【課件】 神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)（一）課件高二上學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修1

神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)（一）問(wèn)題探討賽場(chǎng)上，發(fā)令槍一響，運(yùn)動(dòng)員會(huì)像離弦的箭一樣沖出。現(xiàn)在世界田徑比賽規(guī)則規(guī)定，在槍響后0.1s內(nèi)起跑被視為搶跑。

討論1.從運(yùn)動(dòng)員聽到槍響到作出起跑的反應(yīng)，信號(hào)的傳導(dǎo)經(jīng)過(guò)了哪些結(jié)構(gòu)？經(jīng)過(guò)了耳蝸（感受器）、傳入神經(jīng)（聽覺神經(jīng)）、神經(jīng)中樞（大腦皮層－脊髓）、傳出神經(jīng)、效應(yīng)器（傳出神經(jīng)末梢和肌肉）等結(jié)構(gòu)。2.短跑比賽規(guī)則中關(guān)于“搶跑”規(guī)定的科學(xué)依據(jù)是什么？人類從聽到聲音到作出反應(yīng)起跑需要經(jīng)過(guò)反射弧的各個(gè)結(jié)構(gòu)，完成這一反射活動(dòng)所需的時(shí)間至少需要0.1s。興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)興奮在神經(jīng)元之間的傳遞興奮在反射弧中是以什么形式傳導(dǎo)的？它又是怎樣傳導(dǎo)的呢？2興奮在神經(jīng)元之間的傳遞1興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)目錄CONTENTS坐骨神經(jīng)腓腸肌意大利醫(yī)生、生理學(xué)家伽爾瓦尼（L.Galvani）

1786年有一天，加爾瓦尼在實(shí)驗(yàn)室解剖青蛙，把剝了皮的蛙腿，用刀尖碰蛙腿上外露的神經(jīng)時(shí)，蛙腿劇烈地痙攣，同時(shí)出現(xiàn)電火花。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，他認(rèn)為痙攣起因于動(dòng)物體上本來(lái)就存在的電，他還把這種電叫做“動(dòng)物電”。興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)在蛙的坐骨神經(jīng)上放置兩個(gè)微電極，并將它們連接到一個(gè)靈敏電流表上。興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)ab++①靜息時(shí),電表

測(cè)出電位變化,說(shuō)明神經(jīng)

表面各處電位

。沒(méi)有相等刺激-②在圖示神經(jīng)的左側(cè)一端給予刺激時(shí)，

刺激端

的電極處（a處）先變?yōu)?/p>

電位，接著

?？拷謴?fù)正電位負(fù)-③然后，另一電極（b處）變?yōu)?/p>

電位。負(fù)④接著又

?；謴?fù)為正電位

在神經(jīng)系統(tǒng)中，興奮是以電信號(hào)的形式沿著神經(jīng)纖維傳導(dǎo)的，這種電信號(hào)也叫神經(jīng)沖動(dòng)。結(jié)論神經(jīng)沖動(dòng)在神經(jīng)纖維上是怎樣產(chǎn)生和傳導(dǎo)的？共發(fā)生了兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)興奮在神經(jīng)纖維上以電信號(hào)傳導(dǎo)靜息時(shí)神經(jīng)元和肌肉細(xì)胞膜內(nèi)、外某些離子的濃度在未受到刺激時(shí)，神經(jīng)纖維處于靜息狀態(tài)細(xì)胞類型細(xì)胞內(nèi)濃度（mmol/L）細(xì)胞外濃度（mmol/L）Na+K+Na+K+槍烏賊神經(jīng)元軸突5040046010蛙神經(jīng)元151201201.5哺乳動(dòng)物肌肉細(xì)胞101401504神經(jīng)細(xì)胞外的Na+濃度比膜內(nèi)要高，K+濃度比膜內(nèi)低。

神經(jīng)細(xì)胞Na+、K+分布特點(diǎn)靜息時(shí)膜內(nèi)外離子濃度差形成的原因是什么？K+通道Na+通道Na-K泵“生物電”發(fā)生的膜學(xué)說(shuō)：生物膜具有選擇透過(guò)性，神經(jīng)興奮的產(chǎn)生可能是細(xì)胞膜調(diào)節(jié)K+或者其他離子的透過(guò)性，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞膜兩側(cè)電位差引發(fā)的。興奮在神經(jīng)纖維上以電信號(hào)傳導(dǎo)三種通道蛋白①鈉鉀泵每消耗1分子ATP，就從細(xì)胞內(nèi)泵出3個(gè)Na+，同時(shí)從細(xì)胞外泵入2個(gè)K+興奮在神經(jīng)纖維上以電信號(hào)傳導(dǎo)②K+通道蛋白③Na+通道蛋白興奮在神經(jīng)纖維上以電信號(hào)傳導(dǎo)——靜息狀態(tài)Na+膜外膜內(nèi)膜外++++++++++++++----------------------------++++++++++++++K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+K+Na+Na+Na+K+K+K+靜息時(shí)，細(xì)胞膜主要對(duì)K+有通透性，即K+通道蛋白開放，K+外流，膜電位表現(xiàn)為內(nèi)負(fù)外正，稱為靜息電位。靜息狀態(tài)的電位是：_________________；該電位形成的主要原因：_________________；該電位的電位表現(xiàn)是：__________________；靜息電位K+外流內(nèi)負(fù)外正興奮在神經(jīng)纖維上以電信號(hào)傳導(dǎo)——興奮狀態(tài)Na+膜外膜內(nèi)膜外++++++++++++++----------------------------++++++++++++++K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+K+Na+Na+Na+K+K+K+K+Na+Na+受到刺激時(shí)，細(xì)胞膜對(duì)Na+的通透性增加，Na+通道蛋白打開，Na+內(nèi)流，使興奮部位膜內(nèi)側(cè)陽(yáng)離子濃度高于膜外側(cè)，膜電位表現(xiàn)為內(nèi)正外負(fù)，稱為動(dòng)作電位，并與相鄰部位產(chǎn)生電位差。產(chǎn)生興奮時(shí)的電位是:__________；該電位形成的主要原因：______________；該電位的電位表現(xiàn)是:

__________；動(dòng)作電位Na+內(nèi)流內(nèi)正外負(fù)++++++++++----

+++++++++++--------------+

+++--------------++++++++++----+++++++++++--------------++++--------------興奮部位未興奮部位未興奮部位刺激3.局部電流刺激鄰近的_______區(qū)發(fā)生同樣的電位變化，興奮向前傳導(dǎo)。后方又恢復(fù)為__________。未興奮靜息電位2.電流方向膜外____________------____________膜內(nèi)____________------_____________未興奮部位興奮部位興奮部位未興奮部位1.興奮部位與相鄰部位產(chǎn)生_________而發(fā)生電荷移動(dòng)，形成由正電位到負(fù)電位的___________。電位差局部電流興奮在神經(jīng)纖維上雙向傳導(dǎo)——離體狀態(tài)++++++++++----

+++++++++++--------------+

+++--------------++++++++++----+++++++++++--------------++++--------------興奮部位未興奮部位未興奮部位刺激興奮在神經(jīng)纖維上雙向傳導(dǎo)——離體狀態(tài)4.由此可見，在神經(jīng)纖維上，興奮傳導(dǎo)的方向可以是__________。雙向傳導(dǎo)離體5.神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)方向：與膜外局部電流方向相反與膜內(nèi)局部電流方向一致注意：在生物體內(nèi)，通常興奮來(lái)自感受器，因此，興奮在生物體內(nèi)的反射弧上的傳導(dǎo)是單向傳導(dǎo)。興奮在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)的特點(diǎn):(1)生理完整性:興奮在神經(jīng)纖維上順利傳導(dǎo)要求神經(jīng)纖維在結(jié)構(gòu)和生理功能上都必須是完整的。結(jié)構(gòu)上的斷裂或者是局部生理功能的改變(如局部麻醉、冷凍等)，都可以使興奮的傳導(dǎo)發(fā)生阻滯。(2)雙向傳導(dǎo):離體神經(jīng)纖維中的任何一點(diǎn)受到刺激，所產(chǎn)生的興奮均可以向胞體和末梢兩個(gè)方向同時(shí)傳導(dǎo)。(3)絕緣性:一條神經(jīng)包含著許多條神經(jīng)纖維，各條纖維上傳導(dǎo)的興奮基本互不干擾。(4)相對(duì)不疲勞性:神經(jīng)纖維可以以每秒鐘上百次的頻率連續(xù)傳導(dǎo)興奮數(shù)十萬(wàn)次。興奮在神經(jīng)纖維上以電信號(hào)傳導(dǎo)(1)靜息電位表現(xiàn)為

,是

外流形成的。(2)動(dòng)作電位表現(xiàn)為

,是

內(nèi)流形成的。(3)興奮部位與

部位之間存在電位差,形成了

。(4)局部電流刺激相近的未興奮部位發(fā)生同樣的電位變化,興奮向前傳導(dǎo),原興奮部位又恢復(fù)為

。內(nèi)負(fù)外正K+內(nèi)正外負(fù)Na+未興奮局部電流靜息電位【總結(jié)】興奮的產(chǎn)生和傳導(dǎo)1、興奮傳導(dǎo)的機(jī)制和過(guò)程2、傳導(dǎo)形式：5、傳導(dǎo)特點(diǎn):局部電流(或電信號(hào)或神經(jīng)沖動(dòng))離體神經(jīng)纖維：雙向傳導(dǎo)

生物體內(nèi)：?jiǎn)蜗騻鲗?dǎo)3、局部電流的方向膜外：未興奮部位興奮部位膜內(nèi)：興奮部位未興奮部位4、興奮傳導(dǎo)方向興奮部位未興奮部位(與膜內(nèi)相同)6、傳導(dǎo)速度：非常快①K+在整個(gè)過(guò)程中都是由高濃度到低濃度運(yùn)輸,K+外流需要通道蛋白的

協(xié)助,屬于被動(dòng)運(yùn)輸(協(xié)助擴(kuò)散);②Na+在動(dòng)作電位產(chǎn)生時(shí)內(nèi)流,Na+的內(nèi)流需要通道蛋白,同時(shí)從高濃度到

低濃度運(yùn)輸,故屬于被動(dòng)運(yùn)輸(協(xié)助擴(kuò)散);③興奮細(xì)胞每發(fā)生一次動(dòng)作電位，膜內(nèi)外的Na+、K+比例都會(huì)發(fā)生變化，于是鈉-鉀泵加速轉(zhuǎn)運(yùn)，鈉鉀泵每水解一個(gè)ATP釋放能量，會(huì)逆濃度梯度向外泵出三個(gè)Na+，同時(shí)向內(nèi)泵入兩個(gè)K+，正是因?yàn)殁c鉀泵【載體蛋白】的辛勤工作，成功建立了鈉鉀離子濃度梯度，從而恢復(fù)靜息時(shí)內(nèi)外的離子分布，維持細(xì)胞的興奮性。屬于主動(dòng)運(yùn)輸,需消耗能量?！究偨Y(jié)】測(cè)量方法測(cè)量圖解測(cè)量結(jié)果電表兩極分別置于神經(jīng)纖維膜的內(nèi)側(cè)和外側(cè)

電表兩極均置于神經(jīng)纖維膜的外側(cè)

測(cè)量膜電位的兩種方法c-d：此時(shí)為_____電位，電位表現(xiàn)為________；b-d：此時(shí)細(xì)胞主要對(duì)____有通透性，離子運(yùn)輸方向?yàn)開______，運(yùn)輸方式為________；a-b：此時(shí)為_____電位，電位表現(xiàn)為________，此時(shí)細(xì)胞膜主要對(duì)___有通透性，離子運(yùn)輸方向?yàn)開_____，運(yùn)輸方式為________；電位的高低取決于：

_________________靜息內(nèi)負(fù)外正K+K+外流協(xié)助擴(kuò)散Na+Na+內(nèi)流協(xié)助擴(kuò)散動(dòng)作內(nèi)正外負(fù)c：此時(shí)為零電位，內(nèi)外無(wú)電位差；細(xì)胞內(nèi)外K+濃度差。圖析靜息電位和動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制d-e：此時(shí)為_____電位的恢復(fù)，__通道打開，此時(shí)細(xì)胞膜主要對(duì)___有通透性，離子運(yùn)輸方向?yàn)開_____，運(yùn)輸方式為________；d：動(dòng)作電位峰值，峰值大小（以及bd段斜率）與

_______________有關(guān)。e-f：______活動(dòng)加強(qiáng)，消耗ATP分子，逆電化學(xué)梯度泵出3個(gè)___和泵入2個(gè)___，使膜內(nèi)外離子分布恢復(fù)到初始靜息水平；經(jīng)鈉鉀泵的運(yùn)輸方式為_________；靜息K+K+K+外流協(xié)助擴(kuò)散鈉鉀泵Na+K+主動(dòng)運(yùn)輸膜內(nèi)外Na+濃度差①整個(gè)過(guò)程中，鈉鉀泵一直在發(fā)揮作用，并非只有ef段；②整個(gè)過(guò)程