内容正文:
专题7 生命活动的调节
第3部分 稳态与调节
第32讲 神经冲动的产生和传导、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
高考考情:
考
情
解
码 考点要求 真题展示
考点一: 神经冲动的产生和传导 2024·广东、甘肃、浙江、湖南、山东、河北
2023·浙江、湖南、湖北、山东、全国、广东
2022·北京、山东、浙江、广东、全国 、河北
考点二 :神经系统的分级调节及人脑的高级功能
考点定标 从命题题型和内容上看,这部分内容是高中生物的重点和难点,既有选择题也有非选择题题型。主要从以下几方面考查:兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递、神经系统的分级调节、脑的高级功能等。
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。
3.分析位于脊髓的低级神经中枢和脑中相应的高级神经中枢相互联系、相互协调,共同调控器官和系统的活动,维持机体的稳态。
考点一 神经冲动的产生和传导
考点二 神经系统的分级调节及人脑的高级功能
真题回顾
课标要求及考点预览:
思维预览:
一、神经冲动的产生和传导
兴奋在反射弧中是以什么形式传导的?又是怎样传导的呢?
1.兴奋在神经纤维上的传导
2.兴奋在神经元之间的传递
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
伽尔瓦尼在实验室解剖青蛙,把剥了皮的蛙腿,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”。后来有人做过如下实验: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表上。刺激蛙神经一侧,同时记录电流大小和方向。
S z L w h
1786年的一天,伽尔瓦尼在实验室解剖青蛙,把剥了皮的蛙腿,用刀尖碰蛙腿上外露的神经时,蛙腿剧烈地痉挛,同时出现电火花。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”。
一、神经冲动的产生和传导
a
b
+
+
①
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,靠近刺激端
的电极处(a处)先变为 电位,接着 。
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
a
b
+
+
②
a
b
+
+
③
a
b
+
+
④
说明:在神经系统中,兴奋是以_______的形式沿着神经纤维传导的。
电信号
神经冲动
蛙的坐骨神经表面电位变化实验
这种电信号也叫做___________。
该过程中电流表发生了两次方向相反的偏转
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
1.兴奋在神经纤维上的传导
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
静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度
比较:细胞内、外的Na+和K+的浓度,它们的分布有什么特点?
①细胞外液中Na+浓度远高于细胞内液
②细胞内液中的K+浓度远高于细胞外液
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
膜上三种转运蛋白:
膜内
膜外
Na +通道
K +通道
只在特殊时段开放,
只允许Na+内流,
协助扩散
持续开放,
只允许K +外流,
协助扩散
Na+-K +泵
每消耗1分子ATP,就泵出3个Na+的同时泵入2个K +,结果:细胞内K +始终高于膜外,细胞外Na+始终高于膜内,主动运输
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
①静息电位的形成
(1)传导过程:
在未受到刺激时,神经纤维处于静息状态。此时,膜主要对_____有通透性,造成___________,使膜外阳离子浓度______膜内。所以此时膜电位是____________,称为静息电位。
膜外
膜内
K +通道
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
K+
K+外流
高于
内负外正
静息电位
电位:内负外正
机理:K+外流
跨膜运输方式为:
转运蛋白为:
协助扩散
K+通道
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
②动作电位的形成
(1)传导过程:
当神经纤维某一部位受到刺激时,细胞膜对_______的通透性增加,造成______________,这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化,表现为__________的兴奋状态,此时的膜电位称为动作电位。
Na+
Na+内流
内正外负
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
膜外
膜内
Na +通道
+
+
+
-
-
-
动作电位
电位:内正外负
机理:Na+内流
跨膜运输方式为:
转运蛋白为:
协助扩散
Na+通道
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
兴奋部位
末兴奋部位
局部电流
膜外:
未兴奋部位→兴奋部位
膜内:
兴奋部位→未兴奋部位
局部电流方向:
兴奋部位的电位表现为内正外负,而邻近的未兴奋部位仍然是内负外正,
在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动,这样就形成了局部电流。
(局部电流方向与兴奋传导方向相反)
(局部电流方向与兴奋传导方向相同)
③局部电流的形成
(1)传导过程:
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
④静息电位的恢复
(1)传导过程:
接下来局部电流又刺激相近的未兴奋部位,发生同样的电位变化,如此进行下去,将兴奋向两侧传导,原本兴奋部位后又_______________。
恢复静息电位
兴奋在离体的神经纤维上______传导
双向
双向传导的前提除神经纤维需离体之外,刺激还不能发生在神经元的端点。
兴奋在反射过程中(体内)传导
方向:____________
因为在反射过程中,兴奋只能从感受器传到效应器。
单向传导
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
兴奋在神经纤维上的传导
思考: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。这个问题如何解决呢?
Na+进细胞,K+出细胞:
Na+出细胞,K+进细胞:
协助扩散
主动运输
(钠钾泵)
一次兴奋完成后,每消耗一个ATP分子,逆电化学梯度泵出3个Na+和泵入2个K+,以维持细胞外Na+浓度高和细胞内K+浓度高的状态,为下一次兴奋做好准备,属于主动运输,需消耗能量。
转运蛋白:载体蛋白
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
容易混淆的问题,看清题干
(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:_____________________________
(5)兴奋部位膜内电位是:_________________________________
(6)兴奋部位膜内电位变化是:_____________________________
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
正电位
由负电位变为正电位
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
1.(2025·山东青岛模拟)在恢复静息电位过程中,如图所示的钠钾泵会参与对两种离子的转运过程,下列说法错误的是( )
A.图中膜电位形成的主要原因是K+从A侧到B侧移动造成的
B.神经细胞受到刺激产生兴奋,主要是由于
Na+从A侧到B侧引起膜电位改变
C.血钠不足时,会引起脑组织水肿,
产生头痛等症状
D.钠钾泵吸K+排Na+的过程属于
主动运输
B
S z L w h
(2)膜电位的测量:
①测量方法
一、神经冲动的产生和传导
a
b
方法一:电表两极均置于神经纤维膜外侧
刺激后电流表指针发生 的偏转
两次方向相反
无刺激,电表指针__________偏转,此时膜外两电极间电位差为_____。
不发生
零
测量结果:
只能测量动作电位
内侧
(电位差=b-a)
S z L w h
电位差的方向是人为既定的
(2)膜电位的测量:
①测量方法
一、神经冲动的产生和传导
方法二:电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧,两电极分别位于细胞膜两侧相同位置
测量结果:
通常将神经纤维静息时的膜外正电位记为零。
刺激后电流表指针发生 偏转
一次
无刺激,电表指针________偏转,此时膜内外两电极间电位差为______。
负值
发生
可测量静息电位和动作电位
(电位差=内-外)
S z L w h
(2)膜电位的测量:
①测量方法
一、神经冲动的产生和传导
方法三:电表两电极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧,两电极分别位于细胞膜两侧不同位置(a、b两点):
若减小a、b两点间的距离,则 ,
当ab=0时,两个波峰重叠,电流表指针 。
d也随之减小
偏转一次
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
①a点之前:
静息电位
主要表现为K+外流,使膜电位表现为内负外正。
②ac段:
动作电位形成
Na+大量内流,导致膜电位迅速逆转,表现为外负内正
③ce段:
静息电位恢复
K+大量外流,膜电位恢复为静息电位后,Na+通道关闭。
④ef段:
一次兴奋完成后
钠钾泵将流入的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,为下一次兴奋做好准备。
【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,细胞膜内K+始终比膜外多,Na+始终比膜外少;
②膜电位曲线解读
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
①刺激必须达到一定的阈值才能出现动作电位,阈下刺激不能引起任何反应而阈上刺激则不论强度如何,
一律引起同样的最大反应。
②不衰减:动作电位的传导不会随着
时间而衰减。
③局部电位的传导会随着时间而衰减。
阈下刺激产生局部电位,局部电位可以叠加,且局部电位的大小随着刺激强度的增大而增大。
思考1:是不是有刺激就一定能产生动作电位?
S z L w h
局部电流在兴奋传导过程中会发生衰减(存在部分钾离子外流),但是传导时仍然超过阈值,从而引发动作电位。所以动作电位在神经纤维上的传导时,电信号的强度和波形始终保持一致,保证了电信号可以可靠的长距离传递。
一、神经冲动的产生和传导
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Na+浓度增加
细胞外Na+浓度降低
细胞外K+浓度增加
细胞外K+浓度降低
静息电位不变,动作电位峰值变大
静息电位不变,动作电位峰值变小
静息电位绝对值变小
静息电位绝对值变大
→a上移
→a下移
→d上移
→d下移
思考2: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?
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
2. 将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液(溶液S)中,可测得静息电位。给予细胞一个适宜的刺激,膜两侧出现一个暂时性的电位变化,这种膜位变化称为动作电位。适当降低溶液S中的Na+浓度,测量该细胞的静息电位和动作电位,可观察到( )
A.静息电位值减小
B.静息电位值增大
C.动作电位峰值升高
D.动作电位峰值降低
D
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
2.(2025·河南开封模拟)图甲表示动作电位产生过程示意图,图乙表示某个反射弧中,动作电位在神经纤维上的传导示意图,下列叙述错误的是( )
A.兴奋在反射弧中的传导是单向的
B.若神经纤维膜外K+浓度增大,图甲中a点将上升
C.图乙中,兴奋在神经纤维上的传导方向是由左向右
D.图甲中a~c段和图乙中①~③段Na+通道开放,神经纤维膜内外Na+浓度差减小
D
S z L w h
由于反射弧中有突触结构,所以兴奋在反射弧中的传导是单向的,A正确;若神经纤维膜外K+浓度增大,静息时神经纤维膜内外的K+浓度差减小,K+外流减少,静息电位降低,图甲中的静息电位a点将上升,B正确;图乙中处于①~③之间为静息电位的恢复,⑤~③为动作电位的产生过程,兴奋在神经纤维上的传导方向是由左向右,C正确;图甲中a~c段为动作电位的产生,Na+通道开放,图乙中①~③段为静息电位的恢复,K+通道开放,D错误。
3.在t1、t2、t3时刻分别给予某神经纤维三次强度相同的刺激,测得神经纤维电位变化如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.t1时的刺激强度过小,无法引起神经纤维
上Na+通道打开
B.适当提高细胞内K+浓度,测得的静息电位
可能位于-65~-55 mV
C.t2、t3时的刺激可以累加并引起神经纤维产
生动作电位
D.t4后,细胞恢复静息状态不需要消耗ATP
C
一、神经冲动的产生和传导
S z L w h
A。可以打开,但是无法引起动作电位
B. 绝对值大于65
D. 有钠钾泵
一、神经冲动的产生和传导
4.如图甲所示,在神经纤维上安装两个完全相同的灵敏电表。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中点c处给予适宜刺激,相关的电位变化曲线如图乙、图丙所示。下列分析中,错误的是( )
A.表1记录得到图丙所示的双向电位变化曲线
B.图乙②点时Na+的内流速率比①点时的大
C.图乙曲线处于③点时,图丙曲线正处于⑤点
D.图丙曲线处于④点时,图甲a处正处于静息电位状态
C
S z L w h
一、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。
当兴奋在两个神经元之间是如何进行传导的?
实验探究(P31):
观察现象:
刺激某副交感神经可改变心肌跳动的频率
提出问题:
神经和心肌细胞之间传递的是什么形式的信号?
提出假说:
假说1:神经元与心肌细胞之间传递的信号是电信号
假说2:神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号
设计实验:
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 。
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
分组 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
该某副交感神经可以释放一种化学物质,这种物质可以使心跳变慢。
A
B
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
是什么因素导致B心脏的跳动也减慢?
由此,得出推论:兴奋在神经元之间是通过化学信号传递的。
2.兴奋在神经元之间的传递
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
(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,叫做突触小体。
(2)突触:
突触小体与其他神经元的胞体或树突等相接近,共同形成突触。
①突触的类型:
a:轴突—细胞体型
b:轴突—树突型
c:轴突-轴突突触
e:轴突-肌细胞突触
d:轴突-腺细胞突触
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
②突触的结构:
突触小泡
神经递质
线粒体
兴奋传导的方向
突触小体
(提供能量)
(来自高尔基体质)
突触
(充满组织液)
突触前膜
突触间隙
离子通道
前一个神经元的轴突(突触小体的膜)
突触后膜
下一个神经元的细胞体或树突,也可以位于肌肉细胞或腺细胞
受体
说明:离子通道型受体既是受体又是离子通道
S z L w h
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,会引起离子通道打开,进而引起相应的离子流动。
一、神经冲动的产生和传导
①兴奋到达突触前膜所在的__________,引起__________向__________移动并释放__________;
轴突末梢
突触小泡
突触前膜
神经递质
②神经递质通过突触间隙________到___________________附近
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
突触后膜电位变化
⑤神经递质被______或______
降解
回收
递质-受体复合物
兴奋
(3)兴奋在神经元之间传递过程
电信号
化学信号
电信号
目的:避免持续发挥作用
(不耗能)
(具有特异性)
S z L w h
神经递质与受体分开后的去向是迅速被降解(乙酰胆碱被乙酰胆碱酯酶降解)或回收(多巴胺通常被转运体回收)
一、神经冲动的产生和传导
(4)神经递质
目前已知的神经递质种类很多,主要有乙酰胆碱(ACh)、氨基酸(如谷氨酸、甘氨酸)、5-羟色氨、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、一氧化氮(NO)等。
兴奋性递质:
抑制性递质:
Na+通道打开,Na+内流,突触后膜产生动作电位,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
(一般为甘氨酸、5-羟色氨、一氧化氮等)
(一般为乙酰胆碱、谷氨酸、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色氨等。)
②释放方式:
一般为胞吐(NO除外),线粒体供能,体现了生物膜的流动性
(主要是小分子物质)
①种类:
思考:神经递质作为小分子物质却以胞吐的方式释放,意义是什么?
可快速大量释放神经递质,提高了兴奋在突触间的传递速率
突触后膜最终作用效果由递质的种类和受体的类型共同决定
S z L w h
NO通过自由扩散释放
5-羟色氨是一种化学信号分子,需要和后膜上的特异性受体结合才能发挥作用。而人类体内有多种受体,包括兴奋性和抑制性的。
兴奋
Ca2+通道
Ca2+
Ca2+
递质受体
Na+
Na+通道
Na+
电信号
突触前膜
电信号
突触后膜
化学信号
轴突末端兴奋
突触前膜Ca2+ 通道打开,Ca2+内流
突触前膜释放神经递质
递质与突触后膜上的受体结合
突触后膜Na+ 通道打开,Na+ 内流
突触后膜产生动作电位
突触后膜形成局部电流(兴奋)
①兴奋性神经递质有乙酰胆碱、多巴胺、谷氨酸等
③ 递质与突触后膜上的受体结合,本身并未进入后膜以内。
② 一次兴奋只诱发一次递质的释放。
拓展1:兴奋性神经递质作用机理
兴奋
Ca2+通道
Ca2+
Ca2+
递质受体
Cl-
Cl-通道
Cl-
轴突末端兴奋
突触前膜Ca2+ 通道打开,Ca2+内流
突触前膜释放神经递质
神经递质与突触后膜上的受体结合
突触后膜Cl- 通道打开,Cl- 内流
突触后膜静息电位绝对值增大
突触后膜无局部电流的形成(抑制)
(外正内负)
抑制性神经递质有甘氨酸、 γ-氨基丁酸、去甲肾上腺素等。
拓展2:抑制性神经递质作用机理
[思考]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。
信号转换情况:
原因是神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
一、神经冲动的产生和传导
①单向传递:
突触小体:
电信号→化学信号
突触后膜:
神经冲动在突触处的传递要经过电信号→化学信号→电信号的转变,因此比在神经纤维上的传导速度要慢。
②突触延搁:
(5)兴奋在突触处的传递特点
化学信号→电信号
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
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?
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)
发生两次方向相反的偏转(因为b点先兴奋,d点后兴奋)
(1)兴奋在神经纤维上双向传递电表指针偏转问题:
拓展1:电流表指针偏转情况
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
①刺激a点左侧,电流计指针如何偏转?
②刺激b点(ab=bd),电流计指针如何偏转?
③刺激c点,电流计指针如何偏转?
发生两次方向相反的偏转
发生一次偏转
④刺激d点右侧,电流计指针如何偏转?
先左后右
发生两次方向相反的偏转
先左后右
右偏
发生一次偏转
右偏
拓展1:电流表指针偏转情况
(2)兴奋在神经元之间单向传递电表指针偏转问题
S z L w h
拓展2:反射弧中兴奋传导特点的实验探究
预实验:证明反射弧结构的完整性。
实验设计: 。
结果分析: 。
在E点给予适宜强度的刺激,观察效应器A的效应
效应器A产生效应,证明反射弧结构的完整性。
(1)探究兴奋在神经纤维上的传导
实验设计: 。
结果分析: 。
(2)探究兴奋在神经元之间的传递
实验设计: 。
结果分析: 。
刺激①,观测A的反应和②处电位变化
A处有反应,②处电位改变→双向传导;只有一处有反应或电位改变→
单向传导
先刺激①,测③处电位变化,再刺激③,测①处电位变化
①③处电位均改变→双向传递;只有一处电位改变→单向传递
一、神经冲动的产生和传导
S z L w h
5.(2022·广东卷,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( )
一、神经冲动的产生和传导
B
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
S z L w h
多巴胺是乙释放的神经递质,与丙膜上的受体结合后会使其发生电位变化,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。
一、神经冲动的产生和传导
6.一氧化氮(NO)是最早发现能在人体内起调节作用的气体。NO可增强靶细胞内鸟苷酸环化酶活性,使胞质内cGMP升高,产生生物效应,如血管平滑肌舒张,过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.NO可储存于突触小泡内通过胞吐释放到
突触间隙
B.NO与乙酰胆碱均需与细胞膜上受体结合
后才能发挥作用
C.NO与乙酰胆碱都能引起突触后膜膜电位变化
D.冠状动脉收缩引起的心绞痛可用NO剂治疗
D
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
7.某生物实验小组研究兴奋在神经纤维上的传导以及在神经元a、b之间传递的情况(说明:L1和L2距离相等,电流计①两微电极的中点为a3,电流计②两微电极分别位于a、b神经元上)。下列相关叙述正确的是( )
A.分别适宜刺激神经元a上的四点,电流计
①的指针均发生2次方向相反的偏转
B.分别适宜刺激神经元a上的四点,
电流计②的指针均发生2次方向相反的偏转
C.适宜刺激a4点时,电流计①的指针发生
第二次偏转的时间晚于电流计②
D.a1点受适宜刺激后,兴奋在神经元a与b之间发生电信号→化学信号的转化
B
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
3.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
(1)作用位点:通常是______。
(2)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
在突触处注射微量肉毒毒素,再刺激上一个神经元,预测实验结果和相应结论:
①如果突触间隙处不能检测到乙酰胆碱(一类兴奋性神经递质),则说明肉毒毒素能通过 来阻断信息的传导。
②如果突触处能检测到乙酰胆碱,但肌肉仍不收缩,则说明肉毒毒素能通过 来阻断信息的传导。
抑制突触前膜释放神经递质
与神经递质竞争突触后膜上的递质受体
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
兴奋剂
概念:
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
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
概念:
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(可卡因)就是毒品,它们会对人体健康带来极大的危害。
兴奋剂具有增强________________、提高__________等作用。
(3)兴奋剂与毒品
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
①在正常情况下,多巴胺发挥完作用后会被突触前膜上的转运蛋白从突触间隙回收
②可卡因会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作用。
③突触后膜上多巴胺受体减少
④当可卡因药效失去后,由于多巴胺受体减少,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维持这些神经元的活动,于是形成恶性循环,毒瘾难戒
(4)可卡因的上瘾机制
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
2.可卡因的其他危害有哪些?
(1)可卡因能干扰__________的作用,导致_________异常,还会抑制__________的功能。
(2)吸食可卡因者可产生____________,长期吸食
易产生_______与_______,最典型的是有皮下___________,奇痒难忍,造成严重抓伤甚至断肢自残、情绪不稳定,容易引发暴力或攻击行为。
(3)长期大剂量使用可卡因后_________,可出现_____、______、失望、疲惫、失眠、厌食等症状。
交感神经
心脏功能
免疫系统
心理依赖性
触幻觉
嗅幻觉
虫行蚁走感
抑郁
焦虑
突然停药
S z L w h
一、神经冲动的产生和传导
8.长期使用毒品会使大脑的机能发生改变,可卡因(Cocaine)是一种已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( )
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
S z L w h
二、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
1.神经系统对躯体运动的分级调节
白质
灰质
(大脑皮层)
组成:由神经纤维组成
功能:将两个大脑半球以及小脑、脑干、脊髓巧妙地联系起来
结构特点:有丰富的沟回
位置:位于大脑皮层以内
位置:覆盖在大脑的表面
回
隆起部分
沟
凹陷部分
思考:大脑有丰富的沟回,这有什么意义?
使得有限体积的颅腔内,可以具有更大的表面积,容纳更多神经细胞去发挥作用。
(1)大脑的结构
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二、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
第一运动区
(中央前回)
中央沟
第一感觉区
(中央后回)
控制躯体运动
控制感觉
大脑通过脑干与脊髓相连,大脑发出的指令,可以通过脑干传到脊髓。
脑干
第一运动区又称躯体运动中枢;负责管理着全身骨骼肌的运动,身体各部位在运动中枢具有精细的功能定位。
(2)躯体运动中枢:
S z L w h
二、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
①除 外,皮层代表区的位
置与躯体各部分的关系是______的。
②皮层运动代表区范围的大小与躯体
运动的 呈正相关。
③躯体左右 支配, 一侧皮层代表区主要支配对侧躯体的骨骼肌。头面部多为 支配。
倒置
交叉性
双侧性
头面部
右手
左手
右脚
左脚
左眼
右眼
上下倒置
交叉支配
左脑中央前回
右脑中央前回
精细程度
(3)第一运动区与躯体运动的关系
上下倒置、左右交叉
但头面部依然是正置的
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二、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
(4)躯体运动的分级调节示意图:
→机体运动的最高级中枢
肌肉收缩等运动
脊髓
大脑皮层(运动区)
小脑和脑干
→机体运动的低级中枢
→连接低级中枢和高级中枢
脑干等与机体运动直接有关,但较大脑皮层低级的神经中枢,也受到大脑皮层的分级调节
意义:机体运动在大脑皮层以及其他中枢的分级调节下,变得更加有条不紊与精准。
直接
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二、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
2.神经系统对内脏活动的分级调节
神经系统对内脏活动的调节与它对躯体运动的调节相似,也是通过 进行的。
反射
(1)排尿反射的分级调节
①脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由_________________支配的。
② 兴奋,会使膀胱缩小,而交感神经兴奋不会导致膀胱缩小。
自主神经系统
副交感神经
③人能有意识地控制排尿,是因为 。
大脑皮层对脊髓进行着调控
注意:①排尿反射没有分级调节,有意识的排尿有分级调节;
②尿意在 产生,产生尿意 反射;
大脑皮层
不属于
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二、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
(2)神经系统对其他内脏活动的分级调节
最高中枢
较高中枢
生命中枢
低级中枢
排尿、排便、血管收缩
呼吸、心血管
体温、水平衡
①高级神经中枢和低级神经中枢共同参与,分级调节内脏活动;
②内脏活动受到交感和副交感神经的双重调控;
大脑皮层
小脑
脑桥
延髓
脑干
脊髓
下丘脑
③大脑皮层是许多低级中枢活动的最高调节者,它对各级中枢的活动起调整作用,这就使得自主神经系统并不完全自主。
S z L w h
9.如图为排尿反射神经调节示意图,排尿反射弧不同部分受损引起排尿异常。下列叙述正确的是( )
二、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
A.大脑皮层受损,排尿反射消失
B.脊椎胸椎段损毁,排尿反射不受意识控制
C.刺激膀胱传入神经,就引起排尿反射
D.膀胱壁的压力感受器受损,膀胱不能储存尿液,发生随时漏尿现象
B
S z L w h
排尿反射的神经中枢是脊髓,大脑皮层受损,仍然有排尿反射
反射必须依赖于完整的反射弧,只刺激膀胱的传入神经,没有经过完整的反射弧,不能叫作排尿反射
膀胱壁的压力感受器受损,膀胱能储存尿液,但不发生排尿反射,发生随时漏尿现象
二、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
3.人脑的高级功能
基本功能
高级功能
感知外部世界
控制机体的反射活动
语言功能
学习和记忆
情绪
使人类能够主动适应环境,创造出灿烂的人类文明。
人脑的功能
脑的高级功能的意义:
人的大脑有很多复杂的高级功能,因为大脑皮层有140多亿个神经元组成组成了许多神经中枢, 是整个神经系统中最高级的部位。
人脑特有
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二、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
(1)语言功能:
语言是人类社会信息传递的主要形式。包括与语言、文字相关的全部智能活动,涉及人类的听、说、读、写。
此区发生障碍,不能 。
此区发生障碍,不能 。
此区发生障碍,不能 。
此区发生障碍,不能 。
写字
看懂文字
讲话
听懂话
运动性失语症
听觉性失语症
失写症
失读症
手部运动正常
肌肉和发声器官正常
看不懂文字≠看不到
听不懂≠听不到
W区(Write)
S区(Speak)
V区(View)
H区(Hear)
大脑皮层的言语区
S z L w h
人类的语言活动是与大脑皮层某些特定区域相关的,这些特定区域叫言语区。
二、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
(2)语言中枢的特点
胼胝体
大多数人主导语言功能的区域在大脑的左半球,逻辑思维主要由左半球负责。
大多数人的大脑右半球主要负责形象思维。如音乐、绘画、空间识别等。
两侧大脑具有一定的功能相关性,依靠胼胝体传送感觉信息。
少数“左撇子”的人,语言中枢在大脑右半球
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二、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
(3)学习与记忆
①概念:
学习和记忆是指神经系统不断地 ,
获得新的 和 的过程。
接受刺激
行为、习惯
积累经验
___________的建立也就是动物学习的过程。
条件反射
学习的实质就是条件反射的建立过程。
学习:信息 和 的神经过程
记忆:信息 和 的神经过程
在学习过程中,老师经常强调要动用多种器官,这有什么道理?
②特点:
学习和记忆___________________控制的,而是由__________和___________参与;
不是由单一脑区
多个脑区
神经通路
获取
加工
储存
读取
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二、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
与神经元的即时信息交流、大
脑皮层下的像海马的脑区有关
与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关
记忆形成:涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成。
遗忘
(信息丢失)
遗忘
(新信息的代替旧信息)
遗忘
(前活动性和后活动性干扰)
可能不遗忘
注意
运用
短时记忆
长时记忆
重复
整合
外界信息输入
感觉性记忆
持续时间:<1秒
第一级记忆
持续时间:数秒至数分钟
第二级记忆
持续时间:数分钟至数年
第三级记忆
持续时间:可能永久
③记忆的四个阶段:
S z L w h
二、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
(4)情绪:
是人对 所作出的反应,也是大脑的 之一。
①概念:
环境
高级功能
表现
开心、兴奋、对生活充满信心
失落、沮丧、对事物失去兴趣
这是情绪的两种相反的表现
②抑郁与抑郁症:
精神压力、生活挫折、疾病、死亡
消极情绪
抑郁
抑郁症
好转
好转
自我调适,别人支持,心理咨询
好转
影响工作、学习、生活
专业治疗
产生
积累
得不到缓解
一般不超过两周
抑郁 抑郁症
持续时间
严重程度
缓解途径
一般不超过两周
持续两周以上而得不到缓解
相对较轻
程度严重,影响工作、学习和生活,甚至使患者产生自残或自杀等消极行为
积极建立和维系良好的人际关系、适量运动和调节压力,都可以帮助我们减少和更好地应对情绪波动。当情绪波动超出自己能够调节的程度时,应向专业人士咨询。
S z L w h
二、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
抗抑郁药作用机理——《教材》P39“相关信息”
5-羟色胺是一种能在脑内产生愉悦情绪的神经递质,抑郁症患者突触间隙的5-羟色胺浓度水平较低。一些抗抑郁药物可以抑制突触前膜对5-羟色胺的回收,以维持突触间隙5-羟色胺较高的浓度水平。
抗抑郁药一般都通过作用于突触处来影响神经系统的功能。
5-HT 再摄取
抑制剂
5-羟色胺(5-HT)再摄取抑制剂
S z L w h
二、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
10.(2024·广东卷)研究发现,耐力运动训练能促进老年小鼠大脑海马区神经发生,改善记忆功能。下列生命活动过程中,不直接涉及记忆功能改善的是( )
A.交感神经活动增加
B.突触间信息传递增加
C.新突触的建立增加
D.新生神经元数量增加
A
S z L w h
记忆是脑的高级功能,由多个脑区和神经通路参与控制。短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,长时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关,据此判断突触间信息传递增加、新突触的建立增加、新生神经元数量增加可能涉及记忆功能改善;而交感神经属于自主神经系统,交感神经活动增加不直接涉及记忆功能改善,A符合题意。
二、神经系统的分级调节及人脑的高级功能
11.(2022·山东·高考真题)缺血性脑卒中是因脑部血管阻塞而引起的脑部损伤,可发生在脑的不同区域。若缺血性脑卒中患者无其他疾病或损伤,下列说法错误的是( )
A.损伤发生在大脑皮层S区时,患者不能发出声音
B.损伤发生在下丘脑时,患者可能出现生物节律失调
C.损伤导致上肢不能运动时,患者的缩手反射仍可发生
D.损伤发生在大脑时,患者可能会出现排尿不完全
A
S z L w h
详解】S区为运动性语言中枢,损伤后,患者与讲话有关的肌肉和发声器官完全正常,能发出声音,但不能表达用词语表达思想,A错误;下丘脑是生物的节律中枢,损伤发生在下丘脑时,患者可能出现生物节律失调,B正确;损伤导致上肢不能运动时,大脑皮层的躯体运动中枢受到损伤,此时患者的缩手反射仍可发生,因为缩手反射的低级中枢在脊髓,C正确;排尿的高级中枢在大脑皮层,低级中枢在脊髓,损伤发生在大脑时,患者可能会出现排尿不完全,D正确。
1.(2022·全国乙卷,3)运动神经元与骨骼肌之间的兴奋传递过度会引起肌肉痉挛,严重时会危及生命。下列治疗方法中合理的是( )
A.通过药物加快神经递质经突触前膜释放到突触间隙中
B.通过药物阻止神经递质与突触后膜上特异性受体结合
C.通过药物抑制突触间隙中可降解神经递质的酶的活性
D.通过药物增加突触后膜上神经递质特异性受体的数量
真题重现
B
S z L w h
真题重现
2.(2025·广东·高考真题)临床上常采用体表电刺激诱发神经兴奋并检测相关指标,以用于神经病变的早期诊断和疗效评价,下列分析正确的是( )
A.刺激后神经纤维的钠钾泵活性不变
B.兴奋传导过程中刺激部位保持兴奋状态
C.神经纤维上Na+通道相继开放传导兴奋
D.兴奋传导过程中细胞膜K+通透性不变
C
S z L w h
钠钾泵(Na⁺-K⁺-ATP酶)在动作电位后的复极化末期及静息电位维持阶段被激活,而非活性不变
兴奋传导过程中刺激部位先兴奋后恢复静息状态
产生动作电位时,钾离子通道关闭,恢复静息电位时钾离子通道开放,故兴奋传导过程中细胞膜K+通透性改变
真题重现
3.(2025·甘肃)现代生理学中将能发生动作电位的细胞称为可兴奋细胞,动作电位是在静息电位的基础上产生的膜电位变化。关于可兴奋细胞的静息电位和动作电位,下列叙述错误的是( )
A.静息状态下细胞内的K+浓度高于细胞外,在动作电位发生时则相反
B.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
C.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
D.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
A
S z L w h
静息状态下细胞内的K+浓度高于细胞外,动作电位发生时,Na+内流,但细胞内K+浓度依然高于细胞外
真题重现
4.(2025·山东)神经细胞动作电位产生后,K+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K+、Na+的活动增强,促使膜内外的K+、Na+分布也恢复到静息状态。已知胞内K+浓度总是高于胞外,胞外Na+浓度总是高于胞内。下列说法错误的是( )
A.若增加神经细胞外的Na+浓度,动作电位的幅度增大
B.若静息状态下Na+通道的通透性增加,静息电位的幅度不变
C.若抑制钠钾泵活动,静息电位和动作电位的幅度都减小
D.神经细胞的K+、Na+跨膜运输方式均包含主动运输和被动运输
B
S z L w h
B.若静息状态下Na+通道的通透性增加,使Na+内流增多,会打破原有K+外流主导的离子平衡,静息电位的幅度减小
真题重现
5.(2023·山东卷)脊髓、脑干和大脑皮层中都有调节呼吸运动的神经中枢,其中只有脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌,且只有脑干呼吸中枢具有自主节律性。下列说法错误的是( )
A.只要脑干功能正常,自主节律性的呼吸运动就能正常进行
B.大脑可通过传出神经支配呼吸肌
C.睡眠时呼吸运动能自主进行体现了神经系统的分级调节
D.体液中CO2浓度的变化可通过神经系统对呼吸运动进行调节
A
S z L w h
解析:A 分析题意可知,只有脑干呼吸中枢具有自主节律性,而脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌,故若仅有脑干功能正常而脊髓受损,也无法完成自主节律性的呼吸运动,A错误;脑干和大脑皮层中都有调节呼吸运动的神经中枢,故大脑可通过传出神经支配呼吸肌,B正确;正常情况下,呼吸运动既能受到意识的控制,也可以自主进行,这反映了神经系统的分级调节,睡眠时呼吸运动能自主进行体现脑干对脊髓的分级调节,C正确;CO2属于体液调节因子,体液中CO2浓度的变化可通过神经系统对呼吸运动进行调节:如CO2浓度升高时,可刺激脑干加快呼吸频率,从而有助于CO2排出,D正确。
6.(2025·江西·高考真题)乙酰胆碱(ACh)可在多条神经调节通路中发挥作用。研究发现,小鼠获得奖赏时,强啡肽阳性神经元会释放强啡肽,通过图示通路促进ACh的释放,
提升学习效果。GABA是一种抑制
性神经递质,能抑制ACh的释放。
在奖赏信息刺激下,下列推测合
理的是( )
A.敲除强啡肽阳性神经元的强啡肽受体基因,ACh的释放量会更多
B.强啡肽与GABA能神经元上的受体结合后,GABA的释放量会更多
C.敲除GABA能神经元的强啡肽受体基因,ACh的释放量会更多
D.去除奖赏信息刺激后,乙酰胆碱能神经元会停止释放ACh
A
真题重现
S z L w h
NFIA 蛋白含量高的细胞,特定记忆能力强,但体细胞中 NFIA 基因的数量相同
强啡肽与 GABA 能神经元上的强啡肽受体结合后,会抑制 GABA 的释放, GABA 的释放量会更少
敲除 GABA 能神经元的强啡肽受体基因,强啡肽不能作用于 GABA 能神经元,对 GABA 能神经元的抑制作用去除了, GABA 能神经元对乙酰胆碱能神经元的抑制作用加强了, ACh 的释放量会更少
去除奖赏信息刺激后,强啡肽阳性神经元不释放强啡肽,对 GABA 释放的抑制作用去除了, GABA 对乙酰胆碱能神经元的抑制作用加强了,抑制了乙酰胆碱的释放,并非停止释放 ACh
结语:感谢观看!
等你优秀了,
你想要的都会来找你!
甲
乙
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