2.3.1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

第2章 神经调节 第3节 神经冲动的产生和传导 第一课时 学习目标: 1.阐明神经细胞膜内外在静息状态具有电位差 2.阐明神经细胞在受刺激时形成动作电位 3.阐明兴奋在神经纤维上的传导机制 1 【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（脊髓－大脑皮层）→ 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？ 3 一.兴奋在神经纤维上的传导 任务1： 仔细观看视频，回答下列问题 ： 1.灵敏电流表在兴奋传导过程中，指针发生了几次偏转？ 两次 4 一.兴奋在神经纤维上的传导 任务1： 仔细观看视频，回答下列问题 ： 2.灵敏电表在神经纤维兴奋传导过程中发生了偏转，由此我们可以对兴奋传导的形式下什么结论呢？ 神经纤维上兴奋传导是以电流（电信号）的形式传导的 5 一.兴奋在神经纤维上的传导 实验： 神经纤维 + + 图1 a b 神经表面电位差的实验示意图 未刺激时，两个电极都放置在神经纤维的 （外侧/内侧），电表指针的位置表明，此时 （有/没有）电位变化，并测得ab两处的电极都为 电位，如图1 外侧 没有 + 1.静息电位 1.静息电位 6 实验： 神经纤维 + 图2 a b 刺激 - 神经表面电位差的实验示意图 刺激时，兴奋先传到 （a/b）处，该电极处电位由 变为 ，而另一处（未受刺激）电极b处，其电位仍为 ，于是ab两电极之间产生了 ，形成了局部电流，电流从 （a/b） 极流向 （a/b）极。如图2。 + - a + b a 电位差 一.兴奋在神经纤维上的传导 7 实验： 神经纤维 + 图3 a b + 由于电流在流动，引起兴奋也在传导，当兴奋传到ab之间中点时，a处已经完成兴奋的传导，由兴奋状态变成未兴奋状态，a处的电极的电位由 变为 ，即恢复正常状态。 如图3 + - 神经表面电位差的实验示意图 一.兴奋在神经纤维上的传导 8 实验： 当兴奋继续向前传导，来到b处时，该电极处电位由 变为 ，而另一处（未受刺激）电极a处，其电位仍为 ，于是ab两电极之间产生了电位差，形成了局部电流，电流从 （a/b）极流向 （a/b）极。于是，兴奋从起始的兴奋点a点，最终传到了b点。如图4 神经纤维 - 图4 a b + + - + b a 一.兴奋在神经纤维上的传导 9 实验： 兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫做神经冲动。 结论： + + + + - - 图1 图4 图2 图3 a b a b a b a b 刺激 - + + 神经表面电位差的实验示意图 一.兴奋在神经纤维上的传导 1.给与足够强的刺激于神经纤维上a点，当兴奋传到b处时，电流表指针往哪边偏转？当b处兴奋往d方向传导，并恢复正常过程中，电流表指针往哪边偏转？ 小试牛刀 如图，有人将bd两处的神经纤维膜外用电流表的电极连接，请你结合前面的神经表面电位差实验的学习，分析下列问题： 传到b处时向左偏转；恢复正常过程中向右偏转，回归零位。 一.兴奋在神经纤维上的传导 小试牛刀 2.给与足够强的刺激于神经纤维上a点，当兴奋传到d处时，电流表指针往哪边偏转？当d处兴奋往前传导，并恢复正常过程中，电流表指针往哪边偏转？ 传到b处时向右偏转；恢复正常过程中向左偏转，回归零位。 如图，有人将bd两处的神经纤维膜外用电流表的电极连接，请你结合前面的神经表面电位差实验的学习，分析下列问题： 一.兴奋在神经纤维上的传导 小试牛刀 偏转两次，方向相反。 3.给与足够强的刺激于神经纤维上a点，整个神经纤维完成兴奋传导过 程中，电流表指针发生几次偏转？方向如何？ 如图，有人将bd两处的神经纤维膜外用电流表的电极连接，请你结合前面的神经表面电位差实验的学习，分析下列问题： 一.兴奋在神经纤维上的传导 k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ 静息电位的形成演示 （一）.静息电位 1.静息电位产生机制（阅读P28第一段，分析以下问题） 一.兴奋在神经纤维上的传导 k+ k+ k+ （1）.静息时细胞内外钠离子浓度分布的特点是怎样的？ （2）.静息时细胞内外钠离子浓度分布的特点是怎样的？ Na+ Na+ Na+ Na+浓度膜外高于膜内 K+浓度膜内高于膜外 14 k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ 1.静息时，细胞的什么离子在移动？往哪里移动？ 2.静息时，神经细胞膜主要对什么离子有通透性？ 3.静息时，神经细胞膜内外电位分布特点是？ 探究： 1.静息电位产生机制 一.兴奋在神经纤维上的传导 （一）.静息电位 Na+ Na+ Na+ 15 k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ 4.仔细对比膜外和膜内钾离子的浓度差异，钾离子的这种跨膜运输方向的特点是什么？ 探究： 1.静息电位产生机制（P28第一段） 从高浓度运输到低浓度。 k+ k+ k+ k+ k+ 一.兴奋在神经纤维上的传导 （一）.静息电位 Na+ Na+ Na+ 16 5.回忆必修一有关知识，钾离子的这种跨膜运输方式是什么？ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ k+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ 探究： 一.在神经纤维上的传导 1.静息电位产生机制（P28第一段） 协助扩散。 k+ k+ k+ k+ k+ （一）.静息电位 Na+ Na+ Na+ 静息电位 一.兴奋在神经纤维上的传导 （一）.静息电位 1.静息电位产生机制（P28第一段） K+外流（协助扩散） 内负外正 电位： 原因： 模拟情境：有三个同学学完静息电位后，发生以下争论，假设你是老师，请评判正误，并做简要分析。 A说：神经细胞膜内带负电，细胞膜外带正电。 B说：神经细胞膜外的正电荷多于膜内正的电荷。 C说：神经细胞无论膜内还是膜外都有正电荷和负电荷。 k+ k+ k+ k+ 1.兴奋时，主要是什么离子在移动？往哪里移动？ 2.兴奋时，神经细胞膜主要对什么离子有通透性？ 3.兴奋时，神经细胞膜内外电位分布特点是？ 探究： 一.兴奋在神经纤维上的传导 （二）.动作电位 1.动作电位产生机制（阅读P28第二段，分析以下问题） 19 k+ k+ k+ k+ 4.兴奋时，哪两个部位之间存在着电位差？ 探究： 一.兴奋在神经纤维上的传导 （二）.动作电位 兴奋部位与未兴奋部位存在电位差。 1.动作电位产生机制 20 k+ k+ k+ k+ 5.兴奋时，在膜内电流从哪里流向哪里？膜外情况呢？ 探究： 一.兴奋在神经纤维上的传导 （二）.动作电位 电流膜内由兴奋部位流向未兴奋部位，膜外则相反。 1.动作电位产生机制 21 k+ k+ k+ k+ 6.兴奋时，仔细对比膜外和膜内钠离子的浓度差异，钠离子的这种跨膜运输方向的特点是什么？ 探究： 一.兴奋在神经纤维上的传导 （二）.动作电位 从高浓度运输到低浓度。 1.动作电位产生机制 22 k+ k+ k+ k+ 7.回忆必修一有关知识，兴奋时，钠离子的这种跨膜运输方式是什么？此时的Na+浓度膜外还高于膜内吗？ 探究： 一.兴奋在神经纤维上的传导 （二）.动作电位 协助扩散；Na+浓度膜外仍高于膜内。 1.动作电位产生机制 k+ k+ k+ k+ 一.兴奋在神经纤维上的传导 （二）.动作电位 1.动作电位产生机制 动作电位 内正外负 Na+内流（协助扩散） 电位： 原因： 24 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。以下分析错误的是（ ） A．静息电位与神经元内的K＋外流相关而与Na＋无关 B．细胞外Na＋浓度降低，Na＋内流减少，导致动作电位值下降 C．若细胞外K＋浓度突然降低，则会导致静息电位值下降 D．要测定枪乌贼神经元的正常电位，应放在Na＋、K＋浓度与内环境相同的环境中进行 小试牛刀 C 局部电流刺激相邻未兴奋部位发生同样的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又恢复为静息电位。 2.传导和恢复 一.兴奋在神经纤维上的传导 （三）.神经纤维上的传导 起始兴奋部位恢复静息电位 A B 现学现用 1.图中A、B区域分别是什么部位？ A是兴奋部位、B是未兴奋部位。 2.图中B区域电位不同于A区域，主要原因是什么？ B为静息电位，钾离子外流导致的。 3.在膜内，图中A、B区域电流流向如何？ 电流流向：A→B。 C A 完成兴奋传导恢复静息电位 局部电流刺激相邻未兴奋部位发生同样的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又恢复为静息电位。 2.传导和恢复 一.兴奋在神经纤维上的传导 （三）.神经纤维上的传导 起始兴奋部位恢复静息电位 A B 现学现用 4.图中A、B区域，兴奋传导方向如何？ 兴奋传导方向：A→B。 5.兴奋传导方向与膜内外电流流向的关系是什么？ 兴奋传导方向与膜内电流流向相同，与膜外电流向相反。 C A 完成兴奋传导恢复静息电位 C A D 一.兴奋在神经纤维上的传导 （三）.神经纤维上的传导 6.若一开始，被刺激的是图中的C区域，兴奋传导方向又将如何传导？ A←C→D,可以同时双向传导。 兴奋在反射弧及其神经纤维上是单向传导，但某些直接刺激神经纤维情况下可以双向传导。 特别提醒： 小结：兴奋传导的详细过程分析 1．未受到刺激时（静息状态）的膜电位：___________ 2．兴奋区域的膜电位： ____________ 3．未兴奋区域的膜电位：_______________ 4．兴奋区域与未兴奋区域形成______________ 这样就形成了_____________ 5．电流流向在膜内由____________流向__________ 电流流向在膜外则相反。 外正内负 外负内正 外正内负 电位差 局部电流 兴奋部位 未兴奋部位 6.兴奋在神经纤维上的传导方式 。 电信号/神经冲动 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 兴奋状态 课后习题 1.（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＋浓度时，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)请对上述实验现象做出解释。 (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？ 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。 ①静息电位与神经元内的K+外流相关，与Na+无关； ②细胞外Na+浓度降低，细胞内外Na+浓度差减小，Na+内流减少，动作电位值下降。 课后习题 二、拓展应用 Lavf58.33.100 Lavf58.45.100 [encoder=yyencoder][bitrate:1650000] $