2.3.神经冲动的产生和传导20509

神经冲动的产生和传导 兴奋（神经冲动）的实质是什么？ 兴奋是如何产生的？ 兴奋在神经元上如何传导的？ 在蛙的坐骨神经上放置两个微电极，并将它们连接到一个电流表上（观看视频-2）： 1.兴奋在神经纤维上的传导 根据视频，思考回答 电流表中有电流的前提条件； 电流表指针的偏转方向和电路中的电流的方向的关系？ 整个过程中电流表的偏转电流的方向和次数？ 结合课本27页，图2-6回答： 1.为什么一开始电流表不偏转？ 2.为什么刺激点处的a会先出现负电位？ 3.为什么后来的b点也出现负电位？ 为什么一开始电流表不偏转？ 资料-1 1939 年 ，霍 奇 金 （Alan Hodg ，1963 年 诺 贝 尔 生 理 学 或 医 学奖 得 主 ）等 人 第 1 次 利 用 大 西 洋 枪 乌 贼 （不 同 于 普通 枪 乌 贼 ， 体 长 可 达 3~5 m） 的 巨 大 神 经 轴 突 （ 直径 可 达 1 mm ， 没 有 髓 鞘 ） 直 接 测 量 了 静 息 电 位 。 他 将 一 个 微 电 极 沿 神 经 纤 维 的 长 轴 方 向 插 入 膜内 ，另 一 个 微 电 极 置 于 膜 外 ，精 确 地 测 出 了 神 经 纤维 的 静 息 电 位 为 外 正 内 负 ，数 值 为-70 mV。 资料-2 结合上述两则资料，阅读课本28页的相关内容回答： 问题1：静息电位时，神经元细胞膜两侧的电位分布？ 问题2：静息电位，最可能与哪一种离子的流动有关？ 问题3：这种离子的跨膜流动是哪种运输方式？ ①静息电位：外正内负 机理：K+外流 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 膜外 膜内 膜外 为什么刺激点处的a会先出现负电位？ 资料3 科学家用电极刺激神经纤维时，检测到细胞膜内外的电位差由-70 mV 变 为 0，又反转 变 为+40 mV左右。 问题1：动作电位时，神经元细胞膜两侧的电位分布？ 问题2：动作电位，最可能与哪一种离子的流动有关？ 问题3：这种离子的跨膜流动是哪种运输方式？ （2）传导过程 ②动作电位：外负内正 机理：Na+内流 ＋ ＋ ＋ － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － ＋ ＋ ＋ － － － ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ － － － － － － ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ － － － ＋ ＋ ＋ － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － ＋ ＋ ＋ 膜外 膜内 膜外 刺激 局部电流方向 恢复静息 兴奋部位 兴奋部位 未兴奋部位 未兴奋部位 为什么后来的b点也出现负电位？ 思考题 兴奋传到导的方向和膜内电流的关系是什么？ 刺激 膜电位变化，产生兴奋 未刺激部位膜电位变化 形成： ，兴奋传导 静息状态 兴奋区域与未兴奋区域形成： 兴奋因此向前传导 小 结 资料4 除了钠离子通道和钾离子通道外，神经元的细胞膜上还存在Na+－K+泵。它将K+运回细胞，同时把多余的Na+运出细 胞， 以恢复兴奋前的状态。 思考题 兴奋在神经元上传导的过程中是否需要消耗能量？ 形式： 静息电位（未兴奋部位）：内 外 。 电位 （ 通道打开， 流） 动作电位（兴奋部位）：内 外 。 （ 通道打开， 流） 方式：未兴奋部位与兴奋部位存在 而发生 ， 形成 。 方向： 传导，与膜内局部电流方向 ，与膜外 。 局部电流（电信号、神经冲动） 负 正 K+ K+外 正 负 Na+ Na+内 电位差 电荷移动 局部电流 双向 一致 相反 知识总结 （2018全国Ⅲ卷，3）神经细胞处于静息状态时， 细胞内外K+和Na+的分布特征是（　D　） A.细胞外K+和Na+浓度均高于细胞内 B.细胞外K+和Na+浓度均低于细胞内 C.细胞外K+浓度高于细胞内，Na+相反 D.细胞外K+浓度低于细胞内，Na+相反 针对训练 脑机接口-neuralink 拓展思考-1 在不同部位，刺激神经元，你能观察到的电流表的摆动情况分别是？ 针对训练 变式训练-3 拓展思考-2 1939 年 ，霍 奇 金 （Alan Hodg ，1963 年 诺 贝 尔 生 理 学 或 医 学奖 得 主 ）等 人 第 1 次 利 用 大 西 洋 枪 乌 贼 （不 同 于 普通 枪 乌 贼 ， 体 长 可 达 3~5 m） 的 巨 大 神 经 轴 突 （ 直径 可 达 1 mm ， 没 有 髓 鞘 ） 直 接 测 量 了 静 息 电 位 。 他 将 一 个 微 电 极 沿 神 经 纤 维 的 长 轴 方 向 插 入 膜内 ，另 一 个 微 电 极 置 于 膜 外 ，精 确 地 测 出 了 神 经 纤维 的 静 息 电 位 为 外 正 内 负 ，数 值 为-70 mV。 拓展思考-2 拓展思考-2 测量方法 测量图解 测量结果 两极位于细胞膜的同侧（测量动作电位）     两极位于细胞膜的两侧（测量静息电位）     针对训练 补充知识 动作电位的有无： 动作电位的大小： （2024·湖南）细胞所处的内环境变化可影响其兴奋性、膜电位达到阈电位（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（　　） 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．细胞膜电位达到阈电位后，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 C 拓展思考-3 如 果 增 大 细 胞 外 钾离子浓 度 ，静 息 电 位和动作电位 的 数 值 会 怎 样 变 化。 如 果 增 大 细 胞 外钠离子浓 度 ，静 息 电 位和动作电位 的 数 值 会 怎 样 变 化。 课本，31页，拓展应用-1 注射死刑 通常来说，三种药品被用于注射死刑：硫喷妥钠使意识丧失，巴夫龙导致肌肉麻痹和呼吸衰竭，氯化钾刺激心肌，使心脏快速跳动，使得其他药物迅速布满全身，起着辅助加速作用。 变式训练-1 针对训练-2 A 正常情况下，神经细胞内K+浓度约为150mmol·L-1，胞外液约为4mmol·L-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（阈值）时，神经细胞兴奋。离体培养条件下，改变神经细胞培养液的KCl浓度进行实验。下列叙述正确的是 A.当K+浓度为4mmol·L-1时，K+外流增加，细胞难以兴奋 B.当K+浓度为150mmol·L-1时，K+外流增加，细胞容易兴奋 C.K+浓度增加到一定值（<150mmol·L-1），K+外流增加，导致细胞兴奋 D.K+浓度增加到一定值（<150mmol·L-1），K+外流减少，导致细胞兴奋 针对训练-4 拓展思考-4 课本-31页-概念检测1 运动员的封闭针是什么？ 河鲀毒素（tetrodotoxin,TTX）是自然界中所发现的毒性最大的神经毒素之一。其毒性比氰化物还要高1250多倍，0.5mg即可致人于死命。 河鲀毒素吸收后可高选择性和高亲和性地阻断神经兴奋膜上钠离子通道，阻碍神经传导，从而引起神经麻痹而致死亡。 河豚毒素 课前回顾 课前回顾 静息电位产生的原因？ 动作电位产生的原因？ 局部电流产生的原因和传导方向？ 兴奋的传导耗能吗？（3T，4T和10T） 各时期开放的离子通道？ 增大刺激强度，动作电位的变化？ 内环境钠离子浓度下降，动作电位和静息电位的变化？ 课前回顾(9T,11T) 运动员的封闭针是什么？ 河鲀毒素（tetrodotoxin,TTX）是自然界中所发现的毒性最大的神经毒素之一。其毒性比氰化物还要高1250多倍，0.5mg即可致人于死命。 河鲀毒素吸收后可高选择性和高亲和性地阻断神经兴奋膜上钠离子通道，阻碍神经传导，从而引起神经麻痹而致死亡。 河豚毒素 测量方法 测量图解 测量结果 两极位于细胞膜的同侧（测量动作电位）     两极位于细胞膜的两侧（测量静息电位）     兴奋的传导 兴奋的传递 2.兴奋在神经元之间的传递 2.兴奋在神经元之间的传递 科学家根据神经在不同位点的刺激，肌肉发生反应的时间差，计算出神经冲动的传导速度是：24-38 m/s。 神经冲动从一个神经元传递到另一个神经元的时候有延迟。 观察现象-提出问题 “当神经系统控制心脏活动时，在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号还是电信号呢？” 课本31页，思维训练 A B 材料 处理 结果 结论 有某副交感神经 无某副交感神经 刺激该神经 从A的营养液中取一些液体注入B的营养液中 心脏跳动减慢 心脏跳动也减慢 该神经释放一种化学物质，这种物质可以使心跳变慢 设计实验-得出结论 ①__________ ②__________ ③__________ ④__________ ⑤__________ ⑥__________ ⑦__________ ⑧__________ ⑨__________ ⑩__________ 突触前膜 神经递质 突触后膜 受体 离子通道 线粒体 突触间隙 突触小泡 ⑩ ⑨ 突触 突触小体 突触的结构 思考题 神经递质的储存部位： 神经递质的释放部位及方式： 神经递质的作用部位： 神经递质作用后的去向： 神经递质是通过突触前膜融合释放是一种什么运输方式？线粒体的功能可能是什么？ 神经递质的受体在哪里？受体和离子通道关系？ 神经递质会进入突触后膜吗？ 思考题 有机磷中毒 有机磷农药进入人体后会与胆碱酯酶结合，使其失去活性，导致乙酰胆碱蓄积，从而引起一系列中毒症状，如瞳孔缩小、腺体分泌增加、平滑肌痉挛、呼吸抑制等。 阿托品能阻断乙酰胆碱对副交感神经和中枢神经系统毒蕈碱受体的作用，从而缓解中毒症状。 兴奋在神经元之间的传递的形式： _______→_________→_______ 电信号 化学信号 电信号 兴奋在突触前膜的信号转换为__________________； 兴奋在突触后膜的信号转换为__________________； 电信号→化学信号 化学信号→电信号 信号转换过程 （2019江苏卷·8）如图为突触传递示意图，下列叙述错误的是 A．①和③都是神经元细胞膜的一部分 B．②进入突触间隙需消耗能量 C．②发挥作用后被快速清除 D．②与④结合使③的膜电位呈外负内正 【答案】D 思考题 神经递质一定导致后膜出现动作电位吗？ （2023·山东）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 A 思考题 为什么兴奋在神经元上传导是双向的，兴奋在神经元之间传递是单向的？ （2020年江苏省高考生物试卷·13）下图为部分神经兴奋传导通路示意图，相关叙述正确的是（ ） A．①、②或④处必须受到足够强度的刺激才能产生兴奋 B．①处产生的兴奋可传导到②和④处，且电位大小相等 C．通过结构③，兴奋可以从细胞a传递到细胞b，也能从细胞b传递到细胞a D．细胞外液的变化可以影响①处兴奋的产生，但不影响③处兴奋的传递 【答案】A 兴奋性递质： 抑制性递质： 毒品和上瘾 毒品和上瘾 毒品和上瘾 当吗啡或可卡因等毒品使用后，一方面直接作用于多巴胺神经通路， 导致多巴胺释放增加,多巴胺通过作用于脑内多巴胺 受体而完成奖赏效应 。 另一方面 ,吗啡或可卡因等毒品还可以抑制多巴胺的重摄取。 但是,长期使用毒品会对上述多巴胺能神经元产生损害,为了维持这种病理性的稳态,必须增加毒品的使用量以刺激多巴胺神经元释放足够量的多巴胺。 （2022·广东）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（    ） 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 毒蘑菇 1.毒蕈碱。最早发现于毒蝇鹅膏中，主要存在于丝盖伞科和杯伞属中，粉褶菌和小菇属也有少数物种包含该毒素，具有胆碱能促进作用，不能通过血脑屏障，中毒后可表现为副交感神经兴奋症状。 2.裸盖菇素。存在于裸盖菇属、斑褶伞属、裸伞属、锥盖伞属、丝盖伞科以及光柄菇属的一些种类，为一类色胺衍生物，可激动5羟色胺受体，产生精神错乱、幻视、烦躁、意识障碍等中毒症状。 针对训练 （2022·山东·高考真题）药物甲、乙、丙均可治疗某种疾病，相关作用机制如图所示，突触前膜释放的递质为去甲肾上腺素（NE）。下列说法错误的是（       ） A．药物甲的作用导致突触间隙中的NE增多 B．药物乙抑制NE释放过程中的正反馈 C．药物丙抑制突触间隙中NE的回收 D．NE-β受体复合物可改变突触后膜的离子通透性 【答案】B 思考题-2 神经递质作用于突触后膜，引起突触后膜的电位变化，该变化一定是兴奋吗？ 思考题-2 乙酰胆碱-----后膜的钠离子通道 γ-氨基丁酸----后膜的氯离子通道 （2016新课标2卷.30)乙酰胆碱可作为兴奋性神经递质，其合成与释放见示意图。据图回答问题： （1）图中A-C表示乙酰胆碱，在其合成时，能循环利用的物质是________(填“A”“C”或“E”)。除乙酰胆碱外，生物体内的多巴胺和一氧化氮________(填“能”或“不能”)作为神经递质。 （2）当兴奋传到神经末梢时，图中突触小泡内的A-C通过_______这一跨膜运输方式释放到_______，再到达突出后膜。 （3）若由于某种原因使D酶失活，则突触后神经元会表现为持续_______。 （1）C 能 （2）胞吐 突触间隙 （3）兴奋 （2017年江苏卷，8）下图为突触结构示意图，下列相关叙述正确的是（　　） 　　　　　　　　　 A．结构①为神经递质与受体结合提供能量 B．当兴奋传导到③时，膜电位由内正外负变为内负外正 C．递质经②的转运和③的主动运输释放至突触间隙 D．结构④膜电位的变化与其选择透过性密切相关 【答案】D （2015·江苏卷.18）下图表示当有神经冲动传到神经末梢时,神经递质从突触小泡内释放并作用于突触后膜的机制,下列叙述错误的是（ ） A.神经递质存在于突触小泡内可避免被细胞内其他酶系破坏 B.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 C.神经递质与受体结合引起突触后膜上相应的离子通道开放 D.图中离子通道开放后,Na+和 Cl-同时内流 【答案】D $