2019-2020年高中生物 1.3.2《反射活动的基本原理》教案 中图版必修3_图文

2019-2020 年高中生物 1.3.2《反射活动的基本原理》教案 中图版必修 3
教学目标 (1)描述神经调节的基本方式、结构基础及其完整性的必要。 (2)概述兴奋在神经纤维上的传导过程。 (3)概述兴奋在细胞间的传递过程。 (4)应用兴奋传导原理,辨别传导方向,解决实际问题。 (5)通过观察兴奋传导的动态过程,培养学生分析、比较、归纳等逻辑推理能力。 (6)通过科学发现,培养学生实事求是的科学态度和不断探究的科学精神。 教学重点与难点 1、教学重点:兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递 2、教学难点:兴奋在神经元之间的传递 教学策设想 动机激发策略:创设情境,从运动的协调引入;重现关于研究神经传导的材料选择和实验手 段体现科学方法教育,避免封闭的演绎过程。 交互教学策略:以学生活动为中心,教师精心设计问题,引导学生探究、讨论问题。 整体教学策略:将生物学知识和物理电学知识结合在一起,体现学科间知识的综合。 比较的认知策略:比较兴奋在神经纤维上的传导和兴奋在细胞间的传递,突破难点。 教学方法设计 实验原理分析法、讨论法、比较法、归纳法等。 媒体设计 自制 CAI 动画:反射弧模式图;兴奋沿反射弧传导;兴奋在神经纤维上的传导;突触小体结构 模式图;突触小泡内递质的释放过程。 教学过程设计 (一)教学流程图
(二)教学过程 引言:请同学们欣赏一场精彩的 NBA 比赛。篮球飞人们飞翔的画面让我们体会到运动的张力 和协调的美感,那么篮球队员们要经过哪些方式的调节才能完成如此健美而协调的动作呢? 学生:通过神经调节和体液调节。 如果仅有体液调节,机体就难以迅速而精确的作出反应。人和动物体内各个器官,系统的协 调和统一,各项生命活动的进行,以及对外界环境的变化作出相应的反应,主要是通过神经 系统的调节作用来完成的。 1、神经调节的基本方式

通过初中的学习我们知道,神经调节的基本方式是反射,那么,什么是反射呢? 学生:反射是指在中枢神经系统的参与下,人和动物体对体内和外界环境的各种刺激所发生 的有规律性的反应。
教师强调反射概念的三要素,并且指出,反射是应激性高度发展的结果。 反射大致可以分为非条件反射和条件反射两类,请同学们来分析四组有趣的现象,看看它们 分别属于那类反射?并说出判断的依据是什么? (媒体显示实例图片:小猴吮奶;狗熊飞车;尝梅止渴;望梅止渴。) 学生:小猴吮奶和尝梅止渴是动物生来就有的,也是通过遗传而获得的先天性反射,是非条 件反射;狗熊飞车和望梅止渴是动物出生后,在生活过程中通过训练而逐渐形成的后天性反 射,属于条件反射。
条件反射是建立在非条件反射基础上,借助于一定的条件(自然的或人为的),经过一定 过程形成的,条件反射大大地提高了动物适应复杂环境变化的能力。 反射的结构基础又是什么呢? 学生:反射弧。 教师引导学生观察反射弧结构模式图并提示注意闪动部位代表的结构。 反射弧是由哪几部分组成的? 学生:通常由感受器,传入神经,神经中枢,传出神经和效应器五部分组成. 教师引导学生识图。
感受器是感觉神经末梢部分,效应器指运动神经末梢和它所支配的肌肉和腺体。 简单地说,反射过程是感受器感受到一定的刺激并产生兴奋,兴奋以神经冲动的形式经过传 入神经传向神经中枢,神经中枢通过分析与综合产生兴奋,经一定传出神经到达效应器,发 生相应活动。 反射弧的任何一个环节中断,反射都不能发生。举例分析。
通常脊椎动物的反射弧,在感觉神经元和运动神经元之间还有中间神经元,它起着传递 信息的作用。那么这些神经元的结构又是怎样的呢? 引导学生观察神经元结构模式图并叙述各部分结构(略)
神经元之所以受到刺激能产生兴奋,并能传导兴奋是与它的结构相适应的。一个神经元 就是一个完整的高度特化的细胞。细胞体适合综合处理信息和作为代谢中心;突起适合接受 和传递信息;髓鞘则起着绝缘的作用,使许多神经纤维可以同时传导而互不干扰,从而保证 神经调节的精确性。 教师强调神经纤维的概念:长的树突、轴突和髓鞘构成神经纤维。
从宏观上看,兴奋需要在反射弧各部分上传导;从微观上看,兴奋则需要在组成反射弧 的每一个神经元内部传导,特别是神经纤维上的传导。 2.兴奋的传导 (1)神经纤维的传导
早在 1791 年,意大利解剖学家伽伐尼发现兴奋传导实际上是一种生物电现象。但是神经 纤维都很细,做实验很困难。到 20 世纪 30 年代英国科学家发现乌贼的巨大神经纤维是实验 的理想材料,它粗大的轴突直径可达 1 毫米,使测量电位差的微电极易于插入,为开展实验 提供了方便。 实验方法:提示学生注意观察图示。
取两个微电极,一个插入神经纤维内,一个接到神经纤维膜表面,用微伏计测出膜内外 的电位差,即电势差。结果显示:膜外为正电位,膜内为负电位。为什么会出现电位差呢? 很早人们就发现神经纤维膜内外存在着离子浓度的差异。 引导学生观察并分析 Na+离子和 K+离子的浓度差:膜内的 K+离子浓度远高于膜外,Na+离子

浓度则相反。 在细胞未受刺激时,也就是静息状态时,膜内的 K+离子很容易通过载体通道蛋白顺着浓
度梯度大量转运到膜外,从而形成膜外正电位,膜内负电位。当神经纤维某一部位受到刺激 时,膜上的 Na+离子载体通道蛋白被激活,Na+离子通透性增强,大量 Na+离子内流,使膜两 侧电位差倒转,即膜外由正电位变为负电位,膜内则由负电位变为正电位。
具体分析兴奋传导的过程并分步演示兴奋在神经纤维上传导的动画。 静息时,膜内和膜外的电位处于何种状态? 学生分析:静息时,由于 K+离子外流膜内电位为负,膜外电位为正。 受刺激时,兴奋部位的膜内外发生了怎样的变化?
学生观察分析并回答:由于 Na+离子内流,兴奋部位膜内外迅速发生了一次电位变化膜外 由正电位变为负电位,膜内则由负电位变为正电位。
引导学生分析并讨论:邻近未兴奋部位仍然维持原来的外“正”内“负”,那么,兴奋部 位与原来未兴奋部位之间将会出现怎样变化?
学生:试着用物理课上电学的知识来解释这个问题,并就膜外和膜内情况分别说明。在 神经纤维膜外兴奋部位与邻近的未兴奋部位之间形成了电位差,于是就有了电荷的移动,在 细胞膜内的兴奋部位与邻近的未兴奋部位之间也形成了电位差,也有电荷的移动,这样就形 成了局部电流。 电流方向如何呢? 学生:电流在膜外由未兴奋部位流向兴奋部位,在膜内则由兴奋部位流向未兴奋部位,从而 形成了局部电流回路。 引导学生观察相邻的未兴奋部位: 这种局部电流又刺激相邻的未兴奋部位发生上述同样的电位变化,又产生局部电流,如此依 次进行下去,兴奋不断向前传导,而已经兴奋部位又不断依次恢复原静息电位。兴奋就按照 这样的方式沿着神经纤维迅速向前传导。 完整演示动画并让学生归纳和复述: 兴奋传导过程:刺激→膜电位变化→电位差→电荷移动→局部电流 兴奋在神经纤维上传导的实质:膜电位变化→局部电流。 我们分析了当兴奋从树突经胞体传向轴突时的传导方向,如果在一条离体神经纤维中段施加 一适宜刺激,传导方向又是怎样呢?(图示略) 学生从物理角度来思考这个问题:兴奋部位与两侧未兴奋部位都存在电位差,所以刺激神经 纤维上任何一点,所产生的冲动均可沿着神经纤维向两侧同时传导。 结论:传递特点──双向性。 兴奋传导受机械压力,冷冻,电流,化学药物等因素的影响而受到干扰或阻断。 (2)兴奋的传递:
当兴奋传导到神经纤维的末梢时,又是怎样到达下一个神经元呢?兴奋在神经元之间是 通过突触来传递的。突触是指一个神经元与另一个神经元相接触的部位。 (演示动画)在光学显微镜下观察可以看到:一个神经元轴突末梢经多次分支,最后每个小 枝末端膨大成杯状和球状,叫做突触小体。这些突触小体可以与多个神经元细胞体或树突相 接触,形成突触。
在电子显微镜下观察可以看到突触是由三部分构成的,即突触前膜,突触间隙和突触后 膜。突触前膜是轴突末端突触小体的膜:突出后膜是与突触前膜相对应的胞体膜和树突膜; 突触间隙是突触前膜和后膜之间存在的间隙。 突触小体内靠近前膜处含有大量的突触小泡,泡内含有高浓度的化学物质──递质,例如乙 酰胆碱。递质有兴奋性的也有抑制性的。

将动画还原到较为宏观的两个神经元之间去观察突触。 当兴奋通过轴突传导到突触小体时,突触小体内的突触小泡就将递质释放到突触间隙里,突 触后膜的相应受体蛋白接受递质的化学刺激,引起突触后膜的膜电位改变。这样,兴奋就从 一个神经元通过突触而传递给了另一个神经元。 突触后膜的受体对递质有高度的选择性。 学生再次观察动画模拟过程,复述,概括。 兴奋在细胞间的传递过程:
兴奋→突触小体→突触小泡释放递质→突触间隙→突触后膜兴奋或抑制 由于递质只存在于突触小体内,只能由突触前膜释放后作用于突触后膜上,使后一个神经元 兴奋或抑制,所以神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。就是说:兴奋只能从一个神经元 的轴突传递给另一个神经元的细胞体或树突,而不能向相反的方向传递。这种单向传递使整 个神经系统的活动能有规律地进行。
递质发生效应后就被酶破坏而失活,一次神经冲动只能引起一次递质释放,产生一次突 触后电位变化,之后很快又恢复为静息状态。 引导学生观察线粒体,得出“兴奋传递是一个耗能的过程”的结论。 有些杀虫剂能抑制酶的活性,使递质不被破坏,递质一直结合在突触后膜的受体部位,连续 发生作用,使神经处于持续冲动状态而不能恢复到静息电位,这样,就使动物长时间处于震 颤、痉挛状态,终致死亡。 课堂小结
本节课重点学习了兴奋的传导,对于反射的发生也有了进一步的理解。(结合动画演示) 当感受器受到一定刺激后就产生兴奋,引起兴奋部位的膜电位的改变,形成局部电流;当局 部电流沿神经纤维传导到轴突末梢的突触时,突触小泡释放递质作用于突触后膜,使另一个 神经元产生兴奋或抑制,这样兴奋就从一个神经元传导到另一个神经元。 概括的说:兴奋传导是膜电位变化→递质的释放→膜电位变化的一体化过程。 学法指导
学生在掌握上述内容时,一定要注意联系反射模式图,并注意在实际中的应用。如临床 上用药物局部麻醉的机理是什么?(药物抑制突触小泡释放递质,兴奋不能传递) 课外探究与思考 1.探究局部麻醉药物的可能作用机理。 2.试比较兴奋在神经纤维上的传导速度与电流在金属导线上的传导速度。 教学反思 在教学过程中,我遵循了“从具体到抽象”、“从感性到理性”的认知规律,重视创设问题情境,引导 学生积极参与,学生始终处于科学研究情境中,并获得相应的科学情感体验。自然科学的学科 魅力满足了学生的学习兴趣,而且测试表明,建立起来的概念是形象生动的、深刻的。

2019-2020 年高中生物 1.3.3《人脑的高级功能》教案 中图版必修 3

课题 教学 目标

人脑的高级功能

1.说出人脑高级功能的研究方法。



2.概述人脑的高级功能,区别大脑皮层功能区。



3.搜集有关 PET 技术、脑科学知识和神经调节的仿生学资料。 学

4.认同大脑皮层功能上的协调统一性,养成合理用脑的良好 法

习惯。

讲述与学 生练习、 讨论相结


教 重点
材 难点 分
析 教具

用 PET 技术对大脑皮层的高级功能进行定位”的机理 语言中枢的皮层定位及各部位间的关系
实物投影、多媒体课件

初中生物课中我们已经学习过人的大脑皮层中有神经中枢,如:躯体运动中枢、躯

体感觉中枢、视觉中枢、听觉中枢等。

请同学们根据初中已学过的知识回答下面的几个问题:

提问:中枢神经系统由哪些部分组成?

(回答:脑、脊髓。)

提问;中枢神经与神经中枢相同吗?

(回答:不相同。)



提问:人和高等动物的高级神经中枢指什么?。

(回答:大脑皮层。)



讲述:同学们回答的很好。大脑皮层在整个中枢神经系统中起着主导作用。它

无论在控制躯体运动、人类的语言活动和内脏活动方面都是如此。下面我们首先看

看大脑对躯体运动的调节。



(出示脑模型,并找到中央前回。)

躯体各部分的运动机能在大脑皮层第一运动区都有它的代表区,第一运动区的

程 机能有哪些特征呢?

当刺激中央前回顶部时,可引起下肢运动;刺激中央前回底部时,倒出现头部

器官运动;刺激中央前回其他部位时,可以出现相应器官运动。这不仅说明躯体各

部分运动机能在大脑皮层第一运动区都有其代表区,而且二者位置关系倒置。即:

中央前回从顶部→底部,正好与躯体代表区从下肢→头部相对应。

讲述:从图可以发现,大脑皮层第一运动区的代表区范围的大小只与躯体运动的精

细复杂程度有关,而与躯体的大小无关。如人类最灵巧的手虽然在整个人体中所占

比例不大,但在大脑皮层代表区中所占的区域却很大;又如:我们的一张小巧的嘴,

却在大脑皮层代表区张开大口占据“地盘”;

人体的躯干虽然占了人体的很大体积,但在大脑皮层代表区的范围却只有很小一部

分。因此,运动区的机理主要有上述两点特征。

讲述:语言活动是人类特有的高级神经活动。语言功能在大脑皮层也有其特定

代表区域,我们称之为言语区。



(看课本中图 4—15。)

临床资料表明:当中央前回底部之前(S 区)受到损伤时,会导致运动性失语

学 症,即病人能看懂文字,听懂别人谈话,但不能讲话,不能用语词表达自己的思想;

当皮层额上回后部(H 区)受到损伤时,则会出现病人会讲话、会书写,能看懂文

过 字,却听不懂别人讲话,这种情况叫做听觉性失语症。 注意两类“失语症”的核心分别为:

不能讲话——运动性失语症



听不懂——听觉性失语症

另外,临床资料表明,当大脑皮层某些区域受损,还会造成 失写症、失读症

等。

下面请大家阅读大脑皮层与内脏活动相关的两段内容(包括小字部分,了了解

大脑皮层与内脏活动的联系以及下丘脑的重 要调节作用。

小结:总之,神经系统是人和高等动物的主要的功能调节系统,各项生命活动

一般都是在大脑皮层、下丘脑、植物性神经等共同调节作用下才得以协调进行。

通过初中生物课的学习我们已经了解脑干中有心血管运动中枢、呼吸中枢,脊

髓灰质里有排便中枢、排尿中枢;通过对本册小字部分的阅读,我们也了解到,位

于间脑的下丘脑与内脏活动密切相关。它们的活动都要受到高级神经中枢的调控。

这说明神经系统各部分的调节作用是相互配合、协调一致的,正是由于神经系统的

协调统一,机体才能成为一个统一的整体,以适应内部和外界环境的不断变化。

研究结果还证实:大脑两半球的作用也存在类似特点,互相协调、互相补充。

如,左半球支配说话、写字,并在进行数学计算和抽象推理等方面起决定作用;而

右半球在形象思维、认识空间、理解音乐和理解复杂关系方面的能力则优于左半球。

二者优势互补、共同开发,有助于人体的全面发展。

以上我们学习了有关神经调节的一些新的知识。前面大家还学习过动物体液调

节的相关知识,神经调节与体液调节在动物体内是同时存在的,都是机体调节生命

活动的基本形式。二者这两种调节作用共同协调相辅相成,一方面体内大多数内分

泌腺都受中枢神经系统的控制,如性激素的分泌就是受中枢神经系统调节的;另一

方面内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的功能,如甲状腺激素就是大脑的

生长发育所必需的。在上述这两种调节作用中动物的各项生命活动主要受神经系统

调节。

但是由于反射的结构基础是反射弧,体液调节主要是激素随着血液循环输送到

全身各处而发挥调节作用的。因此,这两种调节方式各有不同的特点,下面我们比

较一下神经调节与体液调节的不同特点。

(投影展示表 4-2。表中只给比较项目,具体内容采取先让学生讨论,然后教

师提问的方式完成。)

参考答案

探究活动 “用 PET 技术对大脑皮层高级功能进行定位”分析讨论

1.因为脑主要消耗葡萄糖来提供能量。用超短寿命同位素,适合快速动态研

究,减少对人体的损伤。

2.听觉语言中枢和运动性语言中枢。

3.(1)由于 C、N、O 是人体组成的基本元素,故应用 n C、¨N、¨O 等正电子 核素标记人体 的生理物质如糖、氨基酸和脂肪,可在不影响内环境平衡的生理条件下,获得某一 正常组织或 病灶的放射性分布。
(2)探测灵敏度高,准确率高,图像清晰。 (3)正电子核素为超短半衰期核素,适合于快速动态研究。 巩固提高 1.(1)大脑皮层在功能定位上特点是:一一对应,特定的功能对应特定的部位。 (2)利用 PET 等技术研究发现,语言中枢分区多,不同的具体语言功能对应不同的皮层部位, 如运动性 语言中枢对应于额下回后部(S 区)等。 2.可能是运动性语言中枢损坏。 3.(1)有道理。(2)有效的锻炼可以使各相关中枢间联系增多,分析、综合能力 加强。

作 见同步练习 业

教后感:人和高等动物的神经系统结构复杂,调节功能也很多,既有各自的独立性,

更表现出高度的协调统一,神经系统的调节还与激素调节相互配合,使机体成为一

教 学 后 记

个统一的整体,使生物体各项生命活动得以顺畅有序地进行,以适应机体内部对外
界环境的不断变化。学生在初中已经学过了一些有关神经的知识,但是由于学生学的 时间太长,所以许多知识已经遗忘了,所以在用到有关初中的一些知识时应及时复习, 保证学生的新旧知识能够相互融合。


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