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第3节神经冲动的产生和传导
第1课时
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。
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？
问题探讨
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。
耳蜗感受器
传入神经
大脑听觉中枢
传出神经
效应器
传入神经
大脑听觉中枢
传出神经
效应器
0.1s
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。
2.短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？
问题探讨
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____________
③然后，另一电极（b处）变为____电位
负
④接着又_____________
恢复为正电位
靠近
负
恢复正电位
蛙坐骨神经表面电位差实验
任务一 阅读课本27页正文，结合图2--6，完成以下问题
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）。
神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？
共发生了两次方向相反的偏转
a
b
+
+
刺激
-
-
任务二 阅读表格，完成以下问题
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
细胞外>细胞内
Na+：
细胞内>细胞外
问题1.比较：细胞内、外的Na+和K+的浓度，它们的分布什么特点？
K+：
问题2.膜内外离子浓度差形成的原因？
神经细胞膜对不同离子的通透性不同。
(1)未受刺激时处于 ,胞外Na+浓度比膜内高,K+浓度比膜内低,膜主要 ,造成 ,使 。
静息电位：内负外正
(2)当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜 ，
，这个部位的膜两侧出现 （ ）。
动作电位：内正外负
静息状态
对K+有通透性
K+外流
膜外阳离子浓度高于膜内
对Na+ 通透性增加
Na+内流
暂时性的电位变化
兴奋状态
任务三 阅读课本28页1--3段，完成以下问题
任务三 阅读课本28页1--3段，完成以下问题
(3)邻近未兴奋部位仍然是内负外正，在兴奋部位与未兴奋部位之间由于 的存在而发生 ，这样就形成了 。局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化，如此进行下去，将 ，后方又 。
电位差
电荷移动
局部电流
兴奋向前传导
恢复为静息电位
(K+外流)
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.静息电位产生机制
动作电位
电位表现：___________
形成原因：___________
运输方式：______________________
外负内正
协助扩散(离子通道)
适宜刺激
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Na+
兴奋产生
Na+内流
2.动作电位产生机制
神经细胞每兴奋一次，会有部分Na+内流和部分K+外流，长此以往，神经细胞膜内高K+膜外高Na+的状态将不复存在。这个问题如何解决呢？
丹麦生理学家斯科（Jens C.Skou）等人发现，钠钾泵是一种钠钾依赖的ATP酶，能分解ATP释放能量，将膜外的K+运进细胞，同时将膜内的Na+运出细胞。细胞内K+浓度高，细胞外Na+浓度高，正是由钠钾泵维持的。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。
细胞内K+始终高于膜外,
细胞外Na+始终高于膜内。
主动运输
每消耗1分子ATP，泵出3个Na+的同时泵入2个K+
Na+-K +泵
任务四 结合图示，小组合作完成以下问题
兴奋区 未兴奋区
未兴奋区
问题1.神经纤维上兴奋的传导方向与膜内、外局部电流方向有何关系？
神经纤维上兴奋的传导方向与膜内电流方向相同，与膜外局部电流方向相反.
兴奋部位的电位表现为__________，而邻近的未兴奋部位仍然是__________，在兴奋部位和未兴奋部位之间由于_________的存在而发生____________，这样就形成了___________。
内正外负
内负外正
电位差
电荷移动
局部电流
膜外局部电流方向:未兴奋区 兴奋区;
膜内局部电流方向：兴奋区 未兴奋区
3.局部电流的形成
问题2.兴奋在神经纤维上可以双向传导吗？
离体的神经纤维上可以双向传导。
双向传导的前提除神经纤维需离体之外，刺激还不能发生在神经元的端点；在中部刺激神经纤维，会形成兴奋区，而两侧临近的未兴奋区与该兴奋区都存在电位差，都可以产生电荷移动，形成局部电流，因此可以双向传导。
问题3.在反射过程中传导方向？
在反射过程中，兴奋只能从感受器传到效应器，因此，在生物体内的反射弧上，兴奋在神经纤维上的传导方向是单向的。
单向传导
任务四 结合图示，小组合作完成以下问题
3.局部电流的形成
刺激
膜电位变化
局部电流
静息状态
内负外正
动作电位
静息电位
内正外负
刺激未兴奋部位
兴奋的传导
形成
2. 传导形式：
电信号（局部电流）
3. 传导方向：
双向
1. 传导过程
电流方向: 膜内
膜外
未兴奋部位流向兴奋部位
兴奋部位流向未兴奋部位
二
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。
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？
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。
任务五 小组合作分析以下问题
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(协助扩散)，使膜电位表现为内负外正。
②ac段
——动作电位的形成
Na+大量内流(协助扩散)，导致膜电位迅速逆转，表现为内正外负。
③ce段
——静息电位的恢复
K+大量外流(协助扩散)，膜电位恢复为静息电位后，K+通道关闭。
任务六 小组合作 读图分析以下问题
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。
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；
任务六 小组合作 读图分析以下问题
膜电位曲线解读
刺激
点先兴奋， 点后兴奋，电表发生 次相反偏转(即先向 后向 偏转)
b、d点 ，电表 发生偏转。
1.刺激a点:
2.刺激c点:
b
d
两
同时兴奋
不
左
右
任务七 小组合作 读图分析兴奋在神经纤维上传导与电流表指针偏转问题
3.刺激bc之间：
发生两次方向相反的偏转（先向左后向右偏转因为b点先兴奋，d点后兴奋）
4.刺激cd之间：
发生两次方向相反的偏转（因为d点先兴奋，b点后兴奋）
先右后左偏两次
在神经纤维上，刺激靠近谁，电流表先向谁偏。
5.刺激d点：
任务七 小组合作 读图分析兴奋在神经纤维上传导与电流表指针偏转问题
规律
兴奋在神经纤维上的传导
膜电位
传导方式
特 点：
静息电位
动作电位
钾离子外流
外正内负
影响因素：钾离子的浓度差
协助扩散
钠离子内流
外负内正
影响因素：钠离子的浓度差
电信号
电流方向
膜内：与兴奋传导方向相同
膜外：与兴奋传导方向相反
双向传导
注：在反射弧中，兴奋是单向传递的
课堂小结
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
练一练
2.关于人体神经细胞的叙述，正确的（ ）
A.神经细胞内的Na+含量往往多于细胞外
B.K+内流是产生和维持静息电位的主要原因
C.静息电位与细胞膜内外特异的离子分布有关
D.兴奋传导方向始终与膜外局部电流方向一致
C
练一练
谢
谢
家
大

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