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(共27张PPT)
从运动员听到枪响到做出起跑的反应，信号的传导经过了哪些结构？
短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？
感受器(肌梭)→传入神经→神经中枢(脊髓)→传出神经→效应器
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经元之间的传递
兴奋在反射弧中是以何形式传导？是怎样传导的呢？
第2章 第3节
神经冲动的产生和传导
第1课时
CONTENTS
目
录
生命观念
科学思维
通过分析电位差变化，推测指针偏转方向和次数。
通过数学模型探讨动作电位的变化。
科学探究
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。
对反射弧中兴奋传导和传递特点分析，提升实验设计及对实验结果分析能力。
生物电
意大利医生、生理学家
伽尔瓦尼（L.Galvani）
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。
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。
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。
生物电
坐骨神经
腓肠肌
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。
生物电
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，这种电信号也叫做神经冲动。
兴奋在神经纤维上的传导
资料1　无机盐离子是细胞生活必需的，但这些无机盐离子带有电荷，不
能通过自由扩散穿过磷脂双分子层。
资料2　神经细胞内外部分离子浓度。
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
根据资料分析，可以得到什么结论？
高K+
低Na+
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经纤维上是以什么形式传导的呢？它是怎样产生的呢？
静息时神经细胞Na+、K+分布特点？
什么原因导致Na+和K+浓度不平衡的？
静息电位产生的机理、电位表现、结果分别是什么？
动作电位产生的机理、电位表现、结果分别是什么？
自主阅读教材P28，思考并解决以下问题
兴奋在神经纤维上的传导
K+膜内高
Na+膜外高
静息状态
动作状态
Na+膜外高
K+膜内高
刺激
电位表现：
形成原因：
运输方式：
电位表现：
形成原因：
运输方式：
内负外正
K+外流
协助扩散
内正外负
Na+内流
协助扩散
兴奋在神经纤维上的传导
Na＋
Na＋
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++++
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++++
++++
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++++
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++++
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Na＋
Na＋
++++
++++
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Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
局部电流的形成
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？
兴奋传导形式：
电信号（局部电流、神经冲动）
兴奋在神经纤维上的传导
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+
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兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
刺激
从兴奋部位传导到未兴奋部位
兴奋传导方向：
双向传导（离体）
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经纤维上的传导方向解析
离体神经纤维上：双向传导
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。
反射过程中：单向传导
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，再加上反射弧中突触也决定兴奋在反射弧中传导方向是单向的。
兴奋在神经纤维上的传导
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+
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+
兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
刺激
局部电流方向：
膜外从未兴奋部位传导到兴奋部位，与兴奋传导方向相反
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。
离子运输
Na+进细胞，K+出细胞
1
Na+出细胞，K+进细胞
2
钠钾泵
协助扩散
兴奋在神经纤维上的传导
膜电位的测量方法
＋
－
轴突
接膜电位记录装置
刺激
参考电极（相当于负接线柱）
记录电极（相当于正接线柱）
兴奋在神经纤维上的传导
刺激后电表指针发生一次偏转
兴奋在神经纤维上的传导
刺激后电表指针发生两次方向相反的偏转
兴奋在神经纤维上的传导
刺激
①a点之前
——静息电位
主要表现为K+外流，
膜电位表现为外正内负。
②ac段
——动作电位的形成
Na+大量内流，
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，K+通道关闭。
膜电位的解读
兴奋在神经纤维上的传导
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K+排Na+
兴奋在神经纤维上的传导
刺激
膜电位的解读
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）
兴奋在神经纤维上的传导
刺激
膜电位的解读
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；
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
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。
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
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
兴奋在神经纤维上的传导
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
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
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

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