版高中生物 第二章 动物和人体生命活动的调节 第1节 课时2 兴奋在神经元之间的传递神经系.docx

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版高中生物第二章动物和人体生命活动的调节第1节课时2兴奋在神经元之间的传递神经系

课时2　兴奋在神经元之间的传递、神经系统的分级调节及人脑的高级功能

1．结合突触的结构图，理解兴奋在神经元之间传递的过程和特点。

（重、难点）

2．结合“资料分析”，概述神经中枢的分级调节，并能以言语区为例，了解大脑的高级功能。

兴奋在神经元之间的传递

1．结构基础

（1）突触由图中[b]突触前膜，[c]突触间隙，[d]突触后膜三部分组成。

（2）其他结构：

①图中a是指神经元的轴突末梢，形成的膨大部分为突触小体。

②图中e、f、g分别是指突触小泡、神经递质、受体。

2．传递过程

神经冲动→神经末梢→[b]突触前膜释放神经递质→扩散到[c]突触间隙→然后作用于[d]突触后膜上的[g]受体→引发突触后膜电位变化。

3．传递方向：

单向传递。

其原因是神经递质只存在于突触前膜的[e]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。

4．突触类型（如图）

从结构上来说，突触主要分为两大类：

A．轴突—树突，图示为：

。

B．轴突—细胞体，图示为：

。

探讨

：

相邻神经元之间的连接有其特殊的结构（如图）。

根据下图信息，探讨下列问题：

（1）突触前膜释放神经递质是否需要载体？

是否需消耗ATP？

递质在突触间隙移动消耗ATP吗？

提示：

不需要。

需要。

不需要。

（2）神经递质作用于突触后膜，一定引起下一个神经元兴奋吗？

说明原因。

提示：

不一定。

若释放的为抑制性递质，则会引起下一个神经元抑制。

（3）兴奋在由突触间隙作用于突触后膜的过程中，信号的转变方式是什么？

提示：

化学信号―→电信号。

探讨

：

下图表示三个通过突触相连接的神经元，电表的电极连接在神经纤维的外表面，读图探讨以下有关问题：

（1）刺激a点，电表①、②是否会发生偏转？

若发生偏转，偏转几次？

提示：

会。

电表①发生两次相反的偏转；电表②只发生一次偏转。

（2）该实验能否证明兴奋在神经纤维上的传导为双向传导？

提示：

能。

1．突触信号转化

在突触小体上的变化为电信号→化学信号，而突触的变化为电信号→化学信号→电信号。

2．神经递质

（1）移动方向：

突触小泡→突触前膜→突触间隙→突触后膜（具有受体蛋白）。

（2）最终去向：

迅速分解或被重吸收到突触小体或扩散离开突触间隙，为下一次兴奋做好准备。

3．在神经元之间电流计的变化

（1）刺激b点时：

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，尽管ab与bd距离相等，但a点先兴奋，d点后兴奋，所以电流计指针发生两次方向相反的偏转。

（2）刺激c点时：

兴奋只能由c传到d，不能传到a，a点不兴奋，d点可以兴奋，电流计指针只能发生一次偏转。

1．2015年北京世界田径锦标赛上，运动员起跑的一刹那，在突触小体上完成的信息转换模式为（　　）

A．电信号—电信号　　　B．电信号—化学信号

C．化学信号—化学信号D．化学信号—电信号

【解析】　突触小体是指一个神经元的轴突末梢分枝末端的膨大部分形成的小体，则运动员起跑的一刹那，在突触小体上完成的信息转换模式应为电信号—化学信号。

【答案】　B

2．下图是兴奋在神经元之间传递的示意图，关于此图的描述错误的是

（　　）

A．神经递质是从①处释放的

B．兴奋传递需要的能量主要来自④

C．兴奋可以在①和③之间双向传递

D．由①、②、③构成突触

【解析】　读图可知神经递质是从①（突触前膜）处释放的，A正确；兴奋传递需要的能量主要来自④（线粒体），B正确；兴奋可以在①和③之间只能是单向传递，C项错误；由①（突触前膜）、②（突触间隙）、③（突触后膜）构成突触，D正确。

【答案】　C

3．下图表示三个神经元及其联系，其中“

”表示从树突到细胞体再到轴突，甲、乙为两个电流计。

下列有关叙述正确的是（　　）

【导学号：

67330006】

A．用一定的电流刺激a点，甲发生一次偏转，乙发生两次偏转

B．图中共有4个完整的突触

C．在b点施加一强刺激，则该点的膜电位变为内正外负，并在f点可测到电位变化

D．在e点施加一强刺激，则a、b、d点都不会测到电位变化

【解析】　在同一神经元上，兴奋的传导是双向的，在不同神经元间，兴奋的传递是单向的，只能由一个神经元的轴突传给下一个神经元的细胞体或树突，所以当在a点给予一定的电流刺激，电流表的两接头处先后发生电位变化，所以甲、乙都偏转2次；图中共有3个完整的突触；在e点施加一强刺激，d点可测到电位的变化。

【答案】　C

神经系统的分级调节和人脑的高级功能

1．神经系统的分级调节

（1）中枢神经系统的结构和功能（连线）

①大脑皮层　　　a．呼吸中枢

②小脑b．调节躯体运动的低级中枢

③下丘脑c．调节机体活动的最高级中枢

④脑干d．维持身体平衡

⑤脊髓e．体温调节中枢和水平衡调节中枢，

控制生物节律

【提示】　①—c；②—d；③—e；④—a；⑤—b。

（2）低级中枢和高级中枢的关系

一般来说，位于脊髓的低级中枢受大脑皮层中相应高级中枢的调控。

2．人脑的高级功能

（1）大脑皮层的功能

大脑皮层是整个神经系统中最高级的部位。

它除了对外部世界的感知以及控制机体的反射活动外，还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。

（2）人脑的语言功能：

①语言功能是人脑特有的高级功能，涉及人类的听、说、读、写。

②言语区功能障碍症（如图示）

（3）学习和记忆

①学习是神经系统不断地接受刺激，获得新的行为、习惯和积累经验的过程。

②记忆则是将获得的经验进行贮存和再现。

a．短期记忆主要与神经元的活动和神经元之间的联系有关。

b．长期记忆可能与新突触的建立有关。

探讨

：

图示为排尿反射，读图并探讨以下问题：

（1）成人能“憋尿”，但在医院尿检时，也能主动排尿，用字母和箭头表示主动排尿的过程是怎样的？

提示：

g→h→c→d→e。

（2）某病人高位截瘫，小便失禁，其排尿反射过程又是怎样的？

提示：

a→b→c→d→e。

（3）上述示例说明低级神经中枢和高级神经中枢之间有什么关系？

提示：

低级神经中枢受相应的高级神经中枢的调控。

探讨

：

由聋哑演员表演的“千手观音”是比较优秀的舞蹈节目。

这些聋哑演员要准确理解指导老师的“手语”所表达的含义，依靠的中枢有哪些？

提示：

视觉中枢和语言中枢。

探讨

：

饮酒过量的人表现为语无伦次、走路不稳、呼吸急促，与此生理功能有关的神经中枢结构依次是什么？

提示：

大脑、小脑、脑干。

中枢神经系统的组成及功能的关系

4．下列实例能够说明神经系统中的高级中枢对低级中枢有控制作用的是

（　　）

A．针刺指尖引起缩手反射

B．短期记忆的多次重复可形成长期记忆

C．大脑皮层语言H区损伤，导致人不能听懂别人讲话

D．意识丧失的病人能排尿但不能控制，意识恢复后可控制

【解析】　A为低级神经中枢控制的反射活动，无高级神经中枢参与；B和C均为仅由高级神经中枢控制的活动；意识丧失的病人能排尿，说明排尿反射是由低级中枢控制的反射活动，但无意识的人不能控制而有意

识的人能控制排尿，说明高级中枢对低级中枢有控制作用。

【答案】　D

5．当你专心作答试题时，参与的高级中枢主要有（　　）

①下丘脑　②大脑皮层H区（听觉性语言中枢）　③大脑皮层S区（运动性语言中枢）　④大脑皮层V区（视觉性语言中枢）　⑤大脑皮层W区（书写性语言中枢）

A．①③B．②③

C．②④D．④⑤

【解析】　解答试题过程包括通过视觉获取语言信息和通过书写表达语言信息，因此必须有V区和W区的参与。

【答案】　D

1．下列各图箭头表示兴奋在神经元之间传递或神经纤维上传导的方向，其中不正确的是（　　）

【解析】　C项中，含有突触小泡一端是突触前膜，兴奋只能由突触前膜向后膜传递，而不能反向传递。

【答案】　C

2．膝跳反射中，兴奋在神经元之间的传递途径是（　　）

A．树突→突触→细胞体→轴突

B．轴突→细胞体→树突→突触

C．树突→细胞体→轴突→突触

D．树突→突触→轴突→细胞体

【解析】　兴奋在神经元之间的传递是单向的，只能从一个神经元的轴突传递到另一个神经元的细胞体或树突。

因此兴奋的传递途径是树突→细胞体→轴突→突触。

【答案】　C

3．下列有关人脑功能的说法错误的是（　　）

A．语言功能是人脑特有的高级功能

B．大脑皮层V区受损患者不能写字

C．脑中高级中枢可对脊髓中相应的低级中枢进行调控

D．由短期记忆到长期记忆可能与新突触的建立有关

【解析】　语言功能是人类特有的高级功能。

脑中的高级中枢对脊髓中相应的低级中枢有调控作用。

记忆的形成与新突触的建立有关。

大脑皮层W区受损患者不能写字；V区受损，患者不能看懂文字。

【答案】　B

4．图1是当A接受一定强度刺激后引起F收缩过程的示意图，图2为图1中D结构的放大示意图，请回答：

图1　　　　　　　　　　　图2

（1）图2的结构名称是______________，结构②的名称是____________。

（2）神经纤维B在A中的细小分支叫做________，用针刺A时，引起F收缩的现象被称为________。

针刺引起疼痛，产生痛觉的部位是________。

（3）当兴奋在神经纤维B上传导时，兴奋部位的膜内外两侧的电位呈________。

（4）如果在图2中①和②的间隙处注射乙酰胆碱，②处发生的变化是________（填“兴奋”或“抑制”），原因是乙酰胆碱引起结构②上________的变化。

【解析】　图1中A内含有感受器，B为传入神经，D为神经元之间的突触，F（肌肉）和支配它的运动神经末梢构成效应器；图2中①为突触前膜，②为突触后膜。

对于神经纤维来说，处于静息状态时，膜外为正电位，膜内为负电位；受到刺激时，转变为膜外为负电位，膜内为正电位。

乙酰胆碱可与突触后膜的受体特异性结合，引起下一个神经元的兴奋。

【答案】　

（1）突触　突触后膜

（2）感受器（感觉神经末梢）　反射　大脑皮层

（3）外负内正　（4）兴奋　膜电位

课堂小结：

网络构建

核心回扣

1.突触的结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分。

2.兴奋在神经元之间的传递是单向的，其原因是神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，作用于突触后膜。

3.兴奋在突触中传递过程中，信号的转变形式为电信号→化学信号→电信号。

4.位于脊髓的低级中枢受脑中相应高级中枢的调控。

5.人脑言语区损伤症：

W区——不能写字；V区——不能看懂文字；S区——不能讲话；H区——不能听懂话。

6.人类的记忆可以分为瞬时记忆、短期记忆、长期记忆和永久记忆四个连续过程。

学业分层测评（四）

（建议用时：

45分钟）

[学业达标]

1．下图显示一个传出神经元。

该神经元在X位置受到刺激，下列叙述中正确的是（　　）

A．冲动会达到效应器

B．冲动会达到脑部

C．冲动会达到Y处的感受器

D．在Z处会有神经递质释放

【解析】　传出神经元的轴突末梢以及它所支配的肌肉或腺体，构成了效应器。

神经元在X位置受到刺激，兴奋能够传到Y处的效应器，也能传到Z，但不能传到上一个神经元，不能传到脑部。

Z处为突触后膜，突触后膜不能释放神经递质。

【答案】　A

2．神经元接受刺激后产生兴奋并传递兴奋过程中，发生了机械刺激（或其他刺激）转变为电信号、电信号转变成化学信号和化学信号转变为电信号等变化，上述这些转变依次发生在（　　）

A．突触小体、突触前膜、突触后膜

B．刺激部位、突触前膜、突触后膜

C．刺激部位、突触小体、突触后膜

D．刺激部位、突触间隙、突触后膜

【解析】　神经元受刺激后，由于Na＋内流，产生动作电位，实现了机械刺激（或其他刺激）向电信号的转变，然后兴奋以电信号的形式传导到突触前膜时，由电信号转变为化学信号，在突触后膜由化学信号转变为电信号。

【答案】　B

3．下列有关神经冲动产生和传导的叙述错误的是（　　）

A．神经细胞能产生并传导兴奋的基础是膜的选择透过性

B．局部电流会刺激未兴奋部位的细胞膜发生外负内正的电位变化

C．神经纤维上某一点受到刺激后兴奋会向两端进行传导

D．神经元间的兴奋传递是化学信号—电信号—化学信号

【解析】　在动作电位产生过程中，细胞膜对不同离子的通透性不同，A正确；未兴奋部位的细胞膜电位为内负外正，受到局部电流的刺激后电位变为内正外负，B正确；兴奋在神经纤维上传导是双向的，所以神经纤维上某一点受到刺激后兴奋会向两端进行传导，C正确；神经元间的兴奋传递是电信号—化学信号—电信号，D错误。

【答案】　D

4．下图为突触的部分结构，下列叙述不正确的是（　　）

A．a的形成与高尔基体有关

B．c的释放与b的流动性有关

C．d对c的识别具有特异性

D．若c为乙酰胆碱（兴奋性神经递质），则在e处膜电位由外负内正变为外正内负

【解析】　若c为乙酰胆碱，则在e处膜电位由内负外正变为外负内正。

【答案】　D

5．某同学正在跑步，参与调节这一过程的神经结构有（　　）

①大脑皮层　②小脑　③下丘脑　④脑干　⑤脊髓

A．①②③④B．①③④⑤

C．①②④⑤D．①②③④⑤

【答案】　D

6．下图是反射弧的局部结构示意图。

刺激b点（b点为电表②两接线端之间的中点），检测各位点电位变化。

下列说法正确的是（　　）

A．电表②的指针将发生两次方向相反的偏转

B．通过检测电表①的电位变化和肌肉收缩，可以验证兴奋在神经纤维上是双向传导的

C．兴奋由b点传递到c点时，发生电信号→化学信号→电信号的转换

D．若肌肉收缩但电表②指针不偏转，说明兴奋在神经纤维上是单向传导的

【解析】　兴奋在神经纤维上双向传导且速度都是一样的，关键就是看刺激点到两电极的距离，当刺激点处于中点时，到两电极的时间相等，电表指针不偏转，兴奋在神经纤维上是双向传导的。

刺激b点，电表①检测不到电位变化（受突触的影响）。

b、c两点间有一个突触，故兴奋由b点传递到c点时，发生电信号→化学信号→电信号的转换。

【答案】　C

7．某人因意外受伤而成为“植物人”，处于完全昏迷状态，饮食只能靠“鼻饲”，人工向胃内注流食，呼吸和心跳正常。

请问他的中枢神经系统中，仍能保持正常功能的部位是（　　）

A．脑干和脊髓B．小脑和脊髓

C．小脑和脑干D．只有脊髓

【解析】　“植物人”的呼吸和心跳正常且能完成基本（低级）的反射活动，呼吸、心跳中枢位于脑干，脊髓中的神经中枢控制人体的基本（低级）反射活动。

【答案】　A

8．有机磷农药可抑制胆碱酯酶（分解乙酰胆碱的酶）的作用，对于以乙酰胆碱为递质的突触来说，中毒后会发生（　　）

A．突触前膜的流动性消失

B．关闭突触后膜的Na＋离子通道

C．乙酰胆碱持续作用于突触后膜的受体

D．突触前神经元的膜电位发生显著变化

【解析】　有机磷农药能抑制胆碱酯酶的作用，不作用于突触前膜，故突触前膜的流动性没有消失，膜电位不发生显著变化，故A、D错误；有机磷农药可抑制胆碱酯酶，使得神经递质乙酰胆碱不能分解，所以就一直持续作用于突触后膜，使突触后膜持续兴奋，故B错、C正确。

【答案】　C

9．科学家成功破解了神经元“沉默突触”的沉默之谜。

此前发现，在脑内有一类突触只有突触结构而没有信息传递功能，被称为“沉默突触”。

请推测科学家对此所取得的研究成果（　　）

①突触小体中没有细胞核　②突触后膜缺乏相应的受体　③突触前膜缺乏相应的受体　④突触小体不能释放相应的神经递质

A．②④B．②③

C．②③④D．③④

【解析】　突触小体是轴突末端膨大形成的球状或杯状结构，细胞核位于神经细胞的细胞体内，具有正常功能的神经元的细胞核也不位于突触小体内。

受体位于突触后膜上，突触前膜没有接受神经递质的受体。

【答案】　A

10．如图为高等动物神经系统局部亚显微结构模式图。

请据图回答：

（1）分别刺激图中1、2、3、4四处，能引起肌肉收缩的是________。

肌肉或腺体和支配它的__________________合称为效应器。

（2）刺激3处时，兴奋部位膜内外电位为________。

（3）a神经元与b神经元相接触的部位叫________。

兴奋在此处的传递方向是________，是因为此处所包含的化学递质只能由[　　]________________释放，进入______________，作用于[　　]__________________。

【解析】　

（1）位于突触前膜处且刺激足够大时，均可引起肌肉收缩，而4处位于突触后膜处。

效应器包括传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等。

（2）当刺激3处时，兴奋部位的电位会发生反转，变为外负内正。

（3）a神经元与b神经元相接触的部位叫做突触，它由图中的[8]突触前膜、突触间隙和[9]突触后膜三部分组成，而且神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜。

【答案】　

（1）1、2、3　传出神经末梢

（2）外负内正

（3）突触　单向的　8　突触前膜　突触间隙　9　突触后膜

[能力提升]

11．下图为反射弧模式图。

在a、b两处分别给予电刺激，M开始反应的时间情况如下表：

则神经冲动从b处到达M的时间（ms）是（　　）

刺激部位

距M处距离（mm）

M开始反应需要的时间（ms）

a

5

3.5

b

50

5.0

A.1.5B．5/3

C．5D．8.5

【解析】　M为效应器，神经纤维和效应器之间的结点类似于突触，M“开始反应”实际上包括两部分时间：

在神经纤维上传导的时间和类似于突触中传递的时间。

题干中所求到达M的时间指的就是在神经纤维上传导的时间。

ab段是完全在神经纤维上传导，可以求出速度v，v＝（50－5）/（5－3.5）＝30mm/ms，所以，b到达M的时间＝50/30＝5/3。

【答案】　B

12．止痛药（如“杜冷丁”）并不会损伤神经元的结构，在阻断神经冲动传导的过程中，检测到突触间隙中神经递质（乙酰胆碱）的量不变。

试推测止痛药的作用机制是（　　）

A．可以与突触后膜的受体结合

B．可以与突触前膜释放的神经递质结合

C．抑制突触前膜神经递质的释放

D．抑制突触小体中神经递质的合成

【解析】　止痛药不会损伤神经元的结构，又检测到突触间隙中神经递质的量不变，但具有止痛作用，其作用机制很可能是与突触后膜的受体结合后，神经递质失去了与突触后膜受体结合的机会，不能使下一个神经元产生兴奋，从而达到止痛的作用。

【答案】　A

13．下图为神经调节中两个重要的结构模式图，下列选项中错误的是

（　　）

甲　　　　　　　乙

A．图甲中③内的物质为神经递质，它可以和⑥上的特异性受体结合

B．图甲可以是图乙中结构c的局部放大图

C．图乙中在b处受损的情况下，刺激a仍有感觉，但是肌肉不能收缩

D．图乙中的X所示神经纤维为传入神经

【解析】　图甲为突触的结构模式图，图乙为反射弧的结构模式图。

X为传入神经，c为突触结构，a、b为传出神经上的两个点。

若b处受损，刺激a，兴奋不能传导到肌肉，肌肉不能收缩，由于突触的存在，兴奋也不能传到大脑，不能形成感觉。

【答案】　C

14．肺牵张反射是调节呼吸的反射之一，图（a）为肺牵张反射示意图。

该反射的感受器位于肺中。

深吸气后肺扩张，感受器兴奋，神经冲动经传入神经传入脑干，抑制吸气，引起呼气。

回答下列问题：

图（a）　　　　　　图（b）

（1）图（a）中a、b、c、d是反射弧的组成部分，a是________，b是________，c是________，d是________。

（2）人体要屏住呼吸必须受到图（a）中________的调控。

（3）图（a）中神经元①和②之间形成的突触[放大后的突触如图（b）所示]中，突触小体是神经元①的________（填“轴突”“树突”或“细胞体”）末端膨大形成的，突触后膜位于神经元②的________（填“轴突”“树突”或“细胞体”）。

【解析】　

（1）根据反射弧的特点可知，a、b、c、d依次表示神经中枢、传入神经、传出神经和效应器。

（2）人体屏住呼吸，必须受到大脑皮层（最高级中枢）的控制。

（3）突触小体是神经元的轴突末梢经过多次分支，最后每个小枝末端膨大形成的。

由图可知，突触后膜是下一个神经元细胞体的膜。

【答案】　

（1）神经中枢　传入神经　传出神经　效应器　

（2）大脑皮层　（3）轴突　细胞体

15．下图是体育运动对学习记忆的促进作用与蛋白质类神经营养因子（BDNF）关系的部分图解。

请据图回答问题：

（1）突触小泡中的b物质是________，该物质通过________方式进入突触间隙。

（2）运动应激能促进a过程，a过程是指BDNF基因的________。

（3）请画出b物质与AMPA结合后兴奋传导至d处时，细胞膜内外电荷的分布情况________。

（4）据图可知，BDNF具有____________________和激活突触后膜上相应受体的作用，从而促进兴奋在突触处的传递。

（5）图中c是突触蛋白，它在海马区的密度和分布可间接反映突触的数量和分布情况。

有实验表明，水迷宫训练后大鼠海马区突触蛋白表达明显增强，大鼠学习记忆受损后突触蛋白表达水平下降。

由此推测，长期记忆可能与________的建立有关。

【解析】　

（1）突触小泡内合成的物质为神经递质，该物质以胞吐形式进入组织间隙。

（2）BDNF为蛋白质类，由图知a过程为基因的表达。

（3）图示见答案。

（4）BNDF可作用于突触蛋白，促进神经递质的释放。

（5）由设问（5）的文字信息可知长期记忆可能与（新）突触的建立有关。

【答案】　

（1）神经递质　胞吐　

（2）表达（转录和翻译）

（3）

（4）促进神经递质的释放　（5）（新）突触