学生画得出反射弧,但一问“为什么反射比随意动作快”就答“因为不经大脑”,再问“突触做什么”就哑。问题是他们把神经系统当成一条条线,没有“讯号要过关卡”的概念。这一堂由反射时间的数字入手,让学生自己算出突触延迟占几多。
本堂目标 学生能够:① 画出反射弧五个部分并标明讯号方向;② 用路径长度与传导速度计算反射时间;③ 解释动作电位的去极化与阈值;④ 讲出突触传递单向的原因与延迟的意义。
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 |
| 细胞膜 |
磷脂双层与通道蛋白 |
离子要经通道过膜 |
| 扩散与主动运输 |
浓度梯度 |
Na⁺ 要泵出去 |
| 刺激与反应 |
什么是刺激 |
光、声、触压 |
02 课堂流程(60 分钟)
| 时间 |
环节 |
导师做什么 |
学生做什么 |
| 0–8 分 |
神经元结构 |
树突入、轴突出 |
髓鞘加速传导 |
| 8–20 分 |
反射弧 |
五个部分依序 |
路径 0.9 m |
| 20–30 分 |
反射时间 |
长度 ÷ 速度 |
36 ms |
| 30–42 分 |
动作电位 |
阈值与去极化 |
-70 → -55 mV |
| 42–52 分 |
突触 |
化学传递、单向 |
延迟 0.5 ms × 2 |
| 52–60 分 |
离场检查 |
三题收回即批 |
独立完成 |
03 讲解脚本(照着说就可以)
第一幕:第一个动作:先画箭头,再画细胞
反射弧五个部分:感受器 → 感觉神经元 → 中枢(脊髓)→ 运动神经元 → 效应器。每一个箭头都要标明方向,因为考试最常考“哪一段受损会怎样”。
感觉神经元的树突在感受器一端,运动神经元的轴突末梢接在肌肉。路径长约 0.9 m,传导速度 25 m/s,纯传导时间=0.9 ÷ 25 = 36 ms。要学生讲:切断感觉神经元与脊髓之间,病人还会有感觉吗?(没有,讯号上不到中枢。)
要学生做:把五个部分写在纸上,用箭头串起来,再口述一次。
第二幕:动作电位:阈值是一道门槛,不是渐变
静息电位约 -70 mV(内负外正),刺激令 Na⁺ 通道打开,内外电位差收窄,到 -55 mV 就触发动作电位,去极化幅度 15 mV。
关键词是“全或无”:过阈值就全幅反应,未过就完全不反应,刺激越强只会令频率增加,不会令幅度增加。之后 K⁺ 流出造成复极化,Na⁺/K⁺ 泵用 ATP 把离子泵回原位。提醒:不要写“电流通过神经”,要写“动作电位沿轴突传播”。要学生讲:为什么强刺激不会令动作电位更大?(全或无定律。)
第三幕:突触:延迟是代价,单向是保障
突触前膜释放神经递质,扩散过突触间隙,绑在突触后膜的受体。每过一个突触约延迟 0.5 ms,反射路径有 2 个突触,总时间 = 36 + 0.5 × 2 = 37 ms。
单向是因为递质只存在于突触前膜一端,所以讯号只可以一个方向走。有些药物与毒素正是干扰递质或受体,题目常用这个情境考“讯号会否继续传”。要学生计:若突触增至 4 个,总时间变几多?(38 ms。)
04 必教题型与步骤
| 题型 |
例子 |
步骤 |
答案 |
| 标注反射弧 |
给图找五个部分 |
由感受器开始顺序数 |
感受器→感觉神经元→中枢→运动神经元→效应器 |
| 计算反射时间 |
给长度与速度 |
长度 ÷ 速度 + 突触延迟 |
37 ms |
| 解释动作电位 |
问阈值或全或无 |
先讲通道,再讲电位 |
-70 → -55 mV |
| 损伤分析 |
切断某一段 |
沿箭头推后果 |
切运动神经元=有感觉不能动 |
合理性检查(一定要教):时间一定是正数,计出 0.036 而单位写 ms 就是漏乘 1000(正确是 36 ms)。反射时间应该在 20 至 200 ms 之间,超过 1 秒通常是随意动作或计算出错。电位单位是 mV,静息是负值,去极化后是正值,写成 −70 到 +30 才合理。突触越多越慢:若答“突触多所以快”就是搞反。方向检查:讯号一定由感受器走向效应器,倒转就是画错。
05 独立练习三题
| 题目 |
答案 |
想观察什么 |
| 0.90 m 路径、25 m/s 的传导时间 |
36 ms |
长度 ÷ 速度 |
| 加 2 个突触后的总时间 |
37 ms |
加 0.5 ms × 2 |
| 静息到阈值的电位变化 |
15 mV |
−70 → −55 |
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 |
| 说反射不经大脑所以快 |
理由讲错 |
“反射系不经大脑皮层,但仲要过脊髓,快系因为路短同突触少。” |
| 突触越多越快 |
方向搞反 |
“每过一个突触都要等递质扩散,所以越多越慢。” |
| 动作电位幅度随刺激变大 |
违反全或无 |
“过了阈值就全幅,刺激大只会密些,不会大些。” |
| 忘记乘 1000 |
0.036 ms |
“秒转毫秒要乘 1000,0.036 秒系 36 ms。” |
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 |
| 反射弧五个部分 |
感受器、感觉神经元、中枢、运动神经元、效应器 |
三题全对=可进激素 |
| 动作电位的阈值 |
-55 mV |
错一题=下堂重讲 |
| 为何突触传递单向 |
递质只在突触前膜 |
错两题以上=回到第一幕 |
09 导师常问
反射一定要经脊髓吗?
大部分骨骼肌反射的中枢在脊髓,但有些在脑干,例如瞳孔反射。
髓鞘有什么作用?
令动作电位跳跃式传导,速度大幅提高,所以有髓鞘的神经元传得更快。
神经递质是荷尔蒙吗?
不是,递质只在突触间隙局部作用,荷尔蒙经血液运送全身。
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