浙科版高中生物选择性必修1第二章神经调节第二节第1课时动作电位的产生和神经冲动的传导(课件+学案)

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浙科版高中生物选择性必修1第二章神经调节第二节第1课时动作电位的产生和神经冲动的传导(课件+学案)

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第二节 神经冲动的产生和传导
第1课时 动作电位的产生和神经冲动的传导
[课标要求]
阐明神经细胞膜内外在静息状态具有电位差,受到外界刺激后形成动作电位,并沿神经纤维传导。
考点一
考点一 环境刺激使得神经细胞产生动作电位
1.动作电位的产生
电势差
正电位
负电位
正电位
负电位 
外正内负
2.动作电位产生的原因
(1)静息膜电位产生的原因
①细胞内的有机负离子如蛋白质为大分子,这些大分子__________透过细胞膜到细胞外。
②细胞膜上存在____________,每消耗1个ATP分子,逆着浓度梯度,从细胞内泵出3个钠离子,但只从膜外泵入2个钾离子。
③神经细胞膜在静息时对钾离子的通透性____________,膜内的钾离子顺着浓度梯度扩散到细胞外,但对钠离子的通透性__________,膜外的钠离子很难扩散进来。
不能
Na+—K+泵


钠通道
升高
钠通道
钾通道

(1)产生和维持神经细胞静息电位主要与K+有关。(  )
(2)动作电位形成过程中Na+内流的方式是主动转运。(  )
动作电位形成过程中Na+内流的方式是易化扩散。
(3)神经纤维膜上存在离子通道。(  )
×

[探究] 探究静息电位和动作电位的产生原因
资料1:神经细胞内外部分离子浓度。
组分 细胞内浓度/(mmol/L) 细胞外浓度/(mmol/L)
Na+ 5~15 145
K+ 140 5
Cl- 5~15 110
资料2:1942年,美国科学家发现当细胞外K+浓度提高时,静息电位减小;当细胞外K+浓度等于细胞内K+浓度时,静息电位为0;继续提高细胞外K+浓度会逆转静息电位。
资料3:1949年,科学家用不含Na+的等渗透压的右旋糖代替海水,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。
资料4:1951年和1950年剑桥大学和哥伦比亚大学的科学家分别用同位素(42K、24Na)验证了K+和Na+的分布,并证明动作电位时Na+内流。
(1)据资料1、2可知:静息电位形成的原因是______向膜______(填“内”或“外”)跨膜运输,跨膜运输的方式是__________。
(2)据资料1、3、4可知:动作电位形成的原因是______向膜______(填“内”或“外”)跨膜运输,跨膜运输的方式是___________。
K+

易化扩散
Na+

易化扩散
1.静息电位的产生机制
2.动作电位的产生机制

1.下列关于静息电位和动作电位的叙述,错误的是 (  )
A.细胞外液中的Na+浓度会影响动作电位的形成
B.神经元膜内K+的外流是形成静息电位的基础
C.当处于静息电位时,细胞膜两侧的电位表现为外负内正
D.动作电位形成的过程中,Na+内流不消耗能量
解析:Na+内流形成动作电位,因此细胞外液中的Na+浓度会影响动作电位的形成,A正确;神经元膜内K+的外流是形成静息电位的基础,B正确;当处于静息电位时,细胞膜两侧的电位表现为外正内负,C错误;Na+内流的方式为易化扩散,不消耗能量,D正确。

2.(2025·强基联盟高二联考)膜电位去极化达到某一临界值(负值)时,引发某种离子通道大量开放而产生动作电位,膜电位的这一临界值就是阈电位。下列叙述正确的是(  )
A.神经纤维膜电位达到阈电位时K+通道大量开放
B.神经纤维的阈电位绝对值较大更容易引发动作电位
C.神经纤维的静息电位绝对值较大更容易引发动作电位
D.神经纤维的阈电位绝对值大小主要取决于Na+内流量
解析:神经纤维膜电位达到阈电位时Na+通道大量开放,A错误;神经纤维的阈电位绝对值较大,Na+内流较少就可达到阈电位,从而更容易引发动作电位,B正确;神经纤维的静息电位绝对值较大,需要更多的Na+内流才能达到阈电位,因此更难引发动作电位,C错误;神经纤维的阈电位为神经细胞的基本属性,与离子无关,D错误。
考点二
考点二 冲动在神经纤维上以电信号的形式传导
1.动作电位的传导过程
刺激

神经纤维膜电位为____________的静息电位(极化状态)

受刺激部位膜电位变为____________(反极化状态)

与邻近未受刺激的部位(极化状态)之间形成__________________

局部电流刺激没有去极化的细胞膜,使之去极化,形成____________

不断以局部电流(电信号)向前传导,将动作电位传播出去
外正内负
内正外负
局部电流
动作电位
2.动作电位的传导特点
(1)动作电位沿着神经纤维传导时,其电位变化总是一样的,不会随传导距离的增加而衰减。
(2)各神经纤维之间具有绝缘性。
×
(1)兴奋沿神经纤维传导时,细胞膜内Na+大量外流。(  )
兴奋沿神经纤维传导时,细胞膜外Na+大量内流。
(2)一根神经纤维传导神经冲动时会影响其他神经纤维。(  )
各神经纤维之间具有绝缘性。
(3)神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相反。(  )
神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相同。
(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。(  )
×
×

[探究] 图甲表示某离体神经纤维局部放大后膜内外电荷的分布情况。图乙表示膜电位变化规律。

(1)图甲中②为刺激点,该处膜电位发生的变化是______________________。
由外正内负变为外负内正
(2)分段分析图乙中电位变化情况:
①A点时,神经细胞的膜电位为___________(填“静息电位”或“动作电位”),形成原因是________________。
②BC段时,神经细胞的膜电位为________________(填“静息电位”或“动作电位”),形成原因是_______________。
③CE段时,K+通道打开,相应离子以____________的方式大量外流,膜电位恢复静息电位。
静息电位
K+外流
动作电位
Na+内流
易化扩散
(3)静息电位和动作电位形成之后,细胞内外的K+和Na+的浓度大小是怎样的?
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
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+浓度仍然大于细胞内
1.静息电位和动作电位产生的离子机制
2.膜电位的测量
[温馨提示](1)神经冲动的传导方向总是与膜内局部电流的方向一致,而与膜外局部电流的方向相反。
(2)由于静息电位和动作电位形成的过程中,跨膜移动的K+和Na+的量是非常有限的,所以无论是极化状态还是反极化状态时,神经纤维膜内K+浓度都比膜外高、Na+浓度都比膜外低。

1.关于静息电位的测量和动作电位的变化,下列说法错误的是(  )
A.图1测量的是静息电位,需要将电流计的两极分别
置于神经纤维膜的内侧和外侧
B.图2中A点表示膜内电位比膜外电位低60 mV
C.图2中C点的高低与膜外的钠离子浓度呈正相关
D.图2中DE段处于静息状态,出现该段的原因是钾离子外流
解析:测量静息电位时要将电流计的两极分别放置在膜的内侧和外侧,A正确;题图2中A点显示静息电位是-60 mV,膜外以0作为参照,说明膜内电位比膜外电位低60 mV,B正确;题图2中C点(动作电位峰值)的形成原因是钠离子内流,膜外钠离子浓度越高,内流量越大,C点(动作电位峰值)越高,C正确;题图2中DE段出现的原因是钾离子内流,钠离子外流,D错误。
2.(2025·A9协作体高二期中)神经纤维产生动作电位的过程中,钠离子、钾离子的流动造成的跨膜电流如下图所示(外向电流是指正离子由细胞内向膜外流动,内向电流则相反)。下列叙述正确的是(  )
A.a点时没有离子进出细胞膜
B.ab段钠离子通道开放,bc段钾离子通道开放
C.ac段膜内由负电位转化为正电位
D.c点时恢复静息电位

解析:据题图分析,a点时神经纤维处于静息状态,此时有钾离子外流,A错误;ab段与bc段均是内向电流(指正离子由细胞膜外向膜内流动,主要是钠离子内流),此时都是钠离子通道开放,B错误;ac段是动作电位的形成过程,由外正内负的静息电位转化成外负内正的动作电位,即膜内由负电位转化为正电位,C正确;c点时神经纤维仍处于动作电位,此时膜内为正电位,膜外为负电位,ce段钾离子外流恢复静息电位,D错误。
3.下图A所示为某一神经元游离的一段轴突,下图B是该段轴突神经纤维产生动作电位的模式图。下列叙述正确的是(  )
A.刺激图A中的C处,甲电流表先向左偏转再向右偏转
B.图B中ab段由Na+外流引起,该过程不需要ATP
C.若降低细胞外溶液中的Na+浓度,则图B中b点上移
D.电流表甲、乙的连接方式,都不可测量无刺激时的静息电位

解析:刺激题图A中的C处,离刺激点近的电极先兴奋,离刺激点远的电极后兴奋,甲电流表先向右偏转再向左偏转,A错误;题图B中ab段是由Na+内流引起的,该过程是通过易化扩散的方式进行的,不消耗ATP,B错误;动作电位的峰值与Na+内流的量有关,Na+内流越多,膜内外电位差越大,峰值也越高,若降低细胞外溶液中的Na+浓度,Na+内流量减少,则题图B中b点会下移,C错误;静息电位表现为外正内负,测量时需要电流表的两个电极一个接在膜内,一个接在膜外,而电流表甲、乙电极都接在膜外,不可测量无刺激时的静息电位,D正确。
细胞外液中Na+、K+浓度改变对膜电位的影响
项目 静息电位绝对值 动作电位峰值
Na+增加 不变 增大
Na+减少 不变 减小
K+增加 减小 不变
K+减少 增大 不变
【知识框架】
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1.(2025·杭州北斗联盟高二期中)酗酒会增加癫痫发作,可能的原因是酒精可引起神经元离子跨膜运输异常频繁。其中,异常的离子跨膜运输和癫痫发作时神经元膜内电位可能为(  )
A.K+外流、负电位 B.Cl-内流、负电位
C.Na+内流、正电位 D.Cl-外流、负电位
解析:酗酒会增加癫痫的发作,推测其原因可能是酒精可引起神经系统高度兴奋,从而使大脑神经元突发性异常放电增加。兴奋产生时,主要是Na+内流,形成外负内正的动作电位,C符合题意。

2.下图所示为神经细胞膜上与动作电位和静息电位有关的三种转运蛋白,其中①②蛋白只有接受特定刺激才会开放,③蛋白一直开放。下列叙述错误的是(  )
A.甲侧为细胞外侧,其Na+浓度高于乙侧
B.膜两侧K+浓度梯度的形成与③有关
C.若②开放受阻,则静息电位的恢复受影响
D.相邻部位膜电位变化可引起①开放
解析:由题图①Na+通道和②K+通道中离子的运输方向可知,甲侧为细胞外侧,神经细胞膜外Na+浓度高于膜内(乙侧),A正确;神经细胞膜内K+浓度高于膜外,而③中K+的运输方向是膜内→膜外,因此膜两侧K+浓度梯度的形成与③无关,B错误;若②开放受阻,则K+外流受阻,即静息电位的恢复受影响,C正确;当某处相邻部位的膜电位处于内正外负的状态时,会与该处(膜电位处于内负外正的状态)之间形成局部电流,这个局部电流会刺激该处细胞膜,使①开放,形成动作电位,D正确。

3.测量与记录蛙坐骨神经受刺激后的电位变化过程如下图①→⑤所示,其中②④的指针偏转到最大。下列叙述正确的是(  )

A.对神经施加刺激,刺激点位于图①甲电极的左侧
B.图②中甲电极处的膜发生去极化,乙电极处膜的Na+内流属于被动转运
C.图④中甲电极处的膜发生去极化、反极化,乙电极处的膜处于极化状态
D.处于图⑤状态时,膜发生的K+内流是顺浓度梯度进行的
解析:静息状态下,神经纤维上的电位表现为外正内负,动作电位表现为外负内正,题图②中指针偏向右侧,说明乙电极先变为负电位,故刺激点位于乙电极的右侧,A错误;刺激点位于乙电极的右侧,题图②中乙电极处兴奋,而甲电极处还处于静息状态,故甲电极处的膜处于极化状态,乙电极处膜的Na+内流属于被动转运,B错误;题图④中甲电极处兴奋,乙电极处恢复静息状态,故题图④中甲电极处的膜发生去极化、反极化,乙电极处的膜处于极化状态,C正确;处于题图⑤状态时,恢复静息状态,膜发生的K+外流是顺浓度梯度进行的,而K+内流是逆浓度梯度进行的,D错误。

4.(2022·浙江6月选考)听到上课铃声,同学们立刻走进教室,这一行为与神经调节有关。该过程中,其中一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。下列关于该过程的叙述,错误的是(  )
A.此刻①处Na+内流,②处K+外流,
且两者均不需要消耗能量
B.①处产生的动作电位沿神经纤维传播时,波幅一直稳定不变
C.②处产生的神经冲动,只能沿着神经纤维向右侧传播出去
D.若将电表的两个电极分别置于③、④处,指针会发生偏转
解析:①处即将恢复静息电位,②处即将产生动作电位,故此时①处K+外流,②处Na+内流,A错误;动作电位的传导具有不衰减性,B正确;②处产生的神经冲动只能沿着神经纤维向右侧传播出去,C正确;若将电表的两个电极分别置于③、④处,兴奋传至③、④处时指针会发生偏转,D正确。

5.(2024·浙江6月选考)以枪乌贼的巨大神经纤维为材料,研究了静息状态和兴奋过程中,K+、Na+的内向流量与外向流量,结果如图所示。外向流量指经通道外流的离子量,内向流量指经通道内流的离子量。
下列叙述正确的是(  )
A.兴奋过程中,K+外向流量大于内向流量
B.兴奋过程中,Na+内向流量小于外向流量
C.静息状态时,K+外向流量小于内向流量
D.静息状态时,Na+外向流量大于内向流量
解析:由题图可知,兴奋过程中,Na+内向流量大于外向流量,K+外向流量大于内向流量,A正确,B错误;静息状态下,Na+外向流量小于内向流量,K+外向流量大于内向流量,C、D错误。
6.将枪乌贼大轴突浸浴于不同溶液,测量动作电位变化,得到下图结果。图中1为海水,2为1/3海水和2/3等渗葡萄糖溶液的混合溶液。下列叙述错误的是(  )
A.适宜刺激会改变神经细胞膜的选择透过性
B.动作电位产生过程中,不只有Na+的跨膜运输
C.动作电位大小与神经细胞内外Na+浓度差呈正相关
D.可用质量分数为0.9%的KCl溶液代替生理盐水进行神经兴奋性实验

解析:适宜刺激会改变神经细胞膜的选择透过性,从而使神经细胞膜对Na+的通透性增加,Na+大量内流,产生动作电位,A正确;动作电位产生过程中,不只有Na+的跨膜运输,B正确;当膜外Na+浓度下降时,动作电位的峰值下降,当膜外Na+浓度升高时,Na+以易化扩散的方式内流的量增加,进而使动作电位的峰值变大,故动作电位大小与神经细胞内外Na+浓度差呈正相关,C正确;不能用质量分数为0.9%的KCl溶液代替生理盐水进行神经兴奋性实验,因为动作电位的产生是Na+内流导致的,使用KCl溶液无法产生动作电位,D错误。第二节 神经冲动的产生和传导
第1课时 动作电位的产生和神经冲动的传导
[课标要求]
阐明神经细胞膜内外在静息状态具有电位差,受到外界刺激后形成动作电位,并沿神经纤维传导。
考点一 环境刺激使得神经细胞产生动作电位
INCLUDEPICTURE "新知导学LLL.TIF"
1.动作电位的产生
INCLUDEPICTURE "ZK45学A.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\ZK45学A.tif" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE "ZK45学B.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\ZK45学B.tif" \* MERGEFORMATINET
2.动作电位产生的原因
(1)静息膜电位产生的原因
①细胞内的有机负离子如蛋白质为大分子,这些大分子__________透过细胞膜到细胞外。
②细胞膜上存在____________,每消耗1个ATP分子,逆着浓度梯度,从细胞内泵出3个钠离子,但只从膜外泵入2个钾离子。
③神经细胞膜在静息时对钾离子的通透性____________,膜内的钾离子顺着浓度梯度扩散到细胞外,但对钠离子的通透性__________,膜外的钠离子很难扩散进来。
(2)动作电位产生的原因
①载体:神经纤维膜上的钠离子通道和钾离子通道。
②过程:神经某处____________开放―→膜外钠离子膜内电势__________内正外负的反极化现象__________关闭,______ 开放―→膜内钾离子膜电位恢复外正内负的状态。
[答案自填] 电势差 正电位 负电位 正电位 负电位 外正内负 不能 Na+—K+泵 大 小 钠通道 升高 钠通道 钾通道
INCLUDEPICTURE "辨正误LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\辨正误LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
(1)产生和维持神经细胞静息电位主要与K+有关。(  )
(2)动作电位形成过程中Na+内流的方式是主动转运。(  )
(3)神经纤维膜上存在离子通道。(  )
答案:(1)√
(2)× 动作电位形成过程中Na+内流的方式是易化扩散。
(3)√
INCLUDEPICTURE "合作探究LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\合作探究LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
[探究] 探究静息电位和动作电位的产生原因
资料1:神经细胞内外部分离子浓度。
组分 细胞内浓度/(mmol/L) 细胞外浓度/(mmol/L)
Na+ 5~15 145
K+ 140 5
Cl- 5~15 110
资料2:1942年,美国科学家发现当细胞外K+浓度提高时,静息电位减小;当细胞外K+浓度等于细胞内K+浓度时,静息电位为0;继续提高细胞外K+浓度会逆转静息电位。
资料3:1949年,科学家用不含Na+的等渗透压的右旋糖代替海水,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。
资料4:1951年和1950年剑桥大学和哥伦比亚大学的科学家分别用同位素(42K、24Na)验证了K+和Na+的分布,并证明动作电位时Na+内流。
(1)据资料1、2可知:静息电位形成的原因是______ 向膜______ (填“内”或“外”)跨膜运输,跨膜运输的方式是______ 。
(2)据资料1、3、4可知:动作电位形成的原因是______ 向膜______ (填“内”或“外”)跨膜运输,跨膜运输的方式是______ 。
提示:(1)K+ 外 易化扩散
(2)Na+ 内 易化扩散
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1.静息电位的产生机制
INCLUDEPICTURE "XY4.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\XY4.TIF" \* MERGEFORMATINET
2.动作电位的产生机制
INCLUDEPICTURE "XY5.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\XY5.TIF" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE "对点训练LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\对点训练LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
1.下列关于静息电位和动作电位的叙述,错误的是 (  )
A.细胞外液中的Na+浓度会影响动作电位的形成
B.神经元膜内K+的外流是形成静息电位的基础
C.当处于静息电位时,细胞膜两侧的电位表现为外负内正
D.动作电位形成的过程中,Na+内流不消耗能量
解析:选C。Na+内流形成动作电位,因此细胞外液中的Na+浓度会影响动作电位的形成,A正确;神经元膜内K+的外流是形成静息电位的基础,B正确;当处于静息电位时,细胞膜两侧的电位表现为外正内负,C错误;Na+内流的方式为易化扩散,不消耗能量,D正确。
2.(2025·强基联盟高二联考)膜电位去极化达到某一临界值(负值)时,引发某种离子通道大量开放而产生动作电位,膜电位的这一临界值就是阈电位。下列叙述正确的是(  )
A.神经纤维膜电位达到阈电位时K+通道大量开放
B.神经纤维的阈电位绝对值较大更容易引发动作电位
C.神经纤维的静息电位绝对值较大更容易引发动作电位
D.神经纤维的阈电位绝对值大小主要取决于Na+内流量
解析:选B。神经纤维膜电位达到阈电位时Na+通道大量开放,A错误;神经纤维的阈电位绝对值较大,Na+内流较少就可达到阈电位,从而更容易引发动作电位,B正确;神经纤维的静息电位绝对值较大,需要更多的Na+内流才能达到阈电位,因此更难引发动作电位,C错误;神经纤维的阈电位为神经细胞的基本属性,与离子无关,D错误。
考点二 冲动在神经纤维上以电信号的形式传导
INCLUDEPICTURE "新知导学LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\新知导学LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
1.动作电位的传导过程
刺激

神经纤维膜电位为____________ 的静息电位(极化状态)

受刺激部位膜电位变为____________ (反极化状态)

与邻近未受刺激的部位(极化状态)之间形成__________________

局部电流刺激没有去极化的细胞膜,使之去极化,形成____________

不断以局部电流(电信号)向前传导,将动作电位传播出去
2.动作电位的传导特点
(1)动作电位沿着神经纤维传导时,其电位变化总是一样的,不会随传导距离的增加而衰减。
(2)各神经纤维之间具有绝缘性。
[答案自填] 外正内负 内正外负 局部电流 动作电位
INCLUDEPICTURE "辨正误LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\辨正误LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
(1)兴奋沿神经纤维传导时,细胞膜内Na+大量外流。(  )
(2)一根神经纤维传导神经冲动时会影响其他神经纤维。(  )
(3)神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相反。(  )
(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。(  )
答案:(1)× 兴奋沿神经纤维传导时,细胞膜外Na+大量内流。
(2)× 各神经纤维之间具有绝缘性。
(3)× 神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相同。
(4)√
INCLUDEPICTURE "合作探究LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\合作探究LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
[探究] 图甲表示某离体神经纤维局部放大后膜内外电荷的分布情况。图乙表示膜电位变化规律。
INCLUDEPICTURE "26RS95.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\26RS95.TIF" \* MERGEFORMATINET
(1)图甲中②为刺激点,该处膜电位发生的变化是
_________________________________________________________。
(2)分段分析图乙中电位变化情况:
①A点时,神经细胞的膜电位为________________(填“静息电位”或“动作电位”),形成原因是____________________________。
②BC段时,神经细胞的膜电位为________________(填“静息电位”或“动作电位”),形成原因是_____________________________。
③CE段时,K+通道打开,相应离子以____________的方式大量外流,膜电位恢复静息电位。
(3)静息电位和动作电位形成之后,细胞内外的K+和Na+的浓度大小是怎样的?
_______________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示:(1)由外正内负变为外负内正
(2)①静息电位 K+外流 ②动作电位 Na+内流
③易化扩散
(3)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+浓度仍然大于细胞内
INCLUDEPICTURE "微归纳LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\微归纳LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
1.静息电位和动作电位产生的离子机制
INCLUDEPICTURE "26RS100.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\26RS100.TIF" \* MERGEFORMATINET
2.膜电位的测量
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  INCLUDEPICTURE "1-33.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\1-33.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "1-34.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\1-34.TIF" \* MERGEFORMATINET
电表两极均置于神经纤维膜的外侧  INCLUDEPICTURE "1-35.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\1-35.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "1-36.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\1-36.TIF" \* MERGEFORMATINET
[温馨提示](1)神经冲动的传导方向总是与膜内局部电流的方向一致,而与膜外局部电流的方向相反。
(2)由于静息电位和动作电位形成的过程中,跨膜移动的K+和Na+的量是非常有限的,所以无论是极化状态还是反极化状态时,神经纤维膜内K+浓度都比膜外高、Na+浓度都比膜外低。
INCLUDEPICTURE "对点训练LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\对点训练LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
1.关于静息电位的测量和动作电位的变化,下列说法错误的是(  )
INCLUDEPICTURE "25YB36.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\25YB36.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.图1测量的是静息电位,需要将电流计的两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
B.图2中A点表示膜内电位比膜外电位低60 mV
C.图2中C点的高低与膜外的钠离子浓度呈正相关
D.图2中DE段处于静息状态,出现该段的原因是钾离子外流
解析:选D。测量静息电位时要将电流计的两极分别放置在膜的内侧和外侧,A正确;题图2中A点显示静息电位是-60 mV,膜外以0作为参照,说明膜内电位比膜外电位低60 mV,B正确;题图2中C点(动作电位峰值)的形成原因是钠离子内流,膜外钠离子浓度越高,内流量越大,C点(动作电位峰值)越高,C正确;题图2中DE段出现的原因是钾离子内流,钠离子外流,D错误。
2.(2025·A9协作体高二期中)神经纤维产生动作电位的过程中,钠离子、钾离子的流动造成的跨膜电流如下图所示(外向电流是指正离子由细胞内向膜外流动,内向电流则相反)。下列叙述正确的是(  )
INCLUDEPICTURE "26WQA34.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\26WQA34.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.a点时没有离子进出细胞膜
B.ab段钠离子通道开放,bc段钾离子通道开放
C.ac段膜内由负电位转化为正电位
D.c点时恢复静息电位
解析:选C。据题图分析,a点时神经纤维处于静息状态,此时有钾离子外流,A错误;ab段与bc段均是内向电流(指正离子由细胞膜外向膜内流动,主要是钠离子内流),此时都是钠离子通道开放,B错误;ac段是动作电位的形成过程,由外正内负的静息电位转化成外负内正的动作电位,即膜内由负电位转化为正电位,C正确;c点时神经纤维仍处于动作电位,此时膜内为正电位,膜外为负电位,ce段钾离子外流恢复静息电位,D错误。
3.下图A所示为某一神经元游离的一段轴突,下图B是该段轴突神经纤维产生动作电位的模式图。下列叙述正确的是(  )
INCLUDEPICTURE "F27.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\F27.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.刺激图A中的C处,甲电流表先向左偏转再向右偏转
B.图B中ab段由Na+外流引起,该过程不需要ATP
C.若降低细胞外溶液中的Na+浓度,则图B中b点上移
D.电流表甲、乙的连接方式,都不可测量无刺激时的静息电位
解析:选D。刺激题图A中的C处,离刺激点近的电极先兴奋,离刺激点远的电极后兴奋,甲电流表先向右偏转再向左偏转,A错误;题图B中ab段是由Na+内流引起的,该过程是通过易化扩散的方式进行的,不消耗ATP,B错误;动作电位的峰值与Na+内流的量有关,Na+内流越多,膜内外电位差越大,峰值也越高,若降低细胞外溶液中的Na+浓度,Na+内流量减少,则题图B中b点会下移,C错误;静息电位表现为外正内负,测量时需要电流表的两个电极一个接在膜内,一个接在膜外,而电流表甲、乙电极都接在膜外,不可测量无刺激时的静息电位,D正确。
INCLUDEPICTURE "易错提醒LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\易错提醒LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
细胞外液中Na+、K+浓度改变对膜电位的影响
项目 静息电位绝对值 动作电位峰值
Na+增加 不变 增大
Na+减少 不变 减小
K+增加 减小 不变
K+减少 增大 不变
【知识框架】
INCLUDEPICTURE "24S-13A.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\24S-13A.TIF" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE "随堂效果检测LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\随堂效果检测LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
1.(2025·杭州北斗联盟高二期中)酗酒会增加癫痫发作,可能的原因是酒精可引起神经元离子跨膜运输异常频繁。其中,异常的离子跨膜运输和癫痫发作时神经元膜内电位可能为(  )
A.K+外流、负电位
B.Cl-内流、负电位
C.Na+内流、正电位
D.Cl-外流、负电位
解析:选C。酗酒会增加癫痫的发作,推测其原因可能是酒精可引起神经系统高度兴奋,从而使大脑神经元突发性异常放电增加。兴奋产生时,主要是Na+内流,形成外负内正的动作电位,C符合题意。
2.下图所示为神经细胞膜上与动作电位和静息电位有关的三种转运蛋白,其中①②蛋白只有接受特定刺激才会开放,③蛋白一直开放。下列叙述错误的是(  )
INCLUDEPICTURE "25YB39.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\25YB39.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.甲侧为细胞外侧,其Na+浓度高于乙侧
B.膜两侧K+浓度梯度的形成与③有关
C.若②开放受阻,则静息电位的恢复受影响
D.相邻部位膜电位变化可引起①开放
解析:选B。由题图①Na+通道和②K+通道中离子的运输方向可知,甲侧为细胞外侧,神经细胞膜外Na+浓度高于膜内(乙侧),A正确;神经细胞膜内K+浓度高于膜外,而③中K+的运输方向是膜内→膜外,因此膜两侧K+浓度梯度的形成与③无关,B错误;若②开放受阻,则K+外流受阻,即静息电位的恢复受影响,C正确;当某处相邻部位的膜电位处于内正外负的状态时,会与该处(膜电位处于内负外正的状态)之间形成局部电流,这个局部电流会刺激该处细胞膜,使①开放,形成动作电位,D正确。
3.测量与记录蛙坐骨神经受刺激后的电位变化过程如下图①→⑤所示,其中②④的指针偏转到最大。下列叙述正确的是(  )
INCLUDEPICTURE "F35.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\F35.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.对神经施加刺激,刺激点位于图①甲电极的左侧
B.图②中甲电极处的膜发生去极化,乙电极处膜的Na+内流属于被动转运
C.图④中甲电极处的膜发生去极化、反极化,乙电极处的膜处于极化状态
D.处于图⑤状态时,膜发生的K+内流是顺浓度梯度进行的
解析:选C。静息状态下,神经纤维上的电位表现为外正内负,动作电位表现为外负内正,题图②中指针偏向右侧,说明乙电极先变为负电位,故刺激点位于乙电极的右侧,A错误;刺激点位于乙电极的右侧,题图②中乙电极处兴奋,而甲电极处还处于静息状态,故甲电极处的膜处于极化状态,乙电极处膜的Na+内流属于被动转运,B错误;题图④中甲电极处兴奋,乙电极处恢复静息状态,故题图④中甲电极处的膜发生去极化、反极化,乙电极处的膜处于极化状态,C正确;处于题图⑤状态时,恢复静息状态,膜发生的K+外流是顺浓度梯度进行的,而K+内流是逆浓度梯度进行的,D错误。
4.(2022·浙江6月选考)听到上课铃声,同学们立刻走进教室,这一行为与神经调节有关。该过程中,其中一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。下列关于该过程的叙述,错误的是(  )
INCLUDEPICTURE "PSA23.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\PSA23.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.此刻①处Na+内流,②处K+外流,且两者均不需要消耗能量
B.①处产生的动作电位沿神经纤维传播时,波幅一直稳定不变
C.②处产生的神经冲动,只能沿着神经纤维向右侧传播出去
D.若将电表的两个电极分别置于③、④处,指针会发生偏转
解析:选A。①处即将恢复静息电位,②处即将产生动作电位,故此时①处K+外流,②处Na+内流,A错误;动作电位的传导具有不衰减性,B正确;②处产生的神经冲动只能沿着神经纤维向右侧传播出去,C正确;若将电表的两个电极分别置于③、④处,兴奋传至③、④处时指针会发生偏转,D正确。
5.(2024·浙江6月选考)以枪乌贼的巨大神经纤维为材料,研究了静息状态和兴奋过程中,K+、Na+的内向流量与外向流量,结果如图所示。外向流量指经通道外流的离子量,内向流量指经通道内流的离子量。
INCLUDEPICTURE "24LJP4.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\24LJP4.TIF" \* MERGEFORMATINET
下列叙述正确的是(  )
A.兴奋过程中,K+外向流量大于内向流量
B.兴奋过程中,Na+内向流量小于外向流量
C.静息状态时,K+外向流量小于内向流量
D.静息状态时,Na+外向流量大于内向流量
解析:选A。由题图可知,兴奋过程中,Na+内向流量大于外向流量,K+外向流量大于内向流量,A正确,B错误;静息状态下,Na+外向流量小于内向流量,K+外向流量大于内向流量,C、D错误。
6.将枪乌贼大轴突浸浴于不同溶液,测量动作电位变化,得到下图结果。图中1为海水,2为1/3海水和2/3等渗葡萄糖溶液的混合溶液。下列叙述错误的是(  )
INCLUDEPICTURE "25YB41.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\25YB41.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.适宜刺激会改变神经细胞膜的选择透过性
B.动作电位产生过程中,不只有Na+的跨膜运输
C.动作电位大小与神经细胞内外Na+浓度差呈正相关
D.可用质量分数为0.9%的KCl溶液代替生理盐水进行神经兴奋性实验
解析:选D。适宜刺激会改变神经细胞膜的选择透过性,从而使神经细胞膜对Na+的通透性增加,Na+大量内流,产生动作电位,A正确;动作电位产生过程中,不只有Na+的跨膜运输,B正确;当膜外Na+浓度下降时,动作电位的峰值下降,当膜外Na+浓度升高时,Na+以易化扩散的方式内流的量增加,进而使动作电位的峰值变大,故动作电位大小与神经细胞内外Na+浓度差呈正相关,C正确;不能用质量分数为0.9%的KCl溶液代替生理盐水进行神经兴奋性实验,因为动作电位的产生是Na+内流导致的,使用KCl溶液无法产生动作电位,D错误。
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