資源簡介

第2節　神經調節的基本方式
【學習目標】
1.通過分析實例,明確反射弧與反射的關系,構建結構與功能相適應的觀點。(生命觀念、科學思維)
2.通過分析條件反射的構建過程,明確條件反射的形成機理,歸納條件反射的意義。(生命觀念、科學思維)
【自主預習】
一、反射與反射弧
1.反射:在中樞神經系統的參與下,機體對內外刺激所產生的規律性應答反應。
判斷下列關于反射的說法的正誤。
(1)單細胞生物(如草履蟲等)對外界刺激也能作出反應,因此其也有反射活動。 (×)
(2)反射活動一定需要神經中樞的參與。 (√)
(3)神經調節的基本方式是反射,反射的結構基礎是反射弧。 (√)
2.反射的結構基礎——反射弧(如圖)
(1)a.效應器,b.傳出神經,c.神經中樞,e.傳入神經,f.感受器。
(2)圖中a的組成:　傳出神經末梢和它所支配的肌肉或腺體等　。
(3)與反射的關系:反射活動需要經過　完整　的反射弧來實現,如果反射弧中任何環節在　結構、功能　上受損,反射就不能完成。
3.興奮
二、非條件反射與條件反射
1.非條件反射:出生后　無須訓練　就具有的反射。
2.條件反射
【合作探究】
任務1　探究反射與反射弧
活動1　閱讀課本P22~23,思考討論反射弧的
組成與功能
　　仔細觀察下列縮手反射示意圖,思考并回答問題:
1.引起反射的刺激來自哪里
　　【提示】　來自體內或外界。
2.該反射弧中2、4分別代表什么 你的判斷依據是什么
　　【提示】　2為傳入神經,4為傳出神經。判斷依據是:(1)運動神經系統中,有神經節的是傳入神經;(2)根據脊髓灰質的結構判斷,與脊髓灰質粗大的前角相連的為傳出神經,與狹窄的后角相連的為傳入神經。
3.直接刺激反射弧中的傳出神經,也會引起效應器發生相應的反應,這是否屬于反射 為什么
　　【提示】　不屬于,反射需要經過完整的反射弧。
4.感受器和效應器都是由神經元構成的嗎
　　【提示】　感受器是指感覺(傳入)神經末梢,并不是完整的神經元。效應器包括傳出神經末梢和它所支配的肌肉或腺體等,也不是神經元。
5.針刺手指皮膚時,人會感到疼痛,寫出人體受到針刺后產生痛覺的過程。
　　【提示】　感受器(手指皮膚)→傳入神經→脊髓→大腦皮層(產生痛覺)。
6.膝跳反射示意圖與縮手反射示意圖相比,主要的區別在哪里
　　【提示】　膝跳反射只有兩個神經元(傳入神經元與傳出神經元)參與,沒有中間神經元。
認知生成
1.不是所有生物都有反射,只有具有中樞神經系統的多細胞動物才有反射。如植物和單細胞生物沒有反射。
2.反射弧通常包括五個部分:感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經和效應器。
3.反射弧的完整性是完成反射的前提條件。當反射弧不完整時,如傳入神經受損,刺激神經中樞或傳出神經,效應器也能發生反應,但不屬于反射。
4.需要有一定的刺激才能發生反射活動。能夠引起反應的最小刺激強度值叫閾值,刺激強度只有超過閾值才能引起反應,刺激的強度只和反應的有無有關,與反應的強度無關。
5.一個完整的反射活動至少需要兩種神經元的參與,如膝跳反射。絕大多數的反射活動都是多突觸反射,也就是需要三個或三個以上的神經元參與,而且反射活動越復雜,參與的神經元越多。
例1　(2022·臨汾期末)下圖為軀體運動神經系統中某反射弧的模式圖,①~⑤是該反射弧的五個組成部分,下列相關敘述正確的是(　　)。
A.圖中②是傳出神經,④是傳入神經
B.反射弧是完成反射的結構基礎
C.該反射弧的結構⑤在組成上包括傳出神經末梢和它所支配的肌肉或腺體等
D.刺激②后⑤產生效應,該過程發生了反射
　　【答案】　B
【解析】?、谏嫌猩窠浌?為傳入神經,④是傳出神經,A錯誤;該反射弧為軀體運動神經系統的反射弧,從圖中可看出結構⑤在組成上包括傳出神經末梢和它所支配的肌肉(不含腺體),C錯誤;反射的完成需要經過完整的反射弧,刺激②后⑤產生反應,該過程沒有經過完整的反射弧,不屬于反射,D錯誤。
【方法技巧】　　反射弧中傳入神經和傳出神經的判斷
1.運動神經系統中,根據是否具有神經節判斷:有神經節的是傳入神經。
2.根據脊髓灰質結構判斷:與前角(膨大部分)相連的為傳出神經,與后角(狹窄部分)相連的為傳入神經。
3.切斷實驗法:若切斷某一神經,刺激外周段(遠離中樞的位置),肌肉不收縮,而刺激向中段(靠近中樞的位置),肌肉收縮,則切斷的為傳入神經,反之則為傳出神經。
【易錯提醒】
　　感受器、傳入神經和神經中樞被破壞后,產生的結果相同,但機理不同:感受器被破壞,無法產生興奮;傳入神經被破壞,無法傳導興奮;神經中樞被破壞,無法對傳入的信息進行分析和綜合,并傳導興奮。
對點練1　(2022·吉林期中)關于反射與反射弧,下列敘述不正確的是(　　)。
A.一個完整的反射活動至少需要2個神經元參與
B.縮手反射和膝跳反射的中樞均位于脊髓
C.感受器是傳入神經纖維的樹突,效應器為傳出神經纖維的末梢
D.反射弧中任何環節在結構或功能上受損,反射就不能完成
　　【答案】　C
【解析】　一個完整的反射活動至少需要2個神經元參與,即傳入神經元和傳出神經元,A正確;縮手反射和膝跳反射的中樞均位于脊髓,它們都屬于非條件反射,B正確;效應器是指傳出神經末梢及其所支配的肌肉或腺體等,C不正確。
任務2　探究非條件反射與條件反射
活動2　分析課本P24圖2-5,探究條件反射的
建立過程
　　閱讀課本P24實驗,回答下列問題。
　　南朝宋·劉義慶《世說新語·假譎》描述:“魏武行役,失汲道,軍皆渴,乃令曰:‘前有大梅林,饒子,甘酸,可以解渴?！孔渎勚?口皆出水。乘此得及前源?！?br/>1.曹軍士卒為何會出現“士卒聞之,口皆出水”的現象
　　【提示】　“士卒聞之,口皆出水”屬于條件反射。
2.日常生活中,經?？匆姵錾鷰讉€月的嬰兒會把手指塞進嘴里,也會“口皆出水”,與1中的“口皆出水”有何不同
　　【提示】　嬰兒把手指塞進嘴里后流口水是生來就有的反射,屬于非條件反射,而1中的“口皆出水”是后天形成的條件反射。
3.你能歸納出1、2中引起“口皆出水”的神經結構嗎
　　【提示】　反射的結構基礎是反射弧,其組成通常包括感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經和效應器五部分。
4.樹上的“梅子”和文字“梅子”分別屬于哪種刺激
　　【提示】　文字“梅子”既屬于無關刺激,又屬于條件刺激;樹上的“梅子”則要分開討論,若吃樹上的“梅子”,屬于非條件刺激,若看樹上的“梅子”,屬于條件刺激。
5.“吃梅止渴”、“看梅止渴”和“談梅止渴”的反射類型一樣嗎
　　【提示】　不一樣?！俺悦分箍省笔侨撕蛣游锍錾鬅o須訓練就具有的非條件反射;“看梅止渴”是人和動物出生以后,在生活過程中通過學習和訓練而形成的反射,屬于條件反射;“談梅止渴”是與人類語言有關的條件反射,是人類特有的條件反射。
認知生成
1.非條件反射是與生俱來的,具有先天性。
2.條件反射是出生后在生活過程中通過學習和訓練而形成的后天性反射,是在非條件反射的基礎上通過學習和訓練而建立的。
3.能夠引起非條件反射發生的刺激,叫作非條件刺激;能夠引起條件反射發生的刺激,稱為條件刺激;既不能引起非條件反射發生,也不能引起條件反射發生的刺激,稱為無關刺激。
4.條件反射建立的關鍵是將無關刺激轉化為條件刺激,之后要維持下去,還需要非條件刺激的強化。
例2　(2023·東莞期末)美國史上著名的恐怖實驗“小艾伯特實驗”飽受各界爭議和詬病,因為他們居然以九個月大的嬰兒來做試驗。當小嬰兒第一次看到老鼠時,表現出好奇甚至是喜悅,當他伸手去摸它時,一根鋼筋被錘子擊中,發出很大的聲音,每次他試圖伸手去摸老鼠時,這種巨大的噪聲就會產生。幾次后,小嬰兒只要看到老鼠就表現得特別恐懼。關于此條件反射的說法正確的是(　　)。
A.此條件反射中,巨大噪聲屬于無關刺激,老鼠屬于非條件刺激
B.人類恐懼條件反射的形成使機體具有更強的預見性和適應性
C.此條件反射的形成需要大腦皮層參與,但其消退不需要大腦皮層參與
D.條件反射建立后,老鼠反復出現而沒有噪聲,此反射不會消退
　　【答案】　B
【解析】　第一次看到老鼠的九個月大的嬰兒,表現出好奇甚至是喜悅,并沒有引起恐慌,老鼠屬于無關刺激,巨大噪聲屬于非條件刺激,A錯誤;人類恐懼的條件反射是通過學習和訓練建立的,能使機體具有更強的預見性、靈活性、適應性,B正確;條件反射建立后的維持,需要非條件刺激(巨大噪聲)的強化,否則會消退,條件反射的消退不是條件反射的簡單喪失,而是神經中樞把原先引起興奮性效應的信號轉變為產生抑制性效應的信號,需要大腦皮層的參與,C、D錯誤。
【技巧歸納】　　非條件反射和條件反射的判斷
對點練2　(不定項)下列關于非條件反射和條件反射的敘述,錯誤的是(　　)。
A.吃山楂分泌唾液和“望梅止渴”都是非條件反射
B.非條件反射無須大腦皮層參與,所以非條件反射不受意識支配
C.條件反射消失的過程就是相關反射弧被破壞的過程
D.非條件反射是形成條件反射的基礎,條件反射形成以后仍需非條件刺激的強化和鞏固
　　【答案】　ABC
【解析】　“望梅止渴”屬于條件反射,是后天形成的,A錯誤;非條件反射的建立可無須大腦皮層的參與,通過大腦皮層下各級中樞就可完成,但低級中樞會受到腦中相應高級中樞的調控,此時會受到意識的支配,B錯誤;若沒有強化和鞏固,條件反射也會逐漸消失,但反射弧并沒有被破壞,C錯誤;非條件反射是形成條件反射的基礎,并且條件反射形成以后,還需要通過非條件反射進行強化和鞏固,否則條件反射會逐漸消失,D正確。
素能提升　聯系實際,分析反射弧的完整性(科學探究能力)
　　反射活動需要經過完整的反射弧才能實現,反射弧結構中任一環節受損,反射活動就不能完成。為了證明該結論,某實驗小組利用脊蛙(去除腦的青蛙)進行實驗,結果如下表。
刺激前的處理 用硫酸刺激的部位 實驗結果
實驗一 左后肢不作處理 左后肢中趾 左后肢出現屈腿
實驗二 環切掉蛙左后肢腳趾上的皮膚 左后肢中趾 左后肢無屈腿
實驗三 右后肢不作處理 右后肢中趾 右后肢出現屈腿
實驗四 與右后肢肌肉相連的坐骨神經滴加麻醉劑(一次) 右后肢中趾,每隔一分鐘刺激一次 右后肢發生屈腿,但麻醉3 min后不能發生
實驗五 右肢背部傳出神經所在位置,每隔一分鐘刺激一次 右后肢發生屈腿,但麻醉 5 min后不能發生
回答下列問題:
(1)實驗一與實驗二的結果說明,損壞反射弧的　　　　,反射活動不能進行。
(2)坐骨神經中既有傳入神經又有傳出神經,麻醉效果出現的先后順序不同。綜合分析實驗三、四和五的結果,得出坐骨神經中的　　　　　　(填“傳入神經”或“傳出神經”)先被麻醉劑徹底麻醉。
(3)上述實驗中,效應器是　　　　　　　　　　　　　　。能完成右后肢屈腿反射的實驗組是　　　　　　。
(4)請在上述實驗的基礎上,驗證屈腿反射的神經中樞在脊髓,寫出實驗思路并預期實驗結果。
實驗思路: 　。
實驗結果: 　 。
　　【答案】　(1)感受器　(2)傳入神經　(3)傳出神經末梢和它所支配的肌肉　實驗三、四　(4)實驗思路:實驗五后隔一段時間(麻醉劑失效后),用針搗毀該蛙的脊髓,用硫酸刺激該蛙的右后肢中趾　實驗結果:右后肢不出現屈腿
【解析】　(1)比較實驗一和實驗二,不同之處是實驗二中蛙左后肢腳趾上缺少皮膚,結果是實驗一中蛙的左后肢出現屈腿,實驗二中蛙的左后肢無屈腿,說明損壞反射弧的感受器,反射活動不能進行。(2)實驗四和實驗五均在坐骨神經處滴加了麻醉劑,實驗四刺激感受器,實驗五刺激傳出神經,實驗五開始出現麻醉的時間晚于實驗四,說明坐骨神經中先被麻醉的位置在傳出神經之前,即坐骨神經中的傳入神經先被麻醉劑徹底麻醉。(3)在本實驗中,效應器是指傳出神經末梢和它所支配的肌肉。實驗三、四、五中右后肢均出現了屈腿,反射必須經過完整的反射弧,實驗三、四中刺激的均是右后肢中趾,經過了完整的反射弧,可以完成屈腿反射;實驗五刺激的是右肢背部傳出神經所在位置,沒有經過完整的反射弧,不能完成屈腿反射。(4)驗證屈腿反射的神經中樞在脊髓,自變量應為有無脊髓,因此,實驗思路是實驗五后隔一段時間(麻醉劑失效后),用針搗毀該蛙的脊髓,用硫酸刺激該蛙的右后肢中趾。預期實驗結果為右后肢不出現屈腿。
認知生成
　　反射弧只有保持完整性,才能完成反射活動;只要效應器功能完好,即使反射弧不完整,效應器也可能發生反應。若反射弧某處受損或被麻醉,則在該處的近效應器段給予適宜刺激,效應器可發生反應;在該處的近感受器段給予適宜刺激,效應器不發生反應。
例3　將青蛙腦破壞,保留脊髓,在脊柱下部打開脊椎骨,剝離出脊髓一側的一對脊神經根(包含一個背根和一個腹根,見圖)。分別電刺激背根與腹根均可引起蛙同側后肢發生運動反應。已知背根含有傳入神經,腹根含有傳出神經,背根和腹根合并組成脊神經。
請根據上述提供的實驗材料(實驗用具自選)設計實驗步驟,并預測實驗結果,以分別驗證背根具有傳入功能,腹根具有傳出功能。
【答案】　步驟1:如圖,在背根中央a處剪斷(或用麻醉藥阻斷),分別電刺激1處和2處,觀察蛙后肢是否發生運動反應。
預期結果:電刺激1處發生蛙后肢運動反應,電刺激2處不發生運動反應,說明背根有傳入功能。
步驟2:如圖,在腹根中央b處剪斷(或用麻醉藥阻斷),分別電刺激3處和4處,觀察蛙后肢是否發生運動反應。
預期結果:電刺激3處不發生運動反應,電刺激4處發生運動反應,說明腹根有傳出功能。
【解析】　“分別電刺激背根和腹根均可引起蛙同側后肢發生運動反應”,證明制備出的標本是完好的,同時也給我們啟示,可以選用電刺激神經的方法來進行驗證實驗。由于需要以后肢運動為觀察指標,因此必須阻斷神經,阻斷方式可用剪刀剪斷神經,也可用麻醉藥麻醉阻斷神經。神經被阻斷后,再分別用電刺激神經的向中段(1處、3處)和外周段(2處、4處),由于背根含有傳入神經,電刺激背根向中段(1處)時蛙應發生后肢運動反應,電刺激背根外周段(2處)時蛙不發生運動反應,表明背根有傳入功能,沒有傳出功能。而腹根含有傳出神經,電刺激腹根向中段(3處)時蛙不發生運動反應,電刺激腹根外周段(4處)時蛙發生運動反應,表明腹根有傳出功能,而無傳入功能。解題時需注意:要做對照實驗。阻斷脊神經背根后,分別電刺激背根向中段(1處)和外周段(2處),觀察后肢運動反應。電刺激背根向中段(1處),若后肢發生運動反應,說明背根具有傳入功能,但不能說明它是傳入神經;若刺激背根外周段(2處),后肢不發生運動反應,表明它沒有傳出功能,這時才能證明背根是傳入神經。若電刺激背根外周段(2處),蛙也發生后肢運動反應,則此神經是含有傳入神經纖維和傳出神經纖維的混合神經。先進行背根實驗,再進行腹根實驗,否則腹根被剪斷,傳出神經通路被破壞,再做背根實驗時,電刺激背根向中段神經,興奮沿神經傳到中樞,但由于傳出通路已斷,肢體仍不會運動,無法作出判斷。
對點練3　在用脊蛙(去除腦,保留脊髓的蛙)進行反射弧分析的實驗中,破壞縮腿反射弧在左后肢的部分結構,觀察雙側后肢對刺激的收縮反應,結果如表,結果表明反射弧被破壞的部分可能是(　　)。
刺激 部位 反應
破壞前 破壞后
左后肢 左后肢 收縮 右后肢 收縮 左后肢 不收縮 右后肢 不收縮
右后肢 左后肢 收縮 右后肢 收縮 左后肢 不收縮 右后肢 收縮
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.感受器 B.感受器和傳入神經
C.傳入神經和效應器 D.效應器
　　【答案】　C
【解析】　若破壞的是感受器或感受器和傳入神經,則刺激左后肢,左右后肢均不收縮;刺激右后肢,左右后肢均收縮。若破壞的是傳入神經和效應器,則刺激左后肢,左右后肢均不收縮;刺激右后肢,左后肢不收縮,右后肢收縮。若破壞的是效應器,則刺激左右后肢,結果都是左后肢不收縮,右后肢收縮。根據以上分析可知,C符合題意。
【隨堂檢測】
課堂小結 課堂小測
判斷下列有關反射、反射弧的敘述的正誤。 (1)反射弧通常都是由5個部分組成的。 (√) (2)在反射活動過程中,感受刺激、產生興奮的是感受器。 (√) (3)興奮可以在反射弧和中樞神經系統中傳導。 (√) (4)各種感覺的形成過程都屬于條件反射。 (×) (5)條件反射一旦建立,就不會消退。 (×) (6)條件反射的建立和消退過程都需要大腦皮層參與。 (√)
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