2.3.1 兴奋在神经纤维上的传导(word教参)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中生物学选择性必修第一册（人教版2019）

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 　　[课标要求]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。 （见学生用书P27） 知识点1　兴奋在神经纤维上的传导 1.传导形式 兴奋在神经纤维上以　电信号　的形式传导，这种电信号也叫　神经冲动　。 2.传导过程 （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）未受刺激时，膜电位为外负内正，受刺激后变为外正内负。（　×　） 提示　未受刺激时，膜电位为外正内负，受刺激后变为外负内正。 （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传导方向相同。（　√　） （6）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。（　×　） 提示　在完成反射时，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。 （见学生用书P28） （教材P27“图2－6”拓展）有人在蛙的坐骨神经上放置两个电极，连接到一个电表上，其实验结果如图1、2、3、4，据图分析并回答下列问题： 　 图1　　　　　　图2 　 图3　　　　　　图4 （1）静息时（图1），电表　没有　（填“有”或“没有”）测出电位差，说明静息时神经表面各处电位　相等　，电表指针指示零；而在图2所示位置给予刺激时，电表指针向左偏转　1　次又回到原位零，接着电表指针向右偏转　1　次再回到零（如图2、图3、图4），电表共发生　2　次偏转，方向相反，刺激后引起a、b间两次出现电位差。说明在神经系统中，兴奋是以　电信号　的形式沿着神经纤维传导的。 （2）由上图看出，在刺激后依次会引起a、b处的电位变化为　正电位　→　负电位　→　正电位　，这就是神经冲动在神经纤维上的传导，其机理如图所示： 探究点1　兴奋在神经纤维上的传导 根据下面的两则材料，回答有关问题： 材料1：某哺乳动物处于静息状态的神经元内、外K＋浓度分别是140 mmol/L和5 mmol/L。 材料2：科学家在细胞外液渗透压和K＋浓度相同的条件下进行了含有不同Na＋浓度的细胞外液对离体枪乌贼神经纤维电位变化影响的实验，结果如图。 （1）分析材料1， 细胞具有积累K＋的能力，其吸收K＋的方式是什么？ 提示　主动运输。 （2）该哺乳动物静息电位的表现和离子基础分别是什么？ 提示　该哺乳动物静息电位表现为内负外正，离子基础是K＋外流。 （3）动作电位形成过程中Na＋的运输方向和方式分别是什么？ 提示　Na＋内流，方式为协助扩散。 （4）由材料2图中三条曲线可知，影响动作电位峰值的主要因素是什么？ 提示　细胞外液中Na＋浓度 （5）a，b，c三种细胞外液中Na＋浓度高低的关系是什么？ 提示　a＞b＞c。 1.用电流计测量膜电位的两种方法 方法 图解 结果 将两个电极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧 将两个电极均置于神经纤维膜的外侧 2.兴奋在神经纤维上传导的两个易错点 （1）静息电位≠零电位 静息电位时，膜外的阳离子浓度大于膜内的阳离子浓度，内外存在电位差，不是零电位。用电表测量时一般表现为负电位。 （2）神经纤维上兴奋传导方向：体内≠体外 ①离体神经纤维上兴奋的传导是双向的； ②在生物体内，神经纤维上的兴奋只能来自感受器。因此在生物体内，兴奋在神经纤维上是沿着反射弧方向单向传导的。 【例1】（2023·湖北）心肌细胞上广泛存在Na＋－K＋泵和Na＋－Ca2＋交换体（转入Na＋的同时排出Ca2＋），两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋－K＋泵。关于该药物对心肌细胞的作用，下列叙述正确的是（　　） A.心肌收缩力下降 B.细胞内液的钾离子浓度升高 C.动作电位期间钠离子的内流量减少 D.细胞膜上Na＋－Ca2＋交换体的活动加强 答案　C 解析　细胞膜上的钠钙交换体（即细胞内钙流出细胞外的同时使钠离子进入细胞内）活动减弱，使细胞外钠离子进入细胞内减少，钙离子外流减少，细胞内钙离子浓度增加，心肌收缩力加强，AD项错误，C项正确；由于该种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋－K＋泵，导致K＋内流、Na＋外流减少，故细胞内钠离子浓度增高，钾离子浓度降低，B项错误。 膜电位变化曲线解读 【例2】（2021·湖北）正常情况下，神经细胞内K＋浓度约为150 mmol·L－1，细胞外液约为4 mmol·L－1。细胞膜内外K＋浓度差与膜静息电位绝对值呈正相关。当细胞膜电位绝对值降低到一定值（阈值）时，神经细胞兴奋。离体培养条件下，改变神经细胞培养液的KCl浓度进行实验。下列叙述正确的是（　　） A.当K＋浓度为4 mmol·L－1时，K＋外流增加，细胞难以兴奋 B.当K＋浓度为150 mmol·L－1时，K＋外流增加，细胞容易兴奋 C. K＋浓度增加到一定值（＜150 mmol·L－1），K＋外流增加，导致细胞兴奋 D. K＋浓度增加到一定值（＜150 mmol·L－1），K＋外流减少，导致细胞兴奋 答案　D 解析　正常情况下，神经细胞内K＋浓度约为150 mmol·L－1，胞外液约为4 mmol·L－1，当神经细胞培养液的K＋浓度为4 mmol·L－1时，和正常情况一样，K＋外流不变，细胞的兴奋性不变，A项错误；当K＋浓度为150 mmol·L－1时，细胞外K＋浓度增加，K＋外流减少，细胞容易兴奋，B项错误；K＋浓度增加到一定值（＜150 mmol·L－1，但＞4 mmol·L－1），细胞外K＋浓度增加，K＋外流减少，导致细胞兴奋，C项错误，D项正确。 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 核心知识小结 [要点回眸] [答题必备] 1.静息电位表现为内负外正，由K＋外流形成；动作电位表现为内正外负，由Na＋内流形成。 2.兴奋在神经纤维上的传导方向与膜内局部电流的方向一致，与膜外局部电流的方向相反。 3.兴奋在一条神经纤维上可以双向传导。 （见学生用书P30） 1.1.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 答案　D 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.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 答案　C 解析　兴奋在神经纤维上的传导过程存在钠—钾泵的主动运输，需要消耗能量，C项错误。 3.在离体实验条件下单条神经纤维的动作电位示意图如图。下列叙述正确的是（　　） A. AB段形成的原因是Na＋外流 B. BC段的Na＋内流需要消耗能量 C. CD段的K＋外流需要消耗能量 D. DE段的K＋外流不需要消耗能量 答案　D 解析　AB段上升是因为Na＋内流，该过程中Na＋由高浓度向低浓度运输，属于协助扩散，不消耗能量，A项错误；BC段上升是因为Na＋进一步内流，Na＋内流的跨膜方式属于协助扩散，不需要消耗能量，B项错误；CD段下降是因为K＋外流，K＋从高浓度向低浓度经离子通道跨膜运输，不需要消耗能量，C项错误；DE段的K＋外流属于协助扩散，不需要消耗能量，D项正确。 4.（2023·山东改编）神经细胞的离子跨膜运输除受膜内外离子浓度差影响外，还受膜内外电位差的影响。已知神经细胞膜外的Cl－浓度比膜内高。下列说法正确的是（　　） A.静息电位状态下，膜内外电位差一定阻止K＋的外流 B.细胞膜的Cl－通道开放后，膜内外电位差一定增大 C.动作电位产生过程中，膜内外电位差始终促进Na＋的内流 D.静息电位→动作电位→静息电位过程中，不会出现膜内外电位差为0的情况 答案　A 解析　静息电位状态下，K＋外流导致膜外为正电，膜内为负电，膜内外电位差阻止了K＋的继续外流，A项正确；若膜内电位为正时，氯离子内流不会使膜内外电位差增大，B项错误；动作电位产生过程中，膜内外电位差促进Na＋的内流，当膜内变为正电时则抑制Na＋的继续内流，C项错误；静息电位→动作电位→静息电位过程中，膜电位的变化为，由外正内负变为外负内正，再变为外正内负，则会出现膜内外电位差为0的情况，D项错误。 5.如图甲所示，在神经纤维上安装两个完全相同的灵敏电表。表1两电极分别在a、b处膜外，表2两电极分别在d处膜的内外侧，在bd中点c处给予适宜刺激，相关的电位变化曲线如图乙、图丙所示。下列分析错误的是（　　） 　 A.表1记录得到图丙所示的双向电位变化曲线 B.图乙②点时Na＋的内流速率比①点时的大 C.图乙曲线处于③点时，图丙曲线正处于⑤点 D.图丙曲线处于④点时，图甲a处正处于静息电位状态 答案　C 解析　由题意可知，表1两电极分别在a、b处膜外，表1初始值为零电位，因此记录得到图丙所示的双向电位变化曲线，A项正确；图乙②点处于产生动作电位的过程中，动作电位与Na＋的内流有关，①点处于静息电位，因此图乙②点时Na＋的内流速率比①点时的大，B项正确；图乙曲线处于③点时，动作电位最大，此时图丙曲线正处于④点，C项错误；图丙曲线处于④点时，兴奋传递到b处，还没有传递到a处，因此图甲a处正处于静息电位状态，D项正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$