高中浙科版 (2019)第二节 神经冲动的产生和传导课堂教学课件ppt

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一、环境刺激使得神经细胞产生动作电位1.动作电位期间膜的极性变化
(1)甲图所示神经纤维膜处于极化状态,此时的膜电位特点是外正内负,为静息电位。(2)乙图所示神经纤维膜处于反极化状态,此时的膜电位特点是外负内正,为动作电位。(3)丙图所示神经纤维膜处于复极化状态,此时的膜电位与甲(填“甲”或“乙”)相同。2.钾离子和钠离子在神经元膜内外的浓度钾离子在细胞内的浓度大于在细胞外液中的浓度,而钠离子在细胞内的浓度小于在细胞外液中的浓度。
3.静息电位的成因(1)细胞内的有机负离子为大分子物质,不能透过细胞膜到细胞外。(2)细胞膜上的Na+-K+泵每消耗1个ATP分子,从细胞泵出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,但对钠离子的通透性小。4.动作电位的产生细胞膜上具有钠离子通道和钾离子通道两种离子通道。当神经受到刺激时,钠通道开放,钠离子内流使膜内电势升高,造成反极化现象。
预习反馈1.判断正误。(1)静息电位的特点是外正内负。( √ )(2)反极化是钠离子外流形成的。( × )(3)钠离子或钾离子出入神经元的方式相同。( × )(4)静息电位的形成只与钾离子有关。( × )
2.下列膜电位变化的示意图中,能正确表示神经纤维由静息状态转变为兴奋状态的是(　　)
答案 D解析 静息时,主要是神经纤维膜内钾离子外流造成的,电位为外正内负;产生动作电位时,主要是膜外的钠离子内流形成的,膜电位转变为内正外负。
二、冲动在神经纤维上以电信号的形式传导
(1)方式:动作电位(神经冲动)是以电信号的形式沿着神经纤维传导的。(2)过程:神经纤维上受刺激部位和邻近未受刺激的部位之间形成局部电流。这个局部电流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,兴奋不断地以局部电流形式向前传导,将动作电位传播出去。(3)特点:动作电位在神经纤维上传导时,不会随传导距离的增加而衰减;各神经纤维之间具有绝缘性。
预习反馈1.判断正误。(1)产生和维持神经细胞静息电位主要与钾离子有关。( √ )(2)神经冲动沿神经纤维传导时细胞膜外钠离子大量内流。( √ )(3)动作电位形成过程中钠离子内流的方式是主动运输。( × )(4)刺激离体的神经纤维中部,产生的神经冲动沿神经纤维向两侧传导。( √ )(5)神经纤维上神经冲动的传导方向与膜内局部电流的方向相同。( √ )
2.用适宜强度的电流刺激某一离体神经纤维的中部,下列示意图中能正确表示膜电位、局部电流方向和神经冲动传导方向的是(　　)
答案 B解析 神经冲动在神经纤维上传导的方向与膜内电流方向一致,与膜外电流方向相反。
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.突触的结构:
2.传递过程:突触前膜释放神经递质到突触间隙→神经递质与突触后膜上的特异性受体结合→引发突触后膜去极化,产生动作电位。3.特点:单向传递。原因是神经递质贮存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。4.神经递质分类:不同的神经元轴突末梢可释放兴奋性或抑制性的神经递质。5.神经递质乙酰胆碱的去向:与受体结合的乙酰胆碱会被相应的酶催化水解。6.神经肌肉接点:神经末梢与肌肉接触处,属于突触。
预习反馈1.判断正误。(1)突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程属于胞吐。( √ )(2)神经递质作用于突触后膜上,就会使下一个神经元兴奋。( × )(3)神经递质通过胞吐释放,因此神经递质是大分子有机物。( × )(4)神经递质由突触前膜释放,以及通过突触间隙,都消耗能量。( × )
2.下图是神经冲动在神经元之间传递的示意图,关于此图的叙述错误的是(　　)A.神经递质是从①处释放的B.神经冲动传递需要的能量主要来自④C.神经冲动可以在①和③之间双向传递D.由①②③构成突触答案 C解析 神经递质是由①突触前膜释放的,A项正确;神经冲动的传递过程需要能量,能量主要来自④线粒体,B项正确;神经冲动在神经元之间的传递是单向的,C项错误;突触由①突触前膜、②突触间隙和③突触后膜三部分组成,D项正确。
1.如图为有髓神经纤维的局部,被髓鞘细胞包裹的轴突区域(b、d)钠离子、钾离子不能进出细胞,裸露的轴突区域(a、c、e)钠离子、钾离子进出不受影响。
(1)a、e区域处于静息状态,此时处于什么样的膜电位?由兴奋状态恢复至静息状态时,膜电位是怎样形成的?提示 此时处于外正内负的膜电位。膜电位复极化至静息状态过程中,钾通道开放,钠通道关闭,细胞膜对钾离子通透性较大,钾离子可以外流导致细胞膜外侧正离子较多。(2)c区域处于兴奋状态,膜内离子均为正离子吗?为什么?提示 c区域处于兴奋状态即产生动作电位,此时膜两侧的电位表现为内正外负,膜内正离子多,但仍有负离子存在。
(3)说出图中局部电流在轴突内的传导方向。提示 局部电流在轴突内的传导方向为从兴奋部位流向未兴奋部位,即c→a和c→e。(4)b、d区域的电位为外正内负,能产生兴奋吗?为什么?提示 由于被髓鞘细胞包裹的轴突区域(b、d)钠离子、钾离子不能进出细胞,所以刺激c区域,b、d区域的电位仍为外正内负,不能产生动作电位。
2.如图为测量静息电位的装置,为什么要将两个电极置于膜两侧?提示 因为静息电位是指膜内外电位的情况(外正内负),如果将两个电极置于膜的一侧,不能测出膜两侧的电位差。
[归纳提升]1.神经冲动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)。(3)电流方向:在膜外,局部电流的方向与神经冲动传导方向相反;在膜内,与神经冲动传导方向相同。
2.膜电位变化曲线解读神经细胞内钾离子浓度明显高于膜外,而膜内钠离子浓度比膜外低。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,钾离子外流,膜电位为内负外正。(2)BC段:受刺激时,产生动作电位,钠离子大量内流,膜电位变为内正外负。(3)CD段:钾离子大量外流,膜电位逐渐恢复为内负外正。(4)兴奋完成后,Na+-K+泵活动增强,将钠离子泵出,将钾离子泵入,以恢复细胞内钾离子浓度高和细胞外钠离子浓度高的状态。
[探究应用]1.将一灵敏电流计的电极置于蛙离体坐骨神经腓肠肌的神经上(如图1),在①处给予一适宜强度的刺激,测得的电位变化如图2所示。若在②处给予同等强度的刺激,测得的电位变化是(　　)
答案 B解析 当在①处给予一适宜强度的刺激时,左侧电极处先兴奋,右侧电极处后兴奋,指针发生两次方向相反的偏转,电位变化如图2所示;而当在②处给予同等强度的刺激时,右侧电极处先兴奋,左侧电极处后兴奋,故指针也发生两次方向相反的偏转,但是每一次偏转的方向正好与刺激①处的时候相反。
2.下图表示某时刻神经纤维膜电位状态。下列叙述错误的是(　　)A.丁区是Na+内流所致B.甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态C.乙区与丁区间膜内局部电流的方向可能是从乙到丁D.图示神经冲动的传导方向可能是从左到右,也可能是从右到左
答案 A解析 神经纤维上静息电位表现为外正内负,动作电位表现为内正外负。丁区膜电位表现为内负外正,是钾离子外流所致,A项错误;图示中乙区电位为内正外负,则乙区为兴奋部位,甲区、丙区和丁区都有可能刚恢复为静息电位,因此神经冲动的传导方向可能是从左到右,也可能是从右到左,B、D两项正确;乙区与丁区间膜内局部电流的方向可能是从乙到丁,也可能是从丁到乙,C项正确。
3.神经纤维受到刺激时,细胞膜上钠离子通道打开,膜外大量钠离子顺浓度梯度流入膜内,钠离子通道很快就进入失活状态,与此同时,钾离子通道开放,膜内钾离子在浓度差和电位差
的推动下又向膜外扩散。如图表示用灵敏电位计测量膜内外的电位差,下列相关叙述正确的是(　　)A.神经纤维在静息状态下,灵敏电位计没有测出电位差B.神经纤维从受刺激到恢复静息状态,灵敏电位计指针两次通过0电位C.神经纤维受刺激时,神经冲动传导方向与膜外局部电流方向相同D.膜外钠离子大量流入膜内,兴奋部位膜电位是外正内负
答案 B解析 神经纤维在静息状态下表现为外正内负,灵敏电位计会测出膜内外的电位差,A项错误。从静息状态到形成动作电位,灵敏电位计指针会通过0电位,偏转一次;由动作电位恢复到静息电位,灵敏电位计指针又会通过0电位,再偏转一次,共两次,B项正确。神经纤维受刺激时,神经冲动传导方向与膜内局部电流方向相同,C项错误。由于膜外钠离子大量流入膜内,所以兴奋部位膜电位是内正外负,D项错误。
1.下图表示当有神经冲动传到神经末梢时,神经递质从突触小泡内释放并作用于突触后膜的机制。请据图思考下列问题。
(1)神经递质从突触前膜释放的方式是　　　　　　　　,该过程消耗的ATP主要来自　　　　　　。 提示 胞吐;线粒体。(2)神经递质释放到突触间隙后,怎样才能完成神经冲动的传递?提示 神经递质与突触后膜上的特异性受体结合,引起突触后膜处的膜电位变化才能完成神经冲动的传递。(3)神经冲动传递后是否一定会引起突触后神经元兴奋?提示 不一定,也可能会抑制突触后神经元。
(4)神经冲动传递过程中,在整个突触、突触前膜和突触后膜信号转换分别是怎样的?提示 整个突触:电信号→化学信号→电信号。突触前膜:电信号→化学信号。突触后膜:化学信号→电信号。(5)神经递质发挥作用后一般要分解或运走,如果不能分解或运走,则对突触后神经元产生怎样的影响?提示 会使突触后神经元持续兴奋或受到抑制。
2.神经冲动在神经纤维上的传导与在神经元间的传递的比较(完善下表)
提示 神经元(神经纤维)　电信号→化学信号→电信号　快　慢　双向　单向
方法技巧 灵敏电位计指针的偏转问题分析(1)在神经纤维上①刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,灵敏电位计指针发生两次方向相反的偏转。②刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,灵敏电位计指针不发生偏转。
(2)在神经元之间①刺激b点,由于神经冲动在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋,d点后兴奋,灵敏电位计指针发生两次方向相反的偏转。②刺激c点,神经冲动不能传至a,a点不兴奋,d点可兴奋,灵敏电位计指针只发生一次偏转。
[探究应用]1.下图表示具有生物活性的蛙坐骨神经腓肠肌标本,神经末梢与肌细胞的接触处称为“神经肌肉接点”,也称之为突触。下列叙述错误的是(　　)
A.“神经肌肉接点”处可发生电信号与化学信号的转变B.电刺激①处,肌肉会收缩,灵敏电位计指针也会偏转C.电刺激②处,神经纤维上的电位计会记录到电位变化D.神经纤维上神经冲动的传导方向与膜内的电流方向相同
答案 C解析 根据题干可知,神经末梢与肌细胞的接触处也属于突触,那么神经冲动传递方向在此处只能是神经→肌肉,故刺激②处,神经纤维上的灵敏电位计不会记录到电位变化。
2.如图为突触结构模式图,下列说法正确的是(　　)A.②处的液体为组织液,传递神经冲动时含有能被③特异性识别的物质B.①中内容物使b兴奋时,兴奋处膜外为正电位C.在b中发生电信号→化学信号的转变D.①中内容物释放至②中主要借助于突触前膜的主动运输
答案 A解析 图中a是突触前神经元,b是突触后神经元,①是突触小泡,②是突触间隙,③是突触后膜上的神经递质受体。突触间隙充满组织液,传递神经冲动时含有能被③(受体)特异性识别的神经递质;①中内容物使b兴奋时,兴奋处膜外由正电位变为负电位;神经冲动传到突触后膜时,突触后膜发生化学信号→电信号的转变;神经递质释放至突触间隙中的方式为胞吐,主要借助于突触前膜的流动性。
3.已知突触小体释放乙酰胆碱引起突触后膜兴奋时,电信号会转变成化学信号再转变成电信号。下列突触结构模式图中,能正确表示神经冲动由轴突经突触前膜传至突触后膜过程中,膜电位变化顺序的选项是(　　)
A.①→②→③　　　　　B.①→③→②C.②→①→③D.③→①→②