第23講 神經調節(jié)?【課標要求】 1.概述神經調節(jié)的基本方式是反射(可分為條件反射和非條件反射),其結構基礎是反射弧。2.闡明神經細胞膜內外在靜息狀態(tài)具有電位差,受到外界刺激后形成動作電位,并沿神經纖維傳導。3.闡明神經沖動在突觸處的傳遞通常通過化學物質傳遞方式完成。4.分析位于脊髓的低級神經中樞和腦中相應的高級神經中樞相互聯(lián)系、相互協(xié)調,共同調控器官和系統(tǒng)的活動,維持機體的穩(wěn)態(tài)。5.舉例說明中樞神經系統(tǒng)通過自主神經來調節(jié)內臟的活動。6.簡述語言活動和條件反射是由大腦皮層控制的高級神經活動。
考點一 神經調節(jié)的結構基礎和基本方式
一、神經調節(jié)的結構基礎1.神經系統(tǒng)的基本結構(1)中樞神經系統(tǒng)。
(3)自主神經系統(tǒng)。①概念:支配內臟、血管和腺體的傳出神經,它們的活動不受意識支配,稱為自主神經系統(tǒng)。②組成與功能。
提醒:①腦神經共12對,主要分布在頭面部;脊神經共31對,主要分布在軀干、四肢。②自主神經系統(tǒng)受大腦皮層的調節(jié),并不完全自主。
2.組成神經系統(tǒng)的細胞(1)神經元:神經系統(tǒng)結構和功能的基本單位。
(2)神經膠質細胞。①廣泛分布于神經元之間,其數(shù)量為神經元數(shù)量的10~50倍。②具有支持、保護、營養(yǎng)和修復神經元等多種功能。③在外周神經系統(tǒng)中,神經膠質細胞參與構成神經纖維表面的髓鞘。
提醒:①神經膠質細胞的突起無樹突和軸突之分。②區(qū)分神經纖維、神經和神經末梢。a.神經纖維:軸突呈纖維狀,外表大都套有一層髓鞘,構成神經纖維。b.神經:許多神經纖維集結成束,外面包有一層包膜,構成一條神經。c.神經末梢:樹突和軸突末端的細小分支叫作神經末梢,它們分布在全身各處。
二、神經調節(jié)的基本方式1.反射與反射弧(1)神經調節(jié)的基本方式——反射。①概念:在中樞神經系統(tǒng)的參與下,機體對內外刺激所產生的規(guī)律性應答反應。②發(fā)生條件:a.反射弧的完整性;b.適宜的刺激(刺激種類和強度)。(2)反射弧。①功能:完成反射的結構基礎。②各部分的結構與功能:
(3)興奮:動物體或人體內的某些細胞或組織(如神經組織)感受外界刺激后,由相對靜止狀態(tài)變?yōu)轱@著活躍狀態(tài)的過程。
提醒:①反射活動需要經過完整的反射弧來實現(xiàn)。反射弧中任何環(huán)節(jié)受損,反射就不能完成。②直接刺激傳出神經或效應器引起肌肉收縮,不屬于反射。③反射的進行需要接受適宜強度的刺激,刺激過弱或過強將導致反射活動無法進行。④一個完整的反射活動的完成至少需要兩個神經元,如膝跳反射。
2.非條件反射與條件反射
1.反射≠反應≠感覺(1)反射的發(fā)生要有完整的反射弧和一定條件的刺激,如用針刺腳趾引起的縮腿行為。(2)反應是指生物體對內、外刺激作出的規(guī)律性應答,不需要完整的反射弧,如用針刺坐骨神經引起的與坐骨神經相連的肌肉的收縮。(3)感覺是在大腦皮層形成的,需要感受器、傳入神經、神經中樞參與,傳出神經和效應器未參與此過程。
2.傳入神經與傳出神經的判斷方法
(4)切斷實驗法:若切斷某一神經,刺激遠離中樞的位置,肌肉不收縮,而刺激近中樞的位置,肌肉收縮,則切斷的為傳入神經,反之,則為傳出神經。3.反射弧相關結構被破壞對反射弧功能的影響
4.反射弧中受損部位的判斷方法(1)傳出神經是否受損:電位計位于神經纖維上,當神經纖維受到刺激時,若電位計不發(fā)生偏轉,說明受損部位是神經纖維;若電位計發(fā)生偏轉,說明受損的部位可能是骨骼肌或突觸。(2)骨骼肌是否受損:刺激骨骼肌,若骨骼肌不收縮,說明受損的部位是骨骼肌。(3)突觸是否受損:刺激骨骼肌,若骨骼肌收縮,說明骨骼肌正常;然后刺激神經,若電位計偏轉,但骨骼肌不收縮,則說明受損部位是突觸。
考向1 結合神經系統(tǒng)的基本結構,考查生命觀念1.(2022·山東卷)迷走神經是與腦干相連的腦神經,對胃腸的蠕動和消化腺的分泌活動起促進作用,還可通過一系列過程產生抗炎效應,如下圖所示。
注:“+”越多表示濃度越高
(1)迷走神經中促進胃腸蠕動的神經屬于__________________(填“交感神經”或“副交感神經”)。交感神經和副交感神經對同一器官的作用通常是相反的,其意義是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)消化液中的鹽酸在促進消化方面的作用有_______________________________________________________________________________________________________、_______________________________________________________________________、______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(答出3種作用即可)
(3)研究人員對圖中抗炎過程進行了相關實驗,實驗分組及結果見上表。通過腹腔注射脂多糖(LPS)可使大鼠出現(xiàn)炎癥,檢測TNF-α濃度可評估炎癥程度。據(jù)圖分析,若丙組的A處理僅在腸巨噬細胞內起作用,推測A處理的3種可能的作用機制:_______________________________________________________________________;_______________________________________________________________________;_______________________________________________________________________。
解析:(1)當人處于安靜狀態(tài)時,副交感神經活動占據(jù)優(yōu)勢,此時,心跳減慢,但胃腸的蠕動和消化液的分泌會加強,有利于食物的消化和營養(yǎng)物質的吸收。自主神經系統(tǒng)由交感神經和副交感神經兩部分組成。它們的作用通常是相反的,可以使機體對外界刺激作出更精確的反應,使機體更好地適應環(huán)境的變化。(2)鹽酸在促進消化方面有以下作用:使蛋白質變性,有利于蛋白酶與之結合;提供胃蛋白
酶發(fā)揮催化作用的適宜pH;刺激小腸黏膜產生促胰液素,促進胰液分泌,進而促進消化。(3)結合圖示可知,丙組的TNF-α濃度低,炎癥程度低于乙組,TNF-α作為一種細胞因子,化學成分是一種蛋白質,僅考慮A在腸巨噬細胞內起作用,可能的原因是A抑制TNF-α分泌過程中內質網(wǎng)、高爾基體形成囊泡,或A抑制腸巨噬細胞中TNF-α基因的轉錄,或A抑制腸巨噬細胞中TNF-α基因的翻譯。
答案:(1)副交感神經 可以使機體對外界刺激作出更精確的反應,使機體更好地適應環(huán)境的變化(2)使蛋白質變性,有利于蛋白酶與之結合 提供胃蛋白酶發(fā)揮催化作用的適宜pH 刺激小腸黏膜產生促胰液素,促進胰液分泌,進而促進消化(3)A抑制TNF-α分泌過程中內質網(wǎng)、高爾基體形成囊泡 A抑制腸巨噬細胞中TNF-α基因的轉錄 A抑制腸巨噬細胞中TNF-α基因的翻譯
考向2 圍繞反射弧和反射,考查生命觀念2.(2022·江蘇南通)在人體骨骼肌受到牽拉而過度收縮時,會引起骨骼肌內的腱梭興奮,通過脊髓中抑制性中間神經元的作用,抑制α運動神經元的活動,使受拉的肌肉舒張(如圖),這種現(xiàn)象稱為反牽張反射。下列相關敘述正確的是(  )
A.反牽張反射屬于大腦皮層控制的條件反射B.在a處給予適宜刺激也會引起反牽張反射C.腱梭興奮后,b、c處膜外電位變化情況相同D.該反射能防止肌肉因過度牽拉而受到損傷
解析:反牽張反射屬于脊髓控制的非條件反射,A錯誤;由于沒有通過感受器(反射弧不完整),因此在a處給予適宜刺激不屬于反牽張反射,B錯誤;b是抑制性神經,c是傳出神經,因此腱梭興奮后,b、c處膜外電位變化情況可能不同,C錯誤;據(jù)題干信息可知,該反射能防止肌肉因過度牽拉而受到損傷,D正確。
考向3 結合反射的綜合分析,考查科學思維3.(2022·四川成都七中)2016年6月,英國科學家揭示了腸道菌群引發(fā)肥胖的機理,又向肥胖癥的治療邁進了一步。下圖為肥胖癥發(fā)生機理的部分示意圖(“+”表示增強),請回答下列相關問題:
(1)由圖可知,副交感神經興奮會________(填“促進”或“抑制”)胰島素的產生,從而引起血糖含量________,進入細胞內的葡萄糖可____________,從而引起肥胖。(2)腸道中微生物產生的乙酸增多,會引起副交感神經興奮,副交感神經會分泌________作用于胃黏膜分泌細胞,促進胃饑餓素的產生,胃饑餓素產生的調節(jié)方式屬于________調節(jié)。營養(yǎng)物質的攝入量增多又會使微生物產生乙酸的量增加,說明①②③過程屬于________調節(jié)。(3)胃饑餓素可以使下丘腦的攝食中樞興奮,動物食欲增強、攝食量增加,還可以使下丘腦分泌的________________________激素減少,使甲狀腺激素分泌減少,降低細胞內物質氧化分解,進而導致肥胖。下丘腦通過垂體調節(jié)甲狀腺激素的產生,屬于____________調節(jié)。
解析:(1)由圖可知,副交感神經興奮會促進胰島素的產生;胰島素增多會引起血糖降低;進入細胞內的葡萄糖轉化為脂肪,從而引起肥胖。(2)副交感神經可通過分泌神經遞質作用于胃黏膜細胞分泌胃饑餓素,此調節(jié)方式屬于神經調節(jié);微生物產生乙酸引起副交感神經興奮,促進胃饑餓素的產生,胃饑餓素可促進營養(yǎng)物質的攝入,反過來會增加乙酸的產生量,說明①②③過程屬于正反饋調節(jié)。(3)下丘腦通過垂體調節(jié)甲狀腺激素的產生,屬于分級(激素)調節(jié);下丘腦通過減少促甲狀腺激素釋放激素的分泌,減少甲狀腺激素的釋放量。
答案:(1)促進 降低 轉化成脂肪(2)神經遞質 神經 (正)反饋(3)促甲狀腺激素釋放 分級(或“激素”“體液”)
考點二 神經沖動的產生和傳導
(1)AB段——靜息電位:主要是因K+通過離子通道順濃度梯度外流所致,達到平衡時,膜內K+濃度仍高于膜外,此時膜電位表現(xiàn)為外正內負。(2)BC段——動作電位的形成:因足夠強度的刺激導致Na+通道打開,引起Na+順濃度內流,達到平衡時,膜外Na+濃度仍高于膜內,最終導致膜電位表現(xiàn)為外負內正。
(3)CD段——靜息電位的恢復:Na+通道關閉,K+通道打開,K+順濃度梯度大量外流,膜電位逐漸恢復為外正內負,此時因K+外流過多導致此時膜內外電位差值大于初始靜息電位差值。(4)DE段——鈉鉀泵吸K+排Na+,恢復為初始靜息電位,從而為下一次興奮做好準備。
2.興奮在神經纖維上的傳導
3.興奮在神經元之間的傳遞(1)結構基礎——突觸的結構和類型。
提醒:突觸小體≠突觸①組成不同:突觸小體是一個神經元軸突末端的膨大部分,其上的膜構成突觸前膜,是突觸的一部分;突觸由兩個神經元構成,包括突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜。②信號轉換不同:在突觸小體上的信號變化為電信號→化學信號。在突觸中完成的信號變化為電信號→化學信號→電信號。
(2)突觸類型。①神經元間形成突觸的主要類型:
②神經元與效應器形成的突觸類型:軸突—肌肉型、軸突—腺體型。
(3)突觸處興奮傳遞過程。
(4)興奮在突觸處的傳遞特點。①單向傳遞:原因是神經遞質只能由突觸前膜釋放,作用于突觸后膜。②突觸延擱:神經沖動在突觸處的傳遞要經過電信號→化學信號→電信號的轉變,因此比在神經纖維上的傳導速度要慢。(5)神經遞質。
②釋放方式:一般為胞吐,體現(xiàn)了生物膜的流動性。③受體化學本質:糖蛋白。特點:特異性識別并與神經遞質結合。
④作用:引起下一神經元的興奮或抑制。⑤去向:迅速被相應的酶分解或被重吸收到突觸小體,貯存于囊泡或以擴散方式離開突觸間隙,為下一次興奮傳遞做好準備。4.濫用興奮劑、吸食毒品的危害(1)興奮劑和毒品大多是通過突觸起作用的。(2)作用機制。①促進神經遞質的合成與釋放速率;②干擾神經遞質與受體的結合;③影響分解神經遞質的酶的活性。
1.有關神經遞質的幾點提醒(1)供體:軸突末端突觸小體內的突觸小泡。(2)傳遞途徑:突觸前膜→突觸間隙→突觸后膜。(3)類型及機理。①興奮性遞質:如乙酰膽堿、谷氨酸等,引起興奮的機理為該類遞質作用于突觸后膜后,能增強突觸后膜對Na+通透性,使Na+內流,從而使突觸后膜產生動作電位,即引起下一神經元發(fā)生興奮。②抑制性遞質:如甘氨酸、γ-氨基丁酸、去甲腎上腺素等,引起抑制的機理為該類遞質作用于突觸后膜后,能增強突觸后膜對Cl-的通透性,使Cl-進入細胞內,強化內負外正的靜息電位,從而使神經元難以產生興奮。(4)去向:神經遞質發(fā)揮效應后,會很快被相應的酶降解,或被突觸前神經元回收,以免持續(xù)發(fā)揮作用。
2.膜電位變化曲線解讀
①a點之前——靜息電位:由于神經細胞膜對K+的通透性大,對Na+的通透性小,主要表現(xiàn)為K+外流,使膜電位表現(xiàn)為外正內負。②ac段——動作電位的形成:神經細胞受刺激時,Na+通道打開,Na+大量內流,導致膜電位發(fā)生變化,ab段仍表現(xiàn)為外正內負,b點為“0”電位,bc段表現(xiàn)為外負內正,c點達到動作電位的峰值。
③ce段——靜息電位的恢復:Na+通道關閉,K+通道打開,K+大量外流,導致膜電位發(fā)生變化,cd段仍表現(xiàn)為外負內正,d點為“0”電位,de段逐漸變?yōu)橥庹齼蓉?,逐漸恢復為靜息電位。④ef段——在形成動作電位和恢復靜息電位的過程中,神經元內外的Na+濃度和K+濃度發(fā)生了改變。鈉—鉀泵活動加強,將Na+排出、K+移入,恢復離子濃度梯度,重建膜的靜息電位。
提醒:細胞外液Na+、K+濃度大小與膜電位變化的關系
3.抑制性突觸后電位的產生機制(1)電位變化示意圖。
(2)產生機制。突觸前神經元軸突末梢興奮,引起突觸小泡釋放抑制性遞質,抑制性遞質與突觸后膜受體結合后,提高了后膜對Cl-、K+的通透性,Cl-進細胞或K+出細胞(抑制性突觸后電位的產生主要與Cl-內流有關)。
(3)結果:使膜內外的電位差變得更大,突觸后膜更難以興奮。
4.興奮在神經元之間傳遞(1)突觸與突觸小體。①結構上不同:突觸小體是神經元軸突末端膨大部分,其上的膜是突觸前膜,是突觸的一部分。突觸涉及兩個神經元,包括突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜。②信號轉變不同:突觸小體上的信號變化是電信號→化學信號;在突觸中完成的信號變化為電信號→化學信號→電信號。(2)興奮傳遞過程中出現(xiàn)異常的情況。
a.神經遞質發(fā)生效應后,就被酶破壞而失活,或被移走而迅速停止作用。如果因藥物或酶活性降低,導致神經遞質不能失活或被移走,則會引起后一神經元持續(xù)興奮或抑制。
b.若某物質阻礙神經遞質的合成、釋放,或使其失活,或占據(jù)受體位置使神經遞質與受體不能結合,均會阻斷興奮的傳遞。
考向1 結合興奮的產生及在神經纖維上的傳導,考查科學思維1.(2022·韶關北江中學)圖甲是動作電位產生過程示意圖,圖乙是動作電位傳導示意圖,下列敘述正確的是(  )
A.a~c段和①~③段Na+通道開放,神經纖維膜內外Na+濃度差增大B.若神經纖維膜外K+濃度增大,圖甲中c點將上升C.靜息電位是指圖乙AB之間膜內的電位差D.機體內反射弧中神經沖動的傳導是單向的
解析:a~c段和①~③段表示神經纖維受刺激部位Na+通道開放,Na+內流進入細胞,導致神經纖維受刺激部位膜內外Na+濃度差減小,A項錯誤;圖甲中c點表示產生的動作電位最大值,因此若神經纖維膜外Na+濃度增大,則Na+內流增多,甲圖中c點將上升,但K+濃度影響的是靜息電位,膜外K+濃度增大,不改變動作電位的峰值,B項錯誤;靜息電位是神經纖維未受刺激時外正內負的電位,而不是興奮部位與未興奮部位之間的電位差,C項錯誤;機體內反射弧中有突觸結構,所以神經沖動的傳導是單向的,D項正確。
考向2 結合興奮的傳遞,考查科學思維2.(2022·濰坊模擬)為了研究河豚毒素對神經元之間興奮傳遞過程的影響,選用某動物的神經組織進行實驗,處理及結果見下表,已知河豚毒素對于突觸后膜識別信息分子的敏感性無影響。下列敘述錯誤的是(  )
A.第Ⅰ組神經元興奮產生的動作電位主要由Na+內流引起,且膜外比膜內電位高75 mVB.實驗中刺激突觸前神經元0.5 ms后才測得突觸后神經元動作電位,原因之一是興奮在神經元之間的信號轉換需要時間C.從Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組推斷,突觸后神經元動作電位的降低可能是作用于突觸后膜的神經遞質數(shù)量減少引起的D.由實驗可知河豚毒素對神經興奮傳遞起抑制作用,可用于開發(fā)麻醉藥、鎮(zhèn)痛劑等藥物
解析:第Ⅰ組神經元興奮產生的動作電位主要由Na+內流引起,興奮時,膜電位表現(xiàn)為外負內正,膜外電位比膜內低75 mV,A項錯誤;興奮在神經元之間靠神經遞質傳遞,會發(fā)生電信號變成化學信號,再變成電信號的轉換,其信號轉換需要時
間,因此實驗中刺激突觸前神經元0.5 ms后才測得突觸后神經元動作電位,B項正確;由于河豚毒素對于突觸后膜識別信息分子的敏感性無影響,從Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組推斷,突觸后神經元動作電位的降低可能是作用于突觸后膜的神經遞質數(shù)量減少引起的,C項正確;河豚毒素對神經興奮的傳遞起抑制作用,可用于開發(fā)麻醉藥、鎮(zhèn)痛劑等藥物,D項正確。
3.(2022·湖北武漢模擬)抑郁癥嚴重影響人的生活質量。研究表明抑郁癥的發(fā)生與單胺類神經遞質如5-羥色胺(5-HT)的含量減少有關。5-HT是使人愉悅的神經遞質,發(fā)揮作用后會迅速被降解或回收進細胞。臨床上常采用西藥度洛西汀來治療抑郁癥,機理見下圖:
(1)5-HT釋放后,經________(液體)運輸與突觸后膜特異性受體結合,引發(fā)突觸后膜電位變化,導致下一個神經元興奮。(2)據(jù)圖分析度洛西汀治療抑郁癥的機理是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________,從而有利于神經系統(tǒng)活動正常進行。若單胺類氧化酶抑制劑也可作為抗抑郁癥藥物,其作用機理與度洛西汀__________(填“相同”或“不同”)。(3)《神農本草經》中提到人參有“安精神,定魂魄”之功效。研究者開展了人參有效成分人參皂苷(Rg)能否抗抑郁的研究,采用慢性溫和不可預見性刺激(CUMS)的方法建立大鼠抑郁模型,將度洛西汀和Rg分別溶于雙蒸水制成溶液進行灌胃,用強迫游泳的行為學方法來檢測大鼠的抑郁行為學變化。結果如下:
注:動物在水中的不動時間可評價抑郁程度。①本實驗的對照組組別有____________,第1組的具體處理是__________________________________________________________________________ (用文字描述)。
②根據(jù)實驗結果推測在已有西藥度洛西汀的情況下,Rg________(填“有”或“沒有”)作為抗抑郁中藥的研究前景,理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析:(1)5-羥色胺作為神經遞質從突觸前膜釋放后,經過突觸間隙的組織液的運輸才能作用于突觸后膜上的特異性受體,引發(fā)突觸后膜電位變化,導致下一個神經元興奮。(2)據(jù)圖分析可知,度洛西汀治療抑郁癥的機理是:抑制5-羥色胺轉運體從突觸間隙運走5-羥色胺,從而使5-羥色胺更多地刺激突觸后膜上的特異性受體;若單胺類氧化酶抑制劑也可作為抗抑郁癥藥物,其作用機理是抑制5-羥色胺被滅活,使其持續(xù)作用于突觸后膜上的特異性受體,所以其與度洛西汀治療抑郁癥的機理不同。(3)①分析題意,本實驗目的是研究人參有效成分人參皂苷(Rg)能否抗抑郁,
則實驗的自變量是Rg,故該實驗的對照組是1、2、3;實驗設計應遵循對照與單一變量原則,故第1組應為空白對照,具體處理是不用慢性溫和不可預見性刺激的方法處理,每天用等量的雙蒸水灌胃。②分析實驗結果可知,4、5組與2、3組相比,大鼠不動時間明顯縮短,說明人參皂苷可抗抑郁,且比度洛西汀抗抑郁效果還要好,故Rg有作為抗抑郁中藥的研究前景。
答案:(1)組織液(2)抑制5-羥色胺轉運體從突觸間隙運走5-羥色胺,從而使5-羥色胺更多地刺激突觸后膜上的特異性受體 不同(3)①1、2、3 不用慢性溫和不可預見性刺激的方法處理,每天用等量的雙蒸水灌胃?、谟小〉?、5組與第2、3組相比,大鼠不動時間明顯縮短,說明人參皂苷可抗抑郁,且比度洛西汀抗抑郁效果還要好
考向3 圍繞興奮劑和毒品相關知識,考查生命觀念4.(2022·湖北模擬預測)研究人員以大鼠為研究對象,探究茶葉中茶氨酸對腦腺體多巴胺(一種神經遞質)釋放的影響,結果如下圖所示。下列相關敘述正確的是(  )
A.該實驗缺少一組不添加茶氨酸、其他條件與另兩組相同的對照組B.由圖推測,荼氨酸濃度越大,促進多巴胺釋放的作用時間越長C.多巴胺能與突觸后膜上的受體結合,受體決定了多巴胺釋放的位置D.多巴胺發(fā)揮作用后,突觸后膜內側鈉離子濃度比外側高
解析:本實驗需要評定大鼠自身產生多巴胺的情況,才能判斷茶氨酸對多巴胺釋放的影響,所以需要增加一組空白對照實驗,即不添加茶氨酸、其他條件與另兩組相同且適宜,A項正確;從圖中不能看出茶氨酸濃度越大,促進多巴胺釋放的作用時間越長,B項錯誤;神經遞質由突觸前膜釋放作用于突觸后膜上的受體,受體不能決定多巴胺釋放的位置,C項錯誤;多巴胺發(fā)揮作用后,突觸后膜內側鈉離子濃度依然比外側低,D項錯誤。
考點三 神經系統(tǒng)的分級調節(jié)及人腦的高級功能
1.神經系統(tǒng)對軀體運動的分級調節(jié)大腦皮層:主要由神經元胞體及樹突構成的薄層結構。(1)神經系統(tǒng)對軀體運動的分級調節(jié)。①軀體運動中樞:位于大腦皮層的中央前回,又叫第一運動區(qū)。②第一運動區(qū)與軀體運動的關系。a.對軀體運動的調節(jié)支配具有交叉支配的特征(頭面部多為雙側性支配),一側皮層代表區(qū)主要支配對側軀體的肌肉,如刺激右側大腦皮層的第一運動區(qū),可見其左側肢體運動。b.軀體各部分的運動機能在大腦皮層第一運動區(qū)內都有代表區(qū)。
c.皮層代表區(qū)的位置與軀體各部分的關系是倒置的,如下肢的代表區(qū)在第一運動區(qū)的頂部,頭面部肌肉的代表區(qū)在底部,上肢的代表區(qū)則在兩者之間。但頭面部代表區(qū)的位置與頭面部的關系是正立的。d.皮層代表區(qū)范圍的大小與軀體的大小無關,與軀體運動的精細復雜程度有關,運動越精細且復雜的器官,其皮層代表區(qū)的面積越大。如面積大的軀干,在皮層代表區(qū)的面積很小。
(2)軀體運動的分級調節(jié)示意圖。
2.神經系統(tǒng)對內臟活動的分級調節(jié)(1)排尿反射的分級調節(jié)。
①低級中樞的調控:脊髓對膀胱擴大和縮小的控制由自主神經系統(tǒng)支配,副交感神經興奮,會使膀胱縮小,交感神經興奮,不會導致膀胱縮小。②高級中樞的調控:人能有意識地控制排尿,是因為大腦皮層對脊髓進行著調控。
(2)其他內臟活動的分級調節(jié)。①大腦皮層:許多低級中樞活動的高級調節(jié)者,它對各級中樞的活動起調整作用,這使得自主神經系統(tǒng)并不完全自主。②下丘腦:有調節(jié)體溫、水平衡、攝食等活動的較高級中樞。③腦干:調節(jié)呼吸、心血管活動的基本中樞。④脊髓:調節(jié)內臟活動的低級中樞。如排尿、排便、血管舒縮等。
3.人腦的高級功能(1)基本功能:感知外界,產生感覺及控制機體的反射活動。
(2)高級功能:語言、學習、記憶和情緒等。①語言功能:人腦特有的高級功能。人類大腦皮層的言語區(qū):
大多數(shù)人主導語言功能的區(qū)域是在大腦的左半球,邏輯思維主要由左半球負責。大多數(shù)人的大腦右半球主要負責形象思維,如音樂、繪畫、空間識別等。
②學習和記憶功能。a.概念:學習和記憶是指神經系統(tǒng)不斷地接受刺激,獲得新的行為、習慣和積累經驗的過程。b.特點:不是由單一腦區(qū)控制的,而是由多個腦區(qū)和神經通路參與。c.記憶過程的四個階段及其聯(lián)系。
③情緒。a.抑郁:當人們遇到精神壓力、生活挫折、疾病、死亡等情況時,常會產生消極的情緒。當消極情緒達到一定程度時,就會產生抑郁。
b.抑郁癥:抑郁通常是短期的,可以通過自我調適、身邊人的支持以及心理咨詢好轉,當抑郁持續(xù)下去而得不到緩解時,就可能形成抑郁癥。c.積極建立和維系良好的人際關系、適量運動和調節(jié)壓力都可以幫助我們減少和更好地應對情緒波動。
常見生理或病理現(xiàn)象及參與或損傷的神經中樞
考向1 結合神經系統(tǒng)的分級調節(jié),考查科學思維1.(2022·深圳模擬)下列關于軀體運動分級調節(jié)的敘述錯誤的是(  )
A.軀體的運動受大腦皮層以及腦干、脊髓等的共同調控B.大腦皮層發(fā)出的指令必須經過小腦或腦干才能傳給低級中樞C.小腦和腦干能控制脊髓,同時也受大腦皮層的控制D.大腦皮層是最高級中樞,腦干連接低級中樞和高級中樞
解析:軀體的運動受大腦皮層以及腦干、脊髓等的共同調控,A項正確;大腦皮層發(fā)出的指令可以直接傳給脊髓(低級中樞),B項錯誤;小腦和腦干能控制脊髓,同時也受大腦皮層的控制,C項正確;大腦皮層可通過小腦和腦干與脊髓相連,因此腦干等連接低級中樞和高級中樞,D項正確。
2.(2022·山東煙臺)膀胱充盈時,牽張感受器興奮,反射性引起逼尿肌收縮,尿道括約肌舒張,使尿液排出;當尿液流經尿道,刺激尿道中感受器興奮,導致逼尿肌進一步收縮,直至尿液排空。下列說法錯誤的是(  )A.尿液排出時導致逼尿肌進一步收縮屬于負反饋調節(jié)B.不宜排尿時,逼尿肌處于舒張狀態(tài),尿道括約肌處于收縮狀態(tài)C.牽張感受器產生的興奮經脊髓傳入大腦皮層可產生尿意D.排尿反射的低級中樞在脊髓,但它受相應的高級中樞的調控
解析:尿液排出時導致逼尿肌進一步收縮,促進了該過程,加速尿液排出體外,屬于正反饋調節(jié),A項錯誤;不宜排尿時,逼尿肌舒張,括約肌收縮,B項正確;牽張感受器產生的興奮傳入大腦皮層產生尿意,C項正確;排尿反射的低級中樞在脊髓,但它受相應的高級中樞,如大腦皮層的調控,D項正確。
考向2 結合人腦的高級功能,考查生命觀念3.(2022·湖南長郡中學)阿爾茨海默病病理顯示患者的大腦細胞受損,形狀像海馬的腦區(qū)會出現(xiàn)神經炎性斑塊,且會出現(xiàn)突觸丟失、神經遞質減少等異?,F(xiàn)象。下列有關分析正確的是(  )A.如果形狀像海馬的腦區(qū)受損,則主要會影響長時記憶B.如果新突觸不能正常建立,則主要會影響短時記憶C.如果言語區(qū)的W區(qū)受損,則患者會出現(xiàn)閱讀文字障礙D.如果大腦某一區(qū)域受損,則患者可能會出現(xiàn)大小便失禁
解析:如果形狀像海馬的腦區(qū)受損,則主要會影響短時記憶,A項錯誤;如果新突觸不能正常建立,則主要會影響長時記憶,B項錯誤;如果言語區(qū)的W區(qū)受損,則患者會出現(xiàn)書寫障礙,C項錯誤;成年人可以有意識地控制排尿,排尿反射受高級中樞控制,如果大腦某一區(qū)域受損,則患者可能會出現(xiàn)大小便失禁,D項正確。
高考真題體驗1.(2022·浙江卷)聽到上課鈴聲,同學們立刻走進教室,這一行為與神經調節(jié)有關。該過程中,其中一個神經元的結構及其在某時刻的電位如下圖所示。下列關于該過程的敘述,錯誤的是(  )
A.此刻①處Na+內流,②處K+外流,且兩者均不需要消耗能量B.①處產生的動作電位沿神經纖維傳播時,波幅一直穩(wěn)定不變C.②處產生的神經沖動,只能沿著神經纖維向右側傳播出去D.若將電表的兩個電極分別置于③④處,指針會發(fā)生偏轉
解析:根據(jù)興奮傳遞的方向為③→④,則①處恢復靜息電位,為K+外流,②處Na+內流,A項錯誤;動作電位沿神經纖維傳導時,其電位變化總是一樣的,不會隨傳導距離而衰減,B項正確;反射弧中,興奮在神經纖維的傳導是單向的,由軸突傳導到軸突末梢,即向右傳播出去,C項正確;將電表的兩個電極置于③④處時,由于會存在電位差,指針會發(fā)生偏轉,D項正確。
2.(2022·山東卷)藥物甲、乙、丙均可治療某種疾病,相關作用機制如圖所示,突觸前膜釋放的遞質為去甲腎上腺素(NE)。下列說法錯誤的是(  )
A.藥物甲的作用導致突觸間隙中的NE增多B.藥物乙抑制NE釋放過程中的正反饋C.藥物丙抑制突觸間隙中NE的回收D.NE-β受體復合物可改變突觸后膜的離子通透性
解析:藥物甲抑制去甲腎上腺素的滅活,進而導致突觸間隙中的NE增多,A項正確;由圖可知,神經遞質可與突觸前膜的α受體結合,進而抑制突觸小泡釋放神經遞質,這屬于負反饋調節(jié),藥物乙抑制NE釋放過程中的負反饋,B項錯誤;由圖可知,去甲腎上腺素被突觸前膜攝取回收,藥物丙抑制突觸間隙中NE的回收,C項正確;神經遞質NE與突觸后膜的β受體特異性結合后,可改變突觸后膜的離子通透性,引發(fā)突觸后膜電位變化,D項正確。
3.(2022·廣東卷)研究多巴胺的合成和釋放機制,可為帕金森病(老年人多發(fā)性神經系統(tǒng)疾病)的防治提供實驗依據(jù),最近研究發(fā)現(xiàn)在小鼠體內多巴胺的釋放可受乙酰膽堿調控,該調控方式通過神經元之間的突觸聯(lián)系來實現(xiàn)(如下圖所示)。據(jù)圖分析,下列敘述錯誤的是(  )
A.乙釋放的多巴胺可使丙膜的電位發(fā)生改變B.多巴胺可在甲與乙、乙與丙之間傳遞信息C.從功能角度看,乙膜既是突觸前膜也是突觸后膜D.乙膜上的乙酰膽堿受體異??赡苡绊懚喟桶返尼尫?br/>解析:多巴胺是乙釋放的神經遞質,與丙上的受體結合后會使其膜發(fā)生電位變化,A項正確;分析題圖可知,多巴胺可在乙與丙之間傳遞信息,不能在甲和乙之間傳遞信息,B項錯誤;分析題圖可知,乙膜既是乙酰膽堿作用的突觸后膜,又是釋放多巴胺的突觸前膜,C項正確;多巴胺的釋放受乙酰膽堿的調控,故乙膜上的乙酰膽堿受體異??赡苡绊懚喟桶返尼尫?,D項正確。
4.(2021·廣東卷)太極拳是我國的傳統(tǒng)運動項目,其剛柔并濟、行云流水般的動作是通過神經系統(tǒng)對肢體和軀干各肌群的精巧調控及各肌群間相互協(xié)調而完成。如“白鶴亮翅”招式中的伸肘動作,伸肌收縮的同時屈肌舒張。如圖為伸肘時動作在脊髓水平反射弧基本結構的示意圖。
回答下列問題:(1)圖中反射弧的效應器是__________________及其相應的運動神經末梢。若肌梭受到適宜刺激,興奮傳至a處時,a處膜內外電位應表現(xiàn)為__________。
(2)伸肘時,圖中抑制性中間神經元的作用是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________,使屈肌舒張。(3)適量運動有益健康。一些研究認為太極拳等運動可提高肌細胞對胰島素的敏感性,在胰島素水平相同的情況下,該激素能更好地促進肌細胞_______________,降低血糖濃度。(4)有研究報道,常年堅持太極拳運動的老年人,其血清中TSH、甲狀腺激素等的濃度升高,因而認為運動能改善老年人的內分泌功能,其中TSH水平可以作為評估________(填分泌該激素的腺體名稱)功能的指標之一。
解析:(1)圖中反射弧的效應器為伸肌、屈肌及其相應的運動神經末梢;若肌梭受到適宜刺激,興奮傳至抑制性中間神經元時,使得抑制性神經元上有興奮的傳導,發(fā)生電位變化,從而使a處膜內外電位表現(xiàn)為外負內正。(2)伸肘時,圖中抑制性中間神經元接受上一個神經元傳來的興奮,從而發(fā)生電位變化,但釋放抑制性神經遞質,從而使屈肌運動神經元無法產生動作電位,使屈肌舒張。(3)太極拳等運動可提高肌細胞對胰島素的敏感性,在胰島素水平相同的情況下,該激素能更好地促進肌細胞加速攝取、利用和存儲葡萄糖,從而降低血糖濃度。(4)甲狀腺激素的分泌存在分級調節(jié),下丘腦分泌TRH(促甲狀腺激素釋放激素)作用于垂體,促使垂體分泌TSH(促甲狀腺激素)作用于甲狀腺,從而使甲狀腺分泌TH(甲狀腺激素)。激素通過體液運輸,可通過檢測血液中TSH、TH、TRH等激素的含量評估相應分泌器官的功能,從而判斷老年人的內分泌功能。其中TSH水平可以作為評估垂體功能的指標之一。

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