2.42.5神经系统的分级调节人脑的高级功能讲义人教版（2019）高中生物选择性必修一

第4节　神经系统的分级调节第5节　人脑的高级功能课标要求核心素养1．阐明神经系统对躯体运动的分级调节(生命观念、理性思维) 2．阐明神经系统对内脏活动的分级调节(生命观念、理性思维)3．说明大脑皮层中央前回对躯体运动的控制特点(生命观念、理性思维)  4．概述人脑的高级功能——语言功能、学习与记忆、情绪(生命观念、科学思维)5．能说出大脑皮层、言语区的功能(生命观念) 1．神经系统分级调节常与兴奋的传导一起进行综合考查2．人脑的高级功能，常与反射及反射弧进行综合考查 知识导图　 新知预习·双基夯实 一、神经系统对躯体运动的分级调节1．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__(沟即为凹陷部分，回为隆起部分)。2．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．大脑皮层与躯体运动的关系：躯体各部分的运动机能在皮层的第一运动区内都有它的代表区，而且皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是__倒置__的。4．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。二、神经系统对内脏活动的分级调节1．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____反射____进行的。2．排尿不仅受到脊髓的控制，也受到____大脑皮层____的调控。脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由____自主神经系统____支配的：____交感神经____兴奋，不会导致膀胱缩小；副交感神经兴奋，会使膀胱缩小。3．____脑干____中也有许多重要的调节内脏活动的基本中枢，如调节呼吸运动的中枢，调节心血管活动的中枢等，____下丘脑____是调节内脏活动的较高级中枢，它也使内脏活动和其他生理活动相联系，以调节体温、水平衡、摄食等主要生理过程。三、人脑的高级功能__大脑皮层__是整个神经系统中最高级的部位，它除了对外部世界的感知以及控制机体的反射活动，还具有__语言__、学习和__记忆__等方面的高级功能。1．语言功能(1)____语言____功能是人脑特有的高级功能，它包括与语言、文字相关的全部智能活动，涉及人类的听、说、读、写。(2)大脑皮层言语区的划分言语区联想记忆患病特征S区Sport→S____不能讲话____H区Hear→H____不能听懂话____V区Visual→V____不能看懂文字____W区Write→W____不能写字____ (3)大多数人主导语言功能的区域是大脑的____左____半球，逻辑思维主要由____左____半球负责。大多数人的大脑____右____半球主要负责形象思维，如音乐、绘画、空间识别等。2．学习和记忆(1)____学习和记忆____也是脑的高级功能，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，即____感觉性记忆____、____第一级记忆____、第二级记忆和____第三级记忆____。(3)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。长时记忆可能与____突触形态及功能的改变____以及____新突触的建立____有关。3．情绪我们有时候开心、兴奋、对生活充满信心；有时失落、沮丧、对事物失去兴趣。这是____情绪____的两种相反的表现，它们都是人对环境所作出的反应。情绪也是大脑的高级功能之一。┃┃活学巧练__■1．所有活动均受高级中枢大脑皮层的完全控制。(×)2．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。    (√)3．刺激大脑皮层中央前回的顶部，可以引起头部器官的运动。    (×)4．脑干受到损伤，各种生理活动即失调，严重时呼吸或心跳会停止。 (√)5．大多数人的大脑左半球主要负责形象思维，如音乐、绘画、空间识别。 (×)6．临时记住某个验证码，属于感觉性记忆。(×)7．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。    (√)思考：1．大脑的沟回的作用是什么？提示：大脑的沟回可以增加大脑皮层的表面积，约含有140亿个神经元和许多神经胶质细胞。2．为什么许多偏瘫患者会处于大小便“失禁”状态？提示：人的大脑能控制排尿、排便等低级中枢的反射活动，偏瘫患者由于大脑相关中枢受损，丧失了对低级中枢的控制能力，致使大小便处于“失禁”状态。这说明低级中枢受相应的高级中枢调控。3．人类高级神经活动的特征是什么？提示：条件反射是动物和人都具有的生理活动，但是人的条件反射与动物的条件反射不同。人类因为具有语言、文字，可进行抽象的概括和思维，因此人类条件反射之丰富是动物所无法比拟的。学霸记忆·素养积累 1．大脑皮层的某些区域与躯体运动的功能是密切相关的，皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的。2．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立。3．语言文字是人类社会信息传递的主要形式，也是人类进行思维的主要工具。课内探究·名师点睛 知识点 神经系统对躯体运动的分级调节1．躯体运动的最高级中枢——大脑皮层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。人的大脑有丰富的沟回(沟即为凹陷部分，回为隆起部分)，使大脑的实际表面积增大许多。知识拓展：1．中枢神经的灰质和白质在中枢神经内，神经元的胞体连同其树突集中的部位，色泽灰暗，称为灰质。在中枢神经内，神经元的轴突集中的部位，因多数轴突具有髓鞘，颜色苍白，称为白质。2．大脑皮层的沟与回大脑半球表面有许多深浅不一的沟，沟与沟之间的隆起，称为脑回。如果将大脑的沟与回全部展开，一个成年人大脑皮层总面积可达2 200 cm2。大脑皮层是调节躯体运动的最高级神经中枢，管理运动的为躯体运动中枢，其信息下传到脊髓前角和脑干的运动神经元，从而调节躯体的运动。人类大脑皮层的运动区主要位于中央前回，其对躯体运动的调节具有以下特征：(1)大脑左、右两半球对躯体的管理模式为交叉对侧管理，即左半球管理右侧躯体，右半球管理左侧躯体。    (2)皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的。(注：头面部是正立分布)(3)大脑皮层代表区的大小与运动的精细和复杂程度有关。3．躯体运动的低级中枢——脊髓(1)传导功能：脊髓白质是脊髓传导的主要结构，通过上行纤维束把感觉信息传至脑，同时又通过下行纤维束接受高级中枢的调控，将身体周围部分与脑联系起来。脊髓是脑与周围神经联系的重要通路。(2)反射功能①躯体反射：指一些骨骼肌的反射活动(如膝跳反射)。②内脏反射：竖毛反射、排尿反射、排便反射等。(3)低级中枢：排尿中枢、排便中枢、调节血管舒缩中枢、瞳孔散大中枢等。4．脑干等连接低级中枢和高级中枢神经中枢的分布部位和功能各不相同，但彼此之间又相互联系，相互调控。一般来说，位于脊髓的低级中枢受脑中相应的高级中枢的调控。这样，机体的运动就能进行得更加有条不紊和精准。知识贴士神经系统对躯体运动的分级调节躯体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。┃┃典例剖析__■典例1 某病人上肢的感觉和运动功能正常，视、听觉都正常，但下肢的感觉和运动功能丧失，最有可能受损的部位是                            (　D　)A．大脑皮层　 B．小脑C．脑干  D．脊髓胸段解析：上肢的感觉和运动正常，视、听觉都正常，说明大脑皮层、脑干和小脑都正常。下肢感觉和运动功能的丧失，最有可能是脊髓的下部损伤引起的。┃┃变式训练__■1．如图是人大脑皮层躯体运动代表区功能示意图，请据图回答：(1)用电刺激皮层运动区某一区域，可观察到大脑皮层对躯体运动的调节作用。那么接受刺激的是反射弧中的__神经中枢__。(2)图中显示面积大的躯干，在皮层代表区的面积很小，如手与五指在皮层代表区的面积几乎与整个下肢在皮层代表区的面积相等。说明运动越__精细复杂__的器官，其皮层代表区的面积越大。(3)从图中可知，除头面部外，皮层代表区的位置与躯体各部分关系的是__倒置__的。解析：(1)反射活动的结构基础是反射弧，用电刺激皮层运动区某一区域，可观察到大脑皮层对躯体运动的调节作用，说明接受刺激的是反射弧中的神经中枢部分。(2)图中显示面积大的躯干，而在皮层代表区的面积很小，说明皮层代表区范围的大小与躯体的大小无关，而与躯体运动的精细复杂程度有关，即运动越精细复杂的器官，其皮层代表区的面积越大。(3)从图中可知，除头面部外，下肢的代表区在大脑皮层运动区某一区域(称为第一运动区)的顶部，头面部肌肉的代表区在底部，上肢的代表区则在两者之间，说明皮层代表区的位置与躯体各部分是倒置的。知识点 神经系统对内脏活动的分级调节(1)神经系统对内脏活动的调节与它对躯体运动的调节相似，也是通过反射进行的。在中枢神经系统的不同部位(如脊髓、脑干、下丘脑和大脑)，都存在着调节内脏活动的中枢。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，这就使得自主神经并不完全自主。(2)脑干中有许多重要的调节内脏活动的必要中枢，如调节呼吸运动的中枢、调节心血管活动的中枢等，一旦受到损伤，各种生理活动即失调，严重时呼吸或心跳会停止。(3)下丘脑是调节内脏活动的较高级中枢，它使内脏活动和其他生理活动相联系，以调节体温、营养摄取、水平衡、内分泌、情绪反应、生物节律等生理过程。(4)人体对排尿的调控排尿不仅受到脊髓的控制，也受到大脑皮层的调控。脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的：交感神经兴奋，不会导致膀胱缩小；副交感神经兴奋，会使膀胱缩小。而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。婴儿常无意识地尿床，是因为婴儿的大脑发育不完善，不能有意识地依靠大脑排尿中枢控制排尿，只能依靠脊髓中的低级排尿中枢控制排尿。而成年人可以有意识地“憋尿”或没有尿意也可以排尿，是因为成年人大脑发育完善，可以有意识地依靠大脑皮层控制排尿。婴儿尿床时排尿反射的过程：膀胱内壁感受器→传入神经(盆神经)→脊髓排尿中枢→传出神经(盆神经)→逼尿肌(效应器)成年人做尿液检查时主动排尿，是大脑皮层的高级中枢对低级中枢(脊髓排尿中枢)的控制，过程：大脑皮层→脊髓排尿中枢→传出神经(盆神经)→逼尿肌(效应器)。┃┃典例剖析__■典例2 一般成年人可以有意识地控制排尿，即可以“憋尿”，在适宜的环境下才排尿，但婴儿经常尿床。下列相关分析错误的是                            (　A　)A．婴儿尿床是因为控制排尿的低级中枢发育尚不完善B．成年人的“憋尿”行为表明低级中枢受相应高级中枢的调控C．成年人的“憋尿”过程中作用于低级中枢的抑制性神经递质D．成年人的“憋尿”行为表明神经调节具有分级调节的特点解析：神经中枢的分布部位和功能各不相同，但又彼此之间有相互联系，相互调控。一般来说，位于脊髓中的低级中枢受脑中相应高级中枢的调控，婴儿尿床是因为控制排尿的高级中枢发育尚不完善，A错误。┃┃变式训练__■2．下列情况中，能引起心交感神经活动减弱的是  (　C　)A．动脉血压降低  B．血容量减少C．由直立变成平卧   D．肌肉活动解析：血压降低，心交感神经的活动会加强，提高血压，A错误；血容量降低时，交感神经的活动也会加强，使血流量增加，B错误；直立时的血压要高于平卧，是为了脑部有足够的血压，平卧时血压会低一点，人放松了，交感神经的活动就减弱了，C正确；肌肉活动时，交感神经会兴奋，以增加肌肉的活动性，D错误。知识点 人脑的高级功能1．语言功能大脑皮层的地位及功能(1)地位：大脑皮层是整个神经系统中最高级的部位。(2)功能左半球：大多数人主导语言功能的区域，主要负责逻辑思维。右半球：主要负责形象思维，如音乐、绘画、空间识别等。①语言功能是人脑特有的高级功能，它包括与语言、文字相关的全部智力活动，涉及人类的听、说、读、写。②大脑皮层(左半球侧面)的言语区③言语区的分区及损伤后的病症言语区损伤后的病症症状书写性语言中枢(W区)失写症病人可听懂别人讲话、看懂文字，也会讲话，手部运动正常，但失去书写、绘图的能力运动性语言中枢(S区)运动性失语症病人可看懂文字、听懂别人的谈话，但自己却不会讲话，不能用词语表达思想听觉性语言中枢(H区)听觉性失语症病人能讲话、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)失读症病人的视觉无障碍，但看不懂文字的含义，变得不能阅读 2．学习与记忆(1)学习与记忆的概念学习和记忆是脑的高级功能，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)人类的记忆过程分为四个阶段感觉性记忆、第一级记忆、第二级记忆和第三级记忆。前两个阶段相当于短时记忆，后两个阶段相当于长时记忆。(3)学习与记忆的基础学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成。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。长时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关。知识拓展：海马体海马体是位于大脑丘脑和内侧颞叶之间的一个部位。人脑有两个海马，分别位于左、右脑半球。它是组成大脑边缘系统的一部分，主要负责长时记忆的存储转换和空间定位等功能。3．情绪(1)概念情绪也是大脑的高级功能之一，是人类生存适应的第一心理工具，分为积极的情绪和消极的情绪两类，它们都是人对环境所作出的反应。有三种表情类型：面部表情、肢体表情和语言表情。(2)消极情绪的产生及发展①产生：当人们遇到精神压力、生活挫折、疾病、死亡等情况时，常会产生消极的情绪。②发展：当消极情绪达到一定程度时，就会产生抑郁。抑郁是短暂的，可以通过自我调适、身边人的支持以及心理咨询好转。当抑郁持续下去而得不到缓解时，就可能形成抑郁症。③抑郁症的危害：抑郁症会影响患者的工作、学习和生活，严重时甚至使患者产生自残或自杀等消极行为。因此患者必须去医院接受专业治疗。┃┃典例剖析__■典例3 下列关于人脑的高级功能的叙述，错误的是      (　D　)A．大脑皮层言语区的H区损伤，导致人不能听懂别人讲话B．位于脑干的呼吸中枢是维持生命的必要中枢C．聋哑人表演“千手观音”时，视觉中枢、躯体运动中枢参与调节D．言语区的S区受损，患者看不懂文字，但能听懂别人说话解析：大脑皮层言语区的H区损伤，导致人不能听懂别人讲话，A正确；位于脑干的呼吸中枢是维持生命的必要中枢，B正确；聋哑人表演“千手观音”时，视觉中枢、躯体运动中枢参与调节，C正确；言语区的S区受损，患者不会讲话，但能看懂文字，能听懂别人说话，D错误。┃┃变式训练__■3．(多选)下列说法不正确的是      (　CD　)A．躯体的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同调控B．大脑通过脑干与脊髓相连C．自主神经系统完全自主，不受大脑等高级中枢的控制D．排尿反射过程不存在分级调节    解析：自主神经系统并不完全自主，C错误；排尿反射过程存在分级调节，D错误。指点迷津·拨云见日 抑郁与抑郁症项目抑郁抑郁症产生原因事出有因，一定客观事物为背景抑郁情绪持续下去而得不到缓解持续时间一般不超过两周，通过调节可以缓解持续时间长，可达两周甚至数月以上严重程度抑郁程度相对较轻程度严重，影响工作、学习和生活，甚至可能产生自残或自杀等消极行为发病规律无明显节律性症状特征有节律性症状，表现为晨重夜轻的变化规律缓解途径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。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 典例4 抑郁症是由于高级神经活动产生重度消极情绪得不到缓解而形成的。一种被称为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。下列说法错误的是                                (　B　)A．5－羟色胺进入突触间隙需消耗神经元代谢提供的能量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．5－羟色胺的合成和分泌发生障碍容易使人产生消极情绪解析：5－羟色胺既是小分子有机物，也是神经元合成的神经递质，其分泌的方式是胞吐，消耗细胞代谢提供的能量，A正确；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－羟色胺有关的受体结合，若是通过抑制ATP水解，来阻止重吸收的能量供应，则会影响神经元多种耗能的生命活动，B错误；情绪是大脑皮层的高级神经活动，由题干信息可知，抑郁症患者某些突触间隙的5－羟色胺含量比正常人的少，C正确；合成、分泌5－羟色胺不足，容易导致突触间隙5－羟色胺含量低，使人产生消极情绪，D正确。解疑答惑问题探讨⇨P331．提示：因为这是一个由脊髓参与的眨眼反射，不需要位于大脑皮层的中枢参与。2．提示：这是因为大脑也可以参与这个反射活动。说明中枢神经系统的不同部位，存在着控制同一生理活动的中枢。思考·讨论⇨P341．因为大脑某区出现了损伤。说明大脑可以控制脊髓。2．有，大脑皮层运动代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的。3．与躯体运动的精细程度相关，运动愈精细、复杂的部位，大脑皮层运动代表区所占的范围愈大。如人脑控制脸和手的区域比较大，而控制肩、颈、臀、躯干等的区域比较小。4．兴奋由感受器传到脊髓，脊髓将兴奋再传到大脑皮层的躯体运动中枢，躯体运动中枢将发出的兴奋传到相应的效应器(肌肉)，从而完成反射过程。思考·讨论⇨P351．成人和婴儿控制排尿的低级中枢都在脊髓，但它受大脑的控制。婴儿因大脑发育尚未完善，对排尿的控制能力较弱，所以排尿次数多，且容易发生遗尿现象。    2．是控制排尿的高级中枢，也就是大脑出现了问题。3．这些例子说明低级中枢受相应的高级中枢的调控。练习与应用⇨P36一、概念检测1．(1)×　解析：脑与脊髓共同调控机体的生命活动。(2)×　解析：自主神经系统受大脑皮层的调控。2．B　解析：膝跳反射的神经中枢在腰部的脊髓，所以某人的脊髓从胸部折断，膝跳反射中枢没有被破坏，膝跳反射仍存在；感觉中枢在大脑皮层，兴奋不能经脊髓传至大脑皮层，所以针刺足部无感觉。二、拓展应用提示：机体调控机制可能发生改变，导致内脏功能活动的失调。如呼吸系统可出现呼吸深度和频率的变化；心血管可出现类似心肌梗死的现象；消化系统可出现胃肠功能及消化液分泌障碍；泌尿系统可出现尿频、尿急、排尿困难等。这对深入理解自主神经系统有很多启示，如自主神经系统的特点有不受意识支配，受交感神经和副交感神经的双重支配，同时在一定程度上还要受大脑等高级中枢的控制。问题探讨⇨P371．提示：人的大脑区别于脊髓的高级功能有语言功能、学习和记忆等。2．提示：人的大脑区别于动物大脑的高级功能是语言功能。思考·讨论⇨P381．提示：各语言中枢不是孤立存在的，语言功能需要大脑皮层有关区域的协调以及配合才能完成。大脑皮层负责语言功能的这些特定区域与相应的人体功能中枢(如躯体的运动中枢、视觉中枢、听觉中枢)是相互联系的，共同控制、调节人体的各种行为表现。2．提示：叙述合理即可。举例：独特性，语言中枢是人类大脑皮层所特有的；可塑性，语言中枢的各种语言功能在环境的影响下可以改变。练习与应用⇨P40一、概念检测1．×　解析：大脑皮层的各部分具有不同的分工，又相互协调。2．√二、拓展应用1．提示：(1)略假设：在背英文单词时，安静的环境(舒缓的音乐)更有利于记忆。(2)选择同年龄段的高中生男女各50人，作为被试者，将被试者平均分为两组(每组都是男、女各25人)。一组被试者在安静的环境中背英文单词，另一组在舒缓的音乐中背相同的英文单词。过一段时间后，检测被试者对单词的记忆效果并统计结果。(3)可能与被试群体、测试方式等不同有关。