2.3 神经冲动的产生和传导（教学设计）生物人教版选择性必修1

该高中生物学教学设计聚焦“神经冲动的产生和传导”核心内容，涵盖兴奋在神经纤维上的传导、神经元间的传递及毒品危害。通过短跑比赛情境导入，关联反射弧知识，引出信号传导形式与过程，搭建前后知识支架。 此资料以生命观念为统领，结合蛙坐骨神经实验解析电位机理，用对比表格梳理神经纤维与突触传递差异，落实结构与功能观。通过设计突触传递方向探究实验、制作突触模型，培养科学思维与探究实践能力，毒品危害部分结合可卡因机理渗透态度责任教育，助力学生理解抽象概念，教师教学重难点突出，提升课堂效率。

第2章 神经调节 第3节　神经冲动的产生和传导 年级 高二年级 授课时间 1课时 课题 第3节　神经冲动的产生和传导 教材分析 本节是第 2 章神经调节的第3节，承接上一节《神经调节的基本方式》，在反射、反射弧基础上，进一步讲解兴奋如何在神经纤维上传导、如何在神经元之间完成传递。主要包含三大部分：兴奋在神经纤维上的传导；兴奋在神经元之间的传递；滥用兴奋剂、吸食毒品的危害。 教材以蛙坐骨神经电位实验引入，解析静息电位、动作电位的离子机理，解读膜电位变化曲线，分析局部电流形成与电流表偏转问题；再介绍突触结构，梳理突触处信号转换、传递过程与单向传递的原因；结合可卡因成瘾实例解释毒品对突触信号传递的干扰，落实禁毒教育。 本节课是神经调节的核心重难点，为后续神经系统的分级调节学习奠定基础，落实结构与功能观、稳态平衡观，同时渗透社会责任禁毒教育。 教学目标 【知识目标】 1.阐明静息电位与动作电位产生的离子机理，概述兴奋在神经纤维上以局部电流形式传导的过程，会分析膜电位曲线、电流表指针偏转问题。 2.说出突触的结构类型，描述兴奋在突触处的传递过程、信号转变形式，解释兴奋在神经元之间单向传递的原因。 3.简述神经递质的种类、释放、作用效果与去向，分析兴奋剂、毒品干扰突触传递的机理，认识吸毒的危害。 【核心素养目标】 1. 生命观念：通过对生物议题的讨论，能够运用结构与功能相适应以及稳态与平衡的观点，认识突触的结构并阐明兴奋在突触处的传递过程。 2. 科学思维：通过对资料的分析、讨论，学会运用归纳，与概括、演绎和推理的方法，概括兴奋在突触的传递特点。 3. 科学探究：能够按照科学探究的基本原则和过程，设计“突触在神经元之间的传递方向”探究实验方案，并积极展开交流。 4. 社会责任：能够科学解释毒品和尼古丁致瘾机理，并形成良好的生活习惯；能够辨别社会谣言并宣传正确的舆论。 教学重、难点 【教学重点】 兴奋在神经纤维上的传导过程、突触的结构和兴奋在突触的传递过程。 【教学难点】 兴奋在神经纤维上的传导特点、兴奋在神经元之间的传递特点的理解。 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 新课导入 【展示短跑跨栏比赛图片，抛出情境：】 发令枪一响，运动员迅速冲出跑道。田径比赛规定枪响后 0.1s 内起跑视为抢跑。 提出思考问题： 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？ 梳理：听觉感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器。完成整套反射活动至少需要 0.1s。继续设问：兴奋在反射弧中是以什么形式传导？怎样传导？引出课题《神经冲动的产生和传导》。 结合生活经验思考缩手、痛觉产生的先后顺序，初步区分脊髓低级处理和大脑皮层感觉形成，产生探究兴趣。 预留小组讨论时间，邀请 2-3 组学生上台分享。 探究新知 探究新知一：兴奋在神经纤维上的传导 探究新知二：兴奋在神经元之间的传递 探究新知三：滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 【思维训练】推断假说与预期 1. 蛙坐骨神经表面电位变化实验 介绍蛙坐骨神经实验：两个电极接在神经纤维表面，给予刺激，灵敏电流计发生两次方向相反的偏转。 结合填空梳理实验现象： ①静息时，电表没有测出电位变化，说明神经表面各处电位相等。 ②在神经左侧给予刺激，靠近刺激端电极先变为负电位，接着恢复正电位。 ③随后另一电极变为负电位。 ④接着又恢复为正电位。 得出实验结论：兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导，这种电信号也叫做神经冲动。 设问：神经冲动在神经纤维上是如何产生和传导？过渡到电位形成机理。 2. 静息电位的形成 展示神经元膜内外离子浓度表格。给出资料：【资料2】 科学家通过实验发现：改变细胞外液K＋浓度，静息电位会发生显著变化。例如增大膜外K＋浓度，静息电位会由-70mV变为-60mV。改变Cl-浓度，未受刺激时膜电位基本没有变化。 讲解：静息电位主要是K⁺向膜外外流，运输方式协助扩散；电位表现内负外正。 3. 动作电位的形成 教师活动：给出实验资料：去掉海水中 Na⁺，动作电位消失；恢复 Na⁺，动作电位恢复。 讲解：受刺激时，细胞膜对 Na⁺通透性增大，Na⁺向膜内流入，协助扩散；电位表现变为内正外负，形成动作电位。 4. 静息电位的恢复与钠‑钾泵 教师活动：刺激过后，K⁺继续外流，膜电位重新恢复静息电位； 一次兴奋结束后，依靠钠‑钾泵（主动运输），泵出 Na⁺、泵入 K⁺，维持膜外高 Na⁺、膜内高 K⁺，为下一次兴奋做准备。 5. 膜电位变化曲线解读 展示完整电位曲线图，分段解析： a 点之前：静息电位，K⁺外流，内负外正 ac 段：Na⁺大量内流，形成动作电位 ce 段：K⁺外流，恢复静息电位 ef 段：钠钾泵主动运输，恢复离子浓度梯度 强调易错要点： 1）钠‑钾泵全程发挥作用，不只是 ef 段； 2）始终膜内 K⁺高于膜外，膜外 Na⁺高于膜内； 3）动作电位传导不衰减； 4）K⁺浓度只影响静息电位绝对值；Na⁺浓度只影响动作电位峰值。 6. 局部电流与兴奋传导方向 教师活动：兴奋部位内正外负，未兴奋部位内负外正，存在电位差，发生电荷移动，形成局部电流。 局部电流方向： 膜外：未兴奋部位 → 兴奋部位，与兴奋传导方向相反； 膜内：兴奋部位 → 未兴奋部位，与兴奋传导方向相同。 区分两种场景： 1）离体神经纤维上：双向传导； 2）完整反射弧内：单向传导（只能感受器→效应器）。 7. 兴奋传导与电流表指针偏转问题 展示电表测量示意图，共同分析： （1）刺激 a 点：b 点先兴奋，d 点后兴奋，电表发生两次方向相反偏转。 （2）刺激 c 点（bc=cd）：b、d 同时兴奋，电表不发生偏转。 补充两种膜电位测量方式： 电表两极跨膜（一内一外）：测静息电位、动作电位； 两极都在膜外侧：只记录动作电位变化。 1. 突触的结构 教师活动：轴突末梢膨大形成突触小体；突触小体和下一个神经元的胞体、树突相靠近，形成突触。 突触三部分：突触前膜（上一神经元轴突末梢膜）、突触间隙（组织液）、突触后膜（下一神经元胞体 / 树突膜；效应器处可为肌肉、腺细胞膜）。 突触小泡（高尔基体形成，内含神经递质）、线粒体（供能）、突触后膜上受体（糖蛋白）。 突触类型：轴突‑树突型、轴突‑胞体型、轴突‑轴突型；还有轴突‑肌肉、轴突‑腺体突触。 2. 兴奋在突触处传递过程 教师分步梳理传递流程： ①兴奋传到轴突末梢，引起突触小泡向突触前膜移动，胞吐释放神经递质； ②神经递质通过突触间隙扩散到达突触后膜； ③神经递质与突触后膜上特异性受体结合； ④突触后膜离子通道改变，引发突触后膜电位变化； ⑤神经递质发挥作用后，被酶降解或者被突触前膜回收，防止持续起作用。 信号转换：电信号 → 化学信号 → 电信号。 3. 传递特点 1）单向传递：原因：神经递质只存在突触小泡，只能由突触前膜释放，作用于突触后膜受体。 2）突触延搁：电‑化‑电信号转换、递质释放、扩散、结合都消耗时间，突触传递比神经纤维上传导慢。 4. 神经递质 - 分类：兴奋性递质（如乙酰胆碱、多巴胺，Na⁺内流，后膜兴奋）；抑制性递质（甘氨酸、γ‑氨基丁酸，Cl⁻内流，加强静息电位，后膜抑制）。 - 释放方式：胞吐，体现细胞膜流动性，消耗能量。 - 作用效果：使突触后神经元兴奋或者抑制。 5. 对比表格：兴奋在神经纤维上 vs 神经元之间传递 项目 兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经元之间的传递 涉及细胞数 单个神经元 多个神经元 结构基础 神经纤维 突触 信号形式 电信号 电信号→化学信号→电信号 方向 离体条件双向；反射弧内单向 单向传递 速度 迅速 较慢（突触延搁） 效果 使未兴奋部位兴奋 使下一个神经元兴奋或抑制 教师活动：1.介绍兴奋剂：原指提高中枢神经系统机能活动的药物；现在泛指运动禁用药物，可以提升兴奋程度、运动能力，比赛禁止使用。 2. 毒品概念：鸦片、海洛因、甲基苯丙胺（冰毒）、吗啡、大麻、可卡因以及国家管制的使人形成瘾癖的麻醉和精神药品；部分兴奋剂本身就是毒品。 毒品、兴奋剂主要作用位点：突触。干扰途径：影响神经递质合成、释放、回收降解；竞争性结合受体；改变离子通道活性。 重点讲解可卡因成瘾机理： ①正常情况多巴胺发挥作用后，被突触前膜转运蛋白回收； ②可卡因结合转运蛋白，阻断多巴胺回收，多巴胺持续留在突触间隙； ③长期作用，突触后膜多巴胺受体数量减少； ④药效褪去，受体不足，正常信号不足以兴奋，必须继续吸食可卡因，毒瘾形成。 补充可卡因的其他危害：干扰交感神经，心脏功能异常，损伤免疫系统；产生心理依赖，出现触幻觉、虫行蚁走感；停药出现抑郁、焦虑等戒断反应。 介绍《中华人民共和国禁毒法》，强调珍爱生命、远离毒品，禁毒是公民社会责任。 拓展思维训练：蛙心脏灌流实验，证明神经元和心肌之间释放化学信号传递信息。 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？” A B 实验:取两个蛙的心脏（A和B，保持活性）置于成分相同的营养液中，A有某副交感神经支配，B没有该神经支配 。刺激该神经，A心脏的跳动减慢；从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液中，B心脏跳动也减慢。 结论：该神经释放一种化学物质，这种物质可以使心跳变慢 观察实验现象，记录实验结论。 完成表格，小组讨论分析受损情况，辨析易错点，理解低级中枢受高级中枢调控。 跟随教师分析曲线、完成偏转判断，做好笔记，辨析离子跨膜运输方式。 识别突触各结构，梳理传递流程，理解单向传递的原因，完成表格对比。 理解毒品作用机理，建立禁毒意识。 课堂小结 跟随教师梳理知识框架，复述核心知识点；参与闯关游戏抢答辨析题目。 【课堂练习】 1. 如图所示，将灵敏电表的两个电极（b、c）置于蛙的离体坐骨神经纤维上，然后在a处给予适宜的电刺激。下列叙述错误的是（　B ）　 A. 刺激a处后，电表会发生两次方向不同的偏转 B. 刺激a处后，受刺激部位Na＋大量内流导致膜内Na＋浓度高于膜外 C. 静息时，电表指针没有偏转，说明电表两个电极处的膜外没有电位差 D. 此实验不能说明神经冲动沿着神经纤维双向传导 2. 如图表示枪乌贼离体神经纤维在Na＋浓度不同的两种海水中受刺激后的膜电位变化情况。下列叙述错误的是（　C　） A. 曲线a代表正常海水中膜电位的变化 B. 两种海水中神经纤维的静息电位相同 C. 低Na＋海水中神经纤维静息时，膜内Na＋浓度高于膜外 D. 正常海水中神经纤维受刺激时，膜外Na＋浓度高于膜内 3. 如图为兴奋的传递和传导的局部示意图，据图分析下列说法错误的是（　D　） A. 刺激引起①处兴奋，此时①处膜外电位由正变负 B. 突触小体可与下一个神经元的树突或胞体构成突触 C. 兴奋可由神经细胞传到下一个神经细胞或肌肉细胞 D. 兴奋在甲处的传递速度比在乙处的传导速度快 4. . 如图为神经—肌肉接头结构（类似突触结构）示意图。当兴奋传导至突触小体时，Ca2＋经Ca2＋通道内流，引起Ach（兴奋性神经递质）的释放。下列分析错误的是（　C　） A. 图中突触小泡的形成可能与高尔基体有关 B. Ach发挥作用后，可能会被相应酶降解灭活 C. 肌膜上实现的信号变化是电信号→化学信号→电信号 D. 若抑制Ca2＋通道的活性，可能会导致肌无力 学生独立完成习题，交流答案，对错题做好标记。 布置课后作业 1.结合手触碰烫水杯迅速缩回、神经支配肌肉收缩实例，说一说神经冲动在反射完成过程中的作用，撰写简短分析； 2.拓展实践： 小组合作，利用纸笔、彩绳、小圆片等材料构建突触结构模型，标注突触前膜、突触间隙、突触后膜、神经递质，下节课展示讲解； 板书设计 2.3 神经冲动的产生和传导 一、兴奋在神经纤维上的传导 1. 信号形式：电信号（神经冲动） 2. 静息电位：K⁺外流（协助扩散），内负外正 3. 动作电位：Na⁺内流（协助扩散），内正外负 4. 恢复：K⁺外流；钠‑钾泵（主动运输）维持离子浓度 5. 局部电流：电位差→电荷移动→局部电流 离体神经纤维：双向传导；反射弧内：单向传导 二、兴奋在神经元之间的传递 1. 突触结构：突触前膜、突触间隙、突触后膜 2. 过程：电信号→化学信号→电信号；胞吐释放递质 3. 特点：①单向（递质只由前膜释放，作用后膜）；②突触延搁 4. 神经递质：兴奋性 / 抑制性；发挥作用后降解或回收；可使后膜兴奋或抑制 三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 1. 毒品主要作用位点：突触 2. 可卡因成瘾机制：阻断多巴胺回收，受体下调，形成毒瘾 3. 珍爱生命，远离毒品 教学反思 本节课内容抽象，离子跨膜运输、膜电位曲线、突触传递、电表偏转均为学生的高频易错点。教学要充分利用示意图、实验资料引导学生推导机理，避免死记硬背。 要区分 “离体神经纤维双向传导” 和 “反射弧内单向传导”；区分协助扩散（Na⁺、K⁺通道）和钠‑钾泵主动运输；重点讲清抑制性递质作用效果。 毒品成瘾部分结合实例落实社会责任，实现学科育人。课后可以布置突触模型制作，加深学生对突触结构的理解；习题课加强曲线图、电表偏转类题型训练，提升学生逻辑分析能力。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $