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第3节 神经冲动的产生和传导(第2课时)
第2章 神经调节
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?
本节聚焦
为什么不能滥用兴奋剂和吸食毒品
1
2
3
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?通过什么结构呢?
突触
兴奋在神经元间的传递
二
阅读教材P28~P29,找到下列问题的答案
突触小体是什么?
突触小泡是什么?
突触是由突触小体和哪些结构连接形成的?
突触包括哪几部分结构?
兴奋在突触处传递的详细过程是怎样的?
神经递质起作用后的处理方式有哪些?
兴奋在突触处传递为什么是单向的?
树突
轴突
细胞体
髓鞘
神经末梢
神经纤维
突触小体
神经元轴突末梢经过多次分支,最后每个小枝末端膨大,成杯状或球状,叫做突触小体
1.突触小体:
突触小体
神经元的__________经过多次分支,最后每个小枝末端_____,呈___状或___状,叫做__________;
轴突末梢
膨大
杯
球
突触小体
二. 兴奋在神经元之间的传递
2.突触
突触小体可以与其他神经元的______或_____等相接近,共同形成突触;
树突
细胞体
二、兴奋在神经元之间的传递
单个神经元可以与其他神经元具有多种联系示意图
3、 突触的组成类型
(1)轴突与树突相接触
(2)轴突与细胞体相接触
轴突—细胞体型
轴突—树突型
A.轴突—细胞体型
B.轴突—树突型
拓展思考:突触的后半部分一定是神经元的一部分吗?
不一定,也可能是肌肉细胞或某些腺体细胞
神经-肌肉接头(突触)
传出神经末梢(突触小体)与肌肉或腺体链接形成突触
4.突触的组成
①突触前膜
②突触间隙
③突触后膜
突触前神经元________的膜,还可以说是__________的膜
轴突末梢
突触小体
突触间隙中充满了_______
组织液
一般为突触后神经元_____或_______的膜,在效应器的突触中,也可能为_______膜或某些__________的膜;
树突
细胞体
肌肉细胞
腺细胞
突触小体
4. 突触的组成
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
通道蛋白
5.兴奋通过突触的传递过程
①兴奋到达突触前膜所在的_______,引起_______向_______移动并释放_______;
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
兴奋在神经元之间的传递——神经递质
存:突触小泡
神经递质
主要有乙酰胆碱、氨基酸(如谷氨酸、甘氨酸)、5-羟色氨、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等。
神经递质与受体结合后,神经递质会与受体开,并迅速被降解或回收进细胞,以免持续发挥作用。
a.被相应的酶降解
b.被突触前膜回收
(1)种类
兴奋性递质
抑制性递质
如乙酰胆碱
如甘氨酸
(2)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:
(3)产生:
与高尔基体有关
由突触前膜释放
神经递质的化学本质
1. 乙酰胆碱
2. 生物胺类:肾上腺素/去甲肾上腺素、多巴胺、组胺等
3. 氨基酸类:谷氨酸、甘氨酸
4. 嘌呤/核苷酸类:腺苷、ATP
5. 气体:一氧化氮
6. 肽类:β-内啡肽、脑啡肽类、强啡肽类等
6、兴奋在神经元之间传递的特点
(1)神经元之间兴奋的传递只能是单方向的——单向传递
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。
(2)突触处兴奋的传递速度比在神经纤维上传导要慢
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
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。
突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换。
——突触延搁
原因:
7. 兴奋在神经元之间的传递的形式
兴奋在神经元之间的传递的形式:
_______→__________→________
电信号
化学信号
电信号
因此可以说
兴奋在突触处信号转换为:__________________________;
兴奋在突触前膜的信号转换为______________________;
兴奋在突触后膜的信号转换为______________________;
电信号→化学信号→电信号
电信号→化学信号
化学信号→电信号
现学现用:识图
①__________ ②__________ ③__________ ④__________ ⑤__________ ⑥__________ ⑦__________ ⑧__________
⑨__________ ⑩__________
突触前膜
神经递质
突触后膜
受体
离子通道
线粒体
突触间隙
突触小泡
突触
突触小体
①神经递质释放的运输方式是_____,_____消耗能量,_______转运蛋白,体现了细胞膜__________________;
胞吐
需要
不需要
具有一定的流动性
②突触小泡的形成与_________(细胞器)有关,胞吐过程中需要的能量主要来自_______(细胞器)
高尔基体
线粒体
【高考易错警示】
③神经递质通过突触间隙的运到突触后膜的方式为_____,_______消耗能量,其快慢与___________________和______等有关
扩散
不需要
神经递质的浓度
温度
④神经递质与受体的结合具有____性;
受体的化学本质是_______________;
神经递质与受体结合,体现了细胞膜的功能:_______________________;
特异
蛋白质(糖蛋白)
进行细胞间的信息交流
【高考易错警示】
⑤神经递质发挥完作用后的去向:
____________________________________________________________
神经递质会与受体分开,并迅速被降解或回收进细胞,以免持续发挥作用
⑥神经递质的合成一定与核糖体有关吗?____________________________________________________________
不一定
大多数神经递质不是蛋白质
【高考易错警示】
⑦神经递质作用于突触后膜,引起突触后膜的电位变化,该变化一定是兴奋吗?__________________________
不一定,兴奋或抑制
8.根据突触功能还可以将突触分为:
兴奋性突触:
抑制性突触:
突触后膜产生_____的突触
兴奋
突触后膜产生_____的突触
抑制
【注意】一般情况下,兴奋性神经递质引起兴奋,抑制性神经递质引起抑制。
【例外】例如兴奋性神经递质乙酰胆碱,作用于骨骼肌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原因是__________________________________________________
兴奋和抑制的产生是神经递质的种类和受体的类型共同决定的;
心肌细胞上的受体和骨骼肌细胞上的受体类型不同
【思考】突触的兴奋或抑制与什么有关?
(Cl-内流)
(Na+内流)
步步高24页
拓展:抑制的形成机理
①看图,试着简述抑制的形成机理:
________________________________________________________________________________________________________
突触前膜释放神经递质,神经递质与受体结合后,突触后膜的Cl-离子通道打开(细胞膜对Cl-的通透性增加),Cl-内流,使静息电位更静息,形成抑制
②抑制的电位表现最准确的描述是:
__________________________
静息电位的绝对值增大
兴奋的传导
兴奋的传递
突触
使下个神经元兴奋或抑制
兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递比较
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
效果
使未兴奋部位兴奋
单个神经元
突触
电信号→化学信号→电信号
电信号
迅速
较慢(有突触延搁)
可以双向
单向传递
多个神经元
神经纤维
(一)某些化学物质对神经系统的影响
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
突触小泡
神经递质
突触前膜
突触后膜
突触间隙
神经递质
受体
①有些物质能够_____神经递质的______和_____的_____;
②有些会干扰:
_____________________________;
③有些会影响________________的____的________;
促进
合成
释放
速率
神经递质与受体的结合
分解神经递质
酶
活性
三. 滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
哪些化学药品能对神经系统产生影响呢?
(二)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
(1)概念:
(2)注意:
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
讨论
阅读课本30页的思考与讨论:分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害
1.服用可卡因为什么会使人上瘾?
2.你还知道哪些毒品?如果有人劝你吸食毒品,你会怎样的方式拒绝?
3.你听说过吸毒导致家破人亡的事例吗?你认为吸毒会对个人、家庭和社会造成哪些危害?
可卡因
(1)概述:
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
(2)可卡因的上瘾机制
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
多巴胺受体减少
多巴胺受体减少
维持
讨论
2.你还知道哪些毒品?如果有人劝你吸食毒品,你会怎样的方式拒绝?
提示:主要的毒品还有鸦片、海洛因、甲基苯丙胺(冰毒)、吗啡、大麻等。如果有人劝吸食毒品,拒绝的方式可以是说明毒品对身心健康以及社会的危害,并指出吸食毒品是违法行为。
讨论
3.你听说过吸毒导致家破人亡的事例吗?你认为吸毒会对个人、家庭和社会造成哪些危害?
提示:(1)毒品对个人身心的毒害:成瘾者身体因慢性中毒,会产生各种不适感、免疫力下降,还会出现各类疾病,甚至精神错乱,中毒死亡。
(2)对家庭的危害:成瘾性使吸毒人员戒毒困难,长期吸毒极大的增加家庭开支;长期吸毒会造成慢性中毒,体力衰弱,劳动力下降甚至完全丧失,从而影响家庭收入。
(3)对社会的影响:吸毒人员的自我评价下降,在社会经济生活方面的角色功能降低,从而影响社会财富的创造和积累,给社会带来了经济损失。由于吸毒者对毒品的依赖性,为了寻找毒品,吸毒人员常会丧失理智和思维能力,可能会导致各种异常行为尤其是违法犯罪行为的发生。
可卡因的其他危害
此外,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
(三)珍爱生命,远离毒品
2008年,《中华人民共和国禁毒法》正式施行;
该法明确指出,禁毒是全社会的共同责任;
禁毒工作实行以预防为主,综合治理,禁种、禁制、禁贩、禁吸并举的方针;
参与制毒、贩毒或引诱他人吸毒,都会受到法律的严惩;
珍爱生命,远离毒品,向社会宣传滥用兴奋剂和吸食毒品的危害,是我们每个人应尽的责任和义务。
戒断反应较弱,接触门槛低。
容易伪装。公安机关查获大量伪装成糖果、咖啡、饮料、饼干、邮票的毒品。
3.5 警惕新型毒品的危害
①影响神经递质的释放
血浆Ca2+浓度变化及突触小体对Ca2+的通透性变化会影响神经递质的释放。
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。
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。
Ca2+
Ca2+
(一)某些化学物质对神经系统的影响
A
B
A、B心脏跳动减慢
思维训练: 推断假说与预期
有研究者提出一个问题:“当神经系统控制心脏活动时,在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号还是电信号呢?”为了回答这一问题,科学家进行了如下实验。取两个蛙的心脏(A和B, 保持活性)置于成 相 同 的营养液中,A有某副交感神经支配,B 没有该神经支配;刺激该神经,A心脏的跳动减慢;从A心脏的营养液 中取一些液体注入B心脏的营养液中(如右图)B心脏跳动也减慢。
由此,科学家得出结论: 该神经释放一种化学物质,这种物质可以使心跳变慢。
思维训练: 推断假说与预期
讨论:
在进行这个实验时,科学家基于的假说是什么?实验预期是什么?
假说: 支配心脏的副交感神经可能是释放了某种化学物质,该物质可以使心脏减慢。
实验预期: 从A心脏的营养液中注入B心脏的营养液中,B心脏的跳动也会减慢。
A
B
【知识拓展】兴奋在神经纤维上传导与电流表指针偏转问题
b、d点 ,电表 发生偏转。
点先兴奋, 点后兴奋,电表发生 次相反偏转(即先向 后向 偏转)
1.刺激a点:
2.刺激c点:
b
d
两
同时兴奋
不
左
右
【知识拓展】兴奋在神经元之间的传递与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(bc=cd),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(因为a点先兴奋,d点后兴奋)
发生两次方向相反的偏转(因为a点先兴奋,d点后兴奋)
发生两次方向相反的偏转(因为a点先兴奋,d点后兴奋)
④刺激c点,电流计指针如何偏转?
⑤刺激d点右侧,电流计指针如何偏转?
发生一次偏转(因为a点不兴奋,d点兴奋)
⑥上述④⑤现象发生的原因
发生一次偏转(因为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,然后作用于突触后膜上。
【知识拓展】兴奋在神经元之间的传递与电流表指针偏转问题
若刺激a点,指针①将 ;指针②将 .
若刺激b点,指针①将 ;指针②将 . 若刺激c点,指针①将 ;指针②将 . 若刺激d点,指针①将 ;指针②将 . 若刺激e点,指针①将 ;指针②将 .
偏转两次
说明:c位于电流计①的中点,X=Y
偏转两次
偏转两次
偏转两次
不偏转
偏转两次
偏转两次
偏转两次
不偏转
偏转一次
拓展:兴奋传导与电流表指针偏转问题
(1)若利用电流计②验证兴奋在突触间只能单向传递。请设计实验进行证明(请注明刺激的位点、指针偏转情况):
Ⅰ._______________________________________________________,说明兴奋可以从A传到B;
Ⅱ._________________________________,说明兴奋不能从B传到A;
刺激d(或a或b或c)点,电流计②指针发生2次方向相反的偏转
刺激e点,电流计②指针偏转1次
说明: c位于电流计①的中点, X=Y
说明: c位于电流计①的中点, X=Y
(3)请利用电流计①、②设计一个简单实验,证明兴奋在神经纤维上的传导速度大于其在突触间的传递速度。
实验思路:
________________________________________________________
结果预测:
________________________________________________________
刺激d点,观察电流计①、②指针发生第二次偏转的先后顺序
电流计①指针发生第二次偏转的时间早于电流计②
1.(1)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。
(2)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。
拓展应用
2.在行车过程中,发现危险进行紧急处置,实际上需要经过一个复杂的反射过程。视觉器官等接受信号并将信号传至大脑皮层作出综合的分析与处理,最后作出应急的反应,要经过兴奋在神经纤维上的传导以及多次突触传递,因此从发现危险到作出反应需要一定的时间。车速过快或车距过小,就缺少足够的时间来完成反应的过程。此外,酒精会对神经系统产生麻痹,使神经系统的反应减缓,所以酒后要禁止驾驶机动车。遇到酒后还想开车的人,需告诫:酒后不开车,开车不喝酒;酒驾、醉驾是违法行为。
拓展应用