2025届高三一轮复习生物:神经调节讲义
2024-09-30
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修1 稳态与调节 |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | 第2章 神经调节 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 神经调节 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 11.39 MB |
| 发布时间 | 2024-09-30 |
| 更新时间 | 2024-09-30 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-09-30 |
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| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第23课 神经调节
学业质量水平:
1.通过学习反射弧的结构与功能,形成结构与功能相适应的观点。(生命观念)
2.通过比较静息电位与动作电位、兴奋的传导与传递,明确兴奋的产生与传导机理。(生命观念、科学思维)
3.通过膜电位的测量及反射弧中兴奋传导特点的实验探究,提升实验设计及对实验结果分析的能力。(科学探究)
4.通过人脑的高级功能和神经系统的分级调节的学习,明确神经系统是一个统一的整体。(生命观念、科学思维)
课标要点一 神经系统和反射(见学生用书P218)
主干梳理
1.神经系统的作用和组成
(1)作用
神经系统能感受机体内、外环境的变化, 直接或间接 地协调各器官、各系统的活动,使它们相互配合,形成一个 整体 ,使人和动物能应对内、外环境的各种变化,维持正常的生命活动。
(2)组成
(3)细胞组成
神经元和数目更多的 支持细胞 (胶质细胞)。
2.神经元
(1)结构和分类
(2)基本特性
①神经元是一种 可兴奋 细胞,即受到刺激后会产生 神经冲动 并沿 轴突 传送出去。
②神经元基本特性的验证实验
(3)兴奋是动作电位的验证实验
①静息时,电表上没有电位差(图1),说明坐骨神经表面各处电位 相等 。
②当在坐骨神经一端(a)给予刺激时(图2),靠近刺激端的电极处(b)先变为 负 电位(图3),再恢复到零(图4)。
③传至另一端电极处(c)又变为 负 电位(图5),接着又恢复到零(图6)。可见,刺激坐骨神经时,产生一个 负电位 ,它沿着神经传导,这个 负电位 称为动作电位。
④若该过程电流右进左出为正,绘制的电位双向变化图示应为 。
3.反射
(1)概念:指在 中枢神经系统 参与下,机体对刺激所产生的 规律性 反应。
(2)类型:依据有无 大脑皮层 的参与,将反射分为 非条件反射 (如眨眼反射、婴儿的吮吸反射、进食过程中的吞咽反射等)和 条件反射 。
(3)结构基础: 反射弧 。
4.中枢神经系统
(1)脊髓
脊髓参与完成的基本反射都是在 高级 中枢的调节下进行的。
(2)脑
①脑的结构
a.大脑:分为左、右两个半球,中间通过胼胝体连接。大脑半球可分为四个叶:额叶(有躯体 运动 中枢等)、颞叶(有听觉中枢等)、顶叶(有躯体感觉中枢等)、枕叶(有视觉中枢等)。每个半球包括:大脑皮层(表面的一层灰质,神经元细胞体集中的区域)、白质(由大量神经纤维组成)。
b.小脑:调节躯体运动,控制躯体的 协调与平衡 。
c.下丘脑:水盐平衡调节、体温调节、 血糖平衡 调节等活动中枢。
d.脑干:脊髓与大脑间的上下通路,调节 呼吸 、循环等活动的基本生命中枢。
②人类大脑皮层的言语区
5.植物性神经调节内脏的活动
(1)躯体反射与内脏反射的比较
(2)植物性神经
◆自我诊断◆
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.真题节选每个神经元都有一个轴突和多个树突。( × )
2.真题节选大脑皮层布罗卡区病变的人,不能看懂文字。( × )
3.位于大脑皮层的呼吸中枢是维持生命活动的必要中枢。( × )
4.自主神经系统是一种传出神经,包括交感神经和副交感神经。( √ )
5.真题节选反射活动一定需要中枢神经系统的参与。( √ )
6.真题节选打篮球时运动员大汗淋漓属于条件反射。( × )
7.刺激传出神经也可以引起效应器反应,这种反应也能称为反射。( × )
8.某同学正在跑步,参与调节这一过程的神经中枢有大脑皮层、小脑、下丘脑、脑干和脊髓。( √ )
9.膝跳反射的神经中枢由中间神经元和运动神经元之间的突触组成。( × )
10.脑干中有许多维持生命活动的必要中枢,如体温调节中枢。( × )
11.高等动物体内只有神经元才是可兴奋细胞。( × )
12.真题节选人体脊髓完整而脑部受到损伤时,不能完成膝跳反射。( × )
◆精准答题◆
2022·河北真题皮肤上的痒觉、触觉、痛觉感受器均能将刺激引发的信号经背根神经节(DRG)的感觉神经元传入脊髓,整合、上传,产生相应感觉。组织胺刺激使小鼠产生痒觉,引起抓挠行为。研究发现,小鼠DRG神经元中的PTEN蛋白参与痒觉信号传递。为探究PTEN蛋白的作用,研究者进行了相关实验。回答下列问题。
(1)机体在 大脑皮层 产生痒觉的过程 不属于 (填“属于”或“不属于”)反射。兴奋在神经纤维上以 电信号(神经冲动) 的形式双向传导。兴奋在神经元间单向传递的原因是 神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜 。
(2)抓挠引起皮肤上的触觉、痛觉感受器 兴奋 ,有效 抑制 痒觉信号的上传,因此痒觉减弱。
(3)用组织胺刺激正常小鼠和PTEN基因敲除小鼠的皮肤,结果如下图。
据图推测PTEN蛋白的作用是 减弱 机体对外源致痒剂的敏感性。已知PTEN基因敲除后,小鼠DRG中的TRPV1蛋白表达显著增加。用组织胺刺激PTEN基因和TRPV1基因双敲除的小鼠,据图中结果推测TRPV1蛋白对痒觉的影响是 促进痒觉的产生 。
【解析】 (1)所有感觉的形成部位均是大脑皮层,故机体在大脑皮层产生痒觉。反射的完成需要经过完整的反射弧,机体产生痒觉没有经过完整的反射弧,不属于反射。兴奋在神经纤维上以电信号(神经冲动)的形式双向传导。由于神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,故兴奋在神经元之间只能单向传递。
(2)抓挠行为会引起皮肤上的触觉、痛觉感受器兴奋,有效抑制痒觉信号的上传,因此痒觉减弱。
(3)本实验的自变量是PTEN基因和TRPV1基因的有无,因变量是30分钟内抓挠次数。据题图可知,与正常小鼠相比,PTEN基因敲除小鼠的抓挠次数明显增加,说明PTEN基因缺失会增加小鼠的抓挠次数,即增强小鼠对痒觉的敏感性,据此推测PTEN基因控制合成的PTEN蛋白是减弱机体对外源致痒剂的敏感性,进而抑制小鼠的痒觉。而PTEN基因和TRPV1基因双敲除的小鼠与正常小鼠的实验结果差异不大,说明TRPV1基因缺失可减弱PTEN基因缺失的效果,即会抑制小鼠痒觉的产生,即TRPV1基因控制合成的TRPV1蛋白可促进痒觉的产生。
命题探究
神经系统基本概念的理解)))
中枢神经系统和周围神经系统的区别
中枢神经系统对外界的信息具有整合和处理的过程,而周围神经系统则是将信息传入(感觉神经元)和传出(运动神经元)
中枢神经系统和神经中枢的区别
(1)中枢神经系统包括脑和脊髓,它接收全身各处传入的信息,经它整合加工后成为协调运动的指令信息,或者储存在中枢神经系统内成为学习、记忆的基础
(2)神经中枢是指在脑和脊髓中,大量神经细胞聚集在一起,形成不同的神经中枢,分别负责调控某一特定的生理功能,如水平衡神经中枢、血糖平衡神经中枢等
脑神经和脊神经的理解
都含有传入神经元和传出神经元
树突和轴突的数量比较及判断依据
(1)一个神经元中树突一般数量多,轴突一般只有一条
(2)不能用突起的长度来判断突起类型,判断依据是接收信息还是传出信息,传入神经元的树突就很长
神经纤维和神经的比较
(1)神经纤维:神经元的轴突呈纤维状,常被髓鞘包裹,构成神经纤维
(2)神经:许多神经纤维集结成束,外面包有一层由结缔组织形成的包膜,构成一条神经
髓鞘结构的认识
有些髓鞘是由胶质细胞组成的,其功能主要是起绝缘作用,其分布可以是长的树突上,也可以是长的轴突上,中间神经元没有髓鞘结构
产生兴奋的细胞的理解
能产生兴奋的细胞不止有神经元,还有肌肉细胞、腺体细胞(分泌)等;神经元兴奋后能产生动作电位,肌肉细胞兴奋后也能产生动作电位,且肌肉会收缩
例1下列关于神经系统结构的描述,错误的是( A )
A.神经元的轴突就是由许多神经纤维被结缔组织包围而成的神经
B.周围神经系统分布在全身各处,都含感觉神经和运动神经
C.交感神经和副交感神经都属于传出神经
D.神经元和神经胶质细胞都是组成神经系统的细胞
【解析】 轴突是由胞体发出的长突起,又称神经纤维,许多神经纤维集结成束,外面包着结缔组织膜,就成为一条神经,A错误;周围神经系统(包括脊神经、脑神经)分布在全身各处,都含感觉神经和运动神经,B正确;支配内脏、血管和腺体的传出神经,它们的活动不受意识支配,称为自主神经,自主神经由交感神经和副交感神经两部分组成,即交感神经和副交感神经都属于传出神经,C正确;组成神经系统的细胞主要包括神经元和神经胶质细胞两大类,D正确。
即时巩固
甲、乙两图分别表示某运动神经元、感觉神经元的结构模式图。下列相关叙述错误的是( B )
A.甲图中除了神经细胞外还有多个胶质细胞,①是树突,②是神经末梢
B.乙图中b、d为神经纤维,都是胞体发出的长突起
C.在膝跳反射中,甲图中细胞可直接接受来自乙图细胞的刺激,引起股四头肌收缩
D.同一生物体的甲、乙神经元的大小、形态会有很大的差异
【解析】 甲图为运动神经元,其中①是树突,②是神经末梢,神经元轴突外包裹有髓鞘,髓鞘含有胶质细胞,A正确;神经元由胞体和突起两部分组成,神经纤维是神经元胞体发出的长突起,乙图中b是神经纤维,d是树突,B错误;膝跳反射只经过一个感觉神经元和一个脊髓的运动神经元就可引起股四头肌收缩,甲图中细胞为运动神经元,可直接接受来自乙图中的感觉神经元的刺激,引起股四头肌收缩,C正确;不同的神经元,其大小、形态有很大的差异,D正确。
条件反射与非条件反射的比较)))
比较项目
非条件反射
条件反射
形成
生来就有的先天性反射
在生活过程中建立起来的
反射弧特点
由大脑皮层以下的神经中枢完成
需要大脑皮层的参与
神经联系
固定、不会消退
暂时、会消退
引起反射的刺激
非条件刺激
无关刺激转变成条件刺激
种类数目
少
多
意义
使机体初步适应环境,对个体生存与种群生存有重要的生理意义
提高了人或动物适应环境变化的能力
联系
条件反射是在非条件反射的基础上建立起来的
例2一个人的手掌触碰到裸露的电线会立即反射性地握紧电线,被解救后当他再次看到裸露的电线时,会立即反射性地把手缩回。下面对这两种反射的叙述,正确的是( C )
A.两种反射的神经中枢都在脊髓
B.两种反射的神经中枢都在大脑皮层
C.前者神经中枢在脊髓,后者神经中枢在大脑皮层
D.前者神经中枢在大脑皮层,后者神经中枢在脊髓
【解析】 一个人的手掌触碰到裸露的电线会立即反射性地握紧电线,该过程不经过大脑思考,属于非条件反射,神经中枢在脊髓;被解救后当他再次看到裸露的电线时,会立即反射性地把手缩回(是在看到之后手缩回),该过程经过大脑的思考,属于条件反射,神经中枢在大脑皮层,C正确。
即时巩固
2024·长兴中学模拟实验室小鼠只有在亮灯后触碰杠杆,才能得到食物。经过反复训练,灯光会促使小鼠主动触碰杠杆。下列有关说法正确的是( B )
A.灯光刺激直接作用于神经中枢引起小鼠触碰杠杆
B.反复训练可能促进了相关神经元之间形成联系
C.小鼠触碰杠杆获取食物的行为可以遗传给下一代
D.灯光促使小鼠主动触碰杠杆的现象是非条件反射
【解析】 实验小鼠经过反复训练,灯光促使小鼠主动触碰杠杆的现象,是后天的一种学习行为,属于条件反射,灯光刺激不能直接作用于神经中枢,需经过感受器等,A、D错误;小鼠触碰杠杆获取食物的行为没有改变其遗传物质,不可以遗传给下一代,C错误。
反射弧的结构及功能)))
1.膝跳反射和缩手反射的经典反射弧图示解读
(1)两个反射弧都包括5部分基本结构。
(2)相应反射的完成都离不开适宜刺激和反射弧的完整。
(3)在传入神经元上都有神经节结构。
(4)两者神经中枢都在脊髓,属于低级神经中枢,都受高级神经中枢调控。
(5)缩手反射由3个神经元组成反射弧,神经中枢内有2个突触结构,而膝跳反射的反射弧只有2个神经元,神经中枢内有1个突触结构。
(6)最简单的反射弧至少包括2个神经元——感觉神经元和运动神经元。
2.反射弧中传入神经元和传出神经元的判断
例32024·温州中学模拟当人的一只脚踩到钉子时,会引起同侧屈反射,使人避开损伤性刺激,其中的反射弧示意图如下。下列关于同侧屈反射的叙述,正确的是( D )
A.传入神经元和传出神经元的胞体均位于脊髓中
B.神经中枢是传入神经元与传出神经元之间的突触
C.该反射属于条件反射,其活动的结果有利于人的生存
D.该反射的结构基础是三元反射弧,反射弧中每个神经元都释放兴奋性递质
【解析】 题图中反射的传入神经元的胞体位于神经节中,传出神经元的胞体位于脊髓中,A错误;同侧屈反射是同侧肢体的单侧性反应,属于非条件反射,因此具有反射弧的五部分基本结构,神经中枢在脊髓,B错误;该反射属于非条件反射,其活动的结果有利于人的生存,C错误;题述反射中涉及三种神经元(传入神经元、中间神经元和传出神经元),每种神经元都能将神经冲动沿轴突传送出去,即都释放兴奋性递质,D正确。
即时巩固
一健康成人的排尿反射过程如图所示,膀胱壁有牵张感受器和逼尿肌等,尿道侧有尿道括约肌。当逼尿肌收缩、尿道括约肌舒张时,尿排出,反之则不排尿。排尿反射的低级中枢位于脊髓,大脑皮层有控制排尿的高级神经中枢,能产生尿意。下列叙述错误的是( D )
A.大脑皮层尿意产生的信息传导路径为膀胱感受器→⑤→脊髓排尿中枢→①→大脑皮层
B.图中的④代表植物性神经的组成部分,膀胱受到交感神经和副交感神经的双重支配,该过程受到意识的主动支配
C.成人排尿活动受脊髓和大脑皮层的共同支配,体现了分级调节的特点
D.排尿时,逼尿肌收缩会进一步刺激膀胱壁的牵张感受器,产生的兴奋经图中的⑤→③→④过程,使逼尿肌持续收缩直到将尿排完,体现了负反馈调节的特点
【解析】 题图中的⑤所在神经元上有神经节,由此判断⑤为传入神经元,因此大脑皮层尿意产生的信息传导路径为膀胱感受器→⑤→脊髓排尿中枢→①→大脑皮层,A正确;题图中的④为运动神经元,由于支配的是膀胱这一内脏器官,可判断其为植物性神经,且受意识的主动支配,B正确;成人排尿活动同时受到脊髓低级神经中枢和大脑皮层高级神经中枢的支配,体现了分级调节的特点,C正确;排尿时由于逼尿肌引起的持续兴奋活动,体现了正反馈调节的特点,D错误。
课标要点二 神经冲动的产生和传导(见学生用书P223)
主干梳理
1.神经冲动的产生和传导
(1)兴奋的产生:兴奋是以动作电位即 电信号 的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也叫 神经冲动 。在受刺激时能出现动作电位的组织,称为可兴奋组织。神经细胞、肌肉细胞、腺体细胞等都可产生兴奋。
(2)静息电位与动作电位
(3)膜内外电流方向和兴奋传导方向
由示意图可知,膜内外电流方向和兴奋传导方向如下表所示:
项目
膜外
膜内
兴奋传导方向
兴奋 区→ 未兴奋 区
兴奋 区→ 未兴奋 区
电流方向
未兴奋区→兴奋区
兴奋区→未兴奋区
兴奋传导方向与电流方向比较
相反
相同
(4)神经冲动在神经纤维上的传导过程
①AB段: 极化 状态(静息电位)。神经冲动已经通过该区段神经纤维,Na+通道关闭,K+通道打开。
②BC段:超极化。 Na+ 通道关闭, K+ 通道打开。
③CD段: 复极化 。静息电位恢复过程,Na+通道关闭,K+通道打开。
④DE段: 去极化、反极化 。神经冲动刚传至该区段,动作电位形成过程。Na+通道打开,K+通道关闭。
⑤EF段: 极化 状态(静息电位)。神经冲动还未传至该区段神经纤维,Na+通道关闭,K+通道打开。
(5)神经冲动(兴奋)传导的特点
①生理完整性:神经冲动传导要求神经纤维在结构上和生理功能上都是完整的。如果神经纤维被切断,破坏了结构的完整性,冲动不可能通过断口。
② 绝缘性 :一条神经中包含很多根神经纤维,一根神经纤维传导神经冲动时不影响其他神经纤维,也就是说,各神经纤维之间具有绝缘性。
③非递减性传导:动作电位在传导过程中,其大小和速率不会因传导距离的增加而衰减。
④在(离体)神经纤维上 双向 传导。
2.神经冲动在突触处的传递
(1)辨析图示中的结构,填出①~⑤的名称。
(2)兴奋传递过程
(3)突触的类型:第一个神经元的轴突末梢在第二个神经元的 树突或胞体 处组成突触,神经末梢和肌肉间也可构成突触( 神经肌肉接点 )。
(4)兴奋在突触处的传递特点
①单向传递:原因是神经递质只能由突触前膜释放,作用于 突触后膜 。
②突触延搁:神经冲动在突触处的传递要经过电信号→化学信号→电信号的转变,因此比在神经纤维上的传导要慢。
(5)神经递质
①种类
②释放方式:一般为 胞吐 ,体现了生物膜的 流动性 。
③受体的化学本质:糖蛋白。
④作用:引起下一神经元的 兴奋或抑制 。
⑤去向:迅速被 相应的酶催化水解 或被重吸收回突触小体。
◆自我诊断◆
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.动作电位形成过程中Na+内流的方式是主动转运。( × )
2.真题节选膝反射是一种简单反射(非条件反射),感受器将刺激转换成神经冲动并沿神经纤维单向传导。( √ )
3.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。( × )
4.神经递质作用于突触后膜,就会使下一个神经元兴奋。( × )
5.真题节选内环境K+浓度升高,可引起神经细胞静息状态下膜电位差增大。( × )
6.突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程属于胞吐。( √ )
7.神经纤维膜内K+/Na+的值,动作电位时比静息电位时高。( × )
8.神经冲动引起神经递质的释放,实现了由电信号向化学信号的转变。( √ )
9.突触是一个神经元与另一个神经元之间的接点。( × )
10.真题节选激素、神经递质等信号分子,可协同调控同一生理功能。( √ )
11.真题节选在肌神经细胞发育过程中,肌肉细胞需要释放一种蛋白质,其进入肌神经细胞后,促进其发育以及与肌肉细胞的联系;如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡。这种蛋白质是一种神经递质。( × )
◆精准答题◆
2022·浙江1月选考真题坐骨神经由多种神经纤维组成,不同神经纤维的兴奋性和传导速率均有差异,多根神经纤维同步兴奋时,其动作电位幅值(即大小变化幅度)可以叠加;单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象。
欲研究神经的电生理特性,请完善实验思路,分析和预测结果(说明:生物信号采集仪能显示记录电极处的电位变化,仪器使用方法不作要求;实验中标本需用任氏液浸润)。
(1)实验思路:
①连接坐骨神经与生物信号采集仪等(简图如下,a、b为坐骨神经上相距较远的两个点)。
②刺激电极依次施加由弱到强的电刺激,显示屏1上出现第一个动作电位时的刺激强度即阈刺激,记为Smin。
③ 在阈刺激的基础上依次施加由弱到强的电刺激 ,当动作电位幅值不再随刺激增强而增大时,刺激强度即为最大刺激,记为Smax。
(2)结果预测和分析:
①当刺激强度范围为 小于Smax且不小于Smin 时,坐骨神经中仅有部分神经纤维发生兴奋。
②实验中,几乎每次施加电刺激的同时,在显示屏上都会出现一次快速的电位变化,称为伪迹,其幅值与电刺激强度成正比,不影响动作电位(见图2)。伪迹的幅值可以作为 电刺激强度 的量化指标;伪迹与动作电位起点的时间差,可估测施加刺激到记录点神经纤维膜上 Na+通道开放 所需的时间。伪迹是电刺激通过 任氏液 传导到记录电极上而引发的。
③在单根神经纤维上,动作电位不会因传导距离的增加而减小,即具有 不衰减 性。而上述实验中a、b处的动作电位有明显差异(如图2),原因是不同神经纤维上动作电位的 传导速率 不同导致b处电位叠加量减小。
④以坐骨神经和单根神经纤维为材料,分别测得两者的Smin和Smax。将坐标系补充完整,并用柱形图表示两者的Smin和Smax相对值。
【答案】
【解析】 (1)据题意可知,本实验要研究神经的电生理特性,坐骨神经由多种神经纤维组成,在一定范围内改变刺激强度会改变发生兴奋的神经纤维条数,它们叠加到一起的动作电位幅值就会改变,因此在阈刺激的基础上依次施加由弱到强的电刺激,当动作电位幅值不再随刺激增强而增大时,刺激强度即为最大刺激,记为Smax。
(2)①出现第一个动作电位时的刺激强度即阈刺激,记为Smin,当动作电位幅值不再随刺激增强而增大时,刺激强度即为最大刺激,记为Smax,因此当刺激强度范围为小于Smax且不小于Smin时,坐骨神经中仅有部分神经纤维发生兴奋。②实验中,几乎每次施加电刺激的同时,在显示屏上都会出现一次快速的电位变化,称为伪迹,其幅值与电刺激强度成正比,因此伪迹的幅值可以作为电刺激强度的量化指标。受到刺激时,神经纤维膜上Na+通道开放,Na+内流,会出现动作电位,伪迹与动作电位起点的时间差,可估测施加刺激到记录点神经纤维膜上Na+通道开放所需的时间。实验中的标本需要任氏液浸润,因此伪迹是电刺激通过任氏液传导到记录电极上而引发的。③在单根神经纤维上,动作电位不会因传导距离的增加而减小,即具有不衰减性。不同神经纤维的兴奋性和传导速率均有差异,上述实验中a、b处的动作电位有明显差异,原因是不同神经纤维上动作电位的传导速率不同导致b处电位叠加量减小。④坐骨神经是由多种神经纤维组成的,不同神经纤维的兴奋性和传导速率均有差异,多根神经纤维同步兴奋时,其动作电位幅值(即大小变化幅度)可以叠加;单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象。因此坐骨神经的Smin和Smax不同,单根神经纤维的Smin和Smax相同,相关柱形图见答案。
命题探究
兴奋的传导和传递过程误区辨析)))
误区
辨析
神经递质的运输方式为胞吐
神经递质在突触间隙中的运输方式是扩散
突触后膜是下一个神经元的胞体膜、树突膜
突触后膜也可能是传出神经元支配的肌肉细胞膜或腺体细胞膜
去极化的过程中钠离子大量流入神经细胞内,此过程需耗能
去极化过程中钠离子进入神经细胞的方式是易化扩散,不耗能
突触前膜释放神经递质作用于突触后膜,使下一个神经元兴奋
神经递质有抑制性和兴奋性两种
增加刺激强度,动作电位的峰值变大
动作电位大小和膜内外钠离子的浓度差有关,若增加刺激强度,胞内外的钠离子浓度差没有变,动作电位的峰值不变
兴奋在传导过程中,随着传导距离增加,动作电位峰值变小
兴奋在传导过程中,具有不衰减性特点,随着传导距离增加,动作电位峰值不变
神经递质与突触后膜上的受体结合后会运进突触后膜内
运输的不是神经递质,运输的是相关离子
达到动作电位峰值后胞内外钠离子浓度差为0
不管什么时候都是胞外钠离子浓度高
例1下列关于乙酰胆碱的叙述,正确的是( D )
A.乙酰胆碱由突触前膜释放,进入突触后膜引发兴奋
B.乙酰胆碱能参与代谢,调节某些生理过程的速率
C.乙酰胆碱作用完成后,运至乙酰胆碱受体处降解
D.少量的乙酰胆碱便能引起突触后膜去极化,形成小电位
【解析】 乙酰胆碱由突触前膜释放,进入突触间隙,作用于突触后膜,引发兴奋,不能进入突触后膜,A错误;乙酰胆碱为神经递质,不能参与代谢,B错误;神经递质发挥作用后被对应的酶水解失活或者回收到突触前膜内,C错误;少量的乙酰胆碱便能引起突触后膜去极化,形成小电位,D正确。
即时巩固
2022·浙江6月选考真题听到上课铃声,同学们立刻走进教室,这一行为与神经调节有关。该过程中,其中一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。下列关于该过程的叙述,错误的是( A )
A.此刻①处Na+内流,②处K+外流,且两者均不需要消耗能量
B.①处产生的动作电位沿神经纤维传播时,波幅一直稳定不变
C.②处产生的神经冲动,只能沿着神经纤维向右侧传播出去
D.若将电表的两个电极分别置于③④处,指针会发生偏转
【解析】 根据兴奋传递的方向为③→④,则此刻①处恢复静息电位,为K+外流,②处产生动作电位,为Na+内流,A错误;动作电位沿神经纤维传导时,其电位变化总是一样的,不会随传导距离增加而衰减,B正确;在反射弧中,兴奋在神经纤维上的传导是单向的,由轴突传导到轴突末梢,即向右侧传播出去,C正确;将电表的两个电极置于③④处时,由于会存在电位差,指针会发生偏转,D正确。
膜电位分析)))
1.Na+浓度与膜电位的关系
(1)分析依据:动作电位是由Na+内流形成的,只有足够量的Na+内流才会引起正常动作电位的形成。
(2)实例分析:下图表示枪乌贼离体神经纤维在Na+浓度不同的两种海水中受刺激后的膜电位变化情况,其中b表示的是在低浓度海水中的电位变化,因为Na+内流不足,所以形成的电位差较小,不能形成正常的动作电位,并且电位变化的时间也延迟了。
2.K+浓度与膜电位的关系
静息电位是由K+少量外流造成的,若K+内外浓度差减小,则膜电位绝对值减小,但动作电位不受影响。
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
例22024·台州模拟当神经细胞受到适宜刺激时,会出现动作电位,某些处理会影响这一过程。如图所示,这是正常动作电位和经某种处理后的动作电位示意图。下列叙述正确的是( D )
A.该处理可能是用药物提高了细胞膜对Na+的通透性
B.该处理可能是降低了细胞外液的K+浓度
C.该处理可能是降低了刺激的强度
D.处理前、后的电位均能传播
【解析】 动作电位的产生机制是刺激使膜对Na+的通透性增加,因此,提高细胞膜对Na+的通透性不会降低动作电位的峰值,A错误;K+只是维持静息电位,细胞外液的K+浓度不影响动作电位峰值的高低,B错误;动作电位的特点是“全或无”,只要刺激强度引起了动作电位,那么它的大小就是固定的,不会随着刺激强度的大小改变发生变化,C错误;处理前、后的电位均能在神经纤维上传播,D正确。
即时巩固
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 蛋白质和脂质 ,膜的基本支架是 磷脂双分子层 。
(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 外正内负 。K+静电场强度只能通过公式“K+静电场强度(mV)=60×lg ”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(lg=-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 -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绝对主要因素。
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绝对值 梯度减小 ,则可验证此假设。
【解析】 (1)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)K+外流形成静息电位,细胞膜两侧的电位表现为外正内负。
(3)K+静电场强度(mV)=60×lg =60×lg=60×(-1.59)=-95.4(mV),即静息状态下,K+静电场强度为-95.4 mV。依据公式可知,增加细胞外K+浓度求出的值的绝对值变小,若测得静息电位的值也变小(正负号不代表大小,代表方向),则可验证①中假设。
兴奋在神经元之间的传递分析)))
1.兴奋传递过程中出现异常的情况分析
2.正确理解突触小泡、突触等概念
3.神经递质的性质及作用
化学本质
包括多巴胺、去甲肾上腺素、5——羟色胺、γ——氨基丁酸、甘氨酸、乙酰胆碱等
功能
兴奋性
递质
可导致Na+内流,使突触后膜兴奋,产生动作电位,实现由“内负外正→内正外负”的电位转化
抑制性
递质
可导致负离子(如Cl-)进入突触后膜,从而强化“内负外正”的静息电位
去向
回收再
利用
通过突触前膜载体的作用,将突触间隙中多余的神经递质回收至突触前神经元并储存于小泡中,以便再利用
酶解
被相应的酶催化水解
例3眼镜蛇的毒液是神经毒素,这种毒液具有神经——肌肉(神经肌肉的接头相当于突触)传递阻滞作用,引起横纹肌弛缓性瘫痪,可导致呼吸肌麻痹。对这种神经毒液作用机理的推测,不合理的是( C )
A.毒液可能作用于突触后膜的神经递质受体,从而阻断神经肌肉传递
B.毒液可能作用于突触前膜,抑制突触小泡释放神经递质
C.毒液可能作用于突触间隙,抑制神经递质的正常分解
D.毒液可能作用于突触后膜上的Na+通道,影响突触后膜的兴奋
【解析】 由题意可知,眼镜蛇的毒液是神经毒素,具有神经——肌肉传递阻滞作用,有可能作用于突触后膜的神经递质受体,使神经递质失去与肌肉细胞受体结合的机会,从而影响兴奋在神经细胞和肌肉细胞间的传递,A正确;毒液也可能作用于突触前膜,抑制突触小泡释放神经递质,从而影响兴奋传递给呼吸肌,B正确;若毒液作用于突触间隙,抑制神经递质的正常分解,则会引起呼吸肌持续收缩,不会引起呼吸肌麻痹,C错误;毒液可能作用于突触后膜上的Na+通道,影响突触后膜的兴奋,导致呼吸肌麻痹,D正确。
即时巩固
2022·广东真题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(如图)。据图分析,下列叙述错误的是( B )
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
【解析】 多巴胺是乙释放的神经递质,与丙膜上的受体结合后会使其发生电位变化,A正确;分析题图可知,多巴胺可在乙与丙之间传递信息,不能在甲和乙之间传递信息,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。
电位变化曲线分析)))
1.神经纤维上膜电位差变化曲线解读
2.三种电位变化曲线分析
曲线
类型
测定
方法
续表
分析
图1所示是当神经纤维左侧某处受到适宜刺激后,兴奋先传导至左侧的电极处,该处的膜电位变成外负内正,而右侧电极处膜电位仍是外正内负,所以电流表指针会向左偏转(a→b);当兴奋传过后,左侧电极处膜电位恢复成外正内负,所以电流表指针会恢复到原来的位置(b→c);之后兴奋会传导至右侧的电极处(c→d),右侧电极处膜电位会变成外负内正,而左侧电极处膜电位是外正内负,所以电流表指针会向右偏转(d→e);当兴奋传过后,右侧电极处膜电位又恢复成外正内负,所以电流表指针又会恢复至原来的位置(e→f)
图2所示是神经纤维上某个位置受到适宜刺激后,随时间的变化,该处所发生的膜电位的变化过程。具体分析如下:
a处:极化状态,静息电位,外正内负,K+通道开放
ab段:去极化过程,Na+通道开放,Na+大量内流
bc段:反极化状态,动作电位,内正外负
cd段:复极化过程,K+通道开放,K+大量外流
e处:极化状态,静息电位,外正内负,K+通道开放
图3所示是在一条神经纤维上,一侧受到适宜刺激后,在某一时刻内,神经纤维上每个点所发生的一系列连续的膜电位的变化过程。具体分析如下:
A处:极化状态,静息电位,外正内负,K+通道开放
BC段:超极化状态,Na+通道关闭,K+通道打开
CD段:复极化过程,K+通道开放,K+大量外流
D处:反极化状态,动作电位,内正外负
DE段:去极化、反极化过程,Na+通道开放,Na+大量内流
E处:极化状态,静息电位,外正内负,K+通道开放
例4在蛙的坐骨神经腓肠肌标本上放置甲、乙两个电极,并将这两个电极连接到一个电表上(如图1),其中①为腓肠肌,②为坐骨神经。肌肉的收缩力大小与兴奋的肌纤维数呈正相关。在甲电极处给予神经一个适宜刺激,腓肠肌会产生收缩,电表记录到一个负电波(如图2)。下列叙述正确的是( D )
A.坐骨神经中各神经元的胞体均位于脊髓
B.图2中de段表示图1的甲处发生复极化,是由K+外流引起的
C.腓肠肌的收缩力不随刺激强度的改变而改变
D.若增大图1中甲、乙两电极间的距离,则图2中bc段的长度也相应增加
【解析】 蛙的坐骨神经中既有传入神经纤维,又有传出神经纤维,其传出神经元的胞体位于脊髓,传入神经元的胞体集中在神经节处,A错误;图2中Oa段表示甲处发生去极化和反极化过程,ab段表示甲处发生复极化过程,cd段表示乙处发生去极化和反极化过程,de段表示乙处发生复极化过程,复极化过程是由K+外流引起的,B错误;在一定范围内,肌肉的收缩力大小与兴奋的肌纤维数呈正相关,所以在一定范围内,腓肠肌的收缩力随刺激强度的改变而改变,C错误;若增大图1中甲、乙两电极间的距离,负电波由甲处传至乙处所需时间变长,则图2中bc段的长度也相应增加,D正确。
即时巩固
下图表示用微电表测定神经纤维ab及对其上的某处刺激后记录的某一时刻膜电位图。下列有关说法中,正确的是( D )
A.神经冲动正从b端向a端传导
B.①⑤处均没有发生Na+的跨膜运输
C.③⑤处均有K+外流,且速度相同
D.③处电表指针即将右偏,④处电表指针相反
【解析】 由题图可知,①②⑤为静息电位,③④为零电位,因该电位为某一时刻的记录值,可判断①已经为静息电位,②刚恢复静息电位(后电位状态),③在恢复静息过程中,④在兴奋过程中,⑤还未兴奋,则该神经冲动从a端向b端传导,A错误;①和⑤为静息电位,Na+通道关闭,没有Na+内流,但Na+——K+泵泵出Na+、泵入K+,B错误;③处于动作电位恢复静息电位阶段,K+通道逐渐开放,K+外流,⑤处于静息电位,此时K+外流,二者速度不同,C错误;③④即将发生电位逆转,③变为外正内负,电表指针即将右偏,④变为外负内正,所以电表指针偏转方向将相反,D正确。
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