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第一节 神经调节
第2课时
苏教版（2019）选择性必修一
第一章 人体稳态维持的生理基础
01
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
03
关注滥用兴奋剂和吸食毒品的危害，能够向他人宜传这些危害，拒绝毒品
02
阐述兴奋在神经纤维上的产生及传导机制
学习目标
生物电现象
1786年一天，伽尔瓦尼在实验室解剖青蛙，把剥了皮的蛙腿，用刀尖碰蛙腿上外露的神经时，蛙腿剧烈地痉挛，同时出现电火花。经过反复实验，他认为痉挛起因于动物体上本来就存在的电，他还把这种电叫做“动物电”。
生物电现象
1.概念：人体内的活细胞或组织都存在复杂的电活动，这种电活动称为生物电现象。
2.产生原因：生物电是由细胞质膜两侧的电位差或电位差的变化引起的。
3.特点：当生物细胞或组织所处的环境发生变化时，常会引起细胞代谢等生命活动的改变。目前已经知道，人体和各器官表现的电现象，是以细胞水平的生物电现象为基础的，而细胞生物电的产生又是质膜内外两侧带电离子的不均匀分布和跨膜移动的结果。
静息电位和动物电位
在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态
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
比较：细胞内、外的Na+和K+的浓度，它们的分布什么特点？
Na+细胞外>细胞内
K+细胞内>细胞外
静息电位和动物电位
资料1 1942年，美国科学家Cole和Curtis发现当细胞外液K＋浓度提高时，静息电位减小；当细胞外液K＋浓度等于细胞内K＋浓度，静息电位为0；继续提高细胞外K＋浓度会逆转静息电位。
据以上资料可知：静息电位形成的原因是 向膜 (填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是 。
K＋
外
协助扩散
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
－－－－－－－－－－－－
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
－－－－－－－－－－－－
静息电位
Na+
膜外
膜内
膜外
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
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K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
静息电位和动物电位
静息电位和动物电位
资料2　1949年，霍奇金和卡茨用不含Na＋的等渗透压的右旋糖代替海水，在两分钟之内，动作电位消失，而加含Na＋的海水后，在一分半钟左右恢复了原有的动作电位。细胞外Na＋浓度如果增加，也可以加快动作电位的上升速度、加大动作电位的幅度。
Na＋
内
协助扩散
动作电位形成的原因是 向膜 (填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是 。
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
－－－－－－－－－－－－
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
－－－－－－－－－－－－
动作电位
－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
＋＋－－－－－－－－－－
－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
＋＋－－－－－－－－－－
Na+
膜外
膜内
膜外
+
+
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+
+
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+
+
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+
+
+
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K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
静息电位和动物电位
静息电位和动物电位
一定强度的刺激
（1）刺激的概念：生理学中，将能引起机体细胞、组织、器官或整体的活动状态发生变化的任何内外环境变化因子都称为刺激。
（2）刺激的种类：机械刺激、化学刺激、温度刺激、电刺激等。
（3）刺激的特点：一种感受器或细胞常对某种特定性质的刺激最为敏感。
皮肤中的触觉感受器对一些机械刺激较为敏感
视网膜感光细胞对光的刺激较为敏感
1.动作电位的产生
静息电位和动物电位
细胞在静息状态下，K+通道开放，K+大量外流，形成膜外为正电位、膜内为负电位的电位差，形成静息电位，此时细胞质膜的状态。
当细胞受到适宜的刺激，细胞质膜上Na+通道打开，Na+迅速大量内流，形成膜外为负电位、膜内为正电位的电位变化。
在去极化到达膜电位最大值(峰值)时，Na+通道关闭。随后，由于K+通过K+通道大量外流，膜两侧电位又转变为“外正内负”状态。
膜的去极化和复极化构成了动作电位的主要部分，而细胞质膜在恢复到静息电位之前，会发生一个低于静息电位的过程。
将3个Na+泵出细胞的同时，将2个K+泵入细胞。对维持细胞质膜的电位平衡具有重要作用。
1.动作电位的产生
极化：
去极化：
复极化：
超极化：
Na＋－K＋泵：
①静息电位的细胞质膜。
Na+通道
K+通道
②受刺激后，Na+通道打开，细胞质膜开始去极化。
K+
K+
Na+
③更多Na+内流，细胞质膜进一步去极化。
K+
Na+
Na+
极化
外正内负
外负内正
静息电位和动物电位
K+
④Na+通道关闭。
⑤更多K+通道开放，细胞质膜复极化。
K+通道
Na+通道
⑥细胞质膜由超极化恢复到静息状态。
K+
Na+
K+
K+
外正内负
Na+-K+泵
静息电位和动物电位
静息电位和动物电位
2.膜电位变化曲线
① ab段——静息电位
K+外流，协助扩散
② bd段——动作电位的形成
Na+内流，协助扩散
③ de段——静息电位的恢复
Na+通道关闭，K+通道短暂打开，K+大量外流，膜电位恢复为静息电位。
K+外流，协助扩散
静息电位和动物电位
2.膜电位变化曲线
④ ef段—— 一次兴奋完成后，钠钾泵将流入细胞内的Na+泵出膜外，将流出细胞的K+泵入膜内，以维持细胞内K+浓度高和细胞外Na+浓度高的状态，为下一次兴奋做好准备。
吸K+排Na+，主动运输
强调：
（1）整个过程中，钠钾泵一直在发挥作用，并非只有ef段；
（2）整个过程中，细胞膜内K+始终比膜外多，Na+始终比膜外少。
1820年电流计应用于生物电研究，在蛙神经外侧连接两个电极。刺激蛙神经一侧，同时记录电流大小和方向。
任务：探究兴奋在神经纤维上产生和传导的原理
兴奋在神经纤维上的传导
a
b
+
+
①静息时，电表 测出电位变化，说明神经表面各处电位 。
没有
相等
刺激
-
②在图示神经的左侧一端给予刺激时， 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（b处）变为 电位。
负
④接着又 。
恢复为正电位
实验证明：在神经系统中，兴奋是以_______的形式沿着神经纤维传导的。这种电信号也叫做___________。
电信号
神经冲动
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经纤维上的传导
1.局部电流的形成
细胞受到适宜刺激能产生兴奋，兴奋部位的电位表现为内正外负，而邻近的未兴奋部位仍然是内负外正，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。
2.兴奋传导形式：电信号（局部电流、神经冲动）
在神经系统中，兴奋是以电信号（局部电流）的形式沿着神经纤维传导的。
局部电流方向：
膜内：兴奋部位（+）→未兴奋部位（-）
膜外：未兴奋部位（+）→兴奋部位（-）
Na+
++++++++++
----------
----------
++++++++++
++++++
+++++
-----
----------
-----
-----
------
----------
++++++
++++++++++
++++++++++
+++++
-----
-----
++++
++++
兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
刺激
神经冲动传导方向：
与膜外局部电流方向相反
与膜内局部电流方向一致
兴奋在神经纤维上的传导
离体的神经纤维兴奋的传导——双向传导
注意：在生物体内，通常兴奋来自感受器，因此，兴奋在生物体内的反射弧上的传导是单向传导。
动作电位在神经纤维上的传导
动作电位在有髓神经纤维上的传导
胞体
髓鞘
有髓鞘处的跨膜电流明显减小，膜电位的波动达不到产生动作电位的阈电位
郎飞结
两段髓鞘之间有一个无髓鞘裸露区的结构，此处离子通道密集，容易形成跨膜电流并达到阈电位
有髓神经纤维上的动作电位不能在节间区产生，而只能在郎飞结处产生。因此，局部电流会直接从一个郎飞结流向下一个郎飞结。
动作电位在神经纤维上的传导
动作电位在有髓神经纤维上的传导
——跳跃式传导
概念：动作电位在有髓神经纤维上从一个郎飞结跨越节间区后“跳跃”到下一个郎飞结的传导方式，称为跳跃式传导。
动作电位在神经纤维上的传导
动作电位在有髓神经纤维上的传导
——跳跃式传导
动作电位在有髓神经纤维上的跳跃式传导会不会影响传导速度呢？
不会，由于有髓神经纤维的局部电流强度较大，多个郎飞结可同时产生动作电位，从而加快了神经冲动的传导速度。
有人测定过，高等动物轴突的髓鞘化提高了动作电位的传导速度，总直径不足0.02mm 的有髓神经纤维，动作电位的传导速率可达上100m.s-1以上，比无髓神经纤维快得多。
兴奋在神经元之间的传导
1.突触：
突触前膜
突触间隙
突触后膜
上一个神经元的轴突末梢（突触小体）部分细胞膜
下一个神经元的树突或细胞体的部分细胞膜
兴奋在神经元之间的传导
2.突触小体：
神经元的轴突末梢经过多次分支，最后每个小枝末端膨大，呈杯状或球状，叫做突触小体。
突触小泡
线粒体
神经递质
突触小体
神经递质受体
突触小体可以与其他神经元的细胞体或树突等相接近，共同形成突触。
轴—胞突触
轴—树突触
神经—肌肉接头
3.突触类型：
兴奋在神经元之间的传导
兴奋在神经元之间的传导
4.突触的传递过程：
①兴奋到达突触前膜所在的 ，引起 向 移动并释放 ；
轴突末梢
突触小泡
突触前膜
神经递质
②神经递质通过___________________到
附近；
突触间隙扩散
突触后膜的受体
③神经递质与 结合，形成 ；
突触后膜的受体
递质-受体复合物
④突触后膜上的 发生变化，引发 ；
离子通道
电位变化
⑤神经递质被______或_____。
降解
回收
电信号
化学信号
电信号
兴奋在神经元之间的传导
5.神经递质：
(1)种类
兴奋性递质
如乙酰胆碱
抑制性递质
如甘氨酸
(2)释放方式：
胞吐
体现生物膜的流动性
(3)作用：
引起下一个神经元兴奋或抑制
(4)去向：
迅速被降解或回收进细胞，以免持续发挥作用
例如，乙酰胆碱酯酶可将乙酰胆碱分解成无活性的分子。
兴奋在神经元之间的传导
6.兴奋在神经元之间传递的特点：
（1）单向传递：
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。
（2）突触延搁：
由于突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换，以及神经递质的释放、扩散和对突触后膜的作用都需要一定的时间，因此兴奋在突触处的传递速度比在神经纤维上传导慢。
①突触小体：
电信号 化学信号
②突触后膜：
化学信号 电信号
林则徐销毁鸦片
罂粟花
毒品的伪装
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
冰毒
吗啡
大麻
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
1.作用位点和机理：
某些化学物质能够对神经系统产生影响，其作用位点往是 ；
突触小泡
受体
突触间隙
突触
①有些物质能够 神经递质的 和 的 ；
②有些会干扰 ；
③有些会影响 的 的 ；
促进
合成
释放
速率
神经递质与受体的结合
分解神经递质
酶
活性
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
2.兴奋剂
（1）概念
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。
（2）作用
可增强人的兴奋程度、提高运动速度等。
（3）注意
为了保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
3.毒品
《中华人民共和国刑法》第357条规定：
毒品：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。
注意
有些兴奋剂就是毒品(可卡因)，会对人体健康带来极大危害。
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
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。
课堂小练
1.某一神经纤维上接有一系列相同电表测膜电位，神经纤维某一位点受刺激后的某一时刻，根据电表指针偏转情况作出神经纤维膜上各位点的电位如下图。下列叙述错误的是( )
A.c点是受刺激的位点
B.各电表的两接线柱均接在神经纤维膜外
C.该图不能体现动作电位传导的不衰减性
D.图中b点正发生Na+内流，d点正发生K+外流
课堂小练
答案：B
解析：A、由于兴奋在离体神经纤维上双向传导,b、d两点膜电位表现为动作电位,所以c点是受刺激的位点,A正确;B、未受刺激时,各电表测得的数值为负数,而静息电位是外正内负,故电表的两接线柱分别接在神经纤维膜内、外两侧,B错误;C、该图能体现动作电位数值大小不变,该图不能说明其传导具有不衰减性,缺少受刺激点的电位波形图,不能比较是否衰减,C正确;D、图中b点正发生Na+内流,产生动作电位,D正确。故选B。
课堂小练
2.下列有关神经冲动在神经纤维上传导和在突触间传递的叙述，错误的是( )
A.神经纤维上静息电位的产生主要是K+以主动转运的方式外流的结果
B.神经递质以胞吐的形式释放需要消耗细胞代谢产生的能量
C.突触前膜释放的化学递质通过组织液作用于突触后膜上的受体
D.神经递质与突触后膜上的受体结合后，在突触后膜实现化学信号向电信号的转换
答案：A
解析：静息电位产生的原因是K+以协助扩散的方式外流，A错误；神经递质存在于突触小体的突触小泡中，由突触前膜以胞吐的形式释放到突触间隙，需要消耗能量，B正确；突触前膜释放的神经递质通过组织液（突触间隙中的液体为组织液）作用于突触后膜上的受体，C正确；神经递质与突触后膜上的受体结合后，在突触后膜上实现化学信号→电信号的转换，D正确。
感
谢
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