高中生物神经调节暑假预科精讲｜新年级新课提前学

一、神经调节的结构基础演讲人神经调节的结构基础01兴奋的产生、传导与传递02神经调节的基本方式——反射03神经调节的分级调节与人脑的高级功能04目录高中生物神经调节暑假预科精讲｜新年级新课提前学我从事高中生物教学已有十二年，接触过数千名准备提前预习新课的新高二学生，每年统计开学模块检测的得分率，神经调节部分的平均得分率始终不到55%，很大一部分原因是本专题概念抽象、考点密集，开学后赶教学进度时，很多学生来不及消化抽象的电信号传导、突触传递等内容，很容易留下知识漏洞。暑假预科学习的核心意义，就是提前搭建完整知识框架，理清逻辑脉络，提前避开常见易错陷阱，降低开学后的学习难度。接下来我将从基础到核心考点，循序渐进为大家精讲本专题的全部核心内容。01神经调节的结构基础神经调节的结构基础任何生命活动的调节都依赖合理的结构基础，神经调节也不例外，我们先从整体到分子，理清本部分的结构框架。1神经系统的整体组成神经系统按照分布位置可以分为中枢神经系统和外周神经系统两部分，二者分工配合共同完成调节功能。1神经系统的整体组成1.1中枢神经系统中枢神经系统包括脑（位于颅腔内）和脊髓（位于椎管内），其中脑又分为四个核心部分，各部分功能明确：大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢，负责所有意识、思维、随意运动的调控；小脑位于大脑后下方，主要功能是维持身体平衡、协调随意运动；下丘脑位于大脑腹面，是体温调节、水盐平衡调节、血糖调节的中枢，还参与生物节律的调控；脑干位于下丘脑下方，连接脊髓，包含许多维持基本生命活动的中枢，比如呼吸中枢、心血管运动中枢，脑干受损往往会直接危及生命。脊髓是低级运动中枢，负责完成一些基本的反射活动，同时是脑与躯干、内脏之间信号传递的通路。1神经系统的整体组成1.2外周神经系统外周神经系统是中枢神经系统以外的所有神经结构，按照连接部位可以分为12对脑神经和31对脊神经；按照功能可以分为传入神经（又称感觉神经）和传出神经（又称运动神经），传入神经负责将外周感受器的信号传入中枢，传出神经负责将中枢的指令传到效应器。传出神经又可以进一步分为躯体运动神经和内脏运动神经，其中内脏运动神经又被称为自主神经系统，负责支配内脏、血管和腺体的活动，不受意识直接支配，又分为交感神经和副交感神经，二者功能通常相反：当人处于兴奋、紧张、运动状态时，交感神经兴奋，会引起心跳加快、支气管扩张、瞳孔扩张、胃肠蠕动减慢，帮助机体应对紧急状态；当人处于安静、休息状态时，副交感神经兴奋，会引起心跳减慢、胃肠蠕动加快、促进消化，帮助机体储存能量。我每次在预科班讲这部分内容，都会让学生结合自己紧张时心跳加快、吃饱饭后犯困的体验来记忆，大部分学生都能一次就分清二者的功能，很少出错。2神经调节的基本功能单位——神经元神经系统结构和功能的基本单位是神经元，也就是神经细胞，完成神经调节的核心功能都依赖神经元。2神经调节的基本功能单位——神经元2.1神经元的结构神经元从结构上可以分为细胞体和突起两部分，其中突起又分为树突和轴突：树突通常短而多，功能是接受外界信息，将兴奋传到细胞体；轴突通常长而少，功能是将兴奋从细胞体传到下一个神经元或效应器。轴突外面通常包裹着髓鞘，构成神经纤维，许多神经纤维集结成束，外面包裹一层结缔组织膜，就构成了我们常说的神经，很多同学容易把神经元和神经混为一谈，这里一定要提前区分清楚。2神经调节的基本功能单位——神经元2.2神经元的功能分类按照功能可以将神经元分为三类：感觉神经元（传入神经元），负责将感受器的兴奋传入中枢；中间神经元，位于中枢内，负责信号的加工和传递；运动神经元（传出神经元），负责将中枢的兴奋传到效应器。3本模块预习核心总结本部分是神经调节的基础，预科学习需要掌握：①中枢神经系统各部分的功能区分；②交感神经和副交感神经的功能特点；③神经元、神经纤维、神经的概念区别，这部分是选择题的高频考点，提前理清就能拿到基础分。过渡：我们已经完成了神经调节知识体系的地基施工，理清了所有结构基础，接下来我们进一步学习神经调节发挥作用的基本模式，也就是本专题的第二部分内容。02神经调节的基本方式——反射神经调节的基本方式——反射神经调节的所有功能都是通过反射完成的，我们需要明确反射的核心逻辑。1反射的概念与判断反射是指在中枢神经系统的参与下，动物体或人体对内外环境变化做出的规律性应答。这里有两个核心判断要点：第一，必须有中枢神经系统的参与，单细胞生物、植物没有神经系统，因此它们对外界刺激做出的反应只能叫应激性，不能叫反射，我统计过，这个考点在开学检测中的错误率超过60%，很多同学刚学时会把应激性和反射混为一谈，这里提前给大家把陷阱摆出来，一定要记住。第二，反射的发生必须依赖完整的反射弧，任何一个环节受损，反射都不能完成。2反射的两类分类：非条件反射与条件反射按照形成方式可以将反射分为两类，二者核心区别明确：2反射的两类分类：非条件反射与条件反射2.1非条件反射非条件反射是生来就有的先天性反射，不需要后天学习，由大脑皮层以下的低级中枢参与就能完成，比如缩手反射、膝跳反射、吮吸反射，非条件反射是生存的基础，一般不会消退。2反射的两类分类：非条件反射与条件反射2.2条件反射条件反射是出生后通过学习和训练建立起来的后天性反射，建立在非条件反射的基础上，必须有大脑皮层的参与才能完成，比如望梅止渴、谈虎色变、听到上课铃声走进教室，条件反射可以建立也可以消退，能够让机体更好地适应复杂多变的环境。3反射的结构基础：反射弧反射的完成依赖完整的反射弧，我们需要理清反射弧各部分的功能和特点。3反射的结构基础：反射弧3.1反射弧的五组分及功能完整的反射弧由五个部分组成：①感受器：感觉神经末梢的特殊结构，功能是接受刺激产生兴奋；②传入神经：将感受器的兴奋传到神经中枢；③神经中枢：中枢神经系统内参与调节的特定神经元群，功能对兴奋进行分析和综合；④传出神经：将神经中枢的指令传到效应器；⑤效应器：这里是高频易错点，效应器是传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体，不是只有肌肉或腺体，很多同学刚学时容易记错，一定要重点标记。3反射的结构基础：反射弧3.2反射弧完整性的功能意义反射必须依赖完整的反射弧，任何一部分受损，反射都无法完成，这里有两类经典的情况，也是考试常考的：如果感受器或传入神经受损，刺激感受器，兴奋无法传到大脑皮层，因此既没有感觉，也不会发生反射；如果传出神经受损，兴奋可以传到大脑皮层，因此有感觉，但是兴奋无法传到效应器，所以不会发生反射。这个逻辑一定要理清楚，考试经常考实例分析。4本模块预习核心总结本部分需要掌握：①反射的判断标准，区分应激性和反射；②非条件反射和条件反射的区别；③反射弧各部分受损后的功能变化，效应器的概念。过渡：我们已经明确了神经调节通过反射完成、依赖完整反射弧的整体框架，接下来我们进入本专题最核心、也是高考考察占比最高的内容——兴奋的产生、传导与传递，这部分内容抽象性强，我会结合多年教学总结的易错点，帮大家理清逻辑。03兴奋的产生、传导与传递1兴奋的基本概念兴奋是指动物体或人体内的某些组织或细胞（比如神经细胞、肌肉细胞）受到刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态的过程，兴奋本质上是一种电信号，也叫神经冲动。2兴奋在神经纤维上的产生与传导2.1静息电位与动作电位的产生机制静息状态下，也就是神经纤维没有受到刺激时，细胞膜内外的电位表现为外正内负，这个电位叫做静息电位，静息电位的产生原因是细胞膜对K+的通透性大，K+外流，属于协助扩散，我总结了一个口诀“静K动Na”，用了十几年，学生记错的概率比死记硬背低了八成，大家也可以直接记。当神经纤维受到足够强的刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加，Na+内流，也是协助扩散，导致细胞膜内外的电位变为外负内正，这个电位叫做动作电位，也就是兴奋产生的标志。2兴奋在神经纤维上的产生与传导2.2兴奋传导的过程与特点兴奋部位产生外负内正的电位，和相邻的未兴奋部位（外正内负）之间产生电位差，进而形成局部电流，局部电流会刺激相邻的未兴奋部位发生同样的电位变化，如此往复，兴奋就沿着神经纤维传导下去。兴奋在离体神经纤维上的传导方向是双向的，但是在生物体内完整的反射弧中，兴奋只能从感受器传到效应器，因此是单向的，这个也是易错点，一定要看清楚题干是离体还是在体。2兴奋在神经纤维上的产生与传导2.3常见易错提示很多同学会问，静息状态下细胞内K+浓度比细胞外高，细胞外Na+浓度比细胞内高，这个是永远成立的，不管静息还是动作电位，这个浓度差不会反转，只是离子流动改变了电位而已，这个点很多同学会搞混，一定要记清楚。3兴奋在神经元之间的传递兴奋从一个神经元传到下一个神经元，需要经过突触结构，传递方式是电信号→化学信号→电信号的转换。3兴奋在神经元之间的传递3.1突触的结构与类型突触从结构上分为三部分：突触前膜（上一个神经元轴突末梢的细胞膜）、突触间隙（突触前膜和突触后膜之间的空隙，本质是组织液）、突触后膜（下一个神经元的细胞体膜或树突膜）。突触常见的类型有两种：轴突-树突型、轴突-细胞体型。3兴奋在神经元之间的传递3.2突触传递的完整过程当兴奋传到突触小体（上一个神经元轴突末梢的膨大部分）时，突触前膜产生电位变化，引起钙离子内流，促使突触小泡（储存神经递质的囊泡）和突触前膜融合，通过胞吐将神经递质释放到突触间隙，神经递质扩散后与突触后膜上的特异性受体结合，改变突触后膜对离子的通透性，引起突触后膜产生电位变化，从而导致下一个神经元兴奋或抑制。神经递质发挥作用后会立刻被分解或回收，避免持续起作用，比如有机磷农药中毒的原理就是抑制胆碱酯酶的活性，导致乙酰胆碱（兴奋性递质）不能被分解，持续作用于突触后膜，导致肌肉持续收缩，这个实例就能帮我们很好地理解神经递质去路的意义。3兴奋在神经元之间的传递3.3突触传递的特点及原因突触传递最核心的特点是单向传递，原因是神经递质只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，因此兴奋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，不能反向传递。此外突触传递还有突触延搁的特点，因为需要经过胞吐、扩散、结合的过程，所以传导速度比神经纤维上的电信号传导慢。4本模块预习核心总结本部分是高考的必考点，占比超过本专题的60%，预科学习需要重点掌握：①静息电位和动作电位的产生机制；②兴奋在神经纤维上传导的特点；③突触传递的过程、特点及原因；④兴奋传递过程中信号的转换，这些内容一定要理解到位，开学后再深化就会轻松很多。过渡：我们已经完成了从单段神经纤维到神经元之间信号传递的学习，接下来我们需要站在整个神经系统的整体层面，理解不同中枢之间的调控关系，这就是我们最后一部分要学习的内容。04神经调节的分级调节与人脑的高级功能1神经调节的分级调节1.1分级调节的基本逻辑中枢神经系统中的不同中枢处于不同的等级，位于脊髓的低级中枢，都受到脑中相应的高级中枢的调控，这种调控关系就是分级调节，分级调节让机体的调节更加精准，能够适应复杂的环境变化。1神经调节的分级调节1.2分级调节的常见实例分析最典型的实例就是排尿反射：排尿反射的低级中枢位于脊髓，婴儿大脑皮层发育不完善，无法控制脊髓的低级中枢，因此会尿床；成年人的大脑皮层发育完善，可以有意识地控制排尿，也就是憋尿；如果成年人因为意外导致大脑皮层受损，高级中枢失去对低级中枢的控制，就会出现尿失禁，这个例子就能非常直观地帮我们理解“低级中枢受高级中枢调控”的核心逻辑，我每次讲这部分，学生都能一下子就理解分级调节的意义。2人脑的高级功能大脑皮层是整个神经系统中最高级的部位，除了控制基本的反射活动，还具有语言、学习、记忆、情绪等高级功能。2人脑的高级功能2.1大脑皮层的言语区功能言语区是高考的高频考点，大脑皮层不同区域受损会出现不同的症状，我给大家总结了对应记忆的方法，不用死记硬背：W区（书写性言语区，对应英文write），受损后能听懂、能看懂、能说话，但是不能写字；V区（视觉性言语区，对应英文view），受损后能听懂、能说话、能写字，但是看不懂文字；S区（运动性言语区，对应英文speak），受损后能听懂、能看懂、能写字，但是不能说话；H区（听觉性言语区，对应英文hear），受损后能看懂、能写字、能说话，但是听不懂说话。用英文对应记忆，比死记硬背效率高很多。2人脑的高级功能2.2学习与记忆的机制学习和记忆是大脑的高级功能，学习是指神经系统不断接受刺激，获得新的行为、习惯和积累经验的过程，记忆是将获得的信息进行储存和提取的过程。记忆可以分为四个阶段：感觉性记忆、第一级记忆、第二级记忆、第三级记忆，其中短时记忆主要和神经元的活动以及神经元之间的联系有关，长时记忆可能和突触形态结构的改变、新突触的建立有关，这个点近几年高考考的越来越多，一定要重点标记。2人脑的高级功能2.3情绪功能（拓展了解）情绪是大脑的高级功能，情绪的波动是正常的，短期的低落是抑郁情绪，长期的抑郁才会发展为抑郁症，这个点是新教材新增的，了解即可，考频较低。3本模块预习核心总结本部分需要掌握：①分级调节的基本逻辑和实例分析；②言语区不同区域受损的症状；③学习记忆的机制，这些都是选择题和填空题