生物人教版(2019)选择性必修1 2.3神经冲动的产生和传导（共80张ppt）

(共80张PPT)
第2章 第3节
神经冲动的产生和传导
a
b
+
+
-
本节目标：
1.兴奋是如何在神经纤维上传导的？
2.兴奋在突触处是如何传递的？
3.为什么不能滥用兴奋剂和吸食毒品？
运动员听到枪响作出起跑的反应。
神经调节的基本方式。
　　在中枢神经系统参与下，机体对内外刺激产生的规律性应答反应。
反射
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？
耳蜗（感受器）
传入神经
神经中枢
（大脑皮层）
神经中枢
（脊髓）
传出神经
效应器
（传出神经末梢和它支配的肌肉）
反射的大致过程
产生兴奋
兴奋在反射弧中是以什么形式传导的？又是怎样传导的呢？
思考
反射弧
刺激
感受器
传入神经
神经中枢
传出神经
效应器
产生反应
指动物体或人体内某些细胞或组织感受外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
兴奋在神经元之间的传递
感受器
效应器
传入神经
传出神经
神经中枢
兴奋在神经纤维上的传导
1
2
一、兴奋在神经纤维上的传导
坐骨神经
腓肠肌
(意大利)伽尔瓦尼
1786年有一天，伽尔瓦尼在实验室解剖青蛙，把剥了皮的蛙腿，用刀尖碰蛙腿上外露的神经时，蛙腿剧烈地痉挛，同时出现电火花。经过反复实验，他认为痉挛起因于动物体上本来就存在的电，他还把这种电叫做“动物电”。
a
b
+
+
静息
指针不发生偏转
说明：神经表面各处电位相等
一、兴奋在神经纤维上的传导
a
b
+
+
左侧
刺激
指针向左偏转
说明：a处为负电位，电流方向为指针偏转方向
-
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一、兴奋在神经纤维上的传导
a
b
+
+
左侧
刺激
指针恢复
说明：
无电流，a处恢复为正电位，
a、b两处电位差为零
-
一、兴奋在神经纤维上的传导
a
b
+
+
-
左侧
刺激
指针向右偏转
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说明：
b处为负电位，电流方向为
指针偏转方向
一、兴奋在神经纤维上的传导
a
b
+
+
-
左侧
刺激
指针恢复
说明：
无电流，b处恢复为正电位，
a、b两处电位差为零
一、兴奋在神经纤维上的传导
说明：在神经系统中，兴奋是以_______的形式沿着神经纤维传导的。
电信号
这种电信号也叫做___________。
神经冲动
思考：神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的呢？
因此可以说，兴奋在神经纤维上的传递形式为：
___________________
神经冲动（电信号）
一、兴奋在神经纤维上的传导
我们先回顾一点知识
你知道Na+和K+分别是膜内更高还是膜外更高吗？
Na+膜外更高，K+膜内更高。正常细胞膜外Na 浓度约为膜内Na 浓度的12倍。膜内K+的浓度约为膜外的30倍。
内钾外钠
我们再补充一点知识
什么原因导致Na+和K+浓度不平衡的？
钠钾泵！每消耗一个ATP分子,逆电化学梯度泵出3个钠离子和泵入2个钾离子。保持膜内高钾,膜外高钠的不均匀离子分布。
膜上三种通道蛋白
膜内
膜外
Na +通道
K +通道
只在特殊时段开放，
只允许Na+内流，
协助扩散
持续开放，
只允许K +外流，
协助扩散
Na+-K +泵
未受刺激时：
膜内外变化：
膜外
膜内
K +通道
内负外正
K+外流
当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对离子的通透性是怎样的呢？
1.静息电位的形成
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注：静息电位的形成与大小取决于K+的浓度差，与Na+无关！
K+外流的方式：协助扩散
一、兴奋在神经纤维上的传导
-
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受到刺激时：
膜内外变化：
膜外
膜内
内正外负
Na+内流
2.动作电位的形成
注：此时钾离子还在外流，但是钠离子内流的量远比钾离子外流的量多，因此膜电位由“内负外正”变为“外负内正”
Na +通道
+
+
+
-
-
-
Na+内流的方式：协助扩散
一、兴奋在神经纤维上的传导
兴奋部位
末兴奋部位
局部电流
膜外:
未兴奋部位→兴奋部位
膜内:
兴奋部位→未兴奋部位
局部电流方向：
3. 局部电流的形成
兴奋部位的电位表现为内正外负，而邻近的未兴奋部位仍然是内负外正
，在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动，这样就形成了局部电流。
一、兴奋在神经纤维上的传导
4. 兴奋的传导方向
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+
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+
兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
刺激
双向、无衰减
兴奋传导的方向与膜内局部电流方向一致
一、兴奋在神经纤维上的传导
Na＋
Na＋
- - - -
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
++++
++++
- - - -
- - - -
+ + +
++++
- - -
- - -
Na＋
Na＋
++++
++++
- - -
- - -
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
局部电流刺激相近的_______部位产生同样的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又_______________。
未兴奋
恢复静息电位
5. 局部电流动画演示
一、兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经纤维上的传导
膜电位
传导方式
特 点：
静息电位
动作电位
钾离子外流
外正内负
影响因素：钾离子的浓度差
协助扩散
钠离子内流
外负内正
影响因素：钠离子的浓度差
电信号
电流方向
膜内：与兴奋传导方向相同
膜外：与兴奋传导方向相反
双向传导
注：在反射弧中，兴奋是单向传递的
无需能量，需载体蛋白
小结
1.关于人体神经细胞的叙述，正确的是（ ）
A. 神经细胞内的Na+含量往往多于细胞外
B. K+内流是产生和维持静息电位的主要原因
C. 静息电位与细胞膜内外特异的离子分布有关
D. 兴奋传导方向始终与膜外局部电流方向一致
应用探究
C
2.如图所示，当神经冲动在轴突上传导时，下列叙述错误的是（ ）
A. 乙区发生了Na+内流
B. 甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态
C. 乙区与丁区膜内局部电流的方向是从乙到丁
D. 据图可判断神经冲动的传导方向是从左到右
D
离体神经纤维某一部位受到适宜刺激时，受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化，产生神经冲动。
电位变化曲线的解读
如图为该部位受刺激前后，膜两侧电位差的变化。
a-b：此时为_____电位，电位表现为________，此时细胞膜主要对___有通透性，离子运输方向为______，运输方式为________；
b-c：此时细胞主要对____有通透性，离子运输方向为_______，运输方式为________；
c：此时为零电位，内外无电位差；
c-d：此时为_____电位，电位表现为________，此时细胞膜主要对___有通透性，离子运输方向为______，运输方式为________；
静息
外正内负
K+
K+外流
协助扩散
Na+
Na+内流
协助扩散
动作
内正外负
Na+
Na+内流
协助扩散
电位变化曲线的解读
膜电位为膜内电位减去膜外电位
d：动作电位峰值，峰值大小（以及bd段斜率）与_______________有关
d-e：此时为_____电位的恢复，__通道打开，此时细胞膜主要对___有通透性，离子运输方向为______，运输方式为________；
e-f：______活动加强，每消耗一个ATP分子，逆电化学梯度泵出3个___和泵入2个___，使膜内外离子分布恢复到初始静息水平；经钠钾泵的运输方式为_______；
静息
K+
K+
K+外流
协助扩散
钠钾泵
Na+
K+
主动运输
特殊强调：
①整个过程中，钠钾泵一直在发挥作用，并非只有ef段；
②整个过程中，细胞膜内K+始终比膜外多，Na+始终比膜外少.
膜内外Na+浓度差
电位变化曲线的解读
思考：细胞外液中Na+和K+浓度变化对静息电位和动作电位有影响吗？
有影响
Na+浓度只影响动作电位的峰值，
K+浓度只影响静息电位的绝对值
浓度变化 静息电位或动作电位的变化
细胞外Na+浓度增加
细胞外Na+浓度降低
细胞外K+浓度增加
细胞外K+浓度降低
动作电位的峰值变大
动作电位的峰值变小
静息电位绝对值变小
静息电位绝对值变大
3.离体神经纤维某一部位受到适当刺激时，受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化，产生神经冲动。图1表示该部位神经细胞的细胞膜结构示意图。图2表示该部位受刺激前后，膜两侧电位差的变化。下列叙述中，错误的是（ ）
D
应用探究
兴奋传导与电流表指针偏转问题
①刺激a点,电流计指针如何偏转？
②刺激c点（bc=cd），电流计指针如何偏转？
③刺激bc之间的一点，电流计指针如何偏转？
④刺激cd之间的一点，电流计指针如何偏转？
发生两次方向相反的偏转（因为b点先兴奋，d点后兴奋）
不偏转（因为b点和d点同时兴奋）
发生两次方向相反的偏转（因为b点先兴奋，d点后兴奋）
发生两次方向相反的偏转（因为d点先兴奋，b点后兴奋）
兴奋在神经元之间的传递
兴奋在神经纤维上的传导
1
2
上一个神经元
下一个神经元
●
●
●
●
●
●
●
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？通过什么结构呢？
突触
二、兴奋在神经元之间的传递
（一）突触小体
轴突末梢
神经元的________经过多次分支，最后每个小枝末端_____，呈___状或___状，叫做_______.
轴突末梢
膨大
杯
球
突触小体
线粒体(提供能量)
突触小泡(内含神经递质)
突触小体
（二）兴奋在神经元之间传递的结构基础——突触
1.概念
突触小体可以与其他神经元的______或_____等相接近，共同形成突触；
树突
细胞体
拓展思考：突触的后半部分一定是神经元的一部分吗？
不一定，也可能是肌肉细胞或某些腺体细胞
突触=突触小体？
×
B：轴突——树突
A：轴突——胞体
常见
C：轴突——轴突
D：树突——树突
轴突-树突型
轴突-胞体型
轴突-轴突型
2.突触种类
（二）兴奋在神经元之间传递的结构基础——突触
3.突触的结构
突触的结构包括_______、_______与_______；
突触前膜
突触间隙
突触后膜
兴奋传导的方向
突触前膜
突触间隙
突触后膜
（二）兴奋在神经元之间传递的结构基础——突触
4.突触各部分的组成
兴奋传导的方向
①突触前膜
②突触间隙
③突触后膜
突触前神经元_______的膜，还可以说是_________的膜
轴突末梢
突触小体
突触间隙中充满了_____
组织液
一般为突触后神经元_____或_______的膜，在效应器的突触中，也可能为______膜或某些__________的膜；
树突
细胞体
肌肉细胞
腺细胞
（二）兴奋在神经元之间传递的结构基础——突触
5.兴奋的传递过程
当神经冲动传到轴突末梢时
兴奋的传递过程
当神经冲动传到轴突末梢时
突触小泡受刺激向突触前膜移动
兴奋的传递过程
当神经冲动传到轴突末梢时
突触小泡受刺激向突触前膜移动
突触小泡膜与突触前膜融合，释放神经递质
神经递质释放的运输方式是_____，_____消耗能量，_______转运蛋白，体现了细胞膜__________________；
胞吐
需要
不需要
具有一定的流动性
兴奋的传递过程
受体
乙酰
胆碱
Na+通道
兴奋的传递过程
受体
乙酰
胆碱
神经递质经扩散通过突出间隙，与突触后膜上的相关受体结合
神经递质通过突触间隙的运到突触后膜的方式为_____，_______消耗能量,其快慢与_________ _和______等有关。
扩散
不需要
神经递质的浓度
温度
Na+通道
递质-受体复合物
兴奋的传递过程
受体
乙酰
胆碱
突触后膜上相关离子通道（Na+通道）打开
Na+通道
Na+内流引发突触后膜（下一个神经元）电位变化
-
+
-
+
+
+
-
-
+
+
+
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+
+
-
-
-
-
+
+
形成局部电流，兴奋在下一个神经元上传导开来
兴奋的传递过程
受体
乙酰
胆碱
神经递质发挥作用后与受体分开，并迅速被降解或回收进细胞
Na+通道
-
+
-
+
+
+
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+
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+
+
-
-
-
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+
+
回收进细胞
降解
受体
阅读教材P29，请完成兴奋在神经元之间传递的过程。
①兴奋到达突触前膜所在的 ，引起
向 移动并释放 ；
轴突末梢
突触小泡
神经递质
②神经递质通过_____________到
附近；
突触间隙扩散
突触后膜的受体
③神经递质与 结合，形成 ；
突触后膜的受体
④突触后膜上的 发生变化，引发 ；
⑤神经递质被______或_____。
降解
回收
递质-受体复合物
突触前膜
5.兴奋通过突触的传递过程
离子通道
电位变化
现学现用：识图
①__________ ②__________ ③__________ ④__________ ⑤__________ ⑥__________ ⑦__________ ⑧__________
⑨__________ ⑩__________
突触前膜
神经递质
突触后膜
受体
离子通道
线粒体
突触间隙
突触小泡
思考：怎么判断突触前膜和突触后膜？
⑩
⑨
突触
突触小体
形式
电信号
化学信号
电信号
轴突
突触小泡
突触前膜
突触间隙
突触后膜
6.兴奋在神经元之间的传递的形式
（二）兴奋在神经元之间传递的结构基础——突触
传导方向
单向
　　神经递质只存在于突触小泡中，只能由突触前膜释放，作用于突触后膜。
　　突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换
兴奋的传递速度比在神经纤维上传导要慢(存在“突触延搁”)。
7.兴奋在神经元之间的传递的方向
（二）兴奋在神经元之间传递的结构基础——突触
问：神经冲动从上一个神经元传到下一个神经元，下一个神经元一定兴奋吗？
不一定，下一个神经元兴奋或抑制。
主要与释放的神经递质有关！
神经递质
产生 与高尔基体、线粒体有关。
种类
作用机理 与突触后膜上的受体结合，形成递质-受体复合物，改变突触后膜对离子的通透性，引发电位变化。
去向 起作用后被降解或回收。
释放方式 胞吐（需要能量，无需蛋白质）体现了生物膜的流动性。
作用效果 使后膜兴奋或抑制。
突触小泡
神经递质
突触前膜
突触后膜
突触间隙
神经递质
受体
兴奋性递质：使下一神经元兴奋，如乙酰胆碱，
抑制性递质：使下一神经元抑制，如甘氨酸
BC
应用探究
　　1.下图是兴奋在神经元之间传递的示意图，关于此图的描述错误的是（　　　）
　　A. 神经递质是从①处释放的
　　B. 突触由①和③构成
　　C. 兴奋可以在①和③之间双向传递
　　D. ③上有特异性受体
B
　　2.如图为突触结构模式图，下列说法不正确的是（　　　）
　　A. 在a中发生电信号→化学信号的转变，信息传递需要能量
　　B. ①中内容物释放至②中主要借助于突触前膜的主动运输
　　C. ①中内容物使b兴奋时，兴奋处膜外为负电位
　　D. ②处的液体为组织液，传递兴奋时含有能被③特异性识别的物质
应用探究
8.兴奋在神经元之间的传递与电流表指针偏转问题
①刺激a点左侧,电流计指针如何偏转？
②刺激b点（bc=cd），电流计指针如何偏转？
③刺激c点，电流计指针如何偏转？
④刺激d点右侧，电流计指针如何偏转？
发生两次方向相反的偏转（因为a点先兴奋，d点后兴奋）
发生两次方向相反的偏转（因为a点先兴奋，d点后兴奋）
发生一次偏转（因为a点不兴奋，d点兴奋）
⑤上述③④现象发生的原因
发生一次偏转（因为a点不兴奋，d点兴奋）
神经元之间的兴奋的传递只能是单方向，因为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
使下个神经元兴奋或抑制
项目 在神经纤维上 在神经元之间
涉及细胞
结构基础
形式
方向
速度
效果
使未兴奋部位兴奋
单个神经元
突触
电信号→化学信号→电信号
电信号
迅速
较慢（有突触延搁）
可以双向
单向传递
多个神经元
神经纤维
9.兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递比较
兴奋传导的方向
突触前膜
上一个神经元的轴突
下一个神经元的树突或细胞体
突触
突触间隙
突触后膜
某些化学物质对突触的影响
突触小泡
神经递质
突触前膜
突触后膜
突触间隙
神经递质
受体
兴奋剂和毒品也是通过突触来起作用的
有些能促进神经递质的合成 和释放速率；
有些会干扰神经递质与受体的结合；
有些会影响分解神经递质的酶的活性。
兴奋剂
概念
原指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物。
如今是运动禁用药物的统称。
注意
为了保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。
作用
可增强人的兴奋程度、提高运动速度等。
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
毒品
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。
注意
有些兴奋剂就是毒品，会对人体健康带来极大危害。
《中华人民共和国刑法》第357条规定：
毒品
从鸦片战争到现在，我国人民同毒品的斗争从未停止过。
这不仅关系个人的命运，而且关系国家和民族的兴衰。
毒品
可卡因
既是兴奋剂，也是毒品。
作用
会影响大脑中与愉悦传递有关的神经元，这些神经元利用神经递质-多巴胺来传递愉悦感。
分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
①在正常情况下，多巴胺发挥完作用后会被_______上的_______从突触间隙_____
②吸食可卡因后，可卡因会使_______失去___________的功能，于是多巴胺就_______________________
③这样，导致突触后膜上_____________________
④当可卡因药效失去后，由于_____________，机体正常的神经活动受到影响，服药者就必须服用可卡因来____这些神经元的活动，于是形成恶性循环，毒瘾难戒
突触前膜
转运蛋白
回收
转运蛋白
回收多巴胺
就留在突触间隙持续发挥作用
多巴胺受体减少
多巴胺受体减少
维持
可卡因的上瘾机制
可卡因的其他危害
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，最典型的是有皮下虫行蚁走感，奇痒难忍，造成严重抓伤甚至断肢自残、情绪不稳定，容易引发暴力或攻击行为。
长期大剂量使用后突然停药，可出现抑郁、焦虑、失望、疲惫、失眠、厌食等症状。
分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害
禁毒
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。
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？”
为回答此问题，科学家进行了如下实验：
取两个蛙的心脏（A和B，保持活性）置于成分相同的营养液中，A有某副交感神经支配，B没有该神经支配；
A
B
区别假说与预期
思维训练
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？
发现问题
提出假说
实验预期
对实验结果的预测
A
B
区别假说与预期
思维训练
A B
材料
处理
结果
结论
有某副交感神经
无某副交感神经
刺激该神经
从A的营养液中取一些液体注入B的营养液中
心脏跳动减慢
心脏跳动也减慢
该神经释放一种化学物质，这种物质可以使心跳变慢。
化学信号
1.食用草乌炖肉是有些地方人们的饮食习惯，但草乌中含有乌头碱，乌头碱可与神经元上的钠离子通道结合，使其持续开放，从而引起呼吸衰竭，心律失常等症状，严重可导致死亡。下列判断合理的是（ ）
A. 乌头碱可使神经元持续处于静息状态而不能兴奋
B. 钠离子通道是胞外Na+内流和胞内K+外流共同的通道
C.钠离子通道持续开放会使神经纤维膜内Na+浓度高于膜外
D. 阻遏钠离子通道开放的药物可以缓解乌头碱中毒症状
D
应用探究
2. 下图所示为M、N两个神经元（示其细胞部分结构）之间形成的突触的亚显微结构：
突触是由图中的________（填数字序号）构成的； Ach（乙酰胆碱）是一种兴奋型递质，当刺激a处时， M神经元释放Ach并与_________结合，引起神经元N的兴奋。当完成一次兴奋传递后，Ach立即被乙酰胆碱酯酶分解，某种有机磷农药X可以抑制乙酰胆碱酯酶从而阻止Ach的分解，则该农药中毒时会导致的效应是 N神经元__________。
④⑤⑥
Ach受体
持续兴奋
应用探究
3. 科学家分离出两个蛙心进行心脏灌流实验，蛙心2的神经被剥离，蛙心1的神经未被剥离，实验处理及结果如下图所示。
下列叙述不正确的是（ ）
C
收缩强度
收缩强度
应用探究
测量方法 测量图解 测量结果
静息电位测量：电表两极分别置于神经纤维膜的_____和_____
动作电位测量：电表两极均置于神经纤维膜的外侧
内侧
外侧
电位的测量
检流计
坐骨神经
a
b
课堂总结
图析静息电位和动作电位的产生机制
若电表两极均置于神经纤维膜的外侧，电位变化曲线是？
电流计
a
b
A
B
受到刺激后，兴奋能先后传到A点和B点，所以电表将发生两次方向不同的偏转，会有两个方向不同的峰值。
A
B
①0～t1段
兴奋从刺激位点传到A点所用时间。
②t1～t2段
A点兴奋，Na+内流，形成动作电位所用时间。
③t2～t3段
K+外流，A点恢复静息电位所用时间。
t2
t3
t4
t5
t6
t1
A
B
④t3～t4段
A点恢复静息电位后兴奋传递到B点所用时间。
t3～t4时间长短与AB之间的距离有关。
t2
t3
t4
t5
t6
t1
A
B
⑥t5～t6段
K+外流，B点恢复静息电位所用时间。
⑤t4～t5段
兴奋到达B点，Na+内流，形成动作电位所用时间。
t2
t3
t4
t5
t6
t1
图析静息电位和动作电位的产生机制
电表两极分别位于神经纤维膜两侧相同位置。
电位差=膜内电位-膜外电位
若电表两极置于神经纤维膜的两侧，电位变化曲线是？
图析静息电位和动作电位的产生机制
——静息电位
与K+外流有关，为协助扩散，不耗能，使膜电位表现为外正内负。
ms
①a点之前
极化
图析静息电位和动作电位的产生机制
——动作电位的形成
与Na+内流有关，为协助扩散，不耗能，导致膜电位迅速逆转，表现为外负内正。
②ac段
刺激
ms
去极化
图析静息电位和动作电位的产生机制
③ce段
——静息电位的恢复
此时K+外流，为协助扩散，不耗能，膜电位恢复为静息电位后，K+通道关闭。
刺激
ms
复极化
图析静息电位和动作电位的产生机制
④ef段
Na+-K+泵主动运输，吸K+排Na+，以维持细胞外高Na+、细胞内高K+的状态，为下一次兴奋做好准备。
刺激
ms
超极化