2.3 神经冲动的产生与传导（第1课时 兴奋在神经纤维上的传导）（分层培优练）-【上好课】2024-2025学年高二生物同步精品课堂（人教版2019选择性必修1）

第3节　第一课时 兴奋在神经纤维上的传导 （基础+提升+实验分析，限时3层提升） 第1层 基础必备练 lian 限时：18min 一、选择题 1．哺乳动物神经细胞内K＋浓度明显高于膜外，而Na＋浓度比膜外低，静息状态时，膜电位维持内负外正过程中有K＋排出细胞，下列叙述错误的是（    ） A．该过程表明，膜两侧K＋的浓度差会增大 B．该过程表明，K＋排出细胞的方式是被动运输 C．该过程中，神经细胞膜主要对K＋有通透性 D．神经细胞受刺激部位的膜电位表现为内正外负 解析：静息状态时，膜电位维持内负外正过程中有K+排出细胞，该过程表明，膜两侧K+的浓度差会减小，A错误;由于神经细胞内K+浓度明显高于膜外，所以静息电位形成过程中，K+排出是顺浓度梯度为被动运输，B正确;该过程静息电位形成主要原因是K+外流，细胞膜对K+的通透性大，所以该过程中，神经细胞膜主要对K+有通透性，C正确;神经细胞受刺激部位产生动作电位，Na+内流，神经细胞受刺激部位的膜电位表现为内正外负，D正确;故选A。 2．某一离体神经纤维的B区受到有效刺激后，膜内外电位的变化情况如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．该神经纤维A区的膜电位表现为内负外正与Na+外流有关 B．该神经纤维B区膜外的Na+浓度高于膜内 C．图中膜内电流方向与兴奋的传导方向一致 D．神经胶质细胞广泛分布于神经元之间 解析：该神经纤维A区为未兴奋区，该处为静息电位，由于细胞膜对K﹢通透性增加，使K﹢外流，表现为内负外正，A错误；B区为兴奋区，该处为动作电位，由于细胞膜对Na﹢通透性增加，使Na﹢内流，表现为内正外负，但Na﹢浓度膜内始终低于膜外，B正确；兴奋的传导方向为兴奋部位传向未兴奋部位，与膜内电流方向一致，C正确；神经胶质细胞具有支持、保护、营养、修复的作用，广泛分布于神经元之间，D正确；故选A。 3．枪乌贼的神经元是研究神经兴奋的好材料。研究表明，当改变神经元轴突外Na+浓度的时候，静息电位并不受影响，但动作电位的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。相关分析错误的是（    ） A．细胞外Na+浓度降低，细胞内外Na+浓度差变大，动作电位值下降 B．动作电位与神经元外的Na+内流相关 C．静息电位与神经元内的K+外流相关 D．若要在体外测定神经元的正常电位，应保持环境钠钾离子浓度与内环境相同 解析：动作电位的形成主要与神经细胞外Na+内流有关（方式是协助扩散，动力是膜内外钠离子的浓度差），细胞外钠离子浓度降低，膜内外钠离子浓度差降低，Na+内流减少，导致动作电位值下降，A错误，B正确；静息电位与神经元内的K+外流相关，方式是协助扩散，C正确；要测定神经元的正常电位，应放在钠钾离子浓度与内环境相同的环境中进行，以维持细胞正常的生命活动，D正确；故选A。 4．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．甲区域与丙区域可能刚恢复为静息电位 B．乙区域与丁区域间膜内局部电流的方向是从乙到丁 C．丁区域的电位差是K+外流和Na+内流导致的 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 解析：由于乙区域是动作电位（外负内正），如果神经冲动是从图示轴突左侧传导而来，则甲区域或丙区域可能刚恢复为静息电位状态，A正确；局部电流的方向是由正电荷到负电荷，乙区域膜内是正电位，丁区域膜内是负电位，所以乙区域与丁区域间膜内局部电流的方向是从乙到丁，B正确；图中显示，丁区域的电位是外正内负，说明此时丁区域为静息电位，主要是K＋外流导致的，C错误；由于图中只有乙区域是动作电位，而甲、丁区域均为静息电位，因而在轴突上，神经冲动的传导方向有可能是从左到右或从右到左， D正确；故选C。 5．细胞外液中的Ca2+浓度与静息电位维持和动作电位产生相关，Ca2+与Na+竞争通道蛋白。阈电位是指细胞膜对Na+通透性突然增大的临界膜电位值，到达阈电位便能触发动作电位引起兴奋。细胞质基质Ca2+浓度远小于胞外。下列说法正确的是（    ） A．内环境中Ca2+浓度升高，阈电位升高，神经细胞兴奋性降低 B．内环境中Ca2+浓度降低，Na+内流增多，神经细胞兴奋性增强 C．内环境中Ca2+浓度降低，Ca2+内流减少，引起神经递质的释放增多 D．内环境中Ca2+浓度降低，增强面部肌纤维兴奋性，可减少面部皱纹 解析：内环境中Ca2+浓度升高，与Na+竞争通道蛋白，导致Na+内流减少，引起神经细胞兴奋性降低，但是细胞的阈电位是固定的，不会因为外界因素发生变化，A错误；内环境中Ca2+浓度降低，与Na+竞争减弱，导致Na+内流增多，从而引起神经细胞兴奋性增强，B正确；内环境中Ca2+浓度降低，与Na+竞争减弱，导致Ca2+内流减少，Na+内流增多，引起细胞兴奋性提高，对于神经递质的影响不可知，C错误；内环境中Ca2+浓度降低，导致Ca2+内流减少，Na+内流增多，增强面部肌纤维兴奋性，增加了面部皱纹，D错误；故选B。 6．将枪乌贼离体神经置于生理盐水中，下图表示其动作电位传导示意图（图示中的横坐标表示距离刺激点的距离），下列叙述正确的是（    ） A．①～③段Na+通道开放，Na+内流 B．随着传导距离的增加，③点将逐渐下移 C．静息电位是指AB之间膜内的电位差 D．兴奋在轴突上从A向B侧传导 解析：根据电位变化情况可知，⑤~③段Na+通道开放，Na+内流，A错误；c点表示产生的动作电位最大值，其大小不会因为传导距离的增加而变化，B错误；静息电位是神经纤维未受刺激时的外正内负的电位，而不是兴奋部位与未兴奋部位之间的电位差，即不是图乙AB之间膜内的电位差，C错误；由图分析可知，A为兴奋部位，B为未兴奋部位，兴奋在轴突上从A向B侧传导，D正确；故选D。 7．将蛙的离体神经纤维置于某种培养液M中，给予适宜刺激后，记录其膜内Na⁺含量变化（如图中曲线Ⅰ所示）、膜电位变化（如图中曲线Ⅱ所示）。下列有关叙述正确的是（    ）    A．未受到刺激时，没有离子进出神经细胞 B．实验过程中，培养液M中K⁺浓度不变 C．提高培养液中Na⁺浓度，图中b、c点均可能上移 D．图中a点后，细胞膜内Na⁺的含量开始高于膜外 解析：未受到刺激时，神经纤维静息电位的维持依靠K⁺外流实现，A错误；由题图可知，实验过程中蛙的离体神经纤维产生了动作电位，也发生了静息电位的恢复，故实验过程中培养液M中的和K+浓度都会发生变化，B错误；图中b、c点的峰值与内流的Na+多少有关，因此，提高培养液中Na+浓度，图中b、c点均可能上移，C正确；图中a点后，Na+开始内流，但细胞膜内Na+的含量一直低于膜外，D错误；故选C。 二、非选择题 8．在t1、t2、t3时刻分别给予某神经纤维三次强度相同的甲刺激，测得神经纤维电位变化如图所示。回答下列问题： (1)t1时刻，甲刺激可以引起 打开，产生局部电位，但无法产生 ，其属于一种阈下的低强度刺激。 (2)静息时，神经纤维膜对 通透性较大， 产生静息电位。若适当提高细胞内K+浓度，则会使测得的静息电位绝对值 。 (3)t4～t5时间段，细胞 通道打开，细胞恢复静息状态。 (4)t2、t3时刻作用后可产生动作电位，得出的结论是 。 解析：静息时，膜主要对钾离子有通透性，造成钾离子外流，使得膜外阳离子浓度高于膜内，由于细胞膜内外这种特异的离子分布特点，细胞膜两侧的电位表现为内正外负，这称为静息电位；当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加，Na+内流，这个部位膜两侧出现暂时性电位变化，表现为内正外负的兴奋状态，此时的膜电位称为动作电位。 （1）t1时刻，甲刺激可以引起Na+通道打开，产生局部电位，但无法产生动作电位，其属于一种阈下的低强度刺激。 （2）静息时，神经纤维膜对K+通透性较大，K+外流产生静息电位。若适当提高细胞内K+浓度，会增加K+外流，则会使测得的静息电位绝对值变大。 （3）t4～t5时间段，细胞K+通道打开，细胞恢复静息状态。 （4）t1、t2时刻两次强度相同的甲刺激，由于相隔时间较长而无法累加，t2、t3时刻两次强度相同的甲刺激，由于相隔时间较短可以累加，作用后可产生动作电位。 答案：(1) Na+通道 动作电位 (2)K+ K+外流 变大 (3)K+ (4)一定条件下的甲刺激对膜电位的影响可以累加，并使神经纤维产生动作电位 第2层 能力提升练 lian 限时：14min 1．人的神经细胞内低钠高钾的离子环境对于神经冲动的产生、细胞渗透压平衡等生命活动具有重要作用，这种浓度差与细胞膜上的钠-钾泵有关，其作用原理如图所示，下列说法错误的是（    ） A．神经细胞内外钠钾浓度差的维持依赖于主动运输 B．神经细胞膜对钠离子、钾离子的通透具有选择性 C．钾离子通过钠-钾泵的运输使神经细胞产生静息电位 D．在神经细胞培养液中加入乌苯苷会导致静息电位差变小 解析：Na+-K+泵将2个K+泵入膜内，3个Na+泵出膜外，维持了神经细胞内外钠钾浓度差，该过程需要消耗ATP，因此为主动运输，A正确；据图分析，Na+-K+泵中两种离子的结合位点不同，神经细胞膜对钠离子、钾离子的通透具有选择性，B正确；静息电位的产生是因为钾离子外流，钾离子外流的运输方式为协助扩散，不需要通过钠-钾泵的运输，C错误；K+和乌苯苷的结合位点相同，则在神经细胞培养液中加入乌苯苷会与K+竞争结合位点，导致细胞内K+浓度，静息电位差变小，D正确；故选C。 2．下图是缩手反射的反射弧及兴奋在神经纤维上的传导示意图，①~⑤表示反射弧的结构。下列叙述正确的是（    ） A．放大图中动作电位的形成原因是K+内流，需要消耗ATP提供的能量 B．缩手反射发生时，放大图中的兴奋由近⑤端向近④端传导 C．若仅④受损，大脑皮层仍然能够感觉到针刺手指的疼痛 D．若将电表的两个电极分别置于近④端和近⑤端，指针不会发生偏转 解析：神经纤维上静息电位为外正内负，当受到刺激时，Na+内流形成外负内正的动作电位，不需要消耗ATP提供的能量，A错误；④传出神经，⑤是效应器，缩手反射发生时，放大图中的兴奋由近④端向近⑤端传导，B错误；④传出神经，若仅④受损，大脑皮层仍然能够感觉到针刺手指的疼痛，C正确；④传出神经，若将电表的两个电极分别置于近④端和近⑤端，指针会发生偏转，D错误；故选C。 3．任氏液是一种接近两栖动物内环境的液体，下图为在任氏液中培养的坐骨神经腓肠肌标本产生动作电位的示意图，（内向电流是指正离子由细胞膜外向膜内流动，外向电流则相反），盐酸胺碘酮作为钾离子通道阻断剂被用来治疗某些心律失常性疾病，下列说法正确的是（　　） A．b点Na+形成跨膜电流最大，动作电位达到峰值 B．加入盐酸胺碘酮后，从a到c的时间会变长 C．降低任氏液中Na+浓度，b点会下移 D．e点时，神经纤维膜内K+浓度高于膜外 解析：据图可知，ab段与bc段均是内向电流，此时都是钠离子通道开放，在c点时动作电位达到峰值，c点Na+停止内流，开始发生钾离子外流，A错误；外向电流是指正离子有细胞膜内向膜外流动，主要是钾离子外流，需要钾离子通道蛋白协助，盐酸胺碘酮属于钾离子通道阻断剂，ac段是内向电流，是由钠离子内流形成的，故加入盐酸胺碘酮后，从a到c的时间不变，B错误；降低任氏液中钠离子浓度，钠离子内流减少，动作电位的峰值降低，b点会上移，C错误；e点时，发生外向电流，但神经纤维膜内K+浓度高于膜外，D正确；故选D。 4．枪乌贼的神经纤维产生一次动作电位时，可记录到一次内向电流和外向电流，如图甲所示；用Na+通道的特异性阻断剂 TTX 处理后，刺激神经纤维记录到的电流变化如图乙所示；而使用K+通道的特异性阻断剂 TEA，则记录到的电流变化如图丙所示。下列相关分析正确的是（    ） A．静息状态的神经纤维没有检测到电流，说明不存在离子的跨膜运输 B．图甲中，在0.7ms后神经纤维膜内电位开始变小 C．TEA处理后，给予适当刺激，神经纤维膜两侧的电位呈现内正外负的状态 D．实验结果说明，内向电流与外向电流均是由 Na+内流和K+外流共同引起的 解析：由于K+内流形成静息电位，所以静息状态下也存在离子的跨膜运输，A错误；图甲中，在0.7ms后，内向电流减小，但Na+还在继续内流，所以神经纤维膜内电位增大，B错误；TEA阻断K+通道，给予适当刺激，Na+内流产生的动作电位，但由于K+通道受阻，不能恢复静息电位，所以呈现内正外负的状态，C正确；内向电流是Na+内流引起，外向电流是K+外流引起，D错误；故选C。 第3层 拓展培优练 lian 实验分析 为揭示神经调节中动作电位产生的生理机制，科学家做了如下实验；将蟾蜍的神经细胞依次浸浴在低、中、高3种浓度的NaCl溶液中，然后给予相同的刺激，记录膜电位变化，结果如图所示。回答下列问题： (1) 反射使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性，大大提高了动物对复杂环境变化的适应能力。 (2)据图可知，Na离子浓度的大小与动作电位的大小的关系是 ，河豚毒素能选择性地与质膜上的某种蛋白质结合。先用河脉毒素处理神经细胞，一段时间后再将神经细胞移至高浓度NaCl溶液中，给予适宜刺激，结果膜电位的变化幅度大幅下降。分析其原因可能是 。 (3)研究发现，使用Ca2+阻滞剂抑制神经细胞膜Ca2+通道的开放，则能减缓炎症因子引起的疼痛。为探究Ca2+的作用机制，进行了如下实验： ①对照组：对突触前神经纤维施加适宜电刺激，检测神经递质的释放量； ②实验组： 。 结果是实验组神经递质的释放量小于对照组。 解析：据图分析可知，蟾蜍的神经元浸浴在由低至高的三种浓度氯化钠溶液中，然后给予相同的刺激，随着氯化钠溶液浓度加大，产生的膜电位逐渐升高，说明动作电位是由Na+内流形成的，只有足够量的Na+才会引起正常电位的形成。 （1）反射是神经调节的基本方式。条件反射扩展了机体对外界复杂环境的适应范围，使机体能够识别刺激物的性质，预先作出不同的反应，使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性，大大提高了动物对复杂环境变化的适应能力。 （2）动作电位的产生与Na+内流有关，据图可知，高浓度的NaCl组、中浓度的NaCl组和低浓度的NaCl组的动作电位的幅度逐渐降低，因此推断，外界溶液Na+浓度与动作电位幅度正相关。使用河豚毒素处理后，膜电位的变化幅度大幅下降，说明Na+内流受到抑制，结合河豚毒素能选择性地与质膜上的某种蛋白质结合，而Na+内流需要通道蛋白协助，因此河豚毒素能特异性地与质膜上的Na+通道蛋白结合，抑制Na+进入细胞。 （3）根据实验目的可知，自变量为Ca2+通道阻滞剂有无，因变量为神经递质的释放量。因此实验组的处理为：向突触小体施加适量的Ca2+通道阻滞剂，对突触前神经纤维施加适宜电 答案：(1)条件 (2)外界溶液Na+浓度与动作电位幅度正相关 河豚毒素能特异性地与质膜上的Na+通道蛋白结合，抑制Na+进入细胞 (3)向突触小体施加适量的Ca2+通道阻滞剂，对突触前神经纤维施加适宜电刺激，检测神经递质的释放量 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3节　第一课时 兴奋在神经纤维上的传导 （基础+提升+实验分析，限时3层提升） 第1层 基础必备练 lian 限时：18min 一、选择题 1．哺乳动物神经细胞内K＋浓度明显高于膜外，而Na＋浓度比膜外低，静息状态时，膜电位维持内负外正过程中有K＋排出细胞，下列叙述错误的是（    ） A．该过程表明，膜两侧K＋的浓度差会增大 B．该过程表明，K＋排出细胞的方式是被动运输 C．该过程中，神经细胞膜主要对K＋有通透性 D．神经细胞受刺激部位的膜电位表现为内正外负 2．某一离体神经纤维的B区受到有效刺激后，膜内外电位的变化情况如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．该神经纤维A区的膜电位表现为内负外正与Na+外流有关 B．该神经纤维B区膜外的Na+浓度高于膜内 C．图中膜内电流方向与兴奋的传导方向一致 D．神经胶质细胞广泛分布于神经元之间 3．枪乌贼的神经元是研究神经兴奋的好材料。研究表明，当改变神经元轴突外Na+浓度的时候，静息电位并不受影响，但动作电位的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。相关分析错误的是（    ） A．细胞外Na+浓度降低，细胞内外Na+浓度差变大，动作电位值下降 B．动作电位与神经元外的Na+内流相关 C．静息电位与神经元内的K+外流相关 D．若要在体外测定神经元的正常电位，应保持环境钠钾离子浓度与内环境相同 4．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．甲区域与丙区域可能刚恢复为静息电位 B．乙区域与丁区域间膜内局部电流的方向是从乙到丁 C．丁区域的电位差是K+外流和Na+内流导致的 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 5．细胞外液中的Ca2+浓度与静息电位维持和动作电位产生相关，Ca2+与Na+竞争通道蛋白。阈电位是指细胞膜对Na+通透性突然增大的临界膜电位值，到达阈电位便能触发动作电位引起兴奋。细胞质基质Ca2+浓度远小于胞外。下列说法正确的是（    ） A．内环境中Ca2+浓度升高，阈电位升高，神经细胞兴奋性降低 B．内环境中Ca2+浓度降低，Na+内流增多，神经细胞兴奋性增强 C．内环境中Ca2+浓度降低，Ca2+内流减少，引起神经递质的释放增多 D．内环境中Ca2+浓度降低，增强面部肌纤维兴奋性，可减少面部皱纹 6．将枪乌贼离体神经置于生理盐水中，下图表示其动作电位传导示意图（图示中的横坐标表示距离刺激点的距离），下列叙述正确的是（    ） A．①～③段Na+通道开放，Na+内流 B．随着传导距离的增加，③点将逐渐下移 C．静息电位是指AB之间膜内的电位差 D．兴奋在轴突上从A向B侧传导 7．将蛙的离体神经纤维置于某种培养液M中，给予适宜刺激后，记录其膜内Na⁺含量变化（如图中曲线Ⅰ所示）、膜电位变化（如图中曲线Ⅱ所示）。下列有关叙述正确的是（    ）    A．未受到刺激时，没有离子进出神经细胞 B．实验过程中，培养液M中K⁺浓度不变 C．提高培养液中Na⁺浓度，图中b、c点均可能上移 D．图中a点后，细胞膜内Na⁺的含量开始高于膜外 二、非选择题 8．在t1、t2、t3时刻分别给予某神经纤维三次强度相同的甲刺激，测得神经纤维电位变化如图所示。回答下列问题： (1)t1时刻，甲刺激可以引起 打开，产生局部电位，但无法产生 ，其属于一种阈下的低强度刺激。 (2)静息时，神经纤维膜对 通透性较大， 产生静息电位。若适当提高细胞内K+浓度，则会使测得的静息电位绝对值 。 (3)t4～t5时间段，细胞 通道打开，细胞恢复静息状态。 (4)t2、t3时刻作用后可产生动作电位，得出的结论是 。 第2层 能力提升练 lian 限时：14min 1．人的神经细胞内低钠高钾的离子环境对于神经冲动的产生、细胞渗透压平衡等生命活动具有重要作用，这种浓度差与细胞膜上的钠-钾泵有关，其作用原理如图所示，下列说法错误的是（    ） A．神经细胞内外钠钾浓度差的维持依赖于主动运输 B．神经细胞膜对钠离子、钾离子的通透具有选择性 C．钾离子通过钠-钾泵的运输使神经细胞产生静息电位 D．在神经细胞培养液中加入乌苯苷会导致静息电位差变小 2．下图是缩手反射的反射弧及兴奋在神经纤维上的传导示意图，①~⑤表示反射弧的结构。下列叙述正确的是（    ） A．放大图中动作电位的形成原因是K+内流，需要消耗ATP提供的能量 B．缩手反射发生时，放大图中的兴奋由近⑤端向近④端传导 C．若仅④受损，大脑皮层仍然能够感觉到针刺手指的疼痛 D．若将电表的两个电极分别置于近④端和近⑤端，指针不会发生偏转 3．任氏液是一种接近两栖动物内环境的液体，下图为在任氏液中培养的坐骨神经腓肠肌标本产生动作电位的示意图，（内向电流是指正离子由细胞膜外向膜内流动，外向电流则相反），盐酸胺碘酮作为钾离子通道阻断剂被用来治疗某些心律失常性疾病，下列说法正确的是（　　） A．b点Na+形成跨膜电流最大，动作电位达到峰值 B．加入盐酸胺碘酮后，从a到c的时间会变长 C．降低任氏液中Na+浓度，b点会下移 D．e点时，神经纤维膜内K+浓度高于膜外 4．枪乌贼的神经纤维产生一次动作电位时，可记录到一次内向电流和外向电流，如图甲所示；用Na+通道的特异性阻断剂 TTX 处理后，刺激神经纤维记录到的电流变化如图乙所示；而使用K+通道的特异性阻断剂 TEA，则记录到的电流变化如图丙所示。下列相关分析正确的是（    ） A．静息状态的神经纤维没有检测到电流，说明不存在离子的跨膜运输 B．图甲中，在0.7ms后神经纤维膜内电位开始变小 C．TEA处理后，给予适当刺激，神经纤维膜两侧的电位呈现内正外负的状态 D．实验结果说明，内向电流与外向电流均是由 Na+内流和K+外流共同引起的 第3层 拓展培优练 lian 实验分析 为揭示神经调节中动作电位产生的生理机制，科学家做了如下实验；将蟾蜍的神经细胞依次浸浴在低、中、高3种浓度的NaCl溶液中，然后给予相同的刺激，记录膜电位变化，结果如图所示。回答下列问题： (1) 反射使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性，大大提高了动物对复杂环境变化的适应能力。 (2)据图可知，Na离子浓度的大小与动作电位的大小的关系是 ，河豚毒素能选择性地与质膜上的某种蛋白质结合。先用河脉毒素处理神经细胞，一段时间后再将神经细胞移至高浓度NaCl溶液中，给予适宜刺激，结果膜电位的变化幅度大幅下降。分析其原因可能是 。 (3)研究发现，使用Ca2+阻滞剂抑制神经细胞膜Ca2+通道的开放，则能减缓炎症因子引起的疼痛。为探究Ca2+的作用机制，进行了如下实验： ①对照组：对突触前神经纤维施加适宜电刺激，检测神经递质的释放量； ②实验组： 。 结果是实验组神经递质的释放量小于对照组。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$