2020版高中生物 第三章 动物稳态维持的生理基础 第二节 反射活动的基本原理学案 中图版必修3

2020版高中生物 第三章 动物稳态维持的生理基础 第二节 反射活动的基本原理学案 中图版必修3

第二节　反射活动的基本原理 情景导入 ‎★条件反射；一朝被蛇咬，十年怕井绳。‎ 课标导航 课程标准 ‎1.掌握反射弧的构成。‎ ‎2.理解突触和突触间的传递。‎ ‎3.了解反射中枢。‎ 关键术语 反射与反射弧　神经中枢　突触与神经递质 单向传递、突触延搁 反射弧的构成 基础梳理 ‎1．反射弧的构成 ‎2．反射的一般过程 感受器接受刺激并产生神经冲动，神经冲动沿着传入神经纤维传到神经中枢，然后经 13‎ 传出神经纤维传到效应器，从而引起机体产生某一运动。‎ ‎[思维激活1]感受器是感觉神经末梢，效应器就是指传出神经末梢吗？‎ 提示　不是。效应器指传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等。‎ ‎[思维激活2]一个完整的反射活动仅靠一个神经元能完成吗？至少需要几个？‎ 提示　不能。至少需要2个。‎ 合作探究 ‎1. ‎2．反射弧组成及相应功能比较 结　构 组　成 功　能 结构破坏 感受器 感觉神经末梢 接受刺激并产生兴奋 既无感觉又无效应 传入神 经纤维 传入神经元 将兴奋由感受器传入至神经中枢 既无感觉又无效应 神经 中枢 调节某一特定生理功能的神经元群 对传入的兴奋进行分析与综合 既无感觉又无效应 传出神 经纤维 传出神经元 将兴奋由神经中枢传出至效应器 只有感觉无效应 效应器 传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等 对内外界刺激作出应答反应 只有感觉无效应 联系 反射弧中任何一个环节中断，反射即不能发生，必须保证反射弧结构的完整性 特别提醒反射弧中传入神经纤维和传出神经纤维的判断 ‎①根据是否具有神经节判断：有神经节(C)的是传入神经纤维(B)。‎ ‎②根据突触结构判断：图示中与“”相连的为传入神经纤维(B)，与“”相连的为传出神经纤维(E)。‎ ‎③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纤维，反之则为传出神经纤维。‎ ‎④根据脊髓灰质结构判断：与前角(膨大部分)相连的为传出神经纤维，与后角(狭窄部分)相连的为传入神经纤维。‎ ‎3．反射的类型及联系 13‎ ‎(1)反射可分为条件反射和非条件反射。‎ ‎(2)条件反射的形成必须以非条件反射为基础，将无关刺激和非条件刺激多次结合，使无关刺激转化成条件刺激后才形成。条件反射应不断用非条件刺激强化才能稳定，否则将不断减弱甚至消退。‎ ‎4．条件反射与非条件反射的比较 非条件反射 条件反射 形成 时间 生来就有 后天获得 刺激 非条件刺激(直接刺激)‎ 条件刺激(信号刺激)‎ 神经 中枢 大脑皮层以下中枢 大脑皮层 神经 联系 反射弧及神经联系永久、固定，反射不消退 反射弧及神经联系暂时、可变，反射易消退，需强化 意义 完成机体基本的生命活动 大大提高人和动物适应复杂环境的能力 举例 缩手反射、眨眼反射 望梅止渴、谈虎色变 ‎[巩固1]如图为一个反射弧模式图，下列有关分析中正确的是(　　)。‎ ‎①s是感受器，m是效应器　②s是效应器，m是感受器　③a是传入神经纤维，c是传出神经纤维　④a是传出神经纤维，c是传入神经纤维　⑤兴奋的传导方向是：s→a→b→c→m　⑥兴奋的传导方向是：m→c→b→a→s　⑦兴奋的传导方向是：s→a→b→c→m或m→c→b→a→s A．①③⑤B．②④⑥C．①③⑦D．②④⑦‎ 解析　根据突触结构和神经节的位置，可判断出s是感受器，m是效应器，a是传入神经纤维，c是传出神经纤维，兴奋的传导方向是：s→a→b→c→m。‎ 答案　A 突触和突触传递以及反射中枢 基础梳理 ‎1．突触和突触传递 ‎(1)突触的结构 13‎ ‎①突触 ‎②其他结构：D.轴突末端、E.线粒体、F.突触小泡、G.突触小体。‎ ‎(2)突触传递过程 神经冲动→突触小体→突触前膜释放神经递质→神经递质经扩散通过突触间隙→神经递质与突触后膜上的特异性受体结合→引起下一神经元产生兴奋或抑制。‎ ‎2．反射中枢 ‎(1)作用：分析、归纳和整理神经冲动，是反射弧的核心。‎ ‎(2)组成 ‎①二元反射弧：最简单，由传入与传出神经元的突触联系和传出神经元构成，如膝跳反射的反射弧。‎ ‎②三元反射弧：在传入神经元与传出神经元之间增加了一个中间神经元，如缩手反射的反射弧。‎ ‎③具有多个中间神经元的反射弧：绝大多数反射弧属于此类，中间神经元越精细复杂，反射中枢分析和综合能力就越强。‎ ‎[思维激活3]神经递质由突触前膜释放是依赖于突触前膜的选择透过性吗？为什么？‎ 提示　不是。释放方式为细胞膜的外排作用，依赖的是细胞膜的流动性。‎ ‎[思维激活4]神经元之间的兴奋传递为什么只能是单方向的？‎ 提示　由于神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜上。‎ 合作探究 ‎1．突触的类型：一般情况下每一神经元的轴突末梢只与其他神经元的胞体或树突形成接点，由此可分为两类：‎ ‎2．兴奋在神经元间的传递 神经冲动的传导，如下图所示：‎ 13‎ ‎(1)突触小泡释放的递质：乙酰胆碱、单胺类物质等。‎ ‎(2)递质移动方向：突触小泡→突触前膜→突触间隙→突触后膜。‎ ‎(3)信号转换：电信号→化学信号→电信号。‎ ‎(4)兴奋传导过程：轴突→突触小体→突触小泡→递质→突触前膜→突触间隙→突触后膜(下一个神经元)。‎ ‎(5)突触传递的特点 ‎①单向传递：原因是递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜。‎ ‎②突触延搁：冲动在突触前末梢部分传导速度较慢。‎ 原因是：兴奋由突触前膜传至突触后膜，需要经历递质的释放、扩散以及对突触后膜作用的过程。‎ 特别提醒①注意突触小体与突触的关系，二者范围不同、位置不同，但都包括突触前膜；突触后膜一般是下一神经元的胞体或树突部分，也可能是肌肉或腺体。‎ ‎②神经递质的作用效果有两种：兴奋或抑制。‎ ‎③递质释放的过程为外排，体现了细胞膜的流动性，由突触后膜(下一神经元的胞体或树突膜)上的糖蛋白识别。‎ ‎④突触小体内线粒体和高尔基体两种细胞器的含量较多。‎ 拓展延伸神经递质 神经递质是神经末梢兴奋时释放的能传递神经冲动的特殊化学物质，使有相应受体的神经细胞产生特异性反应(兴奋或抑制)。‎ ‎(1)供体：突触小体内的突触小泡。‎ ‎(2)传递途径：突触前膜→突触间隙→突触后膜。‎ ‎(3)受体：与轴突末梢相邻的另一个神经元的树突膜或胞体膜上的糖蛋白。‎ ‎(4)作用：使另一个神经元兴奋或抑制。‎ ‎(5)种类：有兴奋性神经递质、抑制性神经递质。‎ 13‎ ‎①兴奋性神经递质：乙酰胆碱、谷氨酸等，引起下一个神经元的兴奋。‎ ‎②抑制性神经递质：甘氨酸、γ－氨基丁酸等，引起下一个神经元的抑制。‎ ‎(6)去向：神经递质传递完兴奋后，迅速被分解或被重吸收到突触小体或扩散离开突触间隙，为下一次兴奋传递做好准备。若神经递质不能被分解或运走，将使下一个神经元持续性地兴奋或抑制。‎ ‎[巩固2]下列有关突触结构和功能的叙述中，错误的是(　　)。‎ A．突触前膜与突触后膜之间有间隙 B．兴奋由电信号转变成化学信号，再转变成电信号 C．兴奋在突触处只能由突触前膜传向突触后膜 D．突触前后两个神经元的兴奋是同步的 解析　突触的结构由三部分组成：突触前膜、突触间隙和突触后膜；当兴奋传导至突触前膜时，突触小体内的突触小泡释放递质，进入突触间隙，作用于突触后膜，引起突触后膜的兴奋或抑制，该过程是由电信号转变为化学信号，再由化学信号转变为电信号的过程。由于递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，因此兴奋在突触处只能由突触前膜传到突触后膜，是不同步的。‎ 答案　D 反射与反射弧的关系 ‎【例1】下列关于反射弧的叙述，正确的是(　　)。‎ A．刺激某一反射弧的感受器或传出神经元，可使效应器产生相同的反应 B．反射弧中的感受器和效应器均分布于机体同一组织或器官 C．神经中枢的兴奋可以引起感受器敏感性减弱 D．任何反射弧中的神经中枢都位于脊髓 思维导图 13‎ 答案　A 反思总结①神经冲动在反射弧上的传递方向是：‎ 感受器→传入神经纤维→神经中枢→传出神经纤维→效应器。‎ ‎②反射弧只有在结构上保持其完整性，才能完成反射活动；组成反射弧结构的任何一个部分受到损伤，反射活动都将不能完成。‎ 突触和突触传递 ‎【例2】图1是当A接受一定强度刺激后引起F收缩过程的示意图。图2为图1中D结构的放大示意图，请回答：‎ ‎(1)图2的结构名称是______。结构②的名称是________。‎ ‎(2)神经纤维B在A中的细小分枝叫做________。用针刺A时，引起F收缩的现象被称为________。针刺引起疼痛，产生痛觉的部位是________。‎ ‎(3)当兴奋在神经纤维B上传导时，兴奋部位的膜内外两侧的电位呈________。‎ ‎(4)如果在图2中①和②的间隙处注射乙酰胆碱，②处发生的变化是________(兴奋、抑制)，原因是乙酰胆碱引起结构②________的变化。‎ 思维导图 解析　由图可知，B为传入神经元，A为感受器。包括痛觉在内的感觉均产生于大脑皮层。神经纤维某一部分受刺激产生兴奋，兴奋部位的膜电位由外正内负转变为内正外负。乙酰胆碱是一种兴奋性递质，所以①②间隙注入乙酰胆碱可引起②膜电位变化而产生兴奋。‎ 答案　(1)突触　突触后膜 ‎(2)感受器(感觉神经末梢)　反射　大脑皮层 ‎(3)内正外负 ‎(4)兴奋　膜电位(其他合理答案也可)‎ 13‎ ‎1．下列有关突触的叙述，正确的是(　　)。‎ A．神经元之间通过突触联系 B．一个神经元只有一个突触 C．突触由突触前膜和突触后膜构成 D．神经递质能透过突触后膜 解析　突触是神经元之间兴奋的传递结构。突触是由神经元的轴突末梢和下一神经元的树突或胞体形成的结构，由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成。当兴奋传至突触时，由突触前膜释放的神经递质与突触后膜上的受体结合，引起突触后神经元发生兴奋或抑制。‎ 答案　A ‎2．突触后膜受体与相应神经递质结合后，使突触后神经细胞兴奋，在引起该突触后神经细胞兴奋的过程中(　　)。‎ A．Na＋通过被动运输到突触后膜内 B．K＋通过被动运输到突触后膜内 C．Na＋通过主动运输到突触后膜内 D．K＋通过主动运输到突触后膜外 解析　突触后神经细胞兴奋是Na＋内流的结果，Na＋内流是Na＋经离子通道进入细胞内的一个协助扩散过程，属于被动运输。‎ 答案　A ‎3．某人腰椎部位因受外伤造成右侧下肢运动障碍，但有感觉。该病人受损伤的部位可能是在反射弧的(　　)。‎ ‎①传入神经元　②传出神经元　③感受器　④神经中枢 ‎⑤效应器　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A．②④ B．①④‎ C．①② D．②⑤‎ 解析　该病人有感觉，说明其感受器、传入神经元完好无损。若下肢运动的反射弧的任何一个环节受损，都能导致下肢运动障碍。由于该病人是腰椎部位受伤造成的，可排除效应器，因而最可能是脊髓中的低级中枢和传出神经元受损。‎ 答案　A ‎4．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。该反射活动的感受器位于左右肢趾部的______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。‎ 13‎ ‎(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____________________。‎ 解析　反射是指在中枢神经系统的参与下，人和动物体对体内和外界环境的各种刺激所发生的规律性的应答。反射活动的结构基础是反射弧。反射弧通常是由感受器、传入神经元、神经中枢、传出神经元和效应器五个部分组成的。(1)感受器就是感觉神经末梢部分，左后肢趾部皮肤中有感觉神经末梢。神经中枢指脑和脊髓，此题中用除去脑但保留脊髓的蛙作材料，因此该反射活动的中枢位于脊髓。(2)反射弧一般由多个神经元组成，兴奋在神经元间通过突触单向传递，这是由突触的结构决定的。(3)由题图可知，在AB之间剪断支配脊蛙左后肢的传出神经元，刺激A端，由于兴奋可传到左后肢，因而能看到左后肢收缩；而刺激B端，因兴奋不能传到左后肢，故不能看到左后肢的收缩。若刺激剪断处的某一端出现收缩活动，由于反射弧不完整而不能称为反射活动。‎ 答案　(1)皮肤　脊髓　(2)突触的结构(其他合理的答案也可)　(3)能　不能　不能　反射弧的结构不完整(其他合理的答案也可)‎ 课堂小结 考查知识点及角度 难度及题号 基础 中档 稍难 反射与反射弧 ‎1‎ ‎6、9‎ 突触及突触间传递 ‎2、3‎ ‎4、5‎ ‎7‎ 神经中枢 ‎8‎ ‎10‎ 一、选择题(共8小题，每小题4分，共32分)‎ ‎1．反射和反射弧的关系是(　　)。‎ A．反射活动可以不通过反射弧实现 B．反射弧完整是反射发生的基本条件 C．任何反射弧中都有传入神经元、中间神经元和传出神经元 D．反射的速度取决于反射弧中神经纤维的长度 13‎ 答案　B ‎2．神经冲动在体内传导的途径是(　　)。‎ A．树突→突触→神经元胞体 B．轴突→神经元胞体→树突→突触 C．树突→神经元胞体→轴突→突触 D．树突→突触→轴突→神经元胞体 解析　在突触的构成中，突触前膜一定为上一个神经元的轴突的膜，而突触后膜可以是胞体也可以是树突的膜，因此只有选项C符合条件。‎ 答案　C ‎3．关于神经递质的叙述，错误的是(　　)。‎ A．突触前神经元具有合成递质的能力 B．突触前神经元在静息时能释放神经递质 C．突触小体中的突触小泡内含有神经递质 D．递质与突触后膜上受体结合能引起后膜电位变化 解析　突触是神经元之间信息传递的结构，通过其结构特点确定其单向传递的特点。A正确，兴奋单向传递，只能由突触前膜传递至突触后膜，故突触前膜可以合成神经递质，而后膜不能。B错误，神经递质是传递兴奋的重要化学物质，没有兴奋产生，不会有神经递质释放。C正确，神经递质在突触小泡内，由突触前膜释放。D正确，神经递质作用于突触后膜的特定载体，改变膜的通透性，使突触后膜膜电位发生变化，发生兴奋或抑制。‎ 答案　B ‎4．突触前膜释放递质是由于(　　)。‎ A．神经冲动传至神经末梢时，大量Ca2＋流出细胞，突触前膜释放神经递质 B．神经冲动传至神经末梢时，大量Ca2＋进入细胞，突触前膜释放神经递质 C．神经冲动直接作用于突触前膜，释放神经递质 D．神经冲动直接作用于突触小泡，释放神经递质 答案　B ‎5．刺激某一个神经元引起后一个神经元兴奋。当给予某种药物后，再刺激同一个神经元，发现神经冲动的传递被阻断，但检测到突触间隙中神经递质的量与给予药物之前相同。这是由于该药物(　　)。‎ A．抑制了突触小体中递质的合成 B．抑制了突触后膜的功能 C．与递质的化学结构完全相同 D．抑制了突触前膜递质的释放 13‎ 解析　神经元之间神经冲动的传递是由突触前膜释放的递质通过突触间隙，与突触后膜上的受体结合后引起。经过处理后，发现神经冲动的传递被阻断，但突触间隙中神经递质的量与处理前未发生变化，因此该处理只能是抑制了突触后膜的功能。‎ 答案　B ‎6．如图是反射弧的模式图(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)，有关说法正确的是(　　)。‎ A．正常机体内兴奋在反射弧中的传导是单向的 B．切断d、刺激b，不会引起效应器收缩 C．兴奋在结构c和结构b的传导速度相同 D．Ⅱ处发生的信号变化是电信号→化学信号→电信号 解析　d是传入神经元，b是传出神经元，切断d，刺激b，可以引起效应器收缩。兴奋在神经纤维上的传导速度比在神经元之间的传递速度快。Ⅱ指突触后膜，Ⅱ处发生的信号变化为化学信号→电信号。‎ 答案　A ‎7．右图为突触结构模式图，下列说法不正确的是(　　)。‎ A．在a中发生电信号→化学信号的转变，信息传递需要能量 B．1中内容物释放至2中主要借助于突触前膜的选择透过性 C．2处的液体为组织液，含有能被3特异性识别的物质 D．1中内容物使b兴奋时，兴奋处外表面分布着负电荷 解析　信息传递是耗能过程；突触后膜能特异性地结合递质。当神经元某处兴奋时，膜外的正电荷变为负电荷。突触小泡会与突触前膜结合，然后以外排的方式把递质释放到突触间隙，所以递质释放与细胞膜的选择透过性无关而与膜的流动性有关。‎ 答案　B ‎8．某人不小心从高处摔下，到医院检查，下列与确定此人神经中枢受损无关的检查是(　　)。‎ A．针刺双脚观察是否有反应 B．检查血细胞的数量是否有变化 C．检查膝跳反射是否正常 D．要求此人复述医生的一段话 解析　A项中针刺双脚观察有无反应，检查的是此人的躯体感觉中枢；C项通过膝跳反射是否正常可以判断此人脊髓的腰骶部是否损伤；D项通过复述医生的一段话，可以判断此人的语言中枢是否正常。而B项，血细胞数量的变化则与神经中枢是否受损无关。‎ 13‎ 答案　B 二、非选择题(共18分)‎ ‎9．(8分)将蛙脑破坏，保留脊髓，做蛙心静脉灌注，以维持蛙的基本生命活动。暴露蛙左后肢屈反射的传入神经元和传出神经元，分别连接电位计ⓐ和ⓑ。将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后，电位计ⓐ和ⓑ有电位波动，出现屈反射。下图为该反射弧结构示意图。‎ ‎(1)用简便的实验验证兴奋能在神经纤维上双向传导，而在反射弧中只能单向传递。‎ ‎(2)若在灌注液中添加某种药物，将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后，电位计ⓐ有波动，电位计ⓑ未出现波动，左后肢未出现屈反射，其原因可能有：①________；②________。‎ 解析　仔细审读Ⅰ题干及示意图知，本题以脊蛙为材料进行生理实验，(1)若刺激电位计ⓑ和骨骼肌之间的传出神经，观察到电位计ⓑ出现电位波动和左后肢出现屈肌反射，但电位计ⓐ没波动，可以验证兴奋能在神经纤维上双向传导，而在反射弧中只能单向传递。‎ ‎(2)若在灌注液中添加某种药物，将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后，电位计ⓐ有波动，电位计ⓑ未出现波动，左后肢未出现屈反射，其原因可能有：突触前膜释放的神经递质不能与突触后膜上的特异性受体结合，或者突触前膜根本不能释放神经递质。‎ 答案　(1)方法和现象：刺激电位计ⓑ与骨骼肌之间的传出神经，观察到电位计ⓑ有电位波动和左后肢屈腿，电位计ⓐ未出现电位波动。‎ ‎(2)突触前膜释放的神经递质不能与突触后膜上的特异性受体结合 突触前膜根本不能释放神经递质 ‎10．(10分)如图甲表示人体脊髓反射弧模式图，图乙表示人体神经元结构模式图，据图回答：‎ ‎(1)甲图中，刺激结构④时，会产生具体效应的结构是[　]________，该结构在组成上包括________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)乙图中的C是下一个神经元的________________；兴奋不能从C传到A的原因是_______‎ ‎___________________________________________________。‎ 13‎ ‎(3)乙图中，若刺激A点，电流计B的指针将偏转________次；若抑制该细胞的呼吸作用，发现神经纤维在一次兴奋后，其细胞膜不能恢复到静息状态，带电离子通过细胞膜的方式是________。‎ ‎(4)甲图中，提供电刺激设备、电位测量仪等必要的实验用具，验证兴奋在神经元之间进行单向传递的步骤是：___________________________________________________________。‎ 解析　(1)甲图表示一个神经中枢为脊髓的反射弧，由突触的结构可知②为传入神经元，④为传出神经元，则⑤为效应器，效应器是由传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等组成的。‎ ‎(2)乙图表示一个神经元与下一个神经元间的联系，联系方式为突触，而突触的类型包括轴突—树突和轴突—胞体两种，则C点为树突膜或胞体膜，而且神经递质只能由突触前膜释放到突触间隙并作用于C处，所以兴奋不能由C传向A。‎ ‎(3)当刺激B点时，电流计接线点近点兴奋而远点不兴奋使电流计指针偏转一次，当兴奋传至远点时近点已恢复静息电位，故使电流计指针再偏转一次。在恢复静息电位进行离子交换时需要能量，故通过膜的方式为主动运输。‎ ‎(4)分别刺激反射弧中的突触的两端中的一端，而在另一端测电位变化。‎ 答案　(1)⑤　效应器　传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等 ‎(2)胞体膜或树突膜　神经递质只能由突触前膜释放并作用于突触后膜 ‎(3)2　主动运输 ‎(4)先刺激②上一点，测量④上有无电位变化，再刺激④上一点，测量②上有无电位变化 13‎