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1

神经冲动的产生和传导

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.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？2.短跑比赛中判定运动员“抢跑”的依据是什么？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）

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，兴奋在反射弧中是以什么形式传导的？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）的传递一、兴奋在神经纤维上的传导生物电的发现

18世纪，

意大利医生、生理学家伽尔伐尼意外地发现，当用两种金属导体在蛙的肌肉和神经之间建立起回路，肌肉就会收缩。他认为这种收缩是由肌肉内部流出来并沿着神经到达肌肉表面的电流刺激引起的。这是人类第一次将电现象与生命活动联系起来。伽尔瓦尼在1791年的论文中，宣称动物的组织可产生生物电。脊柱腓肠肌坐骨神经一、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。刺激神经一侧，实验结果如下：一、兴奋在神经纤维上的传导++

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-+

在神经的左侧的一端给予刺激时，靠近刺激端的电极处（a处）先变为_____电位，负一、兴奋在神经纤维上的传导

接着a处______________；然后，另一电极（b处）变为_____电位；+-恢复为正电位负++恢复为正电位接着b处又_____________。ab++刺激--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。电信号这种电信号也叫做___________。神经冲动一、兴奋在神经纤维上的传导1.静息电位的形成静息时神经元和肌肉细胞膜内、外Na+、K+的浓度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细胞外>细胞内Na+：细胞内>细胞外问题1.比较：细胞内、外的Na+和K+的浓度，它们的分布什么特点？K+：问题2.膜内外离子浓度差形成的原因？神经细胞膜对不同离子的通透性不同。一、兴奋在神经纤维上的传导1.静息电位的形成(1)概念：静息时，神经元膜两侧电位为内负外正，此时膜电位被称为静息电位。一、兴奋在神经纤维上的传导1.静息电位的形成(2)产生机理：静息状态时，神经细胞膜对不同离子的通透性不同：主要对

有通透性，造成

，使得膜外阳离子浓度高于膜内。K+K+外流静息电位电位表现：___________形成原因：___________运输方式：___________内负外正K+外流协助扩散一、兴奋在神经纤维上的传导2.动作电位的产生

当神经纤维受到刺激时，细胞膜对

通透性增加，使

，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化。表现为

的兴奋状态，此时的膜电位称为动作电位。Na+Na+内流内正外负刺激动作电位电位表现：___________形成原因：___________运输方式：___________内正外负

协助扩散(离子通道)Na+内流一、兴奋在神经纤维上的传导3.兴奋在神经纤维上传导

兴奋部位的电位表现为内正外负，而邻近的未兴奋部位仍然是内负外正，在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电荷移动的存在而发生电位差，这样就形成了局部电流。兴奋传导方向：兴奋双向传导兴奋传导形式：电信号（局部电流）膜外局部电流的方向：未兴奋部位到兴奋部位，与兴奋传导方向_____；相反膜内局部电流的方向：兴奋部位到未兴奋部位，与兴奋传导方向_____。相同Na+运输方式K+运输方式总结：兴奋的产生和兴奋在神经纤维上传导内负外正K+外流内正外负Na+内流协助扩散协助扩散（电信号、神经冲动）一、兴奋在神经纤维上的传导思考：神经细胞每兴奋一次，会有部分Na+内流。静息状态的时候，一直有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（JensC.Skou）等人发现，钠钾离子泵是一种钠钾依赖的ATP酶，能分解ATP释放能量，将膜外的2个K+运进细胞，同时将膜内的3个Na+运出细胞。每消耗1分子ATP，泵出3个Na+的同时泵入2个K+。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。Na+-K+泵转运Na+和K+的方式是：主动运输兴奋在神经纤维上的传导电流表指针偏转问题①刺激a点,电流计指针如何偏转？发生两次方向相反的偏转（先左后右）（因为b点先兴奋，d点后兴奋）②刺激c点（bc=cd），电流计指针如何偏转？不偏转（因为b点和d点同时兴奋）③刺激bc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（先左后右）（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（先右后左）（因为d点先兴奋，b点后兴奋）膜上的两种门控通道--Na+离子通道和K+离子通道兴奋产生时膜电位差的测定以膜外电位为参照电位①a点之前--静息电位主要表现为K+外流(协助扩散)，使膜电位表现为内负外正。②ac段--动作电位的形成Na+大量内流(协助扩散)，导致膜电位迅速逆转，表现为内正外负。③ce段--静息电位的恢复K+大量外流(协助扩散)，膜电位恢复为静息电位后，K+通道关闭。④ef段--静息电位的恢复Na+-K+泵泵出3个Na+的同时泵入2个K+(主动运输)，使神经细胞恢复成兴奋前状态。+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-0影响静息电位和动作电位的因素溶液中离子浓度变化静息电位变化动作电位变化适当降低溶液中Na+浓度适当增加溶液中Na+浓度适当降低溶液中K+浓度适当增加溶液中K+浓度基本不变峰值减小基本不变峰值增大绝对值增大基本不变绝对值减小基本不变兴奋在反射弧上的传导方向兴奋在离体的神经纤维上双向传导兴奋在反射弧中传导的方向呢？兴奋在反射弧中只能单向传导，从感受器到效应器方向下图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。下列说法与图示相符的是（

）A．图中兴奋部位是乙和丙B．图中弧形箭头最可能表示局部电流方向C．图中兴奋传导的方向是丙→甲→乙D．兴奋传导方向与局部电流方向一致+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-甲乙丙B神经纤维在静息时具有静息电位，受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位，这两种电位可通过仪器测量。下列示意图能正确表示测量神经纤维静息电位的是(

)A下图是测量神经纤维膜电位变化情况,相关叙述错误的是(

)A.图甲中指针偏转说明膜内外电位不同,测出的是动作电位B.图甲中的膜内外电位不同,主要是由K+外流形成的C.图乙中刺激神经纤维会引起指针发生两次方向相反的偏转D.图乙中产生的兴奋会以局部电流的形式向两侧快速传导A关于人体神经细胞的叙述，正确的（

）A.神经细胞内的Na+含量往往多于细胞外B.K+内流是产生和维持静息电位的主要原因C.静息电位与细胞膜内外特异的离子分布有关D.兴奋传导方向始终与膜外局部电流方向一致C在离体实验条件下单条神经纤维的动作电位示意图如下，正确的（

）A.a-b段的Na+内流是需要消耗能量的B.b-c段的Na+外流是不需要消耗能量的C.c-d段的K+外流是不需要消耗能量的D.d-e段的K+内流是不需要消耗能量的C右图表示枪乌贼离体神经纤维在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C将一灵敏电流计的电极置于蛙离体坐骨神经腓肠肌的神经上(如图1)，在①处给予一适宜强度的刺激，测得的电位变化如图2所示。若在②处给予同等强度的刺激，测得的电位变化是(

)B二、兴奋在神经元之间的传递

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。一般，两个神经元之间有20-30nm左右的空隙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?二、兴奋在神经元之间的传递1.结构基础（1）突触小体神经元的轴突末梢经过多次分枝，最后每个小枝末端膨大，呈杯状或球状，叫做突触小体。二、兴奋在神经元之间的传递1.结构基础（2）神经元之间兴奋传递的结构基础--突触突触前膜突触间隙突触后膜突触二、兴奋在神经元之间的传递(一般为突触后神经元细胞体或树突的膜)(突触前神经元轴突末梢的膜,还可以说是突触小体的膜)突触前膜突触间隙突触后膜轴突线粒体突触小泡神经递质神经递质特异性受体(充满了组织液)(供能)突触二、兴奋在神经元之间的传递2.结构基础（3）突触的常见类型轴突-树突突触轴突—树突型轴突-细胞体突触轴突—细胞体型二、兴奋在神经元之间的传递2.结构基础（3）突触的常见类型神经-肌肉接头类似突触的结构二、兴奋在神经元之间的传递3.兴奋在突触传递的过程阅读课本28-29页正文，结合图2-8，构建兴奋在神经元之间传递的流程图：①兴奋到达突触前膜所在的轴突末梢，引起__________向_________移动并释放_________；突触小泡突触前膜神经递质②神经递质通过_________________到__________________附近；突触间隙扩散突触后膜的受体③神经递质与________________结合，形成_________________；突触后膜的受体递质-受体复合物④突触后膜上的____________发生变化，引发__________；离子通道电位变化⑤神经递质被______或_____。降解回收电信号电信号化学信号二、兴奋在神经元之间的传递线粒体突触小泡受体离子通道神经递质突触小泡与突触前膜融合依赖于______________。膜的流动性释放神经递质方式为______。不需要载体，消耗能量。胞吐神经递质在突触间隙中运输的方式是______，______消耗能量。扩散不需要突触小泡的形成与__________有关，神经递质的分泌与________有关。高尔基体线粒体二、兴奋在神经元之间的传递4.神经递质（1）兴奋性神经递质--如乙酰胆碱、谷氨酸、多巴胺等。引起兴奋的机理：该类递质作用于突触后膜后，能增强突触后膜对Na＋的通透性，使Na＋内流，从而使突触后膜产生动作电位，即引起下一神经元发生兴奋；二、兴奋在神经元之间的传递4.神经递质（2）抑制性神经递质——如甘氨酸、γ-氨基丁酸等。引起抑制的机理：该类递质作用于突触后膜后，能增强突触后膜对Cl－的通透性，使Cl－进入细胞内，强化内负外正的静息电位，从而使神经元难以产生兴奋。二、兴奋在神经元之间的传递4.神经递质（3）神经递质的作用：引起下一个神经元兴奋或抑制（4）神经递质的去向：迅速被降解或回收进细胞，以免持续发挥作用。注意：神经递质基本上是小分子物质。二、兴奋在神经元之间的传递5.兴奋在突触传递的特点：（1）单向传递原因：神经递质只存在于突触前膜内的突触小泡中，只能由突触前膜释放经突触间隙作用于突触后膜。（2）突触延搁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。突触前膜：突触后膜：电信号→化学信号化学信号→电信号不同化学物质对兴奋传递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。Ca2+Ca2+①影响神经递质的释放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。②影响神经递质与受体的结合筒箭毒、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。③影响神经递质的清除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。可卡因与多巴胺转运体结合，使多巴胺无法回收而持续作用。三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害1.兴奋剂和毒品(1)兴奋剂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)毒品能够使人形成瘾癖的麻醉药品和精神药品。2.可卡因使人上瘾的机理三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害可卡因成瘾机理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。③这样，导致突触后膜上多巴胺受体减少④当可卡因药效失去后,由于多巴胺受体减少，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，毒瘾难戒三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害可卡因的其他危害(1)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。(2)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。(3)长期大剂量使用可卡因后突然停药，可出现抑郁、焦虑、失望、疲惫、失眠、厌食等症状。2008年，《中华人民共和国禁毒法》正式施行。该法明确指出，禁毒是全社会的共同责任。禁毒工作实行以预防为主，综合治理，禁种、禁制、禁贩、禁吸并举的方针；参与制毒、贩毒或引诱他人吸毒，都会受到法律的严惩。珍爱生命，远离毒品，向社会宣传滥用兴奋剂和吸食毒品的危害，是我们每个公民应尽的责任和义务。AB问题：“当神经系统控制心脏活动时，在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号还是电信号呢？”实验：取两个蛙的心脏(A和B，保持活性)置于成分相同的营养液中，A有某副交感神经支配，B没有该神经支配。刺激该神经，A心脏的跳动减慢；从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液中(如右图)，B心脏跳动也减慢。结论：支配心脏的副交感神经可能是释放了某种化学物质，该物质可以使心跳减慢。讨论：在进行这个实验时，科学家基于的假说是什么？实验预期是什么？假说:预期:支配心脏的副交感神经可能是释放了某种化学物质，该物质可以使心跳减慢从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液，B心脏的跳动也会减慢蛙心灌流实验A、B心脏跳动减慢

推断假说与预期思维·训练若箭头表示兴奋在神经元之间以及神经纤维上的传播方向。下列各图中错误的是(

)A. B.C. D.C下图为突触结构示意图，下列相关叙述正确的是(

)A.结构①为神经递质与受体结合提供能量B.当兴奋传导到③时，膜电位由内正外负变为内负外正C.结构④膜电位的变化与其选择透过性密切相关D.递质经②的转运和③的主动运输释放至突触间隙C有机磷农药可抑制乙酰胆碱酯酶(分解乙酰胆碱的酶)的作用，对于以乙酰胆碱为递质的突触来说，中毒后会发生(

）A.突触前膜的流动性消失B.关闭突触后膜的Na+通道C.乙酰胆碱持续作用于突触后膜的受体D.突触前神经元的膜电位发生显著变化C（多选）去甲肾上腺素(NE)是一种神经递质，发挥作用后会被突触前膜重摄取或被酶降解。临床上可用特定药物抑制NE的重摄取，以增加突触间隙的NE浓度来缓解抑郁症状。下列有关叙述错误的是(

)A.NE与突触后膜上的受体结合可引发动作电位B.NE在神经元之间以电信号形式传递信息C.该药物通过与NE竞争突触后膜上的受体而发挥作用D.NE能被突触前膜重摄取，表明兴奋在神经元之间可双向传递BCD神经递质多巴胺可引起突触后神经元兴奋，参与奖赏、学习、情绪等脑功能的调控，毒品可卡因能对脑造成不可逆的损伤。如图是突触间隙中的可卡因作用于多巴胺转运