考点23 兴奋的产生传导及相关实验分析.docx

考点23 兴奋的产生传导及相关实验分析.docx

《考点23 兴奋的产生传导及相关实验分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《考点23 兴奋的产生传导及相关实验分析.docx（22页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

考点23兴奋的产生传导及相关实验分析

考点23　兴奋的产生、传导及相关实验分析

题组一　兴奋的产生与传导过程及原理

1．（2016·全国乙，4）下列与神经细胞有关的叙述，错误的是（　　）

A．ATP能在神经元线粒体的内膜上产生

B．神经递质在突触间隙中的移动消耗ATP

C．突触后膜上受体蛋白的合成需要消耗ATP

D．神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP

答案　B

解析　神经元可进行有氧呼吸，其中第三阶段在线粒体内膜上完成，并产生大量ATP，A正确；神经递质经扩散通过突触间隙，不消耗ATP，B错误；蛋白质的合成均需消耗ATP，C正确；神经细胞兴奋后恢复为静息状态过程中，将Na＋排出细胞，同时将K＋摄入细胞，此过程为逆浓度梯度的主动运输，消耗ATP，D正确。

2．（2013·大纲全国，1）关于神经兴奋的叙述，错误的是（　　）

A．刺激神经纤维中部，产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导

B．兴奋在神经纤维上的传导方向是由兴奋部位至未兴奋部位

C．神经纤维的兴奋以局部电流的方式在神经元之间单向传递

D．在神经纤维膜外，局部电流的方向与兴奋传导的方向相反

答案　C

解析　兴奋在神经纤维上可以双向传导，所以刺激神经纤维中部，产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导，A正确；兴奋在神经纤维上的传导方向与膜内电流的方向一致，即由兴奋部位至未兴奋部位，B正确；兴奋在神经元之间以化学信号（神经递质）的形式单向传递，C错误；神经纤维膜外的电流方向与神经纤维膜内的电流方向相反，D正确。

3．（2016·全国甲，30）乙酰胆碱可作为兴奋性神经递质，其合成与释放见示意图。

据图回答问题：

（1）图中A－C表示乙酰胆碱，在其合成时，能循环利用的物质是________（填“A”“C”或“E”）。

除乙酰胆碱外，生物体内的多巴胺和一氧化氮________（填“能”或“不能”）作为神经递质。

（2）当兴奋传到神经末梢时，图中突触小泡内的A－C通过________这一跨膜运输方式释放到________，再到达突触后膜。

（3）若由于某种原因使D酶失活，则突触后神经元会表现为持续________。

答案　

（1）C　能　

（2）胞吐　突触间隙　（3）兴奋

解析　

（1）分析图示可知：

在乙酰胆碱合成时，能循环利用的物质是C。

生物体内的多巴胺和一氧化氮也能作为神经递质。

（2）神经递质以胞吐的方式分泌到突触间隙，再通过扩散达到突触后膜。

（3）神经递质与受体结合发生效应后，就被酶破坏而失活，或被移走而迅速停止作用。

若由于某种原因使D酶失活，则A－C会持续发挥作用，突触后神经元会表现为持续兴奋。

4．（地方卷重组）判断与填充：

（1）如图1是反射弧的结构模式图（a、b、c、d、e表示反射弧的组成部分，Ⅰ、Ⅱ表示突触的组成部分，1、2是反射弧中的两个位点），判断下列相关叙述：

①若在1处施加一个有效刺激，2处膜电位的变化为：

内负外正→内正外负→内负外正（2010·江苏，13C）（　√　）

②若在2处施加一个有效刺激，则在1处无膜电位变化，其原因是兴奋在神经元之间只能单向传递（2012·山东，25

（2）改编）（　√　）

③如图2为在离体实验条件下单条神经纤维的动作电位示意图，其中a～c段一直在发生Na＋内流，不需要消耗能量（2011·浙江，3AB改编）（　√　）

④下图表示当有神经冲动传到神经末梢时，神经递质从突触小泡内释放并作用于突触后膜的机制，其中神经递质与受体结合引起突触后膜上相应的离子通道开放，离子通道开放后，Na＋和Cl－同时内流（2015·江苏，18CD）（　×　）

⑤在下图中，当快速牵拉骨骼肌时，若在d处能记录到电位变化过程，则c处可检测到神经递质（2014·海南，15D）（　√　）

（2）（2014·四川，8节选）某人行走时，足部突然受到伤害性刺激，迅速抬脚。

下图为相关反射弧示意图：

①图示反射弧中，a是________。

当兴奋到达b点时，神经纤维膜内外两侧的电位变为__________。

当兴奋到达c处时，该结构发生的信号转变是__________________。

②伤害性刺激产生的信号传到________会形成痛觉。

此时，内脏神经支配的肾上腺分泌的肾上腺素增加，导致心率加快，这种生理活动的调节方式是______________。

答案　①传入神经　内正外负　电信号→化学信号→电信号　②大脑皮层　神经—体液调节

题组二　兴奋的产生、传导相关实验分析

5.（经典高考题）如图是神经元网络结构示意简图，图中神经元①、②、③都是兴奋性神经元，且这些神经元兴奋时都可以引起下一级神经元或肌细胞的兴奋。

和神经细胞一样，肌肉细胞在受到适宜的刺激后，也能引起细胞膜电位的变化。

图中B处表示神经肌肉接头，其结构和功能与突触类似。

请回答：

（1）给神经元①一个适宜刺激，在A处能记录到膜电位的变化。

这是因为刺激使神经元①兴奋，引起其神经末梢释放的__________进入__________，随后与突触后膜上的____________结合，导致神经元②产生兴奋。

（2）若给骨骼肌一个适宜刺激，在A处________（能、不能）记录到膜电位的变化，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）若在A处给予一个适宜刺激，在C处________（能、不能）记录到膜电位的变化，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）神经递质　突触间隙　特异性受体

（2）不能　由肌细胞产生的兴奋在神经肌肉接头处不能逆向传递

（3）能　兴奋从A处传到神经元③，再传到神经元①，故在C处能测得膜电位的变化

解析　刺激神经元①产生的神经冲动沿神经纤维传导到突触小体，使突触前膜释放神经递质，经过突触间隙后作用于突触后膜，与突触后膜上的特异性受体结合，导致神经元②兴奋。

由于神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，因此兴奋的传递为单向传递。

B处神经肌肉接头的结构和功能与突触类似，兴奋的传递也是单向的，刺激骨骼肌时兴奋不能通过神经肌肉接头逆向传递，故在A处不能测到电位变化。

兴奋在神经纤维上的传导具有双向性，刺激A处，兴奋从A传到神经元③，再传到神经元①，因此在C处能够测得膜电位的变化。

6．（2013·安徽，30节选）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）方法和现象：

刺激电位计ⓑ与骨骼肌之间的传出神经。

观察到电位计ⓑ有电位波动和左后肢屈腿，电位计ⓐ未出现电位波动　

（2）①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　②突触前膜不能释放递质

依纲联想

1．兴奋在神经纤维上的传导3点提醒

（1）准确识记静息状态和兴奋状态下膜内外的电荷分布。

静息状态下，由于K＋外流，导致外正内负。

兴奋状态下，由于Na＋内流，导致外负内正。

（2）理顺兴奋传导方向与电流方向的关系：

兴奋传导方向与膜内电流方向相同，与膜外电流方向相反。

（3）运用细胞的整体性原理解释：

一个神经元上，若有一处受到刺激产生兴奋，兴奋会迅速传至整个神经元细胞，即在该神经元的任何部位均可测到生物电变化。

2．有关突触的6点归纳提醒

（1）常见的突触类型有两种，即轴突—细胞体型和轴突—树突型，也有不常见的轴突—轴突型；还有类似突触的结构，如神经—肌肉接点等。

（2）神经递质的释放过程体现的是生物膜的流动性；突触小泡的形成与高尔基体密切相关；突触间隙的液体是组织液；神经递质的释放方式是胞吐。

（3）突触间隙中神经递质的去向有三种：

迅速地被酶分解、重吸收到突触小泡、扩散离开突触间隙。

有一些药物（如一些止痛药、有机磷农药等）作用的部位就在突触间隙。

（4）突触前膜处发生的信号转变是电信号→化学信号；突触后膜处的信号转变是化学信号→电信号。

（5）突触后膜上的神经递质受体的本质为糖蛋白。

（6）神经递质可分为兴奋性递质和抑制性递质（如多巴胺），后者可以使负离子（如Cl－）进入突触后膜，从而强化“外正内负”的局面。

3．神经调节中常考的3种物质运输方式

（1）静息电位的形成主要是K＋外流、动作电位的形成主要是Na＋内流，它们都是从高浓度→低浓度，需要通道蛋白，属于协助扩散。

（2）静息电位恢复过程中，需要借助钠—钾泵逆浓度梯度将Na＋从膜内泵到膜外，将K＋从膜外泵入膜内，且需要能量，属于主动运输。

（3）神经递质释放的过程属于非跨膜运输中的胞吐，体现了细胞膜的流动性。

4．理解电位变化机理并分析下列相关曲线

（1）受刺激部位细胞膜两侧电位差的变化曲线图

a点——静息电位，外正内负，此时K＋通道开放；

b点——0电位，动作电位形成过程中，Na＋通道开放；

bc段——动作电位，Na＋通道继续开放；

cd段——静息电位恢复；

de段——静息电位。

（2）如图1是将神经电位测量仪的A、B电极均置于膜外，在箭头处施加适宜刺激，测得电位差变化曲线如图2所示：

①ab段——兴奋传至A电极时，膜外电位由正电位逐渐变为负电位，而B电极处仍为正电位。

②bc段——兴奋传至AB两电极之间。

③cd段——兴奋传至B电极时，膜外电位由正电位逐渐变为负电位，而A电极处恢复为正电位。

5．兴奋传导与电流计指针偏转问题分析

（1）静息电位：

电表一极与神经纤维膜外侧连接，另一极与膜内侧连接，如图甲所示，观察到指针只发生一次偏转。

（2）动作电位：

电表两极都连接在神经纤维膜外（或内）侧，如图乙和丙所示，给予刺激后，可观察到指针发生两次方向相反的偏转。

①若电极两处同时兴奋，则电流表指针不偏转，如刺激图乙中的c点。

②若电极两处先后兴奋，则电流表指针发生两次方向相反的偏转，如刺激图乙中的a点和图丙中的b点。

③若两电极只有一处兴奋，则电流表指针发生一次偏转，如刺激图丙中的c点。

6．兴奋在神经纤维上的传导及在神经元之间的传递实验探究

（1）兴奋在神经纤维上传导的探究

方法设计：

电刺激图中甲处，观察A的变化，同时测量丙处的电位有无变化。

结果分析：

电刺激甲处→A有反应

（2）兴奋在神经元之间传递的探究

方法设计：

先电刺激图中甲处，测量丙处电位变化；再电刺激丙处，测量甲处的电位变化。

结果分析：

甲、丙都有电位变化→双向传递；只有甲处电位有变化→单向传递（且传递方向为丙→甲）。

考向一　以文字表述的形式考查兴奋产生与传导机理

1．（2016·海南，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。

思维延伸

（1）神经细胞受到刺激时，Na＋内流，使兴奋部位膜内侧Na＋浓度高于膜外侧（　×　）

（2）神经纤维受到适宜刺激时，膜内外电位的变化是因为Na＋和K＋的内流（　×　）

（3）神经递质以胞吐方式由突触前膜释放，以自由扩散方式通过突触间隙（　×　）

（4）特定情况下，神经递质也能使某些腺体分泌（　√　）

（5）“神经递质作用于突触后膜，引起钠离子内流，使突触后膜产生兴奋”，该过程没有体现反馈调节（　√　）

（6）激素、酶和神经递质必须与特定的分子结合才能发挥作用（　√　）

考向二　通过多种图像考查兴奋的传导与膜电位的变化及相关机理

2．（反射弧各部分组成及功能）如图是一低等海洋动物完成某反射的反射弧模式图。

下列叙述正确的是（　　）

A．①受到各种刺激，都能引起②的反应

B．在b处给予适宜刺激，引起②的反应属于反射

C．兴奋每传递一次都会导致突触前膜的面积减少

D．图中有三个神经元，a处兴奋传导的速率大于c处

答案　D

解析　不同的感受器有适宜的刺激种类，不能对各种刺激都能发生反应，不同的感受器也有不同的刺激值，刺激强度太弱，不能引起感受器的兴奋，A错误；反射活动需通过完整的反射弧来实现，因此，在b处给予适宜刺激，引起②的反应不属于反射，B错误；神经递质在突触小泡中，突触小泡与突触前膜融合时将神经递质经胞吐到突触间隙中，因此兴奋每传递一次都会导致突触前膜的面积增加，C错误；由图可知，图中有三个神经元，四个突触，由于兴奋在神经元上的传导速度大于兴奋在突触处的传递速度，因此a处兴奋传导的速率大于c处，D正确。

思维延伸

如图为人体缩手反射的反射弧结构示意图，方框甲、乙代表神经中枢，字母表示神经结构。

当手被尖物刺痛时，手缩回来后并产生痛觉。

判断下列叙述：

（1）图中A为效应器，E为感受器（　×　）

（2）由图可判定C中兴奋可传至甲（　×　）

（3）由甲发出的传出神经纤维末端释放的神经递质只能引起乙的兴奋（　×　）

（4）痛觉在图中的甲方框处形成（　√　）

（5）一般情况下，E中细胞消耗的能量直接来自于葡萄糖（　×　）

3．（神经纤维上膜电位变化机理）如图甲表示神经纤维受到刺激瞬间膜内外电荷的分布情况，图乙表示某一神经细胞动作电位和静息电位相互转变过程中的离子运输途径，静息电位与①途径离子运输有关，相关说法正确的是（　　）

A．图乙中，①④途径属于自由扩散，②③途径属于主动运输

B．图甲中b区域电位形成是细胞受到刺激后，通过图乙④途径的离子运输所致

C．图甲中b区域电位恢复与图乙①途径的离子运输无关

D．图乙④途径的发生只能由电信号引起

答案　B

解析　图乙中，④表示Na＋内流，①表示K＋外流，①④途径属于协助扩散，②③途径需要载体蛋白、消耗能量，属于主动运输，A错误；图甲中b区域为动作电位，形成的原因是细胞受到刺激后，通过图乙④途径的Na＋内流所致，B正确；图甲中b区域电位恢复与图乙①K＋外流途径的离子运输有关，C错误；图乙④途径的发生可能是由电信号引起，也可能是由化学信号（神经递质）引起，D错误。

思维延伸

判断针对原题图信息的叙述：

（1）静息时，由于①途径的作用，膜电位分布为内正外负（　×　）

（2）静息时通过①途径运输离子是产生和维持静息电位的主要原因（　√　）

（3）图甲的b处神经纤维膜对Na＋的通透性增强（　√　）

（4）图甲所示神经纤维的兴奋传导方向可能是a←b→c（　√　）

（5）甲图ab段膜外局部电流方向是b→a（　×　）

4．（动作电位的产生及传导）神经电位的测量装置如图一所示，其中箭头表示施加适宜刺激，阴影表示兴奋区域。

用记录仪记录A、B两电极之间的电位差，结果如图二所示。

若将记录仪的A、B两电极均置于膜外，其他实验条件不变，则测量结果是（　　）

答案　C

解析　分析题图可知，题图显示的是膜内与膜外的电位差，静息时，膜内外电位差为负值，说明A端（膜内侧）连电流表的正极，B端（膜外侧）连电流表的负极；若将记录仪的A、B两电极均置于膜外，静息时，A、B都表现为正电位，A、B的电位差为0，给以适宜刺激后，兴奋传到A，A处表现为外负内正，B处仍然是外正内负，对于膜外A、B两侧存在电位差，由于电流表正极处是负电位，电流表负极处是正电位，所以A、B两点的电位差是负值；当兴奋传过A后，未达到B之前，A、B两点均为静息状态，两点的电位差为0，当兴奋传至B时，B处表现为外负内正，A处是外正内负，对于膜外A、B两侧存在电位差，由于电流表正极处是正电位，电流表负极处是负电位，所以A、B两点的电位差是正值，兴奋传过B以后，A、B处于静息电位状态，A、B两点的电位差又恢复为0。

5．（兴奋在神经元之间的传递）反馈调节在神经网络中广泛存在。

如图表示脊髓前角运动神经元、闰绍细胞（兴奋时能释放抑制性神经递质）共同支配肌肉收缩的途径，相关叙述错误的是（　　）

A．图中神经细胞及肌肉组成反射弧，其中肌肉和闰绍细胞属于效应器

B．若在a点给予适宜刺激，在图中其他3点均能测得膜电位变化

C．闰绍细胞转运和释放神经递质与高尔基体和线粒体有关

D．图示反馈回路有利于运动神经元对肌肉运动的精准控制

答案　A

解析　图中传出神经细胞末梢及肌肉构成效应器，A错误；若在a点给予适宜刺激，兴奋能传到b、c、d三点，这3点均能测得膜电位变化，B正确；高尔基体与细胞分泌物的形成有关，线粒体为神经递质的转运和释放提供能量，C正确；闰绍细胞释放抑制性神经递质，抑制肌肉的运动属于反馈调节，有利于运动神经元对肌肉运动的精准控制，D正确。

思维延伸

如图是闰绍细胞（一种抑制性中间神经元）参与神经调节的过程，判断下列叙述：

（1）运动神经元1兴奋时，可通过闰绍细胞抑制自身的活动（　√　）

（2）闰绍细胞兴奋时会抑制运动神经元2的兴奋性（　√　）

（3）图示神经元之间的环状联系，是一种负反馈调节（　√　）

（4）图示中具有3个突触结构（　√　）

（5）闰绍细胞通过递质使运动神经元1膜电位变为内正外负（　×　）

6．兴奋在中枢神经系统的传导过程中，有时存在一个突触引起的兴奋被后一个突触抑制的现象。

如图是突触2抑制突触1兴奋传导的过程，以及突触1和突触2兴奋传导时的电位变化。

下列叙述正确的是（　　）

A．突触2中的神经递质作用后的去向包括被突触后膜吸收

B．ab过程（不包括a点和b点）中，离子通道甲处于开放状态

C．B处膜电位一直为－65mV，可以确定Gly使后膜上的阳离子通道打开

D．突触1处产生的局部电流可以双向传导，传到B点的时间比A点长

答案　B

解析　突触2中的神经递质合成后储存在突触小泡内，当兴奋抵达时，突触小泡将储存的递质即Gly释放出来，与分布在突触后膜上的Gly受体结合，从而使离子通道开启，导致阴离子内流，从而使兴奋不能传导，起到抑制的作用，A错误；a→b段产生动作电位，电位变化的原因是Na＋内流，说明离子通道甲处于开放状态，B正确；B处膜电位无变化，能确定Gly属于抑制性递质，说明Gly使后膜上的阴离子通道打开，C错误；突触1处产生的局部电流可以双向传导，但由于突触2抑制突触1兴奋传导的过程，所以不能传到B点，D错误。

思维延伸

（1）某种突触传递兴奋的机制为：

当兴奋传至突触小体时，引起突触小泡与突触前膜融合并释放去甲肾上腺素（简称NE），在突触间隙中，NE将发生如图所示的结合或摄取。

①突触前膜和后膜均能摄取NE，但不能说明兴奋可以双向传递（　√　）

②NE是一种神经递质，突触前膜释放NE需要受体（　×　）

③NE作用于突触前膜后抑制NE的释放属于正反馈调节（　×　）

（2）γ氨基丁酸和某种局部麻醉药在神经兴奋传递过程中的作用机理如图所示。

则：

①γ氨基丁酸与突触后膜的受体结合，促进Cl－内流，抑制突触后膜产生兴奋（　√　）

②局部麻醉药和γ氨基丁酸都属于抑制性神经递质，使突触后膜动作电位差增大（　×　）

③局部麻醉药作用于突触后膜的Na＋通道，阻碍Na＋内流，抑制突触后膜产生兴奋（　√　）

考向三　兴奋传导与电流表指针偏转问题

7．如图甲所示，在神经纤维上安装两个完全相同的灵敏电表，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。

在bd的中点c处给予一适宜刺激，相关的电位变化曲线如图乙、图丙所示。

下列分析中，正确的是（　　）

A．表1记录得到图乙所示的双向电位变化曲线

B．图乙①点时Na＋的内流速率比②点时更大

C．图乙曲线处于③点时，图丙曲线正处于④点

D．图丙曲线处于⑤点时，图甲a处膜外表现为负电位

答案　C

解析　由图可知，表1记录得到图丙所示的双向电位变化曲线，A错误；由图可知，图乙①点时Na＋的内流速率比②点时更小，B错误；由图可知，图乙曲线处于③点时，图丙曲线正处于④点，C正确；图丙曲线处于⑤点时，a、b两点间电位差为0，此时兴奋已传过b点，而还未到达a点，所以图甲a处膜外表现应为正电位，所以D错误。

思维延伸

图甲为研究神经细胞膜电位变化的实验装置，两个神经元以突触联系，并连有电表Ⅰ（两电极位于Q点位置的膜外和膜内）、Ⅱ（R处和S处电极分别位于膜外和膜内），给予适宜刺激后，电表Ⅰ测得电位变化如图乙所示，则：

（1）①→②电位变化对应于P→Q兴奋传导过程（　×　）

（2）电表Ⅰ记录到③处电位值时，Q处无K＋外流（　×　）

（3）电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图乙基本相同（　√　）

（4）若S处电极移至膜外，电表Ⅱ的指针将发生两次方向相反的偏转（　×　）

（5）若S处电极移至膜外，电表Ⅱ的指针将发生一次偏转（　√　）

考向四　兴奋在神经元之间的传递和对照实验的设计与分析

8．为了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________，作用于突触________上的受体。

信息传至视中枢，产生视觉。

多次重复训练后，大鼠在光信号与给药之间建立联系。

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鼠相关脑内区注射酶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________________________________________________________________________

__