高中生物人教版 (2019)选择性必修1第3节 体液调节与神经调节的关系精品导学案

神经冲动的产生与传导

核心知识点一：兴奋在神经纤维上的传导

1. 神经冲动

在蛙的坐骨神经上放置两个微电极，且均连在神经纤维的外侧，并将它们连接到一个电表上。静息时，电表上没有测出电位变化，说明神经表面各处的电位相等。当在图示神经的左侧一端给予刺激时，靠近刺激端的电极处先变为负电位，此时指针向负电位的一侧偏转，接着左侧恢复为正电位，右侧成为负电位，指针向右偏转，最后右侧恢复为正电位，指针恢复原位。由此说明，在神经系统中，兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导，这种电信号就是神经冲动。

2. 神经冲动的产生与传导

（1）静息电位：在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态，此时神经纤维各处的电位相等。神经细胞外的钠离子浓度比膜内高，钾离子浓度比膜内低，神经细胞膜对不同离子的通透性各不相同：静息时，膜主要对钾离子有通透性，造成钾离子外流，这样膜外的阳离子浓度高于膜内，由于细胞膜内外这种特异的离子分布特点，细胞膜两侧的电位表现为内部负电位，外面正电位，即内负外正，成为静息电位。如图所示：

（2）动作电位

当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对膜外钠离子的通透性增强，导致钠离子内流，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化，因内部的阳离子多，会表现出内正外负的兴奋状态。此时的膜电位称为动作电位。

由图中可以看出，与兴奋部位邻近的未兴奋部位仍然是内负外正的状态，这样在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷的移动，从而形成局部电流。

这样局部电流刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化，完成兴奋的传导。当兴奋传导后，膜上右恢复为静息电位。

3. 兴奋在神经纤维上传导的特点

（1）在兴奋的产生和传导过程中，钠离子、钾离子通过通道蛋白运输，属于协助扩散，从高浓度一侧向低浓度一侧运输，不需要消耗能量。

（2）在离体的神经纤维上，兴奋双向传导。

（3）兴奋在神经纤维上的传导方向与局部电流方向的关系（如图）

①在膜外，局部电流方向与兴奋传导方向相反。

②在膜内，局部电流方向与兴奋传导方向相同。

问题探讨：如图在神经纤维上连接一个电流表，其中bc=cd，刺激a点和刺激c点后电流表的指针偏转情况怎样？

提示：①刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋，电流表指针发生两次方向相反的偏转。

②刺激c点（bc＝cd），b点和d点同时兴奋，电流表指针不发生偏转。

例题1  下图表示枪乌贼离体神经纤维在正常Na＋浓度和低Na＋浓度的两种海水中受刺激后的膜电位变化情况。下列描述错误的是（    ）

A. 曲线a代表正常海水中膜电位的变化

B. 静息电位产生的原因是膜内的K+外流

C. 低Na＋海水中神经纤维受刺激时，膜内Na＋外流而导致不能产生动作电位

D. 正常海水中神经纤维受刺激时，膜外Na＋浓度高于膜内

答案：C

解析：本题考查神经纤维上兴奋的传导，难度较大。神经纤维在静息状态时，膜内电位是负电位，膜外电位是正电位，这主要是由于K+外流形成的；受刺激后，Na＋通道开放，造成Na＋大量内流，如果出现膜内外电位逆转，即外负内正，则说明产生了动作电位；但若因神经纤维膜外Na＋浓度较低，内流Na＋量较少，不能引起膜内外电位逆转，则说明神经纤维膜没有产生动作电位（或没有产生兴奋）。分析题图可知，曲线a代表正常海水中膜电位的变化，A正确；静息电位产生的原因是膜内的K+外流，B正确；低Na＋海水中神经纤维受刺激时，内流Na＋量较少，不能引起膜内外电位逆转，导致不能产生动作电位，C错误；正常海水中神经纤维受刺激时，膜外Na＋浓度高于膜内，D正确。

例题2  下图表示将灵敏电表的两个电极（b，c）置于蛙的坐骨神经上，然后在a处给予适宜的电刺激。下列叙述正确的是（    ）

A. 静息时电表指针没有偏转，说明膜外各处没有电位

B. 刺激a处后，电极b和电极c处可同时变为负电位

C. 刺激a处后，电表指针会出现两次幅度相同的偏转

D. 此实验说明了神经冲动可以沿着神经纤维双向传导

答案：C

解析：本题考查兴奋在神经纤维上传导的特点，难度较大。静息电位是外正内负，由于膜外都是正电位，b和c的膜外没有电位差，电表指针没有偏转，并非膜外各处没有电位，A错误；刺激a处后，电极b和电极c处可先后变为负电位，B错误；刺激a处后，当兴奋传导到b处时，指针偏转一次，传导到c处时，指针再偏转一次，两次方向相反幅度相同，C正确；兴奋从a先后传导到b、c，此实验并没有说明神经冲动双向传导，D错误。

核心知识点二：兴奋在神经元之间的传递

1. 突触的结构和类型

（1）突触

神经元的轴突末梢经过多次分枝，每个小枝的末端膨大为杯状或球状叫做突触小体。突触小体可以与其他神经元的细胞体或树突等相接近，形成突触。

（2）突触的结构

突触包括突触前膜、突触间隙与突触后膜。在神经元的轴突末梢处，有许多突触小泡。

（3）突触的类型

2. 兴奋传递的过程

当轴突末梢有神经冲动传来时，突触小泡受到刺激，就会向突触前膜移动并与它融合，同时释放神经递质。神经递质经扩散通过突触间隙，与突触后膜上的相关受体结合，形成递质—受体复合物，从而改变突触后膜对离子的通透性，引发突触后膜电位变化。这样，信号就从一个神经元通过突触传到了另一个神经元。随后，神经递质与受体分开，并迅速被降解或回收进细胞，以免持续发挥作用。

特别注意：

（1）神经递质的种类很多，有乙酰胆碱、氨基酸类物质等，多为小分子物质分为兴奋性神经递质或抑制性神经递质，同一神经元的末梢只释放一种神经递质。由图示过程可以看出神经递质的释放过程为胞吐，依赖于细胞膜的流动性，通过胞吐的方式释放神经递质，可以增加突触间隙神经递质的量。发挥作用后背没分解或者回收，为下一次兴奋做好准备。

（2）突触间隙内为组织液，神经递质在组织液中通过扩散的方式运输。

（3）突触后膜的受体具有特异性。

（4）神经元之间兴奋传递过程中的信号转变：电信号、化学信号、电信号。

3. 兴奋传递的特点

①单向传递：神经递质只存在于突触小泡中，只能由突触前膜释放作用于突触后膜，即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。

②突触延搁：神经冲动在突触处的传递要经过电信号→化学信号→电信号的转变，因此兴奋传递的速度比在神经纤维上的传导要慢。

③作用效果：使后一个神经元（或效应器）兴奋或抑制。即可导致下一个神经元兴奋或抑制，神经元与肌肉细胞或某些腺体细胞支架也是通过突触联系的，神经元释放的神经递质也可以引起肌肉的收缩或腺体的分泌。

易错点拨：兴奋在神经元之间的传递是单向的，从而导致兴奋在完整反射弧中的传导也是单向的，即只能由传入神经传入，传出神经传出。

问题探讨：图中a、d两点之间连接一个电流表，ab＝bd，刺激b点与刺激c点引起指针偏转有何不同？

提示：①刺激b点，由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度，a点先兴奋，d点后兴奋，电流表指针发生两次方向相反的偏转。

②刺激c点，兴奋不能传至a点，a点不兴奋，d点可兴奋，电流表指针只发生一次偏转。

问题探讨：某些物质阻断神经冲动的传递，试分析原因。

4. 滥用兴奋剂、稀释毒品的危害

兴奋剂是能够提高中枢神经系统机能活动的一类药物，具有增强人的兴奋程度、提高运动速度等作用。毒品是指鸦片、海洛因、冰毒、吗啡、大麻、可卡因以及国家规定管制的其他能够使人形成瘾癖的麻醉药品和精神药品。兴奋剂和毒品等大多通过突触来起作用，通过促进神经递质的合成和释放速率，或影响神经递质的分解、回收，导致突触后膜持续兴奋，会对人体健康带来极大的危害。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。

例题1  如图为突触结构和功能的模式图，下列有关叙述不恰当的是（    ）

A. 瞬间增大轴突末端细胞膜对Ca2＋的通透性会加速神经递质的释放

B. 过程①体现了细胞膜具有流动性

C. 过程②表示神经递质进入突触后膜所在的神经元

D. 过程③可避免突触后膜持续兴奋

答案：C

解析：本题主要考查兴奋在突触间的传递，难度较大。瞬间增大细胞膜对Ca2＋的通透性，会加速神经递质的释放，A正确；由于神经递质的释放方式是胞吐，故神经递质的释放体现了细胞膜的流动性，B正确；过程②只能说明神经递质能促进钠离子进入突触后膜，神经递质并没有进入突触后膜所在的神经元，C错误；过程③表示神经递质重吸收进入突触前膜所在的神经元，可避免突触后膜持续兴奋，D正确。

例题2  某些种类的毒品可以使人产生兴奋和愉快感，经常吸食会对神经系统造成严重损伤并使人上瘾。下图表示某毒品的作用机理，相关叙述错误的是（　　）

A. 图示为突触的亚显微结构示意图，受体蛋白存在于突触后膜上

B. 毒品分子与转运蛋白结合，导致突触间隙神经递质含量增加，在大脑皮层产生愉悦感

C. 图示信息表明，吸毒可导致受体蛋白增加，故吸毒时间越长，愉悦感越强

D. 图示信息表明随吸毒时间延长欲获得同等愉悦感吸毒者需不断增加剂量

答案：B

解析：本题主要考查毒品对兴奋传导的影响，难度较大。受体蛋白存在于突触后膜，A正确；毒品与转运蛋白结合，影响神经递质的回收，导致突触间隙神经递质的含量增加，在大脑皮层形成愉悦感，B正确；由图示信息推知吸毒会导致神经系统严重损伤，在突触后膜上的受体蛋白数量会减少，C错误；为了获得同等愉悦感，就需要更多的神经递质，而增加吸食毒品的剂量可以增加神经递质的量，从而达到渴望的效果，D正确。

（答题时间：30分钟）

1. 下列关于兴奋在神经纤维上传导的叙述，正确的是（    ）

A. 静息状态时膜两侧电位为外负内正

B. 兴奋部位的膜两侧电位为外正内负

C. 兴奋在神经纤维上以化学信号形式传导

D. 兴奋部位与未兴奋部位之间形成局部电流

2. 图为突触结构示意图，下列相关叙述正确的是（    ）

A. 结构①为神经递质与受体结合提供能量

B. ②中神经递质都是大分子，一般通过胞吐释放

C. 兴奋传导到③时，膜内侧电位由正电位变为负电位

D. 结构④膜电位的变化与其选择透过性密切相关

3. 如图是一低等海洋动物完成某反射的反射弧模式图，下列叙述正确的是（　　）

A. ①受到各种刺激，便能引起②的反应

B. b处给予适宜刺激，引起②的反应属于反射

C. 兴奋每传递一次都会导致突触前膜的面积减少

D. 图中有三个神经元，a处兴奋传导的速率大于c处

4. 图是缩手反射的部分神经元组成示意图，有关叙述正确的是（    ）

A. 刺激部位①，该部位的膜外电位变化是由负变为正

B. 中间神经元B的兴奋既能传到A又能传到C，体现双向传导

C. 兴奋传到突触前膜发生的信号变化是电信号→化学信号→电信号

D. 图中C上含有相应的神经递质的受体，能与神经递质特异性地结合

5. 如图将灵敏电流计的两极分别置于某反射弧中的a处外表面和b处内表面，并刺激c处。下列说法正确的是（    ）

A. 刺激c处前，电流计指针处于表盘中央

B. 刺激c处前，a处膜电位为外负内正

C. 刺激c处后，b处膜电位将发生改变

D. 刺激c处后，电流计指针发生一次向左的偏转

6. 兴奋在神经纤维上的传导和神经元之间传递的叙述，正确的是（    ）

A. 产生动作电位时，主要是Na+外流，Na+外流时不消耗能量

B. 突触后膜一定是神经元的树突末梢形成的，且有递质的受体

C. 突触小体是神经元轴突末梢膨大形成的，可以释放神经递质

D. 兴奋在神经纤维上的传导不耗能，在神经元之间的传递会消耗能量

7. 下图甲、乙、丙是三个电流计，a点位于乙电流计两极的中央。下列有关叙述错误的是（    ）

A. 刺激b处，电流计甲和乙的指针仍指向中央

B. 刺激a处，三个电流计指针发生偏转的是甲和丙

C. 与兴奋在神经元上传导有关的物质主要有Na＋和K＋

D. 与兴奋在神经元之间传递有关的物质主要有神经递质和突触后膜上的受体

8. 如图甲表示神经元的部分模式图，图乙表示突触的局部模式图，下列叙述错误的是（    ）

A. 兴奋在反射弧中传递是单向的，其原因是兴奋在图乙所示结构上不能由①→②传导

B. 若给图甲箭头处施加一强刺激，则电位计会偏转两次

C. 突触小泡内的神经递质释放到突触间隙的方式是主动运输，需要线粒体提供能量

D. 人在拔牙时，往往需要在相应部位注射局部麻醉药，使其感觉不到疼痛，这是因为麻醉药最可能暂时阻断传入神经的兴奋传导

9. 人体维持内环境的稳态并与外界环境相适应，都离不开生命活动的调节，神经系统在其中的作用十分重要。下图甲表示神经调节中反射弧的基本结构，图乙是神经纤维局部放大的示意图。回答下列问题：

（1）图甲所示的反射弧中，表示感受器的是_______（填图中标号），感受器的作用是________。

（2）研究发现，某镇痛药是通过作用于图甲中的突触而起作用的，从兴奋传递的角度分析，该药物的作用机理可能是____________________________________。

（3）图乙表示神经纤维受到刺激后，膜内外电荷的分布情况，在A、B、C中属于未兴奋部位的是_________。图乙中B、C之间能够产生局部电流，原因是____________________。

（4）以图甲中的神经纤维作为实验材料，利用电流表测定其受刺激前后的电位变化（如下图）。若在b点右侧刺激，则电流表的指针的偏转情况依次是④→________→④。

10. 吸食毒品的目的是为了捕捉和感受一种短暂的强烈快感或兴奋。快感过后，取而代之的是严重抑郁、疲劳和激怒，这是一种痛苦的体验。如图是毒品可卡因的作用机制：影响神经递质的回收，从而刺激大脑中的“奖赏”中枢，使人产生愉悦感。请据图分析回答：

（1）图中结构①是______，其中的多巴胺从突触前膜释放的方式是______，体现了细胞膜的______。

（2）图中结构②与多巴胺结合后引发突触后膜内外电位变为______，即完成______的转换。

（3）正常情况下多巴胺完成兴奋传递后会被多巴胺转运体运回上一个神经元，但是吸食的毒品可卡因进入______后会阻碍多巴胺回收，使下一个神经元______，导致大脑“奖赏”中枢获得愉悦感，最终造成人对可卡因产生依赖的不良后果。

（4）兴奋在突触处的传递方向只能是______（用图中数字“①、②”和箭头表示），其原因是______。

1. D  解析：本题主要考查兴奋在神经纤维上的传导，难度中等。神经纤维静息时膜电位为外正内负，A错误；兴奋后变为外负内正，B错误；兴奋在神经纤维上以电信号形式传导，C错误；兴奋部位与未兴奋部位之间形成局部电流，D正确。

2. D  解析：本题主要考查兴奋在突触间的传递，难度中等。神经递质与受体结合不需要消耗能量，故结构①线粒体不需要为神经递质与受体结合提供能量，A错误；②突触小泡中的神经递质通常是小分子有机物，如乙酰胆碱等，一般通过胞吐释放，B错误；当兴奋传导到③突触前膜时，膜内侧电位由负电位变为正电位，C错误；结构④突触后膜上的受体与递质特异性结合后，开启不同的离子通道，使突触后神经元会发生兴奋或抑制，故膜电位的变化与其选择透过性密切相关，D正确。

3. D  解析：本题考查兴奋在反射弧中的传导，难度中等。不同的感受器有适宜的刺激种类，不能对各种刺激都能发生反应，不同的感受器也有不同的刺激值，刺激强度太弱，不能引起感受器的兴奋，A错误；反射活动需通过完整的反射弧来实现，因此b处给予适宜刺激，引起②的反应不属于反射，B错误；神经递质在突触小泡中，突触小泡与突触前膜融合时将神经递质胞吐到突触间隙中，因此兴奋每传递一次都会导致突触前膜的面积增加，C错误；由图可知，图中有三个神经元，四个突触，因为兴奋在神经元上的传导速度大于兴奋在突触处的传递速度，因此a处兴奋传导的速率大于c处，D正确。

4. D  解析：本题考查兴奋在反射弧中的传导，难度中等。刺激部位①，该部位的膜外电位变化是由正变为负，A错误；在反射弧中，兴奋是单向传导的，中间神经元B的兴奋只能传到C，不能传到A，B错误；兴奋传到突触前膜处发生的信号变化是电信号→化学信号，C错误；图中C是传出神经元的细胞体，其上含有相应的神经递质的受体，能与神经递质特异性的结合，使传出神经元产生兴奋或抑制，D正确。

5. C  解析：本题考查电流计的偏转情况，难度较大。刺激c处前，为静息状态，a、b处电位均为外正内负，由于a处电极在外表面和b处在内表面，因此电位计指针偏向右，A、B错误；刺激c点，c点刺激产生的兴奋传导cb 之间时，a、b处均为静息状态，外正内负，指针向右偏转；c点刺激产生的兴奋传导到b点时，b点为外负内正，而此时a处恢复静息状态，为外正内负，即指针向左偏转到中间位置；c点刺激产生的兴奋继续沿b向右传导时，a、b均恢复静息状态，为外正内负，指针回到初始状态，即向右偏转，C正确，D错误。

6. C  解析：本题考查兴奋在神经纤维上的传导以及神经元之间的传递，难度较大。动作电位产生的原因是Na+内流，A错误；突触的类型有轴突-树突型和轴突-胞体型，所以突触后膜可以是神经元的细胞体或树突的一部分，B错误；神经细胞的轴突末梢会出现许多分支，每个分支末端膨大成杯状的突触小体，突触小体的膜为突触前膜，可以释放神经递质，C正确；兴奋在神经纤维上的传导要消耗能量，D错误。

7. A  解析：本题考查电流计在神经纤维、突触间的偏转情况分析，难度较大。刺激b兴奋不能传到a所在的神经元，故乙电流计仍指向中央，但甲两个电极分别位于膜内和膜外存在电位差，指针会偏转，A错误；刺激a，由于a点位于乙电流计两极的中央，所以乙不偏转，甲和丙会发生偏转，B正确；Na+和K+的转运影响到静息电位和动作电位，所以与兴奋在神经元上传导有关，C正确；与兴奋在神经元之间传递有关的物质主要有神经递质和突触后膜上的受体，D正确。

8. C  解析：本题考查兴奋在反射弧中的传导，难度较大。兴奋在反射弧中传递是单向的，其原因是突触中的神经递质只能由突触小泡释放到突触间隙，而不能由突触后膜释放，所以兴奋不能由①→②传递，A正确；若给图甲箭头处施加一强刺激，产生的兴奋会先后经过电位计的左右两侧，所以电位计会偏转两次，B正确；神经递质释放到突触间隙的方式是胞吐，利用细胞膜的流动性，不是主动运输，C错误；人在拔牙时，往往需要在相应部位注射局部麻醉药，使其感觉不到疼痛，这是因为麻醉药最可能暂时阻断传入神经的兴奋传导，D正确。

9.（1）①感受刺激、产生兴奋   

（2）抑制神经递质与突触后膜上的特异性受体结合（或抑制突触前膜释放神经递质）

（3）A、C    B、C之间存在电位差，电荷会发生定向移动  

（4）③→④→①   

解析：本题考查反射弧的结构以及兴奋的传导，难度中等。

识图分析可知，甲图中①感受器、②效应器、③突触。反射弧中感受器可以感受刺激产生兴奋，将兴奋由传入神经传至神经中枢，神经中枢对兴奋做出分析与综合，经过传出神经传至效应器，效应器做出应答反应。③突触包括突触前膜、突触间隙和突触后膜，兴奋传至突触小体时，突触前膜释放神经递质，由电信号转化为化学信号，递质作用于突触后膜上的特异性受体，引起突触后神经元电位发生改变，进而化学信号转变为电信号。兴奋在突触传递时为单向传递。

乙图：神经纤维局部放大的示意图，图中B区域处于兴奋状态，钠离子内流，膜电位表现为动作电位，即外负内正，而A、C区域处于静息状态，钾离子外流，膜电位为静息电位，即外正内负。在神经纤维上兴奋可以双向传导，即兴奋可以由B向A传导，也可以由B向C传导。

（1）根据以上分析可知，图甲中①为感受器，感受器的作用是感受刺激，产生兴奋。

（2）根据以上对兴奋传递的分析可知，兴奋在突触传递时涉及到神经递质的释放和作用，神经递质与突触后膜上的特异性受体结合才能发挥作用，由于某镇痛药是通过作用于图甲中的突触而起作用的，则镇痛药可能抑制神经递质与突触后膜上的特异性受体结合或者抑制突触前膜释放神经递质，从而阻断兴奋的传递。

（3）根据以上对图乙的分析可知，图乙中A、C处于未兴奋状态，B处于兴奋状态，因此B、C之间存在电位差，导致电荷发生了定向移动，形成了局部电流。

（4）当刺激还未传至b点时，a点和b点都为静息电位，电流表偏转情况为图④；当刺激由右向左传导时，b点首先出现动作电位，a点为静息电位，电流表偏转情况为图③；紧接着b点恢复为静息电位，两电极处电位相同，此时为图④所示；神经冲动继续向左传导，当神经冲动传导到a点，a点出现动作电位，b点为静息电位，则为图①所示；之后a点恢复静息电位，两电极处电位相同，则为图④所示，所以整个过程的变化是④→③→④→①→④。

10.（1）突触小泡    胞吐    流动性  

（2）外负内正    化学信号到电信号  

（3）突触间隙    持续兴奋

（4）①→②  神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜   

解析：本题考查突触的结构以及毒品对兴奋传导的影响，难度中等。

（1）示意图中①是突触小泡，内含有神经递质，神经递质释放依赖于突触小泡的膜和突触前膜融合，为胞吐方式，体现了细胞膜的流动性。

（2）图中结构②与多巴胺结合后引发突触后膜兴奋，膜内外电位变为外负内正，完成化学信号到电信号的转换。

（3）正常情况下多巴胺完成兴奋传递后会被多巴胺转运体运回上一个神经元，但是吸食的毒品可卡因进入突触间隙后会阻碍多巴胺回收，多巴胺持续作用于突触后膜，使下一个神经元持续兴奋。

（4）因为神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜，兴奋在突触处的传递方向只能是①→②。