选必1新课:神经冲动的产生和传导(第1课时) 怎么上?

一、基本信息

  • 课题:第2章第3节 神经冲动的产生和传导(第1课时)

  • 课型:新授课

  • 课标要求:阐明神经冲动的产生和传导


二、教学目标

  1. 能用离子跨膜运输的原理解释静息电位和动作电位的形成机制。

  2. 能分步描述动作电位的产生与恢复过程,并说出各阶段的离子基础。

  3. 能通过问题推演理解局部电流与兴奋传导方向的关系。


三、教学重难点

  • 重点:静息电位、动作电位的离子机制;兴奋在神经纤维上的传导过程

  • 难点:电位差的形成原理;动作电位各阶段离子流动的判断


四、教学过程

(一)情境导入·问题启动(5分钟)

演示情境:展示蛙坐骨神经-腓肠肌标本实验——电流计连接神经表面,指针不偏转;铜锌弓轻触神经,肌肉收缩,指针偏转。

问题链(第一层:现象层)

  1. 没刺激的时候,神经表面有没有电?为什么指针不偏转?

  2. 刺激之后,指针为什么偏转了?

  3. 为什么偏转两次,而且方向相反?

【设计意图】从可观察的现象切入,让学生带着"为什么"进入微观机制的探究,不直接抛出概念。

过渡语:一个活细胞,怎么就能自己产生电呢?这节课我们当"分子侦探",去细胞膜上找答案。


(二)探究一:静息电位——K⁺外流造就"外正内负"(10分钟)

资料呈现:哺乳动物神经元细胞内外离子浓度表(细胞内K⁺高,细胞外Na⁺高)。

问题链(第二层:机制层)


  1. 静息时,细胞膜主要对K⁺有通透性。K⁺会往哪跑?为什么?

  2. K⁺跑出去之后,细胞内剩下了什么?

  3. 细胞内带负电的蛋白质能不能出去?为什么?

  4. 当K⁺外流的动力(浓度差)和阻力(电场力)平衡时,膜两侧电位是什么状态?

结论生成(由学生总结,教师补全):

K⁺外流 → 膜外正电荷增多 → 膜内负电荷显露 → 外正内负 → 静息电位(约-70mV)

易错辨析(第三层:反诘层)

  • 判断:"静息时没有离子进出细胞。"

  • 判断:"静息电位就是0电位。"

【设计意图】用反诘题暴露学生的直觉错误,在辨析中强化"动态平衡"和"电位差不等于0"两个关键认知。


(三)探究二:动作电位——Na⁺内流翻转电位(12分钟)

问题链(第二层:机制层·分步推进)


  1. 当神经纤维某一点受到刺激时,细胞膜对Na⁺的通透性突然增大。Na⁺会往哪跑?

  2. 大量正电荷冲进来,膜内电位会怎么变?

  3. 达到峰值后,Na⁺通道关闭了,接下来谁出场?电位怎么变?

  4. 电位回到静息水平了,离子分布也恢复原样了吗?

  5. 最后靠什么把离子分布"复位"?消耗能量吗?

分步板书(边讲边画,配合手势)

① 静息 → ② 刺激→Na⁺内流→去极化 → ③ 峰值→Na⁺通道关闭 → ④ K⁺外流→复极化 → ⑤ 钠钾泵恢复

易错辨析(第三层:反诘层)

  • 判断:"动作电位时,所有Na⁺都跑进细胞了。"

  • 判断:"K⁺外流需要消耗ATP。"

  • 判断:"动作电位峰值时,膜内Na⁺浓度超过了膜外。"

【设计意图】三个易错点分别对应"量的误解""运输方式混淆""电位差与浓度差不分",直击学生最容易卡壳的三个地方。


(四)探究三:局部电流——兴奋怎么"传"出去(8分钟)

问题链(第二层:机制层)

  1. 兴奋部位变成了内正外负,旁边还是内负外正。相邻区域电位不一样,会发生什么?

  2. 膜内的正电荷会往哪流?膜外呢?

  3. 正电荷流到未兴奋区,未兴奋区的电位会怎么变?

  4. 兴奋传导方向和膜内、膜外哪个局部电流方向一致?

  5. 刺激离体神经纤维的中间一点,兴奋向几个方向传?为什么?

类比辅助:多米诺骨牌——每一块倒下的动作一样,但倒下的位置在往前移动。

结论

  • 传导方向与膜内局部电流方向一致

  • 离体神经纤维:双向传导

  • 体内反射弧:单向(突触限制,下节课铺垫)


(五)课堂小结·问题回扣(5分钟)

回到导入的三个问题,让学生用这节课学到的机制重新回答:

  1. 没刺激时指针不偏转——神经表面各处都是静息电位,电位相等。

  2. 刺激后指针偏转——兴奋部位电位反转,与未兴奋部位形成电位差。

  3. 偏转两次方向相反——兴奋先后到达两个电极,每次到达时电位高低关系反转。

课堂检测(3道判断题+2道选择题,限时3分钟)

  1. 静息电位的形成主要与K⁺外流有关。

  2. 动作电位上升支主要是K⁺内流。

  3. 钠钾泵工作时不消耗ATP。

  4. 离体神经纤维刺激中点,兴奋传导方向是?

  5. 兴奋传导方向与膜内还是膜外局部电流一致?


五、板书设计

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