专题03 体液调节(期中真题汇编,北京专用)高二生物上学期
2025-10-30
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内容正文:
专题03 体液调节
3大高频考点概览
考点01 激素与内分泌系统
考点02 激素的调节过程
考点03 神经调节与体液调节的关系
地 城
考点01
激素与内分泌系统
一、单选题
1.(24-25高二上·北京北师大二附中·期中)如图表示当人进食时,胰液的分泌过程,图中激素Y是一种由27个氨基酸组成的多肽。下列有关分析错误的是( )
A.图中物质X 通过组织液扩散运输至胰腺
B.物质X引起胰腺细胞膜产生变化
C.胰腺细胞膜上含有物质X、激素Y的受体
D.激素Y为促胰液素,其分泌方式与物质X不同
2.(24-25高二上·北京景山学校·期中)下列有关动物激素的叙述,正确的是( )
A.机体中激素的分泌量是恒定不变的
B.激素是具有高效性的生物活性物质
C.性激素的化学本质是蛋白质
D.促甲状腺激素的受体分布在体内几乎所有细胞上
3.(24-25高二上·北京清华大学附属中学·月考)球星梅西在11岁时被诊断出生长发育迟缓,但智力正常。他可能缺乏的激素是( )
A.甲状腺激素 B.胰岛素 C.生长激素 D.肾上腺激素
4.抑制素(INH)是一种主要由卵巢分泌的蛋白类激素,调节促性腺激素的合成和分泌。科研人员制备了INH的抗体并在大鼠发情期注射给大鼠,测定相关指标,结果如下表。下列分析错误的是( )
检测指标组别
促性腺激素(mIU/mL)
性激素(ng/mL)
卵泡质量(g)
成熟卵泡个数(个)
促卵泡激素
促黄体素
孕酮
对照组
8.53
15.18
8.86
0.63
28.67
实验组
25.36
15.19
11.78
0.91
35
A.INH通过体液运输到靶器官,具有微量高效的特点
B.注射的INH抗体可在机体内与抑制素结合,解除其作用
C.注射INH抗体后,促卵泡激素及孕酮含量均上升
D.由实验数据推测INH可作用于垂体,进而促进卵泡发育
5.胰高血糖素样肽-1(GLP-1)是一种蛋白类激素,以葡萄糖浓度依赖的方式促进胰岛素分泌,抑制胰高血糖素分泌,并能抑制食欲,从而达到降血糖、减肥等作用,在体内可快速降解。临床使用的GLP-1类药物由人工合成,可在体内长效发挥作用。下列相关说法正确的是( )
A.口服GLP-1可治疗肥胖症
B.胰岛A、B细胞均存在GLP-1的受体
C.GLP-1类药物与天然GLP-1结构完全相同
D.临床使用GLP-1类药物无任何副作用
6.(23-24高二上·北京一六六中·期中)正常人体内的激素和神经递质均有特定的生物活性,它们都是( )
A.进入细胞内发挥作用
B.由活细胞产生的蛋白质
C.与特定分子结合后起作用
D.能引发细胞膜内外电位变化
7.(23-24高二上·北京中国人民大学附属中学·期中)下列各组腺体或细胞所产生的分泌物,均直接分泌到内环境的是( )
A.唾液腺、垂体、肠腺 B.胃腺、甲状腺、性腺
C.汗腺、胰岛、肾上腺 D.下丘脑的神经分泌细胞、性腺
8.(23-24高三上·北京·)蛋白质是生命活动的主要承担者。下列叙述不正确的是( )
A.蛋白质是活细胞中含量最多的有机物
B.蛋白质的组成元素都含有C、H、O、N
C.酶、激素和抗体的化学本质都是蛋白质
D.叶绿体和线粒体中也可以合成蛋白质
9.(21-22高二上·北京宣武外国语实验学校·期中)许多淡水鱼在人工饲养条件下不产卵。如果取同种鱼的垂体研碎后注入鱼体内,就可促其产卵,这主要是利用垂体中含有的( )
A.生长激素 B.促性腺激素
C.甲状腺激素 D.促甲状腺激素
10.(22-23高二·北京西城区·期末)生长激素(GH)的合成和分泌受下丘脑神经内分泌细胞分泌的激素和其它多重因素的 调控。部分调控途径如下图。相关叙述错误的是( )
A.下丘脑分泌的 GHRH 和 SS 通过体液运输作用于垂体
B.GH 含量升高促进 SS 神经元分泌 SS,属于正反馈调节
C.处于青春期的青少年保证充足睡眠有助于身高的增长
D.GHRH 和 SS 对 GH 的双向调节能更精准地调控生长
11.(22-23高三上·北京顺义区牛栏山一中·期中)如图为人体激素作用于靶细胞的两种机理示意图,有关说法正确的是( )
A.激素A可能为生长激素,与胞内受体结合
B.若激素B是醛固酮,它由肾小管细胞合成
C.受体b参与信息传递,并催化c-AMP的合成
D.激素均须通过调控基因表达进而调节靶细胞的生理效应
12.(21-22高二上·北京房山区·期中)下图是内分泌细胞分泌的某种物质与靶细胞结合的示意图。下列叙述正确的是( )
内分泌细胞分泌物靶细胞
A.靶细胞不可能是内分泌细胞
B.分泌物经体液运输定向传送到靶细胞
C.内分泌细胞可能是神经细胞
D.分泌物可直接参与靶细胞的生理活动
二、非选择题
13.(24-25高二上·北京陈经纶中学·期中)学习以下材料,回答(1)~(4)题
第二信使学说
激素的化学性质决定了其对靶细胞的作用方式。根据化学结构可将激素分为胺类、多肽或蛋白类、脂类三大类。其中,多肽或蛋白类激素和大多数胺类激素属于含氮类亲水性激素,无法进入靶细胞内,主要与靶细胞膜上的特异性受体结合而发挥作用。
苏德兰等人在1965年提出了“第二信使学说”,以描述膜受体介导的激素作用机制。该学说认为,含氮类激素作为第一信使,与靶细胞膜上的特异性受体结合后,使细胞内产生第二信使——环磷酸腺苷(cAMP)。如图,cAMP可使细胞质中无活性的蛋白激酶A(PKA)等蛋白质逐级激活,最终引起细胞内效应。
随后,美国生物化学家罗德贝尔进一步发现,在激素受体与腺苷酸环化酶(AC)之间存在一类起偶联作用的蛋白质——G蛋白。当激素与受体结合后,活化的受体要通过G蛋白的介导才能对AC发生作用。
CAMP第二信使系统中,大多数信号转导功能都是通过激活cAMP依赖的PKA完成的,PKA能够将ATP分子的磷酸根转移到底物蛋白的丝氨酸/苏氨酸残基上(磷酸化反应),引起底物蛋白的空间结构改变,进而使酶的活性、通道的活动状态、受体的反应性和转录因子的活性等发生改变。被PKA磷酸化的底物蛋白不同,引起的生物效应也不同。例如,PKA在肝细胞激活磷酸化酶而促进肝糖原分解,在心肌细胞使钙通道磷酸化而增强心肌收缩,在细胞核内则可通过cAMP反应元件结合蛋白和活化转录因子等,介导和调节靶基因的表达,生成新的蛋白质,进而改变细胞的功能。
苏德兰因发现cAMP作为第二信使的作用而荣获1971年诺贝尔生理学或医学奖,“第二信使学说”的提出也极大推动了对激素作用机制的深入研究。
(1)请结合所学知识,说出激素调节的两个特点:_____。
(2)请根据材料将肾上腺素的作用机制补充完整:肾上腺素与受体结合→G蛋白被活化→_____→激活磷酸化酶→在酶的作用下,肝糖原分解为葡萄糖。1mol肾上腺素可促使细胞生成108mol葡萄糖,这说明激素调节具有_____性。
(3)请结合材料分析细胞为什么需要“第二信使”_____?
(4)研究表明cAMP激活PKA后,PKA在激活下游蛋白的同时也会激活相关水解酶,使CAMP水解成为无活性产物,请说出该机制的生物学意义_____。
14.(22-23高二·北京东城区·期末)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
第二信使学说
激素的化学性质决定了其对靶细胞的作用方式。根据化学结构可将激素分为胺类、多肽或蛋白类、脂类三大类。其中,多肽或蛋白类激素和大多数胺类激素属于含氮类亲水性激素,无法进入靶细胞内,主要与靶细胞膜上的特异性受体结合而发挥作用。
苏德兰等人在1965年提出了“第二信使学说”,以描述膜受体介导的激素作用 机制。该学说认为含氮类激素的作用过程大致包括以下步骤:①激素分子作为第一 信使,先与靶细胞膜上的特异性受体结合;②激素与受体结合后,激活细胞内的腺苷 酸 环 化 酶 ( A C ) ; ③ 在 M g²+ 存 在 的 条 件 下 , A C 催 化 A T P 转 变 成 环 磷 酸 腺 苷 (cAMP);④cAMP作为第二信使,使细胞质中无活性的蛋白激酶等蛋白质逐级激活,最终引起细胞的生物效应。
随后,美国生物化学家罗德贝尔进一步发现,在激素受体与AC之间存在一 类 起偶联作用的蛋白质 — — G蛋白。当激素与受体结合后,活化的受体要通过G蛋白的介导才能对AC发生作用。
cAMP第二信使系统中,大多数信号转导功能都是通过激活cAMP依赖的蛋 白激酶A(PKA)完成的,PKA能够将ATP分子的磷酸根转移到底物蛋白的丝氨酸/苏氨酸残基上(磷酸化反应),引起底物蛋白的空间结构改变,进而使酶的活性、 通道的活动状态、受体的反应性和转录因子的活性等发生改变。被PKA磷酸化的 底物蛋白不同,引起的生物效应也不同。例如,PKA在肝细胞激活磷酸化酶而促进 肝糖原分解,在心肌细胞使钙通道磷酸化而增强心肌收缩,在细胞核内则可通过 cAMP反应元件结合蛋白和活化转录因子等,介导和调节靶基因的表达,生成新的蛋白质,进而改变细胞的功能。
苏德兰因发现cAMP作为第二信使的作用而荣获1971年诺贝尔生理学或医学奖,“第二信使学说”的提出也极大推动了对激素作用机制的深入研究。
(1)激素分子由人体的 ________ 合成、分泌,通过________运输到全身各处,最终作用于________。
(2)文中“第二信使”的含义是 _________
(3)请根据材料将肾上腺素的作用机制补充完整:肾上腺素与受体结合 → G蛋白被活化 → ________ → PKA激活磷酸化酶 → 在酶的作用下,肝糖原分解为 葡萄糖。1 mol肾上腺素可促使细胞生成108mol葡萄糖,说明该过程具有信号 ________ 效应。
(4)进一步研究发现,cAMP激活PKA后,PKA在激活下游蛋白的同时也会激活磷 酸二酯酶(PDE),使cAMP水解成为无活性产物。此调节过程存在的意义是 ________。
15.(22-23高二上·北京丰台区·期中)糖皮质激素是肾上腺皮质产生的“应激激素”,包括皮质醇和皮质酮,具有升高血糖的作用,机体可通过下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴调控其分泌。
(1)机体接受刺激后,下丘脑分泌_____作用于垂体,进而调控肾上腺皮质细胞合成糖皮质激素。健康人体内糖皮质激素浓度不会持续过高,是由于存在_____调节机制。
(2)为研究应激时体内糖皮质激素的含量,研究人员强迫小鼠游泳后测定结果如图1。
曲线是在不同时间抽取小鼠的_____并测定其激素含量绘制而成的。选择皮质酮作为小鼠应激模型指标的原因是_____。
(3)糖皮质激素可用于临床上治疗痛风、严重感染等疾病。但长期服用大剂量外源糖皮质激素,会发挥与醛固酮相同的生理作用,进而出现高血压等副作用,其分子机制如图2所示。
①MR为醛固酮受体,但皮质醇与醛固酮结合MR的亲和力相同。通常情况下,图2中的_____过程防止较多皮质醇激活MR。
②请根据图2信息解释长期服用大剂量外源糖皮质激素导致高血压的信号转导机制:长期服用大剂量外源
糖皮质激素,导致过多的皮质醇与_____结合形成二聚体,二聚体进入细胞核后促进_____基因的转录;S蛋白作用于Na+泵_____复合体,使二者分开;游离的Na+泵转移到细胞膜上,促进肾小管上皮细胞的_____作用,使细胞外液渗透压升高,出现高血压。
三、填空题
16.(21-22高二上·北京师范大学芜湖附属学校·期中)酶、激素、抗体、神经递质都是动物细胞内的重要物质,请参照表中内容完成下表。
酶
激素
抗体
神经递质
化学本质
大多数为蛋白质少数RNA
蛋白质、多肽、固醇、氨基酸衍生物等
_______
乙酰胆碱、多巴胺、氨基酸类、NO等
作用
催化
_______
免疫
_______
产生细胞
活细胞
内分泌细胞
浆细胞
_______
作用部位
细胞内外
靶器官或靶细胞
内环境
突触后膜
作用后变化
不变
_______
被降解
被降解或移走
地 城
考点02
激素的调节过程
一、单选题
1.甲减(甲状腺激素分泌减少)分为原发性甲减和继发性甲减,前者原因为甲状腺本身出现病变,后者为下丘脑或垂体异常所致。现欲探究甲、乙、丙三位甲减病人的患病原因,对健康者和三位患者注射了等量且适量的促甲状腺激素释放激素(TRH),并在注射前和注射后一段时间内测量其血液中的促甲状腺激素(TSH)含量(单位为mU·L-1),结果如下表所示。已知健康人的TSH含量范围为2~10mU·L-1。下列说法错误的是( )
项目
健康人
甲
乙
丙
注射前TSH含量相对值
7.56
2.42
1.13
15.60
注射后TSH含量相对值
31.00
30.60
1.15
36.40
A.甲、乙为继发性甲减患者,丙为原发性甲减患者
B.甲乙丙的病变部位依次是下丘脑、垂体、甲状腺
C.注射TRH不能提高丙患者的甲状腺激素水平
D.注射TRH后乙的TSH含量低是负反馈调节导致的
2.(24-25高三上·北京海淀区·期中)某甲亢病患者甲状腺细胞的钠-碘共转运体过量表达,下表是该患者相关指标的检测结果。临床上可以口服放射性131I进行治疗。据此分析错误的是( )
项目
测定结果
参考范围
单位
甲状腺激素(TH)
29.35
2.2~4.2
pg/mL
促甲状腺激素(TSH)
0.005
0.3~3.6
mIU/L
促甲状腺激素受体抗体(TAh)
766.0
5.0~100.0
IU/mL
A.患者会出现体温高、消瘦等症状
B.该病属于自身免疫病
C.131I治疗可降低甲状腺细胞数量
D.患者的反馈调节使TH分泌增加
3.研究发现,情绪压力对肾上腺分泌功能的影响如下图所示,图中①②代表激素,激素b可阻止细胞因子的合成和释放。下列叙述不正确的是( )
A.激素a可促进组织细胞的代谢活动,激素b可升高血糖浓度
B.情绪压力导致的短期和长期压力效应增加均属于神经—体液调节
C.激素b分泌过多,可能会导致机体的特异性免疫功能降低
D.激素a和激素b的分泌均存在分级调节和反馈调节机制
4.肠-脑轴(GBA)是指大脑和肠道以及肠道微生物之间的相互沟通通路,在沟通方式中涉及神经、内分泌和免疫等途径。下列不涉及GBA通路的是( )
A.脑通过自主神经控制胃肠蠕动
B.微生物刺激肠分泌神经肽影响食欲
C.肠道炎症引起体温调节异常
D.下丘脑通过垂体调节血糖平衡
5.小鼠禁食24小时后,血浆中糖皮质激素(GC)浓度显著高于自由饮食小鼠,禁食期间GC的分泌调节过程如下图所示。抑制AgRP神经元的激活可完全阻断禁食引发的血浆GC浓度增加。
注:“+”代表促进,“-”代表抑制
据图分析不正确的是( )
A.禁食期间GC分泌的调节方式属于神经-体液调节
B.禁食期间GC通过调节细胞内代谢活动维持血糖平衡
C.AgRP神经元兴奋使BNST神经元对PVH区抑制加强
D.AgRP神经元活性变化在机体能量不足时发挥关键作用
6.(21-22高二上·北京海淀区清华大学附属中学·期中)下列有关高等动物激素调节的叙述,不正确的是( )
A.激素都有特定的靶细胞和靶器官,不同激素的靶细胞和靶器官一定不同
B.通过负反馈调节能够维持生物体内甲状腺激素含量的相对稳定
C.激素作用后会被降解,需要不断补充更新
D.激素既不组成细胞结构、也不提供能量、也不起催化作用
7.(21-22高二上·北京海淀区清华大学附属中学·期中)阻断下丘脑与垂体的联系后,受影响最小的生理过程是( )
A.肾上腺素的分泌 B.甲状腺激素的分泌
C.性激素的分泌 D.肾上腺皮质激素的分泌
8.(23-24高二·北京东城区·期末)在应急情况下,肾上腺素可调节肝细胞代谢以补充血糖(如图)。下列叙述不正确的是( )
A.肾上腺素的分泌受到下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的分级调节
B.肾上腺素与肝细胞表面受体结合,实现了激素只作用于靶细胞
C.肾上腺素引发一系列酶活性发生改变,可以放大激素的调节作用
D.肾上腺素和胰岛素共同调节血糖浓度,二者的作用效应相抗衡
9.促红细胞生成素(EPO)是一种蛋白类激素,其作用机制如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.氧气对EPO分泌的调节属于体液调节
B.口服EPO可治疗肾功能衰竭导致的贫血
C.红细胞膜上存在能特异性识别EPO的受体
D.过量红细胞可通过分级调节抑制肾脏合成分泌EPO
10.(23-24高二·北京朝阳区·期末)某患者因多食易饥、心慌急躁、怕热多汗等不适就医,检测血浆中甲状腺激素(FT3、FT4)与促甲状腺激素(TSH)水平,结果如下表。进一步检查后排除了垂体瘤导致的 TSH 分泌过 多,则该患者的病因最可能是( )
FT3(ng/L)
FT4(ng/L)
TSH(mU/L)
患者
9.14
3.64
15.14
正常参考值
2.0~4.1
0.80~2.0
0.55~4.87
A.垂体正常,甲状腺细胞膜上促甲状腺激素受体缺陷
B.甲状腺正常,但垂体细胞上的甲状腺激素受体缺陷
C.甲状腺正常,全身的甲状腺激素靶细胞上受体缺陷
D.垂体正常,甲状腺细胞病变导致甲状腺激素分泌过多
11.(23-24高三上·北京海淀区·期末)小鼠受到社交挫败刺激后,通过下图所示的调节过程改变睡眠时间及激素分泌,从而在一定程度上缓解焦虑。下列分析不正确的是( )
A.若LH区神经元异常兴奋,会导致睡眠时间缩短
B.人为抑制VTA区神经元活性,可能导致小鼠焦虑行为无法得到缓解
C.VTA区神经元通过垂体分泌的促肾上腺激素使肾上腺皮质激素分泌增加
D.应对社交挫败刺激的调节过程中,下丘脑存在效应器
12.(20-21高三上·北京西城区·期末)下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素的作用机制如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.促甲状腺激素释放激素调节激素 X 的合成、加工和释放
B.糖基化过程发生在内质网或高尔基体
C.激素 X 的分泌受到负反馈调节
D.激素 X 作用的靶细胞是垂体细胞
13.(23-24高二上·北京师范大学附属实验中学·期中)人在紧急情况下因肾上腺皮质激素分泌增加而产生的全身适应性反应称“应激反应”。下图为该过程神经-体液调节途径。据图分析不能得出的( )
A.谷氨酸会引起下丘脑室旁核小细胞的膜内电位升高
B.图中所示过程可体现分级调节
C.神经系统可经信息分子调控内分泌系统功能
D.反馈调节机制只体现在体液调节的途径中
14.(23-24高二上·北京八十中·期中)肾上腺素具有提高心脏收缩力,加快心率并促进血管收缩的作用。皮质醇可通过促进相关基因的表达促进肾上腺素的合成和分泌;迷走神经可通过释放乙酰胆碱作用于肾上腺髓质细胞促进肾上腺素和嗜铬粒蛋白(CgA)的分泌。研究发现,CgA能转变为儿茶酚抑素,儿茶酚抑素可作为乙酰胆碱受体拮抗剂发挥作用,其水平降低会诱发原发性高血压。下列分析错误的是( )
A.肾上腺素的分泌既存在神经调节和激素调节又存在反馈调节
B.肾上腺髓质细胞上存在皮质醇和乙酰胆碱的受体
C.肾上腺髓质合成和分泌肾上腺素的活动不受意识的支配
D.抑制CgA分泌的药物可有效治疗原发性高血压
二、非选择题
15.(24-25高二上·北京交大通大学附属中学·期中)EPA(二十碳五烯酸)是人体健康需要的一种脂肪酸。为探究EPA对血糖调节的影响,科研人员利用小鼠进行实验。
(1)当机体血糖浓度高于正常值时,刺激____________的某些神经细胞兴奋,进而使胰岛素分泌增加,_________(选填下列字母),从而降低血糖,这一调节方式叫做________调节。
a.促进血糖进入组织细胞进行氧化分解
b.促进血糖进入肝脏、肌肉细胞并合成糖原
c.促进血糖进入脂肪组织转变为甘油三酯
d.抑制细胞内的非糖物质转变成葡萄糖
(2)科研人员利用野生型小鼠和糖尿病模型小鼠(db)进行实验。甲组为野生型小鼠给予正常饮食,乙组为db给予正常饮食,丙组为db,但正常饮食中添加1%EPA。10周后,三组小鼠分别进行大量口服葡萄糖测试和血清胰岛素浓度测定,结果如图1和图2所示。
①本实验中的对照组是________。
②据图1结果分析,饮食中添加EPA能____________________。据图2结果推测,出现图1所示结果是由于饮食中添加EPA增强了__________________。
(3)已知EPA影响谷氨酸代谢,长期高浓度谷氨酸对胰岛B细胞产生细胞毒性作用。科研人员进一步检测上述3组小鼠体内谷氨酸水平和胰岛B细胞凋亡率。与图1和图2所示结果相符的预期结果应是,与乙组相比,丙组小鼠________。
(4)饮食中补充EPA可改变db小鼠肠道菌群,肠道中红蝽菌菌群含量与肠道中谷氨酸水平呈负相关。据此,可进一步研究的科学问题是________。
16.(24-25高二上·北京丰台区·期中)激素能调节软骨细胞功能,女性骨性关节炎(OA)与雌激素密切相关。
(1)雌激素含量影响下丘脑和垂体相应激素的分泌,这属于_____调节。
(2)雌激素替代疗法会增加女性生殖系统恶性肿瘤的风险。激活雌激素受体GPR30可作为新的治疗靶点。
①研究者构建了骨性关节炎模型小鼠(OA小鼠),利用G1(雌激素受体GPR30激活剂)进行了系列实验,实验结果如图1所示,结论是:_____。因此,激活 GPR30受体可在OA的治疗中发挥作用。
②科学家发现软骨关节细胞铁死亡是OA发病的原因之一、铁死亡是一种依赖铁的程序性死亡,游离铁的积累是其发生的关键因素。为验证①的结论,研究者通过体外软骨细胞培养,检测了细胞内储铁蛋白FTH1和铁死亡抑制蛋白GPX4的表达(图2),结果显示:_____。
(3)为了进一步阐明激活GPR30在OA中的治疗作用中的机制,研究者检测抗铁死亡通路关键效应因子YAP1的表达和FTH1的转录量(图3),综合上述信息将以下流程图补充完整:_____。
(4)若将GPR30激动剂G1应用于临床,还需要考虑哪些问题_____。
17.(23-24高三下·北京西城区·一模)糖皮质激素(GC)具有调节糖脂代谢、抑制免疫等作用,临床可用于缓解化疗的副作用等。为评估GC对肾癌发展的作用,科研人员进行了相关实验。
(1)GC的分泌受________轴的分级调节,GC可通过促进非糖物质转化为葡萄糖(糖异生途径)来升高血糖。
(2)PGC-1为糖异生途径的关键因子,K9是一种转录激活因子。推测GC通过K9激活肝脏的糖异生途径。研究者用GC处理野生鼠和K9基因敲除的模型鼠,测定肝脏细胞相关蛋白水平(图1)。结果________(填“支持”或“不支持”)该推测。
(3)研究表明,癌症的发生常与miRNA有关,其中miR-140在肾癌细胞中的表达显著上调。研究者收集了临床上74例肾癌患者相关数据(图2),结果显示_______;此外,肾癌细胞体外培养实验表明,miR-140能够促进其增殖,据此说明miR-140是肾癌的一种促癌因子。miR-140可与K9mRNA结合而抑制其发挥作用,在上述肾癌组织样本中miR-140与K9的含量呈负相关,且肾癌组织中K9含量明显低于正常组织。据此_______(填“能”或“不能”)确定K9为肾癌的抑癌因子。
(4)体外培养肾癌细胞进行实验,进一步确定了miR-140通过抑制K9而促进肾癌发展,部分结果如下表。组3的处理为_______。
组号
处理
细胞数量
迁移程度
侵袭情况
1
生理盐水
+++++
+++++
+++++
2
miR-140抑制剂
++
++
++
3
?
++++
++++
++++
(5)结合本研究分析,将GC用于肾癌治疗的合理性以及可能存在的风险。____
18.(24-25高二上·北京育才学校·期中)精神刺激因素的作用下,会使人产生不同程度的压力、长期持续的压力会导致机体内环境稳态紊乱。
(1)图1为人体产生情绪压力时肾上腺皮质、肾上腺髓质受下丘脑调节的模式图,肾上腺髓质属于反射弧中的________。当情绪压力刺激下丘脑,支配肾上腺的神经兴奋,兴奋传至神经纤维末梢并释放________作用于肾上腺髓质,促进肾上腺髓质释放肾上腺素,产生短期压力效应。
(2)情绪压力下,机体还可以通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质”轴(HPA轴)进行调节。此调节过程是,下丘脑分泌的激素a会促进垂体分泌________(激素b),从而使肾上腺皮质分泌和释放的糖皮质激素量增加。健康人体内糖皮质激素浓度不会持续过高,其体内的________调节机制保证了激素分泌的稳态。若下丘脑或垂体的______数量和功能下降,将造成上述作用减弱,HPA轴功能亢进,糖皮质激素持续升高而引发长期且持久的心境低落等长期压力效应。
(3)人的情绪是由激发情绪的刺激传到大脑的情绪中枢后而产生。5-羟色胺是使人产生愉悦情绪的神经递质。研究发现糖皮质激素的持续升高会影响到5-羟色胺的信号传递(见图2所示)。
当神经冲动到达突触前神经元轴突末梢时,膜上的_______通道打开,使该离子内流,从而引起突触囊泡的_______与突触前膜上的膜蛋白分子簇结合,随后突触小泡膜与突触前膜融合,5-羟色胺以_______的方式释放。释放到突触间隙的5-羟色胺可与_______结合,实现了神经元之间的信息传递。
(4)为研究糖皮质激素对递质5-羟色胺分泌的影响,科学家进行实验研究的结果如下表
组别
神经细胞内突触囊泡中5-羟色胺的量
神经细胞内突触囊泡蛋白分子mRNA含量
正常大鼠
正常
正常
长期情绪低落大鼠
正常
低
服用糖皮质激素受体拮抗剂的大鼠
正常
正常
分析以上实验结果,并结合(1)(2)(3)的分析,补充和完善下图字母后面横线中的内容,展示你对持续“情绪压力”引起长期心境低落的机理的理解。
a_______;b_______;c_______;d_______。
地 城
考点03
神经调节与体液调节的关系
一、单选题
1.(24-25高三上·北京东城区·期末)2024北京马拉松于11月3日7:30在天安门广场鸣枪起跑,终点为奥林匹克公园,运动员在比赛过程中体内会发生系列变化。下列叙述不正确的是( )
A.交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张
B.通过神经调节和体液调节维持体内血糖含量的相对稳定
C.通过增加汗腺的分泌量维持细胞外液渗透压的相对稳定
D.运动中产热量增加,通过增加散热维持体温的相对稳定
2.(24-25高二上·北京东城区东直门中学·期中)冬泳爱好者以冬泳的方式挑战严寒。人在冬泳过程中会出现( )
A.产热量大于散热量 B.皮肤血管舒张
C.甲状腺激素分泌增多 D.下丘脑产生冷觉
3.(24-25高二上·北京北师大二附中·期中)下列关于在特定条件下人体发生的生理变化的叙述,正确的是( )
A.马拉松运动员比赛过程中:抗利尿激素分泌减少→尿量减少
B.吃过午餐1个小时内:胰高血糖素分泌增加→血糖浓度维持正常
C.冬泳爱好者冬泳入水时:下丘脑体温调节中枢兴奋→皮肤毛细血管收缩
D.长期摄入蛋白质不足:血浆渗透压升高→组织液含量增多
4.(24-25高二上·北京北师大二附中·期中)呼吸障碍时,机体内CO2不能及时排出,会导致血液中CO2分压升高、pH下降,患者出现心跳加快、血压下降、呼吸困难等症状,临床上称为呼吸性酸中毒。下列叙述错误的是( )
A.正常生理条件下,骨骼肌中CO2运输方向是细胞内→组织液→血浆
B.血液中CO2浓度升高刺激相关感受器,使呼吸加强的过程仅有神经调节
C.呼吸性酸中毒的患者可通过静脉注射适量的碳酸氢钠溶液缓解症状
D.出现呼吸性酸中毒时,患者交感神经活动占据优势,导致心跳加快
5.(24-25高二上·北京西城区北京第三十五中学·期中)如图①②分别代表不同的细胞,A表示相应物质,不符合该模型的是( )
A.①细胞毒T细胞,②靶细胞,A抗体
B.①传出神经元,②肌细胞,A递质
C.①胰岛B细胞,②肝细胞,A胰岛素
D.①甲状腺细胞,②垂体细胞,A甲状腺激素
6.输氧时,需在纯氧中混入5%的CO2以维持呼吸中枢兴奋,该调节方式属于( )
A.体液调节 B.神经调节 C.激素调节 D.免疫调节
7.(24-25高二上·北京第159中学·期中)研究发现,高血压患者常出现胰岛素利用障碍,从而导致糖尿病。服用降压药物——血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)可在一定程度上降低血糖。下列相关分析不正确的是( )
A.高血压导致的糖尿病患者体内胰岛素水平可能偏高
B.ACEI通过调节胰岛素的合成和分泌来治疗“高血压糖尿病”
C.服用ACEI后,靶细胞对胰岛素的敏感性可能增强
D.胰岛素可促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖
8.(24-25高二上·北京第159中学·期中)在滑雪期间,运动员需要从温暖的室内进入冰天雪地中。下列表述正确的是( )
A.冷觉感受器兴奋并将兴奋传递到下丘脑形成冷觉
B.寒冷刺激能引起下丘脑分泌的促甲状腺激素增多
C.激素调节在维持体温恒定的过程发挥了主要作用
D.机体以反馈调节方式维持低温环境中的体温稳定
9.(24-25高二上·北京育才学校·期中)下图为鸟类繁殖活动的调节示意图。有关分析不正确的是( )
A.鸟类的繁殖是在神经调节和体液调节的共同参与下完成的
B.机体中既能传导兴奋,又能分泌激素的细胞位于下丘脑
C.乙是垂体分泌的促性腺激素释放激素,可促进性腺分泌性激素
D.丙进入血液后,通过反馈调节影响下丘脑和垂体中相关激素的合成与分泌
10.(24-25高三上·北京海淀区·期中)寒冷环境中,人体体温仍可维持在正常范围。此调节过程中,不会发生的是( )
A.下丘脑体温调节中枢通过有关神经,引起皮肤血流量减少
B.交感神经兴奋使胰高血糖素分泌增加,有利于能量供应
C.甲状腺激素的分泌持续增加
D.肌肉和肝脏等器官的产热增多
11.(24-25高二上·北京丰台区·期中)红光和蓝光是可见光中不同波段的光。科研人员测定夜间不同光照条件下人体进食后的血糖水平,结果如图1。图2中AUC值用于衡量血糖调节能力,两者通常是负相关关系。下列推测错误的是( )
A.30分钟后血糖降低是因为胰岛素作用 B.夜间光暴露会导致血糖调节能力增强
C.蓝光对血糖调节能力的影响更严重 D.夜间应减少使用电子设备(发蓝光)
12.(24-25高二上·北京丰台区·期中)白色脂肪组织负责储能,棕色脂肪组织负责产热。强光时,热辐射能量多,机体通过“眼—脑—棕色脂肪”通路调节,测得棕色脂肪组织温度和血糖水平均有一定变化。下列说法错误的是( )
A.推测棕色脂肪比白色脂肪含更多线粒体 B.该过程是神经调节能快速响应环境变化
C.强光下,机体会促进棕色脂肪组织产热 D.推测刚转入暗环境时血糖水平略有降低
13.(24-25高二上·北京丰台区·期中)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( )
A.若损毁下丘脑,再注射甲状腺激素,可抑制TRH分泌
B.若切除下丘脑,抗利尿激素分泌减少,可导致机体脱水
C.若损伤下丘脑的不同区域,可确定体温调节中枢具体部位
D.仅切断大脑皮层与下丘脑的联系,短期内恒温动物体温稳定
14.(24-25高二上·北京丰台区·期中)某同学跑1500米时汗流浃背,下列相关叙述错误的是( )
A.长跑比赛中支气管扩张,消化液分泌增加 B.皮肤血流量和汗液分泌量增多有利于散热
C.为维持血浆渗透压相对稳定应饮用淡盐水 D.适量运动有助于减少压力,调节情绪波动
二、非选择题
15.(24-25高二上·北京第四中学·期中)研究者以小鼠为实验材料研究动物脑中VMN区域与血糖调节的关系。
(1)①向正常小鼠VMN区神经元中转入特定的基因(此类小鼠称为D鼠),该基因指导合成的蛋白会被光激活,进而激活氯离子通道蛋白,使氯离子流入细胞内。当向 D鼠 VMN区神经元照光后,VMN区神经元_____(不兴奋/兴奋),原因是_____。
②用胰岛素处理小鼠,创设低血糖条件。照光一段时间,检测小鼠的血糖含量,结果如图1。在正常血糖含量下,对VMN区神经元照光,检测小鼠的血糖含量,结果如图2。
实验结果表明,_____。
(2)进一步研究VMN。区神经元对血糖含量的影响。向正常小鼠VMN区神经元中转入另一基因表达载体(此类小鼠称为S鼠) ,指导合成的蛋白可被光激活使得此区神经元产生兴奋,以S鼠为实验材料,验证正常血糖浓度下,若VMN区神经无兴奋,则机体血糖含量会升高这一推测。
①实验方案:对照组用胰岛素处理后的低血糖S鼠,适宜的光照VMN区神经元一段时间; 实验组用血糖含量正常的S鼠,适宜的光照VMN区神经元一段时间; 随时间推移检测两组鼠的血糖含量。
请指出实验方案不当之处,并做修正。_____
②支持推测的结果是_____。
③VMN区神经元兴奋可能导致_____(请选出3项) ,使得血糖含量升高。
a.胰岛素分泌增加b.胰岛素分泌减少c.胰高血糖素分泌增加d.胰高血糖素分泌减少e.肝糖原分解增加f.肝糖原分解减少
(3)脑中储存的糖极少,脑的活动几乎全部依赖从血液中摄取葡萄糖供能。结合神经调节的特点,请谈一谈 VMN区神经元参与血糖调节的意义_____。
16.(24-25高二上·北京西城区北京第三十五中学·期中)人类及一些哺乳动物在颈部和背部等部位含有一种棕色脂肪组织(BAT),棕色脂肪组织细胞内含有大量脂肪和线粒体,是小型哺乳动物适应性产热的主要部位。研究人员以长爪沙鼠为实验材料,研究动物在寒冷条件下BAT含量及相关激素的变化,结果如下表(TRH为促甲状腺激素释放激素)。回答下列问题:
组别
环境温度(℃)
实验结果
BAT含量(g/100g体重)
下丘脑中TRH含量(pg/mg蛋白)
血浆中甲状腺激素含量(ng/mL)
①
24
0.33
86.73
0.55
②
4
0.27
63.94
0.76
(1)长爪沙鼠受寒冷刺激后,通过_____调节,使组织细胞产热增加。
(2)根据实验结果推测,②组长爪沙鼠血浆中促甲状腺激素的含量比①组_____,从而引起②组血浆中甲状腺激素含量高于①组,在寒冷条件下通过增加脂肪消耗量来维持体温。甲状腺激素分泌的_____调节机制可以增强激素的调节效应,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)除甲状腺素外,持续的寒冷刺激还会刺激交感神经末梢分泌去甲肾上腺素提高代谢率。科研人员用大鼠进行实验研究,结果如下图所示。
结果表明,随寒冷刺激的持续时间延长,机体维持体温恒定所需能量来源的变化是_____。持续寒冷刺激后注射去甲肾上腺素(等量)诱导的机体产热显著强于刺激前,请你提出一种可能的作用机制解释此现象:_____。
17.(24-25高二上·北京交大通大学附属中学·期中)EPA(二十碳五烯酸)是人体健康需要的一种脂肪酸。为探究EPA对血糖调节的影响,科研人员利用小鼠进行实验。
(1)当机体血糖浓度高于正常值时,刺激____________的某些神经细胞兴奋,进而使胰岛素分泌增加,_________(选填下列字母),从而降低血糖,这一调节方式叫做________调节。
a.促进血糖进入组织细胞进行氧化分解
b.促进血糖进入肝脏、肌肉细胞并合成糖原
c.促进血糖进入脂肪组织转变为甘油三酯
d.抑制细胞内的非糖物质转变成葡萄糖
(2)科研人员利用野生型小鼠和糖尿病模型小鼠(db)进行实验。甲组为野生型小鼠给予正常饮食,乙组为db给予正常饮食,丙组为db,但正常饮食中添加1%EPA。10周后,三组小鼠分别进行大量口服葡萄糖测试和血清胰岛素浓度测定,结果如图1和图2所示。
①本实验中的对照组是________。
②据图1结果分析,饮食中添加EPA能____________________。据图2结果推测,出现图1所示结果是由于饮食中添加EPA增强了__________________。
(3)已知EPA影响谷氨酸代谢,长期高浓度谷氨酸对胰岛B细胞产生细胞毒性作用。科研人员进一步检测上述3组小鼠体内谷氨酸水平和胰岛B细胞凋亡率。与图1和图2所示结果相符的预期结果应是,与乙组相比,丙组小鼠________。
(4)饮食中补充EPA可改变db小鼠肠道菌群,肠道中红蝽菌菌群含量与肠道中谷氨酸水平呈负相关。据此,可进一步研究的科学问题是________。
18.(24-25高二上·北京北师大附中·期中)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,促进组织细胞对葡萄糖的______,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终浓度,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______。
(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。
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。)
试卷第36页,共55页
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专题03 体液调节
3大高频考点概览
考点01 激素与内分泌系统
考点02 激素的调节过程
考点03 神经调节与体液调节的关系
地 城
考点01
激素与内分泌系统
一、单选题
1.(24-25高二上·北京北师大二附中·期中)如图表示当人进食时,胰液的分泌过程,图中激素Y是一种由27个氨基酸组成的多肽。下列有关分析错误的是( )
A.图中物质X 通过组织液扩散运输至胰腺
B.物质X引起胰腺细胞膜产生变化
C.胰腺细胞膜上含有物质X、激素Y的受体
D.激素Y为促胰液素,其分泌方式与物质X不同
【答案】D
【分析】据图分析,胰腺分泌胰液为神经-体液调节,其中物质X为神经元分泌的神经递质,特异性的作用于胰腺细胞上的受体蛋白;激素Y为小肠分泌的促胰液素,可以特异性的作用于胰腺细胞上的受体蛋白。
【详解】A、神经与胰腺细胞构成突触,物质X为神经递质,由神经(突触前膜)释放后经过组织液(突触间隙)扩散运输至胰腺细胞(突触后膜),A正确;
B、据图分析可知,物质X为神经递质,通过神经调节,神经递质可引起胰腺细胞膜产生生理变化,B正确;
C、由图可知,胰腺细胞能接受到物质X和激素Y传来的信息,该细胞膜上就含有含有物质X、激素Y的受体,C正确;
D、激素Y为促胰液素,其分泌方式与物质X(神经递质)相同,都是通过胞吐的方式分泌的,D错误。
故选D。
2.(24-25高二上·北京景山学校·期中)下列有关动物激素的叙述,正确的是( )
A.机体中激素的分泌量是恒定不变的
B.激素是具有高效性的生物活性物质
C.性激素的化学本质是蛋白质
D.促甲状腺激素的受体分布在体内几乎所有细胞上
【答案】B
【分析】1、激素是由内分泌腺的腺细胞所分泌的、对人体有特殊作用的化学物质,它在血液中含量极少,但是对人体的新陈代谢、生长发育和生殖等生理活动却起着重要的调节作用;激素分泌过多或过少,人体会患相应的疾病。
2、人体激素的特点有:(1)微量和高效;(2)通过体液运输;(3)作用于靶器官、靶细胞,并且一经靶细胞接受并起作用后就被灭活。
3、下丘脑通过释放促甲状腺激素释放激素(TRH),来促进垂体合成和分泌促甲状腺激素(TSH),TSH则可以促进甲状腺的活动,合成和释放甲状腺激素,当甲状腺激素达到一定浓度后,这个信息又会反馈给下丘脑和垂体,从而抑制两者的活动,甲状腺激素就可以维持在相对稳定水平。这就是所谓反馈调节。
【详解】A、受内外因素影响,机体中激素的分泌量是变化的,A错误;
B、激素具有微量、高效的特点,B正确;
C、性激素属于脂质类,C错误;
D、促甲状腺激素的受体分布在甲状腺细胞上, D错误。
故选B
3.(24-25高二上·北京清华大学附属中学·月考)球星梅西在11岁时被诊断出生长发育迟缓,但智力正常。他可能缺乏的激素是( )
A.甲状腺激素 B.胰岛素 C.生长激素 D.肾上腺激素
【答案】C
【分析】激素是由内分泌腺的腺细胞所分泌的、对人体有特殊作用的化学物质.它在血液中含量极少,但是对人体的新陈代谢、生长发育和生殖等生理活动,却起着重要的调节作用.激素分泌异常时会导致人体患相应的疾病.
【详解】A、甲状腺激素是由甲状腺分泌的,它的主要作用是促进新陈代谢、促进生长发育、提高神经系统的兴奋性;幼年时甲状腺功能不足,就会患呆小症,患者长大后表现出身材矮小、智力低下、生殖器官发育不全等症状.故不符合题意,A错误;
B、胰岛素是由胰岛分泌的,它的主要作用是调节糖的代谢,具体说,它能促进血糖合成糖元,加速血糖分解,从而降低血糖浓度,人体内胰岛素分泌不足时,人会患糖尿病;故不符合题意,B错误;
C、生长激素是由垂体分泌的,有调节人体生长发育的作用.如果幼年时生长激素分泌不足,则生长迟缓,身材矮小,到了成年,有的身高才只有70cm,但是智力一般是正常的,这叫侏儒症;某成年人身高不足1米,但其智力是正常的说明他患的是侏儒症,这种病是幼年时生长激素分泌不足引起的.故符合题意,C正确;
D、胰岛素是由胰岛分泌的,它的主要作用是调节糖的代谢,具体说,它能促进血糖合成糖元,加速血糖分解,从而降低血糖浓度,人体内胰岛素分泌不足时,人会患糖尿病;故不符合题意,D错误。
故选C。
4.抑制素(INH)是一种主要由卵巢分泌的蛋白类激素,调节促性腺激素的合成和分泌。科研人员制备了INH的抗体并在大鼠发情期注射给大鼠,测定相关指标,结果如下表。下列分析错误的是( )
检测指标组别
促性腺激素(mIU/mL)
性激素(ng/mL)
卵泡质量(g)
成熟卵泡个数(个)
促卵泡激素
促黄体素
孕酮
对照组
8.53
15.18
8.86
0.63
28.67
实验组
25.36
15.19
11.78
0.91
35
A.INH通过体液运输到靶器官,具有微量高效的特点
B.注射的INH抗体可在机体内与抑制素结合,解除其作用
C.注射INH抗体后,促卵泡激素及孕酮含量均上升
D.由实验数据推测INH可作用于垂体,进而促进卵泡发育
【答案】D
【分析】由表格中的数据分析可知,在注射INH抗体后,促卵泡激素含量上升,孕酮激素含量上升,卵泡质量和成熟卵泡个数上升,由此可见该抗体与INH特异性结合后,使INH无法发挥作用。INH的作用是抑制促性腺激素的合成和分泌。
【详解】A、INH是卵巢分泌的一种激素,激素调节的特点是微量高效、通过体液运输,作用于靶器官、靶细胞,A正确;
B、注射的INH抗体可在机体内与抑制素特异性结合,使INH无法发挥作用,解除其作用,B正确;
C、根据表分析可知,注射INH抗体后,促卵泡激素及孕酮含量均上升,C正确;
D、由实验数据推测,INH可作用于垂体,作用是抑制促性腺激素的合成和分泌,进而抑制卵泡发育,D错误。
故选D。
5.胰高血糖素样肽-1(GLP-1)是一种蛋白类激素,以葡萄糖浓度依赖的方式促进胰岛素分泌,抑制胰高血糖素分泌,并能抑制食欲,从而达到降血糖、减肥等作用,在体内可快速降解。临床使用的GLP-1类药物由人工合成,可在体内长效发挥作用。下列相关说法正确的是( )
A.口服GLP-1可治疗肥胖症
B.胰岛A、B细胞均存在GLP-1的受体
C.GLP-1类药物与天然GLP-1结构完全相同
D.临床使用GLP-1类药物无任何副作用
【答案】B
【分析】动物激素通过体液运输,具有微量高效、作用于靶细胞或靶器官的特点。由题意可知,胰高血糖素样肽-1(GLP-1)可抑制胰高血糖素分泌,有降低血糖、减肥等作用,而胰高血糖素的作用为升高血糖,因此二者为拮抗作用。
【详解】A、胰高血糖素样肽-1(GLP-1)是一种蛋白类激素,不能口服,A错误;
B、胰高血糖素样肽-1(GLP-1)可促进胰岛素分泌,抑制胰高血糖素分泌,胰岛A、B细胞均存在GLP-1的受体,B正确;
C、GLP-1类药物由人工合成,与天然GLP-1结构不完全相同,C错误;
D、临床使用GLP-1类药物也可能有副作用,D错误。
故选B。
6.(23-24高二上·北京一六六中·期中)正常人体内的激素和神经递质均有特定的生物活性,它们都是( )
A.进入细胞内发挥作用
B.由活细胞产生的蛋白质
C.与特定分子结合后起作用
D.能引发细胞膜内外电位变化
【答案】C
【分析】神经递质是神经元之间或神经元与效应器细胞如肌肉细胞、腺体细胞等之间传递信息的化学物质。根据神经递质的化学组成特点,主要有胆碱类(乙酰胆碱)、单胺类(去甲肾上腺素、多巴胺和5-羟色胺)、氨基酸类(兴奋性递质如谷氨酸和天冬氨酸;抑制性递质如γ氨基丁酸、甘氨酸和牛磺酸)和神经肽类等。
【详解】A、激素随着血液循环到达相应的组织器官,调节其生理过程,神经递质由突触前膜释放进入组织液(突触间隙),与突触后膜上的受体结合,一般激素和神经递质都不进入细胞,A错误;
B、部分激素是蛋白质,部分是脂质等,神经递质也很少是蛋白质,B错误;
C、激素和神经递质是信息分子,需要与特定的受体分子结合,C正确;
D、激素一般不会引发细胞膜内外电位变化,D错误。
故选C。
7.(23-24高二上·北京中国人民大学附属中学·期中)下列各组腺体或细胞所产生的分泌物,均直接分泌到内环境的是( )
A.唾液腺、垂体、肠腺 B.胃腺、甲状腺、性腺
C.汗腺、胰岛、肾上腺 D.下丘脑的神经分泌细胞、性腺
【答案】D
【分析】内环境包括血浆、组织液、淋巴液等,内环境中含有蛋白质,无机盐,以及血液运输的其他物质,包括各种营养物质、激素、各种代谢废物等。
【详解】A、唾液腺分泌的唾液分泌到口腔中,肠腺分泌的肠液分泌到小肠肠腔中,A错误;
B、胃腺分泌的胃液在胃中,不直接分泌到内环境,B错误;
C、汗腺分泌的汗液直接分泌到皮肤外,不直接分泌到内环境,C错误;
D、下丘脑的神经分泌细胞分泌的激素、性腺分泌的性激素均直接分泌到内环境中,D正确。
故选D。
8.(23-24高三上·北京·)蛋白质是生命活动的主要承担者。下列叙述不正确的是( )
A.蛋白质是活细胞中含量最多的有机物
B.蛋白质的组成元素都含有C、H、O、N
C.酶、激素和抗体的化学本质都是蛋白质
D.叶绿体和线粒体中也可以合成蛋白质
【答案】C
【分析】化合物的元素组成:(1)蛋白质的组成元素有C、H、O、N元素构成,有些还含有P、S;(2)核酸的组成元素为C、H、O、N、P;(3)脂质的组成元素有C、H、O,有些还含有N、P;(4)糖类的组成元素为C、H、O。
【详解】A、蛋白质是生命活动的主要承担者,是活细胞中含量最多的有机物,A正确;
B、蛋白质的组成元素都含有C、H、O、N,大多数蛋白质还含有S,B正确;
C、绝大多数酶是蛋白质少数是RNA,部分激素是蛋白质,激素还包括固醇类等,抗体都是蛋白质,C错误;
D、叶绿体和线粒体中含有核糖体,可以合成蛋白质,属于半自主的细胞器,D正确。
故选C。
9.(21-22高二上·北京宣武外国语实验学校·期中)许多淡水鱼在人工饲养条件下不产卵。如果取同种鱼的垂体研碎后注入鱼体内,就可促其产卵,这主要是利用垂体中含有的( )
A.生长激素 B.促性腺激素
C.甲状腺激素 D.促甲状腺激素
【答案】B
【分析】性激素是由性腺分泌;生长激素、促甲状腺激素和促性腺激素都是由垂体分泌,但只有促性腺激素促进性腺生长和分泌性激素,另外促进生殖细胞生成。
【详解】垂体分泌的促性腺激素,能促进性腺的生长和发育,促进性腺合成和分泌性激素,进而促进产卵,B正确。
故选B。
10.(22-23高二·北京西城区·期末)生长激素(GH)的合成和分泌受下丘脑神经内分泌细胞分泌的激素和其它多重因素的 调控。部分调控途径如下图。相关叙述错误的是( )
A.下丘脑分泌的 GHRH 和 SS 通过体液运输作用于垂体
B.GH 含量升高促进 SS 神经元分泌 SS,属于正反馈调节
C.处于青春期的青少年保证充足睡眠有助于身高的增长
D.GHRH 和 SS 对 GH 的双向调节能更精准地调控生长
【答案】B
【分析】激素作用的一般特征:微量高效;通过体液运输;作用于靶器官、靶细胞。
【详解】A、下丘脑中的神经元分泌的 GHRH 和 SS 通过体液运输到达垂体,作用于垂体,进而调节垂体的分泌活动,A正确;
B、GH 含量升高促进 SS 神经元分泌 SS,但SS的分泌对垂体分泌GH起着抑制作用,因而不属于正反馈调节,B错误;
C、结合图示可以看出,充足的睡眠能促进 GHRH神经元分泌 GHRH,进而促进垂体分泌生长激素,因而有利于生长,级处于青春期的青少年保证充足睡眠有助于身高的增长素,C正确;
D、GHRH 和 SS 对 GH 的双向调节能保证GH含量的稳定,进而能更精准地调控生长,D正确。
故选B。
11.(22-23高三上·北京顺义区牛栏山一中·期中)如图为人体激素作用于靶细胞的两种机理示意图,有关说法正确的是( )
A.激素A可能为生长激素,与胞内受体结合
B.若激素B是醛固酮,它由肾小管细胞合成
C.受体b参与信息传递,并催化c-AMP的合成
D.激素均须通过调控基因表达进而调节靶细胞的生理效应
【答案】C
【分析】题图分析:激素A进入细胞与受体a结合后再进入细胞核,通过影响基因的表达来调控生理效应。激素B没有进入细胞,直接与细胞膜上的受体b结合引起细胞内的生化反应。
【详解】A、据图可知,激素A能与受体a结合进入细胞核发挥作用,因此激素A可能是性激素等,不可能是生长激素,生长激素的受体位于细胞膜上,A错误;
B、醛固酮是由肾上腺皮质合成并分泌,B错误;
C、由图示可知,激素B与细胞膜上的受体b结合,催化c-AMP的合成,C正确;
D、由图示可知,激素B与受体结合后,激活蛋白激酶进而引起相应生理效应,而不是通过调控基因表达调节靶细胞的生理效应,D错误。
故选C。
12.(21-22高二上·北京房山区·期中)下图是内分泌细胞分泌的某种物质与靶细胞结合的示意图。下列叙述正确的是( )
内分泌细胞分泌物靶细胞
A.靶细胞不可能是内分泌细胞
B.分泌物经体液运输定向传送到靶细胞
C.内分泌细胞可能是神经细胞
D.分泌物可直接参与靶细胞的生理活动
【答案】C
【分析】激素作用的一般特征:(1)微量高效。如:在人体血液中甲状腺激素的含量只有3×10-5~14×10-5mg/mL,而1mg甲状腺激素可使人体产热增加4200kJ。(2)通过体液运输。内分泌腺没有导管,分泌的激素弥散到体液中,随血液流到全身,传递着各种信息。(3)作用于靶器官、靶细胞。 研究发现,甲状腺激素几乎对全身细胞都起作用,而促甲状腺激素只作用于甲状腺。能被特定激素作用的器官、细胞就是该激素的靶器官、靶细胞.激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,因此,体内源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。
【详解】A、在某些情况下,靶细胞也可作为分泌细胞。例如:分泌细胞是垂体细胞,分泌物可以是促性腺激素,促性腺激素的靶细胞是性腺细胞,A错误;
B、分泌物经体液运输,但不是定向传送到靶细胞,B错误;
C、下丘脑的某些神经细胞可以分泌激素,如:下丘脑可分泌抗利尿激素,故内分泌细胞可能是神经细胞,C正确;
D、分泌物有调节作用,不组成靶细胞的结构,D错误。
故选C。
二、非选择题
13.(24-25高二上·北京陈经纶中学·期中)学习以下材料,回答(1)~(4)题
第二信使学说
激素的化学性质决定了其对靶细胞的作用方式。根据化学结构可将激素分为胺类、多肽或蛋白类、脂类三大类。其中,多肽或蛋白类激素和大多数胺类激素属于含氮类亲水性激素,无法进入靶细胞内,主要与靶细胞膜上的特异性受体结合而发挥作用。
苏德兰等人在1965年提出了“第二信使学说”,以描述膜受体介导的激素作用机制。该学说认为,含氮类激素作为第一信使,与靶细胞膜上的特异性受体结合后,使细胞内产生第二信使——环磷酸腺苷(cAMP)。如图,cAMP可使细胞质中无活性的蛋白激酶A(PKA)等蛋白质逐级激活,最终引起细胞内效应。
随后,美国生物化学家罗德贝尔进一步发现,在激素受体与腺苷酸环化酶(AC)之间存在一类起偶联作用的蛋白质——G蛋白。当激素与受体结合后,活化的受体要通过G蛋白的介导才能对AC发生作用。
CAMP第二信使系统中,大多数信号转导功能都是通过激活cAMP依赖的PKA完成的,PKA能够将ATP分子的磷酸根转移到底物蛋白的丝氨酸/苏氨酸残基上(磷酸化反应),引起底物蛋白的空间结构改变,进而使酶的活性、通道的活动状态、受体的反应性和转录因子的活性等发生改变。被PKA磷酸化的底物蛋白不同,引起的生物效应也不同。例如,PKA在肝细胞激活磷酸化酶而促进肝糖原分解,在心肌细胞使钙通道磷酸化而增强心肌收缩,在细胞核内则可通过cAMP反应元件结合蛋白和活化转录因子等,介导和调节靶基因的表达,生成新的蛋白质,进而改变细胞的功能。
苏德兰因发现cAMP作为第二信使的作用而荣获1971年诺贝尔生理学或医学奖,“第二信使学说”的提出也极大推动了对激素作用机制的深入研究。
(1)请结合所学知识,说出激素调节的两个特点:_____。
(2)请根据材料将肾上腺素的作用机制补充完整:肾上腺素与受体结合→G蛋白被活化→_____→激活磷酸化酶→在酶的作用下,肝糖原分解为葡萄糖。1mol肾上腺素可促使细胞生成108mol葡萄糖,这说明激素调节具有_____性。
(3)请结合材料分析细胞为什么需要“第二信使”_____?
(4)研究表明cAMP激活PKA后,PKA在激活下游蛋白的同时也会激活相关水解酶,使CAMP水解成为无活性产物,请说出该机制的生物学意义_____。
【答案】(1)微量高效、通过体液运
(2) 激活细胞内的腺苷酸环化酶,在Mg2+存在的条件下,AC催化ATP转变成环磷酸腺苷(cAMP) 高效
(3)多肽或蛋白类激素和大多数胺类激素属于含氮类亲水性激素,无法进入靶细胞内,主要与靶细胞膜上的特异性受体结合而发挥作用,而第二信使则可以在细胞内发挥作用,最终引起细胞内效应
(4)通过负反馈精确调节生命活动,对于维持机体正常代谢和内环境稳态具有积极的意义
【分析】激素调节的特点:
(1)微量高效。如:在人体血液中甲状腺激素的含量只有3×10-5~14×10-5mg/mL,而1mg甲状腺激素可使人体产热增加4200kJ。
(2)通过体液运输。内分泌腺没有导管,分泌的激素弥散到体液中,随血液流到全身,传递着各种信息。
(3)作用于靶器官、靶细胞。研究发现,甲状腺激素几乎对全身细胞都起作用,而促甲状腺激素只作用于甲状腺。能被特定激素作用的器官、细胞就是该激素的靶器官、靶细胞。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,因此,体内源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。
(4)作为信使传递信息。
【详解】(1)激素作为信号分子,其调节的特点是:微量高效;通过体液运输;作用于靶器官、靶细胞;作为信使传递信息。
(2)请根据材料将肾上腺素的作用机制补充完整:肾上腺素与受体结合→G蛋白被活化→激活细胞内的腺苷酸环化酶(AC),在Mg2+ 存在的条件下,AC催化ATP转变成环磷酸腺苷(cAMP)→PKA激活磷酸化酶→在酶的作用下,肝糖原分解为葡萄糖。1mol肾上腺素可促使细胞生成108mol葡萄糖,同时也说明激素调节具有高效性,少量的激素就能促进较多产物的生成。
(3)分析题干可知,多肽或蛋白类激素和大多数胺类激素属于含氮类亲水性激素,无法进入靶细胞内,主要与靶细胞膜上的特异性受体结合而发挥作用,而第二信使则可以在细胞内发挥作用,最终引起细胞内效应,故细胞需要“第二信使”起到调节一系列生命活动的作用。
(4)进一步研究发现,cAMP激活PKA后,PKA在激活下游蛋白的同时也会激活磷酸二酯酶(PDE),使cAMP水解成为无活性产物,这样可避免激素调节信号过度放大,影响机体的正常代谢过程,进而可避免对机体的健康造成威胁,可见此调节过程于维持内环境稳态具有积极的意义。
14.(22-23高二·北京东城区·期末)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
第二信使学说
激素的化学性质决定了其对靶细胞的作用方式。根据化学结构可将激素分为胺类、多肽或蛋白类、脂类三大类。其中,多肽或蛋白类激素和大多数胺类激素属于含氮类亲水性激素,无法进入靶细胞内,主要与靶细胞膜上的特异性受体结合而发挥作用。
苏德兰等人在1965年提出了“第二信使学说”,以描述膜受体介导的激素作用 机制。该学说认为含氮类激素的作用过程大致包括以下步骤:①激素分子作为第一 信使,先与靶细胞膜上的特异性受体结合;②激素与受体结合后,激活细胞内的腺苷 酸 环 化 酶 ( A C ) ; ③ 在 M g²+ 存 在 的 条 件 下 , A C 催 化 A T P 转 变 成 环 磷 酸 腺 苷 (cAMP);④cAMP作为第二信使,使细胞质中无活性的蛋白激酶等蛋白质逐级激活,最终引起细胞的生物效应。
随后,美国生物化学家罗德贝尔进一步发现,在激素受体与AC之间存在一 类 起偶联作用的蛋白质 — — G蛋白。当激素与受体结合后,活化的受体要通过G蛋白的介导才能对AC发生作用。
cAMP第二信使系统中,大多数信号转导功能都是通过激活cAMP依赖的蛋 白激酶A(PKA)完成的,PKA能够将ATP分子的磷酸根转移到底物蛋白的丝氨酸/苏氨酸残基上(磷酸化反应),引起底物蛋白的空间结构改变,进而使酶的活性、 通道的活动状态、受体的反应性和转录因子的活性等发生改变。被PKA磷酸化的 底物蛋白不同,引起的生物效应也不同。例如,PKA在肝细胞激活磷酸化酶而促进 肝糖原分解,在心肌细胞使钙通道磷酸化而增强心肌收缩,在细胞核内则可通过 cAMP反应元件结合蛋白和活化转录因子等,介导和调节靶基因的表达,生成新的蛋白质,进而改变细胞的功能。
苏德兰因发现cAMP作为第二信使的作用而荣获1971年诺贝尔生理学或医学奖,“第二信使学说”的提出也极大推动了对激素作用机制的深入研究。
(1)激素分子由人体的 ________ 合成、分泌,通过________运输到全身各处,最终作用于________。
(2)文中“第二信使”的含义是 _________
(3)请根据材料将肾上腺素的作用机制补充完整:肾上腺素与受体结合 → G蛋白被活化 → ________ → PKA激活磷酸化酶 → 在酶的作用下,肝糖原分解为 葡萄糖。1 mol肾上腺素可促使细胞生成108mol葡萄糖,说明该过程具有信号 ________ 效应。
(4)进一步研究发现,cAMP激活PKA后,PKA在激活下游蛋白的同时也会激活磷 酸二酯酶(PDE),使cAMP水解成为无活性产物。此调节过程存在的意义是 ________。
【答案】(1) 内分泌器官(或内分泌细胞) 体液(或血液) 靶器官、靶细胞
(2)把第一信使(激素)带来的信息传递给细胞内,从而引起细胞内一系列反应,最终引起 生物效应的物质
(3) AC被激活,催化ATP转变成cAMP,cAMP激活PKA 放大
(4)及时终止激素效应,保证细胞不会持续处于cAMP信号激活的状态(或保证cAMP 的活性在AC和PDE两个酶的作用下维持平衡)
【分析】激素调节的特点:
(1)微量高效 如:在人体血液中甲状腺激素的含量只有3×10-5~14×10-5mg/mL,而1mg甲状腺激素可使人体产热增加4200kJ。
(2)通过体液运输 内分泌腺没有导管,分泌的激素弥散到体液中,随血液流到全身,传递着各种信息。
(3)作用于靶器官、靶细胞 研究发现,甲状腺激素几乎对全身细胞都起作用,而促甲状腺激素只作用于甲状腺。能被特定激素作用的器官、细胞就是该激素的靶器官、靶细胞。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,因此,体内源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。
(4)作为信使传递信息。
【详解】(1)激素分子由人体的 内分泌腺合成、分泌进入到细胞外液中,通过体液运输到全身各处,最终作用于靶器官或靶细胞,靶器官和靶细胞指的是带有与激素发生特异性结合的受体的器官或细胞。
(2)题意显示,cAMP作为第二信使,是把第一信使(激素)带来的信息传递给细胞内,从而引起细胞内一系列反应,最终引起 生物效应的物质。
(3)根据材料可推测,肾上腺素的作用机制为:肾上腺素与受体结合 → G蛋白被活化 → AC被激活,催化ATP转变成cAMP,cAMP激活PKA→ PKA激活磷酸化酶 → 在酶的作用下,肝糖原分解为 葡萄糖。1 mol肾上腺素可促使细胞生成108mol葡萄糖,说明该过程具有信号 放大 效应,同时也说明激素调节具有微量、高效的特点。
(4)进一步研究发现,cAMP激活PKA后,PKA在激活下游蛋白的同时也会激活磷 酸二酯酶(PDE),使cAMP水解成为无活性产物,这样可及时终止激素效应,保证细胞不会持续处于cAMP信号激活的状态(或保证cAMP 的活性在AC和PDE两个酶的作用下维持平衡)。
15.(22-23高二上·北京丰台区·期中)糖皮质激素是肾上腺皮质产生的“应激激素”,包括皮质醇和皮质酮,具有升高血糖的作用,机体可通过下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴调控其分泌。
(1)机体接受刺激后,下丘脑分泌_____作用于垂体,进而调控肾上腺皮质细胞合成糖皮质激素。健康人体内糖皮质激素浓度不会持续过高,是由于存在_____调节机制。
(2)为研究应激时体内糖皮质激素的含量,研究人员强迫小鼠游泳后测定结果如图1。
曲线是在不同时间抽取小鼠的_____并测定其激素含量绘制而成的。选择皮质酮作为小鼠应激模型指标的原因是_____。
(3)糖皮质激素可用于临床上治疗痛风、严重感染等疾病。但长期服用大剂量外源糖皮质激素,会发挥与醛固酮相同的生理作用,进而出现高血压等副作用,其分子机制如图2所示。
①MR为醛固酮受体,但皮质醇与醛固酮结合MR的亲和力相同。通常情况下,图2中的_____过程防止较多皮质醇激活MR。
②请根据图2信息解释长期服用大剂量外源糖皮质激素导致高血压的信号转导机制:长期服用大剂量外源
糖皮质激素,导致过多的皮质醇与_____结合形成二聚体,二聚体进入细胞核后促进_____基因的转录;S蛋白作用于Na+泵_____复合体,使二者分开;游离的Na+泵转移到细胞膜上,促进肾小管上皮细胞的_____作用,使细胞外液渗透压升高,出现高血压。
【答案】(1) 促肾上腺皮质激素释放激素 (负)反馈
(2) 血液 皮质酮含量更高,容易检测
(3) 皮质醇在内质网膜上酶的催化下生成无活性的皮质酮(灭活) MR Na+泵和S蛋白 N蛋白 重吸收
【分析】1、激素调节的特点:(1)微量和高效;(2)通过体液运输;(3)作用于靶器官、靶细胞。
2、激素的作用:激素种类多、含量极微,既不组成细胞结构,也不提供能量,只起到调节生命活动的作用。
3、分析题图1,可知强迫小鼠游泳后,随游泳时间的增加,皮质醇和皮质酮的含量先升高后降低。
4、分析题图2,醛固酮与MR在细胞质基质结合形成二聚体,进入细胞核后促进Na+泵和S蛋白的转录(表达)。
【详解】(1)机体接受刺激后,下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体,促进垂体合成并释放促肾上腺皮质激素,进而调控肾上腺皮质细胞合成糖皮质激素。若糖皮质激素含量过高,会反过来抑制下丘脑和垂体释放相关激素,这是一种负反馈调节机制,使得健康人体内糖皮质激素浓度不会持续过高。
(2)由于激素随体液运输,故曲线是在不同时间抽取小鼠的血液,测定其激素含量而绘制的。结果表明皮质酮更适合作为小鼠剧烈应激模型的指标,理由是:皮质酮含量更高,容易检测。
(3)①由题图2中可知,皮质醇在内质网膜上酶的催化下生成无活性的皮质酮(灭活),可防止较多皮质醇激活MR。
②分析题图2,长期服用大剂量外源糖皮质激素,导致过多的皮质醇与MR结合形成二聚体,二聚体进入细胞核后促进Na+泵和S蛋白基因的转录;S蛋白作用于Na+泵N蛋白复合体,使二者分开;游离的Na+泵转移到细胞膜上,促进肾小管上皮细胞的重吸收作用,使细胞外液渗透压升高,出现高血压。
三、填空题
16.(21-22高二上·北京师范大学芜湖附属学校·期中)酶、激素、抗体、神经递质都是动物细胞内的重要物质,请参照表中内容完成下表。
酶
激素
抗体
神经递质
化学本质
大多数为蛋白质少数RNA
蛋白质、多肽、固醇、氨基酸衍生物等
_______
乙酰胆碱、多巴胺、氨基酸类、NO等
作用
催化
_______
免疫
_______
产生细胞
活细胞
内分泌细胞
浆细胞
_______
作用部位
细胞内外
靶器官或靶细胞
内环境
突触后膜
作用后变化
不变
_______
被降解
被降解或移走
【答案】 免疫球蛋白或蛋白质 调节 传递兴奋或抑制 神经元 被灭活
【分析】1、动物激素是由内分泌器官(内分泌细胞)分泌的,激素的作用特点为:微量和高效、通过体液运输、作用于靶器官、靶细胞。
2、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,少数为RNA,酶的作用是降低化学反应所需的活化能,其作用特点是具有高效性、专一性、作用条件温和等。
3、神经递质是由神经细胞产生的,神经递质在突触间传递信息,使突触后膜产生电位变化(兴奋或抑制)。
【详解】激素作为信号分子,传递信号,调节生物体的生命活动。激素一经靶细胞结合并发挥作用之后就被代谢性灭活。抗体是免疫球蛋白,化学本质属于蛋白质。神经递质在突触间传递信息,使突触后膜产生电位变化(兴奋或抑制)。神经递质是由神经细胞(神经元)产生的。
地 城
考点02
激素的调节过程
一、单选题
1.甲减(甲状腺激素分泌减少)分为原发性甲减和继发性甲减,前者原因为甲状腺本身出现病变,后者为下丘脑或垂体异常所致。现欲探究甲、乙、丙三位甲减病人的患病原因,对健康者和三位患者注射了等量且适量的促甲状腺激素释放激素(TRH),并在注射前和注射后一段时间内测量其血液中的促甲状腺激素(TSH)含量(单位为mU·L-1),结果如下表所示。已知健康人的TSH含量范围为2~10mU·L-1。下列说法错误的是( )
项目
健康人
甲
乙
丙
注射前TSH含量相对值
7.56
2.42
1.13
15.60
注射后TSH含量相对值
31.00
30.60
1.15
36.40
A.甲、乙为继发性甲减患者,丙为原发性甲减患者
B.甲乙丙的病变部位依次是下丘脑、垂体、甲状腺
C.注射TRH不能提高丙患者的甲状腺激素水平
D.注射TRH后乙的TSH含量低是负反馈调节导致的
【答案】D
【分析】下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素,这属于分级调节。当甲状腺激素含量过多时,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这叫做负反馈调节。
【详解】AB、从表格中的信息可知,甲在注射前TSH分泌较少,但注射后与正常人相比较TSH分泌正常,说明甲状腺和垂体都没有病变,所以病变部位应该是下丘脑,所以属于继发性甲减;乙在注射前后TSH分泌均不足,所以病变部位应该是垂体,所以也属于继发性甲减;丙在注射前后TSH都分泌正常,说明病变部位是甲状腺,属于原发性甲减,AB正确;
CD、甲状腺激素分泌的调节存在分级调节,注射的TRH需要作用于垂体发挥作用,而乙病变部位是垂体,因此注射TRH不能促进垂体分泌更多的TSH,导致TSH含量低,TSH作用于甲状腺后,使得患者分泌的甲状腺激素少,因此注射TRH不能提高丙患者的甲状腺激素水平,C正确,D错误。
故选D。
2.(24-25高三上·北京海淀区·期中)某甲亢病患者甲状腺细胞的钠-碘共转运体过量表达,下表是该患者相关指标的检测结果。临床上可以口服放射性131I进行治疗。据此分析错误的是( )
项目
测定结果
参考范围
单位
甲状腺激素(TH)
29.35
2.2~4.2
pg/mL
促甲状腺激素(TSH)
0.005
0.3~3.6
mIU/L
促甲状腺激素受体抗体(TAh)
766.0
5.0~100.0
IU/mL
A.患者会出现体温高、消瘦等症状
B.该病属于自身免疫病
C.131I治疗可降低甲状腺细胞数量
D.患者的反馈调节使TH分泌增加
【答案】D
【分析】下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素,进而促进代谢增加产热,这属于分级调节。当甲状腺激素含量过多时,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这叫做负反馈调节。
【详解】A、该患者甲状腺激素(TH)含量较高,代谢旺盛,会出现体温高、消瘦等症状,A正确;
B、该病是因为可检出抗甲状腺激素受体抗体,因此是自身免疫病,B正确;
C、口服放射性131I进行治疗,会破坏甲状腺细胞,可降低甲状腺细胞数量,C正确;
D、患者甲状腺激素分泌增加,通过反馈调节会抑制促甲状腺激素的分泌,而不是使甲状腺激素分泌增加,D错误。
故选D。
3.研究发现,情绪压力对肾上腺分泌功能的影响如下图所示,图中①②代表激素,激素b可阻止细胞因子的合成和释放。下列叙述不正确的是( )
A.激素a可促进组织细胞的代谢活动,激素b可升高血糖浓度
B.情绪压力导致的短期和长期压力效应增加均属于神经—体液调节
C.激素b分泌过多,可能会导致机体的特异性免疫功能降低
D.激素a和激素b的分泌均存在分级调节和反馈调节机制
【答案】D
【分析】下丘脑可以通过垂体调节和控制某些内分泌腺中激素的合成与分泌,属于分级调节。激素进入血液后,又可以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。
【详解】A、激素a表示肾上腺素,肾上腺素可使组织细胞的代谢活动增强,促进产热,激素b属于糖皮质激素,可升高血糖浓度,A正确;
B、据图可知,情绪压力通过传入神经作用于下丘脑,再作用于垂体和肾上腺髓质分泌相应激素,导致短期和长期压力效应增加,因此均属于神经—体液调节,B正确;
C、据题可知,激素b可阻止细胞因子的合成和释放,故推测激素b分泌过多,可能会导致机体的特异性免疫功能下降,C正确;
D、据图可知,激素b的分泌存在分级调节和反馈调节机制,而激素a的分泌不存在,D错误。
故选D。
4.肠-脑轴(GBA)是指大脑和肠道以及肠道微生物之间的相互沟通通路,在沟通方式中涉及神经、内分泌和免疫等途径。下列不涉及GBA通路的是( )
A.脑通过自主神经控制胃肠蠕动
B.微生物刺激肠分泌神经肽影响食欲
C.肠道炎症引起体温调节异常
D.下丘脑通过垂体调节血糖平衡
【答案】D
【分析】肠-脑轴(GBA)是指大脑和肠道以及肠道微生物之间的相互沟通通路,在沟通方式中涉及神经、内分泌和免疫等途径。
【详解】A、脑通过自主神经控制胃肠蠕动,通过GBA通路实现,A不符合题意;
B、微生物刺激肠分泌神经肽影响食欲,通过GBA通路实现,B不符合题意;
C、肠-脑轴在沟通方式中涉及神经、内分泌和免疫等途径,肠道炎症引起体温调节异常,通过GBA通路实现,C不符合题意;
D、下丘脑调节血糖平衡不通过垂体,不涉及GBA通路,D符合题意。
故选D。
5.小鼠禁食24小时后,血浆中糖皮质激素(GC)浓度显著高于自由饮食小鼠,禁食期间GC的分泌调节过程如下图所示。抑制AgRP神经元的激活可完全阻断禁食引发的血浆GC浓度增加。
注:“+”代表促进,“-”代表抑制
据图分析不正确的是( )
A.禁食期间GC分泌的调节方式属于神经-体液调节
B.禁食期间GC通过调节细胞内代谢活动维持血糖平衡
C.AgRP神经元兴奋使BNST神经元对PVH区抑制加强
D.AgRP神经元活性变化在机体能量不足时发挥关键作用
【答案】C
【分析】激素作用的一般特征:微量高效、通过体液运输、作用于靶器官靶细胞。激素既不组成细胞结构,又不提供能量也不起催化作用,而是随体液到达靶细胞,使靶细胞原有的生理活动发生变化,是调节生命活动的信息分子。
【详解】A、禁食期间,通过下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴分泌GC,该调节方式属于神经-体液调节,A正确;
B、禁食期间可以通过GC调节细胞内代谢活动维持血糖平衡,B正确;
C、AgRP神经元兴奋使BNST神经元对PVH区抑制减弱,C错误;
D、禁食期间血浆中糖皮质激素(GC)浓度显著高于自由饮食小鼠,AgRP神经元活性变化在机体能量不足时发挥关键作用,D正确。
故选C。
6.(21-22高二上·北京海淀区清华大学附属中学·期中)下列有关高等动物激素调节的叙述,不正确的是( )
A.激素都有特定的靶细胞和靶器官,不同激素的靶细胞和靶器官一定不同
B.通过负反馈调节能够维持生物体内甲状腺激素含量的相对稳定
C.激素作用后会被降解,需要不断补充更新
D.激素既不组成细胞结构、也不提供能量、也不起催化作用
【答案】A
【分析】动物激素是有机物,作为信息分子可进行细胞间信息交流,激素通过体液运输,作用于靶细胞或靶器官,激素的作用调节细胞和生物体的生命活动。
【详解】A、激素都有特定的靶细胞和靶器官,不同激素的靶细胞和靶器官可能相同,如胰岛素和甲状腺激素都作用于全身细胞,A错误;
B、甲状腺激素的分泌过程中存在分级调节和反馈调节,通过负反馈调节能维持甲状腺激素的相对稳定,B正确;
C、激素一经作用即失活,需要不断补充更新,C正确;
D、激素既不组成细胞结构、也不提供能量、也不起催化作用,只是作为信息分子传递信息,D正确。
故选A。
7.(21-22高二上·北京海淀区清华大学附属中学·期中)阻断下丘脑与垂体的联系后,受影响最小的生理过程是( )
A.肾上腺素的分泌 B.甲状腺激素的分泌
C.性激素的分泌 D.肾上腺皮质激素的分泌
【答案】A
【分析】甲状腺、肾上腺皮质、性腺都存在下丘脑-垂体-内分泌腺的分级调节和负反馈调节。
【详解】ABCD、甲状腺、肾上腺皮质、性腺都存在下丘脑-垂体-内分泌腺的分级调节和负反馈调节,下丘脑产生促激素释放激素,垂体产生促激素。阻断下丘脑与垂体的联系后,甲状腺激素、性激素、肾上腺皮质激素的分泌都受到影响。肾上腺素是由肾上腺髓质分泌的,其分泌受神经调节,受影响最小,BCD错误,A正确。
故选A。
8.(23-24高二·北京东城区·期末)在应急情况下,肾上腺素可调节肝细胞代谢以补充血糖(如图)。下列叙述不正确的是( )
A.肾上腺素的分泌受到下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的分级调节
B.肾上腺素与肝细胞表面受体结合,实现了激素只作用于靶细胞
C.肾上腺素引发一系列酶活性发生改变,可以放大激素的调节作用
D.肾上腺素和胰岛素共同调节血糖浓度,二者的作用效应相抗衡
【答案】A
【分析】激素种类多、量极微,既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,而是随体液到达靶细胞,使靶细胞原有的生理活动发生变化。
【详解】A、下丘脑和垂体可对肾上腺皮质进行分级调节,肾上腺素是肾上腺髓质分泌的激素,不受下丘脑垂体的分级调节,A错误;
B、激素调节的特点是作用于靶细胞、靶器官,肾上腺素与肝细胞表面受体结合,实现了激素只作用于靶细胞,B正确;
C、依据图示信息,肾上腺素与受体结合后,引发了一系列酶活性发生改变,促进肝糖原分解为葡萄糖,放大了激素的调节作用,C正确;
D、肾上腺素升高血糖,胰岛素降低血糖,共用调节血糖浓度,二者作用效果相反,呈现相抗衡的关系,D正确。
故选A。
9.促红细胞生成素(EPO)是一种蛋白类激素,其作用机制如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.氧气对EPO分泌的调节属于体液调节
B.口服EPO可治疗肾功能衰竭导致的贫血
C.红细胞膜上存在能特异性识别EPO的受体
D.过量红细胞可通过分级调节抑制肾脏合成分泌EPO
【答案】A
【分析】题意分析,内环境中氧气含量下降会促进肾脏合成并分泌促红细胞生成素(EPO),而促红细胞生成素(EPO)能促进骨髓造血干细胞形成红细胞,而红细胞的增多会抑制肾脏分泌红细胞生成素,从而避免了红细胞生成过多,即存在反馈调节。
【详解】A、体液调节是通过体液传送化学物质的方式对生命活动进行的调节,除激素外,还有二氧化碳等其他化学物质,该模型中氧气对EPO分泌的调节属于体液调节,A正确;
B、分析题意可知,EPO是一种蛋白类激素,若口服会被分解而失去作用,B错误;
C、据图可知,EPO可作用于造血干细胞,而激素需要与受体结合后起作用,故推测造血干细胞细胞膜上存在EPO受体,激素作用具有专一性,因此红细胞膜上不存在EPO的受体,C错误;
D、据图可知,肾脏分泌的EPO促进红细胞的生成,高浓度的红细胞反过来抑制肾脏对EPO的分泌,该过程属于负反馈调节,D错误。
故选A。
10.(23-24高二·北京朝阳区·期末)某患者因多食易饥、心慌急躁、怕热多汗等不适就医,检测血浆中甲状腺激素(FT3、FT4)与促甲状腺激素(TSH)水平,结果如下表。进一步检查后排除了垂体瘤导致的 TSH 分泌过 多,则该患者的病因最可能是( )
FT3(ng/L)
FT4(ng/L)
TSH(mU/L)
患者
9.14
3.64
15.14
正常参考值
2.0~4.1
0.80~2.0
0.55~4.87
A.垂体正常,甲状腺细胞膜上促甲状腺激素受体缺陷
B.甲状腺正常,但垂体细胞上的甲状腺激素受体缺陷
C.甲状腺正常,全身的甲状腺激素靶细胞上受体缺陷
D.垂体正常,甲状腺细胞病变导致甲状腺激素分泌过多
【答案】B
【分析】下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素(TRH),TRH运输到垂体,促使垂体分泌促甲状腺激素(TSH),TSH随血液运输并作用于甲状腺,促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌。当血液中的甲状腺激素含量增加到一定程度时,会抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,进而使甲状腺激素的分泌减少而不至于浓度过高。也就是说,在甲状腺激素分泌的过程中,既存在分级调节,也存在反馈调节。
【详解】分析表格可知,患者患者体内甲状腺激素的水平偏高,促甲状腺激素水平也偏高(TSH),同时检查后排除了垂体瘤导致的 TSH 分泌过多,说明该患者的甲状腺正常,但甲状腺激素对垂体的抑制作用减弱了,可能是垂体细胞上的甲状腺激素受体缺陷,使甲状腺激素不能正常作用于甲状腺,导致TSH 分泌过多,ACD错误,B正确。
故选B。
11.(23-24高三上·北京海淀区·期末)小鼠受到社交挫败刺激后,通过下图所示的调节过程改变睡眠时间及激素分泌,从而在一定程度上缓解焦虑。下列分析不正确的是( )
A.若LH区神经元异常兴奋,会导致睡眠时间缩短
B.人为抑制VTA区神经元活性,可能导致小鼠焦虑行为无法得到缓解
C.VTA区神经元通过垂体分泌的促肾上腺激素使肾上腺皮质激素分泌增加
D.应对社交挫败刺激的调节过程中,下丘脑存在效应器
【答案】C
【分析】由图可知,VTA区神经元抑制PVH区神经元和LH区兴奋,LH区神经元兴奋,会抑制睡眠,导致睡眠时间缩短,PVH区神经元通过垂体分泌的促肾上腺激素使肾上腺皮质激素分泌增加,但VTA区神经元会抑制该神经元。
【详解】A、据图分析,若LH区神经元异常兴奋,会抑制睡眠,导致睡眠时间缩短,A正确;
B、人为抑制VTA区神经元活性,PVH区神经元和LH区神经元兴奋,会使肾上腺皮质激素分泌增加以及睡眠时间缩短,可能导致小鼠焦虑行为无法得到缓解,B正确;
C、由图可知,PVH区神经元通过垂体分泌的促肾上腺皮质激素使肾上腺皮质激素分泌增加,但VTA区神经元会抑制该神经元,C错误;
D、应对社交挫败刺激的调节过程中,VTA区神经元抑制下丘脑PVH区神经元合成促肾上腺皮质激素释放激素,该神经调节过程中下丘脑存在效应器,D正确。
故选C。
12.(20-21高三上·北京西城区·期末)下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素的作用机制如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.促甲状腺激素释放激素调节激素 X 的合成、加工和释放
B.糖基化过程发生在内质网或高尔基体
C.激素 X 的分泌受到负反馈调节
D.激素 X 作用的靶细胞是垂体细胞
【答案】D
【分析】分析图示可知,由于下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素能促进垂体分泌促甲状腺激素,因此激素X是促甲状腺激素。
【详解】A、由于下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素能促进垂体分泌促甲状腺激素,因此激素X是促甲状腺激素,促甲状腺激素释放激素调节激素X(促甲状腺激素)的合成、加工和释放,A正确;
B、肽链在内质网或高尔基体进行加工,故糖基化过程发生在内质网或高尔基体,B正确;
C、激素X(促甲状腺激素)的分泌受到甲状腺激素的负反馈调节,C正确;
D、激素X(促甲状腺激素)的靶细胞是甲状腺细胞,D错误。
故选D。
13.(23-24高二上·北京师范大学附属实验中学·期中)人在紧急情况下因肾上腺皮质激素分泌增加而产生的全身适应性反应称“应激反应”。下图为该过程神经-体液调节途径。据图分析不能得出的( )
A.谷氨酸会引起下丘脑室旁核小细胞的膜内电位升高
B.图中所示过程可体现分级调节
C.神经系统可经信息分子调控内分泌系统功能
D.反馈调节机制只体现在体液调节的途径中
【答案】D
【分析】分析题图可知肾上腺皮质激素的分泌存在分级调节和负反馈调节;分析题图:下丘脑特定区域的神经元经突触联系释放的谷氨酸(神经递质,信息分子的一种)会影响下丘脑室旁核小细胞相应激素的分泌,即神经系统可经信息分子调控内分泌系统功能。
【详解】A、谷氨酸是兴奋性神经递质,与突触后膜上的受体结合后,使得突触后膜对Na+的通透性增加,Na+大量内流,膜内电位升高,故谷氨酸会引起下丘脑室旁核小细胞的膜内电位升高,A正确;
B、人们把下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控,称为分级调节,故“下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴”能体现分级调节,B正确;
C、下丘脑特定区域的神经元经突触联系释放的谷氨酸(神经递质,信息分子的一种)会影响下丘脑室旁核小细胞相应激素的分泌,即神经系统可经信息分子调控内分泌系统功能,C正确;
D、在一个系统中,系统本身的工作效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫做反馈调节,结合题图标注“谷氨酸是兴奋性神经递质,大麻素可以抑制谷氨酸的释放” 可推测反馈调节机制也存在于神经调节中,而并非只存在于体液调节中,D错误。
故选D。
14.(23-24高二上·北京八十中·期中)肾上腺素具有提高心脏收缩力,加快心率并促进血管收缩的作用。皮质醇可通过促进相关基因的表达促进肾上腺素的合成和分泌;迷走神经可通过释放乙酰胆碱作用于肾上腺髓质细胞促进肾上腺素和嗜铬粒蛋白(CgA)的分泌。研究发现,CgA能转变为儿茶酚抑素,儿茶酚抑素可作为乙酰胆碱受体拮抗剂发挥作用,其水平降低会诱发原发性高血压。下列分析错误的是( )
A.肾上腺素的分泌既存在神经调节和激素调节又存在反馈调节
B.肾上腺髓质细胞上存在皮质醇和乙酰胆碱的受体
C.肾上腺髓质合成和分泌肾上腺素的活动不受意识的支配
D.抑制CgA分泌的药物可有效治疗原发性高血压
【答案】D
【分析】肾上腺素是由肾上腺髓质分泌的激素,在血糖调节、体温调节和应激性方面具有重要的作用,如可使警觉性提高、反应灵敏、呼吸频率加快、心率加速,提升血糖浓度等。
【详解】A、皮质醇是激素,能促进肾上腺素的分泌,这是体液调节;交感神经促进肾上腺髓质分泌肾上腺素,是神经调节;CgA可作为乙酰胆碱受体抗衡剂,使肾上腺素分泌减少,是反馈调节,A正确;
B、皮质醇和乙酰胆碱都能作用于肾上腺髓质细胞,肾上腺髓质细胞存在皮质醇和乙酰胆碱的受体,B正确;
C、肾上腺髓质合成和分泌肾上腺素的活动是迷走神经控制,迷走神经是自主性神经,故不受意识的支配,C正确;
D、CgA能转变为儿茶酚抑素,其含量降低会诱发原发性高血压,抑制CgA分泌的药物导致儿茶酚抑素含量降低,不能治疗原发性高血压,D错误。
故选D。
二、非选择题
15.(24-25高二上·北京交大通大学附属中学·期中)EPA(二十碳五烯酸)是人体健康需要的一种脂肪酸。为探究EPA对血糖调节的影响,科研人员利用小鼠进行实验。
(1)当机体血糖浓度高于正常值时,刺激____________的某些神经细胞兴奋,进而使胰岛素分泌增加,_________(选填下列字母),从而降低血糖,这一调节方式叫做________调节。
a.促进血糖进入组织细胞进行氧化分解
b.促进血糖进入肝脏、肌肉细胞并合成糖原
c.促进血糖进入脂肪组织转变为甘油三酯
d.抑制细胞内的非糖物质转变成葡萄糖
(2)科研人员利用野生型小鼠和糖尿病模型小鼠(db)进行实验。甲组为野生型小鼠给予正常饮食,乙组为db给予正常饮食,丙组为db,但正常饮食中添加1%EPA。10周后,三组小鼠分别进行大量口服葡萄糖测试和血清胰岛素浓度测定,结果如图1和图2所示。
①本实验中的对照组是________。
②据图1结果分析,饮食中添加EPA能____________________。据图2结果推测,出现图1所示结果是由于饮食中添加EPA增强了__________________。
(3)已知EPA影响谷氨酸代谢,长期高浓度谷氨酸对胰岛B细胞产生细胞毒性作用。科研人员进一步检测上述3组小鼠体内谷氨酸水平和胰岛B细胞凋亡率。与图1和图2所示结果相符的预期结果应是,与乙组相比,丙组小鼠________。
(4)饮食中补充EPA可改变db小鼠肠道菌群,肠道中红蝽菌菌群含量与肠道中谷氨酸水平呈负相关。据此,可进一步研究的科学问题是________。
【答案】(1) 下丘脑 abcd (负)反馈
(2) 甲组 降低血糖浓度 胰岛B细胞分泌胰岛素
(3)体内谷氨酸水平和胰岛B细胞的凋亡率都低
(4)EPA对肠道中红蝽菌菌群含量的影响
【分析】胰岛素:①生理作用:一方面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,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖。②作用结果:血糖浓度降低到正常水平。
【详解】(1)当机体血糖浓度高于正常值时,会刺激下丘脑的某些神经细胞兴奋,进而使胰岛素分泌增加,胰岛素是一种降低血糖的激素,一方面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,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖,可知当机体血糖浓度高于正常值时,胰岛素分泌增加,通过abcd,从而降低血糖。反馈调节是一种系统自我调节的方式,指的是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,故胰岛素的作用结果会反过来影响胰岛素的分泌,这一调节方式叫做(负)反馈调节。
(2)①对照组一般是不做任何处理的组,因此本实验中的对照组是甲组。
②由图1可知,丙组的血糖浓度比对照组甲组高,但是比丙组低,说明丙组中添加的EPA能降低血糖浓度。由图2可知,丙组的胰岛素浓度低于对照组甲组,但是高于以组,说明出现图1所示结果是由于饮食中添加EPA增强了胰岛B细胞分泌胰岛素。
(3)根据题干“EPA影响谷氨酸代谢,长期高浓度谷氨酸对胰岛B细胞产生细胞毒性作用”,说明谷氨酸浓度水平越高,胰岛B细胞的凋亡率就越高。结合图1和图2所示结果可知,与乙组相比,丙组小鼠体内谷氨酸水平和胰岛B细胞的凋亡率都低。
(4)根据题干“饮食中补充EPA可改变db小鼠肠道菌群,肠道中红蝽菌菌群含量与肠道中谷氨酸水平呈负相关”可知,EPA和肠道中红蝽菌菌群含量有关,故可进一步研究EPA对肠道中红蝽菌菌群含量的影响。
16.(24-25高二上·北京丰台区·期中)激素能调节软骨细胞功能,女性骨性关节炎(OA)与雌激素密切相关。
(1)雌激素含量影响下丘脑和垂体相应激素的分泌,这属于_____调节。
(2)雌激素替代疗法会增加女性生殖系统恶性肿瘤的风险。激活雌激素受体GPR30可作为新的治疗靶点。
①研究者构建了骨性关节炎模型小鼠(OA小鼠),利用G1(雌激素受体GPR30激活剂)进行了系列实验,实验结果如图1所示,结论是:_____。因此,激活 GPR30受体可在OA的治疗中发挥作用。
②科学家发现软骨关节细胞铁死亡是OA发病的原因之一、铁死亡是一种依赖铁的程序性死亡,游离铁的积累是其发生的关键因素。为验证①的结论,研究者通过体外软骨细胞培养,检测了细胞内储铁蛋白FTH1和铁死亡抑制蛋白GPX4的表达(图2),结果显示:_____。
(3)为了进一步阐明激活GPR30在OA中的治疗作用中的机制,研究者检测抗铁死亡通路关键效应因子YAP1的表达和FTH1的转录量(图3),综合上述信息将以下流程图补充完整:_____。
(4)若将GPR30激动剂G1应用于临床,还需要考虑哪些问题_____。
【答案】(1)反馈
(2) 雌激素受体GPR30激活剂G1能够(部分)缓解骨性关节炎导致的软骨关节细胞的死亡 FTH1和GPX的表达量:铁死亡组<铁死亡诱导+G1组<对照组
(3)
(4)安全性
【分析】下丘脑分泌促性腺激素释放激素作用于垂体,垂体分泌释放促性腺激素作用于性腺,性腺分泌性激素,该过程体现了激素分泌的分级调节。性激素升高,会抑制下丘脑和垂体相应激素的分泌,属于反馈调节。
【详解】(1)雌激素水平升高时进行反馈调节则可以抑制下丘脑和垂体分泌对促性腺激素释放激素和促性腺激素的分泌。
(2)由图1可知,与OA小鼠+生理盐水组相比,OA小鼠+G1组软骨细胞存活率上升,即雌激素受体GPR30激活剂G1能够(部分)缓解骨性关节炎导致的软骨关节细胞的死亡;由图2可知,在对照组和对照组+G1组FTH1和GPX的表达量较高,铁死亡诱导组两种蛋白表达量较低,而铁死亡诱导+G1组FTH1和GPX的表达量比铁死亡诱导组高,即FTH1和GPX的表达量:铁死亡组<铁死亡诱导+G1组<对照组。
(3)由图3可知,铁死亡诱导组p-YAP1/YAP1值较高,即磷酸化的YAP1较高,YAP1较低,铁死亡诱导+G1组p-YAP1/YAP1降低,即磷酸化的YAP1降低,YAP1升高;储铁蛋白FTH1可以促进软骨细胞的存活,抑制软骨细胞的死亡,对照组+G1组储铁蛋白FTH1转录量较高,因此激活GPR30促进YAP1的表达,进而促进FTH1的表达,抑制软骨细胞铁死亡。流程图为:
(4)对于药物能否应用于临床,还应该考虑安全性等问题。
17.(23-24高三下·北京西城区·一模)糖皮质激素(GC)具有调节糖脂代谢、抑制免疫等作用,临床可用于缓解化疗的副作用等。为评估GC对肾癌发展的作用,科研人员进行了相关实验。
(1)GC的分泌受________轴的分级调节,GC可通过促进非糖物质转化为葡萄糖(糖异生途径)来升高血糖。
(2)PGC-1为糖异生途径的关键因子,K9是一种转录激活因子。推测GC通过K9激活肝脏的糖异生途径。研究者用GC处理野生鼠和K9基因敲除的模型鼠,测定肝脏细胞相关蛋白水平(图1)。结果________(填“支持”或“不支持”)该推测。
(3)研究表明,癌症的发生常与miRNA有关,其中miR-140在肾癌细胞中的表达显著上调。研究者收集了临床上74例肾癌患者相关数据(图2),结果显示_______;此外,肾癌细胞体外培养实验表明,miR-140能够促进其增殖,据此说明miR-140是肾癌的一种促癌因子。miR-140可与K9mRNA结合而抑制其发挥作用,在上述肾癌组织样本中miR-140与K9的含量呈负相关,且肾癌组织中K9含量明显低于正常组织。据此_______(填“能”或“不能”)确定K9为肾癌的抑癌因子。
(4)体外培养肾癌细胞进行实验,进一步确定了miR-140通过抑制K9而促进肾癌发展,部分结果如下表。组3的处理为_______。
组号
处理
细胞数量
迁移程度
侵袭情况
1
生理盐水
+++++
+++++
+++++
2
miR-140抑制剂
++
++
++
3
?
++++
++++
++++
(5)结合本研究分析,将GC用于肾癌治疗的合理性以及可能存在的风险。____
【答案】(1)下丘脑-垂体-肾上腺皮质
(2)支持
(3) 肿瘤直径≥5cm组的miR-140的表达水平显著高于直径<5cm组;miR-140高表达组患者相同时间的存活率显著低于miR-140低表达组 不能
(4)敲低/敲除K9,并加入miR-140抑制剂
(5)合理性:miR-140通过抑制K9促进肾癌发展,GC促进K9的合成,因此GC对肾癌理论上有抑制作用,风险:GC具有免疫抑制作用,使癌症发展具有不确定性:GC可能导致高血糖,对糖尿病患者不利;外源GC可能造成内分泌紊乱
【分析】1、下丘脑分泌促肾上腺糖皮质激素释放激素作用于垂体,垂体分泌释放促肾上腺皮质激素作用于肾上腺,肾上腺分泌糖皮质激素(GC),该过程体现了激素分泌的分级调节。
2、癌细胞的特征:(1)具有无限增殖的能力;(2)细胞形态结构发生显著变化;(3)细胞表面发生改变,细胞膜上的糖蛋白减少,细胞间的黏着性降低,容易扩散转移;(4)失去接触抑制。
【详解】(1)下丘脑分泌促肾上腺糖皮质激素释放激素作用于垂体,垂体分泌释放促肾上腺皮质激素作用于肾上腺,肾上腺分泌糖皮质激素(GC),因此GC的分泌受下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的分级调节。
(2)用GC处理野生鼠和K9基因敲除的模型鼠,测定肝脏细胞相关蛋白水平,由图可知,模型鼠体内几乎无PGC-1,说明模型鼠由于缺乏K9基因而不能合成PGC-1,则说明GC通过K9激活肝脏的糖异生途径,因此支持该推测。
(3)图2分析,肿瘤直径小于5cm,miR-140的相对含量较低,而肿瘤直径大于等于5cm,miR-140相对含量较高;图3分析,随着存活时间的延长,miR-140含量较低组存活率始终大于miR-140含量较高组。综合分析,得出的结果是肿瘤直径≥5cm组的miR-140的表达水平显著高于直径<5cm组;miR-140高表达组患者相同时间的存活率显著低于miR-140低表达组。miR-140可与K9mRNA结合而抑制其发挥作用,在上述肾癌组织样本中miR-140与K9的含量呈负相关,且肾癌组织中K9含量明显低于正常组织,这些信息只能说明肾癌组织K9基因表达较少,且会抑制miR-140发挥作用,但并不能说明K9是肾癌的抑癌基因。
(4)本实验的实验目的是确定miR-140是通过抑制K9基因而促进肾癌的发展的,所以1组生理盐水作为空白对照,1、2组对照说明miR-140可以抑制肾癌发展,3组敲低/敲除K9,并加入miR-140抑制剂,2、3组对照说明miR-140通过抑制K9而促进肾癌发展。
(5)结合图1分析,GC促进K9的合成,而miR-140通过抑制K9促进肾癌发展,说明在理论上GC对肾癌理论上有抑制作用,这是GC用于肾癌治疗的合理性。但GC具有免疫抑制作用,使癌症发展具有不确定性:GC可能导致高血糖,对糖尿病患者不利;外源GC可能造成内分泌紊乱,这也是GC用于肾癌治疗的合理性以及可能存在的风险。
18.(24-25高二上·北京育才学校·期中)精神刺激因素的作用下,会使人产生不同程度的压力、长期持续的压力会导致机体内环境稳态紊乱。
(1)图1为人体产生情绪压力时肾上腺皮质、肾上腺髓质受下丘脑调节的模式图,肾上腺髓质属于反射弧中的________。当情绪压力刺激下丘脑,支配肾上腺的神经兴奋,兴奋传至神经纤维末梢并释放________作用于肾上腺髓质,促进肾上腺髓质释放肾上腺素,产生短期压力效应。
(2)情绪压力下,机体还可以通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质”轴(HPA轴)进行调节。此调节过程是,下丘脑分泌的激素a会促进垂体分泌________(激素b),从而使肾上腺皮质分泌和释放的糖皮质激素量增加。健康人体内糖皮质激素浓度不会持续过高,其体内的________调节机制保证了激素分泌的稳态。若下丘脑或垂体的______数量和功能下降,将造成上述作用减弱,HPA轴功能亢进,糖皮质激素持续升高而引发长期且持久的心境低落等长期压力效应。
(3)人的情绪是由激发情绪的刺激传到大脑的情绪中枢后而产生。5-羟色胺是使人产生愉悦情绪的神经递质。研究发现糖皮质激素的持续升高会影响到5-羟色胺的信号传递(见图2所示)。
当神经冲动到达突触前神经元轴突末梢时,膜上的_______通道打开,使该离子内流,从而引起突触囊泡的_______与突触前膜上的膜蛋白分子簇结合,随后突触小泡膜与突触前膜融合,5-羟色胺以_______的方式释放。释放到突触间隙的5-羟色胺可与_______结合,实现了神经元之间的信息传递。
(4)为研究糖皮质激素对递质5-羟色胺分泌的影响,科学家进行实验研究的结果如下表
组别
神经细胞内突触囊泡中5-羟色胺的量
神经细胞内突触囊泡蛋白分子mRNA含量
正常大鼠
正常
正常
长期情绪低落大鼠
正常
低
服用糖皮质激素受体拮抗剂的大鼠
正常
正常
分析以上实验结果,并结合(1)(2)(3)的分析,补充和完善下图字母后面横线中的内容,展示你对持续“情绪压力”引起长期心境低落的机理的理解。
a_______;b_______;c_______;d_______。
【答案】(1) 效应器的一部分 神经递质
(2) 促肾上腺皮质激素 负反馈 糖皮质激素受体
(3) 钙离子或Ca2+ 囊泡蛋白簇 胞吐 突触后膜上的5-羟色胺受体
(4) 内分泌 糖皮质 神经 不能正常释放/释放量减少
【分析】分析题图可知,图1为人体产生情绪压力时肾上腺皮质、肾上腺髓质受下丘脑调节的模式图,其中激素a为促肾上腺皮质激素释放激素,激素b为促肾上腺皮质激素,激素c为肾上腺皮质激素,激素d为肾上腺髓质激素。
图2表示神经冲动在突触处的传递过程:神经冲动到达突触前膜神经元轴突末梢,引起Ca2+内流,Ca2+内流促使突触小泡向突触间隙移动,突触小泡以胞吐的形式释放神经递质-5-羟色胺进入突触间期,然后扩散到突触后膜,与突触后膜上的5-羟色胺受体特异性结合,引起突触后膜上Na+内流,使突触后膜兴奋。发挥作用后,5-羟色胺可被突触前膜上的5-羟色胺载体转运进入突触前膜。
【详解】(1)肾上腺髓质受下丘脑的传出神经调节,因此属于反射弧中的效应器的一部分。兴奋在神经纤维上以神经冲动或局部的流的形式传导,神经纤维轴突末梢释放神经递质作用于肾上腺髓质,促进肾上腺髓质释放肾上腺素。
(2)下丘脑对肾上腺进行分级调节,下丘脑能够分泌促肾上腺皮质激素释放激素,即a,促肾上腺激素释放激素促进垂体分促肾上腺皮质激素,即b。血液中糖皮质激素浓度过高时会抑制垂体和下丘脑的合成分泌活动,使糖皮质激素浓度不会持续过高,这是负反馈调节。激素与靶细胞上的糖皮质激素受体结合后才能发挥作用,所以下丘脑或垂体的特异性受体数量和功能下降,将造成上述作用减弱,HPA 轴功能亢进,糖皮质激素持续升高而引发长期且持久的心境低落等长期压力效应。
(3)据图2可知,当神经冲动到达突触前神经元轴突末梢时,膜上的钙离子通道打开,钙离子内流,引起突触囊泡的囊泡蛋白簇与突触前膜上的膜蛋白分子簇结合,随后突触小泡膜与突触前膜融合,5-羟色胺排出细胞,这种方式是胞吐。5-羟色胺是神经递质,可与突触后膜上的5-羟色胺受体结合,实现了神经元之间的信息传递。
(4)由图1可知,情绪压力通过下丘脑作用于内分泌系统,使得肾上腺皮质分泌的糖皮质激素增多。根据实验结果可知,糖皮质激素使神经细胞内突触囊泡蛋白分子mRNA含量降低,引起突触囊泡的囊泡蛋白簇减少,导致5-羟色胺不能正常释放,因而激发情绪的刺激不能正常传到大脑的情绪中枢,产生心境低落。完善图中字母后面横线中的内容如下:
。
地 城
考点03
神经调节与体液调节的关系
一、单选题
1.(24-25高三上·北京东城区·期末)2024北京马拉松于11月3日7:30在天安门广场鸣枪起跑,终点为奥林匹克公园,运动员在比赛过程中体内会发生系列变化。下列叙述不正确的是( )
A.交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张
B.通过神经调节和体液调节维持体内血糖含量的相对稳定
C.通过增加汗腺的分泌量维持细胞外液渗透压的相对稳定
D.运动中产热量增加,通过增加散热维持体温的相对稳定
【答案】C
【分析】醛固酮的作用是促进肾小管和集合管对Na+的主动重吸收,同时促进钾的分泌,从而维持水盐平衡;而抗利尿激素的作用是提高肾小管和集合管上皮细胞对水的通透性,增加水的重吸收量,使细胞外液渗透压下降,从而维持水平衡。
【详解】A、运动员在马拉松比赛过程中交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张,为运动提供充足的能量,A正确;
B、血糖的含量相对稳定需要通过神经调节和体液调节的共同维持,B正确;
C、通过增加汗腺的分泌量,在皮肤蒸发带走热量,从而维持体温的恒定,C错误;
D、运动中产热量增加,通过出汗、皮肤毛细血管舒张等增加散热维持体温的相对稳定,D正确。
故选C。
2.(24-25高二上·北京东城区东直门中学·期中)冬泳爱好者以冬泳的方式挑战严寒。人在冬泳过程中会出现( )
A.产热量大于散热量 B.皮肤血管舒张
C.甲状腺激素分泌增多 D.下丘脑产生冷觉
【答案】C
【分析】人体维持体温相对稳定的机理是产热量等于散热量。下丘脑是体温调节的中枢。低温环境中,机体的甲状腺激素和肾上腺素分泌增加以增加机体的产热;抗利尿激素分泌减少维持机体的水分平衡,寒冷时机体的消耗能量增加,血糖相对升高以增加能量供应。
【详解】A、人通过调节,在不同环境中维持产热量等于散热量,维持体温正常,A错误;
B、寒冷环境中,皮肤血管会收缩,减少血流量,以减少热量散失,B错误;
C、冬泳过程中体表散热量增大,为维持体温恒定,甲状腺素分泌增多,促进有机物氧化分解产生热量,C正确;
D、由大脑皮层产生冷觉,D错误。
故选C。
3.(24-25高二上·北京北师大二附中·期中)下列关于在特定条件下人体发生的生理变化的叙述,正确的是( )
A.马拉松运动员比赛过程中:抗利尿激素分泌减少→尿量减少
B.吃过午餐1个小时内:胰高血糖素分泌增加→血糖浓度维持正常
C.冬泳爱好者冬泳入水时:下丘脑体温调节中枢兴奋→皮肤毛细血管收缩
D.长期摄入蛋白质不足:血浆渗透压升高→组织液含量增多
【答案】C
【分析】人体内环境的组分及其理化性质处于在一定的范围内变化之中,为了维持在这个范围内的稳定,机体通过神经-体液-免疫调节网络机制共同调节。
【详解】A、在马拉松比赛过程中,人体分泌的汗液增多,导致细胞外液渗透压升高,机体分泌抗利尿激素分泌增加,促进肾小管、集合管对水的重吸收,细胞外液渗透压下降,尿量减少,A错误;
B、刚吃过饭1个小时内,随着食物中糖类的消化吸收,血糖浓度逐渐上升,为了维持血糖的正常水平,胰岛素分泌增加,B错误;
C、冬泳入水时,机体处于寒冷条件,温差增大,整个机体散热量增加,为维持体温的稳定,机体通过皮肤毛细血管收缩减少散热,C正确;
D、长期摄入蛋白质不足,血浆渗透压显著降低,导致大量水分子进入组织液,使组织液的量显著增多,D错误。
故选C。
4.(24-25高二上·北京北师大二附中·期中)呼吸障碍时,机体内CO2不能及时排出,会导致血液中CO2分压升高、pH下降,患者出现心跳加快、血压下降、呼吸困难等症状,临床上称为呼吸性酸中毒。下列叙述错误的是( )
A.正常生理条件下,骨骼肌中CO2运输方向是细胞内→组织液→血浆
B.血液中CO2浓度升高刺激相关感受器,使呼吸加强的过程仅有神经调节
C.呼吸性酸中毒的患者可通过静脉注射适量的碳酸氢钠溶液缓解症状
D.出现呼吸性酸中毒时,患者交感神经活动占据优势,导致心跳加快
【答案】B
【分析】正常人的血浆近中性pH为7.35~7.45。血浆的pH之所以能够保持稳定,与其中含有的HCO3-、HPO42-等物质有关。内环境的稳态受外界环境的变化和细胞代谢活动的影响。内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
【详解】A、CO2浓度最高的为细胞内液,故正常生理条件下,骨骼肌中CO2运输方向是细胞内→组织液→血浆,A正确;
B、CO2浓度升高刺激感受器,使呼吸中枢兴奋,并由传出神经传出兴奋,引起呼吸加快的过程既有神经调节又有CO2引起的体液调节,B错误;
C、血浆中的H+与HCO3-结合,生成的CO2和H2O通过呼吸和泌尿系统排出体外,因此呼吸性酸中毒的患者可通过静脉注射碳酸氢钠的方式缓解症状,C正确;
D、交感神经兴奋会导致心跳加快等症状的出现,故出现呼吸性酸中毒时,患者交感神经活动占据优势,导致心跳加快,D正确。
故选B。
5.(24-25高二上·北京西城区北京第三十五中学·期中)如图①②分别代表不同的细胞,A表示相应物质,不符合该模型的是( )
A.①细胞毒T细胞,②靶细胞,A抗体
B.①传出神经元,②肌细胞,A递质
C.①胰岛B细胞,②肝细胞,A胰岛素
D.①甲状腺细胞,②垂体细胞,A甲状腺激素
【答案】A
【分析】细胞免疫的过程:被病毒感染的靶细胞膜表面的某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别变化的信号,开始分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。同时辅助性T细胞分泌细胞因子加速细胞毒性T细胞的分裂、分化。新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞,靶细胞裂解、死亡后,病原体暴露出来,抗体可以与之结合,或被其他细胞吞噬掉。
【详解】A、抗体不是由细胞毒T细胞分泌的,且细胞毒T细胞直接与靶细胞结合,A错误;
B、在反射弧中,传出神经元分泌神经递质,作用于效应器(肌细胞),B正确;
C、胰岛B细胞分泌的胰岛素可以作用于肝细胞,促进肝细胞中物质的氧化分解和肝糖原的形成,C正确;
D、甲状腺细胞分泌的甲状腺激素过多时,可以作用于垂体细胞,抑制其分泌活动,D正确。
故选A。
6.输氧时,需在纯氧中混入5%的CO2以维持呼吸中枢兴奋,该调节方式属于( )
A.体液调节 B.神经调节 C.激素调节 D.免疫调节
【答案】A
【分析】激素等化学物质(除激素外,还有其他调节因子,如CO2等),通过体液传送的方式对生命活动进行调节,称为体液调节。
【详解】给严重缺氧的病人输氧时,要在纯氧中混入5%的二氧化碳气体,当血液中二氧化碳含量增多时,就会刺激神经系统的呼吸中枢,使呼吸运动加快,这种对人体功能的调节方式称为体液调节,A正确,BCD错误。
故选A。
7.(24-25高二上·北京第159中学·期中)研究发现,高血压患者常出现胰岛素利用障碍,从而导致糖尿病。服用降压药物——血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)可在一定程度上降低血糖。下列相关分析不正确的是( )
A.高血压导致的糖尿病患者体内胰岛素水平可能偏高
B.ACEI通过调节胰岛素的合成和分泌来治疗“高血压糖尿病”
C.服用ACEI后,靶细胞对胰岛素的敏感性可能增强
D.胰岛素可促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖
【答案】B
【分析】血糖调节的过程:血糖浓度升高,刺激机体产生胰岛素,促进组织细胞吸收、摄取和利用葡萄糖,血糖浓度降低,机体分泌胰高血糖素,促进肝糖原分解,升高血糖。
【详解】A、高血压患者因出现胰岛素利用障碍而血糖升高,进而促进胰岛素分泌,所以高血压可能会导致糖尿病患者体内胰岛素水平偏高,A正确;
B、题意显示,ACEI可在一定程度上降低血糖”,结合A项分析可知,该糖尿病是胰岛素利用障碍引起的,所以ACEI可通过调节细胞对胰岛素的敏感性来治疗“高血压糖尿病”,B错误;
C、ACEI能增强细胞对胰岛素的敏感性,从而促进细胞加速对血糖的利用、储存和摄取,使血糖下降,即服用ACEI后,靶细胞对胰岛素的敏感性可能增强,C正确;
D、胰岛素可促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而降低血糖,D正确。
故选B。
8.(24-25高二上·北京第159中学·期中)在滑雪期间,运动员需要从温暖的室内进入冰天雪地中。下列表述正确的是( )
A.冷觉感受器兴奋并将兴奋传递到下丘脑形成冷觉
B.寒冷刺激能引起下丘脑分泌的促甲状腺激素增多
C.激素调节在维持体温恒定的过程发挥了主要作用
D.机体以反馈调节方式维持低温环境中的体温稳定
【答案】D
【分析】1、人体体温之所以能维持相对稳定,是因为产热过程和散热过程维持相对平衡的缘故,因此,无论是体温低于或高于正常值,都同时具有产热和散热过程.在任何环境条件下,体温调节的都有神经和激素参与调节。
2、寒冷环境→皮肤冷觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加产热(骨骼肌战栗、立毛肌收缩、甲状腺激素分泌增加),减少散热(毛细血管收缩、汗腺分泌减少)→体温维持相对恒定。
【详解】A、冷觉感受器兴奋并将兴奋传递到大脑皮层形成冷觉,而不是下丘脑,A错误;
B、促甲状腺激素由垂体分泌,B错误;
C、神经调节和激素调节在维持体温恒定的过程中都发挥作用,其中神经调节占主要地位,C错误;
D、机体以反馈调节方式维持低温环境中的体温稳定,如甲状腺激素能够增加产热,当甲状腺激素分泌过多时,会抑制促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素的分泌,从而减少甲状腺激素的过度分泌,维持激素平衡,该调节方式为负反馈调节,D正确。
故选D。
9.(24-25高二上·北京育才学校·期中)下图为鸟类繁殖活动的调节示意图。有关分析不正确的是( )
A.鸟类的繁殖是在神经调节和体液调节的共同参与下完成的
B.机体中既能传导兴奋,又能分泌激素的细胞位于下丘脑
C.乙是垂体分泌的促性腺激素释放激素,可促进性腺分泌性激素
D.丙进入血液后,通过反馈调节影响下丘脑和垂体中相关激素的合成与分泌
【答案】C
【分析】分析题图:性激素的调节过程:下丘脑→促性腺激素释放激素→垂体→促性腺激素→性腺→性激素,同时性激素还能对下丘脑和垂体进行负反馈调节,所以图中甲是促性腺激素释放激素、乙是促性腺激素、丙是性激素。
【详解】A、由图可知鸟类的繁殖活动是神经和体液共同调节的结果,A正确;
B、下丘脑是机体调节中枢,既能传导兴奋,又能分泌激素,B正确;
C、由以上分析可知乙是促性腺激素,能促进性腺分泌性激素,C错误;
D、由图可知:性激素进入血液后又通过反馈作用来调节下丘脑和垂体中激素的合成和分泌,D正确。
故选C。
10.(24-25高三上·北京海淀区·期中)寒冷环境中,人体体温仍可维持在正常范围。此调节过程中,不会发生的是( )
A.下丘脑体温调节中枢通过有关神经,引起皮肤血流量减少
B.交感神经兴奋使胰高血糖素分泌增加,有利于能量供应
C.甲状腺激素的分泌持续增加
D.肌肉和肝脏等器官的产热增多
【答案】C
【分析】寒冷环境→皮肤冷觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加产热(骨骼肌战栗、立毛肌收缩、甲状腺激素分泌增加),减少散热(毛细血管收缩、汗腺分泌减少)→体温维持相对恒定。
【详解】A、在寒冷环境中,下丘脑体温调节中枢通过有关神经,引起皮肤血管收缩,从而使皮肤血流量减少,以减少散热,A正确;
B、在寒冷环境中,交感神经兴奋引起胰高血糖素分泌增加,通过多种途径提高血糖水平和促进脂肪分解,为机体在各种应激状态下提供了充足的能量供应,以满足机体代谢和生理功能的需求 ,B正确;
C、寒冷环境中,甲状腺激素的分泌会增加,促进代谢,增加产热,但是不是持续增加,C错误;
D、寒冷环境下,肌肉和肝脏等器官的产热会增多,以维持体温在正常范围,D正确。
故选C。
11.(24-25高二上·北京丰台区·期中)红光和蓝光是可见光中不同波段的光。科研人员测定夜间不同光照条件下人体进食后的血糖水平,结果如图1。图2中AUC值用于衡量血糖调节能力,两者通常是负相关关系。下列推测错误的是( )
A.30分钟后血糖降低是因为胰岛素作用 B.夜间光暴露会导致血糖调节能力增强
C.蓝光对血糖调节能力的影响更严重 D.夜间应减少使用电子设备(发蓝光)
【答案】B
【分析】胰岛素的作用是机体内唯一降低血糖的激素,胰岛素可促进组织细胞加速、摄取、利用存储葡萄糖,从而降低血糖浓度;胰高血糖素能促进肝糖原的分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。
【详解】A、人体进食后体内血糖水平升高,胰岛B细胞分泌的胰岛素增加,因此30分钟后血糖降低是因为胰岛素作用,A正确;
B、AUC值用于衡量血糖调节能力,两者通常是负相关关系,由图2可知,与黑暗相比,夜间光暴露AUC值升高,因此夜间光暴露会导致血糖调节能力减弱,B错误;
C、由图可知,与红光相比,图1中蓝光处理血糖水平高图2中AUC值高,血糖调节能力弱,即蓝光对血糖调节能力的影响更严重,C正确;
D、夜间光暴露会导致血糖调节能力减弱,因此夜间应减少使用电子设备(发蓝光),D正确。
故选B。
12.(24-25高二上·北京丰台区·期中)白色脂肪组织负责储能,棕色脂肪组织负责产热。强光时,热辐射能量多,机体通过“眼—脑—棕色脂肪”通路调节,测得棕色脂肪组织温度和血糖水平均有一定变化。下列说法错误的是( )
A.推测棕色脂肪比白色脂肪含更多线粒体 B.该过程是神经调节能快速响应环境变化
C.强光下,机体会促进棕色脂肪组织产热 D.推测刚转入暗环境时血糖水平略有降低
【答案】C
【分析】1、在户外环境中,太阳光可以为动物提供大量的热辐射,这可以满足部分的体温维持需求,而在动物进入洞穴或树荫等诸多太阳光辐照显著降低的环境中时,机体就需要迅速响应这种辐照减少带来的热量输入损失。
2、分析题文描述可知:光通过这条“眼—脑—棕色脂肪”通路,直接压抑了机体的血糖代谢能力,可以降低脂肪组织对葡萄糖的利用以降低产热,可能有助于机体响应不同的光条件,以维持体温的稳定。
【详解】A、有氧呼吸的主要场所是线粒体,细胞呼吸中大部分能量以热能形式散失,白色脂肪组织负责储能,棕色脂肪组织负责产热,因此推测棕色脂肪比白色脂肪含更多线粒体,A正确;
B、由图可知,光通过激活视网膜上特殊的感光细胞,经视神经传递信号作用于棕色脂肪组织,所以光通过“视网膜—下丘脑—棕色脂肪”调控棕色脂肪组织温度和血糖水平属于神经调节,即该过程是神经调节能快速响应环境变化,B正确;
C、强光时,热辐射能量多,可以满足部分的体温维持需求,机体通过“眼—脑—棕色脂肪”通路调节降低棕色脂肪组织对葡萄糖的利用以降低产热,C错误;
D、刚转入暗环境时,棕色脂肪不再被光压抑,对葡萄糖的利用增加,血糖水平略有降低,D正确。
故选C。
13.(24-25高二上·北京丰台区·期中)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( )
A.若损毁下丘脑,再注射甲状腺激素,可抑制TRH分泌
B.若切除下丘脑,抗利尿激素分泌减少,可导致机体脱水
C.若损伤下丘脑的不同区域,可确定体温调节中枢具体部位
D.仅切断大脑皮层与下丘脑的联系,短期内恒温动物体温稳定
【答案】A
【分析】1、人体对低温的调节:低温→皮肤冷觉感受器兴奋→传入神经→下丘脑体温调节中枢→皮肤立毛肌收缩、皮肤表层毛细血管收缩,散热减少;同时甲状腺激素和肾上腺激素分泌增多,体内物质氧化加快,产热增多。
2、人体对高温的调节:高温→皮肤温觉感受器兴奋→传入神经→下丘脑体温调节中枢→皮肤立毛肌舒张,皮肤表层毛细血管舒张,汗液分泌增加,散热增加。
【详解】A、促甲状腺激素释放激素(TRH)是下丘脑合成分泌的,甲状腺激素可作用于下丘脑,抑制促甲状腺激素释放激素分泌;可见若损毁下丘脑,再注射甲状腺激素,甲状腺激素无法作用于下丘脑,不可抑制TRH分泌,A错误;
B、下丘脑可合成分泌抗利尿激素,抗利尿激素可作用于肾小管和集合管,促进肾小管和集合管对水的重吸收,减少尿量,若切除下丘脑,抗利尿激素分泌减少,可导致机体脱水,B正确;
C、体温调节中枢位于下丘脑,因此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正确;
D、体温调节中枢在下丘脑,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,D正确。
故选A。
14.(24-25高二上·北京丰台区·期中)某同学跑1500米时汗流浃背,下列相关叙述错误的是( )
A.长跑比赛中支气管扩张,消化液分泌增加 B.皮肤血流量和汗液分泌量增多有利于散热
C.为维持血浆渗透压相对稳定应饮用淡盐水 D.适量运动有助于减少压力,调节情绪波动
【答案】A
【分析】1、当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,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;而当人处于安静状态时,副交感神经活动则占据优势,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。交感神经和副交感神经对同一器官的作用,犹如汽车的油门和刹车,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、人体的水平衡调节过程:
(1)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)体内水过多时→细胞外液渗透压降低→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素减少→肾小管、集合管对水分的重吸收减少→尿量增加。
【详解】A、足球比赛中,机体处于兴奋状态,交感神经活动占优势,表现为心跳加快,支气管扩张,但胃肠蠕动和消化液的分泌会受到抑制,A错误;
B、正常机体产热量=散热量,运动时体温升高,产热量增加。为了达到体温的相对稳定,皮肤毛细血管扩张,血流量增加,汗腺分泌汗液增加,通过这两条途径散热量增加,B正确;
C、大量出汗不仅丢失了大量的水分,同时也丢失了无机盐,通过适量饮用淡盐水,有助于维持血浆渗透压的相对稳定,C正确;
D、情绪是大脑的高级功能之一,消极情绪到一定程度就患有抑郁症,建立良好的人际关系、适量运动有助于减少和更好地应对情绪波动,D正确。
故选A。
二、非选择题
15.(24-25高二上·北京第四中学·期中)研究者以小鼠为实验材料研究动物脑中VMN区域与血糖调节的关系。
(1)①向正常小鼠VMN区神经元中转入特定的基因(此类小鼠称为D鼠),该基因指导合成的蛋白会被光激活,进而激活氯离子通道蛋白,使氯离子流入细胞内。当向 D鼠 VMN区神经元照光后,VMN区神经元_____(不兴奋/兴奋),原因是_____。
②用胰岛素处理小鼠,创设低血糖条件。照光一段时间,检测小鼠的血糖含量,结果如图1。在正常血糖含量下,对VMN区神经元照光,检测小鼠的血糖含量,结果如图2。
实验结果表明,_____。
(2)进一步研究VMN。区神经元对血糖含量的影响。向正常小鼠VMN区神经元中转入另一基因表达载体(此类小鼠称为S鼠) ,指导合成的蛋白可被光激活使得此区神经元产生兴奋,以S鼠为实验材料,验证正常血糖浓度下,若VMN区神经无兴奋,则机体血糖含量会升高这一推测。
①实验方案:对照组用胰岛素处理后的低血糖S鼠,适宜的光照VMN区神经元一段时间; 实验组用血糖含量正常的S鼠,适宜的光照VMN区神经元一段时间; 随时间推移检测两组鼠的血糖含量。
请指出实验方案不当之处,并做修正。_____
②支持推测的结果是_____。
③VMN区神经元兴奋可能导致_____(请选出3项) ,使得血糖含量升高。
a.胰岛素分泌增加b.胰岛素分泌减少c.胰高血糖素分泌增加d.胰高血糖素分泌减少e.肝糖原分解增加f.肝糖原分解减少
(3)脑中储存的糖极少,脑的活动几乎全部依赖从血液中摄取葡萄糖供能。结合神经调节的特点,请谈一谈 VMN区神经元参与血糖调节的意义_____。
【答案】(1) 不兴奋 氯离子内流,静息电位增大,未出现动作电位 VMN区神经元参与低血糖条件下血糖含量的恢复;在血糖浓度正常时,VMN区神经元不参与血糖调节(VMN区神经元对血糖含量无影响)
(2) 该实验方案的自变量设置不对;对照组应用血糖含量正常的S鼠,VMN区神经元不照光 (两组鼠初始血糖含量相同) 一段时间后,与初始血糖含量相比,对照组无明显差异,实验组显著升高 b、c、e
(3)保证低血糖条件下,迅速升高机体血糖浓度,从而保障脑的能量供应
【分析】体内血糖平衡调节过程如下:当血糖浓度升高时,血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放,同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动,使胰岛B细胞合成并释放胰岛素,胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存,从而使血糖下降;当血糖下降时,血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放,同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动,使胰高血糖素合成并分泌,胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升,并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动,使肾上腺素分泌增强,肾上腺素也能促进血糖上升。
【详解】(1)①由于向正常小鼠VMN区神经元中转入特定的基因,指导合成的蛋白会被光激活,进而激活氯离子通道蛋白,使氯离子流入细胞内,静息电位的绝对值增大,未产生动作电位,表现为不兴奋,即当向VMN区神经元照光后,VMN区神经元不兴奋。
②结合分析:图1中用胰岛素处理的低血糖小鼠,在照光条件下30~90分钟血糖含量逐渐下降,90~120分钟缓慢上升;而不照光条件下,30~120分钟缓慢上升,并且照光条件下,血糖浓度始终低于不照光。图2在正常血糖含量下,对VMN区神经元照光,检测小鼠的血糖含量,二者基本相同,说明VMN区神经元参与低血糖条件下血糖含量的恢复;在血糖浓度正常时,VMN区神经元不参与血糖调节。
(2)①实验目的为“验证正常血糖浓度下,若VMN区神经元兴奋,则机体血糖含量会升高”,则实验自变量为VMN是否兴奋,因变量为机体血糖含量,实验应遵循对照与单一变量原则,故该实验方案的自变量设置不对:对照组应用血糖含量正常的S鼠,VMN区神经元不照光。
②若两组鼠初始血糖含量相同;一段时间后,与初始血糖含量相比,对照组无明显差异,实验组显著升高,则支持“正常血糖浓度下,若VMN区神经元兴奋,则机体血糖含量会升高”这一推测。
③血糖含量的升高与胰岛素和胰高血糖素的拮抗调节有关,故若VMN区神经元兴奋,.则胰岛素分泌减少、胰高血糖素分泌增加、肝糖原分解增加,从而使得血糖含量升高。
故选bce。
(3)由于“脑中储存的糖极少,脑的活动几乎全部依赖从血液中摄取葡萄糖供能”,则结合上述实验可推断VMN区神经元参与血糖调节的意义是:保证低血糖条件下,迅速升高机体血糖浓度,从而保障脑的能量供应。
16.(24-25高二上·北京西城区北京第三十五中学·期中)人类及一些哺乳动物在颈部和背部等部位含有一种棕色脂肪组织(BAT),棕色脂肪组织细胞内含有大量脂肪和线粒体,是小型哺乳动物适应性产热的主要部位。研究人员以长爪沙鼠为实验材料,研究动物在寒冷条件下BAT含量及相关激素的变化,结果如下表(TRH为促甲状腺激素释放激素)。回答下列问题:
组别
环境温度(℃)
实验结果
BAT含量(g/100g体重)
下丘脑中TRH含量(pg/mg蛋白)
血浆中甲状腺激素含量(ng/mL)
①
24
0.33
86.73
0.55
②
4
0.27
63.94
0.76
(1)长爪沙鼠受寒冷刺激后,通过_____调节,使组织细胞产热增加。
(2)根据实验结果推测,②组长爪沙鼠血浆中促甲状腺激素的含量比①组_____,从而引起②组血浆中甲状腺激素含量高于①组,在寒冷条件下通过增加脂肪消耗量来维持体温。甲状腺激素分泌的_____调节机制可以增强激素的调节效应,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)除甲状腺素外,持续的寒冷刺激还会刺激交感神经末梢分泌去甲肾上腺素提高代谢率。科研人员用大鼠进行实验研究,结果如下图所示。
结果表明,随寒冷刺激的持续时间延长,机体维持体温恒定所需能量来源的变化是_____。持续寒冷刺激后注射去甲肾上腺素(等量)诱导的机体产热显著强于刺激前,请你提出一种可能的作用机制解释此现象:_____。
【答案】(1)神经-体液
(2) 高 放大
(3) 由骨骼肌战栗供能为主逐渐转变为消耗棕色脂肪供能为主 寒冷刺激使棕色脂肪细胞对去甲肾上腺素的敏感性增加/寒冷刺激使棕色脂肪细胞去甲肾上腺素受体增加或活性增强
【分析】下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素能促进垂体分泌促甲状腺激素,垂体分泌促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素,而甲状腺激素对下丘脑和垂体有负反馈作用,当甲状腺激素分泌过多时,会抑制促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素的分泌,进而减少甲状腺激素的分泌。
【详解】(1)长爪沙鼠受寒冷刺激后,一方面通过神经调节使皮肤血管收缩、立毛肌收缩等减少散热;另一方面通过下丘脑 - 垂体 - 甲状腺轴的体液调节,使甲状腺激素分泌增加,从而使组织细胞产热增加。所以长爪沙鼠受寒冷刺激后,通过神经 - 体液调节,使组织细胞产热增加。
(2)根据实验结果分析,②组长爪沙鼠血浆中甲状腺激素含量比①组高,而甲状腺激素分泌量多少直接由促甲状腺激素调节,所以②组长爪沙鼠血浆中促甲状腺激素的含量比①组高。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)通过对题图分析可以得出,随寒冷刺激的持续时间延长,由骨骼肌战栗供能为主逐渐转变为消耗棕色脂肪供能为主;对于这种现象的原因可能是:棕色脂肪细胞是去甲肾上腺素的靶细胞,寒冷刺激前,动物体内棕色脂肪含量有限,寒冷刺激使棕色脂肪细胞的数量增加,寒冷刺激后再注射去甲肾上腺素的效果明显(或寒冷刺激使棕色脂肪细胞对去甲肾上腺素的敏感性增加;寒冷刺激使棕色脂肪细胞去甲肾上腺素受体增加或活性增强)。
17.(24-25高二上·北京交大通大学附属中学·期中)EPA(二十碳五烯酸)是人体健康需要的一种脂肪酸。为探究EPA对血糖调节的影响,科研人员利用小鼠进行实验。
(1)当机体血糖浓度高于正常值时,刺激____________的某些神经细胞兴奋,进而使胰岛素分泌增加,_________(选填下列字母),从而降低血糖,这一调节方式叫做________调节。
a.促进血糖进入组织细胞进行氧化分解
b.促进血糖进入肝脏、肌肉细胞并合成糖原
c.促进血糖进入脂肪组织转变为甘油三酯
d.抑制细胞内的非糖物质转变成葡萄糖
(2)科研人员利用野生型小鼠和糖尿病模型小鼠(db)进行实验。甲组为野生型小鼠给予正常饮食,乙组为db给予正常饮食,丙组为db,但正常饮食中添加1%EPA。10周后,三组小鼠分别进行大量口服葡萄糖测试和血清胰岛素浓度测定,结果如图1和图2所示。
①本实验中的对照组是________。
②据图1结果分析,饮食中添加EPA能____________________。据图2结果推测,出现图1所示结果是由于饮食中添加EPA增强了__________________。
(3)已知EPA影响谷氨酸代谢,长期高浓度谷氨酸对胰岛B细胞产生细胞毒性作用。科研人员进一步检测上述3组小鼠体内谷氨酸水平和胰岛B细胞凋亡率。与图1和图2所示结果相符的预期结果应是,与乙组相比,丙组小鼠________。
(4)饮食中补充EPA可改变db小鼠肠道菌群,肠道中红蝽菌菌群含量与肠道中谷氨酸水平呈负相关。据此,可进一步研究的科学问题是________。
【答案】(1) 下丘脑 abcd (负)反馈
(2) 甲组 降低血糖浓度 胰岛B细胞分泌胰岛素
(3)体内谷氨酸水平和胰岛B细胞的凋亡率都低
(4)EPA对肠道中红蝽菌菌群含量的影响
【分析】胰岛素:①生理作用:一方面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,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖。②作用结果:血糖浓度降低到正常水平。
【详解】(1)当机体血糖浓度高于正常值时,会刺激下丘脑的某些神经细胞兴奋,进而使胰岛素分泌增加,胰岛素是一种降低血糖的激素,一方面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,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖,可知当机体血糖浓度高于正常值时,胰岛素分泌增加,通过abcd,从而降低血糖。反馈调节是一种系统自我调节的方式,指的是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,故胰岛素的作用结果会反过来影响胰岛素的分泌,这一调节方式叫做(负)反馈调节。
(2)①对照组一般是不做任何处理的组,因此本实验中的对照组是甲组。
②由图1可知,丙组的血糖浓度比对照组甲组高,但是比丙组低,说明丙组中添加的EPA能降低血糖浓度。由图2可知,丙组的胰岛素浓度低于对照组甲组,但是高于以组,说明出现图1所示结果是由于饮食中添加EPA增强了胰岛B细胞分泌胰岛素。
(3)根据题干“EPA影响谷氨酸代谢,长期高浓度谷氨酸对胰岛B细胞产生细胞毒性作用”,说明谷氨酸浓度水平越高,胰岛B细胞的凋亡率就越高。结合图1和图2所示结果可知,与乙组相比,丙组小鼠体内谷氨酸水平和胰岛B细胞的凋亡率都低。
(4)根据题干“饮食中补充EPA可改变db小鼠肠道菌群,肠道中红蝽菌菌群含量与肠道中谷氨酸水平呈负相关”可知,EPA和肠道中红蝽菌菌群含量有关,故可进一步研究EPA对肠道中红蝽菌菌群含量的影响。
18.(24-25高二上·北京北师大附中·期中)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,促进组织细胞对葡萄糖的______,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终浓度,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______。
(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。
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 摄取、利用和储存
(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(或IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险)
(4)
【分析】血糖的来源:食物中的糖类的消化吸收、肝糖原的分解、脂肪等非糖物质的转化;去向:血糖的氧化分解为CO2、H2O和能量、合成肝糖原、肌糖原(肌糖原只能合成不能水解为葡萄糖)、血糖转化为脂肪、某些氨基酸。
【详解】(1)正常情况下,人体血糖浓度升高时,胰岛B细胞分泌的胰岛素增多,促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存葡萄糖,使血糖浓度降低。
(2)分析图2,随着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GT和胰岛素受体结合位于红细胞膜上,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)分析图3,对比两幅图可知,胰岛素会将血糖降至60mg•dL-1(低血糖),而IA能将血糖降至100mg•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)由题干信息可知,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,最终细胞摄取的葡萄糖的速率降低。如下图:
试卷第36页,共55页
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