通过神经系统的调节Ⅰ.docx

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通过神经系统的调节Ⅰ

第3课时　通过神经系统的调节（Ⅰ）

[目标导读]　1.结合教材“思考与讨论”，使学生进一步加深对反射弧结构和各部分功能的理解。

2.结合教材图2－1、2－2和相关物理知识，使学生理解神经纤维上兴奋的产生和传导过程。

[重难点击]　1.反射弧的结构和各部分功能。

2.兴奋在神经纤维上的产生和传导过程。

1．内环境稳态的调节机制是神经—体液—免疫调节网络。

2．神经系统的组成

3．某同学突然抓起一个热馒头后，来不及考虑就迅速松手，其反射弧的部分结构如图：

（1）该图的神经中枢为脊髓灰质（由神经元细胞体集中）的横断面，其中C与A在形态上的区别是C比A宽大。

（2）E与D分别和C与A相连，其中E组成前根，D组成后根，在椎间孔F处形成脊神经。

（3）该同学是感到烫后才松的手呢？

还是松手后才感觉到烫？

答案　是先松手后感觉到烫。

课堂导入

（1）上图展示的运动离不开哪些器官？

手、脚、眼、耳等。

（2）通过哪个系统来协调这些器官活动？

神经系统。

这节课我们就来学习人体是如何通过神经系统来感知环境的刺激的。

探究点一　神经调节的结构基础和反射

神经调节在维持内环境稳态中起着主导作用，其调节的结构基础是反射弧。

阅读教材，分析回答下列问题：

1．完成下面的神经元细胞示意图：

（1）神经元是构成神经系统的基本单位。

（2）神经元的轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘共同组成神经纤维。

（3）许多神经纤维集结成束，外包由结缔组织形成的膜，就成为一条神经。

2．观察膝跳反射和缩手反射的示意图回答：

（1）神经调节的基本方式是反射，它是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。

完成反射的结构基础是反射弧。

（2）据图可知，完成两个反射的反射弧都是由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器（传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等）组成。

（3）膝跳反射是由2个神经元完成的，缩手反射是由3个神经元完成的。

由此可知，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。

（4）假若在C、D之间剪断，在D处给予适宜刺激，小腿抬起。

在C处给予适宜刺激，小腿无反应。

这两个过程，都不（前者、后者、都、都不）是反射，说明反射的完成需要完整的反射弧。

小贴士　

（1）反射活动的进行除需要有完整的反射弧外，还需要有适宜的刺激。

（2）直接刺激传出神经，效应器会有反应，但这并不是反射。

3．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。

归纳提炼

反射弧的结构与功能

兴奋传导

反射弧结构

结构特点

功能

结构破坏对功能的影响

感受器

传入神经

神经中枢

传出神经

效应器

感受器

神经组织末梢的特殊结构

将内外界刺激的信息转变为神经的兴奋

既无感觉又无效应

传入神经

感觉神经元

将兴奋由感受器传入神经中枢

神经中枢

调节某一特定生理功能的神经元群

对传入的兴奋进行分析与综合

传出神经

运动神经元

将兴奋由神经中枢传出至效应器

只有感觉而无效应

效应器

运动神经末梢和它所支配的肌肉或腺体

对内外界刺激作出应答反应

相互联系

反射弧中任何一个环节中断，反射即不能发生。

反射的发生必须保证反射弧结构的完整性

活学活用

1．如图表示人体的某反射弧模式图，请据图回答下列问题。

（1）该图中，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________（能、不能）做出反应，切断③，刺激②，效应器________做出反应。

问题导析　

（1）图中代表传入神经的是②，理由是具备神经节。

（2）和②相连的⑤是感受器，那么④是效应器，它和⑤的构成不同之处在于⑤只是传入神经末梢，④包含传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体。

（3）反射的完成需要完整的反射弧。

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　（3）能　不能

解析　⑤感受器→②传入神经→①神经中枢→③传出神经→④效应器。

方法链接　识别传入神经和传出神经的方法：

（1）有神经节的是传入神经。

（2）与感受器相连的是传入神经；与效应器相连的是传出神经。

（3）与脊髓灰质前角（较大的一边）相连的是传出神经，与后角相连的是传入神经。

探究点二　兴奋在神经纤维上的传导

1．有人在蛙的坐骨神经上放置两个电极，连接到一个电表上，其实验结果如图1、2、3、4，据图分析：

静息时，电表没有（有、没有）测出电位差，说明静息时神经表面各处电位相等；而在如图所示位置给予刺激时，电表发生2次偏转，这说明刺激后会引起a、b间两次出现电位差。

这说明在神经系统中，兴奋是以电信号（又叫神经冲动）的形式沿着神经纤维传导的。

2.由上图可看出，在刺激后依次会引起a（b）处的电位变化为：

正电位→负电位→正电位，这就是神经冲动在神经纤维上的传导，其内在机理如下图所示：

（请同学们结合教材完善该图并思考相关问题）

完成上图中的内容，如果刺激神经纤维的中间部位（如下图），请画出相应的电位、兴奋区、未兴奋区、局部电流的方向、兴奋传导的方向，并归纳其特点：

答案　

（1）局部电流的方向：

膜外由未兴奋区流向兴奋区，膜内由兴奋区流向未兴奋区，兴奋传导的方向与膜内（内、外）电流的方向一致。

（2）在神经纤维上，兴奋传导的方向可以是双向传导。

小贴士　除了以上特点，兴奋在神经纤维上的传导还具有：

（1）生理完整性。

神经纤维的传导要求神经纤维在结构上和生理功能上都是完整的。

如果神经纤维被切断，冲动就不能通过断口继续向前传导。

（2）绝缘性。

一条神经内虽然包含许多条神经纤维，但是它们各自传导本身的冲动，而不波及邻近的神经纤维。

（3）相对不疲劳性。

与肌肉组织比较，神经纤维相对不容易疲劳。

3．结合上述所学内容，请分析下图电流表的偏转次数与方向（电流表的两个电极均接在膜外，偏转的方向与电流方向一致，bc＝cd）：

（1）①若刺激a点时，电流表指针先向左再向右，偏转两次。

②若刺激c点时，电流表指针不偏转。

③若刺激e点时，电流表指针先向右再向左，偏转两次。

④若刺激f点时，电流表指针先向右再向左，偏转两次。

（2）据此，你能总结出什么规律？

答案　若刺激两个电极的中点，电流表不会偏转，若刺激其他点，都会发生方向相反的两次偏转，刺激点离哪一个电极近，就先向哪个电极偏转。

归纳提炼

兴奋在神经纤维上的传导

活学活用

2．如图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。

下列说法与图示相符的是（　　）

A．图中兴奋部位是B和C

B．图中弧线最可能表示局部电流方向

C．图中兴奋传导方向是C→A→B

D．兴奋传导方向与膜外电流方向一致

问题导析　

（1）动作电位的膜内外电位为内正外负，静息电位的膜内外电位为内负外正，据此可知A为兴奋区，B、C为未兴奋区。

（2）局部电流是由正电位流向负电位，同一部位膜内和膜外的局部电流方向相反。

（3）兴奋传导的方向和膜内的局部电流的方向一致。

答案　B

解析　处于静息电位时，细胞膜两侧表现为外正内负，由此可知图中A点电位发生变化，此处为兴奋部位，与相邻两侧形成电位差，则图中弧线可以表示局部电流的方向，从而导致兴奋向A两侧传导，膜内电流也向A点两侧传导，两者方向一致，而与膜外电流方向相反。

1．含羞草的小叶受到外力触碰会立即闭合，这个过程（　　）

A．是反射，是对外界刺激作出的反应

B．是反射，具有一定的规律性

C．不是反射，没有中枢神经系统的参与

D．不是反射，只有人有反射

答案　C

解析　反射是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。

含羞草没有神经系统，这种反应是应激性，不是反射。

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、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

答案　D

解析　效应器是由传出神经（运动神经）末梢和它所支配的肌肉或腺体等组成。

3．“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

答案　B

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。

4．神经纤维受到刺激时，细胞膜内、外的电位变化是（　　）

①膜外由正电位变为负电位　②膜内由负电位变为正电位　③膜外由负电位变为正电位　④膜内由正电位变为负电位

A．①②B．③④C．②③D．①③

答案　A

解析　静息时膜电位为内负外正，兴奋时变为内正外负。

5．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。

答案　

（1）正　负　

（2）未兴奋　兴奋　（3）双向　（4）相反

解析　神经纤维上兴奋的传导具有双向性。

静息状态时，电位是“外正内负”；兴奋状态时，兴奋部位的电位是“外负内正”。

若在c处给予一个强刺激，当b点兴奋时，a点并未兴奋，即b点膜外是负电位，而a点膜外是正电位，根据电流由正极流向负极，可知此时电流计的指针向右偏转；同理，当a点兴奋时，b点并未兴奋，此时电流计的指针向左偏转。

基础过关

知识点一　神经调节的结构基础和反射

1．下列现象是反射的是（　　）

A．草履虫能够趋利避害

B．含羞草叶被触碰后会下垂

C．被针刺感到了疼痛

D．手碰到火焰立即缩手

答案　D

解析　反射是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。

只有D项符合该概念。

2．下列关于反射弧的叙述，正确的是（　　）

A．刺激某一反射弧的感受器或传入神经，可使效应器产生相同的反应

B．反射弧中的感受器和效应器均分布于机体同一组织或器官

C．神经中枢的兴奋可以引起感受器敏感性减弱

D．任何反射弧中的神经中枢都位于脊髓

答案　A

解析　刺激反射弧的传入神经和感受器都能产生兴奋，兴奋经过反射弧传导到效应器，引起效应器产生相同的反应，所以A项正确。

反射弧中的感受器和效应器一般不在同一部位，不属于同一器官，所以B项错误。

神经中枢兴奋使神经冲动传导到效应器使效应器兴奋，不影响感受器的敏感性。

反射弧的神经中枢位于脊髓、脑干和大脑。

3．反射和反射弧的关系是（　　）

A．反射活动的完成必须通过反射弧来实现

B．反射活动可以不完全通过反射弧来实现

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

答案　A

解析　反射是神经调节的基本方式。

动物体或人体在中枢神经系统的参与下，对内外环境变化作出的规律性应答称为反射。

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。

但反射的发生除具有完整的反射弧外，还需一定强度的刺激。

4．下列关于感受器特性的叙述，错误的是（　　）

A．感受器能将特定的刺激转变成神经冲动

B．感受器直接将感受到的刺激传入大脑皮层

C．各种感受器都有各自的适宜刺激

D．感受器可产生适应现象

答案　B

解析　感受器是由感觉神经末梢特化而成，其功能是感受刺激，产生兴奋并能传导兴奋（兴奋以神经冲动的方式传导）。

不同的感受器都有各自的适宜刺激，且感受器可产生适应现象。

知识点二　兴奋在神经纤维上的传导

5．静息时，大多数神经细胞的细胞膜（　　）

A．对阴离子的通透性比较大，氯离子大量流出膜外

B．对阳离子的通透性比较大，钠离子大量流出膜外

C．对钠离子的通透性比较小，对钾离子的通透性比较大

D．对钠离子的通透性比较大，对钾离子的通透性比较小

答案　C

解析　静息电位是钾离子外流形成的。

6．下图表示蛙坐骨神经的膜电位变化与对应的膜内外离子变化。

据图分析，离子Ⅰ、Ⅱ分别是（　　）

A．K＋、Na＋B．H＋、K＋

C．Na＋、K＋D．Na＋、H＋

答案　A

解析　动作电位的产生主要是Na＋内流造成的，故Ⅱ代表Na＋。

静息电位的维持主要是K＋外流造成的，故Ⅰ代表K＋。

7.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应的电流，则膜外与膜内电流方向为（　　）

A．膜外b→a；膜内a→bB．膜外b→a；膜内b→a

C．膜外a→b；膜内a→bD．膜外a→b；膜内b→a

答案　A

解析　受刺激后，刺激部位电荷为外负内正，与相邻部位形成电位差，膜外电流为b→a，膜内电流为a→b。

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，正确的是（　　）

答案　C

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。

能力提升

9．如图为反射弧结构示意图，相关叙述中错误的是（　　）

A．伸肌肌群内既有感受器又有效应器

B．参与反射弧的神经元的细胞体不都在b中

C．若在Ⅰ处施加一个有效刺激，a处膜电位的变化为内负外正→内正外负→内负外正

D．在Ⅱ处施加刺激引起屈肌收缩属于反射

答案　D

解析　由图可知，Ⅰ为传入神经，Ⅱ为传出神经。

脊神经是混合神经，所以图中伸肌肌群内既有感受刺激的感受器，又有产生运动的效应器；参与反射弧的神经元的细胞体不都在b中，传入神经元的细胞体在b外的神经节中；Ⅰ为传入神经，当a感受到刺激时，产生动作电位，其变化是由外正内负变为外负内正，但恢复静息时，又变为外正内负；反射是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，反射活动的结构基础是反射弧，反射完成必须反射弧完整，Ⅱ处受到刺激，是神经产生的兴奋直接引起肌肉收缩，应该属于一种应激，不是反射。

10.图1的神经纤维上有A、B、C三个点，现将一个灵敏电流计连接到神经纤维细胞膜的表面A、B两点，若在C处给一强刺激，则电流变化情况为图2中的（　　）

答案　C

解析　C点刺激传至B点时，该点膜外为负电位，A点未兴奋，仍为正电位，此时电流方向即由A→B，电流计指针向右偏转；B点兴奋后恢复为静息电位，局部电流向A处传导，传至A处时膜外变为负电位，电流计指针向左偏转。

11．将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液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

答案　D

解析　根据动作电位的形成过程，可知，细胞受刺激后，膜外的Na＋顺浓度梯度进入细胞内，由于膜外的Na＋浓度远远高于细胞内，此过程是一个协助扩散的过程。

Na＋带正电荷，进入细胞内，改变了局部的电荷数量比，使膜内由负电位变为正电位，膜外由正电位变为负电位。

当降低S中的Na＋浓度时，再受刺激，由于膜外Na＋浓度变小，进入细胞内的Na＋数量就少了，内外电位差就会减小，静息电位主要是由膜内K＋外流造成的，因而不受影响。

12．如图所示，当神经冲动在轴突上传导时，下列叙述错误的是（　　）

A．丁区域发生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

答案　A

解析　丁区域发生K＋外流或Na＋内流，不能同时发生K＋外流和Na＋内流。

13．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到刺激后的膜电位变化情况。

下列叙述错误的是（　　）

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

答案　C

解析　依图示，未受刺激时，两种海水中神经纤维的静息电位相同，故B项正确。

在两种海水中，均是膜外的Na＋浓度高于膜内，故C项错误，D项正确。

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Na＋迅速内流引发较大的动作电位，对应于曲线a，故A项正确。

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_____________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）皮肤　脊髓　

（2）能　不能　不能　反射弧结构不完整

解析　

（1）青蛙的大脑已被破坏，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。

15．下图中甲所示为测量神经纤维膜内外电位的装置，乙所示为测得的膜电位变化。

请回答：

（1）图甲中装置A测得的电位相当于图乙中的______点的电位，该电位称为______电位。

装置B测得的电位相当于图乙中的______点的电位，该电位称为______电位。

（2）当神经受到适当刺激后，在兴奋部位，膜对离子的________性发生变化，钠离子大量流向膜______，引起电位逐步变化，此时相当于图乙中的______段。

答案　

（1）a　静息　c　动作　

（2）通透　内　b

解析　由图示可知，A装置测的是静息电位，B装置测的是动作电位。

神经受到刺激时，细胞膜的通透性发生急剧变化，Na＋的流入量增加，形成动作电位。

个性拓展

16．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。

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）。

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

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，因此应是图二中A图结果。