2.3神经冲动的产生和传导（第一课时）课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修1

第3节 神经冲动的产生和传导 (第一课时) 本节聚焦: 兴奋是如何在神经纤维上传导的？ 兴奋在突触处是如何传递的？ 为什么不能滥用兴奋剂和吸食毒品？ 第2章 神经调节 【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。 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？ 神经中枢 中枢神经系统 外周神经系统 效应器 感受器 传入神经 传出神经 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。 【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。 讨论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。 讨论3：兴奋在反射弧中是以什么形式传导的呢？ 由上课时间不够，此内容可不讲 3 神经元之间 伸肌 屈肌 肌梭 神经纤维 根据图解写出膝跳反射具体的反射弧： 感受器(肌梭)→传入神经→神经中枢(脊髓)→传出神经→效应器 问题：兴奋在神经纤维上是以什么形式传导的呢？ 二 被电到了？ 坐骨神经 腓肠肌 (意大利)伽尔瓦尼 一、兴奋在神经纤维上的传导 1786年有一天，伽尔瓦尼在实验室解剖青蛙，把剥了皮的蛙腿，用刀尖碰外露的蛙腿坐骨神经时，蛙腿剧烈地痉挛，同时出现电火花。经过反复实验，他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”。 有人做过如下实验：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。刺激蛙神经一侧，同时记录电流大小和方向 一、兴奋在神经纤维上的传导 那这种“生物电”到底是不是我们物理上学的那个“电”呢？于是有人做过如下实验，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。 7 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 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 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 神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的呢？ 10 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） 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。这个问题是如何解决的呢？ 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。 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） 思考·讨论 ？ 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。（静息电位后开放） 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 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) - + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 兴奋部位 未兴奋部位 未兴奋部位 刺激 双向传导 一、兴奋在神经纤维上的传导 3.兴奋的传导 局部电流方向： ①膜外：未兴奋部位→兴奋部位，与兴奋传导方向 . ②膜内：兴奋部位→未兴奋部位，与兴奋传导方向 . 相反 相同 局部电流动画视频演示 一、兴奋在神经纤维上的传导 局部电流刺激相近的_______部位产生同样的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又_______________。 未兴奋 恢复静息电位 ②在反射过程中 ①在离体的神经纤维上 传导方向：________ 传导方向：_________ 单向传导 双向传导 问题：以上是用蛙的坐骨神经实验，是离体生物神经纤维。那么兴奋在生物体内的反射弧上的传导是也双向传导的吗？ 总结：兴奋在神经纤维上的传导方向解析 1.神经细胞处于静息状态时,细胞内外K+和Na+的分布特征是(　 ) A.细胞外K+和Na+浓度均高于细胞内 B.细胞外K+和Na+浓度均低于细胞内 C.细胞外K+浓度高于细胞内,Na+相反 D.细胞外K+浓度低于细胞内,Na+相反 √ 练习册P33 即时应用1 2.如图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。下列说法与图示相符的是(　 　) A.图中兴奋部位是b和c,膜电位为外正内负 B.图中弧线最可能表示局部电流方向 C.图中兴奋传导的方向是c→a→b D.b部位即将发生Na+大量外流 √ 练习册P33 即时应用2 1.神经纤维受刺激时,能正确表示受刺激部位(箭头处)细胞膜两侧的电位变化的是(　 　) √ 练习册P35 随堂检测1 2.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可能是从乙到丁 D.据图可判断神经冲动的传导方向是从左到右 √ 练习册P35 随堂检测2 枪乌贼的巨大神经纤维直径可达1mm，是研究生物电的理想材料。霍奇金和科尔用100微米的玻璃毛细管从断端纵向插入枪乌贼的巨大神经纤维，并在细胞外安置参考电极用以测定静息电位和动作电位取得了成功。 二、膜电位的测量 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 膜电位的测量方法 a b SZ-LWH SZ-LWH 一、兴奋在神经纤维上的传导 2.兴奋传导过程中膜电位变化原理分析 归纳总结 1.细胞外液中Na+、K+浓度改变对膜电位的影响 项目 静息电位绝对值 动作电位峰值 Na+浓度增加 不变 增大 Na+浓度降低 不变 变小 K+浓度增加 变小 不变 K+浓度降低 增大 不变 练习册P34 归纳总结 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。 4.神经纤维受到刺激时,会出现如图1所示的动作电位。在神经纤维上分别取三个电位差测量点,电流计的两个电极分别位于测量点的细胞膜外侧和内侧,FE=FG,如图2所示。请回答下列问题。 练习册P36 随堂检测4 (1)神经纤维在静息状态下,膜内K+的浓度　　　　(填“大于”或“小于”)膜外K+的浓度,从图1可知,膜内外的电位差为　　　mV。 大于 -60 (2)图1中AC段为产生动作电位,此时Na+内流方式为　　　　　　; CD段为恢复静息电位,此时K+外流方式为　　　 　。  协助扩散 协助扩散 (3)图2中,受刺激后,F点处神经纤维的膜内电位状态变化是 　。  由负电位变为正电位 (4)兴奋在FE、FG段传导的时间依次为t1、t2,两者的大小是t1　   (填“=”“<”或“>”)t2,原因是　   　 。  FE=FG,兴奋在同一神经纤维上等距传导,所用时间相同 = 神经元之间 伸肌 屈肌 肌梭 神经纤维 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。 电信号 SZ-LWH SZ-LWH 情 境 导 入 BY YUSHEN 二、兴奋在神经元之间的传递 突触：突触小体可以与其他神经元的胞体或树突等相接近，共同形成突触。 　　 1．突触 　　（1）突触小体 　　神经元的＿＿＿＿＿经过多次分支，最后每个小枝末端＿＿，呈杯状或球状，叫做突触小体。 　　（2）突触 　　突触小体与其他神经元的 ＿＿＿＿＿或＿＿＿＿等相接近，共同形成突触。 轴突末梢 膨大 细胞体 树突 突触小体 突触 二、兴奋在神经元之间的传递 2、突触结构 突触小泡 神经递质 线粒体 兴奋传导的方向 突触小体 (提供能量) (来自高尔基体) 突触 前一个神经元的轴突（突触小体的膜） （充满组织液） 下一个神经元的细胞体膜或树突膜，也可以是肌肉或者腺体的膜 突触前膜 突触间隙 突触后膜 本质：糖蛋白 离子通道 特异性受体 突触=突触小体？ ≠ 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.兴奋在神经元之间传递的过程 ①兴奋到达突触前膜所在的_______，引起_______向_______移动并释放_______； 轴突末梢 突触小泡 突触前膜 神经递质 ②神经递质通过____________到_____________附近 突触间隙扩散 突触后膜的受体 ③神经递质与_____________结合，形成_____________ 突触后膜的受体 ④突触后膜上的________发生变化，引发_________ 离子通道 电位变化 ⑤神经递质被_____或_____ 降解 回收 递质-受体复合物 1.(2023·辽宁卷)下面是兴奋在神经元之间传递过程的示意图,图中①～④错误的是(　 　) A.① B.② C.③ D.④ 「即时应用」 √ 5. 神经递质 类型：主要有乙酰胆碱、氨基酸类（如谷氨酸、甘氨酸）、5-羟色胺、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等。 作用： 引起下一个神经元的兴奋或抑制 引起肌肉收缩或某些腺体分泌相应的物质 兴奋性影响（乙酰胆碱） 抑制性影响（甘氨酸） 影响 释放方式： 胞吐 （体现生物膜的流动性） 二、兴奋在神经元之间的传递 　　6．传递特点 　　（1）＿＿＿＿＿＿ 　　原因 　　＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 　　（2）＿＿＿＿＿＿ 　　突触处的兴奋传递需要电信号→化学信号→电信号的转换，以及神经递质的释放、扩散以及对突触后膜的作用都需要一定的时间。 单向传递 　　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上，因此神经元之间的兴奋的传递只能是单方向的。 突触延搁 因此兴奋的传递速度比神经纤维上要慢。 二、兴奋在神经元之间的传递 随堂检测 1.如图为突触结构示意图,下列相关叙述正确的是(　 　) A.①能为神经递质与④上的受体结合供能 B.兴奋传导到③时,膜电位由内正外负变为内负外正 C.结构④膜电位的变化与其选择透过性密切相关 D.神经递质储存在②中,经突触前膜释放后进入④持续作用 1 2 3 4 √ 归纳总结 1.兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递的比较 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 单个神经元 多个神经元 结构基础 神经纤维 突触 形式 电信号 电信号→化学 信号→电信号 方向 可双向传导 单向传递 速度 迅速 较慢 效果 使未兴奋 部位兴奋 使下一个神经元 兴奋或抑制 课本P31 练习与应用 1. 有些地方的人们有食用草乌炖肉的习惯，但草乌中含有乌头碱，乌头碱可与神经元上的钠离子通道结合，使其持续开放，从而引起呼吸衰竭、心律失常等症状，严重可导致死亡。下列判断不合理的是( ) A.食用草乌炖肉会影响身体健康 B.钠离子通道打开可以使胞外的Na+内流 C.钠离子通道持续开放会使神经元持续处于静息状态 D.阻遏钠离子通道开放的药物可以缓解乌头碱中毒症状 C 一、概念检测 2. 乙酰胆碱酯酶可以水解乙酰胆碱，有机磷农药能使乙酰胆碱酯酶失活，则该药物可以( ) A.使乙酰胆碱持续发挥作用 B.阻止乙酰胆碱与其受体结合 C.阻止乙酰胆碱从突触前膜释放 D.使乙酰胆碱失去与受体结合的能力 A ④刺激c点，电流计指针如何偏转？ ①刺激a点左侧,电流计指针如何偏转？ ②刺激b点(ab=bd)，电流计指针如何偏转？ ③刺激ab之间的点，电流计指针如何偏转？ ⑤刺激d点右侧，电流计指针如何偏转？ 发生两次方向相反的偏转 发生两次方向相反的偏转 发生两次方向相反的偏转 发生一次偏转 发生一次偏转 思考与讨论： 二、兴奋在神经元之间的传递 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。 例如： （1）有些物质能促进神经递质的合成和释放速率； （2）有些会干扰神经递质与受体的结合； （3）有些会影响分解神经递质的酶的活性。 兴奋剂和毒品等也大多是通过突触来起作用的。 1.兴奋剂 原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。 可增强人的兴奋程度、提高运动速度等。为了保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。 2.毒品 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，会对人体健康带来极大的危害。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 3.可卡因 这样，导致突触后膜上多巴胺受体减少。当可卡因药效失去后，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。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 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，最典型的是有虫行蚁走感，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，可出现抑郁、焦虑、失望、疲惫、失眠、厌食等症状。 3.可卡因 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 毒品对个人身心的毒害：成瘾者身体因慢性中毒，会产生各种不适感，免疫力下降，诱发各类疾病，甚至精神错乱，中毒死亡。 对家庭的危害：成瘾性使吸毒人员戒毒困难，长期吸毒极大增大家庭开支；同时吸毒人员由于长期吸毒造成体内慢性中毒，体力衰弱，劳动力下降，甚至劳动力完全丧失，影响家庭收入，也影响了社会财富的创造和积累。 对社会的影响：吸毒人员的自我评价下降，在社会经济生活方面的角色功能降低，从而影响社会财富的创造，给社会带来巨大的经济损失。由于吸毒者对毒品的依赖性，为了寻找毒品，吸毒人员常会丧失理智和思维能力，可能因此导致各种异常行为尤其是违法犯罪行为的发生。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 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。 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。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 思维训练 · 推断假说与预期 问题：“当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呢？” 实验：取两个蛙的心脏(A和B，保持活性)置于成分相同的营养液中，A有某副交感神经支配，B没有该神经支配 。刺激该神经，A心脏的跳动减慢；从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液中(如右图)，B心脏跳动也减慢。 A B 结论： 支配心脏的副交感神经可能是释放了某种化学物质，该物质可以使心跳减慢。 思维训练 · 推断假说与预期 讨论：在进行这个实验时，科学家基于的假说是什么？实验预期是什么？ 假说： 预期： 支配心脏的副交感神经可能是释放了某种化学物质，该物质可以使心跳减慢。 从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液，B心脏的跳动也会减慢。 Lavf58.33.100 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$