2019-2020版高中生物 第一单元 生物个体的稳态与调节 第三章 动物稳态维持的生理基础 第

第三节人脑的高级功能
情景导入
聋哑人是如何“听懂”指导老师的指令实现动作协调一致的呢？
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课程标准
1.了解人脑高级功能的研究方法。

2.理解人脑高级功能的皮层定位。

关键术语
大脑皮层最高级中枢皮层定位
语言中枢非条件反射条件反射
人脑高级功能的研究方法
基础梳理
1．早期方法
(1)研究脑血栓、脑肿瘤、脑损伤病人的表现。

(2)在病人清醒状态下，刺激开颅后大脑皮层的不同区域，通过病人表述的感觉或感受等所做出的判断得出。

2．现在方法：电生理技术和正电子发射断层造影成像技术(PET)。

[思维激活1]中枢神经系统和神经中枢是不是同一概念？
提示不是。

中枢神经系统是指脑和脊髓，神经中枢是指位于中枢神经系统中调节某一特定生理功能的神经元群。

合作探究
1．神经系统的分级调节
结构名称主要神经中枢功能
脑
大脑语言中枢、躯体运动中枢、躯
体感觉中枢、视觉中枢、听觉
中枢等
具有感知、控制躯体的运动、语言、
学习、记忆和思维等方面的高级功能
小脑维持身体平衡的中枢维持身体平衡
脑干呼吸中枢、心血管运动中枢调节呼吸、心血管运动
下丘脑体温调节中枢、水盐平衡调节
中枢、血糖调节中枢等
调节体温、水盐平衡、血糖平衡等
脊髓调节躯体运动的低级中枢(排
尿、排便中枢)
受大脑的控制
位于脊髓的低级中枢，要受到高级中枢的调控，如排尿反射中造成小便失禁的原因有两个：一是大脑皮层受损伤，脊髓中的排尿中枢失去了大脑控制；
二是脊髓损伤，使脊髓白质上下行传导束受损伤，失去了大脑皮层对排尿中枢的控制。

特别提醒高位截瘫病人受伤部位以上感觉、运动都正常，但受伤部位以下无感觉，而低级反射——膝跳反射、缩手反射、排尿排便反射仍存在。

[巩固1]某病人上肢的感觉和运动功能正常，视、听觉都正常，但下肢的感觉和运动功能丧失，最有可能受损的部位是( )。

A．大脑皮层B．小脑
C．脑干D．脊髓胸段
解析上肢的感觉和运动正常，视、听觉都正常，说明大脑皮层、脑干和小脑都正常。

下肢感觉和运动功能的丧失，最有可能是脊髓的下部损伤引起的。

答案 D
人脑高级功能的皮层定位
基础梳理
1．概念：人脑的最高级部位是大脑两个半球，其中大脑皮层的功能最为强大，身体各部分的运动和感觉功能都分别由大脑皮层特定的部位来完成。

2．躯体运动中枢的皮层定位
(1)皮层定位：位于中央前回。

(2)特点
①按头足倒立式样与躯体形式一一对应的关系。

②一侧皮层支配着对侧躯体的随意运动功能。

③根据所支配器官运动的精细复杂程度分配皮层的大小。

3．语言中枢的皮层定位
⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧
运动性语言中枢
(说话中枢)⎩
⎪⎨
⎪⎧ 额下回后部(S 区
)
具有讲话功能听觉语言中枢⎩
⎪⎨⎪
⎧ 颞上回后部(H )区理解传入到听觉中枢的声音 视觉语言中枢(阅读中枢)⎩
⎪⎨⎪
⎧ 顶下小叶的角回(V 区)
理解所看到的符号、图形、文字的含义书写中枢⎩
⎪⎨⎪
⎧
额中回后部(W 区)控制和协调与书写有关的组织和器官
[思维激活2]请预测在刺激丰富的环境中生长的正常孩子与刺激缺乏环境中的孩子相比，谁会聪明些？
提示 一般来说，刺激丰富的环境中的孩子会聪明些，因为在刺激丰富的环境中生长的正常孩子神经突起及突触数量将会增多。

合作探究
1．语言中枢的定位
语言功能是人类特有的高级功能，包括与语言、文字相关的全部智力活动，听、说、读、写、绘画、图文欣赏等都属于语言功能的范畴。

它定位于大脑皮层左半球外侧面的言语区，主要包括W 区、V 区、H 区和S 区。

2．语言中枢及其受损后的症状
[巩固2]某人的大脑某个部位受到损伤，但能用语言表达自己的思想，也能听懂别人的谈话，却读不懂报刊上的新闻。

他的大脑受损的区域可能是( )。

A ．运动性语言区 B ．书写语言区 C ．视觉语言区
D ．听觉语言区
解析 语言功能是人特有的高级功能。

人类大脑皮层中有四个言语区，W 区是书写语言区，H 区是听觉语言区，S 区是运动性语言区，V 区是视觉语言区，各个语言区的功能各不相同，若受到损伤其功能就会丧失，但是不会影响其他言语区的功能。

正是由于人脑中具有这些特有的言语区，才使人具有了其他生物所没有的语言、学习、记忆、思维等方面的高级功能。

神经系统的组成及各中枢之间的关系
【例1】(海南高考)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
思维导图
答案 B
反思总结生理或病理现象与神经中枢的关系
生理或病理现象神经中枢参与(损伤)
考试专心答题时大脑皮层V区和W区(高级中枢)参与
“千手观音”节目中聋哑人学习舞蹈大脑皮层视觉中枢和言语区的V区、躯体运动中枢某同学跑步时大脑皮层、小脑、下丘脑、脑干和脊髓
植物人大脑皮层损伤，小脑功能退化，但下丘脑、脑干、脊髓功能正常
高位截瘫脊髓受损伤，其他部位正常
大脑皮层的功能定位与调节特点
【例2】如图是人大脑皮层躯体运动代表功能区示意图，请据图回答下面的问题。

(1)用电刺激皮层运动区某一区域，可观察到大脑皮层对躯体运动的调节作用，那么接受刺激的是反射弧中的________。

(2)图中显示面积大的躯干在皮层代表区的面积很小，而手与手指在皮层代表区的面积几乎与整个下肢在皮层代表区的面积相等，说明运动越________的器官，其皮层代表区的面积越大。

(3)从图中可知，除头面部外，皮层代表区的位置与躯体各部分是________关系。

(4)若刺激兔右侧大脑皮层的________，可见其左侧肢体运动。

说明此区域对肢体运动的调节具有________支配的特征。

思维导图
解析(1)大脑皮层是调节人和高等动物生理活动的高级神经中枢，由神经元的胞体构成，刺激大脑皮层就是刺激神经中枢。

(2)由图示可看出：人体面积巨大的躯干在大脑皮层第一运动区的代表区面积非常小，而手、头、面部却占有很大代表区，这与躯体运动的精细复杂程度有关，与躯体大小无关。

(3)从图中可知：皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的，只有头面部是正立的。

(4)大脑皮层对躯体的控制是左右对侧交叉控制的；控制躯体运动的神经中枢——躯体运动中枢位于大脑皮层的中央前回。

答案(1)神经中枢
(2)精细复杂
(3)倒置
(4)中央前回交叉(对侧)
1．用PET技术对大脑皮层的高级功能进行定位的研究中，应用的示踪剂通常是葡萄糖，这主要是因为( )。

A．葡萄糖在大脑皮层的含量高
B．葡萄糖分子只分布在大脑皮层
C．葡萄糖几乎是大脑皮层细胞的唯一能源物质，消耗量大
D．葡萄糖分子含有C、H、O元素
解析A项中，在大脑皮层中不能储存葡萄糖，所以葡萄糖在细胞中的含量较低。

B项中葡萄糖普遍分布在每个组织细胞。

D项说法对，但这不是选为示踪物质的原因。

答案 C
2．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
解析调节人体基本生命活动的心血管运动中枢、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。

答案 A
3．下列实例能够说明神经系统中的高级中枢对低级中枢有控制作用的是( )。

A．针刺指尖引起缩手反射
B．短期记忆的多次重复可形成长期记忆
C．大脑皮层语言H区损伤，导致人不能听懂别人讲话
D．意识丧失的病人能排尿但不能控制，意识恢复后可控制
解析缩手反射是非条件反射，神经中枢在脊髓。

语言、记忆、思维都是在大脑皮层的参与下进行的。

意识丧失的人大脑皮层受损，因此排尿不能控制，但脊髓是正常的，仍能正常排尿，意识恢复后可控制排尿，说明高级中枢对低级中枢有控制作用。

答案 D
4．请根据图中的编号，将所代表部位的名称填入要求回答的横线上。

(1)图中的[2]是____________，[6]是______________，[5]是________。

(2)打字员熟练的指法主要是由[ ]__________发动和[ ]________进行协调，共同完成精巧随意运动。

(3)一个人能够听懂别人说什么，也能够看懂报刊、杂志，但不能表达自己的思想，最可能的原因是他的[ ] _____________中枢受了损伤。

(4)某患者出现左侧躯体瘫痪，主要是由[ ]________中枢或与它相联系的神经纤维遭到损伤引起的。

解析分析图解，确定图解标号所代表的结构或功能区的名称和功能。

理解人脑高级生命活动的特点，一定的功能由特定的功能区控制，在执行具体功能时不同功能区协调统一，共同
完成生命活动。

答案(1)大脑小脑脑干(2)2 大脑 6 小脑
(3)7 运动性语言(4)3 右侧大脑半球躯体运动
课堂小结
难度及题号
考查知识点及角度
基础中档稍难
人脑功能的研究1、2、3 5、8
人脑的高级功能4、7、9、11 6、10 12
一、选择题
1．PET技术应用的示踪剂中的放射性同位素必须是超短“寿命”的，原因是( )。

A．减少对脑细胞的危害
B．PET技术的探测在瞬间即可完成
C．放射性同位素能引起脑细胞兴奋
D．示踪剂用量比较多
答案 A
2．手碰到针尖后，会发生缩手反射。

下列叙述正确的是( )。

A．先感到疼痛后缩手
B．先缩手后感到疼痛
C．缩手和痛感同时发生
D．此反射属于条件反射
答案 B
3．下列关于大脑皮层功能的说法中，错误的是( )。

A．大脑皮层的特定部位其功能是定位的
B．大脑皮层的一定部位能够独立完成某项活动
C．大脑皮层的各代表区之间是协调统一的
D．大脑皮层是调节人体生命活动的最高级中枢
答案 B
4．与人体高级神经中枢无直接联系的活动是( )。

A．上自习课时边看书边记笔记
B．开始上课时听到“起立”的声音就站立起来
C．叩击膝盖下面的韧带引起小腿抬起
D．遇到多年不见的老朋友一时想不起对方的姓名
解析膝跳反射为非条件反射，其神经中枢位于脊髓内，其余三项所述活动均涉及大脑皮层的语言中枢，与人体高级神经中枢有直接联系。

答案 C
5．右图①～④表示麻醉剂阻断神经冲动传导的可能位置。

如果病人有感觉，但手不能动，那么阻断的位置是( )。

A．①B．②
C．③D．④
解析感觉是在大脑皮层的躯体感觉中枢形成的，病人有感觉，说明神经冲动能传到大脑，说明①②④没有阻断；手不能动，说明神经冲动不能传导到手，说明麻醉剂阻断的位置是③。

答案 C
6．高处坠落造成高位截瘫(颈椎损害)，以下4种表现不符合实际的是( )。

A．大小便失禁B．触觉完全丧失
C．躯体的冷温觉丧失D．躯干痛觉丧失
解析高位截瘫(颈椎损害)可能导致躯干信号不能传递到大脑皮层，但头面部的信号仍然能够传递到大脑皮层，头面部触觉仍存在。

答案 B
7．下列哪项活动可以在没有大脑皮层参与下完成( )。

A．盲人识别人民币B．聋哑人用手语交流
C．小狗做算术D．婴儿的排尿过程
答案 D
8．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．婴幼儿排尿反射的兴奋沿传入神经只到达脊髓
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
解析人的排尿反射属于生来就有的非条件反射，其反射弧的神经中枢位于脊髓，只要反射弧完整，就可以完成该反射。

正常情况下，由脊髓控制的低级反射活动受大脑皮层的控制。

婴幼儿大脑发育不完善，出现尿床现象(成年人则不出现这一现象)和由于惊恐而出现的无意识排尿，都属于脊髓生理活动受到大脑控制的实例。

尿的形成是连续的，白天和晚上没有差
别，婴幼儿排尿反射的兴奋沿传入神经元同样能到达大脑皮层。

答案 D
9．一般情况下，大脑受伤丧失意识和脊髓排尿中枢受伤的两种病人，其排尿情况依次是( )。

A．尿失禁、正常排尿B．尿失禁、不能排尿
C．正常排尿、尿失禁D．不能排尿、尿失禁
解析排尿中枢是位于脊髓中的低级中枢，它控制着排尿反射，它若受伤则病人无法排尿；同时排尿反射又受高级中枢大脑皮层的控制，若大脑受伤丧失意识时，则会出现尿失禁。

答案 B
10．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V区受损患者不能写字
C．脑中高级中枢可对脊髓中相应低级中枢进行调控
D．由短期记忆到长期记忆可能与新突触的建立有关
解析大脑皮层V区受损，不能看懂文字。

答案 B
二、非选择题(共20分)
11．(10分)如图示人类大脑的左半球皮层外侧面的语言中枢，请据图回答：
(1)临床发现，损伤中央前回底部的S区，病人能看懂文字和听懂别人的谈话，但却不能讲话。

该区域为______语言中枢。

(2)损伤额中回后部接近中央前回的W区，病人讲话很慢，也能看懂文字和听懂别人的谈话，但不能写字。

该区域为________中枢。

(3)损伤颞上回后部的H区，病人会讲话和写字，能看懂文字，但听不懂别人的谈话。

该区域为____________语言中枢。

(4)损伤角回的V区，病人看不懂文字的含义，但视觉良好，其他的言语活动功能健全。

该区域为________语言中枢。

答案(1)运动性(2)书写(3)听觉(4)视觉
12．(10分)为探究铅中毒对大鼠学习记忆的影响，将大鼠分为四组，其中一组饮水，其余三组饮醋酸铅溶液，60天后进行检测。

检测a：用下图水迷宫(池水黑色，大鼠无法看到平台)进行实验，大鼠从入水点入水，训练其寻找水面下隐蔽平台，重复训练4天后撤去平台，测定大鼠从入水点到达原平台水域的时间；
检测b：测定脑组织匀浆铅含量及乙酰胆碱酯酶(AChE)活性。

AChE活性检测原理：AChE可将乙酰胆碱(ACh)水解为胆碱和乙酸，胆碱与显色剂显色，根据颜色深浅计算酶活性。

组别醋酸铅溶液
浓度/g·L－1
脑组织铅含
量/g·gprot
－1
AChE活性
/U·mgprot－
1
到达原平台水域
时间/s
①0 0.18 1.56 22.7
②0.05 0.29 1.37 23.1
③ 1 0.57 1.08 26.9
④ 2 1.05 0.76 36.4
(1)表中用于评价大鼠学习记忆能力的指标是______________________，通过该指标可知____组大鼠学习记忆能力最弱。

(2)ACh是与学习记忆有关的神经递质，该递质由突触前膜释放进入____________，与突触后膜上的受体结合，引发突触后膜____________变化。

ACh发挥效应后在________酶的催化下水解，本实验是通过检测单位时间内________的生成量，进而计算该酶的活性。

(3)表中结果表明：脑组织铅含量越高，ACh水解速度越________。

(4)水迷宫实验过程中，使短期记忆转化为长期记忆的措施是________，以此强化神经元之间的联系。

解析(1)根据探究的问题和测量的指标，并结合表中的数据回答。

(2)回顾神经递质传递的过程并结合检测b的内容回答相关问题。

(3)由表看出，脑组织含铅量越高，乙酰胆碱酯酶的活性越低，乙酰胆碱的分解速度越慢。

(4)从题干信息可确定采取的措施。

答案(1)到达原平台水域时间④
(2)突触间隙电位乙酰胆碱酯胆碱
(3)慢
(4)重复训练。