2.5 人脑的高级功能 (课件+讲义+练习)高中生物学人教版(2019)选择性必修1

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2.5 人脑的高级功能 (课件+讲义+练习)高中生物学人教版(2019)选择性必修1

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第5节 
人脑的高级功能
1.简述人类的语言功能与大脑皮层言语区的关系。2.简要说明人类记忆的过程以及记忆与学习的关系。3.讨论交流产生消极情绪的原因及维持稳定情绪的做法。
[学习目标]
预习案·自主学习
一、语言功能
1.大脑的功能
(1)感知外部世界。
(2)控制机体的反射活动。
(3)具有语言、 等方面的高级功能。
2.语言功能
(1)语言功能是人脑特有的高级功能,与大脑皮层的 有关。
学习和记忆
言语区
(2)大脑皮层言语区(连线)。
提醒 ①视觉性语言中枢≠视觉中枢,此区受损,患者仍有视觉,只是“看不懂”语言文字的含义。
②听觉性语言中枢≠听觉中枢,此区受损,患者仍有听觉,只是“听不懂”话的含义。
3.人脑左右半球的功能
主导语言
形象
二、学习、记忆和情绪
1.学习和记忆
(1)概念:学习和记忆是指 不断地接受刺激,获得新的
和 的过程。
神经系统
行为、习惯
积累经验
(2)人类的记忆过程(分成四个阶段):
第三级
神经元
海马
形态
功能
新突触
2.情绪
(1)概念:人对 所作出的反应。情绪是大脑的高级功能之一。
(2)抑郁与抑郁症。
环境
(3)调节方法。
①积极建立和维系良好的 、适量运动和调节压力都可以帮助我们减少和更好地应对情绪波动。
②当情绪波动超出自己能够调节的程度时,应向专业人士咨询。
人际关系
判断正误
(2)聋哑人没有语言功能。(  )
【提示】 言语区的H区受损后能看见文字,但听不懂话。
×
(1)“鸟语花香”,说明鸟的大脑也有语言功能。(  )
×
(3)人脑言语区的H区受损后看不见文字。(  )
×
【提示】 语言功能是人脑特有的高级功能。
【提示】 聋哑人也有语言功能。
(4)长时记忆与神经元之间即时的信息交流有关。(  )
×
【提示】 短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关。
(5)抑郁是短期的,通过自我调适就一定会好转。(  )
×
【提示】 抑郁持续下去而得不到缓解时,就可能会转化为抑郁症,需接受专业治疗。
(6)抗抑郁药一般通过作用于突触处来影响神经系统的功能。(  )

探究案·互动探究
任务一 分析人类的语言功能
(1)思考下列现象可能与哪些中枢受损有关。
①某患者听不见别人的讲话,是由于 受损。
②某患者能听见但听不懂别人的谈话,是由于 受损。
③某患者看不见,是由于 受损。
④某患者能看见但看不懂文字的含义,是由于 受损。
听觉中枢
(大脑皮层的)H区
视觉中枢
(大脑皮层的)V区
(2)球员通过哨声就能明白裁判的指令,这一过程中,需要大脑皮层中哪些神经中枢参与
【提示】 听觉中枢,言语区的H区。
(3)球员通过看裁判手势能懂得裁判的指令,这一过程中,需要大脑皮层中哪些神经中枢的参与
【提示】 视觉中枢,言语区的V区。
(4)W区与S区接近躯体的运动中枢,V区接近视觉中枢,H区接近听觉中枢,这样的分布能给你什么联想
【提示】 W区和S区可能是从运动中枢演化来的,V区可能是由视觉中枢演化来的,H区可能是由听觉中枢演化来的。
「核心归纳」
大脑皮层言语区的划分
言语区 联想记忆 受损特征
运动性 语言中枢 (S区) Sport→S 病人可听懂别人的讲话和看懂文字,可以发声但不能讲话
听觉性 语言中枢 (H区) Hear→H 病人能讲话、书写,能看懂文字,但听不懂别人的谈话
视觉性 语言中枢 (V区) Visual→V 病人的视觉无障碍,但看不懂文字的含义,不能阅读
书写性 语言中枢 (W区) Write→W 病人可听懂别人讲话和看懂文字,也会讲话,手部运动正常,但失去书写能力
「典型例题」
1.关于人脑的高级功能,下列说法错误的是(  )
[A] 参与小组讨论,需要大脑皮层言语区的S区和H区参与
[B] 盲人“阅读”与躯体运动中枢、躯体感觉中枢以及语言中枢有关
[C] 语言中枢位于大脑右半球外侧面
[D] 专心作答试题时,参与的高级中枢主要有大脑皮层言语区的V区和
W区
C
【解析】 大多数人语言中枢位于大脑的左半球。
2.(2025·长沙期中)高级神经中枢的不同部位受损可能导致机体发生异常,以下受损部位和所导致的结果相互对应错误的是(  )
[A] 大脑皮层——机体能排尿,但不能有意识地控制排尿
[B] 小脑——保持身体平衡调节躯体运动
[C] 言语区的V区——由于不能看到文字,而无法进行正常的阅读
[D] 言语区的H区——能听到别人说话,但听不懂
C
【解析】 言语区的V区受损,能看到文字,但不能看懂文字。
任务二 学习、记忆和情绪的原理分析
探究1 分析学习和记忆,提高理解能力
阿尔茨海默病是老年人常见的一种疾病,该病主要表现为患者逐渐丧失记忆和语言功能、计算和推理等思维能力受损(如迷路)、情绪不稳定。下图为健康人与阿尔茨海默病患者的大脑示意图。
(1)结合教材所学内容和阿尔茨海默病患者大脑结构示意图,尝试解释阿尔茨海默病患者逐渐丧失记忆能力的可能原因是

(2)某同学说:“我记单词很快就记住了,但是忘记的也很快。”该同学记单词形成的记忆属于什么记忆 如何能将单词记住并较长时间不忘
【提示】 短时记忆。反复运用、强化,短时记忆才能形成长时记忆。
海马区萎缩、脑神经元
减少
探究2 分析抑郁症的治疗,关注人体健康
研究证实,抑郁症的发生与神经细胞间5-羟色胺(5-HT)等物质的含量降低有关,5-羟色胺是一种能帮助我们心情愉快的物质,其发挥作用后被重吸收至突触小体或被氧化酶氧化。下图为药物S治疗抑郁症的原理示意图。
(1)5-羟色胺是一种 ,其与突触后膜相应受体结合后,可引起突触后膜 (填“兴奋”或“抑制”),进而产生愉悦感。
神经递质
兴奋
(2)某人患抑郁症,使用药物S进行治疗,据图分析药物S的作用原理是什么
【提示】 药物S与5-羟色胺的转运蛋白结合,抑制5-羟色胺的回收,增加突触间隙中5-羟色胺含量。
(3)除使用药物S治疗外,请依据所学知识再写出一种治疗抑郁症的思路。
【提示】 通过药物抑制突触间隙中(5-羟色胺)氧化酶活性,增加5-羟色
胺浓度。
「典型例题」
3.学习和记忆是脑的高级功能之一,下图是人类不同形式记忆的关系,下列说法错误的是(  )
[A] 感觉性记忆和第一级记忆为短时
记忆,其中感觉性记忆不是真正的记忆
[B] 短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关
[C] 学习和记忆是人脑特有的高级功能
[D] 后两个阶段为长时记忆,可能与新突触的建立有关
C
【解析】 学习和记忆是人脑的高级功能,但不是人脑特有的高级功能。
4.(多选)抑郁症是由高级神经活动产生的重度消极情绪得不到缓解而形成的。被称为5-羟色胺再摄取抑制剂的药物,可选择性地抑制突触前膜对5-羟色胺的回收,使得突触间隙中5-羟色胺的浓度维持在一定的水平,有利于神经系统的活动正常进行。下列说法正确的是(   )
[A] 5-羟色胺的合成和分泌发生障碍容易使人产生消极情绪
[B] 5-羟色胺再摄取抑制剂通过抑制ATP水解来阻止回收5-羟色胺
[C] 抑郁症患者体内某些突触间隙的5-羟色胺含量比正常人的少
[D] 建立和维系良好的人际关系、适量的运动和调节压力可以减少情绪的波动,有利于抑郁症的治疗
ACD
【解析】 5-羟色胺再摄取抑制剂抑制突触前膜重吸收5-羟色胺具有选择性,因此,这种抑制剂作用于突触前膜具有特异性,应是与突触前膜重吸收5-羟色胺有关的转运蛋白结合,若是抑制ATP水解,则会影响神经元多种耗能的生命活动。
思维导图
随堂检测反馈
1.关于人脑的高级功能,下列相关表述错误的是(  )
[A] 语言功能是人脑特有的高级功能,涉及人类的听、说、读、写
[B] 人类的记忆过程分为四个阶段,持续时间最长的为第四级记忆
[C] 条件反射的建立属于学习的过程
[D] 情绪是大脑的高级功能之一
B
【解析】 人类的记忆过程分为四个阶段,即感觉性记忆、第一级记忆、第二级记忆和第三级记忆(持续时间最长)。
2.(2025·河南联考)有甲、乙两位外伤病人,甲站立时不能维持身体平衡;乙不能写字,但能听懂别人说话、能说话、能看懂文字,甲、乙发生障碍的部位分别为(  )
[A] 小脑,大脑皮层言语区的W区
[B] 小脑,大脑皮层言语区的S区
[C] 脊髓,大脑皮层言语区的V区
[D] 脊髓,大脑皮层言语区的H区
A
【解析】 小脑有维持身体平衡的中枢,甲站立时不能维持身体平衡,说明小脑受到了损伤;乙不能写字,但能听懂别人说话、能说话、能看懂文字,说明是大脑皮层言语区的W区发生障碍。
3.当人们遇到精神压力、生活挫折时,常会产生消极情绪。以下哪种方式不利于调节自己的情绪(  )
[A] 分散注意力,自我调适,如打球、看电影、下棋等
[B] 建立和维系良好的人际关系,将烦恼向师友诉说
[C] 抑郁持续两周以上,应尽快咨询精神心理科医生
[D] 不打扰别人,自我封闭,独自忍受煎熬
D
【解析】 如果自我封闭,不与人交流,可能会使自己的情绪更糟糕,不利于调节自己的情绪。
4.(多选)短时记忆与脑内海马区神经元的环状联系有关,如图表示相关结构。信息在环路中循环运行,使神经元活动的时间延长。下列有关此过程的叙述正确的是(   )
[A] 兴奋在环路中的传递顺序是①→②→③→①
[B] M处的膜电位为外负内正时,膜外的Na+浓度高于膜内
[C] N处突触前膜释放兴奋性神经递质
[D] 神经递质与相应受体结合后,进入突触后膜内发挥作用
BC
【解析】 兴奋在神经元之间的传递方向为轴突到树突或轴突到胞体,则图中兴奋在环路中的传递顺序是①→②→③→②;M处无论处于静息电位还是动作电位,都是膜外的Na+浓度高于膜内;信息在环路中循环运行,使神经元活动的时间延长,则N处突触前膜释放兴奋性神经递质;神经递质与突触后膜上相应受体结合后发挥作用,不进入突触后膜内发挥作用。
5.(多选)(2025·四平检测)海蜗牛在接触几次电击后,能学会利用长时间蜷缩的方式保护自己,没有经过电击刺激的海蜗牛则没有类似的防御行为。研究者提取前者腹部神经元的RNA注射到后者颈部,发现原本没有受过电击的海蜗牛也“学会”了防御,而对照组则没有此现象。以下叙述不符合该实验的是(   )
[A] 有助于我们对动物记忆形成机制的研究
[B] 本实验对照组的海蜗牛需要注射生理盐水
[C] 实验结果说明RNA直接决定了动物记忆的形成
[D] 说明特定的RNA可以使海蜗牛“获得记忆”
BC
【解析】 由题意可知,该实验说明实验组“学会”防御与其注入的RNA有关,有助于我们对动物记忆形成机制的研究;根据实验单一变量原则分析可知,实验的对照组需要注射来自没有受过电击刺激海蜗牛的RNA;RNA能够指导蛋白质的合成,而蛋白质是生命活动的主要承担者,故本实验不能说明RNA直接决定了动物记忆的形成;具有防御行为的海蜗牛的腹部神经元的RNA使原本没有受过电击的海蜗牛也“学会”了防御,说明特定的RNA可以使海蜗牛“获得记忆”。
联系实际 迁移应用
癫痫是一种常见的严重神经系统疾病。癫痫发作对患者的认知和行为能力以及学习和记忆能力造成严重的影响。对于癫痫的发病机制,目前普遍认为是中枢神经系统兴奋性与抑制性失衡,脑部神经元过度兴奋所致。
(1)神经递质可分为兴奋性(如谷氨酸)与抑制性(如GABA)两类。研究表明,脑突触与其周围的胶质细胞之间存在谷氨酸—谷氨酰胺循环,如下图所示。
EAAT功能障碍容易诱发癫痫,据图推测发病机制:

EAAT功能障碍时,谷氨
酸回收受阻(进入突触前神经元和胶质细胞受阻),使突触间隙中的谷氨
酸含量过高,突触后神经元过度兴奋,诱发癫痫
(2)谷氨酰胺同时也是周围抑制性神经元合成GABA的原料,谷氨酰胺缺乏会导致病情加重,完成以下机制图① ;② 。
合成GABA
减弱第5节 人脑的高级功能
[学习目标] 1.简述人类的语言功能与大脑皮层言语区的关系。2.简要说明人类记忆的过程以及记忆与学习的关系。3.讨论交流产生消极情绪的原因及维持稳定情绪的做法。
一、语言功能
1.大脑的功能
(1)感知外部世界。
(2)控制机体的反射活动。
(3)具有语言、学习和记忆等方面的高级功能。
2.语言功能
(1)语言功能是人脑特有的高级功能,与大脑皮层的言语区有关。
(2)大脑皮层言语区(连线)。
提醒 ①视觉性语言中枢≠视觉中枢,此区受损,患者仍有视觉,只是“看不懂”语言文字的含义。
②听觉性语言中枢≠听觉中枢,此区受损,患者仍有听觉,只是“听不懂”话的含义。
3.人脑左右半球的功能
二、学习、记忆和情绪
1.学习和记忆
(1)概念:学习和记忆是指神经系统不断地接受刺激,获得新的行为、习惯和积累经验的过程。
(2)人类的记忆过程(分成四个阶段):
2.情绪
(1)概念:人对环境所作出的反应。情绪是大脑的高级功能之一。
(2)抑郁与抑郁症。
(3)调节方法。
①积极建立和维系良好的人际关系、适量运动和调节压力都可以帮助我们减少和更好地应对情绪波动。
②当情绪波动超出自己能够调节的程度时,应向专业人士咨询。
判断正误
(1)“鸟语花香”,说明鸟的大脑也有语言功能。(  )
【答案】 ×
【提示】 语言功能是人脑特有的高级功能。
(2)聋哑人没有语言功能。(  )
【答案】 ×
【提示】 聋哑人也有语言功能。
(3)人脑言语区的H区受损后看不见文字。(  )
【答案】 ×
【提示】 言语区的H区受损后能看见文字,但听不懂话。
(4)长时记忆与神经元之间即时的信息交流有关。(  )
【答案】 ×
【提示】 短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关。
(5)抑郁是短期的,通过自我调适就一定会好转。(  )
【答案】 ×
【提示】 抑郁持续下去而得不到缓解时,就可能会转化为抑郁症,需接受专业治疗。
(6)抗抑郁药一般通过作用于突触处来影响神经系统的功能。(  )
【答案】 √
任务一 分析人类的语言功能
(1)思考下列现象可能与哪些中枢受损有关。
①某患者听不见别人的讲话,是由于听觉中枢受损。
②某患者能听见但听不懂别人的谈话,是由于(大脑皮层的)H区受损。
③某患者看不见,是由于视觉中枢受损。
④某患者能看见但看不懂文字的含义,是由于(大脑皮层的)V区受损。
(2)球员通过哨声就能明白裁判的指令,这一过程中,需要大脑皮层中哪些神经中枢参与
【提示】 听觉中枢,言语区的H区。
(3)球员通过看裁判手势能懂得裁判的指令,这一过程中,需要大脑皮层中哪些神经中枢的参与
【提示】 视觉中枢,言语区的V区。
(4)W区与S区接近躯体的运动中枢,V区接近视觉中枢,H区接近听觉中枢,这样的分布能给你什么联想
【提示】 W区和S区可能是从运动中枢演化来的,V区可能是由视觉中枢演化来的,H区可能是由听觉中枢演化来的。
核心归纳
大脑皮层言语区的划分
言语区 联想记忆 受损特征
运动性 语言中枢 (S区) Sport→S 病人可听懂别人的讲话和看懂文字,可以发声但不能讲话
听觉性 语言中枢 (H区) Hear→H 病人能讲话、书写,能看懂文字,但听不懂别人的谈话
视觉性 语言中枢 (V区) Visual→V 病人的视觉无障碍,但看不懂文字的含义,不能阅读
书写性 语言中枢 (W区) Write→W 病人可听懂别人讲话和看懂文字,也会讲话,手部运动正常,但失去书写能力
典型例题
1.关于人脑的高级功能,下列说法错误的是(  )
[A] 参与小组讨论,需要大脑皮层言语区的S区和H区参与
[B] 盲人“阅读”与躯体运动中枢、躯体感觉中枢以及语言中枢有关
[C] 语言中枢位于大脑右半球外侧面
[D] 专心作答试题时,参与的高级中枢主要有大脑皮层言语区的V区和W区
【答案】 C
【解析】 大多数人语言中枢位于大脑的左半球。
2.(2025·长沙期中)高级神经中枢的不同部位受损可能导致机体发生异常,以下受损部位和所导致的结果相互对应错误的是(  )
[A] 大脑皮层——机体能排尿,但不能有意识地控制排尿
[B] 小脑——保持身体平衡调节躯体运动
[C] 言语区的V区——由于不能看到文字,而无法进行正常的阅读
[D] 言语区的H区——能听到别人说话,但听不懂
【答案】 C
【解析】 言语区的V区受损,能看到文字,但不能看懂文字。
任务二 学习、记忆和情绪的原理分析
探究1 分析学习和记忆,提高理解能力
  阿尔茨海默病是老年人常见的一种疾病,该病主要表现为患者逐渐丧失记忆和语言功能、计算和推理等思维能力受损(如迷路)、情绪不稳定。下图为健康人与阿尔茨海默病患者的大脑示意图。
(1)结合教材所学内容和阿尔茨海默病患者大脑结构示意图,尝试解释阿尔茨海默病患者逐渐丧失记忆能力的可能原因是海马区萎缩、脑神经元减少。
(2)某同学说:“我记单词很快就记住了,但是忘记的也很快。”该同学记单词形成的记忆属于什么记忆 如何能将单词记住并较长时间不忘
【提示】 短时记忆。反复运用、强化,短时记忆才能形成长时记忆。
探究2 分析抑郁症的治疗,关注人体健康
  研究证实,抑郁症的发生与神经细胞间5羟色胺(5HT)等物质的含量降低有关,5羟色胺是一种能帮助我们心情愉快的物质,其发挥作用后被重吸收至突触小体或被氧化酶氧化。下图为药物S治疗抑郁症的原理示意图。
(1)5羟色胺是一种神经递质,其与突触后膜相应受体结合后,可引起突触后膜兴奋(填“兴奋”或“抑制”),进而产生愉悦感。
(2)某人患抑郁症,使用药物S进行治疗,据图分析药物S的作用原理是什么
【提示】 药物S与5羟色胺的转运蛋白结合,抑制5羟色胺的回收,增加突触间隙中5羟色胺含量。
(3)除使用药物S治疗外,请依据所学知识再写出一种治疗抑郁症的思路。
【提示】 通过药物抑制突触间隙中(5羟色胺)氧化酶活性,增加5羟色胺浓度。
典型例题
3.学习和记忆是脑的高级功能之一,下图是人类不同形式记忆的关系,下列说法错误的是(  )
[A] 感觉性记忆和第一级记忆为短时记忆,其中感觉性记忆不是真正的记忆
[B] 短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关
[C] 学习和记忆是人脑特有的高级功能
[D] 后两个阶段为长时记忆,可能与新突触的建立有关
【答案】 C
【解析】 学习和记忆是人脑的高级功能,但不是人脑特有的高级功能。
4.(多选)抑郁症是由高级神经活动产生的重度消极情绪得不到缓解而形成的。被称为5羟色胺再摄取抑制剂的药物,可选择性地抑制突触前膜对5羟色胺的回收,使得突触间隙中5羟色胺的浓度维持在一定的水平,有利于神经系统的活动正常进行。下列说法正确的是(  )
[A] 5羟色胺的合成和分泌发生障碍容易使人产生消极情绪
[B] 5羟色胺再摄取抑制剂通过抑制ATP水解来阻止回收5羟色胺
[C] 抑郁症患者体内某些突触间隙的5羟色胺含量比正常人的少
[D] 建立和维系良好的人际关系、适量的运动和调节压力可以减少情绪的波动,有利于抑郁症的治疗
【答案】 ACD
【解析】 5羟色胺再摄取抑制剂抑制突触前膜重吸收5羟色胺具有选择性,因此,这种抑制剂作用于突触前膜具有特异性,应是与突触前膜重吸收5羟色胺有关的转运蛋白结合,若是抑制ATP水解,则会影响神经元多种耗能的生命活动。
随堂检测反馈
1.关于人脑的高级功能,下列相关表述错误的是(  )
[A] 语言功能是人脑特有的高级功能,涉及人类的听、说、读、写
[B] 人类的记忆过程分为四个阶段,持续时间最长的为第四级记忆
[C] 条件反射的建立属于学习的过程
[D] 情绪是大脑的高级功能之一
【答案】 B
【解析】 人类的记忆过程分为四个阶段,即感觉性记忆、第一级记忆、第二级记忆和第三级记忆(持续时间最长)。
2.(2025·河南联考)有甲、乙两位外伤病人,甲站立时不能维持身体平衡;乙不能写字,但能听懂别人说话、能说话、能看懂文字,甲、乙发生障碍的部位分别为(  )
[A] 小脑,大脑皮层言语区的W区
[B] 小脑,大脑皮层言语区的S区
[C] 脊髓,大脑皮层言语区的V区
[D] 脊髓,大脑皮层言语区的H区
【答案】 A
【解析】 小脑有维持身体平衡的中枢,甲站立时不能维持身体平衡,说明小脑受到了损伤;乙不能写字,但能听懂别人说话、能说话、能看懂文字,说明是大脑皮层言语区的W区发生障碍。
3.当人们遇到精神压力、生活挫折时,常会产生消极情绪。以下哪种方式不利于调节自己的情绪(  )
[A] 分散注意力,自我调适,如打球、看电影、下棋等
[B] 建立和维系良好的人际关系,将烦恼向师友诉说
[C] 抑郁持续两周以上,应尽快咨询精神心理科医生
[D] 不打扰别人,自我封闭,独自忍受煎熬
【答案】 D
【解析】 如果自我封闭,不与人交流,可能会使自己的情绪更糟糕,不利于调节自己的情绪。
4.(多选)短时记忆与脑内海马区神经元的环状联系有关,如图表示相关结构。信息在环路中循环运行,使神经元活动的时间延长。下列有关此过程的叙述正确的是(  )
[A] 兴奋在环路中的传递顺序是①→②→③→①
[B] M处的膜电位为外负内正时,膜外的Na+浓度高于膜内
[C] N处突触前膜释放兴奋性神经递质
[D] 神经递质与相应受体结合后,进入突触后膜内发挥作用
【答案】 BC
【解析】 兴奋在神经元之间的传递方向为轴突到树突或轴突到胞体,则图中兴奋在环路中的传递顺序是①→②→③→②;M处无论处于静息电位还是动作电位,都是膜外的Na+浓度高于膜内;信息在环路中循环运行,使神经元活动的时间延长,则N处突触前膜释放兴奋性神经递质;神经递质与突触后膜上相应受体结合后发挥作用,不进入突触后膜内发挥作用。
5.(多选)(2025·四平检测)海蜗牛在接触几次电击后,能学会利用长时间蜷缩的方式保护自己,没有经过电击刺激的海蜗牛则没有类似的防御行为。研究者提取前者腹部神经元的RNA注射到后者颈部,发现原本没有受过电击的海蜗牛也“学会”了防御,而对照组则没有此现象。以下叙述不符合该实验的是(  )
[A] 有助于我们对动物记忆形成机制的研究
[B] 本实验对照组的海蜗牛需要注射生理盐水
[C] 实验结果说明RNA直接决定了动物记忆的形成
[D] 说明特定的RNA可以使海蜗牛“获得记忆”
【答案】 BC
【解析】 由题意可知,该实验说明实验组“学会”防御与其注入的RNA有关,有助于我们对动物记忆形成机制的研究;根据实验单一变量原则分析可知,实验的对照组需要注射来自没有受过电击刺激海蜗牛的RNA;RNA能够指导蛋白质的合成,而蛋白质是生命活动的主要承担者,故本实验不能说明RNA直接决定了动物记忆的形成;具有防御行为的海蜗牛的腹部神经元的RNA使原本没有受过电击的海蜗牛也“学会”了防御,说明特定的RNA可以使海蜗牛“获得记忆”。
  癫痫是一种常见的严重神经系统疾病。癫痫发作对患者的认知和行为能力以及学习和记忆能力造成严重的影响。对于癫痫的发病机制,目前普遍认为是中枢神经系统兴奋性与抑制性失衡,脑部神经元过度兴奋所致。
(1)神经递质可分为兴奋性(如谷氨酸)与抑制性(如GABA)两类。研究表明,脑突触与其周围的胶质细胞之间存在谷氨酸—谷氨酰胺循环,如下图所示。
EAAT功能障碍容易诱发癫痫,据图推测发病机制:EAAT功能障碍时,谷氨酸回收受阻(进入突触前神经元和胶质细胞受阻),使突触间隙中的谷氨酸含量过高,突触后神经元过度兴奋,诱发癫痫。
(2)谷氨酰胺同时也是周围抑制性神经元合成GABA的原料,谷氨酰胺缺乏会导致病情加重,完成以下机制图①合成GABA;②减弱。
课时作业
(时间:30分钟 分值:56分)
第1~7题每题3分,第8~9题每题6分,共计33分。
基础对点练
知识点1 语言功能
1.下列与人脑神经中枢高级功能无直接联系的活动是(  )
[A] 遇到多年不见的老朋友一时想不起对方的姓名
[B] 杏子入口就分泌很多唾液
[C] 走路时听到有人喊自己名字就停下来
[D] 上自习课时边看书边记笔记
【答案】 B
【解析】 杏子入口就分泌很多唾液,属于非条件反射,由较低的神经中枢控制。
2.(2025·南昌检测)课堂巧用视频,能够激发学习积极性,在观看视频时能调动起人脑大范围的复杂高级认知功能,下列叙述正确的是(  )
[A] 观看视频时感到快乐是人脑特有的高级功能
[B] 巧用视频可提高学生短时记忆能力,这与新突触的建立有关
[C] 观看视频过程中需要大脑皮层的V区、H区等多个言语区参与
[D] 若大脑皮层言语区的V区发生障碍,观看视频者将听不懂话
【答案】 C
【解析】 语言功能是人脑特有的高级功能,情绪不是;短时记忆可能与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关,长时记忆与新突触的建立有关;观看视频过程中需要大脑皮层的V区(看)、H区(听)等多个言语区参与;大脑皮层言语区的V区发生障碍,患者将看不懂文字,H区发生障碍后,患者将不能听懂话。
3.过多摄入高脂高热食品,易导致人类患心脑血管疾病。某人突发过一次脑溢血,经治疗后,能听懂别人说的话但不能用词语表达自己的意思。导致此症状的原因很可能是哪个部位受损(  )
[A] 下丘脑
[B] 大脑皮层的言语区
[C] 大脑皮层第一运动区
[D] 大脑皮层的躯体感觉中枢
【答案】 B
【解析】 能听懂别人说的话但不能用词语表达自己的意思,很可能是运动性语言中枢(S区)受损,S区属于大脑皮层的言语区。
知识点2 学习与记忆、情绪
4.我们对暂时使用的电话号码可能需要写下来以防止遗忘,对自己亲人的号码却能“张口就来”。下列相关叙述错误的是(  )
[A] 写电话号码需要大脑皮层的W区参与
[B] 暂时使用的号码容易遗忘是因为它属于感觉性记忆
[C] 亲人的号码需要不断运用和强化才能“张口就来”
[D] 对号码进行注意才能将感觉性记忆转化为第一级记忆
【答案】 B
【解析】 写电话号码需要大脑皮层的W区(书写性语言中枢)参与;暂时使用的号码容易遗忘是因为它属于第一级记忆;储存的信息经过反复运用、强化,才能长久记住,因此,亲人的号码需要不断运用和强化才能“张口就来”;如果对于某一信息加以注意,则可以将这个感觉性记忆转化为第一级记忆。
5.(2025·达州检测)记忆的形成是一个复杂的过程,主要涉及编码、存储、巩固和提取等关键阶段,记忆的过程包括短时记忆和长时记忆。研究表明,睡眠中的慢波睡眠阶段对于记忆的巩固非常重要。下列相关叙述错误的是(  )
[A] 第一级记忆和第二级记忆属于短时记忆
[B] 长期睡眠不足,不利于长时记忆的形成
[C] 长时记忆的形成可能与新突触的建立有关
[D] 学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些蛋白质的合成
【答案】 A
【解析】 感觉性记忆和第一级记忆相当于短时记忆,第二级记忆和第三级记忆相当于长时记忆;睡眠中的慢波睡眠阶段对于记忆的巩固非常重要,而记忆的巩固是长时记忆形成的必要条件,因此长期睡眠不足,不利于长时记忆的形成。
6.(2025·重庆月考)对鼠类的实验表明, 复杂的环境经历、跑动等都可以增加脑部海马区中新生神经元的数量。人脑中神经元的数量不是一成不变的, 丰富的学习活动和生活体验可以促进脑中神经元的产生。下列相关叙述正确的是(  )
[A] 长时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关, 尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关
[B] 神经元轴突是长而较细的突起,呈纤维状,故轴突又叫神经纤维
[C] 神经元是神经胶质细胞数量的10~50倍,这两种细胞共同完成神经系统的调节功能
[D] 运动和复杂的学习活动可增加神经细胞的数量, 有利于预防老年痴呆
【答案】 D
【解析】 短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关;神经元轴突是长而较细的突起,呈纤维状,外表大都套有一层髓鞘,构成神经纤维;神经胶质细胞是神经元数量的10~50倍,这两种细胞一起共同完成神经系统的调节功能;运动和复杂的学习活动可增加神经细胞(神经元)的数量, 有利于预防老年痴呆。
7.(2025·江西联考)学习和记忆是通过促进神经元之间连接的形成和强化来增加突触可塑性(即突触数量和突触生理功能的改变)的过程。下列相关叙述错误的是(  )
[A] 学习和记忆是脑的高级功能,与多个脑区有关,与基因的选择性表达无关
[B] 学习和记忆能刺激新突触形成,特别是在大脑的可塑性较高的区域,如海马体
[C] 学习和记忆过程中,神经递质如多巴胺的水平升高可以促进突触的强化或形成
[D] 学习和记忆过程可能会引起神经元结构的变化,如树突的大小和形状的改变
【答案】 A
【解析】 学习和记忆是脑的高级功能,与多个脑区有关,涉及某些蛋白质的合成、突触形态及功能的改变以及新突触的建立,与基因的选择性表达有关;学习和记忆过程中,神经递质在神经元之间传递信息,神经递质如多巴胺的水平升高可以促进突触的强化或形成。
综合提升练
8.(2025·沧州检测)焦虑是因过度担心而产生的一种烦躁情绪,很多学生都经历过考前焦虑,考前焦虑可能会让学生感到紧张不安、心跳加速、排尿增加,严重者甚至会出现消化不良、呼吸急促的情况。下列相关叙述正确的是(  )
[A] 焦虑导致心跳加快与副交感神经活动占优势有关
[B] 副交感神经活动占优势会抑制胃肠蠕动造成消化不良
[C] 焦虑这一烦躁情绪若持续时间较长会影响正常的生活和学习
[D] 呼吸急促可能是内环境中的CO2刺激下丘脑的呼吸中枢所致
【答案】 C
【解析】 交感神经活动占据优势,心跳加快;消化不良等消化系统的症状的出现是因为交感神经活动占优势抑制了胃肠蠕动;焦虑属于负面情绪,严重者甚至会出现消化不良、呼吸急促的情况,故这一烦躁情绪若持续时间较长会影响正常的生活和学习;呼吸中枢位于脑干。
9.(多选)为探究不同环境因素对大脑皮层的影响,研究者将生理状态相似的小鼠分成甲、乙两组,甲组小鼠饲养于复杂环境中,乙组小鼠饲养于简单环境中。3个月后,甲组小鼠的大脑皮层比乙组的厚,并且大脑皮层神经元树突上细刺状突起数量多,细刺状突起是神经元间建立联系的部位。下列说法错误的是(  )
[A] 复杂环境能促进大脑皮层的生长
[B] 获取信息越多树突上细刺状突起越多
[C] 简单环境有利于建立更多的突触
[D] 复杂环境不能增强小鼠大脑皮层的调节能力
【答案】 CD
【解析】 根据实验,在复杂环境中生活的甲组小鼠的大脑皮层比在简单环境中生长的乙组小鼠大脑皮层厚,说明复杂环境能促进大脑皮层的生长;甲组小鼠大脑皮层神经元树突上的细刺状突起多,说明获取的信息越多,树突上的细刺状突起越多;乙组小鼠在简单环境中细刺状突起少,神经元建立的联系少,简单环境不利于建立更多的突触;复杂环境能让大脑皮层增厚,神经元间建立联系增多,大脑皮层的调节能力增强。
10.(11分)根据神经系统部分结构模式图,回答下列有关问题。
(1)大脑皮层是整个神经系统的       ,其上分布着许多重要的中枢,如⑥和⑦分别是躯体运动中枢和躯体感觉中枢。它除了对外部世界的感知以及控制机体的    外,还具有    、    、    等方面的高级功能。
(2)打字员熟练的指法主要是由    发动和④    进行协调共同完成的。
(3)聋哑人表演的舞蹈《千手观音》让人叹为观止,她们要理解指导教师的手语, 首先要通过①    中枢。
(4)盲人“阅读”盲文,理解盲文含义,要通过    中枢完成。
(5)大脑皮层S区受损,将会导致病人              。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)最高级中枢 反射活动 语言 学习 记忆
(2)大脑 小脑
(3)视觉
(4)语言
(5)能看懂文字,听懂别人谈话,但不会讲话(2分)
【解析】 (1)大脑皮层是整个神经系统的最高级中枢,其上分布着许多重要的中枢,如⑥和⑦分别是躯体运动中枢和躯体感觉中枢。它除了对外部世界的感知以及控制机体的反射活动外,还具有语言、学习、记忆等方面的高级功能。(2)打字员熟练的指法是经过训练形成的,主要是由②大脑发动和④小脑进行协调共同完成的。(3)聋哑人表演的舞蹈《千手观音》让人叹为观止,她们要理解指导教师的手语,首先要通过①视觉中枢,需要先看到舞蹈,然后理解与学习。(4)盲人“阅读”盲文,理解(需要大脑皮层的参与)盲文含义,则要通过语言中枢完成。(5)大脑皮层S区为运动性语言中枢,此区受损,不能讲话,故大脑皮层S区受损,将会导致病人能看懂文字,听懂别人谈话,但不会讲话。
11.(12分)(2025·合肥期中)研究发现,存在于海马突触中的神经递质NO能向突触前膜逆向传递信息,这是生物体学习与记忆的基础,NO含量不同会触发不同的生物学效应,其主要机制如下图。分析回答问题。
(1)大脑皮层的海马区与短时记忆有关,而长时记忆则可能与    的建立有关。
(2)NO以    方式通过突触前膜,不同含量的NO促使突触小泡中不同类型的神经递质从突触前膜释放。适量的NO可通过途径    刺激前后两个神经元持续兴奋,提高学习和记忆能力。
(3)长期睡眠不足会导致NO含量增加,进而引起学习和记忆能力下降,结合图形分析原因
                                            (答出2点即可)。
(4)研究表明天麻素具有比较好的镇静和安眠效果,为进一步研究其是否能改善由睡眠不足引起的学习和记忆能力下降,某学生兴趣小组以乙酰胆碱酯酶活性为观测指标设计并进行了相关实验。请根据提供的材料、试剂等写出实验思路。
材料和试剂:生理状态相同的健康大鼠(部分通过强迫运动等方法处理构建睡眠不足模型大鼠),生理盐水,天麻素溶液(生理盐水配制)
注:乙酰胆碱是脑内重要的神经递质,参与调节认知功能和学习记忆过程。乙酰胆碱酯酶是一种能降解乙酰胆碱的酶。
实验思路:  。
(5)实验结果表明,天麻素处理后大鼠体内的乙酰胆碱酯酶活性显著降低,由此推测天麻素改善因睡眠不足引起学习和记忆能力下降的原因可能是             
                                   。
【答案】 (每空2分)
(1)新突触
(2)自由扩散 Ⅰ
(3)NO含量增加会通过途径Ⅱ促进突触小泡释放抑制性神经递质,阻断神经元间的兴奋传递;通过途径Ⅲ抑制突触前神经元的线粒体功能,引起供能障碍
(4)设置甲、乙、丙三组,甲组为正常大鼠并腹腔注射适量生理盐水,乙组为模型大鼠并腹腔注射等量的天麻素溶液,丙组为模型大鼠并腹腔注射等量生理盐水,检测各组乙酰胆碱酯酶活性
(5)天麻素处理后大鼠体内乙酰胆碱酯酶活性显著降低,乙酰胆碱的降解减少,从而改善学习和记忆能力
【解析】 (1)大脑皮层的海马区与短时记忆有关,而长时记忆则可能与新突触的建立有关。
(2)NO是气体分子,通过自由扩散通过突触前膜。神经递质存在于突触小泡中,由图可知NO可通过途径Ⅰ促进兴奋性神经递质释放,该兴奋性神经递质作用于突触后膜,又使NO逆向传递信息,使前后两个神经元持续兴奋。
(3)长期睡眠不足会导致NO含量增加,由图可知,NO含量增加会触发途径Ⅱ和Ⅲ,途径Ⅱ促进突触小泡释放抑制性神经递质,阻断神经元间的兴奋传递;通过途径Ⅲ抑制突触前神经元的线粒体功能,引起供能障碍。
(4)实验目的是探究天麻素是否能改善由睡眠不足引起的学习和记忆能力下降。自变量为大鼠的种类和是否注射天麻素,因变量为乙酰胆碱酯酶活性,具体实验思路为设置甲、乙、丙三组,甲组为正常大鼠,向其腹腔注射适量生理盐水;乙组为模型大鼠,向其腹腔注射等量的天麻素溶液;丙组为模型大鼠,向其腹腔注射等量生理盐水。检测各组乙酰胆碱酯酶活性。
(5)乙酰胆碱酯酶是一种能降解乙酰胆碱的酶,乙酰胆碱能参与调节认知功能和学习记忆过程,由实验可知天麻素处理后大鼠体内的乙酰胆碱酯酶活性显著降低,乙酰胆碱的降解减少,从而改善学习和记忆能力。第5节 人脑的高级功能
课时作业
(时间:30分钟 分值:56分)
第1~7题每题3分,第8~9题每题6分,共计33分。
基础对点练
知识点1 语言功能
1.下列与人脑神经中枢高级功能无直接联系的活动是(  )
[A] 遇到多年不见的老朋友一时想不起对方的姓名
[B] 杏子入口就分泌很多唾液
[C] 走路时听到有人喊自己名字就停下来
[D] 上自习课时边看书边记笔记
【答案】 B
【解析】 杏子入口就分泌很多唾液,属于非条件反射,由较低的神经中枢控制。
2.(2025·南昌检测)课堂巧用视频,能够激发学习积极性,在观看视频时能调动起人脑大范围的复杂高级认知功能,下列叙述正确的是(  )
[A] 观看视频时感到快乐是人脑特有的高级功能
[B] 巧用视频可提高学生短时记忆能力,这与新突触的建立有关
[C] 观看视频过程中需要大脑皮层的V区、H区等多个言语区参与
[D] 若大脑皮层言语区的V区发生障碍,观看视频者将听不懂话
【答案】 C
【解析】 语言功能是人脑特有的高级功能,情绪不是;短时记忆可能与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关,长时记忆与新突触的建立有关;观看视频过程中需要大脑皮层的V区(看)、H区(听)等多个言语区参与;大脑皮层言语区的V区发生障碍,患者将看不懂文字,H区发生障碍后,患者将不能听懂话。
3.过多摄入高脂高热食品,易导致人类患心脑血管疾病。某人突发过一次脑溢血,经治疗后,能听懂别人说的话但不能用词语表达自己的意思。导致此症状的原因很可能是哪个部位受损(  )
[A] 下丘脑
[B] 大脑皮层的言语区
[C] 大脑皮层第一运动区
[D] 大脑皮层的躯体感觉中枢
【答案】 B
【解析】 能听懂别人说的话但不能用词语表达自己的意思,很可能是运动性语言中枢(S区)受损,S区属于大脑皮层的言语区。
知识点2 学习与记忆、情绪
4.我们对暂时使用的电话号码可能需要写下来以防止遗忘,对自己亲人的号码却能“张口就来”。下列相关叙述错误的是(  )
[A] 写电话号码需要大脑皮层的W区参与
[B] 暂时使用的号码容易遗忘是因为它属于感觉性记忆
[C] 亲人的号码需要不断运用和强化才能“张口就来”
[D] 对号码进行注意才能将感觉性记忆转化为第一级记忆
【答案】 B
【解析】 写电话号码需要大脑皮层的W区(书写性语言中枢)参与;暂时使用的号码容易遗忘是因为它属于第一级记忆;储存的信息经过反复运用、强化,才能长久记住,因此,亲人的号码需要不断运用和强化才能“张口就来”;如果对于某一信息加以注意,则可以将这个感觉性记忆转化为第一级记忆。
5.(2025·达州检测)记忆的形成是一个复杂的过程,主要涉及编码、存储、巩固和提取等关键阶段,记忆的过程包括短时记忆和长时记忆。研究表明,睡眠中的慢波睡眠阶段对于记忆的巩固非常重要。下列相关叙述错误的是(  )
[A] 第一级记忆和第二级记忆属于短时记忆
[B] 长期睡眠不足,不利于长时记忆的形成
[C] 长时记忆的形成可能与新突触的建立有关
[D] 学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些蛋白质的合成
【答案】 A
【解析】 感觉性记忆和第一级记忆相当于短时记忆,第二级记忆和第三级记忆相当于长时记忆;睡眠中的慢波睡眠阶段对于记忆的巩固非常重要,而记忆的巩固是长时记忆形成的必要条件,因此长期睡眠不足,不利于长时记忆的形成。
6.(2025·重庆月考)对鼠类的实验表明, 复杂的环境经历、跑动等都可以增加脑部海马区中新生神经元的数量。人脑中神经元的数量不是一成不变的, 丰富的学习活动和生活体验可以促进脑中神经元的产生。下列相关叙述正确的是(  )
[A] 长时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关, 尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关
[B] 神经元轴突是长而较细的突起,呈纤维状,故轴突又叫神经纤维
[C] 神经元是神经胶质细胞数量的10~50倍,这两种细胞共同完成神经系统的调节功能
[D] 运动和复杂的学习活动可增加神经细胞的数量, 有利于预防老年痴呆
【答案】 D
【解析】 短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关;神经元轴突是长而较细的突起,呈纤维状,外表大都套有一层髓鞘,构成神经纤维;神经胶质细胞是神经元数量的10~50倍,这两种细胞一起共同完成神经系统的调节功能;运动和复杂的学习活动可增加神经细胞(神经元)的数量, 有利于预防老年痴呆。
7.(2025·江西联考)学习和记忆是通过促进神经元之间连接的形成和强化来增加突触可塑性(即突触数量和突触生理功能的改变)的过程。下列相关叙述错误的是(  )
[A] 学习和记忆是脑的高级功能,与多个脑区有关,与基因的选择性表达无关
[B] 学习和记忆能刺激新突触形成,特别是在大脑的可塑性较高的区域,如海马体
[C] 学习和记忆过程中,神经递质如多巴胺的水平升高可以促进突触的强化或形成
[D] 学习和记忆过程可能会引起神经元结构的变化,如树突的大小和形状的改变
【答案】 A
【解析】 学习和记忆是脑的高级功能,与多个脑区有关,涉及某些蛋白质的合成、突触形态及功能的改变以及新突触的建立,与基因的选择性表达有关;学习和记忆过程中,神经递质在神经元之间传递信息,神经递质如多巴胺的水平升高可以促进突触的强化或形成。
综合提升练
8.(2025·沧州检测)焦虑是因过度担心而产生的一种烦躁情绪,很多学生都经历过考前焦虑,考前焦虑可能会让学生感到紧张不安、心跳加速、排尿增加,严重者甚至会出现消化不良、呼吸急促的情况。下列相关叙述正确的是(  )
[A] 焦虑导致心跳加快与副交感神经活动占优势有关
[B] 副交感神经活动占优势会抑制胃肠蠕动造成消化不良
[C] 焦虑这一烦躁情绪若持续时间较长会影响正常的生活和学习
[D] 呼吸急促可能是内环境中的CO2刺激下丘脑的呼吸中枢所致
【答案】 C
【解析】 交感神经活动占据优势,心跳加快;消化不良等消化系统的症状的出现是因为交感神经活动占优势抑制了胃肠蠕动;焦虑属于负面情绪,严重者甚至会出现消化不良、呼吸急促的情况,故这一烦躁情绪若持续时间较长会影响正常的生活和学习;呼吸中枢位于脑干。
9.(多选)为探究不同环境因素对大脑皮层的影响,研究者将生理状态相似的小鼠分成甲、乙两组,甲组小鼠饲养于复杂环境中,乙组小鼠饲养于简单环境中。3个月后,甲组小鼠的大脑皮层比乙组的厚,并且大脑皮层神经元树突上细刺状突起数量多,细刺状突起是神经元间建立联系的部位。下列说法错误的是(  )
[A] 复杂环境能促进大脑皮层的生长
[B] 获取信息越多树突上细刺状突起越多
[C] 简单环境有利于建立更多的突触
[D] 复杂环境不能增强小鼠大脑皮层的调节能力
【答案】 CD
【解析】 根据实验,在复杂环境中生活的甲组小鼠的大脑皮层比在简单环境中生长的乙组小鼠大脑皮层厚,说明复杂环境能促进大脑皮层的生长;甲组小鼠大脑皮层神经元树突上的细刺状突起多,说明获取的信息越多,树突上的细刺状突起越多;乙组小鼠在简单环境中细刺状突起少,神经元建立的联系少,简单环境不利于建立更多的突触;复杂环境能让大脑皮层增厚,神经元间建立联系增多,大脑皮层的调节能力增强。
10.(11分)根据神经系统部分结构模式图,回答下列有关问题。
(1)大脑皮层是整个神经系统的       ,其上分布着许多重要的中枢,如⑥和⑦分别是躯体运动中枢和躯体感觉中枢。它除了对外部世界的感知以及控制机体的    外,还具有    、    、    等方面的高级功能。
(2)打字员熟练的指法主要是由    发动和④    进行协调共同完成的。
(3)聋哑人表演的舞蹈《千手观音》让人叹为观止,她们要理解指导教师的手语, 首先要通过①    中枢。
(4)盲人“阅读”盲文,理解盲文含义,要通过    中枢完成。
(5)大脑皮层S区受损,将会导致病人              。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)最高级中枢 反射活动 语言 学习 记忆
(2)大脑 小脑
(3)视觉
(4)语言
(5)能看懂文字,听懂别人谈话,但不会讲话(2分)
【解析】 (1)大脑皮层是整个神经系统的最高级中枢,其上分布着许多重要的中枢,如⑥和⑦分别是躯体运动中枢和躯体感觉中枢。它除了对外部世界的感知以及控制机体的反射活动外,还具有语言、学习、记忆等方面的高级功能。(2)打字员熟练的指法是经过训练形成的,主要是由②大脑发动和④小脑进行协调共同完成的。(3)聋哑人表演的舞蹈《千手观音》让人叹为观止,她们要理解指导教师的手语,首先要通过①视觉中枢,需要先看到舞蹈,然后理解与学习。(4)盲人“阅读”盲文,理解(需要大脑皮层的参与)盲文含义,则要通过语言中枢完成。(5)大脑皮层S区为运动性语言中枢,此区受损,不能讲话,故大脑皮层S区受损,将会导致病人能看懂文字,听懂别人谈话,但不会讲话。
11.(12分)(2025·合肥期中)研究发现,存在于海马突触中的神经递质NO能向突触前膜逆向传递信息,这是生物体学习与记忆的基础,NO含量不同会触发不同的生物学效应,其主要机制如下图。分析回答问题。
(1)大脑皮层的海马区与短时记忆有关,而长时记忆则可能与    的建立有关。
(2)NO以    方式通过突触前膜,不同含量的NO促使突触小泡中不同类型的神经递质从突触前膜释放。适量的NO可通过途径    刺激前后两个神经元持续兴奋,提高学习和记忆能力。
(3)长期睡眠不足会导致NO含量增加,进而引起学习和记忆能力下降,结合图形分析原因
                                            (答出2点即可)。
(4)研究表明天麻素具有比较好的镇静和安眠效果,为进一步研究其是否能改善由睡眠不足引起的学习和记忆能力下降,某学生兴趣小组以乙酰胆碱酯酶活性为观测指标设计并进行了相关实验。请根据提供的材料、试剂等写出实验思路。
材料和试剂:生理状态相同的健康大鼠(部分通过强迫运动等方法处理构建睡眠不足模型大鼠),生理盐水,天麻素溶液(生理盐水配制)
注:乙酰胆碱是脑内重要的神经递质,参与调节认知功能和学习记忆过程。乙酰胆碱酯酶是一种能降解乙酰胆碱的酶。
实验思路:  。
(5)实验结果表明,天麻素处理后大鼠体内的乙酰胆碱酯酶活性显著降低,由此推测天麻素改善因睡眠不足引起学习和记忆能力下降的原因可能是             
                                   。
【答案】 (每空2分)
(1)新突触
(2)自由扩散 Ⅰ
(3)NO含量增加会通过途径Ⅱ促进突触小泡释放抑制性神经递质,阻断神经元间的兴奋传递;通过途径Ⅲ抑制突触前神经元的线粒体功能,引起供能障碍
(4)设置甲、乙、丙三组,甲组为正常大鼠并腹腔注射适量生理盐水,乙组为模型大鼠并腹腔注射等量的天麻素溶液,丙组为模型大鼠并腹腔注射等量生理盐水,检测各组乙酰胆碱酯酶活性
(5)天麻素处理后大鼠体内乙酰胆碱酯酶活性显著降低,乙酰胆碱的降解减少,从而改善学习和记忆能力
【解析】 (1)大脑皮层的海马区与短时记忆有关,而长时记忆则可能与新突触的建立有关。
(2)NO是气体分子,通过自由扩散通过突触前膜。神经递质存在于突触小泡中,由图可知NO可通过途径Ⅰ促进兴奋性神经递质释放,该兴奋性神经递质作用于突触后膜,又使NO逆向传递信息,使前后两个神经元持续兴奋。
(3)长期睡眠不足会导致NO含量增加,由图可知,NO含量增加会触发途径Ⅱ和Ⅲ,途径Ⅱ促进突触小泡释放抑制性神经递质,阻断神经元间的兴奋传递;通过途径Ⅲ抑制突触前神经元的线粒体功能,引起供能障碍。
(4)实验目的是探究天麻素是否能改善由睡眠不足引起的学习和记忆能力下降。自变量为大鼠的种类和是否注射天麻素,因变量为乙酰胆碱酯酶活性,具体实验思路为设置甲、乙、丙三组,甲组为正常大鼠,向其腹腔注射适量生理盐水;乙组为模型大鼠,向其腹腔注射等量的天麻素溶液;丙组为模型大鼠,向其腹腔注射等量生理盐水。检测各组乙酰胆碱酯酶活性。
(5)乙酰胆碱酯酶是一种能降解乙酰胆碱的酶,乙酰胆碱能参与调节认知功能和学习记忆过程,由实验可知天麻素处理后大鼠体内的乙酰胆碱酯酶活性显著降低,乙酰胆碱的降解减少,从而改善学习和记忆能力。

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