高考生物一轮复习选择性必修1第2章第3、4、5节神经冲动的产生和传导、神经系统的分级调节、人脑的高级功能课件
展开考点一 神经冲动的产生和传导1.兴奋在神经纤维上的传导。
静息电位和动作电位的产生机制
(1)静息电位的产生。
(2)动作电位的产生。
(2)传导方向与局部电流方向的关系。在膜外,局部电流方向与兴奋传导方向________;在膜内,局部电流方向与兴奋传导方向________。(速记:外反内同)(3)传导特点:兴奋部位→未兴奋部位,双向传导。即刺激(离体)神经纤维上的任何一点,所产生的兴奋可沿神经纤维向两侧同
(1)在神经纤维上(离体条件下):神经纤维上的某一点受到刺激后产生兴奋,兴奋在离体神经纤维上以局部电流的方式双向传导。(2)在突触处:兴奋单向传递,由上一个神经元的轴突传递到
(3)正常反射活动中,只能是感受器接受刺激,兴奋沿着反射弧传导,所以正常机体内兴奋在神经纤维上的传导是单向的。
3.兴奋在神经元之间的传递。(1)突触结构及相关概念。
(2)兴奋在突触处的传递。
a.单向传递:原因是神经递质只能由突触前膜释放,作用于
__________。
电信号→化学信号→电信号
b.突触延搁:神经冲动在突触处的传递要经过电信号→化学信号→电信号的转变,因此比在神经纤维上的传导要____。
a.突触:_____________________________。b.突触小体:_________________________。c.突触后膜:_________________________。
②释放方式:一般为________,体现了生物膜的________。
③受体的化学本质:________。
④作用:引起下一神经元的_____________。⑤去向:迅速被_______________或被重吸收到突触小体贮存于囊泡或以扩散方式离开突触间隙,为下一次兴奋传递做好准备。
人和高等动物体内的神经递质、激素、酶的比较
4.膜电位变化曲线解读。
5.兴奋传导与电流表指针偏转的问题分析。(1)在神经纤维上:①刺激 a 点,b 点先兴奋,d 点后兴奋,电流表发生
______________的偏转。
②刺激 c 点(bc=cd),b 点和 d 点同时兴奋,电流表________。
(2)在神经元间:①刺激 b 点,(ab=bd),a 点先兴奋,d 点后兴奋,电流表发生_______________的偏转。②刺激 c 点,a 点不兴奋,d 点兴奋,电流表只发生______
6.兴奋的传导与传递的比较。
7.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害。(1)兴奋剂和毒品能够对___________产生影响,大多数是通过
(2)兴奋剂原是指能提高_______________机能活动的一类药物,如今是_________药物的总称。有些兴奋剂就是毒品,它们会
对人体健康带来极大的危害。
(3)毒品是指鸦片、__________、甲基苯丙胺(冰毒)、吗啡、大麻、可卡因以及国家规定管制的其他能够使人形成瘾癖的麻醉药品和_________药品。
兴奋传递过程中出现异常的情况分析
考点二 神经系统的分级调节及人脑的高级功能1.神经系统对躯体运动的分级调节。(1)大脑皮层与躯体运动的关系。
①除头面部肌肉代表区外,皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是_______的。下肢的代表区在第一运动区的顶部,头面部肌肉的代表区在底部,上肢的代表区则在两者之间。
②皮层代表区范围的大小与躯体的大小无关,与躯体运动的_____________有关,运动越精细且复杂的器官,其皮层代表区的面积_________。如面积大的躯干,在皮层代表区的面积很小。③对躯体运动的调节支配具有___________的特征(头面部多为双侧性支配),一侧皮层代表区主要支配对侧躯体的肌肉,如刺激右侧大脑皮层的第一运动区,可见其左侧肢体运动。
(2)躯体运动的分级调节。
2.神经系统对内脏活动的分级调节。(1)神经系统对内脏活动的分级调节。
(2)对排尿反射的分级调节。
①脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由_____________支配的。②_________神经兴奋,会使膀胱缩小,而交感神经兴奋不会导致膀胱缩小。③人之所以能有意识地控制排尿,是因为____________________________。
3.人脑的高级功能。(1)感知外部世界,产生______。(2)控制机体的______活动。(3)具有___________________等方面的高级功能。
5.学习和记忆。(1)概念:神经系统不断地接受刺激,获得新的行为、______
(2)机理:学习和记忆涉及脑内______________的作用以及某些种类__________的合成。
(3)记忆分为四个阶段:感觉性记忆、第一级记忆、第二级记
(1)短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。短时记忆中的感觉性记忆又称瞬时记忆。
(2)长时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关。有些信息储存在第三级记忆中,成为永久记忆。
6.情绪。(1)两种表现形式:①积极情绪有开心、兴奋、对生活充满信心。②消极情绪有失落、沮丧、对事物失去兴趣。
①产生:当人们遇到精神压力、____________、疾病、死亡等情况时,常会产生消极的情绪。
②消极情绪的发展及危害。
(3)应对情绪波动的措施。
①积极建立和维系良好的人际关系、___________和调节压力都可以帮助我们减少和更好地应对情绪波动。②当情绪波动超出自己能够调节的程度时,应向___________咨询。
【基础测评】1.易错诊断(1)大脑皮层言语区的 H 区神经细胞受损伤,患者不能听懂话。
(2)神经纤维上兴奋的传导方向与膜内的电流方向相同。(
(3)刺激神经纤维中部,产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导。
(5)高级神经中枢和低级神经中枢对躯体运动都有调节作用。
答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)√
(4)内环境K+浓度升高,可引起神经细胞静息状态下膜电位差
B.突触间隙 Na+浓度降低有利于排尿反射的快速发生
2.人的排尿是一种反射活动,婴幼儿经常尿床,一般成年人可以有意识地控制排尿(如“憋尿”)。下列对此现象的分析,错误的
)A.成年人“憋尿”说明低级中枢受高级中枢的调控C.排尿反射过程中兴奋的单向传递与突触结构有关D.神经纤维上兴奋的传导方向与膜外电流方向相反
3.神经元之间的兴奋是通过突触进行传递的。下列有关说法中
A.神经递质以胞吐的方式释放到突触间隙,此过程不需要载体蛋白和能量是双向的C.神经递质通过与突触后膜上的特异性受体结合引起突触后膜上的电位发生变化D.在突触后膜上发生的信号变化是电信号→化学信号→电信号答案:C
B.Na+内流是形成动作电位的基础,兴奋在神经元之间的传递
4.缺血性脑卒中又称脑梗死,是因脑部血液供应障碍而引起的局部脑组织损伤。若缺血性脑卒中患者无其他疾病或损伤,下列
A.损伤部位在大脑时,患者不能发生排尿行为B.损伤部位在大脑皮层 H 区时,患者会听不懂别人说话C.损伤导致下肢不能运动时,患者的缩手反射不能发生D.损伤导致机体不能产生渴觉,患者会出现尿量增加答案:B
考向 1 静息电位和动作电位的产生及分析[典例 1](2021 年湖南高考)研究人员利用电压钳技术改变枪乌贼神经纤维膜电位,记录离子进出细胞引发的膜电流变化,结果如图所示,图 a 为对照组,图 b 和图 c 分别为通道阻断剂 TTX、
TEA 处理组。下列叙述正确的是(
A.TEA处理后,只有内向电流存在B.外向电流由Na+通道所介导C.TTX处理后,外向电流消失D.内向电流结束后,神经纤维膜内Na+浓度高于膜外
解析:TEA 处理后,阻断了外向电流,只有内向电流存在,A 正确。TEA 阻断钾通道,从而阻断了外向电流,说明外向电流与钾通道有关,B 错误。TTX 阻断钠通道,从而阻断了内向电流,内向电流消失,C 错误。内向电流与钠通道有关,神经细胞内,
度依然低于膜外,D 错误。
K+浓度高,Na+浓度低,内向电流结束后,神经纤维膜内Na+浓
细胞外液中Na+、K+浓度改变对膜电位的影响
神经细胞的内向电流与外向电流的变化。下列叙述正确的是(B.外向电流为零时膜电位为零C.b 点时动作电位达到峰值D.c~d 阶段动作电位上升
A.内向电流主要由 Na+内流引起
【考向集训】1.(2023 年广东佛山期中)阳离子和阴离子会跨神经细胞膜移动,阳离子内流或阴离子外流称为内向电流,阳离子外流或阴离子内流称为外向电流。下图是神经细胞受到刺激后,一段时间内
解析:内向电流主要由Na+内流引起,外向电流主要由K+外
流引起,A 正确。a、c 点的外向电流为零,a点时的膜电位为静息电位,c 点时动作电位到达峰值,B 错误。b 点时内向电流达到最大,在 c 点时动作电位达到峰值,C 错误。c~d 段阳离子外流,动作电位下降,D 错误。
2.(2023 年广东部分名校开学考试)在缩手反射活动中,兴奋传递至传出神经元时,①②处可检测到突触后电位(EPSP),③处可
检测到动作电位(AP),如图所示。下列分析错误的是(
D.产生一次AP的过程中,③处K+通道、Na+通道的通透性
A.EPSP 与 AP 均可表示传出神经元膜内的电位变化B.EPSP 会随传播距离的增大而有所衰弱
C.传出神经元兴奋时,电信号可从②处传导至③处
Na+通道通透性增大后产生正电位,之后K+通道通透性增大,排
出K+使电位恢复为负电位,D错误。
解析:EPSP 与 AP 的初始电位均为负电位,说明是神经元膜内的电位,A 正确。根据①和②的 EPSP 变化可知,②的 EPSP 低于①,即 EPSP 会随传播距离的增大而有所衰弱,B 正确。在反射活动中,兴奋从神经中枢传递到传出神经,传递方向是单向的,因而电信号能从②处传导至③处,C 正确。产生一次 AP 时,③处
考向 2 兴奋在神经元之间的传递过程
[典例 2](2021 年广东高考)太极拳是我国的传统运动项目,其刚柔并济、行云流水般的动作是通过神经系统对肢体和躯干各肌群的精巧调控及各肌群间相互协调而完成。如“白鹤亮翅”招式中的伸肘动作,伸肌收缩的同时屈肌舒张。如图为伸肘动作在脊髓水平反射弧基本结构的示意图。
(1)图中反射弧的效应器是__________及其相应的运动神经末梢。若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至 a 处时,a 处膜内外电位应表现为__________。
(2)伸肘时,图中抑制性中间神经元的作用是__________,使
(3)适量运动有益健康。一些研究认为太极拳等运动可提高肌细胞对胰岛素的敏感性,在胰岛素水平相同的情况下,该激素能更好地促进肌细胞__________,降低血糖浓度。
(4)有研究报道,常年坚持太极拳运动的老年人,其血清中TSH、甲状腺激素等的浓度升高,因而认为运动能改善老年人的内分泌功能,其中 TSH 水平可以作为评估__________(填分泌该激素的腺体名称)功能的指标之一。
解析:(1)图中有两条反射弧:感受器(肌梭)→传入神经→脊髓→伸肌运动神经元→伸肌;感受器(肌梭)→传入神经→脊髓→屈肌运动神经元→屈肌。故图中反射弧的效应器为伸肌、屈肌及其相应的运动神经末梢;若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至抑制性中间神经元时,使得抑制性神经元上有兴奋的传导,发生电位变化,从而使 a 处膜内外电位表现为外负内正。(2)伸肘时,图中抑制性中间神经元接受上一个神经元传来的兴奋,从而发生电位变化,但释放抑制性神经递质,从而使屈肌运动神经元无法产生动作电位,使屈肌舒张。(3)胰岛素能加速组织细胞对葡萄糖的摄取、利
用和存储,抑制肝糖原的分解和非糖物质的转化,从而降低血糖。太极拳等运动可提高肌细胞对胰岛素的敏感性,在胰岛素水平相同的情况下,该激素能更好地促进肌细胞加速摄取、利用和存储葡萄糖,从而降低血糖浓度。(4)甲状腺激素的分泌存在分级调节,下丘脑分泌 TRH(促甲状腺激素释放激素)作用于垂体,促使垂体分泌 TSH(促甲状腺激素)作用于甲状腺,从而使甲状腺分泌TH(甲状腺激素)。激素通过体液运输,可通过检测血液中 TSH、TH、TRH 等激素的含量评估相应分泌器官的功能,从而判断老年人的内分泌功能。其中 TSH 水平可以作为评估垂体功能的指标之一。
答案:(1)伸肌、屈肌 外负内正
(2)释放抑制性神经递质,导致屈肌运动神经元抑制(3)加速摄取、利用和储存葡萄糖(4)垂体
【考向集训】3.(2023 年海南高考)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
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
解析:该神经递质可从突触前膜以胞吐方式释放出来,胞吐过程依赖膜的流动性实现,A 正确。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,导致阴离子内流,进而使静息电位的绝对值更大,表现为抑制作用,B 正确。药物 W 可激活脑内某种抑制性神经递质的受体,进而增强了该神经递质的抑制作用,即药物 W 不是通过阻断突触前膜对该神经递质的重吸收而增强抑制作用的,C 错误。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,因此,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 正确。
4.(2022 年广东高考)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
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
解析:乙、丙间有突触联系,丙膜是突触后膜,乙膜是突触前膜,乙释放的多巴胺可以与丙的受体结合,使丙膜的电位发生改变,丙神经元产生兴奋或抑制,A 正确。从题图可知,多巴胺只能在乙和丙之间传递信息,而甲上没有多巴胺受体,故不能接收多巴胺的信息,B 错误。乙膜上有乙酰胆碱受体,能与乙酰胆碱结合,是突触后膜,乙膜又能释放多巴胺与丙膜上的受体结合,此时乙膜属于突触前膜,C 正确。由题干信息“小鼠体内多巴胺的释放可受乙酰胆碱调控”可知,乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能无法接收到乙酰胆碱的信息进而影响多巴胺的释放,D 正确。
考向 3 膜电位变化曲线分析及电流表指针偏转问题[典例 3] (2022 年广东深圳二模)在神经细胞动作电位发生期间,科学家通过实验检测到如下曲线图。对 0~2 ms 时间段内的
曲线进行分析,下列叙述不合理的是(
注:V 代表膜电位;gK 和 gNa 分别代表膜对钾离子和钠离子
A.Na+的通透性先增强后减弱再稳定B.细胞膜对Na+的通透性远远高于K+C.Na+通透性变化的时间较K+短D.gK和gNa分别表示K+外流和Na+内流的通透性
解析:据图可知,Na+的通透性先增强后减弱再稳定,A正
确。不同时间内细胞膜对Na+和K+的通透性不同,在1~2 ms时,细胞膜对K+的通透性远远高于Na+,B错误。据图可知,Na+通透性变化的时间较K+短,C正确。动作电位的形成主要是大量Na+内流引起,静息电位的恢复主要是K+大量外流引起,gK和gNa分别表示K+外流和Na+内流的通透性,D正确。
【考向集训】5.(2022 年广东肇庆二模)若电刺激神经纤维的某一位置,可检测到一次电位变化,如图1,图2中的正常曲线。若在某一时刻(处理点),利用不同的处理使神经纤维上膜电位发生不同的变化,如
图1、图2中的虚线所示。下列关于处理方式的分析正确的是(
A.图1利用某种药物影响K+通道运输K+B.图1利用某种药物打开Cl-通道使Cl-内流 C.图2利用某种药物阻断K+通道运输K+D.图2将神经纤维置于稍低浓度的Na+溶液中
解析:利用某种药物影响Na+通道,膜外Na+不能内流,导致
不能形成动作电位,A错误。如果利用某种药物打开Cl-通道,导致Cl-内流,使膜两侧静息电位值变大,B错误。利用某种药物阻断K+通道,膜内K+不能外流,产生动作电位后不能恢复静息电位,对应图乙中虚线,C正确。将神经纤维置于稍低浓度的Na+溶液中,Na+内流量减少,形成的动作电位峰值变小,对应图1中虚线,D错误。
6.(2023 年广东深圳期末)电表Ⅰ、Ⅱ的两极分别位于神经纤维膜内、 外两侧(如图所示),P、Q、R 为三个刺激点。结合下图分
A.未接受刺激时,电表Ⅰ的偏转可表示静息电位B.刺激 Q 点,电表Ⅰ偏转 1 次,电表Ⅱ偏转 2 次C.刺激 R 点仅电表Ⅱ发生偏转D.分别刺激 P、Q 点,电表Ⅰ的偏转方向相反
解析:电表Ⅰ的两极分别位于同一位置的神经纤维膜内外两侧,因此可以表示静息电位,A 正确。刺激 Q 点,兴奋向左传到电表 I 时,膜内外电位发生翻转,指针发生一次偏转;兴奋向右传到电表Ⅱ的左侧电极时,膜外电位由正变为负,指针发生一次偏转,由于兴奋不能逆向通过突触,所以不能继续传导到电表Ⅱ的右侧电极,所以电表Ⅱ也只发生一次偏转,B 错误。刺激 R 点兴奋能通过突触传递到左侧的神经元,因此电表Ⅰ、Ⅱ均能发生偏转,C 错误。分别刺激 P、Q 点,由于电表 I 所测为同一位置的神经纤维膜内外电位差,此处产生的电位变化相同,因此可见偏转方向相同,D 错误。
考向4 神经系统分级调节及大脑高级功能的实例分析[典例4](2023 年广东梅州期末)阿尔茨海默病(AD)和帕金森病(PD)均是神经系统退行性疾病,是由基因、生活方式和环境因素共同作用的结果和部分由特定的基因变化引起的,常表现为语言、记忆、注意力等认知功能减退及人格及行为障碍。电突触是两个神经元细胞膜上由跨膜连接蛋白形成的通道,允许细胞内液从一个细胞流到另一个细胞。回答下列问题。
后Na+内流,导致膜电位发生逆转,电突触允许________从已兴
(1)某 AD 患者不能说话,但能听懂别人讲话,原因可能是损
伤了位于大脑皮层的语言中枢的________区。
(2)神经元在未受刺激时,膜电位状态为内负外正,受到刺激
奋神经元到未兴奋神经元,导致后者产生兴奋。
(3)下图表示造血干细胞(HSC)动员的机制。粒细胞集落刺激因子(G-CSF)刺激骨髓中的伤害性感受神经元,促进神经纤维末梢中的__________与突触前膜融合,释放神经肽(CGRP),CGRP 作为一种__________,可作用于 HSC 的__________(填细胞结构)上的受体,促进 HSC 迁移至血管中。
(4)AD 患者脑部大多有β-淀粉样蛋白(Αβ)沉积形成的斑块且患者神经元会发生“过劳死”。淀粉样前体蛋白(APP)的酶切片段被分泌到细胞外发挥功能,其中一段会形成Αβ,以往针对Αβ研发的药物在近年均被证明无效。科学家研究 APP 其他酶切片段(如sAPPα),发现sAPPα中一个由17个氨基酸组成的多肽片段(APP17mer)就具有 sAPPα的生理功能。为探究该多肽在生物个体水平是否有效,有人设计了以下实验方案,将同一批正常小鼠分为两组,一组为实验组,一组为对照组。
①请指出该实验方案存在的缺陷:______________________。②请改进本实验方案(写出实验组和对照组处理): _______________________________________________________________。
解析:(1)大脑皮层的语言中枢的 S 区控制说话,如有损伤,则可能导致人不能说话。(2)电突触是两个神经元细胞膜上由跨膜连接蛋白形成的通道,允许细胞内液从一个细胞流到另一个细胞。所以动作电位产生后电突触允许局部电流(神经冲动或电信号均可)从已兴奋神经元到未兴奋神经元,导致后者产生兴奋。(3)突触小体内的突触小泡与突触前膜融合,释放神经递质[神经肽(CGRP)],与突触后膜(下一神经元、肌细胞或腺体细胞的细胞膜)上的相应受
体结合,从而实现兴奋的传递。(4)APP17mer 是多肽,不能口服,否则会被消化酶消化成氨基酸,不能发挥作用,可以采用注射处理。为了排除无关变量的影响,对照组不应该喂等量清水,而应该对对照组小鼠海马区局部直接给等量生理盐水(或对对照组小鼠海马区局部直接给等量的其他无效多肽),然后分别检测实验组和对照组小鼠海马神经元的电信号变化。
(2)局部电流(或神经冲动或电信号)
(3)突触小泡 神经递质(或信号分子) 细胞膜
(4)①多肽不可通过喂食方式给药;对照组不应喂食清水②需要对实验组小鼠海马区局部直接给药(APP17mer),比如注射等;应对对照组小鼠海马区局部直接给等量生理盐水(或对对照组小鼠海马区局部直接给等量的其他无效多肽)
【考向集训】7.(2023 年广东深圳一模)阿尔茨海默病是老年人常见的一种疾病,该病的主要表现为患者逐渐丧失记忆和语言功能、计算和推理等思维能力受损。研究发现,患者大脑内某些特定区域的神经元大量死亡,导致乙酰胆碱酯酶(一种水解乙酰胆碱的酶)的活性
升高。下列叙述错误的是(
A.阿尔茨海默病患者大脑皮层言语区可能会受损B.大脑神经元大量死亡也会对人的情绪产生影响C.乙酰胆碱酯酶抑制剂可以作为缓解该病的药物D.神经内乙酰胆碱含量偏低导致神经元大量死亡
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