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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）
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。
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。
情景视频：
思考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？
情景视频：
思考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。
思考3：兴奋在反射弧中是以什么形式传导的呢？
神经元之间
膝跳反射的反射弧：
感受器(肌梭)→传入神经→神经中枢(脊髓)→传出神经→效应器
伸肌
屈肌
肌梭
兴奋在神经纤维上是以什么形式传导的呢？
神经纤维
突触
检流计
坐骨神经
a
b
一、兴奋在神经纤维上的传导
蛙坐骨神经表面电位差实验
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
在神经系统中，兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫神经冲动（neural impulse）。
结论:
共发生了两次方向相反的偏转
一、兴奋在神经纤维上的传导
神经冲动在神经纤维上具体是如何产生和传导的？
兴奋到a处，未到b处
兴奋到b处
兴奋到b处右侧
静息时神经元细胞膜内、外Na+、K+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
一、兴奋在神经纤维上的传导
情景材料一：
神经细胞内外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。
1.静息电位产生机制:
①神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内K+浓度高。
②静息状态下，细胞膜上K+通道蛋白打开。
K+外流
Na+
膜外
膜内
膜外
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
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+
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+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
“生物电”发生的膜学说：静息时，细胞膜主要对K +有通透性，即K +通道开放，K +外流，膜电位表现为外正内负，称为静息电位。
一、兴奋在神经纤维上的传导
(1)原因：
(2)结果：
膜外阳离子浓度高于膜内
静息状态K+外流：协助扩散
①神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内K+浓度高。
②受到刺激时，细胞膜上Na+通道蛋白打开。
Na+内流
Na+
膜外
膜内
膜外
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
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+
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+
+
+
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+
+
+
+
+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
受到刺激时，细胞膜对Na +的通透性增加，Na + 内流，使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧， 膜电位表现为外负内正，称为动作电位，并与相邻部位产生电位差。
一、兴奋在神经纤维上的传导
2.动作电位产生机制
(1)原因：
(2)结果：
刺激
兴奋部位膜内阳离子浓度高于膜外
动作电位Na+内流：协助扩散
K+
Na+
K通道
Na通道
膜外
膜内
动作电位产生原因动画视频演示
一、兴奋在神经纤维上的传导
2.动作电位产生机制
兴奋部位的电位表现为内正外负,邻近的未兴奋部位仍然是内负外正，在兴奋部位和未兴奋部位之间会发生什么现象呢？
Na＋
Na＋
----
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
--/--
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++++
++++
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++++
++++
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Na＋
Na＋
++++
++++
----
----
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
局部电流动画视频演示
一、兴奋在神经纤维上的传导
3.局部电流的形成
兴奋部位与未兴奋部位之间由于电位差发生电荷移动形成局部电流，如此依次进行下去，兴奋不断地向前传导，后方恢复静息电位。
在兴奋传导过程中膜内外电流方向一致吗
与兴奋传导方向有什么关系呢？
-
+
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+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
刺激
一、兴奋在神经纤维上的传导
3.局部电流的形成
（1）兴奋传导方向：
从兴奋部位传导到未兴奋部位
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
（2）局部电流方向：
-
+
-
-
-
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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
一、兴奋在神经纤维上的传导
3.局部电流的形成
（3）兴奋传导形式：
电信号（局部电流、神经冲动）
（4）兴奋传导特点：
双向传导
所以兴奋在生物体内的反射弧上的传导是也双向传导的吗？
兴奋在神经纤维上的传导方向解析
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
在反射过程中，总是从感受器一端接受刺激产生兴奋然后传向另一端，再加上反射弧中的突触也决定兴奋在反射弧中的传导方向是单向的。
原因：
在中部刺激神经纤维，会形成兴奋区，而两侧临近的未兴奋区与该兴奋区都存在电位差，都可以产生电荷移动，形成局部电流，因此可以双向传导。
原因
1.静息电位的形成： （运输方式： ），所以膜电位为 。
2.动作电位的形成： （运输方式： ），所以膜电位为 。
3.兴奋传导的方向：由 传到 。
4.局部电流的方向：膜内由 传到 ，与兴奋传导的方向 。
膜外由 传到 ，与兴奋传导的方向 。
5.兴奋传导的特点： 。
K+外流
协助扩散
外正内负
Na+内流
协助扩散
外负内正
兴奋部位
未兴奋部位
兴奋部位
未兴奋部位
相同
未兴奋部位
兴奋部位
相反
双向传导
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。
静息状态K+出细胞，动作电位Na+进细胞：协助扩散
Na+出细胞，K+进细胞：主动运输
（钠钾泵）
一、兴奋在神经纤维上的传导
静息状态时部分K+外流和兴奋时部分Na+内流，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？
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，膜电位恢复为静息电位后，K+通道关闭。
一、兴奋在神经纤维上的传导
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
膜电位曲线解读
一、兴奋在神经纤维上的传导
膜电位的影响因素
溶液中离子浓度变化 静息电位变化 动作电位变化
适当降低溶液中Na+浓度
适当增加溶液中Na+浓度
适当降低溶液中K+浓度
适当增加溶液中K+浓度
不变
峰值下降
不变
峰值上升
上升
不变
不变
下降
一、兴奋在神经纤维上的传导
膜电位的测量方法
一、兴奋在神经纤维上的传导
内负外正
K+外流
内正外负
Na+内流
【总结】兴奋的产生和传导
兴奋传导具有的特点：
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
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

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