2.3神经冲动的产生和传导第1课时课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修1

第二章 神经调节 第3节 神经冲动的产生和传导 1 1. 运动员从听到发令枪响到做出起跑反应，信号的传导经过了那些结构？ 2. 短跑比赛中“抢跑”规定的科学依据是什么？ 神经中枢 中枢神经系统 外周神经系统 效应器 感受器 传入神经 传出神经 导 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。 通过之前课程的学习，我们已经知道：神经调节的基本方式是反射；发射的结构基础是反射弧。 反射的短跑赛场上，发令枪一响，运动员们会像离弦的箭一样冲出起跑线。运动员从听到发令枪响到做出起跑反应。 我们知道这是一种条件反射。感受器是分布在耳朵的听神经末梢，通过听神经将信号传入神经中枢大脑，在大脑做出反应后，指令经过传出神经传导至腿部肌肉，也就是效应器，完成起跑这一反应。 在这一过程中，兴奋在感受器如何产生，又是如何在神经中传导的呢？ 短跑比赛规则规定，发令枪响后0.1s内起跑为抢跑，这一规定的生物学依据又是什么？ 这些是我们这一节需要重点讨论的内容。 2 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？ 思＋议 1.什么叫神经冲动？ 2.什么是静息电位、动作电位、局部电流？ 3.结合图2-7，尝试描述神经冲动在神经纤维上产生 和传导的过程。 4.尝试总结兴奋在神经纤维上传导的方向及特点。 一 兴奋在神经纤维上传导 （一）、 实验史 1、猜测传导信号（光信号、声音信号、电信号） 2、脊蛙解剖分离、电流计 坐骨神经 腓肠肌 展 一 兴奋在神经纤维上传导 （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。 静息时，电表_______测出电位差，说明静息时神经表面各处电位______ 没有 相等 7 兴奋在神经纤维上以电信号传导 刺激 位置 7 8 兴奋在神经纤维上以电信号传导 刺激 位置 随后，电流计于1820年应用于生物电研究。科学家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。 在刺激刚开始时，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a点和b点均没有兴奋，没有电位差异。 。 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。 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。 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。 该项实验证明兴奋在神经上以电信号传导，神经兴奋发生位置电位低于静息位置。   8 9 兴奋在神经纤维上以电信号传导 刺激 位置 随后，电流计于1820年应用于生物电研究。科学家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。 在刺激刚开始时，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a点和b点均没有兴奋，没有电位差异。 。 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。 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。 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。 该项实验证明兴奋在神经上以电信号传导，神经兴奋发生位置电位低于静息位置。   9 兴奋在神经纤维上以电信号传导 刺激 位置 在图示神经的左侧的一端 给予刺激时，______刺激 端的电极处（a处）先变为_____电位， 接着______________；然后，另一电极（b处）变为____电位； 接着又_____________ 靠近 负 恢复为正电位 负 恢复为正电位 神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的呢？ 随后，电流计于1820年应用于生物电研究。科学家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。 在刺激刚开始时，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a点和b点均没有兴奋，没有电位差异。 。 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。 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。 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。 该项实验证明兴奋在神经上以电信号传导，神经兴奋发生位置电位低于静息位置。   10 + + 刺激 刺激位点在左侧时，电流的指针发生了两次方向相反的偏转。 如果刺激位点在右侧，电流表的指针将如何偏转呢？ + + 刺激 刺激位点在右侧时，电流的指针也发生了两次方向相反的偏转。 + + 刺激 如果刺激位点在两个电极的中间位置，电流表的指针将如何偏转呢？ 刺激位点在两个电极的中间位置时，电流表的指针不发生偏转。 考点一：神经纤维刺激位置与偏转次数关系 兴奋在神经纤维（离体的）上以电信号双向传导 在神经系统中，兴奋是以_______的形式沿着神经纤维传导的。 电信号 这种电信号也叫做___________。 神经冲动 电信号在神经纤维上是怎样产生和传导的呢？ 膜内外存在电位差-分析细胞内外物质跨膜运输 一 兴奋在神经纤维上传导 （一）、 实验史 3、枪乌贼--巨轴突（单个神经纤维） 测定装置如图甲,记录的电位变化可以用图乙表示 习惯上，以膜外为参考，以膜内电位值代表膜电位。静息电位通常为负值,是因为人为将静息时膜外侧的电位规定为0,膜内与膜外的电位差为负值(即：膜内减膜外的电位差) 考点二：受刺激部位细胞膜两侧电位变化与离子流动分析 静息电位：神经细胞膜对K＋的通透性大，K＋外流，协助扩散，通道蛋白（无门控）。 膜电位表现为：外正内负 受刺激后：Na＋通道（门控）打开,Na＋大量内流，协助扩散，通道蛋白。 0电位：动作电位形成中 动作电位：Na＋通道继续打开，Na＋继续内流，协助扩散，通道蛋白。 膜电位表现为外负内正 静息电位的恢复：K＋通道（门控）打开，协助扩散，K＋大量外流 钠钾泵：将先前内流Na＋泵出，以及外流K＋泵入。 消耗ATP的主动运输 e点低于a点：超极化 受刺激部位细胞膜两侧电位变化与离子流动分析 ①静息状态(未受到刺激时)： 静息时 电位表现： 外正内负 形成原因： K＋外流 （协助扩散） 神经纤维膜内_____明显高于膜外，而_____低于膜外，未受刺激时，膜对_____有通透性，造成K+外流，膜外侧阳离子浓度高于膜内。膜电位表现为____________，称为_________电位。 K+ Na+ K+ 外正内负 静息 膜外 （二）、静息电位和动作电位的离子基础 ②兴奋状态(受到刺激后)： 膜外 膜内 受刺激时，膜对_______通透性增加，Na+____，使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外。表现为__________，称为______电位，这个区域称为________。 内流 Na+ 外负内正 动作 兴奋区 兴奋时 电位表现： 外负内正 形成原因： Na＋内流 （协助扩散） 动作电位 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。这个问题是如何解决的呢？ 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。 思考·讨论 ？ （三）、兴奋的传导 1.局部电流的形成 +++++++++++++++++++++++ +++++++++++++++++++++++ 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___________。 刺激 ++++ +++++ 外负内正 外正内负 电位差 电荷移动 局部电流 膜外：未兴奋→兴奋 膜内：兴奋→未兴奋 双向传导 如果刺激神经纤维的中间部位(如下图)，兴奋将如何传导？膜内外兴奋传导方向与电流方向的关系？ 膜内:兴奋传导的方向与电流方向相同 膜外:兴奋传导的方向与电流方向相反 由此可见，在离体的神经纤维上，兴奋传导的方向可以是__________。 （三）、兴奋的传导---传导特点(离体与不离体) 1、兴奋是以电信号（局部电流）的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫神经冲动。 2、产生过程： 兴奋在神经纤维（离体）上的传导 （1）无刺激时--静息电位： （2）受刺激时--动作电位： （3）传导兴奋（神经冲动 ） 兴奋区与未兴奋区之间有电位差而形成局部电流 膜外： 膜内： （双向传导） 外正内负(K＋外流) 外负内正 (Na＋内流) 未兴奋区→兴奋区（电流与兴奋方向相反） 兴奋区→未兴奋区（电流与兴奋方向相同） 小结 细胞外Na+浓度增加   细胞外Na+浓度降低 细胞外K+浓度增加 细胞外K+浓度降低   静息电位不变，动作电位的峰值变大 静息电位不变，动作电位的峰值变小 动作电位不变，静息电位绝对值变小 动作电位不变，静息电位绝对值变大 Na+浓度只影响动作电位的峰值; K+浓度只影响静息电位的绝对值。 $$