人教版新課標(biāo)高中生物必修三教材知識(shí)點(diǎn)解析(通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié))

［教材優(yōu)化全析］全析提示一、神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1.反射反射是神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式。動(dòng)物機(jī)體在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的參與下，對(duì)內(nèi)、外環(huán)境變化產(chǎn)生的適應(yīng)性反應(yīng)，稱為反射。2.反射類型：非條件反射和條件反射非條件反射是生來(lái)就有的、比較固定的反射。在非條件反射中，刺激性質(zhì)與反應(yīng)之間的因果關(guān)系，是由種族遺傳因素決定的。條件反射是建立在非條件反射基礎(chǔ)之上的，是人或高等動(dòng)物個(gè)體在生活過(guò)程中根據(jù)個(gè)體所處的生活條件而建立起來(lái)的，因而刺激性質(zhì)與反應(yīng)之間的關(guān)系不是固定的，而是后天獲得的，也是靈活多變的。神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。3.反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)反射弧是反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。反射弧的完整性是完成反射的前提條件。通常構(gòu)成反射弧的五個(gè)環(huán)節(jié)是：感受器傳入神經(jīng)反射中樞傳出神經(jīng)效應(yīng)器（神經(jīng)中樞的活動(dòng)可以通過(guò)神經(jīng)纖維直接作用于效應(yīng)器）。生活揭謎二、興奮的產(chǎn)生和傳導(dǎo)（一）可興奮細(xì)胞在受刺激時(shí)能出現(xiàn)動(dòng)作電位的組織，稱為可興奮組織；只有組織產(chǎn)生了動(dòng)作電位，我們才能說(shuō)組織產(chǎn)生了興奮。神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞、腺體細(xì)胞等都可產(chǎn)生興奮。（二）生物電圖2－1－1觀察猜想能出現(xiàn)動(dòng)作電位的組織，都可稱為可興奮組織。（三）興奮產(chǎn)生機(jī)制1.靜息電位和K+平衡電位細(xì)胞內(nèi)外各種離子濃度不等，膜內(nèi)K+濃度高，膜外Na+濃度高。靜息時(shí)由于細(xì)胞膜上K+通道開(kāi)放，使其有一種向膜外被動(dòng)擴(kuò)散的趨勢(shì)，而膜內(nèi)帶負(fù)電的蛋白離子則不能透出細(xì)胞膜，于是形成細(xì)胞膜：外正內(nèi)負(fù)的靜息電位。2.動(dòng)作電位和Na+平衡電位當(dāng)可興奮細(xì)胞受到刺激時(shí)，Na+通道開(kāi)放，使Na+內(nèi)流超過(guò)了K+外流，導(dǎo)致膜形成外負(fù)內(nèi)正的動(dòng)作電位。3.動(dòng)作電位的恢復(fù)膜電位變化的三步曲：鉀離子通過(guò)鉀離子通道（自由擴(kuò)散）外流形成靜息電位；鈉離子通過(guò)鈉離子通道（自由擴(kuò)散）內(nèi)流形成動(dòng)作電位；通過(guò)Na+—K+泵，細(xì)胞排鈉保鉀（主動(dòng)運(yùn)輸），再恢復(fù)到靜息電位。（四）興奮的傳導(dǎo)1.興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)動(dòng)作電位是在受刺激部位產(chǎn)生的，即產(chǎn)生在膜的局部區(qū)域，則在產(chǎn)生動(dòng)作電位兩側(cè)都為靜息電位。由于膜兩側(cè)的溶液都是導(dǎo)電的，于是在已興奮的神經(jīng)段和與它相鄰的未興奮的神經(jīng)段之間，將由于電位差的存在而有電荷移動(dòng)，這稱為局部電流。運(yùn)動(dòng)方向?yàn)椋耗ね庥姓姾捎晌磁d奮段移向已興奮段，膜內(nèi)則相反。思維拓展興奮傳導(dǎo)是以動(dòng)作電位的形式傳導(dǎo)。彎箭頭表示膜內(nèi)外局部電流的流動(dòng)方向，下方直箭頭表示沖動(dòng)傳導(dǎo)方向。A.靜息時(shí)；B.發(fā)生興奮后；C.傳導(dǎo)過(guò)程中圖2－1－2表示神經(jīng)纖維傳導(dǎo)機(jī)制的模式圖全析提示條件反射與非條件反射相比較，一般條件反射經(jīng)歷的神經(jīng)元多，并且傳導(dǎo)需要時(shí)間也長(zhǎng)。2.細(xì)胞間的信息傳遞（1）突觸。神經(jīng)元軸突的末端分為許多小分支，各小分支的末端膨大（稱為突觸小體），與其他神經(jīng)元的胞體或樹(shù)突相聯(lián)系，形成了突觸這種結(jié)構(gòu)。脊椎動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)常見(jiàn)的突觸，如圖2－1－3所示，兩個(gè)神經(jīng)元膜之間有一個(gè)寬約20～50nm的縫隙。縫隙的前后兩膜分別是突觸前膜和突觸后膜，縫隙的存在使神經(jīng)沖動(dòng)不能直接通過(guò)，只有在神經(jīng)遞質(zhì)的參與下才能把神經(jīng)沖動(dòng)從突觸前膜傳遞到突觸后膜。神經(jīng)遞質(zhì)的種類很多，最普遍的是乙酰膽堿。在顯微鏡下觀察突觸，會(huì)發(fā)現(xiàn)在突觸前膜內(nèi)有很多小泡，大概有上千個(gè)。我們稱之為突觸小泡。在突觸小泡中含有神經(jīng)遞質(zhì)分子。興奮在神經(jīng)元之間信號(hào)傳遞經(jīng)歷了：電信號(hào)化學(xué)信號(hào)電信號(hào)。圖2－1－3突觸前膜中的突觸小泡，內(nèi)含神經(jīng)遞質(zhì)（乙酰膽堿）（2）神經(jīng)遞質(zhì)指通過(guò)突觸聯(lián)系作用于效應(yīng)細(xì)胞的傳遞物質(zhì)，它的作用時(shí)間快速而短暫，作用于受體后主要引致離子通道的開(kāi)放，從而產(chǎn)生興奮或抑制效應(yīng)。主要有乙酰膽堿、多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素、5-羥色胺、氨基酸類（谷氨酸、甘氨酸、天冬氨酸等）、一氧化氮。神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)揮作用后，有的被有關(guān)的酶水解而失活，如乙酰膽堿；也有的大部分被突觸前膜重新攝取而重新加以利用，如去甲腎上腺素。神經(jīng)調(diào)節(jié)物中最令人產(chǎn)生興趣的是內(nèi)啡肽，它有緩解疼痛、振奮情緒的作用，和嗎啡、海洛因等的效力相同?，F(xiàn)在認(rèn)為，內(nèi)啡肽與這些止痛藥都是與同樣的受體結(jié)合而引起同樣的效果。但是，嗎啡等制劑與受體結(jié)合后產(chǎn)生負(fù)反饋，減少內(nèi)啡肽的產(chǎn)生，對(duì)這些制劑依賴成癮。生活揭謎毒品既有害于身體，也具有心理作用，因此我們要遠(yuǎn)離毒品！用科學(xué)知識(shí)武裝頭腦，才能更好的生活?。?）神經(jīng)元之間不是單線相連，而是多線連接成錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。每一個(gè)神經(jīng)元總是和多個(gè)神經(jīng)元相連。一個(gè)中間神經(jīng)元，一方面和多個(gè)神經(jīng)元的軸突形成很多突觸（高等動(dòng)物可形成100～10000個(gè)突觸），另一方面又以自身軸突的多個(gè)分支和多個(gè)神經(jīng)元（中間神經(jīng)元和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元）的細(xì)胞體和樹(shù)突形成多個(gè)突觸。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)突觸前細(xì)胞的刺激量不足以引起突觸后細(xì)胞的反應(yīng)，即不足以產(chǎn)生足夠的遞質(zhì)，使突觸后細(xì)胞膜的極性發(fā)生逆轉(zhuǎn)。只有在幾個(gè)突觸細(xì)胞的共同刺激下，使多個(gè)突觸都產(chǎn)生遞質(zhì)，這些遞質(zhì)的作用總和才能使突觸后細(xì)胞興奮。一個(gè)突觸后細(xì)胞可同時(shí)與幾個(gè)突觸前細(xì)胞分別連成興奮性和抑制性兩種突觸。這兩種突觸的作用可互相抵消。如果抑制性突觸發(fā)生作用，那就需要更強(qiáng)的興奮性刺激才能使突觸后細(xì)胞發(fā)生興奮反應(yīng)。綜上所述可知，突觸在神經(jīng)系統(tǒng)正常活動(dòng)中起著十分重要的調(diào)節(jié)控制作用，神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)的速度以及傳導(dǎo)途徑都要受突觸控制。例如，我們常說(shuō)“熟能生巧”，這可從突觸生理性質(zhì)的變化方面來(lái)解釋：學(xué)習(xí)或?qū)W做一件事時(shí)，不斷地實(shí)踐、練習(xí)，使神經(jīng)通路中出現(xiàn)阻力減少的突觸，神經(jīng)通路暢通，于是就“巧”了。要點(diǎn)提煉神經(jīng)遞質(zhì)有的起興奮作用，有的起抑制作用！有時(shí)農(nóng)藥中毒是由于導(dǎo)致膽堿酯酶失活，從而導(dǎo)致乙酰膽堿不能被及時(shí)分解。（4）遞質(zhì)只存在于突觸前膜內(nèi)的突觸小體內(nèi)，只能由突思維拓展觸前膜釋放，然后作用于突觸后膜上，使后一個(gè)神經(jīng)元發(fā)生興奮或抑制，所以神經(jīng)元之間興奮的傳遞只能是單方向的，就是說(shuō)興奮只能從一個(gè)神經(jīng)元的軸突傳遞給另一個(gè)神經(jīng)元的細(xì)胞體或樹(shù)突，而不能按相反的方向傳遞。思維拓展搔扒反射需要脊蛙，但剛剛獲得的脊蛙卻不能進(jìn)行，是由于脊蛙休克造成的。五、神經(jīng)系統(tǒng)的反饋聯(lián)系與工程技術(shù)上的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)人腦這個(gè)重約1.35kg的器官是生物界，甚至是地球上最高水平的器官或物體，它的活動(dòng)不但維持了人體的內(nèi)穩(wěn)態(tài)，并且是思想意識(shí)、記憶、學(xué)習(xí)等復(fù)雜行為的發(fā)源地。17世紀(jì)，笛卡兒（R.Descartes）把人腦比做機(jī)器，但直到現(xiàn)在，沒(méi)有一件機(jī)器比得上人腦。計(jì)算機(jī)日新月異，但計(jì)算機(jī)貯存的信息量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能和人腦相比。有人把人腦和全息攝影相比，這種功能上的比較無(wú)助于了解腦的活動(dòng)機(jī)制，只說(shuō)明我們對(duì)于腦的生物學(xué)知道得太少，還需要進(jìn)行深入認(rèn)真地研究。圖2－1－4自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖2－1－5神經(jīng)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)感悟心得電腦和人腦在基本調(diào)節(jié)途徑上相似。人腦具有反饋調(diào)節(jié)機(jī)制！再?gòu)?fù)雜的電腦程序也需要人設(shè)計(jì)，因此電腦代替不了人！六、神經(jīng)系統(tǒng)的分級(jí)調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)分為中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)。中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括脊髓和腦兩部分。腦由大腦、間腦、中腦、腦橋、延髓和小腦幾部分。間腦、中腦、腦橋、延髓合稱腦干。從神經(jīng)系統(tǒng)的演化來(lái)看，神經(jīng)系統(tǒng)是在動(dòng)物進(jìn)化過(guò)程中逐漸演變發(fā)展而來(lái)的。它經(jīng)歷了沒(méi)有特殊分化的神經(jīng)組織，只是依靠原生質(zhì)傳導(dǎo)刺激的單細(xì)胞動(dòng)物，到初現(xiàn)神經(jīng)組織的腔腸動(dòng)物的網(wǎng)狀神經(jīng)系統(tǒng)，再由分散的網(wǎng)狀神經(jīng)系統(tǒng)階段進(jìn)化為扁蟲的梯形、環(huán)節(jié)動(dòng)物的鏈狀神經(jīng)系統(tǒng)，進(jìn)而到脊索動(dòng)物出現(xiàn)中空的管狀神經(jīng)系統(tǒng)。從中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能看，各部分結(jié)構(gòu)都能執(zhí)行獨(dú)自的功能，但大腦皮層是調(diào)節(jié)機(jī)體活動(dòng)的最高級(jí)中樞。從中樞神經(jīng)系統(tǒng)的分布部位看，各部分結(jié)構(gòu)都有自己的分布部位。故一般來(lái)說(shuō)，位于脊髓的低級(jí)中樞受腦中相應(yīng)的高級(jí)中樞的調(diào)控，這樣，相應(yīng)器官、系統(tǒng)的生理活動(dòng)，就能進(jìn)行得有條不紊和精確。生活揭謎高截位癱瘓病人出現(xiàn)尿失禁，是由于失去了大腦皮層排尿中樞的控制。思維拓展尿的產(chǎn)生是連續(xù)的，而排出卻是間斷的。七、學(xué)習(xí)和記憶什么是記憶和學(xué)習(xí)呢？通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的無(wú)脊椎動(dòng)物的研究已經(jīng)獲得了一些有關(guān)記憶和學(xué)習(xí)的資料，如果蠅和海兔的實(shí)驗(yàn)。但這些資料正好說(shuō)明我們對(duì)記憶和學(xué)習(xí)知道得太少了。學(xué)習(xí)可能引起神經(jīng)通路發(fā)生變化。不斷學(xué)習(xí)，不斷使用這個(gè)通路，使通路中各突觸的阻力不斷減小，結(jié)果通路暢通，這也許就是記憶的機(jī)制。背誦一篇文章要反復(fù)讀，正是在一再減少突觸的阻力。學(xué)習(xí)和記憶涉及貯存信息和提取信息的過(guò)程。反復(fù)誦讀，以及前面講過(guò)的反復(fù)電刺激蚯蚓都是在貯存信息。背誦則是在提取信息。上述幾個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，人腦貯存的“記憶”遠(yuǎn)比在正常情況下所使用的要多。似乎人一生所經(jīng)歷的一切都是歸入“檔案”的，這些“入檔”的信息有的隨時(shí)都在使用，有的則長(zhǎng)期保存，很少使用。信息以什么方式貯存？是在神經(jīng)元還是在突觸？神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞是不是也參與了？這些都是仍在研究的問(wèn)題。用迷宮訓(xùn)練大鼠，如果在大鼠學(xué)會(huì)并記住了順利走出迷宮的道路后，切除它的大腦皮質(zhì)，記憶就要消退。不論切除的是大腦皮質(zhì)的哪一部分，總是切除的多，記憶消退的多；切除的少，記憶消退的也少。因此，記憶似乎不是貯存在大腦的某一確定部分，而是廣泛存在于皮質(zhì)各處的，可能就是在神經(jīng)元以及由神經(jīng)元組成的、包括突觸在內(nèi)的通路之中的。為什么有些早已被忘得一干二凈的瑣事一經(jīng)電刺激或催眠，又能被回憶起來(lái)呢？這也是很難解釋的。也許是因?yàn)樘崛∵@些信息的途徑被遺忘了。正如我們?cè)谶\(yùn)用計(jì)算機(jī)時(shí)，我們的確貯存了一些數(shù)據(jù)，卻提取不出來(lái)了。此外，我們知道，RNA是能攜帶大量遺傳信息的分子，而神經(jīng)元中RNA的含量卻是一切細(xì)胞之冠，并且神經(jīng)元的活動(dòng)能夠改變RNA的含量。這些似乎都表明，RNA在大腦的記憶功能上可能有重要作用。也許記憶的信息就是在神經(jīng)元的RNA分子中編碼的。RNA分子是可以轉(zhuǎn)譯為蛋白質(zhì)的。給小鼠腦注射一種有抑制蛋白質(zhì)合成的抗生素，嘌呤霉素（puromycin），小鼠仍然記憶過(guò)去的所學(xué)，但卻不能學(xué)習(xí)新的活動(dòng)，即不能增加新的記憶。這似乎說(shuō)明，沒(méi)有新的蛋白質(zhì)合成，就不能產(chǎn)生新的記憶?？赡艿鞍踪|(zhì)對(duì)于大腦的記憶起著比RNA更為直接的作用。這一方面的研究方興未艾，也許不久的將來(lái)將能有所突破。總之，像記憶和學(xué)習(xí)這樣復(fù)雜的過(guò)程，大腦無(wú)疑是起著主導(dǎo)的作用的，但腦的其他部分，如邊緣系統(tǒng)和小腦等也都不同程度地參與?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)有如下結(jié)論：我們把同學(xué)分為三