内容正文:
专题十六 体液调节
考点
2015-2019年
2020年
2021年
2022年
2023年
2024年
合计
全国卷
地方卷
全国卷
地方卷
全国卷
地方卷
全国卷
地方卷
全国卷
地方卷
全国卷
地方卷
全国卷
地方卷
49.激素与内分泌系统
1
3
1
4
2
6
1
3
1
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1
0
7
20
50.血糖调节
0
3
2
2
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6
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3
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51.体温调节与水盐调节
2
2
0
2
0
3
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7
1
3
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2
3
19
52.体液调节与神经调节的关系
1
2
1
1
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1
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4
1
2
1
2
4
12
命题分析与备考建议
(1)命题热度:本专题相对其他各专题考查较火(
),高考命题的高频点是“激素与内分泌系统”。
(2)考查方向:一是考查高等动物激素的分泌器官、功能及相互关系,二是考查血糖、体温与水盐平衡调节的过程,三是考查体液调节与神经调节的关系。
(3)考情前瞻:命题多结合生命现象考查动物激素的功能和内分泌系统的调节过程。
考点49激素与内分泌系统
1.(2024·全国甲,4,6分,难度★★)甲状腺激素在人体生命活动的调节中发挥重要作用。下列叙述错误的是 (D)
A.甲状腺激素受体分布于人体内几乎所有细胞
B.甲状腺激素可以提高机体神经系统的兴奋性
C.甲状腺激素分泌增加可使细胞代谢速率加快
D.甲状腺激素分泌不足会使血中TSH含量减少
解析 甲状腺激素几乎作用于人体所有细胞,所以其受体分布于人体内几乎所有细胞,A项正确。甲状腺激素能促进细胞代谢,提高神经系统的兴奋性,B、C两项正确。甲状腺激素的分泌存在反馈调节机制,当甲状腺激素分泌不足时,对垂体分泌TSH(促甲状腺激素)活动的抑制作用减弱,进而使甲状腺激素的分泌增多,D项错误。
2.(2023·全国乙,4,6分,难度★★★)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 (B)
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 甲状腺激素的分泌受下丘脑、垂体所分泌激素的调节,存在分级调节和负反馈调节,A项正确。细胞外液渗透压升高后,刺激下丘脑相关区域分泌抗利尿激素并由垂体释放,细胞外液渗透压降低不会促进抗利尿激素的释放,B项错误。胸腺是内分泌器官,也是免疫器官,能够分泌胸腺激素,也是T细胞成熟的场所,C项正确。激素通过体液运输至靶细胞附近,与靶细胞上的受体结合发挥作用,D项正确。
3.(2023·山东,8,2分,难度★★★)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 (C)
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HIV引起的,糖皮质激素不能治疗艾滋病,A项错误;糖皮质激素(GC)能提高心肌细胞肾上腺素受体的表达水平,使肾上腺素与肾上腺素受体结合增多,可提高人体的应激能力,B项错误;根据体内GC的分泌过程存在负反馈调节可推测,GC长期服用可使血浆中GC含量过高,会抑制肾上腺皮质的增殖与发育,引发肾上腺皮质萎缩,C项正确;促肾上腺皮质激素释放激素是由下丘脑合成分泌的,直接作用于垂体,不能直接促进GC的分泌,D项错误。
4.(2023·湖南,10,2分,难度★★)关于激素、神经递质等信号分子,下列叙述错误的是 (D)
A.一种内分泌器官可分泌多种激素
B.一种信号分子可由多种细胞合成和分泌
C.多种信号分子可协同调控同一生理功能
D.激素发挥作用的前提是识别细胞膜上的受体
解析 一种内分泌器官可分泌多种激素,如下丘脑能分泌促甲状腺激素释放激素、抗利尿激素等,A项正确。一种信号分子可由多种细胞合成和分泌,如CO2,B项正确。一种生理功能可能由多种信号分子协同调控,如有机物的氧化分解受甲状腺激素和肾上腺素的调控,C项正确。激素的受体可能存在于细胞膜上,也可能存在于细胞内,如性激素,D项错误。
5.(2023·北京,9,2分,难度★★)甲状腺激素的分泌受下丘脑—垂体—甲状腺轴的调节,促甲状腺激素能刺激甲状腺增生。如果食物中长期缺乏合成甲状腺激素的原料碘,会导致 (B)
A.甲状腺激素合成增加,促甲状腺激素分泌降低
B.甲状腺激素合成降低,甲状腺肿大
C.促甲状腺激素分泌降低,甲状腺肿大
D.促甲状腺激素释放激素分泌降低,甲状腺肿大
解析 碘是甲状腺激素合成的原料,若食物中长期缺碘,则甲状腺激素的分泌减少,对垂体和下丘脑的抑制作用减弱,促甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素分泌增多,促甲状腺激素作用于甲状腺,导致甲状腺肿大,B符合题意。
6.(2022·北京,9,2分,难度★★)某患者54岁,因病切除右侧肾上腺。术后检查发现,患者血浆中肾上腺皮质激素水平仍处于正常范围。对于出现这种现象的原因,错误的解释是(C)
A.切除手术后,对侧肾上腺提高了肾上腺皮质激素的分泌量
B.下丘脑可感受到肾上腺皮质激素水平的变化,发挥调节作用
C.下丘脑可分泌促肾上腺皮质激素,促进肾上腺皮质激素的分泌
D.垂体可接受下丘脑分泌的激素信号,促进肾上腺皮质的分泌功能
解析 由题意可知,术后患者血浆中肾上腺皮质激素水平仍处于正常范围,可推测在手术后,对侧肾上腺提高了肾上腺皮质激素的分泌量,A项正确;下丘脑可感受到肾上腺皮质激素水平的变化,如当肾上腺皮质激素含量上升时,则下丘脑和垂体的分泌活动被抑制,从而维持了肾上腺皮质激素含量的稳定,B项正确;下丘脑可分泌促肾上腺皮质激素释放激素,作用于垂体,促进垂体合成并分泌促肾上腺皮质激素,进而促进肾上腺皮质激素的分泌,C项错误;垂体可接受下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素的信号,合成并分泌促肾上腺皮质激素,进而促进肾上腺皮质激素的分泌,D项正确。
7.(2022·河北,10,2分,难度★★)下列关于甲状腺激素(TH)及其受体(TR)的叙述,错误的是(B)
A.机体需不断产生TH才能使其含量维持动态平衡
B.TH分泌后通过体液运输,其分泌导管堵塞会导致机体代谢和耗氧量下降
C.若下丘脑和垂体中的TR不能识别TH,会导致甲状腺功能亢进
D.缺碘地区的孕妇需要适量补充碘,以降低新生儿呆小症的发病率
解析 TH发挥调节作用后立即被灭活,机体需不断产生TH才能使其含量维持动态平衡,A项正确。TH分泌后通过体液运输,但TH是由内分泌腺分泌的,内分泌腺没有导管,B项错误。若下丘脑和垂体中的TR不能识别TH,则TH对下丘脑和垂体的负反馈调节会受到影响,下丘脑和垂体会分泌更多相应的激素,从而促进甲状腺分泌更多的TH,导致甲状腺功能亢进,C项正确。甲状腺激素能促进神经系统发育,新生儿缺碘导致甲状腺激素合成减少,容易患呆小症,所以缺碘地区的孕妇需要适量补充碘,D项正确。
8.(2022·湖南,11,2分,难度★★)病原体入侵引起机体免疫应答,释放免疫活性物质。过度免疫应答造成机体炎症损伤,机体可通过一系列反应来降低损伤,如图所示。下列叙述错误的是 (D)
A.免疫活性物质可与相应受体结合,从而调节神经—内分泌系统功能
B.适度使用肾上腺皮质激素可缓解某些病原体引起的过度炎症反应
C.过度炎症反应引起的免疫抑制会增加机体肿瘤发生风险
D.图中神经递质与肾上腺皮质激素对下丘脑分泌CRH有协同促进作用
解析 根据图解可以看出,免疫活性物质可与相应受体结合,从而调节神经—内分泌系统功能,A项正确;肾上腺皮质激素可抑制某些病原体引起的过度炎症反应,因此适度使用肾上腺皮质激素可缓解某些病原体引起的过度炎症反应,B项正确;过度炎症反应引起的免疫抑制会降低T细胞的数量,从而会增加机体肿瘤发生风险,C项正确;图中神经递质促进下丘脑分泌CRH,而肾上腺皮质激素对下丘脑分泌CRH有抑制作用,因此二者存在相互拮抗作用,D项错误。
9.(2021·全国甲,4,6分,难度★★★)人体下丘脑具有内分泌功能,也是一些调节中枢的所在部位。下列有关下丘脑的叙述,错误的是 (B)
A.下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化
B.下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素
C.下丘脑参与水盐平衡的调节;下丘脑有水平衡调节中枢
D.下丘脑能感受体温的变化;下丘脑有体温调节中枢
解析 下丘脑渗透压感受器能感受细胞外液渗透压的变化,A项正确;下丘脑能合成抗利尿激素和分泌促甲状腺激素释放激素,促甲状腺激素是由垂体分泌的,B项错误;下丘脑中的水平衡调节中枢参与人体水盐平衡的调节,C项正确;下丘脑能够感受体温的变化,下丘脑中的体温调节中枢参与人体的体温调节,D项正确。
10.(2021·海南,10,2分,难度★★)人在幼年时期若生长激素(GH)分泌不足,会导致生长停滞,发生侏儒症,可通过及时补充GH进行治疗,使患者恢复生长。下列有关叙述正确的是 (C)
A.临床上可用适量GH治疗成年侏儒症患者
B.血液中GH减少,会导致下丘脑分泌的GH增多
C.GH发挥生理功能后就被灭活,治疗期间需持续补充GH
D.GH通过发挥催化作用,使靶细胞发生一系列的代谢变化
解析 注射GH无法治疗成年的侏儒患者,A项错误;GH是由垂体前叶分泌的,不是由下丘脑分泌的,B项错误;激素同受体结合后,激素原本的结构发生了改变,不再具有原来激素具有的生物学效应,即被灭活了,因此治疗期间需持续补充GH,C项正确;激素通过与靶细胞结合进行生命活动的调节,并没有催化作用,D项错误。
11.(2021·浙江,8,2分,难度★)下列关于人体性激素的叙述,错误的是 (A)
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 雌激素主要由卵巢分泌,引发女性第二性征,促进女性皮下脂肪的积聚(特别是在臀部和乳房),而不是抑制,A项错误;睾丸产生精子并分泌雄激素,雄激素的主要成分是睾酮,睾酮刺激并维持男性第二性征,B项正确;雌激素促进卵巢中的卵子成熟和卵泡生长,C项正确;睾酮能增加男性代谢率,促进蛋白质的合成,影响人的行为;睾酮不足会影响男性的机体代谢率,D项正确。
12.(2021·湖北,8,2分,难度★)反馈调节是生命系统中最普遍的调节机制。下列正常生理或自然现象中,不属于反馈调节的是 (A)
A.干旱时,植物体内脱落酸含量增加,导致叶片气孔大量关闭
B.某湖泊中肉食性鱼类甲捕食草食性鱼类乙形成的种群数量动态变化
C.下丘脑产生的TRH刺激垂体分泌TSH,TSH的增加抑制TRH的释放
D.动物有氧呼吸过程中ATP合成增加,细胞中ATP积累导致有氧呼吸减缓
解析 干旱时,植物体内脱落酸含量增加,导致叶片气孔大量关闭是植物对于环境的一种适应,不属于反馈调节,A项正确;某湖泊中肉食性鱼类甲捕食草食性鱼类乙会导致乙的数量减少,乙数量的减少会导致甲的数量随之减少,两种鱼形成的种群数量动态变化属于反馈调节,B项错误;下丘脑产生的TRH刺激垂体分泌TSH,TSH的增加抑制TRH的释放,该过程中存在TSH对TRH的负反馈调节,C项错误;动物有氧呼吸过程中ATP合成增加,细胞中ATP积累导致有氧呼吸减缓,该过程属于负反馈调节,D项错误。
13.(2021·重庆,14,2分,难度★★)右图为鱼类性激素分泌的分级调节示意图。下列叙述正确的是 (D)
A.垂体分泌的激素不能运输到除性腺外的其他部位
B.给性成熟的雌鱼饲喂雌性激素可促进下丘脑和垂体的分泌活动
C.下丘脑分泌的促性腺激素可促使垂体分泌促性腺激素释放激素
D.将性成熟鱼的垂体提取液注射到同种性成熟鱼体内可促使其配子成熟
解析 垂体分泌的激素可以通过血液运输到全身各处,作用于相应的靶器官、靶细胞,A项错误;给性成熟的雌鱼饲喂雌性激素会抑制下丘脑和垂体的分泌活动,B项错误;下丘脑分泌促性腺激素释放激素,垂体分泌促性腺激素,C项错误;性成熟鱼的垂体提取液中含有促性腺激素,注射到同种性成熟鱼体内可促使其性激素的释放,所以可促使其配子成熟,D项正确。
14.(2020·全国1,3,6分,难度★★)某研究人员以小鼠为材料进行了与甲状腺相关的实验,下列叙述错误的是 (D)
A.切除小鼠垂体,会导致甲状腺激素分泌不足,机体产热减少
B.给切除垂体的幼年小鼠注射垂体提取液后,其耗氧量会增加
C.给成年小鼠注射甲状腺激素后,其神经系统的兴奋性会增强
D.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
解析 甲状腺激素能够促进物质的氧化分解,加速细胞代谢,提高神经系统的兴奋性。垂体产生的促甲状腺激素作用于甲状腺,使甲状腺激素分泌增加。切除小鼠垂体,会导致甲状腺激素分泌不足,细胞代谢减慢,机体产热减少,A项正确。垂体提取液中含有促甲状腺激素,促甲状腺激素能促进甲状腺激素的分泌,因此给切除垂体的幼年小鼠注射垂体提取液后,其耗氧量会增加,B项正确;甲状腺激素能够提高神经系统的兴奋性,给成年小鼠注射甲状腺激素后,小鼠体内甲状腺激素含量升高,神经系统的兴奋性会增强,C项正确。垂体能够产生促甲状腺激素和生长激素。促甲状腺激素释放激素的靶器官是垂体,给切除垂体的小鼠注射促甲状腺激素释放激素,小鼠体内仍然缺乏促甲状腺激素和生长激素,其代谢无法恢复正常,D项错误。
15.(2020·海南,8,2分,难度★★)下列关于胰蛋白酶和胰岛素的叙述,正确的是 (D)
A.都可通过体液运输到全身
B.都在细胞内发挥作用
C.发挥作用后都立即被灭活
D.都能在常温下与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应
解析 胰腺分泌的胰液中的胰蛋白酶通过导管运输至消化道内发挥作用,而胰岛素由胰岛B细胞分泌,可通过血液运输至全身,作用于靶器官和靶细胞,A项错误;胰蛋白酶在消化道内发挥作用,而胰岛素通过与靶细胞膜上的受体结合,进而调节靶细胞的代谢活动,二者均不在细胞内发挥作用,B项错误;胰蛋白酶在催化反应前后性质不改变,胰岛素发挥作用后会被灭活,C项错误;胰蛋白酶和胰岛素的化学本质都是蛋白质,都能在常温下与双缩脲试剂发生紫色反应,D项正确。
动物激素成分的辨析
高中阶段接触的激素中,下丘脑、垂体和胰岛分泌的激素都是肽类或蛋白质类。肽类、蛋白质类激素易被胃肠道消化酶所分解,故一般采用注射方法,不宜口服。雄性激素、雌性激素、孕激素等固醇类激素和甲状腺激素、肾上腺素等氨基酸衍生物都可以口服。
16.(2020·山东,8,2分,难度★★)碘是甲状腺激素合成的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞膜上的钠-钾泵可维持细胞内外的Na+浓度梯度,钠-碘同向转运体借助Na+的浓度梯度将碘转运进甲状腺滤泡上皮细胞,碘被甲状腺过氧化物酶活化后,进入滤泡腔参与甲状腺激素的合成。下列说法正确的是 (B)
A.长期缺碘可导致机体的促甲状腺激素分泌减少
B.用钠-钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞,会使其摄碘能力减弱
C.抑制甲状腺过氧化物酶的活性,可使甲状腺激素合成增加
D.使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致甲状腺激素分泌增加
解析 碘是甲状腺激素合成的重要原料,长期缺碘可导致甲状腺激素的合成减少,由于其合成、分泌过程存在负反馈调节,机体的促甲状腺激素分泌增多,A项错误;甲状腺滤泡上皮细胞借助Na+的浓度梯度将碘转运进甲状腺滤泡上皮细胞,用钠—钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞,会使其摄碘能力减弱,B项正确;碘被甲状腺过氧化物酶活化后,进入滤泡腔参与甲状腺激素的合成,抑制甲状腺过氧化物酶的活性,会使甲状腺激素合成减少,C项错误;使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致垂体的调控作用降低,甲状腺激素分泌减少,D项错误。
17.(2020·浙江,9,2分,难度★★★)人体甲状腺分泌和调节示意图如下,其中TRH表示促甲状腺激素释放激素,TSH表示促甲状腺激素,“+”表示促进作用,“-”表示抑制作用。据图分析,下列叙述正确的是 (D)
A.寒冷信号能直接刺激垂体分泌更多的TSH
B.下丘脑通过释放TRH直接调控甲状腺分泌T3和T4
C.甲状腺分泌的T4直接作用于垂体而抑制TSH的释放
D.长期缺碘会影响T3、T4、TSH和TRH的分泌
解析 据题图可知,寒冷信号能直接刺激下丘脑分泌更多的促甲状腺激素释放激素(TRH),A项错误;下丘脑释放的TRH通过体液传递给垂体,使垂体分泌TSH,TSH直接调控甲状腺分泌T3和,B项错误;甲状腺分泌的T4经脱碘作用后作用于垂体,抑制垂体合成和分泌TSH,C项错误;碘是合成T3和T4的原料,缺碘会影响T3和T4的合成,T3和T4分泌多时会抑制TRH和TSH的分泌,T3和T4分泌不足时TRH和TSH的分泌增加,D项正确。
18.(2019·海南,16,2分,难度★)某哺乳动物属于季节性繁殖动物。下列关于该动物体内性激素的叙述,错误的是(A)
A.性激素属于磷脂类物质
B.性激素可促进生殖细胞的形成
C.性激素可促进生殖器官的发育
D.性激素的合成受环境因素影响
解析 脂质包括脂肪、磷脂和固醇,固醇类物质包含胆固醇、性激素和维生素D等,A项错误;性激素可促进减数分裂,促进生殖细胞的形成,B项正确;性激素可促进生殖器官如睾丸的发育,C项正确;该哺乳动物是季节性繁殖动物,在其繁殖季节性激素合成较多,故性激素的合成受环境因素影响,D项正确。
19.(2019·浙江,21,2分,难度★)下列关于下丘脑与垂体的叙述,正确的是 (D)
A.垂体可通过神经细胞支配其他内分泌腺
B.垂体分泌的激素通过管道运输到体液中
C.甲状腺激素能作用于下丘脑但不能作用于垂体
D.神经系统和内分泌系统的功能可通过下丘脑相联系
解析 垂体可通过分泌相关激素调节、控制有关内分泌腺体的激素分泌,A项错误;激素是由细胞直接分泌到体液中的,而外分泌腺则通过管道将某些物质分泌到体外,B项错误;甲状腺激素能通过负反馈,作用于下丘脑和垂体,C项错误;下丘脑与垂体的功能上的联系是神经系统与内分泌系统联系的重要环节,D项正确。
20.(2023·海南,17,11分,难度★★★)甲状腺分泌的甲状腺激素(TH)可调节人体多种生命活动。双酚A(BPA)是一种有机化合物,若进入人体可导致甲状腺等内分泌腺功能紊乱。下丘脑—垂体—甲状腺(HPT)轴及BPA作用位点如图。回答下列问题。
(1)据图可知,在TH分泌的过程中,过程①②③属于 调节,过程④⑤⑥属于 调节。
(2)TH是亲脂性激素,可穿过特定细胞的质膜并进入细胞核内,与核内的TH受体特异性结合。这一过程体现激素调节的特点是 。
(3)垂体分泌的生长激素可促进胸腺分泌胸腺素。胸腺素刺激B细胞增殖分化形成浆细胞,产生抗体。这说明垂体除参与体液调节外,还参与 。
(4)甲状腺过氧化物酶(TPO)是合成TH所必需的酶,且能促进甲状腺上促甲状腺激素(TSH)受体基因的表达。研究发现,进入人体的BPA能抑制TPO活性,可导致血液中TH含量 ,其原因是
。
(5)有研究表明,BPA也能促进皮质醇分泌,抑制睾酮分泌,说明BPA除影响HPT轴外,还可直接或间接影响人体其他内分泌轴的功能。这些内分泌轴包括
。
答案 (1)分级 反馈 (2)作用于特定的靶细胞
(3)免疫调节 (4)降低 BPA既可抑制TH的合成过程,又可减弱TSH对甲状腺激素合成和分泌的促进作用 (5)下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴、下丘脑—垂体—性腺轴
解析 (1)下丘脑通过调节垂体进而调节甲状腺分泌活动的过程属于分级调节。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,这种调节方式叫反馈调节。TH通过⑤⑥对垂体和下丘脑分泌活动的调节及TSH通过④对下丘脑分泌活动的调节过程,属于反馈调节。
(2)TH穿过特定细胞的质膜并进入细胞核,与核内的TH受体特异性结合,体现了激素作用于特定的靶细胞这一特点。
(3)胸腺素刺激B细胞增殖分化形成浆细胞,产生抗体这说明垂体参与免疫调节。
(4)由题干信息可知,BPA可抑制TPO的活性,TPO活性降低,对TH合成的催化作用减弱,另一方面,对促甲状腺激素(TSH)受体基因表达的促进作用也减弱,从而导致血液中TH含量降低。
(5)人体内由下丘脑、垂体参与的内分泌轴主要有下丘脑—垂体—甲状腺轴、下丘脑—垂体—性腺轴、下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴。
21.(2022·全国乙,30,9分,难度★★)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液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
。
答案 (1)甲状腺吸收放射性碘合成甲状腺激素
(2)大于 不相同 乙组注射外源甲状腺激素,抑制促甲状腺激素的释放,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
解析 (1)碘是合成甲状腺激素的原料。所以实验一中,家兔甲状腺中检测到碘的放射性的原因是 甲状腺吸收放射性碘合成甲状腺激素。(2)甲状腺激素的分泌过程存在分级调节和负反馈调节:下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素,作用于垂体,促进垂体分泌促甲状腺激素,作用于甲状腺,促进甲状腺分泌甲状腺激素,当甲状腺激素含量过高时,抑制下丘脑和垂体分泌相关激素。甲组注射一定量的生理盐水,丙组注射的是促甲状腺激素,所以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。
22.(2021·全国乙,31,9分,难度★★★)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)
答案 (1)胰岛素 (2)促甲状腺激素 (3)体液
(4)心脏 (5)促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素
解析 胰岛B细胞分泌胰岛素,可以通过促进肝糖原的合成降血糖。垂体可以分泌促甲状腺激素,作用于甲状腺以促进甲状腺激素的合成和分泌。肾上腺分泌的肾上腺素可以作用于心脏,使心率加快。动物激素都是通过体液运输到全身各处的。
高中常考激素总结
激素
产生部位
作用
抗利尿激素
下丘脑
促进肾小管、集合管对水的重吸收,使尿量减少
促××激素释放激素
促进垂体释放促××激素
促××激素
垂体
促进××激素的释放
甲状腺激素
甲状腺
促进新陈代谢;促进神经系统的发育,提高神经系统的兴奋性
胰高血糖素
胰岛A细胞
促进糖原分解,促进一些非糖物质转化为葡萄糖,升高血糖
胰岛素
胰岛B细胞
促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,降低血糖
肾上腺素
肾上腺
在紧张、激动、焦虑时分泌增多,升高血糖
性激素
性腺
促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的生成
23.(2021·山东,23,9分,难度★★)过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发,也会导致黑色素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如图所示。
(1)下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌G的体液调节方式为 。
(2)研究发现,NE主要通过过程②影响MeSC,过程①作用很小。两过程中,NE作用于MeSC效果不同的原因可能是 、 、 。(答出3种原因即可)
(3)已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响。
实验思路: 。
实验现象: 。
答案 (1)分级调节 (2)两过程NE的作用方式不同(或NE分别作为激素和神经递质起作用) 两过程NE的浓度不同 两过程NE运输到MeSC的时间不同 (或其他合理答案如:MeSC上的受体分布不同、两过程NE的活性不同等。以上三个空的答案顺序可颠倒) (3)实验思路:取生理状况相同的黑毛小鼠若干只,随机均分为A、B、C、D四组。A组不作处理,B组切除肾上腺,C组束缚,D组切除肾上腺并束缚,其他条件相同且适宜,饲养一段时间后,观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化 实验现象:A组小鼠的体毛无明显变化,B组小鼠的体毛增多(生长旺盛),不变白,C组小鼠脱毛且体毛变白,D组小鼠体毛增多(生长旺盛),变白(注:上述处理中A组做假手术处理,C组做假手术并束缚也可。)
解析 (1)由题图可知,下丘脑分泌相应激素通过体液运输作用于垂体,使垂体分泌相应激素,再通过体液运输作用于肾上腺皮质,使其分泌糖皮质激素,这过程体现了激素分泌的分级调节。(2)由题图可知,NE可以由肾上腺髓质分泌,通过过程①作用于MeSC细胞(靶细胞),也可以由传出神经释放,通过过程②作用于MeSC细胞(靶细胞)。在这两个过程中NE都是信号分子,需要与MeSC细胞的受体结合发挥作用,这两种方式中过程②的作用效果大于过程①,原因可能是两过程NE的作用方式不同,过程②中NE作为神经递质起作用,而过程①中NE作为激素起作用;也可能是两过程NE的浓度不同或两过程NE运输到MeSC的时间不同,过程②中NE起作用快,过程①中NE起作用慢。(3)根据题干,实验目的是“验证上述调节机制中束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响”,所以实验的自变量有束缚、肾上腺两个,因变量是黑毛小鼠体毛的变化,在调节机制中与体毛有关的是毛囊细胞的多少(与体毛数量有关)、黑色素细胞的多少(与体毛颜色有关),所以这属于因变量的两个检测指标。其他都属于无关变量,需保持适宜且相同。所以实验思路可为:取生理状况相同的黑色小鼠若干只,随机平均分为A、B、C、D四组,A组不作处理,B组切除肾上腺,C组束缚,D组切除肾上腺并束缚,其他条件相同且适宜,饲养一段时间后,观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化。预期观察到的实验现象:A组小鼠的体毛无变化,B组小鼠的体毛增多,不变白,C组小鼠脱毛且变白,D组小鼠毛发增多(生长旺盛),变白。由此可见,长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑,导致脱发和白化现象,切除肾上腺有助于抑制脱毛的现象,但对白化减少影响不大。
24.(2021·湖南,19,12分,难度★★)生长激素对软骨细胞生长有促进作用,调节过程如图所示。回答下列问题:
(1)根据示意图,可以确定软骨细胞具有 (填“GH受体”“IGF-1受体”或“GH受体和IGF-1受体”)。
(2)研究人员将正常小鼠和IGF-1基因缺失小鼠分组饲养后,检测体内GH水平。据图预测,IGF-1基因缺失小鼠体内GH水平应 (填“低于”“等于”或“高于”)正常小鼠,理由是 。
(3)研究人员拟以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,在细胞培养液中添加不同物质分组离体培养,验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长,实验设计如表所示,A组为对照组。
组别
A
B
C
D
E
培养液中
添加物质
无
GH
IGF-1
正常小鼠去
垂体后的血清
?
实验结果预测及分析:
①与A组比较,在B、C和D组中,软骨细胞生长无明显变化的是 组。
②若E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快,结合本实验目的,推测E组培养液中添加物质是 。
答案 (1)①GH受体和IGF-1受体 (2)高于
IGF-1基因缺失小鼠不能产生IGF-1,不能反馈抑制垂体分泌GH (3)①B、D ②正常小鼠去垂体后注射过GH的血清
解析 (1)由图可知,生长激素(GH)和胰岛素样生长因子1(IGF-1)均可作用于软骨细胞,可知软骨细胞表面具有GH受体和IGF-1受体。(2)由图可知,垂体分泌的GH可促进肝脏细胞分泌IGF-1,IGF-1过多时会抑制垂体分泌生长激素,由于IGF-1基因缺失小鼠不能产生IGF-1,故不能反馈抑制垂体分泌GH,因此IGF-1基因缺失小鼠体内GH含量高于正常小鼠。(3)①由表可知,A组为对照组,因以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,则B组培养液中添加GH,不能促进软骨细胞生长;C组培养液中添加IGF-1,可促进软骨细胞生长;D组正常小鼠去垂体后,血清中不含GH,则也不含有肝脏细胞分泌的IGF-1,软骨细胞也不能生长。综上所述,与A组软骨细胞生长基本相同的是B组和D组。②E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快,推测E组培养液中添加的物质中应含有IGF-1,结合D组可知,添加的物质是正常小鼠去垂体后注射过GH的血清,通过B、C、D、E 4组对照,说明垂体没有分泌GH或GH不能发挥作用,均不能促进软骨细胞的生长,有IGF-1,软骨细胞才能生长,验证垂体产生的生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长。
25.(2020·海南,22,10分,难度★★★)人体内甲状腺激素几乎作用于全身细胞,环境变化及相关部位病变都可影响血液中的甲状腺激素水平,引起机体生理活动的变化。回答下列问题。
(1)冬季气温降低时,寒冷刺激的信号传入位于 的体温调节中枢,通过调节使甲状腺激素分泌量增多,细胞代谢速率提高,使机体产生的热量 ,以抵御外界寒冷。但血液中的甲状腺激素水平不会过高,这与甲状腺激素的分级调节存在 调节机制有关。
(2)患者甲因身体不适就医,医生根据其病史初步判定下丘脑、垂体和甲状腺中有一个部位发生病变。经检测,甲状腺激素和促甲状腺激素(TSH)水平都明显低于正常范围,据此可排除的病变部位是 ,理由是
;
给患者注射适量促甲状腺激素释放激素后,测得TSH水平仍然低于正常范围,说明该患者的病变部位是 。
(3)患者乙由于体内甲状腺激素水平下降,出现行动迟缓、少动嗜睡的症状,这与该患者神经系统的 降低有关。
答案 (1)下丘脑 增加 反馈 (2)甲状腺 若为甲状腺,则促甲状腺激素应高于正常范围 垂体 (3)兴奋性
解析 (1)体温调节中枢位于下丘脑。甲状腺激素的作用是提高细胞代谢的速率,使机体产热量增加。甲状腺激素的调节存在分级调节和反馈调节。由下丘脑合成并分泌的促甲状腺激素释放激素作用于垂体,垂体合成并分泌促甲状腺激素作用于甲状腺,促使甲状腺分泌甲状腺激素,当血液中甲状腺激素偏高时,会通过负反馈调节抑制下丘脑和垂体对相关激素的分泌,使血液中甲状腺激素水平保持相对稳定。(2)甲状腺激素和促甲状腺激素(TSH)水平都明显低于正常范围,据此可排除的病变部位是甲状腺,理由是如果病变部位为甲状腺,则促甲状腺激素应高于正常范围。给患者注射适量促甲状腺激素释放激素后,测得TSH水平仍然低于正常范围,说明该患者的病变部位是垂体。(3)甲状腺激素可以促进神经系统的发育,提高神经系统的兴奋性,故甲状腺激素水平下降会引起神经系统的兴奋性降低。
26.(2019·全国2,30,8分,难度★★)环境中的内分泌干扰物是与某种性激素分子结构类似的物质,对小鼠的内分泌功能会产生不良影响。回答下列问题。
(1)通常,机体内性激素在血液中的浓度 ,与靶细胞受体结合并起作用后会 。
(2)与初级精母细胞相比,精细胞的染色体数目减半,原因是在减数分裂过程中
。
(3)小鼠睾丸分泌的激素通过体液发挥调节作用。与神经调节相比,体液调节的特点有
(答出4点即可)。
答案 (1)很低 灭活 (2)染色体复制一次,而细胞连续分裂两次 (3)激素等是通过体液运输的、作用时间比较长、反应速度较缓慢、作用范围较广泛
解析 (1)激素调节具有微量和高效、通过体液运输、作用于靶器官和靶细胞等特点,且作用后被灭活。(2)与初级精母细胞相比,精细胞的染色体数目减半的原因是在减数分裂过程中,染色体复制了一次,而细胞连续分裂两次。(3)相对于神经调节,体液调节具有通过体液运输、作用时间比较长、反应速度较缓慢、作用范围较广泛等特点。
27.(2019·天津,8,12分,难度★★★)人类心脏组织受损后难以再生。该现象可追溯到哺乳动物祖先,随着它们恒温状态的建立,心脏组织再生能力减弱。
(1)哺乳动物受到寒冷刺激后,通过 (填“神经”“体液”或“神经—体液”)调节促进甲状腺激素分泌,使机体产生更多热量以维持体温。
(2)活跃分裂的动物细胞多是二倍体细胞,多倍体细胞通常不能分裂。
①对比不同动物心脏中二倍体细胞所占比例及其甲状腺激素水平,结果如下图。恒温动物的心脏组织因二倍体细胞比例 ,再生能力较差;同时体内甲状腺激素水平 。由此表明甲状腺激素水平与心脏组织再生能力呈负相关。
②制备基因工程小鼠,使其心脏细胞缺乏甲状腺激素受体,导致心脏细胞不受 调节。与正常小鼠相比,基因工程小鼠体内的甲状腺激素水平正常,心脏组织中二倍体细胞数目却大幅增加。由此证明甲状腺激素 正常小鼠心脏组织再生能力。
③以斑马鱼为材料进一步研究。将成年斑马鱼分成A、B两组,分别饲养在不同水箱中,A组作为对照,B组加入甲状腺激素。若 组斑马鱼心脏组织受损后的再生能力比另一组弱,则证明甲状腺激素对变温动物斑马鱼心脏组织再生能力的影响与对恒温动物小鼠的影响一致。
答案 (1)神经—体液 (2)①低 高 ②甲状腺激素 抑制 ③B
解析 (1)哺乳动物受到寒冷刺激时,冷觉感受器会兴奋,兴奋经反射弧传至效应器,如汗腺、皮肤血管、立毛肌、骨骼肌、肾上腺、下丘脑内分泌细胞等,引起相应的效应,该过程属于神经调节。另外下丘脑内分泌细胞分泌的TRH会作用于垂体,垂体分泌的TSH会作用于甲状腺,促进甲状腺激素的分泌,增加产热,该过程属于体液调节。故体温调节的过程属于神经—体液调节。(2)①由图可知,恒温动物心脏中二倍体细胞比例较低,因为活跃分裂的动物细胞多为二倍体细胞,故恒温动物心脏组织再生能力较差;又因为恒温动物体内甲状腺激素水平偏高,故推测甲状腺激素水平与心脏组织再生能力呈负相关。②基因工程小鼠心脏细胞缺乏甲状腺激素受体,故甲状腺激素不能作用于心脏细胞。转基因小鼠体内的甲状腺激素水平正常,但不能作用于心脏,而心脏中二倍体细胞数目会出现大幅增加,可以证明甲状腺激素会抑制正常小鼠心脏组织的再生能力。③利用斑马鱼做实验时,A组无甲状腺激素,B组有甲状腺激素,若甲状腺激素对变温动物斑马鱼心脏组织再生能力的影响与对恒温动物小鼠的影响一致,即会抑制心脏组织的再生能力,则B组斑马鱼心脏受损后的再生能力会比对照组弱。
考点50血糖调节
1.(2024·山东,9,2分,难度★★★)机体存在血浆K+浓度调节机制,K+浓度升高可直接刺激胰岛素的分泌,从而促进细胞摄入K+,使血浆K+浓度恢复正常。肾脏排钾功能障碍时,血浆K+浓度异常升高,导致自身胰岛素分泌量最大时依然无法使血浆K+浓度恢复正常,此时胞内摄入K+的量小于胞外K+的增加量,引起高钾血症。已知胞内K+浓度总是高于胞外,下列说法错误的是(A)
A.高钾血症患者神经细胞静息状态下膜内外电位差增大
B.胰岛B细胞受损可导致血浆K+浓度升高
C.高钾血症患者的心肌细胞对刺激的敏感性改变
D.用胰岛素治疗高钾血症,需同时注射葡萄糖
解析 静息电位是K+外流形成的,当胞外K+浓度升高时,K+外流减少,神经细胞膜内外电位差减小,A项错误;K+浓度升高可直接刺激胰岛素的分泌,从而促进细胞摄入K+,若胰岛B细胞受损,胰岛素分泌减少,细胞摄入K+减少,导致血浆K+浓度升高,B项正确;高钾血症患者的心肌细胞的静息电位绝对值减小,更易兴奋,对刺激的敏感性改变,C项正确;用胰岛素治疗高钾血症,需同时注射葡萄糖,以防出现低血糖症状,D项正确。
2.(2023·广东,8,2分,难度★★★)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 (D)
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 无论是空腹还是进食后,血糖浓度都不是固定不变的,而是处于一种相对稳定的状态,A项错误。空腹时胰高血糖素可能会分泌,B项错误。运动过程中不仅有葡萄糖的消耗,还有肝糖原及非糖物质转化为葡萄糖以补充血糖,C项错误。交感神经兴奋可以使胰高血糖素分泌增加,从而使血糖水平升高,D项正确。
3.(2023·湖北,6,2分,难度★★★)为探究环境污染物A对斑马鱼生理的影响,研究者用不同浓度的污染物A溶液处理斑马鱼,实验结果如下表。据结果分析,下列叙述正确的是 (C)
0
10
50
100
指
标
①
肝脏糖
25.0±
0.6
12.1±
0.7
12.0±
0.7
11.1±
0.2
②
肝脏丙
23.6±
0.7
17.5±
0.2
15.7±
0.2
8.8±
0.4
③
血液中
胰高血
43.6±
1.7
87.2±
1.8
109.1±
3.0
120.0±
2.1
A.由②可知机体无氧呼吸减慢,有氧呼吸加快
B.由①可知机体内葡萄糖转化为糖原的速率加快
C.①②表明肝脏没有足够的丙酮酸来转化成葡萄糖
D.③表明机体生成的葡萄糖增多,血糖浓度持续升高
解析 丙酮酸是有氧呼吸和无氧呼吸共同的产物,根据题表可知,肝脏丙酮酸含量随着污染物A浓度的增加而减少,这并没有显示机体无氧呼吸减慢或有氧呼吸加快的情况,A项错误。根据题表可知,肝脏糖原含量随着污染物A浓度的增加而减少,说明糖原转化为葡萄糖的速率加快,B项错误。根据实验结果表格中的数据,肝脏糖原含量和丙酮酸含量在污染物 A 浓度增加的情况下均逐渐减少,糖原是由葡萄糖合成的多糖,而丙酮酸是转化成葡萄糖的中间产物,因此,糖原和丙酮酸含量的减少表明肝脏没有足够的丙酮酸来转化成葡萄糖,C项正确。根据题表可知,血液中胰高血糖素含量随着污染物A浓度的增加而增加,表明机体生成的葡萄糖减少,进而导致胰高血糖素含量持续升高,D项错误。
4.(2022·海南,14,3分,难度★★)机体内血糖浓度受多种激素共同调节。某实验小组探究了三种激素单独或联合作用调节血糖的效应,实验前血糖浓度为5.0 mmol/L,血糖浓度随激素处理时间的变化如右图。下列有关叙述正确的是 (B)
A.激素单独作用时,0.5 h内升高血糖最快的激素是肾上腺素
B.3 h时,三种激素联合作用升高血糖的效应大于各自效应的总和
C.肾上腺素和胰高血糖素对血糖的调节作用表现出相抗衡的关系
D.血糖浓度受肾上腺素、胰高血糖素和皮质醇调节,不受甲状腺激素调节
解析 激素单独作用时,0.5 h内升高血糖最快的激素是胰高血糖素,A项错误;3 h时,三种激素联合作用升高血糖的效应为12.8-5.0=7.8(mmol/L),三种激素各自效应的总和为(6.9-5.0)+(5.7-5.0)+(5.2-5.0)=2.8(mmol/L),联合作用升高血糖的效应明显大于各自效应的总和,B项正确;肾上腺素和胰高血糖素都能升高血糖,二者在调节血糖方面表现出协同作用,C项错误;实验结果证明血糖浓度受肾上腺素、胰高血糖素和皮质醇调节,但不能证明血糖浓度不受甲状腺激素调节,D项错误。
5.(2021·山东,8,2分,难度★)体外实验研究发现,γ-氨基丁酸持续作用于胰岛A细胞,可诱导其转化为胰岛B细胞。下列说法错误的是 (B)
A.胰岛A细胞转化为胰岛B细胞是基因选择性表达的结果
B.胰岛A细胞合成胰高血糖素的能力随转化的进行而逐渐增强
C.胰岛B细胞也具有转化为胰岛A细胞的潜能
D.胰岛B细胞分泌的胰岛素经靶细胞接受并起作用后就被灭活
解析 同一个体胰岛A细胞和胰岛B细胞具有相同的遗传物质,二者形态、结构和功能发生稳定性差异的根本原因是基因的选择性表达,因此胰岛A细胞转化为胰岛B细胞是γ-氨基丁酸诱导了相关的基因选择性表达的结果,A项正确;胰岛A细胞合成胰高血糖素,胰岛B细胞合成胰岛素,因此在转化过程中,合成胰高血糖素的能力逐渐减弱,B项错误;已分化的细胞含有本物种生长发育所需的全套遗传物质,因此胰岛B细胞也具有转化为胰岛A细胞的潜能,C项正确;激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活,D项正确。
6.(2021·福建,2,2分,难度★)下列关于健康人体中胰岛素调节血糖平衡的叙述,正确的是 (D)
A.胰岛素直接参与肝糖原的合成
B.血糖浓度上升时胰岛素的分泌减少
C.胰岛B细胞分泌胰岛素不需要消耗能量
D.胰岛素的形成过程需内质网和高尔基体加工
解析 胰岛素是唯一能降低血糖的激素,只能传递调节代谢的信息,自身并不参与肝糖原合成,A项错误;血糖浓度上升时胰岛素的分泌增加,B项错误;胰岛B细胞分泌胰岛素的方式是胞吐,需要消耗能量,C项错误;胰岛素属于分泌蛋白,其形成过程需内质网和高尔基体加工,D项正确。
7.(2021·河北,10,2分,难度★★★)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(C)
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 题干中①②③都增强了胰岛B细胞的分泌活动,A项正确;②③中都是迷走神经参与活动,作用于胰岛B细胞或胃肠激素分泌细胞,B项正确;③调节胰岛素水平的方式是神经—体液调节,C项错误;血糖平衡的调节存在负反馈调节,D项正确。
8.(2020·北京,9,2分,难度★★★)GLUT4是骨骼肌细胞膜上的葡萄糖转运蛋白。研究者测定了5名志愿者进行6周骑行运动训练前后骨骼肌中GLUT4的含量(如下图)。由此可知,训练使骨骼肌细胞可能发生的变化是 (A)
A.合成的GLUT4增多
B.消耗的葡萄糖减少
C.分泌到细胞外的GLUT4增多
D.GLUT4基因的数量增多
解析 与训练前比,训练后骨骼肌中GLUT4相对含量增加,说明训练使骨骼肌细胞合成的GLUT4增多,A项正确;GLUT4是骨骼肌细胞膜上的葡萄糖转运蛋白,训练后骨骼肌中GLUT4相对含量增加,说明训练可促进骨骼肌细胞对葡萄糖的吸收和利用,B项错误;由于GLUT4是骨骼肌细胞膜上的蛋白质,因此训练后转移到细胞膜上的GLUT4增加,C项错误;训练可促进GLUT4基因的表达,但无法改变GLUT4基因的数量,D项错误。
9.(2020·江苏,12,2分,难度★★)下列关于人体内胰岛素和胰高血糖素的叙述,错误的是 (C)
A.胰岛素在胰岛B细胞中合成,胰高血糖素在胰岛A细胞中合成
B.胰岛素是唯一降低血糖的激素,胰高血糖素不是唯一升高血糖的激素
C.胰岛素激活胰岛素受体后,葡萄糖通过胰岛素受体进入细胞内
D.胰岛素分泌不足或胰高血糖素分泌过多均可能导致糖尿病的发生
解析 参与血糖调节的激素主要有胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素。胰岛B细胞分泌的胰岛素是唯一降低血糖的激素,胰岛A细胞分泌的胰高血糖素和肾上腺髓质分泌的肾上腺素都能够促进血糖升高,A、B、D三项正确;葡萄糖分子与细胞膜上的载体蛋白结合,进入细胞,C项错误。
10.(2019·海南,17,2分,难度★★★)胰岛素与细胞膜上相应受体结合后可以促进细胞对葡萄糖的吸收。下列情况可以导致血糖浓度降低的是 (D)
A.健康人早餐食用馒头、面包和米粥等食物后
B.胰岛A细胞分泌增强,胰高血糖素水平上升
C.体内胰岛素水平正常,胰岛素受体活性降低
D.胰岛B细胞分泌增强,胰岛素受体活性正常
解析 健康人早餐食用馒头、面包和米粥等食物后,面食中含有淀粉,在消化道经淀粉酶分解成葡萄糖进入血液,血糖会升高,A项错误;胰岛A细胞分泌增强,胰高血糖素水平上升,升高血糖,B项错误;体内胰岛素水平正常,胰岛素受体活性降低,胰岛素需要与受体结合才能发挥降血糖的作用,故血糖会升高,C项错误;胰岛B细胞分泌增强,胰岛素分泌增加,胰岛素受体活性正常,胰岛素与其受体结合,有效降低血糖,血糖下降,D项正确。
11.(2016·江苏,15,2分,难度★)胰岛素依赖型糖尿病是一种自身免疫病,主要特点是胰岛B细胞数量减少、血中胰岛素低、血糖高等。下列相关叙述正确的是 (C)
A.胰岛素和胰高血糖素通过协同作用调节血糖平衡
B.胰腺导管堵塞会导致胰岛素无法排出,血糖升高
C.血糖水平是调节胰岛素和胰高血糖素分泌的最重要因素
D.胰岛素受体是胰岛素依赖型糖尿病患者的自身抗原
解析 胰岛素和胰高血糖素通过拮抗作用调节血糖平衡,A项错误;胰岛素是激素,通过体液运输,不通过胰腺导管排出,B项错误;血糖浓度变化是调节胰岛素和胰高血糖素分泌的最重要因素,C项正确;胰岛素依赖型糖尿病的主要特点是胰岛B细胞数量减少,血中胰岛素低,所以与胰岛素受体无关,D项错误。
血糖的激素调节
当体内血糖含量高时,胰岛素分泌增加,一方面促进葡萄糖的氧化分解、释放能量,合成糖原及转化为脂肪、某些氨基酸等非糖物质;另一方面抑制肝糖原分解和非糖物质转换。当体内血糖含量低时,胰高血糖素和肾上腺素的分泌增加,促进肝糖原的分解和脂肪等非糖物质的转化,使血糖升高,维持血糖平衡。
12.(2023·山东,22,11分,难度★★★★)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。
图甲
图乙
(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:
。
答案 (1)食物中糖类的消化吸收、肝糖原分解、脂肪等非糖物质的转化(答出2条即可) 胰岛B细胞
(2)降低 没有 葡萄糖浓度正常时,没有影响;葡萄糖浓度高时,提高细胞的自噬水平
(3)④③
(4)降低血糖;提高细胞自噬水平
解析 (1)人体中血糖的来源有食物中糖类的消化吸收、肝糖原分解、脂肪等非糖物质的转化。已知STZ是通过破坏某种细胞引起了小鼠血糖升高,可据此推测该细胞具有降血糖的功能,小鼠体内具有降血糖功能的细胞只有胰岛B细胞。
(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,可判断加入75 mmol/L葡萄糖溶液后外界溶液浓度变低,渗透压降低;图中与A组实验相比,B组实验自噬水平无变化,可判断渗透压的变化对C组结果没有干扰;图甲中,A组正常小鼠的海马神经元和敲除cPKCγ基因小鼠的海马神经元自噬水平相同,而C组不同,说明蛋白激酶cPKCγ对海马神经元自噬水平的影响是:在葡萄糖浓度正常时,没有影响,而在葡萄糖浓度高时,可提高细胞的自噬水平。
13.(2021·北京,18,12分,难度★★★★)胰岛素是调节血糖的重要激素,研究者研制了一种“智能”胰岛素(IA)并对其展开了系列实验,以期用于糖尿病的治疗。
(1)正常情况下,人体血糖浓度升高时, 细胞分泌的胰岛素增多,经 运输到靶细胞,促进其对葡萄糖的摄取和利用,使血糖浓度降低。
(2)GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白,IA(见图1)中的X能够抑制GT的功能。为测试葡萄糖对IA与GT结合的影响,将足量的带荧光标记的IA加入红细胞膜悬液中处理30分钟,使IA与膜上的胰岛素受体、GT充分结合。之后,分别加入葡萄糖至不同的浓度,10分钟后检测膜上的荧光强度。图2结果显示:随着葡萄糖浓度的升高, 。研究表明葡萄糖浓度越高,IA与GT结合量越低。据上述信息,推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为 。
图1
图2
(3)为评估IA调节血糖水平的效果,研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量胰岛素和IA,测量血糖浓度的变化,结果如图3。
图3
该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势,体现在 。
(4)细胞膜上GT含量呈动态变化,当胰岛素与靶细胞上的受体结合后,细胞膜上的GT增多。若IA作为治疗药物,糖尿病患者用药后进餐,血糖水平会先上升后下降。请从稳态与平衡的角度,完善IA调控血糖的机制图。(任选一个过程,在方框中以文字和箭头的形式作答。)
答案 (1)胰岛B 体液 (2)膜上的荧光强度降低 葡萄糖与IA竞争结合GT
(3)IA能响应血糖浓度变化发挥作用(IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险)
(4)
(答出一个过程即可)
解析 (1)胰岛素是由胰岛B细胞分泌的,经体液运输到靶细胞,与靶细胞上的受体结合,促进其对葡萄糖的摄取和利用,使血糖浓度降低。(2)分析图2可知,悬液中葡萄糖浓度越高,细胞膜上的荧光强度越低。由题干分析,带荧光的IA能与红细胞膜上的GT和胰岛素受体结合,加入葡萄糖,膜上的荧光强度会下降,意味着IA从膜上脱落下来,加入的葡萄糖浓度越高,膜上的IA越少,由于葡萄糖可以与GT结合而不能与胰岛素受体结合,故推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为葡萄糖与IA竞争结合GT。(3)对比两幅图可知,胰岛素会将血糖降至60 mg·dL-1左右(低血糖),而IA能将血糖降至100 mg·dL-1左右;IA能将血糖维持在正常水平约10个小时,而胰岛素只能维持2小时左右,故该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势,体现在IA能响应血糖浓度变化发挥作用(IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险)。(4)GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白,血糖浓度升高时,GT数量多有利于降血糖,IA可以与GT或胰岛素受体结合,与GT结合会抑制GT的功能。糖尿病患者用药后进餐,由于食物的消化吸收,血糖浓度会先升高,葡萄糖与IA竞争性结合GT增多,故IA与GT结合减少,与胰岛素受体结合增多,导致膜上的GT增多,进一步有利于葡萄糖与GT结合,最终细胞摄取葡萄糖的速率升高。血糖下降时,葡萄糖与IA竞争性结合GT减少,IA与GT结合增多,与胰岛素受体结合减少,故膜上的GT减少,能与葡萄糖结合的GT也减少,最终细胞摄取葡萄糖的速率降低。
14.(2021·天津,14,10分,难度★★★)阿卡波糖是国外开发的口服降糖药,可有效降低餐后血糖高峰。为开发具有自主知识产权的同类型新药,我国科研人员研究了植物来源的生物碱NB和黄酮CH对餐后血糖的影响。为此,将溶于生理盐水的药物和淀粉同时灌胃小鼠后,在不同时间检测其血糖水平,实验设计及部分结果如下表所示。
组别
/(每组
10只)
给药剂量/
(mg·kg-1
体重)
给药后不同时间血糖水平
/(mmol·L-1)
0分钟
30分钟
60分钟
120分钟
生理
盐水
-
4.37
11.03
7.88
5.04
阿卡
波糖
4.0
4.12
7.62
7.57
5.39
NB
4.0
4.19
x1
6.82
5.20
CH
4.0
4.24
x2
7.20
5.12
NB+
CH
4.0+4.0
4.36
x3
5.49
5.03
(1)将淀粉灌胃小鼠后,其在小鼠消化道内水解的终产物为 ,该物质由肠腔经过以下部位形成餐后血糖,请将这些部位按正确路径排序: (填字母)。
a.组织液 b.血浆
c.小肠上皮细胞 d.毛细血管壁细胞
血糖水平达到高峰后缓慢下降,是由于胰岛素促进了血糖合成糖原、 、转化为脂肪和某些氨基酸等。
(2)本实验以 作对照组,确认实验材料和方法等能有效检测药物疗效。
(3)该研究的结论为:NB和CH均能有效降低餐后血糖高峰,且二者共同作用效果更强。下列对应表中x1、x2、x3处的数据排列中,符合上述结论的是 (多选)。
A.7.15 7.62 6.37
B.7.60 7.28 6.11
C.7.43 6.26 7.75
D.6.08 7.02 7.54
答案 (1)葡萄糖 cadb 氧化分解
(2)生理盐水组与阿卡波糖组 (3)AB
解析 (1)组成淀粉的基本单位是葡萄糖,灌胃小鼠后,淀粉在小鼠消化道内水解的终产物为葡萄糖。葡萄糖由肠腔被c小肠上皮细胞吸收,再由细胞另一侧释放进入a组织液,然后穿过d毛细血管壁细胞进入b血浆,形成血糖。胰岛素可以促进血糖合成糖原、氧化分解、转化为脂肪和某些氨基酸等,从而使血糖降低。(2)本实验以生理盐水组作为空白对照,以阿卡波糖组为标准对照,以确认实验材料和方法等能有效检测药物疗效。(3)若结论为:NB和CH均能有效降低餐后血糖高峰,且二者共同作用效果更强,则x1、x2组血糖应低于生理盐水组,且与阿卡波糖组相似,x3组血糖应低于x1、x2,故AB项数据符合上述结论,AB正确。
15.(2021·江苏,21,11分,难度★★★★)正常人体在黎明觉醒前后肝脏生糖和胰岛素敏感性都达到高峰,伴随胰岛素水平的波动,维持机体全天血糖动态平衡,约50%的2型糖尿病患者发生“黎明现象”(黎明时处于高血糖水平,其余时间血糖平稳),是糖尿病治疗的难点。请回答下列问题。
(1)人体在黎明觉醒前后主要通过 分解为葡萄糖,进而为生命活动提供能源。
(2)如图所示,觉醒后人体摄食使血糖浓度上升,葡萄糖经GLUT2以 方式进入细胞,氧化生成ATP,ATP/ADP比率的上升使ATP敏感通道关闭,细胞内K+浓度增加,细胞膜内侧膜电位的变化为 ,引起钙通道打开,Ca2+内流,促进胰岛素以 方式释放。
(3)胰岛素通过促进 、促进糖原合成与抑制糖原分解、抑制非糖物质转化等发挥降血糖作用,胰岛细胞分泌的 能升高血糖,共同参与维持血糖动态平衡。
(4)2型糖尿病患者的靶细胞对胰岛素作用不敏感,原因可能有 (填序号)。
①胰岛素拮抗激素增多
②胰岛素分泌障碍
③胰岛素受体表达下降
④胰岛B细胞损伤
⑤存在胰岛细胞自身抗体
(5)人体昼夜节律源于下丘脑视交叉上核SCN区,通过神经和体液调节来调控外周节律。研究发现SCN区REV-ERB基因节律性表达下降,机体在觉醒时糖代谢异常,表明“黎明现象”与生物钟紊乱相关。由此推测,2型糖尿病患者的胰岛素不敏感状态具有 的特点,而 可能成为糖尿病治疗研究新方向。
答案 (1)肝糖原 (2)协助扩散(或易化扩散) 由负变正 胞吐
(3)葡萄糖摄取、氧化分解 胰高血糖素
(4)①③
(5)昼夜节律 调节REV-ERB基因节律性表达
解析 (1)人体在黎明觉醒前后主要通过肝糖原分解为葡萄糖,进而为生命活动提供能源。(2)葡萄糖进入细胞是从高浓度到低浓度,需要载体(GLUT2),不需要能量,属于协助扩散;葡萄糖进入细胞,氧化生成ATP,ATP/ADP比率的上升使K+通道关闭,进而引发Ca2+通道打开,此时细胞膜内侧膜电位由负电位变为正电位。钙通道打开,Ca2+内流,促进胰岛素以胞吐的方式释放。(3)胰岛素是人体唯一的降血糖激素,能促进细胞摄取、利用(氧化分解)葡萄糖,促进糖原合成,抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖浓度降低。胰岛细胞分泌的胰高血糖素能促进肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖,使血糖浓度升高,二者共同参与维持血糖动态平衡。(4)胰岛素拮抗激素增多会影响靶细胞对胰岛素的敏感性,使血糖升高,①正确;2型糖尿病患者的胰岛素水平正常,不存在胰岛素分泌障碍,②错误;胰岛素受体表达下降,靶细胞上胰岛素受体减少,会导致靶细胞对胰岛素作用不敏感,③正确;胰岛B细胞损伤会导致胰岛素缺乏,而2型糖尿病患者的胰岛素水平正常,④错误;存在胰岛细胞自身抗体会导致胰岛素分泌不足,而2型糖尿病患者的胰岛素水平正常,⑤错误。(5)2型糖尿病患者的胰岛素不敏感状态具有昼夜节律性,在觉醒时,糖代谢异常,出现“黎明现象”。调节REV-ERB基因节律性表达可能成为糖尿病治疗研究新方向。
16.(2020·全国1,31,10分,难度★★★)某研究人员用药物W进行了如下实验:给甲组大鼠注射药物W,乙组大鼠注射等量生理盐水,饲养一段时间后,测定两组大鼠的相关生理指标。实验结果表明:乙组大鼠无显著变化;与乙组大鼠相比,甲组大鼠的血糖浓度升高,尿中葡萄糖含量增加,进食量增加,体重下降。回答下列问题。
(1)由上述实验结果可推测,药物W破坏了胰腺中的 细胞,使细胞失去功能,从而导致血糖浓度升高。
(2)由上述实验结果还可推测,甲组大鼠肾小管液中的葡萄糖含量增加,导致肾小管液的渗透压比正常时的 , 从而使该组大鼠的排尿量 。
(3)实验中测量到甲组大鼠体重下降,推测体重下降的原因是 。
(4)若上述推测都成立,那么该实验的研究意义是
(答出1点即可)。
答案 (1)胰岛B (2)高 增加 (3)甲组大鼠胰岛素缺乏,使机体不能充分利用葡萄糖来获得能量,导致机体脂肪和蛋白质的分解增加 (4)获得了因胰岛素缺乏而患糖尿病的动物,这种动物可以作为实验材料用于研发治疗这类糖尿病的药物
解析 (1)注射药物W后,甲组大鼠的血糖浓度升高,尿中葡萄糖含量增加,进食量增加,体重下降,这是典型的糖尿病症状。因此,可推断药物W破坏了胰腺中的胰岛B细胞,使胰岛B细胞失去功能,不能分泌胰岛素,从而导致血糖浓度升高。(2)与对照组相比,甲组大鼠的血糖浓度升高,尿中葡萄糖含量增加,由此推测甲组大鼠肾小管液中的葡萄糖含量增加,导致肾小管液的渗透压比正常时的高,肾小管重吸收的水减少,从而使该组大鼠的排尿量增加。(3)甲组大鼠的胰岛B细胞被破坏后,胰岛素缺乏,尿中葡萄糖含量增加,使机体不能充分利用葡萄糖来获得能量,致使大鼠正常生命活动所需的能量较多地来源于大鼠体内脂肪和蛋白质的氧化分解,所以实验中甲组大鼠体重下降。(4)若(1)(2)(3)中的推测都成立,则获得了因胰岛素缺乏而患糖尿病的动物,这种动物可以作为实验材料用于研发治疗这类糖尿病的药物。
17.(2020·全国2,31,9分,难度★★)人在剧烈奔跑运动时机体会出现一些生理变化。回答下列问题。
(1)剧烈奔跑运动时肌细胞会出现 ,这一呼吸方式会导致肌肉有酸痛感。
(2)当进行较长时间剧烈运动时,人体还会出现其他一些生理变化。例如,与运动前相比,胰岛A细胞的分泌活动会加强,分泌 ,该激素具有 (答出2点即可)等生理功能,从而使血糖水平升高。
(3)人在进行剧烈运动时会大量出汗,因此在大量出汗后,为维持内环境的相对稳定,可以在饮水的同时适当补充一些 。
答案 (1)无氧呼吸 (2)胰高血糖素 促进糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖 (3)电解质(无机盐)
解析 (1)人在剧烈运动时,有氧呼吸提供的能量不足,需要无氧呼吸进行补充。无氧呼吸会产生乳酸,导致肌肉有酸痛感。(2)长时间剧烈运动时需要大量能量,这些能量主要是由葡萄糖氧化分解提供的。为保证机体的能量供应,胰岛A细胞分泌的胰高血糖素会增加,以促进糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖。(3)人在进行剧烈运动时会大量出汗,导致水和无机盐流失,因此在大量出汗后,为维持内环境的相对稳定,可以在饮水的同时适当补充一些无机盐(或电解质)。
18.(2019·浙江,33,10分,难度★★★)欲验证胰岛素的生理作用,根据以下提供的实验材料与用具,提出实验思路,预测实验结果并进行分析。
材料与用具:小鼠若干只,胰岛素溶液,葡萄糖溶液,生理盐水,注射器等。
(要求与说明:血糖浓度的具体测定方法及过程不作要求,实验条件适宜)
(1)实验思路:
①
︙
(2)预测实验结果(设计一个坐标,用柱形图表示至少3次的检测结果):
(3)分析与讨论:
①正常人尿液中检测不到葡萄糖,其原因是
。
②当机体血糖水平升高时,胰岛中的内分泌细胞及其分泌的激素变化是
。
此时,机体细胞一方面增加对葡萄糖的摄取、贮存和利用,另一方面
。
答案 (1)①分别测定每只小鼠的血糖浓度,并记录
②将小鼠分为A、B两组,A组注射胰岛素,B组注射生理盐水。每隔一段时间,分别测定两组小鼠的血糖浓度,并记录
③当出现低血糖症状后,A组注射葡萄糖溶液,B组注射生理盐水。每隔一段时间,分别测定两组小鼠的血糖浓度,并记录 ④对每组所得数据进行统计分析
(2)
胰岛素对小鼠血糖浓度影响示意图
(3)①胰岛素促进肾小管对过滤液中葡萄糖的吸收
②胰岛B细胞分泌胰岛素增加,胰岛A细胞分泌胰高血糖素减少 抑制氨基酸等物质转化为葡萄糖
解析 (1)实验需要遵循对照原则和单一变量原则。要验证胰岛素的生理作用,胰岛素的生理作用为降低血糖浓度。实验前需要测定各处理组的小鼠的血糖浓度,作为实验前后的对照数据。实验分组遵循单一变量原则,分为两组,一组注射胰岛素,另一组注射生理盐水,固定时间检测小鼠的血糖浓度。待小鼠出现低血糖症状后,给低血糖组小鼠注射葡萄糖溶液,空白对照组小鼠注射生理盐水,固定时间检测小鼠的血糖浓度,即①分别测定每只小鼠的血糖浓度,并记录;②将小鼠分为A、B两组,A组注射胰岛素,B组注射生理盐水。每隔一段时间,分别测定两组小鼠的血糖浓度,并记录;③当岀现低血糖症状后,A组注射葡萄糖溶液,B组注射生理盐水。每隔一段时间,分别测定两组小鼠的血糖浓度,并记录;④对每组所得数据进行统计分析。(2)AB两组小鼠的初始血糖浓度差别不大;胰岛素有降低血糖的作用,故A组注射胰岛素后血糖浓度应有一定程度下降,B组小鼠血糖浓度应在正常范围内波动平衡;A组小鼠注射葡萄糖后血糖浓度会上升,但与B组小鼠相比可能还会偏低。(3)①正常人尿液中检测不到葡萄糖是因为人体正常分泌的胰岛素能够促进肾小管对过滤液中葡萄糖的吸收;②机体血糖水平升高时,会刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,并抑制胰岛A细胞分泌胰高血糖素;机体细胞一方面增加对葡萄糖的摄取、贮存和利用,另一方面抑制其他非糖物质转化为葡萄糖。
考点51体温调节与水盐调节
1.(2024·吉林,11,2分,难度★★★)梅尼埃病表现为反复发作的眩晕、听力下降,并伴有内耳淋巴水肿。检测正常人及该病患者急性发作期血清中相关激素水平的结果如下表,临床上常用利尿剂(促进尿液产生)进行治疗。下列关于该病患者的叙述,错误的是 (B)
组别
抗利尿激素浓度/
(ng·L-1)
醛固酮浓度/
(ng·L-1)
正常
对照组
19.83
98.40
急性
发病组
24.93
122.82
A.内耳的听觉感受细胞生存的内环境稳态失衡会影响听力
B.发作期抗利尿激素水平的升高使细胞外液渗透压升高
C.醛固酮的分泌可受下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴调控
D.急性发作期使用利尿剂治疗的同时应该保持低盐饮食
解析 由题意可知,梅尼埃病表现为反复发作的眩晕、听力下降,并伴有内耳淋巴水肿,内耳淋巴水肿是内环境稳态失衡的表现,所以内耳的听觉感受细胞生存的内环境稳态失衡会影响听力,A项正确。根据题表中的数据可以看出急性发病组的抗利尿激素浓度会升高,抗利尿激素水平的升高会促进肾小管和集合管对水分的重吸收,使细胞外液渗透压降低,B项错误。醛固酮的分泌可受下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴调控,存在分级调节,C项正确。利尿剂会促进尿液产生,急性发作期使用利尿剂治疗的同时应该保持低盐饮食,避免引起细胞外液渗透压升高,从而不利于尿液的排出,D项正确。
细胞外液渗透压、抗利尿激素含量和尿量的关系点拨
①细胞外液渗透压升高,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。
②抗利尿激素由下丘脑神经分泌细胞产生,储存在垂体中,由垂体后叶释放到内环境。
2.(2024·湖北,15,2分,难度★★★)为探究下丘脑对哺乳动物生理活动的影响,某学生以实验动物为材料设计一系列实验,并预测了实验结果,不合理的是 (C)
A.若切除下丘脑,抗利尿激素分泌减少,可导致机体脱水
B.若损伤下丘脑的不同区域,可确定散热中枢和产热中枢的具体部位
C.若损毁下丘脑,再注射甲状腺激素,可抑制促甲状腺激素释放激素分泌
D.若仅切断大脑皮层与下丘脑的联系,短期内恒温动物仍可维持体温的相对稳定
解析 由下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素能够促进肾小管和集合管对水的重吸收,若切除下丘脑,抗利尿激素分泌减少,会出现尿崩现象,可导致机体脱水,A项合理;体温调节中枢位于下丘脑,可通过损伤下丘脑的不同区域,检测散热和产热情况,以确定散热中枢和产热中枢的具体部位,若仅切断大脑皮层与下丘脑的联系,短期内恒温动物仍可维持体温的相对稳定,B、D两项合理;甲状腺激素的分泌存在分级调节和负反馈调节,甲状腺激素可作用于下丘脑,抑制促甲状腺激素释放激素的分泌,损毁下丘脑后该负反馈调节机制丧失,C项不合理。
3.(2023·重庆,6,3分,难度★★)某人头部受伤后出现食欲不振、乏力等症状,经检查后被诊断为抗利尿激素(ADH)分泌失调综合征,其部分化验结果见下表。下列关于该患者的叙述,错误的是(C)
项目名称
结果
参考值
血ADH
7.9 pmol/L
2.3~7.4 pmol/L
血Na+
125 mmol/L
137~147 mmol/L
血K+
4.2 mmol/L
3.5~5.3 mmol/L
A.下丘脑或垂体可能受到损伤
B.血液中的红细胞出现吸水
C.饮用清水能使尿Na+浓度恢复正常
D.细胞外液对渗透压感受的刺激较受伤前减少
解析 由题干可知,该患者患有抗利尿激素(ADH)分泌失调综合征,抗利尿激素是由下丘脑合成并由垂体释放的,头部受伤可能导致抗利尿激素分泌失调,推测受伤部位可能为下丘脑或垂体,A正确;该患者血液中Na+浓度为125 mmol/L,低于正常值,说明其细胞外液渗透压降低,红细胞可能会吸水涨大,细胞外液对渗透压感受的刺激较受伤前减少,B、D正确;由于患者受伤部位可能为下丘脑或垂体,相关激素分泌不足,因此饮用清水不能使尿Na+浓度恢复正常,C错误。
4.(2022·山东,18,3分,难度★★)(多选)人体通过多种调节机制保持体温的相对稳定。下列说法正确的是 (AD)
A.寒冷环境下,参与体温调节的传出神经中既有躯体运动神经,也有内脏运动神经
B.寒冷环境下,肾上腺皮质分泌的肾上腺素增加,使代谢活动增强,产热增加
C.炎热环境下,皮肤血管收缩,汗腺分泌增多,从而增加散热
D.炎热环境下,若呼吸运动频率和幅度增加过高且持续过久,可导致内环境pH上升
解析 寒冷环境下,骨骼肌会收缩使产热增加,参与体温调节的传出神经中有躯体运动神经,同时甲状腺激素、肾上腺素含量会增多,故也有内脏运动神经参与,A项正确。肾上腺素是由肾上腺髓质分泌的一种激素,B项错误。炎热环境下,皮肤血管舒张,汗腺分泌增多,从而增加散热,C项错误。内环境中含有缓冲物质,正常情况下能维持pH相对稳定,但炎热环境下,若呼吸运动频率和幅度增加过高且持续过久,可呼出体内较多的CO2,导致内环境pH上升,D项正确。
5.(2022·浙江,14,2分,难度★★)大雪纷飞的冬天,室外人员的体温仍能保持相对稳定。其体温调节过程如下图所示。
下列叙述错误的是 (A)
A.寒冷刺激下,骨骼肌不由自主地舒张以增加产热
B.寒冷刺激下,皮肤血管反射性地收缩以减少散热看
C.寒冷环境中,甲状腺激素分泌增加以促进物质分解产热
D.寒冷环境中,体温受神经与体液的共同调节
解析 寒冷刺激下,骨骼肌不由自主地收缩以增加产热,A项错误;寒冷刺激下,皮肤血管反射性地收缩以减少散热,B项正确;甲状腺激素可以促进有机物的氧化分解,增加产热,所以在寒冷环境中,甲状腺激素分泌会增加,C项正确;体温调节过程中既有神经调节,也有体液调节,D项正确。
寒冷刺激下人体体温平衡调节模型
6.(2022·湖北,8,2分,难度★)奋战在抗击新冠疫情一线的医护人员是最美逆行者。因长时间穿防护服工作,他们汗流浃背,饮水受限,尿量减少。下列关于尿液生成及排放的调节,叙述正确的是(C)
A.抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对NaCl的重吸收
B.医护人员紧张工作后大量饮用清水有利于快速恢复水—盐平衡
C.医护人员工作时高度紧张,排尿反射受到大脑皮层的抑制,排尿减少
D.医护人员工作时汗流浃背,抗利尿激素的分泌减少,水的重吸收增加
解析 抗利尿激素是由下丘脑神经细胞分泌、由垂体释放的,抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对水的重吸收,A项错误;医护工作者因长时间穿防护服工作,他们汗流浃背,饮水受限,这个过程丢失了水分和无机盐,故医护人员紧张工作后适量饮用淡盐水有利于快速恢复水—盐平衡,B项错误;排尿反射中枢位于脊髓,排尿反射中枢属于低级中枢,受控于大脑皮层的高级中枢,当医护人员高度紧张工作时,排尿反射受到大脑皮层的抑制,使排尿减少,C项正确;医护人员工作时汗流浃背,使细胞外液的渗透压增高,抗利尿激素的分泌增多,水的重吸收增加,排尿减少,D项错误。
7.(2022·湖北,10,2分,难度★)北京冬奥会期间,越野滑雪运动员身着薄比赛服在零下10 ℃左右的环境中展开激烈角逐,关于比赛中运动员的生理现象,下列叙述正确的是 (C)
A.血糖分解加快,储存的ATP增加,产热大于散热
B.血液中肾上腺素含量升高,甲状腺激素含量下降,血糖分解加快
C.心跳加快,呼吸频率增加,温度感受器对低温不敏感而不觉得寒冷
D.在运动初期骨骼肌细胞主要通过肌糖原分解供能,一定时间后主要通过肝糖原分解供能
解析 寒冷条件下运动员在剧烈运动时体内发生体温调节等生理过程。运动时需要消耗大量能量,骨骼肌细胞分解肌糖原提供能量,ATP和ADP的转化速率加快,但储存的ATP基本不变,A项错误;血液中肾上腺素含量升高,甲状腺激素含量上升,血糖分解加快,细胞代谢速率加快,B项错误;心跳加快,呼吸频率增加,细胞代谢速率加快。运动员基本不觉得寒冷,说明温度感受器对低温不敏感而不觉得寒冷,C项正确;在运动初期骨骼肌细胞主要通过肌糖原分解供能,一定时间后需要摄取血糖作为能源补充,D项错误。
8.(2022·重庆,9,2分,难度★★)双酚A是一种干扰内分泌的环境激素,进入机体后能通过与雌激素相同的方式影响机体功能。下列关于双酚A的叙述,正确的是 (A)
A.通过体液运输发挥作用
B.进入机体后会引起雌激素的分泌增加
C.不能与雌激素受体结合
D.在体内大量积累后才会改变生理活动
解析 机体内的激素通过体液进行运输,题中双酚A进入机体后能通过与雌激素相同的方式影响机体功能,故可推测双酚A也是通过体液运输发挥作用,A项正确。机体中雌激素增多可负反馈抑制下丘脑、垂体分泌促性腺激素释放激素、促性腺激素,进而导致雌激素的分泌减少,双酚A与雌激素的功能相同,因此双酚A进入机体后会导致雌激素的分泌减少,B项错误。由“双酚A进入机体后能通过与雌激素相同的方式影响机体功能”可知,双酚A能与雌激素受体特异性结合,C项错误。激素具有微量、高效的作用特点,双酚A也具有该特点,D项错误。
9.(2021·海南,16,2分,难度★)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 (D)
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 神经调节和体液调节都参与体温恒定和水盐平衡的调节,A项正确;体温升高时,汗腺分泌增加,人体可通过排汗散热降低体温,B项正确;中暑者会丢失水和无机盐,无机盐在维持血浆渗透压平衡中发挥重要作用,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项正确;大量出汗时,细胞外液渗透压升高,此时下丘脑的渗透压感受器可感受到渗透压变化,通过传入神经传导给大脑皮层,大脑皮层产生渴觉,主动饮水,D项错误。
10.(2021·河北,17,3分,难度★★★★)(多选)高盐饮食后一段时间内,虽然通过调节饮水和泌尿可以使细胞外液渗透压回归Na+摄入前的水平,但机体依旧处于正钠平衡(总Na+摄入多于排泄)状态。下列叙述正确的是 (ABD)
A.细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl-
B.细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关
C.细胞内液不参与细胞外液渗透压的调节
D.细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡时,细胞外液总量和体液总量均增多
解析 细胞外液的渗透压主要来源于Na+和Cl-,A项正确;细胞外液渗透压恢复正常与主动饮水、抗利尿激素分泌增加都有关系,B项正确;细胞内液与细胞外液进行着物质交换,也参与细胞外液渗透压的调节,C项错误;高盐饮食后,为使细胞外液渗透压恢复正常,机体要摄入一定量的水,所以细胞外液渗透压恢复正常但机体处于正钠平衡状态时,细胞外液和体液总量都增多,D项正确。
11.(2020·山东,18,3分,难度★★)(多选)某人进入高原缺氧地区后呼吸困难、发热、排尿量减少,检查发现其肺部出现感染,肺组织间隙和肺泡渗出液中有蛋白质、红细胞等成分,被确诊为高原性肺水肿。下列说法正确的是 (ACD)
A.该患者呼吸困难导致其体内CO2含量偏高
B.体温维持在38 ℃时,该患者的产热量大于散热量
C.患者肺部组织液的渗透压升高,肺部组织液增加
D.若使用药物抑制肾小管和集合管对水的重吸收,可使患者尿量增加
解析 缺氧后呼吸困难,该患者吸入的O2、排出的CO2均减少,其体内CO2含量偏高,A项正确;患者体温维持在38 ℃,体温相对稳定,因此其机体产热量与散热量相等,B项错误;由题干可知,患者肺组织间隙和肺泡渗出液中有蛋白质、红细胞等成分,其肺组织液渗透压升高,导致肺组织液增多,C项正确;若使用药物抑制肾小管和集合管对水的重吸收,则原尿中的水分不能有效减少,可导致尿液增多,D项正确。
12.(2020·海南,4,2分,难度★★)正常人体体温的昼夜周期性波动称为体温日节律。下列有关体温日节律的叙述,错误的是 (C)
A.因年龄和性别不同而存在差异
B.是机体内环境稳态的一种表现
C.通过神经调节来维持
D.有利于机体适应昼夜变化
解析 正常人的体温因年龄性别不同存在差异,同一个人的体温在一日内也有变化,A项正确;人体的产热=散热,使体温维持动态平衡,这是机体内环境稳态的表现,B项正确;体温的调节需要神经调节和体液调节共同维持,其中甲状腺激素和肾上腺素参与体液调节,反射弧参与神经调节,C项错误;人体体温昼夜周期性波动,有利于机体适应昼夜温度变化,D项正确。
13.(2019·全国3,3,6分,难度★)下列不利于人体散热的是 (A)
A.骨骼肌不自主战栗 B.皮肤血管舒张
C.汗腺分泌汗液增加 D.用酒精擦拭皮肤
解析 骨骼肌不自主战栗时产热增加,不利于散热,A项符合题意;皮肤血管舒张,使血流量增加,有利于散热,B项不符合题意;汗腺分泌汗液增加,能够增加散热量,C项不符合题意;用酒精擦拭皮肤,酒精挥发会带走皮肤表面的热量,有利于人体散热,D项不符合题意。
14.(2019·全国2,4,6分,难度★★★)当人体失水过多时,不会发生的生理变化是 (D)
A.血浆渗透压升高
B.产生渴感
C.血液中的抗利尿激素含量升高
D.肾小管对水的重吸收降低
解析 人体失水过多导致细胞外液渗透压升高,下丘脑渗透压感受器兴奋,一方面兴奋传到大脑皮层,产生渴感,另一方面,下丘脑合成抗利尿激素经垂体释放进入血液,血液中抗利尿激素含量升高,促进肾小管和集合管对水的重吸收。根据以上分析可知,A、B、C三项正确,D项错误。
水平衡的调节机制
①调节方式:水平衡的调节是神经调节和体液调节共同作用的结果,属于负反馈调节。
②参与的激素:主要为抗利尿激素。
a.产生:下丘脑产生。
b.释放:垂体后叶释放。
c.作用部位:肾小管和集合管。
d.功能:促进肾小管和集合管对水分的重吸收。
15.(2016·江苏,16,2分,难度★★★)下图表示正常人分别快速饮用1 L清水、1 L生理盐水后排尿量和血浆渗透压的变化情况。下列相关叙述正确的是 (B)
A.曲线c表示饮用1 L生理盐水后排尿量的变化
B.饮用大量生理盐水后循环血量出现暂时性增加
C.曲线d表示饮用1 L生理盐水后血浆渗透压的变化
D.饮用大量清水后垂体合成和分泌的抗利尿激素减少
解析 从题图中可以看出,曲线a表示饮用1 L清水后排尿量的变化,曲线b表示饮用1 L生理盐水后血浆渗透压的变化,曲线c表示饮用1 L清水后血浆渗透压的变化,曲线d表示饮用1 L生理盐水后排尿量的变化,A、C项错误;饮用大量生理盐水后,生理盐水进入血浆,导致循环血量出现暂时性增加,B项正确;抗利尿激素是由下丘脑合成和分泌、垂体后叶释放的,D项错误。
16.(2023·全国甲,30,9分,难度★★★★)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,发现动物甲失水达到一定程度时,尿量明显减少并出现主动饮水行为;而大量饮用清水后,尿量明显增加。回答下列问题。
(1)哺乳动物水盐平衡的调节中枢位于 。动物甲失水后水盐平衡调节的方式有 。
(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 ,这一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
。
答案 (1)下丘脑 神经调节和体液调节
(2)增多 渴感
(3)大量饮水导致细胞外液渗透压降低,通过下丘脑渗透压感受器,使垂体释放的抗利尿激素减少,从而使肾小管和集合管对水的重吸收减少
解析 (1)哺乳动物的水盐平衡调节中枢位于下丘脑。
(2)动物甲大量失水后,导致其单位体积细胞外液中溶质微粒数增加,细胞外液渗透压上升,刺激下丘脑中的水盐平衡调节中枢,该调节中枢产生的兴奋传至大脑皮层产生渴觉。
(3)动物甲大量饮水,细胞外液渗透压下降,刺激下丘脑中的渗透压感受器产生兴奋,渗透压感受器产生的兴奋通过传入神经传递到下丘脑的水盐平衡调节中枢,使垂体释放的抗利尿激素减少,从而使肾小管和集合管对水的重吸收减少,尿量增加。
17.(2023·浙江,25,16分,难度★★★★★)运动员在马拉松长跑过程中,机体往往出现心跳加快,呼吸加深,大量出汗,口渴等生理反应。马拉松长跑需要机体各器官系统共同协调完成。
回答下列问题:
(1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程属于 反射。长跑过程中,运动员感到口渴的原因是大量出汗导致血浆渗透压升高,渗透压感受器产生的兴奋传到 ,产生渴觉。
(2)长跑结束后,运动员需要补充水分。研究发现正常人分别一次性饮用1 000 mL清水与1 000 mL生理盐水,其排尿速率变化如图甲所示。
甲
图中表示大量饮用清水后的排尿速率曲线是 ,该曲线的形成原因是大量饮用清水后血浆被稀释,渗透压下降, 。从维持机体血浆渗透压稳定的角度,建议运动员运动后饮用 。
(3)长跑过程中,运动员会出现血压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,这一过程受神经-体液共同调节,其中减压反射是调节血压相对稳定的重要神经调节方式。为验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,根据提供的实验材料,完善实验思路,预测实验结果,并进行分析与讨论。
材料与用具:成年实验兔、血压测定仪、生理盐水、刺激电极、麻醉剂等。
(要求与说明:答题时对实验兔的手术过程不作具体要求)
①完善实验思路:
Ⅰ.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用 湿润神经。
Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用 ,测定血压,血压下降。
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激 ,分别测定血压,并记录。
乙
Ⅳ.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。
②预测实验结果:
设计用于记录Ⅲ、Ⅳ实验结果的表格,并将预测的血压变化填入表中。
③分析与讨论:
运动员在马拉松长跑过程中,减压反射有什么生理意义?
。
答案 (1)条件 大脑皮层
(2)曲线A 导致抗利尿激素分泌减少,使肾小管和集合管对水的重吸收减少,引起尿量增加 淡盐水
(3)①生理盐水 适宜强度电刺激迷走神经 减压神经的中枢端和外周端 ②
组别
Ⅲ
Ⅳ
刺激部位
中枢端
外周端
中枢端
外周端
血压值
血压变化
下降
不下降
不下降
下降
③使血压保持相对稳定,避免运动员在运动过程中因血压升高无法快速恢复而导致机体稳态被破坏
解析 (1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程是后天学习和训练习得的,属于条件反射;渴觉的产生部位是大脑皮层。(2)由题图可知,曲线A表示的是饮用清水的曲线,判断的依据是饮用清水后,引起血浆渗透压降低,从而减轻对下丘脑渗透压感受器的刺激,导致抗利尿激素分泌减少,使肾小管和集合管对水的重吸收减少,引起尿量增加;血浆渗透压的大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关,为维持机体血浆渗透压稳定,应饮用淡盐水,以同时补充水分和无机盐离子。(3)分析题意,本实验的目的是验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,则实验可通过刺激不同部位,然后通过测定血压值进行比较,结合实验材料可设计实验思路如下:①完善实验思路:Ⅰ.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用生理盐水湿润神经,以保证其活性。Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用适宜强度电刺激迷走神经,测定血压,血压下降。Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经。分别用适宜强度电刺激减压神经的中枢端和外周端,分别测定血压,并记录。Ⅳ.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。②预测实验结果:刺激减压神经的中枢端,兴奋能通过神经传导至神经中枢,产生的兴奋通过传出神经(迷走神经)作用于效应器,导致血压下降;刺激减压神经的外周端,则不能导致血压下降;相反,刺激迷走神经的中枢端,兴奋不能传导至效应器,血压不下降,刺激迷走神经的外周端,兴奋可传导至效应器,导致血压下降。由此证明,减压神经是传入神经,迷走神经是传出神经。实验结果及预测可用下表表示。
组别
Ⅲ
Ⅳ
刺激部位
中枢端
外周端
中枢端
外周端
血压值
血压变化
下降
不下降
不下降
下降
③运动员会出现血压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,这一过程称为减压反射。在马拉松长跑过程中,减压反射可使血压保持相对稳定,避免运动员在运动过程中因血压升高无法快速恢复而导致机体稳态被破坏。
1.人体的水平衡调节过程:当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素增多→肾小管、集合管对水分的重吸收增加→尿量减少。同时大脑皮层产生渴觉(主动饮水)。
2.条件反射是人出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是在非条件反射的基础上,由大脑皮层控制的高级神经活动。
18.(2023·辽宁,22,11分,难度★★★★)随着人类星际旅行计划的推进,如何降低乘员代谢率以减少飞船负载是关键问题之一,动物的冬眠为人类低代谢的研究提供了重要参考。图1显示某储脂类哺乳动物的整个冬眠过程包含多个冬眠阵。每个冬眠阵由入眠、深冬眠、激醒和阵间觉醒四个阶段组成,其体温和代谢率变化如图2。回答下列问题:
图1
图2
(1)入眠阶段该动物体温逐渐 ,呼吸频率会发生相应变化,调控呼吸频率的中枢位于 。进入深冬眠阶段后该动物维持 ,以减少有机物的消耗。
(2)在激醒过程中,从中枢神经系统的 发出的交感神经兴奋,使机体产热增加,体温迅速回升。
(3)该动物在阵间觉醒阶段会排尿,排尿是在高级中枢调控下由低级中枢发出的传出神经兴奋使膀胱缩小完成的,这种调节方式属于 调节。该动物冬眠季节不进食、不饮水,主要通过分解体内的 产生水。
(4)低温不能诱发非冬眠动物冬眠,但利用某种物质可诱导出猕猴等动物的低代谢状态,其机制是激活了下丘脑的特定神经元。据此推测,研究人体低代谢调节机制的关键是要找到 和 ,并保证“星际旅行休眠人”能够及时 。
答案 (1)下降 脑干 低代谢率
(2)下丘脑 (3)分级 有机物
(4)新陈代谢降低相关的神经元 激活该神经元的物质 激醒和阵间觉醒
解析 (1)由图可知,入眠阶段该动物体温逐渐下降,呼吸频率会发生相应变化,调控呼吸频率的中枢位于脑干。进入深冬眠阶段后该动物维持低代谢率,以减少有机物的消耗。
(2)下丘脑是体温调节中枢,其发出的交感神经兴奋,使机体产热增加,体温回升。
(3)由题可知,排尿是在高级中枢(大脑皮层)调控下由低级中枢(脊髓)控制完成的,体现了神经调节中的分级调节。该动物冬眠季节不进食、不饮水,主要通过分解体内的有机物(如脂肪)产生水。
(4)研究人体低代谢调节机制的关键是要找到新陈代谢降低相关的神经元,用于接收相应物质的刺激;还应找到激活该神经元的物质,并保证“星际旅行休眠人”能够及时激醒和阵间觉醒。
19.(2022·湖南,18,11分,难度★★)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: 。
答案 (1)汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张等
(2)上移 增加
(3)①下丘脑损毁的发热家兔模型+M溶液
②M具有解热作用 ③M具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
解析 (1)皮肤散热的方式有汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张等。(2)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,调定点上移,此时机体散热增加,产热也相应增加。(3)丁组为对照组,其处理方式应是下丘脑损毁的发热家兔模型+M溶液,与丙组形成对照。通过甲、乙、丙三组对照,说明M具有解热作用,甲、乙、丙、丁四组对比,说明M具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温。
20.(2022·辽宁,21,12分,难度★★)小熊猫是我国二级重点保护野生动物,其主要分布区年气温一般在0~25 ℃之间。测定小熊猫在不同环境温度下静止时的体温、皮肤温度(图1),以及代谢率(即产热速率,图2)。回答下列问题。
图1
图2
(1)由图1可见,在环境温度0~30 ℃范围内,小熊猫的体温 ,皮肤温度随环境温度降低而降低,这是在 调节方式下,平衡产热与散热的结果。皮肤散热的主要方式包括
(答出两点即可)。
(2)图2中,在环境温度由20 ℃降至10 ℃的过程中,小熊猫代谢率下降,其中散热的神经调节路径是:皮肤中的 受到环境低温刺激产生兴奋,兴奋沿传入神经传递到位于 的体温调节中枢,通过中枢的分析、综合,使支配血管的 (填“交感神经”或“副交感神经”)兴奋,引起外周血管收缩,皮肤和四肢血流量减少,以减少散热。
(3)图2中,当环境温度下降到0 ℃以下时,从激素调节角度分析小熊猫产热剧增的原因是
。
(4)通常通过检测尿液中类固醇类激素皮质醇的含量,评估动物园圈养小熊猫的健康情况。皮质醇的分泌是由 轴调节的。使用尿液而不用血液检测皮质醇,是因为血液中的皮质醇可以通过 进入尿液,而且也能避免取血对小熊猫的伤害。
答案 (1)保持恒定 神经—体液 辐射、传导、对流、蒸发
(2)冷觉感受器 下丘脑 交感神经
(3)寒冷环境中,小熊猫分泌的甲状腺激素和肾上腺素增多,提高细胞代谢速率,使机体产生更多的热量
(4)下丘脑—垂体—肾上腺皮质 肾小球的滤过作用
解析 (1)由图1可知,在环境温度0~30 ℃范围内,小熊猫的体温处于37~39 ℃之间,保持相对恒定。小熊猫皮肤温度随环境温度降低而降低,这是在神经—体液调节方式下,产热与散热相对平衡的结果。炎热环境下,机体通过体温调节增加散热,皮肤增加散热的方式有辐射、传导、蒸发、对流等。(2)由图2曲线可知,当环境温度由20 ℃降至10 ℃的过程中,小熊猫代谢率下降,其中散热的神经调节路径是:皮肤中的冷觉感受器受到环境低温刺激产生兴奋,兴奋沿传入神经传递到位于下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的分析、综合,使支配血管的交感神经兴奋,引起外周血管收缩,皮肤和四肢血流量减少,以减少散热。(3)由图2曲线可知,当环境温度下降到0 ℃以下时,小熊猫产热剧增,其原因是为维持体温稳定,小熊猫分泌的甲状腺激素和肾上腺素增多,提高细胞代谢速率,使机体产生更多的热量。(4)皮质醇是由肾上腺皮质分泌的,受下丘脑和垂体的分级调节,即是由下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴调节的。因为血液中的皮质醇可以通过肾小球的滤过作用进入尿液,故使用尿液而不用血液检测皮质醇,而且也能避免取血对小熊猫的伤害。
21.(2021·辽宁,21,9分,难度★★)甲状腺激素(TH)作用于体内几乎所有的细胞,能使靶细胞代谢速率加快,氧气消耗量增加,产热量增加。下图为TH分泌的调节途径示意图,回答下列问题:
(1)寒冷环境中,机体冷觉感受器兴奋,兴奋在神经纤维上以 的形式传导,进而引起下丘脑的 兴奋,再经下丘脑—垂体—甲状腺轴的分级调节作用,TH分泌增加。TH作用于某些靶细胞后,激活了线粒体膜上的相关蛋白质,导致有机物氧化分解释放的能量无法转化成ATP中的化学能。此时线粒体中发生的能量转化是 。
(2)当血液中的TH浓度增高时,会 下丘脑和垂体的活动,使TH含量维持正常生理水平。该过程中,垂体分泌TSH可受到TRH和TH的调节,其结构基础是垂体细胞有 。
(3)TH对垂体的反馈调节主要有两种方式,一种是TH进入垂体细胞内,抑制TSH基因的表达,从而 ;另一种方式是通过降低垂体细胞对TRH的敏感性,从而 TRH对垂体细胞的作用。
答案 (1)电信号(或局部电流) 体温调节中枢 有机物中的化学能转化为热能 (2)抑制 TRH和TH的特异性受体 (3)降低TSH的合成 降低
解析 (1)兴奋在神经纤维上以电信号或局部电流的形式传导。寒冷刺激下,兴奋沿着传入神经到达下丘脑的体温调节中枢,使体温调节中枢兴奋。正常情况下,有机物氧化分解释放的能量一部分以热能的形式散失,一部分转化成ATP中的化学能,由于此时有机物氧化分解释放的能量无法转化成ATP中的化学能,则能量转化方式为有机物中的化学能转化为热能。(2)当血液中的TH浓度过高时会反过来抑制下丘脑和垂体的活动,从而维持TH含量的稳定,这体现了激素的反馈调节。由于垂体细胞含有TRH和TH的特异性受体,则垂体分泌TSH可受到TRH和TH的调节。(3)TH抑制垂体分泌TSH,一方面是由于TH进入垂体细胞内,抑制TSH基因的表达,从而导致TSH的合成减少,使其分泌的TSH也减少;另一方面是降低垂体细胞对TRH的敏感性,从而降低TRH对垂体细胞的作用,使垂体细胞分泌的TSH也减少。
22.(2018·江苏,30,8分,难度★★)正常人体感染病毒会引起发热,发热过程分为体温上升期、高温持续期和体温下降期。下图为体温上升期机体体温调节过程示意图,其中体温调定点是为调节体温于恒定状态,下丘脑体温调节中枢预设的一个温度值,正常生理状态下为37 ℃。请回答下列问题。
(1)图中激素甲的名称是 ,激素乙通过 的途径作用于甲状腺。
(2)体温上升期,人体骨骼肌不随意的节律性收缩,即出现“寒战”,有助于体温 。综合图解分析,体温上升期人体进行体温调节的方式有 。
(3)高温持续期,人体产热量 (在“大于”“小于”或“等于”中选择)散热量。此阶段人体有时会出现脱水现象,垂体释放抗利尿激素增加,肾小管和集合管 ,从而减少尿量。
(4)体温下降期,机体增加散热的途径有 。
(5)体温上升期,人体会出现心率加快、血压轻度升高等症状,易引发慢性心血管疾病急性发作。请解释血压升高的可能原因:
。
答案 (1)促甲状腺激素释放激素 体液运输
(2)上升到已上调的体温调定点(上升到38.5 ℃)
神经调节、体液调节 (3)等于 重吸收水的能力增强(重吸收水量增加) (4)汗腺分泌增加、皮肤血管舒张 (5)心脏血液输出量增加、外周血管收缩
解析 (1)由甲状腺和甲状腺激素可推出,乙为促甲状腺激素,甲为促甲状腺激素释放激素;激素都是通过体液运输到靶器官、靶细胞的。(2)“寒战”可增加产热,有利于体温上升;由图可以直接看出,体温上升期既存在神经调节,又存在体液调节。(3)当体温不变化时,机体产热量等于散热量。如果脱水(失水过多),细胞外液渗透压升高,下丘脑合成和分泌、垂体释放的抗利尿激素增多,该激素可以使肾小管和集合管的重吸收水的能力增强(重吸收水量增加),最终导致尿量减少。(4)机体能被调节的散热的主要途径是汗腺分泌增加、皮肤血管舒张。(5)由题目所给信息体温上升期“心律加快”可推出血流量加大,同时皮肤血管收缩,会导致血压升高。
考点52体液调节与神经调节的关系
1.(2024·全国新课标,3,6分,难度★★★)人体消化道内食物的消化和吸收过程受神经和体液调节。下列叙述错误的是 (A)
A.进食后,若副交感神经活动增强,可抑制消化液分泌
B.唾液分泌条件反射的建立需以非条件反射为基础
C.胃液中的盐酸能为胃蛋白酶提供适宜的pH环境
D.小肠上皮细胞通过转运蛋白吸收肠腔中的氨基酸
解析 进食后,若副交感神经的活动占据优势,则胃肠蠕动和消化液的分泌会加强,A项错误。条件反射的建立需以非条件反射为基础,B项正确。胃蛋白酶的最适pH为1.5,胃液中的盐酸能为其提供适宜的pH环境,C项正确。小肠上皮细胞通过主动运输吸收肠腔中的氨基酸,主动运输需要转运蛋白的协助,D项正确。
2.(2023·湖南,6,2分,难度★★)甲状旁腺激素(PTH)和降钙素(CT)可通过调节骨细胞活动以维持血钙稳态,如图所示。下列叙述错误的是 (D)
A.CT可促进成骨细胞活动,降低血钙
B.甲状旁腺功能亢进时,可引起骨质疏松
C.破骨细胞活动异常增强,将引起CT分泌增加
D.长时间的高血钙可导致甲状旁腺增生
解析 由题图可以看出,CT可以促进成骨细胞活动,导致血钙浓度降低,A项正确。如果甲状旁腺功能亢进,则PTH分泌增多,从而使破骨细胞活动增强,骨骼中的钙进入血浆,可引起骨质疏松,B项正确。由题图可以看出,破骨细胞活动增强会导致血钙浓度过高,而血钙浓度过高又会促进甲状腺C细胞分泌CT,C项正确。长时间的高血钙会促进甲状腺C细胞分泌CT,不会导致甲状旁腺增生,D项错误。
3.(2023·重庆,8,3分,难度★★)我国学者首次揭示了夜间光照影响血糖代谢的机制。健康受试者于夜间分别在某波长光照和黑暗条件下口服等量葡萄糖,然后在不同时间检测血糖水平(图1)。夜间光照影响血糖代谢的过程如图2所示。下列叙述错误的是 (A)
图1 图2
A.在夜间光照条件下,受试者血糖代谢的调节方式是神经调节
B.与夜间黑暗条件相比,光照条件下受试者利用葡萄糖的速率下降
C.若受试者棕色脂肪组织的代谢被抑制,则图1两条曲线趋于重叠
D.长期熬夜的不良生活方式可增加患糖代谢相关疾病的风险
解析 图2中血糖调节方式为神经调节,除此之外,还存在胰岛素、胰高血糖素等激素调节,受试者血糖代谢的调节方式是神经—体液调节,A错误;光照可使交感神经兴奋,释放去甲肾上腺素,抑制棕色脂肪组织中葡萄糖的分解,使受试者利用葡萄糖的速率下降,B正确;若受试者棕色脂肪组织的代谢被抑制,则光照条件下血糖降低,和黑暗条件下的曲线可能重叠,C正确;夜间熬夜,过多光源刺激,会使葡萄糖利用减少,从而显著增加肥胖和糖尿病等代谢疾病的患病风险,D正确。
阅读下列材料,回答第4~6题。
动脉血压是指血液对动脉管壁产生的压力。人体动脉血压有多种调节方式,如:当动脉血压升高时,会刺激血管壁内的压力感受器兴奋,神经冲动传入中枢神经系统后,通过交感神经和副交感神经调节心脏、血管活动及肾上腺髓质所分泌的激素水平,最终血压回降。
动脉血压高于正常值即形成高血压。高血压病的发病机制复杂,可能包括:
(1)水钠潴留
水钠潴留指水和钠滞留于内环境。长期摄入过量的钠使机体对水钠平衡的调节作用减弱,可导致水钠潴留。慢性肾功能不全的患者水钠排出减少,重吸收增加,也会引起水钠潴留。
(2)肾素—血管紧张素—醛固酮系统(RAAS)过度激活
RAAS是人体重要的体液调节系统。肾素可催化血管紧张素原生成血管紧张素Ⅰ,血管紧张素Ⅰ在血管紧张素转换酶的作用下生成血管紧张素Ⅱ。血管紧张素Ⅱ具有多种生理效应,最主要的是使血管收缩导致血压升高,此外还可刺激醛固酮分泌。醛固酮可促进钠的重吸收。
(3)交感神经系统活性增强
肾交感神经活性增强既可促使肾素释放,激活RAAS,又可减弱肾排钠能力。此外,交感神经还可激活肾脏T细胞,导致肾脏损伤、肾功能不全。
4.(2022·天津,10,4分,难度★★)下列关于压力感受及动脉血压的说法,错误的是 (C)
A.感受器可将压力信号转化为电信号
B.自主神经系统属于传出神经
C.调节过程不存在体液调节
D.调节机制为负反馈调节
解析 感受器接受压力信号后产生兴奋,会以电信号的形式通过传入神经向神经中枢传导兴奋,A项正确。传出神经可分为支配躯体运动的神经和支配内脏器官的神经,后者又称为自主神经系统,B项正确。由材料可知,肾素—血管紧张素—醛固酮系统(RAAS)过度激活引起的血压上升属于激素调节,即调节过程存在体液调节,C项错误。血压能在某个特定值保持相对稳定,是负反馈调节的结果,D项正确。
5.(2022·天津,11,4分,难度★★)下列哪种因素不会导致水钠潴留? (B)
A.长期摄入过量钠
B.血管紧张素Ⅱ引起的血管收缩
C.醛固酮过度分泌
D.肾功能不全、排钠能力下降
解析 由材料可知,长期摄入过量的钠使机体对水钠平衡的调节作用减弱,可导致水钠潴留,A项不符合题意。血管紧张素Ⅱ引起的血管收缩使血压升高,并不能导致水钠潴留,导致水钠潴留的是血管紧张素Ⅱ刺激醛固酮分泌,促进钠的重吸收,B项符合题意。醛固酮可促进钠的重吸收,引起水钠潴留,C项不符合题意。慢性肾功能不全的患者水钠排出减少,重吸收增加,会引起水钠潴留,D项不符合题意。
6.(2022·天津,12,4分,难度★★)下列哪项药物或疗法在高血压病的治疗中是不合理的? (A)
A.抗利尿激素
B.血管紧张素转换酶抑制剂
C.醛固酮受体抑制剂
D.降低肾交感神经兴奋性的疗法
解析 抗利尿激素具有促进肾小管和集合管对水进行重吸收的功能,从而加重了水钠潴留,不利于降低高血压,A项不合理。血管紧张素转换酶抑制剂可抑制血管紧张素Ⅱ的形成,缓解血压升高,B项合理。醛固酮受体抑制剂可抑制醛固酮发挥作用,减少机体对钠的重吸收,减缓水钠潴留,利于血压降低,C项合理。降低肾交感神经兴奋性可增强肾排钠能力,减轻肾脏T细胞对肾脏的损伤,可对高血压进行治疗,D项合理。
7.(2019·全国1,4,6分,难度★)动物受到惊吓刺激时,兴奋经过反射弧中的传出神经作用于肾上腺髓质,使其分泌肾上腺素;兴奋还通过传出神经作用于心脏。下列相关叙述错误的是 (D)
A.兴奋是以电信号的形式在神经纤维上传导的
B.惊吓刺激可以作用于视觉、听觉或触觉感受器
C.神经系统可直接调节、也可通过内分泌活动间接调节心脏活动
D.肾上腺素分泌增加会使动物警觉性提高、呼吸频率减慢、心率减慢
解析 兴奋在神经纤维上是以电信号(局部电流)的形式传导的,A项正确;惊吓刺激可以作用于视觉、听觉或触觉感受器,B项正确;心脏活动可由神经系统直接调节,也可由神经系统作用于肾上腺髓质,使其分泌肾上腺素,再由肾上腺素间接调节,C项正确;肾上腺素又叫“应激激素”,其分泌增加,会提高动物的警觉性,使其呼吸频率和心率都加快,D项错误。
8.(2019·海南,13,2分,难度★)下列有关人体神经调节、体液调节和免疫调节的叙述,错误的是 (D)
A.免疫系统可对癌变细胞进行监控和清除
B.在神经调节中反射弧是完成反射活动的结构基础
C.神经细胞、内分泌细胞和免疫细胞均可释放化学物质
D.幼年时缺乏甲状腺激素不会影响神经系统的发育
解析 免疫系统有防御、自稳和监视的功能,免疫系统可及时地识别和清除体内癌变、衰老的细胞,A项正确;在神经调节中反射弧是完成反射活动的结构基础,B项正确;神经细胞可分泌神经递质,内分泌细胞可分泌激素,免疫细胞可分泌抗体、细胞因子等,C项正确;甲状腺激素能够促进细胞代谢,提高神经系统的兴奋性,因此幼年时缺乏甲状腺激素会影响神经系统的发育,患呆小症,D项错误。
9.(2018·江苏,20,2分,难度★)下列关于人体神经调节和体液调节的叙述,正确的是 (C)
A.成年后生长激素不再分泌,身高不再增加
B.体内多种激素具有直接降低血糖的作用
C.与神经调节相比,体液调节通常作用缓慢、持续时间长
D.神经中枢只能通过发出神经冲动的方式调节相关器官的生理活动
解析 成年后生长激素分泌较少,A项错误;直接降低血糖的激素只有胰岛素,B项错误;与神经调节相比,体液调节作用缓慢、持续时间长,C项正确;神经中枢调节生理活动的方式,除神经调节外,还有体液调节。如下丘脑调节水盐平衡,D项错误。
10.(2024·山东,23,9分,难度★★★)由肝细胞合成分泌、胆囊储存释放的胆汁属于消化液,其分泌与释放的调节方式如图所示。
(1)图中所示的调节过程中,迷走神经对肝细胞分泌胆汁的调节属于神经调节,说明肝细胞表面有 。肝细胞受到信号刺激后,发生动作电位,此时膜两侧电位表现为 。
(2)机体血浆中大多数蛋白质由肝细胞合成。肝细胞合成功能发生障碍时,组织液的量 (填“增加”或“减少”)。临床上可用药物A竞争性结合醛固酮受体增加尿量,以达到治疗效果,从水盐调节角度分析,该治疗方法使组织液的量恢复正常的机制为
。
(3)为研究下丘脑所在通路胆汁释放量是否受小肠Ⅰ细胞所在通路的影响,据图设计以下实验,已知注射各试剂所用溶剂对实验检测指标无影响。
实验处理:一组小鼠不做注射处理,另一组小鼠注射 (填序号)。
①ACh抑制剂 ②CCK抗体 ③ACh抑制剂+CCK抗体
检测指标:检测两组小鼠的 。
实验结果及结论:若检测指标无差异,则下丘脑所在通路不受影响。
答案 (1)ACh受体或乙酰胆碱受体 内正外负
(2)增加 药物A竞争性结合醛固酮受体,抑制醛固酮的作用,减少肾小管和集合管对Na+的重吸收,原尿渗透压增大,肾小管和集合管对水的重吸收减少,从而增加尿量,使组织液的量恢复正常
(3)② 胆汁释放量
解析 (1)迷走神经对肝细胞分泌胆汁的神经调节中,肝细胞能接受神经递质ACh,是由于肝细胞表面有特异性受体。发生动作电位时,Na+内流,使膜两侧电位发生变化,由内负外正变为内正外负。
(2)肝细胞合成功能异常导致血浆蛋白含量减少,使组织液渗透压相对升高,血浆中的部分水分进入组织液,组织液增多,导致组织水肿。临床上可用药物A竞争性结合醛固酮受体增加尿量,以达到治疗效果,机制为药物A竞争性结合醛固酮受体,抑制肾小管和集合管对原尿中Na+的重吸收,原尿渗透压增大,肾小管和集合管对水的重吸收减少,尿量增多,组织液量恢复正常。
(3)研究下丘脑所在通路胆汁释放量是否受小肠Ⅰ细胞所在通路的影响,自变量是小肠Ⅰ细胞所在通路是否发挥作用,故实验组注射CCK抗体。若两组胆汁释放量不同,就说明该通路会影响胆汁释放。
11.(2024·吉林,23,10分,难度★★★★)“一条大河波浪宽,风吹稻花香两岸……”,熟悉的歌声会让人不由自主地哼唱。听歌和唱歌都涉及人体生命活动的调节。回答下列问题。
(1)听歌跟唱时,声波传入内耳使听觉感受细胞产生 ,经听神经传入神经中枢,再通过中枢对信息的分析和综合,由 支配发声器官唱出歌声,该过程属于神经调节中的 (填“条件”或“非条件”)反射活动。
(2)唱歌时,呼吸是影响发声的重要因素,需要有意识地控制“呼”与“吸”。换气的随意控制由 和低级中枢对呼吸肌的分级调节实现。体液中CO2浓度变化会刺激中枢化学感受器和外周化学感受器,从而通过神经系统对呼吸运动进行调节。切断动物外周化学感受器的传入神经前后,让动物短时吸入CO2(5% CO2和95% O2),检测肺通气量的变化,结果如图1所示。据图分析,得出的结论是 。
图1
图2
(3)失歌症者先天唱歌跑调却不自知,为检测其对音乐的感知和学习能力,对正常组和失歌症组进行“前测—训练—后测”的实验研究,结果如图2所示。从不同角度分析可知,与正常组相比,失歌症组 (答出2点)。仅分析失歌症组后测和前测音乐感知准确率的结果,可得出的结论是 ,因此,应该鼓励失歌症者积极学习音乐和训练歌唱。
答案 (1)兴奋(神经冲动) 传出神经 条件
(2)大脑皮层 体液中CO2浓度变化主要刺激中枢化学感受器,从而通过神经系统对呼吸运动进行调节
(3)前测的音乐感知准确率偏低;经训练后测的音乐感知准确率上升,且上升幅度高于正常组 通过训练可以提高失歌症者的音乐感知准确率
解析 (1)唱歌行为由大脑皮层支配,涉及高级中枢大脑皮层的反射一般属于条件反射。(2)由题图1可知,动物吸入CO2后,神经切断和神经完整的肺通气量差别不大,趋势相同,因此体液中CO2浓度变化主要刺激中枢化学感受器,从而通过神经系统对呼吸运动进行调节。(3)分析题图2可知,与正常组相比,失歌症组前测的音乐感知准确率偏低;后测相较于前测音乐感知准确率上升,且上升幅度高于正常组。失歌症组训练后音乐感知准确率明显提升,故通过训练可以提高失歌症者的音乐感知准确率,应鼓励失歌症者积极学习音乐和训练歌唱。
12.(2023·全国新课标,32,10分,难度★★★★)人在运动时会发生一系列生理变化,机体可通过神经调节和体液调节维持内环境的稳态。回答下列问题。
(1)运动时,某种自主神经的活动占优势使心跳加快,这种自主神经是 。
(2)剧烈运动时,机体耗氧量增加、葡萄糖氧化分解产生大量CO2,CO2进入血液使呼吸运动加快。CO2使呼吸运动加快的原因是 。
(3)运动时葡萄糖消耗加快,胰高血糖素等激素分泌增加,以维持血糖相对稳定。胰高血糖素在升高血糖浓度方面所起的作用是
。
(4)运动中出汗失水导致细胞外液渗透压升高,垂体释放的某种激素增加,促进肾小管、集合管对水的重吸收,该激素是 。
若大量失水使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,可使醛固酮分泌增加。醛固酮的主要生理功能是 。
答案 (1)交感神经
(2)体液中CO2增加剌激相关感受器,通过神经系统引起呼吸运动加快
(3)促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖
(4)抗利尿激素 促进肾小管、集合管对钠离子的重吸收
解析 (1)自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成。当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势;而当人处于安静状态时,副交感神经活动则占据优势。(2)人在剧烈运动时呼吸作用强度增大,产生更多的CO2,体液中CO2浓度变化会刺激相关感受器,从而通过神经系统对呼吸运动进行调节。(3)胰高血糖素主要作用于肝,促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液,促进非糖物质转变成糖,使血糖浓度回升到正常水平。(4)人在运动中出汗失水导致细胞外液渗透压升高,促使下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加,从而促进肾小管、集合管对水的重吸收。醛固酮的主要生理功能是促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡。
13.(2022·山东,23,10分,难度★★)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
TNF-α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TNF-α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: ; ; 。
答案 (1)副交感神经 可使机体对外界刺激作出更精确的反应,以更好地适应环境变化 (2)为胃蛋白酶提供适宜pH 使食物中的蛋白质变性 使促胰液素分泌增加(或其他合理答案,以上三个空的答案顺序可颠倒) (3)抑制TNF-α合成 抑制TNF-α释放 增加N受体数量(或其他合理答案,以上三个空的答案顺序可颠倒)
解析 (1)副交感神经可促进胃肠等内脏器官的活动,而交感神经则主要在人体兴奋时活动加强。交感神经与副交感神经作用通常相反,均不受意识支配,二者共同作用,可使机体对外界刺激作出更精确的反应,以更好地适应环境变化。(2)胃液中的盐酸可为胃蛋白酶提供适宜的pH,从而使食物中的蛋白质变性,还可促进小肠黏膜分泌促胰液素,从而促进胰液的分泌。(3)由题干信息可知,A处理使炎症减轻,而炎症是由TNF-α释放引起,乙酰胆碱与N受体结合可抑制TNF-α的释放,若丙组的A处理仅在肠巨噬细胞内起作用,可推测A处理的可能的作用机制有抑制TNF-α的合成及释放,增加N受体的数量等。
自主神经系统组成与功能的比较
项目
交感神经
副交感神经
来源
从脊髓发出
从脑和脊髓发出
对瞳孔的调节
扩张
收缩
对肺的调节
使支气管扩张
使支气管收缩
对心脏的调节
使心跳加快
使心跳减慢
对血管的调节
收缩
无副交感神经支配
对胃肠的调节
抑制蠕动
促进蠕动
特点
交感神经与副交感神经作用通常相反,均不受意识支配
意义
可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,从而更好地适应环境的变化
14.(2021·广东,18,10分,难度★★★★)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。
答案 (1)屈肌肌群和伸肌肌群 外负内正
(2)释放抑制性神经递质,抑制屈肌运动神经元
(3)加速摄取、利用和储存葡萄糖 (4)垂体
解析 (1)效应器是传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等。题图中反射弧的效应器是屈肌肌群和伸肌肌群及其相应的运动神经末梢。神经系统兴奋时,Na+内流,形成外负内正的动作电位。(2)抑制性中间神经元兴奋后,释放抑制性神经递质,使屈肌运动神经元受抑制,因此屈肌肌群舒张,完成伸肘动作。(3)胰岛素的生理作用是促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖水平降低。(4)TSH是促甲状腺激素,由垂体分泌。
15.(2020·全国3,30,10分,难度★★)给奶牛挤奶时其乳头上的感受器会受到刺激,产生的兴奋沿着传入神经传到脊髓能反射性地引起乳腺排乳;同时该兴奋还能上传到下丘脑促使其合成催产素,进而促进乳腺排乳。回答下列问题。
(1)在完成一个反射的过程中,一个神经元和另一个神经元之间的信息传递是通过 这一结构来完成的。
(2)上述排乳调节过程中,存在神经调节和体液调节。通常在哺乳动物体内,这两种调节方式之间的关系是
。
(3)牛奶的主要成分有乳糖和蛋白质等,组成乳糖的2种单糖是 。牛奶中含有人体所需的必需氨基酸,必需氨基酸是指 。
答案 (1)突触 (2)有些内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节;内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能 (3)葡萄糖和半乳糖 人体细胞自身不能合成,必须从食物中获取的氨基酸
解析 (1)兴奋在神经元之间的传递是通过突触完成的。(2)神经调节与体液调节的关系可以概括为两个方面:有些内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节;内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。(3)乳糖是二糖,是由葡萄糖和半乳糖组成的。人体细胞内的氨基酸,根据人体细胞自身能否合成,分为必需氨基酸和非必需氨基酸,其中人体细胞自身不能合成,必须从食物中获取的氨基酸称为必需氨基酸。
16.(2020·江苏,26,8分,难度★★★)下图是人体稳态调节机制的示意图,①~④表示相关的激素。请据图回答下列问题。
(1)某同学长跑时心跳加速,血压升高,压力感受器激活心血管中枢,传出神经释放神经递质,递质作用于心脏及血管细胞膜上的 ,从而降低血压,该调节方式属于 调节。
(2)该同学因运动大量出汗,血浆渗透压升高,激活位于 的神经元A,促使其合成和分泌 (填①的名称),进而促进肾脏对水的重吸收,该调节方式属于 调节。
(3)该同学因运动体温升高,体温调节中枢通过调节皮肤血管和汗腺,增加散热;运动后,神经元B合成和分泌②减少,导致③、④合成和分泌 ,减少产热,维持体温相对稳定。激素②的名称是 ,其生理作用是 。
答案 (1)(特异性)受体 神经(或负反馈)
(2)下丘脑 抗利尿激素 神经—体液(或负反馈) (3)下降 促甲状腺激素释放激素 促进(腺)垂体合成与分泌促甲状腺激素
解析 (1)长跑时运动量大,骨骼肌细胞需要的能源物质多,需要血液循环提供,因此加速了心脏的活动,心跳加速,血压升高,血压升高刺激血管中感觉神经末梢(压力感受器)产生兴奋,兴奋通过传入神经传递到心血管中枢,导致传出神经释放神经递质,神经递质作用于心脏及血管细胞膜上的受体,从而降低血压,该调节方式属于神经调节;该调节方式也属于负反馈调节。当反馈信息与原输入信息起相反的调节作用时,输入的信息会减弱,这类调节属于负反馈调节。(2)因运动大量出汗,导致细胞外液(包括血浆、淋巴和组织液)渗透压升高,下丘脑渗透压感受器受到刺激,下丘脑增加抗利尿激素的合成和分泌,并由垂体释放进入血液,进而促进肾小管和集合管对水分的重吸收,导致排尿量减少,使细胞外液渗透压恢复正常水平。该调节方式属于神经-体液调节;该调节方式也属负反馈调节。(3)体温调节是通过神经-体液调节实现的。体温升高刺激皮肤的温觉感受器产生兴奋,该兴奋传到下丘脑的体温调节中枢,进而调节皮肤血管和汗腺,增加散热。运动后,神经元B(传出神经)合成和分泌的②(促甲状腺激素释放激素)减少,导致腺垂体合成和分泌的③(促甲状腺激素)下降,促甲状腺激素下降导致甲状腺合成和分泌的④下降。激素②的生理作用是促进腺垂体合成与分泌促甲状腺激素。
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