2.3神经冲动的产生和传导课件-2026-2027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与传导，系统阐述静息电位、动作电位的形成及兴奋在神经纤维和神经元间的传递机制。以奥运会抢跑实例导入，衔接反射弧结构，通过问题链引导学生从信号传导路径深入探究兴奋本质，搭建知识支架。 其亮点在于融合生物科学史与实验探究，如通过伽尔瓦尼生物电发现、霍奇金枪乌贼实验等资料分析培养科学思维，设计电流计测量电位变化实验提升探究实践能力，结合可卡因成瘾机理渗透态度责任。学生能深化抽象概念理解，教师可借助结构化资料优化教学。

第2章 第3节 神经冲动的产生和传导 01 02 03 通过反射弧中兴奋传导和传递特点的分析，提升实验设计及对实验结果分析的能力。（科学探究） 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。（科学思维） 通过思考讨论“兴奋在神经纤维上的传导”说明兴奋的产生及传导过程。(生命观念) 问题·探讨 现在世界短跑比赛规则规定，在枪响后0.1s内起跑被视为抢跑。 （2）短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？ 耳蜗感受器 传入神经 大脑听觉中枢 传出神经 效应器 至少0.1s 神经中枢 效应器 耳蜗感受器 传入神经 传出神经 兴奋在神经纤维上如何传导？ 兴奋在神经元之间如何传递？ （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？ 问题·探讨 【资料1】生物电的发现：1786年，意大利医生、生理学家伽尔瓦尼在实验室解剖青蛙，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。伽尔瓦尼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“生物电”。 【资料2】意大利物理学家伏特认为这只是一种纯物理现象，是两种金属的电位差引起的，而不是所谓的生物电。 生物科学史—生物电的发现 思考：如果是电信号，应该如何测量？ 一、兴奋在神经纤维上的传导 1786年的一个偶然发现。伽尔瓦尼发现挂在铁栅栏铜钩上的蛙腿在风的吹动下左右摇晃，蛙腿一碰到铁栅栏，就能观察到较明显的收缩。伽尔瓦尼认为这种收缩是肌肉内部流出来并沿着神经到达肌肉表面的电流刺激引起的。 【资料3】1820年灵敏电流计应用于生物电研究。伽尔瓦尼和他的后继者设计了“无金属接触实验”（蛙坐骨神经-腓肠肌标本中）并用电流计测出肌肉电流，从而证明生物电确实存在。 生物科学史—生物电的发现 思考：观看视频并结合教材P27正文第二段，思考无刺激时，电表指针怎么偏转？这又说明什么？当给予刺激，又发生了怎样变化？这又说明什么？ 电表指针偏向电流方向 一、兴奋在神经纤维上的传导 在蛙神经外侧连接两个电极。随后，刺激蛙神经一侧，并在刺激的同时记录电流表的电流大小和方向。指针偏转方向即为电流流动的方向 由正电位到负电位 a b + + 刺激 - - 蛙坐骨神经表面电位差实验 ①静息时,电表 测出电位变化,说明神经表面各处电位 。 相等 ②在图示神经的左侧一端给予刺激时，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 恢复为正电位 共发生了两次方向相反的偏转 结论：在神经系统中，兴奋是以 的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫 。（P27） 问：共发生了几次偏转？方向如何？ 没有 ④接着又 。 电信号 神经冲动 一、兴奋在神经纤维上的传导 电信号是在神经纤维上是如何产生的，如何传导的？？ 6 蛙的神经由许多神经纤维经构成，如何研究单个神经纤维上的神经冲动呢？ 兴奋的实质是电流，电流是如何产生的？产生电流要求有电位差，所以需要测量神经细胞膜的电位变化。 600μm 枪乌贼巨轴突 枪乌贼的巨大神经纤维直径可达1mm，是研究生物电的理想材料。 一、兴奋在神经纤维上的传导 物理上讲电流是电荷的定向移动产生的，电荷为什么会定向移动?自来水里有很多带电的离子，为什么不会发生定向移动？电流的产生需要有电位差（电势差）。因此要研究电压发生了什么变化 【资料1】1939年，英国生理学家霍奇金和赫胥黎用玻璃微电极伸入枪乌贼神经纤维内，并将另一电极置于膜外，成功的测得枪乌贼神经轴突膜两侧存在约60mV的电位差，且膜内为负电位。 插入神经的电极 思考：静息状态下神经纤维膜内外的电位表现是怎样的呢？ 静息电位：内负外正 静息电位 赫胥黎和霍奇金研究装置示意图 0 mV -60mV 电极刺穿 细胞膜前 电极刺穿 细胞膜后 插入枪乌贼轴突的微电极局部放大图片可见微电极内部中空，充满生理盐水 一、兴奋在神经纤维上的传导 8 合作探究一：请同学们自主阅读教材P28，思考以下问题：（4min） 1.什么是静息电位？形成原因？ 2.什么是动作电位？形成原因？ 3.神经细胞胞内K+浓度高于胞外，胞外Na+高于胞内，如何来实现这一离子梯度呢？ 4.什么是局部电流？ 5.兴奋传导方向和电流方向一致吗？ 静息电位与动作电位 一、兴奋在神经纤维上的传导 2.什么原因导致Na+和K+浓度不平衡的？ 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。静息时(未受刺激)神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度如下表： 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>细胞内 Na+ 细胞内>细胞外 1.比较：细胞内、外的Na+和K+的浓度，它们的分布什么特点？ K+ 钠钾泵！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。 静息电位及其形成原因 一、兴奋在神经纤维上的传导 1.产生静息电位（内负外正）的假说： 3.实验结果： 增加膜外K+浓度，发现静息电位由-70mA变为-60mA 增加膜外Cl-浓度，发现静息电位基本没有变化 2.检验原理：将细胞置于K+含量高的溶液中培养，观察膜内外电位差。细胞外K+浓度大时，K+外流 ，电位差应该 。Cl-同理。 理想神经元（模型）分析 细胞内 细胞外 90 K+ 单位：mmol/L 30 Na+ 4 Cl- 116 A- 3 K+ 117 Na+ 120 Cl- 0 A- － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ K+外流或者Cl-内流 减少 变小 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＋ 外 协助扩散 静息电位及其形成原因 一、兴奋在神经纤维上的传导 细胞外液中主要的阳离子和阴离子是 Na+和Cl- ； 细胞内液中主要的阳离子是 K+ ，带负电的主要是 蛋白质（A-） 。 膜内外离子分布不均衡是 主动 运输所致。 静息状态，未受刺激时 K+外流 膜外阳离子浓度高于膜内(内负外正) （1）状态： (3) 结果： （2）形成原因 协助扩散 K+通道开放 K+内高外低 （内负外正） （非门控渗漏通道，一直开放） 静息电位及其形成原因 膜通透性： 离子分布： 膜外 膜内 K +通道 - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + 一、兴奋在神经纤维上的传导 “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。 电压门通道：由膜内外电位差的改变引起其开或关 Na+-K+泵 膜内高K+ 膜主要对K+有通透性 K+外流 K+浓度差 外正内负电位差 推动K+外流 阻碍K+外流 阻力=动力 K+净外流为0 注意：K+外流达平衡时，膜内K+浓度任高于膜外 一、兴奋在神经纤维上的传导 【资料2】研究人员在对枪乌贼神经纤维进行实验的过程中惊奇发现，当用电流刺激枪乌贼的神经轴突后，其膜电位发生了大幅度的变化，甚至逆转，膜内电位能够从静息时的-60mV上升至峰值时的+40mV。 记录到的电位 静息电位：内负外正 动作电位：内正外负 问题① 接受一定刺激后神经纤维膜内外发生了怎样的电位变化呢？ 问题② 动作电位是如何产生的呢？ 动作电位及其形成原因 一、兴奋在神经纤维上的传导 兴奋状态，受刺激时 Na+内流 膜内阳离子浓度高于膜内(内正外负) （1）状态： (3) 结果： （2）形成原因 协助扩散 Na+通道开放 Na+内低外高 （内正外负） （门控通道） 动作电位及其形成原因 膜通透性： 离子分布： - - - - - - - - - + + + + + + + + + + - 膜外 膜内 Na +通道 + + + - - - 注意：刺激所引起的Na+通道开放较少，电位变化较慢。达到阈电位（-55mV）时，Na+通道大量开放，电位变化明显 一、兴奋在神经纤维上的传导 “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。 电压门通道：由膜内外电位差的改变引起其开或关 神经细胞每兴奋一次，会有部分Na+内流和部分K+外流，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？ Na+-K+泵 膜外高Na+ 膜对Na+通透性增加 Na+内流 Na+浓度差 外负内正电位差 推动Na+内流 阻力=动力 Na+净内流为0 阻碍Na+内流 Na+内流达平衡时，膜外Na+浓度任高于膜内 一、兴奋在神经纤维上的传导 【资料4】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。 （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？ 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 。 应在钠钾离子浓度与内环境相同的环境中进行 兴奋部位的电位表现为内正外负,邻近的未兴奋部位仍然是内负外正，在兴奋部位和未兴奋部位之间会发生什么现象呢？ 一、兴奋在神经纤维上的传导 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。 兴奋部位的电位表现为内正外负，而邻近的未兴奋部位仍然是内负外正，在兴奋部位和未兴奋部位之间由于_____ _的存在而发生_________，这样就形成了_________。 电位差 电荷移动 局部电流 Na＋ Na＋ - - - - ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + - - - - - - - - + + + + + + ++ - - - - - - - - Na＋ Na＋ + + + + + + + + - - - - - - - - Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ 局部电流的形成及其原因 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，如此依次进行下去，兴奋不断地向前传导，后方恢复静息电位。 一、兴奋在神经纤维上的传导 18 - + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 兴奋部位 未兴奋部位 未兴奋部位 刺激 (2)局部电流方向： ①膜外: 部位→ 部位，与兴奋传导方向 。 ②膜内: 部位→ 部位，与兴奋传导方向 。 未兴奋 兴奋 兴奋 未兴奋 相反 相同 从兴奋部位传导到未兴奋部位 (1)兴奋传导方向： 以上是离体生物神经纤维。那么兴奋在生物体内的反射弧上的传导是也双向传导的吗？ 一、兴奋在神经纤维上的传导 19 兴奋在神经纤维上的传导方向解析 传导方向：_________ 双向传导 （1）在离体的神经纤维上 在中部刺激神经纤维，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，都可以产生电荷移动，形成局部电流，因此可以双向传导。 （2）在反射过程中： 传导方向：________ 单向传导 在反射过程中，总是从感受器一端接受刺激产生兴奋然后传向另一端，再加上反射弧中的突触也决定兴奋在反射弧中的传导方向是单向的。 一、兴奋在神经纤维上的传导 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。 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 (外正内负) 动作电位 (外负内正) 局部电流 未兴奋部位 刺激 Na+内流 总结 一、兴奋在神经纤维上的传导 （2）在反射弧中传导方向：__________ 单向传导 2、传导方向： （1）在离体神经纤维上传导方向：__________ 双向传导 [现学现用] 兴奋部位膜电位表现____________。 内正外负 兴奋部位膜电位变化_____________________________________。 兴奋部位膜外电位是___________。 兴奋部位膜外电位变化是_____________________。 由“内负外正”变为“内正外负” 负电位 由正电位变为负电位 1、膜电位： △一定要看清楚题干！ 3．产生和维持静息电位的主要原因是____________ 产生和维持动作电位的主要原因是____________ K+外流 Na+内流 例1.在一条离体神经纤维的中段施加电刺激，使其兴奋。下图表示刺激时的膜内外电位变化和所产生的神经冲动传导方向（横向箭头）。其中正确的是 C 例2.如图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。下列说法与图示相符的是(　　) A．图中兴奋部位是乙和丙 B．图中弧线最可能表示局部电流方向 C．图中兴奋传导方向是丙→甲→乙 D．兴奋传导方向与膜外电流方向一致 B 【即时训练1】判断正误 1.兴奋在离体神经纤维上以电信号的形式双向传导。( ) 2.静息时,神经细胞膜对K+的通透性低于Na+。( ) 3.动作电位的形成由Na+内流引起,不消耗能量。( )  4.兴奋在神经纤维传导的方向与膜内局部电流的方向相同。( )   5.神经纤维受到刺激后，膜内和膜外的局部电流方向相反。( ) 6.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 ( ) √ × √ √ √ × 还有间脑，... text has been truncated due to evaluation version limitation. 2. 刺激c点：b、d点 ，电表 发生偏转。 b d 两 同时兴奋 不 左 右 3. 刺激bc之间的一点，电流计指针如何偏转？ 发生两次方向相反的偏转（先向左后向右偏转因为b点先兴奋，d点后兴奋） 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) 4. 刺激cd之间的一点，电流计指针如何偏转？ 发生两次方向相反的偏转，先向右，再像左（因为d点先兴奋，b点后兴奋） 5. 刺激d点：先向_____偏转，再向______偏转。 右 左 兴奋的传到与电流表指针方向的偏转问题分析 一、兴奋在神经纤维上的传导 2、以乌贼的粗大神经纤维做材料，图中箭头表示电流方向，下列说法不正确的是(　　) A.在a点左侧刺激，依次看到的顺序是4、2、4、3、4 B.在b点右侧刺激，依次看到的顺序是4、3、4、2、4 C.在a、b两点中央刺激会出现1或4现象 D.在a、b两点中央偏左刺激，看到现象的是4 D [现学现用] C.在a、b两点中央刺激,兴奋向两侧同时等速传导，不会出现指针的偏转，因此，依次看到的现象的顺序是414，会出现1或4现象 D.在a、b两点中央偏左刺激，a点先兴奋，电位如图2，然后b点兴奋，点位如图3，所以看到现象的是42434 0 膜电位/mv 时间/ms 刺激 a b c d -70 40 【技能训练】构建神经元膜电位变化的数学模型 （膜外电极作为参考电极） 记录电极 参考电极 一、兴奋在神经纤维上的传导 27 ①接受适宜刺激后产生锋电位（Na+内流） ②Na+通道失活 K+通道开放K+ 外流 ③Na-K泵开始作用 一、兴奋在神经纤维上的传导 记录电极 参考电极 a-b：此时为_____电位，电位表现为_ _______，此时细胞膜主要对___有通透性，离子运输方向为_ _____，运输方式为________； b-c：此时细胞主要对____有通透性，离子运输方向为_ ______，运输方式为_ _______； c：此时为零电位，内外无电位差； c-d：此时为_____电位，电位表现为________，此时细胞膜主要对___有通透性，离子运输方向为_ _____，运输方式为_ _______； 静息 内负外正 K+ K+外流 协助扩散 Na+ Na+内流 协助扩散 动作 内正外负 Na+ Na+内流 协助扩散 K+外流达平衡时，膜内K+浓度任高于膜外 Na+内流达平衡时，膜外Na+浓度任高于膜内 膜电位的测定及曲线解读 一、兴奋在神经纤维上的传导 d：动作电位峰值，峰值大小（以及bd段斜率）与 有关 d-e：此时为_____电位的恢复，__通道打开，此时细胞膜主要对___有通透性，离子运输方向为__ ____，运输方式为________； e-f：______ （载体蛋白）活动加强，将此前内流的Na+泵出细胞，外流的K+泵入细胞，维持Na+浓度外高内低，K+浓度外低内高的状态。 每消耗一个ATP分子，逆浓度梯度泵出3个___和泵入2个___；经钠-钾泵的运输方式为 ； 静息 K+ K+ K+外流 协助扩散 钠-钾泵 Na+ K+ 主动运输 膜内外Na+浓度差 浓度差越大，d点越高 记录电极 参考电极 膜电位的测定及曲线解读 一、兴奋在神经纤维上的传导 (1)a线段—— 电位、 外流，离子运输方式为 。 (2)fc段， 电位形成过程中， 内流，离子运输方式为 。 (3)cd段： 电位恢复， 外流，离子运输方式为 。 (4)de段：静息电位恢复后，Na＋－K＋泵活动加强，排Na＋吸K＋使膜内外离子分布恢复到静息电位，离子运输方式为 。 静息 K＋ 动作 Na＋ 协助扩散 静息 K＋ 协助扩散 协助扩散 主动运输 时间 f 图 2 图 1 细胞膜两侧的电位变化分析 极化 去极化 反极化 复极化 超极化 ab段静息电位：K+外流→内负外正。 ①K+通道打开(协助扩散)； ②平衡时，膜内K+浓度仍高于膜外 bc段动作电位形成：Na+大量内流。 ①Na+通道打开(协助扩散)； ②膜电位差距迅速缩小 ①K+在整个过程中都是由高浓度到低浓度运输,K+外流需要通道蛋白的协助,属于被动运输(协助扩散); ②Na+在动作电位产生时内流,Na+的内流需要通道蛋白,同时从高浓度到低浓度运输,故属于被动运输(协助扩散); ③一次兴奋完成后,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,为下一次兴奋做准备,属于主动运输,需消耗能量； ④静息电位虽然由K+大量外流产生和维持，但此时的K+浓度膜内仍然高于膜外；同理，处于动作电位时， Na+浓度膜外仍然高于膜内。 一、兴奋在神经纤维上的传导 32 注意： （1）整个过程中，钠钾泵一直在发挥作用，并非只有ef段； （2）整个过程中，K+始终膜内多于膜外，Na+始终膜外多于膜内； （3）整个过程中，动作电位的传导不会随着时间而衰减。 一、兴奋在神经纤维上的传导 33 反射的发生不仅需要完整的反射弧，还需要适宜的刺激。如图所示将刺激强度逐渐增加(S1～S8)，一个神经细胞细胞膜电位的变化规律： ①刺激要达到一定的强度才能诱导神经细胞产生动作电位； 资料分析： ②刺激强度达到S5以后，随刺激强度增加动作电位基本不变。 一、兴奋在神经纤维上的传导 34 浓度变化 静息电位绝对值 动作电位峰值 细胞外Na+浓度增加 细胞外Na+浓度降低 细胞外K+浓度增加 细胞外K+浓度降低 不变 不变 变小 增大 不变 不变 增大 变小 思考：细胞外液中Na+和K+浓度变化对静息电位和动作电位有影响吗？ K+浓度只影响静息电位的绝对值。 Na+浓度只影响动作电位的峰值， 膜电位的影响因素 一、兴奋在神经纤维上的传导 (1)静息电位主要是K+的平衡电位，就是K+向胞外扩散达到平衡时的膜电位。由于此时细胞膜对Na+等离子的通透性极小，所以Na+浓度的改变不会影响静息电位。 (2)动作电位主要是Na+的平衡电位，就是Na+向胞内扩散达到平衡时的电位。由于此时细胞膜对K+等离子的通透性极小，所以K+浓度的改变不会影响动作电位。 35 思考：若电表两极均置于神经纤维膜的外侧，电位变化曲线是？ 受到刺激后，兴奋能先后传到A点和B点，所以电表将发生两次方向不同的偏转，会有两个方向不同的峰值。 膜电位的测定及曲线解读 一、兴奋在神经纤维上的传导 测量方法 测量图解 测量结果 测量目的 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外侧     测量 静息电位和动作电位 只能测量动作电位 膜电位的测定及曲线解读 一、兴奋在神经纤维上的传导 37 测量装置 电位变化曲线 若减小a、b两点间的距离，则d也随之减小，当ab＝0时，两个波峰重叠，电流表指针偏转一次 两电极分别位于细胞膜两侧不同位置(a、b两点) 两电极分别位于细胞膜两侧相同位置 膜电位的测定及曲线解读 一、兴奋在神经纤维上的传导 38 1.神经纤维在静息时具有静息电位，受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位，这两种电位可通过仪器测量。下列示意图能正确表示测量神经纤维静息电位的是(　　) A 2.将一灵敏电流计的电极置于蛙离体坐骨神经腓肠肌的神经上(如图1)，在①处给予一适宜强度的刺激，测得的电位变化如图2所示。若在②处给予同等强度的刺激，测得的电位变化是( ) B 一、兴奋在神经纤维上的传导 3.如甲图所示，在神经纤维上安装两个完全相同的灵敏电表，表1两电极分别在a、b处膜外，表2两电极分别在d处膜的内外侧。在b、d中点c给予适宜刺激，相关的电位变化曲线如乙图、丙图所示。据图分析，下列说法不正确的是 A.表1记录得到丙图所示的曲线图 B.乙图曲线处于③点时，说明d处处于未兴奋状态 C.乙图曲线处于③点时，丙图曲线正处于④点 D.丙图曲线处于⑤点时，甲图a处电位表现为“外正内负” √ 一、兴奋在神经纤维上的传导 4.神经细胞外的Ca2＋对Na＋的内流具有竞争性抑制作用，称为膜屏障作用，该机制能使神经细胞保持正常的兴奋性。请回答下列问题： (1)血钙较低，肌肉易抽搐痉挛，其原因是_________________________________ _____________________________________________________。 (2)为验证膜屏障作用，研究小组首先用含有Ca2＋、Na＋、K＋等离子的培养液培养蛙的坐骨神经—腓肠肌标本，对坐骨神经施加一定刺激，获得膜电位变化的模型(图1)。然后降低培养液中Ca2＋的浓度，其他条件不变，重复实验 Ca2＋较少，对Na＋内流的抑制作用减弱， 神经细胞的兴奋性过强，很容易产生兴奋而使肌肉收缩 ①图1曲线的获得，应采取图2中_____所示的连接方式。若是图2中另一种连接方式，请画出理论上所获得的膜电位变化曲线。 ②为达实验目的，实验过程中，研究小组还需要测定____________________。 Ⅱ　 膜内Na＋含量的变化　 1、什么是突触小体？什么是突触？突触由哪几部分构成？ 2、神经冲动怎么从突触前膜传递到突触后膜? 3、兴奋在神经元之间单向传递的原因？ 4、兴奋在两个神经元之间传递时发生哪种信号的转换? 自主阅读教材，并思考以下问题 神经纤维 电信号 神经元之间 二、兴奋在神经元之间的传递 在完成一个反射的过程中，兴奋要经过多个神经元。一般情况下，相邻的两个神经元并不是直接接触的。 一般，两个神经元之间有 20-30 nm 左右的空隙 神经元轴突末梢的小枝末端膨大，呈杯状或球状，叫作突触小体 突触小体可以与其他神经元胞体 或树突等相接近，共同形成突触。 突触与突触小体 二、兴奋在神经元之间的传递 44 突触前膜 突触间隙 突触后膜 突触 突触小泡 受体 突触小体 离子通道 （轴突膜） （组织液） （胞体膜 / 树突膜 / 肌肉或腺体细胞膜等） 线粒体 突触与突触小体 突触小体 = 突触 (供能) 本质：糖蛋白 (与高尔基体有关， 内含神经递质) 与神经递质特异性结合 二、兴奋在神经元之间的传递 突触前神经元轴突末梢的膜,还可以说是突触小体的膜 一般为突触后神经元细胞体或树突的膜,在效应器的突触中,也可能为肌肉细胞膜或某些腺细胞的膜 45 A．轴突—细胞体型 B．轴突—树突型 （2）神经元和效应器之间 （1）神经元之间 A．轴突—肌肉细胞型 B．轴突—腺细胞型 A B 轴突—轴突型 突触的常见类型 二、兴奋在神经元之间的传递 ①兴奋到达突触前膜所在的轴突末梢，引起 向 移动并 ； ②神经递质通过突触间隙_ _ 到 的 附近； ③神经递质与后膜上的 结合； ④突触后膜上的 发生变化，引发 ； ⑤神经递质被_ ___ 或 。 突触小泡 突触前膜 释放神经递质 扩散 突触后膜 受体 离子通道 电位变化 降解 回收 （方式：胞吐） 受体 （被酶分解） （被突触前膜回收） 以免持续发挥作用 体现了细胞膜能进行细胞间的信息交流 电信号 化学信号 电信号 兴奋突触处的传递过程 二、兴奋在神经元之间的传递 胞吐体现了细胞膜流动性，需要消耗能量，结构与功能观 47 二、兴奋在神经元之间的传递 结合突触结构图，请同学们说一下突触传递兴奋的过程？ 48 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 离子通道变化， 电位变化 刺激 电信号 化学信号 电信号 二、兴奋在神经元之间的传递 49 兴奋在神经元之间的信号传递是双向还是单向的？比在神经纤维上的传导快还是慢？ （1）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，作用于突触后膜特异性受体上。 （2）突触延搁： 兴奋在突触处的传递比 在神经纤维上的传导要慢 原因：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 兴奋突触处的传递特点 二、兴奋在神经元之间的传递 50 下图为支配青蛙后肢活动的反射弧模式图,假设图中各结构都有生命活性；现提供电刺激设备和电位计（电位测量仪）,请设计实验方案,验证兴奋在神经纤维上及神经元之间的传导特点,并阐述预期结果,作出结论. （1）验证兴奋在神经纤维上的传导特点 ①方法步骤：  ②预期结果：  ③实验结论：  （2）验证兴奋在神经元之间的传导特点 ①方法步骤：  ②预期结果：  ③实验结论： 电刺激b处，观察肌肉的反应，同时用电位计测量c处的电位有无变化 肌肉发生收缩反应，c处电位发生变化 兴奋在神经纤维上的传导是双向的 先刺激a处，测量c（b）处的电位有无变化（或观察肌肉的反应）； 再刺激c（b）处，测量a处的电位有无变化 刺激a处，c（b）处的电位有变化（或观察肌肉有收缩反应）； 再刺激c（b）处，a处的电位无变化 兴奋在神经元之间的传导是单向的 （1）刺激b点，由于兴奋在突触间传递速度比在神经纤维上传导要慢，a点先兴奋，d点后兴奋，电表指针发生两次方向相反的偏转； （2）刺激c点，由于突触处单向传递，兴奋不能传递到a点，d点兴奋，电表指针发生一次偏转。 拓展：兴奋传导和传递过程中电表指针偏转问题 分析：刺激b点，电表发生几次偏转？偏转方向？刺激c点呢？ 二、兴奋在神经元之间的传递 已知副交感神经可以使心率降低。 思维训练 推断假说与预期 A B 材料 处理 结果 结论 有某副交感神经的心脏 无某副交感神经的心脏 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。 刺激 假说： 预期： 支配心脏的副交感神经可能是释放了某种化学物质，该物质可以使心跳减慢 从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液，B心脏的跳动也会减慢 二、兴奋在神经元之间的传递 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？” 双蛙心灌流实验结果 结论：迷走神经通过某种化学物质使心跳减慢 思维训练 推断假说与预期 1904年，艾利奥特将肾上腺的提取物肾上腺素直接施加于靶组织后，产生了类似于交感神经的作用效果 二、兴奋在神经元之间的传递 乙酰胆碱的发现 二、兴奋在神经元之间的传递 突触小泡 神经递质 a.被相应的酶降解 b.被突触前膜回收 ①种类： 兴奋性递质 抑制性递质 如乙酰胆碱、多巴胺、肾上腺素 如甘氨酸、γ-氨基丁酸、5-羟色胺 ②释放方式: 胞吐 →体现生物膜的流动性 ③作用机理: 与突触后膜上的受体结合，改变突触后膜对离子的通透性，引发突触后膜电位变化。 ⑤去向: (需要消耗能量) ④作用效果： 使后膜兴奋或抑制。 兴奋型：Na+内流引发动作电位，内正外负 抑制型：Cl-内流加强静息电位，内负外正 兴奋在突触处的传递信使 神经递质 能够在突触处传递信号的化学物质 二、兴奋在神经元之间的传递 强化内负外正的静息电位使后膜抑制（更难兴奋） 抑制递质的原理： 突触后神经元抑制时其膜电位仍是外正内负，而且是内外电位差更大了。（抑制递质不但阻止Na+内流，而且还促使K+外流或Cl-内流，强化静息点位。）这种情况下神经元更不容易转化为外负内正的动作电位了，因此称为抑制。 56 资料1：有机磷农药中毒者，常表现出肌肉震颤，四肢痉挛性抽搐。已知有机磷农药能与乙酰胆碱酯酶结合，使其失去分解乙酰胆碱的能力，请分析有机磷农药中毒的机理。 资料2：箭毒在临床上可用作肌肉松弛剂。已知箭毒能与乙酰胆碱竞争突触后膜上的受体，请分析箭毒可使肌肉松弛的机理。 c.神经递质不能与 结合。 （如:后膜上的特异性受体被占据） ⑥传递异常类 （1）缺少分解神经递质相关的酶：突触后膜 。 （2）药物阻断神经冲动的三大原因： a.阻断神经递质的 ； b.使神经递质 ； 持续兴奋或抑制 合成或释放 失活 受体 兴奋在突触处的传递信使 神经递质 二、兴奋在神经元之间的传递 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 神经元兴奋或 。 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 抑制 兴奋在神经纤维上的传导与在神经元之间传递的比较 二、兴奋在神经元之间的传递 (1)兴奋传递过程中，突触后膜上的信号转换是电信号→化学信号→电信号( ) (2)神经递质作用于突触后膜上，就会使下一个神经元兴奋( ) (3)兴奋可从一个神经元的轴突传到下一个神经元的细胞体或树突( ) (4)突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程属于主动运输( ) (5)突触后膜可能是下一个神经元的细胞体膜或树突膜，也可能是传出神经元支配的肌肉细胞膜或腺体细胞膜( ) × × √ × √ 易错辨析 1.抑郁症与单胺类神经递质(兴奋性神经递质)传递效能下降有关。单胺氧化酶是一种单胺类神经递质的降解酶。单胺氧化酶抑制剂(MAOI)是一种目前常用的抗抑郁药。如图是正在传递兴奋的突触结构的局部放大示意图，下列说法不正确的是( ) A.抑郁症可能是单胺类神经递质过少引起的 B.图中①是突触前膜，此处信号转化为电信 号转变为化学信号 C.MAOI的作用原理是破坏单胺类神经递质， 使突触间隙的神经递质浓度降低 D.单胺类神经递质与蛋白M结合后， 将导致细胞Y膜电位由外正内负变为外负内正 C 二、兴奋在神经元之间的传递 思考：增强兴奋性神经递质作用突触后膜后引发的兴奋的方法 (以兴奋性神经递质多巴胺为例，图中A-C表示多巴胺)： (1)从神经递质角度 ①促进神经递质多巴胺的合成。 ②促进突触小泡对多巴胺的摄取。 ③促进多巴胺在突触前膜的释放。 ④促进多巴胺与突触后膜特异性受体的结合。 ⑤抑制突触前膜对多巴胺的重摄取或降解。 (2)从受体角度 ①促进特异性受体的合成。 ②提高特异性受体的敏感性。 ③诱导多巴胺与特异性受体的结合。 二、兴奋在神经元之间的传递 目标一 自主阅读教材P30，思考并解决以下问题 1.化学物质对神经系统的影响主要表现在哪些方面？ 2.简述兴奋剂与毒品概念及作用；毒品有哪些类型？ 3.服用可卡因为什么会使人上瘾？试分析可卡因容易使人上瘾的原因？ 4.面对滥用兴奋剂、吸食毒品等问题，我们能做什么？ 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 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 作用位点和机理 兴奋剂和毒品等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）概念 （2）作用 (1)概念： (2)注意： 兴奋剂 毒品 原指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物。如今是运动禁用药物的统称。 可增强人的兴奋程度、提高运动速度等。为保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。 指鸦片、海洛因、甲基苯丙胺（冰毒）、吗啡、大麻、可卡因以及国家规定管制的其他能够使人形成瘾癖的麻醉药品和精神药品。 有些兴奋剂就是毒品(可卡因)，会对人体健康带来极大危害。 兴奋剂和毒品 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 抑制中枢神经系统，具有镇静和放松作用，如鸦片。 抑制剂 刺激中枢神经系统，使人产生兴奋，如苯丙胺类。 兴奋剂 能使人产生幻觉，导致自我歪曲和思维分裂，如大麻、麦司卡林。 致幻剂 根据毒品对对人体中枢神经作用不同可以分为： 兴奋剂和毒品 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 鸦片作用于中枢神经系统，改变人体对疼痛的感觉。吸食鸦片后开始能让人产生欣快感，产生梦幻现象，进而导致高度心理及生理依赖性。 66 问题探究1：服用可卡因为什么会使人上瘾？ 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。这样，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。 多巴胺在突触间隙积累，导致下一个神经元持续兴奋，经机体调节，多巴胺受体逐渐减少！ 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 1、可卡因的其他危害？ ①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。 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 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。 思考·讨论： 2、你还知道哪些毒品？如果有人劝你吸食毒品，你会以怎样的方式拒绝？ 主要毒品还有鸦片、海洛因、甲基苯丙胺(冰毒)、吗啡、大麻等。 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。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 毒品成瘾的本质 资料1：当兴奋传导突触小体时，引起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。 资料2：肉毒杆菌毒素特异性的与Ca2+通道结合，阻止Ca2+内流 Ca2+ 分析药物对突触处兴奋传递的影响 请解释： 为什么肉毒杆菌毒素常被用于美容除皱？ 肉毒杆菌毒素特异性的与Ca2＋通道结合，阻止Ca2＋内流，影响突触前膜释放神经递质，使突触后膜不能产生兴奋，面部表情肌不能收缩形成皱纹。 血浆Ca2＋浓度变化及突触小体对Ca2＋的通透性变化会影响神经递质的释放。 70 新型毒品具备的特点 戒断反应较弱，接触门槛低。 容易伪装。比如伪装成糖果、咖啡、饮料、饼干、油票等。 警惕新型毒品 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 兴奋在神经纤维上的传导 特 点： 静息电位 动作电位 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（离体） 注：在反射弧中，兴奋是单向传递的 传导方式 膜电位 K+外流 内负外正 影响因素：K+的浓度差 Na+内流 内正外负 影响因素：Na+的浓度差 协助扩散 电信号 电流方向 课堂小结 刺激 形成 局部电流 无论何时膜外的Na+浓度高，膜内的K+浓度高 钠钾泵 （主动运输） 维持膜外Na+浓度高，膜内K+浓度高 结构 类型 突触 突触前膜 突触间隙 突触后膜 →突触小体→突触小泡（高尔基体,神经递质） →充满了组织液 →神经递质受体→离子通道 神经元之间： 神经元与肌肉和腺体： a.轴突—肌肉型 b.轴突—腺体型 a:轴突—胞体型 b:轴突—树突型 兴奋在突触的传递 神经冲动→轴突末梢→释放神经递质到突触间隙→与突触后膜受体结合→膜电位变化→兴奋传到下一个神经元 过程： 信号转换： 电信号→化学信号→电信号 单向传递、比神经纤维上慢 神经递质 种类 兴奋性： 抑制性： Cl-通道打开，Cl-内流，强化静息电位，后膜难兴奋 分泌方式： 胞吐 化学物质对兴奋传递的影响： 促进神经递质的合成或释放 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 Na+通道打开，Na+内流，突触后膜产生兴奋 去向：被降解或回收 兴奋在神经元之间的传递 拒绝兴奋剂与毒品 小结 特点： ②现欲设计实验验证药物M可通过降低 N受体蛋白表达量从而缓解普通大鼠在低氧应激下导致的神经元损伤。请写出实验思路________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4.低氧应激会使突触小泡释放谷氨酸增多，神经 元过度兴奋，长时间会导致神经元损伤甚至脑损 伤。下图为低氧应激过程示意图，回答下列问题： ①由图可知，低氧条件下，突触前神经元 通过_____方式释放的谷氨酸增多。谷氨酸可以 作用于_______使得Ca2+内流，Ca2+与钙调蛋白 激酶Ⅱ结合后，一方面作用于 A 受体， 使得Na+内流增多；另一方面______________________________ 将低氧应激等生理状态一致的普通大鼠分为甲和乙两组，甲组注射药物M,乙组注射等量的生理盐水。检测并比较两组大鼠N受体蛋白表达量和神经元损伤情况 胞吐 N受体 作用于囊泡，使得突触后膜上的A受体增多 当堂检测 (1)据图可知，①中的多巴胺分子通过胞吐的方式由突触前膜释放，与突触后膜上的② 结合完成兴奋的传递，然后脱离②，通过突触前膜上的 重新转运回流以实现重复利用。 (2)可卡因可以阻断多巴胺的回流，致使突触后膜所在的神经元持续 。 (3)长期吸食可卡因的人，神经元为缓解兴奋，突触后膜会发生多巴胺受体蛋白 数量 (填“增多”或“减少”)的代偿性变化，从而造成突触后膜受损，而这种结构上的改变是很难恢复的。 (4)戒毒时，由于多巴胺的回流机制 ，此时突触间隙中正常水平的多巴胺却只能作用于受损的突触后膜，结果让人难以兴奋，进而产生一种继续吸毒的强烈欲望。 5．可卡因可以使人体的中枢神经系统产生兴奋作用，多巴胺是人体内一种重要的兴奋性神经递质，如图是可卡因对多巴胺传递影响的示意图，请据图回答下列有关问题： 特异性受体 多巴胺转运蛋白 兴奋 减少 恢复 背诵 5min背诵 1.兴奋在神经纤维上以什么形式传导？也叫？ 2.静息电位表现为？形成原因？ 3.动作电位表现为？形成原因？ 4.神经纤维上兴奋的传导方向与膜内外局部电流方向有什么关系？ 5.兴奋在神经纤维上可以双向传导吗？有何前提条件？ 6.神经元之间兴奋传递的结构基础是什么？ 7.突触小体是什么？突触是什么？突触有哪些类型？突触的结构包括？突触后膜具体是什么膜？ 背诵 8.神经递质是以什么方式从突触前膜释放到突触间隙的？ 9.神经递质经 通过突触间隙的，与突触后膜上的 结合？引发突触后膜怎样的变化？ 10.神经递质发挥作用后被 或________ 11.神经元之间兴奋的传递方向是？原因是？ 12.神经元之间传递兴奋时的信号形式如何变化？ Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.45 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.30(gap_fixed:False) Lavf57.62.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.6.6 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.65 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 FormatFactory : www.pcfreetime.com $