第3章 生命的稳态与调节 分节讲义 2026-2027学年浙教版科学九年级上册
2026-09-27
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第3章 生命的稳态与调节 分节讲义
本讲义依据浙教版九年级上册科学新教材(2024年8月第1版,浙江教育出版社,主编任学宝)编写,覆盖第3章全部三节内容。
第1节 神经调节
【情境导入】
当我们在跑步或踢足球时,会出汗,呼吸和心跳频率变快;运动结束后休息一段时间,一切又恢复如常。骑在路上,前方突然窜出一只猫,你会立刻捏闸刹车;手指无意中碰到高温物体,会立即缩回。这些快速而精准的反应,都是在神经系统的调节下完成的。人体是如何接收信息、处理信息并迅速作出反应的?参与调节的主要器官和系统又有哪些?让我们走进神经调节的世界。
【知识点填空】
1. 人体细胞所处的液体环境始终维持相对稳定,以保证酶发挥最佳催化作用。这种通过调节作用维持细胞所处液体环境相对稳定、使其处于动态平衡的状态,称为________。
2. 人体细胞主要通过________(填结构)与外界环境进行物质交换;健康人的体温在一日内虽有小幅变化,但基本接近________℃。
3. ________即神经细胞,是神经系统的基本结构单位和功能单位,其结构包括________、________和________三部分。
4. 神经元的基本功能是接受________、产生________并传导________。在一个神经元中,冲动的传导方向是从________→________→________单向传导的。
5. 按功能不同,神经元分为三类:________神经元(感受并传入信息)、________神经元(传导或处理信息)和________神经元(传出信息到肌肉等器官)。
6. 神经系统分为________神经系统和________神经系统两部分。其中前者包括________和________;后者包括与脑相连的________(12对)和与脊髓相连的________(31对)。
7. 脑包括大脑、间脑、小脑和脑干。其中________是调节人体生理活动的高级中枢;________有体温调节中枢;________负责协调躯体平衡;________是呼吸和心跳等重要生命活动的中枢。
8. 在中枢神经系统参与下,机体对环境刺激所产生的应答性反应过程叫作________。完成该过程的结构基础是________,它由________、________、________、________和________五部分组成。
9. 生来就有的、由大脑皮质以下各级中枢即可完成的反射称为________反射;通过后天学习和训练形成的、必须通过大脑皮质高级中枢才能完成的反射称为________反射。
10. 脊髓具有反射和传导功能。成人外伤导致脊髓横断时会出现大小便失禁,原因是脊髓中的________排便排尿中枢失去了________的控制。
【知识点讲解】
知识点1 人体的稳态
人必须从外界摄取食物才能维持生存。食物经消化、吸收和运输进入细胞后,再合成人体所需的有机物。人体细胞间隙中充满着液体,细胞始终浸浴在液体环境中。细胞内的各种化学反应都在液态环境中进行,且需要酶的最佳催化条件。
正常情况下,不论饮食偏酸偏碱、偏淡偏咸,体液的pH和无机盐浓度等生理指标始终维持在一个正常区间内小幅波动;健康人的体温在一日内虽有变化,但基本接近37℃。人体通过调节作用,维持细胞所处液体环境的相对稳定,使其处于动态平衡状态,这种状态称为人体稳态。例如,长时间处于炎热环境中因缺水导致无机盐浓度过高时,人体可通过饮水或增加肾小管对水的重吸收来减少尿量;大量喝水后,则通过增加排尿量来维持稳态。
需要注意:人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。外界环境变化超过自我调节能力,或自身调节功能出现障碍,稳态就会被破坏,人可能患病。从生命系统的各个层次看,细胞、个体、生态系统等各层次都存在稳态特性。
例题1 下列关于人体稳态的叙述,正确的是( )
A. 稳态是指人体内部环境恒定不变的状态
B. 健康人的体温始终保持在37℃不变
C. 人体通过调节使细胞所处液体环境维持相对稳定,处于动态平衡
D. 只要不生病,人体的稳态调节能力就是无限的
【解析】稳态是一种“相对稳定”的动态平衡,而非恒定不变,故A错;健康人体温一日内有小幅波动,基本接近37℃而非固定37℃,故B错;人体维持稳态的调节能力有限,超过限度会患病,故D错。
【答案】C
变式1-1 下列哪项事实最能说明人体处于稳态状态?( )
A. 大量运动后出汗增多
B. 某人一日内体温在36.5℃~37.2℃之间小幅波动
C. 进食后血糖浓度暂时升高
D. 患病后体温升至39℃
变式1-2 夏天大量出汗后,人会感到口渴并主动饮水。从稳态调节的角度分析,下列说法错误的是( )
A. 出汗会导致细胞外液中无机盐浓度升高
B. 饮水是补充水分、维持渗透压稳定的调节方式
C. 稳态调节不需要神经系统和内分泌系统参与
D. 若不及时饮水,稳态可能被破坏
变式1-3 体检报告单上“参考范围”和箭头“↑”“↓”表示什么?某人血糖检测结果为9.59 mmol/L(参考范围3.89~6.11 mmol/L)且标有向上箭头,请判断其细胞外液环境是否处于稳定状态,并说明理由。
知识点2 神经元的结构与功能
神经元即神经细胞,是神经系统的基本结构单位和功能单位。神经元在结构上由细胞体、树突和轴突三部分构成:细胞体中含细胞核,是神经元代谢和营养的中心;树突短而多分支,负责接受刺激并将冲动传向细胞体;轴突一般较长,负责将冲动从细胞体传出。
神经元受到刺激后会产生可传导的生物电变化,称为神经冲动(简称冲动)。神经元的基本功能是接受刺激、产生冲动并传导冲动。在一个神经元中,冲动传导方向是树突→细胞体→轴突,呈单向传导。
按功能不同,神经元分为三类:感觉神经元(感受并传入信息)、中间神经元(传导或处理信息)和运动神经元(传出信息到肌肉等器官)。神经元的细胞体大量集中在脑和脊髓中;长的树突和轴突称为神经纤维,可分为传入神经纤维和传出神经纤维;许多神经纤维被包裹在一起形成神经。
例题2 如图为神经元结构模式图,请回答:
(1)神经元的基本结构包括细胞体、[ ]________和[ ]________三部分。
(2)神经冲动在一个神经元中的传导方向是________→________→________(用结构名称和箭头表示)。
(3)与人体其他细胞相比,神经元在形态结构上的突出特点是________,这对于信息传递的意义是________。
【解析】神经元由细胞体、树突和轴突构成。树突短而多,负责接受刺激并将冲动传向细胞体;轴突较长,将冲动从细胞体传出。因此冲动在一个神经元内单向传导:树突→细胞体→轴突。神经元细胞体上伸出许多突起(树突和轴突),这种结构大大增加了接受信息和传递信息的表面积,有利于神经元之间建立广泛联系,从而高效完成信息的接收和传导。
【答案】(1)树突;轴突 (2)树突→细胞体→轴突 (3)细胞体上生有许多突起(树突短而多、轴突长);增大了接受和传递信息的表面积,有利于在神经元之间广泛、快速地传递信息。
变式2-1 下列关于神经元的叙述,错误的是( )
A. 神经元是神经系统结构和功能的基本单位
B. 神经元能接受刺激、产生并传导神经冲动
C. 一个神经元由树突、细胞体和轴突构成
D. 神经冲动在神经元上可以双向传导
变式2-2 手指被针刺后迅速缩回,参与该反射的神经元中,接受刺激产生冲动并将冲动传入脊髓的是( )
A. 感觉神经元 B. 中间神经元 C. 运动神经元 D. 传出神经元
变式2-3 科学家在蛙的坐骨神经上放置电极进行电生理实验。若在神经纤维的一端给予适宜刺激,可在另一端记录到电位变化。请回答:
(1)神经冲动在神经纤维上的传导方向是________(选填“单向”或“双向”,就单根神经纤维而言);但在一个完整的反射弧中,冲动只能从感受器沿特定方向传到效应器,这是因为________。
(2)长的树突和轴突外包髓鞘构成________,许多这样的结构集结成束外包结缔组织膜,就构成了________。
知识点3 神经系统的组成
人体神经系统分为中枢神经系统和周围神经系统两部分。中枢神经系统包括脑和脊髓:脑位于颅腔内,包括大脑、间脑、小脑和脑干;脊髓位于脊柱的椎管内。周围神经系统包括与脑相连的脑神经(12对)和与脊髓相连的脊神经(31对)。
在脑和脊髓中,神经元细胞体密集分布的区域色泽灰暗,称为灰质;神经纤维密集分布的区域色泽亮白,称为白质。大脑灰质在外、白质在内;脊髓灰质在内、白质在外。大脑表层的灰质称为大脑皮质。
各部分功能:①大脑——包括左右两个大脑半球,表面为大脑皮质,是处理各种复杂信息的中心,有调节机体活动的各类高级中枢(如视觉中枢、听觉中枢、语言中枢、躯体运动中枢、躯体感觉中枢等);②间脑——其中下丘脑部位有体温调节中枢;③小脑——位于大脑后下方,协调躯体平衡;④脑干——将脊髓和脑相连,是呼吸和心跳等重要生命信息的处理中心,被称为人体的生命中枢;⑤脊髓——是脑与躯干、内脏之间的联系通道,内含排尿反射等低级中枢,具有反射和传导功能。
例题3 某人因意外事故变成了“植物人”,虽然有心跳、呼吸,但不能自主活动、没有意识。请判断其神经系统中可能没有受损的部位是( )
A. 大脑 B. 小脑 C. 脑干 D. 脊髓
【解析】“植物人”有心跳和呼吸,说明脑干中调节心跳、呼吸的基本生命中枢仍在正常工作;但没有意识、不能自主活动,说明大脑皮质的高级中枢受损。小脑主要负责躯体平衡,与意识和心跳呼吸无直接关系。脊髓若完全横断会导致断面以下感觉和运动丧失,但不影响心跳呼吸。因此未受损的是脑干。
【答案】C
变式3-1 饮酒后走路摇晃、站立不稳,主要是因为酒精麻醉了( )
A. 大脑 B. 小脑 C. 脑干 D. 脊髓
变式3-2 下列关于大脑皮质的叙述,错误的是( )
A. 大脑皮质是神经元细胞体密集分布的部位,色泽灰暗
B. 大脑皮质是调节人体生理活动的高级中枢
C. 语言中枢是人类特有的高级中枢
D. 排尿反射的低级中枢位于大脑皮质
变式3-3 某患者下肢瘫痪,医生检查发现其大脑和脑干功能正常,但下肢不能运动且大小便失禁。请据此推断:
(1)受损部位最可能是________。
(2)大小便失禁的原因是________。
(3)脑和脊髓中,灰质与白质的分布有何不同?答:大脑________;脊髓________。
知识点4 反射和反射弧
反射是指在中枢神经系统参与下,机体对环境刺激所产生的应答性反应。反射是神经调节的基本方式。完成反射的结构基础是反射弧。
反射弧由五部分组成:感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器。以缩手反射为例:手部皮肤中的感受器感受到高温刺激后产生神经冲动,冲动沿传入神经传到脊髓中的缩手反射中枢,中枢作出反应后,冲动再沿传出神经到达手臂肌肉(效应器),肌肉收缩完成缩手动作。
需要特别注意:①反射弧必须保持完整,任何一部分受损,反射都不能完成;②感受器接受刺激产生冲动,效应器(传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体)对冲动作出反应;③膝跳反射等简单反射的神经中枢位于脊髓,可以不需大脑而独立完成;④但缩手反射等过程中,感受器将冲动传入脊髓的同时,也将冲动传至大脑皮质的高级中枢。大脑发出指令可以通过传出神经纤维传至脊髓低级中枢,从而抑制或加强反射。因此,大脑皮质的高级神经中枢可以控制脊髓中低级神经中枢的活动。
例题4 如图为缩手反射示意图,M为手部皮肤内的感受器。请回答:
(1)用箭头和图中字母(M、N、P、Q、O)表示神经冲动在反射弧中的传导方向:________。
(2)图中O是________,P是________,Q是________。
(3)打针时人虽感到痛,却能忍住不缩手,这说明________。
【解析】反射弧五部分依次为感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器。M是感受器,则N为传入神经(有神经节膨大),O为脊髓中的神经中枢,P为传出神经,Q为效应器(手臂肌肉)。冲动方向为M→N→O→P→Q。打针时感到痛,说明冲动已沿脊髓上传到大脑皮质产生痛觉;但人能忍住不缩手,说明大脑皮质的高级中枢可以通过传出神经抑制脊髓中缩手反射低级中枢的活动,即高级中枢可以控制低级中枢。
【答案】(1)M→N→O→P→Q (2)神经中枢(脊髓灰质);传出神经;效应器(手臂肌肉) (3)大脑皮质的高级神经中枢可以控制脊髓中低级神经中枢的活动。
变式4-1 下列反射活动中,神经中枢位于脊髓的是( )
A. 听到上课铃声走进教室 B. 看见酸梅分泌唾液
C. 手指碰到火焰立即缩回 D. 司机看见红灯停车
变式4-2 某人因意外伤害导致右侧传出神经受损,其他结构正常。当用针刺其手指时,将会出现( )
A. 不能缩手,也无痛觉
B. 能缩手,但无痛觉
C. 不能缩手,但能感到痛
D. 能缩手,也能感到痛
变式4-3 如图为反射弧模式图。若在一次意外中,某人的脊髓从胸部横断,请分析:
(1)其膝跳反射能否完成?为什么?答:________。
(2)其下肢能否产生痛觉?为什么?答:________。
(3)这一事实说明脊髓具有________和________两项功能。
知识点5 非条件反射与条件反射
俄国生理学家巴甫洛夫通过狗分泌唾液实验发现:狗吃到食物就分泌唾液,这是与生俱来的、不需要后天学习的反射,称为非条件反射。引发非条件反射的刺激(如食物)称为非条件刺激。膝跳反射、缩手反射、婴儿吮吸反射、排尿反射等都属于非条件反射,它们由大脑皮质以下的各级神经中枢即可完成。
狗听到铃声后分泌唾液,这一反射是通过后天学习形成的。实验中,每次喂食前先摇铃,铃声结束后立即喂食,重复多次后,即使只摇铃不喂食,狗也会分泌唾液。巴甫洛夫将这类反射称为条件反射。引发条件反射的刺激(如铃声)原本是与唾液分泌无关的“无关刺激”,当它与非条件刺激(食物)在时间和空间上多次结合后,就转变为条件刺激,条件反射得以建立。条件反射必须通过大脑皮质高级中枢才能完成。
两者关系:①非条件反射是先天的、固定的、由大脑皮质以下中枢完成;条件反射是后天获得的、暂时的、需要大脑皮质参与。②条件反射建立在非条件反射的基础上。③条件反射容易消退,需要经常用非条件刺激强化条件刺激才能保持。④人类大脑皮质中具有分析语言文字信息的特有神经中枢(语言中枢),因此语言和文字对人类而言也是一种条件刺激,能引发人类特有的复杂条件反射。
例题5 下列反射中,属于人类特有的条件反射的是( )
A. 吃到梅子分泌唾液
B. 看到梅子分泌唾液
C. 听到“梅子”二字分泌唾液
D. 摸到梅子分泌唾液
【解析】吃到梅子分泌唾液是生来就有的非条件反射;看到梅子、摸到梅子分泌唾液,是经过后天经验将梅子的形象/触感与酸味多次结合后形成的条件反射,其他高等动物也能建立;而听到“梅子”二字分泌唾液,需要大脑皮质中人类特有的语言中枢参与,将抽象的语言文字作为条件刺激,这是人类特有的条件反射。
【答案】C
变式5-1 下列各项中,属于非条件反射的是( )
A. 马戏团的小狗做算术题
B. 学生听到上课铃声走进教室
C. 婴儿膀胱充盈时排尿
D. 司机见到红灯停车
变式5-2 巴甫洛夫实验中,若长期只摇铃而不喂食,狗听到铃声后分泌唾液的量会逐渐减少,最终不再分泌。这一现象说明( )
A. 非条件反射会消退
B. 条件反射建立后不需要强化
C. 条件反射容易消退,需用非条件刺激不断强化
D. 狗的记忆力很差
变式5-3 请分析下列反射现象并回答:
①吃杨梅时分泌唾液;②看到杨梅时分泌唾液;③听到别人谈论杨梅时分泌唾液;④盲人手指触摸盲文阅读。
(1)上述现象中属于非条件反射的是________(填序号)。
(2)属于人类特有的条件反射的是________(填序号),判断依据是________。
(3)条件反射是在________的基础上,经过一定过程,在________的参与下形成的。
【课堂练习】
1. 神经系统结构和功能的基本单位是( )
A. 神经元 B. 神经纤维 C. 神经 D. 反射弧
2. 下列结构中,属于中枢神经系统的是( )
A. 脑和脑神经 B. 脑和脊髓 C. 脊髓和脊神经 D. 脑神经和脊神经
3. 某人因车祸导致腰椎受伤,下肢运动障碍但有感觉,其受损部位可能是反射弧中的( )
A. 感受器 B. 传入神经 C. 神经中枢 D. 传出神经
4. 行人看到“前方修路,请绕行”的告示牌后改变了行走路线,而一只小狗却照样前行。这种差异的本质是人类有( )
A. 视觉中枢 B. 语言中枢 C. 听觉中枢 D. 躯体感觉中枢
5. 如图为神经元结构模式图,请据图回答:
(1)神经元由[①]细胞体、[②]________和[③]________构成。
(2)神经冲动在神经元上的传导方向是________(用序号和箭头表示)。
(3)图中③以及长的②外面包有髓鞘,构成________。
6. 某同学在做“夹住直尺”实验时,眼睛注视直尺下端,当直尺下落时尽快用拇指和食指夹住。请回答:
(1)该反射活动中,感受器位于________中,效应器是________。
(2)从看到直尺下落到夹住直尺,信息依次经过了感受器→________→神经中枢→________→效应器。
(3)若该同学闭着眼睛,由同学在松开直尺的同时发出声音,则感受器位于________中,该反射属于________反射(选填“条件”或“非条件”)。
7. 请判断下列反射分别属于非条件反射还是条件反射:
(1)手碰到沸水立即缩回:________;
(2)同学们听到上课铃声走进教室:________;
(3)新生儿嘴唇接触乳头就吮吸:________;
(4)谈虎色变:________。
8. 饮酒过量的人表现为走路不稳、呼吸急促、语无伦次。据此回答:
(1)走路不稳说明酒精麻醉了________;
(2)呼吸急促说明酒精影响了________中的呼吸中枢;
(3)语无伦次说明酒精影响了________中的语言中枢。
9. 如图为反射弧与缩手反射示意图,请据图回答:
(1)当手不小心受到针或火的刺激时,会发生缩手反射。该反射的神经中枢位于[ ]________内。
(2)若此反射弧中的[②]传入神经受损,刺激感受器后,能否发生缩手反射?________;能否产生感觉?________。
(3)人在抽血时虽感到刺痛但不会缩手,这说明________。
10. 某兴趣小组开展“饮酒量对人反应速度的影响”探究实验。让被试者在不饮酒、饮1杯啤酒、饮2杯啤酒三种状态下分别做夹住直尺实验,记录直尺下落刻度(单位cm,刻度值越大说明反应越慢),重复3次取平均值如下:不饮酒组25.0cm,饮1杯组28.8cm,饮2杯组51.0cm。请回答:
(1)该实验的变量是________,对照组是________。
(2)每组重复3次取平均值的目的是________。
(3)根据实验数据可得出的结论是________。
(4)该实验结果对安全驾驶有何启示?答:________。
【课后练习】
1. 下列关于人体稳态的叙述,错误的是( )
A. 稳态有利于酶促反应的正常进行
B. 稳态是机体通过调节作用维持的相对稳定状态
C. 人体从外界摄取的食物经消化吸收后可用于合成自身有机物
D. 只要保持身体健康,人体的稳态就不会被破坏
2. 临床上的“植物人”通常是指只有呼吸和心跳而没有其他活动的病人。该类病人脑部一般没有受损的部位是( )
A. 大脑 B. 小脑 C. 脑干 D. 大脑皮质
3. 饮酒过量的人走路时摇晃不稳,主要是因为酒精麻醉了( )
A. 大脑 B. 小脑 C. 脑干 D. 脊髓
4. 下列反射活动中,神经中枢不在脊髓的是( )
A. 膝跳反射 B. 缩手反射 C. 排尿反射 D. 看见红灯停车
5. 如图为缩手反射的反射弧模式图。请据图回答:
(1)神经系统结构和功能的基本单位是________。
(2)当手碰到火时,[A]________接受刺激产生神经冲动,冲动沿[B]________传到脊髓中的[C]________,再经[D]________传到[E]________,产生缩手动作。
(3)在此反射中,脊髓除了作为神经中枢完成反射外,还将冲动上传到________,使人产生痛觉。
6. 请分析下列资料并回答问题:
资料一:婴儿大脑尚未发育成熟时会出现尿床现象;成人外伤导致脊髓横断后也会出现大小便失禁。
资料二:正常成人可以有意识地控制排尿。
(1)婴儿尿床和成人脊髓横断后大小便失禁,分别说明什么?答:________。
(2)正常成人能有意识地控制排尿,说明________。
(3)排尿反射的低级中枢位于________,而有意识控制排尿的高级中枢位于________。
7. 巴甫洛夫在研究狗的唾液分泌实验中发现:给狗喂食,狗会分泌唾液;只摇铃不喂食,狗不分泌唾液;每次喂食前先摇铃,重复多次后,只摇铃不喂食,狗也会分泌唾液。请回答:
(1)狗吃到食物分泌唾液属于________反射,食物是________刺激。
(2)最初摇铃时狗不分泌唾液,此时铃声属于________刺激。
(3)多次结合后,铃声由无关刺激转变为________刺激,狗听到铃声分泌唾液属于________反射。
(4)若此后长期只摇铃不喂食,狗听到铃声后分泌唾液的量会逐渐减少甚至不再分泌,这说明________。
8. 某同学在校园里听到“上课了”的铃声后,立即从操场跑回教室。请回答:
(1)该反射活动中,接受声波刺激的感受器位于________。
(2)该反射属于________反射(选填“非条件”或“条件”),其神经中枢位于________。
(3)从反射弧组成分析,将“跑回教室”这一指令传送到腿部肌肉的结构是________。
9. (实验探究)某生物兴趣小组为了探究“不同浓度的酒精对水蚤心率的影响”,进行了如下实验:在15℃室温下,选用10只大小一致的成年水蚤,分别放入体积分数为0%(清水)、1%、5%、10%、15%的酒精溶液中,观察并记录10秒内心跳次数,重复3次取平均值,结果如下表:
清水组:33次;1%酒精:30次;5%酒精:24次;10%酒精:18次;15%酒精:死亡。
(1)该实验提出的问题是________?
(2)清水组在实验中起________作用。
(3)每组实验重复3次取平均值的目的是________。
(4)分析数据可得出结论:________。
(5)结合本实验和“饮酒对人反应速度影响”的探究,谈谈酗酒对人体神经系统有哪些危害。答:________。
10. (综合应用)请用反射弧和神经中枢的知识解释下列现象:
(1)当手偶然碰到针尖时,是先缩手还是先感到痛?为什么?答:________。
(2)小儿麻痹症患者腿部肌肉萎缩,但腿部感受器和传入神经正常。请推测病毒可能损伤了反射弧的哪一部分?答:________。
(3)某人因中风导致右侧肢体瘫痪,但其右侧感受器和传入神经正常。请推测受损部位可能是大脑皮质的________中枢。
【参考答案与详解】
一、变式训练答案
变式1-1. B。稳态是相对稳定的动态平衡。A出汗是调节过程本身,C进食后血糖暂时升高随后恢复,D患病后体温升高说明稳态被破坏。只有B体温在小范围内波动,符合稳态特征。
变式1-2. C。稳态的维持需要神经系统和内分泌系统的共同调节,C说法错误。出汗失水导致无机盐浓度升高,饮水补充水分,若不及时调节稳态会被破坏,A、B、D均正确。
变式1-3. “参考范围”表示健康人体该指标的正常变动区间;箭头“↑”表示检测值高于参考范围上限,“↓”表示低于下限。该人血糖9.59 mmol/L远超参考范围3.89~6.11 mmol/L,说明其血糖调节出现障碍,细胞外液环境偏离了正常稳定状态,可能患有糖尿病。
变式2-1. D。神经冲动在一个神经元上的传导方向是树突→细胞体→轴突,单向传导,D错误。A、B、C均正确。
变式2-2. A。接受刺激产生冲动并将冲动传入神经中枢的是感觉神经元(传入神经元)。运动神经元负责将冲动传出到效应器,中间神经元负责处理信息。
变式2-3. (1)双向(就单根神经纤维而言);反射弧中存在突触结构,神经递质只能由突触前膜释放并作用于突触后膜,因此整个反射弧中冲动单向传导。(2)神经纤维;神经。
变式3-1. B。小脑负责协调躯体平衡、维持动作准确。饮酒后走路摇晃说明小脑被麻醉。
变式3-2. D。排尿反射的低级中枢位于脊髓,不在大脑皮质,D错误。大脑皮质是灰质、是高级中枢、语言中枢为人类特有,A、B、C正确。
变式3-3. (1)脊髓(或脊髓中与下肢运动有关的传出神经/神经中枢)。(2)脊髓横断后,排便排尿的低级中枢失去了大脑皮质高级中枢的控制。(3)灰质在外、白质在内;灰质在内、白质在外。
变式4-1. C。缩手反射是非条件反射,神经中枢在脊髓。A、B、D均为条件反射,需大脑皮质参与。
变式4-2. C。传出神经受损,冲动无法传到效应器,不能缩手;但感受器、传入神经和脊髓正常,且脊髓可将冲动上传到大脑皮质产生痛觉。
变式4-3. (1)能完成。膝跳反射的神经中枢在脊髓,只要反射弧完整即可完成。(2)不能产生痛觉。痛觉在大脑皮质形成,脊髓横断后冲动无法沿脊髓白质中的上行传导束传到大脑。(3)反射;传导。
变式5-1. C。婴儿排尿是生来就有的非条件反射。A、B、D均为后天学习形成的条件反射。
变式5-2. C。只摇铃不喂食,条件反射会逐渐消退,说明条件反射需要非条件刺激不断强化才能保持。
变式5-3. (1)①。(2)③;谈论杨梅分泌唾液需要人类特有的语言中枢参与,将抽象语言文字作为条件刺激。(3)非条件反射;大脑皮质。
二、课堂练习答案
1. A。神经元即神经细胞,是神经系统结构和功能的基本单位。
2. B。中枢神经系统包括脑和脊髓;脑神经和脊神经属于周围神经系统。
3. D。有感觉说明感受器、传入神经和脊髓上传功能正常;下肢运动障碍说明冲动无法传到效应器,最可能是传出神经受损。
4. B。人类能理解文字告示的含义,依赖大脑皮质特有的语言中枢;动物没有语言中枢,不能理解抽象文字。
5. (1)树突;轴突。(2)树突→细胞体→轴突。(3)神经纤维。
6. (1)眼(视网膜);支配手指肌肉的传出神经末梢及其所支配的肌肉。(2)传入神经;传出神经。(3)耳(耳蜗);条件。
7. (1)非条件反射;(2)条件反射;(3)非条件反射;(4)条件反射。
8. (1)小脑;(2)脑干;(3)大脑皮质(大脑)。
9. (1)③脊髓灰质。(2)不能;不能。传入神经受损,冲动既不能传到神经中枢完成反射,也不能上传到大脑产生感觉。(3)大脑皮质的高级中枢可以控制脊髓中低级中枢的活动。
10. (1)饮酒量;不饮酒组(A组)。(2)减小实验误差,避免偶然因素影响。(3)饮酒量越大,人的反应速度越慢(直尺下落刻度越大)。(4)酒后驾车会因反应变慢而增加交通事故风险,严禁酒后驾驶。
三、课后练习答案
1. D。人体维持稳态的调节能力是有限的,超过限度稳态就会被破坏,D错误。
2. C。脑干中有心跳、呼吸等基本生命中枢,植物人有心跳呼吸说明脑干未受损。
3. B。小脑负责躯体平衡,走路摇晃是小脑被麻醉的表现。
4. D。看见红灯停车是条件反射,神经中枢在大脑皮质。膝跳、缩手、排尿反射的低级中枢在脊髓。
5. (1)神经元。(2)感受器;传入神经;神经中枢;传出神经;效应器。(3)大脑皮质(产生痛觉)。
6. (1)婴儿大脑发育尚未成熟,不能有效控制脊髓中的排尿排便低级中枢;成人脊髓横断后,大脑皮质与脊髓之间的联系被切断,低级中枢失去高级中枢控制。(2)大脑皮质的高级中枢可以控制脊髓中低级中枢的活动。(3)脊髓;大脑皮质。
7. (1)非条件;非条件。(2)无关。(3)条件;条件。(4)条件反射建立后若长期不用非条件刺激强化,就会逐渐消退。
8. (1)耳(耳蜗内的听觉感受器)。(2)条件;大脑皮质。(3)传出神经。
9. (1)不同浓度的酒精对水蚤心率有什么影响?(2)对照。(3)减小实验误差,提高实验结果可靠性。(4)酒精对水蚤心率有抑制作用,且浓度越高抑制作用越强,15%酒精可导致水蚤死亡。(5)酒精会麻痹中枢神经系统,使反应速度减慢、动作不协调,过量饮酒会损害脑和脊髓的功能,甚至危及生命。
10. (1)先缩手后感到痛。缩手反射的中枢在脊髓,完成反射只需经过较少的突触传递,速度快;而痛觉在大脑皮质形成,冲动需要沿脊髓上行传到大脑,路径更长、耗时更多。(2)传出神经(或脊髓灰质中支配腿部肌肉的运动神经元)。(3)左侧躯体运动(大脑皮质运动中枢交叉支配身体对侧)。
第2节 人体的激素调节
【情境导入】
某些糖尿病患者需要定期注射胰岛素;某些切除甲状腺的患者需要定期服用甲状腺激素;进入青春期后,男女同学在体形、声音等方面出现明显差异。这些现象都与激素有关。激素是什么?它由哪些器官分泌?又是如何调节血糖、体温等生理指标,从而维持人体稳态的?让我们沿着科学家的足迹,认识人体的激素调节。
【知识点填空】
1. 20世纪初,人们才开始了解________在生命活动调节中的重要作用。内分泌系统能产生多种激素,通过________传送而发挥调节作用,实现机体稳态。
2. 1921年,加拿大医生________和助手贝斯特通过结扎狗的胰管、待胰腺萎缩后提取胰岛分泌物的实验,证实了________能分泌具有降低血糖作用的物质——胰岛素。
3. 内分泌腺没有________,其分泌物(激素)直接进入________。胰腺中分泌胰液的部分通过导管进入十二指肠,属于________分泌;而分散在胰腺中的细胞团称为________,属于内分泌。
4. 人体主要的内分泌腺中,垂体分泌________激素,控制其他内分泌腺的活动;甲状腺分泌________激素,促进生长发育、提高神经系统兴奋性;胰岛分泌________和________;卵巢分泌________,睾丸分泌________。
5. 幼年时生长激素分泌不足会患________症;幼年时甲状腺激素分泌不足会患________症;胰岛素分泌不足会患________病;甲状腺激素分泌过分旺盛会患________。
6. 一个系统中,若反馈信息使原来的工作效果减弱,称为________反馈调节。进食后血糖升高,胰岛素分泌________,使血糖含量下降;血糖下降后胰岛素分泌随之减少,这属于________反馈调节。
7. 正常人血糖含量约为________mg/100mL(即3.90~6.11 mmol/L)。胰岛素能促进血糖进入肝细胞和肌肉细胞________,并促进血糖分解利用;胰高血糖素能促使肝细胞向血液中________葡萄糖。
8. 安静时人体主要产热器官是________;剧烈运动时主要产热器官是________。人体90%以上的热量通过________散发。
9. 体温调节中枢位于________。寒冷环境中,皮肤血管________,血流量减少,散热减少;同时骨骼肌战栗、甲状腺激素和肾上腺素分泌增加,产热增加。
10. 神经调节通过________传递信息,反应精准而迅速;激素调节通过________传递信息,反应缓慢而持久。二者相互协调,共同维持机体稳态。
【知识点讲解】
知识点1 胰岛素的发现
20世纪之前,人们一直认为人和动物的生命活动都是由神经调节的。直到20世纪初,人们才开始了解激素在生命活动调节中的重要作用。
胰岛素的发现经历了漫长历程:1776年,英国医生多布森通过实验证明糖尿病患者的尿中有葡萄糖;1869年,研究者用显微镜观察胰腺组织时发现了胰岛;1889年,研究者发现切除胰腺的狗会患上与人的糖尿病类似的疾病;1916年,研究者猜测胰岛能分泌抗糖尿病的物质;1920年,班廷获知结扎胰管能引起胰腺萎缩,但胰岛却保持完好。
1921年,班廷和助手贝斯特选用10多只健康狗进行实验:将部分狗的胰管结扎,待胰腺萎缩后制成提取液;然后切除另外几只健康狗的胰腺,造成实验性糖尿病,再将提取液注入患糖尿病的狗体内,发现狗的血糖含量迅速下降;停止注射一段时间后,糖尿病症状又重新出现。如此反复实验,他们证实了胰腺中的胰岛确实能分泌具有降低血糖作用的化学物质——胰岛素。1923年,班廷因发现胰岛素而获得诺贝尔生理学或医学奖。
科学方法启示:班廷实验成功的关键在于巧妙设计了对照实验——结扎胰管使胰腺外分泌部萎缩而胰岛保持完好,从而排除了胰液(外分泌部分泌物)的干扰,单独研究胰岛的功能。
例题1 在班廷和贝斯特之前,许多科学家切除狗的胰腺后狗患了糖尿病,但他们始终无法从胰腺提取液中成功分离出降血糖物质。结合班廷的实验设计分析,最可能的原因是( )
A. 胰腺中根本没有降血糖物质
B. 胰腺外分泌部分泌的胰蛋白酶在提取过程中分解了胰岛分泌的蛋白质类激素
C. 狗的血糖浓度本来就会自发下降
D. 胰岛素只在人体内存在
【解析】胰腺外分泌部分泌胰液,其中含有胰蛋白酶等消化酶。胰岛素的化学本质是蛋白质,如果直接研磨胰腺提取,胰蛋白酶会将胰岛素分解破坏,导致提取液失效。班廷结扎胰管后,胰腺外分泌部萎缩不再分泌胰液,而胰岛保持完好,这样提取液中就不会有胰蛋白酶破坏胰岛素,从而成功分离出胰岛素。
【答案】B
变式1-1 班廷和贝斯特在实验中,先结扎狗的胰管使胰腺萎缩,再用萎缩胰腺的提取液注射到切除胰腺的糖尿病狗体内。结扎胰管而不直接切除胰腺的目的是( )
A. 让狗继续存活更长时间
B. 使胰腺外分泌部萎缩而胰岛保持完好,避免胰液中的消化酶破坏胰岛素
C. 让狗的血糖自然升高
D. 节省实验用狗的数量
变式1-2 1965年9月,中国科学院上海生物化学研究所在王应睐领导下,在世界上首次人工合成了具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素。下列关于该成果的叙述,错误的是( )
A. 它是世界上第一个人工合成的蛋白质
B. 它为人类认识生命、揭开生命奥秘迈出了重要一步
C. 人工合成胰岛素说明胰岛素的化学本质是蛋白质
D. 人工合成牛胰岛素可以完全替代胰腺的全部功能
变式1-3 班廷实验中,切除健康狗的胰腺后狗出现糖尿病症状;注射胰岛提取液后血糖下降;停止注射后症状重现。请回答:
(1)切除胰腺的狗出现糖尿病症状,说明________。
(2)注射提取液后血糖下降,说明________。
(3)停止注射后症状重现,说明________。
(4)该实验中切除胰腺的狗和注射提取液后的狗之间形成了________实验。
知识点2 内分泌系统、内分泌腺与激素
人体除神经调节外,还可通过内分泌系统进行生命活动调节。内分泌系统由内分泌腺及一些分散在其他器官中的内分泌细胞组成。例如,下丘脑是神经器官,其中某些神经细胞也有内分泌功能;小肠黏膜内也有许多内分泌细胞。
内分泌腺与外分泌腺的根本区别在于:内分泌腺没有导管,其分泌物直接进入血液;外分泌腺有导管,分泌物通过导管排到体外或消化道。例如,胰腺的外分泌部分泌胰液,通过胰管进入十二指肠;而胰腺中分散存在的内分泌细胞团——胰岛——没有导管,其分泌物(胰岛素和胰高血糖素)直接进入血液。
内分泌腺分泌的具有调节作用的化学物质称为激素。激素通过血液运输,能调节远离内分泌腺的某些器官和组织的生命活动。一种激素只能调节特定的器官和组织(特异性)。例如,胰岛素能促进血糖进入肝细胞和肌肉细胞贮存及进入其他组织细胞分解利用;胰高血糖素的主要作用是促使肝细胞向血液中释放葡萄糖。
例题2 下列腺体中,既属于外分泌腺又属于内分泌腺的是( )
A. 唾液腺 B. 甲状腺 C. 胰腺 D. 垂体
【解析】唾液腺有导管,唾液通过导管排入口中,是单纯的外分泌腺;甲状腺和垂体没有导管,分泌物直接进入血液,是单纯的内分泌腺。胰腺具有双重功能:其外分泌部分泌胰液,通过胰管进入十二指肠;其内分泌部(胰岛)分泌胰岛素和胰高血糖素,直接进入血液。因此胰腺既是外分泌腺又是内分泌腺。
【答案】C
变式2-1 下列关于内分泌腺的叙述,正确的是( )
A. 内分泌腺有导管,分泌物通过导管排出
B. 内分泌腺的分泌物直接进入血液
C. 内分泌腺分泌的物质称为消化液
D. 汗腺属于内分泌腺
变式2-2 下列各组疾病中,均由激素分泌异常引起的是( )
A. 糖尿病和佝偻病 B. 坏血病和侏儒症
C. 糖尿病和呆小症 D. 大脖子病和脚气病
变式2-3 有人将体重相同的A、B两组实验狗同时切除胰腺。A组狗定期注射适量胰岛素,B组狗不注射。请回答:
(1)一周后,A组狗血糖浓度________(选填“正常”或“过高”),B组狗血糖浓度________。
(2)该实验说明胰岛素具有________的作用。
(3)实验中B组狗起________作用。
(4)胰岛素不能口服而只能注射,原因是________。
知识点3 人体主要内分泌腺及其功能
人体主要的内分泌腺及其分泌的激素和功能如下:
①下丘脑:位于间脑,其中某些神经细胞有内分泌功能,能调节垂体的活动。②垂体:分泌生长激素,控制其他内分泌腺的活动。生长激素促进人体生长发育。③甲状腺:分泌甲状腺激素,促进生长发育,提高神经系统兴奋性。④肾上腺:分泌多种激素,其中肾上腺素能加快心跳频率、扩张通往肌肉的血管。⑤胰岛:分泌胰岛素和胰高血糖素,与维持血糖浓度有关。⑥卵巢(女性):分泌雌激素,促进女性青春期发育,包括生殖器官的发育成熟。⑦睾丸(男性):分泌雄激素,促进男性青春期发育,包括生殖器官的发育成熟。
激素分泌异常引发的疾病:幼年时生长激素分泌不足→侏儒症(身材矮小但智力正常);幼年时生长激素分泌过多→巨人症;成年人生长激素分泌过多→肢端肥大症;胰岛素分泌不足→糖尿病;幼年时甲状腺激素分泌不足→呆小症(身材矮小且智力低下);甲状腺激素分泌过分旺盛→甲亢。
易混辨析:侏儒症与呆小症——两者都身材矮小,但侏儒症是幼年生长激素不足引起,智力正常;呆小症是幼年甲状腺激素不足引起,智力低下、生殖器官发育不全。
例题3 某成年患者,身高仅约80厘米,但智力正常,能正常参加工作。其病因最可能是幼年时( )
A. 甲状腺激素分泌不足 B. 生长激素分泌不足
C. 胰岛素分泌不足 D. 性激素分泌不足
【解析】患者成年后身材矮小但智力正常,符合侏儒症的特征。侏儒症是幼年时生长激素分泌不足导致生长迟缓所致,智力发育不受影响。若幼年甲状腺激素分泌不足则患呆小症,表现为身材矮小且智力低下,与题意不符。胰岛素不足导致糖尿病,性激素不足影响生殖器官发育,均与症状不符。
【答案】B
变式3-1 下列疾病与病因对应关系正确的是( )
A. 侏儒症——幼年甲状腺激素分泌不足
B. 糖尿病——胰岛素分泌过多
C. 呆小症——幼年生长激素分泌不足
D. 甲亢——甲状腺激素分泌过分旺盛
变式3-2 某人近期食量大增但身体消瘦,情绪易激动,失眠健忘,心跳加快。医生诊断为甲亢。其病因是( )
A. 甲状腺激素分泌不足 B. 甲状腺激素分泌过分旺盛
C. 生长激素分泌过多 D. 胰岛素分泌不足
变式3-3 请将下列疾病与对应的激素分泌情况用线连接,并回答问题:
①侏儒症 A. 胰岛素分泌不足
②呆小症 B. 幼年生长激素分泌不足
③糖尿病 C. 幼年甲状腺激素分泌不足
④巨人症 D. 成年生长激素分泌过多
⑤肢端肥大症 E. 幼年生长激素分泌过多
(1)①—____;②—____;③—____;④—____;⑤—____。
(2)侏儒症和呆小症患者身材都很矮小,二者在症状上的主要区别是________。
知识点4 血糖调节与激素的反馈调节
反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制。如果反馈信息使原来的工作效果减弱,称为负反馈调节;如果反馈信息使原来的工作效果增强,称为正反馈调节。人体血糖含量的调节属于典型的负反馈调节。
调节过程:当人进食后,血糖含量高于正常水平(约90 mg/100mL,即3.90~6.11 mmol/L),胰岛细胞接收信息,胰岛素分泌量增加,促进血糖进入肝细胞和其他组织细胞内贮存和分解利用,从而使血糖含量下降。随着血糖含量下降,胰岛素分泌量也随之减少,最终使血糖恢复正常水平。当人饥饿时,血糖含量低于正常水平,胰岛细胞接收信息,胰高血糖素分泌量增加,促使肝细胞向血液中释放葡萄糖,从而使血糖含量上升,维持正常水平。
血糖调节属于负反馈调节:血糖升高→胰岛素分泌增加→血糖下降→胰岛素分泌减少;血糖降低→胰高血糖素分泌增加→血糖升高。两种激素相互拮抗,共同将血糖维持在正常范围内。
神经调节与激素调节的比较:神经调节通过反射弧传递信息,能对刺激作出精准而迅速的反应,有利于快速躲避危险;激素调节通过血液循环传递信息,反应相对缓慢而持久,如性激素对青春期变化的调控。神经调节和激素调节往往不是独立进行的,而是相互协调,共同维持机体稳态。
例题4 正常人的血糖浓度在饭后约1小时达到峰值,之后逐渐下降恢复正常。下列叙述正确的是( )
A. 饭后血糖升高是因为胰岛素分泌增加
B. 血糖下降是因为胰高血糖素分泌增加
C. 血糖调节过程属于负反馈调节
D. 糖尿病患者血糖下降缓慢是因为胰岛素分泌过多
【解析】饭后食物消化吸收使血糖升高,此时胰岛素分泌增加,促进血糖进入细胞贮存和利用,使血糖下降,A错误;血糖下降是胰岛素作用的结果,胰高血糖素升高血糖,B错误;血糖升高→胰岛素增加→血糖下降→胰岛素减少,反馈信息使原工作效果减弱,属于负反馈调节,C正确;糖尿病患者血糖下降缓慢是因为胰岛素分泌不足,D错误。
【答案】C
变式4-1 下列生理活动中,属于负反馈调节的是( )
A. 排尿反射过程中尿液排出促进膀胱进一步收缩
B. 血糖升高后胰岛素分泌增加,使血糖降低
C. 血液凝固过程中凝血因子不断被激活
D. 分娩时子宫收缩加强促进胎儿产出
变式4-2 如图为正常人进食后血糖含量变化曲线。请据图回答:
(1)进食后AB段血糖升高的原因是________。
(2)BC段血糖下降是因为________分泌增加,促进血糖进入细胞。
(3)CD段血糖维持在正常水平,说明血糖调节属于________反馈调节。
(4)若某人BC段血糖下降非常缓慢,且血糖长期高于正常水平,可能患有________病,可通过________进行治疗。
变式4-3 请比较神经调节和激素调节的特点,填写下表:
| 比较项目 | 神经调节 | 激素调节 |
| 信息传递途径 | ① | ② |
| 反应速度 | ③ | ④ |
| 作用时间 | ⑤ | ⑥ |
| 作用范围 | ⑦ | ⑧ |
(1)请填写①~⑧。
(2)当人遇到紧急情况时,心跳加快、呼吸急促,这是________调节和________调节共同作用的结果。
知识点5 体温调节
人体体温总是保持相对恒定。测量部位不同,正常值不同:腋窝36.0~37.4℃,口腔36.7~37.7℃,直肠36.9~37.9℃。体温随昼夜、性别、年龄、环境温度、精神状态和体力活动等因素波动,但始终维持在正常范围内。
产热:人体细胞通过呼吸作用分解有机物释放能量,一部分用于生命活动,另一部分以内能形式(热量)释放。安静状态下,肝和脑等器官活动旺盛,是主要产热器官(内脏约占56%,脑约占16%);运动状态下,骨骼肌剧烈收缩,产热显著增加(约占90%),成为主要产热器官。
散热:人体90%以上的热量通过皮肤散发。散热方式包括辐射、传导、对流和蒸发。皮肤直接散热的多少取决于皮肤表面与外界环境之间的温度差,而皮肤表面温度可通过流经皮肤的血液量来调节:低温时皮肤血管收缩,血流量减少,皮肤温度下降,散热减少;高温时皮肤血管舒张,血流量增加,皮肤温度上升,散热增加。当外界温度等于或超过体表温度时,汗液蒸发成为最主要的散热方式。
体温调节过程:体温调节中枢位于下丘脑。寒冷刺激→冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→骨骼肌战栗(增加产热)、皮肤血管收缩(减少散热)、汗腺分泌减少(减少散热),同时肾上腺素和甲状腺激素分泌增加,加强呼吸作用、增加产热。炎热刺激→热觉感受器→传入神经→下丘脑→传出神经→皮肤血管舒张、血流量增多、汗腺分泌增多,增加散热。体温调节属于负反馈调节。
人体体温调节能力有限:长时间在极度寒冷环境中,产热不足以补偿散热,可导致体温过低甚至失温;长时间在高温高湿环境中,散热困难,可导致中暑。
例题5 今年夏天,某人在高温潮湿的环境中进行户外劳动时出现头晕、恶心、体温升高等症状,被诊断为中暑。下列分析错误的是( )
A. 中暑是因为体内产生的热量不能及时散发,导致体温过高
B. 高温潮湿环境中,汗液蒸发散热受阻
C. 中暑时皮肤血管处于收缩状态,以减少散热
D. 体温调节中枢位于下丘脑
【解析】中暑时环境温度高、湿度大,汗液蒸发困难,体内热量不能及时散发,体温升高。此时机体为散热会使皮肤血管舒张、血流量增加、汗腺分泌增多,而非血管收缩,C错误。体温调节中枢位于下丘脑,A、B、D正确。
【答案】C
变式5-1 寒冷环境中,人体会发生下列哪些变化?( )
①皮肤血管舒张 ②皮肤血管收缩 ③汗腺分泌增多 ④骨骼肌战栗
⑤甲状腺激素分泌减少 ⑥甲状腺激素分泌增加
A. ①③⑤ B. ②④⑥ C. ①④⑥ D. ②③⑤
变式5-2 人在剧烈运动后大量出汗,此时皮肤血管和汗腺的状态分别是( )
A. 血管收缩,汗腺分泌减少 B. 血管舒张,汗腺分泌增多
C. 血管收缩,汗腺分泌增多 D. 血管舒张,汗腺分泌减少
变式5-3 如图为人体体温调节示意图。请据图回答:
(1)体温调节中枢位于[ ]________。
(2)当人处于寒冷环境中时,冷觉感受器接受刺激后产生神经冲动,沿________传到体温调节中枢,再通过________支配:骨骼肌战栗(增加产热);皮肤血管________(填“收缩”或“舒张”),血流量减少,散热减少。
(3)寒冷环境中,甲状腺激素和肾上腺素分泌________(填“增加”或“减少”),促进呼吸作用,增加产热。
(4)从调节方式看,体温调节过程既有________调节,又有________调节,二者相互协调。
(5)体温调节属于________反馈调节。
【课堂练习】
1. 下列腺体中,属于内分泌腺的是( )
A. 唾液腺 B. 汗腺 C. 甲状腺 D. 胃腺
2. 某人身材矮小但智力正常,病因是幼年时某种激素分泌不足。该激素是( )
A. 甲状腺激素 B. 生长激素 C. 胰岛素 D. 性激素
3. 下列疾病中,由胰岛素分泌不足引起的是( )
A. 侏儒症 B. 糖尿病 C. 呆小症 D. 甲亢
4. 下列关于激素的叙述,错误的是( )
A. 激素由内分泌腺分泌,直接进入血液
B. 激素在血液中含量极少,但作用很大
C. 一种激素可以调节所有器官的活动
D. 激素通过血液循环运输到全身
5. 饭后一段时间,许多营养物质被吸收进入血液,这时人体内胰岛素的分泌量将会( )
A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 先减少后增加
6. 请将下列内分泌腺与其分泌的激素及功能用线连接:
①垂体 A. 甲状腺激素 a. 促进生长发育,提高神经系统兴奋性
②甲状腺 B. 生长激素 b. 调节其他内分泌腺的活动
③胰岛 C. 肾上腺素 c. 调节血糖浓度
④肾上腺 D. 胰岛素/胰高血糖素 d. 加快心跳,扩张肌肉血管
⑤性腺 E. 性激素 e. 促进生殖器官发育和青春期发育
7. 如图为人体主要内分泌腺示意图。请据图回答:
(1)[①]________分泌生长激素,若幼年分泌不足会患________。
(2)[②]________分泌甲状腺激素,若幼年分泌不足会患________。
(3)[③]肾上腺分泌的________能加快心跳频率。
(4)[⑤]________中的胰岛分泌胰岛素,若分泌不足会患________。
8. 正常人血糖浓度约为90 mg/100mL。请分析回答:
(1)饭后血糖浓度会暂时升高,此时胰岛分泌的________增加,促进血糖进入细胞,使血糖恢复正常。
(2)饥饿时血糖浓度降低,胰岛分泌的________增加,促使肝细胞释放葡萄糖入血。
(3)血糖调节过程属于________反馈调节。
(4)糖尿病患者可以通过注射________进行治疗,而不能口服,原因是________。
9. 人在寒冷环境中会打寒战(骨骼肌不自主战栗),同时皮肤发白。请回答:
(1)打寒战是为了________。
(2)皮肤发白是因为皮肤血管________,血流量________,从而减少散热。
(3)体温调节中枢位于________。
(4)上述反射活动中,寒冷刺激由________感受器接受,通过________神经传到中枢。
10. (实验探究)某同学设计了如下实验验证胰岛素的降血糖作用:
步骤1:取两只体重相似的健康小白鼠,标记为甲、乙。
步骤2:给甲鼠注射适量的胰岛素溶液,乙鼠注射等量的生理盐水。
步骤3:观察两只小白鼠的活动状况。
(1)该实验的变量是________,对照组是________鼠。
(2)一段时间后,甲鼠出现四肢无力、活动减少甚至昏迷等现象,原因是________。
(3)要使昏迷的甲鼠尽快苏醒,可给它注射适量的________。
(4)实验中选用两只体重相似的小白鼠、注射等量溶液,目的是________。
【课后练习】
1. 下列关于内分泌腺和激素的叙述,正确的是( )
A. 内分泌腺有导管,分泌物通过导管排出
B. 激素直接进入血液,通过血液循环调节生理活动
C. 激素含量高,对人体作用大
D. 胰腺属于内分泌腺
2. 某人现年25岁,身高不足1米,但智力正常。其幼年时最可能缺乏的激素是( )
A. 甲状腺激素 B. 生长激素 C. 胰岛素 D. 性激素
3. 下列各组疾病中,都是由激素分泌异常引起的是( )
A. 侏儒症和乙肝 B. 糖尿病和甲亢
C. 色盲和呆小症 D. 夜盲症和巨人症
4. 进入青春期后,人体的形态和功能都会发生显著变化。这主要是由下列哪组激素共同作用的结果?( )
A. 性激素和生长激素 B. 胰岛素和生长激素
C. 甲状腺激素和胰岛素 D. 肾上腺素和性激素
5. 请阅读下列资料并回答问题:
资料:1921年,班廷和贝斯特结扎狗的胰管,待胰腺萎缩后提取液体,注射到切除胰腺的糖尿病狗体内,血糖下降;停止注射后症状重现。1965年,我国科学家在世界上首次人工合成了结晶牛胰岛素。
(1)结扎胰管后胰腺萎缩,但胰岛保持完好,原因是胰岛没有________,其分泌物直接进入血液,不受胰管结扎影响。
(2)实验中切除胰腺的狗出现糖尿病症状,注射提取液后血糖下降,说明________。
(3)胰岛素的化学本质是________,因此只能注射不能口服。
(4)我国人工合成结晶牛胰岛素的重大意义是________。
6. 如图为血糖含量变化曲线。请据图回答:
(1)正常人血糖含量维持在________mg/100mL左右。
(2)饭后血糖升高是由于________。
(3)血糖升高后,胰岛分泌的________增加,使血糖下降,这属于________反馈调节。
(4)若某人血糖长期高于正常水平,最可能的原因是________分泌不足,可通过注射________治疗。
7. 请分析体温调节过程并回答:
(1)人体安静时主要产热器官是________;运动时主要产热器官是________。
(2)人体散热的主要器官是________。
(3)当环境温度较高时,皮肤血管________,血流量________,汗腺分泌________,从而增加散热。
(4)体温调节中枢位于________,体温调节方式属于________反馈调节。
8. 将体重相同、发育正常的四只雄性小白鼠分别进行处理:A鼠不做任何处理;B鼠切除甲状腺;C鼠切除垂体;D鼠切除胰岛。一段时间后观察记录如下表:
(1)A鼠在实验中起________作用。
(2)B鼠切除甲状腺后,体内________激素缺乏,会出现生长发育停滞、精神萎靡等症状。
(3)C鼠切除垂体后,________激素分泌停止,生长停滞;同时其他内分泌腺活动也受到影响。
(4)D鼠切除胰岛后,尿液中可能出现________,可通过注射________治疗。
9. (综合应用)请用神经调节和激素调节的知识解释下列现象:
(1)当人遇到紧急情况(如突然遇到红灯急刹车)时,心跳会迅速加快、呼吸急促。这是因为此时________中的呼吸中枢活动加强,同时________分泌的肾上腺素增多,使心跳加快。这说明________调节和________调节相互协调。
(2)同学们在体育课上进行800米赛跑时,产热大量增加。此时皮肤血管________,汗腺分泌________,以增加散热,维持体温稳定。
(3)比赛结束后,心跳和呼吸不会立即恢复正常,而是逐渐恢复。这说明激素调节与神经调节相比,具有________的特点。
10. (开放探究)糖尿病是当今世界上危害人体健康的常见病之一。请回答:
(1)正常人的血糖浓度参考值为3.90~6.11 mmol/L。张某体检空腹血糖为9.59 mmol/L,说明其血糖调节功能________。
(2)某同学为了探究“胰岛素是否具有降血糖作用”,设计了如下方案:取两只健康小白鼠,都切除胰腺。甲鼠注射适量胰岛素,乙鼠注射等量生理盐水。请指出该方案需要改进的地方(至少写出两点)。
(3)请写出两条糖尿病患者在饮食和生活方式上的注意事项。答:________。
【参考答案与详解】
一、变式训练答案
变式1-1. B。结扎胰管使胰腺外分泌部萎缩,不再分泌含胰蛋白酶的胰液,而胰岛保持完好,这样提取液中胰岛素不会被胰蛋白酶分解。
变式1-2. D。人工合成结晶牛胰岛素只能调节血糖代谢,不能替代胰腺的全部功能(胰腺还分泌胰液进行消化),D错误。A、B、C均正确。
变式1-3. (1)胰岛(或胰岛素)有降低血糖的作用。(2)提取液中含有胰岛素,可降低血糖。(3)胰岛素在体内被代谢后作用消失,血糖再次升高,需持续补充。(4)对照。
变式2-1. B。内分泌腺无导管,分泌物直接进入血液。A是外分泌腺特征,C应为激素,D汗腺有导管属外分泌腺。
变式2-2. C。糖尿病是胰岛素不足引起,呆小症是幼年甲状腺激素不足引起,均为激素异常。佝偻病缺维生素D/钙,坏血病缺维生素C,脚气病缺维生素B₁,大脖子病是缺碘导致甲状腺激素合成不足,但C选项两项均为激素分泌异常。
变式2-3. (1)正常;过高。(2)降低血糖。(3)对照。(4)胰岛素是蛋白质,口服后会被消化道中的蛋白酶分解而失去作用。
变式3-1. D。甲亢是甲状腺激素分泌过分旺盛。侏儒症是幼年生长激素不足,糖尿病是胰岛素不足,呆小症是幼年甲状腺激素不足。
变式3-2. B。甲亢症状为食量大增但消瘦、情绪易激动、心跳加快,是甲状腺激素分泌过分旺盛导致代谢率过高。
变式3-3. (1)①—B;②—C;③—A;④—E;⑤—D。(2)侏儒症患者智力正常;呆小症患者智力低下,生殖器官发育不全。
变式4-1. B。血糖升高→胰岛素增加→血糖降低→胰岛素减少,反馈信息减弱原效果,属负反馈。A、C、D均为正反馈(效果不断增强直至完成)。
变式4-2. (1)食物中的糖类被消化吸收进入血液。(2)胰岛素。(3)负。(4)糖尿;注射胰岛素。
变式4-3. ①反射弧;②血液循环;③迅速;④较缓慢;④短暂;⑥持久;⑦准确、比较局限;⑧较广泛。(2)神经;激素(体液)。
变式5-1. B。寒冷环境中:皮肤血管收缩(②)、骨骼肌战栗(④)、甲状腺激素分泌增加(⑥),共同增加产热、减少散热。
变式5-2. B。剧烈运动产热增加,需要增加散热,皮肤血管舒张、血流量增大、汗腺分泌增多,汗液蒸发带走热量。
变式5-3. (1)下丘脑体温调节中枢。(2)传入神经;传出神经;收缩。(3)增加。(4)神经;激素(体液)。(5)负。
二、课堂练习答案
1. C。甲状腺没有导管,分泌物直接进入血液,属内分泌腺。唾液腺、汗腺、胃腺均有导管,属外分泌腺。
2. B。身材矮小但智力正常是侏儒症,由幼年生长激素分泌不足引起。若甲状腺激素不足则智力低下。
3. B。胰岛素分泌不足导致血糖浓度过高,部分葡萄糖随尿排出,形成糖尿病。
4. C。一种激素只能调节特定的器官和组织,而非所有器官,C错误。
5. A。饭后血糖升高,胰岛素分泌增加,促进血糖进入细胞贮存和利用,使血糖下降。
6. ①—B—b;②—A—a;③—D—c;④—C—d;⑤—E—e。
7. (1)垂体;侏儒症。(2)甲状腺;呆小症。(3)肾上腺素。(4)胰腺(胰岛);糖尿病。
8. (1)胰岛素。(2)胰高血糖素。(3)负。(4)胰岛素;胰岛素是蛋白质,口服会被消化道中的蛋白酶分解而失去药效。
9. (1)通过骨骼肌战栗增加产热。(2)收缩;减少。(3)下丘脑。(4)冷觉;传入。
10. (1)是否注射胰岛素;乙。(2)胰岛素促进血糖进入细胞,导致血糖浓度过低,脑等组织供能不足。(3)葡萄糖(溶液)。(4)控制单一变量,排除无关因素干扰。
三、课后练习答案
1. B。内分泌腺无导管,激素直接进入血液通过血液循环调节生理活动。A错(内分泌腺无导管),C错(激素含量极少),D错(胰腺既是外分泌腺又是内分泌腺)。
2. B。成年身高不足1米但智力正常,为侏儒症,由幼年生长激素分泌不足引起。
3. B。糖尿病(胰岛素不足)和甲亢(甲状腺激素过多)均为激素分泌异常。乙肝是传染病,色盲、夜盲症分别为遗传病和维生素A缺乏症。
4. A。青春期形态变化主要由性激素促进生殖器官发育和第二性征出现,同时生长激素促进身体长高,二者共同作用。
5. (1)导管。(2)胰岛分泌的胰岛素具有降低血糖的作用。(3)蛋白质。(4)标志着人类在认识生命、探索生命奥秘的征途中迈出了重要一步,开辟了人工合成蛋白质的时代。
6. (1)90。(2)食物中的糖类经消化吸收进入血液。(3)胰岛素;负。(4)胰岛素;胰岛素。
7. (1)肝和脑;骨骼肌。(2)皮肤。(3)舒张;增多;增多。(4)下丘脑;负。
8. (1)对照。(2)甲状腺。(3)生长。(4)葡萄糖(糖尿);胰岛素。
9. (1)脑干;肾上腺;神经;激素。(2)舒张;增多。(3)作用缓慢而持久。
10. (1)异常(受损)。(2)①应选用多只小白鼠重复实验以减小误差;②应在实验前后分别测定并记录两组小鼠的血糖浓度进行比较;③应设置正常小鼠(未切除胰腺)作为空白对照(答出两点即可)。(3)控制含糖食物的摄入,适当体育锻炼,定期监测血糖,遵医嘱注射胰岛素等。
第3节 动物行为和植物的感应性
【情境导入】
夏日西湖,一只绿鹭立于荷叶之上,紧盯水面,等鱼出现便伸长脖子捕捉;它还会跳跃更换荷叶寻找鱼,甚至利用诱饵来“钓鱼”。蜜蜂通过舞蹈告知同伴蜜源方位,大雁秋天南飞、春天北归,含羞草被触碰后小叶合拢,向日葵花盘始终朝向太阳。这些奇妙的行为和反应是生来就有的吗?又是如何帮助生物生存的?让我们一起来认识动物的行为和植物的感应性。
【知识点填空】
1. 动物对环境刺激作出反应的过程称为________。简单的行为就是一个简单的________,复杂行为往往通过多个反射活动和________分泌活动共同协调完成。
2. 按行为获得途径不同,动物行为分为________行为和________行为两大类。前者是________就有的,由动物体内的________物质决定,也称________。
3. 在遗传因素的基础上,通过环境因素的作用,由生活经验和学习而获得的行为称为________行为。它主要与神经系统的________有关,该结构越发达,学习能力越强。
4. 植物体感受环境刺激并作出反应的特性称为植物的________。根据植物运动方向与刺激方向是否存在固定关系,分为________运动和________运动两类。
5. 某些植物器官受环境单向刺激时,朝向刺激或远离刺激方向生长,这种反应称为________运动。________、________和________是引发这类运动的三种常见刺激。
6. 植物体在单侧光照射下弯向光源生长的现象称为植物的________性;根向重力方向生长称为________性;茎逆重力方向生长称为________性;根向土壤含水量多的方向生长称为________性。
7. 若植物对环境刺激所作出的反应与刺激方向无关,则称为________运动,如________的捕食运动。
8. 人类运用________和文字进行学习的行为是最复杂、最高等的学习行为。
【知识点讲解】
知识点1 动物行为的概念
动物行为是指动物对环境刺激作出反应的过程。蜜蜂跳舞告知蜜源方位、大雁南飞、乌鸦用工具捕食、狮子用尿液标记领域、蜥蜴抬肢适应炎热环境、恒河猴打开瓶盖偷食、猪齿鱼用贝壳砸碎珊瑚礁、雄孔雀开屏求偶等,都是动物行为。
从调节机制看,有的动物行为就是一个简单的反射,如人的缩手反射;复杂的行为往往是通过多个反射活动和激素分泌活动共同协调完成的,如学生的课堂讨论活动。动物行为的意义在于:使动物以最有利的方式完成摄食、求偶、逃避天敌侵害等生命活动,从而更好地维持自身的生存和繁殖。
例题1 下列不属于动物行为的是( )
A. 兔子看见鹰后迅速躲避
B. 家燕在屋檐下筑巢
C. 家兔心脏不停地跳动
D. 壁虎遇到敌害时断掉尾巴
【解析】动物行为是动物对环境刺激作出反应的过程,通常包括各种动作、运动、体色变化、发声等外部可观察的活动。心脏跳动是内脏器官的生理活动,不属于动物行为。A是防御行为,B是筑巢行为,D是防御行为,均属动物行为。
【答案】C
变式1-1 下列动物的行为中,属于防御行为的是( )
A. 蜜蜂采蜜 B. 孔雀开屏 C. 乌贼遇敌时释放墨汁 D. 家燕南飞
变式1-2 下列关于动物行为的叙述,错误的是( )
A. 动物行为是对环境刺激作出的反应
B. 动物行为都需要通过完整的反射弧来完成
C. 复杂行为需要多个反射和激素分泌共同协调
D. 动物行为有利于个体生存和种族繁衍
变式1-3 请将下列动物行为与对应的功能用线连接:
①蜜蜂跳舞 a. 防御敌害
②鸟类迁徙 b. 信息交流
③壁虎断尾 c. 寻找适宜环境
④孔雀开屏 d. 求偶
知识点2 先天行为(本能)
有些动物行为是与生俱来的,由动物体内的遗传物质所决定,称为先天行为,也称为本能。每种动物都有先天行为,如某些动物的摄食行为、求偶行为、迁徙和洄游行为等。
实例:婴儿吮奶、企鹅的求偶行为、雏鸟的索食行为、母鸡孵蛋、蜘蛛结网、蜜蜂采蜜、蚂蚁筑巢、鱼类洄游、孔雀求偶等。先天行为的特点:①生来就有,不需要后天学习;②由遗传物质决定;③由大脑皮质以下的神经中枢即可完成(对应非条件反射);④是动物生存和繁殖的基本保证,是物种在进化过程中形成的。
例题2 下列动物行为中,属于先天行为的是( )
A. 马戏团的老虎钻火圈
B. 鹦鹉学舌
C. 蜘蛛结网
D. 小狗做算术
【解析】蜘蛛结网是蜘蛛生来就有的、由遗传物质决定的本能行为,不需要后天学习。老虎钻火圈、鹦鹉学舌、小狗做算术都是经过后天训练和学习建立的条件反射,属于后天学习行为。
【答案】C
变式2-1 下列行为中,属于先天行为的是( )
A. 惊弓之鸟 B. 老马识途 C. 婴儿吮吸乳汁 D. 望梅止渴
变式2-2 下列关于先天行为的叙述,错误的是( )
A. 先天行为是动物生来就有的
B. 先天行为由遗传物质决定
C. 先天行为需要通过大脑皮质才能完成
D. 蜜蜂采蜜、鸟类迁徙都属于先天行为
变式2-3 请判断下列动物行为哪些属于先天行为(用√标出),哪些属于后天学习行为(用×标出):
(1)小鱼天生会游泳。( )
(2)蚯蚓走迷宫。( )
(3)刚出生的小袋鼠爬向育儿袋。( )
(4)大山雀偷喝牛奶。( )
(5)蚂蚁筑巢。( )
(6)警犬协助警察破案。( )
知识点3 后天学习行为
在遗传因素的基础上,通过环境因素的作用,由生活经验和学习而获得的行为,称为后天学习行为。后天学习行为主要与神经系统的大脑皮质有关,大脑皮质越发达,学习能力就越强。
实例:马戏团中各种动物的表演行为、某些动物使用工具帮助摄食(如乌鸦用树枝取食树洞中的昆虫)、人的学习行为、小狗识字、谈虎色变等。
先天行为与后天学习行为的关系:①先天行为是后天学习行为的基础;②动物越高等,大脑皮质越发达,后天学习行为越复杂,占全部行为的比例也越大;③人类大脑皮质具有语言中枢,人类运用语言和文字进行学习的行为是最复杂、最高等的;④后天学习行为能使动物更好地适应复杂多变的环境。
例题3 下列关于后天学习行为的叙述,正确的是( )
A. 蜘蛛结网是后天学习行为
B. 动物越高等,后天学习行为越简单
C. 后天学习行为建立在先天行为的基础上
D. 后天学习行为一旦形成,就不会消退
【解析】蜘蛛结网是先天行为,A错误;动物越高等大脑皮质越发达,后天学习行为越复杂,B错误;后天学习行为建立在先天行为基础上,C正确;后天学习行为(条件反射)若长期不强化会消退,D错误。
【答案】C
变式3-1 “小鼠走迷宫获取食物”的实验中,小鼠经过多次尝试与错误后,能很快走出迷宫。这种行为属于( )
A. 先天行为 B. 后天学习行为 C. 取食行为 D. 繁殖行为
变式3-2 下列现象中,属于人类特有的后天学习行为的是( )
A. 吃到酸梅分泌唾液
B. 看到酸梅分泌唾液
C. 听到“酸梅”二字分泌唾液
D. 摸到酸梅分泌唾液
变式3-3 某兴趣小组开展“训练小白鼠走迷宫获取食物”实验。在迷宫出口处放置奶酪,观察记录小白鼠找到食物所需时间,连续实验6天,结果如下:第1天约27分钟,第2天约27分钟,第3天约20分钟,第4天约15分钟,第5天约10分钟,第6天约6分钟。请回答:
(1)小白鼠通过多次尝试后走出迷宫获取食物,从行为获得途径看属于________行为。
(2)随着训练天数增加,小白鼠走出迷宫的时间逐渐________,说明________。
(3)如果在迷宫出口不放奶酪(无奖励),小白鼠走出迷宫的时间下降会很慢。设置“无奖励”组的目的是________。
(4)该实验说明动物越高等,________能力越强。
知识点4 植物的感应性
自然界中,植物种子萌发时根和茎有固定的生长方向;受到震动后含羞草的小叶会合拢;夏季荷花受高温和长日照刺激而开花,冬季梅花受低温和短日照刺激而开花;未成熟的向日葵花盘始终朝太阳方向;捕蝇草受到昆虫触碰后叶片闭合。
上述现象表明:当植物体受到机械震动、触碰、重力和光照等环境因素刺激时,其形态和生理过程都可能发生一定的变化。植物体感受环境刺激并作出反应的特性称为植物的感应性(irritability)。
植物没有神经系统,但同样能对环境刺激作出反应。与动物不同,绿色植物能通过光合作用制造自身所需的有机物,一般不需要像动物那样对环境刺激作出快速反应;但植物对环境刺激作出特定反应(如根向水生长、茎向光生长)有利于其生存和繁衍。
例题4 下列现象中,能体现植物感应性的是( )
A. 种子萌发长成幼苗
B. 植物根向地生长、茎背地生长
C. 植物叶片通过光合作用制造有机物
D. 植物开花结果
【解析】感应性是植物感受环境刺激并作出反应的特性。根向地生长、茎背地生长是对重力刺激作出的定向反应,体现了感应性。种子萌发、光合作用、开花结果是植物的生长发育和生理代谢过程,不一定是对特定环境刺激的定向反应。
【答案】B
变式4-1 下列不属于植物感应性的是( )
A. 向日葵花盘向光弯曲
B. 含羞草受触碰后小叶合拢
C. 植物的根向水生长
D. 植物叶片在光下进行光合作用
变式4-2 植物感知环境刺激并作出反应的意义是( )
A. 帮助植物快速运动以逃避敌害
B. 有利于植物更好地吸收水分、光照等,维持生存和繁衍
C. 使植物能够像动物一样进行快速运动
D. 没有任何意义
变式4-3 请将下列植物现象与对应的刺激因素连线:
①向日葵花盘朝太阳 a. 触碰
②含羞草小叶合拢 b. 光照
③根向土壤湿润处生长 c. 重力
④蚕豆种子根向下生长 d. 水分
知识点5 向性运动
根据植物运动的方向与环境刺激的方向是否存在固定关系,可将植物的感应性分为向性运动和感性运动两类。
向性运动:某些植物器官受环境单向刺激时,朝向刺激或远离刺激方向生长,这种反应称为向性运动。接触、光照、重力是引发植物向性运动的三种常见刺激。向性运动与刺激方向有关:
①向光性:植物体在单侧光照射下弯向光源生长的现象。植物向光生长可使叶子得到更多光,更好地进行光合作用。②向地性(向重力性):根向重力方向(向下)生长。③背地性(负向地性):茎逆重力方向(向上)生长。④向水性:根向土壤含水量多的方向生长。⑤向化性:根向肥料(化学物质)多的方向生长。
实验设计要点:研究某一因素对植物生长方向的影响时,应设置对照实验,控制单一变量。如研究光的影响时,一组单侧光照、一组均匀光照、一组黑暗,其他条件相同且适宜。因变量是观察胚芽鞘或幼苗的生长弯曲方向。
例题5 某同学用燕麦胚芽鞘设计实验:1号置于均匀光照下,2号置于单侧光照下,3号置于黑暗中。四天后观察发现:1号直立生长,2号弯向光源生长,3号直立生长。下列结论正确的是( )
A. 植物生长需要光
B. 单侧光能改变植物的生长方向,使植物弯向光源生长
C. 黑暗中植物不能生长
D. 只要有光,植物就弯向光源生长
【解析】1号均匀光照和3号黑暗中胚芽鞘都直立生长,说明光不是生长的必要条件,A、C错误;2号单侧光照下弯向光源,说明单侧光使植物弯向光源生长,B正确;1号均匀光照下直立生长,说明不是“只要有光就弯向光源”,而是单侧光引起弯曲,D错误。实验中自变量是光照方向,因变量是胚芽鞘的生长弯曲方向。
【答案】B
变式5-1 放在窗台上的盆栽植物,一段时间后会弯向窗外生长。这一现象说明植物具有( )
A. 向光性 B. 向水性 C. 向地性 D. 背地性
变式5-2 把蚕豆种子横放在湿润的棉花上,几天后观察到根向下生长、茎向上生长。下列叙述正确的是( )
A. 根的生长方向与重力无关
B. 根向地生长、茎背地生长,都是对重力刺激作出的向性运动
C. 茎向上生长是因为茎不需要水
D. 该实验说明植物具有向光性
变式5-3 某同学设计实验探究“植物向光性”。取四个相同的花盆,分别放入长势相同的小麦幼苗:
甲组:置于暗箱中,不开孔;乙组:置于暗箱中,一侧开孔见光;丙组:置于暗室中,不作处理。请回答:
(1)该实验的变量是________。
(2)预期结果:甲组幼苗________生长;乙组幼苗________生长;丙组幼苗________生长。
(3)每组选用多株幼苗而非一株,目的是________。
(4)实验结论是________。
知识点6 感性运动
如果植物对环境刺激所作出的反应与刺激方向无关,则这种反应称为感性运动。例如,捕蝇草受到昆虫触碰后叶片闭合,将昆虫捕获并消化吸收;含羞草受到机械触碰后小叶合拢。这些反应的发生不依赖于刺激的方向,只要受到刺激就发生反应,因此属于感性运动。
向性运动与感性运动的区别:向性运动是定向的,与刺激方向有关(朝向或背离刺激源),生长速度较慢;感性运动与刺激方向无关,反应通常较快(如含羞草合拢、捕蝇草闭合)。
例题6 下列植物的反应中,属于感性运动的是( )
A. 植物的根向水生长
B. 植物的茎向光弯曲
C. 含羞草受到触碰后小叶合拢
D. 根向地生长
【解析】根向水生长、茎向光弯曲、根向地生长都是植物器官对单向刺激(水、光、重力)作出的定向生长反应,与刺激方向有关,属于向性运动。含羞草受触碰后小叶合拢,反应与触碰方向无关,只要受到触碰刺激就合拢,属于感性运动。
【答案】C
变式6-1 下列属于向性运动的是( )
A. 含羞草受触碰后叶片合拢
B. 捕蝇草受昆虫触碰后叶片闭合
C. 向日葵花盘朝向太阳生长
D. 郁金香开花受温度影响
变式6-2 植物的下列反应中,与刺激方向无关的是( )
A. 根向重力方向生长
B. 茎向光弯曲生长
C. 植物根向肥料多的方向生长
D. 含羞草被碰触后小叶合拢
变式6-3 请判断下列植物反应分别属于向性运动还是感性运动:
(1)植物幼苗弯向光源生长。________
(2)含羞草傍晚叶片闭合。________
(3)根向土壤深处生长。________
(4)捕蝇草叶片受到昆虫触碰后闭合。________
(5)郁金香花在温度升高时开放。________
【课堂练习】
1. 下列动物行为中,属于先天行为的是( )
A. 小猴骑车 B. 蜘蛛结网 C. 小狗算算术 D. 鹦鹉学舌
2. 下列关于动物后天学习行为的叙述,错误的是( )
A. 是在遗传因素的基础上,通过环境因素的作用形成的
B. 主要与大脑皮质有关
C. 动物越高等,学习能力越强
D. 先天行为对动物生存没有意义
3. 下列植物的各种表现中,属于向性运动的是( )
A. 含羞草受触碰后小叶合拢
B. 向日葵花盘朝向太阳
C. 捕蝇草捕捉昆虫
D. 郁金香受温度影响开花
4. 植物幼苗向光生长的意义是( )
A. 使植物获得更多光照,更好地进行光合作用
B. 使植物避免被风吹倒
C. 使植物根扎得更深
D. 没有什么意义
5. 请判断下列动物行为分别属于先天行为还是后天学习行为:
①婴儿吮奶:________;②蚯蚓走迷宫:________;③母鸡孵蛋:________;④大山雀偷喝牛奶:________;⑤鱼类洄游:________;⑥警犬缉毒:________。
6. 请分析下列植物感应性现象并回答:
(1)植物根向地生长、茎背地生长,这是对________刺激作出的反应,属于________运动。
(2)植物幼苗弯向光源生长,称为________,其意义是________。
(3)含羞草受触碰后小叶合拢,这种反应与刺激方向________(选填“有关”或“无关”),属于________运动。
7. 某同学在窗台放了一盆植物,几天后发现植物弯向窗外生长。请回答:
(1)这种现象说明植物具有________性。
(2)引起这种现象的外界刺激是________。
(3)若将花盆改为室内均匀光照处,植物将________生长。
8. 请阅读资料并回答问题:
资料:年幼的黑猩猩能用树枝钓取白蚁;成年黑猩猩会堆叠木箱取下高处的香蕉。
(1)幼小的黑猩猩生来就会用树枝钓白蚁吗?________。这种行为属于________行为。
(2)黑猩猩的这种行为主要与神经系统的________有关。
(3)这种行为对黑猩猩生存的意义是________。
9. 在蚕豆种子萌发实验中,将浸泡过的蚕豆种子摆在瓶壁和湿棉花之间,待长出芽和根后将玻璃瓶横放。请回答:
(1)几天后观察到根向________生长,芽向________生长。
(2)根的生长方向是对________刺激作出的反应。
(3)该实验选择浸泡过的种子,目的是________。
(4)实验中保持湿润,是因为种子萌发需要________。
10. (实验探究)某同学设计了如下实验验证“单侧光能影响植物生长方向”:取3个相同的小花盆,分别栽种长势相同的玉米幼苗。1号盆放在暗箱中(不开孔),2号盆放在一侧开孔的暗箱中(光从小孔射入),3号盆放在均匀光照下。其他条件相同且适宜。
(1)该实验的假设是________。
(2)实验的变量是________。
(3)作为对照组的是________号盆。
(4)预期实验结果:1号幼苗________生长;2号幼苗________生长;3号幼苗________生长。
(5)实验结论是________。
【课后练习】
1. “孔雀开屏”和“蜻蜓点水”分别属于动物行为中的( )
A. 防御行为和取食行为 B. 求偶行为和繁殖行为
C. 攻击行为和节律行为 D. 社群行为和防御行为
2. 下列行为中,属于后天学习行为的是( )
A. 蜘蛛结网 B. 蜜蜂采蜜 C. 鹦鹉学舌 D. 婴儿吮吸
3. 下列关于植物感应性的叙述,正确的是( )
A. 植物没有神经系统,因此不能对环境刺激作出反应
B. 植物的向光性对植物生存不利
C. 根向水生长、茎向光生长都是植物感应性的表现
D. 含羞草合拢小叶是向性运动
4. 下列植物反应中,属于感性运动的是( )
A. 根向地生长
B. 植物向光弯曲
C. 昆虫触动捕蝇草叶片后闭合
D. 根向肥料多的方向生长
5. 请将下列现象与相应的动物行为类型连线:
①小狗识字 A. 先天行为
②蜘蛛结网 B. 后天学习行为
③婴儿吮奶
④谈虎色变
⑤蚂蚁筑巢
⑥老马识途
6. 请分析“植物向光性”实验并回答:
(1)将燕麦胚芽鞘分别置于均匀光照、单侧光照和黑暗环境中,几天后观察到:单侧光照下胚芽鞘弯向光源生长,另外两组直立生长。实验中起对照作用的是________组和________组。
(2)该实验的因变量是________。
(3)实验结论是________。
(4)植物向光生长对其生存的意义是________。
7. 请阅读资料并回答:
资料:很多年前,在英格兰有一只大山雀,一次偶然碰巧打开了门外的奶瓶盖,偷喝了牛奶。不久,那里的其他大山雀也学会了偷喝牛奶。
(1)大山雀第一次偷喝牛奶,从行为获得途径看属于________行为。
(2)其他大山雀后来也学会了偷喝牛奶,这属于________行为。
(3)其他大山雀学会偷喝牛奶,是在________因素的基础上,通过________因素的作用,由________和________获得的行为。
(4)这种行为对大山雀生存的意义是________。
8. 请比较动物先天行为和后天学习行为,填写下表:
| 比较项目 | 先天行为 | 后天学习行为 |
| 获得途径 | ① | ② |
| 决定因素 | ③ | ④ |
| 神经中枢 | ⑤ | ⑥ |
| 举例(各举一例) | ⑦ | ⑧ |
9. (实验探究)某生物兴趣小组为探究“根的生长是否具有向水性”,设计了如下实验:
①取两个相同的培养皿,分别放入等量的湿润土壤;
②在两个培养皿中分别栽种10株长势相同的菜豆幼苗;
③A组培养皿中央浇水,B组培养皿一侧浇水;
④将两组装置放在相同且适宜的环境中培养,几天后观察根的生长分布。
(1)该实验提出的问题是________?
(2)实验的变量是________。
(3)每组选用10株幼苗而非1株,目的是________。
(4)预期结果:A组根________;B组根________。
(5)实验结论是________。
10. (综合应用)请用动物行为和植物感应性的知识解释下列现象:
(1)“飞蛾扑火”——飞蛾夜间趋向光源飞行。从行为获得途径看,飞蛾趋光属于________行为。
(2)“谈虎色变”——人谈到老虎就害怕。这属于________行为,必须依赖人类特有的________中枢。
(3)“朵朵葵花向太阳”——未成熟向日葵花盘随太阳转动。这属于植物的________运动。
(4)“一碰含羞草就低头”——含羞草受触碰后小叶合拢。这属于植物的________运动,判断依据是________。
(5)从生物与环境关系的角度看,动物行为和植物感应性的共同意义是________。
【参考答案与详解】
一、变式训练答案
变式1-1. C。乌贼释放墨汁是为了遮蔽敌害视线、逃避捕食,属于防御行为。蜜蜂采蜜是取食行为,孔雀开屏是求偶行为,家燕南飞是节律(迁徙)行为。
变式1-2. B。简单行为是反射,但复杂行为需要多个反射和激素分泌共同协调,并非所有行为都通过简单反射弧完成,B错误。
变式1-3. ①—b;②—c;③—a;④—d。
变式2-1. C。婴儿吮吸乳汁是生来就有的先天性反射,由遗传物质决定。惊弓之鸟、老马识途、望梅止渴均为后天学习形成。
变式2-2. C。先天行为由大脑皮质以下的神经中枢即可完成,不需要大脑皮质参与,C错误。
变式2-3. (1)√;(2)×;(3)√;(4)×;(5)√;(6)×。
变式3-1. B。小鼠经过多次尝试与错误后走出迷宫,是由生活经验和学习获得的行为,属于后天学习行为。
变式3-2. C。听到“酸梅”二字分泌唾液需要人类特有的语言中枢参与,将抽象语言文字作为条件刺激,是人类特有的后天学习行为。
变式3-3. (1)后天学习。(2)缩短;小白鼠通过多次尝试学习,走出迷宫的速度越来越快。(3)作对照,说明奖励(食物)能促进学习行为的建立。(4)学习。
变式4-1. D。光合作用是植物的生理代谢过程,不是对外界特定刺激作出的定向反应。A、B、C都是对光、触碰、水等刺激的反应。
变式4-2. B。植物向光、向地、向水生长等反应有利于获得光能、水分和养分,从而更好地生存和繁衍。植物不能快速运动,A、C错误。
变式4-3. ①—b;②—a;③—d;④—c。
变式5-1. A。植物弯向窗外光源方向生长,是对单侧光刺激的定向反应,属于向光性。
变式5-2. B。根向地、茎背地都是对重力这一单方向刺激作出的定向生长反应,属于向性运动(向地性/背地性)。
变式5-3. (1)光照(单侧光)。(2)直立;弯向小孔(光源);直立。(3)避免偶然因素影响,减小实验误差。(4)单侧光能改变植物的生长方向,使植物弯向光源生长(植物具有向光性)。
变式6-1. C。向日葵花盘朝向太阳生长是对单侧光的定向反应,与刺激方向有关,属于向性运动。含羞草合拢、捕蝇草闭合、郁金香感温开花均与刺激方向无关,属感性运动。
变式6-2. D。含羞草被碰触后小叶合拢,只要受到触碰就发生反应,与触碰方向无关,属感性运动。A、B、C均与刺激方向有关,属向性运动。
变式6-3. (1)向性运动(向光性);(2)感性运动;(3)向性运动(向地性);(4)感性运动;(5)感性运动。
二、课堂练习答案
1. B。蜘蛛结网是生来就有的本能行为。小猴骑车、小狗算算术、鹦鹉学舌均为后天训练获得。
2. D。先天行为是动物生存和繁殖的基本保证,对生存有重要意义,D错误。
3. B。向日葵花盘朝向太阳是对单侧光的定向生长反应,属向性运动。含羞草合拢、捕蝇草捕食、郁金香感温开花均为感性运动。
4. A。植物向光生长可使叶片获得更多光照,提高光合作用效率。
5. ①先天行为;②后天学习行为;③先天行为;④后天学习行为;⑤先天行为;⑥后天学习行为。
6. (1)重力;向性。(2)向光性;使植物获得更多光照,更好地进行光合作用。(3)无关;感性。
7. (1)向光。(2)单侧光(窗外方向的光)。(3)直立。
8. (1)不是;后天学习。(2)大脑皮质。(3)使黑猩猩能更有效地获取食物,更好地适应环境,有利于生存。
9. (1)地(下);上。(2)重力。(3)提高种子的发芽率(使种子萌发获得充足水分)。(4)一定的水分。
10. (1)单侧光能影响(改变)植物的生长方向。(2)光照方向(是否为单侧光)。(3)3(均匀光照组)。(4)直立;弯向小孔(光源);直立。(5)单侧光能使植物弯向光源生长(植物具有向光性)。
三、课后练习答案
1. B。孔雀开屏是雄孔雀吸引雌孔雀的求偶行为;蜻蜓点水是蜻蜓在水面产卵,属于繁殖行为。
2. C。鹦鹉学舌是通过后天学习获得的行为。蜘蛛结网、蜜蜂采蜜、婴儿吮吸都是生来就有的先天行为。
3. C。植物虽无神经系统,但能对环境刺激作出感应性反应,A错误;向光性有利于光合作用,B错误;含羞草合拢是感性运动,D错误。
4. C。捕蝇草叶片受昆虫触碰后闭合,反应与触碰方向无关,属于感性运动。A、B、D均与刺激方向有关,属向性运动。
5. 先天行为(A):②蜘蛛结网、③婴儿吮奶、⑤蚂蚁筑巢;后天学习行为(B):①小狗识字、④谈虎色变、⑥老马识途。
6. (1)均匀光照;黑暗。(2)胚芽鞘的生长弯曲方向。(3)单侧光能使植物弯向光源生长。(4)使植物获得更多光照,更好地进行光合作用。
7. (1)后天学习。(2)后天学习。(3)遗传;环境;生活经验;学习。(4)使大山雀能获得更多食物来源,更好地适应环境变化。
8. ①生来就有;②后天获得;③遗传物质决定;④遗传因素+环境因素+生活经验和学习;⑤大脑皮质以下神经中枢;⑥大脑皮质;⑦蜘蛛结网(婴儿吮吸等);⑧蚯蚓走迷宫(小狗识字等)。
9. (1)根的生长是否具有向水性。(2)水分分布(浇水位置)。(3)避免偶然因素影响,减小实验误差。(4)均匀分布(向四周均匀生长);向浇水一侧(湿润方向)生长。(5)植物根的生长具有向水性,根会向水分充足的方向生长。
10. (1)先天。(2)后天学习;语言。(3)向性(向光)。(4)感性;该反应与触碰方向无关,只要受到触碰刺激小叶就合拢。(5)使生物更好地适应环境,有利于个体生存和种族繁衍。
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