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人教版 高二生物
第二章
第3课 神经冲动的产生和传导
兴奋的产生
01
兴奋在神经纤维上的传导
02
赛场上，发令枪一响，运动员会像离弦的箭一样冲出。现在世界田径比赛规则规定，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？
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0.1s。
问题探讨
赛场上，发令枪一响，运动员会像离弦的箭一样冲出。现在世界田径比赛规则规定，在枪响后0.1s内起跑被视为抢跑。
神经冲动的产生和传导
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
兴奋在反射弧中是以什么形式传导的？它又是怎样传导的呢？
伽尔瓦尼
（L.Galvani）
蛙坐骨神经-腓肠肌实验
一、兴奋在神经纤维上的传导
如何测量膜内外电压差
-75 mV
电极刺穿
细胞膜后
一、兴奋在神经纤维上的传导
电极刺穿
细胞膜前
0 mV
①静息时,电表_____测出电位差,说明静息时神经表面各处电位______
没有
相等
②在图示神经的左侧的一端给予刺激时，______刺激端的电极处（a处）先变为___电位，接着____________
靠近
恢复正电位
负
③然后，另一电极处（b处）变为____电位
负
④接着又_____________
恢复为正电位
一、兴奋在神经纤维上的传导
说明：
在神经系统中，兴奋是以_______的形式沿着神经纤维传导的。
电信号
这种电信号也叫做___________。
神经冲动
神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的呢？
实验结果:
一、兴奋在神经纤维上的传导
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
静息时膜内外电位差形成的原因是什么？
一、兴奋在神经纤维上的传导
静息时膜内外电位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。
一、兴奋在神经纤维上的传导
Na＋ Na＋ Na ＋
Na＋ Na＋ Na ＋
K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋
K＋
K＋
K＋
K＋
Na＋
Na＋
- - - -
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
Na+浓度：神经细胞膜外的浓度高于细胞膜内。
K +浓度：神经细胞膜外的浓度低于细胞膜内。
1.神经冲动的产生和传导
一、兴奋在神经纤维上的传导
Na＋
Na＋
①
静息电位
电位表现：___________
形成原因：___________
运输方式：___________
内负外正
K+外流
协助扩散（离子通道）
1.神经冲动的产生和传导
一、兴奋在神经纤维上的传导
①
②
动作电位
电位表现：___________
形成原因：___________
运输方式：___________
内正外负
Na+内流
协助扩散（离子通道）
刺激
1.神经冲动的产生和传导
一、兴奋在神经纤维上的传导
①
②
③
兴奋传导
兴奋部位和未兴奋部位之间
存在电位差，形成________。
局部电流
局部电流刺激相近的________部位产生_______的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又恢复为__________。
未兴奋
同样
静息电位
恢复静息电位
形成原因：___________
运输方式：___________
K+外流
协助扩散
1.神经冲动的产生和传导
一、兴奋在神经纤维上的传导
一、兴奋在神经纤维上的传导
在同侧：膜外与膜内的局部电流方向相反。
膜外的局部电流：
未兴奋部位→兴奋部位
膜内的局部电流：
兴奋部位→未兴奋部位
在反射过程中兴奋的传导方向：__________
单向传导
在离体的神经纤维上兴奋的传导方向：
__________
双向传导
一、兴奋在神经纤维上的传导
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。资料分析：一、兴奋在神经纤维上的传导
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
膜电位曲线解读
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
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
静息电位不变，动作电位的峰值变大
静息电位不变，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
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。
一、兴奋在神经纤维上的传导
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？
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。
思考
神经冲动的产生和传导
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
思考：这两个图有什么不一样？
图1 反射弧中的某一神经
图2 离体的枪乌贼某一神经纤维
双向传导
单向传导
为什么？
兴奋在神经元之间的传递——结构基础
轴突-轴突突触
轴突-树突突触
轴突-胞体突触
轴突-肌细胞突触（神经-肌肉节点）
二、兴奋在神经细胞间的传递
突触前膜
突触间隙
突触后膜
突触
突触小泡
线粒体
神经递质受体
神经递质
突触小体
1.突触
二、兴奋在神经细胞间的传递
——兴奋在神经细胞间的传递的结构基础
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（信息分子）。
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特异性受体结合。
二、兴奋在神经元之间的传递
胞吐
兴奋型/抑制型
组织液
细胞间的信息交流
兴奋在神经元之间的传递——过程
4.突触后膜上的离子通道发生变化，引发电位变化（引起下一个神经元兴奋或抑制。）。
二、兴奋在神经元之间的传递
5.神经递质被降解或回收。
兴奋型：外负内正
Na+内流引发动作电位
抑制型：外正内负
Cl-内流加强静息电位
神经递质会持续发挥作用。
【与生活的联系】有机磷农药的中毒机制
含磷元素的有机化合物农药，如乐果、敌百虫及敌敌畏等。
有机磷农药经皮肤、消化和呼吸道粘膜过量摄入可抑制胆碱酯酶活性（降解神经递质乙酰胆碱）
引发突触后膜持续激活，导致神经系统功能紊乱。
二、兴奋在神经元之间的传递
①若某种有毒物质将神经递质的相应的酶变性失活，则突触后膜会 。
②若突触后膜上受体位置被某种有毒物质占据，则_____________
，阻断了信息传递
③某种物质（如：肉毒杆菌，某些麻醉药）抑制突触前膜神经递质释放，从而阻止兴奋的传递
④某种物质（如：箭毒）使钠离子通道关闭，阻止钠离子内流，后膜不会产生电位变化。
持续性兴奋或抑制
神经递质不能与之结合，突触后膜不会产生电位变化
思维训练1：突触传递异常分析
二、兴奋在神经元之间的传递
神经递质在神经调节的过程中起到了什么作用呢？
①作为信息分子，将信息从突触前膜传递到突触后膜，参与了细胞间的信息交流。
②目前已知的神经递质种类很多，主要的有乙酰胆碱； 生物胺类（肾上腺素/去甲肾上腺素、多巴胺、组胺等）；氨基酸类（谷氨酸、甘氨酸）；嘌呤/核苷酸类（腺苷、ATP）；气体（一氧化氮）；肽类（β-内啡肽、脑啡肽类、强啡肽类等）
③引起下一个神经元兴奋或抑制。不同种类的神经递质可以引发突触后膜发生不同的电位变化。
兴奋在神经元之间的传递——特点
二、兴奋在神经元之间的传递
（1）信号转换
（2）单向传导
电信号 化学信号
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，因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
电信号
兴奋在神经元之间的传递——特点
3.兴奋在神经细胞间的传递的特点
二、兴奋在神经元之间的传递
兴奋在神经纤维上传导与神经元之间传递的比较
项目 神经纤维上的兴奋传导 神经元之间的兴奋传递
涉及细胞数 个神经元 个神经元
结构基础
形式 信号 信号→ 信号→ 信号
方向 可 向传导 向传递
速度
效果 使 部位兴奋 使 神经元兴奋或
；
单
多
神经纤维
突触
电
电
化学
电
双
单
迅速
较慢
未兴奋
下一个
抑制
①刺激a点
②刺激c点（bc=cd）
③刺激bc之间的一点
发生两次方向相反的偏转（b先d后）
不偏转（b和d同时）
发生两次方向相反的偏转（b先d后）
【微专题1】在神经纤维上有关电流计指针偏转问题
④刺激cd之间的一点
发生两次方向相反的偏转（d先b后）
二、兴奋在神经元之间的传递
④刺激c点
①刺激a点左侧
③刺激b点（bc=cd）
②刺激ab之间的点
⑤刺激d点右侧
发生两次方向相反的偏转（a先兴奋，d后兴奋）
发生两次方向相反的偏转（a先兴奋，d后兴奋）
发生两次方向相反的偏转（a先兴奋，d后兴奋）
发生一次偏转（a不兴奋，d兴奋）
发生一次偏转（a不兴奋，d兴奋）
【微专题1】涉及突触结构的电流计指针偏转问题
二、兴奋在神经元之间的传递
【微专题2】探究兴奋在反射弧中的传导与传递的方向
①方法设计
电刺激图①处
观察A的反应
测②处电位变化
②结果分析
A有反应,若②处电位改变→双向传导
A有反应,若②处电位未变→单向传导
（1）探究兴奋在神经纤维上的传导方向
在探究兴奋在反射弧中传导特点时常根据如下图示来设计实验方案。
二、兴奋在神经元之间的传递
①方法设计
测③处电位变化
②结果分析
两次均有电位变化→双向传递
只有一处电位改变→单向传递
（2）探究兴奋在神经元之间传递的方向
先电刺激图①处—
再电刺激图③处—
测①处电位变化
【微专题2】探究兴奋在反射弧中的传导与传递的方向
二、兴奋在神经元之间的传递
1.某些化学物质对突触的影响
兴奋剂和毒品也大多是通过突触来起作用的
①有些能促进神经递质的合成和释放速率；
②有些会干扰神经递质与受体的结合；
③有些会影响分解神经递质的酶的活性。
突触小泡
神经递质
突触前膜
突触后膜
突触间隙
神经递质
受体
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
2.兴奋剂
原指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物。 如今是运动禁用药物的统称。可增强人的兴奋程度、提高运动速度等。为了保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。
指鸦片、海洛因、甲基苯丙胺（冰毒）、吗啡、大麻、可卡因以及国家规定管制的其他能够使人形成瘾癖的麻醉药品和精神药品。
3.毒品
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
4.可卡因的上瘾机制
①在正常情况下，多巴胺发挥完作用后会被___________上的__________从突触间隙_____
②吸食可卡因后，可卡因会使_____ _______失去___________的功能，于是多巴胺就______________________
_______________________
③突触后膜上_____________________
④当可卡因药效失去后___________
___，机体正常的神经活动受到影响，服药者就必须服用可卡因来____这些神经元的活动，于是形成恶性循环，毒瘾难戒
多巴胺受体减
少
突触前膜
转运蛋白
回收
转运蛋白
回收多巴胺
留在突触间隙持续发挥作用
多巴胺受体减少
维持
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
5.珍爱生命，远离毒品
2008年，《中华人民共和国禁毒法》正式施行；
该法明确指出，禁毒是全社会的共同责任；
禁毒工作实行以预防为主，综合治理，禁种、禁制、禁贩、禁吸并举的方针；
参与制毒、贩毒或引诱他人吸毒，都会受到法律的严惩；
珍爱生命，远离毒品，向社会宣传滥用兴奋剂和吸食毒品的危害，是我们每个人应尽的责任和义务。
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
（1）知晓毒品的巨大危害
（2）自觉抵制毒品侵害。不接触陌生人给予的食物和饮料。
（3）生命只有一次，少年更应珍惜！
（4）对毒品说不！
我们能做的
珍爱生命、远离毒品，向社会宣传 滥用兴奋剂 和 吸食毒品 的危害是我们每个人应尽的责任和义务。
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
A
B
提出问题：当神经系统控制心脏活动时，在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号还是电信号？
已知副交感神经会减缓心脏跳动速率，A组留副交感神经，B组去除。刺激A组副交感神经使A心脏心跳减慢，从A组的营养液中取一些液体注入B组的营养液中，B组的跳动也减慢。
作出假设：支配心脏的副交感神经可能是释放了某种化学某种，该物质可以使心跳减慢。
思维训练
？
实验预期：从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液中，B心脏的跳动也会减慢。
已知副交感神经可以使心率降低。
A组保留副交感神经
B组剔除副交感神经
刺激A组中的副交感神经，A的跳动降低。
从A组的营养液中取一些液体注入B组的营养液中，B组的跳动也减慢。
该实验的假说是什么？该实验可以说明什么问题？
神经系统控制心脏活动时，在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号
突触不仅存在于神经元之间，也可以存在于神经元和心肌细胞之间。
突触广泛分布于神经元-神经元之间、神经元-心肌、神经元-骨骼肌、神经元-平滑肌乃至于腺体细胞之间。
A、B心脏跳动均变慢
思维训练：推断假说与预期
兴奋在神经元之间的传递

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