資源簡介

高考生物一輪專題知識梳理
第23講　神經調節
課標解讀 核心素養
1.概述神經調節的結構基礎和調節過程 2.闡明神經沖動的產生、傳導和傳遞 3.分析低級神經中樞和高級神經中樞相互聯系、相互協調,共同維持機體的穩態 4.舉例說明中樞神經系統通過自主神經來調節內臟的活動 5.簡述人腦的高級功能 生命觀念 通過分析反射弧各部分結構的破壞對功能的影響,建立結構與功能相統一的觀點
科學思維 通過研究反射弧的結構模型及分析膜電位變化的曲線,學會建立模型
科學探究 通過實驗膜電位的測量及反射弧中興奮傳導特點的實驗探究,提升實驗設計及對實驗結果分析的能力
社會責任 通過理解毒品對神經系統的危害,形成遠離毒品的社會責任感
考點一　神經系統的結構基礎
1.神經系統的基本結構。
(1)中樞神經系統。
項目 功能
腦 大腦 包括左右兩個大腦半球,表面是大腦皮層,大腦皮層是調節機體活動的最高級中樞,其中有語言、聽覺、視覺、運動等高級中樞
小腦 協調運動,維持身體平衡
下丘腦 腦的重要組成部分,其中有體溫調節中樞、水平衡的調節中樞等,還與生物節律等的控制有關
腦干 是連接脊髓和腦其他部分的重要通路,有許多維持生命的必要中樞,如調節呼吸、心臟功能的基本活動中樞
脊髓 是腦與軀干、內臟之間的聯系通路,它是調節運動的低級中樞
(2)外周神經系統。
提醒　內臟運動神經不受意識支配。
(3)自主神經系統。
①概念:支配內臟、血管和腺體的傳出神經,它們的活動不受意識支配,稱為自主神經系統。
②組成與功能。
2.組成神經系統的細胞。
(1)神經元(神經細胞)。
(2)神經膠質細胞。
①廣泛分布于神經元之間,其數量為神經元數量的10~50倍。
②具有支持、保護、營養和修復神經元等多種功能。
③在外周神經系統中,神經膠質細胞參與構成神經纖維表面的髓鞘。
3.反射和反射弧。
(1)神經調節的基本方式——反射。
①概念:在中樞神經系統的參與下,機體對內外刺激所產生的規律性應答反應。
②發生條件:a.反射弧的完整性;b.適宜的刺激(刺激種類和強度)。
(2)反射弧。
提醒　①反射活動需要經過完整的反射弧來實現。反射弧中任何環節在結構、功能上受損,反射就不能完成。
②直接刺激傳出神經或效應器引起肌肉收縮,不屬于反射。
③反射的進行需要接受適宜強度的刺激,刺激過弱或過強,將導致反射活動無法進行。
④一個完整的反射活動的完成至少需要兩個神經元,如膝跳反射。
(3)條件反射與非條件反射的比較。
正誤判斷
(1)脊髓是調節運動的低級中樞,與其相連的是脊神經。 (√)
(2)神經膠質細胞對神經元有輔助作用,參與構成神經纖維表面的髓鞘。 (√)
(3)感受器通常是指感覺神經末梢,效應器指運動神經末梢。 (×)
(4)刺激支配肌肉的神經,引起該肌肉收縮的過程屬于反射。 (×)
(5)縮手反射和膝跳反射都屬于非條件反射,不需要大腦皮層的參與。 (√)
教材微點
1.(選擇性必修1 P17“圖2-1”)呼吸不受意識支配,人無法控制自己的呼吸。這一說法科學嗎 說出你的理由。
提示　不科學。呼吸受大腦的控制,如人可以屏住呼吸。
2.(選擇性必修1 P21“生物科技進展”)神經發生主要包括哪些過程 影響神經發生的因素有哪些
提示　神經發生主要包括細胞增殖、分化、遷移和存活等。神經發生主要受多種激素、生長因子和環境及社會多種因素的影響。
長句突破
1.(事實概述)在醫院醫務室護士給病人做皮試,當注射器的針扎向病人的手腕時,小孩馬上做出縮手反射,而成年人卻能放松手部肌肉而不發生縮手反射,說明低級神經中樞要受到高級神經中樞的控制。
2.(科學思維)若直接用電極刺激脊神經節處,會引起肌肉收縮。此過程不屬于(填“屬于”或“不屬于”)反射,原因是反射弧不完整。
3.(生命觀念)在“望梅止渴”這種反射中,效應器是傳出神經末梢及其支配的唾液腺。
1.歸納分析反射弧各部分結構的破壞對功能的影響。
圖示 興奮傳導 結構本質 結構破壞對 功能的影響
感受器 傳入神經 神經中樞 傳出神經 效應器 一般是神經組織末梢的特殊結構 既無感覺 又無效應
感覺神經元
調節某一特定生理功能的神經元群
運動神經元 只有感覺 無效應
傳出神經末梢和它所支配的肌肉或腺體等
2.反射弧中傳入神經和傳出神經的判斷。
根據以上方法,可以判斷出A為感受器,B為傳入神經,C為神經中樞,D為傳出神經,E為效應器。
角度一 圍繞神經系統的基本結構,考查理解能力
1.(2023·遼寧模擬)如圖為人體不同類型的神經元結構模式圖,下列敘述正確的是 (　　)
A.3種神經元形態相似,都由細胞體、樹突、軸突組成,樹突通常短而粗,用來接受信息并將其傳向其他神經元、肌肉或腺體
B.3種神經元和神經膠質細胞一樣,基本結構都包括細胞膜、細胞質和細胞核,功能也相同
C.3種神經元的軸突可聚集成束,外包包膜,構成一條神經
D.3種神經元盡管突起數量不同,但末端形成的神經末梢分布于全身各處
解析　神經元按突起的數目可以分成假單極神經元、雙極神經元和多極神經元。由圖可知,3種神經元形態不同,但都由細胞體、樹突和軸突三部分組成,樹突用來接受信息并將其傳導到細胞體,A項錯誤;圖中3種神經元基本結構都包括細胞膜、細胞質和細胞核,但功能不相同,B項錯誤;神經元的軸突先需要構成神經纖維,之后許多神經纖維集結成束,最后外面包上一層包膜,才成為一條神經,C項錯誤;圖中3種神經元盡管突起數量不同,但神經纖維末端的細小分支(神經末梢)分布到全身各處,D項正確。
答案　D
2.(不定項)為研究交感神經和副交感神經對心臟的支配作用,分別測定狗在正常情況、阻斷副交感神經和阻斷交感神經后的心率,結果如下表所示。下列分析正確的是 (　　)
實驗處理 心率(次/分)
正常情況 90
阻斷副交感神經 180
阻斷交感神經 70
A.副交感神經興奮引起心臟搏動減慢
B.對心臟支配占優勢的是副交感神經
C.交感神經和副交感神經的作用是相互拮抗的
D.正常情況下,交感神經和副交感神經均處于工作狀態
解析　分析題表可知,阻斷副交感神經后心率大幅度提高,說明副交感神經對心臟搏動起抑制作用,A項正確;阻斷副交感神經后心率大幅度提高,阻斷交感神經后心率降低的變化相對并不明顯,即對心臟支配占優勢的是副交感神經,B項正確;副交感神經與交感神經的作用相互拮抗,C項正確;阻斷交感神經和阻斷副交感神經,心率均有變化,說明正常情況下副交感神經與交感神經均處于工作狀態,D項正確。
答案　ABCD
角度二 圍繞反射弧的組成與功能,考查科學思維與科學探究能力
3.(2023·青島模擬)如圖表示某高等動物的反射弧,下列敘述正確的是 (　　)
A.圖中①是神經中樞,②是傳出神經,③是傳入神經
B.圖①受到破壞,刺激③仍能引起反射活動
C.刺激③時,能引起結構⑤產生反應
D.④包括傳出神經末梢和它所支配的肌肉或腺體等
解析　根據神經節的位置可知,題圖中①是神經中樞,②是傳入神經,③是傳出神經,A項錯誤;若①受到破壞,反射弧不完整,刺激③(傳出神經)結構④(效應器)能產生反應,但該過程不是反射,B項錯誤;刺激③(傳出神經)不能引起結構⑤(感受器)發生反應,C項錯誤;結構④(效應器)在組成上包括傳出神經末梢及其所支配的肌肉或腺體等,D項正確。
答案　D
4.為研究動物反射弧的結構和功能,研究人員利用脊蛙(剪除腦、保留脊髓的蛙)進行了如下實驗。
實驗一:用1%的硫酸溶液刺激左側后肢趾部皮膚,左側后肢出現屈腿反射;
實驗二:去除左側后肢趾部皮膚,重復實驗一,左側后肢不出現屈腿反射;
實驗三:破壞脊蛙的脊髓,重復實驗一,左側后肢不出現屈腿反射。
下列關于該實驗的敘述錯誤的是 (　　)
A.實驗一中反射活動的完成需要完整的反射弧
B.實驗二不出現屈腿反射的原因是感受器被破壞
C.若實驗前不剪除腦將觀察不到蛙的屈腿反射
D.該實驗表明脊髓可以不依賴于大腦完成某些反射
解析　反射弧完整是出現反射活動的必要條件,A項正確;皮膚中有感受外界刺激的感受器,實驗二去除皮膚后,不出現屈腿反射的原因是感受器被破壞,B項正確;屈腿反射中樞在脊髓,所以即使實驗前不剪除腦也能觀察到蛙的屈腿反射,破壞腦只是排除高級中樞調控的干擾,C項錯誤;根據實驗一與實驗三的對照可知,屈腿反射中樞在脊髓,不需要大腦的參與,所以該實驗表明脊髓可以不依賴于大腦完成某些反射,D項正確。
答案　C
角度三 借助條件反射與非條件反射的判斷,考查理解能力和科學探究能力
5.(2023·汕頭模擬)給狗喂食,狗會分泌唾液,這是非條件反射,食物是非條件刺激。給狗聽鈴聲而不喂食,狗不會分泌唾液。如果每次給狗喂食前先讓狗聽到鈴聲,然后再立即喂食,重復此方式若干次,一段時間后,當鈴聲單獨出現,狗也會分泌唾液,這是條件反射的建立過程。下列敘述不正確的是 (　　)
A.條件反射是建立在非條件反射的基礎上的
B.狗聽到鈴聲會分泌唾液需要食物的強化
C.給狗喂食,狗會分泌唾液需要大腦皮層的參與
D.鈴聲反復單獨出現而沒有喂食,則唾液分泌量會逐漸減少
解析　條件反射是在非條件反射的基礎上通過學習和訓練而建立的,A項正確;條件反射建立之后要維持下去,還需要非條件刺激的強化,否則條件反射會消失,B項正確;給狗喂食,狗會分泌唾液,這是非條件反射,只需要低級神經中樞的參與,而不需要大腦皮層的參與,C項錯誤;鈴聲反復單獨出現而沒有喂食,則唾液分泌量會逐漸減少,D項正確。
答案　C
6.(2023·大連模擬)科研人員用脊蛙(除去大腦的青蛙)為材料,用蘸有低濃度硫酸的紙片涂抹脊蛙腹部皮膚,脊蛙受刺激后會用后肢去撓被涂抹部位,這就是搔扒反射,請回答與此相關的下列問題:
(1)搔扒反射屬于　　　　(填“條件”或“非條件”)反射,反射是指在中樞神經系統的參與下,　　　　　　　　。
(2)有效刺激搔扒反射的傳入神經(反射弧其余結構均正常)　　　　(填“會”或“不會”)引起后肢運動;該過程　　　　(填“屬于”或“不屬于”)反射活動。
(3)現從該脊蛙的脊髓一側剝離出一根完整的神經(剝離時保證其反射弧結構的完整性),如何通過實驗來判斷它是傳入神經還是傳出神經,請寫出實驗設計思路、預期結果及結論。
解析　(1)由于脊蛙已經去掉大腦,故其能完成的均為低級中樞脊髓控制的反射活動,即非條件反射。反射是指在中樞神經系統的參與下,機體對內外刺激所產生的規律性應答反應。(2)由于反射弧的結構未受損,因此刺激傳入神經會引起效應器效應。但該過程未經過完整的反射弧,故不屬于反射活動。(3)將該條神經從中部剪斷,分別刺激外周端(遠離中樞的部分)和中樞端(靠近中樞的部分),若刺激外周端產生效應,而刺激中樞端無效應,則該神經為傳出神經,反之為傳入神經。
答案　(1)非條件　機體對內外刺激所產生的規律性應答反應　(2)會　不屬于　(3)實驗設計思路:將該條神經從中部剪斷,分別刺激外周端(遠離中樞的部分)和中樞端(靠近中樞的部分),分別觀察效應器是否產生有關效應。預期結果及結論:如果刺激外周端產生效應,刺激中樞端無效應,則該神經為傳出神經,反之為傳入神經。
考點二　神經沖動的產生和傳導
1.興奮在神經纖維上的傳導。
(1)興奮:動物體或人體內的某些組織(如神經組織)或細胞感受外界刺激后,由相對靜止狀態變為顯著活躍狀態的過程。
(2)興奮在神經纖維上的傳導。
①傳導形式:電信號,也稱為神經沖動。
②傳導過程。
2.興奮的傳遞。
(1)突觸的結構和類型。
提醒　突觸小體≠突觸
①組成不同:突觸小體是上一個神經元軸突末端的膨大部分,其上的膜構成突觸前膜,是突觸的一部分;突觸由兩個神經元構成,包括突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜。
②信號轉變不同:在突觸小體上的信號變化為電信號→化學信號;在突觸中完成的信號變化為電信號→化學信號→電信號。
(2)興奮的傳遞過程。
①過程。
②信號變化:電信號化學信號電信號。
(3)神經遞質與受體。
提醒　神經遞質的作用效果有興奮和抑制兩類。當神經遞質作用于突觸后膜時,若能使Na+通道打開,則會引起突觸后神經元的興奮;若不能打開Na+通道,而是提高細胞膜對K+的通透性,尤其是Cl-的通透性,從而導致膜電位外正內負的局面加劇,進而表現為突觸后神經元活動被抑制。
(4)興奮傳遞的特點。
3.濫用興奮劑、吸食毒品的危害。
正誤判斷
(1)膜內的K+通過Na+-K+泵主動運輸排出,導致動作電位的形成。 (×)
(2)神經纖維膜內K+/Na+的比值,動作電位時比靜息電位時高。 (×)
(3)突觸的功能是參與信息的傳遞。 (√)
(4)興奮傳遞過程中,突觸后膜上的信號轉換是電信號→化學信號→電信號。 (×)
(5)神經遞質作用于突觸后膜上,就會使下一個神經元興奮。 (×)
(6)經突觸前膜釋放的神經遞質可與骨骼肌細胞膜上的特異性受體結合。 (√)
(7)在完成反射活動的過程中,興奮在神經纖維上的傳導方向是雙向的,而在突觸處的傳遞方向是單向的。 (×)
(8)突觸前膜釋放神經遞質的過程說明某些小分子物質也可能通過胞吐分泌出細胞。 (√)
(9)神經遞質的釋放和在突觸間隙處的移動都需要消耗能量。 (×)
教材微點
1.(選擇性必修1 P28“正文信息”)興奮在神經纖維上的傳導是否需要消耗ATP 為什么
提示　需要。在動作電位恢復靜息電位的過程中,Na+和K+的主動運輸需要消耗ATP。
2.(選擇性必修1 P29“相關信息”)神經遞質是小分子物質,但仍主要通過胞吐方式釋放到突觸間隙,其意義是什么
提示　短時間內使神經遞質大量釋放,從而有效實現神經興奮的快速傳遞。
3.(選擇性必修1 P29“圖2-8”)若催化分解神經遞質的酶失活,會出現什么情況
提示　神經遞質持續發揮作用,引起突觸后神經元持續興奮或持續抑制。
長句突破
1.(科學思維)用適宜的刺激刺激一個離體神經元的某處,甲同學認為在神經元的特定位置才能測到電位變化,而乙同學認為在神經元的任何部位均可測到電位變化。試問:哪位同學的觀點正確 判斷依據是什么
提示　乙同學的觀點正確。興奮在離體的神經纖維上雙向傳導,刺激神經元上的一處產生興奮,其將傳至整個神經元,故在該神經元任何部位均可測到電位變化。
2.(科學思維)[2019·全國卷Ⅰ,T30(1)]膀胱中的感受器受到刺激后會產生興奮。興奮從一個神經元到另一個神經元的傳遞是單向的,其原因是神經遞質只能由突觸前膜釋放,作用于突觸后膜。
3.(科學思維)神經遞質發揮作用后,不引起突觸后膜持續興奮或抑制的原因是神經遞質發揮作用后迅速被降解或回收。
4.(生命觀念)據圖分析,嗎啡止痛的原理是嗎啡與神經遞質的特異性受體結合,阻礙興奮傳遞到大腦,從而阻礙疼痛的產生。
大腦中的疼痛信號受阻
1.靜息電位和動作電位的產生機制。
(1)靜息電位的產生。
(2)動作電位的產生。
2.膜電位變化曲線解讀。
3.抑制性突觸后電位的產生機制。
(1)電位變化示意圖。
(2)產生機制。
突觸前神經元軸突末梢興奮,引起突觸小泡釋放抑制性遞質,抑制性遞質與后膜受體結合后,提高了后膜對Cl-、K+的通透性,Cl-進細胞或K+出細胞(抑制性突觸后電位的產生主要與Cl-內流有關)。
(3)結果。
使膜內外的電位差變得更大,突觸后膜更難以興奮。
角度一 圍繞興奮的產生原理及其影響因素,考查理解能力
1.(2020·山東卷)聽毛細胞是內耳中的一種頂端具有纖毛的感覺神經細胞。聲音傳遞到內耳中引起聽毛細胞的纖毛發生偏轉,使位于纖毛膜上的K+通道打開,K+內流而產生興奮。興奮通過聽毛細胞底部傳遞到聽覺神經細胞,最終到達大腦皮層產生聽覺。下列說法錯誤的是 (　　)
A.靜息狀態時纖毛膜外的K+濃度低于膜內
B.纖毛膜上的K+內流過程不消耗ATP
C.興奮在聽毛細胞上以電信號的形式傳導
D.聽覺的產生過程不屬于反射
解析　根據題意可知,聽毛細胞受到刺激后使位于纖毛膜上的K+通道打開,K+內流而產生興奮,因此推知靜息狀態時纖毛膜外的K+濃度高于膜內,A項錯誤;纖毛膜上的K+內流方式為協助擴散,協助擴散不消耗細胞代謝產生的ATP,B項正確;興奮在聽毛細胞上以電信號的形式傳導,C項正確;聽覺的產生過程沒有經過完整的反射弧,因此不屬于反射,D項正確。
答案　A
2.在t1、t2、t3時刻分別給予某神經纖維三次強度相同的刺激,測得神經纖維電位變化如圖所示。下列相關敘述正確的是 (　　)
A.t1時的刺激強度過小,無法引起神經纖維上Na+通道打開
B.適當提高細胞內K+濃度,測得的靜息電位可能位于-65~-55 mV
C.t2、t3時的刺激可以累加并引起神經纖維產生動作電位
D.t4后,細胞恢復靜息狀態不需要消耗ATP
解析　t1時刻的刺激可以引起Na+通道打開,但無法產生動作電位,其屬于一種閾下的低強度刺激,A項錯誤;靜息時,神經纖維膜對K+通透性較大,K+外流產生靜息電位,適當提高細胞內K+濃度會增加K+外流,使測得的靜息電位數值變小,絕對值變大,即絕對值可能會大于65 mV,B項錯誤;t4~t5時間段,細胞K+通道打開,K+運出細胞屬于協助擴散,不消耗ATP,但t5后鈉鉀泵吸鉀排鈉,該過程需要消耗ATP,D項錯誤。
答案　C
細胞外液Na+、K+濃度大小與膜電位變化的關系
角度二 圍繞興奮的傳導和傳遞過程及特點,考查科學思維能力
3.(2021·全國乙卷)在神經調節過程中,興奮會在神經纖維上傳導和神經元之間傳遞。下列有關敘述錯誤的是 (　　)
A.興奮從神經元的細胞體傳導至突觸前膜,會引起Na+外流
B.突觸前神經元興奮可引起突觸前膜釋放乙酰膽堿
C.乙酰膽堿是一種神經遞質,在突觸間隙中經擴散到達突觸后膜
D.乙酰膽堿與突觸后膜受體結合,引起突觸后膜電位變化
解析　興奮從神經元的細胞體傳導至突觸前膜的過程中,細胞膜對Na+的通透性增加,Na+內流,A項錯誤,突觸前膜內的突觸小泡受到刺激,會釋放一種化學物質——神經遞質,乙酰膽堿就是一種神經遞質,被釋放的神經遞質經擴散通過細胞間隙,然后與突觸后膜上的特異性受體結合,引發突觸后膜電位變化,B、C、D三項正確。
答案　A
4.(2021·天津卷) 突觸小泡可從細胞質基質攝取神經遞質。當興奮傳導至軸突末梢時,突觸小泡釋放神經遞質到突觸間隙。圖中不能檢測出神經遞質的部位是 (　　)
A.① B.②
C.③ D.④
解析　圖中①是突觸小體,②是突觸小泡,③是突觸間隙,④突觸后神經元。神經遞質在突觸小體內的細胞器中合成,由高爾基體形成的突觸小泡包裹,所以在突觸小體和突觸小泡中都可能檢測到神經遞質,A、B兩項錯誤;突觸小泡和突觸前膜融合后,將神經遞質釋放至突觸間隙,所以在突觸間隙中可以找到神經遞質,C項錯誤;神經遞質與突觸后神經元膜上的受體結合,引起相應電位的改變,沒有進入突觸后神經元,因此在④突觸后神經元中不能找到神經遞質,D項正確。
答案　D
5.(2023·廣東惠州模擬)圖甲表示突觸結構示意圖,圖乙表示受到刺激時神經纖維上的電位變化。下列敘述錯誤的是 (　　)
甲 乙
A.圖甲中a處釋放的神經遞質都能使b處產生如圖乙所示的電位變化
B.圖甲中的a處能完成電信號→化學信號的轉變
C.圖乙中動作電位的形成過程主要由Na+內流造成
D.若將神經纖維置于高K+液體環境中,則圖乙所示膜電位初始值會變化
解析　由于神經遞質由突觸前膜釋放作用于突觸后膜,使下一個神經元產生興奮或抑制,所以a處釋放的神經遞質不一定會使b產生圖乙所示的變化,形成動作電位,A項錯誤;興奮傳導到a處,突觸小體內的突觸小泡釋放神經遞質,作用于b,將興奮傳遞給下一神經元,所以在a處能完成電信號→化學信號的轉變,B項正確;興奮時,神經纖維膜對Na+通透性增加,Na+內流形成動作電位,C項正確;靜息電位的形成與鉀離子的外流有關,若將神經纖維置于高K+液體環境中,鉀離子的外流減少,圖乙所示膜電位初始值變小,D項正確。
答案　A
角度三 通過反射弧中興奮傳導和傳遞的綜合分析,考查科學思維能力
6.(2023·泰安模擬)ACh(乙酰膽堿)是一種神經遞質。實驗人員欲研究ACh濃度與反應時間的關系(簡圖如下),在除去突觸小泡的前提下自①處注入不同濃度的ACh,②處給予恒定刺激,③、④處分別為靈敏感應時間測量點。測得不同濃度ACh條件下,③、④兩處感受到信號所用時間如表所示。下列各項敘述正確的是 (　　)
ACh濃度 (mmol·L-1) ③處感受到信號所用的時間(ms) ④處感受到信號所用的時間(ms)
0.1 5.00 5.56
0.2 5.00 5.48
0.3 5.00 5.31
0.4 5.00 5.24
A.圖中⑤、⑥與⑦共同構成一個突觸
B.實驗中除去突觸小泡的目的是防止實驗結果受到相關因素的干擾
C.表中數據說明高濃度的ACh能促進興奮在神經纖維上的傳導
D.表中數據說明ACh濃度的增加對興奮在神經元之間的傳遞無明顯影響
解析　突觸是由突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜三部分構成的,而⑤是線粒體,A項錯誤;表中數據說明高濃度的ACh對興奮在神經纖維上的傳導無明顯影響,但對興奮在神經元之間的傳遞有促進作用,C、D兩項錯誤。
答案　B
7.簡單反射是一種生來就有的先天性反射,不需要大腦皮層中的高級神經中樞參與,如唾液反射等。研究人員在給狗喂食的同時反復給以鈴聲刺激,之后單獨給以鈴聲刺激,結果發現只有鈴響但沒有食物的情況下狗也會分泌唾液,反射的神經結構如圖所示,據圖分析下列問題:
(1)食物引起的唾液分泌比鈴聲引起的唾液分泌反射經歷的時間　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)鈴響沒有食物情況下狗分泌唾液的反射過程是否體現分級調節 　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)已知興奮在神經纖維上可雙向傳導,在突觸處只能單方向傳遞。請利用神經—肌肉標本設計實驗進行驗證(寫出實驗思路并預期實驗結果)。(注:圖中a、b、c、d為可以進行電刺激的部位,神經肌肉通過①②③連接)
實驗思路: 。
預期實驗結果: 。
解析　(1)鈴聲引起唾液分泌的反射和食物引起唾液分泌的反射,其感受器、效應器及經歷的突觸的數量都不同,理論上,狗聽到鈴聲引起唾液分泌所需要的時間比食物刺激引起唾液分泌所需要的時間長,原因是前者反射弧中突觸數量較多。(2)神經系統的分級調節指的是位于脊髓的低級中樞受腦中相應高級中樞的調控。鈴響沒有食物情況下狗分泌唾液的具體反射弧:耳中的感受器傳入神經聽覺中樞味覺中樞唾液分泌中樞傳出神經唾液腺,符合分級調節。(3)若利用神經—肌肉標本設計實驗,驗證興奮在神經纖維上可雙向傳導,在突觸處只能單方向傳遞,則其實驗思路:分別在b(或c)、d處施加一定強度的電刺激,觀察肌肉收縮情況及靈敏電流計指針偏轉情況。因該實驗是驗證性實驗,其結論是已知的,即興奮在神經纖維上可雙向傳導,在突觸處只能單方向傳遞,所以預期的實驗結果:刺激b(或c)處時,肌肉收縮,靈敏電流計指針發生兩次方向相反的偏轉;刺激d處時,肌肉收縮,靈敏電流計指針不發生偏轉。
答案　(1)短　食物引起的唾液分泌的反射弧中的突觸數目比鈴聲引起的唾液分泌的反射弧中的突觸數目少
(2)是　唾液分泌中樞受腦中相應高級中樞的調控
(3)分別在b(或c)、d處施加一定強度的電刺激,觀察肌肉收縮情況及靈敏電流計指針偏轉情況　刺激b(或c)處時,肌肉收縮,靈敏電流計指針發生兩次方向相反的偏轉;刺激d處時,肌肉收縮,靈敏電流計指針不發生偏轉
角度四 借助興奮劑和毒品與興奮傳遞的關系,考查社會責任
8.(不定項)芬太尼作為一種強效鎮痛藥在臨床上被廣泛應用,但長期使用芬太尼會使快感閾值升高(維持相應的神經興奮水平需要更多的藥物),其鎮痛機制如圖所示,相關敘述不正確的是 (　　)
A.傷害性刺激能引起痛覺感受器興奮并使之產生痛覺
B.神經遞質與突觸后膜受體結合,使下一神經元被抑制
C.芬太尼促進K+外流,抑制Ca2+內流以減少遞質釋放
D.芬太尼因鎮痛效果佳可作為治療藥物長期反復使用
解析　所有感覺的產生部位均在大腦皮層,故傷害性刺激能引起痛覺感受器興奮并在大腦皮層產生痛覺,A項錯誤;據圖可知,神經遞質與突觸后膜的受體結合后,可引起Na+內流,故該遞質屬于興奮性神經遞質,下一個神經元會興奮,B項錯誤;據圖可知,Ca2+內流可促進神經遞質釋放,而芬太尼可促進K+外流,抑制Ca2+內流,故遞質釋放減少,C項正確;結合圖示可知,長期使用芬太尼會使快感閾值升高(維持相應的神經興奮水平需要更多的藥物),導致成癮,故不能長期反復使用,D項錯誤。
答案　ABD
圖解興奮傳遞過程中出現異常
9.(2023·惠州模擬)某些種類的毒品通過干擾神經系統發揮作用,使人產生興奮和愉悅感,經常吸食會對神經系統造成嚴重損傷并使人上癮,從而帶來生理、心理上的巨大危害。如圖表示某毒品的作用機理,其中描述錯誤的是 (　　)
A.毒品分子與轉運蛋白結合影響神經遞質的重吸收,使人產生較長時間興奮與愉悅感
B.神經遞質發揮完作用后會迅速被分解或重新吸收回突觸小體
C.神經遞質先與突觸前膜上的轉運蛋白結合,再與突觸后膜上的受體蛋白結合
D.長期吸毒,會使突觸后膜上的受體數量出現“代償性減少”,導致產生更強的毒品依賴
解析　該毒品分子與轉運蛋白結合,導致神經遞質不能回收,從而使組織液中神經遞質含量增加,而該神經遞質為興奮性神經遞質,故人在一段時間內會持續興奮,A項正確;神經遞質在作用后會被滅活或通過轉運蛋白回收回突觸小體,B項正確;圖中并沒有體現出神經遞質先與突觸前膜上的轉運蛋白結合再與受體蛋白結合,C項錯誤;由圖中信息可知,長期吸毒會導致受體蛋白減少,因此為獲得同等愉悅感,需不斷增加吸食毒品的劑量,D項正確。
答案　C
考點三　神經系統的分級調節及人腦的高級功能
1.神經系統對軀體運動的分級調節。
(1)大腦皮層。
(2)大腦皮層代表區與軀體運動的關系。
(3)軀體運動的分級調節。
提醒　激素的分泌過程存在分級調節,神經系統同樣存在分級調節。
2.神經系統對內臟活動的分級調節。
3.人腦的高級功能。
(1)感知外部世界。
(2)控制機體的反射活動。
(3)具有語言、學習和記憶等方面的高級功能。
①語言功能。
提醒　a.視覺性語言中樞≠視覺中樞,此區受損,患者仍有視覺,只是“看不懂”語言文字的含義。
b.聽覺性語言中樞≠聽覺中樞,此區受損,患者仍有聽覺,只是“聽不懂”話的含義。
②學習與記憶。
提醒　a.短時記憶可能與神經元之間即時的信息交流有關,尤其是與大腦皮層下一個形狀像海馬的腦區有關。短時記憶中的感覺性記憶又稱瞬時記憶。
b.長時記憶可能與突觸形態及功能的改變以及新突觸的建立有關。有些信息儲存在第三級記憶中,成為永久記憶。
③情緒。
正誤判斷
(1)某同學正在跑步,參與調節這一過程的神經結構有大腦皮層、小腦、下丘腦、腦干和脊髓。 (√)
(2)控制排尿反射的高級神經中樞位于大腦皮層。 (√)
(3)語言功能是人腦特有的高級功能。 (√)
(4)某人因意外車禍而使大腦受損,其表現癥狀是能夠看懂文字和聽懂別人談話,但卻不會說。這個人受損傷的部位是言語區的S區。 (√)
(5)當盲人用手指“閱讀”盲文時,參與此過程的高級神經中樞只有軀體感覺中樞和軀體運動中樞。 (×)
(6)學習能力是人腦特有的高級功能。 (×)
(7)學習和記憶過程可能涉及腦內某些種類蛋白質的合成。 (√)
(8)長時記憶主要與神經元的活動及神經元之間的聯系有關。 (×)
(9)人的情緒波動要完全靠自己適應和調節恢復穩定。 (×)
教材微點
1.(選擇性必修1 P39 “相關信息”)抗抑郁藥一般通過作用于突觸處來影響神經系統的功能。例如,5 羥色胺再攝取抑制劑的藥物,可選擇性地抑制突觸前膜對5 羥色胺的回收,使得突觸間隙中5 羥色胺的濃度維持在一定水平。
2.(選擇性必修1 P39 “正文信息”)若某同學因患病導致情緒低落,出現了消極的情緒。結合本節知識,作為他的同學,你應該如何幫助他
提示　一起去爬山、看電影等,做一些他感興趣的事情,找專業的心理咨詢師進行心理疏導等。
1.神經系統對內臟活動的調節圖解。
2.常見的生理或病理現象及參與或損傷的神經中樞分析。
生理或病理現象 神經中樞參與(損傷)
考試專心答題時 大腦皮層V區和W區(高級中樞)參與
聾啞人表演“千手 觀音”舞蹈時 大腦皮層視覺中樞、言語區的V區、軀體運動中樞
某同學跑步時 大腦皮層、小腦、下丘腦、腦干和脊髓
植物人 大腦皮層損傷、小腦功能退化,但下丘腦、腦干、脊髓功能正常
高位截癱 脊髓受傷,其他部位正常
角度一 結合神經系統的分級調節,考查科學思維能力
1.(2023·哈爾濱三中調研)下列有關神經系統分級調控的敘述,錯誤的是 (　　)
A.中樞神經系統的不同部位存在著控制同一生理活動的中樞
B.軀體的運動只受大腦皮層中軀體運動中樞的調控
C.腦中的高級中樞能發出指令對低級中樞進行調控
D.機體運動能有條不紊與精準地進行,與軀體運動的分級調節有關
解析　中樞神經系統的不同部位存在著控制同一生理活動的中樞,如膝跳反射的低級中樞在脊髓,但大腦皮層中也有控制膝跳反射的高級中樞,A項正確;軀體的運動受大腦皮層以及腦干、小腦、脊髓等的共同調控,B項錯誤;一般來說,脊髓中的低級中樞受到腦中相應高級中樞的調控,通過調控使機體的運動變得更加有條不紊與精準,C、D兩項正確。
答案　B
2.(不定項)牽涉痛是指由某些內臟疾病引起的體表部位發生疼痛的現象。例如心肌缺血時,除心前區疼痛外還常感到左肩和左上臂疼痛,這種現象產生的原因是神經中樞無法判斷刺激來自內臟還是體表(如圖)。下列有關敘述錯誤的是 (　　)
A.圖中①和③、②和③之間都能通過神經遞質傳遞信息
B.圖中①②③構成了一個完整的反射弧結構
C.脊髓可將興奮傳至大腦皮層產生痛覺
D.特定部位的疼痛可以提示某些內臟疾病的發生
解析　圖中①和③、②和③之間存在突觸結構,都能通過神經遞質傳遞信息,A項正確;反射弧通常由感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經和效應器組成,結構①②為傳入神經,③為傳往腦的神經,不能構成一個完整的反射弧結構,B項正確;大腦皮層有感覺中樞,脊髓可將興奮傳至大腦皮層產生痛覺,C項正確;由題意可知,特定部位的疼痛可以提示某些內臟疾病的發生,D項正確。
答案　B
角度二 結合人腦的高級功能,考查生命觀念
3.(2023·山東菏澤調研)下列關于人腦的高級功能的敘述,錯誤的是 (　　)
A.大腦皮層言語區的H區損傷,導致人不能聽懂別人講話
B.“植物人”腦干、脊髓的中樞仍然能發揮調控作用
C.聾啞人表演“千手觀音”時,大腦皮層視覺中樞、軀體運動中樞等參與調節
D.若只有S區受損,患者看不懂文字,但能聽懂別人說話
解析　大腦皮層言語區的H區損傷,導致人不能聽懂別人講話,A項正確;“植物人”腦干、脊髓的中樞仍然能發揮調控作用,B項正確;聾啞人表演“千手觀音”時,大腦皮層視覺中樞、軀體運動中樞等參與調節,C項正確;若只有S區受損,患者能聽懂別人講話和看懂文字,但不會講話,不能用詞語表達思想,D項錯誤。
答案　D
4.(不定項)帕金森病病因主要是黑質損傷、退變,多巴胺合成減少。甲圖是帕金森病患者的腦與脊髓調節關系示意圖(腦內紋狀體與黑質之間存在調節環路,其中“-”表示抑制),由甲圖中黑質—紋狀體相互調節關系,可以推測帕金森病患者的紋狀體合成乙酰膽堿增加。乙圖是患者用某種特效藥后的效果圖。下列相關敘述錯誤的是 (　　)
A.甲圖中,神經元b釋放乙酰膽堿,使脊髓運動神經元興奮
B.甲圖中,神經元a釋放的多巴胺防止脊髓運動神經元興奮過度,說明高級神經中樞對低級神經中樞有一定的調控作用
C.研究發現,神經元a的軸突末梢上也存在多巴胺受體,如果該受體與多巴胺結合,會導致軸突末梢的興奮性下降,從而促進多巴胺合成、釋放
D.對比甲、乙兩圖,推測該特效藥的作用機理可能是促進神經元a合成、分泌多巴胺,促進神經元b合成、分泌乙酰膽堿
解析　甲圖中,神經元b可以釋放乙酰膽堿,使脊髓運動神經元興奮,帕金森病患者的紋狀體合成乙酰膽堿增加,會導致脊髓運動神經元過度興奮,A項正確;甲圖中,神經元a可以分泌多巴胺作用于脊髓運動神經元,抑制其興奮,防止其興奮過度,說明高級中樞可以調控低級中樞的活動,B項正確;若多巴胺與a軸突末梢的多巴胺受體結合,則會導致軸突末梢的興奮性下降,從而減少多巴胺的合成和釋放,C項錯誤;由圖可知,該特效藥可能是增加了神經元a分泌的多巴胺,減少了神經元b分泌的乙酰膽堿,降低了脊髓運動神經元的興奮性,D項錯誤。
答案　CD
1.真題重組　判斷正誤
(1)在神經調節中反射弧是完成反射活動的結構基礎。(2019·海南卷,13B) (√)
(2)神經細胞受到刺激時產生的Na+內流屬于被動運輸。(2018·全國卷Ⅱ,2C) (√)
(3)大腦皮層受損的患者,膝跳反射不能完成。(全國卷Ⅱ,5B) (×)
(4)給實驗小鼠注射一定量的乙酰膽堿,使小鼠骨骼肌活動減弱。(全國卷Ⅰ,4B) (×)
(5)神經遞質在突觸間隙中的移動消耗ATP。(全國卷Ⅰ,4B) (×)
(6)產生和維持神經細胞靜息電位主要與K+有關。(海南卷,19B) (√)
2.(2022·浙江6月選考) 聽到上課鈴聲,同學們立刻走進教室,這一行為與神經調節有關。該過程中,其中一個神經元的結構及其在某時刻的電位如圖所示。下列關于該過程的敘述,錯誤的是 (　　)
A.此刻①處Na+內流,②處K+外流,且兩者均不需要消耗能量
B.①處產生的動作電位沿神經纖維傳播時,波幅一直穩定不變
C.②處產生的神經沖動,只能沿著神經纖維向右側傳播出去
D.若將電表的兩個電極分別置于③④處,指針會發生偏轉
解析　根據興奮傳遞的方向為③→④,則①處恢復靜息電位,為K+外流,②處Na+內流,A項錯誤;動作電位沿神經纖維傳導時,其電位變化總是一樣的,不會隨傳導距離而衰減,B項正確;反射弧中,興奮在神經纖維的傳導是單向的,由軸突傳導到軸突末梢,即向右傳播出去,C項正確;將電表的兩個電極置于③④處時,由于會存在電位差,指針會發生偏轉,D項正確。
答案　A
3.(2022·全國乙卷)運動神經元與骨骼肌之間的興奮傳遞過度會引起肌肉痙攣,嚴重時會危及生命。下列治療方法中合理的是 (　　)
A.通過藥物加快神經遞質經突觸前膜釋放到突觸間隙中
B.通過藥物阻止神經遞質與突觸后膜上特異性受體結合
C.通過藥物抑制突觸間隙中可降解神經遞質的酶的活性
D.通過藥物增加突觸后膜上神經遞質特異性受體的數量
解析　如果通過藥物加快神經遞質經突觸前膜釋放到突觸間隙中,突觸間隙中神經遞質濃度增加,與突觸后膜上特異性受體結合增多,會導致興奮過度傳遞引起肌肉痙攣,達不到治療目的,A項不符合題意;如果通過藥物阻止神經遞質與突觸后膜上特異性受體結合,興奮傳遞減弱,會緩解興奮過度傳遞引起的肌肉痙攣,可達到治療目的,B項符合題意;如果通過藥物抑制突觸間隙中可降解神經遞質的酶的活性,突觸間隙中的神經遞質不能有效降解,導致神經遞質與突觸后膜上的特異性受體持續結合,導致興奮傳遞過度引起肌肉痙攣,達不到治療目的,C項不符合題意;如果通過藥物增加突觸后膜上神經遞質特異性受體的數量,突觸間隙的神經遞質與特異性受體結合增多,會導致興奮傳遞過度引起肌肉痙攣,達不到治療目的,D項不符合題意。
答案　B
4.(2022·山東卷)缺血性腦卒中是因腦部血管阻塞而引起的腦部損傷,可發生在腦的不同區域。若缺血性腦卒中患者無其他疾病或損傷,下列說法錯誤的是 (　　)
A.損傷發生在大腦皮層S區時,患者不能發出聲音
B.損傷發生在下丘腦時,患者可能出現生物節律失調
C.損傷導致上肢不能運動時,患者的縮手反射仍可發生
D.損傷發生在大腦時,患者可能會出現排尿不完全
解析　S區為運動性語言中樞,損傷后,患者與講話有關的肌肉和發聲器官完全正常,能發出聲音,但不能用詞語表達思想,A項錯誤;下丘腦是生物的節律中樞,損傷發生在下丘腦時,患者可能出現生物節律失調,B項正確;損傷導致上肢不能運動時,大腦皮層的軀體運動中樞受到損傷,此時患者的縮手反射仍可發生,因為縮手反射的低級中樞在脊髓,C項正確;排尿的高級中樞在大腦皮層,低級中樞在脊髓,損傷發生在大腦時,患者可能會出現排尿不完全,D項正確。
答案　A
5.(2022·浙江1月選考)坐骨神經由多種神經纖維組成,不同神經纖維的興奮性和傳導速率均有差異,多根神經纖維同步興奮時,其動作電位幅值(即大小變化幅度)可以疊加;單根神經纖維的動作電位存在“全或無”現象。
欲研究神經的電生理特性,請完善實驗思路,分析和預測結果(說明:生物信號采集儀能顯示記錄電極處的電位變化,儀器使用方法不要求;實驗中標本需用任氏液浸潤)。
(1)實驗思路:
①連接坐骨神經與生物信號采集儀等(簡圖如下,a、b為坐骨神經上相距較遠的兩個點)。
②刺激電極依次施加由弱到強的電刺激,顯示屏1上出現第一個動作電位時的刺激強度即閾刺激,記為Smin。
③　　　　　　　　　　　　　　,當動作電位幅值不再隨刺激增強而增大時,刺激強度即為最大刺激,記為Smax。
(2)結果預測和分析:
①當刺激強度范圍為　　　　　　　　時,坐骨神經中僅有部分神經纖維發生興奮。
②實驗中,每次施加電刺激的幾乎同時,在顯示屏上都會出現一次快速的電位變化,稱為偽跡,其幅值與電刺激強度成正比,不影響動作電位(見圖)。偽跡的幅值可以作為　　　　　　的量化指標;偽跡與動作電位起點的時間差,可估測施加刺激到記錄點神經纖維膜上　　　　所需的時間。偽跡是電刺激通過　　　　　傳導到記錄電極上而引發的。
③在單根神經纖維上,動作電位不會因傳導距離的增加而減小,即具有　　　　性。而上述實驗中a、b處的動作電位有明顯差異(如圖),原因是不同神經纖維上動作電位的　　　　不同導致b處電位疊加量減小。
④以坐骨神經和單根神經纖維為材料,分別測得兩者的Smin和Smax。將坐標系補充完整,并用柱形圖表示兩者的Smin和Smax相對值。
解析　(1)據題意可知,本實驗要研究神經的電生理特性,坐骨神經由多種神經纖維組成,在一定范圍內改變刺激強度會改變被興奮的神經根數,它們疊加到一起的動作電位幅值就會改變,因此在閾刺激的基礎上依次施加由弱到強的電刺激,當動作電位幅值不再隨刺激增強而增大時,刺激強度即為最大刺激,記為Smax。(2)①是出現第一個動作電位時的刺激強度即閾刺激,當動作電位幅值不再隨刺激增強而增大時,刺激強度即為最大刺激,記為Smax,因此當刺激強度范圍為小于Smax且不小于Smin時,坐骨神經中僅有部分神經纖維發生興奮。②實驗中,每次施加電刺激的幾乎同時,在顯示屏上都會出現一次快速的電位變化,稱為偽跡,偽跡的幅值可以作為電刺激強度的量化指標。受到刺激時,神經纖維膜上鈉離子的通道開放,會出現動作電位,偽跡與動作電位起點的時間差,可估測施加刺激到記錄點神經纖維膜上鈉離子通道開放所需的時間。實驗中的標本需要任氏液浸潤,因此偽跡是電刺激通過任氏液傳導到記錄電極上而引發的。③在單根神經纖維上,動作電位不會因傳導距離的增加而減小,即具有不衰減性。不同神經纖維的興奮性和傳導速率均有差異,上述實驗中a、b處的動作電位有明顯差異,原因是不同神經纖維上動作電位的傳導速率不同導致b處電位疊加量減小。④坐骨神經是由多種神經纖維組成,不同神經纖維的興奮性和傳導速率均有差異,多根神經纖維同步興奮時,其動作電位幅值(即大小變化幅度)可以疊加;單根神經纖維的動作電位存在“全或無”現象。因此坐骨神經的Smin和Smax不同,單根神經纖維的Smin和Smax相同。
答案　(1)③在閾刺激的基礎上依次施加由弱到強的電刺激
(2)①小于Smax且不小于Smin　②電刺激強度　Na+通道開放　任氏液
③不衰減　傳導速率
④
坐骨神經和神經纖維的Smin和Smax相對值
(十四)　興奮的傳導與傳遞的相關實驗探究
1.膜電位的測量及膜電位曲線解讀。
(1)膜電位的測量(已知電表指針的偏轉方向與電流方向相同)。
測量方法 測量圖解 測量結果
電表一極接膜外,另一極接膜內 從膜內到膜外的電位差
電表兩極均接膜外(或內)側 從A到B的電位差
(2)關于膜電位測量的相關曲線分析。
電流計兩極分別置于神經纖維膜的內側和外側,刺激神經纖維任何一側,會形成一個波峰,如圖1所示。電流計兩極均置于神經纖維膜的外側(或內側),刺激任何一端,會形成方向相反的兩個波峰,如圖2、圖3所示,圖2和圖3的判斷可根據題中的提示得出。
2.電流表指針偏轉方向與次數、幅度的判斷。
(1)電流表指針偏轉方向與次數的判斷(已知電流表指針的偏轉方向與電流方向相同)。
圖1 圖2
刺激點 圖1 原因分析 圖2 原因分析
a點 兩次方向相反的偏轉 兩極處先后興奮(b處先興奮) 兩次方向相反的偏轉 興奮可通過突觸傳遞,兩極處先后興奮(b處先興奮)
e點 兩次方向相反的偏轉 兩極處先后興奮(b處先興奮)
c點 不偏轉 兩極同時興奮 偏轉 一次 興奮不能逆突觸結構傳遞到左神經元(只有d處興奮)
cd之間 兩次方向相反的偏轉 兩極處先后興奮(d處先興奮)
用相同強度刺激同時處理a、c兩點 若ab≥bc,c點產生的興奮同時傳到b、d,a、c產生的興奮在ab段相遇后傳導中斷,電流表指針不偏轉;若bc>ab,a點產生的興奮先引起b點興奮,在bc段與c點產生的興奮相遇后傳導中斷,c點產生興奮后引起d點興奮,電流表指針偏轉兩次 若ab=cd,電流表指針偏轉一次;若ab≠cd,電流表指針偏轉三次
(2)電流表指針偏轉幅度的判斷。
測量膜電位時,電流表指針偏轉的幅度取決于兩極間電位差的大小,而細胞外液Na+濃度越低,膜興奮時內流量越小,動作電位峰值越低,電流表指針偏轉幅度也就越小。另外,在未達到閾值的刺激和Na+內流受阻這兩種情況下,將不能產生動作電位,即有刺激但無興奮產生。
1.神經纖維受到刺激時,細胞膜上Na+通道打開,膜外大量Na+順濃度梯度流入膜內,Na+通道很快就進入失活狀態,與此同時,K+通道開放,膜內K+在濃度差和電位差的推動下又向膜外擴散。如圖表示用電表測量膜內外的電位差,已知電表指針偏轉方向與電流方向相同,下列相關敘述正確的是 (　　)
A.神經纖維在靜息狀態下,電表沒有測出電位差
B.神經纖維從受刺激到恢復靜息狀態,電表指針兩次通過0電位
C.神經纖維受刺激時,興奮傳導方向與膜外局部電流方向相同
D.膜外Na+大量流入膜內,興奮部位膜兩側的電位是外正內負
解析　神經纖維在靜息狀態下表現為外正內負,電表會測出電位差,A項錯誤;神經纖維從靜息狀態受刺激到形成動作電位,電表指針會通過0電位偏轉一次,由動作電位恢復到靜息電位,電表指針又會通過0電位偏轉一次,共兩次,B項正確;神經纖維受刺激時,興奮傳導方向與膜內局部電流方向相同,C項錯誤;由于膜外Na+大量流入膜內,因此興奮部位膜兩側的電位是外負內正,D項錯誤。
答案　B
2.(不定項)某生物實驗小組研究興奮在神經纖維上的傳導以及在神經元a、b之間傳遞的情況(說明:L1和L2距離相等,電流計①兩微電極的中點為a3,電流計②兩微電極分別位于a、b神經元上,電流計指針偏轉方向與電流方向一致)。下列相關敘述正確的是 (　　)
A.分別適宜刺激神經元a上的四點,電流計①的指針均發生2次方向相反的偏轉
B.分別適宜刺激神經元a上的四點,電流計②的指針均發生2次方向相反的偏轉
C.適宜刺激a4點時,指針發生第二次偏轉的時間為電流計①的早于電流計②的
D.a1點受適宜刺激后,興奮在神經元a與b之間發生電信號→化學信號的轉化
解析　若適宜刺激神經元a上兩微電極的中點a3點,興奮同時到達兩電極,電流計①的兩個微電極處將同時興奮,指針不會發生偏轉,A項錯誤;興奮在神經元之間是單向傳遞的,分別刺激神經元a上的四點,電流計②的指針均發生2次方向相反的偏轉,B項正確;由于興奮在神經纖維上傳導的速度快于興奮在神經元之間的傳遞速度,故刺激a4點時,電流計①的指針發生第二次偏轉的時間要早于電流計②的指針發生第二次偏轉的時間,C項正確;興奮在突觸處的信號轉化為電信號→化學信號→電信號,D項錯誤。
答案　BC
3.(2023·湖南模擬)高等哺乳動物最主要的突觸接觸形式根據突觸接觸的部位可以分為軸突—胞體突觸、軸突—樹突突觸和軸突—軸突突觸。圖1表示神經元M外的兩個軸突的分布,圖2和圖3表示對特定的軸突進行一定強度的刺激后,通過連接在M細胞膜內外的電極檢測到的電位變化。回答下列問題:
圖1
圖2　 圖3
(1)圖1中包括的突觸類型有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,在軸突3處給予神經元M一定強度的刺激,電極之間的電表指針將　　　　(填“會”或“不會”)發生偏轉。
(2)根據圖2分析,單獨刺激軸突1,神經元M　　　　(填“能”或“不能”)產生動作電位,理由是　　　　　　　　。
根據圖3分析,軸突2對軸突1的作用是　　　　　　(填“升高”或“降低”)神經元M的興奮,可能的原因是　　　　　　　　。
(3)請利用本實驗中的材料,設計實驗探究刺激軸突1能否引起軸突2發生反應,寫出實驗思路和預期結果。
解析　(1)由圖1可知,圖中有軸突—胞體突觸和軸突—軸突突觸兩種類型。在軸突3處給予神經元M一定強度的刺激,興奮可以由軸突傳遞到細胞體,因此電極之間的電表指針將會發生偏轉。(2)由圖2曲線可知,單獨刺激軸突1,神經元M不能產生動作電位,因為神經元M的膜內電位沒有變成正電位。根據圖3分析,軸突2對軸突1的作用是降低神經元M的興奮,可能的原因是刺激軸突2影響了軸突1神經遞質的釋放量,導致神經元M中Na+內流相對減少,膜電位峰值降低。(3)實驗思路:將電極兩端連接在軸突2的膜外,刺激軸突1。預期結果:若電極之間的電表指針發生偏轉,則刺激軸突1能引起軸突2發生反應;若電極之間的電表指針不發生偏轉,則刺激軸突1不能引起軸突2的反應。
答案　(1)軸突—胞體突觸和軸突—軸突突觸　會　(2)不能　神經元M的膜內電位沒有變成正電位(或神經元M的膜電位沒有變為外負內正)　降低　刺激軸突2影響了軸突1神經遞質的釋放量,導致神經元M中Na+內流相對減少,膜電位峰值降低　(3)實驗思路:將電極兩端連接在軸突2的膜外,刺激軸突1。預期結果:若電極之間的電表指針發生偏轉,則刺激軸突1能引起軸突2發生反應;若電極之間的電表指針不發生偏轉,則刺激軸突1不能引起軸突2的反應。
科學探究
(七) 反射弧中興奮傳導與傳遞的實驗探究
【典例】　(2018·海南卷)為了驗證反射弧的完整性是完成反射活動的基礎,某同學將甲、乙兩只脊蛙(去除腦但保留脊髓的蛙)的左、右后肢最長趾趾端(簡稱左、右后趾)分別浸入0.5%硫酸溶液中,均出現屈肌反射(縮腿),之后用清水洗凈、擦干。回答下列問題:
(1)剝去甲的左后趾皮膚,再用0.5%硫酸溶液刺激左后趾,不出現屈肌反射,其原因是 。
(2)分離甲的右后肢坐骨神經,假如用某種特殊方法阻斷了傳入神經,再將甲的右后趾浸入0.5%硫酸溶液中,不出現屈肌反射,則說明 。
(3)搗毀乙的脊髓,再用0.5%硫酸溶液刺激蛙的左后趾,　　　　(填“能”或“不能”)出現屈肌反射,原因是 。
解析　(1)剝去甲的左后趾皮膚后,存在于左后趾皮膚上的感受器缺失,則再用0.5%硫酸溶液刺激左后趾,不會出現屈肌反射。(2)用某種特殊方法阻斷了傳入神經,再將甲的右后趾浸入0.5%硫酸溶液中,不出現屈肌反射,說明屈肌反射的發生要求傳入神經的結構和功能完整正常。(3)脊髓是脊蛙低級神經反射的神經中樞,因此搗毀乙的脊髓,再用0.5%硫酸溶液刺激蛙的左后趾,則不能出現屈肌。
答案　(1)剝去皮膚導致反射弧的感受器缺失
(2)傳入神經結構和功能完整是完成反射活動所必需的
(3)不能　反射弧的神經中樞被破壞
反射弧中興奮傳導與傳遞的實驗探究
1.“藥物阻斷”實驗。
探究某藥物(如麻醉藥)是阻斷興奮在神經纖維上傳導,還是阻斷在突觸處傳遞,可分別將藥物置于神經纖維上或置于突觸處,依據其能否產生“阻斷”效果作出合理推斷。
2.“電刺激法”探究反射弧中興奮傳導與傳遞的特點。
(1)探究神經沖動在神經纖維上的傳導。
①設計思路:刺激神經纖維上某一點,檢測同一神經纖維上刺激點兩側的電位變化或效應器是否反應。
②實驗方法:
(2)探究興奮在神經元之間的傳遞。
①設計思路:分別刺激反射弧中突觸兩側的某一部位,再分別在刺激點的另一側檢測有無興奮產生。
1.如圖為膝跳反射的反射弧結構示意圖(①②表示實驗處理位點,a、b、c表示檢測位點,“+”表示促進,“-”表示抑制),下列相關敘述正確的是 (　　)
A.感受器位于伸肌內,效應器位于屈肌內
B.若在①處施加一個有效刺激,則后面的所有神經元按次序產生興奮
C.若在①處施加一個有效刺激,c處可以檢測到動作電位
D.若在②處施加一個有效刺激,b處會維持外正內負的電位
解析　分析題圖可知,①上有神經節,為傳入神經,故與①相連的伸肌內有感受器,②為傳出神經,故與其相連的伸肌內也有效應器,A項錯誤;據題圖分析可知,b處有興奮性和抑制性兩種神經遞質類型,故若在①處施加一個有效刺激,則后面的神經元可產生興奮或抑制,B項錯誤;與c點所在的神經元相連的突觸中的神經遞質類型為抑制性神經遞質,若在①處施加一個有效刺激,c處無法檢測到動作電位,C項錯誤;興奮在反射弧中的傳遞是單向的,若在②處施加一個有效刺激,興奮無法傳遞到b處,b處會維持外正內負的靜息電位,D項正確。
答案　D
2.(2023·山東淄博模擬)如圖為反射弧模式圖,A~E表示其組成,①②是置于神經纖維B、D上記錄電位變化的電位計。請回答下列問題:
(1)該反射弧中C為　　　　,E的功能是　　　　　　　　　　。
(2)刺激a點能引起A的收縮,該過程　　　　(填“屬于”或“不屬于”)反射。在　　　　(填“a”“b”或“a和b”)點給予足夠強度刺激時,①②兩電位計都可記錄到電位變化。隨后在A中的神經—肌肉接點(突觸)處發生的信號變化是　　　　　　　　　　　　,引起上述信號變化的信息分子是　　　　　。
(3)將甲、乙兩個蛙心分離出來,并在心臟中充入適量任氏液(主要成分為0.7%NaCl溶液)。電刺激與甲心臟相連的神經,結果心跳加速、加強;隨后將甲內的任氏液取出并轉移到乙心臟中,也引起乙心臟跳動加速、加強。對乙心臟跳動加速、加強最合理的解釋是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。實驗中任氏液能維持一段時間內離體蛙心正常的生理功能,任氏液相當于蛙體內的　　　　　　　。
解析　電刺激甲后其產生了興奮(心跳加速、加強),然后將甲中的任氏液轉移到乙心臟中,沒有刺激也引起乙心臟跳動加速、加強,說明甲心臟的神經受刺激后釋放神經遞質并擴散到任氏液中,轉移后作用于乙心臟的心肌細胞,使乙心臟跳動加速、加強;該實驗中的任氏液相當于蛙體內的組織液。
答案　(1)神經中樞　接受刺激,產生興奮
(2)不屬于　b　電信號→化學信號→電信號　神經遞質
(3)甲心臟的神經受刺激后釋放神經遞質并擴散到任氏液中,轉移后作用于乙心臟的心肌細胞,使乙心臟跳動加速、加強　組織液

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