2.3 神经冲动的产生和传导课件-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

该高中生物学课件聚焦神经冲动的产生与传导，以运动员起跑反射弧问题导入，串联生物电发现史、静息/动作电位形成机制、突触传递及兴奋剂危害等内容，通过科学史案例、离子浓度表格、膜电位曲线等支架帮助学生构建知识体系。 其亮点在于融合科学史（伽尔瓦尼实验、钠钾泵发现）与探究实践，以结构与功能观（突触结构、离子通道）深化生命观念，结合兴奋剂案例强化态度责任，分层习题设计兼顾基础与拓展，助力学生理解抽象概念，教师可高效开展重难点教学。

选必一 第3节 神经冲动的产生和传导 第2章 神经调节 1 问题探讨 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? 耳蜗(感受器) 传入神经 神经中枢 (大脑皮层) 神经中枢 (脊髓) 传出神经 效应器 (传出神经末梢和它支配的肌肉) 2 问题探讨 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。 3 神经冲动的产生和传导 兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经元之间的传递 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? 兴奋是指动物体或人体内的某些细胞或组织(如神经组织)感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。 4 01 兴奋在神经纤维上的传导 02 兴奋在神经元之间的传递 目录 03 滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 04 拓展 5 兴奋在神经纤维上的传导 01 6 坐骨神经 腓肠肌 (意大利)伽尔瓦尼 【资料1】1786年,意大利医生、生理学家伽尔瓦尼在实验室解剖青蛙,剥了皮的蛙腿用刀尖碰蛙腿上外露的神经时,蛙腿剧烈地痉挛。 伽尔瓦尼认为痉挛起因于动物体上本来就存在的电,他还把这种电叫做“生物电”。 思考:如果是电信号,应该如何测量? 一、生物科学史—生物电的发现 刺激神经,腿部很快就作出反应,也就是兴奋的传递速度是很快的,那是什么形式的信号传递速度这么快呢? 7 【资料2】1820年,灵敏电流计应用于生物电研究。在蛙神经外侧连接两个电极。随后,刺激蛙神经一侧,并在刺激的同时记录电流表的电流大小和方向。电流计共发生了两次方向相反的偏转。 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。 这种电信号也叫做_。 电信号 神经冲动 一、生物科学史—生物电的发现 兴奋的实质是电流,电流是如何产生的? 蛙坐骨神经表面电位差实验(视频) 【资料2】1820年电流表应用于生物电研究。在蛙神经外侧连接两个电极。随后,刺激蛙神经一侧,并在刺激的同时记录电流表的电流大小和方向。 脑电波、心电图 8 将电位计的一个电极刺入细胞膜内,而另一个电极留在细胞膜外。瞬间记录仪上出现了一个电位跃变。说明:神经细胞未受到刺激时,细胞膜内外存在 ,且 _比_低 70 mV。 当微电极都插在细胞膜外时,电位计无示数,随意调整电极位于膜外的位置,电位计均无示数,说明:_ 神经细胞外各处的电位相等。 电位差 膜内 膜外 当膜未受刺激时: 理论上细胞内液和外液都是电中性的,为什么膜内外却存在电位差呢? + - 二、兴奋在神经纤维上的传导 1.静息电位的形成 当微电极都插在细胞膜外时,神经细胞外各处的电位相等,当左边的电极插入细胞膜内,右边电极位置不变,示数为—70mV,说明左边的电位比右边的低,即膜内电位比膜外低70 电位差=电势差,存在电流 9 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 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(neural impulse)。 结论 共发生了两次方向相反的偏转 二、兴奋在神经纤维上的传导 10 静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度 在未受到刺激时,神经纤维处于静息状态。 细胞类型 细胞内浓度(mmol/L) 细胞外浓度(mmol/L) Na+ K+ Na+ K+ 枪乌贼神经元轴突 50 400 460 10 蛙神经元 15 120 120 1.5 哺乳动物肌肉细胞 10 140 150 4 神经细胞外的Na+浓度比膜内要高,K+浓度比膜内低。 神经细胞Na+、K+分布特点 二、兴奋在神经纤维上的传导 1、静息电位的形成 红细胞是不可兴奋细胞,细胞膜不能产生动作电位,只有静息电位。而静息电位时通过钠泵作用保钾排钠。 11 Na+ 膜外 膜内 膜外 + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + K+ K+ K+ K+ Na+ Na+ Na+ Na+ K+ Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ K+ K+ Na+ 二、兴奋在神经纤维上的传导 1、静息电位的形成 (1)离子分布:膜外:Na+浓度更 , 膜内:K+浓度更 。 (3)静息电位: 内负外正 (2)形成机理: (协助扩散 不消耗能量) 细胞膜主要对K+有通透性,即K+通道开放,K+外流 高 高 12 2、动作电位的形成(兴奋时) Na+ 膜外 膜内 膜外 + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + K+ K+ K+ K+ Na+ Na+ Na+ Na+ K+ Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ K+ Na+ Na+ 受到刺激时,细胞膜对Na +的通透性增加,Na + 内流,使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧, 膜电位表现为内正外负,称为动作电位,并与相邻部位产生电位差。 Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ 二、兴奋在神经纤维上的传导 (1)离子分布:膜外:Na+浓度更 , 膜内:K+浓度更 。 (3)静息电位: (2)形成机理: 高 高 内正外负 (协助扩散 不消耗能量) Na+通透性增大,Na+内流 13 兴奋部位与未兴奋部位之间由于 发生电荷移动成 。如此依次进行下去,兴奋不断地向前传导,后方恢复静息电位。 神经冲动传导方向 与膜外局部电流方向相反 与膜内局部电流方向一致 电位差 局部电流 3、兴奋传导的方向 二、兴奋在神经纤维上的传导 兴奋(神经冲动)传导的方向: 兴奋 未兴奋部位 电流的方向:膜外: 兴奋 未兴奋部位 膜内: 未兴奋 兴奋部位 14 (1)在离体的神经纤维上: (2)在反射过程中: 传导方向:_ 双向传导 传导方向:_ 单向传导 在反射过程中,兴奋只能从感受器传到效应器,因此,传导方向是单向的。 3、兴奋传导的方向 二、兴奋在神经纤维上的传导 以上是用蛙的坐骨神经实验,是离体生物神经纤维。那么兴奋在生物体内的反射弧上的传导是也双向传导的吗? 在中部刺激神经纤维,会形成兴奋区,而两侧临近的未兴奋区与该兴奋区都存在电位差,都可以产生电荷移动,形成局部电流,因此可以双向传导。 在反射过程中,总是从感受器一端接受刺激产生兴奋然后传向另一端,再加上反射弧中的突触也决定兴奋在反射弧中的传导方向是单向的。 15 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) 思考 讨论 ? 注意:Na+-K+泵每消耗一个ATP,会把3个Na+泵出细胞外, 把2个K+泵入细胞内,以维持细胞内外Na+ 、K+的浓度差。 补充知识-钠钾泵 1.传导形式: 。 电信号(或神经冲动) 3.传导过程: 刺激 兴奋时 局部电流 静息时 兴奋传导 ①静息状态的电位称为 。 形成原因: 。 电位表现: 。 静息电位 细胞膜主要对K+有通透性,造成K+外流 内负外正 ②兴奋时的电位称为 。 形成原因: 。 电位表现: 。 动作电位 细胞膜对Na+的通透性增加,Na+内流 内正外负 ③兴奋部位和未兴奋部位之间由于 的存在而发生 ,而形成 。 电位差 电荷移动 局部电流 ④局部电流方向: 膜外: 部位流向 部位;膜内: 部位流向 部位。 兴奋传导的方向与膜 电流相同。 内 恢复静息电位 2.在离体神经纤维上的传导是 向的。 双 未兴奋 兴奋 兴奋 未兴奋 兴奋在神经纤维上的传导小结 18 1.神经细胞处于静息状态时, 细胞内外K+和Na+的分布特征是 ( ) 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 D 习题巩固 无论是兴奋还是静息状态,细胞外Na+高,细胞内K+高 19 A 习题巩固 2.听毛细胞是内耳中的一种顶端具有纤毛的感觉神经细胞。声音传递到内耳中引起听毛细胞的纤毛发生偏转,使位于纤毛膜上的K+通道打开,K+内流而产生兴奋。兴奋通过听毛细胞底部传递到听觉神经细胞,最终到达大脑皮层产生听觉。下列说法错误的是( ) A.静息状态时纤毛膜外的K+浓度低于膜内 B.纤毛膜上的K+内流过程不消耗ATP C.兴奋在听毛细胞上以电信号的形式传导 D.听觉的产生过程不属于反射 20 (1)刺激a点: 点先兴奋, 点后兴奋,电表发生 次相反偏转 (即先向 后向 偏转) (2)刺激c点:b、d点 ,电表 发生偏转。 b d 两 同时兴奋 不 左 右 下图是测量神经纤维膜电位变化情况的示意图,回答下列问题。 (4)刺激a点兴奋时:膜电位变化是 , 膜内电位变化是 。 内负外正 内正外负 由负电位变为正电位 (3)刺激bc之间的一点: 点先兴奋, 点后兴奋,电表发生 次相反偏转 b d 两 拓展:兴奋传导与电流表指针偏转问题 21 拓展:膜电位的测量方法 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 —— 静息电位 刺激 ①a点之前 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 膜电位变化曲线解读 b是阈电位,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,ac段是去极化,c到恢复静息电位为复极化过程,低于静息电位为超极化过程 23 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。 膜电位变化曲线解读 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(细胞内外K+浓度差减小),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(细胞内外Na+浓度差加大),从而使动作电位的峰值变大。 拓展:膜电位的影响因素 25 习题巩固 3.坐骨神经可以支配包括腓肠肌在内的多块骨骼肌。取坐骨神经腓肠肌标本,将电表的两个电极置于坐骨神经表面 、 两处,如图甲。在坐骨神经 处,给一个适当强度的电刺激,指针偏转情况如图乙,其中, 。下列叙述正确的是( ) A.电表发生两次方向相反的偏转,第一次指针向右转,第二次指针向左转 B. 若在缓冲液中加入转运蛋白抑制剂,则幅度减小, 幅度增大 C.图乙中 可能由兴奋在神经纤维的传导速度不同导致 D. 图甲中刺激坐骨神经引起腓肠肌收缩的过程属于非条件反射 C 电表指针第一次向左转,第二次向右转 反射需完整的反射弧 都减小 由图甲可知,刺激 处后, 、 两处先后变为动作电位,电表指针第一次向左转, 第二次向右转,A错误;反射需有完整的反射弧,包括感受器、传入神经、神经中枢、 传出神经、效应器,B错误;由图乙可知,可能由于兴奋在神经纤维上传导速度不同, 兴奋从 处传达到 处的时间不同,因而,C正确;加入 转运蛋白抑制剂会抑 制内流,抑制动作电位的形成,和 的幅度均减小,D错误。 26 习题巩固 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 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。 27 习题巩固 2.(2022 浙江6月选考)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.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 A 根据兴奋传递的方向为③ ④,则①处恢复静息电位,为K+外流,②处Na+内流,A错误; 动作电位沿神经纤维传播时,其电位变化总是一样的,不会随传播距离的增加而衰减,B正确; 该反射弧中,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,即向右传播出去,C正确; 将电表的两个电极置于③④处时,由于神经冲动会使神经上不同点产生电位差,指针会发生偏转,D正确。 28 3.细胞外液中K+浓度会影响神经纤维静息电位的大小,细胞外液中Na+浓度会影响受到刺激时神经纤维膜电位的变化幅度和速率。分别给予两组枪乌贼离体神经纤维相同的适宜刺激,分别测量、记录枪乌贼离体神经纤维的电位变化结果(如图所示)。依据结果推测神经纤维所处的环境可能是( ) A.甲在高Na+海水中,乙在高K+海水中 B.甲在高Na+海水中,乙在低K+海水中 C.甲在正常海水中,乙在低Na+海水中 D.甲在正常海水中,乙在低K+海水中 C 习题巩固 29 (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)一次兴奋完成后, 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。 被动运输(协助扩散) 动作电位 被动运输(协助扩散) 钠钾泵 能量 高于 高于 1.填空题 习题巩固 30 2.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主要与K+外流相关,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。 习题巩固 31 习题巩固 (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。 32 4.试判断一个神经细胞的静息电位在添加具有生物活性的化合物——河豚毒素(Na+—离子转运载体抑制剂)后,是如何变化的( ) A 习题巩固 33 习题巩固 5.(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 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 兴奋在神经元之间的传递 02 35 神经冲动的产生和传导 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。 当兴奋传导到一个神经元的末端时, 它是如何传递到另一个神经元的呢? 36 一、兴奋在神经元之间的传递 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。 37 一、兴奋在神经元之间的传递 2、突触 突触前膜 突触间隙 突触后膜 突触 突触小泡 线粒体 神经递质受体 神经递质 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,完成神经元之间的兴奋传递。 为神经递质的合成和释放提供能量 本质为糖蛋白 (1)形成 (2)结构 38 神经元的 或 ,上面有 。 突触前膜与后膜之间,含有 ; 轴突末梢膨大形成的 的膜,该侧具有突触小泡; 突触小体 组织液 胞体膜 树突膜 特异性受体 (2)突触结构 突触前膜: 突触间隙: 突触后膜: 一、兴奋在神经元之间的传递 轴突—胞体 轴突—树突 神经元与肌肉细胞或某些腺体之间也是通过突触联系的,神经元释放的神经递质可以作用于这些肌肉细胞或腺细胞,引起肌肉的收缩或腺体的分泌。 突触前膜(方式: ,体现膜的 性) 突触小泡 神经递质 3、神经递质 本质是小分子物质 性递质和 性递质 突触小泡(来自 ) 突触后膜上的 。 高尔基体 胞吐 糖蛋白 兴奋 抑制 流动 ①来源: ②分泌结构: ③特异性受体的本质: ④分类: 兴奋性递质 该类递质作用于突触后膜后,增强突触后膜对Na+通透性,使Na+内流,从而使突触后膜产生动作电位,即引起下一神经元发生兴奋。 抑制性递质 该类递质作用于突触后膜后,增强突触后膜对Cl-(和K+)的通透性,使Cl-内流,强化静息电位,从而使神经元难以产生兴奋。 分子,只能与突触后膜上的特异性受体结合 信息, 进入细胞,也 参与反应。 被相应的酶 或被 回收。 化学物质(如: 、 、去甲肾上腺素、氨基酸类、 等) 信息 传递 不能 不能 降解 突触前膜 乙酰胆碱 多巴胺 NO ⑤作用实质: ⑥去向: ⑦本质: 本质是小分子物质 神经递质与受体结合后,神经递质会与受体分开,并迅速被降解或回收进细胞,以免持续发挥作用。 3、神经递质 ①兴奋到达突触前膜所在的轴突末梢,引起 向 移动并 ; ②神经递质通过突触间隙 到 的 附近; ③神经递质与后膜上的 结合; ④突触后膜上的 发生变化,引发 ; ⑤神经递质被 或 。 突触小泡 突触前膜 释放神经递质 扩散 突触后膜 受体 离子通道 电位变化 降解 回收 (方式:胞吐) 受体 (被酶分解) (被突触前膜回收) 以免持续发挥作用 体现了细胞膜能进行细胞间的信息交流 兴奋通过 从一个神经元传递给另一个神经元 突触 电信号 化学信号 电信号 兴奋在神经元之间的传递 4、突触处兴奋传递的过程 胞吐体现了细胞膜流动性,需要消耗能量,结构与功能观 42 神经递质作用于突触后膜并引起电位变化,该变化一定是兴奋吗? 根据图1和图2分析,神经递质作用于突触后膜产生的结果分别是什么? Na+内流 Cl-内流 突触后膜产生动作电位 后膜兴奋 强化内负外正的静息电位 使后膜抑制(更难兴奋) 兴奋在神经元之间的传递 4、突触处兴奋传递的过程 43 兴奋在神经元之间的传递 5、兴奋在神经元之间的传递特点 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。 突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换,以及神经递质的_、_以及_都需要一定的时间。 轴突 突触小泡 突触前膜 突触间隙 突触后膜 电信号 化学信号 电信号 ①单向传递 ②突触延搁:兴奋在突触的传递速度比在神经纤维上的传导慢 释放 扩散 对突触后膜的作用 44 1.源于选择性必修1 P29“图2-8”中所示突触后膜上的受体和离子通道是结合在一起的,受体一旦结合相应的神经递质后,会引起离子通道 ,进而引起相应的离子流动。 打开 2.去甲肾上腺素作为一种神经递质,能促进胰岛A细胞的分泌,但抑制胰岛B细胞的分泌,从细胞结构分析,原因是什么? 胰岛A细胞、胰岛B细胞与去甲肾上腺素结合的受体不同。 3.神经递质大多数是小分子物质,但仍主要通过胞吐方式释放到突触间隙,其意义在于: 短时间内使神经递质大量释放,从而有效实现神经兴奋的快速传递。 习题巩固 45 比较项目 兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经元间的传递 结构基础 神经元(神经纤维) 突触 信号形式 (或变化) 速度 方向 电信号 电信号 化学信号 电信号 快 慢 可以双向 单向传递 课堂小结 46 拓展: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 47 实验操作:将蛙脑破坏,保留脊髓,做蛙心静脉灌注,以维持蛙的基本生命活动。暴露蛙左后肢屈反射的传入神经和传出神经,分别连接电位计a和b。将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后,电位计①②③有电位波动,出现屈反射。如图为该反射弧结构示意图。 (1)探究兴奋在神经纤维上的传导方向 (2)探究兴奋在神经元之间传递的方向 小组讨论并设计实验方案: 拓展:探究兴奋在反射弧中的传导与传递的方向 48 方法设计 电刺激图①处 观察骨骼肌的反应 测②处电位变化 结果分析 骨骼肌有反应,若②处电位改变 双向传导 骨骼肌有反应,若②处电位未变 单向传导 (1)探究兴奋在神经纤维上的传导方向 在探究兴奋在反射弧中传导特点时常根据如下图示来设计实验方案。 拓展:探究兴奋在反射弧中的传导与传递的方向 49 ①方法设计 测③处电位变化 ②结果分析 两次均有电位变化 双向传递 只有一处电位改变 单向传递 (2)探究兴奋在神经元之间传递的方向 先电刺激图①处— 再电刺激图③处— 测①处电位变化 兴奋能在神经纤维上双向传导,而在反射弧中只能单向传导。 总结: 拓展:探究兴奋在反射弧中的传导与传递的方向 50 1. 若将电表如图所示放置,请将表格补充完整。 刺激位置 指针偏转次数 指针偏转方向 b c 2次 先偏左,再偏右 1次 向右偏转一次 (ab=bd) 拓展:指针偏转问题 习题巩固 1.如图为神经元结构模式图, 电流计A1和A2的两极a、c、d、e分别接在神经纤维外膜上,在b、f两点给予适宜强度的刺激(ab=bc),则电流计的偏转情况为( ) A.在b点与f点刺激时,A1、A2各偏转两次,且方向相反 B.在b点刺激时,A1偏转两次,A2偏转一次;在f点刺激时,A1不偏转,A2偏转一次 C.在b点刺激时,A1不偏转,A2偏转一次;在f点刺激时,A1不偏转,A2偏转一次 D.在b点刺激时,A1不偏转,A2偏转两次;在f点刺激时,A1不偏转,A2偏转一次 D 刺激b点时,兴奋可以双向传导,且同时到达a和c处,因此A1不偏转,当兴奋向右传递时,先到达d处,后到达e处,因此A2偏转两次,且方向相反;由于兴奋在神经元上可以双向传导,而在神经元之间只能单向传递,因此刺激f点时,兴奋能传导到e处,但不能传递到a、c和d处,因此A1不偏转,A2偏转一次,D正确。 52 2.为了探究兴奋在神经元轴突上的传导是双向的还是单向的,某兴趣小组做了以下实验:取新鲜的神经—肌肉标本(实验期间用生理盐水湿润标本),设计了下面的实验装置图(c点位于两电极之间的正中心,指针偏转方向与电流方向一致)。下列叙述不正确的是( ) A.神经元轴突与肌肉之间的突触结构 由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成 B.若为双向传导,则电刺激d点,肌肉会收缩且电流计指针偏转2次 C.电刺激c处,神经纤维上的电流计指针不会偏转, 因此c点无法探究得出正确结论 D.兴奋在ac之间的传导所用的时间比兴奋从c点到肌肉所用的时间短 C 习题巩固 53 3.如图是反射弧结构模式图。a、b分别是放置在传出神经和骨骼肌上的电极,用于刺激神经和骨骼肌;c是放置在传出神经上的电位计,用于记录神经兴奋电位;d为神经与肌细胞接头部位,是一种突触。 (1)用a刺激神经,产生的兴奋传到骨骼肌引 起的收缩_(属于或不属于)反射。 不属于 (2)用b刺激骨骼肌_(能或不能)在c处 记录到电位。 不能 习题巩固 54 (3)正常时,用a刺激神经会引起骨骼肌收缩;传出部分的某处受损时,用a刺激神经,骨骼肌不再收缩。根据本题条件,完成下列判断实验: ①如果_,表明传出神经受损。 用a刺激神经,在c处不能记录到电位 ②如果 ,表明骨骼肌受损。 用b刺激骨骼肌,骨骼肌不收缩 ③如果 ,表明部位d受损。 用a刺激神经,在c处记录到电位,骨骼肌不收缩;用b刺激骨骼肌,骨骼肌收缩 习题巩固 55 ①组成不同: 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。 ②信号转换不同: 在突触小体上的信号变化为电信号 化学信号。 在突触中完成的信号变化为电信号 化学信号 电信号。 突触小体≠突触 课堂小结 56 1.判断正误 √ 习题巩固 突触前膜 小分子 简单扩散 或抑制 (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( ) 57 习题巩固 1.(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 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。 58 滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 03 59 兴奋传递过程中出现异常的情况分析 60 (一)某些化学物质对神经系统的影响 1.某些化学物质能够对神经系统产生影响,其作用位点往往是_; 突触 ①有些物质能够_神经递质的_和_的_; ②有些会干扰: _; ③有些会影响_的_的_; 促进 合成 释放 速率 神经递质与受体的结合 分解神经递质 酶 活性 2.原理: 一、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 化学物质可能从哪些方面影响突触处兴奋的传递? 冰毒 可卡因 吗啡 摇头丸 海洛因 罂粟 常见的兴奋剂与毒品 (1)概念: (2)作用: 原指能 的一类药物。 提高中枢神经系统机能活动 兴奋剂具有增强 、提高 等作用。 人的兴奋程度 运动速度 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 为了保证公平、公正,运动比赛禁止使用兴奋剂。 (二)兴奋剂 (三)毒品 (3)危害: 有些兴奋剂是毒品,会极大危害人体健康 一、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 63 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 古柯 一、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 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 可卡因的成瘾机制 65 可卡因的其他危害 可卡因能干扰_的作用,导致_异常,还会抑制_的功能; 吸食可卡因者可产生_,长期吸食易产生_与_,最典型的是有_,奇痒难忍,造成严重的抓伤甚至断肢自残、情绪不稳定,容易引发暴力或攻击行为; 长期大剂量使用可卡因后突然停药,可出现_、_、失望、疲惫、失眠、厌食等症状; 交感神经 心脏 免疫系统 心理依赖性 触幻觉 嗅幻觉 虫行蚁走感 抑郁 焦虑 (四)毒品成瘾的机制 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。 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。 冰毒 、摇头丸、麻古等新型毒品: (四)毒品成瘾的机制 67 禁毒工作实行以预防为主,综合治理,禁种、禁制、禁贩、禁吸并举的方针; 参与制毒、贩毒或引诱他人吸毒,都会受到法律的严惩; 珍爱生命,远离毒品,向社会宣传滥用兴奋剂和吸食毒品的危害,是我们每个人应尽的责任和义务。 2008年,《中华人民共和国禁毒法》正式施行; 该法明确指出,禁毒是全社会的共同责任; 3、责任和义务 一、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 68 习题巩固 1.可卡因既是一种兴奋剂,也是一种 毒品,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( ) A.多巴胺的释放需要通过①突触小泡与突触前膜融合完成 B.多巴胺作用完成后正常的去路是被酶降解失活 C.可卡因能够增强并延长对大脑的刺激,而产生“快感”,作用机理是与多巴胺转运体结合,阻止了多巴胺进入突触前膜。 D.兴奋剂和毒品大多是通过突触来发挥作用的 B 多巴胺是神经递质,储存在突触小泡,释放需要通过①突触小泡与突触前膜融合完成,A正确; 由题图可知,多巴胺发挥作用后的正常去路是被突触前膜通过多巴胺转运体回收,B错误; 可卡因能够增强并延长对大脑的刺激,而产生“快感”,作用机理是与多巴胺转运体结合,阻止了多巴胺进入突触前膜,使突触间隙中的多巴胺持续发挥作用,C正确; 兴奋剂和毒品大多是通过突触来发挥作用的,D正确。 69 2.图中A、B神经元与痛觉形成有关,C神经元能释放内啡肽。 内啡肽是一种抑制疼痛的神经递质。结合图示回答问题: (1)当痛觉感受器受到刺激时,产生的神经冲动沿A神经元传至轴突末梢后,P物质释放到突触间隙进而与 B神经元上的_结合,引发 B神经元产生神经冲动并传至痛觉中枢, 产生痛觉。内啡肽与A神经元上的阿片 受体结合后可促进A神经元K+外流, 试结合图示分析内啡肽镇痛的原理是: P物质受体 内啡肽促进A神经元K+外流,抑制A神经元释放P物质,导致B神经元不能产生动作电位,从而阻止痛觉产生。 习题巩固 70 (3) -氨基丁酸(GABA)也具有明显的 止疼作用,其是一种抑制性神经递质, 当GABA与受体结合后,使膜上某些 _(填“阴”或“阳”)离子内流,抑制 突触后神经元_(填“静息电位” 或“动作电位”)的产生,从而抑制疼痛。 释放的GABA可被体内氨基丁酸转氨酶 降解而失活,若将氨基丁酸转氨酶的 抑制剂作为药物施用于癫痫病人,可缓解病情,这是由于抑制剂 ,从而抑制病人异常兴奋的形成。 阴 动作电位 可以抑制氨基丁酸转氨酶的活性,使GABA分解速率降低 习题巩固 71 习题巩固 3.(多选)取两个蛙的心脏(A和B,保持相同的活性)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(如图),结果B心脏跳动也减慢。下列相关分析正确的是( ) A.人在剧烈运动过程中支配心脏的副交感神经活动占优势 B.A和B两个心脏的活性保持相同属于无关变量 C.交感神经和副交感神经共同组成了自主神经系统 D.A心脏所处的营养液中含有某种神经递质, B心脏所处的营养液中初期 不含该神经递质 BCD A B 人在剧烈运动时,交感神经的活动占优势,A错误; 该实验的自变量是两个蛙的心脏是否有副交感神经支配,心脏的大小、活性等无关变量应尽量保持相同,B正确; 交感神经和副交感神经共同组成了自主神经系统,C正确; A心脏所处的营养液中含有某种神经递质,B心脏所处的营养液中初期不含该神经递质,因此,在该神经递质的作用下B心脏跳动也减慢,从而证明了副交感神经兴奋能使心脏跳动变慢是副交感神经释放的神经递质的作用导致的,D正确。 72 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。 A B 思维训练 73 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: 思维训练 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。 74 课堂小结 1.有些地方的人们有食用草乌炖肉的习惯,但草乌中含有乌头碱,乌头碱可与神经元上的钠离子通道结合,使其持续开放,从而引起呼吸衰竭、心律失常等症状,严重可导致死亡。 下列判断不合理的是( ) A.食用草乌炖肉会影响身体健康 B.钠离子通道打开可以使胞外的Na+内流 C.钠离子通道持续开放会使神经元持续处于静息状态 D.阻遏钠离子通道开放的药物可以缓解乌头碱中毒症状 C 课堂练习 76 2.乙酰胆碱酯酶可以水解乙酰胆碱,有机磷农药能使乙酰胆碱酯酶 失活,则该药物可以( ) A.使乙酰胆碱持续发挥作用 B.阻止乙酰胆碱与其受体结合 C.阻止乙酰胆碱从突触前膜释放 D.使乙酰胆碱失去与受体结合的能力 A 课堂练习 77 3.一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。 课堂练习 78 Lavf58.51.100 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制,www.ieway.cn Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.65 $