内容正文:
这一规则制定的科学依据是什么?
世界短跑比赛规则规定,在枪响后0.1s内起跑被视为抢跑。
情景问题
赛场上,发令枪一响,运动员会像离弦的箭一样冲出。现在世界田径比赛规则规定,在枪响后0.1s内起跑被视为抢跑。
1.从运动员听到枪响到作出起跑的反应,信号的传导经过了哪些结构?
经过了耳蜗(感受器)、传入神经(听觉神经)、神经中枢(大脑皮层-脊髓)、传出神经、效应器(传出神经末梢及其支配的肌肉)等结构。
2.短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么?
人类从听到声音到作出反应起跑需要经过反射弧的各个结构,完成这一反射活动所需的时间至少需要0.1s。
问题探讨
2
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经元之间的传递
运动员从听到枪响到作出起跑的反应,完成了一系列
反射活动。运动员听到信号后神经产生兴奋,兴奋的传导
经过了一系列的结构。那么,兴奋在反射弧中是以什么形
式传导的?它又是怎样传导的呢?
问题探讨
3
第 2 章 神经调节
第3节
神经冲动的产生和传导
1.阐明静息电位和动作电位产生的机制(重点)。
2.阐述兴奋在神经纤维上的产生及传导机制(重、难点)。
3.说明突触传递的过程及特点(重、难点)。
4.说明滥用兴奋剂、吸食毒品的危害,自觉拒绝毒品并向他人宣传毒品的危害。
学习目标
目录
一、兴奋在神经纤维上的传导
二、兴奋在神经元之间的传递
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
6
资料1:1820年电流计应用于生物电研究,在蛙神经外侧连接两个电极。刺激蛙神经一侧,同时记录电流大小和方向。
坐骨神经
1.神经电信号的发现(蛙的坐骨神经)
一、兴奋在神经纤维上的传导
a
b
+
+
①静息时,电表 测出电位变化,说明神经表面各处电位 。
没有
相等
刺激
-
②在图示神经的左侧一端给予刺激时, 刺激端的电极处(a处)先变为 电位,接着 。
靠近
恢复正电位
负
-
③然后,另一电极(b处)变为 电位。
负
④接着又 。
恢复为正电位
实验证明:
在神经系统中,兴奋是以_________的形式沿着神经纤维传导的。这种电信号也叫神经冲动。
电信号
共发生了两次方向相反的偏转
一、兴奋在神经纤维上的传导
2.静息电位和动作电位产生的机制
一、兴奋在神经纤维上的传导
根据资料分析神经元膜内外Na+、K+分布特点?
资料1 无机盐离子是细胞生活必需的,但这些无机盐离子带有电荷,不能通过自由扩散穿过磷脂双分子层。
资料2 神经细胞内外部分离子浓度。
组分 细胞内浓度(mmol/L) 细胞外浓度(mmol/L)
Na+ 5~15 145
K+ 140 5
Cl- 5~15 110
带负电的蛋白质 高 低
神经细胞膜外的Na+浓度高,膜内的K+浓度高。
✿知识链接
2.静息电位和动作电位产生的机制
(1)静息状态
基础:膜外Na+浓度高;膜内K+浓度高(膜内外离子分布不平衡)
机理:神经细胞膜对不同离子的通透性各不相同:静息时,膜主要对K+有通透性,造成K+外流,使膜外阳离子浓度高于膜内。
电位:细胞膜两侧的电位表现为内负外正,称为静息电位。
Na+
膜外
膜内
膜外
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
K+
静息电位:K+外流,内负外正
静息电位形成的主要原因是 向膜 跨膜转运,跨膜运输的方式是 。
K+
外
协助扩散
一、兴奋在神经纤维上的传导
2.静息电位和动作电位产生的机制
(2)兴奋状态
机理:受到刺激时,细胞膜对Na +的通透性增加,Na + 内流,使兴奋部位膜内阳离子浓度高于膜外侧
电位:膜电位表现为内正外负,称为动作电位。
膜外
膜内
膜外
动作电位:Na+内流,内正外负
Na+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
动作电位形成的原因是 向膜 跨膜转运,跨膜运输的方式是 。
Na+
内
协助扩散
一、兴奋在神经纤维上的传导
一、兴奋在神经纤维上的传导
(1)图中膜内、外都会形成局部电流,请说出它们的电流方向(用字母和箭头表示)。
(2)在此情况下兴奋传导的方向是怎样的(用字母和箭头表示)? 。
(3)根据(1)和(2),分析兴奋传导的方向与哪种电流方向一致?兴奋在离体神经纤维上的传导有什么特点?
膜内的电流方向是a←b→c,膜外的电流方向是a→b←c。
a←b→c
兴奋传导的方向与膜内局部电流方向一致。
双向传导
a b c
(3)传导特点
一、兴奋在神经纤维上的传导
②兴奋传导特点:
①兴奋传导方向:
③兴奋传导形式:
双向传导
与膜内局部电流方向相同
电信号(局部电流、神经冲动)
兴奋部位
未兴奋部位
(3)传导特点
注意:
①离体状态:兴奋在神经纤维上双向传导。
②在生物体内,通常兴奋来自感受器,因此,兴奋在生物体内的反射弧上的传导是单向传导
刺激
兴奋传导方向
兴奋传导方向
一、兴奋在神经纤维上的传导
神经细胞每兴奋一次,会有部分Na+内流和部分K+外流,长此以往,神经细胞膜内高K+膜外高Na+的状态将不复存在。这个问题是如何解决的呢?
丹麦生理学家斯科(Jens C.Skou)等人发现,钠钾泵是一种钠钾依赖的ATP酶,能分解ATP释放能量,将膜外的K+运进细胞,同时将膜内的Na+运出细胞。细胞内K+浓度高,细胞外Na+浓度高,正是由钠钾泵维持的。
Na+进细胞,K+出细胞:协助扩散
Na+出细胞,K+进细胞:主动运输
(钠钾泵)
一、兴奋在神经纤维上的传导
✿知识链接
静息电位:K+外流,内负外正
动作电位:Na+内流,内正外负
协助扩散
协助扩散
兴奋在神经纤维上传导过程中耗能吗?
需要耗能ATP。
1.维持离子浓度梯度:细胞内钾离子浓度高,细胞外钠离子浓度高,这种浓度梯度是通过钠钾泵的主动运输来维持的。钠钾泵每消耗1个ATP分子,逆着浓度梯度,从细胞内泵出3个钠离子,同时从膜外泵入2个钾离子,从而维持细胞内外离子的浓度差。
2.恢复静息电位:动作电位产生后,钾离子外流使膜电位恢复为静息状态的过程中,膜上的钠钾泵转运钾离子、钠离子的活动增强,促使膜内外的钾离子、钠离子分布也恢复到静息状态。这一过程需要消耗能量,以确保离子能够逆浓度梯度运输,使细胞膜电位恢复到静息水平。
✿知识链接
(1)静息电位表现为 ,是 外流形成的。
(2)动作电位表现为 ,是 内流形成的。
(3)兴奋部位与 部位之间存在电位差,形成了 。
(4)局部电流刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化,兴奋向前传导,原兴奋部位又恢复为 。
内负外正
K+
内正外负
Na+
未兴奋
局部电流
静息电位
小结:兴奋在神经纤维上传导的机理
一、兴奋在神经纤维上的传导
1.看清题干区别,回答问题:
①兴奋部位膜电位是:___________________________________
②兴奋部位膜电位变化是:_______________________________
③兴奋部位膜外电位是:_________________________________
④兴奋部位膜外电位变化是:_____________________________
内正外负
由内负外正变为内正外负
负电位
由正电位变为负电位
(1)兴奋部位的膜内侧发生的变化是由负电位变为正电位( )
√
(2)兴奋部位的膜内外发生的变化是从外正内负变为外负内正( )
(3)兴奋部位的膜内的电位为正电位( )
√
√
✥难点突破
- - - -
+ + + +
- - - -
- - - -
- - - -
+ + + +
+ + + +
- - - -
+ + + +
+ + + +
- - - -
+ + + +
+ + + +
- - - -
- - - -
+ + + +
思考:如何测量静息电位的大小?
2.电流表指针偏转问题
电流表电极一个位于膜外,一个位于膜内。
✥难点突破
【例】请回答以下有关电流表指针偏转的问题。
(1)未受刺激时,电流表指针 。
(2)若在d处给予适宜刺激,电流表指针 。
(3)若在ab中点c处给予适宜刺激,电流表指针 。
不偏转
发生两次方向不同的偏转
先左后右
不偏转
a,b电位会变化吗?
✥难点突破
兴奋在神经纤维上的传导
膜电位
传导方式
特 点:
静息电位
动作电位
钾离子外流
内负外正
影响因素:钾离子的浓度差
协助扩散
钠离子内流
内正外负
影响因素:钠离子的浓度差
电信号
电流方向
膜内:与兴奋传导方向相同
膜外:与兴奋传导方向相反
双向传导
注:在生物体中,兴奋是单向传递的
(K+通道开放)
(Na+通道开放)
协助扩散
无论何时膜外的Na+浓度高,膜内的K+浓度高
钠钾泵
(主动运输)
a
b
+
—
坐骨神经
+
—
①静息时,电表 测出电位变化,说明神经表面各处电位 。
没有
相等
②在图示神经的左侧一端给予刺激时, 刺激端的电极处(a处)先变为 电位,电流计向 偏转,接着 。
靠近
恢复正电位
负
③然后,另一电极(b处)变为 电位,电流计向 偏转,接着 。
负
恢复为正电位
左
右
结论:
在神经系统中,兴奋是以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。(P27)
思考:电表偏转了多少次?
2次
上节回顾
1.离体实验:在蛙的坐骨神经:指针先向左偏,再向右转,偏转2次
2.静息电位表现为 ,是 外流形成的,运输方式 。
3.动作电位表现为 ,是 内流形成的,运输方式 。
4.维持细胞外Na+多,细胞内K+多的浓度差,需要 。
内负外正
K+
内正外负
Na+
上节回顾
协助扩散
协助扩散
钠钾泵
K +通道
Na+通道
Na+
Na+
Na+
K+
Cl+
Cl+
钠钾泵
K+
K+
K+
Na+
Cl+
Cl+
K+
Na+
假设:胞外Na+100个,Cl-100个;胞内K+100个
神经元细胞的细胞膜通透性:胞内K+外流10个,胞外正电离子个数?
受到刺激后,神经元细胞的细胞膜通透性改变:胞外Na+内流30个,胞内正电离子个数?
如果没有钠钾泵会怎样?
方法 图解 目的 结果
电表两极
均置于
神经纤维膜的外侧
电表两极
分别置于
神经纤维膜的内侧
和外侧
未刺激时,
指针不偏转,
刺激时可测
动作电位
未刺激时,
可测静息电位,
刺激时可测
动作电位
膜电位的测量方法
✥难点突破
刺激
①a点之前
—— 静息电位
主要是K+外流 (协助扩散)
膜电位:内负外正。
②ac段
—— 动作电位的形成
Na+大量内流 (协助扩散)
膜电位:内正外负。
③ce段
—— 静息电位的恢复
K+大量外流,膜电位恢复为静息电位。
④ef段
钠钾泵活动加强,泵入K+泵出Na+
Na+-K+泵通过将Na+泵出膜外,将K+泵入膜内,以维持膜外高Na+膜内高K+的状态,为下一次兴奋准备。(主动运输)
—— 一次兴奋完成后
记
思考:细胞外液中Na+和K+浓度变化对静息电位和动作电位有影响吗?(Na+和K+静息电位动作电位“协助扩散”)
有影响, Na+浓度只影响动作电位的峰值,K+浓度只影响静息电位的绝对值
浓度变化 静息电位或动作电位的变化
细胞外K+浓度增加
细胞外Na+浓度降低
静息电位不变,动作电位的峰值变小
静息电位绝对值变小
膜外K+浓度大,K+外流的就会越 ,静息电位绝对值越 。
膜外Na+浓度大,Na+内流的就会越 ,动作电位绝对值越 。
少
小
多
大
记
✥难点突破
注意:
(1)整个过程中,钠钾泵一直在发挥作用,并非只有ef段;
(2)整个过程中,K+始终膜内多于膜外,Na+始终膜外多于膜内;
(3)整个过程中,动作电位的传导不会随着时间而衰减。
记
例1.在离体实验条件下神经纤维的动作电位示意图如图所示。下列叙述正确的是( )
A.ab段主要是Na+内流,是需要消耗能量的
B.bc段主要是Na+外流,是不需要消耗能量的
C.cd段主要是K+外流,是不需要消耗能量的
D.de段主要是K+内流,是需要消耗能量的
C
✥难点突破
(1)K+在整个过程中都是由高浓度到低浓度运输,K+外流需要通道
蛋白的协助,属于 ;(运输方式)
(2)Na+在 产生时内流,Na+的内流需要通道蛋白,同时从
高浓度到低浓度运输,故属于 ;
(3) 将流入的Na+泵出膜外,将流出的
K+泵入膜内,以维持细胞外Na+浓度高和细胞内K+浓度高的状态,
为下一次兴奋做准备,属于主动运输,需消耗 ;
(4)静息电位由K+大量外流产生和维持,此时的K+浓度膜内
膜外;处于动作电位时, Na+浓度膜外 膜内。
协助扩散
动作电位
协助扩散
钠钾泵
能量
高于
高于
例2.填空题
✥难点突破
32
1.如图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。下列说法与图示相符的是
A.图中兴奋部位是b和c
B.图中弧线最可能表示局部电流方向
C.图中兴奋传导的方向是c→a→b
D.兴奋传导方向与膜外局部电流方向一致
√
(自主学案 落实思维第1题)
✥难点突破
2.(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
C
细胞膜电位达到阈电位前,钠离子通道就已经开放
(自主学案 落实思维第2题)
在环境乙中阈电位与静息电位的差值更大,受到刺激后更难发生兴奋
✥难点突破
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;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,因此环境甲中钾离子浓度低于正常环境,B正确;细胞膜电位达到阈电位前,钠离子通道就已经开放,C错误;分析题图可知,与环境丙相比,细胞在环境乙中阈电位更高,受到刺激后更难发生兴奋,D正确。
34
【检测】(2020·江苏震泽中学高二月考)下图表示神经纤维在离体培养条件下,受到刺激时产生动作电位及恢复过程中的电位变化,有关分析错误的是( )
A. ab段神经纤维处于静息状态
B. bd段主要是Na+外流的结果
C. 若增加培养液中的Na+浓度,
则d点将上移
D. 若受到刺激后,导致Cl-内流,
则c点将下移
B
✥难点突破
课堂小结
兴奋在神经纤维上的传导
膜电位
传导方式
特 点:
静息电位
动作电位
钾离子外流
外正内负
影响因素:钾离子的浓度差
协助扩散
钠离子内流
外负内正
影响因素:钠离子的浓度差
电信号
电流方向
膜内:与兴奋传导方向相同
膜外:与兴奋传导方向相反
双向传导
注:在生物体中,单向传递的
完成作业5
作业布置
37
溶液中离子浓度变化 静息电位变化 动作电位变化
适当降低溶液中Na+浓度
适当增加溶液中Na+浓度
适当降低溶液中K+浓度
适当增加溶液中K+浓度
不变
峰值下降
不变
峰值上升
上升
不变
不变
下降
①静息电位是K+的平衡电位,
细胞外K+浓度上升后,细胞内
K+向外扩散减少,从而引起静
息电位(绝对值)变小。
②动作电位的峰值是Na+的平衡
电位。当细胞外Na+浓度上升
后,向细胞内的扩散量增加,
从而使动作电位的峰值变大。
膜电位的影响因素
☞静息电位=膜内K+−膜外K+
☞动作电位=膜外Na+−膜外Na+
38
在完成一个反射的过程中兴奋要经过多个神经元。
一般情况下,相邻的两个神经元并不是直接接触的。
当兴奋传导到神经元的末端时,是如何传递到另一个神经元的呢?兴奋在神经元之间传递的结构基础是什么?
目录
一、兴奋在神经纤维上的传导
二、兴奋在神经元之间的传递
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
40
1.突触小体:神经元的轴突末梢经过多次分枝,最后每个小枝末端膨大,呈杯状或球状,叫作突触小体。
线粒体
突触小泡
细胞膜
提供能量
其形成与高尔基体有关
神经递质
主要有乙酰胆碱、氨基酸类、5-羟色氨、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、一氧化氮等。
二、兴奋在神经元之间的传递
突触前膜
突触间隙
突触后膜
神经递质受体(离子通道)
(含组织液)
突触小体
2.突触:
概念:突触小体可以与其他神经元的胞体或树突等相接近,共同形成突触。
注:神经元与肌肉细胞或某些腺体之间也是通过突触联系的。
传出神经末梢(突触小体)与肌肉链接形成突触
二、兴奋在神经元之间的传递
突触
突触前膜
突触间隙
突触后膜
上一个神经元________的膜,还可以说是__________的膜
轴突末梢
突触小体
突触间隙中充满了_______
组织液
下一个神经元_____或_______的膜。(在效应器的突触中,也可能为_________膜或某些__________的膜)
树突
胞体
肌肉细胞
腺细胞
通道蛋白
神经递质受体
②结构
二、兴奋在神经元之间的传递
2.突触:
③类型
轴突——胞体
轴突——树突
轴突—效应器
轴突—胞体型
轴突—树突型
轴突-肌细胞型
轴突-腺细胞型
二、兴奋在神经元之间的传递
不同:
突触小体是一个神经元轴突末端的膨大部分,其上的膜构成突触前膜,是突触的一部分;
突触由两个神经元构成,包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。
突触小体 ≠ 突触前膜 ≠ 突触
突触小体、突触前膜、突触三者间是同一个意思吗?
✥难点突破
45
3.传递过程
①兴奋到达突触前膜所在神经元的 ,引起 向 移动并释放 ;
轴突末梢
突触小泡
神经递质
②神经递质通过_______________到
附近;
突触间隙扩散
突触后膜的受体
③神经递质与 结合,形成 ;
突触后膜的受体
④突触后膜上的 发生变化,引发 ;
离子通道
电位变化
⑤神经递质被______或_____。
降解
回收
递质-受体复合物
突触前膜
以免持续发挥作用
电信号
化学信号
电信号
突触前膜:电信号 → 化学信号
突触后膜:化学信号 → 电信号
二、兴奋在神经元之间的传递
兴奋在突触处信号转换为:__________________________
兴奋在突触前膜的信号转换__________________
兴奋在突触后膜的信号转_____________________
电信号→化学信号→电信号
电信号→化学信号
化学信号→电信号
归纳:兴奋在神经元之间的传递的形式表述方法
二、兴奋在神经元之间的传递
4.传递特点
①单向传递
原因:神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜特异性受体上。
原因:突触处的兴奋传递需要________________________ 的转换,以及神经递质的_____、______、_______________ 都需要一定的时间;
电信号→化学信号→电信号
释放
扩散
对突触后膜的作用
②速度较慢:兴奋在突触处的传递比在神经纤维上的传导要慢
二、兴奋在神经元之间的传递
(1)化学本质:
(2)种类和作用:
(3)去向:
意义:避免持续起作用,为下一次兴奋做准备。
乙酰胆碱、胺类(多巴胺、5-羟色胺)、氨基酸类(谷氨酸、甘氨酸)、激素类(肾上腺素)、NO等。
兴奋性递质:
抑制性递质:
Na+通道打开,Na+内流,后膜产生动作电位,后神经元兴奋
Cl- 通道打开,Cl- 内流后,强化外正内负的静息电位,使后膜难以兴奋,表现为抑制作用
神经递质会与受体分开,并迅速被降解或回收进细胞。
5.神经递质——信号分子
✿知识链接
注意:一般情况下,兴奋性神经递质引起兴奋,抑制性神经递质引起抑制,但是也有例外,例如兴奋性神经递质乙酰胆碱,作用于骨骼肌引起骨骼肌细胞兴奋,但对心肌细胞则是抑制的,两种不同效果的产生是由于心肌细胞上的受体和骨骼肌细胞上的受体性质不同。因此,兴奋和抑制的产生是神经递质和受体共同决定的。
根据突触功能分
兴奋性突触——突触后膜产生兴奋的突触
抑制性突触——突触后膜产生抑制的突触
拓展提升
✿知识链接
(4)释放方式
突触前膜:胞吐
耗能,体现生物膜的流动性
神经递质在突触间隙中以扩散的形式抵达突触后膜。
突触间隙:扩散(不耗能)
✿知识链接
51
(5)药物或有毒、有害物质作用于突触,从而阻断神经冲动传递的可能原因
突触后膜上受体的位置被某种有毒、有害物质占据,则神经递质不能与之结合。
神经递质受体被破坏。
药物或有毒、有害物质阻断神经递质的合成或释放。
✿知识链接
兴奋
突触前膜
(突触小泡)
神经递质
胞吐释放
扩散
突触后膜
(特异性受体)
引发
电位变化
刺激
电信号
化学信号
电信号
(使下一个神经元兴奋或抑制)
线粒体
突触小体
突触小泡
突触前膜
突触间隙
突触后膜
离子通道
神经递质
受体
信号转换
归纳:兴奋通过突触的传递过程
兴奋在神经纤维上传导与神经元之间传递的比较
项目 神经纤维上的兴奋传导 神经元之间的兴奋传递
涉及细胞数 个神经元 个神经元
结构基础
信号形式 信号 信号→ 信号→ 信号
方向 可 向传导 向传递
速度
效果 使 部位兴奋 使 神经元兴奋或
;
单
多
神经纤维
突触
电
电
化学
电
双
单
迅速
较慢
未兴奋
下一个
抑制
课堂小结
(1)突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程属于胞吐( )
(2)突触由突触小体、突触间隙、突触后膜组成( )
(3)神经递质通过胞吐作用释放,因此神经递质是大分子有机物( )
(4)神经递质由突触前膜释放,以及通过突触间隙都消耗能量( )
(5)神经递质作用于突触后膜上,就会使下一个神经元兴奋( )
√
×
×
×
×
突触前膜
小分子
简单扩散
或抑制
检验应用
二、兴奋在神经元之间的传递
55
2.(2023·海南高考)药物W可激活脑内某种抑制性神经递质的受体,增强该神经递质的抑制作用,可用于治疗癫痫。下列有关叙述错误的是( )
A.该神经递质可从突触前膜以胞吐方式释放出来
B.该神经递质与其受体结合后,可改变突触后膜对离子的通透性
C.药物W阻断了突触前膜对该神经递质的重吸收而增强抑制作用
D.药物W可用于治疗因脑内神经元过度兴奋而引起的疾病
C
二、兴奋在神经元之间的传递
神经递质存在于突触小泡中,由突触前膜以胞吐方式释放至突触间隙,A正确;
该神经递质与其受体结合后,可改变突触后膜对离子的通透性,进而使静息电位的绝对值更大,表现为抑制作用,B正确;
药物W可激活脑内某种抑制性神经递质的受体,进而增强了该神经递质的抑制作用,即药物W不是通过阻断突触前膜对该神经递质的重吸收而增强抑制作用的,C错误;
药物W可激活脑内某种抑制性神经递质的受体,增强该神经递质的抑制作用,因此,药物W可用于治疗因脑内神经元过度兴奋而引起的疾病,D正确。
56
现学现用
⑩
⑨
1.结构①为 ,神经递质通过
释放,由 (填序号)提供能力,体现了细胞膜的 特点。
2.当兴奋传导到③时,膜内电位变化为
,信号传递方式为 。
3.结构④为 ,与 特异性结合后引起突触后膜电位的变化,之后②被 。
左图为突触结构示意图,根据已学的知识回答下列问题:
4.一般情况下,兴奋性神经递质引起兴奋,抑制性神经递质引起抑制,但是也有例外,例如兴奋性神经递质乙酰胆碱,作用于骨骼肌引起骨骼肌细胞兴奋,但对心肌细胞则是抑制的,两种不同效果的产生是由于: __________________________________________。
突触前膜
胞吐
⑥
结构
由负变正
化学信号转化为电信号
受体
神经递质
降解或回收
心肌细胞上的受体和骨骼肌细胞上的受体性质不同
因此,兴奋和抑制的产生是神经递质和受体共同决定的
疑难突破
兴奋传导与电流表指针偏转问题
(1)神经纤维上
①刺激a点,电流计指针如何偏转?
②刺激c点(bc=cd),电流计指针如何偏转?
③刺激bc之间的一点,电流计指针如何偏转?
④刺激cd之间的一点,电流计指针如何偏转?
发生两次方向相反的偏转(因为b点先兴奋,d点后兴奋)
不偏转(因为b点和d点同时兴奋,膜外电位一起变为负电位)
(c点位于bd的中点)
发生两次方向相反的偏转(因为b点先兴奋,d点后兴奋)由左到右
发生两次方向相反的偏转(因为d点先兴奋,b点后兴奋)由右到左
记
58
(2)神经元之间
①刺激a点左侧,电流计指针如何偏转?
②刺激b点(bc=cd),电流计指针如何偏转?
③刺激c点,电流计指针如何偏转?
④为何刺激c点、d点现象一样,原因是?
发生两次方向相反的偏转(因为a点先兴奋,d点后兴奋)
发生两次方向相反的偏转(因为a点先兴奋,d点后兴奋)
发生一次偏转(因为a点不兴奋,d点兴奋)
神经元之间的兴奋的传递只能是单方向,因为神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上
记
现学现用
1.如图所示,刺激b、e点,电流表的指针是否发生偏转?
刺激b点:不偏转
刺激e点:两次相反的偏转(先左后右)
2.若箭头表示兴奋在神经元之间以及神经纤维上的传播方向。下列各图中错误的是( )
A. B. C. D.
C
3.如图是用甲、乙两个电流表研究神经纤维及突触上兴奋产生及传导的示意图。下列有关叙述错误的是( )
A. 静息状态下,甲指针偏转,乙指针不偏转
B. 刺激 a 处时,甲指针偏转一次,乙指针偏转两次
C. 刺激 b 处时,甲指针维持原状,乙指针偏转一次
D. 清除 c 处的神经递质,再刺激 a 处时,甲指针偏转一次,乙指针不偏转
D
1.(2024·广州模拟)如图甲所示,在神经
纤维上安装两个相同的灵敏电表,
表1两电极分别在a、b处膜外,
表2两电极分别在d处膜的内外侧。
在bd的中点c处给予一适宜刺激,
相关的电位变化如图乙、丙所示。下列叙述错误的是( )
A.表2记录得到图乙所示的电位变化曲线
B.图乙①点时Na+的内流速率比②点时更小
C.图丙中④→⑤是恢复静息电位的过程
D.图丙曲线处于⑤点时,图甲a处膜外表现为负电位
D
✎练习与应用
图丙曲线处于⑤点时,为静息电位,兴奋还没有传到a处,a处膜外为正电位,D错误。
62
国家对毒品零容忍
情景问题
目录
一、兴奋在神经纤维上的传导
二、兴奋在神经元之间的传递
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
64
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
常见的毒品
第二代毒品
第三代毒品
第一代毒品
兴奋剂
(1)概念:
(2)作用:
原指能____________________________的一类药物,
如今是________________的统称。
提高中枢神经系统机能活动
运动禁用药物
兴奋剂具有增强________________、提高__________等作用。
人的兴奋程度
运动速度
为了保证公平公正,运动比赛禁止使用兴奋剂。
毒品
(1)概念:
(2)注意:
指______、_______、__________________、_____、_____、
_______以及国家规定管制的其他能够使人__________的
______药品和______药品。
鸦片
海洛因
甲基苯丙胺(冰毒)
吗啡
大麻
可卡因
形成瘾癖
麻醉
精神
有些兴奋剂就是毒品,它们会对人体健康带来极大的危害。
海洛因
冰毒
K粉
可卡因
1.兴奋剂和毒品的概念
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
可卡因
可卡因既是一种 也是一种 ;它会影响大脑中与 有关的神经元,这些神经元利用神经递质
来传递愉悦感。
兴奋剂
毒品
愉快传递
多巴胺
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
作用位点:通常是______。
原理:促进神经递质的______________速率;干扰神经递质与受体的结合;影响分解_______________的活性等。
突触
合成和释放
神经递质的酶
促进神经递质的合成和释放速率
干扰神经递质与受体的结合
影响分解神经递质的酶的活性
2.兴奋剂和毒品作用位点和机理
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
1.影响神经递质的合成和释放
血浆Ca2+浓度变化及突触小体对Ca2+的通透性变化会影响神经递质的释放。
肉毒杆菌毒素特异性的与Ca2+通道结合,阻止Ca2+内流,影响突触前膜释放神经递质,使后膜不能产生兴奋,面部表情肌不能收缩形成皱纹,因此,肉毒杆菌毒素被用于美容除皱。
当兴奋传导突触小体时,引起Ca2+通道开放,Ca2+内流,Ca2+会促进突触小泡向突触前膜移动,促进神经递质的释放。
Ca2+
Ca2+
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
69
2.影响神经递质与受体的结合
如筒箭毒、α-银环蛇毒等可阻断突触后膜上的乙酰胆碱受体,从而使肌肉松弛。如重症肌无力。
重症肌无力病人的神经与肌肉接头(结构类似于突触)处的乙酰胆碱受体被当作抗原而受到攻击,使该受体失去功能。
3.影响神经递质的清除
有机磷农药等可抑制乙酰胆碱酯酶的活性,阻碍乙酰胆碱的水解,使其持续发挥作用,从而引起肌肉僵直。
药物止痛机理:药物与神经递质争夺突触后膜上的特异性受体,阻碍兴奋的传递;药物阻碍神经递质的合成与释放。
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
70
3.责任与义务:
珍爱生命 远离毒品
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
珍爱生命 远离毒品
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
4.危害:
兴奋剂会影响比赛的公平性。
毒瘾难戒。
可卡因能干扰交感神经的作用,导致心脏功能异常,还会抑制免疫系统的功能。
长期大剂量使用可卡因后突然停药,可出现抑郁、焦虑、失望、疲惫、失眠、厌食等症状。
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
5.可卡因成瘾的原因
可卡因既是一种兴奋剂,也是一种毒品,它会影响大脑中与愉悦传递有关的神经元,如图为神经递质——多巴胺作用于突触后膜及可卡因作用机理的示意图。据图回答下列问题:
(1)据图分析,吸食可卡因导致多巴胺留在突触间隙持续发挥作用的原因是什么?
可卡因会使多巴胺转运体失去回收多巴胺的功能。
可卡因成因机理
✥难点突破
(2)吸食可卡因可能会对突触后膜产生什么影响?
使多巴胺转运体失去回收多巴胺的功能,突触间隙中的多巴胺浓度增加,导致突触后膜上的受体减少,影响机体正常的生命活动。
(3)服用可卡因为什么会使人上瘾?
可卡因
与前膜上回收多巴胺的转运蛋白结合
间隙的多巴胺含量增多
对后膜的刺激增强
多巴胺过度刺激后膜
经过调节,后膜上的多巴胺受体减少
虽然递质量恢复正常,但受体减少导致人无法产生正常的愉悦感,服药者就必须服用可卡因来维持这些神经元的活动,于是形成恶性循环,毒瘾难戒
✥难点突破
其他毒品成瘾的机制
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。
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。
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。
拓展提升
可卡因
鸦片、吗啡、海洛因等阿片类毒品
冰毒 、摇头丸、麻古等新型毒品
76
A
B
有研究者提出一个问题:“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?”为了回答这一问题,科学家进行了如下实验。取两个蛙的心脏(A和B,保持活性)置于成分相同的营养液中,A有某副交感神经支配,B没有该神经支配;刺激该神经,A心脏的跳动减慢;
从A心脏的营养液中取一些液体注入
B心脏的营养液中(如右图)
B心脏跳动也减慢。
由此,科学家得出结论: 该神经释放一种化学物质,这种物质可以使心跳变慢。
思维训练
科普:奥托·洛伊在1921年完成“双蛙心灌流实验”,首次证明化学递质参与神经调节。该突破性发现为神经化学递质传导机制提供了关键证据,洛伊因此获得1936年诺贝尔生理学或医学奖。
77
A
B
讨论:在进行这个实验时,
科学家基于的假说是什么?
实验预期是什么?
1.假说:
2.实验预期:
3.说明:
支配心脏的副交感神经可能是释放了某种化学物质,
该物质可以使心脏减慢。
从A心脏的营养液中注入B心脏的营养液中,
B心脏的跳动也会减慢。
突触不仅存在于神经元之间,
也可以存在于神经元和心肌细胞之间。
78
✎练习与应用
枪乌贼的神经元是研究神经兴奋的好材料。研究表明,当改变神经元轴突外Na+浓度的时候,静息电位并不受影响,但动作电位的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。
(1)请对上述实验现象作出解释。
静息电位与神经元内的K+外流相关而与Na+无关,故神经元轴突外Na+浓度的改变不影响静息电位。动作电位与神经元外的Na+内流相关,细胞外Na+浓度降低,细胞内外Na+浓度差变小,Na+内流减少,动作电位值下降。
(2)若要测定枪乌贼神经元的正常电位,应该在何种溶液中测定?为什么?
要测定枪乌贼神经元的正常电位,应在钠钾离子浓度与内环境相同的环境中进行。因为体内的神经元处于内环境之中,其钠钾离子具有一定的浓度, 要使测定的电位与体内的一致,也就必须将神经元放在钠钾离子浓度与体内相同的环境中。
1.(教材P31 拓展应用1)
✎练习与应用
80
2.一般的高速路都有限速的规定。例如,我国道路交通安全法规定,机动车在高速公路行驶,车速最高不得超过120 km/h 在高速路上行车,要与前车保持适当的距离,如200 m。另外,我国相关法律规定,禁止酒后驾驶机动车。请你从本节所学知识的角度,解释这几项规定的合理性。如果遇到酒后还想开车的人,你将怎样做?
在行车过程中,发现危险进行紧急处置,需要经过一个复杂的反射过程。视觉器官等接受信号并将信号传至大脑皮层作出综合的分析与处理,最后作出应急的反经过兴奋在神经纤维上的传导以及多次突触传递,因此从发现危险到作出反应需要一定的时速过快或车距过小,就缺少足够的时间来完成反应的过程。
此外,酒精会对神经系统产生麻痹,使神经系统的反应减缓,所以酒后要禁止驾驶机动车。遇到酒后还想开车的人,需告诚: 开车不喝酒;喝酒不开车。酒驾、醉驾都是违法行为。
✎练习与应用
81
兴奋在神经元之间的传递
突触前膜
突触间隙
突触后膜(兴奋或抑制)
释放神经递质(胞吐)
神经递质扩散
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
突触
电信号→化学信号→电信号
单向传递
结构
形式
特点
课堂小结
✿知识链接
完成作业6
作业布置
84
✿知识链接
①在正常情况下,多巴胺发挥完作用后会被________上的__________从突触间隙_____;
②吸食可卡因后,可卡因会使__________失去______________的功能,于是多巴胺就_____________________________
③这样,导致突触后膜上_______________
④当可卡因药效失去后,由于____________,机体正常的神经活动受到影响,服药者就必须服用可卡因来______这些神经元的活动,于是形成恶性循环,毒瘾难戒
突触前膜
转运蛋白
回收
转运蛋白
回收多巴胺
就留在突触间隙持续发挥作用
多巴胺受体减少
多巴胺受体减少
维持
✥难点突破
抑制性突触后电位的产生机制
1.电位变化示意图
使膜内外的电位差变得 ,突触后膜更难以兴奋。
2.产生机制
突触前神经元轴突末梢兴奋,引起突触小泡释放抑制性递质,抑制性递质与突触后膜相应受体结合后,提高了突触后膜对Cl-、K+的通透性, 进细胞或 出细胞(抑制性突触后电位的产生主要与 有关)。
Cl-
K+
Cl-内流
3.结果
更大
✿知识链接
88
3.(2023·浙江6月选考)神经元的轴突末梢可与
另一个神经元的树突或胞体构成突触。通过
微电极测定细胞的膜电位,PSP1和PSP2分别
表示突触a和突触b的后膜电位,如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.突触a、b前膜释放的递质,
分别使突触a后膜通透性增大、突触b后膜通透性降低
B.PSP1和PSP2由离子浓度改变形成,共同影响突触后神经元动作电位的产生
C.PSP1由K+外流或Cl-内流形成,PSP2由Na+或Ca2+内流形成
D.突触a、b前膜释放的递质增多,分别使PSP1幅值增大、PSP2幅值减小
B
膜电位的最大幅值由膜内外离子浓度差决定
二、兴奋在神经元之间的传递
由题图可知,突触a、b前膜释放的递质均能引起突触后膜电位改变,突触a、b后膜通透性均增大,A错误;
PSP1由Na+或Ca2+内流形成,PSP2由K+外流或Cl-内流形成,膜电位的最大幅值由膜内外离子浓度差决定,细胞受到一定强度的有效刺激后,动作电位即达到最大幅值,即使突触前膜释放的递质增多,PSP1、PSP2的幅值也不会发生变化,C、D错误。
89
AB
4.(多选)(2023·山东高考)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
二、兴奋在神经元之间的传递
静息电位状态下,K+外流导致膜外为正电位,膜内为负电位,膜内外电位差阻止了K+的继续外流,A正确;
静息电位时,膜电位表现为外正内负,突触后膜的Cl-通道开放后,Cl-内流,导致膜内负电位的绝对值增大,则膜内外电位差增大,B正确;
动作电位产生过程中,初始膜电位为外正内负,膜内外电位差促进Na+的内流,当膜内变为正电位时则抑制Na+的继续内流,C错误;
静息电位→动作电位→静息电位过程中,膜电位的变化为由外正内负变为外负内正,再变为外正内负,则会出现膜内外电位差为0的情况,D错误。
90
5.(多选)在反射活动中,存在中枢
抑制现象,作用机制有图1所示的
三种模式(①~⑦表示神经元)。
模式Ⅲ中,单独刺激⑤可使⑦产生一个兴奋性
动作电位;若先使⑥兴奋再给⑤施加相同的适宜刺激,⑦产生的兴奋性电位的幅度较单独刺激⑤时小,如图2所示。下列说法正确的是( )
A.①兴奋,导致②③兴奋,③兴奋导致④被抑制
B.模式Ⅱ中,抑制性中间神经元的负反馈调节提高了神经调节的精准性
C.⑥兴奋引起⑤神经元膜上K+大量外流,
使得⑤受刺激后产生的动作电位幅度变小
D.⑦兴奋性减弱的原因可能是⑤释放的神经递质减少引起的
ABD
二、兴奋在神经元之间的传递
图中的深色神经元为抑制性中间神经元,则模式Ⅰ中的③为抑制性中间神经元,因此①兴奋,导致②③兴奋,但③兴奋导致④被抑制,A正确;
模式Ⅱ中,抑制性中间神经元会作用于一个非抑制性中间神经元,且该非抑制性中间神经元会反过来作用于该抑制性中间神经元,故该抑制性中间神经元存在负反馈调节,负反馈调节能提高神经调节的精准性,B正确;
⑥是抑制性中间神经元,其兴奋后产生抑制性递质作用于⑤,可能使⑤神经元膜上K+外流,也可能使Cl-内流,C错误;
⑥是抑制性神经元,⑦产生的兴奋性减弱,可能是⑤被抑制后释放的神经递质减少引起的,表现为⑦产生的动作电位的绝对值减小,D正确。
91
闰绍细胞是一种抑制性中间神经元。
1.闰绍抑制:闰绍细胞接受前角运动神经元
轴突侧支的支配,其活动经轴突回返作用于
脊髓前角运动神经元,反馈地抑制原先发动
兴奋的神经元和其他神经元。
2.回返式抑制:单个神经元极少单独地执行某种功能,神经回路才是脑内信息处理的基本单位。
如果这个回路中的中间神经元是抑制性中间神经元,这个回路就是负反馈系统。这时神经元的发放通过侧支引起这个抑制性中间神经元的兴奋,反馈回来,从而使该神经元受到抑制,不能重复发放,使过强的活动受到抑制,不至于产生振荡,保证运动神经元对肌肉运动的精细控制,这样的抑制叫闰绍抑制或回返式抑制。
✿知识链接
92
拓展
3.在神经元之间的传递
ab=bd
刺激b点(ab=bd)
(1)兴奋性递质
由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,
a点先兴奋,d点后兴奋,电流表指针发生 偏转。
(2)抑制性递质
a点先兴奋,d点不兴奋,电流表指针发生 偏转。
两次方向相反的
1次
93
拓展
ab=bd
刺激c点(ab=bd)
刺激c点,兴奋不能传至a点,a点不兴奋,d点可以兴奋,电流表指针只发生 偏转。
一次
3.在神经元之间的传递
94
Lavf58.33.100
Lavf58.18.100
Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com)
Content Adaptive Encoding 3.1
Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com)
Content Adaptive Encoding 3.1
Lavf58.45.100
Lavf58.51.100
$