高中生物第2章动物和人体生命活动的调节第1节通过神经系统的调节课件新人教版必修3

第二章 动物和人体生命活动的调节 一般来说 现在人的平均寿命是70多岁 55岁以上的人就称为老人了 但是 根据科学家研究 一个人全身的细胞总数约有100万亿个 这些细胞从胚胎开始 平均每2 4年分裂一次 分裂50次以后便自行衰亡 照这样计算 人的寿命应为120岁 在我国历史上就有过150岁老人的记载 而根据 吉尼斯世界之最大全 世界上享年最高的老寿星是日本国鹿儿岛县的泉重千代 活了120岁零237天 人的生命活动靠什么来调节呢 趣味导学 本章概述 本章内容包括 通过神经系统的调节 通过激素的调节 神经调节与体液调节的关系 和 免疫调节 四部分 本章内容是从个体水平上来阐述稳态的维持的 本书第1章 人体的内环境与稳态 是学习本章的基础 而第4章 种群和群落 第5章 生态系统及其稳定性 则是从种群 群落和生态系统层次上阐述稳态及其维持的 本章内容和后续几章共同组成多层次生命系统的稳态 调节以及稳态与环境的关系的内容 是一个整体 学法指导 1 反射和反射弧的知识内容要与初中的相结合 从静息时 兴奋时 传导中三方面掌握相应的膜内外电位和兴奋传导方向与膜内外局部电流方向的关系 结合必修1的知识理解神经递质的释放过程 2 结合初中知识和社会生活经验 着重理解血糖平衡的调节和甲状腺激素分泌的分级调节 在此基础上结合相关激素在血液中的含量以及调节作用和作用部位 来理解激素调节的特点与作用机理 3 体温调节和水盐平衡调节的学习中要善于从图形图解中提取信息进行分析归纳 比较寒冷环境和炎热环境中体温调节的不同 细胞外液渗透压升高与细胞外液渗透压降低时抗利尿激素分泌 释放和尿量的变化 4 要联系身边的免疫学知识来了解免疫的种类和人体的三道防线 注意将体液免疫和细胞免疫的过程归纳为图解 比较其中的共同之处和不同之处 列举出能识别抗原的细胞 不同免疫细胞的作用等 结合实例分析来领悟免疫失调引起的疾病种类与预防 第1节通过神经系统的调节 自主学习 一 神经调节的结构基础和反射1 反射 1 概念 在 参与下 动物体或人体对 变化作出的 它是神经调节的 2 结构基础 中枢神经系统 内外环境 规律性应答 基本方式 反射弧 2 反射弧 1 写出图中各数字表示的结构 2 图中 的组成 传出神经末梢和它所支配的 等 3 写出兴奋在反射弧上传导的过程 填写序号 感受器 传入神经 神经中枢 传出神经 效应器 肌肉或腺体 组织或细胞 静止 显著活跃 二 兴奋在神经纤维上的传导1 传导形式 兴奋在神经纤维上以 的形式传导 2 电位变化 图中A代表静息电位 由于 外流 膜电位为 图中B代表动作电位 由于 内流 膜电位为 电信号 K 内负外正 Na 内正外负 电位差 未兴奋部位 兴奋部位 兴奋部位 未兴奋部位 双向传导 三 兴奋在神经元之间的传递1 突触结构 神经递质 突触间隙 单向传递 突触小泡 突触后膜 大脑 脑干 小脑 脊髓 各不相同 相互联系 脊髓 脑 五 人脑的高级功能1 是整个神经系统的最高级部位 它除了有对外部世界的感知以及控制机体的反射活动外 还具有 学习 记忆和 等方面的高级功能 2 大脑皮层言语区的划分 大脑皮层 语言 思维 不能讲话 不能听懂话 不能看懂文字 不能写字 1 如图为一反射弧示意图 请思考 若把2所示的结构切断 刺激断口的哪一侧效应器会作出反应 提示 图中1 5依次为感受器 传入神经 神经中枢 传出神经 效应器 若将2切断 则刺激断口的左侧 近中枢侧 时效应器会作出反应 思考 2 神经递质分泌到突触间隙中是哪种运输方式 体现了细胞膜的什么特点 提示 胞吐 体现了细胞膜具有一定的流动性 新知解读 1 神经元 1 概念 神经元是神经系统的结构和功能的基本单位 即神经细胞 神经元具有特定的形态和功能 神经元的结构示意图如图所示 知识点1神经调节的结构基础和反射 Y 2 反射 1 反射是神经调节的基本方式 2 反射的两种类型 非条件反射和条件反射 非条件反射 通过遗传而获得的先天性反射 如膝跳反射 条件反射 在生活过程中通过训练逐渐形成的后天性反射 如望梅止渴 1 单细胞动物没有神经系统 故无反射 仅具有应激性 如草履虫 2 反射必须在神经中枢的参与下才能完成 知识贴士 3 反射弧完成反射活动的结构基础是反射弧 反射弧的组成及各部分功能 1 反射的发生必须具备的两个条件 1 有效的刺激 2 完整的反射弧 2 传入神经的判断方法 1 有神经节的为传入神经 如图1 2 灰质在横切面上呈 H 形 每侧灰质前部扩大 称为前角 后部狭细 称为后角 与前角相连的为传出神经 与后角相连的为传入神经 如图2 知识贴士 3 切断实验法 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 右图表示人体的某反射弧模式图 请据图判断 下列叙述正确的是 A 该图中 是神经中枢 是传出神经 是传入神经B 刺激 时 会产生具体效应的结构是 C 结构 在组成上包括传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体D 切断 刺激 时 会产生具体效应的结构是 X 典例1 C 解析 根据题意 该图表示反射弧的模式图 可以判定 表示神经中枢 表示传入神经 表示传出神经 表示效应器 表示感受器 刺激 时 效应器会产生具体效应 效应器包括传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体 切断 由于反射弧不完整 刺激 时 效应器不会产生效应 迁移应用1 右图为某一神经冲动传递过程的简图 若在P点给予适宜强度的刺激 其中甲为肌肉 则下列叙述正确的是 A 图中共有3个神经元 乙为效应器B 图中乙是感受器 甲属于效应器C 刺激后神经冲动的方向为丁 戊 乙D 肌肉将发生收缩 该反应称为反射 解析 本题的易错之处是不能根据突触的形态 判断感受器和效应器 图中共显示三个神经元 根据突触的结构可知甲是效应器 乙是感受器 P点受到刺激后 兴奋将沿丙传到甲 甲会发生收缩 由于没有经过完整的反射弧 该反应不属于反射 B 1 神经冲动兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的 这种电信号也叫做神经冲动 2 兴奋在神经纤维上的传导 1 传导过程局部电流依次在兴奋部位和未兴奋部位进行下去 兴奋沿神经纤维传导 2 传导特点 双向传导 即刺激神经纤维上的任何一点 所产生的神经冲动可沿神经纤维向两侧同时传导 知识点2兴奋在神经纤维上的传导 Y 3 兴奋在神经纤维上的传导方向与局部电流方向的关系 在膜外 局部电流的方向与兴奋传导方向相反 在膜内 局部电流的方向与兴奋传导方向相同 提示 兴奋在神经纤维上传导的易错点 1 神经纤维上兴奋的产生主要是Na 内流的结果 Na 的内流需要膜载体 离子通道 同时是从高浓度到低浓度 故属于协助扩散 同理 神经纤维上静息电位的产生过程 K 的外流也属于协助扩散 2 兴奋在神经纤维上以局部电流或电信号的形式传导 3 离体和生物体内神经纤维上兴奋传导的差别 离体神经纤维上兴奋的传导是双向的 在生物体内 神经纤维上的神经冲动只能来自感受器 因此在生物体内 兴奋在神经纤维上是单向传导的 4 CD段指恢复静息电位的过程 DE段指静息电位 这段时间K 通道打开 膜电位恢复为内负外正 知识贴士 电位变化曲线解读1 在刺激之前为静息电位 内负外正 K 通道开放 2 AB段及BC段都为动作电位 Na 通道开放 膜电位变为内正外负 3 B点代表的是零电位 电位变化曲线解读1 在刺激之前为静息电位 内负外正 K 通道开放 2 AB段及BC段都为动作电位 Na 通道开放 膜电位变为内正外负 3 B点代表的是零电位 4 CD段指恢复静息电位的过程 DE段指静息电位 这段时间K 通道打开 膜电位恢复为内负外正 2017 江苏南京期中 在一条离体的神经纤维中段给予适宜的电刺激 使其兴奋 下图正确表示兴奋传导的是 X 典例2 C 解析 静息时 膜两侧的电位表现为内负外正 受刺激部位产生兴奋时 膜两侧电位发生逆转 由内负外正变为内正外负 在刺激部位与未刺激部位发生电位差 产生局部电流 在神经纤维上 兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向一致 答案为C项 迁移应用2 2017 河北衡水冀州中学期中 下列能正确表示神经纤维受刺激后刺激点膜电位由兴奋状态恢复为静息状态的过程的是 A B C D 解析 由题图可知 表现为外正内负 是静息电位 表现为外负内正 是动作电位 因此神经纤维受刺激后 刺激点膜电位由动作电位恢复为静息电位的过程是 A 1 突触 1 概念 突触小体与其他神经元的细胞体 树突等相接触 共同形成突触 2 突触的结构 如图所示 知识点3兴奋在神经元之间的传递 Y 2 兴奋在突触中传递过程 突触小泡的形成与高尔基体密切相关 突触间隙中的液体是组织液 突触小泡释放的神经递质 乙酰胆碱 单胺类物质 氨基酸类物质等 3 神经递质神经递质是神经细胞产生的一种化学信息物质 对有相应受体的神经细胞产生特异性反应 兴奋或抑制 1 概念 神经递质是神经细胞产生的一种化学物质 使有相应受体的神经细胞产生特异性反应 兴奋或抑制 2 供体 轴突末端突触小体内的突触小泡 3 传递 突触前膜 突触间隙 突触后膜 4 受体 与突触小体相邻的另一神经元的树突膜或细胞体膜上的糖蛋白 5 作用 使另一个神经元兴奋或抑制 6 种类 包括兴奋性递质 如乙酰胆碱等 和抑制性递质 如谷氨酸等 4 突触传递的特点 1 特点 单向传递 即只能从一个神经元的轴突传到下一个神经元的细胞体或树突 2 原因 神经递质仅存在于突触前膜的突触小泡中 只能由突触前膜释放 作用于突触后膜 使下一个神经元兴奋或抑制 1 在特定的情况下 突触释放的神经递质也能使肌肉收缩和某些腺体分泌 2 突触小体 突触 1 组成不同 突触小体是上一个神经元轴突末端膨大部分 其上的膜构成突触前膜 是突触的一部分 突触由两个神经元构成 包括突触前膜 突触间隙和突触后膜 2 信号转变不同 在突触小体上的信号转变为电信号 化学信号 在突触间完成的信号转变为电信号 化学信号 电信号 知识贴士 X 典例3 在如图A B两神经元结构中 用微电极分别刺激b c处时 下列叙述错误的是 A 刺激b点 B神经元上的电位由 外正内负 变为 内正外负 B 刺激c点 A神经上的电位不变C 刺激b点 灵敏电流计发生两次方向相反的偏转D 两神经元之间传递兴奋时经化学信号 电信号 化学信号的转化过程 D 解析 由于兴奋在神经元之间的传递是单向的 故兴奋只能由A神经元传到B神经元 而不能倒传 刺激b点 兴奋可以传到B神经元 B神经元的电位会由 外正内负 变为 内正外负 灵敏电流计会发生两次方向相反的偏转 刺激c点 兴奋不能传递到A神经元上 两神经元之间兴奋传递时经电信号 化学信号 电信号的转化过程 迁移应用3 2017 辽宁葫芦岛五校协作体模拟 下图为一突触的结构模式图 下列相关叙述正确的是 A 刺激b点 bc段膜外电流方向为b cB 刺激b点 c d同时兴奋C 刺激b点 a c均会兴奋D 刺激b点 必定会引起B神经元的兴奋 解析 刺激b点 bc段膜外电流方向为c b A项错误 刺激b点 兴奋先传至c 再传至d 因此c d不同时兴奋 d也可能不兴奋 B项错误 分析题图可知 a b c在同一神经元上 因此刺激b点 a c均会兴奋 C项正确 刺激b会引起B神经元的兴奋或抑制 D项错误 C 1 中枢神经系统的组成及功能 知识点4神经系统的分级调节和人脑的高级功能 Y 2 人类大脑皮层的言语区 3 学习和记忆 概念 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 记忆则是将获得的经验进行贮存和再现 短期记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关 尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关 长期记忆与新突触的建立有关 学习和记忆的基础 脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成 提示 听觉性语言中枢 H区 听觉中枢 视觉性语言中枢 V区 视觉中枢 语言中枢主要强调对 语言文字 的理解与领会能力 这是人类所特有的功能 而不仅仅是 听到 或 看到 下列关于神经系统的分级调节的叙述 正确的是 A 中枢神经系统中的不同神经中枢分别负责调控某一特定的生理功能B 脑干中有许多维持生命活动必要的中枢 还与生物节律的控制有关C 饮酒过量的人表现为语无伦次 与此生理功能相对应的结构是小脑D 成年人有意识地 憋尿 说明排尿活动只受高级中枢的调控 解析 下丘脑与生物节律的控制有关 语无伦次是大脑皮层受到影响 控制排尿的低级中枢在脊髓 X 典例4 A 迁移应用4 2017 湖北武汉部分学校联考 下列实例能够说明神经系统中的高级中枢对低级中枢有控制作用的是 A 针刺指尖引起缩手反射B 短期记忆的多次重复可形成长期记忆C 大脑皮层语言H区损伤 导致人不能听懂别人讲话D 意识丧失的病人能排尿但不能控制 意识恢复后可控制 D 解析 本题考查神经系统的分级调节和人脑的高级功能 缩手反射的神经中枢在脊髓 针刺指尖可以不经过大脑皮层直接引起缩手反射 A项错误 与记忆相关的神经中枢在大脑皮层 短期记忆经过重复形成长期记忆并不能说明高级中枢对低级中枢有控制作用 B项错误 大脑皮层语言区损伤而导致人不能听懂别人讲话 并未涉及低级中枢的作用 C项错误 排尿中枢在脊髓 但受大脑皮层控制 D项正确 知识构建 问题释疑 一 思考讨论11 神经元包括细胞体和突起两部分 突起一般又可分为树突和轴突两种 神经元的长的突起外表大都套有一层鞘 组成神经纤维 许多神经纤维集结成束 外面包着由结缔组织形成的膜 构成一条神经 2 反射弧一般都包括五个部分 感受器 传入神经 神经中枢 传出神经和效应器 3 不能 至少需要两个 如膝跳反射等单突触反射的传入神经纤维经背根进入中枢 即脊髓 后 直达腹根与运动神经元发生突触联系 而绝大多数的反射活动都是多突触反射 也就是需要三个或三个以上的神经元参与 而且反射活动越复杂 参与的神经元越多 4 蛙的搔扒反射有脊髓的参与 人的膝跳反射 排尿反射 排便反射等也都有脊髓参与 二 思考讨论2很明显 由于突触间隙的存在 兴奋在神经元之间不能以神经冲动的形式进行传递 而是通过神经递质与特异性受体相结合的形式使兴奋传递下去的 三 资料分析1 成人和婴儿控制排尿的初级中枢都在脊髓 但它受大脑控制 婴儿因大脑的发育尚未完善 对排尿的控制能力较弱 所以排尿次数多 而且容易发生夜间遗尿现象 2 是控制排尿的高级中枢 也就是大脑出现了问题 3 这些例子说明低级中枢受相应的高级中枢的调控 四 思考讨论3可能是H区出现了问题 五 旁栏思考题提示 记忆必须加以巩固才能持久 巩固的方法是复习 通过各种感觉器官进入人脑的信息量非常大 据估计仅有1 的信息能被较长期地记忆 大部分都将被遗忘 能被长期贮存的信息是反复被运用的 通过反复运用 信息在短期记忆中循环 从而延长信息在其中的停留时间 这样就使这些信息更容易转入长期记忆 指点迷津 一 反射弧中传入神经和传出神经的判断 规律方法 1 根据是否具有神经节 C 有神经节的是传入神经 2 根据脊髓灰质内突触 D 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 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 如图为某反射弧的部分模式图 虚线框中代表神经中枢 下列叙述正确的是 典例5 B 解析 A项 根据突触结构简图 判断出a端与感受器相连接 b端与效应器相连接 B项 c为突触间隙 c处的液体是组织液 其理化性质的改变影响递质的扩散 从而影响兴奋的传递 C项 只做了一组实验 不能证明兴奋在神经元之间的传递是单向的 应该再补充一组 刺激e点 测d点电位变化的实验 才能证明兴奋的传递是否是单向的 D项 把某药物放在c处 刺激e点 d处没有电位变化 不能说明该药物对兴奋在神经元之间的传递有阻断作用 即使没有c处的药物作用 由于兴奋在突触处只能单向传递 d处也没有电位变化 故选B 二 指针偏转类问题分析 拓展点 1 指针偏转的条件 两电极间存在电位差 2 指针偏转的方向 指针偏转的方向与电流的流向的关系的确定 要依据题中条件 一般指针偏转的方向与电流的流向相同 如图所示 电流的方向是由电极的正电位流向负电位 因此判断指针偏转的方向 其实就是判断哪个电极是相对的负电位 指针就向该电极侧偏转 3 指针偏转的次数 指针偏转到复位为一次偏转 对应两电极之间从产生电位差到电位差为零这一过程 一次刺激过程往往发生两次方向相反的偏转 如图 1 所示 刺激c点时 电流同时传到两个电极处 由于没有电位差 指针不偏转 刺激a点时 因为兴奋传至两电极所需时间不同 电极近a侧 即b侧 为负电位时 远a侧 即d侧 仍为正电位 指针偏转一次 然后电极近a侧 即b侧 恢复为正电位 电流传到远a侧 即d侧 为负电位 指针又发生一次方向相反的偏转 所以指针会出现两次偏转 如图是一个反射弧的部分结构示意图 甲 乙表示连接在神经纤维上的电流表 当在A点施加一定的电流刺激时 甲 乙电流表的指针发生的变化正确的是 A 甲 乙都发生两次方向相反的偏转B 甲发生两次方向相反的偏转 乙不偏转C 甲不偏转 乙发生两次方向相反的偏转D 甲发生一次偏转 乙不偏转 解析 在A点施加一定的电流刺激 兴奋可向两边传导 但突触结构决定了兴奋不能传递至右侧的神经元 故甲发生一次偏转 乙不偏转 故选D 典例6 D D 解析 神经递质与受体结合不需要能量 A项错误 兴奋传来时 膜电位由内负外正转变为内正外负 B项错误 神经递质在突触前膜释放的方式是胞吐 C项错误 突触后膜的膜电位变化与膜的选择透过性有关 D项正确 2 2017 海南卷 13 下列与人体神经调节有关的叙述 错误的是 A 缺氧不影响肽类神经递质的合成与释放B 肌肉细胞的细胞膜上有神经递质的受体C 神经纤维上的电信号可引起突触前膜释放神经递质D 神经递质可将突触前神经元的兴奋传递给突触后神经元 A 解析 肽类神经递质的合成和释放需要能量 缺氧能通过影响有氧呼吸过程而影响到细胞中能量的产生 A错误 传出神经和其支配的肌肉之间通过突触相连接 肌肉细胞的细胞膜上有神经递质的受体 B正确 当兴奋沿轴突传到突触时 突触前膜的电位发生改变 突触小泡就向突触前膜移动 与突触前膜接触融合后就将递质释放到突触间隙里 递质与突触后膜上的特异性受体结合 使后一个神经元兴奋或抑制 这样就使兴奋从一个神经元传到另一个神经元 C D正确 3 2017 北京卷 29 学习 记忆是动物适应环境 使个体得到发展的重要功能 通过电刺激实验 发现学习 记忆功能与高等动物的海马脑区 H区 密切相关 1 在小鼠H区的传入纤维上施加单次强刺激 传入纤维末梢释放的 作用于突触后膜的相关受体 突触后膜出现一个膜电位变化 2 如果在H区的传入纤维上施加100次 秒 持续1秒的强刺激 HFS 在刺激后几小时之内 只要再施加单次强刺激 突触后膜的电位变化都会比未受过HFS处理时高2 3倍 研究者认为是HFS使H区神经细胞产生了 记忆 下图为这一现象可能的机制 神经递质 如图所示 突触后膜上的N受体被激活后 Ca2 会以 方式进入胞内 Ca2 与 共同作用 使C酶的 发生改变 C酶被激活 易化扩散 协助扩散 钙调蛋白 空间结构 3 为验证图中所示机制 研究者开展了大量工作 如 对小鼠H区传入纤维施加HFS 休息30分钟后 检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化 而细胞膜上的A受体数量明显增加 该结果为图中的 填图中序号 过程提供了实验证据 图中A受体胞内肽段 T 被C酶磷酸化后 A受体活性增强 为证实A受体的磷酸化位点位于T上 需将一种短肽导入H区神经细胞内 以干扰C酶对T的磷酸化 其中 实验组和对照组所用短肽分别应与T的氨基酸 A 数目不同序列不同B 数目相同序列相反C 数目相同序列相同 C B 为验证T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的 记忆 这一假设 将T的磷酸化位点发生突变的一组小鼠 用HFS处理H区传入纤维 30分钟后检测H区神经细胞突触后膜A受体能否磷酸化 请评价该实验方案并加以完善 4 图中内容从 水平揭示了学习 记忆的一种可能机制 为后续研究提供了理论基础 该实验方案存在两处缺陷 第一 应补充一组对未突变小鼠同样处理的对照实验 第二 应补充施加HFS后检测和比较以上两组小鼠突触后膜电位变化的实验 细胞和分子 解析 1 传入纤维末梢释放的神经递质作用于突触后膜的相关受体 使突触后膜