高中生物新人教版选择性必修一第二章神经调节

此思维导图主要内容来自于锦城大同教育杨老师的网课，现在已经从其助理获得授权。主要包括生物选择性必修一第二章神经调节的内容。

第二章 神经调节

• 第一节 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、水平衡中枢、血糖调节中枢等，还与生物节律(生物钟)等的控制有关。
          • *同时也是渗透压感受器。
        • ④脑干：是连接脊髓和脑其它部分的重要通路，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。 *也被称为“活命中枢”。
      • (2)脊髓
        • 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
        • 脑神经
        • 脊神经
        • • 传入神经(感觉神经)
          • 传出神经(运动神经)
            • 躯体运动神经
            • 内脏运动神经
              • 交感神经
              • 副交感神经
      • (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，躯体运动神经鸡胚奔跑等身体运动，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，他们的活动不受意识支配。
        • ②组成：由交感神经和副交感神经两部分组成，他们的作用通常是相反的。
          • *特例→只受交感神经支配的血管：脑血管、冠状血管等；都能促进唾液的分泌。
        • ③功能
          • • (←图示)
              • 交感神经
                • 使瞳孔扩张
                • 使支气管扩张
                • 使心跳加快
                • 使血管收缩
                • 抑制肠胃蠕动
              • 副交感神经
                • 使瞳孔收缩
                • 使支气管收缩
                • 使心跳减慢
                • 促进肠胃蠕动
        • ④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，使机体更好地适应环境的变化。
  • 二、组成神经系统的细胞
    • 0.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
      • 地位：神经系统结构和功能的基本单位。
      • (1)神经元的基本结构
      • (2)神经
        • 许多神经纤维集结成束，外面包有一层包膜，构成一条神经。
      • *神经元的分类
        • 依据神经元的功能，可将其分为以下三种：
          • ①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。
          • ②中间神经元：连接感觉神经元和运动神经元。
          • ③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运动。
    • 2.神经胶质细胞
      • 神经胶质细胞广泛分布于神经元之间，其数量为神经元数量的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。
• 第二节 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
        • *
          • 连接脊椎和大脑皮层的“通路“，将信息从下往上传递的称为上行传导束。
            • 功能：将我们躯干和四周接受到的刺激和兴奋传导大脑皮层形成感觉。
          • 低级神经中枢受高级神经中枢调控。
          • 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。
            • 条件
              • 反射弧结构完整
              • 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。
          • (2)传导
            • ①可在反射弧中传导
              • 刺激→感受器→(兴奋)→传入神经→(兴奋)→神经中枢→(兴奋)→传出神经→(兴奋)→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→(兴奋)→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实质：条件反射的消退使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。
      • (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
• 第三节 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)
      • *
        • 1.兴奋的传导方向
          • 兴奋的传导方向与膜内电流方向相同，与膜外电流方向相反。
          • (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Kⁱ⁺、Naⁱ⁺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。
            • ①当细胞外K⁺浓度上升后，细胞内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
      • (1)将两个电极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧。
        • 图示
        • 结果
          • *电位差=膜内电位-膜外电位。
      • (2)将两个电极均置于神经纤维膜的外侧。
        • 图示
        • 结果
      • *神经纤维上膜电位差变化曲线解读
        • (1)ab端静息电位：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)
  • 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枝，最后每个小枝末端膨大，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成为突触。
        • (2)根据功能划分
          • ①兴奋性突触：使突触后神经元兴奋的突触。
          • ②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、多巴胺、谷氨酸、甘氨酸、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应受体结合，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应受体结合，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
        • 迅速被溶解
        • 被突触前膜回收
    • 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与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能活动的一类药物，如今是运动禁用药物的统称。
      • (2)毒品
        • ①毒品(以可卡因为例)成瘾的原因
          • a.在正常的突触下，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.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。
• 第五节 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，涉及人类听、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
        • 听觉型语言中枢≠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3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。
• 第四节 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：主要是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，大脑皮层时调节人体生理活动的最高级中枢。另外，比较重要的中枢有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、听觉中枢。
      • *大脑的灰质和白质
    • 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个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。
        • 皮层代表去范围的大小与躯体的大小无关，而与躯体运动的精细程度有关，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支配的特征(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)闹钟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由自主神经系统支配，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。
    • 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。
        • *并不完全受意识控制。
      • (1)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，如票鸟、排便、血管舒缩等。
      • (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。
• *第三节(补)有关体型的解法
  • 一、传播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：图示中与分叉端相连的为传入神经，与端点段相连的为传出神经。
    • (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，而刺激向中段(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。
  • 二、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。
  • 三、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由反应，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处电位有变化→单向传递(且传递方向③→①)。