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2023届高考生物二轮复习神经调节作业含答案
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这是一份2023届高考生物二轮复习神经调节作业含答案，共33页。试卷主要包含了下列关于神经元的叙述,正确的是，神经细胞间兴奋的传递依赖突触等内容，欢迎下载使用。
专题十七 神经调节
高频考点
考点一 神经调节的结构基础
本考点下基础层级部分主要考查中枢神经系统的组成、神经元的结构,重难层级主要内容包括内脏神经、神经元的功能等,相对综合性较低,主要集中在对基础内容的考查。
基础
1.(2017海南,15,2分)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
2.(2021浙江6月选考,12,2分)下列关于神经元的叙述,正确的是( )
A.每个神经元都有一个轴突和多个树突
B.每个神经元的轴突和树突外周都包有髓鞘
C.同一个神经元所有部位的表面膜特性都相同
D.运动神经元产生的神经冲动可沿轴突传送给效应器
答案 D
重难
3.(2021山东济南期末,8)植物性神经系统是指调节内脏功能的神经系统,通常是指支配内脏器官的传出神经,分布于人体的平滑肌、心肌和腺体,调节机体的消化、呼吸、分泌、生长和繁殖等多种生理机能。植物性神经系统包括交感神经和副交感神经,交感神经的作用主要是保证人体在紧张、运动状态时的生理需要,而副交感神经的作用主要是维持安静、休息时的生理功能。据此推测,下列有关叙述错误的是( )
A.闪身躲过一辆汽车后心跳加快,此时交感神经兴奋、肾上腺髓质分泌肾上腺素增多
B.人可以有意识地控制排尿,是因为大脑皮层可以调控脊髓引起交感神经兴奋导致膀胱缩小
C.在恐惧害怕时,瞳孔放大是因为交感神经兴奋支配瞳孔开大肌收缩,安静后,瞳孔缩小是因为副交感神经支配瞳孔括约肌收缩
D.饭后立即进行剧烈运动会影响消化,原因可能是运动时副交感神经活动减弱,使胃肠蠕动减弱,消化腺分泌活动减弱
答案 B
考点二 神经调节的基本方式——反射
本考点基础层级内容包括反射及反射弧,膝跳反射、缩手反射、排尿反射等基本反射,重难及综合层级主要结合反射弧的结构、肢体协调配合等考查条件反射和非条件反射的产生机制。
基础
1.(2019浙江4月选考,19,2分)下列关于人体反射活动的叙述,错误的是( )
A.反射活动具有规律性
B.膝(膝跳)反射的效应器是伸肌中的肌梭
C.神经元受到适宜刺激后会产生神经冲动
D.反射活动一定需要中枢神经系统的参与
答案 B
2.(2020北京门头沟一模,7)如图为神经调节中两个重要的结构模式图,下列选项中错误的是 ( )
A.图甲中③内的物质为神经递质,它可以和⑥上的特异性受体结合
B.图甲为图乙中结构c的局部放大图像
C.图乙中b受损的情况下,刺激a仍有感觉,但是肌肉不能收缩
D.图乙中的X所示神经纤维为传入神经
答案 C
3.(2022北京海淀期末,8)如图所示的反射活动中,①~⑥代表不同的结构。下列叙述不正确的是( )
A.完成该动作的反射弧为①→②→③→④→⑤
B.该动作的协调完成与③处分析和综合信息有关
C.②④只能产生动作电位,不能释放神经递质
D.通过⑥将信息传向大脑皮层感觉中枢产生痛觉
答案 C
重难
4.(2020江苏,13,2分)如图为部分神经兴奋传导通路示意图,相关叙述正确的是( )
A.①、②或④处必须受到足够强度的刺激才能产生兴奋
B.①处产生的兴奋可传导到②和④处,且电位大小相等
C.通过结构③,兴奋可以从细胞a传递到细胞b,也能从细胞b传递到细胞a
D.细胞外液的变化可以影响①处兴奋的产生,但不影响③处兴奋的传递
答案 A
5.(2021浙江1月选考,23,2分)当人的一只脚踩到钉子时,会引起同侧腿屈曲和对侧腿伸展,使人避开损伤性刺激,又不会跌倒。其中的反射弧示意图如图,“+”表示突触前膜的信号使突触后膜兴奋,“-”表示突触前膜的信号使突触后膜受抑制。甲~丁是其中的突触,在上述反射过程中,甲~丁突触前膜信号对突触后膜的作用依次为( )
A.+、-、+、+ B.+、+、+、+ C.-、+、-、+ D.+、-、+、-
答案 A
综合
6.(2020北京海淀一模,8)人类依靠几百万个嗅觉受体神经元识别多种气味,每个嗅觉受体神经元中有几百个气味分子受体基因。研究发现,L蛋白与气味分子受体基因附近的一段DNA序列结合,增强几百个基因中的一个基因表达,从而使该神经元表达特定受体,只感应一种气味分子。下列相关叙述,不正确的是( )
A.气味分子与嗅觉受体神经元上的受体结合,引起神经元产生兴奋
B.嗅觉受体神经元产生的兴奋通过传入神经传至下丘脑形成嗅觉
C.不同的嗅觉受体神经元的基因组成相同,mRNA的种类存在不同
D.细胞中特定基因表达增强是实现细胞功能特异性的方式之一
答案 B
考点三 神经冲动的传导和传递
本考点基础层级部分内容主要包括静息电位和动作电位的形成过程及相关离子在膜两侧的分布,兴奋的传递过程及神经递质的种类;重难及综合层级部分一般结合离子流动、神经元及神经元与其他细胞的联系考查神经冲动的传导和传递,其中药物作用机理及相关实验设计为重难点内容。
基础
1.(2017浙江4月选考,26,2分)将新生小鼠的脑神经元置于适宜的溶液中,制成较高细胞密度的细胞悬液,并将其低温保存,在低温保存过程中神经元会受到损伤。一段时间后,与常温保存组相比,溶液中的离子浓度变化是( )
A.K+浓度升高 B.K+浓度降低
C.Na+浓度不变 D.Na+浓度升高
答案 A
2.(2020江苏,14,2分)天冬氨酸是一种兴奋性递质,下列叙述错误的是( )
A.天冬氨酸分子由C、H、O、N、S五种元素组成
B.天冬氨酸分子一定含有氨基和羧基
C.作为递质的天冬氨酸可贮存在突触囊(小)泡内,并能批量释放至突触间隙
D.作为递质的天冬氨酸作用于突触后膜,可增大细胞膜对Na+的通透性
答案 A
3.(2021全国乙,4,6分)在神经调节过程中,兴奋会在神经纤维上传导和神经元之间传递。下列有关叙述错误的是( )
A.兴奋从神经元的细胞体传导至突触前膜,会引起Na+外流
B.突触前神经元兴奋可引起突触前膜释放乙酰胆碱
C.乙酰胆碱是一种神经递质,在突触间隙中经扩散到达突触后膜
D.乙酰胆碱与突触后膜受体结合,引起突触后膜电位变化
答案 A
4.(2022全国乙,3,6分)运动神经元与骨骼肌之间的兴奋传递过度会引起肌肉痉挛,严重时会危及生命。下列治疗方法中合理的是( )
A.通过药物加快神经递质经突触前膜释放到突触间隙中
B.通过药物阻止神经递质与突触后膜上特异性受体结合
C.通过药物抑制突触间隙中可降解神经递质的酶的活性
D.通过药物增加突触后膜上神经递质特异性受体的数量
答案 B
重难
5.(2021首师大附中开学考,2)如图为神经细胞部分物质运输的模式图,下列叙述不正确的是 ( )
A.水分子通过①的跨膜运输是顺浓度梯度进行的
B.当膜电位发生改变时,②③的通透性都不发生变化
C.③的运输方式形成了细胞内外的钠、钾离子浓度梯度
D.神经细胞静息电位的形成与②所示的物质运输有关
答案 B
6.(2020北京,8,2分)食欲肽是下丘脑中某些神经元释放的神经递质,它作用于觉醒中枢的神经元,使人保持清醒状态。临床使用的药物M与食欲肽竞争突触后膜上的受体,但不发挥食欲肽的作用。下列判断不合理的是( )
A.食欲肽以胞吐的形式由突触前膜释放
B.食欲肽通过进入突触后神经元发挥作用
C.食欲肽分泌不足机体可能出现嗜睡症状
D.药物M可能有助于促进睡眠
答案 B
7.(2022广东,15,4分)研究多巴胺的合成和释放机制,可为帕金森病(老年人多发性神经系统疾病)的防治提供实验依据。最近研究发现在小鼠体内多巴胺的释放可受乙酰胆碱调控,该调控方式通过神经元之间的突触联系来实现(如图)。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.乙释放的多巴胺可使丙膜的电位发生改变
B.多巴胺可在甲与乙、乙与丙之间传递信息
C.从功能角度看,乙膜既是突触前膜也是突触后膜
D.乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放
答案 B
8.(2021北京朝阳二模,10)某研究发现,环境温度升高使AC神经元的阳离子通道(TrpA1)被激活,阳离子内流导致AC神经元兴奋。该信号通过神经传导,最终抑制PI神经元兴奋,从而促进夜晚觉醒,具体过程如图所示,下列相关分析不正确的是 ( )
A.AC神经元受到高温刺激时TrpA1被激活,阳离子内流产生动作电位
B.干扰AC神经元中TrpA1的表达会使高温促进夜晚觉醒的作用减弱
C.兴奋由AC神经元传至DN1P神经元时,完成电信号→化学信号→电信号转换
D.DN1P神经元释放的递质CNMa与CNMa受体结合使PI神经元兴奋
答案 D
9.(2020北京顺义一模,15)如图为人体两神经元A、B在结构上的联系,A为兴奋性神经元,分泌兴奋性递质,B为抑制性神经元,分泌抑制性递质。下列叙述不正确的是( )
A.图中结构体现了反馈调节
B.图中C、D所示结构为突触
C.刺激A后D处突触后膜上钠离子通道开放
D.刺激A后C处突触前膜分泌兴奋性递质
答案 D
综合
10.(2020北京西城期末,18)神经细胞间兴奋的传递依赖突触。无脊椎动物枪乌贼的星状神经节具有巨大的化学突触结构(巨突触),可用微电极来记录突触前动作电位和突触后电位变化(如图1)。以下是关于递质释放机制的相关研究。
图1 枪乌贼星状神经节
图2 河豚毒素对电位的影响
(1)在图1中的突触结构中,突触前神经元兴奋后,突触前膜释放的 作用于突触后膜上的 ,导致突触后神经元兴奋。
(2)河豚毒素(TTX)是一种钠离子通道阻断剂。用TTX处理突触前神经元,然后每隔5 min施加一次刺激,分别测量突触前和突触后神经元的电位变化,结果如图2。推测TTX导致突触前和突触后神经元电位发生变化的原因是 。
(3)在上述实验过程中,研究者检测到,在使用TTX后突触前膜处的Ca2+内流逐渐减弱,由此推测“突触前动作电位通过提高突触小体内Ca2+浓度来促进神经递质的释放”。研究者利用图1所示标本进行如下实验,获得了支持上述推测的实验结果。
实验材料:BAPTA(是一种Ca2+螯合剂,能够快速与钙离子发生结合,从而阻断钙离子与相应分子的结合)、笼锁钙(是一种缓冲液,暴露在强紫外线下会释放钙离子。强紫外线不影响正常神经纤维兴奋)。
实验过程及结果:
第一组:对突触前神经元施加适宜电刺激。
实验结果:先检测到突触前动作电位的发生,之后检测到突触后电位的变化。
第二组:先向突触小体注射足量BAPTA,接着对突触前神经元施加适宜电刺激。
实验结果: 。
第三组: (写出实验过程及结果)。
(4)结合上述研究,完善正常条件下的递质释放流程图。
答案 (1)神经递质 受体 (2)TTX作用于钠离子通道,阻断了Na+内流,导致突触前神经元电位变化明显减弱,进而使突触前膜神经递质释放减少或不能释放,突触后膜难以兴奋 (3)能检测到突触前动作电位的发生,但不能检测到突触后电位的变化 向突触小体注射适量笼锁钙,然后用强紫外线照射标本;实验结果:检测不到突触前动作电位的发生,但能检测到突触后电位的变化
(4)
11.(2022海南,17,10分)人体运动需要神经系统对肌群进行精确的调控来实现。肌萎缩侧索硬化(ALS)是一种神经肌肉退行性疾病,患者神经肌肉接头示意图如图。回答下列问题。
(1)轴突末梢中突触小体内的Ach通过 方式进入突触间隙。
(2)突触间隙的Ach与突触后膜上的AchR结合,将兴奋传递到肌细胞,从而引起肌肉 ,这个过程需要 信号到 信号的转换。
(3)有机磷杀虫剂(OPI)能抑制AchE活性。OPI中毒者的突触间隙会积累大量的 ,导致副交感神经末梢过度兴奋,使瞳孔 。
(4)ALS的发生及病情加重与补体C5(一种蛋白质)的激活相关。如图所示,患者体内的C5被激活后裂解为C5a和C5b,两者发挥不同作用。
①C5a与受体C5aR1结合后激活巨噬细胞,后者攻击运动神经元而致其损伤,因此C5a-C5aR1信号通路在ALS的发生及病情加重中发挥重要作用。理论上使用C5a的抗体可延缓ALS的发生及病情加重,理由是 。
②C5b与其他补体在突触后膜上形成膜攻击复合物,引起Ca2+和Na+内流进入肌细胞,导致肌细胞破裂,其原因是 。
答案 (1)胞吐 (2)收缩 化学 电 (3)乙酰胆碱(Ach) 收缩 (4)①C5a的抗体与受体C5aR1竞争性结合C5a,从而不能激活巨噬细胞,使运动神经元不会受到攻击而损伤 ②Ca2+和Na+内流进入肌细胞,使肌细胞内溶液浓度(或细胞内液渗透压)增大,导致细胞吸水涨破
考点四 神经系统的分级调节与人脑的高级功能
本考点基础层级部分包括大脑皮层的分区及对躯体感觉和运动的控制、学习和记忆等基础内容,重难及综合层级主要包括神经系统的分级调节、学习和记忆的机理,通常以实验分析和实验设计的方式考查。
基础
1.(2019北京理综,2,6分)为探究运动对海马脑区发育和学习记忆能力的影响,研究者将实验动物分为运动组和对照组,运动组每天进行适量的有氧运动(跑步/游泳)。数周后,研究人员发现运动组海马脑区发育水平比对照组提高了1.5倍,靠学习记忆找到特定目标的时间缩短了约40%。根据该研究结果可得出( )
A.有氧运动不利于海马脑区的发育
B.规律且适量的运动促进学习记忆
C.有氧运动会减少神经元间的联系
D.不运动利于海马脑区神经元兴奋
答案 B
2.(2022湖南,4,2分)情绪活动受中枢神经系统释放神经递质调控,常伴随内分泌活动的变化。此外,学习和记忆也与某些神经递质的释放有关。下列叙述错误的是( )
A.剧痛、恐惧时,人表现为警觉性下降,反应迟钝
B.边听课边做笔记依赖神经元的活动及神经元之间的联系
C.突触后膜上受体数量的减少常影响神经递质发挥作用
D.情绪激动、焦虑时,肾上腺素水平升高,心率加速
答案 A
重难
3.(2020北京大兴一模,10)如图为针扎刺激后反射过程的示意图,a、b、c、d、e表示神经元,“+”“-”分别表示促进和抑制,下列叙述正确的是( )
注:a表示传入神经元,c表示传出神经元。
A.a、b和c三个神经元组成反射弧,这是完成缩手反射的结构基础
B.针扎刺激手指皮肤后,a神经元膜电位由外正内负变为外负内正
C.直接刺激b神经元时,神经冲动可双向传导到a和c神经元
D.大脑皮层产生痛觉后,e神经元可释放神经递质使c膜电位反转
答案 B
4.(2020北京顺义二模,9)人体排尿是一种复杂的反射活动,如图示排尿反射过程。当膀胱被尿液充盈时,膀胱内牵张感受器受到刺激产生兴奋,使人产生尿意,引起膀胱的逼尿肌收缩,排出尿液,逼尿肌收缩又进一步刺激牵张感受器兴奋。下列叙述不正确的是( )
A.排尿活动的调节属于正反馈调节
B.若P处受损膀胱将无法排出尿液
C.人产生尿意的中枢位于大脑皮层
D.成人适时排尿体现神经分级调节
答案 B
5.(2020浙江7月选考,20,2分)分布有乙酰胆碱受体的神经元称为胆碱能敏感神经元,它普遍存在于神经系统中,参与学习与记忆等调节活动。乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱的分解,药物阿托品能阻断乙酰胆碱与胆碱能敏感神经元的相应受体结合。下列说法错误的是( )
A.乙酰胆碱分泌量和受体数量改变会影响胆碱能敏感神经元发挥作用
B.使用乙酰胆碱酯酶抑制剂可抑制胆碱能敏感神经元受体发挥作用
C.胆碱能敏感神经元的数量改变会影响学习与记忆等调节活动
D.注射阿托品可影响胆碱能敏感神经元所引起的生理效应
答案 B
综合
6.(2021北京东城一模,20)感知外界环境中潜在的危险信息,快速躲避天敌并作出最适宜的防御反应是动物生存所需具备的重要能力。为探究本能恐惧内在的大脑运作机制,研究人员开展了如下实验。
(1)将小鼠置于如图1的装置中,用黑色圆盘在小鼠的上视野产生阴影模拟小鼠被上空中的天敌(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 ,传至轴突末梢,释放 作用于突触后膜上的受体,最终诱发小鼠产生逃跑至遮蔽物中的防御行为。
图1
图2
(2)研究人员利用相关技术记录脑内腹侧被盖区(VTA)GABA能神经元的激活程度,结果(图2)发现 ,
推测阴影刺激通过激活VTA区GABA能神经元进而诱发小鼠逃跑行为。
(3)研究人员将光敏感的通道蛋白特异性表达在某一特定类型的神经元中,并通过特定波长的光刺激来调控神经元活动。神经元未受刺激时细胞膜的静息电位为 ,当蓝光刺激光敏蛋白C时,会导致Na+内流使所在神经元兴奋,当黄光刺激光敏蛋白N时,会导致Cl-内流使所在神经元 。应用此技术设计实验进一步证实了VTA区GABA能神经元激活是诱发小鼠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
③
实验
组二
VTA区GABA能
神经元表达光敏
蛋白C的小鼠
④ 、
⑤
⑥
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
(4)科研人员对单次上视野阴影刺激诱发本能恐惧反应的小鼠展开进一步研究。对小鼠给予了连续性重复视觉危险刺激后,发现一部分小鼠逐渐“适应”,其本能恐惧反应被削弱;而另一部分小鼠则始终表现为“非适应”行为,表现出逃跑反应。针对上述“二态型”行为表征,请提出一个可以进一步研究的问题。
答案 (1)神经冲动 神经递质 (2)阴影刺激组在有阴影刺激时,VTA区GABA能神经元活性始终高于非阴影刺激组(阴影刺激后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时,小鼠发生逃跑行为 (3)内负外正 抑制
分组
实验动物
实验条件
实验结果
实验组一
①B
②C
③G
实验组二
④F、⑤D
⑥H
(4)研究引发“二态型”行为表征的生理学机制;研究“适应”和“非适应”小鼠的GABA能神经元活性的差异(合理即可)。
情境应用
简单情境
1.短道速滑过程中的生理反应(2022北京东城二模,11)运动会上,某短道速滑队在混合接力项目上获得金牌。比赛中,运动员身体会发生许多生理反应。下列相关叙述错误的是( )
A.运动员听到枪响完成出发反应,需要通过反射弧传递信号
B.比赛时,运动员的交感神经和副交感神经的功能都会增强
C.完成动作需要大脑发出动作指令,再通过脊髓传到效应器
D.弯道处快速滑行时,运动员需小脑协调运动维持身体平衡
答案 B
2.兴奋剂检测(2022北京海淀一模,9)运动会兴奋剂检测中,使用干血点(DBS)技术。DBS采样时,将运动员的一滴指尖血滴在滤纸上,待其自然风干两三个小时即可制成待测样品。下列相关叙述不正确的是( )
A.神经递质类兴奋剂在违规使用者体内,作用于突触前膜
B.DBS风干脱水可抑制微生物分解作用,提高样品的稳定性
C.DBS风干可使样品中的兴奋剂浓缩,利于提高检测灵敏度
D.严禁滥用兴奋剂,能更好地维护公平竞争的精神
答案 A
陌生情境
3.光刺激下丘脑CRH神经元引起的生理变化(2022北京东城一模,8)科研人员在转入光敏蛋白基因的小鼠下丘脑中埋置光纤,用特定的光刺激下丘脑CRH神经元(细胞膜结构示意图如图1),引起如图2所示的一系列变化。
图1
图2
下列分析错误的是( )
A.光刺激引起CRH神经元细胞膜上的Na+通道开放,Na+内流
B.兴奋在中间神经元与脾神经元之间通过突触结构进行传递
C.图2中激活B细胞的是辅助性T细胞和细胞毒性T细胞
D.神经系统可以通过分泌信息分子来调节免疫系统的功能
答案 C
4.脑机接口(2022北京丰台二模,7)脑卒中是脑部血管破裂或阻塞导致的疾病,患者常出现上下肢不能运动等功能性障碍。研究人员尝试通过如图所示的“脑机接口”对患者进行康复训练,能部分恢复受损大脑的功能。下列说法正确的是( )
A.脑卒中患者不能完成膝跳反射等非条件反射
B.脑卒中患者常伴有认知或言语障碍等后遗症
C.脑机接口必须连接传出神经及相应的效应器
D.脑机接口意在恢复患者自主神经系统的功能
答案 B
复杂情境
5.小鼠对苦味和甜味的感知的调控机制(2022北京海淀一模,18)科研人员对哺乳动物如何调控苦味和甜味的味觉感知进行了研究。
(1)给小鼠喂食不同口味的液体,并记录小鼠的舔舐次数,如图1。
图1
①单独喂食甜味剂或苦味剂时,特定的味觉分子会刺激味蕾产生 ,最终传递到 的特定中枢形成味觉,进而通过脑干r区特定神经元调控舔舐行为。
②与Ⅰ、Ⅲ组相比较,Ⅱ组小鼠的舔舐次数 ,推测苦味对于甜味可能具有一定的抑制作用。
(2)为进一步探究苦味对于甜味的抑制效应及其调控机制,科学家对小鼠进行饲喂和刺激特定脑区(如图2),检测位于脑干r区的S神经元和C神经元的膜电位变化,处理及结果见表。
图2
组别
饲喂小鼠
刺激特定脑区
神经元兴奋程度
苦味中枢
X区
S神经元
C神经元
1
饲喂
甜味剂
不刺激
不刺激
-
+
2
刺激
不刺激
+
-
3
不刺激
刺激
-
-
4
饲喂
苦味剂
不刺激
不刺激
+
-
5
刺激
不刺激
++
-
6
不刺激
刺激
+
-
注:+表示兴奋,++表示兴奋增强,-表示不兴奋
①比较1组和4组的实验结果,说明脑干r区的S和C神经元分别对 作出响应。
②分析1、2、3组,可得出的结论是 。
③抑制剂抑制苦味中枢至X区的神经传递,重复(1)中实验,结果为Ⅱ组接近Ⅰ组结果,显著高于Ⅲ组,说明 。
(3)综合上述实验结果,可以建立苦味中枢对脑干r区的反馈调节机制。请使用箭头“→”连接具有调节关系的区域或神经元,并在箭头上标记“+”(表示促进)或“-”(表示抑制),完善图3。
图3
(4)甜味通常表明该物质可以食用、具有高能量,而苦味则代表该物质可能有毒性。从进化与适应的角度分析,动物形成苦味对甜味存在抑制的调节机制,其意义是 。
答案 (1)①兴奋/神经冲动 大脑皮层 ②显著低于Ⅰ组,与Ⅲ组相近 (2)①苦味、甜味 ②刺激苦味中枢可引起S神经元兴奋,但刺激X区无此效应,刺激苦味中枢和X区均可抑制C神经元兴奋 ③苦味中枢通过X区抑制C神经元兴奋/苦味中枢通过X区抑制甜味
(3)
(4)甜味中掺入苦味物质时,苦味抑制甜味,使动物减少舔舐(远离苦味物质),从而使动物避免摄入潜在有毒物质,有利于生存和繁衍
6.针灸调节机体的生理状态的相关研究(2022北京西城二模,18)针灸是中国传统医学中独具特色的疗法之一,可通过针刺身体特定部位调节机体的生理状态从而达到治疗疾病的目的。
(1)针灸或电针刺激足三里(ST36)穴位,可引起肾上腺分泌的去甲肾上腺素(NA)、肾上腺素(A)和多巴胺(DA)增加,该应答反应属于 反射。
(2)细菌内毒素(LPS)可与免疫细胞表面TLR4结合,介导免疫细胞分泌炎症因子TNF,引发小鼠全身炎症反应。为了揭示针灸疗法缓解炎症反应的生理机制,研究人员构建P受体感觉神经元缺失的模型小鼠P'。分别给正常小鼠和P'小鼠注射LPS,之后用0.5 mA电针刺激小鼠ST36,检测TNF含量。据图中结果可知,电针刺激小鼠ST36,可缓解LPS引发的炎症反应,该作用效果依赖于具有P受体的感觉神经元,作出判断的依据是 。
(3)膈下迷走神经作为传出神经参与P受体感觉神经元介导的缓解炎症反应。科研人员构建了光敏蛋白高表达于P受体感觉神经元的小鼠PC(光敏蛋白接受光刺激后Ca2+内流,引起神经元兴奋)。为进一步证实抗炎症反应依赖P受体感觉神经元且与迷走神经有关,请从a~i中选择合适字母填入下表①~④中并预期实验结果。
组别
实验
材料
处理1
检测迷走神经
动作电位频率
处理2
处理3
检测
甲组
正常
小鼠
②
极低
甲1:③
注射LPS后,再进行同②的处理
TNF
含量
甲2:假手术
注射④ ,其他处理同上
乙组
①
同上
高
乙1:同甲1组
同甲1组
乙2:同甲2组
同甲2组
a.正常小鼠 b.P' c.PC d.电刺激ST36 e.光照刺激ST36 f.切断迷走神经
g.破坏神经中枢 h.LPS i.生理盐水
(4)其他研究表明,NA、A、DA在免疫细胞表面有两种类型的受体,α2-AR介导促进炎症反应,β2-AR介导抑制炎症反应。请根据上述实验结果,在图中补全针灸缓解炎症反应的调节过程。
答案 (1)非条件 (2)正常鼠0.5 mA电针刺激组TNF含量低于未受刺激组,模型鼠P'0.5 mA电针刺激组和未受刺激组TNF含量基本相当 (3)①c ②e ③f ④h 预期结果:乙2组TNF含量低,甲1、乙1与甲2无显著差异,均高于乙2组。
(4)
审题解题
1.(2021北京东城二模,9)科研人员培养了一种GS神经元中表达铁蛋白的转基因小鼠,如图1,电磁波可激活铁蛋白引发该神经元兴奋。用电磁波照射转基因小鼠和非转基因小鼠,监测血糖浓度变化,结果如图2。下列叙述不正确的是( )
图1
图2
A.图1中阳离子进入GS神经元的方式是协助扩散
B.GS神经元兴奋时膜内的电位变化是由负到正
C.GS神经元维持静息状态时血糖浓度保持相对稳定
D.电磁波发射时GS神经元兴奋引起胰岛素分泌增加
补充设问
审题方法设问① 电磁波照射转基因小鼠后,小鼠GS神经元中会发生哪些生命活动?
解题思路设问② GS神经元兴奋后有何作用?答案 D
补充设问答案 设问① 电磁波照射转基因小鼠,小鼠GS神经元中的铁蛋白被激活,与其融合表达的阳离子通道蛋白被激活,促进阳离子顺浓度梯度转运进入细胞内部,GS神经元产生兴奋。
设问② 结合图1和图2,用电磁波照射转基因小鼠,GS神经元兴奋,照射过程中转基因小鼠的血糖浓度相比于非转基因小鼠而言显著增加,说明GS神经元兴奋后会通过一定方式提高血糖浓度,且照射后该作用会持续一段时间。
2.(2022北京清华附中2月调研,18)记忆最初在海马体(大脑皮层的一个区域)中形成,然后转移到其他大脑区域进行长期存储。海马体中可塑性突触的形成、巩固和消除对记忆起着关键作用。
(1)学习与记忆产生过程中,当兴奋传至轴突末梢时,引起突触小泡与 融合,释放神经递质到突触间隙, ,改变突触后膜(海马体细胞膜)对离子的通透性,引发突触后膜电位变化。
(2)研究发现,重复刺激海马体突触前神经元时,位于树突上的突触后膜出现如图1所示变化,从而建立神经元之间稳定的增强联系,形成记忆。
图1
如图1所示,记忆形成过程中突触后神经元发生的变化有①游离肌动蛋白与稳定肌动蛋白重组,拓展 ,支持细胞膜扩张;② 。
(3)科研人员通过一定的技术得到实验小鼠(M鼠),当启动特定光发射器使M鼠的海马体细胞暴露在光下时,能消除新建立的增强联系,抹除记忆。如图2所示,盒子A与盒子B右半部分的情境(背景、空间等)不同,会被M鼠识别为不同的盒子。当M鼠进入两个盒子的左半部分时,均会受到电击刺激。实验分两天进行,记录在不同处理下,实验组和对照组M鼠放入盒子右侧后,从右侧穿越中间的小门进入左侧前所用的时间,得到图3所示结果。
图2
图3
①第1天,盒子A、B中对照组与实验组M鼠穿越小门前所用时间 。
②第1天,盒子A中的M鼠两小时后被转移到盒子B中,发现穿越小门进入盒子左侧前所用的时间与盒子A相近,说明M鼠 。
③结合第1天和第2天的实验结果,可初步形成的结论是 。
(4)进一步研究发现,小鼠在接受学习任务刺激时以及随后的睡眠休息阶段都可以激活图1所示过程。这对你进行健康有效地学习生活的启发是 。
补充设问
审题方法设问① 图1中的信息如何获取?
解题思路设问② 结合图3,解释图2中所示实验的原理是什么?答案 (1)突触前膜 神经递质与突触后膜上的相关受体结合 (2)细胞骨架 载有(神经递质)受体的囊泡与突触后膜融合,增加突触后膜上受体的数量 (3)①无明显差异 ②能区分盒子B和盒子A的情境,未受盒子A记忆的干扰 ③实验组M鼠在盒子B中的电击记忆(建立的增强突触联系)被部分抹除;M鼠在盒子A中的电击记忆(建立的增强突触联系)未受影响,说明记忆被选择性抹除 (4)睡前记忆、巩固知识以及保证充足的睡眠均可帮助增强记忆效果
补充设问答案 设问① 图1对突触结构放大的图中,可看到突触后膜所在神经元的树突末端内存在纤维网架结构,结合(2)题干信息中“支持细胞膜扩张”,可知该结构为细胞骨架。另外图中标注的受体属于膜蛋白,其合成、加工和运输过程类似分泌蛋白,结合树突末端内存在的囊泡,可知本题中突触后膜上的受体数量在增加,结合分泌蛋白分泌过程,即可得出(2)的答案。
设问② 第一天盒子A中的小鼠穿越小门进入左半部分会受到电击,若该负面刺激被小鼠记忆,则小鼠不会主动进入盒子的左侧,若小鼠短时间内进入左侧,说明小鼠无此方面的记忆。2 h后将其转移至盒子B,启动光电发射器处理后检测小鼠穿越小门所用的时间,若与盒子A结果无显著差异,则说明盒子A中小鼠被电击的记忆被抹除,若时间显著长于盒子A,则说明小鼠存留了盒子A中的记忆。同理第二天不启动光电发射器处理,若小鼠穿越小门所用的时间延长,则说明小鼠第一天在盒子中的记忆没有消除,被保留了下来。
专题十七 神经调节
高频考点
考点一 神经调节的结构基础
本考点下基础层级部分主要考查中枢神经系统的组成、神经元的结构,重难层级主要内容包括内脏神经、神经元的功能等,相对综合性较低,主要集中在对基础内容的考查。
基础
1.(2017海南,15,2分)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
2.(2021浙江6月选考,12,2分)下列关于神经元的叙述,正确的是( )
A.每个神经元都有一个轴突和多个树突
B.每个神经元的轴突和树突外周都包有髓鞘
C.同一个神经元所有部位的表面膜特性都相同
D.运动神经元产生的神经冲动可沿轴突传送给效应器
答案 D
重难
3.(2021山东济南期末,8)植物性神经系统是指调节内脏功能的神经系统,通常是指支配内脏器官的传出神经,分布于人体的平滑肌、心肌和腺体,调节机体的消化、呼吸、分泌、生长和繁殖等多种生理机能。植物性神经系统包括交感神经和副交感神经,交感神经的作用主要是保证人体在紧张、运动状态时的生理需要,而副交感神经的作用主要是维持安静、休息时的生理功能。据此推测,下列有关叙述错误的是( )
A.闪身躲过一辆汽车后心跳加快,此时交感神经兴奋、肾上腺髓质分泌肾上腺素增多
B.人可以有意识地控制排尿,是因为大脑皮层可以调控脊髓引起交感神经兴奋导致膀胱缩小
C.在恐惧害怕时,瞳孔放大是因为交感神经兴奋支配瞳孔开大肌收缩,安静后,瞳孔缩小是因为副交感神经支配瞳孔括约肌收缩
D.饭后立即进行剧烈运动会影响消化,原因可能是运动时副交感神经活动减弱,使胃肠蠕动减弱,消化腺分泌活动减弱
答案 B
考点二 神经调节的基本方式——反射
本考点基础层级内容包括反射及反射弧,膝跳反射、缩手反射、排尿反射等基本反射,重难及综合层级主要结合反射弧的结构、肢体协调配合等考查条件反射和非条件反射的产生机制。
基础
1.(2019浙江4月选考,19,2分)下列关于人体反射活动的叙述,错误的是( )
A.反射活动具有规律性
B.膝(膝跳)反射的效应器是伸肌中的肌梭
C.神经元受到适宜刺激后会产生神经冲动
D.反射活动一定需要中枢神经系统的参与
答案 B
2.(2020北京门头沟一模,7)如图为神经调节中两个重要的结构模式图,下列选项中错误的是 ( )
A.图甲中③内的物质为神经递质,它可以和⑥上的特异性受体结合
B.图甲为图乙中结构c的局部放大图像
C.图乙中b受损的情况下,刺激a仍有感觉,但是肌肉不能收缩
D.图乙中的X所示神经纤维为传入神经
答案 C
3.(2022北京海淀期末,8)如图所示的反射活动中,①~⑥代表不同的结构。下列叙述不正确的是( )
A.完成该动作的反射弧为①→②→③→④→⑤
B.该动作的协调完成与③处分析和综合信息有关
C.②④只能产生动作电位,不能释放神经递质
D.通过⑥将信息传向大脑皮层感觉中枢产生痛觉
答案 C
重难
4.(2020江苏,13,2分)如图为部分神经兴奋传导通路示意图,相关叙述正确的是( )
A.①、②或④处必须受到足够强度的刺激才能产生兴奋
B.①处产生的兴奋可传导到②和④处,且电位大小相等
C.通过结构③,兴奋可以从细胞a传递到细胞b,也能从细胞b传递到细胞a
D.细胞外液的变化可以影响①处兴奋的产生,但不影响③处兴奋的传递
答案 A
5.(2021浙江1月选考,23,2分)当人的一只脚踩到钉子时,会引起同侧腿屈曲和对侧腿伸展,使人避开损伤性刺激,又不会跌倒。其中的反射弧示意图如图,“+”表示突触前膜的信号使突触后膜兴奋,“-”表示突触前膜的信号使突触后膜受抑制。甲~丁是其中的突触,在上述反射过程中,甲~丁突触前膜信号对突触后膜的作用依次为( )
A.+、-、+、+ B.+、+、+、+ C.-、+、-、+ D.+、-、+、-
答案 A
综合
6.(2020北京海淀一模,8)人类依靠几百万个嗅觉受体神经元识别多种气味,每个嗅觉受体神经元中有几百个气味分子受体基因。研究发现,L蛋白与气味分子受体基因附近的一段DNA序列结合,增强几百个基因中的一个基因表达,从而使该神经元表达特定受体,只感应一种气味分子。下列相关叙述,不正确的是( )
A.气味分子与嗅觉受体神经元上的受体结合,引起神经元产生兴奋
B.嗅觉受体神经元产生的兴奋通过传入神经传至下丘脑形成嗅觉
C.不同的嗅觉受体神经元的基因组成相同,mRNA的种类存在不同
D.细胞中特定基因表达增强是实现细胞功能特异性的方式之一
答案 B
考点三 神经冲动的传导和传递
本考点基础层级部分内容主要包括静息电位和动作电位的形成过程及相关离子在膜两侧的分布,兴奋的传递过程及神经递质的种类;重难及综合层级部分一般结合离子流动、神经元及神经元与其他细胞的联系考查神经冲动的传导和传递,其中药物作用机理及相关实验设计为重难点内容。
基础
1.(2017浙江4月选考,26,2分)将新生小鼠的脑神经元置于适宜的溶液中,制成较高细胞密度的细胞悬液,并将其低温保存,在低温保存过程中神经元会受到损伤。一段时间后,与常温保存组相比,溶液中的离子浓度变化是( )
A.K+浓度升高 B.K+浓度降低
C.Na+浓度不变 D.Na+浓度升高
答案 A
2.(2020江苏,14,2分)天冬氨酸是一种兴奋性递质,下列叙述错误的是( )
A.天冬氨酸分子由C、H、O、N、S五种元素组成
B.天冬氨酸分子一定含有氨基和羧基
C.作为递质的天冬氨酸可贮存在突触囊(小)泡内,并能批量释放至突触间隙
D.作为递质的天冬氨酸作用于突触后膜,可增大细胞膜对Na+的通透性
答案 A
3.(2021全国乙,4,6分)在神经调节过程中,兴奋会在神经纤维上传导和神经元之间传递。下列有关叙述错误的是( )
A.兴奋从神经元的细胞体传导至突触前膜,会引起Na+外流
B.突触前神经元兴奋可引起突触前膜释放乙酰胆碱
C.乙酰胆碱是一种神经递质,在突触间隙中经扩散到达突触后膜
D.乙酰胆碱与突触后膜受体结合,引起突触后膜电位变化
答案 A
4.(2022全国乙,3,6分)运动神经元与骨骼肌之间的兴奋传递过度会引起肌肉痉挛,严重时会危及生命。下列治疗方法中合理的是( )
A.通过药物加快神经递质经突触前膜释放到突触间隙中
B.通过药物阻止神经递质与突触后膜上特异性受体结合
C.通过药物抑制突触间隙中可降解神经递质的酶的活性
D.通过药物增加突触后膜上神经递质特异性受体的数量
答案 B
重难
5.(2021首师大附中开学考,2)如图为神经细胞部分物质运输的模式图,下列叙述不正确的是 ( )
A.水分子通过①的跨膜运输是顺浓度梯度进行的
B.当膜电位发生改变时,②③的通透性都不发生变化
C.③的运输方式形成了细胞内外的钠、钾离子浓度梯度
D.神经细胞静息电位的形成与②所示的物质运输有关
答案 B
6.(2020北京,8,2分)食欲肽是下丘脑中某些神经元释放的神经递质,它作用于觉醒中枢的神经元,使人保持清醒状态。临床使用的药物M与食欲肽竞争突触后膜上的受体,但不发挥食欲肽的作用。下列判断不合理的是( )
A.食欲肽以胞吐的形式由突触前膜释放
B.食欲肽通过进入突触后神经元发挥作用
C.食欲肽分泌不足机体可能出现嗜睡症状
D.药物M可能有助于促进睡眠
答案 B
7.(2022广东,15,4分)研究多巴胺的合成和释放机制,可为帕金森病(老年人多发性神经系统疾病)的防治提供实验依据。最近研究发现在小鼠体内多巴胺的释放可受乙酰胆碱调控,该调控方式通过神经元之间的突触联系来实现(如图)。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.乙释放的多巴胺可使丙膜的电位发生改变
B.多巴胺可在甲与乙、乙与丙之间传递信息
C.从功能角度看,乙膜既是突触前膜也是突触后膜
D.乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放
答案 B
8.(2021北京朝阳二模,10)某研究发现,环境温度升高使AC神经元的阳离子通道(TrpA1)被激活,阳离子内流导致AC神经元兴奋。该信号通过神经传导,最终抑制PI神经元兴奋,从而促进夜晚觉醒,具体过程如图所示,下列相关分析不正确的是 ( )
A.AC神经元受到高温刺激时TrpA1被激活,阳离子内流产生动作电位
B.干扰AC神经元中TrpA1的表达会使高温促进夜晚觉醒的作用减弱
C.兴奋由AC神经元传至DN1P神经元时,完成电信号→化学信号→电信号转换
D.DN1P神经元释放的递质CNMa与CNMa受体结合使PI神经元兴奋
答案 D
9.(2020北京顺义一模,15)如图为人体两神经元A、B在结构上的联系,A为兴奋性神经元,分泌兴奋性递质,B为抑制性神经元,分泌抑制性递质。下列叙述不正确的是( )
A.图中结构体现了反馈调节
B.图中C、D所示结构为突触
C.刺激A后D处突触后膜上钠离子通道开放
D.刺激A后C处突触前膜分泌兴奋性递质
答案 D
综合
10.(2020北京西城期末,18)神经细胞间兴奋的传递依赖突触。无脊椎动物枪乌贼的星状神经节具有巨大的化学突触结构(巨突触),可用微电极来记录突触前动作电位和突触后电位变化(如图1)。以下是关于递质释放机制的相关研究。
图1 枪乌贼星状神经节
图2 河豚毒素对电位的影响
(1)在图1中的突触结构中,突触前神经元兴奋后,突触前膜释放的 作用于突触后膜上的 ,导致突触后神经元兴奋。
(2)河豚毒素(TTX)是一种钠离子通道阻断剂。用TTX处理突触前神经元,然后每隔5 min施加一次刺激,分别测量突触前和突触后神经元的电位变化,结果如图2。推测TTX导致突触前和突触后神经元电位发生变化的原因是 。
(3)在上述实验过程中,研究者检测到,在使用TTX后突触前膜处的Ca2+内流逐渐减弱,由此推测“突触前动作电位通过提高突触小体内Ca2+浓度来促进神经递质的释放”。研究者利用图1所示标本进行如下实验,获得了支持上述推测的实验结果。
实验材料:BAPTA(是一种Ca2+螯合剂,能够快速与钙离子发生结合,从而阻断钙离子与相应分子的结合)、笼锁钙(是一种缓冲液,暴露在强紫外线下会释放钙离子。强紫外线不影响正常神经纤维兴奋)。
实验过程及结果:
第一组:对突触前神经元施加适宜电刺激。
实验结果:先检测到突触前动作电位的发生,之后检测到突触后电位的变化。
第二组:先向突触小体注射足量BAPTA,接着对突触前神经元施加适宜电刺激。
实验结果: 。
第三组: (写出实验过程及结果)。
(4)结合上述研究,完善正常条件下的递质释放流程图。
答案 (1)神经递质 受体 (2)TTX作用于钠离子通道,阻断了Na+内流,导致突触前神经元电位变化明显减弱,进而使突触前膜神经递质释放减少或不能释放,突触后膜难以兴奋 (3)能检测到突触前动作电位的发生,但不能检测到突触后电位的变化 向突触小体注射适量笼锁钙,然后用强紫外线照射标本;实验结果:检测不到突触前动作电位的发生,但能检测到突触后电位的变化
(4)
11.(2022海南,17,10分)人体运动需要神经系统对肌群进行精确的调控来实现。肌萎缩侧索硬化(ALS)是一种神经肌肉退行性疾病,患者神经肌肉接头示意图如图。回答下列问题。
(1)轴突末梢中突触小体内的Ach通过 方式进入突触间隙。
(2)突触间隙的Ach与突触后膜上的AchR结合,将兴奋传递到肌细胞,从而引起肌肉 ,这个过程需要 信号到 信号的转换。
(3)有机磷杀虫剂(OPI)能抑制AchE活性。OPI中毒者的突触间隙会积累大量的 ,导致副交感神经末梢过度兴奋,使瞳孔 。
(4)ALS的发生及病情加重与补体C5(一种蛋白质)的激活相关。如图所示,患者体内的C5被激活后裂解为C5a和C5b,两者发挥不同作用。
①C5a与受体C5aR1结合后激活巨噬细胞,后者攻击运动神经元而致其损伤,因此C5a-C5aR1信号通路在ALS的发生及病情加重中发挥重要作用。理论上使用C5a的抗体可延缓ALS的发生及病情加重,理由是 。
②C5b与其他补体在突触后膜上形成膜攻击复合物,引起Ca2+和Na+内流进入肌细胞,导致肌细胞破裂,其原因是 。
答案 (1)胞吐 (2)收缩 化学 电 (3)乙酰胆碱(Ach) 收缩 (4)①C5a的抗体与受体C5aR1竞争性结合C5a,从而不能激活巨噬细胞,使运动神经元不会受到攻击而损伤 ②Ca2+和Na+内流进入肌细胞,使肌细胞内溶液浓度(或细胞内液渗透压)增大,导致细胞吸水涨破
考点四 神经系统的分级调节与人脑的高级功能
本考点基础层级部分包括大脑皮层的分区及对躯体感觉和运动的控制、学习和记忆等基础内容,重难及综合层级主要包括神经系统的分级调节、学习和记忆的机理,通常以实验分析和实验设计的方式考查。
基础
1.(2019北京理综,2,6分)为探究运动对海马脑区发育和学习记忆能力的影响,研究者将实验动物分为运动组和对照组,运动组每天进行适量的有氧运动(跑步/游泳)。数周后,研究人员发现运动组海马脑区发育水平比对照组提高了1.5倍,靠学习记忆找到特定目标的时间缩短了约40%。根据该研究结果可得出( )
A.有氧运动不利于海马脑区的发育
B.规律且适量的运动促进学习记忆
C.有氧运动会减少神经元间的联系
D.不运动利于海马脑区神经元兴奋
答案 B
2.(2022湖南,4,2分)情绪活动受中枢神经系统释放神经递质调控,常伴随内分泌活动的变化。此外,学习和记忆也与某些神经递质的释放有关。下列叙述错误的是( )
A.剧痛、恐惧时,人表现为警觉性下降,反应迟钝
B.边听课边做笔记依赖神经元的活动及神经元之间的联系
C.突触后膜上受体数量的减少常影响神经递质发挥作用
D.情绪激动、焦虑时,肾上腺素水平升高,心率加速
答案 A
重难
3.(2020北京大兴一模,10)如图为针扎刺激后反射过程的示意图,a、b、c、d、e表示神经元,“+”“-”分别表示促进和抑制,下列叙述正确的是( )
注:a表示传入神经元,c表示传出神经元。
A.a、b和c三个神经元组成反射弧,这是完成缩手反射的结构基础
B.针扎刺激手指皮肤后,a神经元膜电位由外正内负变为外负内正
C.直接刺激b神经元时,神经冲动可双向传导到a和c神经元
D.大脑皮层产生痛觉后,e神经元可释放神经递质使c膜电位反转
答案 B
4.(2020北京顺义二模,9)人体排尿是一种复杂的反射活动,如图示排尿反射过程。当膀胱被尿液充盈时,膀胱内牵张感受器受到刺激产生兴奋,使人产生尿意,引起膀胱的逼尿肌收缩,排出尿液,逼尿肌收缩又进一步刺激牵张感受器兴奋。下列叙述不正确的是( )
A.排尿活动的调节属于正反馈调节
B.若P处受损膀胱将无法排出尿液
C.人产生尿意的中枢位于大脑皮层
D.成人适时排尿体现神经分级调节
答案 B
5.(2020浙江7月选考,20,2分)分布有乙酰胆碱受体的神经元称为胆碱能敏感神经元,它普遍存在于神经系统中,参与学习与记忆等调节活动。乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱的分解,药物阿托品能阻断乙酰胆碱与胆碱能敏感神经元的相应受体结合。下列说法错误的是( )
A.乙酰胆碱分泌量和受体数量改变会影响胆碱能敏感神经元发挥作用
B.使用乙酰胆碱酯酶抑制剂可抑制胆碱能敏感神经元受体发挥作用
C.胆碱能敏感神经元的数量改变会影响学习与记忆等调节活动
D.注射阿托品可影响胆碱能敏感神经元所引起的生理效应
答案 B
综合
6.(2021北京东城一模,20)感知外界环境中潜在的危险信息,快速躲避天敌并作出最适宜的防御反应是动物生存所需具备的重要能力。为探究本能恐惧内在的大脑运作机制,研究人员开展了如下实验。
(1)将小鼠置于如图1的装置中,用黑色圆盘在小鼠的上视野产生阴影模拟小鼠被上空中的天敌(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 ,传至轴突末梢,释放 作用于突触后膜上的受体,最终诱发小鼠产生逃跑至遮蔽物中的防御行为。
图1
图2
(2)研究人员利用相关技术记录脑内腹侧被盖区(VTA)GABA能神经元的激活程度,结果(图2)发现 ,
推测阴影刺激通过激活VTA区GABA能神经元进而诱发小鼠逃跑行为。
(3)研究人员将光敏感的通道蛋白特异性表达在某一特定类型的神经元中,并通过特定波长的光刺激来调控神经元活动。神经元未受刺激时细胞膜的静息电位为 ,当蓝光刺激光敏蛋白C时,会导致Na+内流使所在神经元兴奋,当黄光刺激光敏蛋白N时,会导致Cl-内流使所在神经元 。应用此技术设计实验进一步证实了VTA区GABA能神经元激活是诱发小鼠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
③
实验
组二
VTA区GABA能
神经元表达光敏
蛋白C的小鼠
④ 、
⑤
⑥
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
(4)科研人员对单次上视野阴影刺激诱发本能恐惧反应的小鼠展开进一步研究。对小鼠给予了连续性重复视觉危险刺激后,发现一部分小鼠逐渐“适应”,其本能恐惧反应被削弱;而另一部分小鼠则始终表现为“非适应”行为,表现出逃跑反应。针对上述“二态型”行为表征,请提出一个可以进一步研究的问题。
答案 (1)神经冲动 神经递质 (2)阴影刺激组在有阴影刺激时,VTA区GABA能神经元活性始终高于非阴影刺激组(阴影刺激后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时,小鼠发生逃跑行为 (3)内负外正 抑制
分组
实验动物
实验条件
实验结果
实验组一
①B
②C
③G
实验组二
④F、⑤D
⑥H
(4)研究引发“二态型”行为表征的生理学机制;研究“适应”和“非适应”小鼠的GABA能神经元活性的差异(合理即可)。
情境应用
简单情境
1.短道速滑过程中的生理反应(2022北京东城二模,11)运动会上,某短道速滑队在混合接力项目上获得金牌。比赛中,运动员身体会发生许多生理反应。下列相关叙述错误的是( )
A.运动员听到枪响完成出发反应,需要通过反射弧传递信号
B.比赛时,运动员的交感神经和副交感神经的功能都会增强
C.完成动作需要大脑发出动作指令,再通过脊髓传到效应器
D.弯道处快速滑行时,运动员需小脑协调运动维持身体平衡
答案 B
2.兴奋剂检测(2022北京海淀一模,9)运动会兴奋剂检测中,使用干血点(DBS)技术。DBS采样时,将运动员的一滴指尖血滴在滤纸上,待其自然风干两三个小时即可制成待测样品。下列相关叙述不正确的是( )
A.神经递质类兴奋剂在违规使用者体内,作用于突触前膜
B.DBS风干脱水可抑制微生物分解作用,提高样品的稳定性
C.DBS风干可使样品中的兴奋剂浓缩,利于提高检测灵敏度
D.严禁滥用兴奋剂,能更好地维护公平竞争的精神
答案 A
陌生情境
3.光刺激下丘脑CRH神经元引起的生理变化(2022北京东城一模,8)科研人员在转入光敏蛋白基因的小鼠下丘脑中埋置光纤,用特定的光刺激下丘脑CRH神经元(细胞膜结构示意图如图1),引起如图2所示的一系列变化。
图1
图2
下列分析错误的是( )
A.光刺激引起CRH神经元细胞膜上的Na+通道开放,Na+内流
B.兴奋在中间神经元与脾神经元之间通过突触结构进行传递
C.图2中激活B细胞的是辅助性T细胞和细胞毒性T细胞
D.神经系统可以通过分泌信息分子来调节免疫系统的功能
答案 C
4.脑机接口(2022北京丰台二模,7)脑卒中是脑部血管破裂或阻塞导致的疾病,患者常出现上下肢不能运动等功能性障碍。研究人员尝试通过如图所示的“脑机接口”对患者进行康复训练,能部分恢复受损大脑的功能。下列说法正确的是( )
A.脑卒中患者不能完成膝跳反射等非条件反射
B.脑卒中患者常伴有认知或言语障碍等后遗症
C.脑机接口必须连接传出神经及相应的效应器
D.脑机接口意在恢复患者自主神经系统的功能
答案 B
复杂情境
5.小鼠对苦味和甜味的感知的调控机制(2022北京海淀一模,18)科研人员对哺乳动物如何调控苦味和甜味的味觉感知进行了研究。
(1)给小鼠喂食不同口味的液体,并记录小鼠的舔舐次数,如图1。
图1
①单独喂食甜味剂或苦味剂时,特定的味觉分子会刺激味蕾产生 ,最终传递到 的特定中枢形成味觉,进而通过脑干r区特定神经元调控舔舐行为。
②与Ⅰ、Ⅲ组相比较,Ⅱ组小鼠的舔舐次数 ,推测苦味对于甜味可能具有一定的抑制作用。
(2)为进一步探究苦味对于甜味的抑制效应及其调控机制,科学家对小鼠进行饲喂和刺激特定脑区(如图2),检测位于脑干r区的S神经元和C神经元的膜电位变化,处理及结果见表。
图2
组别
饲喂小鼠
刺激特定脑区
神经元兴奋程度
苦味中枢
X区
S神经元
C神经元
1
饲喂
甜味剂
不刺激
不刺激
-
+
2
刺激
不刺激
+
-
3
不刺激
刺激
-
-
4
饲喂
苦味剂
不刺激
不刺激
+
-
5
刺激
不刺激
++
-
6
不刺激
刺激
+
-
注:+表示兴奋,++表示兴奋增强,-表示不兴奋
①比较1组和4组的实验结果,说明脑干r区的S和C神经元分别对 作出响应。
②分析1、2、3组,可得出的结论是 。
③抑制剂抑制苦味中枢至X区的神经传递,重复(1)中实验,结果为Ⅱ组接近Ⅰ组结果,显著高于Ⅲ组,说明 。
(3)综合上述实验结果,可以建立苦味中枢对脑干r区的反馈调节机制。请使用箭头“→”连接具有调节关系的区域或神经元,并在箭头上标记“+”(表示促进)或“-”(表示抑制),完善图3。
图3
(4)甜味通常表明该物质可以食用、具有高能量,而苦味则代表该物质可能有毒性。从进化与适应的角度分析,动物形成苦味对甜味存在抑制的调节机制,其意义是 。
答案 (1)①兴奋/神经冲动 大脑皮层 ②显著低于Ⅰ组,与Ⅲ组相近 (2)①苦味、甜味 ②刺激苦味中枢可引起S神经元兴奋,但刺激X区无此效应,刺激苦味中枢和X区均可抑制C神经元兴奋 ③苦味中枢通过X区抑制C神经元兴奋/苦味中枢通过X区抑制甜味
(3)
(4)甜味中掺入苦味物质时,苦味抑制甜味,使动物减少舔舐(远离苦味物质),从而使动物避免摄入潜在有毒物质,有利于生存和繁衍
6.针灸调节机体的生理状态的相关研究(2022北京西城二模,18)针灸是中国传统医学中独具特色的疗法之一,可通过针刺身体特定部位调节机体的生理状态从而达到治疗疾病的目的。
(1)针灸或电针刺激足三里(ST36)穴位,可引起肾上腺分泌的去甲肾上腺素(NA)、肾上腺素(A)和多巴胺(DA)增加,该应答反应属于 反射。
(2)细菌内毒素(LPS)可与免疫细胞表面TLR4结合,介导免疫细胞分泌炎症因子TNF,引发小鼠全身炎症反应。为了揭示针灸疗法缓解炎症反应的生理机制,研究人员构建P受体感觉神经元缺失的模型小鼠P'。分别给正常小鼠和P'小鼠注射LPS,之后用0.5 mA电针刺激小鼠ST36,检测TNF含量。据图中结果可知,电针刺激小鼠ST36,可缓解LPS引发的炎症反应,该作用效果依赖于具有P受体的感觉神经元,作出判断的依据是 。
(3)膈下迷走神经作为传出神经参与P受体感觉神经元介导的缓解炎症反应。科研人员构建了光敏蛋白高表达于P受体感觉神经元的小鼠PC(光敏蛋白接受光刺激后Ca2+内流,引起神经元兴奋)。为进一步证实抗炎症反应依赖P受体感觉神经元且与迷走神经有关,请从a~i中选择合适字母填入下表①~④中并预期实验结果。
组别
实验
材料
处理1
检测迷走神经
动作电位频率
处理2
处理3
检测
甲组
正常
小鼠
②
极低
甲1:③
注射LPS后,再进行同②的处理
TNF
含量
甲2:假手术
注射④ ,其他处理同上
乙组
①
同上
高
乙1:同甲1组
同甲1组
乙2:同甲2组
同甲2组
a.正常小鼠 b.P' c.PC d.电刺激ST36 e.光照刺激ST36 f.切断迷走神经
g.破坏神经中枢 h.LPS i.生理盐水
(4)其他研究表明,NA、A、DA在免疫细胞表面有两种类型的受体,α2-AR介导促进炎症反应,β2-AR介导抑制炎症反应。请根据上述实验结果,在图中补全针灸缓解炎症反应的调节过程。
答案 (1)非条件 (2)正常鼠0.5 mA电针刺激组TNF含量低于未受刺激组,模型鼠P'0.5 mA电针刺激组和未受刺激组TNF含量基本相当 (3)①c ②e ③f ④h 预期结果:乙2组TNF含量低,甲1、乙1与甲2无显著差异,均高于乙2组。
(4)
审题解题
1.(2021北京东城二模,9)科研人员培养了一种GS神经元中表达铁蛋白的转基因小鼠,如图1,电磁波可激活铁蛋白引发该神经元兴奋。用电磁波照射转基因小鼠和非转基因小鼠,监测血糖浓度变化,结果如图2。下列叙述不正确的是( )
图1
图2
A.图1中阳离子进入GS神经元的方式是协助扩散
B.GS神经元兴奋时膜内的电位变化是由负到正
C.GS神经元维持静息状态时血糖浓度保持相对稳定
D.电磁波发射时GS神经元兴奋引起胰岛素分泌增加
补充设问
审题方法设问① 电磁波照射转基因小鼠后,小鼠GS神经元中会发生哪些生命活动?
解题思路设问② GS神经元兴奋后有何作用?答案 D
补充设问答案 设问① 电磁波照射转基因小鼠,小鼠GS神经元中的铁蛋白被激活,与其融合表达的阳离子通道蛋白被激活,促进阳离子顺浓度梯度转运进入细胞内部,GS神经元产生兴奋。
设问② 结合图1和图2,用电磁波照射转基因小鼠,GS神经元兴奋,照射过程中转基因小鼠的血糖浓度相比于非转基因小鼠而言显著增加,说明GS神经元兴奋后会通过一定方式提高血糖浓度,且照射后该作用会持续一段时间。
2.(2022北京清华附中2月调研,18)记忆最初在海马体(大脑皮层的一个区域)中形成,然后转移到其他大脑区域进行长期存储。海马体中可塑性突触的形成、巩固和消除对记忆起着关键作用。
(1)学习与记忆产生过程中,当兴奋传至轴突末梢时,引起突触小泡与 融合,释放神经递质到突触间隙, ,改变突触后膜(海马体细胞膜)对离子的通透性,引发突触后膜电位变化。
(2)研究发现,重复刺激海马体突触前神经元时,位于树突上的突触后膜出现如图1所示变化,从而建立神经元之间稳定的增强联系,形成记忆。
图1
如图1所示,记忆形成过程中突触后神经元发生的变化有①游离肌动蛋白与稳定肌动蛋白重组,拓展 ,支持细胞膜扩张;② 。
(3)科研人员通过一定的技术得到实验小鼠(M鼠),当启动特定光发射器使M鼠的海马体细胞暴露在光下时,能消除新建立的增强联系,抹除记忆。如图2所示,盒子A与盒子B右半部分的情境(背景、空间等)不同,会被M鼠识别为不同的盒子。当M鼠进入两个盒子的左半部分时,均会受到电击刺激。实验分两天进行,记录在不同处理下,实验组和对照组M鼠放入盒子右侧后,从右侧穿越中间的小门进入左侧前所用的时间,得到图3所示结果。
图2
图3
①第1天,盒子A、B中对照组与实验组M鼠穿越小门前所用时间 。
②第1天,盒子A中的M鼠两小时后被转移到盒子B中,发现穿越小门进入盒子左侧前所用的时间与盒子A相近,说明M鼠 。
③结合第1天和第2天的实验结果,可初步形成的结论是 。
(4)进一步研究发现,小鼠在接受学习任务刺激时以及随后的睡眠休息阶段都可以激活图1所示过程。这对你进行健康有效地学习生活的启发是 。
补充设问
审题方法设问① 图1中的信息如何获取?
解题思路设问② 结合图3,解释图2中所示实验的原理是什么?答案 (1)突触前膜 神经递质与突触后膜上的相关受体结合 (2)细胞骨架 载有(神经递质)受体的囊泡与突触后膜融合,增加突触后膜上受体的数量 (3)①无明显差异 ②能区分盒子B和盒子A的情境,未受盒子A记忆的干扰 ③实验组M鼠在盒子B中的电击记忆(建立的增强突触联系)被部分抹除;M鼠在盒子A中的电击记忆(建立的增强突触联系)未受影响,说明记忆被选择性抹除 (4)睡前记忆、巩固知识以及保证充足的睡眠均可帮助增强记忆效果
补充设问答案 设问① 图1对突触结构放大的图中,可看到突触后膜所在神经元的树突末端内存在纤维网架结构,结合(2)题干信息中“支持细胞膜扩张”,可知该结构为细胞骨架。另外图中标注的受体属于膜蛋白,其合成、加工和运输过程类似分泌蛋白,结合树突末端内存在的囊泡,可知本题中突触后膜上的受体数量在增加,结合分泌蛋白分泌过程,即可得出(2)的答案。
设问② 第一天盒子A中的小鼠穿越小门进入左半部分会受到电击,若该负面刺激被小鼠记忆,则小鼠不会主动进入盒子的左侧,若小鼠短时间内进入左侧,说明小鼠无此方面的记忆。2 h后将其转移至盒子B,启动光电发射器处理后检测小鼠穿越小门所用的时间,若与盒子A结果无显著差异,则说明盒子A中小鼠被电击的记忆被抹除,若时间显著长于盒子A,则说明小鼠存留了盒子A中的记忆。同理第二天不启动光电发射器处理,若小鼠穿越小门所用的时间延长,则说明小鼠第一天在盒子中的记忆没有消除,被保留了下来。
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