内容正文:
课时跟踪练34 神经冲动的产生和传导(B卷)
(1-5题,每题5分)
1.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
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。
答案:A
2.(2026·广东阶段练习)为探究磁场刺激对神经系统钝化的影响及电生理机制,研究人员将小鼠分为3组:对照组、神经系统钝化模型(HU)组和磁场刺激(CFS)组,检测3组小鼠的静息电位的结果如图所示。另检测各组动作电位的峰值,发现组间无差异。下列说法错误的是( )
A.实验中使三组神经元兴奋所需的最小刺激强度相同
B.静息时神经元细胞膜主要对K+有通透性,造成K+外流
C.给予适宜强度刺激后HU组的神经元中Na+内流量最多
D.实验结果表明,CFS可改善神经系统钝化时出现的神经元兴奋性下降
解析:实验中三组神经元静息电位大小不同,使三组兴奋所需的最小刺激强度不相同,三组中钝化组(HU)神经元的静息电位绝对值最大,使钝化神经元兴奋所需的最小刺激强度最大,A错误;静息时神经元细胞膜主要对K+有通透性,造成K+外流,因而形成外正内负的静息电位,B正确;由题意可知,检测动作电位峰值,组间无差异,动作电位与Na+内流有关,结合图示信息可知,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,若要产生相同的动作电位峰值,HU组的钠离子内流入神经元的量最多,C正确;根据图示结果可以推测,CFS可改善神经系统钝化时出现的神经元兴奋性下降(HU组静息电位绝对值增大),D正确。
答案:A
3.(2026·湖南衡阳阶段练习)癫痫是大脑功能短暂障碍的一种慢性疾病,是因大脑神经元突发性异常放电并向周围扩散,从而引发脑细胞过度兴奋。与癫痫发生有关的神经元及部分生理过程如下图,下列叙述错误的是( )
A.癫痫发生时,兴奋在神经纤维上的传导是单向的
B.GABA释放到突触间隙的过程不需要膜蛋白的参与
C.谷氨酸作用于成熟神经细胞的AMPA受体使细胞产生动作电位
D.可通过降低GABA转运体的活性或降低AMPA受体的活性治疗癫痫
解析:癫痫发生时,兴奋在神经纤维上传导的方向与神经细胞膜内局部电流的方向相同,非离体状态下,兴奋在神经纤维上的传导是单向的,A正确;GABA释放到突触间隙的过程需要膜蛋白的参与,B错误;谷氨酸作用于突触后膜上(成熟神经细胞)上的AMPA受体,引起突触后膜离子通透性改变,钠离子大量内流,使突触后膜发生化学信号向电信号的转变,进而产生动作电位,C正确;降低突触前膜上的GABA转运体的活性,则会导致GABA持续对突触后膜起作用,引起氯离子内流,静息电位的绝对值增大,使突触后膜难于产生动作电位,降低AMPA受体的活性,可抑制钠离子内流,使突触后膜不易产生动作电位,因此可通过降低GABA转运体的活性或降低AMPA受体的活性治疗癫痫,D正确。
答案:B
4.(2026·天津二模)神经细胞间兴奋的传递依赖突触,图1所示为多个神经元之间联系示意图,为研究神经元之间的相互作用,分别用同强度的电刺激进行实验:Ⅰ.单次电刺激B,Ⅱ.连续电刺激B,Ⅲ.单次电刺激C,用微电极分别记录A神经元的电位变化表现如图2。(注:阈电位是能引起动作电位的临界电位值)下列分析不正确的是( )
A.静息电位的数值是以细胞膜外侧为参照,并将该侧电位值定义为0 mV
B.由Ⅰ可知,刺激强度过低不能使神经元A产生动作电位
C.由Ⅱ可知,在同一部位连续给予多个阈下刺激可以产生叠加效应
D.由Ⅲ可知,神经元A电位的形成与神经元B释放神经递质的量不足有关
解析:静息电位的数值是以细胞膜外侧0 mV作为参照,因此静息时膜内比膜外低为负电位,A正确;由Ⅰ可知,单次电刺激B,电位峰值依然低于0,说明刺激强度过低不能使神经元A产生动作电位,B正确;由Ⅱ可知,连续电刺激B,神经元A产生动作电位,结合Ⅰ、Ⅱ可说明在同一部位连续给予多个阈下刺激可以产生叠加效应,C正确;由Ⅲ可知,神经元A电位低于静息电位的70 mV,原因是C释放的是抑制性神经递质,D错误。
答案:D
5.(2026·湖南邵阳三模)兴奋在神经纤维上的传导与神经细胞膜上离子通道通透性的改变以及外界溶液有关。图1表示兴奋在神经纤维上传导时的膜电位变化以及钠钾离子通道通透性相对值的变化,图2表示科研人员用葡萄糖替代神经纤维周围溶液中的部分NaCl且保持渗透压稳定,给予适当刺激后测得的结果。下列叙述错误的是( )
A.图1中曲线2表示Na+通道蛋白通透性相对值的变化
B.形成动作电位过程中,K+通道蛋白完全关闭,Na+通道蛋白打开
C.提高外界溶液中K+浓度,A点上移
D.曲线q比曲线n对应的神经纤维周围溶液中NaCl被替代的更少
解析:据图1可知,曲线1为膜电位变化,曲线1的C点与曲线2的峰值对应的时间相当,可推断曲线2表示Na+通道蛋白(转运Na+,形成动作电位)通透性相对值的变化,A正确;形成动作电位过程中,K+通道蛋白大多数处于关闭,Na+通道蛋白大多数打开,B错误;据图可知,A点为静息电位,由K+外流形成。提高外界溶液中K+浓度,膜内外K+浓度差减小,静息电位减小,A点上移,C正确;曲线q的峰值比曲线n的峰值大,即其动作电位大峰值更大,动作电位由Na+内流形成,曲线q的峰值更大,说明膜两侧的Na+浓度差更大,对应的神经纤维周围溶液中NaCl被替代的更少,D正确。
答案:B
(6-7题,每题5分)
6.(2026·安徽开学考试)图1表示离体神经纤维上某位点动作电位的产生和恢复过程,图2表示刺激该神经纤维m点后,t0时刻不同位点微电表的指针偏转情况和膜电位变化。改变某些条件再进行实验,下列选项正确的是( )
选项
改变实验条件
实验现象
A
增加外界溶液K+浓度
图1中a点将下移
B
用药物降低Na+通道的活性
图1中c点将上移
C
增加m点的刺激强度
图2中③④处指针偏转为“”
D
t1(时间稍晚于t0)时刻检测膜电位
图2中⑤处指针偏转方向可能相反
解析:静息电位是由K+外流引起的,增加外界溶液K+浓度,K+外流减少,图1中a点(静息电位)将上移,A错误;用药物降低Na+通道的活性,会抑制Na+内流,使动作电位峰值(c点)下移,B错误;据图1可知,静息电位为-70 mV,结合图2可知,②处膜电位低于-70 mV,说明①处已经恢复静息电位,刺激位点位于m点,且③④处膜电位等于0,指针指向0刻度(不偏转),增加m点的刺激强度,不影响动作电位的幅度,故③④处膜电位仍等于0,指针不偏转,C错误;刺激位点位于m点,检测膜电位时刻为t0,若t1(时间稍晚于t0)时刻检测膜电位,则兴奋可能传至⑤处,⑤处膜电位可能大于0,电表指针可能向左偏转,D正确。
答案:D
7.(2026·湖南模拟)已知T毒素的毒性机理是抑制Na+通道的活性。用甲、乙两种不同强度的刺激作用于某动物的神经纤维后,产生的电位变化分别为曲线1、曲线2所示,a点为曲线1的最高点。下列说法错误的是( )
A.内环境K+浓度升高,可引起神经细胞静息状态下膜电位差减小
B.只要外界刺激使膜电位达到阈电位,便能触发动作电位
C.用T毒素处理后,再用甲强度的刺激作用于神经纤维,a点会下降
D.不做任何处理,用大于乙强度的刺激作用于神经纤维,a点会上升
解析:内环境K+浓度升高,神经元细胞膜内钾离子的外流减少,所以神经细胞静息状态下膜电位差减小,A正确;由图可知,阈电位是使膜上Na+通道大量开放的临界膜电位值,只要达到阈电位,就能触发动作电位,产生兴奋,刺激会导致细胞膜的离子通透性发生改变,导致Na+内流,从而产生动作电位,B正确;T毒素的毒性机理是抑制Na+通道的活性,导致Na+内流减少,再用甲强度的刺激作用于神经纤维,a点会下降,C正确;动作电位的峰值由膜内外的钠离子浓度差决定的,动作电位峰值大小与刺激强度无关,D错误。
答案:D
8.(14分)(2026·湖南开学考试)突触是指一个神经元的冲动传到另一个神经元或传到另一细胞间的相互接触的结构。神经元之间的突触分为化学突触和电突触两类。突触前细胞借助化学信号,即神经递质,将信息转送到突触后细胞者,称化学突触;借助于电信号传递信息者,称电突触。兴奋通过化学突触从突触前膜传递到突触后膜时,有接近1 ms的延迟(突触延搁),且易受化学药物影响,而电突触没有这些特点。相关结构如下图所示,请回答下列问题。
(1)图中结构 共同组成突触,其中表示电突触的是图 (填“1”或“2”)。
(2)兴奋在化学突触上的传递是 (填“单向”或“双向”)的,原因是
。
(3)神经元在受到刺激到产生兴奋,其膜内电位变化为 。电突触可允许 从已兴奋神经元直接传导到未兴奋神经元,导致后者产生兴奋。螯虾的突触即为电突触,具有这种突触的动物能够快速逃避敌害,其原因是 。
(4)根据化学突触和电突触结构特点、功能差异,请提出区分二者的方法:
(写出一种方法)。
解析:(1)突触由突触前膜、突触间隙、突触后膜三部分组成,借助于电信号传递信息者,称电突触,根据图示结果可知电突触为图1。(2)兴奋在化学突触上的传递是单向的,原因是神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜。(3)神经元在受到刺激到产生兴奋,其膜内电位变化为由负电位变为正电位,电突触是借助电信号传递信息,可允许电信号(或神经冲动或局部电流)通过;螯虾的突触即为电突触,电突触不具有突触延搁的特点,具有电突触的动物能够快速逃避敌害,其原因是电突触的兴奋传递速度快。(4)根据化学突触和电突触结构特点、功能差异,可从形态学(使用电子显微镜直接观察其结构)、生理特性(在突触前神经元施加一定强度的电刺激,观察突触后神经元产生兴奋的时间)、药理学(使用某种化学药物处理突触,观察突触传递是否被阻断)等方法。
答案:(1)突触前膜、突触间隙、突触后膜 1 (2)单向 神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜 (3)由负电位变为正电位 电信号(或神经冲动或局部电流) 电突触的兴奋传递速度快(或无突触延搁) (4)使用电子显微镜直接观察其结构(或在突触前神经元施加一定强度的电刺激,观察突触后神经元产生兴奋的时间或使用某种化学药物处理突触,观察突触传递是否被阻断)
9.(11分)(2025·河南卷)生物体的所有活细胞都具有静息电位,而动作电位仅见于神经元、肌细胞和部分腺细胞。回答下列问题。
(1)刺激神经元,胞外Na+内流使细胞兴奋,兴奋以 的形式沿细胞膜传导至轴突末梢,激活Ca2+通道,Ca2+内流触发突触小泡释放神经递质。去除细胞外液中的Ca2+,刺激该神经元仍可触发Na+内流产生动作电位,释放的神经递质 (填“增加”“减少”或“不变”)。
(2)最新研究发现某种肿瘤细胞也可产生动作电位。如图1所示,刺激肿瘤细胞,记录该细胞的膜电位和细胞内Ca2+浓度变化。结果显示随着刺激强度的增大,动作电位幅度、细胞内Ca2+浓度的变化是 。在体外培养条件下,用Na+通道阻断剂TTX处理该细胞,使该细胞膜两侧的电位表现为 ,进而抑制其增殖生长。根据以上机制,若降低培养液中的K+浓度,可 (填“促进”或“抑制”)该肿瘤细胞的生长。
(3)若细胞间有突触结构,突触前细胞兴奋,突触后细胞可记录到相应的膜电位变化,细胞内Ca2+浓度变化可作为判断肿瘤细胞间信息交流的指标。研究证实这种肿瘤细胞间无突触结构,通过体液调节方式实现信息交流。为验证上述研究结论,应选择图2中组 (填“一”“二”或“三”)的细胞为研究对象设计实验,简要写出实验思路及预期结果:
。
解析:(1)兴奋在神经元上以电信号(或神经冲动)的形式沿细胞膜传导;分析题意,Ca2+内流触发突触小泡释放神经递质,即Ca2+是神经递质释放的关键信号,去除细胞外液的Ca2+后,突触小泡无法与突触前膜融合释放神经递质,因此释放量减少。(2)据图1分析,随着刺激强度的增大,膜电位峰值都是50 mV左右,说明动作电位幅度不变,而细胞内Ca2+浓度不断升高;动作电位的产生与Na+内流有关,在体外培养条件下,用Na+通道阻断剂TTX处理该细胞,则Na+内流减少,导致动作电位产生受阻,使该细胞膜两侧的电位维持外正内负的静息状态;静息电位的产生与K+外流有关,若降低培养液中的K+浓度,会加大细胞内外的K+浓度差,从而导致静息电位绝对值增加,细胞不易兴奋,从而抑制肿瘤细胞的生长。(3)分析题意,本实验目的是验证肿瘤细胞间无突触结构,通过体液调节方式实现信息交流,而突触是神经元之间进行信息交流的结构,为验证上述结论,应选择彼此之间无接触,即无突触结构的类型,故应选择组一;实验假设是细胞内Ca2+浓度变化可作为判断肿瘤细胞间信息交流的指标,故可刺激组一中细胞1,检测细胞2、细胞3内Ca2+浓度变化。由于实验假设是该种肿瘤细胞通过体液调节方式实现信息交流,且实验为验证实验,故预期结果:刺激细胞1后,细胞2、细胞3内Ca2+浓度显著增加。
答案:(1)电信号(或神经冲动) 减少 (2)动作电位幅度不变,细胞内Ca2+浓度逐渐增加 外正内负 抑制 (3)一 实验思路:刺激组一中细胞1,检测细胞2、细胞3内Ca2+浓度变化。预期结果:刺激细胞1后,细胞2、细胞3内Ca2+浓度显著增加
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