2.3課時1興奮在神經纖維上的傳導感受器效應器神經纖維神經元之間一樣嗎？神經中樞

短跑賽場上，發令槍一響，運動員會像離弦的箭一樣沖出。現在世界田徑比賽規則規定，在槍響后0.1s內起跑被視為搶跑。1、從運動員聽到槍響到作出起跑的反應，信號的傳導經過了哪些結構？思考：興奮在反射弧中以什么形式傳導？它又是怎么傳導的呢？2、為什么要以槍響后0.1s內起跑被視為搶跑？

人類從聽到聲音到作出反應起跑，興奮需要經過反射弧的各個結構時間至少需要0.1s。問題·探討資料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、電信號的發現資料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？ab+—坐骨神經+—結論：資料3：蛙的坐骨神經表面電位變化實驗靜息時，電表沒有測出電位差，說明神經表面各處電位相等左側給予刺激，靠近刺激端的電極處（a處）先變為負電位接著恢復正電位

然后，另一電極（b處）變為負電位接著又恢復為正電位電表偏轉了多少次？2次

在神經系統中，興奮是以電信號的形式沿著神經纖維傳導的，這種電信號也叫神經沖動。

興奮的實質是電流，電流是如何產生的？

思考：蛙的神經由許多神經纖維構成，如何研究單個神經纖維上的神經沖動？600μm槍烏賊巨軸突槍烏賊的巨大神經纖維直徑可達1mm，是研究生物電的理想材料。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。說明：神經細胞未受到刺激時，細胞膜內外存在

，且_______比_______低

70mV。當微電極都插在細胞膜外時，電位計無示數，隨意調整電極位于膜外的位置，電位計均無示數，說明：____________________________神經細胞外各處的電位相等。電位差膜內膜外當膜未受刺激時：膜未受刺激時，膜內電位低，膜外電位高，細胞膜兩側的電位表現為內負外正，稱為靜息電位。理論上細胞內液和外液都是電中性的，為什么膜內外卻存在電位差呢？1.靜息電位的形成＋－二、興奮在神經纖維上的傳導生物電是如何產生的？生物體內什么物質帶電？舉例說明。如何解釋膜未受刺激時，膜內外就存在電位差（靜息電位）？假設1：靜息電位是K+外流導致的。假設2：靜息電位是Cl-內流導致的。細胞外液中主要的陽離子和陰離子是

；細胞內液中主要的陽離子是

，

帶負電的主要是

。膜內外離子分布不均衡是

運輸所致。理想神經元分析：細胞外液單位：mmol/L3K+117Na+120Cl-0A-細胞內液90K+30Na+4Cl-116A-—————+++++Na+和Cl-K+

蛋白質（A-）主動【資料4】

科學家通過實驗發現：改變細胞外液K＋濃度，靜息電位會發生顯著變化。例如增大膜外K＋濃度，靜息電位會由-70mV變為-60mV。改變Cl-濃度，未受刺激時膜電位基本沒有變化。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＋外協助擴散K+順濃度梯度向膜外擴散（K+外流）膜電位變現為：內負外正

①神經細胞膜內K+濃度比膜外高。②靜息狀態下，細胞膜上K+通道蛋白打開。靜息電位形成的原因：2.動作電位的形成槍烏賊巨軸突槍烏賊巨軸突刺激靜息電位

：神經纖維未受刺激時的狀態動作電位

：神經纖維受刺激時的狀態①②①為

電位，電位表現為

。原因是

。K+外流靜息內負外正（1）②對應的時間里，膜內外的電位發生了什么變化？膜內電位逐漸

，膜外電位逐漸

。d點的電位表現為

。升高降低（2）如何解釋刺激神經細胞膜時，膜內電位逐漸升高，膜外電位逐漸降低（動作電位）？內正外負假設：動作電位是Na+內流導致的。K+外流【資料5】科學家用不含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。據以上資料可知：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Na+順濃度梯度向膜內擴散（Na+內流）膜電位變現為：內正外負

①神經細胞膜外Na+濃度比膜外高。②受到刺激時，細胞膜上Na+通道蛋白打開。動作電位形成的原因：①②③3.靜息電位的恢復④（1）③對應的時間里，膜電位發生了什么變化？可能是什么原因引起的？逐漸恢復為

，原因是

。靜息電位K+外流（協助擴散）（2）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。如何恢復最開始的的膜內K+濃度高，膜外Na+濃度高的狀態？K+外流Na+內流鈉鉀泵：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。維持細胞內K+濃度高，細胞外Na+濃度高。K+外流鈉鉀泵（主動運輸）4.局部電流的形成

興奮部位的電位表現為內正外負，而鄰近的未興奮部位仍然是內負外正，在興奮部位和未興奮部位之間由于_______的存在而發生__________，這樣就形成了_________。電位差電荷移動局部電流

興奮部位的電位表現為內正外負,鄰近的未興奮部位仍然是內負外正，在興奮部位和未興奮部位之間會發生什么現象呢？Na＋

Na＋

----++++++++++++++++++++++++++++++++------------------------++++++++--------++++++++--------Na＋

Na＋

++++++++--------Na＋

Na＋

Na＋

Na＋

Na＋

Na＋

-+-------------------------------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++興奮部位未興奮部位未興奮部位刺激局部電流方向：①膜外:

部位→

部位，與興奮傳導方向

。

②膜內:

部位→

部位，與興奮傳導方向

。未興奮興奮興奮未興奮相反相同電位表現：__________原因：_________原因：_______電位表現：__________小結：興奮的產生和傳導內負外正K+外流內正外負Na+內流傳導形式：__________傳導過程：_________________局部電流靜息電位→刺激→動作電位→電位差→局部電流問：以上是用蛙的離體坐骨神經做實驗，那么興奮在反射弧上的傳導是雙向傳導，但在生物體內呢？原因：_______電位表現：__________二、興奮在神經纖維上的傳導

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

在反射過程中，興奮總是從感受器一端接受刺激產生興奮然后傳向另一端，所以興奮傳導方向一般單向傳導。問：以上是用蛙的離體坐骨神經做實驗，那么興奮在反射弧上的傳導是雙向傳導，但在生物體內呢？1、如圖所示,當神經沖動在軸突上傳導時,下列敘述錯誤的是(

)A.丁區發生K+外流和Na+內流B.甲區與丙區可能剛恢復為靜息電位狀態C.乙區與丁區間膜內局部電流的方向是從乙到丁D..圖示神經沖動的傳導方向有可能是從左到右或從右到左A三、拓展——膜電位的測量資料6：烏賊神經細胞軸突電活動實驗艾倫·勞埃德·霍奇金英國生理學家直徑可達1mm

霍奇金和朋友科爾用100微米的玻璃毛細管從斷端縱向插入槍烏賊的巨大神經纖維，并在細胞外安置參考電極用以測定靜息電位和動作電位。是研究生物電的理想材料如何操作？

思考：若想通過實驗測量槍烏賊神經纖維的靜息電位和動作電位。請在下圖的電壓表選擇合適的實驗位點（a、b、c點）連接。圖1：測量靜息電位和動作電位圖2：只能測量動作電位連接a、c，無刺激性，可測靜息電位。刺激時可測動作電位連接a、b，無刺激時，指針不偏轉，刺激時可測動作電位1.膜電位的測量方法及膜電位差變化曲線膜內外存在離子濃度差，可測量靜息電位，起點不為0兩電極位于膜同側，存在離子濃度相等，測量動作電位起點為0電位變化與膜內外離子濃度有什么關系？？2.根據膜電位曲線變化圖，回答下列問題。(2)ac段是動作電位產生的過程，其產生的原因是什么？離子進出方式？是否耗能？(3)ce段是靜息電位恢復的過程，其產生的原因是什么？(1)a點之前代表靜息電位，產生的原因是什么？離子進出方式？是否耗能？K＋外流不需要消耗能量協助擴散Na＋離子通道內流，協助擴散，不消耗能量。注：當膜電位大于-55mV（閾電位），Na＋離子通道打開，K＋離子通道關閉，膜電位大于+30mV（鋒電位），K＋離子通道打開，Na＋離子通道關閉。K＋外流，協助擴散，不需要消耗能量。(4)ef段是靜息電位恢復的過程，其產生的原因是什么？鈉鉀泵排鈉吸鉀，主動運輸，消耗能量，恢復膜內外離子分布刺激①a點之前——靜息電位②ac段——動作電位的形成③ce段——靜息電位的恢復3.靜息電位和動作電位的產生機制總結

K+外流：協助擴散Na+內流：協助擴散

Na+-K+泵將流入的Na+泵出膜外，將流出的K+泵入膜內，以維持細胞外Na+濃度高和細胞內K+濃度高的狀態排鈉吸鉀屬于主動運輸，需消耗能量K+外流：協助擴散④ef段——一次興奮完成后，為下次興奮

做準備2.將神經細胞置于相當于細胞外液的溶液S中，可測得靜息電位。給予細胞一個適宜的刺激，膜兩側出現一個暫時性的電位變化，這種膜電位變化稱為動作電位。適當升高溶液S中的Na+濃度，測量該細胞的靜息電位和動作電位，可觀察到（

）A．靜息電位值減小B．靜息電位值增大C．動作電位峰值升高D．動作電位峰值降低C正常海水低Na+海水

將神經元分別置于正常海水和低Na+海水中，分別測得其靜息電位和動作電位如右圖靜息電位與Na+無關3、如圖A所示為某一神經元游離的一段軸突，圖B是該段軸突神經纖維產生動作電位的模式圖，下列敘述正確的是（

）A.無刺激時，電流表甲、乙測量的是靜息電位B.刺激圖A中的C處，甲、乙電流表指針發生偏轉時間不同，但偏轉的次數相同C.圖B中ab段由Na+內流引起，該過程需要載體蛋白和ATPD.如果某種藥物能使突觸后膜上某陰離子通道打開內流，圖B中b點值會更高B有影響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。濃度變化靜息