2024-2025學(xué)年新教材高中生物第2章神經(jīng)調(diào)節(jié)第3節(jié)第1課時(shí)興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)課件新人教版選擇性必修1

第2章神經(jīng)調(diào)節(jié)第3節(jié)第1課時(shí)興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.闡明靜息電位和動(dòng)作電位產(chǎn)生的機(jī)制。2.闡述興奮在神經(jīng)纖維上的產(chǎn)生及傳導(dǎo)機(jī)制,用穩(wěn)態(tài)與平衡觀認(rèn)識(shí)興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)?；A(chǔ)知識(shí)?落實(shí)1.神經(jīng)表面電位差的實(shí)驗(yàn)

神經(jīng)表面電位差的實(shí)驗(yàn)示意圖項(xiàng)目圖示分析指針偏轉(zhuǎn)情況結(jié)論靜息時(shí)圖1:a處、b處膜外都是正電位不偏轉(zhuǎn)神經(jīng)表面各處電位①

左側(cè)一端給予適宜強(qiáng)度刺激圖2:a處膜外變?yōu)棰?/p>

電位,b處膜外仍為③

電位

偏轉(zhuǎn)興奮是以⑥

(又叫神經(jīng)沖動(dòng)、局部電流)的形式沿著神經(jīng)纖維傳導(dǎo)的

圖3:a處膜外恢復(fù)④

電位,b處膜外變?yōu)棰?/p>

電位

偏轉(zhuǎn)

兩次偏轉(zhuǎn)方向相反圖4:a處膜外為正電位,b處膜外也恢復(fù)正電位不偏轉(zhuǎn)相等負(fù)正正負(fù)電信號(hào)2.興奮傳導(dǎo)的機(jī)制和過(guò)程

K+外流內(nèi)負(fù)外正內(nèi)正外負(fù)內(nèi)負(fù)外正內(nèi)正外負(fù)【名師點(diǎn)撥】

靜息電位和動(dòng)作電位的比較

項(xiàng)目產(chǎn)生基礎(chǔ)產(chǎn)生機(jī)理膜電位表現(xiàn)靜息電位膜內(nèi)外K+分布不均勻;靜息時(shí),膜主要對(duì)K+有通透性K+外流(運(yùn)輸方式:協(xié)助擴(kuò)散)內(nèi)負(fù)外正動(dòng)作電位膜內(nèi)外Na+分布不均勻;受刺激時(shí),膜對(duì)Na+的通透性增加Na+內(nèi)流(運(yùn)輸方式:協(xié)助擴(kuò)散)內(nèi)正外負(fù)結(jié)論語(yǔ)句辨一辨(1)產(chǎn)生和維持神經(jīng)細(xì)胞靜息電位主要與K+有關(guān)。(

)(2)動(dòng)作電位形成過(guò)程中,Na+內(nèi)流的方式是主動(dòng)運(yùn)輸。(

)(3)刺激離體的神經(jīng)纖維中部,產(chǎn)生的興奮沿神經(jīng)纖維向兩側(cè)傳導(dǎo)。(

)(4)神經(jīng)纖維上興奮的傳導(dǎo)方向與膜內(nèi)局部電流的方向相同。(

)(5)在完成反射活動(dòng)的過(guò)程中,興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)方向是雙向的。(

)√×√√×情境探究?提升槍烏賊的神經(jīng)元是研究神經(jīng)興奮的好材料。研究表明,當(dāng)改變神經(jīng)元軸突外Na+濃度時(shí),靜息電位并不受影響,但動(dòng)作電位的幅度會(huì)隨著Na+濃度的降低而降低。1.如果要測(cè)定槍烏賊神經(jīng)元的正常電位,應(yīng)該在

中測(cè)定,原因是

。

海水槍烏賊生活在海水中,體液滲透壓和海水接近2.如何測(cè)量槍烏賊神經(jīng)纖維的靜息電位和動(dòng)作電位的大小呢?請(qǐng)?jiān)谙聢D的實(shí)驗(yàn)裝置中選擇合適的實(shí)驗(yàn)位點(diǎn)連接微電極。提示

測(cè)量靜息電位:電表的兩個(gè)電極一個(gè)接在a(b)處,一個(gè)接在c處,不給予刺激。測(cè)量動(dòng)作電位:電表的兩個(gè)電極分別連接a、b處,給予刺激。3.下圖為槍烏賊的離體神經(jīng)纖維上興奮的產(chǎn)生與傳導(dǎo)示意圖。

興奮傳導(dǎo)示意圖(1)圖中膜內(nèi)、外都會(huì)形成局部電流,膜內(nèi)的電流方向?yàn)?/p>

,膜外的電流方向?yàn)?/p>

。(用字母和箭頭表示)

(2)在此情況下興奮傳導(dǎo)的方向?yàn)?/p>

(用字母和箭頭表示)。

(3)根據(jù)(1)和(2)分析,興奮傳導(dǎo)的方向與

電流方向一致。在離體神經(jīng)纖維上,興奮傳導(dǎo)的特點(diǎn)為

。

(4)若降低外界溶液中Na+的濃度,則測(cè)得的動(dòng)作電位的峰值將

。若將槍烏賊的神經(jīng)纖維放入一定濃度的KCl溶液中,并給予適當(dāng)強(qiáng)度的刺激,神經(jīng)纖維

(填“能”或“不能”)產(chǎn)生興奮,原因是

。a←b→ca→b←ca←b→c膜內(nèi)局部雙向傳導(dǎo)減小不能動(dòng)作電位產(chǎn)生的機(jī)理是Na+內(nèi)流,外界溶液中沒(méi)有Na+,無(wú)法產(chǎn)生動(dòng)作電位方法歸納?拓展1.興奮在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)的特點(diǎn)(1)在離體神經(jīng)纖維上,興奮的傳導(dǎo)是雙向的,即刺激神經(jīng)纖維中除端點(diǎn)外的任何一點(diǎn),興奮沿神經(jīng)纖維向兩端同時(shí)傳導(dǎo)。(2)在生物體內(nèi)產(chǎn)生反射的過(guò)程中,神經(jīng)纖維上的神經(jīng)沖動(dòng)只能來(lái)自感受器,因此在生物體內(nèi)反射弧上,興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是單向的。2.細(xì)胞外液中Na+、K+濃度改變對(duì)電位的影響

項(xiàng)目靜息電位絕對(duì)值動(dòng)作電位峰值細(xì)胞外Na+濃度增加不變?cè)龃蠹?xì)胞外Na+濃度降低不變變小細(xì)胞外K+濃度增加變小不變細(xì)胞外K+濃度降低增大不變3.膜電位的測(cè)量方法

對(duì)點(diǎn)應(yīng)用?突破突破點(diǎn)1

興奮在神經(jīng)纖維上的產(chǎn)生和傳導(dǎo)1.如圖是興奮在神經(jīng)纖維上產(chǎn)生和傳導(dǎo)的示意圖。下列說(shuō)法與圖示相符的是(

)A.圖中興奮部位是aB.圖中弧線最可能表示興奮傳導(dǎo)方向C.圖中興奮傳導(dǎo)的方向是c→a→bD.興奮傳導(dǎo)的方向與膜內(nèi)電流方向相反A解析

興奮部位的電位表現(xiàn)為內(nèi)正外負(fù),圖中興奮部位是a,A項(xiàng)符合題意;正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?圖中弧線最可能表示局部電流方向,B項(xiàng)不符合題意;興奮的傳導(dǎo)方向與膜內(nèi)電流方向一致,因此圖中興奮傳導(dǎo)的方向?yàn)閏←a→b,C、D兩項(xiàng)不符合題意。突破點(diǎn)2

膜電位的測(cè)量2.將電表的兩個(gè)電極分別放置在神經(jīng)纖維膜外的a、c兩點(diǎn),c點(diǎn)所在部位的膜已被損傷,其余部位均正常。下圖是刺激前后的電位變化,以下說(shuō)法不正確的是(

)圖中黑色區(qū)域?yàn)榕d奮部位,灰色區(qū)域?yàn)楸粨p傷部位A.興奮的產(chǎn)生與膜對(duì)Na+的通透性改變有關(guān)B.被損傷部位c點(diǎn)的膜外電位為負(fù)電位C.結(jié)果表明興奮在神經(jīng)纖維上以電信號(hào)形式傳導(dǎo)D.興奮傳到b點(diǎn)時(shí)電表的指針將向左側(cè)偏轉(zhuǎn)D解析

神經(jīng)纖維某一部位受刺激時(shí),細(xì)胞膜對(duì)Na+的通透性增加,Na+內(nèi)流而產(chǎn)生興奮,膜兩側(cè)的電位表現(xiàn)為內(nèi)正外負(fù),A項(xiàng)正確;神經(jīng)纖維未受刺激時(shí)膜外為正電位,但從圖中可以看出,將電表的兩個(gè)電極分別放置在神經(jīng)纖維膜外的a、c兩點(diǎn),指針向右側(cè)偏轉(zhuǎn),由此推測(cè)被損傷部位c點(diǎn)的膜外電位為負(fù)電位,B項(xiàng)正確;根據(jù)刺激前后電表指針的偏轉(zhuǎn)情況可推測(cè)興奮在神經(jīng)纖維上以電信號(hào)形式傳導(dǎo),C項(xiàng)正確;在a點(diǎn)左側(cè)給予刺激,當(dāng)興奮傳到b點(diǎn)時(shí),a點(diǎn)膜外又恢復(fù)為正電位,電表的指針將向右側(cè)偏轉(zhuǎn),D項(xiàng)錯(cuò)誤。綜合情境探究情境探究?提升動(dòng)作電位的產(chǎn)生過(guò)程:神經(jīng)纖維在安靜狀態(tài)時(shí),其膜的靜息電位約為-70

mV。當(dāng)它們受到一次閾刺激(或閾上刺激)時(shí),膜內(nèi)原來(lái)存在的負(fù)電位將迅速消失,并進(jìn)而變成正電位,即膜內(nèi)電位由原來(lái)的-70

mV變?yōu)?30

mV的水平,由原來(lái)的內(nèi)負(fù)外正變?yōu)閮?nèi)正外負(fù)。這樣整個(gè)膜內(nèi)外電位變化的幅度約為100

mV,構(gòu)成了動(dòng)作電位的上升支。但是,由刺激引起的這種膜內(nèi)外電位的倒轉(zhuǎn)只是暫時(shí)的,很快就出現(xiàn)了膜內(nèi)電位的下降,由正值的減小發(fā)展到膜內(nèi)出現(xiàn)刺激前原有的負(fù)電位狀態(tài),這就構(gòu)成了動(dòng)作電位的下降支。如下圖所示。1.靜息電位的形成機(jī)制:A點(diǎn)是靜息電位,K+通道開(kāi)放,此時(shí)K+

梯度外流(協(xié)助擴(kuò)散),膜電位表現(xiàn)為內(nèi)負(fù)外正。靜息電位時(shí)細(xì)胞膜內(nèi)外的離子分布特點(diǎn):K+外流達(dá)到平衡時(shí),膜內(nèi)K+濃度仍

于膜外。

2.動(dòng)作電位的形成機(jī)制:AC段代表動(dòng)作電位的形成過(guò)程,Na+通道開(kāi)放,Na+先少量?jī)?nèi)流,繼而大量?jī)?nèi)流至平衡,膜電位發(fā)生逆轉(zhuǎn),由內(nèi)負(fù)外正變?yōu)閮?nèi)正外負(fù),

點(diǎn)為動(dòng)作電位峰值。

動(dòng)作電位時(shí)細(xì)胞膜內(nèi)外的離子分布特點(diǎn):Na+內(nèi)流至平衡時(shí),膜外Na+濃度仍

于膜內(nèi);峰值大小與膜內(nèi)外

呈正相關(guān)。順濃度高C高Na+濃度差(Na+內(nèi)流數(shù)量與速率)3.圖中B、D兩點(diǎn)代表

。

4.靜息電位的恢復(fù):

段是靜息電位的恢復(fù)階段,

順濃度梯度外流(協(xié)助擴(kuò)散)。

5.E點(diǎn)之后細(xì)胞膜兩側(cè)的Na+、K+的運(yùn)輸方向和特點(diǎn):細(xì)胞利用鈉鉀泵,通過(guò)

運(yùn)輸,將此前內(nèi)流的

泵出細(xì)胞,外流的

泵入細(xì)胞,維持

的狀態(tài)。

【學(xué)霸提示】

靜息電位≠零電位靜息電位時(shí),膜外的陽(yáng)離子濃度高于膜內(nèi),內(nèi)外存在電位差,不是零電位,用電表測(cè)量時(shí)一般表現(xiàn)為負(fù)電位。此時(shí)細(xì)胞膜內(nèi)外無(wú)電位差CEK+主動(dòng)Na+K+Na+濃度外高內(nèi)低,K+濃度外低內(nèi)高對(duì)點(diǎn)應(yīng)用?突破3.如圖是某神經(jīng)纖維動(dòng)作電位的模式圖,下列敘述不正確的是(

)A.BC段Na+通過(guò)離子通道大量?jī)?nèi)流不消耗能量B.用麻醉藥物阻遏K+通道,從C到D時(shí)間延長(zhǎng)C.據(jù)圖可知?jiǎng)幼麟娢坏拇笮?0mV,靜息電位的絕對(duì)值大小為70mVD.K+的內(nèi)流是神經(jīng)纖維形成靜息電位的主要原因D解析

BC段Na+通道打開(kāi),Na+大量?jī)?nèi)流,屬于協(xié)助擴(kuò)散,不消耗能量,形成了內(nèi)正外負(fù)的動(dòng)作電位,A項(xiàng)正確;用麻醉藥物阻遏K+通道,K+外流恢復(fù)靜息電位的時(shí)間延長(zhǎng),故從C到D時(shí)間延長(zhǎng),B項(xiàng)正確;據(jù)曲線圖可知?jiǎng)幼麟娢坏拇笮?30

mV,靜息電位的大小為-70

mV,即絕對(duì)值大小為70

mV,C項(xiàng)正確;K+的外流是神經(jīng)纖維形成靜息電位的主要原因,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.將槍烏賊巨大軸突置于體內(nèi)組織液的模擬環(huán)境中,下列分析錯(cuò)誤的是(

)A.增大模擬環(huán)境中K+濃度,靜息電位的絕對(duì)值變小B.增大模擬環(huán)境中Na+濃度,達(dá)到動(dòng)作電位峰值所需時(shí)間變短C.減小模擬環(huán)境中Na+濃度,動(dòng)作電位的峰值變小D.減小模擬環(huán)境中K+濃度,靜息電位的絕對(duì)值變小D解析

靜息電位是由K+外流造成的,增大模擬環(huán)境中K+濃度,K+外流減少,導(dǎo)致靜息電位的絕對(duì)值變小,A項(xiàng)正確;Na+內(nèi)流造成膜兩側(cè)的電位表現(xiàn)為內(nèi)正外負(fù),所以增大模擬環(huán)境中Na+濃度,細(xì)胞內(nèi)外的Na+濃度差變大,刺激引發(fā)動(dòng)作電位所需時(shí)間變短,B項(xiàng)正確;受刺激后Na+內(nèi)流,造成膜兩側(cè)的電位表現(xiàn)為內(nèi)正外負(fù),減小模擬環(huán)境中Na+濃度,細(xì)胞內(nèi)外濃度差變小