第2章 第3节 第1课时 兴奋在神经纤维上的传导-（配套教参）【精讲精练】2026-2027学年高中生物选择性必修第一册（人教版）

本讲义聚焦兴奋在神经纤维上的传导这一核心知识点，从神经表面电位差实验现象切入，系统梳理静息电位（K⁺外流）和动作电位（Na⁺内流）的离子基础、传导过程及双向传导特点，通过模型构建与曲线解读形成从现象到本质的学习支架。 该资料以“模型驱动+探究实践”为特色，通过构建电位产生机制模型培养科学思维，结合探究点中离子跨膜运输方式的证据推理（如K⁺外流为协助扩散）提升探究实践能力。配套静息电位与动作电位模型图、膜电位变化曲线及实验装置示意图，课中助力教师引导学生深度思考，课后通过正误辨析与练习题帮助学生巩固知识，查漏补缺。

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 [自主梳理] 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。 [正误辨析] (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．(2025·甘肃卷)现代生理学中将能发生动作电位的细胞称为可兴奋细胞，动作电位是在静息电位的基础上产生的膜电位变化。关于可兴奋细胞的静息电位和动作电位，下列叙述错误的是(　　) A.静息状态下细胞内的K＋浓度高于细胞外，在动作电位发生时则相反 B.胞外K＋浓度降低时，静息电位的绝对值会变大，动作电位不易发生 C.动作电位发生时，细胞膜对Na＋的通透性迅速升高，随后快速回落 D.由主动运输建立的跨膜离子浓度梯度是动作电位发生的必要条件 解析　静息状态下细胞内的K＋浓度高于细胞外，动作电位发生时，Na＋内流，但细胞内K＋浓度依然高于细胞外，A错误；胞外K＋浓度降低时，K＋外流增多，静息电位的绝对值会变大，且此时细胞更不容易兴奋，动作电位不易发生，B正确；动作电位发生时，细胞膜对Na＋的通透性迅速升高，Na＋内流形成动作电位，随后通透性快速回落，C正确；由主动运输建立的跨膜离子浓度梯度(如细胞内K＋浓度高，细胞外Na＋浓度高)是动作电位发生的必要条件，D正确。 答案　A 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．兴奋在神经纤维上传导的过程主要是通过钠、钾离子跨膜运输实现的。研究神经细胞轴突膜两侧的电位变化，给予刺激后监测到神经细胞内的电位变化如图。下列叙述错误的是(　　) A.a点检测到电位－70 mV，是K＋外流导致的 B.bc段膜电位变化是Na＋内流导致的 C.c点到达动作电位峰值，膜电位为外正内负 D.f点膜外K＋浓度低于膜内 解析　a点检测到电位－70 mV，为静息电位，是K＋外流导致的，A正确；bc段是形成动作电位的过程，膜电位变化是Na＋内流导致的，B正确；由题图可知，bc段是形成动作电位的过程，c点到达动作电位峰值，动作电位膜电位为外负内正，C错误；f点为静息电位，膜外K＋浓度低于膜内，D正确。 答案　C 4．图1表示测量离体的神经纤维膜内外电位的装置，图2表示测得的膜电位变化。下列有关叙述正确的是(　　) A.图1中乙测出的电位大小相当于图2中A点的电位 B.图2中从A到C的变化是由Na＋内流形成的，该过程消耗能量 C.若细胞外Na＋浓度适当降低，在适宜条件刺激下，图2中A点将下移 D.神经纤维的状态由C转变为D的过程中，神经纤维膜对K＋的通透性增大 解析　分析图可知，图1装置乙测得的电位是外负内正，相当于图2中的C点的电位，即动作电位，A错误；图2中从A到C的变化是由Na＋内流形成的，钠离子内流的方式为协助扩散，该过程不消耗能量，B错误；若细胞外钠离子浓度适当降低，在适宜条件刺激下，Na＋内流量减少，导致图2中C点下移，C错误；神经纤维的状态由C转变为D的过程中，神经纤维膜对K＋的通透性增大，钾离子外流，神经纤维恢复为静息电位，D正确。 答案　D [构建课堂要点] [检测学习效果] 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。下列叙述不正确的是(　　) 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＋外流不需要消耗能量 D.DE段的K＋外流不需要消耗能量 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正确；DE段的K＋外流属于协助扩散，不需要消耗能量，D正确。 答案　A 4．如图为枪乌贼离体的粗大神经纤维，G为连接在膜外的电表，a、b为膜外微型电极。下列相关叙述正确的是(　　) A.刺激c处时，c处膜内由正电位变为负电位 B.兴奋在该神经纤维上只能从c向a方向传导 C.刺激c处后，电表指针会发生2次方向相反的偏转 D.若将a电极置于膜内，刺激c处，电表指针始终向左偏转 解析　刺激c处时，Na＋会通过通道蛋白顺浓度梯度快速内流，使c处膜内由负电位变为正电位，A错误；离体神经纤维上，兴奋的传导是双向的(可同时向a、d两侧传导)，B错误；刺激c处后，兴奋先传导至b电极处，b处膜外由正电位变为负电位，a处仍为正电位，电表指针向右偏转；随后兴奋传导至a电极处，a处膜外由正电位变为负电位，b处恢复正电位，电表指针向左偏转，因此，电表指针会发生2次方向相反的偏转，C正确；若将a电极置于膜内，刺激c处，兴奋传至b处时，b处膜外变成负电位，此时a处与b处的电位差为0，指针指向正中央；兴奋传至a处时，a处膜内变正，b处为正，指针指向正中央，因此，电表指针不是“始终向左偏转”，D错误。 答案　C 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 $