内容正文:
第二章 人体的神经调节
期中复习考点大串讲
选择性必修1 稳态与调节
反射定义:高等动物在中枢神经系统的参与下,对来自体内外的刺激做出迅速反应的过程称为反射。
向日葵的向光性
猴子杂技表演
草履虫趋利避害
变形虫捕食
下列属于反射的是
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第一节 反射是神经调节的基本方式
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反射弧:参与反射活动的神经结构基础称为反射弧。
1.反射活动的神经结构基础称为反射弧
选择性必修1 稳态与调节
包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。
反射弧的结构:
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(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。
补充:反射弧中传入神经和传出神经的判断方法:
反射包括非条件反射和条件反射两种类型。脊蛙的屈肌反射和搔扒反射都属于非条件反射,非条件反射的神经中枢主要分布于脊髓,但有的也分布于脑中。
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反射的类型:非条件反射
反射:动物出生以后,通过学习或训练会建立大量更为高级的条件反射。
食草动物嗅到天敌的气味时,立刻警觉,随即启动防御反应,迅速逃跑。由此可见,条件反射极大地提高了动物适应复杂环境的能力,是动物神经系统进化的结果,对于物种的存续及发展具有重要意义。
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反射的类型:条件反射
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条件反射与非条件反射:
反射类型 非条件反射(生来就有) 条件反射
概念 出生后无需训练就具有的反射 出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射
刺激类型 具体的直接刺激引起的反应 信号(光、声音等)刺激引起的反应
数量 有限的 几乎是无限的
神经中枢 低级中枢(小脑、脑干和脊髓等) 高级中枢(大脑皮层)
神经联系 反射弧及神经联系永久、固定,反射一般不消退 反射弧及神经联系暂时、可变,反射易消退,需强化适应
意义 保证个体基本生存能力 提高动物适应复杂环境的能力
举例 缩手反射、膝跳反射、眨眼反射、咽反射、排尿反射、吃东西时分泌唾液等 指尖采血、望梅止渴、听见铃声走进教室等
联系 条件反射以非条件反射为基础,都属于反射,都需要适宜的刺激和完整的反射弧
定义:神经元(神经细胞)和神经胶质胞是组成神经系统的两类基本细胞。
2.神经元是神经系统结构与功能的基本单位
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按照功能(信号传递方向)划分,神经元包括感觉神经元(传入神经元)、运动神经元(传出神经元)和联络神经元(中间神经元)等。
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神经元的分类:
神经元发出的长突起称为神经纤维,神经纤维末端的细小分支称为神经末梢。
感觉神经末梢参与感受器的构成,而运动神经末梢则参与效应器的构成。
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神经纤维:
某些神经元长的树突或轴突外面往往包着髓鞘(某种神经胶质细胞),成束的神经纤维由结缔组织膜包被及保护,构成神经,在外周和中枢之间传递信息。
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神经:
总结:
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1.信息在神经元上以生物电的形式传导
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在牛蛙坐骨神经的不同部位用锌铜弓刺激后,腓肠肌都发生了收缩,指针也都发生了偏转,说明刺激引发神经上产生生物电流,而且电流通过神经传到了腓肠肌。由此可知,在神经纤维上,信息以生物电的形式传导。
第二节 神经调节过程涉及信息的转换及转换
静息电位:
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静息电位:膜内负电位、膜外正电位 K+外流
1939 年,英国的霍奇金和赫胥黎以枪乌贼直径达 1 mm 的粗大神经纤维为实验材料,记录到单根神经纤维的生物电。结果发现,在静息状态下膜内电位低于膜外,存在 65 mV 的电位差。
为什么在细胞膜内外会存在电位差呢?
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原因1:胞内 K+ 浓度是胞外30 倍,胞外的 Na+ 浓度比胞内高约13 倍,这是细胞膜上 Na+-K+ 泵活动的结果。
原因2:膜上 K+ 通道蛋白的开放程度较大,而 Na+ 通道蛋白的开放程度很小,因此 K+ 容易扩散至膜外,膜外的 Na+ 极少扩散进膜内。可见,静息电位的维持主要与 Na+-K+ 泵的活动及 K+ 向外扩散有关。
补充知识:Na+-K+泵
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细胞外液中的阳离子主要是 Na+,细胞内液中的阳离子主要是K+,这与分布在细胞膜上的 Na+-K+泵的活动有关。
每消耗一个 ATP 分子,Na+-K+泵会泵进 2 个 K+,同时泵出 3 个 Na+。
静息电位的产生:
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动作电位:
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动作电位:膜内正电位、膜外负电位 Na+内流
当适宜强度的刺激作用于神经元时,膜上的 Na+ 通道就会显著开放,短时间内 Na+ 大量进入膜内,导致神经元细胞膜由“内负外正”的静息电位反转为“内正外负”。
当受到刺激的部位处于兴奋状态时,邻近未受刺激的部位仍处于静息状态。此刻,兴奋区和未兴奋区之间出现了电位差,形成局部电流。
在局部电流刺激下,未兴奋部位的细胞膜产生动作电位。神经冲动就以这样的形式传遍整个神经元。
传递方向:双向传递
神经元上产生的神经冲动又如何传至其他区域呢?
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膜电位变化:
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2.神经元间主要通过化学物质传递信息
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在反射过程中,神经冲动在反射弧上传导,至少要有两种及两种以上的神经元参与。
如屈肌反射中,神经冲动可以由感觉神经元依次传至联络神经元和运动神经元,运动神经元再将冲动传至相关的效应器(肌肉)。因此在反射发生的过程中,神经冲动除了在神经纤维上传导外,也必然要在神经元间传递。
沿神经冲动传导方向,前神经元轴突的末端膨大形成突触小体,其内含有包裹小分子化学物质(神经递质)的突触小泡。突触小体与后神经元的树突或细胞体,或肌肉、腺体细胞相衔接。前神经元末梢的细胞膜为突触前膜,与之相对应的是突触后膜,两者间不直接接触而形成突触间隙,这三者共同组成突触(化学突触)。
兴奋在神经元之间传递
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信息是如何跨越突触间隙传递呢?
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当神经冲动传导到突触小体时,引起 Ca2+ 内流,并促使一些突触小泡与突触前膜融合,小泡内的数万个神经递质被排入突触间隙。这些神经递质与突触后膜上特定的受体结合后,引起突触后膜的膜电位发生变化。若引起后神经元发生动作电位,则神经冲动产生并在该神经元上继续传导。完成传递后,神经递质很快被突触间隙的酶催化降解而失去活性,或被前神经元重新摄取。
兴奋在神经元之间的传递方向
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特点:单向传递
与神经元上传导神经冲动的双向性不同,突触间信息的传递是单向的。
补充知识:电突触
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除了化学突触,神经元间的联结还有一种“电突触”。其突触前膜与后膜间的间隔仅 2~3nm(化学突触的间隙宽约 20nm),有离子通道穿越突触前膜和突触后膜,离子易通过,因而动作电位能从一个神经元直接传导至下一个神经元,信息传递速度快且通常具有双向性。
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第三节 神经中枢调控机体的生命活动
人体的肾脏中不断生成尿液,经输尿管流入膀胱内暂时储存。
过程:尿液量增加到一定程度---膀胱壁产生压力---牵张感受器兴奋---传入神经---中枢神经系统---产生“尿意”。
尿道内、外括约肌像“阀门”,只有在放松状况下,尿液才能从尿道流出。
1.承担生命活动调节作用的神经中枢分布于脑和脊髓
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高等动物的神经系统高度集中,90% 以上的神经元细胞体都分布在中枢神经系统(脑和脊髓)的灰质中。
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脊髓灰质:分布着许多神经中枢,如排尿、排便中枢和躯体低级运动中枢。
脊髓和脑中的白质:则由许多集合成束的神经纤维组成,因有髓鞘包裹呈白色,
大脑皮层:分布着相应的高级神经中枢。
脊髓:
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中枢神经系统发出的神经(脑神经和脊神经)构成了周围神经系统。
根据其功能(传导冲动的方向)又可分为感觉(传入)神经和运动(传 出)神经。
神经系统的组成:
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其中运动神经包括支配骨骼肌的躯体神经和支配内脏器官的自主神经。
自主神经又叫植物性神经
自主神经:交感神经和副交感神经两部分组成,主要调节内脏的活动,不受人的意识控制。
自主神经对内脏活动的调节:
2.脑和脊髓共同参与调控内脏的活动
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婴儿排尿反射过程:婴儿脑还未发育完善----膀胱充盈---膀胱壁内的牵张感受器受压兴奋----排尿反射。
主要由脊髓内的中枢调节完成,基本不受大脑控制。虽然脊髓参与的调节效应比较有限,例如排尿往往不彻底,但调节速度快,有助于机体迅速完成反射。
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成年人排尿反射过程:脑功能逐渐成熟---信号传入脊髓---脊髓的白质---大脑皮层---“尿意”。
①若时间、场所不合适:大脑会发出暂时不排尿的“指令”。
②若时间、场所合适:脊髓排尿中枢会接收到来自大脑的排尿“指令”,控制膀胱收缩、尿道括约肌舒张,同时在脑的参与下,人还会“有意识”施加腹压,直至尿液排尽。
脊髓低级神经中枢的调节往往受脑中相应高级中枢的控制。
排尿反射:
交感神经与副交感神经:
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当手无意中被刺或烫到,我们会在感觉到疼痛之前就迅速缩回手臂,这主要是在分布于脊髓中的神经中枢调节下机体迅速做出的反应。
但如果是体检采血,我们却可以忍受疼痛而不缩回手臂,这是我们有意识的行为,此时,脊髓中的神经中枢受到了大脑中高级运动中枢的控制。
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3.脑和脊髓共同调节躯体运动
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脑和脊髓共同调节躯体运动
虽然通过大脑高级中枢对脑干、脊髓中低级中枢的控制, 能启动有意识的躯体运动,但要保证运动的精确协调,还需要在运动过程中不断进行调整。
分布于全身各处的感受器所接收的信息被及时反馈给大脑,让大脑时刻“感知” 肌肉活动、身体方位、运动速度等状态。
脑中各级神经中枢通过对这些信息的分析整合,协调肌肉群的活动,能保证动作平衡协调。
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狗是很多家庭喜欢饲养的宠物。许多主人会训练狗按照指令完成一些简单的动作。左图是训练狗完成“握手”动作指令的训练步骤。
第四节 条件反射是大脑的高级调节功能
1.条件反射是脑的高级调节功能
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人和哺乳动物的脑由大脑、小脑、间脑、中脑、脑桥和延髓组成,
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大脑由两个大脑半球组成,表面的大脑皮层分为许多功能区,如躯体运动中枢、躯体感觉中枢、视觉中枢和听觉中枢等。
大脑:
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条件反射:高等动物出生后,脑的功能随着发育趋于完善。在复杂环境中,机体通过感受器接受来自体内外的多种信息刺激,在大脑皮层的参与下形成后天性反射,即条件反射。
条件反射是脑的一项高级调节功能,它提高了人与动物对环境的适应能力。
条件反射:
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条件反射是在非条件反射的基础上,经过一定的过程形成的。
①狗出生后,当口腔黏膜接触到食物,会引起唾液分泌,这属于非条件反射,食物为非条件刺激。
②若给狗以灯光刺激,则不会引起它分泌唾液,因为灯光是一种与分泌唾液无关的刺激。
③先给狗以灯光刺激后立即喂食,经多次重复,狗只要见到灯光,即使不给予食物,也会分泌唾液。此时灯光成了条件刺激,狗分泌唾液的条件反射也就形成了。
条件反射:
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2.语言中枢是人脑特有的高级神经中枢
语言文字是人类社会信息交流的主要工具。从出生开始,人类不断通过视觉、听觉、触觉等途径获取大量的信息,刺激大脑皮层的相关区域,从而建立与语言文字的听、说、读、写有关的神经中枢。
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运动性语言(说话)中枢、书写中枢、听性语言(听话)中枢和视性语言(阅读)中枢分别位于大脑皮层的不同区域。这些语言中枢与大脑皮层中的其他神经中枢间建立了密切而广泛的联系,形成复杂的神经环路,是针对抽象的语言文字信号建立条件反射的结构基础。语言中枢负责人类语言文字的交流,也可参与思维和意识等高级活动。
语言中枢具有功能分区:
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语言中枢与大脑皮层中的其他神经中枢间建立了密切而广泛的联系,形成复杂的神经环路,是针对抽象的语言文字信号建立条件反射的结构基础。语言中枢负责人类语言文字的交流,也可参与思维和意识等高级活动。
人的语言交流过程:
学习和记忆也是大脑的高级功能,是两个相联系的神经活动过程。科学家认为记忆就是信息被储存,继而影响行为的现象。因此,条件反射就是记忆的形成过程,而获取记忆的过程就是学习。所以,学习是记忆建立的基础。由于人类能对除客观存在的具体信号以外的语言、文字、符号等抽象信号刺激产生反射活动,所以人类与其他高等动物不同之处就在于能以语言文字为工具进行学习和记忆。
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学习与记忆功能:
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成瘾行为是一种额外的超乎寻常的嗜好和习惯,是通过刺激中枢神经造成兴奋或愉快感而形成的。成瘾行为是与人类文明共生的一种现象,它的发生至少有 5000年的历史,现已发展成为影响人类身心健康的全球性问题。成瘾行为分为物质成瘾和精神行为成瘾。物质成瘾包括药物成瘾(如使用兴奋剂、麻醉剂等)、毒品成瘾、酒瘾、烟瘾等;精神行为成瘾包括电子游戏成瘾。网络成瘾等
补充:成瘾的生理基础及危害
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