第8单元 第33讲 体液调节与神经调节的关系(教师word)-【金版新学案】2025年高考生物学高三总复习大一轮复习讲义(不定项版)
2024-11-18
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教辅
内容正文:
第33讲 体液调节与神经调节的关系
【课标解读】 1.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,如体温调节和水盐平衡的调节等。 2.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等。
考点一 体液调节与神经调节的比较
1.体液调节概念
(1)体液调节概念: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。激素调节是体液调节的主要(填“全部”或“主要”)内容。
(2)体液因子:除激素外,其他一些化学物质,如组胺、某些气体分子(NO、CO等)以及一些代谢产物(如CO2),也能作为体液因子对细胞、组织和器官的功能起调节作用。
(选择性必修1 P57“相关信息”)临床上给患者输入O2时,往往采用含有5%左右的CO2的混合气体,以达到刺激呼吸中枢的目的。
2.体液调节和神经调节的区别与联系
(1)区别
比较项目
体液调节
神经调节
作用途径
体液运输
反射弧
反应速度
较缓慢
迅速
作用范围
较广泛
准确、比较局限
作用时间
比较长
短暂
(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内分泌腺分泌的激素可以影响神经系统的发育和功能。
【链接高考】
1.(经典高考)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。(√)
2.(经典高考)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。(×)
3.(经典高考)与神经调节相比,体液调节通常作用缓慢、持续时间长。(√)
4.(经典高考)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。(×)
5.(经典高考)肾上腺髓质的分泌活动不受神经纤维的支配。(×)
生命活动调节方式的判定模型
1.神经调节:完全依赖反射弧完成,仅涉及“神经递质”这种信号分子
模型:
机制:刺激引起的反射活动,通过反射弧完成
举例:膝跳反射、缩手反射等。
2.体液调节:仅涉及“激素”或其他化学物质
模型:
机制:体液中激素和其他化学物质直接对生命活动起作用
举例:人进食后血糖升高,引起胰岛B细胞分泌胰岛素,使血糖降低。
3.神经—体液调节:既有神经系统调节,又有相关激素或其他化学物质的参与,涉及“神经递质”与“激素”两类信号分子。
(1)模型Ⅰ
学生用书第242页
机制:
举例:血糖降低,下丘脑通过有关神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,使血糖升高。
(2)模型Ⅱ
机制:
举例:日照长短变化刺激鸟类的神经系统,下丘脑分泌促性腺激素释放激素作用于垂体,垂体分泌促性腺激素作用于性腺,性腺分泌的性激素增加,促使鸟类产卵。
注:模型Ⅰ和模型Ⅱ中,相应激素的分泌属于神经调节;相应激素对生命活动起到了相应的调节作用,才属于神经—体液调节。
考向一 通过神经、体液调节的综合分析,考查综合运用能力
1.下列关于人体神经调节和体液调节的叙述,正确的是(不定项)( )
A.激素传递的信息和神经传导的兴奋的传输速度相同
B.在血糖平衡的调节过程中,胰岛素具有降低血糖的作用
C.与神经调节相比,体液调节通常作用缓慢、持续时间长
D.不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节
答案:BCD
解析:激素传递信息的速度比神经传导兴奋的速度慢,A错误;胰岛素的生理作用是促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,具有降低血糖的作用,B正确;神经调节迅速、准确,作用时间短暂;体液调节反应速度较缓慢,作用时间长,C正确;不少内分泌腺本身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,体现出神经调节和体液调节的相互协调,D正确。
2.(2023·江苏南通高三检测)肾上腺素既是肾上腺髓质分泌的激素,也是某些神经元分泌的神经递质。这种神经递质可与相应的受体结合,引起内脏及皮肤血管收缩,心跳加速,汗腺分泌,肝糖原分解。下列相关叙述错误的是( )
A.肾上腺髓质分泌肾上腺素受神经的直接支配
B.肾上腺素可引起突触后膜发生由“电信号→化学信号”的变化
C.肾上腺素能通过体液运输到达心脏,引起心跳加速
D.神经元分泌肾上腺素的过程与细胞呼吸有关
答案:B
解析:肾上腺的髓质分泌肾上腺素,受内脏神经的直接支配,A正确;肾上腺素可引起突触后膜发生“化学信号→电信号”的变化,B错误;肾上腺素也属于激素,能随体液运输达到靶器官,与靶细胞膜上的特异性受体结合,所以肾上腺素能通过体液运输到心脏,引起心跳加速,C正确;神经元分泌肾上腺素的过程为胞吐,需要细胞呼吸产生的能量,D正确。
考向二 生命活动调节方式判断
3.(2024·辽宁模拟)如图表示机体内生命活动调节的途径。下列说法正确的是( )
A.若A表示人体正处于危险状态,人体通过途径①⑥④的调节方式属于神经—体液调节
B.若A表示血糖浓度过高,人体可通过途径①②③④和①⑥④进行调节来维持血糖稳定
C.若A表示寒冷环境,人体可通过途径①②③④、①⑥④和①②来维持体温恒定
D.若A表示血浆渗透压降低,人体可通过①②使垂体合成、释放抗利尿激素量增加
答案:A
解析:人体处于危险状态下,下丘脑可以通过神经控制肾上腺分泌肾上腺素,作用于组织(①⑥④),这是神经—体液调节,A正确;血糖浓度的调节不受垂体控制,若A表示血糖浓度过高,下丘脑发出的神经直接作用于胰岛B细胞,不需要通过垂体的作用②,B错误;若A表示寒冷环境,人体可通过下丘脑→垂体到甲状腺①②③④途径从而产生较多的甲状腺激素促进代谢;也可由下丘脑到肾上腺①⑥④产生较多的肾上腺素来促进产热,也可直接通过神经调节①⑦来完成,没有通过①②过程,C错误;血浆渗透压降低,由下丘脑合成,垂体释放的抗利尿激素的量减少,D错误。
4.(2024·汕头模拟)下图为人体的生命活动调节示意图,下列叙述错误的是( )
A.饭后血糖升高时,人体可以通过“刺激→A→C→D”途径促进胰岛素的分泌
B.人体内的甲状腺激素可能完成H过程
C.当人的手被针刺时,可以通过“刺激→A→B→效应器”,使手缩回
D.人在吃得过咸的条件下,可以通过“刺激→A→C→D→F”,使饮水量增加
答案:D
解析:人在吃过咸的食物时,渗透压升高,作用于下丘脑的渗透压感受器,下丘脑的水盐调节中枢促进下丘脑分泌抗利尿激素作用于肾小管和集合管,即刺激→A→神经系统→G→F,D错误。
学生用书第243页
考点二 体温调节和水盐调节
1.体温调节
(1)热量的来源和散失
①来源:安静状态下,人体主要通过肝、脑等器官的活动提供热量;运动时,骨骼肌成为主要的产热器官。
②散失:皮肤是人体最主要的散热器官,皮肤散热主要通过辐射、传导、对流以及蒸发的方式进行。
③体温相对恒定的原因:机体的产热和散热过程保持动态平衡。
(2)体温调节主要过程
①体温调节中枢:下丘脑;产生冷、热觉的中枢:大脑皮层。
②人和高等动物皮肤中分布着感受温度变化的温度感受器,包括冷觉感受器和热觉感受器。
③调节方式:神经调节和体液调节。
(3)体温调节失调:人体调节体温的能力是有限的。体温过低或过高都会影响物质代谢的正常进行,使细胞、组织和器官发生功能紊乱,破坏内环境稳态,严重时会危及生命。
2.水和无机盐的调节
(1)水盐来源和排出途径
①水
②无机盐(以Na+为例)
③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。
(2)渗透压调节过程
①渗透压的调节中枢:下丘脑;渴觉中枢在大脑皮层。
②调节机制:神经调节和激素调节的共同作用下,通过调节尿量和尿的成分实现的。
③在水盐平衡调节中,下丘脑既是感受器,又是调节中枢,还能作为效应器。
学生用书第244页
(3)钠的调节过程
1.(选择性必修1 P60“旁栏思考”)一般情况下,冬天人的尿较多,夏天人的尿较少的主要原因:冬天相比于夏天,汗液分泌减少,导致尿液量增加。
2.(选择性必修1 P64“复习与提高·选择题4”)醛固酮具有吸钠排钾的作用。
【链接高考】
1.(2022·湖北卷)抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对NaCl的重吸收。 (×)
2.(2022·山东卷)炎热环境下,皮肤血管收缩,汗腺分泌增多,从而增加散热。 (×)
3.(2021·全国甲卷)下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化,下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素。 (×)
4.(2020·山东卷)高原性肺水肿患者体温维持在38 ℃时,产热量大于散热量。 (×)
5.(2021·海南卷)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。 (×)
下丘脑在机体稳态中的作用
1.感受信号:含有渗透压感受器,能感受细胞外液渗透压的变化。
2.合成及分泌:具有合成抗利尿激素以及合成与分泌促激素释放激素的功能。
3.参与调节:体温调节中枢、血糖调节中枢以及细胞外液渗透压调节中枢都位于下丘脑。
4.信号传导:可以产生兴奋并传导兴奋,如将渗透压感受器产生的兴奋传导到大脑皮层,产生渴觉。
考向一 围绕体温调节过程分析,考查理解能力
1.(2022·浙江6月选考)大雪纷飞的冬天,室外人员的体温仍能保持相对稳定,其体温调节过程如图所示。下列叙述错误的是( )
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
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
答案:A
解析:寒冷刺激下,骨骼肌不由自主地收缩以增加产热,A错误;寒冷刺激下,皮肤血管收缩,血流量减少,以减少散热,B正确;寒冷环境中,机体通过分级调节使甲状腺激素分泌增加,以促进新陈代谢增加产热,C正确;据图可知,寒冷环境中既有下丘脑参与的神经调节,也有甲状腺激素参与的体液调节,故体温受神经和体液的共同调节,D正确。
2.冬泳是指冬季在室外水域自然水温下的游泳。下列关于人在冬泳过程中发生的生理变化,叙述正确的是(不定项)( )
A.刚入水时,皮肤毛细血管收缩,内脏重要脏器的血管扩张
B.血液中的甲状腺激素含量较高,代谢速率提高
C.冷觉感受器兴奋,下丘脑体温调节中枢产生冷觉
D.呼吸系统、神经系统、内分泌系统等共同参与体温稳态的调节
答案:ABD
解析:当人的身体受到冷水刺激后,机体通过皮肤血管收缩减少散热,血液中的甲状腺激素含量较高,代谢速率提高,很多血液被吸入内脏器官,内脏重要脏器的血管就开始扩张,A、B正确;冷觉感受器兴奋,兴奋能传到下丘脑体温调节中枢,大脑皮层产生冷觉,C错误;在体温调节过程中,呼吸系统、神经系统、内分泌系统等共同参与体温稳态的调节,D正确。
学生用书第245页
考向二 借助渗透压调节过程分析,考查科学思维能力
3.(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
答案:D
解析:比赛中运动员会出现呼吸加深、加快的现象,能将体内的二氧化碳排出,由于血浆中含缓冲物质,血浆中二氧化碳浓度不会持续升高,A错误。比赛中运动员出现不同程度的出汗,这会导致水和无机盐丢失,因此大量补水后,内环境不可恢复稳态,B错误。比赛时,运动员交感神经兴奋增强,导致心跳、呼吸加快,胃肠平滑肌蠕动减慢,C错误。赛程中运动员出现不同程度的出汗、脱水,细胞外液渗透压会升高,下丘脑中的渗透压感受器会受到刺激,这个刺激一方面传至大脑皮层,通过产生渴觉来直接调节水的摄入量;另一方面促使下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加,从而促进肾小管和集合管对水分的重吸收,尿量生成减少,D正确。
4.健康成年人每天的尿量约为1~2 L,尿崩症患者每天的尿量通常会大于4 L,尿崩症患者的尿液比重与水接近,称为等比重尿。尿崩症根据致病机理可分为中枢性尿崩症(抗利尿激素缺乏)和肾源性尿崩症(肾细胞表面相应受体缺乏)。下列有关分析正确的是(不定项)( )
A.抗利尿激素是由垂体细胞合成的一种多肽类激素
B.抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水的主动运输
C.尿崩症患者的血浆渗透压比健康人的高,常感到口渴
D.尿崩症患者均可以通过注射抗利尿激素进行治疗
答案:C
解析:抗利尿激素属于多肽类激素,通常是由下丘脑合成分泌,之后到达神经垂体后叶再释放,A错误;抗利尿激素促进肾小管、集合管对水的重吸收,属于协助扩散,B错误;据题意可知,尿崩症患者由于抗利尿激素的分泌不足或肾小管对抗利尿激素不反应,水分不能再吸收,因而大量排尿,血浆渗透压比健康人的高,常感到口渴,如果是肾小管的抗利尿激素受体不敏感,通过注射抗利尿激素不能进行治疗,C正确,D错误。
链接新情境命题33
血压调节过程
人体血压的调节与多种激素以及神经系统的调节有关,下图是血压调节的过程:
原发性醛固酮增多症(PA)是指肾上腺皮质分泌过多的醛固酮,导致血容量增大,吸钠排钾,肾素—血管紧张素系统活性受抑制,临床表现为高血压和低血钾的综合征,是继发性高血压的常见原因。
角度一 稳态与平衡观
(1)在神经—体液调节网络的作用下,正常机体的血压维持相对稳定,这种稳定依赖于机体的________调节机制。
(2)PA引发的低血钾会引起神经细胞的兴奋性下降,原因是____________________
________________________________________________________________________。
(3)醛固酮增多引起血容量增大的原因是_________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
角度二 实验过程分析与评价
(4)血浆中的肾素活性变化是诊断PA的依据之一。为验证某模型小鼠患有PA,科研人员将模型小鼠的血浆分为对照组和测定组,分别置于4 ℃冰浴和37 ℃温浴中,一段时间后测定血管紧张素Ⅰ(AngⅠ)浓度,用测定组AngⅠ浓度与对照组AngⅠ浓度的差值表示肾素活性,将结果与正常小鼠的测定结果进行比较,若____________________________,则PA模型小鼠构建成功。科研人员发现,在实验时添加适量的ACE抑制剂能提高检测的灵敏度,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)(负)反馈 (2)细胞外液中K+浓度低,K+外流增多,静息电位(绝对值)增大 (3)醛固酮会促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,使细胞外液渗透压升高,导致血浆中水增多 (4)肾素活性低于正常小鼠的测定值 ACE抑制剂可抑制AngⅠ转化为AngⅡ,提高AngⅠ含量,便于检测
解析:(1)分析题图可知,血压升高时,机体通过神经—体液调节,抑制肾上腺皮质分泌醛固酮,使肾上腺皮质分泌的醛固酮减少,从而使血压降低,而血压降低之后,通过神经—体液调节,促进肾上腺皮质分泌醛固酮,使肾上腺皮质分泌的醛固酮增加,从而使血压升高,由此可知,在神经—体液调节网络的作用下,正常机体的血压维持相对稳定,这种稳定依赖于机体的(负)反馈调节机制。(2)K+在细胞内的浓度高于细胞外的浓度,则细胞外液中K+浓度低,K+外流增多,静息电位(绝对值)增大,PA引发的低血钾会引起神经细胞的兴奋性下降。(3)醛固酮增多可以促进肾小管对Na+的重吸收,导致血浆渗透压升高,引起抗利尿激素含量升高,肾小管、集合管重吸收水增多,最终导致血容量增加。(4)若测定组模型小鼠的肾素活性低于正常小鼠的测定值,则PA模型小鼠构建成功。ACE抑制剂可抑制AngⅠ转化为AngⅡ,提高AngⅠ含量,便于检测,故在实验时添加适量的ACE抑制剂能提高检测的灵敏度。
学生用书第246页
重温高考 典题演练
1.(2023·湖南卷)关于激素、神经递质等信号分子,下列叙述错误的是( )
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
答案:D
解析:一种内分泌器官可分泌多种激素,如垂体分泌促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺皮质激素和生长激素等,A正确;一种信号分子可由多种细胞合成和分泌,如氨基酸类神经递质(如谷氨酸、甘氨酸),B正确;多种信号分子可协同调控同一生理功能,如胰岛素和胰高血糖素参与血糖平衡调节,C正确;激素发挥作用的前提是识别细胞的受体,但不一定是位于细胞膜上的受体,某些激素的受体在细胞内部,D错误。
2.(2022·河北卷改编)交感神经兴奋引起血管收缩,肌细胞的代谢产物具有舒血管效应。运动时交感神经兴奋性增强,肌细胞的代谢产物增多,这种调控机制可使肌肉运动状态时的血流量增加到静息状态时的15~20倍。下列叙述正确的是( )
A.肌细胞的代谢产物进入内环境,参与体液调节
B.肌肉处于运动状态时,体液调节对肌肉血流量的影响大于神经调节
C.肌细胞的代谢产物经组织液大部分进入血液,血流量增多不利于维持肌细胞直接生活环境的稳定
D.运动时肌细胞的代谢产物使组织液渗透压升高,机体抗利尿激素释放减少
答案:A
解析:由题干信息“肌细胞的代谢产物具有舒血管效应”可知,肌细胞的代谢产物进入内环境,参与体液调节,A正确;肌肉处于运动状态时,神经调节对肌肉血流量的影响大于体液调节,B错误;肌细胞直接生活的环境是组织液,肌细胞的代谢产物经组织液大部分进入血液,血流量增多利于维持组织液的稳定,C错误;运动时肌细胞的代谢产物使组织液渗透压升高,引起细胞外液渗透压升高,机体抗利尿激素释放增加,促进肾小管和集合管重吸收水分,使细胞外液渗透压降低,D错误。
3.(2023·新课标卷)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)人体剧烈运动时,呼吸作用增强,耗氧量增大,同时产生的CO2增多,刺激呼吸中枢,加快呼吸运动的频率 (3)促进肝糖原分解成葡萄糖,促进非糖物质转变成糖 (4)抗利尿激素 促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡
解析:(1)自主神经包括交感神经和副交感神经,运动时,交感神经的活动占优势,表现为心跳加快,支气管扩张,但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱。(2)人体的呼吸中枢位于脑干,剧烈运动时,血液中二氧化碳增多,刺激感受器产生兴奋,传至呼吸中枢,导致呼吸加深加快,肺的通气量增加,排出体内过多的二氧化碳。(3)胰高血糖素是机体中能够升高血糖的激素之一,该激素主要作用于肝,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,使血糖回升到正常水平。(4)细胞外液渗透压升高时,抗利尿激素分泌增多,可以促进肾小管、集合管对水的重吸收,使渗透压恢复正常;醛固酮是由肾上腺皮质分泌的一种激素,其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。
1.研究动物激素生理功能的常用方法
处理方法
异常反应
结论(功能)
适用性
饲喂法
用甲状腺激素制剂饲喂蝌蚪
①短时间内发育成小型青蛙
①②⑤说明甲状腺激素能促进幼小动物的发育;
③④说明甲状腺激素可促进有机物代谢,加速体内物质氧化分解;
⑥说明甲状腺激素能提高神经系统的兴奋性
只适用于甲状腺激素、性激素等非蛋白质或多肽类激素
摘除法
摘除蝌蚪的甲状腺
②发育停止(小蝌蚪→大蝌蚪,不变态);③身体臃肿
理论上各种内分泌腺均能通过摘除法证明其产生的激素的功能
摘除幼龄狗的甲状腺
④身体臃肿,基础代谢低;⑤发育停止;⑥呆笨、萎靡
学生用书第247页
阉割法
↓
移植法
割除公鸡睾丸→移植卵巢
雄性第二性征逐渐消退→逐渐出现雌性第二性征
雌(雄)激素能激发并维持雌(雄)性第二性征
适用于性腺
注射法
给小白鼠注射一定剂量的胰岛素
小白鼠反应迟钝,活动减少,甚至昏迷
胰岛素能够降低血糖浓度,较大剂量注射时,会出现低血糖昏迷
各种激素均可
切除法
↓
注射法
切除幼龄狗垂体→注射一定量的生长激素
生长停滞
↓
逐渐恢复生长
垂体分泌的生长激素可促进动物的生长
理论上各种内分泌腺均可通过切除法与注射法配合,证明其功能及产生激素的功能
2.实验成功的关键点
(1)实验中必须要遵循对照原则和单一变量原则。
(2)一次实验一般只能研究某种激素的某些生理作用,而不能研究该激素的全部生理作用。
(3)在实际操作过程中,可能要综合运用多种方法。如摘除某种内分泌腺(如公鸡的睾丸),一段时间后再注射该内分泌腺分泌的激素(如睾酮),或重新植入该内分泌腺。
(4)对于幼小的动物,一般不采用摘除法或注射法,如研究甲状腺激素对蝌蚪发育的影响应该采用饲喂法。
1.(2023·湖北卷)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( )
A物质浓度(μg·L-1)
指标
0
10
50
100
①
肝脏糖原含量(mg·g-1)
25.0±0.6
12.1±0.7
12.0±0.7
11.1±0.2
②
肝脏丙酮酸含量(nmol·g-1)
23.6±0.7
17.5±0.2
15.7±0.2
8.8±0.4
③
血液中胰高血糖素含量(mIU·mg-1·prot-1)
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
答案:D
解析:指标②为肝脏丙酮酸的含量,有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段都会生成丙酮酸,第二阶段都会消耗丙酮酸,因此,由②不能判断无氧呼吸和有氧呼吸的快慢,A错误;指标①为肝脏糖原的含量,与对照组相比,随着污染物A浓度的增加,斑马鱼中肝脏糖原含量下降,说明机体内肝糖原转化为葡萄糖的速率加快,B错误;随着污染物A浓度的增加,斑马鱼中肝脏糖原含量和肝脏丙酮酸含量都下降,糖原可以水解成葡萄糖,葡萄糖分解可转化成丙酮酸,因此不能说明肝脏没有足够的丙酮酸来转化成葡萄糖,C错误;指标③为血液中胰高血糖素的含量,随着污染物A浓度的增加,斑马鱼血液中胰高血糖素的含量增多,胰高血糖素能促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,从而导致机体生成的葡萄糖增多,血糖浓度持续升高,D正确。
2.(2020·全国卷Ⅰ)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( )
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
答案:D
解析:甲状腺激素可以促进有机物代谢,若切除小鼠垂体,会导致促甲状腺激素分泌减少,甲状腺激素分泌也随之减少,细胞代谢减慢,机体产热减少,A正确;切除垂体的幼年小鼠体内促甲状腺激素较少,注射垂体提取液后,促甲状腺激素增多,甲状腺激素也随之增多,机体代谢加快,耗氧量增加,B正确;甲状腺激素可以提高神经系统的兴奋性,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,C正确;促甲状腺激素释放激素不能直接作用于甲状腺调节甲状腺激素的合成和分泌,故给切除垂体的小鼠注射促甲状腺激素释放激素,其代谢不会恢复正常,D错误。
3.(2023·山东潍坊二模)对全身麻醉使用的麻醉药一般作用于人体的大脑,主要借助于抑制性神经递质γ-氨基丁酸(GABA)使大脑失去知觉,以达到全身镇痛的效果。麻醉药诱导的可逆性意识消失和恢复一直被作为研究意识消失与复苏最好的生物医学模型。
学生用书第248页
(1)突触小泡与突触前膜融合后释放GABA,经________作用通过突触间隙与突触后膜上GABA受体结合,形成____________________,从而改变突触后膜对离子的通透性。
(2)突触前膜释放的GABA发挥完作用后,可能的去向有____________________________,此时意识被动恢复。某项研究认为意识的恢复为主动恢复,即主管意识的下丘脑通过一系列反应,使含GABA受体的神经元________(填“抑制”或“去抑制”),从而加速意识的恢复。
(3)研究发现,GABA具有改善睡眠的作用。为探究含GABA酸奶对小鼠睡眠的影响,科研人员进行了相关研究,得到下表所示的数据:
组别
剂量/(mg/kg)
只数/n
入睡动物数/N
睡眠发生率/%
阴性对照组
-
10
1
10
富含GABA酸奶低剂量组
40
10
2
20
富含GABA酸奶中剂量组
80
10
6
60
富含GABA酸奶高剂量组
160
10
6
60
若改善模型鼠睡眠的最佳剂量是指小鼠睡眠发生率达到60%时的最低浓度。你认为最佳剂量范围是____________________,进一步探究的做法是_________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(要求简要写出验证思路)。
答案:(1)扩散 递质—受体复合物 (2)在突触间隙被降解或被突触前膜回收 去抑制 (3)40~80 mg/kg之间 在40~80 mg/kg范围内,按浓度梯度配制不同剂量GABA的酸奶重复进行上述实验,睡眠发生率为60%时对应的最低浓度即为最佳剂量
解析:(1)GABA是抑制性神经递质,当兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放GABA,经扩散作用通过突触间隙,GABA与突触后膜上GABA受体结合,形成递质—受体复合物,从而改变突触后膜对离子的通透性。(2)神经递质(GABA)发挥完作用后,可能在突触间隙被降解或被突触前膜回收。GABA与突触后膜上GABA受体结合后,含GABA受体的神经元被抑制,人体失去意识,下丘脑通过一系列反应,使含GABA受体的神经元去抑制,加速意识的恢复。(3)该实验为了探究含GABA酸奶对小鼠睡眠的影响,自变量为不同剂量GABA的酸奶,因变量为入睡小鼠的只数和睡眠发生率。已知改善模型鼠睡眠的最佳剂量是指小鼠睡眠发生率达到60%时的最低浓度,在GABA剂量为80 mg/kg时,小鼠睡眠发生率达到60%,在40~80 mg/kg之间,小鼠的睡眠发生率也可能已经达到60%,因此最佳剂量范围是40~80 mg/kg。为了进一步确定最佳剂量,可以在40~80 mg/kg范围内,按浓度梯度配制不同剂量GABA的酸奶重复进行上述实验,睡眠发生率为60%时对应的最低浓度即为最佳剂量。
(时间:40分钟,满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
一、单项选择题(每小题2分,共18分)
1.(2023·浙江联考)冬天时,健康人将左、右手分别放在冷水和温水中一段时间,然后同时将两只手浸入同一盆凉水中,结果感觉到左手热、右手凉,形成不同感觉的原因是( )
A.皮肤感受器不同 B.传出神经不同
C.体温调节中枢不同 D.效应器不同
答案:A
解析:健康人将左、右手分别放在冷水和温水中一段时间,然后同时将两只手浸入同一盆凉水中,由于温差的不同,左手上的热觉感受器兴奋,而右手皮肤中的冷觉感受器会兴奋,因而经过传入神经和神经中枢的作用后,在大脑皮层中形成的感觉不同,分别是热觉和冷觉,A正确;感觉的形成不需要传出神经的参与,B错误;冷觉和热觉形成过程中体温调节中枢是相同的,位于下丘脑,不符合题意,C错误;感觉的形成没有经过完整的反射弧,不需要效应器的参与,D错误。
2.(2023·江苏高三开学检测)下列有关人体内的内环境、腺体及其相关激素功能的叙述,正确的是( )
A.CO2、血浆蛋白、糖原、激素都属于内环境的成分
B.肾上腺髓质分泌的肾上腺素可调节机体代谢,作用后被灭活
C.正常人血糖含量降低时,胰岛B细胞分泌活动增强
D.抗利尿激素由垂体合成和分泌,会增强肾小管重吸收水的能力
答案:B
解析:糖原不属于内环境的成分,A错误;肾上腺髓质分泌的肾上腺素可调节机体代谢,激素作用后被灭活,B正确;正常人血糖含量降低时,胰岛A细胞分泌(胰高血糖素)活动增强,C错误;抗利尿激素由下丘脑合成和分泌,垂体释放,会增强肾小管重吸收水的能力,D错误。
3.(2024·辽宁模拟)褪黑素是由松果体分泌的一种促进睡眠的激素,影响其分泌的主要环境因素是光照,因此褪黑素的分泌具有典型的昼低夜高波动,凌晨2点时达到高峰。褪黑素能抑制下丘脑—垂体—性腺轴的活动,与性激素的分泌呈负相关。损毁动物视交叉上核后,褪黑素的昼夜分泌节律消失。下列叙述不正确的是( )
A.褪黑素一经靶细胞接受并起作用后就会失活
B.光照影响性激素分泌的过程属于神经—体液调节
C.视交叉上核可能是控制褪黑素分泌的神经中枢
D.缩短鸡舍的光照时间会使鸡的产卵量增加
答案:D
解析:褪黑素是一种激素,因此一经靶细胞接受并起作用后就会失活,A正确;由题可知,光照抑制褪黑素分泌,褪黑素能抑制下丘脑—垂体—性腺轴的活动,因此光照影响性激素分泌过程属于神经—体液调节,B正确;损毁动物视交叉上核后,褪黑素的昼夜分泌节律消失,所以视交叉上核可能是控制褪黑素分泌的神经中枢,C正确;光照能抑制褪黑素的合成,若缩短光照时间,褪黑素的分泌量会增加,又因为褪黑素能抑制下丘脑—垂体—性腺轴的活动,与性激素的分泌呈负相关,所以当褪黑素分泌量增加时,性激素的分泌量会降低,这会使鸡的产卵量降低,D错误。
4.(2023·广东联考)热射病是由持续高温环境引起的体温调节中枢功能障碍,典型临床表现为高热、意识障碍和无汗。下列有关叙述正确的是( )
A.患者体内位于脑干的体温调节中枢功能出现障碍
B.患者体内酶活性增强导致代谢加快,表现为高热
C.患者出现意识障碍可能是由于高温引起神经系统的损害
D.患者表现为无汗,因此无需补充水分,只需降温即可
答案:C
解析:体温调节中枢位于下丘脑,A错误;患者表现高热是由于持续高温,机体不能及时散热导致产热大于散热,B错误;高热患者出现意识障碍,可能是由于高温引起神经系统的损害,造成神经系统功能紊乱,C正确;高温初期,机体出汗引起水分流失,因此需补充水分,D错误。
5.(2023·陕西商洛模拟预测)近百年的临床应用证明阿司匹林对缓解轻度或中度疼痛(如牙痛、头痛等)效果较好,亦用于退热等。近年来发现阿司匹林对血小板聚集有抑制作用,能阻止血栓形成。但长期大剂量服用阿司匹林容易导致胃液酸性增强,并引起肝损伤使血浆中转氨酶增多。下列叙述正确的是( )
A.血浆中HCO、HPO能缓解服药引起的胃液酸性增强
B.转氨酶进入血浆会使血浆的渗透压降低,导致组织液增多
C.临床上阿司匹林可用于预防短暂性脑缺血发作、心肌梗死等
D.阿司匹林通过促进出汗、皮肤血流减少而起到降温作用
答案:C
解析:胃液不属于内环境,所以血浆中HCO、HPO不能缓解服药引起的胃液酸性增强,A错误;转氨酶进入血浆会使血浆的渗透压升高,导致组织液减少,B错误;由于阿司匹林对血小板聚集有抑制作用,能阻止血栓形成,因此临床上阿司匹林可用于预防短暂性脑缺血发作、心肌梗死等,C正确;出汗可以通过汗液的蒸发散热,皮肤血流增加可以增加散热,所以阿司匹林通过促进出汗、皮肤血流增加而起到降温作用,D错误。
6.(2023·山东潍坊二模)某人持续39 ℃高烧三天,出现呼吸急促、心跳加快、嗜睡等症状,肺部出现了感染,被确诊为甲型流感。部分甲流病人还会出现身体某些部位浮肿的现象。下列说法正确的是( )
A.体温维持在39 ℃时,该患者的产热量大于散热量
B.肺部感染使肺泡的气体交换受阻,可引起内环境pH降低
C.高烧期间甲流病人的副交感神经一直处于亢奋状态
D.病人的浮肿现象是淋巴回流受阻淋巴液增多所致
答案:B
解析:当体温维持不变时,机体产热量等于散热量,A错误;肺部感染使肺泡的气体交换受阻,呼吸产生的CO2无法排出,可引起内环境pH降低,B正确;由题干“呼吸急促、心跳加快”可知,甲流病人的交感神经处于亢奋状态,C错误;病人的浮肿现象是淋巴循环受阻,导致组织液无法经淋巴回流至血浆,组织液增多所致,D错误。
7.(2023·江苏南通海安高级中学校考)水中毒又称为稀释性低钠血症,指当机体所摄入水总量大大超过了排出水量,导致水分在体内滞留。下列相关叙述错误的是( )
A.水中毒与血浆渗透压过量下降有关
B.人体内水的来源是饮水和食物中所含有的水
C.机体通过对水和无机盐的调节,以维持细胞外液Na+浓度
D.低钠会引起神经、肌肉兴奋性降低,甚至引发肌无力
答案:B
解析:水中毒指当机体摄入水总量大大超过了排出水量,以致水分在体内停留,引起血浆渗透压下降和循环血量增多,A正确。人体内水的来源有饮水和食物中所含有的水,以及细胞代谢过程中产生的水,B错误。Na+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相对稳定的过程,C正确。无机盐可以维持细胞和生物体的正常生命活动,人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉的兴奋性降低,最终引发肌肉酸痛、无力等,D正确。
8.(2023·广东模拟预测)某同学在户外运动过程中呼吸急促、心跳加快,运动后感觉口渴、肌肉酸痛等。一段时间后,这些症状消失。下列叙述错误的是( )
A.运动过程中机体产热量和散热量均增加
B.心跳加快和呼吸急促与体内肾上腺素含量升高有关
C.渴觉的形成与下丘脑渗透压感受器兴奋有关
D.酸痛感逐渐消失是因为乳酸通过尿液排出了体外
答案:D
解析:运动时机体会大量产热,同时汗腺分泌增多,皮肤血管舒张,增加散热,使产热量与散热量相等,以维持机体正常体温,A正确;剧烈运动时肾上腺素受神经系统的调节而产生,其作用效果是使心跳加快、呼吸急促等,B正确;内环境渗透压升高使下丘脑渗透压感受器兴奋,传导至大脑皮层形成渴觉,所以渴觉的形成与下丘脑渗透压感受器兴奋有关,C正确;酸痛感是因为无氧呼吸产生的乳酸使内环境pH发生改变导致,酸痛感逐渐消失是因为内环境中的乳酸在调节作用下被清除使pH恢复,乳酸在血浆中会和缓冲物质如碳酸氢钠反应,生成乳酸钠,一部分被利用,一部分通过尿液排出体外,D错误。
9.(2023·福建厦门三模)家族性肾性尿崩症是由于肾集合小管上皮细胞膜上的抗利尿激素(ADH)Ⅱ型受体(VR)数目减少或功能异常,使其对ADH的敏感性降低,导致对水的重吸收减弱而引起的疾病。下列相关叙述错误的是( )
A.ADH由下丘脑神经细胞合成和分泌,垂体储存和释放
B.增加肾小管上皮细胞水通道蛋白的数量可缓解该疾病
C.该病患者ADH的水平比正常人偏低
D.该病患者出现口渴、多饮、多尿等症状
答案:C
解析:ADH由下丘脑神经细胞合成和分泌,由垂体储存和释放的,作用于肾小管和集合管 ,能够促进肾小管和集合管对水的重吸收,A正确;该病是对水的重吸收减弱而引起的疾病,增加肾小管上皮细胞水通道蛋白的数量能加快水的重吸收,可缓解该疾病,B正确;ADH促进肾小管和集合管对水分的重吸收,而患者表现为重吸收水分的能力下降,因而细胞外液渗透压上升,因而刺激下丘脑的渗透压感受器,引起抗利尿激素分泌增多,即该病患者体内ADH的水平比正常人偏高,C错误;该病患者的细胞外液渗透压上升,因而出现口渴、多饮,同时对水的重吸收减弱,因而也会表现出多尿症状,D正确。
二、不定项选择题(每小题4分,共12分)
10.(2023·江苏如皋中学开学考试)下图表示人体内环境部分调节方式示意图,下列叙述正确的有( )
A.①和③所代表的两种调节方式共同协调,相辅相成
B.体温调节可能涉及①②③三种方式
C.③所代表的调节方式迅速、准确,作用时间短暂,但作用范围较广泛
D.方式③中的信息传递通过体液
答案:ABD
解析:①(体液调节)和③(神经调节)所代表的两种调节方式共同协调,相辅相成,A正确;体温调节可能涉及①(体液调节)、②(神经—体液调节)、③(神经调节)三种方式,B正确;③所代表的调节方式迅速、准确,作用时间短暂,但作用范围较窄,C错误;方式③中的信息传递通过体液,如神经递质通过突触间隙(组织液)作用于突触后膜,D正确。
11.(2023·山东泰安模拟预测)运动员在完成滑雪比赛这项运动过程中,机体的生理活动会发生一系列变化,人体内环境能够保持相对稳定。有关运动员生理变化的描述不正确的是( )
A.冰雪环境中运动员的产热量大于散热量,以维持体温恒定,温度感受器对低温不敏感而不觉得寒冷
B.完成各种技术动作的过程中自主神经系统参与调节
C.比赛项目结束初期,运动员的呼吸、心跳等并没有立即恢复正常水平,这与体液调节的作用特点有关
D.体内肾上腺素分泌增加,促进肝糖原水解以维持血糖平衡
答案:A
解析:运动员在比赛中,身体的产热量等于散热量以维持体温的恒定,A错误;自主神经系统是指支配内脏、血管和腺体的传出神经,它们的活动不受意识支配,比赛过程中交感神经的活动占优势,副交感神经的支配活动减弱,此过程中自主神经系统参与调节,B正确;比赛项目刚结束,运动员的心脏跳动速度仍较快,与体液调节有关,因为体液调节具有持续时间长的特点,C正确;肾上腺素分泌增多会促进肝糖原的分解,以维持血糖平衡,D正确。
12.甲状腺滤泡细胞内的I-浓度是血浆中I-的30倍。血浆中I-进入滤泡上皮细胞是由钠碘同向转运体(NIS)介导的(如图所示)。已知哇巴因是钠钾泵抑制剂,硝酸根离子(NO)可以与I-竞争NIS。下列叙述正确的是( )
A.寒冷信号能直接刺激甲状腺滤泡细胞合成并分泌更多甲状腺素
B.NO能够同时影响Na+和I-进入甲状腺滤泡上皮细胞
C.钠钾泵通过主动运输将细胞内的钠离子逆浓度梯度运出
D.哇巴因可抑制甲状腺滤泡细胞吸收碘,从而影响甲状腺激素的合成
答案:CD
解析:寒冷信号能直接刺激皮肤冷觉感受器,经下丘脑体温调节中枢,然后由下丘脑、垂体分泌相应的激素,促进甲状腺分泌更多的甲状腺激素,A错误;硝酸根离子(NO)可以与I-竞争NIS,因此NO能够影响I-进入甲状腺滤泡上皮细胞,但不影响Na+运输,B错误;钠钾泵运输钠离子需要ATP提供能量,故通过主动运输将细胞内的钠离子逆浓度梯度运出,C正确;哇巴因是钠钾泵抑制剂,会抑制Na+运出甲状腺滤泡细胞,导致细胞内外Na+浓度差变小,钠碘同向转运体运输I-时需要借助Na+的浓度梯度产生的电化学势能,因此哇巴因可抑制甲状腺滤泡细胞吸收碘,从而影响甲状腺激素的合成,D正确。
三、非选择题(共30分)
13.(8分)(2023·云南开远市校考)冰桶挑战最初旨在让人们了解“渐冻症”,临床表现为运动功能越来越退化,最后发展为全身无力、长期卧床,但患者的智力、记忆、感觉不受影响。著名物理学家霍金即罹患此病。如图为某人在饥饿时参加冰桶挑战,其体内的一些生理变化过程示意图(图中①~④为激素,A、B、C表示器官、组织或细胞)。请据图回答下列问题。
(1)参加冰桶挑战的人在被冰水浇湿后在A代表的________处产生冷觉,该过程________(填“属于”或“不属于”)反射。
(2)全身被冰水浇湿后,由下丘脑、①、B、②、甲状腺、③参与的过程体现了激素调节中的__________调节方式。B分泌的②名称为____________,虽然通过体液运输到全身各处,但因____________________,其作用是定向的。
(3)饥寒交迫时,图中④分泌增加,④主要的生理功能是____________。与④作用相同的激素还有__________________________。
答案:(1)大脑皮层 不属于 (2)分级、反馈 促甲状腺激素 只有甲状腺细胞有相应受体 (3)促进肝糖原分解、非糖物质转化为葡萄糖 甲状腺激素、肾上腺素
解析:(1)大脑皮层是躯体感觉中枢,故冷觉是在大脑皮层处产生,冷觉的产生没有经过完整的反射弧,不属于反射。(2)由下丘脑分泌①促甲状腺激素释放激素,作用于B垂体,垂体细胞分泌②促甲状腺激素,作用于甲状腺,甲状腺细胞分泌甲状腺激素,体现了激素调节的分级调节。甲状腺激素含量多时会抑制①、②的分泌,属于负反馈调节。激素在体内的含量极少(微量),通过体液运输到全身各处,只作用于甲状腺细胞,因为甲状腺细胞含有促甲状腺激素的受体,故其作用是定向的。(3)饥寒交迫时,胰岛A细胞分泌的④胰高血糖素增加,胰高血糖素的主要生理功能是促进肝糖原的分解,促进脂肪等非糖物质转化为葡萄糖,进而升高血糖,以维持血糖含量的相对稳定。除了胰高血糖素能升高血糖外,甲状腺激素、肾上腺素也能升高血糖。
14.(8分)(2023·山东济宁二模)人体循环血量减少时,人体肾交感神经分泌去甲肾上腺素,使肾球旁细胞分泌肾素,并通过如图所示的过程调节尿的形成。醛固酮是由肾上腺皮质球状带细胞分泌的类固醇激素,其血浆浓度在0.06 μg/L以下。
(1)循环血量减少引起肾素分泌的反射弧的效应器为______________________________。
(2)醛固酮进入靶细胞的方式是________,判断的理由是____________________________,
其在血浆中含量很少的原因是_____________________________________________
________________________________________________________________________(答出两点)。
(3)醛固酮通过_______________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出3点)
促进了钠的重吸收,维持血钠含量的平衡。醛固酮还有利于促进水重吸收的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)肾交感神经末梢及其支配的肾球旁细胞 (2)自由扩散 醛固酮是脂溶性的激素,容易通过细胞膜 激素调节具有微量高效的特点,需要的量小,起作用后即失活,不会在血浆中积累 (3)促进线粒体产生ATP为钠泵提供能量;增加基底膜上钠泵的数量;增加顶端膜上钠通道的数量 促进钠重吸收后,增大了肾小管细胞质和肾小管液间的浓度差
解析:(1)反射弧的效应器为传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体,所以循环血量减少引起肾素分泌的反射弧的效应器为肾交感神经末梢及其支配的肾球旁细胞。(2)醛固酮是脂溶性的激素,容易通过细胞膜,脂质通过自由扩散进入靶细胞。激素具有微量高效的特点,需要的量小,起作用后即失活,不会在血浆中积累。(3)醛固酮可通过促进线粒体产生ATP为钠泵提供能量;增加基底膜上钠泵的数量;增加顶端膜上钠通道的数量,从而促进了钠的重吸收,维持血钠含量的平衡。醛固酮促进钠重吸收后,增大了肾小管细胞质和肾小管液间的浓度差,所以醛固酮有利于促进水重吸收。
15.(14分)(2023·浙江6月选考)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。
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。
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)A 抗利尿激素释放减少,肾小管和集合管对水分的重吸收减少,尿量增加 淡盐水或生理盐水 (3)①生理盐水 适宜强度电刺激迷走神经 减压神经的外周端和中枢端 ②如表所示
Ⅲ、Ⅳ实验血压变化记录表及预期结果
刺激部位
血压变化
减压神经
外周端
不下降
中枢端
下降
迷走神经
外周端
下降
中枢端
不下降
③有利于运动员在长跑过程中维持血压的相对稳定,避免长时间较高血压对血管带来的不利影响。
解析: (1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程为条件反射;渴觉中枢位于大脑皮层。(2)大量饮用清水,使血浆渗透压下降,导致下丘脑分泌并由垂体释放的抗利尿激素减少,进而使肾小管、集合管对水分的重吸收减少,尿量增加,排尿速率加快。从维持机体血浆渗透压稳定的角度考虑,建议运动员运动后饮用生理盐水或淡盐水,有利于维持机体血浆渗透压稳定。(3)实验过程中为确保实验材料的功能正常,需随时用生理盐水湿润神经;同时需要检查减压神经和迷走神经自身功能是否正常。据图乙可知,如果传入神经是减压神经,则外周端与感受器相连,中枢端与神经中枢相连,从结扎中间剪断神经,刺激外周端,兴奋不能传到神经中枢,血压不下降;刺激中枢端,产生的兴奋可传导至神经中枢,使血压下降。如果传出神经是迷走神经,则外周端与效应器相连,中枢端与神经中枢相连,从结扎中间剪断神经,刺激外周端,产生的兴奋可传导至效应器,使血压下降;刺激中枢端,兴奋不能传到效应器,血压不下降。表格的设计要有标题、且包含自变量和观察指标的栏目。长跑运动时,减压反射能使血压保持相对稳定,减少对运动员的伤害。
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