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40张ppt)课件

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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40张ppt)课件
格式 pptx
文件大小 8.6MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2024-04-16 16:19:01

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文档简介

(共40张PPT)
第3节 神经冲动的产生和传导
第2章 神经调节
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。
讨论: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?
2.短跑比赛规则中关于“在枪响后0.1s内起跑被视为抢跑规定的科学依据是什么?
经过了感受器(耳)、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(传出神经末梢和它所支配的肌肉)
人类从听到声音到做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
短跑赛场
运动员从听到枪响到作出起跑的反应,完成一系列反射活动。导的?它又是怎样传导的呢?
兴奋在神经纤维上的传导
神经中枢
传入神经
传出神经
感受器
效应器
兴奋在神经元之间的传递
一、兴奋在神经纤维上的传导
1.蛙的坐骨神经表面电位变化实验
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流表上
蛙坐骨神经-腓肠肌标本
坐骨神经
腓肠肌
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。
结论:
神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的?
一、兴奋在神经纤维上的传导
1.蛙的坐骨神经表面电位变化实验
根据电流表电极的位置的不同,A表为0伏,B表为-70伏,原因是什么呢?
2.静息电位的产生
静息时,细胞膜主要对K+有通透性,即K+通道开放,K+外流,膜电位表现为外正内负,称为静息电位。
一、兴奋在神经纤维上的传导
静息电位:
电位:内负外正
机理:K+外流
2.静息电位的产生
一、兴奋在神经纤维上的传导
Na+
膜外
膜内
膜外
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
Na+
K+
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Na+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
受到刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加,Na+ 内流,使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧, 膜电位表现为外负内正,称为动作电位,并与相邻部位产生电位差。
3.动作电位的产生
一、兴奋在神经纤维上的传导
Na+
膜外
膜内
膜外
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
Na+
K+
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适宜 刺激
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
动作电位:
电位:外负内正
机理:Na+内流
2.动作电位的产生
一、兴奋在神经纤维上的传导
思考:要想实现Na+内流和K+外流,需要一个生理基础,即神经细胞胞内K+浓度高于胞外,胞外Na+高于胞内,如何来实现这一离子梯度呢?
钠钾泵:为蛋白质分子,进行钠离子和钾离子之间的交换。逆浓度梯度泵出钠离子和泵入钾离子。保持膜内高钾膜外高钠的不均匀离子分布。 钠钾泵每消耗一个ATP ,会把3 个Na+泵出细胞外, 把2个K+泵入细胞内,以维持细胞内外Na+ 、K+的浓度差。所以钠钾泵运输钠钾离子为主动运输。
而Na+通道和K+通道为顺浓度运输,为协助扩散。
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适宜刺激
思考:自然条件下,接受刺激的往往是感受器,若将神经纤维离体,刺激中部,则兴奋的传导方向是什么样的?
兴奋部位
临近未兴奋部位
临近未兴奋部位
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未兴奋部位
兴奋部位
兴奋部位
兴奋
膜内电流方向
膜外电流方向
思考:若将神经纤维离体,刺激中部,则兴奋的传导方向是什么样的?
适宜刺激
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兴奋
膜内电流方向
膜外电流方向
结论:若刺激发生在神经纤维中部,则兴奋传导方向是双向的;
兴奋的传导方向与膜内电流相同;与膜外电流方向相反。
思考:若将神经纤维离体,刺激中部,则兴奋的传导方向是什么样的?
适宜刺激
电位变化曲线解读
图示神经纤维某一部位受适当刺激时,该部位受刺激前后膜两侧电位差的变化。
①OA线段:静息电位、外正内负、K+通道开放,此时细胞膜主要对K+有通透性,K+外流。
②A点:开始形成动作电位,受刺激部位Na+通道开放,Na+内流。
③CB段:动作电位、钠离子通道继续开放。
④BD段:受到动作电位的刺激,Na+通道关闭,K+通道开放,K+外流,静息电位恢复形成。
⑤整个过程中,钠钾泵一直在发挥作用,钠钾泵将细胞内的Na+泵出,将细胞外的K+泵入,以维持细胞内K+浓度高与细胞外Na+浓度高的状态,为下一次兴奋做好准备。
思考:细胞外液中Na+和K+浓度变化对静息电位和动作电位有影响吗?
有影响
Na+浓度只影响动作电位的峰值,
K+浓度只影响静息电位的绝对值
浓度变化 静息电位或动作电位的变化
细胞外Na+浓度增加
细胞外Na+浓度降低
细胞外K+浓度增加
细胞外K+浓度降低
静息电位不变,动作电位的峰值变大
静息电位不变,动作电位的峰值变小
静息电位绝对值变小
静息电位绝对值变大
例:在离体实验条件下单条神经纤维的动作电位示意图如下。下列叙述正确的是
A.a~b段的Na+内流是需要消耗能量的
B.b~c段的Na+外流是不需要消耗能量的
C.c~d段的K+外流是不需要消耗能量的
D.d~e段的K+内流是需要消耗能量的
C
A.曲线a代表正常海水中膜电位的变化
B.两种海水中神经纤维的静息电位相同
C.低Na+海水中神经纤维静息时,膜内Na+浓度高于膜外
D.正常海水中神经纤维受刺激时,膜外Na+浓度高于膜内
C
例:下图表示枪乌贼离体神经纤维在Na+浓度不同的两种海水中受刺激后的膜电位变化情况。下列描述错误的是(  )
兴奋传导与电流表指针偏转问题
①刺激a点,电流计指针如何偏转?
②刺激c点(bc=cd),电流计指针如何偏转?
③刺激bc之间的一点,电流计指针如何偏转?
④刺激cd之间的一点,电流计指针如何偏转?
⑤上述③④电流计指针偏转方向一样吗?
发生两次方向相反的偏转(因为b点先兴奋,d点后兴奋)
不偏转(因为b点和d点同时兴奋)
发生两次方向相反的偏转(因为b点先兴奋,d点后兴奋)
发生两次方向相反的偏转(因为d点先兴奋,b点后兴奋)
不一样,相反(若③先左后右,那么④先右后左)
兴奋在神经纤维上的传导是双向的,兴奋在反射弧中的传导又是单向的,为什么?
01
兴奋在神经元之间的传递是单向的
02
二、兴奋在神经元之间的传递
兴奋的传导
兴奋的传递
突触
兴奋传导的方向
突触前膜
突触间隙
突触后膜
1、传递的结构:
突触
二、兴奋在神经元之间的传递
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
2、突触的常见类型
A.轴突—细胞体型
B.轴突—树突型
二、兴奋在神经元之间的传递
3.兴奋在神经元之间的传递过程
(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,并与突触前膜融合,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的受体附近。
(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,引发突触后膜电位变化。
(5)神经递质与手提分开,被迅速降解或回收。
兴奋传导的方向
二、兴奋在神经元之间的传递
4.神经元之间兴奋的传递特点
(1)神经元之间兴奋的传递只能是单方向的——单向传递
原因: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
轴突
突触小泡
突触前膜
突触间隙
突触后膜
电信号
化学信号
电信号
神经元与肌肉细胞或某些腺体之间也是通过突触联系的,神经元释放的神经递质可以作用于这些肌肉细胞或腺细胞,引起肌肉的收缩或腺体的分泌。
二、兴奋在神经元之间的传递
5.神经递质
(1)按功能主要分为两种:兴奋性递质:乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、谷氨酸、天冬氨酸等);抑制性递质:γ-氨基丁酸、甘氨酸、一氧化氮等。
(2)产生:与高尔基体、线粒体有关。
(3)释放方式:胞吐。
(4)作用机理:与突触后膜上的受体结合,形成递质-受体复合物,改变突触后膜对离子的通透性,引发突触后膜电位变化。
(5)作用效果:根据神经递质种类的不同,使突触后膜兴奋或抑制。
(6)去向:起作用后被降解或回收,以免持续发挥作用。
二、兴奋在神经元之间的传递
关于抑制性神经递质的拓展:
抑制性神经递质导致突触后膜氯离子(Cl-)内流,进而引起突触后膜电位如何变化?
静息电位绝对值变大
注意:
兴奋传导的方向
①神经递质释放的运输方式是胞吐,需要消耗能量,不需要转运蛋白,体现了细胞膜具有一定的流动性;
②突触小泡的形成与高尔基体有关,胞吐过程中需要的能量主要来自线粒体
③神经递质通过突触间隙的运到突触后膜的方式为扩散,不需要消耗能量,其快慢与神经递质的浓度和温度等有关
④神经递质与受体的结合具有特异性;受体的化学本质是蛋白质(糖蛋白);神经递质与受体结合,体现了细胞膜的功能:进行细胞间的信息交流;
兴奋在神经元之间的传递与电流表指针偏转问题
①刺激a点左侧,电流计指针如何偏转?
②刺激b点(bc=cd),电流计指针如何偏转?
③刺激ab之间的点,电流计指针如何偏转?
④刺激c点,电流计指针如何偏转?
⑤刺激d点右侧,电流计指针如何偏转?
发生两次方向相反的偏转(因为a点先兴奋,d点后兴奋)
发生两次方向相反的偏转(因为a点先兴奋,d点后兴奋)
发生两次方向相反的偏转(因为a点先兴奋,d点后兴奋)
发生一次偏转(因为a点不兴奋,d点兴奋)
⑥上述④⑤现象发生的原因
发生一次偏转(因为a点不兴奋,d点兴奋)
神经元之间的兴奋的传递只能是单方向,因为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
1、某些化学物质对突触的影响
兴奋剂和毒品也大多是通过突触来起作用的
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
有些能促进神经递质的合成和释放速率;
有些会干扰神经递质与受体的结合;
有些会影响分解神经递质的酶的活性。
2.兴奋剂的概念和作用
(1)概念: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。
(2)作用:可增强人的兴奋程度、提高运动速度等。
注意:为了保证公平、公正,运动比赛禁止使用兴奋剂。
3.毒品的类别和危害
《中华人民共和国刑法》第357条规定:毒品是指鸦片、海洛因、甲基苯丙胺(冰毒)、吗啡、大麻、可卡因以及国家规定管制的其他能够使人形成瘾癖的麻醉药品和精神药品。
注意:有些兴奋剂就是毒品(可卡因),会对人体健康带来极大危害。
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
可卡因的其他危害
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;
思考·讨论·分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害
服用可卡因为什么会使人上瘾?
①在正常情况下,多巴胺(兴奋性神经递质)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,突触后膜持续兴奋
③这样会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
从鸦片战争到现在,我国人民同毒品的斗争一直没有停止过。这不仅关系个人的命运,而且关系国家和民族的兴衰。
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。
珍爱生命,远离毒品,向社会宣传滥用兴奋剂和吸食毒品的危害,是我们每个人应尽的责任和义务。
四、思维训练——推断假说与预期
有研究者提出一个问题:“当神经系统控制心脏活动时,在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号还是电信号呢?”
为回答此问题,科学家进行了如下实验:
取两个蛙的心脏(A和B,保持活性)置于成分相同的营养液中,A有某副交感神经支配,B没有该神经支配;刺激该神经,A心脏的跳动减慢;从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液中(如右图),B心脏跳动也减慢。
A
B
A
B
A B
材料
处理
结果
结论 有某副交感神经
无某副交感神经
刺激该神经
从A的营养液中取一些液体注入B的营养液中
心脏跳动减慢
心脏跳动也减慢
该神经释放一种化学物质,这种物质可以使心跳变慢
小结
1.神经纤维在静息时具有静息电位,受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位,这两种电位可通过仪器测量。下列示意图能正确表示测量神经纤维静息电位的是(  )
A
课堂巩固
2.如图为人体的某反射弧模式图,请据图下列叙述正确的是(  )
A.若切断②处,刺激③处,④处仍能出现反射活动
B.兴奋传递方向是④→③→①→②→⑤
C.②所在的神经元上,完成了电信号→化学信号的转变
D.发生反射时,神经冲动在③上以局部电流的形式双向传导
C