2027届高三生物一轮复习训练：课时规范练35　神经冲动的产生、传导和传递及相关实验探究（含解析）

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必备知识基础练
考点一 神经冲动的产生和传导
1.(2025·甘肃卷)现代生理学中将能发生动作电位的细胞称为可兴奋细胞,动作电位是在静息电位的基础上产生的膜电位变化。关于可兴奋细胞的静息电位和动作电位,下列叙述错误的是( )
A.静息状态下细胞内的K+浓度高于细胞外,在动作电位发生时则相反
B.胞外K+浓度降低时,静息电位的绝对值会变大,动作电位不易发生
C.动作电位发生时,细胞膜对Na+的通透性迅速升高,随后快速回落
D.由主动运输建立的跨膜离子浓度梯度是动作电位发生的必要条件
2.(2025·广东卷)临床上常采用体表电刺激诱发神经兴奋并检测相关指标,以用于神经病变的早期诊断和疗效评价,下列分析正确的是( )
A.刺激后神经纤维的钠钾泵活性不变
B.兴奋传导过程中刺激部位保持兴奋状态
C.神经纤维上Na+通道相继开放传导兴奋
D.兴奋传导过程中细胞膜K+通透性不变
3.(2025·湖北襄阳三模)如图甲、乙分别为利用细针和粗针进行针灸治疗时,针刺部位附近神经末梢的电位变化。下列叙述正确的是( )
甲
乙
注:阈电位是指在刺激作用下,静息电位绝对值从最大值降低到将能产生动作电位时的膜电位。
A.图示结果说明,用细针治疗和粗针治疗时的刺激强度存在差异
B.用细针治疗时没有发生Na+内流,用粗针治疗时发生了Na+内流
C.利用粗针进行针灸治疗时,力度加大可使动作电位峰值变大
D.图乙中BC段变化的原因是K+外流,该过程通过Na+-K+泵完成
考点二 兴奋在神经元之间的传递
4.(2026·云南模拟)如图是兴奋在神经元之间的传递过程,图中①~④表示四个过程。下列叙述错误的是( )
A.①过程中神经递质通过胞吐释放
B.②过程神经递质与受体的结合具有特异性
C.③过程Na+的跨膜流动需要消耗能量
D.某些兴奋剂可通过④过程对神经系统产生影响
5.(2023·海南卷)药物W可激活脑内某种抑制性神经递质的受体,增强该神经递质的抑制作用,可用于治疗癫痫。下列有关叙述错误的是( )
A.该神经递质可从突触前膜以胞吐方式释放出来
B.该神经递质与其受体结合后,可改变突触后膜对离子的通透性
C.药物W阻断了突触前膜对该神经递质的重吸收而增强抑制作用
D.药物W可用于治疗因脑内神经元过度兴奋而引起的疾病
关键能力提升练
6.(2023·山东卷)神经细胞的离子跨膜运输除受膜内外离子浓度差影响外,还受膜内外电位差的影响。已知神经细胞膜外的Cl-浓度比膜内高。下列说法正确的是( )
A.静息电位状态下,膜内外电位差一定阻止K+的外流
B.突触后膜的Cl-通道开放后,膜内外电位差一定增大
C.动作电位产生过程中,膜内外电位差始终促进Na+的内流
D.静息电位→动作电位→静息电位过程中,不会出现膜内外电位差为0的情况
7.(2025·江西卷)乙酰胆碱(ACh)可在多条神经调节通路中发挥作用。研究发现,小鼠获得奖赏时,强啡肽阳性神经元会释放强啡肽,通过图示通路促进ACh的释放,提升学习效果。GABA是一种抑制性神经递质,能抑制ACh的释放。在奖赏信息的刺激下,下列推测合理的是( )
A.敲除强啡肽阳性神经元的强啡肽受体基因,ACh的释放量会更多
B.强啡肽与GABA能神经元上的受体结合后,GABA的释放量会更多
C.敲除GABA能神经元的强啡肽受体基因,ACh的释放量会更多
D.去除奖赏信息刺激后,乙酰胆碱能神经元会停止释放ACh
8.(11分)(2025·河南卷)生物体的所有活细胞都具有静息电位,而动作电位仅见于神经元、肌细胞和部分腺细胞。回答下列问题。
(1)刺激神经元,胞外Na+内流使细胞兴奋,兴奋以 的形式沿细胞膜传导至轴突末梢,激活Ca2+通道,Ca2+内流触发突触小泡释放神经递质。去除细胞外液中的Ca2+,刺激该神经元仍可触发Na+内流产生动作电位,释放的神经递质 (填“增加”“减少”或“不变”)。
图1
(2)最新研究发现某种肿瘤细胞也可产生动作电位。如图1所示,刺激肿瘤细胞,记录该细胞的膜电位和细胞内Ca2+浓度变化。结果显示随着刺激强度的增大,动作电位幅度、细胞内Ca2+浓度的变化是 。在体外培养条件下,用Na+通道阻断剂TTX处理该细胞,使该细胞膜两侧的电位表现为 ,进而抑制其增殖生长。根据以上机制,若降低培养液中的K+浓度,可 (填“促进”或“抑制”)该肿瘤细胞的生长。
(3)若细胞间有突触结构,突触前细胞兴奋,突触后细胞可记录到相应的膜电位变化,细胞内Ca2+浓度变化可作为判断肿瘤细胞间信息交流的指标。研究证实这种肿瘤细胞间无突触结构,通过体液调节方式实现信息交流。为验证上述研究结论,应选择图2中组 (填“一”“二”或“三”)的细胞为研究对象设计实验,简要写出实验思路及预期结果。 。
图2
参考答案
必备知识基础练
1.A 解析 静息状态下细胞内的K+浓度高于细胞外,动作电位发生时,Na+内流,但细胞内K+浓度依然高于细胞外,A项错误。胞外K+浓度降低时,K+外流增多,静息电位的绝对值会变大,且此时细胞更不容易兴奋,动作电位不易发生,B项正确。动作电位发生时,细胞膜对Na+的通透性迅速升高,Na+内流形成动作电位,随后通透性快速回落,C项正确。由主动运输建立的跨膜离子浓度梯度(如细胞内K+浓度高,细胞外Na+浓度高)是动作电位发生的必要条件,D项正确。
2.C 解析 钠钾泵在动作电位后的恢复阶段被激活,而非活性不变,A项错误。兴奋传导过程中刺激部位先兴奋后恢复静息状态,B项错误。兴奋传导过程中神经纤维上Na+通道相继开放,传导兴奋,C项正确。产生动作电位时,K+通道关闭,恢复静息电位时,K+通道开放,故兴奋传导过程中细胞膜K+通透性改变,D项错误。
3.A 解析 由图甲、乙可知,用细针治疗时膜内外电位差没有超过阈电位,没有产生动作电位,而用粗针治疗时产生了动作电位,说明细针刺激和粗针刺激的强度存在差异,A项正确。用细针和粗针治疗时膜内外电位差都发生了变化,说明都发生了Na+内流,B项错误。动作电位的峰值与细胞膜内外的Na+浓度差有关,结合图乙可知,用粗针治疗时产生了动作电位,但力度加大不能使动作电位峰值变大,C项错误。图乙中BC段变化的原因是K+外流,K+外流依靠离子通道进行协助扩散,而不是Na+-K+泵,D项错误。
4.C 解析 ①过程中,神经递质通过胞吐释放到突触间隙,A项正确。②过程神经递质与受体的结合具有特异性,B项正确。③过程中,Na+通过Na+通道蛋白进入细胞内,运输方式为协助扩散,不消耗能量,C项错误。某些兴奋剂通过抑制神经递质的回收或降解,进而导致突触间隙中的神经递质含量升高,并进一步对神经系统产生影响,D项正确。
5.C 解析 神经递质可由突触前膜通过胞吐方式释放,A项正确。神经递质与突触后膜上相应的受体结合后,可使特定的离子通道打开,改变突触后膜对离子的通透性,引起突触后膜兴奋或抑制,B项正确。药物W的作用是通过激活脑内某种抑制性神经递质的受体,增强该神经递质的抑制作用实现的,与突触前膜对该神经递质的重吸收过程无关,C项错误。药物W可增强抑制性神经递质的抑制作用,故药物W可用于治疗因脑内神经元过度兴奋而引起的疾病,D项正确。
关键能力提升练
6.A 解析 离子跨膜运输受膜内外电位差的影响,静息电位状态时,膜外为正电位,因此K+的外流会受到膜内外电位差的阻止,A项正确;离子跨膜运输受膜内外离子浓度差和膜内外电位差的影响,Cl-发生跨膜运输后无法判断膜内外电位差的变化,B项错误;动作电位产生达到峰值时,膜内外电位差会抑制Na+的内流,C项错误;静息电位→动作电位→静息电位过程中,会出现2次膜内外电位差为0的情况,D项错误。
7.A 解析 敲除强啡肽阳性神经元的强啡肽受体基因,强啡肽无法作用于强啡肽阳性神经元自身,其对自身的抑制作用去除了,会促进强啡肽的释放,从而对GABA释放的抑制作用加强,进一步减少了GABA与GABA受体结合,进一步解除了GABA对乙酰胆碱能神经元的抑制作用,ACh的释放量会更多,A项合理。强啡肽与GABA能神经元上的强啡肽受体结合后,会抑制GABA的释放,GABA的释放量会更少,B项不合理。敲除GABA能神经元的强啡肽受体基因,强啡肽不能作用于GABA能神经元,对GABA能神经元的抑制作用去除了,GABA能神经元对乙酰胆碱能神经元的抑制作用加强了,ACh的释放量会更少,C项不合理。去除奖赏信息刺激后,强啡肽阳性神经元不释放强啡肽,对GABA释放的抑制作用去除了,GABA对乙酰胆碱能神经元的抑制作用加强了,抑制了ACh的释放,并非停止释放ACh,D项不合理。
8.答案 (1)电信号/神经冲动 减少
(2)动作电位幅度不变,细胞内Ca2+浓度逐渐增加 内负外正 抑制
(3)三 刺激细胞1或2,检测到细胞2或1的膜电位无变化;刺激细胞3,检测到细胞1和2的Ca2+浓度升高,刺激细胞1或2,均检测到细胞3的Ca2+浓度升高
解析 (1)兴奋在神经元上以电信号(神经冲动)的形式沿细胞膜传导。分析题意,Ca2+内流触发突触小泡释放神经递质,即Ca2+是神经递质释放的关键信号,去除细胞外Ca2+后,突触小泡无法与突触前膜融合释放神经递质,因此神经递质的释放量减少。
(2)据图1分析,随着刺激强度的增大,膜电位都是50 mV左右,说明动作电位幅度不变,而细胞内Ca2+浓度不断升高。动作电位的产生与Na+内流有关,在体外培养条件下,用Na+通道阻断剂TTX处理该细胞,则Na+内流减少,导致动作电位产生受阻,使该细胞膜两侧的电位维持内负外正的静息状态。静息电位的产生与K+外流有关,若降低培养液中的K+浓度,会加大细胞内外的K+浓度差,从而导致静息电位绝对值增加,细胞不易兴奋,从而抑制肿瘤细胞增殖。
(3)由题干“研究证实这种肿瘤细胞间无突触结构,通过体液调节方式实现信息交流”可知,为验证上述研究结论,应选择图2中组三的细胞为研究对象设计实验。若细胞间有突触结构,则突触前细胞兴奋,突触后细胞可记录到相应的膜电位变化,细胞内Ca2+浓度变化可作为判断肿瘤细胞间信息交流的指标。故实验思路及预期结果见答案。