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

BYYUSHEN神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)第二章第三節(jié)老師：YY

時(shí)間：2024.08人教版·選擇性必修1BYYUSHEN本節(jié)聚焦興奮是如何在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)的？01興奮在突觸處是如何傳遞的？0203為什么不能濫用興奮劑和吸食毒品？BYYUSHEN問題探討短跑賽場(chǎng)上，發(fā)令槍一響，運(yùn)動(dòng)員會(huì)像離弦的箭一樣沖出?，F(xiàn)在世界短跑比賽規(guī)則規(guī)定，在槍響后0.1s內(nèi)起跑被視為搶跑。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)過了哪些結(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？1.經(jīng)過了耳（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（肌肉）等結(jié)構(gòu)。2.人類從聽到聲音到作出反應(yīng)起跑需要經(jīng)過反射弧的各個(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。BYYUSHEN一、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)坐骨神經(jīng)腓腸肌(意大利)伽爾瓦尼伽爾瓦尼實(shí)驗(yàn)

P32人類第一次將電現(xiàn)象與生命活動(dòng)聯(lián)系起來，他在論文中宣稱動(dòng)物的組織可產(chǎn)生生物電。用電流計(jì)測(cè)出了肌肉電流，證明了生物電的存在。BYYUSHEN生物科學(xué)史話P32（1）1786年，伽爾瓦尼發(fā)現(xiàn)掛在鐵柵欄銅鉤上的蛙腿被風(fēng)吹動(dòng)得左右搖晃，蛙腿一碰鐵柵欄，就能觀察到明顯的收縮。

他認(rèn)為這種收縮是肌肉內(nèi)部流出來并沿著神經(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。（2）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。（3）為此，伽爾瓦尼和他的后繼者設(shè)計(jì)了“無金屬收縮實(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，這一過程中，沒有涉及任何金屬，說明生物電確實(shí)存在。BYYUSHEN一、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)有人做過如下實(shí)驗(yàn)：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。BYYUSHEN一、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:ab++①靜息時(shí)，電表

測(cè)出電位變化，說明神經(jīng)表面各處電位

。沒有相等刺激-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接又

?；謴?fù)為正電位實(shí)驗(yàn)結(jié)論：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)。神經(jīng)沖動(dòng)在神經(jīng)纖維上是怎樣產(chǎn)生和傳導(dǎo)的？BYYUSHEN一、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)靜息時(shí)神經(jīng)元和肌肉細(xì)胞膜內(nèi)、外某些離子的濃度資料分析：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。①神經(jīng)細(xì)胞Na+、K+分布特點(diǎn)BYYUSHEN一、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋K＋靜息電位：內(nèi)負(fù)外正神經(jīng)纖維上的電位變化和局部電流：K＋K＋K＋K＋Na＋Na＋Na＋Na＋Na＋Na＋在未受到刺激時(shí)，神經(jīng)纖維處于靜息狀態(tài)。此時(shí)，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，而神經(jīng)細(xì)胞膜對(duì)不同離子的通透性各不相同：靜息時(shí)，膜主要對(duì)K＋有通透性，造成K＋外流，使膜外陽離子濃度高于膜內(nèi)。K+外流(協(xié)助擴(kuò)散)BYYUSHEN一、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)

＋＋＋＋＋＋＋＋

－－－－－－－－

＋＋＋＋＋＋＋＋Na＋Na＋Na＋Na＋Na＋

－－－－－－－－當(dāng)神經(jīng)纖維某一部位受到刺激時(shí)，細(xì)胞膜對(duì)Na＋的通透性增加，Na＋內(nèi)流，這個(gè)部位的膜兩側(cè)出現(xiàn)暫時(shí)性的電位變化，表現(xiàn)為內(nèi)正外負(fù)的興奮狀態(tài)。此時(shí)的膜電位稱為動(dòng)作電位（此部位為興奮部位）。動(dòng)作電位：內(nèi)正外負(fù)K＋K＋K＋K＋Na+內(nèi)流(協(xié)助擴(kuò)散)－－＋＋＋＋－－Na＋＋＋－－－－＋＋BYYUSHEN一、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)＋＋－－－＋＋＋＋＋＋＋－－－＋＋＋＋＋Na＋－－＋＋＋－－－－－－－＋＋＋－－－－－Na＋＋＋＋＋＋＋＋－－－＋＋＋＋＋＋＋＋－－－＋－－－－－－－＋＋＋－－－－－－－－＋＋＋－興奮部位與未興奮部位之間由于電位差的存在而發(fā)生電荷移動(dòng)，這樣就形成了局部電流。局部電流又刺激相近的未興奮部位發(fā)生同樣的電位變化，如此進(jìn)行下去，將興奮向前傳導(dǎo)，后方又恢復(fù)為靜息電位。膜內(nèi)：興奮部位（+）→未興奮部位（-）膜外：未興奮部位（+）→興奮部位（-）局部電流方向：興奮傳導(dǎo)的方向：興奮朝著遠(yuǎn)離（最初）刺激部位的方向傳導(dǎo)。結(jié)論：興奮在離體神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是

的，興奮的傳導(dǎo)方向與膜

電流相同，與膜

局部電流方向相反！雙向內(nèi)外BYYUSHEN一、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)——小結(jié)②動(dòng)作電位：電位：原因：①靜息電位：電位：原因：內(nèi)負(fù)外正K+外流內(nèi)正外負(fù)Na+內(nèi)流③-④興奮的傳導(dǎo)膜內(nèi)局部電流方向：膜外局部電流方向：思考：靜息狀態(tài)時(shí)一直要K+外流，而每傳來一次興奮就內(nèi)流進(jìn)來一些Na+。如果只發(fā)生K+外流或Na+內(nèi)流，各離子的內(nèi)外梯度就會(huì)不斷減少，直至無法發(fā)生被動(dòng)運(yùn)輸興奮部位→未興奮部位未興奮部位→興奮部位①K+在整個(gè)過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);BYYUSHEN知識(shí)拓展細(xì)胞膜上有結(jié)構(gòu)叫Na+-K+泵，它每消耗一個(gè)ATP分子,能逆濃度梯度泵出3個(gè)Na+和泵入2個(gè)K+。Na+-K+泵將流入的Na+泵出膜外,將流出的K+泵入膜內(nèi),始終維持細(xì)胞外Na+濃度高和細(xì)胞內(nèi)K+濃度高的狀態(tài),該過程屬于主動(dòng)運(yùn)輸,需消耗能量。BYYUSHEN一、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)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)纖維膜的外側(cè)和內(nèi)側(cè)電位差=膜內(nèi)電位—膜外電位，因此刺激前的靜息電位值為負(fù)。BYYUSHEN一、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)c-d：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__________。膜電位變化曲線解讀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____________；b-c：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____________；c：此時(shí)為零電位，內(nèi)外無電位差；靜息外正內(nèi)負(fù)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)Na+Na+內(nèi)流協(xié)助擴(kuò)散BYYUSHEN二、興奮在神經(jīng)元之間的傳遞在完成一個(gè)反射的過程中，興奮要經(jīng)過多個(gè)神經(jīng)元，一般情況下，相鄰的兩個(gè)神經(jīng)元并不是直接接觸的。興奮如何從神經(jīng)元末梢傳遞到另一個(gè)神經(jīng)元？BYYUSHEN二、興奮在神經(jīng)元之間的傳遞軸突末梢突觸小體：神經(jīng)元的軸突末梢經(jīng)多次分支，最后每個(gè)小枝末端膨大，呈杯狀或球狀。

BYYUSHEN二、興奮在神經(jīng)元之間的傳遞突觸：突觸小體可以與其他神經(jīng)元的胞體或樹突等相接近，共同形成突觸。BYYUSHEN二、興奮在神經(jīng)元之間的傳遞突觸前膜突觸間隙突觸后膜突觸小泡線粒體神經(jīng)遞質(zhì)受體神經(jīng)遞質(zhì)突觸小體(提供能量)(軸突末梢突觸小體的膜)(內(nèi)有組織液)(一般是下一個(gè)神經(jīng)元的細(xì)胞體膜或樹突膜，也可以是肌肉或者腺體的膜)(化學(xué)本質(zhì)是糖蛋白)能識(shí)別相應(yīng)的神經(jīng)遞質(zhì)并與之發(fā)生特異性結(jié)合(來自高爾基體)突觸BYYUSHEN二、興奮在神經(jīng)元之間的傳遞Na+內(nèi)流→動(dòng)作電位Cl-內(nèi)流→強(qiáng)化靜息電位【注意】一般情況下，興奮性神經(jīng)遞質(zhì)引起興奮，抑制性神經(jīng)遞質(zhì)引起抑制。【例外】例如興奮性神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿，作用于骨骼肌引起骨骼肌細(xì)胞興奮，但對(duì)心肌細(xì)胞則是抑制的，兩種不同效果的產(chǎn)生是原因是：心肌細(xì)胞上的受體和骨骼肌細(xì)胞上的受體類型不同。興奮和抑制的產(chǎn)生是神經(jīng)遞質(zhì)的種類和受體的類型共同決定的。神經(jīng)遞質(zhì)主要有：乙酰膽堿、氨基酸類（如谷氨酸、甘氨酸）、5-羥色氨、多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素等。

（小分子物質(zhì)）BYYUSHEN二、興奮在神經(jīng)元之間的傳遞軸突—胞體型軸突—樹突型神經(jīng)元之間軸突—肌肉細(xì)胞、

軸突—腺體細(xì)胞也可以視作突觸BYYUSHEN二、興奮在神經(jīng)元之間的傳遞①興奮到達(dá)突觸前膜所在的

，引起

向

移動(dòng)并釋放

；軸突末梢突觸小泡突觸前膜神經(jīng)遞質(zhì)②神經(jīng)遞質(zhì)通過_______________到

附近；突觸間隙擴(kuò)散突觸后膜的受體③神經(jīng)遞質(zhì)與

結(jié)合，形成

；突觸后膜的受體④突觸后膜上的

發(fā)生變化，引發(fā)

；離子通道電位變化⑤神經(jīng)遞質(zhì)被______或

。降解回收遞質(zhì)-受體復(fù)合物不消耗能量?jī)蓚€(gè)神經(jīng)元之間的信號(hào)轉(zhuǎn)化：電信號(hào)→化學(xué)信號(hào)→電信號(hào)BYYUSHEN二、興奮在神經(jīng)元之間的傳遞為什么興奮在神經(jīng)元之間的傳遞速度比在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)要慢？由于突觸處的興奮傳遞需要通過化學(xué)信號(hào)的轉(zhuǎn)換P29注意：興奮通過反射弧的時(shí)間長(zhǎng)短主要取決于

的數(shù)量，而不是神經(jīng)元的

。——突觸延擱突觸長(zhǎng)短興奮在神經(jīng)元之間的傳遞特點(diǎn)：?jiǎn)蜗騻鬟f原因：神經(jīng)遞質(zhì)只存在于突觸小泡中，只能由突觸前膜釋放，然后作用于突觸后膜上?！睢頑YYUSHEN二、興奮在神經(jīng)元之間的傳遞BYYUSHEN二、興奮在神經(jīng)元之間的傳遞興奮在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)與在神經(jīng)元之間傳遞的比較項(xiàng)目神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)神經(jīng)元之間的傳遞涉及細(xì)胞數(shù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)形式方向速度效果單個(gè)神經(jīng)元電信號(hào)-化學(xué)信號(hào)-電信號(hào)可雙向傳導(dǎo)單向傳遞迅速較慢電信號(hào)多個(gè)神經(jīng)元神經(jīng)纖維突觸使未興奮的部位興奮使下一個(gè)神經(jīng)元興奮或抑制BYYUSHEN思考與討論④刺激c點(diǎn)，電流計(jì)指針如何偏轉(zhuǎn)？①刺激a點(diǎn)左側(cè),電流計(jì)指針如何偏轉(zhuǎn)？②刺激b點(diǎn)(ab=bd)，電流計(jì)指針如何偏轉(zhuǎn)？③刺激ab之間的點(diǎn)，電流計(jì)指針如何偏轉(zhuǎn)？⑤刺激d點(diǎn)右側(cè)，電流計(jì)指針如何偏轉(zhuǎn)？發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)BYYUSHEN三、濫用興奮劑、吸食毒品的危害《中華人民共和國(guó)刑法》第357條規(guī)定：毒品是指鴉片、海洛因、甲基苯丙胺（冰毒）、嗎啡、大麻、可卡因以及國(guó)家規(guī)定管制的其他能夠使人形成癮癖的麻醉藥品和精神藥品。有些興奮劑就是毒品，會(huì)對(duì)人體健康帶來極大危害。①作用位點(diǎn)：往往是突觸②作用機(jī)理：促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)的合成和釋放速率干擾神經(jīng)遞質(zhì)與受體的結(jié)合影響神經(jīng)遞質(zhì)酶的活性（突觸前膜）（突觸后膜）（突觸間隙）麻黃素有機(jī)磷農(nóng)藥阿托品(散瞳)心得安BYYUSHEN二、興奮在神經(jīng)元之間的傳遞1.興奮劑原指能提高中樞神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能活動(dòng)的一類藥物。如今是運(yùn)動(dòng)禁用藥物的統(tǒng)稱?？稍鰪?qiáng)人的興奮程度、提高運(yùn)動(dòng)速度等。為了保證公平、公正，運(yùn)動(dòng)比賽禁止使用興奮劑。2.毒品指鴉片、海洛因、甲基苯丙胺(冰毒)、嗎啡、大麻、可卡因以及國(guó)家規(guī)定管制的其他能夠使人形成癮癖的麻醉藥品和精神藥品。有些興奮劑就是毒品，會(huì)對(duì)人體健康帶來極大的危害。BYYUSHEN二、興奮在神經(jīng)元之間的傳遞3.可卡因可卡因既是一種興奮劑也是一種毒品；它會(huì)影響大腦中與愉悅傳遞有關(guān)的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元利用神經(jīng)遞質(zhì)——多巴胺來傳遞愉悅感。在正常情況下，多巴胺發(fā)揮完作用后會(huì)被突觸前膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白從突觸間隙回收。吸食可卡因后，可卡因會(huì)使轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白失去回收多巴胺的功能，于是多巴胺就就留在突觸間隙持續(xù)發(fā)揮作用。BYYUSHEN二、興奮在神經(jīng)元之間的傳遞這樣，導(dǎo)致突觸后膜上多巴胺受體減少。當(dāng)可卡因藥效失去后，機(jī)體正常的神經(jīng)活動(dòng)受到影響，服藥者就必須服用可卡因來維持這些神經(jīng)元的活動(dòng)，于是形成惡性循環(huán)，毒癮難戒。BYYUSHEN二、興奮在神經(jīng)元之間的傳遞可卡因能干擾交感神經(jīng)的作用，導(dǎo)致心臟功能異常，還會(huì)抑制免疫系統(tǒng)的功能；吸食可卡因者可產(chǎn)生心理依賴性，長(zhǎng)期吸食易產(chǎn)生觸幻覺與嗅幻覺，最典型的是有蟲行蟻?zhàn)吒?，奇癢難忍，造成嚴(yán)重的抓傷甚至斷肢自殘、情緒不穩(wěn)定，容易引發(fā)暴力或攻擊行為；長(zhǎng)期大劑量使用可卡因后突然停藥，可出現(xiàn)抑郁、焦慮、失望、疲憊、失眠、厭食等癥狀。BYYUSHEN推斷假說與預(yù)期

有研究者提出一個(gè)問題：“當(dāng)神經(jīng)系統(tǒng)控制心臟活動(dòng)時(shí)，在神經(jīng)元與心肌細(xì)胞之間傳遞的信號(hào)是化學(xué)信號(hào)還是電信號(hào)呢？”為回答此問題，科學(xué)家進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。取兩個(gè)蛙的心臟（A和B，保持活性）置于成分相同的營(yíng)養(yǎng)液中，A有某副交感神經(jīng)支配，B沒有該神經(jīng)支配。AB學(xué)科網(wǎng)原創(chuàng)思維訓(xùn)練BYYUSHEN學(xué)科網(wǎng)原創(chuàng)思維訓(xùn)練AB

由此，科學(xué)家得出結(jié)論：該神經(jīng)釋放一種化學(xué)物質(zhì)，這種物質(zhì)可以使心跳變慢。

討論：在進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，科學(xué)家基于的假說是什么？實(shí)驗(yàn)預(yù)期是什么？A、B心臟均變慢推斷假說與預(yù)期AB材料處理結(jié)果結(jié)論有某副交感神經(jīng)無某副交感神經(jīng)刺激該神經(jīng)從A的營(yíng)養(yǎng)液中取一些液體注入B的