第2章 第3节 第1课时 兴奋在神经纤维上的传导(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物选择性必修1（人教版2019 单选）

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.构建模型分析静息电位和动作电位的产生原理和过程。 科学思维 2.探究兴奋在神经纤维上传导的特点。 实验探究 兴奋在神经纤维上的传导 1．神经表面电位差的实验 (1)静息时，电表如图丙所示，说明神经表面各处电位相等。 (2)左侧给予刺激后，电表指针变化顺序是乙→丙→甲→丙(用图中的甲、乙、丙表示)。 2．神经冲动 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。 3．传导过程 4．传导特点：双向传导。 1939年，赫胥黎和霍奇金将电位计的一个电极刺入细胞膜，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。 结合所学知识判断： (1)兴奋部位的膜内侧发生的变化是由负电位变为正电位。(√) (2)兴奋部位的膜内外发生的变化是从外正内负变为外负内正。(√) (3)兴奋部位的膜内的电位为正电位。(√) (4)神经元细胞膜外Na＋的内流是形成静息电位的基础。(×) 探究点　兴奋在神经纤维上的传导 1．根据静息电位和动作电位产生的原理，回答下列问题。 (1)静息电位和动作电位产生的离子基础是什么？ 提示：神经细胞膜内外离子分布的不平衡，即膜内的K＋浓度比膜外高，Na＋浓度比膜外低。 (2)静息状态下，膜上K＋通道处于开放状态，K＋外流，形成内负外正的静息电位。K＋的这种跨膜运输属于什么方式？有何特点？ 提示：协助扩散；需要通道蛋白的协助，不需要消耗ATP，顺浓度梯度进行。 (3)受到刺激时，膜上的Na＋通道打开，此时Na＋的跨膜运输方式为协助扩散。请推测此时跨膜运输的方向是内流还是外流？推测的依据是什么？ 提示：内流；协助扩散是顺浓度梯度进行的，而神经细胞膜外的Na＋浓度比膜内高。 (4)动作电位达到峰值后，膜电位表现为内正外负，与静息电位的膜电位状态相反。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。此时为恢复静息电位，引起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？这种跨膜运输的方式是什么？还有哪些特点？ 提示：逆浓度梯度；主动运输；需要载体蛋白的协助，需要消耗ATP。 (5)研究表明，当改变神经元轴突外Na＋浓度时，静息电位并不受影响，但动作电位的幅度会随着细胞外Na＋浓度的降低而降低。 请对上述实验现象做出解释。 提示：静息电位与神经元内的K＋外流相关而与Na＋无关，所以神经元轴突外Na＋浓度的改变并不影响静息电位。动作电位与神经元外的Na＋内流相关，细胞外Na＋浓度降低，细胞内外Na＋浓度差变小，Na＋内流减少，动作电位峰值下降。 2．下图表示兴奋在神经纤维上的传导过程，据图回答有关问题： (1)图中b点为刺激点，该处膜内外的电位与a和c处的相比有何特点？ 提示：b处的电位特点是外负内正，a和c处都是外正内负。 (2)图中膜内、外都会形成局部电流，请说出它们的电流方向。兴奋传导的方向与哪种电流方向一致？ 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电流方向一致。 (3)兴奋在神经纤维上是以何种形式传导的？兴奋的传导具有什么特点？ 提示：兴奋在神经纤维上是以电信号(神经冲动或局部电流)的形式传导的。兴奋的传导具有双向传导的特点。 1．构建模型解读静息电位和动作电位的产生机制 (1)静息电位的产生 (2)动作电位的产生 2．膜电位变化曲线解读 3．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 4.膜电位的测量方法 测量方法 测量图解 测量结果 电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧 电表两极均置于神经纤维膜的外侧 1．(2023·惠州期末)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 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。 答案　D 2．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．丁区域发生K＋外流和Na＋内流 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　由图可知，甲、丙和丁区域电位为外正内负，处于静息状态，乙区域的电位正好相反，即为动作电位，电流是从正电位流向负电位，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；兴奋在神经纤维上的传导是双向的，因此图示兴奋传导的方向有可能从左到右或从右到左，D正确；甲区域与丙区域可能刚恢复为静息电位，也有可能是兴奋还没传到时所保持的静息电位，A正确；丁区域的电位为外正内负，是由K＋外流造成的，C错误。 答案　C 3．(2023·湖北孝感开学考试)如图表示神经纤维在离体培养条件下，受到刺激时产生动作电位及恢复过程中的电位变化，有关分析错误的是(　　) A．ab段神经纤维处于静息状态 B．bd段是产生动作电位的过程 C．若增加培养液中的Na＋浓度，则d点将上移 D．ab段和bd段分别是K＋外流和Na＋外流的结果 解析　bd段产生了动作电位，主要是Na＋内流的结果，D错误。 答案　D [课堂小结] [课堂巩固] 1．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 解析　兴奋在神经纤维上的传导过程是以电信号的形式传导，需要消耗能量，C错误。 答案　C 2．如图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。下列说法与图示相符的是(　　) A．图中兴奋部位是B和C B．图中弧线最可能表示局部电流方向 C．图中兴奋传导的方向是C→A→B D．兴奋传导方向与膜外局部电流方向一致 解析　兴奋部位的电位为动作电位，即内正外负，所以兴奋部位是A，A错误；正电荷移动的方向为电流的方向，因此图中弧线最可能表示局部电流方向，B正确；兴奋的传导方向与膜内局部电流方向一致，与膜外局部电流方向相反，因此图中兴奋传导方向为C←A→B，C、D错误。 答案　B 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＋内流不需要消耗能量 C．CD段的K＋外流需要消耗能量 D．DE段的K＋外流需要消耗能量 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正确；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错误；DE段的K＋外流属于协助扩散，不需要消耗能量，D错误。 答案　B 4．如图表示电流表测量装置(电极均置于膜外)，其中箭头a表示施加适宜的刺激，阴影表示兴奋区域。用电流表检测b、c两电极之间的电位差，下列相关说法正确的是(　　) A．刺激a处，电流表指针会先向左偏转再向右偏转 B．刺激a处时，K＋会快速内流形成动作电位 C．若在b、c两电极的中点施加刺激，则电流表指针会发生两次方向相反的偏转 D．a处未受刺激时，其膜外为负电位，膜内为正电位 解析　据题图可知，刺激a处，兴奋先后到达b、c两电极，电流表指针会先向左偏转再向右偏转，A正确；刺激a处时，Na＋会快速内流形成动作电位，B错误；若在b、c两电极的中点施加刺激，则兴奋同时到达电流表的b、c两电极处，则指针不会发生偏转，C错误；a处未受刺激时，其膜外为正电位，膜内为负电位，D错误。 答案　A 5．如图表示某一神经细胞动作电位和静息电位相互转变过程中离子运输的途径。该细胞受到刺激时，通过④途径运输离子，形成动作电位。下列说法正确的是(　　) A．由图可知，②③途径属于主动运输 B．④途径的发生使膜内◆离子浓度高于膜外 C．正常情况下，▲离子的细胞外浓度高于细胞内 D．静息时由于①途径的作用，膜电位为内正外负 解析　由题图可知，②③途径需要载体蛋白并消耗能量，属于主动运输，A正确；无论是静息电位还是动作电位，膜外Na＋(即图中◆)的浓度始终高于膜内，B错误；正常情况下，K＋(即图中▲)的细胞内浓度高于细胞外，C错误；静息时，由于①途径的作用，膜电位为内负外正，D错误。 答案　A 学科网（北京）股份有限公司 $$