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(共48张PPT)
神经冲动的产生和传导
参考：头发丝直径约0.2mm
1936年，英国解剖学家杨（J.Z,Yonng）发现一种软体动物枪乌贼的神经中单根轴突的直径异常粗大，该神经具有直径可达1mm的轴突，这与一般脊椎动物轴突直径最大不超过0.02mm比起来，无疑是研究跨膜电位极好材料（同时，微电极和膜片钳技术的发展使得科学将微电极直接插入神经纤维成为可能）
情境导入
霍奇金 赫胥黎
1963年，霍奇金和赫胥黎获得诺贝尔生理学奖
霍奇金和赫胥黎从枪乌贼体内剥取出单根神经轴突，将其保存于适当浓度的氯化钠溶液中以模拟海洋环境。他们将一个微电极插入神经纤维内部来记录跨膜电位即静息电位，随后刺激神经引起兴奋，并记录神经轴突膜两侧存在的微弱电位差。这个实验获得了成功，他们第一次在枪乌贼的巨轴突上精确记录到了动作电位并研究发现了受到刺激后神经冲动产生的原理——离子变化机制。
静息时
静息电位：外正内负
(d=1mm,L=10cm)
-70mv
静息电位产生原因
2.胞内的大分子负离子（蛋白质）_______透过细胞膜到细胞外；
3.神经细胞对不同离子通透性不同，静息时对____的通透性大，______不断外流；对_____的通透性小
不能
（易化扩散）
K+
K+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
1.膜外______浓度大，膜内______浓度大
Na+
K+
K+
极化状态（静息电位）——外正内负
K+
Na+
Na+
膜外
膜内
膜外
+
+
+
+
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+
+
+
+
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+
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+
+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
极化状态（静息电位）
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+通道
外正内负
静息电位产生原因
K+外流
（易化扩散）
静息时
静息电位：外正内负
(d=1mm,L=10cm)
-70mv
+35mv
刺激后，分析膜内外电位情况？
-70mv
去极化产生原因
Na+
膜外
膜内
膜外
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
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K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
适宜刺激
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+通道
反极化状态
（动作电位）
外负内正
Na+内流
（易化扩散）
Na+通道开放
受到刺激后，神经细胞膜对离子通透性改变，Na+通道开放， Na+短时间内不断内流
复极化产生原因
Na+
膜外
膜内
膜外
+
+
+
+
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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+
K+
Na+
Na+
K+外流
（易化扩散）
复极化状态
（静息电位）
外正内负
静息电位：膜外_____电位，膜内____电位。
刺激
恢复
动作电位：膜外_____电位，膜内____电位。
（极化状态）
（反极化状态）
去极化（Na+内流）
（复极化状态）
复极化（k+外流）
静息电位：膜外_____电位，膜内____电位。
神经冲动的产生
动作电位产生和恢复
（数毫秒）
正
负
负
正
正
负
k+外流
维持细胞内外的离子浓度差；
使细胞内始终保持钾离子浓度高，
细胞外始终钠离子浓度高
钠钾泵的功能？
Na+ -K+泵每消耗1个ATP，泵____3个钠离子，泵_____2个钾离子；
（主动转运）
出
入
K+不断外流，Na+不断内流，会不会形成细胞外K+浓度高，细胞内Na+浓度高？
例 某哺乳动物神经细胞内外的K+和Na+浓度见下表。下列属于主动转运的是 （ ）
A.K+经钾离子通道排出细胞
B.K+与有关载体蛋白结合排出细胞
C.Na+经钠离子通道排出细胞
D.Na+与有关载体蛋白结合排出细胞
D
若规定膜外电位为零，则膜内电位即为负值。大多数细胞的静息电位在-10～-100mV之间。已知蛙坐骨神经纤维的静息电位为-70mv，动作电位峰值为+30mV。设计一个坐标，以时间为横坐标，膜电位为纵坐标，用曲线形式表示动作电位的产生及恢复。
任务1：
示波器演示动作电位
-
+
神经纤维
1.B点以前：
2.A点-B点:
3.B点-C点:
4.C点：
5.C点-D点:
6.D点:
极化状态；
静息电位。
去极化过程
0以上：反极化状态（动作电位）
复极化过程
复极化状态；
静息电位。
某受刺激点随时间变化的膜电位变化
超极化，一次兴奋完成后，钠钾泵将钠离子泵出，钾离子泵入（主动转运），为下一次兴奋做好准备。
动作电位
Na+
内流
K+外流
钾离子外流
反极化过程
动作电位峰值
复极化过程
去极化过程
反极化过程
“全” 或“无”
未达到阈值不产生动作电位，
只要达到阈值，多大的刺激产生的动作电位峰值不变
不同细胞的“阈值”不同
思考：任何刺激都可以引起动作电位？刺激强度越大动作电位峰值越大？
①钠通道开放②产生动作电位③钠离子内流
④去极化⑤兴奋传导
阈下刺激能引起以下哪些变化？
①③④
如图表示逐渐增加电刺激强度（S1～S8）后，一个神经细胞膜电位的变化规律。下列叙述错误的是（ ）
A．刺激强度在S1～S4期间，细胞膜上没有产生动作电位
B．在一定范围内，动作电位的强度随刺激强度增加而增强
C．刺激需要达到一定的强度才能使神经细胞产生动作电位
D．刺激强度在S5～S8时期，大量钠离子会从膜外流入膜内
B
拓展
静息电位
静息电位
动作电位
动作电位
降低
降低
升高
升高
思考：刺激强度不影响动作电位的峰值，那么什么环境因素会影响？
膜外钠离子浓度
如图表示枪乌贼离体神经纤维在Na＋浓度不同的两种海水（正常海水与低Na＋海水）中受到刺激后的膜电位变化情况。下列描述中错误的是（ ）
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. 在低Na＋海水中神经纤维静息时，膜内Na＋浓度高于膜外
D. 在正常海水中神经纤维受到刺激后，膜外Na＋浓度高于膜内
C
冲动在神经纤维上以电信号的形式传导
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兴奋传导方向：
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局部电流
可双向
（刺激）
当刺激部位处于外负内正的反极化状态时，邻近未受刺激的部位仍处于______________的极化状态，两者之间会形成________________。
外正内负
局部电流
去极化
动作
电流方向
膜外：
膜内：
未兴奋处→兴奋处
兴奋处→未兴奋处（与兴奋传导方向一致）
兴奋处
这又会刺激没有去极化的细胞膜，使之____________，也形成_________电位。这样，不断地以局部电流（电信号）向前传导，将动作电位传播出去，一直传到神经末梢。
动作电位传导特点
轴突
K+
Na+
Na+
电波图
刺激
+
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传导方向：
恢复→开始
1.双向性：神经冲动从产生处在向两个方向传导
2.无衰减性：信号强度不变
3.绝缘性：两条神经纤维之间的信号不会互相干扰
（与膜内的局部电流传导方向一致，与膜外相反）
全或无
某时刻各位置点膜电位图
处于去极化过程
处于复极化过程
大家来找茬：
表示动作电位发生过程示意图的是 ，表示动作电位传导示意图的是 。
图A
图B
是非判断：
（1）轴突膜处于②状态时，钠离子通道关闭，钾离子通道大量开放
（2）轴突膜处于④→③状态，是由于钠离子通道大量开放，膜外钠离子大量涌入膜内，形成反极化状态
（3）轴突膜内侧局部电流的方向与兴奋传导方向相反
×
√
√
巩固练习
神经冲动
树突
轴突
突触
思考：不同神经元之间兴奋如何传导？
轴突
突触小泡
（内含神经递质）
突触前膜
突触后膜
突触小体
突触间隙
（组织液）
神经递质
受体
突触
神经冲动在突触处的传递通过化学传递方式完成
（轴突末端膜）
（下个神经元胞体、树突、轴突膜或者腺体、肌肉细胞膜）
突触的类型
思考：兴奋传导到神经元的轴突末梢后只能传给下一个神经元的树突吗？
轴突—轴突
轴突—胞体
轴突—树突
轴突—肌肉
轴突—腺体
轴突-胞体型
轴突-树突型
Ca2+促使突触小泡的释放____________到突触间隙
乙酰胆碱与突触后膜的_______结合
突触后膜离子_______性改变
产生小电位电位，达到一定阈值，在肌膜上引起_______电位，肌膜上的电位由__________，变成____________.
动作电位作用于肌纤维，肌肉收缩；作用于另一个神经元，产生神经冲动
神经冲动传到__________引起Ca2+内流
胞吐
传递过程
神经末梢
神经递质
受体
通透
动作
外正内负
外负内正
1.递质供体：
2.运输方式：
3.递质受体：
6.递质作用：
4.递质的化学本质：
突触小泡内
胞吐
突触后膜上的受体蛋白
乙酰胆碱、单胺类物质等小分子
7.去向：
使另一个神经元兴奋或抑制
5.分类：
兴奋性递质：如乙酰胆碱、多巴胺、谷氨酸
抑制性递质：如5-羟色胺、甘氨酸、去甲肾上腺素等
一次神经冲动只能引起一次神经递质释放，产生一次突触后膜电位变化。
作用后被酶分解，或被重新吸收到突触前膜中或扩散离开突触间隙，为下一次兴奋做好准备。
其形成与高尔基体有关
离子的通道蛋白
神经递质
兴奋性神经递质
抑制性神经递质
-
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-
+
+
+
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+
+
+
-
-
-
（乙酰胆碱）
（γ-氨基丁酸）
镇静、催眠、抗惊威和麻醉
突触
神经递质
突触小泡
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
突触处兴奋传递方向
单向（突触前膜→突触后膜）
神经纤维上的传导 细胞间的传递
信 号 形 式
传 导 速 度
传 导 方 向
实质
电 信 号
快
慢
双向
单向
膜电位变化→局部电流
突触小泡释放递质
由于递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜的受体
由于需要信号转换，突触处兴奋传递的速度较慢
电信号→化学信号→电信号
神经冲动的传导与信号的传递
突触延搁
例 下图为突触结构示意图，下列相关叙述正确的是（ ）
A.结构①为神经递质与受体结合提供能量
B.当兴奋传导到③时，膜电位由内正外负变为内负外正
C.神递质经②的转运和③的主动运输释放至突触间隙
D.结构④膜电位的变化与其选择透过性密切相关
D
C
B
B
电信号和化学信号
当神经冲动传到神经元末梢后，突触小泡与突触前膜融合，将突触小泡中的神经递质通过胞吐的方式释放到突触间隙中，神经递质扩散至突出后膜处，与突触后膜上的突触受体结合，引起突触后膜上的Na+通道开放，从而Na+内流，使得突触后膜去极化，由此右边神经元产生动作电位。
两极同侧测量
两极异侧测量
——测量静息电位和动作电位
某神经纤维静息电位的测量装置及其测量结果如图1所示。如果该神经纤维在B处用药物普鲁卡因处理，使电流在此处不能通过，将微电极均置于B两侧的膜外，然后在A处给一个适宜刺激(如图2所示)，那么测量的结果是（ ）
A
B
C
D
A
电流表指针偏转问题
①刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋,电表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点(bc＝cd)，b点和d点同时兴奋，电表指针不发生偏转。
电流表指针偏转问题
④刺激c点，电流计指针如何偏转？
①刺激a点左侧,电流计指针如何偏转？
②刺激b点（ab=bd），电流计指针如何偏转？
③刺激ab之间的点，电流计指针如何偏转？
⑤刺激d点右侧，电流计指针如何偏转？
发生两次方向相反的偏转
发生两次方向相反的偏转
发生两次方向相反的偏转
发生一次偏转
发生一次偏转
将灵敏电流计连接到图1神经纤维和图2突触结构的表面，分别在a、b、c、d处给予足够强度的刺激（a点离左右两个接点距离相等 ），下列说法不正确的是（ ）
A．刺激a点，指针偏转1次
B．刺激b、c点，指针都偏转2次
C．刺激d点，指针偏转1次
D．兴奋在c、d之间只能单向传递
A
如图是一个反射弧的部分结构图，甲、乙表示连接在神经纤维上的电流表。在A点给以一定的电流刺激，甲、乙电流表的指针发生的变化正确的是（ ）
A．甲、乙都发生两次方向相反的偏转
B．甲发生两次方向相反的偏转，乙不偏转
C．甲不偏转，乙发生两次方向相反的偏转
D．甲发生一次偏转，乙不偏转
D
某种有机磷农药能使突触间隙中的乙酰胆碱酯酶（分解乙酰胆碱）活性受抑制，某种蝎毒会抑制Na+通道的打开。如图表示动作电位传导的示意图，其中a为突触前膜，b为突触后膜。下列叙述正确的是（　　）
A．轴突膜处于④状态时，Na+内流且不需要消耗ATP
B．③→②的过程中，轴突膜Na+通道大量开放
C．若使用该种有机磷农药，则在a处不能释放乙酰胆碱
D．若使用该种蝎毒，则能引起b处形成动作电位
A
阅读P28课外读：药物依赖与毒品成瘾
据图分析，为什么吸食可卡因会导致突触后膜上受体减少？试分析为什么可卡因容易使人上瘾？
查阅相关资料，了解吸食可卡因对人生理、心理和行为上可能带来的危害。
你还知道哪些毒品？如有人劝你吸毒，你该怎样拒绝？
你认为毒品对个人、家庭和社会造成哪些危害？
远离毒品，珍爱生命！！
2
毒品成瘾
①概念：
毒品是指鸦片、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。
药物依赖与毒品成瘾
二
②可卡因的上瘾机制
神经冲动
突触小泡
突触前膜
突触后膜
突触间隙
转运蛋白
受体
当与愉悦传递有关的神经元的轴突末梢有神经冲动传来时，突出小泡受到刺激，释放多巴胺。
多巴胺经扩散通过突触间隙，与突触后膜上的受体结合，从而改变了突触后膜对离子的通透性，引发突触后膜电位变化。
在正常情况下，多巴胺发挥作用后会与受体分开，被突触前膜上的转运蛋白从突触间隙回收。
药物依赖与毒品成瘾
二
②可卡因的上瘾机制
吸食可卡因后，可卡因会使转运蛋白失去回收多巴胺的功能，于是多巴胺就留在突触间隙持续发挥作用，导致突触后膜上的多巴胺受体减少。
可卡因药效失去后，多巴胺受体已减少，机体正常的神经活动受到影响。服药者必须服用可卡因来维持神经元的活动，形成恶性循环，毒瘾难戒。
突触小泡
突触前膜
突触后膜
突触间隙
转运蛋白
受体
神经冲动
药物依赖与毒品成瘾
二

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