2.3 神经冲动的产生和传导（第2课时）--教学设计（表格式）-2025-2026学年高二上学期《生物》（人教版）选择性必修1

2.3 神经冲动的产生和传导
第2课时 教学设计
教学目标
1.说出突触的结构。
2.说明突触传递的过程和特点。
3.通过对实验现象分析，提取信息，抓住关键，得出结论。
教学重点：突触传递的过程和特点。
教学难点：神经冲动的产生和传导。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入 【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？ 上节课我们学习了兴奋在神经纤维上的传导，知道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，为什么兴奋只能从感受器经传入神经至神经中枢，再经传出神经至效应器，也就是沿着反射弧单向传导呢？今天，我们一起来解决这一问题。 引出本节内容——兴奋在神经元之间的传递。 小组讨论，回答问题。
二、兴奋在神经元间的传递
新课学习 （一）神经元间兴奋传递的结构 展示两个神经元相连的结构示意图，引导学生概括突触小体和突触的概念。 上游神经元轴突末梢经多次分支，末端膨大呈杯状或球状，称为突触小体。 突触小体可以与下游神经元的细胞体或者树突等接近，共同构成突触结构，完成神经元之间的兴奋传递。 【问题探讨】 （1）生理状态下神经元之间如何构成突触连接？ （2）上、下游神经元之间的突触是否是一一对应？ （3）神经系统复杂的调控机制如何实现？ （展示图片） 两个神经元之间的兴奋传递时经由突触实现的。那么，生理状态下神经元之间如何构成突触连接的呢？右侧下图是扫描电镜所拍摄的5000倍放大的是突触连接图片，右侧上图是对应的模式图。 从图中，同学们可以看出：上游神经元的轴突末梢末端膨大，形成杯状或球状的结构，也就是突触小体。突触小体连接到下游神经元的神经元胞体和树突上，构成突触结构。同时，同学们可以注意到：一个下游神经元的神经元胞体和树突上密集连接了数量众多的上游神经元的轴突末梢，形成数量众多的突触结构。同时，需要注意的是，在下游神经元的轴突和髓鞘上，并没有连接上游神经元的轴突末梢，没有突触结构形成。神经元之间这种复杂的突触连接是神经系统复杂的调控网络的结构基础。 自主学习，观察图片，概括突触小体和突触的概念。 认真观察图片，小组讨论，回答问题。
（二）突触的结构 展示突触的结构示意图，引导学生说出突触的结构。 上游神经元轴突末端经由多次分支，分支末端形成的杯状或球状膨大称为突触小体。右侧示意图所示的突触小体为杯状膨大。在突触小体中，包含有大量突触小泡。突触小泡中含有神经递质，并可释放到突触间隙。 突触的结构由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成。突触前膜是上游神经元突触小体的部分细胞膜，突触后膜是下游神经元的部分细胞膜，突触间隙是突触前膜和突触后膜之间的空隙。 总结：突触的结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜构成。 自主学习，认真观看突触结构示意图，说出突触的结构。
（三）神经元间兴奋传递的传递过程 利用PPT展示神经元通过突触传递信息图解，组织学生阅读教材，自主学习，思考并分析，引导学生说明神经元突触传递的过程。 1.神经递质释放至突触间隙 上游神经元的兴奋眼周涂传递至突触小体时，如右图中红色剪头所示，其中的突触小泡受到刺激，向突触前膜移动。之后，突触小泡与突触前膜融合。突触小泡中的神经递质被释放至突触间隙。 下面，请大家一起思考两个问题。 首先，突触小泡与突触前膜为什么可以相互融合呢？突触前膜本质是上游神经元细胞膜的一部分。同学们回忆细胞膜结构的特性，细胞膜结构具有一定的流动性，从而使突触小泡与突触前膜融合。 接下来，神经递质是通过哪种跨膜转运形式释放到突触间隙呢？物质的跨膜转运形式有被动运输、主动运输和胞吞胞吐。其中，被动运输又分为自由扩散和协助扩散两种。突触小泡本质是细胞内的囊泡。因此，神经递质释放到突触间隙属于胞吐过程。 2.神经递质作用于突触后膜 神经递质释放到突触间隙后，在突触间隙 扩散，并作用于突触后膜的特异性受体。 突触后膜的特异性受体是细胞膜上的哪种生物大分子呢？ 细胞膜一共由四种生物分子构成，分别是构成细胞膜骨架结构的磷脂，以蛋白质贯穿或者镶嵌于磷脂双分子层，膜结构上还有多糖和胆固醇分子。贯穿或者镶嵌于细胞膜表面的特异性受体本质是蛋白质。 那么，神经递质如何作用于突触后膜的特异性受体，又会引发何种后续效应呢？ 3.神经递质对特异性受体的作用 神经递质释放到突触间隙后，会与分布于突触后膜的特异性受体特异性结合。我们将一个结合了神经递质的特异性受体局部放大，如圈6图所示。可见神经递质结合于特异性受体后，会引发突触后膜上的离子通道变化，进而引发突触后膜的电位变化。若神经递质为兴奋性神经递质，则会激活Na+内流，进而引发动作电位形成，将兴奋继续在下游神经元传递；若神经递质为抑制性神经递质，则会激活Cl-等离子内流，进一步降低细胞膜内电位，引发突触后膜的抑制。因此，神经递质作用于突触后膜的特异性受体，根据神经递质的种类不同，可引发突触后膜的兴奋或抑制。 神经递质在结合突触后膜的特异性受体并引发突触后膜受体的兴奋或抑制后，神经递质就完成了神经元间信息传递的作用。此时，神经递质会被降解或回收。如果神经递质被降解，则是有突触后膜所在的下游神经元释放相关水解酶，特异性作用于神经递质将其降解并失活；如果神经递质被回收，则是通过胞吞的形式重新被突触前膜所在的上游神经元回收并储存于突触小泡中。在圈7图所示的情景中，神经递质被相关水解酶降解而失活。 认真观察，思考分析，并在教师的引导下说明神经元突触传递的过程。 认真听讲。 思考问题。说明突触传递的过程。 ①上游神经元的兴奋沿轴突传递至突触小体。 ②突触小泡受到刺激，向突触前膜移动。 ③突触小泡与突触前膜融合。 ④突触小泡中的神经递质被释放至突触间隙。 认真听讲。思考问题，分析讨论，并说明突触传递的过程。 ⑤神经递质释放到突触间隙后，在突触间隙 扩散，并作用于突触后膜的特异性受体。 认真听讲。思考问题，分析讨论，并说明突触传递的过程。 ⑥突触后膜上的离子通道变化，引发突触后膜电位变化。 ⑦神经递质被降解或回收。
（四）兴奋在突触的传递方向 【提出问题】：兴奋在突触的传递方向？ 展示神经元通过突触传递信息图解，组织学生阅读教材，自主学习，思考并分析，引导学生说明神经元突触传递的方向。 兴奋在突触的传递过程中，上游神经元将兴奋传递至突触小体，突触小泡中的神经递质承载信息自突触前膜释放到突触间隙。在这一过程中，电信号转化为化学信号。神经递质与突触后膜特异性受体结合后，引发突出后膜的兴奋或者抑制，由化学信号重新转变为电信号。因此，神经元之间兴奋在突触传递的时候，经历从电信号到化学信号再到电信号的过程。因此，兴奋在突触的传递速度要慢于兴奋在神经纤维上以电信号传导的速度。 在上节课我们学习了兴奋在离体的神经纤维上可以双向传导。那么，兴奋是否也可以像离体的神经纤维一样双向传导呢？兴奋在突触传递的时候，神经递质存在于突触小泡，只能由突触前膜释放，而结合神经递质的特异性受体只分布在突触后膜。因此，兴奋在突触传递时，只能由突触前膜向突触后膜传导，即兴奋在突触单向传导。 【思维训练】： 接下来，我们一起来思考一个问题：突触只存在于神经元之间吗？ 如右图所示，研究人员将生理状态相同的蛙心脏随机分为A组和B组，置于成分相同的营养液中，使蛙心脏保持活性。我们在学习神经调节的结构基础时已经知道作为自主神经系统构成成分之一的副交感神经可以使心率降低。 研究人员将B组蛙心脏的副交感神经剔除，而保留A组蛙心脏的副交感神经。 在实验中，研究人员刺激A组蛙心脏的副交感神经。根据我们已经掌握的知识，蛙心脏的心率降低。 接下来，研究人员从A组蛙心脏的营养液中取一些液体注入B组蛙心脏的营养液中，发现B组的心脏跳动也减慢。 那么，该实验的假说是什么？该实验可以说明什么问题？ 如果我们希望弄清楚该实验的假说，一个突破口是找到该实验的自变量。因为实验的假说是实验探究的核心问题，在进行实验设计时，需要根据实验假说，找到合适的自变量，并以此为基础开展实验。 观察上述实验描述，我们发现A组和B组这两个实验组的一个重要差异是有或者没有副交感神经。据此，该项实验的自变量是有无副交感神经。 我们已知副交感神经可以使心率降低，即副交感神经可以控制心肌细胞的活动。根据我们刚刚学习的内容，兴奋在神经上的传导有电信号，即在神经纤维上的传导，和化学信号，即在突触的传递两种。实验的研究人员发现将A组蛙心脏的营养液中取一些液体注入B组蛙心脏的营养液中后，B组的心脏跳动也减慢。剔除了副交感神经的B组蛙心脏在接受了A组蛙心脏的营养液的培养液后出现了和A组相同的实验现象，说明A组蛙心脏的副交感神经被激活后产生了某种化学物质，释放到A组蛙心脏的营养液，进而引起了B组蛙心脏相同的实验现象。 综上，我们可以推知：该实验的假说是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。 并且，根据实验现象，我们可以证实这一实验假说。 从这一实验，我们可以知道，突触不仅存在于神经元之间，也可以存在于神经元和心肌细胞之间。实际上，机体内突触广泛分布于神经元-神经元之间、神经元-心肌、神经元-骨骼肌、神经元-平滑肌乃至于腺体细胞之间，神经元释放的神经递质可以作用于这些肌肉细胞或者腺体细胞，引起肌肉收缩或腺体分泌，共同参与机体内环境稳态的维持。 认真听讲。思考问题，分析讨论，并说明突触传递的方向。 归纳总结： （1）突触前膜：释放神经递质。 （2）突触后膜：结合神经递质的特异性受体。 （3）兴奋只能由突触前膜向突触后膜单向传递。 小组探究，推断假说与预期，分析讨论，得出结论。
（五）神经递质的化学本质 机体内的神经递质种类很多，按照化学性质，可以分为乙酰胆碱、生物胺类、氨基酸类、嘌呤/核苷酸类、气体和肽类等。 多样的神经递质伴随突触广泛分布于脑、脊髓、肌肉、腺体、胃肠道等机体各处，快速传递信息，对维持内环境稳态具有重要作用。 总结： 1. 乙酰胆碱 2. 生物胺类：肾上腺素/去甲肾上腺素、多巴胺、组胺等 3. 氨基酸类：谷氨酸、甘氨酸 4. 嘌呤/核苷酸类：腺苷、ATP 5. 气体：一氧化氮 6. 肽类：β-内啡肽、脑啡肽类、强啡肽类等 认真听讲，阐明神经递质的化学本质。
（六）有机磷农药的中毒机制 那么，神经递质作用与突触后膜后为什么要被相关水解酶降解失活或者被突触前膜通过胞吞作用回收呢？ 有机磷农药是含磷元素的有机化合物农药，常见的有机磷农药有对硫磷、内吸磷、马拉硫磷、乐果、敌百虫及敌敌畏等。有机磷农药经皮肤、消化和呼吸道粘膜过量摄入可抑制胆碱酯酶活性，而胆碱酯酶可以降解兴奋性神经递质乙酰胆碱。因此，有机磷农药中毒的病人突出位置乙酰胆碱持续作用于突触后膜的特异性受体，引发突触后膜持续激活，导致神经系统功能紊乱，导致流涎、视力模糊、瞳孔缩小、呼吸道分泌增多、肌肉震颤等一系列问题，不及时就医会危及生命。 从有机磷农药中度这一案例可以看出，如果神经递质持续作用于突触后膜的特异性受体，也就是阻断了右图中的第七步，可引发突触后膜持续的兴奋或者抑制，从而导致神经系统功能调节紊乱。因此，在神经递质激活突触后膜的特异性受体，神经递质传递兴奋或抑制的使命就已经完成，需要及时由水解酶降解或突触前膜回收。 小组讨论，回答问题。
（六）突触传递的调节 突触传递是否受到外来因素的调节呢？ （结合图解，引导学生归纳概述） 我们以兴奋在突触的传递为例来回答这一问题。多巴胺是一种兴奋性神经递质，多巴胺自突触前膜释放并作用于突触后膜后，可引发人体对某种事物的强烈欲望。 首先，我们需要明确，兴奋在突触的传递本质上是受体和配体之间的相互作用。突触前膜释放的神经递质作为信息载体，承载神经兴奋的信息，是作用于突触后膜的特异性受体的配体。如何需要增强兴奋性神经递质作用于突触后膜引发的兴奋，有两种基本思路。 第一：增加兴奋性神经递质多巴胺的相对数量； 第二：增加突触后膜特异性受体的相对数量。 请同学们思考：依据这两种基本思路，大家可以采用哪些策略增强兴奋性神经递质作用于突触后膜引发的兴奋呢？ 1.从神经递质角度，增加兴奋性神经递质多巴胺的相对数量： （1）促进神经递质多巴胺的合成。 （2）促进突触小泡对多巴胺的摄取。 （3）促进多巴胺在突触前膜的释放。 （4）促进多巴胺与突触后膜特异性受体的结合。 （5）抑制突触前膜对多巴胺的重摄取/降解。 2.从受体角度，增加突触后膜特异性受体的相对数量： （1）促进特异性受体的合成 （2）提升特异性受体的敏感性 （3）诱导多巴胺与特异性受体的结合 思考问题。 认真听讲，概述突触传递的调节。 小组为单位进行探讨，讨论交流，归纳概括。
小结 小结根据板书总结归纳。 总结一下我们这节课的内容，本节课程我们主要学习了突触的结构和兴奋在突触的传递，讲解了如何推断实验假说与预期，并以多巴胺这种兴奋性神经递质在突触的传递为例讲解了受体与配体的相互作用影响因素。 理清逻辑关系，构建知识框架。
布置作业 布置作业。 完成课后作业题；概述兴奋在神经元间的传递过程。
板书设计
2.3 神经冲动的产生和传导
（第2课时）
二、兴奋在神经元间的传递
（一）神经元间兴奋传递的结构
（二）突触的结构
（三）神经元间兴奋传递的传递过程
（四）兴奋在突触的传递方向
（五）神经递质的化学本质
（六）有机磷农药的中毒机制
（七）突触传递的调节