导图社区 高中生物选择性必修一 新人教版第2章神经调节
该思维导图大部分内容来自于锦城大同教育生物杨老师,现已从其助理获得授权,主要内容有新人教版高中生物选择性必修一 第二章神经调节的基础性知识点梳理。
编辑于2024-07-19 12:16:51第2章 神经调节
第1节 神经调节的结构基础
一、神经系统的基本结构
1.中枢神经系统
人的神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统两部分。中枢神经系统包括脑和脊髓。
(1)脑的组成及功能
①大脑:包括左右两个大脑半球,表面是大脑皮层;大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢。
②小脑:位于大脑的后下方,它能够协调运动,维持身体平衡。
③下丘脑:脑的重要组成部分,其中有体温调节中枢,水平衡调节中枢和血糖调节中枢等。还与生物节律(生物钟)的控制有关。
*同时也是渗透压感受器。
④脑干:是连接脊髓和脑其他部分的重要通路,有许多维持生命的必要中枢,如调节呼吸,心脏功能的基本活动中枢。
*脑干=延髓(内含呼吸感受器)+中脑+桥脑。
(2)脊髓
功能:传导和反射。
①脊髓:位于椎管内。是脑与躯干、内脏之间的联系通路,它是调节运动的低级中枢。
②灰质:神经元细胞体聚集处。
③白质:神经纤维聚集处。
(3)神经中枢
在中枢神经系统内,大量神经细胞聚集在一起,形成许多不同的神经中枢,分别负责调控某一特定的生理功能。如脊髓中的膝跳反射中枢、脑干中的呼吸中枢等。
2.外周神经系统
外周神经系统
(1)脑神经和脊神经
(2)躯体运动神经和内脏运动神经
躯体运动神经和内脏运动神经都属于传出神经,躯体运动神经支配奔跑等身体运动,内脏运动神经支配心跳、呼吸的变化等。
(3)自主神经系统
①概念:支配内脏、血管和腺体的传出神经,它们的活动不受意识支配。
②组成和功能:由交感神经和副交感神经两部分组成,它们的作用通常是相反的。
*都能促进唾液的分泌。
作用
*
只受交感神经支配的血管:脑血管,立毛肌血管,冠状血管等。
只受副交感神经支配:瞳孔括约肌(使瞳孔收缩),瞳孔开大肌(使瞳孔扩张)
③意义
交感神经和副交感神经对同一器官的作用,可以使机体对外界刺激做出更精确的反应,使机体更好地适应外界环境的变化。
二、组成神经系统的细胞
组成神经系统的细胞主要包括神经元和神经胶质细胞两大类。
1.神经元——神经系统结构和功能的基本单位
(1)神经元的基本结构
神经具有绝缘性。
(2)神经
许多神经集结成束,外面包有一层包膜,构成一条神经。
*神经元的分类
感觉神经元:又叫传入神经元,接受刺激,产生信息,并将其传至神经中枢。
中间神经元:连接感觉神经元和运动神经元。
运动神经元:又叫传出神经元,传导信息至效应器,支配肌肉或腺体等的活动。
2.神经胶质细胞
神经胶质细胞广泛分布于神经元之间,其数量是神经元数量的10~50倍,是对神经元起辅助作用的细胞,具有支持、保护、营养和修复神经元等多种功能。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。
在外周神经系统中,神经胶质细胞参与构成神经纤维表面的髓鞘。
第2节 神经调节的基本方式
一、反射与反射弧
1.反射——神经调节的基本方式
(1)概念: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。
(2)举例:缩手反射,眨眼反射。
2.反射弧——反射的结构基础
(1)组成
反射弧通常由感受器,传入神经,神经中枢,传出神经和效应器。
(2)各部分的结构特点及功能
*
连接脊椎与大脑皮层的“通路”称为上行传导束
功能:将我们躯干和四周接收到的刺激和兴奋传到大脑皮层形成感觉。
低级神经中枢受高级神经中枢的调控。
下行传导束:信息从上往下传递
神经元的形态
神经元的形态并不是固定的,不同功能神经元具有不同的形态,常见神经元的形态如图所示:
*
1.反射正常进行必需的两个条件
(1) 完整的反射弧:反射弧是在完整反射弧进行的活动,若反射弧结构不完整,进行适宜人为刺激,即使能够引起效应器的活动,也不属于反射。
反射弧结构完整且经过完整的反射弧。反例:直接刺激传出神经。
(2)适宜的刺激:反射的进行需要适宜的刺激,若刺激过强或过弱,都将导致反射活动无法进行。
2.不同反射所需神经元数量
缩手反射:3个。(含有中间神经元)
膝跳反射:2个。
3.兴奋
(1)概念:动物体或人体内的默写细胞或组织(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。
(2)传导
①可在反射弧中传导
刺激→感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器→反应。
②可在中枢神经系统中传导
脊髓的低级神经中枢→大脑皮层产生感觉。
二、非条件反射与条件反射
1.非条件反射
(1)概念:出生后无须训练就具有的反射,叫做非条件反射。
(2)实例:缩手反射和膝跳反射。
2.条件反射
(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叫条件反射。
(2)建立过程
(3)维持:需要非条件刺激的强化。
(4)消退
①原因:反复应用条件刺激而不给予非条件刺激。
②是指:条件反射的消退使动物获得了两个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。
(5)意义
①使机体具有更强的预见性灵活性和适应性。
②大大提高了动物应对复杂环境变化的能力。
*非条件反射与条件反射的区别和联系
第5节 人脑的高级功能
一、语言功能
1.大脑皮层的地位及功能
(1)地位:整个神经系统图中最高级的部位。
(2)功能
基本功能
感知外部世界
控制机体的反射活动
高级功能:语言、学习和记忆、情绪等。
2.大脑皮层的言语区
3.语言功能
(1)内容:语言功能是人脑特有的高级功能,它包括与语言、文字相关的全部智能活动,设计人类的听、说、读、写。
(2)大脑皮层的言语区受损伤后的症状
*
视觉性语言中枢≠视觉中枢,此区受损,患者仍有视觉,只是"看不懂"语言文字的含义
听觉性语言中枢≠听觉中枢,此区受损,患者仍有听觉,只是"听不懂"话的含义
(3)大多数人主导语言功能的区域在大脑的左半球,逻辑主要由左半球负责。大多数人的大脑右半球主要负责形象思维,如音乐、绘画、空间识别等。
二、学习,记忆
1.概念
(1)学习: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。如条件反射的建立是动物学习的过程。
(2)记忆:将获得的经验进行储存和再现的过程。
2.特点
学习和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。
3.基础
学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成。
4.人类记忆过程的四个阶段
(1)短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。短时记忆中的感觉性记忆又称瞬时记忆。
(2)长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。有些信息储存在第三级记忆中,成为永久记忆。
三、情绪
1.概念
人对环境所作出的反应。情绪也是大脑的高级功能之一。
2.抑郁与抑郁症
产生过程
*抗抑郁药的主要机理
抑郁症的主要病因是脑内的三种经典单胺类递质(5-羟色胺,去甲肾上腺素,多巴胺)相关功能失调。现在的抗抑郁药一般都是通过作用于突触处来影响神经系统的功能,例如被称为5-羟色胺再摄取抑制剂的药物,可选择性地抑制突触前膜对5-羟色胺的回收,使得突触间隙中5-羟色胺的浓度维持在一定水平,有利于神经系统的活动正常进行。
第4节 神经系统的分级调节
一、神经系统对躯体运动的分级调节
1.大脑
(1)结构
①大脑皮层:主要由神经元胞体及其树突构成的薄层结构。
②沟回(沟即为凹陷部分,回即为隆起部分):增加大脑的表面积。
(2)联系
大脑通过脑干与脊髓相连,大脑发出的指令,可以通过脑干传到脊髓。
2.大脑皮层的功能
脑表面分布着各种生命活动功能区,即神经中枢,大脑皮层是调节人体生理活动的最高级中枢。另外,比较重要的中枢由位于中央前回的躯体运动中枢,躯体感觉中枢、语言中枢、视觉中枢和听觉中枢。
*大脑的灰质与白质
3.大脑皮层与躯体运动的关系
(1)躯体运动中枢:位于大脑皮层的中央前回,又叫第一运动区。
(2)第一运动区与躯体运动的关系
①管理身体对侧骨骼肌的随意运动。
②躯体各部位的运动机能在大脑皮层第一运动区都有代表区。
③损伤表现:若第一运动区某部位受到损伤,则对侧机体相应部位运动功能出现障碍。
*
皮层代表区的位置与躯体各部分的关系大致是倒置的。下肢的代表区在第一运动区的顶部,头面部肌肉的代表区在底部,上肢的代表区则在两者之间。头面部肌肉代表区是正立的。
皮层代表区范围的大小与躯体的大小无关,而与躯体的精细程度有关,运动越精细且复杂的器官,其皮层代表区的面积越大。
对躯体运动的调节支配具有交叉交配的特征(头面部多为双侧性支配),一侧皮层代表区主要支配对侧躯体的肌肉。
4.躯体运动的分级调节
(1)脑中的相应高级中枢会发出指令对低级中枢进行不断调整。
(2)躯体的运动受大脑皮层以及脑干、小脑、脊髓等的共同调控。
*婴儿与成人走路的分级调节
二、神经系统对内脏活动的分级调节
神经系统对内脏活动的调节也是通过反射进行的,在中枢神经系统的不同部位,都存在着调节内脏活动的中枢。
1.排尿反射的分级调节
(1)低级中枢的调控:脊髓对膀胱扩大和缩小的控制的自主神经系统支配。副交感神经兴奋,会使膀胱缩小;交感神经兴奋,不会导致膀胱缩小。
(2)高级中枢的调控:人能有意识地控制排尿。是因为大脑皮层对脊髓进行着调控。
排尿反射的过程
2、其他内脏活动的分级调节
大脑皮层是许多低级中枢活动的高级调节者,它对各级中枢的活动起调整作用,这就使得自主神经系统并不完全自主。
脊髓是调节内脏活动的低级中枢,通过它可以完成简单的内脏反射活动,如排尿、排便、血管收缩等。
(2)脑干中有许多重要的调节内脏活动的基本中枢,如调节呼吸运动的中枢,调节心血管活动的中枢等。
(3)下丘脑是调节内脏活动的较高级中枢,可以调节体温水平衡、摄食等主要生理过程
第3节 神经冲动的产生和传导
一、兴奋在神经纤维上的传导
1.兴奋在神经纤维上的传导方式——电信号。
2.神经冲动的产生和传导
*具有相对不疲劳性
兴奋传导方向与膜内电流方向相同,与膜外电流方向相反。
*
1.兴奋的传导方向
(1)在离体神经纤维上,兴奋的传导是双向的,即刺激神经纤维中部的任何一点,兴奋沿神经纤维向两端同时传导。
(2)在生物体内反射过程中,神经冲动只能由感受器传致效应器,因此在生物体内反射弧上,兴奋的传导是单向的。
2.静息电位与动作电位的形成对K+,Na+的运输
(1)静息电位与动作电位形成的原因:
静息电位
产生原因:K+外流
电位表现:内负外正
动作电位
产生原因:Na+内流
电位表现:内正外负
(2)细胞外液中Na+,K+浓度变化对静息电位,动作电位的影响
Na+影响动作电位,K+影响静息电位
①当细胞外K+浓度上升后,细胞向K+向外扩散减少,从而引起静息电位(绝对值)变小。反之,静息电位(绝对值)增大。
②当细胞外Na+浓度上升后,Na+向细胞内的扩散量增加,从而使动作电位的峰值变大。反之,动作电位峰值变小。
3.电表测量膜电位的方法
将两个电极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
将两个电极均置于神经纤维膜的外侧
*
神经纤维上膜电位差变化曲线解读
1.ab段静息电位:K+顺浓度梯度外流→内负外正。
①通道蛋白参与,不消耗能量(被动运输)
②K+外流达到平衡时,膜内K+浓度仍高于膜外。
2.bc段动作电位形成过程:Na+顺浓度梯度内流。
①通道蛋白参与,不消耗能量(被动运输)
②先少量内流,继而大量内流。
3.c点:零电位,膜内外无电位差。
4.cd段动作电位形成过程:足量Na+内流至平衡,膜电位逆转→内正外负,d点对应动作电位峰值。
①Na+内流至平衡时,膜外Na+浓度高于膜内。
②峰值大小(以及bd段斜率)与膜内外Na+浓度差(Na+内流数量与速率)有关。
5.de段静息电位的恢复:K+顺浓度梯度外流(被动运输)
6.ef段:
①将此前内流的Na+泵出细胞,外流的K+泵入细胞,维持Na+浓度外高内低,K+浓度外低内高的状态;
②消耗ATP(主动运输)
整个过程中,Na+—K+泵始终发挥作用
二、兴奋在神经元之间的传递
1.突触小体
神经元的轴突末梢经过多次分支,最后每个小支末端膨大,呈杯状或球状,叫作突触小体。在突触小体内靠近突触前膜处含有大量的小泡(突触小泡),其内含有神经递质。
2.突触
(1)概念
突触小体与其他神经元的细胞体、树突等相接近,共同形成突触。
(2)结构组成
*突触类型
(1)根据结构划分
①轴突——细胞体型
②轴突——树突型
③轴突——轴突型
④神经末梢与肌肉或某些腺体的接触处也可称为突触。
(2)根据功能划分
兴奋性突触:使突触后神经元兴奋的突触。
抑制性突触:使突触后神经元抑制的突触。
3.神经递质
概念:神经细胞产生的一类特殊的化学物质
主要是小分子化合物,如:乙酰胆碱(主要为兴奋性)、多巴胺、谷氨酸、甘氨酸(主要为抑制性)、去甲肾上腺素和5-羟色胺等。
种类
兴奋性神经递质:其与突触后膜上的相关受体结合,可使突触后神经元兴奋。
Na+内流,动作电位
抑制性神经递质:其与突触后膜上的相关受体结合,可使突触后神经元抑制。
Cl-内流,强化静息电位
释放:依赖细胞膜的流动性,以胞吐的形式由突触前膜释放到突触间隙。
作用后去路
迅速被降解
被突触前膜回收(主动运输)
4.神经递质受体
神经递质受体的本质是蛋白质,能识别相应的神经递质并与之发生特异性结合。
5.兴奋通过突触的传递过程
*突触使下一个神经元兴奋或抑制,不仅取决于神经递质的种类,还取决于受体的类型
(1)传递过程
兴奋→轴突→突触小泡→突触前膜→(释放递质)→突触间隙→突触后膜→兴奋或抑制。
(2)信号转换:电信号→化学信号→电信号。
(3)传递特点
①单向传递:神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上。
②突触延隔:兴奋在突触处的传递比在神经纤维上的传导要慢。
*兴奋在神经纤维上传导在神经元之间传递的比较
三、滥用兴奋剂,吸毒品的危害
1.某些化学物质能作用于突触而对神经系统产生影响
化学物质往往作用于突触。有些物质能促进神经递质的合成和释放速率,有些会干扰神经递质与受体的结合,有些会影响分解神经递质的酶的活性。
2.兴奋剂与毒品
(1)兴奋剂
①概念:原是指能提高中枢神经系统机体活动的一类药物,如今是运动禁用药物的统称。
(2)毒品
②毒品(以可卡因为例)成瘾的原因
a.在正常的突触,多巴胺(一种兴奋性神经递质)发挥作用后,会被突触前膜上的转运蛋白回收。
b.毒品分子阻断重吸收,引起多巴胺对突触后膜过多的刺激。
c.多巴胺受体数目减少。
d.除去毒品后,突触变得不敏感,吸毒者必须服用可卡因来维持相关神经元的生理活动,造成上瘾。
四、传入神经和传出神经的判断方法
(1)根据是否具有神经节(C)判断:有神经节的是传入神经。
(2)根据脊髓灰质内突触结构判断:图示中与“—<”相连的为传入神经,与“●—”相连的为传出神经。
(3)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,与后角(狭窄部分)相连的为传入神经。
(4)切断实验法判断:若切断某一神经,刺激外周段(远离中枢的位置),肌肉不收缩,而刺激向中端(靠近中枢的位置),肌肉收缩,则切断的为传入神经,反之则为传出神经。
五、兴奋传导和传递过程中电流计指针偏转问题
(1)兴奋在神经纤维上传导时
①刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋→电表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点,b,d点同时兴奋→电表指针不偏转。
刺激c点,b点先兴奋,d点后兴奋→电表指针发生两次方向相反的偏转。
刺激c点→电表指针发生两次方向相反的偏转。
(2)兴奋在神经元之间传递时
①刺激a点,电表I,II指针均发生偏转。
②刺激b点,电表II指针发生偏转,电表I指针不发生偏转。
①刺激b点,a点先兴奋,d点后兴奋,电表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点,a点不兴奋,d点可兴奋,电表指针只发生一次偏转。
六、实验探究反射弧中兴奋的传导和传递
1.探究兴奋在神经纤维上的双向传导
方法设计:电刺激图中①处,观察A的反应,同时测量②处的电位有无变化。
结果分析:电刺激①处A有反应,若②处电位不改变→单向传导,若②处电位改变→双向传导。
2.探究兴奋在神经元之间的单向传递
方法设计:先电刺激图中①处,测量③处电位变化;再电刺激③处,测量①处的电位变化。
结果分析:①③都有电位变化→双向传递;只有①电位由变化→单向传递(且传递方向③→①)