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专题18
神经调节
神经调节的机制
1、中枢神经系统中枢神经系统包括脑和脊髓。机体绝大多数神经元都存在与中枢神经系统内部，数以亿计的神经元通过它们众多的突起彼此互相联系，形成了中枢神经系统内部复杂的神经元网络。神经元之间不同的联系方式对信息传递产生不同的作用。神经元之间复杂而广泛的网络联系，有利于对不同信息进行分析整合。
2、周围神经系统周围神经系统包括脑神经、脊神经和植物性神经。周围神经系统的主要成分是神经纤维。周围神经系统根据神经纤维的功能（或信息传播方向）不同分为感觉纤维（或传入纤维）和运动纤维（或传出纤维）；感觉纤维和运动纤维混合在一起的叫做混合性纤维。感觉纤维与感受器相联系，负责将外周感觉信息传入中枢；运动纤维与效应器相联系，负责将中枢整合的信息传出来支配相应器活动。
①脑神经是从脑的不同部位发出来的。人的脑神经左右对称共有12对，它们的主要功能是管理头面部的感觉和运动、颈部和肩部的骨骼肌及胸腔、腹腔的内脏活动。
②脊髓的上端与脑干的延髓相连。由脊髓发出的脊神经共31对。脊神经主要分布于躯干和四肢，管理这些部位的感觉和运动。每一对脊神经都由前根和后根在椎间孔处会合而成。后根由脊神经节内感觉神经元的中枢突组成，是感觉纤维。感觉神经元的周围突随脊神经分布于身体各处，形成感觉神经末梢感受刺激，并将感觉的信息传入脊髓中枢。前根由脊髓内运动神经元的轴突组成，轴突随脊神经分不到身体的肌肉和腺体；前根神经纤维是运动纤维，负责将中枢的运动信息传出来控制肌肉的收缩和腺体的分泌。
③植物性神经植物性神经系统是管理内脏、血管和腺体的传出神经，由交感神经和副交感神经两部分组成。机体的绝大多数器官同时受交感神经和副交感神经双重支配，两种神经对统一器官的生理作用一般是相反对立的。例如，交感神经兴奋使心率加快、血压升高；副交感神经兴奋使心率减慢、血压降低。两种生理作用相反的神经共同调节同一个器官活动，可使器官做出的反应活动更精确，更能适应外界环境的变化。植物性神经的活动一般不受意志支配。
2017北京，29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区传入纤维施以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，以干扰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____________水平揭示了学习、记忆的一种可能机制，为后续研究提供了理论基础。
【答案】（1）神经递质（2）易化扩散/协助扩散
钙调蛋白
空间结构（3）①Ⅱ
②C、B
③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
（4）细胞和分子
答题思路
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。
【考点】神经调节，实验分析
【点拨】本题通过研究学习、记忆的一种可能机制，考查神经调节和实验设计与分析相关知识，要求考生能从图中获取有效信息进而判断相关过程变化，明确实验设计的对照原则和单一变量原则是解答此题的关键。
【命题意图】本题以实验形式考查神经调节相关知识，要求学生熟练运用相关知识，从图中获取有效信息进而判断相关过程变化，明确实验设计的对照原则和单一变量原则。
【命题规律】通常以实验形式考查兴奋在神经纤维的传导和突触的传递。
【方法点拨】1.兴奋在神经纤维上传导过程
2.兴奋在神经元之间传递过程
3.兴奋传导与电流表指针偏转问题分析
(1)在神经纤维上
①刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋，电流表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点(bc＝cd)，b点和d点同时兴奋，电流表指针不发生偏转。
(2)在神经元之间(ab＝bd)
①刺激b点，由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度，a点先兴奋，d点后兴奋，电流表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点，兴奋不能传至a点，a点不兴奋，d点可兴奋，电流表指针只发生一次偏转。
1．【2017年海南卷，13】下列与人体神经调节有关的叙述，错误的是（　　）
A．缺氧不影响肽类神经递质的合成与释放
B．肌肉细胞的细胞膜上有神经递质的受体
C．神经纤维上的电信号可引起突触前膜释放神经递质
D．神经递质可将突触前神经元的兴奋传递给突触后神经元
【答案】A
2．【2017年江苏卷，8】下图为突触结构示意图，下列相关叙述正确的是（　　）
　　　　　　　　　　　　
A．结构①为神经递质与受体结合提供能量
B．当兴奋传导到③时，膜电位由内正外负变为内负外正
C．递质经②的转运和③的主动运输释放至突触间隙
D．结构④膜电位的变化与其选择透过性密切相关
【答案】D
【解析】结构①是线粒体，为生物体生命活动提供能量，但神经递质与受体结合不消耗能量，A错误；③是突触前膜，当其兴奋时，膜电位由外正内负变为外负内正，B错误；神经递质通过突触前膜的方式是胞吐，C错误；结构④是突触后膜，膜电位变化是由Na+大量内流引起的，方式是协助扩散，体现了膜的选择透过性，D正确。
3．【2017年海南卷，15】下列关于人体中枢神经系统的叙述，错误的是（　　）
A．小脑损伤可导致身体平衡失调
B．人的中枢神经系统包括脑和脊髓
C．大脑皮层具有躯体感觉区和运动区
D．下丘脑参与神经调节而不参与体液调节
【答案】D
4．【2016年上海卷，7】经过灯光刺激与食物多次结合，建立狗唾液分泌条件反射后，下列操作不能使该反射消退的是（　　）
A．灯光刺激+食物
B．仅食物
C．声音刺激+食物
D．仅灯光刺激
【答案】A
【解析】灯光刺激+食物可以强化该反射，而不会使该反射消失。
5．【2016年海南卷，19】下列与动物体内K+、Na+等有关的叙述，错误的是（　　）
A．NaCl中Na+参与血浆渗透压形成而Cl-不参与
B．产生和维持神经细胞静息电位主要与K+有关
C．兴奋沿神经纤维传导时细胞膜外Na+大量内流
D．Na+从红细胞外运入红细胞内的过程属于被动运
输
【答案】A
【解析】血浆渗透压与血浆蛋白和无机盐离子浓度有关，A项错误；产生和维持神经细胞静息电位主要与K+有关，兴奋沿神经纤维传导时细胞膜外Na+大量内流，产生动作电位，Na+从红细胞外顺浓度运入红细胞内的过程属于被动运输。BCD项正确。
6．【湖南省长沙市长郡中学2017届高三下学期临考冲刺训练理科综合试题生物试题】筒箭毒素（有效成分是被称为d-管箭毒碱的一种氨碱物质）具有阻断脊椎动物神经肌肉节点的作用从而使骨骼肌松弛。研究认为是由于d-管箭毒碱与乙酰胆碱发生竞争性的抗拮作用，抑制了兴奋的传导，而新斯的明（一种药物）能抑制突触间隙乙酰胆碱酶的活性，可用于箭毒的治疗。回答下列问题
（1）骨骼肌受运动神经支配，当神经冲动沿神经纤维传到突触前膜时，会使突触前膜上的电位变为_____________，从而使__________移向突触前膜并释放神经递质。
（2）筒箭毒素能竞争性地和突触后膜上的乙酰胆碱受体结合，引起肌肉松弛，某同学为了验证这一结论，将大鼠的坐骨神经和肌肉置于生理盐水中，加入一定浓度的筒箭毒素；刺激神经，使肌肉松弛，然后再加入适宜浓度的__________；再次刺激神经，若肌肉__________（填“松弛”或“收缩”），则能验证这一结论，其原理是_______________________________。
【答案】
（1）
外负内正
突触小泡
（2）
新斯的明
收缩
新斯的明使突触间隙乙酰胆碱的浓度增加，导致筒箭毒素与乙酰胆碱受体结合的几率减小，抑制作用减弱或消除，从而引起肌肉收缩
（2）根据题干信息“筒箭毒素能竞争性地和突触后膜上的乙酰胆碱受体结合，引起肌肉松弛，而药物——新斯的明能抑制乙酰胆碱酶的活性”，将大鼠的坐骨神经和肌肉置于生理盐水中，加入一定浓度的筒箭毒素，刺激神经，使肌肉松弛；然后再加入适宜浓度的新斯的明，再次刺激神经，由于释放的乙酰胆碱没有乙酰胆碱酶分解，乙酰胆碱与筒箭毒素竞争同一受体的能力增强，所以肌肉收缩。
7．【内蒙古鄂尔多斯一中2017届高三下学期第七次模拟考试理综生物试题】图甲为某反射弧示意图；图乙表示兴奋在丁、戊两个神经元之间传递的过程，H表示物质；图丙表示图甲中②点在受到适宜刺激后动作电位的产生和恢复过程。请据图回答下列问题
（1）图甲中，电流刺激E，可观察到A发生运动反应若在①处用电流刺激神经纤维，A有反应而E无反应。由此表明E为反射弧中的__________________结构。
（2）图乙中，若F、G之间距离等于G、I之间距离，刺激G处，电流表①与电流表③相比，电流表______（填“①/③”）的反应滞后，原因是____________________________。若刺激I处，电流表②偏转的次数为__________次。
（3）图乙中H为_____________，会通过______________信号的转化引起戊神经元兴奋。
（4）据图丙分析，以下叙述错误的是___________（多选）。
A．b时刻Na+通道大量开放，膜外Na+大量涌入膜内
B．a—c段形成有关离子的跨膜运输不需要消耗ATP。
C．若神经细胞生活的内环境中Na+数量减少，c点将上升，静息电位不变
D．c时刻膜两侧的电位为外正内负
【答案】（1）
感受器
（2）
③
兴奋在突触中的传递要比在神经纤维上的传递速度慢，所需时间长
1（3）
神经递质
化学信号→电信号
CD
（2）由于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，因此刺激G处时，电流表①与电流表③相比，电流表③的反应滞后。由于兴奋在神经元之间的传递是单向的，所以刺激I处，电流表②偏转的次数为1次。
（3）图乙中H是丁神经元的轴突末端释放的神经递质，属于化学信号，特异性的作用于突触后膜，引起突触后膜产生电信号，从而引起戊神经元兴奋。
（4）图丙中，b处于静息电位变为动作电位的过程中，是钠离子的大量内流引起的，A正确；a—c段钠离子的内流不需要消耗ATP，B正确；如果神经细胞生活的内环境中Na+数量减少，c点将下降，静息电位也会发生改变，C错误；c时刻为动作电位，膜两侧的电位为外负内正，D错误。
8．【云南省昆明市第一中学2017届高中新课标高三第五次二轮复习检测理科综合卷生物部分】氨基丁酸（GABA）作为哺乳动物中枢神经系统中广泛分布的神经递质，其作用机理如图所示（图1表示GABA正由突触前膜释放，图2
为图1中突触后膜的局部放大）
请回答下列有关问题
（1）哺乳动物的中枢神经系统包括__________________。图1中表示的内环境组成部分是_____________。
（2）当兴奋到达突触小体时，发生的信号转变是________________________。突触前膜释放GABA，直接提供能量的物质是____________________。
（3）由图2可知，GABA受体实际上也是横跨突触后膜的_______________通道，当GABA作用于突触后膜时，突触后膜对Cl-的通透性__________________，此时膜内外电位表现为______________，膜两侧的电位差_________（填“未发生”或“发生”）变化。
（4）突触后膜除了可以是神经细胞的细胞膜外，还可以是_________________________细胞的细胞膜。
【答案】（1）
脑和脊髓
组织液
（2）
电信号到化学信号
ATP中的活跃化学能
（3）Clˉ
增大
内负外正
发生
（4）肌肉或腺体
（3）由图2分析可知，GABA的受体同时也是氯离子的运输通道。当GABA作用于突触后膜时，突触后膜对Cl-的通透性增大，则膜内外仍然表现为外正内负，只是膜两侧的电位差变大了，抑制了下一个神经元的兴奋。
（4）突触后膜可以是下一个神经元细胞的树突膜或者胞体膜，也可以是肌肉或腺体的细胞膜。
9．【甘肃省河西五市部分普通高中2017届高三下学期第二次联合考试生物试题】
为探索治疗机体对某种药物依赖的有效途径，我国科研人员进行了如下研究。
(1)将大鼠置于自身给药箱中(如图)。
当大鼠按压非给药杆时指示灯不亮，药泵不给药，按压给药杆时指示灯亮，药泵通过静脉导管向大鼠注射一定量药物。灯亮时，光刺激大鼠视网膜，引起视神经细胞产生___________传至末梢,释放神经递质，作用于突触后膜上的受体。信息传至________________,产生视觉。多次重复训练后，大鼠在_______________________之间建立联系。当单位时间内大鼠按压给药杆的次数达到一定程度时，即可被视为对该药物形成依赖。以下将这种大鼠简称D鼠。
(2)研究发现，D鼠相关脑区内酶A含量和活性均明显升高。为探讨酶A活性对药物依赖的影响，在两组D鼠相关脑区注射酶A活性抑制剂或生理盐水后，再分别放入自身给药箱，记录单位时间内两组D鼠_____________________________。与对照组相比,若抑制剂组的D鼠___________________，则表明抑制酶A的活性可以降低D鼠对药物的依赖。
(3)研究者设计了一种能与编码酶A的mRNA互补结合的含22个核苷酸的RNA，它能进入细胞，促进编码酶A的mRNA降解。将这种小RNA用溶剂M溶解后，注射到D鼠相关脑区，引起酶A含量明显下降，D鼠对药物的依赖降低。进行本实验时，要同时进行一个对照处理，将一段小RNA用_______________
(填“生理盐水”或“蒸馏水”或“溶剂M”)溶解，注射到D鼠的相关脑区。这段小RNA的最佳设计为与实验组使用的小RNA相比，其核苷酸的__________
(多选,只填序号)。
a．种类相同　
b．种类不同　
c．数目相同
d．数目不同　
e．序列完全相同　
f．序列完全不同
若此对照组D鼠相关脑区内酶A含量无明显变化，则可以证明_____________等因素对实验组结果无影响。
【答案】
（1）
神经冲动/兴奋
视中枢
光信号与给药
（2）按压给药杆的次数
按压给药杆次数明显少
（3）
溶剂M
a、c、f
溶剂M、不能和编码酶A的mRNA形成互补结合的小RNA、给药方法
（2）从题干中获取有效信息，设置实验组和对照组的相应实验处理方法，检测实验结果．因为按压给药杆时指示灯会亮，故实验结果检测单位时间内按压给药杆的次数，因为抑制剂会抑制酶A的活性，所以实验组小鼠体内酶A含量较对照组低。
（3）从题干中获取有效信息，按照单一变量原则，对照组和实验组的溶剂都用溶剂M。在RNA干扰实验中只有与酶A的mRNA序列互补的小RNA才能相互结合发挥作用，故对照组的小RNA应选择核苷酸种类和数量完全相同而序列完全不同。若此对照组D鼠相关脑区内酶A含量无明显变化，则可以证明溶剂M及小RNA中核苷酸的种类和数量等因素对实验组结果无影响。
10．【江西省重点中学协作体2017届高三第二次联考理综-生物试题】
由于神经元特殊的连接方式，神经中枢引起的兴奋可能并不会立即消失，而会延续一段时间。下图甲为中枢神经元之间的一种连接方式，图中各结构均正常，M和N为连接在神经元表面上的电流计；图乙是将蟾蜍的神经元浸浴在由低至高的三种浓度氯化钠溶液中，然后给予相同的剌激，记录的膜电位变化。请据图回答
（1）突触小体是神经元的___________未梢经多次分支，最后在每个小枝的未端形成的杯状或球状结构。其释放的神经递质除能作用于下一个神经元外，在特定情况下，也能使肌肉收缩和________________。
（2）若在图甲A处给予一个适宜的剌激，M的指针发生偏转，而N的指针未发生偏转，推测最可能的原因是________________________________；若N的指针偏转。则其偏转次数的情况是________________。(填“一次”、“
二次”或“多次”)
（3）图乙实验的结果说明
________________________。
（4）河豚毒素能与细胞膜上的糖蛋白发生结合。先用河豚毒素处理神经细胞，一段时间后再将神经细胞移至高浓度氯化钠溶液中，给予足够刺激，结果膜电位变化大幅下降。分析原因是_________________________________________。
【答案】（1）
轴突
（某些）腺体分泌
（2）
A处神经元释放的是抑制性递质
多次
（3）动作电位的大小与膜外钠离子浓度（或膜两侧钠离子浓度差）有关
（4）河豚毒素与构成钠离子通道的糖蛋白结合后导致蛋白质结构改变，影响钠离子内流。
(或钠离子内流依靠细胞膜上的特殊通道）
【解析】（1）突触小体是轴突未梢的膨大。其释放的神经递质除能作用于下一个神经元外，在特定情况下，也能使肌肉收缩和（某些）腺体分泌。
（3）图乙实验的结果说明动作电位的大小与膜外钠离子浓度（或膜两侧钠离子浓度差）有关，膜外钠离子浓度越大，则动作电位越大。
（4）先用河豚毒素处理神经细胞，一段时间后再将神经细胞移至高浓度氯化钠溶液中，给予足够刺激，结果膜电位变化大幅下降。说明河豚毒素与构成钠离子通道的糖蛋白结合后导致蛋白质结构改变，阻碍了钠离子内流。
(或钠离子内流依靠细胞膜上的特殊通道）。
11．【2017届江西省赣州市高三第二次模拟考试理科综合生物试卷】吸食毒品会导致人体相关生理功能障碍，甲图为毒品可卡因对人脑部神经冲动传递的影响；乙表为研究人员对可卡因等阿片类毒品的吸食者进行相关激素及T细胞检测的结果与健康人的对比情况。请回答下列问题
(1)由甲图可知，当多巴胺与特异性______________结合后，可将信息传递给下一个神经元。在突触结构中的__________________上有回收多巴胺的转运蛋白，而可卡因会__________(填“促进”、“阻碍”或“不影响”）多巴胺的回收。
(2)乙表数据显示吸毒者的性激素含量明显低于健康者，推测可能是吸毒者的性腺功能受损或促性腺激素分泌减少所致；为了探究到底是其中的哪一种原因，可将吸毒者体内___________的量补充到正常水平，一段时间后测定其体内性激素的含量，与健康者进行比较。
(3)据乙表分析，吸毒者容易受细菌、病毒感染而患病的原因是_______________________。
【答案】（1）
受体
突触前膜
阻碍
（2）促性腺激素
（3）
T细胞减少使细胞免疫（和体液免疫）受损
（2）要进一步确认是否性腺受损，可将吸毒者体内的促性腺激素含量增加到健康者水平，一段时间后，测定吸毒者体内的性激素含量，并与健康者体内的含量进行比较，则可进一步确定性腺功能是否受损。
（3）据乙表分析，吸毒者会出现T淋巴细胞总数下降，说明吸毒者细胞免疫（和体液免疫）受损，导致容易受细菌、病毒感染而患病。

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