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（2019）選擇性必修1

神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)1936年，英國解剖學(xué)家楊(J.Z,Yonng)

發(fā)現(xiàn)一種軟體動(dòng)物槍烏賊的神經(jīng)中單根軸突的直

徑異常粗大，該神經(jīng)具有直徑可達(dá)1mm

的軸突，這與一般脊椎動(dòng)物軸突直徑最大不超過0.02mm

比起來，無疑是研究跨膜電位極好材料(同時(shí)，微電極和膜片鉗技術(shù)的發(fā)展使得

科學(xué)將微電極直接插入神經(jīng)纖維成為可能)巨大軸突外

套

膜腦足參考：頭發(fā)絲直

徑約0.2mm眼

情

境

導(dǎo)

入1963年，霍奇金和赫胥黎獲得諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)霍奇金和赫胥黎從槍烏賊體內(nèi)剝?nèi)〕鰡胃窠?jīng)軸突，將其保存于適當(dāng)濃度的氯化鈉溶液

中以模擬海洋環(huán)境。他們將一個(gè)微電極插入神經(jīng)纖維內(nèi)部來記錄跨膜電位即靜息電位，隨后刺激神經(jīng)引起興奮，并記錄神經(jīng)軸突膜兩側(cè)存在的微弱電位差。這個(gè)實(shí)驗(yàn)獲得了成

功，他們第一次在槍烏賊的巨軸突上精確記錄到了動(dòng)作電位并研究發(fā)現(xiàn)了受到刺激后神

經(jīng)沖動(dòng)產(chǎn)生的原理——離子變化機(jī)制。000記錄電極+

+

+槍烏賊巨軸突++++

+霍奇金

赫胥黎000+++靜息時(shí)

靜息電位：外正內(nèi)負(fù)2.胞內(nèi)的大分子負(fù)離子(蛋白質(zhì)

)不

能

_

透過細(xì)胞膜到細(xì)胞外；★3.神經(jīng)細(xì)胞對(duì)不同離子通透性不

同，靜息時(shí)對(duì)

K+

的通透性大，K+

不

斷外流；對(duì)Na+

的通透性

小

(

易化擴(kuò)散)靜息電位產(chǎn)生原因

極化狀態(tài)(靜息電位)

—

—

外正內(nèi)負(fù)★1.膜外_Na

+

濃度大，膜內(nèi)

K+

濃度大細(xì)胞外液中的濃度/

(mmol·L-

1)1505細(xì)胞質(zhì)中的濃度/

(mmol·L1)15150K+通

道胞內(nèi)胞外Na細(xì)胞膜

-K+泵ATPK離子鈉離子

鉀離子比值1:1030:1Na+

通

道蛋白質(zhì)K+通道K+

NatNat十

十

十

十

十

十

十K+十十4Na)Na靜息電位產(chǎn)生原因

(易化擴(kuò)散)極化狀態(tài)(靜息電位)外正內(nèi)負(fù)K+

Na十十十十十膜

內(nèi)膜外K+外流Na)

Na)十十十十十膜外Na靜息時(shí)

靜息電位：外正內(nèi)負(fù)-70mv刺激后，分析膜內(nèi)外電位情況?+35mv-70mv000008記錄電極d-L

m)槍烏賊巨軸突mmL=10c★受到刺激后，神經(jīng)細(xì)胞膜

對(duì)離子通透性改變，Na+

通

道開

放

，Na+

短時(shí)間內(nèi)不

斷內(nèi)

流去極化產(chǎn)生原因

Na+Na+通道開放適宜刺激反極化狀態(tài)(動(dòng)作電位)外負(fù)內(nèi)正膜外膜內(nèi)膜外K+

Nat十十十十十十十內(nèi)流(

易化擴(kuò)散)十十十

+

H

十++++++++Na+Na+)

Na+Nat

NaNa+Na+通道十

十K+NatK+

復(fù)極化產(chǎn)生原因

K+

外流(易化擴(kuò)散)復(fù)極化狀態(tài)

(靜息電位)膜外膜內(nèi)

膜外十十十十一

十十十十十十十

十

十

十

十十十十十十外正內(nèi)負(fù)NaNa+

Na)

NatNaK

Nak+外流靜息電位：膜外、正

電位，膜內(nèi)負(fù)電

位

。

(

極化狀態(tài))去極化(Na+內(nèi)

流

)動(dòng)

作

電

位：膜外_負(fù)電位，膜內(nèi)正電位。

(反極化狀態(tài))復(fù)極化(k+

外流)靜息電位：膜外_

正電位，膜內(nèi)_

負(fù)電位。

(復(fù)極化狀態(tài))++++++靜息狀態(tài)刺激甲o(hù)

興奮狀態(tài)恢復(fù)乙+十

+

+

十

十

+恢復(fù)靜息狀態(tài)丙OO

o(數(shù)毫秒)0O

葉0O

葉δōō動(dòng)作電位產(chǎn)生和恢復(fù)神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生鈉鉀泵的功能?維持細(xì)胞內(nèi)外的離子濃度差；使細(xì)胞內(nèi)始終保持鉀離子濃度高，

細(xì)胞外始終鈉離子濃度高Na+-K+

泵每消耗1個(gè)ATP

,泵出

3個(gè)鈉離子，泵入2個(gè)鉀離子；K+不斷外流，Na+不斷內(nèi)流，會(huì)不會(huì)形成

細(xì)胞外K+濃度高，細(xì)胞內(nèi)Na+濃度高?細(xì)胞膜細(xì)胞內(nèi)K+ATPADP+PNa+(主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn))KOutsideK+Na+NaInside細(xì)胞外例某哺乳動(dòng)物神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)外的K+和Na+濃度見下表。下列屬于主動(dòng)

轉(zhuǎn)運(yùn)的是

(

D

)A.K+經(jīng)鉀離子通道排出細(xì)胞B.K+與有關(guān)載體蛋白結(jié)合排出細(xì)胞C.Na+經(jīng)鈉離子通道排出細(xì)胞D.Na+與有關(guān)載體蛋白結(jié)合排出細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)濃度

(mmol

·L1)細(xì)胞外濃度

(mmol-L1)K*140.03.0Na+18.0145.0任務(wù)1:若規(guī)定膜外電位為零，則膜內(nèi)電位即為負(fù)值。大多數(shù)細(xì)胞的靜息電位在-

10～-100mV之間。已知蛙坐骨神經(jīng)纖維的靜息電位為-70mv,動(dòng)作電位峰

值為+30mV。設(shè)計(jì)一個(gè)坐標(biāo)，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，膜電位為縱坐標(biāo)，用曲線

形式表示動(dòng)作電位的產(chǎn)生及恢復(fù)。+300-70時(shí)間/ms膜電位/mV

示波器演示動(dòng)作電位神經(jīng)纖維膜

電

位

/

m

VC+40反極化過程0

B

INa+去極化過程-70鉀離子外流動(dòng)作

電位復(fù)極化過程時(shí)間/ms1.B點(diǎn)以前：極化狀態(tài)；靜息電位。2.A點(diǎn)-B點(diǎn)：去極化過程3.B點(diǎn)-C點(diǎn)：反極化過程0以上：反極化狀態(tài)(動(dòng)作電位)4.C點(diǎn)：動(dòng)作電位峰值5.C點(diǎn)-D點(diǎn)：復(fù)極化過程6.D點(diǎn)：

復(fù)極化狀態(tài)；靜息電位。超極化，一次興奮完成后，鈉鉀泵將鈉離子泵出，鉀離子泵入(主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)),為下一次興奮做好準(zhǔn)備。

某受刺激點(diǎn)隨時(shí)間變化的膜電位變化膜

電

位

mV外流內(nèi)流未達(dá)到閾值不產(chǎn)生動(dòng)作電

位

，只要達(dá)到閾值，多大的刺激產(chǎn)生的動(dòng)作電位峰

值不變思考：任何刺激都可以引起動(dòng)作電位?刺激強(qiáng)度越大動(dòng)作電位峰值越大?不同細(xì)胞的“閾值”不同“全”

或“無”動(dòng)作電位圖解時(shí)

間(ms)膜

電

位

(

m

V

)閾下刺激能引起以下哪些變化?①③④①鈉通道開放②產(chǎn)生動(dòng)作電位③鈉離子內(nèi)流④去極化⑤興奮傳導(dǎo)列敘述錯(cuò)誤的是(B)A.刺激強(qiáng)度在S?~S?

期間，細(xì)胞膜上沒有產(chǎn)生動(dòng)作電位B.

在一定范圍內(nèi)，動(dòng)作電位的強(qiáng)度隨刺激強(qiáng)度增加而增強(qiáng)

C.刺激需要達(dá)到一定的強(qiáng)度才能使神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動(dòng)作電位

D.

刺激強(qiáng)度在S?~S?時(shí)期，大量鈉離子會(huì)從膜外流入膜內(nèi)如圖表示逐漸增加電刺激強(qiáng)度(S?~S?)后，一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞膜電位的變化規(guī)律。

下刺激強(qiáng)度膜電位影響因素影響電位(絕對(duì)值)發(fā)生變化膜外鉀離子濃度變高靜息電位降低膜外鉀離子濃度變低靜息電位升高膜外鈉離子濃度變高動(dòng)作電位升高膜外鈉離子濃度變低動(dòng)作電位降低思考：刺激強(qiáng)度不影響動(dòng)作電位的峰值，那么什么環(huán)境因素會(huì)影響?膜外鈉離子濃度H時(shí)間/msA.曲線a代表正常海水中膜電位的變化B.兩種海水中神經(jīng)纖維的靜息電位相同C.在低Na+海水中神經(jīng)纖維靜息時(shí)，膜內(nèi)Na+濃度高于膜外D.在正常海水中神經(jīng)纖維受到刺激后，膜外Na+

濃度高于膜內(nèi)如圖表示槍烏賊離體神經(jīng)纖維在Na+濃度不同的兩種海水(正常海水與低Na+海水)中受到刺激后的膜電位變化情況。下列描述中錯(cuò)誤的是(c)膜電位/mV沖動(dòng)在神經(jīng)纖維上以電信號(hào)的形式傳導(dǎo)興奮傳導(dǎo)方向：可

雙

向電

流

方

向

膜

外

：未興奮處→興奮處膜內(nèi)：興奮處→未興奮處(與興奮傳導(dǎo)方向一致)

局部電流(

刺激)++++++

+++

+

++

+

++T++++++++興奮處十

十

+

+

+

+

十

+

+

+

+

+

+

+

+

+

十

十

+

十

+

十

十

十

十這又會(huì)刺激沒有去極化的細(xì)胞膜，使之去極化

,也形成動(dòng)作

電位。這樣，不斷

地以局部電流(電信號(hào))向前傳導(dǎo)，將動(dòng)作電位傳播出去，

一直傳到神經(jīng)末梢。當(dāng)刺激部位處于外負(fù)內(nèi)正的反極化狀態(tài)時(shí)，鄰近未受刺激的部位仍處于

極化狀態(tài)，兩者之間會(huì)形成

局

部

電

流。外正內(nèi)負(fù)的傳導(dǎo)方向：恢復(fù)→開始電波圖1.雙向性：神經(jīng)沖動(dòng)從產(chǎn)生處在向兩個(gè)方向傳導(dǎo)

致，與膜外相反)2.無衰減性：信號(hào)強(qiáng)度不變

全或無3.絕緣性：兩條神經(jīng)纖維之間的信號(hào)不會(huì)互相干擾動(dòng)作電位傳導(dǎo)特點(diǎn)刺激Na+十十

十

十(與膜內(nèi)的局部電流傳導(dǎo)方向K+十十十

十

十十

十

十

十軸突Na+

++++某時(shí)刻各位置點(diǎn)膜電位圖動(dòng)作電位靜息電位(Na

+)++++40+2

00-20-40(mV)-6

0-80++++40+20o-20(mV

)-60

-80t處于復(fù)極

化過程處于去極

化過程K+++(Na+

)軸突+++++++軸突(Na+)

++膜電位膜電位(Na+

)++++-4

0K+時(shí)

間(ms)

圖

B圖A表示動(dòng)作電位發(fā)生過程示意圖的是

圖A

,表示動(dòng)作電位傳導(dǎo)示意圖的是

圖B學(xué)習(xí)目標(biāo)

新知學(xué)習(xí)

課堂總結(jié)大家來找茬：膜

電

位(

m

v

)是

非

判

斷

：(1)軸突膜處于②狀態(tài)時(shí)，鈉離子通道關(guān)閉，鉀離子通道大量開放√(2)軸突膜處于④→③狀態(tài)，是由于鈉離子通道大量開放，膜外鈉離

子大量涌入膜內(nèi)，形成反極化狀態(tài)√(3)軸突膜內(nèi)側(cè)局部電流的方向與興奮傳導(dǎo)方向相反新知學(xué)習(xí)

課堂總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)思考：不同神經(jīng)元之間興奮如何傳導(dǎo)?樹突軸突突觸神經(jīng)沖動(dòng)(軸突末端膜)突觸前膜突觸間隙(組織液)突觸后膜(下個(gè)神經(jīng)元胞體、樹突、

軸突膜或者腺體、肌肉細(xì)胞膜)軸突突觸小體突觸小泡(內(nèi)含神經(jīng)遞質(zhì))

神經(jīng)遞質(zhì)受體

神經(jīng)沖動(dòng)在突觸處的傳遞通過化學(xué)傳遞方式完成突觸傳遞過程興奮傳導(dǎo)的方向神經(jīng)沖動(dòng)傳到神經(jīng)末梢引起Ca2+

內(nèi)流Ca2+

促使突觸小泡的釋放神

經(jīng)

遞

質(zhì)_到

突

觸間隙胞吐乙酰膽堿與突觸后膜的_

受體

結(jié)合突觸后膜離子

通透性改

變電信號(hào)化學(xué)信

號(hào)產(chǎn)生小電位電位，達(dá)到一定閾值，在肌膜上引起

動(dòng)作

電位，肌膜上的電位由外

正

內(nèi)

負(fù)，變成外負(fù)內(nèi)正.電信號(hào)動(dòng)作電位作用于肌纖維，肌肉收縮；

作用于另一個(gè)神經(jīng)元，產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)+Na+神經(jīng)遞質(zhì)單向(突觸前膜

→

突觸后膜)突觸

Na+Na+突觸處興奮傳遞方向十

十

十

十

+突觸小泡Na+K+K+神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)細(xì)胞間傳遞信

號(hào)

形

式電信號(hào)電信號(hào)一化學(xué)信號(hào)→

電信號(hào)傳導(dǎo)速度快慢突觸延擱傳

導(dǎo)

方

向雙向單向?qū)嵸|(zhì)膜電位變化→局部電流突觸小泡釋放遞質(zhì)由于遞質(zhì)只能由突

觸前膜釋放，作用未興奮部位++++++神經(jīng)沖動(dòng)神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)與信號(hào)的傳遞局部電流由于需要信號(hào)轉(zhuǎn)

換，突觸處興奮

傳遞的速度較慢于突觸后膜的受體未興奮部位

++++++興奮

部位④A.結(jié)構(gòu)①為神經(jīng)遞質(zhì)與受體結(jié)合提供能量B.當(dāng)興奮傳導(dǎo)到③時(shí)，膜電位由內(nèi)正外負(fù)變?yōu)閮?nèi)負(fù)外正

C.神遞質(zhì)經(jīng)②的轉(zhuǎn)運(yùn)和③的主動(dòng)運(yùn)輸釋放至突觸間隙D.結(jié)構(gòu)④膜電位的變化與其選擇透過性密切相關(guān)例

下圖為突觸結(jié)構(gòu)示意圖，下列相關(guān)敘述正確的是(D

)①②一、選擇題1.下列關(guān)于神經(jīng)興奮的敘述，正確的是(

C

1A.

靜息狀態(tài)時(shí)神經(jīng)元的細(xì)胞膜內(nèi)外沒有離子進(jìn)出B.

組織液中Na濃度增大，則神經(jīng)元的靜息電位減小C.

神經(jīng)纖維接受刺激產(chǎn)生的興奮以電信號(hào)的形式傳導(dǎo)D.

突觸間隙中的神經(jīng)遞質(zhì)經(jīng)主動(dòng)運(yùn)輸穿過突觸后膜而傳遞興奮A.

構(gòu)成突觸的兩個(gè)神經(jīng)元之間是有間隙的B.

遞質(zhì)(如乙酰膽堿)只能從突觸前膜釋放C.

構(gòu)成突觸的兩個(gè)神經(jīng)元的興奮是同時(shí)發(fā)生的D.

神經(jīng)纖維膜經(jīng)過去極化、反極化、復(fù)極化的過程3.已知突觸前神經(jīng)元釋放的某種遞質(zhì)可使突觸后神經(jīng)元興奮，當(dāng)完成一次興奮傳

遞后，該種遞質(zhì)立即被分解。某種藥物可以阻止該種遞質(zhì)的分解，這種藥物的即時(shí)效

應(yīng)是(

B

)A.

突觸前神經(jīng)元持續(xù)性興奮B.

突觸后神經(jīng)元持續(xù)性興奮C.突觸前神經(jīng)元持續(xù)性抑制D.突觸后神經(jīng)元持續(xù)性抑制2.興奮在突觸處只能單向傳遞，其原因是(

B)請(qǐng)回答下列問題：(1)上圖所示的結(jié)構(gòu)通過哪兩種類型的信號(hào)傳遞信息?電信號(hào)和化學(xué)信號(hào)(2)圖中左邊的神經(jīng)元是如何將神經(jīng)沖動(dòng)傳遞到右邊的神經(jīng)元的?當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)傳到神經(jīng)元末梢后，突觸小泡與突觸前膜融合，將突觸小泡中的神經(jīng)遞質(zhì)通過胞吐的

方式釋放到突觸間隙中，神經(jīng)遞質(zhì)擴(kuò)散至突出后膜處，與突觸后膜上的突觸受體結(jié)合，引起突觸

后膜上的Na+通道開放，從而Na+內(nèi)流，使得突觸后膜去極化，由此右邊神經(jīng)元產(chǎn)生動(dòng)作電位。突觸

Na+Na+K++++++E突觸小泡8+Na+Na神經(jīng)遞質(zhì)二、簡答題1.下圖為相互聯(lián)系的兩個(gè)神經(jīng)元的部分結(jié)構(gòu)示意圖。③K*++時(shí)間(ms)++++++

01○十

十

十

+

十

十靜息狀態(tài)a

b

C兩極異側(cè)測(cè)量

兩極同側(cè)測(cè)量+

00某神經(jīng)纖維靜息電位的測(cè)量裝置及其測(cè)量結(jié)果如圖1所示。如果該神經(jīng)纖維在B處用藥物普魯卡因處理，使電流在此處不能通過，將微電極均置于B兩側(cè)的膜外，然后在A處電壓表?mVB(藥物阻斷)給一個(gè)適宜刺激(如圖2所示),那么測(cè)量的結(jié)果是()圖1圖2ABCD刺激AA電流表指針偏轉(zhuǎn)問題a

b①刺激a點(diǎn)

，b

點(diǎn)先興奮，d

點(diǎn)后興奮，電表指針發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)。②刺激c點(diǎn)(bc=cd),b點(diǎn)和d點(diǎn)同時(shí)興奮，電表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。刺激后，電表指針發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)時(shí)間①

-Cd+個(gè)刺激0-電位差電流表指針偏轉(zhuǎn)問題①刺激a點(diǎn)左側(cè)，電流計(jì)指針如何偏轉(zhuǎn)?發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)②刺激b點(diǎn)

(ab=bd

),

電流計(jì)指針如何偏轉(zhuǎn)?發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)③刺激ab

之間的點(diǎn)，電流計(jì)指針如何偏轉(zhuǎn)?發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)④刺激c點(diǎn)，電流計(jì)指針如何偏轉(zhuǎn)?發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)⑤刺激d點(diǎn)右側(cè)，電流計(jì)指針如何偏轉(zhuǎn)?發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)④-

甲

O>A.

甲、乙都發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)B.

甲發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)，乙不偏轉(zhuǎn)

C.

甲不偏轉(zhuǎn)，乙發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)

D.

甲發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)，乙不偏轉(zhuǎn)如圖是一個(gè)反射弧的部分結(jié)構(gòu)圖，甲、乙表示連接在神經(jīng)纖維上的電流表。在A點(diǎn)給以一定的電流刺激，甲、乙電流表的指針發(fā)生的變化正確的是(D)細(xì)胞體軸突2e-OA某種有機(jī)磷農(nóng)藥能使突觸間隙中的乙酰膽堿酯酶(分解乙酰膽堿)活性受抑制，某種蝎毒會(huì)抑制Na+

通道的打開。如圖表示動(dòng)作電位傳導(dǎo)的示意圖，

其中a為突觸前膜，b

為突觸后膜。下列敘述正確的是(

)A.軸突膜處于④狀態(tài)時(shí)，Na+內(nèi)流且不需要消耗ATPB.③→②的過程中，軸突膜Na+

通道大量開放C.

若使用該種有機(jī)磷農(nóng)藥，則在a處不能釋放乙酰膽堿D.

若使用該種蝎毒，則能引起b處形成動(dòng)作電位A神經(jīng)

遞

質(zhì)

轉(zhuǎn)運(yùn)分子毒品分子B.

毒品分子阻斷重吸C.

受體數(shù)目減少

收，引起對(duì)突觸后膜過多的刺激圖2-

11

毒品成癮的原因