专题2 神经调节
重难点索引:
1.人体神经系统的结构和功能
2.反射与反射弧
3.条件反射与非条件反射
4.兴奋在神经纤维上的传导与兴奋在神经元之间的传递
5.神经系统的分级调节
6.人脑的高级功能
1.神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统,中枢神经系统由脑和脊髓组成,脑分为大脑、小脑和脑干;外周神经系统包括脊神经、脑神经、自主神经;自主神经系统包括交感神经和副交感神经。
2.自主神经系统是分布于平滑肌、心肌和腺体等内脏器官的运动神经纤维所构成,主要支配内脏器官的活动,故又叫内脏神经。同时这种神经所控制的心跳、呼吸等活动不完全受人类的意识的支配。
3.交感神经通常在个体应付紧急情况时发挥作用,副交感神经则在个体处于松弛状态时发挥作用,抑制体内各器官的过度兴奋,使它们获得必要的休息。交感和副交感神经的拮抗性质,使个体有张有驰,维持体内生理变化的均衡,保证个体活动的正常进行。
4.神经元:是一种高度特化的细胞,是神经系统的基本结构和功能单位之一,它具有感受刺激和传导兴奋的功能。神经细胞呈三角形或多角形,可以分为树突、轴突和细胞体这三个区域。神经元的结构如下图:
【典例分析】
例1.当你在野外草地上玩耍时,旁边的草丛里突然窜出一条蛇。于是你非常紧张:心跳加快、呼吸急促。此时,你可能撒腿就跑,也可能原地不动冷静地应对。当你确认安全之后,心跳、呼吸等会慢慢恢复。上述反应过程中,神经系统扮演了主要角色,下列有关神经系统的叙述不正确的是( )
A.疾跑等躲避动作依赖骨骼肌的运动,不受自主神经系统支配
B.人可以控制自己是否跑开,是因为躯体运动神经受中枢神经系统的控制
C.紧张时,交感神经活动占优势,能促进胃肠蠕动
D.心跳等内脏器官的活动是受自主神经系统支配的,不受意识控制
【答案】C
【解析】A、疾跑等躲避动作依赖骨骼肌的运动,不受自主神经系统支配,受躯体运动神经支配,A正确;
B、神经系统的调节存在分级调节过程,由于躯体运动神经受中枢神经系统的控制,所以人可以控制自己是否跑开,B正确;C、当人受到刺激兴奋、紧张时,交感神经活动占优势,表现为心跳加快,支气管扩张,但胃肠蠕动和消化腺的分泌会受到抑制,C错误;D、心跳等内脏器官的活动不完全受人类的意识支配,受自主神经系统控制,D正确。故选C。
例2.下列关于神经胶质细胞的描述,错误的是( )
A.神经胶质细胞广泛分布于神经元之间,数量是神经元数量的10~50倍
B.神经胶质细胞具有支持、保护、营养和修复神经元等多种功能
C.神经元与神经胶质细胞一起,共同完成神经系统的调节功能
D.神经胶质细胞参与构成神经纤维表面的髓鞘,用来接收信息并将信息传导至细胞体
【答案】D
【解析】A、神经胶质细胞,简称胶质细胞,是神经组织中除神经元以外的另一大类细胞,也有突起,但无树突和轴突之分,广泛分布于中枢和周围神经系统。在哺乳类动物中,神经胶质细胞与神经元的细胞数量比例约为10:1,A正确;B、胶质细胞属于结缔组织,其作用仅是连接和支持各种神经成分,其实神经胶质还起着分配营养物质、参与修复和吞噬的作用, B正确;C、神经胶质细胞参与构成神经纤维表面的髓鞘,与神经元一起共同完成神经系统的调节功能,C正确;D、树突用来接收信息并将信息传导至细胞体,D错误。故选D。
1.神经调节的基本方式是反射,反射指的是生物体感受外界刺激所发生的有规律的反应,反射活动必须通过反射弧来实现。
2.反射的结构基础是反射弧,反射弧包括:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。其中效应器是指运动神经末梢及其支配的肌肉或腺体。
3.完成一个反射活动的条件是:具备完整的反射弧,提供一定强度的刺激。由于低级中枢还受高级中枢的控制,反射弧结构完整,给予适当刺激,也不一定会出现反射活动。
【典例分析】
例3.反射弧是反射的结构基础。下列叙述正确的是( )
A.反射弧是由神经元和神经胶质细胞组成的
B.感受器为传入神经末梢,可以接受刺激产生兴奋
C.只要反射弧结构完整,给予适当刺激,即可出现反射活动
D.所有生物都可以对刺激作出反应,因此都具有反射活动
【答案】B
【解析】A、反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分构成,其组成细胞不仅是神经元和神经胶质细胞,A错误;B、感受器一般是指传入神经末稍,它能接受外界或内部刺激产生神经冲动,B正确;C、由于低级中枢还受高级中枢的控制,反射弧结构完整,给予适当刺激,不一定会出现反射活动,C错误;D、完成反射需在中枢神经系统的参与下,植物和微生物不具备神经系统,不具有反射活动,D错误。故选B。
例4.下列有关反射的叙述,错误的是( )
A.反射是神经调节的基本方式,其结构基础是反射弧
B.缩手反射需要传入神经元、中间神经元和传出神经元的参与
C.膝跳反射不仅受脊髓的控制,还会受大脑皮层的调控
D.只要反射弧结构完整并给予适宜的刺激,就会有反射发生
【答案】D
【解析】A、神经调节的基本方式是反射,反射的结构基础是反射弧,A正确;B、缩手反射的反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成,需要传入神经元、中间神经元和传出神经元的参,B正确;C、膝跳反射的神经中枢在脊髓,为低级中枢,脊髓中的低级中枢受大脑皮层中相应高级中枢的调控,因此,膝跳反射不仅受脊髓的控制,还会受大脑皮层的调控,C正确;D、由于低级中枢还受高级中枢的控制,反射弧结构完整,给予适当刺激,不一定会出现反射活动,D错误。故选D。
反射一般可以分为两大类:非条件反射和条件反射。
1.非条件反射是指人生来就有的先天性反射,是一种比较低级的神经活动,由大脑皮层以下的神经中枢(如脑干、脊髓)参与即可完成。
2.条件反射是人出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是在非条件反射的基础上,在大脑皮层参与下完成的,是高级神经活动的基本方式。
3.反射过程:一定的刺激按一定的感受器所感受,感受器发生了兴奋;兴奋以神经冲动的方式经过传入神经传向中枢;通过神经中枢的分析与综合活动,神经中枢产生兴奋又经一定的传出神经到达效应器,使根据神经中枢传来的兴奋对外界刺激做出相应的规律性活动。
项 目 非条件反射 条件反射
含 义 出生后无需训练就具有的反射 出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射
神经中枢 位于大脑皮层以下(脑干和脊髓) 位于大脑皮层
特 点 先天性,终生性,数量有限 后天性,能建立和消退,数量无限
意 义 使机体初步适应环境 使机体适应复杂多变的生存环境
实 例 缩手反射,膝跳反射 望梅止渴,画饼充饥等
【典例分析】
例5.为研究交感神经和副交感神经对心脏的支配作用,分别测定狗在正常情况、阻断副交感神经和阻断交感神经后的心率,结果如表所示。下列分析正确的是( )
实验处理 心率(次/分)
正常情况 90
阻断副交感神经 180
阻断交感神经 70
A.副交感神经兴奋引起心脏搏动加快
B.对心脏支配占优势的是交感神经
C.交感神经和副交感神经的作用是相互协同的
D.消化道接受交感神经和副交感神经的双重支配
【答案】D
【解析】A、由图知,阻断副交感神经心率大幅度提高,说明副交感神经对心脏搏动起抑制作用,A错误;
B、由图知,阻断副交感神经心率大幅度提高。阻断交感神经心率降低的变化并不明显,因此,对心脏支配占优势的是副交感神经,B错误;C、阻断副交感神经,心率大幅度提高,说明副交感神经对心脏搏动起抑制作用。阻断交感神经心率降低,说明交感神经对心脏搏动起促进作用。副交感神经与交感神经的作用相互拮抗,C错误;D、结合分析可知,消化道接受交感神经和副交感神经双重支配,共同调节消化道活动,D正确。故选D。
例6.运动员在比赛中受伤,队医喷涂外用麻醉药处理后,疼痛减轻能继续比赛,该药物的作用最可能是( )
A.促进神经中枢释放抑制性递质 B.抑制感觉神经末梢感受刺激
C.抑制传出神经释放神经递质 D.抑制大脑皮层产生痛觉
【答案】B
【解析】感觉是在大脑皮层形成的,喷涂外用麻醉药疼痛减轻,还可以参加比赛说明大脑皮层、神经中枢和传出神经的功能都是正常的,受抑制的只能是感受器,说明该药物的作用是抑制感觉神经末梢感受刺激,B符合题意。故选B。
1.兴奋在神经纤维上的传导方向是由兴奋部位向未兴奋部位。在膜外,局部电流的方向与兴奋传导方向相反;在膜内,局部电流方向与兴奋传导方向相同。
2.兴奋在神经元之间的传递通过突触完成,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,突触后膜上有神经递质的受体,当兴奋传至轴突末端时,轴突末端的突触小体释放神经递质,作用于突触后膜上的受体,使突触后膜所在神经元兴奋或抑制。
3.兴奋在神经元之间的传递过程中的信号变化:电信号化学信号电信号。
4.兴奋在神经元之间的传递过程中的能量变化:电能化学能电能。
5.兴奋在神经元之间的传递特点:
(1)单向传递:神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上,因此,神经元之间兴奋的传递是单方向的。
(2)突触延搁:由于突触的兴奋需要通过化学信号的转换。所以兴奋在突触中的传递速度要比在神经纤维上的传导速度慢得多。
6.兴奋的传导、传递方式的比较
比较项目 神经纤维上的传导 神经元之间的传递
兴奋的方式 局部电流 化学递质
刺激的方式 电刺激 化学刺激
作用时间 传导的快 传递的慢
传导方向 具有双向性 单向传递
【典例分析】
例7.一名学生因吸食“笑气”而引发身体机能多方面紊乱。“笑气”即N2O,医疗上曾用作可吸入性麻醉剂,其麻醉机制与位于突触后膜的一种名为“NMDA”的受体的阻断有关。下列有关说法错误的是( )
A.神经元轴突末梢可与其他神经元形成多个突触
B.神经元中的线粒体可以为突触小泡的运输提供能量
C.吸食“笑气”使人产生愉悦、快乐的感觉属于条件反射
D.N2O引起麻醉的原因可能是影响了突触后膜上有关阳离子的内流
【答案】C
【解析】A、神经元轴突末梢可形成多个突触小体,进而与其它神经元形成多个突触,A正确;B、突触小泡的运输,需要消耗能量,线粒体是能量的动力车间,线粒体可以为突触小泡的运输提供能量,B正确;C、条件反射在大脑皮层参与下完成,吸食“笑气”使人产生愉悦、快乐的感觉不属于条件反射,C错误;D、由题意知吸食“笑气”,神经后神经元可能是持续兴奋,电位不能由动作电位转变成静息电位状态,又知“笑气”与位于突触后膜的一种名为“NMDA”的受体的阻断有关,可以改变离子的通透性,因此N2O引起麻醉的原因可能是影响了突触后膜上钠离子内流,D正确。故选C。
例8.下列关于神经兴奋的叙述,正确的是( )
A.神经元受到刺激时,贮存于突触小泡内的神经递质就会释放出来
B.神经递质与突触后膜上的受体结合后使下一神经元产生兴奋
C.组织液中Na+浓度增大,则神经元的静息电位减小
D.在神经纤维膜外,局部电流的方向是由未兴奋部位流向兴奋部位
【答案】D
【解析】A、神经元受到刺激时,若该刺激很弱不能引起神经元兴奋或该刺激使神经元兴奋被抑制时,则贮存于突触小泡内的神经递质不会被释放出来,A错误;B、神经递质种类有兴奋性递质和抑制性递质,因此神经递质作用到下一个神经元会产生兴奋或抑制,所以神经递质与突触后膜上的受体结合,也可能抑制下一神经元,B错误;C、神经元的静息电位的大小与细胞内外的钾离子浓度差有关,与钠离子浓度无关,C错误;D、兴奋传导方向是兴奋部位传到非兴奋部位,局部电流在神经纤维膜外是非兴奋部位传到兴奋部位,D正确。故选D。
1.各级中枢的分布与功能:
(1)大脑:大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢,是高级神经活动的结构基础,其上由语言、听觉、视觉、运动等高级中枢;
(2)小脑:有维持身体平衡的中枢;
(3)脑干:有许多重要的生命活动中枢,如心血管中枢、呼吸中枢等;
(4)下丘脑:有体温调节中枢、渗透压感受器(水平衡中枢)、血糖平衡调节中枢,是调节内分泌活动的总枢纽;
(5)脊髓:调节躯体运动的低级中枢;
2.各级中枢的联系:神经中枢的分布部位和功能各不相同,但彼此之间相互联系,相互调控;一般来说,位于脊髓的低级中枢受脑中相应高级中枢的调控,这样,相应器官、系统的生理活动,就能进行得更加有条不紊和精确。
3.排尿反射属于低级的反射活动,其神经中枢在脊髓,然而脊髓受更高级的神经中枢(如大脑皮层)控制,因而大脑皮层可以抑制排尿反射。
【典例分析】
例9.下列有关神经系统分级调节的叙述,错误的是( )
A.大脑皮层的某些区域与躯体运动的功能密切相关
B.大脑皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是正对应的
C.排尿等生理活动过程中存在分级调节
D.神经系统对内脏活动的调节也是通过反射进行的
【答案】B
【解析】A、大脑皮层是最高级中枢,与躯体运动、感觉活动密切相关,故大脑皮层的某些区域与躯体运动的功能密切相关,A正确;B、脑皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的,即下肢的代表区在大脑皮层第一运动区的顶部,头面部肌肉的代表区在下部,上肢的代表区则在两者之间,B错误;C、正常成人排尿,由大脑皮层和脊髓控制,其中大脑皮层是高级中枢,脊髓是低级中枢,低级中枢受相应高级中枢的调控,说明排尿等生理活动过程中存在分级调节,C正确;D、神经调节的基本方式是反射,神经系统对内脏活动的调节是通过反射完成的,D正确。故选B。
例10.排尿是一种复杂的反射活动。尿在肾脏中不断产生并暂时储存在膀胱中,当储尿达到一定程度时引起尿意。下列说法错误的是( )
A.控制排尿的低级中枢在脊髓
B.正常成年人能有意识地排尿,说明自主神经系统并不完全自主
C.在排尿反射的分级调节过程中存在反馈调节
D.某成年患者神经系统受损,虽能产生尿意但却出现“尿失禁”(排尿不受控制),推测其受损的部位最可能是大脑皮层
【答案】D
【解析】A、排尿反射属于低级的反射活动,其神经中枢在脊髓,故属于简单反射, A 正确;B、成年人能有意识地控制排尿,说明大脑皮层(高级神经中枢)对脊髓(低级神经中枢)具有控制作用,自主神经系统并不完全自主,B正确;C、尿道的尿液可刺激后尿道感受器并产生冲动,冲动传递到脊髓中的排尿中枢。这样加强了脊髓初级排尿中枢的活动,使原有的排尿活动加强,这是一种正反馈调节方式,C正确;D、尿意的产生是在大脑皮层,能产生尿意,说明大脑皮层正常,D错误。故选D。
1.大脑表面分布的各种生命活动功能区,即为神经中枢,大脑皮层是调节人体生理活动的最高级中枢,比较重要的中枢有:位于中央前回的躯体运动中枢(管理身体对侧骨骼肌的运动)、躯体感觉中枢(与身体对侧皮肤、肌肉等处接受刺激而使人产生感觉有关)、语言中枢(与说话、书写、阅读和理解语言有关,是人类特有的神经中枢)、视觉中枢(与产生视觉有关)、听觉中枢(与产生听觉有关)。
2.人脑的高级功能。 位于大脑表层的大脑皮层,是整个神经系统中最高级的部位。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。语言功能是人脑特有的高级功能。
3.学习是神经系统不断地接受刺激,获得新的行为、习惯和积累经验的过程,记忆是将已获信息进行贮存和再现的过程,短期记忆与神经元的活动及神经元之间的联系有关,长期记忆与新突触的建立有关。
【典例分析】
例11.下列关于大脑皮层中央前回的叙述,错误的是( )
A.代表区范围的大小与躯体运动的精细程度有关
B.代表区的位置与躯体各部分的位置大致是倒置的
C.若刺激右侧大脑皮层的中央前回,可引起其左侧肢体运动
D.用电刺激中央前回某一区域时,接受刺激的是反射弧中的感受器
【答案】D
【解析】A、皮层代表区范围的大小与躯体运动的精细复杂程度有关,即运动越精细复杂的器官,其皮层代表区的面积越大,A正确;B、除头面部外,皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的,B正确;C、大脑皮层的躯体运动中枢,管理着身体对侧躯体的运动,若刺激右侧大脑皮层中央前回的顶部可引起左侧肢体运动,C正确;D、用电刺激中央前回某一区域时,接受刺激的是反射弧的神经中枢,D错误。故选D。
例12.下列关于记忆的说法错误的是( )
A.感觉性记忆有效时间往往不超过1秒,所记信息并不构成真正的记忆
B.临时记住某个6位数验证码属于第一级记忆,可存留数秒到数分钟
C.短时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关
D.记忆不是由单一脑区控制的,而是由多个脑区和神经通路参与
【答案】C
【解析】A、感觉性记忆是转瞬即逝的,有效作用时间往往不超过 1 1秒 ,所记的信息并不构成真正的记忆,只有得到注意和复习的小部分信息才转入短时程记忆中,A正确;B、日常生活中记住6位数的“验证码”保留的时间很短,从数秒到数分钟,属于第一级记忆,B正确;C、短期记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关,尤其与大脑皮层下的一个形状像海马的脑区有关,长期记忆可能与新突触的建立有关,C错误;D、学习和记忆由多个脑区和神经通路参与,第二级记忆与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关,长期记忆可能与新突触的建立有关,D正确。故选C。
【重难点突破训练】
一、单项选择题(共16小题,每小题3分,共48分)
1.下列关于交感神经与副交感神经的叙述,正确的是( )
A.它们包括传入神经与传出神经
B.它们都是自主神经,不受脑的控制
C.交感神经使内脏器官的活动加强,副交感神经使内脏器官的活动减弱
D.它们通常共同调节同一内脏器官,且作用一般相反
【答案】D
【解析】A、交感神经和副交感神经都属于外周神经系统的传出神经,A错误;B、交感神经和副交感神经都属于外周神经系统中的自主神经,其功能不完全受人类的意识支配,但是仍受到大脑皮层的控制,B错误;C、交感神经与副交感神经在不同的状态下对内脏器官的活动所起的作用是不一样的,例如,人在剧剧烈运动时,交感神经的作用加强,副交感神经的作用则受到抑制,使心脏的跳动和血液的循环加快加强,肺的通气量增大,但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱,以适应人体剧烈活动的需要。相反,当人由剧烈运动转变为安静状态时,副交感神经的作用加强,交感神经的作用受到抑制,使心脏的跳动和血液的循环变慢变弱,肺的通气量减小,但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收,以便适应人体在安静状态时的需要,C错误;D、根据以上分析可知,交感和副交感神经对同一内脏器官的作用通常是相反的,D正确。故选D。
2.著名生理学家巴甫洛夫在研究动物胃反射时发现:在喂食前,狗看见饲喂者或听见其声音会分泌唾液和胃液。为了研究这一问题,他设计在给狗喂食前给予铃声刺激,观察狗的反应实验;一段时间后,仅出现铃声,狗也会分泌唾液,从而验证了“条件反射”的存在。下列叙述正确的是( )
A.狗吃食物时分泌唾液属于条件反射
B.喂食前后给狗铃声刺激都能建立上述条件反射
C.狗吃食物分泌唾液和狗听见铃声分泌唾液的反射弧相同
D.多种多样反射活动的结果有利于人和动物的生存和繁衍
【答案】D
【解析】A、狗吃食物分泌唾液,是生来就有的,属于非条件反射,A错误;B、分析题意可知,在喂食前给狗铃声刺激能建立条件反射,在喂食后则不能,B错误;C、狗吃食物分泌唾液,属于非条件反射,神经中枢是脊髓;狗听见铃声分泌唾液,属于条件反射,神经中枢是大脑皮层,因此它们的反射弧不同,C错误;D、条件反射在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是在简单反射的基础上,经过一定的过程,在大脑皮层参与下完成的,是一种高级的神经活动,更能适应复杂多变的环境,有利于人和动物的生存和繁衍,D正确。故选D。
3.为研究自主神经系统对心脏的支配作用,分别测定狗在正常情况、阻断副交感神经和阻断交感神经后的心率,结果如表所示。下列分析错误的是( )
实验处理 心率(次/分)
正常情况 90
阻断副交感神经 180
阻断交感神经 70
A.自主神经系统是脊神经的一部分,包括交感神经与副交感神经
B.副交感神经兴奋引起心脏搏动减慢
C.对心脏支配占优势的是副交感神经
D.正常情况下,交感神经和副交感神经均处于工作状态
【答案】A
【解析】A、自主神经是指支配内脏器官等器官不受意识控制的神经,不只是脊神经的一部分还有可能是下丘脑等发出来的,包括交感神经与副交感神经,A错误;B、由表格知,阻断副交感神经心率大幅度提高,说明副交感神经对心脏搏动起抑制作用,B正确;C、阻断副交感神经心率大幅度提高,阻断交感神经心率降低的变化并不明显,说明对心脏支配占优势的是副交感神经,C正确;D、阻断副交感神经,阻断交感神经,心率均有变化,说明正常情况副交感神经与交感神经均处于工作状态,D正确。故选A。
4.如图为反射弧结构示意图,下列有关说法不正确的是( )
A.由A、B、C、D、E组成了一个完整的反射弧
B.当①受刺激时,该处的细胞膜内外的电位由原来的内负外正变为外负内正
C.若从①处剪断神经纤维,刺激③处效应器不能产生反应
D.②的结构决定了神经元之间的兴奋传递只能是单向的
【答案】C
【解析】A、A、B、C、D、E组成了一个完整的反射弧,A正确;B、静息状态下,神经纤维膜内外电位表现为外正内负,当①受刺激时,该处兴奋,细胞膜内外的电位变为外负内正,B正确;C、若从①处剪断神经纤维,刺激③传出神经处效应器依然能产生反应,C错误;D、图中②的结构为突触,神经递质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,兴奋在神经元之间的传递只能是单向的,所以图中②的结构决定了神经元之间的兴奋传递只能是单向的,D正确。故选C。
5.在进化过程中,神经系统的大致发展历程如下。下列叙述正确的是( )
低等动物水螅中出现简单的神经网络结构(缺乏协调活动)→扁形动物体中出现神经细胞聚集的神经索→环节动物中出现脑神经节→人类等高等动物中出现中枢神经系统
A.当水螅局部受到刺激时会发生反射活动
B.神经系统的演变过程有利于动物对外界刺激做出更准确地反应
C.扁形动物、环节动物和人类都具有完整的反射弧
D.人类等高等动物的神经系统是指中枢神经系统
【答案】B
【解析】A、反射需要中枢神经系统的参与,水螅没有中枢神经系统,不能进行反射活动,A错误;B、神经细胞的聚集和演变过程有利于对外界刺激进行分类处理,以便做出更准确地反应,B正确;C、反射需要中枢神经系统的参与,扁形动物没有中枢神经系统,无反射弧,C错误;D、人和高等动物的神经系统包括中枢神经系统与外周神经系统,D错误。故选B。
6.下列关于条件反射和非条件反射的叙述,错误的是( )
A.出生后通过学习和训练而形成的反射叫作条件反射
B.条件反射的消退不需要大脑皮层的参与
C.条件反射具有预见性、灵活性和适应性
D.刚进入寒冷环境时发生的骨骼肌不自主战栗是一种非条件反射
【答案】B
【解析】AC、条件反射是通过学习和训练建立的,可以使生物机体具有更强的预见性、灵活性、适应性,AC正确;B、条件反射相关中枢在大脑皮层,故该过程的消退需要大脑皮层参与,B错误;D、控制骨骼肌不自主战栗的中枢在脊髓,是一种非条件反射,D正确。故选B。
7.图1是测量离体神经纤维膜内外电位的装置,图2是测得的膜电位变化。下列有关叙述正确的是( )
A.图1中乙测出的电位大小相当于图2中A点的电位
B.若细胞外钠离子浓度适当降低,在适宜条件刺激下图2中A点下移
C.图2中B点钠离子通道开放,是由于乙酰胆碱与钠离子通道相结合
D.神经纤维的状态由乙转变为甲的过程中,膜对钾离子的通透性增大
【答案】D
【解析】A、图1中乙的离体神经纤维的膜电位表现为内正外负,因此装置乙测定的是动作电位的电位差,测出的电位大小相当于图2中C点的电位,A错误;B、图2中的A点表示静息电位,而神经细胞产生和维持静息电位的主要原因是K+外流,若细胞外钠离子浓度适当降低,在适宜条件刺激下,图2中A点不会下移,B错误;C、图2中B点表示动作电位的形成过程,此时钠离子通道开放,是由于乙酰胆碱与突触后膜上的受体相结合,钠离子通道打开,C错误;D、图1中甲的离体神经纤维的膜电位表现为内负外正,因此装置甲测定的是静息电位的电位差,而装置乙测定的是动作电位的电位差,神经纤维的状态由图1中的乙转变为甲的过程中,即由动作电位恢复为静息电位的过程,膜对钾离子的通透性增大,K+外流,D正确。
故选D。
8.如图为某反射弧的部分结构示意图,d处为组织液,若刺激神经元甲,则在神经元丙上可检测到动作电位且肌肉收缩。据图判断下列叙述正确的是( )
A.仅图示结构中可见2个突触和3个突触小体
B.刺激c处,可以验证兴奋在神经纤维上的传导方向
C.刺激b处,可以验证兴奋在神经纤维上的传导方向
D.兴奋由d→e,发生“电信号→化学信号→电信号”的转化
【答案】B
【解析】A、图示结构中可见2个突触(轴突-轴突,即甲乙处;轴突-树突或胞体,即乙丙处)和2个突触小体(甲、乙轴突末端),A错误;B、刺激c处,观察肌肉的变化,同时测量电表处电位有无变化,可验证兴奋在神经纤维上的传导方向,B正确;C、给予b处适宜刺激,电表指针发生2次方向相反的偏转,肌肉收缩,但是都为刺激的同一方向,不能验证兴奋在神经纤维上的传导方向,C错误;D、兴奋由d→e,发生“化学信号→电信号”的转化,D错误。故选B。
9.研究发现,将胃泌素释放肽注射到小鼠脊髓后,小鼠立刻会有抓痒行为;若在小鼠的脊髓里杀死表达胃泌素释放肽受体的神经元,不论向这些小鼠身上注射何种致痒物,小鼠都不抓痒。下列叙述正确的是( )
A.胃泌素释放肽在突触间隙中通过协助扩散到达后膜完成信息传递
B.胃泌素释放肽与受体结合后,会引起突触后膜产生电位变化
C.将胃泌素释放肽注射到脊髓后,小鼠出现抓痒行为,属于非条件反射
D.促进胃泌素释放肽受体基因的表达,可缓解或治疗瘙痒
【答案】B
【解析】A、胃泌素释放肽在突触间隙通过扩散到达突触后膜完成信息传递,A错误;B、胃泌素释放肽与受体结合后,导致突触后膜上的钠离子通道打开,钠离子内流,形成动作电位,引起小鼠的脊髓里的神经元兴奋,有抓痒行为,B正确;C、将胃泌素释放肽注射到脊髓后,直接刺激神经中枢,小鼠有抓痒行为,没有通过完整的反射弧,不属于反射,C错误;D、由题意分析可知,促进胃泌素释放肽受体基因的表达,会加强瘙痒,D错误。故选B。
10.下列对膝跳反射过程的分析,正确的是( )
A.直接刺激传出神经或效应器也可以引起膝跳反射
B.动作电位在传入神经纤维和传出神经纤维上的传导是双向的
C.效应器的传出神经末梢受到叩击能产生动作电位并向脊髓传导
D.膝跳反射中枢位于脊髓,受大脑皮层的高级神经中枢控制
【答案】D
【解析】A、直接刺激传出神经或效应器也可以引起膝跳动作,但该过程没有反射弧的全部成分参与,故不属于反射,A错误;B、动作电位在离体神经纤维上传导是双向的,但在反射弧中是单向的,传入神经和传出神经是反射弧的一部分,因此动作电位在传入神经纤维和传出神经纤维上的传导是单向的,B错误;C、兴奋在细胞间传递是单向的,效应器的传出神经末梢受到叩击能产生动作电位,但不能向脊髓传导,C错误;D、膝跳反射属于非条件反射,其中枢位于脊髓,受大脑皮层的高级神经中枢控制,D正确。故选D。
11.如图为人体的膝跳反射和缩手反射的反射弧示意图。下列分析不合理的是( )
A.二者都需要三种神经元的参与
B.二者的直接调节中枢都在脊髓
C.膝跳反射的反射弧是②→④→⑤→③→①
D.化验抽血时,手被针刺后并未立即缩回,该过程有大脑皮层参与
【答案】A
【解析】A、膝跳反射的反射弧有两种神经元,缩手反射的反射弧有三种神经元,A错误;B、图中两个反射的调节中枢都在脊髓,B正确;C、分析膝跳反射,②是感受器,①是效应器,故反射弧是②→④→⑤→③→①,C正确;D、化验抽血时,在大脑皮层的参与下,手被针刺后不缩回,D正确。
故选A。
12.下列关于神经系统的分级调节的叙述,错误的是( )
A.眨眼反射是由脑干参与的,膝跳与缩手反射则受到脊髓的控制,同时它们均受到大脑皮层的调节
B.婴儿常出现“尿床”的现象,因为此时脊髓的生理活动不受大脑皮层的调节
C.参与调节跑步这一过程的神经中枢有大脑皮层、小脑、下丘脑、脑干和脊髓
D.人闭眼伸出手指触摸自己的鼻尖,这个动作属于大脑皮层中央前回控制的活动
【答案】B
【解析】A、低级中枢受到高级中枢的调控和支配,眨眼反射是由脑干参与的,膝跳与缩手反射则受到脊髓的控制,同时它们均受到大脑皮层的调节,A正确;B、排尿反射的中枢在脊髓内,脊髓的生理活动依赖于大脑皮层的功能状态,婴幼儿大脑皮层发育不完善,对低级中枢的控制能力较弱,故常见尿床,B错误;
C、跑步过程需要有平衡中枢参与、呼吸中枢、躯体运动中枢、血糖调节中枢、水盐平衡调节中枢等参与。小脑有保持平衡功能,大脑能控制低级中枢,脑干有呼吸中枢、心血管中枢,脊髓是低级运动中枢,下丘脑有血糖调节中枢、水盐调节中枢等,C正确;D、闭眼时,正常人伸手能触摸自己的鼻尖,这是一种由大脑皮层中央前回(运动区)控制的自主性运动,D正确。故选B。
13.新冠肺炎患者临床上主要表现为发热、乏力、干咳,甚至蛋白尿等症状,重症患者会出现急性呼吸窘迫综合征、代谢性酸中毒等症状。下列有关叙述正确的是( )
A.发热可使新陈代谢加快,患者食欲增加
B.治疗重症患者需要维持患者内环境 pH 的相对稳定
C.患者呼吸困难是由于病毒损坏了脑干的呼吸中枢
D.患者出现蛋白尿是肾小管和集合管的重吸收功能降低
【答案】B
【解析】A、发热可使酶活性降低,新陈代谢减慢,患者食欲降低,A错误;B、治疗重症患者需要维持患者内环境 pH 的相对稳定,B正确;C、患者呼吸困难是由于病毒损坏了肺部细胞,C错误;D、患者出现蛋白尿可能是由于肾小球的滤过功能异常,D错误。故选B。
14.下列关于人体中枢神经系统的叙述,错误的是( )
A.若小脑损伤可能导致身体平衡失调 B.下丘脑参与神经调节但不参与体液调节
C.大脑皮层具有语言和学习等高级功能 D.人的中枢神经系统包括脑和脊髓
【答案】B
【解析】A、小脑的主要功能是使运动协调、准确,维持身体的平衡,故小脑损伤可导致身体平衡失调,A正确;B、下丘脑即参与神经调节也参与体液调节,B错误;C、大脑半球的表层是灰质,称为大脑皮层,大脑皮层是调节人体生理活动的最高级中枢,具有语言和学习等高级功能,C正确;D、人的中枢神经系统包括高级的脑和低级的脊髓,D正确。故选B。
15.某病人CT检查时发现左侧大脑半球的中央前回有血凝块,该病人可能出现的后遗症是( )
A.左侧躯体运动的障碍 B.右侧躯体运动的障碍
C.左侧躯体的感觉障碍 D.右侧躯体的感觉障碍
【答案】B
【分析】大脑表面分布的各种生命活动功能区,即为神经中枢,大脑皮层是调节人体生理活动的最高级中枢,比较重要的中枢有:位于中央前回的躯体运动中枢(管理身体对侧骨骼肌的运动)、躯体感觉中枢(与身体对侧皮肤、肌肉等处接受刺激而使人产生感觉有关)、语言中枢(与说话、书写、阅读和理解语言有关,是人类特有的神经中枢)、视觉中枢(与产生视觉有关)、听觉中枢(与产生听觉有关)。
【解析】躯体运动中枢为对侧支配,故左侧大脑半球的运动区有血凝块,病人可能出现右侧躯体的运动障碍,B正确,ACD错误。故选B。
16. TRPs通道是主要位于神经细胞膜上的离子通道。细胞内的脂质PIP2可以活化感觉神经元上的TRPs通道,使其开放后引起Ca2+内流(如下图),参与疼痛的信号传递。TRPs通道介导疼痛产生的机制有两种假说,假说一:TRPs通道开放后,内流的Ca2+引起细胞膜电位变化,并以电信号形式在细胞间直接传递,直至神经中枢产生痛觉;假说二:TRPs通道开放后,内流的Ca2+引起神经递质释放,产生兴奋并传递,直至神经中枢产生痛觉。研究PlP2对TRPs通道活性调节机制,可为临床上缓解病人疼痛提供新思路。下列对材料的分析叙述,不合理的是( )
A.假说一认为TRPs通道开放后引起感觉神经元产生兴奋
B.两种假说都认为兴奋在神经元之间的传递需要神经递质的作用
C.两种假说都认为TRPs通道开放会引起下一个细胞的膜电位变化
D.可通过调节PIP2降低TRPs通道的活性,起到缓解疼痛感受的作用
【答案】B
【解析】A、假说一认为TRPs通道开放后引起Ca2+内流,进而产生动作电位,引起感觉神经元产生兴奋,并以电信号形式在细胞间直接传递,直至神经中枢产生痛觉,A正确;B、假说一认为,TRPs通道开放后,内流的Ca2+引起细胞膜电位变化,并以电信号形式在细胞间直接传递,而假说二认为,TRPs通道开放后,内流的Ca2+引起神经递质释放,产生兴奋并传递,直至神经中枢产生痛觉,显然假说一中没有提到神经递质的作用,B错误;C、假说一认为,TRPs通道开放后,内流的Ca2+引起细胞膜电位变化;假说二认为,TRPs通道开放后,内流的Ca2+引起神经递质释放,进而发生离子通透性的改变,产生动作电位,因此两种假说都认为TRPs通道开放会引起下一个细胞的膜电位变化,C正确;D、细胞内的脂质PIP2可以活化感觉神经元上的TRPs通道,进而导致该通道的开放,引起痛觉的产生,据此可推测,为缓解疼痛可通过调节PIP2降低TRPs通道的活性,从而抑制了钙离子内流,进而达到相应的目的,D正确。故选B。
二、非选择题(共4大题,每空2分,共52分)
17.研究发现,在家兔海马齿状回突触存在突触传递可达数天甚至数星期的长时间增强现象(LTP),下图1显示了实验过程,图2、3显示了所测的突触后神经元电位变化。回答下列问题:
(1)图1显示的突触是由________________________________构成的,兴奋传递到此处时的信号变化为________________________,突触后膜接受信号后不会长时间兴奋或抑制,原因是___________________________________________________。
(2)刺激电极每隔10s给予一次刺激,记录到突触后神经元电位峰值会保持数十分钟(图2),若一段时间后每隔10s给予一次刺激的同时注入电流(图3),则会引起__________________________________,即出现LTP。试分析,发生在海马脑区LTP的这种特征可能与________有关。
(3)科学家在继续研究该结构的同时,发现突触效能长时间压抑现象(LTD)能够减少或消除某些LTP引起的电位变化,试分析这种机制的意义是_________________________________。
【答案】
(1)CA3椎体细胞轴突末梢膜、突触间隙、CA1椎体细胞树突膜 电信号→化学信号→电信号 神经递质发挥完作用后会被降解或回收
(2)突触后神经元动作电位峰值增大且持续时间延长 记忆
(3)通过LTP和LTD现象的相互拮抗,避免某些信息存在时间过长(合理即可)
【分析】
(1)据图1分析突触是由CA3椎体细胞轴突末梢膜、突触间隙、CA1椎体细胞树突膜三部分组成;在突触位置发生的信号变化为电信号→化学信号→电信号;突触后膜接受信号后不会长时间兴奋或抑制,原因可能是神经递质发挥完作用后被分解了或者神经递质发挥完作用后被前膜回收了。
(2)分析图2、3可知,若每隔10s给予一次刺激的同时注入电流,则会引起突触后神经元动作电位峰值增大且持续时间延长,发生在海马脑区LTP的这种特征可能与记忆的形成有关。
(3)突触效能长时压抑(LTD)能够减少或消除LTP引起的电位变化,则可以有效的处理输入的信息,避免所有信息都存在很长时间。
18.科学家将人类的神经胶质瘤细胞注射到小鼠的脑中,一段时间后发现,这些胶质瘤细胞中与突触形成有关的基因会被激活,使其伪装成神经细胞,并与真正的神经细胞形成一种特殊的突触结构。神经胶质瘤细胞需要通过NMDA受体(与神经细胞的正常NMDA受体的结构有明显区别)来接受神经递质,使得神经胶质瘤细胞内的钙离子浓度出现瞬间的升高,并引起一系列反应,最终促进癌细胞的生长和转移。分析回答:
(1)突触是突触小体与其他神经元的______等相接近共同形成的。兴奋在该处的传递是单向的,原因是________________________。
(2)正常突触结构中,突触小泡释放的神经递质会与突触后膜上的______结合,导致突触后神经元兴奋。该过程中,突触后膜完成的信号转换为______。
(3)研究发现,图示中的神经胶质瘤细胞与突触前神经元形成突触后,会导致突触后神经元兴奋性降低甚至不能兴奋,其原因是________________________。
(4)综合上述信息,尝试写出一种抑制神经胶质瘤细胞生长和转移的思路:____________________________
【答案】
(1)细胞体或树突 神经递质只能由突触前膜释放,并作用于突触后膜
(2)特异性受体#受体 化学信号→电信号
(3)突触前神经元分泌的神经递质会被神经胶质瘤细胞的NMDA受体所吸收,突触后神经元上的NMDA受体结合的神经递质减少,导致突触后神经元兴奋性降低甚至不能兴奋
(4)通过药物或是通过基因改造,抑制神经胶质瘤细胞的NMDA受体的活性,使神经胶质瘤细胞的NMDA受体不能接受神经递质,从而抑制神经胶质瘤细胞的生长和转移
【分析】
(1)突触小体是突触前神经元的轴突末端膨大部分,突触是突触小体与其他神经元的细胞体或树突等接近共同形成的;神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此兴奋在神经元之间的传递是单向的。
(2)正常突触结构中,突触前神经元兴奋后,神经细胞突触小体内的神经递质释放,作用于突触后膜上的特异性受体,导致突触后膜的电位变为内正外负,使突触后神经元兴奋,在此过程中突触后膜完成的信号转换为化学信号→电信号。
(3)在这些由神经胶质瘤细胞混搭组成的突触里,神经胶质瘤细胞通过自身的NMDA受体来接受神经递质,突触前神经元分泌的神经递质会被神经胶质瘤细胞的NMDA受体所吸收,突触后神经元上的NMDA受体结合的神经递质减少,导致突触后神经元兴奋性降低甚至不能兴奋。
(4)神经胶质瘤细胞需要通过NMDA受体来接受神经递质,而且,神经胶质瘤细胞的NMDA受体,与神经细胞的正常NMDA受体,在结构上有着明显不同。所以,可以设计药物针对前者,来起到治疗的作用。即通过药物或是通过基因改造,抑制神经胶质瘤细胞的NMDA受体的活性,使神经胶质瘤细胞的NMDA受体不能接受神经递质,从而抑制神经胶质瘤细胞的生长和转移。
19.舞蹈病是一种由亨廷顿蛋白(Htt)基因突变所导致的神经系统退行性疾病。患者表现为全身的肌肉不自主的抽搐引起异常运动或者异常姿势,就像跳舞一样,会使病人非常痛苦。研究发现患者神经细胞内Htt蛋白结构异常,在细胞内过度聚集无法被清除,干扰突触小泡的运输,抑制神经递质释放。回答下列问题:
(1)突触前膜释放神经递质所需能量来自于突触小体内的_______(填场所);神经元之间兴奋的传递是单方向的,其原因是________________。
(2)释放的神经递质_________(填“属于”或“不属于”)人体内环境中的组成成分。舞蹈病患者神经细胞内Htt蛋白的积累会抑制__________(填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质的释放,而引起异常运动。
(3)正常人内环境的pH通常维持在_____之间,病人呼吸受阻,导致肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸,乳酸可以与血浆的__________发生反应。内环境的相对稳定,除需要各器官、系统的协调活动外,还必须在__________的调节机制下进行。
【答案】
(1)细胞质基质和线粒体 神经递质存在突触前膜内的突触小泡内,只能由突触前膜释放,并作用于突触后膜
(2)属于 抑制性
(3)7.35-7.45 NaHCO3 神经-体液-免疫调节网络
【分析】
(1)人体细胞中产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体,因此,突触前膜释放神经递质所需能量来自于突触小体内的细胞质基质和线粒体;由于神经递质存在于突触小体中的突触小泡中,因此,神经递质只能由突触前膜释放,通过突触间隙,作用于突触后膜,因此兴奋在突触间的传递是单向的。
(2)神经递质经过突触前膜释放进入突触间隙,而突触间隙的液体属于组织液,内环境包括血浆、组织液和淋巴,因此释放的神经递质属于人体内环境中的组分。舞蹈病患者表现为全身的肌肉不自主的抽搐引起异常运动,显然神经细胞内Htt蛋白的积累会抑制抑制性神经递质的释放,进而使兴奋无法终止而引起异常运动。
(3)正常人内环境的pH通常维持在7.35-7.45之间,病人呼吸受阻,导致肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸,乳酸可以与血浆的碳酸氢钠发生反应,生成乳酸钠和碳酸,碳酸分解产生的CO2可通过呼吸释放到体外,乳酸钠可通过肾脏随尿液排出体外。内环境的相对稳定,除需要各器官、系统的协调活动外,还必须在神经-体液-免疫调节网络的调节机制下进行。
20.下图表示膝跳反射的反射弧,A、B、C为突触,请据图分析回答:
(1)在反射弧中决定神经冲动单向传导的结构是_______________。
(2)膝跳反射需要伸肌和屈肌共同完成,即伸肌收缩而屈肌舒张。如图所示动作为踢小腿,图中突触后膜电位为外正内负的是_______________(填字母)。
(3)已知中枢神经系统中的某物质可弥散到另一神经元发挥神经元间信息传递的作用,生理学上称该物质为_______________。如果破伤风杆菌产生的痉挛毒素可阻止神经末梢释放该物质,因而引起肌肉强直性收缩,由此可见该物质能使下一个神经元_______________(填兴奋或抑制)。
(4)若某药物可阻断伸肌收缩,请据图设计实验,证明该药物可以阻断兴奋在神经元之间的传递。
①实验原理:机体内骨骼肌的收缩刺激来自神经传导的兴奋。
②实验材料:略。
③实验步骤:
第一步:_____________________________________________;
第二步:_____________________________________________;
④实验结果:_____________________________________________。
【答案】
(1)突触
(2)C
(3)神经递质 抑制
(4)将药物置于B,刺激神经纤维1处 将药物置于神经纤维2处,刺激神经纤维1处 将药物置于B,刺激神经纤维1时伸肌不收缩;将药物置于神经纤维2处,刺激神经纤维1时伸肌收缩
【分析】
(1)兴奋在反射弧中是单向传导的,原因是在突触间兴奋是单向传递的。
(2)踢小腿时,伸肌收缩而屈肌舒张,此时支配屈肌的传出神经处于静息状态,即图中C处突触后膜电位为外正内负。
(3)突触间的兴奋传递是通过突触前膜释放神经递质作用于突触后膜来完成的;若某物质通过抑制突触前膜释放神经递质,那么该突触后膜就处于静息状态,后一神经元处于抑制状态。
(4)若设计实验证明药物可以阻断兴奋在神经元间的传递,那么该实验自变量设置只能在突触间和神经纤维做文章(即单一变量是药物放置的位置不同),然后通过对比分析因变量(神经所支配的肌肉是否收缩)得出实验结论;③第一步:将药物置于B,刺激神经纤维1处;第二步:将药物置于神经纤维2处,刺激神经纤维1处;④实验结果:将药物置于B,刺激神经纤维1时伸肌不收缩;将药物置于神经纤维2处,刺激神经纤维1时伸肌收缩。
重点1:人体神经系统的结构和功能
重点2:反射与反射弧
重点3:条件反射与非条件反射
重点4:兴奋在神经纤维上的传导与兴奋在神经元之间的传递
重点5:神经系统的分级调节
重点6:人脑的高级功能专题2 神经调节
重难点索引:
1.人体神经系统的结构和功能
2.反射与反射弧
3.条件反射与非条件反射
4.兴奋在神经纤维上的传导与兴奋在神经元之间的传递
5.神经系统的分级调节
6.人脑的高级功能
1.神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统,中枢神经系统由脑和脊髓组成,脑分为大脑、小脑和脑干;外周神经系统包括脊神经、脑神经、自主神经;自主神经系统包括交感神经和副交感神经。
2.自主神经系统是分布于平滑肌、心肌和腺体等内脏器官的运动神经纤维所构成,主要支配内脏器官的活动,故又叫内脏神经。同时这种神经所控制的心跳、呼吸等活动不完全受人类的意识的支配。
3.交感神经通常在个体应付紧急情况时发挥作用,副交感神经则在个体处于松弛状态时发挥作用,抑制体内各器官的过度兴奋,使它们获得必要的休息。交感和副交感神经的拮抗性质,使个体有张有驰,维持体内生理变化的均衡,保证个体活动的正常进行。
4.神经元:是一种高度特化的细胞,是神经系统的基本结构和功能单位之一,它具有感受刺激和传导兴奋的功能。神经细胞呈三角形或多角形,可以分为树突、轴突和细胞体这三个区域。神经元的结构如下图
【典例分析】
例1.当你在野外草地上玩耍时,旁边的草丛里突然窜出一条蛇。于是你非常紧张:心跳加快、呼吸急促。此时,你可能撒腿就跑,也可能原地不动冷静地应对。当你确认安全之后,心跳、呼吸等会慢慢恢复。上述反应过程中,神经系统扮演了主要角色,下列有关神经系统的叙述不正确的是( )
A.疾跑等躲避动作依赖骨骼肌的运动,不受自主神经系统支配
B.人可以控制自己是否跑开,是因为躯体运动神经受中枢神经系统的控制
C.紧张时,交感神经活动占优势,能促进胃肠蠕动
D.心跳等内脏器官的活动是受自主神经系统支配的,不受意识控制
例2.下列关于神经胶质细胞的描述,错误的是( )
A.神经胶质细胞广泛分布于神经元之间,数量是神经元数量的10~50倍
B.神经胶质细胞具有支持、保护、营养和修复神经元等多种功能
C.神经元与神经胶质细胞一起,共同完成神经系统的调节功能
D.神经胶质细胞参与构成神经纤维表面的髓鞘,用来接收信息并将信息传导至细胞体
1.神经调节的基本方式是反射,反射指的是生物体感受外界刺激所发生的有规律的反应,反射活动必须通过反射弧来实现。
2.反射的结构基础是反射弧,反射弧包括:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。其中效应器是指运动神经末梢及其支配的肌肉或腺体。
3.完成一个反射活动的条件是:具备完整的反射弧,提供一定强度的刺激。由于低级中枢还受高级中枢的控制,反射弧结构完整,给予适当刺激,也不一定会出现反射活动。
【典例分析】
例3.反射弧是反射的结构基础。下列叙述正确的是( )
A.反射弧是由神经元和神经胶质细胞组成的
B.感受器为传入神经末梢,可以接受刺激产生兴奋
C.只要反射弧结构完整,给予适当刺激,即可出现反射活动
D.所有生物都可以对刺激作出反应,因此都具有反射活动
例4.下列有关反射的叙述,错误的是( )
A.反射是神经调节的基本方式,其结构基础是反射弧
B.缩手反射需要传入神经元、中间神经元和传出神经元的参与
C.膝跳反射不仅受脊髓的控制,还会受大脑皮层的调控
D.只要反射弧结构完整并给予适宜的刺激,就会有反射发生
反射一般可以分为两大类:非条件反射和条件反射。
1.非条件反射是指人生来就有的先天性反射,是一种比较低级的神经活动,由大脑皮层以下的神经中枢(如脑干、脊髓)参与即可完成。
2.条件反射是人出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是在非条件反射的基础上,在大脑皮层参与下完成的,是高级神经活动的基本方式。
3.反射过程:一定的刺激按一定的感受器所感受,感受器发生了兴奋;兴奋以神经冲动的方式经过传入神经传向中枢;通过神经中枢的分析与综合活动,神经中枢产生兴奋又经一定的传出神经到达效应器,使根据神经中枢传来的兴奋对外界刺激做出相应的规律性活动。
项 目 非条件反射 条件反射
含 义 出生后无需训练就具有的反射 出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射
神经中枢 位于大脑皮层以下(脑干和脊髓) 位于大脑皮层
特 点 先天性,终生性,数量有限 后天性,能建立和消退,数量无限
意 义 使机体初步适应环境 使机体适应复杂多变的生存环境
实 例 缩手反射,膝跳反射 望梅止渴,画饼充饥等
【典例分析】
例5.为研究交感神经和副交感神经对心脏的支配作用,分别测定狗在正常情况、阻断副交感神经和阻断交感神经后的心率,结果如表所示。下列分析正确的是( )
实验处理 心率(次/分)
正常情况 90
阻断副交感神经 180
阻断交感神经 70
A.副交感神经兴奋引起心脏搏动加快
B.对心脏支配占优势的是交感神经
C.交感神经和副交感神经的作用是相互协同的
D.消化道接受交感神经和副交感神经的双重支配
例6.运动员在比赛中受伤,队医喷涂外用麻醉药处理后,疼痛减轻能继续比赛,该药物的作用最可能是( )
A.促进神经中枢释放抑制性递质 B.抑制感觉神经末梢感受刺激
C.抑制传出神经释放神经递质 D.抑制大脑皮层产生痛觉
1.兴奋在神经纤维上的传导方向是由兴奋部位向未兴奋部位。在膜外,局部电流的方向与兴奋传导方向相反;在膜内,局部电流方向与兴奋传导方向相同。
2.兴奋在神经元之间的传递通过突触完成,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,突触后膜上有神经递质的受体,当兴奋传至轴突末端时,轴突末端的突触小体释放神经递质,作用于突触后膜上的受体,使突触后膜所在神经元兴奋或抑制。
3.兴奋在神经元之间的传递过程中的信号变化:电信号化学信号电信号。
4.兴奋在神经元之间的传递过程中的能量变化:电能化学能电能。
5.兴奋在神经元之间的传递特点:
(1)单向传递:神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上,因此,神经元之间兴奋的传递是单方向的。
(2)突触延搁:由于突触的兴奋需要通过化学信号的转换。所以兴奋在突触中的传递速度要比在神经纤维上的传导速度慢得多。
6.兴奋的传导、传递方式的比较
比较项目 神经纤维上的传导 神经元之间的传递
兴奋的方式 局部电流 化学递质
刺激的方式 电刺激 化学刺激
作用时间 传导的快 传递的慢
传导方向 具有双向性 单向传递
【典例分析】
例7.一名学生因吸食“笑气”而引发身体机能多方面紊乱。“笑气”即N2O,医疗上曾用作可吸入性麻醉剂,其麻醉机制与位于突触后膜的一种名为“NMDA”的受体的阻断有关。下列有关说法错误的是( )
A.神经元轴突末梢可与其他神经元形成多个突触
B.神经元中的线粒体可以为突触小泡的运输提供能量
C.吸食“笑气”使人产生愉悦、快乐的感觉属于条件反射
D.N2O引起麻醉的原因可能是影响了突触后膜上有关阳离子的内流
例8.下列关于神经兴奋的叙述,正确的是( )
A.神经元受到刺激时,贮存于突触小泡内的神经递质就会释放出来
B.神经递质与突触后膜上的受体结合后使下一神经元产生兴奋
C.组织液中Na+浓度增大,则神经元的静息电位减小
D.在神经纤维膜外,局部电流的方向是由未兴奋部位流向兴奋部位
1.各级中枢的分布与功能:
(1)大脑:大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢,是高级神经活动的结构基础,其上由语言、听觉、视觉、运动等高级中枢;
(2)小脑:有维持身体平衡的中枢;
(3)脑干:有许多重要的生命活动中枢,如心血管中枢、呼吸中枢等;
(4)下丘脑:有体温调节中枢、渗透压感受器(水平衡中枢)、血糖平衡调节中枢,是调节内分泌活动的总枢纽;
(5)脊髓:调节躯体运动的低级中枢;
2.各级中枢的联系:神经中枢的分布部位和功能各不相同,但彼此之间相互联系,相互调控;一般来说,位于脊髓的低级中枢受脑中相应高级中枢的调控,这样,相应器官、系统的生理活动,就能进行得更加有条不紊和精确。
3.排尿反射属于低级的反射活动,其神经中枢在脊髓,然而脊髓受更高级的神经中枢(如大脑皮层)控制,因而大脑皮层可以抑制排尿反射。
【典例分析】
例9.下列有关神经系统分级调节的叙述,错误的是( )
A.大脑皮层的某些区域与躯体运动的功能密切相关
B.大脑皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是正对应的
C.排尿等生理活动过程中存在分级调节
D.神经系统对内脏活动的调节也是通过反射进行的
例10.排尿是一种复杂的反射活动。尿在肾脏中不断产生并暂时储存在膀胱中,当储尿达到一定程度时引起尿意。下列说法错误的是( )
A.控制排尿的低级中枢在脊髓
B.正常成年人能有意识地排尿,说明自主神经系统并不完全自主
C.在排尿反射的分级调节过程中存在反馈调节
D.某成年患者神经系统受损,虽能产生尿意但却出现“尿失禁”(排尿不受控制),推测其受损的部位最可能是大脑皮层
1.大脑表面分布的各种生命活动功能区,即为神经中枢,大脑皮层是调节人体生理活动的最高级中枢,比较重要的中枢有:位于中央前回的躯体运动中枢(管理身体对侧骨骼肌的运动)、躯体感觉中枢(与身体对侧皮肤、肌肉等处接受刺激而使人产生感觉有关)、语言中枢(与说话、书写、阅读和理解语言有关,是人类特有的神经中枢)、视觉中枢(与产生视觉有关)、听觉中枢(与产生听觉有关)。
2.人脑的高级功能。 位于大脑表层的大脑皮层,是整个神经系统中最高级的部位。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。语言功能是人脑特有的高级功能。
3.学习是神经系统不断地接受刺激,获得新的行为、习惯和积累经验的过程,记忆是将已获信息进行贮存和再现的过程,短期记忆与神经元的活动及神经元之间的联系有关,长期记忆与新突触的建立有关。
【典例分析】
例11.下列关于大脑皮层中央前回的叙述,错误的是( )
A.代表区范围的大小与躯体运动的精细程度有关
B.代表区的位置与躯体各部分的位置大致是倒置的
C.若刺激右侧大脑皮层的中央前回,可引起其左侧肢体运动
D.用电刺激中央前回某一区域时,接受刺激的是反射弧中的感受器
例12.下列关于记忆的说法错误的是( )
A.感觉性记忆有效时间往往不超过1秒,所记信息并不构成真正的记忆
B.临时记住某个6位数验证码属于第一级记忆,可存留数秒到数分钟
C.短时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关
D.记忆不是由单一脑区控制的,而是由多个脑区和神经通路参与
【重难点突破训练】
一、单项选择题(共16小题,每小题3分,共48分)
1.下列关于交感神经与副交感神经的叙述,正确的是( )
A.它们包括传入神经与传出神经
B.它们都是自主神经,不受脑的控制
C.交感神经使内脏器官的活动加强,副交感神经使内脏器官的活动减弱
D.它们通常共同调节同一内脏器官,且作用一般相反
2.著名生理学家巴甫洛夫在研究动物胃反射时发现:在喂食前,狗看见饲喂者或听见其声音会分泌唾液和胃液。为了研究这一问题,他设计在给狗喂食前给予铃声刺激,观察狗的反应实验;一段时间后,仅出现铃声,狗也会分泌唾液,从而验证了“条件反射”的存在。下列叙述正确的是( )
A.狗吃食物时分泌唾液属于条件反射
B.喂食前后给狗铃声刺激都能建立上述条件反射
C.狗吃食物分泌唾液和狗听见铃声分泌唾液的反射弧相同
D.多种多样反射活动的结果有利于人和动物的生存和繁衍
3.为研究自主神经系统对心脏的支配作用,分别测定狗在正常情况、阻断副交感神经和阻断交感神经后的心率,结果如表所示。下列分析错误的是( )
实验处理 心率(次/分)
正常情况 90
阻断副交感神经 180
阻断交感神经 70
A.自主神经系统是脊神经的一部分,包括交感神经与副交感神经
B.副交感神经兴奋引起心脏搏动减慢
C.对心脏支配占优势的是副交感神经
D.正常情况下,交感神经和副交感神经均处于工作状态
4.如图为反射弧结构示意图,下列有关说法不正确的是( )
A.由A、B、C、D、E组成了一个完整的反射弧
B.当①受刺激时,该处的细胞膜内外的电位由原来的内负外正变为外负内正
C.若从①处剪断神经纤维,刺激③处效应器不能产生反应
D.②的结构决定了神经元之间的兴奋传递只能是单向的
5.在进化过程中,神经系统的大致发展历程如下。下列叙述正确的是( )
低等动物水螅中出现简单的神经网络结构(缺乏协调活动)→扁形动物体中出现神经细胞聚集的神经索→环节动物中出现脑神经节→人类等高等动物中出现中枢神经系统
A.当水螅局部受到刺激时会发生反射活动
B.神经系统的演变过程有利于动物对外界刺激做出更准确地反应
C.扁形动物、环节动物和人类都具有完整的反射弧
D.人类等高等动物的神经系统是指中枢神经系统
6.下列关于条件反射和非条件反射的叙述,错误的是( )
A.出生后通过学习和训练而形成的反射叫作条件反射
B.条件反射的消退不需要大脑皮层的参与
C.条件反射具有预见性、灵活性和适应性
D.刚进入寒冷环境时发生的骨骼肌不自主战栗是一种非条件反射
7.图1是测量离体神经纤维膜内外电位的装置,图2是测得的膜电位变化。下列有关叙述正确的是( )
A.图1中乙测出的电位大小相当于图2中A点的电位
B.若细胞外钠离子浓度适当降低,在适宜条件刺激下图2中A点下移
C.图2中B点钠离子通道开放,是由于乙酰胆碱与钠离子通道相结合
D.神经纤维的状态由乙转变为甲的过程中,膜对钾离子的通透性增大
8.如图为某反射弧的部分结构示意图,d处为组织液,若刺激神经元甲,则在神经元丙上可检测到动作电位且肌肉收缩。据图判断下列叙述正确的是( )
A.仅图示结构中可见2个突触和3个突触小体
B.刺激c处,可以验证兴奋在神经纤维上的传导方向
C.刺激b处,可以验证兴奋在神经纤维上的传导方向
D.兴奋由d→e,发生“电信号→化学信号→电信号”的转化
9.研究发现,将胃泌素释放肽注射到小鼠脊髓后,小鼠立刻会有抓痒行为;若在小鼠的脊髓里杀死表达胃泌素释放肽受体的神经元,不论向这些小鼠身上注射何种致痒物,小鼠都不抓痒。下列叙述正确的是( )
A.胃泌素释放肽在突触间隙中通过协助扩散到达后膜完成信息传递
B.胃泌素释放肽与受体结合后,会引起突触后膜产生电位变化
C.将胃泌素释放肽注射到脊髓后,小鼠出现抓痒行为,属于非条件反射
D.促进胃泌素释放肽受体基因的表达,可缓解或治疗瘙痒
10.下列对膝跳反射过程的分析,正确的是( )
A.直接刺激传出神经或效应器也可以引起膝跳反射
B.动作电位在传入神经纤维和传出神经纤维上的传导是双向的
C.效应器的传出神经末梢受到叩击能产生动作电位并向脊髓传导
D.膝跳反射中枢位于脊髓,受大脑皮层的高级神经中枢控制
11.如图为人体的膝跳反射和缩手反射的反射弧示意图。下列分析不合理的是( )
A.二者都需要三种神经元的参与
B.二者的直接调节中枢都在脊髓
C.膝跳反射的反射弧是②→④→⑤→③→①
D.化验抽血时,手被针刺后并未立即缩回,该过程有大脑皮层参与
12.下列关于神经系统的分级调节的叙述,错误的是( )
A.眨眼反射是由脑干参与的,膝跳与缩手反射则受到脊髓的控制,同时它们均受到大脑皮层的调节
B.婴儿常出现“尿床”的现象,因为此时脊髓的生理活动不受大脑皮层的调节
C.参与调节跑步这一过程的神经中枢有大脑皮层、小脑、下丘脑、脑干和脊髓
D.人闭眼伸出手指触摸自己的鼻尖,这个动作属于大脑皮层中央前回控制的活动
13.新冠肺炎患者临床上主要表现为发热、乏力、干咳,甚至蛋白尿等症状,重症患者会出现急性呼吸窘迫综合征、代谢性酸中毒等症状。下列有关叙述正确的是( )
A.发热可使新陈代谢加快,患者食欲增加
B.治疗重症患者需要维持患者内环境 pH 的相对稳定
C.患者呼吸困难是由于病毒损坏了脑干的呼吸中枢
D.患者出现蛋白尿是肾小管和集合管的重吸收功能降低
14.下列关于人体中枢神经系统的叙述,错误的是( )
A.若小脑损伤可能导致身体平衡失调 B.下丘脑参与神经调节但不参与体液调节
C.大脑皮层具有语言和学习等高级功能 D.人的中枢神经系统包括脑和脊髓
15.某病人CT检查时发现左侧大脑半球的中央前回有血凝块,该病人可能出现的后遗症是( )
A.左侧躯体运动的障碍 B.右侧躯体运动的障碍
C.左侧躯体的感觉障碍 D.右侧躯体的感觉障碍
16. TRPs通道是主要位于神经细胞膜上的离子通道。细胞内的脂质PIP2可以活化感觉神经元上的TRPs通道,使其开放后引起Ca2+内流(如下图),参与疼痛的信号传递。TRPs通道介导疼痛产生的机制有两种假说,假说一:TRPs通道开放后,内流的Ca2+引起细胞膜电位变化,并以电信号形式在细胞间直接传递,直至神经中枢产生痛觉;假说二:TRPs通道开放后,内流的Ca2+引起神经递质释放,产生兴奋并传递,直至神经中枢产生痛觉。研究PlP2对TRPs通道活性调节机制,可为临床上缓解病人疼痛提供新思路。下列对材料的分析叙述,不合理的是( )
A.假说一认为TRPs通道开放后引起感觉神经元产生兴奋
B.两种假说都认为兴奋在神经元之间的传递需要神经递质的作用
C.两种假说都认为TRPs通道开放会引起下一个细胞的膜电位变化
D.可通过调节PIP2降低TRPs通道的活性,起到缓解疼痛感受的作用
二、非选择题(共4大题,每空2分,共52分)
17.研究发现,在家兔海马齿状回突触存在突触传递可达数天甚至数星期的长时间增强现象(LTP),下图1显示了实验过程,图2、3显示了所测的突触后神经元电位变化。回答下列问题:
(1)图1显示的突触是由________________________________构成的,兴奋传递到此处时的信号变化为________________________,突触后膜接受信号后不会长时间兴奋或抑制,原因是___________________________________________________。
(2)刺激电极每隔10s给予一次刺激,记录到突触后神经元电位峰值会保持数十分钟(图2),若一段时间后每隔10s给予一次刺激的同时注入电流(图3),则会引起__________________________________,即出现LTP。试分析,发生在海马脑区LTP的这种特征可能与________有关。
(3)科学家在继续研究该结构的同时,发现突触效能长时间压抑现象(LTD)能够减少或消除某些LTP引起的电位变化,试分析这种机制的意义是_________________________________。
18.科学家将人类的神经胶质瘤细胞注射到小鼠的脑中,一段时间后发现,这些胶质瘤细胞中与突触形成有关的基因会被激活,使其伪装成神经细胞,并与真正的神经细胞形成一种特殊的突触结构。神经胶质瘤细胞需要通过NMDA受体(与神经细胞的正常NMDA受体的结构有明显区别)来接受神经递质,使得神经胶质瘤细胞内的钙离子浓度出现瞬间的升高,并引起一系列反应,最终促进癌细胞的生长和转移。分析回答:
(1)突触是突触小体与其他神经元的______等相接近共同形成的。兴奋在该处的传递是单向的,原因是________________________。
(2)正常突触结构中,突触小泡释放的神经递质会与突触后膜上的______结合,导致突触后神经元兴奋。该过程中,突触后膜完成的信号转换为______。
(3)研究发现,图示中的神经胶质瘤细胞与突触前神经元形成突触后,会导致突触后神经元兴奋性降低甚至不能兴奋,其原因是________________________。
(4)综合上述信息,尝试写出一种抑制神经胶质瘤细胞生长和转移的思路:____________________________
19.舞蹈病是一种由亨廷顿蛋白(Htt)基因突变所导致的神经系统退行性疾病。患者表现为全身的肌肉不自主的抽搐引起异常运动或者异常姿势,就像跳舞一样,会使病人非常痛苦。研究发现患者神经细胞内Htt蛋白结构异常,在细胞内过度聚集无法被清除,干扰突触小泡的运输,抑制神经递质释放。回答下列问题:
(1)突触前膜释放神经递质所需能量来自于突触小体内的_______(填场所);神经元之间兴奋的传递是单方向的,其原因是________________。
(2)释放的神经递质_________(填“属于”或“不属于”)人体内环境中的组成成分。舞蹈病患者神经细胞内Htt蛋白的积累会抑制__________(填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质的释放,而引起异常运动。
(3)正常人内环境的pH通常维持在_____之间,病人呼吸受阻,导致肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸,乳酸可以与血浆的__________发生反应。内环境的相对稳定,除需要各器官、系统的协调活动外,还必须在__________的调节机制下进行。
20.下图表示膝跳反射的反射弧,A、B、C为突触,请据图分析回答:
(1)在反射弧中决定神经冲动单向传导的结构是_______________。
(2)膝跳反射需要伸肌和屈肌共同完成,即伸肌收缩而屈肌舒张。如图所示动作为踢小腿,图中突触后膜电位为外正内负的是_______________(填字母)。
(3)已知中枢神经系统中的某物质可弥散到另一神经元发挥神经元间信息传递的作用,生理学上称该物质为_______________。如果破伤风杆菌产生的痉挛毒素可阻止神经末梢释放该物质,因而引起肌肉强直性收缩,由此可见该物质能使下一个神经元_______________(填兴奋或抑制)。
(4)若某药物可阻断伸肌收缩,请据图设计实验,证明该药物可以阻断兴奋在神经元之间的传递。
①实验原理:机体内骨骼肌的收缩刺激来自神经传导的兴奋。
②实验材料:略。
③实验步骤:
第一步:_____________________________________________;
第二步:_____________________________________________;
④实验结果:_____________________________________________。
重点1:人体神经系统的结构和功能
重点2:反射与反射弧
重点3:条件反射与非条件反射
重点4:兴奋在神经纤维上的传导与兴奋在神经元之间的传递
重点5:神经系统的分级调节
重点6:人脑的高级功能