内容正文:
第3节 神经冲动的产生和传导
生物学
学习目标
1.通过分析兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间传递的机制,认同信息流动在生命活动中具有重要作用。
2.通过分析和总结兴奋传导和传递特点,培养分析、推理、概括的科学思维能力。
3.通过了解兴奋剂和毒品的作用机理,认识滥用兴奋剂和吸食毒品的危害,提升社会责任感。
生物学
问题探究·知识生成
联系实际·素养落实
生物学
问题探究·知识生成
新知探究一 兴奋在神经纤维上的传导
建立概念·达成素养
问题探究
活动1:阅读资料
在一只蟾蜍的视神经上安装了实验用的电极,一旦有电流信号,电极就会检测到电信号而发生偏转。蟾蜍的眼睛对运动的物体非常敏感,但是它对静止的物体却视而不见。当有物体从它面前经过时,蟾蜍视神经就不停地放电。一旦物体停下来,蟾蜍视神经的放电也就停止。
生物学
活动2:自主阅读教材P27神经纤维上电位差的实验。
问题(1):无刺激时指针是否偏转?你得到的结论是什么?在a点的左侧有刺激时指针会如何偏转?
提示:不偏转;无刺激时膜外各处的电位相等;发生方向相反的两次偏转。
问题(2):以上蟾蜍和蛙的实验说明了兴奋是以 (又叫 )的形式沿着神经纤维传导的。
电信号
神经冲动
生物学
活动3:阅读资料
科学家以枪乌贼的巨大神经轴突(直径有1毫米)为材料,进行了如下实验。
实验一:未受到刺激时,神经纤维在静息状态,测细胞膜内外的电位,电表指示的电流方向如下:
问题(3):这个实验中的电极位置与活动2中蛙的实验电极位置有什么区别?
提示:一个电极在细胞膜内侧,另一个在细胞膜外侧。
问题(4):根据实验中电流的方向,可以得出静息状态时细胞膜内外的电位表现有何特点?
提示:外正内负。
生物学
实验二:神经细胞外Na+浓度高,膜内K+浓度高。增大或减小细胞外的Na+和Cl-浓度,测静息电位,结果基本没有变化。增大细胞外的K+浓度,使细胞内外的钾离子浓度差减小后,再测静息电位,结果静息电位绝对值会变小;降低细胞外的K+浓度,静息电位绝对值会变大。
问题(5):由此你能推测静息电位产生的原因吗?
提示:静息状态时细胞膜主要对K+有通透性,K+外流产生静息电位。
生物学
实验三:神经细胞受到刺激时,测细胞内外电位变化。电表发生了如图所示的反向偏转。
问题(6):受到刺激时,细胞膜内外的电位表现有何特点?
提示:由静息时的内负外正变为内正外负。
生物学
实验四:神经细胞外Na+浓度高,细胞内K+浓度高。用氯化胆碱或葡萄糖等替代的方法,降低神经纤维周围溶液中的钠离子的浓度,使细胞内外的钠离子浓度差减小,进一步测定动作电位,结果动作电位的上升速度和峰值都下降了,细胞外Na+浓度越低,动作电位的上升速度和峰值越小。
实验五:加入Na+通道抑制剂,刺激神经纤维,再测动作电位,结果动作电位明显变小或不产生动作电位。
问题(7):由此你能推测动作电位产生的原因是什么?
提示:受刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加,Na+内流产生动作电位。
问题(8):使用Na+通道抑制剂,你能否进一步证明动作电位的产生原因是细胞膜对Na+的通透性增加,Na+内流造成的?
提示:给神经纤维使用Na+通道抑制剂,再刺激,观察动作电位是否变小或是否能产生。
生物学
问题(9):神经纤维受刺激的部位,膜电位 ,而邻近的未兴奋部位仍然是 。膜外电荷从 部位向 部位移动,膜内电荷从 部位向 部位移动,形成局部电流。
问题(10):在局部电流刺激下,未兴奋部位细胞膜对Na+的通透性 ,Na+
产生动作电位。动作电位产生后,膜电位会恢复到静息状态时
的 电位,为下次受到刺激产生兴奋做准备。
问题(11):兴奋在神经纤维上的传导是否会逐渐衰减?为什么?
提示:不会,因为动作电位的大小取决于细胞膜内外的Na+浓度差。
内正外负
内负外正
未兴奋
兴奋
兴奋
未兴奋
增加
内流
外正内负
静息
生物学
归纳总结
兴奋在神经纤维上的传导
1.传导形式
兴奋以电信号的形式沿着神经纤维传导,这种电信号也叫 。
神经冲动
2.静息电位和动作电位
离子运输 电位 图中状态(A区或B区)
静息电位 . . .
动作电位 . . .
K+外流
外正内负
A区
Na+内流
外负内正
B区
生物学
3.传导特点
离体状态时: 传导,离体状态时刺激神经纤维上的任何一点,兴奋可沿神经纤维向 同时传导。
生物体内,在反射和产