高中生物神经调节传导与传递

高中生物神经调节传导与传递【关键问题1】神经系统是如何传递整合学习，调节生命活动的？

答：神经系统通过神经冲动（生物电）在神经元上传导信息；通过神经递质在神经元之间传递信息；在神经中枢中整合信息，并快速传递到特定的效应器，以调节生命活动。【关键问题2】神经系统的调节作用表现在哪些方面？神经调节不同于体液调节的特点有哪些？答：神经系统直接调节和控制身体各器官系统的活动；通过调节和控制内分泌系统的活动来影响、调节机体各部分活动。与体液调节相比，神经调节迅速而准确；作用部位有局限性；作用时间短暂。第2页,共30页，2024年2月25日，星期天反射：动物体在中枢神经系统的参与下，对外界和内部的各种刺激（信息）所产生的规律性反应。感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器【反射需同时具备三个条件：有刺激、有反应、有中枢神经的参与。由此，就能判断某些现象是否属于反射】反射的结构基础——反射弧反射弧的五个组成部分——生命活动的有序性反射是神经系统最基本的活动形式。■反射有简单与复杂之分：一些反射活动较简单，如咀嚼反射、吞咽反射、瞬目反射、瞳孔反射、膝反射、屈发射等；复杂反射如跨步反射、直立反射及性反射等。无论哪种反射，其结果都是有利于人的生存与繁衍。反射又分为非条件反射和条件反射。条件反射使人更适应外界环境的变化。第3页,共30页，2024年2月25日，星期天图1膝反射兴奋性和抑制性突触分别以“+”和“—”表示图中显示：伸肌A中的感受器接受刺激后产生兴奋，并将兴奋传到胞体再经分支，其中一个分支达到脊髓灰质前角，通过突触兴奋前角运动神经元，其支配的股四头肌（伸肌A）发生收缩。同时，另一个分支在脊髓中枢通过中间神经元（抑制性）发生信息传递，再传到脊髓前角的另一个运动神经元的胞体使屈肌B发生舒张，这样便出现了翘腿的动作。★神经系统对躯体运动的调节：躯体运动是在神经系统的支配与调节下进行的。有的反射是最简单的二元反射弧，即只涉及两个神经元。如敲击股四头肌引起膝反射，只经过一个感觉神经元和一个脊髓前角的运动神经元就可引起股四头肌收缩。如下图1所示。第4页,共30页，2024年2月25日，星期天

有的运动涉及3个以上神经元所组成的反射弧，如同侧屈发射。屈发射是肢体对伤害性刺激的屈曲反应（即课本P.6的反射弧）。当损伤性刺激作用于足部皮肤表面或深部结构时，传入神经将冲动传入脊髓，通过一个中间神经元的接替，再与脊髓传出（运动）神经元联系，将传出冲动送到同侧屈肌。刺激较弱时，只引起踝关节的屈肌收缩；刺激较强时会出现膝关节和臀部的屈肌收缩。第5页,共30页，2024年2月25日，星期天效应器是产生效应的器官,其中包含表达效应的细胞、组织以及运动神经末梢。感受器是专门接受各种刺激的换能结构,将刺激转变为神经冲动（生物电）,是感觉神经末梢或特化的细胞。传入神经是感受器与中枢的联系通路,由神经纤维组成。神经纤维是由轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘所组成的。神经中枢是中枢神经系统中调节某生理活动的神经细胞群组成，起分析、整合作用,并向传出神经发出冲动。反射弧及其功能传出神经将中枢发出的冲动传出到效应器。第6页,共30页，2024年2月25日，星期天读图5-8，回答下列问题：

1.说出反射弧五个环节的组成及各自的主要功能

感受器是专门接受各种刺激换能结构,将刺激转变为神经冲动（生物电）,是感觉神经末梢或特化的细胞。传入神经是感受器与中枢的联系通路,由神经纤维组成。由轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘组成。神经中枢是中枢神经系统中调节某生理活动的神经细胞群组成，起分析、整合作用,并向传出神经发出冲动。传出神经将中枢发出的冲动传出到效应器。效应器是产生效应的器官,其中包含表达效应的细胞、组织以及运动神经末梢。2.一个完整的反射活动仅靠一个神经元能完成吗？至少需要几个神经元？神经元之间如何发生联系？3.若反射弧的不同部位受到损伤，感觉和运动情况如何？4.如果有一根神经被剥离，如何判断其为传入神经还是传出神经？第7页,共30页，2024年2月25日，星期天读图5-9，回答下列问题：

1.完成神经调节的结构基础是什么细胞？

2.神经细胞的基本结构中，除了图中已注明的结构名称，再指出细胞核、突起、神经纤维、神经末梢。

3.细胞体的功能是什么？分布在哪里？

4.图示细胞是感觉神经元吗？说出你的判断理由。

【提示：看看上页的图吧！】5.请说出神经、神经纤维、神经元之间的关系。第8页,共30页，2024年2月25日，星期天图2屈发射、交叉伸反射与双重交互神经支配图解。F表示屈肌运动神经元，E表示伸肌运动神经元。

在屈发射中主要是屈肌的收缩，但同时也出现与这些屈肌相拮抗的伸肌的舒张。这是通过脊髓中间神经元的侧支接通一个抑制性神经元而实现的。抑制性信息使得伸肌处于舒张状态。这样，一对拮抗肌在反射活动中协调起来。这种由同一传入神经的刺激对拮抗肌产生相反的交互作用称为交互神经支配。∥如果刺激达到足够强度，一侧的损伤性刺激引起同侧的屈发射，还会同时引起对侧出现伸反射，伸肌收缩，屈肌舒张，这也是交互神经支配。这种反射可使身体避开损伤性刺激，维持身体平衡。这种两侧的协同动作，称为双重交互神经支配。第9页,共30页，2024年2月25日，星期天【静息状态下的细胞膜结构】膜本身的特征保持了70mV的静息电位差。维持膜内外的的误差，必须要钠泵，其消耗1个ATP，运出3个Na+、吸进2个K+。●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●K+通道（开）Na+通道(基本关闭)钠泵2K+3Na+很多K+，少量Na+含有两种离子通道和1种泵很多Na+，少量K+外+内———————K+K+K+K+Na+静息电位接近于K+的平衡电位，即主要由K+浓度梯度决定。实验：改变细胞内外K+浓度梯度，将使静息电位发生变化，并与K+浓度梯度的改变程度有一定的对应关系。第10页,共30页，2024年2月25日，星期天据图分析：1.单个的神经元能独立完成反射活动吗？一个完整的反射活动至少需要几个神经元？2.神经元之间的联系是直接的吗？3.如果有一根神经被剥离，如何判断其为传入神经还是传出神经？4.如果反射弧的不同部位受到损伤，感觉和运动的状况如何？感受器效应器传入神经传出神经前后左右背根腹根脊神经第11页,共30页，2024年2月25日，星期天1、信息在神经系统中的传递1.1神经系统的基本单位———神经细胞(神经元)细胞体：轴突：

树突：神经元神经纤维主要集中在脑和脊髓，营养与代谢中心。结构（见下页）及相应功能神经元的功能：接受信息，产生兴奋，并传导兴奋。神经神经末梢末端集合树突细胞体轴突接收信息传出信息第12页,共30页，2024年2月25日，星期天细胞体细胞核树突轴突髓鞘神经末梢纤维神经神经神经元思考：神经元、神经纤维、神经三者的关系？第13页,共30页，2024年2月25日，星期天图1运动神经元第14页,共30页，2024年2月25日，星期天1.2神经冲动的传导（以局部电流形式）

静息（膜）电位静息状态下神经细胞膜两侧的电位差内负外正。K+大量外流。定义：特点：原因：兴奋（神经冲动）Na＋大量内流。概念：特点：原因：受刺激的局部区域膜内外电位反转的过程。内正外负。神经冲动传导生物电（局部电流）概念：形式：特点：兴奋沿神经纤维推进的过程双向性第15页,共30页，2024年2月25日，星期天静息时：K＋外流→内负外正神经冲动的产生与传导（示体内正常神经元中）兴奋区Na＋内流→内正外负→兴奋兴奋的传导：膜同一侧的兴奋区与邻近部位之间存在电位差，膜两侧形成局部电流。局部电流不断推进（直到神经末梢）。●信息在神经元上以生物电的形式传导第16页,共30页，2024年2月25日，星期天1．神经冲动：神经纤维上传播的兴奋。【兴奋＝神经冲动＝冲动】

神经冲动的发生以生物电为基础。【信息在神经元上以生物电的形式传导】2．静息电位（1）定义：神经元在静息时存在于细胞膜两侧的跨膜电位差。又称K＋平衡电位。（2）电位特征：内负外正。（3）形成机制：

★膜电位取决于离子的跨膜浓度梯度和细胞膜对不同离子通透性的不同。※实验证据：将神经元置于不同浓度的K+或Na+溶液中，分别测定静息电位的值。结果静息电位的大小（绝对值）与细胞外K+的浓度呈反比；而在不同浓度Na+溶液中的静息电位不变。（1）这一结果说明：静息电位的大小取决于K+的跨膜浓度梯度，而与Na+无关。（2）尝试用曲线图表示实验结果（走势）。①细胞内K＋浓度高于细胞外；②细胞内K＋更容易扩散到细胞外；而其他离子基本不通透。细胞内的阳离子比细胞外的少

内负外正（静息电位）知识梳理：第17页,共30页，2024年2月25日，星期天3．兴奋时形成内正外负电位差的主要机制■某些神经毒素或药物，能改变细胞膜上K+或Na+通道的通透性，进而使人中毒或改善症状。①胞外Na＋浓度高于胞内；②兴奋时，胞外Na＋大量内流细胞内的阳离子比细胞外的多内正外负（动作电位）★膜电位的正负仅表示膜内外电位的相对关系，而不是数学意义上数值的大小★上图中，哪个箭头与兴奋时刺激部位的离子扩散相吻合？outin第18页,共30页，2024年2月25日，星期天■无论是测定静息还是兴奋时的膜电位，总是测定膜两侧的电位差。因此，两根微电极肯定是一个置于膜外，另一个置于膜内。■如左图，设两根电极间有足够的距离。则在两根电极之间的中点a处给予适宜刺激，电压表的指针偏转吗？若在两根电极之外的b处给予适宜刺激，指针又怎样偏转？■若将两根电极都置于神经纤维外侧，则在b处给予适宜刺激，电压表的指针如何偏转？这一现象说明信息在神经元上是以何种形式传导的？■如何证明神经纤维上兴奋传导是双向还是单向的？4.神经电位的测量（见P.9）ba第19页,共30页，2024年2月25日，星期天突触1.3突触传递（以神经递质为中介）■思考：▲单个的神经元能独立完成反射活动吗？一个完整的反射活动至少需要几个神经元？▲神经元之间在结构上是直接联系的吗？神经元之间还能以神经冲动的形式直接传递信息吗？设想该怎样传递？■读图，描述基本过程第20页,共30页，2024年2月25日，星期天（2）结构

知识要点【突触与兴奋的传递】1.突触（1）定义：突触是神经元之间相互接触的部分，是神经元之间相互联系、传递信息的结构。※神经元以轴突末端膨大与其他神经元的细胞体或树突接触。

※突触数量远多于神经元数量。通过突触，一个神经元可影响多个神经元（因为轴突末梢有很多分枝），一个神经元也可接受多个神经元的信息。以此形成网络。

突触前膜：轴突末梢的膜。膜内的细胞质里分布许多含有神经递质的突触小泡。突触突触间隙：突触前膜与突触后膜之间的间隙。属于内环境中的组织液。

突触后膜：与突触前膜相对的细胞体膜或树突膜其上有能与递质特异性结合的受体。第21页,共30页，2024年2月25日，星期天（3）经过突触的信息转换过程

★由于突触间隙的存在，兴奋在神经元之间不能以神经冲动形式进行传递，而是通过神经递质与特异性受体相结合的形式传递兴奋。

轴突末端膨大（突触小体）电信号化学信号电信号

轴突末端突触后膜突触突触是神经元之间联系的基本方式。化学性突触传递是神经系统内信息传递的主要方式，是以释放化学递质为中介的突触传递，是一种“电—化学—电”的变化过程，是突触前末梢释放递质（兴奋性/抑制性）引起突触后膜产生兴奋或抑制的过程。第22页,共30页，2024年2月25日，星期天2.神经递质（1）定义：由神经元合成并释放（分泌），在神经元之间传递信息的化学物质。

【具有分泌功能的细胞：内分泌细胞，外分泌细胞，神经细胞等。】（2）化学本质：乙酰胆碱、单胺类

、NO等（3）来源：上一个神经元的高尔基体形成的突触小泡，暂时储存于突触前膜内。（4）作用：作为信息分子，与突触后膜上的特异性受体结合，引起突触后膜的膜电位发生变化，使突触后膜兴奋或抑制。即：神经递质完成了神经元之间的信息传递。缺乏递质，兴奋传递能力将下降，神经元无法控制其支配的组织器官。（5）去向：突触小泡→突触前膜→突触间隙→突触后膜受体→发挥作用后，被突触间隙的酶催化降解而失活。

※膜融合释放递质的运输方式属于胞吐，不直接穿过细胞膜。

※若递质发生效应后不被破坏或移走，则将持续发挥相应的作用（使突触后膜持续兴奋或抑制）。第23页,共30页，2024年2月25日，星期天3.受体

（1）定义：任何能同激素、神经递质、药物或细胞内的信号分

子发生特异性结合，并引起细胞功能变化的生物大分子。

※受体与信号分子非共价结合，所以可逆、可再利用，其不同于抗体。（2）化学本质：糖蛋白【神经递质的受体只存在于突触后膜上】（3）功能：识别并与特定的信号结合，将信息传递到细胞内，

进而引起细胞功能的变化。

※所有信号分子都要与相应的受体结合，才能发挥调节效应。

※递质和大多数激素（亲水性）的受体在细胞膜上，亲脂性信号（如性激素、甲状腺激素）的受体在细胞膜以内。（4）特性：特异性。

【也具有饱和性】（5）存在：突触后膜。

∴神经元的树突和细胞体都能接受其他神经元传来的冲动。第24页,共30页，2024年2月25日，星期天4．突触传递的过程和特点★（1）过程：①神经冲动（动作电位）传到轴突末端；②突触小泡与突触前膜融合；③神经递质释放到突触间隙；④递质扩散并与突触后膜上的

递质受体特异性结合；⑤突触后膜的膜电位发生变化。过程决定特点！第25页,共30页，2024年2月25日，星期天（2）突触传递的特点：【关键：经过神经递质的中间作用】★①单向传递——使神经系统活动有规律地进行∵神经递质只存在于突触前膜的突触小泡内，只能由突触前膜释放然后作用于突触后膜。★②突触延搁——慢于神经纤维上兴奋的传导速度∵需经历神经递质的释放、扩散、作用于突触后膜的过程。

经过突触的传递，需要完成2次信号转变的过程。

【反射弧中，突触数量越多，完成反射需要的时间越长。】※③敏感性——反射活动中，突触最易疲劳，也最易受环境影响。对内环境的变化（O2、CO2、离子浓度、pH等）和某些药物敏感。【某些药物可使递质失活障碍，或使受体与递质的结合发生障碍，以治疗某些疾病。】【河豚毒素能阻断Na+通道，使突触后膜不能兴奋】※④容易疲劳——中枢性疲劳持续的刺激使神经递质的释放速率大于合成速率，导致递质耗尽。

第26页,共30页，2024年2月25日，星期天小结1：神经冲动传导与突触传递

比较项目神经冲动传导突触传递结构基础

神经纤维传导形式信号变化

电信号（电位反转）电信号→

→电信号方向性（体外）速度※疲劳性

相对不疲劳

具有疲劳性※影响因素

一般不易受阻易受环境因素和药物影响突触

局部电流（生物电）

神经递质

双向传导

单向传递

化学信号

较快

较慢，有时间延搁

第27页,共30页，2024年2月25日，星期天小结2：神经元结构与功能相适应的特点：（1）细胞核中，核仁明显（核仁与核糖体的形成有关）；（2）细胞质中，含有丰富的线粒体、高尔基体、核糖体、内质网等。

▲线粒体——为合成代谢、分泌递质（胞吐）、主动运输等供能。▲高尔基体——形成大量的突触小泡，突触小泡内含有神经递质。▲核糖体、内质网——合成大量的蛋白质，尤其是膜蛋白。（3）细胞膜功能更为特化，存在大量的离子通道、载体、递质的受体、酶等膜蛋白。

★离子通道——控制特定离子的扩散，与膜电位的维持、变化和信息传递

密切相关。★载体蛋白——帮助K+的运进、Na+的运出等主动转运和协助葡萄糖的吸收