2.3 神经冲动的产生和传导 高中生物人教版（2019）选择性必修1课件(共46张PPT)

(共46张PPT)
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 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？
0.1s
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（传出神经末梢和肌肉）等结构。
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。
2.短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？
神经中枢
中枢神经系统
外周神经系统
效应器
传出神经
感受器
传入神经
运动员听到信号后神经产生兴奋，兴奋的传导要经过反射弧。
那么，兴奋在反射弧中是以什么形式传导？又是如何传导呢？
第2章 神经调节
第3节 神经冲动的产生和传导
①
1
2
3
阐明兴奋在神经纤维上的产生及传导机制
说明突触传递的过程及特点
比较兴奋在神经纤维上的传导与在神经元之间的传递
教学
目标
一、兴奋在神经纤维上的传导
一
1.蛙坐骨神经表面电位差实验
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。
a
b
+
+
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
刺激
-
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
负
-
③然后，另一电极（b处）变为 电位。
负
④接着又 。
恢复为正电位
实验证明：兴奋在神经纤维上以 的形式传导，兴奋发生位置的膜外电位 (填“高于”或“低于”)静息位置。
电信号
低于
1.蛙坐骨神经表面电位差实验
电表共发生了两次方向相反的偏转
兴奋以电信号的形式沿神经纤维传导又称为神经冲动
大本P.23:资料3　1939年，赫胥黎和霍奇金将电位计的一个电极刺入细胞膜内，而另一个电极留在细胞膜外。瞬间记录仪上出现了一个电位跃变。
4.据图文资料分析，可得出结论：未受到刺激时，细胞膜内外存在着电位差， 比 低45 mV。
膜内
膜外
5.右图是赫胥黎和霍奇金记录的给予刺激后枪乌贼轴突的电位变化。
请描述结果： 。
刺激会使受刺激处膜电位发生反转，由－45 mV变为＋40 mV
为什么神经纤维上兴奋发生位置的膜外电位低于静息位置？
大本P.23:探究静息电位的产生原因
资料4　无机盐离子是细胞生活必需的，但这些无机盐离子带有电荷，不能通过自由扩散穿过磷脂双分子层。
资料5　神经细胞内外部分离子浓度。
根据资料5分析上述神经元和肌肉细胞膜内外Na+、K+分布特点？
神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内的K+浓度高。
膜内
膜外
Na +通道
K +通道
只允许Na+内流
协助扩散
只允许K+外流
协助扩散
Na+-K +泵
每消耗1分子ATP，泵出3个Na+的同时泵入2个K+
主动运输
膜上三种转运蛋白
一
兴奋在神经纤维上的传导
每消耗一个ATP分子,逆电化学梯度泵出3个钠离子和泵入2个钾离子。保持膜内高钾,膜外高钠的不均匀离子分布。
钠钾泵
①
2.静息电位
电位表现：___________
形成原因：___________
运输方式：___________
内负外正
K+外流
协助扩散
资料6　1942年，美国科学家Cole和Curtis发现当细胞外液K＋浓度提高时，静息电位减小；当细胞外液K＋浓度等于细胞内K＋浓度，静息电位为0；继续提高细胞外K＋浓度会逆转静息电位。
据以上资料可知：静息电位形成的原因是 向膜 (填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是 。
K＋
协助扩散
外
①
②
3.动作电位
电位表现：___________
形成原因：___________
运输方式：___________
内正外负
Na+内流
协助扩散
刺激
资料7　1949年，霍奇金和卡茨用不含Na＋的等渗透压的右旋糖代替海水，在两分钟之内，动作电位消失，而加含Na＋的海水后，在一分半钟左右恢复了原有的动作电位。细胞外Na＋浓度如果增加，也可以加快动作电位的上升速度、加大动作电位的幅度。
据资料5、7可知，动作电位形成的原因是 向膜 (填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是 。
Na＋
内
协助扩散
Na＋
Na＋
- - - -
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
++++
++++
- - - -
- - - -
+ + +
++++
- - -
- - -
Na＋
Na＋
++++
++++
- - -
- - -
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
4、 兴奋的传导
兴奋部位和未兴奋部位之间存在 ，形成_________。
局部电流刺激相近的________部位产生同样的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又恢复为__________。
局部电流
电位差
未兴奋
静息电位
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
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+
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+
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+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
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-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
刺激
在箭头处给予离休神经纤维适宜的刺激，请绘制兴奋产生和传导示意图
动手试一试
兴奋特点：
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
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+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
刺激
双向传导
兴奋传导方向：与细胞膜内电流方向一致
6.如图表示兴奋在离体神经纤维上的传导过程，请思考下列问题：
(1)图中膜内、外都会形成局部电流，请说出它们的电流方向(用字母和箭头表示)。
(2)在此情况下兴奋传导的方向是怎样的(用字母和箭头表示)？ 。
(3)根据(1)和(2)，分析兴奋传导的方向与哪种电流方向一致？兴奋的传导有什么特点？
膜内的电流方向是a←b→c，膜外的电流方向是a→b←c。
a b c
a←b→c
兴奋传导的方向与膜内局部电流方向一致。
双向传导
兴奋在神经纤维上的传导
膜电位
传导方式
传导特点
静息电位
动作电位
钾离子外流
外正内负
协助扩散
电信号（神经冲动）
电流方向
双向传导
影响因素：
原因：
电位分布：
钠离子内流
外负内正
影响因素：
原因：
电位分布：
与兴奋传导方向相反
膜外：
膜内：
与兴奋传导方向相同
钾离子的浓度差
钠离子的浓度差
一、兴奋在神经纤维上的传导
1
神经纤维上膜电位差变化曲线解读
刺激
①a点之前
——静息电位
K+外流，使膜电位表现为内负外正。
②ac段
——动作电位的形成
Na+大量内流，表现为内正外负。
③ce段
——静息电位的恢复
K+大量外流，膜电位恢复为静息电位。
④ef段
——一次兴奋完成后
钠钾泵活动增强，将流入的Na+泵出膜外,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。
核心 归纳
2
细胞外液中Na＋、K＋浓度改变对电位的影响
项目 静息电位 动作电位峰值
Na＋增加
Na＋降低
K＋增加
K＋降低
增大
不变
变小
不变
变小
不变
增大
不变
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
Na+浓度改变不会影响静息电位
K+浓度的改变不会影响动作电位
3
膜电位的测量方法
测量方法 测量图解 测量结果
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
(1)产生和维持神经细胞静息电位主要与K＋有关(　　)
(2)兴奋沿神经纤维传导时细胞膜外Na＋大量内流(　　)
(3)神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相同(　　)
(4)刺激离体的神经纤维中部，产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导(　　)
(5)在完成反射活动的过程中，兴奋在神经纤维上的传导方向是双向的
√
√
×
√
判断正误
√
注意：在生物体内，通常兴奋来自感受器，兴奋在生物体内的反射弧上的传导是单向传导。
二、兴奋在神经元之间的传递
放大
1.突触小体
神经元的__________经过多次分支，最后每个小枝末端_____，呈___状或___状，叫做__________。
轴突末梢
膨大
杯
球
突触小体
2.突触
突触小体可以与其他神经元的________或_______等相接近，共同形成突触。
树突
细胞体
突触小体
2.突触
一
突触前膜
突触间隙
突触后膜
突触
突触小泡
线粒体
神经递质受体
神经递质
一
3. 突触的常见类型
A．轴突—细胞体型
B．轴突—树突型
思考·讨论
1、突触只存在于神经元之间吗？根据以下实验回答相关问题。
已知副交感神经可以使心率降低。A组保留副交感神经，B组剔除副交感神经，刺激A组中的副交感神经，A的跳动减慢。从A组的营养液中取一些液体注入B组的营养液中，B组的跳动也减慢。
请思考：该实验的自变量是 。该实验表明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 信号。从这一实验可知：突触不仅存在于神经元之间，也可以存在于 之间。
有无副交感神经
化学
神经元和心肌细胞
一
神经冲动到达神经元的轴突末梢（突触小体）
突触小泡向突触前膜移动并融合释放神经递质
刺激
神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜受体附近
神经递质与突触后膜上的受体特异性结合
突触后膜的离子通道打开,突触后膜电位变化
神经递质被降解或回收。
引发
4. 兴奋在神经元之间传递的过程
电信号
化学信号
电信号
兴奋在神经元之间传递的过程
一
5. 神经递质
类型：主要有乙酰胆碱、氨基酸类（如谷氨酸、甘氨酸）、5-羟色胺、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等。
作用：
引起下一个神经元的兴奋或抑制
引起肌肉收缩或某些腺体分泌相应的物质
兴奋性影响（乙酰胆碱）
抑制性影响（甘氨酸）
影响
释放方式：
胞吐
（体现生物膜的流动性）
一
拓展
神经递质作用于突触后膜，引起突触后膜的电位变化，该变化一定是兴奋吗？
不一定，兴奋或抑制
①据图简述抑制的形成机理：
②抑制的电位表现最准确的描述是：
突触前膜释放神经递质，神经递质与受体结合后，突触后膜的Cl-离子通道打开（细胞膜对Cl-的通透性增加），Cl-内流，使静息电位加强，形成抑制。
静息电位的绝对值增大
一
6. 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
突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换。
不同部位的信号转换：
①突触小体 ： 。
②突触后膜： 。
③突触： 。
电信号→化学信号
化学信号→电信号
电信号→化学信号→电信号
一
甘氨酸(Gly)在神经系统中可作为神经递质作用于下一神经元，并使下一神经元抑制，它的受体是膜上的某种离子通道。下列有关叙述中，错误的是 ( )
A. 甘氨酸与受体结合后离子通道打开，导致阳离子内流
B. 如某毒素可阻止甘氨酸释放，该毒素可破坏神经元之间正常的抑制性冲动的传递
C. 突触前膜释放甘氨酸的方式是胞吐，该过程需要消耗能量
D. 释放到突触间隙中的甘氨酸可被细胞吸收后再度利用
A
【即时训练】
比较：兴奋在神经纤维上传导与神经元之间传递
一
项目 神经纤维上的兴奋传导 神经元之间的兴奋传递
涉及细胞数 个神经元 个神经元
结构基础
形式 信号 信号→ 信号→ 信号
方向 可 向传导 向传递
速度
效果 使 部位兴奋 使 神经元
。
单
多
神经纤维
突触
电
电
化学
电
双
单
迅速
较慢
未兴奋
下一个
兴奋或抑制
迁移应用
①刺激 a 点时，指针？
②刺激c点时，指针？
：
刺激 c 点时，指针？
②刺激c点，
①刺激 b 点时，指针？
先向左再向右，偏转2次
指针不会偏转
先向右再向左，偏转2次
先向左再向右，偏转2次。
电流表指针只发生1次右偏转，兴奋不能传至a。
兴奋传导与电流表指针偏转问题
课堂小结
三
1.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_____；
②有些会干扰：______________________；
③有些会影响________________的____的_______；
促进
合成
释放
速率
神经递质与受体的结合
分解神经递质
酶
活性
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
2.兴奋剂和毒品等也大多是通过突触来起作用
三
滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
①兴奋剂
(1)概念：
(2)作用：
原指能 的一类药物，如今是 的统称。
提高中枢神经系统机能活动
运动禁用药物
兴奋剂具有增强_____________、提高__________等作用。
人的兴奋程度
运动速度
为了保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。
②毒品
(1)概念：
(2)注意：
指 、 、 、 、 、 以及国家规定管制的其他能够使人 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
形成瘾癖
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。
分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害
思考·讨论
在一些重大的体育项目比赛中，少数运动员为了提高成绩，铤而走险，违反“公平竞争”的原则，违规服用兴奋剂。一旦查出，该运动员将面临禁赛、处以罚金等不同程度的处罚，而且还会受到国际社会和体育道德的谴责。
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元，这些神经元利用神经递质--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。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元的活动，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、隹虑、失望、疲惫、失眠、厌食等症状。
3. 可卡因
（1）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。
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，对突触后膜过多刺激。
③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
（2）可卡因的上瘾机制
03②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；③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。（3）可卡因的其他危害①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；
德育微课堂
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。
1. 有些地方的人们有食用草乌炖肉的习惯，但草乌中含有乌头碱，乌头碱可与神经元上的钠离子通道结合，使其持续开放，从而引起呼吸衰竭、心律失常等症状，严重可导致死亡。下列判断不合理的是( )
A.食用草乌炖肉会影响身体健康
B.钠离子通道打开可以使胞外的Na+内流
C.钠离子通道持续开放会使神经元持续处于静息状态
D.阻遏钠离子通道开放的药物可以缓解乌头碱中毒症状
C
练习与运用 P31
？
一、概念检测
2. 乙酰胆碱酯酶可以水解乙酰胆碱，有机磷农药能使乙酰胆碱酯酶失活，则该药物可以（ ）
A. 使乙酰胆碱持续发挥作用
B. 阻止乙酰胆碱与其受体结合
C. 阻止乙酰胆碱从突触前膜释放
D. 使乙酰胆碱失去与受体结合的能力
A
（教材P31 拓展应用1）
枪乌贼的神经元是研究神经兴奋的好材料。研究表明,当改变神经元轴突外Na+浓度的时候，静息电位并不受影响，但动作电位的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。
（1）请对上述实验现象作出解释。
联系实际
要测定枪乌贼神经元的正常电位，应在钠钾离子浓度与内环境相同的环境中进行。因为体内的神经元处于内环境之中，其钠钾离子具有一定的浓度， 要使测定的电位与体内的一致，也就必须将神经元放在钠钾离子浓度与体内相同的环境中。
静息电位与神经元内的K+外流相关而与Na+无关，故神经元轴突外Na+浓度的改变不影响静息电位。动作电位与神经元外的Na+内流相关，细胞外Na+浓度降低，细胞内外Na+浓度差变小，Na+内流减少，动作电位值下降。
（2）若要测定枪乌贼神经元的正常电位，应该在何种溶液中测定？为什么？
2.一般的高速路都有限速的规定。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120 km/h。在高速路上行车, 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。请你从本节所学知识的角度，解释这几项规定的合理性。如果遇到酒后还想开车的人，你将怎样做？
在行车过程中，发现危险进行紧急处置，实际上需要经过一个复杂的反射过程。视觉器官等接受信号并将信号传至大脑皮层作出综合的分析与处理，最后作出应急的反应，要经过兴奋在神经纤维上的传导以及多次突触传递，因此从发现危险到作出反应需要一定的时间。
车速过快或车距过小，就缺少足够的时间来完成反应的过程。此外，酒精会对神经系统产生麻痹，使神经系统的反应减缓，所以酒后要禁止驾驶机动车。
遇到酒后还想开车的人，需告诫：酒后不开车，开车不喝酒；酒驾、醉驾是违法行为。