2.3.1 神经冲动的产生和传导-【备课优选】2022-2023学年高二生物上学期同步课件（人教版2019选择性必修1）

神经冲动的产生和传导 授课人：王永洪 第3节 压枪 0.1秒 声音在空气中传播速度 人的最短反应时是0.1秒 关于抢跑 人的最短反应时是0.1秒，0.1秒之内算作抢跑。如果有人起跑反应是0.09，那肯定是想压枪而不是听枪跑的，所以只能算犯规了。 运动员听到枪响到作出起跑反应，完成一系列反射活动，需要经历一些结构。 听觉器官 听觉中枢 躯体运动中枢 肌肉 传入神经 传出神经 生物电的发现 1771 年，意大利物理学家路易吉·伽伐尼( Luigi Galvani) 做了一个独特实验，给予离体青蛙腿部电刺激可引起肌肉收缩。 大西洋枪乌贼 巨 大 神 经 轴 突 1939年，霍奇金（Alan Hodg，1963 年诺贝尔生理学或医学奖得主）等人第1次利用大西洋枪乌贼直接测量了静息电位。 他将一个微电极沿神经纤维的长轴方向插入膜内，另一个微电极置于膜外，精确地测出了神经纤维的静息电位为外正内负，数值为-70mV。 静息电位 是指细胞膜未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的外正内负的电位差。 依据资料， 提出合理假设来解释膜内电位比膜外低（外正内负）这一现象。 提示：神经细胞内 K+浓度远高于膜外（膜内浓度是膜外的约28倍），而 Na+浓度远低于膜外（膜外浓度是膜内的约15倍） 假设：K+顺浓度梯度由膜内流向膜外，膜外阳离子增多，膜内阳离子减少，从 而导致膜外电位高于膜内。 Na+ K+ K+ K+ K+ Na+ Na+ Na+ Na+ K+ Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ Na+ K+ + + - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + Na+ Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ K+ 若假设成立，则…… 假设：K+顺浓度梯度由膜内流向膜外，膜外阳离子增多，膜内阳离子减少，从 而导致膜外电位高于膜内。 1.K+是以何种方式流向膜外的？K+外流的动力是什么？ 2.-70mV时，细胞内外K+浓度相等吗？ 3.增大神经细胞细胞外液的K+浓度，静息电位的数值会如何变化？ 科学家已找到K+通道蛋白 科学家已测-70mV时膜内K+浓度高于膜外 科学家已做实验证实:随细胞外液的K+浓度,静息电位会减小，反之则反。 大西洋枪乌贼 巨 大 神 经 轴 突 给予神经细胞膜电刺激，发现示波器上显示的数值由-70mV逐渐减小到0，并出现+35mV的峰值，随后又逐渐下降至0，最后恢复为静息时的－70mV，这一电位变化称作动作电位。 动作电位 是指细胞受刺激而兴奋时，在膜两侧所产生的快速、可逆、可扩布性的电位变化（外负内正）。 依据资料，提出合理假设来解释膜电位发生反转这一现象。 提示：当改变神经元外Na+浓度的时候，静息电位并不受影响，但是动作电位的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。 假设：膜电位发生反转是由 Na+内流引起的 若假设成立，则…… 假设：膜电位发生反转是由 Na+内流引起的 1.Na+是以何种方式内流的？Na+会一直内流吗？ 2.如何解释动作电位由+35mV下降到0，最后恢复为-70 mV 的静息电位？ 资料补充：非门控K+渗漏通道 门控K+渗漏通道 门控Na+渗漏通道 理性分析 资料分析∶在神经细胞兴奋的过程中，部分 K+流到了膜外，部分 Na+流到膜内，但恢复静息后，经测定，细胞内的 K+浓度和细胞外的 Na+浓度与静息时几乎相同。 思考∶上述资料中，将流入细胞内的 Na+重新转运到细胞外以及将流出细胞的 K+重新转运到细胞内是通过何种方式？是否消耗能量（ATP）？ 丹麦生理学家斯科（Jens C.Skou）等人发现了细胞膜上存在钠钾泵。 钠钾泵是一种钠钾依赖的ATP酶，能分解ATP释放能量，用于将膜外的K+运进细胞，同时将膜内的Na+运出细胞。 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 测量单一神经纤维静息电位和动作电位的实验模式图 图像分析 A B C D K+漏通道 Na+-K+泵 K+外流，膜两侧的电位表现为外正内负； Na+门控 通道打开 Na+-K+泵 Na+大量内流，膜内外的电位出现反转，表现为外负内正； K+门控通道打开 Na+-K+泵 Na+门控通道关闭 K+大量外流，膜电位恢复为静息电位后，K+通道关闭； Na+-K+泵 活动加强 一次兴奋完成后，钠钾泵将细胞内的Na+泵出，将细胞外的K+泵入，为下一次兴奋做好准备。 静息电位的测定方法 动作电位的测定方法 静息电位和动作电位的测定 (《金太阳导学案》P23多点训练2)如图甲为某神经