2.3 神经冲动的产生和传导（第1课时）- 2024-2025学年高二生物同步课堂精优课件（人教版2019选择性必修1）

【视频情境】 东京奥运会我国男子4×100接力替补摘铜 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。 思考讨论： （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？ 问题探讨 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（肌肉）等结构。 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。 （2）短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？ 第2章 神经调节 第3节 神经冲动的产生和传导 （第1课时） 本节聚焦 1、兴奋是如何在神经纤维上传导的？ 2、兴奋在突触处是如何传递的？ 3、为什么不能滥用兴奋剂和吸食毒品？ 运动员听到信号后神经产生兴奋，兴奋的传导经过了一系列的结构。那么，兴奋在反射弧中是以什么形式以及如何传导的？ 神经元之间 神经纤维 自主探究 阅读P27-P28回答问题： 1、兴奋在神经纤维上以什么形式传导？ 2、神经冲动在单个神经元的神经纤维上是怎样产生和传导的？ 探究一、兴奋在神经纤维上的传导 【资料1】1786年，意大利医生、生理学家伽尔瓦尼在实验室解剖青蛙，剥了皮的蛙腿用刀尖碰蛙腿上外露的神经时，蛙腿剧烈地痉挛，同时出现电火花。伽尔瓦尼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“生物电”。 【资料2】1820年电流表应用于生物电研究。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。 坐骨神经 腓肠肌 探究一、兴奋在神经纤维上的传导 结论：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。 a b （2） a b （4） a b （1） + + - + + - a b （5） + + 神经表面电位差实验：在蛙的坐骨神经外侧放置两个微电极，并连上电表。 ①图(1)静息时,电表没有测出电位变化，说明神经表面各处电位 。 相等 ②在图示神经的左侧一端给予刺激时，靠近刺激端的电极a处先变为 电位，电流计向 边偏转，如图(2)，接着 ，如图(3)。 恢复正电位 负 ③然后另一电极（b处）变为 电位，电流计向 边偏转，如图(4)，接着又 ，如图(5)。 负 恢复为正电位 可见，电流表发生了两次方向相反的偏转。 兴奋在神经纤维上以什么形式传导？ 左 a b + + （3） 右 探究一、兴奋在神经纤维上的传导 神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？ 【资料3】无机盐离子是细胞生活必需的，但这些无机盐离子带有电荷，不能通过自由扩散穿过磷脂双分子层。静息时(未受刺激)神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度如下表： 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 神经元和肌肉细胞膜内外Na+、K+分布特点？ 细胞膜外的Na+浓度高，膜内的K+浓度高。 膜内 膜外 膜外 K+通道 Na+通道 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 探究一、兴奋在神经纤维上的传导 未受刺激时（静息状态） 静息时，膜主要对K+有通透性，造成K+外流，使膜外阳离子浓度高于膜内。细胞膜两侧的电位表现为外正内负，这称为静息电位； K+外流 K+外流 神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？ 膜内 膜外 膜外 K+通道 Na+通道 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 刺激 + + + + + - - - - - - - - - - ++++ + - - - - - ++++++ + + + + + - - - - - 兴奋部位 探究一、兴奋在神经纤维上的传导 受刺激时（兴奋状态） 细胞膜对Na+的通透性增加，Na+内流，表现为内正外负的兴奋状态，此时的膜电位称为动作电位。 Na+内流 神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？ K+通道 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - ++++ + - - - - - ++++++ + + + + + - - - - - 未兴奋部位电位内负外正，兴奋部位电位内正外负，在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动，这就形成了局部电流。 + 探究一、兴奋在神经纤维上的传导 静息电位的恢复（由动作电位恢复到静息电位） 局部电流 局部电流 膜外 膜内 膜外 神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？ 神经冲动在神经纤维上的产生和传导 探究一、兴奋在神经纤维上的传导 讨论1、兴奋在神经纤维上的传导方向与局部电流方向有何关系？ 总结：兴奋传导方向与神经纤维膜内局部电流方向相同，都由兴奋部位流向未兴奋部位，与神经纤维膜外局部电流方向相反。 兴奋区 未兴奋区 未兴奋区 膜外： 膜内： 未兴奋区→兴奋区 兴奋区→未兴奋区 兴奋传导方向： 电流方向： - + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 兴奋区 未兴奋区 未兴奋区 探究一、兴奋在神经纤维上的传导 讨论2、静息状态K+外流，受刺激后Na+内流，长此以往，神经细胞膜内高K+膜外高Na+的状态还能保持吗？ 【资料4】丹麦生理学家斯科等人发现，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。 总结：K+外流，Na+内流：协助扩散 K+进细胞，Na+出细胞：主动运输（钠钾泵） 讨论3、兴奋在神经纤维的传导方向？ ②在反射弧中： ①在离体的神经纤维上: 单向传导 双向传导 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。 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。 ++++ - - - - +++++ - - - - ++++ - - - - - ++++ - - - - +++++ - - - - ++++ - - - - - 未兴奋区 兴奋区 未兴奋区 探究一、兴奋在神经纤维上的传导 讨论4、如何测膜电位？ 测量方法 测量图解 测量结果 测量目的 电表两极均置于神经纤维膜外侧     电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧     测量静息电位和动作电位 只能测量动作电位 探究一、兴奋在神经纤维上的传导 静息电位，K+通道开放，K+通过协助扩散外流，不耗能，电位表现为外正内负 刺激 形成动作电位，Na+通道打开，Na+通过协助扩散内流，不耗能，电位表现为外负内正 该峰值高低与神经细胞内外Na+浓度差有关 恢复静息电位，Na+通道关闭，K+通道打开，K+通过协助扩散外流，不耗能 Na-K泵通过主动运输吸K排Na，耗能，为下一次兴奋做好准备 图像解析： 讨论5、细胞外液中Na+和K+浓度变化对静息电位和动作电位有影响吗？ 总结：Na+浓度只影响动作电位的峰值，K+浓度只影响静息电位。 项目 静息电位 动作电位峰值 Na＋增加 Na＋降低 K＋增加 K＋降低 增大 不变 变小 不变 变小 不变 增大 不变 探究一、兴奋在神经纤维上的传导 ①刺激a点, 点先兴奋， 点后兴奋，电表发生 偏转 ②刺激c点:b、d点 ，电表 发生偏转。 b d 两次相反 同时兴奋 不 讨论6、兴奋在神经纤维上传导电流表的指针偏转次数 探究一、兴奋在神经纤维上的传导 ③刺激bc之间的一点, 点先兴奋， 点后兴奋，电表发生 偏转 b d 两次相反 ④刺激cd之间的一点, 点先兴奋， 点后兴奋，电表发生 偏转 b d 两次相反 总结：在神经纤维上兴奋先后到达电流表两端偏两次，兴奋同时到达电流表两端不偏。 课堂小结 静息时 电位： 原因： 内负外正 K+外流(协助扩散) 内正外负 Na+内流（协助扩散） 电信号 静息电位→刺激→动作电位→电位差→局部电流 双向传导（离体） 单向传导（体内） 兴奋时 刺激 电位： 原因： 兴奋传导 传导形式： 传导过程： 传导方向： 课堂练习 1.如图所示，当神经冲动在轴突上传导时，下列叙述错误的是（ ） A.甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态 B.乙区发生了Na＋内流 C.乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁 D.据图可判断神经冲动的传导方向是从左到右 2、如图是某神经纤维动作电位的模式图，下列叙述错误的是( ) A.a点时膜两侧的电位表现为外正内负 B.ac段Na＋大量内流，需要转运蛋白的协助 C.改变细胞外液中的Na＋浓度可使c点数值发生变化 D.ce段Na＋通道多处于开放状态，Na＋大量外流 D D EVCapture5.0.6软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn $$