作电位
D.抑制突触间隙中递质分解的药物可抑制膝跳反射
答案 D
解析 兴奋在反射弧上的传导是单向的,只能从感受器通过传入神经元、神经中枢、传出神经元传到效应器,感受器接受一定的刺激后,产生兴奋,兴奋以神经冲动或电信号的形式沿着传入神经元向神经中枢单向传导,A正确;神经肌肉接点相当于一个突触结构,故神经肌肉接点处发生“电信号→化学信号→电信号”的转化,B正确;突触后膜去极化,由外正内负转为外负内正,当电位达到一定阈值时,可在突触后神经细胞膜上引起动作电位,C正确;神经递质发挥作用后就会失活,若药物能抑制神经递质分解,使神经递质持续发挥作用,导致突触后膜持续兴奋,因此抑制突触间隙中递质分解的药物可促进膝跳反射持续进行,D错误。
4.(2022·山东,9)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.NE-β受体复合物可改变突触后膜的离子通透性
答案 B
解析 药物甲抑制去甲肾上腺素的灭活,进而导致突触间隙中的NE增多,A正确;由图可知,神经递质可与突触前膜的α受体结合,进而抑制突触小泡释放神经递质,这属于负反馈调节,药物乙抑制NE释放过程中的负反馈,B错误;由图可知,去甲肾上腺素被突触前膜摄取回收,药物丙抑制突触间隙中NE的回收,C正确;神经递质NE与突触后膜的β受体特异性结合后,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。
课时精练
一、选择题
1.神经电位的测量装置如图甲所示,其中箭头表示施加适宜刺激,阴影表示兴奋区域,a、b代表测量电极。下列相关叙述正确的是( )
A.未刺激时,图甲装置测量的是该神经纤维的静息电位
B.若如图甲给予适宜刺激后,测得的膜电位变化可用图乙表示
C.若适宜刺激点移至ab的中点,兴奋双向传递,电位变化可用图乙表示
D.若没有适宜刺激,a、b两电极处对K+的通透性不同
答案 B
解析 测量神经纤维的静息电位时需要一个电极接在膜内,另一个电极接在膜外,所以图甲(两个电极都接在膜外)不能测量静息电位,A错误;若如图甲给予适宜刺激后,开始时是0电位,随后兴奋传到b电极,电表指针向右偏转,当兴奋在两电极之间传导时,是0电位,接着兴奋到达电极a,电表指针向左偏转,因此膜电位变化可用图乙表示,B正确;若适宜刺激点移至ab的中点,兴奋双向传递,电极a、b可同时兴奋,所以电位一直为0,不能用图乙表示,C错误;若没有适宜刺激,神经元处于静息电位,原因是K+外流,a、b两电极均位于膜外,对K+的通透性大致相同,D错误。
2.(2024·金华高三质检)如图为神经纤维接受刺激后膜电位变化和膜对离子通透性的关系,其中GNa表示膜对Na+的通透性,GK表示膜对K+的通透性。下列叙述正确的是( )
A.动作电位下降支的产生原因是膜对Na+的通透性降低
B.超极化膜电位比静息电位值更小,引发原因可能是K+过度外流
C.若神经纤维处于高Na+环境,神经纤维的静息电位会变大
D.突触前膜释放的神经递质都能使突触后膜出现图中的动作电位
答案 B
解析 动作电位下降支的产生原因是膜对K+的通透性增加,从而引起K+外流,A错误;动作电位恢复过程中产生的超极化是K+过度外流引起的,B正确;神经纤维膜电位的初始值(即静息电位)变大的原因是神经纤维所处的环境中K+浓度降低,C错误;突触前膜释放的神经递质可能使突触后膜去极化或超极化,不一定能产生动作电位,D错误。
3.研究人员利用蛙坐骨神经腓肠肌标本在任氏液中进行有关实验。刺激位点为①或②处,甲、乙、丙、丁处接有灵敏电流表,实验中某一时刻的结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.乙和丙处膜内外电位相同,此时Na+内流与K+外流速率相等
B.若证明坐骨神经由多个神经纤维组成,可逐渐增加②处刺激强度并观察甲电流表指针偏转幅度
C.电信号在坐骨神经上的传导离不开神经递质的作用
D.若将标本放在低钠的溶液中重复实验,丁的指针偏转的幅度变小
答案 B
解析 乙、丙处的灵敏电流表指针为0,说明乙和丙处膜内外电位相同,但乙处于形成动作电位过程,丙处于恢复静息电位过程,乙处Na+内流,丙处K+外流,两种离子转运速率不等,A错误;根据动作电位传导图可知,逐渐增加②处刺激强度并观察甲电流表指针偏转幅度,可证明坐骨神经是否由多个神经纤维组成,B正确;神经递质由突触前膜释放,作用于突触后膜,与突触信号传递有关,而兴奋在神经纤维上以电信号形式传导,C错误;若将标本放在低钠的溶液中重复实验,Na+浓度会影响动作电位峰值的大小,而丁测的是静息电位,其指针偏转的幅度不变,D错误。
4.(2023·湖州高三模拟)如图为神经元静息电位形成有关机制示意图,下列叙述错误的是( )
A.钠钾泵的活动对静息电位的大小没有影响
B.在静息状态时,K+漏通道的通透性远大于Na+漏通道的通透性
C.K+通过K+漏通道向外扩散积累的膜内外电位差可抑制K+的扩散
D.给人体静脉滴注一定浓度KCl溶液,可降低静息电位的绝对值
答案 A
解析 神经细胞在静息状态下,膜外Na+浓度高于膜内,而膜内K+浓度高于膜外,钠钾泵工作时向细胞膜外泵出Na+,同时向膜内泵入K+,有助于神经细胞维持静息电位,故钠钾泵的活动对静息电位的大小有影响,A错误;静息状态主要与K+外流有关,所以在静息状态时K+漏通道的通透性远大于Na+漏通道的通透性,B正确;K+在细胞内的浓度高于细胞外,K+通过K+漏通道向外扩散积累的膜内外电位差,会缩小两侧浓度差,可抑制K+的扩散,C正确;K+在细胞内的浓度高于细胞外,给人体静脉滴注一定浓度KCl溶液,导致细胞外K+浓度升高,从而降低静息电位的绝对值,D正确。
阅读下列材料,完成第5、6小题。
多巴胺是大脑中含量最丰富的儿茶酚胺类神经递质,能传递兴奋及开心的信息。可卡因能影响多巴胺在反射活动中兴奋的传递,如图甲所示。蝎毒属于神经毒素,能破坏膜上的钠离子通道。图乙是不同因素影响下神经递质回收率统计图。
5.下列有关神经递质的叙述,错误的是( )
A.多巴胺的释放方式是胞吐,体现了细胞膜的流动性
B.神经递质作用后会被分解或者被上一神经元重吸收
C.多巴胺与受体蛋白结合后引发突触后膜的电位变为外负内正
D.突触间隙中的神经递质经主动转运穿过突触后膜而传递兴奋
答案 D
解析 突触间隙中的神经递质扩散到突触后膜,与突触后膜上的特异性受体结合,引起突触后膜上的电位变化,从而传递兴奋,神经递质不穿过突触后膜,D错误。
6.据图分析,下列叙述不正确的是( )
A.可卡因被吸食后神经递质回收率可以用图乙中z曲线表示
B.蝎毒作用机理和效果与可卡因相同
C.图甲中图③受可卡因影响,受体蛋白数量减少
D.毒品分子阻断重吸收过程可能导致神经递质持续作用突触后膜
答案 B
解析 可卡因被吸食后,使得多巴胺不能及时被回收,则多巴胺会不断地与突触后膜上的受体结合,使突触后膜持续性兴奋;蝎毒能破坏膜上的钠离子通道,使突触后膜不能兴奋,故蝎毒作用机理和效果与可卡因不同,故B错误。
7.(2024·宁波高三期末)记忆最初是在海马体(大脑皮层的一个区域)形成的,与其环状联系有关,如图表示相关结构。信息在环路中循环运行,使神经元活动的时间延长。下列有关叙述正确的是( )
A.N处突触前膜释放兴奋性神经递质
B.M处兴奋时,膜外Na+大量内流后,其浓度低于膜内
C.神经递质与相应受体结合后,进入突触后膜内发挥作用
D.信息在环路中循环运行说明突触间的兴奋传递并不一定是单向的
答案 A
解析 为了使神经元活动的时间延长,N处突触前膜要释放兴奋性神经递质,A正确;M处兴奋时,膜外Na+大量内流后,其浓度仍高于膜内,B错误;神经递质与相应受体结合后,不进入突触后膜内,C错误;突触间的兴奋传递是单向的,D错误。
8.(2024·浙江临安中学高三期中)阈电位是指能引起动作电位的临界膜电位。用同种强度的阈下(低于阈电位)刺激分别以单次和连续的方式刺激上一神经元,测得下一神经元的膜电位(突触后膜)变化情况如图所示。下列说法错误的是( )
A.在静息电位一定的情况下,阈电位的绝对值高的神经元更不容易兴奋
B.上一神经元受到刺激后释放的是兴奋性神经递质
C.连续多次阈下刺激可以叠加并引发突触后膜产生动作电位
D.两种不同方式的刺激均使突触前膜处发生了电信号到化学信号的转变
答案 A
解析 由图可知,神经元的兴奋性与细胞的静息电位和阈电位的差值成反比关系,差值越大,神经元越不容易兴奋,故在静息电位一定的情况下,阈电位的绝对值高的神经元与静息电位的差值越小,因而更容易兴奋,A错误。
9.(2024·温州高三质检)γ-氨基丁酸(GABA)是成年动物体内中枢神经系统主要的抑制性神经递质。胚胎发育早期未成熟神经元中GABA的生理效应与成熟神经元相反,但GABA的通道型受体特性(既是GABA受体,又是双向Cl-通道)并未改变,这与神经元细胞膜上两种Cl-跨膜共转运体NKCC1和KCC2有关,其作用机制如图所示(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)。下列叙述错误的是( )
A.神经元1为成熟神经元,神经元2为未成熟神经元
B.神经元1胞内Cl-浓度高于胞外,GABA作为信号引起兴奋性效应的产生
C.神经元2膜上的GABA受体被激活后,导致膜电位差增大,产生抑制性效应
D.GABA的作用机制表明,离子进出可引起膜电位的变化,但不一定会形成动作电位
答案 A
解析 由图可知,神经元1膜上的GABA受体被激活后,引起Cl-外流,产生兴奋性效应,所以神经元1是未成熟神经元;神经元2膜上的GABA受体被激活后,引起Cl-内流,导致膜电位差增大,产生抑制性效应,所以神经元2为成熟神经元,A错误,C正确;神经元1膜上的GABA受体通过易化扩散的方式转运Cl-,所以胞内Cl-浓度高于胞外,神经元1膜上的GABA受体被激活后,引起Cl-外流,产生兴奋性效应,B正确;GABA的作用机制表明,离子进出可引起膜电位的变化,但不一定会形成动作电位,如神经元2膜上的GABA受体被激活后,引起Cl-内流,膜电位依然是外正内负的静息电位,D正确。
10.(2024·丽水高三联考)心肌细胞动作电位产生过程如图所示,其静息电位及去极化过程产生原理与神经细胞基本相同,但复极化过程分为1、2、3三个时期,其中2时期心肌细胞膜上K+通道和Ca2+通道均开放,3时期Ca2+通道关闭。下列叙述正确的是( )
A.0时期处于去极化过程,Na+内流速度逐渐增大
B.2时期K+外流速度约等于Ca2+内流速度的2倍
C.4时期心肌细胞膜需要主动转运泵入K+和Ca2+
D.血浆中K+浓度升高可使心肌细胞静息电位绝对值增大
答案 B
解析 0时期表示去极化过程,Na+内流速度并不是逐渐增大,接近1时期时,Na+内流速度逐渐为0,A错误;2时期表示复极化的平台期,此时K+外流、Ca2+内流,膜电位复极缓慢,电位接近于0 mV水平,故只有K+外流速度约等于Ca2+内流速度的2倍时才能使电位接近0 mV水平,B正确;4时期表示恢复为静息电位,该过程利用Na+-K+泵主动转运泵出Na+、泵入K+,C错误;血浆中K+浓度升高,则心肌细胞内K+外流减少,导致心肌细胞静息电位绝对值减小,D错误。
11.(2024·杭州高三联考)帕金森病的病因主要是黑质损伤、退变,多巴胺合成减少。图甲是帕金森病患者的脑与脊髓调节关系示意图(脑内纹状体与黑质之间存在调节环路,其中“-”表示抑制),由图甲中黑质-纹状体的相互调节关系,可以推测帕金森病患者的纹状体合成乙酰胆碱增加。图乙是患者服用某种特效药后的效果图。下列叙述正确的是( )
A.图甲中,神经元a释放的多巴胺加强脊髓运动神经元钠离子的内流,促进其兴奋,说明高级神经中枢对低级神经中枢有一定的调控作用
B.图甲中,神经元b由钾离子外流引起去极化后,释放乙酰胆碱,使脊髓运动神经元兴奋
C.研究发现,神经元a的轴突末梢上也存在多巴胺受体,如果该受体与多巴胺结合,会导致轴突末梢的兴奋性下降,从而促进多巴胺合成、释放
D.对比图甲、乙,推测该特效药的作用机理可能是促进神经元a合成、分泌多巴胺,抑制神经元b合成、分泌乙酰胆碱
答案 D
解析 图甲中,神经元a属于脑中发出的神经元,可以分泌多巴胺作用于脊髓运动神经元,抑制其兴奋,防止其兴奋过度,A错误;图甲中,神经元b由钠离子内流引起去极化后,释放乙酰胆碱,使脊髓运动神经元兴奋,B错误;若多巴胺与神经元a的轴突末梢的多巴胺受体结合,则会导致轴突末梢的兴奋性下降,从而减少多巴胺的合成和释放,C错误;由图甲、乙可知,该特效药可能是增加了多巴胺的分泌,减少了乙酰胆碱的分泌,降低了脊髓运动神经元的兴奋性,D正确。
12.(2023·台州高三模拟)如图为有髓神经纤维上的兴奋传导示意图。有髓神经纤维轴突外包有一层较厚的髓鞘,而构成髓鞘主要成分的脂质膜是不允许带电离子通过的,只有在髓鞘中断的郎飞结处,离子才能跨膜移动。下列叙述正确的是( )
A.有髓神经纤维上兴奋的传导方向与膜外局部电流方向一致
B.有髓神经纤维膜外局部电流只能发生在相邻的郎飞结之间
C.同等条件下,有髓神经纤维兴奋的传导比无髓神经纤维更慢
D.兴奋在两种神经纤维上传出相同距离,有髓神经纤维上跨膜移动的离子数多于无髓神经纤维
答案 B
解析 据图分析可知,有髓神经纤维上兴奋的传导方向与膜外局部电流方向相反,A错误;郎飞结的电阻较小,在兴奋传导时,局部电流可由一个郎飞结跳跃到邻近的下一个郎飞结,该传导称为跳跃传导,郎飞结的形成极大地加快了兴奋的传导速度,C错误;由于构成髓鞘主要成分的脂质膜是不允许带电离子通过的,所以兴奋在两种神经纤维上传出相同距离,有髓神经纤维上跨膜移动的离子数少于无髓神经纤维,D错误。
二、非选择题
13.中枢神经系统中的抑制性神经元,能够分泌抑制性神经递质,引起突触后膜发生Cl-内流、K+外流,从而造成突触后膜膜电位的改变,使突触后神经元受到抑制。图1是与膝跳反射有关的部分结构示意图(图中①~⑧表示细胞或结构),发生膝跳反射时,伸肌②收缩,屈肌⑦舒张。请回答下列问题:
(1)在膝跳反射过程中,兴奋在该反射弧中________(填“单向”或“双向”)传递。
(2)图2表示膜电位变化曲线。在膝跳反射过程中,A点的膜电位变化曲线为甲曲线,其中EF段形成的原因是______________________,在F点时膜电位表现为______________________。
(3)图1中________(填图中序号)是抑制性神经元。在膝跳反射过程中,⑤位置的膜电位变化曲线是图2中的________(填“甲”“乙”或“丙”),⑥位置的膜电位变化曲线是图2中的________(填“甲”“乙”或“丙”)。
(4)若要检测图1中M点在膝跳反射过程中的膜电位变化,理论上正确的操作是________。
A.将电表的两极连接于膜外M点两侧,刺激N点
B.将电表的两极连接于膜外M点两侧,刺激感受器
C.将电表的两极分别连接于M点膜内和膜外,刺激N点
D.将电表的两极分别连接于M点膜内和膜外,刺激感受器
答案 (1)单向 (2)钠离子内流 外负内正 (3)⑤ 甲 乙 (4)D
解析 (2)EF段表示产生了动作电位,此时钠离子内流,使膜电位发生逆转,F点时膜电位为动作电位,即外负内正。(3)发生膝跳反射时,屈肌⑦舒张,表示未兴奋,故图1中⑤是抑制性神经元。在膝跳反射过程中,⑤神经元兴奋,释放抑制性神经递质,抑制⑥神经元兴奋,出现屈肌⑦舒张,故⑤位置的膜电位变化曲线是图2中的甲,⑥接受抑制性神经递质,引起突触后膜发生氯离子内流,不产生兴奋,故⑥位置的膜电位变化曲线是图2中的乙。(4)完成膝跳反射,必须具备完整的反射弧,同时M点兴奋会发生膜电位的变化,故要检测图1中M点在膝跳反射过程中的膜电位变化,理论上将电表的两极分别连接于M点膜内和膜外,刺激感受器,观察指针的偏转,D正确。
14.(2024·嘉兴高三联考)长时程增强(LTP)是突触前纤维受到高频刺激后,突触传递强度增强且能持续数小时至几天的电现象,与人的长时记忆有关。图1是海马区某侧支LTP产生机制示意图,图2是突触后膜小电位叠加实验示意图。
回答下列问题:
(1)依据图1所示,LTP的发生属于______(填“正”或“负”)反馈调节。突触前膜上可发生______________(填信号转化),神经递质在突触间隙________(填“主动转运”“扩散”或“胞吐”)到突触后膜,与NMDA递质受体特异性结合,直接引发______通道打开,造成突触后膜________________。
(2)若阻断NMDA受体作用,再高频刺激突触前膜,未诱发LTP,但可使突触后膜产生动作电位。据图推断,该动作电位形成的原因是__________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知突触后膜的小电位可叠加,达到一定阈值后会引发动作电位。某研究小组为验证此现象,进行了以下四组实验(如图2)。
(说明:实验条件适宜,实验过程中材料保持正常活性;每次刺激强度适宜且相同)
①给A连续两个刺激(间隔稍长);
②给A连续两个刺激(间隔很短);
③给B一个刺激,(间隔稍长)再同时给A、B一个刺激;
④给A、B交替连续多个刺激(间隔很短)。
记录每组实验中的突触后膜电位变化,只有④产生动作电位。
实验预测:参照①②将③④的突触后膜电位变化画在图3坐标系中。
实验分析:②中突触后膜小电位______(填“能”或“不能”)传播,但是小电位可叠加的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
若刺激神经元的C处,______(填“能”或“不能”)在A、B上检测到电位变化。
答案 (1)正 电信号→化学信号 扩散 Ca2+ 电位变化(或产生小电位或去极化) (2)谷氨酸可以与突触后膜上的AMPA受体结合,引起Na+内流,使突触后膜产生动作电位 (3)如图所示
不能 突触前膜释放的(神经)递质累加作用于突触后膜(或递质与受体结合增多,更多的通道打开,Na+内流加强) 不能
解析 (2)根据图1可知,神经递质谷氨酸可以与突触后膜上的受体NMDA、AMPA结合,阻断NMDA受体作用,不影响神经递质谷氨酸与AMPA结合;谷氨酸与突触后膜上的AMPA受体结合后,引起Na+内流,可使突触后膜产生动作电位。(3)结合题干信息,单独用间隔稍长的两个刺激,不能产生动作电位,只能产生微小的电位变化;单独用间隔很短的两个刺激仍然不能产生动作电位,只是产生连续微小的电位变化;若用间隔很短的交替连续多个刺激,则会产生明显的动作电位;给B一个刺激,(间隔稍长)电位会有小的波动,再同时给A、B一个刺激时,故可推测电位会有与A连续两个刺激大致相当的电位变化;给A、B交替连续多个刺激(间隔很短)时,会出现小电位叠加,达到一定阈值后会引发动作电位。突触后膜电位必须是动作电位才能传播,所以②中突触后膜小电位不能传播,小电位能叠加是由于每个突触前膜释放的神经递质(如乙酰胆碱)累加作用在突触后膜上,引起突触后膜上Na+通道打开增多,导致电位变化增大。由于在突触处神经递质只能由突触前膜释放然后作用于突触后膜,不能反过来传递,所以刺激突触后膜C处,不能在A、B上检测到电位变化。
谢谢!
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