神经冲动的产生与传导（原卷版）

2.3神经冲动的产生与传导学习目标学习目标课程标准学习目标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。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需要通过电信号和化学信号的转换实现，其传递具有单方向传递的特点。3.关注滥用兴奋剂和吸食毒品的危害，并能够向他人宣传这些危害，拒绝毒品。002吃透教材温馨提示：请先预习通读课本(一)基础知识梳理识必备1．传导形式：兴奋以的形式沿着神经纤维传导，这种也叫神经冲动。2．静息电位和动作电位离子运输电位图中状态静息电位外正内负A区动作电位外负内正B区3．传导特点：传导，即刺激神经纤维上的任何一点，兴奋可沿神经纤维向同时传导。4．突触的结构(如图)(1)突触：由图中的b、c及d(填名称)组成。(2)其他结构①图中a是指神经元的末梢，形成的膨大部分为。②图中e、f、g分别是指、、。5．传递过程：轴突末梢有神经冲动传来→[e]突触小泡受到刺激，向[b]移动并与之融合后，释放→扩散通过[c]→然后作用于[d]上的[g]→改变突触后膜对离子的通透性，引发突触后膜电位变化。6．传递特点(1)特点：传递。(2)原因：神经递质只存在于突触前膜的[e]中，只能由释放，然后作用于上，因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。7．兴奋剂：原是指能提高系统的一类药物，如今是药物的统称。具有增强人的、提高等作用。为了保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。8．毒品：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他能够使人形成瘾癖的药品和药品。(二)课前聚焦抓重点兴奋是如何在神经纤维上传导的？兴奋在突触处是如何传递的？为什么不能滥用兴奋剂和吸食毒品？003知识精讲知识点01兴奋在神经纤维上的传导1．兴奋的产生(1)神经冲动：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。(2)兴奋产生的条件：兴奋的产生需要有适宜的刺激，这里的“适宜”既包括刺激的强度适宜，也包括刺激的时间适宜。(3)静息电位①概念：在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态，细胞膜两侧的电位表现为内负外正，称为静息电位。如图所示。②产生原因：静息时，神经细胞内K＋浓度明显高于膜外，而Na＋浓度比膜外低。未受到刺激时，由于膜主要对K＋有通透性，造成K＋外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，表现为内负外正。(3)动作电位①概念：当神经纤维某一部位受到刺激时，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化，表现为内正外负的兴奋状态，这时的膜电位称为动作电位。如图所示。②产生原因：当神经纤维的某一部位受到刺激时，该部位的细胞膜对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，表现为内正外负。2．兴奋的传导(1)兴奋的传导过程①局部电流的形成当神经纤维某一部位受到刺激时，这个部位产生兴奋，其电位由内负外正变为内正外负，而邻近的未兴奋部位的电位仍为内负外正，于是兴奋部位和未兴奋部位之间存在电位差。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，这样便形成了局部电流。如图所示。②兴奋的传导兴奋部位与邻近的未兴奋部位之间的局部电流达到一定强度后，便会引起未兴奋部位产生兴奋，这样兴奋就能沿神经纤维传导，而原先兴奋的部位又恢复为静息电位。如图所示。恢复静息电位的过程中，除K＋大量外流之外，还有钠钾泵发挥作用，将Na＋运出细胞的同时将K＋运入细胞，该过程消耗能量。(2)兴奋传导的方向兴奋传导的方向是从兴奋部位到未兴奋部位，即兴奋在神经纤维上的传导方向与细胞膜内局部电流的方向一致，与细胞膜外局部电流的方向相反。如图所示。(3)兴奋传导的特点双向传导：神经冲动沿着神经纤维由刺激部位向两侧同时传导。(4)传导形式：电信号。知识点02兴奋在神经元之间的传递1．结构基础——突触(1)概念：神经元的轴突末梢经过多次分支，最后每个小枝末端膨大，呈杯状或球状，叫作突触小体。突触小体与其他神经元的细胞体、树突相接触，共同形成突触。兴奋在神经元之间的传递是通过突触完成的。(2)突触的常见类型①从结构上看：根据连接方式不同可分为四种，最常见的为A、B两种。A：轴突-细胞体B：轴突-树突C：轴突-轴突D：树突-树突②从功能上分：根据突触的功能可分为兴奋性突触和抑制性突触。突触前神经元电信号通过突触传递，影响突触后神经元的活动，使突触后膜发生兴奋的突触称为兴奋性突触，使突触后膜发生抑制的称为抑制性突触。突触的兴奋或抑制不仅取决于神经递质的种类，还取决于其受体的种类。(3)突触的结构①突触前膜：上一个神经元突触小体顶端的细胞膜。②突触间隙：间隙内的液体是组织液(属于内环境)。③突触后膜：下一个神经元与突触前膜相对应的树突膜或细胞体膜。2．神经递质神经递质是神经细胞产生的一种化学信使物质，对有相应受体的神经细胞产生特异性反应(兴奋或抑制)。(1)供体：轴突末端突触小体内的突触小泡。(2)传递：突触前膜→突触间隙→突触后膜。(3)受体：与轴突相邻的另一个神经元的树突膜或细胞体膜上的蛋白质。(4)作用：使另一个神经元兴奋或抑制。(5)种类：兴奋性递质、抑制性递质。兴奋性递质：乙酰胆碱、多巴胺、谷氨酸等，可引起下一个神经元的兴奋。抑制性递质：甘氨酸，γ—氨基丁酸等，可引起下一个神经元的抑制。(6)作用①神经递质作用于突触后膜的受体后会被酶迅速分解或被转移，避免神经递质对突触后膜的持续刺激。如果神经递质对突触后膜持续产生刺激，则会引起突触后膜持续兴奋或抑制：如果神经递质对突触后膜的作用减弱，则突触后膜的兴奋或抑制减弱，也可能不会产生兴奋或抑制。②神经递质不仅可以作用于突触后膜的受体，也可以作用于肌肉细胞或腺细胞的受体，引起肌肉的收缩和某些腺体的分泌。3．兴奋在神经元之间的传递过程(1)过程(2)特点：兴奋在神经元间是单向传递的。知识点03滥用兴奋剂、吸食毒品的危害1．滥用兴奋剂的危害(1)概念：兴奋剂原是指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物，如今是禁用药物的统称。(2)分类：1968年反兴奋剂运动刚开始时，国际奥委会规定的违禁药物为四大类，随后逐渐增加到七大类。目前的七大类分别为：刺激剂、麻醉止痛剂、合成类固醇类、利尿剂、β-阻断剂、内源性肽类激素和血液兴奋剂，虽然在分类时的表述有所不同，但基本上是按照这些物质的药理作用来分类的。(3)与神经活动相关的兴奋剂的作用机理①促进神经递质的合成和释放；②干扰神经递质与受体的结合；③影响分解神经递质的相关酶的活性。(4)危害科学研究证明，使用兴奋剂会对人的身心健康产生许多直接的危害。使用不同种类和不同剂量的禁用药物，对人体的损害程度也不相同。一般来说，滥用兴奋剂的主要危害有：①出现严重的性格变化；②产生药物依赖性；③导致细胞和器官功能异常；④产生过敏反应，损害免疫力，进而引起各种感染(如肝炎和艾滋病)。为了身心健康，青少年要抵制滥用兴奋剂。004题型考法考法01兴奋在神经纤维上的传导1．膜电位变化曲线解读(以电表两极分别置于膜内、外两侧为例)a点——由于K＋外流，产生内负外正的静息电位b点——受到刺激，Na＋通道开放，Na＋内流bc段(不包括c点)——Na＋内流→形成动作电位cd段(不包括c点)——K＋外流→静息电位恢复过程de段——静息电位恢复后，Na＋—K＋泵活动加强，排Na＋吸K＋，使膜内外离子分布恢复到初始静息水平2．在处于静息电位和动作电位时，神经纤维膜内外两侧具有电位差，膜两侧的零电位差出现在动作电位形成过程和静息电位恢复过程中。3．环境溶液中K＋，Na＋浓度与静息电位、动作电位的关系环境溶液中的K＋浓度影响静息电位K＋浓度升高→静息电位绝对值降低K＋浓度降低→静息电位绝对值升高环境溶液中的Na＋浓度影响动作电位Na＋浓度升高→动作电位峰值升高Na＋浓度降低→动作电位峰值降低【题型示例1】刺激某生物离体神经纤维产生动作电位及恢复的过程中，由于钠、钾离子的流动而产生的跨膜电流如图甲所示(内向电流是指阳离子由细胞膜外向膜内流动，外向电流则相反)。图乙表示受刺激后的神经纤维膜电位的变化。下列叙述正确的是A．图甲中的ａ~ｂ段与图乙中的①~②段时间吻合B．图甲中的ｅ点跨膜电位为零，对应于图乙中③点C．图乙中的②~④段均处于图甲中的外向电流阶段D．增大膜外K+离子浓度，图甲ｃ点对应的动作电位峰值不变考法02兴奋在神经元之间的传递1．兴奋在神经元之间的传递过程是通过突触完成的。2．传递过程3．传递特点：兴奋在神经元间是单向传递的。【题型示例2】如图为突触传递示意图，下列叙述错误的是(

)A．①和③都属于神经元细胞膜的一部分B．②进入突触间隙的方式为胞吐，需消耗能量C．②发挥作用后被快速清除D．②与④结合后③的膜电位呈外负内正考法03电位测量与电流计指针偏转问题1．膜电位的测量测量项目测量方法测量结果静息电位动作电位2．指针偏转原理：如图为a点受刺激产生动作电位“■”，动作电位沿神经纤维传导，依次通过“a→b→c→c右侧”的过程中灵敏电流计的指针变化情况。3．电流计指针偏转问题例析(1)兴奋在神经纤维上传导时①刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋，电流计指针发生两次方向相反的偏转。②刺激c点(bc=cd)，b点和d点同时兴奋，电流计指针不发生偏转。(2)兴奋在神经元间传递时①刺激b点(ab=bd)，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，电流计指针发生两次方向相反的偏转。②刺激c点，兴奋不能传至a点，a点不兴奋，d点可兴奋，电流计指针只发生一次偏转。【题型示例3】下图表示连续的两个神经元a、b，在其神经纤维上分别连接着电流表甲、乙，在神经元a上有一个刺激位点。下列相关叙述错误的是(

)A．若刺激该位点使神经纤维膜外的Na+大量内流，则会导致膜内的Na+多于膜外的B．若神经元b释放的是抑制性神经递质，则会使突触后膜膜内外电位差增大C．进行图示刺激后，电流表甲指针会发生一次偏转，电流表乙指针不会发生偏转D．神经递质作用后在突触间隙及时被分解或回收，可保证兴奋的正常传导考法04兴奋在神经纤维上传导与在神经元之间传递的比较4．比较兴奋在神经纤维与神经元上的传导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单个神经元多个神经元结构基础神经纤维突触传导形式电信号电信号→化学信号→电信号传导方向双向传导单向传递传导速度迅速较慢传导效果使未兴奋部位兴奋使下一个神经元兴奋或抑制【题型示例4】下图表示反射弧的结构模式图，①~⑤表示相关结构。有关叙述正确的是(

)A．⑤是效应器，指肌肉或腺体，刺激②引起⑤反应不能称为反射B．神经递质的合成与释放、在突触间隙中的扩散及作用于突触后膜均需消耗ATPC．丙释放兴奋性递质后，乙的膜电位仍然是内负外正D．分别电刺激②、④，观察电流表指针偏转次数，可验证兴奋在神经元间单向传递考法05神经活动相关的药物的作用机理1．正常情况下，神经递质与突触后膜上受体结合引起突触后膜兴奋或抑制后，立即被相应酶降解而失活或回收进细胞。2．突触后膜会持续兴奋或抑制的原因：若某种有毒、有害物质使降解神经递质的相应酶变性失活，则突触后膜会持续兴奋或抑制。3．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三大原因【题型示例5】神经细胞可以利用多巴胺来传递愉悦信息。下图a、b、c、d依次展示毒品分子使人上瘾的机理，据相关信息以下说法错误的是(

)A．据a图可知，多巴胺可以被突触前膜重新回收，兴奋在此类突触间双向传递B．据b图可知，毒品分子会严重影响突触前膜对多巴胺分子的回收C．据c图可知，大量多巴胺在突触间隙积累，经机体调节导致其受体数目减少D．据d图可知，没有毒品分子时，多巴胺被大量回收，愉悦感急剧下降，形成毒瘾05深层记忆05深层记忆1．兴奋在神经纤维上的传导特点(1)生理完整性：兴奋传导要求神经纤维在结构上和生理功能上都是完整的。如果神经纤维被切断，结构完整性遭到破坏，则神经冲动不能通过缺口，传导终止。(2)双向传导：即刺激神经纤维上的任何一点，所产生的神经冲动可沿神经纤维向两侧同时传导。在膜外，兴奋传导方向与局部电流方向相反；在膜内，兴奋传导方向与局部电流方向相同。膜外膜内兴奋方向兴奋区→未兴奋区兴奋区→未兴奋区电流方向未兴奋区→兴奋区兴奋区→未兴奋区方向比较相反相同(3)单向传导：神经纤维接受胞体传导的兴奋时，神经冲动由胞体出发、沿轴突向轴突末端传导。2．兴奋通过突触传递的特点(1)兴奋在神经元之间的传递速度远远慢于在神经纤维上的传导速度，这主要与神经递质的产生、释放需要一定时间有关。在一个反射弧中，突触越多，兴奋传递所需时间越长。(2)突触小体内线粒体和高尔基体含量相对较多，这与其代谢及分泌功能的耗能有关。(3)神经递质通过胞吐释放，体现了细胞膜的流动性(此过程消耗能量)，并最终由突触后膜的受体识别。(4)突触小泡释放的神经递质(包括兴奋性递质和抑制性递质)作用效果是使后一个神经元兴奋或抑制。需注意的是，由于兴奋性递质不能正常地释放或兴奋性递质不能被受体识别从而不能引起下一神经元产生兴奋不等同于抑制性递质对下一个神经元产生的影响。(5)总和现象。由单根神经纤维传入的一个神经冲动可能并不足以引起突触后神经元兴奋。但是如果同时传来一连串兴奋，或者许多突触前神经末梢同时传来一排兴奋，引起较多神经递质释放，就可以使突触后神经元兴奋，这种现象叫作总和现象。00601强化训练1．下图为神经纤维的局部结构示意图，被髓鞘包裹区域(b、d)钠、钾离子不能进出细胞，裸露区域(a、c、e)钠、钾离子进出不受影响。下列叙述正确的是(

)A．b、d区域不能产生动作电位B．c区域处于兴奋状态，膜内钠离子比膜外多C．a区域处于静息状态时，细胞膜对Na+的通透性较大D．局部电流在轴突上的传导方向为a→c和e→c2．神经细胞内外相关离子的运输机制如图所示。据此下列叙述正确的是(

)A．静息状态时钾离子与通道蛋白结合后顺浓度梯度运出细胞外B．钠-钾泵是神经元动作电位形成的基础C．钠-钾泵本质是一种催化剂，催化ATP释放出磷酸中的化学能D．将神经元放入低浓度氯化钠溶液中，会提高动作电位峰值3．下图表示脊髓前角运动神经元、闰绍细胞(兴奋时能释放抑制性神经递质)共同支配肌肉收缩的示意图，下列有关叙述，正确的是(

)A．a处给予的刺激须达到足够强度才能使b产生兴奋B．b兴奋后释放的递质引起肌细胞膜的Na+快速外流C．兴奋既可以从a向b传递，也可以从b向a传递D．冲动经图示环式传递后终止，该调节方式属正反馈4．电表与神经纤维的连接方式如下图1所示，图2是在箭头处施加一定的刺激后，根据电表指针的变化作出的曲线图。下列有关叙述错误的是()A．无刺激时，电表测得的是静息电位；且图1中a、b两处膜内K+浓度均比膜外高B．若在ab中点用药物阻断电流通过，在箭头处施加刺激，电表指针发生一次偏转C．若减小图1中ab间的距离，则施加刺激后图2中的d也随之减小，当ab＝0时电表指针不发生偏转D．若将a点处电极移向膜外，在箭头处施加刺激，电表指针变化曲线图与图2不同5．在t1、t2、t3时刻分别给予某神经纤维三次强度相同的甲刺激，测得神经纤维电位变化如图所示，请据图判断，下列说法正确的是(

)A．适当提高细胞内K+浓度，测得的静息电位可能位于-65~-55mVB．t4~t5时间段，细胞K+通道打开，利用ATP将K+运出细胞恢复静息状态C．一定条件下的甲刺激可以累加并引起神经纤维产生动作电位D．t5时刻给予两次强度相同的甲刺激能引发动作电位6．脊髓中的抑制性神经元，能够分泌抑制性神经递质，使突触后神经元受到抑制。下图表示膝跳反射的结构示意图，a、b、e为突触，K+和Cl-参与了该过程。发生膝跳反射时，伸肌收缩，屈肌舒张。下列叙述正确的是(

)A．神经调节的结构基础是反射弧，刺激1处可产生膝跳反射B．敲击髌骨下韧带会使c处后膜发生Cl-内流、K+外流C．敲击髌骨下韧带后，在1、2、3处均能产生兴奋D．刺激2、3处后观察伸肌的反应，可证明兴奋在突触处单向传递7．氨基丁酸(GABA)作为哺乳动物中枢神经系统中广泛分布的神经递质，在控制疼痛方面的作用不容忽视，其作用机理如图所示，以下叙述正确的是(

)A．该药物作用下，突触后膜电位变化为外负内正B．突触前膜与突触后膜电信号的产生是同步的C．突触小泡的形成与高尔基体密切相关D．随着药物不断发挥作用，突触前膜面积不断减少8．俗话说“苦尽甘来”，但我们都有这样的体验：即便在苦药里加糖，仍会感觉很苦。科学家揭开了其中的奥妙。原来，甜味和苦味分子首先被舌面和上颚表皮上专门的味细胞(TRC)识别，经信号转换后，传递至匹配的神经节神经元。然后，这些信号再经脑干孤束吻侧核(rNST)中的神经元突触传导，最终抵达味觉皮层。在味觉皮层中，产生甜味和苦味的区域分别称为CeA和GCbt(如下图)。下列叙述不正确的是(

)A．甜味和苦味分子引起大脑皮层产生相应感觉的过程不属于非条件反射B．CeA产生的甜觉不能传至苦味中枢GCbt，所以“甜不压苦”C．GCbt产生的苦觉会抑制脑干中甜味神经元，因此“苦尽”才能“甘来”D．形成味觉的过程中，兴奋在②上的传导是双向传导9．神经递质作用于突触后膜，会引起突触后膜产生局部的电位变化，称为突触后电位。科学家为了探究突触后电位的特点，做了如下实验，甲图中A、B、C为不同神经元的轴突，乙图中字母及箭头分别代表轴突类型及刺激时间点，阈值代表引发动作电位的最小膜电位。下列叙述错误的是(

)A．连续两个刺激的间隔越短，小电位叠加效应越明显B．不同来源的神经递质对突触后神经元的效果可以叠加C．单个轴突引发的突触后电位，其大小和持续时间是相对恒定的D．突触数量越多，越有利于神经细胞之间的信息联系，越易引发突触后膜的动作电位10．神经元A与C、神经元B与C之间以兴奋性突触相连，为研究神经元之间的相互作用，用相同强度的电刺激同时刺激突触前神经元(A、B)进行实验，实验一：单次电刺激，实验二：短时间连续两次刺激，用微电极记录突触后神经元(C)的电位变化，结果如图所示。下列分析错误的是(

)A．若实验一仅单次刺激神经元A，微电极记录的电位峰值将变小B．若实验二两次刺激的时间间隔扩大，微电极可能无法记录到动作电位C．实验一和实验二中使用的电刺激强度均不足以引起动作电位D．实验一和实验二中神经元C都发生了受体与递质的结合以及Na+的内流11．兴奋型神经递质多巴胺参与动机与奖赏、学习与记忆、情绪与智商等大脑功能的调控，毒品能对大脑造成不可逆的损伤。如图是突触间隙中的毒品作用于多巴胺转运体后干扰人脑神经冲动传递的示意图(箭头越粗表示转运速率越快，反之则慢)。下列说法错误的是(

)A．学习和记忆是脑的高级功能之一，涉及脑内神经递质作用和某些蛋白质的合成B．突触间隙的多巴胺会因毒品阻碍其被突触前膜回收而增多，大脑中枢持续兴奋C．多巴胺合成后储存在突触小体的突触小泡中，被多巴胺转运体释放到突触间隙D．多巴胺能导致突触后膜的电位变为外负内正，而毒品并不直接作用于突触后膜12．图1为多个神经元联系示意图，将一示波器连接在D上，用不同方式同等强度电刺激A、B、C，产生图2所示波形(Ⅰ：单次电刺激A或B；Ⅱ：连续电刺激A；Ⅲ：单次电刺激C；阈电位；能引起动作电位的临界电位值)。以下分析不正确的是(

)A．图2中-70mV静息电位的数值是以膜内侧为参照，并将该侧电位值定义为0mVB．单次电刺激A或B不能在D上记录到动作电位，可能是刺激强度太低C．C神经元释放的是抑制性神经递质D．Ⅱ和Ⅰ对照，说明在同一部位连续给予的多个刺激可以叠加13．研究突触间作用关系时，进行如图6实验，结果如图。以下对轴突2所释放的神经递质的作用，推测正确的是(

)A．促进轴突1释放神经递质B．抑制轴突1释放神经递质C．与神经元M结合并使之兴奋D．与神经元M结合并使之抑制14．研究发现癫痫病人体内氨基丁酸(GABA)含量异常。GABA是哺乳动物中枢神经系统中广泛分布的神经递质，可降低神经系统兴奋性，在控制疼痛方面的作用不容忽视，其作用机理如下图所示。以下说法正确的是(

)A．GABA贮存在内质网和高尔基体内，以防止被细胞质内其他酶系所破坏B．GABA与受体结合后，钠离子内流，抑制突触后膜动作电位的产生C．氨基丁酸转氨酶(可降解GABA)抑制剂可缓解癫痫症状D．麻醉剂分子作用于GABA受体，加快了图中离子通道的关闭15．研究表明，酒精对人体的神经系统具有较大的影响。为了探究酒精的危害，科研人员开展了不同浓度酒精对蟾蜍离体坐骨神经动作电位影响的相关实验。请根据以下提供的实验材料与用具，完善实验思路并进行分析。材料与用具：蟾蜍离体坐骨神经、任氏液、95%酒精、神经的固定装置、刺激电极、示波器、镊子等。(要求与说明：任氏液为蟾蜍用生理盐水。本实验选择刺激强度为3V，具体刺