高中生物必修3 1.1 通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)
※【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.知識:概述神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和反射。說明興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)和在神經(jīng)元之間的傳遞。概述神經(jīng)系統(tǒng)的分級調(diào)節(jié)和人腦的高級功能。
2.能力:聯(lián)系生活實際,掌握神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式。
3.情感態(tài)度與價值觀:通過書上的實驗,了解興奮的傳導(dǎo)。
※【學(xué)習(xí)重點】
1.興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)和在神經(jīng)元之間的傳遞。
2.人腦的高級功能。
※【學(xué)習(xí)難點】神經(jīng)沖動的產(chǎn)生和傳導(dǎo)
※【學(xué)習(xí)方法】講述與學(xué)生練習(xí)、討論相結(jié)合等
※【知識梳理】
一、神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和反射
(一)反射
1.概念:指在中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與下,動物體或人體對內(nèi)外環(huán)境變化作出的規(guī)律性應(yīng)答。
2.類型:反射是神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式。分為條反射和非條反射。
非條反射條反射
形成時間生就有后天獲得
刺激非條刺激(直接刺激)條刺激(信號刺激)
神經(jīng)中樞大腦皮層以下中樞大腦皮層
神經(jīng)聯(lián)系反射弧及神經(jīng)聯(lián)系永久、固定,反射不消退反射弧及神經(jīng)聯(lián)系暫時、可變,反射易消退,需強化
意義完成機體基本的生命活動大大提高人和動物適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的能力
舉例縮手反射、眨眼反射望梅止渴、談虎色變
(二)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ):反射弧通常由感受器、傳入神經(jīng)、神經(jīng)中樞、傳出神經(jīng)和效應(yīng)器組成。反射活動需要有完整的反射弧才能實現(xiàn)。
1.反射弧
①感受器 分布于皮膚、感覺器官、內(nèi)臟等處,具有接受刺激,產(chǎn)生興奮的作用。
②傳入神經(jīng) 位于周圍神經(jīng)系統(tǒng),具有把興奮以神經(jīng)沖動的形式從感受器傳到腦或脊髓的作用。
③神經(jīng)中樞 位于中樞神經(jīng)系統(tǒng),具有把傳入的神經(jīng)沖動進行分析、綜合,然后把沖動傳給傳出神經(jīng)的作用。
④傳出神經(jīng) 位于周圍神經(jīng)系統(tǒng),具有把神經(jīng)沖動從腦或脊髓傳向效應(yīng)器的作用。
⑤效應(yīng)器 即傳出(運動)神經(jīng)末梢和它所支配的肌肉、腺體,具有對刺激作出反應(yīng)的作用。
2.反射過程:
一定的刺激被一定感受器感受到,感受器接受刺激產(chǎn)生興奮,興奮以神經(jīng)沖動的形式,經(jīng)傳入神經(jīng)傳導(dǎo)神經(jīng)中樞,神經(jīng)中樞經(jīng)分析綜合后將興奮經(jīng)傳出神經(jīng)到達(dá)效應(yīng)器,效應(yīng)器做出應(yīng)答反應(yīng)
備注:反射與反射弧的關(guān)系:反射是神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)人體各種活動的基本方式,是一種生理活動,而反射弧是一種結(jié)構(gòu)名稱。反射活動必須通過反射弧,反射弧的各部分是由反射活動連接起的,是反射活動的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),缺少反射弧中的任何一個環(huán)節(jié),就不能完成反射活動。
二、神經(jīng)系統(tǒng)的分級調(diào)節(jié)
(一)中樞神經(jīng)系統(tǒng)
1.腦:大腦、腦干、小腦。
2.脊髓。
(二)關(guān)系
1.大腦皮層是調(diào)節(jié)機體活動的最高級中樞。
2.位于脊髓的低級中樞受腦中相應(yīng)的高級中樞的調(diào)控。
3.神經(jīng)中樞之間相互聯(lián)系,相互調(diào)控。
三、人腦的高級功能
(一)人腦除了可感知外部世界,控制機體的反射活動外,還具有語言、學(xué)習(xí)、記憶和思維等方面的高級功能。
(二)大腦皮層言語區(qū)的劃分(如圖)
大腦皮層言語區(qū)損傷會導(dǎo)致特有的某種言語活動的功能障礙。
中樞名稱別名受損后的病癥病癥的癥狀
運動性書寫中樞書寫中樞(W區(qū))失寫癥病人可聽懂別人的談話和看懂字,
也會講話,手部運動正常,但失去書
寫、繪圖能力
運動性語言中樞說話中樞(S區(qū))運動性失語癥病人可以看懂字,也能聽懂別人講
話,但自己不會講話
聽覺性語言中樞(H區(qū))聽覺性失語癥病人能講話、書寫,也能看懂字,能
聽懂別人發(fā)音,但不懂其含義,病人可
以模仿別人說話,但往往是答非所問
視覺性語言中樞閱讀中樞(V區(qū))失讀癥病人的視覺無障礙,但看不懂字的含
義,即不能閱讀
四、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)
1.傳導(dǎo)形式:局部電流
在靜息時,神經(jīng)細(xì)胞的膜電位是膜外為正,膜內(nèi)為負(fù)。當(dāng)受到刺激時,在刺激點上變?yōu)槟?nèi)為正膜外變負(fù),產(chǎn)生興奮。鄰近的未興奮部位膜外的正電荷向興奮部位移動,膜內(nèi)的興奮部位正電荷向未興奮部位移動。這種在興奮部位與相鄰未興奮部位之間的局部電流達(dá)到一定強度后,便會引起未興奮部位產(chǎn)生興奮,這樣興奮就傳遞下去了。而原先興奮的部位又恢復(fù)原先的電位。
2.特點:雙向傳導(dǎo),即刺激神經(jīng)纖維上的任何一點,所產(chǎn)生的神經(jīng)沖動可沿神經(jīng)纖維向兩側(cè)同時傳導(dǎo)。
3.興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)方向與局部電流方向的關(guān)系(如下圖)
①在膜外,興奮傳導(dǎo)方向與局部電流方向相反
②在膜內(nèi),興奮傳導(dǎo)方向與局部電流方向相同
③在一個神經(jīng)元內(nèi)有一處受到刺激產(chǎn)生興奮,迅速至整個神經(jīng)元細(xì)胞,即在該神經(jīng)元的任何部位均可測到生物電變化
五、興奮在神經(jīng)元之間的傳遞
1.神經(jīng)元的基本結(jié)構(gòu)
(1)神經(jīng)元包括胞體和突起兩部分。突起一般又可分為樹突和軸突兩種,神經(jīng)元的軸突或長的樹突以及套在外面的髓鞘共同構(gòu)成了神經(jīng)纖維。神經(jīng)末梢是神經(jīng)纖維末端的細(xì)小分枝。
(2)許多神經(jīng)纖維結(jié)成束,外包由結(jié)締組織形成的膜,就成為一條神經(jīng)。
備注:一個完整的反射活動不可能僅靠一個神經(jīng)元完成,至少需要兩個,如膝條反射等單突觸反射的傳入神經(jīng)纖維經(jīng)背根進入中樞(即脊髓)后,直達(dá)腹根與運動神經(jīng)元發(fā)生突觸聯(lián)系;而絕大多數(shù)的反射活動都是多突觸反射,也就是需要三個或三個以上的神經(jīng)元參與;而且反射活動越復(fù)雜,參與的神經(jīng)元越多。
2.突觸類型
(1)從結(jié)構(gòu)上看常見的類型有:A:軸突—胞體
B:軸突—樹突
(2)從功能上看:突觸分為興奮性突觸和抑制性突觸。
突觸前膜釋放電信號通過突觸傳遞,影響突觸后神經(jīng)
元的活動,使突觸后膜發(fā)生興奮性的突觸稱興奮性突
觸;使突觸后膜發(fā)生抑制的稱抑制性突觸。突觸的興奮和抑制,不僅取決于神經(jīng)遞質(zhì)的種類,更重要的還取決于其突觸后膜上受體類型。
3.遞質(zhì):遞質(zhì)是神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生的一種化學(xué)物質(zhì),對有相應(yīng)受體的神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生特異性(興奮或抑制)。
(1)供體:軸突末端突觸小體內(nèi)的突觸小泡
(2)傳遞:突觸前膜→突觸間隙→突觸后膜
(3)受體:與軸突相鄰的另一神經(jīng)元的樹突膜或胞體膜上的蛋白質(zhì)
(4)作用:使另一神經(jīng)元興奮或抑制
(5)種類:有興奮性遞質(zhì)(乙酰膽堿、去甲腎上腺素等,引起下一個神經(jīng)元的興奮)、抑制性遞質(zhì)(甘氨酸、谷氨酸等,引起下一個神經(jīng)元的抑制)
4.傳遞過程
軸突→突觸小體→突觸小泡→遞質(zhì)→突觸前膜→突觸間隙→突觸后膜(下一個神經(jīng)元)
傳遞實質(zhì)變化:電信號→化學(xué)信號→電信號
5.傳遞特點
①單向傳遞:即只能從上一個神經(jīng)元的軸突傳導(dǎo)下一個神經(jīng)元的樹突或胞體。因為遞質(zhì)只存在于突觸前膜的突觸小泡中,與遞質(zhì)結(jié)合的受體只存在于突觸后膜上,所以興奮在突觸上的傳遞只能從突觸前膜到突觸后膜,單向傳遞,使得整個神經(jīng)系統(tǒng)的活動能夠有規(guī)律的進行。
②突觸延擱:興奮在突觸處的傳遞,比在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)要慢,這是因為興奮由突觸前神經(jīng)末梢傳至突觸后神經(jīng)元,需要經(jīng)歷遞質(zhì)的釋放、擴散以及對突觸后膜作用的過程,所以需要較長的時間(約0.5ms)
③對某些藥物敏感:突觸后膜的受體對遞質(zhì)有高度的選擇性,因此某些藥物也可以特異性地作用于突觸傳遞過程,阻斷或者加強突觸的傳遞。
六、傳導(dǎo)與傳遞的比較
過程特點速度
神經(jīng)纖維刺激→電位差→局部電流→局部電流回路(興奮區(qū))→未興奮區(qū)雙向傳導(dǎo)快
神經(jīng)細(xì)胞間突觸小體→突觸小泡→遞質(zhì)→突觸(前膜→間隙→后膜)→下一個神經(jīng)元的細(xì)胞體或樹突單向傳遞慢
七、依電位,確定電流方向
通過電極在神經(jīng)纖維上或神經(jīng)元之間接上電流表后,隨著興奮的傳導(dǎo)或傳遞,神經(jīng)表面各處的電位發(fā)生由正(靜息)→負(fù)(興奮)→正(靜息)的變化,但是由于發(fā)生此電位變化的先后次序不同,從而引起了電流表指針向不同方向偏轉(zhuǎn),因此,可通過神經(jīng)表面電位變化的先后次序確定電流表指針偏轉(zhuǎn)方向及偏轉(zhuǎn)次數(shù)。
1.興奮在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)時電流表指針偏轉(zhuǎn)問題
如下表中圖示,在神經(jīng)纖維表面的b點和f點之間接一電流表,當(dāng)刺激a、c、d、e不同部位時,b點和f點的電位均可發(fā)生“正→負(fù)→正”的變化,由于變化的先后不同,電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向不同,其電位變化先后、指針偏轉(zhuǎn)方向、b點和f點的興奮及指針偏轉(zhuǎn)次數(shù)可歸納為下表。
圖 示
刺激部位acde
變化次序先b后f先b后f同時變化先f后b
指針方向向左向右向左向右不偏轉(zhuǎn)向右
向左
興奮部位b點f點b點f點b、f同時興奮f點b點
偏轉(zhuǎn)次數(shù)2202
2.興奮在神經(jīng)元之間傳遞時電流表指針偏轉(zhuǎn)問題
如下表中圖示,在兩神經(jīng)元的b點和e點之間接一電流計,當(dāng)刺激a、c、d不同部位時,b點和e點之間電位變化的先后不同,引起電流表指針向不同方向偏轉(zhuǎn)。由于興奮在突觸間的傳導(dǎo)速度小于在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)速度,所以,盡管bc=ce,但刺激c點時同樣能引起電流表指針偏轉(zhuǎn)。
圖 示
刺激部位acd
電位變化b、e:正→負(fù)→正b:不變;e:正→負(fù)→正
變化次序先b后e
先b后eb不變e變
指針方向向左
向右向左向右向右
興奮部位b點e點b點e點e點興奮,b點不興奮
偏轉(zhuǎn)次數(shù)221
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