2.3神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)課件高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修1

1.2.3神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)短跑賽場(chǎng)上，發(fā)令槍一響，運(yùn)動(dòng)員會(huì)像離弦的箭一樣沖出，現(xiàn)在世界短跑比賽規(guī)則規(guī)定，在槍響后0.1s內(nèi)起跑被視為搶跑。討論：從運(yùn)動(dòng)員聽到槍響到做出起跑的反應(yīng)，信號(hào)的傳導(dǎo)經(jīng)過了哪些結(jié)構(gòu)？短跑比賽規(guī)則中關(guān)于“搶跑”規(guī)定的科學(xué)依據(jù)是什么？問題探討蛙坐骨神經(jīng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明：在神經(jīng)系統(tǒng)中，興奮是以電信號(hào)的形式沿著神經(jīng)傳導(dǎo)的。這種電信號(hào)也叫神經(jīng)沖動(dòng)1.2.3.1興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)過渡:

神經(jīng)由許多神經(jīng)纖維經(jīng)構(gòu)成，如何研究單個(gè)神經(jīng)纖維上的神經(jīng)沖動(dòng)呢？600μm槍烏賊巨軸突槍烏賊的巨軸突具有驚人的恢復(fù)能力，將軸突中的物質(zhì)擠出后用灌流液代替，仍可以行使功能。＋－軸突接膜電位記錄裝置刺激刺激膜電位（mV）－400＋40－60－8001234時(shí)間（msec）參考電極（相當(dāng)于負(fù)接線柱）記錄電極（相當(dāng)于正接線柱）問題:

刺激未傳來時(shí)，膜內(nèi)電勢(shì)（電位）高還是膜外電勢(shì)（電位）高？理論上細(xì)胞內(nèi)液和外液都是電中性的，為什么膜內(nèi)外卻存在電勢(shì)（電位）差呢？理想神經(jīng)元（模型）分析細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外90K+單位：mmol/L30Na+4Cl-116A-3K+117Na+120Cl-0A-Na+是細(xì)胞外液主要的陽離子，K+是細(xì)胞內(nèi)液主要的陽離子；Cl-是細(xì)胞外液主要的陰離子。膜內(nèi)外離子分布不均衡是主動(dòng)運(yùn)輸所致。細(xì)胞內(nèi)外液是電中性的。－＋當(dāng)K+順濃度流出細(xì)胞時(shí)，在膜外表面會(huì)積聚正電荷，與此同時(shí)等量的陰離子會(huì)貼附在膜內(nèi)表面（這相當(dāng)于把它們從細(xì)胞內(nèi)液中移除，因此細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液仍是電中性的），膜內(nèi)外因此會(huì)產(chǎn)生電位（電勢(shì)差），這一電位會(huì)減緩帶正電的K+外流；當(dāng)電位足夠大時(shí)，K+凈外流為零，即達(dá)到平衡。平衡時(shí)的膜電位可以根據(jù)公式計(jì)算。計(jì)算結(jié)果顯示：未被刺激時(shí)膜電位可能是K+外流或Cl-內(nèi)流導(dǎo)致的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：只有改變K+濃度，未受刺激時(shí)的膜電位才會(huì)發(fā)生顯著變化；改變Cl-濃度，未受刺激時(shí)膜電位基本沒有變化技術(shù)進(jìn)步使科學(xué)家可以分析任意膜電位水平的瞬時(shí)電流（電壓鉗技術(shù)）和單個(gè)離子通道的開閉情況（膜片鉗技術(shù)）。研究發(fā)現(xiàn)：靜息電位是一種K+通道一直處于開放狀態(tài)所引起的K+外流所導(dǎo)致的。K+外流K+Na+Na+K+①②③④Na+K+①Na+K+②③④一種K+通道一直開放，一種K+通道隨電壓變化開放或關(guān)閉。K+外流K+外流Na+內(nèi)流K+通道延遲關(guān)閉動(dòng)作電位（峰值）問題:

若適當(dāng)降低血鉀或血鈉的含量，則靜息電位和動(dòng)作電位（峰值）將如何變化？K+外流K+外流Na+內(nèi)流K+通道延遲關(guān)閉動(dòng)作電位（峰值）問題:

若適當(dāng)降低或升高血鉀含量，興奮更容易發(fā)生還是更難發(fā)生？閾電位靜息電位差值越大興奮越難發(fā)生興奮部位靜息部位刺激局部電流新的刺激電位（電勢(shì)）差K+外流靜息電位：外正內(nèi)負(fù)Na+內(nèi)流動(dòng)作電位：外負(fù)內(nèi)正興奮傳導(dǎo)方向神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)的過程（如圖）1.2.3.1興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)靜息部位刺激局部電流新的刺激電勢(shì)（電位）差K+外流靜息電位：外正內(nèi)負(fù)興奮部位Na+內(nèi)流動(dòng)作電位：外負(fù)內(nèi)正問題:

局部電流（粉色箭頭示意）會(huì)導(dǎo)致剛剛發(fā)生過興奮（Na+內(nèi)流）的部位再次因刺激而興奮（Na+內(nèi)流）嗎？興奮將停不下來引發(fā)動(dòng)作電位的Na+通道在關(guān)閉后，在短期內(nèi)無法再次開放興奮沿著遠(yuǎn)離引發(fā)刺激部位的方向傳導(dǎo)1.2.3.1興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)問題:

若刺激傳入神經(jīng)，興奮在向中樞傳導(dǎo)的同時(shí)，能否傳導(dǎo)至感受器？通常反射時(shí)接受刺激的是感受器，此時(shí)興奮傳導(dǎo)的方向是怎樣的？說明:

神經(jīng)上測(cè)量的電位是神經(jīng)纖維上膜電位的復(fù)合電位。神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)的過程（如圖）Na+、K+在神經(jīng)元內(nèi)外分布的不均衡是產(chǎn)生靜息電位和動(dòng)作電位的基礎(chǔ)，而Na+、K+在膜內(nèi)外分布不均衡是靠Na-K泵建立起來的興奮朝著遠(yuǎn)離（最初）刺激部位的方向傳導(dǎo)刺激神經(jīng)中段→雙向傳導(dǎo)刺激感受器→單向傳導(dǎo)1.2.3.1興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)補(bǔ)充：刺激強(qiáng)度的編碼圖示反映了視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞中的動(dòng)作電位頻率與刺激強(qiáng)度（自上而下刺激強(qiáng)度逐漸減小）之間關(guān)系。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以判斷：刺激強(qiáng)度越大放電頻率越高。問題:

研究發(fā)現(xiàn)：同類可興奮細(xì)胞的動(dòng)作電位峰值相對(duì)恒定，且傳導(dǎo)過程中不會(huì)衰減。那么神經(jīng)系統(tǒng)如何編碼刺激強(qiáng)度呢？模擬題大愛——靈敏電流計(jì)偏轉(zhuǎn)+++--+++圖示中，刺激發(fā)生在左側(cè)，且靈敏電流計(jì)的左側(cè)是正接線柱、右側(cè)是負(fù)接線柱。圖2中，電流從負(fù)接線柱流入，故指針往左側(cè)偏轉(zhuǎn)；圖3中，電流從正接線柱流入，故指針往右側(cè)偏轉(zhuǎn)。有人認(rèn)為“電流方向就是指針偏轉(zhuǎn)方向”，這種認(rèn)識(shí)與物理常識(shí)沖突。個(gè)人認(rèn)為根據(jù)此類圖判斷偏轉(zhuǎn)方向毫無意義，雖然你在模擬題中可能會(huì)碰到。1234刺激1.2.3.2興奮在神經(jīng)元之間的傳遞興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)興奮在樹突的傳導(dǎo)研究不便，不做介紹興奮在神經(jīng)元之間（或神經(jīng)元和其他細(xì)胞）的傳遞假說2：現(xiàn)象：刺激神經(jīng)可引起肌肉收縮假說1：肌肉細(xì)胞神經(jīng)元電信號(hào)肌肉細(xì)胞神經(jīng)元化學(xué)信號(hào)問題：神經(jīng)和肌肉之間如何聯(lián)系？現(xiàn)象：神經(jīng)傳導(dǎo)與肌肉收縮均與電流有關(guān)受光學(xué)顯微鏡分辨率的限制，早期無法弄清神經(jīng)元和肌肉細(xì)胞之間是否存在間隙。電傳遞還是化學(xué)傳遞？后續(xù)實(shí)驗(yàn)表明導(dǎo)致蛙心率變慢的抑制性物質(zhì)可能是乙酰膽堿。實(shí)驗(yàn)結(jié)果蛙心1蛙心2心率副交感神經(jīng)刺激副交感神經(jīng)體液從蛙1轉(zhuǎn)移至蛙2灌流電傳遞還是化學(xué)傳遞？①刺激支配骨骼肌的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)，可以引起乙酰膽堿的釋放②給予骨骼肌以乙酰膽堿，可以引起收縮③乙酰膽堿和刺激運(yùn)動(dòng)神經(jīng)的作用可被箭毒阻斷，箭毒并不影響興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)神經(jīng)元質(zhì)膜肌細(xì)胞質(zhì)膜研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元與神經(jīng)元之間也存在與神經(jīng)元和肌細(xì)胞間類似的結(jié)構(gòu)，我們可統(tǒng)稱為突觸。猜想:

突觸的神經(jīng)元質(zhì)膜一側(cè)積聚大量囊泡，這些囊泡中可能有什么物質(zhì)？模擬題提示:

部分模擬題不把神經(jīng)肌肉接頭視作突觸，部分模擬題視作是突觸，我們的教材是按照突觸處理的。突觸前膜突觸間隙突觸后膜突觸小泡（內(nèi)含神經(jīng)遞質(zhì)）化學(xué)突觸通常由一個(gè)神經(jīng)元的軸突和另一個(gè)神經(jīng)元的樹突或細(xì)胞體相接近而形成。刺激1：Ca2+可以內(nèi)流刺激2：Ca2+內(nèi)流被阻止實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：突觸前神經(jīng)元的興奮不足以導(dǎo)致神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，還需要Ca2+內(nèi)流現(xiàn)象：缺乏Ca2+時(shí)神經(jīng)肌肉接頭釋放的乙酰膽堿減少，直至消失推測(cè)：興奮傳遞需要Ca2+突觸前膜興奮Ca2+內(nèi)流遞質(zhì)釋放突觸后膜1.興奮傳至軸突末梢引起Ca2+內(nèi)流2.Ca2+促使突觸小泡與突觸前膜融合，并釋放神經(jīng)遞質(zhì)3.神經(jīng)遞質(zhì)通過突觸間隙擴(kuò)散至突觸后膜4.神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜上的受體結(jié)合5.突觸后膜上離子通道的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，引發(fā)膜電位變化6.神經(jīng)遞質(zhì)被降解或回收說明：離子通道型受體既是受體又是離子通道1.2.3.2興奮在神經(jīng)元之間的傳遞軸突末梢可以與其它神經(jīng)元的細(xì)胞體或樹突等相接近，共同形成突觸神經(jīng)元軸突末梢的膨大呈杯狀或球狀，叫做突觸小體常見的化學(xué)突觸有兩種：軸突——細(xì)胞體型軸突——樹突型突觸的結(jié)構(gòu)（如圖所示）興奮在突觸處的傳遞興奮傳遞過程興奮傳遞時(shí)，需要將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為化學(xué)信號(hào)，再轉(zhuǎn)換為電信號(hào)1.2.3.2興奮在神經(jīng)元之間的傳遞問題:興奮可以從突觸后神經(jīng)元傳遞給突觸前神經(jīng)元嗎？興奮傳遞特點(diǎn)突觸延擱：由于需要信號(hào)轉(zhuǎn)換，突觸處興奮傳遞的速度較慢單向傳遞：神經(jīng)遞質(zhì)只存在于突觸小泡中，經(jīng)由突觸前膜釋放，作用于突觸后膜1.2.3.2興奮在神經(jīng)元之間的傳遞發(fā)令槍響傳至運(yùn)動(dòng)員內(nèi)耳中的感受器需要時(shí)間（聲波速度約340米/s)。內(nèi)耳中感受器產(chǎn)生興奮直至做出起跑反應(yīng)需要經(jīng)歷反射弧的各個(gè)結(jié)構(gòu)，雖然興奮在神經(jīng)纖維上以電信號(hào)的形式傳導(dǎo)很快，但是在突觸處的化學(xué)信號(hào)傳遞卻相對(duì)較慢。因此從發(fā)令槍響到做出起跑反應(yīng)需要一定的時(shí)間。問題:

若興奮傳遞時(shí)，由遠(yuǎn)離突觸前膜的突觸小泡（如圖示中的A）移動(dòng)至突觸前膜，隨后與前膜融合釋放神經(jīng)遞質(zhì)，這對(duì)興奮傳遞的速度有何影響？A問題:

若神經(jīng)遞質(zhì)與受體結(jié)合后打開陽離子通道，突觸后膜電位將怎樣變化？如果打開的是Cl-通道，突觸后膜電位又會(huì)如何變化呢？問題:神經(jīng)遞質(zhì)種類很多，目前已知有乙酰膽堿、氨基酸類、多巴胺、腎上腺素等。問題:

若神經(jīng)遞質(zhì)不能被降解或回收，你設(shè)想一下會(huì)出現(xiàn)什么情況？思考·討論——分析濫用可卡因的危害已知多巴胺與愉悅感的產(chǎn)生密切相關(guān)。據(jù)圖分析，為什么吸食可卡因會(huì)導(dǎo)致突觸后膜上受體減少？試分析為什么可卡因容易使人上癮？查閱相關(guān)資料，了解吸食可卡因?qū)θ松?、心理和行為上可能帶來的危害。你還知道哪些毒品？如有人勸你吸毒，你該怎樣拒絕？你認(rèn)為毒品對(duì)個(gè)人、家庭和社會(huì)造成哪些危害？可卡因成因機(jī)理1.2.3.3濫用興奮劑、吸食毒品的危害一些化學(xué)物質(zhì)能促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)的合成和釋放，有些會(huì)干擾神經(jīng)遞質(zhì)與受體的結(jié)合，有些會(huì)影響