内容正文:
生物学 选择性必修1 RJ(多选版)
第5节 人脑的高级功能
1.简述人类的语言功能与大脑皮层言语区的关系。2.简要说明人类记忆的过程以及记忆与学习的关系。3.简述情绪是人脑的高级功能之一。
知识点一 语言功能
1.大脑的功能
(1)感知外部世界。
(2)控制机体的反射活动。
(3)具有语言、学习和记忆等方面的高级功能。
2.语言功能:是人脑特有的高级功能。
人类大脑皮层(左半球侧面)的言语区
3.人脑左右半球的分工
(1)大多数人主导语言功能的区域是在大脑的左半球,逻辑思维主要是由左半球负责。
(2)大多数人的大脑右半球主要负责形象思维,如音乐、绘画、空间识别等。
知识点二 学习与记忆
1.学习和记忆:学习和记忆是脑的高级功能,是指神经系统不断地接受刺激,获得新的行为、习惯和积累经验的过程。学习和记忆不是由单一脑区控制的,而是由多个脑区和神经通路参与。
2.记忆分为四个阶段:感觉性记忆、第一级记忆、第二级记忆和第三级记忆。
3.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。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。
知识点三 情绪
1.情绪:是人对环境所作出的反应,情绪也是大脑的高级功能之一。
2.抑郁与抑郁症
3.调整办法
(1)积极建立和维系良好的人际关系、适量运动和调节压力都可以帮助我们减少和更好地应对情绪波动。
(2)当情绪波动超出我们能够调节的程度时,应向专业人士咨询。
1.人的大脑皮层具有与语言相关的中枢,分别负责听、说、读、写。学习与记忆、情绪等都是大脑的高级功能。
练习1 (1)“鸟语花香”,说明鸟的大脑也有语言功能。(×)
(2)聋哑人没有语言功能。(×)
(3)上自习课时边看书边记笔记是与人体高级神经中枢直接联系的活动。(√)
(4)患者若S区受损则看不懂文字,若视觉中枢发生障碍则看不见文字。(×)
2.学习和记忆不是由单一脑区控制的,而是由多个脑区和神经通路参与。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。
练习2 (1)长时记忆与神经元之间即时的信息交流有关。(×)
(2)临时记住某个验证码属于感觉性记忆。(×)
(3)新知识学习过程中某些瞬时记忆可能因没有注意而发生丢失,无法完成知识储存。(√)
(4)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,尤其是与海马区有关。(×)
重难一 语言功能、记忆与学习、情绪等人脑的高级功能
1.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。
2.记忆与学习是两个相互联系的神经活动。个体通过学习获得对外界的认识,而将这些知识储存和不断读取的过程则是记忆。通过学习和记忆,人和动物能够调整自身行为及生理活动,以提高人和动物适应复杂环境的能力。条件反射的建立是动物典型的学习行为。学习和记忆涉及多个脑区和神经通路的参与。
3.情绪是人对环境作出的反应,也是大脑高级功能之一。
[例1] 抑郁症是由高级神经活动产生重度消极情绪得不到缓解而形成的。被称为5-羟色胺再摄取抑制剂的药物,可选择性地抑制突触前膜对5-羟色胺的回收,使得突触间隙中5-羟色胺的浓度维持在一定的水平,有利于神经系统的活动正常进行。下列说法不正确的是( )
A.5-羟色胺的合成和分泌发生障碍容易使人产生消极情绪
B.5-羟色胺再摄取抑制剂通过抑制ATP水解来阻止回收5-羟色胺
C.抑郁症患者体内某些突触间隙的5-羟色胺含量比正常人的少
D.建立和维系良好的人际关系、适量的运动和调节压力可以减少情绪的波动,有利于抑郁症的治疗
解析:5-羟色胺再摄取抑制剂抑制突触前膜重吸收5-羟色胺具有选择性,因此,这种抑制剂作用于突触前膜具有特异性,应是与突触前膜重吸收5-羟色胺有关的转运蛋白结合,若是抑制ATP水解,则会影响神经元多种耗能的生命活动,B错误。
答案:B
[例2] (多选)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.如果言语区的W区受损,则患者会出现书写障碍
D.如果大脑某一区域受损,则患者可能会出现大小便失禁
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;如果言语区的W区受损,则患者会出现书写障碍,C正确;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。
答案:CD
重难二 人类大脑皮层言语区的功能分区
言语区的损伤会导致各种特有的语言活动功能障碍
损伤部位
损伤后症状
具体表现
W区
失写症
患者手部功能正常,能讲话、看书、听懂别人说话,但不能写字
S区
运动性失语症
患者能书写、看书、听懂别人说话,但在相关肌肉正常的情况下不能讲话
V区
失读症
患者能讲话、书写、听懂别人说话,但在视觉功能正常的情况下不能看懂文字
H区
听觉性失语症
患者能讲话、书写、看书,但听不懂话,往往会过度说话,且词不达意、语序杂乱
[例3] (山东,7)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
解析:S区发生障碍,不能讲话,但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;下丘脑是生物的节律中枢,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,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,因此损伤发生在大脑时,患者可能会出现排尿不完全,D正确。
答案:A
[例4] 如图为大脑皮层言语区的分布示意图,参与学生听课和做笔记的功能区至少包括( )
A.W区 B.W区和V区
C.S区和H区 D.W区、V区和H区
解析:学生听课和做笔记,需要学生理解听课的内容、能书写,同时需要看懂老师的板书和自己所写的内容,所以需要H区、W区和V区参与,故选D。
答案:D
课时作业
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
难度
★
★
★
★
★
★
★★
★★
★★
★★
★★
题点
脑分区及功能
与记忆相关的神经活动
学习过程中神经系统的功能
人脑功能
记忆
学习与记忆
学习记忆相关的实验分析
情绪、记忆
记忆相关生理过程
抑郁症
褪黑素对长时记忆的影响机制
[单项选择题]
1.脑科学,狭义上讲就是神经科学,是为了了解神经系统内分子水平、细胞水平、细胞间的变化过程,以及这些过程在中枢功能控制系统内的整合作用而进行的研究。广义的定义是研究脑的结构和功能的科学,还包括认知神经科学等。脑科学已经成为21世纪最吸引人的领域之一。如图是人大脑部分示意图,下列说法正确的是( )
A.此图为大脑的左半球,逻辑思维主要由此半球负责
B.大脑皮层S区损伤的患者能用面部表情和手势与人交流,但不能听懂话
C.感觉性记忆和第一级记忆为短时记忆,都不是真正的记忆
D.大脑皮层运动代表区范围越大,相应部位躯体越大
答案:A
解析:S区为运动性语言中枢,损伤后出现运动性失语症,这类患者能看懂文字、听懂别人的谈话,能用面部表情和手势与人交流,但自己却不会讲话,不能用词语表达思想,B错误;感觉性记忆并不构成真正的记忆,C错误;大脑皮层运动代表区范围的大小与躯体的大小无关,而与躯体运动的精细程度有关,即运动越精细的器官,其在大脑皮层运动代表区的范围越大,D错误。
2.(广东,6)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
答案:A
解析:交感神经活动增强与记忆功能改善无直接关系,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,B不符合题意;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,C、D不符合题意。
3.人的学习和记忆是脑的高级功能之一,下列有关叙述不合理的是( )
A.听课时需要神经元的活动,神经元之间通过突触单向传递信息
B.阅读时通过神经纤维把眼部感受器产生的兴奋传至脑干的神经中枢
C.抄笔记需要大脑皮层感知学习内容和控制手部书写活动
D.参与小组讨论,需要大脑皮层言语区的S区和H区参与
答案:B
解析:阅读时通过神经纤维把眼部感受器产生的兴奋传导到大脑皮层的神经中枢,B错误;抄笔记需要大脑皮层感知学习内容的语言中枢和控制手部书写活动的躯体运动中枢,C正确。
4.下列有关人脑功能的叙述,错误的是( )
A.学习与记忆、情绪和语言都是大脑的高级功能,大多数人言语区在右半球
B.聋哑人理解“手语”,依靠的是大脑皮层言语区V区
C.眨眼反射是由脑干参与的非条件反射,大脑也可以参与这个反射活动
D.条件反射的消退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
答案:A
5.我们对暂时使用的电话号码需要记录下来以防遗忘,对自己亲人的号码却张口就来。下列相关叙述错误的是( )
A.书写电话号码需要大脑皮层的W区参与
B.暂时使用的号码临时记住后容易遗忘是因为它属于感觉性记忆
C.亲人的号码需要不断运用和强化才能张口就来
D.对号码进行注意才能将瞬时记忆转化为第一级记忆
答案:B
解析:暂时使用的号码临时记住后容易遗忘是因为它属于第一级记忆,B错误;储存的信息经过反复运用、强化,才能长久记住,因此,亲人的号码需要不断运用和强化才能张口就来,C正确;如果对于某一信息加以注意,则可以将这个瞬时记忆转化为第一级记忆,D正确。
6.阿尔茨海默病发作前常表现为记忆力轻度受损,学习和保存新知识的能力下降,注意力、执行能力、语言能力和视空间能力等认知能力出现轻度受损,但不影响基本的日常生活能力。下列有关叙述错误的是( )
A.人学习的过程是条件反射建立的过程
B.患者若不能看懂文字,说明其大脑皮层言语区的V区受损
C.学习和记忆是人脑特有的高级功能
D.患者形象思维能力受损可能与大脑皮层右半球受损有关
答案:C
解析:条件反射需要通过学习和训练获得,并有大脑皮层的参与,所以人体学习的过程是条件反射建立的过程,A正确;大脑言语区的V区受损伤后不能看懂文字,B正确;学习和记忆是人脑的高级功能,但不是人脑特有的高级功能,C错误;人的逻辑思维主要由大脑左半球负责,右半球主要负责形象思维,所以患者形象思维能力受损可能与大脑皮层右半球受损有关,D正确。
[多项选择题]
7.海蜗牛在接触几次电击后,能“学会”利用长时间蜷缩的方式保护自己;没有经过电击刺激的海蜗牛则没有类似的防御行为。研究者提取前者神经元的RNA注射到后者体内,发现原本没有受过电击的海蜗牛也“学会”了防御,而对照组则没有此现象。下列关于该实验的叙述,合理的是( )
A.有助于我们对动物记忆形成机制的研究
B.本实验对照组的海蜗牛不需要注射RNA
C.不能说明RNA直接决定了动物记忆的形成
D.说明特定的RNA可以使海蜗牛“获得”记忆
答案:ACD
解析:根据实验单一变量原则分析可知,实验的对照组需要注射来自没有受过电击刺激的海蜗牛的RNA,B错误;RNA能够指导蛋白质的合成,故本实验不能说明RNA直接决定了动物记忆的形成,C正确;由题干信息“研究者提取前者神经元的RNA注射到后者体内,发现原本没有受过电击的海蜗牛也‘学会’了防御”,推测可知,本实验说明特定的RNA可以使海蜗牛“获得”记忆,D正确。
8.研究发现,恐惧记忆是通过增强海马体与杏仁核之间的联系而形成的。杏仁核在与情绪强烈关联的记忆中起着重要的作用,抑郁症的产生可能与杏仁核受损有关。同时海马体在短时记忆的巩固中起着重要的作用,并能够将恐惧的记忆传递给杏仁核。下列叙述错误的是( )
A.恐惧、焦虑等消极情绪达到一定程度会使人产生抑郁
B.短时记忆可能与海马体及神经元之间即时的信息交流有关
C.与正常人相比,抑郁症患者可能会出现杏仁核体积增大等症状
D.情绪会影响记忆的形成,记忆和情绪均属于人脑的特有功能
答案:CD
解析:消极情绪的产生是抑郁的诱因,故恐惧、焦虑等消极情绪达到一定程度会使人产生抑郁,A正确;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(海马体)有关,B正确;抑郁症的产生可能与杏仁核受损有关,据此推测,与正常人相比,抑郁症患者可能会出现杏仁核体积减小等症状,C错误;情绪会影响记忆的形成,记忆和情绪均属于脑的高级功能,但不是人脑的特有功能,语言功能是人脑特有的高级功能,D错误。
9.研究人员发现一种名为鸢尾素的激素(一种蛋白质),在运动时会被释放到血液中,它不仅对突触结构有一定的保护作用,还能促进大脑中与记忆有关的海马区神经细胞的生长,研究人员利用小鼠进行了相关实验。下列分析正确的是( )
A.鸢尾素对突触的保护是通过抑制神经递质与受体结合实现的
B.施加了鸢尾素阻断剂的实验小鼠记忆测试表现比对照组差
C.神经细胞膜上分布着与鸢尾素特异性识别的受体
D.增加体育锻炼可以在一定程度上预防记忆衰退
答案:BCD
解析:依据题目信息不能判断鸢尾素对突触的保护方式,A错误;鸢尾素阻断剂阻断了鸢尾素的作用,所以施加了鸢尾素阻断剂的实验小鼠记忆测试表现比对照组差,B正确;鸢尾素对突触结构有一定的保护作用,还能促进大脑中与记忆有关的海马区神经细胞的生长,说明鸢尾素能作用于神经细胞,所以神经细胞膜上分布着与鸢尾素特异性识别的受体,C正确;运动时鸢尾素会被释放到血液中,结合题干信息可知,增加体育锻炼可以在一定程度上预防记忆衰退,D正确。
[非选择题]
10.抑郁症是一种以心境低落、睡眠障碍、兴趣缺乏、注意力不集中、记忆力下降为主要临床表现的疾病,严重影响患者的社会功能。大量研究证实,5-羟色胺(5-HT)等神经递质与抑郁症有密切联系。下图表示5-羟色胺在突触间传递信号的过程。回答下列问题。
(1)图中神经冲动在突触处只能从左向右传递的原因是________________________________;据图分析,突触前膜以________方式释放5-HT,随后突触后膜上的膜电位变为________(填“内负外正”或“内正外负”),该过程可使人产生愉悦情绪,从而增加抗压能力。
(2)科学研究发现长期持续的精神压力下,相关刺激可作用于下丘脑,通过下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴引起肾上腺皮质激素分泌增加。肾上腺皮质激素的持续升高会使突触小体内的囊泡蛋白簇数量显著降低,据此分析,持续“情绪压力”引起心境低落的可能机理是:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)SSRI是一种通过作用于突触处缓解抑郁症状的药物,据图分析SSRI的作用机制可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(写两点)。
答案:(1)神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜 胞吐 内正外负
(2)肾上腺皮质激素升高使囊泡蛋白簇数量降低,影响突触小泡形成或运输,导致5-HT释放量减少,无法产生愉悦情绪,引起心境低落
(3)一是抑制突触前膜对5-HT的回收,使突触间隙中5-HT的浓度增加;二是可能促进突触小泡与突触前膜的融合,增加5-HT的释放量
11.随着年龄的增加,认知能力(如记忆)减退的情况也逐渐加重。褪黑素(MEL)是由松果体产生和分泌的一种激素。已有研究显示,MEL可调节记忆的形成。科学家继续深入研究了MEL对长时记忆的确切影响和机理。
(1)记忆是神经系统的高级功能,需要________的参与才能形成,此过程中也涉及神经元之间新________的建立。
(2)科学家首先开发了一种测量小鼠长时记忆的体系:在容器中放入2个相同的物品A,将小鼠放入容器中1 min后取出(训练)。24 h后,取出容器中的1个A,在原来的位置放入另一种与A不同的物品B,将小鼠放回容器中,观察小鼠探索两个物品的时间,计算鉴别指数(DI)=小鼠探索B的总时长/探索A和B的总时长(测试)。DI与长时记忆的强弱呈________(填“正”或“负”)相关,原因是______________________________________________________
________________________________________________________________________________。
当DI大致等于________时,表示小鼠几乎不具有长时记忆。
(3)分别向小鼠注射MEL,经过训练后进行测试,得到如图所示结果。图中对照组应做的处理是______________________。结果说明,MEL可以__________________。
答案:(1)大脑皮层 突触
(2)正 如果小鼠经过训练之后记住了A,则测试过程中小鼠将会花更少的时间去探索A,而将更多时间用于探索B 0.5
(3)注射等量生理盐水,其余同实验组 增强小鼠的长时记忆
解析:(1)大脑皮层属于人体最高级神经中枢,记忆功能需要大脑皮层的参与。神经之间通过突触进行联系,记忆的形成涉及神经元之间新突触的建立。
(2)首先将小鼠放入含2个相同物品A的容器中建立对物品A的记忆,然后将其中一个物品A替换成新的物品B,由于对B没有形成记忆,因此需要花更多时间去探索,而对其中的A将会花更少的时间去探索,因此长时记忆越强,则指数(DI)=小鼠探索B的总时长/探索A和B的总时长(测试)的值越大,二者呈正相关。当探索物品A和探索物品B所需的时间几乎相当,说明小鼠对物品A没有形成长时记忆,DI大致等于0.5。
(3)实验研究的是MEL对小鼠DI的影响,根据实验设计原则,对照组应注射等量生理盐水,其余同实验组,由柱状图结果可知,MEL处理以后小鼠的DI增强,说明MEL可以增强小鼠的长时记忆。
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