人教版(新教材)高中生物选择性必修12 3 神经冲动的产生和传导 (一)

第3节神经冲动的产生和传导

结合突触的结构和动画视频，理解兴奋在神经元之间的单向传递

1.阐明神经细胞膜内外在静息

状态具有电位差，受到外界刺从静息和兴奋时膜对不同离子的通透性分析,归纳静息电位和动

激后形成动作电位,并沿神经作电位以及兴奋在神经纤维上的传导

纤维传导

设计简单实验，验证或探究兴奋在神经纤维和神经元之间传导或

.阐明神经冲动在突触处的

2传递的方向性

传递,通常通过化学传递方

式完成用兴奋传递的原理分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害

知限QI兴奋在神经纤维上的传导

自主梳理

膜内K浓度心膜外冏，Na+浓度比膜外供

静息时，膜内外离子分布不平衡

厂产生基础

静息时，膜主要对“有通透性

产生原理——Z处选协助打仪

++++++++++++

静息时

-膜电位表现一内负外正

++++++++++++

_当神经纤维某一部位受到刺激

产生基础一时，细胞膜对显的通透性增加

产出原理一»工内船协助站散

--H-+++4-4-4-+4-

L膜由位表现一内正外负

未兴奋区域流向兴奋区域

+++---+++++网「神经纤维膜外-

（正电位）一（更电位）

局部「午:干干（、矶―

电流LL.

兴奋区域流向未兴奋区域

+++-——+++++（正电位）一（负电位）

「传导形式一电信号（神经冲动）/

奋

兴

兴二重为向一致

导

传

奋-传导方向一兴奋区域f未兴奋区域…/

传

导

件星,寸料静息电位-*刺激f动作电位

R导过程——电位差—局部电流

易错点拨》

（1）若刺激离体神经纤维的一端，产生的兴奋只能在神经纤维上单向传导；若刺

激离体神经纤维的中部，产生的兴奋可以向两端双向传导；

（2）兴奋的传导方向总是与膜内局部电流的方向一致，而与膜外局部电流的方向

相反；

(3)静息状态虽然由K+大量外流产生和维持,但此时K+浓度膜内仍然高于膜外。

导致膜两侧电位外正内负的原因是外侧阳离子(包含Na+、K+等)多，而不是K+

浓度膜外比膜内高。同理，动作电位状态时，Na+浓度膜外仍然高于膜内。

，自查自纠.

⑴产生和维持神经细胞静息电位主要与K+有关(V)

⑵兴奋沿神经纤维传导时细胞膜外Na+大量内流(V)

(3)动作电位形成过程中Na+内流的方式是主动运输(X)

K提示儿动作电位形成过程中，Na+内流的方式为顺浓度梯度的协助扩散。

(4)在完成反射活动的过程中，兴奋在神经纤维上的传导方向是双向的(X)

K提示儿在完成反射时，兴奋只能从感受器产生，因此在神经纤维上的传导方

向是单向的。

(5)刺激离体的神经纤维中部，产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导(J)

(6)神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相同(J)

K应用示例》(2021.山东济南调研)如图表示某时刻神经纤维膜电位状态。下列

叙述错误的是()

轴

突

A.丁区是Na+内流所致

B.甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态

C.乙区与丁区间膜内局部电流的方向可能是从乙到丁

D.图示神经冲动的传导方向可能是从左到右，也可能是从右到左

K答案IA

K解析I神经纤维上静息电位表现为内负外正，动作电位表现为内正外负。

图示中乙区电位为内正外负，则乙区为兴奋部位，甲区、丙区和丁区都有可能刚

恢复为静息电位，因此神经冲动的传导方向可能是从左到右，也可能是从右到左,

B、D正确；乙区与丁区间膜内局部电流的方向可能是从乙到丁，C正确；丁区

膜电位表现为内负外正，是K+外流所致，A错误。

素养提升

生命观念——静息电位和动作电位产生的离子机制

根据静息电位和动作电位产生的原理，分析回答下列问题：

⑴静息电位和动作电位产生的离子基础是什么？

K提示》神经细胞膜内外离子分布的不平衡，即膜内的K+浓度比膜外高，Na

+浓度比膜外低。

⑵静息状态下，膜上K+通道处于开放状态，K+外流，形成内负外正的静息电位，

这种膜电位状态称为极化状态。K+的这种跨膜运输属于什么方式？有何特点？

K提示X：协助扩散，需要通道蛋白的协助，不需要消耗ATP,顺浓度梯度进行。,

⑶受到刺激时，膜上的Na+通道打开，此时Na+的跨膜运输方式为协助扩散。请

推测此时跨膜运输的方向是内流还是外流？推测的依据是什么？

K提示I：内流；协助扩散是顺浓度梯度进行的，而神经细胞膜外的Na+浓度比

膜内高。

K归纳X

动作电位，动作电位的峰值,

Na+通道开“其大小与膜外Na+

放,Na+内流浓度呈正相关

（协助扩散）言/\

V//\K+通道开放,K+

，黑/\外流（协助扩散）

*\河/

C、声/

小时间/ms

谕

静息电位,\Na+-K+泵,Na+

K，通道开\外流且K+内流

放,K+外流\（主动运输，消

（协助扩散）,\耗ATP）

\IF

B

静息电位,其绝对值大小

与膜外K，浓度呈负相关

K应用示例5（2021.湖北孝感开学考试）如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（）

膜电位/mV

D

动作电位

O时间/ms

A.AB段神经纤维处于静息状态

B.BD段是产生动作电位的过程

C.若增加培养液中的Na+浓度，则。点将上移

D.AB段和BD段分别是K+外流和Na+外流的结果

（答案］D

K解析》3。段产生了动作电位，主要是Na+内流的结果，D错误。

（对点小练工（2021.河南许昌月考）果蝇的某种突变体因动作电位异常而发生惊

厥。如图表示两种果蝇的动作电位。据图分析，突变体果蝇神经细胞膜异常的是

A.钠离子通道和恢复静息电位的过程

B.钠离子通道和产生动作电位的过程

C.钾离子通道和恢复静息电位的过程

D.钾离子通道和产生动作电位的过程

K答案IC

K解析］据图分析，突变体与野生型果蝇动作电位的产生的曲线相同，说明

突变体的动作电位的产生过程没有问题，即钠离子内流的通道没有问题；但在恢

复到静息电位的过程中，即复极化过程中，两条曲线不相同了，说明突变体果蝇

神经细胞膜的钾离子通道和恢复静息电位过程出现了异常。

联想质疑

动作电位

★电位变化原理

怨一怨

兴奋在神经纤维上是以何种形式传导的？兴奋的传导具有什么特点？

K提示儿兴奋在神经纤维上是以电信号(神经冲动或局部电流)的形式传导的。

兴奋的传导具有双向传导的特点。

★静息电位：静息电位的维持主要因为K+的外流。

名师点拨

1.离体和生物体内神经纤维上兴奋传导的方向不同

(D离体神经纤维上兴奋的传导方向是双向的。

(2)在生物体内，神经纤维上的神经冲动只能来自感受器，因此，在生物体内，

兴奋在神经纤维上是单向传导的。

2.静息电位W零电位。

静息电位时，膜外的阳离子浓度大于膜内的阳离子浓度，膜内外存在电位差，而

不是零电位。用电表测量时一般表现为负电位。

★动作电位：动作电位的产生主要是因为Na+的内流。

归纳总结》

1.静息电位

(1)静息电位的本质是一种K+平衡电位，其绝对值的大小与膜内外K+浓度差呈

正相关；

(2)当膜外K+浓度适当升高(仍低于膜内K+浓度)时，膜内外K+浓度差变小，静

息电位的绝对值变小；反之，静息电位绝对值变大；

(3)静息电位绝对值的大小，与膜外K+浓度呈负相关，与膜外Na+浓度无关。

2.动作电位

(1)动作电位的本质是一种Na+平衡电位，其绝对值的大小与膜内外Na+浓度差呈

正相关；

(2)当膜外Na+浓度适当降低(仍高于膜内Na+浓度)时，膜内外Na+浓度差变小，

动作电位的峰值变小；反之，动作电位峰值变大；

(3)动作电位峰值的大小，与膜外Na+浓度呈正相关，与膜外K+浓度无关。

〒3夕膜外电流方向.

膜内电沆力向go

当奋传导力向t=>

★在膜内，局部电流方向与兴奋传导方向相同；在膜外，两者则相反。

++++—47—+++++

++++-一+++++

★兴奋在神经纤维上的传导具有双向性。

二二二二二二=——I兴奋许神经在间的传说

自主梳理

1.突触的结构与基本类型内含组织液

(1)突触的结构：由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分构成。

⑵突触的基本类型：

①根据结构划分

A：轴突一细胞体型，表示为u。

B：轴突—树突型，表不为®—<-®一<o

②根据功能划分

「兴奋性突触：使突触后膜产生兴奋的突触为兴奋性突触

、抑制性突触：使突触后膜产生抑制作用的突触为抑制性突触

2.兴奋在突触部位的传递过程

以胞吐的方式料■执强串&TTP

A

兴奋到达突触前膜所在的神经元的

轴突末梢,引初突触小泡向突触前

膜移动并程效神经递质

神经递质通过突触间隙扩散到突

触后膜的受体附近

神经递质与突触后膜上的受体特异

性结合F

突触后膜上的离子通道发生4化,

A引发电位变化\

神经递质被降解或回收i

交触育膜上的攵林同时又美某J

耳诲子痈苴

3.兴奋传递的特点

单门件、弟原因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

速度较慢期也由于突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换，神经

递质的释放、扩散以及对突触后膜的作用都需要一定的

时间

4.兴奋传递至突触后膜的效应

.二---三一突触后膜所在的神经细胞

三

大肌肉收缩突触后膜所在的肌囱细胞

效

应

腺体分泌

突触后膜所在的腺细胞

＞自查自纠

⑴突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程属于胞吐(J)

⑵神经递质作用于突触后膜上，就会使下一个神经元兴奋(X)

K提示X：神经递质作用于突触后膜，会引发突触后膜兴奋或抑制，结果取决于

神经递质的种类。

⑶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(X)

(提示I：神经递质主要是小分子化合物，有的是有机物，有的是无机物。

⑷神经递质由突触前膜释放，以及通过突触间隙都消耗能量(X)

K提示四神经递质经扩散通过突触间隙，不消耗能量。

K应用示例》（2020•江苏省盐城中学期中）如图是兴奋在神经元之间传递的示意

图，关于此图的叙述错误的是（）

A.神经递质是从①处释放的

B.兴奋传递需要的能量主要来自④

C.兴奋可以在①和③之间双向传递

D.由①②③构成突触

（答案IC

K解析I神经递质是由①突触前膜释放的，A正确；兴奋的传递过程需要的

能量主要来自④线粒体，B正确；兴奋在神经元之间的传递是单向的，C错误;

突触由①突触前膜、②突触间隙和③突触后膜三部分组成，D正确。

素养提升

突触的类型决定了突触后神经元膜电位的变化

神经递质的种类很多，但主要包括两种基本类型：兴奋性递质和抑制性递质。兴

奋性递质，如乙酰胆碱、谷氨酸、门冬氨酸、去甲肾上腺素等，其突触后膜受体

同时又是一种Na+通道，与受体结合后，会引起突触后神经元Na+内流，进而产

生兴奋；抑制性递质，如甘氨酸、Y—氨基丁酸等，其突触后膜受体同时又是一

种C广通道，与受体结合后，会引起突触后神经元C「内流，进而产生抑制。通

常的，一个神经元的轴突只能释放一种类型的递质。释放兴奋性递质的突触称为

兴奋性突触，释放抑制性递质的突触称为抑制性突触。请分析回答下列问题：

/~/+Q兴噩意质

'\..Na+//

'fa，通道后膜去极化

抑制性突触兴奋性突触

（1）释放到突触间隙中的兴奋性递质乙酰胆碱，是如何引起突触后膜产生膜电位

变化的？若为抑制性递质丁一氨基丁酸呢？

（提示I：突触后膜上的乙酰胆碱受体同时又是一种Na+通道，兴奋性递质乙酰

胆碱与乙酰胆碱受体特异性结合后，会导致突触后膜上Na+通道打开，Na+内流

引起突触后膜产生内正外负的动作电位（兴奋）；突触后膜上的丁一氨基丁酸受体

同时又是一种C「通道，抑制性递质丁一氨基丁酸与丁一氨基丁酸受体特异性结合

后，会导致突触后膜上C「通道打开，C「内流引起突触后膜内负外正静息电位

差扩大，产生抑制。

⑵若突触前膜释放的神经递质在与突触后膜上的受体特异性结合后，不能及时

被降解或回收，会对突触后膜产生什么影响？

K提示四突触后膜持续性兴奋或持续性抑制。

（3）在膝跳反射（如右图）中，如果兴奋经过图中3个突触，都引起突触后膜Na+内

流进而产生动作电位，股四头肌和股二头肌将会作出什么反应？能否完成伸小腿

的动作？

K提示I：都将收缩；不能。

⑷膝跳反射的完成，需要股四头肌收缩，这说明突触①和②属于兴奋性突触还

是抑制性突触？

K提示I：兴奋性突触。

⑸要想膝跳反射正常进行，在股四头肌收缩的同时，股二头肌应该收缩还是舒

张？这说明突触③属于兴奋性突触还是抑制性突触？

（提示》舒张；抑制性突触。

K应用示例》（2019•黑龙江高二期末）神经递质分为兴奋性神经递质与抑制性神

经递质两种，乙酰胆碱就是一种兴奋性神经递质，去甲肾上腺素是一种抑制性神

经递质。下列说法正确的是（）

A.二者由突触前膜进入突触间隙时都需要借助载体的运输

B.二者都能够被突触后膜上的受体识别，体现了细胞间信息交流的功能

C.二者都能够长时间作用于突触后膜使膜电位长时间发生改变

D.二者作用于突触后膜后，细胞膜对K+、Na+的通透性都发生改变，产生动作

电位

（答案IB

K解析I二者由突触前膜进入突触间隙时都不需要借助载体的运输，此过程

通过胞吐实现，A错误；二者都能与突触后膜上的特异性受体结合，体现了细胞

间信息交流的功能，B正确；二者作用于突触后膜之后会被降解或回收，不能长

时间作用于突触后膜，C错误；当兴奋性神经递质作用于突触后膜后，细胞膜对

Na+的通透性增加，Na+内流，但去甲肾上腺素（抑制性神经递质）作用于突触后膜

后，细胞膜对Cr的通透性增加，C「内流，D错误。

（对点小练］（2021.武汉市质检）图1和图2分别表示兴奋性神经递质和抑制性

神经递质作用的示意图，有关叙述错误的是（）

A.神经递质都是大分子物质，以胞吐方式释放

B.当兴奋性神经递质与突触后膜上的受体结合后，会引起突触后膜上的膜电位从

“内负外正”转变成“内正外负”

C.当抑制性神经递质与突触后膜上的受体结合后，突触后膜上膜电位仍维持“内

负外正”

D.神经递质可与突触后膜上的受体特异性结合并引起突触后膜所在的细胞兴奋

K答案XA

K解析I神经递质主要是小分子物质，有的是大分子物质，A错误；神经递

质可与突触后膜上的受体特异性结合，可引起突触后所在细胞的兴奋，D正确。

联想质疑

神经肌肉接头

★神经元与肌肉细胞或某些腺体细胞之间也是通过突触联系的

K归纳》

1.突触小体w突触

（1）组成不同：突触小体是突触前神经元轴突末端的膨大部分，其上的膜可构成

突触前膜，是突触的一部分；突触由两个相邻神经元参与构成，包括突触前膜、

突触间隙和突触后膜。

（2）信号转变不同：在突触小体上的信号转变为电信号一化学信号；在突触处完

成的信号转变为电信号一化学信号一电信号。

2.“三看法”判断突触前膜

6）形状T胧大的一端为突触前膜）

突触小虫［含有突触小池的•端是

用布丽突触前腰」

细胞曳［含有更多线粒体和朗尔,

含£~|基体的二端为突触前腴

福否Ik怨一怨

1.突触前膜与突触小体有何区别与联系？

K提示I：突触小体包括突触前膜、突触小泡、线粒体等。

2.突触有关的示意图中的''膨大结构”到底是“突触小体”还是“细胞体”？

鱼3—

b

K提示》：上面几个常见形式的图中都有“膨大结构”，确认该结构的“身份”

有助于判断兴奋的传递方向。

（1）图1、4为结构模式图，很容易判断两图中“膨大结构”——图1中的a、图

4中的f分别为突触小体、细胞体，以此判断兴奋传递方向：图1中“a-b”、

图4中突触2处为“突触小体一细胞体”。

（2）图2、3为示意图（即图4中神经元的部分简化图），图2、3中的•均代表细胞

体。图2、3中c为突触小体（含突触前膜）、d为细胞体（含突触后膜）、e为树突（含

突触后膜），所以兴奋传递方向为“c-d”“c-e”。

★某些神经抑制剂或阻断类药物作用于突触处，能够抑制递质与受体的结合，从

而阻断兴奋的传递。

巧记神经递质“一•二・二”

释放

A胞吐”（体现了细胞膜的“流动性”）

4兴奋性或抑制性（同一神经元的末

信产梢只能释放一种神经递质，或者是

回兴奋性的，或者是抑制性的）

区土，发挥作用后被酶破坏而失活或被

（正产移走而迅速停止作用，为下一次兴

即奋作好准备

1.神经递质虽然是小分子物质，但仍通过胞吐方式释放到突触间隙，其意义如

何？

K提示儿短时间内释放大量神经递质，从而有效实现神经冲动的快速传递。

2.神经递质在突触间隙中的扩散是不是自由扩散？

K提示X：不是，自由扩散是跨膜运输的一种方式，而神经递质的扩散并没有跨

膜。

★神经递质与受体接触并起作用后，会被回收或降解

名师点拨

同一神经递质可能使一些神经元兴奋，而使另一些神经元抑制，这可能与神经递

质受体有关，如乙酰胆碱能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。

二二二二一一1滥用酒剂品的危害一一一一।

自主梳理

1.某些化学物质对神经系统的作用

某

些,促进神经递质的合成和释放速率

化

学

突触

干扰神经递质与受体结合

物

质

・影响分解神经递质的酶的活性

2.兴奋剂与毋品

(1)兴奋剂

定义原是指能提高中枢神经系统机能活动的一类

兴

奋药物,如今是运动禁用药物的统称

剂施增强人的兴奋程度，提高运动速度等

(2)毒品

①概念：毒品是指鸦片、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麻酸药品和精独药品。

②可卡因的上瘾机制

吸毒者吸入的可卡因可与多巴胺转运蛋白结合而阻断多巴胺的回收，引起吸毒者

突触后膜持续受到刺激，使人产生强烈的愉悦感。长期吸食可卡因的人，其体内

多巴胺受体持续受到高浓度多巴胺的刺激，导致多巴胺受体数目减少,进而使突

触变得不敏感，机体正常的神经活动受到影响，吸毒者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。

⑶珍爱生命，远离毒品。

►•自查自纠,

（1）兴奋剂和毒品是通过突触来起作用的（V）

⑵吸毒对人体健康带来极大危害，禁毒是个人问题，与社会无关（X）

（提示儿禁毒是全社会的共同问题。

K应用示例2（2021.西安高新一中期末）如图表示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。多巴胺的释放，会刺激大脑中的“奖赏”中枢,

使人产生愉悦感，下列说法正确的是（）

A.可卡因与多巴胺竞争转运载体而使多巴胺不能从突触前膜释放

B.多巴胺作用于突触后膜，使突触后膜对Na+的通透性增强

C.多巴胺作用于突触后膜后，被突触间隙中的酶分解而失去作用

D.吸食可卡因上瘾的原因是可卡因不断作用于突触后膜，使突触后膜持续兴奋

K答案』B

K解析］可卡因是一种神经类毒品，可卡因与多巴胺转运载体结合，阻止多

巴胺回到突触前膜，导致突触间隙中多巴胺含量增多，A错误；多巴胺作用于突

触后膜，使突触后膜对Na+的通透性增强，B正确；由图可知多巴胺作用后不是

被突触间隙中的酶分解而是经过突触前膜上的多巴胺转运载体又转运回突触前

膜内，C错误；可卡因与多巴胺竞争转运载体，阻止多巴胺回到突触前膜，导致

突触间隙中多巴胺含量增多，其不断作用于突触后膜，会导致突触后膜所在的神

经元持续性兴奋，D错误。

K对点小练工（2021.安徽黄山月考）美国研究人员首次发现一种与抑郁症相关的

关键成分一X细胞合成的成纤维细胞生长因子9（FGF9）,是一种分泌蛋白，其

在抑郁症患者大脑中的含量远高于非抑郁症患者。结合所学知识判断下列有关叙

述，正确的是（）

A.FGF9通过胞吐从细胞中出来作用于靶细胞，属于细胞间直接信息传递

B.FGF9的分泌过程体现了细胞膜的功能特点—流动性

C.可通过抑制X细胞中核糖体的功能来治疗抑郁症

D.抑郁症患者大脑中有较多FGF9的根本原因是X细胞中合成该物质的酶的活性

较高

（答案］C

（解析IX细胞合成的FGF9是一种分泌蛋白，以胞吐的方式从细胞中分泌

出来，借助体液的传送作用于靶细胞，不属于细胞间直接信息传递，A错误；FGF9

的分泌过程体现了细胞膜的结构特点一流动性，B错误；抑郁症患者大脑中

FGF9的含量远高于非抑郁症患者，而FGF9的合成场所是核糖体，所以可通过

抑制X细胞中核糖体的功能来治疗抑郁症，C正确；抑郁症患者大脑中有较多

FGF9的根本原因是X细胞中控制合成该物质的基因过量表达，D错误。

★毒品与兴奋剂的关系

★可卡因的作用机制

怨一怨

你认为吸食可卡因会给个人和家庭造成哪些危害？

K提示》由于长期吸食可卡因，易产生触幻与嗅幻觉，奇痒难忍，可造成严重

断肢自残，容易引发暴力或攻击行为，还会出现抑郁、焦虑、失望导致轻生，最

后导致家破人亡。

网络胸建•晨读L背

思维导图晨读必背

1.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.静息时，K+外流细胞膜两侧的电位表

现为内负外正，称为静息电位。

3.当神经纤维某一部位受到刺激时，细

静息电位/递质释放

\兴奋兴奋//递质扩散胞膜对Na+的通透性增加，Na+内流，

动作电位、、在神y---------、在神〃

＞经纤.仲经冲动的沁）♦经元乙递赢合

"，沙壁山事,生效应这个部位的膜两侧发生暂时性的电位变

化，表现为内正外负的兴奋状态，此时

兴奋传导及递质去向

2兴奋剂、毒品的作用原理”

的膜电位称为动作电位。

------

促进神经递干扰神经影响神经递

质的合成和递质与受质的回收和4.突触的结构包括突触前膜、突触间隙

释放速率体的结合降解

与突触后膜。

5.由于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，因此，兴奋在神经元之间的传递

是单方向的。

随堂检测

1.（2021.长沙市调研）下列各图箭头表示兴奋在神经元之间的传递方向或在神经

纤维上的传导方向，其中错误的是（）

轴突细胞体树突

O——<-Lo_<

AB