第二节　神经冲动的产生和传导 课标内容要求 1．阐明神经细胞膜内外 在静息状态具有电位差， 受到外界刺激后形成动 作电位，并沿神经纤维 传导。 2．阐明神经冲动在突触 处的传递通常通过化学 方式完成。 核心素养对接 1．科学思维——通过分析电位产生的机理及 解读相关曲线，养成科学思维的习惯。 2．科学探究——通过对反射弧中兴奋传导和 传递特点的分析，提升实验设计及对实验结果 分析的能力。 3．社会责任——关注滥用兴奋剂和吸食毒品 的危害，能够告知他人这些危害，拒绝毒品。 一、环境刺激使得神经细胞产生动作电位 1．动作电位的形成和恢复 (1)静息膜电位，极化状态：膜外为正电位、膜内为负电位。 (2)去极化：在膜上某处给予刺激后，该处极化状态被破坏，叫作去极化。 (3)发生动作电位期间，反极化：膜内为正电位、膜外为负电位。 (4)复极化，重建膜电位：神经纤维膜迅速恢复到原来的外正内负状态。 (5)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。 2．静息膜电位的产生 (1)细胞内的有机负离子如蛋白质为大分子，这些大分子不能透过细胞膜 到细胞外。 (2)细胞膜上存在 Na ＋ K ＋ 泵，每消耗 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。 3．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。 4．复极化状态的产生 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。 二、冲动在神经纤维上以电信号的形式传导 1．动作电位的传导过程 神经纤维膜电位处于外正内负的极化状态(未受刺激) 受刺激部位膜电位变为内正外负的反极化状态 ↓ 与未受刺激的部位形成局部电流 ↓ 局部电流刺激没有去极化的细胞膜使之去极化，形成动作电位 ↓ 局部电流(兴奋)不断向前传导 2．特点：(1)动作电位沿着神经纤维传导，不会随传导距离的增加而衰 减。 (2)各神经纤维元间具有绝缘性。 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 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(synapse)。 2．突触的结构 3．神经冲动在突触处的传递(以乙酰胆碱为例) 神经冲动→神经末梢→突触小泡释放乙酰胆碱→突触间隙→扩散到突触 后膜处→和突触后膜上的乙酰胆碱受体结合→受体(一种通道蛋白)通道开放 →正离子内流→突触后膜去极化，产生动作电位。 4．神经肌肉接点(也称之为突触) 5．神经冲动的跨膜传递特点：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。 判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．神经细胞膜在静息时对 Na＋的通透性高。 (　　) 2．复极化时，神经细胞膜电位是内负外正。 (　　) 3．突触是一个神经元与另一个神经元之间的接点。 (　　) 4．突触前膜神经递质的释放量能够影响后膜上 Na＋ 通道的开放程度。 (　　) 5．一个乙酰胆碱分子可使突触后膜产生一个小电位。 (　　) 6．突触前膜释放的神经递质引起突触后膜兴奋。 (　　) 提示：1．×　静息电位主要是 K＋外流造成的，静息时对 K＋通透性高。 2．×　复极化时神经细胞的膜电位由内正外负变为内负外正。 3．×　一个神经元的神经末梢可以在下一个神经元的树突、胞体等处形 成突触，也可在肌细胞上形成突触，因此突触还可以是神经与肌肉的接点。 4．√ 5．√　一个乙酰胆碱分子在与后膜的受体结合后，在后膜上产生了一个 小电位，但是这个电位不能传播，达到阈值后才可传播。 6．×　兴奋性递质引起突触后膜兴奋，抑制性递质抑制突触后膜兴奋。 　环境刺激使得神经细胞产生动作电位、冲动在神经纤维上 以电信号的形式传导 1．动作电位的产生机理 注：①在动作电位形成和恢复的过程中 ，Na＋ 浓度始终是膜外高于膜内， K＋ 浓度始终是膜内高于膜外，浓度差是由 Na＋ K＋ 泵来维持的，Na＋ K＋ 泵不 断地从吸收 K＋而泵出 Na＋，这是主动转运的过程。 ②Na＋通道受刺激后开放得早，关闭得快；K＋通道开放得迟，关闭得慢。 2．电位变化曲线解读 (1)图示：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。右图表示该部位受刺激前后 ， 膜两侧电位差的变化。 (2)解读：A 线段——极化状态、外正内负，K＋通道开放。 B 点——0 电位，去极化，Na＋通道开放。 BC 段——反极化，Na＋通道继续开放。 CD 段——复极化，静息电位恢复过程中。 DE 段——极化状态。 3．神经冲动在神经纤维上的传导机理和特点 (1)传导的机制 (2)兴奋在神经元内双向传导，膜外局部电流方向与兴奋传导方向相反 ， 膜内局部电流方向与兴奋传导方向相同。如图所示： (3)传导具有绝缘性：一条神经中包含许多根神经纤维 ，各条神经纤维上 传导的兴奋基本上互不干扰。 (4)不衰减性：动作电位在传导过程中 ，电位变化总是一样的，不会随着 传导距离的增加而衰减。 辨析下列图示，完成相关问题： 甲　　　　　　　　　乙 (1)在图甲中箭头处给予刺激时，兴奋传导方向如何？(用图示表示) 提示： 。 (2)图乙中箭头表示神经冲动的传导途径，其中哪一条最为正确？ 提示：兴奋在神经纤维上双向传导，兴奋在神经元之间单向传递，因此 D 最符合题意。 (3)若测量该神经纤维上的静息电位和动作电位 ，电流计的两极应怎样连 接？电流计指针会如何偏转？ 提示：静息电位和动作电位的测量 ① 测静息电位：灵敏电流计一极与神经纤维膜外侧连接 ，另一极与膜内 侧连接(如图丙)，只观察到指针发生一次偏转。 ② 测动作电位：灵敏电流计两极都连接在神经纤维膜外(或内)侧(如图丁)， 可观察到指针发生两次方向相反的偏转。 丙　　　　　　　　丁 1．下图表示动作电位在神经纤维上传导的示意图。下列叙述错误的是( ) A．动作电位沿神经纤维传导时，其电位变化是一样的 B．在 EF 段神经纤维膜处于静息电位状态，D 点处于反极化状态 C．DE 段的电位变化与 Na＋内流有关 D．CD 段的神经纤维膜正处于去极化过程 D　[轴突上动作电位的传导具有不衰减性 ，因此电位变化是一样的。分 析图中信息可知动作电位从左向右传导，动作电位还没有传导到 EF 段，EF 段处于静息电位状态，D 点的膜电位为外负内正，因此处于反极化状态。DE 段从极化状态到反极化状态 ，主要是钠离子通道打开，钠离子快速、大量内 流造成的。而 CD 段钾离子大量外流，从反极化状态恢复为极化状态 ，属于 复极化过程。] 2．图甲为某一神经纤维示意图，将一电流表的 a、b 两极置于膜外，在 X 处给予适宜刺激，测得的电位变化如图乙所示。下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　乙 A．未受刺激时，电流表测得的电位差为静息电位 B．动作电位传导方向与神经纤维膜外局部电流方向相同 C．在图乙中的 t3 时刻，兴奋传导至 b 电极处 D．t1～t2，t3～t4 电位的变化分别是由 Na＋内流和 K＋外流造成的 C　[静息状态时，神经细胞膜两侧的电位表现为内负外正，称为静息电 位，图甲所示两电极都在膜外，所以电流表测得的为零电位，A 错误；兴奋 的传导方向和膜内的电流传导方向相同，B 错误；静息电位是外正内负，动 作电位是外负内正，电流表会有不同方向的偏转，在图乙中的 t3 时刻，兴奋 传导至 b 电极处，并产生电位变化，C 正确；t1～t2 和 t3～t4 电位的变化都是 Na＋内流和 K＋外流造成的，D 错误。] K＋、Na＋对电位的影响不同 (1)静息电位的幅度决定于细胞内外的 K＋浓度差，细胞外 K＋浓度较低时， K ＋ 外流加大，静息电位的绝对值加大，引起静息电位转化为动作电位的阈 刺激加大。 (2)动作电位的幅度决定于细胞内外 Na＋ 的浓度差，细胞外 Na＋浓度降低， 动作电位幅度也相应降低。 　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)突触的结构 结构 (2)突触的简单表示法： (其中 表示突触前神经元 的轴突，·——表示突触后神经元的胞体)，神经冲动在神经元间的传递为单 向传递。 (3)突触的常见类型 ① 如下图所示，从结构上来看：A 为轴突—胞体突触，B 为轴突—树突 突触，C 为轴突—轴突突触。另外，还有轴突—肌细胞类型。 ② 从功能上来看：突触分为兴奋性突触和抑制性突触。突触前神经元电 信号通过突触传递，影响突触后神经元的活动。使突触后膜发生兴奋的突触 称兴奋性突触，使突触后膜发生抑制的突触称抑制性突触。突触的兴奋或抑 制，不仅取决于化学递质的种类，还取决于其受体的类型。 2．兴奋在两个神经元间的传递 (1)过程 在此过程中，突触处的信号转换：前膜将电信号变成化学信号 ，后膜将 化学信号变成电信号。 (2)突触小泡释放的化学递质 ① 递质的供体：轴突末端突触小体内的突触小泡。 ② 递质的受体：突触后膜上的受体蛋白。 ③ 递质的作用：使另一个神经元兴奋或抑制。 ④ 递质的化学本质：乙酰胆碱、单胺类物质、氨基酸类物质等。 3．神经冲动在突触处传递的特点 (1)单向传递：只能由一个神经元的轴突传递到另一个神经元的树突或胞 体(或轴突)。 (2)突触延搁：神经冲动在突触处的传递比在神经纤维上的传递慢 ，因为 神经冲动由突触前神经元传至突触后神经元 ，需要经历化学递质的释放、扩 散以及对突触后膜作用的过程，所以需要较长时间。 4．化学递质的种类和去向 (1)种类 (2)递质的去向：迅速分解或被重吸收到神经末梢 ，或扩散离开突触间隙， 为下一次传递做好准备。 3．(2021·山东潍坊高二上期中考试)下列关于兴奋传递的叙述，错误的是 (　　) A．突触前后两个神经元的兴奋是不同步的 B．神经递质进入受体细胞后可引起其兴奋或抑制 C．抑制高尔基体的作用，会影响神经兴奋的传递 D．兴奋在神经元之间传递时，存在信号形式的转换 B　[兴奋在两个神经元之间的传递是通过突触进行的，存在突触延搁， 是不同步的，A 正确；神经递质作用于突触后膜上的特异性受体 ，引起突触 后神经元的兴奋或抑