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《神经冲动的产生和传导》教学设计
课题
第三节
神经冲动的产生和传导
单元
第二章
学科
生物
年级
高一
学习目标与核心素养
阐述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；说明滥用兴奋剂、吸食毒品的危害，自觉拒绝毒品并向他人宣传毒品的危害。1.文化基础：阐明兴奋在神经纤维上和之间的产生及传导机制。2.自主发展：利用兴奋的产生及传导机制，分析神经冲动的过程。3.社会参与：说明滥用兴奋剂、吸食毒品的危害，自觉拒绝毒品并向他人宣传毒品的危害。
重点
阐述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；
难点
阐述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；
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
播放视频《神经冲动》
课前查阅资料，播放视频《神经冲动》
通过视频，让学生基本了解神经冲动的产生和传递过程。提出问题，激发学生的学习兴趣。
讲授新课
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.从运动员听到枪响到作由起跑的反应，信号的传导经过了哪些结构?提示：经过了耳(感受器)、传入神经(听觉神经)、神经中枢(大脑皮层一脊髓)、传出神经、效应器(肌肉)等结构。2.短跑比赛规则中关于"抢跑"规定的科学像据是什么?提示：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0.1
S。一、兴奋在神经纤维上的传导播放视频《蛙神经干标本的制备方法》①静息时，电表没有测出电位变化（1），说明神经表面各处电位相等。②当在图示神经的左侧一端给予刺激时，靠近刺激端的电极处（a处）先变为负电位，接着恢复正电位（2、3）;③另一电极处（b处）变为负电位，接着又恢复为正电位（3、4）。这说明在神经系统中，兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫神经冲动（neural
impulse）。1．传导形式：以电信号(或局部电流)形式沿神经纤维传导，这种电信号也叫__________________。2．电位变化：图中A代表静息电位，由于_______外流，膜电位为______________。图中B代表动作电位，由于_______内流，膜电位为_________。3.在未受到刺激时，神经纤维处于__________。此时，神经细胞外的______________比膜内要高，
K+浓度比膜内低，而神经细胞膜对不同离子的_______各不相同;静息时，膜主要对___________，造成K+外流，使膜外_________________高于膜内。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_________（resting
potential)。4.当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对
Na+
的_____________，_________________，这个部位的膜两侧出现暂时性的__________________，表现为____________的兴奋状态。此时的膜电位称为____________（action
potential）。而邻近的未兴奋部位仍然是________________。在兴奋部位和未兴奋部位之间由于__________的存在而发生电荷移动，这样就形成了___________________。5.局部电流又刺激相近的_____________发生同样的电位变化，如此进行下去，将__________，后方又恢复为_________________。6.兴奋在神经纤维上的传导方向与局部电流方向的关系：(1)在膜外，局部电流方向与兴奋传导方向_______。(2)在膜内，局部电流方向与兴奋传导方向_______。膜电位的测量方法图解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二、兴奋在神经元之间的传递1.神经元的轴突末梢经过多次分枝，最后每个小枝末端_____________。呈杯状或球状，叫作__________。其可以与其他神经元的细胞体或树突等相接近，共同形成___________（synapse）。2．结构基础——突触：(1)兴奋在神经元之间的传递的结构基础为突触。它由图中的[a]_________________、[b]__________、[c]_________________三部分构成。3.在神经元的轴突末梢处，有许多________。4.当轴突末梢有神经冲动传来时，________受到刺激，就会向_____________移动并与它融合，同时释放一种化学物质___________（neurotransmitter）。5.神经递质经扩散通过________________，与____________上的相关受体结合，形成________，从而改变了突触后膜对离子的____________，引发突触后膜________________，信号就从一个神经元通过突触传递到了另一个神经元。6.神经递质会与受体分开，并迅速被____________进细胞，以免持续发挥作用。7.由于神经递质只存在于________________中。只能由_________释放，然后作用于____________上，因此。神经元之间兴奋的传递只能是_________的。8.从一个神经元的__________传到下一个神经元的___________________。由于突触处的兴奋传递需要通过__________________的转换，因此兴奋传递的速度比在神经纤维上要慢。视频播放《兴奋剂》《毒品》1.某些化学物质能够对__________________产生影响，其作用位点往往是____________。有些物质能促进神经递质的___________________。有些会干扰神经递质与_____________的结合，有些会影响分解神经递质的__________________。2.兴奋剂和毒品等也大多是通过______________来起作用的。3.兴奋剂是指能提高_____________________机能活动的一类药物，如今是运动禁用药物的统称。兴奋剂具有增强人的兴奋程度、提高运动速度等作用，为了保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。4.《中华人民共和国刑法》第357条规定;毒品是指鸦片、海洛因、甲基苯丙胺（冰毒）、吗啡、大麻、可卡因以及国家规定管制的其他能够使人形成瘾癖的_________________________。有些兴奋剂就是毒品，它们会对人体健康带来极大的危害。5.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，因为这不仅关系个人的命运，而且关乎____________________________。思考与讨论1.服用可卡因为什么会使人上瘾?提示：可卡因会与突触间隙中的多巴胺转运蛋白结合，使多巴胺转运蛋白失去回收多巴胺的功能。多巴胺是一种会使大脑产生愉悦感的神经递质，正常情况下发挥作用后会被多巴胺转运蛋白回收。多巴胺在突触间隙持续发挥作用，会导致突触后膜多巴胺受体减少。当可卡因失效后，由于多巴胺受体已减少，机体正常的神经活动受到影响，服药者就必须通过服用可卡因来维持这些神经元的活动。2.你还知道哪些毒品?
如果有人劝你吸食毒品，你会以怎样的方式拒绝?提示：主要的毒品还有鸦片、海洛因、甲基苯丙胺(冰毒)、吗啡、大麻等。如果有人劝吸食毒品，拒绝的方式可以是说明毒品对身心健康以及社会的危害，并指出吸食毒品是违法行为。你听说过吸毒导致家破人亡的事例吗?你认为吸毒会对个人、家庭和社会违成哪些危害?提示：(1)毒品对个人身心的毒害:成瘾者身体因慢性中毒，会产生各种不适感，免疫力下降，诱发各类疾病，甚至精神错乱，中毒死亡。(2)对家庭的危害:成瘾性使吸毒人员戒毒困难，长期吸毒极大增大家庭开支;同时吸毒人员由于长期吸毒造成体内慢性中毒，体力衰弱，劳动力下降，甚至劳动力完全丧失，影响家庭收入，也影响了社会财富的创造和积累。(3)对社会的影响:吸毒人员的自我评价下降，在社会经济生活方面的角色功能降低，从而影响社会财富的创造，给社会带来巨大的经济损失。由于吸毒者对毒品的依赖性，为了寻找毒品，吸毒人员常会丧失理智和思维能力，可能因此导致各种异常行为尤其是违法犯罪行为的发生。思维训练在进行这个实验时，科学家基于的假说是什么?实验预期是什么?提示：假说:支配心脏的副交感神经可能是释放了某种化学物质，该物质可以使心跳减慢。实验预期:从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液中，B心脏的跳动也会减慢。四、练习与应用1.将蛙的坐骨神经置于溶液中培养，若给其创伤处理后，细胞膜的通透性增大，则细胞质基质中（）A．Na＋浓度降低
B．K＋浓度降低C．Na＋浓度不变
D．K＋浓度升高提示：由于细胞质基质中K＋浓度高于外界溶液，而Na＋浓度低于外界溶液，所以当蛙的坐骨神经创伤后，细胞膜的通透性增大，则Na＋会涌入细胞，同时K＋排出细胞，此时细胞质基质中Na＋浓度升高，K＋浓度降低，故B项正确，A、C、D错误。2.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(钠离子转运载体抑制剂)后的变化是（
）v提示：在静息状态下，神经细胞中钾离子外流，从而在膜的内外形成电位差，产生静息电位。钾离子的外流与钠离子转运载体抑制剂无关，故静息电位不会受到影响；钠离子转运载体抑制剂会抑制受刺激部位的钠离子内流，使动作电位无法形成，A项正确五、拓展与应用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+浓度的降低面降低。（1）请对上述实验现象作出解释。提示：(1)静息电位与神经元内的K+外流相关而与Na+无关，所以神经元轴突外Na+浓度的改变并不影响静息电位。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）如果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?提示：正常海水中。因为神经元的静息电位和动作电位的大小分别与溶液中K＋和Na＋的浓度有关，所以要测定枪乌贼神经元的正常电位，需将枪乌贼放入其生活的正常海水中。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
kmh。在高速路上行车，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。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?提示：驾驶人的反应时间是影响交通安全的重要因素之一，驾驶人正常的反应时间(从眼→大脑→脊髓→作出反应)一般约为2.5
s，因此，对于以120
km/h行驶的车辆而言，反应距离为120×1
000×2.5/3
600≈83.33
m，如果再加上车辆制动、惯性滑行等因素，反应距离实际要超过100
m。如果遇到酒后还想开车的人，我会立即阻止。
提出问题，分析问题，小组讨论，分析问题。观看播放《蛙神经干标本的制备方法》，了解神经冲动的产生。【学习活动一】学生观看视频后，阅读课本，带着问题，阅读课文，回答问题。小组讨论，回答相关问题【学习活动二】学生阅读，分组讨论，分析兴奋在神经元之间的传递。观看视频，了解兴奋剂及毒品的危害。小组讨论，分析相关问题。根据所学，完成相关练习
通过问题探究，讨论分析实际问题，培养概括和科学思维能力，激发学生学习积极性。培养学生获取信息的能力，加深学生对兴奋的认识，激发学生的科学研究的兴趣。带着问题，通过阅读，了解兴奋在神经纤维上的传导。通过小组讨论，通过图解和坐标图的比较，了解膜电位的变化，有效促进学生思维发展。利用归纳、分析、概括等思维能力，有利于建立对兴奋在神经元之间的传递的认识，渗透科学方法和科学精神。通过视频播放，分析社会现象，小组讨论，了解现象分析本质，层层递进，比较方法的运用，有效促进形成正确人生观、价值观。通过讨论及活动，学生能认同毒品的危害，形成正确人生观价值观。回顾旧知，巩固和应用所学知识。
课堂小结
1．传导形式：以电信号(或局部电流)形式沿神经纤维传导，这种电信号也叫神经冲动。2．电位变化：图中A代表静息电位，由于K＋外流，膜电位为内负外正。图中B代表动作电位，由于Na＋内流，膜电位为内正外负。3.兴奋在神经元之间的传递的结构基础为突触。它由图中的[a]突触前膜、[b]突触间隙、[c]突触后膜三部分构成。4.作用机理：兴奋剂和毒品也大多是通过突触来起作用的。
板书
第三节
神经冲动的产生和传导一、兴奋在神经纤维上的传导传导形式、电位变化、局部电流二、兴奋在神经元之间的传递突触小体、突触（前膜、间隙、后膜）三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害作用机理
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第三节
神经冲动的产生和传导
人教版
高中生物
学习目标
阐述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；说明滥用兴奋剂、吸食毒品的危害，自觉拒绝毒品并向他人宣传毒品的危害。
1.文化基础：阐明兴奋在神经纤维上和之间的产生及传导机制。
2.自主发展：利用兴奋的产生及传导机制，分析神经冲动的过程。
3.社会参与：说明滥用兴奋剂、吸食毒品的危害，自觉拒绝毒品并向他人宣传毒品的危害。
神经冲动
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.从运动员听到枪响到作由起跑的反应，信号的传导经过了哪些结构?
2.短跑比赛规则中关于"抢跑"规定的科学像据是什么?
提示：经过了耳(感受器)、传入神经(听觉神经)、神经中枢(大脑皮层一脊髓)、传出神经、效应器(肌肉)等结构。
提示：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0.1
S。
一、兴奋在神经纤维上的传导
蛙神经干标本的制备方法
③另一电极处（b处）变为负电位，接着又恢复为正电位（3、4）。这说明在神经系统中，兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫神经冲动（neural
impulse）。
①静息时，电表没有测出电位变化（1），说明神经表面各处电位相等。
②当在图示神经的左侧一端给予刺激时，靠近刺激端的电极处（a处）先变为负电位，接着恢复正电位（2、3）;
1．传导形式：以电信号(或局部电流)形式沿神经纤维传导，这种电信号也叫__________________。
神经冲动
2．电位变化：图中A代表静息电位，由于__________外流，膜电位为______________。图中B代表动作电位，由于___________内流，膜电位为____________________。
K＋
内负外正
Na＋
内正外负
3.在未受到刺激时，神经纤维处于________________。此时，神经细胞外的______________比膜内要高，
K+浓度比膜内低，而神经细胞膜对不同离子的____________各不相同;静息时，膜主要对__________________，造成K+外流，使膜外_________________高于膜内。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____________________（resting
potential)。
静息状态
Na+浓度
通透性
K+有通透性
阳离子浓度
内负外正
静息电位
4.当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对
Na+
的_____________________，_________________，这个部位的膜两侧出现暂时性的__________________，表现为___________________的兴奋状态。此时的膜电位称为__________________（action
potential）。而邻近的未兴奋部位仍然是________________。在兴奋部位和未兴奋部位之间由于________________的存在而发生电荷移动，这样就形成了___________________。
兴奋传导方向
通透性增加
Na+
内流
电位变化
内正外负
动作电位
内负外正
电位差
局部电流
5.局部电流又刺激相近的__________________发生同样的电位变化，如此进行下去，将__________________，后方又恢复为_________________。
未兴奋部位
兴奋向前传导
静息电位
6.兴奋在神经纤维上的传导方向与局部电流方向的关系：
(1)在膜外，局部电流方向与兴奋传导方向_______________。
(2)在膜内，局部电流方向与兴奋传导方向_______________。
相反
相同
膜电位的测量
方法
图解
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
二、兴奋在神经元之间的传递
1.神经元的轴突末梢经过多次分枝，最后每个小枝末端_____________。呈杯状或球状，叫作____________________。其可以与其他神经元的细胞体或树突等相接近，共同形成_________________（synapse）。
膨大
突触小体
突触
2．结构基础——突触：
(1)兴奋在神经元之间的传递的结构基础为突触。它由图中的[a]_________________、[b]________________、[c]_________________三部分构成。
突触前膜
突触间隙
突触后膜
突触前膜
突触间隙
突触后膜
突触小泡
5.神经递质经扩散通过________________，与_________________上的相关受体结合，形成______________________，从而改变了突触后膜对离子的____________，引发突触后膜________________，信号就从一个神经元通过突触传递到了另一个神经元。
3.在神经元的轴突末梢处，有许多________________。
突触小泡
4.当轴突末梢有神经冲动传来时，________________受到刺激，就会向______________________移动并与它融合，同时释放一种化学物质——____________________（neurotransmitter）。
突触小泡
突触前膜
神经递质
突触间隙
突触后膜
递质-受体复合物
通透性
电位变化
6.神经递质会与受体分开，并迅速被________________进细胞，以免持续发挥作用。
降解或回收
8.从一个神经元的__________传到下一个神经元的___________________。由于突触处的兴奋传递需要通过__________________的转换，因此兴奋传递的速度比在神经纤维上要慢。
7.由于神经递质只存在于________________中。只能由_______________释放，然后作用于_________________上，因此。神经元之间兴奋的传递只能是_______________的。
突触小泡
突触前膜
突触后膜
单方向
轴突
细胞体或树突
化学信号
9.神经元与肌肉细胞或某些腺体细胞之间也是通过_____________联系的，神经元释放的神经递质可以作用于_______________________，引起肌肉的收缩或腺体的分泌。
突触
肌肉细胞或腺细胞
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
兴奋剂
毒品
1.某些化学物质能够对__________________产生影响，其作用位点往往是____________。有些物质能促进神经递质的___________________。有些会干扰神经递质与_____________的结合，有些会影响分解神经递质的__________________。
神经系统
突触
合成和释放速率
受体
酶的活性
2.兴奋剂和毒品等也大多是通过______________来起作用的。
突触
3.兴奋剂是指能提高_____________________机能活动的一类药物，如今是运动禁用药物的统称。兴奋剂具有增强人的兴奋程度、提高运动速度等作用，为了保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。
中枢神经系统
5.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，因为这不仅关系个人的命运，而且关乎____________________________。
4.《中华人民共和国刑法》第357条规定;毒品是指鸦片、海洛因、甲基苯丙胺（冰毒）、吗啡、大麻、可卡因以及国家规定管制的其他能够使人形成瘾癖的_________________________。有些兴奋剂就是毒品，它们会对人体健康带来极大的危害。
麻醉药品和精神药品
国家和民族的兴衰
思考与讨论
1.服用可卡因为什么会使人上瘾?
提示：可卡因会与突触间隙中的多巴胺转运蛋白结合，使多巴胺转运蛋白失去回收多巴胺的功能。多巴胺是一种会使大脑产生愉悦感的神经递质，正常情况下发挥作用后会被多巴胺转运蛋白回收。多巴胺在突触间隙持续发挥作用，会导致突触后膜多巴胺受体减少。当可卡因失效后，由于多巴胺受体已减少，机体正常的神经活动受到影响，服药者就必须通过服用可卡因来维持这些神经元的活动。
2.你还知道哪些毒品?
如果有人劝你吸食毒品，你会以怎样的方式拒绝?
提示：主要的毒品还有鸦片、海洛因、甲基苯丙胺(冰毒)、吗啡、大麻等。如果有人劝吸食毒品，拒绝的方式可以是说明毒品对身心健康以及社会的危害，并指出吸食毒品是违法行为。
3.你听说过吸毒导致家破人亡的事例吗?你认为吸毒会对个人、家庭和社会违成哪些危害?
提示：(1)毒品对个人身心的毒害:成瘾者身体因慢性中毒，会产生各种不适感，免疫力下降，诱发各类疾病，甚至精神错乱，中毒死亡。(2)对家庭的危害:成瘾性使吸毒人员戒毒困难，长期吸毒极大增大家庭开支;同时吸毒人员由于长期吸毒造成体内慢性中毒，体力衰弱，劳动力下降，甚至劳动力完全丧失，影响家庭收入，也影响了社会财富的创造和积累。(3)对社会的影响:吸毒人员的自我评价下降，在社会经济生活方面的角色功能降低，从而影响社会财富的创造，给社会带来巨大的经济损失。由于吸毒者对毒品的依赖性，为了寻找毒品，吸毒人员常会丧失理智和思维能力，可能因此导致各种异常行为尤其是违法犯罪行为的发生。
在进行这个实验时，科学家基于的假说是什么?实验预期是什么?
思维训练
提示：假说:支配心脏的副交感神经可能是释放了某种化学物质，该物质可以使心跳减慢。实验预期:从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液中，B心脏的跳动也会减慢。
四、练习与应用
1.将蛙的坐骨神经置于溶液中培养，若给其创伤处理后，细胞膜的通透性增大，则细胞质基质中
(
)
A．Na＋浓度降低
B．K＋浓度降低
C．Na＋浓度不变
D．K＋浓度升高
B
提示：由于细胞质基质中K＋浓度高于外界溶液，而Na＋浓度低于外界溶液，所以当蛙的坐骨神经创伤后，细胞膜的通透性增大，则Na＋会涌入细胞，同时K＋排出细胞，此时细胞质基质中Na＋浓度升高，K＋浓度降低，故B项正确，A、C、D错误。
2.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(钠离子转运载体抑制剂)后的变化是（
）
A
提示：在静息状态下，神经细胞中钾离子外流，从而在膜的内外形成电位差，产生静息电位。钾离子的外流与钠离子转运载体抑制剂无关，故静息电位不会受到影响；钠离子转运载体抑制剂会抑制受刺激部位的钠离子内流，使动作电位无法形成，A项正确。
五、拓展与应用
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+浓度的降低面降低。
（1）请对上述实验现象作出解释。
提示：(1)静息电位与神经元内的K+外流相关而与Na+无关，所以神经元轴突外Na+浓度的改变并不影响静息电位。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）如果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?
提示：正常海水中。因为神经元的静息电位和动作电位的大小分别与溶液中K＋和Na＋的浓度有关，所以要测定枪乌贼神经元的正常电位，需将枪乌贼放入其生活的正常海水中。
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
kmh。在高速路上行车，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。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?
提示：驾驶人的反应时间是影响交通安全的重要因素之一，驾驶人正常的反应时间(从眼→大脑→脊髓→作出反应)一般约为2.5
s，因此，对于以120
km/h行驶的车辆而言，反应距离为120×1
000×2.5/3
600≈83.33
m，如果再加上车辆制动、惯性滑行等因素，反应距离实际要超过100
m。如果遇到酒后还想开车的人，我会立即阻止。
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