2.3神经冲动的产生和传导(第1课时)(AI赋能精美动画交互教学课件)2026-2027学年高二上学期生物人教版(2019)生物人教版选必1
2026-09-03
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摘要:
该高中生物学课件聚焦“神经冲动的产生和传导”,涵盖静息电位、动作电位的离子机制及局部电流传导等核心知识。通过短跑比赛视频及反射弧信号传导讨论导入,结合探究活动、神经表面电位差实验交互演示,逐步构建从电位产生到传导的学习支架。
其亮点在于以情境化导入激发兴趣,趣味交互演示(如神经冲动传导动画)直观呈现离子流动与电位变化,知识拓展(膜电位测量、电流表偏转分析)培养科学思维与探究能力。体现生命观念与科学探究,学生能深化理解,教师可高效开展教学。
内容正文:
nullnullnullnullStart time orge no cb. Does a person be so for in the. 你回来给我出去,你喝奶奶。
第2章第3节神经冲动的产生和传导
1
教学目标
1.生命观念
2.科学思维
4.社会责任
理解神经冲动是电信号,认识离子流动与电位变化的关系,形成结构与功能相适应的生命观念。
能够分析静息电位和动作电位的产生机制;能够比较兴奋传导方向与局部电流方向的关系;能够运用所学知识解释膜电位变化曲线。
认识神经冲动研究在医学(如麻醉、神经疾病)中的应用价值,形成科学服务社会的意识。
3.科学探究
通过分析神经表面电位差实验和膜电位测量方法,探究兴奋在神经纤维上的传导规律;能够设计实验验证兴奋传导的特点。
2
教学重难点
(1) 静息电位和动作电位的产生机制。
(2) 局部电流的形成与传导方向。
(3) 钠钾泵的作用。
1.教学重点
2.教学难点
(1) 静息电位和动作电位的离子基础。
(2) 膜电位测量方法及曲线分析。
(3) Na⁺、K⁺浓度变化对电位的影响。
3
教学目录CONTENTS
一、兴奋在神经纤维上的传导
1.1 神经冲动
当堂训练
小结
二、知识拓展
1.2神经冲动在神经纤维上的产生和传导
1.1 兴奋传导
1.2 膜电位的测量方法
1.3 兴奋传导与电流表指针偏转问题
1.4 细胞外液中Na+、K+浓度变化对电位峰值的影响
4
新课导入
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0.1 s内起跑被视为抢跑。
百米赛跑(视频)
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?
2.短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么?
在这0.1秒内,信号传导经过了“耳→脑干→丘脑→皮层→脊髓→肌肉”的完整闭环。
运动员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。
5
【探究活动1】
阅读课本p27-28, 小组合作完成以下任务。
讨论
一、兴奋在神经纤维上的传导
(1)什么叫做神经冲动?
(3)动作电位的产生机制及其特点分别为?
(4)局部电流的形成原因?
(2)静息电位的产生机制及其特点分别为?
6
【趣味交互演示】神经表面电位差的实验
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【按如下图片操作按钮操作即可】
一、兴奋在神经纤维上的传导
7
(1)概念
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。
1.1神经冲动
一、兴奋在神经纤维上的传导
静息时电表没有测出电位变化
神经表面各处电位相等
神经的左侧一端给予刺激时,靠近刺激端的电极处(a处)先变为负电位。
兴奋向b处方向传导,a处恢复正电位,b处变为负电位。
当兴奋传导过b处方向,b处恢复正电位。
神经表面各处电位相等
电流流动方向: +→-
8
一、兴奋在神经纤维上的传导
神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的呢?
9
【趣味交互演示】神经冲动在神经纤维上产生和传导
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【按如下图片操作按钮操作即可】
一、兴奋在神经纤维上的传导
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1.2神经冲动在神经纤维上的产生和传导
一、兴奋在神经纤维上的传导
静息电位
(1)产生原因
①神经细胞外的Na+浓度比膜内高,K+浓度比膜内低。
②静息时,膜主要对K+有通透性,造成K+外流。
(2)电位表现
➡内负外正
➡K+外流
运输方式:
协助扩散(不消耗ATP)
11
1.2神经冲动在神经纤维上的产生和传导
一、兴奋在神经纤维上的传导
动作电位
(1)产生原因
①细胞膜对Na+的通透性增加,Na+内流。
(2)电位表现
➡内正外负
➡Na+内流
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移动,这样就形成了局部电流。
局部电流
运输方式:
协助扩散(不消耗ATP)
12
一、兴奋在神经纤维上的传导
1.2神经冲动在神经纤维上的产生和传导
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,后方又恢复为静息电位。
13
一、兴奋在神经纤维上的传导
【知识总结】
兴奋在神经纤维上的传导
①传导形式:
➡局部电流(或电信号/神经冲动)
②传导过程:
静息电位→刺激→动作电位→电位差→局部电流
兴奋传导方向与局部电流传导方向的关系:
膜外:
膜内:
传导方向相反。
传导方向相同。
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一、兴奋在神经纤维上的传导
当神经处于兴奋状态时,大部分Na+内流和部分K+外流,神经细胞是如何维持细胞外的Na+浓度比膜内要高,K+浓度比膜内低的静息状态?
静息电位与钠钾泵的关系(视频)
概念: 本身是一种载体蛋白,每水解一分子ATP,会逆浓度梯度转运3个Na⁺(泵出细胞)和 2个K⁺(泵入细胞)
生理意义: 钠钾泵持续工作,维持了细胞内外的离子浓度差:细胞内K⁺浓度远高于细胞外,而细胞外Na⁺浓度远高于细胞内。
钠钾泵
运输方式:
主动运输(消耗ATP)
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一、兴奋在神经纤维上的传导
【知识拓展】
兴奋传导
【趣味交互演示】兴奋传导
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一、兴奋在神经纤维上的传导
【知识拓展】
膜电位的测量方法
方法 图解 结果
电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
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一、兴奋在神经纤维上的传导
【知识拓展】
膜电位的测量方法
方法 图解 结果
电表两极均置于
神经纤维膜的外侧
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一、兴奋在神经纤维上的传导
【知识拓展】
【趣味交互演示】兴奋传导与电流表指针偏转
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【按如下图片操作按钮操作即可】
兴奋传导与电流表指针偏转问题
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一、兴奋在神经纤维上的传导
【知识拓展】
兴奋传导与电流表指针偏转问题
刺激位点 电流计指针偏转方向及次数
刺激a点
刺激c点(bc=cd)
刺激bc之间
刺激cd之间
指针先左后右,发生2次方向相反的偏转
指针不偏转
指针先左后右,发生2次方向相反的偏转
指针先右后左,发生2次方向相反的偏转
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一、兴奋在神经纤维上的传导
【知识拓展】
细胞外液中Na+、K+浓度变化对电位峰值的影响
【必记】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
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【趣味交互演示】神经冲动在神经纤维上传导
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一、兴奋在神经纤维上的传导
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➡在神经系统中,兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导。
神经冲动的产生和传导
神经冲动
静息电位
电位表现
➡内负外正
课堂小结
产生原因
➡K+外流
动作电位
电位表现
➡内正外负
产生原因
➡Na+内流
传导特点
➡双向传导
传导形式
➡局部电流
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1.当抓捏面部皮肤时,会引起瞳孔开大肌收缩,导致瞳孔扩张,该反射称为瞳孔皮肤反射。关于神经纤维上兴奋的产生和传导,下列叙述正确的是( )
A.静息状态时,K⁺外流依赖细胞膜的选择透过性
B.神经纤维兴奋时,Na⁺内流消耗细胞呼吸产生的ATP
C.兴奋在神经纤维上的传导方向与膜外电流方向一致
D.若神经纤维膜外Na⁺浓度显著降低,动作电位的峰值会明显升高
A
当堂训练
降低
Na⁺内流是顺浓度梯度的协助扩散,不需要消耗细胞呼吸产生的ATP
相反
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A.bc段Na+通道多处于开放状态,钠离子内流形成动作电位
B.K+内流是神经纤维形成静息电位的主要原因
C.增大任氏液中的Na+浓度动作电位峰值会增大
D.加入盐酸胺碘酮(钾离子通道阻断剂)会使c到e的时间变长
2.下图为在任氏液中培养的坐骨神经腓肠肌标本产生动作电位的示意图,叙述错误的是( )
B
K+外流
当堂训练
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A.图示刺激时电表指针首先向左偏转再向右偏转
B.指针偏转幅度最大时两微电极处都存在动作电位
C.该实验说明兴奋沿神经纤维以电信号形式传导
D.该实验可说明兴奋在神经纤维上传导是双向的
3.在蛙的坐骨神经上放置两个微电极,并将其连接到一个电表上,如图所示(“↑”表示刺激位点),研究兴奋在神经纤维上的传导。下列叙述正确的是( )
C
只有一个微电极处于动作电位,另一个仍处于静息电位
先向右偏转再向左偏转
要证明双向传导,需要在两个微电极之间刺激
当堂训练
26
A.甲图中神经纤维在未受到刺激时,电流计指针向一侧偏转
B.甲图中在图示部位给予一刺激后,电流计指针偏转2次
C.乙图的B处膜外为负电位,膜内为正电位,这是Na+内流所致
D.如果神经纤维膜外Na+浓度降低,则乙图中C的电位将下降
4.甲图表示神经纤维上某点受到刺激后对膜外电位的测量,乙图表示神经纤维某部位在受到一次刺激前后膜内外的电位变化。相关叙述错误的是( )
A
a、b两点无电位差,电流计指针不偏转
当堂训练
27
A.在P点给予适宜刺激后,电表甲、丁偏转两次,乙、丙偏转一次
B.神经纤维兴奋时,电表指针的偏转主要与Na+的内流有关
C.在P点给予适宜刺激后,甲与丁电表动作通常相反
D.施加相同刺激,若增加神经细胞外的Na+浓度,丁电表偏转幅度变大
5.兴趣小组进行测定神经纤维静息电位和动作电位实验,甲、乙、丙、丁四位同学的电表接入神经纤维方法(如图所示)各不相同,下列相关分析错误的是( )
A
甲、丙、丁偏转2次
当堂训练
28
A.未刺激c点时,甲图中电表1检测不到静息电位、电表2可检测到静息电位
B.刺激c点后,甲图中电表1、电表2测得的电位变化分别与丙图、乙图相对应
C.乙图由②到③的过程中,甲图d处膜内电位变化为由正电位变为负电位
D.丙图④处形成的主要原因是Na+内流导致的,其运输方式是协助扩散
6.如图甲所示,在神经纤维上安装两个完全相同的灵敏电表,电表1两电极分别在a、b处膜外侧,电表2两电极分别在d处膜的内外侧。在bd中点c处给予适宜刺激,相关的电位变化曲线如图乙、丙图所示。下列有关叙述中错误的是( )
C
由负电位变为正电位
当堂训练
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A.动作电位是由膜外Na+经易化扩散至膜内而导致的
B.t后的某一时刻,③处神经纤维膜可能处于复极化的状态
C.②③之间的神经纤维膜存在去极化、反极化、复极化的过程
D.适当加大刺激强度,图乙中的偏转角度将增大
7.图甲所示为在枪乌贼一条巨大神经纤维上给予适当强度刺激后的t时刻,①②③④⑤处膜电位的情况,电位测量方式均按图乙所示。已知静息电位值为-70mV。下列相关说法错误的是( )
D
不会增大
当堂训练
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A.兴奋沿神经纤维由⑨向①传导
B.③⑧处Na⁺出细胞均需要消耗能量
C.④处膜电位为零,Na⁺和K⁺跨膜运输速率相同
D.⑧处存在K⁺内流,膜外为正电位,膜内为负电位
8.在适宜条件下,给予动物的离体神经纤维适当强度刺激后,可用微电极测量其不同部位的电位变化。下图表示某动物离体神经纤维受刺激后,①~⑨连续9个位置的膜电位,已知静息电位约为-70mV。下列说法错误的是( )
C
④处膜电位为零,此时Na⁺内流,而K⁺通道基本关闭,因而二者跨膜运输速率不同
当堂训练
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本节课到此结束
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⚡ 神�表�电�差的实验
人教版高ä¸ç”Ÿç‰©é€‰æ‹©æ€§å¿…修一 · 图2-6 è›™å��骨神ç»� · 膜内外电ä½�动æ€�演示
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神ç»�å…ƒæ™¨å…‰å®žéªŒå®¤ï½œå…´å¥‹ä¼ å¯¼æ¨¡æ‹Ÿ
观察膜电��时间的�化过程
课å‰�å¯¼è¯æ’放暂å�œä¸Šä¸€æ¥ä¸‹ä¸€æ¥ç»†èŠ‚æ”¾å¤§è¯éŸ³ï¼šå¼€
实验次数设置
â‘ é�™æ�¯ç”µä½�a点之å‰�:钾离å�å°‘é‡�外æµ�
â‘¡ 动作电ä½�å½¢æˆ�acæ®µï¼šé’ ç¦»å�大é‡�内æµ�
â‘¢ é�™æ�¯ç”µä½�æ�¢å¤�ce段:钾离å�大é‡�外æµ�
â‘£ 兴奋完æˆ�å�Žefæ®µï¼šé’ é’¾æ³µæ�¢å¤�分布
膜电�—时间曲线
\\(V_{m}=-70\\,\\mathrm{mV}\\)
膜电�
æ—¶é—´
a
b
c
d
e
f
\\(Na^{+}\\):待命→\\(K^{+}\\):少�外�
å…³é—,准备开放
少�开放
维�基础分布
阶段 1 / 4 · a点之�
��电�
神ç»�纤维尚未å�—到刺激,膜内外ä¿�æŒ�相对稳定。主è¦�表现为钾离å�å°‘é‡�外æµ�,使膜外相对呈æ£ã€�膜内相对呈负。
观察�点:膜电�稳定在约 \\(-70\\,\\mathrm{mV}\\),这是下一次兴奋的起点。
膜内外电ä½�表现外æ£å†…è´Ÿ
主è¦�离å�å�˜åŒ–\\(K^{+}\\) å°‘é‡�外æµ�
曲线区间a点之�
实验观察曲线平稳
本轮演示进度 第 1 / 3 次
已暂å�œï¼šå�¯ç‚¹å‡»æ’放或下一æ¥
æ��示:点击阶段å�¡ç‰‡å�¯è·³è½¬ï¼›æ’放时会ä¾�次讲解四阶段,暂å�œå�Žå�¯æ”¾å¤§è§‚察曲线细节。
关闿”¾å¤§
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å…´å¥‹ä¼ å¯¼ä¸Žç”µæµ�计指针å��转
高ä¸ç”Ÿç‰©æ¨¡æ‹Ÿå®žéªŒï¼šæ¯”较ä¸�å�Œåˆºæ¿€ä½�点下 bã€�d 两点兴奋的先å�Ž
人教版高ä¸ç”Ÿç‰© · 神ç»�调节
ä¸Šä¸€æ¥æ’放暂å�œä¸‹ä¸€æ¥é‡�置细节放大æ¥éª¤ 1 / 5
演示界é�¢ï¼šå…´å¥‹æ²¿ç¥žç»�çº¤ç»´ä¼ å¯¼
准备观察 放大舞�
++++++++++−−−−−−−−−−++++++++++−+−−+−刺激�点
电�电�
abcd
电�计记录 b�d 两点电�差
刺激点
ç‚¹å‡»â€œæ’æ”¾â€�,观察兴奋在神ç»�çº¤ç»´ä¸Šçš„ä¼ å¯¼ä¸Žç”µæµ�计指针å�˜åŒ–。
基础状�刺激 a 点刺激 bc 之间刺激 c 点(bc=cd)刺激 cd 之间
基础状�
当�状�: b 点�d 点�未兴奋,处于相�电�。
指针:ä¸å¤®ä¸�å��转
两电�处于相�电�,电�计没有电�通过。
æ•™å¦æ��示:å�ªæœ‰å½“ bã€�d 两点兴奋ä¸�å�Œæ¥æ—¶ï¼Œä¸¤ç‚¹ä¹‹é—´æ‰�会产生电ä½�差,电æµ�计æ‰�会å�‘生å��转。
刺激ä½�置兴奋脉冲脉冲颜色越亮表示当å‰�æ£åœ¨ä¼ 导
关闿”¾å¤§ç»†èŠ‚è§‚å¯Ÿï¼šbã€�d 两点与电æµ�计
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高ä¸ç”Ÿç‰©é€‰æ‹©æ€§å¿…修一 · 趣味打怪å�‡çº§é—¯å…³
🗺� 闯关路线
1�⃣
第一关 · 电信å�·ä¼ 导
兴奋在神ç»�çº¤ç»´ä¸Šçš„ä¼ å¯¼
(é�™æ�¯ç”µä½�·动作电ä½�Â·ä¼ å¯¼æ–¹å�‘)
2�⃣
第二关 · çª�è§¦ä¼ é€’
兴奋在神ç»�å…ƒä¹‹é—´çš„ä¼ é€’
(çª�触结构·神ç»�递质·å�•å�‘ä¼ é€’ï¼‰
3�⃣
第三关 · 社会责任
滥用兴奋剂��食毒�的�害
(作用机制·æˆ�瘾原ç�†Â·æ³•律ç¦�æ¢ï¼‰
4�⃣
第四关 · 终�挑战
综���
(电�曲线·综�分�·易错题)
🎯 游�规则:
· 共4个关�,�关3�题,共12题;完�当�关��能解�下一关
· ç”对放⚡烟花庆ç¥�,ç”错出现💥炸弹爆裂
· 总æ£ç¡®çŽ‡è¾¾åˆ°85%以上å�¯èŽ·å¾—åˆ®åˆ®ä¹�抽奖机会
· åŠ æ²¹å�§ï¼Œç”Ÿç‰©å°�达人ï¼�
🚀 开始闯关挑战
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完��置关���解�
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å…³å�¡1:兴奋在神ç»�çº¤ç»´ä¸Šçš„ä¼ å¯¼
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$静息电位的形成与膜两侧带电离子的分布和膜对离子的通透性有关。在安静情况下,细胞内钾离子浓度远高于胞外,且细胞膜上的镂通道对钾离子有较大的通透性,因此在浓度差推动下,钾离子可经瘘通道快速向细胞外扩散。细胞膜对有机负离子没有通透性,因此包内侧的负离子受到钾离子的吸引,逐渐聚集在膜的内表面,同时将外流的钾离子限制在膜的外表面,从而在膜两侧形成了外正、内负的电位差,这种电位差成为阻止钾离子进一步向外扩散的力量。随着钾离子的外流,电位差也逐渐增大。当阻碍钾离子外流的电位差驱动力和促进钾离子外流的化学驱动力相等时,钾离子受到的电化学驱动力等于0,钾离子的静移动停止,膜两侧的电位差也就稳定下来,这时的跨膜电位就是钾离子的平衡电位,例如-90毫伏。在安静时,细胞膜上的镂通道对钠离子也有一定的通透性,少量进入细胞的钠离子可部分抵消钾离子外流所形成的膜内负电位,例如从-90毫伏改变为-65毫伏。同时,安静时钠钾泵的活动具有升殿作用,每分解一分子的atp可将三个钠离子移出包外,将两个钾离子移入胞内,相当于细胞内增加了一个负电荷。这种声电效应使膜内负电位增加,例如从-65毫伏改变为-70毫伏。总之,静息电位的形成是膜在安静情况下漏通道对钾离子具有通透性、对钠离子具有通透性和钠钾泵的升电活动共同决定的。其中膜对钾离子通透性较大形成的钾离子外流贡献最大。
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