1、第2章 神经调节第第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1 1课时课时兴奋在神经纤维上的传导兴奋在神经纤维上的传导问题探讨 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1.1.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，信号的传导经过了哪哪些些结构？结构？2.2.短跑比赛中判定运动员短跑比赛中判定运动员“抢跑抢跑”的依据是什么？的依据是什么？问题探讨1.1.运动员从听到发令枪响到做出运动员从听到发令枪响到做出起跑反应，信号的传导经过了起跑反应，信号的传导经过了哪
2、哪些结构？些结构？2.2.短跑比赛中判定运动员短跑比赛中判定运动员“抢跑抢跑”的依据是什么？的依据是什么？经过了耳（感受器）、传入神经经过了耳（感受器）、传入神经（听觉神经）、神经中枢（大脑皮（听觉神经）、神经中枢（大脑皮层层脊髓）、传出神经、效应器脊髓）、传出神经、效应器（肌肉）等结构（肌肉）等结构。神经中枢中枢神经系统外周神经系统效应器传出神经感受器传入神经人类从听到声音到作出反应起跑需要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射活动所需的时间至少需要0.1s0.1s。思考思考：兴奋在反射弧中是以什么形式传导的
3、？又是怎样传导的呢？兴奋在兴奋在神经纤维神经纤维上的上的传导传导兴奋在兴奋在神经元神经元之间的之间的传递传递思考思考：兴奋在反射弧中是以什么形式传导的？又是怎样传导的呢？坐骨神经腓肠肌(意大利)伽尔瓦尼 1786年有一天，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“动物电”。一、神经冲动的产生坐骨神经腓肠肌 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。它们连接到一个电表上。蛙的
4、坐骨神经表面电位变化实验一、神经冲动的产生ab+ab+-ab+-ab+-静息静息时时，电表电表 测出测出电位变化电位变化，说明说明神经表面神经表面各处各处电电 。（图）。（图）没有没有相等相等在图示神经的左侧一端给予刺激时在图示神经的左侧一端给予刺激时，刺激端的刺激端的电极处（电极处（a a处）先处）先变变为为 电位电位，接着接着 。（图、）。（图、）恢复正电位恢复正电位负负靠近靠近然后，另一电极（然后，另一电极（b b处）处）变为变为 电位电位。（图）（图）负负接着接着又又 。（图）。（图）恢复为正电位恢复为正电位说明：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
5、冲动。思考：神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的呢？一、神经冲动的产生刺激枪乌贼赫胥黎和霍奇金研究装置示意图0 mV-45 mV电极刺穿细胞膜前电极刺穿细胞膜后实验发现：在需要插入枪乌贼轴突的微电极在需要插入枪乌贼轴突的微电极刺穿轴突细胞膜前，两个电极之刺穿轴突细胞膜前，两个电极之间没有电位差异；间没有电位差异；但该电极刺穿细胞膜后，两个电但该电极刺穿细胞膜后，两个电极之间出现了极之间出现了45mV45mV的电位差异，的电位差异，且枪乌贼轴突细胞且枪乌贼轴突细胞电位电位枪乌贼轴突细胞枪乌贼轴突细胞膜外膜外电位。确认电位。确认了了内负外正内负外正的的静息电位静息电位。1939年，英国生理学家霍
6、奇金和赫胥黎用玻璃微电极伸入枪乌贼神经纤维内测量单条神经纤维内部与外部的电位差及其动作电位。二、兴奋在神经纤维上的传导膜内膜内膜外膜外Na+通道通道K+通道通道只在特殊时段开放，只在特殊时段开放，只允许只允许NaNa+内流内流。协助扩散协助扩散持续开放，持续开放，只只允许允许K K+外流外流。协助扩散协助扩散Na+-K+泵泵膜上三种通道蛋白每消耗每消耗1 1分子分子ATPATP，泵出，泵出3 3个个NaNa+的同时泵入的同时泵入2 2个个K K+，结果：结果：细胞内细胞内K K+始终高于膜外始终高于膜外，细细胞外胞外NaNa+始终高于膜内始终高于膜内。主动运输主动运输二、兴奋在神经纤维上的传导
7、膜内膜外钾离子高钾离子低钠离子高钠离子低K+通道通道Na+通道通道在未受到刺激时，神经细胞外的Na+比膜内高，K+浓度比膜内低。静息时，膜对K+的通透性大，造成K+外流。细细胞内带负电的大分子有胞内带负电的大分子有机物机物(如蛋白质如蛋白质)的含量的含量相对比细胞外丰富。相对比细胞外丰富。使膜外的阳离子浓度高于膜内，出现内负外正的现象，叫静息电位。带负电的大分子有机物1、静息电位的形成静息电位内负外正内负外正K K+外流外流协助扩散（离子通道）协助扩散（离子通道）二、兴奋在神经纤维上的传导（1）概念：未受刺激时，神经细胞质膜两侧电位表现未受刺激时，神经细胞质膜两侧电位表现为为内负外正内负外正，
8、称为，称为静息电位。静息电位。（2）特点：（3）原因：（4）K+运输方式：注：静息电位的形成与大小取决于注：静息电位的形成与大小取决于K K+的浓度差，与的浓度差，与NaNa+无关！无关！膜内膜外钾离子高钾离子低钠离子高钠离子低K+通道通道当神经纤维受到刺激时，这个部位的细胞膜对Na+离子通透性增加，Na+内流，使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位升高。刺激膜电位表现为外负内正，称为动作电位，并与相邻部位产生电位差。2、动作电位的形成动作电位刺激刺激内正外负内正外负NaNa+内内流流协助扩散（离子通道）协助扩散（离子通道）（1）概念：当神经纤维某一部位受到刺激
9、时，细胞膜对当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对NaNa+的通透性增加，的通透性增加，NaNa+内流内流，这个部位的膜两侧出，这个部位的膜两侧出现现暂时性暂时性的电位变化，表现为的电位变化，表现为内正外负内正外负的兴奋状的兴奋状态，此时的膜电位称为态，此时的膜电位称为动作电位动作电位。（2）特点：（3）原因：（4）K+运输方式：二、兴奋在神经纤维上的传导 注：此时钾离子还在外流，但是钠离子内流的量远比钾离子外流的量多，注：此时钾离子还在外流，但是钠离子内流的量远比钾离子外流的量多，因此膜电位由因此膜电位由“内负外正内负外正”变为变为“外负内正外负内正”。刺激的概念：刺激的概念：刺激的类型刺激
10、的类型生理学中，将能引起机体细胞、组织、器官或整体的活动生理学中，将能引起机体细胞、组织、器官或整体的活动状态发生变化（即产生反应）的任何内外环境变化因子都状态发生变化（即产生反应）的任何内外环境变化因子都称为刺激。称为刺激。机械刺激化学刺激温度刺激电刺激等适宜的刺激（5）动作电位产生的条件一种感受器或细胞常对某种特定性质的刺激最为敏感。一种感受器或细胞常对某种特定性质的刺激最为敏感。感受器对刺激的敏感性：感受器对刺激的敏感性：视网膜感光细胞对光的刺激较为敏感皮肤中的触觉感受器对一些机械刺激较为敏感二、兴奋在神经纤维上的传导在兴奋部位和未兴奋部位之间由于在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存
11、在电位差的存在而发生而发生电荷移动电荷移动，这样就形，这样就形成了成了局部电流局部电流。兴奋部位末兴奋部位局部电流膜外:未兴奋部位兴奋部位膜内:兴奋部位未兴奋部位局部电流方向：局部电流方向：3、局部电流的形成兴奋部位的电位表现为兴奋部位的电位表现为内正外负内正外负，而邻近的未兴奋部位仍然是，而邻近的未兴奋部位仍然是内负外正内负外正。二、兴奋在神经纤维上的传导受刺激部位表现为内正外负的动作电位，临近未兴奋部位仍然为内负外正兴奋部位和未兴奋部位之间存在电位差，发生电荷移动，形成_。局部电流局部电流刺激相近的_部位产生_的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又恢复为_。未兴奋同样静息电位二、
12、兴奋在神经纤维上的传导神经纤维上各处均为内负外正的静息电位4、兴奋的传导p 形式：电信号（较快电信号（较快)p 特点：可双向传导可双向传导无衰减无衰减局部电流4、兴奋的传导-+-+兴奋部位未兴奋部位未兴奋部位刺激刺激二、兴奋在神经纤维上的传导神经冲动传导方向：与膜外局部电流方向相反与膜内局部电流方向一致注意：在生物体内，通常兴奋来自感受器，因此，兴奋在生物体内的反射弧上的传导是单向传导。兴奋在离体的神经纤维上双向传导兴奋在神经纤维上的传导特 点：静息电位动作电位膜内：与兴奋传导方向相同膜外：与兴奋传导方向相反双向传导注：在反射弧中，兴奋是单向传递的传导方式膜电位K+外流内负外正影响因素：K+的
13、浓度差Na+内流内正外负影响因素：Na+的浓度差协助扩散电信号电流方向无需能量需转运蛋白课堂小结课堂小结形成局部电流钠钾泵示意图细胞内细胞外Na+结合点K+结合点Na+K+ADP+PiATP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？Na+-K+泵将流入的Na+泵出膜外，将流出的K+泵入膜内，以维持细胞外Na+浓度高和细胞内K+浓度高的状态，为下一次兴奋做好准备。神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内的K+浓度高。1、神经细胞处于静息状态时，细胞内、外K+和Na+的分布特征是（）A.细胞外K+和Na+浓度均高于细胞内B.细胞外K+和Na+浓度均低于细胞内C.细胞外K+浓度高于细胞内，Na+相反D.细胞外K+浓度低于细胞内，Na+相反D作业2、兴奋在神经纤维上的传导方式是()A.电信号B.化学号C.物理信号D.生物号A3、下列关于人体神经细胞的叙述，正确的是()A.神经细胞内的Na+含量往往多于细胞外B.K+内流是产生和维持静息电位的主要原因C.静息电位与细胞膜内外特异的离子分布有关D.兴奋传导方向始终与膜外局部电流方向一致4、神经纤维受到刺激时，细胞膜内、外的电位变化是()膜外由正电位变为负电位 膜内由负电位变为正电位膜外由负电位变为正电位 膜内由正电位变为负电位A.B.C.D.C作业A
