资源简介 (共63张PPT)第2章 第3节 神经冲动的产生和传导问题探讨短跑赛场上,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1.从运动员听到枪响到做出起跑的反应,信号的传导经过了那些结构?经过了感受器(耳)、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(传出神经末梢和它所支配的肌肉)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?人类从听到声音到做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?神经元之间神经纤维兴奋在神经纤维上的传导一兴奋在神经元之间的传递二一、兴奋在神经纤维上的传导意大利医生、生理学家伽尔瓦尼(L.Galvani)坐骨神经腓肠肌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。蛙的坐骨神经表面电位变化实验生物电的发现ab++①静息时,电表 测出电位变化,说明神经表面各处电位 。没有相等刺激-②在图示神经的左侧一端给予刺激时, 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 。恢复为正电位共发生了两次方向相反的偏转一、兴奋在神经纤维上的传导实验过程及结果1. 兴奋传导的形式: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___________。神经冲动神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的呢?一、兴奋在神经纤维上的传导实验结论因此可以说,兴奋在神经纤维上的传递形式为:___________________神经冲动(电信号)请同学们阅读课本28页及下面的资料,思考以下问题:1.神经细胞Na+、K+分布特点?静息时膜内外离子浓度差形成的原因?2.静息时神经纤维膜内和膜外的电位是怎样的 2.接受刺激时,兴奋部位膜内外发生了什么变化 为什么会出现这种变化呢 3.兴奋在神经纤维上是怎样传导的 一、兴奋在神经纤维上的传导静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度细胞类型 细胞内浓度(mmol/L) 细胞外浓度(mmol/L) Na+ K+ Na+ K+枪乌贼神经元轴突 50 400 460 10蛙神经元 15 120 120 1.5哺乳动物肌肉细胞 10 140 150 4静息电位及其形成机制(视频)一、兴奋在神经纤维上的传导2.静息电位产生机制①神经细胞膜外的Na+浓度高,膜内K+浓度高。②静息状态下,细胞膜上K+通道蛋白打开。K+外流Na+膜外膜内膜外++++++++++++++----------------------------++++++++++++++K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+K+Na+Na+Na+K+K+K+“生物电”发生的膜学说: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_______,这称为________;(1)原因:(2)结果:一、兴奋在神经纤维上的传导K+K+外流高外正内负静息电位静息电位产生原因动画视频演示K+Na+K通道Na通道膜外膜内外正内负K+外流2.静息电位产生机制动作电位产生的机理是什么?一、兴奋在神经纤维上的传导①神经细胞膜外的Na+浓度高,膜内K+浓度高。②受到刺激时,细胞膜上Na+通道蛋白打开。Na+内流Na+膜外膜内膜外++++++++++++++----------------------------++++++++++++++K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+K+Na+Na+Na+K+K+K+K+Na+Na+3.动作电位产生机制(1)原因:(2)结果:一、兴奋在神经纤维上的传导产生兴奋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_______Na+Na+内流暂时性内正外负动作电位K+Na+K通道Na通道膜外膜内动作电位产生原因动画视频演示3.动作电位产生机制兴奋部位的电位表现为内正外负,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会发生什么现象呢?一、兴奋在神经纤维上的传导Na+Na+- - - -++++++++++++++++++++++++++++++++- - - -- - - -- - - -- - - -- - - -- - - -- - - -++++++++- - - -- - - -++++++++- - - -- - - -Na+Na+++++++++- - - -- - - -Na+Na+Na+Na+Na+Na+局部电流动画视频演示4.局部电流的形成在兴奋传导过程中膜内外电流方向一致吗、与兴奋传导方向有什么关系呢?一、兴奋在神经纤维上的传导兴奋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_________内正外负外正内负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(电信号、神经冲动)-+-------------------------------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++适宜刺激思考:若将神经纤维离体,刺激中部,则兴奋的传导方向是什么样的?兴奋部位临近未兴奋部位临近未兴奋部位一、兴奋在神经纤维上的传导-+-------------------------------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++适宜刺激思考:若将神经纤维离体,刺激中部,则兴奋的传导方向是什么样的?未兴奋部位兴奋部位兴奋部位兴奋膜内电流方向膜外电流方向一、兴奋在神经纤维上的传导-+-------------------------------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++适宜刺激思考:若将神经纤维离体,刺激中部,则兴奋的传导方向是什么样的?兴奋膜内电流方向膜外电流方向结论:若刺激发生在神经纤维中部,则兴奋传导方向是____的;兴奋的传导方向与膜___电流相同;双向内一、兴奋在神经纤维上的传导丹麦生理学家斯科(Jens C.Skou)等人发现,钠钾泵是一种钠钾依赖的ATP酶,能分解ATP释放能量,将膜外的K+运进细胞,同时将膜内的Na+运出细胞。细胞内K+浓度高,细胞外Na+浓度高,正是由钠钾泵维持的。Na+进细胞,K+出细胞:协助扩散Na+出细胞,K+进细胞:主动运输(钠钾泵)神经细胞每兴奋一次,会有部分Na+内流和部分K+外流,长此以往,神经细胞膜内高K+膜外高Na+的状态将不复存在。这个问题是如何解决的呢?一、兴奋在神经纤维上的传导小结-+--++++++++++---------+--++++++++++--------Na++++++---+++----+++----+++++---+++----+++----Na++-++++++--+-------+++-+-++++++--+-------+++-Na+静息状态未兴奋部位兴奋状态兴奋部位刺激K+外流Na+内流静息电位(外正内负)动作电位(外负内正)局部电流未兴奋部位刺激Na+内流b、d点 ,电表 发生偏转。点先兴奋, 点后兴奋,电表发生 次相反偏转(即先向 后向 偏转)1.刺激a点:2.刺激c点:bd两同时兴奋不左右归纳1:兴奋在神经纤维上传导与电流表指针偏转问题3.刺激c点:点先兴奋, 点后兴奋,电表发生 次相反偏转(即先向 后向 偏转)bd两左右归纳1:兴奋在神经纤维上传导与电流表指针偏转问题4.刺激c点:b处电流表先向 后向 偏转 次,肌肉发生收缩。左右两归纳1:兴奋在神经纤维上传导与电流表指针偏转问题a-b:此时为_____电位,电位表现为________,此时细胞膜主要对____有通透性,离子运输方向为______,运输方式为________;b-c:此时细胞主要对____有通透性,离子运输方向为_______,运输方式为________;c:此时为零电位,内外无电位差;c-d:此时为_____电位,电位表现为________,此时细胞膜主要对___有通透性,离子运输方向为______,运输方式为________;静息外正内负K+K+外流协助扩散Na+Na+内流协助扩散动作内正外负Na+Na+内流协助扩散归纳2:电位变化曲线的解读d:动作电位峰值,峰值大小(以及bd段斜率)与_______________有关d-e:此时为_____电位的恢复,__通道打开,此时细胞膜主要对___有通透性,离子运输方向为______,运输方式为________;e-f:______活动加强,每消耗一个ATP分子,逆电化学梯度泵出3个___和泵入2个___,使膜内外离子分布恢复到初始静息水平;经钠钾泵的运输方式为_______;静息K+K+K+外流协助扩散钠钾泵Na+K+主动运输特殊强调:①整个过程中,钠钾泵一直在发挥作用,并非只有ef段;②整个过程中,细胞膜内K+始终比膜外多,Na+始终比膜外少;膜内外Na+浓度差归纳2:电位变化曲线的解读思考:细胞外液中Na+和K+浓度变化对静息电位和动作电位有影响吗?有影响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浓度变化 静息电位或动作电位的变化细胞外Na+浓度增加 细胞外Na+浓度降低细胞外K+浓度增加细胞外K+浓度降低 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静息电位绝对值变小静息电位绝对值变大归纳2:电位变化曲线的解读现学现用:将一灵敏电流计电极置于蛙坐骨神经腓肠肌的神经上(如图1),在①处给予一适宜强度的刺激,测得的电位变化如图2所示,若在②处给予同等强度的刺激,测得的电位变化是( )B这一段表示什么?第二课时神经元之间伸肌屈肌肌梭神经纤维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 通过什么结构呢?电信号任务1:阅读课本请思考:1.突触概念、类型、结构、组成 2.兴奋在突触结构(神经元之间)传递的过程?(1)兴奋在此处是否仍然能以电信号的形式传导到下一个神经元吗?(2)神经元之间的信号传递也是双向?(3)兴奋在神经纤维上的传导与神经元之间的信号传递速度一样吗?(4)神经递质作用于突触后膜,引起突触后膜的电位变化,该变化一定是兴奋吗?(5)神经递质发挥后还有活性吗?这样有何意义?突触1.概念:二、兴奋在神经元传递间神经元的________经过多次分支,最后每个小枝末端_____,呈___状或___状,叫做_______;轴突末梢膨大杯球突触小体突触小体可以与其他神经元的______或_____等相接近,共同形成突触;树突细胞体突触有哪些类型 (一)结构基础--突触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)常见C:轴突——轴突D:树突——树突(一)结构基础--突触2.突触类型二、兴奋在神经元传递间思考:突触的后半部分一定是神经元的一部分吗?不一定,也可能是肌肉细胞或某些腺体细胞3.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兴奋传导的方向突触前膜突触间隙突触后膜二、兴奋在神经元传递间(一)结构基础--突触突触4.突触各部分的组成兴奋传导的方向①突触前膜②突触间隙③突触后膜突触前神经元__________的膜,还可以说是____________的膜轴突末梢突触小体突触间隙中充满了________组织液一般为突触后神经元________或__________的膜,在效应器的突触中,也可能为_________膜或某些__________的膜;树突细胞体肌肉细胞腺细胞二、兴奋在神经元传递间(一)结构基础--突触兴奋在此处是否仍然能以电信号的形式传导到下一个神经元吗?兴奋传导的方向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(二)兴奋通过突触的传递过程二、兴奋在神经元传递间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__________________;胞吐需要不需要具有一定的流动性突触小泡的形成与_________(细胞器)有关,胞吐过程中需要的能量主要来自_______(细胞器)高尔基体线粒体电信号化学信号兴奋传导的方向②神经递质通过__________, _____到________________附近突触间隙扩散突触后膜的受体(二)兴奋通过突触的传递过程二、兴奋在神经元传递间①兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢,引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质(化学物质)。电信号化学信号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。扩散不需要神经递质的浓度温度兴奋传导的方向②神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近。(二)兴奋通过突触的传递过程二、兴奋在神经元传递间①兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢,引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质(化学物质)。电信号化学信号③神经递质与______________结合,形成_____________突触后膜的受体递质-受体复合物神经递质与受体的结合具有_____性;受体的化学本质是_______________;神经递质与受体结合,体现了细胞膜的功能:______________________。特异蛋白质(糖蛋白)进行细胞间的信息交流兴奋传导的方向②神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近。(二)兴奋通过突触的传递过程二、兴奋在神经元传递间①兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢,引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质(化学物质)。电信号化学信号③神经递质与突触后膜上的受体结合,形成递质-受体复合物。④突触后膜上的离子通道发生变化,引发电位变化。电信号⑤神经递质被_____或_____降解回收神经元之间的信号传递也是双向?二、兴奋在神经元传递间(二)兴奋通过突触的传递过程的特点1.传递方式: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.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,因此神经元之间的兴奋的传递只能是单方向的兴奋在神经纤维上的传导与神经元之间的信号传递速度一样吗?轴突突触小泡突触前膜突触间隙突触后膜电信号化学信号电信号突触处的信号传递需要通过化学信号的转换。神经递质作用于突触后膜,引起突触后膜的电位变化,该变化一定是兴奋吗?二、兴奋在神经元传递间(二)兴奋通过突触的传递过程的特点1.传递方式:电信号 → 化学信号 → 电信号2.单向传递:3.突触延搁:即兴奋在突触处的传递比在神经纤维上的传导要慢突触后膜乙酰胆碱、胺类(多巴胺、5-羟色胺)、氨基酸类(谷氨酸、甘氨酸)、激素类(肾上腺素)、NO等。兴奋性递质:抑制性递质: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(1)化学本质:(2)种类和作用:化学物质(三)神经递质二、兴奋在神经元传递间拓展:突触小泡的运动机理看图,试着简述突触小泡的运动机理:当神经冲动沿着轴突传导至轴突末梢时,突触前膜对Ca2+的通透性会增加,大量的Ca2+进入突触小体内,Ca2+会促进突触小泡向突触前膜靠近,以胞吐的方式将其中神经递质释放到突触间隙中除此之外,这个图还能得到什么信息:神经递质发挥完作用后,会被回收;神经递质的释放是胞吐,回收通过转运蛋白的运输;突触后膜兴奋;拓展:抑制的形成机理①看图,试着简述抑制的形成机理:突触前膜释放神经递质,神经递质与受体结合后,突触后膜的Cl-离子通道打开(细胞膜对Cl-的通透性增加),Cl-内流,使静息电位更静息,形成抑制②抑制的电位表现最准确的描述是:静息电位的绝对值增大第三课时你是否沉迷在游戏中无法自拔?你是否喜欢暴饮暴食?你身边是否有人沉迷于赌博?你身边是否有人每天酗酒?你身边是否有人每天大量吸烟?你身边是否有人每天都要喝大量咖啡?什么是成瘾?多巴胺与奖励机制A组小鼠B组小鼠抑制脑部多巴胺合成给予食物无操作给予食物C组小鼠电刺激诱导多巴胺合成给予食物饥饿饥饿饥饿进食量舔嘴唇次数++++++++++++实验结果说明了什么问题?持续多次多巴胺与奖励机制多巴胺作为一种重要的神经递质,与人的快乐等正面情绪高度相关。A组小鼠B组小鼠抑制脑部多巴胺合成给予食物无操作给予食物C组小鼠电刺激诱导多巴胺合成给予食物预期结果饥饿饥饿饥饿持续多次多巴胺与奖励机制大脑皮层前额叶纹状体黑质伏隔核中脑腹侧被盖区突触前膜多巴胺分泌,作用于突触后膜特异性受体,诱导欲望产生。欲望得到满足,奖励机制启动,获得快乐等正面情绪,得到满足感。远超正常水平的多巴胺可以和受体结合,欲望增强。但后续神经信号不敏感,奖励机制反馈不足。突触传递的调节从神经递质角度,增加兴奋性神经递质多巴胺的相对数量促进神经递质多巴胺的合成促进突触小泡对多巴胺的摄取促进多巴胺在突触前膜的释放促进多巴胺与突触后膜特异性受体的结合抑制突触前膜对多巴胺的重摄取/降解毒品的成瘾机制鸦片、吗啡、海洛因等阿片类毒品:诱导突触前膜一次性释放大量多巴胺,突触间隙多巴胺浓度显著增加。可卡因:与突触前膜回收多巴胺的多巴胺转运蛋白具有极高的亲和性,多巴胺回收受阻,突触间隙多巴胺浓度显著增加。冰毒 、摇头丸、麻古等新型毒品:诱导突触前膜一次性释放大量多巴胺;抑制多巴胺在突触前膜的重吸收,,突触间隙多巴胺浓度显著增加。1.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____;突触三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害①有些物质能够_______神经递质的_______和______的_______;②有些会干扰:_______________________;③有些会影响_____________的_____的_______;促进合成释放速率神经递质与受体的结合分解神经递质酶活性哪些化学药品能对神经系统产生影响呢?2.兴奋剂(1)概念:(2)作用:原指能 的一类药物。提高中枢神经系统机能活动兴奋剂具有增强_____________、提高__________等作用。人的兴奋程度运动速度为了保证公平、公正,运动比赛禁止使用兴奋剂。3.毒品指 、 、 、 、 、 以及国家规定管制的其他能够使人 的 药品和 药品。鸦片海洛因甲基苯丙胺(冰毒)吗啡大麻可卡因形成瘾癖麻醉精神服用可卡因为什么会使人上瘾?试分析可卡因容易使人上瘾的原因?三、滥用兴奋剂、吸食毒品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。兴奋剂毒品愉快传递多巴胺(1)可卡因3.毒品三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害①在正常情况下,多巴胺发挥完作用后会被 上的_______从突触间隙 ;②吸食可卡因后,可卡因会使_______ 失去___________的功能,于是多巴胺就_____________________ __③这样,导致突触后膜上_____________________④当可卡因药效失去后,由于__________ ___,机体正常的神经活动受到影响,服药者就必须服用可卡因来__ __这些神经元的活动,于是形成恶性循环,毒瘾难戒突触前膜转运蛋白回收转运蛋白回收多巴胺就留在突触间隙持续发挥作用多巴胺受体减少多巴胺受体减少维持三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害(2)可卡因成瘾机制(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;交感神经心脏功能免疫系统心理依赖性触幻觉嗅幻觉虫行蚁走感抑郁焦虑三、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害从鸦片战争到现在,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防控毒品的严峻形势毒品注射流行地图颜色越深毒品流行越严重大麻使用率地图颜色越深大麻使用率越高知晓毒品的巨大危害自觉抵制毒品侵害。不接触陌生人给予的食物和饮料。生命只有一次,少年更应珍惜!对毒品说不!我们能做的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?”为了回答这一问题,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心脏的跳动情况;从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液中(如右图)B心脏跳动情况。AB思维训练A B材料处理结果结论 有某副交感神经无某副交感神经刺激该神经从A的营养液中取一些液体注入B的营养液中心脏跳动减慢心脏跳动也减慢该神经释放一种化学物质,这种物质可以使心跳变慢。化学信号推断假说与预期发现问题提出假说实验预期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C2.3 概念检测动作电位兴奋性神经递质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A2.3概念检测2.3 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。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。2.3拓展应用(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?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。 展开更多...... 收起↑ 资源预览