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文档简介
初中八年级科学(浙教版)神经调节核心知识清单
一、神经系统的基本结构与功能
(一)神经系统的组成层次【基础】【必会】
人体神经系统是一个高度复杂且有序的网络,其组成可以清晰地划分为中枢神经系统和周围神经系统两大部分。中枢神经系统是调控中心,包括脑和脊髓,分别位于颅腔和椎管内。脑是高级中枢,负责思维、记忆、情感、感觉整合及随意运动指令的发出;脊髓则既是脑与躯干、内脏之间的信息传递桥梁,也是许多简单反射活动的低级中枢。周围神经系统则像广泛分布的信息网络,由遍布全身的神经组成,一端连接着中枢神经系统,另一端连接着感觉器官(如眼、耳、皮肤)和效应器(如肌肉、腺体)。根据功能,周围神经又可细分为传入神经(感觉神经,将信息从感受器传向中枢)和传出神经(运动神经,将指令从中枢传向效应器);传出神经进一步分为支配骨骼肌随意运动的躯体运动神经和控制内脏、心血管、腺体等不随意活动的植物性神经(又称自主神经,包括交感神经和副交感神经)。
(二)神经系统的基本结构与功能单位——神经元【核心概念】【高频考点】
神经元,即神经细胞,是神经系统结构和功能的最基本单位,其特殊性在于能够接受刺激、产生并传导兴奋(神经冲动)。
1.神经元的结构:典型神经元由胞体和突起两部分构成。胞体是神经元的代谢和营养中心,内含细胞核。突起分为树突和轴突。树突通常较短,分支多,呈树枝状,功能是接收来自其他神经元或感受器的刺激,将冲动传向胞体。轴突一般较长,仅一条,分支少,其末端有轴突末梢,功能是将神经冲动从胞体传出,传递给另一个神经元或效应器。一些轴突外部包裹着髓鞘,由神经胶质细胞形成,具有绝缘作用,能加快神经冲动的传导速度,这种有髓鞘的神经纤维集合在一起,构成我们通常所说的“神经”。
2.神经元的分类:根据功能不同,神经元可分为三类。感觉神经元(传入神经元)负责将内、外环境刺激的信息从感受器传向脊髓或脑。运动神经元(传出神经元)负责将中枢发出的指令传向效应器(肌肉或腺体)。中间神经元(联络神经元)主要分布在脑和脊髓中,连接感觉神经元和运动神经元,构成复杂的神经通路,参与信息的整合、储存和处理,在人脑的高级功能中起关键作用。
3.神经冲动的传导【难点】:
(1)在同一个神经元上的传导:是以电信号(局部电流)形式,沿细胞膜双向传导。但在完整机体内,由于突触的存在,保证了传导的单向性。
(2)在神经元之间的传导:神经元之间在结构上并没有原生质相连,其相互接触并传递信息的特殊结构称为突触。一个神经元的轴突末梢与下一个神经元的胞体或树突相接触。突触传递的过程是一个“电-化学-电”的过程:当神经冲动传到轴突末梢时,末梢内的突触小泡释放神经递质(化学信号),神经递质经过突触间隙,与突触后膜(下一个神经元的膜)上的特异性受体结合,引发突触后神经元膜电位变化,产生新的神经冲动(电信号)或产生抑制效应。突触传递的特点是单向传递、突触延搁、易疲劳性以及对内、外环境变化敏感。这是【高频考点】。
二、神经调节的基本方式——反射
(一)反射与反射弧【核心概念】【高频考点】【★★★★★】
1.反射的概念:反射是神经系统调节机体生命活动的最基本方式,是指在中枢神经系统参与下,动物体或人体对内、外环境刺激所作出的规律性应答。理解这一概念时,必须抓住“中枢神经系统参与”这一关键,区别于植物性应激性。
2.反射弧的组成【必考】:完成一个反射活动的结构基础是反射弧。一个完整的反射弧通常包括五个基本环节:
(1)感受器:感觉神经末梢的特殊结构,能接受刺激并产生神经冲动。例如,皮肤中的温度感受器、痛觉感受器,视网膜中的感光细胞等。
(2)传入神经:将感受器产生的神经冲动传向中枢(脊髓或脑)的神经纤维。
(3)神经中枢:中枢神经系统内参与某一反射活动的神经元群及其突触联系。例如,膝跳反射的中枢在脊髓,而感觉寒冷并产生添衣行为的反射则需大脑皮层参与。
(4)传出神经:将神经中枢发出的指令传向效应器的神经纤维。
(5)效应器:对神经冲动作出应答反应的结构,通常是运动神经末梢及其所支配的肌肉或腺体。
3.反射弧完整性的意义【重要】:反射活动的完成必须依赖一个结构完整、功能正常的反射弧。反射弧的任何一部分(如感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器)受损,相应的反射活动都将无法实现。这是临床诊断神经损伤部位的重要依据。
4.反射的类型【高频考点】:
(1)非条件反射:是生来就有的、先天性反射。其神经中枢位于大脑皮层以下(如脊髓、脑干),是一种低级的神经活动。它是机体与生俱来的、对基本生命活动维持具有重要意义的反射,如缩手反射、膝跳反射、眨眼反射、吮吸反射、排尿反射等。其特点是反射弧固定、数量有限、不易消退。
(2)条件反射:是出生后在个体生活过程中通过经验积累或训练逐渐形成的后天性反射。其神经中枢必须要有大脑皮层的参与,是一种高级的神经活动。条件反射是建立在非条件反射基础上的,可以建立,也能消退。它大大提高了动物及人类适应复杂环境变化的能力。例如,“望梅止渴”、“画饼充饥”、听到上课铃声进教室等都是条件反射的典型例子。对人类而言,与语言文字相关的条件反射(如谈虎色变)更是人类所特有的、对社会信号作出的高级神经活动。
(二)反射活动的具体实例分析【应用】【拓展】
1.膝跳反射【必会实验】:是最简单、最典型的反射活动之一。其过程为:快速叩击膝盖下方的韧带(肌腱),感受器(肌梭)受刺激产生神经冲动,冲动沿传入神经传到脊髓(膝跳反射中枢),脊髓中的运动神经元发出冲动,经传出神经传到效应器(股四头肌),引起肌肉收缩,使小腿前伸。该反射属于非条件反射,通常用于检查脊髓的反射功能是否正常。
2.缩手反射:当手无意间碰到高温物体时,会立即无意识地缩回。这也是一种非条件反射,对机体具有保护作用。其反射途径也是通过脊髓完成的。值得注意的是,痛觉是在反射发生之后,神经冲动沿脊髓上传到大脑皮层产生的。因此,是先缩手,后感觉到疼痛。
3.排尿反射【难点与生活】:排尿反射是一种复杂的反射活动。当膀胱内尿液积聚到一定量时,膀胱壁的压力感受器产生冲动,经传入神经到达脊髓(初级排尿中枢),同时冲动也上传至大脑皮层产生“尿意”。在适宜的环境下,大脑皮层发出指令,经下行传导束传到脊髓,再由传出神经支配膀胱壁肌肉(通尿肌收缩)和尿道括约肌(舒张),完成排尿。婴幼儿因大脑皮层发育未完全,对脊髓排尿中枢的控制能力较弱,故排尿次数多且不能自主控制。成年人若因故导致脊髓在胸腰段损伤,使排尿中枢与大脑皮层失去联系,则会出现尿失禁或排尿困难。这体现了高级中枢对低级中枢的调控作用。
三、神经调节的具体过程与机制
(一)信息的传递与处理机制【进阶思维】
神经调节的实质是信息的获取、传导、处理和指令发出。感受器将各种形式的环境刺激(如光、声、化学物质、机械力、温度)转换为电信号(神经冲动)。这些信号沿着传入神经以电信号的形式高速传导至中枢。在中枢内,数以亿计的神经元通过复杂的突触联系构成网络,对输入的信号进行整合、分析和处理,包括兴奋的加强、减弱、汇聚、分散等。然后,中枢将处理后的指令以神经冲动的形式,经传出神经传递给特定的效应器。效应器则根据指令执行相应的生理活动,如肌肉收缩或腺体分泌。整个过程高度有序、精准且协调。
(二)兴奋的传导与传递的详细机制【深度剖析】【难点】
1.静息电位与动作电位【拓展】:
(1)静息电位:神经元在未受刺激、处于静息状态时,细胞膜内外两侧存在电位差,膜外为正电位,膜内为负电位,这种状态称为极化,此时的电位差称为静息电位。这主要是由于细胞膜上钠钾泵的作用以及膜对不同离子的通透性不同所致。细胞内钾离子(K⁺)浓度高,静息时膜对K⁺有较高通透性,K⁺外流,导致膜内负电荷相对增多。
(2)动作电位:当神经元某一部位受到足够强度的刺激时,该处细胞膜的通透性发生急剧变化,对钠离子(Na⁺)的通透性突然增大,Na⁺迅速内流,导致膜内正电荷迅速增加,膜电位由“外正内负”转变为“外负内正”,这个过程称为去极化。这一短暂的、可传导的电位波动就是动作电位,也就是我们所说的神经冲动。随后,膜对Na⁺的通透性降低,对K⁺的通透性又增高,K⁺外流,使膜电位又恢复到“外正内负”的静息水平(复极化)。
2.突触传递的精细调节【难点】:神经递质的种类很多,如乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素等,不同的递质与其特异性受体结合后,可产生兴奋性或抑制性的效应。兴奋性递质使突触后膜去极化,产生兴奋性突触后电位;抑制性递质使突触后膜超极化(膜内更负),产生抑制性突触后电位,使突触后神经元更不易产生动作电位。一个神经元通常接收成百上千个突触传来的信息,这些信息既有兴奋性的也有抑制性的,神经元就像一个整合器,对这些信号进行总和,当总和的兴奋性效应超过其阈值时,该神经元才会产生自己的动作电位并向下传导。这一过程是神经系统信息处理的核心。
(三)植物性神经对内脏活动的调节【重要】
植物性神经(自主神经)主要调节内脏器官、平滑肌和腺体的活动,其功能状态相对不受主观意志控制。它分为交感神经和副交感神经两大系统,它们对同一器官的作用通常是既对立又统一的,共同维持机体的协调和稳定(即内环境稳态)。
1.交感神经:通常在机体处于紧张、兴奋、运动或应激状态时活动增强,其效应是动员机体潜能,适应环境急变。例如,使心跳加快加强、支气管扩张(利于气体交换)、瞳孔放大、抑制胃肠蠕动和消化腺分泌、使皮肤和内脏血管收缩而肌肉血管舒张等。
2.副交感神经:通常在机体处于安静、休息或睡眠状态时活动占优势,其效应是促进消化、积蓄能量、加强排泄和生殖功能,使机体休整恢复。例如,使心跳减慢减弱、支气管收缩、瞳孔缩小、促进胃肠蠕动和消化腺分泌等。
两者功能协调,保证机体生理活动的正常进行。理解植物性神经的功能是解答相关生理情境题的基础。
四、神经卫生与健康【基础】【素养】
(一)科学用脑
大脑是人体最复杂的器官,保护大脑健康至关重要。应保证充足的睡眠,因为睡眠有助于大脑休息、恢复精力,并对记忆的巩固和信息的整合有重要作用。合理安排学习与休息,避免长时间连续用脑,注意文理等不同学科内容交替学习,可提高学习效率。同时,加强体育锻炼,保证营养均衡(特别是蛋白质、磷脂和B族维生素等),保持乐观情绪,都有利于大脑的健康和功能发挥。
(二)吸烟、酗酒及毒品对神经系统的危害
烟草中的尼古丁是一种神经毒素,长期吸烟可导致神经系统慢性中毒,引起记忆力减退、注意力不集中、失眠等。酒精会损害大脑皮层,导致反应迟钝、协调性下降,长期酗酒可导致慢性酒精中毒,造成智力衰退,甚至引发酒精中毒性精神病。毒品如海洛因、冰毒等,会直接作用于中枢神经系统的特定受体,产生强烈的欣快感,但极易成瘾,并对神经元造成不可逆的损伤,严重破坏人的身心健康,导致家庭悲剧和社会危害。因此,青少年必须远离烟酒,坚决拒绝毒品。
五、考点聚焦与解题策略
(一)核心考点归纳【高频考点】
1.神经元的结构与功能:以结构图或模式图形式考查各部分名称及功能,特别是树突、轴突、髓鞘的作用。
2.反射与反射弧:必考内容。通常给出一个具体的生活实例(如眨眼、缩手、膝跳、排尿、看到酸梅分泌唾液等),要求判断是否为反射、属于何种反射类型,并准确写出其反射途径(即反射弧的五部分),或者分析某一部分受损后,反射能否发生、感觉能否形成。
3.非条件反射与条件反射的辨析【重中之重】:常结合生活实例或成语、古诗词进行考查,要求学生能准确区分。关键看两点:一是是否为先天就有,二是神经中枢是否需要大脑皮层参与。与语言文字相关的反射必定是条件反射且为人特有。
4.神经冲动传导方向:结合反射弧图或突触结构图,考查神经冲动的产生部位(感受器)、传导方向(在反射弧内是单向的:感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器;在突触间是单向的:突触前膜→突触间隙→突触后膜)。常见题型为选择题和识图作答题。
5.大脑皮层是高级神经中枢:考查其对低级中枢的控制作用,如排尿反射、缩手反射中大脑皮层的作用。
6.植物性神经的功能:考查交感神经与副交感神经对同一器官(如心脏、胃肠、瞳孔)的不同调节作用,通常以对比或情境判断形式出现。
(二)典型考向分析
1.考向一:基础概念辨析。例如,给出“望梅止渴”、“吃梅止渴”、“谈虎色变”、“惊弓之鸟”、“手碰到烫的物体缩回”等事例,让学生分类。解题关键在于抓住“是否有大脑皮层参与”和“是否为后天学习获得”。
2.考向二:反射弧结构分析题。通常呈现一个反射弧模式图,标出数字。问题可能包括:指出各部分名称;若某处受损(如传入神经或传出神经切断),刺激感受器或传出神经,效应器能否作出反应?刺激何处能产生感觉?这是考察反射弧完整性和功能的核心题型。解题时要牢记:反射必须经过完整反射弧;感觉的形成必须上传到大脑皮层;切断传出神经,刺激传出神经,效应器仍能反应,但这不是反射。
3.考向三:实验探究题。可能围绕“测定反应速度”的实验进行考查。包括实验原理(通过刻度尺自由下落,被试者捏住所对应的刻度值反映反应速度)、变量控制(如对照组的设置、重复实验取平均值减小误差)、数据分析和结论得出。也可能考查“条件反射的建立”过程模拟实验。
4.考向四:综合应用题。将神经调节与激素调节、动物的行为等知识点结合。例如,谈论到某一体温调节或血糖调节过程时,要求学生分析其中神经调节的部分是如何起作用的(如寒冷刺激下,通过神经调节使骨骼肌战栗产热)。
(三)易错点与解题要点【警示】
1.易错点一:混淆“神经冲动”与“感觉”。神经冲动是在神经纤维上传导的电信号,而感觉是在大脑皮层形成的。因此,刺激能否引起感觉,关键在于信号能否上传到大脑。例如,刺激脊髓以上、大脑以下的某个部位,可能引起效应器反应(因为反射弧完整),但人可能没有感觉(如果上传通路被切断)。
2.易错点二:对反射弧分析题中“反射”的判断。必须强调“在中枢神经系统参与下”和“对刺激作出的规律性反应”这两个要点。例如,草履虫趋利避害是应激性,不是反射,因为它没有神经系统。植物向光性也不是反射。刺激传出神经,肌肉收缩,这不是反射,因为反射弧不完整。
3.易错点三:混淆交感神经与副交感神经的作用。可通过巧记法辅助记忆,例如“交感兴奋,消耗能量;副交安静,积蓄能量”。交感神经与紧张、应激有关,效应多为“扩张”(如瞳孔、支气管、心跳)、“抑制”(消化);副交感神经则相反。
4.易错点四:对条件反射和非条件反射的理解停留在表面。必须深入理解,条件反射是建立在非条件反射基础上的暂时性神经联系,它可以消退,需要大脑皮层参与。有些反射活动可能比较复杂,但若是生来就有的,仍是非条件反射(如婴儿的抓握反射)。
5.解题要点:
(1)审题要清:看清楚题干中描述的是何种具体情境,找准刺激是什么,反应是什么。
(2)模型建构:在脑中或草稿纸上快速构建出反射弧的模型,将题目中的信息对应到模型的各个部分。
(3)概念辨析:对易混概念(如反射与应激性、条件反射与非条件反射)要用定义去衡量,不能凭感觉。
(4)联系实际:神经调节的知识与生活联系紧密,多思考生活中的现象(如为什么“望梅”能“止渴”?为什么考试紧张时会心跳加速、想去厕所?),有助于理解和解题。
六、跨学科视野拓展与素养提升
(一)与心理学的融合
神经调节的知识是心理学,特别是生理心
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