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(共22张PPT)
神经冲动的产生和传导（一）
01
兴奋在神经纤维上的传导
意大利
医生、生理学家
伽尔瓦尼
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。
坐骨神经
腓肠肌
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
刺激
a
b
+
+
①
②
③
a
b
-
+
a
b
+
-
a
b
+
+
④
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（neural impulse）。（教材P27）
思 考
电信号是如何产生的？
“生物电”发生的膜学说
在刺激刚开始时，神经上电极所在的a点和b点均没有兴奋，故电流表不显示电流，说明a点和b点没有电位差异。
当兴奋传导至a点时，b点所在位置还没有兴奋，可见电流表出现明显偏转，电流从b点流向a点，说明a点比b点电位低。
当兴奋传导至b点时，a点所在位置已经由兴奋回复到静息状态。此时，电流表出现明显偏转，电流从a点流向b点，说明b点比a点电位低。
当兴奋传导至b点右侧时，a点和b点均为静息状态，电流表不显示电流，没有电位差异。
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
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
静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度
Na+浓度：神经细胞外的浓度高于细胞内
K +浓度：神经细胞外的浓度低于细胞内
静息时膜内外离子浓度差形成的原因是什么？
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
静息时膜内外离子浓度差形成的原因是什么？
K +通道
K+通道
Na-K 泵
“生物电”发生的膜学说：生物膜具有选择透过性，神经兴奋的产生可能是细胞膜调节K+或者其他离子的透过性，进而调节细胞膜两侧电位差引发的。
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
如何测量膜内外电压差
0 mV
-45 mV
电极刺穿
细胞膜前
电极刺穿
细胞膜后
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
安静时膜内外电压差
刺激时膜内外电压差
静息电位
动作电位
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
静息电位的产生
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。
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
动作电位的产生
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。
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
局部电流的产生
膜外:未兴奋部位 兴奋部位
膜内:兴奋部位 未兴奋部位
兴奋部位与未兴奋部位之间由于电位差发生电荷移动形成局部电流。如此依次进行下去，兴奋不断地向前传导，后方恢复静息电位。
兴奋部位
未兴奋部位
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
动作电位的产生
神经纤维未受到刺激，细胞膜两侧电位表现为内负外正的静息电位。
神经纤维受到刺激，Na+离子通道开放，细胞膜内电位升高。
细胞膜内电位到达阈电位， 大量Na+离子通道开放，形成动作电位。
动作电位形成后，K+离子通道大量开放，恢复为内负外正的静息电位。
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
在神经纤维上的传导：双向传导
神经冲动传导方向：
+ + + + + + + + + + - - - - + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - -+ + + + - - - - - - - - - - - - - -
刺激
+ + + + + + + + + + - - - - + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - -+ + + + - - - - - - - - - - - - - -
与膜内局部电流方向一致
与膜外局部电流方向相反
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
神经鞘的绝缘性，跳跃式传导
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
内负外正
K+外流
内正外负
Na+内流
兴奋的传导和传递
17
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动作电位产生过程中膜电位变化曲线分析
A点：___________，______通道开放使__________；
B点：零电位，__________形成过程中，______通道开放使__________；
BC段：___________，______通道继续开放；
CD段：___________恢复，______通道开放使__________；
DE段：Na＋－K＋泵活动加强，排Na＋吸K＋，膜内外离子分布恢复到静息水平。
特别提醒：K＋外流和Na＋内流的过程是____________的过程；Na＋－K＋泵的活动是___________的过程。
协助扩散
主动运输
静息电位
K＋
K＋外流
动作电位
Na＋
Na＋内流
动作电位
Na＋
静息电位
K＋
K＋外流
19
反射的发生不仅需要完整的反射弧，还需要适宜的刺激。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。
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01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
（教材P31 拓展应用1）枪乌贼的神经元是研究神经兴奋的好材料。研究表明,当改变神经元轴突外Na+浓度的时候，静息电位并不受影响，但动作电位的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。
（1）请对上述实验现象作出解释。
联系实际
要测定枪乌贼神经元的正常电位，应在钠钾离子浓度与内环境相同的环境中进行。因为体内的神经元处于内环境之中，其钠钾离子具有一定的浓度， 要使测定的电位与体内的一致，也就必须将神经元放在钠钾离子浓度与体内相同的环境中。
静息电位与神经元内的K+外流相关而与Na+无关，故神经元轴突外Na+浓度的改变不影响静息电位。动作电位与神经元外的Na+内流相关，细胞外Na+浓度降低，细胞内外Na+浓度差变小，Na+内流减少，动作电位值下降。
（2）若要测定枪乌贼神经元的正常电位，应该在何种溶液中测定？为什么？

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