第8单元 素养提升6 下丘脑及生命活动调节方式的判断与探究-【优化探究】2025年高考生物一轮复习高考总复习配套课件（人教版2019 双选）

稳态与调节 第八单元 素养提升　6.下丘脑及生命活动调节方式的判断与探究 一、下丘脑在稳态调节中的作用模型建构及实验探究 [高考真题例证] 1．(2021·全国甲卷，4)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(　　) 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 B 下丘脑含有渗透压感受器，能感受细胞外液渗透压的变化，A正确；下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素调节垂体分泌促甲状腺激素，B错误；水平衡调节中枢在下丘脑，下丘脑参与水盐平衡的调节，C正确；下丘脑含有体温调节中枢，能感受体温变化，D正确。 2．(2023·福建卷，11)下丘脑通过整合来自循环系统的激素和消化系统的信号调节食欲，是食欲调节控制中心。下丘脑的食欲调节中枢能调节A神经元直接促进食欲。A神经元还能分泌神经递质GABA，调节B神经元。GABA的作用机制如图。回答下列问题。 (1)下丘脑既是食欲调节中枢，也是_______________调节中枢(答出1点即可)。 体温/水平衡 (1)下丘脑既是食欲调节中枢，也是体温调节中枢、血糖调节中枢、水平衡调节中枢。 (2)据图分析，GABA与突触后膜的受体结合后，将引发突触后膜______ (填“兴奋”或“抑制”)，理由是________________________________ _____________________________________。 抑制 GABA与突触后膜上的受体结合后，引起Cl－内流，静息电位的绝对值增大 (2)由图可知，GABA与突触后膜上的受体结合后，引起Cl－内流，静息电位的绝对值增大，所以使突触后膜受抑制。 (3)科研人员把小鼠的A神经元剔除，将GABA受体激动剂(可代替GABA直接激活相应受体)注射至小鼠的B神经元区域，能促进摄食。据此可判断B神经元在食欲调节中的功能是______________________。 抑制食欲/抑制摄食量 (3)由题意可知，(A神经元的)突触前膜释放GABA，突触后膜(B神经元)受抑制；若注射GABA受体激动剂作用于B神经元，B神经元被激活且受到抑制，能促进小鼠摄食，说明B神经元在食欲调节中的作用是抑制小鼠食欲。 (4)科研人员用不同剂量的GABA对小鼠灌胃，发现30 mg·kg-1 GABA能有效促进小鼠的食欲，表明外源的GABA被肠道吸收后也能调节食欲。有人推测外源GABA信号是通过肠道的迷走神经上传到下丘脑继而调节小鼠的食欲。请在上述实验的基础上另设4个组别，验证推测。 ①完善实验思路：将生理状态相同的小鼠随机均分成4组。 A组：灌胃生理盐水； B组：假手术 ＋ 灌胃生理盐水； C组：假手术 ＋ ____________________； D组：______________＋____________________； (说明：假手术是指暴露小鼠腹腔后再缝合。手术后的小鼠均需恢复后再与其他组同时处理。) 连续处理一段时间，测定并比较各组小鼠的摄食量。 ②预期结果与结论：若_________________________________________ _________________________________________________，则推测成立。 灌胃30 mg·kg-1GABA　 切断迷走神经　 灌胃30 mg·kg-1GABA A组小鼠的摄食量与B组差异不明显，C组小鼠的摄食量比B组的高，D组小鼠的摄食量比C组的低 (4)本实验的目的是验证外源GABA信号是通过肠道的迷走神经上传到下丘脑继而调节小鼠的食欲，因此实验的自变量是信号通路是否被阻断，因变量是食欲变化，据此做出判断：C组与B组对照，单一变量是有无灌胃30 mg·kg-1GABA，验证GABA的作用；D组与C组对照，单一变量为是否切断迷走神经。若最终A组小鼠的摄食量与B组差异不明显，C组小鼠的摄食量比B组的高，D组小鼠的摄食量比C组的低，则说明外源 GABA 信号是通过肠道的迷走神经上传到下丘脑继而调节小鼠的食欲。 [知识归纳提炼] 下丘脑在稳态调节中的作用模型建构 下丘脑是内分泌系统的总枢纽，同时受大脑皮层的调控。下丘脑的部分细胞称为神经分泌细胞，既能传导神经冲动，又有分泌激素的功能。下丘脑在机体稳态中的作用主要包括以下四个方面： (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。 [巩固演练提升] 1．如图为下丘脑参与的人体生命活动调节的 部分示意图，其中字母代表有关器官或细胞， 数字代表有关激素。据图分析下列说法正确 的是(　 ) A．下丘脑既参与了神经调节，又参与了激素调节 B．激素②④之间和激素④⑦之间均具有协同作用 C．c表示胰岛A细胞，d、e分别表示垂体和肾脏 D．寒冷条件下，激素④⑦分泌增多，激素①⑤⑥分泌减少 A 激素②胰岛素可以降低血糖、④肾上腺素 可以升高血糖，两者之间作用相抗衡，激 素④肾上腺素、⑦甲状腺激素都可以提高 细胞代谢速率，维持体温，两者之间为协 同作用，B错误；b表示胰岛A细胞，c表示 肾上腺髓质，d表示垂体，e表示肾小管和集合管，C错误；寒冷条件下，激素④肾上腺素、⑦甲状腺激素的分泌均会逐渐增加，以提高代谢速率，增加产热；汗腺分泌减少，①抗利尿激素减少，尿量增加，⑤促甲状腺激素释放激素、⑥促甲状腺激素促进⑦甲状腺激素释放，故⑤⑥分泌也增多，D错误。 2．如图表示光暗信号通过视网膜→松果体途径对雄性动物生殖的调控。分析以下叙述错误的是(　　) A．光暗信号调节褪黑素分泌的过程，属于神经调节 B．去甲肾上腺素释放后，直接与受体结合发挥作用，则去甲肾上腺素属于一种激素 C．光暗信号可以周期性引起褪黑素的分泌，进而影响该动物的生殖周期 D．HPG轴发挥调节作用，体现了激素分泌的分级调节和反馈调节 B 在光暗信号的刺激下，视网膜产 生的神经冲动通过有关的传入神 经传到神经中枢，再通过传出神 经传到松果体细胞，进而引起褪 黑素的分泌，该过程属于神经调 节，A正确；去甲肾上腺素释放后，通过扩散与突触后膜上特异性受体结合而发挥作用，因此去甲肾上腺素属于一种神经递质，B错误；光暗信号的刺激，通过神经调节周期性引起褪黑素的分泌，褪黑素通过影响HPG轴发挥调节作用，影响雄激素的分泌，进而影响该动物的生殖周期，C正确；HPG轴发挥调节作用，体现了激素分泌的分级调节和反馈调节，D正确。 3．如图为人在情绪压力下，肾上腺皮质和肾上腺髓质受下丘脑调节的模式图，其中激素d能够升高血糖，激素b为促肾上腺皮质激素，激素c(糖皮质激素)分泌异常能引发长期心境低落等压力效应。请回答下列问题。 (1)图中情绪压力刺激机体使肾上腺髓质分泌激素d，其名称是____________，该过程属于________调节。 肾上腺素　 神经 (1)肾上腺髓质分泌的激素d是肾上腺素。该过程是由下丘脑的传出神经支配的，因此属于神经调节。 (2)情绪压力下，机体还可以通过图中的“下丘脑—垂体—肾上腺皮质兴奋传导轴”(HPA轴)进行调节。此过程中激素a(CRH)中文名称是___________________________。 健康人体内糖皮质激素引起压力的长期效应浓度不会持续过高，但当_______________细胞的糖皮质激素受体数量减少或功能下降，将造成HPA轴反馈调节减弱，导致HPA轴功能亢进，糖皮质激素持续升高，引起压力的长期效应。 促肾上腺皮质激素释放激素　 下丘脑、垂体 (2)根据分析可知，激素a为下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素，通过分级调节可促进肾上腺皮质分泌激素c糖皮质激素，当糖皮质激素增加，会通过负反馈调节抑制下丘脑和垂体对相关激素的分泌，因此当下丘脑和垂体细胞的糖皮质激素受体数量减少或功能下降，将造成HPA轴反馈调节减弱，导致HPA轴功能亢进，糖皮质激素持续升高，引起压力的长期效应。 (3)下丘脑分泌的CRH能促进垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH)，ACTH能促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素(GC)。实验发现，给正常小鼠注射ACTH，会使下丘脑的CRH分泌减少。对此现象的解释有两种观点，观点1认为ACTH直接对下丘脑进行反馈调节；观点2认为ACTH通过促进肾上腺皮质分泌GC，GC对下丘脑进行反馈调节。为了证明上述观点是否正确，请以正常小鼠为材料设计实验思路，并预测实验结果及结论。 答案：(3)实验思路：①选取多只生长发育正常的小鼠均分为甲、乙两组，分别测定它们的基础CRH的分泌量。②甲组小鼠摘除垂体，适量注射GC，测定CRH分泌量。乙组小鼠摘除肾上腺皮质，适量注射ACTH，测定CRH分泌量。 实验结果及结论：若仅甲组小鼠CRH分泌量明显减少，则观点2正确；若仅乙组小鼠CRH分泌量明显减少，则观点1正确；若甲、乙两组小鼠CRH分泌量均明显减少，则观点1、2均正确。 (3)观点1认为ACTH直接对下丘脑进行反馈调节；观点2认为ACTH通过促进肾上腺皮质分泌GC，GC对下丘脑进行反馈调节。故自变量为有无垂体分泌的促肾上腺皮质激素和有无肾上腺皮质分泌的糖皮质激素，因变量为CRH分泌量，因此实验思路为：①选取多只生长发育正常的小鼠均分为甲、乙两组，分别测定它们的基础CRH的分泌量。②甲组小鼠摘除垂体，适量注射GC，测定CRH分泌量。乙组小鼠摘除肾上腺皮质，适量注射ACTH，测定CRH分泌量。 若观点1正确，甲组摘除垂体，不能产生ACTH，注射的GC不能抑制下丘脑分泌CRH，则甲组的CRH分泌量不减少，乙组没有肾上腺皮质，注射的ACTH能抑制下丘脑分泌CRH，可对下丘脑发生抑制作用，因此乙组小鼠CRH分泌量明显减少；若观点2正确，则甲组注射GC能促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素，导致CRH分泌量明显减少，乙组注射的ACTH不能抑制下丘脑的作用，因此CRH分泌量变化不明显，即仅甲组小鼠CRH分泌量明显减少；若观点1、2都正确，则甲、乙两组小鼠CRH分泌量均明显减少。 二、人和动物生命活动调节方式的判断与探究 [高考真题例证] 1．(2021·河北卷，10)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 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·全国乙卷，30)人体心脏和肾上腺所受神经支配的方式如图所示。回答下列问题。 (1)神经元未兴奋时，神经元细胞膜两侧可测得静息电位。静息电位产生和维持的主要原因是___________。 K＋外流 (1)由于K＋浓度细胞内高于细胞外，静息状态下，神经元细胞膜上的K＋通道开放，K＋外流，产生内负外正的静息电位。 (2)当动脉血压降低时，压力感受器将信息由传入神经传到神经中枢，通过通路A和通路B使心跳加快。在上述反射活动中，效应器有______________________________________。 通路A中，神经末梢释放的可作用于效应器并使其兴奋的神经递质是_______________。 传出神经末梢及其支配的心脏和肾上腺 去甲肾上腺素 (2)由图可知，效应器为传出神经末梢及其支配的心脏和肾上腺，通路A中作用于效应器的神经递质为去甲肾上腺素。 (3)经过通路B调节心血管活动的调节方式有_______________。 神经—体液调节 (3)通路B中，兴奋通过反射弧传至肾上腺使之分泌肾上腺素，肾上腺素通过血液循环作用于心脏，这类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，称为神经—体液调节。 [知识归纳提炼] 1．神经系统对激素分泌调节类型的模型构建及判断 (1)甲状腺激素、性激素等分泌调节属于甲类型，即： (2)抗利尿激素的分泌调节属于乙类型，即由下丘脑合成，垂体分泌。 (3)胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素等的分泌调节属于丙类型，即： [教师独具] 提醒：①神经系统与激素的分泌均存在分级调节和反馈调节。 ②神经—体液调节是神经调节和体液调节都参与的调节机制；反馈调节可理解为一种“自我反省”的调节方式，有正反馈和负反馈两种类型；分级调节是一种分层控制的方式。 2．人体生命活动调节的三种方式 3．生命活动调节的主要方式 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 调节方式 调节机制 举例 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 [巩固演练提升] 1．(2024·河北保定模拟)神经元之间的兴奋是通过突触传递的，神经递质可以引起下一个神经元兴奋或抑制。如图表示突触后抑制的某种调节过程，下列分析不正确的是(　　) A．图示结构中具有2个突触结构 B．运动神经元1兴奋后，抑制性中间神 经元对运动神经元2的作用效应是抑制 C．运动神经元1兴奋时，会通过抑制性 中间神经元抑制自身的活动 D．图示神经元之间的环状联系体现了负反馈调节 A 由图可知，图中3个神经元之间形成3个突 触，A错误；运动神经元1兴奋时，会通过 突触a将兴奋传至抑制性中间神经元，进而 抑制运动神经元1和2的兴奋，B、C正确； 神经元之间的环状联系可使运动神经元1由 兴奋恢复抑制状态，能够迅速调整神经元的状态，属于负反馈调节，从而提高神经调节的准确性，D正确。 2．褪黑素(MT)是由哺乳动物松果体产生的一种胺类激素，具有缩短入睡时间、延长睡眠时间，进而调整睡眠的作用。同时MT可抑制下丘脑—垂体—性腺调控轴，褪黑素的分泌调节过程如图所示，下列叙述错误的是(　　) A．该过程不能体现激素的分级调节，但存在反馈调节 B．褪黑素的分泌调节是神经调节，未体现体液调节 C．MT是比较好的安眠保健产品，具有调整睡眠的作用 D．MT不能长期服用，否则会使体内的性激素含量降低 B 分级调节是一种分层控制的方式，常见的调控为下丘脑→垂体→内分泌腺，图中所示调节方式属于神经—体液调节，其中下丘脑为神经中枢，松果体为效应器，未体现激素的分级调节，当褪黑素增加后，可抑制下丘脑的活动，因此存在负反馈调节，A正确，B错误；褪黑素(MT)具有缩短入睡时间、延长睡眠时间，进而调整睡眠的作用，因此MT是比较好的安眠保健产品，具有调整睡眠的作用，C正确；由于MT可抑制下丘脑—垂体—性腺调控轴，因此MT长期服用会抑制性激素的分泌，从而导致体内的性激素含量降低，D正确。 3．（多选）食欲素是由下丘脑分泌的一种激素，可以增强人的食欲，而另一种激素瘦素则可以抑制人的食欲。食欲素的水平会影响人类的睡眠能力，过高的食欲素水平会影响神经系统的功能，可能使人患上失眠症。miRNA­-137(一种小分子RNA)可以调节食欲素的水平，而细胞因子IL­-13可以调节miRNA­-137的水平。下列叙述正确的是(　 　) A．在调节人的食欲方面，食欲素和瘦素作用效果表现为相抗衡 B．过低的食欲素水平可能会使人患上嗜睡症 C．miRNA­-137可能通过调节食欲素基因的转录来调节食欲素的水平 D．人体睡眠活动是体液调节和免疫调节共同调控的结果 ABC 食欲素可以增强人的食欲，瘦素可以抑制人的食欲，食欲素和瘦素在调节食欲方面作用效果相反，表现为相抗衡，A正确；食欲素的水平会影响人类的睡眠能力，过高的食欲素水平会影响神经系统的功能，可能使人患上失眠症，则过低的食欲素水平可能使人患上嗜睡症，B正确；miRNA­-137是一种小分子RNA，miRNA­-137可能通过调节食欲素基因的转录影响食欲素的合成，C正确；分析题干可知，人体的睡眠活动受到神经、体液和免疫(细胞因子)调节的共同调控，D错误。 4．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。利用黑毛小鼠进行研究得出的相关调节机制如图所示。 注：HFSC：毛囊细胞干细胞　G：糖皮质激素　―→促进①～②：调节过程　MeSC：黑色素细胞干细胞　NE：去甲肾上腺素　 抑制 (1)下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌G的体液调节方式为___________。 分级调节 (1)下丘脑通过垂体调节肾上腺、甲状腺和性腺分泌相关激素，这种调节方式称为分级调节。 (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)。 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 MeSC上受体分布不同，两过程NE的活性不同等) (2)NE通过过程①影响MeSC属于体液调节，通过过程②影响MeSC属于神经调节，①和②两过程中，NE作用于MeSC效果不同的原因可能是两过程中NE的浓度不同；NE运输到MeSC的时间不同；NE作用的方式不同(①过程以激素形式起作用，②过程以神经递质形式起作用)；MeSC上受体不同等。 (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：____________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 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。饲养一定时间后，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 (3)根据题干信息可知，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，故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，应以若干黑毛小鼠为实验材料，分别进行不处理、切除肾上腺、束缚、切除肾上腺并束缚四个实验，并观察小鼠体毛数量和颜色的变化，据此推理，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，饲养一定时间后，观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化。因为本实验是验证实验，所以实验现象：A组小鼠因为不处理，体毛无明显变化；B组小鼠切除肾上腺，没有了肾上腺分泌的G和NE的调节作用，与A组小鼠相比，B组小鼠体毛增多(生长旺盛)，不变白；C组小鼠束缚，会发生题干图示中的变化，脱毛且体毛变白；D组小鼠，切除肾上腺并束缚，与A组小鼠相比，不发生题干图示中肾上腺皮质分泌G引起的调节变化，体毛会增多(生长旺盛)，但会发生脑和脊髓→传出神经→NE引起的调节变化，体毛会变白。 $$