2.3神经冲动的产生和传导第1课时课件(共20张PPT)2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修1

(共20张PPT)
第二章 神经调节
第3节 神经冲动的产生和传导
（第一课时）
学习目标：
1.阐明静息电位和动作电位产生的机制。
2.阐述兴奋在神经纤维上的产生及传导机制。
短跑赛场上，发令枪一响，运动员会像离弦的箭一样冲出。现在世界短跑比赛规则规定，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？
2. 短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？
问题探讨
经过了耳（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（肌肉）等结构
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。
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经元之间(或神经元和其他细胞)的传递
运动员听到信号后神经产生兴奋，兴奋的传导经过了一系列的结构。那么，兴奋在反射弧中是以什么形式传导的？它是怎样传导的呢？
a
b
+
+
①静息时，电表 测出电位变化，说明神经表面各处电位 。
没有
相等
刺激
-
②在图示神经的左侧一端给予刺激时， 刺激端的电极处（a处）先变为 电位，接着 。
靠近
恢复正电位
负
-
③然后，另一电极（b处）变为 电位。
负
④接着又 。
恢复为正电位
(1)实验过程：
共发生了两次方向相反的偏转
1. 神经表面电位差实验
兴奋在神经纤维上的传导
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
兴奋在神经纤维上的传导
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 50 400 460 10
蛙神经元 15 120 120 1.5
从表中可得，细胞内_____浓度高，细胞外______浓度高。
(2)神经纤维兴奋传导的基础：
细胞膜内外K＋、Na＋分布不均
K+
Na+
2. 静息电位和动作电位的离子基础
膜内
膜外
Na +通道
K +通道
只在特殊时段开放，
且只允许Na+内流，协助扩散
持续开放，
只允许K+外流，协助扩散
Na+-K +泵
膜上三种通道蛋白
每消耗1分子ATP，泵出3个Na+的同时泵入2个K+，结果：细胞内K+始终高于膜外，细胞外Na+始终高于膜内，主动运输。
静息时，细胞膜上的钠钾泵是维持细胞膜内外Na+或K+浓度差的原因
2. 静息电位和动作电位的离子基础
膜外
膜内
K +通道
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
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
注：静息电位的形成与大小取决于K+的浓度差，与Na+无关！
电位表现：___________
形成原因：___________
运输方式：___________________
外正内负
K+外流
协助扩散（离子通道）
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
2. 静息电位和动作电位的离子基础
膜外
膜内
(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
+
+
+
-
-
-
电位表现：___________
形成原因：___________
运输方式：___________________
外负内正
Na+内流
协助扩散（离子通道）
(1)在兴奋部位和未兴奋部位之间由于________的存在而发生__________，这样就形成
了_________
(2)电流传导方向：膜外_______部位传导至_______
膜内_______部位传导至_______
兴奋传导的方向：
与膜___电流相同，与膜___电流相反。
兴奋部位
末兴奋部位
局部电流
3. 局部电流的形成
电位差
局部电流
未兴奋
兴奋
兴奋
未兴奋
电荷移动
内
外
(3)兴奋传导方向：兴奋部位 → 未兴奋部位
在反射过程中，兴奋只能从感受器传到效应器，因此，在生物体内的反射弧上，兴奋在神经纤维上的传导方向是单向的。
双向传导的前提除神经纤维需离体之外，刺激还不能发生在神经元的端点；在中部刺激神经纤维，会形成兴奋区，而两侧临近的未兴奋区与该兴奋区都存在电位差，形成局部电流，因此可以双向传导。
(1)在离体的神经纤维上：
(2)在反射弧上：
4. 兴奋传导的方向
双向传导
单向传导
— — —
+ + +
1. 静息电位表现为 ，是 形成的。
2. 动作电位表现为 ，是 形成的。
3. 兴奋部位与 部位之间存在电位差，形成了 。
4. 局部电流刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化，兴奋向前传导，原兴奋部位又恢复为 。
5. 兴奋在神经纤维上以 的形式传导。
6. 在膜外，兴奋传导的方向与局部电流方向 ；在膜内，兴奋传导的方向与局部电流方向 。
7. 传导方向特点： 。
内负外正
K+外流
内正外负
Na+内流
未兴奋
局部电流
静息电位
双向传导
在反射弧中，兴奋是 的。
单向传递
电信号
相同
相反
知识小结：
5. 膜电位变化曲线
(1)电表两极分别置于神经纤维的内侧和外侧
刺激后电表指针发生一次偏转
刺激
①a点之前
——静息电位
K+外流（协助扩散），
膜电位表现为外正内负
②ac段
——动作电位的形成
Na+内流（协助扩散），
膜电位表现为外负内正
③ce段
——静息电位的恢复
K+外流（协助扩散），
膜电位恢复为外正内负
5. 膜电位变化曲线
④ef段
—— 一次兴奋完成后
钠钾泵将Na+泵出膜外，K+泵入膜内（主动运输），以恢复细胞外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。
刺激
膜电位的解读
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）
特殊强调：
整个过程中，钠钾泵一直在发挥作用，并非只有ef段；
整个过程中，细胞膜内K+始终比膜外多，Na+始终比膜外少；
5. 膜电位变化曲线
(2)电表两极均置于神经纤维的外侧
刺激后电表指针发生两次方向相反的偏转
6. 电位大小变化的判断
①静息电位的大小取决于细胞内外K+浓度
②动作电位的大小取决于细胞内外Na+浓度
项目 静息电位绝对值 动作电位峰值
Na＋增加 不变 增大
Na＋降低 不变 变小
K＋增加 变小 不变
K＋降低 增大 不变
1.如图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。下列说法与图示相符的是
A.图中兴奋部位是B和C
B.图中弧线最可能表示局部电流方向
C.图中兴奋传导的方向是C→A→B
D.兴奋传导方向与膜外局部电流方向一致
√
典题应用
2.(2022·江苏无锡高二期中)如图为针刺引起的缩手反射活动中神经纤维上某一位点的膜电位变化情况。下列相关叙述正确的是
A.反射过程中，兴奋在神经纤维上的传导是双向的
B.图中ac段动作电位的形成由膜外大量钠离子内流所致
C.图中ae段钠离子和钾离子进行跨膜运输均不消耗能量
D.手指被刺后，大脑皮层产生痛觉的过程也是一次反射活动
√
A.表1记录得到图丙所示的双向电位变化曲线
B.图乙②点时Na＋的内流速率比①点时的大
C.图乙曲线处于③点时，图丙曲线正处于⑤点
D.图丙曲线处于④点时，图甲a处正处于静息电位状态
3.如图甲所示，在神经纤维上安装两个完全相同的灵敏电表。表1两电极分别在a、b处膜外，表2两电极分别在d处膜的内外侧，在bd中点c处给予适宜刺激，相关的电位变化曲线如图乙、图丙所示。下列分析错误的是
√
b、d点 ，电表 发生偏转。
点先兴奋， 点后兴奋，电表发生 次相反偏转(即先向 后向 偏转)
刺激a点:
刺激c点:
b
d
两
同时兴奋
不
左
右
刺激c点:
点先兴奋， 点后兴奋，电表发生 次相反偏转(即先向 后向 偏转)
b
d
两
左
右
刺激c点:
左
右
两
b处电流表先向 后向 偏转 次，肌肉发生收缩。
补充练习：