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第25讲 神经冲动的产生和传导
神经系统的分级调节及人脑的高级功能
一、兴奋的产生和传导
兴奋：
指动物体或人体内的某些组织(如神经组织)或细胞感受外界刺激后，由 状态变为 状态的过程。
相对静止
显著活跃
静息时
静息电位
受到刺激
兴奋部位
未兴奋部位
动作电位
电位表现：______
形成原因：______运输方式：______
电位表现：______
形成原因：______运输方式：______
内负外正
K+外流
协助扩散
内正外负
Na+内流
协助扩散
③静息电位恢复： K+通道完全打开，Na+-K+泵工作
局部电流方向：
膜内：兴奋部位→未兴奋部位
膜外：未兴奋部位→兴奋部位
兴奋传导过程中，局部电流的方向是怎样的？兴奋传导的方向呢？
兴奋的传导方向与膜内局部电流方向相同，与膜外相反。
兴奋部位
未兴奋部位
恢复静息电位
兴奋传导的方向：兴奋部位→未兴奋部位
思考：1.刺激离体神经纤维中部，兴奋的传导方向是单向还是双向的？
2.在完成反射活动的过程中，兴奋在神经纤维上的传导也是双向的吗？
双向传导
单向传导
【例】如图为神经纤维的局部结构示意图，被髓鞘包裹区域（b、d）钠、钾离子不能进出细胞，裸露区域（a、c、e）钠、钾离子进出不受影响。下列叙述正确的是（　　）
A. b、d区域不能产生动作电位
B. c区域处于兴奋状态，膜内钠离子比膜外多
C. a区域处于静息状态时，细胞膜对Na+的通透性较大
D. 局部电流在轴突上的传导方向为a→c和e→c
A
膜电位测量及曲线解读
电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
静息电位，与K+外流有关(协助扩散,不消耗能量)
动作电位
动作电位的峰值与神经纤维膜内外的Na+浓度差有关
静息电位恢复中，此时K+通道大量打开
Na+-K+泵工作，需要消耗能量，静息电位恢复
【例】在t1、t2、t3时刻分别给予某神经纤维三次强度相同的刺激，测得神经纤维电位变化如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A．t1时的刺激强度过小，无法
引起神经纤维上Na＋通道打开
B．适当提高细胞内K＋浓度，测
得的静息电位可能位于－65～－55 mV
C．t2、t3时的刺激可以累加并引起神经
纤维产生动作电位
D．t4后，细胞恢复静息状态不需要消耗ATP
C
1.（2023广东深圳模拟）在神经细胞动作电位发生期间，科学家通过实验检测到如图曲线，对0~2ms时间段内的曲线进行分析，下列叙述不合理的是(　　)
A．Na＋的通透性先增强后减弱再稳定
B．细胞膜对Na＋的通透性远远高于K＋
C． Na＋通透性变化的时间较K＋短
D．gK和gNa分别表示K＋外流和Na＋内
流的通透性
注：Vm代表膜电位；gK和gNa分别代表膜对钾离子和钠离子的通透性
B
膜电位测量及曲线解读
电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
若减小a、b两点间的距离，则d也 随之减少，当ab＝0时，两个波峰重叠，电流表指针偏转一次。
膜电位测量及曲线解读
电表两极均置于神经纤维膜的外侧
[例]将一灵敏电表的电极置于蛙离体坐骨神经腓肠肌的神经上(如图l)，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（ ）
B
1. (2022·重庆南开中学模拟)坐骨神经由多根神经纤维组成，不同神经纤维的兴奋性有差异，多根神经纤维同步兴奋时，其动作电位幅度变化可以叠加；单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象。现欲用图甲装置研究神经的电生理特性，通过电表①、②分别测量整个坐骨神经和其中一根神经纤维上的电位变化，图乙是电表最大偏转幅度随刺激强度的变化结果。下列叙述正确的是(　　)
A．刺激强度小于A时，电表无偏转，说明此时无离子流动
B．刺激强度从A增加到C过程中，兴奋的神经纤维根数增加
C．图乙中曲线1对应电表②测量结果，曲线2对应电表①测量结果
D．如增加坐骨神经膜外Na＋浓度，则曲线1将上移，曲线2位置不变
图甲
图乙
B
突触前膜
突触间隙
突触后膜
神经递质
轴突—胞体
轴突—树突
二、兴奋在神经元之间的传递
突触小泡
二、兴奋在神经元之间的传递—过程
兴奋传导至突触小体
突触小泡向突触前膜移动，释放神经递质
神经递质扩散至突触后膜，与膜上特异性受体结合，形成递质受体复合物
突触后膜对离子的通透性发生改变，引发突触后膜电位变化。
信号变化：
电信号→化学信号→电信号
神经递质作用于突触后膜，引起突触后膜的电位变化，该变化一定是兴奋吗？______________________
不一定，引起下一个神经元兴奋或抑制
兴奋性突触
使后膜兴奋
抑制性突触
使后膜抑制
神经递质与受体的结合具有____性；受体的化学本质是_____________；神经递质与受体结合，体现了细胞膜的_________________ 功能；
特异
糖蛋白
进行细胞间的信息交流
兴奋或抑制的产生由神经递质的种类和受体的类型共同决定的；
①单向传递（只能从一个神经元的轴突传到下一个神经元的细胞体或树突）
原因：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上，因此神经元之间的兴奋的传递只能是单方向的
②突触延搁（兴奋在突触中的传递比在神经纤维上的传导慢）
原因：兴奋在突触处的传递需要经过化学信号的转换。
传递的特点
二、兴奋在神经元之间的传递
不同部位实现的信号转变：
（1）突触：
（2）突触小体：
（3）突触后膜：
电信号→化学信号→电信号
电信号→化学信号
化学信号→电信号
⑨
(1)神经递质释放的运输方式是_____，_____消耗能量，_______转运蛋白，体现了细胞膜__________________；
(2)突触小泡的形成与_________(细胞器)有关，胞吐过程中需要的能量主要来自_______(细胞器)
(3)神经递质通过突触间隙的运到突触后膜的方式为_____，______消耗能量,其快慢与______________和_____等有关
④神经递质的去向：
胞吐
需要
不需要
具有一定的流动性
高尔基体
线粒体
扩散
不需要
神经递质的浓度
温度
被降解或被突触前膜上的转运蛋白回收。
1．(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(　　)
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
B
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
突触
合成
释放
神经递质的酶
【例】多巴胺是一种兴奋性神经递质，在脑内能传递兴奋及愉悦的信息。另外，多巴胺也与各种上瘾行为有关。毒品可卡因是最强的天然中枢兴奋剂，下图为可卡因对人脑部突触间神经冲动的传递干扰示意图。下列叙述正确的是（ ）
A.多巴胺与受体结合使突触后膜发生的电位变化是
　外负内正→外正内负
B.可卡因与多巴胺转运体结合，阻碍了多巴胺的回
　收，延长了其对大脑的刺激，产生快感
C.吸食可卡因容易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
D.吸食可卡因后导致突触后膜上的多巴胺受体增多
B
电流表指针偏转问题（资料大本第239页）
[例]如图是用甲、乙两个电流表研究神经纤维及突触上兴奋产生及传导的示意图。请据图回答下列问题：
(1)静息状态下，甲电流表指针 ，乙电流表指针 。（填“偏转”或“不偏转”）
(2)刺激a处时，甲电流表指针偏转 ，乙电流表指针偏转 。
(3)刺激b处时，甲电流表指针 ，乙电流表指针 。
(4)清除c处的神经递质，再刺激a处时，甲电流表指针 ，乙电流表指针 。
偏转
不偏转
一次
两次
不偏转
偏转一次
偏转一次
偏转一次
(2022·河北唐山模拟)据图1所示，在两个相邻神经元上安放电表Ⅰ、Ⅱ，在P点给予适宜刺激后，电表Ⅰ发生图2所示的电位变化。下列相关叙述正确的是(　　)
A．刺激P点，电表Ⅰ的指针只向右偏转一次
B．刺激Q点，电表Ⅰ和电表Ⅱ的指针偏转方向不同
C．刺激Q点，电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图2的相同
D．刺激R点，电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图2的基本相同
图1
图2
C
四、神经系统的分级调节
大脑皮层（最高级中枢）
由神经元胞体及其树突构成的薄层结构，2-4毫米厚。
大脑有着丰富的沟回（沟即为凹陷部分，回为隆起部分），这使得大脑在有限体积的颅腔内，可以具有更大的表面积。
请分析大脑皮层通过沟、回增大表面积的生理学意义。
可容纳更多的神经元在此发挥作用，为功能分区提供可能。
四、神经系统的分级调节
躯体运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同调控。(神经系统对躯体运动的分级调节)
神经系统对躯体运动的分级调节
皮层代表区的位置与躯体各部分的位置关系是倒置的（头面部除外）且左右交叉。
1. 躯体各部分的运动调控在大脑皮层都有对应的区域，它们的位置关系有什么特点 区域范围的大小与什么有关？
资料：右图是大脑皮层第一运动区与躯体各部分关系示意图
中央前回顶部
中央前回底部
区域大小与躯体运动的精细程度相关。运动越精细，大脑皮层代表区的范围越大。
例1.(2023·云南昆明高三模拟)人体各部位的运动机能在大脑皮层运动区中有它的代表区。下列关于人大脑皮层功能的叙述，正确的是( )
A.一侧手指传入神经上的神经冲动，可传到对侧大脑皮层中央前回中间部
B.一侧大脑皮层中央前回底部受损，会使对侧下肢的运动功能出现障碍
C.头面部肌肉的代表区在运动区呈倒置排列，即口部在上眼部在下
D.分辨精细的部位如手，在运动区所占的面积比躯干的小
A
(1)低级中枢的调控：脊髓对膀胱扩大和缩小的控制由________ 系统支配，______神经兴奋,会使膀胱缩小； ____ 神经兴奋,不会导致膀胱缩小。
(2)高级中枢的调控：人能有意识地控制排尿,是因为________ 对脊髓进行着调控。
自主神经
副交感
交感
大脑皮层
大脑皮层
脊髓
交感神经
副交感神经
膀胱
缩小
膀胱
不缩小
控制有意识排尿
控制无意识排尿
膀胱
神经系统对内脏运动的分级调节
【实例】排尿反射
四、神经系统的分级调节
同时说明了自主神经系统并不完全自主。
判断：没有高级中枢的调控，排尿反射可以进行，但排尿不完全，也不能受意识控制。（ ）
√
神经系统对内脏运动的分级调节
四、神经系统的分级调节
例2.给脑桥(位于大脑和小脑之间)注射能阻止γ-氨基丁酸与相应受体结合的物质后，小鼠的排尿阈值(引起排尿反射的最低尿量值)降低。下列相关推理正确的是( )
A.脑桥释放的γ-氨基丁酸能抑制排尿
B.γ-氨基丁酸使高位截瘫患者排尿顺畅
C.人体排尿反射的低级中枢位于脑桥
D.不同年龄段的人排尿阈值都是相同的
A
五、人脑的高级功能
(1)感知外部世界，产生感觉（大脑皮层）。
(2)控制机体的　　活动。
(3)具有语言、学习和记忆、情绪等方面的高级功能。
反射
1、语言功能是人脑特有的高级功能，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。
言语区 受损特征
运动性言语区(S区) 病人可听懂别人的讲话和看懂文字，但不能讲话表达思想
听觉性言语区(H区) 病人能讲话、书写，能看懂文字，但___　　 别人的谈话
视觉性言语区(V区) 病人的视觉无障碍，但看不懂文字的含义，变得不能_____
书写性言语区(W区) 病人可听懂别人讲话和看懂文字，也会讲话，手部运动正常，但失去　　能力
听不懂
阅读
书写
大多数人主导语言功能的区域在大脑的左半球，大脑皮层与语言活动相关的特定区域称为言语区。
特定区域受损会导致特有的言语活动功能障碍。
例3.(2022·山东，7)缺血性脑卒中是因脑部血管阻塞而引起的脑部损伤，可发生在脑的不同区域。若缺血性脑卒中患者无其他疾病或损伤，下列说法错误的是（ ）
A.损伤发生在大脑皮层S区时，患者不能发出声音
B.损伤发生在下丘脑时，患者可能出现生物节律失调
C.损伤导致上肢不能运动时，患者的缩手反射仍可发生
D.损伤发生在大脑时，患者可能会出现排尿不完全
A
学习与记忆是指神经系统不断地 ，获得新的 、
和 的过程。
1、概念：
学习和记忆不是由 控制的，而是由 和
参与。
2、特点：
接受刺激
行为
习惯
积累经验
单一脑区
多个脑区
神经通路
五、人脑的高级功能
学习和记忆
3、学习和记忆的机理：
涉及脑内神经递质的作用以及某些蛋白质的合成
4、人类的记忆过程：
可能与神经元之间即时的信息交流有关，特别是与海马区有关。
可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关。
例4.(2021·辽宁，16)短期记忆与脑内海马区神经元的环状联系有关，如图表示相关结构。信息在环路中循环运行，使神经元活动的时间延长。下列有关此过程的叙述正确的是(　　)
A．兴奋在环路中的传递顺序是①→②→③→①
B．M处的膜电位为外负内正时，膜外的Na＋浓度高于膜内
C．N处突触前膜释放抑制性神经递质
D．神经递质与相应受体结合后，进入突触后膜内发挥作用
B
五、人脑的高级功能
情绪
1、情绪是人对 所作出的反应，也是大脑的 之一。
环境
高级功能
积极情绪：开心、兴奋、对生活充满信心
消极情绪：失落、沮丧、对事物失去兴趣
这是情绪的两种相反的表现
情绪的表现：
抗抑郁药一般都通过作用于突触处来影响神经系统的功能。
例5.抑郁症是由高级神经活动产生的重度消极情绪得不到缓解而形成的。被称为5－羟色胺再摄取抑制剂的药物，可选择性地抑制突触前膜对5－羟色胺的回收，使得突触间隙中5－羟色胺的浓度维持在一定的水平，有利于神经系统的活动正常进行。下列说法错误的是( )
A.5－羟色胺进入突触间隙需消耗神经元代谢提供的能量
B.5－羟色胺再摄取抑制剂通过抑制ATP水解来阻止回收5－羟色胺
C.抑郁症患者体内某些突触间隙的5－羟色胺含量可能比正常人的少
D.5－羟色胺的合成和分泌发生障碍容易使人产生消极情绪
B

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