内容正文:
第2章 第3节
神经冲动的产生和传导(第1课时)
【学习目标】 1.能说出兴奋在神经纤维上传导的形式2.识记静息电位和动作电位的定义3.能描述静息电位和动作电位产生的机制
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,信号的传导经过了那些结构?
感受器(耳)、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(传出神经末梢和它所支配的肌肉)
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讨论2:短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么?
人类从听到声音到做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
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。
问题探讨
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一、兴奋在神经纤维上的传导
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神经表面电位差实验
坐骨神经
腓肠肌
伽尔瓦尼在实验室解剖青蛙,把剥了皮的蛙腿,用刀尖碰蛙腿上外露的神经时,蛙腿剧烈地痉挛,同时出现电火花。经过反复实验,他认为痉挛起因于动物体上本来就存在的电,他还把这种电叫做“生物电”。
意大利生理学家
伽尔瓦尼
(L.Galvani)
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01
1820年电流计应用于生物电研究: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。
神经表面电位差实验
01
有人做过如下实验: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。
神经表面电位差实验
兴奋在神经纤维上的传导
(1)过程
细胞膜外的Na+浓度高,膜内K+浓度高。
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
静息时神经元和肌肉细胞膜内外Na+、K+的浓度
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(1)过程
Na+
膜外
膜内
膜外
+
+
+
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+
+
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+
+
+
+
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+
+
+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
神经细胞膜外的Na+浓度高,膜内K+浓度高。
静息时,膜对K+的通透性大,即K +通道蛋白开放,造成K+外流,使膜外的阳离子浓度高于膜内,细胞膜两侧的电位表现为外正内负,称为静息电位。
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电位表现:___________
形成原因:___________
运输方式:___________________
外正内负
K+外流
协助扩散(离子通道)
①静息电位
(1)过程
Na+
膜外
膜内
膜外
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
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+
+
+
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+
+
+
+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
Na+
在受到刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加,造成Na+内流,这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化,出现外负内正的现象,叫动作电位。
(1)过程
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②动作电位
电位表现:___________
形成原因:___________
运输方式:___________________
外负内正
Na+内流
协助扩散(离子通道)
刺激
(1)过程
兴奋部位(外负内正)与未兴奋部位(外正内负)之间由于电位差发生电荷移动形成局部电流。
Na+
Na+
- - - -
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
- - - -
- - - -
- - - -
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++++
++++
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- - - -
++++
++++
- - - -
- - - -
Na+
Na+
++++
++++
- - - -
- - - -
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
(1)过程
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③兴奋传导
兴奋部位和未兴奋部位之间
存在电位差,形成___________。
局部电流
2. 兴奋在神经纤维上的产生和传导
(1)过程
这种局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化,如此进行下去,将兴奋向前传导,后方又恢复为 电位。
Na+
Na+
- - - -
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
- - - -
- - - -
- - - -
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- - - -
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++++
++++
- - - -
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++++
++++
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- - - -
Na+
Na+
++++
++++
- - - -
- - - -
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
2. 兴奋在神经纤维上的产生和传导
(1)过程
静息
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④恢复静息电位
形成原因:___________
运输方式:___________
K+外流
协助扩散
2. 兴奋在神经纤维上的产生和传导
(1)过程
延伸拓展
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。这个问题如何解决呢?
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。
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01
①在离体的神经纤维上:双向传导
兴奋传导特点
②在反射弧上:单向传导
静息状态
未兴奋部位
兴奋状态
兴奋部位
刺激
K+外流
Na+内流
静息电位
(外正内负)
动作电位
(外负内正)
局部电流
未兴奋部位
刺激
Na+内流
课堂小结
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