2.3神经冲动的产生和传导课件-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

该高中生物学课件聚焦“神经冲动的产生和传导”，涵盖兴奋在神经纤维上的传导、神经元间的传递及兴奋剂与毒品危害。以“运动员起跑抢跑规则”问题导入，通过蛙坐骨神经实验、离子浓度表格、突触模型构建等支架，层层递进讲解静息电位、动作电位机理及传递过程。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，如用蛙心实验证明突触化学传递、离子浓度数据推理电位形成，培养证据分析能力；通过突触结构模型构建落实建模方法，结合结构与功能观（如突触单向传递与结构关系）。采用对比归纳表格小结知识，学生能深化理解，教师可借实例提升教学效率，还渗透健康意识，助力态度责任培养。

第2章 神经调节 第3节 神经冲动的产生和传导 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。 问题探讨 兴奋在反射弧中是以什么形式传导的？又是怎样传导的呢？ 思考 1.兴奋在神经纤维上的传导 2.兴奋在神经元之间的传递 兴奋：指动物体或人体内的某些细胞或组织（如神经组织）感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。 1.蛙坐骨神经表面电位差实验 只要存在电位差，电流表指针就会偏转,从正电荷一极向负电荷一极偏转。 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。 坐骨神经 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 说明：在神经系统中，兴奋是以_______的形式沿着神经纤维传导的。 电信号 这种电信号也叫做___________。 神经冲动 1.蛙的坐骨神经表面电位变化实验 a b + + 从上述实验能否确定，静息时膜外为正电位？ 阅读教材P28,探究神经冲动在神经纤维上的产生过程和传导机理。 思考讨论 1.未受刺激时，处于静息状态的电位，称为 。 电位表现为 。 2.受到刺激时，处于兴奋状态的电位，称为 。 电位表现为 。 静息电位 动作电位 膜外正，膜内负 膜外负，膜内正 3.如何通过实验，证明静息时膜外为正电位，膜内为负电位？ 电流计一端接在膜外，另一端接在膜内 4.静息电位形成的原因（机理）是什么？ 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 思考：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 细胞如何维持膜外的高Na+浓度，膜内的高K+浓度的状态呢？ Na+通道:只在特殊时段开放，只允许Na+内流。 运输方式_______ K+通道:持续开放，只允许K+外流。 运输方式______ 知识拓展：细胞膜上三种转运蛋白 钠钾泵:每消耗1分子ATP，泵出3个Na+的同时泵入2个K+， 结果：细胞内K+始终高于膜外，细胞外Na+始终高于膜内。运输方 。 协助扩散 主动运输 协助扩散 膜内 膜外 Na +通道 带负电的大分子有机物(A-) Na+ Na+ Na+ Na+ + + + + + + + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ K+通道 ①形成原因: K+外流 b.静息电位维持：Na+-K+泵形成膜内高浓度K+ a.静息电位形成：K+通道打开K+外流 3.静息电位和动作电位的形成原因（离子基础）： （1）静息电位 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。 ②离子的运输方式: →协助扩散 →主动运输 膜内 膜外 刺激 Na+ Na+ Na+ + + + + + + _ _ _ _ _ Na+ + + + + + _ _ _ _ _ ①形成原因： Na+内流 (钠离子内流的量远比钾离子外流的多） 3.静息电位和动作电位的形成原因（离子基础）： （2）动作电位 Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ 受到刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加,Na+大量涌入膜内,膜内阳离子浓度高于膜外。 ②Na+内流的运输方式: 协助扩散 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 适宜刺激 刺激 电位差 静息电位 (内负外正) 动作电位 (内正外负) 形成局部电流 膜外 膜外 膜内 膜外:未→兴 膜内:兴→未 一.兴奋在神经纤维上的传导 兴奋 部位 未兴奋 部位 未兴奋 部位 4.兴奋的产生和传导过程： 局部电流的方向是怎样？ 刺激相近的______部位产生______的电位变化 未兴奋 同样 兴奋就向前传导 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，如此进行下去，兴奋不断地向前传导，后方恢复静息电位。 Na＋ Na＋ - - - - ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ++++ ++++ - - - - - - - - ++++ ++++ - - - - - - - - Na＋ Na＋ ++++ ++++ - - - - - - - - Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ 思考1：恢复静息电位的离子基础？离子的运输方式是？ 5.局部电流方向 K+外流 协助扩散 4.兴奋的产生和传导过程： 膜外:未兴奋区→兴奋区 膜内:兴奋区→未兴奋区 6.传导形式： 电信号（局部电流、神经冲动） 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 观察分析 5.兴奋传导方向及特点 传导方向： 传导特点： 从兴奋部位传导到未兴奋部位。 ①在离体的神经纤维上：双向传导 ②生物体内兴奋来自感受器,兴奋在体内反射弧上：单向传导 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。 膜电位差变化曲线解读 协助扩散 协助扩散 协助扩散 主动运输 拓 展 二.兴奋在神经元之间的传递 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。兴奋传导的延迟主要发生在哪个结构上呢？ 轴突 树突 胞体 神经末梢 突触小体 突触 阅读课本28页，回答问题： 思 考 1）突触小体的概念，突触小体 内含有什么结构？ 2）突触的结构包括？ 3）突触后膜上有什么结构？ 二.兴奋在神经元之间的传递 突触前膜 突触间隙 突触后膜 轴突 线粒体 突触小泡 神经递质 神经递质受体 突触 突触小体与其他神经元的胞体或树突等相接近，共同形成。 (大多为糖蛋白） 2.突触： 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 突触小体 (突触前神经元轴突末梢的膜,还可以说是突触小体的膜) (充满了组织液) (一般为突触后神经元细胞体或树突的膜 （1）请构建突触小体，突触结构模型。 （2）并标明结构名称 构建模型 突触后膜一定是神经元细胞体或树突的膜吗？ 思考讨论 ③轴突—胞体型 ①轴突—树突型 ④轴突—肌肉型 ⑤轴突—腺体型 ②轴突—轴突型 肌肉的收缩 腺体的分泌 突触类型 有研究者提出一个问题：“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？”为了回答这一问题，科学家进行了如下实验。取两个蛙的心脏(A和B,保持活性）置于成相同的营养液中，A有某副交感神经支配，B没有该神经支配；刺激该神经，A心脏的跳动情况；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心脏跳动情况。 A B 思维训练 如何证明突触处是通过化学传递的呢？ 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。 思维训练 讨论：该实验的假说、预期结果分别是？ 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 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 神经递质 3.兴奋在神经元之间的传递过程 Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ 突触前神经元 突触后神经元 突触间隙 突触后膜 突触前膜 轴突 线粒体 突触前膜 突触间隙 突触后膜 突触小泡 神经递质 兴奋 突触前膜 (突触小泡) 神经递质 释放 扩散 突触后膜 (特异性受体) 引发 电位变化 刺激 (兴奋或抑制） 突触间隙 3.兴奋在神经元之间的传递过程 构建该过程的概念模型 思考： 1.下一神经元一定兴奋吗？ 2.该过程信号变化形式是？ 电信号 化学信号 电信号 4.信号转换形式： 5.兴奋在神经元之间的传递特点 （1）单向传递（传递方向） 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）传递速度比在神经纤维上慢（突触延搁） 突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换。 轴突 突触小泡 突触前膜 突触间隙 突触后膜 电信号 化学信号 电信号 二.兴奋在神经元之间的传递 原因： 原因： 6.神经递质 产生 与高尔基体、线粒体有关 种类 乙酰胆碱、氨基酸类、5-羟色胺、多 巴胺、去甲肾上腺素、 肾上腺素等。 作用机理 与突触后膜上的受体结合,形成递质-受体复合物,改变突触后膜对离子的通透性,引发电位变化。 去向 起作用后被降解或回收。 释放方式 胞吐 作用效果 使突触后膜兴奋或抑制。 二. 兴奋在神经元之间的传递 兴奋性递质：Na+通道打开，Na+内流，后膜产生动作电位，后神经元兴奋 抑制性递质：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 意义：避免持续发挥作用，为下一次兴奋做准备。 为什么呢？ 26 如何增强兴奋性神经递质作用突触后膜后引发的兴奋？ 思考讨论 （兴奋性神经递质：如多巴胺等） 1.增加突触间隙中神经递质多巴胺的数量 2.神经递质受体的角度 1）促进神经递质的合成 2）促进突触小泡对神经递质的摄取 3）促进神经递质在突触前膜的释放 4）抑制突触前膜对神经递质的回收（重摄取）或降解 1）促进特异性受体的合成 2）提升特异性受体的敏感性 3）诱导神经递质与特异性受体的结合 比较项目 兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经元间的传递 结构基础 神经元(神经纤维) 突触 信号形式 (或变化) 速度 方向 电信号 电信号→化学信号→电信号 快 慢 可以双向 单向传递 比较兴奋在神经纤维上的传导和在神经元间的传递 归纳小结 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 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 1.作用位点和作用机理 概念： 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。 概念： 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 2.兴奋剂、毒品 1）兴奋剂 2）毒品 3.可卡因 可卡因既是一种 也是一种 ；它会影响大脑中与 有关的神经元，这些神经元利用神经递质 来传递愉悦感。 兴奋剂 毒品 愉快传递 多巴胺 鸦片、吗啡、海洛因等阿片类毒品：镇咳、镇痛药物。 冰毒、摇头丸、麻古等新型毒品：神经兴奋性药物。 可卡因:还是麻醉品 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： 思考讨论 分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害 回收 转运蛋白 可卡因：与突触前膜回收多巴胺的多巴胺转运蛋白具有极高的亲和性，多 巴胺回收受阻，突触间隙多巴胺浓度显著增加。 毒品成瘾机制： 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重吸收，突触间隙多巴胺浓度显著增加。 ①可卡因能干扰__________的作用，导致_________异常，还会抑制__________的功能； 可卡因的其他危害 交感神经 心脏功能 免疫系统 ②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； 心理依赖性 触幻觉 嗅幻觉 虫行蚁走感 ③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； 抑郁 焦虑 思考讨论 分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害 (3)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。 (1)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。 (2)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。 三. 滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 4.吸毒造成的危害： 新型毒品！！！ 5.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；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 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。 静息电位与神经元内的K+外流相关而与Na+无关，所以神经元轴突外Na+浓度的改变并不影响静息电位。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）如果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？ 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。 拓展应用P31 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120km/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。 拓展应用P31 改变细胞外液中Na＋、K＋浓度对膜电位的影响 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 （绝对值）上升 不变 不变 （绝对值）下降 ①静息电位是K+的平衡电位，细胞外K+浓度上升后，细胞内K+向外扩散减少，从而引起静息电位（绝对值）变小。 ②动作电位的峰值是Na+的平衡电位。当细胞外Na+浓度上升后，向细胞内的扩散量增加，从而使动作电位的峰值变大。 知识拓展1 2.下图表示枪乌贼离体神经纤维在Na+浓度不同的两种海水中受刺激后的膜电位变化情况。下列描述错误的是（ ） A．曲线a代表正常海水中膜电位的变化 B．两种海水中神经纤维的静息电位相同 C．低Na+海水中神经纤维静息时，膜内Na+浓度高于膜外 D．正常海水中神经纤维受刺激时，膜外Na+浓度高于膜内 汉水丑生侯伟作品 C 随堂小练 刺激位点 电流计指针偏转方向及次数 ①刺激a点 ②刺激c点（bc=cd） ③刺激bc之间的一点 ④刺激cd之间的一点 发生2次方向相反的偏转（因为b点先兴奋，d点后兴奋） 不偏转（因为b点和d点同时兴奋） 发生2次方向相反的偏转（因为b点先兴奋，d点后兴奋） 发生2次方向相反的偏转（因为d点先兴奋，b点后兴奋） ①先左后右 电流表指针偏转问题 ③先左后右 ④先右后左 知识拓展2 (1)神经纤维上 电流表指针偏转问题 (2)神经元之间 刺激b点(ab=bd),电流 计指针： 。 原因是： 。 发生两次方向相反的偏转，先左后右 兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度，所以a点先兴奋,d点后兴奋。 刺激c点,电流计指针： 。 原因是： 。 只发生一次向右的偏转 兴奋在神经元间单向传递，不能传至a点,所以a点不兴奋,d点可兴奋 知识拓展2 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（未刺激时，可测定静息电位；刺激时，可测定动作电位） 电表两极均置于神经纤维膜的外侧（或内侧）（未刺激时，指针不偏转；刺激时，可测膜电位变化） 知识拓展3 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。 膜电位差变化曲线图 协助扩散 协助扩散 协助扩散 主动运输 知识拓展4 (1)同一点不同时间膜电位变化 （2）兴奋在轴突上传导，膜电位变化曲线（同一时间，不同点） a.兴奋传导的方向是： 。 左 右 b.~是正 电位，形成原因 。 ~⑤是正 电位，形成原因 。 K+外流 Na+内流 恢复静息 形成动作 知识拓展4 膜电位差变化曲线图 感受器 效应器 神经中枢    实验探究：兴奋的传导特点 A.探究神经冲动在神经纤维上的传导特点 B.探究神经冲动在神经元间的传递特点 知识拓展5 反射弧中传入神经和传出神经的区分 ②根据突触结构判断：图示中与“>--”相连的为传入神经(b)，与“•—”相连的为传出神经(e)。 ①根据是否具有神经节：有神经节的是传入神经。如图中的c。 ③根据脊髓灰质结构判断：与膨大部分相连的为传出神经，与狭窄部分相连的为传入神经。 ④切断实验法：若切断某一神经，刺激外周段（远离神经中枢的位置），肌肉不收缩，而刺激向中段（靠近神经中枢的位置），肌肉收缩，则切断的为传入神经，反之则为传出神经。 知识拓展6 Lavf58.33.100 $