2.3.1 兴奋在神经纤维上的传导-（ppt同步课件）【学而思】2026-2027学年高二生物选择性必修一（人教版）

该高中生物学课件聚焦“兴奋在神经纤维上的传导”，系统涵盖静息电位、动作电位的形成机制，K⁺外流与Na⁺内流的离子运输方式及膜电位变化曲线分析，通过基础题组衔接神经调节前序知识，搭建从概念理解到机制探究的学习支架。 其亮点在于结合电表指针偏转实验、药物影响离子通道等实例，运用图表建模和实验分析培养科学思维，通过结构与功能观渗透生命观念，帮助学生具象化抽象电位变化，教师可借助分层题组高效实施从基础到能力提升的教学。

第2章 神经调节 第1讲　描述运动的基本概念 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 基础过关练 第1讲　描述运动的基本概念 题组一　兴奋在神经纤维上的传导过程 1.[2026河北邢台月考]能产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的叙述正确的是 ( ) A.动作电位发生时,细胞内的K+浓度低于细胞外 B.细胞外K+浓度降低时,动作电位更容易发生 C.动作电位发生时,细胞膜对Na+的通透性迅速升高,Na+大量外流 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之一 　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　神经元内外离子分布情况是K+浓度胞内>胞外,Na+浓度胞内<胞外,动作电位发生时,细胞内K+浓 度仍高于细胞外,A错误;细胞外K+浓度降低时,K+外流增多,静息电位绝对值会增大,此时细胞更不容易 兴奋,动作电位不易发生,B错误;动作电位发生时,细胞膜对Na+通透性增加,Na+内流,C错误;钠钾泵通过 主动运输维持Na+和K+的跨膜浓度梯度,这是动作电位发生的必要条件之一,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 2.[教材深研拓展]测量与记录蛙坐骨神经受刺激后的电位变化过程如图①~③所示,其中②③的指针偏 转到最大。下列叙述错误的是 ( )             A.若刺激点位于图①甲电极的左侧,电位变化过程为①②①③① B.若刺激点位于图①甲、乙电极之间且靠近甲电极处,电位变化过程为①③①②① C.图③中甲电极处的电位为动作电位,乙电极处的电位为静息电位 D.静息状态如图①所示,甲、乙处发生K+外流,且方式为协助扩散 　A     第1讲　描述运动的基本概念 解析　图①表示静息状态,甲、乙处K+通过协助扩散的方式外流,D正确。当电表的两个电极均置于神 经纤维外侧时,兴奋传到哪个电极,电表指针就往哪个电极方向偏,图②中电表指针向右偏转到最大,说 明兴奋正好传至乙电极处;图③中电表指针向左偏转到最大,说明兴奋正好传至甲电极处,甲电极处的 电位为动作电位,乙电极处的电位为静息电位,C正确。若刺激点位于图①甲电极的左侧或甲、乙电极 之间且靠近甲电极处,甲处先兴奋,接着恢复静息电位(③、①);乙处后兴奋,接着恢复静息电位(②、①), 即电位变化过程为①③①②①,A错误,B正确。 第1讲　描述运动的基本概念 3.[2026江苏连云港月考]图甲是动作电位的产生过程。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。请回答下列问题。 (1)分段分析图甲中电位变化情况: 第1讲　描述运动的基本概念 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_____ _____,膜电位表现为___________。 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______ ______,膜电位表现为____________。 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。 (2)K+外流和Na+内流的运输方式属于____________,需要借助____________。 (3)图乙中,②区域表示________(填“兴奋”或“未兴奋”)区,兴奋会向_________(填标号)方向传导,兴 奋传导方向与_________(填“膜内”或“膜外”)局部电流方向相同。 　膜内     　①③     　兴奋     　通道蛋白     　协助扩散     　协助扩散     　内正外负     内流     　Na+ 　动作电位     　外正内负     流     　K+外 　静息电位     第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)(2)静息电位:外正内负,主要与K+外流有关。动作电位:内正外负,主要与Na+内流有关。K+外 流和Na+内流都是顺浓度梯度进行的,需要借助相应的通道蛋白,不需要消耗能量,运输方式都属于协助 扩散。(3)图乙中,②区域膜电位表现为内正外负,表示兴奋区;①③区域膜电位均表现为内负外正,表示 未兴奋区。兴奋在离体神经纤维上双向传导,即由兴奋区向未兴奋区传导,所以兴奋的传导方向是①← ②→③。局部电流方向:正电位→负电位,膜内的局部电流方向是①←②→③,膜外的局部电流方向是 ①→②←③,兴奋的传导方向与膜内局部电流方向相同,与膜外局部电流方向相反。 第1讲　描述运动的基本概念 题组二　膜电位的测定及相关曲线分析 4.[2026安徽宿州月考]离体神经纤维某一部位受到适宜刺激时,受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性 的电位变化,产生神经冲动。如图1表示该部位神经细胞的细胞膜结构示意图;图2表示该部位受刺激前 后,膜两侧电位差的变化。下列叙述正确的是 ( ) A.②为细胞的外侧 B.静息电位的维持与膜上的Ⅱ无关 C.b→c过程中,Na+从细胞膜②侧到①侧 D.b点时,细胞膜①侧和②侧电位相等 　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　分析图1如下:   图2中,b→c过程形成动作电位,Na+通道打开,Na+内流,即Na+从细胞膜①侧到②侧,C错误;b点时,膜两侧 电位差为0,细胞膜①侧和②侧电位相等,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 5.[2026山西朔州月考]以下是测量神经纤维膜电位变化情况的示意图,相关叙述错误的是 ( )        A.图甲中指针偏转说明膜内外电位不同,测出的是动作电位 B.图甲中的膜内外电位不同,主要是由K+外流形成的 C.图乙中刺激神经纤维会引起指针发生两次方向相反的偏转 D.图乙中产生的兴奋会以局部电流的形式向两侧快速传导 　A     第1讲　描述运动的基本概念 解析　图甲中指针偏转说明膜内外电位不同,膜电位表现为外正内负,测出的是静息电位,该电位的形 成主要与K+外流有关,A错误,B正确;图乙中刺激神经纤维,产生的兴奋先传到电表右侧,后传到电表左 侧,会引起指针发生两次方向相反的偏转,C正确。 第1讲　描述运动的基本概念 6.[2025河南平顶山月考]如图表示在t1、t2、t3时刻分别给予某神经纤维三次强度相同的刺激所测得的 神经纤维电位变化,下列叙述错误的是( ) A.适当降低细胞外K+浓度,测得的静息电位绝对值可能大 于65 mV B.t1时的刺激强度过小,无法引起神经纤维上Na+通道打开 C.t2、t3时的刺激可以累加并引起神经纤维产生动作电位 D.t4~t5时,细胞膜上K+通道打开,K+运出细胞 　B     第1讲　描述运动的基本概念 时间 图示分析 t1 此时的刺激可以引起Na+通道打开,产生局部电位,但无法产生动作电位,B错误 t2、t3 此时的刺激能够累加,电位有上升趋势,并最终引起动作电位的产生,C正确 t4~t5 恢复静息电位,细胞膜上K+通道打开,K+通过协助扩散运出细胞,D正确 解析　适当降低细胞外K+浓度→细胞膜内外K+浓度差增大→静息时K+外流增加→测得的静息电位绝 对值可能大于65 mV,A正确。 第1讲　描述运动的基本概念 7.[2026山东东营期末]神经纤维产生动作电位及恢复静息电位的过程中,由钠、钾离子的流动造成的 跨膜电流如图所示(外向电流是指正离子由细胞内向细胞外流动,内向电流则相反)。已知药物TEA可 以阻断钾离子通道。下列说法正确的是 ( )   　D     A.a点时静息电位由钾离子外流引起,膜两侧电位差值为0 B.b点时钠离子内流速度最快,达到动作电位峰值 C.c点时膜内钠离子浓度高于膜外,膜外局部电流方向与兴奋传导方向相反 D.TEA处理后,可能无外向电流出现 第1讲　描述运动的基本概念 解析　a点时静息电位由钾离子外流引起,此时膜电位表现为外正内负,膜两侧电位差值不为0,A错误。   第1讲　描述运动的基本概念 8.[2026辽宁名校联考]膜电位是各种带电离子流过细胞膜的综合结果。图1是动作电位的产生及恢复 过程,图2是膜通道蛋白的开闭情况。请回答下列问题:   第1讲　描述运动的基本概念   (1)据所学知识分析,细胞膜保持内负外正电位的主要影响因素是______离子分布不均和安静时膜主要 对______离子有通透性。研究发现膜内外K+和Na+分布不均主要是Na+-K+泵活动的结果,与通道蛋白相 比,其发挥作用时的特点是__________________________________(答出一点即可)。 (2)请将图2中的a~e的排序补充完整,使其符合图1中①~⑥的变化规律:a→______→e→______→______ →a。 　b     　d     　c     　与被运输的物质结合、需要消耗能量     　钾     　钾     第1讲　描述运动的基本概念 (3)在动作电位结束时,细胞膜内的Na+含量比静息电位时______(填“高”“低”或“相等”),依靠细 胞膜上____________的工作可以消除这一改变。 　Na+-K+泵     　高     第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)Na+-K+泵属于载体蛋白,与通道蛋白相比,载体蛋白运输物质时需要和被运输的物质结合,且 需要消耗能量。 (2) 图1 分析 ① 静息电位,此时K+外流,对应a ②③ 形成动作电位,此时Na+内流,从曲线斜率看,③斜率更大,有更多的Na+内流,故②对应c,③对应e ④ 动作电位峰值 ⑤ 恢复静息电位,K+通道打开,K+外流,对应d、b ⑥ 静息电位,对应a 第1讲　描述运动的基本概念 (3)静息电位 动作电位,则动作电位结束时,细胞膜内的Na+含量比静息电位时高。依靠(1)中提 到的Na+-K+泵可以消除这种差异,从而维持细胞内外钠离子浓度差。 第1讲　描述运动的基本概念 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 能力提升练 第1讲　描述运动的基本概念 题组　分析兴奋在神经纤维上的传导过程及机制 1.[2026河北秦皇岛月考]研究人员将三种动物的神经元培养在相同的培养液中,给予相同强度的刺激, 用电表测定了电位变化,结果如图所示。下列叙述正确的是 ( ) A.图示是电表两电极连在神经纤维同一侧的结果 B.未受刺激时,三种神经元K+外流量大小为甲>乙>丙 C.受刺激后,三种神经元Na+内流量大小为甲>乙>丙 D.加强对丙神经元的刺激强度,一定能使其出现动作电位 　C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　图示中未受刺激时,测得静息电位为-70 mV,应为电表两电极分别连在神经纤维膜内侧和外侧的 结果,A错误;题图信息:三种神经元静息电位相同,静息电位主要由K+外流产生,则三种神经元K+外流量 相等,B错误;题图信息:三种神经元受刺激后,产生的电位变化的峰值大小关系为甲>乙>丙,图示电位变 化主要由Na+内流产生,则三种神经元Na+内流量大小为甲>乙>丙,C正确;限制丙神经元动作电位产生的 原因为丙神经元内的Na+浓度较高,加强对丙的刺激强度不能使其出现动作电位,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 2.研究人员以枪乌贼的巨大神经纤维作材料进行膜电位的测定,图1表示将电表两电极分别置于神经纤 维膜的两侧不同位置(甲、乙两点),并在甲点左侧给予适宜强度的刺激;图2是测得的膜电位变化曲 线。下列叙述正确的是 ( )        A.刺激图1甲点左侧,电表指针会发生两次方向相反的偏转 B.图2中曲线ab段K+大量外流,造成膜外逐渐变为正电位 C.图1中甲、乙两点之间的距离越远,则图2中d越小 D.图1神经纤维施加刺激后,电表上的指针最终并不指向“0” 　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　假定图1中位于甲处膜内的电极为电极1,位于乙处膜外的电极为电极2,刺激甲点左侧后兴奋的 传导及对应指针偏转情况如下: 时间点 电位情况 指针偏转及对应曲线 初始状态:甲、乙处均为静息电 位 电极1:负电位 电极2:正电位 指针右偏,且读数稳定(图2中a点 前) 兴奋传至甲处:甲处为动作电位, 乙处为静息电位 电极1:变为正电位 电极2:正电位 两电极间电位差缩小,指针向左 偏转(读数发生变化,对应图2中 ab段) 第1讲　描述运动的基本概念 兴奋离开甲处,还未到达乙处:甲 处恢复静息电位,乙处为静息电 位 电极1:恢复负电位 电极2:正电位 指针向右恢复至初始值(对应图2 中bc段),随后维持读数稳定(对应 图2中ce段) 兴奋传至乙处:甲处为静息电位, 乙处为动作电位 电极1:负电位 电极2:变成负电位 两电极间电位差缩小,指针向左 偏转(读数发生变化,对应图2中ef 段) 兴奋离开乙处:乙处恢复静息电 位 电极1:负电位 电极2:恢复正电位 指针向右恢复至初始值(对应图2 中fh段),随后读数稳定(对应图2 中h点之后) 第1讲　描述运动的基本概念 据表中分析可知,刺激图1甲点左侧,电表指针发生两次偏转,方向相同(向左偏转),A错误;ab段表示甲点 形成动作电位的过程,主要由Na+内流引起,膜外逐渐由正电位变为负电位,B错误;d表示从甲恢复静息电 位到乙开始形成动作电位所需的时间,甲、乙两点之间的距离越远,d越大,C错误;图1神经纤维施加刺 激后,甲、乙两处最终都恢复静息电位,电表上的指针最终如图1所示,并不指向“0”,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 方法技巧 　　分析电表指针的偏转问题时,可以根据兴奋的传导规律,重点分析两个电极所在位置产生兴奋时, 两个电极间的电位差,由此推知指针的指向情况。 第1讲　描述运动的基本概念 3.[2026山东聊城月考]在某溶液中维持正常活性的离体神经纤维受到适当刺激时,受刺激部位细胞膜 两侧会出现暂时性的电位变化,产生神经冲动。下图表示受刺激部位的膜电位变化趋势(曲线1)和膜内 Na+相对含量变化趋势(曲线2),下列有关分析正确的是 ( ) A.A→C所需的时间和C点膜电位数值的大小均由膜内Na+浓度决定 B.B、D两点膜电位的数值均代表静息电位 C.曲线EF段Na+相对含量增多需要消耗能量 D.G点前后神经细胞膜内外始终存在离子的交换 　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　A→C是动作电位的形成过程,动作电位形成时细胞膜对Na+的通透性增加,Na+内流,导致膜电位 由静息电位(内负外正)变为动作电位(内正外负),A→C所需的时间和C点膜电位数值的大小是由膜内外 Na+浓度差决定的,A错误;静息电位是神经纤维未受刺激时的电位,通常为负电位,B、D两点膜电位的数 值为0,不是静息电位,B错误;曲线EF段膜内Na+相对含量增多,是由于细胞膜对Na+的通透性增加,Na+顺 浓度梯度内流,该过程属于协助扩散,不需要消耗能量,C错误。 第1讲　描述运动的基本概念 4.[创新题·新考法][2025黑龙江哈尔滨期末]一条神经干中有许多功能和粗细不同的神经纤维,每一类 神经纤维的动作电位传导速度不同。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,并且兴奋在神经纤维上的传导不会因为距离的增加而减弱。在适宜实验条件下,刺激电极依次施 加由弱到强的电刺激,显示屏上出现第一个动作电位时的刺激强度即阈刺激,记为Smin,在阈刺激的基础 上依次施加由弱到强的电刺激,当动作电位幅值不再随刺激强度增大而增大时,刺激强度即为最大刺 激,记为Smax。下列说法错误的是 ( ) 　D     第1讲　描述运动的基本概念 A.当刺激强度在Smin和Smax之间时,神经干中仅有部分神经纤维发生兴奋 B.a、b处动作电位差异的原因可能是不同神经纤维上动作电位的传导速度不同 C.一条神经干中含有多条神经元的轴突 D.在神经干中的单根神经纤维上,动作电位峰值会因为传导距离的增加而减小 第1讲　描述运动的基本概念 解析　一条神经干中有许多功能和粗细不同的神经纤维,每一类神经纤维的兴奋性不同,引起它们产生 动作电位所需的刺激强度不同,当Smin<刺激强度<Smax时,神经干中仅有部分神经纤维兴奋,A正确。题干 信息:兴奋在神经纤维上的传导不会因为距离的增加而减弱,在单根神经纤维上,动作电位峰值不会因 传导距离的增加而减小,则显示屏2测得的动作电位叠加值低于显示屏1的原因是不同神经纤维上动作 电位的传导速度不同,B正确,D错误。一个神经元的轴突外包髓鞘形成一条神经纤维,一条神经干中有 许多神经纤维,说明一条神经干中含有多条神经元的轴突,C正确。 第1讲　描述运动的基本概念 5.[2026山西太原月考]心肌细胞敏感性增强会导致心跳加快,易引发心律失常。甲和乙是两种新研发 的治疗心律失常的药物,为探究这两种药物的作用机理,实验人员进行了相关实验,结果如图所示。下 列叙述错误的是 ( )   　D     A.三组细胞给予的刺激强度要相同 B.三组细胞所处外界溶液的离子浓度应与机体内环境一致 C.药物甲促进了钾离子外流 D.药物乙抑制了钾离子外流 第1讲　描述运动的基本概念 解析　本题实验目的是探究甲、乙两种药物的作用机理,刺激强度属于无关变量,为了确保实验结果是 由药物这一自变量引起的,无关变量需要保持相同且适宜,三组细胞给予的刺激强度要相同,A正确;内 环境是细胞生活的液体环境,实验中三组细胞所处外界溶液的离子浓度应与心肌细胞内环境的离子浓 度一致,这样才能保证细胞的正常生理功能,使实验结果更可靠,B正确。 实验结果 原因分析 与对照组相比,甲处理组静息电位绝对值增大 静息电位主要由K+外流引起,静息电位绝对值增 大,说明K+外流增加,药物甲促进了K+外流,C正确 与对照组相比,乙处理组动作电位峰值减小 动作电位主要由Na+内流引起,动作电位峰值减小, 说明Na+内流减少,药物乙抑制了Na+内流,D错误 第1讲　描述运动的基本概念 6.[2025江西多校期中联考]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。下 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”)的局部电流方向一致。 　内侧     　电信号/神经冲动     第1讲　描述运动的基本概念 (2)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________通道的通透性变化,曲线3代表_______通道的通透性变化。 (4)为了探究兴奋在神经纤维上的传导是双向的还是单向的,某兴趣小组做了以下实验:取新鲜的神经 —肌肉标本(实验期间用生理盐水湿润标本),设计了下面的实验装置图,C点位于两电极的正中心,也是 A点至神经—肌肉接头的中心点。指针偏转方向与电流方向一致。   　K+     　Na+     　上移     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     　神经细胞膜外的K+浓度低于膜内,静息时,神经细胞膜主要对K+有 第1讲　描述运动的基本概念 电刺激C点,若观察到_________________________,则说明兴奋在神经纤维上的传导是双向的。除 刺激C点外,还可选择电刺激图中的_________点,也可以达到实验目的。 　B或D     　肌肉收缩且电表指针不偏转     第1讲　描述运动的基本概念 解析    (2)静息电位的产生主要与K+外流有关,膜内外K+浓度差越大,静息电位绝对值越大。提高外界 溶液中K+的浓度,膜内外K+浓度差会变小,导致静息电位绝对值变小,A点上移。(3)题干信息: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。分析可知,曲线1上AC段形成动作电位,动作电位形成时Na+通道开放,之后恢复静息电位,K+通 道开放,故曲线2代表Na+通道的通透性变化,曲线3代表K+通道的通透性变化。 (4)假设实验结论成立,推断实验结果。若兴奋在神经纤维上双向传导,刺激C点,兴奋可沿神经纤维传导 引起肌肉收缩;兴奋同时到达电表的两个电极,电表指针不偏转。如下图所示: 第1讲　描述运动的基本概念 分析不同假设下,刺激其他点时的实验现象: 假设兴奋单向传导 假设兴奋双向传导 刺激A点 兴奋先后到达电表两极,电表指针偏转2次,肌肉收缩 刺激B点 电表指针偏转1次,肌肉收缩 电表指针偏转2次,肌肉收缩 刺激D点 电表指针偏转1次,肌肉收缩 电表指针偏转2次,肌肉收缩 刺激A点不能区分兴奋的传导是双向的还是单向的,而刺激B点或D点可以。 第1讲　描述运动的基本概念 创新题型 创新点 Ca2+对膜电位的影响 7.[2025广西南宁期末]人体窦房结细胞(心脏起搏细胞)内K+浓度高于胞外,Na+浓度低于胞外。其静息 电位和动作电位的产生(如图),与K+、Na+及Ca2+流动密切相关。已知:0期为去极化;1、2、3期Na+通道 失活,K+外流;2期(平台期)依赖K+外流与Ca2+内流平衡;4期通过离子泵恢复离子浓度。下列说法正确的 是 ( )   　C     第1讲　描述运动的基本概念 A.静息时,K+通过主动运输外流形成静息电位 B.0期去极化的快速启动依赖Na+通道开放,此时膜内电位由正变负 C.若用药物阻断Ca2+通道,2期平台期会缩短,可能影响心脏起搏节律 D.4期K+、Na+浓度恢复,仅依赖钠钾泵主动运输,与其他离子无关 第1讲　描述运动的基本概念 解析　静息时K+顺浓度梯度外流,是协助扩散,A错误。 0期 (去极化) Na+通道开放,Na+快速内流使膜内电位由负变正,B 错误 2期 (平台期) 该时期膜电位保持稳定,依赖K+外流与Ca2+内流平 衡,若用药物阻断Ca2+通道,Ca2+内流受阻,会打破平 衡,使平台期缩短,可能影响心脏起搏节律,C正确 4期 (静息期) 除钠钾泵外,还需钙泵等参与(如Ca2+的回收),即离 子浓度恢复是多种离子泵共同作用的结果,D错误 第1讲　描述运动的基本概念 $