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第2章 神经调节
第3节 神经冲动的产生与传导
只要反射弧保持完整，就一定能产生反射活动吗？
不能，还需要有刺激
“刺激”能被传导吗 如果能又怎么传导呢
1786年一天，伽尔瓦尼在实验室解剖青蛙，把剥了皮的蛙腿，用刀尖碰蛙腿上外露的神经时，蛙腿剧烈地痉挛。经过反复实验，他认为痉挛起因于动物体上本来就存在的电，他还把这种电叫做“动物电”。
坐骨神经
腓肠肌
枪乌贼的巨大神经纤维直径可达1mm，是研究生物电的理想材料。
兴奋的产生
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。（课本p27第2段）
（兴奋的过程就是产生冲动的过程，而冲动则是一种快速的、可传导的生物电现象。）
生物电现象是活组织的基本特征之一。
静息电位(resting potential RP)
1.概念
在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态，由于细胞膜内外特异的离子分布特点，细胞膜两侧的电位表现为内负外正。
大分子，一般不能透出膜外。
K+：有效直径很小，浓度梯度很大，很容易顺着浓度梯度流向膜外
Na+：膜外浓度高于膜内，但通透性比K+差，进入膜内的Na+又将被钠-钾泵所泵出，并且当有Na+被泵出时，同时有K+透入作为交换
Cl-:存在一定的浓度梯度，但在向膜内扩散时会受到膜内负离子的排斥，通透量不大
因此在静息状态下，膜的通透性主要表现为K+的外流，总的效应是膜外侧聚集较多的正离子，膜内侧为较多的负离子，从而造成膜两侧的电位差，膜外为正，膜内为负。
通道转运与钠-钾泵转运模式图
2.实验现象
(1)静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀
[K+]i＞[K+]o≈30∶1 30倍的浓差推动力促使[K+]外流(产生RP的动力)
3.静息电位的产生机制
主要离子分布：
膜内：
膜外：
(2)静息状态下细胞膜对K+离子具有选择性的通透,对其他离子不通透或甚少(产生RP的条件)
通透性：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A-
静息状态下:
①细胞膜内外离子分布不均；
②细胞膜对K+离子具有选择性通透。
[K＋]i顺浓度差向膜外扩散,[A-]i不能向膜外扩散
膜内电位↓(负电场),膜外电位↑(正电场)
膜外为正、膜内为负的极化状态
当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP
结论:RP的产生主要是K＋向膜外扩散的结果
RP相当于K+的平衡电位
增加细胞外液钾离子浓度可降低静息电位的绝对值，当增加到内、外液钾离子浓度相等时可抵消静息电位。( )
判断正误
探究动作电位(action potential AP)的形成
资料 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 。
动作电位(action potential AP)的形成
首先抓住三个要点:
（1）膜内、外存在Na+浓度差:[Na+]i : [Na+]O ≈ 1∶12
（2）静息时膜外电位为+，膜内电位为-
以上是促使Na+内流的两个动力
（3）膜受到刺激产生去极化,达到阈电位后,Na+通道大量开放,Na+大量快速内流。
（正反馈）
动作电位的产生是Na+、K+通道被激活，膜对Na+、K+通透性先后增大的结果，动作电位的峰值接近Na+的平衡电位。
如图所示将刺激强度逐渐增加(S1～S8)，一个神经细胞细胞膜电位的变化规律：
图中显示：
①刺激要达到一定的强度才能诱导神经细胞产生动作电位；
②刺激强度达到S5以后，随刺激强度增加动作电位基本不变。
拓展
神经冲动（兴奋）在神经纤维上的传导
兴奋部位（外负内正）与未兴奋部位（外正内负）之间由于电位差发生电荷移动形成局部电流。这种局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又恢复为静息电位。(p28)
Na＋
Na＋
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++++
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++++
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Na＋
Na＋
++++
++++
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Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
神经冲动（兴奋）在神经纤维上的传导
(1)传导形式：电信号
神经冲动（兴奋）在神经纤维上的传导
(2)传导方向
①兴奋传导方向：兴奋部位 未兴奋部位
②局部电流方向：
膜内：兴奋部位（+）→未兴奋部位（-），与兴奋传导方向相同
膜外：未兴奋部位（+）→兴奋部位（-），与兴奋传导方向相反
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兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
刺激
膜外
膜内
膜外
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-
（3）兴奋在神经元上传导的特点：
 ①双向性：人为刺激离体神经纤维上任意一点，只要刺激足够强，引起的兴奋可向两端传导（在反射弧中，兴奋只能单向传导）
 ②绝缘性：一根神经内有多根神经纤维，但神经纤维在传导兴奋时几乎互不干扰，其主要原因是细胞外液对电流的短路作用
 ③不衰减性或“全或无” ：兴奋在传导过程中，不会因为传导距离的增加而减小；“全或无”，刺激太小，不产生兴奋，刺激达到阈值，就能引起一个幅度最大的动作电位
拓展：不应期（自学）
动作电位产生过程中电压门控Na+通道先是处于激活状态，激活后又迅速失活，这段时间内不可能再次产生动作电位，称为绝对不应期。
当兴奋部位通过局部电流刺激相邻未兴奋部位产生动作电位时，原兴奋部位正处于绝对不应期内，不能再对局部电流的刺激产生反应。待到原兴奋部位恢复正常后，则动作电位已经传导到足够远的区段，不能再通过局部电流刺激原兴奋部位了。
因此兴奋只能逐点往前传导，不可能在相邻两点之间来回传导。
“若某动物离体神经纤维在两端同时受到刺激，产生两个同等强度的神经冲动，两冲动传导至中点并相遇后会如何？”
答案：会抵消或停止传导
解析：从神经元两端向中间传导的两个动作电位，在传导到相遇点时，旁边的相邻部位恰恰都是刚刚兴奋过而正处于不应期的部位，因此传导就会停止。
将记录仪(R)的两个电极置于某一条结构和功能完好的神经表面，如右图，给该神经一个适宜的刺激使其产生兴奋，可在R上记录到电位的变化。能正确反映从刺激开始到兴奋完成这段过程中电位变化的曲线是（ ）
【答案】D
神经电位的测量装置如右上图所示，其中箭头表示施加适宜刺激，阴影表示兴奋区域。用记录仪记录A、B两电极之间的电位差，结果如右侧曲线图。若将记录仪的A、B两电极均置于膜外，其它实验条件不变，则测量结果是（ ）
【答案】C
兴奋在神经元之间的传递
1、突触小体：神经元的轴突末梢经多次分支，最后每个小枝末端膨大，呈杯状或球状。
轴突末梢
突触小体
2、突触：突触小体可以与其他神经元的细胞体或树突等相接近，共同形成突触。
拓展：突触的类型
神经元与肌肉细胞或某些腺体之间也是通过突触联系，神经元释放的神经递质也可以作用于这些肌肉细胞或腺细胞，引起肌肉收缩或腺体分泌。（课本P29）
腺体细胞
突触前膜
突触的结构
（胞吐）
突触传递过程与原理
※兴奋性突触后电位产生机制
※抑制性突触后电位产生机制
（胞吐）
兴奋在神经元之间的传递
特异性受体
膝跳反射的效应器为传出神经末梢和它所支配的伸肌、屈肌。
发生膝跳反射时，伸肌所连接的传出神经兴奋，伸肌收缩；屈肌所连接的传出神经受到抑制，屈肌舒张。
举例：膝跳反射中的兴奋性突触与抑制性突触
神经递质在发挥上述效应后，其作用必须迅速终止，以实现突触传递的灵活性，作用方式：①“失活”或“灭活”，即递质被其有关的酶所破坏；②重摄取，即递质被突触前膜所摄取。
某些非递质的药物，由于其化学结构与地质具有一定的相似性，也能与受体相结合。由于受体的结合部位已被占据，特定的递质就很难再与此受体相结合，而不能发挥递质应有的生理作用。这种能与受体相结合，从而占据受体或改变受体的空间结构，使递质不能发挥作用的药物，称为受体阻断剂。
神经递质的作用特点
下图表示当有神经冲动传到神经末梢时，神经递质从突触小泡内释放并作用于突触后膜的机制，下列叙述错误的是 （ ）
A．神经递质存在于突触小泡内可避免被细胞内其他酶系破坏
B．神经冲动引起神经递质的释放，实现了由电信号向化学信号的转变
C．神经递质与受体结合引起突触后膜上相应的离子通道开放
D．图中离子通道开放后，Na+和Cl-同时内流
D
单向传递
突触延搁
兴奋通过突触需时间长，兴奋通过一个突触所需时间为0.3-0.5ms，因为突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换。
对某些药物敏感
兴奋只能由传入神经元向传出神经元传递，因为神经递质只存在于突触小泡中，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜上。
突触后膜的受体对递质有高度的选择性，因此某些药物也可以特异性地作用于突触传递过程，阻断或加强突触的传递。
突触传递的特点
神经纤维上的传导 神经元之间的传递
信 号 形 式
传 导 速 度
传 导 方 向
实质
电 信 号
电信号——化学信号——电信号
快
慢
双 向
单 向
膜电位变化→局部电流
突触小泡释放神经递质
①刺激b点，由于兴奋在突触间的传导速度小于在神经纤维上的传导速度， 点先兴奋， 点后兴奋，电流计发生两次方向 的偏转。
②刺激c点，兴奋不能传至B， 点不兴奋， 点可兴奋，电流计只发生一次偏转。
下图表示3个通过突触连接的神经元。现于箭头处施加一强刺激，能测到动作电位的位置是_____________
A、a和b处 　 B、a、b和c处
C、b、c、d和e处 D、a、b、c、d和e处
C
下面是反射弧结构模式图。a、b分别是放置在传出神经和骨骼肌上的电极，用于刺激骨骼肌和神经；c是放置在传出神经上的电位计，用于记录神经兴奋电位；d为神经与肌细胞接头部位，是一种突触。
(1)用a刺激神经，产生的兴奋传到骨骼肌引起的收缩 (填“属于”或“不属于”)反射。
(2)用b刺激骨骼肌， (填“能”或“不能”)在c处记录到电位。
不属于
不能
(3)正常时，用a刺激神经会引起骨骼肌收缩；传出部分的某处受损时，用a刺激神经，骨骼肌不再收缩。根据本题条件，完成下列判断实验：
①如果_____________________________，表明传出神经受损。
②如果__________________________，表明骨骼肌受损。
③如果_________________________________________ _ _，表明部位d受损。
用a刺激神经，在c处不能记录到电位
用b刺激骨骼肌，骨骼肌不收缩
用a刺激神经，在c处记录到电位，骨骼肌不收缩；用b刺激骨骼肌，骨骼肌收缩

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