2.3 神经冲动的产生和传导-2024-2025学年高二生物探究与应用优质备课课件（人教版2019选择性必修1）

第3节 神经冲动的产生的传导 第二章 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。 1.运动员从听到发令枪响到做出起跑反应，信号的传导经过了哪些结构？ 2.短跑比赛中判定运动员“抢跑”的依据是什么？ 耳蜗（感受器）、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（传出神经末梢和肌肉）等结构。 人类完成这一反射活动所需的时间至少需要0.1s。 思考 神经纤维 运动员听到信号后神经产生兴奋， 如何在神经纤维上传导？ 如何在神经元之间传递？ 一、兴奋在神经纤维上的传导 1820年电流计应用于生物电研究，在蛙神经外侧连接两个电极。刺激蛙神经一侧，同时记录电流大小和方向。 刺激 检流计 坐骨神经 a b 资料1：蛙坐骨神经表面电位差实验 一、兴奋在神经纤维上的传导 a b + + ① 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 ②在图示神经的左侧一端给予刺激时，靠近刺激端 的电极处(a处)先变为 电位，接着 。 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 a b + + ② a b + + ③ a b + + ④ 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 一、兴奋在神经纤维上的传导 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 资料2：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+： 细胞外液中Na+、Cl—的浓度远高于细胞内液 细胞内液中的K+和一些带负电的大分子物质(A-) 的浓度远高于细胞外液 一、兴奋在神经纤维上的传导 膜内 膜外 Na +通道 K +通道 只在特殊时段开放， 只允许Na+内流。 持续开放，只允许K+外流。 Na+-K +泵 膜上三种通道蛋白 细胞内K+始终高于膜外, 细胞外Na+始终高于膜内。 主动运输 协助扩散 每消耗1分子ATP，泵出3个Na+的同时泵入2个K+ 协助扩散 一、兴奋在神经纤维上的传导 1.静息电位的形成 膜内 膜外 Na +通道 ①在未受到刺激时,神经纤维处于静息状态。 带负电的大分子有机物(A-) Na+ Na+ Na+ Na+ + + + + + + + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ K+通道 未受刺激时,神经细胞质膜两侧电位表现为内负外正,称为静息电位。 ②神经细胞外的Na+比膜内高,K+浓度比膜内低。 ③神经细胞膜对不同离子的通透性各不相同: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。 ④由于细胞膜内外这种特异的离子分布特点,细胞膜两侧的电位表现为内负外正,这称为静息电位。 (1)概念: (2)原因: K+外流 内负外正 (3)能量消耗: 形成不消耗能量 一、兴奋在神经纤维上的传导 2.动作电位的形成 膜内 膜外 刺激 Na+ Na+ Na+ + + + + + + _ _ _ _ _ Na+ + + + + + _ _ _ _ _ ①当神经纤维某一部位受到刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加(Na+通道开放),Na+在短时间内大量涌入膜内,膜内阳离子浓度高于膜外。 ②这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化,表现为内正外负的兴奋状态,此时的膜电位称为动作电位。 (1)概念: 可兴奋细胞受刺激时在静息电位基础上产生的可扩布的电位变化过程。 (2)原因: Na+内流 内正外负 即产生兴奋。 (3)能量消耗: 形成不消耗能量(Na+通道打开Na+内流→协助扩散) (钠离子内流的量远比钾离子外流的多） 一、兴奋在神经纤维上的传导 3.神经冲动的传导 细胞的动作电位一旦产生，会向该细胞的其他部位不衰减地传送或扩散，称为神经冲动的传导。 (1)概念: Na＋ Na＋ - - - - ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ++++ ++++ - - - - - - - - ++++ ++++ - - - - - - - - Na＋ Na＋ ++++ ++++ - - - - - - - - Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ 兴奋部位与未兴奋部位之间由于电位差发生电荷移动形成局部电流，如此依次进行下去，兴奋不断地向前传导，后方恢复静息电位。 (2)兴奋传导方向: 兴奋部位 未兴奋部位 从兴奋部位传导到未兴奋部位 (3)局部电流的方向: 膜外: 未兴奋部位→兴奋部位 膜内: 兴奋部位→未兴奋部位 (膜外相反) (膜内相同) 一、兴奋在神经纤维上的传导 3.神经冲动的传导 观察分析：这两个图有什么不一样？为什么？ 图1 反射弧中的某一神经 图2 离体的枪乌贼某一神经 ②生物体内兴奋来自感受器,兴奋在生物体内的反射弧上的传导是单向传导。 ①兴奋在离体的神经纤维上双向传导 (4)兴奋传导的特点： 一、兴奋在神经纤维上的传导 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？ 思考 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。 Na+进细胞，K+出细胞：协助扩散 Na+出细胞，K+进细胞：主动运输 （钠钾泵） 小结： 内负外正 K+外流 内正外负 Na+内流 一、兴奋在神经纤维上的传导 拓展1: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。 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。 一、兴奋在神经纤维上的传导 拓展2:电流表指针偏转问题 b、d点 ，电表 发生偏转。 点先兴奋， 点后兴奋，电表发生 次相反偏转(即先 向 后向 偏转) 1.刺激a点: 2.刺激c点: b d 两 同时兴奋 不 左 右 3.刺激c点: 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 两 左 右 两 4.刺激c点: b处电流表先向 后向 偏转 次，肌肉发生收缩。 左 右 两 规律：在神经纤维上，刺激靠近谁，电流表先向谁偏。 思考 神经纤维 运动员听到信号后神经产生兴奋， 如何在神经纤维上传导？ 如何在神经元之间传递？ 在完成一个反射的过程中，兴奋要经过多个神经元。一般情况下，相邻的两个神经元并不是直接接触的。 突触 突触——兴奋在神经元之间传递的结构基础 二、兴奋在神经元之间的传递 （1）突触小体: 神经元的轴突末梢经过多次分枝，最后每个小枝末端膨大，呈杯状或球状。 （2）其他神经元的细胞体或树突。 1.突触组成 二、兴奋在神经元之间的传递 2.突触结构 突触前膜 突触间隙 （组织液） 突触后膜 突触 突触小泡 线粒体 神经递质 受体 神经递质 二、兴奋在神经元之间的传递 链接：神经递质 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）等。 兴奋性递质： 抑制性递质： Na+通道打开，Na+内流，后膜产生动作电位，后神经元兴奋 Cl-通道打开，Cl-内流后，强化外正内负的静息电位，使后膜难以兴奋，表现为抑制作用 （1）化学本质： （2）种类和作用： 化学物质 二、兴奋在神经元之间的传递 3.突触类型 轴突(突触前膜)——树突(突触后膜) 轴突(突触前膜)——胞体(突触后膜) a.根据轴突连接的结构分为： b.根据突触功能分为： 突触 兴奋性突触——使突触后膜产生兴奋 抑制性突触——使突触后膜产生抑制 二、兴奋在神经元之间的传递 4.传递过程 二、兴奋在神经元之间的传递 神经递质释放的运输方式是_____，_____消耗能量，_______转运蛋白，体现了细胞膜__________________； 胞吐 需要 不需要 具有一定的流动性 ➊兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢，引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质（化学物质）。 突触小泡的形成与_________(细胞器)有关，胞吐过程中需要的能量主要来自_______(细胞器) 高尔基体 线粒体 突触前膜信号转换： 电信号→化学信号 4.传递过程 二、兴奋在神经元之间的传递 ❷神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近。 神经递质通过突触间隙的运到突触后膜的方式为_____，_______消耗能量,其快慢与__________________和______等有关。 扩散 不需要 神经递质的浓度 温度 突触间隙信号转换： 化学信号→化学信号 4.传递过程 二、兴奋在神经元之间的传递 ❸神经递质与突触后膜上的受体结合。 神经递质与受体的结合具有_____性； 受体的化学本质是_______________； 神经递质与受体结合，体现了细胞膜的功能:______________________。 特异 蛋白质(糖蛋白) 进行细胞间的信息交流 ❹突触后膜上的离子通道发生变化，引发电位变化。 突触后膜信号转换： 化学信号→电信号 ❺神经递质被降解或回收。 4.传递过程 二、兴奋在神经元之间的传递 5.传递特点 ①单向传递 ②突触延搁 传递方式: 电信号→化学信号→电信号 突触前膜：电信号 → 化学信号 突触后膜：化学信号 → 电信号 兴奋传递的速度比在神经纤维上要慢。 神经递质只存在于突触小泡中，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜。 兴奋在神经纤维上传导与神经元之间传递有什么区别？ 比较：兴奋在神经纤维上传导与神经元之间传递 项目 神经纤维上的兴奋传导 神经元之间的兴奋传递 涉及细胞数 个神经元 个神经元 结构基础 形式 信号 信号→ 信号→ 信号 方向 可 向传导 向传递 速度 效果 使 部位兴奋 使 神经元 。 单 多 神经纤维 突触 电 电 化学 电 双 单 迅速 较慢 未兴奋 下一个 兴奋或抑制 课堂小结 传递形式 静息电位：内负外正 原因：K+外流 动作电位：内正外负 原因：Na+外流 神经冲动的产生和传导 兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经元之间传递 传导形式 传导方向 电信号 （神经冲动） 双向传导 电位形成 结构 传导方向 突触 单向传递 电-化-电 突触前膜 突触后膜 突触间隙 原因：神经递质只能从突触前膜释放到后膜 世界短跑比赛规则规定，在枪响后0.1S内起泡被视为抢跑，那么，在比赛中，还有哪些规则呢？ 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 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 1.作用位点和机理 促进神经递质的合成和释放速率 影响分解神经递质的酶的活性 干扰神经递质与受体的结合 作用方式 兴奋剂和毒品也大多是通过突触起作用的 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 2.兴奋剂和毒品 兴奋剂 毒品 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。具有增强人的兴奋程度，提高运动速度等作用。 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。 为了保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 可卡因既是一种兴奋剂，也是一种毒品，它会影响大脑中与愉悦感传递有关的神经元，这些神经元利用神经递质——多巴胺来传递愉悦感。 古柯 可卡因 可卡因结构 阅读课本30页思考与讨论，小组合作构建可卡因上瘾机理？ 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 ①在正常情况下，多巴胺发挥完作用后会被________上的__________从突触间隙_____； ②吸食可卡因后，可卡因会使__________失去______________的功能，于是多巴胺就_____________________________ ③这样，导致突触后膜上_______________ ④当可卡因药效失去后,由于______________，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______这些神经元的活动，于是形成恶性循环，毒瘾难戒 突触前膜 转运蛋白 回收 转运蛋白 回收多巴胺 就留在突触间隙持续发挥作用 多巴胺受体减少 多巴胺受体减少 维持 可卡因成瘾机制 （1）可卡因成瘾机制 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 （2）可卡因的其他危害 此外，可卡因能干扰__________的作用，导致_________异常，还会抑制__________的功能； 吸食可卡因者可产生__________，长期吸食易产生_______与_______，最典型的是有___________，奇痒难忍，造成严重的抓伤甚至断肢自残、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_______、_______、失望、疲惫、失眠、厌食等症状。 交感神经 心脏功能 免疫系统 心理依赖性 触幻觉 嗅幻觉 虫行蚁走感 抑郁 焦虑 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 3.珍爱生命，远离毒品 2008年，《中华人民共和国禁毒法》正式施行。该法明确指出，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。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 总结： 神经元之间传递信息的是神经递质 思维训练 ？ A B 提出问题：神经系统控制心脏活动时，在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号还是电信号？ 分析问题：通过营养液传递，且实 验中无导电装置 得出结论：传递的是化学信号 即神经递质 A B 材料 处理 结果 结论 有某副交感神经 无某副交感神经 刺激该神经 从A的营养液中取一些液体注入B的营养液中 心脏跳动减慢 心脏跳动也减慢 该神经释放一种化学物质，这种物质可以使心跳变慢。 微专题：电表指针偏转问题 1.电位差变化曲线图分析 （1）看起点： 如果起点位于纵轴上（一般对应负电位），说明两个电极位于 。 神经纤维细胞膜的两侧 （2）看峰值个数： 刺激一次只出现 个峰值（c点），如果a、c位于横轴两侧，说明形成了动作电位；如果a、c位于同侧，则 。 1 未形成动作电位。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 1.电位差变化曲线图分析 （1）看起点： 如果起点位于横轴上，即起点电位差为0，说明两个电极位于 。 神经纤维细胞膜的同侧 （2）看峰值个数： 刺激一次，电表指针发生两次方向相反的偏转。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 2.在神经元之间电表指针偏转次数的判断 刺激位置 指针偏转次数 指针偏转方向 b c 2次 先偏左，再偏右 1次 向右偏转一次 课堂小结 二、兴奋在神经元之间传递认识 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 1、突触小体 2、兴奋在神经元之间传递---突触 3.兴奋在突触传递的过程 （1）概念： （2）结构 （1）概念 （2）作用 (1)概念： (2)注意： 兴奋剂 毒品 （1）过程 （2）特点 欢迎各位老师指导 THANK YOU Lavf58.20.100 $$