2024-2025學(xué)年高中生物小專題大智慧神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生傳導(dǎo)和傳遞教學(xué)案浙科版必修3

PAGEPAGE9神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和傳遞1．神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生(1)神經(jīng)纖維上電位產(chǎn)生的原理分析：①靜息電位產(chǎn)生的原理分析：細(xì)胞膜內(nèi)外離子分布不均和未受刺激時(shí)膜主要對(duì)K＋有通透性是細(xì)胞保持膜內(nèi)為負(fù)電位、膜外為正電位的基礎(chǔ)。膜外Na＋濃度高于膜內(nèi)，膜內(nèi)K＋濃度高于膜外，這種膜內(nèi)外Na＋、K＋分布不均主要是“鈉鉀泵”活動(dòng)的結(jié)果。能逆著濃度梯度將細(xì)胞內(nèi)的Na＋移到膜外，同時(shí)將細(xì)胞外K＋移入膜內(nèi)的機(jī)制稱為“鈉鉀泵”。靜息時(shí)，細(xì)胞膜主要對(duì)K＋有通透性，細(xì)胞膜內(nèi)的K＋可順著濃度梯度向膜外擴(kuò)散；帶負(fù)電的有機(jī)陰離子不能透過(guò)細(xì)胞膜，Cl－也很少透過(guò)，其只能聚集在膜的內(nèi)側(cè)；由于正負(fù)電荷相互吸引，K＋不能遠(yuǎn)離細(xì)胞膜，只能聚集在膜的外側(cè)面。這樣，在膜的內(nèi)外就形成了電位差，該電位差又成了阻擋K＋外流的力氣。隨著K＋向外擴(kuò)散，這種電位差越來(lái)越大，當(dāng)它與促進(jìn)K＋外流的力氣達(dá)到平衡時(shí)，K＋的凈流量為0，膜內(nèi)外電位差即為靜息電位。②動(dòng)作電位產(chǎn)生的原理分析：細(xì)胞膜上存在著K＋通道和Na＋通道。通道一旦被激活，則膜對(duì)相應(yīng)離子的通透性增大。但膜對(duì)Na＋、K＋通透性增高在時(shí)間上是不一樣的。Na＋通道蛋白幾乎在瞬間被激活。據(jù)測(cè)定，在0.5ms內(nèi)，Na＋通透性即比靜息時(shí)增加了500倍。由于膜內(nèi)外Na＋的濃度梯度很大，因此大量的Na＋內(nèi)流，膜兩側(cè)的靜息電位差急劇減小，直至新形成的膜內(nèi)正電位足以阻擋Na＋接著內(nèi)流為止，這時(shí)膜兩側(cè)的電位差相當(dāng)于Na＋平衡電位。K＋通道蛋白的激活稍遲，通透性增加也較緩慢，它導(dǎo)致K＋外流漸漸增多，有利于膜的靜息電位復(fù)原。③動(dòng)作電位復(fù)原為靜息電位：在動(dòng)作電位發(fā)生后的復(fù)原期間，鈉泵活動(dòng)增加，將內(nèi)流的Na＋排出，同時(shí)將透出膜外的K＋重新移入膜內(nèi)，復(fù)原了原先的離子濃度梯度，重建膜的靜息電位。(2)測(cè)量單一神經(jīng)纖維靜息電位和動(dòng)作電位：下圖為測(cè)量單一神經(jīng)纖維靜息電位和動(dòng)作電位的試驗(yàn)?zāi)Ｊ綀D：甲圖中的S是一個(gè)刺激器，R表示記錄儀(圖中為示波器)，和它相連有兩個(gè)電極，一個(gè)放在軸突膜的表面，另一個(gè)連接微電極，打算插入膜內(nèi)。當(dāng)未受到刺激時(shí)，若讓微電極刺穿軸突膜進(jìn)入膜內(nèi)，那么在電極尖端剛剛進(jìn)入膜內(nèi)的瞬間，在記錄儀上將顯示膜內(nèi)持續(xù)處于較膜外低70mV的負(fù)電位狀態(tài)。當(dāng)神經(jīng)受到一次短促的外加刺激時(shí)，膜內(nèi)原來(lái)存在的負(fù)電位消逝，進(jìn)而變成正電位，即膜內(nèi)電位在短短暫間內(nèi)由原來(lái)的－70mV左右變?yōu)?0mV左右的水平。但這種刺激所引起的膜內(nèi)外電位的倒轉(zhuǎn)只是短暫的，很快就出現(xiàn)膜內(nèi)正電位值的削減，復(fù)原到受刺激前原有的負(fù)電位狀態(tài)(如乙圖)。2.神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)(1)傳導(dǎo)過(guò)程：靜息時(shí)靜息電位：eq\o(,\s\do5(細(xì)胞內(nèi)K＋濃度高于細(xì)胞外，K＋通過(guò)離子通,道向細(xì)胞外擴(kuò)散，形成靜息電位：外正內(nèi)負(fù)))興奮時(shí)動(dòng)作電位：興奮傳導(dǎo)(局部電流)：局部電流eq\o(→,\s\up7(刺激),\s\do5())未興奮部位eq\o(→,\s\up7(產(chǎn)生),\s\do5())電位變更……(2)傳導(dǎo)特點(diǎn)：雙向傳導(dǎo)。①在膜外，局部電流的方向與興奮的傳導(dǎo)方向相反。②在膜內(nèi)，局部電流的方向與興奮的傳導(dǎo)方向相同。3．神經(jīng)沖動(dòng)的傳遞(1)傳遞過(guò)程：(2)傳遞特點(diǎn)：?jiǎn)蜗騻鬟f。只能由一個(gè)神經(jīng)元的軸突傳到下一個(gè)神經(jīng)元的樹(shù)突或胞體或軸突。(3)神經(jīng)沖動(dòng)在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)和突觸間傳遞的比較：過(guò)程特點(diǎn)速度神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)刺激→電位差→局部電流回路(興奮區(qū))→未興奮區(qū)雙向傳導(dǎo)快神經(jīng)細(xì)胞間的傳遞神經(jīng)末梢→突觸小泡→遞質(zhì)→突觸(前膜→間隙→后膜)→下一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞樹(shù)突或胞體單向傳遞相對(duì)慢[特殊提示]興奮在神經(jīng)元之間的傳遞速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)速度，其緣由主要與神經(jīng)遞質(zhì)的產(chǎn)生、釋放須要肯定時(shí)間有關(guān)。4．驗(yàn)證興奮傳導(dǎo)特點(diǎn)的設(shè)計(jì)(1)驗(yàn)證沖動(dòng)在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)：方法設(shè)計(jì)：電刺激圖①處，視察A的變更，同時(shí)測(cè)量②處的電位有無(wú)變更。結(jié)果分析：若A有反應(yīng)，且②處電位變更，說(shuō)明沖動(dòng)在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是雙向的；若A有反應(yīng)而②處無(wú)電位變更，則說(shuō)明沖動(dòng)在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是單向的。(2)驗(yàn)證沖動(dòng)在神經(jīng)元之間的傳遞：方法設(shè)計(jì)：先電刺激圖①處，測(cè)量③處電位變更；再電刺激③處，測(cè)量①處的電位變更。結(jié)果分析：若兩次試驗(yàn)的檢測(cè)部位均發(fā)生電位變更，說(shuō)明沖動(dòng)在神經(jīng)元間的傳遞是雙向的；若只有一處電位變更，則說(shuō)明沖動(dòng)在神經(jīng)元間的傳遞是單向的。5．興奮在完整反射弧中的傳導(dǎo)方向的推斷與分析(1)依據(jù)是否具有神經(jīng)節(jié)推斷，有神經(jīng)節(jié)的是傳入神經(jīng)元。(2)依據(jù)脊髓灰質(zhì)內(nèi)突觸結(jié)構(gòu)推斷，興奮在突觸中的傳遞是單向的，由此確定在反射弧上的傳導(dǎo)方向。常遇到的符號(hào)有：突觸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖：⊙—，興奮傳遞方向：→。6．興奮傳導(dǎo)與電流表指針偏轉(zhuǎn)問(wèn)題分析(1)在神經(jīng)纖維上：①刺激a點(diǎn)，b點(diǎn)先興奮，d點(diǎn)后興奮，電流計(jì)發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)。②刺激c點(diǎn)(bc＝cd)，b點(diǎn)和d點(diǎn)同時(shí)興奮，電流計(jì)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(2)在神經(jīng)元之間：①刺激b點(diǎn)，由于興奮在突觸間的傳遞速度小于在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)速度，a點(diǎn)先興奮，d點(diǎn)后興奮，電流計(jì)發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)。②刺激c點(diǎn)，興奮不能傳至a，a點(diǎn)不興奮，d點(diǎn)可興奮，電流計(jì)只發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)。1．下圖表示人體神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)。以下相關(guān)敘述中，正確的是()A．發(fā)生反射時(shí)，神經(jīng)沖動(dòng)在Ⅱ上以局部電流的形式雙向傳導(dǎo)B．神經(jīng)沖動(dòng)傳到Ⅲ部位時(shí)，電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)信號(hào)C．只有興奮時(shí)，Ⅲ才能合成神經(jīng)遞質(zhì)D．突觸一般不含有Ⅰ部位的結(jié)構(gòu)解析：選B神經(jīng)沖動(dòng)在神經(jīng)纖維上可以雙向傳導(dǎo)，但是在反射弧上，由于突觸的存在，神經(jīng)沖動(dòng)只能以局部電流的形式從感受器傳到效應(yīng)器。神經(jīng)沖動(dòng)傳到Ⅲ部位時(shí)，引起神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)信號(hào)。Ⅲ合成的神經(jīng)遞質(zhì)有興奮型和抑制型。突觸有軸突—胞體型和軸突—樹(shù)突型兩種類型。2．下圖表示動(dòng)作電位傳導(dǎo)的示意圖。下列敘述正確的是()A．軸突膜處于②狀態(tài)時(shí)，鉀離子通道關(guān)閉，鈉離子通道大量開(kāi)放B．處于③與④之間的軸突膜，由于鈉離子通道大量開(kāi)放，膜外鈉離子大量涌入膜內(nèi)C．軸突膜外側(cè)局部電流的方向與興奮傳導(dǎo)方向相同D．軸突上興奮的傳導(dǎo)是以電脈沖信號(hào)傳導(dǎo)，不須要耗能解析：選D此圖是動(dòng)作電位的傳導(dǎo)，橫坐標(biāo)是軸突，縱坐標(biāo)膜電位是膜外的電位，神經(jīng)纖維在接受相宜刺激后的某一時(shí)刻，把軸突上各點(diǎn)的電位值連成的曲線。依據(jù)箭頭，說(shuō)明波峰的左邊比右邊先去極化也就先復(fù)極化。所以，軸突膜處于①狀態(tài)時(shí)，是該點(diǎn)膜在復(fù)原靜息過(guò)程的超極化；軸突膜處于②狀態(tài)時(shí)，是遲于①處的，即在復(fù)原靜息過(guò)程中，但還未結(jié)束，是鉀離子外流過(guò)程；軸突膜處于③狀態(tài)時(shí)，是遲于②處的，而又是曲線的最高點(diǎn)，即此處的膜是反極化狀態(tài)；軸突膜處于④狀態(tài)時(shí)，是遲于③處的，是反極化過(guò)程中，是鈉離子內(nèi)流；軸突膜處于⑤狀態(tài)時(shí)，是遲于④處的，是去極化過(guò)程中。軸突膜外側(cè)局部電流的方向與興奮傳導(dǎo)方向相反。3.右圖表示三個(gè)神經(jīng)元及其聯(lián)系，其中“○”表示從樹(shù)突到細(xì)胞體再到軸突，甲、乙為兩個(gè)電流計(jì)。下列有關(guān)敘述正確的是()A．用肯定的電流刺激a點(diǎn)，甲發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)，乙發(fā)生兩次偏轉(zhuǎn)B．圖中共有4個(gè)完整的突觸C．在b點(diǎn)施加一強(qiáng)刺激，則該點(diǎn)的膜電位變?yōu)閮?nèi)正外負(fù)，并在f點(diǎn)可測(cè)到電位變更D．在e點(diǎn)施加一強(qiáng)刺激，則a、b、d點(diǎn)都不會(huì)測(cè)到電位變更解析：選C在同一神經(jīng)元上，興奮的傳導(dǎo)是雙向的，在不同神經(jīng)元間，興奮的傳遞是單向的，只能由一個(gè)神經(jīng)元的軸突傳給下一個(gè)神經(jīng)元的細(xì)胞體或樹(shù)突或軸突，所以當(dāng)在a點(diǎn)賜予肯定的電流刺激，電流表的兩接頭處先后發(fā)生電位變更，所以甲、乙都偏轉(zhuǎn)2次；圖中共有3個(gè)完整的突觸；在e點(diǎn)施加一強(qiáng)刺激，d點(diǎn)可測(cè)到電位的變更。4．下圖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示神經(jīng)調(diào)整反射弧的部分結(jié)構(gòu)示意圖，相關(guān)描述正確的是()A．圖Ⅰ中a為神經(jīng)末梢，與圖Ⅱ中c及圖Ⅲ中g(shù)為同種結(jié)構(gòu)B．圖Ⅰ中a為神經(jīng)末梢，與圖Ⅱ中d及圖Ⅲ中g(shù)為同種結(jié)構(gòu)C．圖Ⅰ中b為突觸后膜，只能是圖Ⅲ中e結(jié)構(gòu)D．興奮在圖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的傳遞方向分別為a→b、d→c、e→g解析：選A圖Ⅰ中a為神經(jīng)末梢，b為突觸后膜，突觸后膜既可以是樹(shù)突，也可以是胞體膜或軸突；圖Ⅱ中d為突觸后膜(或下一神經(jīng)元胞體或樹(shù)突或軸突)，興奮在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的傳遞方向?yàn)棰瘢篴→bⅡ：c→dⅢ：e→g或g→e。5．依據(jù)下圖分析神經(jīng)細(xì)胞，敘述錯(cuò)誤的是()A．此圖可表示突觸小泡膜B．靜息電位的形成可能與膜上的②⑤等載體有關(guān)C．若此圖為突觸后膜，則突觸間隙位于圖示膜的a面D．若將神經(jīng)細(xì)胞膜的磷脂層平展在空氣－水界面上，③與水面接觸解析：選A由該圖a面具有糖蛋白，應(yīng)是神經(jīng)細(xì)胞膜外側(cè)；靜息電位的形成與K＋外流有關(guān)，可能與膜上的②⑤等載體對(duì)K＋的運(yùn)輸有關(guān)；若此圖為突觸后膜，則突觸間隙位于圖示膜的a面，即膜外側(cè)；若將神經(jīng)細(xì)胞膜的磷脂層平展在空氣－水界面上，親水性頭部③與水面接觸。6.右圖是突觸的結(jié)構(gòu)模式圖，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．②④⑤共同構(gòu)成突觸B．①的形成須要高爾基體的參加C．③作用于④，只能使突觸后膜產(chǎn)生興奮D．由于③只能由②釋放作用于④，所以興奮在神經(jīng)元之間的傳遞是單向的解析：選C圖中①②③④⑤分別表示突觸小泡、突觸前膜、神經(jīng)遞質(zhì)、突觸后膜、突觸間隙。突觸由突觸前膜、突觸后膜和突觸間隙構(gòu)成。突觸小泡的形成離不開(kāi)高爾基體。神經(jīng)遞質(zhì)只能由突觸前膜釋放，作用于突觸后膜，使下一個(gè)神經(jīng)元興奮或抑制，故興奮在神經(jīng)元之間的傳遞是單向的。7．下圖為神經(jīng)調(diào)整中兩個(gè)重要的結(jié)構(gòu)模式圖，有關(guān)選項(xiàng)敘述錯(cuò)誤的是()A．圖甲中③內(nèi)的物質(zhì)為神經(jīng)遞質(zhì)，它可以和⑥上的特異性受體結(jié)合B．圖甲為圖乙中結(jié)構(gòu)e的局部放大圖像C．圖乙中b受損的狀況下，刺激a仍有感覺(jué)，但是肌肉不能收縮D．圖乙中的X所示神經(jīng)纖維為傳入神經(jīng)元解析：選C圖乙中，刺激a神經(jīng)沖動(dòng)不能傳到脊髓，也就不能傳到大腦皮層，無(wú)感覺(jué)。b受損，神經(jīng)沖動(dòng)不能傳到肌肉，肌肉不能收縮。8．下圖為某一傳出神經(jīng)元與肌細(xì)胞形成的突觸。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．①的形成與高爾基體有關(guān)B．參加突觸形成的肌細(xì)胞膜面積增大有利于神經(jīng)遞質(zhì)的作用C．④興奮時(shí)，其兩側(cè)的電位表現(xiàn)為內(nèi)正外負(fù)D．②釋放的神經(jīng)遞質(zhì)肯定會(huì)使肌細(xì)胞興奮解析：選D分泌小泡的形成與高爾基體有關(guān)；肌細(xì)胞膜的面積增大有利于更好地接受神經(jīng)遞質(zhì)傳遞的信息；神經(jīng)細(xì)胞興奮時(shí)，興奮部位的電位變更是外負(fù)內(nèi)正；突觸前膜釋放的神經(jīng)遞質(zhì)可以使突觸后膜產(chǎn)生興奮或抑制。9．某種藥物可以阻斷蟾蜍的屈肌反射活動(dòng)。圖示為該反射弧的模式圖。甲、乙為神經(jīng)纖維上的試驗(yàn)位點(diǎn)，丙為突觸間隙。下列試驗(yàn)結(jié)果中，能夠證明“這種藥物在神經(jīng)系統(tǒng)中僅對(duì)神經(jīng)細(xì)胞間的興奮傳遞有阻斷作用”的是()①將藥物放在甲處，刺激乙處，肌肉收縮②將藥物放在乙處，刺激甲處，肌肉收縮③將藥物放在丙處，刺激乙處，肌肉不收縮④將藥物放在丙處，刺激甲處，肌肉收縮A．①③ B．②③C．①④ D．②④解析：選A興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是雙向的，在神經(jīng)元之間的傳遞是單向的。將藥物放在甲處，刺激乙處，肌肉收縮，說(shuō)明藥物對(duì)興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)無(wú)影響；將藥物放在丙處，刺激乙處，肌肉不收縮，說(shuō)明藥物抑制了興奮在神經(jīng)元間的傳遞。10．下圖為反射弧的模式圖，則下列說(shuō)法正確的是()A．神經(jīng)沖動(dòng)在②和④上以局部電流的形式傳導(dǎo)B．興奮的傳導(dǎo)方向是⑤→④→③→②→①C．②受損時(shí)，刺激④仍能引起反射活動(dòng)D．③具有語(yǔ)言、學(xué)習(xí)、思維、記憶等方面的高級(jí)功能解析：選A由圖可推斷，興奮的傳導(dǎo)方向是①→②→③→④→⑤；②受損時(shí)，刺激④仍能引起⑤反應(yīng)，但因沒(méi)有經(jīng)過(guò)完整的反射弧，所以不屬于反射活動(dòng)；只有大腦皮層才具有語(yǔ)言、學(xué)習(xí)、思維、記憶等方面的高級(jí)功能。11．圖A表示神經(jīng)元之間興奮傳遞的過(guò)程，圖B是圖中⑤結(jié)構(gòu)的部分放大。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)圖A中的③為_(kāi)___________、④為_(kāi)___________、⑤為_(kāi)___________，共同構(gòu)成____________。(2)結(jié)構(gòu)②中所含的傳遞信息的物質(zhì)稱為_(kāi)_________，信息傳遞的方向?yàn)開(kāi)_________(用圖中的序號(hào)表示)，緣由是___________________________________________________。(3)構(gòu)成結(jié)構(gòu)⑤的基本組成成分是___________________________________________。(4)靜息時(shí)，結(jié)構(gòu)⑤兩側(cè)的電位表現(xiàn)為_(kāi)______________________________________。解析：圖A為突觸結(jié)構(gòu)模式圖，其中③為突觸前膜、④為突觸間隙、⑤為突觸后膜，它們共同構(gòu)成突觸；結(jié)構(gòu)②為突觸小泡，其內(nèi)所含的傳遞信息的物質(zhì)稱為神經(jīng)遞質(zhì)，由于神經(jīng)遞質(zhì)只能由突觸前膜釋放，作用于突觸后膜；膜的基本組成成分為磷脂和蛋白質(zhì)，靜息時(shí)，膜外為正電位，膜內(nèi)為負(fù)電位。答案：(1)突觸前膜突觸間隙突觸后膜突觸(2)神經(jīng)遞質(zhì)③→④→⑤(或③→⑤)神經(jīng)遞質(zhì)只能由突觸前膜釋放，作用于突觸后膜(3)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)(或磷脂和蛋白質(zhì))(4)內(nèi)負(fù)外正12．下圖甲是反射弧結(jié)構(gòu)模式圖，a、b分別是放置在傳出神經(jīng)元和骨骼肌上的電極，用于刺激神經(jīng)和骨骼??；c是放置在傳出神經(jīng)元上的電表，用于記錄神經(jīng)興奮電位變更。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：(1)圖甲中的d表示____________；最簡(jiǎn)潔的反射弧由__________種神經(jīng)元組成。(2)若將該反射弧放入較低濃度的鈉鹽培育液中，傳入神經(jīng)元靜息時(shí)，膜內(nèi)Na＋濃度將________(填“高于”、“低于”或“等于”)膜外。(3)用a刺激神經(jīng)，c測(cè)到的電位變更如乙圖。膜電位從③到④變更時(shí)，膜上打開(kāi)的離子通道是________________________________________________________________________。(4)正常時(shí)，分別用a、b刺激神經(jīng)和骨骼肌，會(huì)引起骨骼肌收縮。某同學(xué)用a刺激神經(jīng)，發(fā)覺(jué)骨骼肌不收縮。是傳出神經(jīng)元受損、d部位受損還是骨骼肌受損導(dǎo)致骨骼肌不