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(共20张PPT)
2.2神经冲动的产生和传导（第1课时）
学习目标
分析神经冲动的产生与传导，解释突触的信号传递。
通过对药物依赖和毒品成瘾的分析，认同健康的生方式。
情境导入
人群中，突然有人从后面拍了一下你的肩膀，你立即转过头去，看到了一张熟悉的笑脸。乒乓球台前，你的伙伴发球后，你迅速击球，在空中画出一道完美的弧线。这些行为和动作的完成都是神经调节的结果。
1. 神经调节为什么会如此迅速、准确
神经中枢
中枢神经系统
外周神经系统
效应器
传出神经
感受器
传入神经
2. 神经冲动产生的细胞学基础是什么
环境刺激使得神经细胞产生动作电位
01.动作电位期间膜的极性变化
A.静息电位，极化状态
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内负外正
在静息状态时神经纤维膜两侧存在电势差，膜内的电位低于膜外的电位，即静息膜电位是膜外为正电位、膜内为负电位。也就是说，膜处于极化状态。
环境刺激使得神经细胞产生动作电位
B.发生动作电位期间，反极化
在膜上某处给予刺激后，该处极化状态被破坏，称为去极化。在极短时间内，膜内电位会高于膜外电位，即膜内为正电位、膜外为负电位，形成反极化状态。
内正外负
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01.动作电位期间膜的极性变化
环境刺激使得神经细胞产生动作电位
1.动作电位期间膜的极性变化
C.复极化，重建膜电位
接下来神经纤维膜又迅速恢复到原来的外正内负状态，即复极化状态。
内负外正
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环境刺激使得神经细胞产生动作电位
环境刺激使得神经细胞产生动作电位
去极化、反极化和复极化的过程，也就是动作电位——膜外负电位的形成和恢复的过程，全部过程只需数毫秒。
为什么在神经细胞膜上会出现极化状态呢？这是由于神经细胞膜内、外各种电解质的离子浓度不同。膜外钠离子浓度大。膜内钾离子浓度大，而神经细胞对不同离子的通透性各不相同，造成细胞膜内、外电位差异。静息状态下，膜外为正电位，膜内为负电位。
02.钾离子和钠离子在神经元膜内外的浓度
离子 细胞质中的浓度/(mmol L-1) 细胞外液中的浓度/(mmol L-1) 比值
钠离子 15 150 1：10
钾离子 150 5 30：1
钾离子在细胞内的浓度大于在细胞外液中的浓度，而钠离子在细胞内的浓度小于在细胞外液中的浓度。
环境刺激使得神经细胞产生动作电位
膜内
膜外
Na +通道
K +通道
只允许Na+内流
协助扩散
只允许K+外流
协助扩散
Na+-K +泵
每消耗1分子ATP，泵出3个Na+的同时泵入2个K+
主动运输
环境刺激使得神经细胞产生动作电位
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静息电位：内负外正
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+
静息状态：(K+外流，协助扩散)
环境刺激使得神经细胞产生动作电位
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动作电位：内正外负
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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+
K+
Na+
Na+
动作状态：(Na+内流，协助扩散)
环境刺激使得神经细胞产生动作电位
Na+进细胞，K+出细胞：协助扩散
Na+出细胞，K+进细胞：主动运输（钠钾泵）
神经细胞膜每受到刺激一次，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。这个问题是如何解决的呢？
丹麦生理学家斯科（Jens C.Skou）等人发现，Na+-K+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Na+-K+泵维持的。
环境刺激使得神经细胞产生动作电位
K +通道
K+通道
Na+-K+ 泵
神经细胞的膜外带正电，膜内带负电，主要与以下三个因素相关：①细胞内的有机负离子如蛋白质为大分子，这些大分子不能透过细胞膜到细胞外。②细胞膜上存在Na+-K+泵，每消耗1个ATP分子，逆着浓度梯度，从细胞内泵出3个钠离子，但只从膜外泵入2个钾离子。③神经细胞膜在静息时对钾离子的通透性大，膜内的钾离子顺着浓度梯度扩散到细胞外，但对钠离子的通透性小，膜外的钠离子不能扩散进来。这些因素使得神经细胞膜上出现极化状态，膜外为正电位，膜内为负电位。
静息时膜内外离子浓度差形成的原因是什么？
环境刺激使得神经细胞产生动作电位
在神经纤维膜上存在离子通道，其中包括钠离子通道和钾离子通道。当神经某处受到刺激时会使钠通道开放，于是膜外钠离子在短时间内顺浓度梯度大量涌入膜内，使膜内电势升高，造成了内正外负的反极化现象。但在很短时间内钠通道又重新关闭，钾通道随即开放，钾离子又很快涌出膜外，使得膜电位又恢复到原来外正内负的状态。
细胞外
细胞内
细胞膜
环境刺激使得神经细胞产生动作电位
动作电位是怎样产生的呢？
课堂小结
（1）细胞内的有机负离子为大分子物质，不能透过细胞膜到细胞外。
（2）细胞膜上的Na+-K+泵每消耗1个ATP分子，从细胞泵出3个钠离子，但只从膜外泵入2个钾离子。
（3）神经细胞膜在静息时对钾离子的通透性大，但对钠离子的通透性小。
环境刺激使得神经细胞产生动作电位
随堂小测
1.静息时，大多数神经细胞的细胞膜( )
A.对阴离子的通透性比较大，Cl-大量流出膜外 B.对阳离子的通透性比较大，Na+大量流出膜外
C.对Na+的通透性比较小，对K+的通透性比较大 D.对Na+的通透性比较大，对K+的通透性比较小
答案：C
解析：静息电位的原因是K+外流，故静息时，大多数神经细胞的细胞膜对Na+的通透性比较小，对K+的通透性比较大，C正确，ABD错误。
故选C。
随堂小测
2.蛙的神经元内、外Na+浓度分别是15mmol/L和120mmol/L。在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有Na+流入细胞，膜电位恢复过程中有Na+排出细胞。下列判断正确的是( )
A.Na+流入是被动运输，排出是主动运输
B.Na+流入是主动运输，排出是被动运输
C.Na+流入和排出都是被动运输
D.Na+流入和排出都是主动运输
答案：A
解析：A、由于细胞外钠离子浓度远高于膜内，所以Na+流入是被动运输，排出是主动运输，A正确；
B、细胞外钠离子浓度高于膜内，Na+流入是被动运输，B错误；
C、细胞外钠离子浓度高于膜内，Na+排出是主动运输，C错误；
D、细胞外钠离子浓度高于膜内，Na+流入是被动运输，D错误。
随堂小测
3.神经细胞处于静息状态时，细胞内、外K+和Na+的分布特征是( )
A.细胞外K+和Na+浓度均高于细胞内 B.细胞外K+和Na+浓度均低于细胞内
C.细胞外K+浓度高于细胞内，Na+相反 D.细胞外K+浓度低于细胞内，Na+相反
答案：D
解析：由于神经细胞处于静息状态时，膜主要对钾离子有通透性，造成钾离子通过协助扩散方式外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，产生内负外正的静息电位，随着钾离子外流，形成内负外正的电位差，阻止钾离子继续外流，故细胞外的钾离子浓度依然低于细胞内；当神经细胞受到刺激时，激活钠离子通道，使钠离子通过协助扩散方式往内流，说明膜外钠离子浓度高于膜内，据此判断，A、B、C错误，D正确，所以选D。
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