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PAGE  PAGE 4 探究兴奋沿神经纤维的传导过程 高中生物人教版必修三第二章第一节《通过神经系统的调节》中简要概述了兴奋在神经纤维上传导的一般过程，并通过一小段文字简述了静息电位和动作电位的形成原因。但仅靠这点知识是无法理解好这一过程，在以这一知识为背景的习题中也往往不能迅速理清思路，所以有必要在这方面进行一定程度的拓展。 神经纤维内外的离子分布状态 在神经纤维的内外离子分布是不均匀的，呈现膜内K+浓度高于膜外，膜外的Na+ 、Cl-浓度高于膜内，这种不均匀的分布是靠膜上Na-K泵每分解一个ATP分子，即可排出三个Na+、摄入两个K+、这样一是利于维持正常渗透压，二是膜内高K是许多代谢反应的必要条件，它是神经具有兴奋性的基础。 静息电位的形成 在Na-K泵的作用下，Na+、K+分别有向膜内或膜外扩散的趋势，但静息状态时，膜对不同离子的通透性是不同的，膜内K+有效直径小，浓度梯度大，容易外流，而膜内有机负离子多为大分子，不易扩散，膜外Na+浓度虽高于膜内，但不及K+那样容易通透，进入膜内Na+又会被Na-K泵所泵出。Cl-也存在一定浓度梯度，但在向膜内扩散时会受到膜内负离子排斥，通透量也不大。因而在静息状态下，膜的通透性主要表现为K+外流，从而造成膜两侧的电位差，膜外为正、膜内为负，这也就是膜的极性。这种电位差能阻止K+进一步外流，使K+的移动达到平衡状态，此时膜对K+的净通量为0。实验表明细胞外的K+浓度降低时，静息电位增大，相反则减小。改变Na+浓度并不影响静息电位值。由此可见，膜内K+向膜外扩散至维持膜内外的动态平衡的水平是形成静息电位的主要离子基础。其运输方式隶属于借助离子通道顺浓度梯度运输的协助扩散。 3 动作电位的发生及静息电位的恢复 动作电位发生的具体过程可分为去极化、反极化（超射）、复极化三个阶段。(如下图所示) （1）去极化和反极化：在静息状态下，神经细胞膜的Na+通道大多是关闭的。当膜某处收到足够强度（即阈强度）的刺激时，Na+通道几乎立即被激活，大量Na+顺浓度梯度内流，且这种内流会呈现出正反馈式的越来越剧烈的过程。膜电位由原先的??息水平（-70mv）迅速减小，原先极化状态取消，即去极化。随着Na+进一步内流，使膜极性逆转，变为膜内为正（0-35mv）的相反的状态，称为反极化（即超射）。当新形成的膜内正电位增大到足以阻止Na+继续内流时，膜内外Na+达到平衡状态。实验证明细胞外Na+浓度降低时，动作电位减小，反之动作电位增大。可见，动作电位的峰值取决于Na+平衡电位。Na+运输方式也属于协助扩散。 （2）复极化与复极后：复极化是动作电位的下降相，膜电位逐渐恢复到原来的静息电位水平（即极化状态），称为复极化。此段下降的原因是，在反极化完成时开放的Na+通道关闭并失活（对刺激无反应），而此时膜上K+通道缓慢打开，导致K+外流逐渐增多，起了抵消Na+内流所引起的去极化作用，使膜的极化状态逐渐恢复（35~ -70mv）。在复极化后，膜内为负电位呈极化状态，但电位较之前增大，称超极化，此时期Na-K泵活动增强，将内流的Na+排出，同时将透出膜外的K+重新移入膜内，恢复了原先的离子浓度梯度，重建了膜的静息电位。经上述分析可知，膜静息电位的恢复是K+外流和Na-K泵分阶段式作用的结果。其中Na-K泵中的物质运输采用的是消耗ATP的主动运输方式。 对于上述过程可以用下表进行概括： 动作电位产生过程中膜内外状态变化情况 极化去极化反极化复极化复极化后K+通道打开内正外负打开钠钾泵行为外流外流Na+通道关闭打开关闭行为——内流—— 理解上述过程后对于这部分内容进行分析时就会游刃有余，当然对于学生并不需要讲授如此之多，只需要点到产生原因，主要是理解恢复静息电位的过程中钠钾泵的作用，并让学生在理解过程的基础上明白各种物质跨膜运输的方式。