人体内环境自稳态的调节
1.神经调节的基本方式—— 2.反射的结构基础——反射弧 (1)反射弧的结构模式图
(2)反射弧的结构与功能分析 感觉神经末梢或 其特殊结构 把内外刺激的信息转变为神经的兴奋 既无感觉又无效应 结构特点 功能 结构破坏对 功能的影响 感受器 传入神经 神经中枢 传出神经 效应器 感觉神经末梢或 其特殊结构 把内外刺激的信息转变为神经的兴奋 既无感觉又无效应 把兴奋以神经冲动的形式从感受器传到神经中枢 感觉神经纤维 既无感觉又无效应 把传入的神经冲动进行分析综合,然后把冲动给运动神经 功能相同的 中枢神经元细胞体 既无感觉又无效应 把神经冲动的形式从脑或脊髓传向效应器 运动神经元纤维 只有感觉而无效应 运动神经末梢和它所支配的肌肉或腺体 对内外界刺激作出相应的反应 只有感觉而无效应
膝跳反射的反射弧
1.在用脊蛙(去除脑保留脊髓的蛙)进行反射弧分析的实验 中,破坏缩腿反射弧在左后肢的部分结构,观察双侧后 肢对刺激的收缩反应,结果如下表(零距离P138T6) 刺激 部位 反 应 破坏前 破坏后 左后肢4r 左后肢收缩 右后肢收缩 左后肢不收缩 右后肢不收缩 右后肢 上述结果表明,反射弧的被破坏部分可能是 ( ) A.感受器 B.感受器和传入神经 C.传入神经和效应器 D.效应器
神经元的结构 3.神经元的基本结构 神经纤维 神经 树突 神经末梢 细胞核 细胞体 轴突 髓鞘
注意点: (1)反射的种类 (2)反射的条件 ①反射弧只有保持其完整性,才能完成反射活动。 非条件反射 条件反射 生来就有,先天的 通过学习而建立,后天的 具体事物直接刺激引起的反应 信号刺激引起的反应 不经过大脑皮层 一般经过大脑皮层 神经联系是终生的、固定的 神经联系是暂时的,可消退 数量有限 数量无限 是生存的根本保证 扩大适应环境的能力 (2)反射的条件 ①反射弧只有保持其完整性,才能完成反射活动。 ②反射弧完整,还需有适宜刺激才能发生反射活动。
1.兴奋在神经纤维上的传导——电传导(局部电流) (1)过程
(2)特点 ①生理完整性:神经传导要求神经纤维在结构上和生理 功能上都是完整的。如果神经纤维被切断或用药物阻 断,破坏了结构的完整性,冲动不可能通过断口。 ②双向传导:刺激神经纤维上的任何一点,所产生的 冲动均可沿着神经纤维向两侧同时传导。 ③绝缘性:一条神经包含着许多神经纤维,各条纤维上传导的兴奋基本上互不干扰,被称为传导的绝缘性。 ④相对不疲劳性:有人在实验条件下用每秒50~100次的电刺激刺激神经9~12小时,观察到神经纤维始终保持其传导能力,因此神经纤维是不容易发生疲劳的。
2.兴奋在神经元之间的传递——单向的突触传导(递质传递) (1)突触:一般情况下每一神经元的轴突末梢只与其他神经元的细胞体或树突形成接点,由此可分为两类: (2)神经冲动的传导,如下图所示:
(3)神经递质:神经递质是神经细胞产生的一种化学信号物质,对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:轴突末端突触小体内的突触小泡。 ②受体:与轴突相邻的另一个神经元的树突膜或胞体膜 上的蛋白质。 ③作用:使另一个神经元兴奋或抑制。
(4)递质移动方向: 突触小泡→突触前膜→突触间隙→突触后膜。 (5)兴奋传递过程: 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)。 (6)突触传递的特征 ①单向传递:递质只能由突触前膜释放,然后作用于 突触后膜。由于突触的单向传递,使得整个神经系统 的活动能够有规律地进行。
②突触延搁:兴奋在突触处的传递,比在神经纤维上的传导要慢。这是因为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,所以需要较长的时间(约0.5 ms)。 ③对某些药物敏感:突触后膜的受体对递质有高度的选择性,因此某些药物也可以特异性地作用于突触传递过程,阻断或者加强突触的传递。
要点: ①在神经纤维膜外,兴奋传导方向与局部电流方向相反;在 神经纤维膜内,兴奋传导方向与局部电流方向相同。 ②在一个神经元内有一处受到刺激产生兴奋,迅速传至整个 神经元细胞,即在该神经元的任何部位均可测到电位变化。 ③兴奋在突触处的传递为:电信号→化学信号→电信号。 ④兴奋在反射弧中的单向传导是由突触所决定的。 ⑤兴奋在突触的传递,需要突触小体中的高尔基体参与递质 的释放,释放的递质需经突触间隙的组织液。
2.下图是一个反射弧和突触的结构示意图,请根据图示信息回答下列问题。 感受器 (1)图甲中的N是 ,其神经末梢接受刺激后,接受刺激部位的膜外电位变化为 。 (2)图乙中的②表示 ,它的形成与 有关,物质③对突触后膜的作用效果是 。 (3)请在乙图的方框中用箭头画出兴奋传导的方向,并简述理由。 。 由正电位变负电位 突触小泡 高尔基体 兴奋或抑制 递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜
(4)假如丙图中的Y来自甲图中的A,丙图中的X来自大脑皮层,当感受器受到一个刺激后,导致效应器产生反应,则Y释放的物质对突触后膜具有 作用;但如果大脑皮层发出的指令是对这个刺激不作出反应,则X释放的物质对突触后膜具有 作用,导致效应器不产生相应反应,这又说明一个反射弧中的低级神经中枢要接受 的控制。 兴奋 抑制 高级神经中枢
解析:(1)根据神经纤维上是否有神经节,不难推断出N是传入神经的末梢和相应的附属结构,为感受器;静息时,神经细胞的膜外是正电位,受到刺激后变成负电位;膜内电位变化正好相反。(2)②是突触小泡,它的形成与高尔基体有关,物质③是递质,对后膜的作用效果是兴奋或抑制。(3)由于递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜,传导方向只能是单向的,即只能由前膜传向后膜。(4)感受器受到一个刺激后,导致效应器产生反应,则Y释放的物质对突触后膜有兴奋作用,而大脑皮层对此刺激不作出反应,则X释放的递质,对后膜具有抑制作用。这正好说明一个反射弧中的低级神经中枢要接受高级神经中枢的控制。
1.神经系统的分级调节 结构名称 主要神经中枢 功能 脑 大脑 语言中枢、躯体运动中枢、躯体感觉中枢、视觉中枢、听觉中枢等 具有感知、控制躯体的运动,语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能(最高级中枢) 小脑 维持身体平衡的中枢 维持身体平衡、调节随意运动 脑干 呼吸中枢、心血管运动中枢 调节呼吸、心血管运动 下丘脑 体温调节中枢、水平衡的调节中枢和生物节律调节中枢 调节体温、水分平衡、血糖平衡等 脊髓 缩手反射中枢、膝跳反射中枢、排尿中枢等 调节机体的基本活动
2.大脑的高级功能 中枢名称 别名 受损后的病症 病症的症状 运动性 书写中枢 (W区) 失写症 (不能写字) 病人可听懂别人的谈话和看懂文字,也会讲话,手部运动正常,但失去书写、绘图能力 语言中枢 说话中枢 (S区) 失说症 (不能讲话) 病人可以看懂文字,也能听见别人讲话,但自己却不会讲话 听觉性 听话中枢 (H区) 失听症 (不能听懂话) 病人能讲话,书写,也能看懂文字,能听见别人发音,但不懂其含义,病人可以模仿别人说话,但往往是答非所问 视觉性 阅读中枢 (V区) 失读症 (不能看懂文字) 病人的视觉无障碍,但看不懂文字的含义,即不能阅读
3.当你专心作答试题时,参与的高级中枢主要有 ( ) ①下丘脑 ②大脑皮层H区(听觉性语言中枢) ③大脑皮 层S区(运动性语言中枢) ④大脑皮层V区(视觉性语言中 枢) ⑤大脑皮层W区(书写性语言中枢) A.①③ B.②③ C.②④ D.④⑤ D
下图表示枪乌贼离体神经纤维在Na+浓度不同的两种海水 中受刺激后的膜电位变化情况。下列描述错误的是( ) C A.曲线a代表正常海水中膜电位的变化 B.两种海水中神经纤维的静息电位相同 C.低Na+海水中神经纤维静息时,膜内Na+浓度高于膜外 D.正常海水中神经纤维受刺激时,膜外Na+浓度高于膜内
[解析] 神经元细胞膜受到一定强度的刺激后,钠离子通道打开,钠离子大量内流导致膜电位由“外正内负” 变为“外负内正”,所以a可以表示正常电位变化;静 息电位由图可知是相同的,均为“外正内负”。 [答案] C
静息电位和动作电位 (1)静息电位: 细胞内外各种离子浓度不等,膜内K+浓度高,膜外Na+浓度高。静息时由于细胞膜上K+通道开放,使其有一种向膜外被动扩散的趋势,而膜内带负电的蛋白离子则不能透出细胞膜,于是形成细胞膜“外正内负”的静息电位。 (2)动作电位: 当细胞受到刺激时,Na+通道开放,使Na+内流超过了K+外流,导致膜形成“外负内正”的动作电位。 (3)静息电位的恢复: 动作电位产生后,通过Na+-K+泵,细胞排钠保钾,再恢复到静息电位;此过程实际上是通过主动运输将细胞内的Na+运出细胞,将细胞外的K+运回细胞,后者一直处于进行中,以维持细胞内有一定数量的K+。
B 有关神经系统的叙述,错误的是 ( ) A.脊髓、脑干属于中枢神经系统 B.位于大脑皮层的呼吸中枢是维持生命的必要中枢 C.神经系统调节机体活动的基本方式是反射 D.高级神经中枢和低级神经中枢对躯体运动都有调节作用
[解析] 脑与脊髓共同构成了中枢神经系统,但其中大脑皮层为最高级中枢,可调节低级中枢的活动。就躯体运动而言,是由大脑皮层的躯体运动中枢、小脑通过脊髓调节的,神经系统活动的基本方式为反射。呼吸中枢位于脑干而不是在大脑皮层。 [答案] B
右图是神经元网络结构示意简图,图中神经元①、②、③都是兴奋性神经元,且这些神经元兴奋时都可以引起下一级神经元或肌细胞的兴奋。和神经细胞一样,肌肉细胞在受到适宜的刺激后,也能引起细胞膜电位的变化。图中B处表示神经肌肉接头,其结构和功能与突触类似。请回答: (1)给神经元①一个适宜刺激,在A处能记录到膜电位的变化。这是因为刺激使神经元①兴奋,引起其神经末梢释放的 进入 ,随后与突触后膜上的 结合,导致神经元②产生兴奋。 (2)若给骨骼肌一个适宜刺激,在A处 (能、不能)记录到膜电位的变化,原因是 。 (3)若在A处给予一个适宜刺激,在C处 (能、不能)记录到膜电位的变化,原因是 。 神经递质 突触间隙 特异性受体 不能 由肌细胞产生的兴奋在神经肌肉接头处不能逆向传递 能 兴奋从A处传到神经元③,再传到神经元①,故在C处能测到膜电位的变化
[解析] 兴奋在神经元之间的传导过程是前一神经元的轴突末端(突触前膜)释放递质,递质与下一神经元的树突或胞体的膜(突触后膜)结合,使下一神经元兴奋或抑制。兴奋在神经元之间只能单方向传导。 [答案] (1)神经递质 突触间隙 特异性受体 (2)不能 由肌细胞产生的兴奋在神经肌肉接头处不能逆向 传递 (3)能 兴奋从A处传到神经元③,再传到神经元①,故在C处能测到膜电位的变化
解答反射弧的识图类题时要注意以下几点: (1)神经上有神经节 ,则该侧为传入神经,与 此神经相连者为感受器; (2)“ ”表示兴奋传导方向为“→”; (3)“ ”表示突触,反射弧中与此末端相连的结 构为效应器; (4)中枢部位一个传入神经元可与多个传出神经元的胞体或树 突相连,引起单侧或双侧反射。
临床观察研究——临床观察与实验(解剖)研究,以确定脑 部各区域的功能。 2.反射弧神经传导方向的研究方法 本讲实验 神经系统功能的研究 1.脑功能的研究方法 临床观察研究——临床观察与实验(解剖)研究,以确定脑 部各区域的功能。 2.反射弧神经传导方向的研究方法 (1)手术切断或药物阻断脊蛙的某处结构,观察对刺激的反应。 (2)电流表测向法: ①在神经纤维上 a.刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。 b.刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电流计不发生偏转。
②在神经元之间 a.刺激b点,由于兴奋在突触间的传导速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。 b.刺激c点,兴奋不能传至a,a点不兴奋,d点可兴奋,电流计只发生一次偏转。
下图是反射弧结构模式图。a、b分别是放置在传出神经和骨骼肌上的电极,用于刺激神经和骨骼肌;c是放置在传出神经上的电位计,用于记录神经兴奋电位;d为神经与肌细胞接头部位,是一种突触。 (3)正常时,用a刺激神经会引起骨骼肌收缩;传出部分的某处受损时,用a刺激神经,骨骼肌不再收缩。根据本题条件,完成下列判断实验: 不属于 不能 用a刺激神经,在c处不能记录到电位 ①如果 ,表明传出神经受损。 ②如果 ,表明骨骼肌受损。 ③如果 ,表明部位d受损。 ②用b刺激骨骼肌,骨骼肌不收缩 ③用a刺激神经,在c处记录到电位,骨骼肌不收缩;用b刺激骨骼肌,骨骼肌收缩
[解析] (1)用a刺激神经,产生的兴奋传到骨骼肌引起的收缩因没有经过完整的反射弧,故不属于反射。(2)因兴奋在经过突触传递时具有单向性,故用b刺激骨骼肌不能在c处记录到电位。(3)用a刺激神经,骨骼肌不再收缩,可能是传出神经受损,也可能是骨骼肌或部位d受损。要证明传出神经受损,只需用a刺激神经,在c处不能记录到电位;要证明骨骼肌受损,只需用b刺激骨骼肌,骨骼肌不收缩;要证明部位d受损,只需用a刺激神经,在c处记录到电位,骨骼肌不收缩,而用b刺激骨骼肌,骨骼肌收缩。
中枢神经
[随堂高考] 1.下列有关神经兴奋的叙述,正确的是( ) A.静息状态时神经元的细胞膜内外没有离子进出 B.组织液中Na+浓度增大,则神经元的静息电位减小 C.突触间隙中的神经递质经主动运输穿过突触后膜而传 递兴奋 D.神经纤维接受刺激产生的兴奋以电信号的形式传导 D
解析:静息状态时神经元的细胞膜内外仍有离子进出,但不改变细胞膜内外的电位。组织液中Na+浓度增大,则神经元的静息电位增大。突触间隙中的神经递质刺激突触后膜上的受体完成兴奋的传递。神经纤维接受刺激产生的兴奋以电信号形式在神经纤维上传导,以化学信号形式在神经元之间传递。 答案:D
2.(2009·山东高考)重症肌无力是一种自身免疫性疾病,患者体内的自身抗体破坏了神经—肌肉突触后膜的受体蛋白。正确的治疗措施是 ( ) A.注射激素抑制抗体产生 B.注射神经递质提高传递效率 C.注射受体蛋白增加受体数量 D.注射淋巴因子增强免疫能力 A
解析:自身产生的抗体破坏了突触后膜受体蛋白的活性,所以感受不到相关信息,导致肌肉不能收缩,造成肌无力。治疗策略可以减少该抗体的产生,也可以适当减弱免疫能力。 答案:A
3.(2009·宁夏高考)下列对于神经兴奋的叙述,错误的是( ) A.兴奋部位细胞膜两侧的电位表现为膜内为正、膜外为负 B.神经细胞兴奋时细胞膜对Na+通透性增大 C.兴奋在反射弧中以神经冲动的方式双向传递 D.细胞膜内外K+、Na+分布不均匀是神经纤维兴奋传导 的基础 C
解析:受到一定强度的刺激时,钠离子通道打开,导致Na+大量内流,所以由外正内负转变为外负内正;兴奋在神经元之间的传导是通过突触完成的,只能单向传递,在神经纤维上可以(不一定)双向传导。 答案:C
C 4.(2009·上海高考)神经电位的测量装 置如右图所示,其中箭头表示施加 适宜刺激,阴影表示兴奋区域。用 记录仪记录A、B两电极之间的电位 差,结果如右侧曲线图。若将记录 仪的A、B两电极均置于膜外,其他 实验条件不变,则测量结果是( ) C
解析:当记录仪的A、B两极均置于膜外时,给予神经 纤维一定刺激,导致膜内外的电位发生改变,由外正 内负变为外负内正,当兴奋传递到A点时,A点的膜外 为负,与B点膜形成了电位差,导致出现局部电流,为 负电位;当兴奋传递至B点,A点膜外恢复为正电位,B 点膜外电位为负电位,形成局部电流,为正电位。 答案:C
5、离体神经纤维某一部分受到适当刺激时,受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化,产生神经冲动。图示该部位受刺激前后,膜两侧电位差的变化。 请回答: (1)图中a线段表示 电位;b点膜两侧的电位差为 ,此时Na+ (内、外)流。 静息 0mv 内 (2)神经冲动在离体神经纤维上以局部电流的方式双向传导,但在动物体内,神经冲动的传导方向是单向的,总是由胞体传向 。 (3)神经冲动在突触的传递受很多药物的影响。某药物能阻断突触传递,如果它对神经递质的合成、释放和降解(或再摄取)等都没有影响,那么导致神经冲动不能传递的原因可能是该药物影响了神经递质与 的结合。 轴突末梢 突触后膜上特异性受体
6.(2009·广东高考)如图所示,铁钉刺入某人的脚底,随即 她产生了一系列的反应。请回答问题。 (1)当铁钉刺入皮肤时,痛觉感受器可产生传向中枢的 。此人还未感觉到刺痛之前就有了抬脚缩腿反应,调节该反应的神经中枢位于部位 (①;②;③)。 (2)图中此人的反应是一系列神经调节的结果,参与此过程调节的神经中枢有多个,包括 及下丘脑。 (3)图中此人肾上腺素分泌增加,同时下丘脑的 分泌量也增加,使垂体的 分泌增多,从而促进肾上腺皮质激素分泌,协同调节血糖、血压以应对该紧急情况。 (4)此人脚底受伤后出现了红肿,医生担心她感染破伤风杆菌,立刻给她注射 进行应急免疫治疗。该方法属于 (A.非特异性免疫;B.特异性免疫)。
解析:(1)感受器接受刺激产生兴奋沿着传入神经向神经 中枢传导。未感觉到刺痛之前产生的抬脚缩腿反应为非 条件反射,其神经中枢为脊髓。(2)图中此人产生的反应 有痛觉,参与的神经中枢有大脑皮层、脊髓与下丘脑 等。(3)下丘脑分泌的激素为促激素释放激素,垂体分泌 的激素为促激素。(4)应急免疫治疗需要通过注射相应抗 体来实现,抗体参与特异性免疫。 答案:(1)兴奋 ① (2)大脑皮层、脊髓、脑干、小脑 (3)促肾上腺素释放激素 促肾上腺皮质激素 (4)破伤风抗毒血清(抗破伤风杆菌抗体或破伤风抗毒素) B