高中生物新教材选择性必修一2-3 神经冲动的产生和传导

这种电信号也叫神经冲动（neural impulse）。
神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？
•兴奋在神经纤维上以电信号传导
在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态
静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度
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
CONTENTS
1 兴奋在神经纤维上的传导
2 兴奋在神经元之间的传递
3
习题巩固
•兴奋在神经元之间的传递——突触小体
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，叫作突触小体。
•兴奋在神经元之间的传递——突触
突触小体可以与
其他神经元的细胞体
突触小泡
或树突等相接近，共 同形成突触，完成神 神经递质
兴奋性递质 如乙酰胆碱 抑制性递质 如甘氨酸
(2)释放方式:胞吐 体现生物膜的流动性
突触小泡 神经递质
(3)作用: 引起下一个神经元兴奋或抑制
(4)去向: 神经递质与受体结合后，神经递质会与受体开，并迅速被降解或回收
进细胞，以免持续发挥作用。
a.被相应的酶降解 b.被突触前膜回收
•滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
突触后膜
电信号
化学信号
电信号
神经元与肌肉细胞或某些腺体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。
•兴奋在神经元之间的传递——神经递质
主要有乙酰胆碱、氨基酸（如谷氨酸、甘氨酸）、 5-羟色氨、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等。
(1)种类
•小结
- - - ++++++++ +++--------
Na+
+++-------- - - ++++++++
++++- - - ++++ - - - - +++- - - -
Na+
- - - - +++- - - ++++- - - ++++
+++++++- - - + - - - - - - - +++-
未兴奋部位
兴奋部位
未兴奋部位
刺激
++++++++++-- --+++++++++++
- - - - - - - - - - - - - -+ + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -+ + + + - - - - - - - - - - - - - -
膜外 膜内 膜外
Na+ Na+
K+ Na+
+- +- +- +- +- +- +- +- +-+- +- +- +- +-
K+
K+
K+ K+
-+
-+
-
-+
-+
-+K+-+
-+K-++
-+
Na+
-+ -+ -+
Na+
静息时，细胞膜主要 对K +有通透性，即K +通 道开放，K +外流，膜电 位表现为外正内负，称为
Na+
- - - - - - - ++++++++++- - - +
刺激
未兴奋部位 兴奋部位 静息状态 兴奋状态
K+外流
Na+内流
静息电位 动作电位 (外正内负) (外负内正)
局部电流
刺激
未兴奋部位
Na+内流
•补充拓展
①K+在整个过程中都是由高浓度到低浓度运输,K+外流需要通道蛋白的 协助,属于被动运输(协助扩散);
•兴奋在神经纤维上以电信号传导
枪乌贼的神经元是研究神经兴奋的好材料。研究表明,当改变神经元 轴突外Na+浓度的时候，静息电位并不受影响，但动作电位的幅度会随着 Na+浓度的降低而降低。
（1）请对上述实验现象作出解释。 静息电位与神经元内的K+外流相关而与Na+无关，故神经元轴突外Na+浓度 的改变不影响静息电位。动作电位与神经元外的Na+内流相关，细胞外Na+ 浓度降低，细胞内外Na+浓度差变小，Na+内流减少，动作电位值下降。
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
•可卡因的其他危害
此外，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；
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_虫__行__蚁__走__感__，奇痒难忍，造成严重的抓伤甚 至断肢自残、情绪不稳定，容易引发暴力或攻击行为； 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；
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。
•神经冲动的产生和传导
兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经元之间的传递
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？
•兴奋在神经纤维上的传导
溶液中离子浓度变化
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
静息电位变化
不变
不变 上升 下降
动作电位变化
峰值下降
峰值上升 不变 不变
•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。 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?
•课堂小结
•思维训练——区别假说与预期
有研究者提出一个问题：“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？”为了回答这一 问题，科学家进行了如下实验。取两个蛙的心脏(A和B,保持活性）置 于成相同的营养液中，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。
③神经递质与突触后膜的受体 结 合，形成递质-受体复合物 ；
④突触后膜上的离子通道发生变 化，引发 电位变化 ；
⑤神经递质被_降__解__或_回__收__
•兴奋在神经元之间的传递特点
a.单向传递 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。
b.传递速度比在神经纤维上慢 突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换。 轴突 突触小泡 突触前膜 突触间隙
(2)注意:
有些兴奋剂就是毒品，它们会对人体健康带来极大的危害。
•滥用兴奋剂、吸食毒品的危害——可卡因
可卡因既是一种 兴奋剂 也是一种 毒品 ；它会影响大脑中与 愉快传递 有关的神经元，这些神经元利用神经递质多巴胺 来传递 愉悦感。
•可卡因成瘾机制
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
②Na+在动作电位产生时内流,Na+的内流需要通道蛋白,同时从高浓度到 低浓度运输,故属于被动运输(协助扩散);
③一次兴奋完成后,钠钾泵将流入的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,属于主动运输,需消耗能量。
•膜电位的测量方法
K+大量外流,膜电位恢复为 静息电位后,K+通道关闭。
•膜电位曲线解读
刺激
④ef段 ——一次兴奋完成后 钠钾泵将流入的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。
a-c:Na+内流(协助扩散) c-e:K+外流(协助扩散) e-f:泵出Na+，泵入K+(主动运输)
•珍爱生命，远离毒品
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， 是我们每个人应尽的责任和义务。
第2章第三节 神经冲动的产生和传导
CONTENTS
1 兴奋在神经纤维上的传导
2 兴奋在神经元之间的传递
3
习题巩固
•问题探讨
赛场上，发令枪一响，运动员会像离弦 的箭一样冲出。现在世界田径比赛规则规定， 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？ 经过了耳蜗（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（传出神经末梢和肌肉）等结构。
Na+ 静息电位。
Na+
Na+
•兴奋在神经纤维上以电信号传导——兴奋状态
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
膜外 膜内 膜外
Na+
Na+ Na+
K+
K+ K+
Na+ Na+
受到刺激时，细胞膜对Na +
+- +- -+ +- +- +- +- +- +-+- +- +- +- +-
50
400
460
10
蛙神经元
15
120
120
1.5
哺乳动物肌肉细胞
10
140
150
4
①神经细胞Na+、K+分布特点
神经细胞外的Na+浓度比膜内要高，K+浓度比膜内低。
•兴奋在神经纤维上以电信号传导——静息状态
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
(一)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影响神经递质的释放 ②影响神经递质与受体的结合 ③影响神经递质的清除
•滥用兴奋剂、吸食毒品的危害——兴奋剂与毒品
1.兴奋剂
(1)概念: 原指能 提高中枢神经系统机能活动 如今是 运动禁用药物 的统称。
经元之间的兴奋传递。 突触前膜
线粒体
突 突触间隙 触
突触后膜
神经递质受体
•兴奋在神经元之间的传递——突触的常见类型
轴突——胞体
轴突——树突
•兴奋在神经元之间的传递
①兴奋到达突触前膜所在 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 ；
②神经递质通过突__触__间__隙__扩__散__到 突触后膜的受体 附近；
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
（2）若要测定枪乌贼神经元的正常电位，应该在何种溶液中测定？为什么？
要测定枪乌贼神经元的正常电位，应在钠钾离子浓度与内环境相同的环境 中进行。因为体内的神经元处于内环境之中，其钠钾离子具有一定的浓度， 要使测定的电位与体内的一致，也就必须将神经元放在钠钾离子浓度与体 内相同的环境中。
•膜电位的影响因素
的通透性增加，Na + 内流，使 兴奋部位膜内侧阳离子浓度高
K+
-+ -+
K+
+K-++-
K+ K+
+- +- +- +-
-+ -+
-+
-+
Na+
Na+
-+ -+
Na+
于膜外侧， 膜电位表现为外负 内正，称为动作电位，并与相 邻部位产生电位差。
K+ Na+ Na+
•兴奋在神经纤维上双向传导——离体状态
方法
电表两极均置于神经 纤维膜的外侧
方法 电表两极分别置于神 经纤维膜的内侧和外 侧
图解
图解
结果
结果
•膜电位曲线解读
刺激
①a点之前 ——静息电位 主要表现为K+外流,
使膜电位表现为外正内负。
②ac段 ——动作电位的形成 Na+大量内流,导致膜电
位迅速逆转,表现为外负内正。
③ce段 ——静息电位的恢复
的一类药物，
(2)作用: 兴奋剂具有增强_人__的__兴__奋__程__度__、提高_运__动__速__度___等作用。 为了保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。
2.毒品 (1)概念: 指 鸦片、 海洛因 、 甲基苯丙胺(冰毒) 、 吗啡 、大麻 、 可卡因 以 及国家规定管制的其他能够使人 形成瘾癖 的 麻醉 药品和 精神 药品。
刺激
+-
a
结论
①静息时,电表 没有 测出电位变化,说明神经
表面各处电位 相等 。
-+ ②在图示神经的左侧一端给予刺激时， 靠近 刺激端
b
的电极处（a处）先变为 负 电位，接着 恢复正电位 。 ③然后，另一电极（b处）变为 负 电位。
④接着又 恢复为正电位 。
共发生了两次方向相反的偏转
在神经系统中，兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，