通過神經系統(tǒng)的調節(jié)(理科參考)

1、神經調節(jié)神經調節(jié)第一講：第一講：神經調節(jié)的基本方式及結構基礎、神神經調節(jié)的基本方式及結構基礎、神經系統(tǒng)的分級調節(jié)經系統(tǒng)的分級調節(jié)第二講：第二講：靜息電位和動作電位產生的離子基礎靜息電位和動作電位產生的離子基礎第三講：第三講：興奮的產生、傳導和傳遞興奮的產生、傳導和傳遞靜息電位和動作電位靜息電位和動作電位產生的離子基礎產生的離子基礎 本課件依據筆者發(fā)表在本課件依據筆者發(fā)表在生物學通報生物學通報2012年第年第9期的教學設計制作而成。期的教學設計制作而成。http:/ 論文詳見：論文詳見： 依據論文和課件制作而成的教學視頻：依據論文和課件制作而成的教學視頻：http:/ 興奮的實質是電流，電流是如

2、何產生的？興奮的實質是電流，電流是如何產生的？產生電流要求有電位差，所以需要測量神經細胞膜的電位變化。產生電流要求有電位差，所以需要測量神經細胞膜的電位變化。直徑小于直徑小于0.5m0.5m 當將兩個微電極都放在神經細胞膜外時，在示波器上沒有當將兩個微電極都放在神經細胞膜外時，在示波器上沒有記錄到電位差，說明神經細胞膜外各處電位相等。記錄到電位差，說明神經細胞膜外各處電位相等。 當將一個微電極的尖端刺穿細胞膜瞬間，便可通過示波器記當將一個微電極的尖端刺穿細胞膜瞬間，便可通過示波器記錄到錄到70mV70mV的電位差，的電位差，表明膜內電位比膜外電位低了表明膜內電位比膜外電位低了70mV70mV。

3、再繼。再繼續(xù)深插此電極，只要電極尖端還留在神經細胞內，則此電位值便續(xù)深插此電極，只要電極尖端還留在神經細胞內，則此電位值便不再改變。由于此電位發(fā)生在靜息狀態(tài)的神經細胞膜的兩側，故不再改變。由于此電位發(fā)生在靜息狀態(tài)的神經細胞膜的兩側，故稱稱靜息電位（外正內負）靜息電位（外正內負）。 70 mV70 mV膜內電位比膜外電位低了膜內電位比膜外電位低了70mV70mV規(guī)定：規(guī)定：膜外電位為零電位膜外電位為零電位 依據資料，并結合細胞依據資料，并結合細胞膜內膜內K+K+濃度遠高于膜外濃度遠高于膜外這一事實，這一事實，提出合理假設來解釋膜內電位比膜外低（外正內負）這一現(xiàn)提出合理假設來解釋膜內電位比膜外低（

4、外正內負）這一現(xiàn)象。象。 K+K+外流外流K+K+高高K+K+低低 如假設成立，如假設成立，K+K+是以何種方式流向膜外的？是以何種方式流向膜外的？K+K+外流的動力外流的動力是什么？是什么？ 協(xié)助擴散。協(xié)助擴散。K+K+外流的動力則是細胞膜內外的外流的動力則是細胞膜內外的K+K+濃度差。后濃度差。后來科學家分離出了膜上的這種載體蛋白，稱作來科學家分離出了膜上的這種載體蛋白，稱作K+K+通道蛋白。通道蛋白。K+K+高高K+K+低低 如假設成立，增大神經細胞細胞外液的如假設成立，增大神經細胞細胞外液的K+K+濃度，靜息電位濃度，靜息電位的數值會如何變化？的數值會如何變化？ 增大神經細胞細胞外液的

5、增大神經細胞細胞外液的K+K+濃度，則神經細胞內外濃度，則神經細胞內外K+K+濃度濃度差變小，差變小，K+K+外流量減少，靜息電位數值會變小?？茖W家曾做了外流量減少，靜息電位數值會變小?？茖W家曾做了這樣的實驗，的確如此，從而驗證了假設。這樣的實驗，的確如此，從而驗證了假設。K+K+高高K+K+低低K+會一直外流嗎？ K+ K+外流后，神經細胞內外外流后，神經細胞內外K+K+濃度差會變小，濃度差會變小，K+K+外流的動力外流的動力減小。另外由于減小。另外由于K+K+外流，使細胞內外電位差加大，向內的電場外流，使細胞內外電位差加大，向內的電場力會阻止力會阻止K+K+外流。當向外的化學驅動力（外流。

6、當向外的化學驅動力（K+K+濃度差）和向內的濃度差）和向內的電場驅動力達到平衡時，電場驅動力達到平衡時，K+K+停止外流，此時膜內外的電位穩(wěn)定停止外流，此時膜內外的電位穩(wěn)定在在70mV70mV。 神經纖維受刺激后，示波器上顯示的數字由神經纖維受刺激后，示波器上顯示的數字由70 mV70 mV逐漸逐漸減小到減小到0 0，并出現(xiàn)，并出現(xiàn)+35 mV+35 mV，這說明膜內外的電位發(fā)生了什么變，這說明膜內外的電位發(fā)生了什么變化？化？ 受刺激后，膜內外的電位差逐漸縮小至受刺激后，膜內外的電位差逐漸縮小至0 0，并出現(xiàn)反轉。靜，并出現(xiàn)反轉。靜息時是膜外電位高于膜內，記做息時是膜外電位高于膜內，記做內負外

7、正內負外正；發(fā)生反轉后，膜內；發(fā)生反轉后，膜內電位高于膜外，記做電位高于膜外，記做內正外負內正外負。70 mV70 mV膜內電位比膜外低膜內電位比膜外低70 mV70 mV0 mV0 mV膜內電位等于膜外電位膜內電位等于膜外電位+35mV+35mV膜內電位比膜外高膜內電位比膜外高35mV35mV規(guī)定：規(guī)定：膜外電位為零電位膜外電位為零電位 結合結合膜外膜外Na+Na+濃度遠高于膜內濃度遠高于膜內這一事實，如何解釋膜電位這一事實，如何解釋膜電位由由70 mV70 mV逐漸減小到逐漸減小到0 0，并出現(xiàn)，并出現(xiàn)+35 mV+35 mV這一現(xiàn)象？這一現(xiàn)象？假設：膜電位發(fā)生反轉是由假設：膜電位發(fā)生反轉

8、是由Na+Na+內流引起的內流引起的 K+K+高高K+K+低低Na+Na+低低Na+Na+高高 如假設成立，如假設成立，Na+Na+是以何種方式通過神經細胞膜流向膜內的？是以何種方式通過神經細胞膜流向膜內的？Na+Na+會一直內流嗎？會一直內流嗎？ 協(xié)助擴散。協(xié)助擴散。Na+Na+不會一直內流，不會一直內流，因為因為Na+Na+內流后，神經細胞內內流后，神經細胞內外外Na+Na+濃度差會變小，濃度差會變小，Na+Na+內流內流的動力減小。的動力減小。K+K+高高K+K+低低Na+Na+低低Na+Na+高高 如上述假設成立，減小神經細胞細胞外液的如上述假設成立，減小神經細胞細胞外液的Na+Na+

9、濃度，動作電位的峰值會如何變化？。濃度，動作電位的峰值會如何變化？。K+K+高高K+K+低低Na+Na+低低Na+Na+高高 如何解釋動作電位由如何解釋動作電位由+35 mV+35 mV下降到下降到0 0，最后恢復，最后恢復為為70mV70mV的靜息電位？。的靜息電位？。K+外流K+K+高高K+K+低低Na+Na+低低Na+Na+高高K+K+高高K+K+低低資料：在神經細胞興奮的過程中，有部分資料：在神經細胞興奮的過程中，有部分K+K+流到了膜外，部分流到了膜外，部分Na+Na+流到膜內，流到膜內，但恢復靜息后，經測定，細胞內的但恢復靜息后，經測定，細胞內的K+K+濃度和細胞外的濃度和細胞外的

10、Na+Na+濃度與靜息時幾乎濃度與靜息時幾乎相同相同，這說明必然存在某種機制將流入細胞內的，這說明必然存在某種機制將流入細胞內的Na+Na+重新轉運到細胞外，否重新轉運到細胞外，否則隨著興奮次數的增多，膜外的則隨著興奮次數的增多，膜外的Na+Na+濃度會越來越低。同理，也必然存在某濃度會越來越低。同理，也必然存在某種機制將流出細胞的種機制將流出細胞的K+K+重新轉運到細胞內，否則細胞內重新轉運到細胞內，否則細胞內K+K+濃度會越來越低。濃度會越來越低。K+K+高高K+K+低低Na+Na+低低Na+Na+高高K+K+高高K+K+低低 請問上述資料中，將流入細胞內的請問上述資料中，將流入細胞內的N

11、a+Na+重新轉運到細胞外重新轉運到細胞外以及將流出細胞的以及將流出細胞的K+K+重新轉運到細胞內是通過何種方式？是重新轉運到細胞內是通過何種方式？是否消耗能量？否消耗能量？ 主動運輸K+K+高高K+K+低低Na+Na+低低Na+Na+高高K+K+高高K+K+低低 丹麥生理學家斯科（丹麥生理學家斯科（Jens C.SkouJens C.Skou）等人發(fā)現(xiàn)）等人發(fā)現(xiàn)了細胞膜上存在了細胞膜上存在鈉鉀泵鈉鉀泵，并因此獲得了，并因此獲得了19971997年的年的諾貝爾化學獎?？茖W家發(fā)現(xiàn)，諾貝爾化學獎。科學家發(fā)現(xiàn)，鈉鉀泵是一種鈉鉀鈉鉀泵是一種鈉鉀依賴的依賴的ATPATP酶，能分解酶，能分解ATPATP釋

12、放能量，用于將膜外釋放能量，用于將膜外的的K+K+運進細胞，同時將膜內的運進細胞，同時將膜內的Na+Na+運出細胞運出細胞。細。細胞內胞內K+K+濃度高，細胞外濃度高，細胞外Na+Na+濃度高，正是由鈉鉀濃度高，正是由鈉鉀泵維持的。人體處于靜息狀態(tài)時，細胞泵維持的。人體處于靜息狀態(tài)時，細胞25%25%的的ATPATP被鈉鉀泵消耗掉，神經細胞被鈉鉀泵消耗掉，神經細胞70%70%的的ATPATP被鈉鉀泵消被鈉鉀泵消耗掉。耗掉。 ABAB段段，神經細胞靜息時，非門控，神經細胞靜息時，非門控的的K+K+滲漏通道一直開放，滲漏通道一直開放，K+K+外流，外流，膜兩側的電位表現(xiàn)為膜兩側的電位表現(xiàn)為外正內負

13、外正內負； BCBC段段，神經細胞受刺激時，受刺，神經細胞受刺激時，受刺激部位的膜上門控的激部位的膜上門控的Na+Na+通道打開，通道打開，Na+Na+大量內流，膜內外的電位出現(xiàn)反大量內流，膜內外的電位出現(xiàn)反轉，表現(xiàn)為轉，表現(xiàn)為外負內正外負內正；CDCD段段，門控的，門控的Na+Na+通道關閉，門控通道關閉，門控的的K+K+通道打開，通道打開，K+K+大量外流，膜電大量外流，膜電位恢復為靜息電位后，門控的位恢復為靜息電位后，門控的K+K+通通道關閉；道關閉；一次興奮完成后，一次興奮完成后，鈉鉀泵鈉鉀泵將細胞將細胞內的內的Na+Na+泵出，將細胞外的泵出，將細胞外的K+K+泵入，泵入，以維持細胞

14、內以維持細胞內K+K+濃度高和細胞外濃度高和細胞外Na+Na+濃度高的狀態(tài)，為下一次興奮做好濃度高的狀態(tài)，為下一次興奮做好準備。準備。高中生物一輪復習全套教學視頻：高中生物一輪復習全套教學視頻：http:/ 4）在離體實驗條件下單條神經纖維的動作電位）在離體實驗條件下單條神經纖維的動作電位示意圖如下，下列敘述正確的（示意圖如下，下列敘述正確的（ ）A Aa ab b的的Na+Na+內流是需要消耗能量的內流是需要消耗能量的B Bb bc c段的段的Na+Na+外流是不需要消耗能量的外流是不需要消耗能量的C Cc cd d段的段的K+K+外流是不需要消耗能量的外流是不需要消耗能量的D Dd de

15、e段的段的K+K+內流是不需要消耗能量的內流是不需要消耗能量的（20092009年山東年山東7 7）圖五表示槍烏賊離體神經纖維在）圖五表示槍烏賊離體神經纖維在Na+Na+濃度不濃度不同的兩種海水中受刺激后的膜電位變化情況。下列描述錯誤同的兩種海水中受刺激后的膜電位變化情況。下列描述錯誤的是（的是（ ）A A曲線曲線a a代表正常海水中膜電位的變化代表正常海水中膜電位的變化B B兩種海水中神經纖維的靜息電位相同兩種海水中神經纖維的靜息電位相同C C低低Na+Na+海水中神經纖維靜息時，膜內海水中神經纖維靜息時，膜內Na+Na+濃度高于膜外濃度高于膜外D D正常海水中神經纖維受刺激時，膜外正常海水

16、中神經纖維受刺激時，膜外Na+Na+濃度高于膜內濃度高于膜內48右表是哺乳動物神經右表是哺乳動物神經元內外兩種主要陽離子的元內外兩種主要陽離子的濃度。濃度。a、b代表的離子分代表的離子分別是和。從細胞別是和。從細胞膜的結構分析，維持這種離子濃度不均勻分布的機制是膜的結構分析，維持這種離子濃度不均勻分布的機制是。 Na+、 K+K+通過細胞膜上的通過細胞膜上的Na+Na+、K+K+運輸載體，以主動運輸方式進出運輸載體，以主動運輸方式進出細胞細胞Na+K+離子離子神經元內神經元內神經元外神經元外a5-15mmol/Lb140mmol/L5mmol/L145mmol/L（20122012海南海南15

17、15）關于人體神經細胞的敘述，正確的是關于人體神經細胞的敘述，正確的是A.A.神經細胞軸突末梢可形成多個突觸小體神經細胞軸突末梢可形成多個突觸小體B.B.興奮通過神經遞質在突觸處進行雙向傳遞興奮通過神經遞質在突觸處進行雙向傳遞C.C.神經細胞外神經細胞外NaNa+ +內流是產生靜息電位的基礎內流是產生靜息電位的基礎D.D.靜息狀態(tài)的神經細胞膜兩側的電位表現(xiàn)為內正外負靜息狀態(tài)的神經細胞膜兩側的電位表現(xiàn)為內正外負A A（20072007新課標廣東）新課標廣東）25.25.神經細胞在靜息時具有靜息電位，受神經細胞在靜息時具有靜息電位，受到適宜刺激時可迅速產生能傳導的動作電位，這兩種電位可通到適宜刺激

18、時可迅速產生能傳導的動作電位，這兩種電位可通過儀器測量。過儀器測量。A A、B B、C C、D D均為測量神經纖維靜息電位示意圖，均為測量神經纖維靜息電位示意圖，正確的是正確的是( ) ( ) “漢水丑生的生物同行”超級群大型公益活動：歷年高考題PPT版制作。本課件為公益作品，版權所有，未經允許不得擅自修改或用于任何形式的商業(yè)用途。2012年1月15日，漢水丑生標記。AC（20082008上海）上海）2222、下列能正確表示神經纖維受刺激時，刺激、下列能正確表示神經纖維受刺激時，刺激點膜電位由靜息電位轉為動作電位的過程是（點膜電位由靜息電位轉為動作電位的過程是（ ）A A B BC C D D

19、D“漢水丑生的生物同行”超級群大型公益活動：歷年高考題PPT版制作。本課件為公益作品，版權所有，不得以任何形式用于商業(yè)目的。2012年1月15日，漢水丑生標記。D（20092009江蘇江蘇2 2）下列有關神經興奮的敘述，正確的是）下列有關神經興奮的敘述，正確的是（ ） A A靜息狀態(tài)時神經元的細胞膜內外沒有離子進出靜息狀態(tài)時神經元的細胞膜內外沒有離子進出 B B組織液中組織液中Na+Na+濃度增大，則神經元的靜息電位減小濃度增大，則神經元的靜息電位減小 C C突觸間隙中的神經遞質經主動運輸穿過突觸后膜而傳遞興奮突觸間隙中的神經遞質經主動運輸穿過突觸后膜而傳遞興奮 D D神經纖維接受刺激產生的興

20、奮以電信號的形式傳導神經纖維接受刺激產生的興奮以電信號的形式傳導（20092009安徽安徽3030）離體神經纖維某一部位受到適當刺激時，受刺）離體神經纖維某一部位受到適當刺激時，受刺激部位細胞膜兩側會出現(xiàn)暫時性的電位變化，產生神經沖動。激部位細胞膜兩側會出現(xiàn)暫時性的電位變化，產生神經沖動。圖示該部位受刺激前后，膜兩側電位差的變化。請回答：圖示該部位受刺激前后，膜兩側電位差的變化。請回答：（1 1）圖中）圖中a a線段表示線段表示_電位；電位；b b點膜兩側的電位差為點膜兩側的電位差為 ，此時此時NaNa+ + （內、外）流。（內、外）流。靜息靜息0mV0mV內內“漢水丑生的生物同行”超級群大型

21、公益活動：歷年高考題PPT版制作。本課件為公益作品，版權所有，不得以任何形式用于商業(yè)目的。2012年1月15日，漢水丑生標記。（20102010新課標新課標5 5）將神經細胞置于相當于細胞外液的溶液將神經細胞置于相當于細胞外液的溶液( (溶溶液液S)S)中，可測得靜息電位。給予細胞一個適宜的刺激，膜兩中，可測得靜息電位。給予細胞一個適宜的刺激，膜兩側出現(xiàn)一個暫時性的電位變化，這種膜電位變化稱為動作電側出現(xiàn)一個暫時性的電位變化，這種膜電位變化稱為動作電位。位。適當降低適當降低S S溶液中的溶液中的NaNa+ +濃度，測量該細胞的靜息電位和濃度，測量該細胞的靜息電位和動作電位，可觀察到動作電位，可觀察到( )( )A A靜息電位值減小靜息電位值減小 B B靜息電位值增大靜息電位值增大C C動作電位峰值升高動作電位峰值升高 D D動作電位峰值降低動作電位峰值降低D （20092009寧夏寧夏5 5）下列關于神經興奮的敘述，錯誤的是下列關于神經興奮的敘述，錯誤的是 ( ( ） A A興奮部位細胞膜兩側的電位表現(xiàn)為膜內為正、膜外為負興奮部位細胞