第八单元 第24讲 体液调节-【勤径学升】2025年高考生物一轮总复习配套课件(不定项版)
2024-09-12
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教辅
内容正文:
生 物
第24讲 体液调节
第八单元 稳态与调节
1.说出人体内分泌系统主要由内分泌腺组成,包括垂体、甲状腺、胸腺、肾上腺、胰岛和性腺等多种腺体,它们分泌的各类激素参与生命活动的调节。
2.举例说明激素通过分级调节、反馈调节等机制维持机体的稳态,如甲状腺激素分泌的调节和血糖平衡的调节等。
3.举例说出神经调节与体液调节相互协调共同维持机体的稳态。
4.举例说明其他体液成分参与稳态的调节,如二氧化碳对呼吸运动的调节。
[对应学生用书P228]
考点1 激素与内分泌系统
1.外分泌腺和内分泌腺
种类 结构特点 分泌物 举例
外分
泌腺 有 导管,分泌物流出 体外 或流到 消化腔 汗液、
消化液 汗腺、唾液腺、胃腺、胰腺中的外分泌部等
内分
泌腺 无 导管,分泌物直接进入腺体内的毛细血管,通过 血液循环 输送到全身各处 激素 垂体、甲状腺、肾上腺、胰腺中的胰岛等
有
体外
消化腔
无
血液循环
2.促胰液素的发现
(1)沃泰默观点:胰腺分泌胰液只受 神经 调节。
(2)斯他林和贝利斯
①假设:在盐酸的作用下,小肠黏膜可能产生了一种能促进 胰腺分泌胰液 的化学物质。
神经
胰腺分泌胰液
②实验过程
实验组:
对照组:
稀盐酸狗静脉胰腺不分泌胰液
③结论:胰液的分泌是 体液 调节的结果;人和动物生命活动的调节,除了神经调节,还有 体液 调节。
体液
体液
小肠黏膜
3.激素调节的概念:由 内分泌器官 或细胞分泌的化学物质——激素进行调节的方式称为激素调节。
4.激素研究的实例
(1)胰岛素的发现
①方法:结扎法、摘除法。
内分泌器官
②发现过程:
胰蛋白酶
(2)睾丸分泌雄激素的研究
①方法:摘除法, 移植法 。
移植法
②过程
③结论:睾酮是睾丸分泌的雄激素。
5.内分泌系统的组成和功能
(1)内分泌系统的组成
内分泌系统是由相对独立的 内分泌腺 以及兼有内分泌功能的细胞共同构成。
(2)人体主要内分泌腺及分泌的激素
内分泌腺 激素名称 功能
下丘脑 促甲状腺(性腺、肾上腺皮质)激素释放激素 调控垂体分泌释放促甲状腺(性腺、肾上腺皮质)激素
抗利尿 激素 促进肾小管、集合管对水的重吸收
垂体 促甲状腺(性腺、肾上腺皮质)激素 促进甲状腺(性腺、肾上腺皮质) 生长发育 ,促进甲状腺激素(性激素、肾上腺皮质激素)的 合成和分泌
生长激素 调节 生长发育 等
内分泌腺
抗利尿
生长发
育
合成和分泌
生长发育
内分泌腺 激素名称 功能
甲状腺 甲状腺激素 调节体内的有机物代谢、促进 生长和发育 、提高 神经 的兴奋性
肾上腺 醛固酮、皮质醇 等 调节 水盐 代谢和 有机物 代谢
肾上腺素 提高机体的 应激能力
胰腺 胰高血糖素 促进 肝糖原 分解成葡萄糖和 非糖物质转变成糖
生长和发育
神经
醛固酮、皮质
醇
水盐
有机物
应激能力
肝糖原
非糖物质转
变成糖
内分泌腺 激素名称 功能
胰腺 胰岛素 促进血糖进入组织细胞进行 氧化分解 ,进入肝、肌肉并合成 糖原 ,进入脂肪细胞转变为 甘油三酯 ;抑制 肝糖原分解 和 非糖物质转变为葡萄糖
卵巢 雌激素、孕激素等 促进女性 生殖器官 的发育、 卵细胞 的生成和女性 第二性征 的出现
睾丸 雄激素 促进男性 生殖器官的 发育、 精子细胞 的生成和男性 第二性征 的出现
氧化分解
糖原
甘油三酯
肝糖原分解
非糖物质转变为葡萄糖
生殖器官
卵细胞
第二性征
生殖器官的
精子细胞
第二性征
(3)内分泌系统的作用
① 内分泌系统 是机体整体功能的重要调节系统。
②各种内分泌腺间具有复杂的 功能联系 ,共同调节机体活动,包括维持 内环境 稳定、调节物质和能量代谢、调控生长发育和生殖等。
内分泌系统
功能联系
内环境
基础诊断
(1)促胰液素是人们发现的第一种具有催化作用的激素 ( × )
(2)几乎所有的活细胞都能产生酶,但只有内分泌器官(或细胞)才能分泌激素 ( × )
(3)各种激素都可以用双缩脲试剂进行检测 ( × )
(4)激素在人体内含量较低,但有高效的生物催化作用 ( × )
(5)胰岛素、生长激素等制剂不能口服,通常以注射的方式使用 ( √ )
×
×
×
×
√
教材拓展
1.(选择性必修1 P45“思考·讨论”拓展)在斯他林和贝利斯的实验中,若排除稀盐酸和小肠黏膜本身成分对实验结果的干扰,可增设两组对照组。如何设计?
提示:(1)稀盐酸同一条狗的静脉;
(2)小肠黏膜提取液同一条狗的静脉。
2.(选择性必修1 P46“思考·讨论”拓展)为什么直接将胰腺研磨无法获得胰岛素?
提示:胰岛素属蛋白质类激素,在研磨过程中胰岛素被胰腺分泌的胰蛋白酶分解。
1.不同动物激素的化学本质及相应受体位置
固醇类 如肾上腺皮质激素、性激素(雌激素、雄激素)、孕激素
氨基酸衍生物类 如甲状腺激素、肾上腺素等
多肽和蛋白质类 如促激素释放激素、促激素、抗利尿激素、胰岛素和胰高血糖素等
3.正确区分激素间相互作用的两种类型
(1)协同作用:不同激素对同一生理效应都发挥相同的作用,从而达到增强效应的结果,如图所示。
(2)作用相抗衡:胰岛素降低血糖,与上述激素的升糖效应相抗衡。
考向1 动物激素的种类、化学本质及作用
1.(2021·新课标乙卷)哺乳动物细胞之间的信息交流是其生命活动所必需的。请参照表中内容,围绕细胞间的信息交流完成下表,以体现激素和靶器官(或靶细胞)响应之间的对应关系。
内分泌腺
或内分泌细胞 激素 激素运输 靶器官或
靶细胞 靶器官或
靶细胞的响应
肾上腺 肾上腺素 (3)通过
运输 (4) 心率加快
胰岛B
细胞 (1) 肝细胞 促进肝糖
原的合成
垂体 (2) 甲状腺 (5)
解析 (1)肾上腺分泌肾上腺素,通过体液运输,由题可知靶细胞的响应是心率加快,因此肾上腺素作用于心肌细胞。(2)胰岛B细胞分泌胰岛素,胰岛素是机体唯一的降血糖激素,通过体液运输,作用于肝细胞,促进肝糖原的合成,使血糖水平降低。(3)由题干垂体作用的靶器官是甲状腺可知,垂体可以分泌促甲状腺激素,通过体液运输,作用于甲状腺,促进甲状腺分泌甲状腺激素,提高细胞代谢速率,使机体产生更多的热量。
答案 (1)胰岛素 (2)促甲状腺激素 (3)体液 (4)心脏(心肌细胞) (5)促进甲状腺分泌甲状腺激素
考向2 动物激素功能的实验探究
3.切除健康狗的胰脏,2天后狗出现糖尿病的症状。随后连续给其注射一定量溶于生理盐水的胰岛素,发现其血糖含量恢复正常。由此推测:胰岛素能降低血糖的含量。为了证明这一推论,你认为下列最适宜作为对照组的是 ( )
A.既不切除健康狗的胰脏,又不注射胰岛素
B.用溶解于蒸馏水的胰岛素溶液进行注射
C.切除健康狗体内的胰脏2天后,只注射等量的生理盐水
D.将健康狗体内摘除的胰脏制成提取液,注射给切除胰脏的狗
解析 切除健康狗体内的胰脏2天后,只注射等量生理盐水,通过对照证明胰岛素能降低血糖的含量,C符合题意。
答案 C
4.(不定项)欲研究甲状腺和甲状腺激素的生理作用,对小鼠的分组及处理见下表,并在适宜条件下正常饲养,每隔一定时间测定耗氧量,记录数据,统计分析。下列分析正确的是 ( )
组别 甲组 乙组 丙组
对照处理 切除甲
状腺 手术但不切
除甲状腺 甲状腺激素
灌胃,每天1次
饲养条件 相同且适宜,正常饲料喂养,共14天
A.应采用生长发育状况相同的同种小鼠进行实验
B.设置乙组的目的是排除手术的影响
C.采用耗氧量为观测指标的依据是甲状腺激素能促进物质代谢
D.若在各组饲料中添加放射性碘,则乙组小鼠甲状腺部位放射性强度低于丙组
解析 为减小实验误差,除了控制其他无关变量外,还应采用生长发育状况相同的小鼠进行实验,A正确;乙组是对照组,设置乙组的目的是排除手术的影响,控制无关变量,B正确;因为甲状腺激素能促进物质代谢,因此可测定耗氧量来分析其生理作用,C正确;若用甲状腺激素给丙组小鼠灌胃,则丙组小鼠体内的甲状腺激素浓度升高,从而抑制小鼠甲状腺合成并分泌甲状腺激素,因此,若在各组饲料中添加放射性碘,则丙组小鼠甲状腺部位放射性应低于乙组,D错误。
答案 ABC
考点2 激素调节的过程
1.血糖平衡的调节
(1)血糖的来源和去向(正常情况下)
肝糖原
肝糖原、肌糖原
脂肪
(2)血糖平衡调节的过程
①调节中枢: 下丘脑 的相关区域。
下丘脑
糖原
肝糖
原分解
非糖
物质转
化
②调节机制: 神经—体液调节 。
神经调节:下丘脑通过有关神经可调控肾上腺、胰岛B细胞和胰岛A细胞分泌相关激素的量,进而再通过激素调控相关的生理过程实现对血糖平衡的调节。在此种调节方式中,内分泌腺本身就是反射弧中 效应器 的一部分。
体液调节: 高浓度血糖 可直接刺激 胰岛B细胞 分泌胰岛素,低浓度血糖可直接刺激 胰岛A细胞 分泌 胰高血糖素 。
神经—体液调节
效应器
高浓度血糖
胰岛B细胞
胰岛A细胞
胰高血糖素
(3)反馈调节
①概念:在一个系统中,系统本身工作的 效果 ,反过来又作为 信息 调节该系统的工作的调节方式。
效果
信息
②实例:如图,在血糖平衡调节过程中,胰岛素(胰高血糖素)作用结果会反过来影响胰岛素(胰高血糖素)的分泌。
升高
降低
增加
增加
③意义:反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制,它对于 机体维持稳态 具有重要意义。
机体维持稳态
2.甲状腺激素分泌的分级调节
(1)甲状腺激素分泌的图示
①三级腺体:a. 下丘脑 、b. 垂体 、c. 甲状腺 。
②三种激素:甲: 促甲状腺激素释放激素 ;乙: 促甲状腺激素 ;甲状腺激素。
③两种效果:“+”“-”分别表示 促进 、 抑制 。
下丘脑
垂体
甲状腺
促甲状腺激素释放激素
促甲状腺激素
促进
抑制
①概念:人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种 分层调控 ,称为分级调节。
②分级调节轴
A.下丘脑—垂体—甲状腺;
B. 下丘脑—垂体—性腺 ;
C.下丘脑—垂体—肾上腺皮质。
③意义:分级调节可以 放大 激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
分层调控
下丘脑—垂体—性腺
放大
(2)分级调节
3.激素调节的特点
(1)通过 体液 进行运输。
(2)作用于 靶器官、靶细胞 。激素选择靶细胞,是通过与靶细胞上的 特异性受体 相互识别,并发生特异性结合实现的。
(3)作为 信使 传递信息。激素一经靶细胞接受并起作用后就 失活 了,因此,体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。
(4)微量和 高效 。
体液
靶器官、靶细胞
特异性受体
信使
失活
高效
基础诊断
(1)胰高血糖素通过抑制血糖的去路,促进血糖的来源来调节血糖的平衡 ( × )
(2)糖尿病的主要症状是少饮、少食、少尿、消瘦 ( × )
(3)胰岛素和胰高血糖素是由同一器官分泌的生物效应相同的激素 ( × )
(4)被阉割动物血液中的促性腺激素含量将降低 ( × )
(5)激素只有运输到相应的靶器官或靶细胞才能发挥作用 ( √ )
×
×
×
×
√
教材拓展
1.(选择性必修1 P53“思考·讨论”拓展)根据反馈调节的原理解释为什么长期注射性激素(或类固醇激素)会导致性腺萎缩,甚至失去生育能力。
提示:性激素(或类固醇激素)过多会通过反馈调节抑制垂体分泌促性腺激素,促性腺激素可以促进性腺发育,所以缺促性腺激素后性腺会萎缩,甚至会失去生育能力。
2.(选择性必修1 P54正文拓展)为什么动物体需要源源不断地产生激素?
提示:激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了。
1.正常人饭后血糖、胰高血糖素、胰岛素三者之间的变化关系模型的构建
(1)血糖浓度高时,可降低血糖浓度的胰岛素含量增加,而可升高血糖浓度的胰高血糖素含量相对较低。
(2)当血糖浓度较低时,胰高血糖素含量增加。
(3)胰岛素和胰高血糖素相互协调、共同维持血糖平衡。
2.激素分泌的分级调节与反馈调节模型
(1)分级调节:下丘脑能够控制垂体,垂体控制相关腺体,这种分层控制的方式称为分级调节。
(2)反馈调节:甲状腺、性腺或肾上腺分泌的激素进入血液后,又可反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成与分泌,属于反馈调节。
考向1 血糖平衡调节的基本过程分析
1.(2023·河北省五县高三联考)胰岛素可使骨骼肌细胞和脂肪细胞的细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加,已知这些细胞膜上的载体转运葡萄糖进入细胞的过程不消耗ATP。下列叙述错误的是 ( )
A.脂肪细胞和骨骼肌细胞是胰岛素作用的靶细胞
B.葡萄糖进入骨骼肌细胞的运输方式是主动运输
C.胰岛B细胞以胞吐方式将胰岛素分泌到细胞外
D.当血糖浓度上升时,胰岛素的分泌量随之增加
解析 骨骼肌细胞细胞膜上的载体转运葡萄糖的过程不消耗ATP,因此葡萄糖进入骨骼肌细胞的运输方式是协助扩散,B错误。
答案 B
4.糖尿病分为1型糖尿病和2型糖尿病。某研究团队拟通过饮食和药物S(能损伤胰岛B细胞,损伤程度与浓度呈正相关)诱导得到2型糖尿病模型小鼠。他们选择生理状态相似的小鼠分成3组,甲组饲喂普通饲料,乙组饲喂高脂饲料,丙组饲喂高脂饲料一个月后用低浓度药物S处理。完成处理后,让三组小鼠口服葡萄糖后测定其血糖浓度,结果如图所示。回答下列问题:
(1)1型糖尿病患者由于胰岛B细胞严重受损,体内胰岛素 ,因而血糖偏高。通过实验中对丙组小鼠的处理和结果,可推断2型糖尿病患者胰岛B细胞 (填“轻微受损”或“严重受损”),且胰岛素不能正常发挥作用,因而血糖偏高。
(2)在口服葡萄糖0.5 h左右,三组小鼠血糖升高的原因是 。丙组小鼠组织细胞对葡萄糖的 ,细胞处于 (填“能量充足”或“能量不足”)状态。
(3)有人提出本实验还不能充分说明饮食习惯和胰岛B细胞的生理状态对2型糖尿病发病的影响,请你提出对本实验的改进建议: 。
解析 (1)1型糖尿病患者由于胰岛B细胞严重受损,体内胰岛素分泌减少,含量降低,因而血糖偏高。因为丙组是用低浓度药物S处理,而药物S能损伤胰岛B细胞,损伤程度与浓度呈正相关,所以可推断2型糖尿病患者胰岛B细胞轻微受损,且胰岛素不能正常发挥作用,因而血糖偏高。(2)在口服葡萄糖0.5 h左右,因为消化道对食物的消化吸收,导致三组小鼠血糖升高。丙组小鼠血糖浓度过高,说明其组织细胞对葡萄糖的摄取和利用减少,细胞没有足够的葡萄糖氧化分解提供能量,故细胞处于能量不足的状态。(3)因为实验中没有单独研究药物S对2型糖尿病发病的影响,故建议增加一组生理状态相似的小鼠用正常饮食和药物S饲喂,更能说明饮食习惯和胰岛B细胞的生理状态对2型糖尿病发病的影响。
答案 (1)含量下降 轻微受损 (2)对食物的消化吸收 摄取和利用减少 能量不足 (3)取生理状态相似的小鼠用正常饮食和药物S饲喂
考向3 激素分泌的分级调节与反馈调节过程分析
5.(2023·山东模拟)褪黑素是由哺乳动物和人的松果体产生的激素,它能缩短入睡时间、延长睡眠时间,从而起到调整睡眠的作用。褪黑素的分泌调节过程如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.该过程不能体现激素的分级调节
B.长时间光照会使褪黑素的分泌减少
C.该过程中褪黑素的分泌存在反馈调节
D.微量注射褪黑素作用于下丘脑能促进动物睡眠
解析 分级调节是一种分层控制的方式,常见的调控为下丘脑→垂体→内分泌腺,图中所示调节方式属于神经-体液调节,其中下丘脑为神经中枢,松果体为效应器,未体现激素的分级调节,A正确;由图可知,暗信号可促使褪黑素增多,则光信号会抑制褪黑素分泌,导致褪黑素分泌减少,B正确;由图可知,褪黑素含量增多时,其抑制下丘脑向松果体传递兴奋,即存在反馈调节,C正确;由题意可知,褪黑素可促进动物睡眠,注射褪黑素,导致褪黑素含量过高,其抑制下丘脑的功能,导致褪黑素分泌减少,抑制动物睡眠,D错误。
答案 D
6.(2022·全国乙卷)甲状腺激素在促进机体新陈代谢和生长发育过程中发挥重要作用。为了研究动物体内甲状腺激素的合成和调节机制,某研究小组进行了下列相关实验。
实验一:将一定量的放射性碘溶液经腹腔注射到家兔体内,一定时间后测定家兔甲状腺的放射性强度。
实验二:给甲、乙、丙三组家兔分别经静脉注射一定量的生理盐水、甲状腺激素溶液、促甲状腺激素溶液。一定时间后分别测定三组家兔血中甲状腺激素的含量,发现注射的甲状腺激素和促甲状腺激素都起到了相应的调节作用。
回答下列问题:
(1)实验一中,家兔甲状腺中检测到碘的放射性,出现这一现象的原因是 。
(2)根据实验二推测,丙组甲状腺激素的合成量 (填“大于”或“小于”)甲组。乙组和丙组甲状腺激素的合成量 (填“相同”或“不相同”),原因是 。
解析 (1)碘是合成甲状腺激素的原料,将含有放射性碘溶液注射到兔体内,碘首先进入组织液,后进入血浆或淋巴液运输到甲状腺滤泡上皮细胞被吸收,参与甲状腺激素的合成。(2)甲组注射生理盐水,对甲状腺的活动没有明显的影响,甲状腺激素的合成与释放维持原来的水平;乙组注射外源甲状腺激素,使机体甲状腺激素含量超过正常水平,会反馈给下丘脑和垂体,从而抑制两者的活动,使机体甲状腺激素合成减少;丙组注射促甲状腺激素,可以促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素,导致甲状腺激素合成增加,故三种情况下,丙组甲状腺激素的合成量大于甲组,乙组和丙组甲状腺激素的合成量不相同。
答案 (1)甲状腺吸收碘合成甲状腺激素 (2)大于 不相同 乙组注射外源甲状腺激素,使甲状腺激素合成减少,丙组注射促甲状腺激素会促进甲状腺激素的合成
考点3 体液调节与神经调节的关系
1.体液调节
(1)概念:激素等化学物质,通过 体液 传送的方式对生命活动进行调节,称为体液调节。
(2)体液因子:参与体液调节的化学物质有激素、组胺、某些气体分子(NO、CO等)以及一些代谢产物(CO2)等,主要是 激素 。
(3)传递方式:主要由体液(血浆、组织液、淋巴液等)进行运输,然后作用于靶器官、靶细胞。
体液
激素
(4)实例:CO2调节呼吸运动,如图所示:
2.神经调节与体液调节的区别与联系
(1)区别
比较项目 神经调节 体液调节
作用途径 反射弧 体液运输
反应速度 迅速 较缓慢
作用范围 准确、比较局限 较广泛
作用时间 短暂 比较长
反射弧
较缓慢
短暂
①内分泌腺所分泌的激素可以影响神经系统的 发育和功能 ,两者常常同时调节生命活动。
②不少内分泌腺直接或间接地受 中枢神经系统 的调节,体液调节可以看作是神经调节的一个环节。
发育和功能
中枢神经系统
(2)联系
3.体温调节
(1)人体的产热和散热
①机体热量的来源主要是细胞中有机物的 代谢产热 。
a.安静时:主要通过 肝、脑 等器官的活动提供热量;
b.运动时: 骨骼肌 成为主要的产热器官。
②散热的主要器官是 皮肤 ,皮肤散热主要通过辐射、传导、对流以及 蒸发 的方式进行。
(2)体温调节的结构基础
名称 位置
温度感受器 分布在 皮肤 、黏膜及 内脏器官 中
体温调节中枢 位于下丘脑
体温感觉中枢 位于大脑皮层
代谢产热
肝、脑
骨骼肌
皮肤
蒸发
皮肤
内脏器官
(3)体温调节过程
①体温调节中枢: 下丘脑 。
②体温调节方式为 神经—体液 调节。
下丘脑
神经—体液
热觉
冷觉
下丘脑
自主神经系统
的调节和肾上腺
等腺体的分泌
收缩
减少
战栗
散热
增加
增加
产热
③寒冷条件下参与产热的激素有 肾上腺素 和 甲状腺激素 ,前者的分泌是由下丘脑的传出神经调节的,后者的分泌是由 下丘脑和垂体 分级调节的,两种激素之间表现为 协同 作用。
肾上腺素
甲状腺激素
下丘脑和垂体
协同
4.水和无机盐平衡的调节
(1)水盐调节机制、相关结构和参与激素
神经 — 体液
下丘脑
大脑皮层
下丘脑
(2)渗透压调节: Na+的浓度 对于细胞外液渗透压的维持具有重要作用,机体对水和无机盐的调节,是基于保持细胞外液 Na+浓度 ,即保持细胞外液渗透压不变。因此,水平衡和盐平衡的调节过程密切相关,通常称为 渗透压调节 ,主要是通过 肾 完成的。
Na+的浓度
Na+浓度
渗透压调
节
肾
(3)水盐调节过程
①抗利尿激素参与的水盐平衡调节
升高
降低
抗利尿激素
②醛固酮参与的血钠平衡的调节
(4)水盐平衡的意义
水和无机盐的平衡,是在 神经 调节和 体液 调节共同作用下,通过调节尿量和尿的成分实现的,对于维持人体的稳态起着非常重要的作用,是人体各种生命活动正常进行的 必要条件 。
神经
体液
必要条件
基础诊断
(1)下丘脑是体温调节中枢,能产生冷觉 ( × )
(2)人从炎热环境进入寒冷环境中,散热量会减少 ( × )
(3)炎热环境中,机体可通过减少产热甚至不产热来降低机体的体温 ( × )
(4)肾上腺髓质的分泌活动不受神经纤维的支配 ( × )
(5)体内血浆渗透压降低,抗利尿激素释放减少 ( √ )
(6)下丘脑分泌的抗利尿激素能够升高细胞外液的渗透压 ( × )
(7)剧烈运动过程中,汗液的大量分泌是为了保持体温和渗透压的相对稳定 ( × )
×
×
×
×
√
×
×
教材拓展
1.(选择性必修1 P59“图3-9”拓展)人在剧烈运动后为什么会出现“面红耳赤”现象?
提示:剧烈运动使机体产热增多,为了维持体温恒定,机体散热也会增多,此时毛细血管舒张,血流速度加快,所以人会出现“面红耳赤”的现象。
2.(选择性必修1 P60“旁栏思考”)一般情况下,冬天人的尿较多,夏天人的尿较少,试分析其原因。
提示:冬天相比于夏天,汗液分泌减少,同时由于环境温度低,机体因代谢生成的水增加,会导致尿液量增加。
1.生命活动调节的三种方式
(1)体液调节:如图1
①实例:胰岛B细胞胰岛素→肝细胞;
②信号分子:激素等化学物质。
②信号分子:神经递质。
(3)神经—体液调节:如图3
①实例:下丘脑→有关神经→肾上腺肾上腺素→靶细胞;
②信号分子:神经递质、激素等。
(2)神经调节:如图2
①实例:下丘脑→有关神经→胰岛B细胞胰岛素;
2.血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量的关系
血浆渗透压升高,抗利尿激素分泌增多,二者呈正相关;抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收,使尿量减少,二者呈负相关。三者关系如图所示:
2.下丘脑体温调节中枢存在冷敏神经元和热敏神经元,它们的放电频率因体温变化而相应改变,如图中实线所示,C、W曲线交于S点,此点对应的温度为正常体温。下列说法正确的是 ( )
A.冷敏神经元的放电频率低于热敏神经元的放电频率时,体温低于正常值
B.人感染流感病毒后S点左移,干活出汗时S点右移
C.某人体温24小时处在S'点,则该时间段的产热量大于散热量
D.体温持续偏高会导致内环境稳态失调,需要采取降温措施
解析 根据题目中图像的信息可知,当体温低于正常值时,冷敏神经元的放电频率高于热敏神经元的放电频率,A错误;若人体感染流感病毒后体温持续偏高,体温高于正常值,S点将右移,B错误;S'点,下丘脑的温度在39 ℃,某人体温24小时处在S'点,则该时间段的产热量应该等于散热量,C错误;若体温持续偏高会导致酶的活性改变,内环境稳态失调,需要采取降温措施,D正确。
答案 D
考向2 水盐调节的过程分析
3.如图为人体水平衡调节机理,据图分析下列说法错误的是 ( )
A.图示中的b、c分别为肾小管和集合管、渴觉中枢
B.图示a是由垂体分泌,并通过体液运送才能发挥作用
C.当血浆渗透压升高时,能感受其变化的感受器在下丘脑
D.由图可知通过调节水的来源和去路可以维持水的平衡
解析 细胞外液渗透压升高后,下丘脑渗透压感受器受到刺激,下丘脑合成、垂体释放的抗利尿激素增多,促进肾小管和集合管对水分的重吸收增加,使尿量减少;同时大脑皮层(渴觉中枢)产生渴觉,所以图中a、b、c依次是抗利尿激素、肾小管和集合管、大脑皮层(渴觉中枢),A正确;a抗利尿激素由下丘脑分泌,由垂体释放,B错误;渗透压感受器在下丘脑,C正确;水的来源和去路的相对平衡,可以维持水的平衡,D正确。
答案 B
4.肾上腺盐皮质激素也就是人们常说的醛固酮,主要的作用是调节人体内的水盐平衡,还可以维持电解质的平衡,当人体受到某一外界刺激后体内会发生如图所示的过程,下列相关叙述错误的是 ( )
A.下丘脑促进肾上腺盐皮质激素和胰高血糖素的分泌调节机理相同
B.下丘脑中既有接受神经递质的受体也有接收机体激素的受体
C.肾上腺盐皮质激素的分泌具有反馈调节的特点,因此其含量能较长时间在血液中保持相对稳定
D.肾上腺盐皮质激素可能与机体中的其他激素共同发挥作用来维持机体的水盐平衡
解析 下丘脑促进肾上腺盐皮质激素的分泌属于分级调节,下丘脑促进胰高血糖素的分泌属于神经调节,胰岛A细胞属于效应器,A错误;下丘脑作为神经中枢有接受神经递质的受体,在分级调节中可接受激素的反馈调节,且有接受机体激素的受体,B正确;激素普遍存在负反馈调节,因此激素在体液中含量较为稳定,C正确;肾上腺盐皮质激素还可与抗利尿激素共同维持机体的水盐平衡,D正确。
答案 A
[对应学生用书P237]
动物生命活动调节模型的构建和分析
1.下丘脑在稳态调节中的作用模型
2.生命活动调节方式的基础模型
调节方式 调节机制 举例
神经调节 刺激引起的反射活动,通过反射弧完成 各种反射活动
体液调节 体液中激素和其他化学物质直接对生命活动起作用 激素、CO2、H+等的调节
神经—体
液调节 神经活动体内激素水平行为 口渴时抗利尿激素分泌增加,尿量减少
体液—神
经调节 血液中CO2呼吸中枢呼吸反射 CO2对呼吸运动的调节
1.(2021·广东卷)太极拳是我国传统运动项目,其刚柔并济、行云流水般的动作是通过神经系统对肢体和躯干各肌群的精巧调控及各肌群间相互协调而完成。如“白鹤亮翅”招式中的伸肘动作,伸肌收缩的同时屈肌舒张。图为伸肘动作在脊髓水平反射弧基本结构的示意图。
回答下列问题:
(1)图中反射弧的效应器是 及其相应的运动神经末梢。若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至a处时,a处膜内外电位应表现为 。
(2)伸肘时,图中抑制性中间神经元的作用是 ,使屈肌舒张。
(3)适量运动有益健康。一些研究认为太极拳等运动可提高肌细胞对胰岛素的敏感性,在胰岛素水平相同的情况下,该激素能更好地促进肌细胞 ,降低血糖浓度。
(4)有研究报道,常年坚持太极拳运动的老年人,其血清中TSH、甲状腺激素等的浓度升高,因而认为运动能改善老年人的内分泌功能,其中TSH水平可以作为评估 (填分泌该激素的腺体名称)功能的指标之一。
信息
指引 (1)结合图示考查反射弧、兴奋在神经元之间的传递以及激素调节的特点等相关内容
(2)神经节所在的神经元是传入神经元
(3)神经递质作用于突触后膜上的受体,使突触后神经元兴奋或抑制,突触后神经元的兴奋或抑制取决于神经递质的种类
误区
点睛 (1)效应器不是肌肉或者腺体,而是指传出神经末梢以及其所支配的肌肉或者腺体
(2)抑制性中间神经元释放的神经递质作用于突触后膜,打开阴离子通道,使下一个神经元被抑制
(3)下丘脑分泌TRH,垂体分泌TSH,甲状腺分泌TH
答题
要点 (1)完成反射的结构基础是反射弧,效应器由传出神经末梢以及其所支配的肌肉或者腺体构成
(2)胰岛素可促进组织细胞对血糖的摄取和利用,能够降低血糖
(3)激素随血液流动弥散到全身,可维持一定的生理范围,临床上可以通过测定血液中的激素含量来检测疾病
核心
素养 (1)依据图示,结合题干信息,分析反射过程,形成科学思维习惯
(2)掌握相关生物学知识,理解神经调节和体液调节的关系,养成健康生活方式,培养社会责任
解析 (1)图中有两条反射弧:感受器(肌梭)→传入神经→脊髓→伸肌运动神经元→伸肌;感受器(肌梭)→传入神经→脊髓→屈肌运动神经元→屈肌;故图中反射弧的效应器为伸肌、屈肌及其相应的运动神经末梢;若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至抑制性中间神经元时,使得抑制性神经元上有兴奋的传导,发生电位变化,从而使a处膜内外电位表现为外负内正。(2)伸肘时,图中抑制性中间神经元接受上一个神经元传来的兴奋,从而发生电位变化,但释放抑制性神经递质,从而使屈肌运动神经元无法产生动作电位,使屈肌舒张。(3)胰岛素能促进葡萄糖的去路,即加速组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和存储,抑制肝糖原的分解和非糖物质的转化,从而降低血糖。太极拳等运动可提高肌细胞对胰岛素的敏感性,在胰岛素水平相同的情况下,该激素能更好地促进肌细胞加速摄取、利用和存储葡萄糖,从而降低血糖浓度。
(4)甲状腺激素的分泌存在分级调节,下丘脑分泌TRH(促甲状腺激素释放激素)作用于垂体,促使垂体分泌TSH(促甲状腺激素)作用于甲状腺,从而使甲状腺分泌TH(甲状腺激素)。激素通过体液运输,可通过检测血液中TSH、TH、TRH等激素的含量评估相应分泌器官的功能,从而判断老年人的内分泌功能。其中TSH水平可以作为评估垂体功能的指标之一。
答案 (1)伸肌、屈肌 外负内正 (2)释放抑制性神经递质,导致屈肌运动神经元抑制 (3)加速摄取、利用和储存葡萄糖 (4)垂体
1.(2023·山东聊城一模)2022年2月20日,第二十四届冬奥会闭幕式在国家体育场隆重举行。中国代表团以9金4银2铜刷新了单届冬奥会获金牌数和奖牌数两项纪录,创造了自1980年参加冬奥会以来的历史最好成绩。如图表示奥运健儿在比赛中部分生命活动调节的示意图,回答下列问题。
(1)运动员在刚比赛时会感到寒冷,这是因为低温刺激冷觉感受器时,受刺激部位的膜内电位变为 ,从而产生神经冲动,该神经冲动在机体内的传导方向是 (填“单”或“双”)向的。此时机体通过体温调节中枢,促进激素 (填图中字母)的分泌来增加产热量。
(2)图中激素A的含量受 (填激素名称)的调控,激素D作用于肝脏的具体效应是 。人体内需要源源不断地产生激素以维持激素含量的动态平衡的原因是 。
(3)研究发现神经系统可以通过两条途径来影响免疫功能,一条是通过神经末梢释放 来发挥作用,另一条是通过改变内分泌的活动而影响免疫功能。在用注入羊红细胞的方法来诱导大鼠的免疫反应实验中,当浆细胞产生的抗体达到顶峰时,下丘脑某些神经元的电活动会增加1倍以上,这说明 。
解析 (1)运动员在刚比赛时会感到寒冷,这是因为低温刺激冷觉感受器时,受刺激部位的膜离子通透性改变,钠离子大量内流,产生外负内正的动作电位,即膜内电位由负变正,从而产生神经冲动,该神经冲动在机体内的传导方向是单向的,这是因为兴奋在突触间的传递是单向的。此时机体通过体温调节中枢,促进甲状腺激素和肾上腺素的分泌,即图中的B和C,因为这两种激素能够促进物质代谢,进而使产热量增加,维持体温的相对稳定。(2)图中激素A为促甲状腺激素,结合甲状腺激素分泌的分级调节过程可知,其含量受促甲状腺激素释放激素和甲状腺激素的共同调控,其中前者起着促进作用,而后者起着抑制作用。当血糖浓度含量下降时,会通过下丘脑使有关神经兴奋支配胰岛A细胞的分泌活动,也可直接刺激胰岛A细胞,促进胰岛A细胞合成并分泌胰高血糖素,即激素D,其作用于肝脏,会促进肝脏细胞中肝糖原的分解和非糖物质的转化过程。
由于人体内激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,因而人体内需要源源不断地产生激素以维持激素含量的动态平衡。(3)研究发现神经系统可以通过两条途径来影响免疫功能,一条是通过神经末梢释放神经递质来发挥作用,另一条是通过改变内分泌的活动而影响免疫功能。在用注入羊红细胞(作为抗原)的方法来诱导大鼠的免疫反应实验中,当浆细胞产生的抗体达到顶峰时,下丘脑某些神经元的电活动会增加1倍以上,这说明免疫系统也可以影响神经系统的活动。
答案 (1)正电位 单 B和C (2)促甲状腺激素释放激素和甲状腺激素 肝糖原的分解和非糖物质的转化,从而升高血糖 人体内激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了 (3)神经递质 免疫系统也可以影响神经系统的活动
[对应学生用书P239]
1.经典重组 判断正误
(1)(2020·全国Ⅰ卷,3D)给切除垂体的小鼠注射促甲状腺激素释放激素,其代谢可恢复正常 ( )
(2)(2019·海南卷,13D)幼年时缺乏甲状腺激素不会影响神经系统的发育 ( )
(3)(2018·全国Ⅱ卷,2B)固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输 ( )
(4)(2017·海南卷,17C)胰腺细胞分泌的酶直接进入血液中 ( )
(5)(2015·海南卷,13B)肾上腺髓质的分泌活动不受神经纤维的支配 ( )
提示:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2.动物激素、酶、神经递质的比较
动物激素
酶
神经递质
来源
由内分泌腺或有内分泌功能的细胞分泌产生
所有的活细胞中都能产生(除哺乳动物的成熟红细胞和植物的筛管细胞外)
神经元轴突末梢的突触小体
化学本质
蛋白质、多肽、类固醇等
绝大多数酶是蛋白质,极少数是RNA
多种多样
动物激素
酶
神经递质
作用部位
特定的靶细胞、靶器官
在细胞内或分泌到细胞外催化特定的化学反应
突触后膜
发挥作用后去路
作用后迅速失活
作用后可保持活性
作用后被降解或回收进细胞
相同点
①都具有生物活性;②均与特定分子结合后起作用;③都不供能;④都不组成细胞结构
2.(2023·临汾质检)细胞所接受的信号包括物理信号和化学信号,其中最重要的是由细胞分泌的、能够调节机体功能的一大类生物活性物质,它们是细胞间的通讯信号,被称为“第一信使”。第二信使为第一信使作用于靶细胞后在细胞内产生的信息分子,第二信使将获得的信息增强、分化、整合并传递给效应器才能发挥特定的生理功能或药理效应。下列选项中,错误的是( )
A.图中体现了激素分泌的分级调节和反馈调节
B.激素①与细胞内受体结合后进入细胞核中参与调节基因的表达过程
C.生长激素调节生命活动需要第二信使,而性激素不需要第二信使
D.图中甲具有神经传导和激素分泌的双重功能
解析 图中激素①的分泌体现了分级调节和反馈调节,A正确;由图可知,激素①与细胞内受体结合后进入细胞核中参与调节基因的表达过程,B正确;性激素的分泌与激素①类似,其作用于靶细胞后在细胞内产生信息分子,故需要第二信使来调节生命活动,C错误;图中甲(下丘脑)具有神经传导和激素分泌的双重功能,D正确。
答案 C
2.(2021·河北高考)血糖浓度升高时,机体启动三条调节途径:①血糖直接作用于胰岛B细胞;②血糖作用于下丘脑,通过兴奋迷走神经(参与内脏活动的调节)支配胰岛B细胞;③兴奋的迷走神经促进相关胃肠激素释放,这些激素作用于胰岛B细胞。下列叙述错误的是( )
A.①和②均增强了胰岛B细胞的分泌活动
B.②和③均体现了神经细胞与内分泌细胞间的信息交流
C.①和③调节胰岛素水平的方式均为体液调节
D.血糖平衡的调节存在负反馈调节机制
解析 血糖浓度升高时,①血糖直接作用于胰岛B细胞,促进胰岛B细胞分泌胰岛素增多,②血糖作用于下丘脑,通过兴奋迷走神经支配胰岛B细胞分泌胰岛素增多,A正确;②通过兴奋迷走神经释放的神经递质与胰岛B细胞上的受体结合支配胰岛B细胞,③兴奋的迷走神经促进相关胃肠激素释放,也是通过神经递质与胃肠上的相应受体结合进行调节的,二者都体现了神经细胞与内分泌细胞间的信息交流,B正确;①调节胰岛素水平的方式是体液调节,③调节胰岛素水平的方式是神经—体液调节,C错误;在血糖调节过程中,胰岛素的作用结果会使血糖水平下降到正常水平,此时血糖水平会反过来抑制胰岛素的进一步分泌,防止血糖过度下降;胰高血糖素也是如此,故在血糖调节过程中存在负反馈调节,D正确。
答案 C
考向2 血糖调节有关的探究实验分析
3.(2023·宁波测试)健康志愿者参与两次血糖调节相关实验。第一次口服葡萄糖,检测其血糖和胰岛素浓度变化;第二次以静脉注射葡萄糖模拟口服葡萄糖后血糖浓度的改变程度,检测血浆胰岛素浓度变化,结果如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.给志愿者注射的葡萄糖总量和志愿者口服的葡萄糖总量不相同
B.曲线Ⅰ在30 min后下降的原因是血糖在肾脏中进入尿液排出体外
C.给志愿者口服葡萄糖比注射葡萄糖能更有效地促进胰岛素的分泌
D.志愿者血糖浓度既能影响胰岛素的分泌又受到胰岛素作用的调节
解析 曲线Ⅰ在30 min后下降的原因是胰岛素作用的结果,B错误。
答案 B
考向1 体温调节的过程分析
1.(2023·江西宜春摸底)失温症是指当人体核心温度低于35 ℃时出现的各种症状。失温症的症状取决于体温下降幅度,轻度失温可能造成发抖与意识混浊;中度失温时发抖症状消失,但精神错乱的状况会加剧。在重度失温的情况下,会有反常脱衣现象,这也同时增加了心搏停止的风险。下列叙述正确的是( )
A.环境寒冷是引发失温症的主要原因,夏季运动不会发生失温现象
B.成人中度失温时发抖症状消失的原因是高级神经中枢(大脑)的调节功能增强
C.重度失温时,人意识模糊感到热,此时皮肤毛细血管中血流量上升
D.轻度和中度失温时,可通过加大运动量抵御寒冷维持体温相对稳定
解析 夏季运动若热量流失大于热量补给,会引起体温下降,发生失温现象,A错误;成人中度失温时发抖症状消失的原因是下丘脑的调节功能减弱,B错误;重度失温时,人意识模糊感到热,此时皮肤毛细血管中血流量上升,散热增加,C正确;轻度失温可能造成发抖与意识混浊,中度失温时会出现精神错乱等症状,不可通过加大运动量来抵御寒冷,应通过物理方式维持体温相对稳定,D错误。
答案 C
考向3 体温和水盐调节的实验探究
5.(2023·广东高三联考)如图表示人体受到甲刺激后,机体的生命活动调节过程。其中乙表示某种参与调节的器官。回答下列问题:
(1)图中的“甲刺激→乙→肾上腺→激素A”这一途径属于________(填“神经”“体液”或“神经—体液”)调节,激素A为________。除激素A外,肾上腺还能分泌________________等激素,可调节水盐代谢和有机物代谢。
(2)若甲刺激是血糖浓度降低,此时胰岛A细胞分泌的激素B增加,激素B的调节作用为__________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)与神经调节相比,乙分泌激素C最终导致甲状腺激素分泌增加的调节方式有何特点?________________________________。(答出两点)
(4)利尿剂,是有液体潴留心力衰竭(心衰)患者治疗策略的重要组成成分。利尿剂会________(填“促进”或“抑制”)抗利尿激素的释放从而使尿量增加,为验证上述观点,研究小组将若干生理状况相同的实验兔随机均分成两组,甲组兔灌喂适量利尿剂溶液,乙组兔灌喂等量蒸馏水,一小时后检测并比较两组兔的________________________。
解析 (1)图中乙为下丘脑,“甲刺激→乙→肾上腺→激素A”这一途径中激素A尚未发挥调节作用,因此这一途径属于神经调节;肾上腺素能提高机体的应激能力,激素A为肾上腺素;肾上腺髓质分泌肾上腺素,肾上腺皮质分泌醛固酮、皮质醇等激素,可调节水盐代谢和有机物代谢。(2)若甲刺激是血糖浓度降低,此时胰岛A细胞分泌的激素B增加,激素B为胰高血糖素,其调节作用为促进肝糖原水解和非糖物质转变成糖,使血糖浓度回升到正常水平。(3)与神经调节相比,体液调节的特点为作用途径为体液运输、反应较缓慢、作用范围较广泛、作用时间比较长。(4)利尿剂有利于尿的排出,利尿剂会抑制抗利尿激素的释放从而使尿
量增加,为验证上述观点,可将若干生理状况相同的实验兔随机均分成两组,甲组兔灌喂适量利尿剂溶液,乙组兔灌喂等量蒸馏水,一小时后检测并比较两组兔的抗利尿激素含量和尿量。
答案 (1)神经 肾上腺素 醛固酮、皮质醇 (2)促进肝糖原分解和非糖物质转变成糖,使血糖浓度回升到正常水平 (3)作用途径为体液运输、反应较缓慢、作用范围较广泛、作用时间比较长 (4)抑制 抗利尿激素含量和尿量
6.(2022·湖南高考)当内外环境变化使体温波动时,皮肤及机体内部的温度感受器将信息传入体温调节中枢,通过产热和散热反应,维持体温相对稳定。回答下列问题:
(1)炎热环境下,机体通过体温调节增加散热。写出皮肤增加散热的两种方式__________________________________________________________________。
(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,生理状态下人体调定点为37 ℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5 ℃时,与正常状态相比,调定点________(填“上移”“下移”或“不变”),机体产热________。
(3)若下丘脑体温调节中枢损毁,机体体温不能维持稳定。已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温。现获得A的结构类似物M,为探究M是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,将A、M分别用生理盐水溶解后,用发热家兔模型进行了以下实验,请完善实验方案并写出实验结论。
分组
处理方式
结果
甲
发热家兔模型+生理盐水
发热
乙
发热家兔模型+A溶液
退热
丙
发热家兔模型+M溶液
退热
丁
①________________
发热
②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论________________________________
_____________________________________________________________________。
③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论_____________________________
_______________________________________________________________________________。
解析 (1)皮肤是人体最主要的散热器官,皮肤散热,主要通过蒸发、辐射、对流、传导的方式进行。(2)病原体感染后,体温调定点上移,此时机体体温低于体温调定点,则机体产热增加,使机体体温升高并稳定在新的调定点(38.5 ℃)。(3)该实验的目的是探究M是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温。与甲组相比,乙、丙两组均可退热,证明药物A和M均具有解热作用。若进一步探究M是否通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,还需要设计丁组:损毁了下丘脑体温调节中枢的发热家兔模型+M溶液,实验结果为发热,说明M可通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温。
答案 (1)蒸发、辐射、对流、传导(写出其中任意两种即可) (2)上移 增加 (3)①损毁了下丘脑体温调节中枢的发热家兔模型+M溶液 ②药物A和M均具有解热作用 ③药物A和M均具有解热作用,且M可通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
2.(2023·吉林外国语学校期初)下丘脑是大脑皮层下调节内脏活动的高级中枢,它把内脏活动与其他生理活动联系起来,调节着体温、摄食、水盐平衡和内分泌腺活动等重要的生理功能。如图为下丘脑参与人体平衡的部分调节过程,请据图分析回答下列问题:
(1)由图可知,下丘脑可产生_________________________________________
______________________________________________________________________
(至少答出两项)等信息分子,通过细胞间的信息交流调节机体的稳态。
(2)当人体受到热刺激时,位于皮肤和内脏的感受器兴奋,在________________形成热觉。当受到寒冷刺激时,下丘脑通过垂体作用于腺体A分泌相应的激素,促进骨骼肌和肝脏等主要器官________,维持人体体温的相对稳定。与在炎热环境中相比,寒冷环境下人的精力更集中、兴奋性更高,主要原因是此时________________的含量较高,能提高神经系统的兴奋性。
(3)当吃的食物过咸时,通过下丘脑和垂体的相关活动,使________激素的含量增加,促进肾小管和集合管________________,最终导致尿量减少,有利于细胞外液渗透压恢复正常水平。
(4)当血糖浓度上升时,下丘脑中的葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋,使胰岛B细胞的分泌活动增强,从而使血糖浓度下降,此过程属于______________调节。如果d过程可刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素,则该激素的靶细胞为________,另外,神经系统还通过控制________和肾上腺的分泌活动来调节血糖含量。
解析 (1)图中下丘脑既参与了神经调节,又参与了激素调节。通过分泌神经递质参与神经调节,通过分泌促甲状腺激素释放激素、抗利尿激素等激素参与激素调节。(2)感觉产生于高级神经中枢大脑皮层,因此当人体受到热刺激时,在大脑皮层形成热觉。当受到寒冷刺激时,机体主要通过有机物的氧化分解产生能量维持体温,主要产热器官是骨骼肌和肝脏。与炎热条件相比,寒冷条件下,下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素增加,最终促进甲状腺激素的分泌,从而促进机体产热,同时甲状腺激素还能够提高神经系统的兴奋性,所以寒冷环境下人的精力更集中、兴奋性更高。(3)当吃的食物过咸时,细胞外液渗透压升高,刺激下丘脑分泌和垂体释放抗利尿激素,促进肾小管和集合管对水分的重吸收,降低细胞外液
渗透压,从而使得细胞外液渗透压恢复正常水平。(4)当血糖浓度上升时,下丘脑中的葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋,促进胰岛B细胞的分泌活动增强,从而使血糖浓度下降,该过程涉及反射弧和激素,因此该过程的调节方式属于神经—体液调节。d过程中,胰岛A细胞分泌相关胰高血糖素,胰高血糖素主要作用于肝脏,促进肝细胞分解肝糖原,因此靶细胞为肝细胞。神经系统还通过控制甲状腺和肾上腺的分泌活动,产生相关激素参与调节血糖含量。
答案 (1)神经递质、抗利尿激素、促甲状腺激素释放激素(至少答出两项)
(2)大脑皮层 产热 甲状腺激素 (3)抗利尿 对水分的重吸收 (4)神经—体液 肝细胞 甲状腺
2.(2023·全国乙卷)激素调节是哺乳动物维持正常生命活动的重要调节方式。下列叙述错误的是( )
A.甲状腺分泌甲状腺激素受垂体和下丘脑的调节
B.细胞外液渗透压下降可促进抗利尿激素的释放
C.胸腺可分泌胸腺激素,也是T细胞成熟的场所
D.促甲状腺激素可经血液运输到靶细胞发挥作用
解析 甲状腺分泌甲状腺激素受下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素以及垂体分泌的促甲状腺激素的调节,A正确;细胞外液渗透压下降对下丘脑渗透压感受器刺激作用减弱,因而下丘脑的神经分泌细胞分泌的抗利尿激素减少,同时通过垂体释放的抗利尿激素也减少,B错误;胸腺可分泌胸腺激素,能增强免疫细胞的功能,同时T细胞成熟的场所也在胸腺,C正确;促甲状腺激素作为一种激素由垂体细胞合成和分泌后,随血液运输到全身各处,作用于甲状腺,促进甲状腺激素的合成和分泌,D正确。
答案 B
3.(2023·山东卷)肾上腺皮质分泌的糖皮质激素(GC)能提高心肌细胞肾上腺素受体的表达水平。体内GC的分泌过程存在负反馈调节。作为药物服用时,血浆中高浓度的GC能抑制淋巴细胞的增殖、分化。下列推断正确的是( )
A.GC可用于治疗艾滋病
B.GC分泌增加不利于提高人体的应激能力
C.GC作为药物长期服用可导致肾上腺皮质萎缩
D.促肾上腺皮质激素释放激素可直接促进GC的分泌
解析 艾滋病是由于HIV侵染免疫细胞导致的疾病,而高浓度的GC能抑制淋巴细胞的增殖、分化,因此GC不可用于治疗艾滋病,A错误;GC能提高心肌细胞肾上腺素受体的表达水平,肾上腺素有利于提高人体的应激能力,B错误;GC作为药物长期服用可导致相应的肾上腺皮质激素释放减少,肾上腺皮质激素能促进肾上腺皮质的生长发育,因此长期服用会导致肾上腺皮质萎缩,C正确;促肾上腺皮质激素释放激素可作用于垂体,使得垂体分泌促肾上腺皮质激素,促肾上腺皮质激素作用于肾上腺皮质促进GC的分泌,D错误。
答案 C
4.(2023·浙江1月选考)胰高血糖素可激活肝细胞中的磷酸化酶,促进肝糖原分解成葡萄糖,提高血糖水平,机理如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.胰高血糖素经主动运输进入肝细胞才能发挥作用
B.饥饿时,肝细胞中有更多磷酸化酶b被活化
C.磷酸化酶a能为肝糖原水解提供活化能
D.胰岛素可直接提高磷酸化酶a的活性
解析 胰高血糖素属于大分子信息分子,不会进入肝细胞,需要与膜上特异性受体结合才能发挥作用,A错误;饥饿时,胰高血糖素分泌增加,肝细胞中有更多磷酸化酶b被活化成磷酸化酶a,加快糖原的分解,以维持血糖浓度相对稳定,B正确;磷酸化酶a不能为肝糖原水解提供活化能,酶的作用机理是降低化学反应所需活化能,C错误;根据题图无法判断胰岛素和磷酸化酶a的活性的关系,且胰岛素为大分子物质,不能直接进入细胞内发挥作用,D错误。
答案 B
5.(2023·湖北卷)2023年4月,武汉马拉松比赛吸引了全球约26 000名运动员参赛。赛程中运动员出现不同程度的出汗、脱水和呼吸加深、加快。下列关于比赛中运动员生理状况的叙述,正确的是( )
A.血浆中二氧化碳浓度持续升高
B.大量补水后,内环境可恢复稳态
C.交感神经兴奋增强,胃肠平滑肌蠕动加快
D.血浆渗透压升高,抗利尿激素分泌增加,尿量生成减少
解析 参赛运动员有氧呼吸产生二氧化碳过多时会刺激脑干中的呼吸中枢,使呼吸加深加快,将多余的二氧化碳排出体外,A错误;运动过程中由于出汗增加,脱水会伴随着无机盐的丢失,如果此时只喝水不补充盐,稳态遭到破坏后会引起细胞代谢紊乱,B错误;剧烈运动会使交感神经兴奋,交感神经兴奋会导致胃肠蠕动变慢,C错误;血浆渗透压升高,刺激位于下丘脑的渗透压感受器,使下丘脑分泌的抗利尿激素增加,并经垂体释放促进肾小管和集合管对水的重吸收加强,使尿量减少,D正确。
答案 D
6.(2023·广东卷)空腹血糖是糖尿病筛查常用检测指标之一,但易受运动和心理状态等因素干扰,影响筛查结果。下列叙述正确的是( )
A.空腹时健康人血糖水平保持恒定
B.空腹时糖尿病患者胰岛细胞不分泌激素
C.运动时血液中的葡萄糖只消耗没有补充
D.紧张时交感神经兴奋使血糖水平升高
解析 空腹时血糖的重要来源是肝糖原分解为葡萄糖进入血液,非糖物质也可以转化为血糖,使血糖水平保持动态平衡,但不是绝对的恒定,A错误;空腹时糖尿病患者的细胞供能不足,糖尿病患者的胰岛A细胞会分泌胰高血糖素促进肝糖原的分解和非糖物质转化为血糖供能,B错误;运动时血液中的葡萄糖消耗的同时,胰高血糖素促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,对血糖进行补充,C错误;紧张时交感神经兴奋,会使肾上腺素增多,促进血糖升高,D正确。
答案 D
7.(2023·全国甲卷)某研究小组以某种哺乳动物(动物甲)为对象研究水盐平衡调节,发现动物达到一定程度时,尿量明显减少并出现主动饮水行为;而大量饮用清水后,尿量增加。回答下列问题。
(1)哺乳动物水盐平衡的调节中枢位于________。
(2)动物甲大量失水后,其单位体积细胞外液中溶质微粒的数目会________,信息被机体内的某种感受器感受后,动物甲便会产生一种感觉即________,进而主动饮水。
(3)请从水盐平衡调节的角度分析,动物甲大量饮水后尿量增加的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析 (1)哺乳动物水盐平衡的调节中枢位于下丘脑。(2)动物甲大量失水后,细胞外液中溶质微粒数量不变,水减少,单位体积内溶质微粒数会升高,渗透压上升,同时大脑皮层产生渴觉,进而主动饮水。(3)动物甲大量饮水,细胞外液渗透压下降,下丘脑渗透压感受器兴奋,传至下丘脑,下丘脑水盐平衡调节中枢兴奋,传出神经,传至肾脏,肾脏水分重吸收减少,尿量增加。
答案 (1)下丘脑 (2)升高 渴觉 (3)动物甲大量饮水→细胞外液渗透压降低→下丘脑渗透压感受器兴奋→传入神经→下丘脑水盐平衡调节中枢兴奋→传出神经→肾脏→肾脏水分重吸收减少→尿量增加
8.(2023·山东卷)研究显示,糖尿病患者由于大脑海马神经元中蛋白Tau过度磷酸化,导致记忆力减退。细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白Tau降解,该过程受蛋白激酶cPKCγ的调控。为探究相关机理,以小鼠等为材料进行了以下实验。
实验Ⅰ:探究高糖环境和蛋白激酶cPKCγ对离体小鼠海马神经元自噬的影响。配制含有5 mmol/L葡萄糖的培养液模拟正常小鼠的体液环境。将各组细胞分别置于等量培养液中,A组培养液不处理,B组培养液中加入75 mmol/L的X试剂1 mL,C组培养液中加入75 mmol/L葡萄糖溶液1 mL。实验结果见图甲。
实验Ⅱ:通过水迷宫实验检测小鼠的记忆能力,连续5天测量4组小鼠的逃避潜伏期,结果见图乙。逃避潜伏期与记忆能力呈负相关,实验中的糖尿病记忆力减退模型小鼠(TD小鼠)通过注射药物STZ制备。
(1)人体中血糖的来源有______________________________________________
_____________________________________________________________________
(答出2个方面的来源即可)。已知STZ是通过破坏某种细胞引起了小鼠血糖升高,据此推测,这种细胞是____________。
(2)实验Ⅰ的C组中,在含5 mmol/L葡萄糖的培养液中加入75 mmol/L葡萄糖溶液后,细胞吸水、体积变大,说明加入该浓度葡萄糖溶液后培养液的渗透压________(填“升高”或“降低”),B组实验结果可说明渗透压的变化对C组结果________(填“有”或“没有”)干扰。图甲中,A组和C组的实验结果说明蛋白激酶cPKCγ对海马神经元自噬水平的影响是________________________________。
(3)图乙中a、b两条曲线所对应的实验动物分别是________(填标号)。
①正常小鼠 ②敲除cPKCγ基因的小鼠 ③TD小鼠 ④敲除cPKCγ基因的TD小鼠
(4)对TD小鼠进行干预后,小鼠的记忆能力得到显著提高。基于本研究,写出2种可能的干预思路:______________________________________________。
解析 (1)人体血液中葡萄糖的来源主要有三条途径:食物中糖类的消化吸收、肝糖原的分解和非糖物质的转化。人体内唯一能够降低血糖浓度的激素是胰岛素,胰岛素由胰岛B细胞分泌,若STZ可通过破坏某种细胞引起血糖升高,则可判断STZ破坏的细胞为胰岛B细胞。(2)C组培养液中加入75 mmol/L葡萄糖溶液后,细胞吸水、体积变大,这说明加入的75 mmol/L葡萄糖溶液使细胞培养液渗透压降低。B、C两组都加入75 mmol/L的试剂(或溶液),分析图甲,与A组(对照组)相比,B组加入的75 mmol/L的X试剂对结果没有干扰,据此可以排除渗透压的变化对C组结果的影响。由A组实验结果可知,低糖体液环境下,cPKCγ基因敲除与否,不影响神经元自噬水平;由C组实验结果可知,高糖体液环境下,敲除
cPKCγ基因的神经元自噬水平下降更多。(3)由题意知,过度磷酸化的蛋白Tau可使记忆力减退,细胞自噬可使过度磷酸化的蛋白Tau降解,从而恢复记忆力。四组小鼠中,正常小鼠记忆力最高,敲除cPKCγ基因的TD小鼠记忆力最低。逃避潜伏期与记忆能力呈负相关,图乙中a、b、c、d组小鼠逃避潜伏期依次降低,记忆能力依次升高,故b组为TD小鼠,a组为敲除cPKCγ基因的TD小鼠。(4)高糖环境可使细胞自噬水平降低、蛋白Tau过度磷酸化,从而使记忆力减退,所以要提高TD小鼠的记忆力,可以适当降低糖的摄入量、提高机体的细胞自噬水平、提高蛋白激酶cPKCγ的活性、提高cPKCγ基因的表达水平或适当降低Tau蛋白磷酸化酶的活性。
答案 (1)食物中糖类的消化吸收、肝糖原的分解、非糖物质的转化 胰岛B细胞 (2)降低 没有 低糖体液环境下不影响自噬水平,高糖体液环境下提高自噬水平 (3)④③ (4)适当降低糖的摄入量、提高机体的细胞自噬水平、提高蛋白激酶cPKCγ的活性、提高cPKCγ基因的表达水平、适当降低Tau蛋白磷酸化酶的活性
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