2024年高中生物新教材同步选择性必修第一册 第2章 第2节　神经调节的基本方式含答案

2024年高中生物新教材同步选择性必修第一册第2章第2节神经调节的基本方式含答案第2节神经调节的基本方式[学习目标]1.举例说明反射的概念与反射弧的组成。2.比较条件反射与非条件反射的异同。3.举例说明条件反射的形成过程与意义。一、反射与反射弧1．神经调节的基本方式——反射(1)定义：指在中枢神经系统的参与下，机体对内外刺激所产生的规律性应答反应。(2)实例：缩手反射、眨眼反射和膝跳反射等。2．完成反射的结构基础——反射弧(1)反射弧的组成：感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器(传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等)。(2)反射的条件①反射活动需要经过完整的反射弧来实现。②反射活动中，感受器需接受一定的刺激，产生兴奋。3．兴奋(1)概念：指动物体或人体内的某些细胞或组织(如神经组织)感受外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。(2)传导部位：在反射弧中传导；在脑与脊髓等中枢神经系统中传导。判断正误(1)用手触碰含羞草的叶片，叶片会合拢，这是反射()(2)刺激传出神经也会引起效应器作出反应，这种反应也属于反射()(3)感受器是指传入神经末梢，效应器是指传出神经末梢()(4)一个完整的反射活动至少需要2个神经元参与完成()答案(1)×(2)×(3)×(4)√任务一：分析反射活动的过程1．如图为膝跳反射示意图，据图回答下列问题：(1)写出图中标号所代表的结构。①感受器，②传入神经，③神经中枢(脊髓)，④传出神经，⑤效应器。(2)一个完整的反射活动仅靠一个神经元能完成吗？提示不能，一个完整的反射活动至少需要传入神经和传出神经两种神经元。(3)膝跳反射测试时，测试者能感觉到腿被叩击了，请尝试写出该过程的图解。提示感受器→传入神经→脊髓中的神经中枢→大脑皮层→产生感觉。(4)感觉到腿被叩击的过程属于反射吗？不属于(填“属于”或“不属于”)。为什么？因为未经过完整的反射弧。(5)如果是伤者的传入神经受损，敲击感受器，伤者能产生感觉吗？不能(填“能”或“不能”，下同)。能完成膝跳反射吗？不能。(6)如果是伤者的传出神经受损，敲击感受器，伤者能产生感觉吗？能(填“能”或“不能”，下同)。能完成膝跳反射吗？不能。2．如图为缩手反射示意图，据图回答下列问题：(1)缩手反射的反射弧与膝跳反射的反射弧相比，在结构上有什么不同点？并推测该结构的作用。提示缩手反射的反射弧比膝跳反射的反射弧多了一个神经元。该神经元可以接收传入神经产生的兴奋，然后再将兴奋传递给传出神经元，起到联络作用。(2)缩手反射发生时，是先感觉到疼痛，还是先缩手？这有什么适应意义？提示先缩手。缩手在前，可以使机体迅速避开有害刺激，避免机体受到伤害。之后产生感觉，有助于机体对刺激的利弊作出判断与识别，可以使机体更灵活、更有预见性地对环境变化作出应对，从而更好地适应环境。(3)请判断：一个反射弧的感受器和效应器一定在同一个组织或器官吗？提示并非所有反射弧的感受器和效应器都在同一个部位，如缩手反射弧的感受器在指尖，而效应器却在大臂。1．反射弧的结构特点及功能反射弧结构结构组成功能结构破坏对功能的影响感受器感觉神经末梢的特殊结构将内外界刺激的信息转变为神经的兴奋既无感觉也无效应传入神经感觉神经元将兴奋由感受器传入神经中枢神经中枢调节某一特定生理功能的神经元群对传入的信息进行分析与综合既无感觉也无效应或有感觉无效应传出神经运动神经元将兴奋由神经中枢传至效应器可有感觉但无效应效应器运动神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等对内外界刺激作出相应的应答相互联系反射弧中任何一个环节中断，反射都不能发生，反射弧结构完整是进行反射活动的前提2.感觉的产生兴奋除了在反射弧中传导，还会在脑与脊髓等中枢神经系统中传导。一切感觉(嗅觉、听觉、味觉、痛觉、渴觉等)都在大脑皮层形成，都不属于反射。1．下列有关反射的叙述，错误的是()A．反射是神经调节的基本方式，其结构基础是反射弧B．缩手反射需要传入神经、中间神经和传出神经的参与C．完整的反射弧至少需要2个神经元参与组成D．只要反射弧结构完整并给予适宜的刺激，就会有反射发生答案D解析缩手反射的反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成，需要传入神经、中间神经和传出神经的参与，B正确；完成反射活动必须经过一个完整的反射弧，且需要足够强度的刺激。但若在反射弧完整的前提下，刺激的不是感受器，而是传出神经，也会引发效应器出现相应的活动，但该过程不属于反射，D错误。2．如图为膝跳反射的结构示意图，下列相关叙述错误的是()A．传出神经末梢和它所支配的伸肌和屈肌均属于效应器B．膝跳反射的神经中枢位于大脑皮层C．在3处施加刺激引起屈肌收缩不属于反射D．若1处受损，膝跳反射现象消失答案B解析膝跳反射的神经中枢位于脊髓，B错误；反射需要完整的反射弧，在3(传出神经)处施加刺激引起屈肌收缩不属于反射，C正确；若1(传入神经)处受损，膝跳反射现象消失，D正确。二、非条件反射与条件反射1．非条件反射(1)概念：出生后无须训练就具有的反射，叫作非条件反射。(2)实例：缩手反射和膝跳反射。2．条件反射(1)概念：出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射叫作条件反射。(2)建立过程(以狗的唾液分泌与铃声关系为例)(3)维持：需要非条件刺激的强化。(4)消退①原因：反复应用条件刺激而不给予非条件刺激。②实质：条件反射的消退使得动物获得了两个刺激间新的联系，是一个新的学习过程，需要大脑皮层的参与。(5)意义①使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性。②大大提高了动物应对复杂环境变化的能力。判断正误(1)条件反射建立后永不消退()(2)条件反射的数量是有限的，非条件反射的数量则几乎是无限的()(3)非条件反射的神经中枢一定位于脊髓()答案(1)×(2)×(3)×任务二：分析条件反射和非条件反射1．如图为巴甫洛夫的经典条件反射实验，请据此描述条件反射和非条件反射的关系。提示条件反射是在非条件反射的基础上，通过学习和训练而建立起来的。2．请结合研究资料，进一步分析条件反射形成的机理：条件反射是由大脑皮层控制的高级神经活动。资料解剖学证据显示，海马体(大脑丘脑和内侧颞叶之间的一个结构)不仅可以对情景化信息进行加工，而且对情景化的恐惧条件反射的形成及记忆的线索检索具有重要意义。3．狗和铃声之间建立起了条件反射，如果多次给予铃声，却不给食物，狗再听到铃声，还会分泌唾液吗？提示不会，条件反射需要强化，如果多次给予铃声却不给食物，那么即使狗听到铃声，也不会分泌唾液。4．条件反射的消退不是条件反射的简单丧失，原因是：在这个过程中神经中枢把原先引起兴奋性效应的信号(有铃声有食物)转变为产生抑制性效应的信号(有铃声无食物)，铃声的出现不再预示着食物的到来。因此，条件反射的消退使得动物获得了两个刺激间新的联系，是一个新的学习过程，需要大脑皮层的参与。5．列表比较条件反射和非条件反射比较项目非条件反射条件反射区别概念出生后无须训练就具有的反射出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射特点大脑皮层以下的神经中枢参与；先天性；终生性；数量有限有大脑皮层参与；后天性；可以建立，也能消退；数量几乎是无限的意义完成机体基本的生命活动大大提高了动物应对复杂环境变化的能力举例眨眼反射、吸吮反射、膝跳反射、缩手反射等望梅止渴、谈虎色变等联系条件反射是在非条件反射的基础上建立的，没有非条件反射就没有条件反射。条件反射的维持，需要非条件刺激的强化，否则将逐渐减弱，直至消退“三看法”判断条件反射与非条件反射3．(2023·四川成都高二质检)一个人的手掌触到裸露的电线会立即反射性握紧电线，被解救后当他再次看到裸露的电线时，会立即反射性地把手缩回，对这两种反射的叙述，正确的是()A．前者通过后天学习获得，后者出生后就具有B．两种反射的神经中枢都在大脑C．前者反射的神经中枢在脊髓，后者反射的神经中枢在大脑和脊髓D．前者反射的神经中枢在大脑，后者反射的神经中枢在大脑和脊髓答案C解析一个人的手掌触到裸露电线会立即反射性地握紧电线，不经过大脑，这是非条件反射，神经中枢在脊髓；被解救后他再次看到裸露的电线，会立即反射性地把手缩回，是看到之后手缩回，经过了大脑的思考，属于条件反射，反射中枢在大脑和脊髓。综上分析，C正确。4．某研究小组先对大鼠进行48小时的限制饮水，后每次播放音乐时给大鼠供水，多次训练后大鼠听到音乐会作出饮水动作，从而建立了大鼠饮水奖赏条件反射。该实验研究中音乐对于实验前大鼠和实验后大鼠来说分别是()A．无关刺激和条件刺激B．条件刺激和无关刺激C．非条件刺激和条件刺激D．非条件刺激和无关刺激答案A解析实验前，给大鼠听音乐不会引起饮水反射，音乐与饮水反射无关，为无关刺激；实验后，音乐一出现，大鼠就有饮水反射，这时，音乐已成为供水的信号，为条件刺激，故选A。题组一反射与反射弧1．完成反射的结构基础是反射弧，下列与反射弧有关的叙述，正确的是()A．效应器指的是反射弧中的传出神经末梢，其对刺激作出应答的表现为肌肉收缩B．神经中枢可对传入的信息进行分析与综合，然后经过传入神经到达效应器C．反射弧的各组成部分中只有感受器接受刺激才能产生兴奋D．反射能够完成的前提是反射弧各环节结构和功能保持完整答案D解析效应器是指传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等，其对刺激作出的应答可能表现为肌肉收缩，也可能表现为腺体分泌等，如望梅止渴，A错误；神经中枢可对传入的信息进行分析与综合，神经中枢的兴奋经过传出神经到达效应器，B错误；兴奋是指动物体或人体内的某些细胞或组织(如神经组织)感受外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态的过程，反射弧的各组成部分都能够接受刺激并产生兴奋，C错误；只有反射弧各组成环节的结构和功能保持完整才能完成反射活动，D正确。2．下列有关反射和反射弧的说法，正确的是()A．反射弧是神经系统的基本结构单位B．反射都必须有大脑皮层参与C．只要有刺激就可引起反射D．效应器有反应不一定是反射答案D解析神经系统结构与功能的基本单位是神经元，神经调节的基本方式是反射，完成反射的结构基础是反射弧，A错误；缩手反射、膝跳反射等非条件反射的神经中枢在脊髓，不需要大脑皮层的参与，B错误；不仅要有足够的刺激，还要有完整的反射弧才能完成反射，C错误；反射活动要经过完整的反射弧，效应器有反应不一定是反射，D正确。3．(2022·北京延庆高二检测)如图是膝跳反射示意图，下列叙述正确的是()A．膝跳反射中兴奋传导的途径是5→4→3→2→1B．如果4受伤，膝跳反射仍然可以完成C．膝跳反射的神经中枢位于下丘脑D．膝跳反射属于非条件反射答案D解析膝跳反射中，兴奋传导的途径是1→2→3→4→5，A错误；此反射弧中4是传出神经，如果4(传出神经)受损，膝跳反射就无法完成，B错误；膝跳反射的神经中枢位于脊髓，C错误。4．某人腰椎部位因受外伤造成右侧下肢运动障碍，但刺激右侧下肢有感觉。受伤的腰椎部位与右侧下肢的反射弧如图所示，其中③④分别表示腰椎部位的神经中枢的背部侧和腹部侧，该病人受损伤的具体部位可能是()A．①②B．③④C．④⑤D．⑤⑥答案C解析“刺激右侧下肢有感觉”说明①(感受器)和②(传入神经)正常，“下肢运动障碍”说明可能是⑤(传出神经)或④(神经中枢的腹部侧)受损伤，⑥(效应器)不在腰椎部，没有受损，C正确。题组二非条件反射与条件反射5．反射是神经调节的基本方式，下列关于反射的叙述，正确的是()A．由脑中的神经中枢控制的反射一定是条件反射B．某人眼球被意外撞击，产生金星四溅的感觉是非条件反射C．在“望梅止渴”这种非条件反射中，唾液腺属于效应器D．一些反射可以形成也可以消退，比如小狗听到铃声分泌唾液答案D解析脑中的神经中枢控制的一些反射(如脑干中的呼吸中枢控制的反射)是非条件反射，A错误；感觉是大脑皮层的功能，但没有经过完整的反射弧，所以不属于反射，B错误；传出神经末梢和它所支配的唾液腺，在“望梅止渴”这种条件反射的反射弧中作为效应器，C错误；反射是神经调节的基本方式，分为条件反射和非条件反射，条件反射可以形成也可以消退，如学生听到铃声急速赶往教室、小狗听到铃声分泌唾液，D正确。6．给狗喂食会引起唾液分泌，但铃声刺激不会。若每次在铃声后即给狗喂食，这样多次结合后，狗一听到铃声就会分泌唾液。下列叙述正确的是()A．大脑皮层参加了铃声刺激引起唾液分泌的过程，但该过程的消退与大脑皮层无关B.食物引起味觉和铃声引起唾液分泌属于不同的过程，前者是非条件反射，后者是条件反射C．铃声和喂食反复结合可促进相关的神经元之间形成新的联系，形成非条件反射D．条件反射是通过学习和训练建立的，能使生物机体具有更强的预见性、灵活性和适应性答案D解析铃声刺激引起唾液分泌的过程属于条件反射，相关中枢在大脑皮层，故该过程的消退与大脑皮层有关，A错误；味觉是在大脑皮层产生的，没有经过传出神经和效应器，不属于反射，B错误；铃声和喂食反复结合形成条件反射，是通过相关的神经元之间形成新的联系产生的，C错误。7．(2023·福建泉州高二期中)将小鼠放入设置有甲、乙两杠杆的箱子内，当它按压甲杠杆时，就会有食物掉进箱子供其食用，按压乙杠杆则没有。一段时间后，小鼠按压甲杠杆的频率明显高于乙杠杆。当按压甲杠杆不再有食物掉落时，一段时间后，小鼠按压两杠杆的频率不再有明显的差别。下列说法错误的是()A．小鼠按压两杠杆频率的差异是条件反射的结果B．小鼠按压甲杠杆后获得的食物属于非条件刺激C．按压两杠杆的频率不再有明显的差别表明条件反射已消退D．小鼠行为的变化属于大脑皮层参与下的学习过程答案B解析根据题干信息“一段时间后，小鼠按压甲杠杆的频率明显高于乙杠杆”可知，小鼠按压两杠杆频率的差异是条件反射的结果，A正确；小鼠按压甲杠杆后获得的食物属于条件刺激，B错误；条件反射需要不断给予非条件刺激(食物)，如果反复应用条件刺激(按压甲杠杆)，而不给予非条件刺激(食物)，条件反射就会逐渐减弱，因此，按压两杠杆的频率不再有明显的差别表明条件反射已消退，C正确；条件反射的建立和消退都是动物学习的过程，都需要大脑皮层的参与，小鼠行为的变化属于此学习过程，D正确。8．反射是神经系统活动的基本方式，比较条件反射和非条件反射，前者()①先天性的②后天经过学习形成③会发生消退④固定不变化⑤脊髓参与调节⑥脑参与调节A．①③⑤ B．②④⑥C．②③⑥ D．①④⑤答案C解析非条件反射是先天性的，①不符合题意；条件反射是后天经过学习形成的，②符合题意；条件反射会发生消退，③符合题意；非条件反射是固定不变化的，而条件反射是可以变化的，④不符合题意；条件反射和非条件反射都可能由脊髓参与调节，而条件反射由脑参与调节，⑤不符合题意，⑥符合题意。9．如图为反射弧结构示意图，下列有关叙述，不正确的是()A．伸肌肌群内既有感受器也有效应器B．b神经元的活动可受大脑皮层控制C．敲击膝盖下方，小腿抬起需要伸肌和屈肌相互协调完成D．在Ⅱ处施加刺激引起屈肌收缩属于反射答案D解析在膝跳反射弧中，当敲击韧带时，伸肌收缩的同时屈肌舒张，完成小腿前踢动作，C正确；在Ⅱ处施加刺激引起屈肌收缩不属于反射，因为反射弧不完整，D错误。10．研究显示气味会导致鼻孔气体吸入量的变化，但与声音无关。研究显示在睡眠过程中，多次给予诸如狗叫声——愉悦气味或猫叫声——厌恶气味强化后，所形成的条件反射即使在醒来后依然存在。下表组合中最能证明声音和气体吸入量间建立条件反应的是()组别①②③④处理方式狗叫声猫叫声狗叫声猫叫声公鸡声母鸡声愉悦气味厌恶气味与无气味时气体吸入量比值1.01.01.50.81.01.01.60.7A.①③ B．②③C．①④ D．②④答案B解析若要证明声音和气体吸入量间建立条件反应，则实验的自变量为不同的声音处理。②③对比说明吸收愉悦气体或厌恶气体的量只与强化刺激的声音有关，而与其他动物叫声无关，由此可说明声音和气体吸入量间建立了条件反应。11．当体表痛和内脏痛共用一个中间神经元时(如图所示)，神经中枢无法判断刺激究竟来自内脏还是体表，但由于神经中枢更习惯于识别体表的信息，常将内脏痛误认为是体表痛，这种现象称为牵涉痛。下列有关叙述正确的是()A．牵涉痛为条件反射，神经中枢位于大脑皮层B．图中结构1接受一定的刺激后，可由相对静止的状态变为显著活跃的状态C．图中结构3为神经节，可对传入的信息进行分析和综合D．图中结构4和它所支配的肌肉或腺体为效应器答案B解析感受器接受一定的刺激后，会产生兴奋，由相对静止的状态变为显著活跃的状态，B正确；图中结构3为神经节，是外周神经系统中胞体聚集的地方，不能对传入的信息进行分析和综合，C错误。12．二战期间，常用每分钟100次响铃的铃声来提醒士兵前往作战基地，战后，退役士兵和学生共同完成如图所示研究。下列分析不合理的是()A．每分钟100次的响铃对士兵来说是条件刺激B．每分钟100次的响铃对学生来说是无关刺激C．每分钟响铃大于100次后，士兵的条件反射消退D．士兵听到响铃后心率加快是铃声刺激强化的结果答案C解析响铃对学生的影响很小，对学生来说，每分钟100次的响铃是无关刺激，B合理；每分钟响铃大于100次后，士兵的心率减慢，但士兵的条件反射没有消退，C不合理；士兵听到响铃后心率加快是铃声刺激不断强化的结果，D合理。13．(2023·北京房山区高二检测)如图显示小鼠恐惧反射的建立过程(先给予小鼠灯光刺激，随后给予电刺激)。小鼠刚建立该反射后，此时仅给予灯光刺激测得小鼠心率为M，若小鼠建立该恐惧反射后，反复给予小鼠灯光刺激而不给予电刺激，一段时间后再给灯光刺激测得的小鼠心率为N。下列叙述正确的是()A．小鼠发生恐惧反射时，会表现为瞳孔扩张、支气管扩张、血管扩张B．M<NC．小鼠恐惧反射的神经中枢在大脑皮层，条件反射的消退是学习的结果D．实验中灯光刺激属于非条件刺激答案C解析小鼠的恐惧反射是后天建立的，属于条件反射，恐惧时会表现为瞳孔扩张、支气管扩张、血管收缩、血压升高等，A错误；图示为小鼠恐惧反射的过程，M是建立反射后的心率，若反复给予小鼠灯光刺激而不给予电刺激，无法让小鼠建立恐惧反射，故心率M＞N，B错误；恐惧反射建立后，灯光刺激属于条件刺激，恐惧反射消退后，灯光刺激属于无关刺激，D错误。14．(2022·威海高二月考)科研人员以脊蛙(去除脑但保留脊髓)为实验材料进行反射活动的相关探究实验。实验一：用1%的硫酸溶液刺激脊蛙左后肢的趾部；实验二：去除左后肢趾部皮肤，重复实验一；实验三：用针破坏脊髓后，分别刺激脊蛙左后肢的趾部和左后肢的传出神经。(1)观察实验一，左后肢出现屈腿反射，该反射的效应器是__________________________。(2)观察实验二，该后肢________(填“能”或“不能”)发生屈腿反射，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)实验三观察到的现象分别是_____________________________________________________________________，此过程________(填“发生”或“未发生”)屈腿反射，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若实验前不剪除脑，则实验一________(填“能”或“不能”)观察到蛙的屈腿反射；对比原实验一，可以得出的结论是______________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)传出神经末梢和它所支配的后肢肌肉(2)不能皮肤中的感受器被破坏(3)刺激脊蛙左后肢的趾部没反应，刺激左后肢的传出神经发生屈腿反应未发生反射需要经过完整的反射弧，破坏脊髓后，缺少神经中枢，反射不能完成(4)能屈腿反射(中枢在脊髓)不需要大脑的参与也能形成完整的反射弧15．为研究饮水条件反射的建立与消退规律，研究者选取健康状况良好的雄性大鼠20只，平均分为两组进行实验。请回答下列问题：(1)大鼠口渴后会饮水，属于________反射，完成这种反射的神经结构称为________，其神经中枢位于__________。(2)实验前，先将大鼠放入训练环境(隔音的暗箱)中3天，目的是避免____________影响实验结果。实验前，提前对大鼠进行限制饮水处理48小时，以保证实验开始时大鼠________________________________________________________________________。(3)实验开始后，对实验组大鼠在铃声后1.5秒(固定时间)时给水，对照组处理方法是在铃声后不固定时间给水，两组的训练次数均为100次/天。每天测量大鼠出现条件反射次数占实验总次数的百分比(CR)，结果如图所示：①据图可知，随着训练天数的增加，实验组大鼠出现条件反射次数占实验总次数的百分比____________，第________天达到最高值。②从第11天起，实验组和对照组均铃声后不给水，训练次数为100次/天，5天后实验组条件反射逐渐__________。③学习也是建立条件反射的过程，应该通过____________练习逐步提高知识的巩固率，已经熟悉的知识如果长期不使用，也会逐步___________________________________________。答案(1)非条件反射弧大脑皮层以下(2)环境突然改变(不适应环境)具有渴觉(3)①逐渐增加9②消退③反复遗忘第3节神经冲动的产生和传导第1课时兴奋在神经纤维上的传导[学习目标]1.阐明静息电位和动作电位产生的机制。2.阐述兴奋在神经纤维上的产生及传导机制。1．神经冲动在神经系统中，兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫神经冲动。2．传导过程判断正误(1)兴奋部位的膜内侧发生的变化是由负电位变为正电位()(2)兴奋部位的膜内外发生的变化是从外正内负变为外负内正()(3)兴奋部位的膜内的电位为正电位()答案(1)√(2)√(3)√任务：探讨兴奋在神经纤维上产生和传导的原理1．1820年电流计应用于生物电研究，在蛙神经外侧连接两个电极，并将它们连接到一个电表上。随后刺激蛙神经一侧，并在刺激的同时记录电表的电流大小和方向，结果如图所示。该项实验证明：兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导，兴奋发生位置电位低于静息位置(填“高于”或“低于”)。2．为什么神经纤维发生兴奋的位置电位会低于静息位置呢？在发生兴奋的位置是否存在跨生物膜的电荷转移呢？这就需要测量轴突所在细胞膜两侧的电位差，即将一个电极插入轴突内部，这要求电极的直径非常细且不能损伤细胞。资料1：1936年，英国解剖学家杨(J.Z.Young)发现了一种软体动物枪乌贼的神经中单根轴突的直径异常粗大，是研究电生理的优秀生物材料。资料2：微电极和膜片钳技术的长足发展使得科学将微电极直接插入神经纤维内成为可能。资料3：1939年，赫胥黎和霍奇金将电位计的一个电极刺入细胞膜，而另一个电极留在细胞膜外。瞬间记录仪上出现了一个电位跃变。据图文资料分析，可得出结论为：未受到刺激时，细胞膜内外存在着电位差，膜内比膜外低45mV。3．探究静息电位的产生原因据以下资料可知：静息电位形成的原因是K＋向膜外(填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是协助扩散。资料4：无机盐离子是细胞生活必需的，但这些无机盐离子带有电荷，不能通过自由扩散穿过磷脂双分子层。资料5：神经细胞内外部分离子浓度。组分细胞内浓度(mmol/L)细胞外浓度(mmoL/L)Na＋5～15145K＋1405Cl－5～15110带负电的蛋白质高低资料6：1942年，美国科学家Cole和Curtis发现当细胞外液K＋浓度提高时，静息电位减小；当细胞外液K＋浓度等于细胞内K＋浓度，静息电位为0；继续提高细胞外K＋浓度会逆转静息电位。4．如图是赫胥黎和霍奇金记录的给予刺激后枪乌贼轴突的电位变化。请描述结果：刺激会使受刺激处膜电位发生反转，由－45_mV变为＋40_mV。5．探究动作电位形成的原因：据资料5、7、8可知，动作电位形成的原因是Na＋向膜内(填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是协助扩散。资料7：1949年，霍奇金和卡茨用不含Na＋的等渗透压的右旋糖代替海水，在两分钟之内，动作电位消失，而加含Na＋的海水后，在一分半钟左右恢复了原有的动作电位。细胞外Na＋浓度如果增加，也可以加快动作电位的上升速度、加大动作电位的幅度。资料8：1951年和1950年剑桥大学和哥伦比亚大学的科学家分别用同位素(K42、Na24)验证了K＋和Na＋的分布，并证明动作电位时Na＋内流。6．分析兴奋在离体神经纤维上的传导方向：如果在神经纤维中间给予刺激，兴奋会如何传导？(1)图中膜内、外都会形成局部电流，请说出它们的电流方向(用字母和箭头表示)。提示膜内的电流方向为a←b→c，膜外的电流方向为a→b←c。(2)在此情况下兴奋传导的方向是怎样的(用字母和箭头表示)?提示兴奋传导的方向为a←b→c。(3)根据(1)和(2)，分析兴奋传导的方向与哪种电流方向一致？兴奋的传导有什么特点？提示兴奋传导的方向与膜内局部电流方向一致。兴奋传导的特点为双向传导。1．神经纤维上膜电位差变化曲线解读2．细胞外液中Na＋、K＋浓度改变对电位的影响项目静息电位动作电位峰值Na＋增加不变增大Na＋降低不变变小K＋增加变小不变K＋降低增大不变3.膜电位的测量方法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1．如图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。下列说法与图示相符的是()A．图中兴奋部位是B和CB．图中弧线最可能表示局部电流方向C．图中兴奋传导的方向是C→A→BD．兴奋传导方向与膜外局部电流方向一致答案B解析兴奋部位的电位为动作电位，即内正外负，所以兴奋部位是A，A错误；正电荷移动的方向为电流的方向，因此图中弧线最可能表示局部电流方向，B正确；兴奋的传导方向与膜内局部电流方向一致，与膜外局部电流方向相反，因此图中兴奋传导的方向是C←A→B，C、D错误。2．(2022·江苏无锡高二期中)如图为针刺引起的缩手反射活动中神经纤维上某一位点的膜电位变化情况。下列相关叙述正确的是()A．反射过程中，兴奋在神经纤维上的传导是双向的B．图中ac段动作电位的形成由膜外大量钠离子内流所致C．图中ae段钠离子和钾离子进行跨膜运输均不消耗能量D．手指被刺后，大脑皮层产生痛觉的过程也是一次反射活动答案B解析在完成反射活动时，兴奋只能从感受器产生，因此兴奋在神经纤维上的传导方向是单向的，A错误；图中ac段是动作电位的形成过程，是膜外大量钠离子通过协助扩散方式内流导致的，B正确；ce段是在恢复静息电位的过程中，钠离子被排出，钾离子被吸收，此时是主动运输，不但需要钠－钾泵这种载体蛋白，还需要消耗能量，C错误；反射依赖于完整的反射弧，从针刺手指到大脑皮层产生痛觉的过程，不属于反射活动，D错误。3．如图甲所示，在神经纤维上安装两个完全相同的灵敏电表。表1两电极分别在a、b处膜外，表2两电极分别在d处膜的内外侧，在bd中点c处给予适宜刺激，相关的电位变化曲线如图乙、图丙所示。下列分析错误的是()A．表1记录得到图丙所示的双向电位变化曲线B．图乙②点时Na＋的内流速率比①点时的大C．图乙曲线处于③点时，图丙曲线正处于⑤点D．图丙曲线处于④点时，图甲a处正处于静息电位状态答案C解析由题意可知，表1两电极分别在a、b处膜外，表1初始值为零电位，因此记录得到图丙所示的双向电位变化曲线，A正确；图乙②点处于产生动作电位的过程中，动作电位与Na＋的内流有关，①点处于静息电位，因此图乙②点时Na＋的内流速率比①点时的大，B正确；图乙曲线处于③点时，动作电位最大，此时图丙曲线正处于④点，C错误；图丙曲线处于④点时，兴奋传递到b处，还没有传递到a处，因此图甲a处正处于静息电位状态，D正确。题组一兴奋在神经纤维上传导的过程1．静息时，大多数神经细胞的细胞膜()A．对阴离子的通透性比较大，Cl－大量流出膜外B．对阳离子的通透性比较大，Na＋大量流出膜外C．对Na＋的通透性比较小，对K＋的通透性比较大D．对Na＋的通透性比较大，对K＋的通透性比较小答案C解析静息时，细胞膜主要对K＋有通透性，造成K＋外流。2．神经纤维受到刺激时，细胞膜内、外的电位变化是()①膜外由正电位变为负电位②膜内由负电位变为正电位③膜外由负电位变为正电位④膜内由正电位变为负电位A．①②B．③④C．②③D．①③答案A解析静息时，膜电位为内负外正；兴奋时，膜电位为内正外负。3．下列关于神经纤维上兴奋传导的叙述，错误的是()A．兴奋的产生是Na＋向膜内流动的结果B．神经纤维上以局部电流的方式传导兴奋C．兴奋沿神经纤维的传导过程不需要消耗能量D．兴奋的传导依赖于细胞膜对离子通透性的变化答案C解析兴奋在神经纤维上的传导过程是以电信号的形式传导，需要消耗能量，C错误。4．如图表示某时刻神经纤维膜电位状态，下列叙述错误的是()A．丁区是Na＋内流所致B．甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态C．乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁D．图示神经冲动的传导方向可能是从左到右，也可能是从右到左答案A解析丁区膜电位表现为内负外正，是K＋外流所致，A错误；图示中乙区电位为内正外负，则乙区为兴奋部位，甲区、丙区和丁区都有可能刚恢复为静息电位，因此神经冲动的传导方向可能是从左到右，也可能是从右到左，B、D正确。题组二膜电位的测定及相关曲线分析5．如图是测量神经纤维膜电位变化情况的示意图，下列相关叙述错误的是()A．图甲中指针偏转说明膜内外电位不同，测出的是动作电位B．图甲中的膜内外电位不同，主要是由于K＋外流形成的C．图乙中刺激神经纤维会引起指针发生两次方向相反的偏转D．图乙中产生的兴奋会以局部电流的形式向两侧快速传导答案A解析图甲中指针偏转说明膜内外电位不同，神经纤维膜两侧的电位表现为内负外正，所以测出的是静息电位，该电位的形成与K＋外流有关；图乙中刺激神经纤维产生兴奋，兴奋先传导到电流表右侧电极，后传导到电流表左侧电极，所以会引起指针发生两次方向相反的偏转；兴奋时，神经纤维膜对Na＋的通透性增加，使得刺激点处膜两侧的电位表现为内正外负，该部位与相邻部位产生电位差而发生电荷移动，形成局部电流，因此，图乙中产生的兴奋会以局部电流的形式向两侧快速传导。6．将枪乌贼巨大轴突置于体内组织液的模拟环境中，下列分析错误的是()A．减小模拟环境中Na＋浓度，动作电位的峰值变小B．电刺激枪乌贼巨大轴突，不一定会产生动作电位C．若细胞膜对K＋的通透性变大，静息电位的绝对值不变D．增大模拟环境中K＋的浓度，静息电位的绝对值变小答案C解析减小模拟环境中Na＋的浓度，导致Na＋的内流减少，进而引起动作电位的峰值变小，A正确；电刺激枪乌贼巨大轴突，当刺激达到一定强度时才会产生动作电位，B正确；若细胞膜对K＋的通透性变大，则K＋外流增多，静息电位的绝对值会变大，C错误；增大模拟环境中K＋的浓度，K＋外流受阻，静息电位的绝对值变小，D正确。7．(2018·江苏，11)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．动作电位大小会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是K＋大量外流，A错误；bc段Na＋通过通道蛋白大量内流，属于协助扩散，不消耗能量，B错误；cd段K＋继续外流，此时细胞膜对K＋的通透性大，对Na＋的通透性小，K＋通道多处于开放状态，Na＋通道多处于关闭状态，C正确；动作电位的大小不会随有效刺激强度的增加而增大，D错误。8．(2023·广东汕头高二质检)如图甲为某神经纤维受到刺激后膜电位变化情况。神经细胞的静息电位和动作电位与通道蛋白关系紧密。Na＋－K＋泵是神经细胞膜上的一种常见载体，能催化ATP＋泵入细胞内，其结构如图乙所示。下列根据上述资料作出的分析，正确的是()A．图甲中静息电位的维持是Na＋持续外流的结果B．图甲中bc段，Na＋通过通道蛋白内流需要消耗ATPC．图乙中随着温度逐渐升高，Na＋－K＋泵的运输速率先增大后稳定D．图乙中随着O2浓度的升高，Na＋－K＋泵的运输速率先增大后稳定答案D解析Na＋－K＋泵的化学本质是蛋白质，随着温度逐渐升高，蛋白质会发生变性，导致其运输速率下降或功能丧失，C错误。9．枪乌贼的神经元是研究神经兴奋的好材料，科研人员将枪乌贼离体的神经纤维置于培养液(相当于细胞外液)中来研究兴奋的传导。下图中①②③④表示神经纤维膜上的位点(④为②③之间的中点)，阴影部分表示开始产生局部电流的区域。下列分析正确的是()A．图示电流表装置可用于测定神经元的静息电位B．动作电位的形成主要与神经元轴突内外K＋浓度有关C．刺激①时，膜内局部电流方向与兴奋传导方向相反D．若在④处给予一定刺激，电流表的指针不会发生偏转答案D解析由图示可看出，电流表的电极都在膜的外侧，没有电势差，所以不可用于测定神经元的静息电位，A错误；动作电位的产生主要是Na＋内流形成的，B错误；膜内局部电流方向与兴奋传导方向是一致的，C错误；若在④处给予一定刺激，④为②③之间的中点，兴奋传导到两电极的时间相同，电流表的指针不会发生偏转，D正确。细胞膜内外K＋浓度差与膜静息电位绝对值呈正相关。当细胞膜电位绝对值降低到一定值(阈值)时，神经细胞兴奋。离体培养条件下，改变神经细胞培养液的KCl浓度进行实验。下列叙述正确的是()A．当K＋浓度为4mmol·L－1时，K＋外流增加，细胞难以兴奋B．当K＋浓度为150mmol·L－1时，K＋外流增加，细胞容易兴奋C．K＋浓度增加到一定值(<150mmol·L－1)，K＋外流增加，导致细胞兴奋D．K＋浓度增加到一定值(<150mmol·L－1)，K＋外流减少，导致细胞兴奋答案D解析正常情况下，神经细胞内K＋浓度约为150mmol·L－1，胞外液约为4mmol·L－1，当神经细胞培养液的K＋浓度为4mmol·L－1时，和正常情况一样，K＋外流不变，细胞的兴奋性不变，A错误；当K＋浓度为150mmol·L－1时，细胞外K＋浓度增加，K＋外流减少，细胞容易兴奋，B错误；K＋浓度增加到一定值(<150mmol·L－1，但>4mmol·L－1)，细胞外K＋浓度增加，K＋外流减少，导致细胞兴奋，C错误，D正确。11．如图表示某一神经细胞动作电位和静息电位相互转变过程中离子运输的途径。该细胞受到刺激时，通过④途径运输离子，形成动作电位。下列说法正确的是()A．由题图可知，②③途径属于主动运输B．④途径的发生使膜内◆离子浓度高于膜外C．正常情况下，▲离子的细胞外浓度高于细胞内D．静息时由于①途径的作用，膜电位为内正外负答案A解析由题图可知，②③途径需要载体蛋白并消耗能量，属于主动运输，A正确；无论是静＋(即图中▲)的细胞内浓度高于细胞外，C错误；静息时，由于①途径的作用，膜电位为内负外正，D错误。12．图甲为某一种神经纤维示意图，将一电流表的a、b两极置于膜外，在X处给予适宜刺激，测得电位变化如图乙。下列说法不正确的是()A．静息时，可测得a、b两处的电位相等B．t1～t2、t3～t4电位的变化分别是Na＋内流和K＋外流造成的C．兴奋传导过程中，a、b间膜内电流的方向为a→bD．兴奋从a点到b点的传导过程消耗能量答案B解析由于电流表的a、b两极都置于膜外，静息时a、b两处的电位相等，都是正电位，A正确；t1～t2、t3～t4的电位变化都是峰值之前由Na＋内流造成的，峰值之后由K＋外流造成的，方向相反是因为电流相反，B错误；兴奋的传导方向和膜内电流传导的方向一致，故兴奋传导过程中，a、b间膜内电流的方向为a→b，C正确；兴奋从a点到b点的传导过程，钠－钾泵吸钾排钠需要消耗能量，D正确。13．(2022·四川广安高二期中)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。下列有关叙述错误的是()A．TTX处理后，内向电流消失B．TEA处理后，Na＋可正常内流C．内向电流是由K＋通道所介导形成的D．内向电流结束后，膜外Na＋浓度高于膜内答案C解析由图a和图b可知，经过TTX处理之后，膜电流均大于0，说明此时只检测到了外向电流，未检测到内向电流，A正确；由图a可知，内向电流的膜电流小于0，外向电流的膜电流大于0