備課素材：雙重交互神經(jīng)支配 高二上學期生物人教版選擇性必修1

雙重交互神經(jīng)支配先看一道試題：當人的一只腳踩到釘子時,會引起同側腿屈曲和對側腿伸展,使人避開損傷性刺激,又不會跌倒。其中的反射弧示意圖如下,“+”表示突觸前膜的信號使突觸后膜興奮,“-”表示突觸前膜的信號使突觸后膜受抑制。甲~丁是其中的突觸,在上述反射過程中,甲~丁突觸前膜信號對突觸后膜的作用依次為（

）A.+、-、+、+

B.+、+、+、+

C.-、+、-、+

D.+、-、+、-解析：本題主要考查神經(jīng)沖動的產(chǎn)生和傳導。由題意可知，當人的一只腳踩到釘子時，會引起同側腿屈曲和對側腿伸展，使人避開損傷性刺激，又不會跌倒，由圖可知，對腳的有害刺激位于左側，因此左側腿屈曲，與屈肌相連的甲突觸表現(xiàn)為興奮，為“+”，與伸肌相連的乙突觸表現(xiàn)為抑制，為“-”；右側腿伸展，與伸肌相連的丙突觸表現(xiàn)為興奮，為“+”；與屈肌相連的突觸表現(xiàn)為抑制，但丁為上一個神經(jīng)元，會釋放抑制性神經(jīng)遞質，因此表現(xiàn)為興奮，為“+”，因此甲~丁突觸前膜信號對突觸后膜的作用依次為＋、－、＋、＋，故本題正確答案為A。這道試題中出現(xiàn)了雙重交互神經(jīng)支配的多元反射。很多同學機理搞不清楚，試題解答困難。那么，如何理解屈反射、交叉伸反射與雙重交互神經(jīng)支配的多元反射？多元反射弧是由三個以上神經(jīng)元所組成的反射弧，同側屈反射屬于多元反射。屈反射、交叉伸反射與雙重交互神經(jīng)支配圖示注釋：作用于皮膚的有害刺激激活痛覺傳入神經(jīng)，神經(jīng)沖動傳到同側中間神經(jīng)元，中間神經(jīng)元興奮同側屈肌運動神經(jīng)元（②③）引起屈肌收縮，同時還興奮抑制性中間神經(jīng)元，使同側伸肌運動神經(jīng)元（①④）被抑制，同側中間神經(jīng)元還使對側中間神經(jīng)元興奮，引起對側伸肌運動神經(jīng)元（①④）興奮，屈肌運動神經(jīng)元（②③）抑制。

1.屈反射

屈反射是肢體對損傷性刺激的屈曲反應，它的感受野(能引起這種反射的刺激部位)比較廣泛，包括廣大的皮膚表面，也包括深部結構。

傳入神經(jīng)在皮神經(jīng)或肌神經(jīng)中，進入脊髓后通過一個中間神經(jīng)元的接替，再與脊髓傳出(運動)神經(jīng)元聯(lián)系，傳出沖動主要傳送到同側屈肌。隨著刺激強度的增加，屈反射反應的范圍擴大。

例如，當弱刺激作用脊蛙的腳趾時，可能只引起踝關節(jié)的屈肌收縮，刺激強度逐步加大就會出現(xiàn)膝關節(jié)和臀部的屈肌收縮，并且可能引起對側肢體的運動。

反射性收縮的持續(xù)時間有時比刺激作用的時間更長，這是由于傳入沖動停止后，沖動經(jīng)過復雜的中間神經(jīng)元回路一再反復作用，傳出神經(jīng)元多次受到刺激，繼續(xù)發(fā)放沖動到肌肉。2.交叉伸肌反射和雙重交互神經(jīng)支配在屈反射中，主要是屈肌的收縮，但同時也出現(xiàn)與這些屈肌相拮抗的伸肌的舒張，使這一對拮抗肌在反射活動中協(xié)調起來。同樣在伸反射中，在伸肌收縮的同時，也出現(xiàn)與這些伸肌相拮抗的屈肌的舒張。這種由同一傳入神經(jīng)刺激對拮抗肌產(chǎn)生相反的交互作用，叫做交互神經(jīng)支配。

這是反射活動的一個重要的基本原則。由于拮抗肌的相反相成的作用，反射性反應才能成為協(xié)調的動作，所以交互神經(jīng)支配是動作協(xié)調的機制。

如果刺激達到足夠的強度，一側的損傷性刺激引起同側的屈反射，還會同時引起對側出現(xiàn)伸反射(交叉伸肌反射)，伸肌收縮，屈肌舒張，這也是交互神經(jīng)支配。所以在交叉伸反射中可以看到雙重交互神經(jīng)支配。

這種交叉伸反射的生物學意義在于使動物體避開損傷性刺激，維持身體的平衡。例如，一只腳踩在釘子上，馬上引起腿的收縮(屈反射)以避開損傷性刺激的繼續(xù)作用，而另一條腿同時伸直以支持身體，使身體不會跌倒。例、適度運動是人們倡導的一種健康生活方式。如圖為人體行走過程中相關的神經(jīng)環(huán)路示意圖，其中神經(jīng)元A、D為興奮性神經(jīng)元，B、E為抑制性神經(jīng)元，a～e表示不同部位的突觸。請分析回答：（1）神經(jīng)系統(tǒng)參與調節(jié)人體生理過程的基本方式是______。（2）神經(jīng)元A受到刺激后，短時內神經(jīng)元E和神經(jīng)元D的狀態(tài)分別是______，進而引起屈肌和伸肌的相應活動。若該圖表示左腿的神經(jīng)環(huán)路，當神經(jīng)元A興奮并引起屈肌收縮時，右腿的相應神經(jīng)環(huán)路中處于興奮狀態(tài)的神經(jīng)元有______（填圖中字母）。（3）研究表明，乙酰膽堿能使骨骼肌細胞興奮，也能抑制心肌細胞的興奮，原因可能是兩種細胞膜上含有的乙酰膽堿______造成的。（4）運動療法是預防和治療糖尿病的輔助措施。一定強度的運動后，骨骼肌細胞中含有GLUT4成分的囊泡大量向細胞膜處轉移，引起血糖降低，據(jù)此可得出的結論是______；中等強度和中等時長運動后，體內的一種淋巴細胞數(shù)量增加，免疫力增強，長時間劇烈運動后這類細胞數(shù)量反而會下降，該現(xiàn)象對普通人運動鍛煉的啟示是______。（5）毒品成癮的機制復雜，其一與突觸間隙中多巴胺含量異常增加有關。有研究表明，運動可促進腦內多巴胺的合成，也可加快多巴胺的分解，毒品成癮者通過適度運動能有效抑制復吸沖動，但急性劇烈運動卻無法有效抑制復吸沖動，甚至會誘發(fā)復吸行為，對此可能的解釋是______。解析：（1）神經(jīng)系統(tǒng)參與調節(jié)人體生理過程的基本方式是反射，其結構基礎是反射弧。（2）A為興奮性神經(jīng)元，受到刺激后，釋放興奮型神經(jīng)遞質，引起神經(jīng)元E興奮；后者是抑制性神經(jīng)元，興奮后釋放抑制型神經(jīng)遞質，引起神經(jīng)元D抑制。當左腿屈肌收縮時，伸肌舒張，右腿對應的拮抗肌正好相反，即伸肌處于收縮狀態(tài)，其生物學意義是使動物體避開損傷性刺激，維持身體平衡，故此過程中D神經(jīng)元會興奮，釋放興奮型神經(jīng)遞質，從而引起B(yǎng)神經(jīng)元也興奮。（3）乙酰膽堿是一種神經(jīng)遞質，需要突觸后膜上的受體與之結合，才能將信息傳至下一個神經(jīng)元，故乙酰膽堿能作用于骨骼肌細胞和心肌細胞，可能是兩種細胞膜上含有的乙酰膽堿受體的種類不同造成的。（4）一定強度的運動后，骨骼肌細胞中含有GLUT4成分的囊泡大量向細胞膜處轉移，引起血糖降低，說明GLUT4參與葡萄糖的運輸，適度運動可以能夠降低血糖。中等強度和中等時長運動后，體內的一種淋巴細胞數(shù)量增加，免疫力增強，長時間劇烈運動后這類細胞數(shù)量反而會下降，以上信息中的自變量是運動強度和時間，因變量是免疫力的強度，從中得到的啟示是運動鍛煉身體時要控制好運動的強度和時長。（5）根據(jù)題目信息，“運動可促進腦內多巴胺的合成，也可加快多巴胺的分解”，所以毒品成癮者通過適度運動能有效抑制復吸沖動，但急性劇烈運動卻無法有效抑制復吸沖動，甚至會誘發(fā)復吸行為，可能是急性劇烈運動對多巴胺合成的促進作用超過了對多巴胺分解的促進作用，增加了突觸間隙中多巴胺的含量。