内容正文:
第3节 神经冲动的产生和传导
第1课时 神经冲动的产生和兴奋在神经纤维上的传导
一、传导形式及过程
1.传导形式: (神经冲动)。
2.传导过程
二、传导方向
1.在膜外,局部电流方向与兴奋传导方向 ;在膜内,局部电流方向与兴奋传导方向 。
2.传导特点: (离体状态)。
(1)神经纤维未受刺激时,膜电位为外负内正,受刺激后变为外正内负。 ( )
(2)神经细胞静息电位形成的主要原因是K+外流。( )
(3)神经纤维静息时K+外流,受刺激时Na+内流,均属于依靠转运蛋白的协助扩散。( )
(4)刺激离体神经纤维中部,产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导。 ( )
(5)神经纤维上已兴奋的部位将恢复为静息状态的零电位。 ( )
(6)在反射过程中,感受器产生的兴奋只能向效应器的方向单向传导。 ( )
任务 兴奋在神经纤维上的传导
【资料1】 给离体的神经纤维连接一个灵敏电流计,并给予如图所示的适当刺激,图中①②③表示电流计指针的偏转情况。
(1)适当刺激后,电流计指针偏转的顺序依次是 (用图中序号及箭头表示)。
(2)该实验证明兴奋沿神经纤维传导的形式是 。神经纤维膜外兴奋发生位置的电位 (填“高于”或“低于”)未兴奋部位。
【资料2】
如图表示某离体神经纤维局部放大后膜内外电荷的分布情况。
(1)图中,①③区域表示 (填“兴奋”或“未兴奋”)部位,②区域表示 (填“兴奋”或“未兴奋”)部位。
(2)由图可知,神经纤维上兴奋部位与未兴奋部位之间由于存在 而发生电荷移动,形成 。
(3)图中兴奋会向 (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。
【资料3】 动作电位的产生过程:神经纤维在安静状态时,其静息电位约为-70 mV(通常以膜外电位为0作为参考点)。a点时,神经纤维受到一次一定强度的刺激,膜内原来存在的负电位将迅速消失,并变成正电位,即膜内电位由原来的-70 mV变为+30 mV,膜电位由原来的内负外正变为内正外负。这样,整个膜内电位变化的幅度约为100 mV,构成了动作电位的上升支。由刺激引起的这种膜内外电位的逆转只是暂时的,膜内电位很快就出现了下降,逐渐恢复到受刺激前的负电位状态,这就构成了动作电位的下降支。如图所示。
(1)a点前,神经细胞的膜电位为 (填“静息电位”或“动作电位”),主要形成原因是 。
(2)ac段,神经纤维受到刺激后,Na+通道打开,膜外的 以协助扩散方式大量内流,使膜内外电位由“外正内负”变为“外负内正”。
(3)c点时,神经细胞的膜电位为 (填“静息电位”或“动作电位”)的最大值。
(4)ce段时,K+通道打开,K+以 的方式大量外流,膜电位逐渐恢复为 ,此时因K+外流过多导致膜内外电位差值大于初始静息电位。
(5)e点后,Na+-K+泵参与吸钾排钠过程,膜电位恢复为初始静息电位,从而为下一次兴奋做好准备。
1.兴奋在神经纤维上的传导特点
(1)离体神经纤维上,刺激点位于神经纤维中部时,刺激产生的兴奋可向远离刺激点的方向传导,即兴奋在神经纤维上可双向传导。
(2)兴奋在神经纤维上的传导还具有不衰减性、绝缘性、完整性、相对不疲劳性等特点。
2.兴奋传导过程中膜电位变化原理分析
注:Na+和K+运输方式的判断
(1)维持和恢复静息电位时K+外流和产生动作电位时Na+内流都是由高浓度一侧向低浓度一侧运输,需转运蛋白的协助,不消耗能量,属于协助扩散。
(2)恢复初始静息电位时,钠钾泵将流入的Na+泵至膜外,将流出的K+泵入膜内,需要消耗ATP,属于主动运输。
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
例1 [2025·广东卷] 临床上常采用体表电刺激诱发神经兴奋并检测相关指标,以用于神经病变的早期诊断和疗效评价,下列分析正确的是 ( )
A.刺激后神经纤维的钠钾泵活性不变
B.兴奋传导过程中刺激部位保持兴奋状态
C.神经纤维上Na+通道相继开放传导兴奋
D.兴奋传导过程中细胞膜K+通透性不变
例2 [2024·湖南卷] 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
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第3节 神经冲动的产生和传导
第1课时 神经冲动的产生和兴奋在神经纤维上的传导
【预习梳理】
一、1.电信号
2.K+外流 内负外正 Na+内流 内正外负 内负外正 内正外负
二、1.相反 相同 2.双向传导
【预习检测】
(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)√
[解析] (1)未受刺激时,膜电位为外正内负,受刺激后变为外负内正。
(5)静息电位不是零电位,细胞膜的内外两侧存在电位差。
【任务活动】
任务
[资料1] (1)①→③→②→③
(2)电信号 低于
[资料2] (1)未兴奋 兴奋
(2)电位差 局部电流 (3)①③ 膜内
[资料3] (1)静息电位 静息时,膜主要对K+有通透性,造成K+外流
(2)Na+ (3)动作电位 (4)协助扩散 外正内负
反馈评价
例1 C [解析] 在动作电位发生后的恢复期内,钠钾泵活动增强,A错误;兴奋传导过程中刺激部位先兴奋后恢复静息状态,B错误;兴奋传导过程中神经纤维上Na+通道相继开放,传导兴奋,C正确;动作电位形成过程中,K+通道关闭,静息电位恢复过程中,K+通道打开,即兴奋传导过程中细胞膜K+通透性会发生改变,D错误。
例2 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;静息电位的产生主要与钾离子顺浓度梯度外流有关,图中甲所示静息电位绝对值较正常环境增大,说明钾离子外流量增多,细胞外钾离子浓度低于正常环境,B正确;细胞膜电位达到阈电位前,钠离子通道就已经开放,细胞膜电位达到阈电位后,钠离子通道大量开放,钠离子大量内流,产生动作电位,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,更难发生兴奋,D正确。
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