版高中生物第2章动物和人体生命活动的调节第1节通过神经系统的调节Ⅰ学案新人教版必修3 1.docx

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版高中生物第2章动物和人体生命活动的调节第1节通过神经系统的调节Ⅰ学案新人教版必修31

第1节　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.结合教材图解和相关物理知识，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。

方式一　

2016年8月10日3时，在里约奥运会跳水女子双人10米跳台决赛中，中国选手陈若琳、刘蕙瑕夺得金牌。

右图为她们在比赛过程中精彩的一幕。

她们为什么能做出如此完美而又一致的动作呢？

这与人体神经系统的调节密不可分。

那么神经系统是如何实现调节的呢？

方式二　

（1）上图展示的运动离不开哪些器官？

答案　手、脚、眼、耳等。

（2）通过哪个系统来协调这些器官活动？

答案　神经系统。

导入　人体是如何通过神经系统来感知环境的刺激并作出相应反应的？

一、神经调节的结构基础和反射

1．反射：

神经调节的基本方式

（1）概念：

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。

（2）结构基础：

反射弧。

（3）分类：

非条件反射和条件反射。

2．反射弧

（1）写出图中各数字表示的结构：

①感受器；②传入神经；③神经中枢；④传出神经；⑤效应器。

（2）图中⑤的组成：

传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等。

（3）写出兴奋在反射弧上传导的过程：

①→②→③→④→⑤（填写序号）。

3．兴奋

4．神经元、神经纤维和神经在结构上的区别

（1）神经元的基本结构

神经元

①结构模式图

②结构示意图

（2）神经纤维：

由神经元的轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘共同组成。

（3）神经：

许多神经纤维集结成束，外包由结缔组织形成的膜，构成神经。

问题探究

1．肌肉是效应器吗？

内分泌腺可作为效应器吗？

答案　不是。

肌肉和支配肌肉的传出神经末梢合称为效应器。

某些内分泌腺可作为效应器的一部分。

2．直接刺激传出神经也可引起肌肉收缩，这是反射吗？

答案　不是，因为该过程没有中枢神经系统的参与。

3．反射的结构基础是什么？

发生的条件是什么？

人们谈起话梅时会情不自禁地流口水，这种现象属于什么类型的反射？

答案　反射的结构基础是反射弧。

反射的发生需要完整的反射弧和一定的刺激。

谈起话梅时流口水的现象属于条件反射。

4．如何识别传入神经和传出神经？

答案　

（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。

1．判断正误

（1）感受器通常是指感觉神经末梢，效应器指运动神经末梢（　　）

（2）只要反射弧完整就能完成反射（　　）

（3）直接刺激传出神经，效应器会有反应，但这不属于反射（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）√

2．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和它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

答案　C

解析　由图示判断：

⑤为感受器，②为传入神经，①为神经中枢，③为传出神经，④为效应器。

刺激②时，会产生具体效应的结构是④效应器，切断③，反射弧不完整，效应不再产生。

一题多变

结合上图回答问题。

（1）将青蛙的后趾皮肤剥掉，再将浸有稀硫酸的小纸片贴在该部位，蛙无反应。

这是因为已经破坏了该反射弧的________________。

（2）切断②，刺激③，效应器________（能、不能）做出反应。

如果能反应，是否属于反射？

________________。

（3）判断下列哪些活动要在反射弧中完成：

________。

①食虫鸟见到黄蜂不敢吃

②熟睡的人被蚊虫叮咬会动一动

③精彩的哑剧表演引来人们热烈的掌声

④实验中离体的腓肠肌连一段坐骨神经，用电来刺激坐骨神经，引起腓肠肌收缩

答案　

（1）⑤感受器　

（2）能　不属于　（3）①②③

解析　在反射弧中完成的是反射，①②③都属于反射活动。

知识拓展

（1）反射弧任何环节在结构或功能上受损，反射就不能完成，但某一局部结构仍有反应。

（2）完成一个完整的反射至少需要2个神经元（感觉神经元和运动神经元）。

（3）一个神经元细胞有多个树突，通常只有一个轴突。

（4）神经中枢的兴奋只影响效应器的效应活动，而不影响感受器的敏感性。

二、兴奋在神经纤维上的传导

1．神经表面电位差的实验

观察教材17页图2－1，可知：

（1）静息时，电表没有测出电位差，说明静息时神经表面各处电位相等。

（2）而在如图2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。

（3）实验说明在神经系统中，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．兴奋在神经纤维上的产生和传导

（1）过程

（2）特点（方向）：

双向传导。

（3）传导形式：

局部电流（电信号或神经冲动）。

（4）电流方向：

由上图可知，在膜外，局部电流的方向与兴奋传导方向相反；在膜内，与兴奋传导方向相同。

（5）传导机理

神经细胞内K＋浓度明显高于膜外，而Na＋浓度比膜外低。

①AB段：

静息时，K＋外流，膜电位为内负外正。

②BC段：

受刺激时，Na＋大量内流，膜电位变为内正外负。

③CD段：

K＋大量外流，膜电位恢复为内负外正。

④兴奋完成后，钠－钾泵活动增强，将Na＋泵出，将K＋泵入，以恢复细胞内K＋浓度高和细胞外Na＋浓度高的状态。

总之：

细胞膜电位在兴奋过程中出现由内负外正到内正外负的变化，兴奋与未兴奋部位由于电位差的存在，形成了局部电流。

问题探究

1．为什么兴奋在神经纤维上的传导有双向性？

答案　受刺激部位与两侧部位均有电位差，均能形成局部电流。

2．请尝试对电位变化曲线进行解读（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，电流表指针不会偏转，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。

3．如图表示一段离体神经纤维的S点受到刺激而兴奋时，局部电流和神经兴奋的传导方向（弯箭头表示膜内、外局部电流的流动方向，直箭头表示兴奋传导方向），正确的是（　　）

答案　C

解析　细胞膜电位在未受到刺激时（静息电位）是“内负外正”。

当受到刺激时，膜电位变为“内正外负”。

在离体的神经纤维上可以由“兴奋点”向两端传导。

4．蛙的神经元内、外Na＋浓度分别是15mmol/L和120mmol/L。

在膜电位由内负外正转变为内正外负的过程中有Na＋流入细胞，膜电位恢复过程中有Na＋排出细胞。

下列判断正确的是（　　）

A．Na＋流入是被动运输，排出是主动运输

B．Na＋流入是主动运输，排出是被动运输

C．Na＋流入和排出都是被动运输

D．Na＋流入和排出都是主动运输

答案　A

解析　静息电位时，Na＋浓度膜外高于膜内，受刺激时，Na＋顺浓度梯度由膜外运输到膜内，不消耗能量，属于被动运输，故B、D两项错误；膜电位恢复为静息电位过程中，Na＋由膜内运输到膜外，属于逆浓度梯度运输，消耗能量，属于主动运输，故C项错误、A项正确。

易错点拨

（1）Na＋的内流和K＋的外流是不消耗能量的，为协助扩散。

（2）Na＋的外流和K＋的内流是消耗能量的，为主动运输。

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．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。

3．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

答案　B

解析　处于静息电位时，细胞膜两侧表现为内负外正，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。

4．下列关于兴奋在神经纤维上的传导过程和特点的说法，不正确的是（　　）

A．神经纤维兴奋部位膜外为负电位，膜内为正电位

B．兴奋在离体神经纤维上可以双向传导

C．兴奋传导时，膜内的电流方向与兴奋传导方向相反

D．动作电位产生时Na＋流入神经细胞内的过程不需要消耗能量

答案　C

解析　在静息状态下，膜电位表现为内负外正，接受刺激后，由于Na＋大量内流，导致膜电位变成内正外负；Na＋是通过蛋白质通道顺浓度梯度进入神经细胞内部的，该过程不消耗能量，A、D正确；处于离体状态的神经纤维，在中间部位给予刺激，兴奋可双向传导，B正确；在膜内，局部电流的流动方向是从兴奋部位流向未兴奋部位，与兴奋传导的方向相同，C错误。

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。

40分钟课时作业

[学考达标]

1．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．感受器的作用是接受刺激，并产生兴奋和传导兴奋

C．感受器由传入神经元的神经末梢组成

D．效应器由传出神经元的神经末梢组成

答案　D

解析　效应器由传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等组成。

2．某人腰椎部位因受外伤造成右侧下肢运动障碍，但有感觉。

该病人受损伤的部位可能是在反射弧的（　　）

①传入神经　②传出神经　③感受器　④神经中枢

⑤效应器

A．②④B．①④

C．①②D．②⑤

答案　A

解析　腰椎部位受伤，可能伤及反射弧五个环节中的传入神经、神经中枢和传出神经。

该病人有感觉，说明传入神经正常。

3．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。

4．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。

5．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

答案　C

解析　图中所示的四个部位分别是①脊髓上端、②手臂的传入神经、③手臂的传出神经、④脊髓下端。

感觉产生的部位是大脑皮层，能产生感觉，说明从②到①是完好的，但手不能动说明阻断的位置在③处，如果在④处阻断，对手臂的感觉和运动都不会产生影响。

6．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．③④

C．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。

[高考提能]

7．下列能正确表示神经纤维受刺激时，刺激点膜电位由静息电位转为动作电位过程的是（　　）

A．①→④B．②→③

C．③→②D．④→①

答案　D

解析　静息状态下神经纤维膜外为正电位，膜内为负电位，受刺激后，电荷分布变为外负内正。

8．取出枪乌贼的粗大神经纤维，进行如下图所示的实验。

将电位计的两个微型电极a、b分别置于神经纤维膜外，强刺激c处，电位计指针的偏转情况是（　　）

A．不发生偏转

B．发生一次偏转

C．发生两次方向相同的偏转

D．发生两次方向相反的偏转

答案　D

解析　电位计连接在神经纤维膜外的两个点上，刺激c点，a、b两点先后发生兴奋。

9．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

答案　A

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。

10．某神经纤维静息电位的测量装置及结果如图1所示，图2是将同一测量装置的微电极均置于膜外。

下列相关叙述错误的是（　　）

A．图1中膜内的钾离子浓度高于膜外

B．图2测量装置所测电压为0mV

C．图2中若在①处给予适宜刺激（②处未处理），电流计的指针会发生一次偏转

D．图2中若在③处给予适宜刺激，②处用药物阻断电流通过，仍能测到电位变化

答案　C

解析　K＋的分布，不管在静息时还是兴奋时，都是内高外低，所以甲（膜内）处肯定比乙（膜外）处高，A正确；在静息时，膜外任意两点之间的电位差都是0（膜内任两点之间也是0），B正确；刺激①时，当兴奋传至左电极时电位变化为外负内正，结合图1可知此时电压为负值，随着兴奋传至两电极之间，电压恢复为0，当电流传至右电极时电位变为外负内正，同样结合图1可知此时电压为正值，故图2中若在A处给予适宜刺激（②处未处理），电流计指针会发生两次方向相反的偏转，C错误；给③处刺激，右电极处电位呈负值，但是②处电流被阻断，所以①左电极处电位仍呈正值，结合图1，此时装置所测电压呈正值，D正确。

11．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____________________________________________________________________。

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。

12．下图是人体缩手反射示意图，结合图示回答下列问题：

（1）完成该缩手反射的结构基础是________，它是由________、传入神经、____________________、传出神经、效应器五部分组成的。

（2）1能够将感受的刺激转化成________并沿神经纤维传导。

（3）缩手反射产生动作电位时，膜内外电势情况为____________________（填“内正外负”“内负外正”或者“内外相同”）。

答案　

（1）反射弧　感受器　神经中枢　

（2）兴奋　（3）内正外负

解析　

（1）完成反射活动的结构基础是反射弧，反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分组成的。

（2）1是感受器，能够将感受到的刺激转化成兴奋（或神经冲动）并沿神经纤维传导。

（3）缩手反射产生动作电位时，膜内外电位情况为内正外负。

13．如图甲所示为测量神经纤维膜内外电位的装置，图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）当神经纤维受到适当刺激后，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。

神经纤维受到刺激时，细胞膜的通透性发生急剧变化，钠离子的流入量增加，形成动作电位。

[真题体验]

14．判断正误

（1）神经纤维膜内K＋/Na＋的比值，动作电位时比静息电位时高（2015·山东，4C）（　　）

（2）神经细胞外Na＋内流是产生静息电位的基础（2012·海南，15C）（　　）

（3）刺激神经纤维中部，产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导（2013·大纲，1A）（　　）

（4）在神经纤维膜外，局部电流的方向与兴奋传导的方向相反（2013·大纲，1D）（　　）

（5）神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP（2016·全国乙，5D）（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）√　（5）√

解析　神经细胞内K＋外流是产生静息电位的基础。

静息状态的神经细胞膜两侧的电位表现为外正内负。

15．（2011·浙江，3）在离体实验条件下单条神经纤维的动作电位示意图如图所示。

下列叙述正确的是（　　）

A．a～b段的Na＋内流是需要消耗能量的

B．b～c段的Na＋外流是不需要消耗能量的

C．c～d段的K＋外流是不需要消耗能量的

D．d～e段的K＋内流是需要消耗能量的

答案　C解析　a～b段为去极化过程，Na＋顺浓度梯度内流，方式为被动运输，不消耗能量，A项错误；b～c段Na＋继续内流，B项错误；c～d为复极化过程，K＋外流即由高浓度流向低浓度，该过程不消耗能量，C项正确；d～e段K＋继续外流，D项错误。

16．（2014·安徽，6）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。

下列叙述正确的是（　　）

A．大脑皮层没有参与铃声刺激引起唾液分泌的过程

B．食物引起味觉和铃声引起唾液分泌属于不同的反射

C．铃声和喂食反复结合可促进相关的神经元之间形成新的联系

D．铃声引起唾液分泌的反射弧和食物引起唾液分泌的反射弧相同

答案　C

解析　A项，根据题意可知，狗听到铃声分泌唾液的过程是在非条件反射基础上逐渐形成的条件反射，反射弧的神经中枢位于大脑皮层。

B项，感觉是高级生命活动，神经中枢位于大脑皮层，所以食物引起味觉是条件反射，和铃声引起唾液分泌的反射类型相同。

C项，铃声和喂食反复结合可使狗建立铃声和分泌唾液的联系，这是通过不断刺激形成的，是学习和记忆的过程，与相关神经元之间形成新的联系有关。

D项，铃声引起唾液分泌是条件反射，食物引起唾液分泌是非条件反射，控制两种反射的神经中枢不同，因此两种反射是通过不同的反射弧完成的。