内容正文:
高二10月阶段性检测
生物学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 人体体液的组成示意图如图所示,下列叙述正确的是( )
A. 血液中的液体都属于甲,血浆蛋白存在于乙中
B. 丙构成内环境,Y中含量最多的有机物是葡萄糖
C. 多数情况下,X中的氧气浓度高于乙中的氧气浓度
D. 毛细血管壁细胞直接生活的液体环境是X和Z
2. 炎热夏季,部分人群快速大量饮用冷饮后,出现胃痉挛(胃部肌肉剧烈收缩),引发腹痛;长期频繁饮用冷饮还可能导致胃肠道黏膜水肿。下列说法正确的是( )
A. 饮料中的糖被消化吸收后首先进入的内环境是组织液
B. 胃肠道黏膜细胞内外渗透压的稳定属于内环境稳态
C. 胃肠道黏膜水肿是由组织液渗透压相对降低引起的
D. 胃痉挛说明外界刺激一定会破坏人体的内环境稳态
3. 研究发现,长期高蛋白饮食会产生较多酸性代谢物,导致骨骼钙流失。研究人员将生理状况相同的幼鼠均分为两组,并饲喂等量高蛋白饲料;甲组饮用纯净水,乙组饮用富含的天然矿泉水。检测发现,乙组血浆pH波动幅度更小,骨骼钙流失量显著低于甲组。下列说法正确的是( )
A. 该实验的因变量只有血浆pH波动幅度
B. 乙组摄入的可中和血浆酸性代谢物
C. 乙组骨骼钙流失少是因为直接形成钙盐
D. 血浆pH稳态的维持与呼吸系统和泌尿系统无关
4. 脑卒中患者下丘脑神经元受损,副交感神经活性显著降低,易出现心跳持续偏快、消化功能减弱等症状,下列叙述正确的是( )
A. 下丘脑中含有调节心脏功能的基本活动中枢
B. 副交感神经将来自心脏、胃肠的信号传递至下丘脑
C. 副交感神经属于自主神经系统,其活动受意识支配
D. 消化功能减弱与支配内脏的传出神经活性降低有关
5. 研究人员将小鼠神经元与神经胶质细胞分开单独培养,仅培养神经元的体系中神经元无法长期稳定存活,仅培养神经胶质细胞的体系中不能记录到电信号变化;共培养组中,神经元轴突外可形成髓鞘,兴奋在神经纤维上的传导速度明显更快。下列说法错误的是( )
A. 神经纤维由神经元的轴突与树突外包髓鞘构成
B. 树突通常短而粗,可接收来自其他细胞的信息
C. 神经胶质细胞不能独立产生并传导神经电信号
D. 神经胶质细胞可影响兴奋在轴突的产生及传导
6. 人右手不慎碰到高温物体时,缩回右手臂的同时,还会伸展左手臂,相关反射弧如图所示,其中①②为相关神经元。下列说法正确的是( )
A. 该过程中,①②均释放了兴奋性神经递质
B. 缩回右手臂和伸展左手臂的反射弧完全相同
C. 刺激右手导致左手臂肱三头肌收缩的过程属于反射
D. 右手受刺激产生的兴奋不会由脊髓传导到大脑皮层
7. 人体长时间浸泡在水中时,会通过指尖血管收缩使指尖皮肤自然起皱,提升湿滑环境下的物体抓握能力。该反射的中枢位于脊髓,不受意识支配。下列叙述正确的是( )
A. 指尖起皱反射属于后天形成的条件反射
B. 指尖起皱反射的效应器为血管平滑肌细胞
C. 该现象是自主神经系统调控的适应性反应
D. 经训练可以使指尖皮肤长时间泡水不起皱
8. 经过训练的狗听到铃声会分泌唾液,该过程属于经典条件反射(被动学习);小鼠通过按压杠杆获得食物,多次偶然获得食物后逐渐学会主动按压杠杆,该过程属于操作性条件反射(主动学习)。下列叙述错误的是( )
A. 两种条件反射的形成都需要大脑皮层的参与
B. 该经典条件反射建立后,铃声由非条件刺激转变为条件刺激
C. 若小鼠按压杠杆后不再给予食物,则按压杠杆行为会逐渐减少
D. 训练狗在固定地点大小便,属于对操作性条件反射形成的应用
9. 研究人员取离体蚯蚓腹神经纤维进行电位测量实验,相关装置如图所示,其中a、b电极分别置于神经纤维膜内侧、外侧,对神经纤维上的甲处进行适宜刺激。下列叙述错误的是( )
A. 无刺激时,电极a、b之间存在电位差,电位计读数不为0
B. 适当增大甲处的刺激强度,电位计的偏转次数不变
C. 若a和b距离为0,则刺激甲处后电位计只发生一次偏转
D. 提高外界溶液Na+浓度,刺激甲处后测得动作电位峰值下降
10. 我国科学家发现,子弹蚁毒素Pc1a会嵌入神经细胞的细胞膜,同时接触Na+通道的多个关键部位,不仅显著降低Na+通道开放的难度,还几乎完全阻断Na+通道的失活过程,使神经元持续放电。下列叙述正确的是( )
A. Na+通道快速失活是动作电位峰值后恢复静息电位的重要基础
B. Pc1a降低Na+通道开放的难度会使神经元更难产生动作电位
C. Pc1a处理后神经元持续放电的原因是K+通道被永久关闭
D. Na+通道介导的Na+内流属于主动运输,需要消耗ATP
11. 人体肠道壁肠的嗜铬细胞受机械扩张刺激会释放5-羟色胺(5-HT),5-HT作用于邻近传入神经元细胞膜上5−HT3受体,开启阳离子通道引发兴奋,信号上行至大脑产生腹胀不适感。河豚毒素可阻断神经元Na+通道;昂丹司琼可特异性封闭5−HT3受体。下列叙述错误的是( )
A. 5-HT发挥作用可使神经元膜电位发生变化
B. 肠嗜铬细胞与传入神经元间形成了突触结构
C. 河豚毒素对肠嗜铬细胞受肠道机械扩张刺激释放5-HT无影响
D. 预先施加昂丹司琼,肠道机械扩张刺激难以诱导传入神经元兴奋
12. 持续平衡训练可以优化小脑与脊髓之间的神经通路,提升神经通路的兴奋传递效率,改善人体姿势控制能力。下列说法错误的是( )
A. 持续平衡训练可提高兴奋在神经纤维上的传导速度
B. 小脑经脑干与脊髓联系,其活动也受大脑皮层的调控
C. 兴奋传递效率提升,可能与突触后膜上受体数量增多有关
D. 人体姿势控制需要包括大脑皮层在内的多个神经中枢协调配合
13. 俗语蕴含着丰富的生物学道理。下列俗语与人体神经调节功能的对应关系中,正确的是( )
A. “淡定从容,面不改色”——交感神经活动占据优势地位
B. “慌得手脚乱晃”——脑干对躯体运动的协调功能出现紊乱
C. “吃一堑,长一智”——大脑皮层对过往经验的记忆和整合
D. “看书看得一头雾水”——大脑皮层言语区W区活动出现障碍
14. 抑郁症是一种常见的精神疾病。研究表明,抗抑郁药可通过抑制突触处神经递质的回收来发挥作用。下列叙述错误的是( )
A. 情绪是大脑的高级功能之一,抑郁通常可通过自我调适等方式好转
B. 若抑郁持续两周以上且得不到缓解,就可能形成抑郁症,需及时就医
C. 抗抑郁药通过抑制神经递质的回收,增加了突触后膜上受体的数量
D. 积极建立和维系良好的人际关系、适量运动等有助于减少情绪波动
15. 研究表明,长期进行有氧运动可促进脑源性神经营养因子(BDNF)在海马体中的表达。BDNF能促进突触相关蛋白质的合成,从而提高突触传递效率,增强神经元之间的突触联系。下列叙述错误的是( )
A. 长期有氧运动可能对短时记忆和长时记忆都有影响
B. BDNF发挥作用的过程中伴随化学信号→电信号的转换
C. 神经元之间的突触联系增多的结构基础是突触数量的增加
D. 学习和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
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 呼吸不畅时,体内生成的CO2不能充分排出,血液中CO2分压升高、pH降低,会导致呼吸性酸中毒。下列说法错误的是( )
A. 机体酸碱平衡的维持与血浆中的缓冲对有关
B. 呼吸性酸中毒患者体内乳酸含量可能偏高
C. 可通过静脉注射Na2CO3溶液来缓解呼吸性酸中毒症状
D. CO2刺激下丘脑内呼吸中枢引起呼吸加快、加深属于非条件反射
17. 神经元①②③间的关系如图所示,其中①②释放兴奋性神经递质,③释放抑制性神经递质。下列叙述正确的是( )
A. 兴奋时神经元膜内Na+浓度高于膜外
B. 刺激①,②③也能依次产生兴奋
C. 刺激②,①③发生的膜电位变化不同
D. ③可防止①②持续兴奋而维持稳态
18. 脑干中一类特定的神经元能够协调膀胱与尿道外括约肌(其活动受意识支配)的活动,从而实现排尿过程中膀胱排空与尿道开放的精确配合。这些脑干神经元接收来自大脑皮层和下丘脑的投射信号。下列叙述正确的是( )
A. 题述内容体现了神经系统对内脏活动的分级调节
B. 大脑皮层、下丘脑均可调控脑干排尿中枢的活动
C. 该类脑干神经元受损,患者仍能完成排尿反射
D. 排尿反射的完成不需要躯体运动神经的参与
19. 研究发现,天麻素具有镇痛、修复神经等作用。为探究天麻素对神经兴奋传导的影响,研究人员取生理状况一致的蟾蜍离体坐骨神经干,设置对照组用标准任氏液(模拟蛙体的内环境)浸泡,实验组用含一定浓度天麻素的任氏液浸泡,测定不同处理时长下动作电位相关指标,结果如表所示。下列分析正确的是( )
处理
动作电位持续时间/ms
动作电位幅度/mV
兴奋传导速度/(m·s-1)
对照
2.6
2.6
44.5
天麻素处理10 min
2.9
2.7
51.8
天麻素处理20 min
3.0
2.8
53.7
天麻素处理30 min
3.2
2.7
59.2
A. 据表可知,天麻素通过抑制Na+内流抑制兴奋产生发挥镇痛作用
B. 蟾蜍坐骨神经干离体后活性可能减弱,天麻素处理后其活性增强
C. 若用天麻素处理坐骨神经—腓肠肌,则突触处神经递质释放量减少
D. 天麻素改变了动作电位持续时间,说明其直接影响静息电位水平
20. 研究发现,神经元合成的糖皮质激素调节激酶1(SGK1)可增强其细胞膜上Na+通道蛋白的活性,同时该酶也可抑制海马区β-淀粉样蛋白堆积。β-淀粉样蛋白大量堆积会导致该区域的神经元大量死亡,从而诱发阿尔茨海默病。下列说法错误的是( )
A. 促进神经元中SGK1基因表达,可能使神经元不易产生兴奋
B. 海马区β-淀粉样蛋白大量堆积可能导致患者出现认知障碍
C. 抑制β-淀粉样蛋白合成的药物可用于阿尔茨海默病的治疗
D. 阿尔茨海默病患者海马区神经元的SGK1活性较正常人的高
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 白细胞吞噬病原体后会凋亡,其凋亡时会向胞外释放DNA片段,这些片段存在于血浆中,称为细胞游离DNA(cfDNA)。从孕妇血浆中可检出胎儿来源的cfDNA.研究表明,血液中的血小板能主动摄取并清除血浆中的cfDNA.回答下列问题:
(1)孕妇血浆中胎儿来源的cfDNA____________(填“属于”或“不属于”)母体内环境的成分,判断理由是___________________________________________________________________________________。
(2)内环境稳态是机体进行________________的必要条件,该稳态的维持依赖机体的_________________调节网络。白细胞凋亡__________(填“有利于”或“不利于”)维持内环境稳态。
(3)孕妇组织细胞产生的CO2依次经过__________________(填内环境成分),并借助循环系统的运输到达肺部,通过肺泡排出体外。这个过程说明,内环境是____________________________的媒介。
(4)某些癌症患者的肿瘤细胞侵及骨髓或发生骨转移,会破坏骨髓造血功能,此类患者血浆cfDNA浓度常高于健康人。据题推测,其主要原因是______________________________________________________。
22. 星形胶质细胞是中枢神经系统中数量最多的神经胶质细胞,其末端膨大形成终足,终足可包绕毛细血管壁或神经元的胞体,如图所示。研究表明,星形胶质细胞能改变毛细血管直径,参与调控血液与脑组织之间的物质交换。此外,星形胶质细胞还能够摄取神经元外多余的K+。回答下列问题:
(1)神经元是神经系统__________的基本单位,其中轴突的作用是___________________________。在图中箭头位置给予适宜强度刺激而产生兴奋,该兴奋能沿神经纤维向刺激点两侧传导,原因是_____________________________________________________________________________________________。
(2)神经胶质细胞具有_____________________________(答出2点)神经元等功能。若星形胶质细胞摄取K+的能力下降,则突触后膜静息电位的绝对值会__________(填“增大”或“减小”)。
(3)结合题干,从结构与功能相适应的角度,解释星形胶质细胞末端膨大形成终足包绕毛细血管的意义:___________________________________________________________________________________。
23. 幻肢痛是指截肢患者仍能感觉该肢体存在并伴有疼痛的现象,传统观点认为这是由于痛觉产生异常。然而,最新研究发现,当外周神经受损(如截肢)后,脊髓中的抑制性中间神经元会发生凋亡或功能丧失,这是导致幻肢痛的关键因素。基于此,研究人员开发了一种经皮脊髓电刺激疗法,通过激活残留的抑制性中间神经元来缓解疼痛。回答下列问题:
(1)正常情况下,脊髓中的抑制性中间神经元兴奋时,神经递质经__________通过突触间隙,与突触后膜上的相关受体结合,形成_________________________,使突触后膜主要发生__________(填“Na+”或“Cl−”)内流。
(2)截肢后残留外周神经传来的微弱触碰信号经__________神经传至脊髓,再传递至__________产生幻肢痛。产生痛觉这一过程__________(填“属于”或“不属于”)反射。
(3)推测经皮脊髓电刺激疗法的作用对象是反射弧中的__________(填反射弧组成),该疗法缓解疼痛的原理是______________________________________。相比于口服止痛药(通常作用于全身),这种疗法的优势在于________________________________________________________________________________。
(4)研究发现,长期的幻肢痛会导致大脑皮层体感代表区重组,即邻近区域的神经元“接管”了调控缺失肢体的区域。这一现象体现了神经系统具有可塑性,请从适应的角度,简要说明这种可塑性的意义:_________________________________________________________________________________。
24. γ-氨基丁酸(GABA)是重要的抑制性神经递质,通过与突触后膜上的GABA受体结合发挥作用,如图所示。GABA回收转运蛋白和GABA受体上均存在酒精结合位点,酒精结合该转运蛋白会使其丧失回收GABA的功能,结合GABA受体会增强GABA对神经元的抑制作用;但酒精不影响GABA降解酶的活性。回答下列问题:
(1)GABA属于神经递质,在神经元内储存于______________中;据图可知,突触前膜释放GABA的方式为__________。
(2)据图分析,正常生理状态下,突触间隙GABA发挥作用后存在两条代谢途径:一是被GABA降解酶降解;二是______________________________________。短期少量饮酒后人会反应迟钝、行动迟缓,从突触后膜的角度分析,其原因是_________________________________________________________。
(3)长期大量饮酒会改变图中突触结构与功能,产生酒精耐受。这是因为持续饮酒时,酒精会使突触前膜________________________________________________,造成大量GABA持续作用于突触后膜,长期刺激下,突触后膜上的GABA受体___________(填“增加”或“减少”),人体需要摄入更多酒精才能产生镇静抑制效果。
(4)为验证“酒精可提高突触间隙GABA含量,且酒精不影响GABA降解酶的活性”,研究人员设置了两组离体实验:甲组为实验组,培养液添加适量酒精;乙组为空白对照组,培养液添加_________。在相同且适宜条件下培养相同时间后,检测并比较___________________________________。若实验结果为_____________________________________________________________,可证明该结论成立。
25. 某颅脑外伤患者大脑皮层相关区域局部损伤,脊髓结构完整。患者头面部的一些精细动作难以完成,能产生尿意,可有意识完成排尿,但憋尿能力显著下降。人体大脑皮层与躯体运动及排尿相关的神经调节如图所示,①②表示相关神经。回答下列问题:
(1)X代表的结构是______________。该患者头面部的一些精细动作难以完成,说明颅脑外伤主要损伤了大脑皮层中央前回的_________(填“顶部”或“下部”),判断的依据是___________________________________________________________________________________________________________________。
(2)在排尿过程中,①兴奋使膀胱缩小,则①表示的神经是__________。请分析该患者憋尿能力下降的原因:____________________________________________________________________________________。
(3)该患者能够产生尿意,说明兴奋可以从脊髓传至___________;该患者的症状说明,大脑皮层局部损伤并不会造成全部生理功能丧失,从大脑皮层分区的角度可得出的结论是__________________________________。
(4)若给该患者使用某药物后,其憋尿能力得到显著改善,但头面部精细动作未见好转,则该药物最可能的作用部位是_______________________________(填写图中相关结构名称)。
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注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 人体体液的组成示意图如图所示,下列叙述正确的是( )
A. 血液中的液体都属于甲,血浆蛋白存在于乙中
B. 丙构成内环境,Y中含量最多的有机物是葡萄糖
C. 多数情况下,X中的氧气浓度高于乙中的氧气浓度
D. 毛细血管壁细胞直接生活的液体环境是X和Z
【答案】C
【解析】
【详解】
A、乙为人体的细胞内液,甲为人体的体液,丙是人体的细胞外液,其中X为组织液、Y为血浆、Z为淋巴液。血液中的液体包括血细胞的细胞内液和血浆,都属于甲(体液)。血浆蛋白存在于血浆(Y)中,血浆不属于细胞内液(乙),A错误;
B、丙是细胞外液,构成内环境,Y为血浆,血浆中含量最多的有机物是蛋白质,B错误;
C、X是组织液,乙是细胞内液,多数情况下,氧气从组织液进入细胞内液,组织液(X)的氧气浓度高于乙(细胞内液)的氧气浓度。少数情况下,组织液氧气浓度低于细胞内液氧气浓度,如肺部细胞,C正确;
D、毛细血管壁细胞内侧接触血浆(Y),外侧接触组织液(X),因此其直接生活的液体环境是Y和X,D错误。
2. 炎热夏季,部分人群快速大量饮用冷饮后,出现胃痉挛(胃部肌肉剧烈收缩),引发腹痛;长期频繁饮用冷饮还可能导致胃肠道黏膜水肿。下列说法正确的是( )
A. 饮料中的糖被消化吸收后首先进入的内环境是组织液
B. 胃肠道黏膜细胞内外渗透压的稳定属于内环境稳态
C. 胃肠道黏膜水肿是由组织液渗透压相对降低引起的
D. 胃痉挛说明外界刺激一定会破坏人体的内环境稳态
【答案】A
【解析】
【详解】A、消化道属于外界环境,不属于内环境,饮料中的糖经消化后被胃肠道上皮细胞吸收,运出上皮细胞后首先进入的内环境是组织液,之后再进入血浆等其他内环境组分,A正确;
B、内环境稳态是指细胞外液(内环境)的化学成分和理化性质保持相对稳定的状态,细胞内渗透压不属于内环境的范畴,B错误;
C、组织水肿是组织液增多导致的,其成因是组织液渗透压相对升高,更多水分进入组织液,若组织液渗透压相对降低,组织液中的水分会向血浆或细胞内转移,不会引发水肿,C错误;
D、人体具有一定的自我调节能力,普通外界刺激可通过调节维持内环境稳态,只有刺激强度超过调节限度才会破坏稳态,D错误。
3. 研究发现,长期高蛋白饮食会产生较多酸性代谢物,导致骨骼钙流失。研究人员将生理状况相同的幼鼠均分为两组,并饲喂等量高蛋白饲料;甲组饮用纯净水,乙组饮用富含的天然矿泉水。检测发现,乙组血浆pH波动幅度更小,骨骼钙流失量显著低于甲组。下列说法正确的是( )
A. 该实验的因变量只有血浆pH波动幅度
B. 乙组摄入的可中和血浆酸性代谢物
C. 乙组骨骼钙流失少是因为直接形成钙盐
D. 血浆pH稳态的维持与呼吸系统和泌尿系统无关
【答案】B
【解析】
【详解】A、该实验的检测指标包括血浆pH波动幅度和骨骼钙流失量,二者均为因变量,A错误;
B、是血浆中的缓冲物质,可与酸性代谢物中的发生反应,中和血浆中的酸性代谢物,B正确;
C.乙组骨骼钙流失少是因为中和了酸性代谢物,减少了酸性环境诱导的钙流失,C错误;
D、血浆pH稳态维持过程中,酸性物质中和后产生的需要通过呼吸系统排出,多余的代谢盐类需要通过泌尿系统排出,因此pH稳态的维持与呼吸系统、泌尿系统均有关,D错误。
4. 脑卒中患者下丘脑神经元受损,副交感神经活性显著降低,易出现心跳持续偏快、消化功能减弱等症状,下列叙述正确的是( )
A. 下丘脑中含有调节心脏功能的基本活动中枢
B. 副交感神经将来自心脏、胃肠的信号传递至下丘脑
C. 副交感神经属于自主神经系统,其活动受意识支配
D. 消化功能减弱与支配内脏的传出神经活性降低有关
【答案】D
【解析】
【详解】A、调节心脏功能的基本活动中枢位于脑干,下丘脑是体温、血糖、水盐平衡调节中枢,不含调节心脏功能的基本活动中枢,A错误;
B、副交感神经属于传出神经,功能是将中枢的信号传递至心脏、胃肠等效应器,传入神经才负责将外周器官的信号传递至神经中枢,B错误;
C、副交感神经属于自主神经系统,自主神经系统的活动不受意识支配,C错误;
D、副交感神经是支配内脏的传出神经,其兴奋时会促进胃肠蠕动和消化液分泌,当它活性降低时消化功能会减弱,D正确。
5. 研究人员将小鼠神经元与神经胶质细胞分开单独培养,仅培养神经元的体系中神经元无法长期稳定存活,仅培养神经胶质细胞的体系中不能记录到电信号变化;共培养组中,神经元轴突外可形成髓鞘,兴奋在神经纤维上的传导速度明显更快。下列说法错误的是( )
A. 神经纤维由神经元的轴突与树突外包髓鞘构成
B. 树突通常短而粗,可接收来自其他细胞的信息
C. 神经胶质细胞不能独立产生并传导神经电信号
D. 神经胶质细胞可影响兴奋在轴突的产生及传导
【答案】A
【解析】
【详解】A、神经纤维是由神经元的轴突(不包含树突)以及外包的髓鞘共同构成的,A错误;
B、树突的典型形态特点就是短而粗,功能是接收其他神经元传来的信息并将兴奋向神经元胞体传导,B正确;
C、依据题干信息,单独培养神经胶质细胞的体系无法记录到电信号变化,说明神经胶质细胞不能独立产生并传导神经电信号,C正确;
D、依据题干信息,共培养神经胶质细胞和神经元时,兴奋在神经纤维上的传导速度明显更快,说明神经胶质细胞可以影响兴奋在轴突上的传导,同时单独培养神经元无法长期存活,也侧面说明神经胶质细胞可间接影响神经元功能,进而影响兴奋的产生,D正确。
6. 人右手不慎碰到高温物体时,缩回右手臂的同时,还会伸展左手臂,相关反射弧如图所示,其中①②为相关神经元。下列说法正确的是( )
A. 该过程中,①②均释放了兴奋性神经递质
B. 缩回右手臂和伸展左手臂的反射弧完全相同
C. 刺激右手导致左手臂肱三头肌收缩的过程属于反射
D. 右手受刺激产生的兴奋不会由脊髓传导到大脑皮层
【答案】C
【解析】
【详解】
A、①为传入神经,释放兴奋性神经递质,但该过程中存在支配左手臂肱二头肌的抑制性传出神经元,②传出神经可释放抑制性神经递质,因此①②并非都释放兴奋性神经递质,A错误;
B、缩回右手臂的效应器是右手相关肌肉,伸展左手臂的效应器是左手相关肌肉,二者的传出神经、效应器均不相同,反射弧不完全相同,B错误;
C、刺激右手(感受器)产生的兴奋,经过完整的反射弧传导,最终使左手臂肱三头肌收缩,该过程满足反射的要求,属于反射,C正确;
D、右手受刺激产生的兴奋可通过脊髓的上行传导束传递到大脑皮层,进而产生痛觉,D错误。
7. 人体长时间浸泡在水中时,会通过指尖血管收缩使指尖皮肤自然起皱,提升湿滑环境下的物体抓握能力。该反射的中枢位于脊髓,不受意识支配。下列叙述正确的是( )
A. 指尖起皱反射属于后天形成的条件反射
B. 指尖起皱反射的效应器为血管平滑肌细胞
C. 该现象是自主神经系统调控的适应性反应
D. 经训练可以使指尖皮肤长时间泡水不起皱
【答案】C
【解析】
【详解】A、条件反射的神经中枢位于大脑皮层,该反射中枢在脊髓,是生来就有的非条件反射,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,该反射的效应器为传出神经末梢和它支配的血管平滑肌细胞,B错误;
C、自主神经系统是支配内脏、血管、腺体的传出神经,活动不受意识支配;该反射不受意识控制,可提升湿滑环境下的抓握能力,是自主神经系统调控的适应性反应,C正确;
D、该反射为先天形成的非条件反射,不受意识支配,训练无法抑制该反射发生,D错误。
8. 经过训练的狗听到铃声会分泌唾液,该过程属于经典条件反射(被动学习);小鼠通过按压杠杆获得食物,多次偶然获得食物后逐渐学会主动按压杠杆,该过程属于操作性条件反射(主动学习)。下列叙述错误的是( )
A. 两种条件反射的形成都需要大脑皮层的参与
B. 该经典条件反射建立后,铃声由非条件刺激转变为条件刺激
C. 若小鼠按压杠杆后不再给予食物,则按压杠杆行为会逐渐减少
D. 训练狗在固定地点大小便,属于对操作性条件反射形成的应用
【答案】B
【解析】
【详解】A、两种反射均属于条件反射,条件反射是后天建立的高级神经活动,都需要大脑皮层的参与,A正确;
B、经典条件反射中,食物才是非条件刺激(可直接引起唾液分泌),铃声最初是无关刺激,建立反射后铃声才转变为条件刺激,B错误;
C、条件反射建立后若没有相应的非条件刺激强化会逐渐消退,小鼠按压杠杆后不再给予食物(无强化),按压杠杆的行为会逐渐减少,C正确;
D、训练狗在固定地点大小便时,狗主动做出定点排便的正确行为后会获得奖励(强化),属于操作性条件反射形成的应用,D正确。
9. 研究人员取离体蚯蚓腹神经纤维进行电位测量实验,相关装置如图所示,其中a、b电极分别置于神经纤维膜内侧、外侧,对神经纤维上的甲处进行适宜刺激。下列叙述错误的是( )
A. 无刺激时,电极a、b之间存在电位差,电位计读数不为0
B. 适当增大甲处的刺激强度,电位计的偏转次数不变
C. 若a和b距离为0,则刺激甲处后电位计只发生一次偏转
D. 提高外界溶液Na+浓度,刺激甲处后测得动作电位峰值下降
【答案】D
【解析】
【详解】
A、无刺激时神经纤维为静息电位,表现为外正内负,a位于膜内侧、b位于膜外侧,二者存在电位差,因此电位计读数不为0,A正确;
B、动作电位具有“全或无”的特点,刺激达到阈强度后,再增大刺激强度也不会额外产生动作电位,电位计的偏转次数不变,B正确;
C、若a和b距离为0,测量的是同一位置的膜内外电位差,刺激甲处后兴奋传到该位置时,仅发生一次电位的反转和恢复过程,因此电位计只发生一次偏转,C正确;
D、动作电位是Na+顺浓度梯度内流形成的,提高外界溶液Na+浓度会增大膜内外Na+浓度差,Na+内流的量增多,动作电位峰值升高而非下降,D错误。
10. 我国科学家发现,子弹蚁毒素Pc1a会嵌入神经细胞的细胞膜,同时接触Na+通道的多个关键部位,不仅显著降低Na+通道开放的难度,还几乎完全阻断Na+通道的失活过程,使神经元持续放电。下列叙述正确的是( )
A. Na+通道快速失活是动作电位峰值后恢复静息电位的重要基础
B. Pc1a降低Na+通道开放的难度会使神经元更难产生动作电位
C. Pc1a处理后神经元持续放电的原因是K+通道被永久关闭
D. Na+通道介导的Na+内流属于主动运输,需要消耗ATP
【答案】A
【解析】
【详解】
A、动作电位达到峰值后,Na⁺通道快速失活,Na⁺停止内流,后续K⁺外流才能使膜电位恢复为静息电位,因此Na⁺通道快速失活是动作电位峰值后恢复静息电位的重要基础,A正确;
B、Na⁺内流是动作电位产生的关键,Pc1a降低Na⁺通道开放的难度,会使Na⁺更易内流,神经元更容易产生动作电位,B错误;
C、由题干信息可知,Pc1a处理后神经元持续放电的原因是Na⁺通道的失活过程被阻断,Na⁺持续内流,与K⁺通道是否关闭无关,C错误;
D、Na⁺通过Na⁺通道的内流是顺浓度梯度的协助扩散,不需要消耗ATP,D错误。
11. 人体肠道壁肠的嗜铬细胞受机械扩张刺激会释放5-羟色胺(5-HT),5-HT作用于邻近传入神经元细胞膜上5−HT3受体,开启阳离子通道引发兴奋,信号上行至大脑产生腹胀不适感。河豚毒素可阻断神经元Na+通道;昂丹司琼可特异性封闭5−HT3受体。下列叙述错误的是( )
A. 5-HT发挥作用可使神经元膜电位发生变化
B. 肠嗜铬细胞与传入神经元间形成了突触结构
C. 河豚毒素对肠嗜铬细胞受肠道机械扩张刺激释放5-HT无影响
D. 预先施加昂丹司琼,肠道机械扩张刺激难以诱导传入神经元兴奋
【答案】C
【解析】
【详解】A、5-HT作用于传入神经元的受体后会开启阳离子通道,阳离子内流会使神经元的膜电位从外正内负的静息电位转变为外负内正的动作电位,膜电位发生明显变化,A正确;
B、肠嗜铬细胞可释放作为信号分子的5-HT,通过细胞间隙作用于传入神经元细胞膜上的特异性受体,二者之间具备突触的结构与功能特征,形成了突触结构,B正确;
C、肠嗜铬细胞受机械扩张刺激后需要先产生兴奋(依赖Na+内流形成动作电位)才能触发5-HT的释放,河豚毒素可阻断Na+通道,会抑制肠嗜铬细胞的兴奋过程,进而影响5-HT的释放,C错误;
D、昂丹司琼可特异性封闭5-HT₃受体,使5-HT无法与受体结合以开启阳离子通道,因此预先施加昂丹司琼后,肠道机械扩张刺激难以诱导传入神经元兴奋,D正确。
12. 持续平衡训练可以优化小脑与脊髓之间的神经通路,提升神经通路的兴奋传递效率,改善人体姿势控制能力。下列说法错误的是( )
A. 持续平衡训练可提高兴奋在神经纤维上的传导速度
B. 小脑经脑干与脊髓联系,其活动也受大脑皮层的调控
C. 兴奋传递效率提升,可能与突触后膜上受体数量增多有关
D. 人体姿势控制需要包括大脑皮层在内的多个神经中枢协调配合
【答案】A
【解析】
【详解】
A、兴奋在神经纤维上的传导速度由神经纤维本身的结构(如是否有髓鞘、轴突直径大小)决定,持续平衡训练提升的是突触处的兴奋传递效率,无法改变兴奋在神经纤维上的传导速度,A错误;
B、神经系统存在分级调节机制,小脑可经脑干与脊髓建立联系,其活动受最高级神经中枢大脑皮层的调控,B正确;
C、兴奋通过突触传递时,神经递质需要与突触后膜上的特异性受体结合才能引发突触后膜电位变化,若突触后膜受体数量增多,相同量的神经递质可引发更显著的电位变化,可提升兴奋传递效率,C正确;
D、人体姿势控制是多个神经中枢分级调节、协调配合的结果,需要大脑皮层、小脑、脑干、脊髓等多个中枢共同参与,D正确。
13. 俗语蕴含着丰富的生物学道理。下列俗语与人体神经调节功能的对应关系中,正确的是( )
A. “淡定从容,面不改色”——交感神经活动占据优势地位
B. “慌得手脚乱晃”——脑干对躯体运动的协调功能出现紊乱
C. “吃一堑,长一智”——大脑皮层对过往经验的记忆和整合
D. “看书看得一头雾水”——大脑皮层言语区W区活动出现障碍
【答案】C
【解析】
【详解】A、人处于淡定从容的安静状态时,副交感神经活动占据优势,交感神经仅在人体紧张、兴奋状态下占优势,A错误;
B、协调躯体运动、维持身体平衡的中枢是小脑,而脑干是维持呼吸、心跳等基本生命活动的中枢,没有躯体运动协调功能,B错误;
C、“吃一堑,长一智”是经历事件后形成记忆、总结经验的过程,该过程需要最高级神经中枢大脑皮层参与,完成对过往经验的记忆和整合,C正确;
D、大脑皮层言语区W区为书写性语言中枢,负责书写功能,看不懂文字与视觉性语言中枢(V区)功能有关,D错误。
14. 抑郁症是一种常见的精神疾病。研究表明,抗抑郁药可通过抑制突触处神经递质的回收来发挥作用。下列叙述错误的是( )
A. 情绪是大脑的高级功能之一,抑郁通常可通过自我调适等方式好转
B. 若抑郁持续两周以上且得不到缓解,就可能形成抑郁症,需及时就医
C. 抗抑郁药通过抑制神经递质的回收,增加了突触后膜上受体的数量
D. 积极建立和维系良好的人际关系、适量运动等有助于减少情绪波动
【答案】C
【解析】
【详解】
A、情绪属于大脑的高级功能之一,短期的抑郁是正常的情绪表现,通常可通过自我调适、身边人疏导等方式好转,A正确;
B、若抑郁状态持续两周以上且得不到缓解,就可能形成抑郁症,需要及时就医进行专业干预,B正确;
C、抗抑郁药抑制神经递质的回收,会使突触间隙中神经递质的含量升高、作用时间延长,并不会增加突触后膜上受体的数量,C错误;
D、积极建立良好人际关系、适量运动、调节压力等方式有助于维持情绪稳定,减少情绪波动,可降低抑郁症的发生风险,D正确。
15. 研究表明,长期进行有氧运动可促进脑源性神经营养因子(BDNF)在海马体中的表达。BDNF能促进突触相关蛋白质的合成,从而提高突触传递效率,增强神经元之间的突触联系。下列叙述错误的是( )
A. 长期有氧运动可能对短时记忆和长时记忆都有影响
B. BDNF发挥作用的过程中伴随化学信号→电信号的转换
C. 神经元之间的突触联系增多的结构基础是突触数量的增加
D. 学习和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
【答案】B
【解析】
【详解】A、短时记忆与神经元的活动及神经元之间的联系有关,长时记忆与新突触的建立有关,长期有氧运动可增强突触联系、促进突触相关蛋白合成,因此可能对短时记忆和长时记忆都有影响,A正确;
B、化学信号→电信号的转换发生在突触后膜上神经递质与特异性受体结合的过程中,BDNF的作用是调节突触相关蛋白质的合成,其发挥作用的过程不伴随该信号转换过程,B错误;
C、突触是神经元之间传递信息的特有结构,神经元之间突触联系增多的结构基础就是突触数量的增加,C正确;
D、学习和记忆的过程涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成,长期记忆则与新突触的建立有关,D正确。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 呼吸不畅时,体内生成的CO2不能充分排出,血液中CO2分压升高、pH降低,会导致呼吸性酸中毒。下列说法错误的是( )
A. 机体酸碱平衡的维持与血浆中的缓冲对有关
B. 呼吸性酸中毒患者体内乳酸含量可能偏高
C. 可通过静脉注射Na2CO3溶液来缓解呼吸性酸中毒症状
D. CO2刺激下丘脑内呼吸中枢引起呼吸加快、加深属于非条件反射
【答案】CD
【解析】
【详解】A、血浆中存在H2CO3/NaHCO3等缓冲对,可调节血浆pH维持酸碱平衡,因此机体酸碱平衡的维持与血浆中的缓冲对有关,A正确;
B、呼吸性酸中毒患者呼吸不畅,氧气供应不足,细胞无氧呼吸强度升高,产生更多乳酸,因此体内乳酸含量可能偏高,B正确;
C、缓解呼吸性酸中毒应静脉注射弱碱性的NaHCO3溶液,Na2CO3碱性过强,会破坏内环境稳态,不能用于缓解酸中毒症状,C错误;
D、人体的呼吸中枢位于脑干,而非下丘脑,D错误。
17. 神经元①②③间的关系如图所示,其中①②释放兴奋性神经递质,③释放抑制性神经递质。下列叙述正确的是( )
A. 兴奋时神经元膜内Na+浓度高于膜外
B. 刺激①,②③也能依次产生兴奋
C. 刺激②,①③发生的膜电位变化不同
D. ③可防止①②持续兴奋而维持稳态
【答案】BCD
【解析】
【详解】A、神经元产生兴奋过程中,Na+以协助扩散的方式内流,兴奋时神经元膜内Na+浓度仍然低于膜外,A错误;
B、刺激①,①产生兴奋,通过突触传递到②,神经元②产生兴奋再通过突触传递到③,因此刺激①,②③也能依次产生兴奋,B正确;
C、刺激②时,②释放兴奋性递质使③产生动作电位,膜电位由外正内负变为外负内正,③兴奋后释放抑制性递质作用于①,使①产生抑制性突触后电位,膜电位仍为外正内负、电位差增大,二者膜电位变化不同,C正确;
D、③释放抑制性神经递质,可通过负反馈调节抑制①、②的兴奋活动,防止①②持续兴奋,维持神经系统的稳态,D正确。
18. 脑干中一类特定的神经元能够协调膀胱与尿道外括约肌(其活动受意识支配)的活动,从而实现排尿过程中膀胱排空与尿道开放的精确配合。这些脑干神经元接收来自大脑皮层和下丘脑的投射信号。下列叙述正确的是( )
A. 题述内容体现了神经系统对内脏活动的分级调节
B. 大脑皮层、下丘脑均可调控脑干排尿中枢的活动
C. 该类脑干神经元受损,患者仍能完成排尿反射
D. 排尿反射的完成不需要躯体运动神经的参与
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、神经系统对内脏活动的调节存在分级调节特点,低级中枢受相应高级中枢的调控。依题意,脑干这一类特定神经元接收大脑皮层、下丘脑的投射信号,高级中枢通过脑干去调控脊髓排尿反射,体现了分级调节,A正确;
B、题干明确指出这些脑干神经元接收来自大脑皮层和下丘脑的投射信号,说明二者均可调控脑干排尿中枢的活动,B正确;
C、排尿反射的低级中枢位于脊髓,该类脑干神经元受损仅会影响排尿过程中膀胱排空和尿道开放的精确配合,只要脊髓排尿反射的反射弧结构完整,患者仍能完成排尿反射,C正确;
D、依题意,尿道外括约肌的活动受意识支配,说明支配尿道外括约肌活动的是躯体运动神经。排尿过程需要尿道外括约肌开放配合,因此排尿反射的完成需要躯体运动神经的参与,D错误。
19. 研究发现,天麻素具有镇痛、修复神经等作用。为探究天麻素对神经兴奋传导的影响,研究人员取生理状况一致的蟾蜍离体坐骨神经干,设置对照组用标准任氏液(模拟蛙体的内环境)浸泡,实验组用含一定浓度天麻素的任氏液浸泡,测定不同处理时长下动作电位相关指标,结果如表所示。下列分析正确的是( )
处理
动作电位持续时间/ms
动作电位幅度/mV
兴奋传导速度/(m·s-1)
对照
2.6
2.6
44.5
天麻素处理10 min
2.9
2.7
51.8
天麻素处理20 min
3.0
2.8
53.7
天麻素处理30 min
3.2
2.7
59.2
A. 据表可知,天麻素通过抑制Na+内流抑制兴奋产生发挥镇痛作用
B. 蟾蜍坐骨神经干离体后活性可能减弱,天麻素处理后其活性增强
C. 若用天麻素处理坐骨神经—腓肠肌,则突触处神经递质释放量减少
D. 天麻素改变了动作电位持续时间,说明其直接影响静息电位水平
【答案】B
【解析】
【详解】A、动作电位的幅度与Na+内流量呈正相关,若抑制Na+内流,动作电位的幅度会降低,由表格可知,实验组动作电位幅度略高于对照组,且兴奋传导速度越来越快,说明天麻素没有抑制Na+内流,A错误;
B、离体坐骨神经干脱离了蛙体正常内环境,活性可能有所减弱,天麻素处理后动作电位传导速度加快、幅度升高,说明神经活性有所增强,B正确;
C、天麻素可增强神经兴奋的传导,兴奋传至突触前膜时,神经递质的释放量会增加而非减少,C错误;
D、动作电位持续时间主要与Na+、K+通道的开闭速率有关,和静息电位水平无直接关联,静息电位主要由K+外流维持,D错误。
20. 研究发现,神经元合成的糖皮质激素调节激酶1(SGK1)可增强其细胞膜上Na+通道蛋白的活性,同时该酶也可抑制海马区β-淀粉样蛋白堆积。β-淀粉样蛋白大量堆积会导致该区域的神经元大量死亡,从而诱发阿尔茨海默病。下列说法错误的是( )
A. 促进神经元中SGK1基因表达,可能使神经元不易产生兴奋
B. 海马区β-淀粉样蛋白大量堆积可能导致患者出现认知障碍
C. 抑制β-淀粉样蛋白合成的药物可用于阿尔茨海默病的治疗
D. 阿尔茨海默病患者海马区神经元的SGK1活性较正常人的高
【答案】AD
【解析】
【详解】A、SGK1可增强神经元细胞膜上钠离子通道蛋白的活性,钠离子内流是神经元产生动作电位(兴奋)的基础,促进SGK1基因表达会使钠离子通道活性升高,神经元更易产生兴奋,A错误;
B、β-淀粉样蛋白大量堆积会导致海马区神经元大量死亡,因此可能导致患者出现认知障碍,B正确;
C、β-淀粉样蛋白大量堆积是阿尔茨海默病的诱因,抑制β-淀粉样蛋白合成的药物可减少其堆积,可用于该病的治疗,C正确;
D、SGK1可抑制β-淀粉样蛋白堆积,阿尔茨海默病患者出现β-淀粉样蛋白大量堆积,说明其海马区神经元的SGK1活性较正常人低,D错误。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 白细胞吞噬病原体后会凋亡,其凋亡时会向胞外释放DNA片段,这些片段存在于血浆中,称为细胞游离DNA(cfDNA)。从孕妇血浆中可检出胎儿来源的cfDNA.研究表明,血液中的血小板能主动摄取并清除血浆中的cfDNA.回答下列问题:
(1)孕妇血浆中胎儿来源的cfDNA____________(填“属于”或“不属于”)母体内环境的成分,判断理由是___________________________________________________________________________________。
(2)内环境稳态是机体进行________________的必要条件,该稳态的维持依赖机体的_________________调节网络。白细胞凋亡__________(填“有利于”或“不利于”)维持内环境稳态。
(3)孕妇组织细胞产生的CO2依次经过__________________(填内环境成分),并借助循环系统的运输到达肺部,通过肺泡排出体外。这个过程说明,内环境是____________________________的媒介。
(4)某些癌症患者的肿瘤细胞侵及骨髓或发生骨转移,会破坏骨髓造血功能,此类患者血浆cfDNA浓度常高于健康人。据题推测,其主要原因是______________________________________________________。
【答案】(1) ①. 属于 ②. cfDNA存在于孕妇的血浆中,血浆属于母体内环境的组成成分
(2) ①. 正常生命活动 ②. 神经-体液-免疫 ③. 有利于
(3) ①. 组织液、血浆 ②. 细胞与外界环境进行物质交换
(4))骨髓造血功能受损,血小板数量减少对血浆中cfDNA的摄取和清除能力下降,同时肿瘤细胞凋亡也会释放大量DNA片段进入血浆,最终导致血浆cfDNA浓度升高
【解析】
【小问1详解】
内环境指的是体内细胞生活的直接环境,主要由血浆、组织液、淋巴液等细胞外液共同构成。而胎儿来源的cfDNA存在于孕妇的血浆当中,而血浆属于母体内环境的组成部分,因此该 cfDNA属于母体内环境的成分。
【小问2详解】
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件;现代生理学认为内环境稳态的维持依赖机体的神经-体液-免疫调节网络。白细胞吞噬病原体后凋亡,凋亡后释放的DNA片段还能被血小板清除,这个过程可以清除入侵的病原体、避免异常物质在体内堆积,因此白细胞凋亡有利于维持内环境稳态。
【小问3详解】
人体组织细胞产生的CO2,首先从细胞扩散到组织液,再由组织液进入血浆,之后借助循环系统运输到肺部,因此依次经过的内环境成分是组织液、血浆;这个过程中细胞与外界环境的气体交换需要经过内环境才能完成,说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
【小问4详解】
血液中的血小板能主动摄取并清除血浆中的cfDNA。当肿瘤细胞破坏骨髓造血功能时,会导致血小板的生成数量减少,机体清除血浆中cfDNA的能力下降,同时肿瘤细胞凋亡也会释放大量DNA片段进入血浆,最终使得患者血浆cfDNA浓度高于健康人。
22. 星形胶质细胞是中枢神经系统中数量最多的神经胶质细胞,其末端膨大形成终足,终足可包绕毛细血管壁或神经元的胞体,如图所示。研究表明,星形胶质细胞能改变毛细血管直径,参与调控血液与脑组织之间的物质交换。此外,星形胶质细胞还能够摄取神经元外多余的K+。回答下列问题:
(1)神经元是神经系统__________的基本单位,其中轴突的作用是___________________________。在图中箭头位置给予适宜强度刺激而产生兴奋,该兴奋能沿神经纤维向刺激点两侧传导,原因是_____________________________________________________________________________________________。
(2)神经胶质细胞具有_____________________________(答出2点)神经元等功能。若星形胶质细胞摄取K+的能力下降,则突触后膜静息电位的绝对值会__________(填“增大”或“减小”)。
(3)结合题干,从结构与功能相适应的角度,解释星形胶质细胞末端膨大形成终足包绕毛细血管的意义:___________________________________________________________________________________。
【答案】(1) ①. 结构和功能 ②. 将神经冲动(兴奋)从细胞体传向轴突末梢(传出神经冲动) ③. 兴奋部位(膜电位外负内正)与两侧未兴奋部位(膜电位外正内负)均存在电位差,形成局部电流,因此兴奋可以向刺激点的两侧传导
(2) ①. 支持、保护(或营养、修复) ②. 减小
(3)星形胶质细胞终足包绕毛细血管壁的结构,能够更近距离地调控毛细血管的直径,精准调节血液与脑组织之间的物质交换;同时该结构可以搭建起血液和神经元之间的物质运输通道,更高效地为神经元运输营养物质,也能更好地阻隔血液中的潜在有害成分,保护神经元,体现了结构与功能的高度适应
【解析】
【小问1详解】
神经元是神经系统结构和功能的基本单位。 神经元的轴突的核心作用是将神经冲动(兴奋)从细胞体传向轴突末梢(传出神经冲动)。兴奋能沿神经纤维向刺激点两侧传导的原因是:神经纤维上受刺激产生兴奋的部位(动作电位状态,膜电位为外负内正),与相邻两侧未兴奋部位(静息电位状态,膜电位为外正内负)都存在电位差,因此会在兴奋点与两侧未兴奋部位之间都形成局部电流,使兴奋可以同时向刺激点的两侧传导。
【小问2详解】
神经胶质细胞的功能包括支持、保护、营养、修复神经元等。 静息电位的形成机制是神经元细胞膜对K+有较高通透性,K+外流导致膜内负、膜外正。若星形胶质细胞摄取神经元外多余K+的能力下降,神经元外的K+浓度会升高,神经元内外的K+浓度差减小,K+外流的量减少,最终导致突触后膜静息电位的绝对值减小。
【小问3详解】
星形胶质细胞末端膨大形成终足包绕毛细血管,一方面可以更近距离地作用于毛细血管,便于改变毛细血管直径,精准调控血液和脑组织之间的物质交换;另一方面该结构可以在毛细血管和神经元之间形成物质运输的桥梁,更高效地完成物质转运、为神经元输送营养物质,同时也能更好地阻挡血液中有害物质直接接触神经元,起到保护作用。
23. 幻肢痛是指截肢患者仍能感觉该肢体存在并伴有疼痛的现象,传统观点认为这是由于痛觉产生异常。然而,最新研究发现,当外周神经受损(如截肢)后,脊髓中的抑制性中间神经元会发生凋亡或功能丧失,这是导致幻肢痛的关键因素。基于此,研究人员开发了一种经皮脊髓电刺激疗法,通过激活残留的抑制性中间神经元来缓解疼痛。回答下列问题:
(1)正常情况下,脊髓中的抑制性中间神经元兴奋时,神经递质经__________通过突触间隙,与突触后膜上的相关受体结合,形成_________________________,使突触后膜主要发生__________(填“Na+”或“Cl−”)内流。
(2)截肢后残留外周神经传来的微弱触碰信号经__________神经传至脊髓,再传递至__________产生幻肢痛。产生痛觉这一过程__________(填“属于”或“不属于”)反射。
(3)推测经皮脊髓电刺激疗法的作用对象是反射弧中的__________(填反射弧组成),该疗法缓解疼痛的原理是______________________________________。相比于口服止痛药(通常作用于全身),这种疗法的优势在于________________________________________________________________________________。
(4)研究发现,长期的幻肢痛会导致大脑皮层体感代表区重组,即邻近区域的神经元“接管”了调控缺失肢体的区域。这一现象体现了神经系统具有可塑性,请从适应的角度,简要说明这种可塑性的意义:_________________________________________________________________________________。
【答案】(1) ①. 扩散 ②. 抑制性突触后电位 ③. Cl−
(2) ①. 传入##感觉 ②. 大脑皮层 ③. 不属于
(3) ①. 神经中枢 ②. 通过电刺激激活残留的抑制性中间神经元,使其释放抑制性神经递质,抑制痛觉信号的传递,从而缓解疼痛 ③. 作用范围局限于脊髓局部,靶向性强,可避免全身用药的副作用,止痛效果更精准
(4)这种可塑性可以让大脑皮层重新整合缺失肢体对应的脑区资源,将闲置的神经区域分配给现存躯体的感知调控,帮助机体适应截肢后的身体状态,优化大脑对现有躯体的感知与调控能力,提升机体适应环境的能力
【解析】
【小问1详解】
神经递质释放后,需要经过扩散作用通过突触间隙,才能到达突触后膜。 抑制性中间神经元兴奋时,释放的抑制性神经递质与突触后膜受体结合,会形成抑制性突触后电位,使突触后膜主要发生Cl−内流,让突触后膜维持外正内负的电位差,难以产生动作电位。
【小问2详解】
外周神经传来的触碰信号属于传入信号,需要经传入(感觉)神经传至脊髓。 所有的感觉(包括痛觉)的形成部位都是大脑皮层,信号最终传递到这里才会产生幻肢痛的主观感受。 反射的完成需要完整的反射弧参与,而产生痛觉的过程仅将信号传递到大脑皮层,没有经过完整的反射弧,因此该过程不属于反射。
【小问3详解】
研究人员开发了一种经皮脊髓电刺激疗法,通过激活残留的抑制性中间神经元来缓解疼痛。故该疗法的作用位点是脊髓中的抑制性中间神经元,脊髓属于反射弧组成里的神经中枢。 缓解疼痛的原理:通过电刺激激活脊髓中残留的抑制性中间神经元,使其释放抑制性神经递质,抑制脊髓中传递痛觉信号的神经元的兴奋,从而阻断异常痛觉信号向大脑皮层的传递,达到缓解疼痛的效果。 对比口服全身作用的止痛药,该疗法的优势是:直接在脊髓局部精准作用,作用范围小、靶向性强,可以避免全身用药带来的副作用,同时止痛效果更具针对性。
【小问4详解】
从适应角度看,大脑皮层体感代表区的重组可塑性,能够让原本调控缺失肢体的脑区被邻近功能区域接管,重新分配脑内有限的神经资源,让大脑可以更高效地利用剩余的躯体感觉处理区域,帮助机体更好地适应截肢后的身体状态,提升对现有躯体的感知和调控能力,增强机体对环境的适应能力。
24. γ-氨基丁酸(GABA)是重要的抑制性神经递质,通过与突触后膜上的GABA受体结合发挥作用,如图所示。GABA回收转运蛋白和GABA受体上均存在酒精结合位点,酒精结合该转运蛋白会使其丧失回收GABA的功能,结合GABA受体会增强GABA对神经元的抑制作用;但酒精不影响GABA降解酶的活性。回答下列问题:
(1)GABA属于神经递质,在神经元内储存于______________中;据图可知,突触前膜释放GABA的方式为__________。
(2)据图分析,正常生理状态下,突触间隙GABA发挥作用后存在两条代谢途径:一是被GABA降解酶降解;二是______________________________________。短期少量饮酒后人会反应迟钝、行动迟缓,从突触后膜的角度分析,其原因是_________________________________________________________。
(3)长期大量饮酒会改变图中突触结构与功能,产生酒精耐受。这是因为持续饮酒时,酒精会使突触前膜________________________________________________,造成大量GABA持续作用于突触后膜,长期刺激下,突触后膜上的GABA受体___________(填“增加”或“减少”),人体需要摄入更多酒精才能产生镇静抑制效果。
(4)为验证“酒精可提高突触间隙GABA含量,且酒精不影响GABA降解酶的活性”,研究人员设置了两组离体实验:甲组为实验组,培养液添加适量酒精;乙组为空白对照组,培养液添加_________。在相同且适宜条件下培养相同时间后,检测并比较___________________________________。若实验结果为_____________________________________________________________,可证明该结论成立。
【答案】(1) ①. 突触小泡 ②. 胞吐
(2) ①. 通过GABA回收转运蛋白回收到突触前膜内 ②. 酒精与突触后膜上的GABA受体结合,增强了GABA对神经元的抑制作用,使神经元的兴奋性降低,进而导致人反应迟钝、行动迟缓
(3) ①. GABA回收转运蛋白丧失回收GABA的功能,导致释放到突触间隙的GABA无法被正常回收 ②. 减少
(4) ①. 等量的不含酒精的培养液 ②. 两组实验体系中的突触间隙GABA含量、GABA降解酶的活性 ③. 甲组的突触间隙GABA含量显著高于乙组,而甲乙两组的GABA降解酶活性无显著差异
【解析】
【小问1详解】
神经递质储存在突触小泡中,而GABA属于神经递质,故在神经元内储存于突触小泡中;据图可知,突触前膜释放GABA的方式为胞吐。
【小问2详解】
据图分析,突触前膜上含有GABA回收转运蛋白,可将GABA运回突触前膜内。正常生理状态下,突触间隙GABA发挥作用后存在两条代谢途径:一是被GABA降解酶降解;二是通过GABA回收转运蛋白回收到突触前膜内。由于GABA受体上存在酒精结合位点,短期少量饮酒后,酒精与突触后膜上的GABA受体结合,增强了GABA对神经元的抑制作用,使神经元的兴奋性降低,进而导致人反应迟钝、行动迟缓。
【小问3详解】
长期大量饮酒会改变图中突触结构与功能,产生酒精耐受。这是因为持续饮酒时,酒精会使突触前膜上的GABA回收转运蛋白丧失回收GABA的功能,导致释放到突触间隙的GABA无法被正常回收,造成大量GABA持续作用于突触后膜,长期刺激下,突触后膜上的GABA受体数量减少,人体需要摄入更多酒精才能产生镇静抑制效果。
【小问4详解】
该实验的目的是验证“酒精可提高突触间隙GABA含量,且酒精不影响GABA降解酶的活性”,实验的自变量为是否含有酒精,因变量为突触间隙GABA含量和GABA降解酶的活性,遵循单一变量原则。研究人员设置了两组离体实验:甲组为实验组,培养液添加适量酒精;乙组为空白对照组,培养液添加等量的不含酒精的培养液。在相同且适宜条件下培养相同时间后,检测并比较两组实验体系中的突触间隙GABA含量、GABA降解酶的活性。若实验结果为甲组的突触间隙GABA含量显著高于乙组,而甲乙两组的GABA降解酶活性无显著差异。
25. 某颅脑外伤患者大脑皮层相关区域局部损伤,脊髓结构完整。患者头面部的一些精细动作难以完成,能产生尿意,可有意识完成排尿,但憋尿能力显著下降。人体大脑皮层与躯体运动及排尿相关的神经调节如图所示,①②表示相关神经。回答下列问题:
(1)X代表的结构是______________。该患者头面部的一些精细动作难以完成,说明颅脑外伤主要损伤了大脑皮层中央前回的_________(填“顶部”或“下部”),判断的依据是___________________________________________________________________________________________________________________。
(2)在排尿过程中,①兴奋使膀胱缩小,则①表示的神经是__________。请分析该患者憋尿能力下降的原因:____________________________________________________________________________________。
(3)该患者能够产生尿意,说明兴奋可以从脊髓传至___________;该患者的症状说明,大脑皮层局部损伤并不会造成全部生理功能丧失,从大脑皮层分区的角度可得出的结论是__________________________________。
(4)若给该患者使用某药物后,其憋尿能力得到显著改善,但头面部精细动作未见好转,则该药物最可能的作用部位是_______________________________(填写图中相关结构名称)。
【答案】(1) ①. 脑干 ②. 下部 ③. 大脑皮层运动代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的,头面部的运动代表区位于大脑皮层中央前回的下部
(2) ①. 副交感神经(传出神经) ②. 患者大脑皮层的排尿调控区局部受损,大脑皮层通过相关神经控制脊髓排尿中枢、抑制排尿反射的能力下降,因此憋尿能力显著降低
(3) ①. 大脑皮层 ②. 大脑皮层的不同区域分管不同的生理功能,不同功能区相对独立,特定区域的损伤仅会影响对应调控的生理功能
(4)脊髓
【解析】
【小问1详解】
大脑皮层是最高级中枢,小脑和脑干等连接低级中枢和较高级中枢,由此推断X代表的结构为脑干。由于大脑皮层运动代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的,故该患者头面部的一些精细动作难以完成,说明颅脑外伤主要损伤了大脑皮层中央前回的下部。
【小问2详解】
在排尿过程中,副交感神经兴奋时会促进膀胱收缩完成排尿,故①兴奋使膀胱缩小,则①表示的神经是副交感神经(传出神经)。患者大脑皮层相关区域局部损伤,脊髓结构完整,患者能产生尿意,可有意识完成排尿,但憋尿能力显著下降,说明患者大脑皮层大脑皮层排尿调控区对脊髓的抑制功能受损,通过相关神经控制脊髓排尿中枢、抑制排尿反射的能力下降,因此憋尿能力显著降低。
【小问3详解】
尿意是在大脑皮层产生的,说明兴奋可以从脊髓传至大脑皮层;该患者的症状说明,大脑皮层局部损伤并不会造成全部生理功能丧失,从大脑皮层分区的角度可得出的结论是大脑皮层的不同区域分管不同的生理功能,不同功能区相对独立,特定区域的损伤仅会影响对应调控的生理功能。
【小问4详解】
由于给该患者使用某药物后,其憋尿能力得到显著改善,但头面部精细动作未见好转,说明药物仅改善憋尿功能,不影响头面部运动,说明药物作用于排尿调控的相关通路且不作用于运动区通路,则该药物最可能的作用部位是脊髓。
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