内容正文:
第2节 神经调节的基本方式
[学习目标] 1.结合具体实例明确反射概念与反射弧的组成。 2.举例比较条件反射与非条件反射的异同。 3.举例说明条件反射的形成过程与意义。
任务一 反射与反射弧
1.神经调节的基本方式——反射
(1)定义:反射是指在中枢神经系统(脑或者脊髓)的参与下,机体对内外刺激(刺激可以来自外界也可以来自身体内部)所产生的规律性应答反应。
(2)实例:缩手反射、眨眼反射和膝跳反射等。
2.完成反射的结构基础——反射弧
(1)写出图中标号代表的含义
①感受器,②传入神经,③神经中枢,④传出神经,⑤效应器(传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等)。
(2)图中有3个神经元,反射弧中至少有2个神经元。
(3)反射的条件
①反射活动需要经过完整的反射弧来实现。
②感受器需接受一定的刺激(刺激强度要适宜,不能太弱也不能太强),产生兴奋。
3.兴奋
(1)概念:指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。
(2)传导部位:在反射弧中传导;在脑与脊髓等中枢神经系统中传导。
1.所有生物都有反射吗?
提示:不是,只有具有中枢神经系统的多细胞动物才有反射。植物和单细胞动物没有反射,只有应激性。
2.一个完整的反射活动仅靠一个神经元能完成吗?
提示:不能。完整的反射活动至少需要传入与传出两种神经元,如膝跳反射的反射弧。大多数情况下还需要中间神经元的参与,如缩手反射的反射弧。
【自我诊断】
1.反射弧的神经中枢都位于脊髓灰质中。 (×)
2.刺激传出神经也会引起效应器作出反应,这种反应也属于反射。 (×)
3.感受器是指传入神经末梢,效应器是指传出神经末梢。 (×)
4.一个完整的反射活动至少需要2个神经元参与完成。 (√)
5.兴奋还会在脑与脊髓等中枢神经系统中传导。 (√)
[活动1] 分析反射弧组成,认知反射过程
材料:感受器产生的兴奋,可经反射弧传至效应器,引起肌肉收缩或腺体分泌;也可经脊髓传至大脑皮层相应感觉中枢,形成相应感觉。其结构基础如图所示。
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(1)刺激图中4,肌肉会收缩,这不属于(填“属于”或“不属于”)反射,理由是反射活动需要经过完整的反射弧来实现。
(2)该反射弧中效应器是5(填编号),是由传出神经末梢及其所支配的肌肉构成。若某人因意外导致效应器受损,刺激感受器时,该病人有(填“有”或“没有”)感觉、没有(填“有”或“没有”)反应。
(3)产生痛觉的中枢的位置在什么地方?写出人体接受针刺产生痛觉的过程,感觉到疼痛是反射吗,为什么?
提示:大脑皮层。手指皮肤中的感受器→传入神经→大脑皮层(产生痛觉)。不是反射,没有经过完整的反射弧。
(4)缩手反射发生时,是先感觉到疼痛,还是先缩手?这有什么适应意义?
提示:先缩手。缩手在前,可以使机体迅速避开有害刺激,避免机体受到伤害。之后产生感觉,有助于机体对刺激的利弊作出判断与识别,可以使机体更灵活、更有预见性地对环境变化作出应对,从而更好地适应环境。
(5)若某人感染病毒,缩手反射的运动神经元胞体遭到损伤,手指被刺扎时,还能不能发生缩手反射并产生疼痛感觉?
提示:不能发生缩手反射,但可产生疼痛感觉。
(6)只要反射弧结构完整,给予适当刺激,即可出现反射活动吗?
提示:脑中相应的高级中枢会发出指令对低级中枢进行不断调控,若大脑皮层有意识地抵制,即使反射弧完整且刺激适当,某些反射也无法完成,例如大脑皮层有意识地控制排尿反射等。
【归纳总结】
1.反射弧各部分结构的破坏对功能的影响
2.感觉的产生过程
兴奋除了在反射弧中传导,还会在脑与脊髓等中枢神经系统中传导。一切感觉(嗅觉、听觉、味觉、痛觉、渴觉等)都在大脑皮层形成,都不属于反射。
针对练1.反射弧是反射的结构基础。下列表述正确的是( )
A.反射弧是由神经元组成的
B.所有生物都可以对刺激作出反应,因此都具有反射活动
C.只要反射弧结构完整,给予适当刺激,即可出现反射活动
D.一个完整的反射活动至少要靠2个神经元完成
答案:D
解析:反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分,效应器是由传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体等组成,反射弧不全是由神经元组成,还有肌肉、腺体细胞等,A错误。只有具有神经系统的生物才可能有反射,B错误。完成反射活动必须经过一个完整的反射弧,且需要足够强度的刺激。但若在反射弧完整的前提下,刺激的不是感受器,而是传出神经,也会引发效应器出现相应的活动,但不属于反射,C错误。完整的反射活动至少需要传入与传出两种神经元,大多数情况下还需要中间神经元的参与。一个完整的反射活动至少要靠2个神经元完成,D正确。
针对练2.下图是缩手反射的反射弧示意图(①~⑤表示反射弧各部分),下列叙述错误的是( )
A.缩手反射不直接受大脑皮层的神经中枢控制,属于简单反射
B.完成缩手反射的兴奋传导途径为①→②→③→④→⑤
C.如果④受损,其他部分正常针扎感受器后不能完成缩手反射,但能产生感觉
D.图中三个神经元组成了该反射弧的全部结构
答案:D
解析:缩手反射属于简单反射,神经中枢位于脊髓,不直接受大脑皮层的神经中枢控制,A正确;图中①是感受器,②是传入神经,③是神经中枢,④是传出神经,⑤是效应器,兴奋在反射弧中的传导途径为①→②→③→④→⑤,B正确;④受损,针扎感受器后能产生感觉,但不能完成缩手反射,C正确;该反射弧的效应器是由传出神经纤维末梢及其支配的肌肉组成,肌肉不属于神经元,D错误。
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反射弧中传入神经和传出神经的判断
(1)根据是否具有神经节:有神经节的是传入神经。
(2)根据脊髓灰质内的“”结构判断:与“”相连的为传入神经,与“”相连的为传出神经。
(3)根据脊髓灰质结构判断:与前角(宽大部分)相连的为传出神经,与后角(狭窄部分)相连的为传入神经。
(4)切断实验法: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(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。
任务二 非条件反射和条件反射
1.非条件反射
(1)概念:出生后无须训练就具有的反射。
(2)实例:缩手反射、膝跳反射和排尿反射等。
2.条件反射(需要大脑皮层的参与)
(1)概念:出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射。
(2)建立过程(以教材P24条件反射的建立过程为例)
①图1中狗吃到食物时分泌唾液属于非条件反射,食物是非条件(填“条件”或“非条件”)刺激,该反射是与生俱来(填“与生俱来”或“后天形成”)的。
②图2中给狗听铃声而不给它喂食物,狗不会分泌唾液,此时铃声与分泌唾液无关,属于无关(填“有关”或“无关”)刺激。
③反复经过图3,每次给狗喂食前先让狗听到铃声,然后再立即喂食,一段时间后,图4当铃声单独出现,狗也会分泌唾液。此时,铃声已转化为食物(非条件刺激)的信号,称为条件(填“条件”或“非条件”)刺激,条件反射就建立了。
(3)维持:需要非条件刺激的强化。
(4)消退
①原因:反复应用条件刺激而不给予非条件刺激。
②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。
(5)意义
①使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性。
②大大提高了动物应对复杂环境变化的能力。
1.下列反射活动属于非条件反射的是 ;属于条件反射的是 。
a.眨眼反射 b.吮吸反射 c.谈虎色变 d.学生听到铃声走进教室 e.画梅止渴
提示:a、b c、d、e
2.“吃梅止渴”和“望梅止渴”的反射类型一样吗?
提示:不一样。“吃梅止渴”是人和动物出生后无须训练就具有的非条件反射;“望梅止渴”是在人和动物出生以后的生活过程中通过学习和训练而形成的反射,属于条件反射。
【自我诊断】
1.非条件反射的数量是无限的,条件反射的数量是有限的。 (×)
2.条件反射建立后永不消退。 (×)
3.非条件反射的神经中枢一定位于脊髓。 (×)
4.条件反射的建立和消退均需大脑皮层参与。 (√)
5.条件反射的建立,是动物生存必不可少的。 (√)
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[活动2] 分析条件反射的建立过程
情境:图示为巴甫洛夫的经典条件反射实验,请据此描述条件反射和非条件反射的关系。
(1)铃声引起唾液分泌的反射弧与食物引起唾液分泌的反射弧相同吗?为什么?
提示:不相同。铃声引起唾液分泌的神经中枢在大脑皮层;食物引起唾液分泌是非条件反射,是先天就有的,神经中枢在延髓。这两种反射的感受器和传入神经也不相同。
(2)狗和铃声之间建立起了条件反射,如果多次给予铃声,却不给食物,狗再听到铃声,还会分泌唾液吗?
提示:条件反射需要强化,如果多次给予铃声却不给食物,那么即使狗听到铃声,也不会分泌唾液。
(3)条件反射建立之后需要怎样才能维持下去?
提示:条件反射建立之后要维持下去,还需要非条件刺激的强化,即每次铃声同时喂食物。如果反复应用条件刺激而不给非条件刺激,条件反射会逐渐减弱,以至消退。
(4)条件反射的消退不是条件反射的简单丧失,原因是:在这个过程中神经中枢把原先引起兴奋性效应的信号(有铃声有食物)转变为产生抑制性效应的信号(有铃声无食物),铃声的出现不再预示着食物的到来。因此,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。
【归纳总结】
条件反射和非条件反射的区别和联系
(1)区别
(2)联系
①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。
②条件反射建立之后要维持下去,还需要非条件刺激的强化。
③非条件反射的数量是有限的,条件反射的数量则几乎是无限的。
针对练3.(不定项)(2025·山东烟台高二测试)狗进食后会分泌唾液,用铃声与食物长期结合训练后,在没有食物时狗听到铃声也会分泌唾液。下列叙述正确的是( )
A.狗进食后分泌唾液的反射属于非条件反射
B.狗分泌唾液的过程不需要大脑皮层的参与也能完成
C.听到铃声后狗会分泌唾液是通过学习和训练形成的
D.只给铃声不给食物一段时间后狗不再分泌唾液,是条件反射的简单丧失
答案:ABC
解析:狗进食后分泌唾液是天生就有的,该反射属于非条件反射,A正确;狗分泌唾液是非条件反射,不需要大脑皮层的参与也能完成,B正确;听到铃声狗分泌唾液是条件反射,通过学习和训练形成,需要大脑皮层的参与,C正确;没有食物的刺激,条件反射将会消退,是中枢神经系统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,不是条件反射的简单丧失,D错误。
针对练4.宠物猫的主人为了训练猫定点排便,可在其将要排便的时候,带它到固定地点,在排便前后进行语言或动作刺激,并可饲喂食物进行“鼓励”,使其形成一种条件反射。下列叙述错误的是( )
A.猫的排便反射是非条件反射,其结构基础是反射弧
B.在建立上述反射后,主人的语言或动作由无关刺激成为了条件刺激
C.大脑皮层参与条件反射建立的过程,但该过程的消退与大脑皮层无关
D.条件反射是通过学习和训练建立的,使生物机体具有更强的预见性、灵活性和适应性
答案:C
解析:条件反射的消退不是条件反射的简单丧失,而是中枢神经系统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,因此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,C错误。
“三看法”判断条件反射与非条件反射
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思维导图
要语必背
1.神经调节的基本方式是反射,有非条件反射和条件反射两种。
2.完成反射的结构基础是反射弧,反射弧是由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器组成的,效应器是传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等。
3.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。
4.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。
1.下列有关反射和反射弧的说法,正确的是( )
A.反射弧是神经系统的基本结构单位
B.反射都必须有大脑皮层参与
C.只要有刺激就可引起反射
D.效应器有反应不一定是反射
答案:D
解析:神经系统结构与功能的基本单位是神经元,神经调节的基本方式是反射,完成反射的结构基础是反射弧,A错误;缩手反射、膝跳反射等非条件反射的神经中枢在脊髓,不需要大脑皮层的参与,B错误;不仅要有足够的刺激,还要有完整的反射弧才能完成反射,C错误;反射活动要经过完整的反射弧,效应器有反应不一定是反射,D正确。
2.如图为膝跳反射的结构示意图,下列叙述错误的是( )
A.传出神经末梢及其支配的伸肌和屈肌均属于效应器
B.膝跳反射的神经中枢位于大脑皮层
C.在3处施加刺激引起屈肌收缩不属于反射
D.若1处受损,膝跳反射现象消失
答案:B
解析:效应器是传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体等,A正确;膝跳反射的神经中枢位于脊髓,B错误;反射需要完整的反射弧,在3传出神经处施加刺激引起屈肌收缩不属于反射,C正确;若1传入神经处受损,膝跳反射现象消失,D正确。
3.恐惧反射是一种条件反射,其建立的过程如图,下列叙述正确的是( )
A.图甲中,声音属于非条件刺激
B.图乙所示强化过程为“先给予电击刺激,然后再给予声音刺激”
C.图丙中的老鼠已形成恐惧反射,这种反射的中枢在脊髓
D.图丙中老鼠形成恐惧反射后,声音刺激变为条件刺激
答案:D
解析:一开始声音不能使小鼠产生恐惧,声音属于无关刺激,A错误;图乙是将非条件刺激与无关刺激在时间上多次结合,即电击刺激与声音刺激同时进行,B错误;图丙中的老鼠已形成恐惧反射,这种反射的中枢在大脑皮层,C错误;图丙中,声音单独出现,老鼠也会产生恐惧,此时,声音属于条件刺激,D正确。
4.(不定项)(2025·南雅中学高二期中)著名心理学家桑代克曾将一只饥饿的大鼠放在一个箱子中,箱内有一个杠杆能发送食物。在箱内活动过程中,大鼠碰上杠杆,就会获得一份食物。多次意外发生后,大鼠会有意识地按压杠杆获取食物。下列叙述正确的是( )
A.大鼠有意识地按压杠杆是一种建立在非条件反射基础上的条件反射
B.撤掉食物引起的条件反射消退,也是学习过程,需要大脑皮层参与
C.该条件反射的建立,提高了大鼠对外界复杂环境的适应能力
D.个体生活过程中非条件反射的数量是无限的,条件反射的数量则是有限的
答案:ABC
解析:大鼠有意识地按压杠杆是一种条件反射,条件反射是建立在非条件反射的基础上,通过学习获得的,A正确;条件反射的消退使大鼠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,B正确;条件反射是后天获得的,是动物通过神经系统,对外界或内部的刺激作出的规律性应答反应,提高了动物应对复杂环境变化的适应能力,C正确;个体生活过程中,非条件反射的数量是有限的,条件反射的数量则几乎是无限的,D错误。
5.(创新情境)下图是针刺指尖引起缩手反射的反射弧示意图,请据图回答下列问题。
(1)该反射活动中,神经冲动的传导途径是 (请用图中的字母和箭头表示)。
(2)此反射活动的神经中枢位于 内。图中甲处是 密集的部位。
(3)此人手被针刺伤后,疼痛的感觉形成于 ;以后见到针会有意识地躲避,此反射类型属于 反射。
(4)若某患者只是D处受损,用针刺A处,患者会出现的反应是 。
答案:(1)A→B→C→D→E (2)脊髓 神经元胞体
(3)大脑皮层 条件 (4)有感觉无反应
解析:(1)缩手反射属于非条件反射,其神经冲动传导途径是A感受器→B传入神经→C神经中枢→D传出神经→E效应器。(2)缩手反射的神经中枢在脊髓灰质内,不需要大脑皮层的参与。图中甲为灰质,是神经元胞体密集的部位。(3)该人被针扎手后的疼痛感觉形成于大脑皮层。以后见到针会有意识地躲避,此反射类型属于条件反射。(4)若某患者只是D传出神经受损,用针刺A处,患者能感受到疼痛,但不会出现缩手反应。
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