内容正文:
第25讲 神经调节
第一部分 五年考情·精准定向
北京考情概览 北京热点情境 北京备考策略
第二部分 三大核心·主干速记
一图串联·核心梳理·易错辨析
核心知识01 神经调节的结构基础
核心知识02 神经调节的基本方式
核心知识03 神经冲动的产生和传导
第三部分 分层专练·靶向攻关
题型专攻·基础题(北京视野,单选,3大题型)
两年重难·情境题(北京模拟,单选、非选择题)
五年真题·压轴题(北京视野,单选,含2026年高考真题)
第一部分 五年考情·精准定向
考情概览
新课标要求
考题统计
1. 神经系统的结构与功能?
2. 组成神经系统的细胞有什么特点?
3. 什么是反射?它有哪些类型?
4. 反射弧的结构是怎样的?
5. 条件反射是怎样形成的?它有什么意义?
6. 兴奋是如何在神经纤维上传导的?
7. 兴奋在突触处是如何传递的?
8. 为什么不能滥用兴奋剂和吸食毒品?
9. 神经系统是如何对内脏活动进行分级调节的?
2025年北京卷,药物对神经传递的影响
2025年北京卷,兴奋的产生,神经传递的方式
2024年北京卷,兴奋在神经纤维和神经元间的传递
2023年北京卷,兴奋在神经纤维上的传递;条件反射和非条件反射
2022年北京卷,兴奋在神经元之间的传递
1.考查频次:近5年北京高考每年都会考查该这部分内容,该专题是高考必考章节。在选择题和非选择题中均有考查;选择题主要考查基础知识,非选择题主要考查实验设计。
2.考查要点:考查内容聚焦三大板块:一是神经调节的结构基础;二是神经调节的基本方式;三是神经冲动的产生和传导。
热点情境
情境1:北京脑科学与类脑研究所罗敏敏团队 2025 年 11 月在《自然》(Nature)发表重磅成果,首次揭示氯胺酮和电休克疗法这两种快速强效抗抑郁疗法背后的共同作用机制 —腺苷信号通路。
对应知识点:神经递质与突触传递,脑高级功能(情绪调节),实验设计与变量控制。
情境2:首都医科大学附属北京天坛医院何江弘团队历经 10 年研究,证实脑深部电刺激(DBS)技术对慢性意识障碍(俗称 "植物人")有显著治疗效果。
对应知识点:神经调节的结构基础,反射种类,神经传递的方式。
备考策略
1.深挖教材基础:反射弧、兴奋传导与传递、分级调节等核心概念必须精准掌握;
2.关注北京本地科研:北脑所、天坛医院等机构的最新研究成果是命题热点;
3.训练情境迁移:从陌生材料中快速提炼考点的能力;
4.强化实验逻辑:神经调节常结合实验设计与数据分析考查;
5.注意跨模块综合:神经调节常与体液调节、免疫调节综合命题。
第二部分 两大核心·主干速记
内容速览:神经调节的基本结构,组成神经系统的细胞,神经调节的基本方式,神经冲动的产生和传导。
一图串联
核心梳理
核心知识1 神经调节的结构基础
考点1:神经系统的基本组成
1.神经系统的组成
人的神经系统是由脑、脊髓和它们发出的神经组成;人的神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统两部分。
2. 中枢神经系统
(1)组成:中枢神经系统包括脑(位于颅腔内)和脊髓(位于椎管内);
(2)特点:在中枢神经系统内,大量的神经细胞聚集在一起,形成许多不同的神经中枢,分别负责调控某一特定的生理功能,如脊髓中的膝跳反射中枢、脑干中的呼吸中枢、下丘脑中的体温调节中枢等;
(3)功能:对信息进行分析和处理,发出指令信息。
3. 脑的结构与功能
结构
功能
示意图
①大脑
组成:包括左右两个大脑半球,表面是大脑皮层;
功能:大脑皮层是调节机体生理活动的最高级中枢
②下丘脑
功能:脑的重要组成部分,其中有体温调节中枢、水平衡的调节中枢等,还与生物节律等的控制有关;
③小脑
位置:位于大脑的后下方;
功能:协调运动,维持身体平衡;
④脑干
功能:连接脑和脊髓的重要通路,有许多维持生命的必要中枢,如调节呼吸、心脏功能的基本活动中枢
4.外周神经系统
(1)分类
按照起源分:
①脑神经:与脑相连,共12对,主要分布在头面部,负责管理头面部的感觉和运动;
②脊神经:与脊髓相连,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;
按照传导方向分:
①传入神经:即感觉神经;
功能:将接受到的信息传递到中枢神经系统;
②传出神经:即运动神经;
功能:将中枢神经系统发出的指令信息传输到相应器官,使机体对刺激作出反应;
分类:又可分为支配躯体运动的神经(躯体运动神经)和支配内脏器官的神经(内脏运动神经)
5.自主神经系统
(1)概念:外周神经系统中,支配内脏、血管、腺体的传出神经,它们的活动不受意识支配。
(2)组成和功能
自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成;它们的作用通常是相反的;当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张,但胃肠蠕动和消化腺的分泌活动减弱;当人处于安静状态时,副交感神经活动占据优势,心跳减慢,但胃肠蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收。
(3) 意义: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。
【易错提醒】
1.交感神经对内脏器官并不全是促进作用;副交感神经也并不全是抑制作用。
2.中枢神经系统与神经中枢的区别
(1)中枢神经系统:是神经系统的主要部分,包括位于椎管内的脊髓和位于颅腔内的脑;
(2)神经中枢:是在中枢神经系统内,由大量神经细胞聚集在一起形成的,负责调控某一特定的生理功能;中枢神经系统中含有许多神经中枢。
(3)因此中枢神经系统 ≠ 神经中枢
考点2:组成神经系统的细胞
1.组成:组成神经系统的细胞主要包括神经元和神经胶质细胞。
神经元与神经胶质细胞一起,共同完成神经系统的调节功能。
2. 神经元
(1)组成:神经元是神经系统结构和功能的基本单位,由细胞体、树突和轴突等部分构成
①细胞体:是神经元的膨大部分,里面含有细胞核。
②树突:是细胞体向外伸出的树枝状突起;通常短而粗;功能:用来接受信息并传到到细胞体。
③轴突:是神经元的长而细的突起;功能:将信息从细胞体传向其他神经元、肌肉或腺体。
④轴突、神经纤维、神经的关系
神经纤维:轴突呈纤维状,外表大都套有一层髓鞘,构成神经纤维;
神经:许多神经纤维集结成束,外面包有一层包膜,构成一条神经。
⑤神经末梢:树突和轴突末端的细小分支叫做神经末梢神经末梢分布在全身各处。
3.神经胶质细胞
(1)分布及数量:广泛分布于神经元之间,其数量为神经元数量的10~50倍。
(2)功能:对神经元起辅助作用,具有支持、保护、营养和修复神经元等多种功能。在外周神经系统中,神经胶质细胞参与构成神经纤维表面的髓鞘。
核心知识2 神经调节的基本方式
考点1:反射弧
结构
结构联系
功能
示意图
感受器
感觉神经元的末梢部分
接受刺激、产生兴奋
传入神经
感觉神经(有神经节)
将兴奋传入神经中枢
神经中枢
脑与脊髓中相应的细胞群
分析、综合兴奋
传出神经
运动神经
将兴奋从神经中枢传出
效应器
传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体
产生规律性应答反应(肌肉收缩或腺体分泌)
1.反射弧的基本结构
【拓展】
反射弧中传入神经和传出神经的判断
(1)根据是否具有神经节:具有神经节的是传入神经。
(2)根据脊髓灰质结构判断:与脊髓灰质粗大的前角相连的为传出神经,与后角相连的为传入神经。
(3)根据脊髓灰质内突触结构判断:图示中与“”相连的为传入神经,与“●—”相连的为传出神经。
(4)切断实验法:若切断某一神经,刺激外周段(远离中枢的位置),肌肉不收缩,而刺激向中段(近中枢的位置),肌肉收缩,则切断的为传入神经。
考点2:反射
1.概念:在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应。
2.完成反射的结构基础与条件
(1)完成反射的结构基础:反射弧。
(2)完成反射的条件
①反射弧的完整性是完成反射的前提条件。
②需要有适宜强度的刺激才能完成反射。能够引起反射的最小刺激强度值叫阈值,刺激强度只有超过阈值才能引起反射。
【易错提醒 】
(1)一个完整的反射活动的完成至少需要两个神经元。反射活动越复杂,参与的神经元越多。
(2)兴奋在反射弧中的传导速率主要和神经元的数量有关。兴奋经过膝跳反射神经中枢的时间比经过缩手反射神经中枢的时间短,原因是膝跳反射的反射弧中所含的神经元(2个)比缩手反射(3个)少。
3. 反射的种类
(1)种类
反射类型
形成
特点
意义
实例
非条件反射
通过遗传获得,与生俱来
不经过大脑皮层;先天性;终生性;数量有限
使机体初步适应环境
眨眼反射、缩手反射、膝跳反射、排尿反射
条件反射
在后天生活过程中逐渐形成
经过大脑皮层;后天性;可以建立,也能消退;数量可以不断增加
使机体适应复杂多变的生存环境
学习、“望梅止渴”“画饼充饥” 等
(2)条件反射的建立过程
说明: 条件反射是在非条件反射的基础上,通过学习和训练而建立的。
条件反射建立之后,还需要非条件刺激的强化,否则条件反射就会消退。
条件反射的消退不是条件反射的简单丧失,而是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,铃声的出现不再预示着食物的到来。因此,条件反射的消退使得动物获得了两个刺激间新的联系是一个新的学习过程, 需要大脑皮层的参与。
(3)条件反射的意义
①条件反射扩展了机体对外界复杂环境的适应范围,使机体能够识别刺激物的性质,预先做出不同的反应。
②条件反射使机体有更强的预见性、灵活性和适应性,大大提高了动物应对负责环境变化的能力。
【拓展】条件反射和非条件反射的快速判断
(1)一看是不是“先天性”:如果是先天性的(即生来就形成的),则为非条件反射;如果是后天性的,则为条件反射。
(2)二看是否需要大脑皮层的参与:如果需要大脑皮层的参与则为条件反射,否则为非条件反射。
(3)三看是否需要不断强化:条件反射建立在非条件反射的基础之上,建立后要不断强化,否则为非条件反射。
核心知识3 神经冲动的产生和传导
考点1:兴奋在神经纤维上的传导
1.兴奋的概念:指动物体或人体内的某些组织(如神经组织)或细胞感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
2.传导形式:电信号,也称神经冲动。
(1)科学家做过如下实验:在蛙的坐骨神经上放置两个微电极,并将它们连接到一个电表上。
b
a
①静息时,电表没有测出电位变化,说明神经表面各处电位相等。
②在图示神经的左侧一端给予刺激时,靠近刺激端的电极处(a处)先变为负电位,接着恢复正电位。
③然后,另一电极(b处)变为负电位。
④接着又恢复为正电位。
⑤结论:共发生了两次方向相反的偏转
⑥说明:在神经系统中,兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的。这种电信号也叫做神经冲动。
3.传导过程
(1) 静息电位:
①电位:外正内负;
②机理,K+通道打开,K+外流;
③K+的运输方式是:协助扩散。
(2) 动作电位:
①电位:外负内正;
②机理,Na+通道打开,Na+内流;
③Na+的运输方式是:协助扩散。
(3)传导过程,受到刺激后,静息电位变成动作电位,产生兴奋。
(4)传导特点:双向传导,即刺激离体神经纤维上的任何一点,兴奋可沿着神经纤维向两侧同时传导。
【拓展】神经纤维膜外离子浓度对膜电位的影响
溶液中离子浓度变化
静息电位变化
动作电位变化
适当降低溶液中Na+浓度
不变
峰值下降
适当增加溶液中Na+浓度
不变
峰值上升
适当降低溶液中K+浓度
上升
不变
适当增加溶液中K+浓度
下降
不变
3.膜电位的测量
测量方法
测量装置
测量结果
电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
从膜内到膜外的电位差
电表两极均置于神经纤维膜的外侧
从A到B的电位差
4.膜电位曲线解读刺激
(1)a点之前为静息电位,主要表现为K+外流,使膜电位表现为外正内负。
(2)ac段为动作电位,Na+大量内流,导致膜电位迅速逆转,表现为外负内正。
(3)ce段为静息电位的恢复,K+大量外流,膜电位恢复为静息电位后,K+通道关闭。
(4)ef段为一次兴奋完成后,Na+-K+泵将流入的Na+泵出膜外,将流出的K+泵入膜内,以维持细胞外Na+浓度高和细胞内K+浓度高的状态,为下一次兴奋做好准备。扩散方式为:主动运输。
【拓展】枪乌贼的神经元是研究神经兴奋的好材料。研究表明,当改变神经元轴突外Na+浓度的下降时候,静息电位并不受影响,但动作电位的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。
(1)请对上述实验现象作出解释。
(2)如果要测定枪乌贼神经元的正常电位,应该在何种溶液中测定?为什么?
【答案】(1)静息电位与神经元内的K+ 外流相关而与Na+ 无关,所以神经元轴突外Na+ 浓度的改变并不影响静息电位。动作电位与神经元外的Na+ 内流相关,细胞外Na+ 浓度降低,细胞内外Na+ 浓度差变小,Na+ 内流减少,动作电位值下降。
(2)要测定枪乌贼神经元的正常电位,应在钠钾离子浓度与内环境相同的环境中进行。因为体内的神经元处于内环境之中,其钠钾离子具有一定的浓度,要使测定的电位与体内的一致,也就必须将神经元放在钠钾离子浓度与体内相同的环境中。
考点2:兴奋在神经元之间的传导
1.实验探究:
有研究者提出一个问题:“当神经系统控制心脏活动时,在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号还是电信号呢?”为了回答这一问题,科学家进行了如下实验。取两个蛙的心脏(A和B,保持活性)置于成相同的营养液中,A有某副交感神经支配,B没有该神经支配;刺激该神经,A心脏的跳动减慢;从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液中(如右图)B心脏跳动也减慢。
A
B
由此,科学家得出结论:该神经释放一种化学物质,这种物质可以使心跳变慢。
2.突触的结构及主要类型
(1)结构:突触前膜、突触间隙和突触后膜组成。
(2)突触的类型
A:轴突(突触前膜)——胞体(突触后膜)
B:轴突(突触前膜)——树突(突触后膜)
C:轴突——轴突 D:树突——树突
3.兴奋传递过程
(1)兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢,引起突触小泡向突触前膜移动,突触小泡与突触前膜融合,并释放神经递质到突触间隙(胞吐)。
(2)神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近。
(3)神经递质与突触后膜上的特异性受体结合。
(4)突触后膜上的离子通道发生变化,引发电位变化。
4.神经递质:主要有乙酰胆碱、氨基酸(如谷氨酸、甘氨酸)、5-羟色氨、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等。
(1) 神经递质的种类:
①兴奋性递质:激活Na+内流,进而引发动作电位形成,将兴奋继续在下游神经元传递;
②抑制性递质:激活Cl-等离子内流,进一步降低细胞膜内电位,引发突触后膜的抑制。
(2) 作用:引起下一个神经元兴奋或抑制;
(3) 释放方式:胞吐,体现了细胞膜的流动性。
(4) 去向:神经递质与受体结合后,神经递质会与受体分开,并迅速被降解或回收进细胞,以免持续发挥作用。 如,乙酰胆碱(Ach)被突触间隙中的乙酰胆碱酯酶降解;多巴胺通过突触前膜上的多巴胺通道被回收。
(5) 神经递质在神经调节的过程中起到了什么作用:作为信息分子,将信息从突触前膜传递到突触后膜,参与了细胞间的信息交流。
5.兴奋在神经细胞间的传递的特点:
(1)信号转导方式:电信号→化学信号→电信号;
(2)传导方式:单向传递,由突触前膜传到突触后膜;
(3)存在时间延搁。
【拓展】兴奋传递中结构与功能的统一性
1.突触后膜有许多突起,扩大了突触后膜的面积,有利于神经递质发挥作用。
2.一般来说,神经递质是小分子物质,但主要通过胞吐方式释放到突触间隙,其意义是使神经递质在短时间内大量释放,从而有效实现兴奋的快速传递。
考点3:滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
1.某些化学物质能够对神经系统产生影响,其作用位点往往是突触。
(1)有些物质能够促进神经递质的合成和释放的速率;
(2)有些会干扰神经递质与受体的结合;
(3)有些会影响分解神经递质的酶的活性;
2.兴奋剂
(1)概念:原指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物,如今是运动禁用药物的统称。
(2)作用:兴奋剂具有增强人的兴奋程度、提高运动速度等作用。
3.毒品
(1)概念:指鸦片、海洛因、甲基苯丙胺(冰毒)、吗啡、大麻、可卡因以及国家规定管制的其他能够使人形成瘾癖的麻醉药品和精神药品。
(2)有些兴奋剂就是毒品,它们会对人体健康带来极大的危害。
考点4:神经系统的分级调节
一、神经系统对躯体运动的分级调节
1.大脑皮层
(1)位置:大脑的表面;
(2)主要构成:神经元胞体及其树突;
(3)形态:有丰富的沟回(沟为凹陷部分,回为隆起部分)
(4)联系:大脑通过脑干与脊髓相连;大脑发出的指令,可以通过脑干传到脊髓
2.大脑皮层与躯体运动的关系
(1)躯体各部分的运动机能在大脑皮层的第一运动区内都有它的代表区;皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的,但头面部代表区在皮层的位置是正置的。运动越精细,大脑皮层代表区的范围越大。
(2)大脑皮层运动代表区范围的大小,取决于躯体运动的精细程度,与躯体中相应部位的大小不相关。
举例:人手指的运动很精细复杂,代表区的面积就大;人面部会形成复杂的表情,代表区的面积也大。
3.神经系统对躯体运动的分级调节
(1)含义:躯体的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同调控;脊髓是机体运动的低级中枢,大脑皮层是最高级中枢,脑干等连接低级中枢和高级中枢。
(2)机制:脑中相应的高级中枢会发出指令对低级中枢进行不断调整。
(3)意义:机体的运动在大脑皮层以及其他中枢的分级调节下,变得更加有条不紊和精准。
二、神经系统对内脏活动的分级调节
1.排尿反射
排尿不仅受脊髓的控制,也受到大脑皮层的调控。
脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的:交感神经兴奋,不会导致膀胱缩小;副交感神经兴奋,会使膀胱缩小。
2.其他内脏活动的分级调节
考点5:人脑的高级功能
一、语言功能
1.语言功能是人脑特有的高级功能,它包括与语言、文字相关的全部智能活动,涉及人类的听、说、读、写。
2.人类的语言活动是与大脑皮层某些特定区域相关的,这些特定区域叫言语区。
3.大多数人主导语言功能的区域在大脑的左半球,逻辑思维主要由左半球负责。大多数人的大脑右半球主要负责形象思维,如音乐、绘画、空间识别等。
二、学习与记忆
1.学习与记忆
学习与记忆是指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。学习的过程是一个信息获取与加工的过程,在获取信息的过程中需要多种器官的共同参与;学习与记忆不是由单一脑区控制的,而是由多个脑区和神经通路参与。
2.人类的记忆过程
人类的记忆过程分成四个阶段,即感觉性记忆、第一级记忆、第二级记忆和第三级记忆。前两个阶段相当于短时记忆,后两个阶段相当于长时记忆。记忆过程的四个阶段及其联系如图所示:
3.学习和记忆形成的机制
(1)学习与记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成。
(2)短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。
(3)长时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关。
三、情绪
1.概念:是对一系列主观认知经验的通称,是多种感觉、思想和行为综合产生的心理和生理状态。
2.抑郁症的形成:
第三部分 分层专练·靶向攻关
题型专攻·基础题(北京视野,单选,3大题型)
考查重点:神经系统的结构、静息电位与动作电位的产生、兴奋在神经纤维与神经元间的传递。
题型一:神经系统的结构
1.(25-26高三上·北京·期中)下列关于神经系统的叙述不正确的是( )
A.中枢神经系统包括脑和脊髓及与其相连的神经
B.反射过程中,兴奋在神经纤维上单向传导
C.给狗喂食时,狗看到食物流口水属于条件反射
D.副交感神经兴奋使心跳减慢,胃肠蠕动加快
【答案】A
【详解】A、中枢神经系统包括脑和脊髓,而“与其相连的神经”属于周围神经系统(脑神经和脊神经),因此该选项错误地将周围神经系统的结构归入中枢神经系统,A错误;
B、反射活动依赖完整的反射弧结构,兴奋在反射弧的神经纤维上只能从感受器向效应器方向单向传导,B正确;
C、狗看到食物流口水需经过后天学习(食物与视觉刺激关联),属于由大脑皮层参与的条件反射,C正确;
D、副交感神经是自主神经系统的一部分,其兴奋可促进消化(胃肠蠕动加快)并抑制心脏活动(心跳减慢),D正确。
故选A。
2.(2025·北京西城·一模)人和高等动物遇到危险时,心跳、呼吸加快,同时有逃跑行为。当确认安全之后,心跳、呼吸逐渐恢复。以下叙述错误的是( )
A.心跳、呼吸加快受自主神经系统控制
B.逃跑行为不受大脑皮层的运动中枢支配
C.遇危险出现逃跑行为的结构基础是反射弧
D.交感和副交感神经协调使机体更好适应环境
【答案】B
【分析】自主神经系统是指支配内脏、血管和腺体的传出神经,它们的活动不受意识的支配,自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成,它们的作用通常是相反的。
【详解】A、自主神经系统包括交感神经和副交感神经,当人和高等动物遇到危险时,交感神经兴奋,会使心跳、呼吸加快,该过程受自主神经系统控制,A正确;
B、逃跑行为是一种复杂的运动行为,大脑皮层的运动中枢对躯体运动起着调控作用,逃跑行为受大脑皮层的运动中枢支配,B错误;
C、反射活动的结构基础是反射弧,遇危险出现逃跑行为属于反射活动,其结构基础是反射弧,C正确;
D、交感神经和副交感神经的作用通常是相反的,它们相互协调,使机体更好地适应环境的变化,如遇到危险时交感神经兴奋,确认安全后副交感神经兴奋使心跳、呼吸逐渐恢复,D正确。
故选B。
3.(24-25高三下·北京西城·阶段检测)下丘脑发出的交感神经受损导致患者瞳孔缩小、面部潮红等症状。相关叙述正确的是( )
A.副交感神经兴奋使瞳孔扩张、血管收缩
B.交感神经与副交感神经对同一器官的作用往往相同
C.患者眼部相关肌肉上的交感神经受体敏感性降低
D.在暗处交感神经活动占优势,患者瞳孔扩张相对缓慢
【答案】D
【分析】自主神经系统:
(1)概念:支配内脏、血管和腺体的传出神经,它们的活动不受意识支配,称为自主神经系统。
(2)功能:当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张,但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱;当人处于安静状态时,副交感神经活动占据优势,此时,心跳减慢,但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收。
【详解】A、交感神经兴奋使瞳孔扩张,A错误;
B、交感神经与副交感神经对同一器官的作用往往相反,B错误;
C、患者是由于交感神经受损,而不是肌肉上的交感神经受体敏感性降低,C错误;
D、紧张时瞳孔扩张是交感神经活动占优势的结果,患者下丘脑发出的交感神经受损导致患者瞳孔缩小,所以扩张相对缓慢,D正确。
故选D。
4.(24-25高三上·北京西城·期末)脑干某区域有两类神经元调控血压和骨骼肌收缩(如图)。下列叙述错误的是( )
A.两类神经元都由胞体和突起构成
B.两类神经元兴奋时膜电位均改变
C.两类神经元分别调控躯体运动和血管收缩
D.神经系统对内脏活动和躯体运动有分级调节
【答案】C
【分析】位于脊髓的低级中枢受脑中相应的高级中枢的调控;如人能有意识地控制排便和排尿反射,表明脊髓里的神经中枢是受大脑控制的。
【详解】A、神经元是由胞体、突起共同构成,突起包含树突、轴突,由图可知,两类神经元都由胞体和突起构成,A正确;
B、两类神经元兴奋时都会发生钠离子内流,产生外负内正的动作电位,兴奋性神经元兴奋后释放兴奋性递质,抑制性神经元兴奋后释放抑制性递质,B正确;
C、由图可知,两类神经元通过脊髓中的神经中枢均可控制血管壁和骨骼肌的运动,因此两类神经元均可调控躯体运动和血管收缩,C错误;
D、图示中脑干通过两类神经调控脊髓中低级神经中枢进而调控血管收缩和肌肉活动,体现了神经系统对内脏活动和躯体运动的分级调节,D正确。
故选C。
5.(24-25高二上·北京东城·期末)中枢神经系统对维持人体内环境稳态具有重要作用。下列相关叙述错误的是( )
A.大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢
B.位于脊髓的低级中枢通常受脑中相应的高级中枢调控
C.下丘脑参与神经调节而不参与体液调节
D.小脑损伤可导致身体平衡失调
【答案】C
【分析】1、大脑:大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢,是高级神经活动的结构基础。其上有语言、听觉、视觉、运动等高级中枢。
2、小脑:有维持身体平衡的中枢。
3、脑干:有许多重要的生命活动中枢,如心血管中枢、呼吸中枢等。
4、下丘脑:有体温调节中枢、渗透压感受器(水平衡中枢)、血糖平衡调节中枢,是调节内分泌活动的总枢纽。
5、脊髓:调节躯体运动的低级中枢。
【详解】A、大脑皮层是调节机体的最高级中枢,有语言、听觉、视觉、运动等高级中枢,也可以调控低级中枢,A正确;
B、大脑是高级中枢,对低级中枢有调节作用,位于脊髓的低级中枢通常受脑中相应的高级中枢调控,B正确;
C、下丘脑可作为内分泌腺参与体液调节,也可以作为神经中枢参与神经调节,C错误;
D、小脑是属于人体平衡的高级中枢,可以调节身体的平衡,当出现小脑损伤时,可导致身体平衡失调,D正确。
故选C。
6.(2026·北京朝阳·二模)急性应激时,小鼠大脑内侧杏仁核中的神经元被快速激活,通过交感神经调控肝脏代谢,升高血糖,而胰高血糖素等激素含量无明显变化。关于该过程的叙述正确的是( )
A.属于神经-体液调节
B.胰岛A细胞分泌活动增强
C.神经递质经组织液扩散至肝细胞
D.降低机体的应激反应水平
【答案】C
【详解】A、神经-体液调节需要神经调节和体液调节(激素等化学物质参与)共同完成,题干明确胰高血糖素等激素含量无明显变化,通过交感神经调控肝脏代谢,升高血糖,说明该过程仅为神经调节,无体液调节参与,A错误;
B、胰岛A细胞的分泌产物是胰高血糖素,题干中胰高血糖素含量无明显变化,说明胰岛A细胞分泌活动未增强,B错误;
C、交感神经末梢与肝细胞之间构成类似突触的结构,神经递质由突触前膜释放后,需经突触间隙内的组织液扩散至肝细胞(突触后膜)才能发挥作用,C正确;
D、该过程升高血糖,可为机体应激反应提供更多能量,是提高机体应激反应水平的调节,D错误。
7.(2026·北京海淀·二模)一些病原体感染会引起人体的体温调定点(体温的温度参考值)升高。体温调定点升高后机体启动产热机制,出现发热现象。体温上升过程中不会出现( )
A.位于下丘脑的体温调节中枢兴奋
B.自主神经系统参与皮肤血流量调节
C.骨骼肌不自主地收缩能快速产热
D.机体产热量与散热量始终处于平衡
【答案】D
【详解】A、体温调节中枢位于下丘脑,体温上升过程中下丘脑体温调节中枢兴奋,调控产热和散热过程,A不符合题意;
B、自主神经系统包括交感神经和副交感神经,体温上升过程中交感神经兴奋,使皮肤血管收缩、血流量减少,减少散热,因此自主神经系统参与皮肤血流量调节,B不符合题意;
C、骨骼肌不自主收缩即寒战,可快速增加产热,是体温上升期重要的产热途径,C不符合题意;
D、体温上升过程中,产热量大于散热量,才能使体温逐步升高,只有体温稳定在新的调定点时,产热量和散热量才处于动态平衡,D符合题意。
8.(24-25高三上·北京海淀·期末)小胶质细胞存在于脑和脊髓中,具有“修剪”突触的功能。T受体是该类细胞中特有的跨膜蛋白,下图为野生型和缺失T受体的小胶质细胞结构图,相关叙述错误的是( )
A.T受体含有C、H、O、N等元素
B.小胶质细胞参与构成中枢神经系统
C.高尔基体参与T受体的合成和加工
D.缺失突变型细胞中ATP转化效率下降
【答案】C
【分析】神经胶质细胞,简称胶质细胞,是神经组织中除神经元以外的另一大类细胞,也有突起,但无树突和轴突之分,广泛分布于中枢和周围神经系统。在哺乳类动物中,神经胶质细胞与神经元的细胞数量比例约为10:1。在中枢神经系统(CNS)中的神经胶质细胞主要有星形胶质细胞、少突胶质细胞(与前者合称为大胶质细胞)和小胶质细胞等。
【详解】A、T受体是蛋白质,含有C、H、O、N等元素,A正确;
B、小胶质细胞存在于脑和脊髓中,具有“修剪”突触的功能,小胶质细胞参与构成中枢神经系统,B正确;
C、T受体的合成在核糖体,高尔基体参与T受体的加工,C错误;
D、缺失突变型细胞中损伤的线粒体较多,ATP转化效率下降,D正确。
故选C。
9.(25-26高三上·北京朝阳·期中)如图,神经M可释放乙酰胆碱使瞳孔括约肌收缩,引起瞳孔收缩;神经N可释放去甲肾上腺素使瞳孔开大肌收缩,引起瞳孔扩张。眼底检查时,可滴加受体拮抗剂阿托品用于扩大瞳孔。相关推测正确的是( )
A.M和N均属于支配躯体运动的传出神经
B.M属于交感神经,N属于副交感神经
C.人处于兴奋状态时,神经N活动占优势
D.阿托品是一种去甲肾上腺素受体拮抗剂
【答案】C
【详解】A、题意显示,神经M可引起瞳孔收缩;神经N可引起瞳孔扩张,说明神经M是副交感神经,神经N为交感神经,二者均不属于支配躯体运动的传出神经,A错误;
B、M属于副交感神经,会引起瞳孔收缩,而N属于交感神经,会引起瞳孔扩张,B错误;
C、人处于兴奋状态时,交感神经兴奋,引起瞳孔扩张,即神经N活动占优势,C正确;
D、题意显示,神经N可释放去甲肾上腺素使瞳孔开大肌收缩,引起瞳孔扩张,可见,阿托品不是一种去甲肾上腺素受体拮抗剂,否则不会引起瞳孔扩大,D错误。
故选C。
10.(24-25高三上·北京·阶段检测)女子单人雪车是2022年北京冬奥会新增小项之一。运动员单人驾驶雪车在赛道中行进,最高时速可达160km/h。下列对该项比赛中运动员机体生理功能调节的叙述,合理的是( )
A.神经系统对躯体运动有分级调节,对内脏活动无调控作用
B.比赛中运动员副交感神经兴奋,使心跳加快、支气管扩张
C.下丘脑-垂体-靶腺轴兴奋,促进甲状腺激素等的分泌,提高代谢速率
D.比赛在寒冷环境中进行,运动员机体的产热量和散热量无法维持平衡
【答案】C
【详解】A、神经系统对躯体运动存在分级调节(如大脑皮层、小脑、脊髓等),而内脏活动由自主神经系统(交感神经和副交感神经)调控,A错误;
B、比赛中运动员处于紧张状态,交感神经兴奋导致心跳加快、支气管扩张,而副交感神经的作用相反,B错误;
C、下丘脑通过释放促甲状腺激素释放激素作用于垂体,垂体分泌促甲状腺激素促进甲状腺分泌甲状腺激素,该分级调节可提高代谢速率以应对高耗能状态,C正确;
D、寒冷环境中,运动员通过增加产热(如甲状腺激素、肾上腺素分泌增多)和减少散热(如皮肤血管收缩)维持体温平衡,产热量等于散热量,D错误。
故选C。
题型二:神经调节的基本方式
11.(2026·北京海淀·二模)生活中,像乐器演奏这样的复杂动作经长期重复训练后,能“不经思考”就精准完成动作,形成“肌肉记忆”。下列关于肌肉记忆的叙述,错误的是( )
A.肌肉记忆形成需要高级中枢参与
B.形成过程中有突触形态改变或新突触形成
C.肌肉记忆已经成为非条件反射
D.需要坚持练习以维持肌肉记忆
【答案】C
【详解】A、肌肉记忆是经后天长期训练形成的复杂动作反射,训练过程需要大脑皮层这一高级中枢的参与调控,A正确;
B、长期记忆的形成基础是突触的形态、功能改变或新突触的建立,肌肉记忆属于长期记忆的一类,形成过程存在相关突触变化,B正确;
C、非条件反射是生来就有的先天性反射,无需后天训练即可获得,而肌肉记忆是后天经反复训练形成的,属于条件反射,C错误;
D、已形成的肌肉记忆若长期不进行强化练习,相关的突触连接会逐渐弱化,记忆会消退,因此需要坚持练习以维持肌肉记忆,D正确。
12.(2026·北京东城·二模)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,反射通路如下图。下列说法错误的是( )
A.脑干不属于中枢神经系统,该反射属于非条件反射
B.传出神经末梢及其支配的瞳孔开大肌属于效应器
C.脊髓相关区域发生损伤可能会导致该反射无法发生
D.该反射可通过增加瞳孔的通光量来提高视觉敏感度
【答案】A
【详解】A、中枢神经系统包括脑(大脑、脑干、小脑等)和脊髓,脑干属于中枢神经系统;该反射是生来就有的先天性反射,属于非条件反射,A错误;
B、效应器是传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体,该反射中传出神经末梢及其支配的瞳孔开大肌是效应器,B正确;
C、根据反射通路可知,该反射的信号传递经过脊髓,脊髓是该反射弧的组成部分,若脊髓相关区域损伤,反射弧不完整,会导致该反射无法发生,C正确;
D、该反射使瞳孔扩张,瞳孔变大后通光量增加,可提高视觉敏感度,D正确。
13.在脊蛙脊柱下部打开脊椎骨,剥离出脊髓一侧的一对脊神经根(如图)。已知分别电刺激背根、腹根、脊神经均可引起蛙同侧后肢发生收缩。若利用上述实验材料设计实验,以验证背根具有传入功能,腹根具有传出功能,下列叙述正确的是( )
选项
实验操作
预期结果
A
剪断背根中央处,分别电刺激背根向中段、外周段
刺激背根向中段蛙后肢收缩
刺激背根外周段不发生反应
B
剪断腹根中央处,分别电刺激腹根向中段、外周段
刺激腹根向中段蛙后肢收缩
刺激腹根外周段不发生反应
C
剪断脊神经,分别电刺激背根、腹根
蛙后肢均不收缩
D
剪断背根、腹根中央处,电刺激脊神经
蛙后肢收缩
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A、剪断背根中央处,电刺激背根向中段可以产生后肢运动反应,表明神经兴奋进入脊髓中枢并通过传出神经引发肌肉收缩,因此背根是传入功能;电刺激背根外周段不发生反应,表明背根无传出功能,A正确;
B、剪断腹根中央处,刺激腹根向中段蛙后肢收缩,表明神经兴奋进入脊髓的中枢并通过传出神经纤维引发相应肌肉收缩,可见是传入功能;刺激腹根外周段不发生反应,表明腹根无传出功能,B错误;
C、脊神经由背根和腹根合并,剪断脊神经,电刺激脊神经蛙后肢均不收缩,不能说明背根具有传入功能,腹根具有传出功能,C错误;
D、脊神经由背根和腹根合并, 剪断背根、腹根中央处,电刺激脊神经蛙后肢收缩,不能说明背根具有传入功能,腹根具有传出功能,D错误。
故选A。
14.(24-25高三上·北京海淀·阶段检测)如图表示人动脉血压维持相对稳定的一种反射过程。动脉血压正常时,过高过紧的衣领会直接刺激颈动脉窦压力感受器,引起后续的反射过程,使人头晕甚至晕厥,即“衣领综合征”。下列叙述错误的是( )
A.窦神经受损时,颈动脉窦压力感受器仍可产生兴奋
B.“衣领综合征”是反射启动后引起血压升高所致
C.该反射弧的效应器是运动神经末梢及其支配的心脏和血管
D.动脉血压维持相对稳定的过程体现了负反馈调节作用
【答案】B
【详解】A、感受器的功能是感受刺激,将外界刺激的信息转变为神经的兴奋,窦神经是传入神经,连接在感受器之后,故窦神经受损时,颈动脉窦压力感受器仍可产生兴奋,A正确;
B、“衣领综合征”是血压升高启动反射,使动脉血压下降所致,B错误;
C、效应器由传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体构成,由图可知,该反射弧的效应器是运动神经末梢及其支配的心脏和血管,C正确;
D、在一个系统中,系统本身工作的效果可以反过来作为信息调节该系统的工作,这种方式叫反馈调节,由图可知,动脉血压维持相对稳定的过程体现了负反馈调节作用,D正确。
故选B。
15.(25-26高三上·北京大兴·开学考试)果蝇原本不会躲避气味刺激A,科研人员在给予果蝇气味刺激A后立即电击,如此反复若干次。经过训练,当气味刺激A单独出现时,果蝇也会有躲避行为。下列相关说法不正确的是( )
A.训练前后,气味刺激分别称为非条件刺激和条件刺激
B.果蝇的躲避行为依赖于其神经系统的调节作用
C.条件反射的形成和消退都需要大脑皮层参与
D.该案例体现了条件反射使机体具有更强的预见性
【答案】A
【详解】A、训练前,果蝇原本不会躲避气味刺激A,故气味刺激A为无关刺激,不能引发躲避反应,非条件刺激是电击(直接引发躲避),训练后,气味A变为条件刺激,A错误;
B、躲避行为属于反射活动,依赖神经系统的调节(反射弧完成),B正确;
C、条件反射的建立需大脑皮层参与(如高等动物),条件反射的消退过程是把原先引起兴奋性效应的信号转变为产生抑制信号的过程,是主动抑制过程,同样需要大脑皮层,C正确;
D、条件反射使机体对潜在危险(气味A)提前反应,增强预见性,提高对环境的适应能力,D正确。
故选A。
16.(2025·北京丰台·一模)人工智能的发展既依赖于对神经系统的深入研究,也推动了脑科学的进步。下列有关人工智能技术原理或应用方向叙述错误的是( )
A.模拟视觉感受器,接收信息、产生感觉
B.模拟突触间的信号传递,实现学习功能
C.分析神经元产生的电信号,实现人机交互
D.分析脑成像数据,提供治疗方案
【答案】A
【分析】兴奋在两个神经元之间传递是通过突触进行的,突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组成,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,进入突触间隙,作用于突触后膜上的特异性受体,引起下一个神经元兴奋或抑制,所以兴奋在神经元之间的传递是单向的;突触可完成“电信号→化学信号→化学信号”的转变。
【详解】A、视觉感受器不能产生感觉,感觉都是由大脑皮层产生,A错误;
B、人工智能中的神经网络通过模拟突触间的信号传递,可以实现学习和适应功能,B正确;
C、通过脑机接口技术,可以分析神经元产生的电信号,用于控制外部设备或实现人机交互,C正确;
D、脑成像技术可以帮助医生分析脑部活动,为某些疾病(如癫痫、脑肿瘤等)的诊断和治疗提供支持,D正确。
故选A。
17.针刺是一种中国传统医学的穴位刺激疗法。研究表明,低频电针刺激人的足三里穴,可以产生镇痛效果、加快胃肠蠕动等,下图为相关反射示意图。下列叙述错误的是( )
A.图中脊髓是低级神经中枢,胃属于效应器
B.刺激足三里穴会抑制脑干产生痛觉,进而产生镇痛效果
C.刺激足三里穴会引起副交感神经兴奋,促进胃肠蠕动
D.人体发生该反射活动时,兴奋在神经纤维上的传导是单向的
【答案】B
【分析】反射弧是反射的基本结构,适宜的刺激和完整的反射弧是发生反射的前提,完整的反射弧应该包括:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。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,某部位受刺激时,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】A、完整的反射弧应该包括:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器,图中脊髓是低级神经中枢,胃属于效应器,A正确;
B、感觉的产生部位在大脑皮层,而不是脑干,B错误;
C、副交感神经兴奋,促进胃肠蠕动,C正确;
D、兴奋在反射弧中的传导是单向的,因为在突触处神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜,决定了兴奋在反射弧中只能单向传导,D正确。
故选B。
18.若以一个恒定强度的有效刺激持续作用于感受器,相应传入神经上的冲动频率将随时间的延长而下降,这一现象称为感受器的适应。根据感受器发生适应的快慢,可将感受器分为快适应感受器和慢适应感受器。下图为几种感受器的适应现象示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.环层小体、毛发感受器属于快适应感受器,关节囊感受器、肌梭属于慢适应感受器
B.“人芝兰之室,久而不闻其香,入鲍鱼之肆,久而不闻其臭”是因为嗅觉感受器发生了适应
C.感受器对某一强度的刺激产生适应后,即使加大刺激强度,传入神经纤维上的冲动频率也保持不变
D.据题推测痛觉感受器应属于慢适应感受器
【答案】C
【分析】1、反射是指在神经系统的参与下,人体对内外环境刺激所作.出的有规律性的反应。神经调节的基本方式是反射,反射活动的结构基础称为反射弧,包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。
2、适应现象指的是在同一刺激持续作用于同一感受器而产生的感受性提高或降低的变化。我们进入充满兰花香味的室内时间久了,由于花香的持久刺激引起了嗅觉感受性的下降,所以我们逐渐感受不到兰花的香味了。这种现象现象称为感觉的适应。
【详解】A、环层小体、毛发感受器神经上的冲动频率将随时间的延长而快速下降,属于快适应感受器;关节囊感受器、肌梭神经上的冲动频率将随时间的延长而缓慢下降,属于慢适应感受器,A正确;
B、“入芝兰之室,久而不闻其香,入鲍鱼之肆,久而不闻其臭”是因为嗅觉感受器持续受到某种刺激后,产生冲动的能力会随着刺激持续时间的延长而减弱,B正确;
C、题目中对感受器的适应的定义为若以一个恒定强度的有效刺激持续作用于感受器,相应感觉神经上的动作电位频率将随时间的延长而下降,因此感受器对某一强度的刺激产生适应后,如果加大刺激强度,传入神经纤维上的冲动频率将会变化,C错误;
D、痛觉感受不易适应,属于慢适应感受器,能使机体可持久感受伤害性刺激,引起痛觉并产生适当的保护性反射,有利于机体生存,D正确。
故选C。
19.膝反射需要伸肌和屈肌共同完成,反射过程如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.刺激肌梭后,引起伸肌和屈肌共同收缩完成膝反射
B.膝反射涉及图中的4个神经元,其中包含3个突触
C.图中各突触释放的神经递质均引起突触后膜发生动作电位
D.膝反射的神经中枢位于脊髓中,也受大脑皮层影响
【答案】D
【分析】反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。
【详解】A、刺激肌梭后,通过反射弧,引起伸肌舒张,屈肌收缩完成膝反射,A错误;
B、据图所示,膝反射图中的神经元包括传入神经、脊髓中的中间神经元和2个传出神经元,共4个神经元,在神经中枢脊髓中共构成3个突触,效应器有伸肌和屈肌,所以在效应器还有2个突触,故膝反射涉及图中的4个神经元,其中包含5个突触,B错误;
C、传出神经元末梢所支配的效应器有伸肌和屈肌,两者的作用正好相反,因此神经递质的类型也应该有两种,兴奋性递质和抑制性递质,只有兴奋性递质才可以引起突触后膜发生动作电位,C错误;
D、膝反射的神经中枢位于脊髓中,低级中枢脊髓受高级中枢大脑皮层的影响,D正确。
故选D。
20.(2024·北京东城·一模)人体心脏和肾上腺所受神经支配的方式如图所示。当动脉血压降低时,神经中枢接受压力感受器的信息,通过通路A和通路B使心跳加快。下列说法错误的是( )
A.图中效应器为传出神经末梢和肾上腺、心肌和血管
B.该调节过程中去甲肾上腺素和乙酰胆碱属于神经递质
C.肾上腺素和去甲肾上腺素发挥作用均需与受体结合
D.图中所示心血管活动的调节方式为神经-体液调节
【答案】A
【分析】1、神经调节与体液调节的特点比较如下:神经调节:迅速、准确;作用范围比较窄;作用时间短;体液调节:比较缓慢;作用范围比较广;作用时间比较长。
2、神经调节的基本方式是反射,反射活动的结构基础是反射弧,反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。
【详解】A、效应器由传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体构成,由图可知,效应器由传出神经末梢及其支配的肾上腺或心脏构成,A错误;
B、在通路A中释放的去甲肾上腺素和乙酰胆碱属于神经递质,B正确;
C、据图信息可知,去甲肾上腺素属于神经递质,肾上腺素属于激素,其发挥作用,均需要与受体结合,C正确;
D、通路B调节心血管活动的过程中,既有神经中枢通过释放神经递质(乙酰胆碱)的神经调节过程,也有肾上腺素参与的激素(体液)调节过程,经过通路B调节心血管活动的调节方式有神经调节和体液调节,D正确。
故选A。
题型三:神经冲动的产生和传导
21.(2026·北京丰台·二模)神经元周围的星形胶质细胞可与突触前神经元、突触后神经元共同构成“三方突触”,如下图。突触间隙中过量的谷氨酸(Glu,兴奋性递质)会引发神经元损伤甚至凋亡。下列叙述错误的是( )
A.Glu与突触后膜上的受体结合,引起后膜Na+内流
B.谷氨酰胺合成酶在突触间隙中发挥作用
C.星形胶质细胞有利于维持三方突触中Glu的相对稳定
D.转运体E的下调有可能引发神经元损伤
【答案】B
【详解】A、据题可知,Glu 是兴奋性神经递质,与突触后膜上的受体结合后,会引起 Na⁺内流,使突触后膜由静息电位变为动作电位,产生兴奋,A正确;
B、从图中可以看到,谷氨酰胺合成酶位于星形胶质细胞的细胞内,Glu 被转运体 E 吸收进细胞后,才会在酶的作用下转化为谷氨酰胺,因此该酶不在突触间隙中发挥作用,B错误;
C、星形胶质细胞通过转运体 E 回收多余的 Glu,避免突触间隙中 Glu 过量,维持了 Glu 浓度的相对稳定,保护神经元不受损伤,C正确;
D、转运体 E 负责回收突触间隙的 Glu,如果它的表达量下调,Glu 无法被及时回收,会在突触间隙中过量积累,进而引发神经元损伤甚至凋亡,D正确。
22.(2026·北京顺义·二模)脑神经元消耗 ATP 后产生腺苷,腺苷通过与 A 受体结合,抑制神经元活动并促进睡眠。 咖啡因的分子结构与腺苷相似,能竞争结合 A 受体。下列相关叙述不合理的是( )
A.脑神经元产生和传导兴奋的过程消耗 ATP
B.腺苷积累与脑神经元能量供应密切相关
C.咖啡因与 A 受体结合能增强腺苷的作用
D.咖啡因能短期有效提升清醒度和注意力
【答案】C
【详解】A、脑神经元产生和传导兴奋的过程中,钠钾泵逆浓度梯度转运离子、神经递质的胞吐释放等生理过程都需要消耗ATP,A正确;
B、腺苷是ATP消耗后的代谢产物,脑神经元能量消耗越多,ATP水解量越大,腺苷积累量越多,因此腺苷积累与脑神经元能量供应密切相关,B正确;
C、咖啡因与A受体竞争结合,会减少腺苷与A受体的结合概率,从而削弱腺苷的作用,C错误;
D、咖啡因阻碍了腺苷抑制神经元、促进睡眠的作用,使神经元更易维持兴奋状态,因此能短期有效提升清醒度和注意力,D正确。
23.(2026·北京昌平·二模)自动体外除颤器(AED)是心脏骤停现场急救的关键设备,其工作原理为通过瞬时强电击,使相关心肌细胞同步产生动作电位,终止紊乱的电活动,帮助心脏恢复正常节律。在AED使用培训中,学员需反复练习以形成肌肉记忆。相关叙述错误的是( )
A.心脏骤停需借助AED急救,说明机体维持内环境稳态的调节能力是有限的
B.AED电击诱导心肌细胞产生动作电位,依赖Na+经主动运输内流
C.反复练习AED操作形成的长时记忆,与大脑皮层神经元间新突触的建立相关
D.反复练习AED操作形成肌肉记忆后,该技能的执行仍需大脑皮层的调控
【答案】B
【详解】A、内环境稳态的自我调节能力具有一定限度,当机体出现心脏骤停时自身调节无法恢复正常节律,需要借助AED外力干预,说明稳态调节能力有限,A正确;
B、动作电位的产生依赖Na+内流,该过程Na+顺浓度梯度运输、借助离子通道蛋白,属于协助扩散(易化扩散),不属于主动运输,B错误;
C、高中生物知识点明确,长时记忆的形成与大脑皮层神经元之间新突触的建立有关,反复练习形成的长时操作记忆符合该机制,C正确;
D、肌肉记忆属于技能型条件反射,低级中枢的活动受高级中枢大脑皮层的调控,即便是熟练的技能执行过程仍需要大脑皮层的参与调控,D正确。
24.(2026·北京海淀·三模)研究者测定了单独培养的感觉神经元(R)、与神经胶质细胞(S)共同培养的R接受相同刺激后的兴奋阈值和动作电位,结果如图。下列相关叙述错误的是( )
A.R和S参与神经系统的结构组成
B.兴奋阈值越高,越难发生动作电位
C.发生动作电位时膜电位为外负内正
D.S降低了R细胞膜上的Na+通道数量
【答案】D
【详解】A、神经系统的组成包括神经元和神经胶质细胞,R为感觉神经元,S为神经胶质细胞,二者均参与神经系统的结构组成,A正确;
B、兴奋阈值是能引发动作电位的最小刺激强度,兴奋阈值越高,引发动作电位需要的刺激强度越大,越难发生动作电位,B正确;
C、动作电位产生的机制是Na+内流,发生动作电位时膜电位表现为外负内正,C正确;
D、据图可知,与S共同培养的R,兴奋阈值更低、动作电位更高,说明R更易产生兴奋,Na+内流更多,推测S提高了R细胞膜上Na+通道的数量或活性,D错误。
25.(2026·北京房山·二模)咖啡因的结构与腺苷相似,可与腺苷竞争结合突触后膜上的相应受体,从而影响腺苷的抑制效应,使人保持清醒。据此分析,下列叙述正确的是( )
A.腺苷由核糖、腺嘌呤、磷酸基团组成
B.腺苷需进入突触后神经元才能发挥作用
C.咖啡因可减弱腺苷对突触后神经元的抑制作用
D.咖啡因与腺苷由于结合相同受体而增强抑制效应
【答案】C
【详解】A、腺苷由腺嘌呤和核糖组成,不含磷酸基团,含有磷酸基团的是腺嘌呤核糖核苷酸,A错误;
B、由题干可知,腺苷的受体位于突触后膜上,腺苷与膜上受体结合即可发挥作用,无需进入突触后神经元内部,B错误;
C、咖啡因与腺苷竞争结合突触后膜上的相同受体,可减少腺苷与受体的结合,从而减弱腺苷对突触后神经元的抑制作用,使人保持清醒,C正确;
D、咖啡因与腺苷结合相同受体后,并不会发挥腺苷的抑制效应,反而阻碍腺苷发挥作用,最终使抑制效应减弱,D错误。
26.(2026·北京顺义·二模)研究表明, 抑郁症患者脑内某些奖赏通路中, 突触间隙的多巴胺浓度降低, 导致快感缺失与动机下降。以下可通过作用于突触前神经元来缓解抑郁症状的药物是( )
A.能增加多巴胺回收
B.能减弱多巴胺回收
C.能增加多巴胺受体
D.能减少多巴胺受体
【答案】B
【详解】AB、由题干信息可知,抑郁症患者脑内多巴胺浓度较低,所以若要从突触前神经元入手缓解抑郁症状,应减少多巴胺的回收,使多巴胺停留在突触间隙的时间更长,A错误,B正确;
CD、多巴胺由突触前神经元释放,作用于突触后膜,所以多巴胺受体位于突触后神经元,对多巴胺受体数量的改变不属于“通过作用于突触前神经元来缓解抑郁症状”的措施,C、D错误。
27.(2026·北京·三模)研究兴奋类神经递质多巴胺的合成和释放机制,可为帕金森病的防治提供实验依据。最近研究发现,在小鼠体内多巴胺的释放可受乙酰胆碱调控,该调控方式通过神经元之间的突触联系来实现(如下图)。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.乙释放的多巴胺可使丙膜的电位发生改变
B.多巴胺可在甲与乙、乙与丙之间传递信息
C.乙的轴突末梢既作突触前膜也作突触后膜
D.乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放
【答案】B
【详解】A、多巴胺是乙释放的兴奋性神经递质,与丙膜上的特异性受体结合后会引发丙膜的离子通透性改变,使丙膜电位发生变化,A正确;
B、由图可知,甲与乙之间传递信息的神经递质是乙酰胆碱,多巴胺是乙与丙之间的信息传递分子,无法在甲与乙之间传递信息,B错误;
C、甲和乙形成的突触中,乙的轴突末梢是突触后膜;乙和丙形成的突触中,乙的轴突末梢是突触前膜,因此乙的轴突末梢既可作突触前膜也可作突触后膜,C正确;
D、乙酰胆碱需要与乙膜上的对应受体结合才能调控乙释放多巴胺,若乙酰胆碱受体异常,该调控过程无法正常进行,会影响多巴胺的释放,D正确。
28.(2026·北京昌平·一模)谷氨酸(Glu)是中枢神经系统中重要的兴奋性神经递质,其过度释放会成为一种神经毒素,诱发失眠。相关叙述不正确的是( )
A.Glu由突触前神经元以胞吐方式释放,该过程需要消耗能量
B.Glu与受体结合后可引起Na+内流,扩大突触后膜的电位差
C.Glu与突触后膜受体结合后,将化学信号转变为电信号
D.Glu发挥作用后需迅速清除,以防突触后神经元持续兴奋
【答案】B
【详解】A、神经递质由突触前膜以胞吐方式释放,胞吐过程依赖细胞膜的流动性,需要消耗细胞呼吸产生的能量,Glu作为神经递质符合该特点,A正确;
B、静息状态下突触后膜的电位为外正内负,Glu是兴奋性神经递质,与受体结合后引起Na⁺内流,使膜内负电位减小,突触后膜的电位差减小,最终形成外负内正的动作电位,并非扩大电位差,B错误;
C、Glu是携带化学信号的神经递质,与突触后膜受体结合后引发突触后膜电位变化,实现了化学信号向电信号的转换,C正确;
D、若Glu发挥作用后未被及时清除,会持续作用于突触后膜的受体,导致突触后神经元持续兴奋,因此Glu发挥作用后需迅速清除,D正确。
29.(2026·北京·二模)动物可通过嗅觉感受器探测外界环境中的气味分子,如图为嗅觉感受器细胞接受刺激产生兴奋的过程示意图。下列叙述错误的是( )
A.气味分子与细胞膜上的受体结合后,可激活蛋白X的功能
B.气味分子所引起的系列反应体现了细胞膜的信息传递功能
C.cAMP分子开启细胞膜上的Na+通道,可引起Na+大量外流
D.Na+通过通道蛋白进行运输时,不需要与通道蛋白结合
【答案】C
【详解】A、由题图过程可知,气味分子与细胞膜上的受体结合后,通过G蛋白可激活蛋白X的功能,A正确;
B、气味分子作为信号分子,被嗅觉感受器细胞识别并引发细胞内一系列反应产生兴奋,体现了细胞膜的信息传递功能,B正确;
C、细胞外Na⁺浓度高于细胞内,cAMP开启Na⁺通道后,Na⁺大量内流,使细胞产生兴奋,C错误;
D、通道蛋白仅为物质运输提供亲水通道,离子通过通道蛋白运输时,不需要与通道蛋白结合,D正确。
30.(2026·北京顺义·一模)小胶质细胞属于神经胶质细胞,它能通过隧道纳米管与神经元建立连接,向神经元转移线粒体,恢复神经元功能,如图。下列细胞间信息交流的方式与之最相似的是( )
A.传出神经与心肌细胞的连接 B.精子与卵细胞的识别
C.高等植物细胞间的胞间连丝 D.垂体与甲状腺细胞的信息交流
【答案】C
【详解】A、传出神经与心肌细胞是通过化学物质--神经递质进行传递,A错误;
B、受精作用时,精子和卵细胞之间的识别和结合属于直接信息传递,B错误;
C、高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流是利用了细胞间通道进行传递信息,与图示相似,C正确;
D、垂体通过分泌促甲状腺激素与甲状腺细胞进行信息交流,D错误。
两年重难·情境题(主要北京模拟,单选、非选择题)
设题创新:“脑-机接口”,考查神经兴奋的传递(T1);声波的传递,考查神经冲动的产生(T4);尼古丁,考查反射的产生(T7);嗅觉,考查神经调节综合分析(T14)
1.(2026·北京·三模)研究者采用“脑-机接口”技术,开发了康复性外骨骼,使脊髓损伤患者可以行走。下列相关叙述中,不属于该设备功能的是( )
A.采集大脑皮层运动区的“迈步”意图神经信号
B.进行信号转化,驱动外骨骼带动腿部运动
C.压力传感器检测触地信号后上传,产生踩地感觉
D.恢复“大脑→脊髓→腿部肌肉”的躯体运动分级调节
【答案】D
【详解】A、脑-机接口设备的首要功能就是采集大脑皮层运动区的运动意图神经信号,以此作为后续驱动外骨骼的依据,A属于该设备功能,A错误;
B、设备将采集到的神经信号转化为机械驱动信号,驱动外骨骼带动腿部运动,是该设备的核心功能,B属于该设备功能,B错误;
C、外骨骼的压力传感器检测到触地信号后可上传信号至大脑,使患者产生踩地感觉,属于设备可具备的反馈功能,C属于该设备功能,C错误;
D、患者脊髓受损,大脑和脊髓之间的天然神经通路已经中断,外骨骼是外接辅助设备,无法修复受损的神经通路,不能恢复“大脑→脊髓→腿部肌肉”的天然躯体运动分级调节,D不属于该设备功能,D正确。
2.(2026·北京朝阳·一模)将传统硬质电极长期植入动物大脑后,记录到的电信号会逐渐变弱甚至消失。而新型柔性电极能更长时间稳定记录信号。据此推测柔性电极具有的优势是( )
A.材料降解产生营养物质,促进神经元生长
B.减少对脑组织的损伤,减轻炎症和瘢痕
C.电极尺寸更小,能直接刺入神经元内部记录
D.电极可主动释放药物,抑制免疫反应
【答案】B
【详解】A、电极需要长期稳定工作,若材料发生降解会破坏电极结构,无法正常发挥功能,A错误;
B、柔性电极和脑组织硬度更匹配,植入后可减少对脑组织的机械磨损,降低炎症反应和瘢痕组织生成的概率,因此能更长时间稳定记录信号,B正确;
C、题干未提及两类电极的尺寸差异,且若电极刺入神经元内部会直接损伤神经元,无法实现长期稳定记录,C错误;
D、新型柔性电极能更长时间稳定记录信号,应该是材料的选择避免了免疫反应,不具备主动释放药物的功能,D错误。
3.(2026·北京丰台·一模)2026年3月我国首创的脑机接口系统中,电子芯片能采集大脑皮层发出的脑电波,将信号转化为可识别的控制指令,绕过患者受损的颈部脊髓,控制手部肌肉完成喝水、写字等精细运动。下列叙述错误的是( )
A.受损的脊髓属于中枢神经系统
B.芯片采集到的信号是化学信号
C.有运动需求时,相应神经元有动作电位产生
D.因反射弧不完整,治疗前患者无法完成缩手反射
【答案】B
【详解】A、中枢神经系统由脑和脊髓共同组成,因此受损的颈部脊髓属于中枢神经系统,A正确;
B、芯片采集的大脑皮层发出的脑电波属于神经元兴奋时产生的电信号,并非化学信号(化学信号为突触处传递信息的神经递质),B错误;
C、有运动需求时,控制运动的相应神经元会产生兴奋,而动作电位是神经元兴奋的标志,因此会有动作电位产生,C正确;
D、完整的反射弧是完成反射的结构基础,患者颈部脊髓受损导致缩手反射的反射弧不完整,因此治疗前无法完成缩手反射,D正确。
4.(25-26高三上·北京西城·期末)声波在耳蜗内转化为压力波,使基底膜振动,导致毛细胞的静纤毛发生左右弯曲,并通过听神经向大脑发送信号,进而形成听觉(如图)。相关叙述错误的是( )
A.毛细胞可将机械信号转换为电信号
B.毛细胞释放递质使突触后膜电位由内正外负变为内负外正
C.声波刺激会改变传入神经纤维膜动作电位的频率
D.听神经或听觉中枢受损均可导致耳聋
【答案】B
【详解】A、根据题图分析可知:毛细胞能将声波的机械振动(机械信号)转化为膜电位变化(电信号),A正确;
B、突触后膜在静息状态下的电位是内负外正,当毛细胞释放兴奋性递质时突触后膜会产生动作电位,电位由内负外正变为内正外负,B错误;
C、根据题图分析可知:声波刺激的强度不同,会导致毛细胞释放递质的量不同,进而改变传入神经纤维膜动作电位的频率,以此传递不同的听觉信息,C正确;
D、听神经负责传递听觉信号,听觉中枢负责处理听觉信号,两者受损都会导致信号传递或中断,从而引发耳聋,D正确。
故选B。
5.(25-26高三上·北京东城·期末)对线虫相关神经元基因改造,在神经元间建立了一种新型突触——光学突触(如下图)。当神经冲动传来时,荧光素酶释放到突触间隙,催化其中的底物发光,进而引发下游神经元兴奋或抑制。下列相关叙述正确的是( )
A.光学突触由突触小体、突触前膜和突触后膜构成
B.荧光素酶作为神经递质与位于突触后膜的受体结合
C.在突触后膜处实现了光信号→电信号的转换
D.若光信号导致Cl⁻内流,则引起突触后神经元兴奋
【答案】C
【详解】A、突触的结构是突触前膜、突触间隙、突触后膜,A错误;
B、根据题干:荧光素酶是释放到突触间隙,催化底物发光(并非直接作为神经递质与受体结合);后续是 “光” 引发下游神经元反应,因此荧光素酶不是神经递质,B错误;
C、在突触后膜处:荧光素酶催化底物产生的光信号,作用于突触后膜的光敏离子通道蛋白,引发离子跨膜运输(电信号),实现了光信号→电信号的转换,C正确;
D、若光信号导致Cl⁻内流:Cl⁻带负电,会使突触后膜电位更 “负”(超极化),抑制突触后神经元兴奋(只有Na+内流等使膜电位去极化,才会引发兴奋),D错误。
故选C。
6.伤害性刺激作用于机体时,痛觉感受器会产生兴奋并传至大脑皮层,产生痛觉。人体内存在天然的镇痛系统,其中起重要作用的是可释放脑啡肽的神经元。人工合成的河豚毒素(TTX)也具有镇痛效果,调节过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.脑啡肽神经元兴奋,感觉神经元释放的痛觉神经递质增多
B.TTX通过阻止Na⁺内流,使感觉神经元的兴奋性增强
C.兴奋可由脑啡肽神经元通过感觉神经元传至脑内接收神经元
D.增大图中感觉神经元静息电位的绝对值可以降低该神经元的敏感性
【答案】D
【详解】A、脑啡肽抑制感觉神经元兴奋,使其释放的痛觉神经递质减少,进而达到镇痛作用,A错误;
B、据图可知,TTX通过阻止Na+内流,使Na+内流减少,感觉神经元的兴奋性减弱,B错误;
C、脑啡肽神经元释放的脑啡肽是一种抑制性神经递质,不能引起感觉神经元的兴奋,C错误;
D、增大图中感觉神经元静息电位的绝对值,可使静息电位加强,进而降低神经元的敏感性,D正确。
故选D。
7.(25-26高三上·山东·阶段检测)尼古丁在烟草植物中的含量较高,吸烟或使用烟草制品时,尼古丁可通过刺激中枢神经系统来产生一系列生理和心理效应,图示为尼古丁的作用机理。下列叙述正确的是( )
A.尼古丁与受体结合引起电位变化与神经递质的作用效果相同
B.POMC神经元兴奋引起食欲下降的反射过程中存在信号的转变
C.戒烟后体重上升与食欲上升、脂肪细胞中脂肪的分解减少有关
D.人主动控制吸烟次数和吸烟数量直接受下丘脑的影响
【答案】C
【详解】A、神经递质有兴奋性的神经递质和抑制性的神经递质。据图可知,尼古丁可与POMC神经元上的尼古丁受体结合,使Na+通道打开,钠离子内流,引起POMC神经元产生兴奋,这与抑制性的神经递质作用相反,A 错误;
B、POMC 神经元兴奋引起食欲下降的过程,未经过完整的反射弧(无传出神经和效应器的参与),不属于反射,因此不存在反射过程中的信号转变,B 错误;
C、戒烟后,尼古丁对 “饱腹感” 神经元的刺激减弱,食欲上升;同时尼古丁对脂肪细胞的分解促进作用消失,脂肪分解减少,导致体重上升,C 正确;
D、人主动控制吸烟的行为受大脑皮层(高级中枢)调控,并非直接受下丘脑影响,D 错误。
故选C。
8.(24-25高三上·北京·阶段检测)高位截瘫患者一般会出现四肢功能丧失、感觉丧失等症状。研究者对一名高位瘫痪患者实施国内首例“脑机接口”手术,术后患者能够通过操控机械手臂完成各种动作(如图)。下列说法正确的是( )
A.机械手臂上的触觉传感器接收刺激后,将信息直接传递到大脑B区
B.信号输出设备②与动力装置③相当于反射弧中的传出神经与效应器
C.A区植入的电极刺激大脑皮层感觉中枢产生“触觉”,形成一次反射
D.A、B区仅通过电信号传递兴奋,相应神经元的膜电位变为内正外负
【答案】B
【详解】A、触觉传感器相当于感受器,刺激信息经过传入神经传递到A区,进一步再传递到B区,A错误;
B、信号输出设备②相当于反射弧中的传出神经,机械手臂中的动力装置③相当于反射弧中的效应器,B正确;
C、A区电极刺激皮层感觉中枢产生触觉,仅神经中枢兴奋,无完整反射弧参与,故不构成反射,C错误;
D、A、B区之间在跨神经元时会通过突触化学信号传递兴奋,D错误。
故选B。
9.(2025·北京顺义·一模)创伤后应激障碍患者常被与创伤相关的日常生活情景刺激,产生过度焦虑。研究表明,创伤时的强烈刺激使大脑释放大量内源性大麻素AEA导致非印记神经元转变为负责记忆提取的印记神经元。下图示AEA作用机理,据图分析错误的是( )
A.AEA由突触后神经元释放作用于突触前膜的受体
B.AEA抑制突触前膜释放GABA,解除对非印记神经元的抑制
C.印记神经元数量和范围扩大降低大脑对恐惧记忆的特异性
D.升高AEA水平可能有助于创伤后应激障碍患者恢复正常
【答案】D
【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,形成静息电位;当某一部位受刺激时,Na+内流,其膜电位变为外负内正,形成动作电位。
题意分析:当GABA与突触后膜上的特异性受体结合后,导致大量氯离子内流,使突触后神经元静息电位绝对值增大,从而抑制细胞的兴奋。
【详解】A、结合图示可知,AEA由突触后神经元释放作用于突触前膜的受体,A正确;
B、题意显示,AEA抑制突触前膜释放GABA,解除对非印记神经元的抑制,进而转变为印记神经元,B正确;
C、印记神经元数量和范围扩大会减少GABA的释放,降低大脑对恐惧记忆的特异性,即泛化恐惧反应,C正确;
D、升高AEA水平会导致非印记神经元转变为负责记忆提取的印记神经元,减少了GABA的释放,不利于创伤后应激障碍患者恢复正常,D错误。
故选D。
10.下图为某神经元接受三个兴奋性神经元作用后引发动作电位的示意图。
说明:
①三个兴奋性神经元作用后产生的分级电位均低于阈电位(引发动作电位的临界值);
②分级电位汇总;
③动作电位形成。
下列叙述正确的是( )
A.单个兴奋性神经元作用时,突触后膜Na+通道不开放,无法引发动作电位
B.兴奋性神经元释放的神经递质,在突触间隙以主动运输的方式抵达突触后膜
C.三个兴奋性神经元的分级电位在触发区汇总后,膜电位可达到阈电位
D.若其中一个兴奋性神经元的功能受损,则触发区不可能达到阈电位
【答案】C
【详解】A、单个兴奋性神经元作用时,突触后膜Na⁺通道并非完全不开放,仍能产生局部电位(分级电位),只是无法达到阈电位、引发动作电位,A错误;
B、兴奋性神经元释放的神经递质经扩散通过突触间隙抵达突触后膜,B错误;
C、题干明确三个兴奋性神经元单独产生的分级电位均低于阈电位,但三者共同作用可引发动作电位,说明分级电位在触发区汇总后,膜电位可达到阈电位,C正确;
D、若其中一个兴奋性神经元功能受损,剩余两个神经元的分级电位总和仍有可能达到阈电位,D错误。
11.(2026·北京·三模)睡眠是动物界普遍存在的现象。腺苷是一种重要的促眠物质。
(1)图1为腺苷合成及转运示意图。由图1可知,储存在囊泡中的ATP通过________方式转运至胞外后,可被膜上的核酸磷酸酶分解,脱去________个磷酸产生腺苷。
(2)为了高特异性、高灵敏度地记录正常睡眠-觉醒周期中基底前脑(BF)胞外腺苷水平的变化,研究者设计了一种腺苷传感器(图2),并使之表达在BF区细胞膜上。
①传感器的工作原理是________。
②满足实验要求的传感器应具备的条件包括________。
A.对腺苷有高荧光响应,对腺苷结构类似物无反应
B.传感器数量随着睡眠-觉醒周期而变化
C.对正常睡眠-觉醒周期无明显影响
D.腺苷与传感器的结合是不可逆的
(3)用适宜刺激分别激活BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元,检测结果表明:在睡眠调节中,小鼠主要依靠谷氨酸能神经元释放腺苷。为进一步检验该结论,研究者分别去除小鼠BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元。支持此结论的实验结果应是________。
(4)研究发现,腺苷与觉醒神经元细胞膜上的A1受体结合,可________(选填“促进”或“抑制”)K+通道开放而抑制觉醒神经元的兴奋;腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠。
(5)基于以上信息,请提出改善失眠症患者睡眠的两项措施。________
【答案】(1) 胞吐 3
(2) 腺苷与受体结合改变受体空间结构,进而使绿色荧光蛋白构象改变并(在被激发后)发出荧光,因此可通过检测荧光强度来指示腺苷浓度 AC
(3)两实验组的腺苷浓度(荧光强度);均低于对照组,去除谷氨酸能神经元组浓度更低
(4)促进
(5)利用AK活性抑制剂来增加脑中腺苷浓度。使用A1激动剂抑制觉醒神经元。使用A2激动剂来激活睡眠相关神经元(合理即可)
【详解】(1)图1为腺苷合成及转运示意图。由图1可知,储存在囊泡中的ATP通过胞吐方式转运至胞外后,可被膜上的核酸磷酸酶分解,脱去3个磷酸,形成腺苷,因为ATP的中文名称是腺苷三磷酸。
(2)①结合图示可知,传感器的工作原理是腺苷与受体结合改变受体空间结构,进而使绿色荧光蛋白构象改变并(在被激发后)发出荧光,因此可通过检测荧光强度来指示腺苷浓度,荧光强度和腺苷浓度呈正相关。
②A、对腺苷有高荧光响应,对腺苷结构类似物无反应,该特性能保证荧光强度仅仅由腺苷引起,因而能测定腺苷浓度,A正确;
B、传感器是用于测定腺苷浓度的,其数量不应该随着睡眠-觉醒周期而变化,B错误;
C、传感器的使用只是对腺苷含量的测定,应该对正常睡眠-觉醒周期无明显影响,否则检测数据将无实际意义,C正确;
D、腺苷与传感器的结合是可逆才能实现传感器对腺苷含量的检测,D错误。
故选AC。
(3)用适宜刺激分别激活BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元,检测结果表明:在睡眠调节中,小鼠主要依靠谷氨酸能神经元释放腺苷。为进一步检验该结论,研究者分别去除小鼠BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元。若“小鼠主要依靠谷氨酸能神经元释放腺苷”成立,则去除谷氨酸能神经元后,腺苷合成会显著减少,促眠作用减弱,即相应的实验结果是两实验组的腺苷浓度(荧光强度)均低于对照组,去除谷氨酸能神经元组浓度更低。
(4)腺苷需要抑制觉醒神经元兴奋,而促进K⁺通道开放会使K⁺外流增加,静息电位绝对值增大,神经元更难产生兴奋,符合抑制觉醒神经元的作用,因此腺苷与觉醒神经元细胞膜上的A1受体结合,可“促进”K+通道开放而抑制觉醒神经元的兴奋。
(5)腺苷具有促眠作用,改善失眠可从提高腺苷含量、增强腺苷促眠作用入手,结合图示可知,具体的措施为利用AK活性抑制剂来增加脑中腺苷浓度。使用A1激动剂抑制觉醒神经元。使用A2激动剂来激活睡眠相关神经元。
12.(2026·北京东城·二模)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
线粒体新角色——睡眠节律调节器
果蝇中枢神经系统中存在着进行睡眠稳态调控的D神经元,其兴奋可诱导和维持睡眠,睡眠剥夺(强制唤醒)后D神经元的兴奋会被抑制。D神经元线粒体内膜上分布着各种转运蛋白(如图1),与睡眠状态相比,睡眠剥夺果蝇D神经元中这些转运蛋白对应基因的转录水平均显著上调。
D神经元耗能不足会发生“电子泄漏”,生成活性氧,当活性氧的生成速率高于机体消除能力时,会破坏线粒体膜结构,进而出现线粒体碎片化(裂变)。裂变至一定程度,线粒体与内质网接触增强,内质网广阔的膜结构帮助线粒体片段融合、修复,损伤严重的片段会经自噬作用降解。检测不同条件下D神经元中线粒体数量和体积,结果如图2。研究也发现人工诱导线粒体融合可使D神经元的兴奋性增加,睡眠变长,阻碍线粒体融合会使果蝇“重度失眠”;而调控线粒体裂变则相反。证明线粒体不仅是能量工厂,更是关键的睡眠节律调节器。
除D神经元外,机体其他细胞也会在睡眠时进行线粒体融合、修复。睡眠是优化能量代谢效率的关键生命活动,充足的睡眠对机体健康至关重要。
(1)图1线粒体内膜为有氧呼吸第______阶段的场所,H+通过Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ运至线粒体膜间隙,并以______方式通过ATP合成酶,进而生成大量ATP,最终通过转运蛋白sesB运输至细胞质基质,为D神经元的生命活动供能。
(2)综合文中信息,完善短期睡眠剥夺后D神经元中发生的调控过程______。
(3)针对这一调控过程的理解正确的有______。
A.可通过抑制活性氧的产生,促进线粒体裂变
B.过表达促进线粒体裂变的蛋白,睡眠减少
C.自噬可有效清除线粒体受损区域,利于其修复
D.体现线粒体、内质网、溶酶体等分工合作,维持机体稳态、
(4)人体中也存在类似的睡眠调控神经元,其调控睡眠的机理与D神经元相同。请结合图2解释,在日常学习生活中应规避长期睡眠不足的原因______。
【答案】(1) 三 协助扩散/易化扩散
(2)增加 减少 增加 裂变 融合、修复
(3)BCD
(4)据图2可知,解除睡眠剥夺后,可以修复因睡眠剥夺导致裂变的线粒体;但长期睡眠不足会导致裂变的线粒体得不到及时、有效的融合、修复,影响细胞正常功能
【详解】(1)有氧呼吸共三个阶段,第三阶段的场所就是线粒体内膜;由图1可知H+先被转运蛋白泵到线粒体膜间隙,使得膜间隙H+浓度高于线粒体基质,H+顺浓度梯度通过ATP合成酶,且不需要消耗额外能量,因此运输方式为协助扩散(易化扩散)。
(2)结合题干信息可知,与睡眠状态相比,睡眠剥夺果蝇D神经元中转运蛋白对应基因的转录水平均显著上调,ATP合成增加,睡眠剥夺(强制唤醒)后D神经元的兴奋会被抑制,D神经元耗能不足,ATP消耗减少,ATP总量增加;D神经元耗能不足会发生“电子泄漏”,引发电子泄漏、活性氧积累,最终破坏线粒体膜诱导线粒体碎片化,因此第三个框(引发线粒体____)填裂变。裂变到一定程度后,内质网会帮助线粒体片段完成融合修复,最终恢复D神经元兴奋性,因此最后一个空(最终引发线粒体____)填融合、修复。
(3)A、由题意可知,活性氧积累才会促进线粒体裂变,因此抑制活性氧产生会抑制(而非促进)线粒体裂变,A错误;
B、由题可知“诱导线粒体融合可使D神经元兴奋性增加,睡眠变长,调控线粒体裂变则相反”,因此过表达促进线粒体裂变的蛋白会抑制D神经元兴奋性,最终导致睡眠减少,B正确;
C、由题可知“损伤严重的片段会经自噬作用降解”,清除受损片段后,更利于线粒体剩余部分修复,C正确;
D、该过程中,线粒体发生裂变/融合,内质网辅助修复,溶酶体参与自噬降解损伤,多种细胞器分工合作,共同维持睡眠节律(机体稳态),D正确。
(4)分析图2,对比三组实验可知:短期睡眠剥夺会让线粒体裂变,表现为线粒体数量增加、平均体积减小,而短期睡眠剥夺后只要恢复睡眠(解除剥夺),线粒体就可以完成融合修复,数量和体积都恢复到接近正常水平,如果长期睡眠不足,线粒体持续处于裂变状态,受损线粒体始终得不到及时、充分的融合修复;一方面会导致调控睡眠的神经元兴奋性持续被抑制,引发长期睡眠紊乱,另一方面受损线粒体无法正常合成ATP,能量供应不足,会影响神经元乃至整个机体的正常生理功能,长期会危害健康,因此日常需要规避长期睡眠不足。
13.(2026·北京海淀·三模)复杂的运动控制是大脑精细调控的结果.研究人员针对小鼠向前“奔跑”或向后“倒退”的行为开展系列研究.
(1)大脑颞侧皮层(T区)和上丘(C区)均通过中脑灰质(D区)调控运动,分别刺激T区或C区神经元,释放的兴奋性神经递质均作用于D区神经元,使突触后膜对________的通透性增加,分别引起小鼠“奔跑”或“倒退”。
(2)大脑是通过“一套通用环路”还是“多套专用环路”来调节运动一直存在争论,研究人员开展下列实验。
①实验一:向小鼠T区、C区分别注射携带绿色、红色荧光蛋白基因且可顺突触传递的病毒,检测发现D区两种荧光标记的神经元几乎不重合。
实验二:用一系列不同强度的刺激分别激活T区和C区,检测小鼠移动速度,结果如图1,
研究结果表明大脑在运动控制上采取了“硬件________,软件________”的调节模式。
(3)利用蓝光照射单独激活C区时发现:小鼠表现为“倒退”,而撤去蓝光后出现了短暂的“反弹式奔跑”(刺激结束才触发的奔跑).研究人员推测该现象与D区的S神经元有关,相关神经通路如图2。
进一步进行如下实验:
组别
处理
小鼠行为
实验一:
C区神经元表达光敏蛋白,W神经元表达H受体
蓝光照射C区,注射CNO
光照期倒退;
撤光后无“反弹式奔跑”
实验二:
C区神经元表达光敏蛋白,S神经元表达H受体
蓝光照射C区,注射CNO
光照期倒退;
撤光后无“反弹式奔跑”
注:CNO药物可以特异性抑制表达H受体的神经元
①综上判断,S为________(“兴奋性”或“抑制性”)神经元。
②解释撤去蓝光后,小鼠出现“反弹式奔跑”的机理________。
(4)动物在向前奔跑时如果突然面临天敌威胁,S神经元会被瞬间激活.分析上述运动调节通路中“非对称式调控”的意义________。
【答案】(1)Na⁺
(2) 多套专用环路 一套通用环路
(3) 抑制性 蓝光刺激 C 使 S 激活,S 抑制 W 神经元,光照时 W 受抑制只表现为倒退;撤光后 C 不再激活 S,S 对 W 的抑制解除,W 兴奋引发短暂奔跑
(4)遭遇危险时快速终止奔跑、迅速转为倒退,快速避险,提高生存能力
【详解】(1)兴奋性神经递质与突触后膜受体结合,突触后膜对Na+通透性增大,Na+内流,产生动作电位,神经元兴奋。
(2)实验一发现T区、C区投射到D区的神经元几乎不重合,说明不同运动方向的调节结构(硬件)是分开、专用的;实验二:图1中刺激T区和C区,小鼠移动速度随刺激强度的变化趋势几乎完全一致,说明运动速度的调节规律(软件)是通用的,据此推测大脑在运动控制上采取了“硬件多套专用环路,软件一套通用环路”的调节模式。
(3)①CNO 抑制 S 神经元后,撤光不再出现反弹奔跑。 蓝光照射 C→S 被激活;S 抑制 W 神经元(W 调控奔跑);抑制 S 后,该抑制作用消失,无反弹奔跑,证明S 抑制 W,属于抑制性神经元。
②蓝光照射 C 区→C 兴奋激活抑制性 S 神经元→S 持续抑制 W 神经元,W 无法兴奋,小鼠只表现为倒退; 撤去蓝光后,C 区兴奋消失,S 神经元的抑制作用逐步解除,W 神经元摆脱抑制发生兴奋,驱动小鼠短暂奔跑,出现反弹式奔跑。
(4)天敌出现瞬间激活 S 神经元→S 快速抑制负责奔跑的 W 通路,可快速终止向前奔跑、切换为倒退避险;灵活快速切换运动方向,利于动物及时躲避危险,提升生存概率。
14.(2026·北京石景山·二模)嗅觉是动物的基本感知功能。研究者对小鼠嗅觉引发的防御行为开展了研究。
(1)嗅细胞是嗅觉系统的感觉神经元,静息时嗅细胞膜两侧的电位表现为__________。当气味分子与嗅细胞膜上特定受体结合后,细胞膜对Na⁺的通透性增大,同时胞内Ca2+浓度升高,激活Cl-通道,引起Cl-__________(填“内流”或“外流”),加速嗅细胞兴奋。随后嗅细胞将信号沿嗅神经传入嗅球,再传递给嗅觉中枢形成嗅觉。
(2)三甲基噻唑(TMT)是狐狸粪便中的一种成分,能诱发小鼠感知捕食者的威胁,产生防御行为——回避或僵直。研究者观察了自由运动小鼠对TMT的反应。
①研究中发现部分小鼠接触TMT后立刻出现回避行为。该反射的效应器为__________。
②检测小鼠接触TMT前后的运动速度,部分小鼠的检测结果见下图。结果表明TMT能有效诱导部分小鼠产生僵直行为,依据是__________。
(3)对小鼠僵直行为进一步研究发现,TMT所引起的兴奋传至大脑后,可激活特定区域GABA能神经元(释放抑制性神经递质),直接引发Glu能神经元兴奋状态改变,进而产生僵直行为。利用遗传学手段获得在GABA能神经元中特异性表达光敏蛋白N的小鼠,光敏蛋白N可被黄光激活引起阴离子内流。为给上述发现提供证据支持,请从下列选项中选出实验组的材料、处理及预期结果______。
a.野生型小鼠b.向GABA能神经元转入N基因的小鼠c.TMTd.黄光照射e.TMT+黄光照射f.Glu能神经元兴奋g.Glu能神经元不兴奋h.出现僵直行为i.不出现僵直行为
(4)请结合所学,尝试从进化与适应观的角度,分析小鼠保留回避与僵直两种防御策略的意义______。
【答案】(1) 内负外正 外流
(2) 躯体运动神经末梢及其所支配的肌肉 小鼠接触TMT后运动速度急剧降低并长时间维持在接近于零的水平
(3)b、e、f和i
(4)回避的防御策略适于空间结构复杂、有遮蔽物的环境中,僵直的防御策略适于在开阔环境中,两种行为在不同环境下各具优势,共同提升了小鼠在面对捕食者威胁时的生存概率
【详解】(1)嗅细胞是嗅觉系统的感觉神经元,静息时嗅细胞膜两侧的电位表现为内负外正。当气味分子与嗅细胞膜上特定受体结合后,细胞膜对Na⁺的通透性增大,同时胞内Ca2+浓度升高,激活Cl-通道,由于Cl-带负电荷,Cl-外流时会使细胞内正电荷更多、电位变化更明显,从而加速嗅细胞兴奋。
(2)①小鼠接触TMT后会诱发防御反射,嗅觉系统作为感受器识别天敌气味,信号经过传入神经和神经中枢,最终由躯体运动神经末梢及其所支配的肌肉引发回避行为。②由图示可知,小鼠接触TMT后运动速度急剧降低并长时间维持在接近于零的水平,据此可推断TMT能有效诱导部分小鼠产生僵直行为。
(3)分析题干可知,该实验的目的是验证“TMT通过激活特定区域GABA能神经元,进而抑制Glu能神经元的兴奋并引发僵直行为”,利用遗传学手段获得在GABA能神经元中特异性表达光敏蛋白N的小鼠,当黄光照射时阴离子内流,可导致GABA能神经元进一步抑制,从而阻断其对Glu能神经元的正常调控,因此针对实验组,所用实验材料为b(向GABA能神经元转入N基因的小鼠),对应的实验处理是e(TMT+黄光照射),目的是激活光敏蛋白N,增强GABA能神经元的抑制状态,由于GABA能神经元被过度抑制,无法调节Glu能神经元,导致Glu能神经元兴奋状态改变受阻,最终无法触发僵直行为,因此对应的预期结果是f(Glu能神经元兴奋)、i(不出现僵直行为)。
(4)僵直是通过完全静止来降低被天敌发现的可能性,更适于在开阔环境中,回避是通过快速移动至庇护所来脱离危险区域,其更适于空间结构复杂、有遮蔽物的生境中,两种行为在不同环境下各具优势,共同提升了小鼠在面对捕食者威胁时的生存概率。
15.(2026·北京西城·一模)激酶VLK是一种分泌蛋白,可对蛋白质中的酪氨酸残基进行磷酸化修饰。研究发现VLK对痛觉感知至关重要。
(1)人体在受到机械损伤时,感觉神经元产生的_____传导至突触小体,引发VLK分泌到胞外。
(2)受体N和蛋白E广泛存在于大脑和脊髓兴奋性突触的突触后膜上。受体N是调节痛觉的关键因子,VLK可通过激活受体N增强人体对机械损伤的敏感性。根据相关研究,研究者假设:VLK可诱导E与N相互作用。为检验假设,在培养的人脊髓突触体中分别加入VLK、VLK和PAP(去磷酸化酶),一段时间后使用PLA技术(图1)进行检测,结果如图2。
图2所示结果支持假设,依据是_____。
(3)蛋白E第504位酪氨酸(电中性)被VLK磷酸化后带负电。以体外培养的人胚肾细胞为材料进行实验(如下表),证明了蛋白E第504位氨基酸位点的负电荷是E与N相互作用的必要且充分条件。请补充完善下表。
组别
人胚肾细胞(表达以下蛋白E)
实验过程
检测结果
1
野生型蛋白E
①敲低细胞内源VLK基因。
②甲组细胞导入含VLK基因的表达载体,乙组细胞导入含功能缺失突变型VLK基因的表达载体。
③一段时间后,用PLA技术检测荧光强度。
甲有较强红色荧光,乙无红色荧光
2
蛋白E第504位氨基酸替换为电中性的苯丙氨酸(不可被VLK磷酸化)
_____
3
蛋白E第504位氨基酸替换为_____的氨基酸
_____
(4)VLK基因主要在痛觉神经元中表达。请说明以VLK作为靶点的止痛药相较于氯胺酮(受体N阻断剂)类止痛药的优势_____。
【答案】(1)兴奋
(2)加入VLK组荧光强度显著高于对照组
(3) 甲乙均无红色荧光 带负电 甲乙均有红色荧光
(4)仅作用于痛觉神经元,靶向性更强,副作用更少
【详解】(1)受到机械损伤时,感觉神经元会产生兴奋(神经冲动),兴奋传导至突触小体,引发VLK分泌到胞外。
(2)PLA技术中只有蛋白E与受体N相互靠近时才会产生红色荧光信号,图2显示加入VLK和PAP组无荧光,加入VLK组的荧光强度显著高于对照组,说明VLK可诱导E与N相互作用。
(3)组别2中蛋白E第504位氨基酸被替换成不可被VLK磷酸化的苯丙氨酸,无法带上负电荷,即使导入正常VLK基因,甲乙组也均无红色荧光,证明负电荷是相互作用的必要条件;组别3需将第504位替换为带负电的氨基酸,此时无需VLK磷酸化即可带负电,甲乙组均有红色荧光,证明负电荷是相互作用的充分条件。
(4)题干中VLK基因主要在痛觉神经元中表达,说明它在其他神经元中的表达量极低,几乎只在痛觉通路中发挥关键作用。因此以VLK为靶点的止痛药,能够优先、特异性地作用于痛觉神经元,而对其他神经元的正常生理活动影响极小;相比之下,氯胺酮(受体N阻断剂)会非特异性地阻断广泛存在于大脑和脊髓兴奋性突触的受体N,可能干扰多种神经元的功能。因此,以VLK为靶点的止痛药靶向性更强,副作用更少。
五年真题·压轴题(主要北京视野,单选、非选择题)
高频考点:神经系统的组成和功能;神经调节的基本方式;神经冲动的产生和传导
1.(2025·北京·高考真题)为了解甲基苯丙胺(MA,俗称冰毒)对心脏功能的影响,研究者比较了吸食与不吸食MA人群左心室的泵血能力,结果如图。下列叙述正确的是( )
A.滥用MA会导致左心室收缩能力下降
B.左心室功能的显著下降导致吸食MA成瘾
C.MA可以阻断神经对心脏活动的调节
D.MA通过破坏血管影响左心室泵血功能
【答案】A
【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为:兴奋以电信号的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放神经递质(化学信号),神经递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】A、题目提到研究者比较了左心室泵血能力,并给出了结果图,实验结果表明滥用MA会导致左心室收缩能力下降,A正确;
B、心脏功能下降是MA滥用的后果,而非成瘾的原因,B错误;
C、MA并没有阻断神经对心脏的调节,心脏依旧在行使功能,C错误;
D、本题的实验结果无法推测MA通过破坏血管影响左心室泵血功能,D错误。
故选A。
2.(2025·北京·高考真题)外科医生给足外伤患者缝合伤口时,先在伤口附近注射局部麻醉药,以减轻患者疼痛。局部麻醉药的作用原理是( )
A.降低伤口处效应器的功能
B.降低脊髓中枢的反射能力
C.阻断相关传出神经纤维的传导
D.阻断相关传入神经纤维的传导
【答案】D
【分析】局部麻醉药通过阻断神经冲动的传导来抑制痛觉的产生。
【详解】A、效应器由传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体构成,麻醉药作用于伤口附近,若作用于效应器则不能减轻患者疼痛,A错误;
B、脊髓中枢的反射能力涉及完整的反射弧,而局部麻醉药并未作用于脊髓中枢,B错误;
C、传出神经负责将中枢信号传递至效应器,但疼痛信号的传递依赖传入神经,阻断传出神经不会影响痛觉的产生,C错误;
D、传入神经负责将痛觉信号从感受器传递至中枢神经系统,局部麻醉药通过阻断传入神经纤维的传导,使痛觉信号无法传递到大脑,从而减轻疼痛,D正确。
故选D。
3.(2023·北京·高考真题)人通过学习获得各种条件反射,这有效提高了对复杂环境变化的适应能力。下列属于条件反射的是( )
A.食物进入口腔引起胃液分泌 B.司机看见红色交通信号灯踩刹车
C.打篮球时运动员大汗淋漓 D.新生儿吸吮放入口中的奶嘴
【答案】B
【分析】反射一般可以分为两大类:非条件反射和条件反射。非条件反射是指人生来就有的先天性反射,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;条件反射是人出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是在非条件反射的基础上,在大脑皮层参与下完成的,是高级神经活动的基本方式。
【详解】A、食物进入口腔引起胃液分泌是人类先天就有的反射,不需要经过大脑皮层,因此属于非条件反射,A错误;
B、司机看到红灯刹车这一反射是在实际生活中习得的,因此受到大脑皮层的控制,属于条件反射,B正确;
C、运动时大汗淋漓来增加散热,这是人类生来就有的反射,属于非条件反射,C错误;
D、新生儿吸吮放入口中的奶嘴是其与生俱来的行为,该反射弧不需要大脑皮层参与,因此属于非条件反射,D错误。
故选B。
4.(2022·北京·高考真题)神经组织局部电镜照片如下图。下列有关突触的结构及神经元间信息传递的叙述,不正确的是( )
A.神经冲动传导至轴突末梢,可引起1与突触前膜融合
B.1中的神经递质释放后可与突触后膜上的受体结合
C.2所示的细胞器可以为神经元间的信息传递供能
D.2所在的神经元只接受1所在的神经元传来的信息
【答案】D
【分析】兴奋在神经元之间的传递过程:轴突→突触小体→突触小泡→神经递质→突触前膜→突触间隙→突触后膜(与突触后膜受体结合)→另一个神经元产生兴奋或抑制。
题图分析,图中1表示突触小泡,2表示线粒体。
【详解】A、神经冲动传导至轴突末梢,可引起突触小泡1与突触前膜融合,从而通过胞吐的方式将神经递质释放到突触间隙,A正确;
B、1中的神经递质释放后可与突触后膜上的受体发生特异性结合,从而引起下一个神经元兴奋或抑制,B正确;
C、2表示的是线粒体,线粒体是细胞中的动力工厂,其可以为神经元间的信息传递供能,C正确;
D、2所在的神经元可以和周围的多个神经元之间形成联系,因而不只接受1所在的神经元传来的信息,D错误。
故选D。
5.(2020·北京·高考真题)食欲肽是下丘脑中某些神经元释放的神经递质,它作用于觉醒中枢的神经元,使人保持清醒状态。临床使用的药物M与食欲肽竞争突触后膜上的受体,但不发挥食欲肽的作用。下列判断不合理的是( )
A.食欲肽以胞吐的形式由突触前膜释放
B.食欲肽通过进入突触后神经元发挥作用
C.食欲肽分泌不足机体可能出现嗜睡症状
D.药物M可能有助于促进睡眠
【答案】B
【分析】由题可知,食欲肽是一种神经递质,神经递质是由突触前膜以胞吐的方式释放进入突触间隙,作用于突触后膜上的特异性受体,引起下一个神经元的兴奋或抑制。
【详解】A、食欲肽是一种神经递质,神经递质以胞吐的方式由突触前膜释放,A正确;
B、神经递质发挥作用需要与突触后膜上的蛋白质受体特异性结合,并不进入下一个神经元,B错误;
C、由题“食欲肽它作用于觉醒中枢的神经元,使人保持清醒状态”可推断,食欲肽分泌不足机体可能出现嗜睡症状,C正确;
D、由题“食欲肽使人保持清醒状态,而药物M与食欲肽竞争突触后膜上的受体,但不发挥食欲肽的作用”可推断,药物M可能有助于促进睡眠,D正确。
故选B。
6.(2026·湖北·高考真题)脑机接口(BCI)技术通过在脑与机器间建立信息通道,帮助脊髓损伤、脑卒中等患者重建部分运动和语言功能。某四肢瘫痪患者在植入我国研发的“北脑一号”BCI后,不仅能脑控机械臂,上肢肌力也显著提升。下列叙述正确的是( )
A.由于BCI收集的是电信号,无需考虑数据信息的隐私保密
B.植入BCI的脑卒中患者恢复写字能力,说明该患者大脑皮层S区正常
C.识别、解析大脑发出的电信号是BCI帮助四肢瘫痪患者恢复运动功能的难点
D.神经胶质细胞数量远多于神经元,故BCI采集的电信号主要来自神经胶质细胞
【答案】C
【详解】A、BCI收集的脑电信号包含个人健康、思维活动等隐私信息,必须进行隐私保密,A错误;
B、大脑皮层S区为运动性语言中枢,负责控制说话功能,控制写字功能的是W区(书写性语言中枢),患者恢复写字能力不能说明S区正常,B错误;
C、不同的脑电信号对应不同的运动指令,精准识别、解析大脑发出的特异性电信号是BCI帮助患者恢复运动功能的核心难点,C正确;
D、神经系统的电信号由神经元产生和传导,神经胶质细胞主要起支持、营养、保护神经元等辅助作用,因此BCI采集的电信号主要来自神经元,D错误。
7.(2026·河南·高考真题)神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。下列叙述错误的是( )
A.该调节网络的正常运行是机体进行正常生命活动的必要条件
B.交感神经兴奋可促使肾上腺髓质分泌肾上腺素,使血糖升高
C.辅助性T细胞可以通过分泌细胞因子调节相应细胞的代谢活动
D.副交感神经兴奋使支气管扩张,从而加重过敏引起的哮喘症状
【答案】D
【详解】A、内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制,因此该调节网络正常运行是机体进行正常生命活动的必要条件,A正确;
B、交感神经兴奋可作用于肾上腺髓质,促进其分泌肾上腺素,肾上腺素能促进肝糖原分解等过程升高血糖,B正确;
C、辅助性T细胞可以分泌细胞因子,细胞因子可调节B细胞、细胞毒性T细胞等相应细胞的代谢活动,促进其增殖分化,C正确;
D、副交感神经兴奋会使支气管收缩,而非扩张,支气管收缩会加重过敏引发的哮喘症状,D错误。
8.(2026·安徽·高考真题)临床上常通过检查膝跳反射来了解参与该反射的神经系统功能状态。用相同力度叩击肌腱,若小腿抬高幅度过大,则称为膝跳反射亢进。如图①~⑦是参与膝跳反射的相关结构。下列叙述错误的是( )
A.发生膝跳反射时,①→④→⑥→②的效应是收缩
B.发生膝跳反射时,①→④→⑦→⑤→③的效应是舒张
C.截瘫患者若膝跳反射消失,可能的原因是反射弧中断
D.截瘫患者若膝跳反射亢进,说明高位中枢对⑥有增强作用
【答案】D
【详解】A、膝跳反射发生时小腿抬起,伸肌(②)收缩,①是感受器、④是传入神经、⑥是支配伸肌的传出神经,该通路的效应为伸肌收缩,A正确;
B、膝跳反射过程中屈肌(③)舒张以配合小腿抬起,⑦是中间神经元、⑤是支配屈肌的传出神经,该通路的效应为屈肌舒张,B正确;
C、反射的结构基础是完整的反射弧,若反射弧任意环节中断,反射都无法完成,因此截瘫患者膝跳反射消失可能是反射弧中断导致,C正确;
D、和正常人相比,截瘫患者高位中枢和脊髓的联系中断,导致膝跳反射亢进,说明正常情况下高位中枢对脊髓的膝跳反射低级中枢有抑制作用,并非高位中枢对⑥有增强作用,D错误。
9.(2026·河南·高考真题)神经元外K+或谷氨酸(神经递质)积累过多使神经元易过度兴奋。星形胶质细胞是一种神经胶质细胞,能够摄取神经元外多余的K+和谷氨酸。下列叙述错误的是( )
A.神经元上同时存在运输K+的通道蛋白和载体蛋白
B.星形胶质细胞能够防止神经元过度兴奋,以起到保护作用
C.若星形胶质细胞摄取谷氨酸的能力下降,突触后膜静息电位的绝对值增大
D.星形胶质细胞可通过改变神经元内外的离子分布和膜通透性影响兴奋传递
【答案】C
【详解】A、神经元静息状态下,K+通过通道蛋白以协助扩散的方式外流,维持静息电位;同时钠钾泵通过载体蛋白以主动运输的方式将K+运入细胞,维持细胞内外K+的浓度差,因此神经元上同时存在运输K+的通道蛋白和载体蛋白,A正确;
B、题干明确神经元外K+或谷氨酸积累过多会使神经元过度兴奋,而星形胶质细胞可以摄取多余的K+和谷氨酸,因此能防止神经元过度兴奋,起到保护作用,B正确;
C、突触后膜静息电位的绝对值取决于神经元膜两侧K+浓度差,膜两侧K+浓度差越大,静息电位的绝对值越大,C错误;
D、星形胶质细胞摄取神经元外多余的K+,会改变神经元内外的K+浓度差(离子分布);摄取谷氨酸可减少谷氨酸对突触后膜离子通透性的影响,因此可通过这两方面调控,D正确。
10.(2026·浙江·高考真题)某同学将蛙坐骨神经腓肠肌标本置于生理溶液中进行实验。在a处将坐骨神经损伤,如图所示,用S强度(坐骨神经中所有神经纤维都兴奋的刺激强度)刺激坐骨神经,记录其动作电位和腓肠肌的收缩强度。
下列叙述正确的是( )
A.若损伤后,减小刺激强度,腓肠肌的收缩强度变大
B.若损伤后,增大刺激强度,动作电位的幅度变大
C.若损伤在b处,用S强度刺激,腓肠肌的收缩强度不变
D.若损伤在b处,用S强度刺激,动作电位的幅度不变
【答案】D
【详解】A 、若在a处将坐骨神经损伤,原先用S强度(坐骨神经中所有神经纤维都兴奋的刺激强度)刺激坐骨神经,现在若减小刺激强度,坐骨神经中部分神经纤维会不兴奋,因此腓肠肌的收缩强度也会变小,A错误;
B、若在a处将坐骨神经损伤,原先用S强度的刺激已经使坐骨神经中所有神经纤维都兴奋,再增大刺激强度,动作电位的幅度不会再增大,B错误;
C、若损伤在b处,用S强度刺激,兴奋无法传至腓肠肌,腓肠肌不收缩,C错误;
D、若损伤在b处,用S强度刺激,兴奋能传至电位检测仪处,进而被检测出,且动作电位的幅度不变,D正确。
故选D。
11.(2024·北京·高考真题)灵敏的嗅觉对多数哺乳动物的生存非常重要,能识别多种气味分子的嗅觉神经元位于哺乳动物的鼻腔上皮。科学家以大鼠为材料,对气味分子的识别机制进行了研究。
(1)嗅觉神经元的树突末梢作为感受器,在气味分子的刺激下产生___________,经嗅觉神经元轴突末端与下一个神经元形成的___________将信息传递到嗅觉中枢,产生嗅觉。
(2)初步研究表明,气味受体基因属于一个大的基因家族。大鼠中该家族的各个基因含有一些共同序列(保守序列),也含有一些有差异的序列(非保守序列)。不同气味受体能特异识别相应气味分子的关键在于___________序列所编码的蛋白区段。
(3)为了分离鉴定嗅觉神经元中的气味受体基因,科学家依据上述保守序列设计了若干对引物(图甲),利用PCR技术从大鼠鼻腔上皮组织mRNA的逆转录产物中分别扩增基因片段,再用限制酶HinfⅠ对扩增产物进行充分酶切。图乙显示用某对引物扩增得到的PCR产物(A)及其酶切片段(B)的电泳结果。结果表明酶切片段长度之和大于PCR产物长度,推断PCR产物由___________组成。
(4)在上述实验基础上,科学家们鉴定出多种气味受体,并解析了嗅觉神经元细胞膜上信号转导的部分过程(图丙)。
如果钠离子通道由气味分子直接开启,会使嗅觉敏感度大大降低。根据图丙所示机制,解释少量的气味分子即可被动物感知的原因______。
【答案】(1) 兴奋/动作电位/神经冲动 突触
(2)非保守
(3)长度相同但非保守序列不同的DNA片段
(4)少量的气体分子通过活化的G蛋白、活化的C酶,在C酶的催化下合成大量的cAMP使Na+通道打开,Na+内流,神经元细胞膜上产生动作电位,气味分子被动物感知
【详解】(1)气味分子刺激感受器产生兴奋。嗅觉神经元轴突末端、神经元间隙与下一个神经元组成突触,包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。
(2)不同气味受体能特异性识别相应气味分子的关键在于蛋白质中结构不同的部分,由非保守序列编码。
(3)由图可知,PCR产物含保守序列和非保守序列,若非保守序列不同,酶切产物的长度可能不同,导致酶切片段长度之和大于PCR产物长度,因此PCR产物由长度相同但非保守序列不同的DNA片段组成。
(4)由图丙可知,少量的气体分子通过活化G蛋白使得C酶活化,在C酶的催化下,由ATP合成大量的cAMP ,促使Na+通道打开,Na+内流,导致神经元细胞膜上产生动作电位,气味分子被动物感知。
12.(2023·北京·高考真题)细胞膜的选择透过性与细胞膜的静息电位密切相关。科学家以哺乳动物骨骼肌细胞为材料,研究了静息电位形成的机制。
(1)骨骼肌细胞膜的主要成分是___________,膜的基本支架是___________。
(2)假设初始状态下,膜两侧正负电荷均相等,且膜内K+浓度高于膜外。在静息电位形成过程中,当膜仅对K+具有通透性时,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是___________。K+静电场强度只能通过公式“K+静电场强度(mV)”计算得出。
(3)骨骼肌细胞处于静息状态时,实验测得膜的静息电位为-90mV,膜内、外K+浓度依次为155mmoL/L和4mmoL/L(),此时没有K+跨膜净流动。
①静息状态下,K+静电场强度为___________mV,与静息电位实测值接近,推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
②为证明①中的推测,研究者梯度增加细胞外K+浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值___________,则可验证此假设。
【答案】(1) 蛋白质和脂质 磷脂双分子层
(2)外正内负
(3) -95.4 梯度增大(或均与相应状态下K+静电场强度理论值接近)
【分析】1、静息电位产生的原因:细胞处于安静状态下,存在于细胞膜两侧的电位差称为静息电位,表现为内负外正。原因是细胞膜对K+的通透性增大,K+外流,表现为外正内负。
2、动作电位产生的原因:细胞膜对Na+的通透性增大,Na+内流,表现为内正外负。
【详解】(1)肌细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。
(2)静息状态下,膜仅对K+具有通透性时,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是外正内负。
(3)①静息状态下,静息状态下,K+静电场强度为60×(-1.59)=-95.4(mV),与静息电位实测值接近,推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
②梯度增加细胞外K+浓度,此时钾离子外流梯度减小,静息电位的绝对值会减小,但静息电位的值增大(或均与相应状态下K+静电场强度理论值接近),则可验证K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
13.(2017·北京·高考真题)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)在小鼠H区的传入纤维上施加单次强刺激, 传入纤维末梢释放的_________________作用于突触后膜的相关受体,突触后膜出现一个膜电位变化。
(2)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。
如图所示,突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+会以_________________方式进入胞内,Ca2+与_______________共同作用,使C酶的_______________发生改变,C酶被激活。
(3)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,该结果为图中的_______________(填图中序号)过程提供了实验证据。
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,以干预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_______________
A.数目不同序列不同 B.数目相同序列相反 C.数目相同序列相同
③为验证T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”这一假设,将T的磷酸化位点发生突变的一组小鼠,用HFS处理H区传入纤维,30分钟后检测H区神经细胞突触后膜A受体能否磷酸化,请评价该实验方案并加以完善_______________。
(4)图中内容从_______________水平揭示学习、记忆的一种可能机制,为后续研究提供了理论基础。
【答案】 神经递质 易化扩散/协助扩散 钙调蛋白 空间结构 Ⅱ C、B 该实验方案存在两处缺陷:第一,应补充一组对未突变小鼠同样处理的对照实验。第二,应补充施加HFS后检测和比较以上两组小鼠突触后膜的电位变化的实验 细胞和分子
【详解】(1)在小鼠H区的传入纤维上施加单次强刺激,传入纤维末梢释放的神经递质作用于突触后膜的相关受体,突触后膜出现一个膜电位变化。
(2)从图中可以看出,Ca2+通过N受体进入细胞的过程是从高浓度向低浓度运输,需要载体,不消耗ATP,属于协助扩散或易化扩散。Ca2+进入细胞后与钙调蛋白结合,激活C酶;蛋白质的功能取决于其空间结构,酶的活性改变的直接原因是其空间结构发生了改变。
(3)①由图示信息,根据“细胞膜上的A受体数量明显增加”可推出有比较多的A受体胞内肽段转变成了A受体,该过程就是过程Ⅱ。②实验的自变量为短肽,要验证磷酸化位点位于T上,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,则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。③为了验证T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”这一假设,将T的磷酸化位点发生突变的一组小鼠,用HFS处理H区传入纤维,30分钟后检测H区神经细胞突触后膜A受体能否磷酸化,还应补充一组对未突变小鼠同样处理的对照实验;检测的实验结果应可操作,膜A受体是否磷酸化不易检测,应补充施加HFS后检测和比较以上两组小鼠突触后膜的电位变化的实验。
(4)图中所研究的机制涉及受体(糖蛋白)、酶及物质的运输,所以是在分子和细胞水平上揭示学习和记忆的一种可能机制。
14.(2026·山东·高考真题)花粉诱发过敏时,可伴随气管平滑肌和呼吸肌功能异常,相关过程如图所示,a、b、c、d表示神经纤维上的点。
(1)花粉进入呼吸道黏膜被树突状细胞摄取并处理后,呈递给的细胞是_____________,该细胞活化并分泌细胞因子,从而促进抗体的产生。花粉引发的过敏反应常在免疫系统的_______功能异常时发生。
(2)吸入花粉后,气管平滑肌过度收缩引起喘息症状,呼吸肌过度收缩引起咳嗽症状。研究人员在研究其调控机制时,实验处理及现象如表所示。受到花粉刺激时,神经纤维cd段膜外的局部电流方向为_______(填“由c到d”或“由d到c”)。表中“阻断b点后,花粉刺激”引起喘息_______(填“属于”或“不属于”)反射。
实验处理
现象
花粉刺激
喘息、咳嗽
阻断a点后,花粉刺激
无喘息、无咳嗽
阻断b点后,花粉刺激
喘息、无咳嗽
(3)已知神经递质Y与平滑肌细胞膜上的受体M结合引起平滑肌收缩,药物甲会影响该过程,其作用机理可能为以下两种之一:①药物甲仅具有阻断神经递质Y与受体M结合的作用;②药物甲通过受体M发挥与神经递质Y相反的作用,即引起平滑肌舒张。
研究人员通过以下实验已经直接证明了药物甲的作用机理,请补充实验结果和结论。
实验材料:药物甲、受体M阻断剂、生理盐水、离体气管平滑肌
实验步骤及结果:
Ⅰ、将静置在生理盐水中的处于初始状态的离体气管平滑肌随机均分为2组,编号为A、B。
Ⅱ、A组:加入药物甲,平滑肌处于_______(填“初始”“收缩”或“舒张”)状态。
B组:加入足量受体M阻断剂,平滑肌处于初始状态;再加入药物甲,平滑肌状态不变。
实验结论:药物甲的作用机理为_______(填“①”或“②”)。
【答案】(1) 辅助性T细胞 免疫防御
(2) 由d到c 不属于
(3) 舒张(初始) ②(①)
【详解】(1)花粉进入呼吸道黏膜被树突状细胞摄取并处理后,呈递给辅助性T细胞,该细胞活化并分泌细胞因子,使B淋巴细胞被活化,增殖、分化出大量的浆细胞,浆细胞能合成并分泌抗体。花粉引发的过敏反应常在免疫系统的免疫防御功能异常时发生,因为外来花粉需要通过免疫防御功能清除。
(2)受到花粉刺激时,气管平滑肌过度收缩引起喘息症状,此时神经纤维cd段膜外的局部电流方向为“由d到c”,即兴奋在神经纤维上的传导方向与膜外相反。表中“阻断b点后,花粉刺激”引起喘息“不属于”反射,因为该过程的发生没有经过完整的反射弧(b点中断后兴奋不能传到神经中枢)。
(3)已知神经递质Y与平滑肌细胞膜上的受体M结合引起平滑肌收缩,药物甲会影响该过程,其作用机理可能为以下两种之一:两种机理的核心区别是:①仅阻断Y与M结合,自身不改变平滑肌状态(无Y时无效应);②甲可直接结合M,引起平滑肌舒张(无论是否有Y,只要M可结合就会产生舒张效应)。研究人员通过以下实验已经直接证明了药物甲的作用机理,实验的自变量为是否使用药物甲,相应的实验结果和结论如下:
Ⅰ、将静置在生理盐水中的处于初始状态的离体气管平滑肌随机均分为2组,编号为A、B.
Ⅱ、通过实验已经直接证明了药物甲的作用机理, 本实验用初始状态(无Y)的离体平滑肌完成,若药物甲机理为②:未阻断M时,甲结合M直接引起平滑肌舒张,因此A组加入甲后平滑肌为舒张;当加入足量M阻断剂后,M全部被阻断,甲无法结合M发挥作用,因此加入甲后平滑肌状态不变,与题干给出的B组结果吻合,因此结论为机理②。
若药物甲机理为①:A组:加入药物甲,因为没有Y,不能起作用,因而平滑肌处于“初始”状态。加入足量受体M阻断剂后,平滑肌处于初始状态;再加入药物甲,平滑肌状态不变。
15.(2026·江西·高考真题)睡眠在调节生长激素(GH)分泌中起重要作用。研究发现,“睡眠—觉醒”状态影响下丘脑中W神经元、J神经元和D神经元(均有内分泌功能)对GH分泌的调控,分泌的GH又能通过影响K神经元的兴奋性改变“睡眠—觉醒”状态(图A)。为探究具体机制,研究人员以小鼠为研究对象,开展了相关实验。回答下列问题:
(1)据图A分析,通过W神经元对GH分泌的调节方式为________调节。
(2)为探究J神经元在“睡眠—觉醒”状态下对GH分泌调控的差异,研究人员分别在无刺激和M刺激(可激活J神经元)下,检测了睡眠和觉醒状态下的血液GH浓度(图B,其中a、b、c、d代表浓度值)。据图分析,激活J神经元提高了睡眠对GH分泌的促进作用,判断依据是________(选填序号①d-b>c-a;②d-c>b-a;③d+b>c+a;④a+d>b+c)。
(3)为了解W神经元在GH分泌调节中的作用,研究人员采用某刺激激活W神经元,发现GH的分泌量下降。结合图A分析,W神经元释放的是________神经递质(根据突触后效应填写);W神经元调节GH分泌的过程是________。
(4)已知K神经元上有GH受体(GHR,可介导GH激活K神经元)。为进一步探究K神经元在睡眠调控GH分泌中的作用,研究人员构建了K神经元的GHR低表达小鼠模型,设置了两组实验(如表),检测了小鼠睡眠状态和觉醒状态的时长百分比(图C)。结合图A分析,GH通过K神经元对GH分泌的调控机制为________反馈调节,选填5个序号并排序连成一条调控通路:________(①小鼠睡眠;②小鼠觉醒;③K神经元兴奋;④K神经元兴奋性下降;⑤J神经元兴奋,D神经元兴奋性下降;⑥J神经元兴奋性下降,D神经元兴奋;⑦较高水平的GH;⑧较低水平的GH)。
组别
处理
对照组
注射一定量的GH
注射等量的CSF(GH的对照)
低表达组
注射等量的GH
注射等量的CSF(GH的对照)
【答案】(1)神经-体液
(2)②
(3) 抑制性 激活W神经元后,W释放抑制性神经递质,抑制J神经元的兴奋性,使J神经元分泌的促进GH分泌的物质减少,最终导致垂体GH分泌量下降
(4) 负 ⑦③②⑥⑧
【详解】(1)W神经元属于下丘脑神经细胞,通过释放神经递质调节J神经元的活动(属于神经调节环节);J神经元的内分泌产物通过体液运输作用于垂体,调节GH分泌(属于体液调节环节),因此W神经元对GH分泌的调节方式为神经-体液调节。
(2)睡眠状态下的GH浓度和觉醒状态下的GH浓度差值(即b-a和d-c),代表睡眠对GH分泌的促进作用的大小,若激活J神经元提高了睡眠对GH分泌的促进作用,说明激活J后睡眠状态对GH的升高幅度大于未激活状态时睡眠状态对GH的升高幅度,即d-c>b-a,因此选②。
(3)激活W神经元后GH分泌量下降,而J神经元的作用是促进GH分泌,说明W神经元抑制J神经元的活动,因此W神经元释放的是抑制性神经递质;调节过程为:W神经元释放抑制性神经递质,使J神经元兴奋性降低,J分泌的促进GH分泌的物质减少,最终导致垂体GH分泌量下降。
(4)据图C可知,对比注射CSF,同样是注射一定量的GH,相对于低表达组,对照组睡眠时间缩短,觉醒时间变长,由于睡眠会促进GH分泌,睡眠时间缩短说明GH分泌减少,所以该调控的结果是GH含量升高后,最终会使GH含量降低,因此属于负反馈调节。结合实验结果(对照组注射GH后觉醒时长百分比升高、睡眠降低,说明GH通过K神经元促进觉醒),调控通路为:较高水平的GH(⑦)→GH结合GHR使K神经元兴奋(③)→K神经元兴奋使小鼠进入觉醒状态(②)→觉醒状态下J神经元兴奋性下降、D神经元兴奋(⑥)→D分泌物质抑制GH分泌,最终使GH维持在较低水平(⑧),排序为⑦③②⑥⑧。
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第25讲 神经调节
分层专练·靶向攻关
题型专攻·基础题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
B
D
C
C
C
D
C
C
C
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
A
A
B
A
A
B
C
D
A
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
B
C
B
D
C
B
B
B
C
C
二年重难·情境题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
B
B
C
D
C
B
D
C
11.(1) 胞吐 3
(2) 腺苷与受体结合改变受体空间结构,进而使绿色荧光蛋白构象改变并(在被激发后)发出荧光,因此可通过检测荧光强度来指示腺苷浓度 AC
(3)两实验组的腺苷浓度(荧光强度);均低于对照组,去除谷氨酸能神经元组浓度更低
(4)促进
(5)利用AK活性抑制剂来增加脑中腺苷浓度。使用A1激动剂抑制觉醒神经元。使用A2激动剂来激活睡眠相关神经元(合理即可)
12.(1) 三 协助扩散/易化扩散
(2)增加 减少 增加 裂变 融合、修复
(3)BCD
(4)据图2可知,解除睡眠剥夺后,可以修复因睡眠剥夺导致裂变的线粒体;但长期睡眠不足会导致裂变的线粒体得不到及时、有效的融合、修复,影响细胞正常功能
13.(1)Na⁺
(2) 多套专用环路 一套通用环路
(3) 抑制性 蓝光刺激 C 使 S 激活,S 抑制 W 神经元,光照时 W 受抑制只表现为倒退;撤光后 C 不再激活 S,S 对 W 的抑制解除,W 兴奋引发短暂奔跑
(4)遭遇危险时快速终止奔跑、迅速转为倒退,快速避险,提高生存能力
14.(1) 内负外正 外流
(2) 躯体运动神经末梢及其所支配的肌肉 小鼠接触TMT后运动速度急剧降低并长时间维持在接近于零的水平
(3)b、e、f和i
(4)回避的防御策略适于空间结构复杂、有遮蔽物的环境中,僵直的防御策略适于在开阔环境中,两种行为在不同环境下各具优势,共同提升了小鼠在面对捕食者威胁时的生存概率
15.(1)兴奋
(2)加入VLK组荧光强度显著高于对照组
(3) 甲乙均无红色荧光 带负电 甲乙均有红色荧光
(4)仅作用于痛觉神经元,靶向性更强,副作用更少
五年真题·压轴题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
D
B
D
B
C
D
D
C
D
11.(1) 兴奋/动作电位/神经冲动 突触
(2)非保守
(3)长度相同但非保守序列不同的DNA片段
(4)少量的气体分子通过活化的G蛋白、活化的C酶,在C酶的催化下合成大量的cAMP使Na+通道打开,Na+内流,神经元细胞膜上产生动作电位,气味分子被动物感知
12.(1) 蛋白质和脂质 磷脂双分子层
(2)外正内负
(3) -95.4 梯度增大(或均与相应状态下K+静电场强度理论值接近)
13. 神经递质 易化扩散/协助扩散 钙调蛋白 空间结构 Ⅱ C、B 该实验方案存在两处缺陷:第一,应补充一组对未突变小鼠同样处理的对照实验。第二,应补充施加HFS后检测和比较以上两组小鼠突触后膜的电位变化的实验 细胞和分子
14.(1) 辅助性T细胞 免疫防御
(2) 由d到c 不属于
(3) 舒张(初始) ②(①)
15.(1)神经-体液
(2)②
(3) 抑制性 激活W神经元后,W释放抑制性神经递质,抑制J神经元的兴奋性,使J神经元分泌的促进GH分泌的物质减少,最终导致垂体GH分泌量下降
(4) 负 ⑦③②⑥⑧
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第25讲 神经调节
第一部分 五年考情·精准定向
北京考情概览 北京热点情境 北京备考策略
第二部分 三大核心·主干速记
一图串联·核心梳理·易错辨析
核心知识01 神经调节的结构基础
核心知识02 神经调节的基本方式
核心知识03 神经冲动的产生和传导
第三部分 分层专练·靶向攻关
题型专攻·基础题(北京视野,单选,3大题型)
两年重难·情境题(北京模拟,单选、非选择题)
五年真题·压轴题(北京视野,单选,含2026年高考真题)
第一部分 五年考情·精准定向
考情概览
新课标要求
考题统计
1. 神经系统的结构与功能?
2. 组成神经系统的细胞有什么特点?
3. 什么是反射?它有哪些类型?
4. 反射弧的结构是怎样的?
5. 条件反射是怎样形成的?它有什么意义?
6. 兴奋是如何在神经纤维上传导的?
7. 兴奋在突触处是如何传递的?
8. 为什么不能滥用兴奋剂和吸食毒品?
9. 神经系统是如何对内脏活动进行分级调节的?
2025年北京卷,药物对神经传递的影响
2025年北京卷,兴奋的产生,神经传递的方式
2024年北京卷,兴奋在神经纤维和神经元间的传递
2023年北京卷,兴奋在神经纤维上的传递;条件反射和非条件反射
2022年北京卷,兴奋在神经元之间的传递
1.考查频次:近5年北京高考每年都会考查该这部分内容,该专题是高考必考章节。在选择题和非选择题中均有考查;选择题主要考查基础知识,非选择题主要考查实验设计。
2.考查要点:考查内容聚焦三大板块:一是神经调节的结构基础;二是神经调节的基本方式;三是神经冲动的产生和传导。
热点情境
情境1:北京脑科学与类脑研究所罗敏敏团队 2025 年 11 月在《自然》(Nature)发表重磅成果,首次揭示氯胺酮和电休克疗法这两种快速强效抗抑郁疗法背后的共同作用机制 —腺苷信号通路。
对应知识点:神经递质与突触传递,脑高级功能(情绪调节),实验设计与变量控制。
情境2:首都医科大学附属北京天坛医院何江弘团队历经 10 年研究,证实脑深部电刺激(DBS)技术对慢性意识障碍(俗称 "植物人")有显著治疗效果。
对应知识点:神经调节的结构基础,反射种类,神经传递的方式。
备考策略
1.深挖教材基础:反射弧、兴奋传导与传递、分级调节等核心概念必须精准掌握;
2.关注北京本地科研:北脑所、天坛医院等机构的最新研究成果是命题热点;
3.训练情境迁移:从陌生材料中快速提炼考点的能力;
4.强化实验逻辑:神经调节常结合实验设计与数据分析考查;
5.注意跨模块综合:神经调节常与体液调节、免疫调节综合命题。
第二部分 两大核心·主干速记
内容速览:神经调节的基本结构,组成神经系统的细胞,神经调节的基本方式,神经冲动的产生和传导。
一图串联
核心梳理
核心知识1 神经调节的结构基础
考点1:神经系统的基本组成
1.神经系统的组成
人的神经系统是由脑、脊髓和它们发出的神经组成;人的神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统两部分。
2. 中枢神经系统
(1)组成:中枢神经系统包括脑(位于颅腔内)和脊髓(位于椎管内);
(2)特点:在中枢神经系统内,大量的神经细胞聚集在一起,形成许多不同的神经中枢,分别负责调控某一特定的生理功能,如脊髓中的膝跳反射中枢、脑干中的呼吸中枢、下丘脑中的体温调节中枢等;
(3)功能:对信息进行分析和处理,发出指令信息。
3. 脑的结构与功能
结构
功能
示意图
①大脑
组成:包括左右两个大脑半球,表面是大脑皮层;
功能:大脑皮层是调节机体生理活动的最高级中枢
②下丘脑
功能:脑的重要组成部分,其中有体温调节中枢、水平衡的调节中枢等,还与生物节律等的控制有关;
③小脑
位置:位于大脑的后下方;
功能:协调运动,维持身体平衡;
④脑干
功能:连接脑和脊髓的重要通路,有许多维持生命的必要中枢,如调节呼吸、心脏功能的基本活动中枢
4.外周神经系统
(1)分类
按照起源分:
①脑神经:与脑相连,共12对,主要分布在头面部,负责管理头面部的感觉和运动;
②脊神经:与脊髓相连,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;
按照传导方向分:
①传入神经:即感觉神经;
功能:将接受到的信息传递到中枢神经系统;
②传出神经:即运动神经;
功能:将中枢神经系统发出的指令信息传输到相应器官,使机体对刺激作出反应;
分类:又可分为支配躯体运动的神经(躯体运动神经)和支配内脏器官的神经(内脏运动神经)
5.自主神经系统
(1)概念:外周神经系统中,支配内脏、血管、腺体的传出神经,它们的活动不受意识支配。
(2)组成和功能
自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成;它们的作用通常是相反的;当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张,但胃肠蠕动和消化腺的分泌活动减弱;当人处于安静状态时,副交感神经活动占据优势,心跳减慢,但胃肠蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收。
(3) 意义: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。
【易错提醒】
1.交感神经对内脏器官并不全是促进作用;副交感神经也并不全是抑制作用。
2.中枢神经系统与神经中枢的区别
(1)中枢神经系统:是神经系统的主要部分,包括位于椎管内的脊髓和位于颅腔内的脑;
(2)神经中枢:是在中枢神经系统内,由大量神经细胞聚集在一起形成的,负责调控某一特定的生理功能;中枢神经系统中含有许多神经中枢。
(3)因此中枢神经系统 ≠ 神经中枢
考点2:组成神经系统的细胞
1.组成:组成神经系统的细胞主要包括神经元和神经胶质细胞。
神经元与神经胶质细胞一起,共同完成神经系统的调节功能。
2. 神经元
(1)组成:神经元是神经系统结构和功能的基本单位,由细胞体、树突和轴突等部分构成
①细胞体:是神经元的膨大部分,里面含有细胞核。
②树突:是细胞体向外伸出的树枝状突起;通常短而粗;功能:用来接受信息并传到到细胞体。
③轴突:是神经元的长而细的突起;功能:将信息从细胞体传向其他神经元、肌肉或腺体。
④轴突、神经纤维、神经的关系
神经纤维:轴突呈纤维状,外表大都套有一层髓鞘,构成神经纤维;
神经:许多神经纤维集结成束,外面包有一层包膜,构成一条神经。
⑤神经末梢:树突和轴突末端的细小分支叫做神经末梢神经末梢分布在全身各处。
3.神经胶质细胞
(1)分布及数量:广泛分布于神经元之间,其数量为神经元数量的10~50倍。
(2)功能:对神经元起辅助作用,具有支持、保护、营养和修复神经元等多种功能。在外周神经系统中,神经胶质细胞参与构成神经纤维表面的髓鞘。
核心知识2 神经调节的基本方式
考点1:反射弧
结构
结构联系
功能
示意图
感受器
感觉神经元的末梢部分
接受刺激、产生兴奋
传入神经
感觉神经(有神经节)
将兴奋传入神经中枢
神经中枢
脑与脊髓中相应的细胞群
分析、综合兴奋
传出神经
运动神经
将兴奋从神经中枢传出
效应器
传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体
产生规律性应答反应(肌肉收缩或腺体分泌)
1.反射弧的基本结构
【拓展】
反射弧中传入神经和传出神经的判断
(1)根据是否具有神经节:具有神经节的是传入神经。
(2)根据脊髓灰质结构判断:与脊髓灰质粗大的前角相连的为传出神经,与后角相连的为传入神经。
(3)根据脊髓灰质内突触结构判断:图示中与“”相连的为传入神经,与“●—”相连的为传出神经。
(4)切断实验法:若切断某一神经,刺激外周段(远离中枢的位置),肌肉不收缩,而刺激向中段(近中枢的位置),肌肉收缩,则切断的为传入神经。
考点2:反射
1.概念:在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应。
2.完成反射的结构基础与条件
(1)完成反射的结构基础:反射弧。
(2)完成反射的条件
①反射弧的完整性是完成反射的前提条件。
②需要有适宜强度的刺激才能完成反射。能够引起反射的最小刺激强度值叫阈值,刺激强度只有超过阈值才能引起反射。
【易错提醒 】
(1)一个完整的反射活动的完成至少需要两个神经元。反射活动越复杂,参与的神经元越多。
(2)兴奋在反射弧中的传导速率主要和神经元的数量有关。兴奋经过膝跳反射神经中枢的时间比经过缩手反射神经中枢的时间短,原因是膝跳反射的反射弧中所含的神经元(2个)比缩手反射(3个)少。
3. 反射的种类
(1)种类
反射类型
形成
特点
意义
实例
非条件反射
通过遗传获得,与生俱来
不经过大脑皮层;先天性;终生性;数量有限
使机体初步适应环境
眨眼反射、缩手反射、膝跳反射、排尿反射
条件反射
在后天生活过程中逐渐形成
经过大脑皮层;后天性;可以建立,也能消退;数量可以不断增加
使机体适应复杂多变的生存环境
学习、“望梅止渴”“画饼充饥” 等
(2)条件反射的建立过程
说明: 条件反射是在非条件反射的基础上,通过学习和训练而建立的。
条件反射建立之后,还需要非条件刺激的强化,否则条件反射就会消退。
条件反射的消退不是条件反射的简单丧失,而是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,铃声的出现不再预示着食物的到来。因此,条件反射的消退使得动物获得了两个刺激间新的联系是一个新的学习过程, 需要大脑皮层的参与。
(3)条件反射的意义
①条件反射扩展了机体对外界复杂环境的适应范围,使机体能够识别刺激物的性质,预先做出不同的反应。
②条件反射使机体有更强的预见性、灵活性和适应性,大大提高了动物应对负责环境变化的能力。
【拓展】条件反射和非条件反射的快速判断
(1)一看是不是“先天性”:如果是先天性的(即生来就形成的),则为非条件反射;如果是后天性的,则为条件反射。
(2)二看是否需要大脑皮层的参与:如果需要大脑皮层的参与则为条件反射,否则为非条件反射。
(3)三看是否需要不断强化:条件反射建立在非条件反射的基础之上,建立后要不断强化,否则为非条件反射。
核心知识3 神经冲动的产生和传导
考点1:兴奋在神经纤维上的传导
1.兴奋的概念:指动物体或人体内的某些组织(如神经组织)或细胞感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
2.传导形式:电信号,也称神经冲动。
(1)科学家做过如下实验:在蛙的坐骨神经上放置两个微电极,并将它们连接到一个电表上。
b
a
①静息时,电表没有测出电位变化,说明神经表面各处电位相等。
②在图示神经的左侧一端给予刺激时,靠近刺激端的电极处(a处)先变为负电位,接着恢复正电位。
③然后,另一电极(b处)变为负电位。
④接着又恢复为正电位。
⑤结论:共发生了两次方向相反的偏转
⑥说明:在神经系统中,兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的。这种电信号也叫做神经冲动。
3.传导过程
(1) 静息电位:
①电位:外正内负;
②机理,K+通道打开,K+外流;
③K+的运输方式是:协助扩散。
(2) 动作电位:
①电位:外负内正;
②机理,Na+通道打开,Na+内流;
③Na+的运输方式是:协助扩散。
(3)传导过程,受到刺激后,静息电位变成动作电位,产生兴奋。
(4)传导特点:双向传导,即刺激离体神经纤维上的任何一点,兴奋可沿着神经纤维向两侧同时传导。
【拓展】神经纤维膜外离子浓度对膜电位的影响
溶液中离子浓度变化
静息电位变化
动作电位变化
适当降低溶液中Na+浓度
不变
峰值下降
适当增加溶液中Na+浓度
不变
峰值上升
适当降低溶液中K+浓度
上升
不变
适当增加溶液中K+浓度
下降
不变
3.膜电位的测量
测量方法
测量装置
测量结果
电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
从膜内到膜外的电位差
电表两极均置于神经纤维膜的外侧
从A到B的电位差
4.膜电位曲线解读刺激
(1)a点之前为静息电位,主要表现为K+外流,使膜电位表现为外正内负。
(2)ac段为动作电位,Na+大量内流,导致膜电位迅速逆转,表现为外负内正。
(3)ce段为静息电位的恢复,K+大量外流,膜电位恢复为静息电位后,K+通道关闭。
(4)ef段为一次兴奋完成后,Na+-K+泵将流入的Na+泵出膜外,将流出的K+泵入膜内,以维持细胞外Na+浓度高和细胞内K+浓度高的状态,为下一次兴奋做好准备。扩散方式为:主动运输。
【拓展】枪乌贼的神经元是研究神经兴奋的好材料。研究表明,当改变神经元轴突外Na+浓度的下降时候,静息电位并不受影响,但动作电位的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。
(1)请对上述实验现象作出解释。
(2)如果要测定枪乌贼神经元的正常电位,应该在何种溶液中测定?为什么?
【答案】(1)静息电位与神经元内的K+ 外流相关而与Na+ 无关,所以神经元轴突外Na+ 浓度的改变并不影响静息电位。动作电位与神经元外的Na+ 内流相关,细胞外Na+ 浓度降低,细胞内外Na+ 浓度差变小,Na+ 内流减少,动作电位值下降。
(2)要测定枪乌贼神经元的正常电位,应在钠钾离子浓度与内环境相同的环境中进行。因为体内的神经元处于内环境之中,其钠钾离子具有一定的浓度,要使测定的电位与体内的一致,也就必须将神经元放在钠钾离子浓度与体内相同的环境中。
考点2:兴奋在神经元之间的传导
1.实验探究:
有研究者提出一个问题:“当神经系统控制心脏活动时,在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号还是电信号呢?”为了回答这一问题,科学家进行了如下实验。取两个蛙的心脏(A和B,保持活性)置于成相同的营养液中,A有某副交感神经支配,B没有该神经支配;刺激该神经,A心脏的跳动减慢;从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液中(如右图)B心脏跳动也减慢。
A
B
由此,科学家得出结论:该神经释放一种化学物质,这种物质可以使心跳变慢。
2.突触的结构及主要类型
(1)结构:突触前膜、突触间隙和突触后膜组成。
(2)突触的类型
A:轴突(突触前膜)——胞体(突触后膜)
B:轴突(突触前膜)——树突(突触后膜)
C:轴突——轴突 D:树突——树突
3.兴奋传递过程
(1)兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢,引起突触小泡向突触前膜移动,突触小泡与突触前膜融合,并释放神经递质到突触间隙(胞吐)。
(2)神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近。
(3)神经递质与突触后膜上的特异性受体结合。
(4)突触后膜上的离子通道发生变化,引发电位变化。
4.神经递质:主要有乙酰胆碱、氨基酸(如谷氨酸、甘氨酸)、5-羟色氨、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等。
(1) 神经递质的种类:
①兴奋性递质:激活Na+内流,进而引发动作电位形成,将兴奋继续在下游神经元传递;
②抑制性递质:激活Cl-等离子内流,进一步降低细胞膜内电位,引发突触后膜的抑制。
(2) 作用:引起下一个神经元兴奋或抑制;
(3) 释放方式:胞吐,体现了细胞膜的流动性。
(4) 去向:神经递质与受体结合后,神经递质会与受体分开,并迅速被降解或回收进细胞,以免持续发挥作用。 如,乙酰胆碱(Ach)被突触间隙中的乙酰胆碱酯酶降解;多巴胺通过突触前膜上的多巴胺通道被回收。
(5) 神经递质在神经调节的过程中起到了什么作用:作为信息分子,将信息从突触前膜传递到突触后膜,参与了细胞间的信息交流。
5.兴奋在神经细胞间的传递的特点:
(1)信号转导方式:电信号→化学信号→电信号;
(2)传导方式:单向传递,由突触前膜传到突触后膜;
(3)存在时间延搁。
【拓展】兴奋传递中结构与功能的统一性
1.突触后膜有许多突起,扩大了突触后膜的面积,有利于神经递质发挥作用。
2.一般来说,神经递质是小分子物质,但主要通过胞吐方式释放到突触间隙,其意义是使神经递质在短时间内大量释放,从而有效实现兴奋的快速传递。
考点3:滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
1.某些化学物质能够对神经系统产生影响,其作用位点往往是突触。
(1)有些物质能够促进神经递质的合成和释放的速率;
(2)有些会干扰神经递质与受体的结合;
(3)有些会影响分解神经递质的酶的活性;
2.兴奋剂
(1)概念:原指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物,如今是运动禁用药物的统称。
(2)作用:兴奋剂具有增强人的兴奋程度、提高运动速度等作用。
3.毒品
(1)概念:指鸦片、海洛因、甲基苯丙胺(冰毒)、吗啡、大麻、可卡因以及国家规定管制的其他能够使人形成瘾癖的麻醉药品和精神药品。
(2)有些兴奋剂就是毒品,它们会对人体健康带来极大的危害。
考点4:神经系统的分级调节
一、神经系统对躯体运动的分级调节
1.大脑皮层
(1)位置:大脑的表面;
(2)主要构成:神经元胞体及其树突;
(3)形态:有丰富的沟回(沟为凹陷部分,回为隆起部分)
(4)联系:大脑通过脑干与脊髓相连;大脑发出的指令,可以通过脑干传到脊髓
2.大脑皮层与躯体运动的关系
(1)躯体各部分的运动机能在大脑皮层的第一运动区内都有它的代表区;皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的,但头面部代表区在皮层的位置是正置的。运动越精细,大脑皮层代表区的范围越大。
(2)大脑皮层运动代表区范围的大小,取决于躯体运动的精细程度,与躯体中相应部位的大小不相关。
举例:人手指的运动很精细复杂,代表区的面积就大;人面部会形成复杂的表情,代表区的面积也大。
3.神经系统对躯体运动的分级调节
(1)含义:躯体的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同调控;脊髓是机体运动的低级中枢,大脑皮层是最高级中枢,脑干等连接低级中枢和高级中枢。
(2)机制:脑中相应的高级中枢会发出指令对低级中枢进行不断调整。
(3)意义:机体的运动在大脑皮层以及其他中枢的分级调节下,变得更加有条不紊和精准。
二、神经系统对内脏活动的分级调节
1.排尿反射
排尿不仅受脊髓的控制,也受到大脑皮层的调控。
脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的:交感神经兴奋,不会导致膀胱缩小;副交感神经兴奋,会使膀胱缩小。
2.其他内脏活动的分级调节
考点5:人脑的高级功能
一、语言功能
1.语言功能是人脑特有的高级功能,它包括与语言、文字相关的全部智能活动,涉及人类的听、说、读、写。
2.人类的语言活动是与大脑皮层某些特定区域相关的,这些特定区域叫言语区。
3.大多数人主导语言功能的区域在大脑的左半球,逻辑思维主要由左半球负责。大多数人的大脑右半球主要负责形象思维,如音乐、绘画、空间识别等。
二、学习与记忆
1.学习与记忆
学习与记忆是指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。学习的过程是一个信息获取与加工的过程,在获取信息的过程中需要多种器官的共同参与;学习与记忆不是由单一脑区控制的,而是由多个脑区和神经通路参与。
2.人类的记忆过程
人类的记忆过程分成四个阶段,即感觉性记忆、第一级记忆、第二级记忆和第三级记忆。前两个阶段相当于短时记忆,后两个阶段相当于长时记忆。记忆过程的四个阶段及其联系如图所示:
3.学习和记忆形成的机制
(1)学习与记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成。
(2)短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。
(3)长时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关。
三、情绪
1.概念:是对一系列主观认知经验的通称,是多种感觉、思想和行为综合产生的心理和生理状态。
2.抑郁症的形成:
第三部分 分层专练·靶向攻关
题型专攻·基础题(北京视野,单选,3大题型)
考查重点:神经系统的结构、静息电位与动作电位的产生、兴奋在神经纤维与神经元间的传递。
题型一:神经系统的结构
1.(25-26高三上·北京·期中)下列关于神经系统的叙述不正确的是( )
A.中枢神经系统包括脑和脊髓及与其相连的神经
B.反射过程中,兴奋在神经纤维上单向传导
C.给狗喂食时,狗看到食物流口水属于条件反射
D.副交感神经兴奋使心跳减慢,胃肠蠕动加快
2.(2025·北京西城·一模)人和高等动物遇到危险时,心跳、呼吸加快,同时有逃跑行为。当确认安全之后,心跳、呼吸逐渐恢复。以下叙述错误的是( )
A.心跳、呼吸加快受自主神经系统控制
B.逃跑行为不受大脑皮层的运动中枢支配
C.遇危险出现逃跑行为的结构基础是反射弧
D.交感和副交感神经协调使机体更好适应环境
3.(24-25高三下·北京西城·阶段检测)下丘脑发出的交感神经受损导致患者瞳孔缩小、面部潮红等症状。相关叙述正确的是( )
A.副交感神经兴奋使瞳孔扩张、血管收缩
B.交感神经与副交感神经对同一器官的作用往往相同
C.患者眼部相关肌肉上的交感神经受体敏感性降低
D.在暗处交感神经活动占优势,患者瞳孔扩张相对缓慢
4.(24-25高三上·北京西城·期末)脑干某区域有两类神经元调控血压和骨骼肌收缩(如图)。下列叙述错误的是( )
A.两类神经元都由胞体和突起构成
B.两类神经元兴奋时膜电位均改变
C.两类神经元分别调控躯体运动和血管收缩
D.神经系统对内脏活动和躯体运动有分级调节
5.(24-25高二上·北京东城·期末)中枢神经系统对维持人体内环境稳态具有重要作用。下列相关叙述错误的是( )
A.大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢
B.位于脊髓的低级中枢通常受脑中相应的高级中枢调控
C.下丘脑参与神经调节而不参与体液调节
D.小脑损伤可导致身体平衡失调
6.(2026·北京朝阳·二模)急性应激时,小鼠大脑内侧杏仁核中的神经元被快速激活,通过交感神经调控肝脏代谢,升高血糖,而胰高血糖素等激素含量无明显变化。关于该过程的叙述正确的是( )
A.属于神经-体液调节
B.胰岛A细胞分泌活动增强
C.神经递质经组织液扩散至肝细胞
D.降低机体的应激反应水平
7.(2026·北京海淀·二模)一些病原体感染会引起人体的体温调定点(体温的温度参考值)升高。体温调定点升高后机体启动产热机制,出现发热现象。体温上升过程中不会出现( )
A.位于下丘脑的体温调节中枢兴奋
B.自主神经系统参与皮肤血流量调节
C.骨骼肌不自主地收缩能快速产热
D.机体产热量与散热量始终处于平衡
8.(24-25高三上·北京海淀·期末)小胶质细胞存在于脑和脊髓中,具有“修剪”突触的功能。T受体是该类细胞中特有的跨膜蛋白,下图为野生型和缺失T受体的小胶质细胞结构图,相关叙述错误的是( )
A.T受体含有C、H、O、N等元素
B.小胶质细胞参与构成中枢神经系统
C.高尔基体参与T受体的合成和加工
D.缺失突变型细胞中ATP转化效率下降
9.(25-26高三上·北京朝阳·期中)如图,神经M可释放乙酰胆碱使瞳孔括约肌收缩,引起瞳孔收缩;神经N可释放去甲肾上腺素使瞳孔开大肌收缩,引起瞳孔扩张。眼底检查时,可滴加受体拮抗剂阿托品用于扩大瞳孔。相关推测正确的是( )
A.M和N均属于支配躯体运动的传出神经
B.M属于交感神经,N属于副交感神经
C.人处于兴奋状态时,神经N活动占优势
D.阿托品是一种去甲肾上腺素受体拮抗剂
10.(24-25高三上·北京·阶段检测)女子单人雪车是2022年北京冬奥会新增小项之一。运动员单人驾驶雪车在赛道中行进,最高时速可达160km/h。下列对该项比赛中运动员机体生理功能调节的叙述,合理的是( )
A.神经系统对躯体运动有分级调节,对内脏活动无调控作用
B.比赛中运动员副交感神经兴奋,使心跳加快、支气管扩张
C.下丘脑-垂体-靶腺轴兴奋,促进甲状腺激素等的分泌,提高代谢速率
D.比赛在寒冷环境中进行,运动员机体的产热量和散热量无法维持平衡
题型二:神经调节的基本方式
11.(2026·北京海淀·二模)生活中,像乐器演奏这样的复杂动作经长期重复训练后,能“不经思考”就精准完成动作,形成“肌肉记忆”。下列关于肌肉记忆的叙述,错误的是( )
A.肌肉记忆形成需要高级中枢参与
B.形成过程中有突触形态改变或新突触形成
C.肌肉记忆已经成为非条件反射
D.需要坚持练习以维持肌肉记忆
12.(2026·北京东城·二模)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,反射通路如下图。下列说法错误的是( )
A.脑干不属于中枢神经系统,该反射属于非条件反射
B.传出神经末梢及其支配的瞳孔开大肌属于效应器
C.脊髓相关区域发生损伤可能会导致该反射无法发生
D.该反射可通过增加瞳孔的通光量来提高视觉敏感度
13.在脊蛙脊柱下部打开脊椎骨,剥离出脊髓一侧的一对脊神经根(如图)。已知分别电刺激背根、腹根、脊神经均可引起蛙同侧后肢发生收缩。若利用上述实验材料设计实验,以验证背根具有传入功能,腹根具有传出功能,下列叙述正确的是( )
选项
实验操作
预期结果
A
剪断背根中央处,分别电刺激背根向中段、外周段
刺激背根向中段蛙后肢收缩
刺激背根外周段不发生反应
B
剪断腹根中央处,分别电刺激腹根向中段、外周段
刺激腹根向中段蛙后肢收缩
刺激腹根外周段不发生反应
C
剪断脊神经,分别电刺激背根、腹根
蛙后肢均不收缩
D
剪断背根、腹根中央处,电刺激脊神经
蛙后肢收缩
A.A B.B C.C D.D
14.(24-25高三上·北京海淀·阶段检测)如图表示人动脉血压维持相对稳定的一种反射过程。动脉血压正常时,过高过紧的衣领会直接刺激颈动脉窦压力感受器,引起后续的反射过程,使人头晕甚至晕厥,即“衣领综合征”。下列叙述错误的是( )
A.窦神经受损时,颈动脉窦压力感受器仍可产生兴奋
B.“衣领综合征”是反射启动后引起血压升高所致
C.该反射弧的效应器是运动神经末梢及其支配的心脏和血管
D.动脉血压维持相对稳定的过程体现了负反馈调节作用
15.(25-26高三上·北京大兴·开学考试)果蝇原本不会躲避气味刺激A,科研人员在给予果蝇气味刺激A后立即电击,如此反复若干次。经过训练,当气味刺激A单独出现时,果蝇也会有躲避行为。下列相关说法不正确的是( )
A.训练前后,气味刺激分别称为非条件刺激和条件刺激
B.果蝇的躲避行为依赖于其神经系统的调节作用
C.条件反射的形成和消退都需要大脑皮层参与
D.该案例体现了条件反射使机体具有更强的预见性
16.(2025·北京丰台·一模)人工智能的发展既依赖于对神经系统的深入研究,也推动了脑科学的进步。下列有关人工智能技术原理或应用方向叙述错误的是( )
A.模拟视觉感受器,接收信息、产生感觉
B.模拟突触间的信号传递,实现学习功能
C.分析神经元产生的电信号,实现人机交互
D.分析脑成像数据,提供治疗方案
17.针刺是一种中国传统医学的穴位刺激疗法。研究表明,低频电针刺激人的足三里穴,可以产生镇痛效果、加快胃肠蠕动等,下图为相关反射示意图。下列叙述错误的是( )
A.图中脊髓是低级神经中枢,胃属于效应器
B.刺激足三里穴会抑制脑干产生痛觉,进而产生镇痛效果
C.刺激足三里穴会引起副交感神经兴奋,促进胃肠蠕动
D.人体发生该反射活动时,兴奋在神经纤维上的传导是单向的
18.若以一个恒定强度的有效刺激持续作用于感受器,相应传入神经上的冲动频率将随时间的延长而下降,这一现象称为感受器的适应。根据感受器发生适应的快慢,可将感受器分为快适应感受器和慢适应感受器。下图为几种感受器的适应现象示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.环层小体、毛发感受器属于快适应感受器,关节囊感受器、肌梭属于慢适应感受器
B.“人芝兰之室,久而不闻其香,入鲍鱼之肆,久而不闻其臭”是因为嗅觉感受器发生了适应
C.感受器对某一强度的刺激产生适应后,即使加大刺激强度,传入神经纤维上的冲动频率也保持不变
D.据题推测痛觉感受器应属于慢适应感受器
19.膝反射需要伸肌和屈肌共同完成,反射过程如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.刺激肌梭后,引起伸肌和屈肌共同收缩完成膝反射
B.膝反射涉及图中的4个神经元,其中包含3个突触
C.图中各突触释放的神经递质均引起突触后膜发生动作电位
D.膝反射的神经中枢位于脊髓中,也受大脑皮层影响
20.(2024·北京东城·一模)人体心脏和肾上腺所受神经支配的方式如图所示。当动脉血压降低时,神经中枢接受压力感受器的信息,通过通路A和通路B使心跳加快。下列说法错误的是( )
A.图中效应器为传出神经末梢和肾上腺、心肌和血管
B.该调节过程中去甲肾上腺素和乙酰胆碱属于神经递质
C.肾上腺素和去甲肾上腺素发挥作用均需与受体结合
D.图中所示心血管活动的调节方式为神经-体液调节
题型三:神经冲动的产生和传导
21.(2026·北京丰台·二模)神经元周围的星形胶质细胞可与突触前神经元、突触后神经元共同构成“三方突触”,如下图。突触间隙中过量的谷氨酸(Glu,兴奋性递质)会引发神经元损伤甚至凋亡。下列叙述错误的是( )
A.Glu与突触后膜上的受体结合,引起后膜Na+内流
B.谷氨酰胺合成酶在突触间隙中发挥作用
C.星形胶质细胞有利于维持三方突触中Glu的相对稳定
D.转运体E的下调有可能引发神经元损伤
22.(2026·北京顺义·二模)脑神经元消耗 ATP 后产生腺苷,腺苷通过与 A 受体结合,抑制神经元活动并促进睡眠。 咖啡因的分子结构与腺苷相似,能竞争结合 A 受体。下列相关叙述不合理的是( )
A.脑神经元产生和传导兴奋的过程消耗 ATP
B.腺苷积累与脑神经元能量供应密切相关
C.咖啡因与 A 受体结合能增强腺苷的作用
D.咖啡因能短期有效提升清醒度和注意力
23.(2026·北京昌平·二模)自动体外除颤器(AED)是心脏骤停现场急救的关键设备,其工作原理为通过瞬时强电击,使相关心肌细胞同步产生动作电位,终止紊乱的电活动,帮助心脏恢复正常节律。在AED使用培训中,学员需反复练习以形成肌肉记忆。相关叙述错误的是( )
A.心脏骤停需借助AED急救,说明机体维持内环境稳态的调节能力是有限的
B.AED电击诱导心肌细胞产生动作电位,依赖Na+经主动运输内流
C.反复练习AED操作形成的长时记忆,与大脑皮层神经元间新突触的建立相关
D.反复练习AED操作形成肌肉记忆后,该技能的执行仍需大脑皮层的调控
24.(2026·北京海淀·三模)研究者测定了单独培养的感觉神经元(R)、与神经胶质细胞(S)共同培养的R接受相同刺激后的兴奋阈值和动作电位,结果如图。下列相关叙述错误的是( )
A.R和S参与神经系统的结构组成
B.兴奋阈值越高,越难发生动作电位
C.发生动作电位时膜电位为外负内正
D.S降低了R细胞膜上的Na+通道数量
25.(2026·北京房山·二模)咖啡因的结构与腺苷相似,可与腺苷竞争结合突触后膜上的相应受体,从而影响腺苷的抑制效应,使人保持清醒。据此分析,下列叙述正确的是( )
A.腺苷由核糖、腺嘌呤、磷酸基团组成
B.腺苷需进入突触后神经元才能发挥作用
C.咖啡因可减弱腺苷对突触后神经元的抑制作用
D.咖啡因与腺苷由于结合相同受体而增强抑制效应
26.(2026·北京顺义·二模)研究表明, 抑郁症患者脑内某些奖赏通路中, 突触间隙的多巴胺浓度降低, 导致快感缺失与动机下降。以下可通过作用于突触前神经元来缓解抑郁症状的药物是( )
A.能增加多巴胺回收
B.能减弱多巴胺回收
C.能增加多巴胺受体
D.能减少多巴胺受体
27.(2026·北京·三模)研究兴奋类神经递质多巴胺的合成和释放机制,可为帕金森病的防治提供实验依据。最近研究发现,在小鼠体内多巴胺的释放可受乙酰胆碱调控,该调控方式通过神经元之间的突触联系来实现(如下图)。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.乙释放的多巴胺可使丙膜的电位发生改变
B.多巴胺可在甲与乙、乙与丙之间传递信息
C.乙的轴突末梢既作突触前膜也作突触后膜
D.乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放
28.(2026·北京昌平·一模)谷氨酸(Glu)是中枢神经系统中重要的兴奋性神经递质,其过度释放会成为一种神经毒素,诱发失眠。相关叙述不正确的是( )
A.Glu由突触前神经元以胞吐方式释放,该过程需要消耗能量
B.Glu与受体结合后可引起Na+内流,扩大突触后膜的电位差
C.Glu与突触后膜受体结合后,将化学信号转变为电信号
D.Glu发挥作用后需迅速清除,以防突触后神经元持续兴奋
29.(2026·北京·二模)动物可通过嗅觉感受器探测外界环境中的气味分子,如图为嗅觉感受器细胞接受刺激产生兴奋的过程示意图。下列叙述错误的是( )
A.气味分子与细胞膜上的受体结合后,可激活蛋白X的功能
B.气味分子所引起的系列反应体现了细胞膜的信息传递功能
C.cAMP分子开启细胞膜上的Na+通道,可引起Na+大量外流
D.Na+通过通道蛋白进行运输时,不需要与通道蛋白结合
30.(2026·北京顺义·一模)小胶质细胞属于神经胶质细胞,它能通过隧道纳米管与神经元建立连接,向神经元转移线粒体,恢复神经元功能,如图。下列细胞间信息交流的方式与之最相似的是( )
A.传出神经与心肌细胞的连接 B.精子与卵细胞的识别
C.高等植物细胞间的胞间连丝 D.垂体与甲状腺细胞的信息交流
两年重难·情境题(主要北京模拟,单选、非选择题)
设题创新:“脑-机接口”,考查神经兴奋的传递(T1);声波的传递,考查神经冲动的产生(T4);尼古丁,考查反射的产生(T7);嗅觉,考查神经调节综合分析(T14)
1.(2026·北京·三模)研究者采用“脑-机接口”技术,开发了康复性外骨骼,使脊髓损伤患者可以行走。下列相关叙述中,不属于该设备功能的是( )
A.采集大脑皮层运动区的“迈步”意图神经信号
B.进行信号转化,驱动外骨骼带动腿部运动
C.压力传感器检测触地信号后上传,产生踩地感觉
D.恢复“大脑→脊髓→腿部肌肉”的躯体运动分级调节
2.(2026·北京朝阳·一模)将传统硬质电极长期植入动物大脑后,记录到的电信号会逐渐变弱甚至消失。而新型柔性电极能更长时间稳定记录信号。据此推测柔性电极具有的优势是( )
A.材料降解产生营养物质,促进神经元生长
B.减少对脑组织的损伤,减轻炎症和瘢痕
C.电极尺寸更小,能直接刺入神经元内部记录
D.电极可主动释放药物,抑制免疫反应
3.(2026·北京丰台·一模)2026年3月我国首创的脑机接口系统中,电子芯片能采集大脑皮层发出的脑电波,将信号转化为可识别的控制指令,绕过患者受损的颈部脊髓,控制手部肌肉完成喝水、写字等精细运动。下列叙述错误的是( )
A.受损的脊髓属于中枢神经系统
B.芯片采集到的信号是化学信号
C.有运动需求时,相应神经元有动作电位产生
D.因反射弧不完整,治疗前患者无法完成缩手反射
4.(25-26高三上·北京西城·期末)声波在耳蜗内转化为压力波,使基底膜振动,导致毛细胞的静纤毛发生左右弯曲,并通过听神经向大脑发送信号,进而形成听觉(如图)。相关叙述错误的是( )
A.毛细胞可将机械信号转换为电信号
B.毛细胞释放递质使突触后膜电位由内正外负变为内负外正
C.声波刺激会改变传入神经纤维膜动作电位的频率
D.听神经或听觉中枢受损均可导致耳聋
5.(25-26高三上·北京东城·期末)对线虫相关神经元基因改造,在神经元间建立了一种新型突触——光学突触(如下图)。当神经冲动传来时,荧光素酶释放到突触间隙,催化其中的底物发光,进而引发下游神经元兴奋或抑制。下列相关叙述正确的是( )
A.光学突触由突触小体、突触前膜和突触后膜构成
B.荧光素酶作为神经递质与位于突触后膜的受体结合
C.在突触后膜处实现了光信号→电信号的转换
D.若光信号导致Cl⁻内流,则引起突触后神经元兴奋
6.伤害性刺激作用于机体时,痛觉感受器会产生兴奋并传至大脑皮层,产生痛觉。人体内存在天然的镇痛系统,其中起重要作用的是可释放脑啡肽的神经元。人工合成的河豚毒素(TTX)也具有镇痛效果,调节过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.脑啡肽神经元兴奋,感觉神经元释放的痛觉神经递质增多
B.TTX通过阻止Na⁺内流,使感觉神经元的兴奋性增强
C.兴奋可由脑啡肽神经元通过感觉神经元传至脑内接收神经元
D.增大图中感觉神经元静息电位的绝对值可以降低该神经元的敏感性
7.(25-26高三上·山东·阶段检测)尼古丁在烟草植物中的含量较高,吸烟或使用烟草制品时,尼古丁可通过刺激中枢神经系统来产生一系列生理和心理效应,图示为尼古丁的作用机理。下列叙述正确的是( )
A.尼古丁与受体结合引起电位变化与神经递质的作用效果相同
B.POMC神经元兴奋引起食欲下降的反射过程中存在信号的转变
C.戒烟后体重上升与食欲上升、脂肪细胞中脂肪的分解减少有关
D.人主动控制吸烟次数和吸烟数量直接受下丘脑的影响
8.(24-25高三上·北京·阶段检测)高位截瘫患者一般会出现四肢功能丧失、感觉丧失等症状。研究者对一名高位瘫痪患者实施国内首例“脑机接口”手术,术后患者能够通过操控机械手臂完成各种动作(如图)。下列说法正确的是( )
A.机械手臂上的触觉传感器接收刺激后,将信息直接传递到大脑B区
B.信号输出设备②与动力装置③相当于反射弧中的传出神经与效应器
C.A区植入的电极刺激大脑皮层感觉中枢产生“触觉”,形成一次反射
D.A、B区仅通过电信号传递兴奋,相应神经元的膜电位变为内正外负
9.(2025·北京顺义·一模)创伤后应激障碍患者常被与创伤相关的日常生活情景刺激,产生过度焦虑。研究表明,创伤时的强烈刺激使大脑释放大量内源性大麻素AEA导致非印记神经元转变为负责记忆提取的印记神经元。下图示AEA作用机理,据图分析错误的是( )
A.AEA由突触后神经元释放作用于突触前膜的受体
B.AEA抑制突触前膜释放GABA,解除对非印记神经元的抑制
C.印记神经元数量和范围扩大降低大脑对恐惧记忆的特异性
D.升高AEA水平可能有助于创伤后应激障碍患者恢复正常
10.下图为某神经元接受三个兴奋性神经元作用后引发动作电位的示意图。
说明:
①三个兴奋性神经元作用后产生的分级电位均低于阈电位(引发动作电位的临界值);
②分级电位汇总;
③动作电位形成。
下列叙述正确的是( )
A.单个兴奋性神经元作用时,突触后膜Na+通道不开放,无法引发动作电位
B.兴奋性神经元释放的神经递质,在突触间隙以主动运输的方式抵达突触后膜
C.三个兴奋性神经元的分级电位在触发区汇总后,膜电位可达到阈电位
D.若其中一个兴奋性神经元的功能受损,则触发区不可能达到阈电位
11.(2026·北京·三模)睡眠是动物界普遍存在的现象。腺苷是一种重要的促眠物质。
(1)图1为腺苷合成及转运示意图。由图1可知,储存在囊泡中的ATP通过________方式转运至胞外后,可被膜上的核酸磷酸酶分解,脱去________个磷酸产生腺苷。
(2)为了高特异性、高灵敏度地记录正常睡眠-觉醒周期中基底前脑(BF)胞外腺苷水平的变化,研究者设计了一种腺苷传感器(图2),并使之表达在BF区细胞膜上。
①传感器的工作原理是________。
②满足实验要求的传感器应具备的条件包括________。
A.对腺苷有高荧光响应,对腺苷结构类似物无反应
B.传感器数量随着睡眠-觉醒周期而变化
C.对正常睡眠-觉醒周期无明显影响
D.腺苷与传感器的结合是不可逆的
(3)用适宜刺激分别激活BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元,检测结果表明:在睡眠调节中,小鼠主要依靠谷氨酸能神经元释放腺苷。为进一步检验该结论,研究者分别去除小鼠BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元。支持此结论的实验结果应是________。
(4)研究发现,腺苷与觉醒神经元细胞膜上的A1受体结合,可________(选填“促进”或“抑制”)K+通道开放而抑制觉醒神经元的兴奋;腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠。
(5)基于以上信息,请提出改善失眠症患者睡眠的两项措施。________
12.(2026·北京东城·二模)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
线粒体新角色——睡眠节律调节器
果蝇中枢神经系统中存在着进行睡眠稳态调控的D神经元,其兴奋可诱导和维持睡眠,睡眠剥夺(强制唤醒)后D神经元的兴奋会被抑制。D神经元线粒体内膜上分布着各种转运蛋白(如图1),与睡眠状态相比,睡眠剥夺果蝇D神经元中这些转运蛋白对应基因的转录水平均显著上调。
D神经元耗能不足会发生“电子泄漏”,生成活性氧,当活性氧的生成速率高于机体消除能力时,会破坏线粒体膜结构,进而出现线粒体碎片化(裂变)。裂变至一定程度,线粒体与内质网接触增强,内质网广阔的膜结构帮助线粒体片段融合、修复,损伤严重的片段会经自噬作用降解。检测不同条件下D神经元中线粒体数量和体积,结果如图2。研究也发现人工诱导线粒体融合可使D神经元的兴奋性增加,睡眠变长,阻碍线粒体融合会使果蝇“重度失眠”;而调控线粒体裂变则相反。证明线粒体不仅是能量工厂,更是关键的睡眠节律调节器。
除D神经元外,机体其他细胞也会在睡眠时进行线粒体融合、修复。睡眠是优化能量代谢效率的关键生命活动,充足的睡眠对机体健康至关重要。
(1)图1线粒体内膜为有氧呼吸第______阶段的场所,H+通过Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ运至线粒体膜间隙,并以______方式通过ATP合成酶,进而生成大量ATP,最终通过转运蛋白sesB运输至细胞质基质,为D神经元的生命活动供能。
(2)综合文中信息,完善短期睡眠剥夺后D神经元中发生的调控过程______。
(3)针对这一调控过程的理解正确的有______。
A.可通过抑制活性氧的产生,促进线粒体裂变
B.过表达促进线粒体裂变的蛋白,睡眠减少
C.自噬可有效清除线粒体受损区域,利于其修复
D.体现线粒体、内质网、溶酶体等分工合作,维持机体稳态、
(4)人体中也存在类似的睡眠调控神经元,其调控睡眠的机理与D神经元相同。请结合图2解释,在日常学习生活中应规避长期睡眠不足的原因______。
13.(2026·北京海淀·三模)复杂的运动控制是大脑精细调控的结果.研究人员针对小鼠向前“奔跑”或向后“倒退”的行为开展系列研究.
(1)大脑颞侧皮层(T区)和上丘(C区)均通过中脑灰质(D区)调控运动,分别刺激T区或C区神经元,释放的兴奋性神经递质均作用于D区神经元,使突触后膜对________的通透性增加,分别引起小鼠“奔跑”或“倒退”。
(2)大脑是通过“一套通用环路”还是“多套专用环路”来调节运动一直存在争论,研究人员开展下列实验。
①实验一:向小鼠T区、C区分别注射携带绿色、红色荧光蛋白基因且可顺突触传递的病毒,检测发现D区两种荧光标记的神经元几乎不重合。
实验二:用一系列不同强度的刺激分别激活T区和C区,检测小鼠移动速度,结果如图1,
研究结果表明大脑在运动控制上采取了“硬件________,软件________”的调节模式。
(3)利用蓝光照射单独激活C区时发现:小鼠表现为“倒退”,而撤去蓝光后出现了短暂的“反弹式奔跑”(刺激结束才触发的奔跑).研究人员推测该现象与D区的S神经元有关,相关神经通路如图2。
进一步进行如下实验:
组别
处理
小鼠行为
实验一:
C区神经元表达光敏蛋白,W神经元表达H受体
蓝光照射C区,注射CNO
光照期倒退;
撤光后无“反弹式奔跑”
实验二:
C区神经元表达光敏蛋白,S神经元表达H受体
蓝光照射C区,注射CNO
光照期倒退;
撤光后无“反弹式奔跑”
注:CNO药物可以特异性抑制表达H受体的神经元
①综上判断,S为________(“兴奋性”或“抑制性”)神经元。
②解释撤去蓝光后,小鼠出现“反弹式奔跑”的机理________。
(4)动物在向前奔跑时如果突然面临天敌威胁,S神经元会被瞬间激活.分析上述运动调节通路中“非对称式调控”的意义________。
14.(2026·北京石景山·二模)嗅觉是动物的基本感知功能。研究者对小鼠嗅觉引发的防御行为开展了研究。
(1)嗅细胞是嗅觉系统的感觉神经元,静息时嗅细胞膜两侧的电位表现为__________。当气味分子与嗅细胞膜上特定受体结合后,细胞膜对Na⁺的通透性增大,同时胞内Ca2+浓度升高,激活Cl-通道,引起Cl-__________(填“内流”或“外流”),加速嗅细胞兴奋。随后嗅细胞将信号沿嗅神经传入嗅球,再传递给嗅觉中枢形成嗅觉。
(2)三甲基噻唑(TMT)是狐狸粪便中的一种成分,能诱发小鼠感知捕食者的威胁,产生防御行为——回避或僵直。研究者观察了自由运动小鼠对TMT的反应。
①研究中发现部分小鼠接触TMT后立刻出现回避行为。该反射的效应器为__________。
②检测小鼠接触TMT前后的运动速度,部分小鼠的检测结果见下图。结果表明TMT能有效诱导部分小鼠产生僵直行为,依据是__________。
(3)对小鼠僵直行为进一步研究发现,TMT所引起的兴奋传至大脑后,可激活特定区域GABA能神经元(释放抑制性神经递质),直接引发Glu能神经元兴奋状态改变,进而产生僵直行为。利用遗传学手段获得在GABA能神经元中特异性表达光敏蛋白N的小鼠,光敏蛋白N可被黄光激活引起阴离子内流。为给上述发现提供证据支持,请从下列选项中选出实验组的材料、处理及预期结果______。
a.野生型小鼠b.向GABA能神经元转入N基因的小鼠c.TMTd.黄光照射e.TMT+黄光照射f.Glu能神经元兴奋g.Glu能神经元不兴奋h.出现僵直行为i.不出现僵直行为
(4)请结合所学,尝试从进化与适应观的角度,分析小鼠保留回避与僵直两种防御策略的意义______。
15.(2026·北京西城·一模)激酶VLK是一种分泌蛋白,可对蛋白质中的酪氨酸残基进行磷酸化修饰。研究发现VLK对痛觉感知至关重要。
(1)人体在受到机械损伤时,感觉神经元产生的_____传导至突触小体,引发VLK分泌到胞外。
(2)受体N和蛋白E广泛存在于大脑和脊髓兴奋性突触的突触后膜上。受体N是调节痛觉的关键因子,VLK可通过激活受体N增强人体对机械损伤的敏感性。根据相关研究,研究者假设:VLK可诱导E与N相互作用。为检验假设,在培养的人脊髓突触体中分别加入VLK、VLK和PAP(去磷酸化酶),一段时间后使用PLA技术(图1)进行检测,结果如图2。
图2所示结果支持假设,依据是_____。
(3)蛋白E第504位酪氨酸(电中性)被VLK磷酸化后带负电。以体外培养的人胚肾细胞为材料进行实验(如下表),证明了蛋白E第504位氨基酸位点的负电荷是E与N相互作用的必要且充分条件。请补充完善下表。
组别
人胚肾细胞(表达以下蛋白E)
实验过程
检测结果
1
野生型蛋白E
①敲低细胞内源VLK基因。
②甲组细胞导入含VLK基因的表达载体,乙组细胞导入含功能缺失突变型VLK基因的表达载体。
③一段时间后,用PLA技术检测荧光强度。
甲有较强红色荧光,乙无红色荧光
2
蛋白E第504位氨基酸替换为电中性的苯丙氨酸(不可被VLK磷酸化)
_____
3
蛋白E第504位氨基酸替换为_____的氨基酸
_____
(4)VLK基因主要在痛觉神经元中表达。请说明以VLK作为靶点的止痛药相较于氯胺酮(受体N阻断剂)类止痛药的优势_____。
五年真题·压轴题(主要北京视野,单选、非选择题)
高频考点:神经系统的组成和功能;神经调节的基本方式;神经冲动的产生和传导
1.(2025·北京·高考真题)为了解甲基苯丙胺(MA,俗称冰毒)对心脏功能的影响,研究者比较了吸食与不吸食MA人群左心室的泵血能力,结果如图。下列叙述正确的是( )
A.滥用MA会导致左心室收缩能力下降
B.左心室功能的显著下降导致吸食MA成瘾
C.MA可以阻断神经对心脏活动的调节
D.MA通过破坏血管影响左心室泵血功能
2.(2025·北京·高考真题)外科医生给足外伤患者缝合伤口时,先在伤口附近注射局部麻醉药,以减轻患者疼痛。局部麻醉药的作用原理是( )
A.降低伤口处效应器的功能
B.降低脊髓中枢的反射能力
C.阻断相关传出神经纤维的传导
D.阻断相关传入神经纤维的传导
3.(2023·北京·高考真题)人通过学习获得各种条件反射,这有效提高了对复杂环境变化的适应能力。下列属于条件反射的是( )
A.食物进入口腔引起胃液分泌 B.司机看见红色交通信号灯踩刹车
C.打篮球时运动员大汗淋漓 D.新生儿吸吮放入口中的奶嘴
4.(2022·北京·高考真题)神经组织局部电镜照片如下图。下列有关突触的结构及神经元间信息传递的叙述,不正确的是( )
A.神经冲动传导至轴突末梢,可引起1与突触前膜融合
B.1中的神经递质释放后可与突触后膜上的受体结合
C.2所示的细胞器可以为神经元间的信息传递供能
D.2所在的神经元只接受1所在的神经元传来的信息
5.(2020·北京·高考真题)食欲肽是下丘脑中某些神经元释放的神经递质,它作用于觉醒中枢的神经元,使人保持清醒状态。临床使用的药物M与食欲肽竞争突触后膜上的受体,但不发挥食欲肽的作用。下列判断不合理的是( )
A.食欲肽以胞吐的形式由突触前膜释放
B.食欲肽通过进入突触后神经元发挥作用
C.食欲肽分泌不足机体可能出现嗜睡症状
D.药物M可能有助于促进睡眠
6.(2026·湖北·高考真题)脑机接口(BCI)技术通过在脑与机器间建立信息通道,帮助脊髓损伤、脑卒中等患者重建部分运动和语言功能。某四肢瘫痪患者在植入我国研发的“北脑一号”BCI后,不仅能脑控机械臂,上肢肌力也显著提升。下列叙述正确的是( )
A.由于BCI收集的是电信号,无需考虑数据信息的隐私保密
B.植入BCI的脑卒中患者恢复写字能力,说明该患者大脑皮层S区正常
C.识别、解析大脑发出的电信号是BCI帮助四肢瘫痪患者恢复运动功能的难点
D.神经胶质细胞数量远多于神经元,故BCI采集的电信号主要来自神经胶质细胞
7.(2026·河南·高考真题)神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。下列叙述错误的是( )
A.该调节网络的正常运行是机体进行正常生命活动的必要条件
B.交感神经兴奋可促使肾上腺髓质分泌肾上腺素,使血糖升高
C.辅助性T细胞可以通过分泌细胞因子调节相应细胞的代谢活动
D.副交感神经兴奋使支气管扩张,从而加重过敏引起的哮喘症状
8.(2026·安徽·高考真题)临床上常通过检查膝跳反射来了解参与该反射的神经系统功能状态。用相同力度叩击肌腱,若小腿抬高幅度过大,则称为膝跳反射亢进。如图①~⑦是参与膝跳反射的相关结构。下列叙述错误的是( )
A.发生膝跳反射时,①→④→⑥→②的效应是收缩
B.发生膝跳反射时,①→④→⑦→⑤→③的效应是舒张
C.截瘫患者若膝跳反射消失,可能的原因是反射弧中断
D.截瘫患者若膝跳反射亢进,说明高位中枢对⑥有增强作用
9.(2026·河南·高考真题)神经元外K+或谷氨酸(神经递质)积累过多使神经元易过度兴奋。星形胶质细胞是一种神经胶质细胞,能够摄取神经元外多余的K+和谷氨酸。下列叙述错误的是( )
A.神经元上同时存在运输K+的通道蛋白和载体蛋白
B.星形胶质细胞能够防止神经元过度兴奋,以起到保护作用
C.若星形胶质细胞摄取谷氨酸的能力下降,突触后膜静息电位的绝对值增大
D.星形胶质细胞可通过改变神经元内外的离子分布和膜通透性影响兴奋传递
10.(2026·浙江·高考真题)某同学将蛙坐骨神经腓肠肌标本置于生理溶液中进行实验。在a处将坐骨神经损伤,如图所示,用S强度(坐骨神经中所有神经纤维都兴奋的刺激强度)刺激坐骨神经,记录其动作电位和腓肠肌的收缩强度。
下列叙述正确的是( )
A.若损伤后,减小刺激强度,腓肠肌的收缩强度变大
B.若损伤后,增大刺激强度,动作电位的幅度变大
C.若损伤在b处,用S强度刺激,腓肠肌的收缩强度不变
D.若损伤在b处,用S强度刺激,动作电位的幅度不变
11.(2024·北京·高考真题)灵敏的嗅觉对多数哺乳动物的生存非常重要,能识别多种气味分子的嗅觉神经元位于哺乳动物的鼻腔上皮。科学家以大鼠为材料,对气味分子的识别机制进行了研究。
(1)嗅觉神经元的树突末梢作为感受器,在气味分子的刺激下产生___________,经嗅觉神经元轴突末端与下一个神经元形成的___________将信息传递到嗅觉中枢,产生嗅觉。
(2)初步研究表明,气味受体基因属于一个大的基因家族。大鼠中该家族的各个基因含有一些共同序列(保守序列),也含有一些有差异的序列(非保守序列)。不同气味受体能特异识别相应气味分子的关键在于___________序列所编码的蛋白区段。
(3)为了分离鉴定嗅觉神经元中的气味受体基因,科学家依据上述保守序列设计了若干对引物(图甲),利用PCR技术从大鼠鼻腔上皮组织mRNA的逆转录产物中分别扩增基因片段,再用限制酶HinfⅠ对扩增产物进行充分酶切。图乙显示用某对引物扩增得到的PCR产物(A)及其酶切片段(B)的电泳结果。结果表明酶切片段长度之和大于PCR产物长度,推断PCR产物由___________组成。
(4)在上述实验基础上,科学家们鉴定出多种气味受体,并解析了嗅觉神经元细胞膜上信号转导的部分过程(图丙)。
如果钠离子通道由气味分子直接开启,会使嗅觉敏感度大大降低。根据图丙所示机制,解释少量的气味分子即可被动物感知的原因______。
12.(2023·北京·高考真题)细胞膜的选择透过性与细胞膜的静息电位密切相关。科学家以哺乳动物骨骼肌细胞为材料,研究了静息电位形成的机制。
(1)骨骼肌细胞膜的主要成分是___________,膜的基本支架是___________。
(2)假设初始状态下,膜两侧正负电荷均相等,且膜内K+浓度高于膜外。在静息电位形成过程中,当膜仅对K+具有通透性时,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是___________。K+静电场强度只能通过公式“K+静电场强度(mV)”计算得出。
(3)骨骼肌细胞处于静息状态时,实验测得膜的静息电位为-90mV,膜内、外K+浓度依次为155mmoL/L和4mmoL/L(),此时没有K+跨膜净流动。
①静息状态下,K+静电场强度为___________mV,与静息电位实测值接近,推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
②为证明①中的推测,研究者梯度增加细胞外K+浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值___________,则可验证此假设。
13.(2017·北京·高考真题)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)在小鼠H区的传入纤维上施加单次强刺激, 传入纤维末梢释放的_________________作用于突触后膜的相关受体,突触后膜出现一个膜电位变化。
(2)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。
如图所示,突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+会以_________________方式进入胞内,Ca2+与_______________共同作用,使C酶的_______________发生改变,C酶被激活。
(3)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,该结果为图中的_______________(填图中序号)过程提供了实验证据。
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,以干预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_______________
A.数目不同序列不同 B.数目相同序列相反 C.数目相同序列相同
③为验证T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”这一假设,将T的磷酸化位点发生突变的一组小鼠,用HFS处理H区传入纤维,30分钟后检测H区神经细胞突触后膜A受体能否磷酸化,请评价该实验方案并加以完善_______________。
(4)图中内容从_______________水平揭示学习、记忆的一种可能机制,为后续研究提供了理论基础。
14.(2026·山东·高考真题)花粉诱发过敏时,可伴随气管平滑肌和呼吸肌功能异常,相关过程如图所示,a、b、c、d表示神经纤维上的点。
(1)花粉进入呼吸道黏膜被树突状细胞摄取并处理后,呈递给的细胞是_____________,该细胞活化并分泌细胞因子,从而促进抗体的产生。花粉引发的过敏反应常在免疫系统的_______功能异常时发生。
(2)吸入花粉后,气管平滑肌过度收缩引起喘息症状,呼吸肌过度收缩引起咳嗽症状。研究人员在研究其调控机制时,实验处理及现象如表所示。受到花粉刺激时,神经纤维cd段膜外的局部电流方向为_______(填“由c到d”或“由d到c”)。表中“阻断b点后,花粉刺激”引起喘息_______(填“属于”或“不属于”)反射。
实验处理
现象
花粉刺激
喘息、咳嗽
阻断a点后,花粉刺激
无喘息、无咳嗽
阻断b点后,花粉刺激
喘息、无咳嗽
(3)已知神经递质Y与平滑肌细胞膜上的受体M结合引起平滑肌收缩,药物甲会影响该过程,其作用机理可能为以下两种之一:①药物甲仅具有阻断神经递质Y与受体M结合的作用;②药物甲通过受体M发挥与神经递质Y相反的作用,即引起平滑肌舒张。
研究人员通过以下实验已经直接证明了药物甲的作用机理,请补充实验结果和结论。
实验材料:药物甲、受体M阻断剂、生理盐水、离体气管平滑肌
实验步骤及结果:
Ⅰ、将静置在生理盐水中的处于初始状态的离体气管平滑肌随机均分为2组,编号为A、B。
Ⅱ、A组:加入药物甲,平滑肌处于_______(填“初始”“收缩”或“舒张”)状态。
B组:加入足量受体M阻断剂,平滑肌处于初始状态;再加入药物甲,平滑肌状态不变。
实验结论:药物甲的作用机理为_______(填“①”或“②”)。
15.(2026·江西·高考真题)睡眠在调节生长激素(GH)分泌中起重要作用。研究发现,“睡眠—觉醒”状态影响下丘脑中W神经元、J神经元和D神经元(均有内分泌功能)对GH分泌的调控,分泌的GH又能通过影响K神经元的兴奋性改变“睡眠—觉醒”状态(图A)。为探究具体机制,研究人员以小鼠为研究对象,开展了相关实验。回答下列问题:
(1)据图A分析,通过W神经元对GH分泌的调节方式为________调节。
(2)为探究J神经元在“睡眠—觉醒”状态下对GH分泌调控的差异,研究人员分别在无刺激和M刺激(可激活J神经元)下,检测了睡眠和觉醒状态下的血液GH浓度(图B,其中a、b、c、d代表浓度值)。据图分析,激活J神经元提高了睡眠对GH分泌的促进作用,判断依据是________(选填序号①d-b>c-a;②d-c>b-a;③d+b>c+a;④a+d>b+c)。
(3)为了解W神经元在GH分泌调节中的作用,研究人员采用某刺激激活W神经元,发现GH的分泌量下降。结合图A分析,W神经元释放的是________神经递质(根据突触后效应填写);W神经元调节GH分泌的过程是________。
(4)已知K神经元上有GH受体(GHR,可介导GH激活K神经元)。为进一步探究K神经元在睡眠调控GH分泌中的作用,研究人员构建了K神经元的GHR低表达小鼠模型,设置了两组实验(如表),检测了小鼠睡眠状态和觉醒状态的时长百分比(图C)。结合图A分析,GH通过K神经元对GH分泌的调控机制为________反馈调节,选填5个序号并排序连成一条调控通路:________(①小鼠睡眠;②小鼠觉醒;③K神经元兴奋;④K神经元兴奋性下降;⑤J神经元兴奋,D神经元兴奋性下降;⑥J神经元兴奋性下降,D神经元兴奋;⑦较高水平的GH;⑧较低水平的GH)。
组别
处理
对照组
注射一定量的GH
注射等量的CSF(GH的对照)
低表达组
注射等量的GH
注射等量的CSF(GH的对照)
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