“兴奋的传导”教案

1、“兴奋的传导”教学设计“兴奋的传导”这一内容是人教版新教材引入的有关神经生物学方面生物电现象的知识。教学大纲对此知识的要求为“C”级认知水平，认知水平较高，但这部分知识抽象，尤其是细胞膜膜电位的变化，在识记后容易遗忘，为克服这一教学难点，本教学设计采用引入科学家们在探究生物电现象的过程中所做过的两个经典实验，使学生在观察分析实验的过程中，找到问题的答案。这样既训练了学生分析问题的能力，又使原本抽象的结论变得容易记忆。同时还潜移默化地渗透了“实验是自然科学的基础。人类可通过实验，探究微观世界发生的变化”的科学思想。本节课抓住了静息电位的产生与细胞膜对不同物质的通透性有关，以及动作电位产生的实质是

2、细胞膜对不同离子的通透性发生改变的结果，巩固了细胞膜的功能特性选择透过性。 本教学设计注重课的生成性，即准备了预备方案（教案中的斜体字）以满足求知欲强的学生。这些学生在课堂上提出许多疑问，这些问题涉及到静息膜电位及动作电位产生的离子基础，大致了解这一知识，又对理解兴奋如何经突触传递到下一个细胞（突触前膜释放的递质作用于突触后膜受体，引起离子通道打开，突触后膜去极化，从而产生兴奋）有帮助，因此，本教学设计根据较高层次学生的要求，对知识作了适当拓展和加深。在讲到兴奋经突触传递到下一个细胞的过程时，为加深对原理的理解，本文引入了临床上配合麻醉所用箭毒作为肌肉松弛剂的作用机理，以及有机磷中毒的原因。用

3、这类与生产生活实际相联系的问题，以激发学生的学习兴趣，加深对原理的认识。另外，本教学设计还充分利用多媒体技术电脑动画的特长，演示递质在突触前膜释放，作用于突触后膜受体的微观过程，使此过程生动形象，易于理解。教案课题兴奋的传导学校北京101中学 学科生物教师姓名安军一、 教学目标：知识方面：1、 通过观察实验，学生能描述静息状态下的细胞膜内外的电位情况2、 通过观察分析别人做过的实验，能描述细胞膜兴奋时，膜电位发生的变化3、 学生能用“局部电流学说”说明兴奋沿神经纤维传导的过程 4、 学生能说出突触的含义、会填突触结构模式图5、 学生能说明兴奋经突触传递到下一神经元的过程，能解释兴奋在反射弧中单

4、向传导的原因能力方面：6、 通过引入前人实验，渗透研究科学问题的思想方法，训练学生分析问题的能力。情感方面： 7、通过引入科学史（霍奇金和赫胥黎关于神经兴奋的产生和传导的研究工作）中的经典实验，渗透“实验是自然科学的基础。人类可通过实验，探究微观世界发生的变化”的科学思想。二、 教学重点：兴奋在神经纤维上的传导；兴奋在细胞间的传递三、 教学难点：1、 神经细胞在静息和兴奋时细胞膜的电位变化2、 局部电流学说3、 突触的功能四、 教学用具：图片（示实验）、电脑动画、PPT文稿五、 教学方法：讨论、启发式讲述教学过程教学环节教师活动学生活动参考书新课导入：板书：（二）兴奋的传导1、兴奋在神经纤维上

5、的传导静息状态下的细胞膜板图：+膜外-膜内A、名词：静息电位极化B、分析静息状态下，细胞膜两侧的离子分布情况过渡：兴奋时的神经细胞细胞膜实验二局部电流学说斜体字部分为回答学生的提问过渡：2、兴奋在细胞间的传递突触的含义突触的结构突触的功能动画制作脚本图片关于神经递质举例：小结：通过生活中的现象，引入反射与反射弧的概念及组成。提问：观察兴奋在反射弧中的传导，你能提出哪些值得探究的问题？ 引出课题，板书“兴奋的传导” 请学生猜想：“兴奋是如何沿神经纤维传导的？” 简介神经元的结构，明确神经纤维的概念。用电线与多米诺骨牌与神经传导类比，突出神经传导的特点。介绍枪乌贼巨大轴突的发现及微电极技术的发明，

6、使研究神经纤维的电变化成为可能。 人们研究发现兴奋在神经纤维上传导是一种生物电现象： 实验一：将电位计的一对电极中有一个放在细胞的外表面，另一个连了微电极，准备刺入膜内。当两个电极都位于膜外时，细胞表面各部位电位相等，但连微电极的一端刺入细胞内，瞬间记录仪器上出现了一个电位跃变（如右图）。提问：此实验说明什么？膜内与膜外相比哪一个电位更高呢？（先请学生想想办法怎样做？物理教师介绍学生能想出来） 学生设计对照实验让我们来做个对照实验了解这个电位计，将它的连接AB两点的电极分别的在电池的“-”和“+”极上，指针向左摆动（如图）引导学生得出结论：外正内负举例：1939年霍奇金（Hodgkin）测得枪

7、乌贼巨轴突静息状态下膜电位为-70毫伏，（膜内为负）。（见右图）在所有被研究过的动植物细胞中，静息电位都表现为膜内较膜外为负，如规定膜外电位为0，则膜内电位大都在-10-100mV之间。如：人的红细胞为-10mV,蛙骨骼肌细胞的静息电位为-50-70 mV，哺乳动物的肌肉作神经细胞为-70-90 mV这种电位差存在于安静细胞表面膜两侧，故称为跨膜静息电位。这种细胞膜两侧外正内负的状态又叫极化提问：细胞膜为什么会出现外负内正的电势差呢？展示：材料1：神经和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度（人体及动物生理学王玢 P15表2-1）见附录1材料2：演示图片“静息状态下细胞膜两侧离子分布情况模式图”（补充

8、：简介膜上有Na离子通道和K离子通道，静息时，Na离子通道关闭，K离子通道开放，在静息状态下，膜 的通透性主要表现为K离子外流，K离子顺浓度梯度流出去，当膜外正电位抵抗K离子外流的力量与K离子依化学浓度梯度外流的力量达平衡时，K离子净流量为零，此时的膜两侧电位差也稳定在某一水平，即静息膜电位）设问：细胞在兴奋时，兴奋神经纤维传导时，细胞膜的电位是如何发生变化的呢？观察分析下面的实验：把和电位计相连接的的两个测量电极和坐骨神经的两点相接触(两点之间有适当的距离),在神经未受刺激时,出现什么现象?说明为什么?当左端给于一次适当的电刺激，则在刺激后的短时间内，电位计指针出现了两次方向相反的摆动（见图

9、，黑色部分代表兴奋部分）各图说明什么问题？为什么电位计指针出现了两次方向相反的摆动？在兴奋沿神经传导时，a、b两点的电位是如何发生变化？教师精心设计提问引导得出实验结论：刺激使得神经的受刺激部位产生了一个向右侧传播的负电位，即从神经接受刺激的点开始，电位依次变负。刚才的实验是在神经干上测得的，随着电生理测量技术的发展，人们又利用示波器、微型测量电极等设备直接测量一根神经纤维兴奋时的电位变化神经干包含很多神经纤维，神经干表面的电位变化能否反映兴奋状态下神经纤维的电位变化？展示：霍奇金、赫胥黎的研究工作。他们发现：神经兴奋经过的地方，细胞膜表面由原来的静息时的正电荷变成了负电荷，而膜内由负电荷变成

10、正电荷，形成电位的倒转（即产生了动作电位，又叫膜的去极化）。曾经变负的部位又可恢复静息状态下的正电位（即复极化）。教师边板图边讲解局部电流学说，说明兴奋延神经纤维传导的过程，分析产生局部电流回路，刺激相邻的未兴奋部位，使产生相同的电位变化，依次传导。（板图内容为教材P93图4-11） 提问：神经纤维的兴奋部位，为什么会发生膜电位的倒转呢？答：电刺激会使膜上Na离子通道打开，Na离子依浓度梯度大量内流，造成内正外负，细胞膜电位发生倒转，即膜的去极化。答当Na离子内流之后，形成内正外负，足以抵抗更多的Na离子进入时，达到了Na离子的平衡电位，此时K离子通道打开，K离子外流，造成细胞膜复极化。此后N

11、a-K泵工作，向膜内泵入两个K排出三个Na离子，重建静息膜电位。答：局部电流回路客观上造成未兴奋段膜内电位升高，而膜外电位降低，即引起膜的去极化，这的电位的变化，激活了电压依从式Na离子通道，Na离子大量内流，电位发生倒转，即触发了动作电位，这样兴奋就向一侧传导。答：因为刚刚复极化的的细胞膜Na离子通道失活，这一电位变化（即局部电流）不能使其再次打开，保证了兴奋传导的方向性 简介霍奇金、赫胥黎的生评。刚才我们仅讨论了兴奋在神经纤维上的传导过程，反射弧中神经细胞之间，神经细胞与效应器细胞之间，兴奋是如何传递的呢？研究表明：兴奋在神经细胞间通过突触来传递。突触含义的拓展：神经细胞与神经细胞间，神经

12、细胞与肌肉细胞间，神经细胞与腺体细胞间，接触的部位都叫突触。讲解突触的概念。教师板图突触的结构提问突触各部分的结构名称（用电脑画面展示突触结构,依次出现突触各部分名称）电脑动画：演示兴奋传导到突触小体，突触小泡与突触前膜融合,释放递质，递质作用于突触后膜受体,使后一个细胞（去极化）产生兴奋小结：兴奋突触小体突触小泡释放递质作用于突触后膜下一个细胞兴奋或抑制（备择讲解：兴奋突触小体突触前膜电位倒转，电压依从式Ca通道打开Ca离子内流引导突触小泡与细胞膜融合，递质释放递质与突触后膜受体结合诱导突触后膜离子通道打开Na离子通道打开下一个细胞去极化，产生动作电位。这样兴奋就传导到下一个神经细胞）例如：

13、神经肌肉接头（突触），递质是乙酰胆碱，乙酰胆碱作用后会被乙酰胆碱酯酶，瞬间水解成乙酸和胆碱（动画演示），想想有什么生理意义？生活实例：1、有机磷农药中毒及一些神经毒剂：可抑制乙酰胆碱酯酶的活性，使开始时肌肉强直，后转为传递阻滞2、临床上局部麻醉时配合使用的肌肉松驰剂箭毒。动画演示：箭毒和乙酰胆碱竞争突触后膜的受体，而不引起突触后膜电位变化，从而阻断了神经传导，肌肉不发生收缩。提问：1、如果做一个实验：一条神经纤维的中间给以适当的电刺激，兴奋会沿什么方向传导？2、是什么保证了兴奋在反射弧中单向传递？观察电脑动画（示反射弧的结构及兴奋在反射弧中的传递过程）。 学生可能的回答有：兴奋是怎样沿着神经纤

14、维传导的？传导速度有多快？等。 学生可能的回答有：某种电变化等。学生观察学生思考答：兴奋沿神经传导给肌肉，引起肌肉收缩观察图片，听实验过程学生可能回答：利用物理学上对电压表的认识，分析得出：静息状态下，神经细胞表面不存在电位差，细胞膜内外两侧存在着电位差。 答：用电池试一下。答：对照说明：指针向负极一侧偏转，即指针向哪一侧偏转，哪一侧电势低答：膜内电势低，膜外电势高，即膜内是负电位，膜外为正电位。+膜外-膜内（通过实验、图片、板图增加学生的感性认识，使学生容易记忆） 学生可能回答：细胞膜两侧可能存在着不同的带电离子。回忆细胞膜的选择透过性。通过分析材料和观察图片，理解“静息时，膜两侧的电位差是

15、由于膜对不同离子的通性不同造成的。细胞外Na+高，细胞内K+高，但细胞膜内的有机负离子多为大分子，一般不能透出膜外，总的效应为膜外侧聚集较多正离子，膜内侧为较多的负离子，造成膜两侧的电位差，膜外为正，膜 内为负。答：指针固定在零位不动。说明安静的神经于表面没有电位差。观察并逐图分析:图1说明：当刺激没到A点之前，ab两点之间无电位差。图2说明：当刺激到达a点时，指针向左偏，说明此时ab两点之间存在着电位差，a点更负，也就是兴奋部位的电位降低了。图3：电位回零，说明a点兴奋后，又恢复了原来静息状态下的膜电位图4：兴奋到b点后，又向右偏转，说明b点电位比a点电位低了，又出现了一个电位差。学生可能回

16、答：钠离子内流学生提出来的问题：为会么兴奋部位能发生电位的倒转（即去极化）？为什么兴奋电位还能恢复到原来的静息膜电位？（即复极化）为会么局部电流回路会刺激未兴奋部分。对书上P93图4-11C有疑问：在兴奋过的部位和兴奋部位也可以形成局部电流回路，为什么兴奋不向回传导？（好问题） 学生体会科学研究的艰辛。学生填写突触结构。学生观看动画后，描述观察到的兴奋通过突触传递到下一个细胞的过程答：乙酰胆碱积累会引起突触后膜持续去极化，初期会使肌肉挛缩，长时间处于去极化状态，反而导致传导阻滞答：向两个方向传导，如图 +-+外-+-内 答：突触的传递特点：即从突触前膜作用于突触后膜，决定了兴奋跨膜传递的方向接受刺激部位往往是感觉神经末梢，所以兴奋总是从神经一端传导到另一端。膜上刚刚发生过的动作电位的部位不能立即接差发生动作电位（Na离子通道失活）基础生命科学P387图1516和人体及动物生理学P11实验参考生理学人民卫生出版社 周衍椒P33根据学生层次决定是否出现A和B内容图片将