师:同学们,今天我们学习高二人教版选择性必修一第二章第三节《神经冲动的产生与传导》第二课时。本节课学习目标有两个:一是学习兴奋在神经元间的传递与特点;二是了解滥用兴奋剂和吸毒的危害。通过前面学习,我们知道敲击膝部感受器,兴奋会从感受器沿传入神经到达脊髓的膝跳反射中枢,经分析后发出指令,沿传出神经到达腿部,引发膝跳反射。但大家有没有想过,兴奋传导过程并非完全在神经纤维上发生,比如两个神经元之间可能存在连接结构,此时兴奋是如何传递的呢?

  我们看屏幕,左图中传入神经和传出神经中间的交界部分,用绿色圆圈框住并放大为右图。在神经元交界处,存在一些结构,我们将其放大,也就是红色圆圈位置继续放大。

  左图显示的是两个神经元交接处放大后的结构,上面蓝色圆圈框住的是前一个神经元的末端,准备传递信息;下面蓝色线条描绘的是后一个神经元的对应结构,准备接受信息。实际上,一个神经元的轴突末梢会形成多个分支,每个分支末端膨大,呈杯状或球状。屏幕左图红色椭圆形框住的部分,就是前一个神经元轴突末梢膨大形成的球状结构,我们称之为突触小体。突触小体这四个字,大家看屏幕中央红色的字。突触小体属于前一个神经元的一部分。那么,两个神经元之间信号传递依赖什么结构呢?这个结构叫突触,就是图中绿色椭圆形框住的部分。突触由上一个神经元的突触小体一部分,与后一个神经元的细胞体或树突共同组成。

  我们把突触结构分解,它包括三部分:前一个神经元突触小体最末端的膜状结构,叫突触前膜;后一个神经元细胞体或树突提供的另一层膜状结构,叫突触后膜。这两层膜状结构并不直接紧贴,中间有一定缝隙,叫突触间隙。突触间隙里不是真空,也不是空气,而是存在细胞间的组织液。

  简单总结,突触由突触前膜、突触间隙、突触后膜三部分组成。兴奋在传导过程中,从前一个神经元传递至下一个神经元,就是通过突触结构完成的。在学习兴奋传递过程前,我们先了解上图结构。

  看屏幕这个图,从文字标注对应的结构依次往下看:灰色的具有双层膜的结构是线粒体,负责为兴奋在神经元之间传递供应能量;黄色圆形小球叫突触小泡;再下来是突触前膜、突触间隙和突触后膜,三者共同组成突触。突触后膜上有许多浅灰色结构,叫受体。黄色的突触小泡和浅灰色的受体有什么作用呢?我们放大结构来看,突触小泡是圆球状结构,由一层生物膜组成,里面有许多深红色圆形颗粒,叫神经递质,是一种化学性信号分子。神经递质的作用是从突触小泡释放后,与突触后膜的受体结合,引发突触后膜动作电位。如果上节课用针或电极刺激神经属于物理性刺激,那么神经递质就是化学性刺激。

  下面看看兴奋如何在两个神经元之间传递。当兴奋沿神经纤维传导到轴突末梢,即突触小体,并最终到达突触前膜,会诱导突触小泡向突触前膜移动。由于突触小泡和突触前膜都属于生物膜结构,基于生物膜的流动性,突触小泡膜与突触前膜会融合,神经递质以胞吐方式从突触小泡释放出来。

  神经递质这种化学分子来到充满组织液的突触间隙后,会扩散到突触后膜。突触后膜上有受体,神经递质扩散到受体位置与之结合,形成缔合受体复合物,引发突触后膜动作电位。神经递质如何发挥作用导致动作电位产生呢?静息状态下,受体无神经递质结合,此时受体作为离子通道处于关闭状态,钠离子无法内流。当突触前膜释放神经递质后,神经递质与受体结合形成缔合受体复合物,受体分子空间结构改变,离子通道打开,钠离子内流,产生动作电位。

  如果突触后膜发生一次动作电位,就相当于给后一个神经元一个刺激。突触后膜实际上是后一个神经元的胞体或树突,所以突触后膜上形成的兴奋,会从这个神经元的胞体或树突,以同样方式传递给下一个神经元。

  神经信号就是这样传递的,不过有时突触后一个细胞也可以是肌肉细胞或腺体细胞,此时突触上的信号传递会引起肌肉收缩或腺体分泌。突触信号传递结束后,递质 - 受体复合物会怎样呢?因为神经递质与受体若一直结合,离子通道就会一直打开,钠离子随时内流,这是不正常的。实际上,受体离子通道不会一直打开。神经递质完成神经元信息传递后有两种去向:一是与突触间隙相关水解酶结合被水解;二是以胞吞形式被突触前膜所在神经元回收,再次储存于突触小泡以备再次利用。无论降解还是回收,都会使突触间隙神经递质浓度下降,突触后膜才可能回到静息状态。否则,一次神经信号传导会导致相关神经元持续兴奋,身体无法承受。

  有同学可能会问,上节课学了兴奋在神经纤维上可双向传导,那突触兴奋能不能从突触前膜传递到突触后膜,再从突触后膜反过来传给突触前膜呢?解决这个问题前,看屏幕这个图。兴奋在突触传递过程中,前一个神经元把兴奋沿轴突传递至突触前膜,这个过程相当于神经元细胞膜上相邻点依次发生动作电位。动作电位到前膜位置,引发突触小泡释放神经递质到突触间隙,此时电信号转化为化学信号。神经递质与后膜受体结合,引发突触后膜产生动作电位,化学信号又转变为电信号,即兴奋在神经元之间传递经历了电信号 - 化学信号 - 电信号的过程。

  兴奋能不能从突触后膜传递给突触前膜呢?答案是不行。因为神经递质只存在于突触小泡内,突触后膜没有,它只能由突触前膜释放;而与神经递质结合的受体只分布在突触后膜,突触前膜没有。所以兴奋在突触间只能单向传递。

  现在小结一下,兴奋在神经元之间传递有什么特点呢?第一,传递方向上是单向传递。原因是神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放并作用于突触后膜的相应受体。第二,突触间兴奋传递时,信号变化是从电信号转化为化学信号,再转化为电信号,中间的化学信号就是神经递质。神经递质通过扩散从前膜移至后膜,在组织液中移动速度比电信号在神经纤维上传导慢得多,所以兴奋在突触间传递速度比在神经纤维上慢。第三,神经递质作用于突触后膜,可引起下一个神经元兴奋,也可引起抑制。抑制就是让下一个神经元在受神经递质作用准备发生动作电位时,比平常更困难。为什么会这样呢?看课本 29 页,目前已知神经递质种类很多,主要有乙酰胆碱、氨基酸类、五羟色胺、多巴胺、去甲肾上腺素等。其中一些能引起下一个神经元兴奋,叫兴奋性神经递质,比如谷氨酸;一些能抑制下一个神经元兴奋,叫抑制性神经递质,比如甘氨酸。由此可见,神经递质作用于突触后膜,可引起兴奋或抑制,对肌体调节起关键作用,但有些会引起不良反应,比如兴奋剂。

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《生物 选择性必修1 第2章 第3节 神经冲动的产生和传导第2课时 逐字稿-4,890字 第5版》.docx
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