课题 第 2 章第 3 节 神经冲动的产生和传导（第二课时）
教学目标
教学目标：理解兴奋在神经元之间通过突出传递。能够区分假设和预期。 教学重点：兴奋在突触的传递。假设和预期的区分。 教学难点：假设和预期的区分，突出传递的调节。
教学过程
时间 教 学 环 节 主要师生活动
2 分 钟 问题探讨 问题探讨： 刺激离体的神经纤维中间任意一点，兴奋沿神经纤维双向传导。但是， 在体内的反射活动中，为什么兴奋只能沿反射弧单向传导呢？ 回顾上一课时内容，引出本节课程内容。
10 分 钟 问题探讨 问题探讨：神经元之间的突触连接和兴奋在突触之间的传递 1.神经元之间兴奋如何传递？ 2.突触的结构。 3.兴奋如何在突触进行传递？
3 分 钟 探究任务 探究任务：有机磷农药的中毒机制 通过有机磷农药中毒机制探究复习课程学习的突触传递的基本内容，引
出突触传递调节因素的内容。
2 分 钟 问题探讨 问题探讨：兴奋在突触的传递为什么是单向的？ 联系上一课时内容，对兴奋沿神经纤维的传递和兴奋在突触的传递进行 辨析，落实课程内容。
4 分 钟 问 题 探 讨 突触只存在于神经元之间吗？如何验证。 通过实验案例的分析引导学生学习假设和预期的区分，提升学生的实验 能力。
3 分 钟 问题探讨 问题探讨：突触传递的调节。 通过兴奋在突触的传递引导学生思考配体和受体的关系，为之后体液调 节大量受配体调节做铺垫，引导相关生物大概念的形成。
1 分 钟 小 结 小结，回顾 课程内容，对重难点进行总结和梳理。课题 第 2 章第 3 节 神经冲动的产生和传导（第三课时）
教学目标
教学目标：关注滥用兴奋剂和吸食毒品的危害，能够向他人宣传这些危害，拒绝毒品。 教学重点：理解滥用和吸食毒品的巨大危害。 教学难点：毒品成瘾的神经机制。
教学过程
时间 教 学 环 节 主要师生活动
3 分 钟 课上调查讨论 通过课上调查和讨论建立成瘾的概念，引入本节课程内容。 课上调查和讨论：什么是成瘾？ 你是否沉迷在电脑/手机游戏中无法自拔？ 你是否喜欢暴饮暴食，特别是高糖食物？ 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？
10 分 钟 问题探究 问题探究：小鼠的成瘾机制探究。多巴胺与奖励机制在其中起到何种作用？ 通过经典实验研究将上一课时实验假说和预期的判断进行复习和巩固，并理
解成瘾的神经机制。 多巴胺由瑞典科学家卡尔森发现，他发现帕金森症和精神分裂症的发病 与病人的脑部部分区域多巴胺分泌异常相关，并因此获得 2000 年诺贝尔生理 学与医学奖。在卡尔森之后，很多研究显示多巴胺作为一种重要的神经递质， 与人的快乐等正面情绪高度相关。之后， 由研究人员设计了一项经典实验， 对这一观点正确与否进行了探究。 小鼠在饥饿后会在鼠笼内四处寻找食物，此时给予小鼠食物后，小鼠在 进食的同时会表现出舔嘴唇行为，这是一种典型的快乐的正面情绪行为。研 究人员将小鼠随机分为 A、B、C 三组。A 组小组作为阴性对照组；B 组小鼠研 究人员通过脑室内化学药物注射抑制了脑部多巴胺的合成；C 组小鼠使用电 刺激的方式诱导脑部多巴胺的大量合成。之后，研究人员将三组小鼠饥饿处 理相同时间后给予食物，并将这一操作持续重复多次，在三组小鼠的进食量 和舔嘴唇次数相对稳定后，记录三组小鼠舔嘴唇的行为次数和小鼠的进食 量 。 这项实验的假说应该是什么呢？根据上节课程的方法，我们不难推知， 实验假说是多巴胺分泌增加可以使小鼠产生快乐的证明情绪。据此，我们可 以推测，该项实验的预期结果是 B 组小鼠的进食量和舔嘴唇次数均显著小于 A 组，而 C 组小鼠的进食量和舔嘴唇次数均显著大于 A 组。那么，结果是这 样的吗？ 然而，研究人员却发现： B 组小鼠在饥饿后的进食量与舔嘴唇次数与 A 组小鼠相比，并没有显著 差异；C 组小鼠在饥饿后的进食量与 A 组和 B 组小鼠相比显著增加，但舔嘴 唇次数却显著下降。 这项实验结果说明了什么问题呢？ 根据实验结果，我们发现实验假说可能是错误的。 B 组小鼠在脑部缺乏多巴胺这种神经递质时，饥饿后给予食物后表现出 了和 A 组小鼠一样的反应，说明快乐情绪的产生和多巴胺的分泌之间并没有 明确的相关关系。再看 C 组小鼠，脑部多巴胺分泌增加后，饥饿后给予食物 后进食量显著增加，说明 C 组小鼠对食物的渴求或者说欲望，与 A 组和 B 组
小鼠相比有了显著增加。同时，虽然 C 组小鼠的进食量出现了显著增加，但 是 C 组小鼠的舔嘴唇次数相对于 A 组和 B 组小鼠却出现了显著下降。这说明 C 组小鼠并没有从大量摄入食物中获得足够多的的快乐情绪。 据此，研究人员分析多巴胺在脑的分泌可以诱导产生欲望，而与快乐没 有显著相关，是两个独立的情绪产生系统。 在此基础上，科学家继续这项实验，发现随着实验时间的增长，C 组小 鼠的进食量持续增多，但舔嘴唇次数却逐渐下降。也就是说，多巴胺在脑部 的大量分泌会使得小鼠产生强烈的大量进食的欲望，但在大量进食后却并未 获得足够的快乐情绪，并导致大量进食的欲望更加强烈，如此周而复始。
5 分 钟 科学史回顾 回顾科学史：毒品的成瘾机制探究和滥用的成因。通过科学史的回顾为 学生树立正确的价值观，对科学的发展保持敬畏和尊重，能够理性对待科学 发展。 那么，毒品是如何被人类发现，又是如何被滥用的呢？ 阿片类和可卡因是人类最早接触的毒品，人类同它们接触的历史，几乎 等长于人类自身的历史。针对 3000 多年前生活在两河流域的苏美尔人的村庄 考古发现，苏美尔人有实用罂粟叶子泡茶的习惯。而同在两河流域的亚述人 发现将没有成熟的罂粟果实轻轻切开，会流出白色的乳汁，就像在右侧图片 中同学们看到的这样。这种白色乳汁干燥后就成了效力强劲的鸦片。鸦片在 当时广泛应用于镇痛、腹泻、高热等多种疾病的治疗。但是，很快人们发现 鸦片具有明确的成瘾性，戒除对鸦片的依赖非常困难。在此基础上，德国药 剂师瑟图纳从罂粟中分离了纯粹的镇痛成分，吗啡。吗啡问世之后被大规模 应用于镇痛治疗。美国南北战争、、第一次世界大战等战争加速了吗啡的滥用。 吗啡在战争中缓解了士兵的痛苦，但当士兵伤愈恢复，吗啡成瘾却让士兵们 继续在毒瘾中遭受苦难，并向周围的人们扩散。1897 年，德国拜耳的化学家 霍夫曼对吗啡进行了改造，得到了二乙酰吗啡，这就是海洛因。霍夫曼的初 衷是通过这种改造除去吗啡的成瘾性。海洛因当时被作为镇咳药物出售，从 而导致了更严重的成瘾和毒品滥用问题。需要指出的是，霍夫曼还发明了另 外一种药物，阿司匹林，作为一种经典的解热镇痛消炎药和心血管疾病预防 药物，至今仍在不断帮助人们远离疾病的痛苦。
同阿片类毒品类似，从古柯叶中提取出的可卡因在南美印第安人中被广 泛用作麻醉剂。冰毒以及冰毒的前体安非他明最初用作神经兴奋性药物在第 二次世界大战中被大量士兵使用。值得注意的是，科技的发展一般快于伦理 道德的完善。只有当我们认识到吗啡、海洛因、冰毒等作为药物对人类产生 的价值远远小于这些化合物作为毒品对人类的危害时，我们才能够做出针对 性的改变。在科技高速发展的今天，毒品带来的教训仍具有深刻的现实意义。 我们需要满怀敬畏之心去对待科技的发展，因为科技的发展是一把双刃剑， 在带给人类社会福祉的同时，也有可能将恶魔释放到人间。
4 分 钟 讨论 讨论：毒品的巨大危害 通过课上讨论和学生自主检索信息，让同学能够深刻认识毒品的巨大危 害， 自觉远离毒品。
3 分 钟 小 结 讨论和小结：我们能做些什么？ 在认识到毒品的危害后，能够将这一认知内化，并形成自觉行动， 自觉 抵制毒品侵害。课题 第 2 章第 3 节 神经冲动的产生和传导（第一课时）
教学目标
教学目标：理解反射的完成以神经元上兴奋的传导为基础。神经元受到刺激会产生兴 奋。兴奋在神经纤维上以神经冲动的形式传导。 教学重点：动作电位的形成和静息电位的维持机制；兴奋在神经纤维上的传导 教学难点：动作电位的形成和静息电位的维持机制
教学过程
时间 教 学 环 节 主要师生活动
3 分 钟 问 题 探 讨 师生通过回顾之前课程内容，创设课程情境， 以问题探讨的形式引入本 节课程。 反射的短跑赛场上，发令枪一响，运动员们会像离弦的箭一样冲出起跑 线。运动员从听到发令枪响到做出起跑反应。 我们知道这是一种条件反射。感受器是分布在耳朵的听神经末梢，通过 听神经将信号传入神经中枢大脑，在大脑做出反应后，指令经过传出神经传 导至腿部肌肉，也就是效应器，完成起跑这一反应。 在这一过程中，兴奋在感受器如何产生，又是如何在神经中传导的呢？ 短跑比赛规则规定，发令枪响后 0.1s 内起跑为抢跑，这一规定的生物学
依据又是什么？
15 分 钟 科 学 历 回 顾 教师带领学生共同通过科学史的回顾理解“生物电 ”现象的发现和相关 机制的研究过程，串联并讲解本节课程的核心知识。 1.蛙坐骨神经-腓肠肌标本如何证实存在生物电现象。 对这一问题的探索肇始于意大利医生和生理学家伽尔瓦尼在 1786 年的 一个偶然发现。伽尔瓦尼发现挂在铁栅栏铜钩上的蛙腿在风的吹动下左右摇 晃，蛙腿一碰到铁栅栏，就能观察到较明显的收缩。伽尔瓦尼认为这种收缩 是肌肉内部流出来并沿着神经到达肌肉表面的电流刺激引起的，即动物的组 织可以产生生物电。 伽尔瓦尼的观点在科学界引发了争论。伏特等科学家认为伽尔瓦尼的发 现可能是铜铁两种金属的电位差引起的，而不是所谓的生物电。为此，伽尔 瓦尼和他的后继者设计了“无金属收缩实验 ”，在蛙坐骨神经-腓肠肌标本 中，截断蛙的坐骨神经可以导致蛙腓肠肌收缩，这一过程中，没有涉及任何 金属，说明生物电确实存在。 2.离体神经纤维上兴奋的传导方向是什么，如何进行探究？ 电流计于 1820 年应用于生物电研究。科学家在蛙神经外侧连接两个电 极。随后，刺激蛙神经一侧，并在刺激的同时记录电流表的电流大小和方向。 在刺激刚开始时，神经上电极所在的 a 点和 b 点均没有兴奋，故电流表 不显示电流，说明 a 点和 b 点均没有兴奋，没有电位差异。 当兴奋传导至 a 点时，b 点所在位置还没有兴奋，可见电流表出现明显 偏转，电流从 b 点流向 a 点，说明 a 点比 b 点电位低。 当兴奋传导至 b 点时，a 点所在位置已经由兴奋回复到静息状态。此时， 电流表出现明显偏转， 电流从 a 点流向 b 点，说明 b 点比 a 点电位低。 当兴奋传导至 b 点右侧时，兴奋已经传导过 a 点和 b 点。此时 a 点和 b 点均为静息状态， 电流表不显示电流，没有电位差异。 该项实验证明兴奋在神经上以电信号传导，神经兴奋发生位置电位低于 静息位置。 3.生物电的“膜学说 ”是什么？ 科学家提出的“生物电 ”发生的膜学说。因为生物膜具有选择透过性，
神经兴奋的产生可能是细胞膜调节 K+或者其他离子的透过性，进而调节细胞 膜两侧电位差引发的。 4.霍奇金和赫胥黎进行了哪些“生物电 ”相关的研究。他们取得了哪些 研究成果。相对于“膜学说 ”，他们的研究成果有哪些突破？ 1939 年，赫胥黎和霍奇金使用微电极技术和细胞内记录的方法研究枪乌 贼神经细胞轴突膜两侧的电位变化。他们将枪乌贼的神经元轴突进入盛有生 理盐水的水槽。将其中一个电极刺入细胞膜，而另一个电极留在细胞膜外， 并将两个电极联通，监测电位变化。赫胥黎和霍奇金使用的微电极直径很细， 而且中空， 内部充满生理盐水，在维持神经元轴突原有生物活性的前提下能 够有很好的导电性，便于后续的实验探究。实验发现：在需要插入枪乌贼轴 突的微电极刺穿轴突细胞膜前，两个电极之间没有点位差异；但该电极刺穿 细胞膜后，两个电极之间出现了 45 mV 的电位差异，且枪乌贼轴突细胞膜内 电位低于枪乌贼轴突细胞膜外电位。确认了内负外正的静息电位。 在此基础上，赫胥黎和霍奇金开始探究兴奋在轴突上的产生机制。 赫胥黎和霍奇金记录的枪乌贼动作电位符合“膜学说 ”吗？我们可以观 察到，轴突兴奋的时候， 电位变化的幅度大大超过了零电位而达到了+30-50 mV。 那么，轴突兴奋的时候是如何形成正电位的呢？ 按照“膜学说 ”的观点，如果仅仅有 K+的外流，不会出现细胞膜内正电 位。在赫胥黎和霍奇金进一步研究并在 1952 年发表的论文指出了动作电位形 成的原理。
5 分 钟 探究任务 教师布置探究任务：神经冲动在神经纤维上的传导方向。引导学生在学 习完科学史后，重点思考神经冲动在神经纤维上的传导方向，进一步深化学 生在科学史学习中理解的知识认知层次。 神经纤维未受到刺激，细胞膜两侧电位表现为内负外正的静息电位。当 神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜一部分 Na+离子通道开放，对细胞外 Na+的通透性增加，Na+内流，细胞膜内电位开始升高。如果刺激足够强烈， 当细胞膜内电位从静息电位升高到一定程度时，细胞膜上的大量 Na+离子通 道开放，从而使得 Na+大量内流，从而推动细胞膜内电位迅速升高，使得细 胞膜两侧电位由静息电位的内负外正转变为内正外负，从而形成动作电位。
能够诱导细胞膜大量 Na+离子通道开放的电位称为阈电位，只有刺激诱导 Na+ 内流使细胞膜内电位到达阈电位，才能够诱导动作电位形成，使得神经纤维 刺激部位兴奋。动作电位形成后，神经纤维刺激部位需要及时恢复为静息电 位， 以便及时感知后续刺激。此时，细胞膜上的 Na+离子通道关闭。 由于此 时细胞膜内 K+浓度远高于细胞外，细胞膜上的 K+离子通道开放，大量 K+外 流，从而使细胞膜内电位快速下降， 由内正外负的动作电位重新恢复为内负 外正的静息电位。在恢复为静息电位后，神经纤维刺激部位需要产生动作电 位过程中大量内流的 Na+通过主动运输的形式运输到细胞外，将由动作电位 恢复为静息电位过程中大量外流的 K+通过主动运输的形式运输到细胞内，从 而恢复原有的细胞内外 Na+和 K+离子浓度分布， 以便在之后刺激时能够继续 形成动作电位 。
2 分 钟 小 结 总结本节课程内容，回答课程开始的问题。 短跑赛场上，发令枪一响，运动员们会像离弦的箭一样冲出起跑线。运 动员从听到发令枪响到做出起跑反应。 在这一过程中，兴奋在感受器如何产生的呢 兴奋时声音传播至内耳， 引发分布于内耳内液体振动进而引发听神经末梢兴奋产生的。起跑这一反射 的完成以神经元上兴奋的传导为基础。 那么，短跑比赛规则规定，发令枪响后 0.1s 内起跑为抢跑，这一规定的 生物学依据又是什么？ 从内耳的听神经末梢兴奋至兴奋传导至腿部肌肉执行起跑这一动作，所 需的时间应在 0.1s 左右。因此，如果运动员在发令枪响后 0.1s 内起跑，应 是在发令枪响前抢跑。 本节课程的主要内容： 1. 反射的完成以神经元上兴奋的传导为基础。 2. 神经元受到刺激会产生兴奋。静息电位表现为内负外正 3. 兴奋在神经纤维上以神经冲动（电信号）的形式传导， 刺激离体的神经纤维上任意一点兴奋可双向传导
