第2章 第3节 神经冲动的产生和传导

一
二
三
[思考] 可卡因为什么会使人上瘾? 答案:吸食可卡因后,可卡因会使突触前膜上的转运蛋白失去回收 多巴胺的功能,于是多巴胺就留在突触间隙持续发挥作用,导致突 触后膜上的多巴胺受体减少。当可卡因药效失去后,由于多巴胺受 体已减少,机体正常的神经活动受到影响,服药者就必须服用可卡 因来维持这些神经元的活动,于是形成恶性循环,毒瘾难戒。
探究点一
探究点二
3.根据图丙分析局部电流的形成机理。 答案:当神经纤维某一部位受到刺激时,兴奋部位表现为内正外负 的兴奋状态,而邻近的未兴奋部位仍然是内负外正。在兴奋部位和 未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动,这样就形成了 局部电流。
探究点一
探究点二
归纳提升 1.兴奋在离体神经纤维上的传导 (1)特点(方向):双向传导。 (2)传导形式:局部电流(电信号或神经冲动)。 (3)电流方向:在膜外,局部电流的方向与兴奋传导方向相反;在膜内, 与兴奋传导方向相同。
第3节 神经冲动的产生和传导
学习 目标
1.理解神经纤维上兴奋的产生和传导过程,培养分析与综 合、抽象与归纳等科学思维能力。 2.掌握兴奋在神经元之间的传递过程及特点,形成结构与 功能观、局部与整体观。
一
二
三
一、兴奋在神经纤维上的传导 1.神经表面电位差的实验
神经表面电位差的实验示意图
一
二
三
(1)静息时,电表没有测出电位差,说明静息时神经表面各处电位 相等。 (2)而在图示位置的左侧给予刺激时,电表发生2次偏转,这说明刺激 后会引起a、b间两次出现电位差。 (3)实验说明在神经系统中,兴奋是以电信号(又叫神经冲动)的形式 沿着神经纤维传导的。 2.兴奋传导形式 兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的,也叫神经冲动。
探究点一
探究点二
拓展提升药物对兴奋传递的影响 (1)某些药物与突触后膜上的受体结合,兴奋无法在细胞间传递,导 致肌肉松弛(肌无力)。 (2)药物抑制分解神经递质的酶的活性,使神经递质持续作用于突触 后膜上的受体,导致肌肉僵直、震颤。 (3)药物止痛机理:药物与神经递质争夺突触后膜上的特异性受体, 阻碍兴奋的传递;药物阻碍神经递质的合成与释放。
探究点一
探究点二
1.突触前膜、突触后膜分别由哪些结构形成? 答案:突触前膜是轴突末端膨大的突触小体的膜;突触后膜是下一 个神经元的细胞体的膜或树突的膜,也可能是效应器中的肌肉细胞 膜或腺细胞的膜。
探究点一
探究点二
2.请结合图示分析兴奋在突触间只能单向传递的原因。 答案:神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜 释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向 的。 3.为什么兴奋在神经元之间传递的速度比在神经纤维上要慢? 答案:兴奋在突触间传递要完成电信号→化学信号→电信号转换。
探究点一
探究点二
活学活练
1.在一条离体的神经纤维的中段施加一定强度的电刺激,使其兴奋, 则( ) A.所产生的神经冲动仅向轴突末梢方向传导 B.所产生的神经冲动仅向树突末梢方向传导 C.未兴奋部位的膜内表现为正电位,膜外为负电位 D.兴奋部位的膜外表现为负电位,膜内为正电位 解析:在离体神经纤维的中段施加一定强度的电刺激,产生的兴奋 能向神经纤维两端传导;未兴奋区域膜外表现为正电位,膜内为负 电位;兴奋区域膜外表现为负电位,膜内为正电位。 答案:D
二
三
预习反馈 1.判断 (1)未受刺激时,膜电位为外负内正,受刺激后变为外正内负。( × ) (2)神经元细胞膜外Na+的内流是形成静息电位的基础。( × ) (3)刺激离体的神经纤维中部,产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导。 (√) (4)神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相同。 (√)
一
探究点一
探究点二
归纳提升 1.突触与突触小体的比较 (1)组成不同:神经元的轴突末梢多次分枝,每个小枝末端膨大,呈杯 状或球状,叫作突触小体。突触由突触前膜、突触间隙、突触后膜 构成。 (2)信号转换不同:在突触小体上的信号转换是由电信号→化学信 号;突触的信号转换是电信号→化学信号→电信号。
探究点一
探究点一
探究点二
活学活练1.在反射弧中,电刺激传入神经末梢,兴奋能传到效应器,
一
二
三
2.据图填空
A.突触前膜,B.突触间隙,C.突触后膜,D.轴突,E.线粒体, F.突触小泡,G.突触小体。
探究点一
探究点二
兴奋在神经纤维上的传导 情境导引 图甲表示神经纤维未受刺激时膜内外侧的电位情况;图乙、图丙分 别表示受刺激后的电位变化及兴奋传导的情况。请讨论解决下列 问题。
探究点一
探究点一
探究点二
典例剖析
取出枪乌贼完整无损的粗大神经纤维
并置于适宜的环境中,进行如图所示的
实验。G表示灵敏电流计,a、b为两个
微型电极,阴影部分表示开始发生局部电流的区域。请据图分析回
答下列问题。
(1)静息状态时的电位,A侧为
,B侧为
(填“正”或“负”)。
(2)局部电流在膜外由
部位流向
部位,这样就形
探究点二
2.神经递质 (1)存在部位:突触小体的突触小泡内,它的形成与高尔基体有关。 (2)释放方式:胞吐,需要消耗能量,只能由突触前膜释放,作用于突触 后膜。 (3)作用效果:与突触后膜相应的受体结合引起突触后神经元兴奋 或抑制。 (4)作用后去向:神经递质发挥作用后,会被相应酶分解或被突触前 膜吸收重新利用。
探究点一
探究点二
2.如图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。下列说法与图 示相符的是( ) A.图中兴奋部位是B和C B.图中弧线最可能表示局部电流方向 C.图中兴奋传导方向是C→A→B D.兴奋传导方向与膜外电流方向一致 解析:处于静息电位时,细胞膜两侧表现为内负外正,由此可知图中 A部位电位发生变化,此处为兴奋部位,与相邻两侧形成电位差,则 图中弧线可以表示局部电流的方向,膜内电流向A两侧传导,从而导 致兴奋向A两侧传导,两者方向一致,与膜外电流方向相反。 答案:B
二
三
2.据图填空
(1)上图中的a、c处表示处于静息电位;b处表示处于动作电位(用图 中字母回答)。 (2)神经细胞膜内,局部电流的方向和兴奋传导的方向相同;神经细 胞膜外,局部电流的方向和兴奋传导的方向相反。
一
二
三
二、兴奋在神经元之间的传递 1.突触小体和突触 (1)突触小体:神经元的轴突末梢经过多次分枝,最后每个小枝末端 膨大,呈杯状或球状。 (2)突触:突触由突触前膜、突触间隙与突触后膜组成。 2.传递过程 兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢→突触小泡向突触前 膜移动并融合释放神经递质→神经递质通过突触间隙扩散到突触 后膜的受体附近→神经递质与突触后膜上的受体结合→突触后膜 上的离子通道发生变化,引发电位变化→神经递质被降解或回收。
探究点一
探究点二
3.比较兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递
比较项目 兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经元间(突触)的 传递
结构基础 神经元(神经纤维)
突触
信号变化 电信号
电信号→化学信号 →电信号
速度 快
慢
方向 双向
单向传递
探究点一
探究点二
典例剖析 下图为突触结构示意图,下列相关叙述正确的是( )
探究点一
探究点二
兴奋在神经元之间的传递 情境导引
短跑赛场上,发令枪一响,运动员会像离弦的箭一样冲出。现在世 界短跑比赛规则规定,在枪响后0.1 s内起跑被视为抢跑。刺激使感 受器产生了兴奋,经神经传入、大脑加工、传出以及效应器反应都 需要一定的时间。一般人的反应时间应该在0.2 s以上,经过训练的 运动员应该也不会低于0.1 s。兴奋在神经元之间传递的速度比在 神经纤维上要慢。结合下图讨论解决下列问题。
探究点二
1.图甲表示未受刺激时神经纤维处于静息状态,此时膜内外侧静息 电位的形成机理是什么? 答案:神经细胞外的Na+浓度比膜内要高,K+浓度比膜内低,静息时, 神经细胞膜主要对K+有通透性,造成K+外流,使膜外阳离子浓度高 于膜内,因此静息电位表现为内负外正。 2.图乙表示当神经纤维某一部位受到刺激时动作电位的形成过程, 神经细胞膜受刺激部位内外两侧的电位发生逆转的原因是什么? 答案:当神经纤维某一部位受到刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加, 大量Na+内流,这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化,因此表现 为内正外负的兴奋状态。
探究点一
探究点二
2.膜电位变化曲线解读
神经细胞内K+浓度明显高于膜外,而
Na+浓度比膜外低。离体神经纤维某
一部位受到适宜刺激时,受刺激部位
细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化,
产生神经冲动。如图为该部位受刺激
前后,膜两侧电位差的变化。
(1)AB段:静息电位,K+外流,膜电位为内负外正。 (2)BC段:受刺激时,动作电位,Na+大量内流,膜电位变为内正外负。 (3)CD段:K+大量外流,膜电位恢复为内负外正。 (4)兴奋完成后,钠—钾泵活动增强,将Na+泵出,将K+泵入,以恢复细 胞内K+浓度高和细胞外Na+浓度高的状态。
一
二
三
预习反馈 1.判断 (1)突触的结构包括突触小体、突触间隙和突触后膜。( × ) (2)兴奋通过神经递质在突触处进行双向传递。( × ) (3)神经递质是一种信号分子。( √ ) (4)神经元与肌肉或某些腺体细胞之间也能形成突触。( √ ) (5)可卡因既是一种兴奋剂,也是一种毒品。( √ ) (6)神经递质作用于突触后膜上的受体一定能引起下一个神经元的 兴奋。( × ) (7)在反射过程中,兴奋在反射弧中的传导也是双向的。( × )
探究点一
探究点二
归纳总结兴奋在神经纤维上传导时电表指针偏转情况的分析
(1)刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电表指针发生两次方向相反的偏 转。 (2)刺激b点(d点),电表指针发生两次方向相反的偏转。 (3)刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电表指针不发生偏转。 (4)刺激bc或cd之间的任一部位,电表指针发生两次方向相反的偏转。
一
二来自百度文库
三
3.兴奋传导的机制和过程 (1)静息电位表现为内负外正,是由K+外流形成的。 (2)动作电位表现为内正外负,是由Na+内流形成的。 (3)兴奋部位与未兴奋部位之间存在电位差,形成了局部电流。 (4)局部电流刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化,兴奋向前 传导,原兴奋部位又恢复为静息电位。
一
成了局部电流回路。
(3)兴奋在神经纤维上的传导是
的。
(4)如果将a、b两电极置于神经纤维膜外,同时在c处给予一个强刺
激(如上图所示),电流计的指针会发生两次方向
(填“相同”
或“相反”)的偏转。
探究点一
探究点二
解析:神经纤维上兴奋的传导具有双向性。静息状态时,膜电位是 “外正内负”;兴奋状态时,兴奋部位的电位是“外负内正”。若在c处 给予一个强刺激,当b点兴奋时,a点并未兴奋,即b点膜外是负电位, 而a点膜外是正电位,根据电流由正极流向负极,可知此时电流计的 指针向右偏转;同理,当a点兴奋时,b点并未兴奋,此时电流计的指针 向左偏转。 答案:(1)正 负 (2)未兴奋 兴奋 (3)双向 (4)相反
一
二
三
3.传递特点 (1)特点:单向传递。
①神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中
(2)原因 ②递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜
一
二
三
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 1.兴奋剂原是指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物,如今是 运动禁用药物的统称。兴奋剂具有增强人的兴奋程度、提高运动 速度等作用。 2.毒品是指鸦片、海洛因、甲基苯丙胺(冰毒)、吗啡、大麻、可卡 因以及国家规定管制的其他能够使人形成瘾癖的麻醉药品和精神 药品。 3.兴奋剂和毒品等大多是通过突触来起作用的。
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
探究点一
探究点二
解析:此题考查的是兴奋在神经元之间的传递。神经递质与受体结 合发生在突触后膜上,位于突触小体中的线粒体无法为其提供能 量,A项错误;当兴奋传导到③突触前膜时,膜电位由内负外正变为 内正外负,B项错误;递质经②突触小泡的转运和③突触前膜的胞吐 释放至突触间隙,C项错误;结构④突触后膜膜电位的变化与离子通 道的打开和关闭有关,离子通过离子通道进出细胞的过程体现了细 胞膜的选择透过性,D项正确。 答案:D