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(共53張PPT)
短跑賽場上，發令槍一響，運動員會像離弦的箭一樣沖出。現在世界短跑比賽規則規定，在槍響后0.1s內起跑被視為搶跑。
問題探討
問題探討
2
1.從運動員聽到槍響到作出起跑的反應，信號的傳導經過了哪些結構？
2.短跑比賽規則中關于“搶跑”規定的科學依據是什么？
人類從聽到聲音到作出反應起跑需要經過反射弧的各個結構，完成這一反射活動所需的時間至少需要0.1s。
經過了感受器（耳）、傳入神經（聽覺神經）、神經中樞（大腦皮層－脊髓）、 傳出神經、效應器（傳出神經末梢和肌肉）等結構。
神經中樞
中樞神經系統
外周神經系統
效應器
傳出神經
感受器
傳入神經
運動員聽到信號后神經產生興奮，興奮的傳導要經過反射弧。
那么，興奮在反射弧中是以什么形式傳導？又是如何傳導呢？
第2章 神經調節
第3節 神經沖動的產生和傳導
①
1
2
3
闡明興奮在神經纖維上的產生及傳導機制
說明突觸傳遞的過程及特點
比較興奮在神經纖維上的傳導與在神經元之間的傳遞
教學
目標
一、興奮在神經纖維上的傳導
一
1.蛙坐骨神經表面電位差實驗
科學家做過如下實驗：在蛙的坐骨神經上放置兩個微電極，并將它們連接到一個電表上。
資料1：18世紀，伽爾瓦尼意外地發現，用兩種金屬導體在蛙的肌肉和神經之間建立回路，蛙腿劇烈地痙攣。經過反復實驗，他認為痙攣起因于蛙體內存在的電，他還把這種電叫做“生物電”。神經通過生物電使肌肉收縮。
(意大利)伽爾瓦尼（1738-1798）
使肌肉收縮起因真的是生物電嗎？這個電可測嗎？
資料2：意大利物理學家伏特認為這只是一種純物理現象，是兩種金屬的電位差引起的，而不是所謂的生物電。
一、興奮在神經纖維上的傳導
1.傳導形式
資料3：蛙的坐骨神經表面電位變化實驗
原理：只要存在電位差，電流表指針就會偏轉,從正電荷一極向負電荷一極偏轉。
思考：無刺激時，電表指針怎么偏轉？這又說明什么？當給予刺激，又發生了怎樣變化？這又說明什么？
一、興奮在神經纖維上的傳導
a
b
+
+
①靜息時，電表 測出電位變化，說明神經表面各處電位 。
沒有
相等
刺激
-
②在圖示神經的左側一端給予刺激時， 刺激端的電極處（a處）先變為 電位，接著 。
靠近
恢復正電位
負
-
③然后，另一電極（b處）變為 電位。
負
④接著又 。
恢復為正電位
實驗證明：興奮在神經纖維上以 的形式傳導，興奮發生位置的膜外電位 (填“高于”或“低于”)靜息位置。
電信號
低于
1.蛙坐骨神經表面電位差實驗
電表共發生了兩次方向相反的偏轉
興奮以電信號的形式沿神經纖維傳導又稱為神經沖動
資料3　1939年，赫胥黎和霍奇金將電位計的一個電極刺入細胞膜內，而另一個電極留在細胞膜外。瞬間記錄儀上出現了一個電位躍變。
4.據圖文資料分析，可得出結論：未受到刺激時，細胞膜內外存在著電位差， 比 低45 mV。
膜內
膜外
5.右圖是赫胥黎和霍奇金記錄的給予刺激后槍烏賊軸突的電位變化。
請描述結果： 。
刺激會使受刺激處膜電位發生反轉，由－45 mV變為＋40 mV
為什么神經纖維上興奮發生位置的膜外電位低于靜息位置？
探究靜息電位的產生原因
資料4　無機鹽離子是細胞生活必需的，但這些無機鹽離子帶有電荷，不能通過自由擴散穿過磷脂雙分子層。
資料5　神經細胞內外部分離子濃度。
根據資料5分析上述神經元和肌肉細胞膜內外Na+、K+分布特點？
神經細胞膜外的Na+濃度高，膜內的K+濃度高。
膜內
膜外
Na +通道
K +通道
只允許Na+內流
協助擴散
只允許K+外流
協助擴散
Na+-K +泵
每消耗1分子ATP，泵出3個Na+的同時泵入2個K+
主動運輸
膜上三種轉運蛋白
一
興奮在神經纖維上的傳導
每消耗一個ATP分子,逆電化學梯度泵出3個鈉離子和泵入2個鉀離子。保持膜內高鉀,膜外高鈉的不均勻離子分布。
鈉鉀泵
一
丹麥生理學家斯科（Jens C.Skou）等人發現，鈉鉀泵是一種鈉鉀依賴的ATP酶，能分解ATP釋放能量，將膜外的K+運進細胞，同時將膜內的Na+運出細胞。細胞內K+濃度高，細胞外Na+濃度高，正是由鈉鉀泵維持的。
Na+進細胞，K+出細胞：協助擴散
Na+出細胞，K+進細胞：主動運輸（鈉鉀泵）
神經細胞每興奮一次，會有部分Na+內流和部分K+外流，長此以往，神經細胞膜內高K+膜外高Na+的狀態將不復存在。這個問題是如何解決的呢？
一、興奮在神經纖維上的傳導
①
2.靜息電位
電位表現：___________
形成原因：___________
運輸方式：___________
內負外正
K+外流
協助擴散
資料6　1942年，美國科學家Cole和Curtis發現當細胞外液K＋濃度提高時，靜息電位減小；當細胞外液K＋濃度等于細胞內K＋濃度，靜息電位為0；繼續提高細胞外K＋濃度會逆轉靜息電位。
據以上資料可知：靜息電位形成的原因是 向膜 (填“內”或“外”)跨膜轉運，跨膜運輸的方式是 。
K＋
協助擴散
外
靜息電位
①
②
3.動作電位
電位表現：___________
形成原因：___________
運輸方式：___________
內正外負
Na+內流
協助擴散
刺激
資料7　1949年，霍奇金和卡茨用不含Na＋的等滲透壓的右旋糖代替海水，在兩分鐘之內，動作電位消失，而加含Na＋的海水后，在一分半鐘左右恢復了原有的動作電位。細胞外Na＋濃度如果增加，也可以加快動作電位的上升速度、加大動作電位的幅度。
據資料5、7可知，動作電位形成的原因是 向膜 (填“內”或“外”)跨膜轉運，跨膜運輸的方式是 。
Na＋
內
協助擴散
動作電位
01
K +通道
K+通道
Na-K 泵
“生物電”發生的膜學說：生物膜具有選擇透過性，神經興奮的產生可能是細胞膜調節K+或者其他離子的透過性，進而調節細胞膜兩側電位差引發的。
一、興奮在神經纖維上的傳導
靜息時膜內外離子濃度差形成的原因是什么？
Na＋
Na＋
- - - -
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
++++
++++
- - - -
- - - -
+ + +
++++
- - -
- - -
Na＋
Na＋
++++
++++
- - -
- - -
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
4、 興奮的傳導
興奮部位和未興奮部位之間存在 ，形成_________。
局部電流刺激相近的________部位產生同樣的電位變化，如此進行下去，將興奮向前傳導，后方又恢復為__________。
局部電流
電位差
未興奮
靜息電位
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
刺激
在箭頭處給予離休神經纖維適宜的刺激，請繪制興奮產生和傳導示意圖
動手試一試
在中部刺激神經纖維，兩側臨近的未興奮區與該興奮區都存在電位差，都可以產生電荷移動，形成局部電流，所以雙向傳導。
①在離體的神經纖維上
②在反射過程中（反射弧結構）
興奮總是從感受器產生興奮后傳向效應器，所以單向傳導。
用蛙的離體坐骨神經做實驗，興奮在神經纖維的傳導是雙向傳導，但在生物體內呢？
3.傳導方向
一、興奮在神經纖維上的傳導
01
4. 小 結
內負外正
K+外流
內正外負
Na+內流
一、興奮在神經纖維上的傳導
興奮特點：
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
興奮部位
未興奮部位
未興奮部位
刺激
雙向傳導
興奮傳導方向：與細胞膜內電流方向一致
6.如圖表示興奮在離體神經纖維上的傳導過程，請思考下列問題：
(1)圖中膜內、外都會形成局部電流，請說出它們的電流方向(用字母和箭頭表示)。
(2)在此情況下興奮傳導的方向是怎樣的(用字母和箭頭表示)？ 。
(3)根據(1)和(2)，分析興奮傳導的方向與哪種電流方向一致？興奮的傳導有什么特點？
膜內的電流方向是a←b→c，膜外的電流方向是a→b←c。
a b c
a←b→c
興奮傳導的方向與膜內局部電流方向一致。
雙向傳導
興奮在神經纖維上的傳導
膜電位
傳導方式
傳導特點
靜息電位
動作電位
鉀離子外流
內負外正
協助擴散
電信號（神經沖動）
電流方向
雙向傳導性、生理結構完整性，相對不疲勞性
影響因素：
原因：
電位分布：
鈉離子內流
內正外負
影響因素：
原因：
電位分布：
與興奮傳導方向相反
膜外：
膜內：
與興奮傳導方向相同
鉀離子的濃度差
鈉離子的濃度差
一、興奮在神經纖維上的傳導
1
神經纖維上膜電位差變化曲線解讀
刺激
①a點之前
—— 靜息電位
K+外流，使膜電位表現為內負外正。
②ac段
—— 動作電位的形成
Na+大量內流，表現為內正外負。
③ce段
—— 靜息電位的恢復
K+大量外流，膜電位恢復為靜息電位。
④ef段
—— 一次興奮完成后
鈉鉀泵活動增強，將流入的Na+泵出膜外,流出的K+泵入膜內,以維持細胞外Na+濃度高和細胞內K+濃度高的狀態,為下一次興奮做好準備。
核心 歸納
2
細胞外液中Na＋、K＋濃度改變對電位的影響
項目 靜息電位 動作電位峰值
Na＋增加
Na＋降低
K＋增加
K＋降低
增大
不變
變小
不變
變小
不變
增大
不變
Na+濃度只影響動作電位的峰值，K+濃度只影響靜息電位的絕對值
Na+濃度改變不會影響靜息電位
K+濃度的改變不會影響動作電位
3
膜電位的測量方法
(1)產生和維持神經細胞靜息電位主要與K＋有關(　　)
(2)興奮沿神經纖維傳導時細胞膜外Na＋大量內流(　　)
(3)神經纖維上興奮的傳導方向與膜內局部電流的方向相同(　　)
(4)刺激離體的神經纖維中部，產生的興奮沿神經纖維向兩側傳導(　　)
(5)在完成反射活動的過程中，興奮在神經纖維上的傳導方向是雙向的
√
√
×
√
判斷正誤
√
注意：在生物體內，通常興奮來自感受器，興奮在生物體內的反射弧上的傳導是單向傳導。
二、興奮在神經元之間的傳遞
放大
1.突觸小體
神經元的__________經過多次分枝，最后每個小枝末端_____，呈___狀或___狀，叫做__________。
軸突末梢
膨大
杯
球
突觸小體
2.突觸
突觸小體可以與其他神經元的________或_______等相接近，共同形成突觸。
樹突
細胞體
突觸小體
2.突觸
突觸前膜
突觸間隙
突觸后膜
突觸
突觸小泡
線粒體
神經遞質受體
神經遞質
一
3. 突觸的常見類型
A．軸突—細胞體型
B．軸突—樹突型
思考·討論
1、突觸只存在于神經元之間嗎？根據以下實驗回答相關問題。
已知副交感神經可以使心率降低。A組保留副交感神經，B組剔除副交感神經，刺激A組中的副交感神經，A的跳動減慢。從A組的營養液中取一些液體注入B組的營養液中，B組的跳動也減慢。
請思考：該實驗的自變量是 。該實驗表明神經系統控制心臟活動時，在神經元與心肌細胞之間傳遞的信號是 信號。從這一實驗可知：突觸不僅存在于神經元之間，也可以存在于 之間。
有無副交感神經
化學
神經元和心肌細胞
一
神經沖動到達神經元的軸突末梢（突觸小體）
突觸小泡向突觸前膜移動并融合釋放神經遞質
刺激
神經遞質通過突觸間隙擴散到突觸后膜受體附近
神經遞質與突觸后膜上的受體特異性結合
突觸后膜的離子通道打開,突觸后膜電位變化
神經遞質被降解或回收。
引發
4. 興奮在神經元之間傳遞的過程
電信號
化學信號
電信號
興奮在神經元之間傳遞的過程
一
5. 神經遞質
類型：主要有乙酰膽堿、氨基酸類（如谷氨酸、甘氨酸）、5-羥色胺、多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素等。
作用：
引起下一個神經元的興奮或抑制
引起肌肉收縮或某些腺體分泌相應的物質
興奮性影響（乙酰膽堿）
抑制性影響（甘氨酸）
影響
釋放方式：
胞吐
（體現生物膜的流動性）
一
拓展
神經遞質作用于突觸后膜，引起突觸后膜的電位變化，該變化一定是興奮嗎？
不一定，興奮或抑制
①據圖簡述抑制的形成機理：
②抑制的電位表現最準確的描述是：
突觸前膜釋放神經遞質，神經遞質與受體結合后，突觸后膜的Cl-離子通道打開（細胞膜對Cl-的通透性增加），Cl-內流，使靜息電位加強，形成抑制。
靜息電位的絕對值增大
一
6. 神經元之間興奮的傳遞特點
①神經元之間興奮的傳遞只能是單方向的——單向傳遞
原因：由于神經遞質只存在于突觸小泡中，只能由突觸前膜釋放，然后作用于突觸后膜上。P29（記背）
②突觸處興奮的傳遞速度比在神經纖維上傳導要慢
突觸處的興奮傳遞需要通過化學信號的轉換。
不同部位的信號轉換：
①突觸小體 ： 。
②突觸后膜： 。
③突觸： 。
電信號→化學信號
化學信號→電信號
電信號→化學信號→電信號
一
甘氨酸(Gly)在神經系統中可作為神經遞質作用于下一神經元，并使下一神經元抑制，它的受體是膜上的某種離子通道。下列有關敘述中，錯誤的是 ( )
A. 甘氨酸與受體結合后離子通道打開，導致陽離子內流
B. 如某毒素可阻止甘氨酸釋放，該毒素可破壞神經元之間正常的抑制性沖動的傳遞
C. 突觸前膜釋放甘氨酸的方式是胞吐，該過程需要消耗能量
D. 釋放到突觸間隙中的甘氨酸可被細胞吸收后再度利用
A
【即時訓練】
比較：興奮在神經纖維上傳導與神經元之間傳遞
一
項目 神經纖維上的興奮傳導 神經元之間的興奮傳遞
涉及細胞數 個神經元 個神經元
結構基礎
形式 信號 信號→ 信號→ 信號
方向 可 向傳導 向傳遞
速度
效果 使 部位興奮 使 神經元
。
單
多
神經纖維
突觸
電
電
化學
電
雙
單
迅速
較慢
未興奮
下一個
興奮或抑制
遷移應用
①刺激 a 點時，指針？
②刺激c點時，指針？
：
刺激 c 點時，指針？
②刺激c點，
①刺激 b 點時，指針？
先向左再向右，偏轉2次
指針不會偏轉
先向右再向左，偏轉2次
先向左再向右，偏轉2次。
電流表指針只發生1次右偏轉，興奮不能傳至a。
興奮傳導與電流表指針偏轉問題
課堂小結
三
1.某些化學物質能夠對神經系統產生影響，其作用位點往往是突觸
①有些物質能夠_____神經遞質的______和_____的_____；
②有些會干擾：______________________；
③有些會影響________________的____的_______；
促進
合成
釋放
速率
神經遞質與受體的結合
分解神經遞質
酶
活性
三、濫用興奮劑、吸食毒品的危害
2.興奮劑和毒品等也大多是通過突觸來起作用
三
濫用興奮劑、吸食毒品的危害
①興奮劑
(1)概念：
(2)作用：
原指能 的一類藥物，如今是 的統稱。
提高中樞神經系統機能活動
運動禁用藥物
興奮劑具有增強_____________、提高__________等作用。
人的興奮程度
運動速度
為了保證公平、公正，運動比賽禁止使用興奮劑。
②毒品
(1)概念：
(2)注意：
指 、 、 、 、 、 以及國家規定管制的其他能夠使人 的 藥品和 藥品。
鴉片
海洛因
甲基苯丙胺(冰毒)
嗎啡
大麻
可卡因
形成癮癖
麻醉
精神
有些興奮劑就是毒品，它們會對人體健康帶來極大的危害。
分析濫用興奮劑和吸食毒品的危害
思考·討論
在一些重大的體育項目比賽中，少數運動員為了提高成績，鋌而走險，違反“公平競爭”的原則，違規服用興奮劑。一旦查出，該運動員將面臨禁賽、處以罰金等不同程度的處罰，而且還會受到國際社會和體育道德的譴責。
可卡因既是一種興奮劑，也是一種毒品，它會影響大腦中與愉悅傳遞有關的神經元，這些神經元利用神經遞質--多巴胺來傳遞愉悅感。在正常情況下，多巴胺發揮作用后會被突觸前膜上的轉運蛋白從突觸間隙回收。吸食可卡因后，可卡因會使轉運蛋白失去回收多巴胺的功能，于是多巴胺就留在突觸間隙持續發揮作用，導致突觸后膜上的多巴胺受體減少。當可卡因藥效失去后，由于多巴胺受體已減少，機體正常的神經活動受到影響，服藥者就必須服用可卡因來維持這些神經元的活動，于是形成惡性循環，毒癮難戒。另外，可卡因能干擾交感神經的作用，導致心臟功能異常，還會抑制免疫系統的功能。吸食可卡因者可產生心理依賴性，長期吸食易產生觸幻覺與嗅幻覺，最典型的是有皮下蟲行蟻走感，奇癢難忍，造成嚴重抓傷甚至斷肢自殘、情緒不穩定，容易引發暴力或攻擊行為。長期大劑量使用可卡因后突然停藥，可出現抑郁、隹慮、失望、疲憊、失眠、厭食等癥狀。
3. 可卡因
（1）可卡因既是一種興奮劑也是一種毒品。它會影響大腦中與愉快傳遞有關的神經元，這些神經元利用神經遞質——多巴胺來傳遞愉悅感。
①在正常情況下，多巴胺發揮完作用后會被突觸前膜上的轉運蛋白從突觸間隙回收；
②吸食可卡因后，可卡因會使轉運蛋白失去回收多巴胺的功能，于是多巴胺就就留在突觸間隙持續發揮作用，對突觸后膜過多刺激。
③導致突觸后膜上多巴胺受體減少
④當可卡因藥效失去后，由于多巴胺受體減少，機體正常的神經活動受到影響，服藥者就必須服用可卡因來維持這些神經元的活動，于是形成惡性循環，毒癮難戒
（2）可卡因的上癮機制
03
47
②吸食可卡因者可產生心理依賴性，長期吸食易產生觸幻覺與嗅幻覺，最典型的是有蟲行蟻走感，奇癢難忍，造成嚴重的抓傷甚至斷肢自殘、情緒不穩定，容易引發暴力或攻擊行為；
③長期大劑量使用可卡因后突然停藥，可出現抑郁、焦慮、失望、疲憊、失眠、厭食等癥狀。
（3）可卡因的其他危害
①可卡因能干擾交感神經的作用，導致心臟功能異常，還會抑制免疫系統的功能；
德育微課堂
2008年，《中華人民共和國禁毒法》正式施行。該法明確指出，禁毒是全社會的共同責任。
禁毒工作實行以預防為主，綜合治理，禁種、禁制、禁販、禁吸并舉的方針。
參與制毒、販毒或引誘他人吸毒，都會受到法律的嚴懲。
珍愛生命，遠離毒品，向社會宣傳濫用興奮劑和吸食毒品的危害，是我們每個人應盡的責任和義務。
1. 有些地方的人們有食用草烏燉肉的習慣，但草烏中含有烏頭堿，烏頭堿可與神經元上的鈉離子通道結合，使其持續開放，從而引起呼吸衰竭、心律失常等癥狀，嚴重可導致死亡。下列判斷不合理的是( )
A.食用草烏燉肉會影響身體健康
B.鈉離子通道打開可以使胞外的Na+內流
C.鈉離子通道持續開放會使神經元持續處于靜息狀態
D.阻遏鈉離子通道開放的藥物可以緩解烏頭堿中毒癥狀
C
練習與運用 P31
？
一、概念檢測
2. 乙酰膽堿酯酶可以水解乙酰膽堿，有機磷農藥能使乙酰膽堿酯酶失活，則該藥物可以（ ）
A. 使乙酰膽堿持續發揮作用
B. 阻止乙酰膽堿與其受體結合
C. 阻止乙酰膽堿從突觸前膜釋放
D. 使乙酰膽堿失去與受體結合的能力
A
（教材P31 拓展應用1）
槍烏賊的神經元是研究神經興奮的好材料。研究表明,當改變神經元軸突外Na+濃度的時候，靜息電位并不受影響，但動作電位的幅度會隨著Na+濃度的降低而降低。
（1）請對上述實驗現象作出解釋。
聯系實際
要測定槍烏賊神經元的正常電位，應在鈉鉀離子濃度與內環境相同的環境中進行。因為體內的神經元處于內環境之中，其鈉鉀離子具有一定的濃度， 要使測定的電位與體內的一致，也就必須將神經元放在鈉鉀離子濃度與體內相同的環境中。
靜息電位與神經元內的K+外流相關而與Na+無關，故神經元軸突外Na+濃度的改變不影響靜息電位。動作電位與神經元外的Na+內流相關，細胞外Na+濃度降低，細胞內外Na+濃度差變小，Na+內流減少，動作電位值下降。
（2）若要測定槍烏賊神經元的正常電位，應該在何種溶液中測定？為什么？
2.一般的高速路都有限速的規定。例如，我國道路交通安全法規定，機動車在高速公路行駛, 車速最高不得超過120 km/h。在高速路上行車, 要與前車保持適當的距離，如200m。另外，我國相關法律規定，禁止酒后駕駛機動車。請你從本節所學知識的角度，解釋這幾項規定的合理性。如果遇到酒后還想開車的人，你將怎樣做？
在行車過程中，發現危險進行緊急處置，實際上需要經過一個復雜的反射過程。視覺器官等接受信號并將信號傳至大腦皮層作出綜合的分析與處理，最后作出應急的反應，要經過興奮在神經纖維上的傳導以及多次突觸傳遞，因此從發現危險到作出反應需要一定的時間。
車速過快或車距過小，就缺少足夠的時間來完成反應的過程。此外，酒精會對神經系統產生麻痹，使神經系統的反應減緩，所以酒后要禁止駕駛機動車。
遇到酒后還想開車的人，需告誡：酒后不開車，開車不喝酒；酒駕、醉駕是違法行為。

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