考点11 神经调节近5年生物高考真题分类和解析1.(2017·高考·T8)下图为突触结构示意图,下列相关叙述正确的是()A.结构①为神经递质与受体结合提供能量B.当兴奋传导到③时,膜电位由正外负变为负外正C.递质经②的转运和③的主动运输释放至突触间隙D.结构④膜电位的变化与其选择透过性密切相关【解析】选D。
图中①表示线粒体,②表示突触小泡,③表示突触前膜,④表示突触后膜。
线粒体可以为神经递质的分泌提供能量,但是神经递质与受体结合不需要消耗能量,A项错误;当兴奋传导到突触前膜时,使钠离子迅速流,膜电位由负外正变为正外负,B项错误;神经递质经②转运到突触前膜,以胞吐的形式释放至突触间隙,C项错误;突触后膜上的特异性受体与神经递质结合,使突触后膜上的离子通道打开,某些离子(如Na+和K+)通过细胞膜上的离子通道进出细胞引起膜电位发生变化,该过程体现了细胞膜的选择透过性,D项正确。
【方法规律】巧记神经递质的释放方式、类型及特点2. (2017·高考·T29)学习、记忆是动物适应环境、使个体得到发展的重要功能。
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。
(1)在小鼠H区的传入纤维上施加单次强刺激,传入纤维末梢释放的作用于突触后膜的相关受体,突触后膜出现一个膜电位变化。
(2)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,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”。
下图为这一现象可能的机制。
如图所示,突触后膜上的N受体被激活后, Ca2+会以方式进入胞。
Ca2+与共同作用,使C酶的发生改变,C酶被激活。
(3)为验证图中所示机制,研究者开展了大量工作,如:①对小鼠H区传入纤维施以HFS,休息30分钟后,检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加,该结果为图中的(填图中序号)过程提供了实验证据。
②图中A受体胞肽段(T)被C酶磷酸化后,A受体活性增强。
为证实A受体的磷酸化位点位于T上,需将一种短肽导入H区神经细胞,以干扰C酶对T的磷酸化。
其中,实验组和对照组所用短肽分别应与T的氨基酸。
A.数目不同序列不同B.数目相同序列相反C.数目相同序列相同③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,将T的磷酸化位点发生突变的一组小鼠,用HFS处理H区传入纤维,30分钟后检测H区神经细胞突触后膜A受体能否磷酸化。
请评价该实验方案并加以完善。
(4)图中容从水平揭示了学习、记忆的一种可能机制,为后续研究提供了理论基础。
【解析】(1)在小鼠H区的传入纤维上施加刺激后,神经冲动传到突触,突触前膜(传入纤维末梢)释放神经递质,作用于突触后膜的相关受体,突触后膜的膜电位发生变化,冲动从传入神经传给下一个神经细胞。
(2)从题中可以看出, Ca2+从浓度高的一侧转移到浓度低的一侧,有N受体的协助,但是没有消耗能量,因此Ca2+以协助扩散的方式进入细胞。
Ca2+进入细胞后,与钙调蛋白共同作用,使C酶空间结构发生改变,C酶从无活性状态变为活性状态。
(3)①由题分析可知,A受体既存在于细胞膜上,也存在于细胞,Ⅱ过程表示细胞A受体运输至细胞膜;A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加,所以为图中Ⅱ过程提供了实验证据。
②本实验目的是证实A受体的磷酸化位点位于T上,短肽要干扰C酶对T的磷酸化,根据单一变量原则,实验组的短肽要与T的氨基酸数目和序列都相同;对照组要排除其他因素对实验的干扰,所以对照组的短肽要与T的氨基酸数目相同序列相反,保证不会与C酶发生反应。
③评价:要验证的是“T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的‘记忆’这一假设”,而检测的是“A受体能否磷酸化”,检测对象错误。
此外,没有设置对照组,不能排除其他因素对实验的干扰,如不能排除是否有其他物质的磷酸化增强神经细胞对刺激的记忆。
(4)图中涉及的是离子、蛋白、酶等物质的变化,从分子水平揭示了学习、记忆的一种可能机制。
答案:(1)神经递质(2)协助扩散钙调蛋白空间结构(3)①Ⅱ②C、B③评价:a.未设置对照组;b.检测对象不合理,受体A能否磷酸化与本实验目的无关。
完善方案:a.选取20只生理状况相同、生长状况良好的小鼠,平均分为A、B两组,另取10只生长状况相似的T的磷酸化位点突变的小鼠为C组。
b.用HFS处理B、C组小鼠的H区,A组不作处理;c.对A、B、C三组小鼠的H区施加强度相同的单次强刺激,并检测突触后膜的电位变化。
(4)分子1.(2016·全国卷Ⅰ·T4)下列与神经细胞有关的叙述,错误的是()A.A TP能在神经元线粒体的膜上产生B.神经递质在突触间隙中的移动消耗A TPC.突触后膜上受体蛋白的合成需要消耗ATPD.神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP【解题指南】解答本题的关键有两点:(1)神经细胞由兴奋到静息的过程需要消耗能量。
(2)兴奋在神经元之间的传递需要消耗能量。
【解析】选B。
本题主要考查神经调节的基本原理。
A项,神经细胞能产生A TP的场所有细胞质基质、线粒体基质和线粒体膜,故正确。
B项,神经递质通过胞吐由突触前膜释放,该过程需要消耗ATP,但神经递质在突触间隙中的移动不需要消耗A TP,故错误。
C项,突触后膜上受体蛋白的合成场所是在细胞的核糖体上,该过程需要模板、原料和A TP,故正确。
D项,神经细胞由兴奋恢复为静息状态时,排出钠离子属于主动运输过程,需要消耗A TP,故正确。
2.(2016·高考·T19)下列与动物体K+、Na+等有关的叙述,错误的是()A.NaCl中Na+参与血浆渗透压的形成,而Cl-不参与B.产生和维持神经细胞静息电位主要与K+有关C.兴奋沿神经纤维传导时细胞膜外Na+大量流D.Na+从红细胞外运入红细胞的过程属于被动运输【解析】选A。
本题主要考查兴奋的产生与传导及物质跨膜运输方式。
A项,NaCl中Na+和Cl-都参与血浆渗透压的形成,故错误。
B项,静息时由于神经细胞膜主要对K+有通透性,造成K+外流,这是产生和维持神经细胞静息电位的主要原因,故正确。
C项,兴奋沿神经纤维传导时,由近及远相继兴奋,是细胞膜外Na+大量流的结果,故正确。
D项,Na+主要在细胞外液,Na+从红细胞外运入红细胞的过程不需要消耗能量,属于被动运输,故正确。
3.(2016·高考·T7)经过灯光刺激与食物多次结合,建立狗唾液分泌条件反射后,下列操作不能使该反射消退的是()A.灯光刺激+食物B.仅食物C.声音刺激+食物D.仅灯光刺激【解析】选A。
灯光刺激+食物可以强化该反射,而不会使该反射消退。
4.(2016·高考·T19)观察牛蛙的脊髓反射现象实验中对牛蛙作了一些处理,下列针对这些处理的分析不合理的是()A.切除脑的作用是去除脑对脊髓的控制B.洗去趾尖酸液有利于搔扒反射的进行C.环割脚趾皮肤可证实此处有相应感受器D.破坏脊髓可证实脊髓存在搔扒反射的神经中枢【解析】选B。
酸液刺激产生搔扒反射,洗去趾尖酸液不利于搔扒反射的进行。
5.(2016·全国卷Ⅱ·T30)乙酰胆碱可作为兴奋性神经递质,其合成与释放见示意图。
据图回答问题:(1)图中A-C表示乙酰胆碱,在其合成时,能循环利用的物质是(填“A”“C”或“E”)。
除乙酰胆碱外,生物体的多巴胺和一氧化氮(填“能”或“不能”)作为神经递质。
(2)当兴奋传到神经末梢时,图中突触小泡的A-C通过这一跨膜运输方式释放到,再到达突触后膜。
(3)若由于某种原因使D酶失活,则突触后神经元会表现为持续。
【解题指南】(1)图示信息:神经递质形成有线粒体参与,被受体作用后有两个去向。
(2)解题关键:分析图中字母代表的物质及箭头所指的去向。
【解析】本题主要考查神经递质的产生与作用、兴奋在神经元之间的传递过程。
(1)从题图中可看出,A-C被D酶水解后产生A和C,其中C又重新被吸收回到细胞,再参与A-C的形成。
神经递质分为兴奋性递质和抑制性递质,多巴胺属于兴奋性神经递质,而一氧化氮属于抑制性神经递质。
(2)当兴奋传到神经末梢时,A-C通过胞吐释放到突触间隙,再经自由扩散到达突触后膜,与相应受体结合,使突触后神经元兴奋。
(3)若图中的D酶失活,发挥作用之后的A-C不能被及时水解,则持续结合在突触后膜的受体上发挥作用,表现为突触后神经元持续兴奋。
答案:(1)C能(2)胞吐突触间隙(3)兴奋6.(2016·高考·T26)为研究神经干的兴奋传导和神经-肌肉突触的兴奋传递,将蛙的脑和脊髓损毁,然后剥制坐骨神经-腓肠肌标本,如下图所示。
实验过程中需要经常在标本上滴加任氏液(成分见下表),以保持标本活性。
请回答下列问题:成分含量NaCl 6.5KCl 0.14CaCl20.12NaHCO30.2NaH2PO40.01葡萄糖 2.0(1)任氏液中维持酸碱平衡的成分有,比与体液中的/K+比接近。
(2)任氏液中葡萄糖的主要作用是提供能量,若将其浓度提高到15%,标本活性会显著降低,主要是因为。
(3)反射弧五个组成部分中,该标本仍然发挥功能的部分有。
(4)刺激坐骨神经,引起腓肠肌收缩,突触前膜发生的变化有、。
(5)神经-肌肉突触易受化学因素影响,毒扁豆碱可使乙酰胆碱酯酶失去活性;肉毒杆菌毒素可阻断乙酰胆碱释放;箭毒可与乙酰胆碱受体强力结合,却不能使阳离子通道开放。
上述物质中可导致肌肉松弛的有。
【解题指南】解答本题的关键有两点:(1)坐骨神经-腓肠肌标本已经破坏了脑和脊髓,刺激感受器或传入神经不会有反应,刺激传出神经或效应器有反应。
(2)坐骨神经上的电信号通过乙酰胆碱(神经递质)这种化学信号传递到腓肠肌上,会引起腓肠肌的收缩。
【解析】本题主要考查环境的组成、理化性质及神经调节。
(1)根据血浆中H2CO3/NaHCO3、Na2HPO4/NaH2PO4构成的缓冲对能调节血浆的酸碱平衡,可知任氏液中NaHCO3、NaH2PO4能维持酸碱平衡。
Na+主要存在于蛙的细胞外液中,而K+主要存在于蛙的细胞液中,任氏液中Na+/K+比值与细胞外液中的Na+/K+比值接近。
(2)任氏液的浓度接近蛙的坐骨神经细胞和腓肠肌的细胞液的浓度,如果提高任氏液中葡萄糖的浓度,任氏液的浓度就会高于坐骨神经细胞和腓肠肌的细胞液的浓度,导致细胞失去水分,影响坐骨神经细胞和腓肠肌细胞的代谢活动。
(3)坐骨神经-腓肠肌标本中的坐骨神经属于反射弧中的传出神经,而坐骨神经末梢及其支配的腓肠肌属于反射弧中的效应器。
(4)刺激坐骨神经引起腓肠肌收缩,突触前膜会产生动作电位,同时突触小泡释放乙酰胆碱(神经递质),使电信号转变成化学信号。