2.4 神经系统的分级调节（教学设计）-2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修1

该高中生物学教学设计聚焦“神经系统的分级调节”，通过回顾缩手反射的神经调节基础，如静息电位、动作电位形成及突触传递过程，结合眨眼反射等生活实例，建立高级中枢调控低级中枢的旧知与新课的联系，搭建学习支架。 此资料以缩手反射、排尿反射为核心实例，运用视频、动图及板书呈现，结合脑卒中案例和大脑皮层运动区投影图引导分析，体现生命观念中的结构与功能观，培养科学思维。帮助学生理解分级调节机制，提升教师教学效率，促进学生分析解决实际问题能力的发展。

课题名称 2.4 神经系统的分级调节（1课时） 学习者 分析 本节内容的授课对象为高二（6）班的学生，在前面学习神经调节的基本方式的时候学生已经初步构建高级中枢可以调控低级中枢的观念，但是对于神经系统对躯体运动的分级调节以及对内脏活动的分级调节掌握得并不够透彻。 教学目标 1、 通过缩手反射的实例分析，阐述躯体运动的低级中枢（脊髓）受高级中枢（大脑皮层的中央前回）的调控； 2、 通过排尿反射的实例分析，阐述神经系统对内脏活动的分级调节。 教学重点 神经系统分级调节的特点 落实教学重点的方法： 1、 结合实例； 2、 视频、动图以及板书呈现。 教学难点 自主神经系统的特点 突破教学难点的方法： 结合排尿、排便反射进行举例说明。 教学资源 选择 教师用书、教材、题单、天天练 技术手段的使用： 电子白板、板书、多媒体 课时： 1课时 核心问题 中枢神经系统是如何对躯体运动、内脏活动进行分级调节的？ 教学过程设计 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 回顾旧知，导入新课 画出缩手反射的结构图，涉及到三个神经元，如果给予一个刺激，就会由静息状态变为兴奋状态，静息状态时的电位称为静息电位，形成原因？电位表现为？兴奋状态时的电位称为动作电位，形成原因？电位表现为？兴奋在神经纤维上的传导形式是？传导方向？膜内局部电流方向与其相反还是相同？膜外电流呢？在这个缩手反射中，涉及到多个神经元，兴奋在神经元之间靠什么结构来传递？突触小体、突触小泡、突触？传递过程？神经递质的种类和作用？去向？传递方向？原因？ 在生活中我们其实经历过多种缩手反射，多种眨眼反射，比如当一位同学假装在你眼前锤一下，你会不自觉地眨眼，但是当告诉你只要不眨眼就可以得到一百块钱，你就可以做到不眨眼。 我们每天要眨眼平均一万次左右，每分钟眨眼十几次，通常2~6秒就要眨眼一次，但是通过训练可以40秒不眨眼甚至几分钟，这又是为什么呢？——这是因为大脑参与了这个反射活动。通过训练，然后成为机体的条件反射。说明眨眼反射是可以受大脑皮层控制的。 这也就意味着，在反射中，中枢神经系统的不同部位，也许是在大脑，也许是在脊髓，存在着控制同一生理活动的中枢，那么它们是如何分工、合作、从而协调地进行调节的呢？ 我们已经知道缩手反射和膝跳反射的神经中枢都位于脊髓，但是他们都受到大脑的控制，也就是脊髓接受到的信息会上行传到大脑皮层，那么，大脑中的神经中枢是如何控制的呢？这就需要先了解大脑的结构。 通过回顾旧知引入新课。 结合生活常识以及趣味小活动导入眨眼反射不仅是一个受脊髓控制的非条件反射，也可以是由大脑皮层控制的条件反射。 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 神经系统对躯体运动的分级调节是如何体现的？ 我们前面在介绍神经系统的时候讲过，神经系统结构和功能的基本单位是神经元，周围还有一些神经胶质细胞，其中神经元主要起接受信息、分析整合信息以及传出信息的作用，神经胶质细胞起辅助作用。在脊髓中，细胞体聚集在一起构成灰质，突起聚集在一起构成白质部分，同样地，在大脑中也是这样，白色部分就是白质，灰色部分即为灰质，不过脊髓中的灰质在里面，白质在外面对吧。而大脑的表皮这一层就是大脑皮层，其中白质位于大脑皮层里面，由神经纤维（也就是轴突和髓鞘）构成，将两个大脑半球以及小脑、脑干、脊髓巧妙地联系起来，这个了解一下即可。那么覆盖在大脑表面的大脑皮层就应该是由神经元细胞体和树突构成的薄层结构。 根据图形我们可以看出人的大脑有着丰富的沟回（沟即为凹陷部，回为隆起部）。这使得大脑在有限体积的颅腔内，可以具有更大的表面积。据测算，如果将大脑的沟和回全部展开，一个成年人的大脑皮层总面积可以达到2200平方厘米，也就是相当约生物教材3.5本教材大小。大脑通过脑干与脊髓相连，大脑发出的指令，可以通过脑干传到脊髓。 因为大脑中的灰质部分相当于神经中枢可以对信息进行分析综合，因此我们着重分析大脑皮层，大脑皮层中有功能分区,具有相同功能的神经元聚集在一起形成功能区。研究大脑皮层功能区的方法主要有损伤法、电刺激法、影像学习法三种，不要求大家掌握，感兴趣的同学可以课后查阅资料。 我们先来看一下大脑皮层与躯体运动的关系。 资料1：一位老人突然出现脸部、手臂及腿部麻木等症状，随后上下肢都不能运动。后经医生检查，发现他的脊髓、脊神经等正常，四肢也都没有任何损伤，但是脑部有血管阻塞，使得大脑某区出现了损伤。这类现象称为脑卒中，在我国非常普遍 。 讨论1：在资料1中老人的上肢、下肢和脊髓都没有受伤，为什么不能运动呢？这说明大脑与脊髓之间有什么关系？ ——资料1中的老人上肢、下肢和脊髓都没有受伤，但大脑某区受损，肢体失去了大脑的控制，所以不能运动。这说明脊髓控制的运动受到大脑的调控。 资料2：右图是大脑皮层第一运动区与躯体各部分关系示意图。整个大脑皮层简单来分可以分为五大区：运动区、感觉区、视觉区和听觉区以及联合区。我们注重看一下运动区，运动区主要位于中央前回，又叫做第一运动区。有中央前回就有中央后回，中央后回就是刚刚讲的躯体感觉区，这两个区之间靠中央沟分开。 【大脑中央后回称躯体感觉区；中央前回称为运动区；枕极和矩状裂周围皮层称为视觉区；颞横回称为听觉区；额叶皮层大部，顶、枕和颞叶皮层的其他部分都称为联合区，它们都收受多通道的感觉信息，汇通各个功能特异区的神经活动。】 通过研究发现，刺激大脑皮层中央前回的顶部，可以引起下肢的运动，刺激中央前回的下部，则会引起头部器官的运动，刺激中央前回的其他部位，则会引起其他相应器官的运动。这也就解决思考讨论中的第二个问题，躯体各部分的运动机能在皮层的第一运动区都有它的代表区，而且从整体来看，这一脑区对应控制的运动部位，宛如头向下，脚向上的倒置的人形，因此他们的位置关系表现为：皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的。但是各个代表区的位置与躯体各部分的关系都是倒置的吗？——不一定，比如人的头面部控制区与头面部的关系是正立对应的。你再去单看下肢或者上肢其实都是一个正立的关系，但是如果除开头面部只看四肢，我们会发现上下肢也是一个倒置的关系。因为一般情况下是把头面部与四肢分开看，因此他们的位置关系表现为除面部外的区域上下倒置。除此以外，在四肢运动中，一侧运动区支配对侧肢体的运动，也就是左右交叉，因此如果第一运动区某部位受到损伤，则对侧机体相应部位运动功能出现障碍。 【身体各部在第一运动区的投影特点为： 1、上下颠倒，但头部是正的。中央前回最上部和中央旁小叶前部与下肢运动有关，中部与躯干和上肢的运动有关，下部与头颈部运动有关。 2、左右交叉，即一侧运动区支配对侧肢体的运动。但一些与联合运动有关的肌则受两侧运动区的支配，如面上部肌、眼球外肌、咽喉肌、咀嚼肌、呼吸肌和躯干、会阴肌，故在一侧运动区受损后这些肌不出现瘫痪。 3、身体各部投影区的大小与各部形体大小无关，而取决于功能的重要性和复杂程度。例如，手的代表区比足的大得多。】 讨论3：我么可以看到不同代表区所占的面积大小是不一样的，比如受和面部表情所占的区域面积是比较大的，因此大脑皮层运动代表区范围的大小，是与躯体中相应部位的大小相关还是与躯体运动的精细程度相关？—— 大脑皮层运动代表区范围的大小与躯体运动的精细程度相关，运动越精细，大脑皮层代表区的范围越大。例如，人手指的运动很精细复复杂，代表区的面积就大；人面部会形成复杂的表情，代表区的面积也就越大。 讨论4：分析缩手反射如何受大脑皮层相应区域的调控，推测这种调控的途径是怎样的。 ——缩手反射的中枢在脊髓,但脊髓缩手反射中枢受大脑皮层相应代表区的调控。在接受刺激后,产生的信号传至脊髓,脊髓将信号继续传向大脑皮层,大脑作出综合分析后将是否缩手的信号传至脊髓脊髓通过传出神经将信号传至上肢相应肌肉,作出反应。  实际上，躯体的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同调控，脊髓是机体运动的低级中枢，大脑皮层是最高级中枢，脑干等连接低级中枢和高级中枢。脑中的相应高级中枢会发出指令对低级中枢进行不断调整，机体的运动在大脑皮层以及其他中枢的分级调节下，变得更加有条不紊与精准。 理解大脑皮层的结构，认同结构与功能相适应的生命观念。 结合图形分析讨论得出大脑皮层代表区的位置和躯体各部分的位置是倒置的，结合资料总结出身体各部在第一运动区的投影特点。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 神经系统对内脏活动的分级调节是如何体现的？ 神经系统对内脏活动的调节与它对躯体运动的调节相似，也是通过反射活动进行的，在中枢神经系统的不同部位比如大脑、脑干、下丘脑和脊髓，都存在着调节内脏活动的中枢，我们以排尿反射为例。在这之前，你们认为尿不湿主要给哪些人群穿？为什么？ 在回答这些问题之前，你是否了解排尿反射的过程呢？当尿量达到400~500mL时，膀胱处于充盈、扩张的状态，膀胱壁上的牵张感受器受到刺激兴奋，该兴奋通过传入神经传到神经中枢脊髓，再通过传出神经（副交感神经）使得膀胱排尿，这里为什么是副交感神经，因为排尿反射属于内脏活动，我们在第一节的时候讲过传出神经如果是支配内脏活动，也就是内脏运动神经大多是不受意识控制的，称为自主神经系统，自主神经系统主要由交感神经和副交感神经组成。那么对于成年人来说，在脊髓中的信息是可以上行传到大脑皮层的，大脑皮层可以控制排尿的行为，由此可以看到自主神经系统并不是完全自主的吧。 关于排尿反射，大家思考以下几个问题：尿意在哪儿产生？——大脑皮层 产生尿意是不是反射？——不是；请问“憋尿”是不是反射？——是（尿道括约肌收缩，逼尿肌不收缩）。 我们通过思考讨论中的三则资料进一步解决排尿反射中的一些问题。 资料1：尿在肾中不断生成，经输尿管流入膀胱暂时储存。当膀胱储尿达到一定程度时，引起尿意。控制排尿的低级中枢在脊髓。 资料2：一般成年人可以有意识地控制排尿，你也可以＂憋尿＂。例如，上课的时候如果你有了尿意但不是很急， 你可以憋到下课再去上厕所；课间，即使你没有尿意，但为了避免上课时去厕所，你可能会选择去排一次尿。 资料3 ：婴儿常尿床。有些人由于外伤等使意识丧失，出现像婴儿那样尿床的情况。 讨论1：成人可以有意识地控制排尿，婴儿却不能，二者控制排尿的神经中枢的功能有什么差别？ ——脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的。成年人之所以能有意识地控制排尿，是因为大脑皮层对脊髓进行着调控；而婴儿大脑皮层发育不完善，还不能对脊髓排尿反射中枢进行有效的控制。 讨论2：有些成人患者出现资料3所提到的不受意识支配的排尿情况，是哪里出现了问题？ ——成年人出现不受意识支配的排尿，说明大脑皮层对脊髓排尿反射中枢不能进行有效的调控，可能是大脑皮层相应中枢出现损伤，也可能是大脑皮层与脊髓反射中枢的神经联系出现了损伤。 讨论3：这些例子说明神经中枢之间有什么联系？——这些例子说明调节同一反射活动的中枢既有大脑皮层，也有皮层以下的中枢，这些中枢之间是有联系的，而且大脑皮层是高级中枢，对低级中枢有着调控作用。 ①排尿不仅受到脊髓的控制，也受到大脑皮层的调控； ②脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的交感神经兴奋，不会导致膀胱缩小；副交感神经兴奋, 会使膀胱缩小； ③人之所以能有意识地控制排尿，是因为大脑皮层对脊髓进行调控。 不只是膀胱，其他内脏的活动也受到神经系统的分级调节。 由此可以得出神经系统对内脏活动调节的主要特点： （1） 高级中枢和低级中枢共同参与，分级调节内脏活动； （2） 大脑皮层的参与使得自主神经系统并不完全自主； （3） 内脏活动受到交感和副交感神经的双重调控。 【女排运动员在发球时，一般会先长吸一口气，然后聚精会神、屏住呼吸将球打出；在抢球时，加速奔跑，此时呼吸和心跳也加快。在女排运动员调节心跳和呼吸时,大脑皮层有没有参与对心肺活动的调控?请说出你的理由。——有。如果不能参与调控的话,女排队员就不能做到有意识地深呼吸与憋气,有意识地让自己心跳减慢,机体的调整适应能力就会大大下降。】 【胃肠反射中，需要大脑皮层的参与才可以形成饿的感觉，支配机体主动进食】 通过排尿反射这一生活实例分析神经系统对内脏活动的分级调节，同时总结出自主神经系统并非完全自主。 结合其他内脏活动的分级调节，理解并认同神经系统在内脏活动中普遍存在分级调节，且更加认同自主神经系统也受大脑皮层的调控。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 巩固总结 通过比较大脑对躯体运动和内脏运动的调节特点总结出神经系统的分级调节特点和意义。 学科网（北京）股份有限公司 $