第一章

人體穩(wěn)態(tài)維持的生理基礎第一節(jié)

神經(jīng)調節(jié)

第2課時

動作電位的產(chǎn)生和傳導學習目標030201

通過分析電位產(chǎn)生的機理及相關曲線的解讀，養(yǎng)成科學思維的習慣。通過分析電位產(chǎn)生的機理及相關曲線的解讀，養(yǎng)成科學思維的習慣。關注濫用興奮劑和吸食毒品的危害，能夠向他人宜傳這些危害，拒絕毒品。目錄動作電位的產(chǎn)生和傳導01

新課導入積極思維人體神經(jīng)系統(tǒng)是由哪些部分組成的人體神經(jīng)系統(tǒng)是由中樞神經(jīng)系統(tǒng)(centralnervoussystem)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)(peripheralnervoussystem)組成的。事實1中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括腦(brain)和脊髓(spinalcord)，它們分別位于顱腔和椎管內，兩者在結構上緊密聯(lián)系。事實2周圍神經(jīng)系統(tǒng)包括由腦發(fā)出的腦神經(jīng)(如視神經(jīng)、聽神經(jīng))和由脊髓發(fā)出的脊神經(jīng)(如橈神經(jīng)、股神經(jīng))。腦神經(jīng)和脊神經(jīng)分布于全身各處，它們把腦和脊髓與全身器官、系統(tǒng)聯(lián)系了起來。事實3

新課導入積極思維人體神經(jīng)系統(tǒng)是由哪些部分組成的腦脊髓中樞神經(jīng)系統(tǒng)周圍神經(jīng)系統(tǒng)腦神經(jīng)脊神經(jīng)包括腦和脊髓，它們分別位于顱腔和椎管內，兩者在結構上緊密聯(lián)系。由腦發(fā)出的腦神經(jīng)（如視神經(jīng)、聽神經(jīng)）由脊髓發(fā)出的脊神經(jīng)（如橈神經(jīng)、股神經(jīng)）腦神經(jīng)和脊神經(jīng)分布于全身各處，它們把腦和脊髓與全身器官、系統(tǒng)聯(lián)系起來。

新課導入積極思維人體神經(jīng)系統(tǒng)是由哪些部分組成的1.判斷

有人認為，中樞神經(jīng)系統(tǒng)就是指腦和腦神經(jīng)。判斷這一觀點正確與否。不正確，中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括腦和脊髓，它們分別位于顱腔和椎管內，兩者在結構上緊密聯(lián)系。2.判斷

有人說，所有的脊神經(jīng)都分布于人體的四肢部位。這種觀點正確嗎？

不正確，腦神經(jīng)和脊神經(jīng)（如橈神經(jīng)、股神經(jīng)）分布于全身各處，它們把腦和脊髓與全身器官、系統(tǒng)聯(lián)系起來。動作電位的產(chǎn)生和傳導生物電現(xiàn)象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。1786年一天，伽爾瓦尼在實驗室解剖青蛙，把剝了皮的蛙腿，用刀尖碰蛙腿上外露的神經(jīng)時，蛙腿劇烈地痙攣，同時出現(xiàn)電火花。經(jīng)過反復實驗，他認為痙攣起因于動物體上本來就存在的電，他還把這種電叫做“動物電”。動作電位的產(chǎn)生和傳導生物電現(xiàn)象概念：人體內的活細胞或組織都存在復雜的電活動，這種電活動稱為生物電現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：生物電是由細胞質膜兩側的電位差或電位差的變化引起的。特點：當生物細胞或組織所處的環(huán)境發(fā)生變化時，常會引起細胞代謝等生命活動的改變。目前已經(jīng)知道，人體和各器官表現(xiàn)的電現(xiàn)象，是以細胞水平的生物電現(xiàn)象為基礎的，而細胞生物電的產(chǎn)生又是質膜內外兩側帶電離子的不均勻分布和跨膜移動的結果。人體生物電現(xiàn)象及其應用放眼社會人體的生物電現(xiàn)象與各項生命活動緊密相關。臨床診斷中用到的心電模式圖（心電圖）腦電圖、肌電圖、胃腸電圖等都是利用體表電極將人體組織細胞的電活動引導出來，進入相應的儀器加以放大并記錄得到的。若記錄到的人體某部位生物電現(xiàn)象與正常狀態(tài)有顯著差異，則檢測結果可以作為該部位可能患病的診斷依據(jù)之一，也是評估疾病治療效果的重要依據(jù)之一。人體生物電現(xiàn)象及其應用放眼社會例如，正常人體的心電圖主要包括P波、QRS波群、T波和U波等。當心房到心室的傳導出現(xiàn)阻滯時，其心電圖表現(xiàn)為P-R間期的延長或P波之后的心室波間期性消失；而Q-T間期的延長往往與惡性心律失常有關。動作電位的產(chǎn)生和傳導動作電位產(chǎn)生的條件刺激的概念：生理學中，將能引起機體細胞、組織、器官或整體的活動狀態(tài)發(fā)生變化（即產(chǎn)生反應）的任何內外環(huán)境變化因子都稱為刺激。刺激的分類：機械刺激、化學刺激、溫度刺激、電刺激等。刺激的特點：一種感受器或細胞常對某種特定性質的刺激最為敏感。皮膚中的觸覺感受器對一些機械刺激較為敏感視網(wǎng)膜感光細胞對光的刺激較為敏感在未受到刺激時，神經(jīng)纖維處于靜息狀態(tài)。細胞類型細胞內濃度（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比較：細胞內、外的Na+和K+的濃度，它們的分布什么特點？Na+細胞外>細胞內K+細胞內>細胞外動作電位的產(chǎn)生和傳導靜息電位資料11942年，美國科學家Cole和Curtis發(fā)現(xiàn)當細胞外液K＋濃度提高時，靜息電位減??；當細胞外液K＋濃度等于細胞內K＋濃度，靜息電位為0；繼續(xù)提高細胞外K＋濃度會逆轉靜息電位。據(jù)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?shù)姆绞绞?/p>

。K＋外協(xié)助擴散動作電位的產(chǎn)生和傳導靜息電位＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－－靜息電位Na+膜外膜內膜外++++++++++++++----------------------------++++++++++++++K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+K+Na+Na+Na+K+K+K+動作電位的產(chǎn)生和傳導靜息電位資料2

1949年，霍奇金和卡茨用不含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。細胞外Na＋濃度如果增加，也可以加快動作電位的上升速度、加大動作電位的幅度。動作電位形成的原因是

向膜

(填“內”或“外”)跨膜轉運，跨膜運輸?shù)姆绞绞?/p>

。Na＋內協(xié)助擴散動作電位的產(chǎn)生和傳導動作電位＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－－動作電位－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－Na+膜外膜內膜外++++++++++++++----------------------------++++++++++++++K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+K+Na+Na+Na+K+K+K+K+Na+Na+動作電位的產(chǎn)生和傳導動作電位極化：去極化：復極化：超極化：Na＋－K＋泵：細胞在靜息狀態(tài)下，K+通道開放，K+大量外流，形成膜外為正電位、膜內為負電位的電位差，形成靜息電位，此時細胞質膜的狀態(tài)。當細胞受到適宜的刺激，細胞質膜上Na+通道打開，Na+迅速大量內流，形成膜外為負電位、膜內為正電位的電位變化。在去極化到達膜電位最大值(峰值)時，Na+通道關閉。隨后，由于K+通過K+通道大量外流，膜兩側電位又轉變?yōu)椤巴庹齼蓉摗睜顟B(tài)。膜的去極化和復極化構成了動作電位的主要部分，而細胞質膜在恢復到靜息電位之前，會發(fā)生一個低于靜息電位的過程。將3個Na+泵出細胞的同時，將2個K+泵入細胞。對維持細胞質膜的電位平衡具有重要作用。動作電位的產(chǎn)生和傳導動作電位的產(chǎn)生①靜息電位的細胞質膜。Na+通道K+通道②受刺激后，Na+通道打開，細胞質膜開始去極化。K+K+Na+③更多Na+內流，細胞質膜進一步去極化。K+Na+Na+極化外正內負外負內正動作電位的產(chǎn)生和傳導動作電位的產(chǎn)生K+④Na+通道關閉。⑤更多K+通道開放，細胞質膜復極化。K+通道Na+通道⑥細胞質膜由超極化恢復到靜息狀態(tài)。K+Na+K+K+外正內負Na+-K+泵動作電位的產(chǎn)生和傳導動作電位的產(chǎn)生①ab段——靜息電位K+外流，協(xié)助擴散②bd段——動作電位的形成Na+內流，協(xié)助擴散③de段——靜息電位的恢復Na+通道關閉，K+通道短暫打開，K+大量外流，膜電位恢復為靜息電位。K+外流，協(xié)助擴散動作電位的產(chǎn)生和傳導膜電位變化曲線④ef段——一次興奮完成后，鈉鉀泵將流入細胞內的Na+泵出膜外，將流出細胞的K+泵入膜內，以維持細胞內K+濃度高和細胞外Na+濃度高的狀態(tài)，為下一次興奮做好準備。吸K+排Na+，主動運輸細胞質膜上的Na+-K+泵對Na+和K+進出細胞也發(fā)揮一定的作用。Na+-K+泵在將3個Na+泵出細胞的同時，將2個K+泵入細胞，對維持細胞質膜的電位平衡具有重要作用。動作電位的產(chǎn)生和傳導膜電位變化曲線局部電流的形成：細胞受到適宜刺激能產(chǎn)生興奮，興奮部位的電位表現(xiàn)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電位差的存在而發(fā)生電荷移動，這樣就形成了局部電流。動作電位的產(chǎn)生和傳導動作電位以電信號的形式在神經(jīng)纖維上傳導興奮傳導形式：電信號（局部電流、神經(jīng)沖動）在神經(jīng)系統(tǒng)中，興奮是以電信號（局部電流）的形式沿著神經(jīng)纖維傳導的。局部電流方向：膜內：興奮部位（+）→未興奮部位（-）；膜外：未興奮部位（+）→興奮部位（-）動作電位又稱為神經(jīng)沖動，在無髓神經(jīng)纖維上，動作電位一旦產(chǎn)生，一般會沿神經(jīng)纖維連續(xù)傳導。動作電位的產(chǎn)生和傳導動作電位以電信號的形式在神經(jīng)纖維上傳導Na+++++++++++--------------------+++++++++++++++++++++-----------------------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++----------++++++++興奮部位未興奮部位未興奮部位刺激神經(jīng)沖動傳導方向：與膜外局部電流方向相反與膜內局部電流方向一致雙向傳導動作電位在神經(jīng)纖維上不斷地由受刺激部位向未受刺激部位傳導，即興奮以電信號的形式沿著神經(jīng)纖維傳導。動作電位的產(chǎn)生和傳導動作電位以電信號的形式在神經(jīng)纖維上傳導內負外正K+外流內正外負Na+內流K+運輸方式Na+運輸方式協(xié)助擴散協(xié)助擴散、電信號、神經(jīng)沖動動作電位在有髓神經(jīng)纖維上的傳導動作電位的產(chǎn)生和傳導動作電位以電信號的形式在神經(jīng)纖維上傳導胞體髓鞘有髓鞘處的跨膜電流明顯減小，膜電位的波動達不到產(chǎn)生動作電位的閾電位郎飛結兩段髓鞘之間有一個無髓鞘裸露區(qū)的結構，此處離子通道密集，容易形成跨膜電流并達到閾電位有髓神經(jīng)纖維上的動作電位不能在節(jié)間區(qū)產(chǎn)生，而只能在郎飛結處產(chǎn)生。因此，局部電流會直接從一個郎飛結流向下一個郎飛結。動作電位在有髓神經(jīng)纖維上的傳導：動作電位在有髓神經(jīng)纖維上從一個郎飛結跨越節(jié)間區(qū)后“跳躍”到下一個郎飛結的傳導方式，稱為跳躍式傳導。動作電位的產(chǎn)生和傳導動作電位以電信號的形式在神經(jīng)纖維上傳導不會，由于有髓神經(jīng)纖維的局部電流強度較大，多個郎飛結可同時產(chǎn)生動作電位，從而加快了神經(jīng)沖動的傳導速度。有人測定過，高等動物軸突的髓鞘化提高了動作電位的傳導速度，總直徑不足0.02mm的有髓神經(jīng)纖維，動作電位的傳導速率可達上100m.s-1以上，比無髓神經(jīng)纖維快得多。動作電位的產(chǎn)生和傳導動作電位以電信號的形式在神經(jīng)纖維上傳導動作電位在有髓神經(jīng)纖維上的跳躍式傳導會不會影響傳導速度呢？實驗表明，隨著溫度的降低，神經(jīng)沖動傳導速度會有所減慢，當溫度降低至0℃時，即終止傳導。這也是醫(yī)學上常用的冷凍麻醉的原理。臨床上，利用肌電圖測定神經(jīng)纖維的傳導速度，還有助于診斷某些神經(jīng)疾病，如周圍神經(jīng)損傷和斷裂還可以判斷神經(jīng)損傷的部位、神經(jīng)再生及恢復情況。積極思維神經(jīng)沖動在突觸處是如何傳遞的通常神經(jīng)細胞之間或神經(jīng)細胞與效應器之間并不發(fā)生直接聯(lián)系，而是通過突觸這一特殊的結構來實現(xiàn)信息的傳遞。這種傳遞通常通過化學傳遞方式完成。事實1神經(jīng)沖動傳導到軸突末梢的突觸小體時，突觸前膜發(fā)生去極化。此時，突觸前膜中Ca2+通道打開，Ca2+通過突觸前膜進入細胞內，Ca2+濃度的升高引起突觸小體內的突觸小泡釋放神經(jīng)遞質，如乙酰膽堿、多巴胺。神經(jīng)遞質經(jīng)突觸間隙在突觸后膜上與相關受體（如通道蛋白上的受體）結合，從而打開突觸后膜上的離子通道，引發(fā)突觸后膜發(fā)生去極化或超極化。突觸處的神經(jīng)沖動的傳遞經(jīng)歷了“電信號-化學信號-電信號”的過程。事實3事實2動作電位的產(chǎn)生和傳導神經(jīng)沖動在神經(jīng)細胞之間通常以化學信號傳遞突觸前膜突觸間隙突觸后膜上一個神經(jīng)元的軸突末梢（突觸小體）部分細胞膜下一個神經(jīng)元的樹突或細胞體的部分細胞膜突觸動作電位的產(chǎn)生和傳導神經(jīng)沖動在神經(jīng)細胞之間通常以化學信號傳遞突觸小體：神經(jīng)元的軸突末梢經(jīng)過多次分支，最后每個小枝末端膨大，呈杯狀或球狀。突觸小體可以與其他神經(jīng)元的細胞體或樹突等相接近，共同形成突觸。突觸小泡線粒體神經(jīng)遞質突觸小體神經(jīng)遞質受體動作電位的產(chǎn)生和傳導神經(jīng)沖動在神經(jīng)細胞之間通常以化學信號傳遞突觸的傳遞過程①興奮到達突觸前膜所在的

，引起

向

移動并釋放

；軸突末梢突觸小泡突觸前膜神經(jīng)遞質②神經(jīng)遞質通過___________________到

；

附近；突觸間隙擴散突觸后膜的受體③神經(jīng)遞質與

結合，形成

；突觸后膜的受體遞質-受體復合物④突觸后膜上的

發(fā)生變化，引發(fā)

；離子通道電位變化⑤神經(jīng)遞質被______或_____。降解回收電信號化學信號電信號動作電位的產(chǎn)生和傳導神經(jīng)沖動在神經(jīng)細胞之間通常以化學信號傳遞突觸的類型軸—胞突觸軸—樹突觸神經(jīng)—肌肉接頭單向傳遞：神經(jīng)遞質只存在于突觸小泡中，只能由突觸前膜釋放，然后作用于突觸后膜上。因此，神經(jīng)元之間興奮的傳遞只能是單方向的。動作電位的產(chǎn)生和傳導動作電位以電信號的形式在神經(jīng)纖維上傳導興奮在神經(jīng)元之間傳遞的特點突觸延擱：由于突觸處的興奮傳遞需要通過化學信號的轉換，以及神經(jīng)遞質的釋放、擴散和對突觸后膜的作用都需要一定的時間，因此興奮在突觸處的傳遞速度比在神經(jīng)纖維上傳導慢。突觸小體：電信號→化學信號突觸后膜：化學信號→電信號動作電位的產(chǎn)生和傳導動作電位以電信號的形式在神經(jīng)纖維上傳導神經(jīng)遞質：神經(jīng)遞質是由神經(jīng)末梢釋放的，可與突觸后膜上的受體作用，并能快速而精準地發(fā)揮調節(jié)作用。種類胞吐（體現(xiàn)生物膜的流動性）釋放方式：迅速被降解或回收進細胞，以免持續(xù)發(fā)揮作用膽堿類（如乙酰膽堿）單胺類（如多巴胺、腎上腺素、5-羥色）氨基酸類（如甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸）引起下一個神經(jīng)元興奮或抑制作用：去向：動作電位的產(chǎn)生和傳導神經(jīng)沖動在神經(jīng)細胞之間通常以化學信號傳遞興奮性遞質：能對突觸后神經(jīng)細胞產(chǎn)生興奮性影響當乙酰膽堿與突觸后膜上的受體相結合時，可引起突觸后膜上Na+通道的打開，Na+進入突觸后細胞的速度比K+離開突觸后細胞的速度快，突觸后膜上的相應位置發(fā)生去極化，即產(chǎn)生興奮性突觸后電位。抑制性遞質：能對突觸后神經(jīng)細胞產(chǎn)生抑制性影響當甘氨酸與突觸后膜上的受體相結合時，可引起突觸后膜上Cl-通道打開，Cl-迅速進入突觸后細胞，突觸后膜上的相應位置發(fā)生超極化，即產(chǎn)生抑制性突觸后電位。神經(jīng)肽與毒品成癮有關知識鏈接在突觸處，軸突會釋放一些具有神經(jīng)遞質作用的多肽，稱為神經(jīng)肽。例如，由腦神經(jīng)細胞的軸突所釋放的腦啡肽有抑制疼痛信息傳導的作用，由腦千內神經(jīng)細胞所釋放的內啡肽也會減弱人體對疼痛的感覺。鴉片及其衍生物(如嗎啡和海洛因)等毒品也具有鎮(zhèn)痛作用。原因是嗎啡和海洛因的結構與腦啡肽和內啡肽十分相似，它們也能與腦啡肽和內啡肽的受體相結合而發(fā)生鎮(zhèn)痛作用。所以，人們有時將腦啡肽和內啡肽統(tǒng)稱為內源性麻醉劑。神經(jīng)肽與毒品成癮有關知識鏈接在正常情況下，神經(jīng)細胞釋放神經(jīng)遞質(神經(jīng)肽)是有序的，但是一些毒品會促進神經(jīng)遞質(神經(jīng)肽)耗竭性的釋放，由此產(chǎn)生持續(xù)的、病理性的興奮狀態(tài)，引起神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂。多次吸食毒品后，吸食者雖然理智上知道吸食毒品的危害性，但吸食成癮者需要毒品的刺激才能維持正常狀態(tài)，這就是毒品成癮的重要原因之一。1.興奮的傳導只能是單向的，下列關于這點的敘述不正確的是 (

)A.突觸小體中有突觸小泡，突觸小泡中有神經(jīng)遞質B.神經(jīng)遞質釋放到突觸間隙中，使另一個神經(jīng)元興奮或抑制C.突觸后膜中的突觸小泡內沒有神經(jīng)遞質存在D.興奮只能從一個神經(jīng)元的軸突傳遞到另一神經(jīng)元的胞體或樹突√課堂訓練解析：突觸小體中有突觸小泡，突觸小泡中有神經(jīng)遞質，神經(jīng)遞質只能由突觸前膜釋放，A正確；神經(jīng)遞質有興奮型和抑制型兩種類型，因此遞質釋放到突觸間隙里，使另一個神經(jīng)元興奮或抑制，B正確；突觸后膜所在的神經(jīng)元也能把興奮傳遞給其他的神經(jīng)元，因此突觸后膜中的突觸小泡內也有遞質存在，C錯誤；突觸包括軸突-樹突型和軸突-胞體型，且興奮在突觸處只能單向傳遞，興奮只能從一個神經(jīng)元的軸突傳給另一神經(jīng)元的胞體或樹突