第3节 神经冲动的产生和传导
课后篇巩固提升
基础巩固
1.静息时,大多数神经细胞的细胞膜( )
A.对阴离子的通透性比较大,Cl-大量流出膜外
B.对阳离子的通透性比较大,Na+大量流出膜外
C.对Na+的通透性比较小,对K+的通透性比较大
D.对Na+的通透性比较大,对K+的通透性比较小
解析静息电位是K+外流形成的。
答案C
2.下列有关神经纤维上动作电位的产生与传导的叙述,正确的是( )
A.受刺激后的神经纤维膜上兴奋的传导是单向的
B.神经纤维膜对Na+通透性的降低会导致动作电位变小
C.各条神经纤维动作电位彼此影响,并随传导距离延长而变小
D.动作电位的产生是由K+内流形成的
解析兴奋在神经纤维上的传导是双向的;当神经纤维膜对Na+的通透性降低时,会影响Na+内流的数量,导致动作电位变小;兴奋在神经纤维上的传导具有绝缘性和不衰减性;动作电位的产生是由Na+内流形成的。
答案B
3.以下是测量神经纤维膜电位变化情况的示意图,相关叙述错误的是( )
A.图甲中指针偏转说明膜内外电位不同,测出的是动作电位
B.图甲中的膜内外电位不同,主要是由于K+外流形成的
C.图乙中刺激神经纤维会引起指针发生两次方向相反的偏转
D.图乙中产生的兴奋会以局部电流的形式向两侧快速传导
解析图甲中指针偏转说明膜内外电位不同,由于膜电位是外正内负,所以测出的是静息电位;静息时,神经纤维膜两侧的电位表现为内负外正,该电位的形成与K+的外流有关。图乙中刺激神经纤维,产生兴奋,兴奋先传导到电流表右侧电极,后传导到电流表左侧电极,所以会引起指针发生两次方向相反的偏转;兴奋时,神经纤维膜对Na+通透性增加,使得刺激点处膜两侧的电位表现为内正外负,该部位与相邻部位产生电位差而发生电荷移动,形成局部电流。因此,图乙中产生的兴奋会以局部电流的形式向两侧快速传导。
答案A
4.神经纤维受到刺激时,细胞膜内、外的电位变化是( )
①膜外由正电位变为负电位 ②膜内由负电位变为正电位 ③膜外由负电位变为正电位 ④膜内由正电位变为负电位
A.①②
B.③④
C.②③
D.①③
解析静息时膜电位为内负外正,兴奋时变为内正外负。
答案A
5.神经细胞在静息时具有静息电位,受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位,这两种电位可通过仪器测量。A、B、C、D均为测量神经纤维静息电位示意图,正确的是( )
解析在未受到刺激时,神经纤维处于静息状态,细胞膜两侧的电位表现为内负外正,为静息电位,所以要测量神经纤维的静息电位,两个电极要分别接在神经纤维的膜外和膜内,且电流必定是从膜外流向膜内。当两个电极均接在膜外或膜内时,由于两电极间无电位差存在,指针不偏转。
答案C
6.研究人员发现了一个有趣的现象,肥胖可能与大脑中多巴胺的作用有关,多巴胺是一种重要的神经递质,在兴奋传导中起着重要的作用。下列有关兴奋传导的叙述,正确的是( )
A.突触前神经元释放多巴胺与高尔基体和线粒体有关
B.突触小体可完成电信号→化学信号→电信号的转变
C.神经递质作用于突触后膜后,一定引起突触后膜兴奋
D.兴奋只能以局部电流的形式在多个神经元之间单向传递
解析突触前神经元释放多巴胺的方式是胞吐,需要消耗能量,多巴胺属于神经递质,存在于突触小泡内,突触小泡来源于高尔基体;突触小体可完成电信号→化学信号的转变;神经递质作用于突触后膜,会引起下一个神经元的兴奋或抑制;兴奋是以神经递质的形式在神经元之间传递的。
答案A
7.下列各图箭头表示兴奋在神经元之间和神经纤维上的传导方向,其中错误的是( )
解析兴奋在神经纤维上传导时,兴奋部位与两侧未兴奋部位都存在电位差,所以刺激神经纤维上任何一点,所产生的冲动均可沿着神经纤维向两侧同时传导;由于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,因此兴奋在神经元之间的传递只能是单方向的,由上一个神经元的轴突到下一个神经元的树突或细胞体。
答案C
8.下列有关神经元之间信息传递的叙述,错误的是( )
A.神经元的树突末梢末端膨大形成突触小体
B.突触小体中含有大量的线粒体
C.神经递质存在于突触小泡中
D.突触小体释放的递质可以作用于肌肉或某些腺体
解析神经元的轴突末梢经过多次分支,最后每个小枝末端膨大形成突触小体。
答案A
9.下列关于神经兴奋的叙述,正确的是( )
A.神经元释放的乙酰胆碱需经血液运输而发挥作用
B.神经递质与突触后膜上的受体结合,也可能抑制下一神经元
C.兴奋在反射弧中的传导是双向的
D.神经元细胞膜外Na+的内流是形成静息电位的基础
解析神经元释放的乙酰胆碱进入突触间隙的组织液而不进入血液;神经递质与突触后膜上的受体结合后,可能引起下一神经元的兴奋或抑制;兴奋在反射弧上的传导是单向的;神经元细胞膜外Na+的内流是形成动作电位的基础,静息电位的形成主要是由于K+的外流。
答案B
10.如图甲所示为测量神经纤维膜内外电位的装置,图乙所示为测得的膜电位变化。请回答下列问题。
(1)图甲中装置A测得的电位相当于图乙中的 处的电位,该电位称为 电位。装置B测得的电位相当于图乙中的 处的电位,该电位称为 电位。?
(2)当神经纤维受到适宜刺激后,在兴奋部位,膜对离子的 性发生变化,Na+大量流向膜 ,引起电位逐步变化,此时相当于图乙中的 段。?
解析由图示可知,A装置测的是静息电位,B装置测的是动作电位。神经纤维受到刺激时,细胞膜的通透性发生急剧变化,钠离子的流入量增加,形成动作电位。
答案(1)a 静息 c 动作 (2)通透 内 b
能力提升
1.将蛙离体神经纤维置于某种培养液中,给予适宜刺激并记录其膜内Na+含量变化及膜电位变化,分别用下图Ⅰ、Ⅱ所示。下列有关说法正确的是( )
A.该实验中某溶液可以用适当浓度的KCl溶液代替
B.A~B时,膜内Na+含量增加与细胞膜对Na+的通透性增大有关
C.适当提高培养液中K+浓度可以提高曲线Ⅱ上C点值
D.C~D时,局部电流使兴奋部位的Na+由内流转变为外流,再形成静息电位
解析由图示曲线可知,该培养液与膜内Na+含量变化及膜电位变化有关,所以应该含Na+,而不能用KCl溶液代替,否则会影响膜电位;A~B时产生动作电位,膜内Na+含量增加与细胞膜对Na+的通透性增大有关;曲线Ⅱ上C点值为动作电位峰值,可通过适当提高培养液中Na+浓度以增大膜内外的浓度差来提高;C~D时,K+外流,可形成静息电位。
答案B
2.如图为神经元结构模式图,电流计A1和A2的两极a、c、d、e分别接在神经纤维外膜上,在b、f两处给予适宜强度的刺激,则电流计的偏转情况为( )
A.在b处与f处刺激时,A1、A2各偏转两次,且方向相反
B.在b处刺激时,A1偏转两次,A2偏转一次;f处刺激时,A1不偏转,A2偏转一次
C.在b处刺激时,A1不偏转,A2偏转一次;f处刺激时,A1不偏转,A2偏转一次
D.在b处刺激时,A1不偏转,A2偏转两次;f处刺激时,A1不偏转,A2偏转一次
解析在b处刺激时,兴奋同时到达a和c处,因此A1不偏转;当兴奋继续向右传导时,先到达d处,后到达e处,因此A2偏转两次,且方向相反。在f处刺激时,兴奋能传导到e处,但由于突触的存在兴奋不能传导到a、c和d处,因此A1不偏转,A2偏转一次。
答案D
3.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
( )
A.AB段神经纤维处于静息状态
B.BD段主要是Na+外流的结果
C.若增加培养液中的Na+浓度,则D点将上移
D.若受到刺激后,导致Cl-内流,则C点将下移
解析AB段在未受到刺激时神经纤维处于静息状态;BD段产生了动作电位,主要是Na+内流的结果;若增加培养液中的Na+浓度,会使Na+内流的量增多,动作电位将增大;若受到刺激后,导致Cl-内流,使膜内负电荷增多,静息电位将增大。
答案B
4.渐冻人是指肌萎缩侧索硬化,也叫运动神经元病。它是上运动神经元和下运动神经元损伤之后,导致包括四肢、躯干、胸部、腹部等肌肉逐渐无力和萎缩。如图为渐冻人的某反射弧,下列有关叙述正确的是( )
A.若以针刺S,渐冻人无法感觉到疼痛
B.若刺激Ⅲ处,在③处可以检测到神经递质的释放
C.若刺激Ⅱ处,渐冻人的M发生轻微收缩,则该过程可以称为反射
D.若刺激Ⅰ处,则在Ⅲ处可以检测到动作电位
解析由于渐冻人损伤的是上运动神经元和下运动神经元,若以针刺S,渐冻人能感觉到疼痛,A项错误;由于Ⅲ处位于传入神经纤维上,若刺激Ⅲ,在③处可以检测到神经递质的释放,B项正确;由于Ⅱ处位于传出神经上,若刺激Ⅱ处,渐冻人的M发生轻微收缩,但由于没有完整的反射弧参与,该过程不可以称为反射,C项错误;若刺激Ⅰ处,由于兴奋在突触间的传递是单向的,所以在Ⅲ处不能检测到动作电位,D项错误。
答案B
5.下图是反射弧的模式图(a、b、c、d、e表示反射弧的组成部分,Ⅰ、Ⅱ表示突触的组成部分),下列有关说法正确的是( )
A.正常机体内兴奋在反射弧中的传递是单方向的
B.切断d、刺激b,不会引起效应器发生反应
C.兴奋在结构c和结构b上的传导速度相同
D.Ⅱ处发生的信号变化是电信号→化学信号→电信号
解析反射弧中神经细胞之间突触的存在决定了兴奋在反射弧中的传递只能是单方向的;图中d为传入神经,切断d,刺激b,兴奋可直接经传出神经至效应器,仍能引起效应器发生反应;结构b为神经纤维,结构c为神经中枢,兴奋在神经纤维上的传导速度比在突触上的传递速度要快;Ⅱ处为突触后膜,其上发生的信号变化为化学信号→电信号。
答案A
6.(多选)图甲是青蛙离体的神经—肌肉标本示意图,图中的长度有AB+BC=CD的关系;乙是突触的放大模式图。据图分析,下列说法错误的是( )
A.刺激D处,肌肉和F内的线粒体活动明显增强
B.刺激C处,A、D处可同时检测到由“外正内负”到“外负内正”的膜电位变化
C.兴奋从E传递到F,会发生“电信号→化学信号”的转变
D.③的内容物释放到②中体现了生物膜的结构特点
解析由于兴奋不能从突触后膜传到突触前膜,故刺激D处,肌肉和F内的线粒体活动不会明显增强,A项错误;由于兴奋在神经元之间以化学信号传递,速度较慢,故刺激C处,A处先检测到由“外正内负”到“外负内正”的膜电位变化,B项错误;E为突触后神经元,F为突触前神经元,故兴奋不能从E传递到F,C项错误;③的内容物通过胞吐释放到②突触间隙中,体现了生物膜的结构特点即流动性,D项正确。
答案ABC
7.(多选)下图是突触局部模式图,以下说法正确的是( )
A.②传递到①,不一定引起③产生动作电位
B.②传递到①,反射过程完成
C.⑤内的液体是血浆
D.①的化学本质是糖蛋白
解析②神经递质传递到①突触后膜,不一定引起③突触后膜产生动作电位,因为有抑制性神经递质,A项正确;②突触间隙的神经递质传到①突触后膜上的受体,引起突触后神经元兴奋或抑制,但不是反射活动完成,反射活动完成要经过感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器,B项错误;⑤是突触间隙,突触间隙的液体是组织液,C项错误;①是突触后膜上的受体,本质是糖蛋白,D项正确。
答案AD
8.神经纤维受到刺激时,主要是Na+内流,从而使膜内外的电位由外正内负变为外负内正,恢复静息电位时,主要是K+外流,从而使膜电位恢复为外正内负,这一周期的电位变化称为动作电位,如图1所示。在神经纤维上分别取三个电位差测量点,电流计的两个电极分别位于测量点的细胞膜外侧和内侧,FE=FG,均为5
cm,如图2所示。请回答下列问题。
(1)神经纤维在静息状态下,膜内K+的浓度 (填“大于”或“小于”)膜外K+的浓度,从图1可知,膜内外的电位差为 mV。?
(2)图1中A点时膜外Na+浓度 (填“大于”或“小于”)膜内Na+浓度。AC段为产生动作电位,此时Na+内流方式为 ;CD段为恢复静息电位,此时K+外流方式为 。?
(3)图2中,受刺激后,F点处神经纤维的膜内电位状态变化是 。?
(4)兴奋在FE、FG段传导的时间依次为t1、t2,两者的大小是t1 t2(填“=”“<”或“>”),原因是 。?
解析(1)Na+主要存在于细胞外,K+主要存在于细胞内。在静息状态下,膜内K+的浓度大于膜外K+的浓度;图1中由A到B,膜电位由-60
mV变为0
mV,由此可知,静息状态下电位差为-60
mV。(2)A点时膜外Na+浓度大于膜内Na+浓度,AC段产生动作电位,Na+内流方式为协助扩散,CD段为恢复静息电位,K+外流方式为协助扩散。(3)图2中,受刺激后F点处神经纤维的膜内电位状态变化是由负电位变为正电位。(4)由题干可知,FE和FG的距离相等,且在同一神经纤维上,神经传导所用时间相同。
答案(1)大于 -60 (2)大于 协助扩散 协助扩散 (3)由负电位变为正电位 (4)= FE=FG,兴奋在同一神经纤维上等距传导,所用时间相同
9.下图1是当A接受一定强度刺激后引起F收缩的过程示意图。图2为图1中D结构的放大示意图,请回答下列问题。
(1)图2的结构名称是 ,结构②的名称是 。?
(2)用针刺A时,引起F收缩的现象叫 。针刺A时,产生痛觉的部位是 。若针刺A只能感到疼痛,F却不能收缩的原因可能是 。?
(3)将麻醉药物分别放在B处和E处,然后用针刺A,请判断产生的效果。放在B处: ,放在E处: 。?
(4)如果在图2中①和②的间隙处注射乙酰胆碱,②处发生的变化是 (填“兴奋”或“抑制”),原因是乙酰胆碱引起结构② 的变化。?
解析(1)图2表示神经元之间的突触,结构②为突触后膜。(2)针刺A时,兴奋沿着反射弧到达F,可引起F的收缩,这种现象称为反射。完成反射的结构基础是反射弧完整,任何一个环节阻断,反射将不能完成。针刺A能产生痛觉说明兴奋可以传到神经中枢,沿着上行传导到达大脑皮层痛觉中枢(躯体感觉中枢),但F不收缩可能是E受损或F本身受损伤。(3)B为传入神经,E为传出神经,麻醉B,针刺A时既无痛觉,也无反应;麻醉E,针刺A时会产生痛觉,但F没有反应。(4)乙酰胆碱是一种兴奋性递质,由突触前膜释放,作用于突触后膜,引起突触后膜电位变化,将兴奋传递到下一个神经元。
答案(1)突触 突触后膜
(2)反射 大脑皮层 E处受损或者F处损伤
(3)无痛觉,F处无反应(肌肉不收缩) 有痛觉,F处无反应(肌肉不收缩) (4)兴奋 膜电位(共37张PPT)
第3节 神经冲动的产生和传导
一
二
三
一、兴奋在神经纤维上的传导
1.神经表面电位差的实验
神经表面电位差的实验示意图
一
二
三
(1)静息时,电表没有测出电位差,说明静息时神经表面各处电位
相等。
(2)而在图示位置的左侧给予刺激时,电表发生2次偏转,这说明刺激后会引起a、b间两次出现电位差。
(3)实验说明在神经系统中,兴奋是以电信号(又叫神经冲动)的形式沿着神经纤维传导的。
2.兴奋传导形式
兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的,也叫神经冲动。
一
二
三
3.兴奋传导的机制和过程
(1)静息电位表现为内负外正,是由K+外流形成的。
(2)动作电位表现为内正外负,是由Na+内流形成的。
(3)兴奋部位与未兴奋部位之间存在电位差,形成了局部电流。
(4)局部电流刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化,兴奋向前传导,原兴奋部位又恢复为静息电位。
一
二
三
预习反馈
1.判断
(1)未受刺激时,膜电位为外负内正,受刺激后变为外正内负。(
×
)
(2)神经元细胞膜外Na+的内流是形成静息电位的基础。(
×
)
(3)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。(
√
)
(4)神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相同。(
√
)
一
二
三
2.据图填空
(1)上图中的a、c处表示处于静息电位;b处表示处于动作电位(用图中字母回答)。
(2)神经细胞膜内,局部电流的方向和兴奋传导的方向相同;神经细胞膜外,局部电流的方向和兴奋传导的方向相反。
一
二
三
二、兴奋在神经元之间的传递
1.突触小体和突触
(1)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。
(2)突触:突触由突触前膜、突触间隙与突触后膜组成。
2.传递过程
兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢→突触小泡向突触前膜移动并融合释放神经递质→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结合→突触后膜上的离子通道发生变化,引发电位变化→神经递质被降解或回收。
一
二
三
3.传递特点
(1)特点:单向传递。
一
二
三
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
1.兴奋剂原是指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物,如今是运动禁用药物的统称。兴奋剂具有增强人的兴奋程度、提高运动速度等作用。
2.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醉药品和精神药品。
3.兴奋剂和毒品等大多是通过突触来起作用的。
一
二
三
[思考]
可卡因为什么会使人上瘾?
答案:吸食可卡因后,可卡因会使突触前膜上的转运蛋白失去回收多巴胺的功能,于是多巴胺就留在突触间隙持续发挥作用,导致突触后膜上的多巴胺受体减少。当可卡因药效失去后,由于多巴胺受体已减少,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维持这些神经元的活动,于是形成恶性循环,毒瘾难戒。
一
二
三
预习反馈
1.判断
(1)突触的结构包括突触小体、突触间隙和突触后膜。(
×
)
(2)兴奋通过神经递质在突触处进行双向传递。(
×
)
(3)神经递质是一种信号分子。(
√
)
(4)神经元与肌肉或某些腺体细胞之间也能形成突触。(
√
)
(5)可卡因既是一种兴奋剂,也是一种毒品。(
√
)
(6)神经递质作用于突触后膜上的受体一定能引起下一个神经元的兴奋。(
×
)
(7)在反射过程中,兴奋在反射弧中的传导也是双向的。(
×
)
一
二
三
2.据图填空
A.突触前膜,B.突触间隙,C.突触后膜,D.轴突,E.线粒体,
F.突触小泡,G.突触小体。
探究点一
探究点二
兴奋在神经纤维上的传导
情境导引
图甲表示神经纤维未受刺激时膜内外侧的电位情况;图乙、图丙分别表示受刺激后的电位变化及兴奋传导的情况。请讨论解决下列问题。
探究点一
探究点二
1.图甲表示未受刺激时神经纤维处于静息状态,此时膜内外侧静息电位的形成机理是什么?
答案:神经细胞外的Na+浓度比膜内要高,K+浓度比膜内低,静息时,神经细胞膜主要对K+有通透性,造成K+外流,使膜外阳离子浓度高于膜内,因此静息电位表现为内负外正。
2.图乙表示当神经纤维某一部位受到刺激时动作电位的形成过程,神经细胞膜受刺激部位内外两侧的电位发生逆转的原因是什么?
答案:当神经纤维某一部位受到刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加,大量Na+内流,这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化,因此表现为内正外负的兴奋状态。
探究点一
探究点二
3.根据图丙分析局部电流的形成机理。
答案:当神经纤维某一部位受到刺激时,兴奋部位表现为内正外负的兴奋状态,而邻近的未兴奋部位仍然是内负外正。在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动,这样就形成了局部电流。
探究点一
探究点二
归纳提升
1.兴奋在离体神经纤维上的传导
(1)特点(方向):双向传导。
(2)传导形式:局部电流(电信号或神经冲动)。
(3)电流方向:在膜外,局部电流的方向与兴奋传导方向相反;在膜内,与兴奋传导方向相同。
探究点一
探究点二
2.膜电位变化曲线解读
神经细胞内K+浓度明显高于膜外,而Na+浓度比膜外低。离体神经纤维某一部位受到适宜刺激时,受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化,产生神经冲动。如图为该部位受刺激前后,膜两侧电位差的变化。
(1)AB段:静息电位,K+外流,膜电位为内负外正。
(2)BC段:受刺激时,动作电位,Na+大量内流,膜电位变为内正外负。
(3)CD段:K+大量外流,膜电位恢复为内负外正。
(4)兴奋完成后,钠—钾泵活动增强,将Na+泵出,将K+泵入,以恢复细胞内K+浓度高和细胞外Na+浓度高的状态。
探究点一
探究点二
典例剖析
取出枪乌贼完整无损的粗大神经纤维并置于适宜的环境中,进行如图所示的实验。G表示灵敏电流计,a、b为两个
微型电极,阴影部分表示开始发生局部电流的区域。请据图分析回答下列问题。
(1)静息状态时的电位,A侧为 ,B侧为 (填“正”或“负”)。
(2)局部电流在膜外由 部位流向 部位,这样就形成了局部电流回路。?
(3)兴奋在神经纤维上的传导是 的。?
(4)如果将a、b两电极置于神经纤维膜外,同时在c处给予一个强刺激(如上图所示),电流计的指针会发生两次方向 (填“相同”或“相反”)的偏转。?
探究点一
探究点二
解析:神经纤维上兴奋的传导具有双向性。静息状态时,膜电位是“外正内负”;兴奋状态时,兴奋部位的电位是“外负内正”。若在c处给予一个强刺激,当b点兴奋时,a点并未兴奋,即b点膜外是负电位,而a点膜外是正电位,根据电流由正极流向负极,可知此时电流计的指针向右偏转;同理,当a点兴奋时,b点并未兴奋,此时电流计的指针向左偏转。
答案:(1)正 负 (2)未兴奋 兴奋 (3)双向 (4)相反
探究点一
探究点二
归纳总结兴奋在神经纤维上传导时电表指针偏转情况的分析
(1)刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电表指针发生两次方向相反的偏转。
(2)刺激b点(d点),电表指针发生两次方向相反的偏转。
(3)刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电表指针不发生偏转。
(4)刺激bc或cd之间的任一部位,电表指针发生两次方向相反的偏转。
探究点一
探究点二
活学活练
1.在一条离体的神经纤维的中段施加一定强度的电刺激,使其兴奋,则( )
A.所产生的神经冲动仅向轴突末梢方向传导
B.所产生的神经冲动仅向树突末梢方向传导
C.未兴奋部位的膜内表现为正电位,膜外为负电位
D.兴奋部位的膜外表现为负电位,膜内为正电位
解析:在离体神经纤维的中段施加一定强度的电刺激,产生的兴奋能向神经纤维两端传导;未兴奋区域膜外表现为正电位,膜内为负电位;兴奋区域膜外表现为负电位,膜内为正电位。
答案:D
探究点一
探究点二
2.如图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。下列说法与图示相符的是( )
A.图中兴奋部位是B和C
B.图中弧线最可能表示局部电流方向
C.图中兴奋传导方向是C→A→B
D.兴奋传导方向与膜外电流方向一致
解析:处于静息电位时,细胞膜两侧表现为内负外正,由此可知图中A部位电位发生变化,此处为兴奋部位,与相邻两侧形成电位差,则图中弧线可以表示局部电流的方向,膜内电流向A两侧传导,从而导致兴奋向A两侧传导,两者方向一致,与膜外电流方向相反。
答案:B
探究点一
探究点二
兴奋在神经元之间的传递
情境导引
短跑赛场上,发令枪一响,运动员会像离弦的箭一样冲出。现在世界短跑比赛规则规定,在枪响后0.1
s内起跑被视为抢跑。刺激使感受器产生了兴奋,经神经传入、大脑加工、传出以及效应器反应都需要一定的时间。一般人的反应时间应该在0.2
s以上,经过训练的运动员应该也不会低于0.1
s。兴奋在神经元之间传递的速度比在神经纤维上要慢。结合下图讨论解决下列问题。
探究点一
探究点二
1.突触前膜、突触后膜分别由哪些结构形成?
答案:突触前膜是轴突末端膨大的突触小体的膜;突触后膜是下一个神经元的细胞体的膜或树突的膜,也可能是效应器中的肌肉细胞膜或腺细胞的膜。
探究点一
探究点二
2.请结合图示分析兴奋在突触间只能单向传递的原因。
答案:神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
3.为什么兴奋在神经元之间传递的速度比在神经纤维上要慢?
答案:兴奋在突触间传递要完成电信号→化学信号→电信号转换。
探究点一
探究点二
归纳提升
1.突触与突触小体的比较
(1)组成不同:神经元的轴突末梢多次分枝,每个小枝末端膨大,呈杯状或球状,叫作突触小体。突触由突触前膜、突触间隙、突触后膜构成。
(2)信号转换不同:在突触小体上的信号转换是由电信号→化学信号;突触的信号转换是电信号→化学信号→电信号。
探究点一
探究点二
2.神经递质
(1)存在部位:突触小体的突触小泡内,它的形成与高尔基体有关。
(2)释放方式:胞吐,需要消耗能量,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
(3)作用效果:与突触后膜相应的受体结合引起突触后神经元兴奋或抑制。
(4)作用后去向:神经递质发挥作用后,会被相应酶分解或被突触前膜吸收重新利用。
探究点一
探究点二
拓展提升药物对兴奋传递的影响
(1)某些药物与突触后膜上的受体结合,兴奋无法在细胞间传递,导致肌肉松弛(肌无力)。
(2)药物抑制分解神经递质的酶的活性,使神经递质持续作用于突触后膜上的受体,导致肌肉僵直、震颤。
(3)药物止痛机理:药物与神经递质争夺突触后膜上的特异性受体,阻碍兴奋的传递;药物阻碍神经递质的合成与释放。
探究点一
探究点二
3.比较兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递
探究点一
探究点二
典例剖析
下图为突触结构示意图,下列相关叙述正确的是( )
A.结构①为神经递质与受体结合提供能量
B.当兴奋传导到③时,膜电位由内正外负变为内负外正
C.递质经②的转运和③的主动运输释放至突触间隙
D.结构④膜电位的变化与其选择透过性密切相关
探究点一
探究点二
解析:此题考查的是兴奋在神经元之间的传递。神经递质与受体结合发生在突触后膜上,位于突触小体中的线粒体无法为其提供能量,A项错误;当兴奋传导到③突触前膜时,膜电位由内负外正变为内正外负,B项错误;递质经②突触小泡的转运和③突触前膜的胞吐释放至突触间隙,C项错误;结构④突触后膜膜电位的变化与离子通道的打开和关闭有关,离子通过离子通道进出细胞的过程体现了细胞膜的选择透过性,D项正确。
答案:D
探究点一
探究点二
活学活练1.在反射弧中,电刺激传入神经末梢,兴奋能传到效应器,而刺激传出神经末梢,兴奋却不能传到感受器,原因是兴奋在下图所示结构上的传导(或传递)方向不能由( )
A.①→②
B.③→④
C.②→①
D.④→③
解析:在反射弧中兴奋的传递是单向的,而在神经纤维上兴奋的传导是双向的,也可以是单向的。在突触处兴奋传递是单向的,只能由④→③,而不能由③→④。
答案:B
探究点一
探究点二
2.α-
银环蛇毒能与突触后膜上的乙酰胆碱受体牢固结合;有机磷农药能抑制乙酰胆碱酯酶的活性,而乙酰胆碱酯酶的作用是清除与突触后膜上受体结合的乙酰胆碱。因此,α-
银环蛇毒与有机磷农药中毒的症状分别是( )
A.肌肉松弛、肌肉僵直
B.肌肉僵直、肌肉松弛
C.肌肉松弛、肌肉松弛
D.肌肉僵直、肌肉僵直
解析:因α-
银环蛇毒的作用,使突触前膜释放的神经递质无法与突触后膜上的受体结合,导致突触后神经元不能兴奋,造成肌肉松弛。乙酰胆碱酯酶活性被有机磷农药抑制后,造成乙酰胆碱不能被清除,从而引起突触后神经元持续兴奋,出现肌肉僵直症状。
答案:A
探究点一
探究点二
思维训练
推断假说与预期
假说是指用来说明某种现象但未经证实的论题,也是对所提出的问题作出的参考答案。即观察者依据发现的事实或现象,通过思考,提出的初步假定。预期是在实验设计方案确定后,实验正式实施之前,根据假说和原理对实验出现的可能结果做出的判断,预期实际是依据假说进行推理,得出的假定结果。即假如假设成立,则应有何种结果。例如,孟德尔对分离现象解释的验证中,提出的假说是:F1(Dd)产生配子时,成对的遗传因子分离,F1产生含D和d的两种配子且其数目相等。若假设成立,实验预期是测交后代出现Dd∶dd=1∶1的结果。
探究点一
探究点二
对点训练
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传递的信号是化学信号还是电信号?”科学家利用人工液体环境中的蛙心进行了如下图所示的实验。实验一:刺激蛙心①的迷走神经,使其心率下降,收集其液体转移给蛙心②。实验二:刺激蛙心①的交感神经,使其心率加快,收集其液体转移给蛙心②。下列说法错误的是( )
探究点一
探究点二
A.本实验的假说是在神经元与心肌细胞传递的信号是化学信号
B.实验预期是实验一中蛙心②心率下降;实验二中蛙心②心率加快
C.蛙心②的心率下降或加快,说明受①号蛙心的神经释放的化学物质影响
D.反复刺激①号蛙心的迷走神经,产生的动作电位的峰值会逐渐增大
解析:根据题意,科学家想探究当神经系统控制心脏活动时,在神经元与心肌细胞传递的信号是化学信号还是电信号?如果释放的是化学物质,在培养蛙心的营养液中会存在这种物质,收集其液体转移给蛙心②后,②号蛙心的心率也会出现同样的变化。动作电位的峰值与细胞内外Na+的浓度差有关,与刺激频率和强度无关。
答案:D
