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第六讲动物生理一、竞赛中涉及的问题根据国际生物学奥林匹克竞赛（IBO）纲要和全国中学生生物竞赛大纲（试行）要求，有关人体及动物生理的内容，主要包括消化、吸收、呼吸、循环、排泄、免疫、调节（神经和激素）和生殖。
上述内容在中学生物学教学大纲中已有过一些简单的介绍，这里只就竞赛中经常要用到的一些知识作进一步的补充说明。
（一）细胞的生物电现象生物电现象是指生物细胞膜在安静状态和活动时伴有的电现象。
它与细胞兴奋的产生和传导有着密切的关系。
现以神经细胞为例来讨论细胞的生物电现象。
1．静息电位及产生原理（1）静息电位：细胞膜处于安静状态下，存在于膜内外两侧的电位差，称为静息电位。
如下图所示，将两个电极置于安静状态下神经纤维表面任何两点时，示波器屏幕上的光点在等电位线作横向扫描，表示细胞膜表面不存在电位差。
但如将两个电极中的一个微电极（直径不足1μm）的尖端刺入膜内，此时示波器屏幕上光点迅速从等电位下降到一定水平继续作横向扫描，显示膜内电位比膜外电位低，表示细胞膜的内外两侧存在着跨膜电位差。
此电位差即是静息电位。
一般将细胞膜外电位看作零，细胞膜内电位用负值表示。
静息电位测量示意图A．膜表面无电位差B．膜内外两侧有电位差同类细胞的静息电位较恒定，如哺乳类动物神经细胞的静息电位为－70～－90mV。
安静时，细胞膜两侧这种数值比较稳定的内负外正的状态，称为极化。
极化与静息电位都是细胞处于静息状态的标志。
以静息电位为准，若膜内电位向负值增大的方向变化，称为超极化；若膜内电位向负值减小的方向变化，称为去极化；细胞发生去极化后向原先的极化方向恢复，称为复极化。
从生物电来看，细胞的兴奋和抑制都是以极化为基础，细胞去极化时表现为兴奋，超极化时则表现为抑制。
（2）静息电位的产生原理：“离子流学说”认为，生物电产生的前提是细胞膜内外的离子分布和浓度不同，以及在不同生理状态下，细胞膜对各种离子的通透性有差异。
据测定，在静息状态下细胞膜内外主要离子分布及膜对离子的通透性见下表。
第二章神经细胞的生物电现象在生理学中，细胞膜的功能占有重要的地位。
细胞膜是细胞的屏障，它把细胞内外的物质分隔开，使细胞成为一个相对独立的单位。
它还是细胞与其生存环境间发生联系的部位，不但物质进出细胞必须经过细胞膜，而且一切刺激作为信号也是通过细胞膜进行传递的。
第一节细胞膜的物质转运功能进出细胞的物质种类很多，有脂溶性的、水溶性的和带电荷的离子。
由于细胞膜的基架是脂质双分子层，所以脂溶性的物质才有可能通过细胞膜。
而水溶性物质则不能直接通过细胞膜，它们必须借助某些物质的帮助才能通过，其中细胞膜结构中具有特殊功能的蛋白质起着关键性的作用。
细胞膜转运物质的形式是多种多样的，有不同的分类方法，现将常见的几种转运形式分别介绍如下。
（一）单纯扩散单纯扩散（simple diffusion）是指脂溶性小分子物质跨细胞膜由高浓度区向低浓度区移动的过程，它是一种物理现象。
在溶液中，溶质分子总是从高浓度区向低浓度区作顺浓度差移动，直到两个区的该物质浓度达到平衡时为止。
细胞膜两侧的物质移动，主要受到由脂质构成的细胞膜屏障作用的影响，所以理论上只有脂溶性物质才能以单纯扩散的形式通过细胞膜。
决定扩散通过量（简称通量）的主要因素有两个：①细胞膜两侧该物质的浓度差，这是物质扩散的动力，浓度差愈大，扩散通量也愈大；②该物质通过细胞膜的难易程度，即通透性（permeability）的大小，细胞膜对该物质的通透性减小时，扩散通量也减小。
在人体内，以单纯扩散方式进出细胞的物质种类很少，比较肯定的有氧和二氧化碳等气体分子，它们既能溶于水，也能溶于脂质。
它们顺浓度差扩散，好像水从高处流向低处那样，不需要外力帮助，细胞也不消耗能量。
（二）易化扩散不溶于脂质或脂溶性很小的物质，在特殊膜蛋白质的帮助下，由高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧的扩散现象称为易化扩散（facilitated diffusion）。
易化扩散也是顺浓度差进行的，所以细胞也不直接消耗能量。
细胞的生物电现象教案一、教学目标1.理解细胞的生物电现象的概念和意义。
2.掌握细胞膜的离子通道和跨膜电位差。
3.能够运用细胞的生物电现象解释生命活动中的一些现象。
二、教学重点和难点1.重点：细胞膜的离子通道和跨膜电位差。
2.难点：细胞的生物电现象的原理和应用。
三、教学过程1.导入：通过展示一些生物电现象的实例，如肌肉收缩、神经传导等，引导学生思考这些现象背后的原理。
2.细胞膜离子通道：介绍细胞膜离子通道的种类、结构和功能，以及它们在维持细胞内外离子平衡中的作用。
3.跨膜电位差：讲解跨膜电位差的形成机制，以及它对细胞内外离子平衡的影响。
4.细胞生物电现象的应用：通过实例讲解细胞的生物电现象在生命活动中的应用，如肌肉收缩、神经传导等。
5.课堂练习：通过小组讨论、案例分析等方式，让学生练习运用细胞的生物电现象解释生命活动中的一些现象。
6.作业与评价方式：布置相关习题和思考题，让学生课后进一步巩固知识，评价方式包括作业成绩、课堂表现和小组讨论表现等。
四、教学方法和手段1.实验演示：通过实验演示细胞的生物电现象，让学生直观感受这种现象的真实性和重要性。
2.原理分析：通过图文并茂的方式，深入浅出地讲解细胞的生物电现象的原理，帮助学生理解其中的知识点。
3.课堂练习：通过小组讨论、案例分析等方式，让学生练习运用细胞的生物电现象解释生命活动中的一些现象，加深对知识点的理解和掌握。
4.多媒体教学：使用多媒体课件、动画等手段，生动形象地展示细胞的生物电现象的过程和原理，提高学生的学习兴趣和效果。
5.网络资源：引导学生利用网络资源，查找和了解更多的相关资料和知识，扩大视野和知识面。
6.学生自主学习：提供相关的阅读材料或推荐书籍，鼓励学生自主学习和深入探索细胞的生物电现象的相关知识。
7.个性化教学：根据学生的不同需求和能力水平，提供个性化的教学方案和辅导，帮助学生更好地掌握知识和提高学习效果。
8.学习小组：建立学习小组，让学生在互相交流和合作中学习和进步，增强学生的团队合作能力和交流能力。
