内容正文:
高考总复习 生物学
第八单元
稳定与调节
第4课时 神经系统的分级调节及人脑的高级功能
1.通过分析位于脊髓的低级神经中枢和脑中相应的高级神经中枢相互联系、相互协调,理解其共同调控器官和系统的活动,维持机体的稳态。(生命观念)
2.通过简述语言活动和条件反射是由大脑皮层控制的高级神经活动,构建神经系统的分级调节模型。(科学思维)
考点一 神经系统的分级调节
一、神经系统对躯体运动的分级调节
1.躯体运动中枢:位于大脑皮层的中央前回,又叫__________。
第一运动区
2.第一运动区与躯体运动的关系
(1)管理身体对侧骨骼肌的随意运动。
(2)躯体各部分的运动机能在皮层的第一运动区内都有代表区。
(3)皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是____的,但头面部代表区的位置与头面部的关系是____的(如图所示)。
倒置
正立
[易错提醒] (1)皮层代表区范围的大小与躯体的大小无关,与躯体运动的精细程度有关,运动越精细且复杂的器官,其皮层代表区的面积越大。如体积大的躯干,在皮层代表区的面积很小。
(2)对躯体运动的调节支配具有交叉支配的特征(头面部多为双侧性支配),一侧皮层代表区主要支配对侧躯体的肌肉,如刺激右侧大脑皮层的第一运动区,可见其左侧肢体运动。
3.躯体运动分级调节示意图
二、神经系统对内脏活动的分级调节
1.排尿反射的分级调节
(1)低级中枢的调控:脊髓对膀胱扩大和缩小的控制由________系统支配,__________兴奋,会使膀胱____;交感神经兴奋,不会导致膀胱缩小。
(2)高级中枢的调控:人之所以能有意识地控制排尿,是因为________________________。
自主神经
副交感神经
缩小
大脑皮层对脊髓进行着调控
2.其他内脏活动的分级调节
[易错提醒] 大脑皮层是许多低级中枢活动的高级调节者,它对各级中枢的活动起调整作用,这使得自主神经系统并不完全自主。
(选择性必修1 P35“知识链接”)在排尿反射的分级调节过程中,存在反馈调节的原因是什么?
答案:由于尿液对尿道的刺激可反射性地加强排尿中枢的活动,所以排尿反射过程中的反馈调节使尿液顺利排出。
(正确的画“√”,错误的画“×”)
1.皮层代表区的位置与躯体各部分的关系均是倒置的。( )
提示:除头面部肌肉代表区外,皮层代表区的位置与躯体各部分的关系均是倒置的。
2.运动越精细、复杂的器官,其大脑皮层运动代表区的范围越大。( )
3.如果没有高级中枢的调控,排尿反射可以进行,但排尿不完全,也不能受意识控制。( )
4.大脑皮层的复杂沟回大大增加了表面积。( )
×
√
√
√
考向一 围绕神经系统对躯体运动的分级调节,考查生命观念和科学思维
1.下列有关神经系统分级调控的叙述,错误的是( )
A.中枢神经系统的不同部位存在着控制同一生理活动的中枢
B.躯体的运动只受大脑皮层中躯体运动中枢的调控
C.脑中的高级中枢能发出指令对低级中枢进行调控
D.机体运动能有条不紊与精准地进行,与躯体运动的分级调节有关
B
解析:中枢神经系统的不同部位存在着控制同一生理活动的中枢,如排尿反射的低级中枢在脊髓,但大脑皮层中也有控制排尿反射的高级中枢,A正确;躯体的运动受大脑皮层以及脑干、小脑、脊髓等的共同调控,B错误;一般来说,脊髓中的低级中枢受到脑中相应高级中枢的调控,通过调控使机体的运动变得更加有条不紊与精准,C、D正确。
2.(2025·陕西榆林模拟)篮球队员在比赛中眼睛看准篮筐位置,经脑分析处理信息,传出信号给手臂完成精准投篮,这是一个复杂的反射活动。下列关于篮球运动过程的叙述,正确的是( )
A.反射发生时,兴奋以局部电流的形式在神经纤维上进行双向传导
B.躲避对手进攻时,大脑皮层可接受躯体运动神经传来的兴奋
C.精准投篮过程存在高级神经中枢对低级神经中枢的调控
D.传球、躲闪等动作只需要大脑皮层的躯体运动区参与调节
C
解析:在体内或者反射弧中,兴奋只能单向传递,所以反射发生时,兴奋以局部电流的形式在神经纤维上进行单向传导,A错误;躲避对手进攻时,主要通过眼睛、肢体接触等获取信息,然后大脑皮层通过感觉神经获取信息,通过躯体运动神经做出相应的动作反应,B错误;精准投篮过程中,脑中相应的高级中枢会发出指令对低级中枢进行不断调整,C正确;传球、躲闪等动作需要大脑皮层的躯体运动区参与调节,还需要脊髓、小脑等中枢参与,D错误。
3.(2025·山西忻州模拟)足球运动员在球场上奔跑、接球等,需要体内多个器官、系统的配合。下列相关叙述错误的是( )
A.比赛过程中,运动员在听到哨声后停止奔跑,需要大脑皮层的H区参与
B.运动员在奔跑过程中有意识地控制速度,说明大脑皮层能调控低级中枢
C.运动员夺取冠军时产生的兴奋,通过完整的反射弧在大脑皮层形成感觉
D.守门员经长期训练能够完成守门动作,可能与大脑皮层新突触的建立有关
C
解析:大脑皮层H区是听觉性语言中枢,此区发生障碍,不能听懂话,比赛过程中,运动员在听到裁判的哨声后停止奔跑,该过程需要大脑皮层的H区参与,A正确;大脑皮层是调节机体运动的最高级中枢,可通过对脊髓中低级神经中枢的调控进而控制躯体的运动,运动员在奔跑过程中有意识地控制速度,与大脑皮层对低级中枢的调控有关,B正确;完整的反射弧是完成反射的基本条件,在大脑皮层产生感觉的过程没有经过完整的反射弧,不属于反射,C错误;守门员经长期训练能够完成守门动作,属于长时记忆的形成,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,D正确。
4.(2025·云南红河模拟)如图所示,下列关于躯体运动分级调节的叙述,错误的是( )
B
A.躯体的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同调控
B.刺激大脑皮层中央前回下部,可以引起下肢的运动
C.小脑和脑干能控制脊髓,同时也受大脑皮层的控制
D.大脑皮层是最高级中枢,脑干等连接低级中枢和高级中枢
解析:躯体的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同调控,其中大脑皮层是支配躯体运动的最高级中枢,A正确;皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的,刺激中央前回的顶部可以引起下肢的运动,B错误;分析题图可知,小脑和脑干能控制脊髓,同时也受大脑皮层的控制,这说明神经调节具有分级调节的特征,C正确;大脑皮层是最高级中枢,脊髓是低级中枢,大脑皮层可通过小脑和脑干与脊髓相连,因此脑干等连接低级中枢和高级中枢,D正确。
考向二 围绕神经系统对内脏活动的分级调节,考查生命观念和科学思维
5.(2025·陕西咸阳模拟)如图表示人体排尿反射的相关结构(虚线内表示脊髓的部分结构),下列有关说法正确的是( )
B
A.刺激④处,膀胱收缩属于反射
B.排尿反射发生时,兴奋在反射弧中单向传递
C.若④处兴奋时膀胱收缩,则④属于交感神经
D.在④处给予适宜的电刺激,大脑皮层会产生尿意
解析:分析题图可知,在②上有神经节,所以②是传入神经,①是感受器,④是传出神经,⑤是效应器,刺激④处,膀胱收缩,由于反射弧不完整,故不属于反射,A错误;兴奋在神经元间的传递是单向的,排尿反射发生时,兴奋在反射弧中单向传递,B正确;副交感神经兴奋,会使膀胱缩小,进而使尿液排出,若④处兴奋时膀胱收缩,则④属于副交感神经,C错误;由于兴奋在神经元之间的传递是单向的,所以在④处给予适宜的电刺激,大脑皮层不会产生尿意,D错误。
6.(多选题)自主神经系统(ANS)的功能是调节内脏活动,因此也称内脏神经系统。下列相关叙述不正确的是( )
A.剧烈运动时,交感神经兴奋促进肠胃蠕动
B.排尿时,副交感神经兴奋促使膀胱逼尿肌收缩
C.血糖低时,副交感神经—胰岛A细胞系统的活动增强会促进糖原水解
D.寒冷环境中,支配肾上腺的副交感神经活动占优势,肾上腺素分泌增多
ACD
解析:当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占优势,心跳加快,支气管扩张,但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱;而当人处于安静状态时,副交感神经活动则占优势,此时心跳减慢,但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收,A错误。排尿时,副交感神经兴奋促使膀胱逼尿肌收缩,膀胱缩小而排尿,B正确。血糖调节有神经调节的参与,比如当血糖含量降低时,下丘脑的某一区域通过交感神经的作用,使肾上腺髓质和胰岛A细胞分别分泌肾上腺素和胰高血糖素,从而使血糖含量升高,C错误。寒冷环境中,支配肾上腺的交感神经活动占优势,肾上腺素分泌增多,D错误。
考点二 人脑的高级功能
一、人脑的高级功能
二、大脑皮层言语区及损伤症状
三、学习与记忆
四、情绪
1.当消极情绪达到一定程度时,就会产生____。
2.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。
3.当抑郁持续下去而得不到缓解时,就可能形成______。
抑郁
抑郁症
(正确的画“√”,错误的画“×”)
1.学习与记忆、情绪等都是大脑的高级功能。( )
2.当盲人用手指“阅读”盲文时,参与此过程的高级神经中枢只有躯体感觉中枢和躯体运动中枢。( )
提示:当盲人用手指“阅读”盲文时,需躯体感觉中枢和躯体运动中枢及大脑皮层言语区等参与。
√
×
3.第一级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。( )
提示:第一级记忆相当于短时记忆,可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。
4.大脑皮层言语区的H区神经细胞受损伤,患者不能听懂话。( )
5.长时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关。( )
提示: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。
×
√
×
1.(2025·湖南长沙模拟)阿尔茨海默病病理显示患者的大脑细胞受损,形状像海马的脑区会出现神经炎性斑块,且会出现突触丢失、神经递质减少等异常现象。下列有关分析正确的是( )
A.如果形状像海马的脑区受损,则主要会影响长时记忆
B.如果新突触不能正常建立,则主要会影响短时记忆
C.如果大脑皮层言语区的W区受损,则患者会出现阅读文字障碍
D.如果大脑某一区域受损,则患者可能会出现大小便失禁
D
解析:如果形状像海马的脑区受损,则主要会影响短时记忆,A错误;如果新突触不能正常建立,则主要会影响长时记忆,B错误;如果大脑皮层言语区的W区受损,则患者会出现书写障碍,C错误;成年人可以有意识地控制排尿,排尿反射受高级中枢控制,如果大脑某一区域受损,则患者可能会出现大小便失禁,D正确。
[归纳总结]
生活中常见神经系统生理或病理现象的原因分析
生理或病理现象 有关的神经中枢
考试专心答题时 大脑皮层言语区的V区和W区参与
聋哑人表演“千手观音”舞蹈时 大脑皮层视觉中枢、言语区的V区、躯体运动中枢参与
某同学跑步时 大脑皮层、小脑、下丘脑、脑干和脊髓参与
生理或病理现象 有关的神经中枢
植物人 大脑皮层损伤、小脑功能退化,但下丘脑、脑干、脊髓功能正常
高位截瘫 脊髓受损伤,其他部位正常
2.(2025·四川泸州模拟)研究发现,有氧运动(跑步/游泳)可使海马脑区发育水平比对照组提高1.5倍,靠学习记忆找到特定目标的时间缩短了约40%。下列有关该实验研究的说法,不正确的是( )
A.跑步时维持身体平衡的中枢位于小脑
B.适量的有氧运动可能促进了神经元的活动和神经元间的联系
C.海马脑区神经元兴奋尤其与短时记忆密切相关
D.学习和记忆是人脑特有的高级功能
D
解析:跑步时维持身体平衡的中枢位于小脑,A正确;由题意可知,有氧运动(跑步/游泳)可使海马脑区发育水平比对照组提高了1.5倍,因此,适量的有氧运动有利于海马脑区的发育,可能促进了神经元的活动和神经元间的联系,B正确;记忆是将获得的经验进行储存和再现的过程,短时记忆主要与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关,C正确;学习和记忆不是人脑特有的高级功能,许多动物都有记忆和学习能力,D错误。
3.(2025·山东济南模拟)重度抑郁症(MDD)是一种致残性精神疾病,表现为情感和情绪异常、认知功能障碍、疲劳以及新陈代谢和内分泌改变。该病的发生与大脑5-羟色胺(5-HT)的减少、下丘脑—垂体—肾上腺轴的失调以及海马区神经元发生异常有关。下列叙述错误的是( )
A.MDD患者有时不能听懂话,与大脑皮层H区功能障碍有关
B.精神紧张、焦虑不安等应激反应会使海马区神经元数量增加
C.用抑制5-HT再摄取的药物进行治疗,有利于情感、情绪的恢复
D.MDD患者下丘脑细胞可能发生病变,导致内分泌改变和生物节律失调
B
解析:MDD患者有时不能听懂话,与大脑皮层H区功能障碍有关,A正确;精神紧张、焦虑不安等应激反应可抑制神经元的产生,B错误;用抑制5-HT再摄取的药物进行治疗,可选择性地抑制突触前膜对5-HT的回收,使得突触间隙中5-HT的浓度维持在一定水平,有利于神经系统的活动正常进行和情感、情绪的恢复,C正确;下丘脑是控制生物节律的中枢,下丘脑细胞发生病变会影响新陈代谢,导致内分泌改变和生物节律失调,D正确。
1.(2024·广东卷)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.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
A
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解析:记忆是脑的高级功能,而交感神经活动增加时,心跳加快,支气管扩张,不直接涉及记忆功能改善,A符合题意;短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关,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、C、D不符合题意。
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2.(2023·山东卷)脊髓、脑干和大脑皮层中都有调节呼吸运动的神经中枢,其中只有脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌,且只有脑干呼吸中枢具有自主节律性。下列说法错误的是( )
A.只要脑干功能正常,自主节律性的呼吸运动就能正常进行
B.大脑可通过传出神经支配呼吸肌
C.睡眠时呼吸运动能自主进行体现了神经系统的分级调节
D.体液中CO2浓度的变化可通过神经系统对呼吸运动进行调节
A
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解析:分析题意可知,只有脑干呼吸中枢具有自主节律性,而脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌,故仅有脑干功能正常而脊髓受损,也无法完成自主节律性的呼吸运动,A错误;大脑皮层中有调节呼吸运动的神经中枢,故大脑可通过传出神经支配呼吸肌,B正确;脑干呼吸中枢具有自主节律性,睡眠时呼吸运动能自主进行体现了脑干对脊髓的分级调节,C正确;CO2属于体液调节因子,体液中CO2浓度的变化可通过神经系统对呼吸运动进行调节,如CO2浓度升高时,可刺激脑干加快呼吸频率,从而有助于CO2排出,D正确。
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3.(2022·山东卷)缺血性脑卒中是因脑部血管阻塞而引起的脑部损伤,可发生在脑的不同区域。若缺血性脑卒中患者无其他疾病或损伤,下列说法错误的是( )
A.损伤发生在大脑皮层S区时,患者不能发出声音
B.损伤发生在下丘脑时,患者可能出现生物节律失调
C.损伤导致上肢不能运动时,患者的缩手反射仍可发生
D.损伤发生在大脑时,患者可能会出现排尿不完全
A
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解析:S区为运动性言语区,损伤后,患者与讲话有关的肌肉和发声器官完全正常,能发出声音,但不能用词语表达思想,A错误;下丘脑与生物节律的控制有关,故损伤发生在下丘脑时,患者可能出现生物节律失调,B正确;损伤导致上肢不能运动时,大脑皮层的躯体运动中枢受到损伤,此时患者的缩手反射仍可发生,因为缩手反射的低级中枢在脊髓,C正确;排尿的高级中枢在大脑皮层,低级中枢在脊髓,损伤发生在大脑时,患者可能会出现排尿不完全,D正确。
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4.(2022·辽宁卷)下列关于神经系统结构和功能的叙述,正确的是( )
A.大脑皮层H区病变的人,不能看懂文字
B.手的运动受大脑皮层中央前回下部的调控
C.条件反射的消退不需要大脑皮层的参与
D.紧张、焦虑等可能抑制成人脑中的神经发生
D
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解析:大脑皮层H区病变的人,听不懂讲话,A错误;刺激大脑皮层中央前回的下部,会引起头部器官的运动,B错误;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,故条件反射的消退需要大脑皮层的参与,C错误;紧张、焦虑可能会导致突触间隙神经递质含量减少,所以紧张、焦虑等可能抑制成人脑中的神经发生,D正确。
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5.(2024·安徽卷)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。
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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0.1 s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________。
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(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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解析:(1)运动员听到发令枪响后起跑需要大脑皮层的参与,属于条件反射。运动员听到枪响到作出起跑反应,信号的传导需要经过耳(感受器)、传入神经(听觉神经)、神经中枢(大脑皮层→脊髓)、传出神经、效应器(神经所支配的肌肉和腺体)等结构,但信号传导从开始到完成需要时间,如果不超过0.1 s,说明运动员在开枪之前已经起跑,属于“抢跑”,此时没有听到声音已经开始跑了,该行为的兴奋传导路径是神经中枢→传出神经→效应器(肌肉)。(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,这体现了神经系统对躯体运动的分级调节。中枢神经元④和⑤的兴奋均可
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引起b结构(效应器)收缩,推断可能是⑤的兴奋通过③传到b,④的兴奋通过②传到a(此时a是效应器),然后a通过①传到③再传到b,此时a是感受器,由此推断a结构是反射弧中的效应器和感受器。若在箭头处切断神经纤维,a的兴奋不能通过①传到③再传到b,因此b结构收缩强度会减弱。(3)根据给出的知识背景,我们知道脑机接口技术可以用于因脊髓损伤导致瘫痪的临床康复治疗。其原理是通过脑机接口获取⑥大脑皮层(或大脑皮层运动中枢)发出的信号,这些信号可以被视为大脑对运动的意图或命令,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。
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1.(选择性必修1 P34)一般来说,位于脊髓的低级中枢受脑中相应的________的调控。
2.(选择性必修1 P35)排尿不仅受到____的控制,也受到________的调控。脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由____________支配的:________兴奋,不会导致膀胱缩小;__________兴奋,会使膀胱缩小。而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。
高级中枢
脊髓
大脑皮层
自主神经系统
交感神经
副交感神经
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3.(选择性必修1 P35)下丘脑是________________________,它也使内脏活动和其他生理活动相联系,以调节__________________等主要生理过程。大脑皮层是许多低级中枢活动的__________,它对各级中枢的活动起调整作用,这就使得________________________。
调节内脏活动的较高级中枢
体温、水平衡、摄食
高级调节者
自主神经系统并不完全自主
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4.(选择性必修1 P37)大脑皮层除了感知外部世界以及控制机体的反射活动,还具有________________等方面的高级功能。
5.(选择性必修1 P38)人类大脑皮层的言语区分为______________________。
6.(选择性必修1 P38)言语区:_________________________________________________________________。
语言、学习和记忆
W区、V区、S区、H区
人类的语言活动是与大脑皮层某些特定区域相关的,这些特定区域叫言语区
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7.科学思维与长句表达专练
选择性5羟色胺再摄取抑制剂是治疗抑郁症的首选药物。这类药物抗抑郁的机理可能是_________________________________________________
______________________________________________________________。
抑制了突触前膜上转运载体的活性从而抑制突触前膜对5羟色胺的回收,使突触间隙中5-羟色胺的浓度增加,提高机体的兴奋程度
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