高中生物核心概念高考复习兴奋在神经元上产生传导和传递PPT课件
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刺激、兴奋和兴奋性的关系； 静息电位及其形成原理 ； 动作电位及其形成原理 动作电位的传导； 突触及其信息传递 。
刺激（stimulus）
活的机体或组织细胞所生存的环境，条件复杂、 多变，有一些环境条件变化与机体活动无关，有一 些能被机体或组织细胞所感受，并使它们的活动发 生变化。这种正在变化的并能被机体所感受的内外 环境条件被称为刺激。
刺激、兴奋和兴奋性
有效刺激
可被感受 正在变化
可兴奋组织
兴奋
反 抑制应
神经、肌肉、腺体三种组织均能在接受刺激后 迅速产生特殊生物电反应，因此三者被称为可兴奋 组织。
神经元的结构特点
单极细胞
双极细胞 多极细胞
神经元的结构特点
根据功能分： 感觉神经元
（传入神经元）
中间神经元
（联络神经元）
运动神经元
（传出神经元）
静息电位及其形成原理
细胞膜两侧存在电位差，以及此电位差在某种条 件下会发生波动，使细胞膜处于不同的电学状态。
人们将细胞安静时膜两侧保持的内负外正的的状 态Fra Baidu bibliotek为膜的极化；
当膜电位向膜内负值加大的方向变化时，称为膜 的超极化；
相反，膜电位向膜内负值减小的方向变化，称为 膜的去极化；
细胞受刺激后先发生去极化，再向膜内为负的静 息电位水平恢复，称为膜的复极化。
静息电位及其形成原理
28
1
K+
K+
Cl- Na+ 11
膜内
Na+ Cl13 30 膜外
离子浓度差=电位差
在静息状态下，细 胞膜内K+的高浓度和 安静时膜主要对K+的 通透性，是大多数细 胞产生和维持静息电 位的主要原因。（K+ 的平衡电位）
静息电位及其形成原理
细胞在静息状 态下存在于细 胞膜两侧的电 位差，称为静 息电位，也称 跨膜静息电位。
兴奋性（excitability）
兴奋性是活机体的另一个重要特征，同时也说明了活机体与周 围环境的另一种关系，即机体生存的环境条件改变时能引起机体活 动的变化。这种特性不仅完整机体有，组成机体的每一种活组织或 活细胞也具有这种特性。细胞直接生存的环境（称为内环境）条件 改变时同样引起生活的组织或细胞发生活动的变化。刺激引起的机 体或组织细胞活动的变化称为反应。反应是刺激引起的，反应本身 又是生命活动的特征，因此，广义地说，兴奋性是指活机体或活组 织细胞对刺激发生反应的能力。近些年来，人们对兴奋性提出了更 本质的理解。认为兴奋性的实质是细胞在受刺激时产生动作电位的 能力。兴奋就是指产生了动作电位。
细胞内外存在K+的浓度差（细胞内高钾）， K+具有从膜内侧向膜外 侧扩散的趋势（ K+外流）。虽然胞内A-的浓度也很高，但细胞膜对A-不能 通透，它只能因正负电荷的相互吸引作用，排列于细胞的内侧面。而扩散 出细胞的K+也不能远离膜，而排列在膜的外侧面。这样在膜的内外两侧就 形成了外正内负的电位差。K+的这种外向扩散不能无限制的进行，因为K+ 外流造成的外正内负的电场力，将阻碍带正电的K+继续外流，而且K+外流 愈多，这种电势的阻碍就会愈大。当促使K+外流的膜两侧K+浓度差势能， 与阻碍K+外流的电位差势能相等时，即膜两侧电-化学势的代数和为零时， K+外流量与回收（回到胞内）的量达到了动态平衡，K+的跨膜净移动为零， 此时膜两侧电位差就稳定在某一不再增大的数值，即静息电位。
静息电位及其形成原理 细胞膜内、外的离子浓度差
离子 细胞内液（mmol/L） 细胞外液（mmol/L） 平衡电位（mV）
K+
400
20
-75
Na+
50
Cl-
52
A-
385
440
+55
560
-60
-
-
A- 表示带负电的蛋白质基团
静息电位及其形成原理
安静时K+离子通过细胞膜扩散的实质是因为膜上有非门控 的K+离子通道。这种离子通道没有门，总是开着的。K+离子是 否通过和通过多少是由膜两侧的离子浓度差和电位差决定的。
动作电位及其形成原理
动作电位（action potential, AP）：指膜受刺 激后在原有的静息电位基础上发生的一次膜两侧电位 的快速而可逆的倒转和复原。由锋电位和后电位组成 的。锋电位是AP的主要成分，因此通常说AP时主要指 的是锋电位。 AP的幅度约为90～130mV，神经和骨骼 肌纤维的AP的去极化上升支超过0mV电位水平约35mV， 这一段称为超射。 神经纤维的AP一般历时0.5～ 2.0ms，可沿膜扩布，又称神经冲动。因此，兴奋和 神经冲动是动作电位的同意语。
根据性质不同可将刺激分为：机械的（包括振 动、扩张、压力）、化学的、温度的、电的、声的、 光的，生物的、放射性的等等，都存在时间的阈值。
兴奋（excitation）
机体对刺激所产生的反应是多种多样的，形式各异，但 都属于各器官或组织细胞的特有功能表现，如肌肉收缩、神 经传导、腺体分泌、纤毛运动、变形运动等等。这些功能表 现若在感受有效刺激后明显加强（由相对静止状态变为显著 活跃状态），生理学中称其为兴奋；感受有效刺激后功能表 现明显减弱，则称为抑制。抑制并不是无反应，而是与兴奋 过程相对立的另一种主动过程。如在动物实验中，以电刺激 家兔颈部交感神经，动物的心跳加快、加强（兴奋）；若刺 激颈部迷走神经，心跳减慢、减弱，甚至停止（抑制）。
神经元的结构特点
神经纤维是神经元突起的延长部分，由轴突或树突以及 鞘状结构组成。其主要功能是传导动作电位。 神经纤维传导神经兴奋的特征：
1、生理完整性 2、绝缘性 3、双向性 4、不衰减性 5、相对不疲劳性
静息电位及其形成原理
静息电位（resting potential，RP）：指细胞未受刺激 时存在于细胞膜内外两侧的电位差。将一对测量电极中的一个 放在细胞的外表面，另一个与微电极相连，准备刺入细胞膜内。 当两个电极都位于膜外时，电极之间不存在电位差。在微电极 尖端刺入膜内的一瞬间，示波器上显示一突然的电位跃变，表 明两个电极间出现电位差，膜内侧的电位低于膜外侧电位。该 电位差是细胞安静时记录到的，因此称为静息电位。 几乎所 有的动、植物细胞的静息电位都表现为膜内电位值较膜外为负， 如规定膜外电位为0，膜内电位可以负值表示，即大多数细胞 的静息电位在-10～-100mV之间。神经细胞的静息电位约为70mV，红细胞的约为-10mV。
刺激（stimulus）
活的机体或组织细胞所生存的环境，条件复杂、 多变，有一些环境条件变化与机体活动无关，有一 些能被机体或组织细胞所感受，并使它们的活动发 生变化。这种正在变化的并能被机体所感受的内外 环境条件被称为刺激。
刺激、兴奋和兴奋性
有效刺激
可被感受 正在变化
可兴奋组织
兴奋
反 抑制应
神经、肌肉、腺体三种组织均能在接受刺激后 迅速产生特殊生物电反应，因此三者被称为可兴奋 组织。
神经元的结构特点
单极细胞
双极细胞 多极细胞
神经元的结构特点
根据功能分： 感觉神经元
（传入神经元）
中间神经元
（联络神经元）
运动神经元
（传出神经元）
静息电位及其形成原理
细胞膜两侧存在电位差，以及此电位差在某种条 件下会发生波动，使细胞膜处于不同的电学状态。
人们将细胞安静时膜两侧保持的内负外正的的状 态Fra Baidu bibliotek为膜的极化；
当膜电位向膜内负值加大的方向变化时，称为膜 的超极化；
相反，膜电位向膜内负值减小的方向变化，称为 膜的去极化；
细胞受刺激后先发生去极化，再向膜内为负的静 息电位水平恢复，称为膜的复极化。
静息电位及其形成原理
28
1
K+
K+
Cl- Na+ 11
膜内
Na+ Cl13 30 膜外
离子浓度差=电位差
在静息状态下，细 胞膜内K+的高浓度和 安静时膜主要对K+的 通透性，是大多数细 胞产生和维持静息电 位的主要原因。（K+ 的平衡电位）
静息电位及其形成原理
细胞在静息状 态下存在于细 胞膜两侧的电 位差，称为静 息电位，也称 跨膜静息电位。
兴奋性（excitability）
兴奋性是活机体的另一个重要特征，同时也说明了活机体与周 围环境的另一种关系，即机体生存的环境条件改变时能引起机体活 动的变化。这种特性不仅完整机体有，组成机体的每一种活组织或 活细胞也具有这种特性。细胞直接生存的环境（称为内环境）条件 改变时同样引起生活的组织或细胞发生活动的变化。刺激引起的机 体或组织细胞活动的变化称为反应。反应是刺激引起的，反应本身 又是生命活动的特征，因此，广义地说，兴奋性是指活机体或活组 织细胞对刺激发生反应的能力。近些年来，人们对兴奋性提出了更 本质的理解。认为兴奋性的实质是细胞在受刺激时产生动作电位的 能力。兴奋就是指产生了动作电位。
细胞内外存在K+的浓度差（细胞内高钾）， K+具有从膜内侧向膜外 侧扩散的趋势（ K+外流）。虽然胞内A-的浓度也很高，但细胞膜对A-不能 通透，它只能因正负电荷的相互吸引作用，排列于细胞的内侧面。而扩散 出细胞的K+也不能远离膜，而排列在膜的外侧面。这样在膜的内外两侧就 形成了外正内负的电位差。K+的这种外向扩散不能无限制的进行，因为K+ 外流造成的外正内负的电场力，将阻碍带正电的K+继续外流，而且K+外流 愈多，这种电势的阻碍就会愈大。当促使K+外流的膜两侧K+浓度差势能， 与阻碍K+外流的电位差势能相等时，即膜两侧电-化学势的代数和为零时， K+外流量与回收（回到胞内）的量达到了动态平衡，K+的跨膜净移动为零， 此时膜两侧电位差就稳定在某一不再增大的数值，即静息电位。
静息电位及其形成原理 细胞膜内、外的离子浓度差
离子 细胞内液（mmol/L） 细胞外液（mmol/L） 平衡电位（mV）
K+
400
20
-75
Na+
50
Cl-
52
A-
385
440
+55
560
-60
-
-
A- 表示带负电的蛋白质基团
静息电位及其形成原理
安静时K+离子通过细胞膜扩散的实质是因为膜上有非门控 的K+离子通道。这种离子通道没有门，总是开着的。K+离子是 否通过和通过多少是由膜两侧的离子浓度差和电位差决定的。
动作电位及其形成原理
动作电位（action potential, AP）：指膜受刺 激后在原有的静息电位基础上发生的一次膜两侧电位 的快速而可逆的倒转和复原。由锋电位和后电位组成 的。锋电位是AP的主要成分，因此通常说AP时主要指 的是锋电位。 AP的幅度约为90～130mV，神经和骨骼 肌纤维的AP的去极化上升支超过0mV电位水平约35mV， 这一段称为超射。 神经纤维的AP一般历时0.5～ 2.0ms，可沿膜扩布，又称神经冲动。因此，兴奋和 神经冲动是动作电位的同意语。
根据性质不同可将刺激分为：机械的（包括振 动、扩张、压力）、化学的、温度的、电的、声的、 光的，生物的、放射性的等等，都存在时间的阈值。
兴奋（excitation）
机体对刺激所产生的反应是多种多样的，形式各异，但 都属于各器官或组织细胞的特有功能表现，如肌肉收缩、神 经传导、腺体分泌、纤毛运动、变形运动等等。这些功能表 现若在感受有效刺激后明显加强（由相对静止状态变为显著 活跃状态），生理学中称其为兴奋；感受有效刺激后功能表 现明显减弱，则称为抑制。抑制并不是无反应，而是与兴奋 过程相对立的另一种主动过程。如在动物实验中，以电刺激 家兔颈部交感神经，动物的心跳加快、加强（兴奋）；若刺 激颈部迷走神经，心跳减慢、减弱，甚至停止（抑制）。
神经元的结构特点
神经纤维是神经元突起的延长部分，由轴突或树突以及 鞘状结构组成。其主要功能是传导动作电位。 神经纤维传导神经兴奋的特征：
1、生理完整性 2、绝缘性 3、双向性 4、不衰减性 5、相对不疲劳性
静息电位及其形成原理
静息电位（resting potential，RP）：指细胞未受刺激 时存在于细胞膜内外两侧的电位差。将一对测量电极中的一个 放在细胞的外表面，另一个与微电极相连，准备刺入细胞膜内。 当两个电极都位于膜外时，电极之间不存在电位差。在微电极 尖端刺入膜内的一瞬间，示波器上显示一突然的电位跃变，表 明两个电极间出现电位差，膜内侧的电位低于膜外侧电位。该 电位差是细胞安静时记录到的，因此称为静息电位。 几乎所 有的动、植物细胞的静息电位都表现为膜内电位值较膜外为负， 如规定膜外电位为0，膜内电位可以负值表示，即大多数细胞 的静息电位在-10～-100mV之间。神经细胞的静息电位约为70mV，红细胞的约为-10mV。