高中生物专题07 兴奋的传导与传递实验研究（有答案）

这是一份高中生物专题07 兴奋的传导与传递实验研究（有答案），共36页。教案主要包含了难点精讲，难点突破，真题回顾，新题精练等内容，欢迎下载使用。
2020届高考生物难点及易错题精讲精练
专题07 兴奋的传导与传递实验研究
【难点精讲】
一、膜电位的测量

例题：(2018·武汉调研)如图表示用电表测量膜内外的电位差。当神经纤维受到刺激时，细胞膜上Na＋通道打开，膜外Na＋顺浓度梯度大量流入膜内，此后Na＋通道很快就进入失活状态，同时K＋通道开放，膜内K＋在浓度差和电位差的推动下向膜外扩散。下列相关叙述正确的是(　　)

A．神经纤维在静息状态下，电表不能测出电位差
B．受刺激后膜外Na＋大量流入膜内，兴奋部位膜两侧的电位是外正内负
C．神经纤维受刺激时，兴奋传导方向与膜外局部电流方向相同
D．从神经纤维受刺激到恢复静息状态，电表指针两次通过0电位
【答案】　D
【解析】　静息状态下膜电位表现为外正内负，电表能够测出电位差，A错误；受刺激后膜外Na＋大量流入膜内，兴奋部位膜两侧的电位是外负内正，B错误；神经纤维受到刺激时，兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相同，C错误；神经纤维静息时膜电位为内负外正，受刺激后Na＋大量流入膜内，此过程中电表指针通过0电位，恢复静息状态的过程中电表指针再次通过0电位，D正确。

【难点突破】




测量方法
测量图解
测量结果
电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧


电表两极均置于神经纤维膜的外侧





变式训练：某神经纤维静息电位的测量装置及结果如图1所示，其中甲位于膜内，乙位于膜外，图2是将同一测量装置的微电极均置于膜外。相关叙述正确的是(　　)

A．图1中K＋浓度甲处比乙处低
B．图2测量装置所测电压为＋70 mV
C．图2中若在①处给予适宜刺激(②处未处理)，电表的指针会发生两次偏转
D．图2中若在③处给予适宜刺激，②处用药物阻断电流通过，则测不到电位变化
【答案】　C
【解析】　(1)图1中两个微电极一个在膜内，一个在膜外，测得的膜电位是外正内负的静息电位，在静息时，K＋的分布是内高外低。
(2)图2是将同一测量装置的微电极均置于膜外，且没有兴奋传导，则图2测量装置所测电压为0 mV；若在①处给予适宜刺激，由于②处未处理，局部电流先传导到左侧微电极，后传导到右侧微电极，所以电表指针发生两次偏转。
(3)图2中若在③处给予适宜刺激，②处用药物阻断电流通过，则当兴奋传导到右侧微电极时能测到电位变化，电表指针会偏转一次。

二、 电流表指针的偏转问题

例题：将灵敏电表连接到神经纤维表面如图1，突触结构两端的表面如图2，每个电表两电极之间的距离都为L，当在图1的P点给予足够强度的刺激时，测得电位变化如图3。若分别在图1和图2的a、b、c、d处给予足够强度的刺激(a点离左右两个电极的距离相等)，测得的电位变化图正确的是(　　)


A．a点对应图5 B．b点对应图3
C．c点对应图3 D．d点对应图4
【答案】　D
【解析】　在a点给予足够强度的刺激，由于a点离左右两个电极的距离相等，所以没有电位变化，A项错误；在b点给予足够强度的刺激，电位发生两次变化，对应图5，B项错误；在c点给予足够强度的刺激，电位发生两次变化，c点和d点间有突触间隔，所以图3中间在横轴的时间要长一点，C项错误；在d点给予足够强度的刺激，由于兴奋在突触间的传递是单向的，所以电位只发生一次变化，对应图4，D项正确。


【难点突破】
1．在神经纤维上的电流表偏转问题

(1)刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋，电流表指针发生两次方向相反的偏转。
(2)刺激c点(bc＝cd)，b点和d点同时兴奋，电流表指针不发生偏转。
2．在神经元之间的电流表偏转问题

(1)刺激b点(ab＝bd)，由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度，a点先兴奋，d点后兴奋，电流表指针发生两次方向相反的偏转。
(2)刺激c点，兴奋不能传至a点，a点不兴奋，d点可以兴奋，电流表指针只发生一次偏转。

变式训练：如图为神经元结构模式图，电流计A1和A2的两极a、c、d、e分别接在神经纤维外膜上，在b、f两点给予适宜强度的刺激，则电流计的偏转情况为(　　)

注：代表神经元细胞体，代表神经末梢，且ab＝bc、ac＝de。
A．在b点与f点刺激时，A1、A2各偏转两次，且方向相反
B．在b点刺激时，A1偏转两次，A2偏转一次；f点刺激时，A1不偏转，A2偏转一次
C．在b点刺激时，A1不偏转，A2偏转一次；f点刺激时，A1不偏转，A2偏转一次
D．在b点刺激时，A1不偏转，A2偏转两次；f点刺激时，A1不偏转，A2偏转一次
【答案】　D
【解析】　在b点刺激时，兴奋同时到达a和c处，因此A1不偏转；当兴奋继续向右传递时，先到达d处，后到达e处，因此A2偏转两次，且方向相反(先向左偏转，后向右偏转)。在f点刺激时，兴奋能传导到e处，但不能传递到a、c和d处，因此A1不偏转，A2偏转一次(向右偏转)。

三、 兴奋传导和传递的探究实验题

例题：下面是从蛙体内剥离出的某反射弧结构的模式图，其中甲表示神经中枢，乙、丙未知。神经元A、B上的1、2、3、4为四个实验位点。现欲探究神经元A是传出神经还是传入神经，结合所给器材完成以下内容：

材料：从蛙体内剥离出的某反射弧(反射弧结构未被破坏)。
供选择仪器：剪刀、电刺激仪、微电流计。
(1)如果该反射弧的效应器为传出神经末梢和它所支配的肌肉，探究神经元A是传出神经还是传入神经的方法步骤(只在神经元A上完成)如下：
①先用剪刀在神经元A的________________将其剪断；
②再用电刺激仪刺激神经元A上的实验位点__________________，若______________，则神经元A为传入神经，反之则为传出神经。
(2)如果在实验过程中要保证神经元A和神经元B的完整性，探究神经元A是传出神经还是传入神经的方法步骤(每个实验位点只能用一次)如下：
①将微电流计的两个电极分别搭在实验位点2和实验位点3的神经纤维膜外；
②用电刺激仪刺激实验位点________，若微电流计的指针偏转________次，则神经元A为传出神经；若微电流计的指针偏转________次，则神经元A为传入神经。该实验结果表明兴奋在神经元间传递的特点为__________，具有这种特点的原因是_____________________。
【答案】　(1)①1、2之间　②1　无肌肉收缩现象　(2)②1　1　2(或4　2　1)　单向传递　神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜
【解析】　(1)欲探究神经元A是传出神经还是传入神经，可利用兴奋在反射弧中单向传递的特点。用剪刀在神经元A的实验位点1、2之间将其剪断，再用电刺激仪刺激神经元A的位点1，若肌肉无收缩现象，则表明神经元A为传入神经；若出现肌肉收缩，则表明神经元A为传出神经。(2)若在实验过程中要保证神经元A和神经元B的完整性，探究神经元A是传出神经还是传入神经，可将微电流计的两个电极分别搭在实验位点2和实验位点3的神经纤维膜外，通过观察微电流计指针的偏转次数进行判断。用电刺激仪刺激实验位点1，若指针偏转1次，表明兴奋不能传到位点3，则神经元A为传出神经；若指针偏转2次，表明兴奋可传到位点3，则神经元A为传入神经。用电刺激仪刺激实验位点4，原理与此相同。由于神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，故兴奋在神经元间是单向传递的。


【难点突破】
1.探究兴奋在神经纤维上传导的实验
方法设计：电刺激图中①处，观察A的变化，同时测量②处的电位有无变化。

结果分析：若A有反应，且②处电位改变，说明兴奋在神经纤维上的传导是双向的；若A有反应而②处无电位变化，则说明兴奋在神经纤维上的传导是单向的。
2．探究兴奋在神经元之间传递的实验
方法设计：先电刺激图中①处，测量③处电位变化；再电刺激③处，测量①处的电位变化。
结果分析：若两次实验的测量部位均发生电位变化，说明兴奋在神经元之间的传递是双向的；若只有一处电位改变，则说明兴奋在神经元之间的传递是单向的。

变式训练：突触前膜释放的神经递质与突触后膜上的特异性受体结合，可提高突触后膜对某些离子的通透性，若促进Na＋内流，则引起后一个神经元兴奋，若促进Cl－内流，则引起后一个神经元抑制，为探究乙酰胆碱作用于某种神经元后，引起该神经元兴奋还是抑制，生物兴趣小组做了如下实验：

(1)将电表接于B神经元细胞膜内、外两侧，此时电表指针的偏转如图所示，这是因为突触后膜处于________________________________________________________________________
状态，膜两侧的电位表现为__________________，存在电位差，使电表指针向左偏转。
(2)在突触间隙注入一定量的乙酰胆碱，观察电表指针偏转方向，若电表指针________________，则说明乙酰胆碱引起该神经元兴奋，若电表指针____________________，则说明乙酰胆碱引起该神经元抑制，在注入乙酰胆碱的同时不能刺激A神经元，原因是________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】　(1)静息　外正内负
(2)向右偏转　向左偏转且幅度更大　刺激A神经元会引起突触前膜释放神经递质，对实验结果造成影响
【解析】　(1)电流表的指针一般情况下默认为指针方向即电流方向，由正极指向负极，膜外为正电位，膜内为负电位。静息电位的特点是外正内负。(2)在突触间隙注入一定量的乙酰胆碱，若电表指针向右偏转，膜外为负电位，膜内为正电位，形成动作电位，则说明乙酰胆碱引起该神经元兴奋。若电表指针向左偏转且幅度更大，说明乙酰胆碱引起该神经元抑制。在注入乙酰胆碱的同时，刺激A神经元会引起突触前膜释放神经递质，对实验结果造成影响。


【真题回顾】

一、单选题
1．（2014·上海高考真题）在“观察牛蛙的脊髓反射现象”实验中，对健康牛蛙的脚趾皮肤进行环割剥除的操作是为了研究（ ）
A．脊髓在反射活动中的作用
B．感受器在反射活动中的作用
C．效应器在反射活动中的作用
D．传入神经在反射活动中的作用
【答案】B
【解析】由于脚趾皮肤分布有传入神经末梢，即感受器，因此环割剥除脚趾皮肤可以研究感受器在反射活动中的作用，故B正确，ACD错误。

2．（2018·江苏省高考真题）如图是某神经纤维动作电位的模式图，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．bc段Na+大量内流，需要载体蛋白的协助，并消耗能量
C．cd段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的增强而不断加大
【答案】C
【解析】神经纤维形成静息电位的主要原因钾离子通道打开，钾离子外流，A错误；
bc段动作电位产生的主要原因是细胞膜上的钠离子通道开放，Na+内流造成的，属于协助扩散，不消耗能量，B错误；cd段是动作电位恢复到静息电位的过程，该过程中Na+通道多处于关闭状态，K+通道多处于开放状态，C正确；在一定范围内，动作电位大小随有效刺激的增强而不断加大，而刺激强度较小时是不能产生动作电位的，D错误。

3．（2013·四川省高考真题）下图表示具有生物活性的蛙坐骨神经—腓肠肌标本，神经末梢与肌细胞的接触部分类似于突触，称“神经—肌接头”。下列叙述错误的是

A．“神经—肌接头”处可发生电信号与化学信号的转变
B．电刺激①处，肌肉会收缩，灵敏电流计指针也会偏转
C．电刺激②处，神经纤维上的电流计会记录到电位变化
D．神经纤维上兴奋的传导方向与膜内的电流方向相同
【答案】C
【解析】由题目所给信息可知，“神经-肌接头”处类似突触，在突触上可发生电信号→化学信号→电信号的转换，A正确。图示给的神经末梢和腓肠肌构成效应器，①处给予刺激，腓肠肌收缩；兴奋在神经纤维上可以双向传导，①处给予刺激，兴奋可以传到电流计两极，灵敏电流计指针可以发生偏转，B正确。兴奋在神经元间只能从上一个神经细胞的轴突末梢传到下一个神经细胞的树突和胞体，不能反向传递；电刺激②处，兴奋不能反过来传给神经纤维，灵敏电流计不会记录到电位的变化，C错误。兴奋部位膜内为正电位，未兴奋部位膜内为负电位，电流的方向是从正电位到负电位；兴奋的传道方向是从兴奋部位到未兴奋部位，D正确。

4．（2010·湖南省高考真题）将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液(溶液S)中，可测得静息电位。给予细胞一个适宜的刺激，膜两侧出现一个暂时性的电位变化，这种膜电位变化称为动作电位。适当降低溶液S中的Na+浓度，测量该细胞的静息电位和动作电位，可观察到
A．静息电位值减小 B．静息电位值增大
C．动作电位峰值升高 D．动作电位峰值降低
【答案】D
【解析】静息电位外正内负，由钾离子外流维持，所以细胞外钠离子浓度变化对静息电位无明显影响，动作电位是神经受外界刺激之后，钠离子通道打开，钠离子内流形成，所以当细胞外钠离子浓度降低时，钠离子内流的量减小，动作电位就减小，动作电位峰值会降低，故选D。

5．（2010·海南省高考真题）将记录仪（R）的两个电极置于某一条结构和功能完好的神经表面，如图，给该神经一个适宜的刺激使其产生兴奋，可在R上记录到电位的变化。能正确反映从刺激开始到兴奋完成这段过程中电位变化的曲线是

A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】由分析可知，适宜的刺激是神经细胞产生兴奋，兴奋向两侧传递．将电极均置于细胞外，当兴奋传至电流表的左侧电极时，两个电极之间就有电位会形成电流；当兴奋传至电流表的右侧电极时，两个电极之间也会形成电流，两种情况下的电流方向相反。故选D。

6．（2010·浙江省高考真题）下图①~⑤依次表示蛙坐骨神经受到刺激后的电位变化过程。下列分析正确的是

A．图①表示甲乙两个电极处的膜外电位的大小与极性不同
B．图②表示甲电极处的膜处于去极化过程，乙电极处的膜处于极化状态
C．图④表示甲电极处的膜处于复极化过程，乙电极处的膜处于反极化状态
D．图⑤表示甲乙两个电极处的膜均处于极化状态
【答案】D
【解析】
A、图①指针不偏转，说明甲和乙都为极化状态且电位大小相同， A错误；
B、图②指针右偏，说明电流方向为甲→乙，受刺激部位为乙侧，甲为极化状态，乙为反极化状态，处于去极化过程， B错误；
C、图④指针左偏，兴奋传到甲处，甲膜外为负，电流方向为乙→甲，处于反极化状态，乙膜外为正，处于极化状态， C错误；
D、⑤指针偏回中间，说明甲乙都回到极化状态， D正确；
故选D。

7．（2009·上海高考真题）神经电位的测量装置如下图所示，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，结果如右侧曲线图。若将记录仪的A、B两电极均置于膜外，其它实验条件不变，则测量结果是（ ）

A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】
若将记录仪的A．B两电极均置于膜外，则测得的是动作电位，施加适宜刺激，兴奋部位细胞膜由外正内负变为外负内正。即A、B处电位变化如图C所示。

二、非选择题
8．（2018·浙江省高考真题）以实验动物蛙为材料，开展神经系统结构与功能的研究。（要求与说明：简要写出实验思路，具体实验操作过程不作要求，实验条件适宜）
回答下列问题：
（1）关于反射弧分析的实验及有关问题如下：为验证脊蛙屈腿反射（属于屈反射）的反射弧是完整的，实验思路是用1％H2SO4溶液刺激蛙一侧后肢的趾尖，出现屈腿，说明反射弧完整。验证刺激感受器与产生屈腿不是同时发生的实验思路是_________________________。刺激感受器与产生屈腿不是同时发生的主要原因有__________、__________。若某反射从刺激感受器到效应器出现反应的时间比屈腿反射的长，其主要原因是____________________。若用5％H2SO4溶液刺激蛙一侧后肢的趾尖后，再用1％H2SO4溶液刺激该趾尖，没有观察到屈腿，其原因是___________。
（2）神经细胞和肌肉细胞的细胞内Na+浓度均低于细胞外，K+浓度均高于细胞外，但这两种细胞内的Na+浓度不同，K+浓度也不同。实验证明蛙下肢的一条肌肉直接与该肌肉相连的神经接触，引起该肌肉收缩，其主要原因是___________。若取上述一段神经，用某种药物处理阻断了Na+通道，然后刺激该神经，其动作电位将___________。
（3）将蛙坐骨神经纤维置于生理溶液中，测得其静息膜电位为–70mv。若在一定范围内增加溶液中的K+浓度，并测量膜电位变化。预测实验结果（坐标曲线图形式表示实验结果）。___________。
【答案】用l%H2SO4溶液剌激该蛙一侧后肢的趾尖，测定刺激感受器开始到出现屈腿的时间，有时间差，说明不是同时发生的 兴奋通过突触的传递需要时间 兴奋在神经元上的传导需要时间 组成该反射弧的神经元级数比屈腿反射的多 感受器受损 神经和肌肉是两种不同的组织，存在电位差 无法产生
【解析】
【解析】
（1）要验证刺激感受器与产生屈腿不是同时，可测定刺激感受器（1％H2SO4溶液剌激该蛙一侧后肢的趾尖）到效应器出现反应（屈腿）的时间，有时间差说明不是同时发生。由于兴奋在神经纤维上的传导以电信号的形式，而兴奋在神经元间的传导通过突触的传递，传递速度相对较慢，兴奋在反射弧中的传递需要时间。因此，从刺激感受器与产生屈腿存在时间差。由上一个问题的分析可知，组成反射弧的神经元数量越多，兴奋传递所需要的时间越长。因此，根据“若某反射从刺激感受器到效应器出现反应的时间比屈腿反射的长”可推测该反射的反射弧的神经元级数比屈腿反射的多。提高H2SO4溶液的浓度，再恢复H2SO4溶液的浓度，不再出现屈腿现象，可推测感受器受损。
（2）由“这两种细胞内的Na+浓度不同，K+浓度也不同”可知，神经组织和肌肉组织间存在电位差。用药物处理阻断了Na+通道，刺激该神经时，Na+通道无法打开，阻断了Na+内流，因此无法产生动作电位。
（3）静息状态时，Na+通道关闭，K+通道打开，K+外流（导致膜外阳离子多），产生外正内负的膜电位。若在一定范围内增加溶液中的K+浓度，细胞内外的浓度差减小，K+外流减少，静息膜电位绝对值减少。实验结果如下图所示：


9．（2010·全国高考真题）用去除脑但保留脊椎的蛙（称脊蛙）为材料，进行反射活动实验。请回答与此有关的问题：

（1）用针刺激脊蛙左后肢的趾部，可观察到该后肢出现收缩活动。该反射活动的感受其位于左后肢趾部的____________中，神经中枢位于_____________中。
（2）反射活动总是从感受器接受刺激开始到效应器产生反映结束，这一方向性是由______________________________所决定的。
（3）剪断支配脊蛙左后肢的传出神经（见右图），立即刺激A端____________（能、不能）看到左后肢收缩活动。若刺激剪断处的某一段出现伸缩活动，该活动__________（能、不能）称为反射活动，主要原因是__________________________________。
【答案】皮肤 脊髓 突触的结构 能 不能 反射弧结构不完整
【解析】
（1）完整的反射弧是反射活动的结构基础由题中用针刺激脊蛙左后肢的趾部，可观察到该后肢出现收缩活动，说明其感受器在左后肢趾部，的皮肤中；如果神经中枢在脑中，则脊蛙不能作出反射，而脊蛙（无脑）能够出现收缩活动，说明神经中枢在脊髓中。
（2）反射弧内兴奋传递的单向性决定了反射活动总是从感受器接受刺激开始到效应器产生反应结束，而反射弧内兴奋的结构是由突触的结构决定的。
（3）剪断支配脊蛙左后肢的传出神经后，刺激图中所示的A端，传出神经将A端产生的兴奋向左传导到效应器，产生收缩活动；B端位于剪断处的右端，刺激B端时，B端产生的兴奋只能向右传导，不能使效应器产生收缩活动．刺激A端产生的收缩活动因为没有神经中枢等的参与反射弧不完整，不能称其为反射活动。

10．（2015·福建省高考真题）兴奋性是指细胞接受刺激产生兴奋的能力。为探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响，研究人员先将体外培养的大鼠海马神经细胞置于含氧培养液中，测定单细胞的静息电位和阈强度（引发神经冲动的最小电刺激强度），之后再将其置于无氧培养液中，于不同时间点重复上述测定，结果如图所示。请回答：

（1）本实验的自变量是______________________。
（2）静息电位水平是影响细胞兴奋性水平的因素之一，图中静息电位是以细胞膜的_____侧为参照，并将该侧电位水平定义为0mV。据图分析，当静息电位由-60mV变为-65mV时，神经细胞的兴奋性水平____________________________。
（3）在缺氧处理20min时，给予细胞25pA强度的单个电刺激_______（能/不能）记录到神经冲动，判断理由是_______________________。
（4）在含氧培养液中，细胞内ATP主要在_______合成。在无氧培养液中，细胞内ATP含量逐渐减少，对细胞通过_______方式跨膜转运离子产生影响，这是缺氧引起神经细胞兴奋性改变的可能机制之一。
【答案】缺氧时间 外 降低 不能 刺激强度低于阈强度 线粒体（或线粒体内膜） 主动运输
【解析】
（1）根据本实验的目的“探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响”和坐标系中横轴的含义可知，自变量应为缺氧时间。 （2）图中静息电位用负值表示，静息电位时，细胞膜两侧的电位为外正内负，即以细胞膜外侧为参照，定义为0mV。静息电位数值变化增大，神经细胞的兴奋性水平降低，需要更强刺激才能使细胞达到同等兴奋程度。 （3）缺氧处理20min，阈强度为30pA以上，所以给予25pA强度的刺激低于阈强度，不能记录到神经冲动。 （4）有氧条件，细胞进行有氧呼吸，ATP主要在线粒体中合成。离子通过主动运输形式实现跨膜运输。



【新题精练】
一、单选题
1．（2020·石嘴山市第三中学高三三模）下图1表示某神经纤维受刺激后产生动作电位的过程，图2表示用TTX物质处理神经细胞后，得到的膜电位变化。下列叙述正确的是（ ）

A．图1中ac段主要是Na+外流引起的
B．图1中c点时神经纤维的膜内电位为负值
C．图1中ce段主要是K+外流引起的，此过程需要消耗ATP
D．图2中TTX物质可能抑制了Na+的跨膜运输
【答案】D
【解析】
A、图1中ac段表示动作电位的形成，主要是Na+内流引起的，A错误；
B、图1中c点时表示动作电位的峰值，此时神经纤维的膜内电位为正值，B错误；
C、图1中ce段为静息电位的恢复，主要是K+外流引起的，此过程为协助扩散，不需要消耗ATP，C错误；
D、图2中施加TTX后无法产生动作电位，推测可能是该物质抑制了Na+的跨膜运输所致，D正确。
故选D。

2．（2020·上海高三二模）将牛蛙离体神经纤维置于某种培养液中，给予适宜刺激并记录其膜内钠离子含量变化及膜电位变化，分别用图曲线Ⅰ、Ⅱ表示，在曲线Ⅱd处状态下，该神经纤维（ ）

A．膜外为正，膜内为正 B．膜外为负，膜内为负
C．膜外为负，膜内为正 D．膜外为正，膜内为负
【答案】D
【解析】
曲线Ⅰ表示接受刺激后，神经纤维膜上钠离子通道打开，钠离子大量内流，引起局部钠离子浓度变大，同时膜内电位由负变正，膜外电位由正变负，即产生动作电位，即图中的c点，此后钾离子大量外流，逐渐恢复为静息电位，因此d处的电位为外正内负的状态。
由分析可知，d处的电位经过了钾离子外流的变化后恢复为静息状态，因此，此时的电位状态时外正内负，即D正确。
故选D。

3．（2020·江苏省高三三模）离体神经纤维某一部位受到适当刺激时，受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化，产生神经冲动。下图1表示该部位神经细胞的细胞膜结构示意图，图2表示该部位受刺激前后，膜两侧电位差的变化。下列有关叙述错误的是（ ）

A．A点时，K+从细胞膜②侧向①侧移动
B．静息电位的形成可能与膜上的II有关
C．A→C过程中，大量Na+从细胞膜①侧到②侧
D．C→D过程中，细胞膜①侧由正电位变为负电位
【答案】D
【解析】
A、A点时，细胞膜处于静息电位状态，K离子从细胞膜②侧到①侧移动，即K+外流，A正确；
B、Ⅱ是蛋白质分子，可以是K+的通道，所以静息电位的形成可能与膜上的Ⅱ有关，B正确；
C、A→C过程中，Na+的通道打开，Na+内流，所以大量钠离子从细胞膜①侧到②侧，C正确；
D、C→D过程为恢复静息电位的过程，为K离子的外流，膜外由负电位变为正电位，D错误。
故选D。

4．（2020·江苏省高三三模）研究突触间作用关系时，进行如图1实验，结果如图2、3。下列分析正确的是（ ）

A．轴突1、2释放的递质均可改变突触后膜的离子通透性
B．图2表明刺激轴突1时，兴奋以电信号形式迅速传导给神经元M
C．轴突2释放的递质直接抑制神经元M产生兴奋
D．轴突1释放的递质能与轴突2和神经元M的受体结合
【答案】A
【解析】
A、由以上分析可知，轴突2释放的是抑制性神经递质，轴突1释放的是兴奋性神经递质，两者均可改变突触后膜的离子通透性，A正确；
B、图2可说明刺激轴突1能引起动作电位的产生，但兴奋在神经元之间的传递是通过神经递质以电信号→化学信号→电信号的形式进行的，B错误；
C、根据图3的结果可知，刺激轴突2再刺激轴突1，动作电位降低，说明轴突2抑制了轴突1释放的神经递质，作用于轴突1，并未直接抑制神经元M产生兴奋，C错误；
D、轴突1释放的递质只能与神经元M的受体结合，D错误。
故选A。

5．（2020·陕西省高三二模）下图表示青蛙离体神经纤维在低Na+和高Na+海水中受刺激后的膜电位变化情况。下列描述错误的是（ ）

A．曲线a代表高Na+海水中膜电位的变化
B．低Na+和高Na+海水中神经纤维的静息电位相同
C．低Na+海水中神经纤维静息时，膜内Na+浓度高于
D．高Na+海水中神经纤维受刺激时，膜外Na+浓度高于膜内
【答案】C
【解析】
A、曲线a在受到刺激后，膜电位发生逆转，b在受到刺激后，膜电位未发生逆转，所以曲线a表示海水中膜电位的变化，A正确；
B、刺激之前的电位即为静息电位，由题图可知，低Na+和高Na+海水中神经纤维的静息电位相同，B正确；
C、静息电位有钾离子外流形成，不管是什么海水中，只要表现为静息电位，膜内K+浓度都高于膜外，膜内Na+浓度都低于膜外，C错误；
D、当神经纤维受到刺激时，尽管Na+内流，导致内部Na+浓度升高，但内部电位高是Na+和K+共同作用的结果，膜外仍存在大量Na+，膜外的Na+浓度仍高于膜内Na+浓度，D正确。
故选C。

6．（2020·河南省实验中学高三二模）将蛙的离体神经纤维置于某种培养液M中，给予适宜刺激后，记录其膜内钠离子含量变化如下图中曲线Ⅰ所示、膜电位变化如下图中曲线Ⅱ所示。下列说法正确的是（ ）

A．该实验中培养液M可以用适当浓度的KCl溶液代替
B．适当提高培养液中钾离子浓度可以提高曲线Ⅱ上c点值
C．a～b时，膜内钠离子含量增加与细胞膜对钠离子的通透性增大有关
D．c～d时，局部电流使兴奋部位的钠离子由内流转变为外流，再形成静息电位
【答案】C
【解析】
A、该实验中某溶液不能用适当浓度的KCl溶液代替，否则会影响静息电位，A错误；
B、钾离子不会影响动作电位峰值，因此提高培养液中钾离子浓度，不会提高曲线Ⅱ上C点值，B错误；
C、a～b时，膜内钠离子含量增加与细胞膜对钠离子的通过性增大有关，形成动作电位，C正确；
D、c～d时，局部电流使兴奋部位由钠离子内流转变为钾离子外流，再形成静息电位，D错误。
故选C。

7．（2020·山东省高三一模）科研人员给予突触a和突触b的突触前神经元以相同的电刺激，通过微电极分别测量突触前、后两神经元的膜电位，结果如图所示。据此判断不合理的是( )

A．静息状态下膜内电位比膜外低约70mV
B．突触a的突触后神经元出现了阳离子内流
C．突触a和b分别为兴奋性突触和抑制性突触
D．兴奋在突触前、后两神经元间的传递没有延迟
【答案】D
【解析】
静息电位是指细胞在安静状态下存在于膜内外两侧的电位差。据图可知神经纤维静息电位约为-70mV，就是指膜内电位比膜外电位低70mV，A正确；刺激突触a时，其突触后电位由-70mV变为-60mV，再恢复原状。在此过程中，膜电位变小，说明发生了阳离子内流，B正确；由B的分析可知，在刺激突触a时，突触a的突触后神经元膜电位变小，说明出现了阳离子内流，并且也说明了突触a为兴奋性突触；而刺激b时，据图可知，其突触后电位由-70mV变为-80mV，再恢复原状。在此过程中，膜电位变大，说明发生了阳离子外流，并且也说明了突触b是抑制性突触，C正确；据图可知，突触a、b的突触后神经元的膜电位经过一段时间才发生变化，说明兴奋在突触前后两神经元间的传递存在延迟，D错误。

8．（2020·辽河油田第二高级中学高三一模）下图表示三个通过突触相连接的神经元，电表的电极连接在神经纤维膜的外表面。刺激a点，以下分析不正确的是（ ）

A．a点受刺激时膜外电位由正变负
B．电表①会发生两次方向不同的偏转
C．电表②只能发生一次偏转
D．该实验不能证明兴奋在神经纤维上的传导是双向的
【答案】D
【解析】
A、a点受刺激时，Na+内流，导致膜外电位由正变负，A正确；
B、由于兴奋在神经元之间的传递，依次经过两个电极，所以电表①会发生两次方向不同的偏转，B正确；
C、由于兴奋在神经元之间的传递只能是单向的，兴奋不能传到最右边的神经元上，所以电表②只能发生一次偏转，C正确；
D、由于电表①能偏转，电表②只能发生一次偏转，所以该实验能证明兴奋在神经纤维上的传导是双向的，D错误。
故选：D。

9．（2020·湖北省高三一模）将记录仪的两个电极分别放置在神经纤维膜外的a、c两点，c点所在部位的膜已被损伤，其余部位均正常。下图是刺激前后的电位变化，相关叙述错误的是（ ）

A．兴奋的产生与膜对Na+的通透性改变有关
B．被损伤部位c点的膜外电位可能为零电位
C．兴奋传到b点时记录仪的指针将向左侧偏转
D．结果表明兴奋在神经纤维上以电信号形式传导
【答案】C
【解析】
A、受到刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加，A正确；
B、由图可知，刺激前电表向右偏转，因此被损伤部位c点的膜外电位可能为零电位，B正确；
C、兴奋传到b点时记录仪的指针将恢复到刺激前的状态，即向右侧偏转，C错误；
D、根据刺激前后记录仪指针的偏转情况可推测兴奋在神经纤维上以电信号形式传导，D正确。
故选C。

10．（2020·山东省高三一模）如图是某神经纤维动作电位的模式图，下列叙述不正确的是（ ）

A．K+内流是神经纤维静息电位形成的主要原因
B．bc段Na+大量内流，膜电位变成外负内正
C．cd段电位下降的原因是K+的大量外流
D．动作电位发生是一系列离子通道顺序开关的结果
【答案】A
【解析】
A、K+外流是神经纤维静息电位形成的主要原因，A错误；
B、静息电位是外正内负的膜电位，bc段由于Na+通道打开，Na+大量内流，膜电位变成外负内正的动作电位，B正确；
C、由图可知cd段Na+通道关闭，K+通道打开，故cd段电位下降的原因是K+的大量外流，使电位逐渐恢复为外正内负的静息电位，C正确；
D、由图可知，动作电位发生是一系列离子通道顺序开关的结果，D正确。
故选A。

11．（2020·浙江省高三一模）利用不同的处理使神经纤维上膜电位产生不同的变化，处理方式及作用机理如下：①利用药物Ⅰ阻断Na+通道；②利用药物Ⅱ阻断K+通道；③利用药物Ⅲ打开Cl-通道，导致Cl-内流；④将神经纤维置于稍低浓度的Na+溶液中。上述处理方式与下列可能出现的结果对应正确的是

A．甲——①，乙——②，丙——③，丁——④
B．甲——④，乙——①，丙——②，丁——③
C．甲——③，乙——①，丙——④，丁——②
D．甲——④，乙——②，丙——-③，丁——①
【答案】B
【解析】
①利用药物Ⅰ阻断Na+通道，膜外钠离子不能内流，导致不能形成动作电位，对应乙；
②利用药物Ⅱ阻断K+通道，膜内钾离子不能外流，产生动作电位后不能恢复静息电位，对应丙；
③利用药物Ⅲ打开Cl-通道，导致Cl-内流，使膜两侧电位差变大，对应丁；
④将神经纤维置于稍低浓度的Na+溶液中，Na+内流量减少，形成的动作电位变小，对应甲；综上分析可知，B正确。
故选B。

12．（2020·浙江省高三一模）将蛙离体神经纤维置于某种培养液中，给予适宜刺激并记录其膜内Na＋含量变化及膜电位变化，分别用图中曲线Ⅰ、Ⅱ表示。下列有关说法正确的是（ ）

A．该实验中某种培养液就是适宜浓度的NaCl溶液
B．图中a点后，细胞膜内Na＋的含量开始高于膜外
C．曲线Ⅰ中a点越高，曲线Ⅱ中c点也越高
D．实验过程中培养液中有多种离子浓度会发生变化
【答案】D
【解析】
A、该培养液中不仅有钠离子，还有缓冲物质，A错误；
B、图中a点后，Na+开始内流，Na+的含量膜外始终高于膜内，B错误；
C、曲线Ⅰ中a点越高，曲线Ⅱ中c点越低，C错误；
D、实验过程中培养液中除了Na+的浓度会发生变化，K+的浓度也会发生变化，D正确。
故选D。

13．（2020·北京市怀柔区第一中学高三月考）图是某神经纤维动作电位的模式图，下列叙述不正确的是（ ）

A．K+外流是神经纤维静息电位形成的主要原因
B．bc段Na +大量内流，膜电位变成外正内负
C．cd段电位下降的原因是K +的大量外流
D．动作电位发生是一系列离子通道顺序开关的结果
【答案】B
【解析】
A、由分析可知，神经纤维静息电位形成的主要原因是K+外流，A正确；
B、bc段Na +通道打开，Na +大量内流，膜电位变成外负内正，B错误；
C、cd段Na +通道关闭，K+通道打开，K +大量外流，静息电位恢复，C正确；
D、由图可知，动作电位发生是一系列离子通道顺序开关的结果，D正确。
故选B。

14．（2020·山东省高三一模）研究发现，在动作电位形成过程中，电压门控Na+通道和电压门控K+通道的开放或关闭依赖特定的膜电位，其中电压门控K+通道的开放或关闭还与时间有关，对膜电压的响应具有延迟性；当神经纤维某一部位受到一定刺激时，该部位膜电位出现变化到超过阈电位时，会引起相关电压门控离子通道的开放，从而形成动作电位。随着相关离子通道的开放或关闭恢复到静息电位，该过程中膜电位的变化和相关离子通道通透性的变化如图所示。下列说法错误的是（ ）

A．动作电位是由于足够强度的刺激引起了膜电位的变化，导致电压门控Na+通道开放，Na+大量涌入细胞内而形成的
B．c点膜内外两侧Na+浓度相等；而d点的膜内侧Na+浓度已高于外侧
C．d点不能维持较长时间是因为此时的膜电位导致电压门控Na+通道快速关闭，电压门控K+通道大量开放
D．K+通道和钠钾泵参与了曲线cf段静息电位的恢复过程
【答案】B
【解析】
A、动作电位是由于足够强度的刺激引起了膜电位的变化，导致电压门控Na+通道开放，Na+大量涌入细胞内而形成的，A正确；
B、cd点都属于动作电位的产生，cd点的膜外侧Na+浓度高于内侧，B错误；
C、通过题干信息可推，d点不能维持较长时间是因为此时的膜电位导致电压门控Na+通道快速关闭，电压门控K+通道大量开放，C正确；
D. 恢复静息的时候，K+通道和钠钾泵打开，K+外流，钠钾泵把神经细胞中钠离子运输到细胞外，钾离子运进细胞，故K+通道和钠钾泵参与了曲线cf段静息电位的恢复过程，D正确。
故选B。

15．（2020·江苏省高三一模）下图中a、b、c三个神经元构成了1、2两个突触，甲、乙、丙3条曲线为不同刺激引起神经元c上的电位变化。下列叙述正确的是

A．甲表明刺激a时兴奋以电信号形式迅速传导给c
B．乙表明兴奋在突触间的传递是单向的
C．乙也可表示只刺激b时，a神经元的电位变化
D．丙表明b神经元能释放抑制性神经递质
【答案】D
【解析】
据图分析，甲表示只刺激a，c神经元产生了电位变化，即兴奋通过突触1由a传到了c，但是不能说明两者之间以电信号传递，A错误；由于没有设置对照实验，因此不能说明兴奋在突触间是单向传递的，B错误；乙表示只刺激b，结果c没有产生电位变化；丙表示同时刺激a、b，结果c产生了电位变化，但是与单独刺激a相比减弱了，说明刺激b抑制了a向c传递兴奋，进而说明b神经元能释放抑制性神经递质，C错误、D正确。


二、综合题
16．（2020·山西省高三一模）图甲表示受大脑皮层调控的反射弧；图乙表示兴奋在神经肌肉接头（一种突触的结构）之间的传递，其中Ach是一种兴奋性的神经递质；图丙表示神经纤维上兴奋的传导过程中膜电位的变化曲线。回答下列问题。

（1）图甲所示的效应器是a和____________。在①处施加适宜强度的刺激，肌肉会收缩，但大脑皮层不能产生相应的感觉，原因是____________；在②处施加适宜强度的刺激，肌肉也会收缩，但不能称为反射活动，原因是________________________。
（2）图乙中能与Ach特异性结合的物质有________________________。
（3）图丙中h点对应神经纤维上钠离子通道处于____________（填“开启”或“关闭”）状态，判断依据是________________________。
【答案】传出神经元末梢（或b的末梢） 兴奋在神经元之间的传递是单向的，且只能从一个神经元的轴突传递至下一神经元 反射弧不完整（或未经过完整的反射弧） Ach的受体和Ach酯酶 开启 h点处于兴奋的形成阶段，而兴奋的形成与钠离子通过钠离子通道内流有关
【解析】
（1）效应器指的是传出神经轴突末梢及其支配的腺体或肌肉。兴奋在神经元之间的传递是单向的，且只能从上一神经元传递至下一神经元。反射活动的进行需满足两个条件，即反射弧要完整和有足够强度的刺激，在②处施加适宜强度的刺激引起肌肉收缩过程没有经过完整的反射弧，故不属于反射。
（2）在突触位置，神经递质能与相应受体结合，也能与相应的水解酶结合。
（3）图丙表示神经纤维上兴奋的传导过程中膜电位的变化曲线，因此h点处于兴奋的形成阶段，而兴奋的形成与钠离子内流有关，即h点钠离子通道是开启的。

17．（2020·安徽省高三其他）某实验小组制作了蛙的坐骨神经离体标本并置于适宜环境中，进行如图所示的实验，G表示灵敏电流计，a、b处有两个微型电极，阴影部分表示开始发生局部电流的区域，请据图回答下列问题：

（1）静息状态时的电位，A侧为_______电位（选填“正”或“负”），形成这种电位差的原因与________离子外流有关。
（2）局部电流在膜外由__________（选填“兴奋”或“未兴奋”，下同）部位流向__________部位，这样就形成了局部电流回路。
（3）如果将图甲中a、b两处的电极置于神经纤维膜外，同时在c处给予一个强刺激，电流计的指针会发生两次方向__________（选填“相同”或“相反”）的偏转。若将a处电极置于d处膜外（bc=cd），b处电极位置不变，则刺激c处后，电流计__________偏转（选填“会”或“不会”）。
（4）图乙中结构②的名称是___________，结构④的名称是__________
（5）图乙中兴奋只能由①传向②的原因是________________________，①释放神经递质的方式为__________。
【答案】正 K+（或钾离子） 未兴奋 兴奋 相反 不会 突触间隙 轴突 神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜 胞吐
【解析】
（1）静息状态时的电位表现为外正内负，A侧为膜外，所以A测为正电位，B侧为负电位，静息电位的形成是K+（或钾离子）离子外流形成的。
（2）兴奋传导的方向与膜内局部电流的方向相同，而与膜外局部电流的方向相反。因此局部电流在膜外由未兴奋流向兴奋部位。
（3）由分析可知，如果将图甲中a、b两处的电极置于神经纤维膜外，同时在c处给予一个强刺激，电流计的指针会发生两次方向相反的偏转。若将a处电极置于d处膜外，b处电极位置不变，则刺激c处后，由于（bc=cd）且兴奋在神经纤维上的传导是双向的，因此会使得b、d两处同时产生动作电位，即两点之间不会形成电位差，因此电流计不会发生偏转。
（4）由分析可知，图乙中结构②为突触间隙，结构④的名称是表示轴突
（5）图乙表示突触的结构，其中兴奋的传递是单向的，原因是突触小泡内的神经递质以胞吐的方式经突触前膜释放后，会通过突触间隙作用于突触后膜，而不能反向传递，即只能由图中的由①传向②。

18．（2020·江苏省高三二模）神经病理性疼痛是躯体感觉神经系统的损伤或疾病而直接造成的疼痛，是由于脊髓的SG区发生功能障碍所致，科研人员对其发病机理进行了研究。

（1）图1中______________是感受器（填图中字母），其受到刺激后，兴奋沿传入神经传导，传至位于SG区的神经纤维末梢，引起储存在______________内的谷氨酸（一种兴奋性递质）释放。谷氨酸引起突触后神经元的细胞膜外电位发生的改变是______________。突触后神经元受到刺激后，经一系列神经传递过程，最终在______________产生痛觉。
（2）SG区神经纤维末梢上分布有离子通道N（见图1），该通道与神经病理性疼痛密切相关科研人员利用通道N抑制剂处理SG区神经元，给予突触前神经元一定的电刺激，测定突触后膜的电信号变化，得到图2所示结果。据图2可知，抑制剂处理导致突触后神经元的电信号幅度______________，突触后膜的电信号频率______________，推测通道N开放，会引起突触前神经元谷氨酸释放量增加，导致SG区对伤害性刺激的反应增强，出现痛觉敏感。
（3）SG区的神经元包括兴奋性神经元与抑制性神经元两大类。为进一步研究谷氨酸所作用的神经元类型，科研人员用绿色荧光蛋白标记了抑制性神经元，用通道N激活剂处理小鼠的SG区神经元，在突触前神经元施加刺激，分别检测有绿色荧光和无荧光的神经元细胞膜的电信号变化。若带绿色荧光的神经元电信号频率和幅度均无明显变化，不带绿色荧光的神经元电信号频率显著增加，则可判断谷氨酸作用对象为______________神经元。
（4）依据本研究，开发减缓神经病理性疼痛药物的思路是______________。
【答案】A 突触小泡 由正电位变成负电位 大脑皮层 无明显变化 降低 兴奋性 开发抑制通道N活性的药剂
【解析】
（1）据图1可知，感受器是A（有神经节）。神经递质由突触小泡释放。谷氨酸是一种兴奋性递质，引起突触后神经元的细胞膜电位发生的改变是由外正内负变为外负内正。痛觉在大脑皮层产生。
（2）据图2可知，抑制剂处理导致突触后神经元的电信号幅度无明显变化，使得下一个神经元不兴奋。突触后膜的电信号频率降低，导致SG区对伤害性刺激的反应增强，出现痛觉敏感。
（3）绿色荧光蛋白标记了抑制性神经元，若带绿色荧光的神经元电信号频率和幅度均无明显变化，不带绿色荧光的神经元电信号频率显著增加，则可判断谷氨酸作用对象为兴奋性神经元。
（4）根据题意可知，抑制通道N活性，可以减缓神经病理性疼痛。

19．（2020·北京高三一模）抑郁症是一种情感性精神障碍疾病，患者某些脑神经元兴奋性下降。近年来医学研究表明，抑郁症与单胺类神经递质传递兴奋的功能下降相关。下图表示正在传递兴奋的突触结构局部放大示意图，请据图回答问题。

（1）①表示_________，细胞X释放神经递质的方式是_________。
（2）蛋白M是Y细胞膜上的一种_________，若图中的神经递质与蛋白M结合，会导致细胞Y兴奋，比较结合前后细胞Y的膜内Na+浓度变化和电位的变化：_________。
（3）单胺氧化酶是单胺类神经递质的降解酶。单胺氧化酶抑制剂（MAOID）是目前一种常用抗抑郁药。据图分析，该药物能改善抑郁症状的原因是：_________。
（4）根据上述资料及突触的相关知识，下列药物开发思路中，也能改善抑郁症状的有_________。
A．促进突触小泡释放神经递质
B．阻止神经递质与蛋白M结合
C．促进兴奋传导到脊髓产生愉悦感
D．降低突触后神经元的静息膜电位绝对值
【答案】突触前膜 胞吐 受体 膜内Na+浓度由低变高，膜内电位由负变正 MAOID能抑制单胺氧化酶活性，阻止脑内单胺类神经递质降解，提高了突触后神经元的兴奋性，起抗抑郁作用 AD
【解析】
（1）①能将突触小泡中的物质释放出来，①表示突触前膜。细胞X释放神经递质的方式是胞吐。
（2）蛋白M可以和神经递质结合，是Y细胞膜上的一种受体。若图中的神经递质与蛋白M结合，会导致细胞Y兴奋，膜外Na+内流，细胞Y的膜内Na+浓度增大，原来膜外为正电位膜内为负电位，兴奋后细胞Y的电位变为膜外为负膜内为正，因此膜内的电位的变化由负变正。
（3）据图分析，MAOID能抑制单胺氧化酶活性，阻止脑内单胺类神经递质降解，提高了突触后神经元的兴奋性，起抗抑郁作用，该药物能改善抑郁症状。
（4）根据上述资料及突触的相关知识，患者某些脑神经元兴奋性下降，促进突触小泡释放神经递质、降低突触后神经元的静息膜电位绝对值的药物都可以提高神经细胞的兴奋性，阻止神经递质与蛋白M结合不利于提高兴奋性，感觉中枢在大脑皮层，因此下列药物开发思路中，也能改善抑郁症状的有AD。

20．（2020·江西省高三一模）科学家发现，单独培养的大鼠神经元能形成自突触，（见图甲），用电极刺激这些自突触的神经元的胞体可引起兴奋，其电位变化结果如图乙所示，请回答下列问题：

（1）____________是神经元产生和维持-68mV膜电位的主要原因，此时膜内的Na+浓度比膜外的 ____________ (填高或低)
（2）胞体受到刺激后，电位变化出现第一个峰值的原因是：____________使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧，此时产生的兴奋以____________的形式沿着神经纤维传导至轴突侧支的突触小体，然后引起突触小体内的突触小泡将神经递质释放至突触间隙，神经递质与突触后膜上的受体特异性结合，引发____________， 产生第二个峰值．
（3）谷氨酸也是一种神经递质，与突触后膜受体结合后，能使带正电的离子进入神经元，导致其兴奋．利用谷氨酸受体抑制剂(结合上述实验)，证明大鼠自突触神经元的神经递质是谷氨酸．写出实验思路并预测实验结果．
实验思路：_____________________________________________________________________
预测结果：_____________________________________________________________________
【答案】K+外流 低 Na+内流 电信号（神经冲动或局部电流） 新的神经冲动（突触后膜电位变化） 将单独培养的大鼠自突触神经元随机的分为A组和B组，用谷氨酸受体抑制剂处理A组神经元，B组神经元不作处理，用电极刺激两组自突触神经元胞体，测量其电位变化 A组神经元第二次电位变化明显小于B组神经元的（A组神经元不出现第二次电位变化）
【解析】
（1）图中-68mV电位是神经细胞的静息电位，K+外流是神经元静息电位的产生和维持的主要原因，此时膜内Na+的浓度比膜外低。
（2）胞体受刺激后，Na+内流，使细胞膜内阳离子的浓度高于膜外侧，形成动作电位，电位变化出现第一个峰值。与相邻部位形成电位差，从而形成局部电流，局部电流又刺激相近未兴奋部位发生同样的电位变化，依次将兴奋以电信号形式沿着神经纤维传导下去。兴奋传至轴突侧支的突触小体，突触小体内的突触小泡将神经递质释放到突触间隙，与胞体膜（突触后膜）上的特异性受体结合，引发新的神经冲动，产生第二个峰值。
（3）谷氨酸作为一种兴奋性神经递质，正常情况下能使突触后膜产生兴奋。加入谷氨酸受体抑制剂后，谷氨酸没法与突触后膜受体结合，导致突触后膜不产生兴奋。所以用谷氨酸受体抑制剂处理大鼠自突触神经元，电极刺激胞体后，第二次电位变化明显变小，甚至不出现第二次电位变化。实验思路和结果为：将单独培养的大鼠自突触神经元随机分为A组和B组，用谷氨酸受体抑制剂处理A组神经元，B组神经元不做处理，用电极刺激两组自突触神经元胞体，测量其电位变化；预期A组神经元的第二次电位变化明显小于B组的。

21．（2020·安徽省高三二模）当神经系统控制心脏活动时，在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号还是电信号呢？基于这个问题，科学家进行了如下实验。取两个生理状态相同的蛙的心脏A和B，置于成分相同的营养液中，使之保持活性。已知副交感神经可以使心率降低。A保留副交感神经，将B的副交感神经剔除，刺激A中的该神经，A的跳动减慢；从A的营养液中取一些液体注入B的营养液中，B的跳动也减慢。

（1）科学家这样设计实验基于的假说是_______，预期结果是_______。
（2）该实验结果证明了_______。
（3）神经元与心肌细胞之间传递信号依赖神经肌肉接头（一种突触），在突触小体内能完成的信号转化是_______。
【答案】在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号 B心脏的跳动减慢 假说正确（神经细胞释放化学物质，使心肌跳动减慢） 电信号—化学信号
【解析】
（1）科学家在实验操作中将A心脏的液体转移至B心脏中，说明科学家提出的假说是神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号；实验预期是指与假说相符的实验预测，将A的培养液中的物质转移给B后，化学信号也会随之转移给B，所以预期结果是B心脏跳动减慢；
（2）B的跳动减慢说明确实是A的副交感神经细胞产生了一种化学物质，不仅可以使A的心脏跳动减慢，也可以转移至B心脏处使B的跳动减慢；
（3）神经冲动传来时，突触前膜的突触小泡受到刺激释放神经递质并作用于后膜，故在突触小体内完成的信号转化为电信号—化学信号。

22．（2020·吉林省高三二模）大鼠脊髓损伤后无法自主控制排尿。研究人员用截瘫平面以上健存的神经重新建立人工膀胱反射弧，如下图所示。其中 S1 和 S2 表示神经纤维连接处。该项研究有望实现截瘫患者自主性悱尿，请回答下列问题：

（1）分析上图可知，在重建的人工膀胱反射孤中膀胱属于____________，根据上图中的反射弧，请用数字和箭头的方式描述排尿反射的过程：____________。
（2）伤害性刺激作用于神经纤维后，膜外的________引起膜电位改变而产生兴奋，此时神经细胞支配的肾上腺分泌的肾上腺素的增多，导致呼吸和心率加快。以上生理活动的调节方式是________。大鼠脊髓损伤后，排尿反射仍可发生，但机体无法自主排尿，原因是________。
（3）实验后某只大鼠不能正常排尿，可能原因是 S1 或 S2 连接处异常。实验小组在反射弧的 b、c 处分别连接灵敏电流计，然后刺激 a 点，发现 b 处的电流表偏转，c 处的电流表不偏转，则可推测。________
【答案】感受器和效应器 1→2→3→4→5→6→1 Na+内流 神经一体液调节 脊髓损伤后高级中枢大脑皮层失去对脊髓中低级中枢的控制 S1 连接处正常，S2 连接处异常
【解析】
（1）根据分析膀胱既属于感受器，又属于效应器。排尿反射的过程1→2→3→4→5→6→1。
（2）动作电位的产生是由于Na+内流，在调节过程中，有神经和肾上腺素的参与，所以其调节方式是神经-体液调节。机体的排尿反射受到脊髓中的低级中枢和大脑皮层高级中枢的控制，因此脊髓损伤后高级中枢大脑皮层失去对脊髓中低级中枢的控制。
（3）刺激a点，发现b处的电流表偏转，c处的电流表不偏转，说明S1 连接处正常，S2 连接处异常。

23．（2020·山东省高三一模）谷氨酸是哺乳动物中枢神经系统中的一种兴奋性神经递质，在机体调节中发挥着重要作用。

（1）谷氨酸是一种含有2个羧基的非必需氨基酸，这2个羧基在其分子结构中的位置是___________。
（2）谷氨酸在神经元细胞体中生成后，会借助囊泡膜上的谷氨酸转运体逆浓度梯度转运到囊泡中贮存，这种跨膜运输方式是___________。兴奋传导到神经末梢后，神经末梢将谷氨酸释放并作用于突触后膜，引起下一个神经元兴奋。该过程完成的信号转换是___________。
（3）当谷氨酸过度释放时会成为一种毒素。一方面它与突触后膜上的A受体结合，促进___________大量进入细胞内，激活了一氧化氮合酶产生过量的一氧化氮（如图），引起神经元严重创伤；另一方面它还能引起神经与肌膜对钠离子的通透性___________（填“增高”或“降低”），引发神经肌肉兴奋性增强，导致小儿惊厥发作。若某种药物可以通过作用于突触来缓解小儿惊厥，其作用机理可能是___________。
【答案】一个羧基与氨基连接在同一个碳原子上（或一个与中心C原子相连），另一个在R基上 主动运输 电信号到化学信号到电信号 Ca2+ 增高 抑制突触前膜释放谷氨酸（或抑制突触后膜钠离子内流）
【解析】
（1）每个氨基酸的中心碳原子上至少连有一个氨基和一个羧基，若有多余的氨基或羧基应该位于R基上，故谷氨酸的一个羧基与氨基连接在同一个碳原子上（或一个与中心C原子相连），另一个在R基上。
（2）谷氨酸在神经元细胞体中生成后，会借助囊泡膜上的谷氨酸转运体逆浓度梯度转运到囊泡中贮存，这种跨膜运输方式需要载体和能量，为主动运输。兴奋传导到神经末梢后，神经末梢将谷氨酸释放并作用于突触后膜，引起下一个神经元兴奋。该过程会经过电信号→化学信号（谷氨酸）→电信号的转变。
（3）谷氨酸可以与突触后膜上的A受体结合，促进钙离子大量进入细胞内，激活了一氧化氮合酶产生过量的一氧化氮，引起神经元严重创伤；另一方面它还能引起神经与肌膜对钠离子的通透性增强，钠离子内流增多，引发神经肌肉兴奋性增强，导致小儿惊厥发作。由于小儿惊厥是由于谷氨酸过度释放引起的，故可以通过药物抑制突触前膜释放谷氨酸。