1.(2017·江苏高考·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,膜电位由内正外负变为内负外正 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,使钠离子迅速内流,膜电位由内负外正变为内正外负,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·北京高考·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 方式进入胞内。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 -
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受体胞内肽段(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区神经细胞内,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)图中内容从 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内。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,也存在于细胞内,Ⅱ过程表示细胞内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)①Ⅱ ②C、B ③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.ATP能在神经元线粒体的内膜上产生 B.神经递质在突触间隙中的移动消耗ATP C.突触后膜上受体蛋白的合成需要消耗ATP D.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,神经细胞内能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜,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ATP,故错误。C项,突触后膜上受体蛋白的合成场所是在细胞内的核糖体上,该过程需要模板、原料和ATP,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
- 2 -
输过程,需要消耗ATP,故正确。 2.(2016·海南高考·T19)下列与动物体内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+大量内流 D.Na+从红细胞外运入红细胞内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+大量内流的结果,故正确。D项,Na+主要在细胞外液,Na+从红细胞外运入红细胞内的过程不需要消耗能量,属于被动运输,故正确。 3.(2016·上海高考·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·上海高考·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,生物体内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,图中突触小泡内的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内,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
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6.(2016·江苏高考·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:
任氏液成分(g/L) 成分 NaCl KCl
含量 6.5 0.14 CaCl2 0.12 NaHCO3 0.2 NaH2PO4 0.01 葡萄糖 2.0 (1)任氏液中维持酸碱平衡的成分有 ,其Na+/K+比与体液中 的Na+/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】本题主要考查内环境的组成、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内液中,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内液的浓度,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内液的浓度,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。
(5)毒扁豆碱可使乙酰胆碱酯酶失去活性,乙酰胆碱(神经递质)与突触后膜上的受体结合后,不能被水解,使腓肠肌一直处于兴奋状态,即腓肠肌一直处于收缩状态;肉毒杆菌毒素可阻断乙酰胆碱释放,坐骨神经上的兴奋就不能传给腓肠肌,使腓肠肌一直处于舒张状态;箭毒可与乙酰胆碱受体强力结合,影响乙酰胆碱(神经递质)与突触后膜上的受体结合,使坐骨神经上的兴奋不能传给腓肠肌,使腓肠肌一直处于舒张状态。 答案:(1)NaHCO3、NaH2PO4 细胞外液(组织液) (2)细胞失水 (3)传出神经、效应器
(4)产生动作电位 突触小泡释放乙酰胆碱(神经递质) (5)肉毒杆菌毒素、箭毒
【易错警示】本题考生很容易在第(5)题的判断上出错,可以从两方面分析:
- 4 -
其一:如果乙酰胆碱(神经递质)一直与突触后膜上的受体结合,会使腓肠肌一直处于收缩状态,时间长了导致肌肉僵直。
其二:如果突触前膜不能释放乙酰胆碱(神经递质)与突触后膜上的受体结合,或者突触前膜释放的乙酰胆碱(神经递质)不能与突触后膜上的受体结合,坐骨神经上的兴奋就不能传递到腓肠肌,腓肠肌不能兴奋就会一直处于舒张状态。 1.(2015·江苏高考·T18)下图表示当有神经冲动传到神经末梢时,神经递质从突触小泡内释放并作用于突触后膜的机制,下列叙述错误的是( )
A.神经递质存在于突触小泡内可避免被细胞内其他酶系破坏
B.神经冲动引起神经递质的释放,实现了由电信号向化学信号的转变 C.神经递质与受体结合引起突触后膜上相应的离子通道开放 D.图中离子通道开放后,Na+和Cl-同时内流
【解题指南】图示信息:神经冲动传导至突触小体时,突触小泡释放神经递质,神经递质与突触后膜的受体结合后使离子通道打开。
【解析】选D。本题以神经递质释放与作用机制的图形考查神经冲动在神经元之间的传递。神经递质储存在突触小泡内,以防止被细胞内其他酶系所破坏,故A项正确;神经末梢有神经冲动传来时,突触小泡释放神经递质,电信号转变为化学信号,故B项正确;神经递质与突触后膜上的受体结合,使突触后膜上相应的离子通道开放,提高对Na+或Cl-的通透性,故C项正确;若为兴奋性化学递质与突触后膜受体结合,则Na+内流,若为抑制性化学递质与突触后膜受体结合,则Cl-内流,故D项错误。 2.(2015·浙江高考·T4)血液中K+浓度急性降低到一定程度会导致膝反射减弱,下列解释合理的是( ) A.伸肌细胞膜的动作电位不能传播到肌纤维内部 B.传出神经元去极化时膜对K+的通透性增大 C.兴奋在传入神经元传导过程中逐渐减弱 D.可兴奋细胞静息膜电位的绝对值增大
【解题指南】(1)隐含信息:血液中K+浓度急性降低,表明膜外K+浓度下降,静息电位降低,造成动作电位相应降低,兴奋减弱。
(2)关键知识:静息电位与动作电位产生原理,K+浓度与膝反射的关系。
【解析】选D。本题考查神经冲动的产生、传导与传递。A项,伸肌细胞膜的动作电位可通过局部电流的形式传入肌纤维内部,故错误。B项,传出神经元去极化时膜对Na+的通透性增大,对K+的通透性减小,故错误。C项,兴奋在传入神经元传导过程中与Na+进出细胞膜有关,故错误。D项,静息电位的形成与K+外流有关,膜外K+浓度降低,增大了膜内外的K+浓度差,则可兴奋细胞静息膜电位的绝对值增大,故正确。 3.(2015·北京高考·T29)为探索治疗机体对某种药物依赖的有效途径,我国科研人员进行了如下研究。
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(1)将大鼠置于自身给药箱中(如图)。当大鼠按压非给药杆时指示灯不亮,药泵不给药;按压给药杆时指示灯亮,药泵通过静脉导管向大鼠注射一定量药物。灯亮时,光刺激大鼠视网膜,引起视神经细胞产生 ,传至末梢,释放 ,作用于突触 上的受体。信息传至视觉中枢,产生视觉。多次重复训练后,大鼠在光信号与给药之间建立联系。当单位时间内大鼠按压给药杆的次数达到一定程度时,即可被视为对该药物形成依赖。以下将这种大鼠简称D鼠。
(2)研究发现,D鼠相关脑区内酶A含量和活性均明显升高。为探讨酶A活性对药物依赖的影响,在两组D鼠相关脑区注射酶A活性抑制剂或生理盐水后,再分别放入自身给药箱,记录单位时间内两组D鼠 。与对照组相比,若抑制剂组的D鼠 ,则表明抑制酶A的活性可以降低D鼠对药物的依赖。 (3)研究者设计了一种能与编码酶A的mRNA互补结合的,含22个核苷酸的RNA,它能进入细胞,促进编码酶A的mRNA降解,将这种小RNA用溶剂M溶解后,注射到D鼠相关脑区,引起酶A含量明显下降,D鼠对药物的依赖降低,进行本实验时,要同时进行一个对照处理,将一段小RNA用 (填“生理盐水”或“蒸馏水”或“溶剂M”)溶解,注射到D鼠的相关脑区,这段小RNA的最佳设计为:与实验组使用的小RNA相比,其核苷酸的 (多选,只填序号)。
a.种类相同 b.种类不同 c.数目相同 d.数目不同 e.序列完全相同 f.序列完全不同
若此对照组D鼠相关脑区内酶A含量无明显变化,则可以证明 等因素对实验组结果无影响。 【解题指南】(1)题干关键词:“注射酶A活性抑制剂或生理盐水”“与编码酶A的mRNA互补结合的,含22个核苷酸的RNA”。
(2)图示信息:D鼠为对该药物形成依赖的大鼠。
【解析】本题主要考查神经调节和体液调节的实验分析。
(1)当神经细胞受到外界刺激时,会产生兴奋,在细胞内以局部电流的方式进行传导,当传到轴突末梢(突触小体)时,会由突触前膜释放神经递质并作用于突触后膜上的特异性受体,从而引起下一个神经元细胞的兴奋或者抑制。
(2)本实验中,要探究酶A活性抑制剂对D鼠的影响。从题目分析可知,当D鼠对药物依赖后,表现为按压给药杆次数达到一定程度,并且脑内酶A含量增加。若要观测到D鼠对药物依赖的变化,只能通过观察D鼠对药杆按压次数的变化,所以需要记录在单位时间内两组D鼠对药杆的按压次数。抑制酶A活性后,降低了D鼠对药物的依赖,表现为对药杆按压次数少,所以抑制剂组的D鼠表现为对药杆的按压次数少。
(3)在实验过程中,要维持单一变量,本小题实验要研究RNA的影响,则该小段RNA与研究者设计的RNA进行相同的处理,用溶剂M溶解。该实验同样需要对照组,对照组的RNA应该和设计的RNA中的核苷酸种类和数量相同,但序列要完全不同。
答案:(1)神经冲动/兴奋 神经递质 后膜
(2)按压给药杆的次数 按压给药杆的次数明显少
(3)溶剂M a、c、f 溶剂M、不能和编码酶A的mRNA形成互补结合的小RNA 4.(2015·山东高考·T25)在维持机体稳态中,消化系统具有重要作用。人胃肠道的部分神经支配示意图如下。
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(1)兴奋沿神经a传到末梢,引起末梢内的 释放神经递质。该神经递质与突触后膜上的 结合后,使下一神经元兴奋,进而引起胃肠道平滑肌收缩。图中b处的突触结构包括突触前膜、 和突触后膜。
(2)食物经胃肠道消化吸收,使血糖浓度增加,刺激胰岛B细胞分泌 ,导致血糖浓度降低,维持血糖稳定。
(3)严重腹泻失水过多时,细胞外液渗透压升高,位于 的渗透压感受器受刺激产生兴奋,该兴奋一方面传至 ,引起口渴感;另一方面可使抗利尿激素释放增多,从而促进 和集合管对水的重吸收,尿量减少,保持体内水分平衡。
(4)过敏性胃肠炎是由于在过敏原的刺激下, 细胞产生大量抗体,该抗体与再次侵入机体的同种过敏原结合,引起胃肠道过敏反应。
【解题指南】(1)关键知识:神经调节、血糖调节、水盐平衡调节和免疫调节。 (2)图示信息:图中a表示神经,b表示突触结构。
【解析】(1)当兴奋沿着神经a传至突触前神经元末梢时,突触小体中的突触小泡释放神经递质,作用于突触后膜上的相应受体,引起突触后神经元兴奋,引起胃肠道的平滑肌收缩。突触结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。
(2)当血糖浓度增加时,刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,使血糖浓度降低,以维持血糖的相对稳定。
(3)当细胞外液渗透压升高时,下丘脑的渗透压感受器感受刺激产生兴奋,一方面传至大脑皮层产生渴感,从而促进饮水;另一方面刺激下丘脑分泌和垂体释放抗利尿激素,促进肾小管和集合管对水的重吸收,使尿量减少。
(4)抗体是由浆(效应B淋巴)细胞合成分泌的。
答案:(1)突触小泡 (特异性)受体 突触间隙 (2)胰岛素 (3)下丘脑 大脑皮层 肾小管 (4)浆(或效应B淋巴) 5.(2015·福建高考·T27)兴奋性是指细胞接受刺激产生兴奋的能力。为探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响,研究人员先将体外培养的大鼠海马神经细胞置于含氧培养液中,测定单细胞的静息电位和阈强度(引发神经冲动的最小电刺激强度),之后再将其置于无氧培养液中,于不同时间点重复上述测定,结果如图所示。请回答:
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注:“对照”的数值是在含氧培养液中测得的
(1)本实验的自变量是 。
(2)静息电位水平是影响细胞兴奋性水平的因素之一,图中静息电位数值是以细胞膜的 侧为参照,并将该侧电位水平定义为0 mV。据图分析,当静息电位由-60 mV变为-65 mV时,神经细胞的兴奋性水平 。
(3)在缺氧处理20 min时,给予细胞25 pA强度的单个电刺激, (填“能”或“不能”)记录到神经冲动,判断理由是 。
(4)在含氧培养液中,细胞内ATP主要在 合成。在无氧培养液中,细胞内ATP含量逐渐减少,对细胞通过 方式跨膜转运离子产生影响,这是缺氧引起神经细胞兴奋性改变的可能机制之一。 【解题指南】(1)题干关键词:“探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响”“测定单细胞的静息电位和阈强度”“阈强度(引发神经冲动的最小电刺激强度)”。
(2)关键知识:静息电位的维持和动作电位的产生原理、主动运输的特点、细胞呼吸的两种类型及其区别等。 【解析】本题考查静息电位和动作电位的产生、细胞呼吸和主动运输以及生物实验结果分析等有关知识。 (1)由题干信息“探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响”可知,本实验的自变量是缺氧时间。
(2)因为静息电位的特点是内负外正,图中静息电位为负值,所以它是把细胞膜的外侧电位水平定义为0 mV,故以细胞膜的外侧为参照。从图中数据可以看出,缺氧时间从10 min延长到20 min时,静息电位由-60 mV变为-65 mV,单细胞的阈强度变大,说明当静息电位由-60 mV变为-65 mV时,引发神经冲动需要更大的电刺激强度,即神经细胞的兴奋性水平降低了。
(3)由图中数据可知,在缺氧处理20 min时,单细胞的阈强度大约是34 pA,25 pA强度的单个电刺激达不到引发神经冲动的最小电刺激强度值,神经细胞不能兴奋,不能记录到神经冲动。
(4)在含氧培养液中,细胞内进行有氧呼吸,线粒体是有氧呼吸的主要场所,ATP主要在线粒体中合成。在无氧培养液中,细胞内进行无氧呼吸,氧化分解有机物不彻底,释放的能量少,ATP合成量减少。神经细胞静息电位的维持过程中有离子跨膜转运,是通过主动运输方式进行的,主动运输消耗能量,这是缺氧引起神经细胞兴奋性改变的可能机制之一。
答案:(1)缺氧时间 (2)外 降低 (3)不能 刺激强度低于阈强度 (4)线粒体(或线粒体内膜) 主动运输 6.(2015·广东高考·T27)人体通过神经调节、体液调节和免疫调节对各种应激刺激(如寒冷刺激、病菌入侵等)做出反应。
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(1)某人全身突然被冰水浇湿,躯干、四肢的骨骼肌会产生战栗,此反射的神经中枢位于 。在该过程中皮肤感受器受到刺激产生兴奋,兴奋以
的形式沿着传入神经传导,并在 完成信号转换后传递给下一个神经元。
(2)受寒冷刺激后,人体通过下图所示途径使肾上腺皮质激素分泌增多,以保证重要器官的血液供应,其中激素A、B分别是 、 ;过程①的调节机制称为 。
(3)儿童按计划免疫接种卡介苗以预防结核病,机体会产生抗体、记忆T细胞和记忆B细胞等。此后当外界结核杆菌侵入机体,机体启动特异性免疫,一方面由
产生特异性抗体进行体液免疫;另一方面进行细胞免疫,主要过程是: ,并与宿主细胞结合导致其裂解死亡,从细胞的生命历程来说,被感染的宿主细胞的清除过程称为细胞 。
【解题指南】(1)题干关键信息:冰水浇湿、机体会产生抗体、记忆T细胞和记忆B细胞。 (2)关键知识:寒冷环境中的体温调节,体液免疫和细胞免疫。 (3)图示信息:肾上腺皮质激素分泌调控是分级调节和反馈调节。 【解析】本题考查神经—体液—免疫调节的相关内容。
(1)人体突然被冰水浇湿,皮肤的冷觉感受器兴奋,产生的神经冲动以电信号的形式,沿传入神经传导,在突触间完成了电信号—化学信号—电信号的转换,导致下丘脑的体温调节中枢兴奋,引起躯干、四肢的骨骼肌战栗,从而增加产热。
(2)受寒冷刺激,下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素,促进了垂体分泌促肾上腺皮质激素,而促肾上腺皮质激素促进肾上腺皮质分泌肾上腺皮质激素。体液中肾上腺皮质激素的含量达到一定时,会抑制下丘脑和垂体的分泌。其分泌调控机制是分级调节、反馈调节。
(3)接种卡介苗可预防结核病,接种疫苗后机体产生抗体、记忆T细胞和记忆B细胞。当结核杆菌侵入人体时,刺激记忆B细胞增殖分化形成浆细胞产生大量抗体;结核杆菌侵入人体细胞后刺激记忆T细胞产生效应T细胞,效应T细胞与靶细胞结合,导致靶细胞裂解死亡,此过程属于细胞凋亡。 答案:(1)下丘脑 电信号(局部电流或神经冲动) 突触
(2)促肾上腺皮质激素释放激素 促肾上腺皮质激素 (负)反馈调节
(3)浆细胞 被结核杆菌侵染的细胞刺激记忆T细胞,引起记忆T细胞增殖分化形成效应T细胞 凋亡 1.(2014·海南高考·T15)当快速牵拉骨骼肌时,会在d处记录到电位变化过程。据图判断下列相关叙述,错误的是 ( )
A.感受器位于骨骼肌中 B.d处位于传出神经上
C.从a到d构成一个完整的反射弧
D.牵拉骨骼肌时,c处可检测到神经递质
【解题指南】(1)关键知识:神经调节的结构基础、反射弧的组成。
(2)图示信息:骨骼肌活动的反射过程、验证反射弧的完整性。
【解析】选C。本题主要考查反射弧的相关知识。A项中,据图可知,当快速牵拉骨骼肌时,会在d处记录到电位变化过程,所以感受器在骨骼肌中,故A项正确。B项中,据图可知b处有神经节,为传入神经,则d为传出神经,故B项正确。C项中,从a到d没有效应器,不能构成一个完整的反射弧,故C项错误。D项中,牵拉骨骼肌时,会在d处记录到电位变化过程,说明有神经兴奋的传递,c处为突触,可检测到神经递质,故D项正确。
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2.(2014·江苏高考·T11)下列关于神经兴奋的叙述,正确的是 ( ) A.神经元受到刺激时,贮存于突触小泡内的神经递质就会释放出来 B.神经递质与突触后膜上的受体结合,也可能抑制下一神经元 C.兴奋在反射弧中的传导是双向的
D.神经元细胞膜外Na+的内流是形成静息电位的基础
【解题指南】关键知识:神经元上静息电位的形成原因和兴奋在神经元间的传递特点。
【解析】选B。本题考查兴奋的产生、传递。神经元受到刺激时,若该刺激很弱则不能引起神经元兴奋,那么贮存于突触小泡内的神经递质不会被释放出来,A错误;神经递质与突触后膜上的受体结合,可能引起下一神经元的兴奋或抑制,故B正确;兴奋只能从突触前膜传到突触后膜,故兴奋在反射弧中的传导是单向的,C错误;神经元细胞膜外Na+的内流是形成动作电位的基础,形成静息电位的基础是K+的外流。 3.(2014·安徽高考·T6)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.大脑皮层没有参与铃声刺激引起唾液分泌的过程 B.食物引起味觉和铃声引起唾液分泌属于不同的反射
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 D.铃声引起唾液分泌的反射弧和食物引起唾液分泌的反射弧相同
【解题指南】(1)题干关键词:A项中是“铃声”,B项中是“味觉”,C项中是“新”,D项中是“铃声”和“食物”。 (2)关键知识:条件反射与非条件反射的区别、反射弧的结构以及兴奋的传导和传递过程。
【解析】选C。本题主要考查反射、条件反射及兴奋的产生、传导等知识。根据题意可知,食物引起味觉和铃声引起唾液的分泌均属于条件反射,条件反射的神经中枢在大脑皮层,需要大脑皮层的参与;食物引起味觉和铃声引起唾液的分泌这两个反射弧中感受器和传入神经均不同,属于不同的反射弧;铃声和喂食的结合能够使狗形成新的条件反射,因此能够促进相关神经元之间形成新的联系,C选项正确。 4.(2014·重庆高考·T6)获2013年诺贝尔奖的科学家发现了与囊泡运输相关的基因及其表达蛋白的功能,揭示了信号如何引导囊泡精确释放运输物。突触小泡属于囊泡,以下相关叙述,错误的是 ( ) A.神经元中的线粒体为突触小泡的运输提供了能量 B.神经元特有的基因决定了突触小泡的运输方式 C.突触前膜的特定蛋白决定了神经递质的释放位置 D.突触小泡中运输物的释放受到神经冲动的影响
【解题指南】(1)题干关键信息:“与囊泡运输相关的基因”“突触小泡属于囊泡”。 (2)关键知识:线粒体的功能、基因的选择性表达、神经递质的释放机制。
【解析】选B。本题考查突触的传递功能。A项,线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”,故正确;B项,同一个体的各种体细胞具有相同的基因,神经元无特有基因,故错误;C项,囊泡与突触前膜的受体(特定蛋白)结合后释放神经递质,故正确;D项,当神经末梢有神经冲动传来时,突触内的突触小泡受到刺激,就会释放神经递质,故正确。 5.(2014·广东高考·T27)(1)小红不小心被针刺,随即出现抬手动作,其神经反射如图所示。图中传出神经元是 。b1兴奋后使c1兴奋,而b2兴奋后使c2抑制,可推测b1和b2的突触小泡释放的 是不同的物质。小红抬手之后对妈妈说:“我手指被针刺了,有点疼。”该过程一定有大脑皮层的 中枢以及言语区的 参与调节。
(2)脊髓灰质炎(脊灰)病毒感染可使脊髓神经元受损而影响有关神经反射,接种疫苗是预防脊灰的有效措施。某研究跟踪监测84名儿童先后两次接种改进的脊灰
病毒灭活疫苗的免疫效果。结果见表,D≥4者免疫结果呈阳性,D值越高者血清中抗体浓度越高。由表可知,初次免疫的阳性率为 。请总结再次免疫效果与初次免疫效果的差异,并分析产生差异的原因。
D 初次免疫 人数 百分比 - 10 -
再次免疫 人数 百分比
<4 4 8 16 32 64 128 256 512 1 024 >1 024 合计 1 0 1 2 8 11 31 10 14 3 3 84 1.2 0.0 1.2 2.4 9.5 13.1 36.9 11.9 16.6 3.6 3.6 100 0 0 0 0 0 0 0 0 6 17 61 84 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 7.2 20.2 72.6 100 注:D为儿童血清经倍比稀释后检出抗体的最大稀释倍数
【解题指南】(1)关键知识:反射过程、再次免疫特点及原因。
(2)图示信息:①题图呈现一个抬手动作完成过程,属于神经调节知识;②明确表格中的对照信息。 【解析】本题主要考查反射过程、再次免疫特点和图表分析能力。
(1)据图可知,c1和c2是传出神经元;b1兴奋后使c1兴奋,而b2兴奋后使c2抑制,说明b1释放兴奋性神经递质,b2释放抑制性神经递质;在大脑皮层中感觉形成于躯体感觉中枢;小红能清晰地描述症状,表明与言语区的S区有关。
(2)根据题干信息可知,D≥4的人免疫结果呈阳性,D值小于4的人有1个,占1.2%,所以阳性率为1-1.2%=98.8%。再次免疫的效果比初次免疫的效果好,原因是经过初次免疫后,体内存在相应的记忆细胞。 答案:(1)c1、c2 神经递质 躯体感觉 S区(运动性语言中枢) (2)98.8% 差异:再次免疫与初次免疫相比,人体内抗体浓度显著提高。
原因:再次免疫时,抗原可刺激记忆细胞增殖分化产生大量浆细胞,进而分泌更多的抗体。 6.(2014·浙江高考·T31)为验证反射弧的组成与作用,某同学提出了以下实验思路:取蛙1只,捣毁该蛙的脑,将其悬挂起来。
①用1%H2SO4溶液刺激该蛙左后肢的趾端(如图),观察是否屈腿。
②洗去H2SO4,再用1%H2SO4溶液刺激该蛙左后肢的趾端,测量该刺激与屈腿是否同时发生。
③分离得到该蛙左后肢的坐骨神经腓肠肌标本,用电刺激直接刺激腓肠肌,观察其是否收缩。
④用电刺激直接刺激上述标本的腓肠肌肌细胞,在坐骨神经上是否能测量到电位变化。
(说明:实验条件适宜;实验中的刺激强度足够;屈腿反射属于屈反射) 请回答:
(1)设计表格,并将预测的实验结果与结果的原因分析填入表中。
(2)为了验证屈腿反射中的反射中枢所在部位,在上述实验的基础上写出第⑤项实验思路。
【解题指南】(1)关键知识:反射弧的结构和功能、兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递。
(2)思维流程:实验材料为捣毁脑的蛙,通过四组实验来验证反射弧的完整性及兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递。
【解析】本题通过对蛙及坐骨神经标本进行不同刺激,观察相应的反应,来探究反射弧的组成与作用。
(1)设计表格时,应考虑三个方面:设计思路,预测结果和结果的原因分析。①中因反射弧(感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器)完整,用1%H2SO4溶液刺激该蛙左后肢的趾端,能够对刺激作出反应发生收缩。②从刺激到发出反应需要经过兴奋的传导与传递,这需要一定的时间,所以不同时收缩。③中电刺激使腓肠肌的肌细胞产生动作电位或兴奋,引起肌肉收缩。④由于传出神经和腓肠肌肌细胞间相当于突触结构,
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兴奋在突触处只能单向传递而不能反过来,所以刺激腓肠肌的兴奋不能传到神经,故不收缩。 (2)欲验证神经中枢的位置在脊髓,则捣毁该蛙的脊髓,刺激其右肢的趾端,观察是否屈腿。 答案:(1)验证反射弧的组成与作用实验的预测结果及结果分析表
思路 ① ② ③ ④ 预测 结果 是 否 是 否 结果的原因分析 反射弧完整,能够对刺激作出反应 刺激产生的兴奋在反射弧中的传导和传递需要时间,故刺激与屈腿不会同时发生 电刺激使腓肠肌的肌细胞产生动作电位或兴奋,引起肌肉收缩 兴奋在神经—肌肉接点的传递是单向的,故坐骨神经上测不到电位变化 (2)⑤捣毁该蛙的脊髓,刺激其右肢的趾端,观察是否屈腿。 7.(2014·四川高考·T8)某人行走时,足部突然受到伤害性刺激,迅速抬腿。下图为相关反射弧示意图。
(1)图示反射弧中,a是 。当兴奋到达b点时,神经纤维膜内外两侧的电位变为 。当兴奋到达c处时,该结构发生的信号转变是 。
(2)伤害性刺激产生的信号传到 会形成痛觉。此时,内脏神经支配的肾上腺分泌的肾上腺素增加,导致心率加快,这种生理活动的调节方式是 。
(3)伤害引起的疼痛可通过下丘脑促进垂体释放 ,直接促进 对水的重吸收。
(4)当细菌感染足部伤口时,机体首先发起攻击的免疫细胞是 。未被清除的病原体经过一系列过程,其抗原会刺激B细胞增殖分化为 。
【解题指南】(1)图示信息:该图表示反射弧的五个组成部分,其中a为传入神经,b点位于传入神经上,c点为神经中枢中的突触。
(2)关键知识:兴奋的传导和突触传递、神经-体液调节、水平衡、非特异性免疫和体液免疫。 【解析】本题考查神经、体液和免疫调节过程及模式图分析能力。
(1)根据兴奋由a传入脊髓的神经中枢,判断a是传入神经,也可根据神经节等判断;当兴奋到达b点时,因Na+内流导致膜两侧电位变为内正外负;c点指突触,信号从局部电流的电信号转变成神经递质的化学信号,神经递质作用于突触后膜受体,即诱发突触后膜出现局部电流的电信号。
(2)机体痛觉中枢位于大脑皮层;神经支配的肾上腺分泌肾上腺素属于神经调节,而肾上腺素作用于靶器官心脏,使其心率加快属于体液调节,因此全过程的调节方式是神经-体液调节。
(3)水的重吸收依靠肾脏的肾小管和集合管,受下丘脑分泌的由垂体释放的抗利尿激素调节。
(4)细菌突破人体第一道防线后进入内环境,首先是作为第二道防线的吞噬细胞发起攻击,然后才是特异性免疫,如体液免疫和细胞免疫发生,其中抗原刺激B细胞分化为浆细胞和记忆细胞。 答案:(1)传入神经 内正外负 电信号→化学信号→电信号 (2)大脑皮层 神经—体液调节 (3)抗利尿激素 肾小管和集合管 (4)吞噬细胞 浆细胞和记忆细胞
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8.(2014·重庆高考·T7)
Ⅱ.某兴趣小组通过记录传入神经上的电信号及产生的感觉,研究了不同刺激与机体感觉之间的关系,结果如下:
刺激 类型 针 刺激 热 刺激 刺激 强度 较小 较大 较低 较高 传入神经上的 电信号(时长相等) 热感 产生的感 觉类型 刺痛 感觉强度 较弱 较强 较弱 较强 (1)神经纤维在未受到刺激时膜内外电位的表现是 ,受到刺激时产生的可传导的兴奋称为 。
(2)不同类型的刺激引起不同类型的感觉,原因是 不同;不同强度的刺激通过改变传入神经上电信号的 ,导致感觉强度的差异。
(3)当给某部位受损的人热刺激时,可在整个传入通路中记录到正常电信号,但未产生感觉,其受损的部位可能是 。
【解题指南】(1)图表信息:Ⅱ.不同刺激产生不同感觉;同种刺激的强度不同,导致电信号的频率不同,从而引起感觉强度不同。
(2)关键知识:Ⅱ.静息电位的产生及兴奋的传导。
【解析】Ⅱ.(1)在未受到刺激时,神经纤维处于静息状态,K+外流,细胞膜两侧的电位表现为外正内负。受到刺激时兴奋以电信号的形式沿着神经纤维传导,这种电信号也叫神经冲动。
(2)刺激感受器后产生的兴奋沿着传入神经向神经中枢传导,神经中枢随之产生兴奋并对传入的信息进行分析和综合。不同类型的刺激能引起机体不同类型的感受器产生兴奋,而后产生不同的感觉。由题表中比较,同种刺激类型的不同刺激强度引起传入神经上的电信号的差异,在相同时长电信号的频率不同,从而引起感觉强度不同。
(3)此患者整个传入神经功能正常,但不能形成感觉,应该是神经中枢(热觉形成的中枢在大脑皮层)受损。 答案:
Ⅱ.(1)外正内负 神经冲动 (2)感受器 频率
(3)大脑皮层(或神经中枢)
1.(2013•四川高考•T3)下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 【解题指南】解答本题需要关注以下两点:
(1)兴奋在离体的神经纤维上双向传导,传导方向和膜内电流方向相同。 (2)兴奋在突触处只能单向传递。
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【解析】选C。本题以图像信息为载体,考查突触中信号转化、兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递特点、兴奋传导方向与电流方向的关系,意在考查学生知识迁移以及获取图像信息的能力。
A项,神经末梢与肌细胞的接触部位类似于突触,所以“神经-肌接头”处有电信号→化学信号→电信号的转变过程,故正确;
B项,电刺激①处,兴奋在神经纤维上双向传导,能够使肌肉收缩,使灵敏电流计偏转,故正确;
C项,电刺激②处,由于“神经-肌接头”类似于突触,兴奋只能单向传递,所以不能传到电流计,不会有电位变化,故错误;
D项,神经纤维上兴奋的传导方向与膜内电流方向一致,与膜外电流方向相反,故正确。 2.(2013•大纲版•T1)关于神经兴奋的叙述,错误的是 ( ) A.刺激神经纤维中部,产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导 B.兴奋在神经纤维上的传导方向是由兴奋部位至未兴奋部位 C.神经纤维的兴奋以局部电流的方式在神经元之间单向传递 D.在神经纤维膜外,局部电流的方向与兴奋传导的方向相反 【解题指南】解答本题应注意以下两点:
(1)“传导”和“传递”的区别:前者指兴奋在神经纤维上的传送,后者指兴奋在神经元之间的传送。 (2)确定膜内外局部电流的方向与兴奋传导方向的关系时,画出具体图示即可明确看出。
【解析】选C。本题考查兴奋的传导、传递及方向的判断。兴奋在神经纤维上以局部电流的形式由兴奋部位向未兴奋部位双向传导,A、B正确;兴奋在神经元之间是以神经递质的形式单向传递的,C错误;在神经纤维膜外,局部电流的方向与兴奋传导的方向相反,在膜内,局部电流的方向与兴奋传导的方向相同,D正确。 3.(2013·海南高考·T18)关于神经递质的叙述,错误的是 ( ) A.突触前神经元具有合成递质的能力 B.突触前神经元在静息时能释放神经递质 C.突触小体中的突触小泡内含有神经递质
D.递质与突触后膜上受体结合能引起后膜电位变化 【解题指南】解答本题时需关注以下两点: (1)轴突末梢形成突触小体。
(2)当神经末梢有神经冲动传来时,突触前膜内的突触小泡受到刺激,释放神经递质,引起突触后膜电位发生变化。
【解析】选B。本题考查兴奋在神经元之间的传递。A项,神经元之间信息传递是由突触前膜内的突触小泡释放递质,故正确。B项,当神经末梢有神经冲动传来时,释放神经递质,静息电位不会有神经递质释放,故错误。C项,神经递质在突触小泡内,由突触前膜释放,故正确。D项,释放的神经递质通过突触间隙,与突触后膜上的特异性受体结合,引发突触后膜电位变化,故正确。 4.(2013·海南高考·T19)关于细胞内外K+、Na+和Cl-的叙述,错误的是 ( ) A.Na+与神经细胞膜上兴奋传导有关 B.人体血浆中K+的浓度比红细胞中的高
C.神经细胞静息电位形成的主要原因是K+外流 D.Na+和Cl-是形成哺乳动物血浆渗透压的主要物质 【解题指南】解答本题时需关注以下两点:
(1)K+主要位于细胞内液中,维持细胞内渗透压;Na+和Cl-主要位于细胞外液中,维持细胞外液渗透压。 (2)静息时,K+外流,使膜外阳离子浓度高于膜内;受刺激时,Na+内流,使膜内阳离子浓度高于膜外。
【解析】选B。本题考查兴奋在神经纤维上的传导和膜电位产生的原理。A项,神经细胞内K+浓度明显高于膜外,而Na+浓度比膜外低;受到刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加,Na+内流,表现为内正外负,故正确。B项,血浆在细胞外,Na+浓度高,K+浓度低,故错误。C项,静息时,由于膜主要对K+有通透性,造成K+外流,维持静息电位,故正确。D项,细胞外液渗透压90%来源于Na+和Cl-,故正确。 5.(2013·浙江高考·T2)某哺乳动物神经细胞内外的K+和Na+浓度见下表。下列属于主动转运的是 ( )
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K+ Na+ 细胞内浓度 (mmol·L-1) 140.0 18.0 细胞外浓度 (mmol·L-1) 3.0 145.0 A.K+经钾离子通道排出细胞 B.K+与有关载体蛋白结合排出细胞 C.Na+经钠离子通道进入细胞 D.Na+与有关载体蛋白结合排出细胞 【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)物质跨膜运输的方式:主动转运、扩散和易化扩散。 (2)每种运输方式的特点: 扩散:从高浓度到低浓度;
主动转运:从低浓度到高浓度,需要载体蛋白和能量; 易化扩散:从高浓度到低浓度,需要载体蛋白。
【解析】选D。本题以表格为信息载体,综合考查物质跨膜运输的方式和学生分析表格数据的能力,同时涉及离子通道、载体蛋白等相关知识。在A项和C项中,根据表格,神经细胞外Na+浓度较高,细胞内K+浓度较高,K+经过离子通道排出细胞和Na+经过离子通道进入细胞时,都不需要消耗能量,应该属于被动转运,故错误;B项中,K+与有关载体蛋白结合排出细胞,运输方向由高浓度向低浓度,运输方式为易化扩散,故错误;D项中,Na+与有关载体蛋白结合排出细胞,运输方向由低浓度向高浓度,转运方式为主动转运,故正确。
6.(2013•安徽高考•T30)(20分)Ⅰ.(8分)将蛙脑破坏,保留脊髓,做蛙心静脉灌注,以维持蛙的基本生命活动。暴露蛙左后肢屈反射的传入神经和传出神经,分别连接电位计ⓐ和ⓑ。将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后,电位计ⓐ和ⓑ有电位波动,出现屈反射。下图为该反射弧结构示意图。
(1)用简便的实验验证兴奋能在神经纤维上双向传导,而在反射弧中只能单向传递。 (2)若在灌注液中添加某种药物,将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后,电位计ⓐ有波动,电位计ⓑ未出现波动,左后肢未出现屈反射,其原因可能有:① ;② 。 Ⅱ.(12分)合理密养、立体养殖是提高池塘养殖经济效益的有效措施。
(1)某池塘中有水草、绿藻、草鱼、鳙鱼(主要摄食浮游动物)和鳜鱼(肉食性),以及水蚤、轮虫等浮游动物。请按主要捕食关系,绘出该池塘生态系统的食物网。 (2)轮虫和水蚤的种间关系是 。
(3)研究池塘生态系统不同水层光合速率,对确定鱼的放养种类和密度有参考价值。从池塘不同深度采集水样,分别装入黑白瓶中(白瓶为透明玻璃瓶,黑瓶为黑布包裹的玻璃瓶)并封闭。然后,将黑白瓶对应悬挂于原水样采集位置,同时测定各水层剩余水样溶氧量,作为初始溶氧量。24 h后,测定各黑白瓶中溶氧量。若测得
某水层初始溶氧量为Amg•L-1,白瓶溶氧量为Bmg•L-1,黑瓶溶氧量为Cmg•L-1,则该水层总光合速率为 mg•L-1•d-1。若上午黑白瓶被悬挂于水深25 cm处时,白瓶意外坠落至池塘底部,短时间内,该瓶内绿藻叶绿体中C3含量 。
(4)从群落结构的角度分析,立体养殖可以 。从能量流动的角度分析,合理密养可以 。
【解题指南】正确解答Ⅰ题的关键:
(1)结合图中反射弧的结构,确定刺激的位点和观察指标,证明兴奋在神经元上传导的双向性和神经元之间传递的单向性。(2)兴奋在神经元之间传递过程:前一个神经元突触→突触小体→突触小泡→神经递质→突触
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间隙→突触后膜受体→突触后神经元兴奋。 正确解答Ⅱ题的关键:
(1)理解各种生物之间的营养关系,正确绘制食物网; (2)总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸速率;
(3)回忆群落空间结构的意义和研究能量流动的意义。
【解析】Ⅰ.本题考查兴奋的传导及实验设计和实验分析。(1)兴奋在神经纤维上的传导是双向的,但在神经元之间单向传递,因为神经递质只能由突触前膜释放,由突触后膜接收。“刺激电位计ⓑ与骨骼肌之间的传出神经,观察到电位计ⓑ有电位波动和左后肢屈腿(这两个现象合并方能说明兴奋在传出神经纤维上的传导是双向的),电位计ⓐ未出现电位波动(这个现象说明兴奋不能从传出神经传导到传入神经,在神经纤维间的传递是单向的)。(2)灌注某种药物后电位计ⓐ有波动,电位计ⓑ未出现波动,左后肢未出现屈反射,说明该药物应该是抑制了突触兴奋的传递,可能是抑制了突触前膜释放的(神经)递质与突触后膜上的特异性受体结合,也可能是抑制突触前膜释放(神经)递质。
Ⅱ.本题考查光合作用与细胞呼吸的关系、群落结构、种间关系、生态系统的结构功能。 (1)浮游动物以浮游植物为食,食物链从生产者开始,到最高营养级结束。 (2)轮虫和水蚤的食物相同,二者存在竞争关系。
(3)分析题干信息可以得出:A-C为呼吸作用氧气的消耗量,B-A为净光合作用氧气的净增量,(A-C)+(B-A)为总光合作用氧气产生量。水越深光照强度越小,光反应产生的[H]和ATP减少,C3因不能被还原而含量增加。 (4)从群落结构的角度分析,充分利用栖息空间和食物条件等资源,帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用,从能量流动的角度分析,合理密养可以帮助人们合理调整生态系统中的能量流动关系,使能量更多地流向人类。
答案:Ⅰ.(1)方法和现象:刺激电位计ⓑ与骨骼肌之间的传出神经。观察到电位计ⓑ有电位波动和左后肢屈腿,电位计ⓐ未出现电位波动。
(2)突触前膜释放的(神经)递质不能与突触后膜上的特异性受体结合 突触前膜不能释放(神经)递质 Ⅱ.(1)如右图
(2)竞争 (3)B-C 增加
(4)充分利用栖息空间和食物条件等资源 提高能量利用率,使生产者所固定的能量更多地流向人类
7.(2013•福建高考•T27)(16分)为探究铅中毒对大鼠学习记忆的影响,将大鼠分为四组,其中一组饮水,其余三组饮醋酸铅溶液,60天后进行检测。
检测a:用下图水迷宫(池水黑色,大鼠无法看到平台)进行实验,大鼠从入水点入水,训练其寻找水面下隐蔽平台,重复训练4天后撤去平台,测定大鼠从入水点到达原平台水域的时间; 检测b:测定脑组织匀浆铅含量及乙酰胆碱酯酶(AChE)活性。AChE活性检测原理:AChE可将乙酰胆碱(ACh)水解为胆碱和乙酸,胆碱与显色剂显色,根据颜色深浅计算酶活性。
组别 醋酸铅溶 液浓度 /g·L-1 脑组织 铅含量 /g·gprot-1 - 16 -
AChE活性 /U·mgprot-1 到达原平台 水域时间 /s
① ② ③ ④ 0 0.05 1 2 0.18 0.29 0.57 1.05 1.56 1.37 1.08 0.76 22.7 23.1 26.9 36.4 请回答: (1)表中用于评价大鼠学习记忆能力的指标是 ,通过该指标可知 组大鼠学习记忆能力最弱。
(2)ACh是与学习记忆有关的神经递质,该递质由突触前膜释放进入 ,与突触后膜上的受体结合,引发突触后膜 变化。ACh发挥效应后在 酶的催化下水解,本实验是通过检测单位时间内 的生成量,进而计算该酶的活性。
(3)表中结果表明:脑组织铅含量越高,ACh水解速度越 。
(4)水迷宫实验过程中,使短期记忆转化为长期记忆的措施是 ,以此强化神经元之间的联系。 【解题指南】解答本题要抓住以下几点:
(1)结合题干及表格数据,提取自变量和因变量之间的关系及因变量的判定指标。
(2)神经递质的产生、释放、作用途径:突触前膜释放—突触间隙—突触后膜受体接收—发挥作用—酶解。 【解析】本题考查兴奋在神经元之间的传导、大脑记忆等相关知识及设计实验和分析实验的能力。
(1)分析题干信息可以得出:用于评价大鼠学习记忆能力的指标是到达原平台水域时间,通过表格数据分析可以看出醋酸铅浓度最高的第④组学习记忆能力最弱。
(2)神经递质ACh由突触前膜释放进入突触间隙,与突触后膜上的受体结合,引发突触后膜上膜电位的改变,神经递质ACh发挥作用后在乙酰胆碱酯酶的催化下水解,水解后生成的胆碱的量能通过显色反应颜色深浅确定,因此本实验就是通过检测单位时间内胆碱的生成量来计算乙酰胆碱酯酶的活性。
(3)分析表格数据可以看出,脑组织铅的含量越高,AChE活性越低,ACh水解速度越慢,大鼠学习记忆能力越弱。
(4)短期记忆转化为长期记忆的措施是通过重复训练以强化神经元突触之间的联系。 答案:(1)到达原平台水域时间 ④
(2)突触间隙 电位 乙酰胆碱酯 胆碱 (3)慢 (4)重复训练
8.(2013•重庆高考•T8)(20分)某一单基因遗传病家庭,女儿患病,其父母和弟弟的表现型均正常。 (1)根据家族病史,该病的遗传方式是 ;母亲的基因型是 (用A、a表示);若弟弟与人群中表现型正常的女性结婚,其子女患该病的概率是 (假设人群中致病基因频率为1/10,结果用分数表示),在人群中男女患该病的概率相等,原因是男性在形成生殖细胞时 自由组合。
(2)检测发现,正常人体中的一种多肽链(由146个氨基酸组成)在患者体内为仅含前45个氨基酸的异常多肽链。异常多肽链产生的根本原因是 ,由此导致正常mRNA第 位密码子变为终止密码子。
(3)分子杂交技术可用于基因诊断,其基本过程是用标记的DNA单链探针与
进行杂交。若一种探针能直接检测一种基因,对上述疾病进行产前基因诊断时,则需要 种探针。若该致病基因转录的mRNA分子为“…ACUUAG…”,则基因探针序列为 ;为制备大量探针,可利用 技术。
【解题指南】本题(1)问是难点,注意题干关键信息“女儿患病,其父母和弟弟的表现型均正常”,这是典型的常染色体隐性遗传病模式;由于人群中a的基因频率为1/10,则A的基因频率为9/10,据此可推算出人群中基因型频率分别为:AA=9/10×9/10=81%,Aa=2×1/10×9/10=18%,aa=1/10×1/10=1%。
【解析】本题以人类遗传病为切入点,综合考查了遗传病类型的判定及相关概率计算、生物的变异与基因诊断等内容。
(1)因双亲正常,子代患病,无中生有推出该病为隐性遗传病且双亲为杂合子,又因女儿患病,父母正常,确定该病为常染色体隐性遗传病,父母的基因型均为Aa;正常双亲结合,其弟弟基因型为1/3AA、2/3Aa。人群中致病基因a的基因频率为1/10,则A的基因频率为9/10,据此可推算出人群中基因型频率分别
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为:81%AA,18%Aa,1%aa。由于该女性表现型正常,其基因型为AA或者Aa,只有基因型为Aa的女性与弟弟结婚其后代才可能出现患病子女,其基因型为Aa的概率为18%÷(1-1%)=2/11,可算出其子女患病概率为2/3×2/11×1/4=1/33;在减数分裂产生配子的过程中,携带致病基因的常染色体和性染色体结合的概率相等,故人群中男女患该病的概率相等。
(2)根据题意,患者体内氨基酸数目比正常人少,导致该现象出现的根本原因是指导该多肽合成的基因发生突变,导致翻译提前终止,患者体内多肽合成到45号氨基酸停止,说明基因突变导致第46位密码子变为终止密码子。
(3)DNA分子杂交是利用碱基互补配对的原理,用带标记的DNA单链探针与目的基因进行碱基互补配对,由mRNA中的碱基序列“ACUUAG”推出相应的模板链碱基序列为“TGAATC”,进而推出相应互补链碱基序列为“ACTTAG”,即为致病基因序列,致病基因DNA双链中任意一条均可以用来作为基因探针。制备大量探针,即扩增目的基因片段,可用PCR技术实现。
答案:(1)常染色体隐性遗传 Aa 1/33 常染色体和性染色体
(2)基因突变 46 (3)目的基因(待测基因) 2 ACTTAG(TGAATC) PCR
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