内容正文:
第2章 神经调节
第3节 神经冲动的产生和传导
松桃群希高级中学
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问题探讨
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。
讨论:
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?
经过了耳(感受器)、传入神经(听觉神经)、神经中枢(大脑皮层-脊髓)、传出神经、效应器(肌肉)等结构
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0.1s
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经元之间(或神经元和其他细胞)的传递
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。那么,兴奋在反射弧中是以什么形式传导的?它是怎样传导的呢?
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一、兴奋在神经纤维上的传导
(一)、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。
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a
b
+
+
①静息时,电表没有测出电位变化,说明神经表面各处电位 。
相等
刺激
-
②在图示神经的左侧一端给予刺激时,a处先变为
电位,接着 。
恢复正电位
负
-
③然后,另一电极(b处)变为 电位。
负
④接着又 。
恢复为正电位
一、兴奋在神经纤维上的传导
——蛙坐骨神经表面电位差实验
共发生了两次方向相反的偏转
问1:共发生了几次偏转?方向如何?
问2:兴奋在神经纤维上以什么形式传导?
思考:神经冲动在神经纤维上是怎么产生和传导?
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(neural impulse)。
5
兴奋在神经纤维上以电信号传导
静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度
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
神经细胞外的Na+浓度比膜内要高,K+浓度比膜内低。
神经细胞Na+、K+分布特点
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红细胞是不可兴奋细胞,细胞膜不能产生动作电位,只有静息电位。而静息电位时通过钠泵作用保钾排钠。
生物膜具有选择透过性,细胞膜对K+或者Na+的透过性不同。
兴奋在神经纤维上以电信号传导
在未受到刺激时,神经纤维处于静息状态,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。
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K+
Na+
K通道
Na通道
膜外
膜内
外正内负
K+外流
一、兴奋在神经纤维上的传导
1.静息电位产生机制
+
-
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+
+
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+
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+
+
+
当神经纤维某一部位受到刺激时,细胞膜对离子的通透性是怎样的呢?
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+
+
+
K+
Na+
K通道
Na通道
膜外
膜内
一、兴奋在神经纤维上的传导
2.动作电位产生机制
外负内正
Na+内流
-
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+
+
+
+
+
+
+
+
兴奋部位的电位表现为内正外负,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会发生什么现象呢?
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兴奋部位
末兴奋部位
局部电流
兴奋部位的电位表现为________,而邻近的未兴奋部位仍然是________,在兴奋部位和未兴奋部位之间由于_______的存在而发生__________,这样就形成了_________
内正外负
内负外正
电位差
电荷移动
局部电流
膜外:
未兴奋部位→兴奋部位
膜内:
兴奋部位→未兴奋部位
3.局部电流的形成
局部电流方向:
刺激
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-
+
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+
兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
刺激
双向传导
二、兴奋在神经纤维上的传导
兴奋的传导
局部电流方向:
①膜外与兴奋传导方向
②膜内与兴奋传