内容正文:
第1课时 兴奋在神经纤维上的传导
第3节 神经冲动的产生和传导
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第
2章
1.理解静息电位和动作电位产生的原理(生命观念)。
2.阐述兴奋在神经纤维上的产生及传导机制(科学探究)。
学习目标
课堂小结
课时精练
知识点 兴奋在神经纤维上的传导
随堂演练
内
容
索
引
知识点 兴奋在神经纤维上的传导
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1.神经冲动
在神经系统中,兴奋是以________(又叫神经冲动)的形式沿着神经纤维传导的。
电信号
新知导学
2.兴奋传导的机制和过程
K+外流
内负外正
内正外负
内负外正
内正外负
3.兴奋在神经纤维上的传导方向:__________。
(1)在膜内,局部电流的方向与兴奋的传导方向______(从兴奋区域到未兴奋区域)。
(2)在膜外,局部电流的方向与兴奋的传导方向______(从未兴奋区域到兴奋区域)。
双向传导
相同
相反
1.钾离子和钠离子在神经元内外的浓度是否相同?
提示:神经细胞膜内外离子分布是不平衡的,即膜内的K+浓度比膜外高,Na+浓度比膜外低,这种离子分布是静息电位和动作电位产生的离子基础。
吃透教材
2.阅读下图,结合教材思考下列问题。
(1)图①中指针不偏转说明什么?维持这种电位的离子基础是什么?
提示:神经纤维表面各处电位相等;K+外流维持静息电位。
(2)图②中a处兴奋的离子传导基础是什么?
提示:Na+内流,产生动作电位。
(3)在图①状态下刺激b处,按照兴奋传导的时间先后重新排序:__________。
①④②③
探究点一 分析兴奋在神经纤维上产生和传导的机制,提高科学思维能力
1.下图为枪乌贼的神经纤维上兴奋的产生与传导模式图,a、c为神经纤维的未刺激部位,b为刺激部位,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。
核心突破
(1)神经纤维上的静息电位和动作电位是怎样形成的?
提示:①静息电位:未受到刺激时,K+外流,使膜外侧阳离子浓度高于膜内侧,细胞膜两侧的电位表现为内负外正。②动作电位:受到刺激时,Na+内流,使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧,细胞膜两侧的电位表现为内正外负。
(2)K+外流和Na+内流的跨膜运输各属于什么方式?有何特点?
提示:K+的外流和Na+的内流为协助扩散,不消耗能量,都是顺离子浓度梯度进行的,都需要相应离子通道的协助。
(3)图中膜内、外均形成局部电流,依据电流由高电势流向低电势特点,说出膜内、外的电流方向(用字母和箭头表示)。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。兴奋在离体的神经纤维上的传导是双向的。
(4)动作电位达到峰值后,膜电位表现为内正外负。此时,会打开膜上的另一些K+通道,造成K+顺浓度梯度外流,以恢复静息电位状态。但由于外流的K+量过高,造成膜内的电位比静息状态还要低。此时,在钠—钾泵的协助下,Na+外流的同时K+内流,Na+和K+的这种跨膜运输是顺浓度梯度还是逆浓度梯度的?这种跨膜运输是什么方式?有哪些特点?
提示:Na+运出细胞和K+进入细胞均为主动运输,都是逆浓度梯度进行的,既需要消耗能量,又需要相应载体蛋白的协助。
(5)当降低细胞外溶液的K+、Na+浓度时,对膜电位各自的主要影响是什么?
提示:降低细胞外溶液的K+浓度将使静息电位增大,降低细胞外溶液的Na+浓度将使动作电位减小。
归纳总结
膜电位变化曲线解读
归纳总结
1.静息状态虽然由K+大量外流产生和维持,但此时K+浓度膜内仍然高于膜外。导致膜两侧电位外正内负的原因是外侧阳离子(包含Na+、K+等)多,而不是K+浓度膜外比膜内高。同理,动作电位状态时,Na+浓度膜外仍然高于膜内。
2.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。使神经纤维恢复为初始静息电位,从而为下一次兴奋做好准备,Na+-K+泵作用机理如图。
归纳总结
3.细胞外液中Na+、K+浓度改变对膜电位的影响
归纳总结
4.兴奋在神经纤维上传导的特点
(1)生理完整性:若神经纤维被切断,或神经纤维的局部功能改变,都会中断兴奋的传导。
(2)双向传导:神经纤维上某一点被刺激,其产生的兴奋可沿神经纤维同时向两端传导。
(3)绝缘性:一条神经中的诸多神经纤维各自传导其冲动,基本上互不干扰。
(4)相对不疲劳性:神经纤维可以接受高频率、长时间的有效电刺激,并始终保持其传导兴奋的能力。
应用1.(2022·育才中学高一期末)如图表示某时刻神经纤维膜电位状态。下列叙述错误的是
A.丁区是Na+内流所致
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