神经信息的传送

1、人体或动物通过神经系统感受并传送环境人体或动物通过神经系统感受并传送环境 刺激的信息，从而做出各种应答反应，以刺激的信息，从而做出各种应答反应，以 保证机体各部分的协调及与环境的统一。保证机体各部分的协调及与环境的统一。 神经系统是如何感受和传送环境刺激信息神经系统是如何感受和传送环境刺激信息 的呢？的呢？ 问题探讨问题探讨 神经系统是由神经系统是由神神 经细胞经细胞构成的。构成的。 神经细胞又叫神神经细胞又叫神 经元经元，是神经信，是神经信 息传送的息传送的结构基结构基 础础。 思考与讨论思考与讨论 听到电话铃响，你就会去接电话。下图显听到电话铃响，你就会去接电话。下图显 示了这个反应的神经

2、信息的传送路线。由示了这个反应的神经信息的传送路线。由 图可以看到，神经信息的传送分两种情况：图可以看到，神经信息的传送分两种情况： 一是神经信息在一个神经元内部的传送；一是神经信息在一个神经元内部的传送； 二是神经信息需要跨细胞传送。二者传送二是神经信息需要跨细胞传送。二者传送 的机制是否相同呢？的机制是否相同呢？ 神经信息的传送路线神经信息的传送路线 一一 神经信息在神经纤维上的传导神经信息在神经纤维上的传导 阅读与分析：阅读与分析： 仔细阅读下列材料，并回答问题：仔细阅读下列材料，并回答问题： 1、什么是膜电位和动作电位？神经细胞在受到刺、什么是膜电位和动作电位？神经细胞在受到刺 激时会

3、发生怎样的变化？激时会发生怎样的变化？ 2、神经细胞以什么形式传送环境中的信息的？、神经细胞以什么形式传送环境中的信息的？ 许多无脊椎动物，如乌贼、虾、蟹等，都有极粗的神经纤维，直许多无脊椎动物，如乌贼、虾、蟹等，都有极粗的神经纤维，直 径可达径可达1mm1mm，称为巨轴突。霍奇金等选择枪乌贼的巨轴突为研究，称为巨轴突。霍奇金等选择枪乌贼的巨轴突为研究 对象，利用一个灌注海水的玻璃毛细管作为电极直接插入巨轴突对象，利用一个灌注海水的玻璃毛细管作为电极直接插入巨轴突 膜内，另一电极置于膜外，两电极之间只隔一层细胞膜，以此来膜内，另一电极置于膜外，两电极之间只隔一层细胞膜，以此来 测定膜电位。将两

4、电极接到放大器和示波器上，直接记录膜电位测定膜电位。将两电极接到放大器和示波器上，直接记录膜电位 （膜内为负，膜外为正）。霍奇金在神经纤维的一端记录膜电位（膜内为负，膜外为正）。霍奇金在神经纤维的一端记录膜电位 的同时，在另一端给予刺激，经过极短时间的潜伏期后，记录电的同时，在另一端给予刺激，经过极短时间的潜伏期后，记录电 极部位就会在膜电位的基础上出现一个快速的生物电变化，即产极部位就会在膜电位的基础上出现一个快速的生物电变化，即产 生了一个瞬间的动作电位。生了一个瞬间的动作电位。 一一 神经信息在神经纤维上的传导神经信息在神经纤维上的传导 一一 神经信息在神经纤维上的传导神经信息在神经纤维

5、上的传导 静息电位：静息电位：细胞未受刺激时，即处于细胞未受刺激时，即处于“静息静息”状状 态下细胞膜两侧所存在的态下细胞膜两侧所存在的电位差电位差叫膜电位，又称叫膜电位，又称 为静息电位。为静息电位。 静息电位：静息电位：外正内负（膜外带正电，膜内带负电）。外正内负（膜外带正电，膜内带负电）。 动作电位：动作电位：当神经细胞受到当神经细胞受到适当刺激适当刺激时，由于受到时，由于受到 刺激部位的细胞膜对离子的透性的改变而产生瞬间刺激部位的细胞膜对离子的透性的改变而产生瞬间 可传导的电位变化，叫动作电位（可传导的电位变化，叫动作电位（神经冲动神经冲动）。）。 在神经细胞，动作电位一经产生便会以波

6、的形式在神经细胞，动作电位一经产生便会以波的形式 沿细胞膜快速传导，即沿细胞膜快速传导，即动作电位的传导动作电位的传导。 神经细胞是以神经细胞是以生物电生物电的形式传导信息的的形式传导信息的。 二二 神经信息在神经细胞间的传递神经信息在神经细胞间的传递 当动作电位经传导到达轴突末端时，末端部位释当动作电位经传导到达轴突末端时，末端部位释 放一种特殊的化学物质即放一种特殊的化学物质即神经递质神经递质。乙酰胆碱是乙酰胆碱是 一种最普遍的神经递质。一种最普遍的神经递质。神经递质又可刺激后面神经递质又可刺激后面 的神经细胞产生冲动，使神经信息继续向下传递。的神经细胞产生冲动，使神经信息继续向下传递。

7、依次类推，神经信息沿反射弧定向传送，最终到依次类推，神经信息沿反射弧定向传送，最终到 达效应器，产生生理反应。达效应器，产生生理反应。 神经递质的释放神经递质的释放 电信号电信号 化学信号化学信号 电信号电信号 二二 神经信息在神经细胞间的传递神经信息在神经细胞间的传递 兴奋传递过程：兴奋传递过程： 神经冲动神经冲动 轴突轴突 轴突末梢轴突末梢 经神经递质刺激后经神经递质刺激后 神经细胞神经细胞 后一神经细胞产生冲动后一神经细胞产生冲动 继续向下传递继续向下传递 细胞不停地进行着细胞不停地进行着物质代谢物质代谢、能量代谢能量代谢和和 信息传递信息传递。那么细胞中各种不同的、独立。那么细胞中各种

8、不同的、独立 的组成结构是如何完成复杂的代谢过程的？的组成结构是如何完成复杂的代谢过程的？ 物质代谢、能量代谢和信息传递之间又存物质代谢、能量代谢和信息传递之间又存 在怎样的关系呢？在怎样的关系呢？ 问题探讨问题探讨 一一 细胞的整体性细胞的整体性 1、组成生物体的化合物不是杂乱无章地堆聚在 一起，而是有机地结合； 2、各种细胞器之间并不是孤立的，它们虽有分 工，却又相互配合、密切联系。 例如：分泌蛋白的合成及分泌的过程可以说明结构、例如：分泌蛋白的合成及分泌的过程可以说明结构、 功能之间的关系。功能之间的关系。 蛋白质蛋白质 核糖体核糖体内质网腔内质网腔高尔基体高尔基体细胞膜细胞膜 较成熟蛋

9、白质较成熟蛋白质成熟蛋白质成熟蛋白质细胞外细胞外 翻译翻译分泌分泌 二二 物质代谢、能量代谢和信息传递间的联系物质代谢、能量代谢和信息传递间的联系 1 1、新陈代谢的基础：、新陈代谢的基础：物质代谢、能量物质代谢、能量 代谢和信息传递。代谢和信息传递。 2 2、相互联系：、相互联系： (1)(1)外界环境刺激和胞间信号分子作用于细胞后，外界环境刺激和胞间信号分子作用于细胞后， 通过信号转导过程诱导基因表达并引起物质代谢通过信号转导过程诱导基因表达并引起物质代谢 和能量代谢的变化。和能量代谢的变化。 (2)(2)物质代谢包括合成反应和分解反应两方面。合物质代谢包括合成反应和分解反应两方面。合 成

10、反应贮存能量，分解反应通常释放能量。成反应贮存能量，分解反应通常释放能量。 二二 物质代谢、能量代谢和信息传递间的联系物质代谢、能量代谢和信息传递间的联系 (3)(3)在细胞中，能量被用于移动物质、建造复杂的在细胞中，能量被用于移动物质、建造复杂的 分子及形成和维持细胞内的有序状态。因此，物分子及形成和维持细胞内的有序状态。因此，物 质代谢的同时总是伴随着能量代谢的过程。质代谢的同时总是伴随着能量代谢的过程。 (4)(4)细胞内物质代谢和能量代谢之所以能协调低进细胞内物质代谢和能量代谢之所以能协调低进 行，信息传递起着调节和控制的作用。另外，物行，信息传递起着调节和控制的作用。另外，物 质代谢

11、和能量代谢又为信息传递提供物质和能量质代谢和能量代谢又为信息传递提供物质和能量 的基础。的基础。 细胞是一个统一的整体细胞是一个统一的整体 结构：结构： 功能：功能： 调控：调控： 与外界的联系：与外界的联系： 细胞核与细胞质通过核孔相通。 核膜、内质网膜与细胞膜等相互连接成 细胞内完整的生物膜系统。 细胞各部分相互联系、分工合作、协调一致 地完成各项生命活动。 细胞核是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心。 不断地与外界进行不断地与外界进行物质代谢、能量代物质代谢、能量代 谢和信息传递谢和信息传递，与外界环境形成一个，与外界环境形成一个 统一的整体。统一的整体。 一、生态系统中信息的种类一、生态

12、系统中信息的种类 物理信息物理信息 生态系统中的光、声、温度、温度、磁力等 通过物理过程传递的信息。 化学信息化学信息 生物产生一些可以传递信息的化学物质，如 植物的生物碱、有机酸、性外激素等。 行为信息行为信息 动物的特殊行为，向同种或异种生物传递特 定的信息。 海豚的回声定位与声纳 物理信息物理信息 蛇的热感受器与导弹（红外线感受器） 物理信息物理信息 鸟迁徙行为中对方向的判断（太阳） 物理信息物理信息 鸽子喙部发现感应磁场器官 识途靠地磁导航 物理信息物理信息 求偶行为 萤火虫发出萤火虫发出 的萤光是一种求偶的萤光是一种求偶 信号，以此与异性信号，以此与异性 取得联系。但这种取得联系。但

13、这种 信号往往被第三信号往往被第三 者者狼蛛非法利狼蛛非法利 用，结果双双被捕，用，结果双双被捕， 成了爱情的牺牲品。成了爱情的牺牲品。 行为信息行为信息 求偶行为 以嘹亮的鸣以嘹亮的鸣 声呼唤配偶的动物声呼唤配偶的动物 较多，其中有些只较多，其中有些只 是简单的鸣叫，如是简单的鸣叫，如 蝉类。有些鸟类则蝉类。有些鸟类则 伴有炫耀歌喉或滔伴有炫耀歌喉或滔 滔不绝地滔不绝地“表白表白”。 这种方式也容易暴这种方式也容易暴 露目标，往往酿成露目标，往往酿成 爱情悲剧爱情悲剧。 极乐鸟求偶炫耀 行为信息行为信息 雄蛾的触雄蛾的触 角可以角可以“嗅嗅” 到十一公里外到十一公里外 雌蛾发出气味雌蛾发出气

14、味 （性外激素）（性外激素） 化学信息化学信息 化学信息化学信息 一一 神经信息在神经纤维上的传导神经信息在神经纤维上的传导 静息电位：静息电位：细胞未受刺激时，即处于细胞未受刺激时，即处于“静息静息”状状 态下细胞膜两侧所存在的态下细胞膜两侧所存在的电位差电位差叫膜电位，又称叫膜电位，又称 为静息电位。为静息电位。 静息电位：静息电位：外正内负（膜外带正电，膜内带负电）。外正内负（膜外带正电，膜内带负电）。 动作电位：动作电位：当神经细胞受到当神经细胞受到适当刺激适当刺激时，由于受到时，由于受到 刺激部位的细胞膜对离子的透性的改变而产生瞬间刺激部位的细胞膜对离子的透性的改变而产生瞬间 可传导

15、的电位变化，叫动作电位（可传导的电位变化，叫动作电位（神经冲动神经冲动）。）。 在神经细胞，动作电位一经产生便会以波的形式在神经细胞，动作电位一经产生便会以波的形式 沿细胞膜快速传导，即沿细胞膜快速传导，即动作电位的传导动作电位的传导。 神经细胞是以神经细胞是以生物电生物电的形式传导信息的的形式传导信息的。 细胞不停地进行着细胞不停地进行着物质代谢物质代谢、能量代谢能量代谢和和 信息传递信息传递。那么细胞中各种不同的、独立。那么细胞中各种不同的、独立 的组成结构是如何完成复杂的代谢过程的？的组成结构是如何完成复杂的代谢过程的？ 物质代谢、能量代谢和信息传递之间又存物质代谢、能量代谢和信息传递之

16、间又存 在怎样的关系呢？在怎样的关系呢？ 问题探讨问题探讨 一一 细胞的整体性细胞的整体性 1、组成生物体的化合物不是杂乱无章地堆聚在 一起，而是有机地结合； 2、各种细胞器之间并不是孤立的，它们虽有分 工，却又相互配合、密切联系。 例如：分泌蛋白的合成及分泌的过程可以说明结构、例如：分泌蛋白的合成及分泌的过程可以说明结构、 功能之间的关系。功能之间的关系。 蛋白质蛋白质 核糖体核糖体内质网腔内质网腔高尔基体高尔基体细胞膜细胞膜 较成熟蛋白质较成熟蛋白质成熟蛋白质成熟蛋白质细胞外细胞外 翻译翻译分泌分泌 二二 物质代谢、能量代谢和信息传递间的联系物质代谢、能量代谢和信息传递间的联系 1 1、新陈代谢的基础：、新陈代谢的基础：物质代谢、能量物质代谢、能量 代谢和信息传递。代谢和信息传递。 2 2、相互联系：、相互联系： (1)(1)外界环境刺激和胞间信号分子作用于细胞后，外界环境刺激和