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2.3.1 神经冲动的产生和传导
第2章 神经调节
是重帘低垂抑或星云闪亮，
不，是脑细胞织就信息之网。
万千信息在此传输交汇，
调节着机体的稳定，
更闪耀着智慧的光芒！
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。
问题探讨
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？
2、短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？
经过了耳（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（肌肉）等结构。
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0.1 s。
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以及如何传导的？
兴奋在神经纤维上的传导
一
兴奋在神经元之间的传递
二
一、兴奋在神经纤维上的传导
有人做过如下实验：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。
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
兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号叫做神经冲动。
接着恢复正电位
一、兴奋在神经纤维上的传导
1、兴奋在神经纤维上的产生
①静息状态
未受刺激时，神经纤维处于静息状态，细胞膜两侧的电位表现为外正内负，这称为静息电位。
静息状态下，神经细胞外的Na+浓度比膜内要高，K+浓度比膜内低；神经细胞膜对不同离子的通透性不同。
静息电位形成的机制
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。
导致细胞膜两侧的电位表现为内负外正。
归纳：
静息状态的电位是：
神经细胞膜主要对K+有通透性，造成K+外流；（协助扩散）
该电位的电位表现是：
静息电位；
该电位形成的主要原因：
内负外正；
1、兴奋在神经纤维上的产生
②产生兴奋
当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加，造成Na+内流，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化，表现为内正外负的兴奋状态，此时的膜电位称为动作电位。即产生兴奋。
归纳：
产生兴奋时的电位是：
该电位形成的主要原因：
该电位的电位表现是：
动作电位
细胞膜对Na+的通透性增加，Na+内流（协助扩散）
内正外负
动作电位的形成机制
2、兴奋在神经纤维上的传导
兴奋的传导
兴奋（外负内正）部位电位发生变化，与未兴奋（外正内负）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。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。
膜内局部电流方向：兴奋部位→未兴奋部位
膜外局部电流方向：未兴奋部位→兴奋部位
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适宜刺激
2、兴奋在神经纤维上的传导
兴奋区域
未兴奋区域
未兴奋区域
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2、兴奋在神经纤维上的传导
兴奋区域
兴奋区域
未兴奋区域
未兴奋区域
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兴奋传导的方向：兴奋部位→未兴奋部位
（与膜内电荷移动方向一致，与膜外电荷移动方向相反）
2、兴奋在神经纤维上的传导
兴奋区域
兴奋区域
未兴奋区域
未兴奋区域
【总结】兴奋在神经纤维上的传导
1.兴奋在神经纤维上的传导形式：神经冲动（电信号）
2.兴奋在神经纤维上的传导过程
①静息状态的电位为静息电位，形成原因为细胞膜主要对K+有通透性，造成K+外流电位表现为内负外正；
⑤局部电流方向：
膜外:未兴奋区域流向兴奋区域
膜内:兴奋区域流向未兴奋区域
兴奋传导的方向与膜内电流相同
②刺激强度应适宜；
静息电位
适宜
③兴奋部位形成电位为动作电位，形成原因为细胞膜对Na+的通透性增加，Na+内流，电位表现为内正外负；
动作电位
内正外负
④兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动，而形成局部电流。
电位差
电荷移动
局部电流
刺激
膜电位变化，产生兴奋
未刺激部位膜电位变化
形成局部电流，兴奋传导
静息状态
兴奋区域与未兴奋区域形成电位差
兴奋因此向前传导
内
细胞膜主要对

3．兴奋在神经纤维上的传导方向与局部电流方向的关系

(1)在膜外，局部电流的方向与兴奋的传导方向相反。
(2)在膜内，局部电流的方向与兴奋的传导方向相同。
4.兴奋在神经纤维上的传导方向
①兴奋在反射过程中传导方向：单向传导
②兴奋在离体的神经纤维上传导方向：双向传导
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
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，都可以产生电荷移动，形成局部电流，因此可以双向传导。
5．兴奋在神经纤维上传导的特点
(1)生理完整性：兴奋在神经纤维上顺利传导要求神经纤维在结构和生理功能上都必须是完整的。结构上的断裂或者是局部生理功能的改变(如局部麻醉、冷冻等)，都可以使兴奋的传导发生阻滞。
(2)双向传导：离体神经纤维中的任何一点受到刺激，所产生的兴奋均可以向胞体和末梢两个方向同时传导。
(3)绝缘性：一条神经包含着许多条神经纤维，各条纤维上传导的兴奋基本互不干扰。
(4)相对不疲劳性：神经纤维可以以每秒钟上百次的频率连续传导兴奋数十万次。
【拓展1】神经纤维上膜电位变化曲线分析
1．膜电位的测量
受刺激部位神经细胞膜内电位变化曲线分析。
2.有关动作电位的曲线图分析
知识贴士
①形成静息电位时K＋的外流和形成动作电位时Na＋的内流，都是顺浓度梯度进行的，均不需要消耗能量，即运输方式为协助扩散。
②在处于静息电位和动作电位时，神经纤维膜内外两侧具有电位差，膜两侧的零电位差出现在动作电位形成过程中和静息电位恢复过程中。
【拓展2】电流计指针偏转问题分析
1、 如图所示，当神经冲动在轴突上传导时，下列叙述错误的是
A.乙区发生了Na+内流
B.甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态
C.乙区与丁区膜内局部电流的方向是从乙到丁
D.据图可判断神经冲动的传导方向是从左到右
D
巩固练习
　2.下图表示神经纤维在离体培养条件下，受到刺激时产生动作电位及恢复过程中的电位变化，有关分析错误的是 (　　)
A．ab段神经纤维处于静息状态
B．bd段主要是Na＋外流的结果
C．若增加培养液中的Na＋浓度，则d点将上移
D．若受到刺激后，导致Cl－内流，则c点将下移
B　

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