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第3课 神经冲动的产生与传导
第2课时：兴奋在神经元之间的传递
突触
01
兴奋在神经元之间的传递
02
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
03
刺激离体的神经纤维中间任意一点，兴奋沿神经纤维双向传导。在体内的反射活动中，兴奋沿着反射弧单向传导。为什么？
思考：这两个图有什么不一样？
图2 反射弧中的某一神经
图1 离体的枪乌贼某一神经
突触
轴突-轴突突触
轴突-树突突触
轴突-胞体突触
轴突-肌细胞突触（神经-肌肉节点）
1.兴奋在神经细胞间的传递
（1）突触小体：上游神经元的轴突末梢末端膨大，形成杯状或球状的结构。
（2）突触：突触小体与其他神经元的细胞体或树突等接近，共同形成。
1.兴奋在神经细胞间的传递
“汤与电火花”的历史争论
1920—1950年间，“电火花”论者，相信突触间交流是电性质的，在2个神经细胞之间的突触间隙观测到的电信号，是突触前神经元的动作电位电流“流”到突触后神经元的结果。而“汤”论者认为是化学物质主导了突触间的信息交流。
争论：“汤”与“电火花”的历史争论
（1）“汤”论经典实验一德国奥托·勒维（Otto Loewi）1921年实验
“汤与电火花”的历史争论
将2个蛙心分离，第1个带有神经，第2个不带神经。2个蛙心都装上蛙心插管，并充以少量任氏液。刺激第1个心脏的迷走神经后进行观察，实验结果如上图所示。请学生思考并讨论以下问题：
①请描述电刺激心脏1迷走神经后的实验现象，该现象说明了什么？
②心脏2心率发生的变化是由什么导致的？
③综合心脏1与心脏2的实验结果，你能得出什么结论？
（1）“汤”论经典实验一德国奥托·勒维（Otto Loewi）1921年实验
“汤与电火花”的历史争论
答案：刺激第1个心脏的迷走神经几分钟后心跳减慢；随即将其中的任氏液吸出转移到第2个未被刺激的心脏内，后者的跳动也慢了下来，正如刺激了第2个心脏的迷走神经一样。
该实验证明了兴奋在神经元之间的传递由化学物质介导。
（1）“汤”论经典实验一德国奥托·勒维（Otto Loewi）1921年实验
“汤与电火花”的历史争论
（2）“电火花”论者的证据——1957年科学家Fatt实验
①电突触的兴奋如何传递？
电突触的结构为突触前膜与后膜以原生质相通，神经冲动可以通过连接子（胞内通道聚集而成的缝隙连接）由一个细胞直接流至另一个细胞。
“汤与电火花”的历史争论
（2）“电火花”论者的证据——1957年科学家Fatt实验
②电突触有什么生理意义？
电突触较于化学性突触的优势在于，由于轴突末端释放神经递质需要时间，兴奋在化学性突触间的传递会出现延迟，而兴奋在电突触间的传递没有延迟，所以电突触的传递速度更快。
③为什么脑中化学性突触占决定性地位？
化学介导的突触传递显示出巨大的可塑性。神经递质的存在，使得递质释放量可以被精准调控，如同字母表中的字母可以组合成不同的词一样，动物大脑中丰富的化学物质可以令突触组合起来构成更加复杂的调控模式。因此，化学突触具有一个电突触无法比拟的重要优势，即化学突触能够支持更多的学习形式和记忆存储形式。
突触小体
突触小泡
突触前膜
突触间隙
突触后膜
（内含神经递质）
组织液
2.兴奋在神经细胞间的传递的结构基础
上游神经元突触小体的部分细胞膜
突触前膜和突触后膜之间的空隙
下游神经元的部分细胞膜
兴奋在神经元之间的传递
4.突触后膜上的离子通道发生变化，引发电位变化。
1.兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢，引起突触小泡向突触前膜移动，突触小泡与突触前膜融合，并释放神经递质到突触间隙（胞吐）。
2.神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近。
3.神经递质与突触后膜上的特异性受体结合。
5.神经递质被降解或回收。
突触小泡
突触前膜
突触间隙
突触后膜
1.兴奋在神经细胞间的传递的过程
（1）兴奋在突触处的传递需要借助神经递质，这个过程完成了什么样的信号转换呢？
（2）兴奋在神经纤维上可以双向传导，在突触处的传递是单向还是双向的呢？
电信号 化学信号
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，因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
突触前膜释放神经递质
神经递质与突触后膜受体结合
电信号
2.兴奋在神经细胞间的传递的特点
已知副交感神经可以使心率降低。
A组保留副交感神经
B组剔除副交感神经
刺激A组中的副交感神经，A的跳动降低。
从A组的营养液中取一些液体注入B组的营养液中，B组的跳动也减慢。
神经系统控制心脏活动时，在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号
突触不仅存在于神经元之间，也可以存在于神经元和心肌细胞之间。
突触广泛分布于神经元-神经元之间、神经元-心肌、神经元-骨骼肌、神经元-平滑肌乃至于腺体细胞之间。
思维训练：推断假说与预期
该实验的假说是什么？该实验可以说明什么问题？
（3）神经递质在神经调节的过程中起到了什么作用呢？
①作为信息分子，将信息从突触前膜传递到突触后膜，参与了细胞间的信息交流。
②目前已知的神经递质种类很多，主要的有乙酰胆碱； 生物胺类（肾上腺素/去甲肾上腺素、多巴胺、组胺等）；氨基酸类（谷氨酸、甘氨酸）；嘌呤/核苷酸类（腺苷、ATP）；气体（一氧化氮）；肽类（β-内啡肽、脑啡肽类、强啡肽类等）
③不同种类的神经递质可以引发突触后膜发生不同的电位变化。
（4）神经递质是如何释放的？
以胞吐的方式释放。
2.兴奋在神经细胞间的传递的特点
（5）神经递质发挥作用后的去向是什么？
神经递质会与受体分开，并迅速被降解或回收进细胞。
（6）如果神经递质没有被及时降解或回收进细胞，会出现什么后果呢？
神经递质会持续发挥作用。
2.兴奋在神经细胞间的传递的特点
（1）正常情况下：神经递质与突触后膜上受体结合引起突触后膜兴奋或抑制后，立即被相应的酶分解而失活或被载体运回突触小泡内
（2）异常情况：
①若某种有毒物质将神经递质的相应的酶变性失活，则突触后膜会 。
②若突触后膜上受体位置被某种有毒物质占据，则 ，阻断了信息传递。
③某种物质（如：肉毒杆菌，某些麻醉药）抑制突触前膜神经递质释放，从而阻止兴奋的传递。
④某种物质（如：箭毒）使钠离子通道关闭，阻止钠离子内流，后膜不会产生电位变化。
持续性兴奋或抑制
神经递质不能与之结合，突触后膜不会产生电位变化
思维训练1：突触传递异常分析
突触后膜兴奋或抑制的含义：
①兴奋是指突触后膜电位由外正内负的静息电位变成了外负内正的动作电位。
②抑制是指突触后膜电位仍是外正内负，而且是内外电位差更大了。这种情况下神经元更不容易转化为外负内正的动作电位，因此称为抑制。
神经递质
兴奋性递质(如乙酰胆碱)：使突触后膜兴奋
抑制性递质(如甘氨酸)：使突触后膜抑制
思维训练2：神经递质为什么会引起突触后膜兴奋或抑制？
有机磷农药的中毒机制
（1）有机磷农药：
含磷元素的有机化合物农药，如乐果、敌百虫及敌敌畏等。
有机磷农药经皮肤、消化和呼吸道粘膜过量摄入可抑制胆碱酯酶活性，引发突触后膜持续激活，导致神经系统功能紊乱。
（2）胆碱酯酶：降解神经递质乙酰胆碱
3.兴奋在神经细胞间的传递的应用
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
1.兴奋剂
兴奋剂原是指能提高中枢神经系统机能活动的一类药 物，如今是运动禁用药物的统称。
兴奋剂具有增强人的兴 奋程度、提高运动速度等作用，为「保证公平、公正，运 动比赛禁止使用兴奋剂。
2.防控毒品的严峻形势
毒品注射流行地图
颜色越深毒品流行越严重
大麻使用率地图
颜色越深大麻使用率越高
（1）知晓毒品的巨大危害
（2）自觉抵制毒品侵害。不接触陌生人给予的食物和饮料。
（3）生命只有一次，少年更应珍惜！
（4）对毒品说不！
3.我们能做的
珍爱生命、远离毒品，向社会宣传 滥用兴奋剂 和 吸食毒品 的危害是我们每个人应尽的责任和义务。
一、概念检测
1. 有些地方的人们有食用草乌炖肉的习惯，但草乌中含有乌头碱，乌头碱可与神经元上的钠离子通道结合，使其持续开放，从而引起呼吸衰竭、心律失常等症状，严重可导致死亡。下列判断不合理的是（ ）
A. 食用草乌炖肉会影响身体健康
B. 钠离子通道打开可以使胞外的Na+内流
C. 钠离子通道持续开放会使神经元持续处于静息状态
D. 阻遏钠离子通道开放的药物可以缓解乌头碱中毒症状
C
2. 乙酰胆碱酯酶可以水解乙酰胆碱，有机磷农药能使乙酰胆碱酯酶失活，则该药物可以（ ）
A. 使乙酰胆碱持续发挥作用
B. 阻止乙酰胆碱与其受体结合
C. 阻止乙酰胆碱从突触前膜释放
D. 使乙酰胆碱失去与受体结合的能力
A
二、拓展应用
1. 枪乌贼的神经元是研究神经兴奋的好材料。研究表明，当改变神经元轴突外Na+浓度的 时候，静息电位并不受影响，但动作电位的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。
（1）请对上述实验现象作出解释。
（2）如果要测定枪乌贼神经元的正常电位,应该在何种溶液中测定？为什么？
【答案】 （1）静息电位与神经元内的K+ 外流相关而与Na+ 无关，所以神经元轴突外Na+ 浓度的改变并不影响静息电位。动作电位与神经元外的Na+ 内流相关，细胞外Na+ 浓度降低，细胞内外Na+ 浓度差变小，Na+ 内流减少，动作电位值下降。
（2）要测定枪乌贼神经元的正常电位，应在钠钾离子浓度与内环境相同的环境中进行。因为体内的神经元处于内环境之中，其钠钾离子具有一定的浓度，要使测定的电位与体内的一致，也就必须将神经元放在钠钾离子浓度与体内相同的环境中。
2.一般的高速路都有限速的规定。例如，我国道路交通安全法规定，机动车在高速公路行驶, 车速最高不得超过120km/h。在高速路上行车, 要与前车保持适当的距离，如200 m。另外，我国相关法律规定，禁止酒后驾驶机动车。请你从本节所学知识的角度，解释这几项规定的合理性。如果遇到酒后还想开车的人，你将怎样做？
【答案】在行车过程中，发现危险进行紧急处置，实际上需要经过一个复杂的反射过程。视觉器官等接受信号并将信号传至大脑皮层作出综合的分析与处理，最后作出应急的反应，要经过兴奋在神经纤维上的传导以及多次突触传递，因此从发现危险到作出反应需要一定的时间。车速过快或车距过小，就缺少足够的时间来完成反应的过程。此外，酒精会对神经系统产生麻痹，使神经系统的反应减缓，所以酒后要禁止驾驶机动车。遇到酒后还想开车的人，需告诫：酒后不开车，开车不喝酒；酒驾、醉驾是违法行为。
提示 （1）突触信息传递需要借助神经递质，神经递质只能由突触前
膜释放，然后与突触后膜上的特异性受体结合才能发挥作用，神经递质发挥作用后会被迅速降解或回收进细胞，防止其持续发挥作用毒扁豆碱等物质通过影响神经递质的分解，可影响突触信息传递;某种箭毒通过影响突触后膜受体发挥作用，可影响突触信息传递。
（2）口服及注射抑制乙酰胆碱酯酶的药物，使乙酰胆碱不会被分解，乙酰胆碱浓度增大，相对而言，箭毒浓度减小，箭毒竞争受体的能力减弱，从而起到解毒的作用。
３．毒扁豆碱等物质能能响神经递质的分解，某种箭毒会影响突独后膜受体发挥作用，这些物质因而能能响神经系统的信息传及肌肉的收缩，有时会严重危害人的健康。
（1）根据突触信息传递的特点分析：它们为什么会产生这些影响？
（2）进一步找资料回答：—旦出现类似物质引起的中毒，应该如何处？
(1)用a刺激神经，产生的兴奋传到骨骼肌引起的收缩_______(属于或不属于)反射。
(2)用b刺激骨骼肌______(能或不能)在c处记录到电位。
4．(经典题)如图是反射弧结构模式图。a、b分别是放置在传出神经和骨骼肌上的电极，用于刺激神经和骨骼肌；c是放置在传出神经上的电位计，用于记录神经兴奋电位；d为神经与肌细胞接头部位，是一种突触。
不属于
不能
(3)正常时，用a刺激神经会引起骨骼肌收缩；传出部分的某处受损时，用a刺激神经，骨骼肌不再收缩。根据本题条件，完成下列判断实验：
①如果_________________________________________，表明传出神经受损。
②如果_____________________________，
表明骨骼肌受损。
用a刺激神经，在c处不能记录到电位
用b刺激骨骼肌，骨骼肌不收缩
③如果________________________________
， 表明部位d受损。
用a刺激神经，在c处记录到电位，骨骼肌不收缩；用b刺激骨骼肌，骨骼肌收缩

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