1_17-专题十七
神经调节
_17
专题
十七
神经
调节
专题十七 神经调节
专题检测题组 A组
1.为研究自主神经系统对心脏的支配作用,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,结果如表所示。下列分析错误的是( )
实验处理
正常情况
阻断副交
感神经
阻断交
感神经
心率(次/分)
90
180
70
A.自主神经系统是脊神经的一部分,包括交感神经与副交感神经
B.副交感神经兴奋引起心脏搏动减慢
C.对心脏支配占优势的是副交感神经
D.正常情况下,交感神经和副交感神经均处于工作状态
答案 A 支配内脏的传出神经为自主神经系统,自主神经系统不只是脊神经的一部分,也是脑神经的一部分,A错误。
2.2021年诺贝尔奖揭开了“辣”的神秘面纱。辣椒素与人体感觉神经元上的TRPV1受体(可被辣椒素或43 ℃以上的温度活化的离子通道蛋白)结合后,能引起Ca2+等阳离子顺浓度梯度内流而产生兴奋,进而引起机体产生一种痛觉。下列分析正确的是( )
A.辣椒素引起机体产生痛觉是非条件反射
B.Ca2+内流是通过TRPV1受体进行的主动运输
C.辣椒素与TRPV1受体结合可导致感觉神经元产生局部电流
D.有人吃辣椒后大汗淋漓、面部发红的原因是汗腺分泌增强,皮肤毛细血管收缩
答案 C 辣椒素引起机体产生痛觉缺乏传出神经和效应器,没有完整的反射弧结构,不属于反射,A错误;Ca2+是顺浓度梯度内流的,需要活化的离子通道蛋白参与,属于协助扩散,B错误;辣椒素与TRPV1受体结合后,能引起Ca2+等阳离子顺浓度梯度内流,导致感觉神经元由外正内负的静息电位变为外负内正的动作电位,兴奋部位和未兴奋部位之间产生局部电流,C正确;有人吃辣椒后大汗淋漓、面部发红的原因是汗腺分泌增强,皮肤毛细血管舒张,D错误。
3.某研究发现,环境温度升高使AC神经元的阳离子通道(TrpA1)被激活,阳离子内流导致AC神经元兴奋。该信号通过神经传导,最终抑制PI神经元兴奋,从而促进夜晚觉醒。具体过程如图所示,下列相关分析错误的是( )
A.AC神经元可接受高温刺激并以电信号—化学信号—电信号的形式将兴奋传至DN1P神经元
B.抑制AC神经元中TrpA1基因的表达会使高温促进夜晚觉醒的作用减弱
C.某药物可促进突触间隙中CNMa的分解,从而减弱高温对夜晚睡眠质量的影响
D.DN1P神经元释放的递质CNMa与CNMa受体结合使PI神经元兴奋
答案 D 根据图示可知,AC神经元接受高温刺激后,经过突触结构将兴奋传递到DN1P神经元,会发生电信号—化学信号—电信号的转换,A正确;TrpA1被激活,有利于阳离子内流,若抑制TrpA1基因的表达,会导致高温刺激时AC神经元中阳离子内流受阻,从而抑制动作电位的形成,使高温促进夜晚觉醒的作用减弱,B正确;DN1P神经元释放的递质CNMa与CNMa受体结合使PI神经元受到抑制,从而促进夜晚觉醒,药物促进突触间隙中CNMa的分解,减少CNMa与CNMa受体的结合,进而减弱对PI神经元的抑制作用,最终减弱高温对夜晚睡眠质量的影响,C正确,D错误。
4.如图是兴奋在突触处传递的示意图,①~④为神经递质的四个去向,下列相关叙述错误的是( )
A.突触小体中信号的转换途径为电信号→化学信号
B.抑制细胞呼吸会影响图中神经递质的合成和释放
C.神经递质与突触后膜上的受体结合后就会产生动作电位
D.图中②、④分别表示神经递质被酶分解、被突触前膜重新摄取
答案 C 兴奋传到突触小体时,会引起神经递质的释放,电信号转化为化学信号,A正确;神经递质的合成和释放都需要消耗能量,而细胞呼吸能为细胞生命活动提供能量,因此抑制细胞呼吸会影响神经递质的合成和释放,B正确;神经递质有兴奋性递质和抑制性递质,若为抑制性递质则会使突触后膜静息电位的绝对值进一步增大,C错误;分析图示,②表示神经递质被酶分解,④表示神经递质被突触前膜重新摄取,D正确。
5.图甲表示突触结构示意图,图乙表示受到刺激时神经纤维上的电位变化。下列叙述错误的是( )
A.图甲中a处释放的神经递质都能使b处产生如图乙所示的电位变化
B.图甲中的a处能完成电信号→化学信号的转变
C.图乙中动作电位的形成过程主要由Na+内流造成
D.若将神经纤维置于高K+液体环境中,则图乙所示膜电位初始值会变化
答案 A 图中a处释放的神经递质可能是兴奋性递质或抑制性递质,若为抑制性递质,则不会使b处产生如图乙所示的动作电位,A错误;a处突触小体中可以完成电信号→化学信号的转变,B正确;动作电位的形成主要是Na+内流的结果,Na+内流会使突触后膜产生内正外负的动作电位,C正确;若将神经纤维置于高K+液体环境中,K+的外流减少会导致静息电位减小,从而使膜电位初始值变小,D正确。
6.在2022年国际泳联世锦赛中,中国跳水队喜摘跳水比赛的13个项目的全部金牌,再一次捍卫了“梦之队”的荣耀。跳水运动员在跳水过程中体内会发生一系列的生命活动,下列叙述正确的是 ( )
A.肌肉酸痛与内环境中进行无氧呼吸产生的乳酸有关
B.跳水过程中通过副交感神经传出信息导致心跳加快
C.跳水过程中骨骼肌产热增加使机体产热量大于散热量
D.跳水过程中的一系列动作需要大脑和小脑的同时参与
答案 D 乳酸是无氧呼吸的产物,无氧呼吸发生在细胞质基质中,而不是发生在内环境中,A错误;跳水过程中通过交感神经传出信息导致心跳加快,B错误;跳水过程中机体体温维持相对稳定,因此其产热量等于散热量,C错误;跳水过程需要大脑皮层和小脑的共同参与,D正确。
7.若电刺激神经纤维的某一位置,可检测到一次电位变化,如图1、图2中的正常曲线。若在某一时刻(处理点),利用不同的处理使神经纤维上膜电位发生不同的变化,如图1、图2中的虚线所示。下列关于处理方式的分析正确的是( )
A.图1利用某种药物影响K+通道运输K+
B.图1利用某种药物打开Cl-通道使Cl-内流
C.图2利用某种药物阻断K+通道运输K+
D.图2将神经纤维置于稍低浓度的Na+溶液中
答案 C 图1中经过处理后膜电位绝对值变小,但未产生动作电位,图2中经过处理后神经纤维不能恢复静息电位。利用某种药物影响Na+通道运输Na+,膜外Na+内流减少,导致不能形成动作电位,可产生图1所示情况,A错误;如果利用某种药物打开Cl-通道,导致Cl-内流,会使膜两侧电位差变大,不会出现图1虚线的变化,B错误;利用某种药物阻断K+通道运输K+,膜内K+不能外流,产生动作电位后不能恢复静息电位,对应图2中虚线,C正确;将神经纤维置于稍低浓度的Na+溶液中,Na+内流量减少,形成的动作电位峰值变小或不能产生动作电位,D错误。
解题技巧
膜内外钠离子的浓度差越小,兴奋时钠离子的内流量就越小,动作电位的峰值就越低,甚至可能导致不能产生动作电位。
8.兴奋在神经纤维上具有双向传导的特点,某同学将两个电流表的电极置于神经纤维上相应的位置,如甲图所示,其中表1两电极分别在a、b处膜外,表2两电极分别在d处膜的内外侧(已知电流表指针的偏转方向与电流方向相同)。在bd中点c处给予适宜刺激,相关的电位变化曲线如乙图、丙图所示。下列叙述错误的是( )
A.丙图表示刺激c点时表1测到的电位变化
B.未刺激c点时,表2指针的读数对应乙图中的①
C.乙图中①~③的变化是Na+以主动运输的方式进入细胞引起的
D.刺激甲图中的c点时,产生的兴奋沿神经纤维双向传导
答案 C 由图可知,在c处给予适宜刺激后,表1会发生两次偏转,表2只发生一次偏转,因此丙图可表示表1测到的电位变化,乙图可表示表2测到的电位变化,A正确;未刺激c点时,神经纤维处于静息状态,表2指针的读数对应乙图中的①,B正确;乙图中①~③发生动作电位,是Na+以协助扩散的方式进入细胞引起的,C错误;刺激甲图中的c点,使其产生兴奋后,兴奋部位会和未兴奋部位形成局部电流,从而使兴奋沿神经纤维双向传导,D正确。
9.如图表示三个神经元及其联系,甲、乙为两个电表(电表两极均接在神经纤维膜外,电表指针偏转方向与电流方向一致)。下列有关叙述错误的是( )
A.用一定的电流刺激a点,甲发生一次偏转,乙发生两次偏转
B.图中共有3个完整的突触
C.在b点施加一定强度的刺激,在f点可测到电位变化
D.在e点施加一定强度的刺激,则a、b点都不会测到电位变化
答案 A 由图示可知,在a点施加一定强度的刺激,甲、乙两个电表均发生两次偏转,A错误。
易混易错
d所在的神经元右侧的突触没有突触后膜,不是完整的突触。
专题检测题组 B组
1.在2019年的女排世界杯中,中国女排十一连胜成功卫冕,在比赛过程中,队员们能够完成一系列动作都是各神经中枢协调配合的结果。下列相关叙述正确的是( )
A.比赛时球员准确完成传球等动作都要受大脑皮层控制
B.球员们的体温调节中枢、水平衡调节中枢等在脊髓
C.球员们小脑中存在许多维持生命的必要中枢
D.维持球员身体平衡的中枢在脑干
答案 A 大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢,低级神经中枢受高级神经中枢的控制,比赛时球员准确完成一系列复杂的动作要受大脑皮层控制,A正确;球员们的体温、水平衡调节中枢等在下丘脑,B错误;脑干中有许多维持生命的必要中枢,C错误;维持球员身体平衡的中枢在小脑,D错误。
2.研究人员发现,刺激猫支配尾巴的交感神经后可引起尾巴上的毛竖立,同时心脏活动加强;如果将自尾巴回流的静脉结扎,再刺激该交感神经就只能引起尾巴上的毛竖立,而心脏活动不加强。下列相关叙述,错误的是( )
A.脑神经和脊神经中都有支配内脏和腺体的传出神经
B.猫支配尾巴的交感神经末梢释放的化学物质可由静脉回流至心脏
C.实验猫尾巴上的毛竖立,同时心脏活动加速,副交感神经活动减弱
D.副交感神经是传入神经,与交感神经的作用往往相反
答案 D 脑神经和脊神经中都有支配内脏和腺体的传出神经,A正确;题干中,刺激猫支配尾巴的交感神经后可引起尾巴上的毛竖立,心脏活动也加强,但将自尾巴回流的静脉结扎,再刺激该交感神经就只能引起尾巴上的毛竖立,心脏活动不加强,说明猫支配尾巴的交感神经末梢释放的化学物质可由静脉回流至心脏,B正确;交感神经和副交感神经对同一器官的支配作用往往相反,刺激猫交感神经可引起尾巴上的毛竖立,心脏活动加强,交感神经的活动增强,此时副交感神经活动减弱,C正确;交感神经和副交感神经都是传出神经,D错误。
3.血液中的CO2能透过“血—脑脊液屏障”进入脑脊液,与水结合生成碳酸后解离出H+,H+刺激位于延髓的化学感受器,引起呼吸中枢兴奋,使呼吸运动加深加快。下列叙述错误的是( )
A.CO2作为调节因子通过体液运输参与内环境稳态的维持
B.H+刺激延髓的化学感受器引起膜外Na+内流产生动作电位
C.CO2使呼吸运动加深加快的过程不需要依赖完整的反射弧
D.给一氧化碳中毒的患者输氧时气体中需含一定浓度的CO2
答案 C 由题干“血液中的CO2能透过……使呼吸运动加深加快”可知,CO2作为调节因子通过体液运输参与内环境稳态的维持,A正确;H+刺激延髓的化学感受器使其兴奋,引起膜外Na+内流产生动作电位,进而引起呼吸中枢兴奋,B正确;CO2与水结合生成碳酸后解离出H+,H+可以使特定的感受器兴奋,兴奋沿传入神经传至呼吸中枢,通过传出神经传至呼吸运动器官,使呼吸运动加深加快,该过程依赖完整的反射弧,C错误;CO2可使呼吸运动加深加快,有助于快速将一氧化碳排出体外,故给一氧化碳中毒的患者输氧时,气体中需含一定浓度的CO2,D正确。
4.(不定项)俗话说“苦尽甘来”,但我们都有这样的体验:即便在苦药里加糖,仍会感觉很苦。研究发现,甜味和苦味分子首先被味细胞(TRC)识别,经一系列传导和传递,最终抵达大脑皮层的CeA和GCbt区域,产生甜味和苦味(如图)。相关叙述正确的是( )
A.神经冲动在①处传递和②处传导形式分别为化学信号和电信号
B.CeA产生甜觉,不能抑制脑干中苦味神经元,所以“甜不压苦”
C.GCbt产生苦觉并会抑制脑干中甜味神经元,因此“苦尽”才能“甘来”
D.甜味和苦味分子引起大脑皮层产生相应感觉的过程属于非条件反射
答案 BC ①是神经末梢和细胞连接处(突触结构),神经冲动在①处传递的形式是电信号→化学信号→电信号,②是神经纤维,兴奋在②上传导的形式是电信号,A错误;据图和题干信息可知,当动物摄入甜味物质,能在大脑皮层的甜味中枢CeA产生甜的感觉,但不能抑制脑干中苦味神经元,当动物摄入苦味物质,能在大脑皮层的苦味中枢GCbt产生苦的感觉,并正反馈作用于脑干中的苦味神经元,使动物感觉更苦,同时抑制脑干中的甜味神经元,所以甜不压苦,“苦尽”才能“甘来”,B、C正确;甜味和苦味分子引起大脑皮层产生相应感觉的过程缺少传出神经和效应器,不属于反射活动,D错误。
5.随年龄增长,老年人会出现睡眠“碎片化”。利用小鼠进行的研究显示,Hcrt神经元在睡眠中起着关键作用。Hcrt神经元兴奋时,能使小鼠发生睡眠到觉醒状态的转化,并维持觉醒状态。与年轻小鼠相比,年老小鼠Hcrt神经元的KCNQ2/3(钾离子通道)表达量下降,导致觉醒状态持续时间延长。下列叙述正确的是( )
A.Hcrt神经元的轴突接受信息并将其传导到细胞体
B.Hcrt神经元发生Na+内流时,不利于从觉醒向睡眠状态转化
C.与年轻小鼠相比,年老小鼠的Hcrt神经元细胞膜对K+的通透性增大
D.阻断Hcrt神经元的KCNQ2/3基因的表达可治疗睡眠障碍
答案 B Hcrt神经元的树突接受信息并将其传导到细胞体,A错误;由题意可知,Hcrt神经元兴奋时,不利于小鼠从觉醒状态向睡眠状态转化,Na+内流会使神经元兴奋,B正确;与年轻小鼠相比,年老小鼠Hcrt神经元的KCNQ2/3(钾离子通道)表达量下降,细胞膜对K+的通透性降低,C错误;阻断Hcrt神经元的KCNQ2/3基因的表达,K+通透性降低,会导致觉醒状态持续时间延长,加重睡眠障碍,D错误。
6.2021年的诺贝尔生理学或医学奖揭示了人食用辣椒后产生不同感觉的原因。人口腔中舌的神经末梢膜上有一种离子通道蛋白TRPV1,辣椒中的辣椒素和43 ℃以上的高温均会激活TRPV1蛋白,使感受器产生兴奋,人体会产生痛觉和热觉。下列叙述正确的是( )
A.食物刺激舌的味蕾产生味觉属于反射活动
B.辣椒素与TRPV1受体结合后,兴奋在神经纤维上双向传导
C.通常吃较辣的食物时,会产生热的感觉并增加散热,原因是汗腺分泌加强、皮肤毛细血管收缩
D.TRPV1可能让钠离子流至神经细胞内,从而引发动作电位
答案 D 食物刺激舌的味蕾产生味觉,没有传出神经和效应器参与,没有经过完整的反射弧,不属于反射活动,A错误;辣椒素与TRPV1受体结合后,使感受器产生兴奋,此时兴奋在反射弧中的神经纤维上的传导是单向的,B错误;通常吃较辣的食物时,会使感受器兴奋,产生热的感觉,同时增加散热,散热增加的原因是汗腺分泌加强、皮肤毛细血管舒张,使血流量增多,C错误;激活TRPV1蛋白可使感受器兴奋,TRPV1为离子通道蛋白,推测其可能让Na+内流,膜电位变为外负内正,产生动作电位,D正确。
7.某研究小组连续1个月定期向APP/PS1(老年痴呆模型)小鼠海马脑区注射一定量的PSD-93(突触后膜上的某种蛋白质)后,发现小鼠逃避潜伏期的时间缩短、在恐惧测试中肌肉僵直时间增加。下列有关推测错误的是( )
A.PSD-93在学习和记忆中具有重要作用
B.老年痴呆的认知功能下降与海马脑区PSD-93含量降低有关
C.PSD-93是一种兴奋性递质
D.PSD-93为老年痴呆的诊断与治疗提供了新思路
答案 C 向APP/PS1小鼠海马脑区注射一定量的PSD-93后,小鼠逃避潜伏期的时间缩短,说明PSD-93在学习和记忆中具有重要作用,在恐惧测试中肌肉僵直时间增加,说明小鼠对恐惧的认知能力提升,PSD-93与认知功能有关,A、B正确;PSD-93是突触后膜上的某种蛋白质,不是神经递质,C错误;PSD-93可能通过影响突触的功能进而影响老年痴呆的认知功能,为老年痴呆的诊断与治疗提供了新思路,D正确。
知识拓展
逃避潜伏期是阿尔茨海默病研究中的名词,是动物(如小鼠)自进入水迷宫后,寻找并爬上平台所需的时间。
8.如图是某神经纤维动作电位的模式图,下列叙述错误的是( )
A.神经纤维形成静息电位的主要原因是K+的大量外流,不需要消耗ATP
B.bc段Na+大量内流,需要转运蛋白的协助并消耗能量
C.神经纤维置于稍低浓度的Na+溶液中,c点下移
D.动作电位传导至轴突末梢时可转化为化学信号
答案 B 静息电位形成的主要原因是细胞膜对K+通透性增加,K+大量外流,此过程为协助扩散,不需要消耗能量,A正确;动作电位为内正外负,图中bc段为动作电位产生的过程,主要原因是细胞膜对Na+通透性增加,Na+内流,为协助扩散,需要转运蛋白,但不消耗能量,B错误;将神经纤维置于稍低浓度的Na+溶液中,细胞膜两侧Na+浓度差降低,Na+内流量减少,形成的动作电位峰值变小,c点下移,C正确;动作电位传导至轴突末梢时,引起突触小泡移动至突触前膜,释放神经递质,此过程中电信号转化为化学信号,D正确。
9.帕金森病(PD)是一种神经退行性疾病,开始出现一侧肢体震颤(如手抖)或运动笨拙等精细运动障碍,而后出现运动迟缓、肌肉僵直等运动功能障碍。前期研究表明大脑黑质区多巴胺能神经元的数量减少后引发PD。
(1)如图1所示,黑质区多巴胺能神经元在酪氨酸羟化酶(TH)等作用下将酪氨酸最终转化成多巴胺,多巴胺能神经元的轴突会延伸到纹状体,多巴胺储存在轴突的 中。当神经冲动传到轴突末梢时,多巴胺释放到突触间隙,此过程需要 (细胞器)提供能量。由图1可知,黑质区多巴胺能神经元的 和 也能释放多巴胺。
(2)进一步研究发现,PD与黑质区多巴胺能神经元中的线粒体损伤有关。为研究线粒体损伤是PD的病因还是结果,研究者定向敲除黑质区多巴胺能神经元的编码线粒体蛋白的N基因,获得了线粒体损伤的基因敲除小鼠。该小鼠黑质区多巴胺能神经元主要依赖 呼吸提供能量。分别检测出生后不同时间的 小鼠的相关指标,结果如图2、3。
①研究结果表明: 。
②实验结果是否支持前期研究结论:大脑黑质区多巴胺能神经元的数量减少后引发PD,请作出判断并说明理由: 。
(3)根据研究结果提出延缓PD的思路: 。
答案 (1)突触小泡 线粒体 细胞体 树突 (2)无氧 野生型小鼠、基因敲除 ①线粒体损伤是PD的病因 ②不支持,在出现PD症状时多巴胺能神经元的数量并没有减少 (3)利用药物减缓黑质区、纹状体中线粒体功能损伤
解析 (1)多巴胺是神经递质,神经递质储存在轴突末梢的突触小泡内。神经递质通过胞吐的方式释放到突触间隙,此过程需要的能量可由线粒体提供。神经元由细胞体、树突和轴突等部分构成,根据图1可知,黑质区多巴胺能神经元的细胞体、树突也能释放多巴胺。(2)因为该小鼠编码线粒体蛋白的N基因被敲除,其线粒体损伤,线粒体是有氧呼吸的主要场所,因此该小鼠黑质区多巴胺能神经元主要依赖无氧呼吸提供能量。实验的自变量是小鼠类型,因此应分别检测出生后不同时间的野生型小鼠、基因敲除小鼠的相关指标。基因敲除小鼠的线粒体损伤,线粒体为多巴胺的合成和释放提供能量,结合图2和图3可知,基因敲除小鼠纹状体处多巴胺的释放量减少,精细运动出现障碍,黑质区多巴胺的释放量减少,黑质纹状体处轴突数量减少,运动功能出现障碍,黑质区多巴胺能神经元数量减少。因此,线粒体损伤是PD的病因。前期的研究表明大脑黑质区多巴胺能神经元的数量减少后引发PD,而根据图2、图3的实验结果可知,基因敲除小鼠出生约30天,出现精细运动障碍,即PD症状,而120天前两种小鼠大脑黑质区多巴胺能神经元的数量无明显差异,说明实验结果不支持前期研究结论。(3)结合(2)的分析可知,线粒体损伤是PD的病因,因此可利用药物减缓黑质区、纹状体中线粒体功能损伤来延缓PD。
10.某科研小组利用枪乌贼的神经纤维进行了下列实验,请回答下列问题:
(1)以枪乌贼的粗大神经为材料测定神经纤维膜内外电位差,将电压表的两电极均接于神经纤维膜外,测得结果如图甲所示;将测量电极一极接于膜外、另外一极接于膜内,测得结果如图乙所示。该实验可以得到的结论是 。
(2)将2条枪乌贼的粗大神经纤维(保持活性)编号A、B,A组不作处理,B组抑制膜上运输K+的通道蛋白的活性,置于相同且适宜浓度的盐溶液中,检测静息电位并观察比较其峰值大小。预期的实验结果是 。
(3)已知图丙中电表1的两个电极分别接于b、c两处的膜外,电表2的两个电极分别接于d处膜内、e处膜外,静息状态下两个电表指针的偏转方向如图所示(电表偏转方向与电流方向一致),适宜刺激作用于a处,可以观察到电表1的偏转方向是 (填“先向左偏转复位后再向右偏转”“先向右偏转复位后再向左偏转”或“不偏转”);兴奋传到c处后,神经递质释放的生理过程是 ,突触后膜上将发生的生理过程是 。
丙
(4)毒品成瘾的机制复杂,原因之一为突触后膜多巴胺受体减少,突触间隙多巴胺含量异常增加,使突触后膜持续兴奋,当多巴胺含量减少时,引起人继续吸食毒品,以维持突触后膜的兴奋性。有研究表明,运动可促进脑内多巴胺的合成,也可加快多巴胺的分解,毒品成瘾者通过适度运动能有效抑制复吸冲动,但急性剧烈运动却无法有效抑制复吸冲动,甚至会诱发复吸行为,对此可能的解释是 。
答案 (1)枪乌贼神经纤维膜内外存在电位差 (2)甲组静息电位峰值大于乙组 (3)先向左偏转复位后再向右偏转 突触小泡向突触前膜移动并与其融合,同时释放出神经递质 神经递质与突触后膜上的受体结合,(离子通道发生变化,)突触后膜发生电位变化 (4)急性剧烈运动对多巴胺分解的促进作用超过了对多巴胺合成的促进作用,减少了突触间隙中多巴胺的含量
解析 (1)甲图中电压表的两电极均接于神经纤维膜外,显示为0 mV,说明膜外无电位差,乙图中电压表的电极一极接于膜外、另外一极接于膜内,电压表显示为-70 mV,说明枪乌贼神经纤维膜内外存在电位差。(2)静息状态下膜电位外正内负,主要是由K+外流造成的,甲组不作处理,乙组抑制膜上运输K+的通道蛋白的活性,K+外流受阻,静息电位的峰值下降,故预期实验结果为甲组静息电位峰值大于乙组。(3)适宜刺激作用于a处,a处兴奋,产生内正外负的动作电位,沿着神经纤维传导至b处,此时b处膜外为负电位,c处膜外为正电位,电表1左偏,然后b处恢复为静息电位,电流表复位,动作电位传至c处,此时b处膜外为正电位,c处膜外为负电位,电表1右偏,因此电表1的偏转方向是先向左偏转复位后再向右偏转;兴奋传到c处后,突触小泡向突触前膜移动并与其融合,同时释放出神经递质;神经递质与突触后膜上相应受体结合,离子通道发生变化,引发电位变化。(4)急性剧烈运动促进多巴胺分解的作用超过了促进多巴胺合成的作用,反而减少了突触间隙中多巴胺的含量,因此急性剧烈运动无法有效抑制复吸冲动,甚至会诱发复吸行为。
11.将蛙脑破坏,保留脊髓,做蛙心静脉灌注以维持蛙的基本生命活动。暴露蛙左后肢屈反射的传入神经和传出神经,分别连接电位计和。将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后,电位计和有电位波动,出现屈反射。如图为该反射弧结构示意图。
(1)用简便的实验验证兴奋能在神经纤维上双向传导,而在反射弧中只能单向传递。
(2)若在灌注液中添加某种药物,将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后,电位计有波动,电位计未出现波动,左后肢未出现屈反射,其原因可能有:① ;② 。
答案 (1)刺激电位计与骨骼肌之间的传出神经,观察到电位计有电位波动,左后肢屈腿,电位计未出现电位波动。 (2)突触前膜释放的神经递质不能与突触后膜上的相关受体结合 突触前膜不能释放神经递质
解析 (1)验证兴奋能在神经纤维上双向传导的实验设计思路:刺激神经纤维的某一点,观察该点两侧的反应或电位变化。结合图示信息,刺激电位计与骨骼肌之间的传出神经, 观察到刺激点左侧电位计有电位波动,左后肢屈腿,可验证兴奋能在神经纤维上双向传导。验证兴奋在反射弧中只能单向传递,需跨突触检测,在上述实验基础上,电位计未出现电位波动,左后肢屈腿,可验证兴奋在反射弧中只能单向传递。(2)兴奋在神经元间的传递通过神经递质完成,易受药物影响。若在灌注液中添加某种药物,用0.5%硫酸溶液刺激蛙左后肢趾尖,电位计有波动,说明感受器和传入神经正常,电位计未出现波动,左后肢未出现屈反射,推测原因是神经递质传递受阻。结合神经递质的作用过程,其传递受阻有两种可能,一是突触前膜不能释放神经递质,二是突触前膜释放的神经递质不能与突触后膜上的相关受体结合。
专题检测题组 C组
1.如图分别是神经元结构示意图和反射弧结构示意图。下列叙述正确的是( )
A.神经元由细胞体、长的树突、短的轴突共同构成
B.只要刺激神经元,神经元均能产生兴奋,并传导兴奋
C.③是效应器,由传出神经末梢与其所支配的肌肉或腺体构成
D.完整的反射弧只需要2 个神经元参与组成即可
答案 C 神经元的基本结构包括胞体和突起两部分,一个神经元可有一个或多个树突,多数神经元有一个长的轴突和多个短的树突,部分神经元有一个长的树突和一个短的轴突,A错误;引起神经元产生兴奋的刺激必须达到适宜强度,B错误;由题图分析可知,③表示效应器,由传出神经末梢与其所支配的肌肉、腺体或其他结构一起构成,C正确;反射弧通常是由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成的,完整的反射弧活动至少需要传入神经元与传出神经元两种神经元,大多数情况下还需要中间神经元的参与,D错误。
2.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时、阻断副交感神经和阻断交感神经后的心率,结果如表所示。下列相关分析错误的是( )
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交感神经
C.交感神经和副交感神经的作用通常是相反的
D.交感神经和副交感神经不受意识的支配,都属于传出神经
答案 B 分析表格,阻断副交感神经,心率大幅度提高,说明副交感神经对心脏搏动起抑制作用,即副交感神经兴奋引起心脏搏动减慢,A正确。阻断副交感神经后心率大幅度提高,阻断交感神经后心率降低的变化相对不明显,由此推知对心脏支配占优势的是副交感神经,B错误。阻断副交感神经,心率大幅度提高,说明副交感神经对心脏搏动起抑制作用;阻断交感神经,心率降低,说明交感神经对心脏搏动起促进作用,则副交感神经与交感神经的作用通常是相反的,C正确。周围神经系统的传出神经可分为躯体运动神经和内脏运动神经(又称自主神经)两大类,其中自主神经主要包括交感神经和副交感神经,大多数情况下,自主神经对内脏活动的调节不受人的意志控制,D正确。
3.如图为某神经系统示意图。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.图中能接受神经递质的细胞共有3个
B.F的存在,导致兴奋在此反射弧中双向传导
C.刺激A不一定能引起D膜外电位由正电位变为负电位
D.当兴奋传到C的突触后膜时,发生的信号转变是电信号→化学信号
答案 C 分析题图,A为感受器,E是效应器,题图中能接受神经递质的细胞除3个神经细胞外,还有E效应器,A错误;兴奋在反射弧中的传导是单向的,F的存在,只是导致该反射弧参与的调节过程中有反馈调节,不能说明兴奋在此反射弧中双向传导,B错误;刺激需要达到适宜的强度才可产生兴奋,故刺激A不一定能引起D膜外电位由正电位变为负电位,C正确;当兴奋传到C的突触后膜时,发生的信号转变是化学信号→电信号,D错误。
4.关节呈舒展状态时,伸肌收缩,屈肌舒张,其反射弧如图所示。下列相关叙述错误的是 ( )
A.①是传入神经,②③是传出神经
B.①的分支对抑制性中间神经元起抑制作用
C.抑制性中间神经元对③起抑制作用
D.当刺激足底皮肤引起膝关节屈曲时,②将会产生抑制反应
答案 B 分析题图,①上有神经节,判断①为传入神经,②③均是传出神经,A正确;①的分支对抑制性中间神经元起兴奋作用,从而使抑制性中间神经元产生的抑制性递质对③起抑制作用,使屈肌处于舒张状态,B错误,C正确;当刺激足底皮肤引起膝关节屈曲时,伸肌舒张,屈肌收缩,可判断②将会产生抑制反应,D正确。
5.多巴胺是脑内分泌的一种兴奋性递质,主要负责大脑的情绪、感觉、兴奋等信息传递,也与上瘾有关。可卡因能延长多巴胺的作用时间,使人产生强烈的愉悦感,但长期吸食会引发多巴胺受体减少。如图为毒品可卡因对人脑部突触间神经冲动的传递干扰示意图,下列相关叙述错误的是(多选)( )
A.多巴胺与受体结合后,突触后膜电位变为外负内正
B.多巴胺能重吸收运回突触前膜,故神经冲动的传递具有双向性
C.可卡因使突触间隙中的多巴胺含量减少,不利于回收利用
D.长期吸食可卡因会降低细胞对多巴胺的敏感性,导致精神萎靡
答案 BC 多巴胺属于兴奋性递质,与受体结合后,突触后膜会产生内正外负的动作电位,A正确;神经冲动在神经元之间的传递是单向的,B错误;可卡因会使突触间隙的多巴胺含量增多,延长兴奋时间,C错误;长期吸食可卡因会降低细胞对多巴胺的敏感性,导致精神萎靡,D正确。
6.学习和记忆是人脑的高级功能,也是相互联系的两个生命活动过程,下列说法正确的是(多选)( )
A.记忆保留时间的长短与记忆细胞的增殖、分化直接有关
B.听课时需要神经元的活动和神经元之间通过突触单向传递信息
C.学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些蛋白质的合成
D.阅读时通过神经纤维把眼部效应器产生的兴奋传递到神经中枢
答案 BC 短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,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,记忆细胞的增殖、分化是二次免疫出现的现象,A错误;兴奋在反射弧中的传递是单向的,听课时涉及短时记忆,短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,因此听课时需要神经元的活动和神经元之间通过突触单向传递信息,B正确;语言、学习、记忆和思维都属于脑的高级功能,学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些蛋白质的合成,C正确;阅读时通过神经纤维把眼部感受器产生的兴奋传递到神经中枢,D错误。
7.科研人员给予突触a、b的突触前神经元以相同的电刺激,通过微电极分别测量突触前、后两神经元的膜电位,结果如图。下列说法错误的是(多选)( )
A. 此类神经元静息状态下膜内电位比膜外低约70 mV,与Na+外流有关
B.突触a和b分别为兴奋性突触和抑制性突触
C.神经递质释放至突触间隙,作用后立即失活或者被回收
D.此神经冲动的传递过程经历了电信号→化学信号→电信号的转变,该过程不消耗能量
答案 AD 神经纤维上的静息电位为外正内负,由题图可知,膜内电位比膜外低约70 mV,此电位的产生与K+外流有关,A错误;接受刺激后,突触a的突触后神经元的静息电位绝对值变小,说明该突触释放的神经递质是兴奋性递质,而突触b的突触后神经元的静息电位绝对值变大,说明该突触释放的神经递质是抑制性递质,即突触a和b分别为兴奋性突触和抑制性突触,B正确;神经递质释放至突触间隙后可作用于突触后膜上的受体,作用后会与受体分开,并迅速被降解或回收进细胞,C正确;题图表示的是兴奋在突触间传递的过程,该过程经历了电信号→化学信号→电信号的转变,该过程中会消耗能量,D错误。
8.如图1为某突触结构示意图,图2、图3分别为图1结构浸泡箭毒(一种毒素)前、后给予突触前神经元相同刺激后,测得的突触后神经元的电位变化。下列相关分析错误的是( )
图1 图2 图3
A.a为突触小泡,其中的神经递质可能是兴奋性递质,也可能是抑制性递质
B.神经元从产生兴奋到恢复静息状态,同一种离子会出现不同的跨膜运输方式
C.刺激一段时间后才检测到电位变化的主要原因是兴奋在突触部位存在信号形式的转换
D.箭毒可能通过阻碍神经递质与突触后膜上受体的结合来抑制突触后神经元产生兴奋
答案 A 结合图2可知,接受刺激后,a突触小泡释放神经递质,可使突触后神经元产生兴奋,故a突触小泡中的神经递质是兴奋性递质,不可能是抑制性递质,A错误;产生兴奋时,Na+内流的运输方式为协助扩散,恢复静息状态时,Na+-K+泵运输Na+的方式为主动运输,B正确;兴奋在突触部位的传递需要“电信号→化学信号→电信号”的信号转换,故刺激一段时间后才能检测到电位变化,C正确;分析图3可知,箭毒处理后,突触后神经元的兴奋被抑制,故箭毒可能通过阻碍神经递质与突触后膜上受体的结合来抑制突触后神经元产生兴奋,D正确。
9.如图是反射弧的局部结构示意图(a、d点为两接线端的中点,电流表两极均接在神经纤维膜外,电流表指针偏转方向与电流方向一致),下列错误的是( )
A. 图中有3个神经元,2个突触
B.刺激d点,电流表①偏转2次,电流表②不偏转
C.刺激a点,若c处检测不到电位变化,可能是由于突触前膜释放的是抑制性递质
D.刺激c点,若检测到b、d点有电位变化,说明兴奋在神经纤维上是双向传导的
答案 B 题图中有3个神经元,2个突触,A正确;兴奋在神经元之间是单向传递的,所以刺激d点,兴奋无法传至a所在的神经元,因此电流表①不发生偏转,而兴奋在神经纤维上是双向传导的,但d点为电流表②两接线端的中点,兴奋会同时到达电流表的两端,所以电流表②也不发生偏转,B错误;刺激a点,若c处检测不到电位变化,可能是由于突触前膜释放的是抑制性递质,C正确;c处于b和d之间,因此如果刺激c点,若检测到b、d点有电位变化,说明兴奋在神经纤维上是双向传导的,D正确。
10.我们吃辣的食物,嘴巴会有灼热感。这是怎么回事呢?2021年诺贝尔生理学或医学奖获得者David Julius和Ardem Patapoutian为我们提供了该问题的答案(如图所示)。
(1)在食用辣椒时,辣椒素与TRPV1结合,图中所示的离子通道打开,导致感觉神经元产生 电位,兴奋处的膜电位分布为 ,最终传至 产生热、痛感,即辣觉。热刺激也可开启TRPV1的离子通道,吃辣椒时喝热饮会 (填“加重”或“不影响”或“减轻”)痛觉,该过程 (填“属于”或“不属于”)反射。
(2)下列各种情形中,与辣椒素结合TRPV1的机制的特点类似的是 。(多选)
A.限制酶和DNA片段
B.淀粉酶和葡萄糖
C.氨基酸和mRNA
D.神经递质和神经递质受体
(3)在TRPV1的发现历程中,研究者利用大鼠能够感知疼痛的神经元为材料,提取细胞中的总RNA,通过逆转录得到 ,将扩增的基因片段构建成表达载体,分别导入辣椒素 (选填“敏感”或“不敏感”)细胞,再经辣椒素处理后,通过特定技术手段,确定了可被辣椒素激活的TRPV1。
(4)关于图中①和②处发生的变化,下列描述正确的是 (多选)。
A.均发生膜电位的变化
B.均有