内容正文:
第26讲 第2课时 神经冲动的产生、传导和传递
1.分析兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递过程。通过观看动画和图片,培养观察、分析、比较、归纳等逻辑推理能力。
2.应用兴奋传导原理,辨别传导方向,解决实际问题。通过科学发现,培养实事求是的科学态度和不断探究的。
考点要求
考题统计
考情分析
神经冲动的产生与传导
2023,浙江、海南、湖北、天津,选择
2022,重庆、辽宁、北京、山东、浙江、广东、全国,选择
2021,江苏、海南、湖北、天津、湖南、全国、浙江,选择
本专题知识难度较低、基础性强。考查学生对神经调节整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目,考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。
考点一 神经冲动的产生与传导
1.兴奋的产生
(1)兴奋:指动物体或人体内的某些组织(如神经组织)或细胞感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
(2)神经表面的电位差的实验示意图
电流计于1820年应用于生物电研究。在蛙神经外侧连接两个电极。随后,刺激蛙神经一侧,并在刺激的同时记录电流表的电流大小和方向。
图1:神经上电极所在的a点和b点均没有兴奋,故电流表不显示电流,说明神经表面各处电位相等。
图2:当兴奋传导至a点时,b点所在位置还没有兴奋,可见电流表出现明显偏转,电流从b点流向a点,说明a点比b点电位低。
图3:兴奋经过a点未到达b点时,神经上电极所在的a点和b点均没有兴奋,故电流表不显示电流,说明神经表面各处电位相等。
图4: 当兴奋传导至b点时,a点所在位置已经由兴奋回复到静息状态。此时,电流表出现明显偏转,电流从a点流向b点,说明b点比a点电位低。
图5: 当兴奋传导至b点右侧时,兴奋已经传导过a点和b点。此时a点和b点均为静息状态,电流表不显示电流,没有电位差异。
在神经系统中,兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导,神经兴奋发生位置电位低于静息位置。
细胞膜内的K+浓度较高(30倍),膜外Na+浓度较高(10倍)
静息时神经细胞膜内外离子浓度
①AB段——静息电位:主要是因K+通过离子通道顺浓度梯度外流所致,达到平衡时,膜内K+浓度仍高于膜外,此时膜电位表现为外正内负。
②BC段——动作电位的形成:因足够强度的刺激导致Na+通道打开,引起Na+顺浓度内流,达到平衡时,膜外Na+浓度仍高于膜内,最终导致膜电位表现为外负内正。
③CD段——静息电位的恢复:Na+通道关闭,K+通道打开,K+顺浓度梯度大量外流,膜电位逐渐恢复为外正内负,此时因K+外流过多导致此时膜内外电位差值大于初始静息电位差值。
④DE段——恢复为初始静息电位,从而为下一次兴奋做好准备。
A.静息电位的维持
➊静息电位是稳定的电位,如:人的静息电位是-70mV
➋静息电位可以认为是K+的平衡电位。(钾离子向内电位差与钾离子向外的浓度差达到平衡。)
➌静息电位的形成是否需要消耗能量?
不需要,静息电位是由钾离子外流形成的,钾离子外流是协助扩散。
➍静息电位的维持是否需要消耗能量?
需要,静息电位的维持需要膜内外的K+浓度差来平衡外正内负的电位差,K+的浓度差由钠钾泵通过主动运输完成的。
B.动作电位的形成
受刺激时,神经细胞膜电位发生快速反转,形成外负内正的电位,之后又快速恢复为外正内负的静息状态。
①动作电位是瞬时变化的电位即暂时性的电位变化
②动作电位的形成包括上升支(a~c)和下降支(c~e)
e-f段:Na+-K+泵
将a-c阶段内流的Na+泵出,
将c-e阶段外流的K+泵入 。
准备接受下一次动作电位的产生。
2.兴奋在神经纤维上的传导
(1)传导过程(右图)
(2)传导特点:可以双向传导 。
①膜内的局部电流传导方向 兴奋部位到未兴奋部位 。
②膜外的局部电流传导方向 未兴奋部位到兴奋部位 。
兴奋的传导方向与膜内的局部电流的方向相同
③形式:电信号(神经冲动、局部电流)。
④这两个图有什么不一样?
图1 反射弧中的某一神经 图2 离体的枪乌贼某一神经
刺激离体的神经纤维中间任意一点,兴奋沿神经纤维双向传导。在体内的反射活动中,兴奋沿着反射弧单向传导。为什么?
在实验条件下,刺激神经纤维除端点外的任何一点,所产生的神经冲动沿神经纤维向两端同时传递,由于传递的双向性,在受刺激的整个神经元均可测到电位变化。
而在生物体内正常生理条件下兴奋在神经纤维上的传递是单向的(因为刺激总是来自感受器)
(3)细胞外液中Na+、K+浓度变化对电位峰值的影响
①静息电位是K+的平衡电位,细胞外K+浓度上升后,细胞内K+向外扩散减少,从而引起静息电位(绝对值)变小。
②动作电位的峰值是Na+的平衡电位。当细胞外Na+浓度上升后,向细胞内的扩散量增加,从而使动作电位的峰值变大。
试判断一个神经细胞的静