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第二章 神经调节
第3节 神经冲动的产生和传导
（第一课时）
教学目标
目标
01
02
03
通过反射弧中兴奋传导和传递特点的分析，提升实验设计及对实验结果分析的能力。（科学探究）
通过分析电位产生的机理及相关曲线的解读，养成科学思维的习惯。
（科学思维）
通过思考讨论“兴奋在神经纤维上的传导”说明了兴奋的产生及传导过程。
(生命观念)
问题探讨
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。
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？
经过了耳蜗（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（传出神经末梢和肌肉）等结构。
2.短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？
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。
课本P27
背景知识:生物电的发现
意大利医生、生理学家
伽尔瓦尼（L.Galvani）
（1）1786年的一个偶然发现。伽尔瓦尼发现挂在铁栅栏铜钩上的蛙腿在风的吹动下左右摇晃，蛙腿一碰到铁栅栏，就能观察到较明显的收缩。伽尔瓦尼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。
思考：兴奋在神经纤维上是以什么形式传导的呢？
课本P32
活动一：
探究兴奋在神经纤维上产生和传导的原理
1820年电流表应用于生物电研究，在蛙神经外侧连接两个电极。刺激蛙神经一侧，同时记录电流大小和方向。
坐骨神经
一、兴奋在神经纤维上的传导
课本P27
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）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
1
兴奋在神经纤维上的传达形式
一、兴奋在神经纤维上的传导
课本P27
：电表共发生了两次方向相反的偏转
思考：神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？
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
一、兴奋在神经纤维上的传导
资料一：
分析神经细胞膜内外的Na+、K+分布特点？
神经细胞外的Na+浓度比膜内要高，K+浓度比膜内低。
课本P28
一、兴奋在神经纤维上的传导
（2）未受到刺激时，膜主要对什么离子有通透性？
K+
K+
通
道
Na+通
道
膜外
膜内
Na+
K+内高外低
K+通道开放
↓
K+外流
静息电位(内负外正)
(1).静息电位产生机制
运输方式：协助扩散
+++++++++++++++
---------------
---------------
+++++++++++++++
K+
阅读课本P28
一、兴奋在神经纤维上的传导
（2).动作电位产生机制
（1）当受到刺激时，膜主要对什么离子有通透性？
（2）动作电位的电位表现？
K+
通
道
Na+
通
道
K+
Na+
膜外
膜内
Na+外高内低
Na +通道开放
↓
Na+内流
动作电位(内正外负)
运输方式：协助扩散
---
+++++++++++++
-------------
+++
+++
---
刺激
-------------
+++++++++++++
Na+
阅读课本P28
一、兴奋在神经纤维上的传导
（3).局部电流的形成
兴奋部位
末兴奋部位
局部电流
兴奋部位的电位表现为________，而邻近的未兴奋部位仍然是________，在兴奋部位和未兴奋部位之间由于_______的存在而发生__________，这样就形成了_________
内正外负
内负外正
电位差
电荷移动
局部电流
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：
课本P28
一、兴奋在神经纤维上的传导
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
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+
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+
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+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
刺激
双向传导
局部电流方向：
①膜外与兴奋传导方向
②膜内与兴奋传导方向 .
相反
相同
（4).兴奋的传导：
课本P28
一、兴奋在神经纤维上的传导
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_______________。
未兴奋
恢复静息电位
课本P28
一、兴奋在神经纤维上的传导
②在反射过程中
①在离体的神经纤维上
传导方向：________
传导方向：_________
单向传导
双向传导
问题：以上是用蛙的坐骨神经实验，是离体生物神经纤维。那么兴奋在生物体内的反射弧上的传导是也双向传导的吗？
总结：兴奋在神经纤维上的传导方向解析
(1)静息电位表现为 ，是 形成的。
(2)动作电位表现为 ，是 形成的。
(3)兴奋部位与 部位之间存在电位差，形成了 。
(4)局部电流刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化，兴奋向前传导，原兴奋部位又恢复为 。
（5）兴奋在神经纤维上以 的形式传导。
（6）在膜外，兴奋传导的方向与局部电流方向 ；在膜内，兴奋传导的方向与局部电流方向 。
（7）传导方向特点： 。
内负外正
K+外流
内正外负
Na+内流
未兴奋
局部电流
静息电位
双向传导
注：在反射弧中，兴奋是 的。
单向传递
电信号
相同
相反
小结
一、兴奋在神经纤维上的传导
一、兴奋在神经纤维上的传导
丹麦生理学家斯科（Jens C.Skou）等人发现，钠钾泵是一种钠钾依赖的ATP酶，能分解ATP释放能量，将膜外的K+运进细胞，同时将膜内的Na+运出细胞。细胞内K+浓度高，细胞外Na+浓度高，正是由钠钾泵维持的。
Na+进细胞，K+出细胞：协助扩散
Na+出细胞，K+进细胞：主动运输（钠钾泵）
神经细胞每兴奋一次，会有部分Na+内流和部分K+外流，长此以往，神经细胞膜内高K+膜外高Na+的状态将不复存在。这个问题是如何解决的呢？
　实战训练　
1.关于人体神经细胞的叙述，正确的（ ）
A.神经细胞内的Na+含量往往多于细胞外
B.K+内流是产生和维持静息电位的主要原因
C.静息电位与细胞膜内外特异的离子分布有关
D.兴奋传导方向始终与膜外局部电流方向一致
C
1.有些地方的人们有食用草乌炖肉的习惯，但草乌中含有乌头碱，乌头碱可与神经元上的钠离子通道结合，使其持续开放，从而引起呼吸衰竭、心律失常等症状，严重可导致死亡。下列判断不合理的是（ ）
A.食用草乌炖肉会影响身体健康
B.钠离子通道打开可以使胞外的Na+内流
C.钠离子通道持续开放会使神经元持续处于静息状态
D.阻遏钠离子通道开放的药物可以缓解乌头碱中毒症状
课本P31
C
【例1】下图是膜电位的测量示意图,下列描述的是图乙的是(　　)
甲 乙
①可以测量神经纤维的动作电位
②可以测量神经纤维的静息电位
③只观察到指针发生一次偏转
④可观察到指针发生两次方向相反的偏转
A.①④　 B.②③ C.①③ D.②④
A
金版学案P43
【母题延伸】图甲所测电位是　　　　,其产生原因是_____________
__________________________________________________。 　
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
静息电位
2.听毛细胞是内耳中的一种顶端具有纤毛的感觉神经细胞。声音传递到内耳中引起听毛细胞的纤毛发生偏转，使位于纤毛膜上的K+通道打开，K+内流而产生兴奋。兴奋通过听毛细胞底部传递到听觉神经细胞，最终到达大脑皮层产生听觉。下列说法错误的是（ ）
A. 静息状态时纤毛膜外的K+浓度低于膜内
B. 纤毛膜上的K+内流过程不消耗ATP
C. 兴奋在听毛细胞上以电信号的形式传导
D. 听觉的产生过程不属于反射
金版学案P43 例2
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)
1.刺激a点:
2.刺激c点:
b
d
两
同时兴奋
不
左
右
二、兴奋在神经纤维上传导与电流表指针偏转问题
金版学案P46 方法规律
3.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
二、兴奋在神经纤维上传导与电流表指针偏转问题
4.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
二、兴奋在神经纤维上传导与电流表指针偏转问题
项目 静息电位 动作电位峰值
Na＋增加
Na＋降低
K＋增加
K＋降低
增大
不变
变小
不变
变小
不变
增大
不变
3. 细胞外液中Na＋、K＋浓度改变对电位的影响
拓展延伸
二、拓展应用
1. 枪乌贼的神经元是研究神经兴奋的好材料。研究表明，当改变神经元轴突外Na+浓度的时候，静息电位并不受影响，但动作电位的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。
（1）请对上述实验现象作出解释。
（2）如果要测定枪乌贼神经元的正常电位,应该在何种溶液中测定？为什么？
课本P31
静息电位与神经元内的K+ 外流相关而与Na+ 无关，所以神经元轴突外Na+ 浓度的改变并不影响静息电位。动作电位与神经元外的Na+ 内流相关，细胞外Na+ 浓度降低，细胞内外Na+ 浓度差变小，Na+ 内流减少，动作电位值下降。
要测定枪乌贼神经元的正常电位，应在钠钾离子浓度与内环境相同的环境中进行。因为体内的神经元处于内环境之中，其钠钾离子具有一定的浓度，要使测定的电位与体内的一致，也就必须将神经元放在钠钾离子浓度与体内相同的环境中。
课后作业：练习册P48 第1-4和第8题
用电流计测量膜电位的两种方法
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内侧和外侧
电表两极均置于神经纤维膜外侧
2. 曲线的解读
拓展延伸
强调：
1.整个过程中，钠钾泵一直在发挥作用，并非只有ef段；
2.整个过程中，细胞膜内K+始终比膜外多，Na+始终比膜外少；
1.AB段——静息电位
K+外流，协助扩散
2.BC段——动作电位的形成
Na+内流，协助扩散
3. CD段——恢复静息电位
K+外流，协助扩散
4.DE段—— 兴奋完成后，钠钾泵将Na+泵出，将K+泵入，为下一次兴奋做准备。
吸K+排Na+，主动运输
内负外正
K+外流
内正外负
Na+内流
【总结】兴奋的产生和传导

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