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第3节 神经冲动的产生和传导
第1课时
第2章 神经调节
目
录
CONTENTS
兴奋在神经元之间的传递
一
二
兴奋在神经纤维上的传导
赛场上，发令枪一响，运动员会像离弦的箭一样冲出。现在世界田径比赛规则规定，在枪响后0.1s内起跑被视为抢跑。
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。
讨论：
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？
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0.1 s。
2、短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？
需要经过完整的反射弧
听觉神经
耳
大脑皮层—脊髓
问题探讨
1、蛙坐骨神经表面电位差实验
一、兴奋在神经纤维上的传导
刺激
蛙的坐骨神经
电流表
腓肠肌
受到刺激，电流表的指针发生了怎样的变化呢？
只要存在电位差，电流表指针就会偏转,从正电荷一极向负电荷一极偏转。
电流表什么时候会偏转？
1、蛙坐骨神经表面电位差实验
一、兴奋在神经纤维上的传导
a
b
+
+
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）膜外先变为 电位，接着 。
靠近
恢复正电位
负
-
③然后，另一电极（b处）膜外变为 电位。
负
④接着又 。
恢复为正电位
实验证明：兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导。这种电信号也叫神经冲动
2、神经冲动的产生
一、兴奋在神经纤维上的传导
神经细胞内外部分离子浓度
资料一
分析上神经元和肌肉细胞膜内外Na+、K+分布特点？
神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内的K+浓度高。
2、神经冲动的产生
一、兴奋在神经纤维上的传导
资料二
1942年，美国科学家Cole和Curtis发现当细胞外液K＋浓度提高时，静息电位减小；当细胞外液K＋浓度等于细胞内K＋浓度，静息电位为0；继续提高细胞外K＋浓度会逆转静息电位。
据以上资料可知：静息电位形成的原因是 向膜 (填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是 。
K＋
外
协助扩散
静息电位的形成原因
2、神经冲动的产生
一、兴奋在神经纤维上的传导
静息电位的形成
①
静息电位
内负外正
细胞膜主要对K+有通透性，造成K+外流，使膜外阳离子浓度高于膜内。
协助扩散
（1）概念：
未受刺激时，神经细胞膜两侧电位表现为内负外正，称为静息电位。
（2）特点：
（3）原因：
（4）K+运输方式：
注：静息电位的形成与大小，取决于K+的浓度差，与Na+无关！
2、神经冲动的产生
一、兴奋在神经纤维上的传导
资料三
动作电位的形成原因
1949年，霍奇金和卡茨用不含Na＋的等渗透压的右旋糖代替海水，在两分钟之内，动作电位消失，而加含Na＋的海水后，在一分半钟左右恢复了原有的动作电位。细胞外Na＋浓度如果增加，也可以加快动作电位的上升速度、加大动作电位的幅度。
据资料可知，动作电位形成的原因是 向膜 (填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是 。
Na＋
内
协助扩散
2、神经冲动的产生
一、兴奋在神经纤维上的传导
动作电位的形成
①
②
动作电位
刺激
内正外负
当受到刺激时，细胞膜对Na+离子通透性增加，使Na+内流
协助扩散
（1）概念：
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。
（2）特点：
（3）原因：
（4）Na+运输方式：
注：此时K+还在外流，但是Na+内流的量远比K+外流的量多，因此膜电位由“内负外正”变为“外负内正”。
膜内
膜外
Na +通道
K +通道
只在特殊时段开放，
只允许Na+内流。
协助扩散
持续开放，
只允许K+外流。
协助扩散
Na+-K +泵
小知识：膜上三种通道蛋白
每消耗1分子ATP，泵出3个Na+的同时泵入2个K+，结果：细胞内K+始终高于膜外，细胞外Na+始终高于膜内。
主动运输
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刺激
在箭头处给予离休神经纤维适宜的刺激，请绘制兴奋产生和传导示意图
动手试一试
3、局部电流的形成
一、兴奋在神经纤维上的传导
+
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刺激
静息时
静息电位
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兴奋时
动作电位
兴奋传导
（局部电流）
3、局部电流的形成
一、兴奋在神经纤维上的传导
3、局部电流的形成
一、兴奋在神经纤维上的传导
从兴奋部位传导到未兴奋部位
兴奋部位的传导方向
兴奋
部位
未兴奋
部位
未兴奋
部位
局部电流方向
①膜外从未兴奋部位传导到兴奋部位，与兴奋传导方向相反
②膜内从兴奋部位传导到未兴奋部位，与兴奋传导方向相同
兴奋传导特点
双向传导
兴奋传导形式
电信号
②在反射过程中
①在离体的神经纤维上，刺激中间
传导特点：________
传导特点：_________
单向传递
双向传导
以上是用蛙的坐骨神经做实验，是离体生物神经纤维，兴奋传导方向有何特点？那么兴奋在人体内（反射弧上）的传导有何特点？
在反射过程中，兴奋只能从感受器传到效应器。
++++
++++
+++++
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- - - -
- - - - -
++++
++++
+++++
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- - - - -
①
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++++
+++++
++++
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- - - - -
- - - -
++++
+++++
++++
- - - -
- - - - -
②
++++
- - - -
+++++
- - - -
++++
- - - - -
++++
- - - -
+++++
- - - -
++++
- - - - -
③
++++
++++
- - - - +
- - - -
- - - -
++++ -
++++
++++
- - - - +
- - - -
- - - -
++++ -
④
Na＋
Na＋
Na＋
兴奋状态
静息状态
兴奋传导方向
静息电位
刺激
动作电位
局部电流
电位差
1、兴奋部位的膜电位：
___________
2、未兴奋部位的膜电位：
__________
3、局部电流方向——
膜外:________________________
膜内:_______________________
内正外负
内负外正
未兴奋部位→兴奋部位
兴奋部位→未兴奋部位
4、兴奋传导方向：
___________
兴奋部位→未兴奋部位
5．兴奋在神经纤维上的传导形式是：
电信号（神经冲动）
【知识小结】
4、膜电位的测量方法
一、兴奋在神经纤维上的传导
静息电位测量：
动作电位测量：
刺激
①a点之前
——静息电位
原理：K+外流，
膜电位表现为外正内负。
②ac段
——动作电位的形成
原理：Na+内流，
③ce段
——静息电位的恢复
K+大量外流，
5、膜电位的解读
一、兴奋在神经纤维上的传导
K+外流、Na+内流都是协助扩散
Na+-K+泵：
细胞内K+浓度高，细胞外Na+浓度高，正是由钠钾泵维持的。
吸入K+排出Na+
5、膜电位的解读
一、兴奋在神经纤维上的传导
刺激
④ef段
—— 一次兴奋完成后
钠钾泵
流入Na+泵出膜外,流出K+泵入膜内,以维持细胞外Na+浓度高和细胞内K+浓度高的状态,为下一次兴奋做好准备。
a-c：Na+内流（协助扩散）
c-e：K+外流（协助扩散）
e-f：泵出Na+，泵入K+（主动运输）
特殊强调：
整个过程中，钠钾泵一直在发挥作用，并非只有ef段；
整个过程中，细胞膜内K+始终比膜外多，Na+始终比膜外少；
5、膜电位的解读
一、兴奋在神经纤维上的传导
细胞外液中Na+、K+浓度变化对电位峰值的影响
(1)静息电位主要是K+的平衡电位，就是K+向胞外扩散达到平衡时的膜电位。由于此时细胞膜对Na+等离子的通透性极小，所以Na+浓度的改变不会影响静息电位。
(2)动作电位主要是Na+的平衡电位，就是Na+向胞内扩散达到平衡时的电位。由于此时细胞膜对K+等离子的通透性极小，所以K+浓度的改变不会影响动作电位。
Na+浓度只影响动作电位的峰值，K+浓度只影响静息电位的绝对值
浓度变化 静息电位绝对值 动作电位峰值
细胞外Na+浓度增加
细胞外Na+浓度降低
细胞外K+浓度增加
细胞外K+浓度降低
不变
不变
变小
增大
不变
不变
增大
变小
兴奋在神经纤维上的传导
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
利用药物阻断Na＋通道
利用药物Ⅱ阻断K＋通道
利用药物Ⅲ打开Cl－通道
神经纤维置于低Na＋溶液中
b、d点 ，电表 发生偏转。
点先兴奋， 点后兴奋，
电表发生 次相反偏转(即先向 后向 偏转)
刺激a点:
刺激c点:
b
d
两
同时兴奋
不
左
右
6、兴奋传导与电流表指针偏转问题
一、兴奋在神经纤维上的传导
刺激c点:
点先兴奋， 点后兴奋，
电表发生 次相反偏转(即先向 后向 偏转)
b
d
两
左
右
6、兴奋传导与电流表指针偏转问题
一、兴奋在神经纤维上的传导
刺激c点:
b处电流表先向 后向 偏转 次，肌肉发生收缩。
左
右
两
6、兴奋传导与电流表指针偏转问题
一、兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经纤维上的传导
膜电位
传导方式
特 点：
静息电位
动作电位
成因：钾离子外流
表现：外正内负
影响因素：钾离子的浓度差
协助扩散
成因：钠离子内流
表现：外负内正
影响因素：钠离子的浓度差
电信号（神经冲动）
局部电流方向
膜内：
膜外：
在离体的神经纤维上双向传导
注：在反射弧中，兴奋是单向传递的
无需能量，需载体蛋白
课堂小结
未兴奋部位
兴奋部位
兴奋部位
未兴奋部位
传导方向
兴奋部位
未兴奋部位

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