2.3神经冲动的产生和传导课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修1

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 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？ 0.1s 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（传出神经末梢和肌肉）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？ 神经中枢 中枢神经系统 外周神经系统 效应器 传出神经 感受器 传入神经 运动员听到信号后神经产生兴奋，兴奋的传导要经过反射弧。 那么，兴奋在反射弧中是以什么形式传导？又是如何传导呢？ 第2章 神经调节 第3节 神经冲动的产生和传导 ① 1 2 3 阐明兴奋在神经纤维上的产生及传导机制 说明突触传递的过程及特点 比较兴奋在神经纤维上的传导与在神经元之间的传递 教学 目标 一、兴奋在神经纤维上的传导 一 1.蛙坐骨神经表面电位差实验 科学家做过如下实验：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。 还有间脑，间脑包括下丘脑。 a b + + 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 刺激 - ②在图示神经的左侧一端给予刺激时， 刺激端的电极处（a处）先变为 电位，接着 。 靠近 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 实验证明：兴奋在神经纤维上以 的形式传导，兴奋发生位置的膜外电位 (填“高于”或“低于”)静息位置。 电信号 低于 1.蛙坐骨神经表面电位差实验 电表共发生了两次方向相反的偏转 兴奋以电信号的形式沿神经纤维传导又称为神经冲动 大本P.23:资料3　1939年，赫胥黎和霍奇金将电位计的一个电极刺入细胞膜内，而另一个电极留在细胞膜外。瞬间记录仪上出现了一个电位跃变。 4.据图文资料分析，可得出结论：未受到刺激时，细胞膜内外存在着电位差， 比 低45 mV。 膜内 膜外 5.右图是赫胥黎和霍奇金记录的给予刺激后枪乌贼轴突的电位变化。 请描述结果： 。 刺激会使受刺激处膜电位发生反转，由－45 mV变为＋40 mV 为什么神经纤维上兴奋发生位置的膜外电位低于静息位置？ 大本P.23:探究静息电位的产生原因 资料4　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。 资料5　神经细胞内外部分离子浓度。 根据资料5分析上述神经元和肌肉细胞膜内外Na+、K+分布特点？ 神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内的K+浓度高。 膜内 膜外 Na +通道 K +通道 只允许Na+内流 协助扩散 只允许K+外流 协助扩散 Na+-K +泵 每消耗1分子ATP，泵出3个Na+的同时泵入2个K+ 主动运输 膜上三种转运蛋白 一 兴奋在神经纤维上的传导 每消耗一个ATP分子,逆电化学梯度泵出3个钠离子和泵入2个钾离子。保持膜内高钾,膜外高钠的不均匀离子分布。 钠钾泵 10 ① 2.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 资料6　1942年，美国科学家Cole和Curtis发现当细胞外液K＋浓度提高时，静息电位减小；当细胞外液K＋浓度等于细胞内K＋浓度，静息电位为0；继续提高细胞外K＋浓度会逆转静息电位。 据以上资料可知：静息电位形成的原因是 向膜 (填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是 。 K＋ 协助扩散 外 ① ② 3.动作电位 电位表现：___________ 形成原因：___________ 运输方式：___________ 内正外负 Na+内流 协助扩散 刺激 资料7　1949年，霍奇金和卡茨用不含Na＋的等渗透压的右旋糖代替海水，在两分钟之内，动作电位消失，而加含Na＋的海水后，在一分半钟左右恢复了原有的动作电位。细胞外Na＋浓度如果增加，也可以加快动作电位的上升速度、加大动作电位的幅度。 据资料5、7可知，动作电位形成的原因是 向膜 (填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是 。 Na＋ 内 协助扩散 Na＋ Na＋ - - - - ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ++++ ++++ - - - - - - - - + + + ++++ - - - - - - Na＋ Na＋ ++++ ++++ - - - - - - Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ 4、 兴奋的传导 兴奋部位和未兴奋部位之间存在 ，形成_________。 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，后方又恢复为__________。 局部电流 电位差 未兴奋 静息电位 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 刺激 在箭头处给予离休神经纤维适宜的刺激，请绘制兴奋产生和传导示意图 动手试一试 兴奋特点： - + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 兴奋部位 未兴奋部位 未兴奋部位 刺激 双向传导 兴奋传导方向：与细胞膜内电流方向一致 6.如图表示兴奋在离体神经纤维上的传导过程，请思考下列问题： (1)图中膜内、外都会形成局部电流，请说出它们的电流方向(用字母和箭头表示)。 (2)在此情况下兴奋传导的方向是怎样的(用字母和箭头表示)？ 。 (3)根据(1)和(2)，分析兴奋传导的方向与哪种电流方向一致？兴奋的传导有什么特点？ 膜内的电流方向是a←b→c，膜外的电流方向是a→b←c。 a b c a←b→c 兴奋传导的方向与膜内局部电流方向一致。 双向传导 兴奋在神经纤维上的传导 膜电位 传导方式 传导特点 静息电位 动作电位 钾离子外流 外正内负 协助扩散 电信号（神经冲动） 电流方向 双向传导 影响因素： 原因： 电位分布： 钠离子内流 外负内正 影响因素： 原因： 电位分布： 与兴奋传导方向相反 膜外： 膜内： 与兴奋传导方向相同 钾离子的浓度差 钠离子的浓度差 一、兴奋在神经纤维上的传导 1 神经纤维上膜电位差变化曲线解读 刺激 ①a点之前 ——静息电位 K+外流，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，表现为内正外负。 ③ce段 ——静息电位的恢复 K+大量外流，膜电位恢复为静息电位。 ④ef段 ——一次兴奋完成后 钠钾泵活动增强，将流入的Na+泵出膜外,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。 核心•归纳 2 细胞外液中Na＋、K＋浓度改变对电位的影响 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 Na+浓度只影响动作电位的峰值，K+浓度只影响静息电位的绝对值 Na+浓度改变不会影响静息电位 K+浓度的改变不会影响动作电位 3 膜电位的测量方法 测量方法 测量图解 测量结果 电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧   电表两极均置于神经纤维膜的外侧   (1)产生和维持神经细胞静息电位主要与K＋有关(　　) (2)兴奋沿神经纤维传导时细胞膜外Na＋大量内流(　　) (3)神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相同(　　) (4)刺激离体的神经纤维中部，产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导(　　) (5)在完成反射活动的过程中，兴奋在神经纤维上的传导方向是双向的 √ √ × √ 判断正误 √ 注意：在生物体内，通常兴奋来自感受器，兴奋在生物体内的反射弧上的传导是单向传导。 二、兴奋在神经元之间的传递 放大 1.突触小体 神经元的__________经过多次分支，最后每个小枝末端_____，呈___状或___状，叫做__________。 轴突末梢 膨大 杯 球 突触小体 2.突触 突触小体可以与其他神经元的________或_______等相接近，共同形成突触。 树突 细胞体 突触小体 还有间脑，间脑包括下丘脑。 2.突触 一 突触前膜 突触间隙 突触后膜 突触 突触小泡 线粒体 神经递质受体 神经递质 还有间脑，间脑包括下丘脑。 一 3. 突触的常见类型 A．轴突—细胞体型 B．轴突—树突型 还有间脑，间脑包括下丘脑。 思考·讨论 1、突触只存在于神经元之间吗？根据以下实验回答相关问题。 已知副交感神经可以使心率降低。A组保留副交感神经，B组剔除副交感神经，刺激A组中的副交感神经，A的跳动减慢。从A组的营养液中取一些液体注入B组的营养液中，B组的跳动也减慢。 请思考：该实验的自变量是 。该实验表明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 信号。从这一实验可知：突触不仅存在于神经元之间，也可以存在于 之间。 有无副交感神经 化学 神经元和心肌细胞 一 神经冲动到达神经元的轴突末梢（突触小体） 突触小泡向突触前膜移动并融合释放神经递质 刺激 神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜受体附近 神经递质与突触后膜上的受体特异性结合 突触后膜的离子通道打开,突触后膜电位变化 神经递质被降解或回收。 引发 4. 兴奋在神经元之间传递的过程 电信号 化学信号 电信号 还有间脑，间脑包括下丘脑。 兴奋在神经元之间传递的过程 一 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） 还有间脑，间脑包括下丘脑。 一 拓展 神经递质作用于突触后膜，引起突触后膜的电位变化，该变化一定是兴奋吗？ 不一定，兴奋或抑制 ①据图简述抑制的形成机理： ②抑制的电位表现最准确的描述是： 突触前膜释放神经递质，神经递质与受体结合后，突触后膜的Cl-离子通道打开（细胞膜对Cl-的通透性增加），Cl-内流，使静息电位加强，形成抑制。 静息电位的绝对值增大 还有间脑，间脑包括下丘脑。 一 6. 神经元之间兴奋的传递特点 ①神经元之间兴奋的传递只能是单方向的——单向传递 原因：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。 ②突触处兴奋的传递速度比在神经纤维上传导要慢 突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换。 不同部位的信号转换： ①突触小体 ： 。 ②突触后膜： 。 ③突触： 。 电信号→化学信号 化学信号→电信号 电信号→化学信号→电信号 还有间脑，间脑包括下丘脑。 一 甘氨酸(Gly)在神经系统中可作为神经递质作用于下一神经元，并使下一神经元抑制，它的受体是膜上的某种离子通道。下列有关叙述中，错误的是 (   ) A. 甘氨酸与受体结合后离子通道打开，导致阳离子内流 B. 如某毒素可阻止甘氨酸释放，该毒素可破坏神经元之间正常的抑制性冲动的传递 C. 突触前膜释放甘氨酸的方式是胞吐，该过程需要消耗能量 D. 释放到突触间隙中的甘氨酸可被细胞吸收后再度利用 A 【即时训练】 还有间脑，间脑包括下丘脑。 比较：兴奋在神经纤维上传导与神经元之间传递 一 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 还有间脑，间脑包括下丘脑。 迁移应用 ①刺激 a 点时，指针？ ②刺激c点时，指针？ ： 刺激 c 点时，指针？ ②刺激c点， ①刺激 b 点时，指针？ 先向左再向右，偏转2次 指针不会偏转 先向右再向左，偏转2次 先向左再向右，偏转2次。 电流表指针只发生1次右偏转，兴奋不能传至a。 兴奋传导与电流表指针偏转问题 课堂小结 34 三 1.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有些物质能够_____神经递质的______和_____的_____； ②有些会干扰：______________________； ③有些会影响________________的____的_______； 促进 合成 释放 速率 神经递质与受体的结合 分解神经递质 酶 活性 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 2.兴奋剂和毒品等也大多是通过突触来起作用 三 滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 ①兴奋剂 (1)概念： (2)作用： 原指能 的一类药物，如今是 的统称。 提高中枢神经系统机能活动 运动禁用药物 兴奋剂具有增强_____________、提高__________等作用。 人的兴奋程度 运动速度 为了保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。 ②毒品 (1)概念： (2)注意： 指 、 、 、 、 、 以及国家规定管制的其他能够使人 的 药品和 药品。 鸦片 海洛因 甲基苯丙胺(冰毒) 吗啡 大麻 可卡因 形成瘾癖 麻醉 精神 有些兴奋剂就是毒品，它们会对人体健康带来极大的危害。 分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害 思考·讨论 在一些重大的体育项目比赛中，少数运动员为了提高成绩，铤而走险，违反“公平竞争”的原则，违规服用兴奋剂。一旦查出，该运动员将面临禁赛、处以罚金等不同程度的处罚，而且还会受到国际社会和体育道德的谴责。 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。在正常情况下，多巴胺发挥作用后会被突触前膜上的转运蛋白从突触间隙回收。吸食可卡因后，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、隹虑、失望、疲惫、失眠、厌食等症状。 3. 可卡因 （1）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快传递有关的神经元，这些神经元利用神经递质——多巴胺来传递愉悦感。 ①在正常情况下，多巴胺发挥完作用后会被突触前膜上的转运蛋白从突触间隙回收； ②吸食可卡因后，可卡因会使转运蛋白失去回收多巴胺的功能，于是多巴胺就就留在突触间隙持续发挥作用，对突触后膜过多刺激。 ③导致突触后膜上多巴胺受体减少 ④当可卡因药效失去后，由于多巴胺受体减少，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 （2）可卡因的上瘾机制 39 03 40 ②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； ③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）可卡因的其他危害 ①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； 德育微课堂 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。 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 练习与运用 P31 ？ 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 （教材P31 拓展应用1） 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。 联系实际 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。 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？ 45 2.一般的高速路都有限速的规定。例如，我国道路交通安全法规定，机动车在高速公路行驶, 车速最高不得超过120 km/h。在高速路上行车, 要与前车保持适当的距离，如200m。另外，我国相关法律规定，禁止酒后驾驶机动车。请你从本节所学知识的角度，解释这几项规定的合理性。如果遇到酒后还想开车的人，你将怎样做？ 在行车过程中，发现危险进行紧急处置，实际上需要经过一个复杂的反射过程。视觉器官等接受信号并将信号传至大脑皮层作出综合的分析与处理，最后作出应急的反应，要经过兴奋在神经纤维上的传导以及多次突触传递，因此从发现危险到作出反应需要一定的时间。 车速过快或车距过小，就缺少足够的时间来完成反应的过程。此外，酒精会对神经系统产生麻痹，使神经系统的反应减缓，所以酒后要禁止驾驶机动车。 遇到酒后还想开车的人，需告诫：酒后不开车，开车不喝酒；酒驾、醉驾是违法行为。 46 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.65 FormatFactory : www.pcfreetime.com Lavf58.28.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$