2.3神经冲动的产生和传导课件-高二上学期生物人教版选择性必修1VIP

第二章神经调节第3节神经冲动的产生和传导新人教版

选择性必修一

稳态与调节短跑赛场上，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。讨论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(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(肌肉)等结构。一、问题探讨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。一、问题探讨

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传导的？它又是怎样传导的呢？

拆分为2个问题：兴奋在神经纤维上的传导兴奋在神经元之间的传递实验材料？一兴奋在神经纤维上的传导二、兴奋在神经纤维上的传导科学家做过如下实验：在蛙的坐骨神经上放置两个微电极，并将它们连接到一个电表上。ab++①静息时,电表_________测出电位变化,说明神经表面各处电位_________。没有相等刺激-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__________________。恢复为正电位二、兴奋在神经纤维上的传导1.相关实验共发生了两次方向相反的偏转说明：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___________（neuralimpulse）。神经冲动二、兴奋在神经纤维上的传导神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？因此可以说，兴奋在神经纤维上的传递形式为:

________________神经冲动(电信号)静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态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5040046010蛙神经元151201201.5哺乳动物肌肉细胞101401504神经细胞外的Na+浓度比膜内要高，K+浓度比膜内低。正常细胞膜外Na+浓度约为膜内Na+浓度的12倍。膜内K+的浓度约为膜外的30倍。神经细胞Na+、K+分布特点二、兴奋在神经纤维上的传导2.离子不均衡分布Na+进细胞，K+出细胞的方式？协助扩散

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。这个问题是如何解决的呢？二、兴奋在神经纤维上的传导2.离子不均衡分布Na+出细胞，K+进细胞的运输方式？

钠钾泵：每消耗一个ATP分子,逆电化学梯度泵出3个钠离子和泵入2个钾离子。保持膜内高钾,膜外高钠的不均匀离子分布。主动运输（钠钾泵）资料：丹麦生理学家斯科等人发现了细胞膜上存在钠钾泵，并因此获得了1997年的诺贝尔化学奖。原因：3.静息电位产生机制①神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内K+浓度高。②静息状态下，细胞膜上K+通道蛋白打开。K+外流Na+膜外膜内膜外++++++++++++++----------------------------++++++++++++++K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+K+Na+Na+Na+K+K+K+二、兴奋在神经纤维上的传导+++++++++++++++++++++---------------------+++++++++++++++++++++---------------------K+未受刺激时，神经纤维处于____状态，此时神经细胞外的Na+浓度比膜内要___，K+浓度比膜内___，而神经细胞膜对不同离子的_______各不相同。静息高低通透性二、兴奋在神经纤维上的传导3.静息电位产生机制+++++++++++++++++++++---------------------+++++++++++++++++++++---------------------K+静息状态的电位是：_________________。该电位形成的主要原因：_________________。该电位的电位表现是：__________________。静息电位K+外流内负外正静息时，膜主要对___有通透性，造成________，使膜外阳离子浓度___于膜内。由于细胞膜内外这种特异的离子分布特点，细胞膜两侧的电位表现为_________，这称为___________；K+K+外流高内负外正静息电位二、兴奋在神经纤维上的传导3.静息电位产生机制静息电位≠零电位①神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内K+浓度高。②受到刺激时，细胞膜上Na+通道蛋白打开。Na+内流Na+膜外膜内膜外++++++++++++++----------------------------++++++++++++++K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+K+Na+Na+Na+K+K+K+K+Na+Na+二、兴奋在神经纤维上的传导4.动作电位产生机制+++---+++---++++++++--------+++++++++---------++++++++--------+++++++++---------Na+刺激当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对____的通透性增加，造成___________，这个部位的膜两侧出现________的电位变化，表现为__________的兴奋状态，此时的膜电位称为_____________。产生兴奋时的电位是:_____________。该电位形成的主要原因：______________。该电位的电位表现是:_____________。Na+Na+内流暂时性内正外负动作电位动作电位Na+内流内正外负二、兴奋在神经纤维上的传导4.动作电位产生机制即产生兴奋兴奋部位末兴奋部位局部电流兴奋部位的电位表现为________，而邻近的未兴奋部位仍然是________，在兴奋部位和未兴奋部位之间由于_______的存在而发生__________，这样就形成了_________内正外负内负外正电位差电荷移动局部电流局部电流的方向:膜外:膜内:未兴奋部位→兴奋部位兴奋部位→未兴奋部位二、兴奋在神经纤维上的传导5.兴奋的传导兴奋部位末兴奋部位局部电流兴奋部位的电位表现为________，而邻近的未兴奋部位仍然是________，在兴奋部位和未兴奋部位之间由于_______的存在而发生__________，这样就形成了_________内正外负内负外正电位差电荷移动局部电流二、兴奋在神经纤维上的传导5.兴奋的传导归纳:兴奋部位和未兴奋部位之间会形成__________。因此也可以说兴奋在神经纤维上的传导形式为___________。局部电流局部电流图1图2局部电流又刺激相近的_______部位产生_____的电位变化，如此进行下去（图1-图2），将兴奋向前传导，后方又_______________。未兴奋同样恢复静息电位二、兴奋在神经纤维上的传导5.兴奋的传导6.兴奋在神经纤维上传导的特点:(1)生理完整性:兴奋在神经纤维上顺利传导要求神经纤维在结构和生理功能上都必须是完整的。结构上的断裂或者是局部生理功能的改变(如局部麻醉、冷冻等)，都可以使兴奋的传导发生阻滞。(2)双向传导:离体神经纤维中的任何一点受到刺激，所产生的兴奋均可以向胞体和末梢两个方向同时传导。(3)绝缘性:一条神经包含着许多条神经纤维，各条纤维上传导的兴奋基本互不干扰。(4)相对不疲劳性:神经纤维可以以每秒钟上百次的频率连续传导兴奋数十万次。二、兴奋在神经纤维上的传导在反射过程中，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。（5）“全”或“无”:刺激必须达到一定的阈值（阈值又叫临界值，是指一个效应能够产生的最低值或最高值）方能出现，阈下刺激不能引起任何反应——"无"，而阈上刺激则不论强度如何，一律引起同样的最大反应——"全"。如图表示一段离体神经纤维的S点受到刺激而兴奋时，局部电流和神经兴奋的传导方向(弯箭头表示膜内、外局部电流的流动方向，直箭头表示兴奋传导方向)，其中正确的是()C习题巩固看清题干区别，回答下列问题：①兴奋部位膜电位是：___________________________________②兴奋部位膜电位变化是：_______________________________③兴奋部位膜外电位是：_________________________________④兴奋部位膜外电位变化是：_____________________________内正外负由内负外正变为内正外负，再变为内负外正负电位由正电位变为负电位，再变为正电位膜电位的测量轴突接膜电位记录装置刺激参考电极（相当于负接线柱）记录电极（相当于正接线柱）三、图析静息电位和动作电位的产生机制电表两极分别位于神经纤维膜两侧相同位置。电位差=膜内电位-膜外电位三、图析静息电位和动作电位的产生机制膜电位变化曲线解读刺激①a点之前——静息电位②ac段——动作电位的形成③ce段——静息电位的恢复K+外流（协助扩散）Na+内流（协助扩散）吸K+排Na+（主动运输，耗能）K+外流（协助扩散）④ef段——一次兴奋完成后，为下次兴奋做准备注意：①整个过程中，钠钾泵一直在发挥作用，并非只有ef段；②整个过程中，细胞膜内K+始终比膜外多，Na+始终比膜外少。思考：细胞外液中Na+和K+浓度变化对静息电位和动作电位有影响吗？有影响，Na+浓度只影响动作电位的峰值，K+浓度只影响静息电位的绝对值浓度变化静息电位或动作电位的变化细胞外Na+浓度增加

细胞外Na+浓度降低细胞外K+浓度增加细胞外K+浓度降低

静息电位不变，动作电位的峰值变大静息电位不变，动作电位的峰值变小静息电位绝对值变小静息电位绝对值变大知识拓展1习题巩固例.如图表示枪乌贼离体神经维纤在Na+浓度不同的两种海水中受刺激后的膜电位变化情况。下列描述错误的是（）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．低Na+海水中神经纤维静息时，膜内Na+浓度高于膜外D．正常海水中神经纤维受刺激时，膜外Na+浓度高于膜内Ct2t3t4t5t6①0～t1段兴奋从刺激位点传到A点所用时间。②t1～t2段A点兴奋，Na+内流，形成动作电位所用时间。③t2～t3段K+外流，A点恢复静息电位所用时间。知识拓展2AB④t3～t4段A点恢复静息电位后兴奋传递到B点所用时间。t3～t4时间长短与AB之间的距离有关。若电表两极均置于神经纤维膜的外侧，电位变化曲线是？ABt2t3t4t5t6⑥t5～t6段K+外流，B点恢复静息电位所用时间。⑤t4～t5段兴奋到达B点，Na+内流，形成动作电位所用时间。知识拓展2若电表两极均置于神经纤维膜的外侧，电位变化曲线是？b、d点

，电表

发生偏转。

点先兴奋，

点后兴奋，电表发生

次相反偏转(即先向

后向

偏转)1.刺激a点:2.刺激c点:bd两同时兴奋不左右知识拓展3——兴奋在神经纤维上传导与电流表指针偏转问题3.刺激bc之间的一点，电流计指针如何偏转？知识拓展3——兴奋在神经纤维上传导与电流表指针偏转问题发生两次方向相反的偏转（因为b点先兴奋，d点后兴奋）4.刺激cd之间的一点，电流计指针如何偏转？发生两次方向相反的偏转（因为d点先兴奋，b点后兴奋）5.刺激d点：先右后左偏两次规律：在神经纤维上，刺激靠近谁，电流表先向谁偏，偏两次知识拓展4——深度剖析钠钾泵①：Na+-K+泵：主动运输，使膜外积累Na+，膜内积累K+。②：K+渗漏通道：协助扩散，对钾离子通透。并且一直开放。③：电压门控Na+通道：协助扩散，对钠离子离子通透。开放和关闭受膜两侧电压控制。④：电压门控K+通道：协助扩散，对钾离子离子通透。开放和关闭受膜两侧电压控制。知识拓展4——深度剖析钠钾泵兴奋在神经纤维上的传导膜电位传导方式特点：静息电位动作电位钾离子外流外正内负影响因素：钾离子的浓度差协助扩散钠离子内流外负内正影响因素：钠离子的浓度差电信号电流方向膜内：与兴奋传导方向相同膜外：与兴奋传导方向相反双向传导注：在反射弧中，兴奋是单向传递的课堂小结膜内外离子分布不平衡的状态是动作电位与静息电位产生的离子基础。神经元之间伸肌屈肌肌梭神经纤维在完成一个反射的过程中，兴奋要经过多个神经元。一般情况下，相邻的两个神经元并不是直接接触的。当兴奋传导到一个神经元的末端时，它是如何传递到另一个神经元的呢?电信号1.突触的结构突触小体突触一、兴奋在神经元之间的传递突触小体神经元的__________经过多次分支，最后每个小枝末端_____，呈___状或___状，叫做__________。轴突末梢膨大杯球突触小体

突触小体与其他神经元的________或_____等相接近，共同形成突触。胞体树突注意：神经元与肌肉细胞或某些腺体之间也是通过突触联系的。突触小体≠突触突触小泡突触前膜突触间隙突触后膜突触神经递质受体突触小体一、兴奋在神经元之间的传递1.突触的结构离子通道线粒体神经递质目前已知的神经递质种类很多，主要有___________、________类(如谷氨酸、甘氨酸)、_________、_______、____________________、____________等乙酰胆碱氨基酸5-羟色胺多巴胺去甲肾上腺素肾上腺素一、兴奋在神经元之间的传递1.突触的结构气体类、激素类、氨基酸类，肽类（基本为小分子）一氧化氮、脑啡肽等突触前膜突触间隙突触后膜突触上一个神经元的轴突末梢的膜(突触小体的部分细胞膜)下一个神经元的树突膜或胞体膜，在效应器的突触中，也可能是肌肉细胞膜或某些腺细胞膜。内含组织液一、兴奋在神经元之间的传递1.突触的结构轴突-轴突突触轴突-树突突触轴突-胞体突触轴突-肌细胞突触轴突-腺细胞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。一、兴奋在神经元之间的传递2.突触的类型√√神经递质释放的运输方式是_____，_____消耗能量，_______转运蛋白，体现了细胞膜______________________。胞吐需要不需要具有一定的流动性➊兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢，引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质（化学物质）。突触小泡的形成与_________(细胞器)有关，胞吐过程中需要的能量主要来自_______(细胞器)高尔基体线粒体一、兴奋在神经元之间的传递3.突触中信号传递过程❷神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近。神经递质通过突触间隙运到突触后膜的方式为_____，_______消耗能量,其快慢与__________________和______等有关。扩散不需要神经递质的浓度温度一、兴奋在神经元之间的传递3.突触中信号传递过程❸神经递质与突触后膜上的受体结合。神经递质与受体的结合具有_______性,受体的化学本质是__________________神经递质与受体结合，体现了细胞膜的功能:____________________________。特异蛋白质(糖蛋白)进行细胞间的信息交流一、兴奋在神经元之间的传递3.突触中信号传递过程❹突触后膜上的离子通道发生变化，引发电位变化。突触后膜信号转换：化学信号→电信号一、兴奋在神经元之间的传递3.突触中信号传递过程根据突触功能还可以将突触分为:兴奋性突触:突触后膜产生_____的突触兴奋(Na+内流)抑制性突触:突触后膜产生_____的突触抑制(Cl-内流)【注意】一般情况下，兴奋性神经递质

引起兴奋，抑制性神经递质引起抑制。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。【例1】例如兴奋性神经递质乙酰胆碱，作用于骨骼肌引起骨骼肌细胞兴奋，但对心肌细胞则是抑制的，两种不同效果的产生是原因是__________________________________________________________________

兴奋和抑制的产生是神经递质的种类和受体的类型共同决定的。心肌细胞上的受体和骨骼肌细胞上的受体类型不同【思考】突触的兴奋或抑制与什么有关？习题巩固❺神经递质被降解或回收。一、兴奋在神经元之间的传递3.突触中信号传递过程神经递质发挥完作用后的去向：__________________________________________________________________神经递质会与受体分开，并迅速被降解或回收进细胞，以免持续发挥作用神经递质的合成一定与核糖体有关吗？__________________________________________________________________不一定大多数神经递质不是蛋白质神经递质被降解或回收的意义：__________________________________________________________________避免持续起作用，为下一次兴奋做准备。推测：突触后膜会持续兴奋或抑制的可能原因？兴奋在突触处信号转换为:__________________________兴奋在突触前膜的信号转换__________________兴奋在突触后膜的信号转换_____________________电信号→化学信号→电信号电信号→化学信号化学信号→电信号电信号化学信号电信号突触前膜

突触后膜

一、兴奋在神经元之间的传递4.信号转换兴奋在神经元之间的传递的形式_突触小体上的信号转变？①__________②__________③__________④__________⑤__________⑥__________⑦__________⑧__________⑨__________⑩__________突触前膜神经递质突触后膜受体离子通道线粒体突触间隙突触小泡⑩⑨突触突触小体巩固练习5.兴奋在神经元之间的传递的特点①单向传递②突触延搁产生这种特点的原因:__________________________________________________________________________________________________________________________________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，因此神经元之间的兴奋的传递只能是单方向的突触处的兴奋传递需要__________________________的转换，以及神经递质的___________、___________以及____________________都需要一定的时间。电信号→化学信号→电信号释放扩散对突触后膜的作用一、兴奋在神经元之间的传递因此兴奋的传递速度比神经纤维上要慢。（1）刺激b点，由于兴奋在突触间传递速度比在神经纤维上传导要慢，a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，兴奋不能传递到a点，单向传递，d点兴奋，电表指针发生一次偏转。拓展：兴奋传导和传递过程中电表指针偏转问题【例】如图是反射弧结构模式图。a、b分别是放置在传出神经和骨骼肌上的电极，用于刺激神经和骨骼肌；c是放置在传出神经上的电位计，用于记录神经兴奋电位；d为神经与肌细胞接头部位，是一种突触。(1)用a刺激神经，产生的兴奋传到骨骼肌引起的收缩________(属于或不属于)反射。(2)用b刺激骨骼肌，_____________(能或不能)在c处记录到电位。不属于不能反射弧受损部位的判断与分析①如果_____________________________________，表明传出神经受损。②如果________________________________________，表明骨骼肌受损。③如果___________________________________________________________________________________，表明部位d受损。用a刺激神经，在c处不能记录到电位用b刺激骨骼肌，骨骼肌不收缩用a刺激神经，在c处记录到电位，骨骼肌不收缩；用b刺激骨骼肌，骨骼肌收缩【例】(3)正常时，用a刺激神经会引起骨骼肌收缩；传出部分的某处受损时，用a刺激神经，骨骼肌不再收缩。根据本题条件，完成下列判断实验：反射弧受损部位的判断与分析某种药物可以阻断蟾蜍屈肌反射活动。下图为该反射弧的模式图。A、B为神经纤维上的实验位点,C为突触间隙。某生物兴趣小组欲证明这种药物“在神经系统中仅对神经细胞间的兴奋传递有阻断作用”。现提供该药物、电刺激工具等必要用品,请你帮助该生物兴趣小组设计实验,并对实验结果进行预测。习题巩固(1)实验方案。实验①将_____________________________________,观察肌肉是否收缩。实验②将_____________________________________,观察肌肉是否收缩。(2)预测实验结果。a.实验①________________________________。b.实验②________________________________。药物放在C处,刺激B肌肉收缩肌肉不收缩药物放在A处,刺激B习题巩固项目兴奋在神经纤维上的传导兴奋在神经元之间的传递涉及细胞数结构基础形式方向速度效果使未兴奋部位兴奋单个神经元突触电信号→化学信号→电信号电信号迅速较慢（有突触延搁）可以双向单向传递多个神经元神经纤维比较兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递使下个神经元兴奋或抑制使未兴奋部位兴奋某些化学物质对神经系统的影响某些化学物质能够对神经系统产生影响，其作用位点往往是___________。突触①有些物质能够_____神经递质的______和_____的_____。促进合成释放速率二、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害肉毒杆菌毒素特异性的与Ca2+通道结合，阻止Ca2+内流，影响突触前膜释放神经递质，使后膜不能产生兴奋，面部表情肌不能收缩形成皱纹,因此，肉毒杆菌毒素被用于美容除皱。Ca2+Ca2+当兴奋传导突触小体时，引起Ca2+通道开放，Ca2+内流，Ca2+会促进突触小泡向突触前膜移动，促进神经递质的释放。血浆Ca2+浓度变化及突触小体对Ca2+的通透性变化会影响神经递质的释放。某些化学物质对神经系统的影响②有些会干扰：_____________________________。神经递质与受体的结合如筒箭毒、α-银环蛇毒等可阻断突触后膜上的乙酰胆碱受体，从而使肌肉松弛。如重症肌无力重症肌无力病人的神经与肌肉接头(结构类似于突触)处的乙酰胆碱受体被当作抗原而受到攻击，使该受体失去功能。二、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害③有些会影响________________的____的________。分解神经递质酶活性兴奋剂和毒品等也大多是通过突触来起作用的。有机磷农药等可抑制乙酰胆碱酯酶的活性，阻碍乙酰胆碱的水解，使其持续发挥作用，从而引起肌肉僵直。鸦片大麻海络因第一代毒品冰毒（甲基苯丙胺）“奶茶”第二代毒品邮票摇头丸开心水第三代毒品其它：丧尸浴盐、“阿拉伯茶”、笑气二、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害从鸦片战争到现在，我国人民同毒品的斗争从未停止过，这不仅关系个人的命运，而且关系国家和民族的兴衰。二、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害可卡因的上瘾机制二、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害①在正常情况下，多巴胺发挥完作用后会被突触前膜上的转运蛋白从突触间隙回收；②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，于是多巴胺就就留在突触间隙持续发挥作用，对突触后