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文档介绍
【生物】2019届一轮复习人教版8-2动物生命活动调节(一)学案
课时2 动物生命活动调节(一) 见《自学听讲》P172 反射与反射弧 1.反射:是指在中枢神经系统的参与下,动物体或人体对内外环境变化做出的规律性应答。反射是神经调节的基本方式,分为条件反射和非条件反射,二者比较如下: 比较项目 非条件反射 条件反射 区别 形成过程 先天具有的 ① 刺激 非条件刺激 条件刺激(如信号刺激) 神经联系 永久性的(固定的) 暂时性的(可变的) 神经中枢 大脑皮层以下中枢 ② 举例 吮吸、眨眼、膝跳反射、缩手反射等 望梅止渴、老马识途、小狗算算术等 联系 ①条件反射是在非条件反射的基础上建立的,没有非条件反射,就没有条件反射 ②在条件刺激的不断强化下,非条件反射可转化为条件反射 2.反射弧的构成及功能 (注:反射弧中任何一个环节中断,反射便不能发生,必须保持反射弧结构的完整性) 兴奋的传导和传递 1.兴奋在神经纤维上的传导过程 2.兴奋在神经元之间的传递过程 神经系统的分级调节 1.各级中枢的功能 2.神经系统的分级调节 脑中相应的 中的低级中枢相应器官、系统。 人脑的高级功能 1.语言功能是人脑特有的高级功能,涉及人类的 。 2.学习和记忆功能 学习是神经系统不断地接受 ,获得新的行为、习惯和积累经验的过程。记忆是将获得的经验进行储存和再现的过程。 ①后天形成的 ②大脑皮层 ③感受器 ④传入神经 ⑤神经中枢 ⑥传出神经 ⑦效应器 ⑧下丘脑 ⑨大脑皮层 ⑩脊髓 高级中枢 脊髓 听、说、读、写 不能写字 不能讲话 刺激 1.一个完整的反射活动仅靠一个神经元能够完成吗?至少需要几个? 提示 不能,至少需要两个。 如膝跳反射等单突触反射的传入(感觉)神经纤维经背根进入神经中枢(即脊髓) 后,直达腹根与传出(运动)神经元发生突触联系; 而绝大多数的反射活动都是多突触反射,也就是需要三个或三个以上的神经元参与; 而且反射活动越复杂, 参与的神经元越多。 2.兴奋在神经元之间能以神经冲动的形式传递吗?是怎样传递的呢? 提示 由于突触间隙的存在,兴奋在神经元之间不能以神经冲动的形式进行传递,而是通过神经递质与特异性受体相结合的形式将兴奋传递下去。 1.反射弧是完成反射活动的基本结构,反射是神经调节的最基本方式,是高考的高频考点之一,在近几年的高考中反复出现。 例1 下图为反射弧的模式图,其中a、b、c、d、e表示反射弧的组成部分,Ⅰ、Ⅱ表示突触的组成部分,请据图判断下列说法错误的是( )。 A.神经递质只能从Ⅰ处通过胞吐方式而不能从Ⅱ处释放 B.兴奋在结构c和结构b处的传导速度不同 C.存在于结构Ⅰ和Ⅱ之间的液体是组织液 D.若切断d后刺激b,则不会引起效应器收缩 解析 结构Ⅰ是突触前膜,结构Ⅱ是突触后膜,神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜,且释放方式是胞吐,A项正确;结构b处为神经纤维、结构c处为突触, 兴奋在神经纤维上的传导速度比在突触部位的要快,B项正确;突触间隙间的液体是组织液,C项正确;图中d为传入神经,切断d后刺激b,仍能引起效应器收缩,D项错误。 答案 D 2.兴奋在神经元之间传递的知识是高考命题的热点,命题形式灵活,大多联系生理过程,以图形题的形式出现。考查内容上,侧重考查神经元受到刺激后电位的变化及原因,抑制性递质产生的生理效应,电流计指针的偏转情况分析等,要求考生具备较强的知识应用能力。 例2 研究者为了研究神经元之间兴奋的传递过程,选用大鼠的神经组织进行实验,处理及结果见下表。 实验 组号 处理 微电极刺激突触 前神经元测得 动作电位(mV) 室温,0.5 ms后 测得突触后神经元 动作电位(mV) Ⅰ 未加河豚毒素(对照) 75 75 Ⅱ 浸润在河 豚毒素中 5 min后 65 65 Ⅲ 10 min后 50 25 Ⅳ 15 min后 40 0 (1)室温下,微电极刺激突触前神经元测得动作电位,0.5 ms后才能测到突触后神经元的动作电位,这被称为“兴奋的延迟”,延迟的原因之一是突触前膜以 的方式释放神经递质,该物质被突触后膜上的特异性受体识别。 (2)已知河豚毒素对突触后膜识别信息分子的敏感性无影响,从Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组推断,突触后神经元动作电位的降低应该是由 直接引起的,由此可知河豚毒素对神经兴奋的传递起 作用。 (3)若利用河豚毒素的生理作用开发药物,可作 (填字母)。 A.麻醉剂 B.兴奋剂 C.抗肌肉痉挛剂 解析 (1)突触前膜以胞吐的方式释放神经递质,该物质被突触后膜上的特异性受体识别。(2)已知河豚毒素对突触后膜识别信息分子的敏感性无影响,从Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组推断,突触后神经元动作电位的降低应该是由神经递质数量减少引起的,由此可知河豚毒素对神经兴奋的传递起抑制作用。(3)根据(2)可知河豚毒素能影响兴奋的传递过程,所以可用作麻醉剂、抗肌肉痉挛剂等。 答案 (1)胞吐 (2)神经递质数量减少 抑制 (3)A、C 1.反射是神经调节的基本方式,反射弧是完成反射的结构基础。 2.静息电位的电位特点是外正内负,主要是由K+外流形成的;动作电位的电位特点是外负内正,主要是由Na+内流形成的。 3.兴奋在神经纤维上传导的方式是局部电流,方向与膜外的电流方向相反,与膜内的电流方向一致。 4.兴奋在神经元之间的传递方式是化学物质(神经递质),可能引起突触后神经元兴奋或抑制。 5.兴奋在神经元之间的传递过程中,发生的信号转换为:电信号→化学信号→电信号。 6.在突触处,神经递质经胞吐分泌到突触间隙。 7.由于细胞外Na+浓度高,细胞内K+浓度高,因此静息时K+外流和兴奋时Na+内流的运输方式都是被动运输。 8.细胞维持膜外Na+浓度高,膜内K+浓度高,需要不断吸K+排Na+,这个过程的运输方式为主动运输。 1.(2016年全国乙高考)下列与神经细胞有关的叙述,错误的是( )。 A.ATP能在神经元线粒体的内膜上产生 B.神经递质在突触间隙中的移动消耗ATP C.突触后膜上受体蛋白的合成需要消耗ATP D.神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP 解析 神经细胞产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质,A项正确;神经递质在突触间隙中的移动属于扩散,不消耗ATP,B项错误;突触后膜上受体蛋白的合成要通过转录和翻译过程实现,需要消耗ATP,C项正确;神经细胞兴奋后恢复为静息状态的过程钠离子通过主动运输外流,需要消耗ATP,D项正确。 答案 B 2.(2016年全国甲高考)乙酰胆碱可作为兴奋性神经递质,其合成与释放见示意图。据图回答问题: (1)图中A-C表示乙酰胆碱,在其合成时,能循环利用的物质是 (填“A”“C”或“E”)。除乙酰胆碱外,生物体内的多巴胺和一氧化氮 (填“能”或“不能”)作为神经递质。 (2)当兴奋传到神经末梢时,图中突触小泡内的A-C通过 这一跨膜运输方式释放到 ,再到达突触后膜。 (3)若由于某种原因使D酶失活,则突触后神经元会表现为持续 。 解析 (1)分析图示可知:在乙酰胆碱合成时,能循环利用的物质是C。生物体内的多巴胺和一氧化氮也能作为神经递质。(2)神经递质是以胞吐的方式分泌到突触间隙,再通过扩散到达突触后膜。(3)神经递质与受体结合发生效应后,就被酶破坏而失活,或被移走而迅速停止作用。若由于某种原因使D酶失活,则突触后神经元会表现为持续兴奋。 答案 (1)C 能 (2)胞吐 突触间隙 (3)兴奋 见《自学听讲》P175 1.神经纤维未受到刺激时,细胞膜内外的电位表现是怎样的?受到刺激时,又是如何变化的? 提示 神经纤维未受到刺激时,细胞膜内外的电位表现为膜外正电位、膜内负电位。受到刺激时,神经纤维由膜外正电位、膜内负电位变为膜外负电位、膜内正电位。 2.兴奋在神经元之间如何利用突触完成传递的过程? 提示 当兴奋由神经纤维传导到突触小体时,引起突触前膜的膜电位变化,突触小体内的突触小泡便将神经递质释放到突触间隙,突触后膜的相应部位(受体)接受神经递质的化学刺激,再引起突触后膜的膜电位改变,使另一个神经元兴奋或抑制。 3.成年人能有意识地控制大小便,而婴儿及许多偏瘫患者却不能,其道理何在? 提示 人的大脑是高级神经中枢,能控制排便、排尿等低级中枢的反射活动,婴儿由于脑发育不完善,许多偏瘫患者则由于大脑相关中枢受损,从而丧失对低级中枢的控制能力,导致大小便“失禁”。 神经元的结构、反射和反射弧 1.神经元的基本结构 (1)神经元即神经细胞,包括细胞体和突起两部分。突起又分为轴突和树突。 ①神经元的轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘共同组成神经纤维。 ②许多神经纤维结成束,外包有结缔组织形成的膜,就成为一条神经。 ③根据神经元的机能,可分为感觉(传入)神经元、运动(传出)神经元和联络(中间)神经元3种。 (2)功能:神经元能接受刺激产生兴奋,并传导兴奋,进而对其他组织产生调控效应。 2.反射 (1)概念:在中枢神经系统的参与下,动物体或人体对内外环境变化做出的规律性应答。反射是神经调节的基本方式。 (2)反射的类型:非条件反射和条件反射。 项目 概念 特点 意义 实例 非条件 反射 通过遗传获得,与生俱来 不经过大脑皮层;先天性;终生性 ;数量有限 使机体初步适应环境 眨眼、啼哭、膝跳反射、吃东西分泌唾液等 (续表) 项目 概念 特点 意义 实例 条件 反射 在后天生活过程中逐渐训练形成 经过大脑皮层;后天性;可以建立,也能消退;数量可以不断增加 使机体适应复杂多变的生存环境 学习过程、“望梅止渴”“画饼充饥”等 二者 联系 ①条件反射是在非条件反射的基础上建立的,没有非条件反射,就没有条件反射。 ②非条件反射可转化为条件反射:非条件反射条件反射(如狗听见铃声分泌唾液) 3.反射弧 (1)完成反射的结构基础是反射弧。 (2)反射弧的组成及功能 (3)反射和反射弧的关系:反射活动需要通过完整的反射弧来完成,反射弧中任何环节在结构和功能上受损,反射就不能完成。 1.反射类型的速判法 一看是不是“先天性”:如果是先天性的(即生下来就有的)则为非条件反射,如果是后天形成的则为条件反射。 二看是否需要大脑皮层的参与:条件反射需要大脑皮层的参与,非条件反射不需要大脑皮层的参与。 2.反射弧中传入神经和传出神经的判断 (1)根据是否通过神经节:通过神经节的是传入神经。神经节如图中的c。 (2)根据突触结构判断:图示中与“”相连的为传入神经(b),与“”相连的为传出神经(e)。 (3)根据脊髓灰质结构判断:与膨大部分(前角)相连的为传出神经,与狭窄部分(后角)相连的为传入神经。 (4)切断实验法:若切断某一神经,刺激外周段(远离中枢的位置),肌肉不收缩,而刺激向中段(近中枢的位置),肌肉收缩,则切断的为传入神经,反之则为传出神经。 3.判断反射弧中受损部位的方法 (1)判断传出神经是否受损:电位计位于神经纤维上,当神经纤维多处受到刺激时,若电位计均不发生偏转说明受损部位是神经纤维;若电位计发生偏转,则神经纤维没有受损。 (2)判断骨骼肌是否受损:刺激骨骼肌,若骨骼肌不收缩,说明受损的部位是骨骼肌。 (3)判断突触是否受损:刺激骨骼肌,若骨骼肌收缩,说明骨骼肌正常;然后刺激神经,若电位计偏转,但骨骼肌不收缩,则说明受损的部位是突触。 例1 以下关于反射的表述不正确的是( )。 A.反射弧为反射的结构基础 B.在人体中,反射的神经中枢位于脑和脊髓中 C.刺激传出神经而引起的效应器的反应可称为反射 D.在完成反射活动时涉及电信号与化学信号之间的相互转换 解析 反射的结构基础是反射弧,A项正确;在人体中,脑和脊髓属于中枢神经系统,反射的神经中枢位于其中,B项正确;通过完整的反射弧完成的反应才称为反射,C项错误;在完成反射活动时,在突触结构中涉及电信号与化学信号之间的相互转换,D项正确。 答案 C 例2 下图是某反射弧的组成示意图(虚线内为神经中枢),据图分析,下列结论错误的是( )。 A.图中兴奋传导(传递)的方向是④③②① B.图中箭头表示神经冲动的传导方向,A、B、C、D四个箭头表示的方向都正确 C.刺激图中②③任一部位,都不能引起反射 D.图中表示当④受到刺激而②损伤时,人体能产生感觉 解析 图示反射弧的结构中,有神经节的为传入神经,另一端为传出神经,即③②分别为传入神经和传出神经,④①分别为感受器和效应器,兴奋传导(传递)的方向是④③②①,A项正确;④受到刺激时,兴奋能通过传入神经传到神经中枢,使人体产生感觉,D项正确。兴奋在突触处的传递方向是由上一个神经元的轴突末梢传递到下一个神经元的树突或细胞体,B项错误;反射活动离不开完整的反射弧,刺激②③任一部位,感受器都不能发挥作用,不能引起反射活动,C项正确。 答案 B 兴奋在神经纤维上的传导 1.神经冲动的产生和兴奋在神经纤维上的传导过程 2.兴奋在神经纤维上的传导方向 兴奋在神经纤维上的传导可以是双向的,兴奋传导的方向与膜内电流流动的方向一致。在神经纤维的膜外侧,局部电流流动的方向是由未兴奋部位流向兴奋部位,而在神经纤维的膜内侧,局部电流流动的方向是由兴奋部位流向未兴奋部位。 3.电位变化曲线解读 由于细胞内外离子的差异及细胞膜上载体和通道的不同,导致细胞膜电位在兴奋过程中出现由内负外正到内正外负的变化。 (1)AB段:神经细胞静息时,K+外流,膜两侧的电位表现为外正内负。 (2)BC段:神经细胞受刺激时,Na+大量内流,膜内外的电位出现反转,表现为外负内正。 (3)CD段:K+大量外流,膜电位恢复为静息电位。 (4)一次兴奋完成后,钠钾泵将细胞内的Na+泵出,将细胞外的K+泵入,以维持细胞内K+浓度高和细胞外Na+浓度高的状态,为下一次兴奋做好准备。 1.静息电位与动作电位的测量方法 甲 乙 (1)静息电位:灵敏电流计一极与神经纤维膜外侧连接,另一极与膜内侧连接(如上图甲),只观察到指针发生一次偏转。 (2)动作电位:灵敏电流计都连接在神经纤维膜外(或内)侧(如上图乙),可观察到指针发生两次方向相反的偏转。下面图中a点受刺激产生动作电位“”,后面为该动作电位沿神经纤维传导依次通过“a→b→c→c右侧”时灵敏电流计的指针变化示意图: 2.与兴奋传导有关的6个易错点 (1)细胞内外Na+、K+浓度对神经电位的影响不同。细胞外液中K+浓度会影响神经元静息电位的大小,而细胞外液中Na+浓度对神经元静息电位几乎无影响;细胞外液中Na+浓度会影响神经元动作电位的大小,而细胞外液中K+浓度对神经元动作电位几乎无影响。 (2)兴奋产生和传导过程中Na+、K+运输方式不同 ①静息电位产生时,K+外流是由高浓度到低浓度的运输,需要载体蛋白的协助,属于协助扩散。 ②动作电位产生时,Na+内流需要膜载体,是从高浓度到低浓度的运输,属于协助扩散。 ③恢复静息电位时,起初的K+外流是协助扩散;但随后的钠钾泵将细胞内的Na+泵出,将细胞外的K+泵入是逆浓度梯度的运输,为消耗能量的主动运输。 例3 下图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。下列说法与图示相符的是( )。 A.图中兴奋部位是B和C B.图中弧线最可能表示局部电流方向 C.图中兴奋传导方向是C→A→B D.兴奋传导方向与膜外电流方向一致 解析 处于静息电位时,细胞膜两侧表现为外正内负,由此可知图中A点电位发生了变化,此处为兴奋部位,与相邻两侧形成电位差,则图中弧线可以表示局部电流的方向,从而导致兴奋向A两侧传导,膜内电流也向A点两侧传导,两者方向一致,而与膜外电流方向相反。 答案 B 例4 以下是测量神经纤维膜电位变化情况的示意图,相关叙述错误的是( )。 甲 乙 A.图甲中指针偏转说明膜内外电位不同,测出的是动作电位 B.图甲中的膜内外电位不同,主要是由于K+外流形成的 C.图乙中刺激神经纤维会引起指针发生两次方向相反的偏转 D.图乙中产生的兴奋会以局部电流的形式向两侧快速传导 解析 图甲中指针偏转说明膜内外电位不同,由于膜电位是外正内负,所以测出的是静息电位,A项错误;静息时,神经纤维膜两侧的电位表现为内负外正,该电位的形成与钾离子的外流有关,B项正确;图乙中刺激神经纤维,产生兴奋,先传导到电流表右侧,后传导到电流表左侧,所以会引起指针发生两次方向相反的偏转,C项正确;刺激点处神经纤维膜对Na+通透性增加,Na+大量内流,使得膜两侧的电位表现为内正外负,未受刺激部位依然为外正内负,二者之间产生电位差,形成局部电流向两侧快速传导,D项正确。 答案 A 兴奋在神经元之间的传递 1.突触结构与类型 (1)结构:由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成。 (2)主要类型: ①轴突—细胞体型:; ②轴突—树突型:。 2.兴奋在突触处的传递过程 (1)突触小泡的形成与高尔基体密切相关,突触间隙中的液体是组织液。 (2)不同突触小泡释放的神经递质不同,主要包括:乙酰胆碱、单胺类物质、氨基酸类物质等。 (3)神经递质移动方向:突触前膜→突触间隙→突触后膜。 (4)信号转换:电信号→化学信号→电信号。 (5)神经递质的释放方式是胞吐,该过程体现了生物膜的结构特点——流动性。 (6)突触传递的方向:单向传递,即兴奋只能由一个神经元的轴突传到下一个神经元的树突或细胞体,而不能逆向传递。 1.巧记神经递质的“一、二、三” 2.突触和突触小体 结构名称 组成成分 信号转变 突触 突触的结构涉及两个神经元,包括突触前膜、突触间隙和突触后膜,其中突触前膜与突触后膜分别属于两个神经元 电信号→化学信号→电信号 突触小体 突触小体是神经元轴突末端的膨大部分,其上的膜构成突触前膜,是突触的一部分 电信号→化学信号 3.突触影响神经冲动传递情况的判断与分析 高考中常以药物或有毒有害物质作用于突触为信息载体,考查对突触后膜的兴奋或抑制情况作出判断以及原因分析的能力。重点掌握以下几点: (1)正常情况下,神经递质与突触后膜上受体结合引起突触后膜兴奋或抑制后,立即被相应酶分解而失活。 (2)突触后膜会持续兴奋或抑制的原因:若某种有毒有害物质便分解神经递质的相应酶变性失活或占据突触后膜上受体位置,则突触后膜会持续兴奋或抑制。 (3)药物或有毒有害物质作用于突触从而阻断神经冲动的传递,可能的原因有:①药物或有毒有害物质阻断神经递质的合成或释放;②药物或有毒有害物质使神经递质失活;③突触后膜上受体位置被某种有毒物质占据,使神经递质不能和后膜上的受体结合。 例5 下图为突触结构和功能的模式图,下列有关叙述不恰当的是( )。 A.瞬间增大轴突末端细胞膜对Ca2+的通透性会加速神经递质的释放 B.过程①体现了细胞膜具有流动性 C.过程②表示神经递质进入突触后膜所在的神经元 D.过程③可避免突触后膜持续兴奋 解析 由图示可以看出,钙离子可以促进过程①神经递质的释放,A项正确;神经递质由突触前膜以胞吐的形式排放到突触间隙,体现了细胞膜的流动性,B项正确;神经递质与突触后膜上的受体结合发挥作用,使得突触后膜对Na+通透性增强,并不进入下一个神经元,C项错误;过程③表示神经递质发挥作用以后被突触前神经元重新摄取,从而避免突触后膜持续性兴奋,D项正确。 答案 C 例6 下图中乙图是甲图中方框内结构的放大示意图,丙图是乙图中方框内结构的放大示意图。 甲 乙 丙 下列相关叙述中,正确的是( )。 A.甲图中兴奋的传递方向是B→A B.C处细胞膜外电流的方向与兴奋的传导方向相同 C.丙图中物质a的分泌与高尔基体和线粒体有关 D.丙图的b如果不能与a结合,则会引起突触后神经元抑制 解析 根据丙图可知,神经递质由A侧的神经元释放,作用于B侧的神经元,因此可判断甲图中所示的兴奋传递方向是A→B,A项错误。兴奋以局部电流的形式传导到乙图中的C处,兴奋传导的方向与膜内电流方向相同,与膜外的电流方向相反,B项错误。丙图中的a是神经递质,神经递质的分泌与高尔基体有关,且需要线粒体提供能量,C项正确。丙图的b是a的受体,如果a不能与b结合,则不能完成兴奋的传递,不会引起突触后神经元兴奋或抑制,D项错误。 答案 C 神经系统的分级调节和人脑的高级功能 1.中枢神经系统的组成及功能 (1)大脑皮层:调节机体活动的最高级中枢。 (2)小脑:维持身体平衡。 (3)下丘脑:体温调节中枢、水平衡调节中枢、血糖平衡的中枢、 控制生物节律。 (4)脑干:有基本生命中枢,如呼吸中枢等。 (5)脊髓:调节躯体运动的低级中枢。 2.神经系统的分级调节 3.人脑的高级功能 (1)大脑皮层是整个神经系统的最高级的部位,它除了对外部世界的感知以及控制机体的反射活动外,还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。 (2)大脑皮层言语区的划分 言语区及受损病症 联想记忆 患病特征 运动性言语区(S区)→运动性失语 Sport→S 病人可听懂别人的讲话和看懂文字,但自己不会讲话 听性言语区(H区)→听觉性失语 Hear→H 病人能讲话、书写,能看懂文字,能听懂别人发音,但不懂其含义 视性言语区(V区)→视觉性失语 Visual→V 病人的视觉无障碍,但看不懂文字的含义,变得不能阅读 写性言语区(W区)→写性失语 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、绘图能力 1.H区≠听觉中枢,V区≠视觉中枢 (1)H区是听觉语言中枢,不是听觉中枢,H区损伤后患者不能听懂别人讲话(但能听得见),而听觉中枢受损后,患者听不见别人讲话。 (2)V区是视觉语言中枢,不是视觉中枢,V区损伤后,患者不能看懂文字(但看得见),而视觉中枢受损后,患者看不见东西。 2.形成感觉≠产生反射 大脑皮层是一切感觉(如冷觉、热觉、痛觉)的形成场所,但形成感觉并不等于产生反射,反射需要经过完整的反射弧,而感觉的产生并不需要对刺激“做出反应”的效应器参与,不需经过完整的反射弧,不属于反射。感觉的产生只需经过感受器、传入神经和神经中枢3个环节,且产生感觉的神经中枢是在大脑皮层。 例7 下图为神经-肌肉连接示意图。黑点(查看更多