2.3 神经冲动的产生和传导 课件高中生物选择性必修一

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2.3 神经冲动的产生和传导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.关注滥用兴奋剂和吸食毒品的危害，拒绝毒品。学习目标短跑赛场上，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。问题探讨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？经过了耳（感受器）、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。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0.1 s。 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？一、兴奋在神经纤维上的传导有人做过如下实验：在蛙的坐骨神经上放置两个微电极，并将它们连接到一个电表上。实验结果;①静息时,电表_____测出电位差,说明静息时神经表面各处电位______没有相等②在图示神经的左侧的一端给予刺激时，______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_____________恢复为正电位蛙的坐骨神经表面电位变化实验实验结论:说明在神经系统中，兴奋是以______的形式沿着神经纤维传导的电信号这种电信号也叫做_________神经冲动蛙的坐骨神经表面电位变化实验过渡：神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的呢？【探究】兴奋在神经纤维上的传导（1）静息状态 在未受到刺激时，神经细胞外的Na+比膜内高，K+浓度比膜内低。静息时，膜对K+的通透性大，造成K+外流，使膜外的阳离子浓度高于膜内，出现内负外正的现象，叫静息电位。不同状态下，神经细胞膜对不同离子的通透性各不相同【探究1】兴奋在神经纤维上的传导 在受到刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加，造成Na+内流，使膜内的阳离子浓度高于膜外，出现内正外负的现象，叫动作电位，此部位称为兴奋部位。（2）动作电位不同状态下，神经细胞膜对不同离子的通透性各不相同【探究1】兴奋在神经纤维上的传导兴奋部位：内正外负未兴奋部位：内负外正在兴奋部位与未兴奋部位之间由于电位差的存在，而发生了电荷移动，这样就形成的局部电流。（2）动作电位【探究1】兴奋在神经纤维上的传导 局部电流刺激相邻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。（3）兴奋的传导与恢复膜内局部电流方向：膜外局部电流方向：注：电流方向即正电荷移动方向兴奋部位→未兴奋部位未兴奋部位→兴奋部位②动作电位：电位：原因：①静息电位：电位：原因：内负外正K+外流内正外负Na+内流【探究1】兴奋在神经纤维上的传导③-④兴奋的传导与恢复：膜内局部电流方向：膜外局部电流方向：注：电流方向即正电荷移动方向兴奋部位→未兴奋部位未兴奋部位→兴奋部位刺激膜电位变化静息时 静息电位：动作电位： 兴奋区域与未兴奋区域形成电位差电流方向: 膜内 膜外总结：兴奋在神经纤维上的传导过程：形成局部电流内负外正内正外负未兴奋部位流向兴奋部位兴奋部位流向未兴奋部位看清题干区别，回答下列问题：①兴奋部位膜电位是：_______________________②兴奋部位膜电位变化是：_______________________③兴奋部位膜外电位是：_______________________④兴奋部位膜外电位变化是：_______________________内正外负由内负外正变为内正外负负电位由正电位变为负电位误区警示①在反射过程中②在离体的神经纤维上传导方向：__________传导方向：__________单向传导双向传导思考：为什么？在反射过程中，兴奋只能从感受器传到效应器，因此，在生物体内的反射弧上，兴奋在神经纤维上的传导方向是单向的思考：为什么？在中部刺激神经纤维，会形成兴奋区，而两侧临近的未兴奋区与该兴奋区都存在电位差，都可以产生电荷移动，形成局部电流，因此可以双向传导(4)兴奋在神经纤维上的传导方向(4)兴奋在神经纤维上的传导方向：①兴奋在反射过程中传导方向：单向传导②兴奋在离体的神经纤维上传导方向：双向传导1、关于人体神经细胞的叙述，正确的是 A.神经细胞内的Na+含量往往多于细胞外 B.K+内流是产生和维持静息电位的主要原因 C.静息电位与细胞膜内外特异的离子分布有关 D.兴奋传导方向始终与膜外局部电流方向一致C2、在一条离体神经纤维的中段施加电刺激，使其兴奋。下图表示刺激时的膜内外电位变化和所产生的神经冲动传导方向（横向箭头）。其中正确的C2.下图表示一段离体神经纤维的S处受到刺激而兴奋时,局部电流和兴奋的传导方向(弯箭头表示膜内、外局部电流的流动方向,直箭头表示兴奋传导方向),其中正确的是(　　)3.神经细胞在静息时具有静息电位，受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位,这两种电位可通过仪器测量。下列示意图中属于测量神经纤维静息电位的是 ( ) 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？（一）突触小体神经末梢 神经元的轴突末梢经过多次分枝，最后每个小枝末端膨大，呈杯状或球状，叫做突触小体。线粒体突触小泡突触小体二、兴奋在神经元之间的传递（二）突触1.突触的类型突触小体可以与其他神经元的细胞体或树突等相接近，共同形成突触。轴突—树突型二、兴奋在神经元之间的传递轴突—细胞体型突触小泡突触前膜突触间隙突触后膜突触神经递质受体突触小体2.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3.兴奋通过突触的传递过程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②神经递质通过_________扩散到_____________附近;突触间隙突触后膜的受体③神经递质与_____________结合， 形成___________________;突触后膜的受体④突触后膜上的________发生变化，引发________离子通道电位变化⑤神经递质被______或______降解回收递质-受体复合物兴奋1.兴奋在突触处传递的信号变化是怎样的？根据兴奋在突触处的传递过程，思考下列问题：电信号—化学信号-电信号2.兴奋在两个神经元间传递的特点及原因？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3.比较兴奋在神经元之间传递的速度和在神经纤维上传递的速度?神经元之间传递速度较慢，突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换。总结：兴奋在神经元之间的传递特点:①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。②传递速度比在神经纤维上慢 突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换。主要有乙酰胆碱、氨基酸（如谷氨酸、甘氨酸）、5-羟色氨、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等。a.被相应的酶降解b.被突触前膜回收①种类：兴奋类递质抑制类递质如乙酰胆碱如甘氨酸②释放方式:胞吐→体现生物膜的流动性③作用机理:与突触后膜上的受体结合，改变突触后膜对离子的通透性，引发突触后膜电位变化。⑤去向:4、神经递质(需要消耗能量)④作用效果：使后膜兴奋或抑制。1.兴奋在神经纤维上的传递及指针偏转重难归纳(1)未受刺激时,电流表指针　　 　。 (2)若在神经纤维左侧给予适宜刺激,电流表指针　　 　 。 (3)若在ab中点给予适宜刺激,电流表指针　 　　。不偏转发生两次偏转先向左后向右不偏转若刺激点在ab段的中心,则兴奋同时到达a点和b点,两点产生的电位差相互抵消,电表指针不发生偏转。(1)刺激b点,电流计指针发生 次偏转。因为兴奋在突触处的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,尽管ab与bd距离相等,但a点先兴奋,d点后兴奋。(2)刺激c点,电流计指针发生 次偏转。兴奋只能由c点传到d点,不能由c点传至a点,a点不兴奋,d点兴奋。2.兴奋在神经元之间的传递及指针偏转重难归纳由此可见，突触在兴奋的传递过程中很关键，如果某些化学物质作用于突触，则会对神经系统产生较大的影响化学物质对神经系统产生影响的作用机理: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①影响神经递质的合成与释放速率②影响神经递质与受体的结合③影响神经递质的降解三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害（导致突触后膜持续兴奋或抑制。）1、兴奋剂：原是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。具有增强人的兴奋程度，提高运动速度等作用。2、毒品指鸦片、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，有些兴奋剂就是毒品。从鸦片战争到现在，我国人民同毒品的斗争从未停止过，这不仅关系个人的命运，而且关系国家和民族的兴衰3、责任和义务珍爱生命、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。画出大脑皮层的4个言语区，并注明相应区域受损后的病症画出突触的结构示意图，并标明图中的各个结构分别写出静息状态和兴奋状态的膜电位及产生原因分别写出膜内和膜外局部电流方向分别写出兴奋在突触/突触小体/突触前膜发生的信号变化兴奋在两个神经元间传递为什么只能是单向的神经递质的去向神经递质若无法被降解会导致？默写：扩展应用1.静息电位与神经元内的K+外流相关，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。【高考警示】准确理解兴奋的产生和传导兴奋产生和传导中Na+、K+的运输方式:①K+在整个过程中都是由高浓度到低浓度运输,K+外流需要通道蛋白的协助,属于被动运输(协助扩散);②Na+在动作电位产生时内流,Na+的内流需要通道蛋白,同时从高浓度到低浓度运输,故属于被动运输(协助扩散);③一次兴奋完成后,Na+-K+泵将流入的Na+泵出膜外,将流出的K+泵入膜内,以维持细胞外Na+浓度高和细胞内K+浓度高的状态,为下一次兴奋做好准备,属于主动运输,需消耗能量。刺激①a点之前——静息电位 主要表现为K+外流, 使膜电位表现为外正内负。②ac段——动作电位的形成 Na+大量内流,导致膜电位迅速逆转,表现为外负内正。③ce段——静息电位的恢复K+大量外流,膜电位恢复为静息电位后,K+通道关闭。拓展：图析静息电位和动作电位的产生机制 刺激④ef段——一次兴奋完成后 Na+-K+泵将流入的Na+泵出膜外,将流出的K+泵入膜内,以维持细胞外Na+浓度高和细胞内K+浓度高的状态,为下一次兴奋做好准备。拓展：图析静息电位和动作电位的产生机制 a-c:Na+内流(协助扩散)c-e:K+外流(协助扩散)e-f:泵出Na+，泵入K+(主动运输)拓展：图析静息电位和动作电位的产生机制