高中生物单元测试——第2章 神经调节(适中02)
2026-07-29
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修1 稳态与调节 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第2章 神经调节 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | 神经调节 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.33 MB |
| 发布时间 | 2026-07-29 |
| 更新时间 | 2026-07-29 |
| 作者 | 学科网轻测 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59008062.html |
| 价格 | 10.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
高中生物神经调节单元卷,覆盖神经系统结构、反射弧、突触传递等核心知识,结合科研实验与生活情境,体现生命观念与科学思维,适配单元复习巩固。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|20/60|小脑功能、动作电位、大脑皮层分区等|如第2题通过实验数据分析交感神经作用,第20题结合观赛情境考查自主神经调节|
|解答题|3/40|突触调节机制、神经递质作用、实验设计|21题探究视网膜突触信号调控,23题设计天麻素改善记忆实验,突出探究实践与科学思维|
内容正文:
高中生物单元测试 —— 第2章 神经调节(适中02)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(本题3分)神经系统是机体内对生理功能活动的调节起主导作用的系统,主要由神经组织组成。下列关于人体神经系统结构的叙述错误的是( )
A.小脑位于大脑的后下方,它能够协调运动、维持身体平衡
B.人的神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统两部分
C.自主神经系统由交感神经和副交感神经组成,它们对同一器官的作用通常是相反的
D.下丘脑有血糖平衡调节中枢、呼吸中枢、水平衡的调节中枢
2.(本题3分)为研究交感神经和副交感神经对心脏的支配作用,分别测定狗在正常情况、阻断副交感神经和阻断交感神经后的心率,结果如下表所示。下列分析错误的是( )
实验处理
心率(次/分)
正常情况
90
阻断副交感神经
180
阻断交感神经
70
A.副交感神经兴奋引起心脏搏动减慢
B.对心脏支配占优势的是副交感神经
C.交感神经和副交感神经的作用是相互协同的
D.正常情况下,交感神经和副交感神经均可检测到膜电位变化
3.(本题3分)下图是神经系统组成的概念图,叙述正确的是( )
A.①包括脑神经和脊神经,其中脑神经31对,脊神经12对
B.②是大脑,是神经系统的最高级部位
C.④是神经元,是神经系统结构和功能的基本单位
D.⑤具有接受信息的功能,但不能传出信息
4.(本题3分)下图为膝跳反射的反射弧模式图,下列有关说法不正确的是( )
A.膝跳反射是由脊髓参与完成的非条件反射
B.①处存在躯体感觉中枢用于感知疼痛
C.③处可发生电信号到化学信号的转换
D.踢球时抬小腿和膝跳反射抬小腿属于不同反射类型
5.(本题3分)洗耳球对大鼠的角膜吹气,大鼠会不自主发生眨眼反射,此时可测量到眼眨肌电信号。对大鼠进行一段时间训练,发生了如图的变化。下列有关叙述正确的是( )
刺激
气流信号
声音信号
气流信号
声音信号
眼眨肌电信号
→
→
A.声音信号是非条件刺激
B.气流信号是条件刺激
C.一段时间后,声音信号由无关刺激转为条件刺激
D.一段时间后,气流信号不再引起眨眼反射
6.(本题3分)下图为在任氏液中培养的坐骨神经腓肠肌标本产生动作电位的示意图,叙述错误的是( )
A.bc段Na+通道多处于开放状态,钠离子内流形成动作电位
B.K+大量内流是神经纤维形成静息电位的主要原因
C.增大任氏液中的Na+浓度动作电位峰值会增大
D.加入盐酸胺碘酮(钾离子通道阻断剂)会使c到e的时间变长
7.(本题3分)下图中①~③是兴奋在神经元之间传递过程的主要步骤,下列相关叙述错误的是( )
A.步骤①依赖生物膜的流动性,需要消耗能量
B.步骤②表示神经递质与突触后膜上的受体特异性结合
C.步骤③使兴奋由电信号转化为化学信号进行传递
D.神经递质可被酶降解或被回收进细胞
8.(本题3分)下图1表示蛙的坐骨神经-腓肠肌离体标本,图2表示接有灵敏电位表的某条神经纤维(c为bd的中点),图3表示b点兴奋过程所产生的动作电位示意图。下列叙述正确的是( )
A.用一定强度的电刺激图1的a点,可引起腓肠肌的反射活动
B.电刺激a点不一定引起图2的电表指针偏转,适宜刺激c点则一定不会发生偏转
C.神经肌肉接头处,突触前膜释放神经递质,该过程实现了电信号到化学信号的转化
D.刺激图1的腓肠肌可能测到与图3相反的电位变化曲线
9.(本题3分)脊蛙(切除脑部,但脊髓结构及功能完好)完成搔扒反射的反射弧结构示意图如下,其中①②为刺激部位,a~d为甲、乙两电表位于神经纤维膜外的电极搭放部位。下列相关叙述正确的是( )
A.据图可知,该结构中能释放神经递质的部位共有两处
B.静息状态下b、c处均无膜内外电位差,电表甲不发生偏转
C.刺激①部位,电表甲比电表乙先完成方向相反的两次偏转
D.刺激②部位,电表甲不偏转而电表乙发生方向相反的两次偏转
10.(本题3分)临床上常用以吗啡为代表的麻醉性镇痛药,吗啡通过激活感觉神经突触前膜上的相关受体,引起一系列反应,使致痛物质释放减少,最终减弱或阻滞痛觉信号的传递,产生镇痛作用,但具有成瘾性。科学家为研究新型镇痛药,设计了实验装置(图甲,电表Ⅰ的电极分别在Q点细胞内外侧、电表Ⅱ的电极分别在R、S点的细胞外侧)并建立了痛觉产生的神经通路模型(图丁)。科学家发现河豚毒素(TTX)可以特异性且快速阻断Na+通道,阻止动作电位的产生和传导来镇痛。下列分析正确的是( )
A.静息时,若升高细胞外K+浓度,则电表Ⅰ的指针右偏幅度减小
B.刺激P点,电表Ⅰ和电表Ⅱ记录到的电位变化波形分别为图乙和图丙
C.停用TTX后刺激P点,电表Ⅰ指针偏转幅度变大,最大处Q点膜内Na+浓度可能高于膜外
D.X物质可代表吗啡,长期使用吗啡后突然停止,会使得致痛物质释放量迅速减少
11.(本题3分)研究表明,人体肠道中某些微生物代谢产生的神经活性分子γ-氨基丁酸(GABA),可通过肠—脑轴影响中枢神经系统的功能,缓解焦虑样行为和改善应激相关障碍。进一步研究发现,富含益生元的饮食可增加肠道中GABA的合成。下列叙述错误的是( )
A.GABA对肠道神经元和中枢神经元均有调节作用
B.增加益生元摄入可能有助于改善应激相关的情绪障碍
C.个体间肠道菌群组成的差异可能影响GABA的水平
D.该研究结果表明GABA可完全替代现有抗焦虑药物用于临床治疗
12.(本题3分)人体排尿反射的相关过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.除排尿中枢外,脊髓中还有呼吸中枢
B.大脑皮层受损后,排尿反射不能发生
C.感受器产生的兴奋至脊髓后即有尿意
D.逼尿肌和括约肌也参与构成了效应器
13.(本题3分)人体各部位的运动机能在大脑皮层的运动区中有它的代表区。下列关于人大脑皮层功能的叙述,正确的是( )
A.躯干的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同调控
B.一侧大脑皮层中央前回下部受损,会使对侧下肢的运动功能出现障碍
C.头面部肌肉的代表区,在运动区呈倒置排列,即口部在上,眼部在下
D.分辨精细的部位如手,在运动区所占的面积比躯干的小
14.(本题3分)研究发现感染某冠状病毒与严重认知障碍(记忆空白、注意力下降、器官功能下降)相关,住院患者表现出更严重的认知衰退症状。下列有关说法正确的是( )
A.学习和记忆属于人脑的高级功能,涉及神经递质的作用,与脑内蛋白质合成无关
B.注意力下降,将会影响瞬时记忆转换至第一级记忆过程
C.语言功能是人脑特有的高级功能,H区受损会导致看不懂文字
D.大脑皮层虽然可控制机体反射活动,但对外部世界感知不属于其功能范畴
15.(本题3分)成年人排尿是一种复杂的反射活动。当膀胱充盈时,膀胱内牵张感受器受到刺激产生兴奋,使人产生尿意。膀胱逼尿肌接收兴奋后收缩,产生排尿反射。逼尿肌收缩时,又刺激牵张感受器,引起膀胱逼尿肌反射性收缩,直至膀胱内尿液被排空,相关过程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.成年人排尿反射存在反馈调节机制
B.结构①②受损的成年人不能主动排空尿液
C.③可能是交感神经,兴奋时会使膀胱收缩
D.人体产生尿意需要大脑皮层和脊髓参与
16.(本题3分)某反射过程中,一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.①处产生动作电位的原因主要是内流
B.①处膜外浓度大于膜内的
C.神经冲动沿③→②的方向传导
D.兴奋传递到④处,会发生电信号向化学信号的转变
17.(本题3分)将蛙的坐骨神经—腓肠肌置于生理溶液中,刺激坐骨神经,下列叙述正确的是( )
A.若腓肠肌收缩,则完成了反射过程
B.若腓肠肌不收缩,则一定是腓肠肌受损
C.若增大刺激强度,则坐骨神经动作电位峰值增大
D.若改变溶液中K⁺含量,则对坐骨神经的静息电位有影响
18.(本题3分)乙酰胆碱是一类兴奋性神经递质,某种杀虫剂能使突触间隙中的乙酰胆碱酯酶(分解乙酰胆碱)活性受抑制。如图为某反射弧的局部结构示意图,a、b点分别为电表①和电表②的两接线端之间的中点。下列相关说法正确的是( )
A.图中所示的反射弧的局部结构中有3个神经元和2个突触
B.刺激b点,电表①的指针不偏转,电表②的指针发生2次方向相反的偏转
C.刺激b点,若肌肉收缩但电表②不偏转,说明兴奋在神经纤维上是单向传导的
D.使用该杀虫剂,并对a点施加适宜刺激,则会产生肌肉持续收缩的中毒现象
19.(本题3分)脑卒中患者的脊髓、脊神经等正常,四肢也都没有任何损伤,但是脑部血管堵塞引起脑部损伤,可发生在脑的不同区域。下列叙述错误的是( )
A.若患者下肢不能运动,则大脑皮层的第一运动区可能受损
B.若患者行走不稳、步态蹒跚、易向一侧倾斜,则小脑可能受损
C.损伤若发生在大脑皮层,患者可能出现排尿不完全的现象
D.损伤若发生在大脑皮层的 S 区,则患者不能发出声音
20.(本题3分)2025年10月26日,“川超” 第六轮赛事在遂宁体育馆进行。观众观赛时紧张得屏住呼吸、心跳加快;进球时欢呼跳跃、激动流泪,且全程无饥饿感和尿意,赛后这些感觉才袭来。下列表述正确的是( )
A.欢呼跳跃受躯体运动的传出神经支配,且受大脑皮层的意识调控
B.紧张使副交感神经过度兴奋,心跳和呼吸加快,且不受意识支配
C.支配心脏、腺体的神经为自主神经系统,包括传入神经和传出神经
D.饥饿感和尿意袭来是因交感神经兴奋,使胃肠蠕动加强,膀胱收缩
二、解答题
21.(本题13分)神经细胞之间的突触联系往往很复杂。下图为大鼠视网膜局部神经细胞间的突触示意图。回答下列问题:
(1)细胞A受到外界刺激时会产生______电位,并沿神经纤维传导至细胞A末梢,引起甲膜内________释放谷氨酸,谷氨酸进入突触间隙,经_______作用与突触后膜上的谷氨酸受体结合,使细胞B兴奋。
(2)兴奋后的细胞B释放内源性大麻素,内源性大麻素与大麻素受体结合,使细胞A释放的谷氨酸_______(填“增加”或“减少”),原因是当内源性大麻素与细胞A的大麻素受体结合时,________。
(3)细胞B释放的内源性大麻素还能与丙膜上的大麻素受体结合,抑制甘氨酸的释放。这对细胞A的Ca2+跨膜运输的影响是_______(填“促进”或“抑制”)。此时,在细胞C和细胞A的突触结构中,突触前膜是_________(填“甲”或“丙”)膜。
(4)A细胞兴奋,释放谷氨酸的结果是使最终A细胞谷氨酸释放量减少。这种调节机制是典型的________。
(5)一般情况下,会发生在内环境中的生理效应是_______。
①含有谷氨酸的突触小泡与甲膜的融合
②甘氨酸在突触间隙中的扩散
③内源性大麻素与大麻素受体的识别与结合
22.(本题13分)科研人员研究多巴胺(一种与运动控制、奖赏机制相关的神经递质)对小鼠运动行为的影响,通过转轮运动分析和突触传递检测展开了实验。回答下列问题:
(1)当兴奋传至突触前膜时,多巴胺作为神经递质通过___________方式释放,在突触后膜上发生的信号转换是___________。
(2)为探究多巴胺对小鼠运动协调性的影响,科研人员将小鼠分为甲(生理盐水处理)、乙(低剂量多巴胺处理)、丙(高剂量多巴胺处理)三组,进行转轮运动实验。
①运动协调性与___________及大脑皮层的___________(中枢)有关,实验中需测定各组小鼠转轮运动错误次数来反映运动协调性。
②若乙组和丙组的检测指标均优于甲组,且丙组优于乙组,则说明___________。
(3)已知多巴胺可通过调控突触后膜离子通道开放发挥作用。当多巴胺与突触后膜受体结合后,可使Na+通道开放,导致突触后膜产生___________电位;若该过程中突触后膜电位未发生明显变化,可能的原因是___________(写出1点)。
(4)为进一步探究多巴胺作用的特异性,科研人员对不同组小鼠的突触传递进行检测,实验分组及部分结果如下表。
组别
处理方式
多巴胺受体基因表达
突触后膜Na+内流速率
a
野生型小鼠+生理盐水
正常
中
b
野生型小鼠+多巴胺
正常
①___________
c
多巴胺受体基因敲除小鼠+多巴胺
无
②___________
d
野生型小鼠+多巴胺受体阻滞剂
正常
③___________
多巴胺通过其受体发挥作用,表中①②③对应的结果依次为___________ (填选项)。
A.快 B.中 C.慢
23.(本题14分)研究发现,存在于海马突触中的一氧化氮()能向突触前膜逆向传递信息,这是生物体学习与记忆的基础,含量不同会触发不同的生物学效应,其主要机制如图所示,分析回答下列问题:
(1)学习和记忆是脑的高级功能,学习和记忆涉及脑内_______的作用以及_______的合成。
(2)据图判断,适量的NO可通过途径_______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)刺激前后两个神经元持续兴奋,此时膜内侧局部电流的方向与兴奋传导的方向_______(填“相同”或“相反”),这一过程有助于提高学习和记忆能力。
(3)研究发现,长期睡眠不足会导致NO含量增加,进而引起学习和记忆能力下降,结合图示分析原因可能是_______(答出1点即可)。
(4)研究表明天麻素具有较好的镇静和安眠效果,为进一步研究其是否能改善由睡眠不足引起的学习和记忆能力下降,请以生理盐水、天麻素溶液(用生理盐水配制)、健康小白鼠和睡眠不足的模型小白鼠等为实验材料,以乙酰胆碱酯酶活性为检测指标(乙酰胆碱是脑内重要的兴奋性神经递质,参与调节认知功能和学习记忆过程。乙酰胆碱酯酶是一种能降解乙酰胆碱的酶),设计实验验证以上假设,补充实验设计思路:
①设置甲、乙、丙三组,每组小白鼠数量相同。
②甲组为健康小白鼠腹腔注射适量生理盐水;
③乙组为_______;
④丙组为_______;
⑤相同且适宜的条件下饲养一段时间,检测各组小白鼠_______。
试卷第1页,共3页
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高中生物单元测试 —— 第2章 神经调节(适中02)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(本题3分)神经系统是机体内对生理功能活动的调节起主导作用的系统,主要由神经组织组成。下列关于人体神经系统结构的叙述错误的是( )
A.小脑位于大脑的后下方,它能够协调运动、维持身体平衡
B.人的神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统两部分
C.自主神经系统由交感神经和副交感神经组成,它们对同一器官的作用通常是相反的
D.下丘脑有血糖平衡调节中枢、呼吸中枢、水平衡的调节中枢
【答案】D
【详解】A、小脑位于大脑的后下方,其功能为协调运动、维持身体平衡,A正确;
B、人的神经系统按结构分为中枢神经系统(脑和脊髓)和外周神经系统(脑神经、脊神经)两部分,B正确;
C、自主神经系统属于传出神经,由交感神经和副交感神经组成,二者对同一器官的作用通常相反,可共同精细调节器官的生理活动,C正确;
D、血糖平衡调节中枢、水平衡调节中枢位于下丘脑,但呼吸中枢位于脑干,并不在下丘脑,D错误。
故选D。
2.(本题3分)为研究交感神经和副交感神经对心脏的支配作用,分别测定狗在正常情况、阻断副交感神经和阻断交感神经后的心率,结果如下表所示。下列分析错误的是( )
实验处理
心率(次/分)
正常情况
90
阻断副交感神经
180
阻断交感神经
70
A.副交感神经兴奋引起心脏搏动减慢
B.对心脏支配占优势的是副交感神经
C.交感神经和副交感神经的作用是相互协同的
D.正常情况下,交感神经和副交感神经均可检测到膜电位变化
【答案】C
【详解】A、阻断副交感神经后心率由90次/分增至180次/分,说明副交感神经兴奋时抑制心脏活动,引起搏动减慢,A正确;
B、阻断副交感神经后心率变化幅度(+90次/分)大于阻断交感神经后(-20次/分),表明副交感神经对心脏的抑制作用占优势,B正确;
C、交感神经兴奋加快心率,副交感神经兴奋减慢心率,两者作用相互拮抗,而非协同,C错误;
D、正常情况下,交感神经和副交感神经均处于活动状态,神经冲动会产生动作电位,因此均可检测到膜电位变化,D正确。
故选C。
3.(本题3分)下图是神经系统组成的概念图,叙述正确的是( )
A.①包括脑神经和脊神经,其中脑神经31对,脊神经12对
B.②是大脑,是神经系统的最高级部位
C.④是神经元,是神经系统结构和功能的基本单位
D.⑤具有接受信息的功能,但不能传出信息
【答案】C
【详解】A、①是外周神经系统,包括脑神经和脊神经,其中脑神经12对,脊神经31对,A错误;
B、②应是脑(包括大脑、小脑、脑干和下丘脑),B错误;
C、④是神经元,神经元是神经系统结构和功能的基本单位,包括细胞体和突起,C正确;
D、⑤表示突起,包括树突和轴突,具有接受信息、传出信息的功能,D错误。
故选C。
4.(本题3分)下图为膝跳反射的反射弧模式图,下列有关说法不正确的是( )
A.膝跳反射是由脊髓参与完成的非条件反射
B.①处存在躯体感觉中枢用于感知疼痛
C.③处可发生电信号到化学信号的转换
D.踢球时抬小腿和膝跳反射抬小腿属于不同反射类型
【答案】B
【详解】A、膝跳反射是非条件反射,非条件反射是由脊髓参与完成的,A正确;
B、感觉的形成部位是大脑皮层而非①感受器,B错误;
C、③为神经中枢,此处有突触结构,突触处可发生电信号到化学信号的转换,C正确;
D、踢球时抬小腿是在大脑皮层参与下的条件反射,而膝跳反射抬小腿是在脊髓参与下的非条件反射,D正确。
故选B。
5.(本题3分)洗耳球对大鼠的角膜吹气,大鼠会不自主发生眨眼反射,此时可测量到眼眨肌电信号。对大鼠进行一段时间训练,发生了如图的变化。下列有关叙述正确的是( )
刺激
气流信号
声音信号
气流信号
声音信号
眼眨肌电信号
→
→
A.声音信号是非条件刺激
B.气流信号是条件刺激
C.一段时间后,声音信号由无关刺激转为条件刺激
D.一段时间后,气流信号不再引起眨眼反射
【答案】C
【详解】A、后期的声音信号是条件刺激,能引起大鼠出现条件反射,A错误;
B、气流信号是非条件刺激,能引起非条件反射——眨眼反射,B错误;
C、用洗耳球对大鼠的角膜吹气,声音信号和气流信号能引起大鼠发生眨眼反射,经过训练后,只有声音刺激,大鼠眼眨肌还能出现电信号,说明声音信号由无关刺激转为条件刺激,C正确;
D、气流信号是非条件刺激,气流信号一直能引起眨眼反射,D错误。
故选C。
6.(本题3分)下图为在任氏液中培养的坐骨神经腓肠肌标本产生动作电位的示意图,叙述错误的是( )
A.bc段Na+通道多处于开放状态,钠离子内流形成动作电位
B.K+大量内流是神经纤维形成静息电位的主要原因
C.增大任氏液中的Na+浓度动作电位峰值会增大
D.加入盐酸胺碘酮(钾离子通道阻断剂)会使c到e的时间变长
【答案】B
【详解】A、bc段钠离子通道开放,钠离子内流形成外负内正的动作电位,A正确;
B、K+大量外流是神经纤维形成静息电位的主要原因,B错误;
C、动作电位是由Na+内流引起的,增大任氏液中的Na+浓度,会使Na+内流增多,动作电位峰值会增大,C正确;
D、加入钾离子通道阻断剂盐酸胺碘酮,K+外流受抑制,静息电位恢复慢,c到e时间变长,D正确。
7.(本题3分)下图中①~③是兴奋在神经元之间传递过程的主要步骤,下列相关叙述错误的是( )
A.步骤①依赖生物膜的流动性,需要消耗能量
B.步骤②表示神经递质与突触后膜上的受体特异性结合
C.步骤③使兴奋由电信号转化为化学信号进行传递
D.神经递质可被酶降解或被回收进细胞
【答案】C
【详解】A、步骤①是突触小泡受到刺激向突触前膜移动并与它融合,同时释放神经递质,此过程依赖于生物膜的流动性,需要消耗能量,A正确;
B、步骤②表示神经递质经扩散通过突触间隙,与突触后膜上相关受体结合,形成递质-受体复合物,B正确;
C、步骤③表示离子通过离子通道进入突触后神经元,引发突触后膜电位变化,化学信号转化成了电信号,C错误;
D、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,D正确。
故选C。
8.(本题3分)下图1表示蛙的坐骨神经-腓肠肌离体标本,图2表示接有灵敏电位表的某条神经纤维(c为bd的中点),图3表示b点兴奋过程所产生的动作电位示意图。下列叙述正确的是( )
A.用一定强度的电刺激图1的a点,可引起腓肠肌的反射活动
B.电刺激a点不一定引起图2的电表指针偏转,适宜刺激c点则一定不会发生偏转
C.神经肌肉接头处,突触前膜释放神经递质,该过程实现了电信号到化学信号的转化
D.刺激图1的腓肠肌可能测到与图3相反的电位变化曲线
【答案】C
【分析】图示表示具有生物活性的蛙坐骨神经-腓肠肌标本,神经末梢与肌细胞的接触部分称“神经-肌接头”,兴奋在神经纤维上可双向传导,但在神经元之间只能单向传递。
【详解】A、反射需要经过完整的反射弧,用一定强度的电刺激图1的a点,可引起腓肠肌的活动,但由于没有经过完整的反射弧,因此不属于反射,A错误;
B、若刺激强度较小,神经纤维不能产生动作电位,因此电刺激a点不一定引起图2的电表指针偏转,c为bd的中点,兴奋在神经纤维上的传导速率相等,因此适宜刺激c点,兴奋同时到达b和d,b处电流表接在膜外,d处电流表接在膜内,此时b和d同时变为外负内正的动作电位,指针向左偏转,当兴奋传过b和d处后,指针恢复向右偏转,故该过程电流表会发生偏转,B错误;
C、突触前膜释放神经递质的方式是胞吐,该过程实现了电信号到化学信号的转化,C正确;
D、兴奋在突触间只能单向传递,刺激图1的腓肠肌兴奋不能传至电流表,因此电流表检测不到电位,D错误。
故选C。
9.(本题3分)脊蛙(切除脑部,但脊髓结构及功能完好)完成搔扒反射的反射弧结构示意图如下,其中①②为刺激部位,a~d为甲、乙两电表位于神经纤维膜外的电极搭放部位。下列相关叙述正确的是( )
A.据图可知,该结构中能释放神经递质的部位共有两处
B.静息状态下b、c处均无膜内外电位差,电表甲不发生偏转
C.刺激①部位,电表甲比电表乙先完成方向相反的两次偏转
D.刺激②部位,电表甲不偏转而电表乙发生方向相反的两次偏转
【答案】C
【分析】未受到刺激时,神经纤维上表现为静息电位,外正内负,形成的原因是钾离子外流;受到刺激后,由于钠离子内流而产生动作电位,外负内正,兴奋区和未兴奋区形成电位差,进而形成局部电流,产生兴奋,从而引起电表指针的偏转。
【详解】A、传出神经通过神经递质作用于腿部肌肉,该图所示的结构中有三处部位能释放神经递质,A错误;
B、静息状态下,电表甲不发生偏转,但b、c处均有膜内外电位差,B错误;
C、刺激①部位,a处兴奋早于b处,故电表乙发生的第一次偏转早于电表甲,c处兴奋早于d处,故电表甲发生第二次偏转早于乙电表,且电表甲、乙发生的两次偏转均为方向相反的,因此刺激①部位,电表甲比电表乙先完成方向相反的两次偏转,C正确;
D、刺激②部位,电表甲不偏转,而电表乙只发生一次偏转,D错误。
故选C。
10.(本题3分)临床上常用以吗啡为代表的麻醉性镇痛药,吗啡通过激活感觉神经突触前膜上的相关受体,引起一系列反应,使致痛物质释放减少,最终减弱或阻滞痛觉信号的传递,产生镇痛作用,但具有成瘾性。科学家为研究新型镇痛药,设计了实验装置(图甲,电表Ⅰ的电极分别在Q点细胞内外侧、电表Ⅱ的电极分别在R、S点的细胞外侧)并建立了痛觉产生的神经通路模型(图丁)。科学家发现河豚毒素(TTX)可以特异性且快速阻断Na+通道,阻止动作电位的产生和传导来镇痛。下列分析正确的是( )
A.静息时,若升高细胞外K+浓度,则电表Ⅰ的指针右偏幅度减小
B.刺激P点,电表Ⅰ和电表Ⅱ记录到的电位变化波形分别为图乙和图丙
C.停用TTX后刺激P点,电表Ⅰ指针偏转幅度变大,最大处Q点膜内Na+浓度可能高于膜外
D.X物质可代表吗啡,长期使用吗啡后突然停止,会使得致痛物质释放量迅速减少
【答案】A
【详解】A、电表Ⅰ两电极位于神经纤维膜的内外侧,静息时,K+通过K+通道蛋白顺浓度梯度由细胞内流向细胞外,若升高细胞外K+浓度,则K+外流量减少,则电表Ⅰ的指针右偏幅度减小,A正确;
B、由于兴奋在神经纤维上是双向传递的、在神经元之间是单向传递的,所以刺激P点,兴奋只能传到Q点、R点,不能传到S点,所以电表Ⅰ、Ⅱ的指针均只能发生1次偏转,电表Ⅰ记录到的电位变化波形与图乙基本相同,电表Ⅱ记录到的电位与图丙不同,B错误;
C、河豚毒素(TTX)可以特异性且快速阻断Na+通道,阻止动作电位的产生和传导,若停用TTX后刺激P点,Na+通道打开,Na+内流形成动作电位,电表Ⅰ指针偏转幅度变大,但指针偏转幅度最大处Q点膜外Na+浓度仍高于膜内,C错误;
D、图丁中X 物质可代表吗啡,吗啡通过激活感觉神经突触前膜上的相关受体,引起一系列反应,使致痛物质释放减少,最终减弱或阻滞痛觉信号的传递,产生镇痛作用,长期使用吗啡后突然停止,会使得致痛物质释放量迅速增加,D错误。
11.(本题3分)研究表明,人体肠道中某些微生物代谢产生的神经活性分子γ-氨基丁酸(GABA),可通过肠—脑轴影响中枢神经系统的功能,缓解焦虑样行为和改善应激相关障碍。进一步研究发现,富含益生元的饮食可增加肠道中GABA的合成。下列叙述错误的是( )
A.GABA对肠道神经元和中枢神经元均有调节作用
B.增加益生元摄入可能有助于改善应激相关的情绪障碍
C.个体间肠道菌群组成的差异可能影响GABA的水平
D.该研究结果表明GABA可完全替代现有抗焦虑药物用于临床治疗
【答案】D
【详解】A、GABA是肠道微生物产生的神经活性分子,可通过肠—脑轴作用于中枢神经系统,说明其对肠道神经元和中枢神经元均有调节作用,A正确;
B、由题干可知,益生元可增加肠道GABA的合成,而GABA可改善应激相关障碍,B正确;
C、GABA是肠道中某些微生物的代谢产物,不同个体肠道菌群的组成存在差异,能够合成GABA的微生物数量、种类不同,C正确;
D、题干仅表明GABA可缓解焦虑样行为、改善应激相关障碍,并未证明其可完全替代现有抗焦虑药物,D错误。
12.(本题3分)人体排尿反射的相关过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.除排尿中枢外,脊髓中还有呼吸中枢
B.大脑皮层受损后,排尿反射不能发生
C.感受器产生的兴奋至脊髓后即有尿意
D.逼尿肌和括约肌也参与构成了效应器
【答案】D
【详解】A、呼吸中枢位于脑干,A错误;
B、排尿反射的低级中枢在脊髓,大脑皮层受损后,排尿反射可以发生,但排尿不完全,B错误;
C、兴奋到达大脑皮层后会产生尿意,C错误;
D、脊髓通过自主神经系统调节逼尿肌和括约肌的活动,作出排尿反应,D正确。
故选D。
13.(本题3分)人体各部位的运动机能在大脑皮层的运动区中有它的代表区。下列关于人大脑皮层功能的叙述,正确的是( )
A.躯干的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同调控
B.一侧大脑皮层中央前回下部受损,会使对侧下肢的运动功能出现障碍
C.头面部肌肉的代表区,在运动区呈倒置排列,即口部在上,眼部在下
D.分辨精细的部位如手,在运动区所占的面积比躯干的小
【答案】A
【详解】A、躯干运动受大脑皮层高级中枢调控,同时脊髓、脑干等低级中枢可完成简单反射,A正确;
B、中央前回为大脑皮层运动区,其上部控制下肢运动,下部控制头部器官运动;若下部受损应影响头部而非下肢,B错误;
C、头面部肌肉代表区在运动区呈正立排列(口部在下、眼部在上),仅身体部位代表区呈倒置排列,C错误;
D、运动区面积与运动精细程度正相关,手部代表区面积大于躯干,D错误。
故选A。
14.(本题3分)研究发现感染某冠状病毒与严重认知障碍(记忆空白、注意力下降、器官功能下降)相关,住院患者表现出更严重的认知衰退症状。下列有关说法正确的是( )
A.学习和记忆属于人脑的高级功能,涉及神经递质的作用,与脑内蛋白质合成无关
B.注意力下降,将会影响瞬时记忆转换至第一级记忆过程
C.语言功能是人脑特有的高级功能,H区受损会导致看不懂文字
D.大脑皮层虽然可控制机体反射活动,但对外部世界感知不属于其功能范畴
【答案】B
【详解】A、学习和记忆属于人脑的高级功能,涉及神经递质的作用,同时也与脑内蛋白质合成有关,A错误;
B、注意力下降,将会影响瞬时记忆转换至短时记忆过程,注意力提升有助于瞬时记忆转化为短时记忆,B正确;
C、语言功能是人脑特有的高级功能,H区受损会导致听不懂话,V区受损会导致看不懂文字,C错误;
D、大脑皮层是整个神经系统的最高级部位,除了对外部世界的感知以及控制机体反射活动外,还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能,D错误。
故选B。
15.(本题3分)成年人排尿是一种复杂的反射活动。当膀胱充盈时,膀胱内牵张感受器受到刺激产生兴奋,使人产生尿意。膀胱逼尿肌接收兴奋后收缩,产生排尿反射。逼尿肌收缩时,又刺激牵张感受器,引起膀胱逼尿肌反射性收缩,直至膀胱内尿液被排空,相关过程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.成年人排尿反射存在反馈调节机制
B.结构①②受损的成年人不能主动排空尿液
C.③可能是交感神经,兴奋时会使膀胱收缩
D.人体产生尿意需要大脑皮层和脊髓参与
【答案】C
【详解】A、由题可知,排尿过程中,逼尿肌收缩会刺激牵张感受器,引起膀胱逼尿肌反射性收缩,加速了排尿过程,即存在正反馈调节,A正确;
B、排尿反射的初级中枢是脊髓,但脊髓的活动受大脑皮层控制,结构①②受损,大脑皮层无法对脊髓进行控制,人体能够排尿,但不能主动排空,B正确;
C、交感神经和副交感神经属于自主神经,控制内脏反射,副交感神经兴奋时会使膀胱收缩,促进排尿,C错误;
D、尿意是一种感觉,需要低级中枢脊髓通过上行神经传导束传递至大脑皮层,由大脑皮层产生,D正确。
故选C。
16.(本题3分)某反射过程中,一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.①处产生动作电位的原因主要是内流
B.①处膜外浓度大于膜内的
C.神经冲动沿③→②的方向传导
D.兴奋传递到④处,会发生电信号向化学信号的转变
【答案】C
【详解】A、动作电位的产生主要是由于Na⁺通道开放,Na⁺内流所致,①处产生动作电位的原因主要是Na⁺内流,A正确;
B、无论是否产生动作电位,神经元膜外的Na⁺浓度始终大于膜内,B正确;
C、在反射弧中,兴奋沿着树突传递至胞体,再到轴突(或兴奋沿胞体传递至轴突),故神经冲动应沿②→③方向传导,而非③→②,C错误;
D、④处为突触前膜,兴奋传递至突触前膜时,突触小泡释放神经递质,实现电信号向化学信号的转变,D正确。
故选C。
17.(本题3分)将蛙的坐骨神经—腓肠肌置于生理溶液中,刺激坐骨神经,下列叙述正确的是( )
A.若腓肠肌收缩,则完成了反射过程
B.若腓肠肌不收缩,则一定是腓肠肌受损
C.若增大刺激强度,则坐骨神经动作电位峰值增大
D.若改变溶液中K⁺含量,则对坐骨神经的静息电位有影响
【答案】D
【详解】A、反射的完成需要完整的反射弧。本实验中直接刺激传出神经(坐骨神经)引起腓肠肌收缩,缺少感受器和神经中枢的参与,因此不属于反射过程,A错误;
B、若腓肠肌不收缩,原因可能是多方面的,如刺激强度过低、神经传导受阻、神经—肌肉接头传递异常或腓肠肌本身受损等,并非一定是腓肠肌受损,B错误;
C、动作电位的峰值主要由细胞膜内外的Na⁺浓度差决定,与刺激强度无关。刺激强度只影响动作电位是否产生,一旦产生,峰值大小是固定的,C错误;
D、静息电位的形成主要是K⁺外流的结果,其大小与细胞膜内外的K⁺浓度差密切相关。因此,改变溶液中K⁺的含量,会影响K⁺的外流,从而对坐骨神经的静息电位产生影响,D正确。
故选D。
18.(本题3分)乙酰胆碱是一类兴奋性神经递质,某种杀虫剂能使突触间隙中的乙酰胆碱酯酶(分解乙酰胆碱)活性受抑制。如图为某反射弧的局部结构示意图,a、b点分别为电表①和电表②的两接线端之间的中点。下列相关说法正确的是( )
A.图中所示的反射弧的局部结构中有3个神经元和2个突触
B.刺激b点,电表①的指针不偏转,电表②的指针发生2次方向相反的偏转
C.刺激b点,若肌肉收缩但电表②不偏转,说明兴奋在神经纤维上是单向传导的
D.使用该杀虫剂,并对a点施加适宜刺激,则会产生肌肉持续收缩的中毒现象
【答案】D
【详解】A、图中所示反射弧中有3个神经元,连同骨骼肌共构成3个突触,A错误;
B、对b点施加适宜刺激,由于兴奋在突触处只能进行单向传递,故电表①的指针不发生偏转,而b点为电表②两接线端之间的中点,所以刺激后,电表②的指针也不发生偏转,B错误;
C、刺激b点,肌肉收缩但电表②不偏转,说明兴奋在突触处是单向传递的,而神经纤维上兴奋是双向传导的,C错误;
D、杀虫剂抑制乙酰胆碱酯酶活性,导致突触间隙乙酰胆碱不被分解而持续作用,刺激a点后,乙酰胆碱释放并持续激活突触后膜,引起骨骼肌持续收缩,这符合中毒现象,D正确。
故选D。
19.(本题3分)脑卒中患者的脊髓、脊神经等正常,四肢也都没有任何损伤,但是脑部血管堵塞引起脑部损伤,可发生在脑的不同区域。下列叙述错误的是( )
A.若患者下肢不能运动,则大脑皮层的第一运动区可能受损
B.若患者行走不稳、步态蹒跚、易向一侧倾斜,则小脑可能受损
C.损伤若发生在大脑皮层,患者可能出现排尿不完全的现象
D.损伤若发生在大脑皮层的 S 区,则患者不能发出声音
【答案】D
【详解】A、大脑皮层的第一运动区(中央前回)控制对侧躯体的随意运动,若此处受损,即使脊髓和四肢正常,下肢也无法运动,A正确;
B、小脑负责协调运动、维持身体平衡,损伤后会导致行走不稳、步态蹒跚,B正确;
C、排尿反射的低级中枢在脊髓,高级中枢在大脑皮层。若大脑皮层损伤,脊髓中枢失去高级中枢的抑制,会导致排尿不完全,C正确;
D、S区(运动性语言中枢)损伤会导致运动性失语症,患者无法组织语言表达,但发音器官正常,仍能发出声音(如哭喊),D错误。
故选D。
20.(本题3分)2025年10月26日,“川超” 第六轮赛事在遂宁体育馆进行。观众观赛时紧张得屏住呼吸、心跳加快;进球时欢呼跳跃、激动流泪,且全程无饥饿感和尿意,赛后这些感觉才袭来。下列表述正确的是( )
A.欢呼跳跃受躯体运动的传出神经支配,且受大脑皮层的意识调控
B.紧张使副交感神经过度兴奋,心跳和呼吸加快,且不受意识支配
C.支配心脏、腺体的神经为自主神经系统,包括传入神经和传出神经
D.饥饿感和尿意袭来是因交感神经兴奋,使胃肠蠕动加强,膀胱收缩
【答案】A
【详解】A、欢呼跳跃属于躯体运动,由躯体运动神经支配,其反射弧的传出神经末梢支配骨骼肌。此类运动受大脑皮层(高级中枢)的意识调控(如主动跳跃),A正确;
B、紧张时交感神经兴奋,使心跳加快、呼吸急促,该过程属于自主神经系统的调节,不受意识直接支配,B错误;
C、支配心脏、腺体的神经属于自主神经系统,但该系统仅由传出神经组成(包括交感神经和副交感神经),负责传递中枢指令至效应器,不包含传入神经,C错误;
D、赛后饥饿感和尿意产生是因副交感神经兴奋增强,促进胃肠蠕动消化食物、膀胱收缩排尿。比赛时交感神经占优势,抑制胃肠蠕动和膀胱收缩,故无饥饿感和尿意,D错误。
故选A。
二、解答题
21.(本题13分)神经细胞之间的突触联系往往很复杂。下图为大鼠视网膜局部神经细胞间的突触示意图。回答下列问题:
(1)细胞A受到外界刺激时会产生______电位,并沿神经纤维传导至细胞A末梢,引起甲膜内________释放谷氨酸,谷氨酸进入突触间隙,经_______作用与突触后膜上的谷氨酸受体结合,使细胞B兴奋。
(2)兴奋后的细胞B释放内源性大麻素,内源性大麻素与大麻素受体结合,使细胞A释放的谷氨酸_______(填“增加”或“减少”),原因是当内源性大麻素与细胞A的大麻素受体结合时,________。
(3)细胞B释放的内源性大麻素还能与丙膜上的大麻素受体结合,抑制甘氨酸的释放。这对细胞A的Ca2+跨膜运输的影响是_______(填“促进”或“抑制”)。此时,在细胞C和细胞A的突触结构中,突触前膜是_________(填“甲”或“丙”)膜。
(4)A细胞兴奋,释放谷氨酸的结果是使最终A细胞谷氨酸释放量减少。这种调节机制是典型的________。
(5)一般情况下,会发生在内环境中的生理效应是_______。
①含有谷氨酸的突触小泡与甲膜的融合
②甘氨酸在突触间隙中的扩散
③内源性大麻素与大麻素受体的识别与结合
【答案】(1) 动作 突触小泡 扩散
(2) 减少 会抑制Ca2+通道开放,导致Ca2+进入细胞A的量减少,而Ca2+能促进谷氨酸的释放,因此细胞A释放的谷氨酸会减少
(3) 抑制 丙
(4)负反馈调节
(5)②③
【分析】据图分析可知,细胞A表面存在大麻素受体和甘氨酸受体,细胞B表面有谷氨酸受体,细胞C表面有大麻素受体;据图可知,当细胞A兴奋时可释放谷氨酸,谷氨酸作用于细胞B表面的谷氨酸受体,促使其产生和释放内源性大麻素,内源性大麻素作用于细胞A和细胞C上的受体;细胞C可释放甘氨酸,甘氨酸与甘氨酸受体结合后,促进细胞A表面的钙离子通道打开,促进钙离子内流,进而促进细胞A释放谷氨酸;内源性大麻素作用于细胞A膜上的受体后,可抑制细胞A膜上的钙离子通道,而内源性大麻素与细胞C上受体结合后,会抑制细胞C中甘氨酸的释放。
【详解】(1)由图可知,当外界刺激细胞A时,细胞A会兴奋,产生动作电位,并沿神经纤维传导至细胞A末梢,引起甲膜内突触小泡以胞吐的形式释放谷氨酸,谷氨酸进入突触间隙,经扩散作用与突触后膜上的谷氨酸受体结合,使细胞B兴奋。
(2)兴奋后的细胞B释放内源性大麻素,内源性大麻素与大麻素受体结合后,会抑制Ca2+通道开放,导致Ca2+进入细胞A的量减少,由于Ca2+会促进突触小泡释放谷氨酸,因此细胞A释放的谷氨酸会减少。
(3)细胞B释放的内源性大麻素还能与丙膜上的大麻素受体结合,抑制甘氨酸的释放,减少突触间隙中甘氨酸的含量,由于突触间隙中的甘氨酸与甲膜上的甘氨酸受体结合,促进Ca2+的内流,进而促进谷氨酸的释放,因此这对细胞A的Ca2+跨膜运输起抑制作用。此时,在细胞C和细胞A的突触结构中,由于细胞C释放神经递质,作用于细胞A,所以突触前膜是丙。
(4)A细胞兴奋,释放谷氨酸的结果是使最终A细胞谷氨酸释放量减少,这种结果反过来抑制最初的变化的调节机制是典型的负反馈调节。
(5)①含有谷氨酸的突触小泡与甲膜的融合,发生在细胞内,不属于内环境,所以含有谷氨酸的突触小泡与甲膜的融合不发生在内环境,①错误;
②甘氨酸在突触间隙中的扩散,神经元属于组织细胞,组织细胞之间的液体是组织液,突触间隙中的液体是组织液,因此甘氨酸在突触间隙中的扩散发生在内环境,②正确;
③内源性大麻素与大麻素受体的识别与结合,发生在突触间隙中,所以内源性大麻素与大麻素受体的识别与结合发生在内环境,③正确。
综上所述,①错误,②③正确。
故选②③。
22.(本题13分)科研人员研究多巴胺(一种与运动控制、奖赏机制相关的神经递质)对小鼠运动行为的影响,通过转轮运动分析和突触传递检测展开了实验。回答下列问题:
(1)当兴奋传至突触前膜时,多巴胺作为神经递质通过___________方式释放,在突触后膜上发生的信号转换是___________。
(2)为探究多巴胺对小鼠运动协调性的影响,科研人员将小鼠分为甲(生理盐水处理)、乙(低剂量多巴胺处理)、丙(高剂量多巴胺处理)三组,进行转轮运动实验。
①运动协调性与___________及大脑皮层的___________(中枢)有关,实验中需测定各组小鼠转轮运动错误次数来反映运动协调性。
②若乙组和丙组的检测指标均优于甲组,且丙组优于乙组,则说明___________。
(3)已知多巴胺可通过调控突触后膜离子通道开放发挥作用。当多巴胺与突触后膜受体结合后,可使Na+通道开放,导致突触后膜产生___________电位;若该过程中突触后膜电位未发生明显变化,可能的原因是___________(写出1点)。
(4)为进一步探究多巴胺作用的特异性,科研人员对不同组小鼠的突触传递进行检测,实验分组及部分结果如下表。
组别
处理方式
多巴胺受体基因表达
突触后膜Na+内流速率
a
野生型小鼠+生理盐水
正常
中
b
野生型小鼠+多巴胺
正常
①___________
c
多巴胺受体基因敲除小鼠+多巴胺
无
②___________
d
野生型小鼠+多巴胺受体阻滞剂
正常
③___________
多巴胺通过其受体发挥作用,表中①②③对应的结果依次为___________ (填选项)。
A.快 B.中 C.慢
【答案】(1) 胞吐 化学信号→电信号
(2) 小脑 第一运动区(或运动中枢) 多巴胺能提高小鼠运动协调性,且在一定范围内剂量越高效果越好
(3) 动作 多巴胺未与突触后膜受体结合(或“多巴胺受体被抑制”“Na+通道未开放”等,写出1点,合理即可)
(4)A、C、C
【分析】神经递质(如多巴胺)储存在突触小泡内,当兴奋传至突触前膜时,突触小泡与突触前膜融合,通过胞吐(依赖膜的流动性)方式释放到突触间隙。突触前膜释放神经递质(化学信号),突触后膜上的受体接受化学信号后,引起膜上离子通道开放,导致膜电位变化,完成化学信号→电信号的转换。
【详解】(1)神经递质(多巴胺)储存在突触小泡内,当兴奋传至突触前膜时,突触小泡与突触前膜融合,通过胞吐方式将递质释放到突触间隙。突触后膜上的受体接受多巴胺(化学信号)后,会引起膜上离子通道开放,导致膜电位变化,完成化学信号→电信号的转换。
(2)小脑的核心功能是维持身体平衡、协调躯体运动;大脑皮层的第一运动区(运动中枢)负责调控躯体运动的精确性,二者共同影响运动协调性。 乙组(低剂量多巴胺)和丙组(高剂量多巴胺)的运动协调性(转轮错误次数)均优于甲组(生理盐水对照),且丙组效果优于乙组,说明多巴胺能促进运动协调性,且在实验剂量范围内,剂量与效果呈正相关。
(3)多巴胺与突触后膜受体结合后,Na+通道开放,Na+内流使突触后膜电位由内负外正变为内正外负,产生动作电位(兴奋电位)。若突触后膜电位未明显变化,可能的原因包括:多巴胺无法与受体结合(如受体被阻断)、Na⁺通道未开放、递质被快速分解等,导致无法触发电位变化。
(4)b组(野生型小鼠 + 多巴胺):多巴胺与突触后膜受体结合,促进Na+通道开放,Na+内流速率加快,对应A(快)。c组(多巴胺受体基因敲除小鼠+多巴胺):突触后膜无多巴胺受体,多巴胺无法发挥作用,Na+内流速率慢,对应C(慢)。d组(野生型小鼠+多巴胺受体阻滞剂):阻滞剂抑制多巴胺与受体结合,Na+内流速率慢,对应C(慢)。
23.(本题14分)研究发现,存在于海马突触中的一氧化氮()能向突触前膜逆向传递信息,这是生物体学习与记忆的基础,含量不同会触发不同的生物学效应,其主要机制如图所示,分析回答下列问题:
(1)学习和记忆是脑的高级功能,学习和记忆涉及脑内_______的作用以及_______的合成。
(2)据图判断,适量的NO可通过途径_______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)刺激前后两个神经元持续兴奋,此时膜内侧局部电流的方向与兴奋传导的方向_______(填“相同”或“相反”),这一过程有助于提高学习和记忆能力。
(3)研究发现,长期睡眠不足会导致NO含量增加,进而引起学习和记忆能力下降,结合图示分析原因可能是_______(答出1点即可)。
(4)研究表明天麻素具有较好的镇静和安眠效果,为进一步研究其是否能改善由睡眠不足引起的学习和记忆能力下降,请以生理盐水、天麻素溶液(用生理盐水配制)、健康小白鼠和睡眠不足的模型小白鼠等为实验材料,以乙酰胆碱酯酶活性为检测指标(乙酰胆碱是脑内重要的兴奋性神经递质,参与调节认知功能和学习记忆过程。乙酰胆碱酯酶是一种能降解乙酰胆碱的酶),设计实验验证以上假设,补充实验设计思路:
①设置甲、乙、丙三组,每组小白鼠数量相同。
②甲组为健康小白鼠腹腔注射适量生理盐水;
③乙组为_______;
④丙组为_______;
⑤相同且适宜的条件下饲养一段时间,检测各组小白鼠_______。
【答案】(1) 神经递质 某些种类的蛋白质
(2) Ⅰ 相同
(3)NO含量增加会通过途径Ⅱ促进突触小泡与突触前膜融合释放抑制性神经递质,阻断神经元间的兴奋传递;通过途径Ⅲ抑制突触前神经元的线粒体功能,引起供能障碍;通过途径Ⅲ抑制细胞核的功能,进而抑制相关物质的合成
(4) 睡眠不足的模型小白鼠腹腔注射等量生理盐水 睡眠不足的模型小白鼠腹腔注射等量天麻素溶液 脑内乙酰胆碱酯酶的活性
【详解】(1)学习记忆依赖神经元间的兴奋传递,图中NO作为逆向信号分子,与兴奋性神经递质共同调控突触传递,是信息在神经元间流动的关键物质;长期记忆的形成需要新突触的建立和相关蛋白质的合成,这会改变突触的连接强度和结构,是记忆得以巩固的物质基础。
(2)由图可知,NO可通过途径Ⅰ促进兴奋性神经递质释放,该兴奋性神经递质作用于突触后膜,又使NO逆向传递信息,刺激前后两个神经元持续兴奋,提高学习和记忆能力;此时神经纤维上,膜内侧局部电流的方向与兴奋传导的方向相同,均为“兴奋部位→未兴奋部位”。
(3)长期睡眠不足会导致NO含量增加,由题图可知,NO含量增加会触发途径Ⅱ和途径Ⅲ,通过途径Ⅱ促进突触小泡与突触前膜融合释放抑制性神经递质,阻断神经元间的兴奋传递;通过途径Ⅲ抑制突触前神经元的线粒体功能,引起供能障碍;通过途径Ⅲ抑制细胞核的功能,进而抑制相关物质的合成。
(4)天麻素具有比较好的镇静和安眠效果,为进一步研究其是否能改善由睡眠不足引起的学习和记忆能力下降,实验自变量考虑是否对睡眠不足小白鼠注射天麻素溶液,检测指标为乙酰胆碱酯酶活性,乙酰胆碱酯酶的活性高低可以健康小白鼠为参照,故设计健康小白鼠组为空白对照,所以实验设计思路为:设置甲、乙、丙三组,每组小白鼠数量相同,甲组为健康小白鼠腹腔注射适量生理盐水,乙组为睡眠不足的模型小白鼠腹腔注射等量的生理盐水,丙组为睡眠不足的模型小白鼠腹腔注射等量的天麻素溶液,相同且适宜的条件下饲养一段时间,检测各组小白鼠乙酰胆碱酯酶的活性并比较。
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