神经兴奋与传导
第三章 神经元的兴奋和传导
第一节 细胞膜的电生理
细胞的生物电现象
生物电现象：细胞在静息或活动状态下 所伴随的各种电现象（离子电流、溶液导电、 静息电位、动作电位等）总称为生物电现象。
一、静息膜电位的形成和维持
静息电位（resting potential）：细胞未受刺激时， 即处于静息状态下存在于膜内外两侧的电位差。 极化：对于机体中的大多数细胞来说，只要处于静息 状态，维持正常的新陈代谢，其膜电位总是稳定在一定的 水平，细胞膜内外存在电位差的这一现象成为极化。 形成膜电位的相关因素： 膜内外离子的浓度梯度、跨膜电势差和离子的渗透性 任意一离子跨膜流动在膜两侧形成的平衡电位计算公司：
三、神经冲动的传导 传导和传递
（一）神经冲动传导的一般特征
１、生理完整性
２、双向传导：顺向冲动、逆向冲动 ３、非递减性 ４、绝缘性 ５、相对不疲劳性
（二）神经冲动传导机理：
局部电流（路）学说
１、无髓纤维的传导
（图） ２、有髓纤维：跳跃传导 郎飞氏结 （图）
四、神经干的电位变化：复合动作电位
１、神经干包含各类显示不同动作电位的神经纤维
分级电位：不同强度的刺激会产生不同大小的电位变化， 这种不同幅值的电位称为分级电位。
极化（polarization）：静息状态下，细胞膜外为正电位，膜内 为负电位的状态，称为极化。
超极化（hyperpolarization）：原有极化程度增强，静息电位 的绝对值增大，兴奋性降低的状态。 去极化（depolarization）：生物膜受到刺激或损伤后，膜内 外的电位差逐渐减小，极化状态逐步消徐，此种过程称为去极化。 反极化（reversal of polarization）：去极化进一部发展，导 致膜极性倒转，变成膜内为正，膜外为负的相反的极化状态。 超射（overshoot）：极性倒转的部分（即膜电位由零到 +40mV）。 复极化（repolarization）：由去极化状态恢复到静息时膜外 为正、膜内为负的极化状态的过程，称为复极化。
神经元兴奋和传导教案
神经元兴奋和传导教案。
一、神经元的结构和功能神经元是由细胞体、树突和轴突三部分组成，其中细胞体包含细胞核和细胞质，是神经元的主体。
树突和轴突是神经元主要的信息输入和输出通道，其长度和形态不同，可以影响神经元的功能。
在神经元中，树突主要接收来自其他神经元的信息，而轴突则将信息传递给其他神经元，并与肌肉或腺体细胞相连传递运动信息。
神经元的功能是传递和处理信息，包括感受来自环境的刺激、处理多种感觉信息、负责思考和思维、控制肌肉的收缩和放松等。
因此，神经元可以说整个神经系统中最重要的功能单元，其兴奋和传导机制是神经系统稳定运转的关键。
二、神经元的兴奋和传导机制神经元的运作涉及到神经元内部的离子流动和神经元间的信息传递。
其中，神经元内部的兴奋可以看做是离子流动的结果，而神经元之间的传导则需要通过神经递质完成。
下面我们将重点介绍神经元的兴奋和传导机制。
1.神经元的兴奋神经元内部的兴奋是由电位差引起的，神经元内外存在着不同的离子浓度和电位。
神经元内部电压相对于外部电压的值称为膜电位，通常情况下，膜电位为-70mv。
当神经元受到刺激时，离子通道将发生变化，导致离子向内流动或外流动，从而改变神经元内部的电位。
当膜电位达到一定值时，神经元会产生兴奋并传递信息。
神经元内部兴奋的过程如下:刺激—>离子通道打开—>内部离子流入或流出—>膜电位改变—>兴奋产生2.神经元的传导神经元之间的信息传递需要通过神经递质完成。
神经递质是一种化学物质，存在于神经元轴突末端的小泡中。
神经元内部的兴奋可以促使小泡释放神经递质，而神经递质则可以通过受体与接受信息的神经元连接起来，从而实现信息传递。
神经元间信息传导的过程如下:神经元兴奋—>小泡释放神经递质—>神经递质与受体结合—>信息传递三、神经元兴奋和传导教案1.教学目标掌握神经元的结构、功能以及神经元内部的兴奋和传导机制。
2.教学重点和难点重点：神经元的结构和功能、神经元内部兴奋和传导机制。
神经元的兴奋与传导
（二）分级电位和动作电位 1、几个概念
极化: 在静息状态下，细胞膜两侧存在的内负外 正的电荷状态，为极化 去极化: 细胞受刺激而兴奋后，细胞膜两侧存在 的内负外正的电荷状态转变为内正外负的电荷状 态，为去极化 超极化: 细胞膜内负电荷向负值减小的方向转化， 为超极化 反极化（超射）：膜内电位由零变正的过程 复极化: 细胞兴奋后，细胞膜两侧的电荷由内正 外负向内负外正转化，为复极化
有机负离子 155 ________________________________________________
1、K+的扩散对膜电位的作用
膜内K+浓度高于膜外，安静时膜对K+通透 性大， K+顺浓度差外流，而细胞内的有机负离 子不能透出细胞，便产生了内负外正的电位差。
当促进K+向外移动的化学力（K+的扩膜浓度梯
直径粗细
– 粗纤维R小，电流大，传导速度快
– 细纤维R大，电流小，传导速度慢
有Hale Waihona Puke 髓鞘 温度：恒温动物较变温动物快– 猫 A.f: 100m/s – 蛙 A.f:
40m/s – 人尺神经 54m/s
二、神经传导的一般特征
生理完整性 双向传导 非递减性（不衰减性） 绝缘性 相对不疲劳性
2、离子通道在不同状态间的转换
静息状态时，Na+和K+通道都是关闭的， Na+通道的激活态门是关闭的，而失活态门 是开放的，由于漏K+通道的大量存在，静 息状态K+膜通透能力是Na+50-75倍； 由于受到刺激，膜除极化，部分Na+通道开 放， Na+浓度梯度和电压梯度两种力驱使 Na+迅速向细胞内流动→进一步除极化→更 多Na+通道开放，更多Na+内流（正反馈）
高三生物一轮-神经调节之兴奋的产生、传导和传递
乙酰胆碱可作为兴奋性神经递质， 其合成与释放见示意图。据图回答问题： （1）图中A-C表示乙酰胆碱，在其合 成时，能循环利用的物质是________ （填“A”、“C”或“E”）。除乙酰 胆碱外，生物体内的多巴胺和一氧化氮 ________（填“能”或“不能”）作为 神经递质。 （2）当兴奋传到神经末梢时，图中突 触小泡内的A-C通过_______这一跨膜运 输方式释放到_______，再到达突触后膜。 （3）若由于某种原因使D酶失活，则 突触后神经元会表现为持续_______。 （1）C 能
第三节 神经冲动的产生和传导
兴奋在神经纤维上的传导
适宜刺激
+++++++++++++++++++++++++ ------------------------------------------------+++++++++++++++++++++++++
兴奋在神经纤维上的传导
适宜刺激
++++++----++++----+++++++ ------++++----++++------------++++----++++------++++++----++++----+++++++
第二章 神经的兴奋与传导
2.6 神经干的损伤电位和动作电位 一、损伤电位和静息电位
1、损伤电位（injury potential）：存在于损伤部位与完整 、损伤电位（ ）：存在于损伤部位与完整 ）： 部位之间的电位差。 部位之间的电位差。 （图2-11） ） 2、静息电位（resting potential）：细胞未受刺激时，即细 、静息电位（ ）：细胞未受刺激时 ）：细胞未受刺激时， 胞处于“静息”状态下细胞膜两侧存在的电位差。 胞处于“静息”状态下细胞膜两侧存在的电位差。 内负外正。即极化状态（ 内负外正。即极化状态（polarization)。图2-20 。 细胞内记录） 二、动作电位（细胞内记录） 1、动作电位 （action potential）：指可兴奋细胞在受到刺激 、 ）：指可兴奋细胞在受到刺激 ）： 而发生兴奋时所产生的外负内正的扩布性电位变化。 而发生兴奋时所产生的外负内正的扩布性电位变化。
2. Goldman方程 Goldman方程
①如果细胞膜对某一种离子是不能通透的，则这种离子的电化 如果细胞膜对某一种离子是不能通透的， 学梯度对膜电位不起作用。 学梯度对膜电位不起作用。 ②通透性大的离子对膜电位的产生所起的作用大。只有微小通 通透性大的离子对膜电位的产生所起的作用大。 透性的离子对膜电位的作用很小。 透性的离子对膜电位的作用很小。 膜在安静时， 约为P 膜在安静时，PNa约为 K的1/100~1/50.
2、 神经 、 （neuron ） 胞体： 胞体： 轴丘 树突(dendrite)：接受神经冲动传向胞体 树突 ： 突起 轴突（ ）：神经纤维 轴突（axon）：神经纤维 ）：
三种神经元模式图 （图）
3、神经纤维： 、神经纤维：
神经元的主要类型（ 神经元的主要类型（图）
①有髓纤维（myelinated fibers) ：髓鞘 (myelin)、 有髓纤维（ 、 （图2-2） ） 郎飞氏结 (Node of Renvier) （图） 许旺氏细胞（ 许旺氏细胞（Schwan Cell） ） ②无髓纤维（unmyelinated fibers) 图2-4 无髓纤维（
2025年高中生物高考精品备课教案：兴奋的传导和传递、神经系统的分级调节和人脑的高级功能
兴奋的传导和传递、神经系统的分级调节和人脑的高级功能课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.阐明神经细胞膜内外在静息状态具有电位差，受到外界刺激后形成动作电位，并沿神经纤维传导；2.阐明神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成；3.分析位于脊髓的低级神经中枢和脑中相应的高级神经中枢相互联系、相互协调，共同调控器官和系统的活动，维持机体的稳态；4.举例说明中枢神经系统通过自主神经来调节内脏的活动；5.简述语言活动和条件反射是由大脑皮层控制的高级神经活动兴奋的产生和传导2023：辽宁T3和T15、江苏T21、海南T9、天津T4AB 、北京T17（2）（3）、山东T16、湖南T18、湖北T15和T21（4）、浙江6月T20、广东T19、全国乙T30；2022：广东T15、北京T8、海南T17、山东T9、湖南T4、浙江6月T24、江苏T22（1）（4）、浙江1月T11、全国乙T3、河北T21（1）；2021：辽宁T16、海南T9、湖北T17和T23、全国乙T4、天津T2、湖南T11、江苏T6、浙江1月T23；2020：江苏T13和T14CD 、山东T7、天津T14（1）（2）、浙江7月T20；2019：江苏T8 1.生命观念——结合排尿反射等具体实例分析，培养学生的结构与功能观。
2.科学思维——通过分析膜电位的变化曲线，培养科学思维的习惯。
3.社会责任——通过理解毒品对神经系统的危害，增强社会责任感神经系统的分级调节和人脑的高级功能2023：辽宁T22（3）；2022：山东T7、辽宁T5；2020：江苏T26（1）、浙江7月T16；2019：北京T2命题分析预测 1.高考对本部分的考查以选择题或非选择题形式呈现，常结合日常生活中的具体问题考查兴奋的传导和传递、突触的结构、神经系统的分级调节和大脑皮层的功能等知识，或以实验为背景对神经调节的具体问题进行探究。
2.预计2025年高考仍可能延续往年的考查形式及特点，并在新情境下从不同角度考查兴奋的传导和传递、神经系统的分级调节和人脑的高级功能等知识考点1兴奋的产生和传导学生用书P2181.兴奋在神经纤维上的传导提醒神经纤维上兴奋的传导方向（1）在离体神经纤维上，兴奋的传导是双向的，即刺激神经纤维中部的任何一点，兴奋沿神经纤维向两端同时传导。
神经元的兴奋传导过程是怎样的
神经元的兴奋传导过程是怎样的当我们感知世界、思考问题、做出动作时，背后都有着无数神经元在默默地工作。
那么，神经元是如何传递兴奋，使得我们能够完成各种复杂的生理和心理活动的呢？神经元，就像是人体内的一个个信息传递员。
它们由细胞体、树突和轴突等部分组成。
细胞体是神经元的核心，包含着细胞核和各种细胞器，就像是控制中心。
树突则像触角一样，从细胞体向外延伸，负责接收来自其他神经元的信息。
而轴突则相对较长，像一条长长的电线，将兴奋从细胞体传递出去。
兴奋在神经元内的传导是通过电信号来实现的。
当神经元受到刺激时，细胞膜的通透性会发生改变。
比如说，钠离子通道会打开，使得钠离子大量涌入细胞内。
这就导致了细胞内的电位从原来的负电位迅速变为正电位，形成了动作电位。
这个动作电位就像是一个电脉冲，沿着神经元的轴突快速传播。
动作电位的产生是一个“全或无”的过程。
也就是说，一旦刺激达到了阈值，就会产生动作电位，而且这个动作电位的大小和形状都是固定的，不会因为刺激的强度稍有增加而变大。
这就保证了信息传递的准确性和稳定性。
动作电位沿着轴突传播的速度是相当快的，就像电流在电线中快速传导一样。
但轴突并不是一根简单的“电线”，它被包裹在一层叫做髓鞘的物质中。
髓鞘就像是给轴突穿上了一层绝缘外套，使得动作电位能够更快地跳跃式传导，大大提高了传导速度。
当兴奋到达轴突的末端时，就需要传递给下一个神经元或者效应细胞。
这时候，就会通过化学信号来完成。
轴突末端有一些小小的结构，叫做突触小体。
突触小体内含有许多突触小泡，里面装满了神经递质。
当动作电位到达突触小体时，会引起突触小泡与细胞膜融合，将神经递质释放到突触间隙中。
神经递质就像一个个小小的信使，它们扩散到突触后膜，并与上面的受体结合，从而改变突触后膜的通透性，引起电位变化。
不同的神经递质会产生不同的效果。
有的会使突触后膜兴奋，有的则会抑制突触后膜的兴奋。
这种兴奋和抑制的调节，使得神经元之间的信息传递更加复杂和精细，能够完成各种各样的生理功能。
生理-第3章 神经元的兴奋和传导
2.动作电位的“全或无”性特
• “全或无”(all or none)：可兴奋细胞膜在受到
阈、阈上刺激时，或产生一个可向外扩布的、具有 完全相同幅值的、不随传导距离衰减的动作电位， 或完全无动作电位产生。 • 锋电位遵循“全或无”原则，是细胞兴奋的标志。
附1：电导
• 电导G：导体导电的能
力，电阻的倒数。
K+是形成静息电位的主要离子基础。
• 改变细胞内外 K+浓度，膜电位也随之改变； • 改变细胞内外 Na+浓度，对静息电位没有影响。 • K+、Na+的扩散：K+、Na+渗漏通道；
• Na+-K+泵：生电性Na+泵。
静息电位的形成机制
• 主要三个因素的作用： 离子浓度梯度 电压梯度 离子泵
Nernst方程
第三章 神经元的兴奋和传导
Chapter 3 Excitation and conduction of Neuron
• 不同的刺激——神经细胞、肌细胞、消化道分泌细 胞——细胞膜电学性质变化——细胞特异反应。 • 细胞膜的生物电现象 • 意大利生理学家Galvani的实验
雷克蓝士发明了干电池 伏特应用这一原理发明 了伏特电池
• 静息膜电位形成的离子机制总结
①膜对内、外离子有不同的通透性，导致静息膜电
位的产生。 ②静息状态，所有被动通透力都与主动转运力平衡， 离子透膜净流动速率为零——膜电位恒定不变。
二、细胞膜动作电位
（一）细胞的兴奋和阈刺激
• 刺激(stimulation)
• 反应（response）
• 兴奋(excitation)
（三）K+和Na+对膜电位的协同作用
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刺激(stimulus)是指能引起细胞产生动作电位 的内外环境条件的变化。
神经兴奋与传导
动作电位产生后并不局限于受刺激部位， 而是迅速向周围扩播，直至整个细胞的细 胞膜都依次产生动作电位。动作电位的扩 播是不衰减的，其幅度和波形始终保持不 变。
胞内高钾，具较多的由有机分子形成的负离子； 胞外高钠，负离子以Cl-为主。 静息电位的产生机制： ①静息状态下，带电离子在膜两侧呈不均衡分布； ②静息状态下，膜的通透性主要表现为钾的通透 性，总的表现为钾外流； ③RP的产生主要是由于钾离子的外流造成的，RP
相当于EK。
神经兴奋与传导
1.3 动作电位(action potential)
生物电产生的基本原理：细胞生物电现 象的各种表现，主要是由于某些带电离子在 细胞膜两侧不均衡分布，以及膜在不同情况 下对这些离子的通透性发生改变所造成的。
神经兴奋与传导
1.4 钠钾泵的主动转运
Na-K泵ATP酶
主动转运： 消耗一个ATP， 运进2个K＋， 运出3个Na＋
神经兴奋与传导
神经兴奋与传导
神经兴奋与传导
(3)静息电位产生的机制
带电离子的跨膜扩散
KCL
K+
KCL 0.01mol
+ +
EK = 59.5 lg([k+ ]o/[k+]i)
神经兴奋与传导
膜学说(membrane theory)：1902年由德国生理学 家Bernstein提出，主要解释RP。 膜两侧离子分布:
神经兴奋与传导
(2)极化： 静息状态下，膜是有极性的，为内负外正的
极化(polarization)状态。 静息电位的增大称为超极化
(hyperpolarization)。 静息电位减小称为去极化(depolarization)。 细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复称为
复极化(repolarization)。
神经兴奋与传导
③净内向电流引起膜的进一步去极化，使新的钠 通道开放，进一步加速Na+内流，使膜内电位进 一步升高。形成动作电位上升相。 ④当膜电位趋于ENa，Na+内流变慢，钠通道失活， 而钾通道开放，K+在强大的电动势作用下迅速外 流，从细胞内移去了正电荷，使膜复极化，回到 静息水平。
神经兴奋与传导
神经兴奋与传导
②时间
可兴奋组织的强度-时间曲线 (strength-duration curve) 图2-6
基强度(rheobase)：最小的阈强度 效用时间：用基强度刺激，引起兴奋所需要 的 最 短 刺 激 时 间 ， 又 叫 利 用 时 (utilization time)。
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③强度的变化率(rate of change)
3 效应器的反应
肌肉细胞
可兴奋细胞：感受器细胞、神经细胞、肌肉细胞
可兴奋性细胞的应激性称为兴奋性
神经兴奋与传导
例子：坐骨N-腓肠肌标本
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2.2 刺激
2.2.1 刺激的定义 刺激(stimulus)是指能引起细胞兴奋的内外环境条件
的变化。 性质与种类 性质：机械刺激、化学刺激、温度刺激、电刺激等。 电刺激：矩形波电刺激，强度时间可控，损伤小
2.1 应激性
应激性(irritability)是活的机体、组织、细胞 对刺激发生反应的能力。
例子：变形虫，合欢，含羞草，植物的向性等。 一切生命物质都具有对刺激发生反应的能力。
神经兴奋与传导
生物体要对刺激发生反应必须具备三个条件：
条件： 1 对刺激的感受能力
感受器细胞
2 刺激信号的传导能力
神经细胞
产生与扩播: 图2-16
神经兴奋与传导
(2)动作电位产生的机制
证据： 钠对AP的影响 图2-29
离子学说：1949年由Hodgkin和Huxley提出，主 要解释AP。
神经兴奋与传导
AP产生机制(上升支)：
细胞受刺激时，膜缓慢去极化(depolarization)， 膜对钠的通透性增加，钠内流，达到阈电位时， 钠内流 ，膜进一步去极化，膜电位与钠电导 间形成Hodgkin cycle，钠快速内流形成AP的上升 支，当趋近于ENa时，钠通道失活。
1.5 膜片钳(patch clamp)实验和单通道 离子电流
图2-36、2-37
神经兴奋与传导
膜 片 钳 实 验
神经兴奋与传导
通道的特性：
①通道的开或关是突然的； ②通道开放时具有恒定的电导； ③开放时间长短不一； ④特定信号使开放的机率增大，而“失活”
信号使开放机率减小。
神经兴奋与传导
第二节 组织的兴奋和兴奋性
第二章 神经的兴奋与传导
神经兴奋与传导
第一节 生物电现象
1.1 生物电的发现
电鳗
伽伐尼 1786 伏特
动物电 图2-10、2-12 双金属电流
马泰乌奇 雷蒙
图2-13 损伤电位
神经兴奋与传导
1.2 静息电位(resting potential)
(1)概念： 静息状态下细胞膜两侧所存在的电位差。 测量：微电极 大小：-50 ~ -100mv
图2-7 恒定的直流电在持续作用过程中不
会引起肌肉收缩
神经兴奋与传导
第三节 兴奋性的指标和兴奋性的
变化
3.1 兴奋性的指标
3.1.1基强度(rheobase)
兴奋性∝1/基强度
神经兴奋与传导
2.2.2 刺激的三要素 ①强度 阈强度(threshold intensity)：引起组织兴奋所需的 最小刺激强度。 阈 刺 激：强度等于阈强度的刺激。 阈下刺激：强度小于阈强度的刺激。 阈上刺激：强度大于阈强度的刺激。 顶强度(maximal intensity):引起组织做最大收缩反 应的最小刺激强度。 全或无(all or none): 对单个细胞来说，一旦刺激强 度达到阈值，就会引起这个细胞作最大反应。
神经兴奋与传导
AP机制(下降支)：
钠通道关闭，钾通道开放，钾外流引起, 膜复极化 (repolarization)。
神经兴奋与传导
图2-42
(3)下面我们把动作电位形成的全过程归纳一下： ①刺激使细胞的静息电位值降低，引起受刺激部 位的细胞膜首先去极化。少数Na+内流。 ②当去极化使膜电位降低到一定程度，膜上的钠 通道大量开放，Na+内流并很快超过K+外流，引起 细胞内电压升高。