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(共72张PPT)
第2讲　神经调节(2)
选择性必修1 稳态与调节
第八单元　稳态与调节
一、动作电位的产生
1．生物电现象
人体内的活细胞或组织都存在复杂的______，这种电活动称为生物电现象。生物电是由细胞质膜两侧的______或____________引起的。
电活动
电位差
电位差的变化
2．动作电位的产生
(1)静息电位：当细胞未受刺激时，细胞质膜内外两侧存在________的电位差，即静息电位。
(2)动作电位的生成
①动作电位产生的基础：_______________________。
外正内负
Na＋和K＋进出细胞的变化
②过程：
a．极化：细胞在静息状态下，___通道开放，___大量外流，形成膜外为__电位、膜内为__电位的电位差，形成静息电位，此时细胞质膜的状态称为“极化”。
b．去极化：当细胞受到适宜的刺激，细胞质膜上____通道打开，____迅速大量内流，形成膜外为__电位、膜内为__电位的电位变化，此过程称为“去极化”。
K＋
K＋
正
负
Na＋
Na＋
负
正
c．复极化：在去极化到达膜电位最大值(峰值)时，____通道关闭。随后，由于___通过___通道大量外流，膜两侧电位又转变为“________”状态，即“复极化”。
d．超极化：膜的去极化和复极化构成了动作电位的主要部分，而细胞质膜在恢复到静息电位之前，会发生一个__于静息电位的“超极化”过程。
Na＋
K＋
K＋
外正内负
低
二、动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导
电信号
电位差
局部电流
未兴奋部位
兴奋部位
兴奋部位
未兴奋部位
三、神经冲动在神经细胞之间通常以化学信号传递
1．神经冲动在神经细胞之间的传递
化学信号
树突或胞体
单向
2．神经递质
神经末梢
受体
1．神经纤维接受一定强度的刺激能产生兴奋，然后以电信号的形式传导。 ( )
2．兴奋传递过程中，突触后膜上的信号转换是电信号→化学信号→电信号。 ( )
提示：突触后膜上的信号转换是化学信号→电信号。
√
×
3．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：由于神经递质的种类不同，突触后膜上识别的受体不同，可能使下一个神经元兴奋或抑制。
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，而在突触处的传递方向是单向的。 ( )
提示：兴奋在离体的神经纤维上可以双向传导，但是在生物体内兴奋只能由感受器产生，单向传导至效应器，而在突触处的传递是单向的。
×
×
5．神经纤维膜内K＋/Na＋的比值，动作电位时比静息电位时高。 ( )
提示：动作电位的产生是由于Na＋的内流，使膜内的Na＋数量较静息电位时多，因此神经纤维膜内K＋/Na＋的比值，动作电位时比静息电位时低。
6．有髓神经纤维动作电位的传导速度比无髓神经纤维快。 ( )
×
√
1．用适宜的刺激刺激一个离体神经元的某处，甲同学认为在神经元的特定位置才能测到电位变化，而乙同学认为在神经元的任何部位均可测到电位变化。试问：哪位同学的观点正确？判断依据是什么？(选择性必修1　P13“图1-1-8”)
提示：乙同学的观点正确。兴奋在离体的神经纤维上双向传导，刺激神经元上的一处产生兴奋，其将传至整个神经元，故在该神经元任何部位均可测到电位变化。
2．研究发现，与突触前膜相对的突触后膜有许多突起，根据所学知识分析突触后膜的这种结构特点具有的生理意义是____________ ____________________________________________________________________________________________________________________。
(选择性必修1　P15“积极思维”)
提示：扩大了突触后膜的面积，有利于神经递质的作用
3．吸食可卡因后，可卡因会使____________失去回收多巴胺的功能，于是多巴胺就留在突触间隙持续发挥作用，导致突触后膜上的多巴胺________________减少。(选择性必修1　P17“知识链接”)
提示：转运蛋白　受体
1．神经递质是小分子物质，但仍主要通过胞吐方式释放到突触间隙，其意义在于_____________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________。
提示：短时间内使神经递质大量释放，从而有效实现神经兴奋的快速传递
2．兴奋在突触结构传递的速度比在神经纤维上的慢，其原因在于
_____________________________________________________。
提示：兴奋在突触结构上的传递要进行电信号到化学信号再到电信号的转换，而其神经递质在突触间隙扩散速度较慢，在神经纤维上只通过电信号传导
1．静息电位和动作电位的产生机制
(1)静息电位的产生
(2)动作电位的产生
2．膜电位变化曲线解读
3．抑制性突触后电位的产生机制
(1)电位变化示意图
(2)产生机制
突触前神经元轴突末梢兴奋，引起突触小泡释放抑制性神经递质，抑制性神经递质与突触后膜上的受体结合后，提高了突触后膜对Cl－、K＋的通透性，Cl－进细胞或K＋出细胞(抑制性突触后电位的产生主要与Cl－内流有关)。
(3)结果
使膜内外的电位差变得更大，突触后膜更难以兴奋。
1．药物或有毒有害物质作用于突触从而阻断神经冲动传递的三大原因。
提示：(1)阻断神经递质的合成或释放
(2)使神经递质失活
(3)与突触后膜上的神经递质受体结合
2．若将新生小鼠的神经元先经过24 h、5 ℃的低温处理，测定动作电位的峰值较处理前有所下降，分析其原因。
提示：低温使钠离子通道活性降低(细胞质膜对Na＋的通透性降低)，使神经兴奋时钠离子内流量减少；同时低温使钠钾泵的活性和能量供应减少，细胞质膜两侧的Na＋浓度差减小。
3．如图为神经元特殊的连接方式。利用图中标注的A、B、C三个位点，请设计实验证明某药物只能阻断兴奋在神经元之间的传递，而不能阻断兴奋在神经纤维上的传导。
(1)实验思路：______________________________________________ ________________________________。
(2)预期实验现象：把药物放在___处，N的指针______(填“偏转”或“不偏转”)；把药物放在___处，N的指针____(填“偏转”或“不偏转”)。
把某药物分别放在B、C两处，在A处给予一个适宜的
刺激，观测电流计N的指针能否偏转
C
不偏转
B
偏转
考向1考查膜电位的产生及成因分析
1．(2022·江苏盐城模拟预测)以新鲜的蛙坐骨神经腓肠肌为标本，刺激神经纤维产生动作电位及恢复静息电位的过程中，由于Na＋、K＋的流动而产生的跨膜电流如图所示(内向电流是指阳离子由细胞质膜外向膜内流动，外向电流则相反)。下列叙述正确的是(　　)
3
4
1
2
A．d点达到静息电位的最大值
B．ce时间段内发生K＋的外流
C．如果增大刺激强度，动作电位的峰值将会增大
D．ac段Na＋进入细胞和ce段K＋流出细胞的方式不同
3
4
1
2
B　[静息电位与动作电位过程中膜电位变化曲线解读：a点之前，静息电位，神经细胞质膜对K＋的通透性大，对Na＋的通透性小，主要表现为 K＋外流，使膜电位表现为外正内负。ac段动作电位的上升：与 Na＋大量内流有关，神经细胞接受一定刺激时，Na＋通道打开，Na＋大量内流导致膜电位迅速逆转，表现为外负内正。ce段动作电位的下降：Na＋通道关闭，K＋通道大量打开，K＋大量外流，膜电位恢复为外正内负的静息电位。ef段：一次兴奋完成后，通过Na＋-K＋泵将动作电位产生过程中流入胞内的 Na＋泵出膜外，将流
3
4
1
2
出的 K＋泵入膜内，以维持细胞外Na＋浓度高和细胞内 K＋浓度高的状态，为下一次兴奋做好准备。根据以上分析，图示e点达到了静息电位的最大值，A错误。ce段动作电位的下降：Na＋通道关闭，K＋通道大量打开，K＋大量外流，膜电位恢复为外正内负的静息电位，B正确。动作电位的峰值与 Na＋内流最后达到 Na＋平衡电位有关(膜内外Na＋浓度差有关)，在有效刺激的基础上加大刺激，不会提高动作电位的峰值，C错误。根据上述分析，ac段Na＋进入细胞和ce段K＋流出细胞的方式相同，都是协助扩散，D错误。故选B。]
3
4
1
2
2．(2021·湖北选择性考试)正常情况下，神经细胞内K＋浓度约为150 mmol·L－1，细胞外液约为4 mmol·L－1。细胞质膜内外K＋浓度差与膜静息电位绝对值呈正相关。当细胞质膜电位绝对值降低到一定值(阈值)时，神经细胞兴奋。离体培养条件下，改变神经细胞培养液的KCl浓度进行实验。下列叙述正确的是(　　)
A．当K＋浓度为4 mmol·L－1时，K＋外流增加，细胞难以兴奋
B．当K＋浓度为150 mmol·L－1时，K＋外流增加，细胞容易兴奋
C．K＋浓度增加到一定值(<150 mmol·L－1)，K＋外流增加，导致细胞兴奋
D．K＋浓度增加到一定值(<150 mmol·L－1)，K＋外流减少，导致细胞兴奋
3
4
1
2
D　[正常情况下，神经细胞内K＋浓度约为150 mmol·L－1，细胞外液约为4 mmol·L－1，当神经细胞培养液的K＋浓度为4 mmol·L－1时，和正常情况一样，K＋外流不变，细胞的兴奋性不变，A错误；当K＋浓度为150 mmol·L－1时，细胞外K＋浓度增加，K＋外流减少，细胞容易兴奋，B错误；K＋浓度增加到一定值(<150 mmol·L－1，但>4 mmol·L－1)，细胞外K＋浓度增加，K＋外流减少，导致细胞兴奋，C错误，D正确。故选D。]
3
4
1
2
细胞外液Na＋、K＋浓度大小与膜电位变化的关系
考向2考查兴奋在神经细胞之间的传递过程分析
3．(2022·江苏泰兴中学高三阶段练习)为研究神经细胞之间的相互作用，分别用相同强度的电刺激刺激神经细胞A进行实验：Ⅰ.单次电刺激，Ⅱ.短时间连续两次刺激，用记录微电极记录神经细胞B的电位变化，结果如图2所示。下列分析错误的是(　　)
3
4
1
2
图1　　　　　　　　图2
A．单刺激时，神经细胞B电位的形成与神经细胞A释放的神经递质不足有关
B．静息电位的数值是以细胞质膜外侧为参照，并将该侧电位值定为0 mV
C．神经细胞同一部位短时间给予多个刺激可以产生叠加效应
D．单刺激下神经细胞A释放的神经递质不会改变突触后膜的离子通透性
3
4
1
2
D　[由图2中Ⅰ可知，单次电刺激A，电位峰值依然低于0，说明刺激强度过低使神经细胞A释放的神经递质不足，进而无法使神经细胞B产生动作电位，A正确；静息电位的数值是以细胞质膜外侧为参照，并将该侧电位值定为0 mV，因此静息时膜内比膜外低为负电位，B正确；由图2中Ⅱ可知，连续电刺激神经细胞A，神经细胞B产生动作电位，结合Ⅰ、Ⅱ可说明在同一部位连续给予多个阈下刺激可以产生叠加效应，C正确；由图2中Ⅰ可知，单刺激下神经细胞A释放的神经递质能改变突触后膜的离子通透性，进而引起了电位变化，D错误。故选D。]
3
4
1
2
4．(2022·广东选择性考试)研究多巴胺的合成和释放机制，可为帕金森病(老年人多发性神经系统疾病)的防治提供实验依据，最近研究发现在小鼠体内多巴胺的释放可受乙酰胆碱调控，该调控方式通过神经元之间的突触联系来实现(如图)。据图分析，下列叙述错误的是(　　)
3
4
1
2
A．乙释放的多巴胺可使丙膜的电位发生改变
B．多巴胺可在甲与乙、乙与丙之间传递信息
C．从功能角度看，乙膜既是突触前膜也是突触后膜
D．乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放
3
4
1
2
B　[多巴胺是乙释放的神经递质，与丙上的受体结合后会使其膜发生电位变化，A正确；分析题图可知，多巴胺可在乙与丙之间传递信息，不能在甲和乙之间传递信息，B错误；分析题图可知，乙膜既是乙酰胆碱作用的突触后膜，又是释放多巴胺的突触前膜，C正确；多巴胺的释放受乙酰胆碱的调控，故乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放，D正确。故选B。]
3
4
1
2
1．低级神经中枢和高级神经中枢相互联系、相互协调
(1)请完善排尿反射示意图
大脑皮层
收缩
副交感
舒张
躯体运动
舒张
(2)据图可知，在排尿反射中，自主神经系统中的__________的作用占优势。
(3)反射性排尿是____神经中枢和____神经中枢相互联系、相互协调的结果。
副交感神经
低级
高级
2．人脑的高级功能
(1)大脑皮层的功能
①调控____和运动。
②调控睡眠、____、____、____和思维。
(2)人类大脑皮层的言语区
感觉
语言
学习
记忆
言语区 联想记忆 受损特征
说(S区) Sport→S 病人能书写、看书、听懂别人的谈话，但不能口头表达
听(H区) Hear→H 病人能讲话、书写、看书，但______别人的谈话
读(V区) Visual→V 病人能讲话、书写、听懂别人的谈话，但看不懂文字的含义
写(W区) Write→W 病人能讲话、看书、听懂别人的谈话，但不能____
听不懂
书写
(3)学习和记忆
①学习的形式
非联合型
条件反射
②记忆
非陈述性记忆
运用和强化
1．膀胱受交感神经和副交感神经的双重支配，交感神经兴奋时，不会导致膀胱缩小，副交感神经兴奋时，会使膀胱缩小。 ( )
2．下丘脑是调节内脏活动的较高级中枢，可以调节体温、水平衡、摄食及心血管活动等。 ( )
3．大脑皮层是许多低级中枢活动的高级调节者，对各级中枢的活动起调整作用，使得自主神经系统并不完全自主。 ( )
√
×
√
4．语言功能是人脑特有的高级功能，大多数人由大脑皮层的右半球主导。 ( )
5．听写英语单词时，参与的语言中枢有S区、W区和H区。 ( )
6．学习和记忆不是单一脑区控制的，而是由多个脑区和神经通路参与。 ( )
7．长时程记忆可能与神经细胞之间的即时信息交流有关。 ( )
×
×
√
×
1．下面是排尿反射的示意图，据图分析：(选择性必修1　P21“积极思维”)
(1)婴儿会尿床，也就是膀胱内尿满了就会排出，没有控制的意识，那么婴儿的排尿反射的过程是_____________________(用字母表示)。
(2)成年人在医院尿检时能主动排尿，其过程是______________(用字母表示)。
(3)成年人可有意识地控制排尿，但婴儿不能，其原因是_________。
(4)某些成年人受到外伤或老年人患脑梗死后，意识丧失，出现像婴儿一样的“尿床”现象，请解释以上现象：____________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
提示：(1)a→b→c→d→e　(2)g→h→c→d→e
(3)成人和婴儿控制排尿的低级中枢都在脊髓，但它受大脑控制，婴儿因大脑的发育尚未完善，对排尿的控制能力较弱　(4)外伤或脑梗死已伤及控制排尿的高级中枢(即大脑)，致使高级中枢对排尿这种低级中枢的“控制”作用丧失
2．学生在边听讲边看课件边记笔记时，参与活动的言语区主要有____________________________。(选择性必修1　P23“图1-1-17”)
提示：H区、V区、W区
1．“吓尿了”是一网络热词，意指吓坏了。当人受到意外惊吓时，意识会暂时失灵，导致无意识排尿。结合所学知识，试解释人出现“吓尿了”现象的原因。
__________________________________________________________。
提示：排尿反射的低级中枢位于脊髓，低级中枢受脑中相应高级中枢的调控，当人受到意外惊吓时，低级中枢暂时失去高级中枢的控制，出现无意识排尿
2．在语言活动时需有意地调整、改变呼吸才能发出不同的声音，这体现了
_________________________________________________________。
提示：低级神经中枢受脑中相应高级神经中枢的调控
1．躯体运动的分级调节
2．神经系统对内脏活动的分级调节
1．若内脏活动只受交感神经或副交感神经的单一控制，机体的调控功能可能发生哪些改变？尝试从排尿反射为例说明。
提示：无法协调内脏器官的活动。如在排尿活动中，副交感神经可使膀胱逼尿肌收缩、膀胱内括约肌舒张，促进排尿；交感神经使逼尿肌松弛、膀胱内括约肌收缩，阻抑尿的排放。若只受副交感神经单一控制，则可能会持续排尿；若只受交感神经单一控制，则可能会使尿液无法排放。
2．研究发现，学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成。科研人员做了以下两组实验：
实验1：对学习21天后的大鼠用胆碱酯酶抑制剂(可以阻止胆碱酯酶破坏乙酰胆碱)处理，结果大鼠可以保持记忆而不遗忘。
实验2：增加大鼠海马区神经末梢内的胆碱乙酰转移酶(催化乙酰胆碱合成的酶)的活性可以提高大鼠的记忆力，此酶的活性可以作为大鼠学习能力的指标。
根据实验材料推测，大鼠学习21天后常常会产生遗忘的可能原因。(至少答2点)
提示：乙酰胆碱分泌不足、胆碱酯酶活性过高或胆碱乙酰转移酶活性降低。
考向1考查低级神经中枢和高级神经中枢之间的联系
1．(2022·江苏新海高级中学高三阶段练习)如图表示人体的排尿反射相关结构示意图，据图分析，下列叙述正确的是(　　)
3
4
1
2
A．由于下丘脑的调控，成年人的膀胱未充盈也可排尿
B．控制膀胱的相关神经③和④分别属于交感神经和副交感神经
C．图中对下丘脑的刺激可来自人体细胞外液中渗透压的变化
D．激素⑤由下丘脑分泌和释放，作用于肾小管和集合管细胞
3
4
1
2
C　[由于大脑皮层的调控，成年人的膀胱未充盈也可排尿，这体现了神经调节的分级调节过程，A错误；交感神经和副交感神经都属于传出神经，而图中的④为传入神经，B错误；图中对下丘脑的刺激可来自人体细胞外液中渗透压的变化，如细胞外液渗透压上升会刺激下丘脑的渗透压感受器，C正确；激素⑤为抗利尿激素，该激素是由下丘脑合成分泌的，通过垂体释放出去，作用于肾小管和集合管细胞，促进肾小管和集合管对水分的重吸收，D错误。故选C。]
3
4
1
2
2．自由式滑雪大跳台1620动作是指运动员在空中需要转体四周半。下列有关运动员机体生理机能调节的叙述，合理的是(　　)
A．比赛在寒冷环境中进行，运动员机体的产热量和散热量无法维持平衡
B．神经系统对躯体运动有分级调节，对内脏活动无调控
C．交感神经和副交感神经同时兴奋，使心跳加快、支气管扩张
D．“转体四周半”动作完成需要大脑皮层参与
3
4
1
2
D　[人是恒温动物，寒冷环境中，人体温仍然是恒定的，只是比赛在寒冷环境中进行，运动员机体的产热量和散热量都增加，但仍能维持平衡，A错误；神经系统对躯体运动有分级调节，对内脏活动也有调控，B错误；交感神经和副交感神经对同一个内脏器官的作用往往是相反的，交感神经可以使心跳加快、加强，副交感神经使心跳减慢、减弱，C错误；“转体四周半”动作是需要多次训练才能完成的，属于条件反射，需要大脑皮层参与，D正确。故选D。]
3
4
1
2
考向2考查人脑的高级功能
3．(2022·江苏盐城专题练习)如图表示大脑海马某些区域突触在受到较长时间重复刺激后可能引起突触结构稳定性改变，形成长时程增强效应，这一现象被认为是学习和记忆的基础。下列叙述错误的是(　　)
3
4
1
2
A．谷氨酸是一种神经递质，可与不同种特异性受体结合
B．神经细胞B膜去极化是Na＋大量内流引起膜外电位由正转负的结果
C．逆行信使NO经简单扩散作用于神经细胞A，进而促进谷氨酸释放
D．不断重复某种刺激可增加受体A的数量，降低神经兴奋的敏感性
3
4
1
2
D　[分析题图可知，谷氨酸是突触前膜释放的神经递质，可以识别并结合受体B与受体A，A正确；神经细胞B膜去极化是Na＋大量内流引起膜外电位由正转负，使膜发生去极化，B正确；逆行信使NO可经简单扩散进入突触前膜，作用于神经细胞A，进而促进谷氨酸释放，C正确；由题意可知，大脑海马某些区域突触在受到较长时间重复刺激后可能引起突触结构稳定性改变，形成长时程增强效应，说明增强了神经兴奋的敏感性，D错误。故选D。]
3
4
1
2
4．阿尔茨海默病是一种神经系统退行性疾病，临床表现为记忆力衰退、语言功能衰退等。患者体内乙酰胆碱含量偏低，乙酰胆碱在乙酰胆碱酯酶的作用下被分解，分解产物可被突触前膜回收。石杉碱甲是我国科学家研发的一种乙酰胆碱酯酶抑制剂，对阿尔茨海默病的治疗有一定的疗效。下列相关叙述错误的是(　　)
A．患者记忆力衰退，可能与突触的功能异常有关
B．患者语言功能衰退，可能与大脑皮层S区异常有关
C．石杉碱甲抑制乙酰胆碱酯酶的活性，进而促进乙酰胆碱分解产物的回收
D．提升患者乙酰胆碱的分泌量也是一种治疗阿尔茨海默病的思路
3
4
1
2
C　[短时程记忆与神经细胞的活动及神经细胞之间的联系有关，长时程记忆与新突触的建立有关，因此患者记忆力衰退，可能与突触的功能异常有关，A正确；大脑皮层S区与说话有关，因此患者语言功能衰退，可能与大脑皮层S区异常有关，B正确；乙酰胆碱酯酶会分解乙酰胆碱，石杉碱甲可抑制乙酰胆碱酯酶的活性，进而抑制乙酰胆碱的分解，抑制乙酰胆碱分解产物的回收，C错误；乙酰胆碱是一种有助于记忆的神经递质，因此提升患者乙酰胆碱的分泌量也是一种治疗阿尔茨海默病的思路，D正确。故选C。]
3
4
1
2
1．核心概念
(1)动作电位是以电信号的形式在神经纤维上传导的，动作电位又称为神经冲动。
(2)当细胞未受刺激时，细胞质膜内外两侧存在外正内负的电位差，即静息电位。
(3)当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞质膜对Na＋的通透性增加，Na＋内流，这个部位的膜两侧发现暂时性的电位变化，表现为外负内正的兴奋状态，此时的膜电位称为动作电位。
2．结论语句
(1)突触的结构包括突触前膜、突触间隙与突触后膜。
(2)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，兴奋在神经细胞之间的传递是单方向的。
(3)人脑主要有大脑、小脑、脑干和下丘脑，中央前回、中央后回、顶叶、额叶、枕叶和颞叶分别管理不同的功能区域。
(4)语言功能是人脑特有的高级功能，它包括与语言、文字相关的全部智能活动，涉及人类的听、说、读、写。
(5)W区发生障碍，不能写字；V区发生障碍，不能看懂文字；S区发生障碍，不能讲话；H区发生障碍，不能听懂话。
(6)人类的学习过程分非联合型学习(习惯化和敏感化)和联合型学习(建立条件反射的基础上进行)。
(7)记忆根据储存和提取方式不同分为陈述性记忆和非陈述性记忆；根据记忆保留时程长短分短时程记忆和长时程记忆，记忆时程长短是可变的。
(8)学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成。长时程记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关。

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