10.1 神经系统与神经调节 课件- 2025-2026学年北师大版生物七年级下册

初中生物学课件聚焦神经系统组成、神经元、反射及大脑皮层等核心知识，以“冷天穿衣”“运动员躲闪”等生活现象导入，通过问题链衔接“结构与功能”主线，引导学生从宏观到微观理解神经调节。 亮点在于实验探究与实例结合，“捏住直尺”实验体验反射、巴甫洛夫实验辨析反射类型，培养探究实践与科学思维；以神经元、反射弧结构与功能体现生命观念，助力学生动手与深度理解，为教师提供丰富教学资源。

命活动的主要调节方式,神经系统是神经调节的结构基础。人类对神经系统的好奇心可以追溯到远古时期,对神经系统的探索经过了漫长的历程,直到20世纪,才对神经系统的结构和功能有了比较深入的认识。尽管如此,神经系统仍然还有许多未解之谜有待人们探索和解答。 演 示 人体神经系统整体形态和结构组成 方法步骤 观察人体神经系统整体形态和脑的模型或图片,辨识:脑和脊髓,大脑、小脑和脑干,脊神经和脑神经。 图 10-1 人体神经系统模式图 讨 论 1.观察图10-1,说出神经系统的组成器官。 图 10-1 人体神经系统模式图 神经系统的组成器官是脑和脊髓。 2.尝试描述脑和脊髓的形态和位置。 3.尝试描述脑神经和脊神经的形态和分布。 脑呈半球状,位于颅腔内;脊髓呈长圆柱状,位于脊柱的椎管内。 脑神经和脊神经呈线状。脑神经主要分布于头部;脊神经分布在躯干和四肢的皮肤、肌肉里。 通过观察可见,由脑神经与脊神经组成的周围神经系统犹如一条条通信线路伸达各处;由脑和脊髓组成的中枢神经系统则位居身体的中央,管理着各部分神经的通信联络。神经系统的组成可以概括为图 10-2。 神经元是神经系统结构与功能的基本单位 神经细胞又叫作神经元 (neuron),是神经系统结构与功能的基本单位 (图 10-3)。 神经元在受到刺激后,会产生一种生物电变化,这种变化能沿细胞膜按一定方向传导。科学家将这种可传导的生物电变化叫作神经冲动,简称冲动。可以说,神经元的基本功能,就是接受刺激、产生冲动、传导冲动。 一个神经元由胞体和突起组成。胞体是神经元的代谢中心,突起适合沿一定方向传导冲动。突起分为树突和轴突,每个神经元树突可能有许多,而轴突一般只有一个,树突将冲动传向胞体,轴突则将冲动从胞体传出。 在周围神经系统内,神经元胞体集中出现的部位叫作神经节;由一些神经元突起集合成束、外被结缔组织膜组成的结构叫作神经(nerve)。在中枢神经系统内,神经元胞体集中出现的部位色泽较灰暗,称为灰质;大量神经元突起成束聚集之处色泽较白亮,称为白质。 反射是神经系统活动的基本方式 当你的手指无意间碰到灼热的物体时,会立即缩回手臂,这一反应使你及时避开了造成伤害性刺激的物体。人体通过神经系统对刺激作出的规律性反应,叫作反射(reflex)。上述反应就是一个具体的反射,可叫作“缩手反射”。 完成某一反射过程的结构,叫作反射弧(reflex arc)。每一反射弧都由五个部分组成:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器(图10-4) 感受器(如缩手反射的感受器就在受刺激部位的皮肤里)受到刺激后即产生冲动,由传入神经(含有传入神经元的突起)将冲动传导到神经中枢;神经中枢再发出冲动,由传出神经(含有传出神经元的轴突)将冲动传达到效应器,使效应器作出反应(如缩手反射的效应器就是手臂上相应的肌肉)。 神经中枢则是反射弧上位于中枢神经系统内的有关联系结构。 这种联系结构大多要在传入神经元与传出神经元之间加入若干“中间神经元”来联络,但也有的反射弧神经中枢上没有中间神经元,如膝跳反射(图10-5)就是借传入神经元轴突末端与传出神经元树突或胞体来联系的。 图10-5 膝跳反射模式图 一般来说,反射弧上神经冲动传导得比较快,使人体能够及时、迅速、准确地实现调节。 活 动 测试“捏住直尺”反应要用多少时间 目的要求 1.体验测试反应时间的实验过程。 2.分析说明测试结果。 材料器具 直尺,记录纸,笔,等等。 方法步骤 1.3~4人一个小组。小组名位同学可以轮流担当受试者、测试者、观察者和记录者。 2.受试者坐在课桌前将胳膊放在课桌上,手伸出桌面外,其大拇指与食指张开 3~4 cm。 3.测试者持直尺最上端站立在旁边,直尺垂直,最下端“0”刻度线在受试者张开的大拇指与食指之间(图 10-6)。 4.事先无提示,测试者放开直尺,受试者用大拇指与食指将直尺抓住。 5.观察者观察直尺被手指捏住的刻度,报告数据。 6.记录者记录数据。 提示:每个小组可以选择两种不同测试状态作为对照,如受试者接受测试时可以为坐或站立、睁眼或闭眼状态,测试者放开直尺前可以有或没有提示,测试可以在安静状态或有干扰因素(如数数、说话等)情况下进行。此外,除课上安排的测试活动外,还可以在课下安排相应的测试活动。 7.重复上述操作,共测试10次,整理数据,完成表 10-1。 表 10-1“捏住直尺”反应时间测试记录 单位:cm 备注:①状态1为_,状态2为_。 ②受试者捏住直尺的刻度数值反映了完成这一活动所用的时间。刻度越小,反应时间越短。 讨 论 1.捏住直尺的反应活动是否属于反射? 捏住直尺的反应活动有完整的反射弧参与,属于反射。 2.比较受试者从第1次到第10次的测试数据,有什么规律? 若比较在不同状态下的测试,你认为影响活动完成时长的主要因素有哪些? 应该能够发现,每人完成反射的时间开始几次较长,后来逐渐缩短,最后几次基本稳定。受试者的注意力集中程度和经验积累程度是影响反应完成时间的重要因素,反射弧各部分产生和传导冲动所需的时间是完成反应所需时间的最基本限制因素。 3.比较不同受试者的测试数据,可以得到什么结论? 说明你的理由。 通过比较不同受试者的测试数据,可以得到关于个体间反应速度的差异以及练习对提高反应速度的有效性等结论。如每个人的反应速度都是不一样的。不同的人通过练习提高反应的效果不同。 反射除了能通过骨骼肌运动对刺激作出反应之外,还能够通过平滑肌和腺体的活动来调节相应内脏器官的功能状态。 例如,当膀胱内尿液积累达到一定量时,会使膀胱壁内感受器感受到刺激,进而通过神经调节使膀胱壁平滑肌收缩、尿道内口周围控制尿道开放的肌肉舒张,尿液就从膀胱经尿道排出体外,这叫作排尿反射。 又如,当口腔内一些感受器受到食物等造成的刺激时,也会通过神经调节使唾液腺分泌唾液,这称为唾液分泌反射。 总之,神经系统就是通过每一个具体的反射活动来实现其调节功能的,反射是神经调节的基本方式。 交 流 巴甫洛夫的研究 阅读以下资料,讨论并交流。 著名的科学家巴甫洛夫(I. P. Pavlov,1849-1936)曾做过这样的实验(图 10-7): ①给狗喂食物,引起狗分泌大量唾液; 图10-7 狗唾液分泌的非条件反射与条件反射建立示意图 ②使狗听到铃声,狗没有分泌唾液; ③先使狗听到铃声,随即给狗喂食物,如此重复多次; ④经过③的训练,当只给予铃声刺激而不喂食物时,狗也会分泌大量唾液。 图10-7 狗唾液分泌的非条件反射与条件反射建立示意图 围绕上述材料进行讨论并交流: 1. 狗能够对食物刺激产生唾液分泌反射,这是它生来就有的吗? 是。分泌唾液是消化食物所必需的生理现象,没有这种反应,食物的咀嚼、吞咽等最起码的功能也会有障碍,生来不会者难以生存。 2.对未受过训练的狗给予铃声刺激时,并没有引起唾液分泌反射这说明什么? 铃声本不是引起唾液分泌反射的适当刺激(或非条件刺激)。 3.经过训练,只给铃声刺激也能引起狗的唾液分泌。这种反射对狗有什么意义? 狗通过训练形成了“食物的出现与铃声有关系”的经验记忆。听到铃声而引起唾液分泌,这为摄入食物做好了准备,是有适应意义的。 4.使狗建立“铃声—唾液分泌反射”的重要条件是什么? 5.假如在狗已经建立“铃声—唾液分泌反射”之后,总是只给铃声而不喂食物,那么这种反射还能够持久存在下去吗? 铃声与食物刺激适当地结合。 不能。因为“铃声—唾液分泌反射”是狗后天学习得来的,所以总是只给铃声而不喂食物,狗也能再学会“铃声与食物不再有关系”的新经验,原来建立的条件反射将逐渐减弱甚至消失。 非条件反射是生来就已建立的先天性反射。引起非条件反射的刺激称为非条件刺激。例如,由于食物等刺激直接作用于口腔黏膜上的感受器,引起唾液分泌反射,就属于非条件反射。 条件反射是在出生以后个体在生活中逐渐形成的后天性反射。引起条件反射的刺激叫作条件刺激。像上述实验中狗经过训练后,能够对铃声作出分泌唾液的反应,这就属于条件反射,此时的铃声就是条件刺激。 如果要使已经建立的条件反射长时间保持下去,还需要经常使用非条件刺激与之结合。否则,已经建立的条件反射将逐渐减弱,甚至消失。当然,条件反射还可以改建或重建。这些都说明,条件反射不像非条件反射那么固定,而是有着相当的“可塑性”,这些特点对于人或动物适应环境的能力来说,显然要比非条件反射有着更为积极的意义。 课外科学实践 训练小动物建立某种条件反射 目的要求 1.体验训练小动物建立条件反射的实践过程。 2.进一步理解非条件反射与条件反射的主要区别以及条件反射的意义。 方法步骤 参考下面的范例: ①准备未经过特殊训练的小金鱼若干条; ②每天两次在固定的时间内给小鱼投喂少量食物; ③在每次喂食前,先用手指敲击鱼缸壁3~5次,随即投喂食物。 观察小鱼的反应:最初敲击鱼缸壁会使小鱼惊慌地游开,喂食会使小鱼作出“摄食”的积极反应; 后来,小鱼受到敲击鱼缸壁振动的刺激后不再惊慌,并且当只敲击鱼缸壁的时候,也会随即作出“摄食”动作。这说明,小鱼对这种敲击已经建立了“摄食”的条件反射。 讨 论 参考上述范例,同学们可以选择你感兴趣的其他小动物来做实验,在班里交流以下内容: ① 实验设计(包括目的、原理、方法等); ②实验实施过程; ③实验结果记录和整理的资料; ④实验结论。 提示:实验实施过程应包括实验动物情况、实验时间、方法手段等;实验结果记录和整理的资料应包括实验全过程中观察所得数据的记录和整理后的数据所反映的实验结果;实验结论应根据实验结果进行判断是否已使实验动物建立了条件反射。 条件反射的神经中枢远比一般非条件反射的要复杂。进一步的实验研究还证明,人和高等动物的许多非条件反射在大脑皮层以下(脑干或脊髓)的各个中枢即可完成,而条件反射则一般要在神经系统的最高级中枢——大脑皮层参与下才能实现。 大脑皮层是神经系统的最高级中枢 大脑是人的中枢神经系统中最大的部分,由左、右两半球组成(图10-8左)。在大脑半球的表面呈现许多曲曲弯弯的沟(凹)和回(凸),这大大增加了大脑的表面积。 大脑皮层就是大脑表层的灰质结构。这里有着极大数量的神经元,在同侧及左、右半球之间,神经元有着复杂的联系网络,同时也与皮层下中枢形成多种联络。 它可以接受来自小脑、脑干和脊髓的上行传导冲动,同时也发出下行传导冲动到达下级各中枢部位(图10-8右)。 因此,大脑皮层居于最高级中枢地位,它的生理活动叫作高级神经活动。人的学习、记忆、语言、情绪、睡眠等,都属于高级神经活动。 大脑皮层上存在着专门管理某些活动的功能区。例如,管理随意运动的躯体运动中枢、管理感觉的躯体感觉中枢、视觉中枢、听觉中枢、人类特有的语言中枢等(图 10-9)。 小资料 人脑与大脑皮层 人脑由1000多亿个神经元和大量的支持细胞组成,在中枢神经系统中占据着特别重要的地位。而中枢神经系统中的最高级中枢就是大脑皮层,大脑皮层是大脑半球表面的一层厚度为 2~3 mm、高度褶皱的结构,其中神经元的数目可能多达 140 亿个。 科学研究发现,切除大脑皮层后的狗,原来已建立的条件反射全都会消失,并且再也不能建立新的条件反射。 条件反射是人和动物都具有的神经调节方式,但人类的条件反射远比动物要丰富和复杂得多。那么,人类条件反射的最突出特征是什么呢? 实验证明,与食物相关联的形态、颜色、声音、气味等都可以成为条件刺激,使人或动物建立唾液分泌条件反射;而人还能由代表食物具体特征的语言、文字作为条件刺激引起唾液分泌反射(如曾吃过酸杏的人,当听到有人谈论“酸杏”或看到“杏”字时,也会引起唾液分泌),动物则没有这种功能。因此,能够对语言和文字的刺激建立条件反射,是人类条件反射的最突出特征。 课外读 排尿的神经调节 未充盈的膀胱,其壁内肌呈舒张状态,尿液从输尿管开口随时流入膀胱腔,此时尿道周围的括约肌呈紧张收缩状,关闭膀胱的尿道开口,使尿液充盈膀胱。 当储尿达到一定量时,膀胱内压显著增加,壁内感受器受刺激,冲动沿传入神经传至脊髓排尿反射中枢,中枢兴奋后 冲动可经传出神经传至膀胱,引起壁内肌有力的收缩,尿液被压入尿道后部。在膀胱壁内肌进一步收缩的同时,尿道括约肌则开始舒张,开放尿道于是在膀胱内压驱动下尿液经尿道排出体外。排尿开始后,膀胱壁内肌的收缩又会使膀胱内压维持较高状态、感受器不断受到刺激通过反射使壁内肌进一步收缩,直到尿液被排空为止。这就是排尿反射。排尿结束时,感受器不再有冲动传入中枢,膀胱随即转入储尿状态。 脊髓的排尿中枢只是排尿反射的初级中枢,这一初级中枢经常受到脑干乃至大脑皮层高级中枢的管理控制。因此,排尿通常是受意识控制的活动。正常成人有尿意时,可引起排尿发生,也可在一定程度上抑制排尿。婴幼儿的大脑尚未发育完善,功能尚不健全或者有些成人因某些疾病使大脑皮层不能实现对脊髓排尿中枢的控