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(共28张PPT)
第二章 神经调节
第3节:神经冲动的产生和传导(第1课时)
短跑赛场上，发令枪一响，运动员会像离弦的箭一样冲出。现在世界短跑比赛规则规定，在枪响后0.1s内起跑被视为抢跑。
经过了感受器（耳）、传入神经（听觉神经）、神经中枢（大脑皮层-脊髓）、传出神经、效应器（传出神经末梢和它所支配的肌肉）
运动员从听到发令枪响到做出起跑反应，信号的传导经过了哪些结构？
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。
短跑比赛中判定运动员“抢跑”的依据是什么？
问题探讨
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经元之间的传递
兴奋在反射弧中是以什么形式传导的？又是怎样传导的呢？
思考
探究一
兴奋在神经纤维上的传导
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。
情境一
腓肠肌
a
b
+
+
①
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
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
a
b
+
+
②
a
b
+
+
③
a
b
+
+
④
说明：在神经系统中，兴奋是以_______的形式沿着神经纤维传导的。
电信号
这种电信号也叫做___________。
神经冲动
神经冲动在神经纤维上是
怎样产生和传导的呢
过渡
蛙的坐骨神经表面电位变化实验
【任务1】
根据资料1分析神经元和肌肉细胞膜内外Na+、K+分布特点？
资料1:神经细胞内外部分离子浓度。
组分 细胞内浓度(mmol/L) 细胞外浓度(mmol/L)
Na＋ 5～15 145
K＋ 140 5
Cl－ 5～15 110
带负电的蛋白质 高 低
情境二
神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内的K+浓度高。
资料3　科学家发现当细胞外液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＋浓度时，静息电位为0；继续提高细胞外液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
情境二
资料3　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。
据资料可知，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 。
Na＋
内
协助扩散
情境二
在静息的时候神经纤维膜内和膜外的电位是怎样的
接受刺激时，兴奋部位膜内外发生了什么变化 为什么会出现这种变化呢
兴奋在神经纤维上是怎样传导的
请同学们阅读课本28页，回答以下问题:
探究兴奋在神经纤维上产生和传导的原理
【任务2】
膜内
膜外
Na +通道
在未受到刺激时，神经细胞外的Na+比膜内高，K+浓度比膜内低。
静息时,膜对K+的通透性大,K+外流,细胞内带负电的大分子有机物(如蛋白质)的含量相对比细胞外丰富。
带负电的大分子有机物
Na+
Na+
Na+
Na+
概念
+++++++
----------
K+通道
未受刺激时,神经细胞质膜两侧电位表现为内负外正,称为静息电位。
1.静息电位的形成
内负外正
K+外流
协助扩散（离子通道）
1.静息电位的形成
(1)电位：
(2)原因：
(3) K+运输方式：
静息电位的形成与大小取决于K+的浓度差，与Na+无关！
膜内
膜外
经纤维受到刺激时，该部位细胞膜对Na+离子通透性增加，Na+内流，使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位升高。
刺激
Na+
概念
Na+
Na+
+++++++
----------
Na+
+++++
--------
当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，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化，表现为内正外负的兴奋状态，此时的膜电位称为动作电位。
2.动作电位的形成
内正外负
Na+内流
协助扩散（离子通道）
此时钾离子还在外流，但是钠离子内流的量远比钾离子外流的多，因此膜电位由“内负外正”变为“外负内正”。
2.动作电位的形成
(1)电位：
(2)原因：
(3) Na+运输方式：
++++++++++
----------
----------
++++++++++
刺激
--++++++++
--++++++++
++--------
++--------
+++--+++++
+++--+++++
---++-----
---++-----
++++++--++
++++++--++
------++--
------++--
3.局部电流的形成
静息状态
未兴奋部位
兴奋状态
兴奋部位
刺激
K+外流
Na+内流
静息电位
(外正内负)
动作电位
(外负内正)
局部电流
未兴奋部位
刺激
Na+内流
电位差的存在
电荷移动
4.神经纤维上的传导
Na+
++++++++++
----------
----------
++++++++++
++++++
+++++
-----
----------
-----
-----
------
----------
++++++
++++++++++
++++++++++
+++++
-----
-----
++++
++++
兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
刺激
从兴奋部位传导到未兴奋部位
电信号（局部电流、神经冲动）
(1)兴奋传导方向：_____________________________。
(3)兴奋传导形式：___________________________。
①在膜外，局部电流方向与兴奋传导方向_________。
②在膜内，局部电流方向与兴奋传导方向_________。
相反
相同
(2)兴奋在神经纤维上的传导方向与局部电流方向的关系(如图)：
图1 反射弧中的某一神经
图2 离体的枪乌贼某一神经
观察分析：这两个图有什么不一样？为什么？
②生物体内兴奋来自感受器,兴奋在生物体内的反射弧上的传导是单向传导。
①兴奋在离体的神经纤维上双向传导
4.神经纤维上的传导
(4)兴奋传导的特点：
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？
Na+-K+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。
思考
膜内
膜外
Na +通道
K +通道
只在特殊时段开放，
只允许Na+内流。
协助扩散
持续开放，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+，结果：细胞内K+始终高于膜外，细胞外Na+始终高于膜内。
主动运输
1. 下列关于兴奋在神经纤维上的传导有关的叙述，错误的是（ ）
A．兴奋的传导方向和神经元膜内的电流方向相同
B．在反射弧中，当神经纤维某一部位受到刺激时，兴奋双向传导
C．神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输
D．维持神经细胞静息电位主要与K+有关
B
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
课堂检测
2. 如图为某一离体神经纤维受到适宜刺激后发生的电位变化。下列相关叙述错误的是（ ）


A．兴奋在神经纤维上的传导方向是a→c→b
B．在离体的神经纤维上，兴奋是以电信号的形式进行传导的
C．a和b处电位的维持主要与膜对K＋通透性大有关
D．c处兴奋传导方向与膜内局部电流的方向相同
A
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
课堂检测
3.如图所示，当神经冲动在轴突上传导时，下列叙述错误的是（ ）
A.甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态
B.乙区发生了Na＋内流
C.乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁
D.据图可判断神经冲动的传导方向是从左到右
D
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
课堂检测
探究二
膜电位的测量方法
情境三
在测定蛙神经纤维膜电位变化情况时，测量方法有如下两种：
刺激
①a点之前:
静息电位
主要表现为K+外流，使膜电位表现为外正内负。
②ac段:
动作电位形成
Na+大量内流,导致膜电位迅速逆转,表现为外负内正
③ce段:
静息电位恢复
K+大量外流，膜电位恢复为静息电位后，K+通道关闭。
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。
a-c:Na+内流（协助扩散）
c-e:K+外流（协助扩散）
e-f:泵出Na+，泵入K+(主动运输)
神经纤维上膜电位差变化曲线解读
【任务3】
项目 静息电位 动作电位峰值 曲线图
Na＋增加
Na＋降低 K＋增加 K＋降低 增大
不变
变小
不变
变小
不变
增大
不变
细胞外液中Na＋、K＋浓度改变对电位的影响
8.膜电位变化影响因素
神经纤维上膜电位差变化曲线解读
【任务3】
1. 某刺激产生的兴奋在神经纤维上的传导过程如图所示，①~⑤是膜电位变化的不同阶段，A、B是神经纤维膜外的两个点。下列说法正确的是（ ）
A.①~③段是动作电位的形成过程，此时Na+大量内流
B.③~⑤段是静息电位的恢复过程，此时K+大量外流
C.A、B两点之间的电位差大约为110mV
D.该神经纤维取自神经元的树突或轴突
C
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
课堂检测
2.实验测得高Na＋海水和低Na＋海水中枪乌贼离体神经纤维受到刺激后膜电位变化曲线如下图所示，下列有关说法错误的是（ ）
A.接受刺激后Na+大量内流，需要载体蛋
白的协助，并消耗能量
B.代表高Na＋海水中电位变化的是曲线a
C.两曲线间的差异是Na＋内流的量和速度不同，
从而造成电位变化的幅度和速率不同
D.未受刺激时，高Na＋海水和低Na＋海水中神经纤维膜内外电位差基本相同
A
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
课堂检测
兴奋在神经纤维上的传导
特点：
静息电位
动作电位
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(在反射弧中，兴奋是单向传递的)
传导方式
膜电位
K+外流
内负外正
影响因素：K+的浓度差
Na+内流
内正外负
影响因素：Na+的浓度差
协助扩散
电信号
电流方向
形成局部电流
构建网络
协助扩散

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