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例1 右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位类似于突触,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
解析 既然“神经末梢与肌细胞的接触部位类似于突触”,突触所具备的特点神经肌肉接头也应具备,如该题涉及兴奋传递方向在神经肌接头处只能是单向的,即由神经传向肌肉细胞,且是电信号向化学信号的转变,故A项正确,C项错误;又由于兴奋在神经纤维上的传导方向是双向的,且膜内电流方向与兴奋的传导方向一致,故B和D项正确。
答案 C
点拨 此题必须结合图像对神经肌肉接头与突触进行类比迁移。由于神经递质只能由突触前膜释放,通过突触间隙作用于突触后膜,因此兴奋在突触处传递有单向性,这也是兴奋在反射弧中单向传递的原因。另外,相对于兴奋在神经纤维上的传导而言,这种传递需较长时间,具有延搁性。
神经肌肉接头是传出神经元轴突末梢在骨骼肌纤维上的接触点,它类似于神经元之间的突触。二者的相同点:都需要靠神经递质执行功能;都是电信号-化学信号-电信号的传递过程。不同点:神经肌肉接头一般为兴奋性连接,连接的是神经元轴突末梢和肌膜,递质一般为乙酰胆碱;突触包括兴奋性连接和抑制性连接,连接的是两个神经元,神经递质种类繁多。
神经肌肉接头传递信号的过程分为三个阶段:一是神经冲动传到肌肉接头处时,神经轴突末梢中的突触小泡膜与接头前膜发生融合而破裂;二是突触小泡中的乙酰胆碱释放到神经肌肉接头间隙;三是乙酰胆碱与肌膜上的受体结合,达到一定阈值时引发肌膜产生动作电位,不久乙酰胆碱就被分解或者被接头前膜重新摄取。该过程与神经元间的突触处信号传递过程相似,因而具备信号在突触处传递的一般特点。
例2 如图表示刺激强度逐渐增加(S1~S8)时下一个神经元膜电位的变化规律,下列叙述正确的是( )
A.刺激要达到一定的强度才能诱导神经细胞产生兴奋
B.刺激强度达到S5以后,随刺激强度增加兴奋逐渐增强
C.在S1~S4期间,细胞膜上没有离子的进出
D.在S5~S8期间,细胞膜的电位是外正内负
解析 从图中可以看出:刺激强度在S1~S4时,不产生兴奋,而S5之后出现兴奋,此时细胞膜的电位是外负内正,说明刺激必须要达到一定的强度才能诱导神经细胞产生兴奋,A选项正确,而D选项错误。S5~S8期间,虽然刺激强度在增加,但兴奋不变,说明B选项错误。在S1~S4期间,离子进出达到平衡,不改变膜电位,则C选项错误。
答案 A
点拨 狭义的传导仅指兴奋在一个神经元上的传播,广义的传导还可以包括传递,即兴奋在整个反射弧中的传播。神经元的生理活动是一种电活动,其生物电产生的基础在于神经元细胞膜对膜两侧带电粒子的选择透过性。此时,神经细胞膜两侧的粒子分布情况是:膜外侧主要是较高浓度的Na+和Cl-;膜内侧主要是较高浓度的K+和蛋白质阴离子。
解析 将A电极置于膜内侧时,由图可判定,以B点电位记为0,静息状态下,膜电位表现为外正内负,A电极处电位低于B电极,所以曲线起点处的电位值为负值,当受刺激后,膜电位逐渐转变为外负內正,A电极处电位逐渐高于B电极处,因此动作电位的峰值为正。当将A电极置于膜外侧后,受刺激部位的膜电位先表现为外负內正,A电极处的电位低于B电极处,因此曲线起始段为负值且差值不断增大,之后A处的膜电位逐渐恢复静息状态,兴奋由A传至B处,B处兴奋后导致A处电位高于B处,因此曲线转变为正值且差值不断增大。
答案 C
点拨 神经元电活动的基本过程分以下几个步骤:
静息电位的产生。慢K+通道始终处于开放状态,膜内侧的K+浓度高于外侧,引起K+外流,使膜内侧的电位降低(记为负),使膜外侧的电位升高(记为正)。膜外侧的正电位会阻碍K+的外流,而膜两侧的K+浓度差可促进K+外流,当两者达到平衡时K+外流停止,此时的膜两侧电位差就是静息电位值,该值相对固定。
动作电位的产生和静息电位的恢复。给神经纤维某处一个适宜刺激,会引起神经细胞膜上的离子转运蛋白有序的产生生理活动。
动作电位的产生。首先是Na+通道蛋白的开放,引起Na+快速内流,导致膜外电位降低,膜内电位升高,最后可达到外负內正效果,膜两侧的电位差是一个相对固定的值。
静息电位的恢复。随后,Na+通道蛋白关闭,快K+通道开放,引起K+外流,抵消Na+快速内流导致的膜电位的改变,然后关闭;最后Na+-K+泵的活动使Na+和K+重新回到膜外侧和内侧。
例4 重症肌无力患者由于体内存在某种抗体,该抗体与神经-肌肉突触的受体特异性结合,使该受体失去功能,最终导致( )
A.刺激神经不能引起肌肉收缩
B.全身出现性过敏反应
C.肌肉对神经递质的反应性提高
D.机体对病原体的反应能力提高
解析 抗体与受体结合后,会引起神经递质不能和受体结合且不能引起肌肉兴奋收缩。
答案 A
点拨 突触是兴奋传递的结构基础。突触前膜是上一神经元轴突末梢的膜,可通过胞吐方式释放神经递质;突触间隙是两神经元之间的间隙,充满组织液;突触后膜是下一神经元细胞体或树突的膜,膜上含有受体,可与特异性递质结合,引起该神经元兴奋或抑制。
递质与受体结合起作用之后,立即被突触前膜重新吸收或被突触后膜上的酶水解,不能反复起作用。兴奋的传递具有单向性,是由于只有突触前膜可以释放神经递质,并作用于突触后膜上的受体。 神经兴奋的传导和传递相比较有以下区别:
1.下列有关突触的叙述,正确的是( )
A.神经元之间通过突触联系
B.一个神经元只有一个突触
C.突触由突触前膜和突触后膜构成
D.神经递质能透过突触后膜
2.α-银环蛇毒能与突触后膜上的乙酰胆碱受体牢固结合;有机磷农药能抑制胆碱酯酶的活性,而乙酰胆碱酯酶的作用是清除与突触后膜上受体结合的乙酰胆碱。因此,α-银环蛇毒与有机磷农药中毒的症状分别是( )
A.肌肉松弛、肌肉僵直 B.肌肉僵直、肌肉松弛
C.肌肉松弛、肌肉松弛 D.肌肉僵直、肌肉僵直
3.如下图为人体神经肌肉接头的结构示意图,下列有关该结构的说法中,正确的是( )
①a为神经元短的树突
②e组织液,当其中的Ca2+含量过低时容易导致肌肉不能正常发挥功能
③c中的物质释放到e需要消耗能量并依赖于d的流动性
④f处的载体能将c释放的物质运进肌肉细胞,引起肌肉收缩
A.①④ B.②③ C.②④ D.③④
4.已知肌肉受到刺激会收缩,肌肉受刺激前后肌细胞膜内外的电位变化和神经纤维的电位变化一样,取三个新鲜的神经肌肉标本按下图连接,图中②、④、⑥指的是神经纤维与肌细胞之间的接头,此接头与突触结构类似。刺激①可引起图中右肌肉收缩,中肌肉和左肌肉也随后相继收缩。则下列相关叙述中正确的是( )
A.该实验进行时应将标本置于生理盐水中,若没有可用等渗的KCL溶液来代替
B.直接刺激⑤,则会引起收缩的肌肉是左肌肉和中肌肉
C.未接受刺激时,神经纤维保持静息状态,此时没有离子进出,各种离子在细胞膜内外浓度相等
D.肌肉细胞接受刺激时,细胞膜外电位将由负变正
5.右图是神经元网络结构示意简图,图中神经元①、②、③都是兴奋性神经元,且这些神经元兴奋时都可以引起下一级神经元或肌细胞的兴奋。和神经细胞一样,肌肉细胞在受到适宜的刺激后,也能引起细胞膜电位的变化。图中B处表示神经肌肉接头,其结构和功能与突触类似。请回答:
(1)给神经元②一个适宜刺激,在骨骼肌上能记录到膜电位的变化。这是因为刺激使神经元②兴奋,引起其神经末梢释放的 进入 ,随后与肌肉细胞膜上的 结合,导致肌肉细胞膜电位的变化。
(2)若给骨骼肌一个适宜刺激,在A处 (能、不能)记录到膜电位的变化,原因是 。
(1)图2的结构名称是 ,结构②的名称是 。
(2)神经纤维B在A中的细小分枝叫做 。用针刺A时,引起F收缩的现象被称为 。针刺引起疼痛,产生痛觉的部位是 。
(3)当兴奋在神经纤维B上传导时,兴奋部位的膜内外两侧的点位呈 。
(4)如果在图2中①和②的间隙处注射乙酰胆碱,②处发生的变化是 (兴奋、抑制),原因是乙酰胆碱引起结构② 变化。
1~4 AABB
5. (1)神经递质 突触间隙 特异性受体
(2)不能 由肌细胞产生的兴奋在神经肌肉接头处不能逆向传递
6.(1)突触 突触后膜 (2)感受器(感觉神经末梢) 反射 大脑皮层 (3)内正外负 (4)兴奋 膜电位(其他合理答案也给分)
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
解析 既然“神经末梢与肌细胞的接触部位类似于突触”,突触所具备的特点神经肌肉接头也应具备,如该题涉及兴奋传递方向在神经肌接头处只能是单向的,即由神经传向肌肉细胞,且是电信号向化学信号的转变,故A项正确,C项错误;又由于兴奋在神经纤维上的传导方向是双向的,且膜内电流方向与兴奋的传导方向一致,故B和D项正确。
答案 C
点拨 此题必须结合图像对神经肌肉接头与突触进行类比迁移。由于神经递质只能由突触前膜释放,通过突触间隙作用于突触后膜,因此兴奋在突触处传递有单向性,这也是兴奋在反射弧中单向传递的原因。另外,相对于兴奋在神经纤维上的传导而言,这种传递需较长时间,具有延搁性。
神经肌肉接头是传出神经元轴突末梢在骨骼肌纤维上的接触点,它类似于神经元之间的突触。二者的相同点:都需要靠神经递质执行功能;都是电信号-化学信号-电信号的传递过程。不同点:神经肌肉接头一般为兴奋性连接,连接的是神经元轴突末梢和肌膜,递质一般为乙酰胆碱;突触包括兴奋性连接和抑制性连接,连接的是两个神经元,神经递质种类繁多。
神经肌肉接头传递信号的过程分为三个阶段:一是神经冲动传到肌肉接头处时,神经轴突末梢中的突触小泡膜与接头前膜发生融合而破裂;二是突触小泡中的乙酰胆碱释放到神经肌肉接头间隙;三是乙酰胆碱与肌膜上的受体结合,达到一定阈值时引发肌膜产生动作电位,不久乙酰胆碱就被分解或者被接头前膜重新摄取。该过程与神经元间的突触处信号传递过程相似,因而具备信号在突触处传递的一般特点。
例2 如图表示刺激强度逐渐增加(S1~S8)时下一个神经元膜电位的变化规律,下列叙述正确的是( )
A.刺激要达到一定的强度才能诱导神经细胞产生兴奋
B.刺激强度达到S5以后,随刺激强度增加兴奋逐渐增强
C.在S1~S4期间,细胞膜上没有离子的进出
D.在S5~S8期间,细胞膜的电位是外正内负
解析 从图中可以看出:刺激强度在S1~S4时,不产生兴奋,而S5之后出现兴奋,此时细胞膜的电位是外负内正,说明刺激必须要达到一定的强度才能诱导神经细胞产生兴奋,A选项正确,而D选项错误。S5~S8期间,虽然刺激强度在增加,但兴奋不变,说明B选项错误。在S1~S4期间,离子进出达到平衡,不改变膜电位,则C选项错误。
答案 A
点拨 狭义的传导仅指兴奋在一个神经元上的传播,广义的传导还可以包括传递,即兴奋在整个反射弧中的传播。神经元的生理活动是一种电活动,其生物电产生的基础在于神经元细胞膜对膜两侧带电粒子的选择透过性。此时,神经细胞膜两侧的粒子分布情况是:膜外侧主要是较高浓度的Na+和Cl-;膜内侧主要是较高浓度的K+和蛋白质阴离子。
解析 将A电极置于膜内侧时,由图可判定,以B点电位记为0,静息状态下,膜电位表现为外正内负,A电极处电位低于B电极,所以曲线起点处的电位值为负值,当受刺激后,膜电位逐渐转变为外负內正,A电极处电位逐渐高于B电极处,因此动作电位的峰值为正。当将A电极置于膜外侧后,受刺激部位的膜电位先表现为外负內正,A电极处的电位低于B电极处,因此曲线起始段为负值且差值不断增大,之后A处的膜电位逐渐恢复静息状态,兴奋由A传至B处,B处兴奋后导致A处电位高于B处,因此曲线转变为正值且差值不断增大。
答案 C
点拨 神经元电活动的基本过程分以下几个步骤:
静息电位的产生。慢K+通道始终处于开放状态,膜内侧的K+浓度高于外侧,引起K+外流,使膜内侧的电位降低(记为负),使膜外侧的电位升高(记为正)。膜外侧的正电位会阻碍K+的外流,而膜两侧的K+浓度差可促进K+外流,当两者达到平衡时K+外流停止,此时的膜两侧电位差就是静息电位值,该值相对固定。
动作电位的产生和静息电位的恢复。给神经纤维某处一个适宜刺激,会引起神经细胞膜上的离子转运蛋白有序的产生生理活动。
动作电位的产生。首先是Na+通道蛋白的开放,引起Na+快速内流,导致膜外电位降低,膜内电位升高,最后可达到外负內正效果,膜两侧的电位差是一个相对固定的值。
静息电位的恢复。随后,Na+通道蛋白关闭,快K+通道开放,引起K+外流,抵消Na+快速内流导致的膜电位的改变,然后关闭;最后Na+-K+泵的活动使Na+和K+重新回到膜外侧和内侧。
例4 重症肌无力患者由于体内存在某种抗体,该抗体与神经-肌肉突触的受体特异性结合,使该受体失去功能,最终导致( )
A.刺激神经不能引起肌肉收缩
B.全身出现性过敏反应
C.肌肉对神经递质的反应性提高
D.机体对病原体的反应能力提高
解析 抗体与受体结合后,会引起神经递质不能和受体结合且不能引起肌肉兴奋收缩。
答案 A
点拨 突触是兴奋传递的结构基础。突触前膜是上一神经元轴突末梢的膜,可通过胞吐方式释放神经递质;突触间隙是两神经元之间的间隙,充满组织液;突触后膜是下一神经元细胞体或树突的膜,膜上含有受体,可与特异性递质结合,引起该神经元兴奋或抑制。
递质与受体结合起作用之后,立即被突触前膜重新吸收或被突触后膜上的酶水解,不能反复起作用。兴奋的传递具有单向性,是由于只有突触前膜可以释放神经递质,并作用于突触后膜上的受体。 神经兴奋的传导和传递相比较有以下区别:
1.下列有关突触的叙述,正确的是( )
A.神经元之间通过突触联系
B.一个神经元只有一个突触
C.突触由突触前膜和突触后膜构成
D.神经递质能透过突触后膜
2.α-银环蛇毒能与突触后膜上的乙酰胆碱受体牢固结合;有机磷农药能抑制胆碱酯酶的活性,而乙酰胆碱酯酶的作用是清除与突触后膜上受体结合的乙酰胆碱。因此,α-银环蛇毒与有机磷农药中毒的症状分别是( )
A.肌肉松弛、肌肉僵直 B.肌肉僵直、肌肉松弛
C.肌肉松弛、肌肉松弛 D.肌肉僵直、肌肉僵直
3.如下图为人体神经肌肉接头的结构示意图,下列有关该结构的说法中,正确的是( )
①a为神经元短的树突
②e组织液,当其中的Ca2+含量过低时容易导致肌肉不能正常发挥功能
③c中的物质释放到e需要消耗能量并依赖于d的流动性
④f处的载体能将c释放的物质运进肌肉细胞,引起肌肉收缩
A.①④ B.②③ C.②④ D.③④
4.已知肌肉受到刺激会收缩,肌肉受刺激前后肌细胞膜内外的电位变化和神经纤维的电位变化一样,取三个新鲜的神经肌肉标本按下图连接,图中②、④、⑥指的是神经纤维与肌细胞之间的接头,此接头与突触结构类似。刺激①可引起图中右肌肉收缩,中肌肉和左肌肉也随后相继收缩。则下列相关叙述中正确的是( )
A.该实验进行时应将标本置于生理盐水中,若没有可用等渗的KCL溶液来代替
B.直接刺激⑤,则会引起收缩的肌肉是左肌肉和中肌肉
C.未接受刺激时,神经纤维保持静息状态,此时没有离子进出,各种离子在细胞膜内外浓度相等
D.肌肉细胞接受刺激时,细胞膜外电位将由负变正
5.右图是神经元网络结构示意简图,图中神经元①、②、③都是兴奋性神经元,且这些神经元兴奋时都可以引起下一级神经元或肌细胞的兴奋。和神经细胞一样,肌肉细胞在受到适宜的刺激后,也能引起细胞膜电位的变化。图中B处表示神经肌肉接头,其结构和功能与突触类似。请回答:
(1)给神经元②一个适宜刺激,在骨骼肌上能记录到膜电位的变化。这是因为刺激使神经元②兴奋,引起其神经末梢释放的 进入 ,随后与肌肉细胞膜上的 结合,导致肌肉细胞膜电位的变化。
(2)若给骨骼肌一个适宜刺激,在A处 (能、不能)记录到膜电位的变化,原因是 。
(1)图2的结构名称是 ,结构②的名称是 。
(2)神经纤维B在A中的细小分枝叫做 。用针刺A时,引起F收缩的现象被称为 。针刺引起疼痛,产生痛觉的部位是 。
(3)当兴奋在神经纤维B上传导时,兴奋部位的膜内外两侧的点位呈 。
(4)如果在图2中①和②的间隙处注射乙酰胆碱,②处发生的变化是 (兴奋、抑制),原因是乙酰胆碱引起结构② 变化。
1~4 AABB
5. (1)神经递质 突触间隙 特异性受体
(2)不能 由肌细胞产生的兴奋在神经肌肉接头处不能逆向传递
6.(1)突触 突触后膜 (2)感受器(感觉神经末梢) 反射 大脑皮层 (3)内正外负 (4)兴奋 膜电位(其他合理答案也给分)