(共51张PPT)
步履蹒跚与时间赛跑,只想为患者多赢一秒;身患绝症与新冠周旋,顾不上亲人已经沦陷。这一战,你矗立在死神和患者之间......
“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?
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:
感受器(耳)→传入神经→大脑皮层、脊髓→传出神经→肌肉等效应器等
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?
一. 兴奋在神经纤维上的传导
▲生物电的发现
资料1:18世纪, 意大利医生、生理学家伽尔瓦尼意外地发现,当用两种金属导体在蛙的肌肉和神经之间建立起回路,肌肉就会收缩。他认为这种收缩是由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。这是人类第一次将电现象与生命活动联系起来。伽尔瓦尼在1791年的论文中,宣称动物的组织可产生生物电。
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?
【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
① ② ③ ④
一. 兴奋在神经纤维上的传导
▲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
▲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
▲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
问题1:Na+、K+在神经细胞内外的分布情况如何?
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
K+离子通道
K+
一. 兴奋在神经纤维上的传导
▲电位的形成
提示:▲电位的表现:外正内负
问题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?
▲静息电位形成的原因:K+外流
(协助扩散)
——静息电位
静息状态
一. 兴奋在神经纤维上的传导
▲电位的形成
提示:▲电位的表现:外负内正
问题2: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?
▲动作电位形成的原因:Na+内流
Na+离子通道
(协助扩散)
兴奋状态
——动作电位
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?
资料2: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。
参考导与练P25
一. 兴奋在神经纤维上的传导
▲传导方向
兴奋部位
兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
电位差
局部电流
思考:兴奋是如何向前传导的呢?
一. 兴奋在神经纤维上的传导
▲传导方向
思考:膜内外局部电流的流动方向是如何的呢?
兴奋传导方向
局部电流
局部电流
局部电流
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
▲局部电流的流动方向
膜外
膜内
未兴奋部位
兴奋部位
兴奋部位
未兴奋部位
思考:比较兴奋传导的方向与膜内外局部电流流动方向,你有何发现?
▲传导方向
结论:兴奋传导的方向与膜内局部电流流动方向相同,与膜外相反。即兴奋传导的方向取决于膜内。
方案1:
一. 兴奋在神经纤维上的传导
【任务3—小组活动】在离体的神经纤维中段给予刺激,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,说一说2个方案的预期结果及结论。
方案1:
一. 兴奋在神经纤维上的传导
方案2:
【任务3—小组活动】
刺激
刺激
方案1——若两电表指针都发生偏转,说明兴奋在神经纤维上是双向传导的。
▲预期结果及结论
方案2——若电表指针偏转2次,说明兴奋在神经纤维上是双向传导的。
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。
参考导与练P25
一. 兴奋在神经纤维上的传导
▲兴奋传导过程中膜电位变化原理分析
参考导与练P25
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
▲即时训练
参考导与练P25
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。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4】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
二. 兴奋在神经元之间的传递
▲突出小体
轴突
▲神经元的轴突末梢经过多次分支,最后每个小枝末端膨大,呈球状或杯状,叫做突触小体。
▲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
二. 兴奋在神经元之间的传递
▲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)
【任务5】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
二. 兴奋在神经元之间的传递
▲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。
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。
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: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: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
二. 兴奋在神经元之间的传递
▲兴奋传递过程分析
▲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:神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
▲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
二. 兴奋在神经元之间的传递
▲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120 km/h,在高速公路上行车,要与前车保持适当的距离,如200 m。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
▲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
▲即时训练
参考导与练P27
▲与神经递质有关的知识点总结
化学性质 主要有乙酰胆碱、氨基酸(如谷氨酸、甘氨酸)、5-羟色氨、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等
种类 兴奋型递质,如乙酰胆碱;抑制型递质,如甘氨酸
释放方式 胞吐,需要消耗能量,体现了膜的流动性
发挥的效应 使下一个神经元兴奋或抑制
去向 被相应的酶降解或被回收再利用
▲兴奋的传导与传递的比较
传导类型 神经纤维上的传导 神经元之间的传递
方向 双向 单向
形式 电信号 电信号—化学信号—电信号
结构基础 神经纤维 突触
速度 较快 较慢
三.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
【任务6】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?
三.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
▲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
可卡因会使突触前膜上的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。
▲可卡因的作用机理
▲可卡因使人上瘾的原因
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,服药者必须服用可卡因来维持这些神经元的活动,形成恶性循环,形成毒瘾。
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!
▲即时训练
参考导与练P27
三.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
▲即时训练
参考导与练P28
三.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害