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第3课时
第2章 神经调节
兴奋在神经纤维上的传导
人教版选择性必修1
1.能阐明静息电位的机制
2.能阐述兴奋在神经纤维上的产生及传导过程
生物电的发现
意大利
医生、生理学家
伽尔瓦尼
（L.Galvani）
蛙坐骨神经-腓肠肌标本
1.两种金属导体在蛙的肌肉和神经之间建立回路，肌肉会收缩。
2.使用蛙坐骨神经-腓肠肌标本进行“无金属收缩实验” ，验证生物存在电信号。
实验现象
蛙坐骨神经表面电位差实验
实验：
(1)静息时(见图1),电表没有测出电位变化,能说明什么问题 (2)在如上图2所示位置给予刺激时,电表发生2次方向相反的偏转,这又能说明什么问题 (3)上述实验说明在神经系统中,兴奋是以什么形式沿着神经纤维传导的
刺激
说明在神经系统中，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。
因此可以说，兴奋在神经纤维上的传递形式为: 神经冲动（电信号）
神经冲动在神经纤维上时怎样产生和传导的呢？
静息电位的确认
赫胥黎和霍奇金
研究装置示意图
插入枪乌贼轴突的微电极局部放大图片
可见微电极内部中空，充满生理盐水
0 mV
-45 mV
电极刺穿
细胞膜前
电极刺穿
细胞膜后
1.静息电位
任务1：阅读教材P28页第1段，在下图中标出 和 所代表的离子名称并在图中画出静息时两种离子的移动情况及相关离子通道开闭情况。
能阐明静息电位的产生机制
目标
一
K通道
Na通道
K+
Na+
思考：静息电位产生的离子基础是什么？
神经元膜内、外的离子分布不均匀：膜外Na+ 浓度比膜内高，而K+浓度比膜内低。
【知识归纳】
①神经元膜内、外的离子分布不均匀：
②神经细胞膜对不同离子的通透性不同
Na+ 主要分布在膜外，而K+主要分布在膜内
静息时， 膜主要对K+通透性大， K+外流
1.静息电位的产生原因：
思考：K+跨膜运输的特点是什么？
2.静息电位：
电荷分布：外正内负
形成原因： K＋外流
电位差：-70mV
膜内电位比膜外低70mV，
如何测量静息电位的大小？
任务1：阅读教材P28找出动作电位的原因，并下图中画出刺激后膜电位分布情况
能阐述兴奋在神经纤维上的产生及传导过程
目标
二
受刺激部位的Na+通道短暂开放，细胞膜对的Na+通透性增加，大量Na+内流，使膜内电位逐渐升高，并超过膜外，膜电位出现反转
膜外
膜内
+
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Na+
刺激
膜外高Na＋浓度高
膜内K＋浓度高
3.动作电位：
电荷分布：外负内正
形成原因： Na＋内流
电位差：+30mV
膜内比膜外高30mV
思考：Na＋的跨膜运输有何特点？
顺浓度梯度运输，需要通道蛋白的协助，不消耗ATP，协助扩散。
改变膜外Na＋或K＋的浓度，动作电位峰值会改变吗？
【思考与讨论】
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
动作电位的峰值增大，静息电位不变
动作电位的峰值变小，静息电位不变
静息电位绝对值变小,动作电位峰值不变
静息电位绝对值增大，动作电位峰值不变
任务2：在图中画出电流的方向并标出兴奋传导方向，归纳兴奋传导的实质。
刺激
末兴奋部位
兴奋部位
在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，这样就形成了局部电流
膜内：电流流动方向与兴奋传导方向相同
膜外：电流流动方向与兴奋传导方向相反
兴奋传导的方向
未兴奋→兴奋
兴奋→未兴奋
刺激
兴奋传导方向
兴奋传导方向
传导特点：具有双向性
膜外高Na＋浓度高
膜内K＋浓度高
静息电位恢复
K＋外流，协助扩散
神经细胞膜上也有一些门控的K+通道，膜未受刺激时，这些通道是关闭的，膜受刺激时，受刺激部位的K+通道短暂开放（但开放时间晚于Na+门控通道），部分K+外流，使膜外电位又逐渐升高，恢复为静息电位。
细胞如何维持膜外高钠、膜内高钾的状态呢？
资料：丹麦生理学家斯科等人发现了细胞膜上存在钠钾泵，并因此获得了1997年的诺贝尔化学奖。
汉水丑生侯伟作品
Na+-K+泵有什么作用？
钠钾泵是一种钠钾依赖的ATP酶，能水解ATP释放能量，用于将膜外的K+泵入，同时将膜内的Na+泵出细胞。人体处于静息状态时，细胞25%的ATP被钠钾泵消耗掉，神经细胞70%的ATP被钠钾泵消耗掉。
Na+-K+泵运输方式是什么？
主动运输，逆浓度梯度运输
以时间为横坐标记录某一位点受刺激前后膜电位的变化-----即动作电位的产生与恢复的过程，分析各曲线段形成的原因
【思考与讨论】
【提示】ab段静息电位：K+外流，运输方式为协助扩散bc段动作电位的形成过程：Na+内流 cd段动作电位的形成过程：Na+内流，膜电位逆转为内正外负d：动作电位峰值，峰值大小（以及bd段斜率）与膜内外Na+浓度差有关d-e：此时为静息电位的恢复，K+通道打开，此时细胞膜主要对K+有通透性，离子运输方向为K+外流，运输方式为协助扩散；e-f：钠钾泵活动加强，使膜内外离子分布恢复到初始静息水平；经钠钾泵的运输方式为主动运输；
刺激
兴奋区：动作电位
局部电流
静息时：静息电位
电荷分布：
膜外：
膜内：
外正内负
形成原因：
K+外流
外负内正
Na+内流
兴奋区与邻近未兴奋区形成电位差
形成原因：
电荷分布：
未兴奋区流向兴奋区
兴奋区流向未兴奋区
（2）兴奋传导方向：
与膜内局部电流方向相同，与膜外局部电流相反
（3）兴奋传导特点：
双向传导（离体神经纤维）
神经冲动的本质就是动作电位在神经纤维上的顺序发生
（1）兴奋传导过程：

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