(新人教版)新高考生物一轮复习精讲课件53神经系统的分级调节及人脑的高级功能(含答案)
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2.课堂教 学内容
(1)感知外部世界,产生感觉(大脑皮层)。(2)控制机体的 活动。(3)具有语言、学习和记忆等方面的高级功能。 ①人类大脑皮层的言语区
(3)具有语言、学习和记忆等方面的高级功能。 ①人类大脑皮层的言语区
第一级记忆数秒至数分钟
第二级记忆数分钟至数年
遗忘(信息丢失)
遗忘(新信息的代替)
遗忘(前活动性和后活动性干扰)
信息获取后,储存与巩固、再现和读取的过程
学习和记忆规律对日常学习有哪些启示呢? 请你结合自身实际提出具体可行的学习建议和理论依据。
我们多次提到了要及时复习,避免遗忘,那什么时候复习是科学高效的呢?大家可能都想到了艾宾浩斯遗忘曲线,如图所示,遗忘是不断发生的,但遗忘的速度先快后慢。在记忆内容达到背诵之后的20分钟,记忆保持量锐减到58.2%, 9h后和1天后比较接近,约为原记忆量的1/3,6天后仅为25.4%, 但是在6天到31天的这段时间里遗忘的速度很慢。如果经过每次复习,我们能将记忆量恢复到100%,那么,刚才我们提到的几个时间点就是很好的复习时间,因此每节课结束时进行本节小结,学习当天晚上的知识回顾,间隔一天之后的再次复习以及每周周末的学习总结等都是非常重要的复习时间和策略。
(3)具有语言、学习和记忆等方面的高级功能。 ③情绪 A.消极情绪达到一定程度时,就会产生 。 B.抑郁通常是短期的,可以通过自我调适、身边人的支持以及心理咨询好转。 C.当抑郁持续下去而得不到缓解时,就可能形成 。
教材隐性知识:源于选择性必修1 P39“相关信息”:抗抑郁药一般通过作用于 处来影响神经系统的功能。例如,有的药物可选择性地抑制突触前膜对5-羟色胺的 ,使得突触间隙中5-羟色胺的浓度维持在一定水平。
5-羟色胺(5-HT)再摄取抑制剂类抗抑郁药
例1.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
(1)躯体运动中枢:位于大脑皮层的中央前回,又叫 。(2)第一运动区与躯体运动的关系 ①管理身体对侧骨骼肌的随意运动。 ②躯体各部分的运动机能在大脑皮层第一运动区内都有代表区。 ③皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是 的,但头面部代表区的位置与头面部的关系是正立的。
1.神经系统对躯体运动的分级调节
教材隐性知识:源于选择性必修1 P34“思考·讨论”:大脑皮层运动代表区范围的大小与躯体运动的 有关。
A.皮层代表区的位置与躯体各部分的位置关系是倒置的。
B.与躯体运动的精细程度有关,运动越精细,大脑皮层运动区的代表范围越大。
【实例1】分析缩手反射是如何受大脑皮层相应区域的调控的,画图表示调控的途径。
(3)神经系统对躯体运动的分级调节的实例
【实例2】当一位同学在你面前挥一下手,你会不自觉地眨眼;而经过训练的人,却能做到不为所动。眨眼反射如何受大脑皮层的调控,画图表示调控的途径。
【实例3】资料3:婴儿刚开始学走路时步履蹒跚,经过练习,学会走路后则步态稳定而优美,力度和速度合适而随意变化。画图表示调控的途径。
大脑皮层将运动的信息传给脊髓,同时也传给小脑,脊髓将实际的运动信息传递给小脑,小脑对信息进行比较,将误差反馈给大脑皮层,由大脑皮层再发出指令,修正先前的运动状态。小脑以比较器参与到走路姿势的调节校正中,在后面追随,总是在错误的前提下工作。
如果学会了走路:大脑皮层联络区将运动指令传递至大脑皮层运动区,同时也传递给小脑,小脑将即将发生的运动程序和激烈的运动模式进行比较后,发出指令投递到大脑皮层运动区修正使用。这样在实际运动发生前,小脑就开始行使修正功能了。
大脑是最高级中枢,能对小脑和脊髓进行调控,并且相互联系协同完成走路。
总结:(1)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。(2)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,就这样,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。
神经系统对躯体运动的分级调节概念图
(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 进行的。(2)神经系统对内脏活动的分级调节的实例 【实例1】排尿反射的分级调节
1.神经系统对内脏活动的分级调节
①回顾初中知识, 尿液在哪里形成?②不断形成的尿液暂时储存在膀胱中,何时会排尿?
【资料1】尿在肾脏不断生成,经输尿管流入膀胱暂时储存。当膀胱储尿达到一定程度时,引起尿意。控制排尿的低级中枢在脊髓。
【实例1】排尿反射的分级调节
①请分析纸尿裤的适用人群;②婴幼儿和一些老年人需要使用纸尿裤的原因分别是什么?
排尿反射的感受器、效应器、传出神经分别是什么?
①感受器:膀胱壁上的压力感受器;②效应器:传出神经末梢及其所支配的膀胱括约肌、尿道括约肌;③传出神经:内脏传出纤维(交感神经、副交感神经)。副交感神经兴奋,促进排尿;交感神经兴奋,使排尿停止。
【资料2】一般成年人可以有意识地控制排尿,你也可以"憋尿"。例如,上课的时候如果你有了尿意但不是很急,你可以憋到下课再去上厕所;课间,即使你没有尿意,但为了避免上课时去厕所,你可能会选择去排一次尿。【资料3】婴儿常尿床。有些人由于外伤使意识丧失,出现像婴儿那样尿床的情况。
①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?
【答案】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。
②有些成人患者出现资料3所提到的不受意识支配的排尿情况,是哪里出现了问题?
【答案】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。
③这些例子说明神经中枢之间有什么联系?
【答案】这些例子说明调节同一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。
【实例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。
【实例3】人体胃肠道受到交感神经、副交感神经和中枢神经系统的共同控制。
神经系统对内脏活动调节的主要特点:
(1)高级神经中枢和低级神经中枢共同参与,分级调节内脏活动;(2)内脏活动受到交感和副交感神经的双重调控;
【实例4】肺牵张反射是调节呼吸的反射之一,图为肺牵张反射示意图,该反射的感受器位于_____中,深呼吸后肺扩张,感受器兴奋,神经冲动经传入神经传入_______,抑制吸气,引起呼气。
人体要屏住呼吸必须受到_________的调控。
(1)排尿反射:排尿不仅受脊髓的控制,也受到_________的调控。脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由_______________支配的。(2)其他内脏反射活动:脊髓是调节内脏活动的低级中枢,通过它可以完成简单的内脏反射活动,如_____________、血管舒缩等。脑干中也有许多重要的调节内脏活动的基本中枢,如调节_____运动的中枢,调节________活动的中枢等。_______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_____、____平衡、摄食等主要生理过程。
(3)神经系统对内脏活动的分级调节_________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_____________。
例2:人的排尿是一种反射活动。回答下列问题。(1)膀胱中的感受器受到刺激后会产生兴奋。兴奋从一个神经元到另一个神经元的传递是单向的,其原因是_______________________。(2)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_____________。(3)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。
神经递质由突触前膜释放,作用于突触后膜
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。
三.专题训练:反射弧结构与功能异常分析:蛙类
例1.(2018,海南)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____________________________。
传入神经的结构和功能受损
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
(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
例2.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
例3.用去除脑但保留脊髓的蛙(称脊蛙)为材料,进行反射活动实验。请回答与此有关的问题:
(1)用针刺激脊蛙左后肢的趾部,可观察到该后肢出现收缩活动。该反射活动的感受其位于左后肢趾部的______中,神经中枢位于_____中。(2)反射活动总是从感受器接受刺激开始到效应器产生反应结束,这一方向性是由____________ 所决定的。(3)剪断支配脊蛙左后肢的传出神经(见右图),立即刺激A端_____(能、不能)看到左后肢收缩活动;刺激B端____(能、不能)看到左后肢收缩活动。若刺激剪断处的某一端出现收缩活动,该活动 _______(能、不能)称为反射活动,主要原因是 _________________________________________。
该活动的发生没有依靠完整的反射弧
例4.为探讨反射弧的完整性与反射活动的关系,以损毁脑的蛙为实验材料,依次进行了如下实验:
回答下列问题:(1)该实验过程中,控制后肢运动的神经中枢位于________;实验时,损毁蛙脑的目的是_________________________________________。
排除脑对脊髓反射活动的影响
(2)实验一与实验二的结果不同,表明蛙趾部硫酸刺激的感受器位于________。
(3)坐骨神经中既有传入神经又有传出神经,因二者分布的位置存在差异,被麻醉的先后顺序不同。综合分析实验三和实验四,结果表明坐骨神经中的________(填“传入神经”或“传出神经”)先被麻醉剂彻底麻醉。
1.电刺激法探究反射弧中兴奋传导和传递的特点
(1)探究兴奋在神经纤维上的传导
四.兴奋传导和传递的实验探究
(2)探究兴奋在神经元之间的传递
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。
例1.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
例5.(经典题)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
研究表明:细胞外液中K+浓度会影响神经纤维静息电位的大小,细胞外液中Na+浓度会影响受刺激神经纤维膜电位的变化幅度和速率。某同学欲对此进行验证。材料用具:刺激器、测量电位变化的电位计(含甲、乙两个电极)、生理状态一致且正常的枪乌贼离体神经纤维若干、不同K+和Na+浓度的海水。
实验步骤:①将枪乌贼离体神经纤维分成4组,分别置于低K+海水、高K+海水、低Na+海水、高Na+海水中;
②一段时间后,按照如图所示的电位计及电极接法测量各组枪乌贼离体神经纤维的静息电位;③分别给予各组枪乌贼离体神经纤维不同强度的适宜刺激,并用电位计测量各组枪乌贼离体神经纤维的电位变化(动作电位)。
请回答下列问题:(1)请纠正上述实验方案及装置的3点主要错误。________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析:研究细胞外液中K+浓度和Na+浓度对神经纤维膜电位的影响时,应设计正常海水的对照组。由于静息电位(外正内负)和动作电位(外负内正)均指神经细胞膜内与膜外的电位状况,因此测量时电位计的两个电极应分别放置于神经细胞膜内与膜外。刺激的强度为该实验的无关变量,故各组应相同。
①应设计正常海水的对照组;②测量电位变化时,甲、乙两个电极应该一个置于膜内,一个置于膜外;③给予各组枪乌贼离体神经纤维的刺激强度应相同
(2)结果预测与分析:①在低K+海水中K+_______(外流、内流)的量较_____(多、少),故静息电位偏大。
②若实验测得高Na+海水和低Na+海水中枪乌贼离体神经纤维受到刺激后膜电位变化曲线如图所示,则代表高Na+海水中电位变化的曲线是___。图中曲线间的差异表明在不同Na+浓度的海水中___________________不同,从而造成电位变化的幅度和速率不同。
外流 多
解析:静息电位由K+顺浓度梯度外流而形成,故当海水中K+浓度较低时,K+外流的量较多,形成的静息电位较大。动作电位是神经纤维受到适宜的刺激后,Na+顺浓度梯度内流而形成,故当海水中Na+浓度较高时,Na+内流的量较多、速度较快,因而电位变化的幅度较大,速率较快,所以图中代表高Na+海水中电位变化的曲线是a。
例7.(2021·浙江高考真题)当人的一只脚踩到钉子时,会引起同侧腿屈曲和对侧腿伸展,使人避开损伤性刺激,又不会跌倒。其中的反射弧示意图如下,“+”表示突触前膜的信号使突触后膜兴奋,“-”表示突触前膜的信号使突触后膜受抑制。甲~丁是其中的突触,在上述反射过程中,甲~丁突触前膜信号对突触后膜的作用依次为( )A.+、-、+、+B.+、+、+、+C.-、+、-、+D.+、-、+、-
例8.(2021·全国高考真题)在神经调节过程中,兴奋会在神经纤维上传导和神经元之间传递。下列有关叙述错误的是( )A.兴奋从神经元的细胞体传导至突触前膜,会引起Na+外流B.突触前神经元兴奋可引起突触前膜释放乙酰胆碱C.乙酰胆碱是一种神经递质,在突触间隙中经扩散到达突触后膜D.乙酰胆碱与突触后膜受体结合,引起突触后膜电位变化
例9.(2021·河北高考真题)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
神经细胞静息状态是K+外流,内环境K+浓度升高,K+顺浓度梯度外流减少,膜电位差减小
TTX阻断钠通道,从而阻断了内向电流,说明内向电流:Na+内流;TEA阻断钾通道,从而阻断了外向电流,说明外向电流:K+外流
例10.(2021·湖南高考真题)研究人员利用电压钳技术改变枪乌贼神经纤维膜电位,记录离子进出细胞引发的膜电流变化,结果如图所示,图a为对照组,图b和图c分别为通道阻断剂TTX、TEA处理组。下列叙述正确的是( )A.TEA处理后,只有内向电流存在B.外向电流由Na+通道所介导C.TTX处理后,外向电流消失D.内向电流结束后,神经纤维膜内Na+浓度高于膜外
例11.(2021·广东高考真题)太极拳是我国的传统运动项目,其刚柔并济、行云流水般的动作是通过神经系统对肢体和躯干各肌群的精巧调控及各肌群间相互协调而完成。如“白鹤亮翅”招式中的伸肘动作,伸肌收缩的同时屈肌舒张。如图为伸肘时动作在脊髓水平反射弧基本结构的示意图。回答下列问题:
(1)图中反射弧的效应器是___________及其相应的运动神经末梢。若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至a处时,a处膜内外电位应表现为___________。(2)伸肘时,图中抑制性中间神经元的作用是___________,使屈肌舒张。
抑制性中间神经元兴奋,释放抑制性神经递质,导致屈肌运动神经元抑制
(3)适量运动有益健康。一些研究认为太极拳等运动可提高肌细胞对胰岛素的敏感性,在胰岛素水平相同的情况下,该激素能更好地促进肌细跑_________________________________,降低血糖浓度。(4)有研究报道,常年坚持太极拳运动的老年人,其血清中TSH、甲状腺激素等的浓度升高,因而认为运动能改善老年人的内分泌功能,其中TSH水平可以作为评估___________(填分泌该激素的腺体名称)功能的指标之一。
加速摄取、利用和储存葡萄糖
1.(选择性必修1 P28~29)兴奋在离体神经纤维上的传导是 ,在突触上的传递是 ,在机体的神经纤维上的传导是 ,在反射弧上的传导是 。2.(选择性必修1 P33)大脑皮层:____________________________________ 。3.(选择性必修1 P34)一般来说,位于脊髓的低级中枢受脑中相应的______ 的调控。
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
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