2020高中生物 第2章第2节第1课时 人体神经调节的结构基础和调节过程学案 苏教版必修3 13页

第1课时　人体神经调节的结构基础和调节过程 学习目标 知识概览(教师用书独具)‎ ‎1.理解兴奋在神经纤维上的产生和传导过程。(重难点)‎ ‎2.理解兴奋在神经元之间的传导过程和特点。(重难点)‎ ‎[自 主 预 习·探 新 知]‎ ‎1．神经元 ‎(1)神经系统的基本结构和功能单位是神经元。‎ ‎(2)神经元的基本结构 神经元 ‎(3)请填写下图中结构的名称。‎ ‎①结构模式图 ‎②结构示意图 ‎(4)神经元的功能 ‎①功能：神经元接受刺激，产生兴奋，并传导兴奋。‎ ‎②兴奋是指人体内的某些组织或细胞感受外界刺激后，由相对静止状态转变为显著活跃状态的过程。‎ ‎③兴奋的传导形式：在神经系统中，兴奋以电信号(也称为神经冲动)的形式沿着神经纤维传导。‎ ‎2．兴奋在神经纤维上的传导 ‎(1)神经元细胞膜内、外离子分布特点 ‎①离子分布：神经元细胞膜外Na＋浓度比膜内的高得多，膜内的K＋‎ 13‎ 浓度比膜外的高得多。‎ ‎②离子流向：Na＋、K＋分别有向膜内流入和向膜外流出的趋势。它们能否流入或流出及流入量和流出量的多少取决于细胞膜对相应离子通透能力的高低。‎ ‎(2)静息电位 ‎①产生原因：神经纤维未受到刺激时，以K＋外流为主，膜外侧聚集较多正离子，膜内侧含有较多负离子。‎ ‎②电位特点：细胞膜电位呈外正内负。‎ ‎(3)动作电位 ‎①产生原因：神经纤维某部位受到刺激，该部位的膜对Na＋的通透性增大，Na＋迅速内流。‎ ‎②电位特点：外负内正。‎ ‎(4)兴奋传导过程 受刺激的兴奋部位与相邻的未兴奋部位之间产生电位差而发生电荷移动，产生局部电流。这样的过程在膜的表面连续进行下去，就表现为兴奋的传导。‎ ‎3．兴奋在神经元之间的传导——突触传递 ‎(1)突触 ‎①概念：指一个神经元与另一个神经元或其他细胞相互接触，并发生信息传递和整合的部位。‎ ‎②组成：一个完整的突触包括突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分。‎ ‎(2)传导过程：兴奋传导到突触小体→突触小泡在突触前膜处释放神经递质→神经递质通过突触间隙作用于突触后膜→后一个神经元发生兴奋或抑制。‎ ‎(3)传导方向 ‎①兴奋在神经元之间的传导是单方向的。‎ ‎②原因：由于神经递质存在于突触小体的突触小泡内，只能由突触前膜释放后作用于突触后膜，再使后一个神经元发生兴奋或抑制。‎ ‎[基础自测]‎ ‎1．判断对错 ‎(1)只有神经细胞才会产生兴奋。 (×)‎ 提示：肌肉细胞、腺体细胞也可产生兴奋。‎ ‎(2)神经细胞膜外Na＋内流是产生静息电位的基础。 (×)‎ 提示：K＋外流。‎ ‎(3)神经纤维接受刺激产生的兴奋以电信号形式传导。 (√)‎ ‎(4)在突触后膜上发生了电信号→化学信号→电信号的转换。 (×)‎ 提示：化学信号→电信号。‎ 13‎ ‎(5)兴奋可从一个神经元的轴突传到下一个神经元的细胞体或树突。‎ ‎ (√)‎ ‎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(　　) ‎ ‎【导学号：85732055】‎ 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 B　[处于静息电位时，细胞膜两侧表现为外正内负，由此可知图中A处电位发生了变化，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，从而导致兴奋向A两侧传导，膜内电流也向A两侧传导，两者方向一致，而与膜外电流方向相反。]‎ ‎3．右图是突触的结构模式图，下列叙述错误的是(　　)‎ A．②④⑤共同构成突触 B．①的形成需要高尔基体的参与 C．由于③只能由②释放并作用于④，所以兴奋在神经元之间的传递是单向的 D．③作用于④，只能使④产生兴奋 D　[突触是由突触前膜②、突触间隙⑤、突触后膜④组成，A正确；①是突触小泡，其形成与高尔基体有关，B正确；③是神经递质，只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，所以兴奋在神经元之间的传递是单向的，C正确；③作用于④，使突触后膜产生兴奋或抑制，D错误。]‎ ‎[合 作 探 究·攻 重 难]‎ 兴奋在神经纤维上的传导 ‎[思考交流]‎ ‎1．如果刺激神经纤维的中间部位(如下图)，请画出相应的电位、兴奋部位、未兴奋部位、局部电流的方向、兴奋传导的方向：‎ 提示：‎ 13‎ 兴奋传导方向 ‎2．将电流计的两个电极分别放置在神经纤维膜外的a、c两点，c点所在部位的膜已损伤，其余部位均正常。下图为刺激前后的电位变化，据图讨论相关问题：‎ ‎(1)损伤部位c点膜外电位如何？为什么？‎ 提示：膜外为负电位，因损伤性刺激由Na＋内流引起。‎ ‎(2)兴奋传到b点时电流计指针将向哪方向偏转？‎ 提示：将向右侧偏转。‎ ‎[归纳总结] ‎ ‎1．兴奋传导的过程与特点分析 ‎(1)兴奋传导过程 ‎(2)兴奋传导特点：双向传导，即刺激神经纤维上的任何一点，所产生的神经冲动可沿神经纤维向两侧同时传导。‎ ‎2．膜电位的测量与膜电位变化的曲线解读 ‎(1)膜电位的测量方法 测量方法 测量图解 测量结果 电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧 13‎ 电表两极均置于神经纤维膜的外侧 ‎(2)膜电位变化曲线解读 ‎①曲线表示膜内外电位的变化情况。‎ ‎②a线段：静息电位、外正内负，K＋通道开放使K＋外流。‎ ‎③b点：零电位，动作电位形成过程中，Na＋通道开放使Na＋内流。‎ ‎④bc段：动作电位、外负内正，Na＋通道继续开放。‎ ‎⑤cd段：静息电位恢复，K＋通道开放使K＋外流。‎ ‎⑥de段：静息电位恢复后，Na＋—K＋泵活动加强，排Na＋吸K＋，使膜内外离子分布恢复到初静息水平。‎ 特别提醒：离体和生物体内神经纤维上兴奋传导方向不同 ‎(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，兴奋在神经纤维上的传导方向是单向的。‎ ‎[典例通关]‎ 下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，则有关分析错误的是(　　)‎ 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 ‎【技巧点拨】　(1)明确静息电位与动作电位的形成与识别；(2)明确静息电位与动作电位大小的影响因素。‎ B　[ab段未受到刺激，此时神经纤维处于静息状态，A项正确；bd段产生了动作电位，‎ 13‎ 主要是Na＋内流的结果，B项错误；若增加培养液中的Na＋浓度，会使Na＋内流的量增多，动作电位增大，则d点将上移，C项正确；若受到刺激后，导致Cl－内流，使膜内负电荷增多，静息电位绝对值增大，则c点将下移，D项正确。]‎ ‎　借助下列表格比较细胞外Na＋、K＋浓度变化对膜电位的影响 项目 静息电位 动作电位峰值 Na＋增加 不变 增大 Na＋降低 不变 变小 K＋增加 变小(绝对值)‎ 不变 K＋降低 增大(绝对值)‎ 不变 ‎[活学活用]‎ ‎1．下列能正确表示神经纤维受刺激时，刺激点膜电位由静息电位变为动作电位的过程是(　　)‎ ‎ 【导学号：85732056】‎ A．①→④　　　 B．②→③‎ C．③→② D．④→①‎ D　[由题图可知，④表现为外正内负，是静息电位，①表现为外负内正，是动作电位，因此神经纤维受刺激时，刺激点膜电位由静息电位变为动作电位的过程是：④→①。]‎ ‎2．当刺激神经纤维上的某一部位时，将会出现(　　)‎ A．所产生的冲动向轴突末梢方向传导 B．所产生的冲动向树突末梢方向传导 C．所产生的冲动可沿纤维向两端同时传导 D．所产生的冲动可通过神经纤维的断口 C　[兴奋在神经纤维上进行双向传导，而不是向某一方向传导，而且兴奋不能通过神经纤维的断口传导。]‎ ‎3．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________电位，B侧为________电位。(均填“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。‎ 13‎ ‎(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。‎ ‎[解析]　(1)静息状态时，电位是“外正内负”；兴奋状态时，兴奋部位的电位是“外负内正”。‎ ‎(2)局部电流在膜外由未兴奋部位流向兴奋部位。‎ ‎(3)神经纤维上兴奋的传导具有双向性。‎ ‎(4)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 兴奋在神经元之间的传递 ‎[思考交流]‎ 下图为兴奋在神经元之间的传递过程，据图讨论相关问题：‎ ‎1．突触前膜释放神经递质是否需要载体？是否需消耗ATP？神经递质被释放到突触间隙共穿越几层生物膜？‎ 提示：神经递质的释放属于“胞吐”，并非主动运输，故不需载体蛋白；但需耗能，故需消耗ATP；神经递质被释放到突触间隙的跨膜层数为0。‎ ‎2．兴奋在神经元之间的传导为什么是单方向的？‎ 提示：由于神经递质存在于突触小体的突触小泡内，只能由突触前膜释放后作用于突触后膜，再使后一个神经元发生兴奋或抑制。‎ ‎3．神经递质被释放并发生效应后，能否长期存在于突触后膜，其可能的去向有哪些？‎ 提示：不能，否则突触后神经元会持续兴奋或抑制。神经递质发生效应后，会被分解或被移走。‎ ‎[归纳总结] ‎ ‎1．突触的常见类型 13‎ ‎(1)轴突—细胞体型，如图中A。‎ ‎(2)轴突—树突型，如图中B。‎ ‎2．传递过程 ‎3．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。‎ ‎4．神经递质与突触后膜上受体结合的异常情况分析 ‎(1)正常情况下神经递质与突触后膜上的受体结合引起突触后神经元兴奋或抑制后，立即被相应酶分解而失活。‎ ‎(2)异常情况1：若某种有毒有害物质使分解神经递质的相应酶变性失活，则突触后神经元会持续兴奋或抑制。‎ ‎(3)异常情况2：若突触后膜上受体位置被某种有毒物质占据或神经递质被某种药物代替，则神经递质不能与受体结合，突触后神经元不兴奋或不抑制。‎ ‎5．兴奋在神经纤维上的传导与兴奋在神经元之间传递的比较 过程 特点 速度 兴奋在神经纤维上的传导 刺激→电位变化→兴奋部位→与未兴奋部位产生电位差→形成局部电流→未兴奋部位产生电位变化 双向传导 快 兴奋在神经元之间的传递 神经冲动传至突触小体→突触小体受刺激释放神经递质→神经递质扩散通过突触间隙与突触后膜上受体结合→下一个神经元产生电位变化 单向传递 慢 ‎ ‎ 特别提醒：突触≠突触小体 13‎ ‎(1)组成不同：突触小体是上一个神经元轴突末端膨大部分，其上的膜构成突触前膜，是突触的一部分；突触由两个神经元构成，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。‎ ‎[典例通关]‎ 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，下列叙述错误的是(　　)‎ A．神经递质存在于突触小泡内可避免被细胞内其他酶系破坏 B．神经冲动引起神经递质的释放，实现了由电信号向化学信号的转变 C．神经递质与受体结合引起突触后膜上相应的离子通道开放 D．图中离子通道开放后，Na＋和Cl－同时内流 ‎【技巧点拨】　(1)判断突触前膜、突触后膜的方法 已知突触结构图时，膜内有突触小泡，则该膜为突触前膜，否则为突触后膜。‎ ‎(2)递质释放的方式为胞吐，这体现了细胞膜的流动性。递质由突触后膜(下一神经元的细胞体或树突部分)上受体(糖蛋白)识别。‎ D　[本题以神经递质释放与作用机制的图形考查神经冲动在神经元之间的传递。神经递质储存在突触小泡内，以防止被细胞内其他酶系所破坏，故A项正确；神经末梢有神经冲动传来时，突触小泡释放神经递质，电信号转变为化学信号，故B项正确；神经递质与突触后膜上的受体结合，使突触后膜上相应的离子通道开放，提高对Na＋或Cl－的通透性，故C项正确；若为兴奋性化学递质与突触后膜上受体结合，则Na＋内流，若为抑制性化学递质与突触后膜上受体结合，则Cl－内流，故D项错误。]‎ ‎　(1)图中神经递质的释放体现了细胞膜的何种特点？‎ 提示：具有一定的流动性。‎ ‎(2)图示过程可体现细胞膜的何种功能？‎ 提示：控制物质进出、进行细胞间的信息交流。‎ ‎[活学活用]‎ ‎1．如图所示为突触的亚显微结构，M、N分别表示两个神经元的局部。下列与此相关的表述中正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：85732057】‎ 13‎ A．①②③合称为突触小体，是神经元树突的末端 B．a点兴奋时，膜内电位a点为正、b点为负 C．神经递质存在于②中，⑤处液体属于组织液 D．经④释放的神经递质必然引起神经元N的兴奋 B　[①②③合称为突触小体，是神经元轴突的末端，A错误；a点兴奋时，膜内电位a点为正、b点为负，B正确；神经递质存在于③突触小泡中，②为线粒体，C错误；经④释放的神经递质引起神经元N的兴奋或抑制，D错误。]‎ ‎2．图1为人体反射弧局部组成示意图，图2为图1中X的亚显微结构示意图。在A处给予适宜强度的有效刺激，肌肉收缩；在B处给予相同刺激，肌肉不收缩。请据图回答下列问题：‎ ‎(1)图1中结构X为________。图2中③为________，一般由________(细胞器)形成。‎ ‎(2)若在B处给予刺激，当兴奋抵达X时④处发生的信号变化是________。若结构X内释放的神经递质为甘氨酸，甘氨酸能与分布在________上的受体结合，使下一个神经元发生抑制。‎ ‎(3)上述过程体现细胞膜具有________和________的功能。‎ ‎[解析]　(1)图1中X是突触，图2中的③是突触小泡，一般由高尔基体形成。‎ ‎(2)图2中④为突触前膜，其上发生的信号变化是电信号→化学信号；甘氨酸属于抑制性神经递质，能与分布在突触后膜上的受体结合，使下一个神经元发生抑制。‎ ‎(3)上述过程体现细胞膜具有控制物质进出细胞和进行细胞间信息交流的功能。‎ ‎[答案]　(1)突触　突触小泡　高尔基体 ‎(2)电信号→化学信号　突触后膜 ‎(3)控制物质进出细胞　进行细胞间的信息交流 ‎(备选习题)‎ 机体内部分神经元之间的连接方式如图所示，其中神经元c为抑制性神经元，它的存在保证了机体反射活动的精细和协调。在箭头处给予适宜刺激，下列相关叙述正确的是(　　)‎ 13‎ A．神经元a接受刺激后膜内外的电位变为内负外正 B．神经元c通过突触释放递质使神经元b兴奋 C．神经元c可以接受神经元a和神经元b发出的信号 D．神经元c对a的负反馈凋节可及时终止神经元a的兴奋 D　[神经元a接受刺激后膜内外的电位变为外负内正，A错误；神经元c为抑制性神经元，神经元c通过突触释放递质使神经元b抑制，B错误；神经元c可以接受神经元a发出的信号，并释放抑制性神经递质作用于神经元a和b，C错误；据图分析，神经元c对神经元a具有负反馈调节作用，神经元c对a的负反馈调节可及时终止神经元a的兴奋，D正确。]‎ ‎[当 堂 达 标·固 双 基]‎ ‎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，氯离子大量流出膜外 B．对阳离子的通透性比较大，钠离子大量流出膜外 C．对钠离子的通透性比较小，对钾离子的通透性比较大 D．对钠离子的通透性比较大，对钾离子的通透性比较小 C　[静息电位是钾离子外流形成的。]‎ ‎2．下列关于兴奋在神经纤维上的传导过程和特点的说法，不正确的是(　　)‎ ‎ 【导学号：85732058】‎ A．神经纤维兴奋部位膜外为负电位，膜内为正电位 B．兴奋在离体神经纤维上可以双向传导 C．兴奋传导时，膜内的电流方向与兴奋传导方向相反 D．动作电位产生时Na＋流入神经细胞内的过程不需要消耗能量 C　[在静息状态下，膜电位表现为外正内负，接受刺激后，由于Na＋大量内流，导致膜电位变成外负内正；Na＋是通过蛋白质通道顺浓度梯度进入神经细胞内部的，该过程不消耗能量，A、D正确。处于离体状态的神经纤维，中间部位给予刺激，兴奋可双向传导，B正确。在膜内，局部电流的流动方向是从兴奋部位流向未兴奋部位，与兴奋传导的方向相同，C错误。]‎ ‎3．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，其中不正确的是(　　)‎ 13‎ C　[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胞体。]‎ ‎4．右图是某突触的结构模式图，下列叙述正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：85732059】‎ A．①中含有的物质能够在内环境中检测到 B．④为突触小泡，其形成与高尔基体有关 C．神经递质释放到③中，会导致突触后膜上的Na＋内流 D．只有神经递质的刺激才能引起神经细胞膜上产生电位变化 A　[分析题图：其中①是突触小泡，②是突触前膜，③是突触间隙，④是突触后膜，⑤是下一个神经元。图中①是突触小泡，突触小泡中的神经递质可以释放到突触间隙(组织液)中，因此，①中含有的物质能够在内环境中检测到，A正确；图中④为突触后膜，B错误；神经递质分为兴奋性和抑制性两种，兴奋性神经递质释放到③突触间隙中，会导致突触后膜上的Na＋内流，但是抑制性神经递质不能产生此现象，C错误；神经递质的刺激可以引起突触后膜产生电位变化，突触前膜不需神经递质的刺激，D错误。]‎ ‎5．如图是神经元网络结构示意图，图中神经元①、②、③都是兴奋性神经元，且这些神经元兴奋时都可以引起下一级神经元或肌细胞的兴奋。和神经细胞一样，肌细胞在受到适宜的刺激后，也能引起细胞膜电位的变化。图中B处表示神经肌肉接头，其结构和功能与突触类似。请回答：‎ ‎(1)给神经元①一个适宜刺激，在A处能记录到膜电位的变化。这是因为刺激使神经元①兴奋，引起其神经末梢释放的________进入________，随后与突触后膜上的____________结合，导致神经元②产生兴奋。‎ ‎(2)若给骨骼肌一个适宜刺激，在A处________(填“能”或“不能”)记录到膜电位的变化，原因是____________________________________‎ ‎_______________________________________________________。‎ ‎(3)若在A处给予一个适宜刺激，在C处________(填“能”或“不能”)记录到膜电位的变化，原因是_______________________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎[解析]　兴奋在神经元间的传导是单方向的，只能从突触前膜传向突触后膜。‎ ‎[答案]‎ 13‎ ‎　(1)神经递质　突触间隙　特异性受体　(2)不能　由肌细胞产生的兴奋在神经肌肉接头处不能逆向传导 ‎(3)能　兴奋从A处传到神经元③，再传到神经元①，故在C处能测到膜电位的变化 ‎[核心语句归纳]‎ ‎1．静息状态时，K＋外流，膜电位表现为内负外正。受刺激时，Na＋大量内流，膜电位则表现为内正外负。‎ ‎2．兴奋在神经纤维上以局部电流的形式传导，在神经元之间由电信号→化学信号→电信号形成传导。‎ ‎3．由于神经递质只能由突触前膜释放，作用于后膜上，因此兴奋在神经元间的传导是单方向的。‎ ‎4．在特定情况下，突触释放的神经递质，也能使肌肉收缩和某些腺体分泌。‎ ‎5．神经递质由突触前膜释放，作用于突触后膜上的特异性受体，前者依赖于膜的流动性，运输方式是胞吐。‎ 13‎