(共11张PPT)
体细胞
神经细胞
形态比较
蛙坐骨神经腓肠肌标本电刺激实验
刺激
Na+
细胞膜内
细胞膜外
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高Na+
高K+
外正内负
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钠离子通道
钾离子通道
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Na+
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Na+
Na+
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Na+
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K+
K+
A B
细胞膜内
细胞膜外
外负内正
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Na+
Na+
Na+
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K+
K+
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Na+
Na+
Na+
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Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
K+
K+
K+
高Na+
高K+
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钠离子通道
钾离子通道
Na+
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K+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
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K+
K+
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Na+
Na+
Na+
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Na+
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K+
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Na+
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外正内负
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A B
兴奋在神经纤维上的传导
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适宜刺激
兴奋在神经纤维上的传导
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一、神经元的结构
二、神经冲动的产生和传导
1、产生机理（离子学说）
2、区分概念：
极化、反极化、去极化、复极化《神经系统的结构与功能》（第1课时）教学设计
缙云中学 吴宝山
一、设计理念
建构主义学习观认为，学习不是知识简单地由教师向学生的传递，而是学生根据新旧经验之间反复、双向的作用，来形成和建构的。建构主义教学观也认为，教师应从学生的原有经验为基础，进行角色调整，通过创设生动的情景，引导学生进行思考和反省，达成意义上的建构，并注重合作的学习方式。
基于建构主义的这两个原理，本节课将利用多媒体直观教具，以一系列螺旋式上升的问题为载体，引导学生探究神经冲动的产生与传导机理与过程。并在这个过程中，通过双边交流，充分注重学生的观点，开展机遇问题的探究，最终达成原有经验和新经验的双向建构。并在教学过程中融入STS教育的思想和理念，引导学生运动所学知识分析解决生活中的问题，从而把科学知识与社会和技术联系起来。
二、学前分析
1、教材分析
第一课时的内容包括神经元的结构、神经冲动的产生及传导的过程，针对这部分内容来说，初中浙教版《自然科学》中已经介绍了神经系统的结构组成、神经元的功能、反射的两种类型，反射弧的结构及功能。在初中对神经系统知识基本了解的基础上开展的更为深入的探究和学习，即是对前面所学内容的内化和加深，同时也为后续的兴奋在神经元之间传递和神经系统活动的基本形式——反射的学习奠定基础。因此，在神经系统调节的这部分内容中，本节课居于承上启下的重要地位，很好地起到了过渡作用。第一课时的内容是对初中知识的回顾，以及在回顾基础上的深化，重点在于使学生理解兴奋产生和传导的机理。但困于高中学生化学知识与物理知识的掌握程度，对于静息电位及动作电位的机理只是停留在表面层次，没有提及电—化学平衡的终极原理，所以在教学中，神经冲动的产生与传导的内容的教学需要注意度的把握。
从教材内容的编排上来看，本节内容由组成神经系统的基本结构与功能单位——神经元入手，通过刺激蛙坐骨神经腓肠肌标本实验，让学生直观看到腓肠肌的收缩和电表指针的偏转，体会冲动的传导和电位变化，再过渡到神经冲动的产生过程，由浅入深，层层递进，符合学生的认知发展规律，充分体现了教材编排的内在逻辑与学生认知发展规律的统一。
2、学情分析
从学生的知识起点分析，学生在初中阶段已经初步学习了神经系统结构和反射等有关知识，而且学生时时刻刻都能感受到神经系统对于生物体生命活动调节方面的重要作用，便于开展引导学生从现象到本质的探究。
从学生的技能上分析，高二的学生在思维认知上正沿着从“直观——因果——概念”的方向发展，并已具备较强的逻辑思维能力和理性分析能力，因此，教师可以通过创设生动的生活情境和有效的问题，引导学生开展基于问题的探究，在探究中合作，在合作中思考，在思考中解决问题并产生新的疑惑，从而达到意义上的建构，实现有效教学。
通过教材分析和学情分析，对本课时内容作如下处理：对于神经元基本结构方面的内容可由学生自主学习，对学案上的要点进行填空补充即可，教师从中引导并修正；而对于静息电位和动作电位的产生机理的难点内容，则先由学生看书，得出结论性的语句，教师再进行深化内化，将具体过程整合到膜电位变化的曲线上，从而将抽象问题具体化，辅助以学案和多媒体课件，以突破该难点。
三、教学目标
知识目标：能简述神经元的主要结构及其功能，熟练说出兴奋产生过程中所涉及到的静息状态和兴奋状态膜电位的变化，并在此基础上阐述神经冲动的产生机理和特点。
能力目标：通过对神经冲动在同一神经元上产生与传导的描述，学生锻炼了分析、归纳和语言表达能力。并将膜电位变化曲线结合到神经冲动的产生与传导过程中，变抽象为具体，培养学生的视图、析图能力。
情感与态度目标：通过学习，学生了解生物电存在的客观性，形成唯物主义基本观点，并逐步认同“生命过程并不是独立的，而是互相联系的”这一辩证观点，主动关注身边的一些生命现象，尊重生命现象，通过科学方法阐释生命现象的科学态度。
四、教学重难点及处理
重点：神经元的结构与功能、神经冲动的产生与传导。
难点：神经冲动的产生与传导。
处理策略：对于可以从课本中直接获得的简单结果和结论，可以通过学生的自主学习，结合学案自己得出，教师在一旁进行必要的指导修正即可（如神经元基本结构）；而对于静息电位和动作电位产生机理等较为抽象的难点内容，则先由学生看书，找出结论性的语句，教师再进行深化，辅助以学案和多媒体课件，实现面上的梳理和点上的突破。
五、教学方法
结合多媒体进行探究研讨，并辅之以学案导学的方法开展相关的教学活动。
六、课时安排
1课时
七、课前准备
关于刺激蛙坐骨神经腓肠肌标本实验的FLASH动画；细胞膜结构模式图等相关图片资料；发给学生的学案等。
八、教学过程
1、设疑导入、激发兴趣
【讲述】各位同学，我们先设想以下情景：正当你悠闲地漫步在校园里，突然一条蛇正仰着头出现你的前面，你的第一反应将会怎样呢？
【学生回答】……（“啊”的大喊一声、飞快跑开……）
【设疑】很好，大家回答的很好，基本上都是在确保自己安全的前提下，快速选择逃避，这种反应措施是正确的，这也说明了我们同学的头脑反应都很快，那哪位同学能说出我们短时间作出这样迅速反应的原因呢？整个过程又受到什么的控制呢？
【个别回答】……（神经系统；条件反射。……）
【阐释】对，刚才的反应过程确实是受我们的神经系统来支配的？那大家对神经系统究竟又有多少认识呢？这也是今天这节课我们所要学习的内容：神经系统的结构与功能（第1课时）。
【板书】神经系统的结构与功能（1）
2、合作学习、探索新知
神经元的结构与功能
【引导】我们已经知道，组成生物体结构和功能的基本单位是细胞，那么，组成神经系统结构和功能的基本单位是什么呢？
【个别回答】……（神经元）……
【阐释】不错，组成神经系统结构和功能的基本单位是神经细胞，又叫神经元，
【板书】神经元（神经细胞）
【多媒体展示】 神经元与普通组织细胞的形态图
【设问】 大家能说出这两种细胞最大的差异主要体现在哪方面吗？
【学生回答】 ……（神经细胞有很多分叉）……
【设问】对，神经细胞相对于其它体细胞而言，有着非常特别的结构，那么它的结构具体如何呢？请大家带着这个问题，阅读课本19页第二自然段的内容，独立思考，看完后请大家在学案中对神经细胞的基本结构进行标注。
【活动一】学生带着问题自己阅读教材19页的相关内容，并主动完成学案，填写神经元的结构图，我在教室巡视，并进行及时指导。（有利于学生自学能力的提高和自学习惯的养成，并培养学生识图能力。）
【板书】神经元的结构
【点拨、互动】教师展示通过多媒体展示有关神经元结构模式图，让学生对照，对自己在学案上所填的内容进行自评。
【设问】 现在，请大家思考一下：神经元之所以具有如此特别的结构可能与什么有关呢？请说出你的理由？
【同桌讨论】……（在班里巡视，关注学生的讨论情况，并给予一定的指导和帮助）
【全班交流】……（同学发表观点，其他学生给予一定的补充评价。）
【小结】很好，经过刚刚的讨论，我们已经知道，按照生物学中结构与功能相适应的原理，我们可以得出神经元的独特结构与其功能有关。
【追问】那么，神经元又有着怎样的特殊功能呢？
【FLASH】展示蛙坐骨神经腓肠肌标本受刺激前后的视频
【点拨、互动】标本中未受到刺激前，电流表指针不偏转，说明没有电流的产生，当给予一定的适宜刺激，肌肉发生收缩现象，并且电流表发生偏转，说明神经纤维受到适宜的一定刺激后，后产生电流，这就是神经元所具有的特殊功能。
【板书】神经元的功能：接受刺激，产生并传导神经冲动（电信号、兴奋）
神经冲动的产生与传导
【PPT】展示神经元未受到刺激时，细胞膜内外电位检测的图片
【引导、设问】神经元在未受到刺激时，电位计的指针发生偏转，说明膜内外存在电位差，这种电位差又是这么形成的呢？当神经元受到刺激后，为什么能够产生电流，其产生机理是什么呢？
【板书】神经冲动的产生与传导
【活动二】学生带着问题自己阅读教材21页第二自然段的相关内容，并划出自己认为较为关键的语句。我在教室巡视，并进行及时指导。
【学生回答、集体交流】请个别学生回答，集体讨论
【PPT】展示静息状态下钾离子外流的动画
【归纳】教师进行归纳小结，静息状态下膜内高浓度的钾离子通过钾离子通道而大量外流，外流到一定程度而达到平衡（但此时膜内钾离子浓度仍然大于膜外）。这样膜外电位高于膜内，外正内负，形成电位差，即静息电位，此时的状态称之为极化状态或静息状态。
【板书】极化状态（静息电位）
【完成学案】学生独立完成学案的相关内容
【点拨】注意钾离子外流后，只会造成膜局部离子浓度的差异，整个细胞内的钾离子浓度始终大于膜外，所以钾离子外流属于易化扩散；从电位上来说膜外高电位记为＋，膜内低电位表示为－；习惯上我们将膜外电位记为0，这样静息电位应该是为负值，大约为－70mv左右。
【PPT】展示静息状态膜内外电位示意图，并在坐标系中进行表示。
【设问】当神经元受到刺激时，结果又如何呢？
【活动三】学生带着问题再次阅读教材21页第三自然段的相关内容，并找出关键的语句。我在教室巡视，并进行及时指导。
【学生回答、集体交流】请个别学生回答，集体讨论
【PPT】展示神经元受刺激是膜内外离子的流动过程图
【归纳】教师进行归纳小结，神经纤维受到刺激后，刺激部位膜上钠离子通道打开，随即膜外高浓度的钠离子大量涌入膜内，导致膜附近两侧离子浓度改变，膜内外原先的电位差逐渐减少直至为0，该过程称之为去极化；随后钠离子继续内流，这样膜内电位逐渐高于膜外，从电位上看达到一种外负内正的状态，即为反极化状态，此时的电位差，称之为动作电位，
【板书】反极化状态（动作电位）
【活动四】学生独立完成学案的相关内容，我巡视并给予及时指导。
【点拨】从上述过程可以看出，极化是一种最终的状态，去极化是一个过程，反映的是钠离子内流的过程。而反极化既表示一种状态也可表示一个过程。
【PPT】展示动作电位产生时膜内外电位变化示意图，并完成学案中的膜电位变化的坐标系图。
【追问】当神经元的收刺激部位A发生去极化，产生动作电位后，始终处于外负内正的反极化状态吗？随后又发生着怎样的变化呢？
【学生讨论】学生之间相互讨论，并找出课本中相关的语句进行作答
【PPT】展示神经元受刺激后一段时间内是膜内外离子的流动过程图
【归纳】受刺激的A部位一旦完成去极化后，刺激部位A与未刺激部位B的膜内外之间形成局部的电流，在这种局部电流的刺激下，又会引起相邻部位B在很短的时间内发生去极化，即钠离子大量内流，从而引起兴奋。而原来的A部位则关闭钠离子通道，打开钾离子通道，这样钾离子再次大量外流，最终重新恢复极化状态，此过程称之为复极化过程。
【PPT】展示动作电位产生时膜内外电位变化示意图，
【设问】此时的部位A与未受到刺激前的状态一样吗？
【学生回答】 个别学生回答，再由其他学生进行评价
【补充、归纳】从极性和离子分布两方面进行比较，极性上看，刺激前后部位A与刺激前相同，都是外正内负，但是从离子分布上看，此时膜内钾离子浓度和膜外的钠离子浓度都明显低于刺激前。
【设问】这种状态怎样能保证下一次的去极化和复极化呢？
【讨论、集体交流】 钠离子重新要被运出膜外，钾离子被运出膜内。
【阐释】阐释Na+-K+泵的工作机制，只改变膜内外离子分布，而不改变其极性，始终保持外正内负的极性状态。
【PPT】展示在神经纤维的中间给予一定的适宜刺激，兴奋的传导过程图
【完成学案】 对照可见中的图片完成学案中有关兴奋传导方向，电流方向等方面的填空，我在一旁巡视、指导。
【阐释】阐释兴奋传导的特点，双向性、绝缘性和无衰减性、
【板书】神经冲动传导的特点
3、总结归纳、内化提升
【讲述】通过今天这节课，大家都学到了什么？我们请同学起来进行小结。
【学生小结】……
【补充】……其他学生补充。
【PPT】课件展示本节课的主要知识网络图
【追问】那么，今天我们得出的动作电位产生过程中的膜电位曲线图与教材22页的曲线图有何不同？这个问题课下请同学们认真思考，下节课我们再一起讨论。
4、检测反馈、拓展延伸
针对本节课的重点难点知识，侧重是设计有关判断电流计指针的偏转方向以及静息电位、动作电位形成过程中离子变化方面的题型。
1、如图所示电流表的电极分别接在神经纤维的细胞膜外（其中A、B、C、D四点完全对称），当分别在A点、C点、BC之间任一点给予一定的适宜刺激后，请判断指针的偏转方向。
变式：
如果将电流表两个电极，一个接在膜外，一个接在膜内时，给予相同的刺激结果又如何？
【总结、归纳】
解决本类型题目的突破点是：
2．(2009·山东理综)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( )
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
3．试判断一个神经细胞的静息电位在添加具有生物活性的化合物——河豚毒素(Na＋离子转运载体抑制剂)后，是如何变化的( )
九、板书设计
媒体展示区
第二章 第二节 神经系统的结构与功能（1）
神经元
1、结构
二、神经冲动的产生与传导
极化状态（静息电位）：外正内负 K+外流
反极化状态（动作电位）：外负内正 Na+外流
极化状态：外正内负 K+外流
轴突
树突
胞体
突起
自由展示区
复极化
去极化第二章 第2节 神经系统的结构与功能（第1课时）学案
一 神经元结构与功能
1 __________是构成人神经系统的基本结构和功能单位
① 神经元的结构
② 神经元的功能：神经元是一种______________细胞。
神经元可以接受_________，产生并传导________________________。
二、神经冲动的产生与传导
① 极化状态：外_____内_____
膜外______浓度高，膜内______浓度高，
膜内外的电位差形成_______电位：
离子跨膜方式：_______________
② 反极化状态：外_____内_____
膜内外的电位差形成_______电位
离子跨膜方式：_______________
③ 极化状态：外_____内_____
恢复成______电位
离子跨膜方式：_______________
④ 超级化状态：外_____内_____
离子跨膜方式：_______________
注意：Na+—K+泵作用只改变膜两侧的离子分布，而不改变极性
三、习题巩固
1、如图所示电流表的电极分别接在神经纤维的细胞膜外（其中A、B、C、D四点完全对称），当分别在A点、C点、BC之间任一点给予一定的适宜刺激后，请判断指针的偏转方向。
2．(2009·山东理综)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( )
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
3．试判断一个神经细胞的静息电位在添加具有生物活性的化合物——河豚毒素(Na＋离子转运载体抑制剂)后，是如何变化的( )
试完成：神经纤维上A点受适宜刺激前后膜电位变化曲线图
电流方向：____________________
______________________
神经冲动的传导特点：
____________________
____________________
____________________
机理：__________
刺激
（___________过程）
机理：_____________
（___________过程）
机理：__________
机理：__________
（Na+—K+泵工作）
