2.3 神經(jīng)沖動的產(chǎn)生和傳導- 高二生物 （人教版2019選擇性必修1）

問題探討

賽場上，發(fā)令槍一響，運動員會像離弦的箭一樣沖出?，F(xiàn)在世界田徑比賽規(guī)則規(guī)定，在槍響后0.1s內(nèi)起跑被視為搶跑1．從運動員聽到槍響到作出起跑的反應，信號的傳導經(jīng)過了哪些結(jié)構(gòu)？耳蝸（感受器）、傳入神經(jīng)（聽覺神經(jīng)）、神經(jīng)中樞（大腦皮層－脊髓）、傳出神經(jīng)、效應器（傳出神經(jīng)末梢及其支配的肌肉）。2．短跑比賽規(guī)則關(guān)于“搶跑”規(guī)定的科學依據(jù)是什么？人類從聽到聲音到作出反應起跑需要經(jīng)過反射弧的各個結(jié)構(gòu)，完成這一反射活動所需的時間至少需要0.1s。神經(jīng)中樞中樞神經(jīng)系統(tǒng)外周神經(jīng)系統(tǒng)效應器感受器傳入神經(jīng)傳出神經(jīng)江西生物組

東東老師學習目標：1．闡明興奮在神經(jīng)纖維上的產(chǎn)生及傳導機制。2．說明突觸傳遞的過程及特點。3．說明濫用興奮劑、吸食毒品的危害，自覺拒絕毒品并向他人宣傳毒品的危害。第2章神經(jīng)調(diào)節(jié)第3節(jié)神經(jīng)沖動的產(chǎn)生和傳導01興奮在神經(jīng)纖維上的傳導意大利醫(yī)生、生理學家伽爾瓦尼（L.Galvani）蛙坐骨神經(jīng)-腓腸肌標本

兩種金屬導體在蛙的肌肉和神經(jīng)之間建立回路，肌肉會收縮；使用蛙坐骨神經(jīng)-腓腸肌標本進行“無金屬收縮實驗”，驗證生物存在電信號。坐骨神經(jīng)腓腸肌01興奮在神經(jīng)纖維上以電信號傳導刺激ab++①②③ab-+ab+-ab++④在神經(jīng)系統(tǒng)中，興奮是以電信號的形式沿著神經(jīng)纖維傳導的，這種電信號也叫神經(jīng)沖動（neuralimpulse）。（教材P27）思考電信號是如何產(chǎn)生的？“生物電”發(fā)生的膜學說01興奮在神經(jīng)纖維上以電信號傳導細胞類型細胞內(nèi)濃度（mmol/L）細胞外濃度（mmol/L）Na+K+Na+K+槍烏賊神經(jīng)元軸突5040046010蛙神經(jīng)元151201201.5哺乳動物肌肉細胞101401504靜息時神經(jīng)元和肌肉細胞膜內(nèi)、外某些離子的濃度Na+濃度：神經(jīng)細胞外的濃度高于細胞內(nèi)K+濃度：神經(jīng)細胞外的濃度低于細胞內(nèi)思考：靜息時膜內(nèi)外離子濃度差形成的原因？01興奮在神經(jīng)纖維上以電信號傳導K+通道Na-K泵“生物電”發(fā)生的膜學說：生物膜具有選擇透過性，神經(jīng)興奮的產(chǎn)生可能是細胞膜調(diào)節(jié)K+或者其他離子的透過性，進而調(diào)節(jié)細胞膜兩側(cè)電位差引發(fā)的。插入槍烏賊軸突的微電極赫胥黎、霍奇金確認靜息電位實驗裝置圖0mV-45mV電極刺穿細胞膜前電極刺穿細胞膜后霍奇金AlanHodgkin赫胥黎AndrewHuxley霍奇金和赫胥黎記錄槍烏賊動作電位興奮的形成依賴于Na+內(nèi)流和K+外流。動作電位發(fā)生時細胞膜內(nèi)電位迅速升高由Na+內(nèi)流決定。Na+由細胞外向細胞內(nèi)的大量內(nèi)流決定細胞膜內(nèi)的電位變化，并導致膜內(nèi)電位為正。動作電位恢復為靜息電位時，K+外流具有關(guān)鍵作用。霍奇金AlanHodgkin赫胥黎AndrewHuxley?？藸査笿ohnEccles1963年因在動作電位發(fā)生機制得諾貝爾生理學與醫(yī)學獎霍奇金-赫胥黎方程動作電位：受閾（上）刺激時，膜對Na+通透性增加，Na+通道開放，Na+內(nèi)流，使興奮部位膜內(nèi)陽離子多于膜外側(cè)，膜電位為外負內(nèi)正，即動作電位，并與相鄰部位產(chǎn)生電位差。靜息電位：靜息時，細胞膜主要對K+有通透性，即K+通道開放，K+外流，膜電位表現(xiàn)為外正內(nèi)負，稱為靜息電位。Na+++++++++++--------------------+++++++++++++++++++++-----------------------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++----------++++++++興奮部位未興奮部位未興奮部位刺激興奮部位與未興奮部位之間由于電位差發(fā)生電荷移動形成局部電流。如此依次進行下去，興奮不斷地向前傳導，后方恢復靜息電位。神經(jīng)沖動傳導方向與膜外局部電流方向相反與膜內(nèi)局部電流方向一致興奮在離體神經(jīng)纖維上的雙向傳導局部電流方向膜外：未興奮部位→興奮部位膜內(nèi)：興奮部位→未興奮部位++++++++++--------------------++++++++++刺激--++++++++--++++++++++--------++--------+++--++++++++--+++++---++--------++-----++++++--++++++++--++------++--------++--形成原因電位表現(xiàn)靜息電位靜息時，膜主要對K+有通透性，造成K+外流（協(xié)助擴散）外正內(nèi)負形成原因電位表現(xiàn)動作電位細胞膜對Na+的通透性增加，造成Na+內(nèi)流內(nèi)正外負興奮部位與未興奮部位存在電位差而發(fā)生電荷移動，形成局部電流。這種局部電流又刺激相近的未興奮部位發(fā)生同樣的電位變化，導致未興奮部位與還未興奮部位間產(chǎn)生電位差而形成局部電流，如此進行下去，將興奮向前傳導，后方已興奮部位又恢復為靜息電位。傳導與恢復興奮在反射弧的神經(jīng)纖維上的單向傳導注意：生物體內(nèi)的興奮通常來自感受器。因此，興奮在生物體內(nèi)的反射弧上的傳導是單向傳導。01興奮在神經(jīng)纖維上以電信號傳導髓鞘的絕緣性使興奮傳導跳躍式傳導，加快傳導速度生理完整性相對不疲勞性跨膜電位（靜息電位和動作電位）刺激時膜內(nèi)外電壓差安靜時膜內(nèi)外電壓差-7002興奮在神經(jīng)元之間的傳遞思考：興奮在神經(jīng)元之間如何傳遞呢？軸突末梢經(jīng)多次分支，末端膨大呈杯狀或球狀，稱為突觸小體。它與其他神經(jīng)元的胞體或樹突接近，共同形成突觸。運動神經(jīng)元的突觸小體與肌肉/腺體細胞接近，共同形成突觸。神經(jīng)元與肌肉細胞或某些腺體細胞之間也是通過突觸聯(lián)系的，神經(jīng)元釋放的神經(jīng)遞質(zhì)可以作用于這些肌肉細胞或腺細胞，引起肌肉的收縮或腺體的分泌。02興奮在神經(jīng)元之間的傳遞遞質(zhì)只從突觸前膜胞吐，經(jīng)擴散通過突觸間隙，與突觸后膜上的受體結(jié)合，形成遞質(zhì)-受體復合物，從而改變突觸后膜對離子的通透性，引發(fā)突觸后膜電位變化。隨后，神經(jīng)遞質(zhì)會與受體分開，并迅速被降解或被回收至突觸前神經(jīng)元并貯存于囊泡，以免持續(xù)發(fā)揮作用。神經(jīng)遞質(zhì)受體興奮性遞質(zhì)：Ach（乙酰膽堿）、5-羥色胺、多巴胺、天冬氨酸、谷氨酸等使突觸后膜興奮（Na+內(nèi)流）抑制性遞質(zhì)：GABA（γ-氨基丁酸）、甘氨酸等使突觸后膜抑制（Cl-內(nèi)流）02興奮在神經(jīng)元之間的傳遞興奮在神經(jīng)元之間傳遞的過程①單向傳遞：由于神經(jīng)遞質(zhì)只存在于突觸小泡中，只能由突觸前膜釋放，擴散過突觸間隙，作用于突觸后膜的相應受體，因此神經(jīng)元之間的興奮傳遞只能是單方向的。②突觸延擱（傳遞速度較慢）：由于突觸處的興奮傳遞需要通過化學信號的轉(zhuǎn)換，因此興奮傳遞速度比在神經(jīng)纖維上要慢。③對內(nèi)環(huán)境變化敏感：突觸間隙是組織液，屬于內(nèi)環(huán)境，內(nèi)環(huán)境成分和理化性質(zhì)會影響興奮傳遞。02興奮在神經(jīng)元之間的傳遞結(jié)果：使膜內(nèi)外的電位差變得更大，突觸后膜更難產(chǎn)生動作電位。抑制性突觸后電位的產(chǎn)生機制電位變化示意圖產(chǎn)生機制突觸前神經(jīng)元軸突末梢興奮，引起突觸小泡釋放抑制性遞質(zhì)，抑制性遞質(zhì)與后膜受體結(jié)合后，提高了后膜對Cl-、K+的通透性，Cl-進細胞或K+出細胞（抑制性突觸后電位產(chǎn)生，主要與Cl-內(nèi)流有關(guān)）小積累02興奮在神經(jīng)元之間的傳遞抑制性突觸后電位的產(chǎn)生機制小積累03濫用興奮劑、吸食毒品的危害分析濫用興奮劑和吸食毒品的危害思考·討論

在一些重大體育項目比賽中，少數(shù)運動員為了提高成績，鋌而走險，違反“公平競爭”原則，違規(guī)服用興奮劑。一旦查出，該運動員將面臨禁賽、處罰金等處罰，而且還會受到譴責?？煽ㄒ蚣仁且环N興奮劑，也是一種毒品，它會影響大腦中與愉悅傳遞有關(guān)的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元利用多巴胺來傳遞愉悅感。在正常情況下，多巴胺發(fā)揮作用后會被突觸前膜上的轉(zhuǎn)運蛋白從突觸間隙回收。吸食可卡因后，可卡因會使轉(zhuǎn)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(xù)發(fā)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(jīng)活動受到影響，服藥者就必須服用可卡因來維持這些神經(jīng)元的活動，于是形成惡性循環(huán)，毒癮難戒。另外，可卡因能干擾交感神經(jīng)的作用，導致心臟功能異常，還會抑制免疫系統(tǒng)的功能。吸食可卡因者可產(chǎn)生心理依賴性，長期吸食易產(chǎn)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(wěn)定，容易引發(fā)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(xiàn)抑郁、隹慮、失望、疲憊、失眠、厭食等癥狀。1．服用可卡因為什么會使人上癮？2．你還知道哪些毒品？如果有人勸你吸食毒品，你會以怎樣的方式拒絕？3．你聽說過吸毒導致家破人亡事例嗎？你認為吸毒會對個人、家庭和社會造成哪些危害？

可卡因會與突觸前膜上的多巴胺轉(zhuǎn)運蛋白結(jié)合，使多巴胺轉(zhuǎn)運蛋白失去回收多巴胺的功能。多巴胺是一種會使大腦產(chǎn)生愉悅感的神經(jīng)遞質(zhì)，正常情況下發(fā)揮作用后會被多巴胺轉(zhuǎn)運蛋白回收。多巴胺在突觸間隙持續(xù)發(fā)揮作用會導致突觸后膜多巴胺受體減少。當可卡因失效后由于多巴胺受體已減少，機體正常的神經(jīng)活動受到影響，服藥者就必須通過服用可卡因維持這些神經(jīng)元的活動。

主要毒品還有鴉片、海洛因、甲基苯丙胺（冰毒）、嗎啡、大麻等，如果有人勸吸食毒品，拒絕的方式可以是說明毒品對身心健康以及社會的危害，并指出吸食毒品是違法行為1．興奮劑原指

的藥物，如今是

的統(tǒng)稱。提高中樞神經(jīng)系統(tǒng)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．毒品鴉片、海洛因、甲基苯丙胺(冰毒)、嗎啡、大麻、可卡因以及國家規(guī)定管制的其他能夠使人形成癮癖的麻醉藥品和精神藥品03濫用興奮劑、吸食毒品的危害1）鴉片、嗎啡等阿片類毒品：誘導突觸前膜一次性釋放大量多巴胺，突觸間隙多巴胺濃度顯著增加。2）冰毒、搖頭丸新型毒品：誘導突觸前膜一次性釋放大量多巴胺；抑制多巴胺在突觸前膜的重吸收，突觸間隙多巴胺濃度顯著增加。罌粟果實偽裝成曲奇餅干和郵票的毒品①在正常情況下，多巴胺發(fā)揮完作用后會被________上的__________從突觸間隙_____；②吸食可卡因后，可卡因會使__________失去______________的功能，于是多巴胺就_____________________________③這樣，導致突觸后膜上_______________④當可卡因藥效失去后，由于____________，機體正常的神經(jīng)活動受到影響，服藥者就必須服用可卡因來______這些神經(jīng)元的活動，于是形成惡性循環(huán)，毒癮難戒突觸前膜轉(zhuǎn)運蛋白回收轉(zhuǎn)運蛋白回收多巴胺就留在突觸間隙持續(xù)發(fā)揮作用多巴胺受體減少多巴胺受體減少維持可卡因成癮機制濫用興奮劑、吸食毒品的危害——可卡因可卡因既是

也是

；它會影響大腦中與

有關(guān)的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元利用遞質(zhì)

來傳遞愉悅感。興奮劑毒品愉快傳遞多巴胺珍愛生命，遠離毒品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，是我們每個人應盡責任和義務。

此外，可卡因能干擾__________的作用，導致_________異常，還會抑制__________的功能；吸食可卡因者可產(chǎn)生____________，長期吸食易產(chǎn)生_______與_______，最典型的是有___________，奇癢難忍，造成嚴重的抓傷甚至斷肢自殘、情緒不穩(wěn)定，容易引發(fā)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(xiàn)_______、_______、失望、疲憊、失眠、厭食等癥狀；交感神經(jīng)心臟功能免疫系統(tǒng)心理依賴性觸幻覺嗅幻覺蟲行蟻走感抑郁焦慮可卡因的其他危害吸毒致死者病變的腦組織和心臟防控毒品的嚴峻形勢毒品注射流行地圖顏色越深毒品流行越嚴重大麻使用率地圖顏色越深大麻使用率越高AB提出問題：當神經(jīng)系統(tǒng)控制心臟活動時，在神經(jīng)元與心肌細胞之間傳遞的信號是化學信號還是電信號？

已知副交感神經(jīng)會減緩心臟跳動速率，A組留副交感神經(jīng)，B組去除。刺激A組副交感神經(jīng)使A心臟心跳減慢，從A組的營養(yǎng)液中取一些液體注入B組的營養(yǎng)液中，B組的跳動也減慢。分析問題：通過營養(yǎng)液傳遞，且實驗中無導電裝置得出結(jié)論：傳遞的是化學信號即神經(jīng)遞質(zhì)總結(jié)：神經(jīng)元之間傳遞信息的是神經(jīng)遞質(zhì)思維訓練

？05隨堂練習小積累電流計的偏轉(zhuǎn)次數(shù)的判斷1．靜息電位和動作電位的電流計偏轉(zhuǎn)次數(shù)的判斷靜息電位靈敏電流計的兩極都與神經(jīng)纖維膜外側(cè)連接（如圖2），指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)靈敏電流計一極與神經(jīng)纖維膜外側(cè)連接，另一極與膜內(nèi)側(cè)連接（如圖1），指針發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)1．靜息電位和動作電位的電流計偏轉(zhuǎn)次數(shù)的判斷動作電位刺激ab++①②③ab-+ab+-ab++④靈敏電流計兩極都連接在神經(jīng)纖維膜外側(cè)，可觀察到指針發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)。過程如圖所示，其中“”為動作電位05隨堂練習小積累電流計的偏轉(zhuǎn)次數(shù)的判斷2．同一神經(jīng)元及神經(jīng)元之間的電流計偏轉(zhuǎn)次數(shù)的判斷刺激1abcdbc=cd刺激2刺激1：刺激a點，b點先興奮，d點后興奮，電流計發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)。刺激2：刺激c點，由于bc=cd，b點和d點同時興奮，電流計不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。05隨堂練習小積累電流計的偏轉(zhuǎn)次數(shù)的判斷刺激3刺激3刺激3：電流表正極接c點膜內(nèi)，負極接c點膜外，同時閾刺激b、d點，電流表是否偏轉(zhuǎn)？bc=cd，興奮同時傳導到c點兩邊，但c點Na+通道由于無電位差不打開，故電流表不偏轉(zhuǎn)。05隨堂練習小積累電流計的偏轉(zhuǎn)次數(shù)的判斷2．同一神經(jīng)元及神經(jīng)元之間的電流計偏轉(zhuǎn)次數(shù)的判斷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(jīng)元上的鈉離子通道結(jié)合，使其持續(xù)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(nèi)流C．鈉離子通道持續(xù)開放會使神經(jīng)元持續(xù)處于靜息狀態(tài)D．阻遏鈉離子通道開放的藥物可以緩解烏頭堿中毒癥狀練習與應用一、概念檢測2．乙酰膽堿酯酶可以水解乙酰膽堿，有機磷農(nóng)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(xù)發(fā)揮作用B．阻止乙酰膽堿與其受體結(jié)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(jié)合的能力CA二、拓展應用練習與應用1．槍烏賊的神經(jīng)元是研究神經(jīng)興奮的好材料。研究表明，當改變神經(jīng)元軸突外N