2.第3节 第1课时　兴奋在神经纤维上的传导-（配套教参）【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）

本讲义聚焦高中生物学“兴奋在神经纤维上的传导”核心知识点，从神经表面电位差实验切入，系统分析静息电位（K⁺外流）和动作电位（Na⁺内流）的离子机制，进而阐述兴奋以电信号双向传导的过程及特点，构建完整学习支架。 该资料通过离子机制模型构建和局部电流方向探究等活动，培养学生科学思维与探究实践能力。练习题结合教材改编与真题，课中助力教师引导学生深度分析，课后帮助学生巩固知识、弥补薄弱环节，体现学科特色教学方法。

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。 （2）实验过程及结果： （3）实验结论：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。 2.神经冲动在神经纤维上的产生和传导 （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　。 （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。（　√　） （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。 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。 （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　静息电位　（填“静息电位”或“动作电位”），形成原因是　K＋外流　。 ②BC段时，神经细胞的膜电位为　动作电位　（填“静息电位”或“动作电位”），形成原因是　Na＋内流　。 ③CE段时，K＋通道打开，相应离子以　协助扩散　的方式大量外流，膜电位恢复静息电位。 （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。 （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。 静息电位和动作电位产生的离子机制分析 （1）模型构建 （2）细胞外液中Na＋、K＋浓度改变对膜电位的影响 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 解析：C　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。 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 解析：C　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。 课堂小结 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：C　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。 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 解析：B　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。 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 解析：A　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。 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 解析：B　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。 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 解析：D　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。 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：D　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。 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 解析：A　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。 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：C　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。 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 解析：A　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。 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 解析：D　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。 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 解析：B　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。 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 解析：C　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。 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 解析：B　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。 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 解析：D　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。 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： （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。 （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。 （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。 （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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案：（1）负　正　双向　（2）两　相反　右　 （3）大于　－60　（4）由负电位变为正电位　＝　FE＝FG，兴奋在同一神经纤维上等距传导，所用时间相同 解析：（1）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。（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，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。（3）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。（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。 10 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $