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，涵盖兴奋在神经纤维上的传导机制及突触传递过程。以短跑比赛抢跑规则为导入，通过问题探讨联系反射弧结构，引导学生逐步探究兴奋传导的形式与原理，搭建清晰的学习支架。 其亮点在于融合实验探究（如神经纤维电位测量实验）、局部电流动画视频演示及问题链设计，结合科学思维与探究实践。通过电位变化曲线解读、钠钾泵机制分析等实例，帮助学生构建结构与功能观，培养分析能力，教师可借助结构化资源高效实施探究式教学。

第2章 第3节 神经冲动的产生和传导 【学习目标】 1.阐明兴奋在神经纤维上的产生及传导机制 2.说明突触传递的过程及特点 【学习重难点】 1.兴奋在神经纤维上的产生及传导机制 2.突触传递的过程及特点 3.神经冲动的产生及传导 问题探讨 短跑赛场上,发令枪一响,运动员会像离弦的箭一样冲出,现在世界短跑比赛规则规定,在枪响后0.1s内起跑被视为抢跑 1.从运动员听到枪响到做出起跑的反应,信号的传导经过了那些结构? 经过了感受器(耳)、传入神经(听觉神经)、神经中枢(大脑皮层-脊髓)、传出神经、效应器(传出神经末梢和它所支配的肌肉) 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 2.短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么? 人类从听到声音到做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 运动员听到信号后神经产生兴奋,兴奋的传导经过了一系列的结构;那么,兴奋在反射弧中是以什么形式以及如何传导的? 神经元之间 神经纤维 兴奋在神经纤维上的传导 一 兴奋在神经元之间的传递 二 a b + + 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 刺激 - ②在图示神经的左侧一端给予刺激时, 刺激端的电极处(a处)先变为 电位,接着 。 靠近 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 共发生了两次方向相反的偏转 探究一:兴奋在神经纤维上的传导 请同学们阅读课本P27,完成下列问题 兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维来传导的,这种电信号也被称之为神经冲动。 • 结论: 神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的呢? 4 2.静息电位产生机制(阅读课本P28) 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 Na+ 膜外 膜内 膜外 + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + K+ K+ K+ K+ Na+ Na+ Na+ Na+ K+ Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ “生物电”发生的膜学说:静息时,膜主要对有通透性,造成,使膜外阳离子浓度于膜内。由于细胞膜内外这种特异的离子分布特点,细胞膜两侧的电位表现为,这称为; (1)原因: (2)结果: 一、兴奋在神经纤维上的传导 K+ K+外流 高 外正内负 静息电位 5 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 Na+ 膜外 膜内 膜外 + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + K+ K+ K+ K+ Na+ Na+ Na+ Na+ K+ Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ K+ Na+ Na+ 3.动作电位产生机制 (1)原因: (2)结果: 一、兴奋在神经纤维上的传导 产生兴奋 当神经纤维某一部位受到刺激时,细胞膜对的通透性增加,造成,这个部位的膜两侧出现的电位变化,表现为的兴奋状态,此时的膜电位称为 Na+ Na+内流 暂时性 内正外负 动作电位 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? 6 Na+ Na+ - - - - ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ++++ ++++ - - - - - - - - ++++ ++++ - - - - - - - - Na+ Na+ ++++ ++++ - - - - - - - - Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ 局部电流动画视频演示 4.局部电流的形成 在兴奋传导过程中膜内外电流方向一致吗、与兴奋传导方向有什么关系呢? 一、兴奋在神经纤维上的传导 兴奋传导 兴奋部位的电位表现为,而邻近的未兴奋部位仍然是,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 内正外负 外正内负 电位差 电荷移动 局部电流 归纳: 兴奋部位和未兴奋部位之间会形成; 因此也可以说兴奋在神经纤维上的传导形式为; 局部电流 局部电流 (电信号、神经冲动) - + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 适宜刺激 思考:若将神经纤维离体,刺激中部,则兴奋的传导方向是什么样的? 兴奋部位 临近未兴奋部位 临近未兴奋部位 一、兴奋在神经纤维上的传导 - + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 适宜刺激 思考:若将神经纤维离体,刺激中部,则兴奋的传导方向是什么样的? 未兴奋部位 兴奋部位 兴奋部位 兴奋 膜内电流方向 膜外电流方向 一、兴奋在神经纤维上的传导 - + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 适宜刺激 思考:若将神经纤维离体,刺激中部,则兴奋的传导方向是什么样的? 兴奋 膜内电流方向 膜外电流方向 结论: 若刺激发生在神经纤维中部,则兴奋传导方向是的; 兴奋的传导方向与膜电流相同; 双向 内 一、兴奋在神经纤维上的传导 丹麦生理学家斯科(Jens C.Skou)等人发现,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。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 Na+出细胞,K+进细胞:主动运输 (钠钾泵) 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? 一、兴奋在神经纤维上的传导 小结 - + - - + + + + + + + + + + - - - - - - - - - + - - + + + + + + + + + + - - - - - - - - Na+ + + + + + - - - + + + - - - - + + + - - - - + + + + + - - - + + + - - - - + + + - - - - Na+ + - + + + + + + - - + - - - - - - - + + + - + - + + + + + + - - + - - - - - - - + + + - Na+ 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 12 3、兴奋传导的特点 1、生理完整性 2、双向传导 3、绝缘性 4、相对不疲劳性 一定要看清题干中问的是什么! 问:兴奋部位膜电位是: 问:兴奋部位膜电位变化: 问:兴奋部位膜外电位是: 问:兴奋部位膜外电位变化: 答:内正外负 答:由“内负外正”变为“内正外负” 答:负电位 答:由正电位变为负电位 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 外正内负 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 归纳2:电位变化曲线的解读 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:活动加强,每消耗一个ATP分子,逆电化学梯度泵出3个和泵入2个,使膜内外离子分布恢复到初始静息水平;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 特殊强调: 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,细胞膜内K+始终比膜外多,Na+始终比膜外少; 膜内外Na+浓度差 归纳2:电位变化曲线的解读 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? 有影响 Na+浓度只影响动作电位的峰值, K+浓度只影响静息电位的绝对值 浓度变化 静息电位或动作电位的变化 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 静息电位不变,动作电位的峰值变大 静息电位不变,动作电位的峰值变小 静息电位绝对值变小 静息电位绝对值变大 归纳2:电位变化曲线的解读 现学现用1: 将一灵敏电流计电极置于蛙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 这一段表示什么? b、d点 ,电表 发生偏转。 点先兴奋, 点后兴奋,电表发生 次相反偏转(即先向 后向 偏转) 1.刺激a点: 2.刺激c点: b d 两 同时兴奋 不 左 右 现学现用2:兴奋在神经纤维上传导与电流表指针偏转问题 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 归纳1:兴奋在神经纤维上传导与电流表指针偏转问题 4.刺激c点: b处电流表先向 后向 偏转 次,肌肉发生收缩。 左 右 两 归纳1:兴奋在神经纤维上传导与电流表指针偏转问题 神经元之间 伸肌 屈肌 肌梭 神经纤维 思考?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。 当兴奋传导到一个神经元的末端时,它是如何传递到另一个神经元的呢?通过什么结构呢? 电信号 探究二:阅读课本P28请思考: 1.突触概念、类型、结构、组成? 2.兴奋在突触结构(神经元之间)传递的过程? (1)兴奋在此处是否仍然能以电信号的形式传导到下一个神经元吗? (2)神经元之间的信号传递也是双向? (3)兴奋在神经纤维上的传导与神经 元之间的信号传递速度一样吗? (4)神经递质作用于突触后膜,引起 突触后膜的电位变化,该变化一定是兴奋吗? (5)神经递质发挥后还有活性吗? 这样有何意义? 突触 1.概念: 二、兴奋在神经元之间的传递 神经元的经过多次分支,最后每个小枝末端,呈状或状,叫做; 轴突末梢 膨大 杯 球 突触小体 突触小体可以与其他神经元的或 等相接近,共同形成突触; 树突 细胞体 突触有哪些类型? (一)结构基础-突触 B:轴突(突触前膜)——树突(突触后膜) A:轴突(突触前膜)——胞体(突触后膜) 常见 C:轴突——轴突 D:树突——树突 (一)结构基础-突触 2.突触类型 二、兴奋在神经元传递间 思考:突触的后半部分一定是神经元的一部分吗? 不一定,也可能是肌肉细胞或某些腺体细胞 3.突触的结构 突触的结构包括、与; 突触前膜 突触间隙 突触后膜 兴奋传导的方向 突触前膜 突触间隙 突触后膜 二、兴奋在神经元传递间 (一)结构基础-突触 突 触 4.突触各部分的组成 兴奋传导的方向 ①突触前膜 ②突触间隙 ③突触后膜 突触前神经元的膜,还可以说是的膜 轴突末梢 突触小体 突触间隙中充满了 组织液 一般为突触后神经元或的膜,在效应器的突触中,也可能为膜或某些的膜; 树突 细胞体 肌肉细胞 腺细胞 二、兴奋在神经元传递间 (一)结构基础-突触 兴奋在此处是否仍然能以电信号的形式传导到下一个神经元吗? 兴奋传导的方向 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 (二)兴奋通过突触的传递过程 二、兴奋在神经元传递间 神经递质释放的运输方式是,消耗能量,转运蛋白,体现了细胞膜; 胞吐 需要 不需要 具有一定的流动性 突触小泡的形成与(细胞器)有关,胞吐过程中需要的能量主要来自(细胞器) 高尔基体 线粒体 电信号 化学信号 兴奋传导的方向 ②神经递质通过, 到附近 突触间隙 扩散 突触后膜的受体 (二)兴奋通过突触的传递过程 二、兴奋在神经元传递间 ①兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢,引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质(化学物质)。 电信号 化学信号 神经递质通过突触间隙的运到突触后膜的方式为,消耗能量,其快慢与和等有关。 扩散 不需要 神经递质的浓度 温度 兴奋传导的方向 ②神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近。 (二)兴奋通过突触的传递过程 二、兴奋在神经元传递间 ①兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢,引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质(化学物质)。 电信号 化学信号 ③神经递质与结合,形成 突触后膜的受体 递质-受体复合物 神经递质与受体的结合具有性; 受体的化学本质是; 神经递质与受体结合,体现了细胞膜的功能:。 特异 蛋白质(糖蛋白) 进行细胞间的信息交流 兴奋传导的方向 ②神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近。 (二)兴奋通过突触的传递过程 二、兴奋在神经元传递间 ①兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢,引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质(化学物质)。 电信号 化学信号 ③神经递质与突触后膜上的受体结合,形成递质-受体复合物。 ④突触后膜上的离子通道发生变化,引发电位变化。 电信号 ⑤神经递质被或 降解 回收 神经元之间的信号传递也是双向? 二、兴奋在神经元传递间 (二)兴奋通过突触的传递过程的特点 1.传递方式: 电信号 化学信号 电信号 突触前膜:电信号 化学信号 突触后膜:化学信号 电信号 2.单向传递: 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 兴奋在神经纤维上的传导与神经元之间的信号传递速度一样吗? 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 突触处的信号传递需要通过化学信号的转换。 神经递质作用于突触后膜,引起突触后膜的电位变化,该变化一定是兴奋吗? 二、兴奋在神经元传递间 (二)兴奋通过突触的传递过程的特点 1.传递方式: 电信号 化学信号 电信号 2.单向传递: 3.突触延搁: 即兴奋在突触处的传递比在神经纤维上的传导要慢 突触后膜 乙酰胆碱、胺类(多巴胺、5-羟色胺)、氨基酸类(谷氨酸、甘氨酸)、激素类(肾上腺素)、NO等。 兴奋性递质: 抑制性递质: Na+通道打开,Na+内流,后膜产生动作电位,后神经元兴奋 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 (1)化学本质: (2)种类和作用: 化学物质 (三)神经递质 二、兴奋在神经元传递间 拓展:突触小泡的运动机理 看图,试着简述突触小泡的运动机理: 当神经冲动沿着轴突传导至轴突末梢时,突触前膜对Ca2+的通透性会增加,大量的Ca2+进入突触小体内,Ca2+会促进突触小泡向突触前膜靠近,以胞吐的方式将其中神经递质释放到突触间隙中 除此之外,这个图还能得到什么信息: 神经递质发挥完作用后,会被回收; 神经递质的释放是胞吐,回收通过转运蛋白的运输; 突触后膜兴奋; 拓展:抑制的形成机理 ①看图,试着简述抑制的形成机理: 突触前膜释放神经递质,神经递质与受体结合后,突触后膜的Cl-离子通道打开(细胞膜对Cl-的通透性增加),Cl-内流,使静息电位更静息,形成抑制 ②抑制的电位表现最准确的描述是: 静息电位的绝对值增大 类型 神经纤维上的传导 神经元之间的传递 方向 形式 结构基础 速度 信号 总结:兴奋在神经纤维上的传导和在神经元上的传递 双向 局部电流的形式 神经纤维 快 在同一细胞内电信号的传导,不能间断 单向 突触 慢 在不同细胞间,依靠于电信号与化学信号的转换 神经递质 课下作业 完成课本P31练习与应用 完成2.3课后案 $