1、动作电位的产生和传导(20分钟70分)一、选择题(共9小题,每小题6分,共54分)1.关于兴奋在离体的神经纤维上的传导,以下叙述不正确的是()A.单向传导B.形成局部电流C.双向传导D.静息时电位为内负外正【解析】选A。兴奋在离体神经纤维上传导是双向的,A错误,C正确;兴奋在离体的神经纤维上的传导以局部电流的形式传导,B正确;静息时,神经纤维上电位为内负外正,D正确。2.兴奋的传导只能是单向的,下列关于这点的叙述不正确的是()A.突触小体中有突触小泡,突触小泡中有神经递质B.神经递质释放到突触间隙中,使另一个神经元兴奋或抑制C.突触后膜中的突触小泡内没有神经递质存在D.兴奋只能从一个神经元的轴
2、突传递到另一神经元的胞体或树突【解析】选C。突触小体中有突触小泡,突触小泡中有神经递质,神经递质只能由突触前膜释放,A正确;神经递质有兴奋型和抑制型两种类型,因此递质释放到突触间隙里,使另一个神经元兴奋或抑制,B正确;突触后膜所在的神经元也能把兴奋传递给其他的神经元,因此突触后膜中的突触小泡内也有递质存在,C错误;突触包括轴突-树突型和轴突-胞体型,且兴奋在突触处只能单向传递,兴奋只能从一个神经元的轴突传给另一神经元的胞体或树突,D正确。3.下列能正确表示神经纤维未受刺激时的静息电位是()A.B.C.D.【解析】选D。神经纤维未受到刺激时,K+外流,细胞质膜内外的电荷分布情况是外正内负,即为静
3、息电位,D正确,A、B、C错误。4.(2021湘潭高二检测)根据对静息电位和动作电位的认识,下列叙述正确的是()A.K+的大量内流是神经纤维形成静息电位的主要原因B.动作电位产生的原因是Na+大量内流,需要载体蛋白的协助,并消耗能量C.静息电位的恢复过程中,Na+通道多处于关闭状态,K+通道多处于开放状态D.动作电位大小随有效刺激增强而不断加大【解析】选C。K+的大量外流是神经纤维形成静息电位的主要原因,A错误;动作电位产生的原因是Na+大量内流,需要载体蛋白的协助,不消耗能量,属于协助扩散,B错误;静息电位的产生是K+大量外流形成的,据此可推测静息电位恢复过程中,Na+通道多处于关闭状态,K
4、+通道多处于开放状态,C正确;动作电位大小不随有效刺激增强而不断加大,若刺激低于阈值,则不会产生动作电位,因此这里的有效刺激是指超过阈值以上的刺激,且动作电位的值相对稳定,不会随着有效刺激增强而变大,D错误。5.(2021沧州高二检测)某种药物能作用于突触前膜,阻断乙酰胆碱在神经元之间的传递,该药物的作用机理最可能是()A.增强乙酰胆碱酯酶的活性B.抑制突触小体中突触小泡的形成C.使乙酰胆碱无法释放到突触间隙中D.阻断乙酰胆碱和特异性受体结合【解析】选C。某种药物能作用于突触前膜,阻断乙酰胆碱在神经元之间的传递。因为兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放神经递质,神经递质作用于突触后膜
5、,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。故推测,该药物不能作用于突触后膜,即不能被释放到突触间隙,而不是增强乙酰胆碱酯酶的活性,A错误;某种药物能作用于突触前膜,阻断乙酰胆碱在神经元之间的传递,最有可能的是使乙酰胆碱无法释放到组织液,而不是抑制突触小体中突触小泡的形成,B错误,C正确;某种药物能作用于突触前膜,阻断乙酰胆碱在神经元之间的传递,那么药物发挥作用的位置为突触前膜,而不是突触后膜,乙酰胆碱还无法和特异性受体结合,D错误。6.人体皮肤瘙痒的感觉与一种神经递质5-羟色胺有关。下列有关叙述不正确的有()A.5-羟色胺进入突触间隙需要消耗能量B.当神经递质进入受体细
6、胞后,会引起后者兴奋或抑制C.突触小体可以与其他神经元的胞体、树突等相接近,共同形成突触D.若细胞外Na+浓度降低,动作电位的峰值将会减小或者不出现【解析】选B。5-羟色胺进入突触间隙的方式是胞吞,需要消耗能量,A正确;神经递质不会进入受体细胞内,只是与突触后膜上的受体结合,B错误;突触小体是突触前神经元的轴突末端膨大部分,可以与下一神经元的胞体或树突膜接触形成突触结构,C正确;若细胞外Na+浓度降低,通过Na+通道进入细胞内的Na+减少,从而导致动作电位的峰值将减小或不出现动作电位,D正确。【易错提醒】突触突触小体(1)组成不同:突触小体是上一个神经元轴突末端膨大部分,其上的膜构成突触前膜,
7、是突触的一部分;突触由两个神经元构成,包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。(2)信号转变不同:在突触小体上的信号转变为电信号化学信号;在突触处完成的信号转变为电信号化学信号电信号。7.如图表示神经纤维在离体培养条件下,受到刺激时产生动作电位及恢复过程中的电位变化,下列叙述错误的是()A.ab段神经纤维处于静息状态B.bd段主要是Na+外流的结果C.若增加培养液中的Na+浓度,则d点将上移D.若受到刺激后,导致Cl-内流,则c点将下移【解析】选B。ab段未受到刺激,此时神经纤维处于静息状态,A项正确;bd段产生了动作电位,主要是Na+内流的结果,B项错误;若增加培养液中的Na+浓度,会使Na+内流
8、的量增多,动作电位增大,则d点将上移,C项正确;若受到刺激后,导致Cl-内流,使膜内负电荷增多,静息电位绝对值增大,则c点将下移,D项正确。【补偿训练】神经细胞在静息时具有静息电位,受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位,这两种电位可通过仪器测量。下面A、B、C、D均为测量神经纤维静息电位示意图(若指针的偏转方向与电流方向相同),正确的是()【解析】选C。在未受到刺激时,神经纤维处于静息状态,细胞质膜两侧的电位表现为内负外正,为静息电位,所以要测量神经纤维的静息电位,电流表的两个电极要分别接在神经纤维的膜外和膜内,且电流必定是从膜外流向膜内。当电流表的两个电极均接在膜外或膜内时,由于两电极间
9、无电位差,指针不偏转。8.下列关于突触和兴奋传递的叙述错误的是()A.突触前、后两个神经元的兴奋是同时发生的B.兴奋通过突触时由电信号(电位变化)转化为化 学信号(神经递质释放),再转化为电信号C.突触后膜所在的神经元内也有神经递质D.兴奋在突触处只能单向传递【解析】选A。兴奋是由突触前神经元向突触后神经元传递的,因此突触前神经元先兴奋,突触后神经元后兴奋,A错误;兴奋通过突触时,突触前膜释放神经递质,作用于突触后膜的受体,导致下一个神经元兴奋或抑制,兴奋由电信号(电位变化)转化为化学信号(递质释放),再转化为电信号,B正确;突触后膜所在的神经元也能把兴奋传递给其他神经元,因此突触后膜所在的神
10、经元内也有神经递质,C正确;由于神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜,因此兴奋在突触处只能单向传递,D正确。【补偿训练】下图为从蛙后肢上分离的坐骨神经,若在电极a的左侧施加一适当的刺激,则()A.ab(膜外侧)之间电流方向为abB.ab(膜内侧)之间电流方向为baC.电流计指针会发生两次相同方向的偏转D.兴奋在整个神经纤维中的传导方向与膜内电流方向一致【解析】选D。由于在电极a的左侧给一适当的刺激,兴奋先传导到a,a处于膜电位变为内正外负,而b处膜电位仍为内负外正,所以ab之间会产生电流,膜外电流方向为ba(从正电荷到负电荷),膜内电流方向为ab(从正电荷到负电荷),A、B错误;在电极a的
11、左侧施加一适当的刺激后,兴奋先传导到a处,此时,a处膜外为负电位,而b处膜外为正电位,电流计指针会发生一次偏转;后传导到b处,此时,a处膜外为正电位,而b处膜外为负电位,电流计指针会发生一次方向相反的偏转,C错误;兴奋在整个神经纤维中的传导方向与膜内侧电流方向一致,与膜外侧电流方向相反,D正确。9.在中枢神经系统中甘氨酸是一种抑制性神经递质,与突触后膜上的甘氨酸受体结合后,能引发突触后膜电位变化,甘氨酸发挥完作用后能被突触前膜经主动运输重新吸收。下列有关说法错误的是()A.突触前膜对甘氨酸的释放过程与细胞质膜的流动性有关B.突触前膜释放的甘氨酸经扩散作用通过突触间隙到达突触后膜C.甘氨酸与突触
12、后膜上的特异性受体结合能引发Na+内流D.甘氨酸被突触前膜重新吸收的过程需要载体蛋白的协助【解析】选C。突触前膜对甘氨酸的释放过程属于胞吐,胞吐与细胞质膜的流动性有关,A正确;神经递质是经扩散通过突触间隙到达突触后膜的,与突触后膜上的受体结合后引发膜电位变化,B正确;Na+内流与动作电位的形成有关,甘氨酸是一种抑制性递质,与突触后膜上的特异性受体结合不能引发Na+内流,C错误;氨基酸一般通过主动运输的方式进入细胞,该过程需要载体蛋白和能量,甘氨酸被突触前膜重新吸收的过程需要载体蛋白的协助,D正确。二、非选择题(共16分)10.炎症发生时,疼痛是一种防御性的保护反应。研究发现,炎症因子ILs能够
13、促进痛觉的形成,其作用机制如图所示。但过量的炎症因子会造成免疫过强,自身器官受到损伤。请回答下列相关问题:(1)在神经元间传递兴奋时,突触后膜完成的信号转换模式为_。(2)若使用Ca2+阻滞剂抑制神经细胞膜Ca2+通道的开放,则能减缓炎症因子引起的疼痛,为探究Ca2+的作用机制,进行了如下实验,对照组:对突触前神经纤维施加适宜电刺激,检测神经递质的释放量。实验组:向突触小体施加适量的Ca2+通道阻滞剂,对突触前神经纤维施加适宜电刺激,检测神经递质的释放量。结果是实验组神经递质的释放量小于对照组。由实验结果能得出的结论是_。为进一步验证上述结论,请再补充一个实验组:_ _。【解析】(1)兴奋传导
14、过程中,突触后膜发生的变化有神经递质与突触后膜特异性受体结合,钠离子内流,产生动作电位,信号转变方式由化学信号转变为电信号。(2)对照组:对突触前神经纤维施加适宜电刺激,检测神经递质的释放量。实验组:向突触小体施加适量的Ca2+通道阻滞剂,对突触前神经纤维施加适宜电刺激,检测神经递质的释放量。可确定实验的自变量为突触小体中能够进入钙离子,实验结果是实验组神经递质的释放量小于对照组,说明C能促进神经递质的释放。为进一步验证上述结论,还需要再补充一个实验组:向突触小体中施加适量的C,检测神经递质的释放量。答案:(1)化学信号电信号(2)C能促进神经递质的释放向突触小体中施加适量的Ca2+,检测神经
15、递质的释放量 (10分钟30分)1.(5分)(2021宝鸡高二检测)将灵敏电流计连接到图一神经纤维和图二突触结构的表面,分别在a、b、c、d处给予足够强度的刺激(a点离左右两个接点距离相等),下列说法不正确的是()A.刺激b点时,指针偏转2次B.刺激c点时,指针偏转2次C.刺激a点时,由于a点离两个接点距离相等,所以理论上指针不偏转D.刺激d点时,指针不偏转【解析】选D。在b处给予足够强度的刺激,兴奋首先传到右边接点,电位表偏转一次,接着兴奋传到左边接点,电位表再偏转一次,共偏转2次,A正确;在c处给予足够强度的刺激,兴奋传到左边接点,电位表偏转一次,接着兴奋通过突触传到右边接点,电位表再偏转
16、一次,B正确;兴奋在神经纤维上传导是双向的,在a处给予足够强度的刺激,同时传到左右两个接点,没有电位差,电位表不偏转,C正确;由于兴奋在神经元之间的传递是单向的,所以在d处给予足够强度的刺激,兴奋只能传到右边接点,电位表偏转一次,D错误。2.(5分)(多选)(2021淄博高二检测)钠-钾泵广泛存在于各种细胞膜上,其工作机制如图所示。下列说法正确的是()A.钠-钾泵具有ATP酶的活性,能分解ATP释放能量供能B.钠-钾泵每活动一次,细胞外多一个单位的正电荷C.低温、缺氧等环境可以引起细胞内外钠钾离子浓度差异减小D.若钠-钾泵活动增强,会使神经细胞产生的静息电位减小【解析】选A、B、C。钠-钾泵具
17、有运输Na+、K+和催化ATP水解的功能,具有ATP酶的活性,能分解ATP释放能量为运输Na+、K+供能,A正确;钠-钾泵每活动一次,将三个单位的Na+运出细胞,同时将两个单位的K+运入细胞,细胞外多一个单位的正电荷,B正确;钠-钾泵能维持细胞内低Na+高K+的细胞环境,低温影响钠-钾泵的活性,影响ATP的水解,缺氧会影响有氧呼吸进而影响ATP的产生,因此低温、缺氧等环境可以引起细胞内外钠钾离子浓度差异减小,C正确;若钠-钾泵活动增强,会使细胞内K+浓度提高,细胞内外K+浓度差增大,神经细胞产生的静息电位增大,D错误。3.(5分)(多选)(2021连云港高二检测)阿尔茨海默病(AD),又叫老年
18、性痴呆,是一种中枢神经系统退行性病变,主要表现为渐进性记忆障碍、认知功能障碍、人格改变及语言障碍等,严重影响正常的工作与生活。患者脑组织中淀粉样蛋白沉积(A)和神经元纤维缠结(NFT),使其表现为记忆和认知功能障碍。研究者设计了针对淀粉样蛋白的抗体,开发出治疗AD的药物X。有关叙述正确的是()A.正常神经细胞质膜外电位最低时,膜内外Na+量相等B.正常神经元兴奋时,细胞质膜内Na+/K+的值会降低C.神经元纤维缠结可能会导致兴奋在突触处传递受阻D.药物X发挥作用时吞噬细胞中的溶酶体代谢会更活跃【解析】选C、D。由于Na+主要维持细胞外液的渗透压,所以即使膜外电位最低时,膜外Na+量依然大于膜内
19、,A错误;正常神经元兴奋时,Na+内流,所以细胞质膜内Na+/K+的值会升高,B错误;神经元纤维缠结导致记忆和认知功能障碍,原因可能是兴奋在突触处传递受阻,C正确;药物X可以理解为针对淀粉样蛋白的抗体,抗体和抗原结合后形成沉淀,需要吞噬细胞将其处理,所以吞噬细胞中的溶酶体代谢会更活跃,D正确。【实验探究】4.(15分)(2021德州高二检测)科学工作者为研究兴奋在神经纤维上传导及突触间传递的情况,设计如下图所示实验。图中c点位于灵敏电流计两条接线的中点,且X=Y。请回答下列问题:(1)在a点受刺激时,膜外电位为_电位。若刺激b点,电流计指针将_(填偏转方向和次数);若刺激c点,电流计指针将_。
20、(2)若利用电流计验证兴奋在突触间只能单向传递。请设计实验进行证明(请注明刺激的位点、指针偏转情况):._,说明兴奋可以从A传到B;._,说明兴奋不能从B传到A。(3)请利用电流计、设计一个简单实验,证明兴奋在神经纤维上的传导速度大于其在突触间的传递速度:实验思路:_。结果预测:_。【解析】(1)神经纤维未受刺激时,钾离子外流形成内负外正的静息电位,因此膜外电位为正电位;受到刺激时,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。因此,在a点受刺激时,膜外电位为负电位。若刺激b点,由于兴奋在神经纤维上的传导是双向的,因此导致电流计的两极不同步兴奋,因此,电流计指针将发生2次方向相反的偏转;若刺激c点,电流
21、计的两个电极将同步发生兴奋,故指针不会发生偏转。(2)分别刺激d(或a或b或c)点,电流计指针发生2次方向相反的偏转,说明兴奋可以由A传向B;刺激e点,电流计偏转1次,说明兴奋不能由B传向A。(3)根据已知条件,利用电流计、设计一个简单实验,验证兴奋在神经纤维上的传导速度大于其在突触间的传递速度,实验思路为:刺激d点,观察电流计、发生第二次偏转的先后顺序。由于兴奋在神经纤维上传导的速度高于兴奋在神经元之间传递的速度,故电流计发生第二次偏转的时间早于电流计。答案:(1)负 发生2次方向相反的偏转不偏转 (2).刺激d(或a或b或c)点,电流计指针发生2次方向相反的偏转.刺激e点,电流计指针偏转1次(3)刺激d点,观察电流计、指针发生第二次偏转的先后顺序电流计指针发生第二次偏转的时间早于电流计
