1、第第3节节 神经冲动的产生和传导神经冲动的产生和传导第第2 2章章 神经调节神经调节 短跑赛场上,发令枪一响,短跑赛场上,发令枪一响,运动员会像离弦的箭一样冲运动员会像离弦的箭一样冲出,现在世界短跑比赛规则出,现在世界短跑比赛规则规定,规定,在枪响后在枪响后0.1s0.1s内起跑内起跑被视为抢跑被视为抢跑。1.1.从运动员听到枪响到做出起跑的反应,信号的传导经过了从运动员听到枪响到做出起跑的反应,信号的传导经过了那些结构?那些结构?2.2.短跑比赛规则中关于短跑比赛规则中关于“抢跑抢跑”规定的科学依据是什么?规定的科学依据是什么?经过了感受器经过了感受器(耳耳)、)、传入神经传入神经(听觉神经
2、听觉神经)、)、神神经中枢经中枢(大脑皮层大脑皮层-脊髓脊髓)、)、传出神经、效应器传出神经、效应器(传出传出神经末梢和它所支配的肌肉神经末梢和它所支配的肌肉)。)。人类从听到声音到做出反应起跑需要经过反射弧的各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个结构,完成这一反射活动所需的时间至少需要0.1s0.1s。讨论讨论 运动员听到信号后神经产生兴奋,兴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;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那么,兴奋在反射弧中是以什么形式以及如何传导的?以及如何传导的?实验现象实验现
3、象实验结论实验结论 在神经系统中,兴奋是以在神经系统中,兴奋是以_的形式沿着神经纤维的形式沿着神经纤维传导的,传导的,这种电信号也叫做这种电信号也叫做_。电信号电信号神经冲动神经冲动因此,兴奋在神经纤维上的传递形式为:因此,兴奋在神经纤维上的传递形式为:_神经冲动神经冲动(或电信号)(或电信号)ab+坐骨神经坐骨神经+发生了几发生了几次偏转?次偏转?方向?方向?神经冲动在神经纤维上时怎神经冲动在神经纤维上时怎样产生和传导的呢?样产生和传导的呢?NaNa+膜外膜外膜内膜内膜外膜外+-+静息时静息时K K+K K+K K+K K+NaNa+NaNa+NaNa+NaNa+K K+NaNa+NaNa+
4、NaNa+K K+K K+K K+一、兴奋在神经纤维上的一、兴奋在神经纤维上的传导传导返回导航一、兴奋在神经纤维上的一、兴奋在神经纤维上的传导传导K内负外正内负外正NaNa+膜外膜外膜内膜内膜外膜外+-+K K+K K+K K+K K+NaNa+NaNa+NaNa+NaNa+K K+适宜刺激适宜刺激NaNa+NaNa+NaNa+K K+K K+K K+K K+K K+NaNa+NaNa+-+-+-+-+适宜刺激适宜刺激-+-+静息电位恢复后,钠静息电位恢复后,钠-钾泵活动加强,吸收钾泵活动加强,吸收K,排出,排出Na(主动运输)拓展:拓展:所以无论是静息状态还是受到刺激产生兴奋时,神经纤维膜内
5、所以无论是静息状态还是受到刺激产生兴奋时,神经纤维膜内K浓度都比膜外高、浓度都比膜外高、Na浓度都比膜外低。浓度都比膜外低。传导特点:,即图中abc。兴奋在神经纤维上的传导方向与局部电流方向的关系双向传导归纳总结在膜外,局部电流方向与兴奋传导方向。在膜内,局部电流方向与兴奋传导方向。相反相同兴奋在神经纤维上的传导方向解析兴奋在神经纤维上的传导方向解析在反射过程中在反射过程中在离体的神经纤维上在离体的神经纤维上传导方向:传导方向:_传导方向:传导方向:_单向传导单向传导双向传导双向传导返回导航1兴奋在神经纤维上传导的特点兴奋在神经纤维上传导的特点(1)生理完整性:生理完整性:包括结构完整性和功能
6、完整性两个方面。包括结构完整性和功能完整性两个方面。如果神经纤维被切断,如果神经纤维被切断,冲动就不能通过断口继续向前传冲动就不能通过断口继续向前传导导;即使不破坏神经纤维结构上的连续性,机械压力、;即使不破坏神经纤维结构上的连续性,机械压力、冷冻、电流和化学药品等因素也能使神经纤维的局部功冷冻、电流和化学药品等因素也能使神经纤维的局部功能改变,从而中断兴奋的传导能改变,从而中断兴奋的传导。知识突破知识突破返回导航(2)绝缘性:绝缘性:一条神经中含有大量粗细不同、传导速度不一条神经中含有大量粗细不同、传导速度不一的神经纤维,诸多一的神经纤维,诸多神经纤维各自传导其兴奋神经纤维各自传导其兴奋,基
7、本上,基本上互不干扰,这称为传导的绝缘性。互不干扰,这称为传导的绝缘性。(3)双向传导双向传导:神经纤维上某一点被刺激而产生兴奋时,神经纤维上某一点被刺激而产生兴奋时,其兴奋可沿神经纤维同时向两端传导。其兴奋可沿神经纤维同时向两端传导。(4)相对不疲劳性相对不疲劳性:与突触传递相比较,神经纤维可以接与突触传递相比较,神经纤维可以接受高频率、长时间的有效电刺激,并始终保持其传导兴受高频率、长时间的有效电刺激,并始终保持其传导兴奋的能力,这称为神经纤维传导兴奋的相对不疲劳性奋的能力,这称为神经纤维传导兴奋的相对不疲劳性。返回导航2膜电位的膜电位的测量测量测量方法测量方法测量图解测量图解测量结果测量
8、结果电表两极分别置于神经纤维电表两极分别置于神经纤维膜的膜的内侧和外侧内侧和外侧 电表两极均置于神经纤维膜电表两极均置于神经纤维膜的的外侧外侧 拓展拓展:静息电位:静息电位零电位。静息电位时,膜外的阳离零电位。静息电位时,膜外的阳离子浓度大于膜内的阳离子浓度,膜内外存在电位差,子浓度大于膜内的阳离子浓度,膜内外存在电位差,而不是零电位。用电表测量时一般表现为负电位而不是零电位。用电表测量时一般表现为负电位。某一位点某一位点电位变化曲线电位变化曲线解读解读图示为离体神经纤维某一部位受到适当刺激时,受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化。解读静息静息电位(电位(a a段)段):外正内负(外正内
9、负(K K+外外流)流);动作电位形成过程中(刺激动作电位形成过程中(刺激b b段):段):NaNa+通道开放(通道开放(NaNa+内流)内流)动作电位(动作电位(bcbc):外外负内正(负内正(NaNa+内流)内流)静息电位恢复形成过程静息电位恢复形成过程(cdcd段):段):K K+外流外流;恢复原有静息电位水恢复原有静息电位水平(平(dede段)段)钠钠钾泵活动加强,吸钾钾泵活动加强,吸钾排钠排钠注意注意 1 1.峰值的大小峰值的大小 静息电位决定于:静息电位决定于:动作电位决定于:动作电位决定于:2 2.离子通道打开,离子通道打开,K K+外流,外流,NaNa+内流为内流为 ;钠;钠钾
10、泵打开,钾泵打开,吸钾排钠,为吸钾排钠,为 。膜两侧膜两侧K K+浓度差浓度差膜两侧膜两侧NaNa+浓度差浓度差协助扩散协助扩散主动运输主动运输1 神经纤维上的传导将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液(溶液将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液(溶液S)中,可测得静)中,可测得静息电位。给予细胞一个息电位。给予细胞一个适宜的刺激适宜的刺激,膜两侧出现一个暂时性的电,膜两侧出现一个暂时性的电位变化,这种膜电位变化称为动作电位。位变化,这种膜电位变化称为动作电位。溶液中离子浓度变化静息电位变化动作电位变化适当降低溶液中Na+浓度适当增加溶液中Na+浓度适当降低溶液中K+浓度适当增加溶液中K+浓度不变峰值
11、下降不变峰值上升上升不变不变下降(四四)兴奋传导与电流表指针偏转问题兴奋传导与电流表指针偏转问题刺激刺激a a点点,电流计指针如何偏转?电流计指针如何偏转?刺激刺激c c点(点(bc=cdbc=cd),),电流计指针如何偏转?电流计指针如何偏转?刺激刺激bcbc之间的一点,之间的一点,电流计指针如何偏转?电流计指针如何偏转?刺激刺激cdcd之间的一点,之间的一点,电流计指针如何偏转?电流计指针如何偏转?上述上述电流计指针偏转方向一样吗?电流计指针偏转方向一样吗?发生两次方向相反的偏转发生两次方向相反的偏转(因为(因为b b点先兴奋,点先兴奋,d d点后兴奋)点后兴奋)不偏转不偏转(因为(因为b
12、 b点和点和d d点同时兴奋)点同时兴奋)发生两次方向相反的偏转发生两次方向相反的偏转(因为(因为b b点先兴奋,点先兴奋,d d点后兴奋)点后兴奋)发生两次方向相反的偏转发生两次方向相反的偏转(因为(因为d d点先兴奋,点先兴奋,b b点后兴奋)点后兴奋)不一样,相反不一样,相反兴奋在神经纤兴奋在神经纤维上的传导维上的传导兴奋在神经兴奋在神经元间的传递元间的传递突触突触(一)突触小体(一)突触小体轴突末梢轴突末梢 神经元的神经元的_经过多次分支,最后每个小枝末经过多次分支,最后每个小枝末端端_,呈,呈_状或状或_状,叫做状,叫做_;轴突末梢轴突末梢膨大膨大杯杯球球突触小体突触小体线粒体线粒体
13、突触小泡突触小泡突突触触小小体体(供能)(供能)(内含神(内含神经递质经递质,来源于高来源于高尔基体)尔基体)(二)突触(二)突触1.1.概念概念:突触小体可以与其他神经元的突触小体可以与其他神经元的_或或_等等相接近,共同形成突触;相接近,共同形成突触;树突树突细胞体细胞体突触的后半部分一定是神经元的一部分吗?突触的后半部分一定是神经元的一部分吗?不一定,不一定,神经元与肌肉细胞或某些腺体细胞之间也神经元与肌肉细胞或某些腺体细胞之间也是通过突触联系的是通过突触联系的神经元与肌肉细胞形成突触神经元与肌肉细胞形成突触突触的结构包括突触的结构包括_、_与与_;突触前膜突触前膜突触间隙突触间隙突触后
14、膜突触后膜突触前膜突触前膜突触间隙突触间隙突触后膜突触后膜突触小体突触小体(轴突)(轴突)或肌肉细胞或某些腺体细胞或肌肉细胞或某些腺体细胞轴突轴突 树突型树突型 轴突轴突 细胞体型细胞体型 突触类型:突触类型:(1 1)神经元间形成突触的主要类型)神经元间形成突触的主要类型(2 2)神经元与效应器形成的突触类型:)神经元与效应器形成的突触类型:轴突轴突肌肉型肌肉型,轴突轴突腺体型腺体型4.4.兴奋通过突触的传递过程兴奋通过突触的传递过程兴奋到达突触前膜所在的兴奋到达突触前膜所在的_,引起,引起_向向_移动并释放移动并释放_;轴突末梢轴突末梢突触小泡突触小泡突触前膜突触前膜神经递质神经递质神经递
15、质通过神经递质通过_ _ _到到_附近附近突触间隙突触间隙扩散扩散突触后膜的受体突触后膜的受体神经递质与神经递质与_结合,形成结合,形成_突触后膜的受体突触后膜的受体突触后膜上的突触后膜上的_发生发生变化,引发变化,引发_离子通道离子通道电位变化电位变化神经递质被神经递质被_或或_降解降解回收回收递质递质-受体复合物受体复合物兴兴奋奋突触小泡的形成与突触小泡的形成与_(细胞器)(细胞器)有关,胞吐过程中需要的能量主要来自有关,胞吐过程中需要的能量主要来自_(细胞器)(细胞器)注意:注意:神经递质释放的运输方式是神经递质释放的运输方式是_,_消耗能量,消耗能量,_转运蛋白,体现转运蛋白,体现了细
16、胞膜了细胞膜_;胞吐胞吐需要需要不需要不需要具有一定的流动性具有一定的流动性高尔基体高尔基体线粒体线粒体神经递质通过突触间隙的运到突触后神经递质通过突触间隙的运到突触后膜的方式为膜的方式为_,_消耗能量,消耗能量,其快慢与其快慢与_和和_等有关等有关扩散扩散不需要不需要神经递质的浓度神经递质的浓度温度温度神经递质与受体的结合具有神经递质与受体的结合具有_性;性;受体的化学本质是受体的化学本质是_;神经递质与受体结合,体现了细胞膜的神经递质与受体结合,体现了细胞膜的功能:功能:_;特异特异蛋白质(糖蛋白)蛋白质(糖蛋白)进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流注意:注意:目前已知的神经递质种类很
17、多,主目前已知的神经递质种类很多,主要有要有_、_类(如谷氨类(如谷氨酸、甘氨酸)、酸、甘氨酸)、_、_、_、_等等乙酰胆碱乙酰胆碱神经递质的合成一定与核糖体有关神经递质的合成一定与核糖体有关吗?吗?_氨基酸氨基酸5-5-羟色胺羟色胺多巴胺多巴胺去甲肾上腺素去甲肾上腺素肾上腺素肾上腺素不一定,大多数神经递质不是蛋不一定,大多数神经递质不是蛋白质白质神经递质作用于突触后膜,引起突神经递质作用于突触后膜,引起突触后膜的电位变化,该变化一定是兴触后膜的电位变化,该变化一定是兴奋吗?奋吗?_不一定,兴奋或抑制不一定,兴奋或抑制神经递质发挥完作用后的去向:神经递质发挥完作用后的去向:_神经递质会与受体分
18、开,并迅速被降神经递质会与受体分开,并迅速被降解或回收进细胞,以免持续发挥作用解或回收进细胞,以免持续发挥作用拓展:抑制的形成机理拓展:抑制的形成机理看图,试着简述抑制的形成机看图,试着简述抑制的形成机理:理:_突触前膜释放神经递质,神经递质突触前膜释放神经递质,神经递质与受体结合后,突触后膜的与受体结合后,突触后膜的ClCl-离子离子通道打开(细胞膜对通道打开(细胞膜对ClCl-的通透性增的通透性增加)加),Cl,Cl-内流,使静息电位更绝对内流,使静息电位更绝对值增大,更难于兴奋。值增大,更难于兴奋。返回导航总结总结:神经递质:神经递质返回导航温馨提示温馨提示同一神经递质可能使一些神经元兴
19、奋,而使另一些神经元抑同一神经递质可能使一些神经元兴奋,而使另一些神经元抑制,这可能与神经递质受体有关,如乙酰胆碱能引起骨骼肌细胞兴奋,对制,这可能与神经递质受体有关,如乙酰胆碱能引起骨骼肌细胞兴奋,对心肌细胞则是抑制的,两种不同效果的产生是由于心肌细胞上的受体和骨心肌细胞则是抑制的,两种不同效果的产生是由于心肌细胞上的受体和骨骼肌细胞上的受体的性质不同骼肌细胞上的受体的性质不同。总结:总结:传递特点传递特点单向传递:单向传递:表现表现只能从一个神经元的轴突传到下只能从一个神经元的轴突传到下一个神经元的细胞体或树突一个神经元的细胞体或树突原因原因神经递质只能由突触前膜释放,神经递质只能由突触前
20、膜释放,作用于突触后膜上作用于突触后膜上突触延搁:突触延搁:神经冲动在突触处的传递要经过神经冲动在突触处的传递要经过电信号电信号化学信号化学信号电信号电信号的转变,因此比在神经的转变,因此比在神经纤维上的传导要慢纤维上的传导要慢刺激刺激c c点,点,电流计指针如何偏转?电流计指针如何偏转?兴奋兴奋在神经元之间的传递在神经元之间的传递与电与电流表指针偏转问题流表指针偏转问题刺激刺激a a点左侧点左侧,电流计指针如何偏转?电流计指针如何偏转?刺激刺激b b点(点(bc=cdbc=cd),),电流计指针如何偏转?电流计指针如何偏转?刺激刺激abab之间的点,之间的点,电流计指针如何偏转?电流计指针如
21、何偏转?刺激刺激d d点右侧,电流计指针如何偏转?点右侧,电流计指针如何偏转?发生两次方向相反的偏转发生两次方向相反的偏转(因为(因为a a点先兴奋,点先兴奋,d d点后兴奋)点后兴奋)发生两次方向相反的偏转发生两次方向相反的偏转(因为(因为a a点先兴奋,点先兴奋,d d点后兴奋)点后兴奋)发生两次方向相反的偏转发生两次方向相反的偏转(因为(因为a a点先兴奋,点先兴奋,d d点后兴奋)点后兴奋)发生一次偏转发生一次偏转(因为(因为a a点不兴奋,点不兴奋,d d点兴奋)点兴奋)发生一次偏转发生一次偏转(因为(因为a a点不兴奋,点不兴奋,d d点兴奋)点兴奋)三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
22、1、某些化学物质对突触的影响(1)有些物质能促进神经递质的合成和释放速率;(2)有些会干扰神经递质与受体的结合;(3)有些会影响分解神经递质的酶的活性。兴奋剂和毒品等也大多是通过突触来起作用的。2023-7-112 2、兴奋剂的概念和作用(1 1)概念:原指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物。如今是运动禁用药物的统称。(2 2)作用:可增强人的兴奋程度、提高运动速度等。注意:为了保证公平、公正,运动比赛禁止使用兴奋剂。3 3、毒品的类别和危害 中华人民共和国刑法第357条规定:毒品是指鸦片、海洛因、甲基苯丙胺(冰毒)、吗啡、大麻、可卡因以及国家规定管制的其他能够使人形成瘾癖的麻醉药品和精神药
23、品。有些兴奋剂就是毒品,会对人体健康带来极大危害。1.服用可卡因为什么会使人上瘾?在正常情况下,多巴胺发挥完作用后会被突触前膜上的转运蛋白从突触间隙回收吸食可卡因后,可卡因会使转运蛋白失去回收多巴胺的功能,于是多巴胺就就留在突触间隙持续发挥作用这样,导致突触后膜上_多巴胺受体减少当可卡因药效失去后,由于多巴胺受体减少,机体正常的神经活动受到影响,服药者就必须服用可卡因来维持这些神经元的活动,于是形成恶性循环,毒瘾难戒思考讨论分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害p30p30可卡因的其他危害 可卡因能干扰交感神经的作用,导致心脏功能异常,还会抑制免疫系统的功能;吸食可卡因者可产生心理依赖性,长期吸食易产
24、生触幻觉与嗅幻觉,最典型的是有虫行蚁走感,奇痒难忍,造成严重的抓伤甚至断肢自残、情绪不稳定,容易引发暴力或攻击行为;长期大剂量使用可卡因后突然停药,可出现抑郁、焦虑、失望、疲惫、失眠、厌食等症状;思维训练推断假说与预期 已知副交感神经可以使心率降低。A组保留副交感神经 B组剔除副交感神经 刺激A组中的副交感神经,A的跳动降低。从A组的营养液中取一些液体注入B组的营养液中,B组的跳动也减慢。该实验的假说是什么?该实验可以说明什么问题?AB当神经系统控制心脏活动时,在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号还是电信号呢?课本课本P31P31实验实验假说:支配心脏的副交感神经可能是释放了某种化学物质
25、,该物质可以使心跳减慢结论:该神经释放一种化学物质,这种物质可以使心跳变慢.分析以下几种物质对神经系统的影响1.有机磷农药:含磷元素的有机化合物农药,如乐果、敌百虫、敌敌畏等。经皮肤、消化和呼吸道粘膜过量摄入可抑制胆碱酯酶活性,2.草乌中含有乌头碱,乌头碱可与神经元上钠离子通道结合,使其持续开放3.-银环蛇毒素(或箭毒)竞争性的与神经肌肉接头处的乙酰胆碱受体结合,但钠离子通道不开启。1 1、肉毒杆菌肉毒杆菌毒素是从肉毒杆菌提取的毒蛋白,是自然界己知的最强的神经毒素是从肉毒杆菌提取的毒蛋白,是自然界己知的最强的神经毒素。它能毒素。它能选择性地阻止乙酰胆碱(递质的一种)释放过程选择性地阻止乙酰胆碱(递质的一种)释放过程,这种毒素对兴,这种毒素对兴奋传递的作用是(奋传递的作用是()乙酰胆碱酶能瞬间水解乙酰胆碱,而有机农药能抑制乙酰胆碱酶的活性,乙酰胆碱酶能瞬间水解乙酰胆碱,而有机农药能抑制乙酰胆碱酶的活性,所以农药中毒开始的症状是所以农药中毒开始的症状是肌肉痉挛强直肌肉痉挛强直,原因是(,原因是()A A使兴奋传递中断使兴奋传递中断 B B使兴奋传递加速使兴奋传递加速 C C使下一个神经元持续兴奋使下一个神经元持续兴奋 D D使下一个神经元持续抑制使下一个神经元持续抑制AC