2.3.神经冲动的产生和传导（1）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”，通过“问题探讨”中运动员起跑反应实例导入，先回顾反射弧结构，再设问兴奋传导形式，搭建从反射弧到神经冲动的学习支架。 其亮点在于融合科学史、实验分析与数据探究，以比较法区分静息电位与动作电位培养科学思维，用结构与功能观阐释离子流动与电位变化渗透生命观念，结合麻醉剂应用实例强化社会责任。通过膜电位曲线解读和电流计偏转问题等学科特色方法，帮助学生深化理解，也为教师提供系统教学素材。

第二章 神经调节 第3节 神经冲动的产生和传导 （第一课时） 教学目标 目标 01 02 03 分析临床医学中麻醉剂的应用实例，增强社会责任感。 通过分析电位产生的机理及相关曲线的解读，养成科学思维的习惯。 阐明兴奋在神经纤维上的产生及传导机制。 2 教学目标 教学重点： 兴奋在神经纤维上的产生及传导机制。 教学难点： 神经冲动的产生与传导。 重点关注： 兴奋的传导│兴奋的传递│毒品的危害 核心素养 1.通过比较法区分神经细胞膜内外在静息状态具有电位差，受到外界刺激后形成动作电位，培养科学思维。 2.用结构和功能观以及稳态与平衡观认识兴奋在神经纤维上的产生及传导机制，渗透生命观念。 3.通过了解神经冲动的传导在医学上的应用，培养学生的社会责任。 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.运动员从听到发令枪响到做出起跑反应，信号的传导经过了那些结构？ 2.短跑比赛中关于“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。 问题探讨 问题探讨 兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经元之间的传递 兴奋可能以一种什么形式传导从而使反射活动如此迅速完成？ 一、兴奋在神经纤维上的传导 1.生物电的发现 意大利 医生、生理学家 伽尔瓦尼 （L.Galvani） 1786年有一天，加尔瓦尼在实验室解剖青蛙，把剥了皮的蛙腿，用刀尖碰蛙腿上外露的神经时，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“动物电”。 一、兴奋在神经纤维上的传导 1.生物电的发现 蛙坐骨神经表面电位差实验 坐骨神经 腓肠肌 电流计 指针偏转 电流 电荷定向移动 a和b之间 形成电位差 a b 电流计 坐骨神经 一、兴奋在神经纤维上的传导 2.兴奋在神经纤维以电信号传导 静息状态 （未受刺激） 图示：神经上电极所在的a点和b点均没有兴奋，故电流表不显示电流，说明神经表面各处电位相等。 一、兴奋在神经纤维上的传导 2.兴奋在神经纤维以电信号传导 刺激 位置 图1示：以适宜刺激刺激神经纤维某一部位，该部位兴奋。 图2示：当兴奋传导至a点时，b点所在位置还没有兴奋，可见电流表出现明显偏转，电流从b点流向a点, 说明a点比b点电位低。 静息状态 （未受刺激） 图1 图2 一、兴奋在神经纤维上的传导 2.兴奋在神经纤维以电信号传导 刺激 位置 刺激 位置 图示3：兴奋经过a点未到达b点时，神经上电极所在的a点和b点均没有兴奋，故电流表不显示电流，说明神经表面a点和b点的电位相等。 静息状态 （未受刺激） 图3 图1 图2 一、兴奋在神经纤维上的传导 2.兴奋在神经纤维以电信号传导 刺激 位置 刺激 位置 刺激 位置 图示4:当兴奋传导至b点时，a点所在位置已经由兴奋恢复到静息状态。此时，电流表出现明显偏转，电流从a点流向b点，说明b点比a点电位低。 静息状态 （未受刺激） 图3 图1 图2 图4 一、兴奋在神经纤维上的传导 2.兴奋在神经纤维以电信号传导 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。 刺激 位置 刺激 位置 刺激 位置 刺激 位置 图示5：当兴奋传导至b点右侧时，兴奋已经传导过a点和b点。电流表不显示电流，没有电位差异。 5 静息状态 （未受刺激） 图3 图1 图2 图4 图5 一、兴奋在神经纤维上的传导 3.神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？ 静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度 在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态 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 情景材料 合作探究：神经细胞Na+、K+分布特点？ 神经细胞外的Na+浓度比膜内要高，K+浓度比膜内低。 一、兴奋在神经纤维上的传导 3.神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？ （1）静息电位产生机制 “生物电”发生的膜学说：生物膜具有选择透过性，神经兴奋的产生可能是细胞膜调节K+或者其他离子的透过性，进而调节细胞膜两侧电位差引发的。 一、兴奋在神经纤维上的传导 3.神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？ （1）静息电位产生机制 ●原因： ①神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内K+浓度高。 ②静息状态下，细胞膜上K+通道蛋白打开。 K+外流 “生物电”发生的膜学说：静息时，细胞膜主要对K +有通透性，即K +通道开放，K +外流，膜电位表现为外正内负，称为静息电位。 ●结果： 一、兴奋在神经纤维上的传导 3.神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？ （1）静息电位产生机制 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - K+ 归纳: 静息状态的电位是：___________； 膜电位表现：____________； 该电位形成的主要原因是：_____________________________ ________________________； K+外流的方式是：__________。 静息电位 细胞膜主要对K+有通透性， K+通道开放，造成K+外流 内负外正 协助扩散 （2）动作电位产生机制 3.神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？ ①神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内K+浓度高。 ②受到刺激时，细胞膜上Na+通道蛋白打开。 Na+内流 动作电位产生的条件：____________； 产生原因：______________________ _________________________________； Na+内流方式：____________； 膜电位表现：____________。 适宜的刺激 内正外负 ●注意：此时钾离子还在外流，但是钠离子内流的量远比钾离子外流的量多，因此膜电位由“内负外正”变为“外负内正” 受刺激时，细胞膜对Na+ 通透， Na+通道开放，Na+内流 协助扩散 一、兴奋在神经纤维上的传导 3.神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？ （2）动作电位产生机制 动作电位的发现 1963年，霍奇金和赫胥黎因在动作电位发生机制上的卓越工作与另一位神经生理学家埃克尔斯共同获得诺贝尔生理学或医学奖。 - + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 兴奋部位 未兴奋部位 未兴奋部位 刺激 一、兴奋在神经纤维上的传导 ②兴奋传导方向： 从兴奋部位传导到未兴奋部位 3.神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？ （3）兴奋的传导 ①兴奋传导的形式： 电信号（局部电流） - + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 兴奋部位 未兴奋部位 未兴奋部位 刺激 一、兴奋在神经纤维上的传导 3.神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？ ③局部电流方向与兴奋传导 方向的关系： ①膜外从未兴奋部位传导到兴奋部位，与兴奋传导方向相反 ②膜内从兴奋部位传导到未兴奋部位，与兴奋传导方向相同 （3）兴奋的传导 一、兴奋在神经纤维上的传导 3.神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？ （4）静息电位的恢复 Na+通道关闭 Na+通道关闭，K +外流使膜电位恢复为静息电位 一、兴奋在神经纤维上的传导 3.神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？ （4）静息电位的恢复 资料：丹麦生理学家斯科等人发现了细胞膜上存在钠钾泵，并因此获得了1997年的诺贝尔化学奖。 Na+-K+泵有什么作用？ 钠钾泵是一种钠钾依赖的ATP酶，能水解ATP释放能量，用于将膜外的K+泵入，同时将膜内的Na+泵出细胞。即：“吸钾排钠”。 Na+-K+泵运输方式是什么？ 主动运输，逆浓度梯度运输 一、兴奋在神经纤维上的传导 3.神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的？ 神经纤维未受到刺激，细胞膜两侧电位表现为内负外正的静息电位。 神经纤维受到刺激,Na+离子通道开放，细胞膜内电位升高。 细胞膜内电位到达阈电位， 大量Na+离子通道开放，形成动作电位。 动作电位形成后，K+离子通道大量开放，恢复为内负外正的静息电位。 内负外正 K+外流 内正外负 Na+内流 【总结】兴奋的产生和传导 一、兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在反射弧中传导方向： 单向传导 25 一、兴奋在神经纤维上的传导 4.电流计指针偏转问题 - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + 思考：如何测量静息电位的大小？ ① ② ③ ④ 电流表电极一个位于膜外，一个位于膜内。 一、兴奋在神经纤维上的传导 4.电流计指针偏转问题 （1）刺激a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) （2）刺激c点: b、d点 ，电表 发生偏转。 b d 两 左 右 同时兴奋 不 一、兴奋在神经纤维上的传导 4.电流计指针偏转问题 （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 一、兴奋在神经纤维上的传导 4.电流计指针偏转问题 （4）刺激c点: b处电流表先向 后向 偏转 次，肌肉发生收缩。 右 左 两 一、兴奋在神经纤维上的传导 5.膜电位变化曲线解读 （1）ab段——静息电位 ①产生原因：主要是K+外流(协助扩散)。 ②膜电位：外正内负。 （2）bd段——动作电位 ①产生原因： Na+大量内流(协助扩散)。 ②膜电位：外负内正。 （3）de段——静息电位的恢复 K+大量外流,膜电位恢复为静息电位。 （4）ef段——恢复细胞内外的Na+和K+浓度 Na+-K+泵通过将Na+泵出膜外,将K+泵入膜内,以维持膜外高Na+膜内高K+的状态,为下一次兴奋准备。 兴奋在神经纤维上的传导 膜电位 传导方式 特 点： 静息电位 动作电位 钾离子外流 外正内负 影响因素：钾离子的浓度差 协助扩散 钠离子内流 外负内正 影响因素：钠离子的浓度差 电信号 电流方向 膜内：与兴奋传导方向相同 膜外：与兴奋传导方向相反 双向传导 注：在反射弧中，兴奋是单向传递的 本节小结 1.（2018全国Ⅲ）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 D 练一练 2.下列图示过程中能正确表示神经纤维受刺激时，刺激点膜电位由静息电位转为动作电位的是(　　) 　　　 A．①→④　　　　B．②→③ C．③→② D．④→① D 练一练 3．如图是兴奋在神经纤维上传导的示意图，下列有关说法错误的是(　 ) A.局部电流的刺激会使C区域的膜电位从静息电位变为动作电位 B.图中B区域的内流使膜外的 浓度小于膜内的 C.兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相同 D.从B区域膜电位转变为C区域膜电位,与 外流有关 B 练一练 4．蛙的神经元内、外Na＋浓度分别是15mmol/L和120mmol/L。在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有Na＋流入细胞，膜电位恢复过程中有Na＋排出细胞。下列判断正确的是（ ） A．Na＋流入是被动运输，排出是主动运输 B．Na＋流入是主动运输，排出是被动运输 C．Na＋流入和排出都是被动运输 D．Na＋流入和排出都是主动运输 A 练一练 练一练 5.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.乙区发生了Na+内流 B.甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态 C.乙区与丁区膜内局部电流的方向是从乙到丁 D.据图可判断神经冲动的传导方向是从左到右 D 练一练 6.在离体实验条件下神经纤维的动作电位示意图如图所示。下列叙述正确的是（ ） A.ab段主要是Na＋内流，是需要消耗能量的 B.bc段主要是Na＋外流，是不需要消耗能量的 C.cd段主要是K＋外流，是不需要消耗能量的 D.de段主要是K＋内流，是需要消耗能量的 C 练一练 7.睡眠质量不佳可能导致免疫力下降。随着年龄增长，老年人会出现“睡眠碎片化”。研究表明，老年期 神经元兴奋性增高是导致“睡眠碎片化”的关键。与年轻小鼠相比，年老小鼠 神经元的 （钾离子通道）的表达量下降，导致觉醒持续时间延长。下列叙述错误的是( ) A. 神经元的树突可接收信息并将其传导到胞体 B.神经元发生 内流时不利于觉醒向睡眠转化 C.老年人神经元兴奋性增高可能与 外流减少有关 D.抑制神经元的 的相关基因表达可治疗睡眠障碍 D $