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(共35张PPT)
神经冲动的产生和传导（一）
01
兴奋在神经纤维上的传导
意大利
医生、生理学家
伽尔瓦尼
蛙坐骨神经-腓肠肌标本
1.两种金属导体在蛙的肌肉和神经之间建立回路，肌肉会收缩。
2.使用蛙坐骨神经-腓肠肌标本进行“无金属收缩实验” ，验证生物存在电信号。
坐骨神经
腓肠肌
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
刺激
a
b
+
+
①
②
③
a
b
-
+
a
b
+
-
a
b
+
+
④
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）。（教材P27）
思 考
电信号是如何产生的？
“生物电”发生的膜学说
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
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
Na+浓度：神经细胞外的浓度高于细胞内
K +浓度：神经细胞外的浓度低于细胞内
静息时膜内外离子浓度差形成的原因是什么？
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
静息时膜内外离子浓度差形成的原因是什么？
K +通道
K+通道
Na-K 泵
“生物电”发生的膜学说：生物膜具有选择透过性，神经兴奋的产生可能是细胞膜调节K+或者其他离子的透过性，进而调节细胞膜两侧电位差引发的。
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
如何测量膜内外电压差
0 mV
-45 mV
电极刺穿
细胞膜前
电极刺穿
细胞膜后
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
安静时膜内外电压差
刺激时膜内外电压差
静息电位
动作电位
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
静息电位的产生
静息时，细胞膜主要对K +有通透性，即K +通道开放，K +外流，膜电位表现为外正内负，称为静息电位。
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
动作电位的产生
受到刺激时，细胞膜对Na +的通透性增加，Na + 内流，使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧， 膜电位表现为外负内正，称为动作电位，并与相邻部位产生电位差。
注意： Na + - K +泵每消耗一个ATP ，会把3 个Na +泵出细胞外， 把2 个K +泵入细胞内，以维持细胞内外Na + 、 K +的浓度差。
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
局部电流的产生
膜外:未兴奋部位 兴奋部位
膜内:兴奋部位 未兴奋部位
兴奋部位与未兴奋部位之间由于电位差发生电荷移动形成局部电流。如此依次进行下去，兴奋不断地向前传导，后方恢复静息电位。
兴奋部位
未兴奋部位
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
动作电位的产生
神经纤维未受到刺激，细胞膜两侧电位表现为内负外正的静息电位。
神经纤维受到刺激，Na+离子通道开放，细胞膜内电位升高。
细胞膜内电位到达阈电位， 大量Na+离子通道开放，形成动作电位。
动作电位形成后，K+离子通道大量开放，恢复为内负外正的静息电位。
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
在神经纤维上的传导：双向传导
神经冲动传导方向：
+ + + + + + + + + + - - - - + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - -+ + + + - - - - - - - - - - - - - -
刺激
+ + + + + + + + + + - - - - + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - -+ + + + - - - - - - - - - - - - - -
与膜内局部电流方向一致
与膜外局部电流方向相反
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
神经鞘的绝缘性，跳跃式传导
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
内负外正
K+外流
内正外负
Na+内流
兴奋的传导和传递
01
兴奋在神经纤维上以电信号传导
（教材P31 拓展应用1）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。
联系实际
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。
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？
神经冲动的产生和传导（二）
02
兴奋在神经元之间的传递
神经纤维上的传导是通过局部电流的形式传递的。
兴奋在神经元之间如何传递呢？
02
兴奋在神经元之间的传递
1.上游神经元轴突末梢经多次分支，末端膨大呈杯状或球状，称为突触小体。
2.突触小体可以与下游神经元的细胞体或者树突等接近，共同构成突触结构，完成神经元之间的兴奋传递。
下游神经元
细胞体/树突等
上游神经元
轴突末梢
兴奋传导方向
突触
突触小体
02
兴奋在神经元之间的传递
突触
神经元与肌肉细胞或某些腺体细胞之间也是通过突触联系的，神经元释放的神经递质可以作用于这些肌肉细胞或腺细胞，引起肌肉的收缩或腺体的分泌。
02
兴奋在神经元之间的传递
突触
神经递质：经扩散通过突触间隙，与突触后膜上的相关受体结合，形成递质-受体复合物，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，这样，信号就从一个神经元通过突触传递到了另一个神经元。随后，神经递质会与受体分开，并迅速被降解或回收进细胞，以免持续发挥作用。（教材P29）
神经递质受体
02
兴奋在神经元之间的传递
突触
神经递质的化学本质：
1. 乙酰胆碱 2. 氨基酸类：谷氨酸、甘氨酸
3. 气体：一氧化氮 4. 嘌呤/核苷酸类：腺苷、ATP
5. 肽类：β-内啡肽、脑啡肽类、强啡肽类等
6. 生物胺类：肾上腺素/去甲肾上腺素、多巴胺、组胺等
02
兴奋在神经元之间的传递
兴奋在神经元之间传递的过程
注：神经递质可分成兴奋性递质和抑制性递质，与突触后膜上的受体结合后，使下一个神经元兴奋或抑制，其发生效应后，就被相应的酶破坏而失活或被回收至突触前神经元并贮存于囊泡。
02
兴奋在神经元之间的传递
兴奋在神经元之间传递的特点
1.单向传递
由于神经递质只存在于突触小泡中，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜上，因此，神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。（教材P29）
2.传递速度较慢
由于突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换，因此兴奋传递的速度比在神经纤维上要慢。（教材P29）
电信号→化学信号→电信号
02
兴奋在神经元之间的传递
结果：使膜内外的电位差变得更大，突触后膜更难产生动作电位。
抑制性突触后电位的产生机制
电位变化示意图
产生机制
突触前神经元轴突末梢兴奋，引起突触小泡释放抑制性递质，抑制性递质与后膜受体结合后，提高了后膜对Cl-、K+的通透性，Cl-进细胞或K+出细胞（抑制性突触后电位产生，主要与Cl-内流有关）
小积累
02
兴奋在神经元之间的传递
小积累
兴奋传递过程中出现异常的情况分析
03
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
1.兴奋剂
①定义
兴奋剂原是指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物，如今是运动禁用药物的统称。
②作用
兴奋剂具有增强人的兴奋程度、提高运动速度等作用，为了保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。
2.毒品
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有些兴奋剂就是毒品，它们会对人体健康带来极大的危害。
03
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害
思考·讨论
在一些重大的体育项目比赛中，少数运动员为了提高成绩，铤而走险，违反“公平竞
争”的原则，违规服用兴奋剂。一旦查出，该运动员将面临禁赛、处以罚金等不同程度的处
罚，而且还会受到国际社会和体育道德的谴责。
可卡因既是一种兴奋剂，也是一种毒品，它会影响大脑中与愉悦传递有关的神经元，这些神经元利用神经递质--多巴胺来传递愉悦感。在正常情况下，多巴胺发挥作用后会被突触前膜上的转运蛋白从突触间隙回收。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。当可卡因药效失去后，由于多巴胺受体已减少，机体正常的神经活动受到影响，服药者就必须服用可卡因来维持这些神经元的活动，于是形成恶性循环，毒瘾难戒。另外，可卡因能干扰交感神经的作用，导致心脏功能异常，还会抑制免疫系统的功能。吸食可卡因者可产生心理依赖性，长期吸食易产生触幻觉与嗅幻觉，最典型的是有皮下虫行蚁走感，奇痒难忍，造成严重抓伤甚至断肢自残、情绪不稳定，容易引发暴力或攻击行为。长期大剂量使用可卡因后突然停药，可出现抑郁、隹虑、失望、疲惫、失眠、厌食等症状。
03
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害
思考·讨论
1.服用可卡因为什么会使人上瘾？
2.你还知道哪些毒品？ 如果有人劝你吸食毒品，你会以怎样的方式拒绝？
3.你听说过吸毒导致家破人亡的事例吗？ 你认为吸毒会对个人、家庭和社会造成哪些危害？
可卡因会与突触前膜上的多巴胺转运蛋白结合，使多巴胺转运蛋白失去回收多巴胺的功能。多巴胺是一种会使大脑产生愉悦感的神经递质，正常情况下发挥作用后会被多巴胺转运蛋白回收。多巴胺在突触间隙持续发挥作用会导致突触后膜多巴胺受体减少。当可卡因失效后由于多巴胺受体已减少，机体正常的神经活动受到影响，服药者就必须通过服用可卡因维持这些神经元的活动。
主要毒品还有鸦片、海洛因、甲基苯丙胺（ 冰毒） 、吗啡、大麻等， 如果有人劝吸食毒品，拒绝的方式可以是说明毒品对身心健康以及社会的危害，并指出吸食毒品是违法行为
05
随堂练习
小积累
电流计的偏转次数的判断
1.静息电位和动作电位的电流计偏转次数的判断
静息电位
灵敏电流计的两极都与神经纤维膜外侧连接（如图2），指针不发生偏转
灵敏电流计一极与神经纤维膜外侧连接，另一极与膜内侧连接（如图1），指针发生一次偏转
05
随堂练习
小积累
电流计的偏转次数的判断
1.静息电位和动作电位的电流计偏转次数的判断
动作电位
刺激
a
b
+
+
①
②
③
a
b
-
+
a
b
+
-
a
b
+
+
④
灵敏电流计两极都连接在神经纤维膜外侧， 可观察到指针发生两次方向相反的偏转。过程如图所示， 其中“ ” 为动作电位
05
随堂练习
小积累
电流计的偏转次数的判断
2.同一神经元及神经元之间的电流计偏转次数的判断
刺激1
a
b
c
d
bc=cd
刺激2
刺激1：刺激a点，b点先兴奋, d点后兴奋，电流计发生两次方向相反的偏转
刺激2：刺激c点，由于bc=cd，b点和d点同时兴奋，电流计不发生偏转
05
随堂练习
小积累
电流计的偏转次数的判断
2.同一神经元及神经元之间的电流计偏转次数的判断
05
随堂练习
1.有些地方的人们有食用草乌炖肉的习惯，但草乌中含有乌头碱，乌头碱可与神经元上的钠离子通道结合，使其持续开放，从而引起呼吸衰竭、心律失常等症状，严重可导致死亡。下列判断不合理的是（ ）
A.食用草乌炖肉会影响身体健康
B.钠离子通道打开可以使胞外的Na+内流
C.钠离子通道持续开放会使神经元持续处于静息状态
D.阻遏钠离子通道开放的药物可以缓解乌头碱中毒症状
2.乙酰胆碱酯酶可以水解乙酰胆碱,有机磷农药能使乙酰胆碱酯酶失活,则该药物可以（ ）
A.使乙酰胆碱持续发挥作用
B.阻止乙酰胆碱与其受体结合
C.阻止乙酰胆碱从突触前膜释放
D.使乙酰胆碱失去与受体结合的能力
C
A
05
随堂练习
4.一般的高速路都有限速的规定。例如，我国道路交通安全法规定，机动车在高速公路行驶，车速最高不得超过120 km/h 在高速路上行车，要与前车保持适当的距离，如200 m。另外，我国相关法律规定，禁止酒后驾驶机动车。请你从本节所学知识的角度，解释这几项规定的合理性。如果遇到酒后还想开车的人，你将怎样做？
在行车过程中，发现危险进行紧急处置，需要经过一个复杂的反射过程。视觉器官等接受信号并将信号传至大脑皮层作出综合的分析与处理，最后作出应急的反经过兴奋在神经纤维上的传导以及多次突触传递，因此从发现危险到作出反应需要一定的时速过快或车距过小，就缺少足够的时间来完成反应的过程。
此外，酒精会对神经系统产生麻痹，使神经系统的反应减缓，所以酒后要禁止驾驶机动车。遇到酒后还想开车的人，需告诚： 开车不喝酒；喝酒不开车。酒驾、醉驾都是违法行为。

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