高中生物人教版（2019） 选择性必修1 稳态与调节 第2章 神经调节 第3节 神经冲动的产生和传导课件（33张ppt）

(共33张PPT)
第3节
神经冲动的产生和传导
应达成的生物学核心素养
阐明神经细胞膜内外在静息状态具有电位差，受到外界刺激后形成动作电位，并沿神经纤维传导（生命观念、科学思维）
阐明神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成（生命观念、科学思维）
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（社会责任）
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做出起跑的反应，信号的传导经过了那些结构？
2.短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？
经过了感受器（耳）、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（传出神经末梢和它所支配的肌肉）
人类从听到声音到做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
感受器
效应器
传入神经
传出神经
神经中枢
产生兴奋
兴奋在反射弧中是以什么形式传导的？又是怎样传导的呢？
思考
动物体或人体内某些细胞或组织感受外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态的过程
兴奋在神经纤维上的传导
一
兴奋在神经元之间的传递
二
蛙的坐骨神经表面电位变化实验
1.实验方法
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流表上：
一、兴奋在神经纤维上的传导
2.实验结果
①静息时,电表
测出电位差,
说明
。
没有
静息时神经表面各处电位相等
②在图示神经的左侧的一端给予刺激时，先变化的是
，电位变化为
。
a处
先变为负电位，接着恢复正电位
③
④后变化的是
，电位变化为
。
先变为负电位，接着恢复正电位
b处
3.实验结论
兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维来传导的，这种电信号也被称之为神经冲动。
一、兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经纤维上是如何的传导的呢？
物质基础：
1.神经细胞膜内外各种离子浓度不同(内K+
外Na+)
2.细胞膜对不同离子的通透性各不相同
?K+外流
静息状态：
产生原理：
膜电位表现：
?内负外正
静息电位
兴奋状态：
产生原理：
膜电位表现：
?外负内正
Na+内流
动作电位
膜主要对K+有通透性
膜主要对Na+有通透性
在兴奋部位与未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动，形成局部电流
局部电流方向：膜内：
膜外：
兴奋区域
未兴奋区域
未兴奋区域
兴奋区域
传导方向：
兴奋区域
未兴奋区域
思考：
若在离体神经纤维的中端给予刺激，则兴奋的传导方向是怎样的？
(1)静息电位表现为
,是
外流形成的。
(2)动作电位表现为
,是
内流形成的。
(3)兴奋部位与
部位之间存在电位差,形成了
。
(4)局部电流刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化,兴奋向前传导,原兴奋部位又恢复为
。
兴奋在神经纤维上的传导小结：
内负外正
K+
内正外负
Na+
未兴奋
局部电流
静息电位
兴奋在神经纤维上的传导形式：_____________
电信号
兴奋在神经纤维上的传导特点：_____________
双向传导
兴奋在神经元之间还能以神经冲动的形式进行传递吗？
神经肌肉接头光镜结构图
氯化金染色
1、突触小体
轴突末梢经多次分支，每个小枝末端都膨大成
杯状或球状小体
二、兴奋在神经元之间的传递
兴奋传导的方向
神经元之间在结构上并没有相连，每一神经元的突触小体只与其他神经元的细胞体或树突相接触，此接触部位被称为突触。
突触
突触后膜有两种：
②
树突膜
①
细胞体膜简称胞体膜
2、突触
突触前膜
突触后膜
突触间隙
神经元兴奋传导到轴突末梢
突触小体的突触小泡
向
移动并融合
突触前膜
释放
方式：
突触间隙
突触后膜
（递质与后膜上的
结合，形成
）
作用于下一神经元后，神经递质与受体分开，被
，
以免______________
3、兴奋在神经元之间的传递
前膜
神经递质
胞吐
相关受体
递质-受体复合物
迅速降解或回收进细胞
持续发挥作用
若为兴奋性递质，Na+大量内流，突触后膜电位变化为：
若为抑制性递质，突触后膜对K+尤其是对cl-的通透性增大，突触后膜电位变化为：
由内负外正变为内正外负（去极化）
进一步内负外正（超极化）
神经递质扩散
突触后膜对_____________发生改变
离子的通透性
__________________
神经递质
神经递质是神经细胞产生的一种化学物质，使有相应受体的神经细胞产生特异性反应（兴奋或抑制）。
传递途径：突触前膜→突触间隙→突触后膜
兴奋性神经递质
抑制性神经递质
、谷氨酸等
乙酰胆碱
种类：
去向：作用完就被分解或回收
分泌方式：胞吐
作用效果：使后膜兴奋或抑制
1）麻醉剂分子结构与递质相似，先与突触后膜受体结合，使递质无法与受体结合，兴奋无法传递，使肌肉松弛。
2）阻止Na+内流，局部神经信号无法传导，无痛觉，有知觉，但保留部分或完整的运动神经功能。
递质若不能与受体结合或结合后不分解会怎样？
有机磷农药会抑制分解兴奋性递质的酶的活性，使突触后膜持续兴奋，使全身肌肉（含呼吸肌）持续收缩，患者无法吸气，导致死亡。
局部麻醉的原理是：
有机磷农药中毒的原理是：
3、兴奋在神经元之间的传递
电信号
化学信号
电信号
信号在突触传递特点：
传递
神经递质只存在于突触前膜内的突触小泡中，只能由突触前膜释放经突触间隙作用于突触后膜；
单向
信号在突触传递？
为什么兴奋在神经元之间的传递比在神经纤维上要慢？
快
快
慢
即传递方向只能由一个神经元的轴突传到另一个神经元的树突or细胞体（肌肉、腺体）
原因？
信号在神经纤维传递？
突触的三种类型
某些化学物质对突触的影响课本30页
突触小泡
神经递质
突触前膜
突触后膜
突触间隙
神经递质
受体
兴奋剂和毒品也是通过突触来起作用的
有些能促进神经递质的合成
和释放速率；
有些会干扰神经递质与受体的结合；
有些会影响分解神经递质的酶的活性。
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
兴奋剂
概念
原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。
注意
为了保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。
作用
可增强人的兴奋程度、提高运动速度等。
毒品
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麻醉药品和精神药品。
注意
有些兴奋剂就是毒品，会对人体健康带来极大危害。
《中华人民共和国刑法》第357条规定：
毒品
分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害
在一些重大的体育项目比赛中，少数运动员为了提高成绩，铤而走险，违反“公平竞争”的原则，违规服用兴奋剂。
一旦查出，该运动员将面临禁赛、处以罚金等不同程度的处罚，而且还会受到国际社会和体育道德的谴责。
思考·讨论
可卡因
既是兴奋剂，也是毒品。
作用
会影响大脑中与愉悦传递有关的神经元，这些神经元利用神经递质-多巴胺来传递愉悦感。
分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害
可卡因的作用机理
可卡因使转运蛋白失去回收多巴胺的功能，故多巴胺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。
可卡因药效失去后，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神经元的活动，形成恶性循环，毒瘾难戒。
讨论：服用可卡因为何会使人上瘾？
突触小泡
转运蛋白
受体
神经递质
分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害
可卡因的其他危害
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。
长期大剂量使用后突然停药，可出现抑郁、焦虑、失望、疲惫、失眠、厌食等症状。
分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害
思考·讨论
禁毒
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。
拓展应用
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+浓度的降低而降低。
（1）请对上述实验现象作出解释。
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？
要测定枪乌贼神经元的正常电位，应在钠钾离子浓度与内环境相同的环境中进行。因为体内的神经元处于内环境之中，其钠钾离子具有一定的浓度，要使测定的电位与体内的一致，也就必须将神经元放在钠钾离子浓度与体内相同的环境中。
静息电位，
K+通道开放，K+外流
（协助扩散）
极化状态
反极化状态
去极化过程
复极化过程
超极化状态
动作电位，
Na+通道开放，Na+内流
（协助扩散）
动作电位的峰值，
其大小与膜外Na+浓度呈正相关
K+通道开放，K+外流
（协助扩散）
Na+外流、K+内流
（主动运输，消耗ATP）
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120kmh。在高速路上行车，要与前车保持适当的距离，如200m。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?
在行车过程中，发现危险进行紧急处置，实际上需要经过一个复杂的反射过程。视觉器官等接受信号并将信号传至大脑皮层作出综合的分析与处理，最后作出应急的反应，要经过兴奋在神经纤维上的传导以及多次突触传递，因此从发现危险到作出反应需要一定的时间。车速过快或车距过小，就缺少足够的时间来完成反应的过程。
此外，酒精会对神经系统产生麻痹，使神经系统的反应减缓，所以酒后要禁止驾驶机动车。遇到酒后还想开车的人，需告诚:酒后不开车，开车不喝酒;酒驾、醉驾是违法行为。
区别假说与预期
有研究者提出一个问题：“当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还是电信号呢？”
思维训练
为回答此问题，科学家进行了如下实验。取两个蛙的心脏（A和B，保持活性）置于成分相同的营养液中，A有某副交感神经支配，B没有该神经支配
。
A
B
原创
当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还是电信号？
发现问题
提出假说
实验预期
对实验结果的预测
A
B
思维训练：推断假说与预期
A
B
材料
处理
结果
结论
有某副交感神经
无某副交感神经
刺激该神经
从A的营养液中取一些液体注入B的营养液中
心脏跳动减慢
心脏跳动也减慢
该神经释放一种化学物质，这种物质可以使心跳变慢。
化学信号
假说：
是指从已有的事实材料和科学原理出发，对实践中观察或研究到的、以往的理论没有说明或当时不能说明的一些现象作出理论上的假定性说明。假说有描述性假说和解释性假说之分。
科学假说一般具有以下特点：假说的提出是有客观事实和科学知识的依据的，但结论是尚未接受实践检验的，具有科学预见功能。
科学的发展就是不断提出新的假说、修正或抛弃旧的假说，不断使假说上升为理论的过程。
预期：
是对客观事物的发展趋势和未来状况进行预料和推测。
需要预测的事件往往具有不确定性，因此，预测的目的就在于对这种不确定性作出预先的估量，以减少实践活动的盲目性。
假说和预期都是对事物发展过程和结果的假设和预测，都对实践活动有指导性。但在科学研究中使用这两个词时，词汇的内涵稍有差异。
假说往往是在研究某一种或一类现象时作出的，这种假说是具有普适意义的，能够解释很多类似的现象，并用以指导后续研究；假说是对现象背后原因的尝试性解释，或对探究的问题的尝试性回答。
预期所表达的预测功能更加具体，往往可以具体到某一个实验、某一操作的结果。预期则是在假说成立的逻辑前提下，对检验假说的实验结果作出的推测。
假说和预期并非是完全对立的两个词，词义可能会因不同语境或不同使用者的偏好而不同。