学生背得出“去极化、再极化”,但问“点解要去极化”就静。这一堂由离子与通道开始,把动作电位变成可以逐格讲的过程,再接到体温与血糖的负反馈。
本堂目标 学生能够:① 讲出静息电位 -70 mV 与阈值 -55 mV 的成因,并算出差距 15 mV;② 讲出去极化、再极化、超过射与不应期各自的离子流动,并解释绝对不应期 2 ms 令每秒最多约 500 个冲动;③ 用髓鞘传导速度 120 m/s 对无髓鞘 1.5 m/s 解释 80 倍差距;④ 用负反馈解释体温与血糖如何回到设定点。
01 先备知识(开课前 3 分钟快检)
以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:
| 技能 |
快检题 |
过关标准 |
| 扩散与主动运输 |
钠离子要逆浓度梯度走,靠什么? |
钠钾泵,消耗 ATP |
| 细胞膜结构 |
极性分子要通过脂双层,需要什么? |
通道或载体蛋白 |
| 酶与激素 |
激素如何影响细胞? |
与受体结合,改变细胞活动 |
02 课堂流程(60 分钟)
| 时间 |
环节 |
导师做什么 |
学生做什么 |
| 0–10 分 |
一条问题开场 |
神经讯息为何可以每秒传几百次,而肌肉不能一直收缩? |
先猜,再对照不应期 |
| 10–24 分 |
静息与动作电位 |
由 -70 mV 讲到 -55 mV,逐个离子讲 |
自己画出 15 mV 的差距 |
| 24–36 分 |
突触 |
钙离子入、囊泡融合、递质扩散、受体结合、酶分解 |
顺序讲一次不漏 |
| 36–46 分 |
髓鞘与跳跃传导 |
有髓鞘 120 m/s、无髓鞘 1.5 m/s |
算出 80 倍 |
| 46–56 分 |
体温与血糖的负反馈 |
设定点 37.0 度、出汗 37.5 度、颤抖 36.5 度 |
写出完整回路 |
| 56–60 分 |
离场检查 |
即场批改三题 |
三题全对 |
03 讲解脚本(照着说就可以)
第一幕:静息电位是“泵”与“漏”的平衡
钠钾泵每消耗一个 ATP,泵出 3 个钠、泵入 2 个钾,令膜外正、膜内负,静息电位约 -70 mV。刺激到达,电压门控钠通道打开,钠涌入,电位升至 -55 mV 即达阈值,之后更多钠通道开启,形成正反馈;钠通道在约 1 ms 后失活,钾通道打开,钾流出,电位回落至略低于静息(超过射),再由泵慢慢拉回。答题要写“哪一种离子、向哪个方向、经过哪种通道”,只写“去极化”没有分。
叫学生做:把 -70 到超过射的电位变化分四格画出来,每格标离子流。
第二幕:突触是化学步骤,顺序错就全错
动作电位到轴突末梢 → 钙通道打开、钙入 → 突触小泡与前膜融合 → 递质释放到突触间隙 → 与后膜受体结合 → 后膜离子通道打开、产生新电位 → 递质被酶分解或重吸收。方向单一(前膜到后膜)是因为递质只在前膜储存、受体只在后膜。若问“为何讯号不会倒流”,答这一句就够。抑制性递质则令氯离子入、膜电位更负,更难达阈值。
追问:如果分解递质的酶失效,会发生什么事?
第三幕:负反馈:偏离 → 感应 → 协调 → 反应 → 回复
体温设定点 37.0 度。升到 37.5 度,下视丘感应,交感神经令汗腺分泌、皮肤血管扩张,散热增加;降到 36.5 度,则血管收缩、骨骼肌颤抖、代谢加快。血糖同理:餐后升到 8.0 mmol/L,胰岛素促细胞吸收与肝糖合成,两小时内回到 6.5 左右(降 1.5);空腹 5.0 左右则由升糖素拉回。答题要写出“感应器、协调者、效应器、反应”四环,缺一环就扣分。
叫学生做:把发烧 39 度(高 {TEMP_DEV:.0f} 度)的负反馈回路完整写一次。
04 必教题型与步骤
| 题型 |
例子 |
步骤 |
答案 |
| 描述 |
动作电位的离子变化 |
按时间顺序写通道与离子 |
钠入=去极化 |
| 解释 |
髓鞘为何加快传导 |
跳跃传导、电阻、集中 |
80 倍 |
| 顺序 |
突触传递五步 |
钙入 → 囊泡 → 递质 → 受体 → 分解 |
不可倒转 |
| 应用 |
体温或血糖的负反馈 |
感应 → 协调 → 效应 → 回复 |
写齐四环 |
合理性检查(一定要教):静息电位 -70 mV 到阈值 -55 mV 相差 15 mV,这是所有“刺激要够强”题目的算术基础。绝对不应期 2 ms 期间任何刺激都无效,所以理论上限是每秒 500 个冲动——答题写“约 500 个”比写“好多”安全。髓鞘令局部电流只在朗氏结之间跳跃,120 除以 1.5 就是 80 倍,速度与轴突直径亦成正比。
05 独立练习三题
| 题目 |
答案 |
想观察什么 |
| 静息电位到阈值的差距 |
15 mV |
-55 减 -70 |
| 绝对不应期 2 ms 下每秒最多冲动数 |
500 个 |
1000 除以不应期 |
| 抑制性递质令哪种离子进入 |
氯离子 |
令膜电位更负,更难达阈值 |
06 学生常见错误与纠正句
| 错误 |
学生通常这样写 |
导师这样说 |
| 把再极化写成钠泵即时作用 |
“钠钾泵把电位拉回” |
“再极化主要系钾流出,泵系之后慢慢补位。” |
| 突触方向写成双向 |
“递质两边都可传” |
“递质只在前膜,受体只在后膜,所以单向。” |
| 负反馈写漏效应器 |
“下视丘令体温下降” |
“下视丘协调,汗腺同血管才系效应器。” |
| 混淆不应期与恢复期 |
“不应期系细胞休息” |
“不应期系钠通道失活,任何刺激都无效。” |
07 家课建议(直接指到练习卷题号)
08 离场检查(最后 5 分钟)
| 题目 |
答案 |
判定 |
| 静息电位与阈值 |
-70 mV 与 -55 mV |
两者皆对才可进生态 |
| 髓鞘加快传导的原因 |
跳跃传导 |
错一题:下堂前重讲朗氏结 |
| 负反馈四环 |
感应、协调、效应、回复 |
错两题以上:回到第三幕 |
09 导师常问
要记住每种离子的浓度吗?
记方向与通道即可,浓度数字只需知道膜外钠高、膜内钾高。
为何超过射会低于静息电位?
钾通道关得慢,钾流出过量,短暂过度极化。
激素与神经的分工怎样答?
神经快而短,激素慢而持久,两者在负反馈中常一起出现。
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