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(共29张PPT)
第1课时 兴奋在神经纤维上的传导
人教版高中生物 选择性必修1
第2章　神经调节
第3节 神经冲动的产生和传导
学习目标
1.阐明静息电位和动作电位产生的机制(重点)。
2.阐述兴奋在神经纤维上的产生及传导机制(重、难点)。
苏炳添9秒83创造历史时刻
情境导入
短跑赛场上，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？
问题探讨
神经中枢
中枢神经系统
外周神经系统
效应器
传出神经
感受器
传入神经
(耳蜗内的听觉感受器)
(传出神经末梢及其支配的肌肉群)
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。
2．短跑比赛中判定运动员“抢跑”
的依据是什么？
生物科学史——生物电的发现
资料1：18世纪，伽尔瓦尼意外地发现，用两种金属导体在蛙的肌肉和神经之间建立回路，蛙腿剧烈地痉挛。经过反复实验，他认为痉挛起因于蛙体内存在的电，他还把这种电叫做“生物电”。神经通过生物电使肌肉收缩。
(意大利)伽尔瓦尼（1738-1798）
使肌肉收缩起因真的是生物电吗？这个电可测吗？
资料2：意大利物理学家伏特认为这只是一种纯物理现象，是两种金属的电位差引起的，而不是所谓的生物电。
资料3：蛙的坐骨神经表面电位变化实验
原理：存在电位差，电流表指针就会从正电荷一极向负电荷一极偏转。
生物科学史——生物电的发现
刺激
蛙的坐骨神经
电流表
无刺激时，电表指针怎么偏转？说明什么？
给予刺激，发生了怎样变化？又说明什么？
思考
传导形式
a
b
+
+
刺激
-
-
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
生物科学史——生物电的发现
这种电信号也叫神经冲动。
结论：共发生了两次方向相反的偏转
思考1
膜电位的形成机制
一
目
录
一
膜电位的形成机制
二
兴奋在神经纤维上的传导过程
膜电位的形成机制
一
根据资料2分析神经元和肌肉细胞膜内外Na+、K+分布特点？
资料1　无机盐离子是细胞生活必需的，但这些无机盐离子带有电荷，不能通过自由扩散穿过磷脂双分子层。
资料2　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
带负电的蛋白质 高 低
膜外的Na+浓度高，
膜内的 K+浓度高。
膜电位的形成机制
一
静息电位的形成机制
1
膜电位的形成机制
一
（1）机理：
（2）电位表现：
①神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内K+浓度高
②静息状态下，细胞膜上K+通道蛋白打开
K+外流
膜电位表现为外正内负，称为静息电位
静息电位的形成机制
1
跨膜运输方式：
协助扩散
膜电位的形成机制
一
动作电位的形成机制
2
膜电位的形成机制
一
（1）机理：
（2）电位表现：
①神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内K+浓度高
②受到刺激时，细胞膜上Na+通道蛋白打开
Na+内流
膜电位表现为外负内正，称为动作电位，即产生了兴奋
动作电位的形成机制
2
跨膜运输方式：
协助扩散
兴奋在神经纤维上的传导过程
二
目
录
一
膜电位的形成机制
二
兴奋在神经纤维上的传导过程
兴奋在神经纤维上的传导过程
二
Na＋
Na＋
- - - -
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
++++
++++
- - - -
- - - -
++++
++++
- - - -
- - - -
Na＋
Na＋
++++
++++
- - - -
- - - -
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
局部电流的形成
1
未刺激部位膜电位变化
形成局部电流，兴奋传导
兴奋区域与未兴奋区域形成电位差
兴奋因此向前传导
刺激
膜电位变化，产生兴奋
局部电流方向：膜外:________________________
膜内:________________________
兴奋传导的方向与膜___电流相同
兴奋部位和未兴奋部位之间由于______的存在而发生________，而形成_______
电位差
电荷移动
局部电流
未兴奋区域流向兴奋区域
兴奋区域流向未兴奋区域
内
兴奋在神经纤维上的传导过程
二
兴奋的传导方向
2
②在反射过程中
①在离体的神经纤维上
传导方向：________
传导方向：________
单向传导
双向传导
- - - -
++++
++++
- - - -
- - - -
++++
++++
- - - -
提醒　在离体的神经纤维上，兴奋的传导是双向的；在反射弧中的神经纤维上，兴奋的传导是单向的，因为反射弧中神经纤维上的神经冲动只能来自感受器。
思考2
图甲为动作电位产生过程中膜电位变化曲线，图乙表示该离体神经纤维局部放大后膜内外电荷的分布情况。请据图回答：
(1)分段分析图甲中电位变化情况：
①A点时，神经细胞的膜电位为 (填“静息电位”或“动作电位”)，
形成原因主要是 。
静息电位
K＋外流
思考2
图甲为动作电位产生过程中膜电位变化曲线，图乙表示该离体神经纤维局部放大后膜内外电荷的分布情况。请据图回答：
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。
动作电位
Na＋内流
协助扩散
思考2
图甲为动作电位产生过程中膜电位变化曲线，图乙表示该离体神经纤维局部放大后膜内外电荷的分布情况。请据图回答：
(2)K＋外流和Na＋内流属于哪种运输方式？需要借助什么类型的蛋白？
K＋外流和Na＋内流的运输方式都属于协助扩散，需要借助通道蛋白。
(3)图乙中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
思考2
图甲为动作电位产生过程中膜电位变化曲线，图乙表示该离体神经纤维局部放大后膜内外电荷的分布情况。请据图回答：
双向传导
膜内的电流方向是①←②→③，膜外的电流方向是①→②←③。
(4)图乙中膜内、外都会形成局部电流，请说出它们的电流方向(用字母和箭头表示)，兴奋传导的方向与哪种电流方向一致？兴奋的传导有什么特点？
思考2
图甲为动作电位产生过程中膜电位变化曲线，图乙表示该离体神经纤维局部放大后膜内外电荷的分布情况。请据图回答：
(5)当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＋的浓度仍然大于细胞内。
1.神经纤维上膜电位差变化曲线解读
核心归纳
2.膜电位的测量方法
核心归纳
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
电表两极均置于神经纤维膜的外侧
细胞外液Na＋、K＋浓度大小与膜电位变化的关系
思考3
项目 静息电位 动作电位峰值
Na＋增加
Na＋降低
K＋增加
K＋降低
增大
不变
变小
不变
变小
不变
增大
不变
K+ 、Na+正常
K+ ↑
细胞外液
K+ 外流
↓
Na+ ↓
Na+ 内流
↓
Na+浓度只影响动作电位
K+ 浓度只影响静息电位
浓度差↓
Na+多
K+多
Na+少
K+少
浓度差↓
组成神经系统的细胞
二
应用体验
1.判断正误
(1)兴奋部位的膜内侧发生的变化是由负电位变为正电位(　　)
(2)兴奋部位的膜内外发生的变化是从外正内负变为外负内正(　　)
(3)静息时，神经细胞膜主要对K＋有通透性，造成K＋内流(　　)
√
√
√
2.(2024·湖南，12)细胞所处的内环境变化可影响其兴奋性、膜电位达到阈电位(即引发动作电位的临界值)后，才能产生兴奋。如图所示，甲、乙和丙表示不同环境下静息电位或阈电位的变化情况。下列叙述错误的是
A.正常环境中细胞的动作电位峰值受膜内外
钠离子浓度差影响
B.环境甲中钾离子浓度低于正常环境
C.细胞膜电位达到阈电位后，钠离子通道才开放
D.同一细胞在环境乙中比丙中更难发生兴奋
√
组成神经系统的细胞
二
应用体验
动作电位的产生主要与钠离子顺浓度梯度内流有关，细胞内外钠离子浓度差会影响动作电位峰值，A正确；
由题图可知，甲表示静息电位绝对值增大，而静息电位的产生主要与钾离子顺浓度梯度外流有关，静息电位绝对值增大说明环境甲中的细胞钾离子外流增多，因此可知环境甲中钾离子浓度低于正常环境，使膜两侧钾离子浓度差增大，B正确；
细胞膜电位达到阈电位前，钠离子通道就已经开放，C错误；
分析题图可知，与环境丙相比，细胞在环境乙中阈电位与静息电位的差值更大，受到刺激后更难发生兴奋，D正确。
课堂小结
K+
内负外正
Na+
内正外负
正
负
正
负
电信号
兴奋
动作电位
电位差

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