2.3 神经冲动的产生和传导（第一课时）课件-2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修1

该高中生物学课件聚焦神经冲动在神经纤维上的产生和传导，通过短跑比赛问题探讨导入，联系条件反射与反射弧，以实验探究和资料分析为支架，衔接静息电位、动作电位及局部电流等核心概念。 其亮点在于以蛙坐骨神经实验和霍奇金-卡茨实验为依托，融合科学思维与探究实践，通过膜电位曲线解读构建结构与功能观。采用问题链驱动和图表分析，学生能提升证据推理能力，教师可借助系统资源优化教学逻辑。

第二章 神经调节   第3节 神经冲动的产生和传导 （第1课时） 短跑赛场上，发令枪一响，运动员会像离弦的箭一样冲出。现在世界短跑比赛规则规定，在枪响后0.1s内起跑被视为抢跑。 信号→感受器(耳)→传入神经→脊髓→大脑皮层→脊髓→传出神经(支配躯体的运动神经)→效应器(传出神经末梢和它所支配的肌肉)。 人类从听到声音到做出起跑反应需要经过完整的反射弧，完成这一反射活动所需的时间至少需要0.1s。 讨论 1.从运动员听到枪响到做出起跑反应的活动称为 ;完成该活动的结构基础是 ;信号的传导经过了哪些结构？ 2.短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？ 3.兴奋在反射弧中以什么形式、怎样传导的？ 条件反射 反射弧 ①在神经纤维上如何传导，②在神经元之间如何传递。 + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - + + - - + + - - A B D C 思考：A、B不偏转， C、D指针的偏转能说明什么问题？ 偏转方向又能说明什么问题？ 【必备知识：电流从正极→负极】 膜内 膜外 神经纤维 实验一：对神经纤维的初步认识 ③接着指针会发生向右偏转，可知a处___________，另一电极(b处)变为____电位。 实验现象 + + + + - 图1 图4 图2 图3 a b a b a b a b 刺激 - + + 实验二：探究兴奋在神经纤维上的传导形式 —以蛙的坐骨神经为实验材料 ①静息时,电表_____测出电位差,说明静息时神经表面各处电位______ 没有 相等 ②在图示神经的左侧的一端给予刺激时，指针发生向左偏转，可知靠近刺激端的电极处(a处)由 电位变为___电位。 恢复正电位 负 负 ④接着指针不发生偏转，可知b处又_____________。 恢复为正电位 正 【静息电位】 【动作电位】 【静息电位的恢复】 实验现象 实验结论 在神经系统中，兴奋是以______的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫做_________。 电信号 神经冲动 a b + — 坐骨神经 + — 实验二：认识兴奋在神经纤维上的传导形式 —以蛙的坐骨神经为实验材料 刺激 思考： 静息电位是如何产生的？ 动作电位是如何形成的？ 兴奋在神经纤维上是如何传导的？ 一.兴奋在神经纤维上的传导 思考：当神经纤维处于静息状态时，膜外侧电位是？内侧电位是？ 膜内、外这样的电位分布特点是怎样产生的？ 细胞内 细胞外 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 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 向膜 (填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是 。 K＋ 外 协助扩散 K+ Na+ K+通道 Na+ 通道 膜外 膜内 外正内负 K+外流 静息电位 一.兴奋在神经纤维上的传导 K+通道打开 一.兴奋在神经纤维上的传导 4. K+外流的原因是？ 5.K+外流的方式是？ 6.当K+外流达到平衡时，神经纤维膜两侧K+离子的分布情况是？ K+外流。 细胞外 细胞内 1.静息状态与静息电位 外正内负(静息电位)。 神经细胞膜对不同离子的通透性各不相同， 静息状态时，膜主要对K+有通透性，K+离子通道打开，造成K+外流。 协助扩散——顺浓度梯度(不耗能)，需要通道蛋白协助。 归纳： 1.神经细胞膜内外各离子分布不均匀，K+膜内高于膜外。 2.静息电位，神经纤维内外两侧膜电位的分布特点： 3.产生这样的电位分布特点的原因: K+离子依然是膜内高于膜外。 刺激 一.兴奋在神经纤维上的传导 思考：当神经纤维上某一点受到一定强度刺激，达到或超过阈电位时，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化（动作电位）。此时神经纤维膜两侧的电位发生怎样的变化？膜内、外这种电位分布特点是怎样产生的？ 阅读资料，探究动作电位形成的原因。 资料2　神经细胞内外部分离子浓度 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 向膜 (填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是 。 Na＋ 协助扩散 内 K+ Na+ K+ 通 道 Na通道 膜外 膜内 一.兴奋在神经纤维上的传导 Na+内流 外负内正 动作电位 2.兴奋与动作电位的产生 刺激 一.兴奋在神经纤维上的传导 外负内正(动作电位) Na+内流。 刺激部位达到或超过阈电位时时，细胞膜主要对Na+的通透性增加，Na+离子通道打开，造成Na+内流。 协助扩散——顺浓度梯度(不耗能)，需要通道蛋白协助。 5.Na+内流的方式是？ 6.Na+的内流是怎样使膜内外电位由外正内负转变成外负内正？ 7.当Na+内流达到平衡时（达到动作电位峰值），神经纤维膜两侧Na+离子的分布情况是？ Na+先是少量内流，使神经纤维膜内外两侧膜电位为零， 继而再大量内流，两侧膜电位逆转为外负内正。 Na+离子依然是膜外高于膜内。 归纳： 1.神经细胞膜内外各离子分布不均匀， Na+膜外高于膜内。 2.兴奋的产生，神经纤维内外两侧膜电位的分布情况： 3.这样的电位分布特点产生的原因: 4. Na+内流的原因是？ 兴奋部位的电位表现为内正外负， 而邻近未兴奋部位为外正内负， 在兴奋部位和未兴奋部位之间存在电位差， 电荷发生移动，膜内、外都形成局部电流。 膜内局部电流移动刺激相近的未兴奋部位， 使未兴奋部位Na+离子通道打开，使未兴奋部位(外正内负)转变成兴奋状态(外负内正) ， 如此将兴奋以局部电流向未兴奋部位传导。 【兴奋传导方向与膜内局部电流方向一致】 3.局部电流的产生 4.兴奋传导（神经冲动的传导） 一.兴奋在神经纤维上的传导 5.兴奋部位恢复原来的静息电位 膜外局部电流由未兴奋部位向兴奋部位移动，刺激兴奋部位的Na+离子通道关闭、K+离子通道打开，K+离子外流，使膜两侧电位由外负内正转变成外正内负，此时，原来兴奋的部位恢复静息电位。 c-d：接着Na+大量内流，膜电位逆转为 ， 产生 电位， d点是动作电位的峰值（平衡），d点的高低取决于： 。 b-c：动作电位的形成过程，此时细胞主要对____有通透性，离子运输方向为_______，运输方式为__ ______；b点阈电位指的是 。 a-b：此时为_____电位，电位分布为________，此时细胞膜主要对___有通透性，离子运输方向为______，运输方式为________；a点的高低取决于： _____________ 静息 外正内负 K+ K+外流 协助扩散 Na+ Na+内流 协助扩散 内正外负 神经纤维膜电位变化曲线的解读 c：此时为零电位，内外无电位差； 细胞内外K+浓度差。 一.兴奋在神经纤维上的传导(膜内) 细胞内外Na+浓度差 d-g：此时为_____电位的恢复， 通道打开，此时细胞膜主要对___有通透性，离子运输方向为 ，运输方式为_______； 静息 K+ K+ K+外流 协助扩散 达到动作电位的临界值 动作 g 一.兴奋在神经纤维上的传导 思考： 神经纤维膜两侧最初的阴阳离子总量是处于平衡状态的(只是各离子在两侧分布不均匀)。当K+的外流产生静息电位，Na+内流产生动作电位，K+再一次外流恢复静息电位，若这样的过程一直发生下去最终会导致膜外的Na+会少于膜内，膜内的K+会少于膜外，机体的内环境稳态就会失调。 1.机体通过什么调控机制来维持K+膜内始终高于膜外，Na+膜外始终高于膜内的状态？ 2.Na+—K+泵运输离子的方式是什么？该运输方式有何特点？ Na+—K+泵：将此前内流的Na+泵出细胞，外流的K+泵入细胞， 以维持细胞最初的离子分布状态。 主动运输——逆浓度梯度，需要消耗能量(ATP直接提供)，需要载体蛋白。 一.兴奋在神经纤维上的传导 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)。 膜内的电流方向为： ， 膜外的电流方向为： 。(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)？ 。 (3) 兴奋在离体神经纤维上传导的特点为 。 a←b→c a→b←c a←b→c 双向传导 刺激神经纤维中部 比较：兴奋在反射过程延反射弧的传导方向为 。 单向传导 判断： (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)√ 选择： 1．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cB．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→bD．兴奋传导方向与膜外局部电流方向一致 B 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 C