1.1神经调节-第2课时课件(共40张PPT)——高中生物学苏教版（2019）选择性必修一

(共40张PPT)
苏教版（2019）选择性必修1
第一章 人体稳态维持的生理基础
第一节 神经调节 第2课时
动作电位的产生和传导
学习目标
03
02
01
通过分析电位产生的机理及相关曲线的解读，养成科学思维的习惯。
通过分析电位产生的机理及相关曲线的解读，养成科学思维的习惯。
关注滥用兴奋剂和吸食毒品的危害，能够向他人宜传这些危害，拒绝毒品。
目录
动作电位的产生和传导
01
新课导入
积极思维
人体神经系统是由哪些部分组成的
人体神经系统是由中枢神经系统(centralnervoussystem)和周围神经系统(peripheral nervous system)组成的。
事实1
中枢神经系统包括脑(brain)和脊髓(spinalcord)，它们分别位于颅腔和椎管内，两者在结构上紧密联系。
事实2
周围神经系统包括由脑发出的脑神经(如视神经、听神经)和由脊髓发出的脊神经(如桡神经、股神经)。脑神经和脊神经分布于全身各处，它们把脑和脊髓与全身器官、系统联系了起来。
事实3
新课导入
积极思维
人体神经系统是由哪些部分组成的
脑
脊髓
中枢
神经系统
周围
神经系统
脑神经
脊神经
包括脑和脊髓，它们分别位于颅腔和椎管内，两者在结构上紧密联系。
由脑发出的脑神经（如视神经、听神经）
由脊髓发出的脊神经（如桡神经、股神经）
脑神经和脊神经分布于全身各处，它们把脑和脊髓与全身器官、系统联系起来。
新课导入
积极思维
人体神经系统是由哪些部分组成的
1.判断 有人认为，中枢神经系统就是指脑和脑神经。判断这一观点正确与否。
不正确，中枢神经系统包括脑和脊髓，它们分别位于颅腔和椎管内，两者在结构上紧密联系。
2.判断 有人说，所有的脊神经都分布于人体的四肢部位。这种观点正确吗？
不正确，脑神经和脊神经（如桡神经、股神经）分布于全身各处，它们把脑和脊髓与全身器官、系统联系起来。
动作电位的产生和传导
生物电现象
两种金属导体在蛙的肌肉和神经之间建立回路，肌肉会收缩。
使用蛙坐骨神经-腓肠肌标本进行“无金属收缩实验”， 验证生物存在电信号。
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”。
动作电位的产生和传导
生物电现象
概念：人体内的活细胞或组织都存在复杂的电活动，这种电活动称为生物电现象。
产生原因：生物电是由细胞质膜两侧的电位差或电位差的变化引起的。
特点：当生物细胞或组织所处的环境发生变化时，常会引起细胞代谢等生命活动的改变。目前已经知道，人体和各器官表现的电现象，是以细胞水平的生物电现象为基础的，而细胞生物电的产生又是质膜内外两侧带电离子的不均匀分布和跨膜移动的结果。
人体生物电现象及其应用
放眼社会
人体的生物电现象与各项生命活动紧密相关。临床诊断中用到的心电模式图（心电图）脑电图、肌电图、胃肠电图等都是利用体表电极将人体组织细胞的电活动引导出来，进入相应的仪器加以放大并记录得到的。若记录到的人体某部位生物电现象与正常状态有显著差异，则检测结果可以作为该部位可能患病的诊断依据之一，也是评估疾病治疗效果的重要依据之一。
人体生物电现象及其应用
放眼社会
例如，正常人体的心电图主要包括P波、QRS波群、T波和U波等。当心房到心室的传导出现阻滞时，其心电图表现为P-R间期的延长或P波之后的心室波间期性消失；而Q-T间期的延长往往与恶性心律失常有关。
动作电位的产生和传导
动作电位产生的条件
刺激的概念：生理学中，将能引起机体细胞、组织、器官或整体的活动状态发生变化（即产生反应）的任何内外环境变化因子都称为刺激。
刺激的分类：机械刺激、化学刺激、温度刺激、电刺激等。
刺激的特点：一种感受器或细胞常对某种特定性质的刺激最为敏感。
皮肤中的触觉感受器对一些机械刺激较为敏感
视网膜感光细胞对光的刺激较为敏感
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
比较：细胞内、外的Na+和K+的浓度，它们的分布什么特点？
Na+细胞外>细胞内
K+细胞内>细胞外
动作电位的产生和传导
静息电位
资料1 1942年，美国科学家Cole和Curtis发现当细胞外液K＋浓度提高时，静息电位减小；当细胞外液K＋浓度等于细胞内K＋浓度，静息电位为0；继续提高细胞外K＋浓度会逆转静息电位。
据以上资料可知：静息电位形成的原因是 向膜 （填“内”或“外”）跨膜转运，跨膜运输的方式是 。
K＋
外
协助扩散
动作电位的产生和传导
静息电位
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
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＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
－－－－－－－－－－－－
静息电位
Na+
膜外
膜内
膜外
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K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
动作电位的产生和传导
静息电位
资料2　1949年，霍奇金和卡茨用不含Na＋的等渗透压的右旋糖代替海水，在两分钟之内，动作电位消失，而加含Na＋的海水后，在一分半钟左右恢复了原有的动作电位。细胞外Na＋浓度如果增加，也可以加快动作电位的上升速度、加大动作电位的幅度。
动作电位形成的原因是 向膜 (填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是 。
Na＋
内
协助扩散
动作电位的产生和传导
动作电位
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
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＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
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动作电位
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－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
＋＋－－－－－－－－－－
Na+
膜外
膜内
膜外
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K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
动作电位的产生和传导
动作电位
极化：
去极化：
复极化：
超极化：
Na＋－K＋泵：
细胞在静息状态下，K+通道开放，K+大量外流，形成膜外为正电位、膜内为负电位的电位差，形成静息电位，此时细胞质膜的状态。
当细胞受到适宜的刺激，细胞质膜上Na+通道打开，Na+迅速大量内流，形成膜外为负电位、膜内为正电位的电位变化。
在去极化到达膜电位最大值(峰值)时，Na+通道关闭。随后，由于K+通过K+通道大量外流，膜两侧电位又转变为“外正内负”状态。
膜的去极化和复极化构成了动作电位的主要部分，而细胞质膜在恢复到静息电位之前，会发生一个低于静息电位的过程。
将3个Na+泵出细胞的同时，将2个K+泵入细胞。对维持细胞质膜的电位平衡具有重要作用。
动作电位的产生和传导
动作电位的产生
①静息电位的细胞质膜。
Na+通道
K+通道
②受刺激后，Na+通道打开，细胞质膜开始去极化。
K+
K+
Na+
③更多Na+内流，细胞质膜进一步去极化。
K+
Na+
Na+
极化
外正内负
外负内正
动作电位的产生和传导
动作电位的产生
K+
④Na+通道关闭。
⑤更多K+通道开放，细胞质膜复极化。
K+通道
Na+通道
⑥细胞质膜由超极化恢复到静息状态。
K+
Na+
K+
K+
外正内负
Na+-K+泵
动作电位的产生和传导
动作电位的产生
① ab段——静息电位
K+外流，协助扩散
② bd段——动作电位的形成
Na+内流，协助扩散
③ de段——静息电位的恢复
Na+通道关闭，K+通道短暂打开，K+大量外流，膜电位恢复为静息电位。
K+外流，协助扩散
动作电位的产生和传导
膜电位变化曲线
④ ef段—— 一次兴奋完成后，钠钾泵将流入细胞内的Na+泵出膜外，将流出细胞的K+泵入膜内，以维持细胞内K+浓度高和细胞外Na+浓度高的状态，为下一次兴奋做好准备。
吸K+排Na+，主动运输
细胞质膜上的Na+-K+泵对Na+和K+进出细胞也发挥一定的作用。Na+-K+泵在将3个Na+泵出细胞的同时，将2个K+泵入细胞，对维持细胞质膜的电位平衡具有重要作用。
动作电位的产生和传导
膜电位变化曲线
局部电流的形成：细胞受到适宜刺激能产生兴奋，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。
动作电位的产生和传导
动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导
兴奋传导形式：电信号（局部电流、神经冲动）
在神经系统中，兴奋是以电信号（局部电流）的形式沿着神经纤维传导的。
局部电流方向：膜内：兴奋部位（+）→未兴奋部位（-）；膜外：未兴奋部位（+）→兴奋部位（-）
动作电位又称为神经冲动，在无髓神经纤维上，动作电位一旦产生，一般会沿神经纤维连续传导。
动作电位的产生和传导
动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导
Na+
++++++++++
----------
----------
++++++++++
++++++
+++++
-----
----------
-----
-----
------
----------
++++++
++++++++++
++++++++++
+++++
-----
-----
++++
++++
兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
刺激
神经冲动传导方向：
与膜外局部电流方向相反
与膜内局部电流方向一致
双向传导
动作电位在神经纤维上不断地由受刺激部位向未受刺激部位传导，即兴奋以电信号的形式沿着神经纤维传导。
动作电位的产生和传导
动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导
内负外正
K+外流
内正外负
Na+内流
K+运输方式
Na+运输方式
协助扩散
协助扩散
、电信号、神经冲动
动作电位在有髓神经纤维上的传导
动作电位的产生和传导
动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导
胞体
髓鞘
有髓鞘处的跨膜电流明显减小，膜电位的波动达不到产生动作电位的阈电位
郎飞结
两段髓鞘之间有一个无髓鞘裸露区的结构，此处离子通道密集，容易形成跨膜电流并达到阈电位
有髓神经纤维上的动作电位不能在节间区产生，而只能在郎飞结处产生。因此，局部电流会直接从一个郎飞结流向下一个郎飞结。
动作电位在有髓神经纤维上的传导：动作电位在有髓神经纤维上从一个郎飞结跨越节间区后“跳跃”到下一个郎飞结的传导方式，称为跳跃式传导。
动作电位的产生和传导
动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导
不会，由于有髓神经纤维的局部电流强度较大，多个郎飞结可同时产生动作电位，从而加快了神经冲动的传导速度。
有人测定过，高等动物轴突的髓鞘化提高了动作电位的传导速度，总直径不足0.02mm 的有髓神经纤维，动作电位的传导速率可达上100m.s-1以上，比无髓神经纤维快得多。
动作电位的产生和传导
动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导
动作电位在有髓神经纤维上的跳跃式传导会不会影响传导速度呢？
实验表明，随着温度的降低，神经冲动传导速度会有所减慢，当温度降低至0℃时，即终止传导。这也是医学上常用的冷冻麻醉的原理。临床上，利用肌电图测定神经纤维的传导速度，还有助于诊断某些神经疾病，如周围神经损伤和断裂还可以判断神经损伤的部位、神经再生及恢复情况。
积极思维
神经冲动在突触处是如何传递的
通常神经细胞之间或神经细胞与效应器之间并不发生直接联系，而是通过突触这一特殊的结构来实现信息的传递。这种传递通常通过化学传递方式完成。
事实1
神经冲动传导到轴突末梢的突触小体时，突触前膜发生去极化。此时，突触前膜中Ca2+通道打开，Ca2+通过突触前膜进入细胞内，Ca2+浓度的升高引起突触小体内的突触小泡释放神经递质，如乙酰胆碱、多巴胺。
神经递质经突触间隙在突触后膜上与相关受体（如通道蛋白上的受体）结合，从而打开突触后膜上的离子通道，引发突触后膜发生去极化或超极化。突触处的神经冲动的传递经历了“电信号-化学信号-电信号”的过程。
事实3
事实2
动作电位的产生和传导
神经冲动在神经细胞之间通常以化学信号传递
突触前膜
突触间隙
突触后膜
上一个神经元的轴突末梢（突触小体）部分细胞膜
下一个神经元的树突或细胞体的部分细胞膜
突触
动作电位的产生和传导
神经冲动在神经细胞之间通常以化学信号传递
突触小体：神经元的轴突末梢经过多次分支，最后每个小枝末端膨大，呈杯状或球状。
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。
突触小泡
线粒体
神经递质
突触小体
神经递质受体
动作电位的产生和传导
神经冲动在神经细胞之间通常以化学信号传递
突触的传递过程
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
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
递质-受体复合物
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
电信号
化学信号
电信号
动作电位的产生和传导
神经冲动在神经细胞之间通常以化学信号传递
突触的类型
轴—胞突触
轴—树突触
神经—肌肉接头
单向传递：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，神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
动作电位的产生和传导
动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导
兴奋在神经元之间传递的特点
突触延搁：由于突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换，以及神经递质的释放、扩散和对突触后膜的作用都需要一定的时间，因此兴奋在突触处的传递速度比在神经纤维上传导慢。
突触小体：
电信号→化学信号
突触后膜：
化学信号→电信号
动作电位的产生和传导
动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导
神经递质：神经递质是由神经末梢释放的，可与突触后膜上的受体作用，并能快速而精准地发挥调节作用。
种类
胞吐（体现生物膜的流动性）
释放方式：
迅速被降解或回收进细胞，以免持续发挥作用
胆碱类（如乙酰胆碱）
单胺类（如多巴胺、肾上腺素、5-羟色）
氨基酸类（如甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸）
引起下一个神经元兴奋或抑制
作用：
去向：
动作电位的产生和传导
神经冲动在神经细胞之间通常以化学信号传递
兴奋性递质：能对突触后神经细胞产生兴奋性影响
当乙酰胆碱与突触后膜上的受体相结合时，可引起突触后膜上Na+通道的打开，Na+进入突触后细胞的速度比K+离开突触后细胞的速度快，突触后膜上的相应位置发生去极化，即产生兴奋性突触后电位。
抑制性递质：能对突触后神经细胞产生抑制性影响
当甘氨酸与突触后膜上的受体相结合时，可引起突触后膜上Cl-通道打开，Cl-迅速进入突触后细胞，突触后膜上的相应位置发生超极化，即产生抑制性突触后电位。
神经肽与毒品成瘾有关
知识链接
在突触处，轴突会释放一些具有神经递质作用的多肽，称为神经肽。例如，由脑神经细胞的轴突所释放的脑啡肽有抑制疼痛信息传导的作用，由脑千内神经细胞所释放的内啡肽也会减弱人体对疼痛的感觉。鸦片及其衍生物(如吗啡和海洛因)等毒品也具有镇痛作用。原因是吗啡和海洛因的结构与脑啡肽和内啡肽十分相似，它们也能与脑啡肽和内啡肽的受体相结合而发生镇痛作用。所以，人们有时将脑啡肽和内啡肽统称为内源性麻醉剂。
神经肽与毒品成瘾有关
知识链接
在正常情况下，神经细胞释放神经递质(神经肽)是有序的，但是一些毒品会促进神经递质(神经肽)耗竭性的释放，由此产生持续的、病理性的兴奋状态，引起神经系统功能紊乱。
多次吸食毒品后，吸食者虽然理智上知道吸食毒品的危害性，但吸食成瘾者需要毒品的刺激才能维持正常状态，这就是毒品成瘾的重要原因之一。
1.兴奋的传导只能是单向的，下列关于这点的叙述不正确的是 (　　)
A.突触小体中有突触小泡，突触小泡中有神经递质
B.神经递质释放到突触间隙中，使另一个神经元兴奋或抑制
C.突触后膜中的突触小泡内没有神经递质存在
D.兴奋只能从一个神经元的轴突传递到另一神经元的胞体或树突
√
课堂训练
解析：突触小体中有突触小泡，突触小泡中有神经递质，神经递质只能由突触前膜释放，A正确；神经递质有兴奋型和抑制型两种类型，因此递质释放到突触间隙里，使另一个神经元兴奋或抑制，B正确；突触后膜所在的神经元也能把兴奋传递给其他的神经元，因此突触后膜中的突触小泡内也有递质存在，C错误；突触包括轴突-树突型和轴突-胞体型，且兴奋在突触处只能单向传递，兴奋只能从一个神经元的轴突传给另一神经元的胞体或树突，D正确。
2.根据对静息电位和动作电位的认识，下列叙述正确的是（ ）
A.K+的大量内流是神经纤维形成静息电位的主要原因
B.动作电位产生的原因是Na+大量内流，需要载体蛋白的协助，并消耗能量
C.静息电位的恢复过程中，Na+通道多处于关闭状态，K+通道多处于开放状态
D.动作电位大小随有效刺激增强而不断加大
√
课堂训练
解析：K+的大量外流是神经纤维形成静息电位的主要原因，A错误；动作电位产生的原因是Na+大量内流，需要载体蛋白的协助，不消耗能量，属于协助扩散，B错误；静息电位的产生是K+大量外流形成的，据此可推测静息电位恢复过程中，Na+通道多处于关闭状态，K+通道多处于开放状态，C正确；动作电位大小不随有效刺激增强而不断加大，若刺激低于阈值，则不会产生动作电位，因此这里的有效刺激是指超过阈值以上的刺激，且动作电位的值相对稳定，不会随着有效刺激增强而变大，D错误。
3.下列关于突触和兴奋传递的叙述错误的是 (　　)
A.突触前、后两个神经元的兴奋是同时发生的
B.兴奋通过突触时由电信号(电位变化)转化为化 学信号(神经递质释放)，再转化为电信号
C.突触后膜所在的神经元内也有神经递质
D.兴奋在突触处只能单向传递
√
课堂训练
解析：兴奋是由突触前神经元向突触后神经元传递的，因此突触前神经元先兴奋，突触后神经元后兴奋，A错误；兴奋通过突触时，突触前膜释放神经递质，作用于突触后膜的受体，导致下一个神经元兴奋或抑制，兴奋由电信号(电位变化)转化为化学信号(递质释放)，再转化为电信号，B正确；突触后膜所在的神经元也能把兴奋传递给其他神经元，因此突触后膜所在的神经元内也有神经递质，C正确；由于神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜，因此兴奋在突触处只能单向传递，D正确。