内容正文:
专题13 神经调节
高考生物学
新高考适用
重难透析
目 录
考点1 神经调节的结构基础和基本方式
考点2 神经冲动的产生和传导
考点3 神经系统的分级调节及人脑的高级功能
解题策略 真题强化5 神经调节过程中兴奋的传导与传递
考点1 神经调节的结构基础和基本方式
一、神经调节的结构基础
重难透析
1.中枢神经系统与外周神经系统
组成 功能
中枢
神经
系统 脑 大脑 表面是大脑皮层,大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢,可以产生感觉
脑干 有许多维持生命的必要中枢,如调节呼吸、心脏功能的基本活动中枢
小脑 协调运动,维持身体平衡
下丘脑 有体温调节中枢、水平衡调节中枢等,还与生物节律等的控制有关
脊髓 是脑与躯干、内脏之间的联系通路;是调节运动的低级中枢
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外周
神经
系统 按连接
分类 脑神经 负责管理头面部的感觉和运动
脊神经 负责管理躯干、四肢的感觉和运动
按功能
分类 传入神经(感觉神经) 将接收到的信息传递到中枢神经系统
传出神经(运动神经) 将指令信息传输到相应器官,使机体对刺激作出反应
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易混易错
(1)中枢神经系统与神经中枢:①中枢神经系统包括脑和脊髓。②神经中枢——由中枢
神经系统中的神经细胞聚集而成,分别负责调控某一特定生理功能的区域,如下丘脑中
的体温调节中枢。
(2)脑神经和脊神经都含有传入神经和传出神经,传出神经又可分为躯体运动神经和内
脏运动神经(即自主神经系统)。
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2.自主神经系统
含义 支配内脏、血管和腺体的传出神经
组成与
功能 交感神经 瞳孔扩张,心跳加快,血管收缩,支气管扩张,抑制胃肠蠕动,消化腺分泌活动减弱 兴奋状态时占优势
副交感神经 瞳孔收缩,心跳减慢,支气管收缩,促进胃肠蠕动,消化腺分泌活动加强 安静状态时占优势
特点 一般不受意识支配,但并不完全自主,如我们可以有意识地进行深呼吸与憋气
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3.组成神经系统的细胞
神经系统结构与功能的基本单位
胞
体 内含细胞核;可对信息作出分析
突
起 通常短而粗;接收信息并将其传导到胞体
长而较细;将信息从胞体传向其他神经
元、肌肉或腺体
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神经
胶质
细胞 (1)分布:广泛分布于神经元之间;(2)功能:支持、保护、营养、修复神经元等,在外周神经系
统中参与构成髓鞘
易混易错 神经纤维与神经的一般关系
轴突 神经纤维 神经
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二、神经调节的基本方式
1.反射——神经调节的基本方式
(1)反射产生的条件:完整的反射弧和适宜强度的刺激。
(2)反射弧——完成反射的结构基础
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疑难突破 反射弧受损部位判断
在进行反射弧结构的完整性分析的实验中,通过观察效应器的反应,可判定反射弧被破
坏的部位(如表):
组别 电刺激部分 现象 结论
① 感受器 效应器无反应 感受器受损伤
传入神经 效应器有反应
目 录
组别 电刺激部分 现象 结论
② 传入神经 效应器无反应 传入神经或神经
中枢受损伤
传出神经 效应器有反应
③ 传出神经 效应器无反应 传出神经或传出神经与效
应器接头部分受损伤
效应器 效应器有反应
④ 效应器 效应器无反应 效应器受损伤
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2.非条件反射与条件反射
非条件反射 条件反射
含义 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
刺激类型 非条件刺激 非条件刺激及条件刺激
是否经过大脑皮层 否 是
是否会消退 不会消退 会消退,但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
意义 — 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
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举例 缩手反射、膝跳反射、眨眼反射、吮吸反射、吃东西分泌唾液、运动时大汗淋漓等 望梅止渴、画饼充饥、谈虎色变等
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
建立之后要维持下去,还需要非条件刺激的强化,否则条件反射会逐渐减弱,
以至消退
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考点2 神经冲动的产生和传导
兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经元之间的传递
形式 电信号,也称神经冲动 电信号、化学信号
过程
特点 在离体的神经纤维上,双向传导;在反
射弧的神经纤维上,单向传导 单向传递、突触延搁(突触处的兴奋传递需要经历神经递质的释放、扩散及对突触后膜作用的过程,因此兴
奋传递的速度慢)
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易混易错
神经纤维膜外离子浓度对膜电位的影响
(1)膜外K+浓度
(2)膜外Na+浓度
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知识归纳 神经递质
(1)来源:轴突末梢突触小体内的突触小泡。
(2)释放:方式为胞吐,该过程的结构基础是膜的流动性。
(3)作用方式:与突触后膜上的受体特异性结合,从而改变突触后膜对离子的通透性,引
发突触后膜电位变化。
(4)去向:神经递质发生效应后会与受体分开,并迅速被降解或回收进细胞,以免持续发
挥作用。
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知识拓展 膜电位变化曲线分析
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考点3 神经系统的分级调节及人脑的高级功能
一、神经系统的分级调节
神经系统对躯体运动的分级调节 神经系统对内脏活动的分级调节
特点 (1)大脑皮层第一运动区(中央前回)
与躯体运动的关系一般表现为对侧
支配、上下倒置等;
(2)大脑皮层运动代表区范围的大小
与躯体运动的精细程度有关,运动越
精细,大脑皮层代表区的范围越大 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,这就使得自主神经系统并不
完全自主
模型
相同点 都通过反射进行
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二、人脑的高级功能
三、大脑皮层言语区及受损后的症状
言语区 运动性言语区(S区) 听觉性言语区(H区) 视觉性言语区(V区) 书写性言语区(W区)
功能障碍症 运动性失语症 听觉性失语症 失读症 失写症
患者特征 不能讲话 不能听懂话 不能看懂文字 不能写字
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小表达 [2024安徽,18(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__________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。
大脑皮层
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在神经调节过程中,兴奋会在神经纤维上传导和神经元之间传递。本专题围绕兴
奋传导和传递的特点展开,讨论兴奋传导过程中膜内外电位的变化、兴奋传递过程中
信号转变过程及神经递质的作用特点等内容。
解题策略
真题强化5 神经调节过程中兴奋的传导与传递
目 录
一、兴奋在神经纤维上的传导
神经细胞外的Na+浓度比膜内要高,K+浓度比膜内低,这与细胞膜上的Na+-K+泵作用机制
有关(图1)。
目 录
静息状态下,细胞膜两侧的电位表现为外正内负(图2)。当神经纤维某一部位受到刺激
时,细胞膜对Na+的通透性增加,Na+内流,这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化,表
现为内正外负的兴奋状态。但是,邻近的未兴奋部位仍然是内负外正。在兴奋部位和
未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动,就形成了局部电流。
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43.(2024湖南,12,2分)细胞所处的内环境变化可影响其兴奋性,膜电位达到阈电位(即引
发动作电位的临界值)后,才能产生兴奋。如图所示,甲、乙和丙表示不同环境下静息
电位或阈电位的变化情况。下列叙述错误的是( )
C
核心好题
A.正常环境中细胞的动作电位峰值受膜内外钠离子浓度差影响
B.环境甲中钾离子浓度低于正常环境
C.细胞膜电位达到阈电位后,钠离子通道才开放
D.同一细胞在环境乙中比丙中更难发生兴奋
目 录
解析思路引导 神经细胞处于静息状态时,细胞外的Na+浓度高于细胞内的,细胞内的K
+浓度明显高于细胞外的。未兴奋时,神经元的细胞膜两侧可测得存在相对稳定的电位
差,膜内侧的电位低于膜外侧。将细胞外液固定为零电位时,静息电位表现为负值,其大
小以其绝对值为准。
静息时,细胞膜主要对K+有通透性,造成K+顺浓度梯度外流,使膜外阳离子浓度高于膜
内。由题图可知,环境甲的静息电位绝对值增大,推断是环境甲的细胞内外K+浓度差增
大导致的,即细胞外K+浓度低于正常环境,B正确。
当神经纤维某一部位受到刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加,Na+顺浓度梯度内流,
产生动作电位(已达到阈电位)。细胞内外Na+浓度差会影响动作电位的峰值,A正确,C
错误。
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乙环境中细胞阈电位值增加、丙环境中细胞阈电位值降低,因此,同一细胞在环境
乙中比丙中更难发生兴奋,D正确。
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44.(2024甘肃,9,3分)图甲是记录蛙坐骨神经动作电位的实验示意图。在图示位置给予
一个适宜电刺激,可通过电极1和2在电位记录仪上记录到如图乙所示的电位变化。如
果在电极1和2之间的M点阻断神经动作电位的传导,给予同样的电刺激时记录到的电
位变化图是( )
B
核心好题
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解析思路引导 在坐骨神经左侧进行适宜电刺激,坐骨神经纤维可产生动作电位。当
动作电位传导至电极1时,电位记录仪显示的大致图像为“ ”,若将电位记录仪改成
电位计,对应的电位特点及电位计偏转方向为图1;当动作电位传导至电极2时,电位记录
仪显示的图像为“ ”,若将电位记录仪改成电位计,对应的电位特点及电位计偏转方
向为图2。
目 录
由此可见,电位计会偏转2次。若在电极1和2之间的M点阻断神经动作电位的传导,图2
中电极2处将不会产生动作电位,电位计只偏转1次(与图1相同),因此,B符合题意。
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核心好题45 (2023四省联考,32)实验动物某一离体神经纤维不同区域膜内外的电位变化示意图如图。
回答下列问题。
(1)神经纤维A区的状态主要是靠____________形成的。若将连有高灵敏度电表的两个
微电极置于A区膜外表面的任意两点,此时,电表的指针会__________(填“发生偏移”或
保持不动
钾离子外流
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“保持不动”)。
(2)与A、C区相比,该神经纤维B区的状态发生了变化,出现这种变化是由B区受到刺激
导致___________引起的。膜内局部电流的方向是从____区流向______区。
A和C
B
钠离子内流
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解析深剖
静息状态下,细胞膜主要对K+有通透性,胞内K+浓度高于胞外。K+在浓度差的作用下从
细胞膜内侧向外侧运输;与此同时,K+向细胞膜外运输形成的电位差会阻止K+向膜外流
动。当促使K+流向细胞膜外侧的浓度差产生的驱动力与促使K+流向细胞膜内侧的电
位差产生的驱动力相等时,K+的净移动停止,形成K+平衡电位。静息电位(题图A区和C
区)主要是K+外流产生的结果。若将连有高灵敏度电表的两个微电极置于A区膜外表
面的任意两点,此时电表的两个电极电位相同,电表的指针会保持不动。
与A、C区(静息电位)相比,该神经纤维B区的状态发生了变化(动作电位),出现这种变
化是由B区受到刺激导致钠离子内流引起的。膜内局部电流的方向是从B区流向A区
和C区。
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核心好题46 (2024北京,19节选)灵敏的嗅觉对多数哺乳动物的生存非常重要,能识别多种气味分子的嗅觉神经元位于哺乳动物的鼻腔上皮。科学家以大鼠为材料,对气味分子的识别机制进行了研究。
(4)科学家们鉴定出多种气味受体,并解析了嗅觉神经元细胞膜上信号转导的部分过程
(如图)。
目 录
如果钠离子通道由气味分子直接开启,会使嗅觉敏感度大大降低。根据题图所示机制,
解释少量的气味分子即可被动物感知的原因。
答案 一个气味分子与受体结合后,活化G蛋白,激活C酶,催化产生大量cAMP,开启大
量钠离子通道,产生信号放大的效应。
解析思路引导 见答案。
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二、兴奋的传递(突触传递)
无论是神经元,还是作为效应器的肌肉(包括心肌、骨骼肌和平滑肌)或腺体(包括内分
泌腺和外分泌腺),在受到刺激产生兴奋时,产生动作电位,进而传导兴奋引起肌肉收缩
或腺体分泌。
神经元之间、神经元与肌肉或腺体之间兴奋的传递依赖突触结构。突触有化学突触
和电突触两种类型。目前,高中阶段(如人教版)教材所涉及的突触为化学突触(兴奋在
突触处的传递是单向的)。
1.兴奋在神经元之间传递
目 录
核心好题47 (2023辽宁,3,2分)如图是兴奋在神经元之间传递过程的示意图,图中①~④错误的是 ( )
A.① B.② C.③ D.④
C
目 录
解析思路引导 据图分析,当轴突末梢有神经冲动传来时,突触小泡受到刺激,会向突触
前膜移动并与之融合,同时释放一种化学物质,即神经递质(①)。神经递质经过扩散通
过突触间隙,与突触后膜上的相关受体结合(②),形成递质—受体复合物,从而改变了突
触后膜对离子的通透性(如引起Na+内流,③),引发突触后膜电位的变化。这样,信号就
从一个神经元通过突触传递到了另一个神经元。随后,神经递质会与受体分开,并迅速
被降解或回收进细胞,以免持续发挥作用(④)。由此可知,C错误。
目 录
核心好题48 (2020江苏,13,2分)如图为部分神经兴奋传导通路示意图,相关叙述正确的是( )
A.①、②或④处必须受到足够强度的刺激才能产生兴奋
B.①处产生的兴奋可传导到②和④处,且电位大小相等
C.通过结构③,兴奋可以从细胞a传递到细胞b,也能从细胞b传递到细胞a
A
D.细胞外液的变化可以影响①处兴奋的产生,但不影响③处兴奋的传递
目 录
解析思路引导 膜电位达到阈电位(即引发动作电位的临界值)后,才能产生兴奋,①、
②或④处要受到足够强度的刺激才能产生兴奋,A正确。①处产生的兴奋可以通过神
经纤维传导到②处,若神经元a产生的是兴奋性递质,则兴奋可经过突触传递到下一神
经元b的④处,但两神经元的细胞膜对Na+、K+的通透情况不一定相同,故②处和④处的
电位大小不一定相等,B错误。结构③为(化学)突触,兴奋只能从突触前膜传递到突触
后膜,而不能从突触后膜传递到突触前膜,C错误。突触间隙内的液体为组织液,属于细
胞外液,细胞外液的变化可以影响③处兴奋的传递,D错误。
2.传出神经将兴奋传递至效应器
2.1 神经—肌肉接头
目 录
核心好题49 (2022全国乙,3,6分)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( )
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
B
目 录
解析建模
题干指出,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。如图所示,使用药物抑制肌肉痉挛,药物的作用点可以是①(抑制神经递质的释
放)、②(阻止神经递质与受体结合,或减少受体的数量)、③(提高降解神经递质酶的活
性)。因此,B合理,A、C、D不合理。
目 录
2.2 神经—腺体
目 录
核心好题50 (2023全国乙,30节选)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。
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
目 录
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__________________。
去甲肾上腺素
心脏、肾上腺
解析思路引导 当动脉血压降低时,压力感受器兴奋,将信息由传入神经传到神经中枢,
进而激活通路A和通路B以调节血压。
通路A中的兴奋通过神经纤维传递,其末梢释放乙酰胆碱作用于下一神经元并使
之兴奋,该神经元末梢释放神经递质去甲肾上腺素,与心脏细胞膜上的受体结合,使心跳
加快、血压升高。同时,通路B的神经元兴奋,神经末梢释放乙酰胆碱作用于肾上腺使
之分泌肾上腺素,肾上腺素经血液循环到达心脏,与心脏细胞膜上的受体结合,使心跳加
快、血压升高。在上述反射活动中,效应器有心脏和肾上腺。
目 录
3.神经递质的种类
3.1 兴奋性递质
核心好题51 (2021辽宁,16,3分,不定项)短期(时)记忆与脑内海马区神经元的环状联系有关,如图表示相关结构。信息在环路中循环运行,使神经元活动的时间延长。下列有关此过程的叙述错误的是( )
A.兴奋在环路中的传递顺序是①→②→③→①
B.M处的膜电位为外负内正时,膜外的Na+浓度高于膜内
C.N处突触前膜释放抑制性神经递质
D.神经递质与相应受体结合后,进入突触后膜内发挥作用
ACD
目 录
解析深剖
由于神经递质存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜上,因此,神经
元之间兴奋的传递只能是单向的,据此可知,兴奋在环路中的传递顺序应该是①→②→
③→②,A错误。若N处突触前膜释放抑制性神经递质,则神经元③不会产生兴奋,与题
干不符,因此,N处突触前膜释放的是兴奋性神经递质,C错误。M处的膜电位为外负内
正(动作电位)时,膜外的Na+浓度仍然会高于膜内,B正确。神经递质与突触后膜上受体
结合发挥作用后会被降解或回收,不会进入突触后膜,D错误。
3.2 抑制性递质
目 录
核心好题52 (2024广东,16,4分)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
目 录
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
目 录
解析深剖
兴奋在触觉神经元和抑制性神经元之间的传递依赖突触结构。触觉神经元兴奋使其
释放神经递质,作用于抑制性神经元并使其释放GABA,可推断当触觉神经元兴奋时,在
抑制性神经元上可记录到动作电位,A正确。通道蛋白协助的运输方式为协助扩散,因
此,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,B正确。正常情况下,
GABA作用于痛觉神经元,不产生痛觉;患带状疱疹后,GABA作用于痛觉神经元,产生痛
觉,说明GABA作用的效果可以是抑制性的,也可以是兴奋性的,C正确。Cl-转运蛋白能
将Cl-由胞内运至胞外,患带状疱疹后,胞内Cl-浓度升高,说明Cl-转运蛋白减少,D错误。
目 录
神经调节板块在高考试题中,重视在多情境下对突触结构进行考查。例如,突触结构的
组成、突触结构中信号的转变、神经递质的作用特点和效果、药物抑制突触的功
能、神经调节与体液调节、免疫调节之间的联系等。
另外,近年高考试题倾向将此版块的内容结合必修1跨膜运输、必修2基因表达等内容
综合考查。在复习过程中,建议同学们将与神经调节相关的内容集中复习,建立知识点
间的联系。
三、总结与分析
目 录
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