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巧解神经肌肉接头问题

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神经肌肉接头是传出神经元轴突末梢在骨骼肌纤维上的接触点,如下图,它类似于神经元之间的突触。二者的相同点:都需要靠神经递质执行功能;都是电信号―化学信号―电信号的传递过程。不同点:神经肌肉接头一般为兴奋性连接,连接的是神经元轴突末梢和肌膜,递质一般为乙酰胆碱;突触包括兴奋性连接和抑制性连接,连接的是两个神经元,神经递质种类繁多。

[放 大][轴突][髓鞘][突触小泡][肌膜][核][线粒体][轴突][髓鞘][施旺细

胞核][肌纤维]

神经肌肉接头传递信号的过程分为三个阶段:一是神经冲动传到肌肉接头处时,神经轴突末梢中的突触小泡膜与接头前膜发生融合而破裂;二是突触小泡中的乙酰胆碱释放到神经肌肉接头间隙;三是乙酰胆碱与肌膜上的受体结合,达到一定阈值时引发肌膜产生动作电位,不久乙酰胆碱就被分解或者被接头前膜重新摄取。该过程与神经元间的突触处信号传递过程相似,因而具备信号在突触处传递的一般特点。

例1 下列关于神经肌肉(肌肉指骨骼肌)接头及其相关结构和功能的叙述,正确的是( )

A.一个骨骼肌细胞中只有一个细胞核

B.神经肌肉接头的突触间隙中有组织液

C.突触后膜的表面积与突触前膜的相同

D.一个乙酰胆碱分子可使突触后膜产生动作电位

解析 骨骼肌细胞在发育过程中,是由许多胚胎细胞经细胞融合而成的,因此每一个骨骼肌细胞靠近细胞膜处有许多细胞核,A项错误。神经元和肌肉细胞为组织细胞,其间隙中有组织液,B项正确。如上图,突触后膜(肌膜)凹陷成许多深沟和皱褶,所以突触后膜的表面积要比突触前膜(接头前膜)的表面积大,C项错误。释放的乙酰胆碱分子积累到一定的量时,才能引发突触后膜产生动作电位,D项错误。

答案 B

点拨 本题以神经肌肉为载体,综合考查了骨骼肌细胞和神经肌肉接头的结构、内环境及神经调节的机理,综合性较强。在反射活动中,单个神经元传入一次冲动及其引起递质释放的量,一般不足以使突触后膜神经元产生动作电位,释放的递质积累到一定的量,才能激发突触后神经元产生动作电位,即有总和性。

[灵敏电流计][神经纤维][腓肠肌][①][②] 例2 右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

解析 既然“神经末梢与肌细胞的接触部位类似于突触”,突触所具备的特点神经肌肉接头也应具备,如该题涉及兴奋传递方向在神经肌接头处只能是单向的,即由神经传向肌肉细胞,且是电信号向化学信号的转变,故A项正确,C项错误;又由于兴奋在神经纤维上的传导方向是双向的,且膜内电流方向与兴奋的传导方向一致,故B和D项正确。

答案 C

点拨 此题必须结合图像对神经肌肉接头与突触进行类比迁移。由于神经递质只能由突触前膜释放,通过突触间隙作用于突触后膜,因此兴奋在突触处传递有单向性,这也是兴奋在反射弧中单向传递的原因。另外,相对于兴奋在神经纤维上的传导而言,这种传递需较长时间,具有延搁性。

例3 下图为反射弧中神经肌肉接头的结构及其生理变化示意图。

[突触前膜][Ach受体][肌膜][神经冲动]

(1)发生反射时,神经中枢产生的兴奋沿 神经传到突触前膜,导致突触小泡与前膜 ,释放神经递质乙酰胆碱(Ach);Ach与Ach受体结合后,肌膜发生 ,引起肌肉收缩。

(2)重症肌无力是自身免疫病,其病因是患者免疫系统把Ach受体当作抗原,使 被激活而增殖、分化、产生Ach受体抗体。Ach受体抗体与Ach受体特异性结合,造成Ach不能与Ach受体正常结合,导致 信号转换过程受阻。

解析 本题考查了神经肌肉接头传递信号的过程与影响传递的因素。通过图还看出,递质引起了肌膜电位变化,从而会发生肌肉收缩。抗体是由效应B细胞产生的,因此使B细胞被激活而增殖。突触释放递质,导致肌膜电位变化,因此是化学信号电信号转换过程受阻。

答案 (1)传出 融合 电位变化 (2)B细胞 化学信息向电

点拨 在分析理解此类问题时,要理清神经肌肉接头处传递信号的过程,每个环节都可能存在影响的药物,阻断或者加强突触的传递,即传递有敏感性。例如接头前膜Ach释放减少:肉毒杆菌中毒;抑制胆碱酯酶活性:有机磷农药;阻断Ach受体:箭毒和α银环蛇毒等等。

1.如下图为人体神经肌肉接头的结构示意图,下列有关该结构的说法中,正确的是( )

[肌膜][a][b][c][d][e][f]

①a为神经元短的树突

②e组织液,当其中的Ca2+含量过低时容易导致肌肉不能正常发挥功能

③c中的物质释放到e需要消耗能量并依赖于d的流动性

④f处的载体能将c释放的物质运进肌肉细胞,引起肌肉收缩

A.①④ B.②③ C.②④ D.③④

2.已知肌肉受到刺激会收缩,肌肉受刺激前后肌细胞膜内外的电位变化和神经纤维的电位变化一样,取三个新鲜的神经肌肉标本按下图连接,图中②、④、⑥指的是神经纤维与肌细胞之间的接头,此接头与突触结构类似。刺激①可引起图中右肌肉收缩,中肌肉和左肌肉也随后相继收缩。则下列相关叙述中正确的是( )

[左肌肉][中肌肉][右肌肉][⑤神经][③神经][①神经][②][④][⑥]

A.该实验进行时应将标本置于生理盐水中,若没有可用等渗的KCL溶液来代替

B.直接刺激⑤,则会引起收缩的肌肉是左肌肉和中肌肉

C.未接受刺激时,神经纤维保持静息状态,此时没有离子进出,各种离子在细胞膜内外浓度相等

D.肌肉细胞接受刺激时,细胞膜外电位将由负变正

[骨骼肌][神经元][A处][C处][B][①][②][③]3.右图是神经元网络结构示意简图,图中神经元①、②、③都是兴奋性神经元,且这些神经元兴奋时都可以引起下一级神经元或肌细胞的兴奋。和神经细胞一样,肌肉细胞在受到适宜的刺激后,也能引起细胞膜电位的变化。图中B处表示神经肌肉接头,其结构和功能与突触类似。请回答:

(1)给神经元②一个适宜刺激,在骨骼肌上能记录到膜电位的变化。这是因为刺激使神经元②兴奋,引起其神经末梢释放的 进入 ,随后与肌肉细胞膜上的 结合,导致肌肉细胞膜电位的变化。

(2)若给骨骼肌一个适宜刺激,在A处 (能、不能)记录到膜电位的变化,原因是 。

1. B 2. B

3. (1)神经递质 突触间隙 特异性受体

(2)不能 由肌细胞产生的兴奋在神经肌肉接头处不能逆向传递