新教材2023年秋高中生物2.3神经冲动的产生和传导第1课时课件新人教版选择性必修1

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2.3 神经冲动的产生和传导第1课时 兴奋在神经纤维上的传导选择性必修 1 ——稳态与调节 温故而知新在适当刺激且反射弧结构完整的情况下反射活动的发生过程。反射活动的完成需要兴奋在反射弧各个部分上传导，特别是在神经纤维上的传导，及在神经元之间传递。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。 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。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。 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。神经中枢中枢神经系统外周神经系统效应器感受器传入神经传出神经1.通过观察分析生物电的发现以及蛙坐骨神经表面电位差实验，概括兴奋与神经冲动的概念，归纳总结兴奋产生的条件。2.通过查阅“生物电”发生的膜学说资料以及枪乌贼神经细胞轴突膜两侧的电位变化实验资料，观看静息电位维持模式图以及产生原因动画，能够归纳和概括出静息电位的维持机制以及产生原因。3.通过查阅动作电位的发现资料，观看神经冲动在神经纤维上产生和传导的模式图和动画，归纳概括动作电位产生的机制和原因，概述兴奋的产生和传导。教学目标与核心素养学习目标一、兴奋在神经纤维上的传导生物电的发现意大利医生、生理学家伽尔瓦尼（L.Galvani）蛙坐骨神经-腓肠肌标本1.两种金属导体在蛙的肌肉和神经之间建立回路，肌肉会收缩。 2.使用蛙坐骨神经-腓肠肌标本进行“无金属收缩实验” ，验证生物存在电信号。③然后，另一电极（b处）变为____电位实验现象+++---图1图4图2图3abababab刺激-+++蛙坐骨神经表面电位差实验实验：共发生了两次方向相反的偏转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____________靠近恢复正电位负负④接着又_____________恢复为正电位说明在神经系统中，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___________。神经冲动因此可以说，兴奋在神经纤维上的传递形式为: ___________________神经冲动（电信号）一、兴奋在神经纤维上的传导（一） 兴奋与神经冲动的概念 兴奋是指动物体或人体内的某些组织或细胞感受外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫作神经冲动。一、兴奋在神经纤维上的传导（二）兴奋产生的条件:①取决于组织本身的机能状态，兴奋的引起和兴奋的维持依赖于可产生兴奋的组织的新陈代谢；②兴奋的产生需要有适宜的刺激，这里的适宜既包括刺激的强度适宜，也包括刺激的时间适宜。神经冲动在神经纤维上时怎样产生和传导的呢？一、兴奋在神经纤维上的传导（三）神经冲动的产生“生物电”发生的膜学说枪乌贼插入枪乌贼轴突的微电极1.神经在静息状态下电位高于兴奋状态下的电位。2. K+在细胞内液的含量远高于细胞外液。细胞膜具有选择透过性，神经兴奋的产生是否是细胞膜调节K+或者其他离子的通过性，进而调节细胞膜两侧电位差引发的呢？一、兴奋在神经纤维上的传导静息电位的确认赫胥黎和霍奇金研究装置示意图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0 mV-45 mV电极刺穿细胞膜前电极刺穿细胞膜后1.静息电位一、兴奋在神经纤维上的传导静息电位的维持未受刺激时：Na+浓度：神经细胞膜外的浓度高于细胞膜内。K +浓度：神经细胞膜外的浓度低于细胞膜内。细胞膜两侧电位表现为内负外正，称为静息电位。大分子不能出细胞K+ 150 mmol/LNa+ 12 mmol/LK+ 4 mmol/LNa+ 145 mmol/L静息电位产生原因K通道Na通道膜外膜内外正内负K+外流K+Na+一、兴奋在神经纤维上的传导大分子不能出细胞K+ 150 mmol/LNa+ 12 mmol/LK+ 4 mmol/LNa+ 145 mmol/LK+外流的原因：神经细胞外的Na+浓度比膜内要___，K+浓度比膜内___，而神经细胞膜对不同离子的______各不相同：静息时，膜主要对___有通透性，造成_______，使膜外阳离子浓度___于膜内。由于细胞膜内外这种特异的离子分布特点，细胞膜两侧的电位表现为外正内负；高低通透性K+K+外流高一、兴奋在神经纤维上的传导2.动作电位动作电位的发现霍奇金Alan Hodgkin赫胥黎Andrew Huxley“膜学说”：静息时细胞膜只对 K+有通透性。由于带正电荷的 K+顺浓度差向细胞外扩散，相应的负电荷仍留在细胞内，形成了 “外正内负“ 的静息电位。神经受到刺激兴奋时，细胞膜对所有离子都通透，膜两侧电位差瞬间消失形成兴奋。如果“膜学说”成立，赫胥黎和霍奇金在刺激枪乌贼轴突后，应观察到怎样的电位变化？一、兴奋在神经纤维上的传导霍奇金和赫胥黎记录的枪乌贼动作电位动作电位的发现一、兴奋在神经纤维上的传导霍奇金和赫胥黎记录的枪乌贼动作电位动作电位的发现兴奋的形成依赖于Na+内流和K +外流。动作电位发生时细胞膜内电位迅速升高由Na+内流决定。Na+由细胞外向细胞内的大量内流决定细胞膜内的电位变化，并导致膜内电位为正。动作电位恢复为静息电位时， K +外流具有关键作用。一、兴奋在神经纤维上的传导动作电位的发现霍奇金Alan Hodgkin赫胥黎Andrew Huxley1963年，霍奇金和赫胥黎因在动作电位发生机制上的卓越工作与另一位神经生理学家埃克尔斯共同过得诺贝尔生理学与医学奖。霍奇金-赫胥黎方程埃克尔斯John Eccles一、兴奋在神经纤维上的传导2.动作电位当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对____的通透性增加，造成___________，这个部位的膜两侧出现________的电位变化，表现为__________的兴奋状态，此时的膜电位称为_______归纳:产生兴奋时的电位是:__________；该电位形成的主要原因：___________________________________________________________；该电位的电位表现是:__________；Na+Na+内流暂时性内正外负动作电位动作电位细胞膜对Na+的通透性增加，Na+内流内正外负动作电位产生原因K+Na+K通道Na通道膜外膜内3.兴奋的产生与传导兴奋部位的电位表现为________，而邻近的未兴奋部位仍然是________，在兴奋部位和未兴奋部位之间由于_______的存在而发生__________，这样就形成了_________内正外负内负外正电位差电荷移动局部电流归纳:兴奋部位和未兴奋部位之间会形成__________；因此也可以说兴奋在神经纤维上的传导形式为___________；局部电流局部电流3.兴奋的产生与传导兴奋部位的电位表现为________，而邻近的未兴奋部位仍然是________，在兴奋部位和未兴奋部位之间由于_______的存在而发生__________，这样就形成了_________内正外负内负外正电位差电荷移动局部电流局部电流的方向:膜外:膜内:未兴奋部位→兴奋部位兴奋部位→未兴奋部位3.兴奋的产生与传导图1图2局部电流又刺激相近的_______部位产生_____的电位变化，如此进行下去（图1-图2），将兴奋向前传导，后方又_______________；未兴奋同样恢复静息电位刺激【总结】兴奋的产生和传导刺激兴奋传导方向兴奋传导方向兴奋以局部电流（或电信号或神经冲动）的形式沿着神经纤维，从受刺激部位向两边快速传导。兴奋的传导方向与膜内电流方向相同，与膜外电流方向相反。【总结】兴奋的产生和传导即兴奋在离体神经纤维上的传导方向是双向的。+ + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - 静息电位K＋外流动作电位Na＋内流知识梳理：兴奋在神经纤维上的传导局部电流兴奋的传导： 局部电流刺激相近未兴奋部位，再产生动作电位及局部电流，兴奋就向前传导刺激膜电位变化外正内负：外负内正：（未兴奋状态）（兴奋状态）电位差：兴奋部位与未兴奋部位之间（电信号、神经冲动）+ + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - -+ + + - - -+ + + - - -1.传导过程产生 （但在生物体中总是单向传导的）+ + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - 知识梳理：神经冲动的传导过程+ + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - -+ + + - - -+ + + - - -2.传导特点：具有双向性3.兴奋的传导方向：兴奋部位未兴奋部位4.电流方向膜外：与兴奋方向相反膜内：与兴奋方向相同5.兴奋后的恢复：迅速恢复为外正内负主动运出Na＋兴奋在神经纤维上的传导方向解析②在反射过程中①在离体的神经纤维上传导方向：________传导方向：_________单向传导 在反射过程中，总是从感受器一端接受刺激产生兴奋然后传向另一端，再加上反射弧中的突触也决定兴奋在反射弧中的传导方向是单向的。 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，因此可以双向传导原因双向传导小结1. 反射的完成以神经元上兴奋的传导为基础。2. 神经元受到刺激会产生兴奋。静息电位表现为内负外正。 3. 兴奋在神经纤维上以神经冲动（电信号）的形式传导， 刺激离体的神经纤维上任意一点兴奋可双向传导。