資源簡介

課時2　環境刺激使得神經細胞產生動作電位，并以電信號形式在神經纖維上傳導
課時概念剖析　本課時是次位概念“神經細胞膜內外在靜息狀態具有電位差，受到外界刺激后形成動作電位，并沿神經纖維傳導”，該概念的建構需要以下基本概念或證據的支持：
(1)神經細胞靜息電位是外正內負的穩定電位，主要是K＋的平衡電位。(2)適宜的刺激能使神經細胞發生Na＋內流，形成外負內正的動作電位，再是K＋外流恢復外正內負的靜息電位。(3)神經沖動在神經纖維上以電信號的形式傳導。
概念1　環境刺激使得神經細胞產生動作電位
　　　　　　　　　　　　　　
(閱讀教材P24，完成填空)
1.形成動作電位前后膜的極性變化
________、反極化和復極化的過程，也就是動作電位——膜外________的形成和恢復的過程。
2.膜電位的形成
(1)極化狀態的形成
(2)動作電位的產生
(3)膜電位變化曲線解讀
(4)靜息電位與動作電位的比較
[辨正誤]
(1)產生和維持神經細胞靜息電位主要與K＋有關。(　　)
(2)動作電位形成過程中Na＋內流的方式是主動轉運。(　　)
(3)神經纖維膜處于極化狀態時，膜內K＋濃度高于膜外；處于反極化狀態時，膜內K＋濃度低于膜外。(　　)
(科學實驗和探究情境)科學家將一個玻璃微電極置于神經纖維的膜外(定義膜外電位始終為0)，另一個玻璃微電極置于膜內，利用靈敏電位計測量神經纖維膜內的電位變化，如圖1所示。
Ⅰ.神經纖維沒有受到刺激時，科學家記錄到電位計的示數為－70 mV，如圖1所示：
(1)該電位屬于________(填“靜息”或“動作”)電位，說明此膜內的電位比膜外__________(填“低”或“高”)。
(2)靜息電位的形成主要是膜內的__________緩慢外流形成的，該離子外流的跨膜運輸方式屬于____________，需要膜上__________蛋白的協助。
(3)適當降低膜外的K＋濃度，上述測量值的絕對值將會________(填“變大”“變小”或“不變”)。
Ⅱ.給予神經纖維膜以適當的電流刺激，測量到膜內電位發生了一系列的變化，如圖2所示：
(1)該一系列電位變化屬于________(填“靜息”或“動作”)電位。
(2)圖2中，________(填圖中序號)表示去極化過程，該過程中膜上Na＋通道開放，Na＋________(填“順”或“逆”)濃度梯度________(填“內”或“外”)流，導致膜內電位升高，Na＋的這種跨膜運輸方式屬于____________，________(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。
(3)圖2中，動作電位達到峰值時，膜上________通道關閉，________通道開放，導致________，引起膜內電位下降，這一過程稱為________(填“去極化”“反極化”“復極化”或“超極化”)。
(4)若適當降低膜外的Na＋濃度，則動作電位的峰值將會________(填“變大”“變小”或“不變”)。
【學以致用】
例1 (2024·浙北G2聯考)如圖為神經元靜息電位形成機制的示意圖，下列敘述錯誤的是(　　)
A.鈉鉀泵的活動會影響靜息電位的大小
B.在靜息狀態時K＋通道的通透性遠大于Na＋通道的通透性
C.K＋通過K＋通道向外擴散積累的膜內外電位差可促進K＋的擴散
D.給人體靜脈滴注一定濃度KCl溶液，可降低靜息電位的絕對值
細胞外液中Na＋、K＋濃度改變對膜電位的影響
(1)靜息電位的本質是一種K＋平衡電位，其絕對值的大小與膜內外K＋濃度差呈正相關，與Na＋濃度無關。
(2)動作電位的本質是一種Na＋平衡電位，其絕對值的大小與膜內外Na＋濃度差呈正相關，與K＋濃度無關。
例2 (2024·A9協作體高二期中)如圖表示在t1、t2、t3時刻分別給予某神經纖維三次強度相同的刺激所測得的神經纖維電位變化。據圖分析，下列說法正確的是(　　)
A.t1時刻細胞膜去極化后無法產生動作電位
B.適當提高細胞內Na＋濃度，動作電位變大
C.刺激都是獨立的，不能累加產生動作電位
D.t4～t5時間段，K＋外流恢復靜息電位需消耗能量
(1)閾刺激、閾上刺激與閾下刺激
觸發神經細胞或其他可興奮細胞產生動作電位所需要的最低強度刺激，稱為閾刺激(如圖甲中的S5)；低于此強度的刺激稱為閾下刺激(如圖甲中的S1～S4)；高于此強度的刺激稱為閾上刺激(如圖甲中的S6～S8)。閾刺激是衡量可興奮細胞興奮性高低的指標。
閾刺激和不同強度的閾上刺激引起的動作電位水平是相同的，如圖甲中刺激S5～S8的刺激強度雖然不同，但觸發產生的動作電位是相同的(它們的波形和峰值相等)。
(2)時間總和與空間總和
時間間隔較短的閾下刺激(刺激神經纖維同一位點)可以疊加，達到一定閾值后也會觸發產生動作電位，如圖乙，稱為時間總和。
位置相鄰較近的閾下刺激(同時刺激神經纖維相鄰位點)可以疊加，達到一定閾值后也會觸發產生動作電位，如圖丙，稱為空間總和。
概念2　沖動在神經纖維上以電信號的形式傳導
(閱讀教材P27～28，完成填空)
1.動作電位傳導的過程
分析：沖動在神經纖維上以____________的形式傳導。興奮的傳導方向與膜內局部電流的方向________，與膜外局部電流的方向________。
2.動作電位傳導的特點
[辨正誤]
(1)神經纖維受到刺激后，興奮部位和未興奮部位之間，膜內和膜外的局部電流方向相反。(　　)
(2)興奮以電信號的形式在神經纖維上傳導過程中神經細胞沒有發生離子進出。(　　)
(3)動作電位沿神經纖維傳導時，波幅一直穩定不變。(　　)
1.(科學實驗和探究情境)下圖是動作電位沿神經纖維傳導的示意圖，請據圖回答下列問題：
(1)圖中動作電位已通過神經纖維的________(“AB”或“GH”)段，尚未傳至神經纖維的________(填“AB”或“GH”)段。
(2)BC段神經纖維正處于________(填“極化”“反極化”或“超極化”)狀態，其形成原因是膜上________通道關閉滯后，導致膜內電位________(填“高于”“等于”或“低于”)正常的極化狀態。
(3)CE段神經纖維正處于________(填“去極化”或“復極化”)過程，該過程中膜上________通道關閉，________通道開放，________外流，造成膜內電位不斷降低。
(4)EF段神經纖維正處于________(填“極化”“反極化”或“超極化”)狀態，是由________內流引起膜內電位________(填“高于”“等于”或“低于”)膜外造成的。
(5)FG段神經纖維正處于________(填“去極化”或“復極化”)過程，該過程中膜上________通道開放，________內流，造成膜內電位不斷升高。
2.(科學實驗和探究情境)為驗證神經沖動在軸突上的傳導具有雙向性和無衰減性，某同學設計了如下實驗：將靈敏電位計的兩極分別接在槍烏賊的軸突的甲、乙兩點膜外，在甲的左側給予一個適宜的電刺激，觀察電位變化過程如圖①～⑤所示。你認為該同學能得出上述結論嗎？請說明理由。
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【學以致用】
例1 如圖是興奮在神經纖維上產生和傳導的示意圖，下列說法與圖示相符的是(　　)
A.圖中興奮部位是B和C
B.圖中弧線最可能表示局部電流方向
C.圖中興奮傳導的方向是C→A→B
D.興奮傳導方向與膜外局部電流方向一致
例2 (2023·9＋1聯盟高二期中)如圖表示某神經元一個動作電位傳導示意圖，據圖分析，下列說法正確的是(　　)
A.據圖判斷神經纖維上受刺激的位點在c的右側
B.圖中a→b→c的過程就是動作電位形成和恢復的過程
C.圖中b段對應的神經纖維正處于反極化過程中
D.a段的神經纖維正在發生Na＋涌入膜內，此過程不消耗ATP
1.(2017·浙江4月選考)將新生小鼠腦神經元置于適宜的溶液中，制成較高細胞密度的細胞懸液，并將其低溫保存，在低溫保存過程中神經元會受到損傷。一段時間后，與常溫保存組相比，溶液中的離子濃度變化是(　　)
A.K＋濃度升高 B.K＋濃度降低
C.Na＋濃度不變 D.Na＋濃度升高
2.(2022·浙江6月選考，24)聽到上課鈴聲，同學們立刻走進教室，這一行為與神經調節有關。該過程中，其中一個神經元的結構及其在某時刻的電位如圖所示。
下列關于該過程的敘述，錯誤的是(　　)
A.此刻①處Na＋內流，②處K＋外流，且兩者均不需要消耗能量
B.①處產生的動作電位沿神經纖維傳播時，波幅一直穩定不變
C.②處產生的神經沖動，只能沿著神經纖維向右側傳播出去
D.若將電表的兩個電極分別置于③④處，指針會發生偏轉
3.(2023·北京卷，17)細胞膜的選擇透過性與細胞膜的靜息電位密切相關。科學家以哺乳動物骨骼肌細胞為材料，研究了靜息電位形成的機制。
(1)骨骼肌細胞膜的主要成分是________________，膜的基本骨架是________________。
(2)假設初始狀態下，膜兩側正負電荷均相等，且膜內K＋濃度高于膜外。在靜息電位形成過程中，當膜僅對K＋具有通透性時，K＋順濃度梯度向膜外流動，膜外正電荷和膜內負電荷數量逐步增加，對K＋進一步外流起阻礙作用，最終K＋跨膜流動達到平衡，形成穩定的跨膜靜電場，此時膜兩側的電位表現是____________。K＋靜電場強度只能通過公式“K＋靜電場強度(mV)＝60×lg計算得出。
(3)骨骼肌細胞處于靜息狀態時，實驗測得膜的靜息電位為－90 mV，膜內、外K＋濃度依次為155 mmol/L和4 mmol/L(lg＝－1.59)，此時沒有K＋跨膜凈流動。
①靜息狀態下，K＋靜電場強度為________mV，與靜息電位實測值接近，推測K＋外流形成的靜電場可能是構成靜息電位的主要因素。
②為證明①中的推測，研究者梯度增加細胞外K＋濃度并測量靜息電位。如果所測靜息電位的值________，則可驗證此假設。
課時2　環境刺激使得神經細胞產生動作電位，并以電信號形式在神經纖維上、傳導
概念1
自主建構
1.正電位　負電位　正電位　負電位　去極化　負電位
2.(1)鈉離子　鉀離子　通透性　有機負離子　ATP　逆著濃度　鈉離子　鉀離子　鉀離子　鉀離子　鈉離子　鈉離子　(2)鈉通道　內正外負　鈉通道　鉀通道　外正內負　(3)Na＋　內負外正　Na＋　K＋　K＋　下降　K＋　K＋　內負外正　Na＋　高　內正外負　Na＋—K＋　(4)K＋　Na＋　K＋　Na＋　內負外正　負　正
辨正誤
(1)√　
(2)×　提示：動作電位形成過程中，Na＋內流的方式為順濃度梯度的易化擴散。
(3)×　提示：無論處于極化還是反極化狀態，膜內K＋濃度都高于膜外。
合作探究
Ⅰ.(1)靜息　低　(2)K＋　易化擴散　K＋通道　(3)變大
Ⅱ.(1)動作　(2)②　順　內　易化擴散　不需要　(3)Na＋　K＋　K＋外流　復極化　(4)變小
學以致用
例1　C　[K＋通過K＋通道向外擴散積累形成內負外正的靜息電位，是K＋向外擴散的阻力，C錯誤。]
例2　A　[t1時刻的刺激可以引起Na＋通道打開，產生局部電位，細胞膜去極化，但無法產生動作電位，A正確；適當提高細胞內Na＋濃度，使膜內外Na＋濃度差降低，使測得的動作電位變小，B錯誤；由題圖可知，t1、t2時刻兩次強度相同的刺激由于相隔時間較長而無法累加，t2、t3時刻兩次強度相同的刺激由于相隔時間較短可以累加并引起神經纖維產生動作電位，C錯誤；t4～t5時間段Na＋通道關閉，K＋通道打開，K＋外流使神經纖維恢復靜息狀態，但是K＋外流屬于易化擴散，不消耗ATP，D錯誤。]
概念2
自主建構
1.極化　反極化　去極　動作電位　局部電流　一致　相反
2.衰減　絕緣
辨正誤
(1)√　
(2)×　提示：Na＋和K＋的不斷進出導致神經細胞膜上的電位變化，進而發生電流的傳導。
(3)√
合作探究
1.(1)提示：AB　GH
(2)提示：超極化　K＋　低于
(3)提示：復極化　 Na＋　K＋　K＋
(4)提示：反極化 　Na＋　高于
(5)提示：去極化　Na＋　Na＋
2.提示：不能得出上述結論，圖示中②和④的指針偏轉幅度如果相同，則說明神經沖動在軸突上的傳導具有無衰減性，但是該連接方式無法驗證神經沖動在軸突上的傳導具有雙向性，若驗證神經沖動在軸突上的傳導具有雙向性，刺激位點最好選擇在甲、乙之間的非中點。
學以致用
例1　B　[興奮部位的電位為動作電位，即內正外負，所以興奮部位是A，A錯誤；正電荷移動的方向為電流的方向，因此圖中弧線最可能表示局部電流方向，B正確；興奮傳導的方向與膜內局部電流方向一致，與膜外局部電流方向相反，因此圖中興奮傳導的方向為C←A→B，C、D錯誤。]
例2　C　[圖中動作電位是由左向右沿著神經纖維傳導的，因此受刺激的位點應在c的左側，A錯誤；圖中a→b→c的過程表示的是動作電位傳導時神經纖維上不同位點的膜電位狀況，B錯誤；a段的神經纖維的電位表現為內負外正，是靜息電位，原因是K＋外流，屬于協助擴散，不消耗ATP，D錯誤。]
感悟真題
1.A　[正常神經細胞有積累K＋能力，低溫使細胞損傷后，從溶液中吸收K＋的能力比常溫保存組低，留在溶液中的K＋較常溫保存組高。]
2.A　[根據興奮傳遞的方向為③→④，則①處恢復靜息電位，為K＋外流，②處產生動作電位，為Na＋內流，A錯誤；動作電位沿神經纖維傳導時，其電位變化總是一樣的，不會隨傳導距離的增加而衰減，即波幅穩定不變，B正確；反射弧中，興奮在神經纖維上的傳導是單向的，由軸突傳導到軸突末梢，即向右傳播出去，C正確；將電表的兩個電極置于③④處時，由于會存在電位差，指針會發生偏轉，D正確。]
3.(1)磷脂和蛋白質　磷脂雙分子層　
(2)外正內負　(3)①－95.4　②變小
解析　(1)骨骼肌細胞膜的主要成分為磷脂和蛋白質，膜的基本骨架是磷脂雙分子層。(2)K＋外流形成靜息電位，細胞膜兩側的電位表現為外正內負。(3)K＋靜電場強度(mV)＝60×lg＝60×lg＝60×(－1.59)＝－95.4(mV)，即靜息狀態下，K＋靜電場強度為－95.4 mV。依據公式可知，增加細胞外K＋濃度求出的值的絕對值變小，若測得靜息電位的值也變小(正負號不代表大小，代表方向)，則可驗證此假設。(共40張PPT)
第二章　神經調節　
課時2
環境刺激使得神經細胞產生
動作電位，并以電信號形式
在神經纖維上傳導
課時概念剖析
本課時是次位概念“神經細胞膜內外在靜息狀態具有電位差，受到外界刺激后形成動作電位，并沿神經纖維傳導”，該概念的建構需要以下基本概念或證據的支持：
(1)神經細胞靜息電位是外正內負的穩定電位，主要是K＋的平衡電位。(2)適宜的刺激能使神經細胞發生Na＋內流，形成外負內正的動作電位，再是K＋外流恢復外正內負的靜息電位。(3)神經沖動在神經纖維上以電信號的形式傳導。
目錄 CONTENTS
1.環境刺激使得神經細胞產生動作電位
2.沖動在神經纖維上以電信號的形式傳導
3.感悟真題
自主建構
合作探究
合作探究
課時概念圖
自主建構
正
電位
(閱讀教材P27～28，完成填空)
1.動作電位傳導的過程
________、反極化和復極化的過程，也就是動作電位——膜外________的形成和恢復的過程。
負電位
正
電位
去極化
負電位
負電位
2.膜電位的形成
2.膜電位的形成
(1)極化狀態的形成
鈉離子
鉀離子
通透性
有機負離子
ATP
逆著濃度
鈉離子
鉀離子
鉀離子
鉀離子
鈉離子
鈉離子
(2)動作電位的產生
鈉通道
內正外負
鈉通道
鉀通
道
外正內負
(3)膜電位變化曲線解讀
Na＋
內負外正
Na＋
K＋
K＋
下降
K＋
K＋
內負外正
Na＋
高
內正
外負
Na＋—K＋
(4)靜息電位與動作電位的比較
K＋
Na＋
K＋
Na＋
內負外正
負
正
[辨正誤]
(1)產生和維持神經細胞靜息電位主要與K＋有關。( )
(2)動作電位形成過程中Na＋內流的方式是主動轉運。( )
提示：動作電位形成過程中，Na＋內流的方式為順濃度梯度的易化擴散。
(3)神經纖維膜處于極化狀態時，膜內K＋濃度高于膜外；處于反極化狀態時，膜內K＋濃度低于膜外。( )
提示：無論處于極化還是反極化狀態，膜內K＋濃度都高于膜外。
√
×
×
(科學實驗和探究情境)科學家將一個玻璃微電極
置于神經纖維的膜外(定義膜外電位始終為0)，
另一個玻璃微電極置于膜內，利用靈敏電位計
測量神經纖維膜內的電位變化，如圖1所示。
Ⅰ.神經纖維沒有受到刺激時，科學家記錄到電
位計的示數為－70 mV，如圖1所示：
(1)該電位屬于______ (填“靜息”或“動作”)電位，說明此膜內的電位比膜外____(填“低”或“高”)。
靜息
低
(2)靜息電位的形成主要是膜內的_______ 緩慢外流形成的，該離子外流的跨膜運輸方式屬于__________，需要膜上__________蛋白的協助。
(3)適當降低膜外的K＋濃度，上述測量值的絕對值將會________(填“變大”“變小”或“不變”)。
K＋
易化擴散
K＋通道
變大
Ⅱ.給予神經纖維膜以適當的電流刺激，測量到膜內電位發生了一系列的變化，如圖2所示：
(1)該一系列電位變化屬于_________(填“靜息”或“動作”)電位。
(2)圖2中，_____(填圖中序號)表示去極化過程，該過程中膜上Na＋通道開放，Na＋_____(填“順”或“逆”)濃度梯度____(填“內”或“外”)流，導致膜內電位升高，Na＋的這種跨膜運輸方式屬于__________，_________ (填“需要”或“不需要”)消耗ATP。
動作
②
順
內
易化擴散
不需要
(3)圖2中，動作電位達到峰值時，膜上_____通道關閉，_____通道開放，導致__________，引起膜內電位下降，這一過程稱為_________ (填“去極化”“反極化”“復極化”或“超極化”)。
(4)若適當降低膜外的Na＋濃度，則動作電位的峰值將會_______ (填“變大”“變小”或“不變”)。
Na＋
K＋
K＋外流
復極化
變小
【 學以致用 】
例1 (2024·浙北G2聯考)如圖為神經元靜息電位形成機制的示意圖，下列敘述錯誤的是(　　)
C
A.鈉鉀泵的活動會影響靜息電位的大小
B.在靜息狀態時K＋通道的通透性遠大于Na＋通道的通透性
C.K＋通過K＋通道向外擴散積累的膜內外電位差可促進K＋的擴散
D.給人體靜脈滴注一定濃度KCl溶液，可降低靜息電位的絕對值
解析：K＋通過K＋通道向外擴散積累形成內負外正的靜息電位，是K＋向外擴散的阻力，C錯誤。
細胞外液中Na＋、K＋濃度改變對膜電位的影響
(1)靜息電位的本質是一種K＋平衡電位，其絕對值的大小與膜內外K＋濃度差呈正相關，與Na＋濃度無關。
(2)動作電位的本質是一種Na＋平衡電位，其絕對值的大小與膜內外Na＋濃度差呈正相關，與K＋濃度無關。
例2 (2024·A9協作體高二期中)如圖表示在t1、t2、t3時刻分別給予某神經纖維三次強度相同的刺激所測得的神經纖維電位變化。據圖分析，下列說法正確的是(　　)
A
A.t1時刻細胞膜去極化后無法產生動作電位
B.適當提高細胞內Na＋濃度，動作電位變大
C.刺激都是獨立的，不能累加產生動作電位
D.t4～t5時間段，K＋外流恢復靜息電位需消耗能量
A.t1時刻細胞膜去極化后無法產生動作電位
B.適當提高細胞內Na＋濃度，動作電位變大
C.刺激都是獨立的，不能累加產生動作電位
D.t4～t5時間段，K＋外流恢復靜息電位需消耗能量
解析：t1時刻的刺激可以引起Na＋通道打開，產生局部電位，細胞膜去極化，但無法產生動作電位，A正確；
適當提高細胞內Na＋濃度，使膜內外Na＋濃度差降低，使測得的動作電位變小，B錯誤；
由題圖可知，t1、t2時刻兩次強度相同的刺激由于相隔時間較長而無法累加，t2、t3時刻兩次強度相同的刺激由于相隔時間較短可以累加并引起神經纖維產生動作電位，C錯誤；
t4～t5時間段Na＋通道關閉，K＋通道打開，K＋外流使神經纖維恢復靜息狀態，但是K＋外流屬于易化擴散，不消耗ATP，D錯誤。
(1)閾刺激、閾上刺激與閾下刺激
觸發神經細胞或其他可興奮細胞產生動作電位所需要
的最低強度刺激，稱為閾刺激(如圖甲中的S5)；低于
此強度的刺激稱為閾下刺激(如圖甲中的S1～S4)；高
于此強度的刺激稱為閾上刺激(如圖甲中的S6～S8)。閾刺激是衡量可興奮細胞興奮性高低的指標。
閾刺激和不同強度的閾上刺激引起的動作電位水平是相同的，如圖甲中刺激S5～S8的刺激強度雖然不同，但觸發產生的動作電位是相同的(它們的波形和峰值相等)。
(2)時間總和與空間總和
時間間隔較短的閾下刺激(刺激神經纖維同一位點)可以疊加，達到一定閾值后也會觸發產生動作電位，如圖乙，稱為時間總和。
位置相鄰較近的閾下刺激(同時刺激神經纖維相鄰位點)可以疊加，達到一定閾值后也會觸發產生動作電位，如圖丙，稱為空間總和。
(閱讀教材P27～28，完成填空)
1.動作電位傳導的過程
分析：沖動在神經纖維上以____________的形式傳導。興奮的傳導方向與膜內局部電流的方向________，與膜外局部電流的方向________。
極化
反極化
去
極
動
作電
位
局部電流
一致
相反
2.動作電位傳導的特點
衰減
絕緣
[辨正誤]
(1)神經纖維受到刺激后，興奮部位和未興奮部位之間，膜內和膜外的局部電流方向相反。( )
(2)興奮以電信號的形式在神經纖維上傳導過程中神經細胞沒有發生離子進出。( )
提示：Na＋和K＋的不斷進出導致神經細胞膜上的電位變化，進而發生電流的傳導。
(3)動作電位沿神經纖維傳導時，波幅一直穩定不變。( )
√
×
√
1.(科學實驗和探究情境)下圖是動作電位沿神經纖維傳導的示意圖，請據圖回答下列問題：
(1)圖中動作電位已通過神經纖維的________(“AB”或“GH”)段，尚未傳至神經纖維的________(填“AB”或“GH”)段。
提示：AB　GH
(2)BC段神經纖維正處于________(填“極化”“反極化”或“超極化”)狀態，其形成原因是膜上________通道關閉滯后，導致膜內電位________(填“高于”“等于”或“低于”)正常的極化狀態。
提示：超極化　K＋　低于
(3)CE段神經纖維正處于________(填“去極化”或“復極化”)過程，該過程中膜上________通道關閉，________通道開放，________外流，造成膜內電位不斷降低。
提示：復極化　 Na＋　K＋　K＋
(4)EF段神經纖維正處于________(填“極化”“反極化”或“超極化”)狀態，是由________內流引起膜內電位________(填“高于”“等于”或“低于”)膜外造成的。
提示：反極化 　Na＋　高于
(5)FG段神經纖維正處于________(填“去極化”或“復極化”)過程，該過程中膜上________通道開放，________內流，造成膜內電位不斷升高。
提示：去極化　Na＋　Na＋
2.(科學實驗和探究情境)為驗證神經沖動在軸突上的傳導具有雙向性和無衰減性，某同學設計了如下實驗：將靈敏電位計的兩極分別接在槍烏賊的軸突的甲、乙兩點膜外，在甲的左側給予一個適宜的電刺激，觀察電位變化過程如圖①～⑤所示。你認為該同學能得出上述結論嗎？請說明理由。
提示：不能得出上述結論，圖示中②和④的指針偏轉幅度如果相同，則說明神經沖動在軸突上的傳導具有無衰減性，但是該連接方式無法驗證神經沖動在軸突上的傳導具有雙向性，若驗證神經沖動在軸突上的傳導具有雙向性，刺激位點最好選擇在甲、乙之間的非中點。
【 學以致用 】
B
例1 如圖是興奮在神經纖維上產生和傳導的示意圖，下列說法與圖示相符的是(　　)
A.圖中興奮部位是B和C
B.圖中弧線最可能表示局部電流方向
C.圖中興奮傳導的方向是C→A→B
D.興奮傳導方向與膜外局部電流方向一致
解析：興奮部位的電位為動作電位，即內正外負，所以興奮部位是A，A錯誤；
正電荷移動的方向為電流的方向，因此圖中弧線最可能表示局部電流方向，B正確；
興奮傳導的方向與膜內局部電流方向一致，與膜外局部電流方向相反，因此圖中興奮傳導的方向為C←A→B，C、D錯誤。
C
例2 (2023·9＋1聯盟高二期中)如圖表示某神經元一個動作電位傳導示意圖，據圖分析，下列說法正確的是(　　)
A.據圖判斷神經纖維上受刺激的位點
在c的右側
B.圖中a→b→c的過程就是動作電位形成和恢復的過程
C.圖中b段對應的神經纖維正處于反極化過程中
D.a段的神經纖維正在發生Na＋涌入膜內，此過程不消耗ATP
解析：圖中動作電位是由左向右沿著神經纖維傳導的，因此受刺激的位點應在c的左側，A錯誤；
圖中a→b→c的過程表示的是動作電位傳導時神經纖維上不同位點的膜電位狀況，B錯誤；
a段的神經纖維的電位表現為內負外正，是靜息電位，原因是K＋外流，屬于協助擴散，不消耗ATP，D錯誤。
A.據圖判斷神經纖維上受刺激的位點在c的右側
B.圖中a→b→c的過程就是動作電位形成和恢復的過程
C.圖中b段對應的神經纖維正處于反極化過程中
D.a段的神經纖維正在發生Na＋涌入膜內，此過程不消耗ATP
A
1.(2017·浙江4月選考)將新生小鼠腦神經元置于適宜的溶液中，制成較高細胞密度的細胞懸液，并將其低溫保存，在低溫保存過程中神經元會受到損傷。一段時間后，與常溫保存組相比，溶液中的離子濃度變化是(　　)
A.K＋濃度升高 B.K＋濃度降低
C.Na＋濃度不變 D.Na＋濃度升高
解析：正常神經細胞有積累K＋能力，低溫使細胞損傷后，從溶液中吸收K＋的能力比常溫保存組低，留在溶液中的K＋較常溫保存組高。
A
2.(2022·浙江6月選考，24)聽到上課鈴聲，同學們立刻走進教室，這一行為與神經調節有關。該過程中，其中一個神經元的結構及其在某時刻的電位如圖所示。
下列關于該過程的敘述，錯誤的是(　　)
A.此刻①處Na＋內流，②處K＋外流，且兩者均不需要消耗能量
B.①處產生的動作電位沿神經纖維傳播時，波幅一直穩定不變
C.②處產生的神經沖動，只能沿著神經纖維向右側傳播出去
D.若將電表的兩個電極分別置于③④處，指針會發生偏轉
解析：根據興奮傳遞的方向為③→④，則①處恢復靜息電位，為K＋外流，②處產生動作電位，為Na＋內流，A錯誤；
動作電位沿神經纖維傳導時，其電位變化總是一樣的，不會隨傳導距離的增加而衰減，即波幅穩定不變，B正確；
反射弧中，興奮在神經纖維上的傳導是單向的，由軸突傳導到軸突末梢，即向右傳播出去，C正確；
將電表的兩個電極置于③④處時，由于會存在電位差，指針會發生偏轉，D正確。
下列關于該過程的敘述，錯誤的是(　　)
A.此刻①處Na＋內流，②處K＋外流，且兩者均不需要消耗能量
B.①處產生的動作電位沿神經纖維傳播時，波幅一直穩定不變
C.②處產生的神經沖動，只能沿著神經纖維向右側傳播出去
D.若將電表的兩個電極分別置于③④處，指針會發生偏轉
磷脂和蛋白質
3.(2023·北京卷，17)細胞膜的選擇透過性與細胞膜的靜息電位密切相關。科學家以哺乳動物骨骼肌細胞為材料，研究了靜息電位形成的機制。
(1)骨骼肌細胞膜的主要成分是________________，膜的基本骨架是________________。
磷脂雙分子層
外正內負
－95.4
變小第二章　課時精練4　動作電位的產生及在神經纖維上的傳導(分值：50分)
A組
選擇題：第1～8題，每小題4分，共32分。答案P185
【對點強化】
概念1　環境刺激使得神經細胞產生動作電位
1.下列關于靜息電位和動作電位的敘述，錯誤的是( )
細胞外液中Na＋濃度會影響動作電位的形成
神經元膜內K＋的外流是形成靜息電位的基礎
當處于靜息電位時，細胞膜兩側的電位表現為外負內正
動作電位形成的過程中，Na＋內流不消耗能量
2.如圖表示神經細胞膜上Na＋、K＋的兩種運輸方式，相關敘述正確的是( )
方式1中的K＋經過通道蛋白排出細胞外，需要消耗ATP，是產生靜息電位的生理基礎
方式1中的Na＋經過通道蛋白進入細胞內，不需要消耗ATP，是產生動作電位的生理基礎
方式2中的Na＋經過載體排出細胞外，需要消耗ATP，是產生動作電位的生理基礎
方式2中的K＋經過載體進入細胞內，需要消耗ATP，是產生靜息電位的生理基礎
3.(2024·9＋1聯盟高二期中)神經元細胞膜上的Na＋/K＋－ATP酶也稱鈉鉀泵，它將3個Na＋排出細胞、2個K＋攝入細胞的過程偶聯起來。下列有關說法正確的是( )
Na＋/K＋－ATP酶順濃度梯度轉運Na＋、K＋兩種離子
神經細胞膜出現極化狀態的原因就是鈉鉀泵的轉運
神經元細胞膜外Na＋的內流是形成靜息電位的基礎
用藥物抑制鈉鉀泵的活動會導致動作電位幅度降低
4.果蠅的某種突變體因動作電位異常而發生驚厥。如圖表示兩種果蠅的動作電位。據圖分析，突變體果蠅神經細胞膜異常的是( )
鈉離子通道和恢復靜息電位的過程
鈉離子通道和產生動作電位的過程
鉀離子通道和恢復靜息電位的過程
鉀離子通道和產生動作電位的過程
概念2　沖動在神經纖維上以電信號的形成傳導
5.下圖是處于興奮狀態的神經纖維興奮傳導模式圖。下列相關敘述正確的是( )
興奮時動作電位的產生是Na＋外流引起的
未興奮部位電位呈“外正內負”是因為此時膜對K＋的通透性大
神經纖維興奮后，膜外局部電流方向是從興奮部位流向未興奮部位
興奮部位形成“內正外負”電位狀態，是因為該部位K＋內流形成的
6.用適宜強度的電流刺激某一神經纖維的中部，下列示意圖中能正確表示膜電位、局部電流方向和興奮傳導方向的是( )
A B
C D
7.下列關于動作電位的敘述，錯誤的是( )
動作電位沿著神經纖維傳導時，會隨著傳導距離的增加而衰減
膜電位會因受到特定刺激而變成內正外負的動作電位
動作電位的傳導必須依賴于細胞膜對離子通透性的變化
復極化過程是指由反極化狀態的電位迅速恢復至極化狀態的過程
【綜合提升】
8.(2024·舟山高二期中)如圖為動作電位在神經纖維上傳導的示意圖，下列相關敘述正確的是( )
C點正處于去極化過程
圖中A、B、C處膜電位已發生外正內負→外負內正→外正內負的轉變
DE段，神經纖維膜正處于復極化過程
圖中D點時細胞膜內側的Na＋濃度可能比外側高
9.(8分)圖1表示某神經纖維受刺激后膜電位變化的過程，圖2表示用TTX物質處理受刺激的神經細胞后，得到的膜電位變化。回答下列問題：
(1)(1分)由圖可知，該神經纖維靜息電位的大小為________，產生靜息電位的原因是_____________________________________________________________，
此時其跨膜運輸的方式為_____________________________________________。
(2)(4分)B點以后膜兩側電位變化是_______________________________________
_____________________________________________________________________。
如果把該神經纖維放入較高濃度鹽水中，C點將________(填“上移”“下移”或“不動”)。FG段是靜息電位恢復后，________(填結構)活動加強，使膜內外電位恢復到最初靜息水平，該過程________(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。
(3)(3分)由圖2可知， TTX抑制了神經纖維的興奮，原因可能是_______________________________________________________
_____________________________________________________________。
10.(10分)(2024·寧波九校聯考)神經細胞外的Ca2＋對Na＋的內流具有競爭性抑制作用(Ca2＋能與Na＋競爭載體結合位點)，稱為膜屏障作用。為驗證膜屏障作用，請完善以下實驗思路，并進行分析與討論。(說明：本實驗提供一根神經纖維。生物信號采集儀能顯示記錄電極處的電位變化，實驗中標本用任氏液浸潤。任氏液中含有Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Cl－等，可根據實驗需要，對成分含量可以進行適當調整。細胞內外的離子濃度可以測量。)
(1)(2分)實驗思路：
①實驗1：連接神經纖維與生物信號采集儀等，對神經纖維施加一定刺激，在顯示屏上出現一次電位變化，并記錄。
②實驗2：進行解除競爭性抑制實驗，具體措施：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
③對實驗結果的處理與分析。
(2)(2分)預測實驗結果：設計一個坐標系，以曲線圖形式表示實驗1和實驗2的電位變化情況。
(3)(4分)分析與討論：
①為獲得電位變化曲線，生物信號采集儀的兩電極的連接方式：_____________________________________________________________________。
②為達實驗目的，也可通過測定________________________來驗證膜屏障作用。
③根據實驗分析，血液中Ca2＋的含量過低，會發生抽搐的原因是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
研究發現，鈣離子還影響著細胞的膜閾值電位。具體表現為：血鈣濃度降低，膜閾值電位絕對值加大，與________之間的差值縮小，細胞的興奮性增加。
(4)(2分)請簡單描述神經細胞興奮和興奮性的區別：_________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
課時精練4　動作電位的產生及在神經纖維上的傳導
A組
1.C　[Na＋內流形成動作電位，因此細胞外液中Na＋濃度會影響動作電位的形成，A正確；神經元膜內K＋的外流是形成靜息電位的基礎，B正確；當處于靜息電位時，細胞膜兩側的電位表現為外正內負，C錯誤；動作電位形成的過程中，Na＋內流的方式為易化擴散，不消耗能量，D正確。]
2.B　[方式1中K＋外流是由高濃度向低濃度運輸，并通過相應的通道蛋白協助，屬于易化擴散，不需要消耗ATP，A錯誤；方式1中Na＋是由高濃度向低濃度運輸，并需要通道蛋白的協助，屬于易化擴散，不需要消耗ATP，是產生動作電位的生理基礎，B正確；方式2中的Na＋是經過載體排出細胞外，需要消耗ATP，是維持細胞內外鈉離子濃度差的生理基礎，C錯誤；方式2中的K＋是經過載體進入細胞內，需要消耗ATP，是維持細胞內外鉀離子濃度差的生理基礎，D錯誤。]
3.D　[Na＋/K＋－ATP酶逆濃度梯度轉運Na＋、K＋兩種離子，A錯誤；神經細胞膜出現極化狀態的原因是膜內K＋外流，B錯誤；靜息電位出現的基礎主要是膜上K＋通道的開放和Na＋－K＋泵的轉運，C錯誤。]
4.C　[據圖分析，突變體與野生型果蠅動作電位的產生曲線相同，說明突變體果蠅神經細胞膜上的鈉離子通道和動作電位的產生過程沒有問題，但在恢復到靜息電位的過程中，兩條曲線不相同了，說明突變體果蠅神經細胞膜的鉀離子通道和恢復靜息電位的過程出現了異常。]
5.B　[興奮時動作電位的產生是Na＋內流引起的，A錯誤；神經纖維興奮后，膜內局部電流方向和興奮傳導方向一致，即從興奮部位流向未興奮部位，C錯誤；Na＋內流使興奮部位形成“內正外負”電位狀態，D錯誤。]
6.B　[受到刺激的興奮區域，膜電位表現為內正外負，相鄰的未興奮區域，膜電位表現為內負外正。在興奮區域與未興奮區域之間，就形成電位差，進而形成局部電流。局部電流的方向為膜內由興奮區域流向未興奮區域，膜外由未興奮區域流向興奮區域。]
7.A　[動作電位沿著神經纖維傳導時，不會隨著傳導距離的增加而衰減，A錯誤；神經細胞的膜受到一定刺激會產生膜電位的變化，由外正內負變為外負內正，B正確；神經細胞膜受到刺激時，膜外Na＋大量進入細胞內，使得膜內外電位發生變化，即動作電位的傳導必須依賴于細胞膜對離子通透性的變化，C正確；當動作電位達到最大值(反極化狀態)時，Na＋通道關閉，而K＋通道開放，K＋迅速外流，使細胞內電位降低，細胞外電位升高，這個過程被稱為復極化，D正確。]
8.B　[C點正處于復極化過程，A錯誤；圖中的興奮從左向右傳遞，A、B、C處已發生過動作電位，B正確；在DE段，Na＋內流，神經纖維膜正處于去極化的過程，C錯誤；在D點，動作電位達到最大值，此時細胞膜內側的Na＋濃度仍然比外側低，D錯誤。]
9.(1)－70 mV　細胞內的K＋外流　易化擴散　(2)由外正內負轉變為外負內正　上移　Na＋－K＋泵　需要　(3)抑制了Na＋的跨膜運輸
解析　(1)由圖可知，該神經纖維靜息電位的大小為－70 mV，產生靜息電位的原因是細胞內的K＋外流，此時其跨膜運輸的方式為易化擴散。
(2)B點以后膜兩側的電位由外正內負轉變為外負內正。如果把該神經纖維放入較高濃度鹽水中，神經纖維外Na＋濃度升高，動作電位峰值變大，C點將上移。FG段表示靜息電位恢復后，Na＋－K＋泵活動加強，消耗ATP，使膜內外電位恢復至最初的靜息水平。
(3)由圖2可知，TTX抑制了Na＋的內流，從而抑制了去極化。
10.(1)②降低任氏液中Ca2＋濃度，其他條件不變，重復實驗
(2)
(3)①一根接膜內，一根接膜外
②膜內Na＋含量變化(測膜外的不給分)
③Ca2＋較少，對Na＋內流的抑制作用減弱，動作電位形成加快，神經細胞容易興奮而使肌肉收縮
靜息電位
(4)興奮是一種反應，是一種狀態的改變，興奮性則是產生興奮的能力
解析　(1)②由于Ca2＋能與Na＋競爭載體結合位點，所以降低任氏液中Ca2＋的濃度，其他條件不變，可解除競爭性抑制。
(2)實驗1中，由于存在Ca2＋與Na＋競爭載體結合位點，因此動作電位的峰值將比實驗2低，如答案所示。
(3)①要獲得電位變化曲線，生物信號采集儀應一個電極接膜內，另一個電極接膜外。②本實驗中也可以通過測量膜內Na＋的含量變化來驗證膜屏障作用。③血液中Ca2＋過低，對Na＋內流的抑制作用減弱，動作電位形成加快，神經細胞容易興奮而使肌肉收縮。
(4)興奮是一種反應，是一種狀態的改變；而興奮性是指產生興奮的能力。(共19張PPT)
課時精練4
動作電位的產生及在神經纖維上的傳導
A組
(時間：30分鐘　滿分：50分)
C
概念1　環境刺激使得神經細胞產生動作電位
1.下列關于靜息電位和動作電位的敘述，錯誤的是(　　)
A.細胞外液中Na＋濃度會影響動作電位的形成
B.神經元膜內K＋的外流是形成靜息電位的基礎
C.當處于靜息電位時，細胞膜兩側的電位表現為外負內正
D.動作電位形成的過程中，Na＋內流不消耗能量
解析：Na＋內流形成動作電位，因此細胞外液中Na＋濃度會影響動作電位的形成，A正確；神經元膜內K＋的外流是形成靜息電位的基礎，B正確；當處于靜息電位時，細胞膜兩側的電位表現為外正內負，C錯誤；動作電位形成的過程中，Na＋內流的方式為易化擴散，不消耗能量，D正確。
2.如圖表示神經細胞膜上Na＋、K＋的兩種運輸方式，相關敘述正確的是(　　)
B
A.方式1中的K＋經過通道蛋白排出細胞外，
需要消耗ATP，是產生靜息電位的生理基礎
B.方式1中的Na＋經過通道蛋白進入細胞內，不需要消耗ATP，是產生動作電位的生理基礎
C.方式2中的Na＋經過載體排出細胞外，需要消耗ATP，是產生動作電位的生理基礎
D.方式2中的K＋經過載體進入細胞內，需要消耗ATP，是產生靜息電位的生理基礎
解析：方式1中K＋外流是由高濃度向低濃度運輸，并通過相應的通道蛋白協助，屬于易化擴散，不需要消耗ATP，A錯誤；方式1中Na＋是由高濃度向低濃度運輸，并需要通道蛋白的協助，屬于易化擴散，不需要消耗ATP，是產生動作電位的生理基礎，B正確；方式2中的Na＋是經過載體排出細胞外，需要消耗ATP，是維持細胞內外鈉離子濃度差的生理基礎，C錯誤；方式2中的K＋是經過載體進入細胞內，需要消耗ATP，是維持細胞內外鉀離子濃度差的生理基礎，D錯誤。
A.方式1中的K＋經過通道蛋白排出細胞外，需要消耗ATP，是產生靜息電位的生理基礎
B.方式1中的Na＋經過通道蛋白進入細胞內，不需要消耗ATP，是產生動作電位的生理基礎
C.方式2中的Na＋經過載體排出細胞外，需要消耗ATP，是產生動作電位的生理基礎
D.方式2中的K＋經過載體進入細胞內，需要消耗ATP，是產生靜息電位的生理基礎
3.(2024·9＋1聯盟高二期中)神經元細胞膜上的Na＋/K＋－ATP酶也稱鈉鉀泵，它將3個Na＋排出細胞、2個K＋攝入細胞的過程偶聯起來。下列有關說法正確的是(　　)
A.Na＋/K＋－ATP酶順濃度梯度轉運Na＋、K＋兩種離子
B.神經細胞膜出現極化狀態的原因就是鈉鉀泵的轉運
C.神經元細胞膜外Na＋的內流是形成靜息電位的基礎
D.用藥物抑制鈉鉀泵的活動會導致動作電位幅度降低
解析：Na＋/K＋－ATP酶逆濃度梯度轉運Na＋、K＋兩種離子，A錯誤；神經細胞膜出現極化狀態的原因是膜內K＋外流，B錯誤；靜息電位出現的基礎主要是膜上K＋通道的開放和Na＋－K＋泵的轉運，C錯誤。
D
4.果蠅的某種突變體因動作電位異常而發生驚厥。如圖表示兩種果蠅的動作電位。據圖分析，突變體果蠅神經細胞膜異常的是(　　)
C
A.鈉離子通道和恢復靜息電位的過程 B.鈉離子通道和產生動作電位的過程
C.鉀離子通道和恢復靜息電位的過程 D.鉀離子通道和產生動作電位的過程
解析：據圖分析，突變體與野生型果蠅動作電位的產生曲線相同，說明突變體果蠅神經細胞膜上的鈉離子通道和動作電位的產生過程沒有問題，但在恢復到靜息電位的過程中，兩條曲線不相同了，說明突變體果蠅神經細胞膜的鉀離子通道和恢復靜息電位的過程出現了異常。
概念2　沖動在神經纖維上以電信號的形成傳導
5.下圖是處于興奮狀態的神經纖維興奮傳導模式圖。下列相關敘述正確的是(　　)
B
A.興奮時動作電位的產生是Na＋外流引起的
B.未興奮部位電位呈“外正內負”是因為此時膜對K＋的通透性大
C.神經纖維興奮后，膜外局部電流方向是從興奮部位流向未興奮部位
D.興奮部位形成“內正外負”電位狀態，是因為該部位K＋內流形成的
解析：興奮時動作電位的產生是Na＋內流引起的，A錯誤；神經纖維興奮后，膜內局部電流方向和興奮傳導方向一致，即從興奮部位流向未興奮部位，C錯誤；Na＋內流使興奮部位形成“內正外負”電位狀態，D錯誤。
6.用適宜強度的電流刺激某一神經纖維的中部，下列示意圖中能正確表示膜電位、局部電流方向和興奮傳導方向的是(　　)
B
解析：受到刺激的興奮區域，膜電位表現為內正外負，相鄰的未興奮區域，膜電位表現為內負外正。在興奮區域與未興奮區域之間，就形成電位差，進而形成局部電流。局部電流的方向為膜內由興奮區域流向未興奮區域，膜外由未興奮區域流向興奮區域。
7.下列關于動作電位的敘述，錯誤的是(　　)
A.動作電位沿著神經纖維傳導時，會隨著傳導距離的增加而衰減
B.膜電位會因受到特定刺激而變成內正外負的動作電位
C.動作電位的傳導必須依賴于細胞膜對離子通透性的變化
D.復極化過程是指由反極化狀態的電位迅速恢復至極化狀態的過程
解析：動作電位沿著神經纖維傳導時，不會隨著傳導距離的增加而衰減，A錯誤；神經細胞的膜受到一定刺激會產生膜電位的變化，由外正內負變為外負內正，B正確；神經細胞膜受到刺激時，膜外Na＋大量進入細胞內，使得膜內外電位發生變化，即動作電位的傳導必須依賴于細胞膜對離子通透性的變化，C正確；當動作電位達到最大值(反極化狀態)時，Na＋通道關閉，而K＋通道開放，K＋迅速外流，使細胞內電位降低，細胞外電位升高，這個過程被稱為復極化，D正確。
A
8.(2024·舟山高二期中)如圖為動作電位在神經纖維上傳導的示意圖，下列相關敘述正確的是(　　)
B
A.C點正處于去極化過程
B.圖中A、B、C處膜電位已發生外正內負→
外負內正→外正內負的轉變
C.DE段，神經纖維膜正處于復極化過程
D.圖中D點時細胞膜內側的Na＋濃度可能比外側高
A.C點正處于去極化過程
B.圖中A、B、C處膜電位已發生外正內負→
外負內正→外正內負的轉變
C.DE段，神經纖維膜正處于復極化過程
D.圖中D點時細胞膜內側的Na＋濃度可能比外側高
解析：C點正處于復極化過程，A錯誤；
圖中的興奮從左向右傳遞，A、B、C處已發生過動作電位，B正確；
在DE段，Na＋內流，神經纖維膜正處于去極化的過程，C錯誤；
在D點，動作電位達到最大值，此時細胞膜內側的Na＋濃度仍然比外側低，D錯誤。
9.圖1表示某神經纖維受刺激后膜電位變化的過程，圖2表示用TTX物質處理受刺激的神經細胞后，得到的膜電位變化。回答下列問題：
－70 mV
(1)由圖可知，該神經纖維靜息電位的大小為________，產生靜息電位的原因是__________________，此時其跨膜運輸的方式為___________。
細胞內的K＋外流
易化擴散
(2)B點以后膜兩側電位變化是__________
______________________。
如果把該神經纖維放入較高濃度鹽水中，
C點將________(填“上移”“下移”或
“不動”)。FG段是靜息電位恢復后，________________(填結構)活動加強，使膜內外電位恢復到最初靜息水平，該過程________(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。
(3)由圖2可知， TTX抑制了神經纖維的興奮，原因可能是______________________。
由外正內
負轉變為外負內正
上移
Na＋－K＋泵
需要
抑制了Na＋的跨膜運輸
解析：(1)由圖可知，該神經纖維靜息電位的大小為－70 mV，產生靜息電位的原因是細胞內的K＋外流，此時其跨膜運輸的方式為易化擴散。
(2)B點以后膜兩側的電位由外正內負轉變為外負內正。如果把該神經纖維放入較高濃度鹽水中，神經纖維外Na＋濃度升高，動作電位峰值變大，C點將上移。FG段表示靜息電位恢復后，Na＋－K＋泵活動加強，消耗ATP，使膜內外電位恢復至最初的靜息水平。
(3)由圖2可知，TTX抑制了Na＋的內流，從而抑制了去極化。
10.(2024·寧波九校聯考)神經細胞外的Ca2＋對Na＋的內流具有競爭性抑制作用
(Ca2＋能與Na＋競爭載體結合位點)，稱為膜屏障作用。為驗證膜屏障作用，請完善以下實驗思路，并進行分析與討論。(說明：本實驗提供一根神經纖維。生物信號采集儀能顯示記錄電極處的電位變化，實驗中標本用任氏液浸潤。任氏液中含有Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Cl－等，可根據實驗需要，對成分含量可以進行適當調整。細胞內外的離子濃度可以測量。)
(1)實驗思路：
①實驗1：連接神經纖維與生物信號采集儀等，對神經纖維施加一定刺激，在顯示屏上出現一次電位變化，并記錄。
②實驗2：進行解除競爭性抑制實驗，具體措施：_____________________
________________________。
③對實驗結果的處理與分析。
降低任氏液中Ca2＋濃度，
其他條件不變，重復實驗
(2)預測實驗結果：設計一個坐標系，以曲線圖形式表示實驗1和實驗2的電位變化情況。
答案　
(3)分析與討論：
①為獲得電位變化曲線，生物信號采集儀的兩電極的連接方式：___________________________。
②為達實驗目的，也可通過測定___________________________________來驗證膜屏障作用。
③根據實驗分析，血液中Ca2＋的含量過低，會發生抽搐的原因是________________________________
_____________________________________________________________________。
研究發現，鈣離子還影響著細胞的膜閾值電位。具體表現為：血鈣濃度降低，膜閾值電位絕對值加大，與__________之間的差值縮小，細胞的興奮性增加。
(4)請簡單描述神經細胞興奮和興奮性的區別：_____________________________________________________________________
__________________________________________。
一根接膜內，一根接膜外
膜內Na＋含量變化(測膜外的不給分)
Ca2＋較少，對
Na＋內流的抑制作用減弱，動作電位形成加快，神經細胞容易興奮而使肌肉收縮
靜息電位
興奮是一種反應，是一種狀態
的改變，興奮性則是產生興奮的能力
解析：(1)②由于Ca2＋能與Na＋競爭載體結合位點，所以降低任氏液中Ca2＋的濃度，其他條件不變，可解除競爭性抑制。
(2)實驗1中，由于存在Ca2＋與Na＋競爭載體結合位點，因此動作電位的峰值將比實驗2低，如答案所示。 (3)①要獲得電位變化曲線，生物信號采集儀應一個電極接膜內，另一個電極接膜外。②本實驗中也可以通過測量膜內Na＋的含量變化來驗證膜屏障作用。③血液中Ca2＋過低，對Na＋內流的抑制作用減弱，動作電位形成加快，神經細胞容易興奮而使肌肉收縮。
(4)興奮是一種反應，是一種狀態的改變；而興奮性是指產生興奮的能力。第二章　課時精練4　動作電位的產生及在神經纖維上的傳導(分值：50分)
B組
選擇題：第1～7題，每小題5分，共35分。答案P185
【對點強化】
概念1　環境刺激使得神經細胞產生動作電位
1.(2024·嘉興高二質檢)可興奮細胞的細胞膜在去極化進行到某一臨界值時，由于Na＋通道的電壓依從性，引起Na＋通道大量激活、開放，導致Na＋迅速大量內流而爆發動作電位。這個臨界膜電位值稱為閾電位。如圖甲、乙分別表示在兩種強度電刺激下神經細胞膜上測得的電位變化，下列敘述錯誤的是( )
圖甲由于刺激強度過小，內流的Na＋量較少
若降低細胞外液K＋濃度，則圖甲a點下移
圖乙細胞膜去極化達到閾電位，產生動作電位
若增加電刺激強度，則圖乙b點上移
2.(2024·溫州新力量聯盟)研究人員利用電壓鉗技術改變槍烏賊神經纖維膜電位，記錄離子進出細胞引發的膜電流變化，結果如圖所示，圖a為對照組，圖b和圖c分別為通道阻斷劑TTX、TEA處理組。下列敘述正確的是( )
外向電流結束后，神經纖維膜外K＋濃度高于膜內
TTX處理后，外向電流消失
外向電流由Na＋通道所介導
TEA處理后，只有內向電流存在
3.利用不同的處理使神經纖維上的膜電位產生不同的變化，處理方式及作用機理如下：①利用藥物Ⅰ阻斷Na＋通道；②利用藥物Ⅱ阻斷K＋通道；③利用藥物Ⅲ打開Cl－通道，導致Cl－內流；④將神經纖維置于稍低濃度的Na＋溶液中。上述處理方式與可能出現的結果對應正確的是( )
甲——①，乙——②，丙——③，丁——④
甲——④，乙——①，丙——②，丁——③
甲——③，乙——①，丙——④，丁——②
甲——④，乙——②，丙——③，丁——①
4.靜息電位和動作電位往往受諸多因素的影響，如圖是科研人員繪制的蛙的坐骨神經中一條神經纖維上的靜息電位和動作電位受膜外溶液中不同K＋和Na＋濃度的影響柱狀圖，據圖分析，下列判斷正確的是( )
靜息電位的絕對值主要受膜內外K＋濃度差的影響
動作電位絕對值大小由受刺激強度的大小決定
K＋和Na＋由膜外進入膜內都是以主動轉運的方式進行的
b、c靜息電位變化可能是外界溶液中K＋濃度降低造成的，d、e動作電位的變化可能是外界溶液中Na＋濃度升高造成的
概念2　沖動在神經纖維上以電信號的形成傳導
5.(2024·柯橋期末調測)如圖為某正常神經纖維的局部結構示意圖。被髓鞘包裹區域(b、d)鈉、鉀離子不能進出細胞，裸露區域(a、c、e)鈉、鉀離子進出不受影響。下列敘述正確的是( )
圖示c區域處于興奮狀態，此時膜外鈉離子大量內流
給予適宜的刺激，b、d區域可產生動作電位但無法傳播
將電極分別置于a、c處，刺激c處后靈敏電流計測得的最大值即為靜息電位
c處產生的動作電位可通過局部電流向a、e兩個方向傳播
6.(2023·杭州模擬)神經纖維上某處受到適宜刺激后產生一個動作電位，并發生傳導。若某一時刻膜電位的狀態(表1、表2分別接在a 、b處)以及引起電位變化的K＋、Na＋流向如下圖所示。下列敘述正確的是( )
a點K＋外流是需要通道蛋白參與且不消耗ATP，ab段處于去極化過程
刺激點位于a點的左側
a、b處膜內外K＋、Na＋離子濃度相等
表1、表2指針將分別發生左偏和右偏
【綜合提升】
7.(2024·臺州高二期中)如圖表示某神經元一個動作電位傳導示意圖，據圖分析，下列敘述正確的是( )
動作電位傳導是以局部電流向前傳導，一直傳到神經末梢
d處于興奮狀態，膜內只有陽離子
產生a段是由于K＋經易化擴散外流造成的，消耗ATP
若將該神經纖維置于更高濃度的Na＋溶液中進行實驗，d點將下移
8.(15分)興奮性是指細胞接受刺激產生興奮的能力。為探究不同缺氧時間對中樞神經細胞興奮性的影響，研究人員先將體外培養的大鼠海馬神經細胞置于含氧培養液中，測定單細胞的靜息電位和閾強度(引發神經沖動的最小電刺激強度)，之后再將其置于無氧培養液中，于不同時間點重復上述測定，結果如圖所示。請回答：
注：“對照”的數值是在含氧培養液中測得的。
(1)(2分)本實驗的自變量是________________。
(2)(5分)靜息電位產生的原因是_________________________________________，
從而使神經元膜內外電荷分布呈________，這種狀態為________狀態。靜息電位水平是影響細胞興奮性水平的因素之一，圖中靜息電位是以細胞膜的________(填“內”或“外”)側為0 mV參照，并測得此神經細胞靜息電位為－58 mV。
(3)(4分)據圖分析，當靜息電位由－60 mV變為－65 mV時，神經細胞的興奮性水平________(填“升高”或“降低”)。在缺氧處理20 min時，給予細胞25 pA強度的單個電刺激，________(填“能”或“不能”)記錄到神經沖動，判斷的理由是_____________________________________________________。
(4)(4分)在含氧培養液中，細胞內合成ATP的主要場所有____________________。放入無氧培養液后，細胞內ATP含量逐漸減少，從圖可知，隨缺氧時間延長，神經細胞的閾強度變化是_______________________________________________。
B組
1.D　[圖甲由于刺激強度過小，未達到閾電位，因此內流的Na＋量較少，A正確；若降低細胞外液K＋濃度，則細胞膜上的靜息電位絕對值會增大，圖甲a點下移，B正確；圖乙細胞膜去極化達到閾電位，Na＋大量內流形成動作電位，C正確；若增加電刺激強度，形成的動作電位強度不會改變，即圖乙b點位置不變，D錯誤。]
2.D　[圖a為對照組，圖b和圖c分別為通道阻斷劑TTX、TEA處理組，由題圖可知，外向電流與鉀通道有關，神經細胞內，鉀離子濃度高，鈉離子濃度低，外向電流結束后，神經纖維膜內鉀離子濃度依然高于膜外，A錯誤；TTX阻斷鈉通道，從而阻斷了內向電流，內向電流消失，B錯誤；TEA阻斷鉀通道，從而阻斷了外向電流，說明外向電流與鉀通道有關，C錯誤；TEA處理后，阻斷了外向電流，只有內向電流存在，D正確。]
3.B　[①利用藥物Ⅰ阻斷Na＋通道，膜外Na＋不能內流，導致不能形成動作電位，對應乙；②利用藥物Ⅱ阻斷K＋通道，膜內K＋不能外流，產生動作電位后不能恢復靜息電位，對應丙；③利用藥物Ⅲ打開Cl－通道，導致Cl－內流，使膜內、外兩側電位差變大，對應丁；④將神經纖維置于稍低濃度的Na＋溶液中，Na＋內流減少，形成的動作電位峰值變小，對應甲。綜上分析可知，B正確。]
4.A　[動作電位絕對值的大小主要與細胞內外Na＋濃度差有關，只要刺激達到閾值，動作電位絕對值不再受刺激強度影響，B錯誤；K＋由膜外進入膜內是逆濃度梯度的，以主動轉運的方式進行，Na＋由膜外進入膜內是順濃度梯度的，以易化擴散的方式進行，C錯誤；外界溶液中K＋濃度降低導致膜內外K＋濃度差增大，K＋外流增多，靜息電位絕對值增大，而b、c都是靜息電位絕對值減小，說明其可能與外界溶液中K＋濃度升高有關，同理，外界溶液中Na＋濃度升高，導致膜內外Na＋濃度差增大，Na＋內流增多，動作電位峰值增大，符合d、e動作電位的變化，D錯誤。]
5.D　[圖示c區域膜兩側的電位表現為內正外負，處于興奮狀態，是由于此前膜外鈉離子大量內流形成，A錯誤；由于被髓鞘包裹的軸突區域(b、d)鈉、鉀離子不能進出細胞，給予適宜的刺激，b、d區域的電位仍為外正內負，不能產生動作電位，B錯誤；靜息狀態時，神經細胞膜兩側的電位表現為內負外正，稱為靜息電位，若要測靜息電位，兩電極應分別置于神經纖維膜的內側和外側，C錯誤；興奮在離體神經纖維上以局部電流的形式雙向傳導，c處產生的動作電位可通過局部電流向a、e兩個方向傳播，D正確。]
6.B　[表1的下方為K＋外流，而表2的下方為Na＋內流，說明a區域為動作電位的恢復，b即將形成動作電位，因此刺激點位于a點的左側，ab段處于復極化過程，A錯誤，B正確；a、b處膜內K＋濃度均高于膜外，Na＋濃度均低于膜外，C錯誤；對照表3指針偏轉方向可知，表1指針將發生右偏，表2指針將發生左偏，D錯誤。]
7.A　[興奮在神經纖維上以局部電流的形式向前傳導，由興奮點一直傳到神經末梢，A正確；d處于興奮狀態，膜內既有陽離子也有陰離子，B錯誤；a是復極化過程，原因是K＋外流，屬于易化擴散，不需要消耗ATP，C錯誤；動作電位的形成是Na＋內流引起的，若將該神經纖維置于更高濃度的Na＋溶液中進行實驗，Na＋內流量增加，動作電位的峰值增大，d點將上移，D錯誤。]
8.(1)缺氧時間　(2)鉀離子外流　外正內負　靜息　外　(3)降低　不能　刺激強度低于閾強度　(4)細胞質基質和線粒體　先增加后降低(共19張PPT)
(時間：30分鐘　滿分：50分)
課時精練4
動作電位的產生及在神經纖維上的傳導
B組
D
概念1　環境刺激使得神經細胞產生動作電位
1.(2024·嘉興高二質檢)可興奮細胞的細胞膜在去極化進行到某一臨界值時，由于Na＋通道的電壓依從性，引起Na＋通道大量激活、開放，導致Na＋迅速大量內流而爆發動作電位。這個臨界膜電位值稱為閾電位。如圖甲、乙分別表示在兩種強度電刺激下神經細胞膜上測得的電位變化，下列敘述錯誤的是(　　)
A.圖甲由于刺激強度過小，內流的Na＋量較少
B.若降低細胞外液K＋濃度，則圖甲a點下移
C.圖乙細胞膜去極化達到閾電位，產生動作電位
D.若增加電刺激強度，則圖乙b點上移
A.圖甲由于刺激強度過小，內流的Na＋量較少
B.若降低細胞外液K＋濃度，則圖甲a點下移
C.圖乙細胞膜去極化達到閾電位，產生動作電位
D.若增加電刺激強度，則圖乙b點上移
解析：圖甲由于刺激強度過小，未達到閾電位，因此內流的Na＋量較少，A正確；
若降低細胞外液K＋濃度，則細胞膜上的靜息電位絕對值會增大，圖甲a點下移，B正確；
圖乙細胞膜去極化達到閾電位，Na＋大量內流形成動作電位，C正確；
若增加電刺激強度，形成的動作電位強度不會改變，即圖乙b點位置不變，D錯誤。
2.(2024·溫州新力量聯盟)研究人員利用電壓鉗技術改變槍烏賊神經纖維膜電位，記錄離子進出細胞引發的膜電流變化，結果如圖所示，圖a為對照組，圖b和圖c分別為通道阻斷劑TTX、TEA處理組。下列敘述正確的是(　　)
D
A.外向電流結束后，神經纖維膜外K＋濃度高于膜內
B.TTX處理后，外向電流消失
C.外向電流由Na＋通道所介導
D.TEA處理后，只有內向電流存在
A.外向電流結束后，神經纖維膜外K＋濃度高于膜內
B.TTX處理后，外向電流消失
C.外向電流由Na＋通道所介導
D.TEA處理后，只有內向電流存在
解析：圖a為對照組，圖b和圖c分別為通道阻斷劑TTX、TEA處理組，由題圖可知，外向電流與鉀通道有關，神經細胞內，鉀離子濃度高，鈉離子濃度低，外向電流結束后，神經纖維膜內鉀離子濃度依然高于膜外，A錯誤；
TTX阻斷鈉通道，從而阻斷了內向電流，內向電流消失，B錯誤；
TEA阻斷鉀通道，從而阻斷了外向電流，說明外向電流與鉀通道有關，C錯誤；
TEA處理后，阻斷了外向電流，只有內向電流存在，D正確。
3.利用不同的處理使神經纖維上的膜電位產生不同的變化，處理方式及作用機理如下：①利用藥物Ⅰ阻斷Na＋通道；②利用藥物Ⅱ阻斷K＋通道；③利用藥物Ⅲ打開Cl－通道，導致Cl－內流；④將神經纖維置于稍低濃度的Na＋溶液中。上述處理方式與可能出現的結果對應正確的是(　　)
B
A.甲——①，乙——②，丙——③，丁——④
B.甲——④，乙——①，丙——②，丁——③
C.甲——③，乙——①，丙——④，丁——②
D.甲——④，乙——②，丙——③，丁——①
解析：①利用藥物Ⅰ阻斷Na＋通道，膜外Na＋不能內流，導致不能形成動作電位，對應乙；②利用藥物Ⅱ阻斷K＋通道，膜內K＋不能外流，產生動作電位后不能恢復靜息電位，對應丙；③利用藥物Ⅲ打開Cl－通道，導致Cl－內流，使膜內、外兩側電位差變大，對應丁；④將神經纖維置于稍低濃度的Na＋溶液中，Na＋內流減少，形成的動作電位峰值變小，對應甲。綜上分析可知，B正確。
A.甲——①，乙——②，丙——③，丁——④
B.甲——④，乙——①，丙——②，丁——③
C.甲——③，乙——①，丙——④，丁——②
D.甲——④，乙——②，丙——③，丁——①
4.靜息電位和動作電位往往受諸多因素的影響，如圖是科研人員繪制的蛙的坐骨神經中一條神經纖維上的靜息電位和動作電位受膜外溶液中不同K＋和Na＋濃度的影響柱狀圖，據圖分析，下列判斷正確的是(　　)
A
A.靜息電位的絕對值主要受膜內外K＋濃度差的影響
B.動作電位絕對值大小由受刺激強度的大小決定
C.K＋和Na＋由膜外進入膜內都是以主動轉運的方式進行的
D.b、c靜息電位變化可能是外界溶液中K＋濃度降低造成的，d、e動作電位的變化可能是外界溶液中Na＋濃度升高造成的
A.靜息電位的絕對值主要受膜內外K＋濃度差的影響
B.動作電位絕對值大小由受刺激強度的大小決定
C.K＋和Na＋由膜外進入膜內都是以主動轉運的方式進行的
D.b、c靜息電位變化可能是外界溶液中K＋濃度降低造成的，d、e動作電位的變化可能是外界溶液中Na＋濃度升高造成的
解析：動作電位絕對值的大小主要與細胞內外Na＋濃度差有關，只要刺激達到閾值，動作電位絕對值不再受刺激強度影響，B錯誤；
K＋由膜外進入膜內是逆濃度梯度的，以主動轉運的方式進行，Na＋由膜外進入膜內是順濃度梯度的，以易化擴散的方式進行，C錯誤；
外界溶液中K＋濃度降低導致膜內外K＋濃度差增大，K＋外流增多，靜息電位絕對值增大，而b、c都是靜息電位絕對值減小，說明其可能與外界溶液中K＋濃度升高有關，同理，外界溶液中Na＋濃度升高，導致膜內外Na＋濃度差增大，Na＋內流增多，動作電位峰值增大，符合d、e動作電位的變化，D錯誤。
概念2　沖動在神經纖維上以電信號的形成傳導
5.(2024·柯橋期末調測)如圖為某正常神經纖維的局部結構示意圖。被髓鞘包裹區域(b、d)鈉、鉀離子不能進出細胞，裸露區域(a、c、e)鈉、鉀離子進出不受影響。下列敘述正確的是(　　)
D
A.圖示c區域處于興奮狀態，此時膜外鈉離子大量內流
B.給予適宜的刺激，b、d區域可產生動作電位但無法傳播
C.將電極分別置于a、c處，刺激c處后靈敏電流計測得的最大值即為靜息電位
D.c處產生的動作電位可通過局部電流向a、e兩個方向傳播
解析：圖示c區域膜兩側的電位表現為內正外負，處于興奮狀態，是由于此前膜外鈉離子大量內流形成，A錯誤；
由于被髓鞘包裹的軸突區域(b、d)鈉、鉀離子不能進出細胞，給予適宜的刺激，b、d區域的電位仍為外正內負，不能產生動作電位，B錯誤；
靜息狀態時，神經細胞膜兩側的電位表現為內負外正，稱為靜息電位，若要測靜息電位，兩電極應分別置于神經纖維膜的內側和外側，C錯誤；
興奮在離體神經纖維上以局部電流的形式雙向傳導，c處產生的動作電位可通過局部電流向a、e兩個方向傳播，D正確。
A.圖示c區域處于興奮狀態，此時膜外鈉離子大量內流
B.給予適宜的刺激，b、d區域可產生動作電位但無法傳播
C.將電極分別置于a、c處，刺激c處后靈敏電流計測得的最大值即為靜息電位
D.c處產生的動作電位可通過局部電流向a、e兩個方向傳播
6.(2023·杭州模擬)神經纖維上某處受到適宜刺激后產生一個動作電位，并發生傳導。若某一時刻膜電位的狀態(表1、表2分別接在a 、b處)以及引起電位變化的K＋、Na＋流向如下圖所示。下列敘述正確的是(　　)
B
A.a點K＋外流是需要通道蛋白參與且不消
耗ATP，ab段處于去極化過程
B.刺激點位于a點的左側
C.a、b處膜內外K＋、Na＋離子濃度相等
D.表1、表2指針將分別發生左偏和右偏
解析：表1的下方為K＋外流，而表2的下方為Na＋內流，說明a區域為動作電位的恢復，b即將形成動作電位，因此刺激點位于a點的左側，ab段處于復極化過程，A錯誤，B正確；
a、b處膜內K＋濃度均高于膜外，Na＋濃度均低于膜外，C錯誤；
對照表3指針偏轉方向可知，表1指針將發生右偏，表2指針將發生左偏，D錯誤。
A.a點K＋外流是需要通道蛋白參與且不消耗ATP，ab段處于去極化過程
B.刺激點位于a點的左側
C.a、b處膜內外K＋、Na＋離子濃度相等
D.表1、表2指針將分別發生左偏和右偏
7.(2024·臺州高二期中)如圖表示某神經元一個動作電位傳導示意圖，據圖分析，下列敘述正確的是(　　)
A
A.動作電位傳導是以局部電流向前傳導，一直傳到神經末梢
B.d處于興奮狀態，膜內只有陽離子
C.產生a段是由于K＋經易化擴散外流造成的，消耗ATP
D.若將該神經纖維置于更高濃度的Na＋溶液中進行實驗，d點將下移
解析：興奮在神經纖維上以局部電流的形式向前傳導，由興奮點一直傳到神經末梢，A正確；
d處于興奮狀態，膜內既有陽離子也有陰離子，B錯誤；
a是復極化過程，原因是K＋外流，屬于易化擴散，不需要消耗ATP，C錯誤；
動作電位的形成是Na＋內流引起的，若將該神經纖維置于更高濃度的Na＋溶液中進行實驗，
Na＋內流量增加，動作電位的峰值增大，d點將上移，D錯誤。
A.動作電位傳導是以局部電流向前傳導，一直傳到神經末梢
B.d處于興奮狀態，膜內只有陽離子
C.產生a段是由于K＋經易化擴散外流造成的，消耗ATP
D.若將該神經纖維置于更高濃度的Na＋溶液中進行實驗，d點將下移
8.興奮性是指細胞接受刺激產生興奮的能力。為探究不同缺氧時間對中樞神經細胞興奮性的影響，研究人員先將體外培養的大鼠海馬神經細胞置于含氧培養液中，測定單細胞的靜息電位和閾強度(引發神經沖動的最小電刺激強度)，之后再將其置于無氧培養液中，于不同時間點重復上述測定，結果如圖所示。請回答：
注：“對照”的數值是在含氧培養液中測得的。
(1)本實驗的自變量是________________。
(2)靜息電位產生的原因是____________，從而使神經元膜內外電荷分布呈____________，這種狀態為________狀態。靜息電位水平是影響細胞興奮性水平的因素之一，圖中靜息電位是以細胞膜的_____(填“內”或“外”)側為0 mV參照，并測得此神經細胞靜息電位為－58 mV。
(3)據圖分析，當靜息電位由－60 mV變為－65 mV時，神經細胞的興奮性水平________(填“升高”或“降低”)。在缺氧處理20 min時，給予細胞25 pA強度的單個電刺激，________(填“能”或“不能”)記錄到神經沖動，判斷的理由是________________________。
缺氧時間
鉀離子外流　
外正內負
靜息
外
降低
不能
刺激強度低于閾強度
(4)在含氧培養液中，細胞內合成ATP的主要場所有____________________。放入無氧培養液后，細胞內ATP含量逐漸減少，從圖可知，隨缺氧時間延長，神經細胞的閾強度變化是_________________。
細胞質基質和線粒體
先增加后降低

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