2.3神经冲动的产生与传导（第1课时）课件 2025—2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

第3节 神经冲动的产生与传导 第2章 神经调节 问题探讨 短跑赛场上，发令枪一响，运动员会像离弦的箭一样冲出。现在世界田径比赛规则规定，枪响后0.1s内起跑被视为抢跑。 1、从运动员听到枪响到作出起跑的反应，信号的传导经过了哪些结构？ 感受器（耳）→传入神经（听觉神经）→神经中枢（大脑皮层、脊髓） →传出神经→效应器（传出神经末梢及其支配的肌肉） 2、为什么要以枪响后0.1s内起跑被视为抢跑？ 人类从听到声音到作出反应起跑，兴奋需要经过反射弧的各个结构时间至少需要0.1s。 问：兴奋在反射弧中以什么形式传导？是怎么传导的呢？ 蛙的坐骨神经表面电位变化实验 在蛙的坐骨神经上放置两个微电极，并将它们连接到一个电表上， 脊柱 坐骨神经 刺激 静息（安静）时，电表_____测出电位差，说明静息时神经表面各处电位______。 没有 相等 + + 在图示神经的左侧一端给予刺激时，靠近刺激端的电极处（a处）先变为___电位，接着 。 刺激坐骨神经一侧，实验结果如下： 负 然后，另一电极（b处）变为____电位。 恢复为正电位 负 接着又___________ 。 恢复为正电位 静息时,电表没有测出电位变化,说明静息时神经表面各处电位相等。 说明：在神经系统中，兴奋是以 的形式沿着神经纤维传导的， 这种电信号也叫做 。 电信号 神经冲动 刺激 共发生了两次方向相反的偏转 一、兴奋在神经纤维上的传导——以电信号方式 在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态。 细胞类型 细胞内浓度（mmol/L） 细胞外浓度（mmol/L） Na+ K+ Na+ K+ 枪乌贼神经元轴突 50 400 460 10 蛙神经元 15 120 120 1.5 哺乳动物肌肉细胞 10 140 150 4 Na+浓度高、K+浓度低 Na+浓度低、K+浓度高 细胞外： 细胞外： 问：比较神经细胞内、外的Na+和K+的浓度分布 1. 静息状态 神经细胞膜外Na+浓度高、膜内K+浓度高；但细胞膜对不同离子的通透性不同：主要对K+有通透性，造成__________，使得膜外阳离子浓度_____膜内，膜两侧电位为： ，此时膜电位被称为 。 K+外流 内负外正 静息电位 静息电位 电位表现：___________ 形成原因：___________ K+运输方式：___________ 内负外正 细胞膜内的K+外流 协助扩散 高于 当神经纤维受到刺激时，细胞膜对 _____通透性增加，使 ，使得兴奋部位的膜内侧阳离子浓度______膜外侧，电位表现为 的兴奋状态，此时的膜电位称为动作电位。 2. 动作电位的产生（受到刺激后） Na+ 内正外负 高于 动作电位 电位表现：___________ 形成原因：___________ Na+运输方式：___________ 内正外负 细胞膜外的Na+内流 协助扩散 Na+内流 刺激 - + - - + + + + + + + + + + - - - - - - - - - + - - + + + + + + + + + + - - - - - - - - Na+ 兴奋部位 未兴奋部位 兴奋部位的电位（内正外负）与邻近的未兴奋部位（内负外正）之间由于_______的存在而发生 ，这样就形成了 。 未兴奋部位 兴奋部位 未兴奋部位 电位差 电荷移动 局部电流 局部电流又刺激相近的未兴奋部位膜上的Na+通道打开，Na+内流（协助扩散），膜电位变为内正外负，如此进行下去，将兴奋不断向前传导。 - + - - - - - - - - + + + + + + + + + + - - - + - - - - - - - - + + + + + + + + + + - - Na+ Na+ + + + + - - - + + + + - - - + + + - - - - - + + + + - - - + + + + - - - + + + - - - - - Na+ + - + + + + + + + + - - - - - - - - - - + + + - + + + + + + + + - - - - - - - - - - + + Na+ 静息状态 兴奋部位 兴奋继续向前传导，而原来的兴奋部位膜上K+ 离子通道开放，K+外流，以及钠钾泵的作用下，使膜电位恢复静息状态。 3. 兴奋的传导 思考：神经细胞每兴奋一次，会有部分Na+内流。静息状态的时候，一直有K+外流，长此以往，神经细胞膜内高K+，膜外高Na+的状态将不复存在。这个问题如何解决？ 丹麦生理学家斯科等人发现，钠钾泵是一种钠钾依赖的ATP酶，每消耗1分子ATP释放能量，将膜外的2个K+运进细胞，同时将膜内的3个Na+运出细胞。细胞内K+浓度高，细胞外Na+浓度高，正是由钠钾泵维持的。 Na+进细胞，K+出细胞： 。 Na+出细胞，K+进细胞： 。 （钠钾泵） 协助扩散 主动运输 （3）兴奋的传导方向：________________________ （1）兴奋的传导形式：________________________ （2）兴奋的传导特点：___________ （4）局部电流方向： 兴奋 3. 兴奋的传导 从兴奋部位传导到未兴奋部位 电信号（神经冲动、局部电流） 双向传导 膜外：从 部位到 部位， 与兴奋传导方向______； 膜内：从 部位到 部位， 与兴奋传导方向______。 未兴奋 兴奋 兴奋 未兴奋 相反 相同 神经冲动本质：动作电位在神经纤维上的顺序发生 ②兴奋在反射过程中的传导方向： ①兴奋在离体的神经纤维上的传导方向： 双向传导 在反射过程中，兴奋总是从感受器一端产生传到效应器，因此，在生物体内的反射弧上，兴奋的传导方向是单向的。 单向传导 3. 兴奋的传导 在中部刺激神经纤维，会形成兴奋区，而两侧临近的未兴奋区与该兴奋区都存在电位差，都可产生电荷移动，形成局部电流，因此可以双向传导。 注：双向传导的前提除神经纤维需离体之外，刺激还不能发生在神经元的端点。 课堂练习 2.下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 B 动作电位一旦发生，可以沿着细胞膜传导至 整个细胞，其传导实质是沿着细胞膜不断地产 生新的动作电位，保持其原有的波形和波幅度， 这是动作电位的一个重要特征。动作电位可以 在有髓(有髓鞘且髓鞘具有绝缘性)神经纤维和 无髓神经纤维上进行传导。其传导示意图如下，判断下列说法错误的是(　 ) A.动作电位在有髓神经纤维上的传导是跳跃式的，传导速度比无髓神经纤维快 B.动作电位形成的局部电流使得前方一定距离内的细胞膜的钠离子通道 大量开放，进而产生新的动作电位 C.动作电位在有髓神经纤维传导同样的距离所需转运的离子更多 D.动作电位在有髓神经纤维上传导时没有衰减 C　 动作电位不会衰减，局部电位会衰减 有髓神经纤维外包裹着髓鞘，髓鞘具有绝缘性，动作电位在有髓神经纤维上的传导是跳跃式的，传导速度比无髓神经纤维快得多，极大地加快了神经冲动的传导速度，A正确； 动作电位形成的局部电流使得前方一定距离内的细胞膜的Na＋通道大量开放，Na＋内流，造成膜两侧的电位表现为内正外负，形成动作电位，B正确； 动作电位在有髓神经纤维上的传导是跳跃式的，在髓鞘处没有离子的转运，因此动作电位在有髓神经纤维传导同样的距离所需转运的离子更少，C错误； 动作电位一旦发生，可以沿着细胞膜传导至整个细胞，其传导实质是沿着细胞膜不断地产生新的动作电位，保持其原有的波形和波幅度，因此，动作电位在有髓神经纤维上传导时没有衰减，D正确。 13 兴奋在神经纤维上的传导电流表指针偏转问题 ①刺激a点,电流计指针如何偏转？ 发生两次方向相反的偏转，先左后右。 （b点先兴奋，d点后兴奋） ②刺激c点（bc=cd），电流计指针如何偏转？ 不偏转（因为b点和d点同时兴奋） ③刺激bc之间的一点，电流计指针如何偏转？ 发生两次方向相反的偏转（先左后右）（b点先兴奋，d点后兴奋） ④刺激cd之间的一点，电流计指针如何偏转？ 发生两次方向相反的偏转（先右后左）（d点先兴奋，b点后兴奋） + + - - + - + - - + - + + - + - + - 偏左转→ 回中间→ 偏右转→ 回中间 （刺激a点为例） 下图是测量神经纤维膜电位变化情况,相关叙述错误的是(　 　) A.图甲中指针偏转说明膜内外电位不同,测出的是动作电位 B.图甲中的膜内外电位不同,主要是由K+外流形成的 C.图乙中刺激神经纤维会引起指针发生两次方向相反的偏转 D.图乙中产生的兴奋会以局部电流的形式向两侧快速传导 A 小试牛刀 膜电位的测量 英国生理学家霍奇金和朋友科尔用100微米的玻璃毛细管从断端纵向插入枪乌贼的巨大神经纤维，并在细胞外安置参考电极用以测定静息电位和动作电位。 膜电位的测量 ①电表两极置于神经纤维膜内侧和外侧：未刺激时，可测静息电位（起点不为0），刺激时可测动作电位。 ②电表两极均置于神经纤维膜外侧：未刺激时，指针不偏转（起点为0），刺激时可测电信号（神经冲动） 阈刺激：引起动作电位的最小刺激。 阈电位：阈刺激对应的电位， 也是动作电位的临界值。 膜电位变化曲线分析—电表两极置于膜的外侧和内侧 ①a点之前 --静息电位（极化） 膜外Na+高、膜内K+高，K+外流(协助扩散)，膜电位：内负外正 ②ac段 --动作电位的形成 Na+大量内流(协助扩散)，膜电位：内正外负 刺激 曲线中起点为负电位，说明测的是膜内电位。 去极化 反极化 阈电位 动作电位峰值 低于阈刺激的叫阈下刺激，产生的电位是局部电位，不足以引发动作电位，但可累加，在神经纤维上传导时会衰减。 ③ce段 --静息电位的恢复 Na+通道关闭，K+通道打开，K+大量外流(协助扩散)，膜电位恢复为内负外正。 ④ef段 Na+-K+泵将流入的Na+泵出膜外，将流出的K+泵入膜内（吸K＋排Na＋；主动运输），以维持细胞外Na+浓度高和细胞内K+浓度高的状态，为下一次兴奋做准备。 特殊强调： ①整个过程中，钠钾泵一直在发挥作用，并非只有ef段； ②整个过程中，细胞膜内始终维持高K+低Na+ 复极化 超极化 去极化 反极化 动作电位峰值 阈电位 在离体实验条件下神经纤维的动作电位示意图如图所示。 下列叙述正确的是（ ） A.ab段主要是Na＋内流，是需要消耗能量的 B.bc段主要是Na＋外流，是不需要消耗能量的 C.cd段主要是K＋外流，是不需要消耗能量的 D.de段主要是K＋内流，是需要消耗能量的 C 小试牛刀 1.下图表示针刺引起的缩手反射活动中神经纤维上某一位点的膜电位变化情况。下列相关叙述正确的是(　　) A.反射过程中,兴奋在神经纤维上的传导是双向的 B.图中ac段动作电位的形成由膜外大量钠离子内流所致 C.题图所示膜电位变化的过程中钠离子和钾离子进行跨膜运输均不消耗能量 D.手指被刺后,大脑皮层产生痛觉的过程也是一次反射活动 课堂练习 B 课堂练习 4.(2024·广西高考)人体心室肌细胞内K+浓度高于胞外,Na+浓度低于胞外。心室肌细胞静息电位和动作电位的产生(如图),主要与K+和Na+的流动有关。图中0期为去极化;1、2和3期Na+通道关闭,同时K+外流;2期出现主要依赖K+和Ca2+的流动。下列说法错误的是 (　) A.静息电位主要由K+外流造成 B.0期的产生依赖于Na+快速内流 C.1期K+外流是通过主动运输进行的 D.2期的形成是K+外流和Ca2+内流导致的 C 拓展—电表两极置于膜的同侧 ①a点之前 --静息电位 K+外流，膜电位：内负外正 ②ab段 --动作电位的形成 Na+大量内流，膜电位：内正外负 ③bc段 --静息电位的恢复 K+大量外流，膜电位恢复为内负外正。 ④cd段 --兴奋在电线两端传递的时间差 ⑤de段 --动作电位的形成 Na+大量内流，膜电位：内正外负 ⑥ef段 --静息电位的恢复 K+大量外流，膜电位恢复为内负外正。 细胞外液中Na+和K+的浓度对膜电位的影响 Na+浓度只影响动作电位的峰值， K+浓度只影响静息电位的绝对值。 浓度变化 静息电位或动作电位的变化 细胞外Na+浓度增加   细胞外Na+浓度降低 细胞外K+浓度增加 细胞外K+浓度降低   静息电位不变，动作电位的峰值变大 静息电位不变，动作电位的峰值变小 静息电位绝对值变小 静息电位绝对值变大 ☞静息电位=膜内K+−膜外K+ ☞动作电位=膜外Na+−膜外Na+ 3.下图实线表示某神经纤维膜电位变化的正常曲线。若虚线甲和乙分别表示经某种方式处理后,该神经纤维膜电位变化的异常曲线,则可能的处理方式分别是(　　) A.降低培养液中K+含量,增加培养液中Na+含量 B.增加培养液中K+含量,降低培养液中Na+含量 C.增加培养液中K+含量,增加培养液中Na+含量 D.降低培养液中 K+含量,降低培养液中Na+含量 课堂练习 D 1.细胞外液中K＋浓度会影响神经纤维静息电位的大小，细胞外液中Na＋浓度会影响受到刺激时神经纤维膜电位的变化幅度和速率。分别给予两组枪乌贼离体神经纤维相同的适宜刺激，分别测量、记录枪乌贼离体神经纤维的电位变化结果(如图所示)。依据结果推测神经纤维所处的环境可能是( ) A.甲在高Na＋海水中，乙在高K＋海水中 B.甲在高Na＋海水中，乙在低K＋海水中 C.甲在正常海水中，乙在低Na＋海水中 D.甲在正常海水中，乙在低K＋海水中 C 小试牛刀 26 2.坐骨神经可支配包括腓肠肌在内的多块骨骼肌。取坐骨神经腓肠肌标本，将电表两个电极置于坐骨神经表面Ⅱ、Ⅲ两处，如图甲。在Ⅰ处，给一个适当强度的电刺激，指针偏转情况如图乙，其中， 。下列叙述正确的是( ) A.电表发生两次方向相反的偏转，第一次指针向右转，第二次指针向左转 B. 若在缓冲液中加入转运蛋白抑制剂，则幅度减小， 幅度增大 C.图乙中 可能由兴奋在神经纤维的传导速度不同导致 D. 图甲中刺激坐骨神经引起腓肠肌收缩的过程属于非条件反射 C　 由图甲可知，刺激Ⅰ处后，Ⅱ、Ⅲ两处先后变为动作电位，电表指针第一次向左转， 第二次向右转，A错误；反射需有完整的反射弧，包括感受器、传入神经、神经中枢、 传出神经、效应器，B错误；由图乙可知，可能由于兴奋在神经纤维上传导速度不同， 兴奋从Ⅰ处传达到Ⅲ处的时间不同，因而，C正确；加入 转运蛋白抑制剂会抑 制内流，抑制动作电位的形成，和 的幅度均减小，D错误。 27 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.45 $