2.3 神经冲动的产生和传导--高中生物学人教版2019选择性必修1教学课件(共37张PPT)

(共37张PPT)
第3节 神经冲动的产生和传导
第2章 神经调节
生物
学习目标
①通过对神经冲动产生、传导以及传递过程中电位变化等复杂内容的学习，准确阐明神经细胞膜内外在静息状态下的电位差情况，清晰理解受到外界刺激后动作电位的形成机制，并且能够描述动作电位沿神经纤维传导的过程。（生命观念、科学思维）
②能详细阐明神经冲动在突触处传递的方式通常为化学传递，并能解释其中涉及的原理。借助对反射弧中兴奋传导和传递特点的深入分析，提升实验设计能力以及对实验结果进行科学分析的能力。（科学思维、科学探究）
③通过分析可卡因对人体造成伤害的机理，明确滥用兴奋剂、吸食毒品对人体的危害。树立正确的健康观念，并能够积极向他人宣传相关危害知识，坚决拒绝毒品。（科学思维、社会责任）
学习重难点
重点：
1.兴奋在神经纤维上的传导。
2.兴奋在神经元之间的传递。
3.兴奋剂和毒品对人体的危害。
难点：
1.兴奋在神经纤维上的传导。
2.兴奋在神经元之间的传递。
导入新课
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？
经过了耳（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。
①兴奋在神经纤维上的传导
②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？
拆分为2个问题：
导入新课
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。
新课讲授
[探究一]兴奋在神经纤维上的传导
1.神经表面电位差的实验
（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
-
+
+
（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
负
负
（4）接着又_____________。
恢复为正电位
新课讲授
（5）说明，在神经系统中，兴奋是以_______的形式沿着神经纤维传导的。
电信号
这种电信号也叫做___________。
神经冲动
神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的呢？
新课讲授
（1）静息电位的形成
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
高
低
通透性
K+
K+外流
高
外正内负
静息电位
新课讲授
2.兴奋在神经纤维上的传导过程
（2）动作电位的形成
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_________。即产生兴奋。
Na+
Na+内流
暂时性
内正外负
动作电位
新课讲授
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适宜刺激
兴奋区
邻近的
未兴奋区
邻近的
未兴奋区
新课讲授
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适宜刺激
恢复
静息状态
兴奋区
（外负内正）
兴奋区
（外负内正）
兴奋
膜内电流方向
膜外电流方向
（K+外流→外正内负）
膜内电流方向
膜内电流方向
结论：若刺激发生在神经纤维中部，则兴奋传导方向是____的；
兴奋的传导方向与膜___电流相同。
双向
内
新课讲授
思考讨论1
新课讲授
1.静息电位是否就是零电位？兴奋在神经元上的传导方向与局部电流的方向有何关系？
不是。膜内局部电流方向与兴奋传导方向一致，膜外相反。
2.电位测量
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
偏转次数
1次
2次
3.离体神经纤维某一部位受到适当刺激时，受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化，产生神经冲动。下图所示为该部位受刺激前后，膜两侧电位差的变化。
（1）A-B：此时为_____电位，电位表现为________，此时细胞膜主要对___有通透性，离子运输方向为______，运输方式为________。
（2）B-D：为_____电位的形成过程，此时细胞膜主要对___有通透性，离子运输方向为________，运输方式为________，离子运输到一定程度时，电位表现为________。
静息
外正内负
K+
K+外流
协助扩散
动作
内正外负
Na+
Na+内流
协助扩散
新课讲授
（3）D：动作电位峰值，峰值大小与________________有关。
（4）D-E：此时为_____电位的恢复，__通道打开，此时细胞膜主要对___有通透性，离子运输方向为______，运输方式为________。
（5）E-F：______活动加强，每消耗一个ATP分子，逆电化学梯度泵出3个___和泵入2个___，以维持细胞外 ____浓度高，细胞内___浓度高的离子分布不均匀的状态；为下一次兴奋做好准备。经钠钾泵的运输方式为___________。
静息
K+
K+
K+外流
协助扩散
钠钾泵
Na+
K+
主动运输
膜内外Na+浓度差
Na+
K+
新课讲授
1.突触
突触小体
（1）神经元的__________经过多次分支，最后每个小枝末端_____，呈___状或___状，叫做__________。突触小体可以与其他神经元的______或_____等相接近，共同形成突触。
轴突末梢
膨大
杯
球
突触小体
新课讲授
[探究二]兴奋在神经元之间传递的过程
细胞体
树突
（2）突触由哪几部分构成？在下图中写出各部分名称。
神经递质种类：乙酰胆碱、氨基酸类、5-羟色胺、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、NO等。
新课讲授
轴突
线粒体
突触小泡
突触前膜
突触间隙
突触后膜
突触
（3）突触的常见类型
型
型
轴突—腺体型、轴突—肌肉型、轴突—轴突型
新课讲授
轴突—细胞体
轴突—树突
2.复述兴奋在神经元之间传递的过程
①兴奋到达突触前膜所在的轴突末梢，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的受体附近；
③神经递质与突触后膜的受体结合，形成递质—受体复合物；
④突触后膜上的离子通道发生变化，引发电位变化；
新课讲授
⑤神经递质被降解或回收，避免持续发挥作用。
1.兴奋在突触处传递时信号是如何转化的？在突触小体和突触后膜上又如何转化？

2.神经递质的化学本质都是蛋白质吗？突触后膜受体的化学本质又是什么？神经递质发挥作用后的去路有哪些？

3.突触前膜、突触后膜分别指哪一部分的膜？
突触处：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：化学信号 电信号
神经递质是一些小分子有机物。受体的化学本质是蛋白质。神经递质发挥作用后被降解或回收。
突触前膜是上一个神经元轴突的膜；突触后膜是下一个神经元胞体或树突的膜或肌肉、腺体的膜。
新课讲授
思考讨论2
兴奋在反射弧上单向传导。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。
4.兴奋在反射弧上的传导方向及原因是什么？

5.某神经递质与突触后膜上的受体结合后,会使突触后膜神经元发生Cl-内流,突触后膜神经元的膜电位会发生什么变化？
突触后膜神经元的膜电位差变大，无法产生兴奋。
新课讲授
活动一：据图写出实验方案，预测并分析实验结果。（①②③处为可刺激点，及可测量电位变化的点）
1．验证兴奋在神经纤维上的传导方向特点
2．验证兴奋在神经元之间的传递方向特点
实验方案：电刺激图中①处，观察A的反应，同时测量②处的电位有无变化。
预测分析结果：电刺激①处，A有反应，②处有电位改变，则兴奋在神经纤维上双向传导。
实验方案：先电刺激图中①处，测量③处电位变化；再电刺激③处，观察A处有无反应。
预测分析结果：电刺激①处，③处无电位变化；电刺激③处，A处有反应，则兴奋在神经元之间单向传递。
1. 毒品和兴奋剂作用位点
毒品和兴奋剂能对神经系统产生影响，其作用部位往往是______。
2.毒品和兴奋剂作用
（1）促进 的合成和释放速率。
（2）干扰神经递质与________的结合。
（3）影响分解________的酶的活性。
突触
新课讲授
[探究三]滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
神经递质
受体
神经递质
【实例】①当兴奋传导突触小体时，引起Ca2+通道开放，Ca2+内流，Ca2+会促进突触小泡向突触前膜移动，促进神经递质的释放。血浆Ca2+浓度变化及突触小体对Ca2+的通透性变化会影响神经递质的释放。肉毒杆菌毒素特异性的与Ca2+通道结合，阻止Ca2+内流，影响突触前膜释放神经递质，使后膜______________，面部表情肌不能收缩形成皱纹,因此，肉毒杆菌毒素被用于美容除皱。
不能产生兴奋
②如筒箭毒、α-银环蛇毒等可阻断突触后膜上的乙酰胆碱受体，从而使__________。重症肌无力病人的神经与肌肉接头(结构类似于突触)处的乙酰胆碱受体被当作抗原而受到攻击，使该受体失去功能。
肌肉松弛
新课讲授
③有机磷农药等可抑制乙酰胆碱酯酶的活性，阻碍乙酰胆碱的水解，使其持续发挥作用，从而引起_________。
肌肉僵直
3.阅读教材P20思考讨论，分析服用可卡因为什么会使人上瘾？
新课讲授
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。
4.长期吸食可卡因对人体的危害有哪些？
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、焦虑、失望、疲惫、失眠、厌食等症状。
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。
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；
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。
新课讲授
【练习1】
当堂训练
下图中电视屏幕上的图像引起猫大脑皮层视觉中枢兴奋，经插入脑中的电极记录神经纤维细胞膜电位变化，当兴奋产生时，对该电位变化表述正确的是（　　）
A.神经纤维细胞膜电位表现为内负外正
B.Na+大量进入神经细胞内
C.K+大量进入神经细胞内
D.图像引起的兴奋在视觉神经纤维上双向传导
B
【练习2】
当堂训练
Na+-K+泵是普遍存在于动物细胞膜上的一种特殊蛋白质分子，具有ATP水解酶活性，能利用水解ATP释放的能量进行Na+和K+的转运，从而使细胞内维持动态的高K+低Na+环境，这是神经细胞产生电信号的基础。下列说法错误的是（　　）
A.Na+-K+泵同时具备催化和物质运输功能
B.Na+-K+泵运输Na+、K+的过程为主动运输
C.Na+-K+泵的直接作用结果是神经细胞产生动作电位
D.加入蛋白质变性剂会降低Na+-K+泵运输Na+和K+的速率
C
【练习3】
当堂训练
下图为反射弧中神经—肌肉接头的结构及其生理变化示意图，下列叙述正确的是（　　）
A.图甲中a为神经元的轴突，b为突触后膜
B.图甲中神经递质受体受损可导致电信号向化学信号转换过程受阻
C.图乙中神经递质与受体结合后，会持续刺激b膜
D.图乙中显示相关神经递质可能为抑制性神经递质
A
【练习4】
当堂训练
（不定项）研究人员发现了一个有趣的现象，肥胖可能与大脑中多巴胺的作用有关，多巴胺是一种重要的神经递质，在兴奋传导中起着重要的作用。下列有关兴奋传导的叙述，不正确的是（　　）
A.突触前膜释放多巴胺与高尔基体和线粒体有关
B.突触小体可完成“电信号→化学信号→电信号”的转变
C.神经递质作用于突触后膜后，一定引起突触后膜兴奋
D.兴奋只能以局部电流的形式在多个神经元之间单向传递
BCD
【练习5】
当堂训练
研究人员用脊蛙（去除脑保留脊髓的蛙）为材料进行脊髓反射实验，参与该反射活动的结构示意图如下。用硫酸分别刺激脊蛙左、右后肢中趾的皮肤，左、右后肢均收缩。回答下列问题。
（1）受刺激部位兴奋时，细胞膜对　　　　（填“Na+”或 ““K+ ” ）的通透性增加，兴奋部位与相邻未兴奋部位之间由于　　　　　　的存在而发生电荷移动，形成局部电流，将兴奋沿神经向前传导。该实验结果说明A神经和B神经中　　　（填序号）。 ①只含有传入神经　②只含有传出神经　③既含有传入神经，又含有传出神经　④无法确定
Na+
电位差
③
【练习5】
当堂训练
（2）环切脊蛙左后肢中趾的皮肤后，用硫酸刺激左后肢中趾的皮肤，左、右后肢均不收缩，说明该反射的感受器位于　　　　内。
（3）可卡因是一种麻醉剂，作用于B神经时，对传入神经和传出神经的麻醉顺序不同。为研究麻醉顺序，研究人员进行了分组实验，结果见下表。
据此可得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
组别 麻醉部位 处理方法 左后肢 右后肢
甲 右后肢的B神经 立即刺激左后肢中趾的皮肤 收缩 收缩
乙 右后肢的B神经 立即刺激右后肢中趾的皮肤 不收缩 不收缩
丙 右后肢的B神经 间隔一段时间后，刺激左后肢中趾的皮肤 收缩 不收缩
皮肤
可卡因先麻醉B神经中的传入神经，后麻醉传出神经
【练习6】
当堂训练
分析下图并回答下列问题。
（1）如甲图所示，静息状态时电流表的指针偏向左方，当在图示位置施加一个有效刺激后，电流表的指针偏转情况将是 ____________________________________________
_____________（填写偏转次数和方向）。 此时，兴奋在神经纤维上进行　　　　（填“双向”或“单向”）传导。膜外电荷移动方向与兴奋传导方向　　　　（填“相同”或“相反”）。
发生两次偏转，先向右偏转后恢复原状，再向左
转后恢复原状
双向
相反
【练习6】
当堂训练
分析下图并回答下列问题。
（2）乙图中钠离子的大量内流发生在　　　　段。B点时神经纤维膜内外的电位情况为　　　　　　，适当降低膜外钠离子的浓度，则B点的值将　　　　（填“减小”“增大”或“不变”）。
AB
外负内正
减小
课堂小结
谢谢大家