2019-2020学年高中生物第1单元第3章第1节神经冲动的产生和传导教案中图版必修

第一节神经冲动的产生和传导

1．理解膜电位产生的机理。

2．掌握动作电位的传导机理和特点。(重点)

1．生物电的发现

(1)1786年，伽伐尼发现，若电击刚解剖出来的蛙坐骨神经—腓肠肌标本，肌肉会收缩。

(2)伏打得知以上结果后多次重复该实验。

(3)英国剑桥大学的霍奇金和他的同事们，利用枪乌贼巨大神经纤维为材料，成功地测量了单个细胞膜内外的电位差及其变化，证明了生物电存在的事实。这种存在于细胞膜内外的电位差，称为膜电位。

2．膜电位的产生

(1)产生原因

细胞膜内外的离子浓度不同，以及离子的跨膜运输。

(2)静息电位的产生

当神经细胞处于静息状态时，K＋通道开放(Na＋通道关闭)，这时K＋会从浓度高的膜内向浓度低的膜外运动，使膜外带正电，膜内带负电。膜外正电的产生阻止了膜内K＋的继续外流，使膜电位不再发生变化，产生静息电位。

(3)动作电位的产生

当神经细胞受到刺激后，Na＋通道会立即开放，Na＋大量涌入细胞内，使细胞处于膜内带正电、膜外相对带负电的兴奋状态，此时的电位为动作电位。

[合作探讨]

探讨1：“蛙腿论战”给了我们什么启示？

【提示】科学研究时要善于质疑，要勇于探索。

探讨2：将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液(S)中，可测得静息电位。给予细胞一个适宜的刺激，膜两侧出现一个暂时性的电位变化，这种膜电位变化称为动作电位。适当降低溶液S中的Na＋浓度，测量该细胞的静息电位和动作电位，是否可观察到静息电位和动作电位的变化？

【提示】静息电位值不变，动作电位峰值降低。

[归纳总结]

1．静息电位与动作电位的比较

2．神经纤维上膜电位变化曲线解读

离体神经纤维某一部位受到适当刺激时，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。如图表示该部位受刺激前后，膜两侧电位差的变化。详细分析如下：

(1)a 点——静息电位，外正内负，此时细胞膜主要对K ＋有通透性； (2)b 点——零电位，动作电位形成过程中，细胞膜对Na ＋的通透性增强； (3)bc 段——动作电位，细胞膜对Na ＋继续保持通透性强度； (4)cd 段——静息电位恢复； (5)de 段——静息电位。

1．神经细胞在静息时具有静息电位，受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位，这两种电位可通过仪器测量。A 、B 、C 、D 均为测量神经纤维静息电位示意图，正确的是( )

【解析】 静息状态下，神经纤维膜内带负电，膜外带正电，A 项的一极在膜内，另一

极在膜外，会产生电位差，形成电流，电流计偏转。B、C、D三项的两极同时在膜内或同时在膜外，测不到静息电位。

【答案】 A

2．用新鲜的保持生物活性的青蛙坐骨神经—腓肠肌标本进行下列实验，观察不到肌肉收缩的是( )

【解析】用同种金属构成回路时，无法形成金属电流，肌肉不收缩。

【答案】 A

3．在离体实验条件下单条神经纤维的动作电位示意图如下。下列叙述正确的是( )

【导学号：07950017】

A．a～b段的Na＋内流是需要消耗能量的

B．b～c段的Na＋外流是需要消耗能量的

C．c～d段的K＋外流是不需要消耗能量的

D．d～e段的K＋内流是需要消耗能量的

【解析】在神经纤维膜上有钠离子通道和钾离子通道。当神经纤维某处受到刺激时会使钠离子通道开放，于是膜外钠离子在短期内大量流入膜内(顺浓度梯度运输，不消耗能量)，造成了内正外负的反极化现象(a～c段)。但在很短的时期内钠离子通道又重新关闭，钾离子通道随即开放，钾离子又很快流出膜外(顺浓度梯度运输，不消耗能量)，使得膜电位又恢复到原来的外正内负的状态(c～e段)。故C项正确。

【答案】 C

1．神经冲动的传导：细胞的动作电位一旦产生，就会向该细胞的其他部位不衰减地传送或扩展。

2．传导的过程

膜内，兴奋区的正电荷向邻近的静息区流动；膜外，电流流动方向与膜内方向相反。两者共同作用，使静息区的膜电位上升而产生动作电位。

3．一般特征：生理完整性、双向传导、非递减性传导、绝缘性、相对不疲劳性。

[合作探讨]

探讨1：观察以下图示，思考有关问题：

(1)兴奋传导方向与局部电流的方向有何关系？

提示：兴奋传导方向与膜内局部电流方向一致，与膜外局部电流方向相反。

(2)电位形成时，K＋外流与Na＋内流是否消耗能量？

提示：不消耗。

探讨2：若测量该神经纤维上的静息电位和动作电位，电流计的两极应怎样连接？电流计如何偏转？

提示：静息电位和动作电位的测量

①测静息电位：灵敏电流计一极与神经纤维膜外侧连接，另一极与膜内侧连接(如图甲)，只观察到指针发生一次偏转。

②测动作电位：灵敏电流计都连接在神经纤维膜外(或内)侧(如图乙)，可观察到指针发生两次方向相反的偏转。

[归纳总结]

1．动作电位传导的过程

2．兴奋在神经纤维上的传导方向与局部电流方向的关系

(1)在膜外，局部电流的方向与兴奋传导方向相反。

(2)在膜内，局部电流的方向与兴奋传导方向相同。

3．兴奋在神经纤维上传导与电表指针偏转问题分析：

(1)刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋，电表指针发生两次方向相反的偏转。

(2)刺激c点(bc＝cd)，b点和d点同时兴奋，电表指针不发生偏转。

1．如图是神经元受到刺激后产生的电位变化图。据下图可判断下列说法错误的( )

A．神经纤维兴奋部位和未兴奋部位由于电位差的存在形成局部电流

B．刺激形成的兴奋部位电位变化是由于钾离子内流引起的

C．膜内电流的方向与兴奋传导的方向相同

D．兴奋传导过后又会恢复到静息电位

【解析】在神经纤维受刺激后，神经纤维膜对钠离子通透性增加，使得刺激点处膜两侧的电位表现为内正外负，该部位与相邻部位产生电位差而发生电荷移动，形成局部电流，A正确；刺激形成的兴奋部位电位变化是由于钠离子内流引起的，B错误；膜内电流的方向与兴奋传导的方向相同，而膜外电流的方向与兴奋传导的方向相反，C正确；兴奋传导过后，膜电位又变成外正内负，即又会恢复到静息电位，D正确。

【答案】 B

2．如图所示，当神经冲动在轴突上传导时，下列叙述错误的是( )