2.2神经冲动的产生和传导(同步练)(含解析)-2023-2024学年高二生物(浙教版2019选择性必修1)

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2.2神经冲动的产生和传导(同步练)(含解析)-2023-2024学年高二生物(浙教版2019选择性必修1)

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2.2 神经冲动的产生和传导(同步练)
一、单选题
1.下图是兴奋在神经纤维上传导的示意图,下列有关说法错误的是( )
A.局部电流的刺激会使C区域的膜电位从静息电位变为动作电位
B.在反射活动中,兴奋传导的方向为B→A和B→C
C.兴奋的传导方向与膜内的电流方向相同
D.从B区域膜电位转变为C区域膜电位,与K+外流有关
2.如图表示某突触结构的局部放大示意图。据图分析,下列叙述正确的是(  )
A.神经递质与蛋白M结合后,②上的Na+通道开启
B.在突触中能与神经递质特异性结合的只有神经递质受体
C.突触小泡与①融合时消耗的ATP是在线粒体内膜上产生的
D.化学信号由①到②决定了突触中兴奋的传递只能单向进行
3.突触前神经元的信息传递到突触后神经元的过程,叫作突触传递。在反射活动中,突触是反射弧中最容易发生疲劳的部位,图为突触结构模式图,下列说法不正确的是( )
A.在经历了长时间的突触传递后,①中的神经递质将大大减少,从而可能影响突触传递而发生疲劳
B.递质释放出来后,通过③扩散到突触后膜,作用于突触后膜上的特异性受体,此过程需要ATP提供能量
C.①②④都属于细胞的生物膜系统的组成部分
D.急性缺氧几秒钟,突触传递可能发生障碍,因为缺氧可能造成递质的合成减少
4.如图为神经元A、B、C之间环形联系方式示意图,A、B为兴奋性神经元,下列说法正确的是( )
A.刺激①处产生兴奋沿神经元B双向传导
B.若神经元C为抑制性神经元,在N处给一个适宜的刺激,则①处发生先兴奋后恢复
C.若C神经元为兴奋性神经元,则兴奋经该结构传递后持续时间不变
D.在②处发生的信号变化是化学信号转变成电信号再转变成化学信号
5.神经纤维上某处受到适宜刺激后产生一个动作电位(时间为M毫秒),并发生传导。若某一时刻膜电位的状态(表1、表2分别接在a、b处)以及引起电位变化的K+、Na+流向如下图所示,下列叙述正确的是(  )
A.a点K+外流需要转运蛋白参与并消耗ATP
B.刺激点位于a点的左侧
C.动作电位在a、b间的传导时间等于M毫秒
D.表1、表2指针将分别发生左偏和右偏
6.大卫·朱利叶斯利用辣椒素发现了辣椒素受体TRPV1而获得2021年诺贝尔生理学奖或医学奖。辣椒素是一种来自辣椒的刺激性化合物,可引起热感;辣椒素受体TRPV1-香草酸受体是一个离子通道蛋白,该受体会在高温(>43℃)时与H+结合后被激活,从而使人感受到疼痛,是一种疼痛感受器。下图为辣椒素受体TRPV1被激活过程示意图。进一步研究发现辣椒素使感觉神经元产生兴奋的原因是Ca2+内流后,会触发通道蛋白开放从而导致Na+内流引起的。下列叙述正确的是( )
A.Ca2+通过TRPV1内流进入细胞内的方式是主动转运
B.传出神经元轴突膜上的TRPV1接受高温,与H+结合,引起Ca2+内流
C.Ca2+内流后会触发感觉神经元产生动作电位
D.辣椒素作用于感受器,通过传入神经传到大脑皮层形成痛觉完成反射
7.如图表示某时刻动作电位传导的示意图(箭头方向代表兴奋的传导方向),①②③④⑤分别对应轴突上Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ处的瞬时膜电位。突触前膜a释放的神经递质乙酰胆碱作用于突触后膜b。现有某种有机磷农药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,某种蝎毒会抑制Na+通道的打开。下列相关叙述正确的是( )
A.轴突上的Ⅳ处此时K+通道大量开放,K+外流
B.轴突上的Ⅱ处此时K+外流且不需要消耗ATP
C.若在突触间隙使用该种有机磷农药,则a处不能释放乙酰胆碱
D.若在突触间隙使用该种蝎毒,b处仍能形成动作电位
8.如图为兴奋传递过程中电表的指针偏转示意图,其中A处释放的是兴奋性神经递质,已知甲、丁中ac=bc,若刺激c处,则甲、乙、丙、丁中的电表指针偏转次数相同的为( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.乙和丙 D.甲和丁
9.我们常用蛙的坐骨神经腓肠肌来研究神经肌肉组织的兴奋性。在蛙的坐骨神经上,放置两个相同电极,这两个电极连接到一个灵敏电流计上。已知灵敏电流计指针的偏转方向与电流方向相同。(图中灵敏电流计指针不表示实际偏转情况)下列说法错误的是( )
A.图1中,若刺激a处,则灵敏电流计先向左偏一次,再向右偏一次
B.图1中,若刺激bc中点,则灵敏电流计不偏转
C.图2中,灵敏电流计指针初始状态偏向左侧
D.图2中,若刺激e处,灵敏电流计指针往中间偏2次
10.决定反射时间的长短的主要因素是( )
A.刺激强度的大小 B.感受器的兴奋性
C.中枢突触的数目 D.效应器的兴奋性
11.下图为坐骨神经-腓肠肌模拟图,其中传出神经末梢与肌细胞接触部位类似于突触,称为“神经-肌肉接头”,下图中电流计两端电极均置于神经纤维的外表面,cd=de。说法正确的是( )

A.分别刺激图中的a、b、c、d、e,都会引起肌肉收缩
B.刺激a点,电流计的指针会发生偏转
C.刺激d点,电流计的指针会发生两次偏转
D.兴奋经过c点时,该处膜外电位由负变正
12.神经纤维在未受到刺激时,细胞膜内、外两侧存在电位差,称之为静息电位;当神经纤维受到刺激时,电位差发生变化,称之为动作电位,以下有关说法错误的是
A.静息电位的产生主要是K+ 外流产生
B.静息电位的产生主要是Na+ 外流产生的
C.动作电位的产生主要是Na+ 内流产生的
D.动作电位的产生是兴奋在神经纤维上传导的基础
二、多选题
13.心室肌细胞和神约细胞在动作电位上差别最大的是它的 2 期平台期特别长, 可以防止发生强直收缩,有利于心室有序泵血。下图是心室肌细胞动作电位图。相关叙述正确的是( )
心室肌细胞膜的动作电位和主要离子的跨膜运输
A.0 期心室肌细胞膜上 通道大量开放, 大量 内流使细胞内电位迅速上升
B.1 期膜电位迅速下降主要是由K+外流造成的
C. 缓慢内流, 抵消了 K+外流引起的电位下降, 使 2 期电位变化缓慢形成平台期
D.4 期细胞内外逐步恢复到静息状态时的离子分布是通过离子泵的协助扩散实现的
14.下图为通过突触进行信息传递的三个细胞,甲、乙为神经细胞,均释放兴奋性神经递质,丙为合成、分泌TRH的神经内分泌细胞。若在箭头处施加一强刺激,则下列叙述正确的是(  )
A.刺激部位细胞膜对Na+的通透性增加,膜电位变为内正外负
B.在c、d处可以测到膜电位的变化,而在a、b处不能测到
C.乙细胞神经递质和丙细胞TRH的释放均为胞吐方式
D.乙细胞受刺激、兴奋时,细胞内K+浓度大于细胞外
15.以新鲜的蛙坐骨神经腓肠肌为标本,刺激神经纤维产生动作电位及恢复静息电位的过程中,由于钠、钾离子的流动而产生的跨膜电流如下图所示(内向电流是指阳离子由细胞膜外向膜内流动,外向电流则相反)。下列有关叙述错误的是( )
A.增大刺激强度,c点对应的动作电位值不变
B.bd时间段内发生钾离子的外流
C.d点达到静息电位的最大值
D.ac段钠离子进入细胞和ce段钾离子流出细胞的方式不同
16.“奖赏系统”是构成网络成瘾的重要神经基础。玩网络游戏时,当玩家获胜,或者获得极品道具,大脑会释放多巴胺,刺激大脑中的“奖赏”中枢,从而产生愉悦感和欣快感,使人沉迷。研究发现,网络成瘾者的多巴胺转运体表达水平显著降低。如图所示为多巴胺的传递示意图。下列叙述正确的是( )

A.多巴胺和突触后膜的受体结合,引起突触后膜对钠离子的通透性减弱
B.①的形成主要与溶酶体直接相关,多巴胺以胞吐方式释放到突触间隙中
C.网络成瘾的原因可能是转运体减少,突触间隙中多巴胺增多,延长了对中枢的刺激时间
D.沉迷者可能需要不断通过游戏的刺激,以释放更多的多巴胺来维持相关神经元的活动
三、非选择题
17.肾小管上皮细胞通过基底外侧膜上的Na+/K+-ATP酶建立细胞内低Na+电化学势梯度,顶膜上的Na+/K+/Cl-共转运子借助Na+电化学势梯度同时重吸收Na+、K+和Cl-,如图所示。回答下列问题:
(1)根据以上信息分析,Na+/K+-ATP酶跨膜转运K+的方式是 ,判断依据是 。肾小管上皮细胞转运K+的膜蛋白有 (答出2点)。
(2)分析图示信息可知,Na+/K+-ATP酶跨膜转运Na+和K+的同时,伴随着该酶的 (填“去磷酸化”或“磷酸化”)。
(3)若肾小管上皮细胞的线粒体受损,则细胞从肾小管管腔重吸收到血液中的Cl-将 (填“增多”、“维持稳定”或“减少”),原因是 。
(4)下表是哺乳动物骨骼肌细胞内外几种主要离子的浓度。研究发现,Cl-通道在骨骼肌细胞中提供约80%的静息膜电位。Cl-通道失活会引起肌肉收缩延长、骨骼肌僵硬,称为肌强直。Cl-通道对骨骼肌正常生理活动的影响是 。
离子 胞外浓度/(mmol L-1) 胞内浓度/(mmol L-1) 浓度比值
Na+ 145 12 12
K+ 4 155 0.026
Cl- 120 4 30
Ca2+ 1.0 1×10-4 10000
18.图甲是缩手反射的相关结构,图乙是图甲中某一结构的亚显微结构模式图,图丙表示某一反射弧的三个神经元及其联系,据图回答:
(1)图甲反射弧中,a表示的结构是 。
(2)氨基丁酸(GABA)是哺乳动物中枢神经系统中广泛分布的神经递质,在控制疼痛方面的作用不容忽视。GABA在突触前神经细胞内合成后,储存在 内,以防止被细胞内其他酶所破坏。当兴奋抵达神经末梢时,GABA释放,并与图乙中[ ] 上的受体特异性结合。
(3)若某种药物能够阻止神经递质的分解,将此药物放在图丙中d点与c点间的突触间隙处,在d处施加适宜刺激,预计c所在的神经元将发生 。
(4)在图丙d处施加一个有效的刺激,兴奋部位会发生膜电位变化,图甲中还能发生此变化的部位是 (填图中字母),兴奋在图乙结构中单向传递的原因是 。
(5)若将图丙中三个神经细胞置于相当于细胞外液的溶液(溶液S)中。适当降低溶液S中的Na+浓度,b点的静息电位将 (填“不变”“增大”或“减小”),若给b点一个强刺激,动作电位将 (填“不变”“增大”或“减小”)。
19.感知外界环境中潜在的危险,快速躲避天敌并作出最适宜的防御反应是动物生存需具备的重要能力。为探究本能恐惧内在的运作机制,研究人员开展了如下实验:
(1)将小鼠置于图1所示的装置中,用圆盘在小鼠视野范围内产生阴影,模拟小鼠被上空中天敌(如老鹰)捕食的场景。阴影刺激了小鼠视网膜,引起视神经细胞产生 ,神经末梢释放 作用于突触后膜上的受体,最终使小鼠产生逃跑至遮蔽物中的防御行为。
(2)研究人员利用相关技术记录小鼠脑内腹侧被盖区(VTA)GABA能神经元的激活程度,结果如图2所示,分析发现 ,推测阴影刺激通过激活VTA区GABA能神经元进而使小鼠产生逃跑行为。
(3)研究人员使光敏感的通道蛋白在某一特定类型的神经元中特异性表达,并通过特定波长的光刺激来调控神经元活动。蓝光刺激光敏蛋白C会导致Na+内流,黄光刺激光敏蛋白N会导致CI-内流。应用此技术设计实验证实了VTA区GABA能神经元的激活是使小鼠产生逃跑行为的必要条件。请从A~H中选择字母填入表中,将实验组的实验方案及相应结果补充完整。
分组 实验动物 实验条件 实验结果
实验组一 ① 黄光、② 未见逃跑行为
实验组二 VTA中GABA能神经元表达光敏蛋白C的小鼠 ③ ⑤
A.VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白C的小鼠
B.VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白N的小鼠
C.阴影刺激D.无阴影刺激E.黄光F.蓝光G.未见逃跑行为H.迅速逃跑躲避
20.在精神刺激因素的作用下,会使人产生不同程度的压力,长期持续的压力会导致机体内环境稳态紊乱。图1为人体产生情绪压力时肾上腺皮质、肾上腺髓质受下丘脑调节的模式图。请结合图示信息回答下列问题:
(1)当情绪压力刺激下丘脑时,支配肾上腺的神经兴奋,兴奋以 的形式传至神经纤维末梢,并释放 作用于肾上腺髓质,促进肾上腺髓质释放肾上腺素,产生短期压力效应。
(2)情绪压力下,机体还可以通过“ ”轴(HPA轴)进行调节,使肾上腺皮质分泌和释放的糖皮质激素量增加。健康人体内通过相关调节机制保证了糖皮质激素含量的相对稳定,若下丘脑细胞或垂体细胞表面的 数量和功能下降,将造成上述作用减弱,HPA轴功能亢进,糖皮质激素持续升高而引发长期且持久的心境低落等长期压力效应。
(3)人的情绪是由激发情绪的刺激传到大脑的情绪中枢后而产生。5-羟色胺是使人产生愉悦情绪的神经递质,其调节过程见图2。当神经冲动到达突触前神经元轴突末梢时,膜上的Ca2+通道打开,使该离子内流,从而引起突触小泡的 结合,随后突触小泡膜与突触前膜融合释放5-羟色胺,发挥作用的5-羟色胺很快被突触前膜回收,这种机制的意义在于防止 。该过程能使人产生愉悦情绪,从而增加抗压能力。
(4)研究证明,在情绪压力下,糖皮质激素含量升高会导致5-羟色胺含量降低。现提供生理状态相同的长期束缚(情绪压力)小鼠若干以及必要的手术器械等,设计实验验证这一结论。实验设计:选生理状态相同的长期束缚小鼠,均分为三组,编号ABC,A组切除肾上腺皮质后,注射适量的生理盐水;B组 ,注射 ;C组只做与其他两组类似的手术切口,培养一段时间后,分别测三组小鼠的5-羟色胺的含量并进行比较。预期结果: 。
21.I. 某兴趣小组通过记录传入神经上的电信号及产生的感觉,研究了不同刺激与机体感觉之间的关系,结果如下:
刺激类型 刺激强度 传入神经上的电信号(时长相等) 产生的感觉类型 感觉强度
针刺激 较小 刺痛 较弱
较大 较强
热刺激 较低 热感 较弱
较高 较强
(1)神经纤维在未受到刺激时膜内外电位的表现是 ,受到刺激时产生的可传导的兴奋称为 。
(2)不同类型的刺激引起不同类型的感觉,原因是 不同;不同强度的刺激通过改变传入神经上电信号的 ,导致感觉强度的差异。
(3)当给某部位受损的人热刺激时,可在整个传入通路中记录到正常电信号,但未产生感觉,其受损的部位可能是 。
II. 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a和b。将蛙左后肢趾尖浸入 0.5%硫酸溶液后,电位计a和b 有电位波动,出现屈膝反射,图为该反射弧结构示意图。
(4)请设计一个简便的实验,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。(写出方法和现象) 。
(5)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a有波动,电位计b未出现波动,左后肢未出现屈反射,其原因可能有: (答出一点即可)。
参考答案:
1.B
【分析】据图分析:图示是兴奋在神经纤维上产生、传导示意图。静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。因此图中B为兴奋部位,而A和C为非兴奋部分。
【详解】A、局部电流的刺激会使相邻未兴奋部位Na+通道蛋白空间结构改变,使Na+内流,产生兴奋,使C区域的膜电位从静息电位变为动作电位,A正确;
B、兴奋在反射弧中单向传递,故兴奋传导的方向为A→B→C,B错误;
C、在神经纤维上,兴奋传导方向与膜内局部电流方向相同,与膜外局部电流方向相反,C正确;
D、根据题意和图示分析可知:B为兴奋区,兴奋部位恢复为静息电位时K+外流,所以其过程可能与K+外流有关,D正确。
故选B。
2.D
【分析】神经元之间的结构为突触,包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。兴奋突触间的传递是单向的,因为神经递质只能由突触前膜释放通过突触间隙作用于突触后膜,而不能反向传递。
题图分析,细胞X是突触前神经元,细胞Y是突触后神经元,①表示突触前膜,通过胞吐释放神经递质;蛋白M表示神经递质的受体,能够与神经递质特异性结合;突触间隙中的神经递质降解酶可以将神经递质降解,使得神经递质灭活。
【详解】 A、若图中是抑制性神经递质,则神经递质与蛋白M结合后,不会引起②上的Na+通道开启,A错误;
B、分析图示可知,在突触中能与神经递质特异性结合的有神经递质受体和神经递质降解酶,B错误;
C、突触小泡与①融合时,消耗的ATP来自细胞呼吸,而细胞呼吸过程中产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体,C错误;
D、在突触中,突触前膜释放化学信号,化学信号与突触后膜上的受体结合,决定了兴奋在该突触中的传递只能是单向的,D正确。
故选D。
【点睛】
3.B
【分析】分析题图可知,①表示突触小泡、②表示突触前膜、③表示突触间隙、④表示突触后膜。
【详解】A、①表示突触小泡,内含神经递质,在经历了长时间的突触传递后,①中的神经递质将大大减少,从而可能影响突触传递而发生疲劳,A正确;
B、递质释放出来后,通过③扩散到突触后膜,作用于突触后膜上的特异性受体,此过程为扩散,不需要ATP提供能量,B错误;
C、①表示突触小泡、②表示突触前膜、④表示突触后膜,①②④都属于细胞的生物膜系统的组成部分,C正确;
D、递质的合成及释放需要消耗能量,急性缺氧几秒钟,突触传递可能发生障碍,因为缺氧可能造成递质的合成减少,D正确。
故选B。
4.B
【分析】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:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),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、刺激①处,根据突触的结构,兴奋不能传到神经元B,A错误;
B、若神经元C为抑制性神经元,在N处给一个适宜的刺激后,兴奋先沿着神经元B传递到①处,使B处兴奋;之后兴奋沿着神经元C传递到②处,使神经元B抑制,阻断了信号进一步传导,①处发生先兴奋后恢复,B正确;
C、若神经元C为兴奋性神经元,在N处给一个适宜的刺激后,兴奋先沿着神经元B传递到①处,使B处兴奋;之后兴奋沿着神经元C、B传递到①处,兴奋时间延长,C错误;
D、在②处发生的信号变化是电信号转变成化学信号再转变成电信号,D错误。
故选B。
5.B
【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。
【详解】A、a点K+外流通过离子通道完成,属于协助扩散,不需要转运蛋白参与,也不消耗ATP,A错误;
B、表1为K+外流,恢复静息电位,表2为Na+内流,产生动作电位,推测刺激点位于a点左侧,B正确;
C、神经纤维上某处受到适宜刺激后产生一个动作电位(时间为M毫秒),则动作电位在a、b间传导的时间大于M毫秒,C错误;
D、对照表3的偏转可知,表1为K+外流,外正内负,所以指针向右偏,表2为Na+内流,外负内正,所以指针向左偏,D错误。
故选B。
【点睛】
6.C
【分析】静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。
【详解】A、由图可知,Ca2+通过TRPV1从高浓度到低浓度内流,是易化扩散,A错误;
B、由题意可知,辣椒素受体TRPV1是感觉神经元上的一种疼痛感受器,会在高温(>43℃)时与H+结合后被激活,引起Ca2+内流,B错误;
C、题意显示,Ca2+内流后,会触发通道蛋白开放从而导致Na+内流引起膜内外的电位发生逆转,进而产生兴奋(即动作电位),C正确;
D、辣椒素作用于感受器,通过传入神经传到大脑皮层形成痛觉,只是感觉的形成,没有经过完整的反射弧,不是反射,D错误。
故选C。
7.B
【分析】静息电位静息状态时,细胞膜两侧的电位表现为外正内负,产生原因:K+ 外流,使膜外阳离子浓度高于膜内。动作电位受到刺激后,细胞两侧的电位表现为外负内正,产生原因:Na +内流,使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧。
【详解】A、据图可知,图中轴突中兴奋的传递是从左向右,则③表示动作电位的峰值,兴奋向右传递,轴突上的Ⅳ处是动作电位的形成过程,此时钠离子通道开放,钠离子内流,A错误;
B、轴突上的Ⅱ处应处于静息电位的恢复过程,此时主要发生的是钾离子外流,方式是协助扩散,不需要消耗ATP,B正确;
C、蝎毒会抑制Na+通道的打开,影响的是突触后膜的变化,而a处释放乙酰胆碱属于突触前膜的生理过程,与之无关,C错误;
D、蝎毒会抑制Na+通道的打开,故使用蝎毒不能引起b处动作电位,D错误。
故选B。
8.A
【分析】未受刺激时,神经纤维膜电位为外正内负,受到刺激后则变成外负内正,使得未兴奋部位与兴奋部分由于电位差而产生局部电流(神经冲动),神经冲动在神经纤维上的传导是电信号,而在神经元之间(突触)则由于神经递质的作用变成了化学信号,电信号的传导速度比化学信号快。
【详解】甲图中,刺激c处,兴奋向两侧传导,虽然ac=bc,但是由于bc之间存在突触,所以左侧的兴奋先传至a处,指针向左偏转,接着右侧的兴奋传至b处,指针向右偏转,即甲图中的电流表指针偏转2次;
乙图中,刺激c处,兴奋向右传至a处,指针向左偏转,再传至b处,指针向右偏转,即乙图中的电流表指针偏转2次;
丙图中,B处为突触后膜,神经递质只能由突触前膜(A)传递至突触后膜(B),所以刺激c处,兴奋向两侧传导,向左传至b处时,指针向右偏转,即丙图中的电流表指针偏转1次;
丁图中,刺激c处,兴奋向两侧传导,由于ac=bc,所以兴奋同时传至a和b处,虽然两处的膜外电位均变成负电位,但不产生电位差,所以指针不偏转,即丁图中的电流表指针偏转0次。
综上所述,A正确,BCD项错误。
故选A。
9.C
【分析】静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。
【详解】A、图1中刺激a处,产生的神经冲动会沿神经纤维先经过b,再经过c,所以灵敏电流计先向左偏一次,再向右偏一次,A正确;
B、图1中若刺激bc中点,产生神经冲动会同时进过b,c,所以灵敏电流计不偏转,B正确;
C、图2中,灵敏电流计左侧连在膜外,右侧连在膜内,在静息状态下,膜电位为外正内负,所以灵敏电流计指针初始状态偏向右侧,C错误;
D、图2中,若刺激e处,产生的冲动先经过f再经过g,所以灵敏电流计指针往中间偏2次,D正确。
故选C。
10.C
【分析】突触在传递兴奋的过程中,有电信号→化学信号→电信号的变化,在突触前膜释放神经递质到突触间隙作用于突触后膜需要的时间比兴奋在神经纤维上传导的时间长,所以突触越多,需要的时间越长。
【详解】兴奋在神经纤维上的传导形式是电信号,速度快;兴奋在神经元之间的传递是化学信号,存在时间上的延搁,速度较慢。因此,决定反射时间长短的主要因素是反射弧中中枢突触数目的多少,C正确,ABD错误。
故选C。
11.A
【分析】兴奋在神经纤维上是双向传导的,即刺激神经纤维上的任何一点,所产生的神经冲动可沿神经纤维向两侧同时传导;兴奋在神经元之间是单向传递的,因为神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜。
【详解】A、兴奋在离体神经纤维上是双向传导的,即刺激神经纤维上的任何一点,所产生的神经冲动可沿神经纤维向两侧同时传导,分别刺激图中的a、b、c、d、e,都会引起肌肉收缩,A正确;
B、兴奋在神经—肌肉接头处的传导具有单向性,刺激a处,兴奋不能从a传到b,则图中电流表不偏转,B错误;
C、由于cd=de,刺激d处时兴奋同时向c和e传导,电流计不会发生偏转,C错误;
D、兴奋时,钠离子通道开放,钠离子内流,动作电位表现为内正外负,故兴奋经过c点时,该处膜外电位由正变负,D错误。
故选A。
12.B
【详解】A、静息时,神经细胞膜对K+的通透性大,K+大量外流,形成内负外正的静息电位,A正确;
B、静息电位的产生和维持是依赖于K+外流,B错误;
C、神经细胞兴奋时,细胞膜上Na+通道打开,对Na+通透性增大,Na+大量内流形成内正外负的动作电位,C正确;
D、动作电位的产生使神经细胞产生局部电流,是兴奋在神经纤维上传导的基础,D正确。
故选B。
13.ABC
【分析】 静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子大量内流,因此形成内正外负的动作电位。
【详解】A、动作电位的产生主要与钠离子内流有关,据图可知,0 期心室肌细胞膜上 Na+ 通道大量开放, 大量 Na+ 内流使细胞内电位迅速上升,A正确;
B、1 期膜电位迅速下降,此时主要是钾离子通道开放,K+外流,B正确;
C、对照膜电位图和离子流动图形可知,在2期电位变化缓慢,同时有钙离子的内流,故可能是Ca2+ 缓慢内流, 抵消了 K+外流引起的,C正确;
D、4 期细胞内外逐步恢复到静息状态,结合题图可知,此时通过离子泵的运输需要消耗ATP,故方式为主动运输,D错误。
故选ABC。
14.ACD
【分析】1、静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,因此形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式传递下去,但在神经元之间以神经递质的形式传递。
2、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:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),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、施加刺激后,细胞膜对Na+的通透性会增加,对K+的通透性减少,Na+内流,使膜电位由外正内负变为内正外负,A正确;
B、兴奋的传递是双向的,但在突触处只能由突触前膜传递到突触后膜,故b、c、d处可以测到膜电位变化,a处不能检测到电位变化,B 错误;
C、TRH是促甲状腺激素释放激素,是一种蛋白质类激素,细胞分泌时需要胞吐,突触前膜释放神经递质的方式也是胞吐,C正确;
D、由于钠-钾泵的作用,无论是否受到刺激,细胞内的K+浓度是始终高于细胞外的,D正确。
故选ACD。
15.BCD
【分析】1、分析曲线图可知,内向电流是指正离子由细胞膜外向膜内流动,为钠离子内流;外向电流是指正离子由细胞膜内向膜外流动,为钾离子外流。
2、静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式传递下去。
【详解】A、内向电流会使动作电位增大,c点是动作电位的最大值,一旦产生兴奋,若增大刺激强度,c点对应的动作电位值不变,A正确;
B、bc时间段内发生钠离子的内流,cd 时间段内发生钾离子的外流,B错误;
C、外向电流会使静息电位增大,e点达到静息电位的最大值,C错误;
D、ac段钠离子进入细胞和ce段钾离子流出细胞的方式都是协助扩散,D错误。
故选BCD。
16.CD
【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→电信号”的转变。
【详解】A、根据题干信息,多巴胺使人产生愉悦感和欣快感,因此多巴胺是兴奋性递质,和突触后膜的受体结合会引起突触后膜对Na+的通透性增强,A错误;
B、①的形成主要与高尔基体直接相关,多巴胺以胞吐方式释放到突触间隙中,B错误;
C、网络成瘾的原因可能是多巴胺转运体减少,多巴胺不能被回收利用,突触间隙多巴胺增多,延长了对大脑“奖赏”中枢的刺激时间,C正确;
D、沉迷网络游戏可能会使多巴胺受体减少,沉迷者需要不断通过游戏刺激释放更多的多巴胺来维持相关神经元的活动,D正确。
故选CD。
17.(1) 主动运输 Na+/K+-ATP酶逆浓度梯度转运K+,且需要ATP供能 Na+/K+-ATP酶、K+通道、Na+/K+/Cl-共转运子
(2)磷酸化
(3) 减少 线粒体供能减少,Na+/K+-ATP酶转运出的Na+减少,引起细胞与肾小管管腔Na+电化学势梯度差减小,导致Na+/K+/Cl-共转运子转运进的Cl-减少
(4)Cl-通道开放,Cl-内流,使骨骼肌细胞形成静息电位,骨骼肌处于舒张状态
【分析】神经纤维未受到刺激时,K+外流,产生静息电位,细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负;当某一部位受刺激时,Na+内流,产生动作电位,其膜电位变为外负内正。
【详解】(1)据图可知,Na+/K+-ATP酶逆浓度转运K+,且需要ATP提供能量,因此Na+/K+-ATP酶跨膜转运K+的方式是主动运输。肾小管上皮细胞转运K+的膜蛋白有Na+/K+-ATP、K+通道、Na+/K+/Cl-共转运子等。
(2)Na+/K+-ATP酶跨膜转运Na+和K+的同时,伴随着水解ATP,因此Na+/K+-ATP酶将发生磷酸化。
(3)若肾小管上皮细胞的线粒体受损,则线粒体供能减少,Na+/K+-ATP酶转运出的Na+减少,引起细胞与肾小管管腔Na+电化学势梯度差减小,导致的Na+/K+/Cl-共转运子转运的Cl-减少。
(4)Cl-通道在骨骼肌细胞中提供约80%的静息膜电位。当Cl-通道开放,Cl-内流,使骨骼肌细胞形成静息电位,骨骼肌处于舒张状态。
18.(1)效应器
(2) 突触小泡 B突触后膜
(3)持续兴奋或抑制
(4) c、e 神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜
(5) 不变 减小
【分析】1.兴奋在神经纤维上的传导方式是电信号、局部电流或神经冲动的形式,在神经元之间是通过突触传递的,在突触间传递时经过了电信号→化学信号→电信号的转变过程,需要的时间长,故兴奋在反射弧中的传导速度由突触的数目决定。
2.神经调节的基本方式是反射,反射的结构基础是反射弧,反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分组成。
题图分析,图甲中,传入神经上有神经节,则e表示传入神经,a表示效应器,b表示神经中枢传出神经,c表示神经中枢,f表示感受器,d表示突触;乙图中A表示突触小体、B表示突触后膜;图丙中①表示感受器;②表示传入神经;③表示神经中枢;④表示传出神经;⑤表示突效应器。
【详解】(1)图甲表示反射弧的结构,由于e上有神经节,为传入神经,因此,a表示的是效应器。
(2)GABA在突触前神经细胞内合成后,储存在突触小体的突触小泡内,避免被相关的酶分解。当兴奋抵达神经末梢时,突触小泡内的GABA释放,并与突触后膜上的受体结合,即图乙中B突触后膜上的受体发生特异性结合,进而引起突触后膜的离子通透性发生改变,实现兴奋的传递。
(3)若某种药物能够阻止神经递质的分解,将此药物放在图丙中d点与c点间的突触间隙处,在d处施加适宜刺激,由于药物抑制了神经递质的分解,则在d处给与适宜刺激后,突触前膜会释放神经递质,经过突触间隙作用于突触后膜,但由于神经递质不再被分解,则c所在的神经元会由于神经递质的多次作用而发生持续兴奋或抑制。
(4)在图丙d处施加一个有效的刺激,接受刺激后,引起钠离子大量内流,引起兴奋部位产生动作电位,此时表现为外负内正,即膜外的电位由正变负,若某处兴奋后则该神经元上会处处兴奋,同时会沿着轴突传递到下一个神经元,据此图中还能发生此变化的部位是c、e,由于神经递质只能由突触前膜释放,通过突触间隙作用于突触后膜,而不能反向传递,因此兴奋在图乙即突触中的传递是单向的。
(5)若将图丙中三个神经细胞置于相当于细胞外液的溶液(溶液S)中。适当降低溶液S中的Na+浓度,即细胞外液钠离子浓度降低,静息电位的产生是钾离子外流产生的,动作电位是由于钠离子内流产生的,因此外界环境中钠离子浓度降低不会引起b点的静息电位改变,故静息电位不变,但在接受强刺激时,由于内流的钠离子减少,因此,动作电位将减小,即若给b点一个强刺激,动作电位将减小。
【点睛】熟知反射弧的结构和特点是解答本题的关键,正确分析图示的信息是解答本题的前提,掌握静息电位和动作电位的产生以及兴奋传递的方向是解答本题的另一关键。
19.(1) 神经冲动 神经递质
(2)阴影刺激组小鼠在有阴影刺激时的VTA区GABA能神经元活性始终高于非阴影刺激组的(阴影刺激后阴影刺激组小鼠VTA区GABA能神经元活性迅速上升),并且在神经元活性达到峰值后,小鼠立即发生逃跑行为
(3) BC F D H
【分析】静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,因此形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式传递下去,但在神经元之间以神经递质的形式传递。
【详解】(1)圆盘产生的阴影刺激小鼠视网膜感受器,引起视神经细胞产生神经冲动,神经冲动传至神经末梢后,突触前膜释放神经递质作用于突触后膜上的受体,最终使小鼠产生逃跑至遮蔽物中的防御行为。
(2)对比图2中两条曲线可知,阴影刺激组小鼠在有阴影刺激时的VTA区GABA能神经元活性始终高于非阴影刺激组的(阴影刺激后阴影刺激组小鼠VTA区GABA能神经元活性迅速上升),并且在神经元活性达到峰值后,小鼠立即发生逃跑行为,据此推测阴影刺激通过激活VTA区GABA能神经元进而使小鼠产生逃跑行为。
(3)蓝光刺激光敏蛋白C会导致Na+内流,使有关神经元兴奋,黄光刺激光敏蛋白N会导致Cl-内流,使有关神经元不易兴奋。要根据题述技术(通过特定波长的光刺激来调控神经元活动)设计实验进一步证实VTA区GABA能神经元的激活是使小鼠产生逃跑行为的必要条件,则实验组中的一组应是在没有阴影刺激但GABA能神经元被激活的情况下,小鼠产生逃跑行为;另一组应是在有阴影刺激(C)但GABA能神经元未被激活的情况下,小鼠未产生逃跑行为。则根据表格中实验组一的实验条件和实验结果可知,实验组一的实验动物应是VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白N的小鼠(B),实验条件为进行黄光和有阴影刺激。根据实验组二的实验动物可知,实验组二应进行蓝光(F)和无阴影刺激(D),结果为小鼠迅速逃跑躲避(H)。
20.(1) 电信号/神经冲动/局部电流 神经递质
(2) 下丘脑—垂体—肾上腺皮质 糖皮质激素受体
(3) 囊泡蛋白簇与突触前膜蛋白簇 突触后膜持续性兴奋
(4) 切除肾上腺皮质后 等量糖皮质激素 A组5-羟色胺含量明显高于B、C组
【分析】如图1所示,情绪压力作用于下丘脑,下丘脑产生兴奋通过神经元传递到脊髓,再由脊髓通过传出神经传递到肾上腺髓质,使肾上腺髓质分泌肾上腺素,产生短期压力效应;情绪压力作用于下丘脑,下丘脑产生的激素a作用于垂体,使垂体产生激素b,激素b作用于肾上腺皮质,使肾上腺皮质产生糖皮质激素,最终出现长期压力效应。
如图2所示,当神经冲动传递至轴突末梢时,Ca2+通道打开,Ca2+内流,突触小泡上的囊泡蛋白簇与突触前膜蛋白簇结合,突触小泡与突触前膜融合释放5-羟色胺,5-羟色胺与突触后膜上的受体结合,突触后膜上Na+通道开放,Na+内流,发挥完作用的5-羟色胺通过突触前膜上的载体蛋白重新回到突触前膜,进入突触小泡中。
【详解】(1)传出神经末梢及其支配的肾上腺髓质是该反射弧的效应器,在传出神经元上,兴奋以电信号的形式传导,传出神经末梢释放神经递质作用于肾上腺髓质使其释放肾上腺素。
(2)由图1可知,肾上腺皮质分泌和释放糖皮质激素是通过“下丘脑-垂体-肾上腺皮质”进行调节的,与“下丘脑-垂体-甲状腺”用来调节甲状腺激素的机制相同,通过负反馈调节实现激素水平的相对稳定,因此若下丘脑和垂体细胞表面的糖皮质激素受体数量和功能下降,就会导致负反馈调节作用减弱,糖皮质激素水平持续升高。
(3)如图2所示,当神经冲动传递至轴突末梢时,Ca2+通道打开,Ca2+内流,突触小泡上的囊泡蛋白簇与突触前膜蛋白簇结合,突触小泡与突触前膜融合释放5-羟色胺,5-羟色胺与突触后膜上的受体结合,突触后膜上Na+通道开放,Na+内流,发挥完作用的5-羟色胺通过突触前膜上的载体蛋白重新回到突触前膜,进入突触小泡中,突触间隙中5-羟色胺的浓度降低,防止突触后膜持续兴奋。
(4)为验证“糖皮质激素含量升高会导致5-羟色胺含量降低”,实验当以糖皮质激素含量为单一变量,由于糖皮质激素由肾上腺皮质分泌,则不同组的实验小鼠的肾上腺皮质处理应当不同。据题可知C组小鼠保留肾上腺皮质,则A、B组应切除肾上腺皮质,且其中一组切除肾上腺皮质后还应补充一定浓度的糖皮质激素,结合题目则A组切除肾上腺皮质,B组切除肾上腺皮之后注射等量一定浓度的糖皮质激素,C组只做相同的手术切口,所以A组小鼠的糖皮质激素含量显著低于B、C组,因此预期结果为A组5-羟色胺含量明显高于B、C组。
21.(1) 外正内负 神经冲动
(2) 感受器 频率
(3)大脑皮层
(4)在电位计b与骨骼肌之间适当刺激,电位计b出现电位波动,左后肢屈腰,电位计a没有波动
(5)药物阻止神经递质的释放药物与突触后膜上特异性受体结合,阻碍其与神经递质结合
【分析】1.神经纤维静息状态时,主要表现 K+外流(导致膜外阳离子多),产生外正内负的膜电位,该电位叫静息电位。兴奋时, 主要表现Na+内流(导致膜内阳离子多),产生一次内正外负的膜电位变化。神经元的兴奋部位和未兴奋部位之间由于存在电势差而形成局部电流,局部电流又刺激临近未兴奋部位产生一次兴奋。
2.神经元之间的信息传递过程:当神经末梢有神经冲动传来时,突触前膜内的突触小泡受到刺激,释放神经递质。神经递质经扩散通过突触间隙,与突触后膜上的特异性受体结合,引发突触后膜电位变化,然后神经递质被酶分解或被突触前膜回收。
(1)
神经纤维在未受到刺激时表现为静息电位,其特点是外正内负,受到刺激时产生的可传导的兴奋称为神经冲动。
(2)
不同类型的刺激引起不同类型的感觉,原因是不同反射弧中感受器不同;不同强度的刺激通过改变传入神经上电信号的频率,导致感觉强度的差异。
(3)
人类的所有感觉均在大脑皮层形成,当给某部位受损的人热刺激时,可在整个传入通路中记录到正常电信号,但未产生感觉,其受损的部位是大脑皮层。
(4)
兴奋在神经元之间单向传递,只能由突触前膜形成突触小泡经胞吐方式分泌到突触间隙,与突触后膜的受体蛋白结合,引起下一个神经细胞兴奋或抑制,因此刺激电位计a与骨骼肌之间的传出神经,观察到电位计b有电位波动和左后肢屈腿,电位计a未出现电位波动。
(5)
灌注某种药物后a电位计能记录到电位波形,在b电位计能记录到电位波形,说明该药物并非抑制神经纤维膜上电压门控钠离子通道,而是抑制突触兴奋的传递,因此该药物的作用可能是使突触前膜释放的递质不能与突触后膜上的特异性受体结合,也可能是使突触前膜不能释放递质。

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