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限时练18 膜电位的产生与兴奋的传导、传递和以“下丘脑”为
中心的激素调节
(选择题每小题3 分)
一、选择题
突破点1 膜电位的产生与兴奋的传导、传递
1.(2025·河北卷)血液中CO2浓度升高刺激Ⅰ型细胞,由此引发的Ca2+内流促使神经递质
释放,引起传入神经兴奋,最终使呼吸加深加快。通过Ⅰ型细胞对信息进行转换和传递的
通路如图所示。下列叙述错误的是( )
A.Ⅰ型细胞受CO2浓度升高刺激时,胞内K+浓度降低,引发膜电位变化
B.阻断Ⅰ型细胞的Ca2+内流,可阻断该通路对呼吸的调节作用
C.该通路可将CO2浓度升高的刺激转换为传入神经的电信号
D.机体通过Ⅰ型细胞维持CO2浓度相对稳定的过程存在负反馈调节
2.(2025·广东佛山二模)感到痛时一般不会感到痒,搔抓可起到缓解痒觉的作用。痒觉与
痛觉的受体和信号通路如图所示,其中TRPV1 为痛觉受体,MrgprA3 为痒觉受体,A~F 为
脊髓中的神经元,其中A 能表达TRPV1,B 能表达TRPV1 和MrgprA3,a、b、c 为三种不
同的神经递质。下列叙述正确的是( )
A.痒觉刺激物激活MrgprA3 后,在E 处形成痒觉
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B.TRPV1 被激活后,C 和E 均能产生兴奋
C.a 作用于突触后膜后能引起Na+通道开放
D.搔抓止痒的原因是搔抓刺激抑制了F 的活动
3.(2025·安徽模拟)研究发现,河豚毒素能特异性地抑制Na+通道,且随着作用时间延长,效
果会越明显;但河豚毒素对K+通道无直接影响。下列有关叙述错误的是( )
A.河豚毒素作用的神经纤维动作电位峰值减小
B.K+通过转运蛋白进出神经元时均不消耗能量
C.河豚毒素作用后时间越长,肌肉松弛症状越明显
D.河豚毒素作用后神经元膜外局部电流方向与兴奋传导方向相反
突破点2 以“下丘脑”为中心的激素调节
4.(2025·江苏卷)关于人体的内环境与稳态,下列叙述错误的是( )
A.血浆Na+浓度升高时,肾上腺皮质分泌的醛固酮增加,抑制肾小管对Na+的重吸收
B.血浆H+浓度升高时,HCO3
-与H+结合,H2CO3分解成CO2和H2O,CO2排出体外
C.寒冷刺激时,肾上腺素、甲状腺激素分泌增加,细胞代谢增强,产热增加
D.体内失水过多时,抗利尿激素释放量增加,促进肾小管、集合管对水的重吸收
5.(2025·广东卷)为研究运动强度对人体生理活动的影响。某研究团队招募一批健康受
试者分别进行3 min 低强度运动和高强度运动,运动开始后血浆乳酸水平见图。下列叙
述错误的是( )
A.高强度运动时,肾上腺素和胰高血糖素协同作用升高血糖
B.高强度运动血浆乳酸水平达到峰值时,骨骼肌细胞无氧呼吸强度最高
C.两种强度运动后,血浆乳酸水平的变化均不影响血浆pH 的相对稳定
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D.两种强度运动后,交感神经与副交感神经活动的强弱均会发生转换
6.(2025·黑吉辽蒙卷)黄毛鼠在不同环境温度下独居或聚群时的耗氧量(代表产热量)测定
值见下图。下列叙述正确的是( )
A.与20 ℃相比,10 ℃时,黄毛鼠产热量增加,散热量减少
B.10 ℃时,聚群个体的产热量和散热量比独居的多
C.10 ℃时,聚群个体下丘脑合成和分泌TRH 比独居的少
D.聚群是黄毛鼠在低温环境下减少能量消耗的生理性调节
7.(2025·山东卷改编)低钠血症患者的血钠浓度和细胞外液渗透压均低于正常值。依据
患者细胞外液量减少、不变或轻度增高和增加,依次称为低容量性、等容量性和高容量
性低钠血症。下列说法错误的是( )
A.醛固酮分泌过多可能引起低容量性低钠血症
B.抗利尿激素分泌过多可能引起高容量性低钠血症
C.与患病前相比,等容量性低钠血症患者更不易产生渴感
D.与患病前相比,低钠血症患者的细胞外液中总钠量可能增加
二、非选择题
8.(12 分)(2025·山西晋城二模)咖啡由于其独特的风味和提神功能,受到了广大消费者的
喜爱。与此同时,咖啡对人体健康的影响也受到广泛关注,且富有争议。目前研究者已从
不同角度对咖啡进行了探索分析。回答下列问题。
(1)咖啡因是咖啡中的一种生物碱,能够促进多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素等神经递
质的释放,从而刺激神经系统,此过程 (填“属于”或“不属于”)反射,肾上
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腺素的分泌增加受 (填“交感”或“副交感”)神经的支配,有助于心率加快,提
高注意力和警觉性。
(2)如图为咖啡因的一种作用方式,推测腺苷(具有抑制觉醒神经元的作用)与受体结合后
会促进觉醒神经元 (填“Na+”或“Cl-”)通道开放。据图分析咖啡提神的原理是
,因而喝咖啡能够 (填“长”或“短”)时间消除困倦。
(3)咖啡在提神方面的效果因人而异,在分析了3 000 名咖啡爱好者的基因组后,发现携带
PDSS2 基因突变的研究对象日均咖啡消费量更低。有人认为,PDSS2 基因突变会降低动
物体分解咖啡因的能力,让咖啡因在体内存留时间更长。请以野生型小鼠为材料,运用基
因修饰等手段,设计实验检验这一理论。
实验思路:
。
预期实验结果及结论:
。
9.(11 分)(2025·湖北武汉模拟)人体受到压力等刺激时,神经系统和内分泌系统会作出反
应,以维持人体自身稳态和适应环境。其中肾上腺发挥了重要作用,其部分调节机制如图
所示。回答下列问题。
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(1)压力刺激时,交感神经促进肾上腺髓质分泌肾上腺素,属于 调节,其中交感神
经所在的反射弧中相关的效应器是
。
(2)除图示中肾上腺素外, (填激素名称)也能促使代谢加快,除图示中
肾上腺素、糖皮质激素外, (填激素名称)也
能升高血糖。
(3)压力刺激引起的神经冲动还能传到下丘脑,该部位的某些神经细胞分泌促肾上腺皮质
激素释放激素作用于A 管理肾上腺皮质,促进糖皮质激素分泌,该过程属于 调
节,其意义是
。
(4)若患者肾上腺皮质功能减退,为判断病变原因,临床上可抽血检测激素含量,若检测结
果是肾上腺皮质激素偏低、促肾上腺皮质激素和促肾上腺皮质激素释放激素含量均偏
高,初步判定可能是肾上腺皮质病变。为进一步排除下丘脑和垂体病变的可能,利用模型
小鼠,设计实验方案及预期结果:
。
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参考答案
1.A 解析 由题图可知,CO2浓度升高刺激Ⅰ型细胞时,钾通道关闭,K+外流受阻,胞内
K+浓度升高,引发膜电位变化,A 项错误。Ca2+内流促使神经递质释放,若阻断Ca2+内流,神
经递质无法释放,传入神经无法兴奋,该通路对呼吸的调节作用被阻断,B 项正确。CO2浓
度升高(化学信号)刺激Ⅰ型细胞,引发膜电位变化、Ca2+内流等,最终使传入神经兴奋(电
信号),实现了化学信号到电信号的转换,C 项正确。CO2浓度升高刺激Ⅰ型细胞,最终使
呼吸加深加快,排出更多CO2,进而使CO2浓度降低,此过程存在负反馈调节,D 项正确。
2.C 解析 痒觉是在大脑皮层形成的,而不是E 处(脊髓),A 项错误。感到痛时一般不会
感到痒,由图可知,TRPV1 被激活后,兴奋能传到C,a 是兴奋性神经递质,b 是抑制性神经
递质,故会阻止兴奋传递到E,所以E 不能产生兴奋,B 项错误。a 是兴奋性神经递质,作用
于突触后膜后能引起Na+通道开放,使突触后膜产生兴奋,C 项正确。F 可以接受兴奋性
神经递质a 的刺激从而兴奋,F 兴奋后会释放抑制性神经递质b,搔抓止痒的原因是搔抓
刺激促进了F 的活动,从而止痒,D 项错误。
3.B 解析 Na+内流产生动作电位,河豚毒素能特异性地抑制Na+通道,因此河豚毒素作用
的神经纤维动作电位峰值减小,A 项正确。神经元内的K+浓度高于细胞外,因此K+通过
转运蛋白出神经元时为协助扩散,不需要消耗能量,但是K+通过转运蛋白进神经元时为
逆浓度梯度的主动运输,需要消耗能量,B 项错误。河豚毒素能特异性地抑制Na+通道,人
中毒后肌肉会松弛,且随着作用时间延长,效果会越明显,C 项正确。兴奋的传导方向与
膜内局部电流方向相同,与膜外局部电流方向相反,D 项正确。
4.A 解析 醛固酮的作用是促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的稳定,
所以,当血浆Na+浓度升高时,肾上腺皮质分泌的醛固酮应减少,A 项错误。HCO3
-/H2CO3
是血浆中的重要缓冲物质,当血浆H+浓度升高时,HCO3
-与H+结合形成H2CO3,H2CO3分解
成CO2和H2O,CO2通过呼气排出体外,从而维持血浆pH 的相对稳定,B 项正确。寒冷刺
激时,下丘脑体温调节中枢兴奋,刺激肾上腺分泌肾上腺素,同时通过下丘脑—垂体—甲
状腺轴,促进甲状腺激素的分泌,细胞代谢增强,产热增加,从而维持体温相对稳定,C 项正
确。抗利尿激素能促进肾小管、集合管对水的重吸收,当体内失水过多时,细胞外液渗透
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压升高,由下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加,尿量减少,维持细胞外液渗透压相
对稳定,D 项正确。
5.B 解析 高强度运动时,消耗血糖的速度明显加快,需要身体及时补充血糖,肾上腺素
和胰高血糖素均能升高血糖,二者在升高血糖过程中起协同作用,A 项正确。根据题干信
息可知,高强度运动进行了3 min,此时细胞无氧呼吸强度最高,随着运动停止,无氧呼吸强
度逐渐减弱,但血浆乳酸水平仍然在升高,大约在7 min 左右时到达最高峰,B 项错误。两
种强度运动后,血浆乳酸水平下降并逐渐恢复到正常范围,均不影响血浆pH 的相对稳
定,C 项正确。两种强度运动时,交感神经的活动占主导作用,运动后副交感神经的活动
占主导作用,故交感神经与副交感神经活动的强弱均会发生转换,D 项正确。
6.C 解析 恒温动物体温恒定,产热量与散热量始终相等,与20 ℃相比,10 ℃时环境温度
低,黄毛鼠产热量增加,散热量也增加,A 项错误。由题图可知,10 ℃时聚群个体耗氧量(产
热量)低于独居个体,因聚群利于保温,散热量也低于独居个体,B 项错误。10 ℃时,聚群个
体产热量少,说明其下丘脑合成和分泌的促甲状腺激素释放激素(TRH)比独居个体少,C
项正确。聚群是黄毛鼠在低温环境下减少能量消耗的行为性调节,并非生理性调节,D 项
错误。
7.A 解析 醛固酮的作用是促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,若醛固酮分泌过多,重
吸收的Na+增多,可引起血钠含量上升,不会引起低钠血症,A 项错误。抗利尿激素的作用
是促进肾小管和集合管对水的重吸收,抗利尿激素分泌过多,重吸收水过多可能引起高容
量性低钠血症,B 项正确。与患病前相比,等容量性低钠血症患者血浆渗透压降低,不容
易产生渴感,C 项正确。与患病前相比,高容量性低钠血症患者因为细胞外液量增加,所
以细胞外液中总钠量可能增加,D 项正确。
8.答案 (1)不属于 交感
(2)Cl- 咖啡因与腺苷结构相似,能够与其竞争腺苷受体A1 的结合位点,使腺苷无法发挥
抑制作用,从而保持觉醒神经元兴奋 短
(3)取生理状况基本相同的野生型小鼠若干,随机均分为两组,实验组利用基因修饰等技
术使其PDSS2 基因发生突变,并注射适量咖啡因,对照组只注射同等剂量的咖啡因,不进
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行基因修饰处理,检测此时小鼠血液中的咖啡因浓度并记录;在相同且适宜的条件下培养
两组小鼠,并间隔相同时间多次检测并比较两组小鼠血液中咖啡因浓度的变化 若实验
组小鼠血液中咖啡因浓度下降量显著小于对照组,则PDSS2 基因突变会降低动物分解咖
啡因的能力,让咖啡因在体内存留时间更长;若差异不显著,则PDSS2 基因突变不能降低
动物分解咖啡因的能力,不能让咖啡因在体内存留时间更长
解析 (1)反射的形成需要经过完整的反射弧并且有适宜的刺激,神经递质释放进而刺激
神经系统并未经过完整的反射弧,因此该过程不属于反射。肾上腺素的分泌增加受交感
神经的支配。
(2)据题干信息可知,腺苷具有抑制觉醒神经元的作用,因此当腺苷与受体结合后,会促进
觉醒神经元Cl-通道的开放,进而抑制神经元的兴奋。据图分析,咖啡因与腺苷结构相似,
能够与其竞争腺苷受体A1 的结合位点,使腺苷无法发挥抑制作用,从而保持觉醒神经元
兴奋。喝咖啡能够短时间消除困倦。
(3)有人认为,PDSS2 基因突变会降低动物体分解咖啡因的能力,让咖啡因在体内存留时
间更长。要设计实验检验这一理论,即本实验是为了探究PDSS2 基因突变对动物体分解
咖啡因的能力的影响。因此实验的自变量为PDSS2 基因是否突变(是否进行基因修饰),
因变量为小鼠血液中咖啡因浓度的变化,无关变量应保证相同且适宜。实验思路及预期
实验结果、结论见答案。
9.答案 (1)神经 交感神经末梢及其支配的肾上腺髓质
(2)甲状腺激素 胰高血糖素、甲状腺激素
(3)分级 放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体稳态
(4)给模型小鼠注射过量的肾上腺皮质激素,其血液中的促肾上腺皮质激素和促肾上腺皮
质激素释放激素含量均降低
解析 (1)人体受到压力刺激时,交感神经促进肾上腺髓质分泌肾上腺素,这是通过神经系
统对内分泌腺的调节,属于神经调节。效应器是指传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺
体等,交感神经促进肾上腺髓质分泌肾上腺素,所以交感神经所在反射弧中相关的效应器
是交感神经末梢及其支配的肾上腺髓质。(2)除肾上腺素外,甲状腺激素也能使代谢加快。
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除肾上腺素、糖皮质激素外,胰高血糖素能促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖从
而升高血糖,甲状腺激素能促进细胞代谢,在一定程度上也可升高血糖。(3)下丘脑分泌
促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体,垂体分泌促肾上腺皮质激素作用于肾上腺皮质,
促进糖皮质激素分泌,这属于分级调节。分级调节的意义在于放大激素的调节效应,形成
多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体稳态。(4)要进一步排除下丘脑和垂体病
变的可能,可利用负反馈调节原理。给模型小鼠注射过量的肾上腺皮质激素,若下丘脑和
垂体功能正常,血液中的促肾上腺皮质激素和促肾上腺皮质激素释放激素含量会因负反
馈调节而降低。
