2.3.神经冲动的产生和传导（第1课时）课件 2025—2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

问题探讨 兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经元之间的传递 神经冲动的产生和传导（一） 2 01 兴奋在神经纤维上以什么形式传导？ 赛场上，发令枪一响，运动员会像离弦的箭一样冲出。 现在世界田径比赛规则规定，在枪响后0.1s内起跑被视为抢跑。 问题探讨 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？ 耳蜗（感受器） 传入神经 神经中枢 （大脑皮层） 神经中枢 （脊髓） 传出神经 效应器 （传出神经末梢和它支配的肌肉） 问题探讨 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。 问题探讨 实验探究 坐骨神经 腓肠肌 脊髓 （部分） ① ② ③ 蛙坐骨神经-腓肠肌标本收缩实验【意大利】医生、生理学家伽尔瓦尼 实验目的：验证兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导 实验材料：蛙的坐骨神经-腓肠肌标本 实验步骤：如下图所示 实验预期：若刺激坐骨神经后，装置中的电表偏转，则说明兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导。 a b + + 电表无偏转 实验探究 实验结果及分析 1. 静息状态下 ab之间无电位差：a=b 神经表面各点电位相等 实验探究 蛙坐骨神经-腓肠肌标本收缩实验 2. 刺激a点左侧，兴奋传到a点 指针向左偏转 ab间存在电位差：a＜b 兴奋部位（a点)的电位变低，a为负电位b为正电位。 a b + + - 实验结果及分析 9 实验探究 蛙坐骨神经-腓肠肌标本收缩实验 3. 兴奋传到b点 a b + - 指针恢复 兴奋部位(b)电位降低（负电位），已经兴奋过的部位（a）电位恢复（正电位） 指针向右偏转 ab之间存在电位差：a＞b 实验结果及分析 10 实验探究 蛙坐骨神经-腓肠肌标本收缩实验 4. 兴奋已经传过b点 a b + + 指针不偏转 ab之间无电位差：a=b a、b均恢复正电位 实验结果及分析 11 刺激 a b + + ① ② ③ a b - + a b + - a b + + ④ 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。 实验探究 蛙坐骨神经-腓肠肌标本收缩实验 实验结论 12 02 电信号（神经冲动）是如何产生的？ ① 实验探究（二） ② 600μm 枪乌贼巨轴突 霍奇金和赫胥黎：枪乌贼巨大神经轴突系列实验 ③ 微电极技术 ⑤ 膜片钳技术 ④ 电压钳技术 实验探究（二） 霍奇金和赫胥黎：枪乌贼巨大神经轴突系列实验 0 mV -70 mV 一、电信号的产生 （一）静息电位的产生 未受刺激时，细胞膜内外的电位表现为内负外正，将其称为静息电位。 -70 mV 16 细胞外 细胞内 细胞外 Na+浓度高 Na+浓度高 K+浓度高 （一）静息电位的产生 （一）静息电位的产生 静息电位形成的原因是 经过 向膜 (填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是 。使得膜外阳离子浓度高于膜内。 K＋ 外 协助扩散 K+通道蛋白 静息时，细胞膜对各种离子的通透性不同，主要对K+有通透性。 18 （一）静息电位的产生 拓展资料1：美国科学家Cole和Curtis发现当细胞外液K＋浓度提高时，静息电位减小；当细胞外液K＋浓度等于细胞内K＋浓度，静息电位为0；继续提高细胞外K＋浓度会逆转静息电位。 拓展资料2：TEA，中文名四乙胺，是一种钾通道特异性阻断剂。研究发现，对神经纤维用TEA处理后，几乎检测不到外向电流。 你从从中获取哪些新信息？ 19 （一）小结：静息电位的产生 静息电位： 静息电位形成的原因： 内负外正 K+外流 膜内K+浓度高于膜外 静息时，膜主要对K+有通透性 原因 K+外流的运输方式： 协助扩散 静息电位形成后膜内外K+浓度大小： K+外流达到平衡时，依然是膜内K+浓度高于膜外 刺激 a b + + ① ② ③ a b - + a b + - a b + + ④ 某部位受刺激兴奋后，膜外电位由正变负，这又是为什么？ 21 实验探究 实验材料：枪乌贼巨大神经轴突 -70 mV 刺激枪乌贼轴突后记录到的电位变化： 动作电位：内正外负 刺激 刺激 静息电位：内负外正 细胞外 细胞内 细胞外 Na+浓度高 Na+浓度高 K+浓度高 （二）动作电位的产生 （二）动作电位的产生 动作电位形成的原因是 经过 向膜 (填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是 。 Na＋ 内 协助扩散 Na+通道蛋白 受刺激时，细胞膜对Na+通透性增加。 24 （二）动作电位的产生 拓展资料1：霍奇金和卡茨用不含Na＋的等渗透压的溶液代替海水，在两分钟之内，动作电位消失，而加含Na＋的海水后，在一分半钟左右恢复了原有的动作电位。细胞外Na＋浓度如果增加，也可以加快动作电位的上升速度、加大动作电位的幅度。 拓展资料2：TTX，中文名河豚毒素，钠通道特异性阻断剂。研究发现用TTX处理神经纤维后，几乎检测不到内向电流。 你从从中获取哪些新信息？ 25 （二）小结：动作电位的产生 动作电位： 动作电位形成的原因： 内正外负 Na+内流 膜外Na+浓度高于膜内 受刺激时，膜对Na+通透性增加 原因 Na+内流的运输方式： 协助扩散 静息电位形成后膜内外Na+浓度大小： 当Na+内流至平衡时，依然是膜外Na+浓度高于膜内 （二）小结：动作电位产生的过程 神经纤维某处受到刺激 细胞膜对Na+的通透性增大 Na+内流 产生内正外负的动作电位 膜外Na+浓度高于膜内，但静息时膜对Na+的通透性很低 （三）动作电位产生后的电位恢复 刺激 1. 内正外负的电位差是暂时的，细胞膜两侧随即会恢复静息状态的电位差。 2. 恢复的过程主要是K+外流（协助扩散）导致的，此时Na+通道多处于关闭状态。 3. 钠-钾泵：将之前内流的Na+泵出细胞，将外流的K+泵入细胞，维持“内高K+外高Na+”的浓度差。此过程为主动运输。 小结：动作电位曲线分析 AB：此时为_____电位，表现为________，形成原因是 。 BC：此时为 电位的形成，形成原因是_______。 C：动作电位峰值，其大小与__________有关。 CD：此时为_____电位的恢复，形成原因是 。（且此时Na+几乎都关闭） EF： 的活动，泵出___和泵入___，使膜内外离子分布恢复到初始静息水平；运输方式为_________； 静息 内负外正 K+外流 Na+内流 膜内外Na+浓度差 静息 K+外流 钠-钾泵 主动运输 2K+ 3Na+ 注意： ①整个过程中，钠-钾泵都在运转，并非只有EF段运转。 ②整个过程中，K+始终是膜内高于膜外，Na+始终是膜外高于膜内。 动作 03 兴奋是如何传导的？ 二、兴奋的传导 刺激 未兴奋部位 未兴奋部位 未兴奋部位 刺激 未兴奋部位 未兴奋部位 兴奋部位 膜内局部电流 膜内局部电流 膜外局部电流 膜外局部电流 膜内局部电流 膜内局部电流 膜外局部电流 膜外局部电流 （一）兴奋的传导过程 局部电流：在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动，形成局部电流。 （二）局部电流的方向 膜外局部电流:未兴奋部位 兴奋部位 膜内局部电流:兴奋部位 未兴奋部位 局部电流的方向 ※（三）兴奋的传导方向 1.兴奋的传导方向为： 兴奋部位→未兴奋部位 2.兴奋传导方向与局部电流的关系： ①与膜内局部电流的方向相同 ②与膜外局部电流的方向相反 3.在离体的神经纤维上，兴奋 传导 双向 在生物体内（完整的反射弧中），通常兴奋只能来自感受器传向效应器。 因此兴奋在生物体内 传导。 ※（三）兴奋的传导方向 单向 髓鞘的绝缘性，让神经冲动跳跃式传导，从而加快神经冲动传导速度 拓展应用1：有髓神经纤维上的兴奋传导 36 拓展应用1：细胞外Na+、K+浓度对膜电位的影响 细胞外浓度 静息电位绝对值 动作电位峰值 Na+增加 Na+降低 K+增加 K+降低 动作电位峰值：受细胞外的Na+浓度影响。 静息电位绝对值：受细胞外的K+浓度影响。 不变 不变 不变 不变 减小 增大 增大 减小 （教材P31 拓展应用1）枪乌贼的神经元是研究神经兴奋的好材料。研究表明,当改变神经元轴突外Na+浓度的时候，静息电位并不受影响，但动作电位的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。 应在Na+、K+浓度与内环境相同的环境中进行。因为体内的神经元处于内环境之中，其钠钾离子具有一定的浓度，而它们的浓度会影响膜电位，所以要使测定的电位与体内的一致，也就必须将神经元放在钠钾离子浓度与体内相同的环境中。 （1）请对上述实验现象作出解释。 静息电位与K+外流相关而与Na+无关，故神经元轴突外Na+浓度的改变不影响静息电位。动作电位与Na+内流相关，细胞外Na+浓度降低，细胞内外Na+浓度差变小，Na+内流减少，动作电位值下降。 （2）若要测定枪乌贼神经元的正常电位，应该在何种溶液中测定？为什么？ 拓展应用1：细胞外Na+、K+浓度对膜电位的影响 38 拓展应用2：电表的偏转问题 1. 用电表测膜电位的两种方法 测量方法 测量图解 测量结果 电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧     电表两极均置于神经纤维膜外侧     拓展应用2：电表的偏转问题 2. 兴奋传导与电流表指针偏转问题 （1）刺激a点，指针偏转 次，偏转方向 。 （2）刺激c点，指针偏转 次，偏转方向 。 （3）刺激bc之间的某点，指针偏转 次，偏转方向 。 （4）刺激cd之间的某点，指针偏转 次，偏转方向 。 2 先向左，后向右 0 无 2 先向左，后向右 2 先向右，后向左 拓展应用2：电表的偏转问题 1. 用电表测膜电位的两种方法 例1：将一灵敏电流计电极置于蛙坐骨神经腓肠肌的神经上(如图1)，在①处给予一适宜强度的刺激，测得的电位变化如图2所示，若在②处给予同等强度的刺激，测得的电位变化是(　　) B $