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第三节　人体通过神经调节对刺激做出反应
第一章 内环境与稳态
浙科版（2019）生物 选择性必修1 稳态与调节
目 标 素 养
1.通过概括神经活动的基本形式是反射,其结构基础是反射弧,形成结构与功能观。
2.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。
3.简述语言活动和条件反射是由大脑皮层控制的高级神经活动,通过分析大脑皮层的高级功能,逐步发展归纳与概括的科学思维。
4.举例说明中枢神经系统通过自主神经来调节内脏的活动。
素养·目标定位
知 识 概 览
自主预习
一、反射是神经活动的基本形式
1.神经系统通过感受器接受体内外的刺激并做出反应,直接
调节或控制身体各器官、系统的活动。
2.反射是神经系统最基本的活动形式,是指在中枢神经系统参与下,机体对刺激所产生的规律性反应。
课前·基础认知
3.反射弧
(1)反射活动多种多样,完成反射的结构基础是反射弧。
(2)反射弧包括感受器、传入神经元、神经中枢、传出神经元和效应器。
(3)反射弧中任何一个环节受损伤,反射活动都不能实现。
(4)膝跳反射、脚被钉子扎到的疼痛逃避反射中,神经中枢都位于脊髓中,脊髓通过上行的神经束将神经冲动传给大脑,产生感觉。
手被利物扎到,是先缩手还是先感觉到疼痛
提示:先缩手,后感到疼痛。
二、脑和脊髓中的神经中枢调控器官、系统的活动
1.脊髓:内部分为灰质和白质两个区域。
(1)灰质在内,呈H形,是中间神经元和运动神经元的胞体集中的部位,有很多神经中枢。
(2)白质围在灰质四周,由神经纤维聚集而成,主要为上下纵行的神经纤维。脊髓参与完成的基本反射都是在高级中枢的调节下进行的。
2.脑
(1)脑位于颅腔内,是整个神经系统的控制中心。
(2)人和哺乳动物的脑由大脑、小脑和脑干组成。
①脑干是脊髓与大脑间的上下通路,脑干中有调节呼吸、循环等活动的基本生命中枢。
②小脑位于脑的后部,调节躯体运动,控制躯体的协调与平衡。
3.大脑
(1)大脑分为左、右两个半球,中间通过胼胝体连接。大脑半球可分为四个叶:额叶、颞叶、顶叶、枕叶。
(2)覆盖在大脑半球表面的一层灰质称为大脑皮层,是神经元细胞体集中的区域。大脑皮层之下为白质,由大量神经纤维组成。
(3)大脑皮层的神经中枢
神经中枢 位置
躯体运动中枢 中央前回
躯体感觉中枢 中央后回
视觉中枢 大脑皮层枕叶后部
听觉中枢 颞叶的上部
4.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、系统的活动,维持机体的稳态。
三、条件反射是大脑皮层控制的高级神经活动
1.高等动物的反射有两种:非条件反射和条件反射。
2.非条件反射是生来就具有的先天性反射。
3.条件反射是建立在非条件反射的基础上,在生活过程中建立起来的反射,是大脑皮层参与的高级神经活动。
四、语言活动是由大脑皮层控制的高级神经活动
语言活动区域 位置 特点
表达性失语症区(布罗卡区) 人大脑左半球额叶后部 此区受损伤的患者可以理解语言,但不能说完整的句子,也不能通过书写表达他的思想
韦尼克区 人大脑左半球颞叶的后部与顶叶和枕叶相连接处 此区受损伤的患者可以说话,但不能理解语言,即可以听到声音,却不能理解它的意义
五、植物性神经调节内脏的活动
1.反射类型
(1)躯体反射
膝跳反射、缩手反射等反射产生运动的效应器是接受意识支配的骨骼肌,这类反射称为躯体反射。
(2)内脏反射
构成消化道的平滑肌、心脏的心肌,也要受神经系统的控制,也有它们的反射活动和规律,但一般不会被我们的意识所支配,这类反射被称为内脏反射。
2.植物性神经
(1)控制内脏器官的传出神经称为植物性神经,也称自主神经。包括交感神经和副交感神经。身体的绝大多数内脏器官既接受交感神经的支配,也接受副交感神经的支配,形成双重神经支配。
(2)在一个有双重神经支配的器官上,交感神经和副交感神经的作用往往是拮抗的,这种交互作用使得神经系统对内脏活动的调节更灵敏、更有效、更准确。
(3)植物性神经的主要功能是维持机体内环境的稳态,主要包括调节体温、心率、血压、肠胃蠕动、腺体的分泌以及膀胱的运动等个体的基本生存需求的生理活动。
3.躯体反射和内脏反射是维持动物机体生存和健康的两类反射活动。通过躯体反射调节骨骼肌的活动,使动物体对外部环境的变化产生迅速的反应;植物性神经系统调节内脏器官的活动,对维持内环境的稳态发挥重要作用。
预习检测
1.判断题。
(1)神经系统结构和功能的基本单位是反射弧,而神经活动的基本形式是反射。(　　)
(2)反射是在大脑皮层参与下,机体对刺激所产生的规律性反应。(　　)
(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)语言功能是人脑特有的高级功能。(　　)
×
×
√
√
(5)当盲人用手指“阅读”盲文时,参与此过程的高级神经中枢只有躯体感觉中枢和躯体运动中枢。(　　)
(6)交感神经和副交感神经的作用往往是拮抗的。(　　)
×
√
2.在反射活动中,能够起分析和综合作用的部分是(　　)
A.神经中枢
B.神经纤维
C.传出神经元
D.传入神经元
答案:A
3.下图是反射弧的结构示意图,该反射弧由a、b、c、d、e五部分组成。下列有关叙述错误的是(　　)
A.a表示效应器,e表示感受器
B.刺激①处后可在神经纤维d上检测到电信号
C.针刺导致大脑皮层产生痛觉不属于非条件反射
D.兴奋在c突触处会发生电信号到化学信号的转换
答案:B
解析:由题意和题图可知,e、d、c、b、a分别为感受器、传入神经元、神经中枢、传出神经元、效应器,A项正确。兴奋在神经元之间的传递只能是单向的,所以刺激①处后不可以在神经纤维d上检测到电信号,B项错误。针刺导致大脑皮层产生痛觉只有感觉无相应的规律性反应,没有经过完整的反射弧,不属于反射,C项正确。兴奋在c处的传递属于神经元之间的传递,信号变化是电信号→化学信号→电信号,D项正确。
4.下列关于脑和脊髓的叙述,正确的是(　　)
A.脑外包有骨骼,脊髓外无骨骼
B.脑和脊髓都与反射有关
C.反射仅与脊髓有关
D.神经元胞体位于脑和脊髓表面
答案:B
解析:脑与脊髓外侧都包有骨骼,A项错误。脑和脊髓都与反射有关,在反射弧中都充当神经中枢,B项正确,C项错误。神经元的胞体位于内部,而不是在表面,D项错误。
5.下列关于植物性神经的说法,错误的是(　　)
A.植物性神经由脑神经和脊神经的一部分组成
B.植物性神经一般不为人的意志所控制
C.植物性神经能支配心脏等内脏器官的活动
D.植物性神经受大脑皮层的控制
答案:D
一 反射是神经活动的基本形式
重难归纳
1.反射形成的两个必备条件
(1)要有完整的反射弧。反射弧中任何一个环节受损伤,反射活动都不能实现。若不经历完整反射弧,仅刺激效应器所引发的反应不可称为反射。
(2)要有适宜刺激(刺激种类及刺激强度均适宜)。
课堂·重难突破
2.反射弧的结构与功能
图示 兴奋传导 结构特点 功能 结构破坏对功能的影响 相互
联系
感觉神经元末梢的特殊结构 将内外刺激信息转变为神经兴奋 既无感觉又无效应 反射弧中任何一个环节受损伤,反射活动都不能实现,必须保证反射弧的完整性
感觉神经元(含有神经节) 将兴奋由感受器传入神经中枢 既无感觉又无效应 调节某一特定生理功能的神经元群 对传入的兴奋进行分析与综合 既无感觉又无效应 运动神经元 将兴奋由神经中枢传至效应器 只有感觉无效应 运动神经元末梢和它所支配的肌肉或腺体 接收神经兴奋,发生相应的活动 只有感觉无效应 要完成一个反射活动,至少需要几个神经元
提示:两个,即传入神经元和传出神经元,如膝跳反射。
典例剖析
下列关于膝跳反射的反射弧的叙述,正确的是(　　)
A.感觉神经元的胞体位于脊髓中
B.传出神经元末梢可支配骨骼肌细胞和内分泌腺
C.运动神经元的树突可受其他神经元轴突末梢的支配
D.神经中枢由中间神经元和运动神经元之间的突触组成
答案:C
解析:运动神经元的胞体位于脊髓中,A项错误。在膝跳反射的反射弧中传出神经元末梢支配骨骼肌纤维,B项错误。运动神经元的树突可受其他神经元轴突末梢的支配,C项正确。膝跳反射的神经中枢位于脊髓,其神经中枢包含与膝跳相关的神经元细胞体,且膝跳反射是二元反射弧,没有中间神经元,D项错误。
学以致用
下列有关反射弧的结构和功能的叙述,正确的是(　　)
A.传入神经元是被结缔组织包围的一条神经纤维
B.膝跳反射的完成需要大脑皮层的参与
C.刺激感受器,传入神经元的末梢会产生动作电位
D.刺激感受器,可测得神经纤维上某点发生了电位的双向变化
答案:C
解析:传入神经元是被髓鞘包围的一条神经纤维,A项错误。神经中枢是指调节某一特定生理功能的神经元群,简单的反射,其神经中枢的范围较窄,如膝跳反射的神经中枢位于脊髓;而调节复杂生命活动的神经中枢,其范围则很广泛,如呼吸中枢分布于延髓、脑桥、下丘脑以至大脑皮层等部位,B项错误。刺激感受器,传入神经元的末梢会产生动作电位,C项正确。刺激感受器,可测得神经纤维上某点发生了电位的改变,但不是双向变化,D项错误。
二 脑和脊髓中的神经中枢调控器官、系统的活动
重难归纳
1.神经系统的组成结构及功能
神经系统的组成 各部分的功能
中枢神经 系统 脑 大脑 表面是大脑皮层,具有感觉、运动、语言等多种神经中枢
小脑 调节躯体运动,控制躯体的协调与平衡
脑干 有调节呼吸、循环等活动的基本生命中枢
脊 髓 灰质中有很多神经中枢,可以完成某些躯体运动和内脏活动的基本反射活动;白质能够传导感觉和运动的冲动,将躯体各部分组织器官与脑的活动联系起来
周围神经系统 脑神经 主要分布在头部的感觉器官、皮肤和肌肉里,传导神经冲动
脊神经 分布在躯干、四肢的皮肤和肌肉里,传导神经冲动
2.低级中枢受高级中枢的调控
人的大脑是高级神经中枢,是中枢神经系统的最高级部分。脊髓属于低级神经中枢,脊髓参与完成的基本反射都是在高级中枢的调节下进行的。
知识拓展
大脑左、右半球的分工
左半球负责逻辑思维和语言功能;右半球主要负责形象思维,如音乐、绘画、空间识别等。
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:排尿反射是一种复杂的反射活动,经常在高级神经中枢控制下进行。当膀胱内储尿量达到一定程度时,膀胱被动扩张,膀胱壁内的感受器受到刺激而产生兴奋,兴奋沿传入神经元传到脊髓的排尿反射中枢;通过脊髓再把信息上传至大脑皮层的排尿反射高级中枢,并产生尿意。大脑皮层将兴奋向下传至脊髓排尿反射中枢,通过传出神经元将兴奋传到效应器,使膀胱壁收缩,尿道括约肌舒张,将储存在膀胱内的尿液排出。正常情况下成人可以有意识地控制排尿,但婴幼儿的大脑机能发育尚未完善,对脊髓排尿中枢的控制能力较弱,所以婴幼儿排尿次数多,且易发生遗尿现象。
典例剖析
下列关于大脑的结构与功能的叙述,错误的是(　　)
A.覆盖在大脑半球表面的一层灰质称为大脑皮层
B.大脑皮层是神经活动的最高级中枢
C.大脑半球表面有许多沟回
D.大脑皮层又称白质,大脑皮层以内是灰质
答案:D
解析:大脑分为左、右两个半球,覆盖在大脑半球表面的一层灰质,称为大脑皮层,A项正确。大脑皮层是调节人体生理活动的最高级中枢,如视觉中枢、听觉中枢、躯体运动中枢、躯体感觉中枢等都位于大脑皮层,B项正确。大脑半球的表面布满深浅不同的沟,沟之间隆起的部位称为脑回,大大增加了大脑皮层的表面积和神经元的数量,C项正确。大脑皮层之下为白质,由大量神经纤维组成,D项错误。
归纳拓展
利用概念图理解神经系统对躯体运动的分级调节
学以致用
某人因意外受伤而成为“植物人”,处于完全昏迷状态,饮食只能靠“鼻饲”,人工向胃内注流食,呼吸和心跳正常。请问他的中枢神经系统中,仍能保持正常功能的部位是(　　)
A.脑干和脊髓 B.小脑和脊髓
C.小脑和脑干 D.只有脊髓
答案:A
解析:大脑皮层有躯体感觉中枢和躯体运动中枢等,小脑中有维持身体平衡的中枢,脑干中有维持生命必要的中枢,如呼吸中枢;脊髓是调节躯体运动和内脏活动的低级中枢。“植物人”处于完全昏迷状态,没有意识,不能维持身体平衡,说明大脑和小脑失去正常功能;但呼吸和心跳正常,说明脑干和脊髓保持正常功能。
三 条件反射是大脑皮层控制的高级神经活动
重难归纳
非条件反射和条件反射的区别
反射类型 非条件反射 条件反射
获得方式 生来就有,先天的 通过学习获得的,后天的
刺激类型 具体事物直接刺激引起的反应 信号刺激引起的反应(光、声音等)
神经中枢 位于大脑皮层以下,如脊髓 位于大脑皮层
持续时间 神经联系是终生的、固定的 神经联系是暂时的,可消退
数量 数量有限 数量无限
作用 是生存的根本保证 提高了人或动物适应环境变化的能力
网球运动员,面对飞来的网球能迅速做出反应,但退役多年后反应能力会慢慢下降,这是什么原因
提示:网球运动员经长期训练后,形成了条件反射,故面对飞来的网球能迅速做出反应。但是条件反射建立之后,如果不给予非条件刺激强化,条件反射就会逐渐减弱,最后完全不出现,故退役多年后反应能力会慢慢下降。
典例剖析
下列有关条件反射的叙述,错误的是(　　)
A.由大脑皮层控制的高级神经活动
B.是生来就具有的先天性反射
C.提高了人或动物适应环境变化的能力
D.以非条件反射为基础
答案:B
解析:条件反射是大脑皮层参与的高级神经活动,A项正确。条件反射是建立在非条件反射的基础上,在生活过程中建立起来的反射,而非条件反射是生来就具有的先天性反射,B项错误,D项正确。条件反射提高了人或动物适应环境变化的能力,C项正确。
方法技巧
运用“三看法”判断条件反射与非条件反射
学以致用
下列有关条件反射和非条件反射的叙述,错误的是(　　)
A.条件反射是在生活过程中建立起来的
B.非条件反射是一种先天性反射,是动物不需要学习或训练就有的反射
C.非条件反射是以条件反射为基础建立起来的比较复杂的反射活动
D.当条件刺激改变时,在一定条件下建立起来的条件反射也随之消退
答案:C
解析:条件反射是在生活过程中建立起来的,如鹦鹉学舌,A项正确。非条件反射是一种先天性反射,是动物不需要学习或训练就有的反射,如母鸡孵卵,B项正确。条件反射是以非条件反射为基础建立起来的比较复杂的反射活动,如小狗算数,而非条件反射是生来就有的简单反射,C项错误。当条件刺激改变时,在一定条件下建立起来的条件反射也随之消退,D项正确。
四 语言活动是由大脑皮层控制的高级神经活动
重难归纳
大脑皮层的功能
区域 名称 特点
① 运动区 电刺激一侧时,一般引起对侧躯体运动
② 体觉区 电刺激一侧时,躯体对侧体表产生感觉
言 语 区 ③ 布罗卡区 此部位受损的患者可以理解语言,但不能说完整的句子,也不能通过书写表达其思想
④ 韦尼克区 此部位受损的患者可以说话,但不能理解语言
聋哑演员表演节目时理解指导教师的“手语”,依靠哪些中枢
提示:视觉中枢和语言中枢。
典例剖析
科学家在研究大脑皮层某些区域(见下图)时,发现它与躯体运动和语言活动功能有密切的联系。下列有关叙述科学的是
(　　)
A.小脑内存在许多基本生命中枢,如呼吸中枢
B.大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢
C.布罗卡区受损,患者不能理解语言
D.韦尼克区受损,患者会得表达性失语症
答案:B
解析:呼吸中枢位于脑干,A项错误。大脑皮层是最高级的神经中枢,B项正确。布罗卡区受损,患者会患表达性失语症,即患者可以理解语言,但不能说完整的句子,也不能通过书写表达他的思想,C项错误。韦尼克区受损,患者可以说话,但不能理解语言,即可以听到声音,却不能理解它的意义,D项错误。
学以致用
下列有关大脑皮层功能的说法,正确的是(　　)
A.语言活动的神经中枢在左右大脑半球对称分布
B.躯体运动中枢主要位于中央后回
C.躯体感觉中枢主要位于中央前回
D.电刺激大脑皮层某区域会引发特定的反应或感觉
答案:D
解析:人脑与语言有关的韦尼克区、布罗卡区都位于左半球,A项错误。躯体感觉中枢主要位于中央后回,B项错误。躯体运动中枢主要位于中央前回,C项错误。躯体感觉中枢和躯体运动中枢都位于大脑皮层,故电刺激大脑皮层某区域会引发特定的反应或感觉,D项正确。
五 植物性神经调节内脏的活动
重难归纳
1.反射的分类
(1)按照反射形成过程分类:非条件反射和条件反射。
(2)按照效应器的作用特点分类:躯体反射(如缩手反射)和内脏反射(如血管舒缩反射)。
2.交感神经与副交感神经的作用
器官 交感神经 副交感神经
眼 瞳孔扩张 瞳孔收缩
唾液腺 分泌黏稠唾液 分泌稀薄唾液
肺 支气管扩张 支气管收缩
心脏 心跳加速 心跳减慢
肾上腺 分泌肾上腺素 —
胃 抑制胃蠕动 促进胃蠕动和胃液分泌
大肠、小肠 运动减少 运动增加
结肠 保持结肠内容物 排空结肠
膀胱 延迟排空 排空膀胱
3.躯体反射和内脏反射的功能
反射类型 调节途径 功能
躯体反射 调节骨骼肌 对外部环境的变化产生迅速的反应
内脏反射 调节内脏器官 维持内环境的稳态
植物性神经是不是完全自主
提示:不是,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,这就使得植物性神经并不完全自主。
典例剖析
下列关于植物性神经的说法,错误的是(　　)
A.一般不受意识支配
B.包括交感神经和副交感神经
C.属于脑神经
D.对维持机体内环境的稳态发挥重要作用
答案:C
解析:植物性神经一般不会被意识所支配,包括交感神经和副交感神经,A、B两项正确。脑神经和脊神经中都含有植物性神经,C项错误。植物性神经对维持机体内环境的稳态发挥重要作用,D项正确。
学以致用
交感神经和副交感神经是神经系统的重要组成部分。下列有关叙述正确的是(　　)
A.它们包括传出神经元和传入神经元
B.它们都属于中枢神经系统的植物性神经
C.它们通常共同调节同一内脏器官,且作用一般是拮抗的
D.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
答案:C
解析:交感神经和副交感神经是控制内脏器官的传出神经元, A项错误。交感神经和副交感神经属于周围神经系统,B项错误。交感神经和副交感神经的作用往往是拮抗的,但并不是交感神经控制的内脏器官的活动都是加强,副交感神经控制的内脏器官的活动都是减弱,C项正确,D项错误。
1.高等动物神经活动的基本形式是(　　)
A.神经冲动 B.反射
C.动作电位 D.负电波
答案:B
随 堂 训 练
2.在缩手反射的反射弧中,如果传出神经元受到损伤,而其他部分正常,当手部受到针扎刺激后,将表现为(　　)
A.有疼痛感觉,能缩手
B.无疼痛感觉,不能缩手
C.有疼痛感觉,不能缩手
D.无疼痛感觉,能缩手
答案:C
解析:传出神经元受到损伤,而其他部位正常,感受器受到刺激后,传入大脑皮层的神经正常,所以机体有疼痛感觉,但肌肉无收缩反应。
3.下列有关神经系统的叙述,正确的是(　　)
A.脑与脊髓中的神经中枢分工明确,独立的调节机体的生命活动
B.植物性神经是不受意识控制的,因此它对机体活动的调节与神经中枢无关
C.内脏只受交感神经或副交感神经单一的调控
D.植物性神经的主要功能是维持内环境的稳态
答案:D
4.下列对膝跳反射过程的分析,正确的是(　　)
A.效应器肌梭受到叩击后可使感觉神经元的末梢产生动作电位
B.含有传入神经元和传出神经元的二元反射弧可引起伸肌舒张
C.动作电位沿运动神经元传到屈肌后使之收缩从而完成膝跳反射
D.位于脊髓中的抑制性中间神经元能接受刺激并产生神经冲动
答案:D
解析:感觉神经元的神经末梢存在于感受器上,效应器产生的兴奋无法传到感受器,A项错误。含有传入神经元和传出神经元的二元反射弧可引起伸肌收缩,B项错误。动作电位沿运动神经元传到屈肌后使之舒张从而完成膝跳反射,C项错误。位于脊髓中的抑制性中间神经元能接受刺激并产生神经冲动,D项正确。
5.科研人员将电子设备植入一名因脊髓受损而下半身完全瘫痪的病人脊柱上,当他想站立或者行走的时候,植入的电子设备能接收到他的“想法”并发出信号刺激下肢运动神经元,使患者恢复自主运动能力。若关闭该设备,则病人下肢失去了运动能力。下列相关说法错误的是(　　)
A.电子设备在患者的大脑皮层与脊髓之间重新建立了联系
B.患者的下肢运动神经元没有受伤
C.大脑通过内脏运动神经支配下肢运动
D.支配躯体运动的神经属于传出神经元
答案:C
解析:由题干可知,电子设备在患者的大脑皮层与脊髓之间重新建立了联系,A项正确。患者因脊髓受损而下半身完全瘫痪,但植入电子设备后可以自主运动,说明其下肢运动神经元没有受伤,B项正确。大脑通过躯体运动神经支配下肢运动,C项错误。大脑可以通过传出神经元随意地支配四肢运动,D项正确。
6.肌萎缩侧索硬化症是一种运动神经元病,临床表现为运动功能退化,最后发展为全身无力、长期卧床,无法自主呼吸,但患者的智力、记忆、感觉不受影响。下图甲是神经调节的基本模式图,请回答下列相关问题。
甲
乙
(1)图甲中属于神经中枢的是　　　　(填序号)。
(2)图甲中　　　　(填序号)处突触较多,反射通过的突触越多,则完成反射所需时间越　　　　。在突触的组成中,属于内环境的是　　　。在膝跳反射中具有　　　个神经元。
(3)肌萎缩侧索硬化症患者的肌肉萎缩,肌肉属于反射弧中　　　　的一部分。用针刺激图甲中①处,患者　　　　(填“有”或“没有”)感觉。
(4)对肌萎缩侧索硬化症的诊断可以利用小型电极在特定部位发送刺激使其经过要检测的神经来实现,如图乙所示,若不患病,则电位计的指针将偏转　　　　次。
答案:(1)②　(2)②　长　突触间隙　两　
(3)效应器　有　(4)两
再 见

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