2.3.1+興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)課件-2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期生物人教版（2019）+選擇性必修1VIP

2.3課時(shí)1興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)感受器效應(yīng)器神經(jīng)纖維神經(jīng)元之間一樣嗎？神經(jīng)中樞

短跑賽場(chǎng)上，發(fā)令槍一響，運(yùn)動(dòng)員會(huì)像離弦的箭一樣沖出?，F(xiàn)在世界田徑比賽規(guī)則規(guī)定，在槍響后0.1s內(nèi)起跑被視為搶跑。1、從運(yùn)動(dòng)員聽(tīng)到槍響到作出起跑的反應(yīng)，信號(hào)的傳導(dǎo)經(jīng)過(guò)了哪些結(jié)構(gòu)？思考：興奮在反射弧中以什么形式傳導(dǎo)？它又是怎么傳導(dǎo)的呢？2、為什么要以槍響后0.1s內(nèi)起跑被視為搶跑？

人類(lèi)從聽(tīng)到聲音到作出反應(yīng)起跑，興奮需要經(jīng)過(guò)反射弧的各個(gè)結(jié)構(gòu)時(shí)間至少需要0.1s。問(wèn)題·探討資料1：18世紀(jì)，伽爾瓦尼意外地發(fā)現(xiàn)，用兩種金屬導(dǎo)體在蛙的肌肉和神經(jīng)之間建立回路，蛙腿劇烈地痙攣。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，他認(rèn)為痙攣起因于蛙體內(nèi)存在的電，他還把這種電叫做“生物電”。神經(jīng)通過(guò)生物電使肌肉收縮。(意大利)伽爾瓦尼（1738-1798）

使肌肉收縮起因真的是生物電嗎？這個(gè)電可測(cè)嗎？資料2：意大利物理學(xué)家伏特認(rèn)為這只是一種純物理現(xiàn)象，是兩種金屬的電位差引起的，而不是所謂的生物電。一、電信號(hào)的發(fā)現(xiàn)資料3：蛙的坐骨神經(jīng)表面電位變化實(shí)驗(yàn)原理：只要存在電位差，電流表指針就會(huì)偏轉(zhuǎn),從正電荷一極向負(fù)電荷一極偏轉(zhuǎn)。

思考：無(wú)刺激時(shí)，電表指針怎么偏轉(zhuǎn)？這又說(shuō)明什么？當(dāng)給予刺激，又發(fā)生了怎樣變化？這又說(shuō)明什么？ab+—坐骨神經(jīng)+—結(jié)論：資料3：蛙的坐骨神經(jīng)表面電位變化實(shí)驗(yàn)靜息時(shí)，電表沒(méi)有測(cè)出電位差，說(shuō)明神經(jīng)表面各處電位相等左側(cè)給予刺激，靠近刺激端的電極處（a處）先變?yōu)樨?fù)電位接著恢復(fù)正電位

然后，另一電極（b處）變?yōu)樨?fù)電位接著又恢復(fù)為正電位電表偏轉(zhuǎn)了多少次？2次

在神經(jīng)系統(tǒng)中，興奮是以電信號(hào)的形式沿著神經(jīng)纖維傳導(dǎo)的，這種電信號(hào)也叫神經(jīng)沖動(dòng)。

興奮的實(shí)質(zhì)是電流，電流是如何產(chǎn)生的？

思考：蛙的神經(jīng)由許多神經(jīng)纖維構(gòu)成，如何研究單個(gè)神經(jīng)纖維上的神經(jīng)沖動(dòng)？600μm槍烏賊巨軸突槍烏賊的巨大神經(jīng)纖維直徑可達(dá)1mm，是研究生物電的理想材料。將電位計(jì)的一個(gè)電極刺入細(xì)胞膜內(nèi)，而另一個(gè)電極留在細(xì)胞膜外。瞬間記錄儀上出現(xiàn)了一個(gè)電位躍變。說(shuō)明：神經(jīng)細(xì)胞未受到刺激時(shí)，細(xì)胞膜內(nèi)外存在

，且_______比_______低

70mV。當(dāng)微電極都插在細(xì)胞膜外時(shí)，電位計(jì)無(wú)示數(shù)，隨意調(diào)整電極位于膜外的位置，電位計(jì)均無(wú)示數(shù)，說(shuō)明：____________________________神經(jīng)細(xì)胞外各處的電位相等。電位差膜內(nèi)膜外當(dāng)膜未受刺激時(shí)：膜未受刺激時(shí)，膜內(nèi)電位低，膜外電位高，細(xì)胞膜兩側(cè)的電位表現(xiàn)為內(nèi)負(fù)外正，稱(chēng)為靜息電位。理論上細(xì)胞內(nèi)液和外液都是電中性的，為什么膜內(nèi)外卻存在電位差呢？1.靜息電位的形成＋－二、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)生物電是如何產(chǎn)生的？生物體內(nèi)什么物質(zhì)帶電？舉例說(shuō)明。如何解釋膜未受刺激時(shí)，膜內(nèi)外就存在電位差（靜息電位）？假設(shè)1：靜息電位是K+外流導(dǎo)致的。假設(shè)2：靜息電位是Cl-內(nèi)流導(dǎo)致的。細(xì)胞外液中主要的陽(yáng)離子和陰離子是

；細(xì)胞內(nèi)液中主要的陽(yáng)離子是

，

帶負(fù)電的主要是

。膜內(nèi)外離子分布不均衡是

運(yùn)輸所致。理想神經(jīng)元分析：細(xì)胞外液?jiǎn)挝唬簃mol/L3K+117Na+120Cl-0A-細(xì)胞內(nèi)液90K+30Na+4Cl-116A-—————+++++Na+和Cl-K+

蛋白質(zhì)（A-）主動(dòng)【資料4】

科學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：改變細(xì)胞外液K＋濃度，靜息電位會(huì)發(fā)生顯著變化。例如增大膜外K＋濃度，靜息電位會(huì)由-70mV變?yōu)?60mV。改變Cl-濃度，未受刺激時(shí)膜電位基本沒(méi)有變化。據(jù)以上資料可知：靜息電位形成的原因是

向膜

(填“內(nèi)”或“外”)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞绞?/p>

。K＋外協(xié)助擴(kuò)散K+順濃度梯度向膜外擴(kuò)散（K+外流）膜電位變現(xiàn)為：內(nèi)負(fù)外正

①神經(jīng)細(xì)胞膜內(nèi)K+濃度比膜外高。②靜息狀態(tài)下，細(xì)胞膜上K+通道蛋白打開(kāi)。靜息電位形成的原因：2.動(dòng)作電位的形成槍烏賊巨軸突槍烏賊巨軸突刺激靜息電位

：神經(jīng)纖維未受刺激時(shí)的狀態(tài)動(dòng)作電位

：神經(jīng)纖維受刺激時(shí)的狀態(tài)①②①為

電位，電位表現(xiàn)為

。原因是

。K+外流靜息內(nèi)負(fù)外正（1）②對(duì)應(yīng)的時(shí)間里，膜內(nèi)外的電位發(fā)生了什么變化？膜內(nèi)電位逐漸

，膜外電位逐漸

。d點(diǎn)的電位表現(xiàn)為

。升高降低（2）如何解釋刺激神經(jīng)細(xì)胞膜時(shí)，膜內(nèi)電位逐漸升高，膜外電位逐漸降低（動(dòng)作電位）？?jī)?nèi)正外負(fù)假設(shè)：動(dòng)作電位是Na+內(nèi)流導(dǎo)致的。K+外流【資料5】科學(xué)家用不含Na＋的等滲透壓的右旋糖代替海水，在兩分鐘之內(nèi)，動(dòng)作電位消失，而加含Na＋的海水后，在一分半鐘左右恢復(fù)了原有的動(dòng)作電位。據(jù)以上資料可知：動(dòng)作電位形成的原因是

向膜

(填“內(nèi)”或“外”)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞绞?/p>

。Na＋內(nèi)協(xié)助擴(kuò)散Na+順濃度梯度向膜內(nèi)擴(kuò)散（Na+內(nèi)流）膜電位變現(xiàn)為：內(nèi)正外負(fù)

①神經(jīng)細(xì)胞膜外Na+濃度比膜外高。②受到刺激時(shí)，細(xì)胞膜上Na+通道蛋白打開(kāi)。動(dòng)作電位形成的原因：①②③3.靜息電位的恢復(fù)④（1）③對(duì)應(yīng)的時(shí)間里，膜電位發(fā)生了什么變化？可能是什么原因引起的？逐漸恢復(fù)為

，原因是

。靜息電位K+外流（協(xié)助擴(kuò)散）（2）神經(jīng)細(xì)胞每興奮一次，會(huì)有部分Na+內(nèi)流和部分K+外流，長(zhǎng)此以往，神經(jīng)細(xì)胞膜內(nèi)高K+膜外高Na+的狀態(tài)將不復(fù)存在。如何恢復(fù)最開(kāi)始的的膜內(nèi)K+濃度高，膜外Na+濃度高的狀態(tài)？K+外流Na+內(nèi)流鈉鉀泵：能分解ATP釋放能量，將膜外的K+運(yùn)進(jìn)細(xì)胞，同時(shí)將膜內(nèi)的Na+運(yùn)出細(xì)胞。維持細(xì)胞內(nèi)K+濃度高，細(xì)胞外Na+濃度高。K+外流鈉鉀泵（主動(dòng)運(yùn)輸）4.局部電流的形成

興奮部位的電位表現(xiàn)為內(nèi)正外負(fù)，而鄰近的未興奮部位仍然是內(nèi)負(fù)外正，在興奮部位和未興奮部位之間由于_______的存在而發(fā)生__________，這樣就形成了_________。電位差電荷移動(dòng)局部電流

興奮部位的電位表現(xiàn)為內(nèi)正外負(fù),鄰近的未興奮部位仍然是內(nèi)負(fù)外正，在興奮部位和未興奮部位之間會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？Na＋

Na＋

----++++++++++++++++++++++++++++++++------------------------++++++++--------++++++++--------Na＋

Na＋

++++++++--------Na＋

Na＋

Na＋

Na＋

Na＋

Na＋

-+-------------------------------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++興奮部位未興奮部位未興奮部位刺激局部電流方向：①膜外:

部位→

部位，與興奮傳導(dǎo)方向

。

②膜內(nèi):

部位→

部位，與興奮傳導(dǎo)方向

。未興奮興奮興奮未興奮相反相同電位表現(xiàn)：__________原因：_________原因：_______電位表現(xiàn)：__________小結(jié)：興奮的產(chǎn)生和傳導(dǎo)內(nèi)負(fù)外正K+外流內(nèi)正外負(fù)Na+內(nèi)流傳導(dǎo)形式：__________傳導(dǎo)過(guò)程：_________________局部電流靜息電位→刺激→動(dòng)作電位→電位差→局部電流問(wèn)：以上是用蛙的離體坐骨神經(jīng)做實(shí)驗(yàn)，那么興奮在反射弧上的傳導(dǎo)是雙向傳導(dǎo)，但在生物體內(nèi)呢？原因：_______電位表現(xiàn)：__________二、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)

在中部刺激神經(jīng)纖維，兩側(cè)臨近的未興奮區(qū)與該興奮區(qū)都存在電位差，都可以產(chǎn)生電荷移動(dòng)，形成局部電流，所以雙向傳導(dǎo)①在離體的神經(jīng)纖維上②在反射過(guò)程中

在反射過(guò)程中，興奮總是從感受器一端接受刺激產(chǎn)生興奮然后傳向另一端，所以興奮傳導(dǎo)方向一般單向傳導(dǎo)。問(wèn)：以上是用蛙的離體坐骨神經(jīng)做實(shí)驗(yàn)，那么興奮在反射弧上的傳導(dǎo)是雙向傳導(dǎo)，但在生物體內(nèi)呢？1、如圖所示,當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)在軸突上傳導(dǎo)時(shí),下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.丁區(qū)發(fā)生K+外流和Na+內(nèi)流B.甲區(qū)與丙區(qū)可能剛恢復(fù)為靜息電位狀態(tài)C.乙區(qū)與丁區(qū)間膜內(nèi)局部電流的方向是從乙到丁D..圖示神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)方向有可能是從左到右或從右到左A三、拓展——膜電位的測(cè)量資料6：烏賊神經(jīng)細(xì)胞軸突電活動(dòng)實(shí)驗(yàn)艾倫·勞埃德·霍奇金英國(guó)生理學(xué)家直徑可達(dá)1mm

霍奇金和朋友科爾用100微米的玻璃毛細(xì)管從斷端縱向插入槍烏賊的巨大神經(jīng)纖維，并在細(xì)胞外安置參考電極用以測(cè)定靜息電位和動(dòng)作電位。是研究生物電的理想材料如何操作？

思考：若想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量槍烏賊神經(jīng)纖維的靜息電位和動(dòng)作電位。請(qǐng)?jiān)谙聢D的電壓表選擇合適的實(shí)驗(yàn)位點(diǎn)（a、b、c點(diǎn)）連接。圖1：測(cè)量靜息電位和動(dòng)作電位圖2：只能測(cè)量動(dòng)作電位連接a、c，無(wú)刺激性，可測(cè)靜息電位。刺激時(shí)可測(cè)動(dòng)作電位連接a、b，無(wú)刺激時(shí)，指針不偏轉(zhuǎn)，刺激時(shí)可測(cè)動(dòng)作電位1.膜電位的測(cè)量方法及膜電位差變化曲線(xiàn)膜內(nèi)外存在離子濃度差，可測(cè)量靜息電位，起點(diǎn)不為0兩電極位于膜同側(cè)，存在離子濃度相等，測(cè)量動(dòng)作電位起點(diǎn)為0電位變化與膜內(nèi)外離子濃度有什么關(guān)系？？2.根據(jù)膜電位曲線(xiàn)變化圖，回答下列問(wèn)題。(2)ac段是動(dòng)作電位產(chǎn)生的過(guò)程，其產(chǎn)生的原因是什么？離子進(jìn)出方式？是否耗能？(3)ce段是靜息電位恢復(fù)的過(guò)程，其產(chǎn)生的原因是什么？(1)a點(diǎn)之前代表靜息電位，產(chǎn)生的原因是什么？離子進(jìn)出方式？是否耗能？K＋外流不需要消耗能量協(xié)助擴(kuò)散Na＋離子通道內(nèi)流，協(xié)助擴(kuò)散，不消耗能量。注：當(dāng)膜電位大于-55mV（閾電位），Na＋離子通道打開(kāi)，K＋離子通道關(guān)閉，膜電位大于+30mV（鋒電位），K＋離子通道打開(kāi)，Na＋離子通道關(guān)閉。K＋外流，協(xié)助擴(kuò)散，不需要消耗能量。(4)ef段是靜息電位恢復(fù)的過(guò)程，其產(chǎn)生的原因是什么？鈉鉀泵排鈉吸鉀，主動(dòng)運(yùn)輸，消耗能量，恢復(fù)膜內(nèi)外離子分布刺激①a點(diǎn)之前——靜息電位②ac段——?jiǎng)幼麟娢坏男纬散踓e段——靜息電位的恢復(fù)3.靜息電位和動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制總結(jié)

K+外流：協(xié)助擴(kuò)散Na+內(nèi)流：協(xié)助擴(kuò)散

Na+-K+泵將流入的Na+泵出膜外，將流出的K+泵入膜內(nèi)，以維持細(xì)胞外Na+濃度高和細(xì)胞內(nèi)K+濃度高的狀態(tài)排鈉吸鉀屬于主動(dòng)運(yùn)輸，需消耗能量K+外流：協(xié)助擴(kuò)散④ef段——一次興奮完成后，為下次興奮

做準(zhǔn)備2.將神經(jīng)細(xì)胞置于相當(dāng)于細(xì)胞外液的溶液S中，可測(cè)得靜息電位。給予細(xì)胞一個(gè)適宜的刺激，膜兩側(cè)出現(xiàn)一個(gè)暫時(shí)性的電位變化，這種膜電位變化稱(chēng)為動(dòng)作電位。適當(dāng)升高溶液S中的Na+濃度，測(cè)量該細(xì)胞的靜息電位和動(dòng)作電位，可觀察到（

）A．靜息電位值減小B．靜息電位值增大C．動(dòng)作電位峰值升高D．動(dòng)作電位峰值降低C正常海水低Na+海水

將神經(jīng)元分別置于正常海水和低Na+海水中，分別測(cè)得其靜息電位和動(dòng)作電位如右圖靜息電位與Na+無(wú)關(guān)3、如圖A所示為某一神經(jīng)元游離的一段軸突，圖B是該段軸突神經(jīng)纖維產(chǎn)生動(dòng)作電位的模式圖，下列敘述正確的是（

）A.無(wú)刺激時(shí)，電流表甲、乙測(cè)量的是靜息電位B.刺激圖A中的C處，甲、乙電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)間不同，但偏轉(zhuǎn)的次數(shù)相同C.圖B中ab段由Na+內(nèi)流引起，該過(guò)程需要載體蛋白和ATPD.如果某種藥物能使突觸后膜上某陰離子通道打開(kāi)內(nèi)流，圖B中b點(diǎn)值會(huì)更高B有影響Na+濃度只影響動(dòng)作電位的峰值，K+濃度只影響靜息電位的絕對(duì)值。濃度變化靜息