第2章 第3节 第1课时 兴奋在神经纤维上的传导-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二生物选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书（人教，不定项版）

第3节　神经冲动的产生和传导

第1课时　兴奋在神经纤维上的传导

[学习目标]　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)。

知识点　兴奋在神经纤维上的传导

1．神经冲动

在神经系统中，兴奋是以电信号(又叫神经冲动)的形式沿着神经纤维传导的。

2．兴奋传导的机制和过程

3．兴奋在神经纤维上的传导方向：双向传导。

(1)在膜内，局部电流的方向与兴奋的传导方向相同(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相反(从未兴奋区域到兴奋区域)。

[吃透教材]

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。

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。

学生用书第23页

(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

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。

3．细胞外液中Na＋、K＋浓度改变对膜电位的影响