专题复习三 兴奋在神经元之间的传递
1. 为了更好地揭示人体生理功能的调节机制，可用猴进行科学实验
（如下图）。请回答下列问题：
实验猴右手指受到电刺激时，会产生缩手反射。在此反射的反 射弧中，神经冲动是 向传递的。头部电极刺激大脑皮层
某区域引起猴右手运动，其兴奋传递过程是：中枢兴奋→传出神经
兴奋→神经末梢释放→ → →后膜电位变化→右
手部肌内收缩。
若某运物离体神经纤维在两端同时受到刺激，产生两个同等强度的神经冲动，两冲动传导至中点并相遇后会 。
2.
离体神经纤维某一部位受到适当刺激时，受刺激
部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化，产生神经冲动。图示
该部位受刺激前后，膜两侧电位差的变化。请回答：
（1）神经冲动在离体神经纤维上以局部电流的方式双向传导， 但在
动物体内，神经冲动的传导方向是单向的，总是由胞体传向 。
（2）神经冲动在突触的传递受很多药物的影响。某药物能阻断突触传递，如果它对神经递质的合成、释放和降解（或再摄取）等都没有影
响，那么导致神经冲动不能传递的原因可能是该药物影响了神经递质
与 的结合。
3.
右图是神经元网络结构示意简图，图中神经元①、②、③都是兴奋性神经元，且这些神经元兴奋时都可以引起下一级神经元或肌细胞的兴
奋。和神经细胞一样，肌肉细胞在受到适宜的刺激后，也能引起细
胞膜电位的变化。图中B处表示神经肌肉接头，其结构和功能与突触类似。请回答：
（1）给神经元①一个适宜刺激，在A处能记录到膜电位的变化。这
是因为刺激使神经元①兴奋，引起其神经末梢释放的＿＿＿进入＿
＿＿，随后与突触后膜上的＿＿＿结合，导致神经元②产生兴奋。
（2）若给骨骼肌一个适宜刺激，在A处＿＿＿（能、不能）记录到
膜电位的变化，原因是＿ ＿＿。
（3）若在A处给予一个适宜刺激，在C处＿＿＿（能、不能）记录到膜电位的变化，原因是＿ ＿＿。
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
结构的放大示意图，请回答：
（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发生的变化是 （兴奋、抑制）。原因是乙酰胆碱引起结构②的 的变
化。
5.
肌肉受到刺激会产生收缩，肌肉受刺激前后肌细胞膜内外的电位变化和
神经纤维的电位变化一样。现取两个新鲜的神经一肌肉标本，将左侧标本的神经搭在右侧标本的肌肉上，此时神经纤维与肌肉细胞相连接（实验期间用生理盐水湿润标本），如图所示。图中②、④指的是神经纤维与肌细胞之间的接头，此接头与突触结构类似。刺激
①可引起右肌肉收缩，左肌肉也随之收缩。请回答：
（1）①、②、③、④中能进行兴奋传递的是 （填写标号）；能进行兴奋传导的是 。
（2）右肌肉兴奋时，其细胞膜内外形成的 电流会对③的神经纤维产生 作用，从而引起③的神经纤维兴奋。
（3）直接刺激③会引起收缩的肌肉是 。
6.
图2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。
（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。
（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。
③如果 ，表明部位d受损。
与本题相关的知识总结：
1. 突触：（传递与传导的区别）
2. 突触结构：突触前膜、突触间隙、突触后膜
3. 神经递质合成场所：突触小体
4. 神经递质贮存场所：突触小泡
5. 神经递质释放方式：胞吐
6. 神经递质释放部位：突触间隙（内环境）
7. 神经递质作用部位：突触后膜特异性受体
8. 神经递质类型：兴奋性递质（乙酰胆碱）、抑制性递质
9. 神经递质作用（或作用结果）：使后一个神经元膜电位变化，产生兴奋或抑制
10. 神经递质去向：重吸收再利用或被酶分解（内环境）
11. 神经递质受哪些因素影响及结果
Dynamics of Neuronal Excitability 神经元的数学物理模型 神经元兴奋动力学
内容回顾 Hodgkin-Huxley神经元方程的模拟与计算 ●介绍了Hodgkin和Huxley最初的几篇论文实验、模型、模拟 ●介绍了HH方程在当前前沿科学中被广泛使用 ●分析了HH方程特点，介绍了怎样利用欧拉积分方法求解HH方程 ●给出了模拟HH神经元发放的Matlab程序 ●模拟了单个动作电位、不同刺激强度下的动作电位时间演化、刺 激强度与动作电位发放频率
如左图所示，乌贼巨轴突的一小片膜接受图（A ）刺激得到的结果，要求编写程序画出左图中的所有曲线： A 刺激脉冲为矩形的电流； B 膜电位随时间的演化； C 钠电导（实线）和钾电导（虚线）随时间演化 D 钠电流（实线）和钾电流（虚线）随时间演化提示： （1）刺激矩形脉冲幅度位53 μA/cm 2，持续0.2ms （2）第二次脉冲刺激的到达时间延迟15ms （3）静息态膜电位位-60mV ，温度为T = 6.3?C. 作业：
神经元的其他数学物理模型 在APS数据库里输入neuron 你会发现： 大量关于神经 元模型的论文
神经元的数学物理模型 Integrate-and-fire neurons Rate models McCulloch and Pitts Hodgkin-Huxley FitzHugh-Nagumo Wilson-Cowan Morris-Lecar Hindmarsh-Rose Phase oscillator models Map models
兴奋的产生、传导的图解综合辨析 1.如图A表示某时刻神经纤维膜电位状态，图B表示膜内电位随时间变化曲线，下列相关叙述正确的是() A．丁区域的膜电位是Na＋外流形成的 B．甲区或丙区一定是刚恢复为静息状态 C．将图A神经纤维置于低Na＋环境中，静息电位将变小 D．若图A的兴奋传导方向是从左到右，则乙处电位可能处于③→④过程 2.下图甲表示动作电位产生过程示意图，图乙表示动作电位传导示意图，下列叙述正确的是() A．若将离体神经纤维放在高浓度的K＋溶液中，甲图的c点将上升 B．图甲b、d两点膜内Na＋浓度相等 C．图乙轴突膜内侧局部电流方向是从左往右 D．图乙处于③～⑤之间的轴突膜上的K＋通道开放，K＋外流 3.图甲表示动作电位产生过程示意图，图乙表示动作电位传导示意图，下列叙述不正确的是()
A．若将离体神经纤维放在高于正常海水Na＋浓度的溶液中，图甲的c点将升高 B．图甲c点、图乙③点时，细胞膜外侧Na＋浓度高于细胞膜内侧 C．图甲b点、图乙②点时，神经元细胞膜处Na＋内流 D．恢复静息电位过程中，K＋外流不需要消耗能量，需要膜蛋白 4.利用不同的处理使神经纤维上膜电位产生不同的变化，处理方式及作用机理如下：①利用药物Ⅰ阻断Na＋通道；②利用药物Ⅱ阻断K＋通道；③利用药物Ⅲ打开Cl－通道，导致Cl－内流；④将神经纤维置于低Na＋溶液中。上述处理方式与下列可能出现的结果对应正确的是() A．甲—①，乙—②，丙—③，丁—④ B．甲—④，乙—①，丙—②，丁—③ C．甲—③，乙—①，丙—④，丁—② D．甲—④，乙—②，丙—③，丁—① 5.离体神经纤维某一部位受到适当刺激时，受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化，产生神经冲动。图1表示该部位神经细胞的细胞膜结构示意图。图2表示该部位受刺激前后，膜两侧电位差的变化。下列叙述中，错误的是()
1、兴奋在神经肌肉接点外的传递有什么特点？ ①化学传递，神经和肌肉之间的兴奋传递时通过化学传递进行的。 ②兴奋传递的节律是１对１的：即每次神经纤维兴奋都可引起一次肌肉细胞兴奋。 ③单向传递，兴奋只能有神经末梢传向肌肉，而不能相反。 ④时间延搁，兴奋的传递要经历地址的释放，扩散和作用等各个环节，因而传递速度缓慢。 ⑤高敏感性，容易受化学和其他环境因素变化的影响，容易疲劳。⒉肌肉的兴奋一收缩偶联： ①电兴奋通过横管系统穿向肌肉细胞深处。 ②三联管结构处的信息传递。 ③肌浆网中ca2+释放入胞浆以及ca2+由胞浆肌浆网的再聚集。 2、人体三个能量供应系统是什么？其供能各有什么特点？ ①磷酸供应系统。无氧代谢，磷肌酸cp供能，供能足，持续时间短。②乳酸能供能系统无氧代谢。 ③有氧化供能系统。有氧代谢。糖，脂肪，蛋白质，氧化分解供能多。 3、能量代谢的特征。 ATP供能的连续性，耗能与产能之间的匹配性，供能途径与强度的对应性，无氧供能的暂时性，有氧 代谢的基础性。 4、快慢肌肉纤维的生理特征及其发生的机制。 快肌纤维收缩力量大，收缩速度大，但容易疲劳；慢肌纤维力量小，收缩速度慢，但不易疲劳。理由：快肌纤维肌质网发达，接受胞体大的运动神经元支配；而慢肌纤维转细肌浆丰富，毛细血管多，线粒体容积密度大。接受细胞体小的运动神经支配。6、肌肉收缩过程包括：①兴奋在神经一肌肉接点的传递。②肌细胞的兴奋一收缩偶联。③横桥运动引起肌丝滑行，肌肉收缩。④兴奋终止后，收缩肌肉舒张。7、现阶段爱国主义表现的内容是什么？在经济全球化背景下弘扬爱国主义应该树立哪些观念？答：在现阶段爱国主义主要表现为弘扬民族精神与时代精神献身于建设和保卫深灰主义现代化事业，献身于促进祖国统一大业。观念：第一。人有地域和信仰的不同，惨报效祖国之心不应有差别；第二。科学没有国界，惨科学家有祖国；第三。经济全球化过程中要始终维护国家的主权和尊严。8，怎样理解材料中“一部中国共产党史就是马克思主义中国化史”? 答：马克思主义中国化就是将马克思主义基本原理同中国具体实际相结合，中国共产党的历史就是一部马克思主义中国化的历史，以毛泽东为代表的中国共产党人，在毛泽东领导中国革命和建设化过程中，第一次实现了马克思主义中国化，创造了毛泽东思想，在毛泽东思想的指导下，中国共产党领导人民取得了新民主主义革命的胜利，建立了中华人民共和国，经过社会主义改造确立了神会注意制度，进行了社会主义建设的理论探讨，初步探索了社会主义建设的道路。
神经元的信息传递的研究 摘要：介绍神经元的结构及功能，阐述神经元的分类以及在人体的信息传递路径，有助于了解神经元类疾病及治疗前景。 关键词：神经元胞体突起病变 简介： 有长突起的细胞，它由细胞体和细胞突起构成。细胞体位于脑、脊髓和神经节中，细胞突起可延伸神经元，又称神经细胞，是构成神经系统结构和功能的基本单位。神经元是具至全身各器官和组织中。细胞体是细胞含核的部分，其形状大小有很大差别，直径约4～120微米。核大而圆，位于细胞中央，染色质少，核仁明显。细胞质内有斑块状的核外染色质（旧称尼尔小体），还有许多神经元纤维。细胞突起是由细胞体延伸出来的细长部分，又可分为树突和轴突。每个神经元可以有一或多个树突，可以接受刺激并将兴奋传入细胞体。每个神经元只有一个轴突，可以把兴奋从胞体传送到另一个神经元或其他组织，如肌肉或腺体。 胞体：神经元的胞体（soma）在于脑和脊髓的灰质及神经节内，其形态各异，常见的形态为星形、锥体形、梨形和圆球形状等。胞体大小不一，直径在5～150μm之间。胞体是神经元的代谢和营养中心。胞体胞体的结构与一般细胞相似，有细胞膜、细胞质（尼氏体及神经原纤维，脂褐素）和细胞核。某些神经元，如下丘脑，具有内分泌功能的分泌神经元（secretory neuron），脑体内含直径I00～30Onm的分泌颗粒，颗粒内含肽类激素（如加压素、催产素等）。 突起：神经元的突起是神经元胞体的延伸部分，由于形态结构和功能的不同，可分为树突和轴突。 树突：是从胞体发出的一至多个突起，呈放射状。胞体起始部分较粗，经反复分支而变细，形如树枝状。树突的结构与脑体相似，胞质内含有尼氏体，线粒体和平行排列的神经原纤维等，但无高尔基复合体。在特殊银染标本上，树突表面可见许多棘状突起，长约0.5～1.0μm，粗约0.5～2.0μm，称树突棘（dendritic spine），是形成突触的部位。一般电镜下，树突棘内含有数个扁平的囊泡称棘器（spine apparatus）。树突的分支和树突棘可扩大神经元接受刺激的表面积。树突具有接受刺激并将冲动传入细胞体的功能。 轴突：每个神经元只有一根胞体发出轴突的细胞质部位多呈贺锥形，称轴丘（axon hillock），其中没有尼氏体，主要有神经原纤维分布。轴突自胞体伸出后，开始的一段，称为起始段（initial segment），长约 15～25μm，通常较树突细，粗细均一，表面光滑，分支较少，无髓鞘包卷。离开胞体一定距离后，有髓鞘包卷，即为有髓神经纤维。轴突末端多呈纤细分支称轴突终未（axon terminal），与其他神经元或效应细胞接触。轴突表面的细胞膜，称轴膜（axolemma）,轴突内的胞质称轴质（axoplasm）或轴浆。轴质内有许多与轴突长袖平行的神经原纤维和细长的线粒体，但无尼氏体和高尔基复合体，因此，轴突内不能合成蛋白质。轴突成分代谢更新以及突触小泡内神经递质，均在胞体内合成，通过轴突内微管、神经丝流向轴突末端。 传递：神经元树突的末端可以接受其他神经传来的信号，并把信号传给神经元，因此是传入神经的末梢。而轴突的分枝可以把神经传给其他神经元或效应器，因此是传出神经的末梢。
神经冲动的产生、传导和传递练习1．下列关于兴奋传导的叙述，正确的是（）。 A．神经纤维膜内局部电流的流动方向与兴奋传导方向一致 B．神经纤维上已兴奋的部位将恢复为静息状态的零电位 C．兴奋在神经纤维上的传导和在突触间的传递都是单向的 D．乙酰胆碱作用于突触后膜，使突触后膜产生兴奋 2．在静息时，细胞膜外正内负的稳定状态称为（）。 A．极化B．去极化C．反极化D．复极化 3．兴奋在突触中的传递媒介是（）。 A．酶B．激素C．带电离子D．乙酰胆碱 4．下列能正确表示神经纤维受刺激时，刺激点膜电位由静息膜电位转为动作电位的过程是（）。 A．①→④B．②→③C．③→②D．④→① 5．下图表示3个通过突触连接的神经元，现于箭头处施加一足够强的刺激，则能测到电位变化的位置是（）。 A．a、b、c、d和e处B．a、b和c处 C．b、c、d和e处D．c、d和e处 6．肉毒杆菌毒素是从肉毒杆菌中提取的毒蛋白，是自然界已知最强的神经毒素。它能选择性地阻遏乙酰胆碱（神经递质的一种）的释放过程，这种毒素对兴奋传递的作用是（）。 A．使另一神经元产生兴奋B．使兴奋的传递中断 C．使兴奋的传递加速D．使另一神经元产生抑制 7．α银环蛇毒能与突触后膜上的乙酰胆碱受体牢固结合，有机磷农药能抑制乙酰胆碱酯酶的活性，而乙酰胆碱酯酶的作用是清除与突触后膜上受体结合的乙酰胆碱。因此，α银环蛇毒与有机磷农药中毒的症状分别是（）。 A．肌肉松弛、肌肉僵直B．肌肉僵直、肌肉松弛 C．肌肉松弛、肌肉松弛D．肌肉僵直、肌肉僵直 8．在下图A、B两神经元结构中，用微电极分别刺激b、c处时，下列叙述错误的是（）。 A．刺激b点，B神经元上的电位由“外正内负”变为“内正外负” B．刺激c点，A神经元上的电位不变 C．刺激b点，灵敏电流计发生两次方向相反的偏转 D．两神经元之间传递兴奋时经化学信号→电信号→化学信号的转化过程 9．在人的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”。上海科学家破解了神经元的“沉默突触”的沉默之谜。请你推测“沉默突触”不能传递信息的原因是（）。
兴奋在神经元之间传递的过程及机理辨析 1.下图箭头表示神经冲动的传导途径，其中哪一条最为正确( ) 2.神经冲动在神经元之间传递时，以下生理活动不会发生的是( ) A．生物膜的融合和转化 B．离子通道的开放和关闭 C． ATP的合成和水解 D．信号分子与突触前膜上受体的识别和结合 3.如图显示的是正常神经元和受到一种药物处理后的神经元膜电位变化，则此药物的作用可能是( ) A．阻断了部分Na＋通道 B．阻断了部分K＋通道 C．阻断了部分神经递质释放 D．阻断了部分神经递质酶的作用 4.兴奋在神经元之间传递的过程中，以下生理活动不会涉及的是( ) A． Na＋和K＋的运输 B．胞吐 C．细胞间的信息传递 D．受体的分解 5.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
6.兴奋在神经元之间的传递是( ) A．双向传递 B．单向传递 C．终止传递 D．反向传递 7.兴奋的传导只能是单向的，下列关于这点的叙述不正确的是( ) A．突触小体中有突触小泡，突触小泡中有神经递质 B．神经递质释放到突触间隙中，使另一神经元兴奋或抑制 C．突触后膜中的突触小泡内没有神经递质存在 D．兴奋只能从一个神经元的轴突传递到另一神经元的胞体或树突 8.在一般情况下，兴奋在神经元之间的传递涉及的结构排列的先后顺序正确的是( ) A．上一神经元轴突→突触→下一神经元树突或胞体 B．上一神经元树突→突触→下一神经元轴突或胞体 C．下一神经元轴突→突触→上一神经元轴突或胞体 D．下一神经元树突→突触→上一神经元树突或胞体 9.兴奋在神经元之间的传递方向是( ) A．轴突→细胞体或树突 B．细胞体→轴突 C．树突→细胞体或轴突 D．树突→树突 10.如图是突触结构示意图，下列选项中能表示信息在突触中传递方向的是( ) A．①②③ B．③②① C．④②③ D．⑤②③ 11.下列选项是依据神经细胞的功能作出的判断，不正确的是( ) A．膝跳反射弧中传出(运动)神经元的轴突较长 B．膝跳反射弧中传入(感觉)神经元的树突较多
《神经冲动的传递》 神经元是通过接受和传递神经冲动来交往的，神经冲动有两种传导方式：①、神经细胞内的电传导。②、神经细胞间的化学传导。 什么是神经冲动？当任何一种刺激作用于神经时，神经系统就会以比较静息的状态变为比较活跃的状态，这就是神经冲动。神经细胞的膜内外存在着电位差，在没有受到任何刺激时，细胞膜内外的电位是：内负外正，大约相差为70毫伏。当神经元处于静息状态时测到的电位变化叫静息电位。 即使在静息状态下，神经元也会自发放电，那么，静息电位又是怎样产生的呢？这与细胞膜的特性和细胞膜内外的化学物质有关。膜外主要是带正电的钠离子与带负电的氯离子，膜内主要是到正电的钾离子和带负电的大分子有机物，离子在细胞膜内外的出入是通过离子通道实现的。当神经受到刺激时，钠离子通道立即打开，钠离子快速泵入细胞膜内部，使膜内电压大于膜外电压，出现膜内正外负现象，而这一过程叫做动作电位。
①、神经冲动的电传导。神经冲动的电传导是指神经冲动在同一细胞内的电传导，神经冲动的电传导与动作电位有着密切的关系，当动作电位产生时，神经纤维会出现某一局部的电位变化。神经冲动的电传导过程大致是这样的：神经接受刺激在这一局部产生局部电位后由静息状态变为活动状态，细胞膜内外的离子通道变化，使这一局部膜电位转变为内正外负，这时在同一神经元的左右就出现了电位差，导致神经冲动在这一神经元内传导。神经冲动的传导具有全或无的特征，达到感觉阈限这个点时神经才会发放神经冲动。 ②、神经冲动的化学传导。神经元之间不是直接连在一起的，连接神经元之间的部分叫做突触，神经冲动的电传导只是在神经元内部传导，不能将信息传至下一个神经元，需要和神经冲动的化学传导一起完成信息的传递。突触由突触前成分、突触间隙、突触后成分3部分组成。神经递质储存在突触前成分的突触小泡内神经递质通过突触前膜释放到突触间隙。突触后成分含有特殊的受体，选择性的接受神经递质。这些特殊结构保证了神经冲动从一个神经元传导至邻近的神经元。 可见，神经冲动在神经元之间的传递是通过神经递质来完成的。这一过程可以概括为：神经冲动到达突触末梢→突
专业与班级：生物科学六班；学号： 12334337；姓名：赵雪泥 在宇宙的形成过程中，物质的运动从未停 止。自然界物质的自发反应始终包含着这样 两个定律，随机性和不可逆性。这本书出版 的目的在于，描述无生命的物质怎样能够获 得自组织及其他的性质，而那些性质一贯认 为是属于生命的。我选择书时，考虑到化学 动力学是已经学完的内容，近期数学学习微 积分。这本书的内容需要的基本知识我已经 具备，通过学习其中的研究方法，可以促进我更好的运用已学过的知识。 本书分为三部分，评述了化学动力学、热力学与分子生物学。运用数学的语言，热力学的定律以解释生命系统中有序性的出现。 第一章物质的结构,作者引导我走过原子结构发现历程,从本质上探讨化学反应的发生。物质的结构决定它的性质,人类在物质结构的探索中逐渐深入到它的性质的根源，通过对结构与性质之间对应关系的规律的探索，诞生了元素周期表。随着近代物理学的发展，我们进入量子力学时代，宏观与微观实现统一。第二章化学动力学从自然现象入手,通过宏观现象的分析让我认识化学动力学的思想，即化学动力学就是研究化学反应速率的科学，它还研究化学反应速率与化学反应机制之间的关系。作者还用微积分的方法表示化学反应速率，即速率方程。通过阅读这部分内容，结合学习过的有效碰撞理论，我了解了化学反应中反应级数，反应分子性与化学计量数之间的区别。反应级数是速率表达式浓度因子上方所写的指数，是一个完全由实验测得的量。根据参与反应步骤的分子种类数对基本反应进行分类，即反应的分子性。反应的分子性从有效碰撞原理角度，将一个复杂的化学反应分解成几个基本元反应。只有在基本步骤中这三个概念才能重合在一起，一旦反应级数与化学计算方程式出现分歧时，这个化学反应是复杂的。了解反应机理，作者继续介绍了反应过程中量的测定，我学到一些有用的微积分分析化学反应方法。实验科学的研究，不单纯依靠实验，还可以通过数学分析的方法简化实验过程，同样可以得出真实有效的结果，甚至可以事结果更加严谨可靠。第三章平衡热力学，概述平衡热力学的应用，主要介绍了热力学研究对象是一个反应的状态。作者由浅入深，首先介绍一个 热力学系统的概念，平衡热力学的概念，热力学零号定律将温度概念延伸到温度计
膜电位的测定及兴奋传导与传递的相关实验探究 一、膜电位的测量及电流表指针偏转问题的分析 【考题范例】 如图表示用电表测量神经纤维某部位在受到一次刺激前后膜内外的电位变化，下列有关说法正确的是( ) A．神经纤维在静息状态下膜内外的电位差为30毫伏 B．左图装置测得的电位对应于右图中的B点的电位 C．神经纤维受刺激后再次恢复到静息状态，电表指针两次通过0电位 D．兴奋在神经纤维上的传导是单向的 [审答提示] (1)神经纤维在静息状态下是外正内负，动作电位相反。(2)神经纤维形成静息电位的主要原因是K＋通道打开，K＋外流，动作电位产生的主要原因是细胞膜上的Na＋通道开放，Na＋内流造成的，动作电位恢复到静息电位的过程，该过程中Na＋通道多处于关闭状态，K＋通道多处于开放状态。 解析：选C。神经纤维在静息状态下膜内外的电位差为60毫伏，故A错误；左图装置测得的电位对应于右图中的A点的电位，故B错误；神经纤维受刺激后再次恢复到静息状态，电表指针两次通过0电位，故C正确；兴奋在神经纤维上的传导是双向的，在神经元之间的传递是单向的，故D错误。 【备考锦囊】 1．关于膜电位测量及曲线变化的分析 电流计两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧，刺激任何一侧，会形成一个波峰，如图1所示，电流计两极均置于神经纤维膜的外侧(或内侧)，刺激任何一端，会形成方向相反的两个波峰，如图2、图3所示，图2和图3的判断可根据试题中的提示得出。 2．关于兴奋传导与电流表指针偏转问题的分析 (1)指针偏转原理 下面图中a点受刺激产生动作电位“”，动作电位沿神经纤维传导依次通过“a→b→c”时灵敏电流计的指针变化如下：
一、突触的结构(synaptic structure)： ⑴突触小体(synaptic knob)： A.小体轴浆内有：线粒体； 含神经递质的囊泡(vesicle) 小而透明囊泡:ACh或氨基酸类； 小而致密囊泡:儿茶酚胺类； 大而致密囊泡:神经肽类。 ⑵突触间隙（Synaptic cleft）： 宽20nm，与细胞外液相通；神经递质经此间隙扩散到后膜。 ⑶突触后膜（Postsynaptic membrane)： 有与神经递质结合的特异受体或化学门控离子通道。后膜对电刺激不敏感（直接电刺激后膜不易产生去极化反应） 二、突触的分类 按接触部位的不同，可将突触分为轴突—树突型、轴突—胞体型、轴突—轴突型、胞体—胞体型、树突—树突型等。 按结构和机制的不同，可将突触分为化学突触和电突触。 按传递性质的不同，可将突触分为兴奋性突触和抑制性突触。 （一）电突触 突触间隙为2nm，腔肠动物神经网的突触主要是电突触。蚯蚓、虾等无脊椎动物也主要是电突触。 特点：突触前后两膜很接近，神经冲动可直接通过，速度快，传导没有方向之分，任何一个发生冲动，即可以传导给另一个。 （二）化学突触 突触间隙约20~50nm，由突触前成分（突触前膨大和突触前膜，内含突触小泡）、突触间隙和突触后成分（含神经递质的受体）组成。 只有在神经递质与突触后膜上的受体结合后，突触后神经元才能去极化而发生兴奋。 三、突触传递过程 一、经典突触传递（化学突触） 1、传递过程： (1)突触前过程： ①神经冲动到达突触前神经元轴突末 梢→突触前膜去极化； ②电压门控Ca2+通道开放→膜外Ca2+内 流入前膜； ③Ca2+与胞浆CaM结合成4Ca2+-CaM复合 物→激活CaM依赖的PKⅡ→囊泡外表面突触蛋白Ⅰ磷酸化→蛋白Ⅰ与
神经冲动的产生和传导 神经元：是一种高度特化的细胞，是神经系统的基本结构和功能单位之一，它具有感受刺激和传导兴奋的功能。神经细胞呈三角形或多角形，可以分为树突、轴突和胞体这三个区域。神经元按照用途分为三种：输入神经，传出神经，和连体神经。 神经元之间相互作用的方式：突触传递和缝隙连接。 根据神经元的功能又可分： ①感觉神经元（sensoryneuron），或称传入神经元（afferentneuron）多为假单极神经元， 胞体主要位于脑脊神经节内，其周围突的末梢分布在皮肤和肌肉等处，接受刺激，将刺激传向中枢。 ②运动神经元（motorneuron），或称传出神经元（efferentneuron）多为多极神经元，胞体主要位于脑、脊髓和植物神经节内，它把神经冲动传给肌肉或腺体，产生效应。 ③中间神经元（interneuron），介于前两种神经元之间，多为多极神经元。动物越进化，中间神经元越多，人神经系统中的中间神经元约占神经元总数的99%，构成中枢神经系统内的复杂网络。 （1）兴奋：是指某些组织（神经组织）或细胞感受外界刺激后由相对静止状态变为显著的活跃状态的过程。 （2）兴奋在神经纤维上的传导：以电信号的形式沿着神经纤维的传导是双向的；静息时膜 内为负，膜外为正（外正内负）；兴奋时膜内为正，膜外为负（外负内正），兴奋的传导以膜内传导为标准。 （3）兴奋在神经元之间的传递——突触 突触的结构：
突触小体中有突触小泡，突触小泡中有神经递质，神经递质只能由突触前膜释放到突触后膜，使后膜产生兴奋（或抑制）所以是单向传递。（突触前膜→突触后膜，轴突→树突或胞体）（4）在突触传导过程中有电信号→化学信号→电信号的过程，所以比神经纤维上的传导速度慢。
练习3 神经冲动的产生和传导 1.当快速牵拉骨骼肌时，会在d处记录到电位变化，相应反射弧如图1所示。图2是图1中c处的放大示意图，图3是图2中方框内结构的放大示意图。据图判断，相关叙述错误的是() A. 图1中b是传入神经，d是传出神经 B. 图2中e处膜外电流方向与兴奋的传导方向相同 C. 图3中物质f的分泌与高尔基体和线粒体有关 D. f与g的结合可能使该处膜内外电位变成内正外负【答案】B 【考点】反射弧各部分组成及功能，突触的结构，神经冲动的产生和传导 【解析】【解答】A、图1中b有神经节，是传入神经，d是传出神经，A正确； B、图2中e处膜外电流方向与兴奋的传导方向相反，而膜内则相同，B错误； C、图3中物质f是神经递质，神经递质的分泌与高尔基体和线粒体有关，C正确； D、f神经递质与g突触后膜上特异性受体的结合使该处膜内外电位变成内正外负，D正确。 故答案为：B。 【分析】据图1分析：a表示感受器，b表示传入神经，c表示突触，d表示传出神经。神经调节的基本方式是反射，反射的结构基础是反射弧，反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成，反射必须依赖于反射弧的结构完整性。 据图2分析：表示突触的放大示意图，兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递，突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜，其具体的传递过程为：兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时，突触小泡释放递质（化学信号），递质作用于突触后膜，引起突触后膜产生膜电位（电信号），从而将兴奋传递到下一个神经元。
据图3分析：表示神经递质从突触前膜释放，与突触后膜上的特异性受体结合，使突触后膜发生电位变化，从而使下一个神经元发生兴奋或抑制。图中物质f表示神经递质，物质g表示突触后膜上的特异性受体。2.存在于突触前膜上的受体，称之为突触前受体，其作用在于调节神经末梢递质的释放。如肾上腺素能纤维末梢的突触前膜上存在去甲肾上腺素的受体，可调节去甲肾上腺素的合成和释放，过程如图所示。下列说法正确的是（） A. 电刺激③处，能在①处检测到电位变化 B. β受体是突触前受体，去甲肾上腺素与其结合后，可以改变③对离子的通透性 C. 过量的去甲肾上腺素能与α受体结合，从而抑制末梢释放去甲肾上腺素，这是正反馈调节 D. 去甲肾上腺素通过胞吐从①处排出，需要消耗能量 【答案】D 【考点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况，神经冲动的产生和传导 【解析】【解答】A、兴奋只能从突触前膜传到突触后膜，③是突触后膜，①是突触前膜，A错误； B、根据题意，存在于突触前膜上的受体称为突触前受体，α受体是突触前受体，B错误； C、过量的去甲肾上腺素能与α受体结合，从而抑制末梢释放去甲肾上腺素，这是负反馈调节，C错误； D、去甲肾上腺素通过胞吐从①处排出，需要消耗能量，D正确。 故答案为：D。 【分析】突触是由突触前膜，突触间隙和突触后膜构成的，突触小体含有突触小泡，内含神经递质，神经递质有兴奋性和抑制性两种，受到刺激以后神经递质由突触小泡运输到突触前膜与其融合，递质以胞吐的方式排放到突触间隙，作用于突触后膜，引起突触后膜的兴奋或抑制。 3.下列有关兴奋在反射弧中传递的叙述，正确的是（） A. 兴奋在反射弧中可以双向传递 B. 未受刺激时，Na+以协助扩散的方式排出细胞，膜外表现为正电位
课后练习 自我检测评估 1．下图表示当有神经冲动传到神经末梢时，神经递质从突触小泡内释放并作用于突触后膜的机制，下列叙述错误的是（） A．神经递质存在于突触小泡内可避免被细胞内其他酶系破坏 B．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 C．神经递质与受体结合引起突触后膜上相应的离子通道开放 D．图中离子通道开放后，Na+和Cl-同时内流 2．关于人体神经细胞的叙述，正确的是（） A．神经细胞轴突末梢可形成多个突触小体 B．兴奋通过神经递质在突触处进行双向传递 C．神经细胞外Na+内流是产生静息电位的基础 D．静息状态的神经细胞膜两侧的电位表现为内正外负 3．Ca2+能消除突触前膜内的负电荷，利于突触小泡和前膜融合，释放神经递质。若瞬间增大突触前膜对Ca2+的通透性，使组织液中的Ca2+进入突触前神经元，将引起的效应是（）
A．加速神经冲动的传递B．使突触后神经元持续性兴奋 C．减缓神经冲动的传递D．使突触后神经元持续性抑制 4．用电刺激离体蛙心的某条神经能使心跳变缓，有人做了如下图所示的实验，本实验提示（） A．电流通过神经传导 B．神经与心肌收缩没有关联 C．神经通过放电使心跳变慢 D．神经通过释放化学物质使心跳变慢 5．右图表示具有生物活性的蛙坐骨神经－腓肠 肌标本，神经末梢与肌细胞的接触部位类似于突触， 称“神经—肌接头”。下列叙述错误的是（） A．“神经—肌接头”处可发生电信号与化学信号 的转变 B．电刺激①处，肌肉会收缩，灵敏电流计指针 也会偏转 C．电刺激②处，神经纤维上的电流计会记录到电位变化 D．神经纤维上兴奋的传导方向与膜内的电流方向相同 6．关于神经递质的叙述，错误的是（） A．突触前神经元具有合成递质的能力 B．突触前神经元在静息时能释放神经递质 C．突触小体中的突触小泡内含有神经递质 D．递质与突触后膜上受体结合能引起后膜电位变化 7．人手指意外触到蜡烛火焰，引起屈肘反射。其反射弧示意图如下。 神经纤维灵敏电流计 腓肠肌①②
兴奋在神经纤维上的传导过程及机理分析 1.下图表示一段离体神经纤维的S点受到刺激而产生兴奋时，局部电流和神经兴奋的传导方向(弯箭头表示膜内、外局部电流的流动方向，直箭头表示兴奋传导方向)。其中正确的是( ) A． B． C． D． 2.如图表示一段离体神经纤维的S点受到刺激而兴奋时，局部电流和神经兴奋的传导方向(弯箭头表示膜内、外局部电流的流动方向，直箭头表示兴奋传导方向)下列相关说法中错误的是( ) A．从图中可以看出，兴奋在神经纤维上进行双向传导 B．膜外局部电流与兴奋传导方向一致 C． S点受到刺激后，膜内外的电位变化的是由外正内负变成外负内正 D． S点受到刺激后膜电位的变化由Na＋大量内流引起的 3.以枪乌贼的粗大神经纤维为材料进行如下图所示的实验，这时观测到a、b间局部电流的流动方向(电流从正极流向负极)是( ) A．在膜外是b→a B．在膜内可以是b→a，也可是a→b C．在膜内是b→a D．在膜外是a→b 4.如图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图，下列说法与图示相符的是( )
A．图中兴奋部位是B和C B．图中弧线最可能表示局部电流方向 C．图中兴奋传导方向是C→A→B D．兴奋传导方向与膜外电流方向一致 5.如图是神经纤维上动作电位产生和传导的示意图，下列说法与图示不相符的是( ) A．图中受刺激部位是A B．图中弧线最可能表示局部电流方向 C．图中兴奋传导的方向是A→C、A→B D．兴奋部位膜外呈正电位 6.如图所示，当神经冲动在轴突上传导时，下列叙述错误的是( ) A．丁区域发生K＋外流和Na＋内流 B．甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态 C．乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁 D．图示神经冲动的传导方向有可能是从左到右或从右到左 7.已知神经细胞膜两侧离子分布不平衡是一种常态现象，细胞不受刺激时，膜外有较多的正电荷，而膜内则相反，如图所示。如果在电极a的左侧给一适当刺激，此时膜内外会产生相关的电流，则膜外与膜内电流方向分别为( ) A．膜外b→a膜内a→b
◆基金项目：国家自然科学基金项目（10432010,10702002） ★ E-mail: qishaolu@https://www.doczj.com/doc/d9147373.html,, yangzhuoqin@https://www.doczj.com/doc/d9147373.html, 生物神经元系统放电活动和网络行为 的非线性动力学研究◆ 陆启韶1,★ 杨卓琴2 1 北京航空航天大学动力学与控制研究室，北京 100083 2 北京航空航天大学数学系，北京100083 摘要 生物神经系统是由数量极其巨大的神经元相互联结的信息网络系统，在生物体的感觉、认知和运动控制中发挥关键性的作用。本文介绍神经元系统放电和网络动态特性的一些重要的问题， 包括神经元的复杂放电模式、耦合神经元网络系统的同步活动和时空动力学、神经细胞的钙振荡和波动等，并对今后研究给出一些展望。 。 关键词 神经元，网络，放电模式，钙振荡，同步，时空动力学，分岔 Nonlinear Dynamics Research on Firing and Network Behavior of Biological Neuronal Systems Lu Qi-Shao 1 Yang Zhuo-Qin 2 1 Department of Dynamics and Control, Beihang University, Beijing 100083, China 2 Department of Mathematics, Beihang University, Beijing 100083, China Abstract Biological nervous systems are information networks with numerous connected neurons and play a key role in sense, recognition and motion control of biological bodies. This paper concerns some important topics of firing and network dynamical behavior, including complex firing patterns of neurons, synchronization and spatiotemporal dynamics of coupled neuronal networks, Calcium oscillations and waves in neural cells, etc., as well as prospective developments. Key words Neuron, Network, Firing Pattern, Calcium Oscillation, Synchronization, Spatiotemporal Dynamics, Bifurcation 1 引言 生物神经系统是由数量巨大的神经细胞相互联 结组成的，具有极其复杂结构的信息网络系统，包括各种感受器官和中枢神经系统。它承担着感受外界刺激，产生、处理、传导和整合信号，进行高级认知功能活动（如学习、思维、记忆、情绪等），以及从事运动控制等重要功能。总之，脑和神经系统是生物体活动的司令部和信息中心，是生物体的关键性器官系统之一。目前，对于神经系统的解剖学和生理学研究取得重要成果，并且迅速推向细胞和分子水平，使得人们对神经系统的生理结构、神经信号发生和传导的电生理过程、运转方式和功能特性都有了全新的认识， 但是对于神经活动的复杂机理的本质认识还是很初步的，为此，多学科、多层次的深入综合性研究是神经科学发展的重要趋势，而以脑科学为核心的神经科学已经成为21世纪国际科学技术研究的主要前沿领域之一，正在酝酿着新的重大突破。 生物神经系统活动有两个重要特点。首先，神经元在神经活动中起着重要的基本作用。神经系统的放电活动主要表现为神经元产生和传输动作电位脉冲串的过程，神经信息编码又是通过放电脉冲串的时间节律和振荡模式反映的；其次，神经系统的信息传导和整合过程是通过极其复杂的多层次的网络实现的，因此神经系统的网络行为与其信息活动和认知功能密切相关。本文将就这两方面介绍神经元系统放电和网络动态特性的一些重要的问题，包括神经元的复杂放电 第 34 页
教学设计 神经调节是高中生物必修3中第二章“生物生命活动的调节”中的一大重要内 【知识回顾】 1、反射弧 据图回答有关反射与反射弧的问题 (1)写出图中标号代表的结构名称： ①②③④⑤⑥。 (3)直接刺激④，引起肌肉收缩，这反射。 (4)破坏④处结构，刺激①处，肌肉收缩，大脑产生感觉。
2、神经元 以神经元为载体，介绍神经纤维的概念 【复习课授课】 一、 神经冲动的产生和传导 （一）1．兴奋在神经纤维上的传导 (1)过程： 静息时 静息电 位： ????? 形成原因：细胞内K ＋浓度高于细胞外，K ＋外流电位表现：外正内负 兴奋时 动作电 位： ????? 形成原因：细胞膜对Na ＋通透性增加，Na ＋内流电位表现????????未兴奋部位：外正内负兴奋部位：外负内正――→电位差 局部电流 兴奋传导 局部电流 ????? 过程：局部电流――→刺激 未兴奋部位――→产生 电位变化……结果：已兴奋部位恢复原来的静息电位状态 (2)传导特点：双向传导，即刺激(离体)神经纤维上的任何一点，所产生的兴奋可沿神经纤维向两侧同时传导。 (3)兴奋在神经纤维上的传导方向与局部电流方向的关系： ①在膜外，局部电流的方向与兴奋传导方向相反。
②在膜内，局部电流的方向与兴奋传导方向相同。 （二）神经冲动的产生和传导的机制 1、静息电位产生机制：当神经纤维未受到刺激时，Na+通道关闭，K+通道打开，K+顺浓度梯度协助扩散，即钾离子外流，产生外正内负的静息电位。（PPT展示过程） 2、动作电位产生机制：当神经纤维受到刺激时，Na+通道打开，K+顺浓度梯度协助扩散，即Na +内流，产生外负内正的动作电位。（PPT展示过程） 3、动作电位的恢复机制：当Na+内流达到平衡时，Na+通道关闭，K+通道打开，K+外流，又恢复外正内负的静息电位。未兴奋部位Na+通道打开，Na+内流，产生动作电位，兴奋由兴奋部位传向未兴奋部位。(PPT展示过程） 4、胞内外钠钾离子水平的恢复（PPT展示过程）:钠钾泵即ATP水解酶，每水解一分子ATP，就向胞内逆浓度梯度跨膜转运2分子K+，向胞外泵出3个Na+。钠钾泵的工作使得细胞能维持胞内高钾，胞外高钠的离子水平，为以后兴奋的传导提供离子势能。 （二）兴奋传导过程中膜电位的变化 1、兴奋传导过程中膜电位的测定 提问：静息电位可以测量吗？如果可以，如何测量？ 学生思考，回答：可以。 2、膜内外电位变化曲线图 3、兴奋传导过程中膜电位变化原理分析 讨论：增加细胞外液中Na+、K+浓度，对静息电位、动作电位有什么影响？ a、增加细胞外液中Na+浓度，使细胞内外Na+浓度差增大，动作电位会增强。对静息电位无影响。 a、增加细胞外液中K+浓度，使细胞内外K+浓度差减小，静息电位电位会减弱。对动作电位无影响。
Biophysics 生物物理学, 2019, 7(4), 57-64 Published Online November 2019 in Hans. https://www.doczj.com/doc/d9147373.html,/journal/biphy https://https://www.doczj.com/doc/d9147373.html,/10.12677/biphy.2019.74006 Study on the Neural Dynamics under the Effect of Electromagnetic Radiation Junli Li, Jingjie Guo, Yi Deng, Jun Tang* School of Physics, China University of Mining and Technology, Xuzhou Jiangsu Received: Nov. 25th, 2019; accepted: Dec. 11th, 2019; published: Dec. 18th, 2019 Abstract Long-term exposure to low-frequency magnetic fields may lead to neurological diseases. Based on the Hindmarsh-Rose neuron model considering electromagnetic radiation, the neuronal fir-ing behavior under the background of electromagnetic radiation was studied. The effects of electromagnetic radiation support a variety of nerve delivery modes including single periodic, multi-periodic and complex-periodic patterns. In the traditional bifurcation analysis of neural models, the external stimulus current is the key factor to determine the mode of neuronal firing. Our results show that the effect of electromagnetic interaction and external stimulus currents together determine the mode of neuronal firing. Changing the effect of electromagnetic interac-tion can induce the mode transition of neuronal firing. This will help us to understand theoreti-cally the key role of electromagnetic effects in neural dynamical behavior, and provide theoret-ical inspiration for the prevention and treatment of neurological diseases related to electro-magnetic radiation. Keywords Hindmarsh-Rose Model, Electromagnetic Radiation, Neuronal Firing 电磁辐射背景下的神经动力学研究 李君励，郭敬杰，邓沂，唐军* 中国矿业大学物理学院，江苏徐州 收稿日期：2019年11月25日；录用日期：2019年12月11日；发布日期：2019年12月18日 *通讯作者。
微专题4 兴奋的产生、传导、传递 1.下列关于神经兴奋的叙述，正确的是（） A．神经元受到刺激时，贮存于突触小泡内的神经递质就会释放出来 B．神经递质与突触后膜上的受体结合，也可能抑制下一神经元 C．兴奋在反射弧中的传导是双向的 D.神经元细胞膜外Na十的内流是形成静息电位的基础 2．下图表示兴奋在神经纤维上的传导过程，下列有关叙述中，正确的是（） A.动作电位随着传导距离的增加而衰减 B．①处为反极化状态，⑤处为极化状态 C．②处Na十通道开放，K＋通道关闭；④处K＋通道开放，Na+通道关闭 D.③处膜外为负电位，而Na＋浓度膜外大于膜内 3.下图是离体实验条件下神经突触后膜的膜电位变化示意图，下列各项中，不会引发如图所示异常膜电位的是（） A．突触前膜的乙酰胆碱释放量减少 B．突触间隙中乙酰胆碱未及时分解 C．部分受体与乙酰胆碱的结合受阻 D．该神经突触处于低Na＋溶液中 4．将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液（溶液S）中，可测得静息电位。给予细胞一个适宜的刺激，膜两侧出现一个暂时性的电位变化，这种膜电位变化称为动作电位。适当降低溶液S中的Na十浓度，测量该细胞的静息电位和动作电位，可观察到（） A．静息电位值减小 B.静息电位值增大 C．动作电位峰值升高 D．动作电位峰值降低 5．突触小泡与突触前膜的融合需要Ca2＋参与，下列有关突触传递的叙述正确的是（）
A.若瞬间增大突触前膜对组织液中Ca2＋的通透性，可使突触后膜持续兴奋 B．突触前膜释放递质的过程体现了细胞膜的结构特点 C．递质与突触后膜上的受体结合后进入细胞内，从而引起突触后膜兴奋或抑制 D．若突触小泡释放的是抑制性递质，则突触后膜无膜电位变化 6．下图是人体缩手反射的反射弧结构，方框甲、乙代表神经中枢。当手被尖锐的物体刺痛时，先缩手后产生痛觉。对此生理过程的分析正确的是（） A.图中E为感受器，A为效应器 B.未受刺激时，神经纤维D处的电位分布是膜内为正电位，膜外为负电位 C.刺激D处，产生的兴奋传到E处引起的反应不属于反射 D．由甲发出的传出神经纤维末端释放的神经递质只能引起乙的兴奋 7．下图为突触结构模式图，下列说法不正确的是（） A.在a中发生电信号→化学信号的转变，信息传递需要能量 B.①中内容物释放至②中主要借助于突触前膜的主动运输 C.①中内容物使b兴奋时，兴奋处膜外为负电位 D.②处的液体为组织液，传递兴奋时含有能被③特异性识别的物质 8.图甲是神经元网络结构示意简图，图中无论哪一个神经元兴奋都可以引起其他神经元和肌细胞的兴奋。和神经细胞一样，肌肉细胞在受到适宜的刺激后，也能引起细胞膜电位的变化，图中B处表示神经-肌肉接头（放大后如图乙），其结构和功能与神经突触类似。请据图回答问题：