第2讲通过神经系统的调节.docx
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第2讲通过神经系统的调节
第2讲 通过神经系统的调节
知识点一 神经调节的结构基础和反射
想一想：
有了完整的反射弧就一定能发生反射活动吗？
知识点二 兴奋的传导（传递）
议一议：
神经递质由突触小泡分泌至突触间隙共穿越几层生物膜？
哪些细胞器参与了递质的合成与释放？
知识点三 神经系统的分级调节
知识点四 人脑的高级功能
想一想：
反射有哪些类型，其反射弧有何特点？
判断正误
1．如下图表示反射弧的结构示意图
（1）图中a为感受器，f为效应器（ ）。
（2）e为传入神经，b为传出神经（ ）。
2．感受器是感觉神经末梢，效应器是指运动神经末梢（ ）。
3．一个完整的反射弧至少应包含传入神经元与传出神经元两种神经元（ ）。
4．兴奋在突触中的信号转变为电信号―→化学信号（ ）。
5．神经递质作用于突触后膜上，使下一个神经元兴奋（ ）。
6．反射弧不完整就不能完成反应（ ）。
连一连
①W区 a．不能听懂话
②V区b．不能看懂文字
③S区c．不能写字
④H区d．不能讲话
自我校对：
①中枢神经系统 ②规律性应答 ③感受器 ④神经中枢 ⑤效应器 ⑥完整的 ⑦感受外界刺激 ⑧静止状态 ⑨显著活跃状态
电信号
⑪内负外正 ⑫内正外负 ⑬电位差 ⑭双向传导 ⑮突触小体 ⑯胞体膜或树突膜 ⑰突触小体 ⑱间隙 ⑲突触后膜 ⑳单向传递
最高级中枢
低级中枢
调控
调控
语言
记忆
思维
想一想：
不一定。
还需要有适宜的刺激。
议一议：
神经递质的释放属胞吐作用，不属跨膜运输，高尔基体参与了递质的合成与释放，线粒体则为其提供能量。
想一想：
反射有非条件反射和条件反射两种类型。
非条件反射的反射弧是固定的，条件反射的反射弧是暂时的，易消退。
判断正误：
1.
（1）×
（2）√ 2.× 3.√ 4.× 5.× 6.×
连一连：
①－c ②－b ③－d ④－a
人体神经调节的结构基础与调节方式
1．神经元（结构如下图）
神经元的功能：
接受刺激产生兴奋（神经冲动），并传导兴奋（神经冲动）。
2．反射：
是指在中枢神经系统的参与下，动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答，是神经调节的基本方式。
3．膝跳反射和缩手反射经典反射弧图示解读
①两个反射弧都包括五部分基本结构。
②相应反射完成都离不开适宜刺激和反射弧的完整。
③在传入神经上都有神经节结构。
④两者中枢都在脊髓，属低级中枢，都受高级中枢调控。
⑤缩手反射由3个神经元组成反射弧，内有2个突触结构，而膝跳反射只有2个神经元，反射弧内有1个突触结构。
⑥最简单的反射弧至少包括两个神经元——感觉神经元和运动神经元。
★ 近年高考对反射弧考查较频繁，题目多以选择题或实验探究题形式考查反射弧的组成及兴奋传导过程。
【典例1】►（经典易错题）反射的形成如下图所示（①→②→③→④→⑤）。
讨论：
（1）如果将②处传入神经剪断（或阻断），分别刺激断口的外周段和向中段，能否引起⑤效应器发生相应的活动？
__________________________________________________
________________________________________________________________________
（2）如果用解剖针破坏③脊髓灰质（神经中枢），分别用有效刺激（正常情况下足以引起兴奋）刺激①处和④处，能否引起⑤发生相应的活动？
___________________________________________
（3）由
（1）
（2）可知，正常生理状态下欲完成反射必须有完整的________；②处神经具有________功能；④处神经具有________功能。
答案
（1）刺激外周段不能引起⑤的活动，而刺激向中段则引起⑤发生相应的活动
（2）刺激①处不能引起⑤的活动，而刺激④处（传出神经）产生的兴奋可直接传到⑤（效应器）引起相应的活动 （3）反射弧 传入 传出
——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：
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。
（4）切断实验法：
若切断某一神经，刺激外周段（远离中枢的位置），肌肉不收缩，而刺激向中段（近中枢的位置），肌肉收缩，则切断的为传入神经，反之则为传出神经。
【训练1】►（2011·江苏卷）如图是反射弧的模式图（a、b、c、d、e表示反射弧的组成部分，Ⅰ、Ⅱ表示突触的组成部分），有关说法正确的是（ ）。
A．正常机体内兴奋在反射弧中的传导是单向的
B．切断d、刺激b，不会引起效应器收缩
C．兴奋在结构c和结构b的传导速度相同
D．Ⅱ处发生的信号变化是电信号―→化学信号―→电信号
解析 正常机体内，兴奋从感受器向效应器方向单向传导；由图示知d为传入神经，b为传出神经，切断d，刺激b，会引起效应器收缩；兴奋在突触（即结构c）处的传递速度慢于神经纤维（即结构b）上的传导速度；Ⅱ为突触后膜，发生的信号变化是化学信号―→电信号。
答案 A
兴奋的传导与传递
一、兴奋在神经纤维上的传导——电传导
1．传导过程
2．过程说明
二、兴奋在神经元之间的传递——突触传递
1．突触结构：
突触前膜是突触前神经元的细胞膜，突触后膜是突触后神经元的细胞膜，突触间隙实际上就是两个神经元之间的细胞间隙；突触小泡中有神经递质。
类型及简化图：
2．传递过程
电信号
化学信号
电信号
3．传递特点
单向传递。
原因是递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜。
提醒 ①注意突触小体与突触的关系，范围不同，位置不同，但都包括突触前膜。
②神经递质作用效果有两种：
兴奋或抑制。
③递质释放的过程为胞吐，体现细胞膜流动性，由突触后膜（下一神经元的细胞体或树突部分）上的糖蛋白识别。
④兴奋在突触处传递比在神经纤维上的传导速度要慢。
原因是：
兴奋由突触前膜传至突触后膜，需要经历递质的释放、扩散以及对突触后膜作用的过程。
★★★★★ 本部分知识是高考命题的热点，几乎年年考，其命题形式灵活，大多联系生理实验，以图形题形式出现。
考查内容上，侧重考查神经元受到刺激前后电位的变化及原因，电流计指针的偏转情况分析等，要求考生具备较强的知识应用能力。
【典例2】►（宁夏高考题改编）图甲是神经元网络结构示意简图，图中某神经元兴奋时都可以引起下一级神经元或肌细胞的兴奋。
和神经细胞一样，肌肉细胞在受到适宜的刺激后，也能引起细胞膜电位的变化，图中B处表示神经肌肉接头（放大后如图乙），其结构和功能与神经突触类似。
请据图回答问题。
（1）图甲中给C处一个适宜刺激，在A处能记录到膜电位的变化。
这是因为刺激使神经元兴奋，引起神经末梢释放的________进入突触间隙，随后与突触后膜上的________结合，导致A处的神经元产生兴奋。
神经冲动由C―→A的传递过程中，信号转换的具体过程是________________________________________________________________________。
（2）图甲中若给骨骼肌一个适宜刺激，在A处不能记录到膜电位的变化，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）图乙中①的形成主要与________（细胞器）有关，①中物质释放到③中的方式是________，该物质的释放过程与细胞膜的________有关。
（4）下列关于图乙的说法，错误的是________。
A．该图体现的是突触联系，突触由②③④构成
B．③内的液体为组织液，构成了神经细胞和肌细胞的液体环境
C．①中的物质释放并使④兴奋时，兴奋处的膜外为正电位
D．突触后膜的面积相对较大，其意义是有利于接受①中的物质
答案
（1）神经递质（乙酰胆碱） （特异性）受体 电信号―→化学信号―→电信号
（2）由肌细胞产生的兴奋在神经肌肉接头处不能逆向传递（肌细胞不能产生神经递质作用于神经细胞） （3）高尔基体 胞吐（或外排） 流动性 （4）C
【训练2】►如图表示某内脏器官受交感神经和副交感神经调节的示意图。
请据图回答问题。
（1）神经调节是以反射弧为结构基础的，图中的A和B相当于其中的________。
A细胞中的乙酰胆碱只能由________释放，作用于________上的受体。
（2）A和B的遗传物质相同，释放的递质却不同，根本原因是
________________________________________________________________________。
（3）破伤风杆菌可阻止神经末梢释放甘氨酸，因而引起肌肉痉挛和惊厥。
由此可见甘氨酸能使下一个神经元________（填“兴奋”或“抑制”）。
胆碱酯酶可使乙酰胆碱作用于突触后膜后马上失活，其意义是________________________________________________________。
解析 交感神经和副交感神经的低级中枢位于脊髓和脑干中，A、B两神经元连接在神经中枢后，将信息传达到器官和组织，为传出神经。
A和B之间含有突触结构，神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，使后一个神经元兴奋或抑制。
答案
（1）传出神经 突触前膜 突触后膜
（2）基因的选择性表达 （3）抑制 保证神经调节的灵敏性
神经系统的分级调节和脑的高级功能
1．神经系统的分级调节（注意分析教材上的大脑结构图）
皮层大脑级中枢最高丘脑高级中枢较脑干和脊髓中枢低级神经
结构名称
主要神经中枢
功 能
脑
大脑
语言中枢、躯体运动中枢、躯体感觉中枢、视觉中枢、听觉中枢等
具有感知、控制躯体的运动、语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能
小脑
维持身体平衡的中枢
维持身体平衡
脑干
呼吸中枢、心血管运动中枢
调节呼吸、心血管运动
下丘脑
体温调节中枢、水平衡的调节中枢和生物节律调节中枢
调节体温、水分平衡、血糖平衡等
脊髓
调节躯体运动的低级中枢
受大脑的控制
2.大脑皮层的言语区
高考对本考点的考查频度相对较低，主要以选择题形式考查人脑的高级功能，尤其对语言中枢中H区，S区及人脑的感知和对低级中枢的控制作用考查较多。
【典例3】►（2011·广东卷）短跑运动员听到发令枪声后迅速起跑，下列叙述正确的是（ ）。
A．起跑动作的产生是非条件反射的结果
B．调节起跑动作的神经中枢是听觉中枢
C．该反射有多个中间神经元先后兴奋
D．起跑反应的快慢取决于小脑兴奋的程度
解析 本题考查神经调节的有关知识，属于对理解、应用层次的考查。
听到枪声后的起跑动作是后天经过长期的训练形成的，为条件反射，A错误；听觉中枢只能产生听觉，将相关信息传到运动中枢，产生起跑动作，B错误；兴奋在反射弧上的传递是单向的，所以在中间神经元上的传导有先后之分，C正确；起跑反射中枢在大脑皮层，不在小脑，D错误。
答案 C
——生理或病理现象与神经中枢的关系
生理或病理现象
神经中枢参与（损伤）
考试专心答题时
大脑皮层V区和W区（高级中枢），H区和S区不参与
“千手观音”聋哑人学习舞蹈
大脑皮层视觉中枢和言语区的V区，躯体运动中枢
某同学跑步时
大脑皮层、小脑、下丘脑、脑干和脊髓
植物人
大脑皮层损伤、小脑功能退化但下丘脑、脑干、脊髓功能正常
高位截瘫
上行、下行神经束受损伤，其他部位正常
【训练3】►（经典考题）当你专心作答试题时，参与的高级中枢主要有（ ）。
①下丘脑 ②大脑皮层H区（听觉性语言中枢） ③大脑皮层S区（运动性语言中枢） ④大脑皮层V区（视觉性语言中枢） ⑤大脑皮层W区（书写性语言中枢）
A．①③B．②③C．②④D．④⑤
解析 该过程包括通过视觉获取语言信息和通过书写表达语言信息，因此必须有V区和W区的参与。
答案 D
神经生理学实验手段及实验设计
一、神经纤维上电位测定的方法
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，只观察到指针一次偏转。
两极都与神经纤维膜外侧（或膜内侧）相连接时，指针不偏转。
2．动作电位的测量
灵敏电流计的两极都连接在神经纤维膜外（或内）侧，可观察到指针发生两次方向相反的偏转。
下面图中a点受刺激产生动作电位“
”，动作电位沿神经纤维传导依次通过“a―→b―→c―→c右侧”时灵敏电流计的指针变化细化图：
3．电位变化曲线解读
（1）图示：
（2009·安徽理综题图）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。
图示该部位受刺激前后，膜两侧电位差的变化。
（2）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；
CD段——静息电位恢复过程中；
DE段——静息电位。
二、兴奋的传导方向、特点的判断分析与设计
1．兴奋在完整反射弧中的传导方向判断与分析
由于兴奋在神经元之间的传递是单向的，导致兴奋在完整反射弧中的传导也是单向的，只能由传入神经传入，传出神经传出。
2．兴奋传导特点的设计验证
（1）验证冲动在神经纤维上的传导
方法设计：
电刺激图①处，观察A的变化，同时测量②处的电位有无变化。
结果分析：
若A有反应，且②处电位改变，说明冲动在神经纤维上的传导是双向的；若A有反应而②处无电位变化，则说明冲动在神经纤维上的传导是单向的。
（2）验证冲动在神经元之间的传递
方法设计：
先电刺激图①处，测量③处电位变化；再电刺激③处，测量①处的电位变化。
结果分析：
若两次实验的检测部位均发生电位变化，说明冲动在神经元间的传递是双向的；若只有一处电位改变，则说明冲动在神经元间的传递是单向的。
★★ 本考点高考命题多以实验分析（评价）或实验探究形式出现，试题往往图文并茂，信息量大，多侧重考查获取信息处理信息能力、实验分析应用能力及探究能力，因而试题难度普遍较大。
侧重考查电位测量方法的题型
【典例1】►据图回答下列问题。
（1）若刺激甲图中的A点，电表指针偏转的情况如何？
（2）乙图中a、b分别是放置在传出神经和骨骼肌上的电极，用于刺激神经和骨骼肌；c是放置在传出神经上的电位计，用于记录神经兴奋电位；d为神经与肌细胞接头部位，是一种突触。
若刺激骨骼肌b处，能否在c处记录到电位？
解析 根据图中的两幅图示，刺激图甲中A点或图乙中a处，电位计均可出现两次方向相反偏转。
在乙图中，若刺激b处，则电位计不发生偏转现象，原因是连接骨骼肌的是传出神经，d是一种突触，传出神经末梢属于突触前膜，肌细胞膜属于突触后膜，而兴奋在突触处（接头部位）的传递只能是单方向的，即只能从突触前膜传递到突触后膜，而不能倒过来传递。
答案
（1）两次方向相反的偏转
（2）不能
【训练1】►（上海高考）神经电位的测量装置如下图甲所示，其中箭头表示施加适宜刺激，阴影表示兴奋区域。
用记录仪记录A、B两电极之间的电位差，结果如下图乙所示。
若将记录仪的A、B两电极均置于膜外，其他实验条件不变，则测量结果是哪一个选项（ ）。
解析 该题考查的思维含量较大，侧重考查对测量部位与膜电位的变化分析能力。
由于测量装置图中A电极在膜内，B电极在膜外，根据记录仪的电位差曲线，说明在未受刺激时为负电位，受刺激后，兴奋部位由外正内负变为外负内正，图中电位由负电位―→0电位―→正电位，随后恢复静息电位，图中电位又由正电位―→0电位―→负电位。
若记录仪的A、B两电极均置于膜外，受刺激后，图中电位由0电位―→负电位―→0电位；随后恢复静息电位，图中电位由0电位―→正电位―→0电位。
所以，C选项是正确的。
答案 C
——静息电位和动作电位的测定方法
（1）静息电位测定：
一端接在膜外，另一端接在膜内，电表发生偏转，根据电流由正电位流到负电位，可说明静息时膜电位为外正内负。
（2）动作电位测定：
两端均接在膜外或均接在膜内，根据电表指针偏转情况可判断膜电位的变化情况。
反复考查的动物生理学经典实验——脊蛙及脊蛙反射的变式应用
【典例2】►（2010·全国Ⅰ，32）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）反射活动总是从感受器接受刺激开始到效应器产生反应结束，这一方向性是由________________所决定的。
（3）剪断支配脊蛙左后肢的传出神经（见右图），立即刺激A端________（能、不能）看到左后肢收缩活动；刺激B端________（能、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________（能、不能）称为反射活动，主要原因是_______________________
________________________________________________________________________。
解析 脊蛙（无脑蛙）去脑后保留完整的脊髓。
因脊髓中存在着低级反射中枢，故能完成某些反射活动，如搔扒反射等。
完成反射活动的结构基础是反射弧，由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分组成。
反射弧的任何一部分被破坏，均会导致神经传导中断，不能完成反射活动。
（1）感受器（感觉神经末梢）位于被刺激部位的皮肤中；搔扒反射的神经中枢在脊髓中。
（2）兴奋在神经纤维上传导具有双向性；兴奋在神经元之间的传递具有单向性，即只能由上一个神经元的轴突末梢传向下一个神经元的树突末梢或胞体。
原因是神经递质只能通过突触前膜传向突触后膜。
（3）神经元的生理特性是：
受到刺激，能够产生兴奋，并且传导兴奋；骨骼肌的生理特性是：
受到刺激，能够收缩。
故剪断支配脊蛙左后肢的传出神经后，立即刺激A端，会引起与其神经相联系的左后肢骨骼肌收缩，但由于该过程没有完整的反射弧，故不能称为反射活动；刺激B端，兴奋不能传向左后肢骨骼肌，不能产生收缩活动。
答案
（1）皮肤 脊髓
（2）突触的结构（其他合理答案也可） （3）能 不能 不能 反射弧结构不完整（其他合理答案也可）
启示 生物科学史上的经典实验是高考命题者（大学教授）情有独钟的素材，这种素材教授们最熟悉，已经过反复验证，不会有歧义，同时又考查学生的理解能力、获取信息能力、实验探究能力等多种能力，仅“脊蛙及脊蛙反射”的变式考查历年高考就已数不清考了多少次了。
提醒考生要高度重视生物学经典实验！
【训练2】►（2010·山东理综，26）为了更好地揭示人体生理功能的调节机制，可用猴进行科学实验（如图）。
请回答下列问题。
（1）实验猴右手指受到电刺激时，会产生缩手反应。
在此反射的反射弧中，神经冲动是________向传递的。
头部电极刺激大脑皮层某区域引起猴右手运动，其兴奋传递过程是：
神经中枢兴奋→传出神经兴奋→神经末梢释放________→________→后膜电位变化→右手部肌肉收缩。
若某动物离体神经纤维在两端同时受到刺激，产生两个同等强度的神经冲动，两冲动传导至中点并相遇后会________。
（2）实验猴受到寒冷刺激，皮肤温度感受器兴奋，经传入神经引起____________兴奋，导致____________分泌增加，机体产热增多以维持体温稳定。
此调节方式为________________________________________________________________________。
（3）实验猴对屏幕上呈现的某些影像会产生明显的应激反应。
在受到多次此类影像刺激后，猴出现应激性高血糖症。
产生这一结果的直接原因是__________________导致了糖代谢异常。
（4）猴大脑皮层下的某区域出现病理性损伤后，表现为日排尿量异常增多、饮水剧增。
推测脑内____________区域被损伤，引起________缺乏。
解析
（1）神经冲动在单个神经元上的传导是双向的，在两神经元间是单向传递的。
反射弧是由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成的。
故在反射弧中，神经冲动总体是单向传递的。
神经末梢释放的是递质，递质与突触后膜上的受体蛋白结合导致后膜电位变化。
由于两个神经冲动的强度同等，故在两神经冲动间不存在电位差，故两冲动传导至中点并相遇后神经传导停止。
（2）皮肤温度感受器产生的兴奋应沿传入神经传到神经中枢；又由于该中枢与温度有关，故应是下丘脑中的体温调节中枢。
与体温调节有关且又是分泌产生的物质，显然应是甲状腺激素。
在此调节方式中涉及到了“神经”，又涉及到了“激素”，故此调节方式为神经—体液调节。
（3）猴出现应激性高血糖症，说明糖的代谢失衡了。
与保持血糖平衡有关的激素是：
胰岛素和胰高血糖素。
导致血糖高的原因应是：
胰岛素分泌不足，胰高血糖素分泌过多。
（4）位于脑内与排尿有关的器官是：
下丘脑或（神经）垂体。
与排尿量有关的激素是：
下丘脑产生的抗利尿激素。
答案
（1）单 递质（或乙酰胆碱） 与（后膜特异性）受体结合 停止传导（或消失、抵消）
（2）下丘脑体温调节中枢 甲状腺激素（或甲状腺激素和肾上腺素） 神经—体液调节
（3）胰岛素分泌减少和胰高血糖素分泌增加 （4）下丘脑或（神经）垂体 抗利尿激素（或ADH）
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