备课素材：双重交互神经支配 高二上学期生物人教版选择性必修1

双重交互神经支配先看一道试题：当人的一只脚踩到钉子时,会引起同侧腿屈曲和对侧腿伸展,使人避开损伤性刺激,又不会跌倒。其中的反射弧示意图如下,“+”表示突触前膜的信号使突触后膜兴奋,“-”表示突触前膜的信号使突触后膜受抑制。甲~丁是其中的突触,在上述反射过程中,甲~丁突触前膜信号对突触后膜的作用依次为（

）A.+、-、+、+

B.+、+、+、+

C.-、+、-、+

D.+、-、+、-解析：本题主要考查神经冲动的产生和传导。由题意可知，当人的一只脚踩到钉子时，会引起同侧腿屈曲和对侧腿伸展，使人避开损伤性刺激，又不会跌倒，由图可知，对脚的有害刺激位于左侧，因此左侧腿屈曲，与屈肌相连的甲突触表现为兴奋，为“+”，与伸肌相连的乙突触表现为抑制，为“-”；右侧腿伸展，与伸肌相连的丙突触表现为兴奋，为“+”；与屈肌相连的突触表现为抑制，但丁为上一个神经元，会释放抑制性神经递质，因此表现为兴奋，为“+”，因此甲~丁突触前膜信号对突触后膜的作用依次为＋、－、＋、＋，故本题正确答案为A。这道试题中出现了双重交互神经支配的多元反射。很多同学机理搞不清楚，试题解答困难。那么，如何理解屈反射、交叉伸反射与双重交互神经支配的多元反射？多元反射弧是由三个以上神经元所组成的反射弧，同侧屈反射属于多元反射。屈反射、交叉伸反射与双重交互神经支配图示注释：作用于皮肤的有害刺激激活痛觉传入神经，神经冲动传到同侧中间神经元，中间神经元兴奋同侧屈肌运动神经元（②③）引起屈肌收缩，同时还兴奋抑制性中间神经元，使同侧伸肌运动神经元（①④）被抑制，同侧中间神经元还使对侧中间神经元兴奋，引起对侧伸肌运动神经元（①④）兴奋，屈肌运动神经元（②③）抑制。

1.屈反射

屈反射是肢体对损伤性刺激的屈曲反应，它的感受野(能引起这种反射的刺激部位)比较广泛，包括广大的皮肤表面，也包括深部结构。

传入神经在皮神经或肌神经中，进入脊髓后通过一个中间神经元的接替，再与脊髓传出(运动)神经元联系，传出冲动主要传送到同侧屈肌。随着刺激强度的增加，屈反射反应的范围扩大。

例如，当弱刺激作用脊蛙的脚趾时，可能只引起踝关节的屈肌收缩，刺激强度逐步加大就会出现膝关节和臀部的屈肌收缩，并且可能引起对侧肢体的运动。

反射性收缩的持续时间有时比刺激作用的时间更长，这是由于传入冲动停止后，冲动经过复杂的中间神经元回路一再反复作用，传出神经元多次受到刺激，继续发放冲动到肌肉。2.交叉伸肌反射和双重交互神经支配在屈反射中，主要是屈肌的收缩，但同时也出现与这些屈肌相拮抗的伸肌的舒张，使这一对拮抗肌在反射活动中协调起来。同样在伸反射中，在伸肌收缩的同时，也出现与这些伸肌相拮抗的屈肌的舒张。这种由同一传入神经刺激对拮抗肌产生相反的交互作用，叫做交互神经支配。

这是反射活动的一个重要的基本原则。由于拮抗肌的相反相成的作用，反射性反应才能成为协调的动作，所以交互神经支配是动作协调的机制。

如果刺激达到足够的强度，一侧的损伤性刺激引起同侧的屈反射，还会同时引起对侧出现伸反射(交叉伸肌反射)，伸肌收缩，屈肌舒张，这也是交互神经支配。所以在交叉伸反射中可以看到双重交互神经支配。

这种交叉伸反射的生物学意义在于使动物体避开损伤性刺激，维持身体的平衡。例如，一只脚踩在钉子上，马上引起腿的收缩(屈反射)以避开损伤性刺激的继续作用，而另一条腿同时伸直以支持身体，使身体不会跌倒。例、适度运动是人们倡导的一种健康生活方式。如图为人体行走过程中相关的神经环路示意图，其中神经元A、D为兴奋性神经元，B、E为抑制性神经元，a～e表示不同部位的突触。请分析回答：（1）神经系统参与调节人体生理过程的基本方式是______。（2）神经元A受到刺激后，短时内神经元E和神经元D的状态分别是______，进而引起屈肌和伸肌的相应活动。若该图表示左腿的神经环路，当神经元A兴奋并引起屈肌收缩时，右腿的相应神经环路中处于兴奋状态的神经元有______（填图中字母）。（3）研究表明，乙酰胆碱能使骨骼肌细胞兴奋，也能抑制心肌细胞的兴奋，原因可能是两种细胞膜上含有的乙酰胆碱______造成的。（4）运动疗法是预防和治疗糖尿病的辅助措施。一定强度的运动后，骨骼肌细胞中含有GLUT4成分的囊泡大量向细胞膜处转移，引起血糖降低，据此可得出的结论是______；中等强度和中等时长运动后，体内的一种淋巴细胞数量增加，免疫力增强，长时间剧烈运动后这类细胞数量反而会下降，该现象对普通人运动锻炼的启示是______。（5）毒品成瘾的机制复杂，其一与突触间隙中多巴胺含量异常增加有关。有研究表明，运动可促进脑内多巴胺的合成，也可加快多巴胺的分解，毒品成瘾者通过适度运动能有效抑制复吸冲动，但急性剧烈运动却无法有效抑制复吸冲动，甚至会诱发复吸行为，对此可能的解释是______。解析：（1）神经系统参与调节人体生理过程的基本方式是反射，其结构基础是反射弧。（2）A为兴奋性神经元，受到刺激后，释放兴奋型神经递质，引起神经元E兴奋；后者是抑制性神经元，兴奋后释放抑制型神经递质，引起神经元D抑制。当左腿屈肌收缩时，伸肌舒张，右腿对应的拮抗肌正好相反，即伸肌处于收缩状态，其生物学意义是使动物体避开损伤性刺激，维持身体平衡，故此过程中D神经元会兴奋，释放兴奋型神经递质，从而引起B神经元也兴奋。（3）乙酰胆碱是一种神经递质，需要突触后膜上的受体与之结合，才能将信息传至下一个神经元，故乙酰胆碱能作用于骨骼肌细胞和心肌细胞，可能是两种细胞膜上含有的乙酰胆碱受体的种类不同造成的。（4）一定强度的运动后，骨骼肌细胞中含有GLUT4成分的囊泡大量向细胞膜处转移，引起血糖降低，说明GLUT4参与葡萄糖的运输，适度运动可以能够降低血糖。中等强度和中等时长运动后，体内的一种淋巴细胞数量增加，免疫力增强，长时间剧烈运动后这类细胞数量反而会下降，以上信息中的自变量是运动强度和时间，因变量是免疫力的强度，从中得到的启示是运动锻炼身体时要控制好运动的强度和时长。（5）根据题目信息，“运动可促进脑内多巴胺的合成，也可加快多巴胺的分解”，所以毒品成瘾者通过适度运动能有效抑制复吸冲动，但急性剧烈运动却无法有效抑制复吸冲动，甚至会诱发复吸行为，可能是急性剧烈运动对多巴胺合成的促进作用超过了对多巴胺分解的促进作用，增加了突触间隙中多巴胺的含量。