2020-2021学年第3节 神经冲动的产生和传导课堂教学课件ppt

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1.兴奋在神经纤维上的传导阐明静息时神经细胞膜内外两侧的电位表现为内负外正,受刺激后形成动作电位(表现为内正外负),并沿神经纤维传导。2.兴奋在神经元之间的传递阐明神经冲动在突触处的传递通常通过化学物质完成。3.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害通过分析具体实例,明确滥用兴奋剂和毒品对人体的危害。
1.基于对神经系统是一个信息网络的理解,认同信息流在生命活动中具有重要作用。2.能正确区分假说和预期,并能运用假说与预期解决生活中的实际问题。3.关注滥用兴奋剂和吸食毒品的危害,能够向他人宣传这些危害,拒绝毒品。
一、兴奋在神经纤维上的传导1.传导形式在神经系统中,兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导,这种电信号也叫神经冲动。
2.传导机理静息状态时:膜主要对K+有通透性,造成K+外流,细胞膜两侧的电位表现为内负外正。↓受到刺激时:神经细胞兴奋,细胞膜对Na+的通透性增加,造成Na+内流,膜两侧的电位表现为内正外负;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,形成了局部电流。↓恢复静息状态:局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化,将兴奋向前传导,后方又恢复为静息电位。
二、兴奋在神经元之间的传递1.结构基础 (1)突触由图中[b]突触前膜、[c]突触间隙、[d]突触后膜三部分组成。(2)其他结构①图中a是指神经元的轴突末梢,形成的膨大部分为突触小体。②图中e、f、g分别指突触小泡、神经递质、受体。
2.传递过程神经冲动→轴突末梢→突触小泡向突触前膜移动并与它融合→突触前膜释放神经递质→经扩散通过突触间隙→与突触后膜上的相关受体结合,形成递质—受体复合物→引发突触后膜电位变化→神经递质被降解或回收。3.传递方向:单方向传递。其原因是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。
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害1.兴奋剂:原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。2.兴奋剂的作用:增强人的兴奋程度、提高运动速度等。3.兴奋剂、毒品的作用位点:大多是突触。4.兴奋剂、毒品的作用机理:促进神经递质的合成和释放速率,有些会干扰神经递质与受体的结合,有些会影响分解神经递质的酶的活性。
【预习检测】 判断正误。(1)静息电位是由K+外流形成的,外流的方式为主动运输。(　　)(2)神经纤维受到刺激后,膜内和膜外的局部电流方向相反。(　　)(3)突触前膜是上一个神经元的轴突末梢的膜,突触后膜是下一个神经元的树突或细胞体膜。(　　)(4)兴奋经突触传递后,引起突触后神经元兴奋或抑制。(　　)(5)神经递质只有与突触后膜上的特异性受体结合后才能发挥作用。(　　)(6)毒品的作用都是通过影响分解神经递质的酶的活性来实现的。(　　)
下图表示兴奋在离体神经纤维上的传导过程,回答下列问题。
1.静息电位和动作电位分别具有什么特点?它们的形成主要与哪种离子的通透性有关?这些离子进出细胞的方式是哪种?提示:静息电位表现为内负外正,是由K+外流形成的;动作电位表现为内正外负,是由Na+内流形成的。K+内流和外流的方式分别是主动运输和协助扩散,Na+内流和外流的方式分别是协助扩散和主动运输。
2.图中b点为刺激点,该处膜两侧的电位与a处和c处的相比较有何特点?提示:b处膜两侧的电位表现为内正外负,a处和c处表现为内负外正。3.图中膜内、外两侧都会形成局部电流,请说出它们的电流方向。兴奋传导的方向与哪一侧的电流方向一致?提示:膜内的电流方向是a←b→c,膜外的电流方向是a→b←c。兴奋传导的方向与膜内的电流方向一致。4.兴奋在神经纤维上是以何种形式传导的?兴奋在离体神经纤维上的传导具有什么特点?提示:兴奋在神经纤维上是以电信号(神经冲动或局部电流)的形式传导的。兴奋在离体神经纤维上进行双向传导。
5.若测量该神经纤维上的静息电位和动作电位,电流计的两极应怎样连接?电流计如何偏转?
提示:①测静息电位:灵敏电流计一极与神经纤维膜外侧连接,另一极与膜内侧连接(如图甲),可观察到指针发生一次偏转。②测动作电位:灵敏电流计的两极都连接在神经纤维膜外(或内)侧(如图乙),可观察到指针发生两次方向相反的偏转。
1.神经纤维上膜电位变化曲线解读 离体神经纤维某一部位受到适当刺激时,受刺激部位的细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化,产生神经冲动。右图表示该部位受刺激前后,膜两侧电位差的变化。详细分析如下:
(1)A点——静息电位,膜电位表现为内负外正,此时细胞膜主要对K+有通透性,K+外流;(2)B点——零电位,动作电位形成过程中,细胞膜对Na+的通透性增强,Na+内流;(3)BC段——动作电位,细胞膜对Na+继续保持通透性,Na+内流;(4)CD段——静息电位恢复过程;(5)DE段——静息电位。
2.兴奋传导与电表指针偏转问题分析 (1)刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电表指针发生两次方向相反的偏转。(2)刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电表指针不发生偏转。
有关兴奋产生和传导的两个易错点(1)静息电位≠零电位。静息电位时,膜外的阳离子浓度大于膜内的阳离子浓度,膜内外存在电位差,不是零电位。用电表测量时一般表现为负电位。(2)神经纤维上兴奋传导方向:体内不同于体外。①离体神经纤维上兴奋的传导是双向的。②在生物体内,神经纤维上的兴奋只能来自感受器。因此在生物体内,兴奋在神经纤维上是单向传导的。
下图是神经元受到刺激后产生的电位变化图。据图判断下列说法错误的(　　) A.神经纤维兴奋部位和未兴奋部位由于电位差的存在形成局部电流B.刺激形成的兴奋部位电位变化是由于K+内流引起的C.膜内电流的方向与兴奋传导的方向相同D.兴奋传导过后又会恢复到静息电位答案:B
解析:在神经纤维受刺激后,神经纤维膜对Na+的通透性增加,Na+内流,使得刺激点处膜两侧的电位表现为内正外负,兴奋部位与未兴奋部位产生电位差而发生电荷移动,形成局部电流。膜内电流的方向与兴奋传导的方向相同,而膜外电流的方向与兴奋传导的方向相反。兴奋传导过后,膜电位又变成内负外正,即又会恢复到静息电位。
【变式训练】 1.当神经冲动在轴突上传导时,如下图所示,下列叙述错误的是(　　) A.丁区发生K+外流和Na+内流B.甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态C.乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁D.图示神经冲动的传导方向有可能是从左到右或从右到左答案:A解析:神经纤维静息电位表现为内负外正,动作电位表现为内正外负。图示中乙区表现为内正外负,则乙区兴奋,甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态。乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁。丁区表现为内负外正,主要是K+外流所致。
2.下图中神经纤维MB段距离长于MC段,在M处给予电刺激,在B、C处用电流计测其电位变化,电流计指针(　　)A.不动B.向左偏转C.向右偏转D.发生两次方向相反的偏转答案:D解析:根据题意和图示分析可知,在M处给予电刺激,由于兴奋在神经纤维上的传导是双向的,所以兴奋能传导到B、C处。又由于神经纤维MB段距离长于MC段,所以兴奋先传导到C处,使电流计指针发生一次偏转;之后传导到B处,使电流计指针又发生一次方向相反的偏转。
1.下图表示当有神经冲动传到神经末梢时,神经递质从突触前膜释放并作用于突触后膜的机制。请据图回答下列问题。
(1)神经递质从突触前膜释放的方式是什么?该过程消耗的ATP主要来自哪里?提示:胞吐;线粒体。(2)神经递质作用于突触后膜,一定会引起下一个神经元兴奋吗?说明原因。提示:不一定。若释放的为抑制性递质,则会引起下一个神经元抑制。(3)兴奋传递过程中,在整个突触、突触前膜和突触后膜的信号转换分别是怎样的?提示:整个突触:电信号→化学信号→电信号。突触前膜:电信号→化学信号。突触后膜:化学信号→电信号。
2.下图表示三个通过突触相连接的神经元,电表的电极连接在神经纤维的外表面,读图探讨以下有关问题。(1)刺激a点,电表①②是否会发生偏转?若发生偏转,偏转几次?提示:会。电表①会发生两次方向相反的偏转;电表②只发生一次偏转。(2)该实验结果能不能证明兴奋在神经纤维上的传导为双向传导,在突触间是单向传递?提示:能。
1.神经递质(1)本质:神经细胞产生的一类化学物质,使有相应受体的神经细胞产生特异性反应(兴奋或抑制)。(2)移动方向:突触小泡→突触前膜→突触间隙→突触后膜(具有受体蛋白)。(3)最终去向:迅速分解或被重吸收到突触小体或扩散离开突触间隙,为下一次兴奋做好准备。
2.神经元之间电流计的变化 (1)刺激b点时:由于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,所以电流计指针发生两次方向相反的偏转。(2)刺激c点时:兴奋只能由c传到d,不能传到a,a点不兴奋,d点可以兴奋,电流计指针只能发生一次偏转。
突触小体≠突触(1)组成不同:突触小体是神经元轴突分枝末端的膨大部分,其上的膜构成突触前膜,是突触的一部分;突触由两个神经元构成,包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。(2)信号转变不同:在突触小体上的信号转变为电信号→化学信号;在突触处完成的信号转变为电信号→化学信号→电信号。
下图为突触结构模式图,下列说法正确的是(　　)A.②处的液体为组织液,传递兴奋时含有能被③特异性识别的物质B.①中内容物使b兴奋时,兴奋处膜外为正电位C.在b中发生电信号→化学信号的转变D.①中内容物释放至②中主要借助于突触前膜的主动运输答案:A
解析:图中a表示上一个神经元,b表示下一个神经元(突触后膜),①是突触小泡,②是突触间隙,③是突触后膜上的神经递质受体。突触间隙内充满组织液,传递兴奋时含有能被③(受体)特异性识别的神经递质;①中内容物使b兴奋时,兴奋处膜外由正电位变为负电位;兴奋传到突触后膜时,突触后膜发生化学信号→电信号的转变;神经递质释放至突触间隙中的方式为胞吐,主要借助于突触前膜的流动性。
【变式训练】 1.在田径锦标赛上,运动员起跑的一刹那,在突触小体上完成的信息转换模式为(　　)A.电信号→电信号B.电信号→化学信号C.化学信号→化学信号D.化学信号→电信号答案:B解析:突触小体是指神经元的轴突末梢分枝末端的膨大部分,则运动员起跑的一刹那,在突触小体上完成的信息转换模式应为电信号→化学信号。
2.将甲、乙两个微电流计的两极按下图所示接在功能完好的神经元(纤维)上,在a、b、c、d四个实验位点给予适宜强度的电刺激。下列有关指针偏转情况的分析,错误的是(　　)A.刺激a点,甲的指针一定偏转两次B.刺激b点,甲的指针一定偏转一次C.刺激c点,乙的指针一定偏转两次D.刺激d点,乙的指针一定偏转两次答案:A解析:如果前一个神经元释放的是抑制性神经递质,则刺激a点,甲的指针只偏转一次,A项错误。由于兴奋只能从前一个神经元传递到后一个神经元,因此刺激b点,甲的指针只偏转一次,B项正确。由于兴奋在神经纤维上双向传导,因此,刺激c点或d点,乙的指针均会偏转两次,C、D两项正确。
推断假说与预期在观察和分析的基础上提出问题,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行推理,再通过实验检验演绎推理的结论。若实验结果与预期相同,则假说是正确的,反之,则说明假说是错误的。
下图为一个蟾蜍屈肌反射实验装置的结构模式图,回答下列问题。
(1)兴奋沿着神经纤维传导时,神经纤维细胞膜内侧局部电流的方向与兴奋传导方向　　　　(填“相同”或“相反”)。 
(2)已知药物X能阻断蟾蜍的屈肌反射活动,肌肉不能发生收缩,但不知是阻断神经纤维上的兴奋传导,还是阻断神经元之间的兴奋传递,或是两者都能阻断。现有一个如上图所示的屈肌反射实验装置,请利用该实验装置从A、B、C、D、E中选择四个位点作为实验位点进行探究。(在实验位点可以进行药物处理或电刺激。假设药物X在实验位点起作用后,其作用效果在实验过程中都不能消除)实验步骤:①将药物放于　　　　点,再刺激　　　　点,观察记录肌肉收缩情况;②　　　　　　　　　　,观察记录肌肉收缩情况。 实验结果预测及相应结论:若　　　　　　　　　　　,说明药物X是阻断神经元之间的兴奋传递;若　　　　　　　　　　　　,说明药物X是阻断神经纤维上的兴奋传导;若　　　　　　　　　　　　,说明药物X是两者都能阻断。 
答案:(1)相同(2)实验步骤:①D　E②将药物X放于B点,再刺激C点实验结果预测及相应结论:①处理后肌肉收缩,②处理后肌肉不收缩①处理后肌肉不收缩,②处理后肌肉收缩①处理后肌肉不收缩,②处理后肌肉也不收缩
解析:(1)产生动作电位时,受刺激部位的神经纤维膜外为负电位,膜内为正电位,未兴奋部位膜外为正电位,膜内为负电位,而电流方向是由正电位向负电位流动,所以在膜内是由兴奋部位向未兴奋部位流动,这与动作电位的传导方向是相同的。(2)由于兴奋是从前一个神经元的轴突传递到后一个神经元的树突或细胞体,所以在正常情况下,动作电位的流动方向是E→D→C→B→A,要知道药物究竟是阻断神经纤维上的兴奋传导,还是阻断神经元之间的兴奋传递,可以①将药物放在D点,刺激E点,观察肌肉的收缩情况;②将药物放在B点,刺激C点,观察肌肉的收缩情况。若①处理后肌肉收缩,②处理后肌肉不收缩,说明药物X是阻断神经元之间的兴奋传递;若①处理后肌肉不收缩,②处理后肌肉收缩,说明药物X是阻断神经纤维上的兴奋传导;若①处理后肌肉不收缩,②处理后肌肉也不收缩,说明药物X是两者都能阻断。