内容正文:
第34讲 神经调节的结构基础和基本方式
课程标准解读
知识网络概览
【课标要求】
1.概述神经调节的基本方式是反射(可分为条件反射和非条件反射),其结构基础是反射弧。
2.举例说明中枢神经系统通过自主神经来调节内脏的活动。
【能力要求】
1.解决问题能力:通过反射结构及类型的判断,培养解决问题的能力。
2.实验探究能力:通过探究反射活动完整性,培养设计实验方案的能力。
考点一 神经调节的结构基础
【精梳 攻教材】
1.神经系统的基本结构:
(1)中枢神经系统:
【名师点睛】
中枢神经系统≠神经中枢
(1)中枢神经系统包括脑和脊髓,神经中枢是指中枢神经系统中负责调控某一特定生理功能的区域。
(2)中枢神经系统中含有许多神经中枢,它们分别负责调控某一特定的生理功能;同一生理功能可以由不同的神经中枢来调控,这些不同的神经中枢之间相互联系,共同调控。
(2)外周神经系统:
(3)自主神经系统:
【名师点睛】
交感神经与副交感神经的作用
(1)交感神经与副交感神经的作用通常相反:
前者活动主要保证人体紧张状态时的生理需要,后者主要维持安静时的生理需要。
(2)交感神经与副交感神经的作用有时相同:如交感神经和副交感神经对唾液腺的调控作用是协调一致的,两者兴奋均可促进唾液分泌。
2.组成神经系统的细胞:
(1)神经元结构:
(2)神经胶质细胞:
【名师点睛】
区分神经元、神经纤维、神经末梢与神经
(1)神经元:是神经系统结构和功能的基本单位。
(2)神经纤维:神经元的轴突或长的树突以及包在外面的髓鞘。
(3)神经末梢:为神经纤维的末端部分,根据功能不同分为感觉神经末梢、运动神经末梢等。
(4)神经:许多神经纤维集结成束,外面包着由结缔组织形成的膜,构成一条神经。
【自测强化】
1.辨易错
(1)神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统两部分,其中大脑和脊髓组成中枢神经系统。 (×)
分析:中枢神经系统包括脑和脊髓,脑包括大脑、脑干和小脑等。
(2)脑干中有许多维持生命活动的必要中枢,是调节机体活动的最高级中枢;跳水时能保持动作平衡与脑干密切相关。 (×)
分析:大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢;跳水时能保持动作平衡与小脑密切相关。
(3)由传出神经构成的神经系统就是自主神经系统,不受意识的支配,因此不受中枢神经系统的调节。 (×)
分析:支配内脏、血管、腺体的传出神经称为自主神经系统,自主神经系统属于传出神经,受中枢神经系统的调节。
(4)交感神经使内脏器官的活动加强,副交感神经使内脏器官的活动减弱。 (×)
分析:交感神经兴奋时,心跳加快,支气管扩张,但胃肠的蠕动减慢;副交感神经兴奋时,心跳减慢,支气管收缩,但胃肠的蠕动加快,消化液分泌增加。
2.练表达
(1)(选择性必修1 P18“思考·讨论”)长跑或静坐时,呼吸、心率和胃肠蠕动变化情况是:长跑时,呼吸、心率将加快,胃肠蠕动将减弱;静坐时,呼吸、心率将减慢,胃肠蠕动将加强。由此可见,运动与静坐时,内脏器官的活动是相反的。
(2)(选择性必修1 P20正文拓展)神经胶质细胞参与构成神经纤维表面的髓鞘,髓鞘可防止神经冲动传导时的电流扩散,由此可知,神经胶质细胞起到分隔神经元的绝缘作用。
【精练 提能力】
1.(2025·合肥模拟)交感神经和副交感神经共同组成了自主神经系统,支配内脏、血管和腺体的活动。下列相关叙述正确的是( )
A.它们都包括传入神经和传出神经
B.心跳和呼吸不受意识支配,完全自主
C.当人体安静时,副交感神经活动占据优势
D.它们共同调节同一内脏器官的活动时,作用都是相反的
【解析】选C。交感神经和副交感神经都属于外周神经系统的传出神经,A错误;心跳和呼吸不受意识支配,受自主神经控制,但也不是完全自主,B错误;当人体处于安静状态时,副交感神经活动占优势,C正确;交感神经和副交感神经对内脏器官的活动所起的作用一般情况下是不一样的,但有时也是相同的,D错误。
2.神经系统的功能与组成它的细胞的特点是密切相关的,下列相关叙述错误的是( )
A.组成神经系统的细胞主要包括神经元和神经胶质细胞,其中神经元是神经系统结构与功能的基本单位
B.神经元的树突增大了其细胞膜面积,有利于细胞间进行信息交流
C.神经末梢中的细胞核是神经元DNA复制和转录的主要场所
D.神经胶质细胞具有支持、保护、营养和修复神经元等多种功能
【解析】选C。组成神经系统的细胞主要包括神经元和神经胶质细胞,其中神经元是神经系统结构与功能的基本单位,A正确;树突是胞体向外伸出的树枝状的突起,通常短而粗,用来接收信息并将其传导到胞体,树突增大了其细胞膜面积,有利于细胞间进行信息交流,B正确;胞体中的细胞核是神经元DNA复制和转录的主要场所,C错误;神经胶质细胞具有支持、保护、营养和修复神经元等多种功能,D正确。
3.(2024·安徽高考)人在睡梦中偶尔会心跳明显加快、呼吸急促,甚至惊叫。如果此时检测这些人的血液,会发现肾上腺素含量明显升高。下列叙述错误的是( )
A.睡梦中出现呼吸急促和惊叫等生理活动不受大脑皮层控制
B.睡梦中惊叫等应激行为与肾上腺髓质分泌的肾上腺素有关
C.睡梦中心跳加快与交感神经活动增强、副交感神经活动减弱有关
D.交感神经兴奋促进肾上腺素释放进而引起心跳加快,属于神经-体液调节
【解析】选A。本题考查自主神经系统的功能和人脑的高级功能。睡梦中出现呼吸急促和惊叫等生理活动受大脑皮层控制,A错误;机体在受到压力或威胁时,肾上腺皮质分泌皮质醇、肾上腺髓质分泌去甲肾上腺素和肾上腺素等应激激素,来应对变化的环境并维持生命体征的稳定,B正确;机体处于兴奋状态时,交感神经活动增强,心跳加快,而副交感神经活动减弱,C正确;交感神经活动增强时,会促进肾上腺素的释放进而引起心跳加快,属于神经-体液调节,D正确。
考点二 神经调节的基本方式
【精梳 攻教材】
1.反射与反射弧:
(1)反射。
(2)反射的结构基础——反射弧。
(3)兴奋:动物体或人体内的某些细胞或组织(如神经组织)感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
【名师点睛】
反射与反射弧的几点注意事项
(1)反射活动需要经过完整的反射弧来实现。反射弧中任何环节受损,反射都不能完成。
(2)直接刺激传出神经或效应器引起肌肉收缩,不属于反射。
(3)各种感觉的形成不属于反射,如视觉、听觉、痛觉、痒觉等,因为感觉的形成在大脑皮层,反射弧不完整。
(4)一个完整的反射活动的完成至少需要两个神经元,如膝跳反射。
2.非条件反射与条件反射:
(1)条件反射的建立过程(以狗的唾液分泌与铃声关系为例):
(2)条件反射的消退:
原因
反复应用条件刺激而不给予非条件刺激
机理
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
实质
条件反射的消退使得动物获得了两个刺激间新的联系,是一个新的学习过程,需要大脑皮层的参与
(3)非条件反射和条件反射的比较:
类型
非条件反射
条件反射
概念
出生后无须训练就具有的反射
出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射
刺激
非条件刺激(直接刺激)
条件刺激(信号刺激)
数量
有限
几乎无限
神经
中枢
大脑皮层以下的神经中枢
经过大脑皮层
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
完成机体基本的生命活动
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
举例
缩手反射、眨眼反射
望梅止渴、谈虎色变
联系
条件反射是在非条件反射的基础上,通过学习和训练而建立的,条件反射应不断用非条件刺激强化才能维持下去,否则将不断减弱,甚至消失
【自测强化】
1.辨易错
(1)反射是在大脑皮层的参与下,机体对内外刺激作出的规律性应答。 (×)
分析:反射是在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应。
(2)刺激支配肌肉的神经,引起该肌肉收缩的过程属于反射。 (×)
分析:反射的发生要经过完整的反射弧,刺激传出神经引起效应器的反应不属于反射。
(3)感觉到苦味和甜味的过程属于反射,神经中枢在大脑皮层。 (×)
分析:感觉神经中枢位于大脑皮层,感觉到苦味和甜味的过程只是神经冲动经过传入神经到达了大脑皮层,没有经过传出神经传到效应器引起相应的行为,没有经过完整的反射弧,不属于反射。
(4)膝跳反射的反射弧中,传入神经和传出神经的胞体均位于脊髓中。 (×)
分析:膝跳反射中传入神经的胞体在神经节中,传出神经的胞体位于脊髓中。
(5)效应器的活动包括腺体分泌和肌肉收缩。 (√)
2.练表达(选择性必修1 P22~23“思考·讨论”)
(1)某同学身体健康,体检时由于高度紧张,进行膝跳反射测试时未出现明显的反应。从神经中枢相互联系的角度分析其原因是:位于脊髓的低级中枢受脑中相应的高级中枢的调控。膝跳反射是非条件反射,神经中枢位于脊髓,体检时,由于紧张,大脑皮层抑制了脊髓膝跳反射中枢的活动,导致没有出现明显的反应。
(2)足球场上,某运动员抬起小腿将队友传来的球停稳。分析该动作涉及的反射与膝跳反射的主要区别:该动作涉及的反射的神经中枢在大脑皮层,膝跳反射的神经中枢在脊髓。
【精练 提能力】
1.(2023·北京高考)人通过学习获得各种条件反射,这有效提高了对复杂环境变化的适应能力。下列属于条件反射的是( )
A.食物进入口腔引起胃液分泌
B.司机看见红色交通信号灯踩刹车
C.打篮球时运动员大汗淋漓
D.新生儿吸吮放入口中的奶嘴
【解析】选B。本题主要考查条件反射和非条件反射的实例。食物进入口腔引起胃液分泌是人类先天就有的反射,不需要经过大脑皮层,属于非条件反射,A错误;司机看到红色交通信号灯踩刹车这一反射是在实际生活中通过学习获得的,受到大脑皮层的控制,属于条件反射,B正确;运动时大汗淋漓会增加散热,这是人类生来就有的反射,属于非条件反射,C错误;新生儿吸吮放入口中的奶嘴是其与生俱来的行为,该反射不需要大脑皮层参与,属于非条件反射,D错误。
借题发挥|方法规律
判断条件反射与非条件反射
一看形成过程:遗传获得,先天性的,属于非条件反射;后天生活中训练形成的,属于条件反射。
二看神经中枢:有大脑皮层参与的是条件反射,大脑皮层不参与的是非条件反射。
三看存在时间:可消退、可建立的是条件反射,终生存在、不消退的是非条件反射。
2.(2025·海口模拟)食用酸梅时唾液腺会分泌唾液,甲同学某段时间常吃酸梅,看到他人食用酸梅口腔就会分泌唾液。后来长时间未吃酸梅,再看他人食用酸梅时反应就没有那么强烈。下列分析错误的是( )
A.看到酸梅引起的唾液分泌需要大脑皮层参与
B.甲同学看到他人的酸梅形状及颜色属于无关刺激
C.题述现象说明条件反射可以减弱甚至消退
D.食用酸梅时分泌唾液的反射是通过遗传获得的
【解析】选B。吃过酸梅的人有时看到酸梅也会分泌较多唾液,此过程需要大脑皮层的参与,A正确;无关刺激是指不对机体造成影响的刺激,B错误;题述现象说明条件反射可以减弱甚至消退,C正确;食用酸梅时分泌唾液是人生来就有的、不学就会的反射,因此这是一种非条件反射,是通过遗传获得的,D正确。
借题发挥|易错警示
反射≠反应≠感觉
(1)反射的发生要有完整的反射弧和一定条件的刺激,如用针刺脚趾引起的缩腿行为。
(2)反应是指生物体对内、外刺激作出的规律性应答,不需要完整的反射弧,如用针刺坐骨神经引起的与坐骨神经相连的肌肉的收缩。
(3)感觉是在大脑皮层形成的,需要感受器、传入神经、神经中枢参与,传出神经和效应器未参与此过程。
3.(2025·运城模拟)家兔的减压反射对维持血压的相对稳定有重要意义,该反射弧中连接减压神经中枢的有减压神经和迷走神经。某同学对已麻醉的家兔进行手术,并用电流刺激神经中枢后测定其血压变化,以区分传入神经和传出神经,手术处理和结果如表。下列对该实验的分析正确的是( )
组别
减压神经
迷走神经
血压
甲组
+
+
下降
乙组
—
+
下降
丙组
+
—
不变
注:“+”表示该神经完好,“—”表示剪断该神经。
A.手术离体部位要用蒸馏水浸润以维持反射弧活性
B.减压反射需要中枢神经的参与,属于条件反射
C.该实验证明减压反射中减压神经是传出神经
D.减压反射可以缓解血压突然升高带来的变化
【解析】选D。本题具体分析见下表:
选项
分析
A(×)
手术离体部位要用生理盐水浸润以维持反射弧活性
B(×)
本实验中对已麻醉的家兔进行手术,并用电流刺激神经中枢后测定其血压变化,该过程中反射弧不完整,不属于反射
C(×)
用电流刺激神经中枢后,仅迷走神经完好时血压下降,而仅减压神经完好时血压不变,据此推测,减压反射中迷走神经是传出神经
D(√)
对已麻醉的家兔进行手术,并用电流刺激神经中枢后测定其血压变化,结果显示迷走神经完好时血压可以下降,说明减压反射可以缓解血压突然升高带来的变化
借题发挥|方法技巧
四种方法判断传入神经和传出神经
(1)根据神经节(图中C)判断:有神经节的是传入神经(图中B),无神经节的是传出神经(图中E)。
(2)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(图中E),与后角(狭窄部分)相连的为传入神经(图中B)。
(3)根据突触结构判断:和突触前膜相连的为传入神经(图中B),与突触后膜相连的为传出神经(图中E)。
(4)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(靠近中枢的位置),肌肉收缩,则切断的为传入神经。反之,则为传出神经。
【加固训练】
恐惧是小鼠的情感反应之一。小鼠经历条件恐惧后,当再次接触条件刺激时,会产生一系列的生理反应,包括自主神经紧张、应激激素分泌增加以及防御行为增多等。如图甲、乙、丙为小鼠恐惧实验的示意图。下列说法错误的是( )
A.图乙中的电击属于引起恐惧反射的非条件刺激
B.声音引起的恐惧反射需要电击和声音多次结合
C.图丙中的小鼠已形成恐惧反射,若长期只给予声音刺激,则恐惧反射会逐渐消退
D.电击引起的恐惧反射比声音引起的恐惧反射经历时间长
【解析】选D。由电击引起的恐惧反射属于非条件反射,故电击属于引起恐惧反射的非条件刺激,A正确;据图可知,一开始声音不能使小鼠产生恐惧,需要电击和声音多次结合,才能引起恐惧反射,B正确;条件反射建立之后,如果反复应用条件刺激(声音)而不给予非条件刺激(电击)强化,条件反射(单独的声音刺激引起的恐惧反射)就会逐渐消退,C正确;电击引起的恐惧反射为非条件反射,声音引起的恐惧反射为条件反射,前者经历时间短,D错误。
【从教材走向高考】
【体验高考 链接教材】
1.(2024·新课标全国卷)→(选择性必修1 P24图2-5)人体消化道内食物的消化和吸收过程受神经和体液调节。下列叙述错误的是( )
A.进食后若副交感神经活动增强可抑制消化液分泌
B.唾液分泌条件反射的建立需以非条件反射为基础
C.胃液中的盐酸能为胃蛋白酶提供适宜的pH环境
D.小肠上皮细胞通过转运蛋白吸收肠腔中的氨基酸
【解析】选A。本题考查副交感神经的作用、条件反射和非条件反射的关系、酶发挥作用的条件和主动运输的特点。副交感神经活动增强可促进胃肠的蠕动和消化液的分泌,A错误;非条件反射是条件反射的基础,B正确;胃蛋白酶起作用需要酸性条件,胃液中的盐酸能为其提供适宜的pH环境,C正确;小肠上皮细胞通过主动运输的方式吸收氨基酸,需要借助转运蛋白,D正确。
2.(2024·甘肃高考)→(选择性必修1 P24图2—5)条件反射的建立提高了人和动物对外界复杂环境的适应能力,是人和高等动物生存必不可少的学习过程。下列叙述正确的是( )
A.实验犬看到盆中的肉时唾液分泌增加是先天具有的非条件反射
B.听到“酸梅”有止渴作用是条件反射,与大脑皮层言语区的S区有关
C.条件反射的消退是中枢神经系统内产生了抑制性效应的结果
D.条件反射的建立需要大脑皮层参与,条件反射的消退不需要大脑皮层参与
【解析】选C。本题考查反射的类型及建立和消退过程。实验犬看到盆中的肉时唾液分泌增加是在生活过程中逐渐形成的后天性反射,为条件反射,A错误;听到“酸梅”有止渴作用是条件反射,与大脑皮层言语区的H区有关,B错误;条件反射的消退过程涉及中枢神经系统内的兴奋与抑制交替转换的活动,抑制是大脑皮层的基本神经过程之一,与兴奋对立,表现为兴奋的减弱或消失。在条件反射形成后,如果反复应用条件刺激而不给予非条件刺激强化,已形成的条件反射就会逐渐减弱,直至消失,C正确;条件反射的建立和消退都需要大脑皮层参与,D错误。
【深研教材 预测高考】
3.(选择性必修1 P42“复习与提高”选择题T1改编)人在剧烈运动时,机体功能会发生一些变化。下列说法正确的是( )
A.下丘脑渴觉中枢兴奋
B.胃肠蠕动加强
C.胰高血糖素分泌增加
D.支气管收缩
【解析】选C。渴觉中枢位于大脑皮层,A错误;人在剧烈运动时,交感神经兴奋,胃肠蠕动减弱,B错误;当进行较长时间剧烈运动时,与运动前相比,血糖水平下降,此时胰岛A细胞的分泌活动会加强,分泌胰高血糖素,促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,C正确;人在剧烈运动时,交感神经兴奋,支气管扩张,D错误。
4.(选择性必修1P19图2-2改编)自主神经系统是调节内脏活动的神经组织,又称植物神经系统,是神经系统的重要组成部分,包括交感神经和副交感神经两部分。它们在大脑皮层和皮层下自主神经中枢的控制下,管理各种器官的平滑肌、心脏的心肌以及腺体及其他内脏器官的活动,调节机体新陈代谢的进行。下列说法正确的是( )
A.交感神经和副交感神经控制同一内脏生命活动时的效果一定是相反的
B.自主神经系统控制内脏生命活动时是自主的,不受大脑皮层的控制
C.交感神经和副交感神经对同一器官的作用,可使机体作出更精确的反应
D.自主神经系统属于外周神经系统中脊神经发出的传入神经
【解析】选C。交感神经和副交感神经控制同一内脏生命活动时的效果不一定是相反的,例如交感神经和副交感神经都可以促进唾液腺分泌唾液,A错误;自主神经系统控制内脏生命活动时受大脑皮层的控制,不是完全自主的,例如排尿反射,B错误;交感神经和副交感神经对同一器官的作用,可使机体作出更精确的反应,C正确;自主神经系统属于外周神经系统中的传出神经,含有脑神经和脊神经,D错误。
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