浙科版 (2019)选择性必修1 稳态与调节第二节 神经冲动的产生和传导图文ppt课件

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第二节神经冲动的产生和传导课前·基础认知课堂·重难突破素养·目标定位随 堂 训 练素养·目标定位目 标 素 养1.通过分析静息电位和动作电位的产生过程,形成归纳与概括的科学思维方式。2.阐明神经冲动以电信号的形式沿神经纤维传导,而在突触处的传递通常通过化学传递方式完成,形成结构与功能观。3.了解药物依赖与毒品成瘾的危害,主动向他人宣传关爱生命的观念和知识,崇尚健康文明的生活方式,成为健康中国的促进者和实践者。知 识 概 览课前·基础认知自主预习一、环境刺激使得神经细胞产生动作电位1.在静息状态时神经纤维膜两侧存在电势差,膜内的电位低于膜外的电位,即静息膜电位是膜外为正电位、膜内为负电位。膜处于极化状态。2.产生动作电位的过程去极化:在膜上某处给予刺激后,该处极化状态被破坏,称为去极化。　↓反极化:在极短时期内,膜内电位会高于膜外电位,即膜内为正电位、膜外为负电位,形成反极化状态。　↓复极化:处于反极化状态的神经纤维膜又迅速恢复到原来的外正内负状态,即复极化状态。　↓动作电位:去极化、反极化和复极化的过程,也就是动作电位——膜外负电位的形成和恢复的过程,全部过程只需数毫秒。3.神经细胞膜上出现极化状态的原因神经细胞膜内、外各种电解质的离子浓度不同,膜外钠离子浓度大,膜内钾离子浓度大,而神经细胞对不同离子通透性、各不相同,造成细胞膜内、外电位差异。4.动作电位的产生在神经纤维膜上存在离子通道,其中包括钠离子通道和钾离子通道。当神经某处受到刺激时会使钠通道开放,于是膜外钠离子在短时间内顺浓度梯度大量涌入膜内,使膜内电势升高,造成了内正外负的反极化现象。但在很短的时间内钠通道又重新关闭,钾通道随即开放,钾离子又很快涌出膜外,使得膜电位又恢复到原来外正内负的状态。神经细胞受到刺激时钠离子内流和恢复静息膜电位时钾离子外流的跨膜运输方式是什么?提示:易化扩散。二、冲动在神经纤维上以电信号的形式传导1.当刺激部位处于内正外负的反极化状态时,邻近未受刺激的部位仍处于外正内负的极化状态,两者之间会形成局部电流。这个局部电流又会刺激没有去极化的细胞膜,使之去极化,也形成动作电位。这样,不断地以局部电流(电信号)向前传导,将动作电位传播出去,一直传到神经末梢。2.动作电位沿着神经纤维传导时,其电位变化总是一样的,不会随传导距离的增加而衰减。3.各神经纤维之间具有绝缘性。三、神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成1.突触(1)概念前一个神经元的轴突末梢的细小分支处膨大,与下一个神经元的树突或胞体相接触。两个神经元相接触部分的细胞膜,以及它们之间微小的缝隙,共同形成了突触。(2)组成:突触前膜、突触后膜、突触间隙。2.神经冲动在神经元间的传递(1)神经末梢内部有许多突触小泡,小泡中含有的化学物质称为神经递质。不同的神经元的轴突末梢可以释放兴奋性或者抑制性的神经递质。(2)当神经冲动传到末梢后,突触小泡中的神经递质释放到突触间隙中,并扩散到突触后膜处。神经递质可以和突触后膜上的受体结合。(3)神经递质受体是一种通道蛋白,结合后通道开放,改变突触后膜对离子的通透性。同时,与受体相结合的神经递质很快会被相应的酶催化水解,保证神经细胞做好准备接受下一次兴奋的传递。3.突触的结构使得神经冲动的跨膜传递只能沿着一个方向进行,即从前一个神经元的轴突传递到下一个神经元的树突或胞体。神经冲动也可以传递到肌肉,使之兴奋而收缩。神经末梢与肌肉接触处称为神经肌肉接点,也称之为突触。突触前膜释放的神经递质是否属于内环境的成分?说明理由。提示:是。因为神经递质要经突触前膜释放到突触间隙,突触间隙内的液体是神经细胞间的组织液,因此突触前膜释放的神经递质属于内环境的成分。若突触间隙中催化乙酰胆碱水解的酶失活,会造成怎样的后果?提示:后一个神经元持续兴奋。预习检测1.判断题。(1)产生和维持神经细胞的静息电位主要与K+有关。(　　)(2)兴奋沿神经纤维传导时细胞膜外Na+大量内流。(　　)(3)突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程属于胞吐。(　　)(4)动作电位形成过程中Na+内流的方式是主动转运。(　　)(5)神经递质作用于突触后膜上,就会使下一个神经元兴奋。(　　)√√√××2.已知神经纤维受刺激后产生的动作电位向两侧传导且速度相同。在图甲a处给予适宜刺激,测得电位变化如图乙所示,那么刺激b处所测得的电位变化是(　　)答案:B 解析:刺激b处,由于b处离左侧电极较近,因此效果与刺激a处相似,所测得的电位变化的波形与题图乙相似,但两个波形之间的间隔会缩小。3.下列关于兴奋的叙述,错误的是(　　)A.兴奋以电信号的形式沿着神经纤维传导B.静息时,细胞膜仅对K+有通透性,K+外流C.兴奋时,细胞膜对Na+通透性增大,Na+内流D.膜内外K+、Na+分布不均匀是兴奋传导的基础答案:B4.下列关于突触的说法,正确的是(　　)A.突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成B.突触可分为树突→胞体型和轴突→树突型C.神经递质经突触间隙,跨过突触后膜进入下一个神经元使其兴奋D.兴奋到达突触前膜时发生了电信号→化学信号→电信号的转变答案:A解析:突触包括突触前膜、突触间隙和突触后膜,A项正确。突触没有树突→胞体型,B项错误。神经递质经突触间隙到达突触后膜,并与突触后膜上的相应受体结合,引起突触后膜所在的下一个神经元兴奋或抑制,C项错误。兴奋到达突触前膜时发生了电信号→化学信号的转变,D项错误。课堂·重难突破一 环境刺激使得神经细胞产生动作电位重难归纳1.静息状态下,神经细胞的膜外带正电,膜内带负电的原因(1)细胞内的有机负离子如蛋白质为大分子,不能透过细胞膜到细胞外。(2)细胞膜上存在Na+-K+泵,通过消耗1个ATP分子,逆着浓度梯度,从细胞内泵出3个钠离子,但只从膜外泵入2个钾离子。(3)神经细胞膜在静息时对钾离子的通透性大,膜内的钾离子顺着浓度梯度扩散到细胞外,但对钠离子的通透性小,膜外的钠离子不能扩散进来。2.静息膜电位与动作电位的形成图示解读 (1)A点之前——静息膜电位:此时K+通道打开,K+外流,使膜外为正电位,膜内为负电位,膜处于极化状态。(2)AC段——动作电位的形成:受刺激后,Na+通道打开,Na+迅速大量内流,从而去极化;膜电位迅速逆转,膜内电位由负变正,膜外电位由正变负,形成反极化状态。(3)CE段——静息膜电位的恢复:此时Na+通道关闭,K+通道打开,K+大量外流,膜电位又迅速恢复原来的外正内负状态,即复极化状态。3.膜电位的测量 神经细胞通过什么方式维持膜外Na+浓度大,膜内K+浓度大?提示:主动转运。典例剖析下图是肌膜局部结构示意图。下列相关叙述正确的是(　　) A.图中离子通道同时也是信号分子的受体B.信号分子与受体的结合可引起肌膜上全部离子通道的开放C.肌膜上Na+内流引起的电位变化都能传到肌纤维内部D.图示部位接受信号分子的刺激后可以将电信号转化为化学信号答案:A解析:由题图可知,离子通道不仅可以让离子通过,还能与信号分子结合,说明离子通道也是信号分子的受体,A项正确。不同的信号分子与相应受体结合,引起开放的离子通道不同,B项错误。肌膜上Na+内流引起的电位变化不一定都能传到肌纤维内部,C项错误。题图所示部位接受信号分子的刺激后可以将化学信号转化为电信号,D项错误。学以致用下图显示的是正常神经元和受到一种药物处理后的神经元膜电位变化,则此药物的作用可能是(　　)A.阻断了部分Na+通道B.阻断了部分K+通道C.阻断了部分神经递质释放D.阻断了部分神经递质酶的作用答案:A解析:神经元未受刺激时,神经细胞膜对K+的通透性大,K+大量外流,导致膜内外电位表现为外正内负;神经元受刺激时会使Na+通道开放,Na+大量内流,导致膜内外电位表现为外负内正。用药物处理后动作电位小于正常时动作电位,可推知Na+内流减少,进一步推测该药物可能阻断了部分Na+通道。二 冲动在神经纤维上以电信号的形式传导重难归纳1.动作电位传导过程图解由上图可知,当刺激部位处于内正外负的反极化状态时,邻近未受刺激的部位仍处于外正内负的极化状态,两者之间会形成局部电流。这个局部电流又会刺激没有去极化的细胞膜,使之去极化,也形成动作电位。这样,不断地以局部电流(电信号)向前传导,将动作电位传播出去,一直传到神经末梢。2.膜内外电流方向和兴奋传导方向 由上图可知,膜内外电流方向和兴奋传导方向如下表所示。3.神经冲动(兴奋)传导的特点(1)生理完整性:神经冲动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,破坏了结构的完整性,冲动不可能通过断口。(2)绝缘性:一条神经中包含很多根神经纤维,一根神经纤维传导神经冲动时不影响其他神经纤维,也就是说,各神经纤维之间具有绝缘性。(3)非递减性传导:动作电位沿着神经纤维传导时,其电位变化总是一样的,不会随传导距离的增加而衰减。(4)在(离体)神经纤维上双向传导。人类耳神经约含3万根纤维,坐骨神经近30万根,视神经达100万根,连接两侧大脑半球的胼胝体可达2亿根。正常情况下,这些神经内部各条纤维上的信息流有条不紊,准确无误,几乎互不干扰,试分析原因。提示:各神经纤维之间具有绝缘性。典例剖析以新鲜的蛙坐骨神经腓肠肌标本为材料进行实验。适宜条件下,在坐骨神经纤维产生动作电位的过程中,钠离子、钾离子流动造成的跨膜电流如下图所示(内向电流是指正离子由细胞膜外向膜内流动,外向电流则相反)。下列说法正确的是(　　)A.AB段正离子内流需要消耗ATPB.CD段正离子与钠离子通道蛋白结合排出细胞C.C点时坐骨神经纤维的膜电位大于0 mVD.F点后,腓肠肌的细胞膜不一定去极化答案:C解析:AB段是内向电流,由正离子(钠离子)内流导致,钠离子内流为易化扩散,不需要消耗ATP,A项错误。CD段是外向电流,由正离子(钾离子)外流导致,钾离子外流不与钠离子通道蛋白结合,而是经钾离子通道流出,B项错误。AB段与BC段均是内向电流,表示的过程是钠离子先缓慢内流(开始去极化),再快速内流(钠离子通道全部打开,快速去极化),然后内流减慢至平衡(达到反极化状态),因此,C点表示动作电位的最高点,此时膜内电位大于0 mV,C项正确。F点后,当兴奋传递到腓肠肌细胞时,腓肠肌细胞膜发生去极化过程,D项错误。学以致用如图甲所示,在神经纤维上安装两个完全相同的灵敏电位计M、N,M两电极分别接在a、b 处膜外,N两电极分别接在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。下列分析正确的是(　　)A.M记录得到图乙所示的双向电位变化曲线B.图乙A点时Na+的内流速率比B点时更大C.图乙曲线处于C点时,图丙曲线正处于D点D.图丙曲线处于E点时,图甲a处正处于反极化状态答案:C解析:M记录的是神经纤维膜外侧的电位变化,在c点给予适宜刺激,得到的电位变化曲线应该如题图丙所示,A项错误。由题图乙可知,B点比A点更靠近0电位,则B点时Na+的内流速率比A点时更大,B项错误。题图乙曲线C点表示正向电位最高点,对应题图丙中的D点,C项正确。题图丙曲线处于E点时,题图甲a处正处于极化状态,D项错误。三 神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成重难归纳1.突触的结构及类型(1)突触的形成与结构①形成:前一个神经元的轴突末梢的细小分支处膨大,与下一个神经元的树突或胞体相接触形成突触。②结构:由d、e、f组成,分别是突触前膜、突触间隙和突触后膜。(2)突触的类型 ①图中A突触为轴突-胞体型,简画为 。②图中B突触为轴突-树突型,简画为 。③图中C突触(神经肌肉接点)为轴突-肌肉型。2.神经冲动在突触处的传递过程知识拓展突触结构及兴奋在突触处传递的相关知识归纳(1)突触前膜释放神经递质的方式为胞吐,依赖细胞膜的流动性,不需要载体蛋白,但需要消耗能量。(2)突触小泡的形成与高尔基体有关,神经递质的释放与线粒体有关。(3)突触间隙内的液体属于组织液,突触后膜上受体的化学本质为糖蛋白,神经递质与突触后膜上受体的结合具有特异性。(4)突触后膜可能是下一个神经元的胞体膜或树突膜,也可能是传出神经元支配的肌细胞膜或腺体细胞膜。(5)兴奋在突触处的传递体现了细胞间的信息交流功能,神经递质属于信号分子。3.兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递的比较为什么神经冲动的跨膜传递只能是单向的?提示:神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。典例剖析下列关于神经元之间兴奋传递的叙述,正确的是(　　)A.神经元受到刺激时,储存于突触小泡内的神经递质就会释放出来B.神经递质与突触后膜上的受体结合,也可能使下一个神经元受到抑制C.神经冲动在突触处可双向传递D.神经元细胞膜外 Na+内流是形成静息膜电位的基础答案:B解析:神经元受到刺激后,只有当兴奋传导到轴突末梢时,储存于突触小泡内的神经递质才能被释放到突触间隙,作用于突触后膜,A项错误。神经递质与突触后膜上的受体结合后,可能引起下一个神经元兴奋或抑制,B项正确。神经递质只能由突触前膜释放并作用于突触后膜,因此神经冲动在突触处单向传递,C项错误。神经元细胞膜外Na+内流是形成动作电位的基础,静息膜电位形成的基础是K+外流,D项错误。轻松巧记神经递质的“一、二、二”学以致用下图是神经元之间通过突触传递信息的图解,图中A-C表示乙酰胆碱。下列叙述正确的是(　　)A.A-C发挥作用后被突触前膜重吸收B.如果降低突触间隙处Na+浓度,会使兴奋传递的时间延长C.A-C与受体结合后即可产生动作电位,使突触后膜所在神经元持续兴奋D.A-C发挥作用后会一直留在突触间隙答案:B解析:由题图可知,A-C发挥作用后被D酶水解成A和C,C可被突触前膜重吸收,A、D两项错误。如果降低突触间隙处Na+浓度,则Na+内流速率降低,使兴奋传递的时间延长,B项正确。A-C与受体结合后,Na+通道打开,Na+内流,产生动作电位,并不能使突触后膜所在神经元持续兴奋,C项错误。随 堂 训 练1.下图所示为神经元局部模式图。当人体内动作电位到达该神经元时,在神经纤维膜内外的电流方向是(　　)A.都是由左向右B.都是由右向左C.膜内由左向右,膜外由右向左D.膜内由右向左,膜外由左向右答案:C解析:动作电位在神经纤维上的传导方向与膜内电流方向相同,与膜外电流方向相反。2.刺激神经纤维的某一部位,使其产生兴奋,膜内外会产生局部电流,电流方向是(　　)A.膜外由未兴奋部位流向兴奋部位,膜内与膜外相同B.膜外由未兴奋部位流向兴奋部位,膜内与膜外相反C.膜外由兴奋部位流向未兴奋部位,膜内与膜外相反D.膜外由兴奋部位流向未兴奋部位,膜内与膜外相同答案:B解析:神经纤维产生兴奋时,膜内外的电流方向是膜外由未兴奋部位流向兴奋部位,膜内由兴奋部位流向未兴奋部位。3.兴奋在神经元之间是通过突触进行传递的。下列叙述正确的是(　　)A.突触由突触前膜和突触后膜组成B.兴奋以电信号的形式通过突触间隙C.神经递质由突触后膜释放D.兴奋在神经元之间的传递是单向的答案:D解析:突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成,A项错误。兴奋以化学信号的形式通过突触间隙,B项错误。神经递质由突触前膜释放,C项错误。神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此兴奋在神经元之间的传递是单向的,D项正确。4.下列关于神经递质的叙述,错误的是(　　)A.突触前神经元具有合成神经递质的能力B.突触前神经元在静息时能释放神经递质C.轴突末梢中的突触小泡内含有神经递质D.神经递质与突触后膜上受体结合能引起突触后膜膜电位的变化答案:B解析:神经递质存在于突触前神经元的突触小泡内,A、C两项正确。突触前神经元在受到刺激后,释放神经递质,作用于突触后膜上的特异性受体,引起突触后膜兴奋或抑制,B项错误,D项正确。5.已知Ca2+可以促进突触小泡和突触前膜融合,释放神经递质。下图为神经肌肉接点模式图。下列叙述正确的是(　　)A.组织液中Ca2+浓度下降将引起乙酰胆碱合成量减少B.瞬间增大Ca2+通透性可使肌细胞持续兴奋C.乙酰胆碱经通道蛋白进入肌细胞,引起肌膜去极化,产生动作电位D.肌膜处发生的信号变化是化学信号→电信号答案:D解析: Ca2+可以促进突触小泡和突触前膜融合,组织液中Ca2+浓度下降影响的是乙酰胆碱的释放而不是合成,A项错误。瞬间增大Ca2+通透性不会使肌细胞持续兴奋,因为神经递质作用后会被水解或回收,B项错误。乙酰胆碱是信号分子,与肌膜上的相应受体结合,使离子经通道蛋白进入肌细胞,从而引起电位变化,C项错误。肌膜处发生的信号变化是化学信号→电信号,D项正确。6.兴奋性神经递质多巴胺可参与动机与奖赏、学习与记忆等的调控,毒品可卡因能对大脑造成不可逆的损伤。下图是突触间隙中的可卡因作用于多巴胺转运蛋白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)。请回答下列问题。(1)多巴胺合成后储存在神经末梢内部的　　　　中。多巴胺　　　　(填“是”或“不是”)通过多巴胺转运蛋白的协助释放到突触间隙中的。 (2)据图分析,多巴胺发挥作用后的正常去路是　　　　　　。毒品可卡因会导致大脑“奖赏”中枢持续兴奋,其作用机制是　　　　　 　　　。 (3)细胞内的某些信号会使膜上的多巴胺转运蛋白内吞,进而被　　　　(填结构)消化。过多的多巴胺转运蛋白内吞会导致人大脑“奖赏”中枢的兴奋性　　　　(填“增强”或“减弱”)。答案:(1)突触小泡　不是　(2)通过多巴胺转运蛋白被突触前神经元重新摄入　可卡因会阻碍多巴胺被突触前神经元回收,导致突触间隙的多巴胺增多,从而使大脑“奖赏”中枢持续兴奋　(3)溶酶体　增强解析:(1)多巴胺是神经递质,其合成后储存在突触小泡中。多巴胺是通过胞吐方式释放到突触间隙中的。(2)由题图可知,突触前膜上存在多巴胺转运蛋白,能够将突触间隙的多巴胺运回突触前膜内,可推断多巴胺发挥作用后的正常去路是通过多巴胺转运蛋白被突触前神经元重新摄入。可卡因可抑制多巴胺转运进入突触前神经元,使多巴胺和突触后膜上的受体持续结合,从而使大脑“奖赏”中枢持续兴奋。(3)多巴胺转运蛋白内吞会被溶酶体消化。过多的多巴胺转运蛋白内吞会导致多巴胺转运进入突触前膜的量减少,突触间隙中多巴胺的量增多,使人大脑“奖赏”中枢的兴奋性增强。