内容正文:
神经调节
【学习目标】
1.神经系统的基本结构,自主神经系统的作用特点及意义,组成神经系统的细胞的结构特点。
2.反射的概念与反射弧的组成,条件反射与非条件反射的异同及条件反射的形成与意义。
3.兴奋在神经纤维上的产生及传导机制,突触传递的过程及特点,滥用兴奋剂、吸食毒品的危害。
4.大脑对躯体运动及内脏活动的分级调节。
5.人脑的高级功能,人类大脑皮层言语区的功能区分。
重难点:1.神经系统的基本结构以及神经元的结构和功能,交感神经与副交感神经的作用特点。
2.反射的概念与反射弧的组成,条件反射的形成与意义。
3.兴奋在神经纤维上的产生及传导机制,突触传递的过程及特点。
4.神经分级调节的特点。
5.人脑的高级功能,人类大脑皮层言语区的功能区分。
【学习内容】
1、 神经调节的结构基础
1.神经系统的基本结构
2.自主神经系统
(1)概念:支配内脏、血管和腺体的传出神经,它们的活动不受意识支配。由交感神经和副交感神经两部分组成。
(2)作用特点:交感神经和副交感神经的作用通常是相反的。当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势;当人体处于安静状态时,副交感神经活动则占据优势。
(3)意义:使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。
例1:神经系统组成的角度,下列表述正确的是( B )
A.自主神经系统是一种传出神经,其活动不受大脑皮层支配
B.自主神经系统是脊神经和脑神经的一部分
C.中枢神经系统由大脑和脊髓组成
D.支配躯体运动的全部神经就是外周神经系统
3.组成神经系统的细胞
神经元(结构与功能的基本单位)
神经胶质细胞:广泛分布于神经元之间,具有支持、保护、营养和修复神经元等多种功能。
备注:
1.神经纤维:由神经元的轴突以及套在外表的髓鞘共同构成。
2.神经:许多神经纤维集结成束,外面包有一层包膜,构成一条神经。
3.神经元与神经胶质细胞一起,共同完成神经系统的调节功能。
4.中枢神经≠神经中枢:
(1)中枢神经系统是神经系统的组成部分。
(2)神经中枢:在中枢神经系统内,大量神经细胞聚集在一起,形成许多不同的神经中枢,分别负责调控某一特定的生理功能,如下丘脑中的体温调节中枢等。
二、神经调节的基本方式
1.神经调节的基本方式——反射
①概念:指在 中枢神经系统 参与下,机体对 内外刺激 所产生的 规律性 反应。
②类型:
非条件反射
条件反射
形成时间
生来就有
后天形成
刺激
非条件刺激(直接刺激)
条件刺激(信号刺激)
神经中枢
大脑皮层以下中枢
大脑皮层
举例
缩手反射、膝跳反射、眨眼反射、吮吸反射、吃食物时分泌唾液、排尿反射等
谈虎色变、望(谈)梅止渴、小狗听到铃声分泌唾液等
联系
非条件反射是条件反射建立的基础
意义
条件反射使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性,大大提高了动物应对复杂环境变化的能力。
例2:用洗耳球对大鼠的角膜吹气,大鼠会不自主发生眨眼反射,此时可测量到眼眨肌电信号。对大鼠进行一段时间训练后,发生了如图的变化,对于训练后的大鼠( D )
A.气流信号是无关刺激 B.声音信号是非条件刺激
C.气流信号不再引起眨眼反射 D.对声音信号建立了条件反射
2.反射的结构基础——反射弧
反射活动需要经过 完整的 反射弧来实现,如果反射弧中任何环节在 结构和功能 上受损,反射就不能完成。
备注:
1.反射发生的条件:a.适宜强度的刺激;b.反射弧结构和功能保持完整性。
2.兴奋在反射弧中的传导方向是单向的:起点是感受器,终点是效应器。
3.反射必须经过完整的反射弧来完成的。直接刺激反射弧中的传出神经,也会引起效应器发生相应的反应,这不是反射。
4.橡皮锤叩击膝盖下面的韧带,有感觉但没反应,原因是传出神经或效应器受损。
例3:逃生演练中,某同学作出逃生反应的部分机制如下所示,下列叙述正确的是( B )
警报声→感受器X神经中枢肌肉收缩→逃生
A.感受器X位于人体腿部肌肉内 B.若传入神经受损,听不到警报声
C.逃生反应不需要大脑皮层的参与 D.若传出神经受损,不影响肌肉收缩
三.兴奋在神经纤维上的传导
1.传导形式:电信号(或局部电流),也称神经冲动。
2.传导过程:
静息时:静息 电位 膜电位:内负外正
形成原因:膜主要对 K+ 有通透性, K+ 外流(方式:协助扩散 )刺激
兴奋时:动作 电位 膜电位:内正外负
形成原因:膜对 Na+ 的通透性增加, Na+ 内流(方式:协助扩散 )
兴奋传导 兴奋部位:内正外负 电位差
电荷 移动 局部 电流 相近的未
形成
刺激
兴奋部位 电位变化……,兴奋向前传导,后方又恢复为 静息 电位
产生
未兴奋部位:内负外正
3.传导特点:双向传导
4.在膜内,局部电流方向与兴奋传导方向 相同 ;膜外,局部电流方向与兴奋传导方向 相反 。
备注:神经纤维上膜电位变化曲线解读
1.静息电位和动作电位的测量:
2.验证兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导:
例4:图1是测量离体神经纤维膜内外电位的装置,图2是测得的膜电位变化。下列有关叙述正确的是( D )
A.图1中B测出的电位大小相当于图2中A点的电位
B.若细胞外钠离子浓度适当降低,在适宜条件刺激下图2中A点下移
C.图2中B点钠离子通道开放,是由于乙酰胆碱与钠离子通道相结合
D.神经纤维的状态由B转变为A的过程中,膜对钾离子的通透性增大
四. 兴奋在神经元之间的传递
1.结构基础——突触(由 突触前膜 、 突触间隙 和 突触后膜 三部分构成的。)
常见类型:轴突—细胞体型、轴突—树突型、轴突—肌肉/腺体型。
2.传递过程
神经冲动→ 轴突 末梢→ 突触前膜 内侧的 突触小泡 释放神经递质(方式: 胞吐 )→神经递质扩散通过 突出间隙 →神经递质与 突触后膜 上的特异性 受体 (化学本质: 糖蛋白 )结合→引起下一个神经元 兴奋 或 抑制 。
备注:
递质去向:被迅速分解而灭活或被移走
突触上信号转化:电信号 →化学信号 →电信号
突触前膜上信号转化:电信号 →化学信号
突触后膜上信号转化:化学信号 →电信号
3.传递特点
(1)单向传递。原因:神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜。
(2)兴奋在突触处的传递速度比在神经纤维上要慢。原因突触处的兴奋传递需要经过化学信号的转换。
例5:在神经元之间电流计指针偏转问题分析
①刺激b点:兴奋先到达 a 点,后到达 d 点。指针偏转 2 次,
方向 先左偏后右偏 。
②刺激c点:兴奋只能到达 d 点,不能到达 a 点。指针偏转 1 次,
方向 右偏 。
③图中突触上兴奋传递方向: 从左向右 (从左向右/从右向左)。
五、滥用兴奋剂、吸食毒品的危害
1. 作用位点:突触
2. 作用机理:有些物质能促进神经递质的合成和释放速率;有些会干扰神经递质与受体的结合;有些会影响分解神经递质的酶的活性。
3. 可卡因的作用机理:可卡因会使突触前膜上的转运蛋白失去回收多巴胺的功能,于是多巴胺就留在突触间隙持续发挥作用,导致突触后膜上的多巴胺受体减少。
例6:运动神经元与骨骼肌之间的兴奋传递过度会引起肌肉痉挛,严重时会危及生命。下列治疗方法中合理的是( B )
A. 通过药物加快神经递质经突触前膜释放到突触间隙中
B. 通过药物阻止神经递质与突触后膜上特异性受体结合
C. 通过药物抑制突触间隙中可降解神经递质的酶的活性
D. 通过药物增加突触后膜上神经递质特异性受体的数量
六、神经系统的分级调节
1.神经系统对躯体运动的分级调节
躯体的运动不仅受到脊髓的控制,也受到大脑的调节。
(1)大脑皮层与躯体运动的关系
①躯体各部分的运动机能在皮层的第一运动区内都有它的代表区,而且皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的。
②在大脑皮层上,身体各部代表区的大小与其运动的精细程度有关。
(2)躯体运动的分级调节
躯体的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同调控。脑中的相应高级中枢会发出指令对低级中枢进行不断调整,使机体的运动在大脑皮层以及其他中枢的分级调节下,变得更加有条不紊与精准。
2.神经系统对内脏活动的分级调节
(1)调节内脏活动的中枢:
①脊髓:是调节内脏活动的低级中枢,通过它可以完成简单的内脏反射活动,但是对这些反射活动的调节是初级的,并不能很好地适应正常生理活动的需要。
②脑干:含有许多重要的调节内脏活动的基本中枢,如调节呼吸运动的中枢,调节心血管活动的中枢等。
③下丘脑:是调节内脏活动的较高级中枢,使内脏活动和其他生理活动相联系,以调节体温、水平衡、摄食等主要生理过程。
④大脑皮层:是许多低级中枢活动的高级调节者,对各级中枢的活动起调整作用,使得自主神经系统不完全自主。
(2)实例: 排尿反射的分级调节
①排尿反射的低级中枢在脊髓,高级中枢在大脑皮层。
②脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的:交感神经兴奋→膀胱不会缩小,副交感神经兴奋→膀胱缩小。
③人之所以能有意识地控制排尿,是因为大脑皮层对脊髓进行着调控,且尿意的产生在大脑皮层。
例7:尿液的排出受神经系统支配,其分级调节过程如下图所示。婴幼儿时期经常发生遗尿现象,但成人可以有意识地控制排尿。相关分析错误的是( D )
A.婴幼儿的遗尿现象属于非条件反射
B.成人尿意形成于大脑皮层但不属于反射
C.没有高级中枢的调控排尿,排尿可以进行但不完全
D.交感神经和副交感神经兴奋均能使膀胱收缩
七、人脑的高级功能
1.语言功能:语言功能是人脑特有的高级功能,它包括与语言、文字相关的全部智能活动,涉及人类的听、说、读、写。
大脑皮层言语区:
(1)S区:①受损后的病症:不能讲话(运动性失语症)。
②症状特点:病人能看懂文字,也能听懂别人讲话,但自己不会讲话。
(2)H区:①受损后的病症:不能听懂话(听觉性失语症)。
②症状特点:病人能讲话、书写,也能看懂文字,能听到别人讲话,但不懂其含义。
(3) V区:①受损后的病症:不能看懂文字(失读症)。
②症状特点:病人看不懂文字的含义。
(4)W区:①受损后的病症:不能写字(失写症)。
②症状特点:病人能看懂文字,也能听懂别人讲话,也会讲话,但不会书写。
2.学习与记忆
3.情绪:情绪是人对环境所作出的反应,是大脑的高级功能之一。
(1)表现:有开心、兴奋、对生活充满信心和失落、沮丧、对事物失去兴趣两种相反的表现。
(2)抑郁与抑郁症:当消极情绪达到一定程度时,就会产生抑郁。抑郁通常是短期的,可以通过自我调适、身边人的支持以及心理咨询好转。当抑郁持续下去而得不到缓解时,就可能形成抑郁症。
例8:(2024广东)研究发现,耐力运动训练能促进老年小鼠大脑海马区神经发生,改善记忆功能。下列生命活动过程中,不直接涉及记忆功能改善的是 ( A )
A. 交感神经活动增加 B. 突触间信息传递增加
C. 新突触的建立增加 D. 新生神经元数量增加
【巩固训练】
1.下列关于神经胶质细胞的叙述,错误的是( D )
A.广泛分布在中枢神经系统和周围神经系统中
B.数量比神经细胞多
C.对神经细胞有保护、支持、营养和修复功能
D.神经胶质细胞是神经系统结构和功能的基本单位
2.呼吸中枢、平衡中枢、阅读反射的神经中枢、渗透压感受器依次位于( B )
A.小脑、大脑、大脑、下丘脑 B.脑干、小脑、大脑、下丘脑
C.大脑、小脑、大脑、脑干 D.小脑、脊髓、脑干、大脑皮层
3.下列关于神经元的叙述中,不正确的是( D )。
A.神经元是神经细胞
B.神经元具有接受刺激、产生兴奋,并传导兴奋的功能
C.神经元是神经系统的基本单位
D.神经元的细胞体上的树突就是神经末梢
4.心脏搏动受交感神经和副交感神经的调控,犹如汽车的油门与刹车,可以使机体对外界刺激做出更为精准的反应,使机体更好地适应环境的变化。下列相关叙述正确的是( D )
A.交感神经属于传出神经,副交感神经属于传入神经
B.交感神经使内脏器官的活动都加强,副交感神经使内脏器官的活动都减弱
C.交感神经和副交感神经活动不受意识支配,完全自主
D.当人处于安静状态时,副交感神经活动占优势,心跳减慢,胃肠蠕动加强
5.脊髓灰质炎是由病毒引起的严重危害儿童健康的急性传染病,病毒主要破坏脊髓前角的运动神经元。下列相关叙述错误的是( A )
A.患者一定出现感觉障碍
B.严重时患者某些反射不能形成
C.患者某些前角运动神经元兴奋传导异常
D.该病可以导致患者某些肌肉萎缩
6.某同学突然抓起一个烫手的馒头后,来不及考虑就迅速松手。如图是该反射反射弧的结构模式图。下列有关叙述正确的是( C )
A.a 是手指肌肉,能接受刺激并产生收缩
B.c 是脊髓中的神经中枢,能使人感到烫
C.如果d 被切断,人不会及时松手,但还是会感到烫
D.图中箭头表示高温能从a 传到c ,再从c 传到e
7.下列关于膝跳反射与谈梅生津(谈及梅子就会分泌唾液)反射活动的有关说法,正确的是( D )
A.两个完整的反射活动均仅需2个神经元就能完成
B.两个反射活动的神经中枢分别在骨髓和下丘脑
C.两个反射活动的效应器均为传出神经末梢及其所支配的肌肉
D.两个反射活动效应器对刺激作出应答反应的时间,前者短于后者
8.荷兰科学家做了个有趣的实验:当乌鸦把烟头扔进容器后,装置上部就会掉落食物到圆台来奖励乌鸦的这种行为,多次训练之后,乌鸦见到烟头就叼取,扔进容器。下列对该实验分析错误的是( C )
A.在该过程中烟头由无关刺激转化成条件刺激
B.乌鸦将烟头扔进容器属于条件反射
C.乌鸦见到烟头就叼取的最高级反射中枢在脊髓
D.乌鸦把烟头扔进容器后食物立即掉落,这一过程为强化
9.新生儿脑干RTN区细胞能够感受CO2浓度的变化,除此还能够合成并释放短肽P作用于呼吸节律中心,启动和保护新生儿的呼吸。下列说法正确的是( C )
A.短肽P合成所需氨基酸都来自细胞外
B.短肽P的合成场所是RTN区细胞的高尔基体
C.若短肽P基因发生突变,新生儿可能仍具有保护呼吸的能力
D.RTN区细胞属于传出神经元
10.如图表示枪乌贼离体神经纤维在Na+浓度不同的两种海水(正常海水与低Na+海水)中受到刺激后的膜电位变化情况。下列描述中错误的是( C )
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.在低Na+海水中神经纤维静息时,膜内Na+浓度高于膜外
D.在正常海水中神经纤维受到刺激后,膜外Na+浓度高于膜内
11.在t1、t2、t3时刻分别给予某神经纤维三次强度相同的甲刺激,测得神经纤维电位变化如图所示。请据图判断,下列说法正确的是( C )
A.t1时刺激强度过小,无法引起神经纤维上Na+通道打开
B.适当降低细胞外K+浓度,测得的静息电位可能位于-65~-55mV
C.一定条件下的甲刺激可以累加并引起神经纤维产生动作电位
D.t4~t5时间段,细胞K+通道打开,利用ATP供能将K+运出细胞
12.下图为动物体内两个通过突触结构联系的神经元,已知ab=ac,bc=cd。下列相关叙述正确的是( A )
A.若刺激a处,则b、c处会同时检测到动作电位
B.若刺激a处,则d处电位发生变化较c处迟
C.若刺激c处,则b、d处会同时检测到动作电位
D.刺激c处会使细胞膜对钠离子的通透性减小
13.轻微触碰时,兴奋经触觉神经元传向脊髓抑制性神经元,使其释放神经递质 GABA.正常情况下,GABA作用于痛觉神经元引起Cl-通道开放,Cl-内流,不产生痛觉;患带状疱疹后,痛觉神经元上Cl-转运蛋白(单向转运Cl-)表达量改变,引起Cl-的转运量改变,细胞内Cl-浓度升高,此时轻触引起GABA作用于痛觉神经元后,Cl-经Cl-通道外流,产生强烈痛觉。针对该过程(如图)的分析,错误的是( D )
A. 触觉神经元兴奋时,在抑制性神经元上可记录到动作电位
B. 正常和患带状疱疹时,Cl-经Cl-通道的运输方式均为协助扩散
C. GABA作用的效果可以是抑制性的,也可以是兴奋性的
D. 患带状疱疹后Cl-转运蛋白增多,导致轻触产生痛觉
14.心脏搏动受交感神经和副交感神经的调控。若阻断小白鼠的副交感神经则心率加快,阻断交感神经则心率变慢,神经支配心脏搏动原理如图。下列说法错误的是( C )
A.交感神经和副交感神经都属于传出神经
B.副交感神经的两个神经元释放的乙酰胆碱的作用效果不同
C.交感神经释放的去甲肾上腺素可能是抑制性递质,可降低心率
D.交感神经和副交感神经活动相互拮抗共同维持心脏搏动的相对稳定
15.关于大脑皮层中央前回与躯体各部分关系的叙述不正确的是( C )
A.刺激中央前回的下部引起头面部运动
B.手代表区在中央前回所占的区域较大与其运动精细复杂程度有关
C.下肢的运动的代表区位于中央前回的中部
D.代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的
16.下列关于动物生命活动调节的叙述不正确的是( C )
A.某人大脑皮层H区受损,将听不懂别人的谈话
B.人醉酒后走路摇晃、站立不稳,说明酒精已经麻醉了小脑
C.学生在奔跑踢球的过程中,兴奋在神经纤维上的传导是双向的
D.一般成年人可以憋尿,这说明高级中枢可以控制低级中枢
17.同声翻译又称同步口译,是译员在不打断讲话者演讲的情况下,不停地将其讲话内容传译给听众的一种口译方式。在译员专心进行同声传译时,直接参与的高级神经中枢主要有( B )
①下丘脑 ②H区 ③V区 ④S区 ⑤W区
A.①③ B.②④ C.③④ D.④⑤
18.下列关各级中枢神经系统的叙述正确的是( D )
A.成人可以有意识的控制排尿,婴儿则不能,说明排尿活动只受高级中枢的调控
B.饮酒过量的人表现为语无伦次,这与脑干有关
C.小脑中有许多维持生命必要的中枢,还与体温调节有关
D.学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成
19. 人体心脏和肾上腺所受神经支配的方式如图所示。回答下列问题。
(1)神经元未兴奋时,神经元细胞膜两侧可测得静息电位。静息电位产生和维持的主要原因是_______。
(2)当动脉血压降低时,压力感受器将信息由传入神经传到神经中枢,通过通路A和通路B使心跳加快。在上述反射活动中,效应器有_______。通路A中,神经末梢释放的可作用于效应器并使其兴奋的神经递质是_______。
(3)经过通路B调节心血管活动的调节方式有_______。
【答案】(1)钾离子外流 (2) 传出神经末梢及其支配的肾上腺和心肌 去甲肾上腺素
(3)神经—体液调节
20.2021年诺贝尔生理学或医学奖获得者David J.Julius发现了产生痛觉的细胞信号机制。辣椒素受体TRPVI是感觉神经末梢上的非选择性阳离子通道蛋白,辣椒素和43℃以上的高温等刺激可将其激活,并打开其通道,激活机理如图甲,结合图甲、图乙回答下列问题:
(1)辣椒素与TRPV1结合引起感觉神经末梢上的非选择性阳离子通道打开,Na+内流导致神经纤维膜两侧的电位变为___________从面产生兴奋。兴奋沿传入神经纤维传至神经纤维末梢,引起储存在____________内的谷氨酸(一种神经递质)以___________的方式释放并作用于突触后神经元,经一系列神经传导过程,最终在___________产生痛觉。
(2)辣椒素可引起人体中枢神经系统调控呼吸肌运动产生咳嗽反射,完整的反射弧:辣椒素→____________(感受器)→传入神经→延髓咳嗽中枢→传出神经→呼吸肌收缩。
(3)科研团队研制了TRPV1受体靶点镇痛药,据图分析其原理,该药与TRPV1受体结合后引起Ca+通道____________,抑制Na+内流,进而抑制_____________以阻断痛觉信号传递。
(4)据图分析,吃辛辣食物时,喝热饮会加剧痛觉,原因是____________。
【答案】(1) 外负内正 突触小泡 胞吐 大脑皮层 (2)TRPV1 (3) 关闭 神经递质的释放
(4)较高温度刺激也能激活TRPV1,促进 Ca2+ 、 Na+ 进入神经细胞,增强电信号的传导,使痛觉增强
21.短跑赛场上,发令枪一响,运动员会像离弦的箭一样冲出。该行为涉及机体的反射调节,其部分通路如图。
回答下列问题。
(1)运动员听到发令枪响后起跑属于__________反射。短跑比赛规则规定,在枪响后0.1s内起跑视为抢跑,该行为的兴奋传导路径是_________________填结构名称并用箭头相连)。
(2)大脑皮层运动中枢发出的指令通过皮层下神经元④和⑤控制神经元②和③,进而精准调控肌肉收缩,体现了神经系统对躯体运动的调节是______。中枢神经元④和⑤的兴奋均可引起b结构收缩,可以推断a结构是反射弧中的______;若在箭头处切断神经纤维,b结构收缩强度会______。
(3)脑机接口可用于因脊髓损伤导致瘫痪的临床康复治疗。原理是脑机接口获取_____(填图中数字)发出的信号,运用计算机解码患者的运动意图,再将解码信息输送给患肢,实现对患肢活动的控制。
【答案】(1) 条件 神经中枢→传出神经→效应器(肌肉)
(2) 分级调节 效应器和感受器 减弱 (3)⑥
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