【課件】神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)（第一課時(shí)）（人教版2019選擇性必修1）

從運(yùn)動(dòng)員聽(tīng)到槍響到做出起跑的反應(yīng)，信號(hào)的傳導(dǎo)經(jīng)過(guò)了哪些結(jié)構(gòu)？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？感受器(肌梭)→傳入神經(jīng)→神經(jīng)中樞(脊髓)→傳出神經(jīng)→效應(yīng)器興奮在神經(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何形式傳導(dǎo)？是怎樣傳導(dǎo)的呢？第2章第3節(jié)神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)第1課時(shí)CONTENTS目錄生命觀念科學(xué)思維通過(guò)分析電位差變化，推測(cè)指針偏轉(zhuǎn)方向和次數(shù)。通過(guò)數(shù)學(xué)模型探討動(dòng)作電位的變化?？茖W(xué)探究通過(guò)思考討論“興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)”說(shuō)明了興奮的產(chǎn)生及傳導(dǎo)過(guò)程。對(duì)反射弧中興奮傳導(dǎo)和傳遞特點(diǎn)分析，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析能力。生物電意大利醫(yī)生、生理學(xué)家伽爾瓦尼（L.Galvani）1786年的一個(gè)偶然發(fā)現(xiàn)。伽爾瓦尼發(fā)現(xiàn)掛在鐵柵欄銅鉤上的蛙腿在風(fēng)的吹動(dòng)下左右搖晃，蛙腿一碰到鐵柵欄，就能觀察到較明顯的收縮。伽爾瓦尼認(rèn)為這種收縮是肌肉內(nèi)部流出來(lái)并沿著神經(jīng)到達(dá)肌肉表面的電流刺激引起的，即動(dòng)物的組織可以產(chǎn)生生物電。

伏特等科學(xué)家認(rèn)為伽爾瓦尼的發(fā)現(xiàn)可能是銅鐵兩種金屬的電位差引起的，而不是所謂的生物電。

為此，伽爾瓦尼和他的后繼者設(shè)計(jì)了“無(wú)金屬收縮實(shí)驗(yàn)”，在蛙坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本中，截?cái)嗤艿淖巧窠?jīng)可以導(dǎo)致蛙腓腸肌收縮，這一過(guò)程中，沒(méi)有涉及任何金屬，說(shuō)明生物電確實(shí)存在。生物電坐骨神經(jīng)腓腸肌在蛙的坐骨神經(jīng)上放置兩個(gè)微電極，并將它們連接到一個(gè)電表上。生物電在神經(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)也叫做神經(jīng)沖動(dòng)。興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)資料1無(wú)機(jī)鹽離子是細(xì)胞生活必需的，但這些無(wú)機(jī)鹽離子帶有電荷，不

能通過(guò)自由擴(kuò)散穿過(guò)磷脂雙分子層。資料2神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)外部分離子濃度。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根據(jù)資料分析，可以得到什么結(jié)論？高K+低Na+興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)興奮在神經(jīng)纖維上是以什么形式傳導(dǎo)的呢？它是怎樣產(chǎn)生的呢？靜息時(shí)神經(jīng)細(xì)胞Na+、K+分布特點(diǎn)？什么原因?qū)е翹a+和K+濃度不平衡的？靜息電位產(chǎn)生的機(jī)理、電位表現(xiàn)、結(jié)果分別是什么？動(dòng)作電位產(chǎn)生的機(jī)理、電位表現(xiàn)、結(jié)果分別是什么？自主閱讀教材P28，思考并解決以下問(wèn)題興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)K+膜內(nèi)高Na+膜外高靜息狀態(tài)動(dòng)作狀態(tài)Na+膜外高K+膜內(nèi)高刺激電位表現(xiàn)：形成原因：運(yùn)輸方式：電位表現(xiàn)：形成原因：運(yùn)輸方式：內(nèi)負(fù)外正K+外流協(xié)助擴(kuò)散內(nèi)正外負(fù)Na+內(nèi)流協(xié)助擴(kuò)散興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)Na＋

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局部電流的形成

在興奮傳導(dǎo)過(guò)程中膜內(nèi)外電流方向一致嗎？與興奮傳導(dǎo)方向有什么關(guān)系呢？興奮傳導(dǎo)形式：電信號(hào)（局部電流、神經(jīng)沖動(dòng)）興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)-+-------------------------------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++興奮部位未興奮部位未興奮部位刺激從興奮部位傳導(dǎo)到未興奮部位興奮傳導(dǎo)方向：雙向傳導(dǎo)（離體）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)方向解析離體神經(jīng)纖維上：雙向傳導(dǎo)

在中部刺激神經(jīng)纖維，會(huì)形成興奮區(qū)，而兩側(cè)臨近的未興奮區(qū)與該興奮區(qū)都存在電位差，都可以產(chǎn)生電荷移動(dòng)，形成局部電流，因此可以雙向傳導(dǎo)。反射過(guò)程中：?jiǎn)蜗騻鲗?dǎo)

在反射過(guò)程中，總是從感受器一端接受刺激產(chǎn)生興奮然后傳向另一端，再加上反射弧中突觸也決定興奮在反射弧中傳導(dǎo)方向是單向的。興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)-+-------------------------------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++興奮部位未興奮部位未興奮部位刺激局部電流方向：膜外從未興奮部位傳導(dǎo)到興奮部位，與興奮傳導(dǎo)方向相反膜內(nèi)從興奮部位傳導(dǎo)到未興奮部位，與興奮傳導(dǎo)方向相同興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)丹麥生理學(xué)家斯科（JensC.Skou）等人發(fā)現(xiàn)，鈉鉀泵是一種鈉鉀依賴的ATP酶，能分解ATP釋放能量，將膜外的K+運(yùn)進(jìn)細(xì)胞，同時(shí)將膜內(nèi)的Na+運(yùn)出細(xì)胞。細(xì)胞內(nèi)K+濃度高，細(xì)胞外Na+濃度高，正是由鈉鉀泵維持的。離子運(yùn)輸Na+進(jìn)細(xì)胞，K+出細(xì)胞1Na+出細(xì)胞，K+進(jìn)細(xì)胞2鈉鉀泵協(xié)助擴(kuò)散興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)膜電位的測(cè)量方法＋－軸突接膜電位記錄裝置刺激參考電極（相當(dāng)于負(fù)接線柱）記錄電極（相當(dāng)于正接線柱）興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)刺激后電表指針發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)刺激后電表指針發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)刺激①a點(diǎn)之前——靜息電位主要表現(xiàn)為K+外流，膜電位表現(xiàn)為外正內(nèi)負(fù)。②ac段——?jiǎng)幼麟娢坏男纬蒒a+大量?jī)?nèi)流，膜電位迅速逆轉(zhuǎn)，表現(xiàn)為外負(fù)內(nèi)正。③ce段——靜息電位的恢復(fù)K+大量外流，膜電位恢復(fù)為靜息電位，K+通道關(guān)閉。膜電位的解讀興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)Na+-K+泵：細(xì)胞內(nèi)K+濃度高，細(xì)胞外Na+濃度高，正是由鈉鉀泵維持的。吸K+排Na+興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)刺激膜電位的解讀④ef段——一次興奮完成后鈉鉀泵流入Na+泵出膜外,流出K+泵入膜內(nèi),以維持細(xì)胞外Na+濃度高和細(xì)胞內(nèi)K+濃度高的狀態(tài),為下一次興奮做好準(zhǔn)備。a-c：Na+內(nèi)流（協(xié)助擴(kuò)散）c-e：K+外流（協(xié)助擴(kuò)散）e-f：泵出Na+，泵入K+（主動(dòng)運(yùn)輸）興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)刺激膜電位的解讀a-c：Na+內(nèi)流（協(xié)助擴(kuò)散）c-e：K+外流（協(xié)助擴(kuò)散）e-f：泵出Na+，泵入K+（主動(dòng)運(yùn)輸）特殊強(qiáng)調(diào)：整個(gè)過(guò)程中，鈉鉀泵一直在發(fā)揮作用，并非只有ef段；整個(gè)過(guò)程中，細(xì)胞膜內(nèi)K+始終比膜外多，Na+始終比膜外少；興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)細(xì)胞外液中Na+、K+濃度變化對(duì)電位峰值的影響靜息電位主要是K+的平衡電位，就是K+向胞外擴(kuò)散達(dá)到平衡時(shí)的膜電位。由于此時(shí)細(xì)胞膜對(duì)Na+等離子的通透性極小，所以Na+濃度的改變不會(huì)影響靜息電位。動(dòng)作電位主要是Na+的平衡電位，就是Na+向胞內(nèi)擴(kuò)散達(dá)到平衡時(shí)的電位。由于此時(shí)細(xì)胞膜對(duì)K+等離子的通透性極小，所以K+濃度的改變不會(huì)影響動(dòng)作電位。Na+濃度只影響動(dòng)作電位的峰值，K+濃度只影響靜息電位的絕對(duì)值興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)①利用藥物Ⅰ阻斷Na＋通道；②利用藥物Ⅱ阻斷K＋通道；③利用藥物Ⅲ打開(kāi)Cl－通道，導(dǎo)致Cl－內(nèi)流；④將神經(jīng)纖維置于低Na＋溶液中利用藥物阻斷Na＋通道利用藥物Ⅱ阻斷K＋通道利用藥物Ⅲ打開(kāi)Cl－通道神經(jīng)纖維置于低Na＋溶液中興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)b、d點(diǎn)

，電表

發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

點(diǎn)先興奮，

點(diǎn)后興奮，電表發(fā)生

次相反偏轉(zhuǎn)(即先向

后向

偏轉(zhuǎn))刺激a點(diǎn):刺激c點(diǎn):bd