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

第3节 神经冲动的产生和传导 第2章 神经调节 问题探讨 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。 讨论： 从运动员听到枪响到做出起跑的反应，信号的传导经过了哪些结构？ 短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？ P27 P27 第3节 神经冲动的产生和传导 第2章 神经调节 本节聚焦 兴奋是如何在神经纤维上传导的？ 兴奋是如何在神经元之间传递的？ 为什么不能滥用兴奋剂和吸食毒品？ §2.3 神经冲动的产生和传导 本节聚焦 兴奋是如何在神经纤维上传导的？ 兴奋是如何在神经元之间传递的？ 为什么不能滥用兴奋剂和吸食毒品？ §2.3 神经冲动的产生和传导 科学家还做过如下实验：在蛙的坐骨神经上放置两个微电极，并将它们连接到一个电表上。 蛙坐骨神经生物电实验 1.1 P27 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 + - 左侧给予刺激时，________刺激端的电极处（a处）先变为_____电位， 接着________________；然后，另一电极（b处）变为____电位； 接着又_____________ + - + + 靠近 负 恢复为正电位 负 恢复为正电位 蛙坐骨神经生物电实验 1.1 1 2 3 4 P27 结论: 在神经系统中，兴奋是以________的形式沿着神经纤维传导的。 这种电信号也叫做神经冲动。 蛙坐骨神经生物电实验 1.1 电信号 P27 ＋ － 轴突 刺激 参考电极（相当于负接线柱） 记录电极（相当于正接线柱） 接膜电位记录装置 －40 0 ＋40 －60 －80 0 1 2 3 4 时间（msec） 枪乌贼巨轴突膜电位变化实验 1.2 600μm 枪乌贼巨轴突 静息电位 动作电位 P32 资料：静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度 结论：神经细胞Na+、K+分布特点： 神经细胞外的Na+浓度比膜内要高，K+浓度比膜内低。 静息电位和动作电位的离子基础 1.3 静息时 K+外流 静息电位：内负外正 内负外正。 静息电位的产生 1.4 P28 内正 外负， 兴奋时 Na+内流 动作电位：内正外负 动作电位的产生 1.5 P28 动作电位的产生 1.5 兴奋部位 静息部位 刺激 局部电流 新的刺激 电位（电势）差 K+外流 静息电位：内负外正 Na+内流 动作电位：内正外负 兴奋传导方向 兴奋在神经纤维上的传导 1.5 兴奋以电信号的形式，由兴奋部位向未兴奋部位向前传导，其方向与膜内局部电流的方向相同，与膜外局部电流方向相反。 P28 静息部位 刺激 局部电流 新的刺激 电势（电位）差 K+外流 静息电位：内负外正 兴奋部位 Na+内流 动作电位：内正外负 兴奋在神经纤维上的传导 1.5 神经冲动的本质是动作电位在神经纤维上的顺序发生。 P28 问题: 局部电流（粉色箭头示意）会导致发生过兴奋刚刚恢复为静息状态的部位再次因刺激而兴奋（Na+内流）吗？ 特别提醒 答：不会。由于引发动作电位的Na+通道在关闭后，在短期内无法再次开放，所以不会引起Na+内流，也就不会重新兴奋。否则，兴奋将停不下来。 结论：兴奋沿着远离引发刺激部位的方向，双向传导 兴奋传导的方向 1.5 问题: 如果在一条离体神经纤维中段施加一适宜刺激，传导方向又是如何？ + + + - + - + + 兴奋传导引起膜外电位的变化情况 1.6 1 2 3 4 + + 2.5 P27 膜电位测量方法及总结 方法总结 溶液中离子浓度变化 静息电位变化 动作电位变化 适当降低溶液中 Na+浓度 不变 峰值减小 适当增加溶液中 Na+浓度 不变 峰值增大 适当降低溶液中 K+浓度 绝对值增大 更难产生动作电位 峰值不变 适当增加溶液中 K+浓度 绝对值减小 更容易产生动作电位，峰值不变 离子浓度对神经冲动传导的影响 1.7 神经纤维上的髓鞘具有绝缘性，跳跃式传导 知识拓展 兴奋在具髓鞘神经纤维上的传导 朗飞氏结 兴奋是如何在神经纤维上传导的？ 兴奋是如何在神经元之间传递的？ 为什么不能滥用兴奋剂和吸食毒品？ 本节聚焦 §2.3 神经冲动的产生和传导 兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经元之间（或神经元和其他细胞）的传递 兴奋的传导和传递 2.1 P28 现象：刺激神经可引起肌肉收缩 假说1： 肌肉细胞 神经元 电信号 问题：神经和肌肉之间如何联系？ 现象：神经传导与肌肉收缩均与电流有关 受光学显微镜分辨率的限制，早期无法弄清神经元和肌肉细胞之间是否存在间隙。 假说2： 肌肉细胞 神经元 化学信号 推断假说与预期 思维训练 P31 后续实验表明导致蛙心率变慢的抑制性物质可能是乙酰胆碱。 实验结果 蛙心1 蛙心2 心率 副交感神经 刺激副交感神经 体液从蛙1 转移至蛙2 灌流 结论：在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号。 推断假说与预期 思维训练 P31 神经元质膜 肌细胞质膜 研究发现，神经元与神经元之间也存在与神经元和肌细胞间类似的结构，我们可统称为突触。 猜想: 突触的神经元质膜一侧积聚大量囊泡，这些囊泡中可能有什么物质？ 突触 2.2 P28 突触 2.2 P28 突触前膜 突触间隙 突触后膜 突触小泡 （内含神经递质） 化学突触通常由一个神经元的轴突和另一个神经元的树突或细胞体相接近而形成。 突触 突触小体 突触的结构 2.3 P29 轴突 1.兴奋传至轴突末梢引起Ca2+内流 2.Ca2+促使突触小泡与突触前膜融合，并释放神经递质 3.神经递质通过突触间隙扩散至突触后膜 4.神经递质与突触后膜上的受体结合 5.突触后膜上离子通道改变，发生电位变化 6.神经递质被降解或回收 兴奋在突触处的传递 2.4 P29 电信号 化学信号 电信号 兴奋在突触处的传递 2.4 P29 突触延搁：由于需要信号转换，突触处兴奋传递的速度较慢 单向传递：神经递质只存在于突触小泡中，经由突触前膜释放，作用于突触后膜 兴奋在突触处的传递的特点 2.5 P29 问题: 若神经递质与受体结合后打开Na+通道，突触后膜电位将怎样变化？如果打开的是Cl-通道，突触后膜电位又会如何变化呢？ 答：Na+通道打开，Na+内流，使突触后膜产生动作电位，进而使后神经元兴奋；Cl-通道打开，Cl-内流，强化内负外正的静息电位，使突触后膜难以兴奋，表现为后神经元受到抑制。 分类：兴奋性递质（如：乙酰胆碱等）和抑制性递质（如：甘氨酸等） 化学本质：乙酰胆碱、胺类（多巴胺、5-羟色胺）、氨基酸类（谷氨酸、甘氨酸）、激素类（肾上腺素）、NO等小分子物质。 神经递质 2.6 问题: 若神经递质不能被降解或回收，你设想一下会出现什么情况？ 答：那样将会使突触后膜持续兴奋或持续抑制，无法完成正常的兴奋传导。 去向：一般为神经递质会与受体分开，并迅速被降解或回收进细胞。 意义：避免持续对突触后膜起作用，为下一次兴奋做准备。 神经递质 2.6 兴奋传递过程中出现异常的情况分析 知识拓展 思考: 某种药物可以作用于突触，导致兴奋传递中断。试推测，该药物可能的作用机理。 传导类型 神经纤维上的传导 神经元之间的传递 方向 双向 单向 形式 电信号 电信号—化学信号—电信号 结构基础 神经纤维 突触 速度 快 慢，突触延搁 兴奋传导和传递的比较 2.7 知识拓展 实验探究 电突触 知识拓展 兴奋的传导和传递 小 结 兴奋是如何在神经纤维上传导的？ 兴奋是如何在神经元之间传递的？ 为什么不能滥用兴奋剂和吸食毒品？ 本节聚焦 §2.3 神经冲动的产生和传导 某些化学物质能够对神经系统产生影响，其作用位点往往是突触。 促进神经递质的合成和释放速率 干扰神经递质与受体的结合 影响分解神经递质的酶的活性 兴奋剂原是指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物，如今是运动禁用药物的统称。 兴奋剂具有增强人的兴奋程度、提高运动速度等作用。 为了保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。 兴奋剂 3.1 P30 毒品是指鸦片、海洛因、甲基苯丙胺(冰毒)、吗啡、大麻、可卡因以及国家规定管制的其他能够使人形成瘾癖的麻醉药品和精神药品。 有些兴奋剂就是毒品，它们会对人体健康带来极大的危害。 《中华人民共和国刑法》第357条 毒品简介 3.2 P30 鸦片、吗啡、海洛因等阿片类毒品： 诱导突触前膜一次性释放大量多巴胺，突触间隙多巴胺浓度显著增加。 冰毒 、摇头丸、麻古等新型毒品： 诱导突触前膜一次性释放大量多巴胺；抑制多巴胺在突触前膜的回收，突触间隙多巴胺浓度显著增加。 毒品伪装成饼干 毒品种类 3.2 P30 多巴胺是大脑中含量最丰富的儿茶酚胺类神经递质，这种脑内分泌物和人的情欲、感觉有关，能传递兴奋及开心的信息。可调节涉及帕金森病，精神分裂症，多动综合症和垂体肿瘤的发生等。另外，多巴胺也与各种上瘾行为有关。 多巴胺与愉悦感 多巴胺 知识拓展 可卡因既是一种兴奋剂，也是一种毒品。可卡因会使转运蛋白失去回收多巴胺的功能，于是多巴胺就留在突触间隙持续发挥作用，导致突触后膜上的多巴胺受体减少。 当可卡因药效失去后，由于多巴胺受体已减少，机体正常的神经活动受到影响，服药者就必须服用可卡因来维持这些神经元的活动，于是形成恶性循环，毒瘾难戒。 另外，可卡因能干扰交感神经的作用，导致心脏功能异常，还会抑制免疫系统的功能。吸食可卡因者可产生心理依赖性,长期吸食易产生触幻觉与嗅幻觉，最典型的是有皮下虫行蚁走感，奇痒难忍，造成严重抓伤甚至断肢自残、情绪不稳定，容易引发暴力或攻击行为。 长期大剂量使用可卡因后突然停药，可出现抑郁、焦虑、失望、疲惫、失眠、厌食等症状。 毒品可卡因 知识拓展 P30 据图分析，为什么吸食可卡因会导致突触后膜上受体减少？试分析为什么可卡因容易使人上瘾？ 查阅相关资料，了解吸食可卡因对人生理、心理和行为上可能带来的危害。 你还知道哪些毒品？如有人劝你吸毒，你该怎样拒绝？ 你认为毒品对个人、家庭和社会造成哪些危害？ 可卡因成因机理 毒品可卡因 思考讨论 P30 脑部以及全身病变 强烈的戒断反应 心瘾难除，复吸率极高 艾滋病等疾病传播 严重的社会影响 毒品的危害 3.3 《中华人民共和国禁毒法》 禁毒是全社会的共同责任。 禁毒工作实行以预防为主，综合治理，禁种、禁制、禁贩、禁吸并举的方针。 参与制毒、贩毒或引诱他人吸毒，都会受到法律的严惩。 从鸦片战争到现在，我国人民同毒品的斗争一直没有停止过，因为这不仅关系个人的命运，而且关乎国家和民族的兴衰。 禁止毒品 3.4 P31 知晓毒品的巨大危害 自觉抵制毒品侵害。 不接触陌生人给予的食物和饮料。 生命只有一次，少年更应珍惜！ 对毒品说不！ 珍爱生命，远离毒品，向社会宣传滥用兴奋剂和吸食毒品的危害，是我们每个人应尽的责任和义务。 珍爱生命，远离毒品 3.5 P31 本节聚焦 兴奋是如何在神经纤维上传导的？ 兴奋是如何在神经元之间传递的？ 为什么不能滥用兴奋剂和吸食毒品？ §2.3 神经冲动的产生和传导 本节小结 课堂练习 P31 拓展应用 P31 拓展应用 P31 生物电的发现 生物科学史话 P32 第3节 神经冲动的产生和传导 第2章 神经调节 古田县第一中学 林端忠 本节结束 $$