2022-2023版高中生物 第三章 動物穩(wěn)態(tài)維持的生理基礎(chǔ) 第一節(jié) 神經(jīng)沖動的產(chǎn)生和傳導(dǎo)學(xué)案 中圖版必修3

2022-2023版高中生物 第三章 動物穩(wěn)態(tài)維持的生理基礎(chǔ) 第一節(jié) 神經(jīng)沖動的產(chǎn)生和傳導(dǎo)學(xué)案 中圖版必修3情景導(dǎo)入課標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)1.理解膜電位的產(chǎn)生。2.掌握動作電位在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)。3.了解生物電的發(fā)現(xiàn)。關(guān)鍵術(shù)語生物電膜電位靜息電位動作電位神經(jīng)沖動生物電的發(fā)現(xiàn)與膜電位的產(chǎn)生基礎(chǔ)梳理1生物電的發(fā)現(xiàn)(1)1786年，伽伐尼發(fā)現(xiàn)，若電擊剛解剖出來的蛙坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本，肌肉會收縮。(2)伏打得知以上結(jié)果后多次重復(fù)該實驗。(3)英國劍橋大學(xué)的霍奇金和他的同事們，利用槍烏賊巨大神經(jīng)纖維為材料，成功地測量了單個細胞膜內(nèi)外的電位差及其變化，證明了生物電存在的事實。這種存在于細胞膜內(nèi)外的電位差，稱為膜電位。2膜電位的產(chǎn)生(1)產(chǎn)生原因細胞膜內(nèi)外的離子濃度不同，以及離子的跨膜運輸。(2)靜息電位的產(chǎn)生當(dāng)神經(jīng)細胞處于靜息狀態(tài)時，K通道開放(Na通道關(guān)閉)，這時K會從濃度高的膜內(nèi)向濃度低的膜外運動，使膜外帶正電，膜內(nèi)帶負電。膜外正電的產(chǎn)生阻止了膜內(nèi)K的繼續(xù)外流，使膜電位不再發(fā)生變化，產(chǎn)生靜息電位。(3)動作電位的產(chǎn)生當(dāng)神經(jīng)細胞受到刺激后，Na通道會立即開放，Na大量涌入細胞內(nèi)，使細胞處于膜內(nèi)帶正電、膜外相對帶負電的興奮狀態(tài)，此時的電位為動作電位。思維激活1膜電位產(chǎn)生時離子進出細胞的方式如何？提示Na、K順濃度梯度進出細胞時是協(xié)助擴散，逆濃度梯度時是主動運輸。合作探究靜息電位和動作電位的產(chǎn)生正常情況下神經(jīng)細胞的膜內(nèi)外存在著離子差異。1靜息電位的形成2動作電位的形成受刺激時興奮產(chǎn)生鞏固1下列能正確表示神經(jīng)纖維受刺激時，刺激點膜電位由靜息電位轉(zhuǎn)為動作電位過程的是()。ABCD解析靜息狀態(tài)下神經(jīng)纖維膜外為正電位，膜內(nèi)為負電位，受刺激后，電荷分布變?yōu)橥庳搩?nèi)正。答案D動作電位的傳導(dǎo)基礎(chǔ)梳理1神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)：細胞的動作電位一旦產(chǎn)生，就會向該細胞的其他部位不衰減地傳送或擴展。2傳導(dǎo)的過程膜內(nèi)，興奮區(qū)的正電荷向鄰近的靜息區(qū)流動；膜外，電流流動方向與膜內(nèi)方向相反。兩者共同作用，使靜息區(qū)的膜電位上升而產(chǎn)生動作電位。3一般特征：生理完整性、雙向傳導(dǎo)、非遞減性傳導(dǎo)、絕緣性、相對不疲勞性。思維激活2興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)方向與電流方向有怎樣的關(guān)系？提示興奮的傳導(dǎo)方向與膜外電流方向相反，與膜內(nèi)電流方向一致。合作探究1興奮：是指動物體或人體內(nèi)的某些組織(如神經(jīng)組織)或細胞感受外界刺激后由相對靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)轱@著活躍狀態(tài)的過程。(1)可以興奮的組織包括神經(jīng)、肌肉和腺體。(2)引起興奮的刺激可以來自生物體內(nèi)，也可來自外界環(huán)境，但必須是適宜刺激。2興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)(1)傳導(dǎo)形式：局部電流。(2)傳導(dǎo)過程：靜息電位刺激動作電位電位差局部電流。(3)傳導(dǎo)特點：雙向傳導(dǎo)。3電位的測量與變化曲線測量方法測量圖解測量結(jié)果電表兩極分別置于神經(jīng)纖維膜的內(nèi)側(cè)和外側(cè)電表兩極均置于神經(jīng)纖維膜的外側(cè)特別提醒在膜外，興奮的傳導(dǎo)方向與局部電流的方向相反。在膜內(nèi)，興奮的傳導(dǎo)方向與局部電流的方向相同。在一個神經(jīng)元內(nèi)有一處受到刺激產(chǎn)生興奮，迅速傳至整個神經(jīng)元細胞，即在該神經(jīng)元的任何部位均可測到生物電變化。鞏固2在一條離體神經(jīng)纖維的中段施加電刺激，使其興奮。下圖表示受刺激時，膜內(nèi)外電位變化和所產(chǎn)生的神經(jīng)沖動傳導(dǎo)方向(橫向箭頭表示傳導(dǎo)方向)。其中正確的是()。解析 神經(jīng)纖維在未受刺激時，細胞膜電位表現(xiàn)為膜外正電位，膜內(nèi)負電位。當(dāng)神經(jīng)纖維的某一部位受到刺激產(chǎn)生興奮時，膜外由正電位變?yōu)樨撾娢?，膜?nèi)由負電位變?yōu)檎娢?，但是鄰近的靜息區(qū)仍然是膜外正電位膜內(nèi)負電位。這樣，細胞膜內(nèi)外的興奮區(qū)與鄰近的靜息區(qū)之間形成了電位差，就有了電荷移動，形成了局部電流。該電流在膜外由靜息區(qū)流向興奮區(qū)，在膜內(nèi)則由興奮區(qū)流向靜息區(qū)，從而形成了局部電流回路。答案C靜息電位和動作電位的形成機理【例1】(山東高考)如圖表示槍烏賊離體神經(jīng)纖維在Na濃度不同的兩種海水中受刺激后的膜電位變化情況。下列描述錯誤的是()。A曲線a代表正常海水中膜電位的變化B兩種海水中神經(jīng)纖維的靜息電位相同C低Na海水中神經(jīng)纖維靜息時，膜內(nèi)Na濃度高于膜外D正常海水中神經(jīng)纖維受刺激時，膜外Na濃度高于膜內(nèi)思維導(dǎo)圖解決本題的關(guān)鍵是看懂坐標(biāo)曲線的含義。答案C反思總結(jié)神經(jīng)細胞某部位受刺激前后，膜兩側(cè)電位差變化的曲線解讀：A線段靜息電位，外正內(nèi)負，K通道開放；B點0電位，動作電位形成過程中，Na通道開放；BC段動作電位，Na通道繼續(xù)開放，Na內(nèi)流；CD段靜息電位恢復(fù)形成(K通道打開，K外流)；DE段通過Na-K泵，Na+排出，K+流入，逆濃度梯度，且需消耗能量，屬于主動運輸。動作電位的傳導(dǎo)與恢復(fù)的測定【例2】取出槍烏賊完整無損的粗大神經(jīng)纖維并置于適宜環(huán)境中，進行如下圖實驗。G表示靈敏電流計，a、b為兩個微型電極，陰影部分表示開始發(fā)生局部電流的區(qū)域。請據(jù)下圖分析回答下面的問題。(1)靜息狀態(tài)時的電位，A側(cè)為_，B側(cè)為_(正或負)。(2)局部電流在膜外由_區(qū)流向_區(qū)，在膜內(nèi)由_區(qū)流向_區(qū)，這樣就形成了局部電流回路。(3)興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)方向是_向的。(4)如果將a、b兩電極置于神經(jīng)纖維膜外，同時在c處給予一個強刺激(如上圖所示)，電流計的指針會發(fā)生兩次方向_(填“相同”或“相反”)的偏轉(zhuǎn)。若將b電極置于d處膜外(abbd)，a電極位置不變，則刺激c處后，電流計是否偏轉(zhuǎn)？_。思維導(dǎo)圖解析神經(jīng)纖維上興奮的傳導(dǎo)具有雙向性。靜息狀態(tài)時，電位是“外正內(nèi)負”，興奮狀態(tài)時，興奮區(qū)的電位是“外負內(nèi)正”。若在c處給予一個強刺激，當(dāng)b點興奮時，a點并未興奮，即b點膜外是負電位，而a點膜外是正電位，根據(jù)電流由正極流向負極，可知此時電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)；同理，當(dāng)a點興奮時，b點并未興奮，此時電流計的指針向左偏轉(zhuǎn)。答案(1)正負(2)靜息興奮興奮靜息(3)雙(4)相反偏轉(zhuǎn)反思總結(jié)神經(jīng)表面電位差的實驗圖示在蛙的坐骨神經(jīng)上放置兩個電極，連接到一個電表上。靜息時，電表沒有測出電位差，說明神經(jīng)表面各處電位相等(圖1)。當(dāng)在圖示神經(jīng)的左側(cè)一端給予刺激時，可以看到，靠近刺激端的電極處先變?yōu)樨撾娢?，接著恢?fù)正電位(圖2和圖3)。然后，另一電極處變?yōu)樨撾娢?，接著又恢?fù)為正電位(圖3和圖4)。1用新鮮的保持生物活性的青蛙坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本進行下列實驗，觀察不到肌肉收縮的是()。解析用同種金屬構(gòu)成回路時，無法形成金屬電流，肌肉不收縮。答案A2神經(jīng)細胞在靜息時具有靜息電位，受到適宜刺激時可迅速產(chǎn)生能傳導(dǎo)的動作電位，這兩種電位可通過儀器測量。A、B、C、D均為測量神經(jīng)纖維靜息電位示意圖，正確的是(多選)()。答案AC3刺激神經(jīng)纖維的某一部位使其產(chǎn)生興奮，則其膜內(nèi)外產(chǎn)生局部電流的流動方向是()。A膜外由靜息區(qū)流向興奮區(qū)，膜內(nèi)與膜外相同B膜外由靜息區(qū)流向興奮區(qū)，膜內(nèi)與膜外相反C膜外由興奮區(qū)流向靜息區(qū)，膜內(nèi)與膜外相反D膜外由興奮區(qū)流向靜息區(qū)，膜內(nèi)與膜外相同解析在神經(jīng)纖維處于靜息狀態(tài)時，神經(jīng)纖維膜兩側(cè)的電位表現(xiàn)為內(nèi)負外正。當(dāng)神經(jīng)纖維的某一部位受到刺激時，此部位的膜兩側(cè)的電位發(fā)生變化，由內(nèi)負外正變?yōu)閮?nèi)正外負。因此，在興奮區(qū)和鄰近的靜息區(qū)之間就產(chǎn)生電位差，形成了局部電流，并且在膜外由靜息區(qū)流向興奮區(qū)，在膜內(nèi)由興奮區(qū)流向靜息區(qū)。答案B4下圖1是測量神經(jīng)纖維膜內(nèi)外電位的裝置，圖2是測得的膜電位變化。請據(jù)圖回答下面的問題。圖1圖2(1)圖1裝置A測得的電位相當(dāng)于圖2中_點的電位，該電位稱為_電位。裝置B測得的電位相當(dāng)于圖2中_點的電位，該電位稱為_電位。(2)當(dāng)神經(jīng)纖維受到適宜刺激后，在興奮區(qū)，膜對離子的_性發(fā)生變化，_離子大量流向膜_，引起電位逐步變化，此時相當(dāng)于圖2中的_段。解析由圖示可知，A裝置測的是靜息電位，B裝置測的是動作電位。神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)過程是電化學(xué)變化的過程，神經(jīng)受到刺激時，細胞膜的通透性發(fā)生急劇變化，興奮區(qū)Na的流入量增加，靜息狀態(tài)時K的流出量增加，所以神經(jīng)沖動是伴隨著Na大量的流入和K的大量流出而發(fā)生的。答案(1)A靜息C動作(2)通透鈉內(nèi)B課堂小結(jié)考查知識點及角度難度及題號基礎(chǔ)中檔稍難膜電位的產(chǎn)生1、23、4動作電位的傳導(dǎo)5、687、9一、選擇題(共8小題，每小題5分，共40分)1當(dāng)神經(jīng)細胞處于靜息狀態(tài)時()。A鈉離子通道開放，鉀離子通道關(guān)閉B鉀離子通道開放，鈉離子通道關(guān)閉C鈉離子通道開放，鉀離子通道開放D鈉離子通道關(guān)閉，鉀離子通道關(guān)閉答案B2當(dāng)刺激神經(jīng)纖維上的某一點時，將會出現(xiàn)()。A所產(chǎn)生的沖動向軸突末梢方向傳導(dǎo)B該部位細胞內(nèi)的陽離子比細胞外的陽離子少C所產(chǎn)生的沖動向樹突末梢方向傳導(dǎo)D該部位細胞內(nèi)的陽離子比細胞外的陽離子多答案D3靜息時和產(chǎn)生興奮后，神經(jīng)纖維細胞膜內(nèi)外電位分別是()。A內(nèi)正外負、內(nèi)負外正B內(nèi)負外正、內(nèi)正外負C內(nèi)負外正、內(nèi)負外正D內(nèi)正外負、內(nèi)正外負答案B4神經(jīng)纖維受到刺激時，細胞膜內(nèi)、外的電位變化是()。膜外由正電位變?yōu)樨撾娢荒?nèi)由負電位變?yōu)檎娢荒ね庥韶撾娢蛔優(yōu)檎娢荒?nèi)由正電位變?yōu)樨撾娢籄BCD答案A5以槍烏賊的粗大神經(jīng)纖維為材料，如圖所示，這時觀測到a、b間局部電流的流動方向是()。A在膜內(nèi)是baB在膜內(nèi)可以是ba，也可以是abC在膜外是baD在膜外是ab答案C6取出槍烏賊的粗大神經(jīng)纖維，進行如下圖所示的實驗：將電位計的兩個微型電極a、b分別置于神經(jīng)纖維膜外，強刺激c處，電位計指針的偏轉(zhuǎn)情況是()。A不發(fā)生偏轉(zhuǎn)B發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)C發(fā)生兩次方向相同的偏轉(zhuǎn)D發(fā)生兩次方向相反的偏轉(zhuǎn)解析電位計連接在神經(jīng)纖維膜外的兩個點上，先后發(fā)生興奮。答案D7以槍烏賊的粗大神經(jīng)纖維作材料，在神經(jīng)纖維的表面放置兩個相距23cm的電極a和b，在圖中的刺激點給予較強的電刺激(如圖所示)。依據(jù)觀測到的電流表指針偏轉(zhuǎn)情況所繪出的曲線是()。解析電刺激傳到a時，a點變?yōu)樨撾娢唬缓蠡謴?fù)原來的0電位。電刺激傳到b時，b點變?yōu)樨撾娢唬缓蠡謴?fù)原來的0電位。電流表指針兩次偏轉(zhuǎn)的方向相反。答案C8神經(jīng)沖動是動物體或人體內(nèi)某些組織或細胞感受外界刺激后，由相對靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)轱@著活躍狀態(tài)的過程，下列關(guān)于神經(jīng)沖動的描述正確的是()。A口腔上皮細胞與神經(jīng)元相比，神經(jīng)元產(chǎn)生神經(jīng)沖動的能力更強B神經(jīng)沖動產(chǎn)生是神經(jīng)元上膜電位由靜息電位變?yōu)閯幼麟娢坏倪^程C神經(jīng)元只能產(chǎn)生神經(jīng)沖動不能傳導(dǎo)神經(jīng)沖動，神經(jīng)沖動是在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)的D在神經(jīng)元上，神經(jīng)沖動是靜息電位的傳導(dǎo)過程答案B二、非選擇題(共10分)9(10分)結(jié)合圖示探究1、2、3處單獨刺激時，電表指針的偏轉(zhuǎn)次數(shù)及方向。答案(1)刺激1：偏轉(zhuǎn)次數(shù)：2次。偏轉(zhuǎn)方向：先向左偏轉(zhuǎn)再向右偏轉(zhuǎn)。(2)刺激2：偏轉(zhuǎn)次數(shù)：0次。偏轉(zhuǎn)方向：不偏轉(zhuǎn)。(3)刺激3：偏轉(zhuǎn)次數(shù)：2次。偏轉(zhuǎn)方向：先向右偏轉(zhuǎn)再向左偏轉(zhuǎn)。