2.3 神经冲动的产生和传导 第1课时课件(共20张PPT) 2025-2026学年人教版(2019)高中生物学选择性必修1

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2.3 神经冲动的产生和传导 第1课时课件(共20张PPT) 2025-2026学年人教版(2019)高中生物学选择性必修1

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(共20张PPT)
第3节 神经冲动的产生和传导
第1课时
第2章 神经调节
赛场上,发令枪一响,运动员会像离弦的箭一样冲出。现在世界田径比赛规则规定,在枪响后0.1s内起跑被视为抢跑。
(1)运动员从听到发令枪响到做出起跑反应,信号的传导经过了哪些结构?
(2)短跑比赛中判定运动员“抢跑”的依据是什么?
请思考以下问题:
人类从听到声音到作出反应起跑需要经过反射弧的各个结构,完成这一反射活动所需的时间至少需要0.1s。
问题探讨
兴奋在反射弧中是以什么形式传导的?又是怎样传导的呢?
思考
一.兴奋在神经纤维上的传导
二.兴奋在神经元之间的传递
一、兴奋在神经纤维上的传导
01
无刺激时,指针如何偏转,说明什么?
静息时,电表没有测出电位变化,说明神经表面各处电位相等。
a
b
静息状态
指针不发生偏转
+
+
[意大利] 伽尔瓦尼
2
3
坐骨神经
腓肠肌
1
蛙腿上外露的神经
(一)分析兴奋在神经纤维上的传导形式
a
b
兴奋状态
02
给予刺激后,指针共发生了几次偏转?方向如何?说明什么?
①在图示神经的左侧一端给予刺激时,a处先变为___电位,接着___________。
②然后,另一电极(b处)变为__电位。
③接着又____________。

恢复正电位

恢复为正电位
+
+
左侧刺激
_
电流方向
所产生的兴奋
+
_
+
检流计
坐骨神经
共发生了两次方向相反的偏转。
说明:在神经系统中,兴奋是以_______的形式沿着神经纤维传导的。
电信号
这种电信号也叫做___________。
神经冲动
神经冲动在神经纤维上是怎样产生和传导的呢?
【任务1】 阅读课本P28第1--3段,完成以下问题:
1.神经冲动在神经纤维上产生的离子基础?
2.什么是静息电位?形成原因?
3.什么是动作电位?形成原因?
4.神经细胞胞内K+浓度高于胞外,胞外Na+高于胞内,如何来实现这一离子梯度呢?
5.什么是局部电流?
6.归纳兴奋的传导方向与膜内、膜外局部电流之间的关系。
(二)探究神经冲动在神经纤维上的产生机制
【资料】未受刺激时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度
细胞类型 (mmol/L) 细胞内浓度 细胞外浓度(mmol/L) 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
神经细胞膜内外离子分布不均衡,即神经细胞外的Na+浓度比膜内要高,K+浓度比膜内低。
(正常细胞膜外Na+浓度约为膜内Na+浓度的12倍。膜内K+的浓度约为膜外的30倍。)
1.神经冲动产生的离子基础
比较:细胞内、外的Na+和K+的浓度,它们的分布什么特点?
2.静息电位产生机制
在未受到刺激时,神经纤维处于__________
静息状态
原因:
①神经细胞膜外的Na+浓度高,膜内的K+浓度高。
②静息时,膜主要对K+有通透性(K+通道蛋白打开)。
K+外流
Na+
膜外
膜内
膜外
+
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K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
静息电位
电位表现:_________
形成原因:_________
运输方式:_________
内负外正
K+外流
协助扩散
思考1:K+的跨膜运输有何特点?
顺浓度梯度运输,不消耗ATP,需要通道蛋白的协助。
原因:
①神经细胞膜外的Na+浓度高,膜内的K+浓度高。
②受到刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加(Na+通道蛋白打开)。
Na+内流
Na+
膜外
膜内
膜外
+
+
+
+
+
+
+
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+
+
+
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K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
3.动作电位产生机制
动作电位
电位表现:_________
形成原因:_________
运输方式:_________
内正外负
Na+内流
协助扩散
兴奋状态
适宜刺激
思考2:Na+的跨膜运输有何特点?
顺浓度梯度运输,不消耗ATP,需要通道蛋白的协助。
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+
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+
+
+
兴奋部位
未兴奋部位
未兴奋部位
刺激
①膜外
部位→ 部位
②膜内
部位→ 部位
未兴奋
兴奋
兴奋
未兴奋
(1)形成:在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动,这就形成了局部电流。
4.局部电流形成与方向
(2)方向
相反
相同
丹麦生理学家斯科(Jens C.Skou)等人发现,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。
钠钾泵:
(Na+出细胞,K+进细胞)
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?
主动运输
注意:无论是静息状态还是兴奋状态,都有神经细胞外的Na+浓度比膜内要高,K+浓度比膜内低。
电位表现:__________
原因:_________
原因:_______
电位表现:__________
【小结】兴奋的产生和传导
内负外正
K+外流
内正外负
Na+内流
传导形式:__________
传导过程:_________________
局部电流
静息电位→刺激→动作电位→电位差→局部电流
5.兴奋在神经纤维上的传导方向
(1)在离体的神经纤维上:
(2)在反射过程中:
传导方向:__________
双向传导
传导方向:__________
单向传导
在反射过程中,兴奋只能从感受器传到效应器,因此,传导方向是单向的。
刺激
①a点之前
—— 静息电位
主要是K+外流 (协助扩散),
膜电位:内负外正。
②ac段
—— 动作电位的形成
Na+大量内流 (协助扩散),
膜电位:内正外负。
③ce段
—— 静息电位的恢复
K+大量外流,膜电位恢复为静息电位。
④ef段
钠钾泵活动加强,泵入K+泵出Na+
Na+-K+泵通过将Na+泵出膜外,将K+泵入膜内,以维持膜外高Na+膜内高K+的状态,为下一次兴奋准备。(主动运输)
题型1:膜电位变化曲线解读
—— 一次兴奋完成后
注意:
(1)整个过程中,钠钾泵一直在发挥作用,并非只有ef段;
(2)整个过程中,K+始终膜内多于膜外,Na+始终膜外多于膜内;
(3)整个过程中,动作电位的传导不会随着时间而衰减。
反射的发生不仅需要完整的反射弧,还需要适宜的刺激。如图所示将刺激强度逐渐增加(S1~S8),一个神经细胞细胞膜电位的变化规律:
①刺激要达到一定的强度才能诱导神经细胞产生动作电位;
资料分析:
②刺激强度达到S5以后,随刺激强度增加动作电位基本不变。
题型2:膜电位的影响因素
浓度变化 静息电位绝对值 动作电位峰值
细胞外Na+浓度增加
细胞外Na+浓度降低
细胞外K+浓度增加
细胞外K+浓度降低
不变
不变
变小
增大
不变
不变
增大
变小
思考:细胞外液中Na+和K+浓度变化对静息电位和动作电位有影响吗?
K+浓度只影响静息电位的绝对值。
Na+浓度只影响动作电位的峰值,
1.下列关于兴奋在神经纤维上的传导过程和特点的说法,不正确的是 ( )
A.神经纤维兴奋部位膜外为负电位,膜内为正电位
B.兴奋在离体神经纤维上可以双向传导
C.兴奋传导时,膜内的电流方向与兴奋传导方向相反
D.动作电位产生时Na+流入神经细胞内的过程不需要消耗能量
C
2.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
C
3.如图为针刺引起的缩手反射活动中神经纤维上某一位点的膜电位变化情况。下列相关叙述正确的是( )
A.反射过程中,兴奋在神经纤维上的传导是双向的
B.图中ac段动作电位的形成由膜外大量钠离子内流所致
C.图中ae段钠离子和钾离子进行跨膜运输均不消耗能量
D.手指被刺后,大脑皮层产生痛觉的过程也是一次反射活动
B
4.如图甲所示,在神经纤维上安装两个完全相同的灵敏电表。表1两电极分别在a、b处膜外,表2两电极分别在d处膜的内外侧,在bd中点c处给予适宜刺激,相关的电位变化曲线如图乙、图丙所示。下列分析错误的是 ( )
A.表1记录得到图丙所示的双向电位变化曲线
B.图乙②点时Na+的内流速率比①点时的大
C.图乙曲线处于③点时,图丙曲线正处于⑤点
D.图丙曲线处于④点时,图甲a处正处于静息电位状态
C

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