神經沖動的產生和傳導（一）問題探討賽場上，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。

討論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？經過了耳蝸（感受器）、傳入神經（聽覺神經）、神經中樞（大腦皮層－脊髓）、傳出神經、效應器（傳出神經末梢和肌肉）等結構。2.短跑比賽規則中關于“搶跑”規定的科學依據是什么？人類從聽到聲音到作出反應起跑需要經過反射弧的各個結構，完成這一反射活動所需的時間至少需要0.1s。興奮在神經纖維上的傳導興奮在神經元之間的傳遞興奮在反射弧中是以什么形式傳導的？它又是怎樣傳導的呢？2興奮在神經元之間的傳遞1興奮在神經纖維上的傳導目錄CONTENTS坐骨神經腓腸肌意大利醫生、生理學家伽爾瓦尼（L.Galvani）

1786年有一天，加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時，蛙腿劇烈地痙攣，同時出現電火花。經過反復實驗，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”。興奮在神經纖維上的傳導在蛙的坐骨神經上放置兩個微電極，并將它們連接到一個靈敏電流表上。興奮在神經纖維上的傳導興奮在神經纖維上的傳導ab++①靜息時,電表

測出電位變化,說明神經

表面各處電位

。沒有相等刺激-②在圖示神經的左側一端給予刺激時，

刺激端

的電極處（a處）先變為

電位，接著

。靠近恢復正電位負-③然后，另一電極（b處）變為

電位。負④接著又

。恢復為正電位

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。結論神經沖動在神經纖維上是怎樣產生和傳導的？共發生了兩次方向相反的偏轉興奮在神經纖維上以電信號傳導靜息時神經元和肌肉細胞膜內、外某些離子的濃度在未受到刺激時，神經纖維處于靜息狀態細胞類型細胞內濃度（mmol/L）細胞外濃度（mmol/L）Na+K+Na+K+槍烏賊神經元軸突5040046010蛙神經元151201201.5哺乳動物肌肉細胞101401504神經細胞外的Na+濃度比膜內要高，K+濃度比膜內低。

神經細胞Na+、K+分布特點靜息時膜內外離子濃度差形成的原因是什么？K+通道Na+通道Na-K泵“生物電”發生的膜學說：生物膜具有選擇透過性，神經興奮的產生可能是細胞膜調節K+或者其他離子的透過性，進而調節細胞膜兩側電位差引發的。興奮在神經纖維上以電信號傳導三種通道蛋白①鈉鉀泵每消耗1分子ATP，就從細胞內泵出3個Na+，同時從細胞外泵入2個K+興奮在神經纖維上以電信號傳導②K+通道蛋白③Na+通道蛋白興奮在神經纖維上以電信號傳導——靜息狀態Na+膜外膜內膜外++++++++++++++----------------------------++++++++++++++K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+K+Na+Na+Na+K+K+K+靜息時，細胞膜主要對K+有通透性，即K+通道蛋白開放，K+外流，膜電位表現為內負外正，稱為靜息電位。靜息狀態的電位是：_________________；該電位形成的主要原因：_________________；該電位的電位表現是：__________________；靜息電位K+外流內負外正興奮在神經纖維上以電信號傳導——興奮狀態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+受到刺激時，細胞膜對Na+的通透性增加，Na+通道蛋白打開，Na+內流，使興奮部位膜內側陽離子濃度高于膜外側，膜電位表現為內正外負，稱為動作電位，并與相鄰部位產生電位差。產生興奮時的電位是:__________；該電位形成的主要原因：______________；該電位的電位表現是:

__________；動作電位Na+內流內正外負++++++++++----

+++++++++++--------------+

+++--------------++++++++++----+++++++++++--------------++++--------------興奮部位未興奮部位未興奮部位刺激3.局部電流刺激鄰近的_______區發生同樣的電位變化，興奮向前傳導。后方又恢復為__________。未興奮靜息電位2.電流方向膜外____________------____________膜內____________------_____________未興奮部位興奮部位興奮部位未興奮部位1.興奮部位與相鄰部位產生_________而發生電荷移動，形成由正電位到負電位的___________。電位差局部電流興奮在神經纖維上雙向傳導——離體狀態++++++++++----

+++++++++++--------------+

+++--------------++++++++++----+++++++++++--------------++++--------------興奮部位未興奮部位未興奮部位刺激興奮在神經纖維上雙向傳導——離體狀態4.由此可見，在神經纖維上，興奮傳導的方向可以是__________。雙向傳導離體5.神經沖動傳導方向：與膜外局部電流方向相反與膜內局部電流方向一致注意：在生物體內，通常興奮來自感受器，因此，興奮在生物體內的反射弧上的傳導是單向傳導。興奮在神經纖維上傳導的特點:(1)生理完整性:興奮在神經纖維上順利傳導要求神經纖維在結構和生理功能上都必須是完整的。結構上的斷裂或者是局部生理功能的改變(如局部麻醉、冷凍等)，都可以使興奮的傳導發生阻滯。(2)雙向傳導:離體神經纖維中的任何一點受到刺激，所產生的興奮均可以向胞體和末梢兩個方向同時傳導。(3)絕緣性:一條神經包含著許多條神經纖維，各條纖維上傳導的興奮基本互不干擾。(4)相對不疲勞性:神經纖維可以以每秒鐘上百次的頻率連續傳導興奮數十萬次。興奮在神經纖維上以電信號傳導(1)靜息電位表現為

,是

外流形成的。(2)動作電位表現為

,是

內流形成的。(3)興奮部位與

部位之間存在電位差,形成了

。(4)局部電流刺激相近的未興奮部位發生同樣的電位變化,興奮向前傳導,原興奮部位又恢復為

。內負外正K+內正外負Na+未興奮局部電流靜息電位【總結】興奮的產生和傳導1、興奮傳導的機制和過程2、傳導形式：5、傳導特點:局部電流(或電信號或神經沖動)離體神經纖維：雙向傳導

生物體內：單向傳導3、局部電流的方向膜外：未興奮部位興奮部位膜內：興奮部位未興奮部位4、興奮傳導方向興奮部位未興奮部位(與膜內相同)6、傳導速度：非常快①K+在整個過程中都是由高濃度到低濃度運輸,K+外流需要通道蛋白的

協助,屬于被動運輸(協助擴散);②Na+在動作電位產生時內流,Na+的內流需要通道蛋白,同時從高濃度到

低濃度運輸,故屬于被動運輸(協助擴散);③興奮細胞每發生一次動作電位，膜內外的Na+、K+比例都會發生變化，于是鈉-鉀泵加速轉運，鈉鉀泵每水解一個ATP釋放能量，會逆濃度梯度向外泵出三個Na+，同時向內泵入兩個K+，正是因為鈉鉀泵【載體蛋白】的辛勤工作，成功建立了鈉鉀離子濃度梯度，從而恢復靜息時內外的離子分布，維持細胞的興奮性。屬于主動運輸,需消耗能量。【總結】測量方法測量圖解測量結果電表兩極分別置于神經纖維膜的內側和外側

電表兩極均置于神經纖維膜的外側

測量膜電位的兩種方法c-d：此時為_____電位，電位表現為________；b-d：此時細胞主要對____有通透性，離子運輸方向為_______，運輸方式為________；a-b：此時為_____電位，電位表現為________，此時細胞膜主要對___有通透性，離子運輸方向為______，運輸方式為________；電位的高低取決于：

_________________靜息內負外正K+K+外流協助擴散Na+Na+內流協助擴散動作內正外負c：此時為零電位，內外無電位差；細胞內外K+濃度差。圖析靜息電位和動作電位的產生機制d-e：此時為_____電位的恢復，__通道打開，此時細胞膜主要對___有通透性，離子運輸方向為______，運輸方式為________；d：動作電位峰值，峰值大小（以及bd段斜率）與

_______________有關。e-f：______活動加強，消耗ATP分子，逆電化學梯度泵出3個___和泵入2個___，使膜內外離子分布恢復到初始靜息水平；經鈉鉀泵的運輸方式為_________；靜息K+K+K+外流協助擴散鈉鉀泵Na+K+主動運輸膜內外Na+濃度差①整個過程中，鈉鉀泵一直在發揮作用，并非只有ef段；②整個過程