高考生物一轮复习 第八单元 生命活动的调节 第22讲 第2课时 神经冲动的产生、传导和传递 课件(共45张PPT)

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高考生物一轮复习 第八单元 生命活动的调节 第22讲 第2课时 神经冲动的产生、传导和传递 课件(共45张PPT)

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第八单元
生命活动的调节
考查内容
1.通过对生活中具体情境的分析,认同人体各部分的协调主要依靠神经系统的调节来实现;通过膝跳反射、突触等内容的分析,构建反射及反射弧概念,认识突触的结构与功能相适应,渗透结构与功能观(生命观念)
2.运用归纳与概括构建神经系统的概念图,比较分析神经元的种类与功能,建立对神经系统的整体认识;通过对静息电位、动作电位产生过程的分析及基于对蛙坐骨神经腓肠肌兴奋的实验分析,构建动作电位产生模型,理解兴奋产生的原理、传导的形式与特点(科学思维、科学探究)
3.通过分析毒品的危害及成瘾的机制,关注和认同“珍爱生命,健康生活”的观念(社会责任)
考点一 神经冲动的产生和传导
1.静息电位与动作电位
(1)动作电位期间膜的极性变化示意图
A.静息膜电位,极化状态 B.发生动作电位期间,反极化
C.复极化,重建膜电位
有机负离子
Na+-K+
Na+通道
升高
Na+通道
K+通道
2.冲动在神经纤维上以电信号的形式传导
(1)局部电流的形成:当________部位处于内正外负的反极化状态时,邻近____________的部位仍处于外正内负的极化状态,两者之间会形成局部电流。
(2)局部电流的作用:局部电流又会刺激______________的细胞膜,使之去极化,也形成动作电位。
(3)膜内外电流方向和兴奋传导方向
不断地以局部电流向前传导,将动作电位传播出去,一直传到神经末梢。膜外:兴奋传导方向与电流方向________;膜内:兴奋传导方向与电流方向________。
刺激
未受刺激
没有去极化
相反
相同
3.神经冲动(兴奋)传导的特点
(1)生理完整性:神经冲动传导要求神经纤维在结构上和生理功能上都是完整的。如果神经纤维被切断,破坏了结构的完整性,冲动不可能通过断口。
(2)绝缘性:一条神经中包含很多根神经纤维,一根神经纤维传导神经冲动时不影响其他神经纤维,也就是说,各神经纤维之间具有绝缘性。
(3)非递减性传导:与电流在导体中的传导不同,动作电位在传导过程中,其大小和速率不会因传导距离的增加而________。
(4)在(离体)神经纤维上________(填“单向”或“双向”)传导。
衰减
双向
[自我诊断]正确的打“√”,错误的打“ ”。
1.(真题节选)刺激神经纤维产生的动作电位沿神经纤维传播时,波幅一直稳定不变。
(   )
2.(真题节选)神经元细胞膜上存在与K+、Na+主动转运有关的通道蛋白。(   )
3.神经细胞处于静息状态时,细胞外K+和Na+浓度均高于细胞内。(   )
4.将蛙神经纤维置于适宜的溶液后再适当增加溶液的KCl浓度,其静息电位绝对值增大。
(   )
5.神经纤维膜内K+/Na+的值,动作电位时比静息电位时高。(   )





考向1 静息电位与动作电位的形成机制
1.静息电位与动作电位相关过程的离子跨膜
2.静息电位的本质是一种K+平衡电位,其绝对值的大小与膜内外K+浓度差呈正相关,与Na+浓度无关。
3.动作电位的本质是一种Na+平衡电位,其绝对值的大小与膜内外Na+浓度差呈正相关,与K+浓度无关。
例 1
(2024·浙江6月选考)以枪乌贼的巨大神经纤维为材料,研究了静息状态和兴奋过程中,K+、Na+的内向流量与外向流量,结果如图所示。外向流量指经通道外流的离子量,内向流量指经通道内流的离子量。
下列叙述中,正确的是(   )
A.兴奋过程中,K+外向流量大于内向流量
B.兴奋过程中,Na+内向流量小于外向流量
C.静息状态时,K+外向流量小于内向流量
D.静息状态时,Na+外向流量大于内向流量
【解析】分析图示兴奋过程中,K+外向流量大于内向流量,Na+内向流量大于外向流量,A正确,B错误;静息状态时,K+外向流量大于内向流量,Na+外向流量小于内向流量,C、D错误。
A
例 2
听到上课铃声,同学们立刻走进教室,这一行为与神经调节有关。该过程中,其中一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。
下列关于该过程的叙述,错误的是(   )
A.此刻①处K+外流,②处Na+内流,且二者均不需要消耗能量
B.①处产生的动作电位沿神经纤维传播时,波幅一直稳定不变
C.②处产生的神经冲动,只能沿着神经纤维向右侧传播出去
D.若将电表的两个电极分别置于③④处,指针不会发生偏转
D
【解析】对于①处恢复静息电位,K+外流,属于易化扩散,不需要消耗能量;对于②处,电位表现为外负内正,是动作电位,动作电位的形成是Na+内流,同样属于易化扩散,不需要消耗能量,A正确;动作电位沿神经纤维传导时,具有不衰减性,即波幅一直稳定不变,这是神经纤维传导兴奋的重要特点,B正确;题干表示该过程的由反射弧完成的,由轴突的近端向远端传导,因此图中②处产生的神经冲动只能沿着神经纤维向右侧传播出去,C正确;若将电表的两个电极分别置于③④处,兴奋传递到④要发生偏转,D错误。
考向2 膜电位曲线分析
例 3
(2024·浙江1月选考)坐骨神经可以支配包括腓肠肌在内的多块骨骼肌。取坐骨神经腓肠肌标本,将电位表的两个电极置于坐骨神经表面Ⅱ、Ⅲ两处,如图甲所示。在坐骨神经Ⅰ处,给一个适当强度的电刺激,指针偏转情况如图乙所示,其中h1>h2,t1<t3。下列叙述中,错误的是(   )
甲 乙
A.h1和h2反映Ⅱ处和Ⅲ处含有的神经纤维数量
B.Ⅱ处的神经纤维数量比Ⅲ处的多可导致h1>h2 
C.神经纤维的传导速度不同可导致t1<t3
D.两个电极之间的距离越远t2的时间越长
A
【解析】坐骨神经包含很多条神经纤维,多条神经纤维兴奋,电位可以叠加,可以反映出指针的偏向程度,但是不完全和神经纤维的数量有关,指针偏向幅度还和传导速度有关,神经纤维传导速度有快有慢,兴奋传导到t3时,可能部分神经纤维的兴奋还没传到,没有到达叠加的最大值,也会导致指针的转向幅度减小,A错误;Ⅱ处的兴奋的神经纤维数量比Ⅲ处的多,可导致动作电位峰值h1>h2,B正确;不同神经纤维的传导速度不同,神经冲动到达Ⅱ、Ⅲ处的时间存在差异,可导致t1<t3,C正确;两个电极之间的距离越远,Ⅱ处和Ⅲ处兴奋间隔越长,即t2的时间越长,D正确。
B
例 4
(2025·绍兴模拟)神经细胞所处的内环境变化可影响其兴奋性,膜电位达到阈电位(即引发动作电位的临界值)后,才能产生兴奋。如图所示,甲、乙和丙表示不同环境下静息电位或阈电位的变化情况。下列叙述中,正确的是(   )
A.提高环境中Na+与K+的浓度可提高动作电位峰值
B.环境甲中K+浓度低于正常环境
C.细胞膜电位达到阈电位后,Na+通道才开放
D.同一细胞在环境乙中比丙中更易发生兴奋
【解析】动作电位的峰值由细胞内外Na+的浓度差决定,与K+浓度无关。只有提高Na+浓度比(即细胞外Na+相对浓度),才能增大Na+浓度差,进而提高动作电位峰值,A错误;静息电位的产生主要与K+顺浓度梯度外流有关,细胞外K+浓度降低时,膜两侧K+浓度差增大,K+外流增多,静息电位的绝对值增大,环境甲中K+浓度低于正常环境,B正确;分析图可知,细胞膜电位达到阈电位前,Na+通道就已经开放,C错误;分析题图可知,与环境丙相比,细胞在环境乙中阈电位与静息电位的差值更大,受到刺激后更难发生兴奋,D错误。
考点二 突触结构和信号传递
1.突触的结构和类型
(1)结构
(2)突触的常见类型(神经元与神经元之间)
从结构上来看:A轴突-胞体型,B轴突-树突型,C轴突-轴突型。
2.兴奋传递的过程
3.神经递质与受体
神经递质的作用效果有兴奋和抑制两类。当神经递质作用于突触后膜时,若能使Na+通道打开,则会引起突触后神经元的兴奋;若不能打开Na+通道,而是提高细胞膜对K+的通透性,尤其是对Cl-的通透性,则会导致膜电位外正内负的局面加剧,进而表现为突触后神经元活动被抑制。
4.兴奋传递的特点
突触结构及兴奋在突触中传递的知识归纳
1.突触前膜分泌神经递质的方式为胞吐,依赖于细胞膜的流动性,不需要载体,但消耗能量。
2.突触小泡的形成与高尔基体有关,神经递质的分泌与线粒体有关。
3.突触间隙内的液体属于组织液,突触后膜上受体的化学本质为糖蛋白,神经递质与突触后膜上受体的结合具有特异性。
4.突触后膜可能是下一个神经元的胞体膜或树突膜,也可能是传出神经元支配的肌肉细胞膜或腺体细胞膜。
5.兴奋在突触中的传递体现了细胞间的信息交流,神经递质、激素等属于信号分子。
[自我诊断]正确的打“√”,错误的打“ ”。
1.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。(   )
2.神经递质作用于突触后膜,就会使下一个神经元兴奋。(   )
3.突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程属于胞吐。(   )
4.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。(   )
5.突触是一个神经元与另一个神经元之间的接点。(   )
6.(真题节选)激素、神经递质等信号分子,可协同调控同一生理功能。(   )
7.(真题节选)在肌神经细胞发育过程中,肌肉细胞需要释放一种蛋白质,其进入肌神经细胞后,促进其发育以及与肌肉细胞的联系;如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡。这种蛋白质是一种神经递质。(   )







考向1 兴奋性突触与抑制性突触
例 5
可卡因是一种强效的中枢神经兴奋剂,利用神经递质——多
巴胺,来传递愉悦感,最终导致上瘾,进而祸及家庭、危害
社会,其作用机理如图所示。下列叙述中,正确的是(   )
A.可卡因能延长愉悦感,人体愉悦感产生的部位是大脑皮层
B.多巴胺以胞吞方式被突触前膜重吸收,而可卡因分子能阻
断该过程
C.多巴胺是一种兴奋性递质,与其后膜上的受体结合会使K+内流
D.据图推测,多巴胺进入突触后膜使其产生动作电位而产生愉悦感
【解析】由题图可知,可卡因的作用机理是与多巴胺运载体结合,使得多巴胺不能及时被回收,从而延长“愉悦感”时间,“愉悦感”的产生部位是大脑皮层,A正确;多巴胺以主动转运的转运方式被突触前膜重吸收,而可卡因分子能阻断该过程,B错误;多巴胺是一种兴奋性递质,与其后膜上的受体结合会使Na+内流,产生动作电位,多巴胺不会进入突触后膜,C、D错误。
A
考向2 常见兴奋传递过程中出现异常的情况归纳
例 6
去甲肾上腺素(NE)作为一种神经递质,发挥作用后会被降解或回收。临床上可用特定药物抑制NE的回收,以增加突触间隙的NE浓度来缓解抑郁症状。下列叙述中,正确的是
(   )
A.NE与突触后膜上受体结合可引发动作电位
B.NE在神经元之间以电信号形式传递信息
C.该药物与NE竞争突触后膜受体而生效
D.NE能被回收表明兴奋在神经元之间可双向传递
【解析】据题干信息可知,增加突触间隙的NE浓度可以缓解抑郁症状,故推测NE为兴奋性神经递质,与突触后膜的受体结合后可引发动作电位,A正确;NE是一种神经递质,神经递质在神经元之间信息的传递是通过化学信号的形式进行的,B错误;结合题意可知,该药物的作用主要是抑制NE的回收,而回收的部位是突触前膜,故该药物作用于突触前膜,C错误;由于神经递质只能由突触前膜释放,与突触后膜上的特异性受体结合,作用于突触后膜,故兴奋在神经元之间的传递是单向的,NE能被回收不能表明兴奋在神经元之间能双向传递,D错误。
A
课时作业
答案速对
第八单元  作业33  神经冲动的产生、传导和传递
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 C D B A B B A
题号 8 9
答案 C 见答案
1.神经细胞是一类可兴奋细胞。下列叙述中,正确的是(   )
A.神经细胞轴突的结构和功能,与树突完全相同
B.神经递质只参与神经细胞与神经细胞间的信息传递
C.内环境K+浓度升高,可引起神经细胞静息电位绝对值减小
D.被动转运维持着细胞内外离子浓度差,这是神经细胞形成静息电位的基础
【解析】树突是神经元胞体向外伸出的树枝状的突起,通常短而粗,用来接收信息并将其传导到胞体,树突增大了其细胞膜面积,有利于细胞间进行信息交流,轴突用来接收信息并将其传向其他神经元、肌肉或腺体,A错误;神经递质的受体不仅分布在突触后神经元的细胞膜上,还可分布在肌细胞等细胞膜上,故神经递质不只参与神经细胞与神经细胞间的信息传递,B错误;静息电位形成的原因是K+外流,方式为易化扩散(由高浓度到低浓度),神经细胞内K+含量多于细胞外,故内环境K+浓度升高,内外浓度差减小,可引起神经细胞静息电位绝对值减小,C正确;神经细胞通过主动转运维持Na+的浓度细胞外高于细胞内,K+的浓度细胞内高于细胞外,这是神经细胞形成静息电位的基础,D错误。
C
2.(2025·浙江6月选考)制备蛙的坐骨神经腓肠肌标本,将其置于生理溶液中进行实验。下列叙述中,正确的是(   )
A.刺激腓肠肌,在肌肉和坐骨神经上都能检测到电位变化
B.降低生理溶液中Na+浓度,刺激神经纤维,其动作电位幅度增大
C.随着对坐骨神经的刺激强度不断增大,腓肠肌的收缩强度随之增大
D.抑制乙酰胆碱的分解,刺激坐骨神经,一定时间内腓肠肌持续收缩
【解析】刺激腓肠肌,不能在坐骨神经上检测到电位变化,因为兴奋在突触处的传递是单向的,A错误;降低生理溶液中Na+浓度,神经细胞膜两侧Na+浓度差减小,刺激神经纤维,其动作电位幅度减小,B错误;在一定范围内随着刺激强度的增大,肌肉收缩的力度也相应增大,其原因是不同神经纤维兴奋所需的刺激强度阈值不同,随着刺激强度的增大,受刺激发生兴奋的神经纤维数量逐渐增加,引起效应器的反应强度也因此逐渐增加,超过该范围后,腓肠肌的收缩强度不再随刺激强度的增大而增大,C错误;乙酰胆碱是兴奋性神经递质,抑制乙酰胆碱的分解,刺激坐骨神经,乙酰胆碱持续起作用,一定时间内腓肠肌持续收缩,D正确。
D
3.神经电位的测量装置如图甲所示,其中箭头表示施加适宜刺激,阴影表示兴奋区域,a、b代表测量电极。下列叙述中,正确的是(   )
甲  乙
A.未刺激时,图甲装置测量的是该神经纤维的静息电位
B.若如图甲给予适宜刺激后,测得的膜电位变化可用图乙表示
C.若适宜刺激点移至ab的中点,兴奋双向传递,电位变化可用图乙表示
D.若没有适宜刺激,a、b两电极处对K+的通透性不同
B
【解析】测量神经纤维的静息电位时需要一个电极接在膜内,另一个电极接在膜外,所以图甲(两个电极都接在膜外)不能测量静息电位,A错误;若如图甲给予适宜刺激后,开始时是0电位,随后兴奋传到b电极,电表指针向右偏转,当兴奋在两电极之间传导时,是0电位,接着兴奋到达电极a,电表指针向左偏转,因此膜电位变化可用图乙表示,B正确;若适宜刺激点移至ab的中点,兴奋双向传递,电极a、b可同时兴奋,所以电位一直为0,不能用图乙表示,C错误;若没有适宜刺激,神经元处于静息电位,原因是K+外流,a、b两电极均位于膜外,对K+的通透性大致相同,D错误。
4.如图所示为神经元与神经元连接的结构模式图,其中①~③
为相应结构 a、b为神经元。下列叙述中,正确的是(   )
A.兴奋在a、b上的传导方向与各自膜内的局部电流方向一致
B.①中释放的物质一旦与③上的受体结合,就会引起③上
Na+通道的开放
C.兴奋从b到a的传递过程,完成了电信号→化学信号→电信
号的转变
D.若降低②中K+浓度,则③静息膜电位的绝对值变小
【解析】兴奋在传导的过程中,传导的方向与膜内电流的方向一致,与膜外电流方向相反,A正确;①中释放的物质与③上的受体结合,可能引起③的兴奋或抑制,即引起 Na+通道或者Cl-通道的开放,B错误;兴奋从a到b传递,不能从b到a传递,C错误;若降低②中K+浓度,则③静息膜电位的绝对值变大,D错误。
A
5.(2025·宁波二模)科研人员将若干只小鼠均分为对照组、神经系统钝化模型(HU)组和磁场刺激(CFS)组,验证了磁场刺激对神经系统的钝化具有改善效果。如图1所示为各组小鼠的认知功能水平,如图2所示为各组小鼠记忆相关神经元的静息电位。下列叙述中,错误的是(   )
图1  图2
A.图2中的对照组可对应图1中的甲组或丙组
B.图2中的CFS组是在对照组基础上施加适当的磁场刺激
C.在个体水平,CFS可改善神经系统钝化引起的认知功能下降
D.在细胞水平,CFS可改善神经系统钝化时出现的静息电位绝对值增加
B
【解析】从图1可知甲组为正常小鼠的认知功能水平,丙组是磁场刺激(CFS)组,其认知功能得到改善接近甲组。图2中对照组静息电位处于正常状态,所以图2中的对照组可对应图1中的甲组(正常组),CFS组(丙组)是在HU组基础上施加磁场刺激后认知功能改善,其静息电位也有所恢复接近对照组,所以也可对应丙组,A正确,B错误;从图1可以看到,HU组认知功能水平较低,而CFS组认知功能水平高于HU组,说明在个体水平,CFS可改善神经系统钝化引起的认知功能下降,C正确;观察图2,HU组静息电位绝对值比对照组大,CFS组静息电位绝对值比HU组小,接近对照组,说明在细胞水平,CFS可改善神经系统钝化时出现的静息电位绝对值增加,D正确。
6.(2025·绍兴一模)坐骨神经中不同纤维的兴奋传导速度不同。用足够大强度的电流刺激坐骨神经中枢端,分别在靠近中枢端和外周端测量并记录坐骨神经的动作电位变化,如图1所示,靠近中枢端的电表显示屏记录电位变化如图2所示。下列选项中最符合外周端电表显示屏记录的电位变化的是(   )
图1  图2
A.  B. C.  D.
【解析】当用足够强度的电流刺激坐骨神经中枢端时,不同传导速度的神经纤维会先后产生动作电位。 靠近中枢端的电表先记录到动作电位(如图 2)。由于外周端的神经纤维传导速度有差异,动作电位的峰值会因不同纤维的兴奋时间差而发生融合,且传导到外周端时会有时间延迟,导致电位变化的峰值降低、时程延长,B符合题意。
B
7.记忆最初是在海马体(大脑皮层的一个区域)形成的,与其环状联系有关,如图所示为相关结构。信息在环路中循环运行,使神经元活动的时间延长。下列叙述中,正确的是
(   )
A.N处突触前膜释放兴奋性神经递质
B.M处兴奋时,膜外Na+大量内流后,其浓度低于膜内
C.神经递质与相应受体结合后,进入突触后膜内发挥作用
D.信息在环路中循环运行说明突触间的兴奋传递并不一定是单向的
A
8.(2025·学军中学月考)神经纤维上存在由神经胶质细胞反复包裹的髓鞘,长约为1~2 mm,髓鞘是绝缘的,只有在两段髓鞘之间的郎飞结是存在密集Na+通道的轴突暴露区,使兴奋只能发生在郎飞结处。某神经纤维产生神经冲动,其中A~E为不等距的郎飞结区域,如图所示,若B处郎飞结处的电位为动作电位的峰值电位,下列叙述中,错误的是
(   )
A.神经纤维的B处膜电位为外负内正
B.发生兴奋的郎飞结与相邻静息的郎飞结之间会产生局部电流
C.神经纤维的C处Na+内流,处于反极化状态
D.髓鞘提高了神经纤维上兴奋传导速度,减少了动作电位传导的能量消耗
C
【解析】若B处郎飞结处的电位为动作电位的峰值电位,则神经纤维的B处膜电位为外负内正,A正确;据图和题干信息分析可知,由于发生兴奋的B处郎飞结处电位为动作电位的峰值电位,兴奋可以在神经纤维上传导,所以与相邻静息的郎飞结之间会产生局部电流,B正确;据图和题干信息分析可知,B处郎飞结处的电位为动作电位的峰值电位,此时C处Na+内流,此时处于去极化或反极化状态,C错误;髓鞘是绝缘的,只有郎飞结处存在密集Na+通道的轴突暴露区,故髓鞘的存在可提高兴奋在神经纤维上的传导速度,减少了动作电位传导的能量消耗,D正确。
9.(2025·嘉兴模拟)太极拳是我国传统运动项目,其行云流水般的动作是通过神经系统对肢体和躯干各肌群的精巧调控而完成的。太极拳“白鹤亮翅”招式中的屈肘动作在脊髓水平上的反射弧的基本结构如图所示。其中突触1和突触4是抑制性突触,突触2和突触3是兴奋性突触。请回答下列问题:
(1)屈肘动作是通过屈肘反射来完成的,在屈肘反射过程中,兴奋沿神经纤维_______ (填“单向”或“双向”)传导,脊髓作为神经中枢,作用是___________________________,最终引起的规律性应答是屈肌________(填“收缩”或“舒张”)。
(2)突触有多种类型,包括轴突-胞体型、轴突-树突型,根据图中信息判断,突触类型还包括______________型,刺激位点1,突触__________________(填数字)处有神经递质释放。
(3)若要检测图中B点在屈肘反射中膜电位的变化,理论上正确的操作是将电位计两极分别连接于__________________(填“膜外B点两侧”或“B点膜内和膜外”),同时刺激________(填“肌梭”“A点”或“肌梭或A点”)。
单向
对传入的信息进行分析和综合
收缩
轴突-轴突
1、2、3、4
B点膜内和膜外
肌梭
【解析】(1)在屈肘反射过程中,兴奋产生于感受器,沿着反射弧传向效应器,在神经纤维中单向传导;脊髓作为低级神经中枢,能够对传入的信息进行分析和综合,最终引起的规律性应答为屈肌收缩。
(2)结合图示信息可知,突触类型还有轴突-轴突型,则刺激位点1,突触1、2、3、4处有神经递质释放。
(3)膜电位是指膜内电位与膜外电位的差值,要测B点膜电位变化,则应将电位计两极分别连接于B点膜内和膜外,肌梭是感受器,刺激肌梭可以检测屈肘反射中B点膜电位的变化。

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