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第3
课时
神经冲动的产生、传导和传递
1.阐明神经细胞膜内外在静息状态具有电位差,受到外界刺激后形成动作电位,并沿神经纤
维传导。2.阐明神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成。
知识自主梳理
神经冲动的产生和传导
1.神经冲动:在神经系统中兴奋是以sup1(01)电信号的形式沿着神经纤维传导的,这种
supl(O2)电信号也叫神经冲动。
2.兴奋:是指动物体或人体内的某些细胞或组织(如神经组织)感受sup1(03)外界刺激后,由
stupl(04)相对静止状态变为supl(O5)显著活跃状态的过程。
3.兴奋的产生及传导过程
(1)兴奋的产生
+++++++++++
①电位:固外正内负
息时
+++++++
2机理:K外流
刺激
通过离子通道生输,为协助扩数
++4
①电位:☑外负内正
奋
时
2机理:a内流
(2)兴奋的传导
「①传导形式:圆局部电流
局部电流方向
(电信号:神经冲动)
+十++---二++++
②传导过程:静息电位一
兴
刺激一四动作电位一
++七+-,、++++
传导
未兴兴奋区未兴
①电位差一局部电流
奋区
奋区
③局部电流方向与兴奋传
兴奋传导方向
导方向关系:与膜外团相
反,与膜内风相同
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(3)传导方向:在离体的神经纤维上supl(I3)双向传导:在反射弧中sup1(14)单向传导。
4.兴奋在神经元之间的传递
(1)突触的结构和类型
线粒体
固突触前膜
。突触小泡
结构
回突触间隙
·☒神经递质
☑突触后膜
受体
神经元一丽轴突一胞体型,简记为。一。一
类型
之间L风轴突一树突型,简记为©一一
神经元与厂
轴突一肌肉型
效应器间L轴突一腺体型
(2)传递过程
传递过程
兴奋到达突触前膜所
在的神经元的轴突末
梢,引起四突触小泡
向突触前膜移动并释
放囡神经递质
神经递质通过突触
结构名称
间隙2团扩散到突触
后膜的⑦受体附近
突触小泡
神经递质与突触后
团突触前膜
膜上的图受体结合
☑突触间隙
网突触后膜
突触后膜上的@脑
子通道发生变化,
引发电位变化
神经递质被@降解
或团回收
(3)信号转变
①突触:sup1(32)电信号一→化学信号→电信号。
②突触小体:sup1(33)电信号一→化学信号
③突触后膜:sup1(34)化学信号一电信号。
(4传递特点及原因
①sup1(35)单向传递。原因:神经递质只存在于突触小体内的sup1(36突触小泡中,只能由
supl(37)突触前膜释放,然后作用于supl(38)突触后膜。
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②兴奋在突触处的传递速度比在神经纤维上要sup1(39)慢。原因:突触处的兴奋传递需要经
过supl(40)化学信号的转换。
(⑤)神经递质
①递质的类型
supl(41)s'upl(42)s'upl(43)avs4 alcol(兴奋性递质:使下一个神经元兴奋,如乙酰胆碱、
谷氨酸、5-羟色胺、肾上腺素、多巴胺等,抑制性递质:使下一个神经元抑制,如甘氨酸等)
②递质释放方式:sup1(44)胞吐。
③作用:使下一个神经元supl(45)兴奋或抑。
④递质的去向:supl(46迅速被隆解或回收进细胞,以免supl(47)持续发挥作用
特别提醒神经递质多为小分子物质,但突触前膜分泌神经递质方式为胞吐,原因是胞吐可一
次释放大量神经递质,加快兴奋的传递效率。
(⑥受体
①本质:supl(48)蛋白质。
②特点:特异性识别并与神经递质结合。
5.兴奋剂和毒品
作用位点往往是细突触
促进神经递质的团合成和释放
作用机理
兴
种类
干扰团神经递质与受体的结合
影响分解神经递质的园简的活性
和
使转运蛋白失去回收多巴胺的功能,
于是多巴胺就留在突触间隙持续发挥
品
作用,导致突触后膜上的多巴胺受体
可卡因
图减少,影响机体正常的神经活动
的危苦
干扰交感神经的作用,导致风心脏功
能异常,还会抑制固免疫系统的功能
产生丽心理依赖性,长期吸食易产生
触幺觉和嗅幺灯觉等
易错判断
1,信号在反射弧中传导时,在神经元细胞上以局部电流的形式传导,在神经元细胞之间以电
信号和化学信号的形式传递。(√)
2.兴奋在反射弧中单向传导,刺激体外培养的神经元细胞的轴突中端,产生的神经冲动可以
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向两侧双向传导。(√)
3.静息电位变为动作电位时,钠离子内流,这种跨膜运输的方式属于主动运输。(×)
4.突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成,在兴奋传递的过程中,神经递质只能由突触
前膜释放。(√)
5.神经递质以扩散的方式通过突触间隙,神经递质可作用于肌肉细胞或腺体细胞,引起肌肉
的收缩或腺体的分泌。(√)
6.兴奋性神经递质能够使突触后膜由静息电位变为动作电位。(√)
7.某些毒品和兴奋剂是作用于突触,通过干扰神经递质和受体的结合或影响分解神经递质的
酶的活性来发挥作用的。(√)
经典考题训练
考向一围绕兴奋的产生及在神经纤维上的传导过程,考查理解能力
[例1](2024湖南,12)细胞所处的内环境变化可影响其兴奋性,膜电位达到阀电位(即引发
动作电位的临界值)后,才能产生兴奋。如图所示,甲、乙和丙表示不同环境下静息电位或阈
电位的变化情况。下列叙述错误的是(
+30
0
细脑内电位
-30因
60F位
静息电位
-1200
正常
审乙丙
A.正常环境中细胞的动作电位峰值受膜内外钠离子浓度差影响
B.环境甲中钾离子浓度低于正常环境
C.细胞膜电位达到闵电位后,钠离子通道才开放
D.同一细胞在环境乙中比丙中更难发生兴奋
答案:C
解析:动作电位的产生主要与钠离子顺浓度梯度内流有关,细胞内外钠离子浓度差会影响动
作电位峰值,A正确:通常细胞外的钾离子浓度低于细胞内,静息电位的产生主要与钾离子
顺浓度梯度外流有关,细胞外钾离子浓度降低时,膜两侧钾离子浓度差增大,钾离子外流增
多,静息电位的绝对值增大,B正确:细胞膜电位达到闳电位前,钠离子通道就已经开放,
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C错误;分析题图可知,与环境丙相比,环境乙中细胞闳电位与静息电位的差值更大,同一
细胞在环境乙中受到刺激后更难发生兴畜,D正确。
[例2](2021湖北高考)正常情况下,神经细胞内K+浓度约为150 mmol L1,细胞外液约为
4 mmol L一1。细胞膜内外K+浓度差与膜静息电位绝对值呈正相关。当细胞膜电位绝对值降
低到一定值(阀值)时,神经细胞兴奋。离体培养条件下,改变神经细胞培养液的KC1浓度进
行实验。下列叙述正确的是()
A.当K+浓度为4 mmol L-1时,K+外流增加,细胞难以兴奋
B.当K+浓度为150mmoL-1时,K+外流增加,细胞容易兴奋
C.K+浓度增加到一定值(<150 mmolL),K+外流增加,导致细胞兴奋
D.K+浓度增加到一定值(<150 mmol-L-),K+外流减少,导致细胞兴奋
答案:D
解析:当培养液中K+浓度为4mmoL1时,细胞能正常兴奋,A错误:当培养液中K+浓
度为150 mmol L1时,细胞膜内外K+浓度差约为0,K+外流减少,B错误:培养液中K+
浓度增加到一定值(<150 mmol L-),细胞膜内外K+浓度差降低,K+外流减少,若细胞膜电
位绝对值降低到闲值时,可导致细胞兴奋,C错误,D正确。
[例3】(多选)动作电位一旦发生,可以沿着细胞膜传播至整个细胞,其传播实质是沿着细胞
膜不的产生新的动作电位,保持其原有的波形和波幅度,这是动作电位的一个重要特征。
动作电位可以在有髓(有髓鞘且髓鞘具有绝缘性)神经纤维和无髓神经纤维上进行传导。其传
导示意图如下,判断下列说法正确的是()
传播方向
+-一++++++++4++++++年+++++
传插方向
动作电位在同一细胞上的传导
A无髓神经纤推:B.有髓神经纤维
A.动作电位在有髓神经纤维上的传导是跳跃式的,传导速度比无髓神经纤维快得多
B.动作电位形成的局部电流使得前方一定距离内的细胞膜的钠离子通道大量开放,进而产
生新的动作电位
C.动作电位在有髓神经纤维传导同样的距离所需转运的离子更多
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D.动作电位在有髓神经纤维上传导时没有衰减
答案:ABD
解析:有髓神经纤维外包裹着髓鞘,髓鞘具有绝缘性,动作电位在有髓神经纤维上的传导是
跳跃式的,传导速度比无髓神经纤维快得多,极大地加快了神经冲动的传导速度,A正确:
动作电位形成的局部电流使得前方一定距离内的细胞膜的Na+通道大量开放,Na+内流,造
成膜两侧的电位表现为内正外负,形成动作电位,B正确:动作电位在有髓神经纤维上的传
导是跳跃式的,在髓翰处没有离子的转运,因此动作电位在有髓神经纤维传导同样的距离所
需转运的离子更少,C错误:动作电位一旦发生,便可以沿着细胞膜传播至整个细胞,其传
播实质是沿着细胞膜不断的产生新的动作电位,保持其原有的波形和波幅度,因此,动作电
位在有髓神经纤维上传导时没有衰减,D正确。
题后归纳
1.膜电位变化曲线解读
动作电位。
其峰值高低主要与神经
t膜电位/mV
与Na内流
纤维膜外Na浓度有关
+35
有关,不
膜电位恢复中,
消耗能量
此时K外流,不
(被动运
输)
-70AB
D
消耗能量(被动
运输)
时间
静息电位,与K外流有关,
钠钾泵吸K排Na,消
不消耗能量(被动运输)
耗能量(主动运输)
2.细胞外液Na+、K+浓度大小与膜电位变化的关系
(1)
K+浓度主要影
K浓度升高一→静息电位绝对值降低
响静息电位
K浓度降低一静息电位绝对值升高
(2)
Na浓度主要
八a浓度升高一→动作电位峰值升高
影响动作电位
八a波度降低→动作电位蜂值降低
考向二
围绕兴奋的传递过程及特点,考查科学思维能力
[例4(2024广东,16轻微触碰时,兴奋经触觉神经元传向脊髓抑制性神经元,使其释放神
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经递质GABA。正常情况下,GABA作用于痛觉神经元引起CI通道开放,CI一内流,不产
生痛觉:患带状疱疹后,痛觉神经元上C一转运蛋白(单向转运C1)表达量改变,引起C1
的转运量改变,细胞内C1浓度升高,此时轻触引起GABA作用于痛觉神经元后,CI-经C
一通道外流,产生强烈痛觉。针对该过程(如图)的分析,错误的是()
触觉神经元
运蛋白
·GABA
御制性神经元
痛觉神经元
A.触觉神经元兴奋时,在抑制性神经元上可记录到动作电位
B.正常和患带状疱疹时,CI一经C一通道的运输方式均为协助扩散
C.GABA作用的效果可以是抑制性的,也可以是兴奋性的
D.患带状疱疹后C转运蛋白增多,导致轻触产生痛觉
答案:D
解析:轻微触碰时,兴奋从触觉神经元传向抑制性神经元,使抑制性神经元释放神经递质,
故抑制性神经元产生兴奋,因此可以记录到动作电位,A正确:C一通道为通道蛋白,通道
蛋白协助的运输方式是协助扩散,B正确;正常情况下,GABA作用于痛觉神经元引起CI
内流,不产生痛觉,GABA作用效果是抑制性的:患带状疱疹后,GABA作用于痛觉神经元
,使C一外流,产生强烈痛觉,GABA作用效果是兴奋性的,C正确;由图可知CI一转运蛋
白的作用是将C1一由胞内转至胞外,患带状疱疹后,胞内C一浓度升高,说明C一转运蛋白
减少,D错误。
[例5](2022广东,15)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()
甲
甲胆碱能神经元
轴末式}
乙多巴胺能神经元
四
⑤
丙突触后神经元
9突触小泡(含乙酰胆碱)
@突触小泡(含多巴胺)
心乙酰胆碱受体
母突或胆体
口多巴胺受体
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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
答案: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其膜发生电位变化,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。
[例6)(2022海南,17)人体运动需要神经系统对肌群进行精确的调控来实现。肌菱缩侧索硬
化(ALS)是一种神经肌肉退行性疾病,惠者神经肌肉接头示意图如下。回答下列问题。
动作
电位
巨噬细胞
C5a C5
激活
乙酰胆碱
乙酰胆碱酯周
(AchE)
异常蛋白聚集物(Ah)a
0用一-0-股
服攻击复合物
乙酰胆碱受体
肌知胞
AchR
(I)轴突末梢中突触小体内的Ach通过
方式进入突触间隙。
(2)突触间隙的Ach与突触后膜上的AchR结合,将兴奋传递到肌细胞,从而引起肌肉
,这个过程需要
信号到
信号的转换。
(3)有机磷杀虫剂(OP)能排制AcE活性。OPI中毒者的突触间隙会积累大量的
导
致副交感神经末梢过度兴奋,使瞳孔
(④ALS的发生及病情加重与补体C5(一种蛋白质)的激活相关。如图所示,患者体内的C5被
激活后裂解为C5a和C5b,两者发挥不同作用。
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①C5a与受体C5aR1结合后激活巨噬细胞,后者攻击运动神经元而致其损伤,因此C5a-C5aR1
信号通路在ALS的发生及病情加重中发挥重要作用。理论上使用C5a的抗体可延缓ALS的
发生及病情加重,理由是
②C5b与其他补体在突触后膜上形成膜攻击复合物,引起Ca2+和Na+内流进入肌细胞,导致
肌细胞破裂,其原因是
答案:(1)胞吐(2)兴奋
化学电
(3)乙酰胆碱(Ach)收缩
(4①C5a的抗体与受体C5aR1竞争性结合C5a,从而不能激活巨噬细胞,使运动神经元不会
受到攻击而损伤②Ca2+和Na+内流进入肌细胞,使肌细胞内溶液浓度(或细胞内液渗透压)
增大,导致细胞吸水涨破
解析:(3)乙酰胆碱酯酶(AchE)可分解乙酰胆碱(Ach),有机磷杀虫剂(OPI)能抑制AchE活性,
所以OPI中毒者的突触间隙会积累大量的乙酰胆碱(Ach),导致副交感神经末梢过度兴奋,使
瞳孔收缩。
(4①C5a与受体C5R1结合后激活巨噬细胞,激活的巨笼细胞会攻击运动神经元而致其损伤
,若使用C5a的抗体,则该抗体可与C5a特异性结合,从而使C5a失去与受体C5aR1结合
的机会,从面无法激活巨噬细胞,因而可延缓ALS的发生及病情加重。②根据题中信息分析
题图,C5b与其他补体在突触后膜上形成膜攻击复合物,引起Ca2+和Na+内流进入肌细胞,
使肌细胞内溶液浓度增大,导致细胞吸水涨破。
题后归纳
1,抑制性突触后电位的产生机制
(1)电位变化示意图
mV-50
一70动作电位抑制性突触后电位
(2)产生机制
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突触前神经元轴突末梢兴奋,引起突触前膜释
放抑制性递质,抑制性递质与突触后膜上的受
体结合后,提高了突触后膜对C、K的通透性
C进细胞或K出细胞(抑制性突触后电位的产
生主要与C内流有关)
(③)结果:强化“外正内负”的静息电位。
使膜内外的电位差变得更大,突触后膜更难以兴奋。
2.兴奋传递过程中出现异常的情况分析
轴突(川
①冲公递质在府藻
电信号
上被回收的逢径被
汉新
突触
小泡
突触前膜
突触间隙
放大
突触后膜
②钟有条物质使公解
牌径递质的相应悲变
突触小泡
突触性失浩,导仗实触后
前
賺持续兴每成机别
国冬中忙业废的生黄
突触间隙
。。
技汉斯
神经递质
⑦等物质导放突触
受体
后膜对阴离子的
.5
6
通透性好如
羊物灰阻斯基物质使突触后膜上受体位置被幕物
件治递质的冲独递质质占诡,使神孜递质不能护
合浦或释放失活
受林残公
①2=
◆突触后膜会特续兴奋或柳制的原国
③④⑤⑥⑦→实触后膜不能兴奋的原国
考向三
借助兴奋剂和毒品与兴奋传递的关系,考查社会责任
[例7](多选)长期使用毒品会使大脑的机能发生改变,可卡因(Cocaine)是一种己知的最容易
上瘾物质之一,它可以通过调控多巴胺的含量水平刺激大脑皮层,并产生兴奋和愉悦感。下
列说法错误的是()
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