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“神经冲动的产生和传导”，涵盖兴奋在神经纤维上的电信号传导、突触处的化学信号传递及滥用兴奋剂和毒品的危害。通过“短跑抢跑规则”问题探讨导入，联系反射弧结构引出兴奋传导形式，搭建从反射到神经冲动的知识支架。 其亮点在于以生命观念为核心，通过钠钾泵、离子通道与电位关系体现结构与功能观，结合蛙坐骨神经实验、副交感神经化学信号假说培养科学思维。采用对比表格、案例分析（如可卡因成瘾机制）等方法，帮助学生具象化抽象过程，强化健康意识与社会责任，教师可借助清晰结构提升教学效率。

第3节 神经冲动的产生和传导 第2章 神经调节 本节聚焦: 兴奋是如何在神经纤维上传导的？ 兴奋在突触处是如何传递的？ 为什么不能滥用兴奋剂和吸食毒品？ 教学目标 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。 3.说明滥用兴奋剂、吸食毒品的危害，自觉拒绝毒品并向他人宣传毒品的危害。 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。 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？ 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（肌肉）等结构。 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。 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。 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 兴奋在反射弧中是以什么形式传导的？它又是怎样传递的呢？ 兴奋是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。 一、兴奋在神经纤维上的传导 1、兴奋的产生 实验 蛙的坐骨神经腓肠肌标本制作实验 b a ⑵ a b ⑴ a b ⑶ a b ⑷ 一、兴奋在神经纤维上的传导 1、兴奋的产生 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。 ——电信号（神经冲动） + + + - + - + + 实验现象 电流计于1820年应用于生物电研究。科学家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 那么，为什么神经发生兴奋的位置电位会低于静息位置呢？在发生兴奋的位置是否存在跨生物膜的电荷转移呢？ 据此，科学家提出的“生物电”发生的膜学说。因为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无机盐离子的透过性，进而调节细胞膜两侧电位差引发的。 7 一、兴奋在神经纤维上的传导 1、兴奋的产生 ——电信号（神经冲动） 电流计于1820年应用于生物电研究。科学家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 那么，为什么神经发生兴奋的位置电位会低于静息位置呢？在发生兴奋的位置是否存在跨生物膜的电荷转移呢？ 据此，科学家提出的“生物电”发生的膜学说。因为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无机盐离子的透过性，进而调节细胞膜两侧电位差引发的。 8 灵敏电流计（人为改装）：指针指向电流方向（正电荷→负电荷） a b ⑴ a b ⑵ a b ⑶ a b ⑷ 一、兴奋在神经纤维上的传导 灵敏电流计（人为改装）测量细胞膜电位 1、兴奋的产生 ——电信号（神经冲动） 1936年，英国解剖学家杨发现一种软体动物枪乌贼的神经中单根轴突的直径异常粗大，是研究电生理的优秀生物材料。同时，微电极和膜片钳技术的长足发展使得科学将微电极直接插入神经纤维内成为可能。这幅图展示的就是插入枪乌贼轴突的微电极。 9 一、兴奋在神经纤维上的传导 电极刺穿 细胞膜后 赫胥黎和霍奇金 研究装置示意图 电极刺穿 细胞膜前 0 mV -45 mV 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 静息状态下电位确认 1、兴奋的产生 ——电信号（神经冲动） 1936年，英国解剖学家杨发现一种软体动物枪乌贼的神经中单根轴突的直径异常粗大，是研究电生理的优秀生物材料。同时，微电极和膜片钳技术的长足发展使得科学将微电极直接插入神经纤维内成为可能。这幅图展示的就是插入枪乌贼轴突的微电极。 10 一、兴奋在神经纤维上的传导 钠钾泵 膜外 膜内 膜外 膜内 钠钾泵（也称钠钾转运体）：蛋白质分子，进行钠离子和钾离子之间的交换。每消耗一个ATP分子，逆电化学梯度泵出3个Na+和泵入2个K+。保持膜内高K+ ，膜外高Na+的不均匀离子分布。这种情形下的跨膜运输属于主动运输。 1、兴奋的产生 ——电信号（神经冲动） 1936年，英国解剖学家杨发现一种软体动物枪乌贼的神经中单根轴突的直径异常粗大，是研究电生理的优秀生物材料。同时，微电极和膜片钳技术的长足发展使得科学将微电极直接插入神经纤维内成为可能。这幅图展示的就是插入枪乌贼轴突的微电极。 11 一、兴奋在神经纤维上的传导 离子通道 K+通道 Na+通道 钠钾泵 离子 细胞质中浓度（mM） 细胞外液中浓度（mM） 比值 膜对离子通透性 Na+ 15 150 1:10 很小 K+ 150 5 30:1 大 生物膜对无机离子的跨膜运输有协助扩散和主动运输两种方式。协助扩散的通路称离子通道，主动运输的离子载体称为离子泵。 经过测定，神经细胞膜内外都有带电离子存在，膜外Na+和Cl-多，膜内K+和蛋白质多，离子的这种分布特点和神经细胞膜上的蛋白质密切相关。 1、兴奋的产生 ——电信号（神经冲动） 1936年，英国解剖学家杨发现一种软体动物枪乌贼的神经中单根轴突的直径异常粗大，是研究电生理的优秀生物材料。同时，微电极和膜片钳技术的长足发展使得科学将微电极直接插入神经纤维内成为可能。这幅图展示的就是插入枪乌贼轴突的微电极。 12 一、兴奋在神经纤维上的传导 2、静息电位 在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态。由于细胞膜内外特异的离子分布特点，细胞膜两侧的电位表现为内负外正，这称为静息电位。 静息时 静息时，由于膜主要对K+有通透性，造成K+外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，这是大多数神经细胞产生和维持静息电位的主要原因。 K+通道 Na+通道 钠钾泵 1936年，英国解剖学家杨发现一种软体动物枪乌贼的神经中单根轴突的直径异常粗大，是研究电生理的优秀生物材料。同时，微电极和膜片钳技术的长足发展使得科学将微电极直接插入神经纤维内成为可能。这幅图展示的就是插入枪乌贼轴突的微电极。 13 一、兴奋在神经纤维上的传导 3、动作电位 当神经纤维某一部位受到刺激时，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化，内负外正变为内正外负，这称为动作电位。 受到刺激时，由于膜对Na+的通透性增加，造成Na+内流，使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧，表现为内正外负，与相邻部位产生电位差。 K+通道 Na+通道 钠钾泵 1936年，英国解剖学家杨发现一种软体动物枪乌贼的神经中单根轴突的直径异常粗大，是研究电生理的优秀生物材料。同时，微电极和膜片钳技术的长足发展使得科学将微电极直接插入神经纤维内成为可能。这幅图展示的就是插入枪乌贼轴突的微电极。 14 一、兴奋在神经纤维上的传导 3、动作电位 当神经纤维某一部位受到刺激时，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化，由内负外正变为内正外负。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电位差的存在而发生电荷的移动，这样就形成了局部电流。 1936年，英国解剖学家杨发现一种软体动物枪乌贼的神经中单根轴突的直径异常粗大，是研究电生理的优秀生物材料。同时，微电极和膜片钳技术的长足发展使得科学将微电极直接插入神经纤维内成为可能。这幅图展示的就是插入枪乌贼轴突的微电极。 15 一、兴奋在神经纤维上的传导 4、静息电位的恢复 这种局部电流又刺激相近的未兴奋部位，发生同样的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又恢复静息电位。 16 一、兴奋在神经纤维上的传导 4、静息电位的恢复 ⑴静息电位 ⑵动作电位 内负外正 内正外负 K+外流 Na+内流 协助扩散 协助扩散 17 一、兴奋在神经纤维上的传导 5、膜电位发生变化的原因 霍奇金和赫胥黎记录的枪乌贼动作电位 18 ⑴膜外 ⑵膜内 未兴奋→兴奋 兴奋→未兴奋 ——内同外反 未兴奋区 兴奋区 未兴奋区 （刺激离体的神经纤维上任意一点） 局部电流方向 局部电流方向 一、兴奋在神经纤维上的传导 6、电流方向 刺激 兴奋传导方向 7、传导特点 ——双向传导 但是在生物体内，通常兴奋来自起始端点，因此，兴奋在生物体内的神经纤维上的传导是单向传导。 总结： 神经纤维膜电位为内负外正（未受刺激） 受刺激部位膜电位变为内正外负 电位差 电荷的定向移动 兴奋不断向前传导 产 生 形 成 刺 激 局部电流 特点： 一、兴奋在神经纤维上的传导 双向传导 电信号，即神经冲动。传导方向与内部电流方向一致。 9、神经纤维上兴奋传导的特征 ①生理完整性：被切断或机械压力、冷冻、电流、化学药品等因素，都会中断冲动的传导； ②绝缘性：一条神经内有许多条神经纤维，但是它们各自传导本身的冲动，而不波及邻近的神经纤维； ③双向传导性：刺激神经纤维的任何一点，所产生的冲动均可沿着纤维向两侧同时传导； ④相对不疲劳性：神经纤维具有能够不断的接受刺激和传导冲动的能力，对于适应外界环境的变化有着重要的作用。 一、兴奋在神经纤维上的传导 8、传导形式 兴奋可以在神经纤维上进行传导（双向），在完成一个反射的过程中，兴奋要经过多个神经元共同完成，相邻的两个神经元之间并不是直接接触的。 二、兴奋在神经元之间的传递 现象：刺激神经可引起肌肉收缩 问题：神经元和肌细胞之间通过什么传递信息？ 现象：神经传导与肌肉收缩均与电信号有关 蛙心1 蛙心2 心率 副交感神经 刺激副交感神经 体液从蛙1 转移至蛙2 灌流 该实验的假说是什么？ 自变量 二、兴奋在神经元之间的传递 有无副交感神经。 假说：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。 如果我们希望弄清楚该实验的假说，一个突破口是找到该实验的自变量。因为实验的假说是实验探究的核心问题，在进行实验设计时，需要根据实验假说，找到合适的自变量，并以此为基础开展实验。 综上，我们可以推知：该实验的假说是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。 并且，根据实验现象，我们可以证实这一实验假说。 23 研究发现，神经元与神经元之间也存在与神经元和肌细胞间类似的结构，统称为突触。 肌细胞细胞膜 神经元细胞膜 二、兴奋在神经元之间的传递 24 轴突末梢经多次分枝，每个小枝末端都膨大成杯状或球状小体。 ⑴突触小体 二、兴奋在神经元之间的传递 1、结构基础 轴突 线粒体 突触小泡 （含神经递质） 突触前膜 突触小体 突触小体可以与其他神经元的胞体、树突等相接触，共同形成突触。 ⑵突触 二、兴奋在神经元之间的传递 1、结构基础 突触前膜 突触间隙 突触后膜 （上个神经元的轴突膜） （内有组织液） （下一个神经元树突膜或细胞体膜） 突触 轴突与树突膜相接触 轴突与细胞体相接触 ⑶突触主要类型 二、兴奋在神经元之间的传递 1、结构基础 二、兴奋在神经元之间的传递 2、传递过程 神经元A 神经元B A神经元轴突兴奋 突触小泡 突触前膜 融合 释放神经递质 突触间隙 扩散 突触后膜 神经递质与受体结合，形成递质-受体复合物 突触后膜电位变化 神经递质被降解或回收 B神经元兴奋 二、兴奋在神经元之间的传递 2、传递过程 神经递质种类： 主要有乙酰胆碱，氨基酸类（如谷氨酸、甘氨酸），5-羟色胺，多巴胺，去甲肾上腺素，肾上腺素等。 递质分为兴奋性递质和抑制性递质两种。 ①种类： ②分泌结构： ③递质释放方式： ④相关细胞器： ⑤特异性受体： ⑥作用： ⑦去向： 主要有乙酰胆碱，多巴胺 突触前膜 胞吐作用 高尔基体、线粒体 突触后膜上糖蛋白 使后膜兴奋或抑制 作用后被相应酶分解，或 被突触前膜回收 二、兴奋在神经元之间的传递 2、传递过程 神经元A 神经元B A神经元轴突兴奋 突触小泡 突触前膜 融合 释放神经递质 突触间隙 扩散 突触后膜 神经递质与受体结合，形成递质-受体复合物 突触后膜电位变化 神经递质被降解或回收 B神经元兴奋 B神经元兴奋或抑制 二、兴奋在神经元之间的传递 3、传递方式 一个神经元的兴奋经轴突传到突触小体 突触小泡释放神经递质到突触间隙 另一个神经元产生兴奋或抑制 电信号 化学信号 电信号 二、兴奋在神经元之间的传递 4、突触传递的特点 ①单向传递 ②突触延搁 ③总和 ④对内环境变化的敏感性 ⑤对某些药物敏感 神经纤维上的传导 神经元之间的传递 结构基础 信号形式 传导速度 传导方向 传导效果 实质 电信号 电信号→化学信号→电信号 快 慢 双 向 单 向 膜电位变化→局部电流 突触小泡释放递质 神经纤维 突触 使未兴奋部位兴奋 使下一个神经元兴奋或抑制 兴奋的传导和传递的比较 二、兴奋在神经元之间的传递 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 1.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。 ⑴影响神经递质的合成和释放 肉毒杆菌毒素影响突触前膜释放神经递质 ⑵影响神经递质与受体的结合 银环蛇毒影响神经递质与受体的结合 ⑶影响神经递质的清除 有机磷农药影响分解神经递质酶的活性 兴奋剂和毒品等大多是通过突触来起作用的。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 1.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。 ⑴影响神经递质的合成和释放 当兴奋传导到突触小体时，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。 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。 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，使后膜不能产生兴奋，面部表情肌不能收缩形成皱纹，因此，肉毒杆菌毒素被用于美容除皱。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 1.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。 ⑴影响神经递质的合成和释放 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 1.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。 ⑵影响神经递质与受体的结合 如筒箭毒、α-银环蛇毒等可阻断突触后膜上的乙酰胆碱受体，从而使肌肉松弛。如重症肌无力。 重症肌无力病人的神经与肌肉接头(结构类似于突触)处的乙酰胆碱受体被当作抗原而受到攻击，使该受体失去功能。 ⑶影响神经递质的清除 有机磷农药等可抑制乙酰胆碱酯酶的活性，阻碍乙酰胆碱的水解，使其持续发挥作用，从而引起肌肉僵直。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 2.常见的兴奋剂与毒品 ⑴兴奋剂 ①概念 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。 ②作用 兴奋剂具有增强人的兴奋程度、提高运动速度等作用。 为了保证比赛公平、公正，保护参赛者的身心健康，运动比赛禁止使用兴奋剂。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 2.常见的兴奋剂与毒品 ⑵毒品 ①概念 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。 ②注意 有些兴奋剂就是毒品，它们会对人体健康带来极大的危害。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 2.常见的兴奋剂与毒品 ⑵毒品 ③种类 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。 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 2.常见的兴奋剂与毒品 ⑶可卡因 可卡因既是一种兴奋剂，也是一种毒品，它会影响大脑中与愉快传递有关的神经元，这些神经元利用神经递质——多巴胺来传递愉悦感。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 2.常见的兴奋剂与毒品 ⑶可卡因 在医疗中可卡因被用作局部麻醉药或血管收缩剂，但因毒性强，不宜注射。同时可作强烈的天然中枢兴奋剂，也因其对中枢神经系统的兴奋作用而导致滥用，1985年起成为世界性主要毒品之一，多在美洲和欧洲。 多巴胺是一种兴奋性神经递质与愉悦感的产生密切相关。 可卡因成因机理 可卡因 多巴胺转运蛋白 多巴胺 受体 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 2.常见的兴奋剂与毒品 ⑶可卡因——成瘾的机制 ①在正常情况下，多巴胺发挥作用后会被突触前膜上的转运蛋白从突触间隙回收。 ③这样，导致突触后膜上多巴胺受体减少。 ④当可卡因药效失去后，由于多巴胺受体减少，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。 ②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。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 2.常见的兴奋剂与毒品 ⑶可卡因——成瘾的机制 此外，可卡因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。 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，最典型的是有皮下虫行蚁走感，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。 长期大剂量使用可卡因后突然停药，可出现抑郁、焦虑、疲惫、失眠、厌食等症状。 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 2.常见的兴奋剂与毒品 ⑴服用可卡因为什么会使人上瘾？ 吸食可卡因后，导致突触后膜上多巴胺受体减少，可卡因药效失去后，机体正常的神经活动受到影响，服药者必须服用可卡因来维持神经元的活动，形成恶性循环，毒瘾难戒。 ⑵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。 可以说明毒品对身心健康以及社会的危害，并指出吸食毒品是违法行为。 思考·讨论 分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 2.常见的兴奋剂与毒品 ⑶你听说过毒品导致家破人亡的事例吗？你认为吸毒会对个人、家庭和社会造成哪些危害？ 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，还会出现各类疾病，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，长期吸毒极大增加家庭开支;长期吸毒会造成慢性中毒，体力衰弱，劳动力下降甚至完全丧失，从而影响家庭收入。 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和积累，给社会带来经济损失。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，可能导致各种异常行为尤其是违法犯罪行为的发生。。 思考·讨论 分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 3.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。 思维训练 推断假说与预期 假说：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。 实验预期：从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液中，B心脏的跳动也会减慢。 练习与应用 一、概念检测 1.C 2.A 二、拓展应用 1.⑴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。 ⑵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，就必须将神经元放在钠钾离子浓度与体内相同的环境中。 练习与应用 二、拓展应用 2.在行车过程中，发现危险进行紧急处置，需要经过一个复杂的反射过程。视觉器官等接受信号到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。 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，需告诚：喝酒不开车，开车不喝酒。酒驾、醉驾是违法行为。 思维导图 总结 再见 $