2.3.1+兴奋在神经纤维上的传导课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版（2019）+选择性必修1

2.3课时1兴奋在神经纤维上的传导感受器效应器神经纤维神经元之间一样吗？神经中枢

短跑赛场上，发令枪一响，运动员会像离弦的箭一样冲出。现在世界田径比赛规则规定，在枪响后0.1s内起跑被视为抢跑。1、从运动员听到枪响到作出起跑的反应，信号的传导经过了哪些结构？思考：兴奋在反射弧中以什么形式传导？它又是怎么传导的呢？2、为什么要以枪响后0.1s内起跑被视为抢跑？

人类从听到声音到作出反应起跑，兴奋需要经过反射弧的各个结构时间至少需要0.1s。问题·探讨资料1：18世纪，伽尔瓦尼意外地发现，用两种金属导体在蛙的肌肉和神经之间建立回路，蛙腿剧烈地痉挛。经过反复实验，他认为痉挛起因于蛙体内存在的电，他还把这种电叫做“生物电”。神经通过生物电使肌肉收缩。(意大利)伽尔瓦尼（1738-1798）

使肌肉收缩起因真的是生物电吗？这个电可测吗？资料2：意大利物理学家伏特认为这只是一种纯物理现象，是两种金属的电位差引起的，而不是所谓的生物电。一、电信号的发现资料3：蛙的坐骨神经表面电位变化实验原理：只要存在电位差，电流表指针就会偏转,从正电荷一极向负电荷一极偏转。

思考：无刺激时，电表指针怎么偏转？这又说明什么？当给予刺激，又发生了怎样变化？这又说明什么？ab+—坐骨神经+—结论：资料3：蛙的坐骨神经表面电位变化实验静息时，电表没有测出电位差，说明神经表面各处电位相等左侧给予刺激，靠近刺激端的电极处（a处）先变为负电位接着恢复正电位

然后，另一电极（b处）变为负电位接着又恢复为正电位电表偏转了多少次？2次

在神经系统中，兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫神经冲动。

兴奋的实质是电流，电流是如何产生的？

思考：蛙的神经由许多神经纤维构成，如何研究单个神经纤维上的神经冲动？600μm枪乌贼巨轴突枪乌贼的巨大神经纤维直径可达1mm，是研究生物电的理想材料。将电位计的一个电极刺入细胞膜内，而另一个电极留在细胞膜外。瞬间记录仪上出现了一个电位跃变。说明：神经细胞未受到刺激时，细胞膜内外存在

，且_______比_______低

70mV。当微电极都插在细胞膜外时，电位计无示数，随意调整电极位于膜外的位置，电位计均无示数，说明：____________________________神经细胞外各处的电位相等。电位差膜内膜外当膜未受刺激时：膜未受刺激时，膜内电位低，膜外电位高，细胞膜两侧的电位表现为内负外正，称为静息电位。理论上细胞内液和外液都是电中性的，为什么膜内外却存在电位差呢？1.静息电位的形成＋－二、兴奋在神经纤维上的传导生物电是如何产生的？生物体内什么物质带电？举例说明。如何解释膜未受刺激时，膜内外就存在电位差（静息电位）？假设1：静息电位是K+外流导致的。假设2：静息电位是Cl-内流导致的。细胞外液中主要的阳离子和阴离子是

；细胞内液中主要的阳离子是

，

带负电的主要是

。膜内外离子分布不均衡是

运输所致。理想神经元分析：细胞外液单位：mmol/L3K+117Na+120Cl-0A-细胞内液90K+30Na+4Cl-116A-—————+++++Na+和Cl-K+

蛋白质（A-）主动【资料4】

科学家通过实验发现：改变细胞外液K＋浓度，静息电位会发生显著变化。例如增大膜外K＋浓度，静息电位会由-70mV变为-60mV。改变Cl-浓度，未受刺激时膜电位基本没有变化。据以上资料可知：静息电位形成的原因是

向膜

(填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是

。K＋外协助扩散K+顺浓度梯度向膜外扩散（K+外流）膜电位变现为：内负外正

①神经细胞膜内K+浓度比膜外高。②静息状态下，细胞膜上K+通道蛋白打开。静息电位形成的原因：2.动作电位的形成枪乌贼巨轴突枪乌贼巨轴突刺激静息电位

：神经纤维未受刺激时的状态动作电位

：神经纤维受刺激时的状态①②①为

电位，电位表现为

。原因是

。K+外流静息内负外正（1）②对应的时间里，膜内外的电位发生了什么变化？膜内电位逐渐

，膜外电位逐渐

。d点的电位表现为

。升高降低（2）如何解释刺激神经细胞膜时，膜内电位逐渐升高，膜外电位逐渐降低（动作电位）？内正外负假设：动作电位是Na+内流导致的。K+外流【资料5】科学家用不含Na＋的等渗透压的右旋糖代替海水，在两分钟之内，动作电位消失，而加含Na＋的海水后，在一分半钟左右恢复了原有的动作电位。据以上资料可知：动作电位形成的原因是

向膜

(填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是

。Na＋内协助扩散Na+顺浓度梯度向膜内扩散（Na+内流）膜电位变现为：内正外负

①神经细胞膜外Na+浓度比膜外高。②受到刺激时，细胞膜上Na+通道蛋白打开。动作电位形成的原因：①②③3.静息电位的恢复④（1）③对应的时间里，膜电位发生了什么变化？可能是什么原因引起的？逐渐恢复为

，原因是

。静息电位K+外流（协助扩散）（2）神经细胞每兴奋一次，会有部分Na+内流和部分K+外流，长此以往，神经细胞膜内高K+膜外高Na+的状态将不复存在。如何恢复最开始的的膜内K+浓度高，膜外Na+浓度高的状态？K+外流Na+内流钠钾泵：能分解ATP释放能量，将膜外的K+运进细胞，同时将膜内的Na+运出细胞。维持细胞内K+浓度高，细胞外Na+浓度高。K+外流钠钾泵（主动运输）4.局部电流的形成

兴奋部位的电位表现为内正外负，而邻近的未兴奋部位仍然是内负外正，在兴奋部位和未兴奋部位之间由于_______的存在而发生__________，这样就形成了_________。电位差电荷移动局部电流

兴奋部位的电位表现为内正外负,邻近的未兴奋部位仍然是内负外正，在兴奋部位和未兴奋部位之间会发生什么现象呢？Na＋

Na＋

----++++++++++++++++++++++++++++++++------------------------++++++++--------++++++++--------Na＋

Na＋

++++++++--------Na＋

Na＋

Na＋

Na＋

Na＋

Na＋

-+-------------------------------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++兴奋部位未兴奋部位未兴奋部位刺激局部电流方向：①膜外:

部位→

部位，与兴奋传导方向

。

②膜内:

部位→

部位，与兴奋传导方向

。未兴奋兴奋兴奋未兴奋相反相同电位表现：__________原因：_________原因：_______电位表现：__________小结：兴奋的产生和传导内负外正K+外流内正外负Na+内流传导形式：__________传导过程：_________________局部电流静息电位→刺激→动作电位→电位差→局部电流问：以上是用蛙的离体坐骨神经做实验，那么兴奋在反射弧上的传导是双向传导，但在生物体内呢？原因：_______电位表现：__________二、兴奋在神经纤维上的传导

在中部刺激神经纤维，两侧临近的未兴奋区与该兴奋区都存在电位差，都可以产生电荷移动，形成局部电流，所以双向传导①在离体的神经纤维上②在反射过程中

在反射过程中，兴奋总是从感受器一端接受刺激产生兴奋然后传向另一端，所以兴奋传导方向一般单向传导。问：以上是用蛙的离体坐骨神经做实验，那么兴奋在反射弧上的传导是双向传导，但在生物体内呢？1、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.丁区发生K+外流和Na+内流B.甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态C.乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁D..图示神经冲动的传导方向有可能是从左到右或从右到左A三、拓展——膜电位的测量资料6：乌贼神经细胞轴突电活动实验艾伦·劳埃德·霍奇金英国生理学家直径可达1mm

霍奇金和朋友科尔用100微米的玻璃毛细管从断端纵向插入枪乌贼的巨大神经纤维，并在细胞外安置参考电极用以测定静息电位和动作电位。是研究生物电的理想材料如何操作？

思考：若想通过实验测量枪乌贼神经纤维的静息电位和动作电位。请在下图的电压表选择合适的实验位点（a、b、c点）连接。图1：测量静息电位和动作电位图2：只能测量动作电位连接a、c，无刺激性，可测静息电位。刺激时可测动作电位连接a、b，无刺激时，指针不偏转，刺激时可测动作电位1.膜电位的测量方法及膜电位差变化曲线膜内外存在离子浓度差，可测量静息电位，起点不为0两电极位于膜同侧，存在离子浓度相等，测量动作电位起点为0电位变化与膜内外离子浓度有什么关系？？2.根据膜电位曲线变化图，回答下列问题。(2)ac段是动作电位产生的过程，其产生的原因是什么？离子进出方式？是否耗能？(3)ce段是静息电位恢复的过程，其产生的原因是什么？(1)a点之前代表静息电位，产生的原因是什么？离子进出方式？是否耗能？K＋外流不需要消耗能量协助扩散Na＋离子通道内流，协助扩散，不消耗能量。注：当膜电位大于-55mV（阈电位），Na＋离子通道打开，K＋离子通道关闭，膜电位大于+30mV（锋电位），K＋离子通道打开，Na＋离子通道关闭。K＋外流，协助扩散，不需要消耗能量。(4)ef段是静息电位恢复的过程，其产生的原因是什么？钠钾泵排钠吸钾，主动运输，消耗能量，恢复膜内外离子分布刺激①a点之前——静息电位②ac段——动作电位的形成③ce段——静息电位的恢复3.静息电位和动作电位的产生机制总结

K+外流：协助扩散Na+内流：协助扩散

Na+-K+泵将流入的Na+泵出膜外，将流出的K+泵入膜内，以维持细胞外Na+浓度高和细胞内K+浓度高的状态排钠吸钾属于主动运输，需消耗能量K+外流：协助扩散④ef段——一次兴奋完成后，为下次兴奋

做准备2.将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液S中，可测得静息电位。给予细胞一个适宜的刺激，膜两侧出现一个暂时性的电位变化，这种膜电位变化称为动作电位。适当升高溶液S中的Na+浓度，测量该细胞的静息电位和动作电位，可观察到（

）A．静息电位值减小B．静息电位值增大C．动作电位峰值升高D．动作电位峰值降低C正常海水低Na+海水

将神经元分别置于正常海水和低Na+海水中，分别测得其静息电位和动作电位如右图静息电位与Na+无关3、如图A所示为某一神经元游离的一段轴突，图B是该段轴突神经纤维产生动作电位的模式图，下列叙述正确的是（

）A.无刺激时，电流表甲、乙测量的是静息电位B.刺激图A中的C处，甲、乙电流表指针发生偏转时间不同，但偏转的次数相同C.图B中ab段由Na+内流引起，该过程需要载体蛋白和ATPD.如果某种药物能使突触后膜上某阴离子通道打开内流，图B中b点值会更高B有影响Na+浓度只影响动作电位的峰值，K+浓度只影响静息电位的绝对值。浓度变化静息