第3節(jié)

神經(jīng)沖動的產(chǎn)生與傳導(dǎo)第2章神經(jīng)調(diào)節(jié)問題探討短跑賽場上，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，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(yīng)，信號的傳導(dǎo)經(jīng)過了哪些結(jié)構(gòu)？感受器（耳）→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(yīng)器（傳出神經(jīng)末梢及其支配的肌肉）2、為什么要以槍響后0.1s內(nèi)起跑被視為搶跑？人類從聽到聲音到作出反應(yīng)起跑，興奮需要經(jīng)過反射弧的各個結(jié)構(gòu)時間至少需要0.1s。問：興奮在反射弧中以什么形式傳導(dǎo)？是怎么傳導(dǎo)的呢？蛙的坐骨神經(jīng)表面電位變化實驗在蛙的坐骨神經(jīng)上放置兩個微電極，并將它們連接到一個電表上，脊柱坐骨神經(jīng)刺激靜息（安靜）時，電表_____測出電位差，說明靜息時神經(jīng)表面各處電位______。沒有相等++在圖示神經(jīng)的左側(cè)一端給予刺激時，靠近刺激端的電極處（a處）先變?yōu)開__電位，接著

。刺激坐骨神經(jīng)一側(cè)，實驗結(jié)果如下：負(fù)然后，另一電極（b處）變?yōu)開___電位?；謴?fù)為正電位負(fù)接著又___________

?；謴?fù)為正電位靜息時,電表沒有測出電位變化,說明靜息時神經(jīng)表面各處電位相等。說明：在神經(jīng)系統(tǒng)中，興奮是以

的形式沿著神經(jīng)纖維傳導(dǎo)的，

這種電信號也叫做

。電信號神經(jīng)沖動刺激共發(fā)生了兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)一、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)——以電信號方式在未受到刺激時，神經(jīng)纖維處于靜息狀態(tài)。細(xì)胞類型細(xì)胞內(nèi)濃度（mmol/L）細(xì)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(xì)胞101401504Na+濃度高、K+濃度低Na+濃度低、K+濃度高細(xì)胞外：

細(xì)胞外：問：比較神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)、外的Na+和K+的濃度分布1.靜息狀態(tài)神經(jīng)細(xì)胞膜外Na+濃度高、膜內(nèi)K+濃度高；但細(xì)胞膜對不同離子的通透性不同：主要對K+有通透性，造成__________，使得膜外陽離子濃度_____膜內(nèi)，膜兩側(cè)電位為：

，此時膜電位被稱為

。K+外流內(nèi)負(fù)外正靜息電位靜息電位電位表現(xiàn)：___________形成原因：___________K+運輸方式：___________內(nèi)負(fù)外正細(xì)胞膜內(nèi)的K+外流協(xié)助擴散高于當(dāng)神經(jīng)纖維受到刺激時，細(xì)胞膜對_____通透性增加，使

，使得興奮部位的膜內(nèi)側(cè)陽離子濃度______膜外側(cè)，電位表現(xiàn)為

的興奮狀態(tài)，此時的膜電位稱為動作電位。2.動作電位的產(chǎn)生（受到刺激后）Na+內(nèi)正外負(fù)高于動作電位電位表現(xiàn)：___________形成原因：___________Na+運輸方式：___________內(nèi)正外負(fù)細(xì)胞膜外的Na+內(nèi)流協(xié)助擴散Na+內(nèi)流刺激-+--++++++++++---------+--++++++++++--------Na+興奮部位未興奮部位興奮部位的電位（內(nèi)正外負(fù)）與鄰近的未興奮部位（內(nèi)負(fù)外正）之間由于_______的存在而發(fā)生

，這樣就形成了

。

未興奮部位興奮部位未興奮部位電位差電荷移動局部電流局部電流又刺激相近的未興奮部位膜上的Na+通道打開，Na+內(nèi)流（協(xié)助擴散），膜電位變?yōu)閮?nèi)正外負(fù)，如此進行下去，將興奮不斷向前傳導(dǎo)。-+--------++++++++++---+--------++++++++++--Na+Na+++++---++++---+++-----++++---++++---+++-----Na++-++++++++----------+++-++++++++----------++Na+靜息狀態(tài)興奮部位興奮繼續(xù)向前傳導(dǎo)，而原來的興奮部位膜上K+離子通道開放，K+外流，以及鈉鉀泵的作用下，使膜電位恢復(fù)靜息狀態(tài)。3.興奮的傳導(dǎo)思考：神經(jīng)細(xì)胞每興奮一次，會有部分Na+內(nèi)流。靜息狀態(tài)的時候，一直有K+外流，長此以往，神經(jīng)細(xì)胞膜內(nèi)高K+，膜外高Na+的狀態(tài)將不復(fù)存在。這個問題如何解決？丹麥生理學(xué)家斯科等人發(fā)現(xiàn)，鈉鉀泵是一種鈉鉀依賴的ATP酶，每消耗1分子ATP釋放能量，將膜外的2個K+運進細(xì)胞，同時將膜內(nèi)的3個Na+運出細(xì)胞。細(xì)胞內(nèi)K+濃度高，細(xì)胞外Na+濃度高，正是由鈉鉀泵維持的。Na+進細(xì)胞，K+出細(xì)胞：

。Na+出細(xì)胞，K+進細(xì)胞：

。

（鈉鉀泵）協(xié)助擴散主動運輸（3）興奮的傳導(dǎo)方向：________________________（1）興奮的傳導(dǎo)形式：________________________（2）興奮的傳導(dǎo)特點：___________（4）局部電流方向：興奮3.興奮的傳導(dǎo)從興奮部位傳導(dǎo)到未興奮部位電信號（神經(jīng)沖動、局部電流）雙向傳導(dǎo)膜外：從

部位到

部位，

與興奮傳導(dǎo)方向______；膜內(nèi)：從

部位到

部位，

與興奮傳導(dǎo)方向______。未興奮興奮興奮未興奮相反相同神經(jīng)沖動本質(zhì)：動作電位在神經(jīng)纖維上的順序發(fā)生②興奮在反射過程中的傳導(dǎo)方向：①興奮在離體的神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)方向：雙向傳導(dǎo)在反射過程中，興奮總是從感受器一端產(chǎn)生傳到效應(yīng)器，因此，在生物體內(nèi)的反射弧上，興奮的傳導(dǎo)方向是單向的。單向傳導(dǎo)3.興奮的傳導(dǎo)在中部刺激神經(jīng)纖維，會形成興奮區(qū)，而兩側(cè)臨近的未興奮區(qū)與該興奮區(qū)都存在電位差，都可產(chǎn)生電荷移動，形成局部電流，因此可以雙向傳導(dǎo)。注：雙向傳導(dǎo)的前提除神經(jīng)纖維需離體之外，刺激還不能發(fā)生在神經(jīng)元的端點。課堂練習(xí)2.下圖是興奮在神經(jīng)纖維上產(chǎn)生和傳導(dǎo)的示意圖。下列說法與圖相符的是(

)A.圖中興奮部位是B和C

B.圖中弧線最可能表示局部電流方向C.圖中興奮傳導(dǎo)的方向是C→A→B

D.興奮傳導(dǎo)方向與膜外局部電流方向一致B動作電位一旦發(fā)生，可以沿著細(xì)胞膜傳導(dǎo)至整個細(xì)胞，其傳導(dǎo)實質(zhì)是沿著細(xì)胞膜不斷地產(chǎn)生新的動作電位，保持其原有的波形和波幅度，這是動作電位的一個重要特征。動作電位可以在有髓(有髓鞘且髓鞘具有絕緣性)神經(jīng)纖維和無髓神經(jīng)纖維上進行傳導(dǎo)。其傳導(dǎo)示意圖如下，判斷下列說法錯誤的是(

)A.動作電位在有髓神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是跳躍式的，傳導(dǎo)速度比無髓神經(jīng)纖維快B.動作電位形成的局部電流使得前方一定距離內(nèi)的細(xì)胞膜的鈉離子通道

大量開放，進而產(chǎn)生新的動作電位C.動作電位在有髓神經(jīng)纖維傳導(dǎo)同樣的距離所需轉(zhuǎn)運的離子更多D.動作電位在有髓神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)時沒有衰減C

動作電位不會衰減，局部電位會衰減興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)電流表指針偏轉(zhuǎn)問題①刺激a點,電流計指針如何偏轉(zhuǎn)？發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)，先左后右。（b點先興奮，d點后興奮）②刺激c點（bc=cd），電流計指針如何偏轉(zhuǎn)？不偏轉(zhuǎn)（因為b點和d點同時興奮）③刺激bc之間的一點，電流計指針如何偏轉(zhuǎn)？發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)（先左后右）（b點先興奮，d點后興奮）④刺激cd之間的一點，電流計指針如何偏轉(zhuǎn)？發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)（先右后左）（d點先興奮，b點后興奮）++--+-+--+-++-+-+-偏左轉(zhuǎn)→回中間→偏右轉(zhuǎn)→回中間（刺激a點為例）下圖是測量神經(jīng)纖維膜電位變化情況,相關(guān)敘述錯誤的是(

)A.圖甲中指針偏轉(zhuǎn)說明膜內(nèi)外電位不同,測出的是動作電位B.圖甲中的膜內(nèi)外電位不同,主要是由K+外流形成的C.圖乙中刺激神經(jīng)纖維會引起指針發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)D.圖乙中產(chǎn)生的興奮會以局部電流的形式向兩側(cè)快速傳導(dǎo)A小試牛刀膜電位的測量英國生理學(xué)家霍奇金和朋友科爾用100微米的玻璃毛細(xì)管從斷端縱向插入槍烏賊的巨大神經(jīng)纖維，并在細(xì)胞外安置參考電極用以測定靜息電位和動作電位。膜電位的測量①電表兩極置于神經(jīng)纖維膜內(nèi)側(cè)和外側(cè)：未刺激時，可測靜息電位（起點不為0），刺激時可測動作電位。②電表兩極均置于神經(jīng)纖維膜外側(cè)：未刺激時，指針不偏轉(zhuǎn)（起點為0），刺激時可測電信號（神經(jīng)沖動）閾刺激：引起動作電位的最小刺激。閾電位：閾刺激對應(yīng)的電位，

也是動作電位的臨界值。膜電位變化曲線分析—電表兩極置于膜的外側(cè)和內(nèi)側(cè)①a點之前--靜息電位（極化）膜外Na+高、膜內(nèi)K+高，K+外流(協(xié)助擴散)，膜電位：內(nèi)負(fù)外正②ac段--動作電位的形成Na+大量內(nèi)流(協(xié)助擴散)，膜電位：內(nèi)正外負(fù)刺激曲線中起點為負(fù)電位，說明測的是膜內(nèi)電位。去極化反極化閾電位動作電位峰值低于閾刺激的叫閾下刺激，產(chǎn)生的電位是局部電位，不足以引發(fā)動作電位，但可累加，在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)時會衰減。③ce段--靜息電位的恢復(fù)Na+通道關(guān)閉，K+通道打開，K+大量外流(協(xié)助擴散)，膜電位恢復(fù)為內(nèi)負(fù)外正。④ef段Na+-K+泵將流入的Na+泵出膜外，將流出的K+泵入膜內(nèi)（吸K＋排Na＋；主動運輸），以維持細(xì)胞外Na+濃度高和細(xì)胞內(nèi)K+濃度高的狀態(tài)，為下一次興奮做準(zhǔn)備。特殊強調(diào)：①整個過程中，鈉鉀泵一直在發(fā)揮作用，并非只有ef段；②整個過程中，細(xì)胞膜內(nèi)始終維持高K+低Na+復(fù)極化超極化去極化反極化動作電位峰值閾電位在離體實驗條件下神經(jīng)纖維的動作電位示意圖如圖所示。下列敘述正確的是（

）A.ab段主要是Na＋內(nèi)流，是需要消耗能量的B.bc段主要是Na＋外流，是不需要消耗能量的C.cd段主要是K＋外流，是不需要消耗能量的D.de段主要是K＋內(nèi)流，是需要消耗能量的C小試牛刀1.下圖表示針刺引起的縮手反射活動中神經(jīng)纖維上某一位點的膜電位變化情況。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.反射過程中,興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是雙向的B.圖中ac段動作電位的形成由膜外大量鈉離子內(nèi)流所致C.題圖所示膜電位變化的過程中鈉離子和鉀離子進行跨膜運輸均不消耗能量D.手指被刺后,大腦皮層產(chǎn)生痛覺的過程也是一次反射活動課堂練習(xí)B課堂練習(xí)4.(2024·廣西高考)人體心室肌細(xì)胞內(nèi)K+濃度高于胞外,Na+濃度低于胞外。心室肌細(xì)胞靜息電位和動作電位的產(chǎn)生(如圖),主要與K+和Na+的流動有關(guān)。圖中0期為去極化;1、2和3期Na+通道關(guān)閉,同時K+外流;2期出現(xiàn)主要依賴K+和Ca2+的流動。下列說法錯誤的是(

)A.靜息電位主要由K+外流造成B.0期的產(chǎn)生依賴于Na+快速內(nèi)流C.1期K+外流是通過主動運輸進行的D.2期的形成是K+外流和Ca2+內(nèi)流導(dǎo)致的C拓展—電表兩極置于膜的同側(cè)①a點之前--靜息電位K+外流，膜電位：內(nèi)負(fù)外正②ab段--動作電位的形成Na+大量內(nèi)流，膜電位：內(nèi)正外負(fù)③bc段--靜息電位的恢復(fù)K+大量外流，膜電位恢復(fù)為內(nèi)負(fù)外正。④cd段--興奮在電線兩端傳遞的時間差⑤de段--動作電位的形成Na+大量內(nèi)流，膜電位：內(nèi)正外負(fù)⑥ef段--靜息電位的恢復(fù)K+大量外流，膜電位恢復(fù)為內(nèi)負(fù)外正。細(xì)胞外液中Na+和K+的濃度對膜電位的影響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。濃度變化靜息電位或動作電位的變化細(xì)