内容正文:
第一章 人体稳态维持的生理基础
(章末复习)
学习目标
1、概述神经调节的结构基础、基本方式和机理。
2、举例说明通过体液调节以维持机体稳态的机制。
3、描述神经调节与体液调节相互协调,共同维持机体的稳态。
自主先学
1. 填空
(1)神经冲动在神经元之间的传递是 的,原因是神经递质只存在于轴突末端突触小体内的突触小泡中,由突触前膜释放并作用于突触后膜。突触处兴奋的传递速度比在神经纤维上传导要慢,突触处的兴奋传递需要进行 的转换。
(2)条件反射可以新建,也可以消退,是在 的基础上建立起来的比较复杂的反射。
(3)大脑皮层中央前回是 ,中央后回是躯体感觉中枢,大脑皮层枕叶的后部主要为视觉中枢,大脑皮层颞叶的上部主要为听觉中枢。
(4)激素间的相互作用:不同激素对同一生理效应发挥相同的作用称为协同作用。不同激素对同一生理效应发挥相反的作用称为 。
答案:(1)单向 化学信号 (2)非条件反射 (3)躯体运动中枢 (4)拮抗作用
2.判断
(1)足球比赛中支气管扩张,消化液分泌增加。( )
(2)听觉的产生过程不属于反射。 ( )
(3)动作电位产生过程中,膜内外电位差始终促进Na+的内流。 ( )
(4)边听课边做笔记依赖神经元的活动及神经元之间的联系。 ( )
(5)激素发挥作用的前提是识别细胞膜上的受体。 ( )
(6)在紧张恐惧时,人体肾上腺素会在短时间内分泌增加,这一过程属于神经调节。( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√
小组讨论
1.中枢神经系统和神经中枢是一回事吗?
答案:不是,中枢神经系统包括脑和脊髓,它接受全身各处传入的信息,经它整合加工后成为协调运动的指令信息,或者储存在中枢神经系统内成为学习、记忆的基础。神经中枢通常是脑和脊髓灰质中一群功能相同的神经细胞胞体汇集在一起形成的结构,可以调控人体的某一特定的生理活动,如水盐平衡神经中枢、血糖平衡神经中枢等。
2.医学上对常使用冷冻麻醉的方式进行局部麻醉,其基本原理是什么?
答案:随着温度的降低,神经冲动的传导速度会有所减慢,当温度降至0 ℃时,即终止传导。
3.如何判断反射的类型?
答案:首先看是不是先天性的:如果是先天性的(即生来就形成的)则为非条件反射,如果是后天性的,则为条件反射。再看是否需要大脑皮层的参与:如果需要大脑皮层的参与,则为条件反射,否则为非条件反射。最后看是否消退,终生存在不消退是非条件反射,可消退可建立是条件反射。
4.如何正确区分激素分泌的分级调节与反馈调节?
答案:分级调节:一种分层控制的方式,如下丘脑分泌激素控制垂体活动,再通过垂体分泌激素控制相关腺体活动。(过程如图所示)
反馈调节:在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫作反馈调节,可分为正反馈调节和负反馈调节。
(1)正反馈调节:加强并偏离静息水平,如血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等。如图1:
(2)负反馈调节:偏离后纠正回归到静息水平,生物体中更常见,如体温调节、血糖调节等。如图2:
5.人在恐惧、剧痛、失血等紧急情况下,肾上腺素的分泌增多,人表现出警觉性提高、反应灵敏、物质代谢加快、呼吸频率提高和心率加速等应激反应。你能从神经调节和体液调节之间关系的角度分析出是什么原因吗?
答案:当支配心脏的交感神经兴奋性加强时,心跳加快,属于神经调节;与此同时,交感神经也支配肾上腺的分泌活动,使肾上腺分泌的肾上腺素增加,肾上腺素通过血液运输到达心脏,也使心跳加快,这属于体液调节。
师生交流
1.自主神经的主要功能
器官
交感神经
副交感神经
心脏、
血管
心率加快;腹腔内脏血管、皮肤血管以及分布于唾液腺与外生殖器官的血管都收缩,骨骼肌血管收缩或舒张
心率减慢,心房收缩减弱;部分血管(如软脑膜动脉和分布于外生殖器官的血管等)舒张
呼吸器官
支气管平滑肌舒张
支气管平滑肌收缩,黏膜腺分泌
消化器官
分泌少量黏稠唾液,抑制胃肠运动,促进括约肌收缩,抑制胆囊活动
分泌大量稀薄唾液,促进胃液、胰液分泌,促进胃肠运动和使括约肌舒张,促进胆囊收缩
泌尿、生殖器官
使逼尿肌舒张和尿道内括约肌收缩;使有孕子宫收缩,无孕子宫舒张
使逼尿肌收缩和尿道内括约肌舒张
眼
使虹膜辐射状肌收缩,瞳孔扩大;使睫状体辐射状肌收缩,睫状体环增大;使上眼睑平滑肌收缩
使虹膜环形肌收缩,瞳孔缩小;使睫状体环形肌收缩,睫状体环缩小;促进泪腺分泌
皮肤
竖毛肌收缩,汗腺分泌
-
2.条件反射和非条件反射的比较
反射类型
非条件反射
条件反射
概念
生来就有的反射,其数量有限
通过后天学习、训练而形成的反射
神经中枢
无须大脑皮层参与
大脑皮层参与
神经联系
比较固定和形式低级的反射
可以新建,也可以消退
意义
生物的基本生存能力
提高了动物对环境的适应能力
举例
缩手反射、膝跳反射、眨眼反射、吸吮反射、排尿反射、
望梅止渴、画饼充饥、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,条件反射建立之后要维持下去还需要非条件刺激的强化
3.膜电位的测量与电流计指针偏转问题
(1)用电流计测量膜电位的两种方法
方法
图解
结果
将两个电极分别置于神经纤维膜的内侧与外侧
将两个电极都置于神经纤维膜的外侧
(2)电流表指针的偏转问题
①若电极两处同时兴奋,则电流表指针不偏转,如刺激图1中的c点。
②若电极两处先后兴奋,则电流表指针发生两次方向相反的偏转,如刺激图1中的a点和图2中的b点。
③若两电极只有一处兴奋,则电流表指针发生一次偏转,如刺激图2中的c点。
4.研究动物激素生理功能的常用方法
研究方法
摘除法(或植入法)
饲喂法
注射法
实验目的
验证或探究某种内分泌腺的生理作用
验证或探究某种激素的生理作用
验证或探究某种激素的生理作用
实验设计
实验组
摘除内分泌腺
饲喂动物激素
注射动物激素
空白对照组
不摘除内分泌腺
不饲喂动物激素
不注射动物激素(如注射等量生理盐水)
自身对照或条件对照组
对摘除内分泌腺的实验组补充激素(或植入内分泌腺)
饲喂动物激素抑制剂
……
举例
胰岛、睾丸、垂体、甲状腺等
甲状腺激素、性激素等
生长激素、胰岛素等
质疑拓展
1.分析下面动作电位的产生示意图,思考回答下列问题:
(1)极化、去极化和复极化都是怎样产生的?
答案:①时为静息电位,此时细胞质膜的状态称为“极化”,膜电位表现为内负外正,产生原因为K+外流;当细胞受到刺激时,Na+通道打开,Na+内流,形成内正外负的膜电位,此过程称为“去极化”;④为动作电位的峰值,此时Na+通道关闭。⑤为“复极化”过程,其产生的原因是K+外流。
(2)神经细胞每兴奋一次,会有部分Na+内流和部分K+外流,长此以往,神经细胞膜内高K+膜外高Na+的状态将不复存在。这个问题是如何解决的呢?
答案:钠钾泵是一种钠钾依赖的ATP酶,能分解ATP释放能量,将膜外的K+运进细胞,同时将膜内的Na+运出细胞。细胞内K+浓度高,细胞外Na+浓度高,正是由钠钾泵维持的。
(3)若抑制Na+-K+泵的活动,静息电位和动作电位怎样变化?
答案:静息电位的绝对值减小,动作电位的峰值降低,甚至不能产生。
2.褪黑素作为由松果体产生的一种激素,其分泌昼少夜多,夜间褪黑素分泌量比白天多5~10倍,它能使人入睡时间明显缩短、睡眠持续时间延长,从而起到调整睡眠的作用,褪黑素的分泌调节过程如图所示。
(1)分析图示过程中的体液调节和神经调节各是什么?
答案:SCN(下丘脑视交叉上核)的细胞上存在褪黑素的受体,推测褪黑素可以抑制SCN的兴奋,通过(负)反馈调节使褪黑素的分泌量维持稳定。褪黑素需经体液运输才能与SCN上相应受体结合发挥作用,而控制松果体细胞分泌的交感神经末梢释放的去甲肾上腺素不需要经血液运输即可实现调节松果体的活动,原因是去甲肾上腺素为神经递质,可直接通过突触结构控制松果体。
(2)研究发现,睡前只要使用1小时带有背光显示屏的电子产品就会使褪黑素分泌量减少20%而扰乱生物钟,请结合上述信息,分析熬夜玩手机导致失眠的原因是什么?
答案:长时间手机屏幕的光刺激可导致夜间褪黑素分泌量减少,入睡时间明显延长,睡眠持续时间缩短。
检测反馈
例题1 (25-26·江苏南京月考)在睡眠调控过程中,信号分子腺苷发挥着重要作用。下图为神经元活动引发腺苷释放的模式图。下列叙述错误的是( )
A.神经纤维兴奋可促进Ca2+内流,使突触小泡中发生电信号→化学信号的变化
B.谷氨酸与受体结合促进突触后膜上L-型Ca2+通道开放,进而促进腺苷释放
C.腺苷与前膜上的腺苷受体结合,可抑制谷氨酸释放,属于负反馈调节
D.咖啡因结构与腺苷相似,可缓解腺苷的抑制作用,提高神经兴奋性
【答案】A
【详解】A、题图显示,神经纤维兴奋可以促进突触前膜上N-型Ca2+通道打开,使Ca2+内流,但发生“电信号→化学信号”这一变化的部位应是突触前膜而非突触小泡,A错误;
B、题图显示,谷氨酸与突触后膜上的受体结合后,L-型Ca2+通道打开,促进Ca2+内流入突触后神经元,使突触后膜兴奋,促进腺苷的释放,B正确;
C、由B项分析可知,突触前膜产生的谷氨酸可促进腺苷的释放,但题图显示腺苷释放后可与突触前膜上的腺苷受体结合,抑制谷氨酸的释放,因此该过程属于负反馈调节,C正确;
D、咖啡因与腺苷的结构相似,因此有可能会与腺苷竞争性结合突触前膜上的腺苷受体,减少谷氨酸的释放所受的抑制,从而保持兴奋,D正确。
训练1 (25-26·江苏南通期中)脊髓中的运动神经元通过成百上千突触接受来自其他神经元的信号输入(如下图),控制神经元轴突动作电位的激发。相关叙述错误的是( )
A.运动神经元的树突和胞体可以通过多种受体接受多种信号
B.运动神经元可同时接受多个神经元的兴奋信号和抑制信号
C.运动神经元的胞体必须整合所有信息并将信号传输给轴突
D.运动神经元兴奋后通常会引起下一神经元产生兴奋或抑制
【答案】D
【详解】A、树突和胞体的膜上分布着多种受体。 由于脊髓中的运动神经元会通过成百上千突触接受来自其他神经元的信号输入,所以运动神经元的树突和胞体可以通过这些多种受体接受多种不同性质、来源等的信号,A正确;
B、因为有众多突触与运动神经元相连,这些突触可以来自不同的神经元。 神经元之间的联系有兴奋性和抑制性两种,所以运动神经元可同时接受多个神经元传来的兴奋信号和抑制信号,B正确;
C、运动神经元通过成百上千突触接受来自其他神经元的信号输入,胞体必须整合所有信息并将信号传输给轴突,C正确;
D、当运动神经元兴奋时,会释放神经递质到突触间隙,神经递质可分为兴奋性神经递质和抑制性神经递质,神经递质与效应器的受体结合后,通常会引起效应器产生兴奋或抑制,D错误。
例题2 (25-26·江苏镇江期中)窦房结可在无外来刺激下形成动作电位,该过程亦受自主神经系统调控。其跨膜电流的形成由IK钾通道、ICa-L与ICa-T钙通道介导,相关机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A.a点时窦房结细胞的膜电位为外正内负
B.ab段跨膜电流形成机制与蛙坐骨神经细胞相同
C.bc段Ik开放,钾离子外流使膜电位迅速恢复到静息电位
D.使用ICa-L钙通道阻滞剂,窦房结细胞将无法产生动作电位
【答案】B
【详解】A、a点时膜电位约为-50mV(接近静息电位),此时膜电位为外正内负,A正确;
B、蛙坐骨神经细胞动作电位主要由Na⁺内流形成,而ab段(形成动作电位)的膜电流由Ca2+内流(ICa-L)介导,机制不同,B错误;
C、bc段IK(钾离子通道)开放,钾离子外流,会使膜电位快速恢复到静息电位,C正确;
D、ICa-L通道参与动作电位的形成,使用其阻滞剂会导致Ca2+无法内流,窦房结细胞无法产生动作电位,D正确。
训练2 (25-26·江苏南京月考)在蛙的坐骨神经上放置微电极,并连接到甲乙两个电表上如图1,刺激A点时,测得神经纤维产生动作电位的模式图如图2,下列叙述正确的是( )
A.电流表乙的连接方式,可测量无刺激时的静息电位
B.刺激图1中C点时,电流表乙的指针会发生两次方向相反的偏转
C.若将神经纤维放在较低浓度的Na+溶液中,图2中b点会上升
D.若增大神经纤维内外的K+浓度差,图2中a点会下移,神经纤维兴奋性降低
【答案】D
【详解】A、静息电位表现为外正内负,无刺激时,乙电流表接线柱都在膜外,测量的不是静息电位,A错误;
B、C为BD中点,刺激C点兴奋同时传到B、D,电表两极电位同时变化,电流表无电流流过,电流表乙指针不会发生偏转,B错误;
C、如果将神经纤维放在较低浓度的Na+溶液中,动作电位是由Na+内流导致,故产生动作电位时钠离子内流减少,图2中b点会下降,C错误;
D、若增大神经纤维内外的K+浓度差,钾离子外流增多,静息电位增大,图2中a点会下移,动作电位不易形成,神经纤维兴奋性降低,D正确。
例题3 (25-26·江苏盐城期中)糖皮质激素(GC)是由肾上腺皮质分泌的一类激素,能调节糖的合成和代谢。情绪压力能刺激GC的分泌,其调节过程如图所示,其中CRH和ACTH为相关激素。下列叙述正确的是( )
A.下丘脑分泌CRH最终引起GC分泌增加属于神经-体液调节
B.给ACTH分泌困难的患者喂食适量的ACTH可促使肾上腺皮质正常工作
C.GC的分泌量减少,对下丘脑和垂体分泌活动的促进作用增强
D.长期大量使用GC会使肾上腺皮质的分泌功能受到影响
【答案】D
【详解】A、下丘脑分泌CRH(激素),通过体液运输作用于垂体,最终引起GC 分泌增加,该过程属于体液调节,而不是神经-体液调节,A错误;
B、ACTH(促肾上腺皮质激素)是蛋白质类激素,口服会被消化道的蛋白酶分解,失去生物活性,无法发挥作用,因此需通过注射而非喂食补充,B错误;
C、据图示,GC对下丘脑和垂体的分泌活动起负反馈抑制作用(图中 “-” 表示抑制)。若GC分泌量减少,其对下丘脑和垂体的抑制作用会减弱,而非 “促进作用增强”,C错误;
D、长期大量使用外源GC,会通过负反馈强烈抑制下丘脑分泌CRH、垂体分泌ACTH;而ACTH是促进肾上腺皮质分泌GC的关键激素,肾上腺皮质长期缺乏 ACTH 的刺激,会导致自身分泌功能减退,D正确。
训练3 (25-26·江苏常州期中)长期熬夜会使机体中黑色素细胞干细胞(McSc)迅速增殖、迁移并耗竭,具体机制如下图。相关叙述错误的是( )
A.图示过程存在着神经的高级中枢对低级中枢的分级调控
B.熬夜引起肾上腺髓质分泌NE增多的过程可属于神经调节
C.交感神经释放NE时伴随着“电信号→化学信号”的转换
D.McSc既是体液调节中的靶细胞又是神经调节中的效应器
【答案】D
【详解】A、熬夜压力先作用于脑(高级神经中枢),再调控脊髓(低级神经中枢),体现了神经的高级中枢对低级中枢的分级调控,A 正确;
B、熬夜通过神经调节使肾上腺髓质分泌NE增多(肾上腺髓质受交感神经直接支配),该过程属于神经调节,B 正确;
C、交感神经释放NE(神经递质)时,突触前膜的电信号转化为化学信号(神经递质),实现 “电信号→化学信号” 的转换,C 正确;
D、McSc是体液调节(NE 作为激素)的靶细胞,同时是神经调节中神经递质作用的靶细胞;而效应器是 “传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体”,D错误。
例题4 (25-26·江苏扬州期中)图示为人体胃酸分泌的部分调节途径,其中幽门黏膜G细胞(一种内分泌细胞)能分泌胃泌素作用于胃黏膜壁细胞,促进其分泌胃酸。下列叙述错误的是( )
A.在调节过程中,胃泌素在完成调节作用后会很快失活
B.胃黏膜壁细胞膜上同时存在神经递质和胃泌素的受体
C.通过“③→④→⑤→胃黏膜壁细胞”途径促进胃酸分泌反应速度较缓慢
D.胃酸分泌增加会引起胃壁扩张,进而加强胃泌素的分泌,这是负反馈调节
【答案】D
【详解】A、激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,胃泌素作为一种激素,在完成调节作用后会很快失活,以维持体内激素含量的相对稳定,A正确;
B、从图中可以看出,胃黏膜壁细胞既能接受来自迷走神经释放的神经递质(途径①)的作用,又能接受胃泌素(途径④)的作用,这说明胃黏膜壁细胞膜上同时存在神经递质和胃泌素的受体,B正确;
C、③→④→⑤→胃黏膜壁细胞” 途径属于神经调节和激素调节(体液调节),其中体液调节的反应速度较神经调节缓慢,C正确;
D、胃酸分泌增加引起胃壁扩张,进而加强胃泌素的分泌,胃泌素又会促进胃黏膜壁细胞分泌更多胃酸,这使得胃酸分泌量进一步增多,属于正反馈调节,D错误。
训练4 (25-26·江苏淮安阶段练习)图示为胰液分泌调节的部分过程。下列叙述正确的是( )
A.沃泰默通过相关实验发现了动物激素——促胰液素
B.图示生理过程中涉及的信号分子有促胰液素、神经递质
C.小肠黏膜细胞在盐酸刺激下产生的促胰液素具有催化功能
D.在促胰液素分泌的调节过程中,体液调节是神经调节的一个环节
【答案】B
【详解】A、沃泰默通过实验得出的结论是胃酸促使胰腺分泌胰液是十分顽固的神经反射,不是他发现的促胰液素,A错误;
B、图中存在神经调节和体液调节,促胰液素和神经递质是信号分子,与相关受体结合后能起到调节作用,B正确;
C、促胰液素是激素,激素没有催化作用,C错误;
D、据图可知,图中在胰液分泌的调节过程中,既有神经调节也有体液调节,但促胰液素的分泌过程是:盐酸刺激小肠黏膜,使其分泌促胰液素,经体液(血液) 传送至胰腺,促使其分泌胰液,该途径表明机体通过体液调节方式调节胰液的分泌,不是神经调节的一个环节,D错误。
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