第8单元 第3课时 神经冲动的产生和传导（Word教参）-【优化指导】2025年高考生物一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版）

第3课时　神经冲动的产生和传导 目标导航 1．通过神经元膜两侧的离子分布特点分析，建立结构与功能相统一的观念。(生命观念) 2．通过实验“膜电位的测量”，提升实验设计及对实验结果分析的能力。(科学探究) 3．分析膜电位的变化曲线，培养科学思维的习惯。(科学思维) 4．分析神经调节在实践中的应用，关注科技和社会发展。(社会责任) 考点一　兴奋在神经纤维上的传导 [对应学生用书P239] 1．神经冲动的产生和传导 (1)传导形式：电信号(或局部电流)，也称神经冲动。 (2)传导过程 (3)传导特点：双向传导(离体状态)。 (4)兴奋在神经纤维上的传导方向与局部电流方向的关系 ①在膜外，局部电流方向与兴奋传导方向相反。 ②在膜内，局部电流方向与兴奋传导方向相同。 提醒：①在实验条件下，刺激神经纤维中除端点外的任何一点，所产生的神经冲动沿神经纤维向两端同时传导，由于传导的双向性，在受刺激的整个神经元上均可测到电位变化。 ②在生物体内正常生理条件下，兴奋在神经纤维上的传导是单向的(因为在生物体内，神经纤维上的神经冲动只能来自感受器)。 2．神经冲动的产生和传导的归纳拓展 (1)膜电位的测量 (2)膜电位变化曲线解读 1．易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)神经细胞产生和维持静息电位主要与K＋ 有关。(　　√　　) (2)静息状态下，膜外Na＋浓度高于膜内，膜内K＋浓度高于膜外，兴奋状态下相反。(　　×　　) (3)膜外Na＋通过Na＋­K＋泵主动运输内流，导致动作电位的产生。(　　×　　) (4)神经纤维上兴奋的传导方向与膜内的电流方向相同。(　　√　　) 2．思维延伸——长句表达专练 (1)兴奋在神经纤维上不断地以电信号形式由兴奋部位传导到未兴奋部位，原因是兴奋部位与未兴奋部位之间形成的局部电流能刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又恢复为静息电位。 (2)兴奋在神经纤维上的传导是否需要消耗ATP？为什么？ 提示：需要。在动作电位恢复静息电位的过程中，Na＋和K＋的主动运输需要消耗ATP。 1．外界对人体的刺激包括机械刺激、化学刺激、温度刺激和电刺激等。研究发现，一种感受器或细胞常对某种特定性质的刺激最为敏感。下列相关叙述不正确的是(　　) A．推测皮肤中的触觉感受器对机械刺激较敏感，视网膜感光细胞对光的刺激较敏感 B．细胞未受刺激时，细胞膜两侧存在外正内负的电位差，这主要与K＋外流有关 C．外界对人体刺激产生的兴奋只在反射弧中传导 D．细胞兴奋的基础是膜两侧离子浓度的不平衡，该离子浓度差的建立与Na＋­K＋泵有关 C　解析：根据题干“一种感受器或细胞常对某种特定性质的刺激最为敏感”，可推测皮肤中的触觉感受器对机械刺激较敏感，视网膜感光细胞对光的刺激较敏感，A正确；细胞未受刺激时，即静息状态时，细胞膜两侧存在外正内负的电位差，这主要与K＋外流有关，使膜外阳离子浓度高于膜内，B正确；外界对人体刺激产生的兴奋除了在反射弧中传导，还会在脑与脊髓等中枢神经系统中传导，C错误；神经细胞膜两侧K＋、Na＋存在浓度差是动作电位产生的基础，Na＋内流引发动作电位产生，神经细胞才能兴奋，所以细胞兴奋的基础是膜两侧离子浓度的不平衡，Na＋膜两侧浓度差的建立与Na＋­K＋泵(Na＋­K＋泵进行Na＋和K＋之间的交换)有关，D正确。 2．给某一神经纤维适宜刺激，用记录仪记录电位差，结果如下图所示，图中1、2、3、4、5是五个不同阶段，其中1是静息状态，2是产生动作电位的过程，4是恢复过程。下列说法错误的是(　　) A．1状态下神经元的细胞膜外为正电位 B．2主要是由膜外Na＋在短期内大量流入膜内造成的，该过程不需要消耗能量 C．若组织液中的Na＋浓度增大，会导致记录到的电位变化中Y点上移 D．若组织液中的K＋浓度增大，会导致记录到的电位变化中X点下移 D　解析：1是静息状态，电位表现为外正内负，A正确；2主要是由膜外Na＋在短期内大量流入膜内造成的，该方式是协助扩散，不需要消耗能量，B正确；若组织液中的Na＋浓度增大，则受到刺激时Na＋通过协助扩散方式进入细胞内的量增加，膜内外电位差加大，导致记录到的电位变化中Y点上移，C正确；若组织液中的K＋浓度增大，则膜内外K＋的浓度差减小，所以静息状态时K＋通过协助扩散外流出细胞的量减少，膜内外电位差减小，导致记录到的电位变化中X点上移，D错误。 细胞外液Na＋、K＋浓度大小与膜电位变化的关系 3．（不定项）下图表示神经细胞接受刺激产生动作电位过程中，细胞膜对Na＋和K＋的通透性变化。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．正常情况下，神经细胞内Na＋浓度比膜外高 B．K＋外流是产生和维持静息电位的主要原因 C．接受刺激时，Na＋通过载体蛋白转运至细胞内 D．接受刺激时，细胞膜对Na＋的通透性变化较大 AC　解析：正常情况下，细胞主动吸收K＋排出Na＋，导致神经细胞内Na＋的浓度比细胞膜外低，A错误； 静息时，由于膜主要对K＋有通透性，造成K＋外流，这是大多数神经细胞产生和维持静息电位的主要原因，B正确； 接受刺激时，Na＋通过通道蛋白转运至细胞内，C错误；接受刺激时，细胞膜对Na＋的通透性增加，导致Na＋内流，说明接受刺激时，细胞膜对Na＋的通透性变化较大，D正确。 兴奋的产生和传导过程中Na＋、K＋的运输方式的判断 (1)形成静息电位时，K＋外流是由高浓度向低浓度运输，需转运蛋白的协助，不消耗能量，属于协助扩散。 (2)产生动作电位时，Na＋的内流需转运蛋白，同时从高浓度向低浓度运输，不消耗能量，属于协助扩散。 (3)恢复静息电位时，K＋的外流是由高浓度到低浓度，属于协助扩散。 (4)一次兴奋结束后，钠钾泵将流入的Na＋泵出膜外，将流出的K＋泵入膜内，需要消耗ATP，属于主动运输。 考点二　兴奋在神经元之间的传递 [对应学生用书P241] 1．兴奋在神经元之间的传递 (1)突触的结构和类型 (2)兴奋的传递过程 (3)神经递质与受体 (4)传递特点及原因 2．滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 3．兴奋传递中电表指针的偏转问题拓展 (1)电表指针偏转的原理 图中a点受刺激产生动作电位“”，动作电位沿神经纤维传导依次通过“a→b→c→c右侧”时电表的指针变化细化图如下： (2)在神经纤维上电表指针偏转问题 (3)在神经元之间电表指针偏转问题 1．易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)突触后膜上的受体和离子通道是结合在一起的，且功能相同。(　　×　　) (2)兴奋传递过程中，突触后膜上的信号转换是电信号→化学信号→电信号。(　　×　　) (3)神经元释放的神经递质只能作用于下一个神经元。(　　×　　) (4)兴奋剂和毒品大多是通过突触起作用的。(　　√　　) 2．思维延伸——长句表达专练 (1)(选择性必修1 P29图2­8)突触后膜上的受体和离子通道在结构与功能上有怎样的相关性？ 提示：突触后膜上的受体和离子通道是结合在一起的，受体一旦结合相应的神经递质后，会引起离子通道打开，进而引起相应的离子流动。 (2)(选择性必修1 P29“相关信息”改编)神经递质是小分子物质，但仍主要通过胞吐方式释放到突触间隙，其意义是什么？ 提示：短时间内使神经递质大量释放，从而有效实现神经兴奋的快速传递。 1．(2024·甘肃天水校考)下图是甲、乙、丙三个神经元(部分)构成的突触结构。神经元兴奋时，Ca2＋通道开放，使Ca2＋内流，触发突触小泡前移并释放神经递质。下列相关分析错误的是(　　) A．神经冲动传至甲的末梢，引起甲神经元膜上Ca2＋通道打开 B．若适度增加细胞外液Na＋浓度，甲神经元兴奋时，乙神经元膜电位变化幅度增大 C．若图中乙神经元兴奋，会引起丙神经元抑制 D．若对甲神经元施加Ca2＋通道阻断剂，会引起乙神经元膜电位发生变化 D　解析：由题图可知，当兴奋传导到甲神经元末梢时，甲神经元上膜电位发生变化，引起Ca2＋通道开放，使Ca2＋内流，A正确；动作电位的产生与Na＋内流有关，适度增加细胞外液Na＋浓度，动作电位幅度会增大，甲神经元兴奋时，甲神经元释放的乙酰胆碱为兴奋性递质，使乙神经元膜电位变化幅度增大，B正确；由图可知，5­羟色胺为抑制性递质，若乙神经元兴奋，乙神经元释放的5­羟色胺会抑制丙神经元，C正确；若甲神经元上的Ca2＋通道被阻断，使Ca2＋不能进入甲神经元，则乙酰胆碱不能正常释放，不会引起乙神经元膜电位发生变化，D错误。 2．图甲为研究神经细胞膜电位变化的实验装置，两个神经元以突触联系，并连有电表 Ⅰ (两电极位于Q点位置的膜外和膜内)、 Ⅱ (R处和S处电极分别位于膜外和膜内)，给予适宜刺激后，电表 Ⅰ 测得电位变化如图乙所示，下列分析正确的是(　　) 　　 A．①→②电位变化对应于P→Q神经冲动传导过程 B．电表 Ⅰ 记录到③处电位值时，Q处无K＋外流 C．电表 Ⅱ 记录到的电位变化波形与图乙基本相同 D．若S处电极移至膜外，电表 Ⅱ 的指针将发生两次方向相反的偏转 C　解析：①→②电位变化表示产生动作电位，对应于Q处的兴奋，A错误；电表 Ⅰ 记录到③处电位值时，说明已恢复静息电位，因此，Q处有K＋外流，B错误；电表 Ⅱ 记录到的电位变化是R处产生动作电位，后又恢复静息电位，而兴奋不能从R处传递到S处，所以其波形与图乙基本相同，C正确；由于兴奋在神经元之间的传递是单向的，刺激P点，兴奋不会传递到S点，所以不论S处电极在膜外还是膜内，电表 Ⅱ 的指针都只发生一次偏转，D错误。 3．(不定项)研究表明抑郁症的发生与单胺类神经递质如5­羟色胺(5­HT)的含量减少有关。5­HT是使人愉悦的神经递质，发挥作用后会迅速被降解或回收进细胞。度洛西汀是临床最常见的抗抑郁药，其作用机理如下图。以下说法不正确的是(　　) A．5­HT的合成及分泌与核糖体、内质网和高尔基体有关 B．5­HT发挥作用后以胞吞的方式被突触前膜回收 C．度洛西汀通过抑制5­HT转运体的功能来缓解抑郁症状 D．随着5­HT的回收，兴奋又传回突触前膜 ABD　解析：核糖体是合成蛋白质的场所，5­HT是由色氨酸羟化生成的小分子物质，其合成与核糖体无关，A错误；由图可知，5­HT发挥作用后经过5­HT转运体被突触前膜回收，不是胞吞，B错误；由图可知，度洛西汀能结合5­HT转运体，抑制5­HT转运体的功能，使5­HT转运体不能回收5­HT，导致突触间隙5­HT增多，从而能缓解抑郁症状，C正确；该5­HT由突触前膜释放，只能作用于突触后膜，使下一个神经元抑制，且5­HT回收后不会起作用，故兴奋不会传回突触前膜，D错误。 兴奋传递过程中出现异常的情况分析 [对应学生用书P243] 1．（不定项）(2023·山东卷，T16)神经细胞的离子跨膜运输除受膜内外离子浓度差影响外，还受膜内外电位差的影响。已知神经细胞膜外的Cl－浓度比膜内高。下列说法正确的是(　　) A．静息电位状态下，膜内外电位差一定阻止K＋的外流 B．突触后膜的Cl－通道开放后，膜内外电位差一定增大 C．动作电位产生过程中，膜内外电位差始终促进Na＋的内流 D．静息电位→动作电位→静息电位过程中，不会出现膜内外电位差为0的情况 AB　解析：静息电位状态下，K＋外流导致膜外为正电位，膜内为负电位，膜内外电位差会阻止K＋的继续外流，A正确；静息电位时的电位表现为外正内负，突触后膜的Cl－通道开放后，Cl－内流，导致膜内负电位的绝对值增大，则膜内外电位差增大，B正确；动作电位产生过程中，膜内外电位差促进Na＋的内流，当膜内变为正电位时则抑制Na＋的继续内流，C错误；静息电位→动作电位→静息电位过程中，膜电位的变化为由外正内负变为外负内正，再变为外正内负，则会出现膜内外电位差为0的情况，D错误。 2．(2023·海南卷，T9)药物W可激活脑内某种抑制性神经递质的受体，增强该神经递质的抑制作用，可用于治疗癫痫。下列有关叙述错误的是(　　) A．该神经递质可从突触前膜以胞吐方式释放出来 B．该神经递质与其受体结合后，可改变突触后膜对离子的通透性 C．药物W阻断了突触前膜对该神经递质的重吸收而增强抑制作用 D．药物W可用于治疗因脑内神经元过度兴奋而引起的疾病 C　解析：该神经递质可从突触前膜以胞吐方式释放出来，胞吐过程依赖膜的流动性实现，A正确；该神经递质与其受体结合后，可改变突触后膜对离子的通透性，导致阴离子内流，进而使静息电位的绝对值更大，表现为抑制作用，B正确；药物W可激活脑内某种抑制性神经递质的受体，进而增强了该神经递质的抑制作用，即药物W不是通过阻断突触前膜对该神经递质的重吸收而增强抑制作用的，C错误；药物W可激活脑内某种抑制性神经递质的受体，增强该神经递质的抑制作用，因此，药物W可用于治疗因脑内神经元过度兴奋而引起的疾病，D正确。 3．(2023·浙江6月卷，T20)神经元的轴突末梢可与另一个神经元的树突或胞体构成突触。通过微电极测定细胞的膜电位，PSP1和PSP2分别表示突触a和突触b的后膜电位，如下图所示。下列叙述正确的是(　　) A．突触a、b前膜释放的递质，分别使突触a后膜通透性增大、突触b后膜通透性降低 B．PSP1和PSP2由离子浓度改变形成，共同影响突触后神经元动作电位的产生 C．PSP1由K＋外流或Cl－内流形成，PSP2由Na＋或Ca2＋内流形成 D．突触a、b前膜释放的递质增多，分别使PSP1幅值增大、PSP2幅值减小 B　解析：由题图可知，突触a、b前膜释放的递质能引起突触后膜电位改变，使突触a、b后膜通透性均增大，A错误；PSP1由Na＋或Ca2＋内流形成，PSP2由K＋外流或Cl－内流形成，膜电位的幅值由膜内外离子浓度差决定，C、D错误。 4．(2022·广东卷，T15)研究多巴胺的合成和释放机制，可为帕金森病(老年人多发性神经系统疾病)的防治提供实验依据，最近研究发现在小鼠体内多巴胺的释放可受乙酰胆碱调控，该调控方式通过神经元之间的突触联系来实现(如下图所示)。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．乙释放的多巴胺可使丙膜的电位发生改变 B．多巴胺可在甲与乙、乙与丙之间传递信息 C．从功能角度看，乙膜既是突触前膜也是突触后膜 D．乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放 B　解析：多巴胺是乙释放的神经递质，与丙上的受体结合后会使丙膜电位发生变化，A正确；分析题图可知，多巴胺可在乙与丙之间传递信息，不能在甲与乙之间传递信息，B错误；分析题图可知，乙膜既是乙酰胆碱作用的突触后膜，又是释放多巴胺的突触前膜，C正确；多巴胺的释放受乙酰胆碱的调控，故乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放，D正确。 5．(2023·北京卷，T17)细胞膜的选择透过性与细胞膜的静息电位密切相关。科学家以哺乳动物骨骼肌细胞为材料，研究了静息电位形成的机制。 (1)骨骼肌细胞膜的主要成分是____________，膜的基本支架是________________。 (2)假设初始状态下，膜两侧正负电荷均相等，且膜内K＋浓度高于膜外。在静息电位形成过程中，当膜仅对K＋具有通透性时，K＋顺浓度梯度向膜外流动，膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加，对K＋进一步外流起阻碍作用，最终K＋跨膜流动达到平衡，形成稳定的跨膜静电场，此时膜两侧的电位表现是__________。K＋静电场强度只能通过公式“K＋静电场强度(mV)＝60×1 g”计算得出。 (3)骨骼肌细胞处于静息状态时，实验测得膜的静息电位为－90 mV，膜内、外K＋浓度依次为155 mmol/L和4 mmol/L(1 g＝－1.59)，此时没有K＋跨膜净流动。 ①静息状态下，K＋静电场强度为________mV，与静息电位实测值接近，推测K＋外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。 ②为证明①中的推测，研究者梯度增加细胞外K＋浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值____________，则可验证此假设。 答案：(1)蛋白质和脂质　磷脂双分子层 (2)外正内负 (3)①－95.4　②梯度增大 解析：(1)骨骼肌细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。(2)静息状态下，当膜仅对K＋具有通透性时，K＋顺浓度梯度向膜外流动，膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加，对K＋进一步外流起阻碍作用，最终K＋跨膜流动达到平衡，形成稳定的跨膜静电场，此时膜两侧的电位表现是外正内负。(3)①静息状态下，K＋静电场强度为60×(－1.59)＝－95.4 mV，与静息电位实测值接近，推测K＋外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。②为证明①中的推测，研究者梯度增加细胞外K＋浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值梯度增大，则可验证此假设。 6．下图1是A、B、C三个神经元之间形成的突触结构，在a、d两点连接一测量电位变化的灵敏电表，b、c处“↓”表示刺激位点，且距离ab＝bd。回答下列问题： [设问1] 结合兴奋产生和传导的机理及图示的分析，考查图文转化及理解能力 (1)静息状态下，图1中a、d处膜电位均表现为____________，这一电位的出现主要是____________所致。 [设问2] 结合实验结果的分析，考查推理判断 (2)对b点进行适宜刺激，电表指针会出现方向相反的两次偏转，原因是_______________ _______________________________________________________________________________； 若当前b点正处于动作电位峰值，则a点应该在图2中的________(填标号)端。 [设问3] 结合对曲线模型和实验结果的分析判断，考查实验探究 (3)只刺激b点，d点的膜电位变化如图3中的曲线甲；先刺激b点再立即刺激c点，d点的膜电位变化如图3中的曲线乙，由此可知神经元A释放的是________(填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质，这两个突触之间的距离非常小，即便有部分神经元A释放的神经递质经组织液扩散到神经元C的细胞膜，也不会对神经元C起作用，说明________________________________________________________________________。 答案：(1)内负外正(或外正内负)　K＋外流 (2)兴奋在神经纤维上的传导比在神经元之间的传递快，所以a点比d点先兴奋　② (3)抑制性　神经递质与其受体的识别和结合具有特异性 解析：(1)神经元处于静息状态下，膜电位表现为内负外正，主要是K＋外流所致。(2)图1中两个电极a、d与刺激点b距离相等，如果两电极在同一神经纤维上，则在b点进行适宜刺激，兴奋在神经纤维上双向传导，a、d同时兴奋，膜外电位差仍然为0，电表指针不会偏转；但b、d间有一个突触结构，兴奋需要经过电信号→化学信号→电信号的转换，存在突触延搁，所以d电极处的兴奋晚于a电极处，所以电表指针发生两次偏转，方向相反。分析图2可知，b点当前处于动作电位峰值，②处即将兴奋，b点为刺激点，兴奋在神经纤维上双向传导，则a点处于即将兴奋状态，说明a点应该对应图2中的②端。(3)从图3中可以判断，曲线乙的电位变化幅度小，说明兴奋被抑制。神经递质等信号分子与受体的识别和结合具有特异性。 学科网（北京）股份有限公司 $$