第3节 神经冲动的产生和传导
第1课时 兴奋在神经纤维上的传导
阐明神经细胞膜内外在静息状态具有电位差，受到外界刺激后形成动作电位，并沿神经纤维传导。
知识点 兴奋在神经纤维上的传导
1．神经表面电位差的实验
(1)静息时，电表没有测出电位差，说明静息时神经表面各处电位相等。
(2)在图示位置的左侧给予刺激时，电极a处先变为负电位，接着恢复正电位；然后另一电极b处发生同样的变化。
(3)实验说明在神经系统中，兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫神经冲动。
2．兴奋的产生与传导过程
兴奋的产生和传导过程中K＋外流和Na＋内流的跨膜运输方式是什么？说出你的判断依据。
提示：协助扩散。K＋主要分布于细胞内，Na＋主要分布于细胞外，K＋外流和Na＋内流均为顺浓度梯度进行的，且需要转运蛋白的协助。
1．神经细胞膜内外离子分布的不平衡是动作电位和静息电位产生的基础。 (√)
2．静息状态时，神经细胞膜只对K＋有通透性，K＋外流形成静息电位。 (×)
提示：静息状态时，神经细胞膜主要对K＋有通透性。
3．神经纤维受到刺激时，Na＋内流，造成膜内Na＋浓度高于膜外，膜电位表现为内正外负。 (×)
提示：Na＋内流，膜内Na＋浓度仍然低于膜外。但Na＋内流造成膜内电位高于膜外，膜电位表现为内正外负。
4．刺激离体的神经纤维中部，产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导。 (√)
5．神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的传导方向相同。 (√)
分析动作电位的产生与传导的原理
下表为静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度。
细胞类型 细胞内浓度 (mmol/L) 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
下图为兴奋的产生和传导过程。
1．由表格可以得出，神经细胞和肌肉细胞________主要分布在细胞外液中，________主要分布在细胞内液中，Na＋、K＋浓度差的维持依靠的是________。
提示：Na＋ K＋ 主动运输
2．静息时，细胞膜主要对________有通透性，即____________通道开放，________外流，膜电位表现为内负外正。受到刺激时，细胞膜对________的通透性增加，________内流，使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧，膜电位表现为________。
提示：K＋ K＋ K＋ Na＋ Na＋ 内正外负
3．兴奋部位与未兴奋部位之间由于存在________发生电荷移动形成局部电流，如此依次进行下去，兴奋不断地向前传导，后方恢复________。
提示：电位差 静息电位
4．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？
提示：钠—钾泵是一种钠、钾依赖的ATP水解酶，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。
5．在兴奋传导过程中膜内外电流方向一致吗？与兴奋传导方向有什么关系呢？
提示：不一致。膜外从未兴奋部位传导到兴奋部位，与兴奋传导方向相反；膜内从兴奋部位传导到未兴奋部位，与兴奋传导方向相同。
分析细胞外Na＋、K＋浓度对静息电位和动作电位的影响
阅读下面四篇资料，分析以下问题。
资料1：1942年，科学家发现当细胞外液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。
资料2：1949年，霍奇金和卡茨用不含Na＋的等渗透压的葡萄糖代替海水，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。
资料3：阈电位是触发动作电位的膜电位临界值。当刺激产生的外向电流使静息电位减小到某个临界值时，膜上的电压门控Na＋通道突然大量开放而产生动作电位。这个能够导致膜对Na＋通透性突然增大的临界膜电位数值，称为阈电位。
资料4：兴奋性是细胞受刺激时产生动作电位的能力。神经细胞的兴奋性直接取决于静息电位与阈电位的差值大小或从静息电位达到阈电位的容易程度，两者差值越小或从静息电位到阈电位越容易，则细胞的兴奋性越高。反之，细胞的兴奋性越低。
1．分析资料1和资料2，决定静息电位和动作电位大小的离子分别是什么？
提示：细胞外溶液中K＋浓度、细胞外溶液中Na＋浓度。
2．根据资料1和资料2试总结细胞外Na＋、K＋浓度变化对静息电位和动作电位大小的影响。
项目 静息电位 动作电位峰值
Na＋增加 ________ ________
Na＋降低 ________ ________
K＋增加 ________ ________
K＋降低 ________ ________
提示：不变 增大 不变 变小 变小 不变 增大 不变
3．根据资料3和资料4中对阈电位和兴奋性的定义，分析细胞外溶液中Na＋、K＋浓度改变对神经元兴奋性的影响。
项目 神经元兴奋性
Na＋增加 ________
Na＋降低 ________
K＋增加 ________
K＋降低 ________
提示：增大 减小 增大 减小
[深化归纳]
1．静息电位形成的深化理解
K＋从细胞内顺浓度扩散出去积聚在膜外表面，同时等量的阴离子贴附在膜内表面，膜内外因此产生电位差。静息状态下的膜电位，实际上是阳离子积聚在细胞膜外表面、阴离子积聚在细胞膜内表面产生的，K＋外流产生的膜电位会抑制K＋外流。膜电位足够大时，K＋净外流为零，即达到平衡。
2．膜电位变化曲线解读
1．(链接P27图2-6，P28图2-7)听到上课铃声，同学们立刻走进教室，这一行为与神经调节有关。该过程中，其中一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。下列关于该过程的叙述，错误的是( )
A．此刻①处Na＋内流，②处K＋外流，且两者均不需要消耗能量
B．①处产生的动作电位沿神经纤维传播时，波幅一直稳定不变
C．②处产生的神经冲动，只能沿着神经纤维向右侧传导出去
D．若将电表的两个电极分别置于③④处，指针会发生偏转
A [根据兴奋传递的方向为③→④，则①处恢复静息电位，为K＋外流，②处Na＋内流，A错误；动作电位沿神经纤维传导时，其电位变化总是一样的，不会随传导距离而衰减，B正确；反射弧中，兴奋在神经纤维上的传导是单向的，由轴突传导到轴突末梢，即向右传导出去，C正确；将电表的两个电极置于③④处时，由于会存在电位差，指针会发生偏转，D正确。]
(1)离体神经纤维上兴奋的传导是双向的，在生物体内反射过程中，神经纤维上的神经冲动只能来自感受器，因此兴奋在神经纤维上的传导是单向的。
(2)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。
(3)静息状态时，膜内外存在电位差，表现为外正内负，不是零电位。
2．用离体枪乌贼巨大神经元为材料进行实验，得到以下结果，图甲表示动作电位产生过程，图乙表示神经冲动传导。下列说法正确的是( )
A．a～c和①～③Na＋通道开放，神经纤维膜内外Na＋浓度差减小
B．图乙中的神经冲动沿轴突自左向右传导
C．②④处，细胞膜内外侧Na＋、K＋浓度均相等
D．若本实验在高K＋环境中进行，则a会下移
B [图甲中的a～c产生动作电位，Na＋内流，图乙的神经冲动自左到右，所以①～③是恢复静息电位，K＋外流，A错误；结合图示箭头方向可知，图乙中的神经冲动沿轴突自左向右传导，B正确；②④处，膜电位为外正内负，但整个细胞膜外侧Na＋仍高于细胞膜内侧，K＋相反，C错误；a点是静息电位的峰值，静息电位的峰值与细胞内外的K＋浓度差有关，若本实验在高K＋环境中进行，则细胞内外的K＋浓度差减小，则a会上升，D错误。]
时间膜电位与位置膜电位
1．静息时，细胞膜两侧的电位表现为内负外正，称为静息电位。
2．静息电位表现为内负外正，是由K＋外流形成的。动作电位表现为内正外负，是由Na＋内流形成的。
3．兴奋在神经纤维上的传导方向与膜内局部电流的方向一致，与膜外局部电流的方向相反。
4．兴奋在神经纤维上以电信号的形式双向传导。
1．以枪乌贼的巨大神经纤维为材料，研究了静息状态和兴奋过程中，K＋、Na＋的内向流量与外向流量，结果如图所示。外向流量指经通道外流的离子量，内向流量指经通道内流的离子量。
下列叙述正确的是( )
A．兴奋过程中，K＋外向流量大于内向流量
B．兴奋过程中，Na＋内向流量小于外向流量
C．静息状态时，K＋外向流量小于内向流量
D．静息状态时，Na＋外向流量大于内向流量
A [由题图可知，兴奋过程中，K＋外向流量大于内向流量，Na＋内向流量大于外向流量，A正确，B错误；静息状态时，K＋外向流量大于内向流量，Na＋外向流量小于内向流量，C、D错误。]
2．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
D [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。]
3．某地区有食用草乌进补的习惯，但草乌中含有乌头碱，其可以与神经元上的Na＋通道结合，使其持续开放，从而引起中毒。下列判断不合理的是( )
A．乌头碱会导致神经元静息电位的绝对值降低
B．Na＋通道持续开放，会使胞外Na＋大量内流
C．静息状态时人体细胞膜外的K＋浓度低于膜内
D．阻遏Na＋通道开放的药物可缓解中毒的症状
A [乌头碱可以与神经元上的Na＋通道结合，使其持续开放，所以胞外Na＋大量内流，会导致神经元形成动作电位，但不会导致神经元静息电位的绝对值降低，A不合理，B合理；在静息状态下，细胞膜外的K＋浓度确实低于膜内，C合理；若药物能够阻遏Na＋通道开放，则能对抗神经的持续兴奋，缓解乌头碱中毒症状，D合理。]
4．将枪乌贼巨大轴突置于体内组织液的模拟环境中，下列分析错误的是( )
A．减小模拟环境中Na＋浓度，动作电位的峰值变小
B．电刺激枪乌贼巨大轴突，不一定会产生动作电位
C．若细胞膜对K＋的通透性变大，静息电位的绝对值不变
D．增大模拟环境中K＋的浓度，静息电位的绝对值变小
C [减小模拟环境中Na＋的浓度，导致Na＋的内流减少，进而引起动作电位的峰值变小，A正确；电刺激枪乌贼巨大轴突，当刺激达到一定强度时才会产生动作电位，B正确；若细胞膜对K＋的通透性变大，则K＋外流增多，静息电位的绝对值会变大，C错误；增大模拟环境中K＋的浓度，K＋外流受阻，静息电位的绝对值变小，D正确。]
5．在脊椎动物的胚胎发育过程中，神经胶质细胞围绕轴突生长形成髓鞘，髓鞘有规律的中断形成郎飞结，如下图所示。适宜刺激产生的局部电流可在两个郎飞结之间形成，兴奋以非连续的方式在郎飞结间跳跃式传导，在有髓鞘包裹的区域，轴突膜中没有Na＋通道。下列说法不正确的是( )
A．兴奋在神经纤维上传导相同距离时，有髓鞘纤维上跨膜移动的离子数少于无髓鞘纤维
B．跳跃式传导极大地提高了兴奋在神经纤维上传导的速度
C．神经胶质细胞的数量远多于神经元，动作电位只出现在图示轴突的郎飞结处
D．在郎飞结上产生兴奋、传导兴奋的过程中，Na＋进出细胞不消耗ATP
D [在有髓鞘包裹的区域，轴突膜中没有Na＋通道，所以兴奋在神经纤维上传导相同距离时，有髓鞘纤维上跨膜移动的离子数少于无髓鞘纤维，A正确；在兴奋传导时，局部电流可由一个郎飞结跳跃到邻近的下一个郎飞结，即进行跳跃式传导，跳跃式传导极大地提高了兴奋在神经纤维上传导的速度，B正确；神经胶质细胞的数量远多于神经元，在有髓鞘包裹的区域，轴突膜中没有Na＋通道，动作电位只出现在图示轴突的郎飞结处，C正确；在郎飞结上产生兴奋、传导兴奋的过程中，Na＋以协助扩散的方式内流不消耗ATP，膜内Na＋通过Na＋-K＋泵以主动运输的方式运出来需要消耗ATP，D错误。]
课时分层作业(5) 兴奋在神经纤维上的传导
题组一 兴奋在神经纤维上传导的过程
1．下列关于动作电位和静息电位的描述，不正确的是( )
A．动作电位与静息电位的变化过程中不仅仅只有Na＋内流或K＋外流
B．兴奋时Na＋大量内流，需要转运蛋白的协助，不消耗能量
C．K＋的大量外流是神经纤维形成静息电位的主要原因
D．不受刺激时，神经纤维膜内外没有电位差
D [动作电位与静息电位的变化过程中不仅仅只有Na＋内流或K＋外流，还有其他物质进出细胞，以及Na＋-K＋泵主动运输吸收K＋排出Na＋，A正确；兴奋时Na＋大量内流，动作电位产生，此时需要转运蛋白的协助，不消耗能量，该过程Na＋进入细胞的方式为协助扩散，B正确；神经纤维形成静息电位的主要原因是K＋通道打开，K＋外流，故K＋的大量外流是神经纤维形成静息电位的主要原因，该过程中K＋是通过协助扩散出细胞，不需要消耗能量，C正确；不受刺激时，神经纤维膜内外具有电位差，即表现为外正内负的静息电位，D错误。]
2．如图为兴奋在神经纤维上传导的示意图，A、B、C为神经纤维上的三个区域，下列相关说法错误的是( )
A．神经胶质细胞数量远多于神经元，并参与构成神经纤维表面的髓鞘
B．在膝跳反射发生过程中，兴奋传导的方向为A→B→C或C→B→A
C．神经纤维上兴奋传导方向与膜内局部电流方向一致
D．细胞膜内外K＋、Na＋分布不均匀是神经纤维兴奋传导的基础
B [神经胶质细胞广泛分布于神经元之间，其数量为神经元数量的10～50倍，且神经胶质细胞参与构成神经纤维表面的髓鞘，A正确；兴奋在膝跳反射中单向传递，故兴奋传导的方向为A→B→C，B错误；膜内局部电流的方向是由兴奋部位向未兴奋部位传导，即神经纤维上兴奋传导方向与膜内局部电流方向一致，C正确；兴奋的传导涉及Na＋和K＋的转移过程，因此细胞膜内外K＋、Na＋分布不均匀是神经纤维兴奋传导的基础，D正确。]
题组二 膜电位的变化及相关曲线分析
3．某刺激产生的兴奋在枪乌贼神经纤维上的传导过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A．细胞内液K＋增多会导致e点下移
B．图中c～e段表示静息电位重新恢复
C．兴奋在神经纤维上的传导方向与膜外电流方向一致
D．若适当增大刺激强度，则c点对应的动作电位值增大
A [e点为静息电位，静息电位是由于K＋外流导致，细胞内液K＋增多，会导致K＋外流增加，静息电位增大，e点下移，A正确；图中由c点到e点为动作电位的产生，B错误；兴奋在神经纤维上的传导方向与膜内电流方向一致，C错误；刺激强度达到阈值就会产生动作电位，且动作电位达到最大值，动作电位的大小不会随刺激强度增加而增加，D错误。]
4．海南捕鸟蛛毒素-Ⅳ(HNTX-Ⅳ)是一种神经毒剂。如图表示某神经纤维在不同处理情况下膜电位变化的过程。下列叙述正确的是( )
A．曲线①中ac段主要是Na＋外流引起的
B．曲线①中c点时神经纤维的膜外电位为正值
C．曲线①中ce段主要是K＋外流引起的，且K＋外流消耗ATP
D．曲线②中HNTX-Ⅳ可能抑制了Na＋的跨膜运输
D [曲线①中ac段表示动作电位的形成，主要是Na＋内流引起的，A错误；曲线①中c点时表示动作电位的峰值，此时神经纤维的膜内电位为正值，膜外电位是负值，B错误；曲线①中ce段为静息电位的恢复，主要是K＋外流引起的，此过程为协助扩散，不需要消耗ATP，C错误；曲线②显示，HNTX-Ⅳ可能是抑制了Na＋的跨膜运输，影响到动作电位的产生，D正确。]
5．(2024·湖南卷)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
C [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；静息电位的产生主要与钾离子顺浓度梯度外流有关，细胞外钾离子浓度降低时，膜两侧钾离子浓度差增大，钾离子外流增多，静息电位的绝对值增大，环境甲中钾离子浓度低于正常环境，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。]
6．正常情况下，神经纤维上某一点受到刺激后电位变化记录如图甲；在实验装置中加入河豚毒素后，给予该部位同种强度的刺激，结果电位变化如图乙，下列有关说法正确的是( )
A．适当降低培养液中钾离子浓度可以提高曲线甲的B点绝对值
B．图甲中动作电位的产生是由兴奋性递质与受体相结合而引起的
C．图甲中由B→A过程中神经纤维膜内K＋/Na＋的比值会变大
D．图乙不能形成动作电位，可能是河豚毒素抑制了呼吸酶的活性
A [适当降低培养液中钾离子浓度，静息时钾离子外流增多，静息电位变大，可以提高曲线甲的B点绝对值，A正确；图甲中动作电位的产生是由钠离子内流导致的，图中研究的是神经纤维膜上动作电位的产生过程，显然该过程的发生应该是一定强度的刺激改变了神经细胞膜的离子通透性，使钠离子大量内流产生了外负内正的动作电位，B错误；图甲中A处为动作电位，B处为静息电位，受刺激后，Na＋内流产生动作电位，神经纤维膜内Na＋变多，故图甲中B处神经纤维膜内K＋/Na＋的比值比A处的大，则图甲中由B→A过程中神经纤维膜内K＋/Na＋的比值会变小，C错误；图乙不能形成动作电位，应是河豚毒素抑制了兴奋的传导，即可能是抑制了钠离子内流的过程，D错误。]
7．如图是在神经纤维(置于适宜浓度的溶液中)上给予适宜强度刺激后的某时刻①②③④处膜电位的情况(已知静息电位值为－70mV)。下列叙述错误的是( )
A．测得图中①～④处膜电位的灵敏电位计，其一极接在神经纤维膜内另一极接在膜外
B．刺激点可能位于①的左侧、④的右侧或②③之间
C．此时③处的膜上Na＋通道打开，Na＋内流
D．动作电位以局部电流的形式沿神经纤维传导
C [由静息电位值为－70mV可知，测得图中①～④处膜电位的灵敏电位计，其一极接在神经纤维膜内另一极接在膜外，A正确；①处为静息电位，可能正处于静息状态或刚恢复静息状态，②③④都可能处于动作电位形成过程或静息电位恢复过程，所以刺激点可能位于①的左侧、④的右侧或②③之间，B正确；③处可能处于动作电位形成过程或静息电位恢复过程，如果③处处于恢复静息电位的某一点，此时③处的膜上K＋通道打开，K＋外流，C错误；动作电位以局部电流的形式沿神经纤维传导，D正确。]
8．(14分)兴奋性是指细胞接受刺激产生兴奋的能力。为探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响，研究人员先将体外培养的大鼠海马神经细胞置于含氧培养液中，测定单细胞的静息电位和阈强度(引发神经冲动的最小电刺激强度)，之后再将其置于无氧培养液中，于不同时间点重复上述测定，结果如图所示。请回答下列问题：
注：“对照”的数值是在含氧培养液中测得的。
(1)本实验的自变量是______________________。
(2)静息电位产生的原因是____________________________，从而使神经元膜内外电荷分布呈____________，这种状态为________状态。静息电位水平是影响细胞兴奋性水平的因素之一，图中静息电位是以细胞膜的________(填“内”或“外”)侧为0mV参照，并测得此神经细胞静息电位为－58mV。
(3)据图分析，当静息电位由－60mV变为－65mV时，神经细胞的兴奋性水平________(填“升高”或“降低”)。在缺氧处理20min时，给予细胞25pA
强度的单个电刺激，________(填“能”或“不能”)记录到神经冲动，判断的理由是_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)在含氧培养液中，细胞内合成ATP的场所有____________________。放入无氧培养液后，细胞内ATP含量逐渐减少，从图可知，随缺氧时间延长，神经细胞的阈强度变化是_____________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)该实验的自变量是缺氧时间。(2)静息电位产生的机理是K＋外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，即神经元膜内外电荷分布呈内负外正，这种状态为静息状态。图中静息电位用负值表示，说明图示静息电位是以细胞膜的外侧为0mV参照，并测得此神经细胞静息电位为－58mV。(3)当静息电位由－60mV变为－65mV时，静息电位绝对值变大，需要更强的刺激才能使细胞达到同等兴奋程度，神经细胞的兴奋性水平降低；图中显示，缺氧处理20min时，阈强度为30pA以上，所以给予25pA强度的刺激低于阈强度，不能记录到神经冲动。(4)在含氧培养液中，细胞进行有氧呼吸，ATP的合成场所是细胞质基质和线粒体。由题图可知，随缺氧时间延长，神经细胞的阈强度变化是先增加后降低。
[答案] (除标注外，每空1分，共14分)(1)缺氧时间 (2)K＋外流 内负外正(或外正内负) 静息 外 (3)降低 不能(2分) 刺激强度低于阈强度(2分) (4)细胞质基质和线粒体(2分) 先增加后降低(2分)
1 / 16第3节 神经冲动的产生和传导
第1课时 兴奋在神经纤维上的传导
阐明神经细胞膜内外在静息状态具有电位差，受到外界刺激后形成动作电位，并沿神经纤维传导。
知识点 兴奋在神经纤维上的传导
1．神经表面电位差的实验
(1)静息时，电表没有测出电位差，说明静息时神经表面各处电位________。
(2)在图示位置的左侧给予刺激时，电极a处先变为________电位，接着恢复________电位；然后另一电极b处发生同样的变化。
(3)实验说明在神经系统中，兴奋是以________的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫________。
2．兴奋的产生与传导过程
兴奋的产生和传导过程中K＋外流和Na＋内流的跨膜运输方式是什么？说出你的判断依据。
1．神经细胞膜内外离子分布的不平衡是动作电位和静息电位产生的基础。 ( )
2．静息状态时，神经细胞膜只对K＋有通透性，K＋外流形成静息电位。 ( )
3．神经纤维受到刺激时，Na＋内流，造成膜内Na＋浓度高于膜外，膜电位表现为内正外负。 ( )
4．刺激离体的神经纤维中部，产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导。 ( )
5．神经纤维上兴奋的传导方向与膜内局部电流的传导方向相同。 ( )
分析动作电位的产生与传导的原理
下表为静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度。
细胞类型 细胞内浓度 (mmol/L) 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
下图为兴奋的产生和传导过程。
1．由表格可以得出，神经细胞和肌肉细胞________主要分布在细胞外液中，________主要分布在细胞内液中，Na＋、K＋浓度差的维持依靠的是________。
2．静息时，细胞膜主要对________有通透性，即________通道开放，________外流，膜电位表现为内负外正。受到刺激时，细胞膜对________的通透性增加，________内流，使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧，膜电位表现为________。
3．兴奋部位与未兴奋部位之间由于存在________发生电荷移动形成局部电流，如此依次进行下去，兴奋不断地向前传导，后方恢复________。
4．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？
5．在兴奋传导过程中膜内外电流方向一致吗？与兴奋传导方向有什么关系呢？
,分析细胞外Na＋、K＋浓度对静息电位和动作电位的影响
阅读下面四篇资料，分析以下问题。
资料1：1942年，科学家发现当细胞外液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。
资料2：1949年，霍奇金和卡茨用不含Na＋的等渗透压的葡萄糖代替海水，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。
资料3：阈电位是触发动作电位的膜电位临界值。当刺激产生的外向电流使静息电位减小到某个临界值时，膜上的电压门控Na＋通道突然大量开放而产生动作电位。这个能够导致膜对Na＋通透性突然增大的临界膜电位数值，称为阈电位。
资料4：兴奋性是细胞受刺激时产生动作电位的能力。神经细胞的兴奋性直接取决于静息电位与阈电位的差值大小或从静息电位达到阈电位的容易程度，两者差值越小或从静息电位到阈电位越容易，则细胞的兴奋性越高。反之，细胞的兴奋性越低。
1．分析资料1和资料2，决定静息电位和动作电位大小的离子分别是什么？
2．根据资料1和资料2试总结细胞外Na＋、K＋浓度变化对静息电位和动作电位大小的影响。
项目 静息电位 动作电位峰值
Na＋增加 ________ ________
Na＋降低 ________ ________
K＋增加 ________ ________
K＋降低 ________ ________
3．根据资料3和资料4中对阈电位和兴奋性的定义，分析细胞外溶液中Na＋、K＋浓度改变对神经元兴奋性的影响。
项目 神经元兴奋性
Na＋增加 ________
Na＋降低 ________
K＋增加 ________
K＋降低 ________
[深化归纳]
1．静息电位形成的深化理解
K＋从细胞内顺浓度扩散出去积聚在膜外表面，同时等量的阴离子贴附在膜内表面，膜内外因此产生电位差。静息状态下的膜电位，实际上是阳离子积聚在细胞膜外表面、阴离子积聚在细胞膜内表面产生的，K＋外流产生的膜电位会抑制K＋外流。膜电位足够大时，K＋净外流为零，即达到平衡。
2．膜电位变化曲线解读
1．(链接P27图2-6，P28图2-7)听到上课铃声，同学们立刻走进教室，这一行为与神经调节有关。该过程中，其中一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。下列关于该过程的叙述，错误的是( )
A．此刻①处Na＋内流，②处K＋外流，且两者均不需要消耗能量
B．①处产生的动作电位沿神经纤维传播时，波幅一直稳定不变
C．②处产生的神经冲动，只能沿着神经纤维向右侧传导出去
D．若将电表的两个电极分别置于③④处，指针会发生偏转
(1)离体神经纤维上兴奋的传导是双向的，在生物体内反射过程中，神经纤维上的神经冲动只能来自感受器，因此兴奋在神经纤维上的传导是单向的。
(2)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。
(3)静息状态时，膜内外存在电位差，表现为外正内负，不是零电位。
2．用离体枪乌贼巨大神经元为材料进行实验，得到以下结果，图甲表示动作电位产生过程，图乙表示神经冲动传导。下列说法正确的是( )
A．a～c和①～③Na＋通道开放，神经纤维膜内外Na＋浓度差减小
B．图乙中的神经冲动沿轴突自左向右传导
C．②④处，细胞膜内外侧Na＋、K＋浓度均相等
D．若本实验在高K＋环境中进行，则a会下移
时间膜电位与位置膜电位
1．静息时，细胞膜两侧的电位表现为内负外正，称为静息电位。
2．静息电位表现为内负外正，是由K＋外流形成的。动作电位表现为内正外负，是由Na＋内流形成的。
3．兴奋在神经纤维上的传导方向与膜内局部电流的方向一致，与膜外局部电流的方向相反。
4．兴奋在神经纤维上以电信号的形式双向传导。
1．以枪乌贼的巨大神经纤维为材料，研究了静息状态和兴奋过程中，K＋、Na＋的内向流量与外向流量，结果如图所示。外向流量指经通道外流的离子量，内向流量指经通道内流的离子量。
下列叙述正确的是( )
A．兴奋过程中，K＋外向流量大于内向流量
B．兴奋过程中，Na＋内向流量小于外向流量
C．静息状态时，K＋外向流量小于内向流量
D．静息状态时，Na＋外向流量大于内向流量
2．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
3．某地区有食用草乌进补的习惯，但草乌中含有乌头碱，其可以与神经元上的Na＋通道结合，使其持续开放，从而引起中毒。下列判断不合理的是( )
A．乌头碱会导致神经元静息电位的绝对值降低
B．Na＋通道持续开放，会使胞外Na＋大量内流
C．静息状态时人体细胞膜外的K＋浓度低于膜内
D．阻遏Na＋通道开放的药物可缓解中毒的症状
4．将枪乌贼巨大轴突置于体内组织液的模拟环境中，下列分析错误的是( )
A．减小模拟环境中Na＋浓度，动作电位的峰值变小
B．电刺激枪乌贼巨大轴突，不一定会产生动作电位
C．若细胞膜对K＋的通透性变大，静息电位的绝对值不变
D．增大模拟环境中K＋的浓度，静息电位的绝对值变小
5．在脊椎动物的胚胎发育过程中，神经胶质细胞围绕轴突生长形成髓鞘，髓鞘有规律的中断形成郎飞结，如下图所示。适宜刺激产生的局部电流可在两个郎飞结之间形成，兴奋以非连续的方式在郎飞结间跳跃式传导，在有髓鞘包裹的区域，轴突膜中没有Na＋通道。下列说法不正确的是( )
A．兴奋在神经纤维上传导相同距离时，有髓鞘纤维上跨膜移动的离子数少于无髓鞘纤维
B．跳跃式传导极大地提高了兴奋在神经纤维上传导的速度
C．神经胶质细胞的数量远多于神经元，动作电位只出现在图示轴突的郎飞结处
D．在郎飞结上产生兴奋、传导兴奋的过程中，Na＋进出细胞不消耗ATP
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