2.3 神经冲动的产生和传导-【生物好课】2024-2025学年高二生物同步教学课件（人教版2019选择性必修1）

第2章 神经调节 第3节 神经冲动的产生和传导 用绣花功夫办美的教育 Doing beauty education with embroidery Kung Fu 用绣花功夫办美的教育 Doing beauty education with embroidery Kung Fu 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？ 1.孟德尔是怎样设计一对相对性状的杂交实验的？ 2.孟德尔为解释实验结果做出了哪些假设？他又设计了什么实验来验证假设？ 3.分离定律的内容是什么？怎样用分离定律解释一些遗传现象？ 4.如何运用假说-演绎法进行科学探究？ 一、兴奋在神经纤维上的传导 坐骨神经 腓肠肌 ①兴奋在神经纤维上的传导 ②兴奋在神经元之间的传递 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 一、兴奋在神经纤维上的传导 2 在神经左侧一端给与刺激时，靠近刺激端的电极a处变为负电位，b处为正电位。 刺激 3 电极b处变为负电位， a处恢复为正电位。 4 蛙的坐骨神经 1 静息时，电表未测出电位变化，说明神经表面各处电位相等 。 说明：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。 （一）兴奋传导的形式 b处恢复为正电位。 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 一、兴奋在神经纤维上的传导 补充资料：静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度 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 细胞外的Na+浓度比膜内要高，细胞内K+浓度比膜外高低。 细胞内外Na+、K+分布特点: （二）兴奋传导的过程 一、兴奋在神经纤维上的传导 1.静息状态----静息电位 未受刺激时，神经纤维处于静息状态，此时神经细胞外的Na+浓度比膜内要高，K+浓度比膜内低。 静息状态时，膜主要对K+有通透性，造成K+外流，使得细胞膜两侧的电位表现为外正内负，这称为静息电位。 ++++++++++ ---------- ---------- ++++++++++ 1 静息状态 高K+ 低Na+ 低K+ 高Na+ （二）兴奋传导的过程 协助扩散 K+外流，细胞膜两侧的电位表现为外正内负，称为静息电位。 1.静息状态----静息电位 K+ K+ 通 道 Na+通 道 膜外 膜内 外正内负 K+外流 Na+ 7 一、兴奋在神经纤维上的传导 2.兴奋状态----动作电位 （二）兴奋传导的过程 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，造成Na+内流。 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，即产生兴奋。 ++++++++++ ---------- ---------- ++++++++++ 1 静息状态 刺激 --++++++++ --++++++++ ++-------- ++-------- 2 产生兴奋 低Na+ 高Na+ ++++++++++ ---------- ---------- ++++++++++ Na+内流，膜电位为外负内正，称为动作电位 协助扩散 K+ 通 道 Na+ 通 道 膜外 膜内 K+ Na+ 内正外负 Na+内流 2.兴奋状态----动作电位 9 神经细胞每兴奋一次，会有部分Na+内流，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？ 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。 每消耗一个ATP分子， 泵出3个钠离子和泵入2个钾离子。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（通道蛋白） Na+出细胞，K+进细胞：主动运输（钠钾泵） 一、兴奋在神经纤维上的传导 主动运输 一、兴奋在神经纤维上的传导 3.传导兴奋 （二）兴奋传导的过程 静息状态 未兴奋部位 兴奋状态 兴奋部位 刺激 K+外流 Na+内流 静息电位 (内负外正) 动作电位 (内正外负) 局部电流 未兴奋部位 刺激 Na+内流 电位差的存在 电荷移动 膜外局部电流方向：未兴奋部位 → 兴奋部位膜膜内局部电流方向：兴奋部位 → 未兴奋部位 膜内 膜外 刺激 膜内 膜外 刺激 ------ +++++ +++++ 兴奋部位 未兴奋部位 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 +++++ +++++ +++++ ----- ----- ----- ----- ---- 13 膜内 膜外 ------ +++++ K+外流 +++++ +++++ +++++ +++++ ----- ----- ----- ----- 14 膜内 膜外 ------ +++++ K+外流 +++++ +++++ +++++ ----- ----- ----- 未兴奋部位 +++++ ----- 15 膜内 膜外 ------ +++++ K+外流 +++++ +++++ +++++ ----- ----- ----- 未兴奋部位 +++++ ----- 兴奋部位 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 16 膜内：与局部电流方向相同膜外：与局部电流方向相反 神经冲动传导方向： 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 一、兴奋在神经纤维上的传导 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 兴奋在离体神经纤维上的传导过程 － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ 双向传导 ②兴奋在离体的神经纤维上传导方向：双向传导 双向传导的前提除神经纤维需离体之外，刺激还不能发生在神经元的端点；在中部刺激离体神经纤维，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，形成局部电流，因此可以双向传导。 ①兴奋在反射弧中传递方向：单向传递 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。 一、兴奋在神经纤维上的传导 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 1．未受到刺激时（静息状态）的膜电位：___________ 兴奋区域的膜电位：____________ 3．电流方向在膜外由____________流向__________ 在膜内由____________流向_____________ 4．兴奋传导方向与膜外电流方向　　　　， 　　 与膜内电流方向________ 内负外正 内正外负 未兴奋部位 兴奋部位 兴奋部位 未兴奋部位 电信号（神经冲动） 5．兴奋在神经纤维上的传导方式：_________________ 相反 相同 2．兴奋状态时膜电位变化　　　　　　　　　　　　 由内负外正变为内正外负 一、兴奋在神经纤维上的传导 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 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 适当增加溶液中Na+浓度 适当降低溶液中K+浓度 适当增加溶液中K+浓度 不变 峰值下降 不变 峰值上升 上升 不变 不变 下降 补充点一：膜电位的影响因素 一、兴奋在神经纤维上的传导 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 补充点二：膜电位曲线解读 一、兴奋在神经纤维上的传导 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 补充点二：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，使膜电位表现为外正内负。 ②ac段 ——动作电位的形成 Na+大量内流，导致膜电位迅速逆转，表现为外负内正。 ③ce段 ——静息电位的恢复 K+大量外流，膜电位恢复为静息电位后，K+通道关闭。 一、兴奋在神经纤维上的传导 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai ④ef段 ——1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。 a-c：Na+内流（协助扩散） c-e：K+外流（协助扩散） e-f：泵出Na+，泵入K+（主动运输） 刺激 补充点二：膜电位曲线解读 一、兴奋在神经纤维上的传导 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 补充点三：电流表指针偏转问题 一、兴奋在神经纤维上的传导 + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + ? a b c d e 1.静息状态下，电流计的指针朝向？ 2.分别刺激神经纤维a点、e点、c点、 bc中的某一点时，电流计指针的偏转次数及方向？ 静息状态：不偏转 刺激a点：偏转2次 刺激e点：偏转2次 刺激c点：不偏转 （ ↑ ） （ ↑ ↖ ↑ ↗ ↑ ） （ ↑ ↗ ↑ ↖ ↑ ） （ ↑ ） 刺激bc中某一点 偏转2次，（ ↑ ↖ ↑ ↗ ↑ ） bc=cd 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 小 结 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 上一个神经元 下一个神经元 一般情况下，相邻的两个神经元并不是直接接触的 二、兴奋在神经元之间的传递 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 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，叫作突触小体。 线粒体 突触小泡 (提供能量) 神经递质种类很多，主要有乙酰胆碱、 氨基酸类（如谷氨酸、甘氨酸）、 5-羟色氨、多巴胺、去甲肾上腺素、 肾上腺素等。 (内含神经递质) 神经递质 兴奋性递质/抑制性递质 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 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，叫作突触小体。 线粒体 突触小泡 (提供能量) 神经递质 目前已知的神经递质种类很多，主要有乙酰胆碱、氨基酸（如谷氨酸、甘氨酸）、5-羟色氨、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等。（与受体结合发挥作用，后面详讲） (内含神经递质) 突触前膜 （突触小体的膜） 突触间隙 （组织液） 突触后膜 突触 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 突触类型 轴突—腺体型 汉水丑生侯伟作品 A轴突—胞体型 B轴突—树突型（主要） C轴突—轴突型 D树突—树突型 轴突—肌肉型 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 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 胞吐 扩散 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。 二、兴奋在神经元之间的传递 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 兴奋在突触处信号转换为:__________________________ 兴奋在突触前膜的信号转换__________________ 兴奋在突触后膜的信号转_____________________ 电信号→化学信号→电信号 电信号→化学信号 化学信号→电信号 电信号 化学信号 电信号 突触前膜 突触后膜 突触延搁 突触处的兴奋传递需要__________________________的转换，以及神经递质的___________、___________以及____________________都需要一定的时间。 电信号→化学信号→电信号 释放 扩散 对突触后膜的作用 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 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 二、兴奋在神经元之间的传递 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 项目 兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经元之间的传递 涉及细胞数 结构基础 形式 方向 速度 结果 未兴奋部位和兴奋部位形成局部电流兴奋 单个神经元 突触 电信号→化学信号→电信号 电信号(神经冲动） 迅速 较慢（有突触延搁） 可以双向传导 单向传递 多个神经元 神经纤维 比较兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递 使下个神经元兴奋或抑制 二、兴奋在神经元之间的传递 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 补充点一：电流表指针偏转问题 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？ 发生两次方向相反的偏转(因为a点先兴奋，d点后兴奋) 发生两次方向相反的偏转(因为a点先兴奋，d点后兴奋) 发生两次方向相反的偏转(因为a点先兴奋，d点后兴奋) 二、兴奋在神经元之间的传递 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 补充点一：电流表指针偏转问题 ④刺激c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？ 发生一次偏转（因为a点不兴奋，d点兴奋） ⑥上述④⑤现象发生的原因？ 发生一次偏转(因为a点不兴奋，d点兴奋) 因为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。 二、兴奋在神经元之间的传递 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 补充点二：相关实验设计 二、兴奋在神经元之间的传递 (1)若利用电流计②验证兴奋在突触间只能单向传递。请设计实验进行证明(请注明刺激的位点、指针偏转情况)： Ⅰ.____________________________________________________________，说明兴奋可以从A传到B； Ⅱ._________________________________，说明兴奋不能从B传到A。 刺激d(或a或b或c)点，电流计②指针发生2次方向相反的偏转 刺激e点，电流计②指针偏转1次 说明: c位于电流计①的中点, X=Y 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 补充点二：相关实验设计 二、兴奋在神经元之间的传递 说明: c位于电流计①的中点, X=Y (3)请利用电流计①、②设计一个简单实验，证明兴奋在神经纤维上的传导速度大于其在突触间的传递速度。 实验思路： ________________________________________________________ 结果预测： ________________________________________________________ 刺激d点，观察电流计①、②指针发生第二次偏转的先后顺序 电流计①指针发生第二次偏转的时间早于电流计② 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai (一)作用位点和机理 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_____。 促进 合成 释放 速率 例1：肉毒杆菌毒素 能特异性的与Ca2+通道结合，阻止Ca2+内流， 影响神经递质释放，使后膜不能产生兴奋， 面部表情肌不能收缩形成皱纹。 肉毒杆菌毒素被用于美容除皱。 Ca2+通道开放，Ca2+内流，Ca2+会促进突触小泡 向突触前膜移动，促进神经递质的释放。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai ②有些会干扰______________________。 神经递质与受体的结合 (一)作用位点和机理 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 例1：α-银环蛇毒等可阻断突触后膜上的乙酰胆碱受体，使肌肉松弛。 例2：重症肌无力 患者的神经与肌肉接头(结构类似于突触)处的乙酰胆碱受体被攻击， 使受体失去功能。有如下症状眼皮下垂、眼球转动不灵活、表情 淡漠、咀嚼无力、吞咽困难、颈软、抬头困难等。 例3：药物止痛机理 药物与神经递质争夺突触后膜上的受体，阻碍兴奋的传递。 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai ③有些会影响________________的____的________。 分解神经递质 酶 活性 例子1：有机磷农药 含磷元素的有机化合物农药，如敌百虫、敌敌畏等经皮肤、 消化和呼吸道粘膜过量摄入可抑制乙酰胆碱酯酶的活性， 阻碍乙酰胆碱的水解，使其持续发挥作用，从而引起肌肉 僵直。 (一)作用位点和机理 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai (二)兴奋剂与毒品 原指能____________________________的一类药物，如今是________________的统称。 1.兴奋剂 (1)概念: (2)作用: 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 2.毒品 (1)概念: 指____、______、_______________、_____、____、______以及 国家规定管制的其他能够使人_________的_____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 精神危害。 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 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 冰毒 可卡因 吗啡 摇头丸 海洛因 罂粟 (二)兴奋剂与毒品 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 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。 (二)兴奋剂与毒品 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 可卡因的上瘾机制 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 虫行蚁走感 抑郁 焦虑 (二)兴奋剂与毒品 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 嗅幻觉 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 新型毒品（视频由广州市公安局提供） 55 课堂小结 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 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 Lavf58.45.100 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 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 $$