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选择性必修一
第二章 神经调节
第3节 神经调节的基本方式 (课时1)
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。
问题探讨
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?
问题探讨
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?
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)
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。
兴奋在反射弧中是以什么形式传导的?
它又是怎样传导的?
问题探讨
01
兴奋在神经纤维上的传导
一
兴奋在神经纤维上的传导
1786年一天,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”。
坐骨神经
腓肠肌
一
兴奋在神经纤维上的传导
在蛙的坐骨神经上放置两个微电极,并将他们连接到一个电表上。
电表
一
兴奋在神经纤维上的传导
b
c
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
b
c
刺激
电表偏转了几次?
b
c
b
c
b
c
b
c
b
c
+
_
+
+
_
+
+
+
兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也叫做神经冲动。
结论:
一
兴奋在神经纤维上的传导
b
c
刺激
刺激位点在左侧时,电流的指针发生两次方向相反的偏转。
刺激
刺激位点在右侧时,电流的指针也发生两次方向相反的偏转。
刺激
刺激位点在两个电极的中间位置时,电流表的指针不发生偏转。
举一反三
b
c
b
c
右侧
左侧
中间
若在M点给予一适宜刺激。请下列判断不正确的是( )
A.若M点位于①的左侧,指针将出现两次反方向的偏转
B.若M点位于①②之间,且不在中点,指针将出现两次反方向的偏转
C.若M点位于①②之间,且在中点,指针将出现两次反方向的偏转
D.若M点位于②的右侧,指针将出现两次反方向的偏转
① ②
C
(1)神经细胞膜内外K+和Na+分布特点?
(2)静息时,膜主要对什么离子有通透性?
该离子的运输方式是什么?
(3)静息电位的膜内外电位表现如何?
兴奋在神经纤维上的传导
1.静息电位产生机制
Na+
膜外
膜内
膜外
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
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+
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+
+
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+
+
+
+
+
+
+
+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
Na+ 膜外 膜内
K+ 膜内 膜外
(4)静息电位K+外流后,此时的K+浓度膜内还高于膜外吗?
K+浓度膜内仍高于膜外。
(5)如何测静息时膜内外的电位?
静息电位
内负外正
_
+
静息电位产生原因动画视频演示
K+
Na+
K通道
Na通道
膜外
膜内
内负外正
K+外流
一、兴奋在神经纤维上的传导
1.静息电位产生机制
(1)当受到刺激时,膜对什么离子通透性增加?运输方式是?
(2)动作电位的膜内外电位表现如何?
动作电位(内正外负)
一、兴奋在神经纤维上的传导
2.动作电位产生机制(P28第二段)
Na+
膜外
膜外
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
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+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
(3)动作电位由Na+内流产生的,此时的Na+浓度膜外还高于膜内吗?
Na+浓度膜外仍高于膜内。
K+
Na+
K通道
Na通道
膜外
膜内
动作电位产生原因动画视频演示
一、兴奋在神经纤维上的传导
2.动作电位产生机制
问题:兴奋部位的电位表现为内正外负,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会发生什么现象呢?
-
+
-
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+
+
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+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
刺激
3.局部电流的形成
兴奋部位的电位表现为________,而邻近的未兴奋部位仍然是________,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_________
内正外负
内负外正
电位差
电荷移动
局部电流
局部电流方向:
①膜外:
部位→ 部位
②膜内:
部位→ 部位
未兴奋
兴奋
兴奋
未兴奋
兴奋的传导方向
双向传导
与兴奋传导方向相反。
与兴奋传导方向相同。
②在反射过程中
①在离体的神经纤维上
传导方向:________
传导方向:_________
单向传导
双向传导
问题:以上是用蛙的离体生物神经纤维做的实验。
注意:
在生物体内,通常兴奋来自感受器,因此,兴奋在生物体内的反射弧上的传导是单向传导。
那么兴奋在生物体内的反射弧上的传导是也双向传导的吗?
1.膜上某一点,产生动作电位产生及恢复过程的电位变化图
d
e
f
(静息电位
b
→动作电位
→静息电位)
技巧:起点终点都为静息电位,下凹的一边为K+外流
钠离子内流
钾离子外流
动作电位
静息电位
静息电位
1.细胞外液(膜外)Na+增加,
静息电位怎么变?动作电位怎么变?
2.膜外Na+减少,静息电位?动作电位?
3.膜外K+增加,静息电位?动作电位?
4.膜外K+减少,静息电位?动作电位?
☆改变细胞外液离子浓度,静息电位、动作电位的变化
Na+浓度差增大,Na+内流增多,
动作电位增大。静息电位不变。
Na+浓度差减小,Na+内流减少,
动作电位减少。静息电位不变。
K+浓度差减小,K+外流减少,
静息电位减小。动作电位不变。
K+浓度差增大,K+外流增多,
静息电位增大。动作电位不变。
左腿
右腿
传
入
传出
传
入
传出
☆脊蛙类问题动画
☆离子浓度类问题分析
溶液中离子浓度变化 静息电位变化 动作电位变化
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
不变
峰值下降
不变
峰值上升
上升
不变
不变
下降
一
兴奋在神经纤维上的传导
☆离子浓度类问题分析
三、电位变化曲线分析:图1
d
e
f
1.点a是什么电位?测量点a时,电流计的两个电极应该怎么连接?
点a是静息电位
内负外正
(1)两根都接膜外
(2)两根都接膜内
(3)一根接膜内一根接膜外
2.膜外为正电位,膜内为负电位,为什么测出来
的静息电位为-70?
-70
+60
测量静息电位时,将膜外侧电位定义为0
3.增加膜外Na+浓度,点a怎么移动?
4.增加膜外K+浓度,点a怎么移动?
不移动
上移
5.增加膜内K+浓度,点a怎么移动?
下移
结论:静息电位绝对值与 成正比。
K+浓度差
小本P346第3题的C
3.增加膜外Na+浓度,点c怎么移动?
降低膜外Na+浓度,点c怎么移动?
增加膜外K+浓度,点c怎么移动?
三、电位变化曲线分析:图1
d
e
f
1.ac段形成的原因是?
Na+通道打开, Na+内流
4.ce段形成的原因是?ef端形成的原因是?
-70
+60
2.点c是什么电位?
5.a→c形成动作电位,c→f恢复静息电位,整幅
图代表的是神经纤维上几个点的动作电位的产生与恢复?
不移动
结论:动作电位与 成正比。
Na+浓度差
动作电位
上移
下移
K+通道打开, K+外流
Na+—K+ 泵
1个点
三、电位变化曲线分析:图2
1.刚开始的膜电位(a)为0,则测该图时电表怎么接?
a
c
d
e
2.分析图中每一段形成的原因:
3.如果电表都接在膜内,则该图怎么画?
b
时间
f
(1)产生和维持神经细胞静息电位主要与K+有关( )
(2)兴奋沿神经纤维传导时细胞膜外Na+大量内流( )
(3)在完成反射活动的过程中,兴奋在神经纤维上的传导方向是双向的
( )
(4)刺激离体的神经纤维中部,产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导( )
(5)神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相同( )
√
√
×
√
判断正误
√
1.神经细胞处于静息状态时,细胞内外K+和Na+的分布特征是
A.细胞外K+和Na+浓度均高于细胞内
B.细胞外K+和Na+浓度均低于细胞内
C.细胞外K+浓度高于细胞内,Na+相反
D.细胞外K+浓度低于细胞内,Na+相反
√
2.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
√
跟踪训练