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

2.4 神经系统的分级调节 教案 一、教材分析 本节选自人教版高中生物学选择性必修1《稳态与调节》第2章《神经调节》第4节《神经系统的分级调节》。依据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，学生需要“分析位于脊髓的低级神经中枢和脑中相应的高级神经中枢相互联系、相互协调，共同调控器官和系统的活动，维持机体的稳态”。 在知识准备方面，学生已经系统学习了： 1.神经调节的结构基础（神经元、反射弧等）。 2.神经调节的基本方式（反射活动）。 3.神经冲动的产生与传导机制。 这些前期知识为本节课理解神经系统的分级调节奠定了坚实基础。 本节内容将从神经系统层级调控的角度，揭示： 1.低级中枢（如脊髓）与高级中枢（如大脑皮层）的协同工作机制。 2.不同层级神经中枢在维持稳态中的分工与协作。 3.神经系统调控的整体性与协调性特点。 通过本节学习，学生将建立起神经系统分级调控的整体概念，深入理解神经调节在维持机体稳态中的核心作用，并为后续学习人脑高级功能等内容做好知识准备。 二、教学目标 1.举例说明大脑对躯体运动及内脏活动的分级调节（重点）。 2.比较大脑对躯体运动调节与对内脏活动调节的特点（重、难点）。 三、教学重难点 教学重点：神经系统分级调节的特点。 教学难点：自主神经系统的特点。 四、教学过程 本节聚焦： 1.神经系统是如何实现对躯体运动的分级调节的？ 2.大脑皮层第一运动区有什么特点？ 3.神经系统是如何对内脏活动进行分级调节的？ 【新课导入】 情境导入： 教师活动：组织学生观看视频。 学生活动：课前查阅资料，观看视频。 （通过视频，让学生初步认识神经系统的分级调节，提出问题，激发学生的学习兴趣。） 问题探讨： 教师活动：展示问题探讨，组织学生小组合作探讨，思考、讨论并回答问题。 学生活动：提出问题，分析问题，小组讨论，分析问题。 当一位同学在你面前挥一下手，你会不自觉地眨眼；而经过训练的人，却能做到不为所动。 讨论：（小组讨论，共同探讨） 1.为什么眼前有东西飞来时，眼睛会不受控制地眨一下？ 提示：因为这一反射活动不需要大脑皮层的参与，是一种保护性的非条件反射。 2.为什么有些人可以练成长时间不眨眼呢？这说明了什么？ 提示：这是因为大脑也可以参与这个反射活动。说明中枢神经系统的不同部位，存在着控制同一生理活动的中枢。说明眨眼反射可以受大脑皮层控制。 3.请思考眨眼反射如何受大脑皮层的调控，画图表示调控的途径。 当物体在你眼前突然出现时，你迅速眨眼，这是一个由脑干参与的眨眼反射，不需要位于大脑中的中枢参与也能够完成；但战士却可以练成长时间不眨眼，这是因为大脑也可以参与这个反射活动。就像这样，中枢神经系统的不同部位，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? 【新课学习】 目标1：神经系统对躯体运动的分级调节 过渡：中枢神经系统的不同部位，存在着控制同一生理活动的中枢；研究表明，躯体的运动，如膝跳反射、缩手反射等，不仅受到脊髓的控制，也受到大脑的调节；那么，它们是如何分工、合作，从而协调地进行调节的呢？大脑中的神经中枢是如何控制躯体运动的呢？ 教师活动：组织学生阅读教材P33-34页，结合事实1和事实2，提出问题，引导学生思考、讨论、回答相关的问题，进而分析并概括大脑的结构，说出什么是大脑皮层，概括大脑皮层的位置、组成、结构特点及功能，阐述大脑皮层与躯体运动的关系。 学生活动：阅读教材和事实材料，认真思考，小组讨论，积极交流；总结大脑的结构和功能；归纳概括大脑皮层的概念、位置、组成、结构特点及功能；阐述大脑皮层与躯体运动的关系。 这要从大脑的结构说起。 事实1：以缩手反射为例，讲解脊髓的控制，同时受到大脑的控制。 中枢神经系统的不同部位，存在着控制同一生理活动的中枢。它们分工合作，协调地进行调节。像缩手反射、膝跳反射等不仅受到脊髓的控制，这些躯体的运动也受到大脑的调节。 第1问：手指不小心碰到针刺会不自主的收缩，而在医院采指尖血时却可以不收缩。请思考缩手反射如何受大脑皮层的调控，画图表示调控的途径。 第2问：婴儿刚开始学走路时步履蹒跚，经过练习，学会走路后则步态稳定而优美，力度和速度合适而随意变化。如图为婴儿学走路和成人走路的分级调节示意图，完善下图。 事实2：大脑中的神经中枢是如何控制躯体运动的呢？这要从大脑的结构说起。人类的大脑皮层是整个神经系统中最重要的部分，经历了几百万年漫长的进化过程，发生了由量到质的飞跃。 1.大脑皮层 提出问题：什么是大脑皮层？ 学生活动：归纳概括大脑皮层的概念。 大脑皮层的概念：大脑的表面覆盖着主要由神经元胞体及其树突构成的薄层结构。具有许多沟和回，使大脑的表面凹凸不平。沟、回使大脑皮层的面积大大增加。 大脑内面是白质，由神经纤维组成，将两个大脑半球以及小脑、脑干、脊髓联系起来。 拓展延伸——大脑的结构 教师活动：展示大脑的结构组成图，引导学生分析并概括大脑的结构、特点、功能及其组成。 思考：人的大脑有丰富的沟回，这有什么意义？ 学生回答：使得大脑在有限体积的颅腔内，可以具有更大的表面积。 第1问：一个成年人大脑皮层的总面积有2200 cm2，用直尺测量本教材的长和宽，然后计算面积，再与大脑皮层展开后的总面积进行比较，你有什么发现？大脑皮层如何拥有这么大的表面积？意义是什么？ 提示： 教材的长与宽大约分别是29.5 cm 和21 cm，面积约619.5 cm2，这就意味着大脑皮层表面积≈3.5个教材页面面积 有限体积的颅腔内，丰富的沟回扩大了大脑皮层表面积。可以容纳更多的神经元在此发挥作用，为功能分区提供了可能。 第2问：观察下图，大脑皮层除了拥有较大表面积之外，还有什么特点？ 提示：功能分区，具有相同功能的神经元聚集在一起形成功能区。 过渡：神经系统是如何实现对躯体运动的分级调节的？ 教师活动：展示资料和讨论题，组织学生自主学习，独立思考，小组合作，共同探究讨论。 学生活动：阅读资料，认真思考，小组讨论，积极交流，分析图解，回答问题。 思考·讨论：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？ 提示：老人上肢、下肢和脊髓都没有受伤，但血管阻塞致使大脑某区受损，没法发出指令，肢体得不到指令，失去了大脑的控制，所以不能运动。 提问：这说明大脑与脊髓之间有什么关系？ 这说明脊髓控制的运动受到大脑的调控。 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。 资料2：下图是大脑皮层第一运动区与躯体各部分关系示意图。 讨论2：躯体各部的运动调控在大脑皮层有没有对应的区域？如果有，它们的位置关系有什么特点？ 提示：从图中可以看出，躯体各部分的运动调控在大脑皮层是有对应区的，皮层代表区的位置与躯体各部分的位置关系是倒置的，但头部是正的。 讨论3：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？ 提示：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杂，代表区的面积就大；人脸会形成复杂的表情，代表区的面积也就越大。 讨论4：分析缩手反射是如何受大脑皮层相应区域的调控的，推测这种调控的途径是怎样的。 提示：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。 师生共同归纳概括： 1.躯体运动的概念：随意运动是受意识调节、具有一定目的和方向的运动。随意运动是动物和人行为活动的基础。其区别于先天的不受意识支配的心跳和眨眼等不随意动作。 2.大脑皮层与躯体运动的关系 教师活动：展示大脑皮层第一运动区与躯体各部分关系示意图，组织学生阅读教材，自主学习，阐述大脑皮层与躯体运动的关系。 学生活动：自主学习，阐述大脑皮层与躯体运动的关系。 教师补充，师生共同总结： （1）第一运动区（中央前回）的位置 （2）第一运动区的功能研究： ①刺激中央前回的顶部，可以引起下肢的运动； ②刺激中央前回的下部，则会引起头部器官的运动； ③刺激中央前回的其他部位，则会引起其他相应器官的运动。 （3）研究结论： ①躯体各部分的运动机能在皮层的第一运动区（中央前回）内都有它的代表区； ②皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的；（头面部依然是正置的） ③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成正比，运动越精细大脑皮层代表区的范围越大。 第1问：请说明躯体运动调节中，低级中枢与高级中枢的关系。 3.躯体运动的分级调节 教师活动：组织学生阅读教材，概括躯体运动的分级调节过程，引导学生一起归纳大脑皮层某些区域与躯体运动的关系，绘制躯体运动分级调节示意图。 学生活动：归纳大脑皮层某些区域和与躯体运动的关系，绘制躯体运动分级调节示意图。 师生共同总结： （1）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。 （2）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。 目标2：神经系统对内脏活动的分级调节 过渡：神经系统对内脏活动的调节与它对躯体运动的调节相似，也是通过反射进行的；在中枢神经系统的不同部位（如脊髓、脑干、下丘脑和大脑），都存在着调节内脏活动的中枢；下面我们以排尿反射为例进行分析。 教师活动：展示相关资料，分析神经系统不同中枢对排尿反射的控制，组织学生阅读教材，引导学生绘制排尿反射的分级调节示意图。 学生活动：阅读教材和资料，分组讨论，分析神经系统对内脏活动的分级调节。 小组讨论，合作探究： 思考·讨论：神经系统不同中枢对排尿反射的控制 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。 第1问：观察下图，排尿反射的感受器、效应器、传出神经分别是什么？ 提示： 感受器：膀胱壁上的压力感受器； 效应器：传出神经末梢及其所支配的膀胱括约肌、尿道括约肌； 传出神经：内脏传出纤维（交感神经、副交感神经）。 第2问：在排尿反射中，交感神经和副交感神经分别有什么作用？ 提示： 副交感神经兴奋，会使膀胱缩小，促进排尿； 交感神经兴奋，不会导致膀胱收缩，使排尿停止。 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。 第1问：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？ 提示：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。 第2问： 尿意在哪儿产生？（提示：大脑皮层的躯体感觉中枢） 产生尿意是不是反射？（提示：不是） “憋尿”是不是反射？（提示：不是） 第3问：写出排尿反射的分级调节概念图。 第4问：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？ 提示：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。 第5问：这些例子说明神经中枢之间有什么联系？ 提示：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。 第6问：这些例子说明神经系统对内脏活动调节的哪些特点？ 通过对以上排尿反射的学习，请总结出神经系统对排尿反射的分级调节。 1.神经系统对排尿反射的调节 教师活动：展示排尿反射的分级调节示意图，结合教材内容，引导学生概括大脑皮层对排尿的控制。 学生活动：分析分组讨论，分析排尿反射的分级调节示意图，分组讨论，分析各中枢神经系统调节。 排尿不仅受到脊髓的控制，也受到大脑皮层的调控。 低级中枢的调控：脊髓对膀胱扩大和缩小的控制由自主神经系统支配，副交感神经兴奋，会使膀胱缩小；交感神经兴奋，不会导致膀胱缩小。 高级中枢的调控：人能有意识地控制排尿，是因为大脑皮层对脊髓进行着调控。 注意：有意识的排尿有分级调节。 2.神经系统对其他内脏活动的分级调节 讲解：不只是膀胱，其他内脏的活动也受到神经系统的分级调节。脊髓是调节内脏活动的低级中枢，通过它可以完成简单的内脏反射活动，如排尿、排便、血管舒缩等。但脊髓对这些反射活动的调节是初级的，并不能很好地适应正常生理活动的需要，如果没有高级中枢的调控，排尿反射可以进行，但排尿不完全，也不能受意识控制。脑干中也有许多重要的调节内脏活动的基本中枢，如调节呼吸运动的中枢，调节心血管活动的中枢等，一旦受到损伤，各种生理活动即失调，严重时呼吸或心跳会停止。下丘脑是调节内脏活动的较高级中枢，它也使内脏活动和其他生理活动相联系，以调节体温、水平衡、摄食等主要生理过程。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。 教师活动：展示大脑的结构示意图，引导学生阅读课文，概述神经系统对内脏活动的分级调节 学生活动：分析大脑的结构示意图，概述神经系统对内脏活动的分级调节。 各中枢并非孤立，而是相互联系 （1）高级神经中枢和低级神经中枢共同参与，分级调节内脏活动； （2）内脏活动受到交感神经和副交感神经的双重调控。 课堂小结： 五、板书设计 2.4 神经系统的分级调节 一、神经系统对躯体运动的分级调节 1.大脑的结构 2.大脑皮层与躯体运动的关系 3.躯体运动的分级调节 二、神经系统对内脏活动的分级调节 1.神经系统对排尿反射的分级调节 2.神经系统对其他内脏活动的分级调节：脊髓、脑干、下丘脑、大脑皮层 2 学科网（北京）股份有限公司 $