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“通过神经系统的调节”一节教学中的常见问题及解析

2018-05-22祝远超湖北省天门市岳口高级中学湖北天门431702

生物学通报 2018年6期
关键词:胞体反射弧轴突

祝远超 (湖北省天门市岳口高级中学 湖北天门 431702)

生命活动的调节是高中生物学教学的重点及历年高考的核心考点。在生命活动的调节中占有主导地位的神经调节尤为如此。然而,在教学中每次涉及到该内容时,不管是新授课还是复习课,学生都会提出许多问题。常见的问题有哪些,又该如何解答?

1 如何判断人或高等动物的某生命活动是不是反射活动?

例1: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)若从图1中B、C 之间剪断支配脊蛙左后肢的传出神经,立即刺激B 处,左后肢出现收缩活动,则该活动________(能、不能)称为反射活动,原因是________________。

2)若直接刺激图1中B 处,左后肢出现收缩活动,则该活动______(能、不能)称为反射活动,原因是________________。

3)若直接刺激图1中A 处,左后肢出现收缩活动,则该活动______(能、不能)称为反射活动,原因是________________。

解析:判断某生命活动是不是反射,首先要弄清楚什么是反射。反射是指在中枢神经系统的参与下,动物体或人体对内外环境变化做出的规律性应答。该定义的要点主要有2 点:①有中枢神经系统——脑或脊髓的参与;②发生反射的对象——人或高等动物,其他生物因无中枢神经系统,故不能发生反射活动。据此可知,第1 问和第2 问均不是反射活动,因二者均无中枢神经系统的参与。若仅根据反射的定义分析,第3 问是反射活动,但人教版教材《稳态与环境》中第16 页有言:“反射活动需要经过完整的反射弧来实现,” 即从反射活动的过程来看,反射必须要经过完整的反射弧(感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器)。综合来看,第3 问也不是反射,因为没有经过完整的反射弧(没有经过感受器)。

答案:1)不能。该活动不是在中枢神经系统的参与下进行的(或该活动没有中枢神经系统的参与);2)不能。该活动不是在中枢神经系统的参与下进行的(或该活动没有中枢神经系统的参与);3)不能。该活动没有经过完整的反射弧。

当然,第1 小题、第2 小题的第2 空也可答“该活动没有经过完整的反射弧”。

点拨:在判断人或高等动物的某生命活动是不是反射活动时,首先看是否符合反射的定义,若符合,则还要看是否经过完整的反射弧。

思维警示:上述第1 小题的第2 空,很多考生经常错答为“没有完整的反射弧”。究其原因在于没有将“是不是反射”与“能不能发生反射”区别开,前者要根据反射的定义和过程进行判断,即有没有经过完整的反射弧;而后者要根据反射发生的条件进行判断,即有没有一定强度的刺激和完整的反射弧。

2 在人体内神经冲动只能由轴突传到树突或胞体吗?

在判断神经冲动的传导或传递方向时,首先要弄清对象,即在1 个神经元内还是在2 个神经元间。神经冲动在2 个神经元间的传递是单向的,只能由一个神经元的轴突传递到另一个神经元的树突或胞体等,因为神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜(树突膜或胞体膜等)。而神经冲动在一个神经元内的传导是双向的,在一个神经元内有一处受到刺激产生兴奋,则兴奋可迅速传至整个神经元,即在一个神经元内神经冲动的传导方向有:轴突→胞体→树突、树突→胞体→轴突、胞体→树突、胞体→轴突。

例2:在人体内,神经冲动的传导或传递方向不可能为( )。

A.轴突→树突→胞体 B.轴突→胞体→树突

C.树突→胞体→轴突 D.胞体→树突→轴突

解析:A 选项中若轴突是突触前神经元的,树突和胞体是突触后神经元的,则是可以的。B 选项中若轴突是突触前神经元的,胞体和树突是突触后神经元的,或三者是同一个神经元的都行。C 选项中若树突、胞体和轴突是同一个神经元的,则神经冲动可以传导。D 选项中无论树突和轴突是不是同一个神经元的,在人体内神经冲动都不能这样传。故答案为D。

针对性训练1:在人体内,神经冲动的传导或传递方向不可能为( )。

A.轴突→胞体→树突→轴突

B.树突→胞体→轴突→胞体

C.树突→胞体→轴突→树突

D.轴突→树突→胞体→轴突

参考答案:A。

3 神经冲动在生物体内能双向传导吗?

众所周知,神经冲动在神经纤维上可双向传导。神经冲动是否在所有神经纤维上都可双向传导?当然不是。因为神经冲动双向传导必须有前提条件——在离体神经纤维上,即将神经纤维从生物体内提取出来,在体外做实验时,刺激离体神经纤维中间的任一部位,神经冲动均可双向传导。然而,在生物体内,都是由感受器感受到机体内、外刺激并产生兴奋,即在生物体内,神经纤维上的神经冲动只能来自感受器。因此,在生物体内,神经冲动在神经纤维上是单向传导的。

4 根据突触接触的部位来分,只有轴突-树突和轴突-胞体2 种突触吗?

要弄清楚此问题,首先要弄清楚什么是突触。一个神经元与另一个神经元或其他细胞相接触的部位,称为突触[1]。在哺乳动物体内,2 个神经元间形成的突触有3 种:

①轴突-树突突触:一个神经元的轴突末梢与下一个神经元的树突相接触;

②轴突-胞体突触:一个神经元的轴突末梢与下一个神经元的胞体相接触;

③轴突-轴突突触:一个神经元的轴突末梢与下一个神经元的轴丘 (指神经元的轴突从胞体发出的圆锥状隆起部分)或轴突末梢相接触。

上述3 种突触如图2:

此外,神经元还能与肌细胞或腺体细胞形成突触。

无脊椎动物和低等脊椎动物神经元的任何一部分都可彼此形成突触,例如树突-树突型突触、树突-胞体型突触、胞体-胞体型突触等。

5 静息电位是零电位吗? 膜电位的“+”“-”是何意?

静息电位是指细胞未受刺激时,存在于细胞膜内、外两侧的电位差。其特点是膜外电位高于膜内,即在细胞膜内、外表面处分别积聚着一薄层负离子和一薄层正离子。正、负离子隔着细胞膜相互吸引,从而形成了“外正内负”的跨膜电位。不同细胞静息电位的数值不同,例如哺乳动物骨骼肌细胞的静息电位为-90 mV,神经细胞为-70 mV,人的红细胞为-10 mV。在生理学中通常将膜外电位规定为0,则膜内电位大都在-10~-100 mV 之间。在生物电中,膜电位的“+”“-”只表示膜内、外电位的关系:“-” 表示膜内电位低于膜外,“+”表示膜内电位高于膜外[2]。

6 产生动作电位和恢复静息电位需要消耗ATP吗?

动作电位的产生是由膜外的Na+通过Na+通道内流形成的,该过程是Na+顺浓度梯度运输,属于被动运输(协助扩散),不需要消耗ATP。而在静息电位的恢复期间,钠-钾泵的活动增强,将内流的Na+排出,同时将透出膜外的K+重新移入膜内,该过程需要消耗ATP。故产生动作电位时不消耗ATP,而恢复静息电位时要消耗ATP。

7 抑制性神经递质作用于突触后膜时对突触后膜产生什么影响?

当抑制性神经递质与突触后膜的特异性受体结合时,会使其离子通道开放,提高膜对K+、Cl-,尤其是Cl-(不包括Na+)的通透性,使突触后膜的膜电位增大(例如由-70 mV 增加到-75 mV),出现突触后膜超极化,持续时间约10 ms。此时,突触后神经元不易去极化,不易发生兴奋,表现为突触后神经元活动的抑制[1]。

8 什么是自主神经? 它在结构和功能上有何特点?

由脑和脊髓发出的内脏神经,主要分布在内脏,调控内脏、血管、腺体等功能,因不受人意志支配,故称自主神经,也称植物神经。它虽通常不直接受意志控制,但仍然受脑的各级中枢控制。其特点主要如下:

1)自主神经支配平滑肌、心肌和腺体,在一定程度上不受意志的直接控制;

2)自主神经自低级中枢发出后,需在周围部的自主神经节内换神经元,即需经过2 个神经元(肾上腺髓质除外,只需1 个神经元),然后才能到达所支配的器官;

3)自主神经节前纤维是薄髓的有髓纤维,节后纤维是细的无髓纤维;

4)自主神经节前神经元的胞体在脑干和脊髓胸腰段的侧角及骶段的骶副交感核;

5)自主神经节后纤维常攀附脏器或血管形成神经丛,由此再分支至效应器;

6)自主神经有交感和副交感2 种纤维成分,且多数内脏器官同时接受交感和副交感2 种纤维的支 配[3]。

总之,“通过神经系统的调节”一节教学中的常见问题较多,例如如何判断人或高等动物的某生命活动是不是反射活动?在人体内神经冲动是否只能由轴突传到树突或胞体?神经冲动在生物体内能否双向传导? 根据突触接触的部位来分,突触是否只有轴突-树突和轴突-胞体2 种类型?静息电位是不是零电位?膜电位的“+”“-”是何意?产生动作电位及恢复静息电位是否消耗ATP?抑制性神经递质作用于突触后膜时对突触后膜产生什么影响?什么是自主神经,它在结构和功能上有何特点等。将这些问题弄清楚,对于突破本节教学的难点,使学生释疑并深入、全面掌握本节内容,应该有一定帮助。

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