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第2章 神经调节
神经调节的基本方式
本节聚焦
什么是反射?它有哪些类型?
反射弧的结构是怎样的?
条件反射是怎样形成的?它有什么意义?
问题探讨
讨论1:这 一 过程是如何发生的?分别涉及了神经系统的哪些结构?
手指被刺扎,皮肤中的感受器接受到了刺激,产生的兴奋传导到脊髓中的神经中枢,神经中枢的反应通过传出神经传导到上肢的肌肉,肌肉的协同收缩与舒张,使手缩回,同时,脊髓会将信号送到大脑皮层,产生疼痛的感觉并意识到手被扎。
如果你的手指被株上尖锐的刺扎了一下,你迅速把手缩了回来,然后感觉到了疼痛,紧接看你意识到手被扎了。
需要中枢神经系统(脑和脊髓),以及外周神经系统的共同参与。
一、反射与反射弧
一.反射与反射弧
课本P22
1.反射
—— 神经调节的基本方式
(1)概念:
脑和脊髓
(2)实例:
缩手反射、眨眼反射、膝跳反射等。
在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应,叫作反射。
(3)反射是神经调节的基本方式。
含羞草受到刺激后叶子合拢、草履虫受到刺激后趋利避害,是反射吗?为什么?
不是反射,而是应激性,因为它们没有神经系统。
思考:所有生物都能进行反射吗?
1.反射
—— 神经调节的基本方式
(1)概念:
脑和脊髓
(2)实例:
缩手反射、眨眼反射、膝跳反射等。
在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应,叫作反射。
(3)反射是神经调节的基本方式。
(4)适用范围:
具有中枢神经系统的多细胞动物才有反射
植物、单细胞生物等无神经系统,无反射
(5)完成反射的结构基础
——反射弧
思考:一个完整的反射弧包括哪些结构呢?
思考 · 讨论 反射弧的基本结构
讨论2:缩手反射与膝跳反射的反射弧都是由哪些部分组成的?
都是由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经与效应器组成的。
缩手反射示意图
膝跳反射示意图
感受器
传入神经
神经中枢
传出神经
效应器
(1)反射弧的组成: 、传入神经、 、传出神经和效应器(传出神经末梢和它所支配的 等)。
感受器
神经中枢
肌肉或腺体
2.反射弧
——完成反射的结构基础
感受器
传入神经
感觉神经元的神经末梢和与之相连的各种特化结构
感觉神经,
有神经节(细胞体)
神经节:是指功能相同的神经元细胞体在神经中枢外的周围部位集合而成的结节状结构。
神经中枢
传出神经
脑或脊髓,调节某一特定生理功能的神经元群
效应器
运动神经
传出神经末梢和它支配的肌肉或腺体
一定的刺激
感受器
传入神经
神经中枢
传出神经
效应器
产生反应
(2)反射的大致过程
接受刺激,产生兴奋
将兴奋传到神经中枢
对传入信息进行分析和综合
将兴奋传到效应器
对刺激作出应答
兴奋概念:是指动物体或人体内的某些细胞或组织(如神经组织)感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
感受器
传入神经
神经中枢
传出神经
效应器
1、下图为反射弧的模式图:
①
②
③
④
⑤
神经中枢
传入神经
传出神经
效应器
感受器
【学以致用】
思考:如何区分传入神经和传出神经?
①神经节:有神经节的为传入神经
②神经元连结处
信号传递方向
区分传入神经和传出神经的小技巧:
③脊髓灰质结构
与脊髓粗大部分相连的为传出神经
讨论:如果你的手指被植株上尖锐的刺扎了一下,你是先缩手,还是先感觉到疼痛呢?
缩手在前,感觉到疼痛在后。
缩手在前,可以使机体迅速避开有害刺激,避免机体受到伤害,
之后产生感觉,有助于机体对刺激的利弊作出判断与识别,可以使机体更灵活、更有预见性地对环境变化作出应对,从而更好地适应环境。
思考:感觉的形成部位是哪里
痛觉的产生:
感受器→传入神经→脊髓的低级中枢→大脑皮层(产生痛觉)
兴奋传导部位:兴奋除了在反射弧中传导,
还会在脑与脊髓等中枢神经系统中传导。(P23)
一切感觉(嗅觉、听觉、味觉、渴觉等)都在大脑皮层形成
思考:感觉的形成属于反射吗 ?
①若A处或B处受损,还能完成反射吗?
③只要反射弧保持完整,就一定能产生反射吗?
?
思考:
(3)反射完成的必要条件:
②适宜的刺激
①完整的反射弧
注意: 如果反射弧中任何环节在结构、功能上受损,反射就不能完成。
②直接刺激神经中枢或传出神经也能引起效应器产生反应,属于反射吗?
大脑皮层产生感觉
2、一切感觉(嗅觉、听觉、味觉、痛觉等)都在大脑皮层形成,感觉形成的过程,信息没有经过完整的反射弧,不属于反射。
1、如果反射弧中任何环节在结构、功能上受损,反射就不能完成。P23
3、刺激神经中枢或传出神经,都能使效应器产生反应,但却不属于反射。
注意:
(1)一个反射弧的感受器和效应器一定在同一个组织或器官吗?
答案:并非所有反射弧的感受器和效应器都在同一个部位,如缩手反射的反射弧的感受器在指尖,而效应器却在大臂。
思考回答以下问题
思考 · 讨论 反射弧的基本结构
膝跳反射示意图
缩手反射示意图
讨论1: 一个完整的反射活动仅靠一个神经元能完成吗?
不能,完整的反射活动至少需要传入与传出两种神经元。因此至少需要2个神经元参与完成。
例如,排尿反射的低级中枢在脊髓。
讨论3:结合生活经验,你还能举出说明脊髓在反射中作用的其他实例吗?
思考 · 讨论 反射弧的基本结构
【问题1】只要反射弧结构完整,给予适当刺激,即可出现反射活动吗?
不一定。大脑中相应的高级中枢会发出指令对低级中枢进行不断调控,若大脑皮层有意识的控制,即使反射弧完整且刺激适当,某些反射也无法完成,例如大脑皮层有意识的控制排尿反射等。
思考:反射弧中某一结构破坏会导致哪些功能障碍?
?
思考:
在医院体检,抽取指尖血时,感到疼痛却没有将手缩回,请分析可能的原因?
感受器
传入神经
神经中枢(脊髓)
刺激
大脑皮层(产生痛觉)
传出神经
效应器
高级中枢可以控制低级中枢
只要反射弧结构完整,给予适当刺激,即可出现反射活动。( )
×
脊髓灰质炎,俗称小儿麻痹,是由脊髓灰质炎病毒引起的急性传染病。脊髓分为前角和后角,前角主管运动,后角主管感觉,脊髓灰质炎病毒主要侵害脊髓的前角。患者的感觉一般是正常的。主要症状是下肢软瘫、肌肉肌力减退、长时间后就会出现关节变形,如足内翻。严重时肢体疼痛甚至瘫痪。
请分析:
1.某“脊灰”患者体检无膝跳反射,其膝跳反射反射弧的哪一个环节可能受到了损伤?
2.若针刺“脊灰”患者下肢,患者是否还能产生感觉?
神经中枢或传出神经
运动障碍,对刺激能产生感觉
与生活·社会的联系
感受器
效应器
脑
(高级神经中枢)
传出神经
脊髓
(低级神经中枢)
传入神经
向上传导
向下传导
【学以致用】“小儿麻痹症”是由于病毒侵染了位于脊髓的传出神经元的细胞体,而传入神经元及神经中枢未受到侵染,所以严重的小儿麻痹症患者会表现出下肢( )
A. 能运动,对刺激有感觉
B. 运动障碍,对刺激有感觉
C. 能运动,对刺激无感觉
D. 运动障碍,对刺激无感觉
B
既无感觉又无效应
感受器被破坏
既无感觉又无效应
传入神经被破坏
既无感觉又无效应
神经中枢被破坏
传出神经被破坏
只有感觉但无效应
效应器被破坏
只有感觉但无效应
3.反射弧某结构破坏的影响
神经中枢及之前受损,无感觉,无反应。
神经中枢之后受损,有感觉,无反应 。
拓展延伸: 高位截瘫,四肢受到刺激会发生反射,但没有感觉形成,因为信息不能沿着脊髓传到大脑皮层。如果感受器或传入神经被麻醉,刺激后既没有感觉形成,也无运动发生。
(2)感觉到腿被叩击的过程 (填“属于”或“不属于”)反射,原因是 。
(3)如果是伤者的传入神经受损,敲击感受器,则伤者 (填“能”或“不能”,下同)产生感觉, 完成膝跳反射。
(4)如果是伤者的传出神经受损,敲击感受器,则伤者 (填“能”或“不能”,下同)产生感觉, 完成膝跳反射。
不属于
该过程未经过完整的反射弧
不能
不能
能
不能
(1)膝跳反射测试时,测试者能感觉到腿被叩击了,请尝试写出该过程的图解。
感受器→传入神经→脊髓中的神经中枢→大脑皮层→产生感觉。
思考回答以下问题
4. 传入神经与传出神经的判断
(1)根据神经节:有神经节的是传入神经。
(2)根据突触结构: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:与前角(膨大部分)相连的为传出神经,与后角(狭窄部分)相连的为传入神经。窄入宽出
前角
后角
(4)切断实验法:若切断某一神经,刺激左侧,肌肉不收缩,刺激右侧,肌肉收缩,则切断的为传入神经,否则为传出神经。
感受器
效应器
传入神经
传出神经
神经中枢
4. 传入神经与传出神经的判断
练习与应用
1. 反射弧是反射的结构基础。判断下列相关表述是否正确。
(1) 反射弧是由神经元组成的。( )
(2) 所有生物都可以对刺激作出反应,因此都具有反射活动。( )
(3) 只要反射弧结构完整,给予适当刺激,即可出现反射活动。( )
2. 如果支配左腿的传入神经及神经中枢完整,而传出神经受损,那么该左腿( )
A. 能运动,针刺有感觉
B. 能运动,针刺无感觉
C. 不能运动,针刺有感觉
D. 不能运动,针刺无感觉
×
×
×
C
课本P25
一、概念检测
二、拓展应用
1.科研人员用去除脑但保留脊髓的蛙(称为脊蛙)为材料进行反射活动实验,请回答与此有关的问题。
(1)轻轻刺激脊蛙左后肢的趾部,可观察到该后肢出现屈腿反射。该反射的反射弧组成是
。
(2)用针破坏脊髓后,刺激脊蛙左后肢的趾部,该后肢 发生屈腿反射;如果刺激的是传出神经,该后肢 发生屈腿反射(填“能”或“不能” )。
(3)从该实验你可以得出的结论是
。
(4)从以上实验结果 得出“蛙后肢的屈腿反射不受大脑控制”的结论(填“能”或”不能”)。
感受器(趾部皮肤)、传入神经、神经中枢(位于脊髓)、传出神经、效应器
不能
不能
反射需要经过完整的反射弧,缺少神经中枢,反射就不能完成。
不能
提示:实验并没有反映大脑对屈腿反射的控制,只是说明了在没有大脑的情况下屈腿反射依旧可以完成。
能发生屈腿效应
二、非条件反射与条件反射
眨眼反射
膝跳反射
缩手反射
特点:生来就有
1.非条件反射
(1)概念:与生俱来的,出生后无需训练就具有的反射。
(3)特点:先天性、终身性,不需大脑皮层参与,数量有限。
二.非条件反射与条件反射
课本P24
(2)举例:膝跳反射、缩手反射、眨眼反射、排尿反射、婴儿的吮乳、金鸡报晓、觅食反射等
(1)概念:
出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射
画饼充饥
望梅止渴
谈虎色变
2.条件反射
(2)举例:望梅止渴、谈虎色变、鹦鹉学舌、画饼充饥
(3)特点:后天性、可建立、可消退,需大脑皮层参与,数量几乎是无限的。
《世说新语·假谲》,魏武行役失汲道,军皆渴,乃令日:前有大梅林,饶子,甘酸可以解渴。士卒闻之,口皆出水,乘此得及前源。
判断下列反射的类型?
非条件反射
条件反射
条件反射
条件反射是怎样建立的,与非条件反射有没有关系?
巴甫洛夫的经典实验
1.给狗喂食,狗会分泌唾液,分泌唾液的反射是非条件反射,食物是非条件刺激。
2.给狗听铃声而不给它喂食物,狗不会分泌唾液,此时铃声与分泌唾液无关,属于无关刺激。
3.每次给狗喂食前先让狗听到铃声,然后再立即喂食。重复此方式若干次。
4.一段时间后,当铃声单独出现,狗也会分泌唾液。此时,铃声已转化为食物(非条件刺激)的信号,称为条件刺激,条件反射就建立了。
3.条件反射的建立过程
实验者:________
巴甫洛夫
回顾巴甫洛夫的经典实验,这一过程是怎样建立的呢?是否需要大脑皮层的参与?
食物
(非条件刺激)
铃声
(无关刺激)
分泌唾液
(非条件反射)
不分泌唾液
(不发生反射)
(条件反射)
铃声
(条件刺激)
分泌唾液
无关刺激(铃声)与非条件刺激(食物)多次结合
铃声
唾液分泌中枢
大脑皮层
兴奋
说明:条件反射是在非条件反射的基础上,
通过学习和训练而建立的。P24
条件反射形成的原理
狗和铃声之间建立起了条件反射,如果以后多次给予铃声,却不给食物,久而久之狗一听到铃声,还会分泌唾液吗?
不会
条件发射建立之后要维持下去,还需要非条件刺激(食物)的强化。如果之后多次只给予铃声却不给食物,则铃声引起的唾液分泌量会逐渐减少,最后完全没有。这种现象称为条件反射的消退。
想一想:
不给予
非条件刺激
消退
维持
非条件刺 激的强化
(基础)
非条件反射
学习
训练
条件反射
(1)概念:条件反射建立之后要维持下去,还需非条件刺激的强化。如果反复应用条件刺激而不给予非条件刺激,条件反射就会逐渐减弱,以至最终完全不出现,这是条件反射的消退。
(2)消退机理:条件反射的消退不是条件反射的简单丧失,而是中枢把原先引起兴奋性效应的信号转变为产生抑制性效应的信号。铃声的出现不再预示着食物的到来。
(3)消退实质:条件反射的消退使得动物获得了两个刺激间新的联系,是一个新的学习过程,需要大脑皮层的参与。
4.条件反射的消退
5.条件反射建立的意义
①条件反射的建立,是动物生存必不可少的;
②条件反射扩展了机体对外界复杂环境的适应范围,使机体能够识别刺激物的性质,预先作出不同的反应;
③条件反射使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性,大大提高了动物应对复杂环境变化的能力。
条件反射的建立和消退对于我们的学习具有怎样启发?
学而时习之,不亦说乎?——《论语》
业精于勤,荒于嬉。——韩愈·《进学解》
反射类型 非条件反射 条件反射
区别 形成过程
神经中枢
意义
持续时间
数量
联系 先天具有,遗传获得
大脑皮层以下(如脊髓)
完成基本的生命活动
一般是永久的
有限的
条件反射是在非条件反射的基础上,通过学习和训练建立的。
后天学习和训练获得
大脑皮层+其他
使机体具有更强的预见性、灵活性和 适应性,提高适应复杂环境的能力
可以消退的(反复条件刺激而不给予非条件刺激)
几乎是无限的
条件反射的维持需要非条件刺激的不断强化
6. 非条件反射和条件反射的比较
1.判断下列反射的类型,属于非条件反射的是 ;属于条件反射的是_________________。
a.眨眼反射 b.婴儿吮吸乳头 c.谈虎色变 d.望梅止渴 e.老马识途 f.画饼充饥 g.鹦鹉学舌 h.杯弓蛇影
a、b
c、d、e、f、g、h
2.“吃梅止渴”“望梅止渴”和“谈梅止渴”的反射类型一样吗?
随堂练习
将映在酒杯里的弓影误认为蛇。
答案:不一样。“吃梅止渴”是人和动物出生后无需训练就具有的非条件反射;“望梅止渴”是在人和动物出生以后的生活过程中通过学习和训练而形成的反射,属于条件反射;“谈梅止渴”是与人类语言有关的条件反射,是人类特有的条件反射。
小结
神经调节基本方式
在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应
反射
概念
种类
非条件反射
结构基础
反射弧
组成
感受器
传入神经
神经中枢
传出神经
效应器
有神经节
传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等
缺少任何环节,反射就不能完成
先天具有,永久性,数量有限的,无需大脑皮层参与
条件反射
建立基础
维持
意义
非条件反射
非条件刺激的不断强化
提高动物适应复杂环境变化的能力
后天学习和训练获得,需要大脑皮层的参与
教材:练习与应用(P25)
练习与应用
1. 反射弧是反射的结构基础。判断下列相关表述是否正确。
(1) 反射弧是由神经元组成的。( )
(2) 所有生物都可以对刺激作出反应,因此都具有反射活动。( )
(3) 只要反射弧结构完整,给予适当刺激,即可出现反射活动。( )
2. 如果支配左腿的传入神经及神经中枢完整,而传出神经受损,那么该左腿( )
A. 能运动,针刺有感觉
B. 能运动,针刺无感觉
C. 不能运动,针刺有感觉
D. 不能运动,针刺无感觉
3. 反射有非条件反射和条件反射之分,下列有关它们的叙述,错误的是( )
A. 两者都有助于动物适应环境
B. 条件反射是建立在非条件反射基础上的
C. 条件反射是可以消退的,非条件反射一般是永久的
D. 条件反射和非条件反射的形成都需要大脑皮层的参与
×
×
×
C
D
一、概念检测
二、拓展应用
1.科研人员用去除脑但保留脊髓的蛙(称为脊蛙)为材料进行反射活动实验,请回答与此有关的问题。
(1)轻轻刺激脊蛙左后肢的趾部,可观察到该后肢出现屈腿反射。该反射的反射弧组成是
。
(2)用针破坏脊髓后,刺激脊蛙左后肢的趾部,该后肢 发生屈腿反射;如果刺激的是传出神经,该后肢 发生屈腿反射(填“能”或“不能” )。
(3)从该实验你可以得出的结论是
。
(4)从以上实验结果 得出“蛙后肢的屈腿反射不受大脑控制”的结论(填“能”或”不能”)。
感受器(趾部皮肤)、传入神经、神经中枢(位于脊髓)、传出神经、效应器
不能
不能
反射需要经过完整的反射弧,缺少神经中枢,反射就不能完成。
不能
提示:实验并没有反映大脑对屈腿反射的控制,只是说明了在没有大脑的情况下屈腿反射依旧可以完成。
能发生屈腿效应
2. 如果你家里养了猫或狗,要让它在固定的地点大小便,你该怎样训练它呢?
通过奖励或惩处,使猫、狗建立定点大小便的条件反射。
例如,在猫、狗将要大小便的时候,将它转移到固定大小便的地点,完成大小便后给予一定的奖励;如果随意大小便,便给予一定的惩罚。多次重复,直到建立起条件反射。
二、拓展应用