第2章 第3节 第1课时 兴奋在神经纤维上的传导-【成才之路·学案】2026-2027学年高中生物选择性必修1 稳态与调节 同步新课程学习指导(人教版)

●031 第了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 课标要求 核心素养 1.生命观念：通过兴奋的产生及传导过程，形成结构与功能相 适应的观，点。 阐明神经细胞膜内外在静息状态 2.科学思维：运用构建模型，理解电位产生的机理及相关曲线 具有电位差，受到外界刺激后形 的解读。 成动作电位，并沿神经纤维传导。 3.科学探究：通过探究兴奋在神经纤维上传导，提升设计并实 施实验方案的能力。 必备知识 自主梳理 ●神经冲动和电位差实验 1.神经冲动的概念 在神经系统中，兴奋是以 的形式沿着神经纤维传导的，这种 也叫神经冲动。 2.神经表面电位差的实验 丙 (1)静息时，电表如图 所示，说明神经表面各处电位 (2)左侧给予刺激后，电表指针变化顺序是 (用图中的甲、乙、丙表示)。 (3)传导形式： ,也叫 日神经冲动的传导过程和特点 1.传导过程 ①基础：神经细胞膜内外离子分布不平衡 (1）静息时静息电位 ②电位： +++++++++++ ③机理： 刺激 +++++++ (2)兴奋时动作电位 十+种十+二 ①电位： Na= 4+#+ 干+甘++++ @机理： +tt+-++t++t Na ++++ ①局部 膜外：未兴奋区域→区域 +++++-土+ (3)兴奋传导（局部 电流 ++种 膜内：区域→ 区域 电流) ②传导形式： +++++++++++++++- ++ 兴奋传导方向 国传导方向： 区域 区域 032 2.传导特点 （1)神经纤维在离体条件下，受刺激时，兴奋在神经纤维上 传导。 (2)在反射弧中，兴奋在神经纤维上 传导。 )微思考 兴奋的产生和传导过程中K+外流和Na内流的跨膜运输方式是什么？说出你的判断依据。 》自我检测 1.神经元细胞膜外Na*的内流是形成静息电位的基础。 2.神经细胞对不同离子的通透性各不相同，可形成细胞膜内、外电位差。 3.未受刺激时，膜电位分布为外负内正。 ( ) 4.刺激离体的神经纤维中部，产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导。 ( 5.神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的传导方向相同。 6.兴奋部位的膜内外电位发生的变化是从外正内负变为外负内正。 ( 7.在完成反射活动的过程中，兴奋在神经纤维上的传导方向是双向的。 ) 8.动作电位产生时，神经细胞才有Na、K+出入细胞。 ( 合作探究能力提升 任务一：分析兴奋的产生和传导 ●情境解读 信息情景：下表为静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度。 细胞内浓度(mmol/L) 细胞外浓度(mmol/L) 细胞类型 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 下图为兴奋的产生和传导过程。 静息时 刺激 兴奋时 →兴奋传导 (静息电位) (动作电位) +C+共 刺激 刺激 业+w +++++ 未兴奋区兴奋区未兴奋坚 兴奋传导方向 ●合作探究 1.由表格可以得出神经细胞和肌肉细胞Na*、K*分布有何特点？此种离子分布有何意义？ ●033 2.静息时膜内外离子浓度差形成的原因是什么？ 3.动作电位产生的机理是什么？ 4.兴奋部位的电位表现为内正外负，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 之间会发生什么现象呢？ 5.在兴奋传导过程中膜内外电流方向一致吗？与兴奋传导方向有什么关系呢？ 6.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。这个问题是如何解决的呢？ ●典例剖析 例下列关于动作电位和静息电位的描述，不正确的是 A.动作电位与静息电位的变化过程中不仅仅只有Na内流或K+外流 B.兴奋时Na大量内流，需要转运蛋白的协助，不消耗能量 C.K+的大量外流是神经纤维形成静息电位的主要原因 D.不受刺激时，神经纤维膜内外没有电位差 》变式训练 1.如图为兴奋在神经纤维上传导的示意图，A、B、C为神经纤维上的三个区域。下列相关说法错误 的是 () A.缩手反射中，兴奋的传导方向是A→BC 子+-B -+++ B.图中B区Na的内流使膜外的Na浓度小于膜内的 C.兴奋在神经纤维上以局部电流的形式传导 9人+++ --++ D.B为兴奋部位，恢复为静息电位与K+外流有关 034 ●归纳提升 1.构建模型解读静息电位和动作电位的产生机制 (1)静息电位的产生： Na' Na Na Na 胞外 细胞膜 NaNa" 静息时，细胞膜主要对K有 Na-K 通透性，即K通道开放K外流， 膜电位表现为外正内负 胞内 Na KK通 Na' Na'K'Na"通道 K K K (2)动作电位的产生： Na'K Na'Na' Na' 烟胞膜K NaNa K'Na Na'Na" 受到刺激时，细胞膜对Na的通透性增加，Na内流，使 胞外 兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧，膜电位表现为 外负内正，与相邻部位产生电位差 Na NaNa KK通道 Na Na"K Na通道 K NaNa'-K泵消耗ATP,会把Na泵出细胞外，把K泵入细胞内 K K 以维持细胞内外Na、K的浓度差 2.膜电位变化曲线解读 !BC段动作电位的形成：a顺浓度梯度：C点动作电位年值：足量加内流至平衡，膜电位逆转外负内正；】 内流： 1ONa内流至平衡时，膜外Na浓度仍高于膜内； 1①通道蛋白参与，不消耗能量； @峰值大小与膜内外№浓度差(N内流数量与速奉)相关--- @先少量内流，继而大量内流 膜电位/mV 零电位：内外无电位差 ”- +35 C~D段静息电位的恢复：K顺 1A~B段静息电位：K顺浓度梯度外流→ 浓度梯度外流（协助扩散) 外正内负： ·①通道蛋白参与，不消耗能量： -70 y钠钾泵：O将此前内流的Na @K外流达到平衡时，膜内K浓度仍高 1泵出细胞，外流的K泵入细胞； 于膜外 时间/ms @消耗ATP的主动运输 3.几个易错提醒 (1)离体神经纤维上兴奋的传导是双向的，在生物体内反射过程中，神经纤维上的神经冲动只能 来自感受器，因此兴奋在神经纤维上的传导是单向的。 (2)静息电位形成之后，细胞内K+浓度仍然大于细胞外，动作电位形成之后，细胞外Na的浓度 仍然大于细胞内。 (3)静息状态时，膜内外存在电位差，表现为外正内负，不是零电位。 任务二：膜电位的影响因素和测量 ●情境解读 资料分析： 材料1：1942年，科学家Cole和Curtis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，静息电位为0；继续提高细胞外K+浓度会逆转静息电位。 材料2：1949年，霍奇金和卡茨用不含Na*的等渗透压的葡萄糖代替海水，在两分钟之内，动作电 位消失，而加含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。 材料3：枪鸟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N浓度时， 静息电位并不受影响，但动作电位的幅度会随着N浓度的降低而降低。 ●035 ●合作探究 1.决定静息电位和动作电位大小的离子分别是什么？ 2.试总结胞外Na+、K+浓度变化对静息电位和动作电位大小的影响。 3.如果要测定枪乌贼神经元的正常电位，应该在何种溶液中测定？ 4.如何能测量枪乌贼神经纤维的静息电位和动作电位的大小呢？请在右图刺数。6 ++++士 的实验装置中选择合适的实验位点连接微电极。 +++++ ●典例剖析 例将枪乌贼巨大轴突置于体内组织液的模拟环境中，下列分析错误的是 A.减小模拟环境中Na浓度，动作电位的峰值变小 B.电刺激枪乌贼巨大轴突，不一定会产生动作电位 C.若细胞膜对K+的通透性变大，静息电位的绝对值不变 D.增大模拟环境中K*的浓度，静息电位的绝对值变小 〉变式训练 2.将枪乌贼离体的神经纤维置于培养液（相当于细胞外）中来研究兴奋的传导。图中①②③④表示 神经纤维膜上的位点，阴影部分表示开始产生局部电流的区域。下列分析不正确的是() A.刺激①之后，膜内电流的方向与兴奋传导方向相同 ① B.若增加培养液中Na的浓度，电流计指针偏转幅度会增大 ③④② 神经纤维膜 C.刺激①之后，电流计的指针会发生两次相反方向的偏转 D.将Na+通道阻断剂作用于神经纤维，电流计的测量结果不变 036 ●归纳提升 膜电位的测量方法 测量方法 测量图解 测量结果 刺激后电表 刺毅 电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和 Λ指针发生 次偏转 外侧 0 时同s +++ 刺激 刺激后，电表指针发生 +两次方向相反的偏转 刺激 电表两极均置于神经纤维膜的外侧 时间/s 课堂达标 巩固训练 1.关于细胞内外K+、Na+和Clˉ的叙述，错误的 Na通道 是 UAW u0 A.Na+与神经细胞膜上兴奋传导有关 K通道 Na'Na B.Na+和Cl是形成哺乳动物血浆渗透压的 甲 乙 图2 主要物质 C.神经细胞静息电位形成的主要原因是K+ (1)当神经纤维未受到刺激时，其膜外的电位 外流 表现为 ,该电位的形成与图2中 D.人体血浆中K+的浓度比红细胞中的高 的 (填“甲”或“乙”)所代表的生 2.如图是某神经纤维动作电位的模式图，相关叙 述正确的是 ( 理变化对应，从离子变化的角度分析，该 +30 电位形成的基础是 阈电位 -55f d 票-70 静息电位 f 0 1 2 H100时间/ms (2)当神经纤维受到刺激时会产生动作电位， A.a、e两点电位形成的原因主要是K+外流 其膜电位变化会出现图1中的 B.b、d两，点膜内Na浓度相等 C.bc段Na通过主动运输进入细胞内 (填“③”或“⑤”)所示的变化，若降低神 D.刺激强度越大，c点的电位越大 经纤维外的Na浓度，则动作电位的幅度 3.图1为神经纤维受刺激后的膜电位变化图，图 会 (填“升高”或“降低”)。 2表示相应的生理变化，回答以下问题： 膜电位/mV (3)食用了含有物质L的食物后，物质L可与 02000 神经元上的Na通道结合，使其持续开 4④ 放，引发一系列中毒症状。为缓解物质 -10 5 0 3 所带来的中毒症状，可以研制 4 -5 的药物。 -60 ② ① 6 图1 037 课时小结 电信号 ←传导形式 兴奋在神经纤 传导特点)双句传导 静息电位←勺兴奋的产生 维上的传导 动作电位← 传导方向)兴奋部位未兴奋部位 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[5】 第2课时 兴奋在神经元之间的传递及滥用 兴奋剂、吸食毒品的危害 课标要求 核心素养 1.生命观念：运用结构与功能观，理解突触的结构与兴奋 1.阐明神经冲动在突触处的传递通常 在突触间的传递。 通过化学传递方式完成。 2.科学探究：通过反射孤中兴奋传导和传递特，点的分析， 2.说明滥用兴奋剂、吸食毒品的危害， 提升实验设计及对实验结果分析的能力。 自觉拒绝毒品并向他人宣传毒品的 3.社会责任：基于滥用兴奋剂和吸食毒品的危害，宣传毒 危害。 品的危害，自觉远离毒品。 必备知识自主梳理 一兴奋在神经元之间的传递 1.突触小体：神经元的 经过多次分枝，最后每个小枝末端 ,呈 叫作突触小体。 2.突触 (1)结构：包括 与 胞体 (2)类型 A.轴突一胞体型，表示为⊙⊙人。 轴突 B 型，表示为0〈0。 3.传递过程 突 ()兴奋到达突触前膜所在的神经元的 ,引起 移动并 释放 (2)神经递质通过 扩散到 附近 (3)神经递质与 结合，形成 (4)突触后膜的 发生变化，引发 0 神经递质被或泌是非条件反射，控制两种反射的神经中枢不同，因此两种 反射是通过不同的反射弧来完成的，D错误， 变式训练 2.A实验前，给大鼠听音乐不会引起饮水反射，音乐与饮水反 射无关，为无关刺激：实验后，音乐一出现，大鼠就有饮水反 射，这时，音乐已成为供水的信号，为条件刺激，A符合题意。 课堂达标巩固训练 1.C某人腰椎部位因受外伤造成右侧下肢运动障碍，但有感 觉，说明①感受器正常，②传人神经也正常，受伤部位是腰椎 部，下肢没有受伤，说明⑥效应器正常，但由于不能运动，所以 可能是④脊髓的低级神经中枢腹部侧或⑤传出神经受伤，C 符合题意。 2.C“闻声识人”是条件反射，大脑皮层参与了“闻声识人”的 形成过程，A错误：条件反射使机体具有更强的灵活性和预见 性，B错误：声音和人反复对应可促进相关的神经元之间形成 新的联系，C正确；吃到很甜的梅子后，看到梅子不再流涎是 因为形成了一个新的反射，D错误。 3.(1)112345 (2)胞体传导 (3)吃梅时分泌唾液 (4)否是否 【解析】(1)图中能接受刺激并产生神经冲动的结构是1感 受器。缩手反射的神经冲动传导途径是：1感受器→2传入神 经一3神经中枢4传出神经5效应器。(2)图中A是中枢 神经系统中神经元胞体集中出现的部位，色泽灰暗，称为灰 质，B是神经纤维集中的部位，色泽亮白，称为白质，主要起传 导功能。(3)缩手反射和吃梅分泌唾液的神经中枢在脊髓灰 质内，不需要大脑皮层的参与，因此这两个反射属于非条件反 射。而看梅、谈梅时都能分泌唾液，是条件反射。(4)反射必 须通过反射弧来完成，缺少任何一个环节，反射活动都不能完 成，如果4传出神经受损，刺激1感受器处，5效应器接受不到 传出神经传来的神经冲动，不会有反应：但是1感受器产生的 神经冲动能通过传入神经传到脊髓内的神经中枢，再经过脊 髓的白质能上行传到大脑皮层，形成感觉，所以人能感觉到疼 痛：如果2传入神经受损，刺激1感受器处，感受器产生的神 经冲动不能通过传入神经传到脊髓内的神经中枢，也就无法 传到大脑皮层，人就不能感觉到疼痛。 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 必备知识自主梳理 一、1.电信号电信号 2.(1)丙相等(2)乙→丙→甲→丙(3)电信号神经 冲动 二、1.(1)内负外正K外流(2)内正外负Na内流 (3)兴奋兴奋未兴奋电信号兴奋未兴奋 2.(1)双向（2)单向 微思考 提示：协助扩散。K+主要分布于细胞内，N阳+主要分布于细胞 外，K+外流和N:+内流均为顺浓度梯度进行的，且需要转运 蛋白的协助。 2 自我检测 1.×神经元细胞膜内K+的外流是形成静息电位的基础，Na 的内流是形成动作电位的基础。 2.V 3.×未受刺激时，膜电位为外正内负，兴奋时变为外负内正。 4.V5.V6.V 7.×在完成反射时，兴奋只能来自感受器，因此在神经纤维上 的传导方向是单向的。 8.×静息电位产生时神经细胞有K+的外流。 合作探究能力提升 任务一 合作探究 1.提示：神经细胞和肌肉细胞膜外的Na+浓度比膜内要高，K 浓度比膜内低。膜内外钠钾离子的不均衡分布是兴奋产生和 传导的基础。 2.提示：静息时，细胞膜主要对K+有通透性，即K+通道开放， K+外流，膜电位表现为内负外正。 3.提示：受到刺激时，细胞膜对Nat的通透性增加，Na内流，使 兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧，膜电位表现为内正 外负。 4.提示：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。 5.提示：不一致。膜外电流从未兴奋部位传导到兴奋部位，与兴 奋传导方向相反：膜内电流从兴奋部位传导到未兴奋部位，与 兴奋传导方向相同。 6.提示：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。 典例剖析 例：D动作电位与静息电位的变化过程中不仅仅只有Na内 流或K外流，还有其他物质进出细胞，以及Na-K+泵主动 运输吸收钾离子排出钠离子，A正确；兴奋时Na大量内流， 产生动作电位，此时需要转运蛋白的协助，不消耗能量，该过 程钠离子进入细胞的方式为协助扩散，B正确：神经纤维形 成静息电位的主要原因是钾离子通道打开，钾离子外流，故 K+的大量外流是神经纤维形成静息电位的主要原因，该过 程中钾离子是通过协助扩散进行的，不需要消耗能量，C正 确：不受刺激时，神经纤维膜内外具有电位差，即表现为外正 内负的静息电位，D错误。 变式训练 1.B缩手反射中，兴奋单向传导，其传导方向为（由胞体向轴 突)A→BC,A正确：图中B区Na的内流属于协助扩散，膜 外的Na浓度大于膜内，B错误；兴奋在神经纤维上以局部电 流的形式传导，C正确：B点电位呈现外负内正，为兴奋部位， 恢复为静息电位与K+外流有关，D正确。 任务二 合作探究 1.提示：细胞外溶液中K+浓度、细胞外溶液中Na浓度。 84 2.提示：细胞外液中Na、K浓度改变对电位的影响 项目 静息电位 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.提示：钠钾离子浓度与内环境相同的环境中进行。 4.提示：选择b、c两，点作为实验位，点连接微电极，如图所示，未 刺激前所测为静息电位，刺激后所测为动作电位。 刺激 b +++++ 典例剖析 例：C减小模拟环境中Na的浓度，导致Na的内流减少，进而 引起动作电位的峰值变小，A正确；电刺激枪乌贼巨大轴突， 当刺激达到一定强度时才会产生动作电位，B正确：若细胞 膜对K+的通透性变大，则K+外流增多，静息电位的绝对值 会变大，C错误；增大模拟环境中K+的浓度，K*外流受阻， 静息电位的绝对值变小，D正确。 变式训练 2.D刺激①之后，膜内局部电流的方向与兴奋传导方向相同， 膜外电流的方向与兴奋传导方向相反，A正确；动作电位是由 Na内流引起的，增加培养液中Na的浓度，刺激后会导致内 流的Na*增加，所以电流计指针偏转幅度会增大，B正确；刺 激①之后，兴奋先传导到②，后传导到③，所以电流计会先向 右偏转再向左偏转，各1次，C正确：将Na+通道阻断剂作用 于神经纤维，则a+内流减少，产生的动作电位变小，所以电 流计的测量结果发生改变，D错误。 课堂达标巩固训练 1.DNa与神经细胞膜上兴奋传导有关，Na*内流会产生兴 奋，A正确；Na+和Cl~是形成哺乳动物血浆渗透压的主要物 质，B正确：神经细胞静息电位形成的主要原因是K外流，该 过程K+的运输为协助扩散，不消耗能量，C正确；人体血浆中 K浓度比红细胞中低，D错误。 2.Aa点为维持静息电位，e点为恢复静息电位，静息电位的产 生和维持是由于K+通道开放，K+外流，A正确；bC段动作电 位产生的主要原因是细胞膜上的Na通道开放，Na内流造 成，cd段是动作电位恢复到静息电位的过程，该过程中Na+通 道多处于关闭状态，K通道开放，K+外流，因此b、d两点膜内 Na浓度不相等，B错误；bc段动作电位产生的主要原因是细 胞膜上的Na通道开放，Na内流造成的，方式为协助扩散，C 错误：动作电位大小与膜内外钠离子浓度差有关，而与刺激的 强度无关，D错误。 3.(1)正甲神经细胞膜外Na明显高于膜内，K+浓度低于 膜内，静息时主要对K有通透性 (2)③降低 (3)抑制Na通道开放 【解析】(1)神经纤维未受到刺激时，表现为外正内负的静 息电位，由钾离子外流维持。该电位的形成与图2中的甲所 2 代表的生理变化对应，该电位形成的基础是神经细胞膜外 Na明显高于膜内，K+浓度低于膜内，静息时主要对K+有通 透性。(2)图1中，③表示由Na内流（经Na+通道的协助扩 散)引起的动作电位的产生过程，其峰值取决于Na·内流的 量，若降低胞外Na+浓度，细胞内外Na+浓度差减小，Na+内 流的量减少，导致幅度降低。(3)阻遏或抑制Na通道开放的 药物可使物质L无法发挥作用。 第2课时兴奋在神经元之间的传递及滥用 兴奋剂、吸食毒品的危害 必备知识自主梳理 一、1.轴突末梢膨大杯状或球状 2.(1)突触前膜突触间隙突触后膜(2)轴突一树突 3.(1)轴突末梢突触小泡突触前膜神经递质(2)突 触间隙突触后膜的受体(3)突触后膜上的受体递 质一受体复合物(4)离子通道电位变化(5)降解 回收 4.(1)突触小泡突触前膜突触后膜(2)化学信号 教材隐性知识 细胞间信息交流运输 微思考 1.提示：突触的数量。 2.提示：高尔基体和线粒体。 二、1.往往是突触 2.(1)神经递质(2)受体(3)神经递质 3.(1)中枢神经系统(2)瘾癖 4.(1)预防禁种、禁制、禁贩、禁吸(2)兴奋剂吸食 毒品 自我检测 1.V 2.×突触的结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。 3.V 4.×神经递质以扩散的方式通过突触间隙，不需要消耗能量。 5./ 6.×神经递质有兴奋性和抑制性两种，其作用于突触后膜会 使下一个神经元兴奋或抑制。 7.V 8.×有些兴奋剂就是毒品，会严重影响人体健康。 合作探究能力提升 任务一 合作探究 1.提示：当神经冲动沿着轴突传导至轴突末梢时，突触前膜对 Ca2+的通透性会增加，大量的Ca2+进入突触小体内，Ca2+会 促进突触小泡向突触前膜靠近，以胞吐的方式将其中神经递 质释放到突触间隙中。能量来自细胞质基质和线粒体。 2.提示：扩散，不需要能量。 3.提示：受体的化学本质是糖蛋白。该神经递质与其受体结合 后，导致Na通道打开，Na内流进入细胞使突触后膜兴奋。 4.提示：扩大了突触后膜的面积，有利于神经递质作用。 5.(1)提示：图1神经递质作用于突触后膜使下一个神经元产生 兴奋，图2神经递质作用于突触后膜使下一个神经元产生 抑制。 (2)提示：使突触后神经元持续兴奋或受到持续抑制： 35