2.3.1 兴奋在神经纤维上的传导课件（22张ppt，含1个视频）-高中生物人教版（2019）选择性必修1

(共22张PPT)
第3节
兴奋在神经纤维上的传导
第1章　人体的内环境与稳态
第1课时
阐明静息电位和动作电位产生的机制(重点)
阐述兴奋在神经纤维上的产生及传导机制(重、难点)。
2
1
冬奥会速度滑冰男子500米决赛
世界短跑比赛规则规定，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？
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
（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。
1.1820年电流计应用于生物电研究，在蛙神经外侧连接两个电极。刺激蛙神经一侧，同时记录电流大小和方向。
坐骨神经
探究兴奋在神经纤维上产生和传导的原理
任务
a
b
+
+
①静息时，电表 测出电位变化，说明神经表面各处电位 。
没有
相等
刺激
-
②在图示神经的左侧一端给予刺激时， 刺激端的电极处（a处）先变为 电位，接着 。
靠近
恢复正电位
负
-
③然后，另一电极（b处）变为 电位。
负
④接着又 。
恢复为正电位
实验证明：兴奋在神经纤维上以 的形式传导，兴奋发生位置的膜外电位 (填“高于”或“低于”)静息位置。
电信号
低于
2．为什么神经纤维发生兴奋的位置电位会低于静息位置呢？在发生兴奋的位置是否存在跨生物膜的电荷转移呢？这就需要测量轴突所在细胞膜两侧的电位差，即将一个电极插入轴突内部，这要求电极的直径非常细且不能损伤细胞。
资料1　1936年，英国解剖学家杨(J.Z.Young)发现了一种软体动物枪乌贼的神经中单根轴突的直径异常粗大，是研究电生理的优秀生物材料。
资料2　微电极和电压钳技术的发展，以及膜片钳技术的发明，使得人们将微电极直接插入神经纤维内成为可能。
资料3　1939年，赫胥黎和霍奇金将电位计的一个电极刺入细胞膜内，而另一个电极留在细胞膜外。瞬间记录仪上出现了一个电位跃变。
膜内
膜外
据图文资料分析，可得出结论：
未受到刺激时，细胞膜内外存在着电位差，______比_______低45 mV。
3.阅读资料，探究静息电位的产生原因。
根据资料5分析神经元和肌肉细胞膜内外Na+、K+分布特点？
资料4　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5　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
神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内的K+浓度高。
据以上资料可知：静息电位形成的原因是 向膜 (填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是 。
K＋
外
协助扩散
资料6　1942年，美国科学家Cole和Curtis发现当细胞外液K＋浓度提高时，静息电位减小；当细胞外液K＋浓度等于细胞内K＋浓度，静息电位为0；继续提高细胞外K＋浓度会逆转静息电位。
4.如图是赫胥黎和霍奇金记录的给予刺激后枪乌贼轴突的电位变化。
请描述结果： 。
刺激会使受刺激处膜电位发生反转，由－45 mV变为＋40 mV
5.阅读资料，探究动作电位形成的原因。
据资料5、7可知，动作电位形成的原因是 向膜 (填“内”或“外”)跨膜转运，跨膜运输的方式是 。
Na＋
内
协助扩散
资料7　1949年，霍奇金和卡茨用不含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。
活动探究：在箭头处给予离休神经纤维适宜的刺激，请绘制兴奋产生和传导示意图
a b c
6.如图表示兴奋在离体神经纤维上的传导过程，请思考下列问题：
(1)图中膜内、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)。
(2)在此情况下兴奋传导的方向是怎样的(用字母和箭头表示)？ 。
(3)根据(1)和(2)，分析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？
膜内的电流方向是a←b→c，膜外的电流方向是a→b←c。
a b c
a←b→c
兴奋传导的方向与膜内局部电流方向一致。
双向传导
图1 反射弧中的某一神经
图2 离体的枪乌贼某一神经
观察分析：这两个图有什么不一样？为什么？
注意：在生物体内，通常兴奋来自感受器，因此，兴奋在生物体内的反射弧上的传导是单向传导，而刺激离体的神经纤维中间任意一点，兴奋沿神经纤维双向传导。
核心归纳
1.神经纤维上膜电位差变化曲线解读
核心归纳
2．细胞外液中Na＋、K＋浓度改变对电位的影响
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
核心归纳
3.膜电位的测量方法
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
1.如图是某神经纤维动作电位的模式图，下列叙述错误的是
A.a点时膜两侧的电位表现为外正内负
B.ac段Na＋大量内流，需要转运蛋白的协助
C.改变细胞外液中的Na＋浓度可使c点数值发生
　变化
D.ce段Na＋通道多处于开放状态，Na＋大量外流
√
ce段为静息电位的恢复，此阶段K＋通道多处于开放状态，K＋大量外流，Na＋通道多处于关闭状态，D错误。
2.如图所示，当神经冲动在轴突上传导时，下列叙述错误的是
A.甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态
B.乙区发生了Na＋内流
C.乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁
D.据图可判断神经冲动的传导方向是从左到右
√
由于乙区是动作电位，如果神经冲动是从图示轴突左侧传导而来，则甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态，A正确；
乙区是动作电位，说明其静息电位变成了动作电位，
因此该区发生了Na＋内流，B正确；
局部电流的方向是由正电荷到负电荷，乙区膜内是
正电位，丁区膜内是负电位，所以乙区与丁区间膜
内局部电流的方向是从乙到丁，C正确；
由于图中只有乙区是动作电位，因而在轴突上，神经冲动的传导方向可能是从左到右或从右到左，D错误。
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