人教版新课标高中生物必修三教材知识点解析(通过神经系统的调节)

［教材优化全析］全析提示一、神经调节的基本方式和结构基础1.反射反射是神经调节的基本方式。动物机体在中枢神经系统的参与下，对内、外环境变化产生的适应性反应，称为反射。2.反射类型：非条件反射和条件反射非条件反射是生来就有的、比较固定的反射。在非条件反射中，刺激性质与反应之间的因果关系，是由种族遗传因素决定的。条件反射是建立在非条件反射基础之上的，是人或高等动物个体在生活过程中根据个体所处的生活条件而建立起来的，因而刺激性质与反应之间的关系不是固定的，而是后天获得的，也是灵活多变的。神经冲动的产生和传导是重点，也是难点。3.反射的结构基础反射弧是反射的结构基础。反射弧的完整性是完成反射的前提条件。通常构成反射弧的五个环节是：感受器传入神经反射中枢传出神经效应器（神经中枢的活动可以通过神经纤维直接作用于效应器）。生活揭谜二、兴奋的产生和传导（一）可兴奋细胞在受刺激时能出现动作电位的组织，称为可兴奋组织；只有组织产生了动作电位，我们才能说组织产生了兴奋。神经细胞、肌肉细胞、腺体细胞等都可产生兴奋。（二）生物电图2－1－1观察猜想能出现动作电位的组织，都可称为可兴奋组织。（三）兴奋产生机制1.静息电位和K+平衡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.动作电位和Na+平衡电位当可兴奋细胞受到刺激时，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.动作电位的恢复膜电位变化的三步曲：钾离子通过钾离子通道（自由扩散）外流形成静息电位；钠离子通过钠离子通道（自由扩散）内流形成动作电位；通过Na+—K+泵，细胞排钠保钾（主动运输），再恢复到静息电位。（四）兴奋的传导1.兴奋在同一细胞上的传导动作电位是在受刺激部位产生的，即产生在膜的局部区域，则在产生动作电位两侧都为静息电位。由于膜两侧的溶液都是导电的，于是在已兴奋的神经段和与它相邻的未兴奋的神经段之间，将由于电位差的存在而有电荷移动，这称为局部电流。运动方向为：膜外有正电荷由未兴奋段移向已兴奋段，膜内则相反。思维拓展兴奋传导是以动作电位的形式传导。弯箭头表示膜内外局部电流的流动方向，下方直箭头表示冲动传导方向。A.静息时；B.发生兴奋后；C.传导过程中图2－1－2表示神经纤维传导机制的模式图全析提示条件反射与非条件反射相比较，一般条件反射经历的神经元多，并且传导需要时间也长。2.细胞间的信息传递（1）突触。神经元轴突的末端分为许多小分支，各小分支的末端膨大（称为突触小体），与其他神经元的胞体或树突相联系，形成了突触这种结构。脊椎动物神经系统常见的突触，如图2－1－3所示，两个神经元膜之间有一个宽约20～50nm的缝隙。缝隙的前后两膜分别是突触前膜和突触后膜，缝隙的存在使神经冲动不能直接通过，只有在神经递质的参与下才能把神经冲动从突触前膜传递到突触后膜。神经递质的种类很多，最普遍的是乙酰胆碱。在显微镜下观察突触，会发现在突触前膜内有很多小泡，大概有上千个。我们称之为突触小泡。在突触小泡中含有神经递质分子。兴奋在神经元之间信号传递经历了：电信号化学信号电信号。图2－1－3突触前膜中的突触小泡，内含神经递质（乙酰胆碱）（2）神经递质指通过突触联系作用于效应细胞的传递物质，它的作用时间快速而短暂，作用于受体后主要引致离子通道的开放，从而产生兴奋或抑制效应。主要有乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、氨基酸类（谷氨酸、甘氨酸、天冬氨酸等）、一氧化氮。神经递质发挥作用后，有的被有关的酶水解而失活，如乙酰胆碱；也有的大部分被突触前膜重新摄取而重新加以利用，如去甲肾上腺素。神经调节物中最令人产生兴趣的是内啡肽，它有缓解疼痛、振奋情绪的作用，和吗啡、海洛因等的效力相同。现在认为，内啡肽与这些止痛药都是与同样的受体结合而引起同样的效果。但是，吗啡等制剂与受体结合后产生负反馈，减少内啡肽的产生，对这些制剂依赖成瘾。生活揭谜毒品既有害于身体，也具有心理作用，因此我们要远离毒品！用科学知识武装头脑，才能更好的生活！（3）神经元之间不是单线相连，而是多线连接成错综复杂的网络。每一个神经元总是和多个神经元相连。一个中间神经元，一方面和多个神经元的轴突形成很多突触（高等动物可形成100～10000个突触），另一方面又以自身轴突的多个分支和多个神经元（中间神经元和运动神经元）的细胞体和树突形成多个突触。一般来说，一个突触前细胞的刺激量不足以引起突触后细胞的反应，即不足以产生足够的递质，使突触后细胞膜的极性发生逆转。只有在几个突触细胞的共同刺激下，使多个突触都产生递质，这些递质的作用总和才能使突触后细胞兴奋。一个突触后细胞可同时与几个突触前细胞分别连成兴奋性和抑制性两种突触。这两种突触的作用可互相抵消。如果抑制性突触发生作用，那就需要更强的兴奋性刺激才能使突触后细胞发生兴奋反应。综上所述可知，突触在神经系统正常活动中起着十分重要的调节控制作用，神经冲动传导的速度以及传导途径都要受突触控制。例如，我们常说“熟能生巧”，这可从突触生理性质的变化方面来解释：学习或学做一件事时，不断地实践、练习，使神经通路中出现阻力减少的突触，神经通路畅通，于是就“巧”了。要点提炼神经递质有的起兴奋作用，有的起抑制作用！有时农药中毒是由于导致胆碱酯酶失活，从而导致乙酰胆碱不能被及时分解。（4）递质只存在于突触前膜内的突触小体内，只能由突思维拓展触前膜释放，然后作用于突触后膜上，使后一个神经元发生兴奋或抑制，所以神经元之间兴奋的传递只能是单方向的，就是说兴奋只能从一个神经元的轴突传递给另一个神经元的细胞体或树突，而不能按相反的方向传递。思维拓展搔扒反射需要脊蛙，但刚刚获得的脊蛙却不能进行，是由于脊蛙休克造成的。五、神经系统的反馈联系与工程技术上的自动调节系统人脑这个重约1.35kg的器官是生物界，甚至是地球上最高水平的器官或物体，它的活动不但维持了人体的内稳态，并且是思想意识、记忆、学习等复杂行为的发源地。17世纪，笛卡儿（R.Descartes）把人脑比做机器，但直到现在，没有一件机器比得上人脑。计算机日新月异，但计算机贮存的信息量远远不能和人脑相比。有人把人脑和全息摄影相比，这种功能上的比较无助于了解脑的活动机制，只说明我们对于脑的生物学知道得太少，还需要进行深入认真地研究。图2－1－4自动调节系统图2－1－5神经系统的反馈调节感悟心得电脑和人脑在基本调节途径上相似。人脑具有反馈调节机制！再复杂的电脑程序也需要人设计，因此电脑代替不了人！六、神经系统的分级调节神经系统分为中枢神经系统和周围神经系统。中枢神经系统包括脊髓和脑两部分。脑由大脑、间脑、中脑、脑桥、延髓和小脑几部分。间脑、中脑、脑桥、延髓合称脑干。从神经系统的演化来看，神经系统是在动物进化过程中逐渐演变发展而来的。它经历了没有特殊分化的神经组织，只是依靠原生质传导刺激的单细胞动物，到初现神经组织的腔肠动物的网状神经系统，再由分散的网状神经系统阶段进化为扁虫的梯形、环节动物的链状神经系统，进而到脊索动物出现中空的管状神经系统。从中枢神经系统的功能看，各部分结构都能执行独自的功能，但大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢。从中枢神经系统的分布部位看，各部分结构都有自己的分布部位。故一般来说，位于脊髓的低级中枢受脑中相应的高级中枢的调控，这样，相应器官、系统的生理活动，就能进行得有条不紊和精确。生活揭谜高截位瘫痪病人出现尿失禁，是由于失去了大脑皮层排尿中枢的控制。思维拓展尿的产生是连续的，而排出却是间断的。七、学习和记忆什么是记忆和学习呢？通过对结构比较简单的无脊椎动物的研究已经获得了一些有关记忆和学习的资料，如果蝇和海兔的实验。但这些资料正好说明我们对记忆和学习知道得太少了。学习可能引起神经通路发生变化。不断学习，不断使用这个通路，使通路中各突触的阻力不断减小，结果通路畅通，这也许就是记忆的机制。背诵一篇文章要反复读，正是在一再减少突触的阻力。学习和记忆涉及贮存信息和提取信息的过程。反复诵读，以及前面讲过的反复电刺激蚯蚓都是在贮存信息。背诵则是在提取信息。上述几个实验说明，人脑贮存的“记忆”远比在正常情况下所使用的要多。似乎人一生所经历的一切都是归入“档案”的，这些“入档”的信息有的随时都在使用，有的则长期保存，很少使用。信息以什么方式贮存？是在神经元还是在突触？神经胶质细胞是不是也参与了？这些都是仍在研究的问题。用迷宫训练大鼠，如果在大鼠学会并记住了顺利走出迷宫的道路后，切除它的大脑皮质，记忆就要消退。不论切除的是大脑皮质的哪一部分，总是切除的多，记忆消退的多；切除的少，记忆消退的也少。因此，记忆似乎不是贮存在大脑的某一确定部分，而是广泛存在于皮质各处的，可能就是在神经元以及由神经元组成的、包括突触在内的通路之中的。为什么有些早已被忘得一干二净的琐事一经电刺激或催眠，又能被回忆起来呢？这也是很难解释的。也许是因为提取这些信息的途径被遗忘了。正如我们在运用计算机时，我们的确贮存了一些数据，却提取不出来了。此外，我们知道，RNA是能携带大量遗传信息的分子，而神经元中RNA的含量却是一切细胞之冠，并且神经元的活动能够改变RNA的含量。这些似乎都表明，RNA在大脑的记忆功能上可能有重要作用。也许记忆的信息就是在神经元的RNA分子中编码的。RNA分子是可以转译为蛋白质的。给小鼠脑注射一种有抑制蛋白质合成的抗生素，嘌呤霉素（puromycin），小鼠仍然记忆过去的所学，但却不能学习新的活动，即不能增加新的记忆。这似乎说明，没有新的蛋白质合成，就不能产生新的记忆。可能蛋白质对于大脑的记忆起着比RNA更为直接的作用。这一方面的研究方兴未艾，也许不久的将来将能有所突破。总之，像记忆和学习这样复杂的过程，大脑无疑是起着主导的作用的，但脑的其他部分，如边缘系统和小脑等也都不同程度地参与。科学实验有如下结论：我们把同学分为三