2.3 神经冲动的产生和传导课件高二上学期生物人教版（2019）选择性必修1

BYYUSHEN神经冲动的产生和传导第二章第三节老师：YY

时间：2024.08人教版·选择性必修1BYYUSHEN本节聚焦兴奋是如何在神经纤维上传导的？01兴奋在突触处是如何传递的？0203为什么不能滥用兴奋剂和吸食毒品？BYYUSHEN问题探讨短跑赛场上，发令枪一响，运动员会像离弦的箭一样冲出。现在世界短跑比赛规则规定，在枪响后0.1s内起跑被视为抢跑。1.从运动员听到枪响到作出起跑的反应，信号的传导经过了哪些结构？2.短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？1.经过了耳（感受器）→传入神经（听觉神经）→神经中枢（大脑皮层－脊髓）→传出神经→效应器（肌肉）等结构。2.人类从听到声音到作出反应起跑需要经过反射弧的各个结构，完成这一反射活动所需的时间至少需要0.1s。BYYUSHEN一、兴奋在神经纤维上的传导坐骨神经腓肠肌(意大利)伽尔瓦尼伽尔瓦尼实验

P32人类第一次将电现象与生命活动联系起来，他在论文中宣称动物的组织可产生生物电。用电流计测出了肌肉电流，证明了生物电的存在。BYYUSHEN生物科学史话P32（1）1786年，伽尔瓦尼发现挂在铁栅栏铜钩上的蛙腿被风吹动得左右摇晃，蛙腿一碰铁栅栏，就能观察到明显的收缩。

他认为这种收缩是肌肉内部流出来并沿着神经到达肌肉表面的电流刺激引起的，即动物的组织可以产生生物电。（2）伏特等科学家认为伽尔瓦尼的发现可能是铜铁两种金属的电位差引起的，而不是所谓的生物电。（3）为此，伽尔瓦尼和他的后继者设计了“无金属收缩实验”，在蛙坐骨神经-腓肠肌标本中，截断蛙的坐骨神经可以导致蛙腓肠肌收缩，这一过程中，没有涉及任何金属，说明生物电确实存在。BYYUSHEN一、兴奋在神经纤维上的传导有人做过如下实验：在蛙的坐骨神经上放置两个微电极，并将它们连接到一个电表上。BYYUSHEN一、兴奋在神经纤维上的传导实验结果:ab++①静息时，电表

测出电位变化，说明神经表面各处电位

。没有相等刺激-②在图示神经的左侧一端给予刺激时，

刺激端的电极处（a处）先变为

电位，接着

。靠近恢复正电位负-③然后，另一电极（b处）变为

电位。负④接又

。恢复为正电位实验结论：兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫做神经冲动。神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？BYYUSHEN一、兴奋在神经纤维上的传导静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度资料分析：在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态。细胞类型细胞内浓度（mmol/L）细胞外浓度（mmol/L）Na+K+Na+K+枪乌贼神经元轴突5040046010蛙神经元151201201.5哺乳动物肌肉细胞101401504神经细胞外的Na+浓度比膜内要高，K+浓度比膜内低。①神经细胞Na+、K+分布特点BYYUSHEN一、兴奋在神经纤维上的传导＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋K＋静息电位：内负外正神经纤维上的电位变化和局部电流：K＋K＋K＋K＋Na＋Na＋Na＋Na＋Na＋Na＋在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态。此时，神经细胞外的Na＋浓度比膜内要高，K＋浓度比膜内低，而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K＋有通透性，造成K＋外流，使膜外阳离子浓度高于膜内。K+外流(协助扩散)BYYUSHEN一、兴奋在神经纤维上的传导

＋＋＋＋＋＋＋＋

－－－－－－－－

＋＋＋＋＋＋＋＋Na＋Na＋Na＋Na＋Na＋

－－－－－－－－当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对Na＋的通透性增加，Na＋内流，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化，表现为内正外负的兴奋状态。此时的膜电位称为动作电位（此部位为兴奋部位）。动作电位：内正外负K＋K＋K＋K＋Na+内流(协助扩散)－－＋＋＋＋－－Na＋＋＋－－－－＋＋BYYUSHEN一、兴奋在神经纤维上的传导＋＋－－－＋＋＋＋＋＋＋－－－＋＋＋＋＋Na＋－－＋＋＋－－－－－－－＋＋＋－－－－－Na＋＋＋＋＋＋＋＋－－－＋＋＋＋＋＋＋＋－－－＋－－－－－－－＋＋＋－－－－－－－－＋＋＋－兴奋部位与未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动，这样就形成了局部电流。局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又恢复为静息电位。膜内：兴奋部位（+）→未兴奋部位（-）膜外：未兴奋部位（+）→兴奋部位（-）局部电流方向：兴奋传导的方向：兴奋朝着远离（最初）刺激部位的方向传导。结论：兴奋在离体神经纤维上的传导是

的，兴奋的传导方向与膜

电流相同，与膜

局部电流方向相反！双向内外BYYUSHEN一、兴奋在神经纤维上的传导——小结②动作电位：电位：原因：①静息电位：电位：原因：内负外正K+外流内正外负Na+内流③-④兴奋的传导膜内局部电流方向：膜外局部电流方向：思考：静息状态时一直要K+外流，而每传来一次兴奋就内流进来一些Na+。如果只发生K+外流或Na+内流，各离子的内外梯度就会不断减少，直至无法发生被动运输兴奋部位→未兴奋部位未兴奋部位→兴奋部位①K+在整个过程中都是由高浓度到低浓度运输,K+外流需要通道蛋白的协助,属于被动运输(协助扩散);②Na+在动作电位产生时内流,Na+的内流需要通道蛋白,同时从高浓度到低浓度运输,故属于被动运输(协助扩散);BYYUSHEN知识拓展细胞膜上有结构叫Na+-K+泵，它每消耗一个ATP分子,能逆浓度梯度泵出3个Na+和泵入2个K+。Na+-K+泵将流入的Na+泵出膜外,将流出的K+泵入膜内,始终维持细胞外Na+浓度高和细胞内K+浓度高的状态,该过程属于主动运输,需消耗能量。BYYUSHEN一、兴奋在神经纤维上的传导测量方法测量图解测量结果电表两极分别置于神经纤维膜的外侧和内侧电位差=膜内电位—膜外电位，因此刺激前的静息电位值为负。BYYUSHEN一、兴奋在神经纤维上的传导c-d：此时为_______电位，电位表现为__________，此时细胞膜主要对_____有通透性，离子运输方向为_________，运输方式为__________。膜电位变化曲线解读a-b：此时为_______电位，电位表现为__________，此时细胞膜主要对_____有通透性，离子运输方向为__________，运输方式为____________；b-c：此时细胞主要对______有通透性，离子运输方向为___________，运输方式为____________；c：此时为零电位，内外无电位差；静息外正内负K+K+外流协助扩散Na+Na+内流协助扩散动作内正外负Na+Na+内流协助扩散BYYUSHEN二、兴奋在神经元之间的传递在完成一个反射的过程中，兴奋要经过多个神经元，一般情况下，相邻的两个神经元并不是直接接触的。兴奋如何从神经元末梢传递到另一个神经元？BYYUSHEN二、兴奋在神经元之间的传递轴突末梢突触小体：神经元的轴突末梢经多次分支，最后每个小枝末端膨大，呈杯状或球状。

BYYUSHEN二、兴奋在神经元之间的传递突触：突触小体可以与其他神经元的胞体或树突等相接近，共同形成突触。BYYUSHEN二、兴奋在神经元之间的传递突触前膜突触间隙突触后膜突触小泡线粒体神经递质受体神经递质突触小体(提供能量)(轴突末梢突触小体的膜)(内有组织液)(一般是下一个神经元的细胞体膜或树突膜，也可以是肌肉或者腺体的膜)(化学本质是糖蛋白)能识别相应的神经递质并与之发生特异性结合(来自高尔基体)突触BYYUSHEN二、兴奋在神经元之间的传递Na+内流→动作电位Cl-内流→强化静息电位【注意】一般情况下，兴奋性神经递质引起兴奋，抑制性神经递质引起抑制。【例外】例如兴奋性神经递质乙酰胆碱，作用于骨骼肌引起骨骼肌细胞兴奋，但对心肌细胞则是抑制的，两种不同效果的产生是原因是：心肌细胞上的受体和骨骼肌细胞上的受体类型不同。兴奋和抑制的产生是神经递质的种类和受体的类型共同决定的。神经递质主要有：乙酰胆碱、氨基酸类（如谷氨酸、甘氨酸）、5-羟色氨、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等。

（小分子物质）BYYUSHEN二、兴奋在神经元之间的传递轴突—胞体型轴突—树突型神经元之间轴突—肌肉细胞、

轴突—腺体细胞也可以视作突触BYYUSHEN二、兴奋在神经元之间的传递①兴奋到达突触前膜所在的

，引起

向

移动并释放

；轴突末梢突触小泡突触前膜神经递质②神经递质通过_______________到

附近；突触间隙扩散突触后膜的受体③神经递质与

结合，形成

；突触后膜的受体④突触后膜上的

发生变化，引发

；离子通道电位变化⑤神经递质被______或

。降解回收递质-受体复合物不消耗能量两个神经元之间的信号转化：电信号→化学信号→电信号BYYUSHEN二、兴奋在神经元之间的传递为什么兴奋在神经元之间的传递速度比在神经纤维上传导要慢？由于突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换P29注意：兴奋通过反射弧的时间长短主要取决于

的数量，而不是神经元的

。——突触延搁突触长短兴奋在神经元之间的传递特点：单向传递原因：神经递质只存在于突触小泡中，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜上。☆☆BYYUSHEN二、兴奋在神经元之间的传递BYYUSHEN二、兴奋在神经元之间的传递兴奋在神经纤维上传导与在神经元之间传递的比较项目神经纤维上的传导神经元之间的传递涉及细胞数结构基础形式方向速度效果单个神经元电信号-化学信号-电信号可双向传导单向传递迅速较慢电信号多个神经元神经纤维突触使未兴奋的部位兴奋使下一个神经元兴奋或抑制BYYUSHEN思考与讨论④刺激c点，电流计指针如何偏转？①刺激a点左侧,电流计指针如何偏转？②刺激b点(ab=bd)，电流计指针如何偏转？③刺激ab之间的点，电流计指针如何偏转？⑤刺激d点右侧，电流计指针如何偏转？发生两次方向相反的偏转发生两次方向相反的偏转发生两次方向相反的偏转发生一次偏转发生一次偏转BYYUSHEN三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害《中华人民共和国刑法》第357条规定：毒品是指鸦片、海洛因、甲基苯丙胺（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。有些兴奋剂就是毒品，会对人体健康带来极大危害。①作用位点：往往是突触②作用机理：促进神经递质的合成和释放速率干扰神经递质与受体的结合影响神经递质酶的活性（突触前膜）（突触后膜）（突触间隙）麻黄素有机磷农药阿托品(散瞳)心得安BYYUSHEN二、兴奋在神经元之间的传递1.兴奋剂原指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物。如今是运动禁用药物的统称。可增强人的兴奋程度、提高运动速度等。为了保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。2.毒品指鸦片、海洛因、甲基苯丙胺(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。有些兴奋剂就是毒品，会对人体健康带来极大的危害。BYYUSHEN二、兴奋在神经元之间的传递3.可卡因可卡因既是一种兴奋剂也是一种毒品；它会影响大脑中与愉悦传递有关的神经元，这些神经元利用神经递质——多巴胺来传递愉悦感。在正常情况下，多巴胺发挥完作用后会被突触前膜上的转运蛋白从突触间隙回收。吸食可卡因后，可卡因会使转运蛋白失去回收多巴胺的功能，于是多巴胺就就留在突触间隙持续发挥作用。BYYUSHEN二、兴奋在神经元之间的传递这样，导致突触后膜上多巴胺受体减少。当可卡因药效失去后，机体正常的神经活动受到影响，服药者就必须服用可卡因来维持这些神经元的活动，于是形成恶性循环，毒瘾难戒。BYYUSHEN二、兴奋在神经元之间的传递可卡因能干扰交感神经的作用，导致心脏功能异常，还会抑制免疫系统的功能；吸食可卡因者可产生心理依赖性，长期吸食易产生触幻觉与嗅幻觉，最典型的是有虫行蚁走感，奇痒难忍，造成严重的抓伤甚至断肢自残、情绪不稳定，容易引发暴力或攻击行为；长期大剂量使用可卡因后突然停药，可出现抑郁、焦虑、失望、疲惫、失眠、厌食等症状。BYYUSHEN推断假说与预期

有研究者提出一个问题：“当神经系统控制心脏活动时，在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号还是电信号呢？”为回答此问题，科学家进行了如下实验。取两个蛙的心脏（A和B，保持活性）置于成分相同的营养液中，A有某副交感神经支配，B没有该神经支配。AB学科网原创思维训练BYYUSHEN学科网原创思维训练AB

由此，科学家得出结论：该神经释放一种化学物质，这种物质可以使心跳变慢。

讨论：在进行这个实验时，科学家基于的假说是什么？实验预期是什么？A、B心脏均变慢推断假说与预期AB材料处理结果结论有某副交感神经无某副交感神经刺激该神经从A的营养液中取一些液体注入B的