2.3兴奋在神经纤维上的传导课件2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修1

第3课时 第2章 神经调节 兴奋在神经纤维上的传导 人教版选择性必修1 1 1.能阐明静息电位的机制 2.能阐述兴奋在神经纤维上的产生及传导过程 学习活动 学习总结 学习目标 生物电的发现 意大利 医生、生理学家 伽尔瓦尼 （L.Galvani） 蛙坐骨神经-腓肠肌标本 1.两种金属导体在蛙的肌肉和神经之间建立回路，肌肉会收缩。 2.使用蛙坐骨神经-腓肠肌标本进行“无金属收缩实验” ，验证生物存在电信号。 学习目标 学习总结 学习活动 对这一问题的探索肇始于意大利医生和生理学家伽尔瓦尼在1786年的一个偶然发现。伽尔瓦尼发现挂在铁栅栏铜钩上的蛙腿在风的吹动下左右摇晃，蛙腿一碰到铁栅栏，就能观察到较明显的收缩。伽尔瓦尼认为这种收缩是肌肉内部流出来并沿着神经到达肌肉表面的电流刺激引起的，即动物的组织可以产生生物电。 伽尔瓦尼的观点在科学界引发了争论。伏特等科学家认为伽尔瓦尼的发现可能是铜铁两种金属的电位差引起的，而不是所谓的生物电。为此，伽尔瓦尼和他的后继者设计了“无金属收缩实验”，在蛙坐骨神经-腓肠肌标本中，截断蛙的坐骨神经可以导致蛙腓肠肌收缩，这一过程中，没有涉及任何金属，说明生物电确实存在。 实验现象 蛙坐骨神经表面电位差实验 实验： (1)静息时(见图1),电表没有测出电位变化,能说明什么问题?(2)在如上图2所示位置给予刺激时,电表发生2次方向相反的偏转,这又能说明什么问题?(3)上述实验说明在神经系统中,兴奋是以什么形式沿着神经纤维传导的? 刺激 学习目标 学习总结 学习活动 随后，电流计于1820年应用于生物电研究。科学家在蛙神经外侧连接两个电极。随后，刺激蛙神经一侧，并在刺激的同时记录电流表的电流大小和方向。 在刺激刚开始时，神经上电极所在的a点和b点均没有兴奋，故电流表不显示电流，说明a点和b点均没有兴奋，没有电位差异。 。 当兴奋传导至a点时，b点所在位置还没有兴奋，可见电流表出现明显偏转，电流从b点流向a点，说明a点比b点电位低。 当兴奋传导至b点时，a点所在位置已经由兴奋回复到静息状态。此时，电流表出现明显偏转，电流从a点流向b点，说明b点比a点电位低。 当兴奋传导至b点右侧时，兴奋已经传导过a点和b点。此时a点和b点均为静息状态，电流表不显示电流，没有电位差异。 该项实验证明兴奋在神经上以电信号传导，神经兴奋发生位置电位低于静息位置。   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。 这种电信号也叫做神经冲动。 因此可以说，兴奋在神经纤维上的传递形式为: 神经冲动（电信号） 神经冲动在神经纤维上时怎样产生和传导的呢？ 学习目标 学习总结 学习活动 静息电位的确认 赫胥黎和霍奇金 研究装置示意图 插入枪乌贼轴突的微电极局部放大图片 可见微电极内部中空，充满生理盐水 0 mV -45 mV 电极刺穿 细胞膜前 电极刺穿 细胞膜后 1.静息电位 学习目标 学习总结 学习活动 1939年，赫胥黎和霍奇金使用微电极技术和细胞内记录的方法研究枪乌贼神经细胞轴突膜两侧的电位变化。他们将枪乌贼的神经元轴突进入盛有生理盐水的水槽。将其中一个电极刺入细胞膜，而另一个电极留在细胞膜外，并将两个电极联通，监测电位变化。赫胥黎和霍奇金使用的微电极直径很细，而且中空，内部充满生理盐水，在维持神经元轴突原有生物活性的前提下能够有很好的导电性，便于后续的实验探究。实验发现：在需要插入枪乌贼轴突的微电极刺穿轴突细胞膜前，两个电极之间没有点位差异；但该电极刺穿细胞膜后，两个电极之间出现了45 mV的电位差异，且枪乌贼轴突细胞膜内电位低于枪乌贼轴突细胞膜外电位。确认了内负外正的静息电位。在此基础上，赫胥黎和霍奇金开始探究兴奋在轴突上的产生机制。 任务1：阅读教材P28页第1段，在下图中标出 和 所代表的离子名称并在图中画出静息时两种离子的移动情况及相关离子通道开闭情况。 能阐明静息电位的产生机制 目标 一 K通道 Na通道 K+ Na+ 思考：静息电位产生的离子基础是什么？ 神经元膜内、外的离子分布不均匀：膜外Na+ 浓度比膜内高，而K+浓度比膜内低。 学习目标 学习总结 学习活动 【知识归纳】 ①神经元膜内、外的离子分布不均匀： ②神经细胞膜对不同离子的通透性不同 Na+ 主要分布在膜外，而K+主要分布在膜内 静息时， 膜主要对K+通透性大， K+外流 1.静息电位的产生原因： 思考：K+跨膜运输的特点是什么？ 学习目标 学习总结 学习活动 神经在未受刺激时，静息电位的维持机制是： 细胞内液的K+浓度远高于细胞外液，而细胞內液的Na+浓度远低于细胞外液。我们知道：细胞膜具有选择透过性。此时，细胞膜内外的Na+和K+不能在膜内外自由往来，细