2.3神经冲动的产生和传导课件(共52张PPT)-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

(共52张PPT)
第3节　神经冲动的产生和传导
本节目录
内容1
兴奋在神经纤维上的传导
内容聚焦
内容2
兴奋在神经元间的传递
内容3
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
亚洲第一飞人-苏炳添
【资料】继刘翔之后在国际田径赛场上最耀眼的明星，也是中国目前唯一并且4次在百米大赛中跑进10秒的男人，用成绩证明黄皮肤也能飞！
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。
【问题探讨】
4
【思考】
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？
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0.1 s。
【问题探讨】
运动员从听到枪响到作出起跑的反应，完成一系列反射活动。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。
兴奋在神经纤维上的传导
【讨论1】兴奋在反射弧中是以什么形式传导的？它又是怎样传导的呢？
神经中枢
传入神经
传出神经
感受器
效应器
兴奋在神经元之间的传递
【问题探讨】
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
兴奋在神经纤维上的传导方式探究
1820年电流计应用于生物电研究，在蛙神经外侧连接两个电极。刺激蛙神经一侧，同时记录电流大小和方向。
坐骨神经
兴奋在神经纤维上的传导
a
b
+
+
刺激
-
-
内容1
兴奋在神经纤维上的传导
蛙坐骨神经表面电位差实验
科学家做过如下实验：在蛙的坐骨神经上放置两个微电极，并将它们
连接到一个电表上。
兴奋在神经纤维上的传导
a
b
+
+
静息
指针不发生偏转
说明：神经表面各处点位相等
兴奋在神经纤维上的传导
a
b
+
+
左侧
刺激
指针向左偏转
说明：a处为负电位，电流方向为
指针偏转方向
-
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兴奋在神经纤维上的传导
a
b
+
+
左侧
刺激
指针恢复
说明：无电流，a处恢复为正电位，
a、b两处电位差为零
-
兴奋在神经纤维上的传导
a
b
+
+
-
左侧
刺激
指针向右偏转
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说明：b处为负电位，电流方向为
指针偏转方向
兴奋在神经纤维上的传导
a
b
+
+
-
左侧
刺激
指针恢复
说明：无电流，b处恢复为正电位，
a、b两处电位差为零
兴奋在神经纤维上的传导
a
b
+
+
a
b
+
+
-
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a
b
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a
b
+
+
-
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。
兴奋在神经纤维上的传导
a
b
+
+
a
b
+
+
-
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a
b
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a
b
+
+
-
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。
神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的呢？
阅读资料，探究静息电位的产生原因。
根据资料2分析神经元和肌肉细胞膜内外Na+、K+分布特点？
资料1　无机盐离子是细胞生活必需的，但这些无机盐离子带有电荷，不能通过自由扩散穿过磷脂双分子层。
资料2　神经细胞内外部分离子浓度。
组分 细胞内浓度(mmol/L) 细胞外浓度(mmol/L)
Na＋ 5～15 145
K＋ 140 5
Cl－ 5～15 110
带负电的蛋白质 高 低
神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内的K+浓度高。
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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+
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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。
静息电位产生机制
（1）原因
（2）结果
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
静息电位产生机制
（3）电位表现
动作电位产生的机理、电位表现、结果分别是什么？
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
+
+
+
+
+
+
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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+
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。
动作电位产生机制
（1）原因
（2）结果
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
动作电位产生机制
外负内正
Na+内流
（3）电位表现
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。这个问题如何解决呢？
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。人体处于静息状态时，细胞25%的ATP被钠钾泵消耗掉，神经细胞70%的ATP被钠钾泵消耗掉。
细胞内K+始终高于膜外,
细胞外Na+始终高于膜内。
主动运输
每消耗1分子ATP，泵出3个Na+的同时泵入2个K+
Na+-K +泵
1
思考
Na＋内流。
b；
由内负外正变为内正外负；
2
思考
①在a、b、c中哪一个处于兴奋状态？请描述其膜内外电位的变化是怎样的？产生这种变化的原因是什么？
②a、c仍是内负外正，此时是什么电位？
其形成的原因是什么？
K＋外流。
静息电位；
2
思考
+ + + + + + + + + + - - - - + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - -+ + + + - - - - - - - - - - - - - -
+ + + + + + + + + + - - - - + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - -+ + + + - - - - - - - - - - - - - -
兴奋部位
刺激
由于存在电位差而发生电荷移动，从而形成局部电流。
a b c
③在兴奋部位和相邻的未兴奋部位之间怎样形成局部电流的？
2
思考
④图中膜内、外都会形成局部电流，请说出它们的电流方向(用字母和箭头表示)。兴奋传导的方向与哪种电流方向一致？兴奋的传导有什么特点？
膜内的电流方向是a←b→c，膜外的电流方向是a→b←c。兴奋传导的方向与膜内局部电流方向一致。
+ + + + + + + + + + - - - - + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - -+ + + + - - - - - - - - - - - - - -
+ + + + + + + + + + - - - - + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - -+ + + + - - - - - - - - - - - - - -
兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
刺激
a b c
2
思考
双向传导
-
+
-
-
-
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+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
刺激
局部电流方向：
①膜外:
部位→ 部位，与兴奋传导方向 。
②膜内:
部位→ 部位，与兴奋传导方向 。
未兴奋
兴奋
兴奋
未兴奋
相反
相同
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
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
兴奋在神经纤维上的传导
测量方法 测量图解 测量结果 测量目的
电表两极均置于神经纤维膜外侧
电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
测量静息电位和动作电位
只能测量动作电位
a
b
1.膜电位的测量方法
二、拓展应用
电位差=左-右
电位差=内-外
一、兴奋在神经纤维上的传导
(1)如图表示的是一条神经纤维，bc=cd，则分别刺激a点和c点，电流表指针如何偏转？
①刺激a点：
②刺激c点（bc＝cd）：
电流表发生两次方向相反的偏转。
电流表不发生偏转。
2.静息电位和动作电位的电流计偏转次数的判断
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。
兴奋在神经纤维上的传导
3.兴奋在神经纤维上传导过程中膜电位变化曲线分析
④ef段
——一次兴奋完成后
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
膜电位曲线解读
兴奋在神经纤维上的传导
膜电位的影响因素
溶液中离子浓度变化 静息电位 （绝对值） 动作电位变化
适当降低溶液中Na＋浓度 不变 峰值下降
适当增加溶液中Na＋ 浓度 不变 峰值上升
适当降低溶液中K＋浓度 上升 不变
适当增加溶液中K＋浓度 下降 不变
小结
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
(外正内负)
动作电位
(外负内正)
局部电流
未兴奋部位
刺激
Na+内流
在完成一个反射的过程中，兴奋要经过多个神经元。
一般情况下，相邻的两个神经元并不是直接接触。
当兴奋传导到一个神经元的末端时，如何传递到另一个神经元呢
二. 兴奋在神经元之间的传递
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。
① 突触小体：
突触小体
下个神经元
胞体或树突
突触小体与其他神经元的胞体或树突等接近，共同形成突触。
②突触：
突触
1.突触的结构
二、兴奋在神经元之间的传导
①轴突—胞体型：
②轴突—树突型：
③轴突—肌肉型：引起肌肉收缩。
④轴突—腺体型：引起腺体的分泌。如甲状腺激素、胰岛素等的分泌，都受神经调节。
2. 突触的类型：
3. 突触—神经元之间兴奋传递的结构基础
线粒体
神经递质受体
神经递质
（糖蛋白）
突触
（突触小体膜）
（组织液）
（胞体或树突膜）
为神经递质的合成和释放提供能量
其形成与高尔基体有关
突触前膜
突触间隙
突触后膜
突触小泡
4. 兴奋在突触传递的过程
①兴奋到达突触前膜所在的轴突末梢，引起_________向 移动并释放 。
突触小泡
突触前膜
神经递质
②神经递质通过 _________，扩散到突触后膜的______附近。
突触间隙
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
电信号
化学信号
兴奋传递形式：
（神经递质）
二、兴奋在神经元之间的传导
2.传递过程相关问题
突触小泡与突触前膜融合依赖于______________。
释放神经递质方式为______。不需要载体，消耗能量。
突触小泡的形成与________有关，神经递质的分泌与________有关。
突触间隙属于________。
受体的化学本质是________。
如果神经递质一直起作用，会有什么结果？
膜的流动性
胞吐
高尔基体
线粒体
组织液
糖蛋白
突触后膜持续性地兴奋或抑制。
（1）两个神经元之间兴奋的传递只能是 。
单向传递
（2）兴奋在突触处的传递速度比在神经纤维上传导 。
慢
5. 突触中信号传递的特点:
原因：神经递质只存在于突触前膜内的突触小泡中，只能由突触前膜释放经突触间隙作用于突触后膜。（常考）
原因：突触处的信号传递需要通过化学信号的转换。
电信号
化学信号
电信号
注意：兴奋在离体的神经纤维和在生物体内传导的差别
①离体神经纤维上兴奋的传导是双向的。
②在生物体内，神经纤维上的神经冲动只能来自感受器，且反射弧中存在突触，因此在生物体内兴奋在神经纤维上是沿反射弧方向单向传导。
6. 神经递质（基本上是小分子物质）
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。
①主要种类：
②作用：引起下一个神经元兴奋或抑制
兴奋性神经递质
--乙酰胆碱、谷氨酸、多巴胺等
机理：增强突触后膜对Na＋的通透性，Na＋内流，从而使突触后膜产生动作电位，引起下一神经元兴奋。
抑制性神经递质
--甘氨酸、γ-氨基丁酸等
增强突触后膜对Cl－的通透性，Cl－内流，强化内负外正的静息电位，使下个神经元难以产生兴奋。
神经递质与受体结合后，神经递质会与受体开，迅速被相应的酶降解或回收进细胞，以免持续发挥作用。
③神经递质的去向：
思考1：神经递质的合成一定与核糖体有关吗？
不一定，因为大多数神经递质不是蛋白质。
思考2：神经递质可以成为内环境的成分吗？
是，因为突触间隙内的液体属于组织液，因此神经递质是内环境的成分。
思考3：神经递质大多数是小分子物质，但仍主要通过胞吐方式释放到突触间隙，其意义在于:
短时间内使神经递质大量释放，从而有效实现神经兴奋的快速传递。
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
效果
使下个神经元兴奋或抑制
兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递比较
使未兴奋部位兴奋
单个神经元
突触
电信号→化学信号→电信号
电信号
迅速
较慢
可以双向
单向传递
多个神经元
神经纤维
总结
延伸
电流表指针偏转问题
a．刺激a点：
b．刺激b点：
c．刺激c点：
右图表示两个神经元之间的兴奋传递，ab=bd，bc=cd，则分别刺激a、b、c点，电流表指针如何偏转？
电流表发生两次方向相反的偏转。
电流表只发生一次偏转。
电流表发生两次方向相反的偏转。
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
1. 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。
肉毒杆菌毒素特异性的与Ca2+通道结合，阻止Ca2+内流，影响突触前膜释放神经递质，使后膜不能产生兴奋。面部表情肌不能收缩形成皱纹，因此，肉毒杆菌毒素被用于美容除皱。
筒箭毒、α-银环蛇毒等可阻断突触后膜上的乙酰胆碱受体，从而使肌肉松弛。
①影响神经递质的释放
②影响神经递质与受体的结合
③影响神经递质的清除
有机磷农药等可抑制乙酰胆碱酯酶的活性，阻碍乙酰胆碱的水解。
Ca2+
Ca2+
2. 兴奋剂：原指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物，如今是
运动禁用药物的统称。
作用: 兴奋剂具有增强人的兴奋程度、提高运动速度等作用。
3. 毒品：能够使人形成瘾癖的麻醉药品和精神药品。
注意：有些兴奋剂就是毒品，它们会对人体健康带来极大的危害。
4.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快传递有关的神经元，这些神经元利用神经递质多巴胺来传递愉悦感。
4.可卡因的成瘾机制：
①在正常情况下，多巴胺发挥完作用后会被突触前膜上的转运蛋白从突触间隙回收；
②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，于是多巴胺就就留在突触间隙持续发挥作用，对突触后膜过多刺激。
③导致突触后膜上多巴胺受体减少
④当可卡因药效失去后，由于多巴胺受体减少，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。
(1)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。
(2)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、焦虑、失望、疲惫、失眠、厌食等症状。
5.可卡因的其他危害：
2008年，《中华人民共和国禁毒法》正式施行。该法明确指出，禁毒是全社会的共同责任。禁毒工作实行以预防为主，综合治理，禁种、禁制、禁贩、禁吸并举的方针；参与制毒、贩毒或引诱他人吸毒，都会受到法律的严惩。
珍爱生命，远离毒品，向社会宣传滥用兴奋剂和吸食毒品的危害，是我们每个人应尽的责任和义务。
思维训练
推断假说与预期
在进行这个实验时，科学家基于的假说是什么 实验预期是什么
A、B心脏跳动均变慢
假说:支配心脏的副交感神经可能是释放了某种化学某种，该物质可以使心跳减慢。
实验预期:从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液中，B心脏的跳动也会减慢。
小结