2.3.1 兴奋在神经纤维上的传导课件-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

该高中生物学课件聚焦“兴奋在神经纤维上的传导”，通过运动员起跑反应的问题探讨导入，串联反射弧结构与兴奋传导形式的关联，以伽尔瓦尼实验、电流计探究为支架，逐步揭示静息电位（K⁺外流）、动作电位（Na⁺内流）的产生机制及神经冲动的传导原理。 其亮点在于融入静息电位、动作电位形成的动画视频，结合离子浓度资料分析与膜电位曲线解读，培养科学思维与探究实践能力，如通过Na⁺浓度对动作电位峰值影响的习题深化生命观念。结构化小结助力知识梳理，既帮助学生理解抽象生理过程，也为教师提供逻辑清晰的教学资源。

第2章　神经调节 人教版高中生物 选择性必修1 第3节 第1课时 兴奋在神经纤维上的传导 1 阐明静息电位和动作电位产生的机制(重点)。 2 阐述兴奋在神经纤维上的产生及传导机制(重、难点)。 问题探讨 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，在枪响后0.1s内起跑被视为抢跑。 问题探讨 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？ 问题探讨 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？ 耳蜗（感受器） 传入神经 神经中枢 （大脑皮层） 神经中枢 （脊髓） 传出神经 效应器 （传出神经末梢和它支配的肌肉） 2.短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么 ？ 人类从听到声音到作出反应起跑需要经过反射弧的各个结构，完成这一反射活动所需的时间至少需要0.1s。 兴奋在反射弧中是以什么形式传导的？ 它又是怎样传导的？ 问题探讨 6 兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经元之间的传递 兴奋在反射弧中是以什么形式传导的？它又是怎样传导的呢？ 兴奋是指动物体或人体内的某些细胞或组织（如神经组织）感受外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。 7 > < 目标一 兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经纤维上的传导 1786年一天，伽尔瓦尼在实验室解剖青蛙，把剥了皮的蛙腿，用刀尖碰蛙腿上外露的神经时，蛙腿剧烈地痉挛，同时出现电火花。经过反复实验，他认为痉挛起因于动物体上本来就存在的电，他还把这种电叫做“动物电”。 坐骨神经 腓肠肌 9 兴奋在神经纤维上的传导方式探究 1820年电流计应用于生物电研究，在蛙神经外侧连接两个电极。刺激蛙神经一侧，同时记录电流大小和方向。 坐骨神经 兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经纤维上的传导 a b + + 静息 指针不发生偏转 说明：神经表面各处点位相等 11 兴奋在神经纤维上的传导 a b + + 左侧 刺激 指针向左偏转 说明：a处为负电位，电流方向为 指针偏转方向 - ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 12 兴奋在神经纤维上的传导 a b + + 左侧 刺激 指针恢复 说明：无电流，a处恢复为正电位， a、b两处电位差为零 - 13 兴奋在神经纤维上的传导 a b + + - 左侧 刺激 指针向右偏转 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 说明：b处为负电位，电流方向为 指针偏转方向 14 兴奋在神经纤维上的传导 a b + + - 左侧 刺激 指针恢复 说明：无电流，b处恢复为正电位， a、b两处电位差为零 15 兴奋在神经纤维上的传导 a b + + a b + + - ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● a b + + - ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● a b + + - 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，这种电信号也叫神经冲动。 16 兴奋在神经纤维上的传导 a b + + a b + + - ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● a b + + - ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● a b + + - 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，这种电信号也叫神经冲动。 神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的呢？ 17 阅读资料，探究静息电位的产生原因。 根据资料2分析神经元和肌肉细胞膜内外Na+、K+分布特点？ 资料1　无机盐离子是细胞生活必需的，但这些无机盐离子带有电荷，不能通过自由扩散穿过磷脂双分子层。 资料2　神经细胞内外部分离子浓度。 组分 细胞内浓度(mmol/L) 细胞外浓度(mmol/L) Na＋ 5～15 145 K＋ 140 5 Cl－ 5～15 110 带负电的蛋白质 高 低 神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内的K+浓度高。 兴奋在神经纤维上的传导 ①神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内K+浓度高。 ②静息状态下，细胞膜上K+通道蛋白打开。 K+外流 Na+ 膜外 膜内 膜外 + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + K+ K+ K+ K+ Na+ Na+ Na+ Na+ K+ Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ “生物电”发生的膜学说：静息时，细胞膜主要对K +有通透性，即K +通道开放，K +外流，膜电位表现为外正内负，称为静息电位。 静息电位产生机制 （1）原因 （2）结果 19 静息电位产生原因动画视频演示 K+ Na+ K通道 Na通道 膜外 膜内 外正内负 K+外流 静息电位产生机制 （3）电位表现 动作电位产生的机理、电位表现、结果分别是什么？ ①神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内K+浓度高。 ②受到刺激时，细胞膜上Na+通道蛋白打开。 Na+内流 Na+ 膜外 膜内 膜外 + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + K+ K+ K+ K+ Na+ Na+ Na+ Na+ K+ Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ K+ Na+ Na+ 受到刺激时，细胞膜对Na +的通透性增加，Na + 内流，使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧， 膜电位表现为外负内正，称为动作电位，并与相邻部位产生电位差。 动作电位产生机制 （1）原因 （2）结果 21 K+ Na+ K通道 Na通道 膜外 膜内 动作电位产生原因动画视频演示 动作电位产生机制 外负内正 Na+内流 （3）电位表现 神经细胞每兴奋一次，会有部分Na+内流和部分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。这个问题如何解决呢？ 丹麦生理学家斯科（Jens C.Skou）等人发现，钠钾泵是一种钠钾依赖的ATP酶，能分解ATP释放能量，将膜外的K+运进细胞，同时将膜内的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。人体处于静息状态时，细胞25%的ATP被钠钾泵消耗掉，神经细胞70%的ATP被钠钾泵消耗掉。 细胞内K+始终高于膜外, 细胞外Na+始终高于膜内。 主动运输 每消耗1分子ATP，泵出3个Na+的同时泵入2个K+ Na+-K +泵 思 考 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 D 习题巩固 无论是兴奋还是静息状态， 细胞外Na+高，细胞内K+高 24 Na＋内流。 b； 由内负外正变为内正外负； 2 事实 第三问 ①在a、b、c中哪一个处于兴奋状态？请描述其膜内外电位的变化是怎样的？产生这种变化的原因是什么？ 第三问 ②a、c仍是内负外正，此时是什么电位？ 其形成的原因是什么？ K＋外流。 静息电位； 2 事实 + + + + + + + + + + - - - - + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - -+ + + + - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + - - - - + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - -+ + + + - - - - - - - - - - - - - - 兴奋部位 刺激 由于存在电位差而发生电荷移动，从而形成局部电流。 a b c 2 事实 第三问 ③在兴奋部位和相邻的未兴奋部位之间怎样形成局部电流的？ 第三问 ④图中膜内、外都会形成局部电流，请说出它们的电流方向(用字母和箭头表示)。兴奋传导的方向与哪种电流方向一致？兴奋的传导有什么特点？ 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。 + + + + + + + + + + - - - - + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - -+ + + + - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + - - - - + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - -+ + + + - - - - - - - - - - - - - - 兴奋部位 未兴奋部位 未兴奋部位 刺激 a b c 2 事实 双向传导 - + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 兴奋部位 未兴奋部位 未兴奋部位 刺激 局部电流方向： ①膜外: 部位→ 部位，与兴奋传导方向 。 ②膜内: 部位→ 部位，与兴奋传导方向 。 未兴奋 兴奋 兴奋 未兴奋 相反 相同 29 1．未受到刺激时（静息状态）的膜电位：_______ 兴奋区域的膜电位： ____________ 3．电流方向在膜外由____________流向__________ 在膜内由____________流向_____________ 4．兴奋传导方向与膜外电流方向　　　　， 　　与膜内电流方向_____________ 内负外正 内正外负 未兴奋部位 兴奋部位 兴奋部位 未兴奋部位 电信号 5．兴奋在神经纤维上的传导方式：_____________ 相反 相同 2．兴奋状态时膜电位变化　　　　　　　　　　　　 由内负外正变为内正外负 兴奋在神经纤维上的传导 　根据以上静息电位和动作电位产生的机理，请同学们尝试建立并分析兴奋在神经纤维上传导的曲线模型。 3 事实 第一问 ab段代表静息电位，这种膜电位状态称为极化状态，产生的原因是什么？K＋的这种跨膜运输属于什么方式？有何特点？ K＋外流。 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。 Na＋内流，不需要消耗能量。 K＋外流。 3 事实 第二问 bd段是动作电位产生的过程，其产生的原因是什么？需不需要消耗能量？ 第三问 动作电位达到峰值后，de段是静息电位恢复的过程，其产生的原因是什么？ 当膜外K＋浓度适当升高时，膜内外K＋浓度差变小，静息电位的绝对值将减小。 3 事实 动作电位的峰值将减小。 第四问 如降低外界溶液中Na＋的浓度，则动作电位的峰值(d点)将怎么变化？ 第五问 静息电位的本质是一种K＋平衡电位，其绝对值的大小与膜内外K＋浓度差呈正相关。当膜外K＋浓度适当升高(仍低于膜内K＋浓度)时，静息电位的绝对值（a点）怎么变化？ 膜电位曲线解读 刺激 ①a点之前 ——静息电位 主要表现为K+外流，使膜电位表现为外正内负。 ②ac段 ——动作电位的形成 Na+大量内流，导致膜电位迅速逆转，表现为外负内正。 ③ce段 ——静息电位的恢复 K+大量外流，膜电位恢复为静息电位后，K+通道关闭。 兴奋在神经纤维上的传导 ④ef段 ——一次兴奋完成后 钠钾泵将流入的Na+泵出膜外,将流出的K+泵入膜内,以维持细胞外Na+浓度高和细胞内K+浓度高的状态,为下一次兴奋做好准备。 a-c：Na+内流（协助扩散） c-e：K+外流（协助扩散） e-f：泵出Na+，泵入K+（主动运输） 刺激 膜电位曲线解读 兴奋在神经纤维上的传导 1.膜电位的测量方法 方法 图解 结果 电表两极均置于神经纤维膜的外侧     电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧     拓展延伸 2.膜电位的影响因素 溶液中离子浓度变化 静息电位 （绝对值） 动作电位变化 适当降低溶液中Na＋浓度 不变 峰值下降 适当增加溶液中Na＋ 浓度 不变 峰值上升 适当降低溶液中K＋浓度 上升 不变 适当增加溶液中K＋浓度 下降 不变 拓展延伸 课堂小结 静息状态 未兴奋部位 兴奋状态 兴奋部位 刺激 K+外流 Na+内流 静息电位 (外正内负) 动作电位 (外负内正) 局部电流 未兴奋部位 刺激 Na+内流 $