神经冲动的产生和传导高二上学期生物人教版选择性必修1

第3节

神经冲动的产生和传导第2章

神经调节问题探讨赛场上，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？神经中枢效应器传出神经听觉感受器传入神经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问题探讨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？一、兴奋在神经纤维上的传导一、兴奋在神经纤维上的传导ab++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（neuralimpulse）。结论电表指针共发生了两次方向相反的偏转一、兴奋在神经纤维上的传导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5040046010蛙神经元151201201.5哺乳动物肌肉细胞101401504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+分布特点一、兴奋在神经纤维上的传导1.静息状态①神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内K+浓度高。②静息状态下，细胞膜上K+通道蛋白打开。K+外流Na+膜外膜内膜外++++++++++++++----------------------------++++++++++++++K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+K+Na+Na+Na+K+K+静息时，细胞膜主要对K+有通透性，即K+通道开放，K+外流，膜电位表现为内负外正，称为静息电位。K+K+K+Na+一、兴奋在神经纤维上的传导2.兴奋状态①神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内K+浓度高。②受到刺激时，细胞膜上Na+通道蛋白打开。Na+内流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+一、兴奋在神经纤维上的传导++++++++++----

+++++++++++--------------+

+++--------------++++++++++----+++++++++++--------------++++--------------兴奋部位与未兴奋部位之间由于

发生电荷移动形成

。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。兴奋部位未兴奋部位未兴奋部位刺激神经冲动传导方向

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一、兴奋在神经纤维上的传导（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。巩固提升：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一、兴奋在神经纤维上的传导一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（2个），同时将膜内的Na+运出细胞（3个）。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：Na+出细胞，K+进细胞：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。这个问题是如何解决的呢？协助扩散主动运输

（钠钾泵）巩固提升：膜电位变化曲线的解读刺激①a点之前——静息电位主要是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)——一次兴奋完成后巩固提升：膜电位变化曲线的解读注意：（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。巩固提升：膜电位的影响因素浓度变化静息电位绝对值动作电位峰值细胞外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+浓度降低不变不变变小增大不变不变增大变小思考：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？K+浓度只影响静息电位的绝对值Na+浓度只影响动作电位的峰值巩固提升：兴奋传导与电流表指针偏转问题（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点兴奋情况为

，电表

发生偏转。bd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bd两课后习题（拓展应用1）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K+

外流相关而与Na+无关，所以神经元轴突外Na+浓度的改变并不影响静息电位。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。课后习题（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。兴奋在神经纤维上的传导

小结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随堂检测1.将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液S中，适当降低溶液S中的钠离子浓度，给予适宜刺激，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．动作电位峰值升高C．静息电位值增大

D．动作电位峰值降低D2.右图中实线是神经纤维膜电位变化正常曲线，虚线是经某种方式处理后，神经纤维膜电位变化异常曲线。则该处理方式是(

)A．降低培养液中的Na＋含量B．降低培养液中的K＋含量C．药物处理阻断Na＋通道D．药物处理阻断K＋通道B随堂检测3.（多选）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。下列叙述正确的是（

）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ABD钾离子外流增多，静息电位的绝对值增大，环境甲中钾离子浓度低于正常环境二、兴奋在神经元之间的传递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?二、兴奋在神经元之间的传递（一）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。突触小体二、兴奋在神经元之间的传递（二）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细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其形成与高尔基体有关本质为蛋白质二、兴奋在神经元之间的传递神经递质突触小泡神经递质主要有乙酰胆碱、氨基酸类（如谷氨酸、甘氨酸）、胺类（5-羟色氨、多巴胺）、激素类（去甲肾上腺素、肾上腺素）等。2.种类（1）兴奋性递质（2）抑制性递质如乙酰胆碱、谷氨酸等如甘氨酸、去甲肾上腺素等使突触后膜对Cl-通透性增强，Cl-内流，强化外正内负的静息电位，后神经元难以兴奋使突触后膜对Na＋通透性增强，Na+内流，后膜产生动作电位，后神经元兴奋1.化学本质小分子化合物二、兴奋在神经元之间的传递①被相应的酶降解②被突触前膜回收3.释放方式胞吐体现生物膜的流动性4.作用引起下一个神经元兴奋或抑制5.去向突触间隙内的液体属于组织液，是内环境的成分。神经递质在突触间隙中以扩散的形式抵达突触后膜。神经递质二、兴奋在神经元之间的传递①兴奋到达突触前膜所在的

，引起

向

移动并释放

；（以

形式释放）轴突末梢突触小泡突触前膜神经递质②神经递质通过____________到

附近；突触间隙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

；离子通道电位变化⑤神经递质被_____或_____降解回收递质-受体复合物胞吐二、兴奋在神经元之间的传递（三）突触常见类型轴突—胞体轴突—树突②轴突——树突①轴突——胞体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。③轴突——肌肉/腺体轴突—肌肉轴突—腺体二、兴奋在神经元之间的传递（四）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，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。2.传递方向3.突触延搁：传递速度比在神经纤维上慢

1.传递方式单向传递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巩固提升

项目兴奋在神经纤维上的传导兴奋在神经元之间的传递涉及细胞数结构基础形式方向速度单个神经元突触电信号→化学信号→电信号电信号(神经冲动）迅速较慢（有突触延搁）可以双向传导单向传递多个神经元神经纤维比较兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递巩固提升：电流表指针偏转问题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ab之间的点，电流计指针如何偏转？发生两次方向相反的偏转(a点先兴奋，d点后兴奋)发生两次方向相反的偏转(a点先兴奋，d点后兴奋)发生两次方向相反的偏转(a点先兴奋，d点后兴奋)④刺激c点，电流计指针如何偏转？发生一次偏转（a点不兴奋，d点兴奋）独立思考，写出：是否偏转？发生几次？原因？⑤刺激d点右侧，电流计指针如何偏转？⑥上述④⑤现象发生的原因？发生一次偏转（a点不兴奋，d点兴奋）因为神经递质只存在于突触小泡中，只能由突触前膜释放，作用于突触后膜上。三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害（一）兴奋剂、毒品的作用原理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______。突触作用原理？三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害（一）兴奋剂、毒品的作用原理阅读资料，归纳总结

资料1当兴奋传导突触小体时，引起Ca2+通道开放，Ca2+内流，Ca2+会促进突触小泡向突触前膜移动，促进神经递质的释放。肉毒杆菌毒素特异性的与Ca2+通道结合，阻止Ca2+内流，影响突触前膜释放神经递质，使后膜不能产生兴奋，面部表情肌不能收缩形成皱纹，因此，肉毒杆菌毒素被用于美容除皱。

资料2重症肌无力患者的神经与肌肉接头（结构类似于突触）处的乙酰胆碱受体被当作抗原而受到攻击，使受体失去功能。有如下症状眼皮下垂、眼球转动不灵活、表情淡漠、咀嚼无力、吞咽困难、颈软、抬头困难等。

资料3含磷元素的有机化合物农药，如：敌百虫、敌敌畏等经皮肤、消化和呼吸道粘膜过量摄入可抑制乙酰胆碱酯酶的活性，阻碍乙酰胆碱的水解，使其持续发挥作用，从而引起肌肉僵直。三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害（一）兴奋剂、毒品的作用原理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.影响神经递质的合成和释放2.影响神经递质与受体的结合3.影响神经递质的清除三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害（二）常见的兴奋剂与毒品1.兴奋剂（1）概念（2）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兴奋剂具有增强

、提高

等作用。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。2.毒品指

、

、

、

、

、

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就是毒品，它们会对人体健康带来极大的危害。三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害二、常见的兴奋剂与毒品3.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可卡因的成瘾机制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相对减少多巴胺受体减少维持可卡因的危害可卡因能干扰_______________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课堂小结随堂检测C

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随堂检测2.多巴胺是一种兴奋性神经递质，在脑内能传递兴奋及愉悦的信息。另外，多巴胺也与各种上瘾行为有关。毒品可卡因是最强的天然中枢兴奋剂，下图为可卡因对人脑部突触间神经冲动的传递干扰示意图。下列叙述正确的是（

）A.多巴胺与受体结合使突触后膜发生的电位变化是

外负内正→外正内负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.缓解可卡因毒瘾，可考虑使用水解可卡因的酶、多巴胺受体拮抗剂和激动剂C拮抗剂会使毒瘾更大，因为更加不容易兴奋课后习题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