1.1神经调节（第2课时）课件-2026-2027学年高二上学期生物苏教版选择性必修1

该高中生物学课件聚焦神经调节，系统阐述生物电现象、动作电位产生及在神经纤维上传导的机理，以伽尔瓦尼青蛙实验导入，通过“概念-机理-传导”脉络构建学习支架，帮助学生逐步理解静息电位、动作电位及局部电流等核心知识。 其亮点在于融合科学思维与生命观念，通过历史实验分析、离子跨膜运输机理（如Na⁺/K⁺通道作用）培养结构与功能观，结合课堂练习中离子浓度对电位影响的探究设计，提升学生证据分析能力。采用问题驱动与对比总结（如表格归纳静息/动作电位影响因素），助力学生深化理解，也为教师提供结构化教学资源，提高教学效率。

神经调节 第一章 人体稳态维持的生理基础 目录 …… …… 二 动作电位的产生 一 生物电现象 三 动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导 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”。 两种金属导体在蛙的肌肉和神经之间建立回路，肌肉会收缩 使用蛙坐骨神经-腓肠肌标本进行“无金属收缩实验”， 验证生物存在电信号 ●●● ●●● 学习目标 1.通过分析电位产生的机理及相关曲线的解读，养成科学思维的习惯 2.通过分析电位产生的机理及相关曲线的解读，养成科学思维的习惯 生物电现象 01 ●●● ●●● 生物电现象 1.概念 人体内的活细胞或组织都存在复杂的电活动，这种电活动称为生物电现象 2.产生原因 生物电是由细胞质膜两侧的电位差或电位差的变化引起的 3.特点 当生物细胞或组织所处的环境发生变化时，常会引起细胞代谢等生命活动的改变。目前已经知道，人体和各器官表现的电现象，是以细胞水平的生物电现象为基础的，而细胞生物电的产生又是质膜内外两侧带电离子的不均匀分布和跨膜移动的结果 ●●● ●●● 放眼社会：人体生物电现象及其应用 人体的生物电现象与各项生命活动紧密相关 临床诊断中用到的心电模式图（心电图）、脑电图、肌电图、胃肠电图等都是利用体表电极将人体组织细胞的电活动引导出来，进入相应的仪器加以放大并记录得到的 若记录到的人体某部位生物电现象与正常状态有显著差异，则检测结果可以作为该部位可能患病的诊断依据之一，也是评估疾病治疗效果的重要依据之一 正常人体的心电图（部分） 02 动作电位的产生 ●●● ●●● 动作电位的产生 1.刺激 生理学中，将能引起机体细胞、组织、器官或整体的活动状态发生变化（即产生反应）的任何内外环境变化因子都称为刺激 2.分类 机械刺激、化学刺激、温度刺激和电刺激等 3.刺激的特点 一种感受器或细胞常对某种特定性质的刺激最为敏感 皮肤中的触觉感受器对一些机械刺激较为敏感 视网膜感光细胞对光的刺激较为敏感 ●●● ●●● 动作电位的产生 1.静息电位 当细胞未受刺激时，细胞质膜内外两侧存在外正内负的电位差，即静息电位 产生原因 静息时，神经细胞内K+浓度明显高于膜外，而Na+浓度比膜外低。未受到刺激时，由于细胞质膜主要对K+有通透性，造成K+外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，表现为内负外正 ●●● ●●● 动作电位的产生 2.动作电位 受到适宜刺激的细胞能产生兴奋，即产生动作电位 产生的原因 受到刺激时，由于细胞质膜主要对Na+有通透性，造成Na+内流，使膜内阳离子浓度高于膜外，表现为内正外负 ●●● ●●● 动作电位的产生 【相关概念】 1.极化 细胞在静息状态下，K+通道开放，K+大量外流，形成膜外为正电位、膜内为负电位的电位差，形成静息电位，此时细胞质膜的状态 2.去极化 当细胞受到适宜的刺激，细胞质膜上Na+通道打开，Na+迅速大量内流，形成膜外为负电位、膜内为正电位的电位变化 ●●● ●●● 动作电位的产生 3.复极化 在去极化到达膜电位最大值（峰值）时，Na+通道关闭。随后，由于K+通过K+通道大量外流，膜两侧电位又转变为“外正内负”状态 4.超极化 膜的去极化和复极化构成了动作电位的主要部分，而细胞质膜在恢复到静息电位之前，会发生一个低于静息电位的过程 5.Na+-K+泵 将3个Na+泵出细胞的同时，将2个K+泵入细胞。对维持细胞质膜的电位平衡具有重要作用 ●●● ●●● 积极思维：动作电位是怎样产生的？ 静息状态的细胞质膜 极化 外正内负 受刺激后，Na+通道打开，细胞质膜开始去极化 更多Na+内流，细胞质膜进一步去极化 外负内正 ●●● ●●● 积极思维：动作电位是怎样产生的？ Na+通道关闭 更多K+通道开放，细胞质膜复极化 细胞质膜由超极化恢复到静息状态 Na+-K+泵 外负内正 ●●● ●●● 动作电位的产生 膜内 膜外 Na +通道 K +通道 只允许Na+内流 协助扩散 只允许K+外流 协助扩散 Na+-K +泵 每消耗1分子ATP，泵出3个Na+的同时泵入2个K+ 主动运输 膜上三种通道蛋白 ●●● ●●● 动作电位的产生 【思考】神经细胞膜每受到刺激一次，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。这个问题是如何解决的呢？ 丹麦生理学家斯科等人发现，Na+-K+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Na+-K+泵维持的。 Na+进细胞，K+出细胞：协助扩散 Na+出细胞，K+进细胞：主动运输（钠钾泵） 03 动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导 ●●● ●●● 动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导 【相关概念】 1.局部电流 细胞受到适宜刺激能产生兴奋，兴奋部位的电位表现为内正外负，而邻近的未兴奋部位仍然是内负外正，在兴奋部位和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 2.兴奋传导形式 在神经系统中，兴奋是以电信号（局部电流）的形式沿着神经纤维传导的 3.局部电流方向 膜内：兴奋部位（+）→ 未兴奋部位（-） 膜外：未兴奋部位（+）→ 兴奋部位（-） ●●● ●●● 动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导 动作电位又称为神经冲动，在无髓神经纤维上，动作电位一旦产生，一般会沿神经纤维连续传导 ++++++ ++++++++++ ++++++++++ +++++ ----- Na+ ++++++++++ ---------- ---------- ++++++++++ ++++++ +++++ ----- ---------- ----- ----- ------ ---------- ----- ++++ ++++ 兴奋部位 未兴奋部位 未兴奋部位 刺激 神经冲动传导方向 与膜外局部电流方向相反 与膜内局部电流方向一致 双向传导 【注意】在生物体内，通常兴奋来自感受器，因此，兴奋在生物体内的反射弧上的传导是单向传导 ●●● ●●● 动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导 动作电位在神经纤维上不断地由受刺激部位向未受刺激部位传导，即兴奋以电信号的形式沿着神经纤维传导 内负外正 K+外流 内正外负 Na+内流 K+运输方式 Na+运输方式 协助扩散 协助扩散 、电信号、神经冲动 ●●● ●●● 动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导 刺激 ①a点之前 —— 静息电位 K+外流，使膜电位表现为内负外正 ②ac段 —— 动作电位的形成 Na+大量内流，表现为内正外负 ③ce段 —— 静息电位的恢复 K+大量外流，膜电位恢复为静息电位 ④ef段 —— 一次兴奋完成后 钠钾泵活动增强，将流入的Na+泵出膜外，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 ●●● ●●● 动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导 项目 静息电位 动作电位峰值 Na+增加 Na+降低 K+增加 K+降低 增大 不变 变小 不变 变小 不变 增大 不变 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 Na+浓度改变不会影响静息电位 K+浓度的改变不会影响动作电位 ●●● ●●● 动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导 动作电位在有髓神经纤维上的传导与在无髓神经纤维上的传导有所不同。有髓神经纤维外包裹着髓鞘，每段髓鞘包裹的区域较长，约1~2mm。有髓鞘处的跨膜电流明显减小，膜电位的波动达不到产生动作电位的阈电位。两段髓鞘之间有一个无髓鞘裸露区的结构称为郎飞结。所以，郎飞结处离子通道密集，容易形成跨膜电流并达到阈电位。 ●●● ●●● 动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导 动作电位在有髓神经纤维上的传导 有髓鞘处的跨膜电流明显减小，膜电位的波动达不到产生动作电位的阈电位 两段髓鞘之间有一个无髓鞘裸露区的结构，此处离子通道密集，容易形成跨膜电流并达到阈电位 胞体 髓鞘 郎飞结 有髓神经纤维上的动作电位不能在节间区产生，而只能在郎飞结处产生。因此，局部电流会直接从一个郎飞结流向下一个郎飞结 ●●● ●●● 动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导 动作电位在有髓神经纤维上从一个郎飞结跨越节间区后“跳跃”到下一个郎飞结的传导方式，称为跳跃式传导 ●●● ●●● 动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导 【思考】动作电位在有髓神经纤维上的跳跃式传导会不会影响传导速度呢？ 不会，由于有髓神经纤维的局部电流强度较大，多个郎飞结可同时产生动作电位，从而加快了神经冲动的传导速度 有人测定过，高等动物轴突的髓鞘化提高了动作电位的传导速度，总直径不足0.02mm 的有髓神经纤维，动作电位的传导速率可达100m·s-1以上，比无髓神经纤维快得多 ●●● ●●● 动作电位以电信号的形式在神经纤维上传导 实验表明，随着温度的降低，神经冲动传导速度会有所减慢，当温度降低至0℃时，即终止传导。这也是医学上常用的冷冻麻醉的原理。临床上，利用肌电图测定神经纤维的传导速度，还有助于诊断某些神经疾病，如周围神经损伤和断裂还可以判断神经损伤的部位、神经再生及恢复情况 课堂小结 兴奋在神经纤维上的传导 静息电位 动作电位 K+外流，外正内负 Na+内流，外负内正 电信号 双向：兴奋部位→未兴奋部位 信号形式 方向 ●●● ●●● 课堂练习 1.如图为兴奋在神经纤维上传导的示意图，A、B、C为神经纤维上的三个区域，下列相关说法错误的是( ) A.局部电流的刺激会使相邻未兴奋部位的Na+通道蛋白 的空间结构改变 B.在膝跳反射中，兴奋传导的方向为B→A或B→C C.细胞膜内外K+、Na+分布不均匀是神经纤维上兴奋传导的基础 D.B为兴奋部位，恢复为静息电位与K+外流有关 解析：局部电流的刺激会使相邻未兴奋部位的Na+通道蛋白的空间结构改变，使Na+内流，产生兴奋，A正确；兴奋在膝跳反射中单向传递，故兴奋传导的方向不能为B→A或B→C, B错误；细胞膜内外K+、Na+分布不均匀是神经纤维上兴奋传导的基础，C正确；根据题意和图示分析可知，B为兴奋部位，兴奋部位恢复为静息电位时K+外流，D正确。 B ●●● ●●● 课堂练习 2.如图表示神经纤维在离体培养条件下，受到刺激时产生动作电位及恢复过程中的电位变化，下列有关分析错误的是( ) A.ab段神经纤维处于静息状态 B.bd段是产生动作电位的过程 C.若增加培养液中的Na+浓度，则d点将上移 D.ab段和bd段分别是K+外流和Na+外流的结果 解析：A、ab段膜电位保持外正内负的静息电位状态，神经纤维处于静息状态，A错误；B、bd段膜电位由静息电位转变为动作电位，是Na+内流产生动作电位的过程，B错误；C、动作电位的峰值与培养液中的Na+浓度有关，增加Na+浓度，Na+内流增多，动作电位峰值升高，d点将上移，C错误；D、ab段是K+外流形成静息电位，bd段是Na+内流形成动作电位，并非Na+外流，D正确。 D ●●● ●●● 课堂练习 3.将蛙相同的两组离体神经纤维置于与其细胞外液成分相同的两份溶液中，测定静息电位和动作电位的值，然后对其做如下处理：第一组，适当增大溶液中K+的浓度，测静息电位和动作电位的值；第二组，在溶液中加入与Na+竞争通道的物质，测静息电位和动作电位的值。下列相关叙述正确的是( ) A.第一组静息电位绝对值增大，动作电位峰值增大 B.第一组静息电位绝对值减小，动作电位峰值增大 C.第二组静息电位绝对值不变，动作电位峰值减小 D.第二组静息电位绝对值减小，动作电位峰值不变 解析：神经细胞内外的K+浓度影响静息电位，Na+浓度影响动作电位。第一组增大溶液中K+浓度，则细胞内外K+浓度差减小，静息电位的绝对值减小，动作电位的峰值不变，A错误，B错误；第二组加入与Na+竞争通道的物质，阻碍Na+内流，导致动作电位的峰值减小，静息电位的绝对值不变，C正确，D错误。 C 谢 谢 欣 赏 $