1、第第 3 3 节节 神经冲动的产生和传导神经冲动的产生和传导 兴奋在神经纤维上的传导 自主梳理 (1)若刺激离体神经纤维的一端，产生的兴奋只能在神经纤维上单向传导；若刺 激离体神经纤维的中部，产生的兴奋可以向两端双向传导； (2)兴奋的传导方向总是与膜内局部电流的方向一致，而与膜外局部电流的方向 相反； (3)静息状态虽然由 K 大量外流产生和维持， 但此时 K浓度膜内仍然高于膜外。 导致膜两侧电位外正内负的原因是外侧阳离子(包含 Na 、K等)多，而不是 K 浓度膜外比膜内高。同理，动作电位状态时，Na 浓度膜外仍然高于膜内。 (1)产生和维持神经细胞静息电位主要与 K 有关() (2)兴奋
2、沿神经纤维传导时细胞膜外 Na 大量内流() (3)动作电位形成过程中 Na 内流的方式是主动运输() 提示：动作电位形成过程中，Na 内流的方式为顺浓度梯度的协助扩散。 (4)在完成反射活动的过程中，兴奋在神经纤维上的传导方向是双向的() 提示：在完成反射时，兴奋只能从感受器产生，因此在神经纤维上的传导方向是 单向的。 (5)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() (6)神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相同() 应用示例 (2021 山东济南调研)如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
3、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内负外正，动作电位表现为内正外负。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 正确；乙区与丁区间膜内局部电流的方向可能是从乙到丁，C 正确；丁区膜电 位表现为内负外正，是 K 外流所致，A 错误。 素养提升 生命观念静息电位和动作电位产生的离子机制 根据静息电位和动作电位产生的原理，分析回答下列问题： (1)静息电位和动作
4、电位产生的离子基础是什么？ 提示：神经细胞膜内外离子分布的不平衡，即膜内的 K 浓度比膜外高，Na浓 度比膜外低。 (2)静息状态下， 膜上 K 通道处于开放状态， K外流， 形成内负外正的静息电位， 这种膜电位状态称为极化状态。K 的这种跨膜运输属于什么方式？有何特点？ 提示：协助扩散，需要通道蛋白的协助，不需要消耗 ATP，顺浓度梯度进行。, (3)受到刺激时，膜上的 Na 通道打开，此时 Na的跨膜运输方式为协助扩散。请 推测此时跨膜运输的方向是内流还是外流？推测的依据是什么？ 提示：内流；协助扩散是顺浓度梯度进行的，而神经细胞膜外的 Na 浓度比膜内 高。 【归纳】 应用示例 (202
5、1 湖北孝感开学考试)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 段是产生动作电位的过程 C.若增加培养液中的 Na 浓度，则 D 点将上移 D.AB 段和 BD 段分别是 K 外流和 Na外流的结果 答案 D 解析 BD 段产生了动作电位，主要是 Na 内流的结果，D 错误。 对点小练 (2021 河南许昌月考)果蝇的某种突变体因动作电位异常而发生惊厥。 如图表示两种果蝇的动作电位。据图分析，突变体果蝇神经细胞膜异常的是 ( ) A.钠离子通道和恢复静息电位的过程 B.钠离子通道和产生动
6、作电位的过程 C.钾离子通道和恢复静息电位的过程 D.钾离子通道和产生动作电位的过程 答案 C 解析 据图分析，突变体与野生型果蝇动作电位的产生的曲线相同，说明突变体 的动作电位的产生过程没有问题，即钠离子内流的通道没有问题；但在恢复到静 息电位的过程中，即复极化过程中，两条曲线不相同了，说明突变体果蝇神经细 胞膜的钾离子通道和恢复静息电位过程出现了异常。 联想质疑 电位变化原理 兴奋在神经纤维上是以何种形式传导的？兴奋的传导具有什么特点？ 提示：兴奋在神经纤维上是以电信号(神经冲动或局部电流)的形式传导的。兴奋 的传导具有双向传导的特点。 静息电位：静息电位的维持主要因为 K 的外流。 1.
7、离体和生物体内神经纤维上兴奋传导的方向不同 (1)离体神经纤维上兴奋的传导方向是双向的。 (2)在生物体内，神经纤维上的神经冲动只能来自感受器，因此，在生物体内， 兴奋在神经纤维上是单向传导的。 2.静息电位零电位。 静息电位时，膜外的阳离子浓度大于膜内的阳离子浓度，膜内外存在电位差，而 不是零电位。用电表测量时一般表现为负电位。 动作电位：动作电位的产生主要是因为 Na 的内流。 1.静息电位 (1)静息电位的本质是一种 K 平衡电位，其绝对值的大小与膜内外 K浓度差呈 正相关； (2)当膜外 K 浓度适当升高(仍低于膜内 K浓度)时，膜内外 K浓度差变小，静 息电位的绝对值变小；反之，静息
8、电位绝对值变大； (3)静息电位绝对值的大小，与膜外 K 浓度呈负相关，与膜外 Na浓度无关。 2.动作电位 (1)动作电位的本质是一种 Na 平衡电位， 其绝对值的大小与膜内外 Na浓度差呈 正相关； (2)当膜外 Na 浓度适当降低(仍高于膜内 Na浓度)时，膜内外 Na浓度差变小， 动作电位的峰值变小；反之，动作电位峰值变大； (3)动作电位峰值的大小，与膜外 Na 浓度呈正相关，与膜外 K浓度无关。 在膜内，局部电流方向与兴奋传导方向相同；在膜外，两者则相反。 兴奋在神经纤维上的传导具有双向性。 兴奋在神经元之间的传递 自主梳理 1.突触的结构与基本类型 内含组织液 (1)突触的结构：
9、由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分构成。 (2)突触的基本类型： 根据结构划分 A：轴突细胞体型，表示为。 B：轴突树突型，表示为。 根据功能划分 兴奋性突触：使突触后膜产生兴奋的突触为兴奋性突触 抑制性突触：使突触后膜产生抑制作用的突触为抑制性突触 2.兴奋在突触部位的传递过程 3.兴奋传递的特点 4.兴奋传递至突触后膜的效应 (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() 提示：神经递质作用于突触后膜，会引发突触后膜兴奋或抑制，结果取决于神经 递质的种类。 (3)神经递质通过胞吐作用释放，因此神经递质是大分子有机物(
10、) 提示：神经递质主要是小分子化合物，有的是有机物，有的是无机物。 (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() 提示：神经递质经扩散通过突触间隙，不消耗能量。 应用示例 (2020 江苏省盐城中学期中)如图是兴奋在神经元之间传递的示意图， 关于此图的叙述错误的是( ) A.神经递质是从处释放的 B.兴奋传递需要的能量主要来自 C.兴奋可以在和之间双向传递 D.由构成突触 答案 C 解析 神经递质是由突触前膜释放的，A 正确；兴奋的传递过程需要的能量主 要来自线粒体，B 正确；兴奋在神经元之间的传递是单向的，C 错误；突触由 突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组成，D 正确。
11、素养提升 突触的类型决定了突触后神经元膜电位的变化 神经递质的种类很多，但主要包括两种基本类型：兴奋性递质和抑制性递质。兴 奋性递质，如乙酰胆碱、谷氨酸、门冬氨酸、去甲肾上腺素等，其突触后膜受体 同时又是一种 Na 通道，与受体结合后，会引起突触后神经元 Na内流，进而产 生兴奋；抑制性递质，如甘氨酸、氨基丁酸等，其突触后膜受体同时又是一 种 Cl 通道，与受体结合后，会引起突触后神经元 Cl内流，进而产生抑制。通 常的， 一个神经元的轴突只能释放一种类型的递质。释放兴奋性递质的突触称为 兴奋性突触，释放抑制性递质的突触称为抑制性突触。请分析回答下列问题： (1)释放到突触间隙中的兴奋性递质乙
12、酰胆碱，是如何引起突触后膜产生膜电位 变化的？若为抑制性递质 氨基丁酸呢？ 提示：突触后膜上的乙酰胆碱受体同时又是一种 Na 通道，兴奋性递质乙酰胆碱 与乙酰胆碱受体特异性结合后，会导致突触后膜上 Na 通道打开，Na内流引起 突触后膜产生内正外负的动作电位(兴奋)；突触后膜上的 氨基丁酸受体同时 又是一种 Cl 通道，抑制性递质 氨基丁酸与 氨基丁酸受体特异性结合后， 会导致突触后膜上 Cl 通道打开，Cl内流引起突触后膜内负外正静息电位差扩 大，产生抑制。 (2)若突触前膜释放的神经递质在与突触后膜上的受体特异性结合后，不能及时 被降解或回收，会对突触后膜产生什么影响？ 提示：突触后膜持续
13、性兴奋或持续性抑制。 (3)在膝跳反射(如右图)中，如果兴奋经过图中 3 个突触，都引起突触后膜 Na 内 流进而产生动作电位， 股四头肌和股二头肌将会作出什么反应？能否完成伸小腿 的动作？ 提示：都将收缩；不能。 (4)膝跳反射的完成，需要股四头肌收缩，这说明突触和属于兴奋性突触还 是抑制性突触？ 提示：兴奋性突触。 (5)要想膝跳反射正常进行，在股四头肌收缩的同时，股二头肌应该收缩还是舒 张？这说明突触属于兴奋性突触还是抑制性突触？ 提示：舒张；抑制性突触。 应用示例 (2019 黑龙江高二期末)神经递质分为兴奋性神经递质与抑制性神经 递质两种，乙酰胆碱就是一种兴奋性神经递质，去甲肾上腺素
14、是一种抑制性神经 递质。下列说法正确的是( ) A.二者由突触前膜进入突触间隙时都需要借助载体的运输 B.二者都能够被突触后膜上的受体识别，体现了细胞间信息交流的功能 C.二者都能够长时间作用于突触后膜使膜电位长时间发生改变 D.二者作用于突触后膜后，细胞膜对 K 、Na的通透性都发生改变，产生动作 电位 答案 B 解析 二者由突触前膜进入突触间隙时都不需要借助载体的运输， 此过程通过胞 吐实现，A 错误；二者都能与突触后膜上的特异性受体结合，体现了细胞间信息 交流的功能，B 正确；二者作用于突触后膜之后会被降解或回收，不能长时间作 用于突触后膜，C 错误；当兴奋性神经递质作用于突触后膜后，细
15、胞膜对 Na 的 通透性增加，Na 内流，但去甲肾上腺素(抑制性神经递质)作用于突触后膜后， 细胞膜对 Cl 的通透性增加，Cl内流，D 错误。 对点小练 (2021 武汉市质检)图1 和图2分别表示兴奋性神经递质和抑制性神经 递质作用的示意图，有关叙述错误的是( ) A.神经递质都是大分子物质，以胞吐方式释放 B.当兴奋性神经递质与突触后膜上的受体结合后， 会引起突触后膜上的膜电位从 “内负外正”转变成“内正外负” C.当抑制性神经递质与突触后膜上的受体结合后， 突触后膜上膜电位仍维持“内 负外正” D.神经递质可与突触后膜上的受体特异性结合并引起突触后膜所在的细胞兴奋 答案 A 解析 神经
16、递质主要是小分子物质，有的是大分子物质，A 错误；神经递质可与 突触后膜上的受体特异性结合，可引起突触后所在细胞的兴奋，D 正确。 联想质疑 神经元与肌肉细胞或某些腺体细胞之间也是通过突触联系的 【归纳】 1.突触小体突触 (1)组成不同：突触小体是突触前神经元轴突末端的膨大部分，其上的膜可构成 突触前膜，是突触的一部分；突触由两个相邻神经元参与构成，包括突触前膜、 突触间隙和突触后膜。 (2)信号转变不同：在突触小体上的信号转变为电信号化学信号；在突触处完 成的信号转变为电信号化学信号电信号。 2.“三看法”判断突触前膜 1.突触前膜与突触小体有何区别与联系？ 提示：突触小体包括突触前膜、突
17、触小泡、线粒体等。 2.突触有关的示意图中的“膨大结构”到底是“突触小体”还是“细胞体”？ 提示：上面几个常见形式的图中都有“膨大结构”，确认该结构的“身份”有助 于判断兴奋的传递方向。 (1)图 1、4 为结构模式图，很容易判断两图中“膨大结构”图 1 中的 a、图 4 中的 f 分别为突触小体、细胞体，以此判断兴奋传递方向：图 1 中“ab”、 图 4 中突触 2 处为“突触小体细胞体”。 (2)图 2、3 为示意图(即图 4 中神经元的部分简化图)，图 2、3 中的均代表细胞 体。 图 2、 3 中 c 为突触小体(含突触前膜)、 d 为细胞体(含突触后膜)、 e 为树突(含 突触后膜)
18、，所以兴奋传递方向为“cd”“ce”。 某些神经抑制剂或阻断类药物作用于突触处，能够抑制递质与受体的结合，从 而阻断兴奋的传递。 巧记 神经递质“一 二 二” 1.神经递质虽然是小分子物质，但仍通过胞吐方式释放到突触间隙，其意义如 何？ 提示：短时间内释放大量神经递质，从而有效实现神经冲动的快速传递。 2.神经递质在突触间隙中的扩散是不是自由扩散？ 提示：不是，自由扩散是跨膜运输的一种方式，而神经递质的扩散并没有跨膜。 神经递质与受体接触并起作用后，会被回收或降解 同一神经递质可能使一些神经元兴奋，而使另一些神经元抑制，这可能与神经递 质受体有关，如乙酰胆碱能引起骨骼肌细胞兴奋，但对心肌细胞则
19、是抑制的，两 种不同效果的产生是由于心肌细胞上的受体和骨骼肌细胞上的受体性质不同。 滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 自主梳理 1.某些化学物质对神经系统的作用 2.兴奋剂与毒品 (1)兴奋剂 (2)毒品 概念：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。 可卡因的上瘾机制 吸毒者吸入的可卡因可与多巴胺转运蛋白结合而阻断多巴胺的回收， 引起吸毒者 突触后膜持续受到刺激，使人产生强烈的愉悦感。长期吸食可卡因的人，其体内 多巴胺受体持续受到高浓度多巴胺的刺激，导致多巴胺受体数目减少，进而使突 触变得不敏感，机体正常的神经活动受
20、到影响，吸毒者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。 (3)珍爱生命，远离毒品。 (1)兴奋剂和毒品是通过突触来起作用的() (2)吸毒对人体健康带来极大危害，禁毒是个人问题，与社会无关() 提示：禁毒是全社会的共同问题。 应用示例 (2021 西安高新一中期末)如图表示神经递质多巴胺作用于突触后膜 及可卡因作用机理的示意图。多巴胺的释放，会刺激大脑中的“奖赏”中枢，使 人产生愉悦感，下列说法正确的是( ) A.可卡因与多巴胺竞争转运载体而使多巴胺不能从突触前膜释放 B.多巴胺作用于突触后膜，使突触后膜对 Na 的通透性增强 C.多巴胺作用于突触后膜后，被突触间隙
21、中的酶分解而失去作用 D.吸食可卡因上瘾的原因是可卡因不断作用于突触后膜，使突触后膜持续兴奋 答案 B 解析 可卡因是一种神经类毒品，可卡因与多巴胺转运载体结合，阻止多巴胺回 到突触前膜， 导致突触间隙中多巴胺含量增多， A 错误； 多巴胺作用于突触后膜， 使突触后膜对 Na 的通透性增强，B 正确；由图可知多巴胺作用后不是被突触间 隙中的酶分解而是经过突触前膜上的多巴胺转运载体又转运回突触前膜内， C 错 误；可卡因与多巴胺竞争转运载体，阻止多巴胺回到突触前膜，导致突触间隙中 多巴胺含量增多，其不断作用于突触后膜，会导致突触后膜所在的神经元持续性 兴奋，D 错误。 对点小练 (2021 安徽
22、黄山月考)美国研究人员首次发现一种与抑郁症相关的关 键成分X 细胞合成的成纤维细胞生长因子 9(FGF9)，是一种分泌蛋白，其在 抑郁症患者大脑中的含量远高于非抑郁症患者。 结合所学知识判断下列有关叙述， 正确的是( ) A.FGF9 通过胞吐从细胞中出来作用于靶细胞，属于细胞间直接信息传递 B.FGF9 的分泌过程体现了细胞膜的功能特点流动性 C.可通过抑制 X 细胞中核糖体的功能来治疗抑郁症 D.抑郁症患者大脑中有较多FGF9的根本原因是X细胞中合成该物质的酶的活性 较高 答案 C 解析 X 细胞合成的 FGF9 是一种分泌蛋白，以胞吐的方式从细胞中分泌出来， 借助体液的传送作用于靶细胞，
23、不属于细胞间直接信息传递，A 错误；FGF9 的 分泌过程体现了细胞膜的结构特点流动性， B 错误； 抑郁症患者大脑中 FGF9 的含量远高于非抑郁症患者，而 FGF9 的合成场所是核糖体，所以可通过抑制 X 细胞中核糖体的功能来治疗抑郁症，C 正确；抑郁症患者大脑中有较多 FGF9 的 根本原因是 X 细胞中控制合成该物质的基因过量表达，D 错误。 联想质疑 毒品与兴奋剂的关系 可卡因的作用机制 你认为吸食可卡因会给个人和家庭造成哪些危害？ 提示：由于长期吸食可卡因，易产生触幻与嗅幻觉，奇痒难忍，可造成严重断肢 自残，容易引发暴力或攻击行为，还会出现抑郁、焦虑、失望导致轻生，最后导 致家破人
24、亡。 思维导图 晨读必背 1.兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维 传导的，这种电信号也叫神经冲动。 2.静息时，K 外流细胞膜两侧的电位表 现为内负外正，称为静息电位。 3.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，Na内流， 这个部位的膜两侧发生暂时性的电位变 化，表现为内正外负的兴奋状态，此时 的膜电位称为动作电位。 4.突触的结构包括突触前膜、突触间隙 与突触后膜。 5.由于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，因此，兴奋在神经元之间的传递 是单方向的。 随堂检测 1.(2021 长沙市调研)下列各图箭头表示兴奋在神经元之间的传递方向或
25、在神经 纤维上的传导方向，其中错误的是( ) 答案 C 解析 常见的突触类型有轴突细胞体型(A项所示)和轴突树突型(B项所示)。 兴奋在突触处传递的方向是由突触前膜到突触后膜， 即兴奋从上一神经元的轴突 传至下一神经元的细胞体或树突，A、B 正确；C 项所示左侧膨大部分表示突触 小体，兴奋应从左向右传递，C 错误；在神经纤维上兴奋的传导方向是由兴奋部 位到未兴奋部位，D 正确。 2.(2021 辽宁阜新月考)下图是处于兴奋状态的神经纤维兴奋传导模式图。下列相 关叙述正确的是( ) A.兴奋在神经纤维上的传导单向的 B.未兴奋部位电位呈“外正内负”是因为此时膜对 Na 的通透性大 C.神经纤维兴
26、奋后，膜外局部电流方向是从兴奋部位流向未兴奋部位 D.兴奋部位形成“内正外负”电位状态，是因为该部位 Na 内流 答案 D 解析 兴奋在离体神经纤维上的传导是双向的，A 错误；未兴奋部位电位呈“外 正内负”是因为此时膜对 K 的通透性大，B 错误；神经纤维兴奋后，膜外局部 电流方向与兴奋传导方向相反，即从未兴奋部位流向兴奋部位，C 错误；兴奋部 位形成“内正外负”的电位状态，是因为该部位 Na 内流，D 正确。 3.(2021 山东泰安月考)下图为突触结构模式图，下列说法正确的是( ) A.在 a 处发生电信号化学信息电信号的转变，信息传递需要能量 B.中内容物释放至中主要借助于协助扩散 C.
27、中内容物使 b 兴奋时，兴奋处膜外为正电位 D.处的液体为组织液，其中可能含有能被特异性识别的物质 答案 D 解析 a 为突触小体， 在 a 中发生电信号化学信号的转变， 需要能量， A 错误； 突触小泡中含有神经递质， 神经递质释放至突触间隙中是通过胞吐作用， B 错误；突触小泡中内容物使 b 兴奋时，兴奋处膜外为负电位，膜内为正电 位，C 错误；突触间隙处的液体为组织液，其中可能含有能被突触后膜 特异性识别的物质，D 正确。 4.(2021 河南百校联盟)神经递质多巴胺可引起突触后神经元兴奋，参与奖赏、学 习、情绪等脑功能的调控，毒品可卡因能对脑造成不可逆的损伤。如图是突触间 隙中的可卡因
28、作用于多巴胺转运蛋白后干扰人脑兴奋传递的示意图(箭头越粗表 示转运速率越快，反之则慢)。下列有关说法错误的是( ) A.多巴胺通过多巴胺转运蛋白的协助释放到突触间隙中 B.多巴胺作用于突触后膜，使其对 Na 的通透性增强 C.多巴胺发挥作用后被多巴胺转运蛋白回收到突触小体 D.可卡因阻碍多巴胺回收，使脑有关中枢持续兴奋 答案 A 解析 多巴胺是一种神经递质， 突触前膜通过胞吐的方式将多巴胺释放到突触间 隙中，A 错误；由题干信息可知，多巴胺能引起突触后神经元兴奋，故其作用于 突触后膜使其对 Na 的通透性增强，B 正确；分析题图可知，多巴胺发挥作用后 被多巴胺转运蛋白回收到突触小体(内含突触小泡)，C 正确；分析题图可知，可 卡因与突触前膜上多巴胺转运蛋白结合后，多巴胺的转运速率明显减小，可见可 卡因阻碍了多巴胺回收到突触小体， 突触间隙中的多巴胺使脑有关中枢持续兴奋， D 正确。
