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Word）-【步步高】2025-2026学年高二生物选择性必修1 稳态与调节学习笔记（人教版 江苏专版）

本讲义聚焦“兴奋在神经纤维上的传导”核心知识点，系统梳理静息电位（K⁺外流）和动作电位（Na⁺内流）的产生机制，通过判断正误巩固基础概念，结合实验探究、资料分析（离子浓度表、科学家实验）推导原理，再经问题思考（局部电流方向）理解传导过程，形成完整学习支架。 该资料以“探究任务”驱动学习，通过分析神经细胞内外离子浓度、霍奇金和卡茨实验等资料，引导学生基于证据推导电位成因，培养科学思维与探究实践能力。例题和课时对点练涵盖高考真题与模拟题，课中辅助教师引导知识应用，课后帮助学生强化生命观念（结构与功能观），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.阐明静息电位和动作电位产生的机制。2.阐述兴奋在神经纤维上的产生及传导机制。 1．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。 2．传导过程 判断正误 (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(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)√ 任务：探究兴奋在神经纤维上产生和传导的原理 1．兴奋在神经纤维上的传导方式探究。 上述实验说明：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。 2．阅读资料，探究静息电位的产生原因。 资料1　无机盐离子是细胞生活所必需的，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－1) 细胞外浓度/(mmol·L－1) Na＋ 5～15 145 K＋ 140 5 Cl－ 5～15 110 带负电的蛋白质 高 低 资料3　科学家发现当细胞外液K＋浓度提高时，静息电位减小；当细胞外液K＋浓度等于细胞内K＋浓度时，静息电位为0；继续提高细胞外液K＋浓度会逆转静息电位。 据以上资料可知：静息电位形成的主要原因是K＋向膜外(填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是协助扩散。 3．阅读资料，探究动作电位形成的原因。 资料4　1949年，霍奇金和卡茨用不含Na＋的等渗透压的右旋糖代替海水，在两分钟之内，动作电位消失，而加入含Na＋的海水后，在一分半钟左右恢复了原有的动作电位。细胞外Na＋浓度如果增加，也可以加快动作电位的上升速度、加大动作电位的幅度。 据资料2、4可推测，动作电位形成的原因是Na＋向膜内(填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是协助扩散。 4．如图表示兴奋在离体神经纤维上的传导过程，请思考下列问题： (1)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)。 提示　膜内的电流方向为a←b→c，膜外的电流方向为a→b←c。 (2)在此情况下兴奋传导的方向是怎样的(用字母和箭头表示)？a←b→c。 (3)根据(1)和(2)可知，兴奋传导的方向与膜内(填“膜内”或“膜外”)局部电流方向一致。兴奋在离体神经纤维上传导的特点为双向传导。 核心归纳　 1．神经纤维上膜电位差变化曲线解读 2．细胞外液中Na＋、K＋浓度改变对电位的影响 项目 静息电位(绝对值) 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 3.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·扬州高二期中)听到上课铃声，同学们立刻走进教室，这一行为与神经调节有关。该过程中，其中一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。下列关于该过程的叙述，错误的是(　　) A．此刻①处Na＋内流，②处K＋外流，且两者均不需要消耗能量 B．动作电位沿神经纤维传播时，波幅一直稳定不变 C．②处产生的神经冲动，只能沿着神经纤维向右侧传播出去 D．若将电表的两个电极分别置于③④处，指针会发生偏转 答案　A 解析　兴奋传递的方向为③→④，①处即将恢复静息电位，②处即将产生动作电位，故此时①处K＋外流，②处Na＋内流，这两个过程都是协助扩散，不消耗能量，A错误；动作电位沿神经纤维传导时，其波幅总是一样的，不会随传导距离而衰减，B正确；反射弧中，兴奋在神经纤维的传导是单向的，C正确；将电表的两个电极分别置于③④处，由于兴奋传导的方向为③→④，两电极之间存在电位差，指针会发生偏转，D正确。 2．(2024·湖南，12)细胞所处的内环境变化可影响其兴奋性、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．正常环境中细胞的动作电位峰值受膜内外钠离子浓度差影响 B．环境甲中钾离子浓度低于正常环境 C．细胞膜电位达到阈电位后，钠离子通道才开放 D．同一细胞在环境乙中比丙中更难发生兴奋 答案　C 解析　动作电位的产生主要与钠离子顺浓度梯度内流有关，细胞内外钠离子浓度差会影响动作电位峰值，A正确；由题图可知，甲表示静息电位绝对值增大，而静息电位的产生主要与钾离子顺浓度梯度外流有关，静息电位绝对值增大说明环境甲中的细胞钾离子外流增多，因此可知环境甲中钾离子浓度低于正常环境，使膜两侧钾离子浓度差增大，B正确；细胞膜电位达到阈电位前，钠离子通道就已经开放，C错误；分析题图可知，与环境丙相比，细胞在环境乙中阈电位与静息电位的差值更大，受到刺激后更难发生兴奋，D正确。 　　　　 课时对点练 [分值：100分] 第1～9题，每题6分；第10～11题，每题7分，共68分。 题组一　兴奋在神经纤维上传导的过程 1．当神经细胞处于静息状态时，下列有关细胞内外K＋和Na＋的分布特征的说法，正确的是(　　) A．细胞外Na＋浓度高于细胞内，K＋相反 B．细胞外Na＋浓度低于细胞内，K＋相反 C．细胞外K＋和Na＋浓度均高于细胞内 D．细胞外K＋和Na＋浓度均低于细胞内 答案　A 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。静息时，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，A正确。 【题点】动作电位和静息电位的形成机制 2．神经元细胞膜上的Na＋/K＋—ATP酶也称钠钾泵，它将3个Na＋排出细胞，2个K＋摄入细胞的过程偶联起来。下列有关说法正确的是(　　) A．Na＋/K＋—ATP酶顺浓度梯度转运Na＋、K＋两种离子 B．神经细胞膜出现外正内负状态的原因就是钠钾泵的转运 C．神经元细胞膜外Na＋的内流是形成静息电位的基础 D．用药物控制钠钾泵的活动会导致动作电位幅度降低 答案　D 解析　神经元细胞膜内Na＋浓度小于膜外，而膜外K＋浓度小于膜内，故Na＋/K＋—ATP酶逆浓度梯度转运Na＋、K＋两种离子，A错误；神经细胞膜出现外正内负主要是膜内K＋外流引起的，B错误；神经元细胞膜内K＋的外流是形成静息电位的基础，C错误；用药物控制钠钾泵的活动，会使膜外Na＋减少，膜内外Na＋浓度差减小，导致动作电位幅度降低，D正确。 【题点】动作电位和静息电位的形成机制 3．如图表示某时刻神经纤维膜电位状态，下列叙述错误的是(　　) A．丁区是Na＋内流所致 B．甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态 C．乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁 D．图示神经冲动的传导方向可能是从左到右，也可能是从右到左 答案　A 解析　丁区膜电位表现为内负外正，是K＋外流所致，A错误；图示中乙区膜电位为内正外负，则乙区为兴奋部位，甲区、丙区和丁区都有可能刚恢复为静息电位，因此神经冲动的传导方向可能是从左到右，也可能是从右到左，B、D正确。 【题点】电荷分布、电流方向、兴奋传导 4．(2025·扬州高二期中)图中实线是神经纤维膜电位变化正常曲线。图中虚线是经某种方式处理后，神经纤维膜电位变化异常曲线。则该处理方式是(　　) A．降低培养液中Na＋含量 B．降低培养液中K＋含量 C．药物处理阻断Na＋通道 D．药物处理阻断K＋通道 答案　B 解析　虚线表示静息电位绝对值增大，其处理可能是降低了培养液中K＋含量，使K＋外流增多，形成的静息电位绝对值增大，B符合题意。 【题点】细胞外液中钠离子、钾离子浓度变化对电位的影响 5．(2025·无锡高二期中)有些地方的人们有食用草乌炖肉的习惯，但草乌中含有乌头碱，乌头碱可与神经元的钠离子通道结合，使其持续开放，从而引起呼吸衰竭、心律失常等症状，严重时可导致死亡。下列判断不正确的是(　　) A．食用草乌炖肉会影响身体健康 B．钠离子通道打开可以使胞外的Na＋内流 C．钠离子通道持续开放会使神经元持续处于静息状态 D．阻遏钠离子通道开放的药物可以缓解乌头碱中毒症状 答案　C 解析　草乌中含有乌头碱，乌头碱可与神经元的钠离子通道结合，使其持续开放，从而引起呼吸衰竭、心律失常等症状，因此食用草乌炖肉会影响身体健康，因而使用阻遏钠离子通道开放的药物可以影响动作电位的产生，进而缓解乌头碱引起的中毒症状，A、D正确；钠离子通道打开可以使胞外的Na＋内流，使神经元产生动作电位，B正确；钠离子通道持续开放可以使胞外的Na＋持续内流，会使神经元持续处于兴奋状态，C错误。 【题点】药物对兴奋传导的影响 题组二　膜电位的测定及相关曲线分析 6．(2024·甘肃，9)图甲是记录蛙坐骨神经动作电位的实验示意图。在图示位置给予一个适宜电刺激，可通过电极1和2在电位记录仪上记录到如图乙所示的电位变化。如果在电极1和2之间的M点阻断神经动作电位的传导，给予同样的电刺激时记录到的电位变化图是(　　) 答案　B 解析　观察图甲，在坐骨神经左侧给予一个适宜的电刺激，由于兴奋先到达电极1，后到达电极2，因此电位记录仪会发生两次方向相反的偏转，可通过电极1和2在电位记录仪上记录到如图乙所示的电位变化；如果在电极1和2之间的M点阻断神经动作电位的传导，兴奋只能传导至电极1，无法传导至电极2，只发生一次偏转，对应的图形应是图乙中的前半段，B符合题意。 【题点】膜电位的测量方式及结果分析 7．(2025·常州高二期中)研究人员利用离体的蛙坐骨神经进行有关实验，实验结果如图甲～丁所示。下列叙述错误的是(　　) A．图甲中a、b处膜外均为正电位 B．图乙指针偏转是由a处Na＋内流引起的 C．图丙中a、b处膜外分别为负电位、正电位 D．图丁指针不发生偏转的原因是a、b均恢复静息电位 答案　C 解析　图甲中坐骨神经没有受到刺激，a、b处膜外均为正电位，指针不偏转，A正确；图乙指针偏转是由a处Na＋内流形成了外负内正的动作电位引起的，B正确；图丙指针向右偏转是由b处Na＋内流形成了外负内正的动作电位引起的，此时a、b处膜外分别为正电位、负电位，C错误。 【题点】膜电位的测量方式及结果分析 8．如图为某神经纤维局部示意图，其中b、d是灵敏电流计接头，均接在细胞膜外表面，且bc＝cd。下列相关叙述正确的是(　　) A．若将b接入神经细胞膜内侧，测得的数值为兴奋时的膜电位 B．刺激a点，电流计指针偏转两次，说明兴奋在神经纤维上进行双向传导 C．刺激c点，b、d点处不发生电位变化，电流计不发生偏转 D．刺激d点，兴奋以电信号形式传导至c点，引起c点Na＋内流 答案　D 解析　若将图中的b接入神经细胞膜内侧，测得的数值可反映静息电位大小，A错误；刺激a点，电流计指针偏转两次，只能说明兴奋向右侧传导，不能说明兴奋在神经纤维上双向传导，B错误；刺激c点，由于bc＝cd，电信号同时到达b、d点处，电流计指针不发生偏转，但b、d点处发生电位变化，C错误；刺激d点，兴奋以电信号形式传导至c点，引起c点产生动作电位，Na＋大量内流，D正确。 【题点】膜电位的测量方式及结果分析 9．(2024·无锡高二检测)某神经纤维在产生动作电位的过程中，钠、钾离子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点之前神经纤维膜两侧的电位表现为内正外负 B．ab段和bc段Na＋内流，神经纤维膜内Na＋/K＋比值降低 C．d点时外向电流最大，动作电位达到最大值 D．cd段的外向电流是钾离子外流引起的 答案　D 解析　由题图可知，a点之后，细胞存在内向电流，即Na＋内流，形成动作电位，此时神经纤维膜两侧的电位表现为内正外负，a点之前神经纤维处于静息状态，膜电位是外正内负，A错误；ab段和bc段Na＋内流，神经纤维膜内Na＋变多，则Na＋/K＋比值升高，B错误；d点时外向电流最大，此时处于恢复静息电位阶段，外向电流是由K＋外流引起的，c点时动作电位达到峰值，C错误；cd段的外向电流是恢复静息电位的过程，是由K＋外流引起的，D正确。 【题点】膜内外电位差的变化曲线分析 10．(多选)(2024·扬州高二期中)坐骨神经由多种神经纤维组成，不同神经纤维的兴奋性和传导速率均有差异。单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象；多根神经纤维同步兴奋时，其动作电位幅值(即大小变化幅度)可以叠加。科研人员利用生物信号采集仪研究坐骨神经的电生理特性，装置如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A．单根神经纤维上的动作电位产生过程中仍有部分钾离子通道开放 B．不同神经纤维上兴奋传导速率的差异可导致a、b处的动作电位幅值差异 C．调节电刺激强度，可出现坐骨神经中仅有部分神经纤维兴奋现象 D．单根神经纤维动作电位幅值会随电刺激不断增强而增大 答案　ABC 解析　动作电位产生过程中，细胞膜对Na＋的通透性增加，Na＋内流，但仍有部分钾离子通道开放，A正确；不同神经纤维的兴奋性和传导速率均有差异，而神经纤维上动作电位的传导速率不同将导致b处电位叠加量减小，故a、b处的动作电位幅值会有明显差异，B正确；调节电刺激强度时，如果该刺激强度超过阈刺激，但未达到最大刺激强度，则可出现坐骨神经中仅有部分神经纤维兴奋的现象，C正确；单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象，即若没有达到阈值，则不会产生动作电位，超过阈值，则会出现动作电位，动作电位幅值不会随电刺激不断增强而增大，D错误。 【题点】膜电位的测量方式及结果分析 11．(多选)(2025·镇江高二期中)如图1是某神经纤维的动作电位的模式图，图2表示将刺激强度由S1逐渐增加至S8的过程，及该过程中被刺激的神经细胞膜电位的变化规律。下列相关叙述正确的是(　　) A．图1中bc段由钠离子内流所致，钠离子的内流不消耗ATP B．图1中c点表示动作电位，其大小取决于钾离子的外流量 C．图2中神经元的阈刺激为S4Hz，并且随着刺激强度的增大膜电位不断增大 D．图2中刺激强度为S5Hz时，该神经元动作电位形成的原因与图1中bc段相同 答案　AD 解析　图1中bc段是形成动作电位的过程，是钠离子内流的结果，方式是协助扩散，不需要消耗ATP，A正确；图1中c点表示动作电位，其大小取决于钠离子的内流量，B 错误；图2中神经元的阈刺激为S4Hz，刺激强度增大，膜电位没有变化，C错误；神经元的阈刺激是S4Hz，当刺激强度是S5Hz时，该神经元动作电位形成的原因与图1中bc段相同，D正确。 【题点】膜内外电位差的变化曲线分析 12．(14分)兴奋在神经纤维上的传导与神经细胞膜上离子通道通透性的改变有关。如图中曲线1表示兴奋在神经纤维上传导时的膜电位变化，曲线2和3表示在兴奋传导过程中两种离子通道通透性相对值的变化。回答下列问题： (1)兴奋在神经纤维上的传导形式是_______________________________________，兴奋的传导方向和膜____________(填“内侧”“外侧”或“内外两侧”)的电流传导方向一致。 (2)(6分)简要叙述静息电位产生的机制：_________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 若提高外界溶液中K＋的浓度，A点位置会__________(填“上移”“下移”或“不变”)。 (3)曲线2代表____________的通透性相对值变化，原因是_______________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)电信号或神经冲动　内侧　(2)静息时，神经细胞膜外的K＋的浓度低于膜内，神经细胞膜主要对K＋有通透性，造成K＋外流，使膜外的阳离子浓度高于膜内，细胞膜两侧电位表现为外正内负　上移　(3)Na＋通道　AC段形成动作电位，动作电位的产生是Na＋通道打开Na＋内流导致 【题点】膜内外电位差的变化曲线分析 13．(18分)枪乌贼的神经比较粗大，是研究神经兴奋的好材料。将枪乌贼的离体神经纤维置于适宜浓度的外界溶液M中，给予不同的刺激，检测到动作电位的变化如图所示，其中阈电位是指能引起动作电位的临界膜电位。回答下列问题： (1)在静息状态时，神经纤维膜内外电位表现为____________，引起这种变化的原因是________________________________________________________________________；受刺激后，受刺激部位神经纤维的膜内电位状态变化是_______________________________________ _________________________________。 (2)为了减少外界溶液对兴奋产生的影响，用于测定的溶液M需要满足的条件是________________________；为了能够正确测出动作电位的变化，需将电流表两极连接在神经纤维____________(填“膜的外侧”“膜的内侧”或“膜的内外两侧”)。 (3)在静息电位一定的情况下，神经纤维阈电位绝对值________(填“高”或“低”)的神经元更容易兴奋；单次阈下刺激不能引起神经元兴奋，而连续阈下刺激能引起神经元兴奋，由此能得出的结论是________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)如果将枪乌贼的神经纤维置于低钠溶液中(低于体内Na＋浓度)，给予单个阈上刺激(与图中刺激强度相同)，b点的变化是________，原因是______________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)膜内负电位，膜外正电位　K＋外流　由负电位变为正电位　(2)溶液M中Na＋、K＋浓度与体内相同　膜的内外两侧　(3)高　连续多个阈下刺激可以叠加并产生动作电位　(4)下降　动作电位是由Na＋内流引起的，细胞外Na＋浓度下降，Na＋内流减少，动作电位峰值下降 解析　(1)神经纤维膜内外Na＋、K＋分布不同，细胞内K＋多于细胞外，细胞外Na＋多于细胞内，在静息状态时，细胞膜对K＋通透性增大，K＋外流，导致膜内负电位，膜外正电位。受刺激后，受刺激部位神经纤维的膜内电位状态变化是由负电位变为正电位。(2)为了减少外界溶液对兴奋产生的影响，用于测定的溶液M中Na＋、K＋浓度要与体内相同；为了能够正确测出动作电位的变化，需将电流表两极连接在神经纤维膜的内外两侧。(3)结合图示可知，在静息电位一定的情况下，阈电位的绝对值低的神经元需要更强的刺激才能产生兴奋，更不容易兴奋，阈电位绝对值高的神经元更容易兴奋。单次阈下刺激不能引发动作电位，但连续阈下刺激可以叠加并引发动作电位。(4)动作电位是由Na＋内流引起的，如果将枪乌贼的神经纤维置于低钠溶液中，给予单个阈上刺激，Na＋内流减少，动作电位峰值下降，b点下降。 【题点】细胞外液中钠离子、钾离子浓度变化对电位的影响 学科网（北京）股份有限公司 $