第1章 第1节 第2课时 动作电位的产生和传导及神经冲动在神经细胞之间的传递(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物选择性必修1（苏教版2019）

第2课时　动作电位的产生和传导及神经冲动在神经细胞之间的传递 [学习目标] [素养要求] 1．阐明静息电位和动作电位产生的机制。 2．阐述兴奋在神经纤维上的产生及传导机制。 3．说明突触传递的过程及特点。 1．生命观念：用结构和功能观以及稳态与平衡观认识兴奋在神经纤维上的传导。 2．科学思维：比较法区分静息电位和动作电位。 3．生命观念：通过分析突触传递的过程，明确信息流的传递特点，建立信息观。 知识点一　动作电位的产生和传导 [新知梳理] 1．生物电现象 (1)概念：人体内的__活细胞__或__组织__都存在复杂的电活动，这种电活动称为生物电现象。 (2)产生原因：由细胞质膜两侧的__电位差__或电位差的变化引起的。 (3)细胞生物电的产生原因：是质膜内外两侧带电离子的__不均匀__分布和__跨膜__移动的结果。 2．动作电位的产生 (1)刺激 ①概念：生理学中，将能引起机体细胞、组织、器官或整体的活动状态发生变化的任何__内外环境变化因子__都称为刺激。 ②种类：机械刺激、化学刺激、温度刺激、__电刺激__等。 ③特点：一种感受器或细胞常对某种__特定性质__的刺激最为敏感。 (2)静息电位 ①概念：当细胞未受刺激时，细胞质膜内外两侧存在__外正内负__的电位差，即静息电位。 ②产生原因：K＋通道开放，__K＋大量外流__。 ③细胞质膜的状态：__极化__。 (3)动作电位及静息电位的恢复 ①去极化：当细胞受到适宜的刺激，细胞质膜上的__Na＋__通道打开，Na＋迅速大量__内流__，形成膜外为__负__电位、膜内为__正__电位的电位变化。 ②复极化：在去极化到达膜电位峰值时，Na＋通道关闭，随后K＋通过K＋通道大量__外流__，膜两侧电位又转变为“__外正内负__”的状态。 ③超极化：细胞质膜在恢复到静息电位之前，会发生一个__低于__静息电位的过程。 ④Na＋－K＋泵 a．作用：将__3__个__Na＋__泵出细胞的同时，将__2__个__K＋__泵入细胞。 b．意义：对维持细胞质膜的__电位平衡__具有重要作用。 3．动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导 (1)神经冲动：__动作电位__又称为神经冲动。 (2)兴奋在无髓神经纤维上的传导 ①过程 ②特点：__双__向传导。 (3)动作电位在有髓神经纤维上的传导 ①阈电位：细胞质膜对Na＋通透性突然增大的__临界膜电位__。 ②郎飞结 a．概念：两段髓鞘之间有一个__无髓鞘__裸露区的结构称为郎飞结。 b．特点：__离子通道__密集，容易形成跨膜电流并达到阈电位。 ③跳跃式传导 a，概念：动作电位在有髓神经纤维上从一个__郎飞结__跨越节间区后“跳跃”到下一个__郎飞结__的传导方式。 b．特点：多个郎飞结可__同时__产生动作电位，从而__加快__了神经冲动的传导速度。 4．影响传导的因素及应用 (1)影响因素：温度。随着温度降低，神经冲动传导速度会有所 __减慢__，当温度降到0 ℃时，即__终止__传导。 (2)应用 ①冷冻麻醉。 ②诊断某些神经疾病。 ③判断神经损伤部位、神经再生及恢复情况。 [判断正误] (1)一种感受器或细胞对不同刺激的敏感度都一样(×) (2)产生动作电位是多数细胞受到刺激产生兴奋时的共同表现(√) (3)Na＋和K＋进出细胞的变化是动作电位产生的基础(√) (4)“极化”和“复极化”产生的原因是K＋内流，“去极化”产生的原因是Na＋外流(×) (5)神经纤维上动作电位的传导方向与膜内局部电流的方向相同(√) (6)动作电位在有髓神经纤维上比在无髓神经纤维上传导的慢(×) (7)有髓神经纤维上的动作电位不能在节间区产生，只能在郎飞结处产生(√) [思考探讨] 根据以下资料和动作电位产生示意图，回答下列问题。 资料1　神经细胞质膜内、外各离子的浓度不同。细胞在静息状态时，膜外Na＋浓度高于膜内，膜内K＋浓度高于膜外，细胞内带负电的大分子有机物(如蛋白质)的含量比细胞外丰富。 资料2　在神经细胞质膜上有Na＋和K＋的通道蛋白，Na＋通道打开时，Na＋迅速进入细胞；K＋通道打开时，K＋迅速流出细胞。 资料3　动作电位产生示意图(如下) (1)①时为静息电位，膜电位表现为__内负外正__，产生原因为__K＋外流__，此时离子的运输方式为__协助扩散__，此时细胞质膜的状态称为__极化__。 (2)当细胞受到刺激时，Na＋通道打开，Na＋__内流__，形成__内正外负__的膜电位，此过程称为__去极化__；下图中能分别表示②、③过程中离子跨膜运输的是__B、A__。 (3)④为动作电位的峰值，此时__Na＋__通道关闭。 (4)⑤为“复极化”过程，其产生的原因是__K＋外流__。 (5)细胞质膜上的Na＋－K＋泵通过泵入K＋，泵出Na＋来维持细胞内外离子的分布状态。该过程中离子的运输方式是什么？需不需要能量？ 提示：都是主动运输，需要能量。 (6)如降低外界溶液中Na＋的浓度，则动作电位的峰值将怎么变化？ 提示：动作电位峰值将减小。 [核心归纳] 1．动作电位产生示意图解读 2．细胞外液中Na＋、K＋浓度改变对电位的影响 项目 静息电位 动作电位峰值 Na＋增加 不变 增大 Na＋降低 不变 变小 K＋增加 变小 不变 K＋降低 增大 不变 [迁移运用] 1．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．图中兴奋传导的方向是C→A→B D．兴奋传导方向与膜外局部电流方向一致 解析　B　兴奋部位的电位为动作电位，即内正外负，所以兴奋部位是A，A错误；正电荷移动的方向为电流的方向，因此图中弧线最可能表示局部电流方向，B正确；兴奋的传导方向与膜内局部电流方向一致，与膜外局部电流方向相反，因此图中兴奋传导方向为A→C、A→B，C、D错误。 2．(2023·淮安月考)小白鼠神经细胞的电位既与通道蛋白有关，又与Na＋—K＋泵有关，该泵能催化ATP水解，每消耗1分子的ATP，可将3分子的Na＋泵出神经细胞，同时将2分子的K＋泵入神经细胞，甲、乙分别是神经电位图和Na＋－K＋泵相关图，下列叙述正确的是(　　) A．图甲箭头所指的弧线处，Na＋－K＋泵运输K＋、Na＋属于主动运输，Na＋－K＋泵起载体和酶双重作用 B．图甲中d～e段，Na＋－K＋泵发挥作用，Na＋、K＋跨膜运输，需要消耗ATP C．图甲中c点，神经细胞膜内外Na＋浓度相等，细胞处于兴奋状态 D．K＋外流和Na＋内流可导致图甲中a～b段曲线上升和c～e段曲线下降 解析　A　图甲箭头所指的弧线处恢复静息电位，Na＋－K＋泵能运输K＋、Na＋属于主动运输，该泵还能催化ATP水解，因此Na＋－K＋泵起载体和酶双重作用，A正确；图甲中d～e段，恢复静息电位，与K＋外流有关，与Na＋－K＋泵无关，此时K＋跨膜运输属于协助扩散，不消耗ATP，B错误；图甲中c点，属于动作电位，由Na＋内流形成的，此时神经细胞膜外Na＋浓度高于膜内，细胞处于兴奋状态，C错误；a～b段曲线是产生动作电位的过程，与Na＋内流有关，c～e段曲线是恢复静息电位的过程，与K＋外流有关，D错误。故选A。 知识点二　神经冲动在神经细胞之间的传递 [新知梳理] 1．突触小体：神经细胞的__轴突__末梢有许多分支，每个分支的末端膨大成球状，称为突触小体。 2．突触结构 突触由A__突触前膜__、B__突触间隙__、C__突触后膜__三部分构成。 3．突触的常见类型 A．轴突－胞体型，表示为。 B．轴突－树突型，表示为。 4．传递过程：神经冲动→突触小体→突触小泡移至__突触前膜__→释放__神经递质__→神经递质通过__突触间隙__→与突触后膜上的__特异性受体__结合→突触后膜__膜电位__产生变化→由内负外正变为内正外负→使后一个神经细胞产生神经冲动。 5．传递特点 (1)特点：__单向__传递。 (2)原因：神经递质只存在于轴突末端突触小体内的__突触小泡__中，由__突触前膜__释放并作用于__突触后膜__。 6．信号转换：电信号→__化学信号__→电信号。 7．电突触：电信号能从一个神经细胞__直接__传递给另一个神经细胞。这种连接方式称为电突触。 8．神经递质 (1)种类：主要分为__胆碱类__、__单胺类__和__氨基酸类__。 (2)生理作用 ①对突触后神经细胞产生兴奋性影响 a．实例：乙酰胆碱。 b．机理：引起突触后膜__Na＋__通道打开，Na＋内流从而使突触后膜相应位置发生__去极化__，产生__兴奋性__突触后电位。 ②对突触后神经细胞产生抑制性影响 a．实例：甘氨酸。 b．机理：引起突触后膜__Cl－__通道打开，Cl－内流，突触后膜相应位置发生__超极化__，产生__抑制性__突触后电位。 (3)去路：神经递质起作用后一般会被迅速__清除__。 [判断正误] (1)突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程属于胞吐(√) (2)突触由突触小体、突触间隙、突触后膜组成(×) (3)神经递质通过胞吐作用释放，因此神经递质是大分子有机物(×) (4)神经冲动在突触处的传递都需要神经递质的作用(×) (5)神经递质与突触后膜上的受体结合，一定会使突触后神经细胞兴奋(×) (6)神经递质由突触前膜释放，以及通过突触间隙都消耗能量(×) [思考探讨] 1．据图1和图2分析，神经递质作用于突触后膜导致的结果分别是什么？ 提示：图1神经递质作用于突触后膜使下一个神经细胞产生兴奋，图2神经递质作用于突触后膜使下一个神经细胞产生抑制。 2．据图分析为什么兴奋在神经细胞之间传递的速度比在神经纤维上要慢？ 提示：兴奋在突触间传递要完成电信号→化学信号→电信号的转换。 3．α­银环蛇毒能与突触后膜上的乙酰胆碱(常为兴奋性递质)受体牢固结合；有机磷农药能抑制乙酰胆碱酯酶的活性，而乙酰胆碱酯酶的作用是清除与突触后膜上受体结合的乙酰胆碱。当α­银环蛇毒和有机磷农药起作用时，突触后膜的反应分别是怎样的？ 提示：α ­银环蛇毒与突触后膜上的乙酰胆碱受体牢固结合后，乙酰胆碱不能与突触后膜上的受体结合，突触后膜不能兴奋；有机磷农药抑制乙酰胆碱酯酶的活性后，乙酰胆碱酯酶不能清除与突触后膜上受体结合的乙酰胆碱，从而使突触后膜处于持续兴奋状态。 [核心归纳] (1)比较动作电位在神经纤维上的传导和在神经细胞之间的化学方式传递 比较项目 动作电位在神经纤维上的传导 动作电位在神经细胞之间的传递 结构基础 神经细胞(神经纤维) 突触 信号形式(或变化) 电信号 电信号→化学 信号→电信号 速度 快 慢 方向 可以双向 单向传递 (2)有关神经递质的6点总结 ①供体：轴突末端突触小体内的突触小泡。 ②传递途径：突触前膜→突触间隙→突触后膜。 ③受体：突触后膜上的糖蛋白，具有特异性。 ④作用：神经递质与受体结合后，打开突触后膜上的相应的离子通道，发生离子流动，引起突触后膜膜电位变化。 ⑤类型：兴奋性神经递质——如乙酰胆碱、谷氨酸等，引起兴奋的机理为该类递质作用于突触后膜后，能增强突触后膜对Na＋的通透性，使Na＋内流，从而使突触后膜产生动作电位，即引起下一神经细胞发生兴奋；抑制性神经递质——如甘氨酸、γ­氨基丁酸、去甲肾上腺素等，引起抑制的机理为该类递质作用于突触后膜后，能增强突触后膜对Cl－的通透性，使Cl－进入细胞内，强化内负外正的静息电位，从而使神经细胞难以产生兴奋。 ⑥去向：神经递质发挥效应后，会很快被相应的酶降解，或被突触前神经细胞回收，以免持续发挥作用。 [迁移运用] 3．如图是突触局部模式图，以下说法不正确的是(　　) A．②和①的结合具有特异性 B．兴奋只能由③传递到④，而不能反过来 C．⑤是突触间隙 D．⑥的形成与高尔基体有关 解析　B　根据突触的结构可知，①是受体，②是神经递质，③是突触后膜，④是突触前膜，⑤是突触间隙，⑥是突触小泡。神经递质只能由突触前膜释放，通过突触间隙，然后与突触后膜上的受体特异性地结合，使突触后膜兴奋或者抑制，突触小泡来自高尔基体产生的小囊泡。 4．(2023·扬州模拟)研究发现，睡眠主要依靠脑部多个脑区的胞外腺苷含量来调节，胞外腺苷含量高可促进睡眠。胞外腺苷的作用机制类似于神经递质；咖啡因是腺苷类似物，可与腺苷竞争突触后膜上的受体，但不发挥腺苷的作用。下列判断不合理的是(　　) A．腺苷经扩散通过突触间隙到达突触后膜 B．咖啡因可与腺苷受体特异性结合 C．腺苷分泌不足时机体可能出现嗜睡症状 D．咖啡因的可乐等饮料可用来“提神” 解析　C　由题干可知，腺苷经扩散通过突触间隙到达突触后膜，A正确；咖啡因与腺苷竞争受体故咖啡因可与腺苷受体特异性结合，B正确；睡眠主要依靠胞外腺苷含量来调节，胞外腺苷含量高可促进睡眠，所以腺苷分泌不足不利于睡眠，C错误；咖啡因与腺苷竞争受体，但不发挥腺苷的作用，所以，含咖啡因的可乐等饮料可用来“提神”，D正确。 [知识网络] 学科网（北京）股份有限公司 $$