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④体温失调e.低血糖、糖尿病
【提示】 ①-e ②-c ③-b ④-a
(1)内环境是细胞之间进行物质交换的媒介。
(2)内环境的变化会引起机体通过神经系统自动调节器官和系统的活动。
【提示】 应通过神经—体液—免疫调节网络进行调节。
考点一.内环境的组成及成分
1.内环境组成与功能
2.具体细胞生活的内环境(如下表)
体内细胞
直接生活的内环境
血细胞(红细胞、白细胞等)
血浆
毛细血管壁细胞
血浆和组织液
毛细淋巴管壁细胞
淋巴和组织液
淋巴中混悬着的淋巴细胞
淋巴
绝大多数组织细胞
组织液
3.血浆、组织液、淋巴的异同点
成分
项目
存在部位
血管
组织细胞间隙
淋巴管
成分来源
①从消化道吸收而来②从组织液中回渗而来③淋巴在左右锁骨下静脉汇入
①血浆透出毛细血管壁②组织细胞代谢产生
①组织液渗入毛细淋巴管形成②由消化道吸收而来
化学成分
含有水、无机盐、蛋白质等,血浆中蛋白质含量较高,而组织液和淋巴中蛋白质含量很少
三者之间的转化关系
辨析血浆、血清与血液
(1)血液——一种疏松结缔组织,由三种血细胞(红细胞、白细胞、血小板)和“细胞间质”——血浆组成。
(2)血浆——血液的“细胞间质”,属于细胞外液,是血细胞赖以生存的直接环境(内环境),其内含有各种营养成分(水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、血浆蛋白等)和代谢废物(CO2、尿素等)。
(3)血清——血液凝集后,上层淡黄色的液体即是血清(下层是血块)。
血清与血浆的区别是血浆中含有纤维蛋白原,而血清中不含,其余成分相同。
关于淋巴液的叙述,错误的是( )
A.淋巴液属于细胞外液B.淋巴液和血浆中都有淋巴细胞
C.淋巴液最终汇入血浆参与血液循环D.淋巴液中的蛋白质含量高于血浆中的
【思路分析】 解答此题的思维流程如下:
【解析】 内环境的组成包括血浆、组织液和淋巴(或淋巴液),而淋巴细胞的内环境是血浆和淋巴液;
淋巴液最终经过淋巴循环由左、右锁骨下静脉汇入血浆中,淋巴液与血浆在成分上的主要区别是血浆中蛋白质含量明显高于淋巴。
【答案】 D
巧用单(双)箭头示意图判断物质转化关系
图1 体液转化关系 图2 碳循环中生态系统的成分
分析此类问题时要注意单(双)箭头的指向。
(1)体液交换:
只有单方向(箭头)的
(2)碳循环:
双箭头两端是生产者和无机环境,各成分都指向的是无机环境,除无机环境外各成分都指向的是分解者。
考向:
与动物细胞代谢的综合考查
1.关于人体内环境的叙述,正确的是( )
A.组织液渗透压增大,引起细胞吸水B.无氧呼吸产生乳酸的过程发生在内环境中
C.血浆中的HCO
参与维持血浆pH的稳定D.血浆中蛋白质的含量对血浆渗透压没有影响
【解析】 组织液渗透压大于细胞内液时,细胞失水,故A错误;
细胞呼吸包括无氧呼吸和有氧呼吸,二者均发生在细胞内,故B错误;
血浆pH的稳定与HCO
、H2PO
等离子有关,故C正确;
血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关,故D错误。
【答案】 C
考点二.内环境稳态的调节机制
1.内环境稳态的实质
(1)内环境各种成分保持相对稳定。
(2)内环境理化性质相对稳定。
2.内环境稳态的生理意义
(1)渗透压是维持组织细胞结构与功能的重要因素。
(2)适宜的体温和pH是酶正常发挥催化作用的基本条件。
(3)正常的血糖水平和血氧量是供给机体所需能量的重要保障。
3.主要的调节机制——神经—体液—免疫调节网络
(1)神经调节:
调节的主要方式,如体温调节中枢、水盐平衡调节中枢、血糖平衡调节中枢均位于下丘脑。
(2)体液调节:
某些化学物质(如激素、CO2、H+等)通过体液传送对机体进行调节,其中主要是激素调节。
(3)免疫调节:
免疫系统通过清除异物、外来病原微生物等对内环境的稳态起调节作用。
下列关于人体内环境稳态失调的叙述,错误的是( )
A.淋巴管阻塞引起下肢水肿B.血液中钙盐过多引起肌无力
C.再次接触同种过敏原引起过敏反应D.腹泻引起体液中水和蛋白质大量丢失
【思路分析】 解答此题应着重从以下两点去考虑:
①由“缺钙引起肌肉抽搐”反推B项的钙多会引起肌无力。
②腹泻主要是大量的含水分及离子的消化液(蛋白质含量不高)外排。
【解析】 淋巴循环是对血液循环的补充,毛细淋巴管受阻,组织液中大分子蛋白质不能回流至毛细淋巴管而致使组织液浓度升高,使水分过多地存在于组织液中而出现组织水肿,A正确。
钙离子过高能抑制神经兴奋,进而影响肌肉的伸缩,表现为肌无力;
过低时,肌肉收缩过强而舒张不够,表现为抽搐,B正确。
过敏是已免疫的机体再次接受相同物质的刺激时所发生的反应,C正确;
腹泻引起水和无机盐的大量丢失,D错误。
组织水肿及其产生原因分析
组织间隙中积聚的组织液过多将导致组织水肿,其引发原因分析如下:
考向 调节机制的应用实例
2.下列有关生理现象的叙述,正确的是( )
A.被阉割动物血液中的促性腺激素含量将降低
B.寒冷刺激皮肤引起皮肤血管收缩是条件反射
C.某人眼球被意外撞击,产生金星四溅的感觉是非条件反射
D.叩击膝盖下的韧带,小腿前踢过程中有化学物质传递信息
【解析】 当动物性腺被割除后,体内由性腺分泌的性激素减少,由于机体的反馈调节,促性腺激素会增多,故A错误。
人生来就有的先天性反射称为非条件反射,B错误。
非条件反射是一种比较低级的神经活动,由大脑皮层以下的神经中枢(如脑干、脊髓)参与完成,而产生金星四溅的感觉是在大脑皮层产生的,故C错误。
膝跳反射涉及神经元之间兴奋的传递,神经元之间通过神经递质进行信息传递,故D正确。
内环境成分的判断—“三看法”
一看是否属于血浆、组织液或淋巴中的成分(如血浆蛋白、水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、脂质、O2、CO2、激素、代谢废物等)。
若是,则一定属于内环境的成分。
二看是否属于细胞内液及细胞膜的成分(如血红蛋白、呼吸氧化酶、解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、载体蛋白等)。
若是,则一定不属于内环境的成分。
三看是否属于外界环境液体的成分(如消化液、尿液、泪液、汗液、体腔液等中的成分)。
第2讲 通过神经系统的调节
1.人体神经调节的结构基础和调节过程(Ⅱ)(中频)
2..神经冲动的产生和传导(Ⅱ)(高频)
3.人脑的高级功能(Ⅰ)
知识1 神经调节的结构基础和反射
1.反射弧
(1)填写反射弧的五部分组成(字母代号及名称)
[A]感受器→[B]传入神经→[D]神经中枢→[E]传出神经→[F]效应器
(2)此反射弧含有3个神经元,若此反射为膝跳反射,则图示不应绘出中间神经元。
2.基本方式——反射
在中枢神经系统参与下,动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答。
【判断】
(1)反射弧不完整就不能完成反应。
【提示】反射弧不完整就不能完成反射活动。
(2)寒冷刺激皮肤引起皮肤毛细血管收缩属于条件反射。
【提示】此反射应属于非条件反射。
知识2 兴奋在神经纤维上的传导
下图表示兴奋在神经纤维上的传导过程
1.传导形式:
兴奋在神经纤维上是以电信号的形式传导的。
2.传导过程:
在兴奋部分(②)(填数字)和未兴奋部分(①或③)间由于存在电位差而形成局部电流。
3.传导特点及方向:
双向传导。
兴奋与膜内的局部电流传导方向相同,与膜外的局部电流传导方向相反。
4.静息电位和动作电位
膜电位表现
产生原因
静息电位
内负外正
K+外流
动作电位
内正外负
Na+内流
知识3 兴奋在神经元之间的传递
甲图 乙图
1.结构基础:
突触由④突触前膜、⑤突触间隙、⑥突触后膜构成。
2.传递过程:
神经冲动→轴突末梢→③(填数字)经胞吐释放神经递质→通过突触间隙→神经递质与突触后膜上的特异性受体结合→引起下一神经元兴奋或抑制。
3.传递特点:
单向传递。
4.写出乙图中A、B代表的突触类型
A:
轴突—胞体型;
B:
轴突—树突型。
(1)兴奋在神经纤维上的传导与兴奋在细胞间传递的本质是相同的。
【提示】神经纤维上是局部电流传导,细胞间是化学递质传递。
(2)兴奋传递过程中神经递质的合成以及与受体结合均发生在内环境中。
【提示】神经递质的合成发生于上一个神经元的细胞质中。
(3)神经递质由突触小泡分泌到胞外(√)
(4)兴奋通过神经递质在突触处进行双向传递。
【提示】兴奋在突触处进行单向传递。
(5)突触小泡、神经递质分别属于内环境的结构、成分。
【提示】突触小泡是神经元内的一个结构,不属于内环境的结构。
知识4 神经系统的分级调节
1.神经中枢(连线)
结构 神经中枢
①下丘脑a.调节躯体运动的高级中枢
②大脑皮层b.体温调节中枢,水平衡调节中枢
③脊髓c.维持身体平衡的中枢
④脑干d.躯体运动的低级中枢
⑤小脑e.呼吸中枢
【提示】 ①-b ②-a ③-d ④-e ⑤-c
2.联系:
位于脊髓中的低级中枢受大脑皮层相应的高级中枢的控制。
知识5 人脑的高级功能
1.大脑皮层的功能体现
(1)对外部世界的感知。
(2)控制机体的反射活动。
(3)具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。
2.大脑皮层言语区
[a]W区:
损伤后病人不能写字。
[b]V区:
损伤后病人不能看懂文字。
[c]S区:
损伤后病人不能讲话。
[d]H区:
损伤后病人不能听懂话。
考点一.反射与反射弧
1.神经元的结构及分类
(1)结构:
一个神经元包括胞体、树突和轴突,如下图所示。
(2)树突和轴突:
数量
长度
分支数
功能
树突
多
短
接受兴奋
轴突
少
长
传导兴奋
2.反射弧五种结构的功能分析
反射弧结构
结构特点
结构破坏对功能的影响
感受器
感觉神经末梢
的特殊结构
将内外界刺激的信息转变为传导的兴奋
既无感觉又无效应
传入神经
感觉神经元发出的
神经纤维组成
将兴奋由感受器传入神经中枢
神经中枢
调节某一特定生理功能的神经元群
对传入的兴奋进行分析与综合
传出神经
运动神经元发出的
将兴奋由神经中枢传出至效应器
可有感觉但无效应
效应器
运动神经末梢和它所支配的肌肉或腺体
对内外界刺激做出相应的应答
(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)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,但有且只有一个轴突。
(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。
反射弧中传入神经和传出神经的判断
(1)根据是否具有神经节:
有神经节的是传入神经。
(2)根据脊髓灰质内突触结构判断:
图示中与“”相连的为传入神经,与“○—”相连的为传出神经。
(3)根据脊髓灰质结构判断:
与前角(膨大部分)相连的为传出神经,与后角(狭窄部分)相连的为传入神经。
(4)切断实验法:
若切断某一神经,刺激外周段(远离中枢的位置),肌肉不收缩,而刺激向中段(近中枢的位置),肌肉收缩,则切断的为传入神经,反之则为传出神经。
考向1 反射的功能应用
1.当人看见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
【解析】 本题主要考查条件反射及兴奋的产生、传导等知识,具有较强的综合性。
当人看到酸梅时唾液分泌会大量增加这是条件反射,是后天经学习、积累“经验”获得的反射活动,需要在大脑皮层的参与下完成;
该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→传出神经→唾液腺;
这一过程经历了一个完整的反射弧,即有“电化学电”信号的转化。
考向2 反射弧与突触相结合考查
2.下列关于膝跳反射的叙述,错误的是( )
A.反射活动由一定的刺激引起
B.反射活动中兴奋在突触处双向传递
C.反射活动的发生需要反射弧结构完整
D.反射活动中需要神经递质参与兴奋的传递
【解析】 反射是在中枢神经系统的参与下,人和动物体对体内外的刺激所产生的规律反应,A正确;
兴奋在突触间的传递是单向的,神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜,引起下一神经元兴奋或抑制,B错误;
反射完成的结构基础是反射弧,C正确;
一个反射弧至少需要两个神经元,兴奋在神经元间的传递依靠神经递质的协助完成,D正确。
【答案】 B
考点二.兴奋在神经纤维上的传导
局部电流
2.传导过程
3.传导特点:
双向传导,即刺激神经纤维上的任何一点,所产生的神经冲动可沿神经纤维向两侧同时传导。
Na+、K+在不同情况下的物质运输方式辨析
(1)神经纤维上兴奋的产生主要是Na+内流的结果,Na+的内流需要膜载体(离子通道),同时从高浓度到低浓度,故属于协助扩散;
同理,神经纤维上静息电位的产生过程中K+的外流也属于协助扩散。
(2)神经元为维持生命活动的需要主动选择性地吸收K+、同时排出Na+的过程均为主动运输。
4.兴奋在神经纤维上传导与电流表指针偏转问题分析
(1)刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。
(2)刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电流计不发生偏转。
如图甲所示,以枪乌贼的粗大神经纤维做材料,在神经纤维的表面,放置两个相距1~2厘米的电极a和b,在图中的刺激点给予较强的电刺激。
依据预测到的电流表指针偏转(向左为正,向右为负)情况,绘出的曲线如图乙,正确的是( )
甲 乙
【思路分析】
审题向左为正,向右为负作出
判断兴奋在神经纤维上传导特点知识依托
【解析】 该电流表测量的是膜外的电位变化,由图甲知a处先兴奋,膜外电位变为负电位,指针向左偏转一次,随后b处兴奋,指针向右偏转一次,故此过程中电流表指针应发生两次方向相反的偏转,D项符合题意。
膜电位变化曲线解析
(1)图示:
离体神经纤维某一部位受到适当刺激时,受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化,产生神经冲动。
图示该部位受刺激前后,膜两侧电位差的变化。
(2)解读:
a电位——静息电位,外正内负,此时K+通道开放。
b点——0电位,动作电位形成过程中,Na+通道开放。
bc段——动作电位,Na+通道继续开放。
cd段——静息电位恢复过程,Na+通道关闭,K+通道开放。
de段——K+通道继续开放,静息电位形成。
考向 运用曲线图对兴奋的产生和传导进行考查
3.河豚毒素是一种强力的神经毒素,目前并没有有效的解毒剂,它会和神经细胞的细胞膜上的钠离子通道结合,阻止钠离子内流。
如下图所示用河豚毒素处理神经纤维,给A处适当的刺激,图中膜外的ab两点间的电位差(即电势差)Uab随时间的曲线图正确的是( )
【解析】 在未施加刺激时,a、b两点均处于正电位且电势相等,则Uab=0;
给予A点刺激时,首先兴奋传导到a点,产生动作电位,此点表现为内正外负,此时的Uab<
0。
随着钠离子的不断进入细胞内,Ua-Ub的差值的绝对值变大,进而达到峰值。
之后Uab绝对值减小,当兴奋传至b点时,而b点经过河豚毒素处理,无法产生动作电位,最后Uab=0。
考点三.兴奋在细胞间的传递
1.突触的类型
(1)神经元间形成的突触类型(如图)
(2)效应器中形成的突触类型:
①轴突—肌肉型。
②轴突—腺体型。
2.传递过程
(1)过程:
轴突→突触小泡→突触前膜→突触间隙→突触后膜。
(2)不同部位的信号转化形式
①突触小体:
电信号→化学信号。
②突触后膜:
化学信号→电信号。
3.传递特点
单向传递,即只能由一个神经元的轴突传到下一个神经元的树突或胞体。
其原因是递质只存在于突触前膜内,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
记忆口诀:
“突触传递单方向,电化化电转换忙”。
4.作用效果:
使后一个神经元兴奋或抑制。
(1)兴奋在突触处的传递,需要突触小体中的高尔基体参与递质的释放,释放方式为胞吐,释放的递质进入突触间隙的组织液,由突触后膜上的受体(糖蛋白)识别。
(2)同一神经元的末梢只能释放一种神经递质,或者是兴奋性的,或者是抑制性的。
(3)神经递质发生效应后,就被酶破坏而失活,或被移走而迅速停止作用。
(4)兴奋在神经元之间的传递速度远远慢于在神经纤维上的传导速度,其原因主要与神经递质的产生、释放需要一定的时间有关。
(5)在一个反射活动的完成过程中,同时存在兴奋在神经纤维上的传导和神经元之间的传递,突触数量的多少决定着该反射活动所需时间的长短。
5.兴奋在神经元间传递时的电流表偏转问题分析
(1)刺激b点,由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。
(2)刺激c点,兴奋不能传至a,a点不兴奋,d点可兴奋,电流计只发生一次偏转。
突触传递异常分析
(1)正常情况下:
神经递质与突触后膜上受体结合引起突触后膜兴奋或抑制后,立即被相应酶分解而失活。
(2)异常情况:
①若某种有毒物质将分解神经递质的相应酶变性失活,则突触后膜会持续兴奋或抑制。
②若突触后膜上受体位置被某种有毒物质占据,则神经递质不能与之结合,突触后膜不会产生电位变化,阻断信息传导。
兴奋传导、传递方向及特点的实验探究
1.基本思路
选刺激和测量的部位——在神经纤维上选一刺激点,用A表示,测量部位应选在刺激点两侧,用B和C表示。
若在传出神经纤维上,可通过观察效应器的变化和另一侧的电位测量仪来确定传导方向;
若在神经元之间,则在传入和传出神经上各选一点,用A′、B′表示,先有A′处刺激,B′处测电位变化,再反过来进行,通过两次结果来确定传导方向。
2.实验设计
(1)探究兴奋在神经纤维上的传导:
①方法设计:
电激右图中a处,观察A的变化,同时测量b处的电位有无变化。
②结果分析:
若A有反应,且b处电位改变,说明冲动在神经纤维上的传导是双向的;
若A有反应而b处无电位变化,则说明冲动在神经纤维上的传导是单向的。
(2)探究兴奋在神经元之间的传递:
先电激图a处,测量c处电位变化;
再电激c处,测量a处的电位变化。
若两次实验的检测部位均发生电位变化,说明冲动在神经元间的传递是双向的;
若只有一处电位改变,则说明冲动在神经元间的传递是单向的。
将蛙脑破坏,保留脊髓,做蛙心静脉灌注,以维持蛙的基本生命活动。
暴露蛙左后肢屈反射的传入神经和传出神经,分别连接电位计ⓐ和ⓑ。
将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后,电位计ⓐ和ⓑ有电位波动,出现屈反射。
下图为该反射弧结构示意图。
(1)用简便的实验验证兴奋能在神经纤维上双向传导,而在反射弧中只能单向传递。
(2)若在灌注液中添加某种药物,将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后,电位计ⓐ有波动,电位计ⓑ未出现波动,左后肢未出现屈反射,其原因可能有:
①____________________________;
②______________。
【解析】 解答
(1)小题时,首先要明确该实验是验证性实验,再结合图中的电位计的位置和作用进行实验设计。
(2)小题只能从兴奋在突触处的传递特点进行分析,因为题中已经明确电位计ⓐ有波动,说明药物不影响兴奋在神经纤维上的传导。
(1)该实验的目的有两个:
一是验证兴奋能在神经纤维上双向传导,二是验证兴奋在整个反射弧中只能单向传递。
用0.5%的硫酸溶液刺激电位计ⓑ与骨骼肌之间的某个点,可以观察到左后肢屈腿,电位计ⓑ有波动,电位计ⓐ无波动,证明兴奋在神经纤维上可以双向传导,但在整个反射弧上只能是单向传递(题干中已经有硫酸刺激左后肢趾尖,电位计ⓐ和ⓑ有波动的信息)。
(2)据题意可知,所添加的药物不影响兴奋在神经纤维上的传导,所以该反射不能发生的原因可能是药物影响了兴奋在突触处的传递,具体的原因可能是抑制了递质的释放,也可能是抑制了递质与突触后膜上受体的特异性结合。
【答案】
(1)方法和现象:
刺激电位计ⓑ与骨骼肌之间的传出神经。
观察到电位计ⓑ有电位波动和左后肢屈腿,电位计ⓐ未出现电位波动。
(2)突触前膜释放的递质不能与突触后膜上的特异性受体结合 突触前膜不能释放递质
【即时巩固】如图为某一反射弧结构示意图,某种毒素可以使肌肉不能收缩,但不知该毒素的具体作用部位,如果想探究该毒素的作用部位是B、D、E的哪一个(假设该毒素只能使上述的一个部位中毒失效),某科研小组设计了以下探究实验,请完善下列探究内容。
实验原理:
(略)
实验材料:
电刺激仪一台,电流表,用毒素制剂处理后的图结构一个。
实验步骤、实验现象、实验结论:
实验操作
观察部位
实验现象
实验结论
分别用电刺激Ⅰ与Ⅱ
A与C的电位变化,E的收缩情况
①
则证明毒素的作用部分是B
分别用电刺激Ⅰ与E
②
则证明毒素的作用部分是D
③
则证明毒素的作用部分是E
【解析】 刺激Ⅰ时,A有电位变化,C无电位变化,E(屈肌)不收缩,刺激Ⅱ时,C有电位变化,E(屈肌)能收缩,证明毒素的作用部位是B;
刺激Ⅰ时,A与C均有电位变化,E(屈肌)不收缩,刺激E(屈肌)时,E(屈肌)能收缩,证明毒素的作用部位是D;
刺激Ⅰ时,A与C均有电位变化,E
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