1、第2讲通过神经系统的调节知识体系定内容核心素养定能力生命观念通过分析反射弧各部分结构的破坏对功能的影响,建立结构与功能相统一的观点理性思维通过研究反射弧中的结构模型及分析膜电位变化的曲线,培养科学思维的习惯科学探究通过实验“膜电位的测量”及“反射弧中兴奋传导特点的实验探究”,提升实验设计及对实验结果分析的能力考点一反射和反射弧1神经元(1)神经元(2)功能:接受刺激,产生兴奋,传导兴奋。2反射高等动物神经调节的基本方式是反射,可分为非条件反射和条件反射两种类型。其中,条件反射必须有大脑皮层参与。3反射的结构基础反射弧1判断下列叙述的正误(1)神经系统结构和功能的基本单位是反射弧,而神经调节的基
2、本方式为反射 ()(2)神经元的突起分为树突和轴突两种,其中轴突一般只有一条,末端则形成许多分支,每个分支末梢部分膨大呈球状,称为突触小体 ()(3)反射是在大脑皮层参与下,机体对内外刺激做出的规律性应答 ()(4)如果破坏了反射弧的某一结构(如传出神经),则反射不能发生 ()(5)感受器是指感觉神经末梢,效应器是指运动神经末梢 ()(6)没有感觉产生,一定是传入神经受损伤;没有运动产生,一定是传出神经受损伤 ()2对下列现象进行归类下列实例中属于非条件反射的是_,属于条件反射的是_。(填序号)望梅止渴膝跳反射眨眼反射一朝被蛇咬,十年怕井绳学生听到铃声向教室奔跑答案:3长句应答突破简答题(1)
3、图中有_个神经元。(2)直接刺激d,能够引起肌肉收缩,这_(填“属于”或“不属于”)反射。(3)破坏d处结构,刺激a处,肌肉_(填“能”或“不能”)收缩,大脑_(填“能”或“不能”)产生感觉。答案:3不属于不能能(人教版必修3 P17缩手反射示意图改编)(1)图中有几个神经元,兴奋传导的方向是什么?(用图中序号和箭头表示)_(2)直接刺激,肌肉是否能收缩?属于反射吗?破坏处结构,刺激,肌肉能否收缩,大脑能产生感觉吗?_答案:(1)3;。(2)能;不属于;不能;能。题组一反射及其类型判断1(2020济南模拟)反射是神经调节的基本方式,下列关于反射的叙述,正确的是()A望梅止渴、排尿反射都需要大脑
4、皮层参与才能完成B一些反射可以形成也可以消失,比如学生听到铃声后急速赶往教室C条件反射一定需要神经中枢参与,非条件反射则不一定D高级中枢控制的反射一定是条件反射B望梅止渴是条件反射,需要大脑皮层的参与才能完成,但排尿反射是非条件反射,无须大脑皮层的参与也能完成。学生听到铃声赶往教室,是具体信号刺激下建立在非条件反射基础上的一种条件反射,随信号的刺激或消失而改变。无论是条件反射还是非条件反射,都需要在神经中枢的参与下才能完成。脑中的神经中枢都是高级中枢,但其中一些神经中枢控制的反射,如脑干中的呼吸中枢控制的反射是非条件反射。2(2018浙江4月选考单科卷)下列关于人体膝反射的叙述,错误的是()A
5、若脊髓受损,刺激传出神经后伸肌也会收缩B刺激传入神经元,抑制性中间神经元不会兴奋C膝反射的反射弧中,传出神经元的胞体位于脊髓中D若膝盖下方的皮肤破损,刺激肌梭后也能发生膝反射B若脊髓受损,刺激传出神经后兴奋也可以传到效应器,所以伸肌也会收缩;刺激传入神经元会引起抑制性中间神经元兴奋,释放抑制性神经递质使下一个神经元被抑制;膝反射的反射弧中,传出神经元的胞体位于脊髓;在膝反射中,肌梭是感受器,皮肤受损并不会破坏膝反射反射弧的完整性,故反射仍能正常发生。“三看法”判断反射类型 题组二反射弧的结构及功能3当快速牵拉骨骼肌时,会在d处记录到电位变化过程。据图判断下列相关叙述,错误的是()A感受器位于骨
6、骼肌中Bd处位于传出神经上C从a到d构成一个完整的反射弧D牵拉骨骼肌时,c处可检测到神经递质C由题意可知,当快速牵拉骨骼肌时,会在d处记录到电位变化过程,因此感受器位于骨骼肌中;传入神经的细胞体在灰质以外,传出神经的细胞体在灰质内,所以d处位于传出神经上;从a到d没有效应器,不能构成一个完整的反射弧;牵拉骨骼肌时,会在d处记录到电位变化过程,说明有神经兴奋的传递,c处可检测到神经递质。4右图为反射弧结构示意图,下列有关叙述正确的是()A刺激而发生肌肉收缩的现象称为反射B正常机体内,兴奋在结构中的传导是单向的C图中神经元的胞体均位于结构处Da、b依次表示反射孤的效应器和感受器B分析题图,根据图中
7、的神经节或中的突触可判断a为感受器、b为效应器,兴奋在反射弧上的传导方向是从a传向b,是单向的;反射的结构基础是完整的反射弧,因此刺激而发生肌肉收缩的现象不能称为反射;神经节也是神经元的胞体,它位于以外。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(C)的是传入神经。(2)根据脊髓灰质内突触结构判断:图示中与“”(轴突末梢)相连的为传入神经(B),与“”(胞体)相连的为传出神经(E)。(3)根据脊髓灰质结构判断:与前角(膨大部分)相连的为传出神经(E),与后角(狭窄部分)相连的为传入神经(B)。(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
8、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。 考点二兴奋的传导与传递1兴奋在神经纤维上的传导(1)传导形式:电信号,也称神经冲动。(2)传导过程:(3)传导特点:双向传导,即图中abc。(4)兴奋在神经纤维上的传导方向与局部电流方向的关系(如图):在膜外,局部电流方向与兴奋传导方向相反。在膜内,局部电流方向与兴奋传导方向相同。2兴奋在神经元之间的传递(1)突触结构与类型结构:由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成。主要类型:(2)突触处兴奋传递过程(3)兴奋在突触处的传递特点:单向。原因如下:递质存在:神经递质只存在于突触小体内的突触小泡中。递质释放:神经递质只能由
9、突触前膜释放,作用于突触后膜。巧记神经递质“一二二” (1)离体和在生物体内神经纤维上兴奋的传导方向不同:离体神经纤维上兴奋的传导是双向的。在生物体内,神经纤维上的神经冲动只能来自感受器,因此,生物体内兴奋在神经纤维上是沿着反射弧单向传导的。(2)突触小体和突触不同:组成不同:突触小体是上一个神经元轴突末端的膨大部分,其上的膜构成突触前膜,是突触的一部分;突触由两个神经元构成,包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。信号转变不同:在突触小体上的信号变化为电信号化学信号;在突触上完成的信号变化为电信号化学信号电信号。 1判断正误:(1)静息状态的神经细胞膜两侧的电位表现为内正外负()(2)神经细胞静息
10、电位形成的主要原因是K外流()(3)动作电位形成过程中Na内流的方式是主动运输()(4)神经纤维接受刺激产生的兴奋以电信号形式传导()(5)神经纤维上兴奋的传导方向与膜内的电流方向相同()(6)刺激神经纤维中部,产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导()(7)神经肌肉接点的突触间隙中有组织液()(8)兴奋可从一个神经元的轴突传到下一个神经元的细胞体或树突()(9)兴奋传递过程中,突触后膜上的信号转换是电信号化学信号电信号()(10)神经递质作用于突触后膜上,就会使下一个神经元兴奋()(11)在完成反射活动的过程中,兴奋在神经纤维上的传导方向是双向的,而在突触处的传递方向是单向的()(12)神经递质以胞
11、吐的方式释放至突触间隙,该过程共穿过了0层生物膜,该过程的发生体现了生物膜具有一定的流动性()2下图依次表示蛙坐骨神经受到刺激后的电位变化过程,请思考:(1)三幅图中可表示甲电极兴奋,乙电极不兴奋的及乙电极兴奋,甲电极不兴奋的依次为_、_。(2)若从电极乙的右侧施予适宜刺激,则电流计指针偏转状况应依次用哪些序号排序:_。答案:(1)(2)1神经细胞膜电位变化曲线(1)图示:离体神经纤维某一部位受到适当刺激时,受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化,产生神经冲动。图示该部位受刺激前后,膜两侧电位差的变化。(2)A线段静息电位、外正内负,K通道开放(协助扩散);B点0电位,动作电位形成过程中,
12、Na通道开放(协助扩散);BC段动作电位,Na通道继续开放;CD段静息电位恢复过程中,K通道开放(协助扩散);DE段静息电位恢复后,NaK泵活动加强,排Na吸K,使膜内外离子分布如初。(1)细胞内外K、Na浓度对神经电位的影响不同。细胞外液中K浓度会影响神经元静息电位的大小,而细胞外液中Na浓度对神经元静息电位几乎无影响;细胞外液中Na浓度会影响受刺激神经元的动作电位大小,而细胞外液中K浓度对神经元动作电位几乎无影响。(2)兴奋产生和传导中K、Na的运输方式不同。静息电位产生时,K由高浓度到低浓度运输,需要载体蛋白的协助,属于协助扩散;动作电位产生时,Na的内流需要载体蛋白,同时从高浓度到低浓
13、度运输,属于协助扩散;恢复静息电位时,起初的K外流是协助扩散;但随后的NaK泵排Na吸K是逆浓度梯度运输,为消耗能量的主动运输。 2膜电位的测量测量项目测量方法测量结果静息电位电流计一极接膜外,另一极接膜内指针发生一次偏转动作电位指针发生两次方向相反的偏转3.指针偏转原理图下图中a点受刺激产生动作电位“”,动作电位沿神经纤维传导依次通过“abc右侧”时灵敏电流计的指针变化细化图:说明:电流计指针偏转与电位有什么关系?电流计的指针偏转有两种情况,第一种是指针偏向电位低的一侧;第二种是指针偏向电位高的一侧。本实验电流计偏转方向都属于第一种。一般情况下,实验中若没有特殊说明,都属于第一种情况。电流计
14、是否干扰神经纤维上电流的传导?电流计只能显示其两个电极之间的电位差,不能传导神经纤维上或传递神经元之间的电流,如图所示,给A点一定的刺激,电流不会通过“甲电流计”传导到B处,因此,只有甲电流计的指针发生一次偏转,乙电流计的指针不发生偏转。4突触影响神经冲动传递情况的判断与分析(1)正常情况下,神经递质与突触后膜上受体结合引起突触后膜兴奋或抑制后,立即被相应酶分解而失活或迅速被移走。(2)突触后膜会持续兴奋或抑制的原因:若某种有毒有害物质使分解神经递质的相应酶变性失活,则突触后膜会持续兴奋或抑制。(3)药物或有毒有害物质作用于突触从而阻断神经冲动的传递的三大原因:药物或有毒有害物质阻断神经递质的
15、合成或释放;药物或有毒有害物质使神经递质失活;突触后膜上受体位置被某种有毒物质结合,使神经递质不能与后膜上的受体结合。题组一兴奋在神经纤维上的传导1(2019山东济南联考)下列有关神经调节的叙述正确的是()A神经元内的K外流是形成静息电位的基础B突触后膜能实现电信号化学信号电信号的转变C只有神经元上才有与神经递质特异性结合的受体D神经递质与受体结合后必然引起突触后膜上的Na通道开放A神经元内的K外流是形成静息电位的基础;突触后膜能实现化学信号电信号的转变;效应器上也存在能与神经递质特异性结合的受体;神经递质与受体结合后,引起下一个神经元兴奋或抑制,所以不一定会引起突触后膜上的Na通道开放。2如
16、图所示,当神经冲动在轴突上传导时,下列叙述错误的是()A甲区域与丙区域可能刚恢复为静息电位B乙区域与丁区域间膜内局部电流的方向是从乙到丁C丁区域发生K外流和Na内流D图示神经冲动的传导方向既可能是从左到右也可能从右到左C由图可知,甲、丙和丁区域电位为外正内负,处于静息状态,乙区域的电位正好相反,即动作电位。 甲区域与丙区域可能刚恢复为静息电位,也有可能是兴奋还没传到时所保持的静息电位;电流是从正电位流向负电位,所以乙区域与丁区域间膜内局部电流的方向是从乙到丁;丁区域的电位为外正内负,是由K外流造成的;兴奋在神经纤维上的传导是双向的,因此图示兴奋传导的方向既可能从左到右也可能从右到左。题组二兴奋
17、在神经元之间的传递3(2019吉林长春期末)甘蔗发霉时滋生的节菱孢霉菌能产生三硝基丙酸(3NP),3NP能抑制胆碱酯酶的合成。如图表示突触结构,表示乙酰胆碱,能够被胆碱酯酶分解。下列说法正确的是()A中的从突触前膜释放不需要提供ATPB若3NP作用于神经肌肉接头,可导致肌肉痉挛C与结合后,一定会导致突触后膜产生动作电位D胆碱酯酶的作用是降低突触后膜的兴奋性B图中是突触小泡,其中的神经递质从突触前膜释放的方式是胞吐,需要线粒体提供ATP,A项错误;3NP可通过抑制胆碱酯酶的合成,进而抑制乙酰胆碱的分解,使乙酰胆碱持续作用于肌肉,导致肌肉痉挛,B项正确;乙酰胆碱与突触后膜上的受体结合后,不一定会导
18、致突触后膜产生动作电位,必须达到一定阈值才能产生动作电位,C项错误;胆碱酯酶的作用是分解乙酰胆碱,使乙酰胆碱失去效应,从而中断兴奋的传递,D项错误。考点三难点突破电流表指针偏转问题及实验探究1兴奋传导与电流表指针偏转关键是看电流计两端的电极产生几次电位差(1)在神经纤维上:刺激a点,b点先兴奋(一次电位差),d点后兴奋(第二次电位差),电流计发生两次方向相反的偏转。刺激c点(bccd),b点和d点同时兴奋(没有电位差),电流计不发生偏转。(2)在神经元之间:刺激b点,由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋(一次电位差),d点后兴奋(第二次电位差),电流计发生两次方向相
19、反的偏转。刺激c点,兴奋不能传至a,a点不兴奋(没有电位差),d点可兴奋(一次电位差),电流计只发生一次偏转。如图为神经元结构模式图,电流计A1和A2的两极a、c、d、e分别接在神经纤维外膜上,在b、f两点给予适宜强度的刺激,则电流计的偏转情况为()(代表神经元细胞体,代表神经末梢,且abbc、acde)A在b点与f点刺激时,A1、A2各偏转两次,且方向相反B在b点刺激时,A1偏转两次,A2偏转一次;f点刺激时,A1不偏转,A2偏转一次C在b点刺激时,A1不偏转,A2偏转一次;f点刺激时,A1不偏转,A2偏转一次D在b点刺激时,A1不偏转,A2偏转两次;f点刺激时,A1不偏转,A2偏转一次D在
20、b点刺激时,兴奋同时到达a和c处,因此A1不偏转;当兴奋继续向右传导时,先到达d处,后到达e处,因此A2偏转两次,且方向相反。在f点刺激时,兴奋能传导到e处,但由于突触的存在,兴奋不能传到a、c和d处,因此A1不偏转,A2偏转一次。D项符合题意。如图所示,甲、乙为电表,a、b、c、d是测量电极,e、f是刺激电极,各电极均置于神经质膜外表面。e、f之间的神经纤维被结扎。e使静息膜电位差明显增大、f使静息膜电位差明显减小。给予e点低于阈值的刺激、f点高于阈值的刺激,下列叙述正确的是()A甲电表a、b处均能测得一个负电位B甲电表指针可能发生两次方向相反的偏转C当c处为外负内正状态时,K通道可能处于开
21、放状态D当兴奋传到d处时,膜发生的Na外流需要Na通道协助C由于a、b均处于神经纤维膜外,无电位差存在,所以甲电表不能测得电位,A错误;由于给e点低于阈值的刺激,所以无法引起神经纤维膜上的离子通道打开而不会改变膜内外电位,所以甲电表指针不会发生偏转,B错误;当c处为外负内正状态时,说明c处处于兴奋状态,主要是Na通道打开,但此时其他部位的K通道可能也处于开放状态,C正确;当兴奋传到d处时,膜发生的Na内流(因为膜外的Na浓度比膜内高)需要Na通道协助,D错误。兴奋传导与电流计指针偏转问题(1)探究兴奋在神经纤维上的双向传导(2)探究兴奋在神经元之间的单向传递 2兴奋传导特点的突验探究(1)探究
22、冲动在神经纤维上的传导特点:方法设计电刺激图处观察A的反应测处电位变化结果分析A有反应,处电位改变传导A有反应,处电位未变传导(2)探究冲动在神经元之间的传递特点:方法设计先电刺激处,测处电位变化再电刺激处,测处电位变化结果分析传递只有一处电位改变传递如图是从蛙体内剥离出的某反射弧结构模式图,其中甲表示神经中枢,乙、丙未知。神经A、B上的1、2、3、4为4个实验位点。现欲探究神经A是传出神经还是传入神经,结合所给器材,完成以下内容。材料:从蛙体内剥离出来的某反射弧(反射弧结构未被破坏)。供选择仪器:剪刀,电刺激仪,微电流计。(1)如果该反射弧的效应器为运动神经末梢及其连接的肌肉,探究神经A是传
23、出神经还是传入神经的方法步骤为(只在神经A上完成):先用剪刀在神经A的_将其剪断;再用电刺激仪刺激神经A上的实验点_,若_,则神经A为传入神经,反之则为传出神经。(2)如果在实验过程中要保证神经A和神经B的完整性,探究神经A是传出神经还是传入神经的方法步骤为(每个实验位点只能用一次):将微电流计的两个电极分别搭在实验位点2和实验位点3的神经纤维膜外;用电刺激仪刺激实验位点1,若微电流计的指针偏转_次,则神经A为传出神经;若微电流计的指针偏转_次,则神经A为传入神经。该实验结果表明兴奋在神经元之间传递的特点为_,具有这种特点的原因是_。解析:该实验的目的是探究神经A是传出神经还是传入神经。实验原
24、理是兴奋在神经元上可以双向传导,而在神经元之间只能单向传递。(1)实验要求只能在神经A上完成,操作时,先用剪刀将神经A的1、2之间剪断。若A是传入神经,乙是感受器,则刺激神经A上的实验点1,兴奋无法传至效应器,所以肌肉无收缩现象;若A是传出神经,乙是效应器,则刺激神经A上的实验点1,兴奋仍可传至效应器,所以肌肉有收缩现象。(2)若神经A为传入神经。刺激实验位点1,兴奋可传导到实验位点2和3,则微电流计的指针偏转2次。若神经A为传出神经,刺激实验位点1,兴备只能传到2,而不能传到3,则微电流计的指针只能偏转1次。答案:(1)1、2之间1无肌肉收缩现象(或2有肌肉收缩现象)(2)12单向传递神经递
25、质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上1下图1为某一神经纤维示意图,将一电流表的a、b两极置于膜外,在X处给予适宜刺激,测得电位变化如图2所示。下列说法正确的是()A未受刺激时,电流表测得的为静息电位B兴奋传导过程中,a、b间膜内电流的方向为baC在图2中的t3时刻,兴奋传导至b电极处Dt1t2,t3t4电位的变化分别是Na内流和K外流造成的C图1所示电流表的a、b两极均置于膜外,指针不偏转,无法测出静息电位;兴奋传导过程中,膜内电流的方向与兴奋传导的方向一致,即为ab;图2中t1t2,t3t4电位的变化分别是a处和b处产生动作电位,并且曲线中偏离横轴的一段均由Na内流造成,偏回横轴的一段
26、均由K外流造成。2(2020烟台一中检测)给某一神经纤维适宜刺激,用记录仪记录电位差,结果如图,图中1、2、3、4、5是五个不同阶段,其中1是静息状态,2是产生动作电位的过程,4是恢复过程。下列说法错误的是()A1状态下神经元的细胞膜外为正电位B2主要是由膜外Na在短期内大量流入膜内造成的,该过程不需要消耗能量C若组织液中的Na浓度增大,会导致记录到的电位变化中Y点上移D若组织液中的K浓度增大,会导致记录到的电位变化中X点下移D1是静息状态,电位表现为外正内负;2主要是由膜外Na在短期内大量流入膜内造成的,该方式是协助扩散,不需要消耗能量;若组织液中的Na浓度增大,则受到刺激时Na通过协助扩散
27、方式进入细胞内的量增加,膜内外电位差加大,导致记录到的电位变化中Y点上移;若组织液中的K浓度增大,则膜内外K的浓度差减小,所以静息状态时K通过协助扩散外流出细胞的量减少,静息电位差减小,导致记录到的电位变化中X点上移。兴奋的产生和传导过程中Na、K的运输方式(1)形成静息电位时,K外流是由高浓度向低浓度运输,需载体蛋白的协助,不消耗能量,属于协助扩散。(2)产生动作电位时,Na的内流需载体蛋白,同时从高浓度向低浓度运输,不消耗能量,属于协助扩散。(3)恢复静息电位时,K的外流是由高浓度到低浓度,属于协助扩散。(4)一次兴奋结束后,钠钾泵将流入的Na泵出膜外,将流出的K泵入膜内 需要消耗ATP,
28、属于主动运输。考点四神经系统的分级调节及人脑的高级功能1中枢神经系统2各级神经中枢之间的关系(1)大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢。(2)位于脊髓的低级中枢受脑中相应高级中枢的调控。(3)各级中枢的功能:下丘脑a调节机体活动的最高级中枢脑干 B有维持身体平衡的中枢大脑皮层 c有体温调节中枢、水平衡调节中枢,还与生物节律等的控制有关小脑 D调节躯体运动的低级中枢脊髓 e有许多维持生命必要的中枢,如呼吸中枢提示:ceabd3人脑的高级功能(1)感知外部世界。(2)控制机体的反射活动。(3)具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。4人类大脑皮层的言语区受损功能区障碍症特征功能障碍症S区不能讲话
29、(听得懂、看得懂)运动性失语症W区不能写字(听得懂、看得懂)失写症V区不能看懂文字失读症H区不能听懂话(会写、会讲、会看)听觉性失语症1判断正误:(1)脊髓、脑干属于中枢神经系统()(2)位于大脑皮层的呼吸中枢是维持生命的必要中枢()(3)高级神经中枢和低级神经中枢对躯体运动都有调控作用()(4)某同学正在跑步,参与调节这一过程的神经中枢有大脑皮层、小脑、下丘脑、脑干和脊髓()(5)控制排尿反射的高级神经中枢位于大脑皮层()2长句应答突破简答题成年人可有意识地控制排尿,但婴儿却不能,其原因何在?答案:成人和婴儿控制排尿的初级中枢都在脊髓,但它受大脑控制。婴儿因大脑的发育尚未完善,对排尿的控制能
30、力较弱,所以排尿次数多,而且容易发生夜间遗尿现象。1下图是人类大脑皮层(左半球侧面)的言语区模式图。下列相关说法,不正确的是()A大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢BW区发生障碍的患者不能讲话,出现运动性失语症CV区发生障碍的患者不能看懂文字DH区发生障碍的患者不能听懂别人讲话BS区受损伤,患者可以看懂文字、听懂别人的讲话,但自己却不会讲话,不能用词语表达思想,称为运动性失语症,B错误。2下列关于各级神经中枢功能的叙述错误的是()A一般成年人可以“憋尿”,这说明高级中枢可以控制低级中枢B“植物人”脑干、脊髓的中枢仍然能发挥调控作用C大脑皮层H区发生障碍的患者不能听懂别人谈话D学习和记忆是人脑特有的高级功能D排尿反射的低级中枢位于脊髓,而一般成年人可以有意识地控制排尿,说明脊髓的排尿反射中枢受大脑皮层的控制,A项正确;“植物人”具有呼吸和心跳,也能排尿、排便,呼吸中枢在脑干,排尿、排便反射中枢在脊髓,B项正确;大脑皮层H区是听觉性语言中枢,发生障碍的患者不能听懂别人谈话,C项正确;语言功能是人脑特有的高级功能,D项错误。