第三章 动物稳态维持的生理基础
第一节 神经冲动的产生与传导
课前导学
知识回顾
1．神经系统结构和功能的基本单位---神经元（神经细胞）
（1）
结构
（2）功能: 接受刺激，产生兴奋，并 _________
兴奋，能够传导的兴奋叫神经冲动。
2．物质穿膜运输的方式：
______________，
______________，
______________。
新知预习
3．生物电的发现
（1）1786年，__________发现，用电击刚解剖的蛙坐骨神经——腓肠肌标本，肌肉会收缩。
（2）__________得知以上结果后多次重复该实验。
（3）英国剑桥大学的_________和他的同事们利用_________________________为材料成功证明生物电的存在。
（4）存在于细胞膜内外的______________，称为膜电位。
4．膜电位的产生
（1）产生原因：
①细胞膜内外的______________________；②____________________________。
（2）静息电位的产生：
＋神经细胞处于静息状态时，________开放(________关闭) ，这时K 从浓度高的膜内_________运动，使膜
外带____，膜内带_____。膜外正电的产生阻止了_______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：
＋神经细胞受到刺激后，________立即开放，Na 大量涌入______，使细胞处于膜内________、膜外相对
_________的兴奋状态，此时的电位为动作电位。
5．动作电位的传导
（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_________不衰减地___________。
（2）传导的过程：
膜内，兴奋区的______向邻近的______流动；膜外，电流流动与膜内方向相反。两者共同作用，使______的膜电位上升而产生_________。
（3）一般特征：
___________、________、_____________、绝缘性、相对不疲劳性。
神经
课中探究
探究点一：膜电位的产生
1．膜电位形成的机理：
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——未受刺激时静息产生
电位：外正内负。
＋＋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
电位：外负内正。
＋＋机理：Na 通道开放，Na 内流。
2．神经纤维上与膜电位产生有关的结构主要有：
钠-钾泵、钾离子通道和钠离子通道。
＋＋3．膜电位产生时Na 、K 顺浓度梯度进出细胞时（即钠离子通道、钾离子通道）是协助扩散，逆浓度梯度时
（即钠-钾泵）是主动运输。
4. 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＋通道开放，K ＋外流) ；
DE 段——静息电位。
精讲精练
＋【例1】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
选项分析：
探究点二：动作电位的传导
归纳提升
1．动作电位与神经冲动、兴奋的关系
兴奋的概念最大，包括神经细胞的兴奋、肌肉细胞的兴奋和腺体细胞的兴奋。神经细胞受到足够强度的刺激后产生兴奋，才可以说产生动作电位或者神经冲动。即动作电位的传导=神经冲动的传导=神经纤维上的传导
2．兴奋（动作电位、神经冲动）在神经纤维上的传导：
(1)传导形式：局部电流。
(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．兴奋在神经纤维上的传导方向与电流方向的关系：
①在膜外，兴奋的传导方向与局部电流的方向相反。
②在膜内，兴奋的传导方向与局部电流的方向相同。
③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。
4．静息电位和动作电位的测定方法
(1)静息电位的测量
灵敏电流计一极与神经纤维膜外侧连接，另一极与膜内侧连接(如图甲) 。
(2)动作电位的测量
灵敏电流计都连接在神经纤维膜外(或内) 侧(如图乙) 。
(3) 神经细胞某部位受刺激前后，膜两侧电位差变化的测量（如图丙）
图丙
特别提醒 有关电流表指针偏转的分析
在神经纤维上
①刺激a 点，b 点先兴奋，d 点后兴奋，电流计发生两次方向相反的偏转。
②刺激c 点(bc＝cd) ，b 点和d 点同时兴奋，电流计不发生偏转。
精讲精练
【例2】取出枪乌贼完整无损的粗大神经纤维并置于适宜环境
中，进行如图实验。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________部位流向________部位，在膜内由________部位流向________部位，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，电流计是否偏转？________。
题目解析：
自我诊断
1．通常情况下，细胞外液中浓度远高于细胞内液中浓度的离子有（ ）
A ．K +和Na + B ．Na +和Cl - C ．Cl -和K + D ．Na +、K +和Cl -
2．当神经细胞处于静息状态时（ ）
A ．钠离子通道开放，钾离子通道关闭 B ．钾离子通道开放，钠离子通道关闭
C ．钠离子通道开放，钾离子通道开放 D ．钠离子通道关闭，钾离子通道关闭
3． 当神经细胞受到适宜刺激后，一般不会发生（ ）
＋＋A ．Na 通道开放，Na 大量涌入细胞内 B ．动作电位产生
＋＋C ．K 通道开放，K 大量涌入细胞内 D ．细胞膜内外电位发生改变
4．一个神经细胞受到刺激后产生的动作电位的传导是（ ）
A ．单向的，只能向前传导 B ．双向的，只向神经末梢传导
C ．双向的，传遍整个神经细胞 D ．双向的，在膜内外之间传导
5．神经冲动在神经纤维兴奋区和静息区之间传导的动力是（ ）
A ．电位差 B ．离子浓度差 C ．主动运输 D ．外界刺激
6．如图所示，神经纤维上有A 、B 、C 、D 四个点，且AB=BC=CD，现将一个电流计连接到神经纤维细胞膜的表面①AB ；②BD ；③AD 之间，若在C 处给一强刺激，其中电流计指针能够发生两次相反方向偏转的有（ ）
A ．①③ B ．①② C ．②③ D ．①②③
课后练习
一、基础题
1．产生动作电位时（ ）
A ．Na +通道开放，Na +进入细胞内 B ．Na +通道开放，Na +运出细胞外
++++C ．K 通道开放，K 进入细胞内 D ．Na 通道关闭；K 运出细胞。
2．当刺激神经纤维上的某一点时，将会出现( )
A ．所产生的冲动向轴突末梢方向传导
B ．该部位细胞内的阳离子比细胞外的阳离子少
C ．所产生的冲动向树突末梢方向传导
D ．该部位细胞内的阳离子比细胞外的阳离子多
3．在神经细胞未受刺激时（ ）
A ．细胞内K +浓度高于细胞外K +浓度，膜内正电位，膜外负电位
B ．细胞内K +浓度高于细胞外K +浓度，膜内负电位，膜外正电位
++C ．细胞内Na 浓度高于细胞外Na 浓度，膜内正电位，膜外负电位
D ．细胞内Na+浓度高于细胞外Na+浓度，膜内负电位，膜外正电位
4. 将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液(溶液S) 中，可测得静息电位。给予细胞一个适宜的刺激，膜两侧出
+现一个暂时性的电位变化，这种膜电位变化称为动作电位。适当降低溶液S 中的Na 浓度，测量该细胞的静息
电位和动作电位，可观察到( )
A ．静息电位值减小 B．静息电位值增大
C ．动作电位峰值升高 D．动作电位峰值降低
5. 蛙的神经元内、外Na+浓度分别是15mmol/L和120mmol/L。在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有++Na 流入细胞，膜电位恢复过程中有Na 排出细胞。下列判断正确的是( )
+A. Na流入是被动运输、排出是主动运输
+B. Na流入是主动运输、排出是主动运输
+C. Na流入和排出都是被动运输
+D. Na流入和排出都是主动运输
6．在一条离体的神经纤维的中段施加电刺激，使其兴奋。下列哪项不可能发生？（ ）
A ．刺激部位Na +大量进入神经纤维 B ．在兴奋部位和未兴奋部位形成局部电流
C ．电流在膜内外都由刺激部位向未刺激部位流动 D ．膜内外都有电流存在
7．在同一个神经纤维上，电极连接有以下4种情况，其中ac ＝bc ，当给予适当刺激后，电流计偏转方向相同的是(多选)( )
8. 下列关于兴奋在神经纤维上传导的叙述中，不正确的是 ( )
A ．神经纤维在静息状态下，膜内为正电荷
B ．兴奋部位的膜外由正电变为负电
C ．膜外电流由未兴奋部位流向兴奋部位
D ．兴奋在神经元上的传导方向与膜内电流方向一致
二、提高题
9. 如图表示刺激强度逐渐增加(S1～S 8) 时下一个神经元膜电位的变化规律，下列叙述正确的是 (
)
A ．刺激要达到一定的强度才能诱导神经细胞产生兴奋
B ．刺激强度达到S 5以后，随刺激强度增加兴奋逐渐增强
C ．在S 1～S 4期间，细胞膜上没有离子的进出
D ．在S 5～S 8期间，细胞膜的电位是外正内负
10. 下图1是测量神经纤维膜内外电位的装置，图2是测得的膜电位的变化。请回答：
⑴图1装置A 测得的电位相当于图2中的 点的电位，该电位称为 电位。装置B 测得的电位相当于图2中的 点电位，该电位称为 电位。
⑵当神经受到适当刺激后，在兴奋部位，膜对离子的 性发生改变， 离子大量流向膜 ，引起电位逐步变化，此时相当于图2中的 。
⑶将离体神经置于不同钠离子浓度的生理盐水中给予一定刺激后，下图能正确反映膜电位变化与钠离子浓度关系的是（ ）
11、为研究高等动物的神经调节，科学家进行相关实验。请回答下列有关问题：
(1)在蛙的坐骨神经表面放置两个电极，连接到一个电表上(电表指针偏转方向代表电流方向) 。静息时，电表没有测出电位差(如下图中①所示) 。若在图①所示神经右侧的相应位置给予适当的刺激，则电流表指针偏转的顺序依次为B →____________。
依据所观测到的电流表指针偏转情况，绘制出的电流变化情况曲线是下图中的______。
该实验表明：在一个神经元内，兴奋是以________的形式沿着神经纤维传导的。
(2)某反射弧结构完整，效应器为骨骼肌。科研人员用电极分别刺激传入神经和骨骼肌，同时用电流表分别记录传出神经的电流变化情况，则两次电流表的偏转情况依次为________、________。
(3)某研究人员通过实验分离获得两个蛙的心脏：第一个蛙心脏带有完整神经，第二个蛙心脏通过手术剔除全部神经。将两个蛙心脏都装上蛙心插管，并充以少量“任氏液”。持续刺激第一个蛙心脏的神经几分钟，发现心跳加速；随即将其中的任氏液吸出并转移到第二个未被刺激的蛙心脏内，发现后者的跳动也加速了。实验中的“任氏液”相当于蛙体内的________(填成分名称) ，以维持蛙心脏正常的生理功能。根据该实验，可以作出的推断为__________________________________________。
答案
知识回顾
1. （1）细胞体 突起 树突 细胞体 轴突 轴突末梢 髓鞘（2）传导
2. 单纯扩散 协助扩散 主动运输
新知预习
3. （1）伽伐尼 （2）伏达 （3）霍奇金 枪乌贼巨大神经纤维 （4）电位差
＋＋4. （1）离子浓度不同 离子的跨膜运输 （2）K 通道 Na 通道浓度低的膜外
＋＋正电 负电 膜内K （3）Na 通道 细胞内 正电 负电
5. （1）其他部位 传送或扩展 （2）正电荷 静息区 静息区 动作电位 （3）生理完整性 双向传导 非递减性传导
探究点一：膜电位的产生
例1 C
探究点二：动作电位的传导
例2 答案 （1）正 负 （2）未兴奋 兴奋 兴奋 未兴奋 （3）双 （4）相反 偏转
自我诊断
1.B 2.B 3.C 4.C 5.A 6.A
课后练习
一、基础题
1.A 2.D 3.B 4.D 5.A 6.C 7.AB 8.A
二、提高题
9 A
10. （1）A 静息 C 动作 （2）通透 钠 内 B （3）D
11. 答案：(1)A→B →C(→B) C 局部电流(或电信号)
(2)偏转 不偏转 (3)组织液(或内环境、组织细胞生活的液体环境) 神经接受刺激产生兴奋后，会分泌某种化学物质，引起心脏兴奋而加速跳动