2.3神经冲动的产生和传导课件（共53张PPT、1份视频）-2024-2025学年高二生物学（人教版2019选择性必修1）

(共53张PPT)
第2章 神经调节
第3节 神经冲动的产生和传导
本节聚焦
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？
一、兴奋在神经纤维上的传导
坐骨神经
腓肠肌
①兴奋在神经纤维上的传导
②兴奋在神经元之间的传递
一、兴奋在神经纤维上的传导
2
在神经左侧一端给与刺激时，靠近刺激端的电极a处变为负电位，b处为正电位。
刺激
3
电极b处变为负电位，
a处恢复为正电位。
4
蛙的坐骨神经
1
静息时，电表未测出电位变化，说明神经表面各处电位相等 。
说明：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。
（一）兴奋传导的形式
b处恢复为正电位。
一、兴奋在神经纤维上的传导
补充资料：静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度
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
细胞外的Na+浓度比膜内要高，细胞内K+浓度比膜外高低。
细胞内外Na+、K+分布特点:
（二）兴奋传导的过程
一、兴奋在神经纤维上的传导
1.静息状态----静息电位
未受刺激时，神经纤维处于静息状态，此时神经细胞外的Na+浓度比膜内要高，K+浓度比膜内低。
静息状态时，膜主要对K+有通透性，造成K+外流，使得细胞膜两侧的电位表现为外正内负，这称为静息电位。
++++++++++
----------
----------
++++++++++
1
静息状态
高K+
低Na+
低K+
高Na+
（二）兴奋传导的过程
协助扩散
K+外流，细胞膜两侧的电位表现为外正内负，称为静息电位。
1.静息状态----静息电位
K+
K+
通
道
Na+通
道
膜外
膜内
外正内负
K+外流
Na+
一、兴奋在神经纤维上的传导
2.兴奋状态----动作电位
（二）兴奋传导的过程
当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加，造成Na+内流。
膜两侧出现暂时性的电位变化，表现为内正外负的兴奋状态，此时的膜电位称为动作电位，即产生兴奋。
++++++++++
----------
----------
++++++++++
1
静息状态
刺激
--++++++++
--++++++++
++--------
++--------
2
产生兴奋
低Na+
高Na+
++++++++++
----------
----------
++++++++++
Na+内流，膜电位为外负内正，称为动作电位
协助扩散
K+
通
道
Na+
通
道
膜外
膜内
K+
Na+
内正外负
Na+内流
2.兴奋状态----动作电位
神经细胞每兴奋一次，会有部分Na+内流，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？
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。 每消耗一个ATP分子，
泵出3个钠离子和泵入2个钾离子。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（通道蛋白）
Na+出细胞，K+进细胞：主动运输（钠钾泵）
一、兴奋在神经纤维上的传导
主动运输
一、兴奋在神经纤维上的传导
3.传导兴奋
（二）兴奋传导的过程
静息状态
未兴奋部位
兴奋状态
兴奋部位
刺激
K+外流
Na+内流
静息电位
(内负外正)
动作电位
(内正外负)
局部电流
未兴奋部位
刺激
Na+内流
电位差的存在
电荷移动
膜外局部电流方向：未兴奋部位 → 兴奋部位膜膜内局部电流方向：兴奋部位 → 未兴奋部位
膜内
膜外
刺激
膜内
膜外
刺激
------
+++++
+++++
兴奋部位
未兴奋部位
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
+++++
+++++
+++++
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膜内
膜外
------
+++++
K+外流
+++++
+++++
+++++
+++++
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膜内
膜外
------
+++++
K+外流
+++++
+++++
+++++
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未兴奋部位
+++++
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膜内
膜外
------
+++++
K+外流
+++++
+++++
+++++
-----
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-----
未兴奋部位
+++++
-----
兴奋部位
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
膜内：与局部电流方向相同膜外：与局部电流方向相反
神经冲动传导方向：
局部电流的方向：
膜外：未兴奋部位→兴奋部位
膜内：兴奋部位→未兴奋部位
一、兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在离体神经纤维上的传导过程
－ －
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双向传导
②兴奋在离体的神经纤维上传导方向：双向传导
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；在中部刺激离体神经纤维，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兴奋在反射弧中传递方向：单向传递
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。
一、兴奋在神经纤维上的传导
1．未受到刺激时（静息状态）的膜电位：___________
兴奋区域的膜电位：____________
3．电流方向在膜外由____________流向__________
在膜内由____________流向_____________
4．兴奋传导方向与膜外电流方向　　　　，
　　 与膜内电流方向________
内负外正
内正外负
未兴奋部位
兴奋部位
兴奋部位
未兴奋部位
电信号（神经冲动）
5．兴奋在神经纤维上的传导方式：_________________
相反
相同
2．兴奋状态时膜电位变化　　　　　　　　　　　　
由内负外正变为内正外负
一、兴奋在神经纤维上的传导
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
补充点一：膜电位的影响因素
一、兴奋在神经纤维上的传导
补充点二：膜电位曲线解读
一、兴奋在神经纤维上的传导
补充点二：膜电位曲线解读
刺激
①a点之前
——静息电位
主要表现为K+外流，使膜电位表现为外正内负。
②ac段
——动作电位的形成
Na+大量内流，导致膜电位迅速逆转，表现为外负内正。
③ce段
——静息电位的恢复
K+大量外流，膜电位恢复为静息电位后，K+通道关闭。
一、兴奋在神经纤维上的传导
④ef段
——1次兴奋完成后
钠钾泵将流入的Na+泵出膜外，将流出的K+泵入膜内，以维持细胞外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。
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）
刺激
补充点二：膜电位曲线解读
一、兴奋在神经纤维上的传导
补充点三：电流表指针偏转问题
一、兴奋在神经纤维上的传导
+ + + + + + + +
- - - - - - - -
- - - - - - - -
+ + + + + + + +

a b c d e
1.静息状态下，电流计的指针朝向？
2.分别刺激神经纤维a点、e点、c点、
bc中的某一点时，电流计指针的偏转次数及方向？
静息状态：不偏转
刺激a点：偏转2次
刺激e点：偏转2次
刺激c点：不偏转
（ ↑ ）
（ ↑ ↖ ↑ ↗ ↑ ）
（ ↑ ↗ ↑ ↖ ↑ ）
（ ↑ ）
刺激bc中某一点
偏转2次，（ ↑ ↖ ↑ ↗ ↑ ）
bc=cd
小 结
上一个神经元
下一个神经元
一般情况下，相邻的两个神经元并不是直接接触的
二、兴奋在神经元之间的传递
突触小体
神经元的轴突末梢经过多次分枝，最后每个小枝末端膨大，呈杯状或球状，叫作突触小体。
线粒体
突触小泡
(提供能量)
神经递质种类很多，主要有乙酰胆碱、
氨基酸类（如谷氨酸、甘氨酸）、
5-羟色氨、多巴胺、去甲肾上腺素、
肾上腺素等。
(内含神经递质)
神经递质
兴奋性递质/抑制性递质
突触小体
神经元的轴突末梢经过多次分枝，最后每个小枝末端膨大，呈杯状或球状，叫作突触小体。
线粒体
突触小泡
(提供能量)
神经递质
目前已知的神经递质种类很多，主要有乙酰胆碱、氨基酸（如谷氨酸、甘氨酸）、5-羟色氨、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等。（与受体结合发挥作用，后面详讲）
(内含神经递质)
突触前膜
（突触小体的膜）
突触间隙
（组织液）
突触后膜
突触
突触类型
轴突—腺体型
汉水丑生侯伟作品
A轴突—胞体型
B轴突—树突型（主要）
C轴突—轴突型
D树突—树突型
轴突—肌肉型
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
突触前膜
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____________
离子通道
电位变化
⑤神经递质被________或________
降解
回收
递质-受体复合物
胞吐
扩散
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，因此神经元之间的兴奋的传递只能是单方向的。
二、兴奋在神经元之间的传递
兴奋在突触处信号转换为:__________________________
兴奋在突触前膜的信号转换__________________
兴奋在突触后膜的信号转_____________________
电信号→化学信号→电信号
电信号→化学信号
化学信号→电信号
电信号
化学信号
电信号
突触前膜
突触后膜
突触延搁
突触处的兴奋传递需要__________________________的转换，以及神经递质的___________、___________以及____________________都需要一定的时间。
电信号→化学信号→电信号
释放
扩散
对突触后膜的作用
因此兴奋的传递速度比神经纤维上要慢。
二、兴奋在神经元之间的传递
二、兴奋在神经元之间的传递
项目 兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经元之间的传递
涉及细胞数
结构基础
形式
方向
速度
结果
未兴奋部位和兴奋部位形成局部电流兴奋
单个神经元
突触
电信号→化学信号→电信号
电信号(神经冲动）
迅速
较慢（有突触延搁）
可以双向传导
单向传递
多个神经元
神经纤维
比较兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递
使下个神经元兴奋或抑制
二、兴奋在神经元之间的传递
补充点一：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(ab=bd)，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
补充点一：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)
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。
二、兴奋在神经元之间的传递
补充点二：相关实验设计
二、兴奋在神经元之间的传递
(1)若利用电流计②验证兴奋在突触间只能单向传递。请设计实验进行证明(请注明刺激的位点、指针偏转情况)：
Ⅰ.____________________________________________________________，说明兴奋可以从A传到B；
Ⅱ._________________________________，说明兴奋不能从B传到A。
刺激d(或a或b或c)点，电流计②指针发生2次方向相反的偏转
刺激e点，电流计②指针偏转1次
说明: c位于电流计①的中点, X=Y
补充点二：相关实验设计
二、兴奋在神经元之间的传递
说明: c位于电流计①的中点, X=Y
(3)请利用电流计①、②设计一个简单实验，证明兴奋在神经纤维上的传导速度大于其在突触间的传递速度。
实验思路：
________________________________________________________
结果预测：
________________________________________________________
刺激d点，观察电流计①、②指针发生第二次偏转的先后顺序
电流计①指针发生第二次偏转的时间早于电流计②
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
(一)作用位点和机理
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有些物质能够_____神经递质的______和_____的_____。
促进
合成
释放
速率
例1：肉毒杆菌毒素
能特异性的与Ca2+通道结合，阻止Ca2+内流，
影响神经递质释放，使后膜不能产生兴奋，
面部表情肌不能收缩形成皱纹。
肉毒杆菌毒素被用于美容除皱。
Ca2+通道开放，Ca2+内流，Ca2+会促进突触小泡
向突触前膜移动，促进神经递质的释放。
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
②有些会干扰______________________。
神经递质与受体的结合
(一)作用位点和机理
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
例1：α-银环蛇毒等可阻断突触后膜上的乙酰胆碱受体，使肌肉松弛。
例2：重症肌无力
患者的神经与肌肉接头(结构类似于突触)处的乙酰胆碱受体被攻击，
使受体失去功能。有如下症状眼皮下垂、眼球转动不灵活、表情
淡漠、咀嚼无力、吞咽困难、颈软、抬头困难等。
例3：药物止痛机理
药物与神经递质争夺突触后膜上的受体，阻碍兴奋的传递。
③有些会影响________________的____的________。
分解神经递质
酶
活性
例子1：有机磷农药
含磷元素的有机化合物农药，如敌百虫、敌敌畏等经皮肤、
消化和呼吸道粘膜过量摄入可抑制乙酰胆碱酯酶的活性，
阻碍乙酰胆碱的水解，使其持续发挥作用，从而引起肌肉
僵直。
(一)作用位点和机理
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
(二)兴奋剂与毒品
原指能____________________________的一类药物，如今是________________的统称。
1.兴奋剂
(1)概念:
(2)作用:
提高中枢神经系统机能活动
运动禁用药物
兴奋剂具有增强_____________、提高__________等作用。
人的兴奋程度
运动速度
2.毒品
(1)概念:
指____、______、_______________、_____、____、______以及
国家规定管制的其他能够使人_________的_____药品和精神
药品。有些兴奋剂就是毒品，它们会对人体健康带来极大的
精神危害。
鸦片
海洛因
甲基苯丙胺(冰毒)
吗啡
大麻
可卡因
形成瘾癖
麻醉
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
(二)兴奋剂与毒品
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
可卡因既是一种兴奋剂，也是一种毒品，它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。在正常情况下，多巴胺发挥作用后会被突触前膜上的转运蛋白从突触间隙回收。吸食可卡因后，可卡因会使转运蛋白失去回收多巴胺的功能，于是多巴胺就留在突触间隙持续发挥作用，导致突触后膜上的多巴胺受体减少。当可卡因药效失去后，由于多巴胺受体已减少，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维持这些神经元的活动，于是形成恶性循环，毒瘾难戒。另外，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。长期大剂量使用可卡因后突然停药，可出现抑郁、隹虑、失望、疲惫、失眠、厌食等症状。
(二)兴奋剂与毒品
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害
可卡因的上瘾机制
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
虫行蚁走感
抑郁
焦虑
(二)兴奋剂与毒品
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
嗅幻觉
课堂小结