人教版 (2019)选择性必修1第3节 神经冲动的产生和传导多媒体教学课件ppt

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第3节 神经冲动的产生和传导多媒体教学课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了电信号，神经冲动，膜上三种通道蛋白，K+外流，静息电位的形成，Na+内流，动作电位的形成，未兴奋部位→兴奋部位，兴奋部位→未兴奋部位，局部电流方向等内容，欢迎下载使用。
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。 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 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0.1s
兴奋在神经纤维上的传导
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传导的？它是怎样传导的呢？
一、兴奋在神经纤维上的传导
（一）、蛙坐骨神经表面电位差实验
科学家做过如下实验：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。
说明：神经表面各处点位相等
说明：a处为负电位，电流方向为 指针偏转方向
●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●
说明：无电流，a处恢复为正电位， a、b两处电位差为零
说明：b处为负电位，电流方向为 指针偏转方向
说明：无电流，b处恢复为正电位， a、b两处电位差为零
说明：在神经系统中，兴奋是以_______的形式沿着神经纤维传导的。
这种电信号也叫做___________。
思考：神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的呢？
（二）、静息电位和动作电位的离子基础
只在特殊时段开放，只允许Na+内流，协助扩散
持续开放，只允许K +外流，协助扩散
每消耗1分子ATP，就泵出3个Na+的同时泵入2个K +，结果：细胞内K +始终高于膜外，细胞外Na+始终高于膜内，主动运输
未受刺激时：膜内外变化：
当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对离子的通透性是怎样的呢？
注：静息电位的形成与大小取决于K +的浓度差，与Na+无关！
受到刺激时：膜内外变化：
注：此时钾离子还在外流，但是钠离子内流的量远比钾离子外流的量多，因此膜电位由“内负外正”变为“外负内正”
兴奋部位的电位表现为内正外负，而邻近的未兴奋部位仍然是内负外正
，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，这样就形成了局部电流。
局部电流与兴奋传导方向：
①膜外与兴奋传导方向
②膜内与兴奋传导方向 .
局部电流刺激相近的_______部位产生同样的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又_______________。
5. 局部电流动画演示
(1)产生和维持神经细胞静息电位主要与K＋有关(　　)(2)兴奋沿神经纤维传导时细胞膜外Na＋大量内流(　　)(3)在完成反射活动的过程中，兴奋在神经纤维上的传导方向是双向的(　　)(4)刺激离体的神经纤维中部，产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导(　　)(5)神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相同(　　)
神经细胞内K+浓度明显高于膜外,而Na+浓度比膜外低。离体神经纤维某一部位受到适当刺激时,受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化,产生神经冲动。如图为该部位受刺激前后,膜两侧电位差的变化。结合如图完成下面的问题。
1.分析AB、BC、CD产生的原因？2.改变外界溶液中的Na+、K+浓度，膜电位如何变化
电流表指针偏转次数的判断
(1)静息电位和动作电位的测量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)。②测动作电位:灵敏电流计都连接在神经纤维膜外(或内)侧(如图乙)。
(2)兴奋在神经纤维上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,电表不发生偏转。
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。
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，叫作突触小体。
目前已知的神经递质种类很多，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。（与受体结合发挥作用，后面详讲）
二、兴奋在神经元之间的传递
B:轴突(突触前膜）→树突(突触后膜)
A:轴突(突触前膜)→胞体(突触后膜)
注意：神经元与肌肉细胞或某些腺体细胞之间也是通过突触联系的轴突——肌肉细胞轴突——腺体细胞
当神经冲动传到轴突末梢时
突触小泡受刺激向突触前膜移动
突触小泡膜与突触前膜融合，释放神经递质
神经递质释放的运输方式是_____，_____消耗能量，_______转运蛋白，体现了细胞膜__________________；
问：神经冲动从上一个神经元传到下一个神经元，下一个神经元一定兴奋吗？
不一定，下一个神经元兴奋或抑制。
主要与释放的神经递质有关！
目前已知的神经递质种类很多，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。
Na+通道打开，Na+内流，后膜产生动作电位，后神经元兴奋
Cl-通道打开，Cl-内流后，强化外正内负的静息电位，使后膜难以兴奋，表现为抑制作用
（一般为乙酰胆碱、谷氨酸、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等。）
（一般为甘氨酸、γ-氨基丁酸、5-羟色氨等。）
兴奋性神经递质乙酰胆碱为例
神经递质经扩散通过突出间隙，与突触后膜上的相关受体结合
神经递质通过突触间隙的运到突触后膜的方式为_____，_______消耗能量,其快慢与________和______等有关。
突触后膜上相关离子通道（Na+通道）打开
Na+内流引发突触后膜（下一个神经元）电位变化
形成局部电流，兴奋在下一个神经元上传导开来
神经递质发挥作用后与受体分开，并迅速被降解或回收进细胞
（肌肉细胞或某些腺体细胞）
原因是神经递质储存于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜。
使下个神经元兴奋或抑制
兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递比较
电信号→化学信号→电信号
思考：兴奋在反射弧上是单向还是双向传导？
三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
有机磷农药：含磷元素的有机化合物农药，如乐果、敌百虫及敌敌畏等。有机磷农药经皮肤、消化和呼吸道粘膜过量摄入可抑制胆碱酯酶活性，引发突触后膜持续激活，导致神经系统功能紊乱。
胆碱酯酶：降解神经递质乙酰胆碱
1.化学物质可对神经系统产生影响
(一)某些化学物质对神经系统的影响
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______；
①有些物质能够促进神经递质的______和_____的速率；②有些会干扰：_____________________________；③有些会影响分解神经递质的____的________；
(一)某些化学物质对神经系统的产生影响
原理：①有些物质能够促进神经递质的______和_____的速率；②有些会干扰：_____________________________；③有些会影响分解神经递质的____的________；
原指能___________________________的一类药物，如今是________________的统称。
提高中枢神经系统机能活动
兴奋剂具有增强_____________、提高__________等作用。
为了保证公平、公正，运动比赛禁止使用兴奋剂。
指____、______、_______________、_____、____、______以及国家规定管制的其他能够使人___________的_____药品和______药品。
有些兴奋剂就是毒品，它们会对人体健康带来极大的危害。
可卡因既是一种_______也是一种_______；它会影响大脑中与_________有关的神经元，这些神经元利用神经递质________来传递愉悦感；
(2)可卡因的上瘾机制
就留在突触间隙持续发挥作用
(3)可卡因的其他危害
此外，可卡因能干扰__________的作用，导致_________异常，还会抑制__________的功能； 吸食可卡因者可产生__________，长期吸食易产生_______与_______，最典型的是有___________，奇痒难忍，造成严重的抓伤甚至断肢自残、情绪不稳定，容易引发暴力或攻击行为；长期大剂量使用可卡因后突然停药，可出现_______、_______、失望、疲惫、失眠、厌食等症状；
(三)珍爱生命，远离毒品
2008年，《中华人民共和国禁毒法》正式施行； 该法明确指出，禁毒是全社会的共同责任； 禁毒工作实行以预防为主，综合治理，禁种、禁制、禁贩、禁吸并举的方针； 参与制毒、贩毒或引诱他人吸毒，都会受到法律的严惩； 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。
从鸦片战争到现在，我国人民同毒品的斗争一直没有停止过。这不仅关系个人的命运，而且关系国家和民族的兴衰。
有研究者提出一个问题：“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？”
为回答此问题，科学家进行了如下实验。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。
由此，科学家得出结论：该神经释放一种化学物质，这种物质可以使心跳变慢。
讨论：在进行这个实验时，科学家基于的假说是什么？实验预期是什么？
【思维训练】推断假说与预期
从A的营养液中取一些液体注入B的营养液中
该神经释放一种化学物质，这种物质可以使心跳变慢。
支配心脏的副交感神经可能是释放了某种化学某种，该物质可以使心跳减慢。
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心脏的跳动也会减慢。
兴奋传导过程中的膜电位变化
A点——静息电位，K＋通道开放；B点——0电位，动作电位形成中，Na＋通道开放；BC段——动作电位，Na＋通道继续开放；CD段——静息电位恢复形成；DE段——静息电位。
静息电位不变，动作电位的峰值变大
静息电位不变，动作电位的峰值变小
Na+浓度只影响动作电位的峰值;K+浓度只影响静息电位的绝对值。
将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液(溶液S)中，可测得静息电位。给予细胞一个适宜的刺激，膜两侧出现一个暂时性的电位变化，这种膜位变化称为动作电位。适当降低溶液S中的Na＋浓度，测量该细胞的静息电位和动作电位，可观察到(　　)A．静息电位值减小 B．静息电位值增大C．动作电位峰值升高 D．动作电位峰值降低
Na+浓度只影响动作电位的峰值;K+浓度只影响静息电位的绝对值
（2011年浙江4）在离体实验条件下单条神经纤维的动作电位示意图如下，正确的 （ ）
A．a－b的的Na+内流是需要消耗能量的B．b－c段的Na+外流是不需要消耗能量的C．c－d段的K+外流是不需要消耗能量的D．d－e段的K+内流是不需要消耗能量的
①__________ ②__________ ③__________ ④__________ ⑤__________ ⑥__________ ⑦__________ ⑧__________ ⑨__________ ⑩__________
思考：怎么判断突触前膜和突触后膜？
_______→_________→_______
因此可以说兴奋在突触处信号转换为：__________________________；兴奋在突触前膜的信号转换为__________________；兴奋在突触后膜的信号转换为__________________；
（2）兴奋在神经元之间的传递的形式：
练习与应用一、概念检测1. 有些地方的人们有食用草乌炖肉的习惯，但草乌中含有乌头碱，乌头碱可与神经元上的钠离子通道结合，使其持续开放，从而引起呼吸衰竭、心律失常等症状，严重可导致死亡。下列判断不合理的是（ ）A.食用草乌炖肉会影响身体健康B.钠离子通道打开可以使胞外的Na+内流C.钠离子通道持续开放会使神经元持续处于静息状态D.阻遏钠离子通道开放的药物可以缓解乌头碱中毒症状2. 乙酰胆碱酯酶可以水解乙酰胆碱，有机磷农药能使乙酰胆碱酯酶失活，则该药物可以（ ）A.使乙酰胆碱持续发挥作用B.阻止乙酰胆碱与其受体结合C.阻止乙酰胆碱从突触前膜释放D.使乙酰胆碱失去与受体结合的能力
二、拓展应用1. 枪乌贼的神经元是研究神经兴奋的好材料。研究表明，当改变神经元轴突外Na+浓度的时候，静息电位并不受影响，但动作电位的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。（1）请对上述实验现象作出解释。（2）如果要测定枪乌贼神经元的正常电位，应该在何种溶液中测定？为什么？
静息电位与神经元内的K+ 外流相关而与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。
要测定枪乌贼神经元的正常电位，应在钠钾离子浓度与内环境相同的环境中进行。因为体内的神经元处于内环境之中，其钠钾离子具有一定的浓度，要使测定的电位与体内的一致，也就必须将神经元放在钠钾离子浓度与体内相同的环境中。
2. 一般的高速路都有限速的规定。例如，我国道路交通安全法规定，机动车在高速公路行驶, 车速最高不得超过120km/h。在高速路上行车, 要与前车保持适当的距离，如200m。另外，我国相关法律规定，禁止酒后驾驶机动车。请你从本节所学知识的角度，解释这几项规定的合理性。如果遇到酒后还想开车的人，你将怎样做？
在行车过程中，发现危险进行紧急处置，实际上需要经过一个复杂的反射过程。视觉器官等接受信号并将信号传至大脑皮层作出综合的分析与处理，最后作出应急的反应，要经过兴奋在神经纤维上的传导以及多次突触传递，因此从发现危险到作出反应需要一定的时间。车速过快或车距过小，就缺少足够的时间来完成反应的过程。此外，酒精会对神经系统产生麻痹，使神经系统的反应减缓，所以酒后要禁止驾驶机动车。遇到酒后还想开车的人，需告诫：酒后不开车，开车不喝酒；酒驾、醉驾是违法行为。
有关神经递质的6点总结
(1)供体：轴突末端突触小体内的突触小泡。
(2)传递途径：突触前膜→突触间隙→突触后膜。
(3)受体：突触后膜上的糖蛋白，具有特异性。
(4)作用：神经递质与受体结合后，打开突触后膜上的相应的离子通道，发生离子流动，引起突触后膜电位变化。
(5)类型：兴奋性神经递质——如乙酰胆碱、谷氨酸等，引起兴奋的机理为该类递质作用于突触后膜后，能增强突触后膜对Na＋的通透性，使Na＋内流，从而使突触后膜产生动作电位，即引起下一神经元发生兴奋；抑制性神经递质——如甘氨酸、γ-氨基丁酸、去甲肾上腺素等，引起抑制的机理为该类递质作用于突触后膜后，能增强突触后膜对Cl－的通透性，使Cl－进入细胞内，强化内负外正的静息电位，从而使神经元难以产生兴奋。
(6)去向：神经递质发挥效应后，会很快被相应的酶降解，或被突触前神经元回收，以免持续发挥作用。
微专题（二） 兴奋的传导与传递相关实验分析
一、传入神经和传出神经的判断方法
1．根据是否有神经节判断：有神经节的为传入神经。2．根据脊髓灰质的结构判断：与前角(粗大端)相连的为传出神经，与后角(狭长端)相连的为传入神经。3．根据脊髓灰质内突触结构判断：图中与“ ”相连的为传入神经，与“ ”相连的为传出神经。
4．切断实验法判断：若切断某一神经，刺激外周段(以断点为参考远离中枢的位置)，肌肉不收缩，而刺激向中段(以断点为参考近中枢的位置)，肌肉收缩，则切断的为传入神经，反之则为传出神经。
例1 　如图是一个反射弧模式图，下列分析中正确的是(　　)①S是感受器，M是效应器　②S是效应器，M是感受器　③Ⅰ是传入神经，Ⅲ是传出神经　④Ⅰ是传出神经，Ⅲ是传入神经　⑤兴奋的传导方向是：S Ⅰ Ⅱ Ⅲ M　⑥兴奋的传导方向是：M Ⅲ Ⅱ Ⅰ S　⑦兴奋的传导方向是：S Ⅰ Ⅱ Ⅲ M或M Ⅲ Ⅱ Ⅰ S　A．①③⑤ B．②④⑥ C．①③ D．②④⑦
例2 　下图为某反射弧结构的模式图，其中乙表示神经中枢，甲、丙未知。神经元A、B上的1、2、3、4为四个实验位点。现欲探究A是传出神经还是传入神经，某研究小组将微电流计的两个电极分别搭在位点2和位点3的神经纤维膜外侧。下列说法错误的是(　　) A．刺激位点4，若微电流计指针偏转2次，则A为传入神经B．刺激位点4，若微电流计指针偏转2次，则A为传出神经C．刺激位点1，若微电流计指针偏转2次，则A为传入神经D．刺激位点1，若微电流计指针偏转1次，则A为传出神经
二、兴奋传导和传递过程中电流计指针偏转问题
1．若电极两处同时兴奋，则电流表指针不偏转，如刺激图1中的c点。2．若电极两处先后兴奋，则电流表指针发生两次方向相反的偏转，如刺激图1中的a点和图2中的b点。3．若两电极只有一处兴奋，则电流表指针发生一次偏转，如刺激图2中的c点。
例3 　神经纤维上有依次排列的四个点A、B、C、D，且AB＝BC＝CD，现将一个电流表依次连接到神经纤维细胞膜表面的两点(1.AB、2.BD、3.AD)，若在C处给一强刺激，其中电流表指针能够发生两次方向相反的偏转的有(　　) A．1、2 B．1、3 C．2、3 D．1、2、3
例4 　下图是反射弧的局部结构示意图，刺激c点，检测各位点电位变化。下列说法错误的是(　　) A．若检测到b、d点都有电位变化，说明兴奋在同一神经元上是可以双向传导的B．如果a处检测不到电位变化，是因为突触前膜释放的是抑制性神经递质C．兴奋由c传递到e时，发生了电信号→化学信号→电信号的转换D．电表①不偏转，电表②偏转两次
三、实验探究反射弧中兴奋的传导和传递
1．探究兴奋在神经纤维上的双向传导方法设计：电刺激图中①处，观察A的反应，同时测量②处的电位有无变化。结果分析：电刺激①处→A有反应的前提下，若②电位不变化，则为单向传导；若②电位改变，则为双向传导。
2．探究兴奋在神经元之间的单向传递方法设计：先电刺激图中①处，测量③处电位变化；再电刺激③处，测量①处的电位变化。结果分析：①③都有电位变化→双向传递；只有①处电位有变化→单向传递(且传递方向③→①)。
例5 　下图表示通过突触相连接的神经元，电流计的电极均连接于神经纤维外表面，A、B、C为可以选择的刺激位点。下列分析正确的是(　　)A．刺激A点，兴奋以局部电流的形式传到B点B．若要证明兴奋在神经纤维上双向传导，最好刺激C点C．未受刺激时，神经元细胞膜内外没有离子进出D．刺激B点，观察②指针的偏转次数，可以判断X处有无突触
例6 　将蛙脑破坏，保留脊髓，做蛙心静脉灌注，以维持蛙的基本生命活动。暴露蛙左后肢屈反射的传入神经和传出神经，分别连接电位计a和b。将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后，电位计a和b有电位波动，出现屈反射。如图为该反射弧结构示意图。请回答下列问题：
(1)用简便的实验验证兴奋能在神经纤维上双向传导，而在反射弧中只能单向传递：
(2)若在灌注液中添加某种药物，将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后，电位计a有波动，电位计b未出现波动，左后肢未出现屈反射，其原因可能有：①____________________________________________________；②____________________________________________________。
方法和现象：刺激电位计b与骨骼肌之间的传出神经。观察到电位计b有电位波动和左后肢屈腿，电位计a未出现电位波动
突触前膜释放的神经递质不能与突触后膜上的特异性受体结合　
突触前膜不能释放神经递质
1）合成：在突触小体中合成，与高尔基体有关。2）种类: 兴奋性神经递质（比如乙酰胆碱）、抑制性神经递质（比如多巴胺）。3）作用: 引起下一个神经元兴奋或抑制。4）供体: 轴突末端突触小体内的突触小泡。5）受体: 存在于突触后膜上的相关受体。6）传递: 突触前膜→突触间隙→突触后膜。7）释放: 胞吐方式，该过程消耗能量，没有穿过生物膜，体现了生物膜具有一定的流动性。8）去向：神经递质与受体分开后，迅速被降解或回收进细胞9）兴奋性神经递质：兴奋性神经递质与突触后膜上的相关受体结合，引起阳离子（如Na+) 内流，可导 致突触后神经元兴奋，即膜电位由外正内负变为外负内正。10)抑制性神经递质：抑制性神经递质与突触后膜上的相关受体结合后，可使后膜上的阴离子通道开 放，CI-进入细胞内，强化外正内负的静息电位，从而产生抑制效应。
1.神经表面电位差的实验示意图（理解）2.兴奋以什么形式在神经纤维上传导？3.静息状态的电位是什么电位？电位表现？形成原因？钾离子外流消耗能量吗？4.产生兴奋时的电位是什么电位？电位表现？形成原因？钠离子内流消耗能量吗？5.局部电流怎么形成的？兴奋在神经纤维（离体）的传导方向是怎样的？ 生物体内的反射弧上，兴奋在神经纤维上的传导方向是怎样的？6.膜外局部电流方向？膜内局部电流方向？兴奋传导方向与膜外还是膜内 局部电流方向一致？7.神经冲动传导的特点（3 条）？
1.什么是突触，什么是突触小体？2.突触由哪三部分组成，谁可以作为突触后膜？3.根据结构划分突触分钠两类？根据功能划分突触分哪两类？神经元与效应器间形成的突 触有哪两类？4.兴奋在突触处的传递过程（详见ppt）5.在突触位置信号如何转换的？6.兴奋在神经元之间的传递特点（2 条）？7.为什么兴奋在神经元之间只能单向传递（默写）？8.突触前膜、突触间隙、突触后膜信号转化是怎样的？9.关于神经递质相关知识点（参考ppt）
1.某些化学物质对神经系统产生影响的原理？2.什么是兴奋剂，有什么作用，危害是什么？3.什么是毒品，注意有些兴奋剂就是毒品，它们会对人体健康带来极大的危害。4.服用可卡因为什么会使人上瘾？