高中生物 第二章 生物个体的稳态 第二节 人体生命活动

第2课时人体神经调节过程和人脑的高级功能
[学习目标] 1.理解反射弧的结构和各部分功能。

2.概述人体神经系统的分级调控和人脑的高级功能。

方式一
不同的神经中枢控制生命活动有什么不同？它们之间又有怎样的联系呢？今天，我们继续学习通过神经系统的调节。

方式二俗话说：“一朝被蛇咬，十年怕井绳。

”科学研究发现，当人的脑部受伤时，除了可能让伤者失去记忆，还有可能让伤者失去恐惧感。

神经冲动如何传递到大脑？人脑有哪些重要作用？让我们通过今天的学习来解决。

一、反射和反射弧
1．反射
(1)概念：人体在神经系统的参与下对内外环境变化作出的规律性应答。

(2)反射活动的结构基础和功能单位是反射弧。

2．反射弧
(1)组成：反射弧由A.感受器、B.传入神经、C.神经中枢、D.传出神经和E.效应器五个基本部分组成。

①感觉神经末梢和与之相连的各种特化结构一起称为感受器。

②神经中枢是脑和脊髓的灰质中功能相同的神经元胞体汇集在一起形成的结构，调节人体的某些生理活动。

③运动神经末梢与其所支配的肌肉或腺体一起称为效应器。

(2)完整性
反射活动是以完整的反射弧为基础的。

如果反射弧中任何一个环节的结构或功能受损，反射就无法完成。

点拨反射正常进行必需的两个条件
(1)完整的反射弧：反射活动是以完整反射弧为基础的，若反射弧结构不完整，进行人为刺激，尽管能够引起效应器的活动，但不属于反射。

(2)需要适宜的刺激：反射的进行需要适宜的刺激，若刺激过强或过弱，都将导致反射活动无法进行。

例1(2018·四川射洪中学高二模拟)下列关于反射弧的叙述，不正确的是( )
A．感受器可将刺激转变成兴奋
B．反射弧中的感受器和效应器可分布于机体不同的组织或器官
C．任何反射弧中的神经中枢都位于脊髓
D．刺激某一反射弧的感受器或传出神经可使效应器产生相同的反应
答案 C
解析大脑皮层、下丘脑、小脑、脑干和脊髓都有反射弧中的神经中枢。

例2下图表示人体的某反射弧模式图，请据图判断下列叙述正确的是( )
A．该图中，①是神经中枢，②是传出神经，③是传入神经
B．刺激②时，会产生具体效应的结构是⑤
C．结构④在组成上包括运动神经末梢与其所支配的肌肉或腺体等
D．切断③，刺激②时，会产生具体效应的结构是④
答案 C
解析由图示判断：⑤为感受器，②为传入神经，①为神经中枢，③为传出神经，④为效应器。

刺激②时，会产生具体效应的结构是④效应器，切断③，刺激②时，反射弧不完整，兴奋无法到达效应器，效应不再产生。

一题多变
结合上图回答问题：
(1)将青蛙的后趾皮肤剥掉，再将浸有稀硫酸的小纸片贴在该部位，蛙无反应。

这是因为已经破坏了该反射弧的________________。

(2)切断②，刺激③，效应器________(填“能”或“不能”)做出反应。

如果能反应，是否属于反射？____________。

(3)判断下列哪些活动要在反射弧中完成：________。

①食虫鸟见到黄蜂不敢吃
②熟睡的人被蚊虫叮咬会动一动
③精彩的哑剧表演引来人们热烈的掌声
④实验中离体的腓肠肌连一段坐骨神经，用电来刺激坐骨神经，引起腓肠肌收缩
答案(1)⑤感受器(2)能不属于(3)①②③
解析在反射弧中完成的活动是反射，①②③都属于反射活动。

知识拓展(1)反射弧任何环节在结构或功能上受损，反射就不能完成，但某一局部结构仍有反应。

(2)完成一个完整的反射至少需要2个神经元(感觉神经元和运动神经元)。

(3)一个神经元细胞有多个树突，通常只有一个轴突。

(4)神经中枢的兴奋只影响效应器的效应活动，而不影响感受器的敏感性。

二、人体神经系统的分级调控
1．人体神经系统的分级调控
(1)人的中枢神经系统包括脑和脊髓。

(2)位于脊髓的低级中枢和位于脑的高级中枢一般是相互联系、相互作用的。

①举例：排尿反射的过程为：膀胱尿液充盈→膀胱壁中的牵张感受器兴奋→传入神经→脊髓排尿反射低级中枢兴奋→沿神经纤维传导到脑排尿反射高级中枢→脊髓排尿低级中枢→传出神经→膀胱肌肉收缩和尿道括约肌放松，尿液排出。

②上述过程说明脑排尿反射高级中枢调控脊髓排尿反射低级中枢，控制排尿反射活动。

提醒成年人能有意识地控制大小便，而婴儿及许多偏瘫患者却不能，原因是：人的大脑能控制排便、排尿等低级中枢的反射活动，婴儿由于大脑发育尚不完善，许多偏瘫患者则由于大脑相关中枢受伤，从而导致丧失对低级中枢的控制能力，致使大小便处于“失禁”状态。

2．人脑的高级功能
(1)脑位于颅腔内，由大脑、脑干和小脑组成。

①大脑皮层是高级神经活动的结构基础，其上有语言、听觉、视觉、运动等高级中枢，调节人体各项生命活动。

②脑干内有许多重要的生命活动中枢，如心血管中枢、呼吸中枢等。

③小脑是重要的运动调节中枢。

(2)语言功能是人脑特有的高级功能
①大脑皮层上有控制听、说、读、写活动的言语区。

②言语区的一定区域出现损伤，能引起各种特殊的语言功能障碍，表现为失写症、失读症、运动性失语症和听觉性失语症，具体如下：
点拨中枢神经系统的组成及功能
脊椎动物和人的各神经中枢的分布部位和功能不相同，但彼此相互联系、相互调控(如下图所示)。

例3下列有关神经系统的叙述，错误的是( )
A．脊髓、脑干属于中枢神经系统
B．位于大脑皮层的呼吸中枢是维持生命活动的必要中枢
C．神经系统调节机体活动的基本方式是反射
D．高级神经中枢和低级神经中枢对躯体运动都有调节作用
答案 B
解析脊椎动物和人的中枢神经系统包括位于颅腔中的脑(大脑、脑干和小脑等)和脊柱椎管内的脊髓，A项正确；人的呼吸中枢位于脑干，B项错误；神经调节的基本方式是反射，C项正确；高级神经中枢和低级神经中枢通过分级调节、协调配合共同完成生命活动的调节，D 项正确。

例4科学家在研究大脑皮层某些区域(如图所示)时，发现其与语言活动功能有着密切的联系，下列相关叙述不正确的是( )
①W区发生障碍，不能写字②V区发生障碍，不能看懂文字③S区发生障碍，不能听懂话④H区发生障碍，不能讲话
A．①② B．②③ C．①③ D．③④
答案 D
解析S区发生障碍，不能讲话；H区发生障碍，不能听懂别人谈话。

拓展深化视觉性语言中枢≠视觉中枢
视觉中枢受损后看不见实物；视觉性语言中枢是把看到的文字进行分析，从而了解文字的意思，若受损，则不能了解文字的意思，但能看见。

其他言语区的受损病症也是这个道理。

1．反射和反射弧的关系是( )
A．反射活动的完成必须通过反射弧来实现
B．反射活动可以不完全通过反射弧来实现
C．只要反射弧完整，必然出现反射活动
D．反射和反射弧在性质上完全相同
答案 A
解析反射是人体在神经系统的参与下对内外环境变化作出的规律性应答。

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；但反射的发生除具有完整的反射弧外，还需要一定强度的刺激。

2．(2018·江苏盐城市高二模拟)如图为某反射弧的部分模式图，虚线框中代表神经中枢，下列叙述正确的是( )
A．a端与效应器相连接，b端与感受器相连接
B．c处的液体是组织液，其理化性质的改变影响兴奋的传导
C．刺激d点，在e处测到电位变化，说明兴奋在神经元之间的传导是单向的
D．把某药物放在c处，刺激e点，d处没有电位变化，说明该药物对兴奋在神经元之间的传导有阻断作用
答案 B
解析根据突触的结构可知，a端与感受器相连接，b端与效应器相连接，A项错误；缺少对照组，不能说明兴奋在神经元之间的传导是单方向的，C项错误；即使无药物，刺激e点，d 处也没有电位变化，因为兴奋在神经元之间的传导是单向的，D项错误。

3．(2018·江苏宝应画川高中检测)下列关于神经调节的叙述中，正确的是( )
A．大脑皮层既是高级中枢也是低级中枢
B．运动性语言中枢(S区)受损的患者不会书写
C．大脑皮层与躯体运动、感觉活动密切相关
D．小脑中有重要的生命活动中枢，如呼吸中枢
答案 C
解析大脑皮层是高级中枢，不是低级中枢；运动性语言中枢(S区)受损的患者不会讲话；脑干中有重要的生命活动中枢，如心血管中枢、呼吸中枢等。

4．当你专心作答试题时，参与的高级中枢主要有( )
①下丘脑②大脑皮层H区(听觉性言语区) ③大脑皮层S区(运动性言语区) ④大脑皮层V区(视觉性言语区) ⑤大脑皮层W区(书写性言语区)
A．①③ B．②③
C．②④ D．④⑤
答案 D
解析一个人在专心作答试题时，首先要通过大脑皮层V区(视觉性言语区)完成审题，经过缜密思考后，再通过大脑皮层W区(书写性言语区)写出答案，在此过程中，听说语言中枢基本不参与，D项正确。

5．用去除脑但保留脊髓的蛙(称脊蛙)为材料，进行反射活动实验。

请回答与此有关的问题：(1)用针刺激脊蛙左后肢的趾部，可观察到该后肢出现收缩活动。

该反射活动的感受器位于左后肢趾部的______中，神经中枢位于________中。

(2)剪断支配脊蛙左后肢的传出神经(如图)，立即刺激A端________(填“能”或“不能”)看到左后肢收缩活动；刺激B端________(填“能”或“不能”)看到左后肢收缩活动。

若刺激剪断处的某一端出现收缩活动，该活动__________(填“能”或“不能”)称为反射活动，主要原因是________________________________________________________________________
____________。

答案(1)皮肤脊髓(2)能不能不能反射弧结构不完整
解析(1)脊蛙的大脑已被破坏，刺激后出现的后肢收缩活动属于脊髓反射，因此神经中枢位于脊髓；实验中后肢保留了皮肤，因此感受器应位于左后肢趾部的皮肤中。

(2)反射活动的结
构基础是反射弧，完整的反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五个部分组成，引起反射的首要条件是反射弧结构必须保持完整，反射弧任何一个环节的结构或生理完整性受到破坏，反射活动就无法实现。

题中将传出神经切断，反射弧结构失去完整性，再刺激引起效应器反应，不能称为反射。

[对点训练]
题组一反射和反射弧
1．下列关于反射弧的理解，错误的是( )
A．反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分组成
B．感受器接受适宜刺激后，能产生兴奋
C．感受器是由感觉神经末梢和与之相连的各种特化结构所组成
D．效应器是由运动神经元的神经末梢所组成
答案 D
解析效应器是由运动神经末梢与其所支配的肌肉或腺体等组成。

2．(2018·江苏新马高中高二下测试)下列关于感受器特性的叙述，错误的是( )
A．感受器能将特定的刺激转变成神经冲动
B．感受器直接将感受到的刺激传入大脑皮层
C．各种感受器都有各自的适宜刺激
D．感受器可产生适应现象
答案 B
解析感受器是由感觉神经末梢和与之相连的各种特化结构所组成，其功能是感受刺激，产生兴奋并能传导兴奋(兴奋以神经冲动的方式传导)；不同的感受器都有各自的适宜刺激，且感受器可产生适应现象。

3．如图为反射弧结构示意图，下列有关说法不正确的是( )
A．由A、B、C、D、E组成了一个完整的反射弧
B．当①受到适宜刺激时，该处的细胞膜内外的电位表现为外负内正
C．图中②的结构决定了神经元之间的兴奋传导只能是单向的
D．若从③处切断神经纤维，刺激①处，效应器仍具有反应
答案 D
解析图中A为感受器，B为传入神经，C为神经中枢，D为传出神经，E为效应器，它们共同构成了一个完整的反射弧；当①受到适宜刺激时，该处细胞膜内外的电位表现为外负内正；
②处结构为突触，决定了神经元之间的兴奋传导只能是单向的；切断传出神经，刺激传入神经，兴奋不能到达效应器，效应器无反应。

4．(2018·江苏省高邮市高二质检)下列有关人脑功能的说法，错误的是( )
A．语言功能是人脑特有的高级功能
B．大脑皮层视觉性言语区受损的患者不能写字
C．大脑皮层是人体的高级神经中枢，不同部位具有不同分工，又相互协调
D．脑干内有许多重要的生命活动中枢，如心血管中枢、呼吸中枢等
答案 B
解析大脑皮层书写性言语区受损患者不能写字，视觉性言语区受损则不能看懂文字。

5．某人腰椎部位因受外伤造成右侧下肢运动障碍，但有感觉。

该病人受损伤的部分可能是在反射弧的( )
①传入神经②传出神经③感受器④神经中枢⑤效应器
A．②④ B．①④
C．①② D．②⑤
答案 A
解析腰椎部受伤，可能伤及反射弧五个环节中的传入神经、神经中枢和传出神经。

该病人有感觉，说明传入神经正常。

6．给狗喂食会引起唾液分泌，但铃声刺激不会。

若每次在铃声后即给狗喂食，这样多次结合后，狗一听到铃声就会分泌唾液。

下列叙述正确的是( )
A．大脑皮层没有参与铃声刺激引起唾液分泌的过程
B．食物引起味觉和铃声引起唾液分泌属于不同的反射
C．铃声和喂食反复结合可促进相关的神经元之间形成新的联系
D．铃声引起唾液分泌的反射弧和食物引起唾液分泌的反射弧相同
答案 C
解析根据题意可知，狗听到铃声分泌唾液的过程是在非条件反射基础上逐渐形成的条件反射，反射弧的神经中枢位于大脑皮层，A项错误；感觉是高级生命活动，神经中枢位于大脑皮层，所以食物引起味觉是条件反射，和铃声引起唾液分泌的反射类型相同，B项错误；铃声和喂食反复结合可使狗建立铃声和分泌唾液的联系，这是通过不断刺激形成的，是学习和记忆的过程，与相关神经元之间形成新的联系有关，C项正确；铃声引起唾液分泌是条件反射，食物引起唾液分泌是非条件反射，控制两种反射的神经中枢不同，因此两种反射是通过不同的反射弧完成的，D项错误。

题组二人体神经系统的分级调控
7．某同学正在跑步，参与调节这一过程的神经结构有( )
①大脑皮层②小脑③下丘脑④脑干⑤脊髓
A．①②③④ B．①③④⑤
C．①②④⑤ D．①②③④⑤
答案 D
解析大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢，有意识的活动都会参与；小脑有维持身体平衡的中枢，运动过程中需要小脑的参与；下丘脑有体温调节中枢等，使机体稳态保持相对稳定；脑干有许多维持生命活动必要的中枢；脊髓有调节躯体运动的低级中枢。

8．某人因外伤而成为“植物人”，处于完全昏迷状态，饮食也只能依靠“鼻饲”，人工往胃内注入流食，呼吸和心跳正常。

请问他的中枢神经系统中，仍能保持正常功能的部位是( ) A．脑干和脊髓B．小脑和脊髓
C．小脑和脑干D．只有脊髓
答案 A
解析调节人体基本生命活动的心血管中枢、呼吸中枢等位于脑干。

“植物人”已完全失去条件反射，大脑失去正常功能，只靠脑干通过脊髓和部分脑神经来控制最基本的生命活动。

小脑也是通过脑干和脊髓才能发挥作用，只有脊髓和小脑不可能维持最基本的生命活动。

9．(2018·河北省承德一中高二上月考)同学甲因为交通事故脊髓从胸部折断，同学乙患有小儿麻痹症，该病是由于病毒侵染了位于脊髓的传出神经元的胞体引起的，关于两位同学的叙述正确的是( )
A．甲膝跳反射不存在，针刺足部有感觉
B．甲膝跳反射不存在，针刺足部无感觉
C．乙运动障碍，对刺激有感觉
D．乙能运动，对刺激无感觉
答案 C
解析膝跳反射的神经中枢在脊椎的下方，同学甲脊髓从胸部折断后，不影响断处以下的简单反射弧，因此膝跳反射还存在。

外界刺激引起的疼痛都是在大脑皮层里产生的，而他的脊髓从胸部折断，传入神经受损，因此针刺足部无感觉。

病毒侵染了同学乙位于脊髓的传出神经元的胞体，而传入神经元及神经中枢未受到侵染，所以刺激能传到神经中枢处理，对刺激有感觉，传出神经元受损，运动障碍，C项正确。

10．生活中存在以下现象：(1)婴幼儿经常尿床，但随着年龄的增长，这种现象会明显减少；
(2)由于惊恐而出现无意识排尿。

以上现象说明( )
A．婴幼儿在夜间产生的尿液较白天多
B．婴幼儿排尿反射的传入神经兴奋只到达脊髓
C．无意识排尿不属于神经反射活动
D．脊髓的生理活动依赖于大脑皮层的功能状态
答案 D
解析成人和婴幼儿控制排尿的低级中枢都在脊髓，但它受大脑控制。

婴幼儿因大脑发育尚未完善，对排尿的控制能力较弱，排尿次数增多；而无意识排尿，也涉及大脑皮层的功能。

11．在用脊蛙(去掉脑保留脊髓的蛙)进行反射弧分析的实验中，破坏缩腿反射弧在左后肢的部分结构，观察双侧后肢对刺激的收缩反应，结果如下表：
上述结果表明，反射弧被破坏的部分可能是( )
A．感受器B．感受器和传入神经
C．传入神经和效应器D．效应器
答案 C
解析在熟知反射弧结构的前提下，应通过分析破坏前的实验现象推出存在的反射弧，通过破坏后的实验现象推出可能被破坏的反射弧结构，综合分析并得出结论。

由表可知：破坏前，
刺激左后肢和右后肢的反应一样，说明具有这样的反射弧：“左后肢→神经中枢→左后肢”、“左后肢→神经中枢→右后肢”、“右后肢→神经中枢→右后肢”、“右后肢→神经中枢→左后肢”。

破坏缩腿反射弧在左后肢的部分结构后，刺激左后肢，左、右后肢都不出现收缩的现象，说明是感受器或传入神经受到损伤；刺激右后肢，左后肢不收缩但右后肢能收缩，说明“右后肢→神经中枢→右后肢”的反射弧完整，而“右后肢→神经中枢→左后肢”的反射弧不完整，说明神经中枢之前的结构正常，左后肢不收缩说明破坏的是神经中枢之后的结构，即传出神经或效应器。

[综合强化]
12．当人看到酸梅时唾液分泌会大量增加。

对此现象的分析，错误的是( )
A．这一反射过程需要大脑皮层的参与
B．这是一种反射活动，其效应器是唾液腺
C．酸梅色泽直接刺激神经中枢引起唾液分泌
D．这一过程中有“电—化学—电”信号的转化
答案 C
解析当人看到酸梅时唾液分泌会大量增加，这是条件反射，反射路径是酸梅的形态、颜色等条件刺激物→眼睛上的感光细胞→传入神经→大脑皮层的视觉及其他中枢→传出神经→唾液腺。

这一过程经历了一个完整的反射弧。

由于条件反射是后天获得的、经后天学习才形成的反射活动，因此，条件反射需要在大脑皮层的参与下才能完成。

13．当快速牵拉骨骼肌时，会在d处记录到电位变化过程。

据图判断下列相关叙述，错误的是( )
A．感受器位于骨骼肌中
B．d处位于传出神经上
C．从a到d构成一个完整的反射弧
D．牵拉骨骼肌时，c处可检测到神经递质
答案 C
解析由图可知，当快速牵拉骨骼肌时，会在d处记录到电位变化过程。

感受器位于骨骼肌
中，A正确；传入神经元的胞体在灰质以外，d处位于传出神经上，B正确；从a到d没有效应器，不能构成一个完整的反射弧，C错误；牵拉骨骼肌时，会在d处记录到电位变化过程，说明有神经兴奋的传导，c处可检测到神经递质，D正确。

14．如图表示人体的某反射弧模式图，请据图回答下列问题：
(1)图中①是________，②是________，③是________。

(2)结构________是感受器，能接受刺激并产生兴奋，结构________是效应器，是由________________________________________组成的。

(3)切断②，刺激③，效应器________(填“能”或“不能”)做出反应，切断③，刺激②，效应器________(填“能”或“不能”)做出反应。

答案(1)神经中枢传入神经传出神经(2)⑤④运动神经末梢与其所支配的肌肉或腺体等 (3)能不能
解析反射的大致过程为：⑤感受器→②传入神经→①神经中枢→③传出神经→④效应器。

15．下图是人体缩手反射示意图，结合图示回答下列问题：
(1)完成该缩手反射的结构基础是________，它是由________、传入神经、____________________、传出神经、效应器五部分组成的。

(2)1能够将感受的刺激转化成________并沿神经纤维传导。

(3)缩手反射产生动作电位时，膜内外电位情况为________________(填“内正外负”“内负外正”或“内外相同”)。

答案(1)反射弧感受器神经中枢(2)兴奋 (3)内正外负
解析(1)完成反射活动的结构基础是反射弧，反射弧是由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分组成的。

(2)1是感受器，能够将感受到的刺激转化成兴奋(或神经冲动)并沿神经纤维传导。

(3)缩手反射产生动作电位时，膜内外电位情况为内正外负。

16．根据神经系统部分结构模式图回答有关问题：
(1)大脑皮层是整个神经系统的________________，其上分布着许多重要的中枢，如⑥和⑦分别是躯体运动中枢和躯体感觉中枢。

它除了对外部世界的________以及控制机体的________外，还具有________、________、________、________等方面的高级功能。

(2)打字员熟练的指法主要是由[ ]________发动和[④]________进行协调共同完成的。

(3)聋哑人表演的舞蹈“千手观音”让人叹为观止，她们要理解指导教师的手语，首先要通过[ ]________中枢。

(4)盲人“阅读”盲文，首先要通过大脑皮层的[]______________中枢和[ ]________________中枢；理解盲文含义，则要通过________中枢完成。

(5)大脑皮层S区受损，将会导致病人_________________________________________________
________________________________________________________________________。

答案(1)最高级中枢感知反射活动语言学习记忆思维(2)②大脑小脑(3)①视觉(4)⑥躯体运动⑦躯体感觉语言(5)能看懂文字，听懂别人谈话，但不会讲话
解析大脑皮层除了对外部世界的感知以及控制机体的反射活动外，还具有语言、学习、记忆、思维等方面的高级功能。

语言功能属于第二信号系统，是人类区别于动物特有的高级功能，涉及听、说、读、写等活动。