2.3 神经冲动的产生和传导课件-2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修1

第3节神经冲动的产生和传导第2章神经调节▲聚焦本节关键词（读一读）①电信号、神经冲动②静息电位、动作电位③电位差、局部电流④突触小体、突触、突触前膜、突触间隙、突触后膜、突触小泡⑤神经递质▲问题探讨短跑赛场上，发令枪一响，运动员会像离弦的箭一样冲出，现在世界短跑比赛规则规定，在枪响后0.1s内起跑被视为抢跑。1.结合上节课所学内容，分析运动员从听到枪响到作出起跑的反应，该过程经过了哪些结构？讨论：2.短跑比赛中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？【思考】兴奋可能以一种什么形式来传导呢？它又是怎么传导的呢？一.兴奋在神经纤维上的传导▲生物电的发现资料：伽尔瓦尼在实验室解剖青蛙，把剥了皮的蛙腿，用刀尖碰蛙腿上外露的神经时，蛙腿剧烈地痉挛，同时出现电火花。经过反复实验，他认为痉挛起因于动物体上本来就存在的电，他还把这种电叫做“动物电”。【思考】兴奋是否也是以电信号的形式在神经纤维上传导的呢？意大利医生、生理学家伽尔瓦尼（L.Galvani）【任务1】阅读教材P27相关实验，结合图2-6神经表面电位差的实验示意图，分析并回答以下问题：（2min）1.没有受到刺激时，电表的指针有偏转吗？这说明了什么？2.在电表的左侧给予一定刺激后，电表发生了什么变化？3.在整个过程中，指针偏转了多少次?方向如何？一.兴奋在神经纤维上的传导▲兴奋的传导形式神经表面电位差的实验示意图▲兴奋的传导形式提示：指针不偏转，说明了神经表面各处电位相等。问题1：没有受到刺激时，电表的指针有偏转吗？这说明了什么？一.兴奋在神经纤维上的传导神经表面电位差的实验示意图▲兴奋的传导形式问题2：在电表的左侧给予一定刺激后，电表发生了什么变化？问题3：在整个过程中，指针偏转了多少次?方向如何？结论：这说明了兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的。神经冲动一.兴奋在神经纤维上的传导神经表面电位差的实验示意图▲电位的形成【任务2】阅读教材P28相关文字，结合图2-7神经冲动在神经纤维上产生和传导的模式图，回答以下问题：（3min）1.Na+、K+在神经细胞内外的分布情况如何？2.在未受到刺激时，细胞膜内外的电位表现有何特点？形成此现象的原因是什么？3.在受到刺激时，细胞膜内外的电位表现有何特点？形成此现象的原因是什么？4.兴奋在神经纤维上的传导方向是如何的？膜内外的局部电流流动方向又是如何的？一.兴奋在神经纤维上的传导▲电位的形成——Na+、K+在神经细胞内外的分布情况结论：Na+主要维持细胞外液的渗透压，K+主要维持细胞内液的渗透压。一.兴奋在神经纤维上的传导膜外Na+较多，膜内K+较多Na+较少

Na+较多K+较多

K+较少静息电位产生机制Na+膜外膜内膜外++++++++++++++----------------------------++++++++++++++K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+K+Na+Na+Na+K+K+K+神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内K+浓度高。静息时，膜对K+的通透性大，即K+通道蛋白开放，造成K+外流，使膜外的阳离子浓度高于膜内，细胞膜两侧的电位表现为内负外正，称为静息电位。一.兴奋在神经纤维上的传导静息电位产生机制动画演示K+Na+K通道Na通道膜外膜内内负外正K+外流【判一判】根据物质运输方式的特点，判断K+外流的运输方式。→（协助扩散）动作电位产生机制Na+膜外膜内膜外++++++++++++++----------------------------++++++++++++++K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+K+Na+Na+Na+K+K+K+K+Na+在受到刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加，造成Na+内流，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化，出现内正外负的现象，叫动作电位。一.兴奋在神经纤维上的传导动作电位产生机制K+Na+K通道Na通道膜外膜内动画演示【判一判】根据物质运输方式的特点，判断Na+内流的运输方式。→（协助扩散）一.兴奋在神经纤维上的传导形成原因：K+外流膜电位：外正内负静息电位动作电位形成原因：Na+内流膜电位：外负内正提示：通过膜上的Na—K泵，消耗ATP将膜内的Na+泵出，同时将膜外的K+泵入，以维持神经细胞膜内高K+，膜外高Na+的状态。排Na吸K【思考】神经细胞每兴奋一次，都会有部分Na+内流和部分K+外流，长此以往，会出现什么情况？如何避免该情况的出现？→（主动运输）资料：枪乌贼离体神经纤维在Na+浓度不同的海水中受刺激后的膜电位变化情况不同。受到刺激后,在正常海水中会引发较大的电位变化(曲线a),而在低钠海水中引发电位变化相对较小(曲线b)。一.兴奋在神经纤维上的传导▲电位的形成——动作电位【思考】为什么离体神经纤维在Na+浓度不同的海水中,受到刺激后的膜电位变化情况不同?为什么静息电位不受影响？正常海水低钠海水提示：膜内外Na+浓度差越大,Na+内流引发的电位变化越大。静息电位的形成于K+外流有关，与Na+无关。局部电流的形成

兴奋部位的电位表现为内正外负，邻近的未兴奋部位仍然是内负外正，在兴奋部位和未兴奋部位之间会发生什么现象呢？兴奋部位与未兴奋部位之间由于电位差发生电荷移动形成局部电流，如此依次进行下去，兴奋不断地向前传导，后方恢复静息电位。Na＋

Na＋

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兴奋传导过程膜内外电流方向一致吗、与兴奋传导方向有什么关系呢？一.兴奋在神经纤维上的传导局部电流与兴奋传导-+-------------------------------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++兴奋部位未兴奋部位未兴奋部位刺激兴奋传导方向：从兴奋部位传导到未兴奋部位。一.兴奋在神经纤维上的传导-+-------------------------------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++兴奋部位未兴奋部位未兴奋部位刺激局部电流方向：膜外从未兴奋部位传导到兴奋部位，与兴奋传导方向相反。膜内从兴奋部位传导到未兴奋部位，与兴奋传导方向相同。一.兴奋在神经纤维上的传导局部电流与兴奋传导兴奋传导形式：电信号（局部电流、神经冲动）-+-------------------------------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++兴奋部位未兴奋部位未兴奋部位刺激一.兴奋在神经纤维上的传导局部电流与兴奋传导兴奋传导特点：在神经纤维上双向传导（离体状态）-+-------------------------------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++兴奋部位未兴奋部位未兴奋部位刺激一.兴奋在神经纤维上的传导1.2神经冲动的产生和传导-+-------------------------------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++兴奋部位未兴奋部位未兴奋部位刺激局部电流方向：膜外：未兴奋部位→兴奋部位，与兴奋传导方向相反。膜内：兴奋部位→未兴奋部位，与兴奋传导方向相同。方案1：一.兴奋在神经纤维上的传导【任务—小组活动】在离体的神经纤维中段给予一定强度刺激，兴奋传导的方向会如何呢？请用以下的实验材料和仪器验证你的推论。（电刺激装置、离体的巨大神经元、普通电流表）刺激方案2：刺激【讨论】与同学之间相互讨论，预测这2个实验方案的预期结果及结论。推论：在离体的神经纤维中段给予一定强度刺激，兴奋是双向传导的。一.兴奋在神经纤维上的传导【任务3—小组活动】方案1——两电表指针都发生偏转，说明兴奋在离体的神经纤维上是双向传导的。▲预期结果及结论方案2——电表指针偏转2次，说明兴奋在离体的神经纤维上是双向传导的。方案1：方案2：刺激刺激一.兴奋在神经纤维上的传导▲兴奋在神经纤维上传导的特点(1)离体状态时:双向传导,离体状态时刺激神经纤维上的任何一点,兴奋可沿神经纤维向两侧同时传导。(2)生物体内,在反射和产生感觉时:单向传导。▲兴奋传导过程中膜电位变化原理分析一.兴奋在神经纤维上的传导▲即时训练一.兴奋在神经纤维上的传导▲即时训练参考导与练P25一.兴奋在神经纤维上的传导二.兴奋在神经元之间的传递▲完成一个反射活动，至少需要2个神经元的参与，比如膝跳反射。但一般情况下，2个神经元之间并不是直接接触的。【思考】当兴奋传导到一个神经元的末端时，它是如何传递到另一个神经元的呢？【任务】阅读教材P28相关文字，思考并回答以下问题：（2min）1.突触与突触小体是一样的吗？它们的关系是什么？2.突触的结构包括哪些？3.突触的类型有哪些？二.兴奋在神经元之间的传递▲突触的结构与类型分析突触小体：神经元的轴突末梢经多次分支，每个小枝末端都膨大成杯状或球状小体。二.兴奋在神经元之间的传递▲突触的结构与类型分析▲突触小体可以与其他神经元的细胞体或树突等相接近，共同形成突触；二.兴奋在神经元之间的传递突触小体▲突触②轴突—树突型①轴突—细胞体型▲突触的结构（组织液）突触前膜突触间隙突触后膜神经递质线粒体神经递质受体突触小泡（源于高尔基体）（化学性质复杂）（与能量供应有关，有氧呼吸的主要场所）（本质：蛋白质）二.兴奋在神经元之间的传递【任务】阅读教材P28-P29相关文字，思考并回答以下问题：1.突触小泡与突触前膜融合，体现了细胞膜在结构上具有什么特点？2.神经递质释放到突触间隙的方式是什么?是否需要消耗能量?3.神经递质通过什么方式在突触间隙进行扩散?是否需要消耗能量?4.神经递质与突触后膜上的受体结合后，一定会引起下一个神经元兴奋吗？其去向如何？5.兴奋在突触前膜完成的信号转化是怎样的?突触后膜呢?用箭头和文字表述突触中信号的转化。6.若突触后神经元表现为持续兴奋,可能的原因是什么?▲兴奋传递过程分析（5min）二.兴奋在神经元之间的传递▲兴奋传递过程分析①兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢，引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质。②神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜附近③神经递质与突触后膜上的受体结合,形成递质—受体复合物。④突触后膜上的离子通道发生变化，引起电位变化。⑤神经递质被降解或回收，以免持续发挥作用。二.兴奋在神经元之间的传递▲兴奋传递过程分析【思考】神经递质与突触后膜上的受体结合后，一定会引起下一个神经元兴奋吗？提示：不一定，神经递质可分为兴奋型神经递质和抑制型神经递质2种。二.兴奋在神经元之间的传递▲兴奋传递过程分析【思考】神经递质与突触后膜上的受体结合后，神经递质有进入下一个神经元吗？提示：神经递质与受体结合形成“递质—受体复合物”，改变了细胞膜对离子的通透性，引发突触后膜电位变化，并没有进入下一个神经元。二.兴奋在神经元之间的传递二.兴奋在神经元之间的传递▲兴奋传递过程分析【思考】兴奋在突触前膜完成的信号转化是怎样的?突触后膜呢?用箭头和文字表述突触中信号的转化。提示：▲突触前膜：电信号→化学信号;▲突触后膜：化学信号→电信号;▲突触：电信号→化学信号→电信号单向【思考】神经元之间兴奋的传递只能是单向的原因是什么？单向▲兴奋传递过程分析注意：由于神经递质只存在于突触小泡中，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜上。因此，神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。二.兴奋在神经元之间的传递▲兴奋传递过程分析【思考】若突触后神经元表现为持续的兴奋，可能的原因是什么？提示：降解神经递质的酶失活或负责神经递质回收的转运蛋白受损。二.兴奋在神经元之间的传递▲兴奋传递过程分析【思考】兴奋在神经纤维上的传导与兴奋在神经元之间的传递，哪一个更加快？原因是什么？提示：兴奋在神经元之间传递时，突触小泡的运输、神经递质的释放、在间隙扩散、与受体结合等都需要时间，且兴奋传递需要通过化学信号的转换。较快较慢二.兴奋在神经元之间的传递二.兴奋在神经元之间的传递▲兴奋传递过程小结神经元B神经元A神经元A兴奋刺激突触小泡突触后膜突触间隙突触前膜神经元B兴奋或抑制突触▲联系生活（教材P31）一般的高速公路都有限速的规定。例如,我国道路交通安全法规定,机动车在高速公路行驶,车速最高不得超过120km/h,在高速公路上行车,要与前车保持适当的距离,如200m。另外,我国相关法律规定,禁止酒后驾驶机动车。探究:(1)请你从本节所学知识的角度,解释这几项规定的合理性。(2)如果遇到酒后还想开车的人,你将怎样做?参考导与练P28二.兴奋在神经元之间的传递资料1：“渐冻症”也叫肌萎缩侧索硬化，是一种运动神经元疾病，患者大脑、脑干和脊髓中的运动神经细胞受到损伤，肌肉逐渐萎缩无力，以至瘫痪，而患者大脑始终保持清醒,慢慢感知自己健康的身体逐渐变成一副不受支配的躯壳直至死亡，因此ALS被称为比癌症还要残酷的绝症。【思考】“渐冻症”的病因是什么？根据“渐冻症”的发病机理，如何研发药物来缓解患者的病症？▲联系生活—渐冻症▲联系生活如图是“渐冻症”患者病变部位的突触结构发生的部分生理过程，NMAD为膜上的结构。“渐冻症”的病因是什么？根据“渐冻症”的发病机理，如何研发药物来缓解患者的病症？二.兴奋在神经元之间的传递▲联系生活二.兴奋在神经元之间的传递▲“渐冻症”的病因:谷氨酸（一种兴奋性神经递质）过度释放，与突触后膜上的特异性受体结合，引起多度Na+过度内流，导致细胞渗透压升高，引起细胞过度吸水涨破。▲联系生活二.兴奋在神经元之间的传递▲针对“渐冻症”的发病机理，作为一名医疗人员，你有什么措施来缓解该症状？措施：①抑制谷氨酸的释放；②抑制谷氨酸受体的活性或减少其受体数量；③促进谷氨酸的降解或回收等▲与神经递质有关的知识点总结▲兴奋的传导与传递的比较▲即时训练二.兴奋在神经元之间的传递三.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害【任务】阅读教材P30“滥用兴奋剂、吸食毒品的危害”以及结合思考讨论内容,回答下列问题：1.什么是兴奋剂?何为成瘾？什么是毒品？2.试分析可卡因的作用机理。3.试分析服用可卡因使人上瘾的原因。你是否沉迷在游戏中无法自拔？你是否喜欢暴饮暴食？你身边是否有人沉迷于赌博？你身边是否有人每天酗酒？你身边是否有人每天大量吸烟？你身边是否有人每天都要喝大量咖啡？▲什么是成瘾？三.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害▲什么是兴奋剂？兴奋剂原是指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物，如今是运动禁用药物的统称。三.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害▲什么是毒品？鸦片、吗啡、海洛因可卡因冰毒、摇头丸、麻古等新型毒品三.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害▲可卡因的作用机理三.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害可卡因既是一种兴奋剂，也是一种毒品，它会影响大脑中与愉悦传递有关的神经细胞，这些神经细胞利用神经递质——多巴胺来传递愉悦感。在正常情况下，多巴胺发挥作用后会被突触前膜上的转运蛋白从突触间隙回收。吸食可卡因后,可卡因会使转运蛋白失去回收多巴胺的功能，于是多巴胺就留在突触间隙持续发挥作用，导致突触后膜上的多巴胺受体减少。▲可卡因使人上瘾的原因三.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害当可卡因药效失去后，由于多巴胺受体已减少，机体正常的神经活动受到影响，服药者就必须服用可卡因来维持这些神经细胞的活动，于是形成恶性循环，毒瘾难戒。另外，可卡因能干扰交感神经的作用，导致心脏功能异常，还会抑制免疫系统的功能。吸食可卡因可产生心理依赖性长期吸食易产生触幻觉与嗅幻觉，最典型的是有皮下虫行蚁走感，奇痒难忍，造成严重抓伤甚至断肢自残、情绪不稳定，容易引发暴力或攻击行为。长期大剂量使用可卡因后突然停药，可出现抑郁、焦虑、失望、疲惫、失眠、厌食等症状。参考导与练P27▲兴奋剂和毒品的几种作用方式(1)促进神经递质的合成和释放速率；(2)干扰神经递质与受体的结合；(3)影响分解神经递质的酶的活性；(4)影响神经递质的回收。三.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害▲毒品的危害脑部以及全身病变强烈的戒断反应毒瘾难除，复吸率极高艾滋病等疾病传播严重的社会影响三.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害▲我们应该怎么做知晓毒品的巨大危害自觉抵制毒品侵害，不接触陌生人给予的食物和饮料。生命只有一次，少年更应珍惜！对毒品说不！三.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害2008年6月,《中华人民共和