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簡析神經—肌肉突觸的高考命題動向

編輯: 路逍遙 關鍵詞: 高三 來源: 記憶方法網

1  結構基礎

 

興奮由神經向肌肉的傳遞是通過神經肌肉接點裝置(即神經—肌肉突觸)得以實現的。神經肌肉接點是運動神經元軸突末梢在骨骼肌肌纖維上的接觸點。根據電子顯微鏡觀察,特化的神經細胞軸突膜和肌細胞膜分別是神經—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,里面含有神經肌肉傳遞的遞質──乙酰膽堿(ACh)。

 

 

2  傳遞過程

 

神經-肌肉突觸上興奮傳遞的過程與神經細胞間興奮傳遞的過程類似:當興奮傳至突觸前膜時,其產生動作電位使膜的Ca2+通道開放,引起Ca2+內流,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,使之發生變構,開放Na+、K+通道,導致Na+內流、K+外流,最終使肌細胞產生動作電位(肌細胞受刺激前后膜內外的電位變化和神經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元傳至肌纖維。

 

3          考點動態

 

3.1  神經—肌肉突觸的回避考查

 

神經調節,尤其是神經沖動在神經纖維和神經元之間的傳導,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突觸的結構和傳遞機制。實際上,在反射弧結構中,傳出神經末梢與效應器之間的連接為神經—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收縮的現象被稱為       。針刺引起疼痛,產生痛覺的部位是             。

 

答案:⑵感受器(感覺神經末梢) 反射 大腦皮層。

 

解析:神經纖維末端的細小分枝叫神經末梢,感覺神經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,產生興奮并通過反射弧引起反射活動;任何感覺的產生都在大腦皮層。

 

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“在神經系統中僅對神經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→神經中樞→傳出神經→效應器”單向傳遞的。A點與效應器之間不需要經過突觸傳導,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(神經纖維),則不影響B點到效應器的傳導,說明此種藥物“在神經系統中僅對神經細胞間的興奮傳遞有阻斷作用”。

 

3.2  神經—肌肉突觸的獨立考查

 

自2008年以來,神經—肌肉突觸的結構基礎和傳遞機制經常作為題干信息,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外的電位變化和神經纖維的電位變化一樣。現取兩個新鮮的神經-肌肉標本,將左側標本的神經搭在右側標本的肌肉上,此時神經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,其細胞膜內外形成的           電流會對③的神經纖維產生            作用,從而引起③的神經纖維興奮。

 

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外的電位變化和神經纖維的電位變化一樣!闭f明肌肉細胞和神經纖維受到一定的刺激,均會產生興奮,且膜內外電位變化相同;故刺激③處神經纖維,產生的興奮電位變化同樣也可引起右側肌肉細胞產生電位差,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和骨骼肌上的電極,用于刺激神經和骨骼;c是放置在傳出神經上的電位計,用于記錄神經興奮電位;d為神經與肌細胞接頭部位,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為神經與肌細胞接頭部位,是一種突觸,其興奮只能從傳出神經傳至肌細胞,而不能由肌細胞傳至傳出神經。故用b刺激骨骼肌,不能在c處記錄到電位。

 

3.3  神經—肌肉突觸與神經突觸的混合考查

 

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—肌肉突觸與神經突觸綜合到一起,甚至簡化了神經—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是神經元網絡結構示意簡圖,圖中神經元①、②、③都是興奮性神經元,且這些神經元興奮時都可以引起下一級神經元或肌細胞的興奮。和神經細胞一樣,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  由肌細胞產生的興奮在神經肌肉接頭處不能逆向傳遞⑶能  興奮從A處傳到神經元③,再傳到神經元①,故在C處能測到膜電位的變化。

 

解析  圖中三個神經元之間的連接為神經突觸,B處表示神經肌肉接頭,其結構和功能與突觸類似。肌細胞產生的興奮只能單向地從從運動神經元傳至骨骼肌細胞,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處傳到神經元③,再傳到神經元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-肌肉連接示意圖。C1、C2表示免疫細胞,黑點(●)表示神經元胞體,①~⑦表示神經纖維。按圖示,肌肉受到刺激不由自主地收縮,神經沖動在神經纖維上出現的順序依次為_______(填①~⑦編號)。大腦感覺到肌肉受到刺激。其信號(神經沖動)在神經纖維上出現的順序依次為______(填①~⑦編號)。

 

答案:④⑤⑥   ③②①

 

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


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