备战高考生物一轮复习优质课件 第23讲 神经调节
展开神经调节的结构基础和基本方式
神经系统的分级调节及人脑的高级功能
一、神经系统的基本结构
人的神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统。
分别调控某一特定生理功能
中枢神经系统≠神经中枢
中枢神经系统中含有许多神经中枢
1.中枢神经系统——脑
包括左右两个大脑半球,表面是大脑皮层;大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢。
位于大脑的后下方,它能够协调运动,维持身体平衡。
脑的重要组成部分,其中有体温调节中枢、水平衡的调节中枢等,还与生物节律等的控制有关。
是连接脊髓和脑其他部分的重要通路,有许多维持生命的必要中枢,如调节呼吸、心脏功能的基本活动中枢。
1.中枢神经系统——脊髓
脊髓:位于椎管中,是脑与躯干、内脏之间的联系通路, 它是调节运动的低级中枢。
脊髓包括灰质和白质两部分
由神经元细胞体组成,横切呈蝴蝶形灰质灰质内有许多低级神经中枢,完成基本的反射活动,如排便、排尿等。
由神经纤维组成传递神经冲动。
1.功能辨析:①喝酒后,走路摇摇晃晃是因为酒精麻痹了 ;②喝酒后,语无伦次是因为酒精麻痹了 ;③喝酒后,呼吸急促,与此现象相关的是_____;④植物人饮食靠“鼻饲”,人工向胃内注流食,并具有正常的呼吸和心跳,可肯定其 未受损;⑤植物人具有渗透压和体温,可肯定其________未受损;⑥植物人失去躯体感觉和运动的能力,说明其受损部位为 。
与脑相连,12对;主要分布在头面部,负责管理头面部的感觉和运动。
与脊髓相连,31对;主要分布在躯干、四肢,负责管理躯干四肢的感觉和运动。
脑神经和脊神经都含有传入神经(感觉神经)和传出神经(运动神经)
①传入神经(感觉神经)
②传出神经(运动神经)
将中枢神经系统的指令信息传输到相应器官,使机体对刺激做出反应。
将接收到的信息传递到中枢神经系统
对信息进行分析处理并发出指令信息
I.躯体运动神经(支配躯体运动的神经)
II.内脏运动神经(支配内脏器官的神经)
你可以控制自己是否跑开,却不能控制自己的心跳,这是为什么?
“跑开”是由躯体运动神经支配的,它可以受意识的支配;心跳等内脏器官的活动是受内脏运动神经支配的,不受意识控制。
支配内脏、血管和腺体的传出神经,它们的活动不受意识支配,称为自主神经系统。自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成。
交感神经(人体兴奋状态)
副交感神经(人体安静状态)
两种神经对同一器官的生理作用一般是相反对立的。使器官做出反应活动更精确,更能适应外界环境的变化。
一般认为大部分血管只受交感神经支配。
1.交感神经和副交感神经对同一器官的作用都是相反的吗?
不是。交感神经和副交感神经对同一器官的作用有时是一致的。例如,交感神经和副交感神经都有促进唾液腺分泌的作用,但分泌的唾液的成分含量却不一样。刺激交感神经所分泌的唾液,水分少而酶多;刺激副交感神经所分泌的唾液,水分多而酶少。含酶较多的唾液有利于消化;含水分较多的唾液有利于润滑食物,便于吞咽。
2.从神经系统组成的角度,下列有关叙述正确的是( )A. 中枢神经系统由大脑和脊髓组成 B. 支配躯体运动的神经属于外周神经系统的传出神经 C. 安静状态时,交感神经占据优势 D. 自主神经系统是脊神经的一部分,包括交感神经和副交感神经
3.如图是自主神经系统的组成和功能示例,它们的活动不受意识 的支配。下列叙述错误的是( )
A.由惊恐引起的呼吸和心跳变化是不受意识支配的B.交感神经使内脏器官的活动加强,副交感神经使内脏器官的活动减弱C.当人处于安静状态时,副交感神经活动占优势,心跳减慢,胃肠的蠕动会加强D.交感神经和副交感神经犹如汽车的油门和刹车,使机体更好地适应环境的变化
4. 下列关于交感神经和副交感神经的叙述不正确的是( )A. 它们都属于自主神经系统 B. 它们对于同一器官的作用通常是相反的 C. 它们都由传入神经和传出神经组成 D. 人体处于安静状态时,副交感神经活动占据优势
5.当你看到电影中精彩紧张的镜头时,你往往会不自觉地心跳加快、屏住呼吸、瞪大眼睛、握紧拳头、盯着屏幕,当然这一刻,你一般不会感觉到肚子饿,也不会想去上厕所。而当电影散场时,你经常会发现,你急需去厕所,肚子也饿了。
(1)精彩紧张的镜头会让人心跳加快、眼睛瞪大、瞳孔放大握紧 拳头,是什么神经在起作用?
(2)为什么散场了,急需去厕所?
人体处于安静状态时,副交感神经活动占据优势,副交感神经使膀胱收缩,所以急需去厕所。
(3)人处于紧张状态时,容易消化不良,导致腹胀、胃肠道不适, 原因是:
人体处于紧张状态时,交感神经占据优势,胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱。
(4)交感神经和副交感神经的相互作用的存在有什么意义?
可使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。
调节运动的低级中枢(膝跳、排尿)
小脑:协调运动、维持平衡
下丘脑:体温、水平衡、血糖调节中枢,生物节律
脑干:必要中枢(呼吸、心脏)
躯体运动神经(受意识支配)
内脏运动神经(自主神经)
二、组成神经系统的细胞
组成神经系统的细胞主要包括神经元和神经胶质细胞两大类。
神经胶质细胞类型多样,数量多,具有支持、保护、营养和修复神经元的功能。
在外周神经系统中,神经胶质细胞参与构成神经纤维表面的髓鞘。
2.神经元(神经细胞)
接受信息,将其传导到细胞体
将信息从细胞体传向其他神经元、肌肉或腺体
神经元的长突起外表套有一层髓鞘,组成神经纤维。
树突、轴突末端形成的许多细小的分支
神经元的膨大部分,含有细胞核
神经系统结构与功能的基本单位
功能:接受刺激、产生兴奋、传导兴奋
轴突将信息从细胞体传向其他神经元、肌肉或腺体。
有些神经元轴突很长,这有利于神经元将信息输送到 的支配器官;树突多有利于充分 。
多条神经纤维汇集成束,外面在包裹一层膜构成。
6.如图为运动神经元的结构示意图。下列叙述错误的是( )A.图②末端的细小分支叫作神经末梢B.该神经元有多个突触C.该神经元的胞体位于脊髓D.刺激该神经元轴突产生的负电波沿神经纤维传播
7.如图为人体不同类型的神经元结构模式图,下列叙述正确的是( )A.3种神经元形态相似,都由细胞体、树突、轴突组成,树突通常短而粗,用来接受信息并将其传向其他神经元、肌肉或腺体B.3种神经元和神经胶质细胞一样,基本结构都包括细胞膜、细胞质和细胞核,功能也相同C.3种神经元的轴突可聚集成束,外包包膜,构成一条神经D.3种神经元尽管突起数量不同,但末端形成的神经末梢分布于全身各处
轴突:长而细,传出信息
辅助作用,支持、保护、营养和修复神经元,构成髓鞘。
树突:短而粗,接收信息
1.反射——神经调节的基本方式
在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应。
缩手反射、眨眼反射、膝跳反射等
有中枢神经系统的多细胞动物
注意: 植物、单细胞生物等没有神经系统,因此它们对外界刺激作出的反应不是反射,而是应激性,例如含羞草的“害羞”,草履虫逃避刺激等。
2.反射弧——完成反射的结构基础
反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成。
一个完整的反射活动仅靠一个神经元能完成吗?
不能。完整的反射活动至少需要传入与传出两种神经元。大多数情况下还需要中间神经元的参与。
注意: 部分反射没有中间神经元参与,如膝跳反射
传入神经末梢及其连接的结构
传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体
如何区分传入神经和传出神经?
(1)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判断:有神经节的是传入神经。
③根据脊髓灰质结构判断:与膨大部分相连的为传出神经,与狭窄部分相连的为传入神经。
(传导兴奋至神经中枢)
(信息的分析和综合,并产生新的兴奋)
(对刺激作出应答反应)
兴奋是指动物体或人体内的某些细胞或组织(如神经组织)感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
反射活动需要经过完整的反射弧来实现。
反射弧任何环节在结构、功能上受损,反射就不能完成。
兴奋除了在反射弧中传导,还会在脑与脊髓等中枢神经系统中传导,缩手反射(如图所示)和膝跳反射中,兴奋会从脊髓的低级中枢传导到大脑皮层从而产生相应的感觉。
一切感觉(嗅觉、听觉、味觉、痛觉、渴觉等)都在大脑皮层形成,都不属于反射。
(3)反射≠反应 ≠感觉
①反射的发生要有完整的反射弧和一定条件的刺激,刺激过弱 或过强反射都无法进行。如用针刺脚趾引起的缩腿行为。
②反应是指生物体对内外刺激作出的规律性应答,不需要完整的反 射弧,如用针刺坐骨神经引起的与坐骨神经相连的肌肉的收缩。
③感觉是在大脑皮层形成的,需要感受器、传入神经、神经中枢 参与,传出神经和效应器可不参与,可不产生反应。
对传入的信息进行分析和综合。
1.完成反射的条件①反射弧要完整②要有一定的刺激2.兴奋传导部位①反射弧②脑与脊髓等中枢神经系统,兴奋再通过脊髓的低级中枢传导到大脑皮层产生感觉 。3.一切感觉都不属于反射
3.条件反射与非条件反射的比较
出生后无须训练就具有的反射
特点:先天、不可改变、不需高级中枢参与,大脑皮层以下(脑干、脊髓)参与。
出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射。
特点:后天、可改变、需高级中枢 (大脑皮层)参与,低级中枢也参与。
(3)条件反射的自我建立过程
无关刺激与非条件刺激多次结合
说明: 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。
如果 而 ,条件反射会 ,以至最终 ,这是条件反射的消退。
条件反射的消退 条件反射的简单丧失,而是 把原先 转变为 。
条件反射的消退使得动物获得了两个刺激间 ,是一个 过程,需要 的参与。
①由于非条件的数量是有限的,条件反射的数量则是几乎无限的, 因此条件反射的建立,是动物生存必不可少的;
②条件反射使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性, 大大提高了动物应对复杂环境变化的能力。
信号(光、声音等)刺激
大脑皮层以下的神经中枢
反射弧及神经联系永久、固定,反射一般不消退
反射弧及神经联系暂时、可变,反射易消退,需强化适应
完成机体基本的生命活动
使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性,大大提高了动物应对复杂环境变化的能力
条件反射是在非条件反射基础上,学习和训练建立起来的条件反射应不断用非条件刺激强化才能维持下去
8.科研人员用去除脑但保留脊髓的蛙(称为脊蛙)为材料进行反射 活动实验,请回答与此有关的问题。轻轻刺激脊蛙左后肢的趾部,可观察到该后肢出现屈腿反射。 该反射的反射弧组成:
感受器(趾部皮肤)、传入神经、神经中枢(位于脊髓)、传出神经、效应器(后肢肌肉)。
(2) 用针破坏脊髓后,刺激脊蛙左后肢的趾部,该后肢 发生 屈腿反射;如果刺激的是传出神经,该后肢 发生屈腿反射 (填“能”或“不能” )。(3 ) 从该实验你可以得出的结论是 , 。(4) 从以上实验结果 得出”蛙后肢的屈腿反射不受大脑控制” 的结论(填“能”或”不能”)。
反射需要经过完整的反射弧
缺少神经中枢,反射就不能完成
9.给狗喂食会引起唾液分泌,但铃声刺激不会。若每次在铃声后立即给狗喂食,这样多次重复后,狗一听到铃声就会分泌唾液。下列叙述正确的是( )A.大脑皮层没有参与铃声刺激引起唾液分泌的过程B.食物引起味觉和铃声引起唾液分泌属于不同的反射C.铃声和喂食反复结合可促进相关的神经元之间形成新的联系D.铃声引起唾液分泌的反射弧和食物引起唾液分泌的反射弧相同
脊蛙双侧后肢对刺激的收缩反应的反射弧
左后肢不收缩,右后肢收缩
左后肢收缩,右后肢不收缩
10.为了验证反射弧的完整性是完成反射活动的基础,某同学将甲、乙两只脊蛙(去除脑但保留脊髓的蛙)的左、右后肢最长趾趾端(简称左、右后趾)分别浸入0.5%硫酸溶液中,均出现屈肌反射(缩腿),之后用清水洗净、擦干。回答下列问题:
(1)剥去甲的左后趾皮肤,再用0.5%硫酸溶液刺激左后趾,不出现屈肌反射,其原因是_________________________________。 (2)分离甲的右后肢坐骨神经,假如用某种特殊方法阻断了传入神经,再将甲的右后趾浸入0.5%硫酸溶液中,不出现屈肌反射,则说明 。 (3)捣毁乙的脊髓,再用0.5%硫酸溶液刺激蛙的左后趾,______(填“能”或“不能”)出现屈肌反射,原因是 。
剥去皮肤导致反射弧的感受器缺失
传入神经结构和功能完整是完成反射活动所必需的
反射弧的神经中枢被破坏
10.在用脊蛙(去除脑保留脊髓的蛙)进行反射弧分析的实验中,破坏缩腿反射弧在左后肢的部分结构,观察双侧后肢对刺激的收缩反应,结果如下表:上述结果表明,反射弧的被破坏部分可能是( )A.感受器 B.感受器和传入神经 C.传入神经和效应器 D.效应器
兴奋在反射弧中是以什么形式传导的?它又是怎样传导的呢?
一、兴奋在神经纤维上的传导
①静息时,电表 测出电位变化, 说明神经表面各处电位 。
②在图示神经的左侧一端给予刺激时, 刺 激端的电极处(a处)先变为 电位, 接着 。
③然后,另一电极(b处)变为 电位。
④接着又 。
在神经系统中,兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也叫神经冲动(neural impulse)。
共发生了两次方向相反的偏转
1.兴奋在神经纤维上以电信号传导
静息时神经元和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度
在未受到刺激时,神经纤维处于静息状态。
神经细胞外的Na+浓度比膜内要高,K+浓度比膜内低。
神经细胞Na+、K+分布特点
2.兴奋在神经纤维上以电信号传导——静息状态
①神经细胞膜外的Na+浓度高,膜内K+浓度高。
②静息状态下,细胞膜上K+通道蛋白打开。
静息时,细胞膜主要对K +有通透性,即K +通道开放,K +外流,膜电位表现为内负外正,称为静息电位。
2.兴奋在神经纤维上以电信号传导——兴奋状态
②受到刺激时,细胞膜上Na+通道蛋白打开。
受到刺激时,细胞膜对Na +的通透性增加,Na + 内流,使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧, 膜电位表现为内正外负,称为动作电位,并与相邻部位产生电位差。
+ + + + + + + + + + - - - - + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - -+ + + + - - - - - - - - - - - - - -
兴奋部位与未兴奋部位之间由于电位差发生电荷移动形成局部电流。如此依次进行下去,兴奋不断地向前传导,后方恢复静息电位。
与膜外局部电流方向相反
与膜内局部电流方向一致
注意:在生物体内,通常兴奋来自感受器,因此,兴奋在生物体内的反射弧上的传导是单向传导。
离体状态——兴奋在神经纤维上双向传导。
主要表现为K+外流, 使膜电位表现为内负外正。
Na+大量内流,导致膜电位迅速逆转,表现为外负内正。
K+大量外流,膜电位恢复为静息电位后,K+通道关闭。
钠钾泵将流入的Na+泵出膜外,将流出的K+泵入膜内,以维持细胞外Na+浓度高和细胞内K+浓度高的状态,为下一次兴奋做好准备。
a-c:Na+内流(协助扩散)
c-e:K+外流(协助扩散)
e-f:泵出Na+,泵入K+(主动运输)
①K+在整个过程中都是由高浓度到低浓度运输,K+外流需要通道 蛋白的协助,属于被动运输(协助扩散);
②Na+在动作电位产生时内流,Na+的内流需要通道蛋白,同时从 高浓度到低浓度运输,故属于被动运输(协助扩散);
③一次兴奋完成后,钠钾泵将流入的Na+泵出膜外,将流出的K+泵 入膜内,以维持细胞外Na+浓度高和细胞内K+浓度高的状态,为 下一次兴奋做准备,属于主动运输,需消耗能量;
④静息电位虽然由K+大量外流产生和维持,但此时的K+浓度膜内 仍然高于膜外;同理,处于动作电位时, Na+浓度膜外仍然高 于膜内。
1.枪乌贼的神经元是研究神经兴奋的好材料。研究表明,当改变神经元轴突外Na+浓度的时候,静息电位并不受影响,但动作电位的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。
(1)请对上述实验现象作出解释。
静息电位与神经元内的K+外流相关而与Na+无关,故神经元轴突外Na+浓度的改变不影响静息电位。动作电位与神经元外的Na+内流相关,细胞外Na+浓度降低,细胞内外Na+浓度差变小,Na+内流减少,动作电位值下降。
(2)若要测定枪乌贼神经元的正常电位,应该在何种溶液中测定? 为什么?
要测定枪乌贼神经元的正常电位,应在钠钾离子浓度与内环境相同的环境中进行。因为体内的神经元处于内环境之中,其钠钾离子具有一定的浓度, 要使测定的电位与体内的一致,也就必须将神经元放在钠钾离子浓度与体内相同的环境中。
①静息电位是K+的平衡电位,细胞外K+浓度上升后,细胞内K+向外扩散减少,从而引起静息电位(绝对值)变小。②动作电位的峰值是Na+的平衡电位。当细胞外Na+浓度上升后,向细胞内的扩散量增加,从而使动作电位的峰值变大。
2.试判断一个神经细胞的静息电位在添加具有生物活性的化合物——河豚毒素(Na+—离子转运载体抑制剂)后,是如何变化的( )
3.听毛细胞是内耳中的一种顶端具有纤毛的感觉神经细胞。声音传递到内耳中引起听毛细胞的纤毛发生偏转,使位于纤毛膜上的K+通道打开,K+内流而产生兴奋。兴奋通过听毛细胞底部传递到听觉神经细胞,最终到达大脑皮层产生听觉。下列说法错误的是( )A.静息状态时纤毛膜外的K+浓度低于膜内B.纤毛膜上的K+内流过程不消耗ATPC.兴奋在听毛细胞上以电信号的形式传导D.听觉的产生过程不属于反射
二、兴奋在神经元之间的传递
在完成一个反射的过程中,兴奋要经过多个神经元。一般情况下,相邻的两个神经元并不是直接接触的。
神经元的轴突末梢经过多次分枝,最后每个小枝末端膨大,呈杯状或球状,叫作突触小体。
突触小体可以与其他神经元的细胞体或树突等相接近,共同形成突触,完成神经元之间的兴奋传递。
为神经递质的合成和释放提供能量
4.兴奋在神经元之间的传递特点
神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上。
(2)传递速度比在神经纤维上慢
突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换。
神经元与肌肉细胞或某些腺体之间也是通过突触联系的,神经元释放的神经递质可以作用于这些肌肉细胞或腺细胞,引起肌肉的收缩或腺体的分泌。
主要有乙酰胆碱、氨基酸(如谷氨酸、甘氨酸)、5-羟色氨、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等。
如甘氨酸、去甲肾上腺素等
该类递质作用于突触后膜后,增强突触后膜对Na+通透性,使Na+内流,从而使突触后膜产生动作电位,即引起下一神经元发生兴奋。
该类递质作用于突触后膜后,增强突触后膜对Cl-的通透性,使Cl-内流,强化静息电位,从而使神经元难以产生兴奋。
神经递质与受体结合后,神经递质会与受体开,并迅速被降解或回收进细胞,以免持续发挥作用。
引起下一个神经元兴奋或抑制
突触间隙内的液体属于组织液,是内环境的成分。神经递质在突触间隙中以扩散的形式抵达突触后膜。
①组成不同:突触小体是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。②信号转换不同:在突触小体上的信号变化为电信号→化学信号。在突触中完成的信号变化为电信号→化学信号→电信号。
电信号→化学信号→电信号
4.源于选择性必修1 P29“图2-8”中所示突触后膜上的受体和离子通道是结合在一起的,受体一旦结合相应的神经递质后,会引起离子通道 ,进而引起相应的离子流动。
5.去甲肾上腺素作为一种神经递质,能促进胰岛A细胞的分泌, 但抑制胰岛B细胞的分泌,从细胞结构分析,原因是什么?
胰岛A细胞、胰岛B细胞与去甲肾上腺素结合的受体不同。
6.神经递质大多数是小分子物质,但仍主要通过胞吐方式释放到 突触间隙,其意义在于:
短时间内使神经递质大量释放,从而有效实现神经兴奋的快速传递。
探究兴奋传导特点的实验设计
1.探究冲动在神经纤维上的传导
电刺激图中①处,观察A的变化,同时测量②处的电位有无变化。
若A有反应,且②处电位改变,说明冲动在神经纤维上的传导是双向的;若A有反应而②处无电位变化,则说明冲动在神经纤维上的传导是单向的。
2.探究冲动在神经元之间的传递
先电刺激图中①处,测量③处电位变化;再电刺激③处,测量①处的电位变化。
若两次实验的检测部位均发生电位变化,说明冲动在神经元之间的传递是双向的;若只有一处电位改变,则说明冲动在神经元之间的传递是单向的。
探究某药物(如麻醉药)是阻断兴奋在神经纤维上的传导,还是阻断兴奋在突触处的传递,可分别将药物置于神经纤维上和突触处,依据其能否产生“阻断”效果作出合理推断。
7.为了探究兴奋在神经元轴突上的传导是双向的还是单向的,某兴趣小组做了以下实验:取新鲜的神经—肌肉标本(实验期间用生理盐水湿润标本),设计了下面的实验装置图(c点位于两电极之间的正中心,指针偏转方向与电流方向一致)。下列叙述不正确的是( )
A.神经元轴突与肌肉之间的突触结构由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成B.若为双向传导,则电刺激d点,肌肉会收缩且电流计指针偏转2次C.电刺激c处,神经纤维上的电流计指针不会偏转,因此c点无法探究得出正确结论D.兴奋在ac之间的传导所用的时间比兴奋从c点到肌肉所用的时间短
8.如图是反射弧结构模式图。a、b分别是放置在传出神经和骨骼肌上的电极,用于刺激神经和骨骼肌;c是放置在传出神经上的电位计,用于记录神经兴奋电位;d为神经与肌细胞接头部位,是一种突触。
(1)用a刺激神经,产生的兴奋传到骨骼肌引 起的收缩________(属于或不属于)反射。
(2)用b刺激骨骼肌_______(能或不能)在c处 记录到电位。
(3)正常时,用a刺激神经会引起骨骼肌收缩;传出部分的某处受损时,用a刺激神经,骨骼肌不再收缩。根据本题条件,完成下列判断实验:①如果__________________________________,表明传出神经受损。
用a刺激神经,在c处不能记录到电位
②如果 ,表明骨骼肌受损。
用b刺激骨骼肌,骨骼肌不收缩
③如果 ,表明部位d受损。
用a刺激神经,在c处记录到电位,骨骼肌不收缩;用b刺激骨骼肌,骨骼肌收缩
灵敏电流计的两极都与神经纤维膜外侧连接,指针不发生偏转。
灵敏电流计一极与神经纤维膜外侧连接,另一极与膜内侧连接,指针发生一次偏转。
1.静息电位和动作电位的电流计偏转次数的判断
灵敏电流计两极都连接在神经纤维膜外侧, 可观察到指针发生两次方向相反的偏转。过程如图所示, 其中“ ” 为动作电位。
2.在神经纤维上的传导
刺激1:刺激a点,b点先兴奋, d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。
刺激2:刺激c点,由于bc=cd,b点和d点同时兴奋,电流计不发生偏转。
3.在神经元之间的传递
刺激b点(ab=bd)
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,d点后兴奋,电流表指针发生两次方向相反的偏转。
a点先兴奋,d点不兴奋,电流表指针发生1次偏转。
刺激c点(ab=bd)
刺激c点,兴奋不能传至a点,a点不兴奋,d点可以兴奋,电流表指针只发生一次偏转。
三、兴奋剂、毒品的作用原理
某些化学物质能够对神经系统产生影响,其作用位点往往是______。
1.影响神经递质的合成和释放
2.影响神经递质与受体的结合
3.影响神经递质的清除
血浆Ca2+浓度变化及突触小体对Ca2+的通透性变化会影响神经递质的释放。
肉毒杆菌毒素特异性的与Ca2+通道结合,阻止Ca2+内流,影响突触前膜释放神经递质,使后膜不能产生兴奋,面部表情肌不能收缩形成皱纹,因此,肉毒杆菌毒素被用于美容除皱。
当兴奋传导突触小体时,引起Ca2+通道开放,Ca2+内流,Ca2+会促进突触小泡向突触前膜移动,促进神经递质的释放。
如筒箭毒、α-银环蛇毒等可阻断突触后膜上的乙酰胆碱受体,从而使肌肉松弛。如重症肌无力。
重症肌无力病人的神经与肌肉接头(结构类似于突触)处的乙酰胆碱受体被当作抗原而受到攻击,使该受体失去功能。
有机磷农药等可抑制乙酰胆碱酯酶的活性,阻碍乙酰胆碱的水解,使其持续发挥作用,从而引起肌肉僵直。
④当可卡因药效失去后,由于____ ______ ,机体正常的神经活动受到影响,服药者就必须服用可卡因来__ __这些神经元的活动,于是形成恶性循环,毒瘾难戒。
就留在突触间隙持续发挥作用
此外,可卡因能干扰__________的作用,导致_________异常,还会抑制__________的功能; 吸食可卡因者可产生__________,长期吸食易产生_______与_______,最典型的是有___________,奇痒难忍,造成严重的抓伤甚至断肢自残、情绪不稳定,容易引发暴力或攻击行为;长期大剂量使用可卡因后突然停药,可出现_______、_______、失望、疲惫、失眠、厌食等症状;
9.乙酰胆碱可作为兴奋性神经递质,其合成与释放见示意图。据图回答问题:
(1)图中A-C表示乙酰胆碱,在其合成时,能循环利用的物质是____(填“A”“C”或“E”)。除乙酰胆碱外,生物体内的多巴胺和一氧化氮_____(填“能“或”不能“)作为神经递质。(2)当兴奋传到神经末梢时,图中突触小泡内的 A-C通过_______这一跨膜运输方式释放到 ,再到达突出后膜。
(3)若由于某种原因使D酶失活,则突触后神经元会表现为持续 。
10.多巴胺是一种兴奋性神经递质,在脑内能传递兴奋及愉悦的信息。另外,多巴胺也与各种上瘾行为有关。毒品可卡因是最强的天然中枢兴奋剂,下图为可卡因对人脑部突触间神经冲动的传递干扰示意图。下列叙述正确的是( )A.多巴胺与受体结合使突触后膜发生的电位变化是外负内正→外正内负B.可卡因与多巴胺转运体结合,阻碍了多巴胺的回收,延长了其对大脑的刺激,产生快感C.吸食可卡因容易上瘾的原因是可卡因不断作用于突触后膜,使突触后膜持续兴奋D.缓解可卡因毒瘾,可考虑使用水解可卡因的酶、多巴胺受体拮抗剂和激动剂
11.下图表示γ-氨基丁酸和某种局部麻醉药在兴奋传递过程中的作用。此种局部麻醉药单独使用时不能通过细胞膜,与辣椒素同时注射才会发生效果。请回答:
(1)由图1可知,γ-氨基丁酸可引起突触后膜 开放,突触后膜两侧电位差__________(增大/不变/减小),突触后膜 (兴奋/抑制);(2)由图2可知,某局部麻醉药与辣椒素同时使用时,可阻断突触后膜____________开放,突触后膜两侧电位差________(增大/不变/减小)。(3)γ-氨基丁酸与某局部麻醉药的作用机理__________(相同/不同)。
12.有研究者提出一个问题:“当神经系统控制心脏活动时,在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号还是电信号呢?”为了回答这一问题,科学家进行了如下实验。取两个蛙的心脏(A和B,保持活性)置于成分相同的营养液中,A有某副交感神经支配,B没有该神经支配;刺激该神经,A心脏的跳动减慢;从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液中(如右图)B心脏跳动也减慢。
由此,科学家得出结论: 该神经释放一种化学物质,这种物质可以使心跳变慢。
讨论:在进行这个实验时,科学家基于的假说是什么?实验预期是什么?
假说: 支配心脏的副交感神经可能是释放了某种化学物质, 该物质可以使心脏减慢。
实验预期: 从A心脏的营养液中注入B心脏的营养液中, B心脏的跳动也会减慢。
说明:突触不仅存在于神经元之间,也可以存在于神经元和心肌细胞之间。
一、神经系统对躯体运动的分级调节
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—大脑皮层。
人的大脑有着丰富的沟回(沟即为凹陷部,回为隆起部)。使得大脑在有限体积的颅腔内,可以具有更大的表面积。
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。
(3)大脑与脊髓之间的联系
调节机体活动的最高级中枢。
2.大脑皮层与躯体运动的关系
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。
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;人面积会形成复杂的表情,代表区的面积也就越大。
上下倒置(头面部除外)
左右交叉(头面部除外)
①躯体各部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,而且皮层代表区的位置与躯体各部的关系是倒置的。但头部是正的。
②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。
③躯体左右交叉性支配, 头面部多为双侧性支配。
3.神经系统对躯体运动的分级调节
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。
二、神经系统对内脏活动的分级调节
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 进行的; 在中枢神经系统的不同部位(如 、 、 和 ),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:
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。
神经系统不同中枢对排尿反射的控制
交感神经兴奋时使膀胱逼尿肌松弛,尿道内括约肌收缩,因而有利于储尿; 副交感神经兴奋时能使膀胱逼尿肌收缩,尿道内括约肌松弛,使尿由膀胱排出; 排尿反射体现了正反馈调节机制。
排尿反射没有分级调节有意识的排尿有分级调节
有些成人患者出现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。
说明调节排尿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。
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。
1.人的排尿是一种反射活动。回答下列问题。(1)排尿过程的调节属于神经调节,神经调节的基本方式是反射,排尿反射的初级中枢位于_____,成年人可以有意识地控制排尿,说明排尿反射也受高级中枢控制,该高级中枢位于_____________。(2)排尿过程中,尿液还会刺激尿道上的_________,从而加强排尿中枢的活动,促进排尿。
①婴儿会尿床,也就是膀胱内尿满了就会排出,没有控制的意识,那么婴儿的排尿反射的过程是:_______________。
a→b→c→d→e
②成年人在医院尿检时能主动排尿,其过程是: 。
g→h→c→d→e
③说明低级神经中枢和高级神经中枢之间有什么关系?
低级神经中枢受相应的高级神经中枢的调控。
2.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。
(1)女排运动员在赛场上,心跳呼吸速度不断发生变化, 这其中只有交感神经或副交感神经单一控制吗?为什么?
不是,呼吸心跳在变化过程中两者相互联系协同作用。
(2)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。
人的大脑有很多复杂的高级功能,因为大脑皮层有140多亿个神经元组成组成了许多神经中枢, 是整个神经系统中最高级的部位。
语言功能是人脑 的高级功能,它包括与 、 相关的全部 ,涉及人类的 、 、 、 。
语言文字是人类社会 的主要形式,也是人类进行 的主要工具。
1.语言功能——言语区
此区发生障碍,不能写字。
此区发生障碍,不能讲话。
此区发生障碍,不能看懂文字。
此区发生障碍,不能听懂话。
学习与记忆是指神经系统不断地 ,获得新的 、 和 的过程; 也就是动物学习的过程。
学习和记忆 控制的,而是由 和 参与。
学习和记忆涉及 以及 。
遗忘(前活动性和后活动性干扰)
感觉性记忆持续时间:<1秒
第一级记忆持续时间:数秒至数分钟
第二级记忆持续时间:数分钟至数年
第三级记忆持续时间:可能永久
与神经元的即时信息交流、大脑皮层下的像海马的脑区有关
与突触形态及功能的改变及新突触的建立有关
(4)人类记忆的四个阶段
①感觉性记忆:感觉性记忆是 的,有效作用时间往往 ,所记的信息并不构成 。感觉性记忆的信息大部分 ,如果对于某一信息加以 ,如老师讲话的听觉刺激,或书本上文字的视觉刺激,则可以将这个瞬时记忆转入 。
②第一级记忆:第一级记忆保留的时间仍然 ,从数秒到数分钟,如临时记住某个验证码。第一级记忆中的小部分信息经过反复 、 ,在第一级记忆中 ,这样就很容易转入第二级记忆。
③第二级记忆:第二级记忆的持续时间 不等,储存的信息可因之前或后来的 而遗忘。想要长久地记住信息,可以 ,并将 与 整合。有些信息,通过长年累月地 则不易遗忘,就储存在第三级记忆中,成为 。
④第三级记忆:即 ,如对自己姓名的记忆。
在学习过程中,老师经常强调要动用多种器官。这是为什么?
学习的过程中是一个信息获取与加工的过程,在获取信息的过程中需要多种器官的共同参与;学习与记忆不是由单一脑区控制的,而是由多个脑区和神经通路的参与。
情绪是人对外界环境做出的反应,是大脑的高级功能之一。
开心、兴奋、对生活充满信心
失落、沮丧、对生活失去兴趣
压力、挫折、疾病、死亡等
自我调适,身边人的支持,心理咨询
(4)抗抑郁药作用机理
5-羟色胺是一种能在脑内产生愉悦情绪的神经递质,抑郁症患者突触间隙的5-羟色胺浓度水平较低。一些抗抑郁药物可以抑制突触前膜对5-羟色胺的回收,以维持突触间隙5-羟色胺较高的浓度水平。
抗抑郁药一般都通过作用于突触处来影响神经系统的功能。
SSRI是一类新型的抗抑郁药品 ,学名是五羟色胺再摄取抑制剂,意为选择性5-羟色胺再摄取抑制剂。SSRIs(即SSRI类药物)是二十世纪80年代开发并试用于临床,常用于临床的SSRIs有6种:氟西汀、帕罗西汀、舍曲林、氟伏沙明、西酞普兰和艾司西酞普兰。
3.关于人脑机能的叙述,错误的是( )A.下丘脑受损会使水盐平衡调节异常B.大脑受损可能会导致小便失禁C.短时记忆可能与新突触的建立有关D.言语区中的S区受损的患者能听懂别人的讲话,但自己不能用词语表达思想
4.关于神经细胞的叙述,错误的是( )A.大脑皮层言语区的H区神经细胞受损伤,患者不能听懂话B.主动运输维持着细胞内外离子浓度差,这是神经细胞形成静息电位的基础C.内环境K+浓度升高,可引起神经细胞静息状态下膜电位差增大D. 谷氨酸和一氧化氮可作为神经递质参与神经细胞的信息传递
5.“吃梅止渴”“望梅止渴”和“谈梅止渴”的反射类型一样吗?
不一样。“吃梅止渴”是人和动物出生后无须训练就具有的非条件反射;“望梅止渴”是在人和动物出生以后的生活过程中通过学习和训练而形成的反射,属于条件反射;“谈梅止渴”是与人类语言有关的条件反射,是人类特有的条件反射。
分类1:脑神经和脊神经
低级中枢,如脊髓中的排尿中枢
高级中枢,如大脑皮层中的视觉中枢
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