人教版(新教材)高中生物选择性必修1课件：2 3 1 兴奋在神经纤维上的传导

第1课时

兴奋在神经纤维上

的传导1.阐明静息电位和动作电位产生的机制。2.阐述兴奋在神经纤维上的产生及传导机制。学习目标1.生命观念：用结构和功能观以及稳态与平衡观认识兴

奋在神经纤维上的传导。2.科学思维：比较法区分静息电位和动作电位。素养要求兴奋在神经纤维上的传导内容索引网络构建课时对点练兴奋在神经纤维上的传导1.神经冲动在神经系统中，兴奋是以

的形式沿着神经纤维传导的，这种

也叫神经冲动。教材梳理预习新知夯实基础电信号电信号2.传导过程内负外正K＋外流内正外负Na＋内流兴奋未兴奋电信号兴奋未兴奋(1)产生和维持神经细胞静息电位主要与K＋有关(

)(2)兴奋沿神经纤维传导时细胞膜外Na＋大量内流(

)(3)在完成反射活动的过程中，兴奋在神经纤维上的传导方向是双向的(

)(4)刺激离体的神经纤维中部，产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导(

)(5)神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相同(

)√×√判断正误√√特别提醒在完成反射活动时，兴奋只能从感受器产生，因此在神经纤维上的传导方向是单向的。探究点一兴奋在神经纤维上产生和传导的原理根据静息电位和动作电位产生的原理，以及兴奋在神经纤维上的传导过程，回答下列问题。核心探讨突破重难强化素养(1)静息电位和动作电位产生的离子基础是什么？提示神经细胞膜内外离子分布的不平衡，即膜内的K＋浓度比膜外高，Na＋浓度比膜外低。探究点一兴奋在神经纤维上产生和传导的原理根据静息电位和动作电位产生的原理，以及兴奋在神经纤维上的传导过程，回答下列问题。核心探讨突破重难强化素养(1)静息电位和动作电位产生的离子基础是什么？提示神经细胞膜内外离子分布的不平衡，即膜内的K＋浓度比膜外高，Na＋浓度比膜外低。(2)静息状态下，膜上K＋通道处于开放状态，K＋外流，形成内负外正的静息电位。K＋的这种跨膜运输属于什么方式？有何特点？提示协助扩散，需要通道蛋白的协助，不需要消耗ATP，顺浓度梯度进行。(3)受到刺激时，膜对Na＋的通透性增大，Na＋内流，此时Na＋的跨膜运输应为什么方式？提示协助扩散。(4)图中膜内、外都会形成局部电流，请说出它们的电流方向(用字母和箭头表示)。兴奋传导的方向与哪种电流方向一致？兴奋的传导有什么特点？提示膜内的电流方向是a←b→c，膜外的电流方向是a→b←c。兴奋传导的方向与膜内局部电流方向一致。兴奋传导的特点为双向传导。静息电位与动作电位的形成与K＋、Na＋的运输(1)静息电位在未受到刺激时，细胞膜内外离子分布特点：膜内主要是K＋和带负电荷的蛋白质等大分子物质，膜外主要是Na＋和Cl－。静息时，细胞膜主要对K＋有通透性，K＋顺浓度梯度外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，最终形成电位表现为内负外正的静息电位。在形成静息电位的过程中，K＋的外流需要通道蛋白，不需要消耗能量，为协助扩散。核心归纳(2)动作电位在受到刺激时，细胞膜对Na＋的通透性增加，大量Na＋从细胞外顺浓度梯度流入细胞内，使膜内阳离子浓度高于膜外，形成电位表现为内正外负的动作电位。在形成动作电位的过程中，Na＋的内流需要通道蛋白，不需要消耗能量，为协助扩散。1.(2018·全国Ⅲ，3)神经细胞处于静息状态时，细胞内外K＋和Na＋的分布特征是A.细胞外K＋和Na＋浓度均高于细胞内B.细胞外K＋和Na＋浓度均低于细胞内C.细胞外K＋浓度高于细胞内，Na＋相反D.细胞外K＋浓度低于细胞内，Na＋相反√跟踪训练1.(2018·全国Ⅲ，3)神经细胞处于静息状态时，细胞内外K＋和Na＋的分布特征是A.细胞外K＋和Na＋浓度均高于细胞内B.细胞外K＋和Na＋浓度均低于细胞内C.细胞外K＋浓度高于细胞内，Na＋相反D.细胞外K＋浓度低于细胞内，Na＋相反√跟踪训练解析神经细胞内K＋浓度明显高于细胞外，而Na＋浓度比细胞外低。处于静息状态时，细胞膜主要对K＋有通透性，造成K＋外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，这是大多数神经细胞产生和维持静息电位的主要原因。2.如图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。下列说法与图示相符的是A.图中兴奋部位是B和CB.图中弧线最可能表示局部电流方向C.图中兴奋传导的方向是C→A→BD.兴奋传导方向与膜外局部电流方向一致√解析兴奋部位的电位为动作电位，即内正外负，所以兴奋部位是A，A错误；正电荷移动的方向为电流的方向，因此图中弧线最可能表示局部电流方向，B正确；兴奋的传导方向与膜内局部电流方向一致，与膜外局部电流方向相反，因此图中兴奋传导方向为A→C、A→B，C、D错误。探究点二膜电位的测量1.连线2.根据膜电位曲线变化图，回答下列问题。(1)ab段代表静息电位，产生的原因是什么？提示K＋外流。(2)bd段是动作电位产生的过程，其产生的原因是什么？需不需要消耗能量？提示产生的原因是Na＋内流，不需要消耗能量。(3)de段是静息电位恢复的过程，其产生的原因是什么？提示K＋外流。(4)ef段是将此前内流的Na＋泵出细胞，外流的K＋泵入细胞，以维持细胞最初的离子分布状态，该过程中离子运输的方式是什么？需不需要消耗能量？提示Na＋泵出细胞和K＋泵入细胞的方式都是主动运输，都需要消耗能量。(5)如降低外界溶液中Na＋的浓度，则动作电位的峰值(d点)将怎么变化？提示动作电位的峰值将减小。1.神经纤维上膜电位差变化曲线解读核心归纳2.细胞外液中Na＋、K＋浓度改变对电位的影响项目静息电位动作电位峰值Na＋增加不变增大Na＋降低不变变小K＋增加变小不变K＋降低增大不变3.在离体实验条件下神经纤维的动作电位示意图如图所示。下列叙述正确的是A.ab段主要是Na＋内流，是需要消耗能量的B.bc段主要是Na＋外流，是不需要消耗能量的C.cd段主要是K＋外流，是不需要消耗能量的D.de段主要是K＋内流，是需要消耗能量的√跟踪训练解析题图中ac段，细胞产生动作电位，主要是Na＋内流，不需要消耗能量，A、B项错误；而ce段，细胞恢复静息电位，主要是K＋外流，也不需要消耗能量，C项正确、D项错误。4.将一灵敏电流计的电极置于蛙离体坐骨神经腓肠肌的神经上(如图1)，在①处给予一适宜强度的刺激，测得的电位变化如图2所示。若在②处给予同等强度的刺激，测得的电位变化是√解析当①处给予一适宜强度的刺激，左侧电极处先兴奋，右侧电极处后兴奋，指针发生两次方向相反的偏转，电位变化如图2所示；而当在②处给予同等强度的刺激时，右侧电极处先兴奋，左侧电极处后兴奋，故指针也发生两次方向相反的偏转，但是每一次偏转的方向正好与刺激①处时相反。网络构建课时对点练题组一兴奋在神经纤维上传导的过程1.神经纤维受到刺激时，细胞膜内、外的电位变化是①膜外由正电位变为负电位②膜内由负电位变为正电位③膜外由负电位变为正电位④膜内由正电位变为负电位A.①②B.③④C.②③D.①③12345678910√对点训练1112131415161718解析静息时，膜电位为内负外正，兴奋时膜电位变为内正外负。2.静息时，大多数神经细胞的细胞膜A.对阴离子的通透性比较大，Cl－大量流出膜外B.对阳离子的通透性比较大，Na＋大量流出膜外C.对Na＋的通透性比较小，对K＋的通透性比较大D.对Na＋的通透性比较大，对K＋的通透性比较小123456789101112131415161718√解析静息时，膜主要对K＋有通透性，造成K＋外流。解析兴奋部位(外负内正)和未兴奋部位(外正内负)形成电位差，产生局部电流，电流方向是从正到负，故膜外电流方向是从未兴奋部位到兴奋部位，而膜内是从兴奋部位到未兴奋部位。3.(2020·四川成都七中高二期中)兴奋在神经纤维上传导时，下列关于膜内外局部电流方向的判断正确的是A.膜内：由兴奋部位到未兴奋部位；膜外：由兴奋部位到未兴奋部位B.膜内：由未兴奋部位到兴奋部位；膜外：由未兴奋部位到兴奋部位C.膜内：由未兴奋部位到兴奋部位；膜外：由兴奋部位到未兴奋部位D.膜内：由兴奋部位到未兴奋部位；膜外：由未兴奋部位到兴奋部位√1234567891011121314151617184.下列关于神经纤维上兴奋传导的叙述，错误的是A.兴奋的产生是Na＋向膜内流动的结果B.神经纤维上以局部电流的方式传导兴奋C.兴奋沿神经纤维的传导过程不需要消耗能量D.兴奋的传导依赖于细胞膜对离子通透性的变化√123456789101112131415161718解析兴奋在神经纤维上的传导过程是以电信号的形式传导，需要消耗能量，C错误。5.如图所示，当神经冲动在轴突上传导时，下列叙述错误的是A.甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态B.乙区发生了Na＋内流C.乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁D.据图可判断神经冲动的传导方向是从左到右√123456789101112131415161718解析由于乙区是动作电位，如果神经冲动是从图示轴突左侧传导而来，则甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态，A正确；乙区是动作电位，说明其静息电位变成了动作电位，因此该区发生了Na＋内流，B正确；123456789101112131415161718局部电流的方向是由正电荷到负电荷，乙区膜内是正电位，丁区膜内是负电位，所以乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁，C正确；由于图中只有乙区是动作电位，因而在轴突上，神经冲动的传导方向可能是从左到右或从右到左，D错误。解析静息状态时，K＋外流，造成膜两侧的电位表现为内负外正，若增大神经细胞外K＋浓度，K＋外流受阻，会导致静息电位的绝对值变小。6.增加神经细胞外的K＋浓度，则神经细胞的静息电位的绝对值会A.增大 B.减小C.不变 D.不确定如何变化√123456789101112131415161718题组二膜电位的测定及相关曲线分析7.以下是测量神经纤维膜电位变化情况的示意图，下列相关叙述错误的是A.图甲中指针偏转说明膜内外电位不同，测出的是动作电位B.图甲中的膜内外电位不同，主要是由于K＋外流形成的C.图乙中刺激神经纤维会引起指针发生两次方向相反的偏转D.图乙中产生的兴奋会以局部电流的形式向两侧快速传导√12345678910111213141516171812345678910解析图甲中指针偏转说明膜内外电位不同，神经纤维膜两侧的电位表现为内负外正，所以测出的是静息电位，该电位的形成与K＋的外流有关；图乙中刺激神经纤维，产生兴奋，兴奋先传导到电流表右侧电极，后传导到电流表左侧电极，所以会引起指针发生两次方向相反的偏转；兴奋时，神经纤维膜对Na＋通透性增加，使得刺激点处膜两侧的电位表现为内正外负，该部位与相邻部位产生电位差而发生电荷移动，形成局部电流，因此，图乙中产生的兴奋会以局部电流的形式向两侧快速传导。11121314151617188.如图表示神经纤维在离体培养条件下，受到刺激时产生动作电位及恢复过程中的电位变化，下列有关分析错误的是A.ab段神经纤维处于静息状态B.bd段是产生动作电位的过程C.若增加培养液中的Na＋浓度，则d点将上移D.ab段和bd段分别是K＋外流和Na＋外流的结果√1234567891011121314151617189.细胞外液中K＋浓度会影响神经纤维静息电位的大小，细胞外液中Na＋浓度会影响受到刺激时神经纤维膜电位的变化幅度和速率。分别给予两组枪乌贼离体神经纤维相同的适宜刺激，分别测量、记录枪乌贼离体神经纤维的电位变化结果(如下图所示)。依据结果推测神经纤维所处的环境可能是A.甲在高Na＋海水中，乙在高K＋海水中B.甲在高Na＋海水中，乙在低K＋海水中C.甲在正常海水中，乙在低Na＋海水中D.甲在正常海水中，乙在低K＋海水中√123456789101112131415161718解析静息电位主要是由K＋外流引起的，动作电位主要是由Na＋内流引起的。甲曲线与乙曲线所示的静息电位一致，甲曲线所示的动作电位峰值高于乙曲线的，故甲可能在正常海水中，乙可能在低Na＋海水中。12345678910111213141516171810.如图甲为某神经纤维受到刺激后膜电位变化情况。神经细胞的静息电位和动作电位与通道蛋白关系紧密。Na＋－K＋泵是神经细胞膜上的一种常见载体，能催化ATP水解，每消耗1分子的ATP，就可以逆浓度梯度将3分子的Na＋泵出细胞外，将2分子的K＋泵入细胞内，其结构如图乙所示。下列根据上述资料作出的分析，正确的是123456789101112131415161718A.图甲中静息电位的维持是Na＋持续外流的结果B.图甲中bc段，Na＋通过通道蛋白内流需要消耗ATPC.图乙中随着温度逐渐提高，Na＋—K＋泵的运输速率先增大后稳定D.图乙中随着O2浓度的提高，Na＋—K＋泵的运输速率先增大后稳定12345678910√1112131415161718解析Na＋－K＋泵的化学本质是蛋白质，随着温度的提高，蛋白质会发生变性，导致其运输速率下降或功能丧失，C错误。11.(2020·六盘山高级中学高二期末)当猫看电视时，电视屏幕上的图像引起猫大脑皮层视觉中枢兴奋，经插入猫脑内的电极记录神经膜电位变化；当兴奋产生时，对该电位变化正确的表述是A.Na＋大量进入神经细胞内B.神经冲动传导方向与膜外电流方向相同C.K＋大量进入神经细胞内D.神经纤维膜电位表现为内负外正123456789101112131415161718综合强化√解析兴奋时神经纤维膜电位由内负外正变为内正外负，原因是Na＋大量内流进入神经细胞，A正确，C、D错误；神经冲动传导方向与膜内局部电流方向相同，与膜外局部电流方向相反，B错误。12345678910111213141516171812.如图表示某一神经细胞动作电位和静息电位相互转变过程中离子运输途径。该细胞受到刺激时，通过④途径运输离子，形成动作电位。下列说法正确的是A.由图可知，②③途径属于主动运输B.④途径的发生使膜内◆离子浓度高于膜外C.正常情况下，▲离子的细胞外浓度高于细胞内D.静息时由于①途径的作用，膜电位为内正外负123456789101112131415161718√解析由图可知，②③途径需要载体蛋白并消耗能量，属于主动运输，A项正确；无论是静息电位还是动作电位时，膜外Na＋(即图中◆)的浓度始终高于膜内，B项错误；123456789101112131415161718正常情况下，K＋(即图中▲)的细胞内浓度高于细胞外，C项错误；静息时，由于①途径的作用，膜电位为内负外正，D项错误。13.静息电位和兴奋的产生，均是以膜两侧离子的不均匀分布为基础的。将神经浸泡在某一溶液(模拟细胞外液，但无Na＋)中，则该神经A.表现为外负内正的静息电位，刺激后要产生兴奋B.表现为外负内正的静息电位，刺激后不产生兴奋C.表现为外正内负的静息电位，刺激后可产生兴奋D.表现为外正内负的静息电位，刺激后不产生兴奋123456789101112131415161718√解析神经细胞处于静息状态时，K＋外流，细胞膜两侧的电位表现为外正内负，当某一部位受刺激时，此部位对Na＋的通透性增大，Na＋内流，由于该神经浸泡在无Na＋的溶液中，Na＋不能内流，所以不能产生兴奋。14.(2020·北京首师大附中高二上期中)将某离体神经放置于适宜溶液中，在一端给予适宜刺激后，测量膜电位变化，记录结果如图所示。下列叙述正确的是

A.该适宜溶液可以为一定浓度的KCl溶液B.b点细胞膜内Na＋的浓度大于细胞膜外C.若培养液中Na＋浓度适当提高，曲线中b点升高D.曲线bc段，Na＋运出细胞，膜电位恢复为静息电位123456789101112131415161718√解析该适宜溶液为一定浓度NaCl溶液，A错误；b点细胞膜内Na＋的浓度小于细胞膜外，B错误；若培养液中Na＋浓度适当提高，有利于Na＋内流，使膜内外电位差增大，曲线中b点升高，C正确；曲线bc段表示静息电位的恢复，主要是K＋运出细胞，D错误。12345678910111213141516171815.(2020·安徽合肥一中期中)如图甲为某一神经纤维示意图，将a、b两电极置于膜外，连接一电表，在X处给予适宜刺激，测得电位变化如图乙所示。下列有关叙述正确的是A.未受刺激时，电表测得的为静息电位B.兴奋传导过程中，a、b间膜内电流的

方向为b→aC.在图乙中的t3时刻，兴奋传导至b电极处D.t1～t2、t3～t4电位的变化分别是Na＋内流和K＋外流造成的123456789101112131415161718√解析未受刺激时，神经细胞膜两侧的电位表现为内负外正，称为静息电位，测量静息电位时两电极应分别接在膜内侧和外侧，而图甲所示两电极都接在膜外，A错误；兴奋的传导方向和膜内侧的局部电流方向一致，所以兴奋传导过程中，a、b间膜内电流的方向为a→b，B错误；在图乙中的t3时刻，兴奋传导至b电极处，并开始产生电位变化，C正确；t1～t2、t3～t4电位的变化都是Na＋内流造成的，D错误。12345678910111213141516171816.蛙的坐骨神经—腓肠肌标本如图所示，实验过程中需要经常在标本上滴加任氏液(任氏液是一种比较接近两栖动物内环境的液体)，以保持标本活性。下列分析错误的是A.若将任氏液中K＋浓度降低，则可以测

得坐骨神经中静息电位的绝对值减小B.适宜的刺激会引起坐骨神经产生动作电位，动作电位传导到肌纤维内

部导致腓肠肌收缩C.任氏液中Na＋/K＋的值大于细胞内液中Na＋/K＋的值D.在a处给予一个适当强度的电刺激引起腓肠肌收缩，该活动不属于反射123456789101112131415161718√解析任氏液中K＋浓度降低，细胞中K＋外流增多，神经纤维静息电位(外正内负)的绝对值增大，A项错误；适宜的刺激会引起神经纤维产生兴奋，兴奋传导到肌纤维内部导致腓肠肌收缩，B项正确；任氏液是一种比较接近两栖动物内环境的液体，而内环境中的Na＋浓度高，细胞内液中K＋的浓度高，所以任氏液中Na＋/K＋的值大于细胞内液中Na＋/K＋的值，C项正确；在a处给予一个适当强度的电刺激引起腓肠肌收缩，该过程没有经过完整的反射弧，所以该活动不属于反射，D项正确。12345678910111213141516171817.图一是置于适宜环境中的枪乌贼完整无损的粗大神经纤维，G表示电表，a、b为两个微型电极，阴影部分表示开始发生局部电流的区域。图二是人体中当A接受一定强度刺激后引起的F收缩过程的示意图。请回答下列问题：123456789101112131415161718(1)图一中，当刺激c处产生兴奋时，A侧的兴奋处为______(填“正”或“负”)电位，B侧为_____(填“正”或“负”)电位，此时兴奋在神经纤维上的传导是______的。123456789101112131415161718负正双向解析图一中，当刺激c处产生兴奋时，神经纤维膜的通透性发生改变，对钠离子的通透性增加，钠离子内流，形成内正外负的动作电位，此时兴奋在神经纤维上的传导是双向的。(2)如果将图一中a、b两电极置于神经纤维膜外，同时在c处给予一个强刺激(如图所示)，电表的指针会发生_____次方向______(填“相同”或“相反”)的偏转。若将b电极置于d处膜外，a电极位置不变，则刺激c处后，电表的指针先向____(填“右”或“左”)偏转。123456789101112131415161718两相反右123456789101112131415161718解析如果将图一中a、b两电极置于神经纤维膜外，同时在c处给予一个强刺激，兴奋先后到达b、a两电极，故电表的指针会发生两次方向相反的偏转。若将b电极置于d处膜外，a电极位置不变，则刺激c处后，兴奋先到达d处，d处电位先变为内正外负，故电表的指针先向右偏转。(3)图二的结构名称是________，其中C是________，可以据此判断B代表_________。123456789101112131415161718反射弧神经节传入神经18.神经纤维受到刺激时，主要是Na＋内流，从而使膜内外的电位由外正内负变为外负内正，恢复静息电位时，主要是K＋外流，从而使膜电位恢复为外正内负，这一周期的电位变化称为动作电位，如图1所示。在神经纤维上分别取三个电位差测量点，电流计的两个电极分别位于测量点的细胞膜外侧和内侧，FE＝FG，均为5cm，如图2所示。请回答下列问题：123456789101112131415161718(1)神经纤维在静息状态下，膜内K