高中生物人教版 (2019)选择性必修1第2章 神经调节第3节 神经冲动的产生和传导教案配套课件ppt
展开1. 运动员从听到发令枪响到做出起跑反应,信号的传导经过了哪些结构? 2. 短跑比赛中如何判定运动员抢跑?
是什么信号在反射弧中快速传导的?这些信号是如何产生和传导?
人类从听到声音到作出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。
生物科学史话:生物电的发现
资料1:18世纪意大利生理学家伽尔瓦尼在1791年的论文中宣称动物的组织可以产生生物电。后来他们设计了“无金属收缩实验”,刺激蛙的坐骨神经可以导致蛙腓肠肌收缩,这一过程中,没有涉及任何金属,出色地证明了生物电的存在。
资料2:1820年电流计应用于生物电研究。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。
受到刺激,电流表的指针发生了怎样的变化呢?
只要存在电位差,电流表指针就会偏转,从正电荷一极向负电荷一极偏转。
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。
一、兴奋在神经纤维上的传导
思考:从这些实验现象可以得出什么结论?
思考:生物电究竟是如何产生的呢?
2.兴奋在神经纤维上传导的离子基础
(1)神经元膜内、外的离子分布不均匀: 膜外Na+ 浓度比膜内高,而K+浓度比膜内低。
生物科学史话:“生物电”发生的膜学说
资料3:1846年,德国化学家李比希发现,肌肉组织比血液含有的K+浓度高得多,而Na+则低得多。
资料4:1890年,德国化学家奥斯特瓦尔德用膜的通透性理论来解释这种现象。
(2)神经细胞膜对不同离子的通透性不同:静息时, 膜主要对K+通透性大, K+外流。受刺激时,膜对Na+通透性增加, Na+内流。
思考:K+的跨膜运输有何特点?
顺浓度梯度运输,需要通道蛋白的协助,不消耗ATP,协助扩散。
3.兴奋在神经纤维上传导的机理
电荷分布:外正内负形成原因: K+外流电位差:-70mV
神经细胞静息时的电位,称为静息电位,记做外正内负。静息电位产生的原因是:膜上非门控的K+渗漏通道一直开放,K+外流一部分,导致膜外电位高于膜内。
膜内电位比膜外低70mV,
如何测量静息电位的大小?
电荷分布:外负内正形成原因: Na+内流电位差:+30mV
思考:Na+的跨膜运输有何特点?
神经细胞膜上有一些门控的Na+通道,膜未受刺激时是关闭的,膜受刺激时,受刺激部位的Na+通道短暂开放,大量Na+内流,使膜内电位逐渐升高,并超过膜外,膜电位出现反转,图中ac段表示动作电位的形成。
思考:改变膜外Na+的浓度,动作电位 峰值会改变吗?
膜内比膜外高30mV
下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,哪条曲线表示正常海水?哪条曲线表示低钠海水?
Na+浓度只影响动作电位的峰值,
动作电位的峰值增大,静息电位不变
动作电位的峰值变小,静息电位不变
静息电位绝对值变小,动作电位峰值不变
静息电位绝对值增大,动作电位峰值不变
如果改变膜外钾离子呢?如何变化?
K+浓度只影响静息电位的绝对值.
ce段:神经细胞膜上也有一些门控的K+通道,膜未受刺激时,这些通道是关闭的,膜受刺激时,受刺激部位的K+通道短暂开放(但开放时间晚于Na+门控通道),部分K+外流,使膜外电位又逐渐升高,恢复为静息电位。
细胞如何维持膜外高钠、膜内高钾的状态呢?
资料5:丹麦生理学家斯科等人发现了细胞膜上存在钠钾泵,并因此获得了1997年的诺贝尔化学奖。
Na+-K+泵有什么作用?
钠钾泵是一种钠钾依赖的ATP酶,能水解ATP释放能量,用于将膜外的K+泵入,同时将膜内的Na+泵出细胞。人体处于静息状态时,细胞25%的ATP被钠钾泵消耗掉,神经细胞70%的ATP被钠钾泵消耗掉。
Na+-K+泵运输方式是什么?
主动运输,逆浓度梯度运输
观看视频,总结兴奋在神经纤维上产生的机理。
主要是K+外流(协助扩散), 膜电位:外正内负。
Na+大量内流(协助扩散),膜电位:外负内正。
K+大量外流,膜电位恢复为静息电位。
4.图析静息电位和动作电位的产生机制
Na+-K+泵通过将Na+泵出膜外,将K+泵入膜内,以维持膜外高Na+膜内高K+的状态,为下一次兴奋准备。
观看视频,总结兴奋在神经纤维上传导的过程及特点。
5.兴奋在神经纤维上的传导过程及特点:
兴奋区与邻近未兴奋区形成电位差
与膜内局部电流方向相同,与膜外局部电流相反
双向传导(离体神经纤维)
神经冲动的本质就是动作电位在神经纤维上的顺序发生
例1:将灵敏电流计连接到图1神经纤维的表面,分别在a、b处给予足够强度的刺激(a点离左右两个接点距离相等),下列说法不正确的是 ( )
A.刺激a点时,指针偏转1次B.刺激b点时,指针偏转2次C.刺激a点,指针不偏转D.分别刺激a、b时,都会产生动作电位
是否偏转:看有无电位差;
1.(2018·全国Ⅲ,3)神经细胞处于静息状态时,细胞内外K+和Na+的分布特征是( )A.细胞外K+和Na+浓度均高于细胞内B.细胞外K+和Na+浓度均低于细胞内C.细胞外K+浓度高于细胞内,Na+相反D.细胞外K+浓度低于细胞内,Na+相反
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B和CB.图中弧线最可能表示局部电流方向C.图中兴奋传导的方向是C→A→BD.兴奋传导方向与膜外局部电流方向一致
3.在离体实验条件下神经纤维的动作电位示意图如图所示。下列叙述正确的是( )A.ab段主要是Na+内流,是需要消耗能量的B.bc段主要是Na+外流,是不需要消耗能量的C.cd段主要是K+外流,是不需要消耗能量的D.de段主要是K+内流,是需要消耗能量的
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