2.3 神经冲动的产生和传导(共40张PPT)

(共40张PPT)
第二章 神经调节
第3节 神经冲动的产生和传导
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。
思考：从运动员听到枪响到作出起跑的反应，信号的传导经过了那些结构？
感受器（耳）、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（传出神经末梢和它所支配的肌肉）
短跑赛场
思考：短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？
人类从听到声音到做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
问题探讨
神经元之间
根据图解写出膝跳反射具体的反射弧
感受器(肌梭)→传入神经→神经中枢(脊髓)→传出神经→效应器
伸肌
屈肌
肌梭
思考：兴奋在神经纤维上是以什么形式传导的呢？
神经纤维
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”。
一. 兴奋在神经纤维上的传导
a
b
+
+
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
刺激
-
②在图示神经的左侧一端给予刺激时，a处先变为
电位，接着 。
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
——蛙坐骨神经表面电位差实验
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，这种电信号也叫神经冲动。（P27）
问1：共发生了几次偏转？方向如何？
问2：兴奋在神经纤维上以什么形式传导？
一. 兴奋在神经纤维上的传导
静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度
在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态
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 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
思考：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。
思考：静息时膜内外离子浓度差形成的原因是什么？
一. 兴奋在神经纤维上的传导
1.静息电位产生机制
1.静息电位产生机制
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
Na+
膜外
膜内
膜外
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
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-
-
-
-
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-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
“生物电”发生的膜学说：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，称为静息电位。
(1)原因：
(2)结果：
一. 兴奋在神经纤维上的传导
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
外正内负
K+外流
1.静息电位产生机制
思考：动作电位产生的机理是什么？
一. 兴奋在神经纤维上的传导
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
Na+
膜外
膜内
膜外
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
受到刺激时，细胞膜对Na +的通透性增加，Na + 内流，使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧， 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。
2.动作电位产生机制
(1)原因：
(2)结果：
一. 兴奋在神经纤维上的传导
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
2.动作电位产生机制
思考：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？
一. 兴奋在神经纤维上的传导
Na＋
Na＋
- - - -
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
++++
++++
- - - -
- - - -
++++
++++
- - - -
- - - -
Na＋
Na＋
++++
++++
- - - -
- - - -
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
局部电流动画视频演示
3.局部电流的形成
兴奋部位与未兴奋部位之间由于电位差发生电荷移动形成局部电流，如此依次进行下去，兴奋不断地向前传导，后方恢复静息电位。
思考：在兴奋传导过程中膜内外电流方向一致吗？与兴奋传导方向有什么关系呢？
一. 兴奋在神经纤维上的传导
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
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-
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-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
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+
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+
+
+
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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
（1）兴奋传导方向：
从兴奋部位传导到未兴奋部位
一. 兴奋在神经纤维上的传导
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
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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
（2）局部电流方向：
①膜外从未兴奋部位传导到兴奋部位，与兴奋传导方向相反
②膜内从兴奋部位传导到未兴奋部位，与兴奋传导方向相同
一. 兴奋在神经纤维上的传导
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
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+
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+
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+
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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
（3）兴奋传导形式：
电信号（局部电流、神经冲动）
一. 兴奋在神经纤维上的传导
（4）兴奋传导特点：
双向传导
以上是用蛙的坐骨神经实验，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？
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
在反射过程中，总是从感受器一端接受刺激产生兴奋然后传向另一端，再加上反射弧中的突触也决定兴奋在反射弧中的传导方向是单向的。
原因：
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，都可以产生电荷移动，形成局部电流，因此可以双向传导。
原因
一. 兴奋在神经纤维上的传导
丹麦生理学家斯科（Jens C.Skou）等人发现，钠钾泵是一种钠钾依赖的ATP酶，能分解ATP释放能量，将膜外的K+运进细胞，同时将膜内的Na+运出细胞。细胞内K+浓度高，细胞外Na+浓度高，正是由钠钾泵维持的。
Na+进细胞，K+出细胞：协助扩散
Na+出细胞，K+进细胞：主动运输
（钠钾泵）
思考：神经细胞每兴奋一次，会有部分Na+内流和部分K+外流，长此以往，神经细胞膜内高K+膜外高Na+的状态将不复存在。这个问题是如何解决的呢？
一. 兴奋在神经纤维上的传导
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)
1.刺激a点:
2.刺激c点:
b
d
两
同时兴奋
不
左
右
一. 兴奋在神经纤维上的传导
电流表指针偏转问题
3.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
(bc=cd)
(bc4.刺激c点:
b处电流表先向 后向 偏转 次，肌肉发生收缩。
左
右
两
一. 兴奋在神经纤维上的传导
电流表指针偏转问题
若在图甲所示神经的右侧给予一适当的刺激，则电流表偏转的顺序依次是
A.②→①→②→③→② B.②→③→②→①→②
C.③→②→①→②→③ D.③→②→①→②→③
A
1、电表两极分别置于神经纤维的内侧和外侧
一. 兴奋在神经纤维上的传导
膜电位变化曲线问题
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
膜电位变化曲线问题
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
了解：为什么e点比a点低而不是持平？
恢复静息电位的力道比较大，会使膜电位的恢复超过静息电位值，产生一个比静息电位还要负的电位，这种现象叫超极化。
注意：
（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，K+始终膜内多于膜外，Na+始终膜外多于膜内；
（3）整个过程中，动作电位的传导不会随着时间而衰减。
2、电表两极均置于神经纤维的外侧
一. 兴奋在神经纤维上的传导
膜电位变化曲线问题
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
静息电位不变，动作电位的峰值变大
静息电位不变，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
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
一. 兴奋在神经纤维上的传导
电位大小变化的判断
兴奋在神经纤维上传导
①传导形式：
②电位变化
静息电位 内负外正 K+外流（K+通道，协助扩散）
动作电位 内正外负 Na+内流（Na+通道，协助扩散）
③局部电流方向
（由+到-）
膜内电流方向与兴奋方向相同
膜外电流方向与兴奋方向相反
④传导方向：
电信号（神经冲动）
双向传导
吸钾排钠 钠钾泵 （主动运输，消耗能量）
兴奋在神经元之间的传递
1. 突触小体：神经元的轴突末梢经多次分支，最后每个小枝末端膨大，呈杯状或球状。
轴突末梢
突触小体
二. 兴奋在神经元之间的传递
突触前膜
突触间隙
（组织液）
突触后膜
突触
突触小泡
线粒体
神经递质
受体
神经递质
二. 兴奋在神经元之间的传递
2.突触：突触小体可以与其他神经元的细胞体或树突等相接近，共同形成突触。
（化学本质：糖蛋白）
B：轴突(突触前膜)——树突(突触后膜)
A：轴突(突触前膜)——胞体(突触后膜)
常见
C：轴突——轴突
D：树突——树突
3.突触类型
二. 兴奋在神经元之间的传递
轴突—肌肉细胞、轴突—腺体细胞
神经元与肌肉细胞或某些腺体之间也是通过突触联系，神经元释放的神经递质也可以作用于这些肌肉细胞或腺细胞，引起肌肉收缩或腺体分泌。
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
突触前神经元
突触后神经元
突触间隙
突触后膜
突触前膜
兴奋在神经元之间的传递过程动画演示
神经递质被降解或回收。
兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢，引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质（化学物质）。
神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近。
神经递质与突触后膜上的受体结合。
突触后膜上的离子通道发生变化，引发电位变化。
突触中信号转换：
电信号→化学信号→电信号
4.突触中信号传递过程
二. 兴奋在神经元之间的传递
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
突触小泡的形成与_________(细胞器)有关，胞吐过程中需要的能量主要来自_______(细胞器)
高尔基体
线粒体
4.突触中信号传递过程
二. 兴奋在神经元之间的传递
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__________________和______等有关。
扩散
不需要
神经递质的浓度
温度
神经递质与受体的结合具有_____性；受体的化学本质是_______________；
神经递质与受体结合，体现了细胞膜的功能:______________________。
特异
蛋白质(糖蛋白)
进行细胞间的信息交流
原因是神经递质储存于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜。
单向传递
5.突触中信号传递特点
思考：神经元之间的信号传递为什么是单向传递的？
二. 兴奋在神经元之间的传递
轴突
突触小泡
突触前膜
突触间隙
突触后膜
电信号
化学信号
电信号
突触处的信号传递需要通过化学信号的转换。
6.突触处信号的传递速度比在神经纤维上传导要慢
乙酰胆碱、胺类（多巴胺、5-羟色胺）、氨基酸类（谷氨酸、甘氨酸）、激素类（肾上腺素）、NO等。
兴奋性递质：
抑制性递质：
Na+通道打开，Na+内流，后膜产生动作电位，后神经元兴奋
Cl-通道打开，Cl-内流后，强化外正内负的静息电位，使后膜难以兴奋，表现为抑制作用
7.神经递质
（1）化学本质：
（2）种类和作用：
化学物质
二. 兴奋在神经元之间的传递
（3）神经递质去向：
神经递质会与受体分开，并迅速被降解或回收进细胞。
避免持续起作用，为下一次兴奋做准备。
（4）神经递质被降解或回收的意义：
兴奋在神经纤维上传导和在神经元之间传递的区别
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经元之间的传递
速度
方向
传导方式
耗能的多少
快
慢
双向
单向
少
多
电信号(神经冲动)
化学信号(神经递质)
二. 兴奋在神经元之间的传递
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ab之间的点，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）
发生两次方向相反的偏转（因为a点先兴奋，d点后兴奋）
二. 兴奋在神经元之间的传递
电流表指针偏转问题
④刺激c点，电流计指针如何偏转？
⑤刺激d点右侧，电流计指针如何偏转？
发生一次偏转（因为a点不兴奋，d点兴奋）
⑥上述④⑤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
电流表指针偏转问题
二. 兴奋在神经元之间的传递
“三看法”判断电表指针偏转
看电表在“一个”还是“两个”神经纤维
电表指针的偏转
在“一个” 神经纤维上
在“两个” 神经纤维上
电表“外”
电表“内”
一定会发生两次方向相反的偏转
偏转或不偏转
注意距离是否相等
看刺激点位置
看刺激点位置
在突触前膜的神经纤维上
发生两次方向相反的偏转
在突触后膜的神经纤维上
发生一次偏转
1.化学物质对神经系统产生影响的作用机理
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)某些药物与突触后膜上的受体结合，兴奋无法在细胞间传递，导致肌肉松弛(肌无力)。
(2)药物抑制分解神经递质的酶的活性，使神经递质持续作用于突触后膜上的受体，导致肌肉僵直、震颤。
(3)药物止痛机理：药物与神经递质争夺突触后膜上的特异性受体，阻碍兴奋的传递；药物阻碍神经递质的合成与释放。
三. 滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
冰毒
可卡因
吗啡
摇头丸
海洛因
罂粟
2.常见的兴奋剂与毒品
三. 滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
可卡因的其他危害
此外，可卡因能干扰__________的作用，导致_________异常，还会抑制__________的功能；
吸食可卡因者可产生__________，长期吸食易产生_______与_______，最典型的是有___________，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_______、_______、失望、疲惫、失眠、厌食等症状；
交感神经
心脏功能
免疫系统
心理依赖性
触幻觉
嗅幻觉
虫行蚁走感
抑郁
焦虑
跳跳糖
奶茶包
“巧克力”
三. 滥用兴奋剂、吸食毒品的危害