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(共38张PPT)
2.3 神经冲动的产生和传导
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。
讨论
短跑赛场
问题探讨
1.从运动员听到枪响到做出起跑的反应，信号的传导经过了那些结构？
2.短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？
经过了感受器(耳)、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(传出神经末梢和它所支配的肌肉)
人类从听到声音到做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
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经元之间（或神经元和其他细胞）的传递
运动员听到信号后神经产生兴奋，兴奋的传导经过了一系列的结构。那么，兴奋在反射弧中是以什么形式传导的？它是怎样传导的呢？
一
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，同时出现电火花。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
01
兴奋在神经纤维上的传导
01
兴奋在神经纤维上的传导
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。
实验结论：
静息时,电表没有测出电位差,说明神经表面各处电位相等
左侧给予刺激，靠近刺激端的电极处（a处）先变为负电位
然后，另一电极（b处）变为负电位
接着又恢复为正电位
接着恢复正电位
1、传导形式
兴奋产生与传导
细胞类型 细胞内液浓度（mmol/L） 细胞外液浓度（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
静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度
神经细胞Na+、K+分布特点？
想一想
神经细胞外的Na+浓度比膜内要高，K+浓度比膜内低。
静息时膜内外离子浓度差形成的原因是什么呢？
注意：Na+-K+泵每消耗一个ATP，会把3个Na+泵出细胞外， 把2个K+泵入细胞内，以维持细胞内外Na+ 、K+的浓度差。
补充知识-------钠钾泵
静息电位产生的机制
膜外
膜内
膜外
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K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
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
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。
注：静息电位的形成与大小取决于K +的
浓度差，与Na+无关！
静息电位—内负外正
动作电位产生的机制
动作电位—内正外负
Na+
膜外
膜内
膜外
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K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
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
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。
注：此时钾离子还在外流，但是钠离子内流的量远比钾离子外流的量多，因此膜电位由“内负外正”变为“外负内正”
01
兴奋在神经纤维上的传导
静息电位：内负外正
K+外流
Na+内流
动作电位：内正外负
K+膜内高
Na+膜外高
局部电流
2.电位变化和局部电流
局部电流：
兴奋部位与未兴奋部位间由于电位差的存在而发生电荷移动，这样就形成了局部电流。
(K+外流,协助扩散)
(Na+内流,协助扩散)
静息状态
动作状态
Na+膜外高
K+膜内高
刺激
=电信号(神经冲动)
兴奋在神经纤维上的传导
+ + + + + + + + + + - - - - + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - -+ + + + - - - - - - - - - - - - - -
+ + + + + + + + + + - - - - + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - -+ + + + - - - - - - - - - - - - - -
兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
刺激
神经冲动传导方向：
与膜外局部电流方向相反
与膜内局部电流方向一致
注意：在生物体内，通常兴奋来自感受器，因此，兴奋在生物体内的反射弧上的传导是单向传导。
一
兴奋在神经纤维上的传导
3、传导方向
思考：若将神经纤维离体，刺激中部，则兴奋的传导方向是什么样的？
兴奋在离体的神经纤维上传导方向
双向传导
双向传导的前提除神经纤维需离体之外，刺激还不能发生在神经元的端点；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，形成局部电流，因此可以双向传导。
兴奋在反射弧中传导方向
单向传导
在反射过程中，兴奋只能从感受器传到效应器，因此，在生物体内的反射弧上，兴奋在神经纤维上的传导方向是单向的。
静息状态
未兴奋部位
兴奋状态
兴奋部位
刺激
刺激
兴奋传导方向
兴奋传导方向
K+外流
Na+内流
静息电位
(外正内负)
动作电位
(外负内正)
局部电流
未兴奋部位
刺激
Na+内流
【总结】兴奋的产生和传导
兴奋产生和传导中Na+、K+的运输方式
神经细胞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。
K+外流
Na+内流
①K+外流：需要K+通道蛋白，高浓度到低浓度运输，属于协助扩散;
②Na+内流：需要Na+通道蛋白，高浓度到低浓度运输，属于协助扩散;
③恢复静息电位时：Na+-K+泵将Na+泵出膜外，将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，属于主动运输，需消耗能量。
注意： Na+-K+泵持续作用，每消耗一个ATP ，会把3 个Na+泵出细胞外， 把2个K+泵入细胞内，以维持细胞内外Na+ 、 K+的浓度差。
01
练习 ：
兴奋传导与电流表指针偏转问题
①刺激a点,电流计指针如何偏转？
②刺激c点（bc=cd），电流计指针如何偏转？
③刺激bc之间的一点，电流计指针如何偏转？
④刺激cd之间的一点，电流计指针如何偏转？
发生两次方向相反的偏转（因为b点先兴奋，d点后兴奋）
不偏转（因为b点和d点同时兴奋）
发生两次方向相反的偏转（因为b点先兴奋，d点后兴奋）
发生两次方向相反的偏转（因为d点先兴奋，b点后兴奋）
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
方法 图解 结果
将两个电极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
将两个电极均置于神经纤维膜的外侧
用电流计测量膜电位的两种方法
若为内侧呢？
思考：如果用左图装置测量膜电位，得到的一定是右边的图吗？
不一定
可测静息电位和动作电位
可测动作电位
拓展
思考：细胞外液中Na+和K+浓度变化对静息电位和动作电位有影响吗？
有影响
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
浓度变化 静息电位或动作电位的变化
细胞外Na+浓度增加
细胞外Na+浓度降低
细胞外K+浓度增加
细胞外K+浓度降低
动作电位的峰值变大
动作电位的峰值变小
静息电位绝对值变小
静息电位绝对值变大
兴奋在神经纤维上的传导
膜电位
传导方式
特 点：
静息电位
动作电位
钾离子外流
外正内负
影响因素：钾离子的浓度差
协助扩散
钠离子内流
外负内正
影响因素：钠离子的浓度差
电信号
电流方向
膜内：与兴奋传导方向相同
膜外：与兴奋传导方向相反
双向传导
注：在反射弧中，兴奋是单向传递的
本课小结
问题探讨：
刺激离体的神经纤维中间任意一点，兴奋沿神经纤维双向传导。但是，在体内的反射活动中，为什么兴奋只能沿反射弧单向传导呢？
刺激位置
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经元之间的传递
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。
02
兴奋在神经元之间的传递
突触小体
线粒体
突触小泡
神经递质
种类很多，主要有乙酰胆碱、氨基酸（如谷氨酸、甘氨酸）、5-羟色氨、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等。
1、突触小体
兴奋性递质
抑制性递质
引发突触后膜的Na+通道开放，使突触后膜所在的神经元产生兴奋。
引发突触后膜的Cl-通道开放，使突触后膜所在的神经元产生抑制。
02
兴奋在神经元之间的传递
神经递质的类型
①突触小泡的形成与高尔基体有关，神经递质释放的运输方式是胞吐，需要消耗能量，不需要转运蛋白，体现了细胞膜具有一定的流动性；
②神经递质通过突触间隙的运到突触后膜的方式为扩散，不需要消耗能量，其快慢与神经递质的浓度和温度等有关
③神经递质与受体的结合具有特异性；受体的化学本质是蛋白质；神经递质与受体结合，体现了细胞膜进行细胞间的信息交流的功能；
④神经递质发挥作用后的去向：被降解或回收进细胞，以免持续发挥作用
神经递质多为小分子，但运输方式却是胞吐，这对生命活动有什么意义？
可快速大量释放神经递质，提高兴奋传递的速率
02
兴奋在神经元之间的传递
突触前膜
突触间隙
突触后膜
神经递质受体
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。
突触
1）突触的结构
（含组织液）
02
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经元之间的传递
B：轴突(突触前膜)——树突(突触后膜)
A：轴突(突触前膜)——胞体(突触后膜)
常见
C：轴突——轴突
（2）突触的类型
神经元与肌肉细胞 或某些腺体细胞之间也是通过突触联系的
02
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经元之间的传递
1.兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢，引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质。
2.神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近。
3.神经递质与突触后膜上的受体结合。
4.突触后膜上的离子通道发生变化，引发电位变化。
5.神经递质会与受体分开，
神经递质被降解或回收。
（内含神经递质）
突触前膜
突触间隙
突触后膜
突触小泡
传递过程
突触
兴奋的传递过程
电信号
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化学信号
电信号
信号转换
（速度快）
（速度慢）
（速度快）
二、兴奋在神经元之间的传递
兴奋在神经元之间的传递过程（视频）
02
兴奋在神经元之间的传递
5、传递的特点
（1）神经元之间兴奋的传递只能是单方向的——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，然后作用于突触后膜上。
（2）突触处兴奋的传递速度比在神经纤维上传导要慢
神经元与肌肉细胞或某些腺体之间也是通过突触联系的，神经元释放的神经递质可以作用于这些肌肉细胞或腺细胞，引起肌肉的收缩或腺体的分泌。
02
兴奋在神经元之间的传递
兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经元之间的传递
方向
速度
从受刺激部位双向传导。但是在反射弧中兴奋的传导是单向的。
单向传递（从突触前膜
向突触后膜传递）
以电信号的形式传导，
传导速度较快
经过电信号→化学信号→电信号的形式，传递速度较慢。
多巴胺与奖励机制
A组
小鼠
B组
小鼠
抑制脑部
多巴胺合成
给予
食物
无操作
给予
食物
C组
小鼠
电刺激诱导
多巴胺合成
给予
食物
饥
饿
饥
饿
饥
饿
进食量
舔嘴唇次数
++
++
++
++
+++
+
实验结果说明了什么问题？
持续多次
03
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
(一)某些化学物质对神经系统的产生影响
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
原理：
①有些物质能够促进神经递质的______和_____的速率；
②有些会干扰：_____________________________；
③有些会影响分解神经递质的____的________；
合成
释放
神经递质与受体的结合
酶
活性
小结
从兴奋部位到未兴奋部位
电信号（神经冲动）
双向传导（离体）
突触（突触前膜、突触间隙、突触后膜）
电信号→化学信号→电信号
单向传递；速度比在神经纤维上要慢
04
搭建知识框架
2.3神经冲动的产生和传导
一、兴奋在神经纤维上的传导
二、兴奋在神经元之间的传递
1.神经表面电位差的实验示意图（理解）
2.兴奋以什么形式在神经纤维上传导？
3.静息状态的电位是什么电位？电位表现？形成原因？钾离子外流消耗能量吗？
4.产生兴奋时的电位是什么电位？电位表现？形成原因？钠离子内流消耗能量吗？
5.局部电流怎么形成的？兴奋在神经纤维（离体）的传导方向是怎样的？
生物体内的反射弧上，兴奋在神经纤维上的传导方向是怎样的？
6.膜外局部电流方向？膜内局部电流方向？兴奋传导方向与膜外还是膜内
局部电流方向一致？
7.神经冲动传导的特点（3 条）？
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
1.什么是突触，什么是突触小体？
2.突触由哪三部分组成，谁可以作为突触后膜？
3.根据结构划分突触分钠两类？根据功能划分突触分哪两类？神经元与效应器间形成的突
触有哪两类？
4.兴奋在突触处的传递过程（详见ppt）
5.在突触位置信号如何转换的？
6.兴奋在神经元之间的传递特点（2 条）？
7.为什么兴奋在神经元之间只能单向传递（默写）？
8.突触前膜、突触间隙、突触后膜信号转化是怎样的？
9.关于神经递质相关知识点（参考ppt）
1.某些化学物质对神经系统产生影响的原理？
2.什么是兴奋剂，有什么作用，危害是什么？
3.什么是毒品，注意有些兴奋剂就是毒品，它们会对人体健康带来极大的危害。
4.服用可卡因为什么会使人上瘾？

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