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2.3 课时1 兴奋在神经纤维上的传导
1.说出静息电位和动作电位的电荷分布;
2.阐明静息电位和动作电位的产生机制;
2.简述兴奋在神经纤维上的产生及传导过程。
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？
经过了耳蜗（感受器）、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（传出神经末梢和肌肉）等结构。
2.短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？
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。
运动员听到信号后神经产生兴奋，兴奋的传导经过了一系列的结构。那么，兴奋在反射弧中是以什么形式以及如何传导的？
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经元之间（或神经元和其他细胞）的传递
探究一、兴奋在神经纤维上的传导
资料2:1820年电流表应用于生物电研究。在蛙神经外侧连接两个电极。随后，刺激蛙神经一侧，并在刺激的同时记录电流表的电流大小和方向。
资料1:1786年，意大利医生、生理学家伽尔瓦尼在实验室解剖青蛙，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。伽尔瓦尼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“生物电”。
坐骨神经
腓肠肌
阅读课本P27，思考兴奋在神经纤维上以什么形式传导？
③然后，另一电极（b处）变为____电位
实验现象
+
+
+
+
-
-
图1
图4
图2
图3
a
b
a
b
a
b
a
b
刺激
-
+
+
共发生了两次方向相反的偏转
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__________________
靠近
恢复正电位
负
负
④接着又________________
恢复为正电位
在蛙的坐骨神经外侧放置两个微电极，并连上电表。
蛙坐骨神经表面电位差实验
实验现象
实验结论
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
因此，兴奋在神经纤维上的传递形式为：____________
神经冲动
（或电信号）
a
b
+
—
坐骨神经
+
—
阅读课本P28,思考神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？
资料3:无机盐离子是细胞生活必需的，但这些无机盐离子带有电荷，不能通过自由扩散穿过磷脂双分子层。静息时(未受刺激)神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度如下表：
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
神经元和肌肉细胞膜内外Na+、K+分布特点？
细胞膜外的Na+浓度高，膜内的K+浓度高。
膜内
膜外
膜外
K+通道
Na+通道
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
1.未受刺激时（静息状态）
静息时，膜主要对 有通透性，造成 ，使膜外阳离子浓度高于膜内。细胞膜两侧的电位表现为 ，这称为 。
K+外流
K+外流
神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？
K+
K+外流
外正内负
静息电位
膜内
膜外
膜外
K+通道
Na+通道
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
刺激
+ + + + +
- - - - -
- - - - -
++++ +
- - - - -
++++++
+ + + + +
- - - - -
兴奋部位
2.受刺激时（兴奋状态）
细胞膜对 的通透性增加， 内流，表现为 的兴奋状态，此时的膜电位称为 。
Na+内流
Na+
Na+
动作电位
外负内正
K+通道
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
+ + + + +
- - - - -
- - - - -
++++ +
- - - - -
++++++
+ + + + +
- - - - -
未兴奋部位电位 ，兴奋部位电位 ，在兴奋部位和未兴奋部位之间由于 的存在而发生电荷移动，这就形成了 。
+
3.静息电位的恢复（由动作电位恢复到静息电位）
局部电流
局部电流
膜外
膜内
膜外
局部电流
外正内负
外负内正
电位差
局部电流刺激相近的_________部位产生 的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又_ ____________。
未兴奋
同样
恢复静息电位
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + +
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+ + +
+ + +
- - -
+
静息电位：外正内负
未受刺激时
（静息状态）
形成原因：
K+外流
【小 结】
刺激
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + +
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- - -
- - -
+ + +
+ + +
- - -
+
受刺激时
（兴奋状态）
动作电位：外负内正
形成原因：
？
刺激
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + +
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+ + +
+ + +
- - -
+
受刺激时
（兴奋状态）
动作电位：外负内正
形成原因：
Na+内流
+ +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
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+ +
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+ + + + +
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+ + + + +
+ +
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- - - - - -
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- - -
- - -
+ + +
+ + +
1、兴奋在神经纤维上的传导方向与局部电流方向有何关系？
3、静息状态K+外流，受刺激后Na+内流，长此以往，神经细胞膜内高K+膜外高Na+的状态还能保持吗？
2、兴奋在神经纤维的传导方向是怎样的？
思考·讨论：
1、兴奋在神经纤维上的传导方向与局部电流方向有何关系？
总结：兴奋传导方向与神经纤维膜内局部电流方向相同，都由兴奋部位流向未兴奋部位，与神经纤维膜外局部电流方向相反。
兴奋区
未兴奋区
未兴奋区
膜外：
膜内：
未兴奋区→兴奋区
兴奋区→未兴奋区
兴奋传导方向：
电流方向：
-
+
-
-
-
-
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+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
兴奋区
未兴奋区
未兴奋区
具有双向性
与兴奋方向相反
与兴奋方向相同
2、兴奋在神经纤维的传导方向是怎样的？
②在反射弧中：
①在离体的神经纤维上:
单向传导
双向传导
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。
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。
++++
- - - -
+++++
- - - -
++++
- - - - -
++++
- - - -
+++++
- - - -
++++
- - - - -
未兴奋区 兴奋区 未兴奋区
3、静息状态K+外流，受刺激后Na+内流，长此以往，神经细胞膜内高K+膜外高Na+的状态还能保持吗？
资料4:丹麦生理学家斯科等人发现，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。
总结：K+外流，Na+内流：协助扩散
K+进细胞，Na+出细胞：主动运输（钠钾泵）
静息时
电位：
原因：
外正内负
K+外流(协助扩散)
外负内正
Na+内流（协助扩散）
电信号
静息电位→刺激→动作电位→电位差→局部电流
双向传导（离体）
单向传导（体内）
兴奋时
刺激
电位：
原因：
兴奋传导
传导形式：
传导过程：
传导方向：
与兴奋方向相反
与兴奋方向相同
电流方向
膜外：
膜内：
归纳：兴奋在神经纤维上的传导
测量方法 测量图解 测量结果 测量目的
电表两极均置于神经纤维膜外侧
电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
测量静息电位和动作电位
只能测量动作电位
【拓展延伸】
1.膜电位的测量
c-d：此时为_____电位，电位表现为__________；
b-d：此时细胞主要对____有通透性，离子运输方向为_________，运输方式为__________；
a-b：此时为_____电位，电位表现为________，此时细胞膜主要对___有通透性，离子运输方向为______，运输方式为________；电位的高低取决于： _________________
静息
外正内负
K+
K+外流
协助扩散
Na+
Na+内流
协助扩散
动作
外负内正
2.电位变化曲线的解读
c：此时为零电位，内外无电位差；
细胞内外K+浓度差。
d-e：此时为_____电位的恢复，__通道打开，此时细胞膜主要对___有通透性，离子运输方向为________，运输方式为__________；
d：动作电位峰值，峰值大小（以及bd段斜率）与_____________________有关。
e-f：______活动加强，消耗ATP分子，逆电化学梯度泵出___和泵入___，使膜内外离子分布恢复到初始静息水平；经钠钾泵的运输方式为_________；
静息
K+
K+
K+外流
协助扩散
钠钾泵
Na+
K+
主动运输
特殊强调：整个过程中，细胞膜内K+始终比膜外多，Na+始终比膜外少
膜内外Na+浓度差
2.电位变化曲线的解读
3、细胞外液中Na+和K+浓度变化对静息电位和动作电位的影响
总结：Na+浓度只影响动作电位的峰值，K+浓度只影响静息电位。
项目 静息电位 动作电位峰值
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
①刺激a点, 点先兴奋， 点后兴奋，电表发生 偏转
②刺激c点:b、d点 ，电表 发生偏转。
b
d
两次相反
同时兴奋
不
4、兴奋在神经纤维上传导电流表的指针偏转次数
③刺激bc之间的一点, 点先兴奋， 点后兴奋，电表发生 偏转
b
d
两次相反
④刺激cd之间的一点, 点先兴奋， 点后兴奋，电表发生 偏转
b
d
两次相反
总结：在神经纤维上兴奋先后到达电流表两端偏两次，兴奋同时到达电流表两端不偏。
⑤上述③④电流计指针偏转方向一样吗？
不一样，偏转方向相反（若③先左后右，那么④先右后左）
兴奋在神经纤维上的传导
膜电位
传导方式
特 点：
钾离子外流
外正内负
钠离子内流
外负内正
双向传导
注：在反射弧中，兴奋是单向传递的
静息电位
动作电位
协助扩散
电信号
电流方向
膜内：
膜外：
影响因素：
产生原因：
电位：
影响因素：
产生原因：
电位：
钾离子的浓度差
钠离子的浓度差
与兴奋传导方向相反
与兴奋传导方向相同
1.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
2、如图是某神经纤维动作电位的模式图，下列叙述错误的是( )
A.a点时膜两侧的电位表现为外正内负
B.ac段Na＋大量内流，需要转运蛋白的协助
C.改变细胞外液中的Na＋浓度可使c点数值发生变化
D.ce段Na＋通道多处于开放状态，Na＋大量外流
D

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