13 动物的神经系统

专题十三动物的神经系统[知识梳理]应激性：生物体对外界刺激所发生的反应，称为应激性。

应激性使生物趋利避害，有利于生物体。

单细胞动物的反应方式为趋性，如趋化性、趋光性等。

特点是具有选择性：能“识别”有关、无关刺激，进行取舍，对生物体有保护作用。

多细胞动物则通过神经系统、内分泌系统、和免疫系统共同完成对刺激的反应能力。

；一、神经系统基本结构（一）神经元1．结构：由细胞体、突起组成。

2．突起：有树突、轴突。

树突短而分支多，有感受刺激的能力，为传入纤维。

轴突长而分支少，仅末端分支；无感受刺激的能力，为传出神经。

轴突末端分支、膨大为突触小体，与下一个神经元、效应器相连。

神经轴突外面包有外膜，为神经膜，是施旺细胞（神经胶质），有保护、营养、再生的作用。

神经纤维受到损伤后，在有施旺细胞包裹的情况下，细胞体能再生出新的轴突。

在施旺细胞和轴突之间还常有另一外鞘，称髓鞘，神经膜（雪旺氏）细胞向内延伸而成，位于神经膜与轴突之间、多层、片状，由磷脂构成，有绝缘作用。

两个雪旺氏细胞相邻处为郎飞氏节。

依据轴突是否有髓鞘，将轴突分为有髓（鞘）神经纤维和无髓（鞘）神经纤维。

3．神经元类型可分为单极神经元、双极神经元、多极神经元。

（二）神经胶质细胞：数量多。

无传导功能，有保护、支持、营养、再生、绝缘等功能；参与神经递质代谢；帮助记忆。

2．神经节神经元细胞体聚集形成为神经节。

在无脊椎动物体内，神经元细胞体集中的部位为神经节；在脊椎动物中，神经元细胞体大多在中枢神经系统（脑、脊髓）内，少数在脊神经节、交感神经节中。

二、反射弧（一）反射：机体对刺激有规律的反应；是神经调控的基本方式。

（二）反射弧：从接受刺激到发生反应的全部神经传导途径。

反射弧分5部分：感受器：感受刺激、产生兴奋（冲动）；传入神经：将冲动传导（传入）至反射中枢；反射中枢：脑、脊髓中起调节作用的细胞群，整合、发出指令（神经冲动）；传出神经：将指令传导（传出）至效应器官；效应器：肌肉、腺体等，受到刺激后发生反应。

（三）反射弧的类型 1． 含1个神经细胞；2． 含2个神经细胞； 3． 含≥ 3神经细胞；4． 人的反射弧膝跳反射是人体最简单、唯一的单突触反射弧，其反射中枢位于脊髓内，与脑等其他部位有复杂的联系，受意识控制。

人体反射的特点：（1）中间神经元多（≥ 3），神经元越多，反射活动越复杂；（2）传导通路复杂，是人体复杂行为的基础。

（四）反射的意义：反应迅速 — 无需思考；适应环境，进化中形成的、先天性行为；是复杂行为的基础。

三、神经冲动的传导（一）静息电位1．离子浓度差：任何细胞内、外均存在离子浓度差。

在 神经元中， K+的浓度差为：内/外 = 30；Na+的浓度差为：外/内 = 10倍。

原因是 Na+-K+泵的作用进行主动运输， 每次将三个Na +泵出细胞、将两个K +泵入细胞，结果膜内、外两个相反的浓度梯度。

2．极化静息状态是指神经细胞在安静、无刺激时的状态，些时神经细胞膜的通透性为：Na+通道关闭，Na+不能进入膜内；但由于膜内K+浓度高，K+通道部分张开，依靠化学扩散力，少量K+渗出；细胞内存在带负电的大分子，使膜内负电性增强。

结果形成跨膜电位—外正内负。

这种状态为极化状态，这种膜为极化膜。

3．静息电位：由于化学扩散力使K+渗出，跨膜电位增高，跨膜电位阻力增大，当二者平衡时，即化学扩散力 = 跨膜电位阻力，跨膜电位就稳定了，此时的电位为静息电位， 外正内负，哺乳动物神经细胞约在-70~ -90mV 之间。

本质是K+的电与化学平衡电位相等。

（二）动作电位与神经冲动的传导1．动作电位（兴奋）（1）定义：神经纤维受到刺激时，膜电位产生的短暂、周期性、可传导的变化。

（2）膜电位的变化：负 → → 0 → → 正 → → 0 → → 负去极化 倒极化 （去极化） 再极化（复极化）（3）动作电位产生的机制感受器（皮肤） 传出神经 （运动神效应器（肌肉） 神经中枢 传入神经（感觉神经）去极化与倒极化：是由于膜的通透性变化。

当神经细胞受到外界刺激时，Na+通道张开，Na+大量涌入，致使更多的Na+通道张开（正反馈），结果更大量的Na+涌入膜内。

跨膜电位的变化从-70mV → 0 → +35mV。

这种外负内正的电位称为动作电位。

去极化倒极化不应期：膜内正电荷增多，致使Na+进入的阻力增大，结果Na+通道逐渐关闭（失活），此时不能再接受刺激，称不应期。

复极化（再极化）：静息电位的恢复。

膜对K+通透性增高（K+通道张开），致使K+大量外移，静息电位恢复。

原因是K+浓度内>外，膜内正电位斥力所致。

（4）动作电位的实质刺激引起膜电位（膜极性）发生短暂的、周期性变化，主要包括2个过程：去极化、倒极化：Na+渗入，电位变化为由外正内负→ 外负内正；再极化（复极化）：K+渗出，电位变化为由外负内正→ 外正内负。

这两个过程构成了动作电位。

（5）膜内外Na+、K+正常分布的恢复膜电位复极化后，膜内外Na+、K+分布情形：细胞内：Na+浓度受刺激后大于受刺激前；K+浓度受刺激后小于受刺激前；细胞外：Na+浓度受刺激后小于受刺激前；K+浓度受刺激后大于受刺激前；膜内外Na+、K+分布是如何恢复正常的（即：Na+-K+泵起何作用？）？主动运输：将Na+泵出细胞、K+泵入细胞2．动作电位的传导（1）传导机理：局部兴奋（即产生了动作电位），引起兴奋部位与非兴奋部位之间产生局部电流，致使临近部位短暂的膜电位倒转，结果整个神经纤维依次短暂的膜电位倒转。

（2）特点：为“全或无”，或者不能产生，一旦产生，就会恒定大小传遍整个神经细胞。

（三）髓鞘和神经传导速度髓鞘：由脂类物质构成，具有绝缘作用。

在髓鞘内无（或很少有）Na+、K+通道。

郎飞氏节：是未被髓鞘包裹、裸露的轴突部位，有很多Na+、K+通道。

神经冲动在神经纤维上呈跳跃式传导。

传播速度快，人脊髓神经可达100m/秒，此外，这种传播方式节约能量，是非跳跃式传导的1/5000。

四、突触和神经递质（一）突触定义：一个神经元的神经末梢与下一个神经元树突或细胞体之间接触部位。

构造：3部分突触小体（突触前膜）；突触间隙；突触后膜1．电突触和化学突触（1）电突触与化学突触电突触化学突触———————————————————存在无脊椎动物脊椎动物突触间隙、阻力小大神经递质无有传导速度快慢传导方向双向单向（2）神经递质：很多种，如乙酰胆碱（Ach）、单胺类等；（3）突触囊泡：位于轴突神经末梢（神经前膜）内、突触小体中，内含神经递质。

（4）神经冲动的定向传导：神经递质仅存在于突触前膜的突触囊泡内，神经后膜内无突触囊泡。

（5）神经传导的实质：兴奋（动作电位）传导至突触时，导致突触前膜通透性变化，Ca+通道打开，突触间隙中的Ca+进入突触前膜，促使突触囊泡释放乙酰胆碱至突触间隙，乙酰胆碱与突出后膜上的受体结合，致使突触后膜通透性变化，Na+通道打开，Na+涌入，结果突触后（膜）电位变化，突触后膜产生动作电位。

（6）神经递质的回收、再利用：作用后神经递质必须与突触后膜受体分离。

原因是二者分离，可使递质回收再利用，否则神经持续冲动，不能恢复静息状态。

回收方式：各种递质不同；Ach的回收：Ach 脂酶→ Ach分解（破坏）→与突触后膜受体分离→通过突触间隙→ 进入突触前膜→ 进入突触小体→ 合成Ach → 储于突触囊泡内→ 备用。

杀虫剂的两种作用：有机磷杀虫剂：抑制Ach 脂酶→ 使Ach无法分解→ 无法与突触后膜受体分离，结果→ 神经系统失控（无法恢复静息状态），导致→ 震颤、痉挛→ 死亡。

尼古丁等杀虫剂：覆盖在突触后膜受体→ 阻断神经传导。

2．兴奋性、抑制性突触决定因素：是神经递质；递质→ 促进Na+渗入→ 突触后膜去极化→ 兴奋→ 冲动传导—兴奋性突触；递质→ 阻止Na+渗入（或促进K+渗出、CL-渗入）→ 突触后膜极化加强→ 冲动被抑制—抑制性突触（更强的刺激才能引起兴奋）。

突触后膜（受体）的影响Ach作用于骨骼肌，引起兴奋；但作用于心肌，则引起抑制。

原因是骨骼肌、心肌的受体不同。

（二）神经递质1．常见的神经递质乙酰胆碱（Ach）：兴奋性（骨骼肌），是外周神经系统最主要的递质。

去甲肾上腺素（激素）：兴奋性，在中枢神经系统（脑）中最常见。

5 - 羟色胺（血清素，氨基酸衍生物）：抑制性，导致睡眠。

是中枢神经系统主要神经递质；分布于脑与兴奋、警觉有关的区域。

2．神经递质的作用机制（1）两种作用机制机制1：递质直接发挥作用。

递质与突触后膜受体结合后，引起后膜膜蛋白构相变化，形成某些离子通道，使神经元的细胞质与周围的液体之间可以交换离子，也可以使已经存在的通道关闭，中断离子的流动。

结果使突触后极化程度发生变化。

机制2：递质通过第二信使发挥作用。

递质与突触后膜受体结合后，活化后膜上某种酶，启动第二信使（cAMP —环腺苷酸，cGMP —环鸟苷酸等），结果仍然是使突触后膜极化程度变化。

（2）递质的性质：兴奋性、抑制性不是绝对的。

1个轴突可末端有多个分支神经末梢，释放同1种递质，作用于多个神经元、多个突触（神经网络），引起突触后膜兴奋、也可能抑制。

（3）神经调节物来源：轴突末梢或其他细胞的分泌物；小肽分子：内啡呔、干扰素；白细胞介素等多种激素；作用：辅助性神经递质。

神经调节物与突触后膜上的受体结合，改变离子通道状态或启动第二信使，作用是调节细胞对主要神经递质的反应。

内啡肽是自身产生的，具有止痛、振奋情绪等作用，与吗啡、海洛因等的效力相同。

药物的副作用是具有依赖性。

（三）突触和整合神经元之间不是单线联系，而是多线连接成错综复杂的神经元网络。

整合作用机制：大量信息进入一个神经无，它会加工处理信息，使信息叠加或抵消，然后决定是兴奋还是抑制。

神经整合主要是在脑、脊髓内完成的。

突触与记忆：突触在神经活动调控中的重要作用见下述实验：五、神经系统的进化最早出现神经系统的生物是腔肠动物的网状神经系统。

水螅的神经细胞体位于外胚层和内胚层的基部细胞。

没有中枢和周围神经系统之分。

腔肠动物的突触大部分是电突触，但也有化学突触，因而神经冲动在神经网上的传导大部分是多方向的，单向的传导是很少见的。

涡虫的神经系统一方面保留着网状的特性，即神经细胞分散，并以突触相连成网状；另一方面很多神经细胞已集中而成身体腹面的2个神经索和头部的“脑”。

环节动物和节肢动物等的神经称为链状或神经节式神经系统。

其特点是神经细胞集中成神经节，神经纤维聚集成都市束而成神经。

链状神经系统已可分为中枢和外围两个部分，脑和腹神经索属于中枢系统，从脑和各神经节伸到身体各部分的神经属外围系统。

环节动物和软体动物神经系统的另一特点是有巨大神经。

节肢动物的神经系统比环节动物和软体动物更集中。

昆虫头部最前面的三对神经节愈合为脑，分别为前脑、中脑和后脑。