第二節(jié) 反射活動的基本原理

目標(biāo)
（1）描述神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)及其完整性的必要。
（2）概述興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)過程。
（3）概述興奮在細(xì)胞間的傳遞過程。
（4）應(yīng)用興奮傳導(dǎo)原理，辨別傳導(dǎo)方向，解決實際問題。
（5）通過觀察興奮傳導(dǎo)的動態(tài)過程，培養(yǎng)學(xué)生分析、比較、歸納等邏輯推理能力。
（6）通過科學(xué)發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度和不斷探究的科學(xué)精神。
重點與難點
1、教學(xué)重點：興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)和在神經(jīng)元之間的傳遞
2、教學(xué)難點：興奮在神經(jīng)元之間的傳遞
教學(xué)策設(shè)想
動機激發(fā)策略：創(chuàng)設(shè)情境，從運動的協(xié)調(diào)引入；重現(xiàn)關(guān)于研究神經(jīng)傳導(dǎo)的材料選擇和實驗手段體現(xiàn)科學(xué)方法教育，避免封閉的演繹過程。
交互教學(xué)策略：以學(xué)生活動為中心，教師精心設(shè)計問題，引導(dǎo)學(xué)生探究、討論問題。
整體教學(xué)策略：將生物學(xué)知識和物理電學(xué)知識結(jié)合在一起，體現(xiàn)學(xué)科間知識的綜合。
比較的認(rèn)知策略：比較興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)和興奮在細(xì)胞間的傳遞，突破難點。
教學(xué)方法設(shè)計
實驗原理分析法、討論法、比較法、歸納法等。
媒體設(shè)計
自制CAI動畫：反射弧模式圖；興奮沿反射弧傳導(dǎo)；興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)；突觸小體結(jié)構(gòu)模式圖；突觸小泡內(nèi)遞質(zhì)的釋放過程。
教學(xué)過程設(shè)計
（一）教學(xué)流程圖

（二）教學(xué)過程
引言：請同學(xué)們欣賞一場精彩的NBA比賽�；@球飛人們飛翔的畫面讓我們體會到運動的張力和協(xié)調(diào)的美感，那么籃球隊員們要經(jīng)過哪些方式的調(diào)節(jié)才能完成如此健美而協(xié)調(diào)的動作呢？
學(xué)生：通過神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)。
如果僅有體液調(diào)節(jié)，機體就難以迅速而精確的作出反應(yīng)。人和動物體內(nèi)各個器官，系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一，各項生命活動的進(jìn)行，以及對外界環(huán)境的變化作出相應(yīng)的反應(yīng)，主要是通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用來完成的。
1、神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式
通過初中的學(xué)習(xí)我們知道，神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式是反射，那么，什么是反射呢？
學(xué)生：反射是指在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的參與下，人和動物體對體內(nèi)和外界環(huán)境的各種刺激所發(fā)生的有規(guī)律性的反應(yīng)。
教師強調(diào)反射概念的三要素，并且指出，反射是應(yīng)激性高度發(fā)展的結(jié)果。
反射大致可以分為非條件反射和條件反射兩類，請同學(xué)們來分析四組有趣的現(xiàn)象，看看它們分別屬于那類反射？并說出判斷的依據(jù)是什么？
（媒體顯示實例圖片：小猴吮奶；狗熊飛車；嘗梅止渴；望梅止渴。）
學(xué)生：小猴吮奶和嘗梅止渴是動物生來就有的，也是通過遺傳而獲得的先天性反射，是非條件反射；狗熊飛車和望梅止渴是動物出生后，在生活過程中通過訓(xùn)練而逐漸形成的后天性反射，屬于條件反射。
條件反射是建立在非條件反射基礎(chǔ)上，借助于一定的條件（自然的或人為的），經(jīng)過一定過程形成的，條件反射大大地提高了動物適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境變化的能力。
反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)又是什么呢？
學(xué)生：反射弧。
教師引導(dǎo)學(xué)生觀察反射弧結(jié)構(gòu)模式圖并提示注意閃動部位代表的結(jié)構(gòu)。
反射弧是由哪幾部分組成的？
學(xué)生：通常由感受器，傳入神經(jīng)，神經(jīng)中樞，傳出神經(jīng)和效應(yīng)器五部分組成.
教師引導(dǎo)學(xué)生識圖。
感受器是感覺神經(jīng)末梢部分，效應(yīng)器指運動神經(jīng)末梢和它所支配的肌肉和腺體。
簡單地說，反射過程是感受器感受到一定的刺激并產(chǎn)生興奮，興奮以神經(jīng)沖動的形式經(jīng)過傳入神經(jīng)傳向神經(jīng)中樞，神經(jīng)中樞通過分析與綜合產(chǎn)生興奮，經(jīng)一定傳出神經(jīng)到達(dá)效應(yīng)器，發(fā)生相應(yīng)活動。
反射弧的任何一個環(huán)節(jié)中斷，反射都不能發(fā)生。舉例分析。
通常脊椎動物的反射弧，在感覺神經(jīng)元和運動神經(jīng)元之間還有中間神經(jīng)元，它起著傳遞信息的作用。那么這些神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)又是怎樣的呢？
引導(dǎo)學(xué)生觀察神經(jīng)元結(jié)構(gòu)模式圖并敘述各部分結(jié)構(gòu)（略）
神經(jīng)元之所以受到刺激能產(chǎn)生興奮，并能傳導(dǎo)興奮是與它的結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的。一個神經(jīng)元就是一個完整的高度特化的細(xì)胞。細(xì)胞體適合綜合處理信息和作為代謝中心；突起適合接受和傳遞信息；髓鞘則起著絕緣的作用，使許多神經(jīng)纖維可以同時傳導(dǎo)而互不干擾，從而保證神經(jīng)調(diào)節(jié)的精確性。
教師強調(diào)神經(jīng)纖維的概念：長的樹突、軸突和髓鞘構(gòu)成神經(jīng)纖維。
從宏觀上看，興奮需要在反射弧各部分上傳導(dǎo)；從微觀上看，興奮則需要在組成反射弧的每一個神經(jīng)元內(nèi)部傳導(dǎo)，特別是神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)。
2.興奮的傳導(dǎo)
（1）神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)
早在1791年，意大利解剖學(xué)家伽伐尼發(fā)現(xiàn)興奮傳導(dǎo)實際上是一種生物電現(xiàn)象。但是神經(jīng)纖維都很細(xì)，做實驗很困難。到20世紀(jì)30年代英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)烏賊的巨大神經(jīng)纖維是實驗的理想材料，它粗大的軸突直徑可達(dá)1毫米，使測量電位差的微電極易于插入，為開展實驗提供了方便。
實驗方法：提示學(xué)生注意觀察圖示。
取兩個微電極，一個插入神經(jīng)纖維內(nèi)，一個接到神經(jīng)纖維膜表面，用微伏計測出膜內(nèi)外的電位差，即電勢差。結(jié)果顯示：膜外為正電位，膜內(nèi)為負(fù)電位。為什么會出現(xiàn)電位差呢？很早人們就發(fā)現(xiàn)神經(jīng)纖維膜內(nèi)外存在著離子濃度的差異。
引導(dǎo)學(xué)生觀察并分析Na+離子和K+離子的濃度差：膜內(nèi)的K+離子濃度遠(yuǎn)高于膜外，Na+離子濃度則相反。
在細(xì)胞未受刺激時，也就是靜息狀態(tài)時，膜內(nèi)的K+離子很容易通過載體通道蛋白順著濃度梯度大量轉(zhuǎn)運到膜外，從而形成膜外正電位，膜內(nèi)負(fù)電位。當(dāng)神經(jīng)纖維某一部位受到刺激時，膜上的Na+離子載體通道蛋白被激活，Na+離子通透性增強，大量Na+離子內(nèi)流，使膜兩側(cè)電位差倒轉(zhuǎn)，即膜外由正電位變?yōu)樨?fù)電位，膜內(nèi)則由負(fù)電位變?yōu)檎�電位�?br>具體分析興奮傳導(dǎo)的過程并分步演示興奮在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)的動畫。
靜息時，膜內(nèi)和膜外的電位處于何種狀態(tài)？
學(xué)生分析：靜息時，由于K+離子外流膜內(nèi)電位為負(fù)，膜外電位為正。
受刺激時，興奮部位的膜內(nèi)外發(fā)生了怎樣的變化？
學(xué)生觀察分析并回答：由于Na+離子內(nèi)流，興奮部位膜內(nèi)外迅速發(fā)生了一次電位變化膜外由正電位變?yōu)樨?fù)電位，膜內(nèi)則由負(fù)電位變?yōu)檎�電位�?br>引導(dǎo)學(xué)生分析并討論：鄰近未興奮部位仍然維持原來的外“正”內(nèi)“負(fù)”，那么，興奮部位與原來未興奮部位之間將會出現(xiàn)怎樣變化？
學(xué)生：試著用物理課上電學(xué)的知識來解釋這個問題，并就膜外和膜內(nèi)情況分別說明。在神經(jīng)纖維膜外興奮部位與鄰近的未興奮部位之間形成了電位差，于是就有了電荷的移動，在細(xì)胞膜內(nèi)的興奮部位與鄰近的未興奮部位之間也形成了電位差，也有電荷的移動，這樣就形成了局部電流。
電流方向如何呢？
學(xué)生：電流在膜外由未興奮部位流向興奮部位，在膜內(nèi)則由興奮部位流向未興奮部位，從而形成了局部電流回路。
引導(dǎo)學(xué)生觀察相鄰的未興奮部位：
這種局部電流又刺激相鄰的未興奮部位發(fā)生上述同樣的電位變化，又產(chǎn)生局部電流，如此依次進(jìn)行下去，興奮不斷向前傳導(dǎo)，而已經(jīng)興奮部位又不斷依次恢復(fù)原靜息電位。興奮就按照這樣的方式沿著神經(jīng)纖維迅速向前傳導(dǎo)。
完整演示動畫并讓學(xué)生歸納和復(fù)述：
興奮傳導(dǎo)過程：刺激→膜電位變化→電位差→電荷移動→局部電流
興奮在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)的實質(zhì)：膜電位變化→局部電流。
我們分析了當(dāng)興奮從樹突經(jīng)胞體傳向軸突時的傳導(dǎo)方向，如果在一條離體神經(jīng)纖維中段施加一適宜刺激，傳導(dǎo)方向又是怎樣呢？（圖示略）
學(xué)生從物理角度來思考這個問題：興奮部位與兩側(cè)未興奮部位都存在電位差，所以刺激神經(jīng)纖維上任何一點，所產(chǎn)生的沖動均可沿著神經(jīng)纖維向兩側(cè)同時傳導(dǎo)。
結(jié)論：傳遞特點──雙向性。
興奮傳導(dǎo)受機械壓力，冷凍，電流，化學(xué)藥物等因素的影響而受到干擾或阻斷。
（2）興奮的傳遞：
當(dāng)興奮傳導(dǎo)到神經(jīng)纖維的末梢時，又是怎樣到達(dá)下一個神經(jīng)元呢？興奮在神經(jīng)元之間是通過突觸來傳遞的。突觸是指一個神經(jīng)元與另一個神經(jīng)元相接觸的部位。
（演示動畫）在光學(xué)顯微鏡下觀察可以看到：一個神經(jīng)元軸突末梢經(jīng)多次分支，最后每個小枝末端膨大成杯狀和球狀，叫做突觸小體。這些突觸小體可以與多個神經(jīng)元細(xì)胞體或樹突相接觸，形成突觸。
在電子顯微鏡下觀察可以看到突觸是由三部分構(gòu)成的，即突觸前膜，突觸間隙和突觸后膜。突觸前膜是軸突末端突觸小體的膜：突出后膜是與突觸前膜相對應(yīng)的胞體膜和樹突膜；突觸間隙是突觸前膜和后膜之間存在的間隙。
突觸小體內(nèi)靠近前膜處含有大量的突觸小泡，泡內(nèi)含有高濃度的化學(xué)物質(zhì)──遞質(zhì)，例如乙酰膽堿。遞質(zhì)有興奮性的也有抑制性的。
將動畫還原到較為宏觀的兩個神經(jīng)元之間去觀察突觸。
當(dāng)興奮通過軸突傳導(dǎo)到突觸小體時，突觸小體內(nèi)的突觸小泡就將遞質(zhì)釋放到突觸間隙里，突觸后膜的相應(yīng)受體蛋白接受遞質(zhì)的化學(xué)刺激，引起突觸后膜的膜電位改變。這樣，興奮就從一個神經(jīng)元通過突觸而傳遞給了另一個神經(jīng)元。
突觸后膜的受體對遞質(zhì)有高度的選擇性。
學(xué)生再次觀察動畫模擬過程，復(fù)述，概括。
興奮在細(xì)胞間的傳遞過程：
興奮→突觸小體→突觸小泡釋放遞質(zhì)→突觸間隙→突觸后膜興奮或抑制
由于遞質(zhì)只存在于突觸小體內(nèi)，只能由突觸前膜釋放后作用于突觸后膜上，使后一個神經(jīng)元興奮或抑制，所以神經(jīng)元之間興奮的傳遞只能是單方向的。就是說：興奮只能從一個神經(jīng)元的軸突傳遞給另一個神經(jīng)元的細(xì)胞體或樹突，而不能向相反的方向傳遞。這種單向傳遞使整個神經(jīng)系統(tǒng)的活動能有規(guī)律地進(jìn)行。
遞質(zhì)發(fā)生效應(yīng)后就被酶破壞而失活，一次神經(jīng)沖動只能引起一次遞質(zhì)釋放，產(chǎn)生一次突觸后電位變化，之后很快又恢復(fù)為靜息狀態(tài)。
引導(dǎo)學(xué)生觀察線粒體，得出“興奮傳遞是一個耗能的過程”的結(jié)論。
有些殺蟲劑能抑制酶的活性，使遞質(zhì)不被破壞，遞質(zhì)一直結(jié)合在突觸后膜的受體部位，連續(xù)發(fā)生作用，使神經(jīng)處于持續(xù)沖動狀態(tài)而不能恢復(fù)到靜息電位，這樣，就使動物長時間處于震顫、痙攣狀態(tài)，終致死亡。
課堂小結(jié)
本節(jié)課重點學(xué)習(xí)了興奮的傳導(dǎo)，對于反射的發(fā)生也有了進(jìn)一步的理解。（結(jié)合動畫演示）當(dāng)感受器受到一定刺激后就產(chǎn)生興奮，引起興奮部位的膜電位的改變，形成局部電流；當(dāng)局部電流沿神經(jīng)纖維傳導(dǎo)到軸突末梢的突觸時，突觸小泡釋放遞質(zhì)作用于突觸后膜，使另一個神經(jīng)元產(chǎn)生興奮或抑制，這樣興奮就從一個神經(jīng)元傳導(dǎo)到另一個神經(jīng)元。
概括的說：興奮傳導(dǎo)是膜電位變化→遞質(zhì)的釋放→膜電位變化的一體化過程。
學(xué)法指導(dǎo)
學(xué)生在掌握上述內(nèi)容時，一定要注意聯(lián)系反射模式圖，并注意在實際中的應(yīng)用。如臨床上用藥物局部麻醉的機理是什么？（藥物抑制突觸小泡釋放遞質(zhì)，興奮不能傳遞）
課外探究與思考
1.探究局部麻醉藥物的可能作用機理。
2.試比較興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)速度與電流在金屬導(dǎo)線上的傳導(dǎo)速度。
教學(xué)反思
在教學(xué)過程中,我遵循了“從具體到抽象”、“從感性到理性”的認(rèn)知規(guī)律,重視創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生積極參與,學(xué)生始終處于科學(xué)研究情境中，并獲得相應(yīng)的科學(xué)情感體驗。自然科學(xué)的學(xué)科魅力滿足了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且測試表明,建立起來的概念是形象生動的、深刻的。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/gaoer/65492.html

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