1、名校名 推薦高中生物神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)教案2 中圖版必修 3課題神經(jīng)沖動(dòng)產(chǎn)生和傳導(dǎo)1. 說(shuō)出生物電的發(fā)現(xiàn)過(guò)程, 說(shuō)明靜息電位與動(dòng)作電位的產(chǎn)生教 學(xué)和傳導(dǎo)的關(guān)系2. 制作蛙的坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本, 提高實(shí)驗(yàn)操作能力 .目標(biāo)3設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn), 證明生物電的存在4通過(guò)”蛙腿論戰(zhàn)”, 養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)作風(fēng) .教重點(diǎn)生物電的發(fā)現(xiàn)過(guò)程與靜息電位產(chǎn)生機(jī)理材難點(diǎn)靜息電位產(chǎn)生機(jī)理分析教具投影、多媒體課件教講述與學(xué)方生練習(xí)、學(xué)討論相結(jié)法合“這是伽伐尼的試驗(yàn)，可以看到用銅鋅弓去刺激肌肉和用電流去刺激肌肉效果是一樣的，所以伽伐尼得出結(jié)論，生物是有生物電的。他認(rèn)為肌肉帶有正電荷，神經(jīng)則帶負(fù)電荷。生物體內(nèi)的電勢(shì)差通過(guò)導(dǎo)

2、體銅鋅弓形成了一個(gè)閉合回路，產(chǎn)生了電流，所以生物體本身存在生物電。”“這是伏打的試驗(yàn)，結(jié)果證明如果用同種金屬構(gòu)成回路的時(shí)候，肌肉不能收縮。而按照伽伐尼的觀點(diǎn)，由于生物體本身一邊帶正電荷，一邊帶負(fù)電荷，存在電勢(shì)差，那么不管是用什么導(dǎo)體連接，應(yīng)該都可以發(fā)生肌肉收縮。所以伏打認(rèn)為伽伐尼的觀點(diǎn)是不正確的。 那么伏打怎么解釋伽伐尼的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢？他認(rèn)為銅和鋅這兩種金屬的電勢(shì)是不一樣的，存在電試差，其中鋅帶正電荷、銅帶負(fù)電荷，電流會(huì)通過(guò)肌肉教形成一個(gè)回路，形成了電流，肌肉是受到電的刺激才收縮的。”“這個(gè)立體圖是伽伐尼的支持者所做的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)。這個(gè)是甲標(biāo)本， 這個(gè)是乙標(biāo)本，學(xué)把乙標(biāo)本的神經(jīng)搭到甲標(biāo)本上，刺激甲

3、標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)乙標(biāo)本也收縮了，他們推斷是由于甲發(fā)生了電位變化引起了乙的收縮，所以他們認(rèn)為生物是可以產(chǎn)生生物電的。但過(guò)是在這個(gè)實(shí)驗(yàn)里面，由于仍然用到了電刺激，還不能夠完全排除外界電的原因，因?yàn)榧讟?biāo)本表面上的少量溶液可能會(huì)導(dǎo)電而使乙標(biāo)本受到的電刺激，所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)還是有缺陷的，并不是特別有說(shuō)服力。程最有說(shuō)服力的是無(wú)金屬試驗(yàn)。試驗(yàn)中甲標(biāo)本是完好的，乙標(biāo)本在腓腸肌處進(jìn)行了橫切，圖上的線代表了甲標(biāo)本的神經(jīng)纖維，其中一端搭在乙標(biāo)本腓腸肌的內(nèi)部，另一端搭在乙標(biāo)本腓腸肌的表面。一開(kāi)始用玻璃分針挑著神經(jīng)纖維的一端，只讓其中一端與腓腸肌接觸，然后慢慢放下玻璃分針，發(fā)現(xiàn)甲標(biāo)本神經(jīng)纖維一觸碰到乙標(biāo)本的肌肉，甲就開(kāi)始收縮。注

4、意并不是將甲標(biāo)本的神經(jīng)纖維的兩端一直搭在乙標(biāo)本上，一直搭著就不會(huì)收縮了。 在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中， 沒(méi)有任何的電刺激， 而甲標(biāo)本發(fā)生了收縮，所以這個(gè)無(wú)金屬試驗(yàn)確實(shí)證明了生物電是存在的。這是整個(gè)“蛙腿論戰(zhàn)”的過(guò)程。教材中的許多討論題還是很好的，比如說(shuō)伽伐尼的試驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理，他對(duì)實(shí)驗(yàn)的解釋是否正確，伏打如何解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這樣會(huì)讓學(xué)生形成一種良好的觀點(diǎn)，在科學(xué)探究的領(lǐng)域中，沒(méi)有絕對(duì)的對(duì)和錯(cuò)，無(wú)論是成功的還是失敗的實(shí)驗(yàn)和理論都是科學(xué)前進(jìn)的基石。 ”1名校名 推薦“今天我們學(xué)習(xí)第三章第一節(jié)“神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)”。大家先請(qǐng)看大屏幕，這兩個(gè)人正在做什么呢？打電話。電話兩端的人可以通過(guò)電話線聽(tīng)到彼此的聲音，那么聲音

5、是怎樣傳導(dǎo)的呢？電信號(hào)。實(shí)際上，我們?nèi)梭w中也有電信號(hào)?？催@個(gè)正在打高爾夫球的女子，她就是通過(guò)電信號(hào)來(lái)控制自己身體的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的，不光是運(yùn)動(dòng)，教我們大腦的思維以及我們心臟的跳動(dòng)都有電信號(hào)的產(chǎn)生和變化，我們把它稱作生物電，生物電現(xiàn)象在生物體內(nèi)是普遍存在的，那么生物電是怎樣發(fā)現(xiàn)地呢？”學(xué)這一部分就是我提到的每一節(jié)課前面的情景導(dǎo)入，如果直接去說(shuō)生物電的概念等內(nèi)容，學(xué)生可能覺(jué)得很唐突。我用一個(gè)電話做為一個(gè)引入，設(shè)問(wèn)為什么我在這，另外過(guò)一個(gè)人在很遠(yuǎn)的地方，還能通過(guò)聲音來(lái)交流；是因?yàn)槁曇艮D(zhuǎn)化成了電信號(hào)，通過(guò)電話線往外傳播，這樣就很自然地引入了電的概念，再引入生物電在身體內(nèi)是普遍存程在的?！吧镫娛峭ㄟ^(guò) 2 位

6、科學(xué)家為首的科學(xué)辯論來(lái)發(fā)現(xiàn)的，這兩位科學(xué)家一位叫伽伐尼、一位叫伏打，他們兩個(gè)人的辯論被人們稱作蛙腿論戰(zhàn)。現(xiàn)在我們 5 個(gè)人一個(gè)小組來(lái)重復(fù)科學(xué)家們的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程來(lái)體會(huì)一下科學(xué)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)前需要準(zhǔn)備蟾蜍的坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本，現(xiàn)在通過(guò)看錄像，先掌握一下標(biāo)本制作方法。”教材課題研究的要求是了解蛙或蟾蜍坐骨神經(jīng)-腓腸肌的標(biāo)本制作方法，也就是說(shuō)，并不要求學(xué)生來(lái)操作。如果學(xué)校沒(méi)有條件的話，可以把操作過(guò)程錄下來(lái)，放這個(gè)演示錄像讓學(xué)生看一看了解就可以了。如果學(xué)生只看圖像，就很難對(duì)肌肉收縮有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，因此還是需要看一些實(shí)物，最好是錄像，有助于他們掌握。教材中提到了任氏液，任氏液可以保持離體兩棲

7、動(dòng)物的組織、器官具有正常的生命活動(dòng)。任氏液的配置方法很簡(jiǎn)單，大家可以查到，主要成分就是氯化鉀，氯化鈉等等，相當(dāng)于人類的生理鹽水，是個(gè)等滲的溶液?！巴馨?、玻璃板、解剖盤(pán)、鑷子、手術(shù)刀、骨髓針、銅鋅弓、手術(shù)剪、眼科剪、滴管、玻璃分針（因?yàn)樯窠?jīng)不能直接接觸到金屬，所以在解剖的過(guò)程中都要用到玻璃分針，找比較細(xì)的玻璃棒放到噴燈上一拉就可以了，物理老師都可以做）、線和圖釘。先用左手抓住蟾蜍，食指按住它的頭部，拇指按住其背部，用骨髓針沿著蟾蜍兩眼中間的位置向后滑，大約在耳附近的地方可以感覺(jué)到有一個(gè)凹陷，這就是枕骨大孔，用骨髓針插進(jìn)去，再向前插入顱腔，破壞顱腦，向后插入椎管，破壞脊髓，看到蟾蜍四肢癱軟就可以了

8、。取出骨髓針，蟾蜍腹面向上放在解剖盤(pán)中，剪開(kāi)它腹部的皮膚和肌肉，把內(nèi)臟也減下來(lái)，注意不要剪掉后面的神經(jīng)。提起蟾蜍的后肢，用鑷子把內(nèi)臟再剝離一下，這2 根白色的就是坐骨神經(jīng)，中間是椎骨，用剪刀在椎骨的前方剪斷，不要剪到神經(jīng)，然后用手蘸點(diǎn)任氏液把蟾蜍的皮剝下來(lái)，碰到不太好剝的地方用剪刀剪一下，尤其是關(guān)節(jié)處，注意不要傷害到蟾蜍的肌肉和神經(jīng)。同樣的辦法把另一后肢的皮也剝下來(lái)，然后把去皮的后肢放在墊有蛙板的玻璃板上，用手術(shù)刀切開(kāi)恥骨聯(lián)合，注意不要切到手，用剪刀剪開(kāi)，將一只后肢放到進(jìn)任氏液中，另一肢后肢繼續(xù)剝離。這就是腓腸肌，將腓腸肌向上，用圖釘將后肢固定住，然后用玻璃分針小心的分離神經(jīng)，注意不要用金屬和

9、手碰神經(jīng)，順著坐骨神經(jīng)向下剝離，不好剝離的地方可以用剪刀將肌肉剪掉，挑起坐骨神經(jīng)，看是否剝離干凈，用剪刀將其他的小神經(jīng)減掉。這就是坐骨神經(jīng)，只保留最前端的一點(diǎn)椎骨，把其他的地方剪掉，滴一點(diǎn)任氏液（操作過(guò)程中要不停地滴任氏液），用玻璃分針挑起腓腸肌，在下面穿一根線，將腓腸肌肌腱系起來(lái)，然后用手術(shù)刀將下面切開(kāi)，只保留一段股骨頭，其他地方剪掉，將股骨頭上多于肌肉分離出來(lái)，這就是制備完備的標(biāo)本，一個(gè)是椎骨、坐骨神經(jīng)，股骨頭，腓腸肌，這是整個(gè)制作標(biāo)本的過(guò)程，下面請(qǐng)2名校名 推薦大家自己動(dòng)手制作制作一下標(biāo)本，先去后面取蟾蜍，小心蟾蜍耳后腺的毒液（蟾蜍耳后腺分泌物有一定毒性，也叫蟾蘇，但毒性不大，小心不要弄

10、到眼睛里）?！薄爸谱魍陿?biāo)本，我們接著往下做實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在大家把標(biāo)本放在玻璃板上，我們來(lái)做伽伐尼的實(shí)驗(yàn)。首先，用電去刺激標(biāo)本（可以去物理組借一個(gè)電池盒，兩邊連兩個(gè)電極）。發(fā)現(xiàn)腓腸肌發(fā)生了收縮。我們?cè)儆勉~和鋅兩種金屬構(gòu)成的回路來(lái)刺激一下，看看結(jié)果如何。注意實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要用滴管往標(biāo)本上滴任氏液。用銅鋅弓刺激后，也能看到肌肉收縮，只是收縮程度不如電刺激那么強(qiáng)烈。用電和銅鋅弓刺激都會(huì)使肌肉產(chǎn)生收縮，這說(shuō)明了什么問(wèn)題呢？我們來(lái)看一下伽伐尼是怎樣來(lái)解釋這個(gè)問(wèn)題的。伽伐尼認(rèn)為生物是帶電的，肌肉和神經(jīng)帶有不同的電，當(dāng)用導(dǎo)體把它連接，就會(huì)放電。那么大家想一想他的解釋是否準(zhǔn)確呢？對(duì)，并不合理，科學(xué)家伏打也提出了同樣的問(wèn)題

11、，他通過(guò)重新試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只有用2 種不同金屬構(gòu)成的回路去刺激的時(shí)候，才有肌肉收縮的現(xiàn)象，用同種金屬就不會(huì)出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。我們來(lái)試一下，用一種金屬來(lái)刺激會(huì)怎樣？當(dāng)用銅絲來(lái)刺激時(shí)沒(méi)有肌肉收縮現(xiàn)象，怎樣解釋這個(gè)問(wèn)題呢？伏打從這個(gè)實(shí)驗(yàn)中得到啟發(fā)，認(rèn)為不同金屬間存在電勢(shì)差，最終發(fā)明了電池。那么到底存不存在生物電呢？從前面2 個(gè)實(shí)驗(yàn)中不能得到結(jié)論， 我們?cè)倏匆幌沦しツ岬闹С终咦龅膶?shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)是將甲標(biāo)本的一根神經(jīng)搭在乙標(biāo)本的肌肉上，然后去刺激乙標(biāo)本。好，大家用剛才制作了的2 個(gè)標(biāo)本，按照?qǐng)D示來(lái)做一下。 ”這步實(shí)驗(yàn)不易成功，教師做起來(lái)也有難度，因?yàn)樗某晒π枰芏鄺l件，包括剝離地是否干凈，神經(jīng)是否連到了其他地方、任

12、氏液的配制等等，學(xué)生做成功非常難。我們也請(qǐng)教了大學(xué)老師如何提高這個(gè)實(shí)驗(yàn)的成功率，他們也沒(méi)有更好的辦法。所以我們就給學(xué)生播放了一個(gè)成功實(shí)驗(yàn)的錄像。肌肉放置過(guò)程中接觸面與其他地方可能發(fā)生了黏連，這也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。另外我們一邊講課一邊做，所以標(biāo)本剝離的時(shí)間太長(zhǎng)了，影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。“大家再看一下下一個(gè)試驗(yàn)，是把一個(gè)標(biāo)本的肌肉從中間切開(kāi)，然后把另一個(gè)標(biāo)本的神經(jīng)的一端放到切開(kāi)的肌肉的表面，另一端放在損傷面上。用解剖刀把一個(gè)標(biāo)本的肌肉切斷，只留下其中的一半。將另一個(gè)標(biāo)本神經(jīng)的一側(cè)放在肌肉的損傷面上，另一側(cè)用玻璃分針挑起，使其落下時(shí)接觸肌肉表面。注意看錄像， 當(dāng)移開(kāi)玻璃分針，可以看到在神經(jīng)一搭上肌肉表面時(shí)肌

13、肉就開(kāi)始收縮了。大家從伽伐尼的支持者做的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中得到了什么啟發(fā)呢？先看第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，它和伽伐尼的實(shí)驗(yàn)有什么區(qū)別？在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，標(biāo)本甲發(fā)生了變化而使標(biāo)本乙收縮，而前面已經(jīng)證實(shí)標(biāo)本乙收縮的必須條件是接受電刺激；實(shí)驗(yàn)中并沒(méi)有直接去刺激乙，但是乙收縮了，也就是說(shuō)標(biāo)本甲可以給乙標(biāo)本一個(gè)類似于電刺激的刺激。 也就是說(shuō)標(biāo)本甲收縮時(shí)電位產(chǎn)生了變化，相當(dāng)于接受了電刺激。這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明生物是存在生物電的。但由于實(shí)驗(yàn)中用到了電刺激，所以不夠完善。實(shí)驗(yàn) 2 沒(méi)有金屬刺激，是由于肌肉損傷的部位能夠產(chǎn)生電位變化，導(dǎo)致了另一標(biāo)本的肌肉收縮。這一無(wú)金屬試驗(yàn)使人們確信生物電是存在的。也就是說(shuō)在整個(gè)“蛙腿論戰(zhàn)”中，最終伽伐尼和他

14、的支持者取得勝利了。通過(guò)“蛙腿論戰(zhàn)”過(guò)程，給了我們這樣的啟示：人類對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)是經(jīng)過(guò)反復(fù)論證才能得到正確結(jié)論。 大家在學(xué)習(xí)時(shí)也一樣， 對(duì)任何實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都要抱有質(zhì)疑的態(tài)度，帶著疑問(wèn)去學(xué)習(xí)，也許你也會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)。如何去進(jìn)一步證明生物電的存在呢？劍橋的科學(xué)家霍奇金用槍烏賊的巨大神經(jīng)纖維作為研究對(duì)象， 測(cè)出了一個(gè)細(xì)胞的膜內(nèi)外的電位差，有力地證明了生物電的存在。這種生物電也叫做膜電位，下面來(lái)看一下膜電位的產(chǎn)生。 ”這節(jié)課在高一時(shí)上課效果更好， 由于學(xué)生沒(méi)有學(xué)過(guò)這些知識(shí)， 他們能夠積極地討論，而且這節(jié)課的重點(diǎn)也應(yīng)該放在討論上。3名校名 推薦“正常的細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)外都要維持一定的離子濃度。細(xì)胞有排鈉保鉀的特

15、征，它是通過(guò)鈉鉀泵來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 鈉鉀泵能夠?qū)⑩c不斷地運(yùn)到細(xì)胞外，將鉀不斷地運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)，它是一種主動(dòng)運(yùn)輸方式。 因?yàn)樗悄骐x子濃度梯度進(jìn)行的，需要 atp 的參與。 正常情況下，細(xì)胞膜的外面有較高濃度的鈉離子和氯離子，膜內(nèi)含有較高濃度的鉀離子和一些大分子的負(fù)電荷物質(zhì)。正是鈉鉀泵的作用才能使細(xì)胞膜維持這種狀態(tài)。除了鈉鉀泵，在膜上還有一種離子通道，這種離子通道很象閥門(mén)，能讓離子出入。閱讀教材37 頁(yè)，當(dāng)細(xì)胞沒(méi)有受刺激的時(shí)候，細(xì)胞處于“靜息”狀態(tài)，在這個(gè)狀態(tài)下，鉀離子可以通過(guò)離子通道運(yùn)到細(xì)胞外， 鉀離子的這種運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了膜內(nèi)外電位差的變化，導(dǎo)致膜外有較多的正電荷，當(dāng)膜內(nèi)外形成一定的電位差時(shí)，由于同性相斥，

16、阻止了鉀離子繼續(xù)外流。細(xì)胞膜外帶正電荷，細(xì)胞膜內(nèi)帶負(fù)電荷，我們把這個(gè)時(shí)候的電位叫“靜息電位” 。當(dāng)細(xì)胞接受到刺激后，鈉離子通道就會(huì)開(kāi)放，鈉離子便通過(guò)離子通道從細(xì)胞外向細(xì)胞內(nèi)流動(dòng)。隨著鈉離子的運(yùn)輸，變成了外負(fù)內(nèi)正，鈉離子不斷往里運(yùn)就會(huì)使細(xì)胞內(nèi)帶正電荷，這樣就會(huì)阻止鈉離子內(nèi)流，這時(shí)候，對(duì)比剛才的電位，我們把它稱作“動(dòng)作電位”。動(dòng)作電位是細(xì)胞內(nèi)帶正電荷，細(xì)胞外帶負(fù)電荷。動(dòng)作電位一旦產(chǎn)生，就會(huì)向其他部位傳遞。我們來(lái)看“動(dòng)作電位”的傳導(dǎo)，中間產(chǎn)生“動(dòng)作電位”的地方為興奮區(qū)，沒(méi)有產(chǎn)生動(dòng)作電位的地方叫靜息區(qū)，大家可以結(jié)合物理學(xué)的知識(shí)，來(lái)解釋興奮怎樣向兩邊傳遞。電流總是由正電荷流向負(fù)電荷，大家可以發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞膜

17、外， 電流是從興奮區(qū)流向靜息區(qū)，而在膜內(nèi)電流流向剛好相反。這種電流我們稱作局部電流，局部電流后整個(gè)電荷的分布會(huì)有什么變化呢，正電荷流到負(fù)電荷后，原來(lái)正電荷的地方就變成負(fù)電荷了，那么，同學(xué)們來(lái)想一想下一個(gè)階段膜電荷的分布？膜外的興奮區(qū)變成靜息區(qū)，而原來(lái)的靜息區(qū)變成了興奮區(qū)，也就是說(shuō)，興奮傳導(dǎo)出去了。那么興奮的傳導(dǎo)方向呢？這種傳導(dǎo)方向是雙向傳導(dǎo)的。動(dòng)作電位在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)是需要滿足一定的條件的，首先要保證生理的完整性，第二它是雙向傳導(dǎo)的，第三它是非遞減性傳導(dǎo)，第四具有絕緣性，另外它還相對(duì)不疲勞。這幾個(gè)特性我們可以聯(lián)系實(shí)際生活來(lái)分析，比如要理解動(dòng)作電位的傳導(dǎo)必須具有生理完整性呢，可以舉高位截癱病患者

18、的例子，患者許多活動(dòng)不能自理。如果神經(jīng)被切斷，生理完整性被破壞了話，就不能傳導(dǎo)興奮了。雙向傳導(dǎo)剛才已經(jīng)解釋過(guò)了。第三非遞減性傳導(dǎo)是指信號(hào)是不衰竭的。第四絕緣性是信號(hào)之間不會(huì)相互干擾，比如我們可以控制具體的某個(gè)手指運(yùn)動(dòng)?！毕嚓P(guān)鏈接一般是不需要老師講的，但興奮在神經(jīng)上的傳導(dǎo)特點(diǎn)還是比較重要的，可以與神經(jīng)元之間興奮的傳導(dǎo)做個(gè)對(duì)比，這個(gè)地方是雙向的，而神經(jīng)元突觸傳導(dǎo)是單向的；在神經(jīng)上的傳導(dǎo)比較快，而后者具有突觸延擱。“我們來(lái)回顧一下這節(jié)課的主要內(nèi)容，這節(jié)課主要講了神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)，其中都伴隨著生物電的現(xiàn)象，都有電位的變化。這節(jié)課的重點(diǎn)就是前面所學(xué)的生物電的發(fā)現(xiàn)，大家一定要從中得到啟發(fā)，對(duì)待問(wèn)題一定要反復(fù)論證才能得到答案?！边@節(jié)課的重點(diǎn)應(yīng)該在“蛙腿論戰(zhàn)”的討論上，學(xué)生應(yīng)分為2 組，一組維護(hù)伽伐尼的觀點(diǎn)，一組支持伏打的觀點(diǎn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象