Sự phát sinh và dẫn truyền xung thần kinh — Mô phỏng 3D Tương tác (Sinh học THPT)
Câu hỏi trọng tâm: Sau tiếng súng xuất phát, nếu vận động viên chạy trước 0.1 s sẽ bị tính là phạm quy xuất phát sớm (SGK) — xung thần kinh (hưng phấn) "chạy" trong cơ thể như thế nào?
Phương trình / Nguyên lý cốt lõi: Nghỉ: K⁺ đi ra · Hưng phấn: Na⁺ đi vào
Đối chiếu Chương trình GDPT 2018: Sinh học 11 · Chương 2: Cảm ứng ở sinh vật
Chuỗi bước khám phá và kết luận khoa học (9 bước)
- Bước 1 (Xung thần kinh): Kích thích vào một đầu của sợi thần kinh, kim điện kế sẽ di chuyển như thế nào? — Kết luận: Hưng phấn được dẫn truyền dọc theo sợi thần kinh dưới dạng tín hiệu điện, tín hiệu điện này còn được gọi là xung thần kinh. |
Hưng phấn = Tín hiệu điện (Xung thần kinh) - Bước 2 (Điện thế nghỉ): Khi không có kích thích, tại sao hai bên màng tế bào lại có điện thế trong âm ngoài dương? — Kết luận: Ở trạng thái nghỉ, màng chủ yếu có tính thấm đối với K⁺; K⁺ đi ra làm nồng độ ion dương bên ngoài màng cao hơn bên trong, tạo nên trạng thái trong âm ngoài dương gọi là điện thế nghỉ. |
Trạng thái nghỉ: K⁺ đi ra → Trong âm ngoài dương - Bước 3 (Điện thế hoạt động): Khi kích thích vào màng, điện thế màng sẽ biến đổi như thế nào? — Kết luận: Khi bị kích thích, tính thấm của màng đối với Na⁺ tăng lên làm Na⁺ đi vào, khiến vùng đó chuyển sang trạng thái hưng phấn trong dương ngoài âm, điện thế màng lúc này gọi là điện thế hoạt động. |
Hưng phấn: Na⁺ đi vào → Trong dương ngoài âm - Bước 4 (Dòng điện cục bộ): Hưng phấn được dẫn truyền dọc theo sợi thần kinh từng đoạn một như thế nào? — Kết luận: Sự chênh lệch điện thế giữa vùng hưng phấn và vùng chưa hưng phấn tạo thành dòng điện cục bộ; dòng điện cục bộ kích thích vùng chưa hưng phấn lân cận làm phát sinh hưng phấn mới, nhờ đó xung thần kinh lan truyền về phía trước còn phía sau phục hồi trạng thái nghỉ. |
Dòng điện cục bộ → Kích thích vùng lân cận hưng phấn - Bước 5 (Synapse): Làm thế nào xung thần kinh vượt qua được khe hở giữa hai neuron? — Kết luận: Synapse gồm màng trước synapse, khe synapse và màng sau synapse; chất trung gian hóa học được giải phóng từ bóng synapse, khuếch tán qua khe và gắn vào thụ thể trên màng sau, làm phát sinh điện thế ở màng sau synapse. |
Bóng synapse → Khe synapse → Thụ thể - Bước 6 (Một chiều và Chậm trễ): Tại sao hưng phấn chỉ truyền qua synapse theo một chiều, và lại chậm hơn so với dẫn truyền trên sợi thần kinh? — Kết luận: Chất trung gian hóa học chỉ có trong bóng synapse và chỉ được giải phóng từ màng trước tác động lên thụ thể màng sau, nên truyền tin giữa các neuron chỉ theo một chiều; do phải qua bước chuyển đổi tín hiệu hóa học (có độ trễ) nên tốc độ truyền qua synapse chậm hơn trên sợi thần kinh. |
Chất trung gian hóa học chỉ được giải phóng từ màng trước synapse - Bước 7 (Cocaine): Tại sao chất ma túy như cocaine lại gây nghiện? — Kết luận: Cocaine làm mất chức năng tái hấp thu dopamine của protein vận chuyển trên màng trước synapse, khiến dopamine ứ đọng ở khe synapse và kích thích liên tục làm giảm số lượng thụ thể dopamine trên màng sau; khi hết thuốc, do thụ thể đã bị giảm nên lượng dopamine bình thường không đủ gây hưng phấn, buộc phải tiếp tục dùng thuốc với liều cao hơn, tạo thành vòng xoắn bệnh lý gây nghiện. |
Dopamine ứ đọng ở khe → Số lượng thụ thể giảm xuống - Bước 8 (Na⁺ ngoại bào): Khi giảm nồng độ Na⁺ bên ngoài màng, điện thế hoạt động sẽ thay đổi như thế nào? — Kết luận: Khi thay đổi nồng độ Na⁺ bên ngoài sợi trục, điện thế nghỉ không bị ảnh hưởng, nhưng biên độ của điện thế hoạt động sẽ giảm khi nồng độ Na⁺ giảm. |
Biên độ điện thế hoạt động giảm khi nồng độ Na⁺ ngoại bào giảm - Bước 9 (Thực hành đánh giá): Kiểm tra: Khôi phục điện thế hoạt động về mức bình thường — Kết luận: Kết luận thực hành: Điều chỉnh nồng độ Na⁺ ngoại bào về 100 %, duy trì kích thích và mở khóa kênh Na⁺ thì điện thế hoạt động sẽ phục hồi bình thường. |
Đỉnh ≥ +28.9 mV, duy trì 15 s
Xem trang chi tiết bài giảng, hướng dẫn lớp học và câu hỏi ôn tập Sự phát sinh và dẫn truyền xung thần kinh · Trang chủ VietLab 3D