【备考2024】新人教生物一轮分层训练：第25讲　神经冲动的产生和传导、神经系统的分级调节及人脑的高级功能（含答案）

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第25讲神经冲动的产生和传导、神经系统的分级调节及人脑的高级功能

[A组基础巩固练]

1．(2023·聊城高三检测)阈电位是指能引起动作电位的临界膜电位。用同种强度的阈下刺激分别以单次和连续的方式刺激上一神经元，测得下一神经元的膜电位变化情况如图所示。下列说法错误的是()

A．阈电位的绝对值高的神经元更不容易兴奋

B．上一神经元受到刺激后释放神经递质可使突触后膜钠离子内流

C．连续多个阈下刺激可以叠加并引发突触后膜产生动作电位

D．两种不同方式的刺激均使突触前膜处发生了电信号到化学信号的转变

A[神经元的兴奋性与细胞的静息电位和阈电位的距离(差值)成反比关系，差值越大，细胞越不容易兴奋，A错误；由图可知，在连续刺激上一神经元的情况下，下一神经元产生了兴奋，说明上一神经元受到刺激后释放神经递质可使突触后膜钠离子内流，B正确；分析题图可知，单次刺激时，膜电位发生了变化，静息电位差值变小，但没有形成外负内正的动作电位，连续刺激时，形成了外负内正的动作电位，说明连续的阈下刺激可在突触后膜叠加，C正确；由图可知，在单次刺激和多次刺激下，都导致下一神经元电位发生变化，说明两种情况下突触前膜都释放了不同量的神经递质，即突触前膜发生了电信号到化学信号的转变，D正确。]

2．(2023·孝感高三检测)将肌细胞产生动作电位的兴奋过程和肌细胞收缩的机械过程联系起来的中介过程，称为兴奋—收缩耦联，兴奋—收缩耦联过程如图所示，包括三个主要步骤：电兴奋通过横管系统传向肌细胞的深处；三联管结构处将信息传递至Ca2＋释放通道；L管对Ca2＋的释放。钙泵是一种Ca2＋依赖式ATP酶，可以分解ATP获得能量使Ca2＋逆浓度梯度转运，从而实现L管对Ca2＋的回收。下列说法正确的是()

A．神经—肌接头可以实现电信号到化学信号的转化

B．若肌细胞的横管被破坏，则肌细胞接头处不会产生动作电位

C．Ca2＋大量释放进入细胞质基质与收缩蛋白结合引起肌肉收缩

D．静息状态时，①处的Ca2＋浓度高于②处的

C[神经—肌接头为突触结构，可以实现电信号到化学信号再到电信号的转化，A错误；若肌细胞的横管被破坏，肌细胞接头处会产生动作电位，但可能导致电信号不能传导至L管处，Ca2＋释放通道无法正常释放Ca2＋，B错误；Ca2＋大量释放进入细胞质基质与收缩蛋白结合可引起肌肉收缩，C正确；静息状态时，肌肉为舒张状态，此时①处的Ca2＋浓度应低于②处，D错误。]

3．(2022·张家口高三检测)取出枪乌贼完整无损的粗大神经纤维并置于等渗溶液中，进行如图所示的实验。图中a、b、c是神经纤维上的三个位点。下列分析错误的是()

A．给予c点适宜强度的刺激后，膜内Na＋浓度仍小于膜外

B．给予c点适宜强度的刺激后，c处产生了外负内正的动作电位

C．给予c点适宜强度的刺激后，灵敏电流计的指针先向左偏转

D．给予c点适宜强度的刺激后，灵敏电流计的指针发生了两次方向相反的偏转

C[给予c点适宜强度的刺激后，c点兴奋，Na＋内流，c处产生了外负内正的动作电位，但膜内Na＋浓度仍小于膜外，A正确、B正确；给予c点适宜强度的刺激后，b处产生动作电位时，a处还是静息电位，因此灵敏电流计的指针先向右偏转。a处产生动作电位时，b处是静息电位，故指针再向左偏转，即发生了两次方向相反的偏转，C错误、D正确。]

4．(2023·青岛高三检测)一般来说，神经元之间可以形成多个突触，如图1所示，其中多数神经元可能同时处于激活或失活状态，如图2，我们将不同时间产生的信号达到同一细胞，引起细胞兴奋的现象称为时间总和，不同输入信号同一时间达到同一细胞所引起的变化称为空间总和，据此分析，下列叙述正确的是()

图1

图2

A．多次在较短的时间刺激A，可以使后膜在较短的时间形成强度更大的动作电位

B．图中的ABC三个突触小体可能来自同一个神经元的轴突末梢

C．突触C释放的是一种抑制性递质，使突触后膜抑制，没有电位的变化

D．兴奋性神经元与抑制性神经元产生的效应可以相互抵消

D[据图可知，要使后膜在较短的时间内形成更大的动作电位，需要两个神经元同时多次适宜刺激的累加，A错误；AB释放的是兴奋性神经递质，而C细胞释放的是抑制性神经递质，不可能来自同一个神经元的轴突末梢，B错误；突触C释放的是一种抑制性递质，使突触后膜的膜电位差值变大，C错误；阶段5中A＋C的刺激峰值为－70，说明兴奋性神经元与抑制性神经元产生的效应可以相互抵消，D正确。]

5．(2023·湖北新高考联盟高三联考)当动作电位频率很低时，每次动作电位之后出现一次完整的收缩和舒张过程称为单收缩。若后一次收缩过程叠加在前一次收缩过程的舒张期，所产生的收缩过程称为不完全强直收缩。若后一次收缩过程叠加在前一次收缩过程的收缩期，所产生的收缩过程称为完全强直收缩。波峰大小表示相对张力大小，具体表现如图所示，下列有关说法错误的是()

A．完全强直收缩的存在不利于躯体运动和对外界物体做功

B．不完全强直收缩和完全强直收缩张力都大于单收缩张力

C．达到完全强直收缩的刺激频率大于不完全强直收缩

D．达到完全强直收缩，可能与突触间隙中兴奋性神经递质持续增加有关

A[完全强直收缩利于持续输出较大的张力(力量)，利于躯体运动和对外界物体做功，A错误；如图所示，不完全强直收缩和完全强直收缩张力都大于单收缩张力，B正确；如图所示，刺激频率＝15Hz时，会达到不完全强直收缩，刺激频率>30Hz时，会达到完全强直收缩，故达到完全强直收缩的刺激频率大于不完全强直收缩，C正确；达到完全强直收缩，可能是因为突触间隙中兴奋性神经递质持续增加，导致对突触后膜的持续刺激，所以肌肉收缩张力增大，D正确。]

6．(2023·南通高三检测)外界压力刺激下，大脑“反奖励中心”脑区中的神经元胞外K＋浓度下降，引起神经元上N、T通道蛋白活性变化，使神经元输出抑制信号，抑制大脑“奖赏中心”的脑区活动，从而产生抑郁，具体机制如下图所示。研究发现，适量的氯胺酮可以阻断N通道的开放，从而缓解抑郁症。下列相关叙述错误的是()

A．外界压力刺激促进“反奖励中心”神经胶质细胞K＋通道蛋白基因表达

B．神经元胞外K＋浓度下降引起膜电位变化可能引起N和T通道开放

C．N通道的开放引起的簇状放电是由K＋外流导致“奖赏中心”抑制

D．T通道蛋白的抑制剂可以作为治疗抑郁症的药物

C[比较正常状态和抑郁状态的神经胶质细胞可知，外界压力刺激使“反奖励中心”脑区神经元周围的神经胶质细胞的K＋通道蛋白数目增加，据此可推测，外界压力刺激促进“反奖励中心”神经胶质细胞K＋通道蛋白基因的表达增强，A正确；由图可知，神经元胞外K＋浓度下降，细胞内的K＋外流增加，引起膜电位变化可能引起N和T通道蛋白开放，B正确；外界压力刺激使“反奖励中心”脑区神经元周围的神经胶质细胞K＋通道数目增加，使脑区中的神经元胞外K＋浓度下降，此时引起N和T通道蛋白开放，导致簇状放电，输出抑制信号增强，抑制大脑“奖赏中心”的脑区活动，从而产生抑郁，C错误；由图可知，抑郁状态时，N、T通道蛋白打开，根据题目信息可知，适量的氯胺酮可以阻断N通道的开放，从而缓解抑郁症，所以N通道蛋白的抑制剂和T通道蛋白的抑制剂可以作为治疗抑郁症的药物，D正确。]

7．(2023·枣庄高三检测)学习、记忆是动物脑的高级功能。通过电刺激实验，发现学习、记忆功能与高等动物的海马脑区(H区)密切相关。如果在H区的传入纤维上施加100次/秒、持续1秒的强刺激(HFS)，在刺激后几小时之内，只要再施加单次强刺激，突触后膜的电位变化都会比未受过HFS处理时高2～3倍，研究者认为是HFS使H区神经细胞产生了“记忆”。下图为这一现象的机制。

A受体胞内肽段(T)被C酶磷酸化后，A受体活性增强。为验证T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”这一假设，下列步骤中对达成实验目的非必要的是()

A．用T的磷酸化位点发生突变的小鼠和未突变小鼠作实验材料

B．HFS处理两组实验小鼠的H区传入纤维

C．检测H区神经细胞突触后膜A受体能否磷酸化

D．检测和比较两组小鼠突触后膜的电位变化

C[用T的磷酸化位点发生突变的小鼠和未突变的小鼠作实验材料可作为对照，用于研究A受体胞内肽段T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”这一假设，A不符合题意；由题干信息可知，如果在H区的传入纤维上施加100次/秒、持续1秒的强刺激(HFS)，在刺激后几小时之内，只要再施加单次强刺激，突触后膜的电位变化都会比未受过HFS处理时高2～3倍，HFS使H区神经细胞产生了“记忆”。所以要验证T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”这一假设，我们需要用HFS处理两组实验小鼠的H区传入纤维，观察突触后膜的电位变化，B不符合题意；膜A受体能否磷酸化不易检测，并且检测结果不能说明是否是内肽段(T)被磷酸化，C符合题意；步骤中要检测和比较两组小鼠突触后膜的电位变化，通过比较两组小鼠突触后膜电位变化情况来判断是否T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”，D不符合题意。]

[B组能力提升练]

8．(多选)(2023·南通高三检测)在t1、t2、t3时刻分别给予某神经纤维三次强度相同的刺激，测得神经纤维电位变化如图所示。下列有关叙述正确的是()

A．t1时由于刺激的强度过小，无法引起Na＋内流

B．t2、t3两次刺激可以累加导致动作电位的产生

C．适当提高细胞内K＋浓度，其静息电位可能在－60mV左右

D．t4后细胞恢复静息电位需要消耗ATP

BD[t1时的刺激是低于阈值的刺激，虽然不能直接引起动作电位产生，但依旧可以引起Na＋通道打开引起Na＋内流，A错误；由曲线可知，t2、t3两次刺激可以累加并引起神经纤维产生动作电位，B正确；静息时，K＋外流，产生静息电位，细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负，适当提高细胞内K＋浓度，K＋外流速率增大，静息电位变大，其静息电位不可能在－60mV左右，C错误；据图可知，t4后细胞恢复静息电位，静息电位的恢复主要发生K＋外流，属于协助扩散，不需要消耗ATP，但随后的上升段需要依赖于钠钾泵将K＋运进细胞，Na＋运出细胞，以维持细胞内外K＋、Na＋浓度差，属于主动运输，需要消耗ATP，D正确。]

9．(多选)(2023·永州高三检测)运动神经元病(MND)的发病机理是突触间隙谷氨酸过多，谷氨酸持续作用引起Na＋过度内流，损伤神经元。图甲为MND患者某神经纤维受适宜刺激后，膜内Na＋含量的变化情况，图乙是MND患者病变部位的有关生理过程。下列有关叙述正确的是()

A．图甲中B点时神经纤维的膜电位表现为外正内负

B．突触前膜释放谷氨酸可能与Ca2＋进入突触小体有关

C．突触后膜上NMDA的作用是识别谷氨酸、运输Na＋

D．据乙图分析，抑制NMDA的活性可缓解病症

BCD[Na＋过度内流导致神经纤维的膜电位表现为外负内正，A错误；由图可以看出，Ca2＋能够促进突触小泡向突触前膜处运输，从而促进突触前膜释放谷氨酸，故可能与Ca2＋进入突触小体有关，B正确；由图可知，突触后膜上NMDA的作用是两个方面，既可以识别谷氨酸，又可以运输Na＋，C正确；抑制NMDA的活性可减少Na＋内流，从而缓解病症，D正确。]

10．(多选)(2022·沈阳高三检测)β淀粉样蛋白(Aβ)在大脑内积累形成斑块是阿尔兹海默症的一大标志。研究表明，大脑电信号传导中断可导致Aβ积累。γ振荡(大脑中神经元网络振荡放电频率在30～90Hz段被称为γ振荡)下降后，模型小鼠Aβ累积形成斑块，出现认知能力的衰退。刺激阿尔兹海默症模型小鼠海马区内的神经元产生γ振荡，显著减少了该脑区Aβ的形成，并且激活了小神经胶质细胞(大脑免疫细胞)来清除Aβ。科学家把阿尔兹海默症模型小鼠放在装有LED灯的盒子内，以40Hz的频率闪灯，利用相关技术在小鼠初级视皮层诱导产生Aβ振荡，小鼠视皮层内Aβ水平如图所示。下列有关描述正确的是()

A．大脑电信号传导不需要能量

B．γ振荡水平下降可能是阿尔兹海默症的病因

C．40Hz频率闪灯诱导Aβ振荡有望成为阿尔兹海默症治疗的新手段

D．小神经胶质是定居在脑内的吞噬细胞，在脑损伤过程中可以逆行分化成为其他类型的神经胶质细胞，可以释放细胞因子，体现出全能性

BC[大脑电信号的传导消耗能量，A错误；根据题干中“γ振荡下降后，模型小鼠Aβ累积形成斑块，出现认知能力的衰退。刺激阿尔兹海默症模型小鼠海马区内的神经元产生γ振荡，显著减少了该脑区Aβ的形成”可知，γ振荡水平下降可能是阿尔兹海默症的病因，B正确；据图可知，经40Hz频率闪灯诱导Aβ振荡后，小鼠视觉皮层内Aβ水平下降，所以40Hz频率闪灯诱导Aβ振荡有望成为阿尔兹海默症治疗的新手段，C正确；小神经胶质是定居在脑内的吞噬细胞，可以释放细胞因子，在脑损伤过程中可以逆行分化成为其他类型的神经胶质细胞，但是没有产生完整个体或分化成其他各种组织细胞，不能体现出全能性，D错误。]

11．(2022·武汉高三模拟)抑郁症严重影响人的生活质量。研究表明抑郁症的发生与单胺类神经递质如5羟色胺(5HT)的含量减少有关。5HT是使人愉悦的神经递质，发挥作用后会迅速被降解或回收进细胞。临床上常采用西药度洛西汀来治疗，机理如下图：

(1)5HT释放后，经__________(液体)运输与突触后膜特异性受体结合，引发突触后膜电位变化，导致下一个神经元兴奋。

(2)据图分析度洛西汀治疗抑郁症的机理是_______________________________，从而有利于神经系统活动正常进行。若单胺类氧化酶抑制剂也可作为抗抑郁症药物，其作用机理与度洛西汀的________(相同/不同)。

(3)《神农本草经》中提到人参有“安精神，定魂魄之功效”。研究者展开了人参有效成分——人参皂苷(Rg)能否抗抑郁的研究，采用慢性温和不可预见性刺激(CUMS)的方法建立大鼠抑郁模型，将度洛西汀和Rg分别溶于双蒸水制成溶液进行灌胃，用强迫游泳的行为学方法来检测大鼠的抑郁行为学变化。结果如下：

组别处理动物在水中的不动时间(秒)

1____________82±15

2CUMS123±11

3CUMS＋度洛西汀10mg/Kg92±28

4CUMS＋Rg5mg/Kg63±29

5CUMS＋Rg10mg/Kg62±30

注：动物在水中的不动时间可评价抑郁程度。

①本实验的对照组组别有____________，第1组的具体处理是________________(文字描述)。

②根据实验结果推测在已有西药度洛西汀的情况下，Rg______(有/没有)作为抗抑郁中药的研究前景，理由是_____________________________________________________________。

答案(1)组织液(2)抑制5羟色胺转运载体从突触间隙运走5羟色胺，从而使5羟色胺更多地刺激突触后膜上的特异性受体不同(3)1、2、3不用慢性温和不可预见性刺激的方法处理，每天灌胃等量的双蒸水有4、5组与2、3组相比，大鼠不动时间明显缩短，说明人参皂苷可抗抑郁，且比度洛西汀抗抑郁效果还要好

解析(1)5羟色胺作为神经递质从突触前膜释放后，经过突触间隙的组织液的运输才能作用于突触后膜上的特异性受体，引发突触后膜电位变化，导致下一个神经元兴奋。

(2)据图分析可知，度洛西汀治疗抑郁症的机理是：抑制5羟色胺转运载体从突触间隙运走5羟色胺，从而使5羟色胺更多地刺激突触后膜上的特异性受体；若单胺类氧化酶抑制剂也可作为抗抑郁症药物，其作用机理是抑制5羟色胺被灭活而使其持续作用于突触后膜上的特异性受体，所以其与度洛西汀治疗抑郁症的机理不同。

(3)①分析题意，本实验目的是研究人参有效成分人参皂苷(Rg)能否抗抑郁，则实验的自变量是Rg，故该实验的对照组是1、2、3；实验设计应遵循对照与单一变量原则，故第1组应为空白对照，具体处理是不用慢性温和不可预见性刺激的方法处理，每天灌胃等量的双蒸水。

②分析实验结果可知，4、5组与2、3组相比，大鼠不动时间明显缩短，说明人参皂苷可抗抑郁，且比度洛西汀抗抑郁效果还要好，故Rg有作为抗抑郁中药的研究前景。

12．(2022·成都高三检测)电压门控钙通道是位于突触小体细胞膜上、通过感受电信号控制Ca2＋进入细胞的蛋白质。钙通道可将细胞膜两侧的电信号变化转变为细胞内部的化学信号，引起一系列反应，钙通道是重要的药物作用靶点，与疼痛、心血管系统疾病等都密切相关。

图1图2

(1)研究发现，病理状态下产生的炎症物质能促进痛觉在________形成，其作用机制如图1所示。炎症反应时可能导致体温升高，机体能够增加散热的主要途径是_______________________。

(2)研究发现，肌细胞外Ca2＋会对Na＋内流产生竞争性抑制，称为膜屏障作用，因此Ca2＋浓度会影响肌细胞的兴奋性。据此分析，血钙过低会引起突触后膜的动作电位____________(增大、不变、减小)，常常引发肌肉抽搐。止痛药(如“杜冷丁”)能阻断神经冲动传导，但并不损伤神经元的结构，同时检测到突触间隙中神经递质(乙酰胆碱)的量也不变，据此推测止痛药的作用机制是________________________________。

(3)心率失常是一种常见的心血管疾病，使用异搏定(Ca2＋通道阻滞剂)抑制神经细胞膜Ca2＋通道的开放，能减缓心率。现提供家兔神经—心肌接头突触，利用以下实验材料及用具，设计实验验证Ca2＋的作用机制。简要写出实验设计思路及预期结果。

实验材料及用具：家兔神经—心肌接头突触，电刺激设备，异博定溶液，Ca2＋溶液，神经递质定量检测仪器等。(实验具体操作细节不做要求)

实验设计思路：

对照组：对神经—心肌接头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：____________________________________