第8单元 第24讲 体液调节(word教参)-【导学教程】2025年生物新编高考大一轮总复习(人教版 单选)
2024-11-05
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教辅
内容正文:
第24讲 体液调节
[课标要求] 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。
考点一 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
2.促胰液素的发现
(1)沃泰默的实验
(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。
②实验过程
实验组:
对照组:
稀盐酸狗血液→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。
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。
②发现过程:
(2)睾丸分泌雄激素的研究
①方法:摘除法、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
促进垂体合成并分泌促甲状腺(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
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
调节机体的应激能力
胰腺
胰高血糖素
促进肝糖原分解和非糖物质转变成糖
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、精子的生成和男性第二性征的出现
(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。
(1)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。(×)
(2)各种激素都可以用双缩脲试剂进行检测。(×)
(3)激素在人体内含量较低,但有高效的生物催化作用。(×)
(4)胰岛素、生长激素等制剂不能口服,通常以注射的方式使用。(√)
1.(选择性必修1 P45“思考·讨论”)斯他林和贝利斯的实验过程中加入砂子的目的是什么?他们是如何设置对照实验的?
提示 使小肠黏膜研磨更充分。将稀盐酸单独注射到狗的静脉中,看胰腺是否分泌胰液。
2.(选择性必修1 P49“概念检测 2”)斯他林等在发现促胰液素之后,继续进行研究:把一条狗的小肠黏膜刮下来,过滤后注射给另一条狗,后者在胰液分泌明显增加的同时,血压还骤然下降。本实验不能说明促胰液素具有降血压的作用的原因是什么?
提示 刮下来的黏膜过滤液为混合物,血压骤降可能是由其他物质引起的。
3.(选择性必修1 P46“思考·讨论”)班廷和贝斯特通过结扎狗的胰管导致胰腺萎缩,从中获得的提取液使糖尿病狗的血糖恢复正常。他们通过抑制胰蛋白酶的活性,可从正常的胰腺中直接提取胰岛素。分析以下问题:
(1)胰腺是外分泌腺还是内分泌腺?为什么?
提示 胰腺具有内分泌部和外分泌部,内分泌部是胰岛:包括胰岛 A 细胞(分泌胰高血糖素)和胰岛 B细胞(分泌胰岛素),属于内分泌腺;外分泌部可分泌胰液(含有消化酶),属于外分泌腺。
(2)胰岛素和睾酮都可以作用于相应的靶细胞,根据化学本质判断,它们的受体分布在细胞膜还是细胞内?请说出判断的理由。
提示 睾酮的受体在细胞内,胰岛素的受体在细胞膜。睾酮是小分子固醇,能自由扩散通过细胞膜,而胰岛素是大分子蛋白质,不能自由出入细胞。
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
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
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
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。
考向一 促胰液素的发现和激素研究实例
1.(2023·温州二模)下面是与促胰液素发现过程有关的四个实验,有关分析错误的是( )
①稀盐酸注入小肠肠腔→胰腺分泌胰液
②稀盐酸注入静脉血液→胰腺不分泌胰液
③稀盐酸注入小肠肠腔(去除神经)→胰腺分泌胰液
④小肠黏膜+稀盐酸+砂子制成提取液注入静脉血液→胰腺分泌胰液
A.①与②、②与④对比说明胰液分泌不是稀盐酸直接作用的结果
B.①②③④组成的实验不能说明胰液分泌是否受神经的调节
C.①②③④组成的实验可以推测出胰液中含有人们发现的促胰液素
D.①②③④组成的实验说明胰液分泌受小肠黏膜产生的物质经血液运输来调节
解析:选C ①与②组成的实验的自变量是盐酸刺激的部位,因变量是胰液是否分泌,其结果说明稀盐酸是通过小肠肠腔起作用的,不能直接起作用。②与④对照可以排除稀盐酸对实验结果的干扰,实验结果说明胰腺分泌胰液的直接原因不是稀盐酸而是小肠黏膜产生的化学物质,A正确;该实验能说明胰液分泌受小肠黏膜分泌的某种物质的调节,但无法说明胰液分泌是否受神经的调节,B正确;促胰液素是小肠黏膜产生的,进入血液内通过血液运输到胰腺,促进胰液合成和分泌,胰液中没有促胰液素,C错误;①与②、②与④对比说明胰液分泌不是稀盐酸直接作用的结果,其结果说明胰腺分泌胰液与小肠黏膜产生的化学物质有关,由血液运输,作用于胰腺来调节,D正确。
2.(2024·深圳调研)下面是胰岛素发现的相关实验和资料:①科学家无意中发现,切除胰腺的狗会患上与人的糖尿病类似的疾病;②正常胰腺提取物质,注射给由胰腺受损诱发糖尿病的狗,血糖几乎无变化;③班廷在查阅资料时了解到,以实验方法结扎胰管或因胆结石阻塞胰管都会引起胰腺萎缩,而胰岛却保持完好,这样机体不会患糖尿病;④1916年,科学家将胰岛产生的、可能与糖尿病有关的物质命名为胰岛素,1921年,班廷和助手贝斯特从结扎的狗身上取出萎缩得只剩胰岛的胰腺做成提取液,注入因摘除胰腺而患糖尿病的狗身上,经数天治疗后,患病狗的血糖恢复了正常。下列对实验结论的描述最合理的是( )
A.①能证明胰腺分泌某种抗糖尿病的物质
B.②证明胰腺分泌的胰蛋白酶将物质分解
C.③能够证明胰腺中的胰岛分泌了胰岛素
D.④能够证实由胰岛分泌的胰岛素的存在
解析:选D ①实验表明,胰腺与糖尿病有关,但不能证明胰腺分泌某种抗糖尿病的物质,A错误;②正常胰腺提取物质,注射给由胰腺受损诱发糖尿病的狗,血糖几乎无变化,说明胰腺分泌的物质能将治疗糖尿病的某种物质分解,但是不知道是胰蛋白酶,B错误;③只能说明胰岛与糖尿病有关,不能够证明胰腺中的胰岛分泌了胰岛素,C错误;④能证明胰岛能产生具有降血糖作用的胰岛素,D正确。
考向二 动物激素的种类、化学本质及作用
3.(2021·全国乙卷)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 肾上腺分泌肾上腺素,通过体液运输,由题知靶细胞的响应是使心跳加速、心率加快,因此肾上腺素作用于心肌细胞。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。由题干知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
4.(2021·浙江6月选考)下列关于人体性激素的叙述,错误的是( )
A.雌激素可抑制女性皮下脂肪的积聚
B.睾酮是维持男性第二性征的重要条件
C.雌激素可促进卵泡的生长和卵子的成熟
D.睾酮不足会影响男性的机体代谢率
解析:选A 雌激素能促进乳腺生长发育,促进皮下脂肪的形成,A错误;睾酮是雄性激素,是维持男性第二性征的重要因素,B正确;雌激素可促进卵泡的生长和卵子的成熟,C正确;雄激素可以增强代谢率,若睾酮不足,可影响人的行为,如影响动物的性行为,D正确。
考向三 动物激素功能的实验探究
5.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:选C 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。
6.(2024·北京海淀区模拟)科研人员在实验中观察到以下结果。
组别
实验处理
实验结果
甲
给蝌蚪饲喂甲状腺组织碎片
提前发育成“微型蛙”
乙
切除蝌蚪的甲状腺
生长发育障碍,只能长成大蝌蚪
丙
切除蝌蚪的甲状腺并及时饲喂甲状腺激素
蝌蚪正常发育为青蛙
下列叙述正确的是( )
A.甲组实验说明甲状腺分泌甲状腺激素
B.给乙组提供加碘食物,蝌蚪能正常发育为青蛙
C.实验说明甲状腺激素促进动物生长发育
D.该实验只应用减法原理研究甲状腺的作用
解析:选C 甲组实验不能说明甲状腺分泌甲状腺激素,因为没有对照组,A错误;碘是合成甲状腺激素的重要原料,甲状腺激素是在甲状腺中合成的,但乙组蝌蚪切除甲状腺,即使给乙组提供加碘食物,蝌蚪也不能合成甲状腺激素,不能发育为青蛙,B错误;题干表格中,乙、丙两组实验进行对照,乙组切除蝌蚪的甲状腺,丙组切除蝌蚪的甲状腺并及时饲喂甲状腺激素,两组形成对照,说明甲状腺激素促进动物生长发育,C正确;乙组切除蝌蚪的甲状腺,这种处理是摘除法,应用了减法原理;丙组切除蝌蚪的甲状腺并及时饲喂甲状腺激素,应用了加法原理,D错误。
考点二 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)
(2)血糖平衡调节的过程
①调节中枢:下丘脑的相关区域。
②调节方式: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。
(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。
②实例:如下图中,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。
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。
2.甲状腺激素分泌的分级调节
(1)甲状腺激素分泌的分级调节图示
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。
(2)分级调节
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。
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。
(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。(√)
1.(选择性必修1P52“与社会的联系”)人类1型糖尿病的致病原因是________________ _____________________________,糖尿病病人出现“多尿”的原因是__________________ ______________________________________________________________________________。
提示 由胰岛功能减退、分泌胰岛素减少所导致原尿中含有大量的糖 渗透压升高导致肾小管和集合管对水分的重吸收困难,使尿液增多
2.(选择性必修1 P53“正文”)碘是合成甲状腺激素的原料,饮食长期缺碘,会造成甲状腺代偿性增生,俗称大脖子病。请简要叙述大脖子病的发病机理。
提示 饮食长期缺碘,造成血液中甲状腺激素的浓度偏低,对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,造成垂体分泌的促甲状腺激素含量升高,促进了甲状腺的生长和发育,引起了甲状腺代偿性增生。
3.(选择性必修1 P55“正文及图 3-7”)临床上通过抽取血样检测激素水平确定内分泌系统疾病的依据是什么?
提示 人体内分泌细胞产生的激素弥散到体液中,随血液运输,人体内激素含量保持相对稳定,激素含量过高或过低会导致相应疾病发生。
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。
考向一 血糖平衡调节的基本过程分析
1.(2021·河北卷)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:选C ①血糖浓度升高直接作用于胰岛B细胞,促进胰岛B细胞分泌胰岛素增多;②血糖浓度升高作用于下丘脑,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是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。
2.(2023·沧州三模)正常情况下,胰岛素与相应受体结合后,经过一系列信号传导,可引起图示变化,下列有关叙述错误的是( )
注:GLUT4是一种葡萄糖转运蛋白。
A.图示变化是胰岛素与其受体结合后降低血糖的唯一途径
B.细胞膜上GLUT4数量增加后可加速细胞对葡萄糖的摄取和利用
C.除胰岛素受体外,肝细胞至少还存在三种与血糖调节相关的激素受体
D.胰岛素分泌不足或其受体无法与胰岛素正常结合均会导致糖尿病的发生
解析:选A 胰岛素与受体结合后除促进血糖进入组织细胞外,还能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变为葡萄糖,A错误;GLUT4是葡萄糖转运蛋白,细胞膜上GLUT4的数量增加后可加速细胞对葡萄糖的摄取和利用,B正确;肾上腺素、胰高血糖素、甲状腺激素等均可升高血糖,故除胰岛素受体外,肝细胞至少还存在肾上腺素、胰高血糖素、甲状腺激素等的受体,C正确;胰岛素分泌不足或其受体无法与胰岛素正常结合均会导致胰岛素无法发挥降低血糖的作用,从而导致糖尿病的发生,D正确。
考向二 与血糖调节有关的探究实验分析
3.(2023·龙岩调研)图1是胰腺分泌的胰岛素调节血糖的四个关键步骤:a为胰腺分泌胰岛素,b为胰岛素与受体结合,c为信号的传导,d为葡萄糖的吸收。某糖尿病患者发病的原因可能是上述某一步骤缺陷造成的。下面是对其进行的两项测试:测试1:分离该患者的肌肉细胞,在不同胰岛素浓度下,测定胰岛素结合细胞百分比。测试2:向患者注射一定量的胰岛素,然后在注射后不同时间测定其血糖浓度。实验结果如图2所示。下列分析正确的是( )
图1
图2
A.若测试1的结果为②,则该患者可能为a过程缺陷
B.若测试2的结果为③,则该患者可能是a过程缺陷
C.若测试2的结果为④,则该患者可能为b过程缺陷
D.若两测试的结果分别为①和③,则该患者可能是c或d过程缺陷
解析:选D 据图1分析,胰岛素的作用机理包括:a是胰岛B细胞分泌胰岛素,b是胰岛素与靶细胞膜上的受体结合,c是靶细胞接受胰岛素传递信息后发生一系列信号传导,d是靶细胞膜上的葡萄糖转运蛋白将细胞外液中的葡萄糖运进细胞。图2中①细胞与胰岛素结合率高,说明胰岛素的作用机理前两步没有问题。②细胞与胰岛素结合率低,说明胰腺分泌胰岛素即a过程正常,而是b过程缺陷,A错误;注射胰岛素后,若测试2的结果为③,③的血糖浓度高于④,说明患者一定不是a过程(胰腺分泌胰岛素)缺陷,B错误;若测试2的结果为④,糖尿病患者的血糖浓度下降,则该患者可能是a过程,胰腺分泌胰岛素缺陷,C错误;若在该机制中的c步有缺陷,则细胞与胰岛素结合率高,符合曲线①;由于信号传导过程有缺陷,则无法促进组织细胞加快吸收葡萄糖,导致血浆中葡萄糖浓度高,与曲线 ③相符;若在该机制中的d步有缺陷,则病人细胞与胰岛素结合率高,由于转运葡萄糖存在缺陷,病人血浆中葡萄糖浓度偏高,应用曲线①、③表示,D正确。
4.(2024·亭湖区模拟)高糖、高脂肪膳食习惯容易导致肥胖并引发高胰岛素血症。如图是健康成人和肥胖症成人一次性口服100 g葡萄糖后,150分钟内测得两者血浆胰岛素浓度及肥胖症成人血糖浓度的变化曲线(注:健康人空腹下血浆胰岛素浓度为5~20 μU/mL)。下列相关叙述正确的是( )
A.图中肥胖症成年人的胰岛素释放速率低于健康成年人的胰岛素释放速率
B.30 min后健康成年人因血糖浓度降低,反馈调节使胰岛素浓度随之下降
C.该肥胖者胰岛素浓度高可能与组织细胞膜上的胰岛素受体密度下降有关
D.长期高胰岛素水平会加重胰岛A细胞产生胰岛素的负担,将引发糖尿病
解析:选C 根据曲线图分析可知,肥胖症成年人的胰岛素释放速率高于健康成年人的胰岛素释放速率,A错误;一次性口服100 g葡萄糖后,血糖浓度升高,则胰岛素分泌量增加,30 min后健康成年人因血糖浓度降低,负反馈调节使胰岛素浓度随之下降,B错误;胰岛素作用于靶细胞上的受体,使得血糖浓度下降,该肥胖症成人血糖浓度高,而胰岛素浓度也高,可能与组织细胞膜上的胰岛素受体密度下降有关,C正确;胰岛B细胞产生胰岛素,胰岛A细胞分泌胰高血糖素,D错误。
考向三 激素分泌的分级调节与反馈调节过程分析
5.(2023·临沂二模)肾上腺盐皮质激素即醛固酮,可调节人体内的水盐平衡,维持电解质的相对稳定。在某一外界刺激下,机体会发生下图所示过程,下列相关叙述错误的是( )
A.图中外界刺激可能是大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低
B.图示过程体现了中枢神经系统对肾上腺皮质的间接调节
C.醛固酮的分泌具有反馈调节的特点,有利于放大激素的调节效应
D.醛固酮主要通过调节尿液的成分和尿量来调节水盐平衡
解析:选C 图示为肾上腺盐皮质激素即醛固酮的分泌过程,醛固酮可促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,调节人体水盐平衡,因此推测,促进醛固酮分泌的外界刺激可能是大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低,A正确;由题图可知,中枢神经系统通过神经递质调节下丘脑的分泌活动,继而通过分级调节影响肾上腺皮质的分泌活动,因此图示过程体现了中枢神经系统对肾上腺皮质的间接调节,B正确;由题图可知,肾上腺盐皮质激素即醛固酮分泌增加,会反过来增强对下丘脑和垂体的抑制作用,使CRH和ACTH分泌量减少,体现了(负)反馈调节的特点,通过反馈调节作用,血液中的醛固酮可以维持在正常的相对稳定的水平,但是反馈调节不能放大激素的调节效应,分级调节才能放大激素的调节效应,C错误;醛固酮可促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,进而影响肾小管和集合管对水分的重吸收,其主要通过调节尿液的成分和尿量来调节水盐平衡,D正确。
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
考点三 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。
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
(2)联系
①不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节,在这种情况下,体液调节可以看作是神经调节的一个环节。
②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。
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
(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。
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。
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
(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。
(3)水盐调节过程
①抗利尿激素参与的水盐平衡调节
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。
(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。(×)
1.(选择性必修1 P59“图 3-9”)剧烈运动后,不能立即冲冷水澡。从体温调节的角度分析其原因。
提示 低温刺激人体后,皮肤血管收缩,导致体内热量不能及时散发,同时机体产热还要增加,可能会破坏机体内环境稳态。
2.(选择性必修1 P57“相关信息”)临床上给患者输O2时,往往采用含有 5%的 CO2的混合气体,简述其目的和原理。
提示 目的是刺激呼吸中枢。原理如下:
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)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.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:
考向一 神经调节和体液调节的关系
1.(2023·凉山期末)下列关于神经调节和体液调节的叙述错误的是( )
A.神经系统可直接调节也可通过内分泌活动间接调节某些器官的活动
B.体液调节作用比较广泛而神经调节作用范围比较局限
C.体液调节就是指体液中的激素对生命活动的调节
D.寒冷环境调节下,下丘脑只通过体液调节和神经调节来维持体温
解析:选C 神经系统可通过相关神经直接调节心脏活动,也可通过内分泌活动如分泌肾上腺素间接调节心脏活动,即神经系统可直接调节也可通过内分泌活动间接调节某些器官的活动,A正确;体液调节作用比较广泛,而神经调节作用范围比较局限,B正确;参与体液调节的化学物质部分是激素,还有其他物质,如CO2等,C错误;寒冷环境调节下,下丘脑只通过体液调节(甲状腺激素、肾上腺素参与的体液调节)和神经调节(汗腺和毛细血管等参与的神经调节)来维持体温,D正确。
2.(2024·惠州调研)图中①②③表示人体细胞间信息传递的三种方式。下列描述正确的是( )
A.方式①②的信息传递缓慢,方式③传递迅速
B.方式③的信息传递不需要通过体液
C.体温调节只涉及①一种传递方式
D.方式①②③的信息传递,均存在反馈调节
解析:选A 据图可知:方式①和②都经过血液循环,因此传输速度缓慢,而方式③只经过神经纤维,通过电信号进行传递,因此传递迅速,A正确;方式③的信息传递,要经过突触,突触包括突触前膜、突触间隙和突触后膜,突触间隙的液体是组织液,组织液属于体液(细胞外液),B错误;体温调节涉及神经调节和体液调节,其中①和②属于体液调节,③属于神经调节,C错误;方式①②属于激素调节,传递的途径是体液,信息传递都经过血液循环,调节的方式是反馈调节,③的信息传递不经过血液循环,一般不存在反馈调节,D错误。
考向二 体温调节和水盐调节的过程分析
3.(2021·海南卷)一些人中暑后会出现体温升高、大量出汗、头疼等症状。下列有关叙述错误的是( )
A.神经调节和体液调节都参与体温恒定和水盐平衡的调节
B.体温升高时,人体可通过排汗散热降低体温
C.为维持血浆渗透压平衡,应给中暑者及时补充水分和无机盐
D.大量出汗时,垂体感受到细胞外液渗透压变化,使大脑皮层产生渴觉
解析:选D 体温恒定过程中既有下丘脑参与的神经调节过程,也有甲状腺激素等参与的体液调节过程;水盐平衡调节过程中既有下丘脑参与的神经调节,也有抗利尿激素参与的体液调节,A正确;人体体温升高时,汗腺分泌增加,散热增加,以降低体温,B正确;中暑者会丢失水和无机盐,为维持血浆渗透压平衡,在给中暑者补充水分的同时,也应适当补充无机盐,C正确;大量出汗时,细胞外液渗透压升高,下丘脑感受到细胞外液渗透压变化,并通过传入神经传到大脑皮层,在大脑皮层产生渴觉,使人体主动饮水,D错误。
4.(2023·威海一模)熊等恒温动物冬眠时,机体会通过激活体温调节中枢中的温敏神经元来调低躯体核心体温,在其他生理指标正常的前提下实现躯体亚低温(32~34 ℃)。科学家据此开展脑卒中损伤神经保护的研究,利用深部脑刺激技术实现了脑卒中患者的躯体亚低温,既避免了体表物理降温带来的极度不适,又防止了脑卒中导致的脑高温引起大脑损伤。下列说法错误的是( )
A.熊冬眠时机体主要通过肝、脑等器官的活动产热来维持躯体核心体温
B.对脑卒中患者实施的深部脑刺激技术刺激的部位是下丘脑中的温敏神经元
C.躯体亚低温的出现是神经调节和体液调节共同作用的结果
D.躯体维持亚低温状态时机体产热量少于散热量
解析:选D 熊等恒温动物冬眠时,机体会通过激活体温调节中枢中的温敏神经元来调低躯体核心体温,说明有下丘脑的参与,而产热的主要部位为骨骼肌和肝脏,A正确;熊通过激活体温调节中枢中的温敏神经元来调低躯体核心体温,下丘脑是体温调节中枢,可利用深部脑刺激技术实现脑卒中患者的躯体亚低温,由此可推知,对脑卒中患者实施的深部脑刺激技术刺激的部位是下丘脑中的温敏神经元,B正确;机体会通过激活体温调节中枢中的温敏神经元来调低躯体核心体温,而且体温调节与肾上腺素、甲状腺激素等激素有关,所以躯体亚低温的出现是神经调节和体液调节共同作用的结果,C正确;躯体维持亚低温状态时,体温较恒定,产热量大致等于散热量,D错误。
5.(2024·青岛模拟)尿崩症可分为抗利尿激素缺乏引起的中枢性尿崩症和肾细胞表面相应受体缺乏引起的肾源性尿崩症,患者会出现多饮、多尿、脱水等症状。醛固酮进入肾小管和集合管上皮细胞后,与胞质内受体结合形成醛固酮—受体复合物,再穿过核膜调节基因表达,生成多种醛固酮诱导蛋白,增加K+的排出和Na+、水的重吸收。下列相关叙述正确的是( )
A.补充外源抗利尿激素可对尿崩症患者进行治疗
B.阻断醛固酮—受体复合物的形成,会造成Na+重吸收障碍
C.在抗利尿激素和醛固酮分泌的过程中,下丘脑均可作为效应器
D.抗利尿激素和醛固酮可作用于肾小管和集合管,促进对水和K+的重吸收
解析:选B 尿崩症可分为抗利尿激素缺乏引起的中枢性尿崩症和肾细胞表面相应受体缺乏引起的肾源性尿崩症,中枢性尿崩症由于抗利尿激素合成分泌异常导致,所以补充外源抗利尿激素可对中枢性尿崩症患者进行治疗,A错误;醛固酮进入肾小管和集合管上皮细胞后,与胞质内受体结合形成醛固酮—受体复合物,能促进Na+的重吸收,所以阻断醛固酮—受体复合物的形成,会造成Na+重吸收障碍,B正确;醛固酮不是下丘脑分泌的,是肾上腺皮质细胞分泌的,C错误;抗利尿激素促进肾小管和集合管对水的重吸收,醛固酮促进肾小管和集合管对Na+的重吸收和 K+的排出,D错误。
命题热点·提素养(十一) 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
口渴时抗利尿激素分泌增加,尿量减少
体液—神经调节
CO2对呼吸运动的调节
3.区分几种常考的调节机制
调节方式
比较
神经—体液调节
通过神经影响激素的分泌,再由激素对机体功能实施调节的方式
反馈调节
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
分级调节
神经系统的分级调节
脑中相应的高级中枢会发出指令对低级中枢进行调控
激素分泌的分级调节
下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的分层调控
协同和
相抗衡
相抗衡
指不同激素对某一生理效应发挥相反的作用
协同作用
指不同激素对同一生理效应发挥相同的作用
[典例] (2021·广东卷)太极拳是我国的传统运动项目,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。下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。
[思维建模]
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,而是指传出神经末端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,甲状腺分泌甲状腺激素
答题
要语
(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)题图中有两条反射弧: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收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、利用和储存,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、利用和储存葡萄糖,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,从而使甲状腺分泌甲状腺激素。激素通过体液运输,可通过检测血液中TSH、甲状腺激素、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.(2021·浙江1月选考)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:选A 由题干信息可知:若一侧受到伤害,如踩到钉子时,会引起同侧腿屈曲和对侧腿伸展;且“+”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。如题图所示,有害刺激位于左侧的脚,则图示左侧表现腿屈曲,即与屈肌相连的甲突触表现为兴奋,则为“+”,伸肌表现为抑制,则乙为“-”;图示右侧表现为伸展,则与伸肌相连的丙表现为兴奋,即为“+”,屈肌表现为抑制,但图示丁为上一个神经元,只有丁兴奋才可释放抑制性神经递质,作用于与屈肌相连的神经元,使屈肌被抑制,故丁表现为“+”。综上所述,甲~丁突触前膜信号对突触后膜的作用依次为+、-、+、+,A正确。
2.(2024·温州模拟)有运动员以注射雄激素来增强肌肉功能,但长期注射雄激素会因负反馈调节导致内分泌失衡,睾丸萎缩。下图为雄激素分泌调节的模式图(其中①②代表相关激素)。
下列叙述错误的是( )
A.雄激素的靶细胞不只是结构X和结构Y中的细胞
B.雄激素的分泌受“下丘脑—垂体—性腺(调控)轴”调节
C.当雄激素浓度低于正常水平时,图中虚线表示促进作用
D.长期注射雄激素导致睾丸萎缩与激素②分泌量降低有关
解析:选C 题图为雄激素分泌调节的模式图,X为下丘脑,分泌的①是促性腺激素释放激素;Y是垂体,分泌②是促性腺激素,Z是性腺。所以雄激素的靶细胞不只是结构X和结构Y中的细胞,还包括原始的生殖细胞等,A正确;由题图可知,雄激素的分泌受“下丘脑—垂体—性腺(调控)轴”调节,B正确;当雄激素浓度低于正常水平时,对下丘脑和垂体有负反馈调节作用,图中虚线表示抑制作用减弱,C错误;长期注射雄激素导致血浆中雄激素增多,抑制下丘脑和垂体的激素分泌,垂体分泌的②减少,睾丸萎缩,D正确。
3.(2023·三亚二模)下图表示人体在寒冷环境中的体温调节过程,下列相关叙述中,正确的是( )
A.感受外界环境温度变化的感受器在下丘脑
B.上述体温调节过程只有神经调节
C.传出神经末梢分别与甲、乙、丙构成反射弧的效应器
D.如果丙表示相关骨骼肌的活动,则通过战栗增加无氧呼吸的强度
解析:选C 感受外界环境温度变化的感受器在皮肤或黏膜,A错误;上述体温调节过程既有神经调节也有体液调节,B错误;反射弧中效应器是由传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体组成,由图示可知,传出神经末梢与甲、乙、丙共同构成反射弧的效应器,C正确;如果丙表示相关骨骼肌的活动,则通过战栗增加有氧呼吸强度,以增加产热,D错误。
4.(2024·海口一模)下丘脑是人体调节内脏活动及内分泌活动的枢纽,在人体内环境稳态的调节中发挥着重要作用。图中甲、乙、丙为下丘脑的不同区域,A、B、C为不同调节途径。根据所学知识回答下列问题:
(1)A途径中,下丘脑的甲区域细胞通过________(方式)释放信号分子,在恐惧、失血等紧急情况下,该信号分子作用的靶细胞可能是________(答出一种即可)。
(2)B途径中,下丘脑的乙区域分泌的激素可能是________,人吃的食物过咸会导致该激素分泌量________。
(3)C途径中,若垂体受损,则下丘脑丙区域、内分泌腺分泌的激素将分别会________。C途径中,下丘脑控制垂体,垂体控制相关靶腺体,这种激素分泌的控制方式称为________调节。
(4)研究发现,辣椒素与离子通道(TRPV1)特异性结合引起某离子通过该离子通道内流,说明TRPV1具有________功能。进食辣椒后,在下丘脑的调控下,兴奋传递到效应器可引起________________________,从而使机体散热量增加。
解析 (1)下丘脑的神经细胞通过胞吐方式释放神经递质,作用于下一个细胞;在恐惧、失血等紧急情况下,肾上腺分泌的肾上腺素增多,表现出心率加快、反应灵敏、皮肤血管收缩、骨骼肌和肝脏等器官的血管舒张、物质代谢加快等应激反应,由此可见肾上腺素作用的靶细胞有心肌细胞、肌肉细胞等。(2)B途径中,乙区域可能为抗利尿激素,由下丘脑合成、经垂体释放;人吃的食物过咸会导致细胞外液渗透压增大,抗利尿激素分泌增多,促进肾小管和集合管对水的重吸收,使得细胞外液渗透压下降。(3)若垂体受损,分泌的激素减少,对丙的抑制减弱,丙区域分泌的激素增多,内分泌腺分泌的激素受垂体分泌的激素调节,因此内分泌腺分泌的激素减少;C途径为下丘脑—垂体—靶器官/靶细胞,为分级调节。(4)辣椒素与离子通道(TRPV1)特异性结合引起某离子通过该离子通道内流,说明TRPV1能进行信息传递、转运离子;进食辣椒后,兴奋传递到效应器可引起散热增多,散热的途径有皮肤血管舒张、血流量增多、汗腺分泌增加。
答案 (1)胞吐 心肌细胞、肌肉细胞等(合理即可) (2)抗利尿激素 增加 (3)增加、减少 分级 (4)信息传递、转运离子(或识别、运输) 皮肤血管舒张、血流量增大,汗腺分泌增加
5.(2023·杭州二模)下丘脑与垂体的功能联系方式主要有两种:一种是经垂体门脉系统与“腺垂体”(图中Ⅰ位置)联系,能产生调节腺垂体激素释放的激素;另一种是通过下丘脑垂体束将产生的神经冲动运到“神经垂体”处(图中Ⅱ位置)。下图为下丘脑与垂体调节内分泌活动的示意图,请据图回答下列问题:
(1)人体剧烈运动大量出汗后,细胞外液渗透压升高,刺激__________中的渗透压感受器,引起抗利尿激素在__________(填字母)处释放进入血液,促进__________对水分的重吸收,此过程属于__________调节。
(2)当人体受到寒冷刺激时,冷觉感受器将兴奋传到下丘脑,引起细胞①处产生兴奋,兴奋通过__________(结构)传递给细胞②,进而导致__________(器官)分泌的促甲状腺激素增加,通过体液运输,最后引起机体甲状腺激素分泌增多,使机体产热增加。图中所示的A、B和C三条血管中,能检测到甲状腺激素的血管有__________。
(3)某同学进行切除甲状腺对小鼠体长影响的实验时,观测到切除甲状腺的幼年组小鼠体长增加__________未切除组的,其机理是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为研究副交感神经与心肌细胞之间传递的信号是化学信号还是电信号,科学家进行了如下实验:①取两个蛙的心脏(A和B都保持活性)置于成分相同的营养液中,A蛙心保留副交感神经支配,B蛙心剔除副交感神经;②电刺激该神经,A心脏跳动减慢;③___________ ____________________________注入B心脏的营养液中,B心脏跳动也减慢。根据实验现象说明副交感神经与心肌细胞之间传递的是__________信号。该实验在设计上的巧妙之处是______________________________。
解析 (1)渗透压感受器在下丘脑,抗利尿激素由垂体后叶释放,抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收,渗透压调节有神经系统的参与和内分泌系统的参与,所以渗透压调节属于神经—体液调节。(2)神经元之间通过突触结构连接,则引起细胞①处产生兴奋,兴奋通过突触结构传递给细胞②,进而导致腺垂体分泌的促甲状腺激素增加,通过体液运输,最后引起机体甲状腺激素分泌增多,使机体产热增加。由于激素通过体液运输,所以在血管ABC处都可检测到甲状腺激素。(3)由于切除甲状腺后,甲状腺激素浓度下降,导致物质代谢与能量转换下降,小鼠生长发育停滞,导致切除甲状腺的幼年组小鼠体长增加明显低于未切除组的。(4)根据实验过程:①A有某副交感神经支配,B没有该神经支配。②刺激该神经,A心脏的跳动减慢;③从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液中,B心脏跳动也减慢,可知,本实验设置了自身前后对照,可以得出科学结论。说明副交感神经与心肌细胞之间传递的是化学信号。该实验在设计上的巧妙之处是剔除了B蛙心的副交感神经,从而排除该神经的作用。
答案 (1)下丘脑 E 肾小管和集合管 神经—体液 (2)突触 腺垂体 ABC (3)明显低于 甲状腺激素具有促进生长发育的作用,切除甲状腺后,甲状腺激素浓度下降,导致小鼠生长发育停滞 (4)从A心脏的营养液中取一些液体 化学 剔除了B蛙心的副交感神经,从而排除该神经的作用
6.(2024·岳阳模拟)神经系统、内分泌系统和免疫系统之间存在着相互调节,通过信息分子构成复杂调节网络,来维持内环境的稳态。图甲表示调节网络通过信息分子相互作用的示例,图乙表示生命活动的调节模型(其中a、b、c表示机体结构或细胞)。回答下列问题:
甲
乙
(1)一般认为,辅助性T细胞在免疫调节过程中起着关键调控作用,原因是____________ ________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)图甲中糖皮质激素对细胞免疫和体液免疫均有抑制作用,推测糖皮质激素可用于治疗________等疾病。请分析在调节时血液中糖皮质激素不会升高太多的原因是____________ __________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)若图乙代表甲状腺激素分泌的分级调节,某人检测激素时甲状腺激素含量低于正常值,垂体功能正常,推测可能是下丘脑或甲状腺病变,可以给患者注射适量的________推断可能发生病变的器官。
(4)若图乙表示血糖的神经—体液调节途径,若“信号刺激”为血糖浓度升高,则b表示________,a与b之间传递信息的分子是________。糖尿病患者往往出现多尿的症状,原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析 (1)辅助性T细胞传递信息激活B细胞;释放细胞因子促进B细胞和细胞毒性T细胞的增殖、分化(或通过辅助性T细胞,体液免疫和细胞免疫协调配合,共同维持机体的稳态),所以辅助性T细胞在免疫调节过程中起着关键调控作用。(2)图甲中糖皮质激素对细胞免疫和体液免疫均有抑制作用,则糖皮质激素可治疗免疫功能过强的相关疾病,所以推测糖皮质激素可用于治疗器官移植、自身免疫病、过敏反应等疾病。血液中糖皮质激素升高会反馈抑制下丘脑和垂体,导致分泌糖皮质激素下降,所以血液中糖皮质激素不会升高太多。(3)促甲状腺激素释放激素作用于垂体,使其合成分泌出促甲状腺激素,促甲状腺激素作用于甲状腺,使其合成分泌甲状腺激素。给该患者注射适量的促甲状腺激素释放激素,若病变部位是下丘脑,则患者甲状腺激素分泌增加,若病变部位是甲状腺,则患者的甲状腺激素不会增加。所以可以给患者注射适量的促甲状腺激素释放激素推断可能发生病变的器官。(4)血糖平衡的神经—体液调节过程中,若“信号刺激”为血糖浓度升高,则维持血糖稳定,则应降低血糖,故a表示下丘脑,b为胰岛B细胞,胰岛B细胞分泌胰岛素作用于c组织细胞,从而降低血糖;该过程中传递信息的分子是神经递质。糖尿病患者原尿中葡萄糖浓度过高,渗透压增大,肾小管和集合管对水的重吸收减少,尿量增多,会出现多尿的症状。
答案 (1)传递信息激活B细胞;释放细胞因子促进B细胞和细胞毒性T细胞的增殖、分化(或通过辅助性T细胞,体液免疫和细胞免疫协调配合,共同维持机体的稳态) (2)器官移植、自身免疫病、过敏反应 血液中糖皮质激素升高会反馈抑制下丘脑和垂体,导致分泌糖皮质激素下降 (3)促甲状腺激素释放激素 (4)胰岛B细胞 神经递质 原尿中葡萄糖浓度过高,渗透压增大,肾小管和集合管对水的重吸收减少,尿量增多
1.经典重组 判断正误
(1)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(2020·全国Ⅰ卷,3D)(×)
(2)幼年时缺乏甲状腺激素不会影响神经系统的发育(2019·海南卷,13D)(×)
(3)固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输(2018·全国Ⅱ卷,2B)(×)
(4)胰腺细胞分泌的酶直接进入血液中(2017·海南卷,17C)(×)
(5)肾上腺髓质的分泌活动不受神经纤维的支配(2015·海南卷,13B)(×)
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:选B 甲状腺激素分泌的调节是通过下丘脑—垂体—甲状腺轴进行的,A正确;当细胞外液渗透压下降时,下丘脑渗透压感受器受到的刺激减弱,抗利尿激素的分泌减少,肾小管和集合管对水的重吸收减弱,尿量增加,细胞外液渗透压恢复正常,B错误;胸腺可分泌胸腺激素等,也是T细胞成熟的场所,C正确;激素弥散到体液中,随血液流到全身,运输到靶细胞发挥作用,D 正确。
3.(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:选D 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;运动时细胞会消耗大量的葡萄糖,同时肝糖原会不断分解以补充血糖,即运动时血液中的葡萄糖有消耗也有补充,C错误;紧张时交感神经兴奋,会使肾上腺素增多,促进血糖水平升高,D正确。
4.(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:选C 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促肾上腺皮质激素释放减少,促肾上腺皮质激素还能促进肾上腺皮质的生长发育,因此长期服用GC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,使得垂体释放促肾上腺皮质激素,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。
5.(2022·山东卷)迷走神经是与脑干相连的脑神经,对胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动起促进作用,还可通过一系列过程产生抗炎效应,如图所示。
分组
处理
TNFα浓度
甲
腹腔注射生理盐水
+
乙
腹腔注射LPS
++++
丙
腹腔注射LPS+A处理
++
注:“+”越多表示浓度越高
(1)迷走神经中促进胃肠蠕动的神经属于________(填“交感神经”或“副交感神经”)。交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的,其意义是________。
(2)消化液中的盐酸在促进消化方面的作用有________、________、________。(答出3种作用即可)
(3)研究人员对图中抗炎过程进行了相关实验,实验分组及结果见表。通过腹腔注射脂多糖(LPS)可使大鼠出现炎症,检测TNFα浓度可评估炎症程度。据图分析,若丙组的A处理仅在肠巨噬细胞内起作用,推测A处理的3种可能的作用机制:________;________;________。
解析 (1)当人处于安静状态时,副交感神经活动占据优势,此时,心跳减慢,但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收;自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成。它们的作用通常是相反的,可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。(2)盐酸在促进消化方面可以有以下作用:使蛋白质变性,有利于蛋白酶与之结合;提供胃蛋白酶发挥催化作用的适宜pH;刺激小肠黏膜产生促胰液素,促进胰液分泌,进而促进消化。(3)见答案。
答案 (1)副交感神经 可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化
(2)使蛋白质变性,有利于蛋白酶与之结合 提供胃蛋白酶发挥催化作用的适宜pH 刺激小肠黏膜产生促胰液素,促进胰液分泌,进而促进消化
(3)抑制TNFα的合成 抑制TNFα的释放
增加N受体的数量(其他答案合理均可)
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