2.3 神经冲动的产生和传导（第1课时）-2024-2025学年高二生物上学期任务型教学课件（2019人教版选择性必修1）

第2章神经调节 第3节神经冲动的产生和传导 第1课时 1 问题探讨 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。 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？ 2.短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？ 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0.1s。 耳蜗感受器 传入神经 大脑听觉中枢 传出神经 效应器 传入神经 大脑听觉中枢 传出神经 效应器 0.1s ①静息时,电表_____测出电位差,说明静息时神经表面各处电位______ 没有 相等 ②在图示神经的左侧的一端给予刺激时，______刺激端的电极处（a处）先变为___电位，接着____________ ③然后，另一电极（b处）变为____电位 负 ④接着又_____________ 恢复为正电位 靠近 负 恢复正电位 蛙坐骨神经表面电位差实验 任务一 阅读课本27页正文，结合图2--6，完成以下问题 一 兴奋在神经纤维上的传导 一 兴奋在神经纤维上的传导 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）。 神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？ a b + + 刺激 - - 共发生了两次方向相反的偏转 任务二 阅读表格，完成以下问题 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 静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度 细胞外>细胞内 Na+： 细胞内>细胞外 问题1.比较：细胞内、外的Na+和K+的浓度，它们的分布什么特点？ K+： 一 兴奋在神经纤维上的传导 问题2.膜内外离子浓度差形成的原因？ 神经细胞膜对不同离子的通透性不同。 静息电位：内负外正 (2)当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜 ， ，这个部位的膜两侧出现 （ ） 动作电位：内正外负 静息状态 对K+有通透性 K+外流 膜外阳离子浓度高于膜内 对Na+ 通透性增加 Na+内流 暂时性的电位变化 兴奋状态 (1)未受刺激时处于 ,胞外Na+浓度比膜内高,K+浓度比膜内低,膜主要 ,造成 ,使 。 一 兴奋在神经纤维上的传导 任务三 阅读课本28页1--3段，完成以下问题 (3)邻近未兴奋部位仍然是内负外正，在兴奋部位与未兴奋部位之间由于 的存在而发生 ，这样就形成了 。局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化，如此进行下去，将 ，后方又 。 电位差 电荷移动 局部电流 兴奋向前传导 恢复为静息电位 (K+外流) 静息电位 电位表现：___________ 形成原因：___________ 运输方式：___________ 内负外正 K+外流 协助扩散(离子通道) 1.静息电位产生机制 一 兴奋在神经纤维上的传导 动作电位 电位表现：___________ 形成原因：___________ 运输方式：___________ 外负内正 协助扩散(离子通道) 2.动作电位产生机制 一 兴奋在神经纤维上的传导 适宜刺激 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - + + + + + - - - - + + + + + - - - - - - - - - + + + + + - - - - - Na+ 兴奋产生 Na+内流 一 内环境的动态变化 神经细胞每兴奋一次，会有部分Na+内流和部分K+外流，长此以往，神经细胞膜内高K+膜外高Na+的状态将不复存在。这个问题如何解决呢？ 丹麦生理学家斯科（Jens C.Skou）等人发现，钠钾泵是一种钠钾依赖的ATP酶，能分解ATP释放能量，将膜外的K+运进细胞，同时将膜内的Na+运出细胞。细胞内K+浓度高，细胞外Na+浓度高，正是由钠钾泵维持的。人体处于静息状态时，细胞25%的ATP被钠钾泵消耗掉，神经细胞70%的ATP被钠钾泵消耗掉。 细胞内K+始终高于膜外, 细胞外Na+始终高于膜内。 主动运输 每消耗1分子ATP，泵出3个Na+的同时泵入2个K+ Na+-K +泵 思 考 任务四 结合图示，小组合作完成以下问题 一 兴奋在神经纤维上的传导 3.局部电流的形成 兴奋区 未兴奋区 未兴奋区 问题1.神经纤维上兴奋的传导方向与膜内、外局部电流方向有何关系？ 神经纤维上兴奋的传导方向与膜内电流方向相同，与膜外局部电流方向相反 兴奋部位的电位表现为__________，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____________，这样就形成了___________。 内正外负 内负外正 电位差 电荷移动 局部电流 膜外局部电流方向:未兴奋区 兴奋区; 膜内局部电流方向：兴奋区 未兴奋区 任务四 结合图示，小组合作完成以下问题 一 兴奋在神经纤维上的传导 3.局部电流的形成 问题2.兴奋在神经纤维上可以双向传导吗？ 离体的神经纤维上可以双向传导。 双向传导的前提除神经纤维需离体之外，刺激还不能发生在神经元的端点；在中部刺激神经纤维，会形成兴奋区，而两侧临近的未兴奋区与该兴奋区都存在电位差，都可以产生电荷移动，形成局部电流，因此可以双向传导 问题3.在反射过程中传导方向？ 在反射过程中，兴奋只能从感受器传到效应器，因此，在生物体内的反射弧上，兴奋在神经纤维上的传导方向是单向的 双向传导 一 兴奋在神经纤维上的传导 刺激 膜电位变化 局部电流 静息状态 内负外正 动作电位 静息电位 内正外负 刺激未兴奋部位 兴奋的传导 形成 2 传导形式： 电信号（局部电流） 3 传导方向： 双向 1 传导过程 电流方向: 膜内 膜外 未兴奋部位流向兴奋部位 兴奋部位流向未兴奋部位 二 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，故神经元轴突外Na+浓度的改变不影响静息电位。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）若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。 一 兴奋在神经纤维上的传导 任务五 小组合作分析以下问题 HIAPAD (H) - 膜电位曲线解读 刺激 ①a点之前 ——静息电位 主要表现为K+外流(协助扩散)，使膜电位表现为内负外正。 ②ac段 ——动作电位的形成 Na+大量内流(协助扩散)，导致膜电位迅速逆转，表现为内正外负。 ③ce段 ——静息电位的恢复 K+大量外流(协助扩散)，膜电位恢复为静息电位后，K+通道关闭。 一 兴奋在神经纤维上的传导 任务六 小组合作 读图分析以下问题 ④ef段 ——一次兴奋完成后 钠钾泵将流入的Na+泵出膜外,将流出的K+泵入膜内,以维持细胞外Na+浓度高和细胞内K+浓度高的状态,为下一次兴奋做好准备。 刺激 膜电位曲线解读 特殊强调 ①整个过程中，钠钾泵一直在发挥作用，并非只有ef段； ②整个过程中，细胞膜内K+始终比膜外多，Na+始终比膜外少； 一 兴奋在神经纤维上的传导 点先兴奋， 点后兴奋，电表发生 次相反偏转(即先向 后向 偏转) b、d点 ，电表 发生偏转。 1.刺激a点: 2.刺激c点: b d 两 同时兴奋 不 左 右 一 兴奋在神经纤维上的传导 任务七 小组合作 读图分析兴奋在神经纤维上传导与电流表指针偏转问题 3.刺激bc之间的一点，电流计指针如何偏转？ 发生两次方向相反的偏转（先向左后向右偏转因为b点先兴奋，d点后兴奋） 一 兴奋在神经纤维上的传导 任务七 小组合作 读图分析兴奋在神经纤维上传导与电流表指针偏转问题 4.刺激cd之间的一点，电流计指针如何偏转？ 发生两次方向相反的偏转（因为d点先兴奋，b点后兴奋） 先右后左偏两次 规律：在神经纤维上，刺激靠近谁，电流表先向谁偏。 5.刺激d点： 课堂小结 兴奋在神经纤维上的传导 膜电位 传导方式 特 点： 静息电位 动作电位 钾离子外流 外正内负 影响因素：钾离子的浓度差 协助扩散 钠离子内流 外负内正 影响因素：钠离子的浓度差 电信号 电流方向 膜内：与兴奋传导方向相同 膜外：与兴奋传导方向相反 双向传导 注：在反射弧中，兴奋是单向传递的 练一练 1.神经纤维在静息时具有静息电位，受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位，这两种电位可通过仪器测量。下列示意图能正确表示测量神经纤维静息电位的是(　　) A 练一练 2.关于人体神经细胞的叙述，正确的（ ） A.神经细胞内的Na+含量往往多于细胞外 B.K+内流是产生和维持静息电位的主要原因 C.静息电位与细胞膜内外特异的离子分布有关 D.兴奋传导方向始终与膜外局部电流方向一致 C $$