资源简介

(共41张PPT)
第六章
人体生命活动的调节
第二节
神经冲动的产生和传导
核心素养
通过分析电位产生的机理及相关曲线的解读，养成科学思维的习惯。
通过反射弧中兴奋传导和传递特点的分析，提升实验设计及对实验结果分析的能力。
关注滥用兴奋剂和吸食毒品的危害，能够向他人宣传这些危害，拒绝毒品。
科学思维
科学探究
社会责任
课标要求
阐明神经细胞膜内外在静息状态具有电位差，受到外界刺激后形成动作电位，并沿神经纤维传导。
阐明神经冲动在突触处的传递通常通过化学方式完成。
01.
02.
新课导入
神经冲动的产生
和传导
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？
新课导入
神经冲动的产生
和传导
听觉感受器→传入神经（听觉神经）→神经中枢（大脑皮层听觉中枢—脊髓）→传出神经→效应器（肌肉）
过程：
新课导入
神经冲动的产生
和传导
运动员从听到枪响到作出起跑的反应，完成一系列反射活动。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。
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？
Part
01
生物电的发现
生物电的发现
神经冲动的产生
和传导
他认为这种收缩是肌肉内部流出来并沿着神经到达肌肉表面的电流刺激引起的，即动物的组织可以产生生物电。
1786 年伽尔瓦尼偶然发现挂在铁栅栏铜钩上的蛙腿在风的吹动下左右摇晃。
蛙腿一碰到铁栅栏，就能观察到较明显的收缩。
现象
观点
生物电的发现
神经冲动的产生
和传导
伏特等科学家认为伽尔瓦尼的发现可能是铜铁两种金属的电位差引起的，而不是所谓的生物电。
异议
意大利物理学家
蛙坐骨神经-腓肠肌实验
生物电的发现
神经冲动的产生
和传导
实验验证
伽尔瓦尼和后继者设计了“无金属收缩实验”。
在蛙坐骨神经-腓肠肌标本中，截断蛙的坐骨神经可以导致蛙腓肠肌收缩，该过程中，没有涉及任何金属，说明生物电确实存在。
生物电的发现
神经冲动的产生
和传导
电流变化
电流计于 1820 年应用于生物电研究。
在蛙神经外侧连接两个电极。随后，刺激蛙神经的一侧，并在刺激的同时记录下电流表的电流大小和方向。
+
+
b
a
电流变化测定示意图
刺激
01. 静息时
探究 · 实验
神经冲动的产生
和传导
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。
+
+
b
a
电表没有测出电位变化
神经表面各处电位 。
相等
说 明
静息电位测定示意图
02. 非静息电位时
探究 · 实验
神经冲动的产生
和传导
非静息电位测定示意图
在神经的左侧 (a端) 给予刺激时，靠近刺激端的电极处先变为负电位，接着恢复正电位。
然后，另一电极处 (b端) 变为负电位，接着又恢复为正电位。
实 验 结 论
探究 · 实验
神经冲动的产生
和传导
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，这种电信号也叫神经冲动。
该实验证明了什么？
①
②
③
④
神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的呢？
Part
02
生物电发生的膜学说
“生物电”发生的膜学说
神经冲动的产生
和传导
K+ 在细胞内液的含量远高于细胞外液，而细胞膜具有选择透过性，神经兴奋的产生是否是细胞膜调节 K+ 或者其他离子的通过性，进而调节细胞膜两侧电位差引发的呢？
2. 在发生神经兴奋的位置是否存在电荷的转移呢？
1. 为什么神经兴奋发生位置的电位低于静息位置的电位
“生物电”发生的膜学说
提出
“生物电”发生的膜学说
神经冲动的产生
和传导
枪乌贼的神经中，单根神经的轴突异常粗大，是研究电生理学的优秀材料。
微电极快速发展，为实验提供了可能。
枪乌贼
微电极机器
毛细微电极插入枪乌贼的轴突
Part
03
兴奋
在神经纤维上的传导
电极刺穿细胞膜后
电极刺穿细胞膜前
静息电位的确认——内负外正
神经冲动的产生
和传导
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+
结果
0 mV
结果
-45 mV
赫胥黎和霍奇金研究装置
静息电位产生
神经冲动的产生
和传导
在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态。
神经细胞内外浓度比较
Na+ ：
K+ ：
膜外 膜内
膜外 膜内
>
<
赫胥黎和霍奇金指出
动作电位的发现
神经冲动的产生
和传导
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+
霍奇金和赫胥黎记录的枪乌贼动作电位
1. 兴奋的形成依赖于Na+内流和K+外流。
2. 动作电位发生时细胞膜内电位迅速升高由Na+内流决定。
3. Na+由细胞外向细胞内的大量内流决定细胞膜内的电位变化，导致膜内电位为正。
4. 动作电位恢复为静息电位时，K+外流起到关键作用。
静息电位产生
神经冲动的产生
和传导
产 生 原 因
膜的通透性对 K+ 大，对Na+ 小，出去的 K+ 多于进来的 K+，使膜外阳离子浓度高于膜内。
膜外
膜内
膜外
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K+
K+
K+
K+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
电位：内负外正
机理：K+ 外流
K+
动作电位产生
神经冲动的产生
和传导
表现为内正外负的兴奋状态，此时的膜电位称为动作电位
神经纤维某一部位受到刺激
细胞膜对 Na+ 的通透性增加，Na+ 内流
该部位的膜两侧出现暂时性的电位变化
动作电位产生
神经冲动的产生
和传导
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+ 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+通道开放，形成动作电位。
动作电位形成后， K+ 通道大量开放，恢复为内负外正的静息电位。
动作电位产生
神经冲动的产生
和传导
产 生 结 果
膜外
膜内
膜外
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K+
K+
K+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
电位：内正外负
机理：Na+ 内流
Na+
刺激
兴奋传导的机制和过程
神经冲动的产生
和传导
(1) 静息电位表现为 ，是 外流形成的。
(2) 动作电位表现为 ，是 内流形成的。
(3) 兴奋部位与 部位之间存在电位差，形成了 。
(4) 局部电流刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化，兴奋向前传导，原兴奋部位又恢复为 。
未兴奋
局部电流
静息电位
内负外正
K+
内正外负
Na+
兴奋在神经纤维上的传导
神经冲动的产生
和传导
兴奋在神经纤维上的传导方向：
膜内电流传导方向：
膜外电流传导方向：
a
b
c
a ← b → c
物理学规定以正电荷的移动方向为电流方向
a → b ← c
a ← b → c
兴奋在神经纤维上的传导
神经冲动的产生
和传导
兴奋在神经纤维上的传导特点：
兴奋在神经纤维上的传导的本质：
双向传导
膜电位变化形成局部电流。
诺贝尔奖项
神经冲动的产生
和传导
1963年，霍奇金和赫胥黎因在动作电位发生机制上的卓越工作与另一位神经生理学家埃克尔斯共同获得诺贝尔生理学或医学奖。
霍奇金
赫胥黎
埃克尔斯
思考回答
神经冲动的产生
和传导
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0.1秒。
Part
04
K+、Na+
的运输
静息电位时 K+、Na+的运输
神经冲动的产生
和传导
静息电位时，膜内主要是K+和带负电荷的蛋白质等大分子物质，膜外主要是Na+和CI-。
静息时，细胞膜主要对K+有通透性，K+顺浓度梯度外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，最终形成电位表现为内负外正的静息电位。
在形成静息电位的过程中，K+的外流需要通道蛋白，不需要消耗能量，为协助扩散。
动作电位时 K+、Na+的运输
神经冲动的产生
和传导
动作电位时，Na+通道蛋白打开，Na+顺浓度梯度内流，不需要消耗能量，为协助扩散使膜外阳离子浓度低于膜内，最终形成电位表现为内正外负的动作电位。
恢复电位过程中，Na+外流、K+内流均为主动运输，逆浓度梯度，需要消耗能量。
Part
05
知识小结
ZHI SHI XIAO JIE
知识小结
神经冲动的产生
和传导
1.反射的完成以神经元上兴奋的传导为基础。
2.神经元受到刺激会产生兴奋。静息电位表现为内负外正。
3.兴奋在神经纤维上以神经冲动（电信号）的形式传导，刺激离体的神经纤维上任意一点，兴奋可双向传导。
4. 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
5. 兴奋传导的方向与膜内电流的方向相同，与膜外电流方向相反。
知识小结
神经冲动的产生
和传导
神经纤维某一部位刺激
膜电位变化
未刺激部位膜电位变化
形成局部电流
静息状态
膜电位：外正内负
产生兴奋，形成电位差
兴奋因此向前传导
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
兴奋区域的膜电位：外负内正
未兴奋区域的膜电位：外正内负
Part
06
当堂检测
DANG TANG JIAN CE
当堂检测
神经冲动的产生
和传导
1. 神经纤维在静息时具有静息电位，受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位，这两种电位可通过仪器测量。下列示意图能正确表示测量神经纤维静息电位的是(　 　)
A
当堂检测
神经冲动的产生
和传导
2. 下列能正确表示神经纤维受刺激时，刺激点膜电位由静息电位转为动作电位的过程的是 ( 　　)
A. ①→④
B. ②→③
C. ③→②
D. ④→①
D
当堂检测
神经冲动的产生
和传导
3. 右图表示枪乌贼离体神经纤维在Na＋浓度不同的两种海水中受刺激后的膜电位变化情况。下列描述错误的是(　　 )
C
A. 曲线a代表正常海水中膜电位的变化
B. 两种海水中神经纤维的静息电位相同
C. 低Na＋海水中神经纤维静息时，膜内Na＋浓度高于膜外
D. 正常海水中神经纤维受刺激时，膜外Na＋浓度高于膜内
当堂检测
神经冲动的产生
和传导
4. 判断
未受刺激时，膜电位为外负内正，受刺激后变为外正内负。( )
神经元细胞膜外Na+的内流是形成静息电位的基础。( )
刺激离体的神经纤维中部，产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导。( )
神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相同。( )
×
√
√
×

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