高考浙江选考生物一轮复习讲义 必修3 第9章 第23讲 神经系统的结构与功能.docx
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高考浙江选考生物一轮复习讲义必修3第9章第23讲神经系统的结构与功能
第23讲 神经系统的结构与功能
浙江[学考+选考]考纲确认
考点
知识内容
必考
加试
2.神经系统的结构与功能
(1)神经调节与体液调节的区别
a
a
(2)神经系统的作用
a
a
(3)神经元的种类、主要结构及特性
a
a
(4)动作电位的概念
a
a
(5)神经冲动的产生、传导与传递
b
(6)反射的概念、过程及结构基础
b
b
(7)大脑皮层的功能
a
(8)体温调节的方式和过程
a
a
考点一|神经冲动的产生、传导和传递
1.神经系统的结构与功能
(1)构成神经系统的基本单位是神经元
(2)神经元的结构
(3)神经元功能特性:
受到刺激后会产生神经冲动并沿轴突传送出去。
2.神经冲动的产生与传导
(1)神经冲动:
兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也叫神经冲动。
(2)兴奋在神经纤维上的传导过程
①未兴奋时神经细胞膜呈极化状态(即静息状态):
膜电位表现为外正内负。
②兴奋时神经细胞膜呈反极化状态(即产生动作电位):
膜电位表现为外负内正。
③局部电流的形成:
兴奋区域与未兴奋区域形成电位差,这样就形成了局部电流。
④电流方向:
在膜外由未兴奋区域流向兴奋区域;在膜内由兴奋区域流向未兴奋区域。
⑤兴奋在神经纤维上的传导特点:
相对不疲劳性、绝缘性、双向性。
3.突触的信号传递
(1)突触传递的结构基础:
兴奋在神经元之间的传递是通过突触完成的。
(2)兴奋在神经元之间的传递
①突触的信号传递过程:
当神经冲动传到末梢时,突触小泡中的乙酰胆碱,释放到突触间隙中并扩散到突触后膜处,和乙酰胆碱受体结合,引发突触后膜去极化,形成电位变化。
②兴奋传递过程中信号的转变:
电信号→化学信号→电信号。
③兴奋在神经元之间的传递特点:
单向性,即只能由突触前膜传至突触后膜。
(2016·10月浙江选考)测量与记录蛙坐骨神经受刺激后的电位变化过程如图①~⑤所示,其中②、④的指针偏转达到最大。
下列叙述正确的是( )
A.对神经施加刺激,刺激点位于图①甲电极的左侧
B.图②中甲电极处的膜发生去极化,乙电极处膜的Na+内流属于被动运输
C.图④中甲电极处的膜发生去极化,乙电极处的膜处于极化状态
D.处于图⑤状态时,膜发生的K+内流是逆溶度梯度进行的
C [指针偏转的方向应是由正电位到负电位的方向偏转的;由图示可知:
对神经施加的刺激点位于乙的右侧;图②中的甲电极处于极化状态;图⑤状态时膜发生的K+外流是顺溶度梯度的。
]
1.膜电位的测量
测量方法
测量图解
测量结果
静息电位的测量
电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
动作电位的测量
电表两极均置于神经纤维膜的外侧(或内侧)
2.神经纤维膜上电位变化的分析
(1)解读静息电位、动作电位形成的曲线图。
①a点之前——静息电位:
此时K+通道打开,K+外流,Na+通道关闭,使膜外带正电荷,膜内带负电荷,电位差为负值。
②ac段——动作电位的形成:
受刺激后,K+通道关闭,Na+通道打开,Na+迅速大量内流,导致膜电位迅速逆转,膜内电位由负变正,膜外电位由正变负;a点到c点表示动作电位的产生过程,c点为动作电位的峰值。
③ce段——静息电位的恢复:
c点到e点,由于在细胞膜上存在钠钾泵,在其作用下,将外流的K+运进膜内,将内流的Na+运出膜外;从而导致膜电位又慢慢恢复到静息状态,此时Na+通道关闭,K+通道打开。
(2)细胞外液中Na+、K+浓度改变对膜电位的影响
项目
静息电位
动作电位峰值
Na+增加
不变
增大
Na+降低
不变
变小
K+增加
变小
不变
K+降低
增大
不变
分析表格可知:
a.静息电位是K+的平衡电位,就是细胞内K+向外扩散达到平衡时的膜电位。
细胞外Na+浓度的改变通常不会影响到静息电位。
b.细胞外K+浓度上升,导致细胞内K+向外扩散减少,从而引起静息电位(绝对值)变小。
反之,静息电位变大。
c.动作电位的峰值是Na+的平衡电位,就是细胞外Na+向细胞内扩散达到平衡时的电位。
细胞外K+浓度的改变通常不会影响到动作电位的峰值。
d.细胞外Na+浓度上升,导致其向细胞内的扩散量增加,从而引起动作电位的峰值变大。
反之,动作电位峰值变小。
3.电流表指针偏转方向与次数的分析
兴奋在传导与传递时电流计指针偏转问题的分析方法
(1)兴奋在神经纤维上传导时:
①刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电流计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,电流计指针不发生偏转。
(2)兴奋在神经元间传递时:
①刺激b点(ab=bd),由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点,兴奋不能传至a点,a点不兴奋,d点会兴奋,电流计只发生一次偏转。
1.血液中K+浓度急性降低到一定程度会导致膝反射减弱,下列解释合理的是( )
A.伸肌细胞膜的动作电位不能传播到肌纤维内部
B.传出神经元去极化时,膜对K+的通透性增大
C.兴奋在传入神经元传导过程中逐渐减弱
D.可兴奋细胞静息膜电位的绝对值增大
D [伸肌细胞膜的动作电位可通过局部电流的形式传入肌纤维内部,A项错误;传出神经元去极化时,膜对Na+的通透性增大,对K+的通透性减小,B项错误;兴奋在传入神经元传导过程中与钠离子内流有关,与K+无关,C错误;静息电位的形成与K+外流有关,降低膜外K+浓度,增大了膜内外的K+浓度差,则可兴奋细胞静息膜电位的绝对值增大,D项正确。
]
2.神经电位的测量装置如下图所示,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,结果如右侧曲线图,该图中1、2、3、4、5是五个不同阶段,其中1是极化状态,2是去极化过程,4是复极化过程。
下列说法正确的是( )
图1 图2
A.1状态下神经元的细胞膜内外没有离子进出
B.若组织液中Na+浓度增大,会导致记录到的电位变化中Y点下移
C.2主要是膜外Na+在短期内大量涌入膜内造成的,该过程不需要消耗ATP
D.若组织液中的K+浓度增大,会导致记录到的电位变化中X点下移
C [静息状态下,神经元的细胞膜内外也有离子的进出,A项错误;若组织液中Na+浓度增大,则去极化过程中的Na+内流增加,记录到的电位变化中Y点上移,B项错误,C项正确;若组织液中的K+浓度增大,静息电位的绝对值减小,即导致记录到的电位变化中X点上移,D项错误。
]
3.(2017·浙江重点中学联考)下图表示当有神经冲动传到神经末梢时,神经递质从突触小泡内释放并作用于突触后膜的机制。
下列叙述错误的是( )
A.神经递质存在于突触小泡内可避免被细胞内其他酶系破坏
B.神经冲动引起神经递质的释放,实现了由电信号向化学信号的转变
C.神经递质与受体结合引起突触后膜上相应的离子通道开放
D.图中离子通道开放后,Na+和Cl-同时内流
D [神经递质贮存在突触小泡内,以防止被细胞内其他酶系所破坏,A项正确;神经末梢有神经冲动传来时,突触小泡释放神经递质,电信号转变为化学信号,B项正确;神经递质与突触后膜上的受体结合,使突触后膜上相应的离子通道开放,提高对Na+或Cl-的通透性,C项正确;若图中为兴奋性化学递质与突触后膜上的受体结合,则Na+内流,若图中为抑制性化学递质与突触后膜上的受体结合,则Cl-内流,D项错误。
]
4.下图为神经元结构模式图,电流计A1和A2的两极a、c、d、e分别接在神经纤维的外膜上,在b、f两点给予适宜强度的刺激,则电流计的偏转情况为( )
注:
“〇”代表神经元细胞体,“<”代表轴突末梢,且ab=bc、ac=de。
A.刺激b点与f点时,A1、A2各偏转两次,且方向相反
B.刺激b点时,A1偏转两次,A2偏转一次;刺激f点时,A1不偏转,A2偏转一次
C.刺激b点时,A1不偏转,A2偏转一次;刺激f点时,A1不偏转,A2偏转一次
D.刺激b点时,A1不偏转,A2偏转两次;刺激f点时,A1不偏转,A2偏转一次
D [刺激b点时,由于ab=bc,a、c两点同时兴奋,所以A1不偏转;d点和e点先后兴奋,所以A2偏转两次。
由于突触部位兴奋的传递具有单向性,刺激f点时,a、c、d三点均不能兴奋,所以A1不偏转,e点会兴奋,A2偏转一次,D项正确。
]
考点二|反射与反射弧、大脑皮层的功能、体温调节
1.反射与反射弧
(1)神经调节的基本方式:
反射。
(2)反射:
在中枢神经系统参与下,机体对刺激感受器所发生的规律性反应,具有神经系统的动物才会出现反射现象。
(3)完成反射的结构基础:
反射弧。
2.大脑皮层的功能
(1)大脑皮层是整个神经系统中最高级的部位。
它除了对外部世界进行感知以及控制机体的反射活动外,还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。
(2)言语区:
人类特有的高级神经中枢,大脑皮层中与语言功能有关的区域为言语区。
①白洛嘉区受损,可以理解语言,但不能说完整的句子,也不能通过书写表达思想即表述性失语症。
②韦尼克区受损,可以说话,但不能理解语言,即可以听到声音,却不能理解它的意义。
(3)运动区:
位于中央前回,一般支配对侧肢体的运动。
(4)体觉区:
位于中央后回,一般支配对侧肢体的感觉。
3.体温调节
(1)主要产热器官:
内脏、肌肉、脑等。
(2)人体的散热
①主要散热器官:
皮肤。
②散热方式:
有传导、辐射、对流、蒸发等物理方式,其中蒸发是非常有效的散热方式。
③在35℃以上的环境中,唯一有效的散热机制是出汗。
1.(2016·4月浙江选考)神经系统结构与功能的基本单位是( )
A.神经元 B.反射弧
C.神经纤维D.反射中枢
A [神经元,即神经细胞,是构成人神经系统的基本单位,而细胞是生物体的结构和功能的基本单位,因此神经元是神经系统结构与功能的基本单位。
选A。
]
2.(2015·9月浙江选考)人体膝反射的反射弧结构如图所示,下列叙述错误的是( )
A.神经元乙的活动可受大脑皮层的影响
B.抑制性中间神经元兴奋会引起屈肌收缩
C.若刺激神经元甲的Ⅰ处会引起伸肌收缩,这种现象不属于反射
D.若刺激神经元甲的Ⅰ处,则可在Ⅱ处和Ⅲ处记录到膜电位变化
B [题图显示:
神经元乙的细胞体位于脊髓,而大脑皮层可调控脊髓的活动,因此神经元乙的活动可受大脑皮层的影响,A项正确;抑制性中间神经元兴奋会引起屈肌舒张,B项错误;刺激神经元甲的Ⅰ处所引起的伸肌收缩,没有经过完整的反射弧,所以这种现象不属于反射,C项正确;Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,分别为传入神经纤维上的不同点,因兴奋在神经纤维上是双向传导的,所以刺激神经元甲的Ⅰ处,则可在Ⅱ处和Ⅲ处记录到膜电位变化,D项正确。
]
3.(2015·10月浙江选考)以蛙坐骨神经腓肠肌标本为材料,在适宜条件下进行实验,下列叙述正确的是( )
A.电刺激坐骨神经,腓肠肌不收缩
B.电刺激坐骨神经,同时腓肠肌收缩
C.电刺激腓肠肌,腓肠肌收缩
D.电刺激腓肠肌,肌膜上测不到动作电位
C [坐骨神经为传出神经,电刺激坐骨神经,腓肠肌收缩,A错误;兴奋在神经纤维上传导需要一定的时间,电刺激坐骨神经,随后腓肠肌收缩,B错误;电刺激腓肠肌,肌膜上也会发生电位的改变,能测到动作电位,D错误。
]
4.(2016·4月浙江选考)以狗为实验对象,研究心脏的神经支配及作用。
实验过程中,先测定正常情况下的心率,然后分别测定仅阻断神经甲和神经乙后的心率。
结果如下表所示。
实验处理 心率(次/分)
正常情况 90
仅阻断神经甲 180
仅阻断神经乙 70
据此分析,下列叙述错误的是( )
A.神经甲的作用是使心率减慢
B.神经乙的作用是使心率加快
C.心脏受神经甲和神经乙共同支配
D.神经乙对心率的影响比神经甲强
D [从表中数据可以看出,仅阻断神经甲的心率比正常情况要快,说明神经甲的作用是使心率减慢,A正确;仅阻断神经乙的心率比正常情况要慢,说明神经乙的作用是使心率加快,B正确;从A、B可知,心脏受神经甲和神经乙共同支配,C正确;从表中数据可以看出,神经甲对心率的影响比神经乙强,D错误。
]
5.(2016·10月浙江选考)人体通过多种调节来维持体温的相对稳定。
下列叙述正确的是( )
A.安静时主要由骨骼肌代谢产热
B.人体的蒸发散热主要通过呼吸道进行
C.温热时血管舒张是通过体液调节实现的
D.寒冷刺激下甲状腺激素分泌增加以利于产热
D [安静时主要由内脏、肌肉、脑等组织的代谢过程释放热量;人体的蒸发散热是通过汗液的蒸发来完成的;温热时血管舒张是通过神经调节实现的。
]
1.反射弧的结构与功能
反射弧结构
结构特点
功能
结构破坏对功能的影响
感受器
感觉神经末梢的特殊结构
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
传入神经元
感觉神经元(神经纤维)
将兴奋由感受器传入反射中枢
既无感觉又无效应
反射中枢
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
既无感觉又无效应
传出神经元
运动神经元(神经纤维)
将兴奋由反射中枢传至效应器
只有感觉无效应
效应器
运动神经末梢和它所支配的肌肉或腺体
对内、外界刺激作出相应的应答
只有感觉无效应
2.反射弧中传入神经元和传出神经元的判断
a.根据是否具有神经节:
具有神经节的是传入神经元。
b.根据脊髓灰质结构判断:
与脊髓灰质粗大的前角相连的为传出神经元,与后角相连的为传入神经元。
c.根据脊髓灰质内突触结构判断:
图示中与“
”相连的为传入神经元,与“
”相连的为传出神经元。
d.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元,反之则为传出神经元。
3.体温调节的方式
(1)行为调节:
如增减衣服、不在极端环境中停留过长时间等。
(2)生理调节:
通过神经—体液的反馈调节,机体实现了产热和散热的动态平衡,从而维持了体温的恒定。
但是人体调节体温的能力是有限度的,如果环境温度长时间地剧烈变化,或机体内调节过程发生了障碍,就可能出现中暑或体温过低等病症。
1.(2016·6月浙江学考)下图是反射弧结构示意图,下列叙述正确的是( )
A.该反射弧属于二元反射弧
B.①表示感受器
C.②表示神经元
D.③处给予适宜刺激后能产生一个负电波
D [据图可知该反射弧涉及三个神经元,属于三元反射弧,A项错误;通过图示可知,兴奋传导的方向是③→②→①,①是效应器,B项错误;②表示反射弧的反射中枢,C项错误;在③处给予适宜刺激后能产生动作电位,膜外为负电位,D项正确。
]
2.(2017·杭二高检测)下图为膝跳反射的反射弧结构示意图,图中a、b、c为突触,Ⅰ、Ⅱ为神经刺激点。
下列相关叙述正确的是( )
A.在Ⅱ处给予适当刺激可引起伸肌收缩,这就是膝跳反射
B.刺激Ⅱ处,图中灵敏电流计指针发生两次方向相反的偏转
C.伸肌肌群内只有感受器没有效应器
D.伸肌细胞内的感受器受到刺激后,b、c突触释放的递质相同
B [反射需在完整的反射弧上进行,在Ⅱ处给予适当刺激可引起伸肌收缩的现象不属于反射,A项错误;刺激Ⅱ处,产生的神经冲动先到达灵敏电流计的左侧,再到达灵敏电流计的右侧,灵敏电流计指针发生两次方向相反的偏转,B项正确;据图可知伸肌肌群内既有感受器又有效应器,C项错误;伸肌细胞内的感受器受到刺激后,b、c突触释放的递质相反,才能使腿部肌肉产生屈腿、伸腿动作,D项错误。
]
3.(2017·宁波模拟卷)右图为某反射弧的部分模式图(c为组织液)。
下列叙述正确的是( )
A.与a端相连接的效应器指的是传出神经末梢及它所支配的肌肉或腺体
B.兴奋在反射弧上传递时,c处发生的信号变化是电信号→化学信号→电信号
C.刺激d点,在e处测到电位变化,不能说明兴奋在神经元之间的传递是单方向的
D.将某药物放在c处,刺激e点,d处没电位变化,说明该药物对兴奋在神经元之间的传递有阻断作用
C [根据图中突触的结构,可以判断与a端相连的是感受器,与b端相连接的效应器指的是传出神经末梢及它所支配的肌肉或腺体,A项错误;c为组织液,存在于突触间隙,兴奋在反射弧上传递时,c处发生的信号变化是化学信号→电信号,B项错误;刺激d点,在e处测到电位变化,不能说明兴奋在神经元之间的传递是单方向的,还需要刺激e点,如果在d处测不到电位变化,才能说明兴奋在神经元之间的传递是单方向的,C项正确;据图可知,刺激e点,在d处本来就没有电位变化(兴奋在反射弧中单向传递),与c处是否添加药物无关,D项错误。
]
4.(2017·嘉兴上学期期末考试)为研究某种蛇毒阻遏神经传递的机理,研究者进行了下列实验:
大鼠的呼吸中枢发出两条传出神经M和N支配膈肌收缩。
麻醉条件下切断N,保留M完整(如右图),记录两种不同处理下a处传出神经表面和b处膈肌表面的放电频率。
下列叙述错误的是( )
实验处理
记录位置
放电频率
不注射蛇毒
a点
b点
注射蛇毒
a点
b点
________________
A.膈肌属于反射弧结构中的效应器
B.不注射蛇毒组作为本实验的对照组
C.蛇毒导致a点的放电频率降低,b点无放电
D.蛇毒阻断了兴奋在传出神经M上的传导
D [神经M和N支配膈肌收缩,因此膈肌属于反射弧中的效应器,A项正确;不注射蛇毒时,a点的放电频率与b点的放电频率无显著差异,没有做实验处理的一组作为整个实验的对照组,B项正确;注射蛇毒后,a点的放电频率会降低,而b点无放电,此时直接电刺激膈肌仍可记录到放电频率,推测蛇毒最可能阻遏了M与膈肌间的兴奋传递,C项正确,D项错误。
]
5.如图表示寒冷环境中的体温调节过程,下列相关叙述中,正确的是( )
A.感受外界环境温度变化的感受器和体温调节中枢都在下丘脑中
B.甲的含义是汗腺分泌减少,毛细血管舒张
C.如果乙表示激素的作用,则主要是甲状腺激素和肾上腺素
D.如果丙表示相关骨骼肌的活动,则通过战栗增加厌氧呼吸的强度
C [感受环境温度变化的感受器在皮肤,体温调节中枢在下丘脑中,A错误。
毛细血管舒张会增加散热,B错误。
寒冷环境中,通过下丘脑等神经结构的调节,甲状腺激素和肾上腺素分泌均增加,以增加产热过程,C正确。
骨骼肌产热主要通过需氧呼吸过程释放能量,D错误。
]