2.第3节 第1课时 兴奋在神经纤维上的传导-(配套课件)【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修第一册(人教版)
2025-12-30
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修1 稳态与调节 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第3节 神经冲动的产生和传导 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 2.39 MB |
| 发布时间 | 2025-12-30 |
| 更新时间 | 2025-12-30 |
| 作者 | 高智传媒科技中心 |
| 品牌系列 | 学霸笔记·高中同步精讲 |
| 审核时间 | 2025-12-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55709163.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中生物学课件聚焦“兴奋在神经纤维上的传导”,涵盖静息电位、动作电位的产生原理及传导机制。以神经表面电位差实验为导入,通过填空引导学生观察静息与刺激后电位变化,逐步过渡到电位产生机理分析,构建从实验现象到理论模型的学习支架。
其亮点在于融合科学思维与生命观念,通过概念辨析强化静息/动作电位膜电位特点,重难探究引导学生建模分析局部电流方向,教材挖掘深化K⁺、Na⁺协助扩散的离子机制。即学即练结合枪乌贼神经纤维电位变化等实例,培养探究实践能力。助力学生深化理解,教师可高效开展重难点教学。
内容正文:
第1课时 兴奋在神经纤维上的传导
学习目标
1.通过对静息电位和动作电位的产生原理和过程的分析,培养模型与建模的科学思维能力。
2.阐述兴奋在神经纤维上传导过程和特点,形成归纳与概括的科学思维能力。
1. 神经表面电位差实验
(1)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。
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(2)实验过程及结果:
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(3)实验结论:在神经系统中,兴奋是以 的形式沿着神经纤
维传导的。
电信号
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2. 神经冲动在神经纤维上的产生和传导
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(P28“图2-7”拓展)图中神经冲动的产生和传导过程中,K+外流、Na
+内流的运输方式分别为 。
协助扩散、协助扩散
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(1)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。
(2)产生和维持神经细胞静息电位主要与K+有关。 ( √ )
(3)兴奋沿神经纤维传导时细胞膜外Na+大量内流。 ( √ )
(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。
( √ )
×
√
√
√
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(5)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。
×
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探究|神经冲动在神经纤维上的产生及传导机制
神经纤维在安静状态时,其膜的静息电位约为-70 mV。当它们受到一次
阈刺激(或阈上刺激)时,膜内原来存在的负电位将迅速消失,并进而变
成正电位,即膜内电位由原来的-70 mV变为+30 mV的水平,由原来的
内负外正变为内正外负。这样整个膜内外电位变化的幅度约为100 mV,构
成了动作电位的上升支。但是,由刺激引起的这种膜内外电位的倒转只是
暂时的,很快就出现了膜内电位的下降,由正值的减小发展到膜内出现刺
激前原有的负电位状态,这就构成了动作电位的下降支。如图甲所示。图
乙表示该离体神经纤维局部放大后膜内外电荷的分布情况。
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(1)分段分析图甲中电位变化情况:
①A点时,神经细胞的膜电位为 (填“静息电位”或“动作
电位”),形成原因是 。
静息电位
K+外流
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②BC段时,神经细胞的膜电位为 (填“静息电位”或“动作
电位”),形成原因是 。
③CE段时,K+通道打开,相应离子以 的方式大量外流,膜
电位恢复静息电位。
动作电位
Na+内流
协助扩散
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(2)静息电位和动作电位产生的离子基础是什么?
提示:细胞内K+浓度高于细胞外,Na+浓度低于细胞外。
(3)Na+、K+通道开放后,Na+内流、K+外流会导致神经纤维膜内外的
离子浓度大小逆转吗?请说明原因。
提示:不会。协助扩散的动力来源于膜两侧的物质浓度差,协助扩散会使
膜两侧的浓度差减小,但不会导致浓度大小逆转。
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(4)图乙中膜内、外都会形成局部电流,请说出它们的电流方向(用数
字和箭头表示)。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?
提示:膜内的电流方向是①←②→③,膜外的电流方向是①→②←③;兴
奋传导的方向与膜内局部电流方向一致;兴奋传导的特点为双向传导。
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静息电位和动作电位产生的离子机制分析
(1)模型构建
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(2)细胞外液中Na+、K+浓度改变对膜电位的影响
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1. (教材P31拓展应用T1改编)如图表示
枪乌贼离体神经纤维在Na+浓度不同的两
种海水中受刺激后的膜电位变化情况。下
列叙述错误的是( )
A. 曲线a代表正常海水中膜电位的变化
B. 两种海水中神经纤维的静息电位相同
C. 低Na+海水中神经纤维静息时,膜内Na+浓度高于膜外
D. 正常海水中神经纤维受刺激时,膜外Na+浓度高于膜内
√
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解析: 神经元细胞膜受到一定强度的刺激后,Na+通道打开,Na+
大量内流导致膜电位由外正内负变为外负内正,所以a可以表示正常电
位变化;由图可知,静息电位是相同的,均为外正内负;膜内Na+浓
度始终低于膜外。
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2. (2025·云南大理期末)下列关于神经冲动的产生和传导的叙述,错误
的是( )
A. 兴奋传导时膜电位变化是由内负外正变为内正外负
B. 兴奋是以局部电流的形式在神经纤维上传导的
C. 神经纤维某一部位受到刺激时,Na+内流需要消耗能量
D. 兴奋在神经纤维上的传导方向与膜内电流方向相同
√
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解析: 在未受到刺激时,神经纤维处于静息状态,静息时,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,细胞膜两侧的电
位表现为内负外正,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,这个部位膜两侧的电位表现为内正外负,A正确;兴
奋部位与未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动,这样就形成
了局部电流,这种局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变
化,如此进行下去,将兴奋向前传导,B正确;神经细胞外的Na+浓度比
膜内要高,神经纤维某一部位受到刺激时,Na+内流是顺浓度梯度,属于
协助扩散,不需要消耗能量,C错误;兴奋在神经纤维上的传导方向与膜
内电流方向相同,与膜外电流方向相反,D正确。
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课堂小结
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目 录 CONTENTS
随堂热练
课时作业
随堂热练
目 录
1. (2025·江苏常州期中)下列关于神经兴奋的叙述,错误的是( )
A. 刺激神经纤维中部,产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导
B. 兴奋在神经纤维上的传导方向是由兴奋部位至未兴奋部位
C. 反射过程中神经纤维上的兴奋可双向传导
D. 在神经纤维膜外,局部电流的方向与兴奋传导的方向相反
解析: 兴奋在神经纤维上以局部电流的形式由兴奋部位向未兴奋部位
双向传导,A、B正确;反射过程中,兴奋只能由感受器传向效应器,在神
经纤维上的传导是单向的,C错误;在神经纤维膜外,局部电流的方向与
兴奋传导的方向相反,在膜内,局部电流的方向与兴奋传导的方向相同,
D正确。
√
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目 录
2. (教材P27“图2-6”改编)如图所示,将灵敏电表的两个电极(b、
c)置于蛙的离体坐骨神经纤维上,然后在a处给予适宜的电刺激。下列叙
述错误的是( )
A. 刺激a处后,电表会发生两次方向不同的偏转
B. 刺激a处后,受刺激部位Na+大量内流导致膜内Na+浓度
高于膜外
C. 静息时,电表指针没有偏转,说明电表两个电极处的膜外没有电位差
D. 此实验不能说明神经冲动沿着神经纤维双向传导
√
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目 录
解析: 刺激a处产生的兴奋先传到b,再传到c,电表指针发生两次方向
相反的偏转,A正确;刺激a处后,受刺激部位Na+大量内流形成动作电
位,但Na+的运输方式为协助扩散,膜内Na+浓度始终低于膜外,B错误;
电表的两电极接在坐骨神经纤维的外表面,静息时膜外均为正电位,两电
极的电位差为0,C正确;此实验不能说明神经冲动沿着神经纤维双向传
导,D正确。
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3. 研究发现,在动作电位形成过程中,离子通道的开放或关闭依赖特定的
膜电位,当神经纤维某一部位的膜电位达到或超过阈电位,会引起相关离
子通道的开放。该过程中膜电位的变化和相关离子通道通透性的变化如图
所示。下列叙述错误的是( )
A. d点时该部位膜内的Na+浓度高于膜外
B. 当刺激强度低于b时也有膜电位的变化
C. de段,两种离子通道的通透性变化情况
不同
D. ef段静息电位恢复过程主要依赖K+通道的参与
√
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目 录
解析: 图中显示d点时Na+通道开放,Na+大量内流,但这是Na+的跨
膜运输导致的膜两侧Na+浓度差变化,膜内的Na+浓度始终是低于膜外
的,A错误;当刺激强度低于b时,也能引起膜电位的变化,只是不能形成
动作电位,B正确;de段Na+通道通透性降低,K+通道通透性增大,Na+
通道和K+通道的通透性变化情况不同,C正确;ef段静息电位恢复过程主
要是K+外流形成的,依赖K+通道的参与,D正确。
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4. 将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液S中,用以检测静息电位或动作
电位。下列叙述正确的是( )
A. 测静息电位时,溶液S中的K+浓度比神经细胞内的K+浓度高
B. 测动作电位时,神经细胞内的Na+浓度比溶液S中的Na+浓度低
C. 膜两侧出现内正外负的电位变化时神经细胞膜上的K+通道充分打开
D. 将电极放在膜的同一侧以测定静息电位和动作电位
√
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解析: 静息时,钾离子通道开放,钾离子外流,此时细胞内的钾离子
浓度仍高于细胞外,故溶液S中的K+浓度比神经细胞内的K+浓度低,A错
误;动作电位形成时,钠离子通道开放,钠离子内流,但整体而言,细胞
外的钠离子浓度仍高于细胞内,故溶液S中的Na+浓度比神经细胞内的Na+
浓度高,B正确;膜两侧出现内正外负的电位变化时意味着钠离子内流,
此时神经细胞膜上的Na+通道充分打开,C错误;测量静息电位和动作电
位时,应将电极放到细胞膜的内外两侧进行测量,D错误。
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课时作业
目 录
知识点一 兴奋的产生及其离子基础
1. (2025·福建泉州期中)下列与动物体内K+、Na+等有关的叙述,错误
的是( )
A. 血浆渗透压形成与血浆中的无机盐和蛋白质等有关
B. 产生和维持神经细胞静息电位主要与K+有关
C. 兴奋沿神经纤维传导时细胞膜外Na+大量内流
D. 恢复静息电位时Na+通过协助扩散从神经元膜内排到膜外
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解析: 血浆渗透压形成与血浆中的无机盐和蛋白质等有关,A正确;静
息时钾离子通道开放,钾离子外流,神经细胞静息电位的产生主要与K+外
流有关,B正确;由于动作电位的产生与Na+内流有关,故兴奋沿神经纤
维传导时细胞膜外Na+大量内流,C正确;恢复静息电位时K+通过协助扩
散从神经元膜内排到膜外,D错误。
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2. 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。
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3. (教材P27图2-6改编)若在图甲所示神经纤维的箭头处给予一适当的
刺激,则电表偏转的顺序依次是( )
A. ②→①→②→③→②
B. ②→③→②→①
C. ③→②→①→②→②
D. ③→②→①→②
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解析: 当刺激未传至b点时,a点和b点都为静息电位,电表偏转情况为
图②;当刺激由右向左传导时,b点首先出现动作电位,a点为静息电位,
电表偏转情况为图①;接着b点恢复为静息电位,探针两侧电位相同,此
时为图②所示;神经冲动继续向左传导,当神经冲动传导到a点,a点出现
动作电位,b点为静息电位,则为图③所示;之后a点恢复静息电位,探针
两侧电位差相同,则为图②所示,所以在图甲所示神经纤维的右侧给予一
适当的刺激,电表偏转的顺序依次是②→①→②→③→②。
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4. 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. 兴奋的传导依赖细胞膜对离子通透性的变化
解析: 神经纤维细胞膜上存在钠钾泵消耗能量,使膜内Na+移出膜
外,膜外K+移到膜内,C错误。
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知识点二 兴奋在神经纤维上的传导
5. 如图表示完成一次神经冲动的膜电位变化,下列叙述正确的是( )
A. 图中b点膜两侧电位差为0,但仍有离子出入
细胞
B. 处于图中b点时,细胞膜对K+的通透性增加
C. 若增加细胞外液中的Na+浓度,则图中c点将
下降
D. 将电表的两电极均置于细胞膜外侧可测得图示膜电位
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解析: 图中b点膜两侧电位差为0,此时细胞膜上的Na+通道打开,仍
有Na+流入细胞,A正确;处于b点时,正在形成动作电位,细胞膜对Na+
的通透性增加,B错误;若增加细胞外液中的Na+浓度,则能有更多Na+流
入细胞内,增大动作电位,图中c点将上升,C错误;将电表的两电极均置
于细胞膜外侧,静息电位时,无电位差,与图示膜电位不符,D错误。
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6. 如图表示兴奋在神经纤维上的传导情况,下列说法错误的是( )
A. 乙处膜电位变化为:外正内负变为外负内正
B. 甲、丙处膜电位即将发生与乙处相同的变化
C. 由图可知兴奋在神经纤维上的传导方向是双向的
D. 膜内局部电流的方向与兴奋传导的方向相反
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解析: 在乙处施加一定强度的刺激,乙处由原来的静息电位变为动作
电位,由外正内负变为外负内正,A正确;兴奋在神经纤维上以电信号的
形式传导,当兴奋传导至甲、丙处时,甲、丙处膜电位将发生与乙处相同
的变化,B正确;由图可知,兴奋沿神经纤维向两侧传导,在神经纤维上
的传导方向是双向的,C正确;膜内局部电流的方向与兴奋传导的方向相
同,D错误。
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7. (2025·山东菏泽期末)神经细胞所处的内环境中钠、钾离子浓度的变
化可影响其兴奋性。已知膜电位达到阈电位(即引发动作电位的临界值)
后,才能产生兴奋。如图所示,甲、乙和丙表示不同环境下静息电位或阈
电位的变化情况。下列叙述错误的是( )
A. 正常环境中,神经细胞动作电位的峰值不
会随刺激强度的增大而不断升高
B. 环境甲中的钠离子浓度高于正常环境
C. 乙环境中细胞的细胞膜电位达到阈电位前,
钠离子通道已开放
D. 同一细胞在丙环境中比甲、乙环境中更容易兴奋
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解析: 正常环境中,神经细胞的动作电位峰值受膜内外Na+浓度差影
响,达到阈刺激后,不会随刺激强度的增大而升高,A正确;静息电位是
由K+外流引起的,环境甲中静息电位绝对值高于正常环境,单位时间内流
出的K+较多,说明细胞外K+浓度较低,B错误;细胞膜电位达到阈电位
前,钠离子通道就已经开放,C正确;同一细胞在丙环境中阈电位与静息
电位的差值最小,比甲、乙环境中更容易兴奋,D正确。
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8. (2025·河北保定期末)利用不同的处理使神经纤维上膜电位产生不同
的变化,处理方式如下:①利用药物Ⅰ阻断Na+通道;②利用药物Ⅱ阻断K+
通道;③利用药物Ⅲ打开Cl-通道,使Cl-内流;④将神经纤维置于较低浓
度的Na+溶液中。上述处理方式与下列
可能出现的结果对应正确的是( )
A. 甲—④,乙—②,丙—①,丁—③
B. 甲—①,乙—②,丙—③,丁—④
C. 甲—④,乙—①,丙—②,丁—③
D. 甲—③,乙—①,丙—④,丁—②
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解析: 图甲虚线的峰值降低,说明处理后Na+内流量减少,可能是将
神经纤维置于较低浓度的Na+溶液中,即甲—④;图乙虚线没有波动,说
明处理后Na+内流受阻,可能是利用药物Ⅰ阻断了Na+通道,即乙—①;图
丙虚线表示形成动作电位后无法恢复为静息电位,说明处理后K+外流受
阻,可能是利用药物Ⅱ阻断K+通道,即丙—②;图丁虚线表示膜两侧的静
息电位差变大,可能是处理后Cl-内流,即丁—③,综上分析可知,C正
确,A、B、D错误。
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9.给某神经纤维适宜刺激,用记录仪记录电位差,结果如图,图中1、2、3、4、5是五个不同阶段,1是静息状态,2是产生动作电位的过程,4是恢复过程。下列说法不正确的是( )
A.1状态下神经元的细胞膜内为负电位
B.2主要是由膜外Na+在短期内大量流入膜内造成的,
该过程需要消耗能量
C.若组织液中的Na+浓度增大,会导致记录到的电位变化中Y点上移
D.若组织液中的K+浓度增大,会导致记录到的电位变化中X点上移
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解析: 1状态下神经元为静息状态,细胞膜外为正电位,膜内为负电位,A正确;2是形成动作电位过程,是由Na+在短时间内大量流入膜内造成的,该过程属于通过离子通道的被动运输,不需要消耗能量,B错误;若组织液中的Na+浓度增大,会导致单位时间内的Na+内流数量增加,动作电位的峰值增大,记录到的电位变化中Y点上移,C正确;静息电位主要是K+大量外流造成的,若组织液中的K+浓度增大,会导致K+在单位时间内外流减少,记录到的电位变化中X点上移,D正确。
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10.某神经纤维在产生动作电位的过程中,Na+、K+通过离子通道的流动造成的跨膜电流如图所示(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)。下列说法正确的是( )
A.A点之前神经纤维膜内外之间没有正离子的流动
B.AB段Na+通道开放,BC段Na+通道关闭
C.C点时神经纤维的膜内电位等于0 mV
D.CD段K+排出细胞不需要消耗ATP
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解析:据图分析可知,A点之前神经纤维处于静息状态,此时有K+外流,A错误;AB段与BC段均是内向电流,此时Na+通道都开放,B错误;C点时神经纤维处于动作电位状态,此时膜内为正电位,膜外为负电位,所以其膜内电位大于0 mV,C错误;CD段K+通过K+通道由高浓度到低浓度排出细胞,是协助扩散,不需要消耗ATP,D正确。
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11. 图1是置于适宜环境中的枪乌贼完整无损的粗大神经纤维,G表示电
表,a、b为两个微型电极,阴影部分表示开始发生局部电流的区域;神经
纤维受到刺激时,主要是Na+内流,从而使膜内外的电位由外正内负变为
外负内正,恢复静息电位时,主要是K+外流,从而使膜电位恢复为外正内
负,这一周期的电位变化称为动作电位,如图2所示;在神经纤维上分别
取三个电位差测量点,电表的两个电极分别位于测量点的细胞膜外侧和内
侧,FE=FG,均为5 cm,如图3所示。请回答下列问题:
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(1)图1中,当刺激c处产生兴奋时,A侧的兴奋处为 (填“正”或
“负”)电位,B侧为 (填“正”或“负”)电位,此时兴奋在
神经纤维上的传导是 的。
解析: 图1中,当刺激c处产生兴奋时,神经纤维膜的通透性发生改
变,对钠离子的通透性增加,钠离子内流,形成内正外负的动作电位,此
时兴奋在神经纤维上的传导是双向的。
负
正
双向
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(2)如果将图1中a、b两电极置于神经纤维膜外,同时在c处给予一个强刺
激(如图所示),电表的指针会发生 次方向 (填“相
同”或“相反”)的偏转。若将b电极置于d处膜外,a电极位置不变,则刺
激c处后,电表的指针先向 (填“右”或“左”)偏转。
两
相反
右
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生物学·选择性必修1
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解析: 如果将图1中a、b两电极置于神经纤维膜外,同时在c处给予一个
强刺激,兴奋先后到达b、a两电极,故电表的指针会发生两次方向相反的
偏转。若将b电极置于d处膜外,a电极位置不变,则刺激c处后,兴奋先到
达d处,d处电位先变为内正外负,故电表的指针先向右偏转。
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(3)图2中A点时膜外Na+浓度 (填“大于”或“小于”)膜内
Na+浓度;从图中可知,膜内外的电位差为 mV。
解析:图2中A点时膜外Na+浓度大于膜内Na+浓度;从图中可知,膜内
外的电位差为-60 mV。
大于
-60
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FE=FG,兴奋在同一神经纤维上等距传导,所用时间相同
解析: 图3中,受刺激后,F点处
神经纤维的膜内电位状态变化是
由负电位变为正电位。由题干可
知,FE和FG的距离相等,且在同
一神经纤维上,神经传导所用时间相同。
(4)图3中,受刺激后,F点处神经纤维的膜内电位状态变化
是 。兴奋在FE、FG段传导的时间依次为t1、t2,两
者的大小是t1 t2(填“=”“<”或“>”),原因是
。
由负电位变为正电位
=
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