2.3.1兴奋在神经纤维上的传导课件-2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修1

这是一份高中生物学神经调节同步教学课件，共37页，围绕“兴奋在神经纤维上的传导”展开，通过失眠情境导入、伽尔瓦尼经典实验分析、离子分布与膜电位机制解读、课堂小测与拓展应用等，构建完整学习支架。 资料特色显著，以情境问题激发兴趣，结合蛙坐骨神经电位实验培养科学思维，通过静息/动作电位离子机制分析渗透生命观念，课堂小测融入草乌中毒等生活案例提升探究实践能力。能帮助学生深化抽象概念理解，为教师提供结构化教学资源，助力核心素养落地。该资料适用于高一学生，此阶段学生需从具象思维向抽象思维过渡，资料通过实验现象与生活实例结合降低理解难度，为教师同步教学提供清晰逻辑框架。

情境导入 人失眠的原因与解决方法？ 第3节 第1课时 兴奋在神经纤维上 的传导 人教版选择性必修一 第二章 神经调节 学习目标 01 通过思考讨论“兴奋在神经纤维上的传导”说明了兴奋的产生及传导过程。(生命观念) 02 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。（科学思维） 03 通过反射弧中兴奋传导和传递特点的分析，提升实验设计及对实验结果分析的能力（科学探究） 01 兴奋在神经纤维上的传导 02 兴奋在神经元之间的传递 03 滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 目 录 CONTENTS 1786年某一天，伽尔瓦尼在实验室解剖青蛙，把剥了皮蛙腿，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“生物电”。 坐骨神经 腓肠肌 一.兴奋在神经纤维上的传导 5 有人做过这样一个实验：在蛙的坐骨神经上放置两个微电极，并将它们连接到一个电表上。随后，刺激蛙神经一侧，并在刺激的同时记录电流表的电流大小和方向。电流计共发生了两次方向相反的偏转。 1.兴奋在神经纤维上以电信号传导 一.兴奋在神经纤维上的传导 一.兴奋在神经纤维上的传导 a b + + a.静息状态 指针不发生偏转 说明：神经表面各处电位相等 1.兴奋在神经纤维上以电信号传导 一.兴奋在神经纤维上的传导 a b + + 左侧 刺激 指针向左偏转 说明：a处为负电位，电流方向为指针偏转方向 - ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● a b + + - 左侧 刺激 指针向右偏转 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 说明：b处为负电位，电流方向为 指针偏转方向 总结：(电极都在膜外) 刺激点位于正负电极中点左侧，电流表先左偏再右偏； 刺激点位于正负电极中点的右侧， 电流表先右偏再左偏； 刺激点位于正负电极中点， 电流表不偏转； 1.兴奋在神经纤维上以电信号传导 a b + + 刺激 - - 蛙坐骨神经表面电位差实验 ①静息时,电表 测出电位变化,说明神经表面各处电位 。 相等 ②在图示神经的左侧一端给予刺激时，a处先变为 电位，接着 。 恢复正电位 负 ③然后，另一电极（b处）变为 电位。 负 恢复为正电位 共发生了两次方向相反的偏转 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 。（P27） 问：共发生了几次偏转？方向如何？ 没有 ④接着又 。 电信号 神经冲动 一.兴奋在神经纤维上的传导 电信号是在神经纤维上是如何产生的，如何传导的？？ 10 蛙的神经由许多神经纤维经构成，如何研究单个神经纤维上的神经冲动呢？ 兴奋的实质是电流，电流是如何产生的？产生电流要求有电位差，所以需要测量神经细胞膜的电位变化。 600μm 枪乌贼巨轴突 枪乌贼的巨大神经纤维直径可达1mm，是研究生物电的理想材料。 一.兴奋在神经纤维上的传导 物理上讲电流是电荷的定向移动产生的，电荷为什么会定向移动?自来水里有很多带电的离子，为什么不会发生定向移动？电流的产生需要有电位差（电势差）。因此要研究电压发生了什么变化 思考：神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的呢？ 细胞类型 细胞内浓度（mmol/L） 细胞外浓度（mmol/L） Na+ K+ Na+ K+ 枪乌贼神经元轴突 50 400 460 10 蛙神经元 15 120 120 1.5 哺乳动物肌肉细胞 10 140 150 4 根据资料分析细胞内外的浓度，可以得到什么结论？ 在未受到刺激时，神经细胞外的Na+比膜内高，K+浓度比膜内低。 1.兴奋在神经纤维上以电信号传导 一.兴奋在神经纤维上的传导 合作探究一：请同学们自主阅读教材P28，思考以下问题：（3min） 1.什么是静息电位？形成原因？ 2.什么是动作电位？形成原因？ 3.神经细胞胞内K+浓度高于胞外，胞外Na+高于胞内，如何 来实现这一离子梯度呢？ 4.什么是局部电流？ 5.兴奋传导方向和电流方向一致吗？ 一.兴奋在神经纤维上的传导 膜内 膜外 Na +通道 K +通道 2.只在特殊时段开放，只允许Na+内流。 协助扩散 1.持续开放，只允许K+外流。 协助扩散 Na+-K +泵 膜上三种通道蛋白 3.每消耗1分子ATP，泵出3个Na+的同时泵入2个K+，结果：细胞内K+始终高于膜外，细胞外Na+始终高于膜内。主动运输 一.兴奋在神经纤维上的传导 膜内 膜外 钾离子高 钾离子低 钠离子高 钠离子低 K+通道 Na +通道 静息时，膜对K+的通透性大，造成K+外流。细胞内带负电的大分子有机物(如蛋白质)的含量相对比细胞外丰富。 使膜外的阳离子浓度高于膜内，出现内负外正的现象，叫静息电位。 带负电的大分子有机物 2.兴奋产生的机制(静息电位) 一.兴奋在神经纤维上的传导 ① 静息电位 内负外正 K+外流 协助扩散（离子通道） （1）概念： 未受刺激时，神经细胞质膜两侧电位表现为内负外正，称为静息电位。 （2）特点： （3）原因： （4）K+运输方式： 注：静息电位的形成与大小取决于K+的浓度差，与Na+无关！ 2.兴奋产生的机制(静息电位) 一.兴奋在神经纤维上的传导 膜内 膜外 钾离子高 钾离子低 钠离子高 钠离子低 K+通道 当神经纤维受到刺激时，这个部位的细胞膜对Na+离子通透性增加，Na+内流，使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位升高。 刺激 膜电位表现为外负内正，称为动作电位，并与相邻部位产生电位差。 2.兴奋产生的机制(动作电位) 一.兴奋在神经纤维上的传导 ① ② 动作电位 刺激 内正外负 Na+内流 协助扩散（离子通道） （1）概 念 当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加，Na+内流，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化，表现为内正外负的兴奋状态，此时的膜电位称为动作电位。 （2）特点： （3）原因： （4）Na+运输方式： 注：此时钾离子还在外流，但是钠离子内流的量远比钾离子外流的多，因此膜电位由“内负外正”变为“内正外负”。 2.兴奋产生的机制(动作电位) 一.兴奋在神经纤维上的传导 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - 刺激 未兴奋部位 兴奋部位 未兴奋部位 未兴奋部位 膜外局部电流方向 膜外局部电流方向 膜外局部电流方向 膜外局部电流方向 膜内局部电流方向 膜内局部电流方向 膜内局部电流方向 膜内局部电流方向 兴奋传导方向 3.兴奋传导的方向 一.兴奋在神经纤维上的传导 + + + + + + - - - - - - - - + + + + + + + + + + - - - - - - + + + + - - - - + + + + - - - - - - - - - - - - + + + + - - - - + + + + - - - - - - + + + + + + - - - - - - - - + + + + + + + + + + 刺激 未兴奋部位 兴奋部位 未兴奋部位 未兴奋部位 兴奋部位 兴奋部位 兴奋传导方向 3.兴奋的传导方向： 兴奋部位 未兴奋部位 (与膜外局部电流方向相反) (与膜内局部电流方向一致) 膜外局部电流方向 膜内局部电流方向 一.兴奋在神经纤维上的传导 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_____ _的存在而发生_________，这样就形成了_________。 电位差 电荷移动 局部电流 Na＋ Na＋ - - - - ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + - - - - - - - - + + + + + + ++ - - - - - - - - Na＋ Na＋ + + + + + + + + - - - - - - - - Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ 局部电流的形成及其原因 兴奋部位与未兴奋部位之间由于电位差发生电荷移动形成局部电流，如此依次进行下去，兴奋不断地向前传导，后方恢复静息电位。 一.兴奋在神经纤维上的传导 21 观察分析：这两个图有什么不一样？为什么？ 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，但在离体的神经纤维上中间任意一点，兴奋双向传导。 一.兴奋在神经纤维上的传导 传导方向：_________ 双向传导 （1）在离体的神经纤维上 在中部刺激神经纤维，会形成兴奋区，而两侧临近的未兴奋区与该兴奋区都存在电位差，都可以产生电荷移动，形成局部电流，因此可以双向传导。 （2）在反射过程中： 传导方向：________ 单向传导 在反射过程中，总是从感受器一端接受刺激产生兴奋然后传向另一端，再加上反射弧中的突触也决定兴奋在反射弧中传导方向是单向的。 一.兴奋在神经纤维上的传导 双向传导的前提除神经纤维需离体之外，刺激还不能发生在神经元的端点。 静息状态 未兴奋部位 兴奋状态 兴奋部位 刺激 K+外流 Na+内流 静息电位 (外正内负) 动作电位 (外负内正) 局部电流 未兴奋部位 刺激 Na+内流 总结 一.兴奋在神经纤维上的传导 （2）在反射弧中传导方向：__________ 单向传导 2、传导方向： （1）在离体神经纤维上传导方向：__________ 双向传导 兴奋部位膜电位表现____________。 内正外负 兴奋部位膜电位变化_____________________________________。 兴奋部位膜外电位是___________。 兴奋部位膜外电位变化是_____________________。 由“内负外正”变为“内正外负” 负电位 由正电位变为负电位 1、膜电位： △一定要看清楚题干！ 3．产生和维持静息电位的主要原因是____________ 产生和维持动作电位的主要原因是____________ K+外流 Na+内流 神经髓鞘的绝缘性，跳跃式传导 一.兴奋在神经纤维上的传导 ①刺激的概念： ②刺激的类型： 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。 机械刺激、化学刺激、温度刺激、电刺激等 适宜的刺激 4 .动作电位产生的条件 一种感受器或细胞常对某种特 定性质的刺激最为敏感。 ③感受器对刺激的敏感性： 视网膜感光细胞对光的刺激较为敏感 皮肤中触觉感受器对一些机械刺激较为敏感 发展到人类，神经系统已经极其精巧复杂，成为我们最显著的特点之一，它决定了只有我们才能完成像排球竞技一样复杂的活动。在中枢神经系统中，大量神经细胞聚集在一起形成分别调控某一特定的生理功能的区域，称之为神经中枢。中枢神经系统处理各类复杂信息依赖于不同的神经中枢。 拓展应用 神经细胞每兴奋一次,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。这个问题如何解决？ 丹麦生理学家斯科（Jens C.Skou）等人发现，钠钾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，正是由钠钾泵维持的。 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） 联系生活 生物电在日常生活中有哪些应用？ （1）K+在整个过程中都是由高浓度到低浓度运输,K+外流需要通道 蛋白的协助,属于 ;（运输方式） （2）Na+在 产生时内流,Na+的内流需要通道蛋白,同时从 高浓度到低浓度运输,故属于 ; （3）一次兴奋完成后, 将流入的Na+泵出膜外，将流出的 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, 为下一次兴奋做准备,属于主动运输,需消耗 ； （4）静息电位由K+大量外流产生和维持，此时的K+浓度膜内 膜外；处于动作电位时， Na+浓度膜外 膜内。 被动运输(协助扩散) 动作电位 被动运输(协助扩散) 钠钾泵 能量 高于 高于 1.填空题 课堂小测 30 2.用适宜强度的电流刺激离体神经纤维中部，下图中能正确表示膜电位、局部电流方向和兴奋传导方向的是（ ） B 课堂小测 3.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，乌头碱可与神经元上的钠离子通道结合，使其持续开放，从而引起呼吸衰竭、心律失常等症状，严重可导致死亡。 下列判断不合理的是（ ） 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 C 课堂小测 4．下图表示某时刻神经纤维膜电位状态。下列叙述错误的是 (　　) A 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 课堂小测 5．图1为神经纤维受刺激后的膜电位变化图，图2表示相应的生理变化，下列说法不正确的是 (　　) C A．当神经纤维未受到刺激时，其膜内外的电位表现为内负外正，此时膜内外具有电位差 B．当神经纤维受到刺激时会产生动作电位，其膜电位变化会出现图1中的③，该电位的形成与图2中的乙所代表的生理变化对应 C．若降低神经纤维外的Na＋浓度，则动作电位的幅度会升高 D．若某物质可与神经元上的Na＋通道结合，使其持续开放，将引发一系列中毒症状 课堂小测 6.枪乌贼的神经元是研究神经兴奋的好材料。研究表明，当改变神经元轴突外Na+浓度的时候，静息电位并不受影响，但动作电位的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。 1.请你解释这种现象。 2.若要测定枪乌贼神经元的正常电位，应该在何种溶液中测定？为什么？ 1.静息电位与神经元内的主要与K+外流相关，故神经元轴突外Na+浓度的改变不影响静息电位。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，动作电位值下降。 2.要测定枪乌贼神经元的正常电位，应在钠钾离子浓度与内环境相同的环境中进行。因为体内的神经元处于内环境之中，其钠钾离子具有一定的浓度， 要使测定的电位与体内的一致，也就必须将神经元放在钠钾离子浓度与体内相同的环境中。 课堂小测 兴奋在神经纤维上的传导 特 点： 静息电位 动作电位 膜内：与兴奋传导方向相同 膜外：与兴奋传导方向相反 注：在反射弧中，兴奋是单向传递的 传导方式 膜电位 K+外流 内负外正 影响因素：K+的浓度差 Na+内流 内正外负 影响因素：Na+的浓度差 协助扩散 电信号 电流方向 无需能量 需转运蛋白 刺激 形成 局部电流 课堂小结 离体状态——兴奋在神经纤维上双向传导。 谢谢观看 Lavf57.62.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.6.6 $