簡析神經(jīng)—肌肉突觸的高考命題動向

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高三 來源: 高中學習網(wǎng)

1  結構基礎

 

興奮由神經(jīng)向肌肉的傳遞是通過神經(jīng)肌肉接點裝置(即神經(jīng)—肌肉突觸)得以實現(xiàn)的。神經(jīng)肌肉接點是運動神經(jīng)元軸突末梢在骨骼肌肌纖維上的接觸點。根據(jù)電子顯微鏡觀察,特化的神經(jīng)細胞軸突膜和肌細胞膜分別是神經(jīng)—肌肉突觸的突觸前膜和突觸后膜,二者之間的間隙為突觸間隙(如圖1)。在突觸前膜所在的突觸小體中有大量的突觸小泡,里面含有神經(jīng)肌肉傳遞的遞質(zhì)──乙酰膽堿(ACh)。

 

 

2  傳遞過程

 

神經(jīng)-肌肉突觸上興奮傳遞的過程與神經(jīng)細胞間興奮傳遞的過程類似:當興奮傳至突觸前膜時,其產(chǎn)生動作電位使膜的Ca2+通道開放,引起Ca2+內(nèi)流,從而使突觸小泡與突觸前膜融合破裂,將ACh釋放到突觸間隙,ACh與突觸后膜上的受體結合,使之發(fā)生變構,開放Na+、K+通道,導致Na+內(nèi)流、K+外流,最終使肌細胞產(chǎn)生動作電位(肌細胞受刺激前后膜內(nèi)外的電位變化和神經(jīng)纖維的電位變化一樣),引起收縮。這樣,興奮就單向地從運動神經(jīng)元傳至肌纖維。

 

3          考點動態(tài)

 

3.1  神經(jīng)—肌肉突觸的回避考查

 

神經(jīng)調(diào)節(jié),尤其是神經(jīng)沖動在神經(jīng)纖維和神經(jīng)元之間的傳導,一直是高考的核心考點。前些年高考反復考查了反射弧中神經(jīng)突觸的結構和傳遞機制。實際上,在反射弧結構中,傳出神經(jīng)末梢與效應器之間的連接為神經(jīng)—肌肉突觸,但2008年以前的高考一直回避了相關問題的考查。

 

例1(2008年海南卷第23題)  圖1是當A接受一定強度刺激后引起F收縮過程的示意圖。圖2為 圖1中D結構的放大示意圖。請回答:

 

⑵神經(jīng)纖維B在A中的細小分枝叫做          。用針刺A時,引起F收縮的現(xiàn)象被稱為       。針刺引起疼痛,產(chǎn)生痛覺的部位是             。

 

答案:⑵感受器(感覺神經(jīng)末梢) 反射 大腦皮層。

 

解析:神經(jīng)纖維末端的細小分枝叫神經(jīng)末梢,感覺神經(jīng)末梢及其周圍其他結構共同組成感受器;感受器可以感受外界刺激,產(chǎn)生興奮并通過反射弧引起反射活動;任何感覺的產(chǎn)生都在大腦皮層。

 

例2(2006年天津卷第6題)  某種藥物可以阻斷蟾蜍屈肌反射活動。下圖為該反射弧的模式圖。A、B為神經(jīng)纖維上的實驗位點,C為突觸間隙。下列實驗結果中,能夠證明這種藥物“在神經(jīng)系統(tǒng)中僅對神經(jīng)細胞間的興奮傳遞有阻斷作用”的是

 

 

①將藥物放在A,刺激B,肌肉收縮     ②將藥物放在B,刺激A,肌肉收縮

 

③將藥物放在C,刺激B,肌肉不收縮   ④將藥物放在C,刺激A,肌肉收縮

 

A.①③          B.②③         C.①④            D.②④

 

答案:A

 

解析:突觸的結構決定了反射弧結構中的興奮總是沿“感受器→傳入神經(jīng)→神經(jīng)中樞→傳出神經(jīng)→效應器”單向傳遞的。A點與效應器之間不需要經(jīng)過突觸傳導,所以刺激A點,都會引起肌肉收縮,與該藥物無關。而B點到效應器之間必須經(jīng)過突觸傳導,將藥物放在C點(突觸間隙),刺激B點肌肉不收縮,而將藥物放在A點(神經(jīng)纖維),則不影響B(tài)點到效應器的傳導,說明此種藥物“在神經(jīng)系統(tǒng)中僅對神經(jīng)細胞間的興奮傳遞有阻斷作用”。

 

3.2  神經(jīng)—肌肉突觸的獨立考查

 

自2008年以來,神經(jīng)—肌肉突觸的結構基礎和傳遞機制經(jīng)常作為題干信息,借以考查考生獲取信息、分析推理及解決實際問題的能力。

 

例3(2008年全國卷Ⅰ第30題第Ⅱ部分)  肌肉受到刺激會收縮,肌肉受刺激前后肌細胞膜內(nèi)外的電位變化和神經(jīng)纖維的電位變化一樣,F(xiàn)取兩個新鮮的神經(jīng)-肌肉標本,將左側標本的神經(jīng)搭在右側標本的肌肉上,此時神經(jīng)纖維與肌肉細胞相連接(實驗期間用生理鹽水濕潤標本),如圖4所示。圖中②、④指的是神經(jīng)纖維與肌細胞之間的接頭,此接頭與突觸結構類似。刺激①可引起右肌肉收縮,左肌肉也隨之收縮。請回答: 

 

⑵右肌肉興奮時,其細胞膜內(nèi)外形成的           電流會對③的神經(jīng)纖維產(chǎn)生            作用,從而引起③的神經(jīng)纖維興奮。

 

⑶直接刺激③會引起收縮的肌肉是                          。

 

答案:⑵局部   刺激⑶左肌肉和右肌肉。

 

解析:“②、④指的是神經(jīng)纖維與肌細胞之間的接頭,此接頭與突觸結構類似。刺激①可引起右肌肉收縮,左肌肉也隨之收縮!闭f明僅僅②、④處類似突觸連接,且傳遞方向由神經(jīng)纖維傳至肌肉;而兩個標本之間的連接不是突觸連接;“實驗期間用生理鹽水濕潤標本”說明搭在一起的兩個標本已通過生理鹽水連成一個整體,信號可以雙向傳導;“肌肉受到刺激前后肌細胞膜內(nèi)外的電位變化和神經(jīng)纖維的電位變化一樣!闭f明肌肉細胞和神經(jīng)纖維受到一定的刺激,均會產(chǎn)生興奮,且膜內(nèi)外電位變化相同;故刺激③處神經(jīng)纖維,產(chǎn)生的興奮電位變化同樣也可引起右側肌肉細胞產(chǎn)生電位差,進而引起右肌肉收縮。

 

例4(2009年重慶卷第30題第Ⅱ部分)  圖5是反射弧結構模式圖,a、b分別是放置在傳出神經(jīng)和骨骼肌上的電極,用于刺激神經(jīng)和骨骼;c是放置在傳出神經(jīng)上的電位計,用于記錄神經(jīng)興奮電位;d為神經(jīng)與肌細胞接頭部位,是一種突觸。

 

⑵用b刺激骨骼肌,     (能活不能)在c處記錄到電位。

 

答案:不能

 

解析:d為神經(jīng)與肌細胞接頭部位,是一種突觸,其興奮只能從傳出神經(jīng)傳至肌細胞,而不能由肌細胞傳至傳出神經(jīng)。故用b刺激骨骼肌,不能在c處記錄到電位。

 

3.3  神經(jīng)—肌肉突觸與神經(jīng)突觸的混合考查

 

有了2008年全國卷Ⅰ的鋪墊,這兩年全國各地的高考題很自然地將神經(jīng)—肌肉突觸與神經(jīng)突觸綜合到一起,甚至簡化了神經(jīng)—肌肉突觸的結構基礎和傳遞機制的信息介紹,考查考生舉一反三的創(chuàng)新能力和探究能力。

 

例5(2009年遼寧、寧夏卷第30題)  圖6是神經(jīng)元網(wǎng)絡結構示意簡圖,圖中神經(jīng)元①、②、③都是興奮性神經(jīng)元,且這些神經(jīng)元興奮時都可以引起下一級神經(jīng)元或肌細胞的興奮。和神經(jīng)細胞一樣,肌肉細胞在受到適宜的刺激后,也能引起細胞膜電位的變化。圖中B處表示神經(jīng)肌肉接頭,其結構和功能與突觸類似。請回答:

 

⑵若給骨骼肌一個適宜刺激,在A處          (能、不能)記錄到膜電位的變化,原因是                    。

 

⑶若在A處給予一個適宜刺激,在C處        (能、不能)記錄到膜電位的變化,原因是                                。

 

答案:⑵不能  由肌細胞產(chǎn)生的興奮在神經(jīng)肌肉接頭處不能逆向傳遞⑶能  興奮從A處傳到神經(jīng)元③,再傳到神經(jīng)元①,故在C處能測到膜電位的變化。

 

解析  圖中三個神經(jīng)元之間的連接為神經(jīng)突觸,B處表示神經(jīng)肌肉接頭,其結構和功能與突觸類似。肌細胞產(chǎn)生的興奮只能單向地從從運動神經(jīng)元傳至骨骼肌細胞,所以給骨骼肌一個適宜刺激,在A處不能記錄到膜電位的變化;而興奮可以從A處傳到神經(jīng)元③,再傳到神經(jīng)元①,故在C處能測到膜電位的變化。

 

例6(2010年安徽卷第30題)  圖7為神經(jīng)-肌肉連接示意圖。C1、C2表示免疫細胞,黑點(●)表示神經(jīng)元胞體,①~⑦表示神經(jīng)纖維。按圖示,肌肉受到刺激不由自主地收縮,神經(jīng)沖動在神經(jīng)纖維上出現(xiàn)的順序依次為_______(填①~⑦編號)。大腦感覺到肌肉受到刺激。其信號(神經(jīng)沖動)在神經(jīng)纖維上出現(xiàn)的順序依次為______(填①~⑦編號)。

 

答案:④⑤⑥   ③②①

 

解析:“肌肉受到刺激不由自主地收縮”說明神經(jīng)沖動不經(jīng)過大腦,肌肉既有傳入神經(jīng)支配(④⑤所在的神經(jīng)元),又和傳出神經(jīng)相連(⑥所在的神經(jīng)元),由突觸傳遞的單向性可知,神經(jīng)沖動沿此反射弧在神經(jīng)纖維上出現(xiàn)的順序依次為④→⑤→⑥;“大腦感覺到肌肉受到刺激”說明神經(jīng)沖動傳向大腦,其信號(神經(jīng)沖動)在神經(jīng)纖維上出現(xiàn)的順序依次為③→②→①。


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