重慶 劉 杰
神經(jīng)調(diào)節(jié)的復(fù)習(xí)
——從趣味性到知識(shí)性
重慶 劉 杰
神經(jīng)調(diào)節(jié)的正常進(jìn)行,對(duì)動(dòng)物適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境至關(guān)重要,因此,無(wú)論是應(yīng)試還是關(guān)注自身,學(xué)好這一節(jié)都很有必要。學(xué)習(xí)本節(jié)最大的困難在于知識(shí)抽象,普通高中的生物實(shí)驗(yàn)室往往無(wú)法開(kāi)展神經(jīng)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn),哪怕是用蛙的坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本觀察肌肉興奮性這樣比較直觀的實(shí)驗(yàn),也無(wú)法親自操作。因此,復(fù)習(xí)課就需要教師從不同角度呈現(xiàn)知識(shí)與設(shè)問(wèn),使新課學(xué)習(xí)中存在的知識(shí)盲點(diǎn),在復(fù)習(xí)課中得到解決。
學(xué)生往往對(duì)擅長(zhǎng)的東西比較感興趣,而對(duì)高于接受和理解能力的就會(huì)有畏難情緒,學(xué)習(xí)積極性不易被調(diào)動(dòng)。因此,教師首先要做的就是激發(fā)學(xué)生的興趣,讓學(xué)生從情感上接受,同時(shí),不宜一上來(lái)就加深難度,如最好避開(kāi)神經(jīng)纖維膜電位變化曲線等,試題中偶爾涉及超范圍的知識(shí)必須給足信息。
神經(jīng)調(diào)節(jié)雖然抽象,但始終與人體有關(guān),通過(guò)新課學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)反射、反射弧、神經(jīng)元等概念還是清楚的。本節(jié)復(fù)習(xí)可以采用游戲的形式引入,如膝跳反射,甲坐著,乙用橡皮錘叩擊甲膝蓋下方的韌帶,甲的小腿會(huì)自然彈起,然后重復(fù)實(shí)驗(yàn),甲可以控制小腿不彈起,或是控制彈起幅度比正常高。通過(guò)這樣的對(duì)照實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體驗(yàn),比直接告訴他大腦皮層對(duì)低級(jí)中樞有調(diào)控作用更容易被接受。
待情緒出現(xiàn)小高潮之后,可以讓學(xué)生分析嬰兒不能控制排尿,健康成年人能夠控制,而高位截癱患者不能控制排尿等現(xiàn)象的原因。學(xué)生在順利分析這些現(xiàn)象之后,會(huì)產(chǎn)生成就感,此時(shí),回歸教材插圖,結(jié)合插圖設(shè)置一些趣味性的問(wèn)題,如:完成反射至少需要幾個(gè)神經(jīng)元?感受器和效應(yīng)器是否一定在同一個(gè)部位?插圖中畫(huà)的是左手還是右手,左腿還是右腿?為什么?是先縮手還是先感覺(jué)疼痛?敲擊后,另一條腿有沒(méi)有反應(yīng)?說(shuō)明了什么?這樣的問(wèn)題,會(huì)引發(fā)學(xué)生的思考,能不能回答正確倒還其次。
仔細(xì)觀察上圖,并回憶初中所學(xué)知識(shí),思考以下問(wèn)題。
1.一個(gè)神經(jīng)元包括哪些部分?神經(jīng)元、神經(jīng)纖維與神經(jīng)之間的關(guān)系是什么?
2.概括膝跳反射和縮手反射的反射弧是由幾部分組成的?
3.一個(gè)完整的反射活動(dòng)僅靠一個(gè)神經(jīng)元能完成嗎?至少需要幾個(gè)?
4.結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn),你還能舉出說(shuō)明脊髓在反射中作用的其他實(shí)例嗎?
【例1】圖1為膝跳反射的反射弧結(jié)構(gòu)示意圖,肌肉和傳出神經(jīng)末梢之間通過(guò)突觸相連,圖2為圖1的局部放大圖,有關(guān)敘述不正確的是 ( )
圖1
圖2
A. 膝跳反射是非條件反射,不受大腦皮層控制,伸肌肌群和屈肌肌群內(nèi)都有效應(yīng)器
B. 若在①處施加一個(gè)有效刺激,⑦和⑧處膜電位會(huì)發(fā)生內(nèi)負(fù)外正→內(nèi)正外負(fù)→內(nèi)負(fù)外正的變化
C. 若在②處施加一個(gè)有效刺激,興奮傳導(dǎo)到④⑤⑥處的突觸時(shí),神經(jīng)遞質(zhì)作用于突觸后膜并非都引起陽(yáng)離子內(nèi)流
D. 膝跳反射需要伸肌和屈肌相互協(xié)調(diào)共同完成,至少有7個(gè)突觸
【解析】此題考查學(xué)生的識(shí)圖、析圖能力,本題圖相比教材插圖更有利于學(xué)生理解膝跳反射。分析圖1可知,膝跳反射的中樞位于脊髓,伸肌和屈肌內(nèi)都有效應(yīng)器,伸肌興奮(收縮)、屈肌抑制(舒張)才能完成膝跳反射,因此在②處施加一個(gè)有效刺激,興奮傳導(dǎo)到④處時(shí),引起興奮性遞質(zhì)釋放(陽(yáng)離子內(nèi)流),傳導(dǎo)⑤⑥處時(shí),引起抑制性遞質(zhì)釋放(陰離子內(nèi)流)。結(jié)合圖1、2可以數(shù)出膝跳反射至少需要7個(gè)突觸才能完成。
【答案】B
學(xué)生對(duì)插圖可能會(huì)有不解的地方,對(duì)教材其他地方也可能有不熟悉的知識(shí),這時(shí)教師就可以把梳理好的概念展示出來(lái),讓學(xué)生帶著問(wèn)題去看書(shū)。如果想提高看書(shū)的效率,課堂還可以采用競(jìng)賽的形式讓學(xué)生進(jìn)行概念接龍。本節(jié)涉及的概念可以梳理如下:神經(jīng)元、細(xì)胞體、樹(shù)突和軸突、反射、反射弧、脊髓、灰質(zhì)與白質(zhì)、興奮、靜息電位、動(dòng)作電位、電信號(hào)、神經(jīng)沖動(dòng)、局部電流、神經(jīng)纖維、突觸、突觸小體、突觸小泡、神經(jīng)遞質(zhì)、受體、分級(jí)調(diào)節(jié)、高級(jí)中樞和低級(jí)中樞、人腦功能、記憶的形成等。最好交由學(xué)生解釋、學(xué)生評(píng)價(jià)和補(bǔ)充,以便發(fā)揮其主觀能動(dòng)性,如果有解釋不夠清楚的,教師再加以強(qiáng)調(diào),印象會(huì)深刻許多。
神經(jīng)調(diào)節(jié)的學(xué)習(xí),難點(diǎn)在于興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)以及神經(jīng)元之間的傳遞。以興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)為例, 只要抓住知識(shí)間的邏輯關(guān)系就能理解透徹。靜息電位的形成是由于神經(jīng)元細(xì)胞膜對(duì)K+通透性大,K+外流(順濃度梯度,通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散完成)導(dǎo)致。刺激神經(jīng)纖維某部分時(shí),興奮部位對(duì)Na+通透性較大→Na+內(nèi)流(順濃度梯度,通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散完成)→膜內(nèi)由負(fù)電位逐漸變?yōu)檎娢?,膜外由正電位逐漸變?yōu)樨?fù)電位(電位逆轉(zhuǎn))→興奮部位與未興奮部位之間形成局部電流→興奮以電信號(hào)(神經(jīng)沖動(dòng))的形式雙向傳導(dǎo)。據(jù)此,也可以分析出興奮的傳導(dǎo)方向與膜內(nèi)電流方向一致,與膜外電流方向相反。
將興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)理解清楚,有利于理解興奮在神經(jīng)元之間的傳遞。教學(xué)中筆者常常發(fā)現(xiàn)學(xué)生審題不仔細(xì),比如:“興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是_______的” “運(yùn)動(dòng)時(shí),興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是________的”,學(xué)生往往由于思維慣性,直接填寫(xiě)“雙向”,這些設(shè)問(wèn)都要求學(xué)生認(rèn)真審題。此外,突觸也是??汲P碌闹R(shí),而學(xué)生面對(duì)新情境往往束手無(wú)策。關(guān)鍵還是要利用基礎(chǔ)知識(shí)分析問(wèn)題,但凡能影響神經(jīng)遞質(zhì)的合成、釋放,與受體結(jié)合,以及滅活等過(guò)程的因素,都能影響興奮的傳遞。
【例2】(2016·全國(guó)新課標(biāo)卷Ⅱ)乙酰膽堿可作為興奮性神經(jīng)遞質(zhì),其合成與釋放見(jiàn)示意圖。據(jù)圖回答問(wèn)題:
(1)圖中A-C表示乙酰膽堿,在其合成時(shí),能循環(huán)利用的物質(zhì)是________(填“A”“C”或“E”)。除乙酰膽堿外,生物體內(nèi)的多巴胺和一氧化氮________(填“能”或“不能”)作為神經(jīng)遞質(zhì)。
(2)當(dāng)興奮傳到神經(jīng)末梢時(shí),圖中突觸小泡內(nèi)的A-C通過(guò)________這一跨膜運(yùn)輸方式釋放到________,再到達(dá)突觸后膜。
(3)若由于某種原因使D酶失活,則突觸后神經(jīng)元會(huì)表現(xiàn)為持續(xù)_______。
【解析】乙酰膽堿屬于興奮性神經(jīng)遞質(zhì),在突觸前膜處外排到突觸間隙,作用于突觸后膜,引發(fā)動(dòng)作電位,最終引起肌肉收縮。一氧化氮、多巴胺、谷氨酸等遞質(zhì)作用完畢后可直接進(jìn)入或被相應(yīng)的酶分解后進(jìn)入前神經(jīng)元,循環(huán)利用。若乙酰膽堿不能及時(shí)分解,會(huì)引起后神經(jīng)元持續(xù)興奮、肌肉持續(xù)收縮。此題還可以有機(jī)磷農(nóng)藥、止痛藥等為背景改編考查。
【答案】(1)C 能 (2)胞吐(外排) 突觸間隙 (3)興奮
神經(jīng)調(diào)節(jié)的教學(xué)中,教師往往重視講授學(xué)生較難理解的興奮的傳導(dǎo)和傳遞,對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的分級(jí)調(diào)節(jié)和人腦的高級(jí)功能有所忽視。試題可能從這些方面選材,一輪復(fù)習(xí)應(yīng)該注意把握全面覆蓋與重點(diǎn)講解的關(guān)系。
【例3】(2016·重慶市第一次適應(yīng)性考試·改編)打乒乓球是一種全身肌肉參與的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。
(1)發(fā)出啟動(dòng)該運(yùn)動(dòng)指令的神經(jīng)中樞是________,隨之參與調(diào)控的神經(jīng)中樞有_______。神經(jīng)中樞產(chǎn)生的興奮通過(guò)神經(jīng)元的________(結(jié)構(gòu))傳到所支配的肌肉,并使其收縮。
(2)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,心跳和呼吸加快。使心跳加快的激素是_______,使呼吸加快的調(diào)控中樞位于_______。
(3)為提高運(yùn)動(dòng)成績(jī),運(yùn)動(dòng)員對(duì)同一動(dòng)作會(huì)長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)練習(xí),這也是人腦發(fā)揮高級(jí)功能進(jìn)行________的過(guò)程。短期記憶主要與_______________________________有關(guān),長(zhǎng)期記憶可能與___________有關(guān)。
【解析】這種考查另辟蹊徑,學(xué)生錯(cuò)答率較高。打乒乓球需要預(yù)判方向與落點(diǎn),由大腦皮層發(fā)出指令,小腦使身體保持平衡,再由脊髓控制上下肢的運(yùn)動(dòng)。常見(jiàn)的提問(wèn)方式是傳出神經(jīng)末梢支配肌肉引起收縮,但是本題要求回答神經(jīng)元的結(jié)構(gòu),這需要學(xué)生讀題仔細(xì)。使心跳加快的激素在課后作業(yè)中提到過(guò),呼吸中樞以及記憶的形成都是教材原文填空。
【答案】(1)大腦皮層 小腦、脊髓 軸突 (2)腎上腺素 腦干 (3)學(xué)習(xí)和記憶 神經(jīng)元的活動(dòng)及神經(jīng)元間的聯(lián)系 新突觸的建立
人體要保持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài),必然離不開(kāi)神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò),這也是一種命題思路。例如,寒冷時(shí),既需要皮膚血管平滑肌收縮,減少血流量,減少散熱,也需要增加甲狀腺激素和腎上腺素的分泌以增加產(chǎn)熱。
【例4】下圖為人體產(chǎn)生情緒壓力時(shí)腎上腺皮質(zhì)、腎上腺髓質(zhì)受下丘腦調(diào)節(jié)的模式圖,分析回答以下問(wèn)題:
(1)從反射弧的角度看,腎上腺髓質(zhì)屬于________,由此說(shuō)明腎上腺髓質(zhì)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的關(guān)系是____________ _________________。激素d分泌量上升能使血糖升高,且肝臟細(xì)胞膜上存在激素d的特異性受體,由此推斷激素d能促進(jìn)_______。
(2)下丘腦對(duì)激素c分泌的調(diào)節(jié)與對(duì)甲狀腺激素分泌的調(diào)節(jié)類似,由此推斷當(dāng)激素a的分泌量上升會(huì)使激素c的分泌量________。但健康人體內(nèi)激素c濃度不會(huì)持續(xù)過(guò)高,其原因是_______________________________________。
(3)研究發(fā)現(xiàn),激素c能抑制________細(xì)胞對(duì)________的合成和釋放,從而使B淋巴細(xì)胞的增殖和分化受阻。結(jié)合題目信息分析,在____________________的情況下,人體免疫力會(huì)下降。
【解析】腎上腺皮質(zhì)超出最新版高中教材范圍,但是題目避開(kāi)了皮質(zhì)激素的考查,本題旨在考查學(xué)生的知識(shí)遷移能力,屬于基礎(chǔ)題。另外,試題的意義還在于提醒師生注意緩釋壓力。
【答案】(1)效應(yīng)器的一部分(效應(yīng)器) 腎上腺髓質(zhì)直接受中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié) 肝糖原分解(脂肪等非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化) (2)上升 激素c分泌過(guò)多會(huì)抑制下丘腦和垂體的分泌 (3)T 淋巴因子 情緒壓力長(zhǎng)期得不到緩解
(作者單位:重慶市梁平中學(xué))