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(共20張PPT)
2.2神經(jīng)沖動的產(chǎn)生和傳導(dǎo)（第1課時(shí)）
學(xué)習(xí)目標(biāo)
分析神經(jīng)沖動的產(chǎn)生與傳導(dǎo)，解釋突觸的信號傳遞。
通過對藥物依賴和毒品成癮的分析，認(rèn)同健康的生方式。
情境導(dǎo)入
人群中，突然有人從后面拍了一下你的肩膀，你立即轉(zhuǎn)過頭去，看到了一張熟悉的笑臉。乒乓球臺前，你的伙伴發(fā)球后，你迅速擊球，在空中畫出一道完美的弧線。這些行為和動作的完成都是神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)果。
1. 神經(jīng)調(diào)節(jié)為什么會如此迅速、準(zhǔn)確
神經(jīng)中樞
中樞神經(jīng)系統(tǒng)
外周神經(jīng)系統(tǒng)
效應(yīng)器
傳出神經(jīng)
感受器
傳入神經(jīng)
2. 神經(jīng)沖動產(chǎn)生的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是什么
環(huán)境刺激使得神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動作電位
01.動作電位期間膜的極性變化
A.靜息電位，極化狀態(tài)
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內(nèi)負(fù)外正
在靜息狀態(tài)時(shí)神經(jīng)纖維膜兩側(cè)存在電勢差，膜內(nèi)的電位低于膜外的電位，即靜息膜電位是膜外為正電位、膜內(nèi)為負(fù)電位。也就是說，膜處于極化狀態(tài)。
環(huán)境刺激使得神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動作電位
B.發(fā)生動作電位期間，反極化
在膜上某處給予刺激后，該處極化狀態(tài)被破壞，稱為去極化。在極短時(shí)間內(nèi)，膜內(nèi)電位會高于膜外電位，即膜內(nèi)為正電位、膜外為負(fù)電位，形成反極化狀態(tài)。
內(nèi)正外負(fù)
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01.動作電位期間膜的極性變化
環(huán)境刺激使得神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動作電位
1.動作電位期間膜的極性變化
C.復(fù)極化，重建膜電位
接下來神經(jīng)纖維膜又迅速恢復(fù)到原來的外正內(nèi)負(fù)狀態(tài)，即復(fù)極化狀態(tài)。
內(nèi)負(fù)外正
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環(huán)境刺激使得神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動作電位
環(huán)境刺激使得神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動作電位
去極化、反極化和復(fù)極化的過程，也就是動作電位——膜外負(fù)電位的形成和恢復(fù)的過程，全部過程只需數(shù)毫秒。
為什么在神經(jīng)細(xì)胞膜上會出現(xiàn)極化狀態(tài)呢？這是由于神經(jīng)細(xì)胞膜內(nèi)、外各種電解質(zhì)的離子濃度不同。膜外鈉離子濃度大。膜內(nèi)鉀離子濃度大，而神經(jīng)細(xì)胞對不同離子的通透性各不相同，造成細(xì)胞膜內(nèi)、外電位差異。靜息狀態(tài)下，膜外為正電位，膜內(nèi)為負(fù)電位。
02.鉀離子和鈉離子在神經(jīng)元膜內(nèi)外的濃度
離子 細(xì)胞質(zhì)中的濃度/(mmol L-1) 細(xì)胞外液中的濃度/(mmol L-1) 比值
鈉離子 15 150 1：10
鉀離子 150 5 30：1
鉀離子在細(xì)胞內(nèi)的濃度大于在細(xì)胞外液中的濃度，而鈉離子在細(xì)胞內(nèi)的濃度小于在細(xì)胞外液中的濃度。
環(huán)境刺激使得神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動作電位
膜內(nèi)
膜外
Na +通道
K +通道
只允許Na+內(nèi)流
協(xié)助擴(kuò)散
只允許K+外流
協(xié)助擴(kuò)散
Na+-K +泵
每消耗1分子ATP，泵出3個(gè)Na+的同時(shí)泵入2個(gè)K+
主動運(yùn)輸
環(huán)境刺激使得神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動作電位
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靜息電位：內(nèi)負(fù)外正
Na+
膜外
膜內(nèi)
膜外
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K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
靜息狀態(tài)：(K+外流，協(xié)助擴(kuò)散)
環(huán)境刺激使得神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動作電位
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動作電位：內(nèi)正外負(fù)
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Na+
膜外
膜內(nèi)
膜外
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K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
動作狀態(tài)：(Na+內(nèi)流，協(xié)助擴(kuò)散)
環(huán)境刺激使得神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動作電位
Na+進(jìn)細(xì)胞，K+出細(xì)胞：協(xié)助擴(kuò)散
Na+出細(xì)胞，K+進(jìn)細(xì)胞：主動運(yùn)輸（鈉鉀泵）
神經(jīng)細(xì)胞膜每受到刺激一次，會有部分Na+內(nèi)流和部分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(gè)問題是如何解決的呢？
丹麥生理學(xué)家斯科（Jens C.Skou）等人發(fā)現(xiàn)，Na+-K+泵是一種鈉鉀依賴的ATP酶，能分解ATP釋放能量，將膜外的K+運(yùn)進(jìn)細(xì)胞，同時(shí)將膜內(nèi)的Na+運(yùn)出細(xì)胞。細(xì)胞內(nèi)K+濃度高，細(xì)胞外Na+濃度高，正是由Na+-K+泵維持的。
環(huán)境刺激使得神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動作電位
K +通道
K+通道
Na+-K+ 泵
神經(jīng)細(xì)胞的膜外帶正電，膜內(nèi)帶負(fù)電，主要與以下三個(gè)因素相關(guān)：①細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)負(fù)離子如蛋白質(zhì)為大分子，這些大分子不能透過細(xì)胞膜到細(xì)胞外。②細(xì)胞膜上存在Na+-K+泵，每消耗1個(gè)ATP分子，逆著濃度梯度，從細(xì)胞內(nèi)泵出3個(gè)鈉離子，但只從膜外泵入2個(gè)鉀離子。③神經(jīng)細(xì)胞膜在靜息時(shí)對鉀離子的通透性大，膜內(nèi)的鉀離子順著濃度梯度擴(kuò)散到細(xì)胞外，但對鈉離子的通透性小，膜外的鈉離子不能擴(kuò)散進(jìn)來。這些因素使得神經(jīng)細(xì)胞膜上出現(xiàn)極化狀態(tài)，膜外為正電位，膜內(nèi)為負(fù)電位。
靜息時(shí)膜內(nèi)外離子濃度差形成的原因是什么？
環(huán)境刺激使得神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動作電位
在神經(jīng)纖維膜上存在離子通道，其中包括鈉離子通道和鉀離子通道。當(dāng)神經(jīng)某處受到刺激時(shí)會使鈉通道開放，于是膜外鈉離子在短時(shí)間內(nèi)順濃度梯度大量涌入膜內(nèi)，使膜內(nèi)電勢升高，造成了內(nèi)正外負(fù)的反極化現(xiàn)象。但在很短時(shí)間內(nèi)鈉通道又重新關(guān)閉，鉀通道隨即開放，鉀離子又很快涌出膜外，使得膜電位又恢復(fù)到原來外正內(nèi)負(fù)的狀態(tài)。
細(xì)胞外
細(xì)胞內(nèi)
細(xì)胞膜
環(huán)境刺激使得神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動作電位
動作電位是怎樣產(chǎn)生的呢？
課堂小結(jié)
（1）細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)負(fù)離子為大分子物質(zhì)，不能透過細(xì)胞膜到細(xì)胞外。
（2）細(xì)胞膜上的Na+-K+泵每消耗1個(gè)ATP分子，從細(xì)胞泵出3個(gè)鈉離子，但只從膜外泵入2個(gè)鉀離子。
（3）神經(jīng)細(xì)胞膜在靜息時(shí)對鉀離子的通透性大，但對鈉離子的通透性小。
環(huán)境刺激使得神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動作電位
隨堂小測
1.靜息時(shí)，大多數(shù)神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞膜( )
A.對陰離子的通透性比較大，Cl-大量流出膜外 B.對陽離子的通透性比較大，Na+大量流出膜外
C.對Na+的通透性比較小，對K+的通透性比較大 D.對Na+的通透性比較大，對K+的通透性比較小
答案：C
解析：靜息電位的原因是K+外流，故靜息時(shí)，大多數(shù)神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞膜對Na+的通透性比較小，對K+的通透性比較大，C正確，ABD錯(cuò)誤。
故選C。
隨堂小測
2.蛙的神經(jīng)元內(nèi)、外Na+濃度分別是15mmol/L和120mmol/L。在膜電位由內(nèi)負(fù)外正轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)正外負(fù)過程中有Na+流入細(xì)胞，膜電位恢復(fù)過程中有Na+排出細(xì)胞。下列判斷正確的是( )
A.Na+流入是被動運(yùn)輸，排出是主動運(yùn)輸
B.Na+流入是主動運(yùn)輸，排出是被動運(yùn)輸
C.Na+流入和排出都是被動運(yùn)輸
D.Na+流入和排出都是主動運(yùn)輸
答案：A
解析：A、由于細(xì)胞外鈉離子濃度遠(yuǎn)高于膜內(nèi)，所以Na+流入是被動運(yùn)輸，排出是主動運(yùn)輸，A正確；
B、細(xì)胞外鈉離子濃度高于膜內(nèi)，Na+流入是被動運(yùn)輸，B錯(cuò)誤；
C、細(xì)胞外鈉離子濃度高于膜內(nèi)，Na+排出是主動運(yùn)輸，C錯(cuò)誤；
D、細(xì)胞外鈉離子濃度高于膜內(nèi)，Na+流入是被動運(yùn)輸，D錯(cuò)誤。
隨堂小測
3.神經(jīng)細(xì)胞處于靜息狀態(tài)時(shí)，細(xì)胞內(nèi)、外K+和Na+的分布特征是( )
A.細(xì)胞外K+和Na+濃度均高于細(xì)胞內(nèi) B.細(xì)胞外K+和Na+濃度均低于細(xì)胞內(nèi)
C.細(xì)胞外K+濃度高于細(xì)胞內(nèi)，Na+相反 D.細(xì)胞外K+濃度低于細(xì)胞內(nèi)，Na+相反
答案：D
解析：由于神經(jīng)細(xì)胞處于靜息狀態(tài)時(shí)，膜主要對鉀離子有通透性，造成鉀離子通過協(xié)助擴(kuò)散方式外流，使膜外陽離子濃度高于膜內(nèi)，產(chǎn)生內(nèi)負(fù)外正的靜息電位，隨著鉀離子外流，形成內(nèi)負(fù)外正的電位差，阻止鉀離子繼續(xù)外流，故細(xì)胞外的鉀離子濃度依然低于細(xì)胞內(nèi)；當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞受到刺激時(shí)，激活鈉離子通道，使鈉離子通過協(xié)助擴(kuò)散方式往內(nèi)流，說明膜外鈉離子濃度高于膜內(nèi)，據(jù)此判斷，A、B、C錯(cuò)誤，D正確，所以選D。
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