生物人教版(2019)选择性必修1 2.3神经冲动的产生和传导(共57张ppt)

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名称 生物人教版(2019)选择性必修1 2.3神经冲动的产生和传导(共57张ppt)
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文件大小 65.0MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2022-10-02 15:57:14

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文档简介

(共57张PPT)
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.从运动员听到枪响到作出起跑的反应,信号的传导经过了哪些结构?
耳(感受器)、传入神经(听觉神经)、神经中枢(大脑皮层-脊髓)、传出神经、效应器(肌肉)等结构
2.短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么?
人类从听到声音到作出反应起跑需要经过反射弧的各个结构,完成这一反射活动所需的时间至少需要0.1s
问题探讨
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经元之间
(或神经元和其他细胞)的传递
运动员听到信号后神经产生兴奋,兴奋的传导经过了一系列的结构。那么,兴奋在反射弧中是以什么形式传导的?它又是怎样传导的呢?
神经冲动的产生和传导
第三节
科学家做过如下实验:
在蛙的坐骨神经上放置两个微电极,并将它们连接到一个电表上
兴奋在神经纤维上的传导
a
b
+

坐骨神经
+

兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也叫做神经冲动
③然后,另一电极(b处)变为____电位
实验现象
+
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图1
图4
图2
图3
a
b
a
b
a
b
a
b
刺激
-
+
+
+
蛙坐骨神经表面电位差实验
①静息时,电表_____测出电位变化,说明神经表面各处电位______
没有
相等
②在图示神经的左侧一端给予刺激时,______刺激端的电极处(a处)先变为___电位,接着____________
靠近
恢复正电位


④接着又_____________
恢复为正电位
指针偏转2次
(1)刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电表指针发生两次方向相反的偏转
(2)刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电表指针不发生偏转
(3)刺激bc或cd之间的任一部位,电表指针发生两次方向相反的偏转
兴奋在神经纤维上传导时电表指针偏转情况的分析
静息电位的形成
放大
未受刺激时,神经纤维处于静息电位
Na+
膜外
膜内
膜外
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K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
静息电位:
电位:内负外正
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
静息电位:膜主要对K+有通透性
机理:K+外流
放大
刺激
+++
+++
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动作电位的形成
接受刺激时,膜两侧出现暂时性的电位变化
+
+
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+
+
Na+
膜外
膜内
膜外
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K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
动作电位:
电位:内正外负
Na+
Na+
Na+
K+
K+
动作电位:膜对Na+的通透性增加
机理:Na+内流
①静息电位
未受刺激时,神经纤维处于____状态。此时神经细胞外的Na+浓度比膜内要___,K+浓度比膜内___,而神经细胞膜对不同离子的_______各不相同:静息时,膜主要对___有通透性造成________,使膜外阳离子浓度___于膜内。由于细胞膜内外这种特异的离子分布特点,细胞膜两侧的电位表现为_________,这称为___________
静息


通透性
K+
K+外流

内负外正
静息电位
神经冲动在神经纤维上产生和传导
②动作电位
当神经纤维某一部位受到刺激时,细胞膜对____的通透性增加,造成___________,这个部位的膜两侧出现________的电位变化,表现为__________的兴奋状态,此时的膜电位称为________
Na+
Na+内流
暂时性
内正外负
动作电位
③兴奋的传导
兴奋部位的电位表现为________,而邻近的未兴奋部位仍然是________,在兴奋部位和未兴奋部位之间由于_______的存在而发生__________,这样就形成了_________
这种局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化,如此进行下去,将兴奋向前传导,后方又恢复为静息电位
内正外负
内负外正
电位差
电荷移动
局部电流
未兴奋部位→兴奋部位
兴奋的传导方向:
兴奋部位→未兴奋部位
膜内局部电流方向:
兴奋部位→未兴奋部位
膜外局部电流方向:
相同
相反
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适宜刺激
神经冲动在离体的神经纤维上产生和传导
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适宜刺激
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适宜刺激
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传导方向:
(离体)
双向传导
特别提醒
在离体神经纤维上兴奋传导是双向的
在神经元上可以双向传导:刺激轴突可以由轴突兴奋传向细胞体和树突,也可以沿轴突传递给下一个神经元
在反射活动中,兴奋在神经纤维上单向传导,只能由感受器方向向效应器方向传导
膜电位的测量
方法 图解 结果
电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
电表两极均置于神经纤维膜的外侧
刺激
①a点之前
——静息电位
主要表现为K+外流, 使膜电位表现为外正内负。
②ac段
——动作电位的形成
Na+大量内流,导致膜电位迅速逆转,表现为外负内正。
③ce段
——静息电位的恢复
K+大量外流,膜电位恢复为静息电位后,K+通道关闭。
拓展:图析静息电位和动作电位的产生机制
刺激
④ef段
——一次兴奋完成后
Na+-K+泵将流入的Na+泵出膜外,将流出的K+泵入膜内,以维持细胞外Na+浓度高和细胞内K+浓度高的状态,为下一次兴奋做好准备。
拓展:图析静息电位和动作电位的产生机制
a-c:Na+内流(协助扩散)
c-e:K+外流(协助扩散)
e-f:泵出Na+,泵入K+(主动运输)
拓展:图析静息电位和动作电位的产生机制
③一次兴奋完成后,Na+-K+泵将流入的Na+泵出膜外,将流出的K+泵入膜内,以维持细胞外Na+浓度高和细胞内K+浓度高的状态,为下一次兴奋做好准备,属于主动运输,需消耗能量
兴奋产生和传导中Na+、K+的运输方式
①K+外流
需要通道蛋白,顺浓度梯度,属于协助扩散
②Na+内流
需要通道蛋白,顺浓度梯度,属于协助扩散
兴奋在神经元之间(或神经元和其他细胞)的传递
在完成一个反射的过程中,兴奋要经过多个神经元,一般情况下,相邻的两个神经元并不是直接接触的。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?
神经元的轴突末梢经过多次分支,最后每个小枝末端膨大,呈杯状或球状
兴奋在神经元之间的传递
突触小体
突触
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
轴突—细胞体型
轴突—树突型
突触前膜
突触后膜
突触间隙
突触的结构
(组织液)
突触小泡
含有化学物质--神经递质
乙酰胆碱、
5-羟色胺
多巴胺
去甲肾上腺素
肾上腺素
氨基酸类(甘氨酸、谷氨酸)
NO
ATP
线粒体
受体(糖蛋白)
1.兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢
2.突触小泡受到刺激向突触前膜移动并融合释放神经递质
3.神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近
兴奋传导的方向
胞吐
细胞膜具有一定的流动性
耗能
形成与高尔基体有关
4.神经递质与突触后膜上的相关受体结合
形成递质--受体复合物
5.改变突触后膜对离子的通透性,引发膜电位变化
6.神经递质被迅速降解或回收进细胞
以免持续发挥作用
兴奋传导的方向
与递质特异性结合(专一性)
兴奋在神经元之间传递的特点
(1)神经元之间兴奋的传递只能是单方向的——单向传递
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
(2)突触处兴奋的传递速度比在神经纤维上传导要慢——突触延搁
突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换
信号变化
突触间:
电信号→化学信号→电信号
突触小体:
电信号→化学信号
突触后膜上:
化学信号→电信号
神经递质根据功能可以分为:兴奋性递质、抑制性递质
神经递质
兴奋性递质:乙酰胆碱
抑制性递质:甘氨酸
兴奋性递质使突触后膜Na+内流,电位改变使得下一个神经元兴奋
抑制性递质使突触后膜阴离子(如:cl-)内流,使膜外电位更正,膜内电位更负,下一个神经元的兴奋受到抑制
神经肌肉/腺体接头
神经元与肌肉细胞或某些腺体细胞之间也是通过突触联系的,引起肌肉的收缩或腺体的分泌
①刺激b点,a点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转
(因为兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度)
②刺激c点,,a点不兴奋,d点可兴奋,电流计发生一次偏转
兴奋在神经元之间上传递时电表指针偏转情况的分析
1.[江苏卷]如图为突触结构示意图,下列相关叙述正确的是( )
A.结构①为神经递质与受体结合提供能量
B.当兴奋传导到③时,膜电位由内正外负变为内负外正
C.递质经②的转运和③的主动运输释放至突触间隙
D.结构④膜电位的变化与其选择透过性密切相关
练一练
D
解析:
A错:结构①为线粒体,可为神经递质以胞吐的形式运出细胞提供能量
B错:静息电位为内负外正,动作电位为内正外负,兴奋传导到③时,膜电位由内负外正变为内正外负
C错:神经递质经过③时的运输方式是胞吐,不是主动运输
D对:结构④膜电位的变化与神经递质和突触后膜上的受体结合而引起的细胞膜对不同离子的通透性改变有关,故与④的选择透过性密切相关
2.[重庆卷]获2013年诺贝尔奖的科学家发现了与囊泡运输相关的基因及其表达蛋白的功能,揭示了信号如何引导囊泡精确释放运输物。突触小泡属于囊泡,以下相关叙述,错误的是( )
A.神经元中的线粒体为突触小泡的运输提供了能量
B.神经元特有的基因决定了突触小泡的运输方式
C.突触前膜的特定蛋白决定了神经递质的释放位置
D.突触小泡中运输物的释放受到神经冲动的影响
练一练
B
解析:
突触小泡的运输所消耗的能量主要来自线粒体,A正确
神经元与其他体细胞均来自同一个受精卵,遗传物质相同,基因也相同,只是基因选择性表达的结果,B错误
神经递质的释放位置是由突触前膜的特定蛋白决定的,C正确
突触小体产生兴奋时,突触小泡中的神经递质才会由突触前膜释放,D正确
3.[江苏卷]下列关于神经兴奋的叙述,正确的是( )
A.神经元受到刺激时,贮存于突触小泡内的神经递质就会释放出来
B.神经递质与突触后膜上的受体结合,也可能抑制下一神经元
C.兴奋在反射弧中的传导是双向的
D.神经元细胞膜外Na+的内流是形成静息电位的基础
练一练
B
解析:
神经元受到刺激时,若该刺激很弱则不能引起神经元兴奋或引起的是使神经元兴奋被抑制,则贮存于突触小泡内的神经递质不会被释放出来,A错误
神经递质与突触后膜上的受体结合,可能引起下一神经元的兴奋或抑制,B正确
兴奋只能从突触前膜到达突触后膜,故兴奋在反射弧中的传导是单向的,C错误
神经元细胞膜外Na+的内流是形成动作电位的基础,形成静息电位的基础是K+的外流,D错误
练一练
4.[全国卷]乙酰胆碱可作为兴奋性神经递质,其合成与释放见示意图
(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 .
C

胞吐
突触间隙
兴奋
解析:
(1)图中B示ADP和Pi,E表示ATP。据图可知,A一C在突触间隙中被D酶催化分解成A和C,其中,C又被突触前膜吸收回突触小体中,重新与 A反应生成A-C,由此可知C能循环利用。神经递质种类很多,主要有乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、氨基酸类、一氧化氮等。
(2)当兴奋传到神经末梢时,突触小泡内的神经递质通过胞吐方式释放到突触间隙中,再到达突触后膜。
(3)若由于某种原因使D酶失活,则与突触后膜上受体结合的 A-C将无法分解,会导致受体持续受A-C刺激,从而会引起突触后神经元持续兴奋。
练一练
5.图一为a、b、c三个神经元部分结构组成,图二中甲、乙、丙三条曲线为不同刺激引起神经元c上的电位变化。
(1)图一中有 个突触。只刺激神经元 a,神经元c兴奋体现了细胞膜具有 的功能。
((3)图二中乙曲线电位保持不变的原因是 .
2
(进行细胞间的)信息交流
神经元b兴奋时,释放的抑制性递质使神经元a抑制
(一)某些化学物质对神经系统的影响
某些化学物质能够对神经系统产生影响,其作用位点往往是______
突触
①有些物质能够_____神经递质的______和_____的速率
②有些会干扰:_______________________
③有些会影响分解神经递质的____的_____
促进
合成
释放
神经递质与受体的结合

活性
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
(二)兴奋剂与毒品
1.兴奋剂
(1)概念:
(2)作用:
原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
兴奋剂具有增强人的兴奋程度、提高运动速度等作用
为了保证公平、公正,运动比赛禁止使用兴奋剂
用途:在冲刺时刺激爆发力,缩短兴奋的时间
风险:头痛、高血压和恶心
2.毒品
(1)概念:
指____、______、_______________、_____、____、______以及国家规定管制的其他能够使人形成瘾癖的_____药品和______药品
鸦片
海洛因
甲基苯丙胺(冰毒)
吗啡
大麻
可卡因
麻醉
精神
有些兴奋剂就是毒品,它们会对人体健康带来极大的危害
3.可卡因
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快传递有关的神经元,这些神经元利用神经递质多巴胺来传递愉悦感
其又称古柯碱,化学名称为苯甲基芽子碱,多呈白色晶体状,无臭,味苦而麻。在医疗中,它被用作局部麻醉药或血管收缩剂,由于其麻醉效果好,穿透力强,主要用于表面麻醉,但因毒性强,不宜注射。同时可作强烈的天然中枢兴奋剂,也因其对中枢神经系统的兴奋作用而导致滥用,1985年起成为世界性主要毒品之一
表现出情绪高涨、好动、甚而会有攻击倾向
(2)可卡因的上瘾机制
①在正常情况下,多巴胺发挥完作用后会被突触前膜上的转运蛋白从突触间隙回收
②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,于是多巴胺就就留在突触间隙持续发挥作用
③这样,导致突触后膜上多巴胺受体减少
④当可卡因药效失去后,由于多巴胺受体减少,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元的活动,于是形成恶性循环,毒瘾难戒
(3)可卡因的其他危害
此外,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
吸食可卡因者可产生心理依赖性,长期吸食易产生触幻觉与嗅幻觉,最典型的是有虫行蚁走感,奇痒难忍,造成严重的抓伤甚至断肢自残、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
(三)珍爱生命,远离毒品
2008年,《中华人民共和国禁毒法》正式施行
该法明确指出,禁毒是全社会的共同责任
禁毒工作实行以预防为主,综合治理,禁种、禁制、禁贩、禁吸并举的方针
参与制毒、贩毒或引诱他人吸毒,都会受到法律的严惩
拓展延伸