第二节神经系统的结构与功能

第二节神经系统的结构与功能 北京市玉渊潭中学王海臣

一、本节教材及学情分析 教材地位：是稳态部分的核心知识之一；教材内容：反射弧结构及功能，是从分子水平探究反射弧各部分在兴奋传导过程中所起的作用，是教学的重点内容，由于此部分内容抽象、枯燥，概念繁杂，教师授课容易照本宣科，学生课堂参与性小，很难激发学生的学习兴趣。学情：学生在初中生物接触过反射和反射弧的基本名词，但遗忘率高。北京市玉渊潭中学王海臣

二、教学设计理念 教师尽量多的提供感性材料，面向全体学生提出具有针对性的问题，让每个学生都参与到教学中来，共同完成愉悦教学；采用“类比法”突破教学难点，帮助学生学会质疑、求证、思辨、交流；通过引导学生利用本节知识理性分析一些生活实际问题，来提高学生明辨是非的能力。通过教学，渗透“结构与功能相统一”的生物学观点以及“物质第一，意识第二”的辩证唯物主义观点。北京市玉渊潭中学王海臣

考点1、神经调节的结构基础 “神经调节的结构基础” 学生初中已经学习过，且在会考中是识记水平，因此要求学生了解即可。该考点考生往往容易失分，原因是掌握的知识不系统，教学中应注意从以下六个方面进行落实：一是神经系统的组成；二是神经元的结构；三是反射弧组成；四是反射的概念；五是反射与反射弧的关系；六是感受器、效应器的功能特点。三、教学内容分析北京市玉渊潭中学王海臣

大脑脑间脑中脑小脑脑干脑桥脊髓延髓传入神经（感觉神经）躯体运动神经传出神经（运动神经）交感神经内脏神经副交感神经 1.神经系统的组成中枢神经系统神经系统周围神经系统北京市玉渊潭中学王海臣

神经系统的组成 神经系统各组成部分的功能具有感觉、语言、运动等多种神经中枢，调节人体多种生理活动（高级中枢）大脑中枢神经系统脑使运动协调、准确，维持身体平衡（低级中枢）小脑有专门调节心跳、呼吸、血压等人体基本生命活动的部位（低级活命中枢）脑干能对外界或体内的刺激产生有规律的反应，还能将对这些刺激的反应传导到大脑，是脑与躯干、内脏之间的联系通路（低级中枢）脊髓周围神经系统脑神经传导神经冲动传导神经冲动脊神经北京市玉渊潭中学王海臣

骨髓和脊髓 骨髓是高等动物骨的结构之一，填充于骨髓腔和骨松质的间隙内，质地柔软，富含血管。可分为红骨髓和黄骨髓两种。红骨髓是造血的场所。人在6岁以前，故髓内部都是红骨髓，6岁以后，长骨内的红骨髓逐渐变成黄骨髓，但髋骨、胸骨、椎骨等处红骨髓终身保存。因此，白血病人就可以通过骨髓移植进行治疗。脊髓属于中枢神经系统，位于脊椎的椎管内，脊髓由灰质和白质构成，其功能为传导和反射。北京市玉渊潭中学王海臣

上皮细胞 红细胞白细胞神经细胞肌肉细胞口腔上皮细胞北京市玉渊潭中学王海臣

树突细胞体轴突髓鞘 2.神经元的结构（1）神经元的结构特点轴突可以伸得很长。所以，人的神经元可长达 1 m，鲸的神经元可长达 10 m。细胞体：主要集中在脑和脊髓中树突（数条）：短而分枝多突起神经纤维轴突（一条）：长而分枝少髓鞘：套在轴突或长的树突外面北京市玉渊潭中学王海臣

（2）神经元的分布特点 胞体树突突起神经元轴突 + 施旺氏细胞传导兴奋营养作用神经纤维中枢N：灰质神经核胞体人体神经细胞体：90％在脑/脊髓中，10％在外周神经节。周围N：神经节神经元中枢N：白质突起传导束周围N：神经北京市玉渊潭中学王海臣

（3）神经元的功能及按功能分类 功能：接受刺激和传导兴奋。 ①感觉（传入）神经元：感受各种刺激，产生兴奋，并将神经冲动传入中枢； ②中间神经元：连接感觉神经元和运动神经元。 ③运动（传出）神经元：支配肌运动和腺细胞分泌活动的，把神经冲动从中枢传至效应器（肌肉或腺体）北京市玉渊潭中学王海臣

（4）按神经元的结构分类（小资料） 北京市玉渊潭中学王海臣

传入神经有神经节 3.反射弧组成传入神经感受器传入神经传出神经神经中枢神经中枢反射弧感受器传出神经效应器效应器特点：①完整性：五部分缺一不可②单向性：只能由感受器经传入神经、神经中枢、传出神经到效应器。不能反过来传导。思考：反射弧完整能否完成反射？从而引导学生对反射与反射弧的关系的理解。北京市玉渊潭中学王海臣

引导学生分析得出结论 北京市玉渊潭中学王海臣

引导学生填表：反射弧各部分的功能 北京市玉渊潭中学王海臣

问题强化理解 1.没有感觉产生，一定是传入神经受损伤吗？错．感受器和神经中枢损伤也不能产生感觉 2.没有运动产生，一定是传出神经受损伤吗？错．反射弧的任一环节受损伤，均无运动功能. 归纳总结：反射活动需要经过完整的反射弧来实现，如果反射弧中任何环节在结构和功能上受损，反射就不能进行。北京市玉渊潭中学王海臣

小资料 反射弧类型:简单的反射,复杂的反射. 　　单突触反射：传入神经元和传出神经元直接在中枢内接触如膝跳反射，也叫二元反射。复杂的反射弧有许多中间神经元，神经元的连接方式主要有：　　（1）辐散式：一个神经元的轴突可与许多不同神经元建立突触联系；　　（2）聚合式：一个神经元的胞体与树突接受许多不同神经元的突触联系；　　（3）链锁状：神经元链状接替。由于中枢神经系统内神经元的结构与神经元间联系的复杂性，使各种反射活动能互相配合，互相协调而精确地进行。北京市玉渊潭中学王海臣

4.反射的概念 动物受外界刺激产生反应动物受体内刺激产生反应植物应激性反射反射：在中枢神经系统的参与下，人和高等动物对体内和外界环境的各种刺激发生的规律性的反应。分为非条件反射和条件反射。应激性：在新陈代谢的基础上，生物体对外界刺激都能产生一定的反应。北京市玉渊潭中学王海臣

非条件反射与条件反射的区别 北京市玉渊潭中学王海臣

动物对具体信号刺激形成的条件反射。动物和人共有。动物对具体信号刺激形成的条件反射。动物和人共有。第一信号系统：条件反射：人体对抽象的语言符号的刺激形成的条件反射，人类特有。谈梅止渴第二信号系统：北京市玉渊潭中学王海臣

兴奋兴奋兴奋兴奋 5.反射与反射弧的关系感受器一定的刺激传入神经反射弧神经中枢传出神经效应器相应的活动：如（肌肉收缩或腺体分泌）北京市玉渊潭中学王海臣

6.感受器的功能特点 北京市玉渊潭中学王海臣

感受器种类 北京市玉渊潭中学王海臣

考点2、兴奋在神经纤维上的传导和在神经细胞之间的传递考点2、兴奋在神经纤维上的传导和在神经细胞之间的传递 • 兴奋在神经纤维上的传导和在神经细胞之间的传递是神经调节的核心内容，本考点主要从三方面进行考查。一是静息状态下膜电位的带电情况、由静息电位产生动作电位的过程、动作电位的传递方向；二是突触的结构；三是兴奋在突触的传递过程，特别要注意的是其信号传递是由电信号→化学信号→电信号，传递方向是单向的。北京市玉渊潭中学王海臣

1.兴奋在神经纤维上的传导 （1）建议以学生比较熟悉的电传导为例进行比较教学，特别是在神经纤维上的单向传导(从一端刺激)和双向传导（从中央刺激）条件的理解。（2）以多媒体计算机辅助教学为手段，充分利用各种媒体和实物模型等信息资源来支持学生的“学习”，让学生眼、耳、鼻、手、口都都协调活动，师生互动、生生互动、协作学习、自主学习，形成以学生为主体、教师为主导的教学模式。让学生通过自己的主体活动，形成对客观事物的认识和理解，让学生不仅“学会”相关知识，更重要的是，提高“会学”知识的探究能力。北京市玉渊潭中学王海臣

兴奋是如何产生的？如何传导？ • 兴奋沿神经纤维传导的特点？ • 完成一个反射活动至少两个神经元，那么一个神经元产生的兴奋是如何向下一个神经元传递？ • 突触小体中的线粒体与递质的合成与分泌有何关系？ • 突触小泡通过什么方式进入突触间隙的？ • 突触后膜怎样接受神经递质，并转化为神经冲动的？ • 递质作用于突触后膜后，能持续发挥作用吗？ • 兴奋在神经元之间的传递有什么特点？导学问题：引导学生有重点的学北京市玉渊潭中学王海臣

生物电的发现引发兴趣 1758年的一天，科学家卡文迪许在看书时碰巧看到古罗马时代科学文化的书中，记载了2000多年前风行一时的用大黑鱼治疗头痛、痛风病的方法。善于思考的卡文迪许马上想到：奇怪，为什么当病人的腿触到大黑鱼时，会有发麻的感觉呢?在18世纪初期，随着电动机和电池的发明，人们已经知道了“电”。卡文迪许清楚，当人体碰到电时，就会产生发麻的感觉。这时，他心里闪过一个念头：难道这大黑鱼身上带电? 想到这里，卡文迪许兴奋起来。可是，他转念一想，要是大黑鱼本身带电，那它自己受得了吗?再说，还从未听说动物会带电呀! 　卡文迪许设法弄到这种大黑鱼，把它埋在潮湿的沙滩里。然后，他在这条鱼上面接上一个莱顿瓶。果然，莱顿瓶冒出了火花!“大黑鱼身上的确带电”，卡文迪许大为惊讶。就这样，卡文迪许第一个用科学的方法证明了生物电的存在。北京市玉渊潭中学王海臣

给神经纤维的细胞膜内外各插上个电极 北京市玉渊潭中学王海臣

静息电位：内负外正的测量 + + + + - - - - + + + + - - - - 提供材料：枪乌贼的巨大神经纤维（轴突直径可达1毫米）、2个玻璃微电极、一个微伏表，请你根据上述材料测出膜内外是否有电位差北京市玉渊潭中学王海臣

兴奋电位的产生和传导 b c b c b c b c b c b c 传至c点时，有自b向c的电流 b点与c点电位相等 ++ ++ ++ -- ++ ++ 在a处施加刺激 a ++ ++ 传至d处时，无电流 d -- ++ 传至b点时，有自c向b的电流。b处为负电位刺激会使神经产生一个负电波（动作电位），并沿神经传导。 ++ ++ 传至b、c之间时，无电流北京市玉渊潭中学王海臣

为什么在静息时电位表现为外正内负？在受刺激以后细胞膜内外电位为外负内正？已兴奋的部位又不断恢复原先的电位？（提供资料，引导学生讨论）为什么在静息时电位表现为外正内负？在受刺激以后细胞膜内外电位为外负内正？已兴奋的部位又不断恢复原先的电位？（提供资料，引导学生讨论）各种无机离子数量相对恒定，如心肌细胞膜内外主要离子浓度如下：北京市玉渊潭中学王海臣

静息电位 钾通道打开钾、钠－ATP泵打开钠通道关闭北京市玉渊潭中学王海臣

钠通道打开，钾通道关闭 钠通道打开，钾通道打开钠通道关闭，钾通道打开钠通道关闭，钾通道打开北京市玉渊潭中学王海臣

总结静息状态下：Na+—K+泵每消耗一分子ATP，可将3个Na+泵出膜外，将2个K+泵入膜内。受刺激时：细胞膜上Na离子通道打开，大量Na离子进入膜内。恢复时：K离子大量外流，大量正电荷又流出去，造成细胞膜重新恢复到静息时的外正内负；此后Na＋—K＋泵工作，向膜内泵入两个K＋排出三个 Na＋，重新恢复细胞内外正常的离子分布，保持细胞膜的再兴奋能力。北京市玉渊潭中学王海臣

展示动态过程，强化学生理解 北京市玉渊潭中学王海臣

1．未受到刺激时（静息状态）的膜电位：______ 2．兴奋区域的膜电位：________ 3．未兴奋区域的膜电位：_________ 4．兴奋区域与未兴奋区域形成，这样就形成了。 5．电流方向在膜外由流向；在膜内由流向。引导学生总结－－神经纤维上的传导外正内负外负内正外正内负电位差局部电流未兴奋区域兴奋区域兴奋区域未兴奋区域 6.兴奋在神经纤维上的传导是_____向的。双北京市玉渊潭中学王海臣

传导特点： ①不随着传导距离增加而衰减。 ②双向性。即兴奋能从受刺激的部位向相反的两个方向传导。 ③完整性。神经纤维的结构和功能都完整时，才能正常传导兴奋；损伤、麻醉、低温等，均可造成传导阻滞。 ④绝缘性。一根神经干中的各条神经纤维传导互不影响，保证了神经调节的精确性。像电缆中的电线。 ⑤相对不疲劳性。与肌肉组织比较，神经纤维相对不容易疲劳。例如，在适宜的条件下，用50～100次/秒电脉冲连续刺激神经纤维9～12 h，神经纤维仍保持着传导冲动的能力。神经纤维能够不断地接受刺激和传导冲动，对于适应外界环境的变化有着重要的意义。北京市玉渊潭中学王海臣

小资料 （1）静息电位生理学家将微电极插入处于未受刺激状态的神经纤维，测得细胞膜内外存在着外正内负的70mV的电位差（静息电位）。研究发现，神经细胞膜内外电位差的保持，在于膜本身的特性。①细胞膜将许多可溶性的通常带负电荷的蛋白质和其他生物大分子包围在细胞内部；②另外神经细胞膜上有跨膜蛋白形成的离子通道和离子泵，特别是Na+通道、K+通道和Na+—K+离子泵的调节作用。使得膜内外钾、钠离子分布不均匀。由于神经纤维膜上的耗能转运作用，神经纤维的Na+—K+离子泵每消耗一个ATP，可将两个K+由膜外泵入膜内，同时将三个Na+由膜内泵出膜外；此外，③神经元在静息状态下细胞膜对K+的通透性远远高于Na+，有利于K+从细胞内通过膜由钾离子通道流到细胞外，而Na+则很难进入到细胞内。北京市玉渊潭中学王海臣

（2）动作电位当神经细胞受到刺激时，细胞膜的透性急剧变化，大量正离子（主要是 Na+）由膜外流向膜内，使膜两侧电位从－70 mV , 一下子跳到 +35mV，直到膜内的正电性达到足以阻止Na+继续进入细胞内时，膜对Na+离子通透性降低，对K+通透性提高，同时Na+—K+泵活动增强，重建静息电位，这就是动作电位。动作电位的产生，意味神经冲动的产生。动作电位的产生与传播具有以下特点：“全或无”：刺激强度不够，不产生动作电位，刺激达到或超过有效强度（阈值），动作电位恒定为 +35 mV。快速产生与传播：动作电位的产生很快，大约仅需 1 ms 时间。动作电位一经产生，很快从刺激点向两侧传播，传播速度可达 100 m/S。北京市玉渊潭中学王海臣

不应期：产生动作电位需1 ms；再加上恢复到原来静息电位状态3－5ms；所以在一个刺激作用后，直至恢复到静息电位状态，总共 4－6ms，这段时间内，神经细胞对新的刺激无反应，称为不应期。北京市玉渊潭中学王海臣

2.兴奋在神经细胞之间的传递 神经冲动沿着轴突, 基本上都是按照引起邻段发生动作电位方式向远端传播，到了突触的地方，如何跨越两层细胞膜之间的空隙，传向后一个细胞? （进一步激趣）北京市玉渊潭中学王海臣

（1）突触的位置 北京市玉渊潭中学王海臣

（2）突触的结构 轴突线粒体突触小体突触前膜突触小泡突触间隙神经元细胞体或树突肌肉细胞膜突触后膜北京市玉渊潭中学王海臣

突触前膜 突触间隙突触后膜（3）兴奋在神经元之间的传递神经递质——突触小体内近前膜处含大量突触小泡，内含化学物质。传递特点：刺激突触小泡释放递质兴奋突触小体突触间隙突触后膜单向传递另一神经元膜电位变化另一神经元兴奋或抑制北京市玉渊潭中学王海臣

（4）神经递质-----你了解多少? 由内质网、高尔基体产生（线粒体参与供能） 1.产生突触前膜 2.分泌结构 3.受体突触后膜上糖蛋白按功能分为两种 4.种类 5.作用使后膜兴奋或抑制 6.去向作用后被分解或被分解北京市玉渊潭中学王海臣

（5）突触及突触传递的特点 突触传递的特点：　①单向传递。突触小泡内的神经递质只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜。　②对内环境变化敏感。缺氧、二氧化碳增加或酸碱度改变等都会改变突触部位的传递活动。　③突触延搁。兴奋在突触传递需要一定的时间。　④总和。突触末梢传来的一次冲动释放的神经递质，一般不足以使突触后神经元发生兴奋。但是，同时传来的一连串兴奋，或者是许多突触前神经末梢同时传来一排兴奋，引起较多的递质释放，就可以使突触后神经元兴奋，这种现象就叫做总和。 ⑤一次性：递质发生效应后，就被酶破坏而失活，或被移走而迅速停止作用。因此，一次神经冲动只能引起一次递质释放，产生一次突触后膜电位变化。北京市玉渊潭中学王海臣

⑥敏感性： 对某些药物敏感。突触后膜的受体对递质有高度的选择性，因此某些药物也可以特异性地作用于突触传递过程，阻断或者加强突触的传递。例如：杀虫剂如有机磷抑制乙酰胆碱酯酶起作用，昆虫死于肌肉失控。北京市玉渊潭中学王海臣

细胞体 神经元树突突起轴突突触小泡释放递质突触小体神经细胞间的传递突触小泡突触间隙突触前膜刺激突触突触间隙突触后膜电位变化突触后膜另一神经元兴奋或抑制另一神经元细胞体或树突神经冲动的传递刺激神经元膜电位变化局部电流神经纤维内的传导未刺激部位膜电位变化局部电流突触小体北京市玉渊潭中学王海臣

比较兴奋的传导 化学信号电信号快慢单向可双向突触小泡释放递质膜电位变化→局部电流解释：缩手反射中为什么缩手后才感觉到痛? 北京市玉渊潭中学王海臣

小资料－－突触的种类（按递质分类） 电突触：电突触的突触间隙很窄，约1～3 nm，称为缝隙连接；缝隙两侧的膜是对称的，形成通道，带电离子可通过通道传递电信号。电突触的传递速度很快，突触延搁时间极短，而且可以双向传递，不过有些电突触的膜具有整流作用，仍然表现为单向传递。电突触常见于低等动物如：蚯蚓、虾、海参等。化学突触：神经元在突触处释放化学物质，称为神经递质。突触后细胞的细胞膜上有特殊受体，与神经递质特异结合而使神经冲动的信号传播下去。这种情况下的突触称为化学突触。化学突触的前后两层细胞膜之间间隙较大，约 20 nm。化学突触常见于高等动物，如：脊椎动物，人体。北京市玉渊潭中学王海臣

第二节 神 经 系统的结构与功能