2.3神经冲动的产生和传导第1课时课件2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修1

第二章 神经调节 第3节 神经冲动的产生和传导 （一） 赛场上，发令枪一响，运动员会像离弦的箭一样冲出。现在世界田径比赛规则规定，在枪响后0.1s内起跑被视为抢跑。 【问题探讨】 问1：从运动员听到枪响到作出起跑的反应，信号的传导经过了哪些结构？ 问2：短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？ 完成这一反射活动所需的时间至少需要0.1s。 耳蜗（感受器）→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器 问3：兴奋在反射弧上如此快的传导速度，你认为传导的形式是什么？ 由上课时间不够，此内容可不讲 腓肠肌 资料一：18世纪，伽尔瓦尼（1378-1798）意外地发现，把剥了皮的蛙腿，用两种金属导体在肌肉和神经之间建立回路，蛙腿剧烈地痉挛。经过反复实验，他认为痉挛起因于动物体上本来就存在的电，他还把这种电叫做“动物电”。 一、兴奋在神经纤维上的传导 1.生物电的发现 1791伽尔瓦尼《论在肌肉运动中的电力》 问：如何检测到神经产生的生物电？ 德国科学家Mellor的学生用蛙的坐骨神经--腓肠肌标本做了一个非常简单的实验（如图），从而测量出坐骨神经的冲动传导速度． a b + + ①静息时,电表 测出电位变化,说明神经 表面各处电位 。 没有 相等 刺激 - ②在图示神经的左侧一端给予刺激时， 刺激端 的电极处（a处）先变为 电位，接着 。 靠近 恢复正电位 负 - ③然后，另一电极（b处）变为 电位。 负 ④接着又 。 恢复为正电位 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。 共发生了两次方向相反的偏转 【拓展】神经生物学研究好材料——枪乌贼神经纤维 1963年，因对神经细胞电兴奋的开创性研究，霍奇金与好友赫胥黎一起荣获诺贝尔生理学或医学奖。 霍奇金与他的好友赫胥黎，共同开创了电压钳技术，这种技术，可以帮助我们更好地理解电流刺激对细胞造成的影响。 霍奇金实验： 1：将枪乌贼巨神经纤维神经膜外的钠离子全部移去，神经轴突将无法兴奋 2：不将钠离子移去，而是增加了钠离子浓度，神经轴突兴奋性增强 3：将轴突内的内容物挤出，再向膜内灌注适当的电解质溶液，神经冲动可以恢复。 结论：兴奋的产生与膜两侧的离子流动有关。 4：以特制的电极插入轴突处的细胞膜内而不损坏轴突（如图所示），记录膜内外的电位差，发现神经细胞轴突在兴奋时发生膜电位的急剧倒转。 问：电信号在神经纤维上是如何传导的？ 静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度 细胞类型 细胞内浓度（mmol/L） 细胞外浓度（mmol/L） Na+ K+ Na+ K+ 枪乌贼神经元轴突 50 400 460 10 蛙神经元 15 120 120 1.5 哺乳动物肌肉细胞 10 140 150 4 【思考与讨论】 问1：静息时神经细胞Na+、K+分布特点？ Na+：内低外高；K+：内高外低。 问2：静息时膜内外离子浓度差形成的原因是什么?可能是什么原因产生生物电？ 红细胞是不可兴奋细胞，细胞膜不能产生动作电位，只有静息电位。而静息电位时通过钠泵作用保钾排钠。 2. 静息电位及其形成机制 ①神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内K+浓度高。 ②静息状态下，细胞膜上K+通道蛋白打开。 K+外流 Na+ 膜外 膜内 膜外 + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + K+ K+ K+ K+ Na+ Na+ Na+ Na+ K+ Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ “生物电”发生的膜学说：静息时，细胞膜主要对K +有通透性，即K +通道开放，K +外流，膜电位表现为外正内负，称为静息电位。 (1)原因： (2)结果： 静息电位产生原因动画视频演示 K+ Na+ K通道 Na通道 膜外 膜内 外正内负 K+外流 问：受刺激后，神经纤维的电位会发生怎样的变化？ ①神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内K+浓度高。 ②受到刺激时，细胞膜上Na+通道蛋白打开。 Na+内流 Na+ 膜外 膜内 膜外 + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + K+ K+ K+ K+ Na+ Na+ Na+ Na+ K+ Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ K+ Na+ Na+