版高中生物 第二章 动物和人体生命活动的调节 第1节 课时1 反射及兴奋在神经纤维上的传导学.docx

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版高中生物第二章动物和人体生命活动的调节第1节课时1反射及兴奋在神经纤维上的传导学

课时1　反射及兴奋在神经纤维上的传导

1．结合教材“思考与讨论”，理解反射弧结构和各部分功能。

（重点）

2．结合教材图解和相关物理知识，理解神经纤维的产生和传导过程。

（重、难点）

神经调节的结构基础和反射

1．神经元的基本结构

神经元

结构模式图如下：

2．反射

是神经调节的基本方式，指在中枢神经系统参与下，动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答。

3．反射弧的各部分结构名称及功能

探讨

：

观察膝跳反射和缩手反射示意图，并探讨以下问题：

膝跳反射

缩手反射

（1）膝跳反射、缩手反射分别是由几个神经元完成的，由此你将得出什么结论？

提示：

2、3。

不同的反射需要的神经元数目不同，一般来说，反射活动越复杂，需要的神经元越多。

（2）上述两种反射弧中的传入神经分别是哪个数字序号？

提示：

①、①。

探讨

：

给狗喂食会引起唾液分泌，但铃声刺激不会。

若每次在铃声后即给狗喂食，这样多次结合后，狗一听到铃声就会分泌唾液。

（1）食物引起味觉属于反射吗？

提示：

不属于。

（2）铃声引起唾液分泌的反射弧与食物引起唾液分泌的反射弧相同吗？

为什么？

提示：

不相同。

铃声引起唾液分泌的神经中枢在大脑皮层，食物引起唾液分泌是非条件反射，是先天就有的，神经中枢在大脑皮层以下，这两种反射的感受器和传入神经也不相同。

1．反射弧中传入神经和传出神经的判断

（1）根据是否具有神经节（C）判断：

有神经节的是传入神经。

（2）根据脊髓灰质内突触结构判断：

图示中与“

”相连的为传入神经，与“

”相连的为传出神经。

（3）根据脊髓灰质结构判断：

与前角（膨大部分）相连的为传出神经，与后角（狭窄部分）相连的为传入神经。

2．反射必须有完整的反射弧参与，刺激传出神经和效应器，都能使效应器产生反应，但却不是反射。

3．大脑皮层是整个神经系统中最高级部位，低级中枢都受大脑皮层的调控；条件反射需要大脑皮层参与，非条件反射由大脑皮层以下各中枢参与。

1．反射和反射弧的关系是（　　）

A．反射活动可以不完全通过反射弧来实现

B．反射活动的完成必须通过反射弧来实现

C．只要反射弧完整，必然出现反射活动

D．反射和反射弧在性质上完全相同

【解析】　反射是神经调节的基本方式，是动物机体在中枢神经系统的参与下，对内、外环境变化产生的适应性反应。

反射弧是反射的结构基础。

反射弧的完整性是完成反射的前提条件。

通常构成反射弧的五个环节是：

感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器。

【答案】　B

2．下图①～④表示麻醉剂阻断神经冲动传导的可能位置。

如果病人有感觉，但手不能动，那么阻断的位置是（　　）

A．①B．②

C．③D．④

【解析】　感觉是在大脑皮层的躯体感觉中枢形成的，病人有感觉，说明神经冲动能传到大脑，说明①②④没有阻断，手不能动，说明神经冲动不能传导到手，说明麻醉剂阻断的位置是③。

【答案】　C

3．如图表示人体的某反射弧模式图，请据图回答下列问题。

【导学号：

67330004】

（1）图中①是________，②是________，③是________。

（2）结构________是感受器，能接受刺激并产生兴奋，结构________是效应器，是由__________________________________________组成的。

（3）切断②，刺激③，效应器________（填“能”或“不能”）做出反应，切断③，刺激②，效应器________做出反应。

【解析】　反射的大致过程为：

⑤感受器→②传入神经→①神经中枢→③传出神经→④效应器。

【答案】　

（1）神经中枢　传入神经　传出神经

（2）⑤　④　传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体等

（3）能　不能

兴奋在神经纤维上的传导

1．兴奋

是指动物体或人体内的某些组织（如神经组织）或细胞感受外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。

2．传导形式

兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导，这种电信号也叫神经冲动。

3．传导机理

静息状态时：

K＋外流，膜电位表现为内负外正。

受到刺激时：

神经细胞兴奋，造成Na＋内流，膜电位表现为内正外负，兴奋部位与未兴奋部位由于电位差的存在，形成了局部电流。

恢复静息：

局部电流刺激相近的未兴奋部位发生膜电位的变化，兴奋向前传导，后方又恢复为静息电位。

4．传导特点

双向传导，即刺激神经纤维上的任何一点，兴奋可沿神经纤维向两侧同时传导。

探讨

：

观察以下图示，思考有关问题：

（1）兴奋传导方向与局部电流的方向有何关系？

提示：

兴奋传导方向与膜内局部电流方向一致，与膜外局部电流方向相反。

（2）电位形成时，K＋外流与Na＋内流是否消耗能量？

提示：

不消耗。

探讨

：

若测量该神经纤维上的静息电位和动作电位，电流计的两极应怎样连接？

电流计如何偏转？

提示：

静息电位和动作电位的测量

①测静息电位：

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），只观察到指针发生一次偏转。

②测动作电位：

灵敏电流计都连接在神经纤维膜外（或内）侧（如图乙），可观察到指针发生两次方向相反的偏转。

1．神经纤维上膜电位变化曲线解读

离体神经纤维某一部位受到适当刺激时，受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化，产生神经冲动。

如图表示该部位受刺激前后，膜两侧电位差的变化。

详细分析如下：

（1）a点——静息电位，外正内负，此时细胞膜主要对K＋有通透性；

（2）b点——零电位，动作电位形成过程中，细胞膜对Na＋的通透性增强；

（3）bc段——动作电位，细胞膜对Na＋继续保持通透性强度；

（4）cd段——静息电位恢复；

（5）de段——静息电位。

2．兴奋传导与电表指针偏转问题分析

在神经纤维上：

（1）刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋，电表指针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，电表指针不发生偏转。

4．如图是神经元受到刺激后产生的电位变化图。

据下图可判断下列说法错误的（　　）

A．神经纤维兴奋部位和未兴奋部位由于电位差的存在形成局部电流

B．刺激形成的兴奋部位电位变化是由于钾离子内流引起的

C．膜内电流的方向与兴奋传导的方向相同

D．兴奋传导过后又会恢复到静息电位

【解析】　在神经纤维受刺激后，神经纤维膜对钠离子通透性增加，使得刺激点处膜两侧的电位表现为内正外负，该部位与相邻部位产生电位差而发生电荷移动，形成局部电流，A正确；刺激形成的兴奋部位电位变化是由于钠离子内流引起的，B错误；膜内电流的方向与兴奋传导的方向相同，而膜外电流的方向与兴奋传导的方向相反，C正确；兴奋传导过后，膜电位又变成外正内负，即又会恢复到静息电位，D正确。

【答案】　B

5．如图所示，当神经冲动在轴突上传导时，下列叙述错误的是（　　）

【导学号：

67330005】

A．丁区发生K＋外流和Na＋内流

B．甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态

C．乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁

D．图示神经冲动的传导方向有可能是从左到右或从右到左

【解析】　神经纤维静息电位为外正内负，动作电位为外负内正。

图示中乙区外负内正，则乙区兴奋，甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态；乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁；丁区外正内负，是K＋外流所致。

【答案】　A

6．如图所示，神经纤维MB段距离长于MC段，在M处给以电刺激，在B、C处用电流计测其电位变化，电流计指针（　　）

A．不动　B．向左摆

C．向右摆D．发生两次方向相反的摆动

【解析】　根据题意和图示分析可知：

在M处给以电刺激，由于兴奋在神经纤维上的传导是双向的，所以兴奋能传导到B、C处。

又由于神经纤维MB段距离长于MC段，所以兴奋先传导到C，使电流计指针发生摆动；后传导到B，使电流计指针又发生一次方向相反的摆动。

【答案】　D

1．“小儿麻痹症”是由于病毒侵染了位于脊髓的传出神经元的细胞体，而传入神经元及神经中枢未受到侵染，所以严重的小儿麻痹症患者会表现出下肢

（　　）

A．能运动，对刺激有感觉

B．运动障碍，对刺激有感觉

C．不能运动，对刺激无感觉

D．运动障碍，对刺激无感觉

【解析】　传出神经元的细胞体受损，则对相应的刺激不能产生相应的运动，但是因为传入神经元及神经中枢未受到侵染，所以对刺激还是有感觉的。

【答案】　B

2．下列能正确表示神经纤维受刺激后，刺激点膜电位由兴奋状态恢复为静息状态的过程是（　　）

A．①→④　B．②→③

C．③→②D．④→①

【解析】　神经纤维兴奋部位的电位为外负内正，静息状态电位为外正内负。

【答案】　A

3．如图的神经纤维上有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．①②B．①③

C．②③D．①②③

【解析】　兴奋在神经纤维上双向传导且速度都是一样的，关键就是看刺激点到两电极的距离，又分为两种情况：

①刺激点在两电极的外侧，一定发生两次相反的偏转。

②在两电极内部：

当处于中点时，到两电极的时间相等，不偏转；不在中点发生两次相反偏转。

【答案】　B

4．如图1是测量神经纤维膜内外电位的装置，图2是测量的膜电位变化曲线图。

下列相关说法中，错误的是（　　）

图1　　　　　　　　　图2

A．图1中装置A测得的电位相当于图2中的A点

B．图1中装置B测得的电位是动作电位

C．图2中由A到C属于兴奋过程

D．图1中A装置测得的电位是由Na＋大量内流形成的

【解析】　图1中，A装置中膜电位是内负外正，表示静息电位，相当于图2中A点；图1中，B装置中膜电位是内正外负，表示动作电位；图2中由A到C膜电位发生变化，表示正处于兴奋状态；图1中A装置的静息电位的形成原因是K＋外流。

【答案】　D

5．下图是反射弧结构模式图，请回答：

（1）图中，刺激结构4时，会产生具体效应的结构是[　　]________，该结构在组成上包括________________________________________________________

________________________________________________________________

______________________________________________________________。

若抑制该细胞的呼吸作用，发现神经纤维在一次兴奋后，其细胞膜不能再恢复到静息状态，说明带电离子通过细胞膜的方式是____________________。

（2）在用脊蛙（去除脑保留脊髓）进行屈腿反射实验时，刺激蛙左腿，左腿收缩；刺激右腿，右腿收缩，说明左右屈腿反射弧在结构上是相对独立的。

但当刺激较强时，刺激蛙左腿，左腿收缩时，右腿也会收缩，说明左右反射弧的中枢存在某种联系。

在一次制作脊蛙的过程中，实验员不小心伤到了蛙大腿上的神经，但不知是传入神经还是传出神经。

于是教师为实验员设计了如下实验方案加以验证。

①刺激蛙左腿，若左腿不收缩而右腿收缩，说明伤及的是________神经。

②刺激蛙左腿，若______________，则可初步判断伤及的是传入神经。

但不知传出神经是否也同时受到伤害，那么可用刺激________，观察______________的方法加以验证。

【解析】　

（1）5为效应器，由传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体等构成。

若抑制细胞的呼吸作用（细胞中ATP量不足），则神经纤维在一次兴奋后，其细胞膜不能再恢复到内负外正的状态，说明离开了ATP，带电离子就不能通过细胞膜，所以带电离子通过细胞膜的方式是主动运输。

（2）若伤及传入神经，则刺激后两腿均不会发生反应；若伤及传出神经，则刺激后，传出神经完好的腿会发生收缩。

【答案】　

（1）5　效应器　传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体等　主动运输　

（2）①传出　②左、右腿均不收缩　右腿　左腿是否收缩

课堂小结：

网络构建

核心回扣

1.反射是神经调节的基本方式，其结构基础是反射弧。

2.效应器包括传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等。

3.一个最简单的反射弧至少包括两个神经元。

4.静息电位表现为内负外正，是由K＋外流形成的。

5.动作电位表现为内正外负，是由Na＋内流形成的。

6.兴奋在一条神经纤维上可以双向传导。

学业分层测评（三）

（建议用时：

45分钟）

[学业达标]

1．神经元中长而少的突起为（　　）

A．树突　　B．轴突

C．细胞体D．神经节

【答案】　B

2．下列关于反射弧的理解，错误的是（　　）

A．反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分组成

B．感受器接受刺激后，能产生兴奋

C．感受器是由感觉神经元的神经末梢所组成

D．效应器是由运动神经元的神经末梢所组成

【解析】　效应器是由运动神经元的神经末梢和它支配的肌肉或腺体等组成的。

【答案】　D

3．刺激神经纤维的某一部位产生兴奋，膜内外产生局部电流，电流方向是

（　　）

A．膜外由未兴奋部位流向兴奋部位，膜内与膜外相同

B．膜外由未兴奋部位流向兴奋部位，膜内与膜外相反

C．膜外由兴奋部位流向未兴奋部位，膜内与膜外相反

D．膜外由兴奋部位流向未兴奋部位，膜内与膜外相同

【解析】　刺激神经纤维某一部位时，刺激部位发生电位变化，由外正内负变为外负内正，则膜外局部电流的方向是由未兴奋部位流向兴奋部位，而膜内局部电流的方向与膜外相反，故B正确。

【答案】　B

4．静息时和产生兴奋时，神经纤维细胞膜内外电位分别是（　　）

A．内正外负、内负外正

B．内负外正、内正外负

C．内负外正、内负外正

D．内正外负、内正外负

【解析】　神经纤维细胞膜内K＋浓度明显高于膜外，静息时，由于K＋外流，膜电位表现为内负外正；兴奋时，Na＋大量内流，膜电位表现为内正外负。

【答案】　B

5．如图表示神经元局部模式图。

当人体内兴奋流经该神经元时，在神经纤维膜内外的电流方向是（　　）

A．都是由左向右

B．都是由右向左

C．膜内由左向右，膜外由右向左

D．膜内由右向左，膜外由左向右

【解析】　该神经元兴奋处为动作电位，电荷分布为外负内正，而静息电位电荷分布为外正内负，所以电流方向在膜内是由左向右，在膜外是由右向左。

【答案】　C

6．关于细胞内外K＋、Na＋和Cl－的叙述，错误的是（　　）

A．Na＋与神经细胞膜上兴奋传导有关

B．人体血浆中K＋的浓度比红细胞中的低

C．神经细胞静息电位形成的主要原因是Na＋外流

D．Na＋和Cl－是形成哺乳动物血浆渗透压的主要物质

【解析】　兴奋通过局部电流的形式在神经纤维上传导，未兴奋区在局部电流的刺激下，打开了Na＋通道，使Na＋内流，导致未兴奋区去极化而产生动作电位，所以A项正确。

静息电位形成的主要原因是K＋外流，静息电位接近K＋的平衡电位，故C错误。

血浆渗透压由离子渗透压和胶体渗透压组成，其主要取决于离子渗透压，与血浆中的Na＋和Cl－浓度有关，D正确。

在Na＋K＋泵的作用下通过主动运输将K＋运输到细胞内，将Na＋运输到细胞外，这对维持多种生命活动具有重要的生理意义，故B正确。

【答案】　C

7．下图表示人体的某反射弧模式图，请据图判断下列叙述正确的是（　　）

A．该图中，①是神经中枢，②是传出神经，③是传入神经

B．刺激②时，会产生具体效应的结构是⑤

C．结构④在组成上包括传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体等

D．切断③，刺激②时，会产生具体效应的结构是④

【解析】　读图知①为神经中枢，②为传入神经，③为传出神经，A错误；刺激②时，兴奋沿传入神经②经中枢整合后，产生效应的结构为④效应器，B错误；结构④为效应器，其组成包括传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体等，C正确；切断③，刺激②，兴奋无法传导，④不会产生具体效应，D错误。

【答案】　C

8．神经细胞在静息时具有静息电位，受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位，这两种电位可通过仪器测量。

A、B、C、D均为测量神经纤维静息电位示意图（若指针的偏转方向与电流方向相同），正确的是（　　）

【解析】　在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态，细胞膜两侧的电位表现为内负外正，为静息电位，所以要测量神经纤维的静息电位，电流表的两个电极要分别接在神经纤维的膜外和膜内，且电流必定是从膜外流向膜内。

当电流表的两个电极均接在膜外或膜内时，由于两电极间无电位差存在，指针不偏转。

【答案】　C

9．如图中电视屏幕上的图像引起猫大脑皮层视觉中枢兴奋，经插入脑内的电极记录神经膜电位变化，当兴奋产生时，对该电位变化表述正确的是（　　）

A．神经膜离子分布为内负外正

B．Na＋大量进入神经细胞内

C．K＋大量进入神经细胞内

D．神经冲动沿神经纤维单向传导

【解析】　当兴奋产生时，神经膜离子分布应为内正外负；静息电位的形成原因是K＋大量外流，造成内负外正；而动作电位的形成原因是Na＋大量内流，造成内正外负；神经冲动沿神经纤维双向传导。

【答案】　B

10．取出枪乌贼完整无损的粗大神经纤维并置于适宜的环境中，进行如图所示的实验。

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。

请据图分析回答下列问题：

（1）静息状态时的电位，A侧为________，B侧为________（填“正”或“负”）。

（2）局部电流在膜外由________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是________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。

【答案】　

（1）正　负　

（2）未兴奋　兴奋　（3）双向　（4）相反

[能力提升]

11．下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

【解析】　未刺激时电位相同，所以两种海水中神经纤维的静息电位相同，B正确。

在两种海水中，均是膜外的Na＋浓度高于膜内，只是在正常海水中膜外和膜内的Na＋浓度差比低Na＋海水中的大，所以D正确，C错误。

在受到刺激后，由于正常海水中膜外和膜内的Na＋浓度差较大，所以钠离子迅速内流引发较大的动作电位，对应于曲线a，所以曲线a代表正常海水中膜电位的变化，A正确。

【答案】　C

12．已知神经细胞膜两侧离子分布不平衡是一种常态现象，细胞不受刺激时，膜外有较多的正电荷，而膜内则相反，如图所示。

如果在电极a的左侧给一适当刺激，此时膜内外会产生相关的电流，则膜外与膜内电流方向为（　　）

A．膜外b→a；膜内a→b

B．膜外b→a；膜内b→a

C．膜外a→b；膜内a→b

D．膜外a→b；膜内b→a

【解析】　受刺激后，刺激部位膜电位为外负内正，与相邻部位形成电位差，膜外电流为b→a，膜内电流为a→b。

【答案】　A

13．如下图表示一神经细胞动作电位和静息电位相互转变过程中离子运输途径。

该细胞受到刺激时，通过④途径运输离子，形成动作电位。

下列说法正确的是（　　）

A．由图可知，②③途径属于主动运输

B．④途径的发生使膜内◆离子浓度高于膜外

C．正常情况下，▲离子的细胞外浓度高于细胞内

D．静息时由于①途径的作用，膜电位分布为内正外负

【解析】　由图可知，②③途径需要载体、消耗能量，属于主动运输，A正确；无论是静息电位还是动作电位时，膜外Na＋（即图中◆）的浓度始终高于膜内，B错误；在静息电位时，“▲”离子的细胞内浓度高于细胞外，“▲”代表K＋离子，而Na＋的细胞外浓度高于细胞内，C错误；静息时，由于①途径的作用，膜电位分布为外正内负，D错误。

【答案】　A

14．用去除脑但保留脊髓的蛙（称脊蛙）为材料，进行反射活动实验。

请回答与此有关的问题：

（1）用针刺激脊蛙左后肢的趾部，可观察到该后肢出现收缩活动。

该反射活动的感受器位于左后肢趾部的________中，神经中枢位于________中。

（2）剪断支配脊蛙左后肢的传出神经（见图），立即刺激A端________（填“能”或“不能”）看到左后肢收缩活动；刺激B端________（填“能”或“不能”）看到左后肢收缩活动。

若刺激剪断处的某一端出现收缩活动，该活动________（填“能”或“不能”）称为反射活动，主要原因是_________________

__________________________________________________________________。

【解析】　

（1）脊蛙的大脑已被破坏，刺激后出现的后肢收缩活动属于脊髓反射，因此神经中枢位于脊髓；实验中后肢保留了皮肤，因此感受器应位于左后肢趾部的皮肤中。

（2）反射活动的结构基础是反射弧，典型的反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五个部分组成，引起反射的首要条件是反射弧必须保持完整性，反射弧任何一个环节的结构或生理完整性受到破坏，反射活动就无法实现。

题中将传出神经切断，反射弧结构失去完整性，再刺激引起效应器反应，不能称为反射。

【答案】　

（1）皮肤　脊髓　

（2）能　不能　不能　反射弧结构不完整

15．为研究兴奋的传导，科学家先后进行了以下实验。

据此回答问题：

实验一　在蛙的坐骨神经表面放置两个电极，连接到一个电表上（如图一）。

静息时，电表没有测出电位差（如图一①）；当刺激a点时，电表指针发生从图一②～⑥的连续变化。

电表指针的偏转方向代表电流方向。

图一

图二

实验二　以枪乌贼的巨轴突为测试对象，将一电极插入轴突膜内，另一电极置于膜外，电表指针发生偏转，如图二中的A图。

给予刺激后，电表指针发生偏转的情况如图二中的B图和C图。

（1）实验一说明在神经系统中，兴奋是以________的形式沿着神经纤维传导的。

（2）请用实验二的结论解释图一③的结果：

___________________________

_______________________________________________________________。

（3）如果用图二的方法测量图一④中c点的膜电位，将会出现图二中________图所示的结果（用字母表示）。

【解析】　

（1）兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的。

（2）在静息状态时，神经纤维膜外为正电位，膜内为负电位，当受到外界刺激时，由于Na＋内流，膜电位发生逆转，膜外为负电位，膜内为正电位，因此电流方向由c→b，指针向左偏转。

（3）在图一④中c点电位仍为静息电位，因此应出现图二中A图所示结果。

【答案】　

（1）电信号（或神经冲动、局部电流）　

（2）b点膜电位为内正外负，c点膜电位为内负外正，b点和c点膜外存在电位差，电流由c流向b　（3）A