师:同学们,今天我们学习高二人教版生物学选择性必修一第二章第一节神经调节的结构基础第二课时。本课时重点内容有两点:第一,外周神经系统的组成;第二,自主神经系统的组成和功能。在学习新知识前,我们先复习回顾上节课内容。
中枢神经系统包括脑和脊髓。脑位于颅腔内,包含大脑、小脑、脑干和下丘脑等。大脑是调节机体活动的最高级中枢;脑干中有维持生命的必要中枢,如调节呼吸、心脏功能的基本活动中枢;小脑负责协调运动,维持身体平衡;下丘脑中有体温调节中枢、水平衡调节中枢等,与生物节律的控制有关。
脊髓位于椎管内,是脑与躯干、内脏之间的联系通路,也是调节运动的低级中枢。外周神经系统分布在全身各处。按照神经起源分类,可分为与脑相连的脑神经,以及与脊髓相连的脊神经。人的脑神经共有12对,主要分布在头面部,负责管理头面部的感觉和运动;脊神经共有31对,主要分布在躯干、四肢,负责管理躯干、四肢的感觉和运动,即头面部的感觉和运动由脑神经控制,四肢的感觉和运动由脊神经控制。
此外,脑神经和脊神经中都有支配内脏器官的神经,且都含有传入神经和传出神经。传入神经也叫感觉神经,传出神经也叫运动神经。所以按照功能分类,外周神经系统又可分为传入神经和传出神经。传入神经将接收到的信息传递到中枢神经系统,中枢神经系统经过分析和处理后发出指令信息,再由传出神经将指令传输到相应器官,使机体对刺激做出相应反应。
上节课我们画出了百米极限过程中运动员从接收信号到做出反应的路径图。运动员的耳朵作为信号接收部位,听到枪声后将信息传导到大脑,经过大脑分析和加工,又通过神经传导到四肢,控制四肢运动。这一过程中,信息处理部位大脑属于中枢神经系统,信号接收部位耳朵和做出反应部位的四肢属于外周神经系统。现在我们可以将这个过程更细化:裁判员开枪后,枪声信息由耳朵接收,之后通过传入神经传导到神经中枢进行加工和处理,再通过传出神经传导到四肢,控制四肢运动。这里的传出神经支配躯体运动,称为躯体运动神经。传入神经还包括支配内脏器官的神经,称为内脏运动神经。生活中,我们能通过传出神经随意支配四肢运动,但却无法控制胃肠等内脏器官的运动,这是为什么呢?下面我们通过一个情景来体会躯体运动神经和内脏运动神经的不同。
当我们在野外草地上玩耍时,突然从草丛里窜出一条大蛇,大部分人会非常紧张,出现心跳加快、呼吸急促等表现。此时,我们可能撒腿就跑,也可能原地不动冷静应对。而危险解除,确认安全后,心跳、呼吸等会慢慢恢复。在这个过程中,跑不跑我们能控制,但无法控制心跳加速,这是因为躯体运动,如奔跑,由躯体运动神经支配,明显受意识支配;而惊恐引起的心跳与呼吸等内脏器官活动,受内脏运动神经控制,是不随意支配内脏、血管和腺体的传出神经,其活动不受意识支配,我们称之为自主神经系统。
根据自主神经系统的定义,思考两个问题:第一,骨骼肌和心脏,哪个更可能受自主神经系统支配?显然,心脏是内脏器官,更可能受自主神经系统支配。第二,长跑或静坐时,呼吸、心率和胃肠蠕动有什么变化?比较两种状态下这些生理活动变化的特点,能发现什么规律?长跑时,呼吸、心率加快,胃肠蠕动减弱;静坐时,呼吸、心率减慢,胃肠蠕动加强。可见,运动与静止时,内脏器官的活动一般相反。
自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成,绝大多数内脏器官同时受交感神经和副交感神经的双重支配。当人体处于兴奋状态时,交感神经占据优势,此时瞳孔扩张,支气管扩张,心跳加速,血管收缩,但胃肠蠕动和消化腺分泌活动减弱,即交感神经对胃肠蠕动起抑制作用。相反,当人处于安静状态时,副交感神经占据优势,此时瞳孔收缩,支气管收缩,心跳减慢,但胃肠蠕动和消化液分泌增强,即副交感神经可促进肠胃蠕动,有利于食物的消化和营养物质的吸收。由此可知,交感神经和副交感神经的作用通常相反。
接下来看一道例题,检验对交感神经和副交感神经具体功能的掌握情况。当人体处于安静状态时,下列说法正确的是:
A选项,交感神经活动占优势,代谢增强,血压升高。
B选项,交感神经活动占优势,血糖降低,胃肠蠕动减慢。
C选项,副交感神经活动占优势,呼吸减弱,血流量增加。
D选项,副交感神经活动占优势,代谢降低,胃肠蠕动加快。
请同学们思考这道题的切入点。题干是安静状态,根据交感神经和副交感神经在人体状态中占据的优势,可知安静状态下副交感神经活动占优势,所以可先排除A、B选项。安静状态时,呼吸减慢,血流量减少,C选项表述不正确。D选项中,安静状态下代谢降低,胃肠蠕动加快,可促进食物的消化和吸收,所以这道题的正确选项是D。
接下来结合自己运动和安静时各器官的状态,具体分析自主神经系统是如何对内脏、血管和腺体进行调节的。当动物遇到猎物或者天敌时,主要是交感神经兴奋。此时,瞳孔扩张,有利于扩大视野,看清猎物、天敌或逃跑路线;支气管扩张,能加快气体运输,提高氧气供应速率;心跳加快,血管收缩,升高血压,可提高葡萄糖和氧气的供应速率,让躯干和四肢在短时间内获得较多的ATP;胃肠蠕动减慢,能让更多血液运输到躯干和四肢。通过这样的调节,动物就能做好战斗或逃跑的准备,提高生存概率。
