内容正文:
第3节 神经冲动的产生和传导
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1、传导形式
兴奋在神经纤维上是以 的形式传导的。
2、膜电位
静息状态时膜电位是 ,而兴奋时是 。
3、传导过程
在兴奋部位和未兴奋部位之间由于存在电位差而形成 。
4、局部电流方向
膜外由 部位流向 部位;膜内由 部位流向 部位
5、传导特点
,兴奋传导方向与 的局部电流的方向相同
局部电流
电信号
外正内负
内正外负
双向传导
未兴奋
兴奋
兴奋
未兴奋
膜内
一、兴奋在神经纤维上的传导
二、兴奋在神经元之间的传递
轴突
树突
细胞体
树突
兴奋在神经纤维上传导
兴奋在神经元之间传递
刺激离体的神经纤维中间任意一点,兴奋沿神经纤维双向传导。但是,在体内的反射活动中,为什么兴奋只能沿反射弧单向传导呢?
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现象:刺激神经可引起肌肉收缩
问题:神经元和肌细胞之间通过什么传递信息?
现象:神经传导与肌肉收缩均与电信号有关
蛙心1
蛙心2
心率
副交感神经
刺激副交感神经
体液从蛙1
转移至蛙2
灌流
假说: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。
该实验的假说是什么?
自变量
有无副交感神经。
如果我们希望弄清楚该实验的假说,一个突破口是找到该实验的自变量。因为实验的假说是实验探究的核心问题,在进行实验设计时,需要根据实验假说,找到合适的自变量,并以此为基础开展实验。
综上,我们可以推知:该实验的假说是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。
并且,根据实验现象,我们可以证实这一实验假说。
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神经元细胞膜
肌细胞细胞膜
研究发现,神经元与神经元之间也存在与神经元和肌细胞间类似的结构,统称为突触。
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(1)突触小体
轴突末梢经多次分支,每个小枝末端都膨大成杯状或球状小体
1、突触的结构
突触小体
轴突
线粒体
突触小泡
(含神经递质)
突触前膜
二、兴奋在神经元之间的传递
二、兴奋在神经元之间的传递
(2)突触
1、突触的结构
突触
突触前膜
突触间隙
突触后膜
(内有组织液)
(下一个神经元树突膜或细胞体膜)
(上个神经元轴突膜)
突触小体可以与其他神经元的胞体、树突等相接触,共同形成突触。
轴突——细胞体型
轴突——树突型
神经元A
动作电位
神经元B
二、兴奋在神经元之间的传递
2、神经传递的过程
A神经元轴突兴奋
突触小泡
突触前膜
突触间隙
突触后膜
突触后膜电位变化
释放神经递质
融合
扩散
神经递质与受体结合,形成递质-受体复合物
B神经元兴奋
神经递质被降解或回收
Na+
兴奋传至轴突末梢引起Ca2+内流
Ca2+促使突触小泡与突触前膜融合,释放神经递质
离子通道型受体既是受体又是离子通道。
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二、兴奋在神经元之间的传递
神经递质
主要有乙酰胆碱、多巴胺等
②分泌结构:
④与释放相关细胞器:
⑤结合部位:
⑥作用:
高尔基体
线粒体
突触前膜
突触后膜上的受体
使突触后膜兴奋或抑制
作用后被相应酶分解,或被突触前膜回收
⑦去向:
③递质释放方式:
胞吐作用
①种类:
神经元A
动作电位
神经元B
1. 乙酰胆碱
2. 生物胺类:肾上腺素/去甲肾上腺素、多巴胺、组胺等
3. 氨基酸类:谷氨酸、甘氨酸
4. 嘌呤/核苷酸类:腺苷、ATP
5. 气体:一氧化氮
6. 肽类:β-内啡肽、脑啡肽类、强啡肽类等
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二、兴奋在神经元之间的传递
2、传递的过程
B神经元兴奋
A神经元轴突兴奋
突触小泡
突触前膜
突触间隙
突触后膜
突触后膜电位变化
释放神经递质
融合
扩散
神经递质与结合,形成递质-受体复合物
神经递质被降解或回收
B神经元兴奋或抑制
神经元A
动作电位
神经元B
二、兴奋在神经元之间的传递
单向传递
4、传递方式:
3、传递特点:
电信号
电信号
化学信号
方向:
轴突传到树突或胞体
原因:
神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜
突触延搁
突触前膜
突触后膜
判断传入神经和传出神经
窄入宽出
①看神经节
②看脊髓灰质
③看神经元之间的连接
1、由主动运输建立的跨膜离子浓度梯度是动作电位发生的必要条件( )
2、动作电位发生时,细胞膜对Na+的通透性迅速升高,随后快速回落( )
3、胞外K+浓度降低时,静息电位的绝对值会变大,动作电位不易发生( )
4、神经元末端膨大形成的杯状小体称为突触( )
5、突触小泡释放神经递质时可实现膜成分的更新( )
6、神经递质经突触间隙运输至突触后膜的过程需消耗 ATP( )
7、神经递质与特异性受体结合后,进入突触后细胞内,引发突触后膜电位变化
8、狼在追捕猎物的过程中,兴奋在神经纤维上的传导是双向的( )
9、兴奋在神经纤维上的传导方向与膜外的局部电流的方向一致( )
10、乙酰胆碱与突触后膜上的受体结合,使后膜产生兴奋或抑制( )
11、神经元处于静息状态时,其细胞膜内K+的浓度低于膜外( )
12、细胞外液的K+和Na+浓度降低都会导致神经细胞的兴奋性提高( )
概念辨析
√
√
√
×
√
×
×
×
×
×
×
×
你是否沉迷在手机游戏中无法自拔?
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你身边是否有人沉迷于赌博?
你身边是否有人每天酗酒?
你身边是否有人每天大量吸烟?
你身边是否有人每天都要喝大量咖啡?
什么是成瘾?
成瘾这一概念来自于药物成瘾。药物成瘾指的是以强迫性使用药物,对药物使用失去控制能力为主要特征的慢性复发性脑疾病。药物成瘾者对药物具有耐受性和戒断反应。以上问题中,除了赌博主要由心理因素导致外,其它均具备和药物成瘾一样的特征,即通过反复的化学物质摄入,通过特定的化学成分直接作用于神经系统,系统性的改变神经系统的功能甚至结构,导致成瘾的出现。
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分析滥用可卡因的危害
可卡因成因机理
可卡因
多巴胺转运蛋白
多巴胺
受体
在医疗中可卡因被用作局部麻醉药或血管收缩剂,但因毒性强,不宜注射。同时可作强烈的天然中枢兴奋剂,也因其对中枢神经系统的兴奋作用而导致滥用,1985年起成为世界性主要毒品之一,多在美洲和欧洲。
多巴胺是一种兴奋性神经递质与愉悦感的产生密切相关。
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分析滥用可卡因的危害
可卡因成因机理
可卡因
多巴胺转运蛋白
多巴胺
受体
1、分析可卡因的作用机理是什么?
2、吸食可卡因会导致突触后膜上多巴胺受体减少,试分析,这是什么原因?
3、为什么可卡因容易使人上瘾?
可卡因会使转运蛋白失去回收多巴胺的功能,多巴胺停留在突出间隙持续发挥作用。
过强的化学信号冲击下,保护细胞自身功能不过度兴奋,努力维持神经系统的稳定。
当可卡因失效后,由于多巴胺受体已减少,机体正常的神经活动受到影响,服药者必须通过服用可卡因来维持这些活动。
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大脑皮层前额叶
纹状体
黑质
伏
隔
核
中脑腹侧
被盖区
成瘾机制
大脑皮层的中一些区域,神经元的突触前膜多巴胺分泌,作用于突触后膜特异性受体,诱导欲望产生。
欲望得到满足,奖励机制启动,获得快乐等正面情绪,得到满足感。
远超正常水平的多巴胺可以和受体结合,欲望增强。但却会诱导突触后膜的多巴胺受体敏感性显著下降。
后续就算分泌了同等量的多巴胺,神经信号也不敏感,奖励机制反馈不足。此时,抑制性神经递质γ-氨基丁酸等释放增多,诱导负性情绪产生。
人会更迫切的找到释放大量多巴胺的方式,产生更强烈的欲望,从而争取得到充分的奖励反馈。
“放纵自己的欲望并不一定会带来快乐,因为你想要的不一定是你喜欢的。很多时候,这只是多巴胺作用的结果。”
——《贪婪的多巴胺》
内啡肽的得到需要时间,它并不是实时反馈的。只有当你坚持做某件事情,付出了时间、精力,比如攻克一个难题、参加一次长跑、完成一个人生目标等等,在这过程中,你会经历挫折、痛苦,但都坚持了下来,事后,身体才会分泌出内啡肽,属于延迟满足,是一种对你辛苦付出的补偿。
可卡因成因机理
可卡因
多巴胺转运蛋白
多巴胺
受体
思考:兴奋剂原是指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物,如今是运动禁用药物的统称。毒品是指鸦片、海洛因、甲基苯丙胺(冰毒)、吗啡、大麻、可卡因以及国家规定管制的其它能够使人成瘾的麻醉类药品和精神药品,有些兴奋剂就是毒品,如可卡因。
兴奋剂或毒品的作用位点往往是突触,从神经递质角度,增加兴奋性神经递质多巴胺的相对数量的方式有哪些?
突触调节
可卡因成因机理
可卡因
多巴胺转运蛋白
多巴胺
受体
促进神经递质多巴胺的合成
促进突触小泡对多巴胺的摄取
促进多巴胺在突触前膜的释放
促进多巴胺与突触后膜特异性受体的结合
抑制突触前膜对多巴胺的重摄取/降解
突触调节
从神经递质角度,增加兴奋性神经递质多巴胺的相对数量的方式。
可卡因:与突触前膜回收多巴胺的多巴胺转运蛋白具有极高的亲和性,多巴胺回收受阻,突触间隙多巴胺浓度显著增加。
鸦片、吗啡、海洛因等阿片类毒品:诱导突触前膜一次性释放大量多巴胺,突触间隙多巴胺浓度显著增加。
冰毒 、摇头丸、麻古等新型毒品:诱导突触前膜一次性释放大量多巴胺;抑制多巴胺在突触前膜的重吸收,突触间隙多巴胺浓度显著增加。
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
脑部以及全身病变
强烈的戒断反应
心瘾难除,复吸率极高
艾滋病等疾病传播
严重的社会影响
吸毒致死者病变的脑组织和心脏
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
知晓毒品的巨大危害
自觉抵制毒品侵害。不接触陌生人给予的食物和饮料。
生命只有一次,少年更应珍惜!
对毒品说不!
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
P25[典例] (2024·湖南高考)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
[答案] C
[在应用中落实]
1.(2024·浙江6月选考)以枪乌贼的巨大神经纤维为材料,研究了静息状态和兴奋过程中,K+、Na+的内向流量与外向流量,结果如图所示。外向流量指经通道外流的离子量,内向流量指经通道内流的离子量。下列叙述正确的是( )
A.兴奋过程中,K+外向流量大于内向流量
B.兴奋过程中,Na+内向流量小于外向流量
C.静息状态时,K+外向流量小于内向流量
D.静息状态时,Na+外向流量大于内向流量
答案:A
2.如图为有髓神经纤维的局部,被髓鞘包裹的轴突区域(b、d)Na+、K+不能进出细胞,裸露的轴突区域(a、c、e)Na+、K+进出细胞不受影响。下列叙述正确的是( )
A.c区域处于兴奋状态,膜内离子均为阳离子
B.a区域处于静息状态,细胞膜对Na+的通透性较大
C.b、d区域的电位为内负外正,不能产生动作电位
D.局部电流在轴突内的传导方向为a→c和e→c
答案:C
P27[典例] (2024·广东高考)轻微触碰时,兴奋经触觉神经元传向脊髓抑制性神经元,使其释放神经递质GABA。正常情况下,GABA作用于痛觉神经元引起Cl-通道开放,Cl-内流,不产生痛觉;患带状疱疹后,痛觉神经元上Cl-转运蛋白(单向转运Cl-)表达量改变,引起Cl-的转运量改变,细胞内Cl-浓度升高,此时轻触引起GABA作用于痛觉神经元后,Cl-经Cl-通道外流,产生强烈痛觉。针对该过程(如图)的分析,错误的是( )
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,Cl-经Cl-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Cl-转运蛋白增多,导致轻触产生痛觉
[答案] D
[在应用中落实]
1.(2024·江苏高考)图示反射弧传导兴奋的部分结构,a、b表示轴突末梢。下列相关叙述错误的是( )
A.a、b可能来自同一神经元,也可能来自不同神经元
B.a、b释放的神经递质可能相同,也可能不同
C.a、b通过突触传递的兴奋都能经细胞膜传递到Ⅰ处
D.脑和脊髓中都存在图示这种传导兴奋的结构
答案:C
2.如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
Lavf58.20.100
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