第9讲 人和动物生命活动的调节-【拾遗补缺】备战2024年高考生物一轮复习知识清单速记与精练（江苏专用）

第9讲 人和动物生命活动的调节 一、 人体的神经调节 1．阈电位和阈刺激 当膜电位去极化达到某一临界值时，质膜上的电压门控Na+通道会迅速开放，引起钠离子大量内流，进而触发动作电位，该临界电位称为阈电位。膜电位达到阈电位水平所需的最低强度的刺激称为阈刺激。只有当细胞接受的刺激强度等于或大于阈刺激所对应的强度时，动作电位才能形成（图9-1）。 2．静息电位与动作电位 （1）静息电位 神经细胞的质膜两侧分布着浓度明显不同的离子，特别是由于Na+-K+泵的活动，使细胞外保持高浓度Na+,细胞内保持高浓度K+。静息状态时，神经细胞质膜对K+的通透性远大于Na。K通过非门控通道（如渗漏通道）顺浓度梯度向胞外流动，使膜外正电荷增多；少量的Na+通过渗漏通道流向胞内，部分抵消了膜外的正电位；Na+-K+ 泵始终处于工作状态，对静息电位的大小也产生了一定的影响。 随着K+的持续外流，推动K+流动的浓度差逐渐减小，阻碍K流动的电位差逐渐增大，当两者达到平衡时，K+的净流动量为零，此时所呈现的相对稳定的膜电位即为静息电位。图9-2测定的电位就是静息状态下的电位。 （2）动作电位 动作电位是当细胞受到有效刺激时，在静息电位的基础上产生的膜电位迅速而短暂的波动（图9-3）。在适宜强度的刺激作用下，质膜上部分电压门控Na+通道开放，引起Na+内流，膜电位缓慢上升并达到阈电位。在阈刺激条件下，电压门控Na+通道迅速、大量开放，使Na+的内流速度显著大于K+通过渗漏通道的外流速度，膜电位持续上升至峰值。将膜电位从零上升为峰值的阶段称为超射。 当膜电位达到峰值时，电压门控Na+通道迅速关闭并失活，几乎同时，电压门控K+通道开放，K+大量外流使得膜电位快速下降。随着质膜外侧K+的聚集，K+外流阻力增大，膜电位的下降速度趋于平缓。由于电压门控K+通道的延迟关闭，膜电位到达静息电位水平后继续下降，质膜呈现超极化状态。由于膜内Na+和膜外K+的聚集，Na+-K+泵的活动增强，将流向胞内的Na+泵出膜外，同时，将流向膜外的K+入膜内，使膜内外Na+、K+分布恢复到原静息状态时，膜电位也逐渐恢复为静息电位。 3．影响细胞兴奋性的因素 （1）静息电位的水平 静息电位水平越低，其与阈电位之间的距离就越远，去极化达到阈电位的难度越大，细胞的兴奋性越低。 （2）阈电位的水平 阈电位水平超高，去极化达到阈电位所需的刺激强度越大，细胞的兴奋性越低。 （3）离子通道的状态 由于动作电位产生过程中存在Na+通道状态的变化，质膜上处于可激活状态的电压门控Na+通道数量越少，去极化达到阈电位水平的难度越高，细胞兴奋性越低。 4．神经递质和受体 （1）神经递质 一个神经元内可存在两种或两种以上递质的现象，称为递质共存。递质共存，可使神经元通过释放不同递质来协调某种生理活动。递质发挥作用后往往依赖酶促降解、被膜转运体摄取回突触前膜等方式来降低突触间隙内的递质浓度。图9-4为递质释放后处理机制示意图。 （2）受体 受体是指位于质膜或膜内能与递质、激素等信号分子特异性结合并诱发特定生物学效应的大分子。根据受体激活引起突触后神经元产生生物学效应机制的不同，将受体分为离子通道型受体和G蛋白耦联受体两类（图9-5）。 5．突触的类型 （1）化学性定向突触传递 定向突触末梢释放的递质仅作用于突触后范围极为有限的部分膜结构，突触前膜释放化学性递质，并在突触后膜将其转换为电信号。 （2）化学性非定向突触传递 化学性非定向突触传递也称为非突触性化学传递，不具有经典的突触结构，广泛存在于神经和心肌、平滑肌间的接头，也存在于脑内部分神经纤维中。突触前神经元轴突末梢存在许多串珠状、膨大的曲张体结构，曲张体内含有大量突触小泡，不与突触后细胞形成一对一的经典突触联系，其释放的神经递质扩散远、范围广，可控制大范围内多个存在相应受体的突触后细胞。 （3）电突触 神经元膜上存在一些贯穿质膜的蛋白质可形成缝隙连接，以局部电流为媒介通过离子通道传递信息。这些缝隙连接具有低电阻性、传递速度快、可双向传递的特点，几乎不存在潜伏期。电突触普遍存在于无脊椎动物的神经系统中。 6．中枢兴奋过程的特征 （1）中枢延搁 兴奋越过一个突触所需时间为0.3~0.5ms，所以在一个反射弧中，兴奋越过的突触越多，中枢延搁所需时间越长，反射时也就越长。 （2）后放 在反射活动中，刺激停止后，中枢神经兴奋并不立即消失，反射常会延续一段时间，这种现象称为中枢兴奋的后放。后放发生的机制之一是反射中枢内的某些中间神经元存在着环形兴奋突触联系（图9-6）。 （3）对内环境变化的敏感性和易疲劳性 由于突触传递以神经递质为媒介，而神经递质的合成、释放、与受体结合，以及分解灭活等需要大量酶系和离子参与，所以突触传递极易受到内