备课素材：神经调节几个重要概念-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修1

神经调节几个重要概念 现行的高中生物学各版新教材对神经调节的结构基础、基本方式、兴奋的传导和传递等概念均做了重点介绍,但对于神经调节存在的一些特殊情况并未涉及，不少同学存在一些误区和错误认知。 1.兴奋性神经递质和抑制性神经递质及生理效应 一般来说,兴奋性神经递质会引起突触后神经元兴奋,抑制性神经递质会导致突触后神经元受到抑制。 突触的兴奋或抑制可能受到哪些因素的影响? 神经递质按照其与受体作用后对突触后神经元的效应,分为兴奋性神经递质(如乙酰胆碱、天冬氨酸、谷氨酸等)和抑制性神经递质(如y-氨基丁酸、甘氨酸等9)两类。但神经递质与受体结合才能发挥作用,同一神经递质的受体可能有多种类型。不同类型的受体具有不同的结构和功能。如多巴胺受体有D，受体和D,受体,D,受体一般介导兴奋性效应,D,受体介导抑制性效应。因此神经递质的作用可随其作用部位和受体的不同而发生改变。 2.突触传递及特点 一般来说,突触传递发生在神经元之间,且是单向的。神经元之间通过突触进行细胞间的信息传递,但是突触传递也存在于神经元与肌肉细胞之间(如神经-肌肉接头),以及神经元与腺体细胞之间。突触分为化学突触和电突触。化学突触的结构不对称,突触前为轴突末稍,突触后为效应细胞,兴奋的传递依赖于化学物质--神经递质,有一定的延迟性。在化学突触中神经元之间兴奋的传递是单方向的。电突触间隙很窄,大约1-3nm,每个电突触由位于相邻两个细胞膜之间的一对中空的连接小体构成,又称缝隙连接,连小体允许直径小于自身孔径的小分子物质直接通过,电信号和小分子物质可直接在相邻的细胞之间传递,让两个神经元直接通过电信号传递信息,信息传递快速、无延迟,可以双向传递。 因此,突触传递可发生在神经元之间、神经元与肌肉细胞、腺体细胞之间。如果是化学突触,传递信号的方向是单向的;如果是电突触,传递信号的方向是双向的。 3.局部电位与动作电位 现行人教版教材关于神经调节只介绍了静息电位和动作电位,未提及局部电位。动作电位和局部电位是不同的概念,既有区别又有联系。 例1、在t1、t2、t3时刻分别给予某神经纤维三次强度相同的甲刺激,测得神经纤维电位变化如图1所示,请据图判断,下列说法正确的是 A.适当提高细胞内K离子浓度,测得的静息电位可能位于-65--55 mV B.t4-t5时间段,细胞K离子通道打开,利用ATP 将K离子运出细胞恢复静息状态 C.一定条件下的甲刺激可以累加并引起神经纤维产生动作电位 D.t5时刻给予两次强度相同的甲刺激能引发动作电位 思考:图1中的局部电位和动作电位是否相同,有何关系? 通过题图分析,甲刺激为阈下刺激,阈下刺激虽不能产生动作电位,但并不代表膜电位不发生变化,题图凸起的电位部分代表局部电位,很明显局部电位和动作电位不同,并不是“全或无”的,可以叠加引发动作电位。 能够引发动作电位的最小刺激强度称阈强度,又叫阈刺激,刺激只要能使膜从静息电位去极化到闽电位,便能触发动作电位,引起兴奋。单个下刺激可使受刺激部位细胞膜的少量Na离子通道激活,引起少许Na离子内流。由于这种刺激较小,Na离子内流较少,不能产生动作电位,但这种刺激会使受刺激部位局部去极化,但这种电位变化不能向远处扩布,未到达阈电位,将其称为局部电位。动作电位和局部电位的区别与联系见表1。 因此,局部电位不同于动作电位,局部电位不具有全或无的特性,具有总和效应,达到电位水平可产生动作电位。 4.突触后电位及特点 高中生物学人教版教材中提到当神经递质与受体结合后,会引发突触后膜产生电位变化。那么当神经递质与受体结合后产生的突触后电位,具有怎样的特点? 例2、图2是某研究小组研究突触间作用关系时的实验与结果,其中图①为所示实验,图②、图③为实验结果。下列分析正确的是 A.若给予轴突3足够强度的刺激,电流计上的指针没有反应 B.刺激轴突1后,神经元M发生Na离子内流,没有动作电位产生 C.轴突2通过影响轴突1释放神经质神 D.轴突1释放的神经递质能改变轴突2和神经元M的离子通透性 此题考查神经元之间兴奋的传递,涉及突触后电位,轴突1接受的刺激显然为阈下刺激,虽然没有产生动作电位,但产生了局部电位。 当动作电位传递至神经末梢时,Ca2+通道开放,释放神经递质,引起后膜的离子通道开放,产生突触后效应,即兴奋性突触后电位或者抑制性突触后电位。神经元在同一时间内,往往会受到不同来源的兴奋性或抑制性传人的作用,突触后膜电位是兴奋性突触后电位和抑制性突触后电位叠加后的结果。当叠加结果为去极化时,突触后神经元兴奋性提高。当神经元去极化达到阈电位水平时,即可爆发动作电位。对两种突触后电位的具体比较见表2. 因此,突触后电位是一种局部电位,具有总和效应或叠加效应),当突触后电位总和超过去极化的电位时,便可引发动作电位。 5. 不同神经纤维上兴奋的传导速度 教材在介绍兴奋传导时,以无髓神经纤维为例进行说明。关于有髓神经纤维上兴奋的传导过程没有提及。 思考:不同神经纤维上兴奋传导的速度有何不同为什么? 根据神经纤维是否有髓鞘包裹,可分为有髓神经纤维和无髓神经纤维两种。有髓神经纤维即轴索外面包有髓鞘结构,髓鞘分成许多节段,髓鞘由神经膜细胞膜反复包卷而成,各节髓鞘之间的连接空隙称为郎飞结。无髓神经纤维的轴突被神经膜细胞包裹,但不形成髓鞘。 动作电位沿细胞膜传导的基本方式是局部电流当无髓神经纤维某一膜区产生动作电位时,与邻近的静息部位存在电位差,产生局部电流,使邻近静息部位去极化而产生兴奋,使动作电位沿神经纤维传导。在有髓神经纤维上,当动作电位产生时,兴畚只在郎飞结处进行传导,由一个郎飞结传到下一个郎飞结不断向前传导,称为跳跃式传导。由于只在郎飞结处产生局部电流和离子流动,不仅提高传导速度,还节省了能量消耗,这是生物在长期进化过程中积极适应环境的一种体现,有利于培养学生用进化的观点来理解神经调节,形成生命观念。 学科网（北京）股份有限公司 $$