第2章 神经调节 章末 核心素养统率下的单元整体教学设计(课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中生物选择性必修1 稳态与调节（人教版2019 多选）

章末 核心素养统率下的 单元整体教学设计 CONTENTS 目录 1 2 3 4 1 生命观念 2 科学思维 4 社会责任 3 科学探究 NO.1 1 生命观念 运用生命的系统观和信息观理解神经调节 生命体是一个系统，系统的调节需要信息传递，兴奋在神经纤维上的传导以及通过突触的传递，实质上就是一个信息的传导过程(信息流)，这种信息流是神经调节的基础。神经系统是人体主要的调节系统，在神经系统中，中枢神经系统又是机体的控制中心。大脑皮层与皮层下中枢的分工，以及神经系统的分级调节，充分体现了系统的调控中心不仅有分工协作，也有高级、低级之分，低级的中枢处于高级中枢的调控之下。这种分工协作与分级调节，使机体的调控更协调、精准。通过对这些内容的学习，将有助于进一步建立生命的系统观、信息观。 [浸润素养] 1．当膀胱内尿量达400～500 mL时，膀胱壁的牵张感受器受到刺激而产生兴奋，兴奋沿盆神经传导，到达脊髓排尿中枢，同时，脊髓排尿中枢产生兴奋，沿脊髓传至大脑皮层，大脑皮层产生尿意。在环境条件允许时，便发生排尿反射。下面有关分析正确的是(　 ) A．婴幼儿虽然大脑皮层发育不完善，但排尿反射依然可以进行 B．大脑可以对脊髓的排尿中枢进行调控，体现了神经系统对躯体运动的分级调节 C．大脑皮层产生尿意的部位在其中央前回的顶部附近，且其代表区的范围不大 D．大脑接收信息后，直接通过支配副交感神经，导致膀胱缩小，完成排尿反射 √ 解析：排尿反射的中枢在脊髓，没有高级中枢的调控，排尿反射也可以进行，A正确； 大脑可以对脊髓的排尿中枢进行调控，体现了神经系统对内脏活动的分级调节，B错误； 中央前回是第一运动区，对躯体运动进行调控，而不产生感觉，C错误； 大脑通过控制脊髓的排尿反射中枢来控制排尿，D错误。 2．果蝇大脑中的饱觉感受器能够快速探测到血浆中升高的D-葡萄糖，该信息通过神经传导，最终激活胰岛B细胞释放胰岛素，从而抑制果蝇进一步进食，具体过程如图所示。下列叙述错误的是(　 ) A．D神经元释放的TK可能在内环境中被分解 B．D神经元兴奋时膜电位表现为内正外负 C．神经递质TK释放量减少能增强对果蝇进食的抑制作用 D．抑制饱腹果蝇D神经元的活性能模拟饥饿果蝇的表现 √ 解析：神经递质由突触前膜释放到达突触间隙(组织液)中，与突触后膜上的受体结合发挥作用后可被降解(在内环境的组织液中被分解)，A正确； D神经元兴奋时膜电位表现为内正外负，B正确； 由题图分析可知，神经递质TK释放量减少对果蝇进食的抑制作用减弱，C错误； 抑制饱腹果蝇的D神经元活性，对果蝇进一步进食的抑制作用减弱，因此能模拟饥饿果蝇的表现，D正确。 3．神经调节是一个接收信息、传导信息及处理信息后作出相应反应的连续过程，是许多器官协同作用的结果，神经调节的基本方式是反射。回答下列问题： (1)膝跳反射是人体的简单反射，其神经中枢位于________。某人因外伤损坏了膝跳反射反射弧效应器的某一部分，叩击韧带，膝跳反射不再发生。若叩击韧带，在传出神经末梢的最末端检测不到电位变化，则表明____________受损；若直接刺激伸肌，伸肌没有反应，则表明伸肌受损；若叩击韧带，_________________________ ____________________________________________________________，则表明传出神经末梢与伸肌的连接部位受损。 (2)下图1为突触结构示意图，微电极M记录到动作电位后，在突触后膜上发生的信号转化是______________________。 (3)交感节后神经细胞分泌的神经递质——去甲肾上腺素(NA)能作用于血管的α受体和心脏的β受体，使血管收缩，心肌收缩加强，心率加快。图2是NA分泌和作用于血管和心脏的示意图。在交感节后神经细胞中，NA合成后储存在____________中。交感节后神经细胞接受刺激释放NA，NA作用于突触后受体引起突触后神经细胞产生兴奋，同时也作用于突触前受体，以抑制NA的释放。NA分泌调节机制的生理意义是________________________________________ __________________________________________________________ _________________________________________________________。 解析：(1)膝跳反射是简单反射，其神经中枢位于脊髓；如果叩击韧带，在传出神经末梢的最末端检测不到电位变化，则说明传出神经末梢受损；由于兴奋在神经元之间通过神经递质传递信息，如果传出神经末梢与伸肌的连接部位受损，则叩击韧带，在传出神经末梢的最末端能检测到电位变化，但伸肌没有反应，而直接刺激伸肌有反应。(2)当突触后膜接受神经递质后，可以发生电位变化，所以在突触后膜上发生的信号转化是化学信号变为电信号。(3)NA是神经递质，合成后储存于突触小泡中；交感节后神经细胞接受刺激释放NA，NA也作用于突触前受体，以抑制NA的释放，维持NA的含量在一定范围内。 由于NA可以使血管收缩，心肌收缩加强，心率加快，因此通过题干所述调节机制可避免血管过度收缩，避免心肌收缩过强导致心率过快。 答案：(1)脊髓　传出神经末梢　在传出神经末梢的最末端能检测到电位变化，但伸肌没有反应，而直接刺激伸肌有反应　(2)化学信号→电信号　(3)突触小泡　避免血管过度收缩，避免心肌收缩过强导致心率过快 NO.2 2 科学思维 建构模型分析膜电位变化与电流计指针偏转问题 1．神经纤维上电位测量的方法 (1)静息电位的测量 ①灵敏电流计的一极与神经纤维膜外侧连接，另一极与膜内侧连接，观察到指针发生偏转(如图甲)，测量出静息电位； ②灵敏电流计的两极都与神经纤维膜外侧(或膜内侧)相连接时，指针不偏转(如图乙) 续表 (2)动作电位的测量 电流计两极均与膜外侧相连，在电流计一侧给予适宜刺激，电流计测出的就是动作电位的变化 (3)指针偏转原理 2．电流计指针偏转的分析 (1)在神经纤维上 (2)在神经元之间 图中a和b为电流计两电极所在位置，B为突触前神经元，C为突触后神经元 ①在B神经元上任意处施加适宜刺激(包括两电极距离的中点)，兴奋可由B神经元传至C神经元，a点先兴奋，b点后兴奋，电流计指针发生两次方向相反的偏转； ②在C神经元上任意处施加适宜刺激，兴奋不能由C神经元传至B神经元，a点不能兴奋，b点可兴奋，电流计指针发生一次偏转 [浸润素养] 1．如图表示电刺激轴突上一点后，该神经细胞轴突膜外在某一时刻的电位示意图，A、B、C、D为轴突上等距离的点，在B、D两点连接上一个电表，下列叙述正确的是(　 ) A．此时的指针读数显示的是动作电位的值 B．电刺激的点一定是D点，因为此时膜外为负电位 C．兴奋由B到D的时间为一个动作电位产生的时间 D．若刺激A点，电表会出现两次方向相反的偏转 √ 解析：此时的指针读数仅仅是膜外的电位情况，而动作电位是指内正外负的膜电位，A错误； 由于兴奋可以沿着神经纤维传导，因此电刺激的点不一定是D点，B错误； 兴奋由B到D的时间是兴奋传导的时间，不能代表一个动作电位产生的时间，C错误； 若刺激A点，兴奋先到达B点后到达D点，因此电表会出现两次方向相反的偏转，D正确。 2．如图是用甲、乙两个电表Ⓐ研究神经纤维及突触上兴奋产生及传导的示意图。下列有关叙述错误的是(　 ) A．静息状态下，甲指针偏转，乙指针不偏转 B．刺激a处时，甲指针偏转一次，乙指针偏转两次 C．刺激b处时，甲指针维持原状，乙指针偏转一次 D．清除c处的神经递质，再刺激a处时，甲指针偏转一次，乙指针不偏转 √ 解析：甲电表的两极分别位于膜外和膜内，乙电表的两极均置于膜外，静息状态下，甲电表两电极处膜外为正电位，膜内为负电位，甲指针偏转，而乙电表两极没有电位差，不发生偏转，A正确； 刺激a处时，兴奋传到甲电表处时，指针偏转一次，兴奋传到乙电表两极时，乙电表指针发生两次不同方向的偏转，B正确； 刺激b处时，由于兴奋在突触处传递的单向性，兴奋无法向左传递，甲指针维持原状，乙指针偏转一次，C正确； 清除c处的神经递质，再刺激a处时，兴奋无法传到右侧神经元，甲指针偏转一次，乙指针偏转一次，D错误。 3．如图是反射弧的局部结构示意图(a、d点为两接线端之间的中点)，下列相关说法错误的是(　 ) A．若刺激a点，电表①不偏转，电表②可能偏转2次，且方向相反 B．若刺激b点，b点会因为大量Na＋内流而产生动作电位 C．若刺激c点，电表①、电表②均可能偏转2次，且方向相反 D．若刺激a点，d处无电位变化，可能是由于突触前膜释放的是抑制性神经递质 √ 解析：因为a点为两接线端之间的中点，所以刺激a点时兴奋同时传到电表①的两极，无电位差，故电表①不偏转，若兴奋能够通过突触传递下去，则电表②将偏转2次，且方向相反，A正确； 神经纤维上兴奋产生的主要原因是大量Na＋内流，B正确； 若刺激c点，兴奋不能通过a、b间的突触，电表①不发生偏转，电表②可能偏转2次，且方向相反，C错误； 突触前膜释放的神经递质有兴奋性神经递质和抑制性神经递质，若突触前膜释放的是抑制性神经递质，刺激a点，则d处无电位变化，D正确。 NO.3 3 科学探究 探究反射弧中兴奋的传导和传递的实验设计 1．探究兴奋在神经纤维上的双向传导 (1)方法设计：电刺激图中①处，观察A的反应，同时测量②处的电位有无变化。 (2)结果分析： 2．探究兴奋在神经元之间的单向传递 (1)方法设计：先电刺激图中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。 (2)结果分析：①③都有电位变化→双向传递；只有①处电位有变化→单向传递(且传递方向为③→①)。 [浸润素养] 1．如图为某反射弧的模式图。为了验证某药物只能阻断兴奋在神经元之间的传递，而不能阻断兴奋在神经纤维上的传导。下列实验操作中不需要做的是(　 ) A．不放药物时，刺激B处，观察现象 B．将药物放在A处，刺激B处，观察现象 C．将药物放在B处，刺激C处，观察现象 D．将药物放在C处，刺激B处，观察现象 √ 解析：由图知B所在神经为传入神经，C所在神经为传出神经，②为效应器。由于突触的存在，兴奋在反射弧中的传递方向是单向的，即只能从传入神经传到神经中枢再传到传出神经。若将药物放在B处，刺激C处，无论药物能否阻断兴奋在神经元之间的传递，效应器都将发生反应。 2．在神经—肌肉标本中，传出神经末梢与骨骼肌共同构成效应器，它们之间通过突触连接在一起。图中a、b、c、d为可以进行电刺激的部位。请回答下列问题： (1)刺激a处，肌肉收缩，该种现象不能称为反射，原因是______________________。 (2)神经兴奋后，神经递质由③处释放，在②中通过________与①上的____________结合，整个过程体现了细胞膜具有__________ ___________________________的功能。 (3)已知兴奋在神经纤维上可双向传导，在突触处只能单方向传递。请利用神经—肌肉标本设计实验进行验证(写出实验思路并预期实验结果)。 实验思路：___________________________________________ ___________。 实验结果：__________________________________________ _________________________________________________________。 解析：(1)反射需要经过完整的反射弧才能完成，直接刺激支配肌肉的传出神经，肌肉收缩，不能称为反射。(2)神经兴奋后，神经递质由③(突触前膜)释放，在②(突触间隙)组织液中扩散至①(突触后膜)处，与其上的(特异性)受体结合，整个过程体现了细胞膜具有控制物质进出和信息交流的功能。(3)实验思路及结果见答案。 答案：(1)无完整的反射弧参与　(2)扩散　(特异性)受体　控制物质进出和信息交流　(3)分别在b(或c)、d处施加一定强度的电刺激，观察肌肉收缩情况及灵敏电表指针偏转情况　刺激b处(或c处)时，肌肉收缩，灵敏电表指针发生两次方向相反的偏转；刺激d处时，肌肉收缩，灵敏电表指针不发生偏转 NO.4 4 社会责任 (一)珍爱生命·健康生活 1．随着年龄增长，老年人会出现睡眠“碎片化”。研究表明，Hcrt神经元的兴奋性变化是导致睡眠“碎片化”的关键因素。利用小鼠进行的研究显示，Hcrt神经元兴奋使小鼠发生睡眠到觉醒状态的转化，并维持觉醒状态；与年轻小鼠相比，年老小鼠Hcrt神经元的KCNQ2/3(钾离子通道)的表达量下降，导致觉醒状态持续时间延长。下列叙述正确的是(　 ) A．Hcrt神经元兴奋时，其神经纤维上兴奋的传导是双向的 B．年轻小鼠Hcrt神经元的KCNQ2/3表达量较高，不容易出现睡眠“碎片化” C．缓解睡眠“碎片化”的有效方法是抑制指导合成KCNQ2/3基因的表达 D．年老小鼠Hcrt神经元的静息电位增大，需要较高强度的刺激才能使Hcrt神经元兴奋 √ 解析：在体内，Hcrt神经元兴奋时，其神经纤维上兴奋的传导是单向的，A错误； 由题干可知，与年老小鼠相比，年轻小鼠Hcrt神经元的KCNQ2/3的表达量较高，导致觉醒状态持续时间缩短，不容易出现睡眠“碎片化”，B正确； Hcrt神经元的KCNQ2/3的表达量下降，导致觉醒状态持续时间延长，因此，缓解睡眠“碎片化”的有效方法是促进指导合成KCNQ2/3基因的表达，C错误； 与年轻小鼠相比，年老小鼠Hcrt神经元的KCNQ2/3(钾离子通道)的表达量下降，则静息电位的绝对值会减小，需要较低强度的刺激就能使Hcrt神经元兴奋，D错误。 2．科学家发现牙齿上的冷感由成牙质细胞介导，并通过神经传递到大脑，从而感觉到疼痛。某研究小组锁定TRCP5蛋白作为寒冷疼痛的中介，在对寒冷的反应中，TRCP5蛋白打开成牙质细胞的细胞膜上的通道使其他分子(如钙)进入并与细胞相互作用。如果牙齿的牙髓因深洞发炎，TRCP5就会过多，导致神经发出的电信号增加，大脑皮层就会感知到疼痛。通过研究“敲除”TRCP5基因的转基因老鼠发现，牙齿受伤的老鼠表现得像没有受伤的老鼠一样。临床上，丁香油一直被用来治疗牙痛。下列相关叙述错误的是(　 ) A．牙齿对冷刺激的敏感可能是人体保护受损牙齿免受额外伤害的一种方式 B．TRCP5可能是温度传感器，通过成牙质细胞传播寒冷并触发神经对疼痛和寒冷敏感 C．丁香油治疗牙疼的原理可能是丁香油中的活性物质阻断了TRCP5的作用 D．成牙质细胞的细胞膜感知寒冷刺激经牙根神经传至大脑产生痛感的过程属于反射 √ 解析：牙齿对冷刺激的敏感使人很容易感觉到疼痛，可进一步保护受损牙齿免受额外伤害，A正确； 根据题干“在对寒冷的反应中，TRCP5蛋白打开成牙质细胞的细胞膜的通道使其他分子(如钙)进入并与细胞相互作用”可推测，TRCP5可能是温度传感器，通过成牙质细胞传播寒冷并触发神经对疼痛和寒冷敏感，B正确； 由题可知，TRCP5过多，导致神经发出的电信号增加，大脑皮层就会感知到疼痛，故推测丁香油治疗牙疼的原理可能是丁香油中的活性物质阻断了TRCP5的作用，C正确； 成牙质细胞膜感知寒冷刺激经牙根神经传至大脑产生痛感的过程没有传出神经和效应器的参与，即该过程没有经过完整的反射弧，不属于反射，D错误。 (二)科普成果·激励创新 3．研究发现，脑部的某些神经元上存在纤毛结构，它们从细胞内部靠近细胞核的地方直接延伸到细胞外部，与其他神经元的轴突形成类似于突触的连接，称为“轴突—纤毛”突触。在“轴突—纤毛”突触的纤毛上存在5-羟色氨酸受体，该受体接受5-羟色氨酸后通过信号通路将信号转导到细胞核，促进细胞核组蛋白的乙酰化，促进基因的表达。下列说法错误的是(　 ) A．5-羟色氨酸能与“轴突—纤毛”突触的纤毛上相应受体特异性结合 B．5-羟色氨酸与纤毛结合后引起突触后神经元的电位变化 C．5-羟色氨酸可通过“轴突—纤毛”突触调节突触后神经元的表观遗传 D．用抑制剂阻断该信号通路可能抑制细胞核基因的表达 √ 解析：“轴突—纤毛”突触的纤毛上存在5-羟色氨酸受体，故5-羟色氨酸能与之特异性结合，A正确； 神经元上存在纤毛结构，它们从细胞内部靠近细胞核的地方直接延伸到细胞外部，纤毛上的5-羟色氨酸受体，通过信号通路将信号转导到细胞核，该信号不一定是电信号，则5-羟色氨酸与纤毛结合后不一定引起突触后神经元的电位变化，B错误； 5-羟色氨酸可通过“轴突—纤毛”突触调节突触后神经元，促进细胞核组蛋白的乙酰化，促进基因的表达，属于表观遗传，若用抑制剂阻断该信号通路可能抑制细胞核基因的表达，C、D正确。 4．科研人员将健康大鼠随机分成三组，每天使用不同浓度的等剂量某药物对实验组进行吸入处理，对照组不做处理。将三组大鼠置于相同环境下，正常饲喂14天后开展迷宫实验。重复引导大鼠学习并记忆逃出迷宫的路径，并记录平均逃脱时间。结果如图所示，下列说法不正确的是(　 ) A．大鼠学习并记忆逃出迷宫的路径属于条件反射，需要大脑皮层参与 B．该过程可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关 C．反复运用、强化后，大鼠对迷宫路径的记忆可能由短时记忆转入长时记忆 D．实验说明持续吸入适量的该药物可以增强大鼠的学习记忆能力 √ 解析：记忆与学习是脑的高级功能，属于条件反射的建立，该过程需要大脑皮层的参与，A正确； 小鼠对迷宫的记忆长达数天，长时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关，B正确； 对于第一级记忆(短时记忆)的内容加以注意，并经过反复运用、强化后，就很容易转入第二级记忆(长时记忆)，记忆时间延长，C正确； 对比曲线图可知，实验证明药物的使用会让小鼠遗忘更快，记忆力衰退，因此降低了小鼠的学习记忆能力，D错误。 (三)科学实践·应用发展 5．心理学家进行过一项有关恐惧条件反射的实验。受试者是个九个月大的婴儿，当他第一次看到老鼠时，表现出好奇甚至是喜悦。当他伸手去摸它时，一根钢筋被锤子击中，发出很大的声音，每次受试者试图伸手去摸老鼠时，这种巨大的噪音就会产生。几次后，受试者只要看到老鼠就表现得特别恐惧。关于此条件反射，说法正确的是(　 ) A．此条件反射中，巨大噪音属于无关刺激，老鼠属于非条件刺激 B．人类恐惧条件反射的形成使机体具有更强的预见性和适应性 C．此条件反射形成需大脑皮层参与，但其消退不需大脑皮层参与 D．条件反射建立后，老鼠反复出现而没有噪音，此反射不会消退 √ 解析：无关刺激不引起机体产生反射，九个月大的婴儿，当他第一次看到老鼠时，表现出好奇甚至是喜悦，并没有引起恐慌，属于无关刺激，巨大噪音属于非条件刺激，A错误； 人类恐惧的条件反射是通过学习和训练建立的，但使生物机体具有更强的预见性、灵活性、适应性，B正确； 条件反射建立后的维持，需非条件刺激(巨大噪音)的强化，否则会消退，条件反射的消退不是条件反射的简单丧失，而是中枢把原先引起兴奋性效应的信号转变为产生抑制性效应的信号，需要大脑皮层的参与，C、D错误。 6．某研究小组用蛙坐骨神经在实验条件适宜的情况下进行如下实验：①将坐骨神经置于浓度为c的生理溶液中，测定并记录其静息电位和动作电位；②配制K＋浓度分别为a和b的生理溶液(K＋浓度：c>a>b)，再将坐骨神经分别置于其中，测定并记录坐骨神经的静息电位；③配制Na＋浓度分别为d和e的溶液(Na＋浓度：c>d>e)，再将坐骨神经分别置于其中，测定并记录动作电位(注：实验所使用的离子均为适宜浓度，溶液中其他物质均相同且适宜)。下列相关实验结果，正确的是(　 ) 解析：动作电位的产生与膜外Na＋浓度有关，膜外Na＋浓度越高，则接受相同刺激后膜外Na＋内流得越多，因而动作电位的值越大，题中显示配制的Na＋浓度分别为d和e的溶液，且Na＋浓度：c>d>e，因此动作电位的值在三种溶液中的比较应该为c＞d＞e；静息电位的大小与膜外K＋浓度相关，当膜外K＋浓度变大时，则膜内外K＋的浓度差变小，因而K＋外流的量变小，静息电位的绝对值变小，而题干中显示，K＋浓度表现为c＞a＞b，则在这些溶液中静息电位的绝对值应表现为c＜a＜b，即D正确。 阶段达标检测（一） (单击进入电子文档) 本课结束 如图为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”的过程中灵敏电流计的指针变化情况 A有反应 $$