资源简介

(共47张PPT)
2.3 神经冲动的产生和传导
高中生物学 选择性必修1
阐明兴奋在神经纤维上的产生及传导机制
01
说明突触传递的过程及特点
02
说明滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
03
学习目标
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。
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？
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、效应器等结构。
LOO
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。
短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？
完成这一反射活动需时至少需要0.1s。
兴奋在反射弧中是以什么形式传导的？它又是怎样产生和传导的呢？
意大利医生、生理学家
伽尔瓦尼（L.Galvani）
（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。
背景知识:生物电的发现
1820年电流表应用于生物电研究。在蛙神经外侧连接两个微电极。随后，刺激蛙神经一侧，并在刺激的同时记录电流表的电流大小和方向。
受到刺激，电流表的指针发生了怎样的变化呢？
电流方向：由正到负
a
b
+
+
静息时
现象：
指针
不发生偏转
a
b
+
+
左侧
刺激
-
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
现象：
指针
向左偏转
a
b
+
+
-
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
现象：
指针
向右偏转
a
b
+
+
-
现象：
指针
恢复不偏转状态
蛙的坐骨神经实验
① ② ③ ④ ⑤
①静息时，电表 测出电位变化，说明神经表面各处电位 。
②在左侧给予刺激时， 刺激端的电极处（a处）先变为 电位，接着 。
③然后，另一电极（b处）变为 电位，接着又 。
没有
相等
靠近
恢复正电位
负
负
恢复为正电位
动作电位：兴奋时，膜外侧变为负电位，膜内侧变为正电位，即内正外负。
静息电位与动作电位的发现
静息电位：细胞膜未受到刺激时（静息状态），膜内外两侧存在电位差，
表现为膜外正电位，膜内负电位（即内负外正）。
说明：在神经系统中，兴奋是以_______的形式沿着神经纤维传导的。
电信号
这种电信号也叫做___________。
神经冲动
思考：神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的呢？
静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度
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 50 400 460 10
蛙神经元 15 120 120 1.5
哺乳动物肌肉细胞 10 140 150 4
神经细胞Na+、K+分布特点：
什么原因导致Na+和K+浓度不平衡的？
神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内的K+浓度高。
钠钾泵！
每消耗一个ATP分子,逆电化学梯度泵出3个钠离子和泵入2个钾离子。保持膜内高钾,膜外高钠的不均匀离子分布。
膜内
膜外
Na +通道
K +通道
只在特殊时段开放，
只允许Na+内流，
持续开放，
只允许K +外流
Na+-K +泵
膜上三种转运蛋白
Na+膜外更高，K+膜内更高
Na+出细胞，K+进细胞：
主动运输
①
1、静息电位
电位表现：___________
形成原因：___________
运输方式：___________
内负外正
K+外流
协助扩散
①
②
2、动作电位
电位表现：___________
形成原因：___________
运输方式：___________
内正外负
Na+内流
协助扩散
刺激
①
②
③
3、兴奋传导
兴奋部位和未兴奋部位之间存在 ，形成_________。
局部电流刺激相近的________部位产生同样的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又恢复为__________。
局部电流
电位差
未兴奋
静息电位
兴奋传导方向
①
②
③
④
兴奋传导方向
膜外:
未兴奋部位→兴奋部位
膜内:
兴奋部位→未兴奋部位
局部电流方向
Na＋
Na＋
- - - -
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
++++
++++
- - - -
- - - -
+ + +
++++
- - -
- - -
Na＋
Na＋
++++
++++
- - -
- - -
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
局部电流动画演示
局部电流刺激相近的未兴奋部位产生同样的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又恢复为静息电位。
3、 兴奋的传导
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
刺激
双向传导
①兴奋与膜外局部电流传导方向
②兴奋与膜内局部电流传导方向 .
相反
相同
(1)产生和维持神经细胞静息电位主要与K＋有关(　　)
(2)兴奋沿神经纤维传导时细胞膜外Na＋大量内流(　　)
(3)神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相同(　　)
(4)刺激离体的神经纤维中部，产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导(　　)
(5)在完成反射活动的过程中，兴奋在神经纤维上的传导方向是双向的
√
√
×
√
√
注意：在生物体内，通常兴奋来自感受器，
兴奋在生物体内的反射弧上的传导是单向传导。
2、如图表示某时刻神经纤维膜电位状态。下列叙述错误的是(　　)
D
A.丁区是K＋外流所致
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可能是从乙到丁
D.据图判断神经冲动的传导方向是从右到左
【分析】兴奋在神经纤维上的传导是双向的，因此图中神经冲动的传导方向可能是从左到右，也可能从右到左。
拓展：膜电位曲线解读
刺激
①a点之前
——静息电位
主要表现为K+外流，使膜电位表现为外正内负。
②ac段
——动作电位的形成
Na+大量内流，导致膜电位迅速逆转，表现为外负内正。
③ce段
——静息电位的恢复
K+大量外流，膜电位恢复为静息
一
④ef段
——一次兴奋完成后
钠钾泵将流入的Na+泵出膜外,将流出的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）
刺激
一
拓展：膜电位曲线解读
+ + + +
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
+ + + +
+ + + +
- - - -
+ + + +
+ + + +
- - - -
+ + + +
+ + + +
- - - -
- - - -
+ + + +
电流表指针偏转问题
例1：将灵敏电流计连接到图1神经纤维的表面,分别在a、b处给予足够强度的刺激(a点离左右两个接点距离相等)，下列说法不正确的是 (　　)
不偏
2次
先右偏后左偏
图1
A
A.刺激a点时，指针偏转1次 B.刺激b点时，指针偏转2次
C.刺激a点，指针不偏转 D.分别刺激a、b时，都会产生动作电位
静息电位：外正内负
动作电位：外负内正
没刺激时，
受刺激时，
是否偏转：看有无电位差
偏转几次：
有几次电位差
偏转方向：
正电荷到负电荷
做题思路
【例】请回答以下有关电流表指针偏转的问题。
(1)未受刺激时,电流表指针　　 　。
(2)若在d处给予适宜刺激,电流表指针　　 　 。
(3)若在ab中点c处给予适宜刺激,电流表指针　 　　。
不偏转
发生两次方向不同的偏转
先左后右
不偏转
兴奋在神经纤维上的传导
膜电位
传导方式
传导特点
静息电位
动作电位
钾离子外流
外正内负
协助扩散
电信号
电流方向
双向传导
影响因素：
原因：
电位分布：
钠离子内流
外负内正
影响因素：
原因：
电位分布：
与兴奋传导方向相反
膜外：
膜内：
与兴奋传导方向相同
钾离子的浓度差
钠离子的浓度差
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。
当兴奋传导到一个神经元的末端时，它是如何传递到另一个神经元的呢
突触小体
神经元的轴突末梢经过多次分枝，最后每个小枝末端膨大，呈杯状或球状，叫突触小体，内有突触小泡。
与其它神经元的细胞体或树突等相接近，共同形成突触。
突触
突触前膜
突触间隙
突触后膜
上一个神经元的轴突末梢（突触小体）部分细胞膜
下一个神经元的树突或细胞体的部分细胞膜
突触的结构
(组织液)
突触的类型:
轴突-轴突
轴突-树突
轴突-细胞体
D.轴突-肌肉/腺体细胞突触
A．轴突—细胞体
B．轴突—树突
C．轴突—轴突
突触后膜通常是神经元___ 或_______，
树突膜
细胞体膜
腺细胞
肌肉细胞
在效应器的突触中，也可能为_______膜或某些__________的膜；
突触间隙至少有5nm,电信号无法传导，兴奋在突触间隙以什么信号逾越？
思维训练: 推断假说与预期
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？
假说:
支配心脏的副交感神经可能是释放了某种化学物质，该物质可以使心脏减慢。
实验预期:
从A心脏的营养液中注入B心脏的营养液中，B心脏的跳动也会减慢。
A
B
科学家通过实验证明在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号，这种化学信号就是神经递质。
阅读教材P29，请完成兴奋在神经元之间传递的过程。
受体
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
神经递质
②神经递质通过___________扩散到
附近；
突触间隙
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改变了突触后膜对 的通透性，引发突
触后膜 ；
离子
电位变化
⑤神经递质被______或 。
降解
回收进细胞
递质-受体复合物
突触前膜
电信号
化学信号
电信号
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
突触前神经元
突触后神经元
突触间隙
突触后膜
突触前膜
（1）化学本质：
（2）种类和作用：
（3）去向：
意义：避免持续起作用，为下一次兴奋做准备。
乙酰胆碱、胺类（多巴胺、5-羟色胺）、氨基酸类（谷氨酸、甘氨酸）、激素类（(去)肾上腺素）、NO等。
兴奋性递质：
抑制性递质：
Na+通道打开，Na+内流，后膜产生动作电位，后神经元兴奋。乙酰胆碱、多巴胺等
Cl-通道打开，Cl-内流后，强化静息电位，使后膜难以兴奋，表现为抑制作用。去肾上腺素等
迅速被降解或回收。
神经递质——信号分子
注意：兴奋性神经递质乙酰胆碱，引起骨骼肌细胞兴奋，但对心肌细胞则是抑制的，取决于两种细胞膜上的受体性质不同。因此，兴奋和抑制的产生是神经递质和受体共同决定的。
兴奋在神经元之间的传递的特点
①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，作用于突触后膜特异性受体上。
原因：突触处的兴奋传递需要________________________ 的转换
电信号→化学信号→电信号
思考：兴奋在反射弧中如何传递？
反射弧中存在突触，兴奋在反射弧中单向传递。
感受器
传入神经
神经中枢
传出神经
效应器
② 传递速度较慢（突触延搁）
比较：兴奋在神经纤维上传导与神经元之间传递
项目 神经纤维上的兴奋传导 神经元之间的兴奋传递
涉及细胞数 个神经元 个神经元
结构基础
形式 信号 信号→ 信号→ 信号
方向 可 向传导 向传递
速度
效果 使 部位兴奋 使 神经元
。
单
多
神经纤维
突触
电
电
化学
电
双
单
迅速
较慢
未兴奋
下一个
兴奋或抑制
传递形式
静息电位：内负外正
原因：K+外流
动作电位：内正外负
原因：Na+外流
神经冲动的产生和传导
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经元之间传递
传导形式
传导方向
电信号
（神经冲动）
双向传导
电位形成
结构
传导方向
突触
单向传递
电-化-电
突触前膜
突触后膜
突触间隙
原因：神经递质只能从突触前膜释放到后膜
1、兴奋剂和毒品
兴奋剂
毒品
原是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。具有增强人的兴奋程度，提高运动速度等作用。
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。
为了保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。
2、作用位点和机理
某些化学物质能够对神经系统产生影响，其作用位点往往是：突触
①有些物质能够_____神经递质的______和_____的_____；
②有些会干扰：
_____________________________；
③有些会影响______________的____的_______；
促进
合成
释放
速率
神经递质与受体的结合
分解神经递质
酶
活性
3. 珍爱生命，远离毒品
2008年，《中华人民共和国禁毒法》正式施行；
向社会宣传滥用兴奋剂和吸食毒品的危害，是我们每个人应尽的责任和义务。
①__________ ②__________
③__________ ④__________
⑤__________ ⑥__________
⑦__________ ⑧__________
⑨__________ ⑩__________
突触前膜
神经递质
突触后膜
受体
离子通道
线粒体
突触间隙
突触小泡
突触
突触小体
2. 乙酰胆碱酯酶可以水解乙酰胆碱，有机磷农药能使乙酰胆碱酯酶失活，则该药物可以（ ）
A. 使乙酰胆碱持续发挥作用
B.阻止乙酰胆碱与其受体结合
C. 阻止乙酰胆碱从突触前膜释放
D.使乙酰胆碱失去与受体结合的能力
A
A
A

展开更多......

收起↑