1、 第一节第一节 神经冲动的产生和传导神经冲动的产生和传导 情景导入 课标导航 课程标准 1.理解膜电位的产生。 2.掌握动作电位在神经纤维上的传导。 3.了解生物电的发现。 关键术语 生物电 膜电位 静息电位 动作电位 神经冲动 生物电的发现与膜电位的产生 基础梳理 1生物电的发现 (1)1786 年，伽伐尼发现，若电击刚解剖出来的蛙坐骨神经腓肠肌标本，肌肉会收缩。 (2)伏打得知以上结果后多次重复该实验。 (3)英国剑桥大学的霍奇金和他的同事们，利用枪乌贼巨大神经纤维为材料，成功地测量了单 个细胞膜内外的电位差及其变化，证明了生物电存在的事实。这种存在于细胞膜内外的电位 差，称为膜电位。 2
2、膜电位的产生 (1)产生原因 细胞膜内外的离子浓度不同，以及离子的跨膜运输。 (2)静息电位的产生 当神经细胞处于静息状态时，K 通道开放(Na通道关闭)，这时 K会从浓度高的膜内向浓度 低的膜外运动，使膜外带正电，膜内带负电。膜外正电的产生阻止了膜内 K 的继续外流，使 膜电位不再发生变化，产生静息电位。 (3)动作电位的产生 当神经细胞受到刺激后， Na 通道会立即开放， Na大量涌入细胞内， 使细胞处于膜内带正电、 膜外相对带负电的兴奋状态，此时的电位为动作电位。 思维激活 1膜电位产生时离子进出细胞的方式如何？ 提示 Na 、K顺浓度梯度进出细胞时是协助扩散，逆浓度梯度时是主动运输。
3、合作探究 静息电位和动作电位的产生 正常情况下神经细胞的膜内外存在着离子差异。 1静息电位的形成 1电位：内负外正。 2机理：K 通道开放，K外流。 2动作电位的形成受刺激时兴奋产生 1电位：内正外负。 2机理：Na 通道开放，Na内流。 巩固 1下列能正确表示神经纤维受刺激时， 刺激点膜电位由静息电位转为动作电位过程的是 ( )。 A B C D 解析 静息状态下神经纤维膜外为正电位，膜内为负电位，受刺激后，电荷分布变为外负内 正。 答案 D 动作电位的传导 基础梳理 1神经冲动的传导：细胞的动作电位一旦产生，就会向该细胞的其他部位不衰减地传送或扩 展。 2传导的过程 膜内，兴奋区的正电荷向
4、邻近的静息区流动；膜外，电流流动方向与膜内方向相反。两者共 同作用，使静息区的膜电位上升而产生动作电位。 3一般特征：生理完整性、双向传导、非递减性传导、绝缘性、相对不疲劳性。 思维激活 2兴奋在神经纤维上的传导方向与电流方向有怎样的关系？ 提示 兴奋的传导方向与膜外电流方向相反，与膜内电流方向一致。 合作探究 1兴奋：是指动物体或人体内的某些组织(如神经组织)或细胞感受外界刺激后由相对静止状 态变为显著活跃状态的过程。 (1)可以兴奋的组织包括神经、肌肉和腺体。 (2)引起兴奋的刺激可以来自生物体内，也可来自外界环境，但必须是适宜刺激。 2兴奋在神经纤维上的传导 (1)传导形式：局部电流。
5、(2)传导过程：静息电位刺激动作电位电位差局部电流。 (3)传导特点：双向传导。 3电位的测量与变化曲线 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 特别提醒在膜外，兴奋的传导方向与局部电流的方向相反。 在膜内，兴奋的传导方向与局部电流的方向相同。 在一个神经元内有一处受到刺激产生兴奋，迅速传至整个神经元细胞，即在该神经元的任 何部位均可测到生物电变化。 巩固 2在一条离体神经纤维的中段施加电刺激，使其兴奋。下图表示受刺激时，膜内外电位 变化和所产生的神经冲动传导方向(横向箭头表示传导方向)。其中正确的是( )。 解析 神经纤
6、维在未受刺激时，细胞膜电位表现为膜外正电位，膜内负电位。当神经纤维的 某一部位受到刺激产生兴奋时，膜外由正电位变为负电位，膜内由负电位变为正电位，但是 邻近的静息区仍然是膜外正电位膜内负电位。这样，细胞膜内外的兴奋区与邻近的静息区之 间形成了电位差，就有了电荷移动，形成了局部电流。该电流在膜外由静息区流向兴奋区， 在膜内则由兴奋区流向静息区，从而形成了局部电流回路。 答案 C 静息电位和动作电位的形成机理 【例 1】 (山东高考)如图表示枪乌贼离体神经纤维在 Na 浓度不同的两种海水中受刺激后的膜 电位变化情况。下列描述错误的是( )。 A曲线 a 代表正常海水中膜电位的变化 B两种海水中神经
7、纤维的静息电位相同 C低 Na 海水中神经纤维静息时，膜内 Na浓度高于膜外 D正常海水中神经纤维受刺激时，膜外 Na 浓度高于膜内 思维导图 解决本题的关键是看懂坐标曲线的含义。 答案 C 反思总结神经细胞某部位受刺激前后， 膜两侧电位差变化的曲线解读： A 线段静息电位，外正内负，K 通道开放； B 点0 电位，动作电位形成过程中，Na 通道开放； BC 段动作电位，Na 通道继续开放，Na内流； CD 段静息电位恢复形成(K 通道打开，K外流)； DE 段通过 Na-K 泵，Na+排出，K+流入，逆浓度梯度，且需消耗能量，属于主动运输。 动作电位的传导与恢复的测定 【例 2】取出枪乌贼完
8、整无损的粗大神经纤维并置于适宜环境中，进行如下图实验。G 表示 灵敏电流计，a、b 为两个微型电极，阴影部分表示开始发生局部电流的区域。请据下图分析 回答下面的问题。 (1)静息状态时的电位，A 侧为_，B 侧为_(正或负)。 (2)局部电流在膜外由_区流向_区，在膜内由_区流向_区，这 样就形成了局部电流回路。 (3)兴奋在神经纤维上的传导方向是_向的。 (4)如果将 a、b 两电极置于神经纤维膜外，同时在 c 处给予一个强刺激(如上图所示)，电流计 的指针会发生两次方向_(填“相同”或“相反”)的偏转。 若将b电极置于d处膜外(ab bd)，a 电极位置不变，则刺激 c 处后，电流计是否偏
9、转？_。 思维导图 解析 神经纤维上兴奋的传导具有双向性。 静息状态时， 电位是“外正内负”， 兴奋状态时， 兴奋区的电位是“外负内正”。若在 c 处给予一个强刺激，当 b 点兴奋时，a 点并未兴奋， 即 b 点膜外是负电位，而 a 点膜外是正电位，根据电流由正极流向负极，可知此时电流计的 指针向右偏转；同理，当 a 点兴奋时，b 点并未兴奋，此时电流计的指针向左偏转。 答案 (1)正 负 (2)静息 兴奋 兴奋 静息 (3)双 (4)相反 偏转 反思总结神经表面电位差的实验图示 在蛙的坐骨神经上放置两个电极，连接到一个电表上。 静息时，电表没有测出电位差，说明神经表面各处电位相等(图 1)。
10、 当在图示神经的左侧一端给予刺激时，可以看到，靠近刺激端的电极处先变为负电位，接 着恢复正电位(图 2 和图 3)。 然 后 ， 另 一 电 极 处 变 为 负 电 位 ， 接 着 又 恢 复 为 正 电 位 ( 图 3 和 图 4) 。 1 用新鲜的保持生物活性的青蛙坐骨神经腓肠肌标本进行下列实验， 观察不到肌肉收缩的 是( )。 解析 用同种金属构成回路时，无法形成金属电流，肌肉不收缩。 答案 A 2神经细胞在静息时具有静息电位，受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位，这两种 电位可通过仪器测量。 A、 B、 C、 D 均为测量神经纤维静息电位示意图， 正确的是(多选)( )。 答案 A
11、C 3刺激神经纤维的某一部位使其产生兴奋，则其膜内外产生局部电流的流动方向是( )。 A膜外由静息区流向兴奋区，膜内与膜外相同 B膜外由静息区流向兴奋区，膜内与膜外相反 C膜外由兴奋区流向静息区，膜内与膜外相反 D膜外由兴奋区流向静息区，膜内与膜外相同 解析 在神经纤维处于静息状态时，神经纤维膜两侧的电位表现为内负外正。当神经纤维的 某一部位受到刺激时，此部位的膜两侧的电位发生变化，由内负外正变为内正外负。因此， 在兴奋区和邻近的静息区之间就产生电位差，形成了局部电流，并且在膜外由静息区流向兴 奋区，在膜内由兴奋区流向静息区。 答案 B 4下图 1 是测量神经纤维膜内外电位的装置，图 2 是测
12、得的膜电位变化。请据图回答下面的 问题。 图 1 图 2 (1)图 1 装置 A 测得的电位相当于图 2 中_点的电位，该电位称为_电位。 装置 B 测得的电位相当于图 2 中_点的电位，该电位称为_电位。 (2)当神经纤维受到适宜刺激后，在兴奋区，膜对离子的_性发生变化，_离子 大量流向膜_， 引起电位逐步变化，此时相当于图 2 中的_段。 解析 由图示可知，A 装置测的是静息电位，B 装置测的是动作电位。神经冲动的传导过程 是电化学变化的过程，神经受到刺激时，细胞膜的通透性发生急剧变化，兴奋区 Na 的流入 量增加，静息状态时 K 的流出量增加，所以神经冲动是伴随着 Na大量的流入和 K的大量 流出而发生的。 答案 (1)A 静息 C 动作 (2)通透 钠 内 B 课堂小结