27 2022年高考生物一轮复习(新高考版2(鲁辽)适用) 第8单元 第27讲 体液调节与神经调节的关系
展开第27讲 体液调节与神经调节的关系
[目标要求] 1.概述体液调节和神经调节的特点比较。2.说明体温和水盐如何保持平衡。3.掌握体液调节和神经调节是如何协调的。
考点一 体液调节与神经调节的区别与联系
1.体液调节和神经调节的特点比较
(1)体液调节
①概念:激素等化学物质,通过体液传送的方式对生命活动进行调节,称为体液调节。
②体液因子:激素、组织胺、某些气体分子(NO、CO等)。
(2)体液调节与神经调节的比较
比较项目
神经调节
体液调节
作用途径
反射弧
体液运输
反应速度
迅速
较缓慢
作用范围
准确、比较局限
较广泛
作用时间
短暂
比较长
2.体液调节和神经调节的联系
(1)内分泌腺所分泌的激素可以影响神经系统的发育和功能,两者常常同时调节生命活动。
(2)不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节,体液调节可以看做是神经调节的一个环节。
教材中的隐性知识 源于选择性必修1 P57“相关信息”
(1)临床上给患者输入O2时,往往采用含有5%左右的CO2的混合气体,以达到刺激呼吸中枢的目的。
(2)CO2调节呼吸运动示意图
考向 神经调节与体液调节的关系分析
1.(2021·海南文昌中学高二月考)人体正常生命活动中离不开神经调节和体液调节,下列说法正确的是( )
A.神经调节和体液调节的结构基础和作用方式都不一样,所以只有体液调节存在分级调节
B.在炎热环境中,机体通过体液调节增加排尿量是促进散热的重要途径
C.激素的作用与神经系统的作用密切相关,神经系统的某些结构也能释放激素
D.在血糖平衡调节中,胰岛素水平升高,可加速糖原合成,说明激素具有酶的催化活性
答案 C
解析 神经调节和体液调节的结构基础和作用方式都不一样,但是体液调节存在分级调节,神经调节也存在分级调节,如低级中枢受到高级中枢的控制,A错误;在炎热环境中,机体通过神经调节增加排汗量是促进散热的重要途径,B错误;激素的作用往往受到神经系统的控制,神经系统的某些结构也能释放激素,如下丘脑的某些神经细胞,C正确;在血糖平衡调节中,胰岛素水平升高,可加速糖原合成,说明激素具有调节细胞代谢的作用,并没有催化作用,D错误。
2.(2020·南京调研)下列关于人体神经调节和体液调节的叙述,错误的是( )
A.激素传递的信息和神经传导的兴奋的传输速度相同
B.在血糖平衡的调节过程中,胰岛素具有降低血糖的作用
C.与神经调节相比,体液调节通常作用缓慢、持续时间长
D.不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节
答案 A
解析 激素传递信息的速度比神经传导兴奋的速度慢,A错误;胰岛素的生理作用是促进组织细胞摄取、利用和转化葡萄糖,具有降低血糖的作用,B正确;神经调节迅速、准确,作用时间短暂;体液调节反应速度较缓慢,作用时间长,C正确;不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节,在这种情况下,体液调节可以看作是神经调节的一个环节,体现出神经调节和体液调节的相互协调,D正确。
考点二 体温调节和水盐调节
1.体温调节
(1)体温调节的热量来源、热量平衡、意义和相关结构
(2)体温调节的过程
①体温调节方式为神经—体液调节。
②寒冷条件下参与产热的激素有肾上腺素和甲状腺激素,前者的分泌是由下丘脑的传出神经调节的,后者的分泌是由下丘脑和垂体分级调节的,两种激素之间表现为协同作用。
2.水和无机盐平衡的调节
(1)水盐调节机制、相关结构和参与激素
(2)①水盐平衡调节示意图
②血钠的平衡
(3)水盐平衡的意义
水和无机盐的平衡,对于维持人体的稳态起着非常重要的作用,是人体各种生命活动正常进行的必要条件。
教材中的隐性知识 (1)源于选择性必修1 P60“旁栏思考”:一般情况下,冬天人的尿较多,夏天人的尿较少的原因:冬天相比于夏天,汗液分泌减少,同时由于环境温度低,机体因代谢生成的水增加,会导致尿液量增加。
(2)源于选择性必修1 P62“正文小字”:K+不仅在维持细胞内液的渗透压上起决定性作用,而且还具有维持心肌舒张、保持心肌正常兴奋等重要作用。
(3)源于选择性必修1 P64“复习与提高·选择题4”:醛固酮具有吸钠排钾的作用。
(1)下丘脑是体温调节中枢,能产生冷觉( × )
(2)人从炎热环境进入寒冷环境中,散热量会减少( × )
(3)炎热环境中,机体可通过减少产热甚至不产热来降低机体的体温( × )
(4)肾上腺髓质的分泌活动不受神经纤维的支配( × )
(5)体内血浆渗透压降低,抗利尿激素释放减少( √ )
(6)下丘脑分泌的抗利尿激素能够升高细胞外液的渗透压( × )
(7)剧烈运动过程中,汗液的大量分泌是为了保持体温和渗透压的相对稳定( × )
(1)人在寒冷环境中经常会打“寒战”,反射过程:皮肤的冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→骨骼肌收缩。
(2)由于室内外温差很大,人体维持稳态的调节能力有限,同学们的身体会受到一定的影响。即使是在夏季,医生也建议,在剧烈运动导致大汗淋漓之后最好不要立即到温度很低的空调间“乘凉”,其主要依据是低温环境的刺激,使机体产热作用增强、皮肤血管收缩、出汗减少,最终导致机体内热量不能及时散出。
(3)长跑运动员在比赛中尿液产生的很少,原因是运动员大量出汗,细胞外液的渗透压升高,通过下丘脑的调节,垂体释放的抗利尿激素增加,促进肾小管和集合管对水的重吸收,尿量减少。
(4)以小鼠为实验材料,验证下丘脑是水盐调节的中枢。写出实验思路:将小鼠分为实验组与对照组两组,实验组破坏下丘脑,对照组不作处理,两组供给相同的水量,测定各组小鼠的尿量。
考向一 体温调节过程的分析
3.(2020·上海高三模拟)“冰桶挑战赛”是一项慈善活动,当一桶冰水从头顶浇下,身体会出现一系列的反应,有关描述错误的是( )
A.皮肤毛细血管收缩,血流量减少
B.甲状腺激素分泌增加,骨骼肌和肝脏产热增加
C.体温明显下降,酶活性降低
D.挑战者因浇冰水发烧,持续高烧39度不退,则此时产热量等于散热量
答案 C
解析 寒冷条件下,皮肤毛细血管收缩,血流量减少,A正确;骨骼肌和肝脏是主要的产热来源,寒冷条件下,为了维持体温的稳定,机体通过增加甲状腺激素和肾上腺素分泌量,使骨骼肌和肝脏的细胞代谢增强来增加产热,B正确;寒冷条件下,机体通过体温调节维持体温的稳定,体温不会明显下降,C错误;挑战者虽然发烧,但是体温是稳定的,所以产热量等于散热量,D正确。
拓展延伸 正确认识“发烧”
(1)“发烧”本身不是疾病,而是一种症状。它是体内抵抗感染的机制之一,甚至可能有它的用途:缩短疾病时间、增强抗生素的效果、使感染不具传染性。
(2)发烧过程中(体温持续升高),体内产热大于散热;退烧过程中(体温持续下降),体内散热大于产热。但只要体温恒定,不论是否发烧,产热都等于散热。
(3)高烧不退的病人不应加盖棉被。因为高烧不退,体温调节功能暂时丧失,加盖棉被不但不会排汗,反而影响热量的散失。
4.(2020·山东聊城联考)下图是健康人从温暖环境进入寒冷环境时的体温调节模型,下列有关叙述不正确的是( )
A.体温调节中枢位于下丘脑
B.图中①→③→④→⑤过程属于神经—体液调节
C.“X”代表的主要生理变化是细胞呼吸增强
D.最初的一段时间内,人体产热速率明显大于散热速率
答案 D
解析 体温调节中枢位于下丘脑,A项正确;图中①→③→④→⑤过程需要神经调节和相关激素的参与,属于神经—体液调节,B项正确;甲状腺激素能提高细胞的代谢水平,增加产热量,因此“X”代表的主要生理变化是细胞呼吸增强,C项正确;当人从温暖环境中突然进入寒冷环境的初期,人体会迅速散热,而由于体温调节特别是体液调节过程需要一段时间,所以进入寒冷环境初期,人体的产热速率小于散热速率,若人体的产热速率明显大于散热速率,该个体的体温会上升甚至发热,D项错误。
考向二 水盐调节过程的分析
5.下列有关人体水盐平衡调节的叙述,正确的是( )
A.渗透压感受器和调节中枢均位于下丘脑
B.饮水不足会引起下丘脑产生渴觉
C.摄入过多过咸的食物后,会引起细胞内液的量增加
D.剧烈运动引起的大量出汗会导致失水过多,从而抑制抗利尿激素的分泌,尿量减少
答案 A
解析 水盐平衡的调节中枢和渗透压感受器都位于下丘脑,A正确;饮水不足会引起大脑皮层产生渴觉,B错误;摄入过多过咸的食物后,会引起细胞外液的渗透压升高,则细胞失水,细胞内液的量减少,C错误;剧烈运动引起的大量出汗会导致失水过多,促进抗利尿激素的分泌,促进肾小管和集合管对水分的重吸收,尿量减少,D错误。
生命观念 血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量的关系
血浆渗透压升高,抗利尿激素分泌增多,二者呈正相关;抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收,使尿量减少,二者呈负相关。
6.饮水不足导致血浆渗透压升高时,抗利尿激素(ADH)分泌增加,调节肾小管和集合管细胞对水分的重吸收,机理如下图所示。则下列叙述正确的是( )
A.ADH由垂体合成并释放到血液,运输至靶细胞
B.结合ADH的受体促进①ATP水解过程,为M蛋白供能
C.H2O通过③自由扩散进入肾小管和集合管腔内(B侧)
D.M蛋白促进②过程,增加膜上水通道蛋白数量
答案 D
解析 抗利尿激素(ADH)是由下丘脑合成与分泌的,垂体释放的,A错误;H2O通过③协助扩散进入肾小管和集合管腔内(B侧),C错误;分析可知,M蛋白促进②过程,增加膜上水通道蛋白数量,D正确。
考向三 体温和水盐调节的实验探究题
7.(2018·全国Ⅰ,31)为探究不同因素对尿量的影响,某同学用麻醉后的实验兔进行不同的实验,实验内容如下:
a.记录实验兔的尿量(单位:滴/分钟)。
b.耳缘静脉注射垂体提取液0.5 mL,记录尿量。
c.待尿量恢复后,耳缘静脉注射20%葡萄糖溶液15 mL,记录尿量。取尿液做尿糖定性实验。
回答下列问题:
(1)该同学发现,与a相比,b处理后实验兔尿量减少,其主要原因是____________________
________________________________________________________________________。
(2)c处理后,肾小管腔内液体的渗透压会升高,实验兔的尿量会________。取尿液加入斐林试剂做尿糖定性实验出现砖红色,说明尿液中含有________。
(3)若某实验兔出现腹泻、尿量减少现象,导致尿量减少的主要原因是血浆渗透压升高,刺激了存在于________的渗透压感受器,从而引起尿量减少。
答案 (1)垂体提取液中含有抗利尿激素,促进了肾小管和集合管重吸收水 (2)增加 葡萄糖 (3)下丘脑
解析 (1)b中实验兔用垂体提取液处理,垂体提取液中的抗利尿激素能够促进肾小管和集合管对水的重吸收,使实验兔的尿量减少。(2)c处理后,肾小管腔内液体的渗透压升高,会导致肾小管对水的重吸收作用受阻,实验兔的尿量增加。葡萄糖等还原糖用斐林试剂检测能够产生砖红色沉淀,根据实验兔注射了高浓度的葡萄糖溶液,且尿液加入斐林试剂后出现砖红色,可判断尿液中含有葡萄糖。(3)在水盐平衡的调节中,血浆渗透压升高,刺激下丘脑中的渗透压感受器,引起垂体释放抗利尿激素增加,促进肾小管、集合管重吸收水,从而引起尿量减少。
8.(2017·全国Ⅱ,30)将室温(25 ℃)饲养的某种体温为37 ℃的哺乳动物(动物甲)随机分为两组,一组放入41 ℃环境中1 h(实验组),另一组仍置于室温环境中(对照组)。期间连续观察并记录这两组动物的相关行为。结果:实验初期,实验组动物的静卧行为明显减少、焦虑不安行为明显增加。回答下列问题:
(1)实验中,实验组动物皮肤的毛细血管会__________,汗液分泌会________,从而起到调节体温的作用。
(2)实验组动物出现焦虑不安行为时,其肾上腺髓质分泌的激素会________________。
(3)本实验中设置对照组的目的是________________________________________________。
(4)若将室温饲养的动物甲置于0 ℃的环境中,该动物会冷得发抖,耗氧量会________,分解代谢会________。
答案 (1)舒张 增加 (2)增加 (3)排除41 ℃以外因素对实验结果的影响,以保证本实验的结果是由41 ℃引起的 (4)增加 增强
解析 (1)实验动物处于41 ℃的高温环境中,此时主要通过增加散热来维持体温相对稳定,而增加散热的主要途径有皮肤的毛细血管舒张,血流量增加;汗液分泌增加。(2)实验组动物出现焦虑不安行为时,其肾上腺髓质分泌的激素会增加。(3)室温是动物甲正常的温度环境,相当于不做温度处理,室温下动物与41 ℃环境中动物进行对照。(4)若将室温饲养的动物甲置于0 ℃的环境中,甲状腺激素和肾上腺素分泌增加,促进新陈代谢,加速物质分解过程,因此耗氧量会增加,分解代谢会增强。
1.核心概念
(1)(选择性必修1 P57)体液调节:激素等化学物质,通过体液传送的方式对生命活动进行调节。
(2)(选择性必修1 P58)神经—体液调节: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。
2.教材结论性语句
(1)(选择性必修1 P57)激素调节是体液调节的主要内容。
(2)(选择性必修1 P62)神经调节和体液调节的关系:一方面,不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统调节,体液调节可以看作是神经调节的一个环节;另一方面,激素又能影响神经系统的发育和功能。
1.(2020·山东,18)某人进入高原缺氧地区后呼吸困难、发热、排尿量减少,检查发现其肺部出现感染,肺组织间隙和肺泡渗出液中有蛋白质、红细胞等成分,被确诊为高原性肺水肿。下列说法正确的是(不定项)( )
A.该患者呼吸困难导致其体内CO2含量偏高
B.体温维持在38 ℃时,该患者的产热量大于散热量
C.患者肺部组织液的渗透压升高,肺部组织液增加
D.若使用药物抑制肾小管和集合管对水的重吸收,可使患者尿量增加
答案 ACD
解析 患者在高原缺氧地区呼吸困难时,CO2不能被及时排出,故其体内CO2含量会偏高,A项正确;人体体温维持恒定时,产热量基本等于散热量,B项错误;患者肺部感染,肺组织间隙和肺泡渗出液中有蛋白质、红细胞等成分,使肺部组织液渗透压升高,对水的吸收能力增强,导致肺部组织液增加,C项正确;使用药物抑制肾小管和集合管对水的重吸收,会使水不能被重吸收回血浆而形成尿液,故患者尿量增加,D项正确。
2.(2019·全国Ⅲ,3)下列不利于人体散热的是( )
A.骨骼肌不自主战栗 B.皮肤血管舒张
C.汗腺分泌汗液增加 D.用酒精擦拭皮肤
答案 A
解析 骨骼肌不自主战栗是增加产热的一种途径,A符合题意;皮肤血管舒张,血流量增加,利于散热,B不符合题意;汗腺分泌汗液增加,利于蒸发散热,C不符合题意;用酒精擦拭皮肤可以带走身体的大量热量,D不符合题意。
3.(2019·全国Ⅱ,4)当人体失水过多时,不会发生的生理变化是( )
A.血浆渗透压升高
B.产生渴感
C.血液中的抗利尿激素含量升高
D.肾小管对水的重吸收降低
答案 D
解析 当人体水分丢失过多时,会导致细胞外液渗透压升高,下丘脑渗透压感受器受到刺激,产生兴奋并传递到大脑皮层产生渴感;由下丘脑分泌并由垂体释放的抗利尿激素增多,在抗利尿激素的作用下,肾小管和集合管对水的重吸收增强,以减少水随尿液的流失,D符合题意。
4.(2020·江苏,26)如图是人体稳态调节机制的示意图,①~④表示相关的激素。请据图回答下列问题:
(1)某同学长跑时心跳加速,血压升高,压力感受器激活心血管中枢,传出神经释放神经递质,递质作用于心脏及血管细胞膜上的____________,从而降低血压,该调节方式属于____________调节。
(2)该同学因运动大量出汗,血浆渗透压升高,激活位于__________的神经元A,促使其合成和分泌________________(填①的名称),进而促进肾脏对水的重吸收,该调节方式属于____________调节。
(3)该同学因运动体温升高,体温调节中枢通过调节皮肤血管和汗腺,增加散热;运动后,神经元B合成和分泌②减少,导致③、④合成和分泌________,减少产热,维持体温相对稳定。激素②的名称是____________,其生理作用是_________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)(特异性)受体 神经(或负反馈)
(2)下丘脑 抗利尿激素 神经—体液(或负反馈)
(3)下降 促甲状腺激素释放激素 促进垂体合成与分泌促甲状腺激素
解析 (1)长跑时,心跳加速、血压升高作为信号刺激压力感受器,压力感受器接受刺激后激活心血管中枢,传出神经释放神经递质,神经递质通过作用于心脏及血管细胞膜上的特异性受体,从而使血压降低,此过程是通过反射弧完成的,所以该调节方式为神经调节。(2)运动时大量出汗,体内缺水,血浆渗透压升高,该刺激会激活下丘脑的神经分泌细胞合成并分泌抗利尿激素,抗利尿激素由垂体释放进入血液,抗利尿激素的增加促进肾小管和集合管对水的重吸收,导致排尿量减少。血浆渗透压升高刺激下丘脑,使神经分泌细胞合成并分泌抗利尿激素的过程为神经调节,抗利尿激素促进肾脏对水的重吸收过程为体液调节,故整个过程的调节方式为神经—体液调节。(3)据图分析,可知④由甲状腺分泌,则④为甲状腺激素,进而可知激素②为促甲状腺激素释放激素,③为促甲状腺激素。促甲状腺激素释放激素具有促进垂体合成并分泌促甲状腺激素的作用,促甲状腺激素又能促进甲状腺激素的合成与分泌,甲状腺激素能够提高代谢水平,促进产热,所以运动后,体温升高时,三者的分泌量均应减少,以维持体温相对稳定。
5.(2018·江苏,30)正常人体感染病毒会引起发热,发热过程分为体温上升期、高温持续期和体温下降期。下图为体温上升期机体体温调节过程示意图,其中体温调定点是为调节体温于恒定状态,下丘脑体温调节中枢预设的一个温度值,正常生理状态下为37 ℃。请回答下列问题:
(1)图中激素甲的名称是__________________________,激素乙通过____________的途径作用于甲状腺。
(2)体温上升期,人体骨骼肌不随意的节律性收缩,即出现“寒战”,有助于体温________________________________________________________________________。
综合图解分析,体温上升期人体进行体温调节的方式有____________________。
(3)高温持续期,人体产热量________(填“大于”“小于”或“等于”)散热量。此阶段人体有时会出现脱水现象,垂体释放抗利尿激素增加,肾小管和集合管____________________,从而减少尿量。
(4)体温下降期,机体增加散热的途径有________________________________。
(5)体温上升期,人体会出现心率加快、血压轻度升高等症状,易引发慢性心血管疾病急性发作。请解释血压升高的可能原因:____________________________________________。
答案 (1)促甲状腺激素释放激素 体液运输
(2)上升到已上调的体温调定点(上升到38.5 ℃) 神经调节和体液调节
(3)等于 重吸收水的能力增强(重吸收水量增加)
(4)汗腺分泌增加,皮肤血管舒张
(5)心脏血液输出量增加,外周血管收缩
解析 (1)图中激素甲表示下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素,乙表示垂体细胞分泌的促甲状腺激素,其中促甲状腺激素通过体液运输的途径作用于甲状腺,促进甲状腺的发育和甲状腺激素的分泌。
(2)体温上升期,人体骨骼肌收缩有助于体温上升到已上调的体温调定点;图示增加产热的方式有神经调节和体液调节,即体温上升期人体进行体温调节的方式有神经调节和体液调节。
(3)高温持续期,人体温度维持相对稳定,因此人体产热量与散热量相等;垂体释放抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对水分的重吸收,进而减少尿量。
(4)体温下降期,机体皮肤血管舒张、血流量增加,以增加散热量,还可以通过汗腺分泌增加散热量。
(5)体温上升期,由于心脏血液输出量增加,外周血管收缩,导致人体出现心率加快、血压轻度升高等症状,因此易引发慢性心血管疾病急性发作。
课时精练
一、选择题:每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1.(2020·广西南宁市高三二模)近年来,越来越多的人喜欢参与马拉松运动。运动员在马拉松长跑过程中,为了维持内环境稳态,机体会发生一些重要变化。运动员在马拉松运动过程中( )
A.肝脏、肌肉产热量增加,体温快速上升
B.汗液分泌量增加,细胞外液渗透压升高
C.血糖浓度明显降低,胰岛素分泌量减少
D.血液中乳酸含量增加,血浆pH明显降低
答案 B
解析 马拉松运动过程中,机体产热大量增加,但通过神经调节,引起皮肤毛细血管舒张和汗腺分泌增强,可导致散热加快,以维持体温的相对恒定,A错误;机体大量出汗导致失水较多,细胞外液渗透压升高,B正确;比赛过程中,血糖不断被消耗,血糖浓度有降低的趋势,为保证能量的正常供应,胰岛A细胞分泌胰高血糖素增多,作用于肝细胞,促进肝糖原分解和脂肪等非糖物质转化为葡萄糖来补充血糖,故血糖浓度不会明显降低,C错误;剧烈运动导致无氧呼吸增强,产生乳酸增加,但由于血浆中存在缓冲物质,所以血浆的pH不会明显降低,D错误。
2.诺如病毒会引起胃肠道感染,主要症状为恶心、呕吐、发热、腹痛和腹泻,下列说法不正确的是( )
A.患者抗利尿激素的分泌减少
B.患者体内代谢增强,产热量增加
C.为防止脱水需要及时补充生理盐水
D.患者内环境的理化性质和化学成分发生变化
答案 A
解析 严重的呕吐、腹泻会导致水分大量流失,进而导致细胞外液渗透压升高,导致患者抗利尿激素的分泌增加,患者需及时补充生理盐水,A项错误。
3.(2020·山东泰安高三模拟)下图表示科研人员测定大鼠皮肤冷觉感受器和热觉感受器在不同温度时的传入神经放电频率(敏感程度)。下列相关叙述正确的是( )
A.冷觉感受器和热觉感受器的敏感温度范围相同
B.环境温度越低冷觉感受器越敏感
C.当温度偏离感受器的敏感温度时传入神经放电频率增大
D.大鼠的正常体温接近于两个曲线交点对应的温度
答案 D
解析 由图可知,冷觉感受器的敏感温度范围在10 ℃~40 ℃之间,热觉感受器的敏感温度范围在36 ℃~47 ℃之间,不同的温度感受器有其特定的敏感温度范围,A错误;环境温度为28 ℃时冷觉感受器最敏感,B错误;当温度偏离感受器的敏感温度时传入神经放电频率减小,C错误;当温度偏离感受器的敏感温度时,传入神经放电频率都减小,所以大鼠的正常体温接近两个曲线交点对应的温度,D正确。
4.下图表示正常人分别快速饮用1 L清水、1 L生理盐水后排尿量和血浆渗透压的变化情况。下列相关叙述正确的是( )
A.曲线c表示饮用1 L生理盐水后排尿量的变化
B.饮用大量生理盐水后循环血量出现暂时性增加
C.曲线d表示饮用1 L生理盐水后血浆渗透压的变化
D.饮用大量清水后垂体合成和分泌的抗利尿激素减少
答案 B
解析 生理盐水与人体体液是等渗溶液,饮用1 L生理盐水后,血浆渗透压没有明显变化,应为曲线b,由于人体排出的钠盐增多,排尿量略增多,应为曲线d,A、C项错误;饮用大量生理盐水后,生理盐水进入血浆,导致循环血量出现暂时性增加,B项正确;抗利尿激素是由下丘脑合成、垂体释放的,D项错误。
5.下图表示机体由T1环境进入T2环境的过程中产热量和散热量的变化。下列叙述不正确的是( )
A.根据图示信息可知T2
C.a~b是因为进入T2环境中产热量增加
D.T2环境中机体产热量和散热量均高于T1环境
答案 C
解析 机体由温度为T1的环境进入到温度为T2的环境后产热量和散热量增加,可推出以T2
A.肾小管和集合管完成对无机盐的重吸收需要通过两层细胞膜
B.血浆渗透压降低时,人体内缺水,引起口渴,同时尿量减少
C.肾小管吸收无机盐时要消耗能量,水盐平衡在神经和激素的共同调节下完成
D.下丘脑分泌的醛固酮和抗利尿激素在水盐平衡调节过程中具有拮抗作用
答案 C
解析 肾小管和集合管完成对无机盐的重吸收需要经过毛细血管壁和肾小管壁或集合管壁,因此需要通过四层细胞膜,A错误;血浆渗透压升高时,人体内缺水,引起口渴,同时尿量减少,B错误;肾小管重吸收无机盐的方式是主动运输,消耗能量;水盐平衡是在神经和激素的共同调节下完成的,C正确;醛固酮是肾上腺皮质分泌的;抗利尿激素的作用是促进肾小管和集合管对水的重吸收,醛固酮能促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,可见醛固酮和抗利尿激素在水盐平衡调节中不具有拮抗作用,D错误。
7.研究人员构建了用特定光束激活X神经元的小鼠模型,以研究X神经元对水平衡调节的作用。用三组模型小鼠进行了如下实验:开始光刺激后,分别测量15 min内的饮水量,结果如图所示(“+”表示进行相应处理;“-”表示没有进行相应处理)。下列理解错误的是( )
A.水平衡调节过程属于神经—体液调节
B.实验中的M2组实验小鼠比M1组释放的抗利尿激素多
C.M1组实验小鼠的大脑皮层产生渴觉,导致饮水量增加
D.即使体内不缺水,光激活X神经元后可诱导饮水增加
答案 B
解析 水平衡调节过程属于神经—体液调节,A正确;实验中的M1组小鼠在测量前48 h限水,细胞外液渗透压升高,释放的抗利尿激素比M2组多,B错误;根据M2组和M3组的结果可知,即使体内不缺水,光激活X神经元可诱导饮水增加,D正确。
二、选择题:每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
8.(2021·东北三省四市教研联合体高三模拟)人在饥饿时或遇到寒冷刺激,机体会进行一系列稳态调节活动。下列相关叙述不正确的是( )
A.寒冷直接刺激下丘脑,引起了骨骼肌收缩,会出现全身颤抖
B.参与这一稳态调节的有脊髓、垂体、下丘脑、甲状腺、胰腺等器官
C.饥饿时胰高血糖素水平升高,促进肌糖原的分解使血糖升高
D.皮肤毛细血管舒张,减少热量散失,人体会表现出面色苍白
答案 ACD
解析 寒冷刺激皮肤中的冷觉感受器,冷觉感受器产生兴奋,将兴奋传至下丘脑的体温调节中枢,引起了骨骼肌收缩,会出现全身颤抖,A错误;饥饿时胰高血糖素水平升高,促进肝糖原的分解使血糖升高,C错误;皮肤毛细血管收缩,减少热量散失,人体会表现出面色苍白,D错误。
9.人体内有些激素的分泌受下丘脑的调控,常见的调控过程有下列两种途径:
途径a:下丘脑分泌激素→垂体分泌激素→腺体激素
途径b:下丘脑的传出神经→腺体激素
下列有关叙述错误的是( )
A.抗利尿激素的分泌方式不同于途径a、b
B.经由途径b分泌的激素都不存在反馈调节
C.经由途径a分泌的激素都可使双缩脲试剂发生紫色反应
D.途径a分泌的激素与途径b分泌的激素的作用一定是相抗衡的
答案 BCD
解析 抗利尿激素是由下丘脑合成并分泌、经垂体释放的,所以其分泌方式不同于途径a、b,A正确;经由途径b分泌的激素如胰岛素存在反馈调节机制,B错误;经由途径a分泌的激素如甲状腺激素,不能使双缩脲试剂发生紫色反应,C错误;途径a分泌的激素与途径b分泌的激素的作用既可相抗衡,也可存在协同关系,如甲状腺激素和肾上腺素,D错误。
10.尿崩症是指由于各种原因,抗利尿激素(九肽激素)的产生或作用出现异常,使肾脏对水分的重吸收产生障碍。下列相关叙述正确的是( )
A.该激素由垂体释放,作用于肾小管和集合管,使其对水的通透性减小
B.尿崩症患者常表现出多尿和多饮的症状,原因是其尿液渗透压较大
C.若尿崩症是由肾小管对该激素的反应障碍导致的,则血浆中该激素的含量可为正常值
D.若尿崩症是由该激素的合成和释放量的减少导致的,则可以通过口服该激素来治疗
答案 C
解析 抗利尿激素能增大肾小管和集合管对水的通透性,促进肾小管和集合管对水的重吸收,A错误;尿崩症患者的肾脏对水分的重吸收产生了障碍,导致尿液渗透压降低,B错误;若尿崩症是由肾小管对抗利尿激素的反应障碍导致的,而不是抗利尿激素产生异常,则血浆中抗利尿激素的含量为正常值,C正确;抗利尿激素是九肽激素,口服时会在消化道中被分解,所以不能通过口服抗利尿激素来治疗尿崩症,D错误。
三、非选择题
11.(2020·湖北孝感高级中学调研)布氏田鼠是生活在寒冷地带的一种非冬眠小型哺乳动物。如图为持续寒冷刺激下机体调节褐色脂肪组织细胞(BAT细胞)产热过程的示意图。请分析回答:
(1)由图可知,寒冷刺激一方面使下丘脑部分传出神经末梢释放________________,导致BAT细胞中cAMP增加,促进部分脂肪分解,其产物进入线粒体参与细胞呼吸;另一方面寒冷刺激还能使下丘脑合成并分泌________________________________的量增加,最终导致体内甲状腺激素的量增加。
(2)UCP-1基因的表达要经过________________________________过程实现,BAT细胞内的_____________________能促进该基因的表达。
(3)有氧呼吸过程中大量ATP的合成是在____________完成的,该结构富含ATP合成酶,能在跨膜H+浓度梯度的推动下合成ATP。BAT细胞中,UCP-1蛋白能增大该结构对H+的通透性,消除H+浓度梯度,ATP合成受阻,使有氧呼吸第三阶段释放出来的能量几乎全部变成________。
(4)综上所述,在持续寒冷的环境中,布氏田鼠通过____________________调节,最终引起BAT细胞中____________________和________________,实现产热增加,维持体温的恒定。
答案 (1)去甲肾上腺素(神经递质) 促甲状腺激素释放激素 (2)转录和翻译 甲状腺激素和cAMP (3)线粒体(线粒体内膜) 热能 (4)神经调节和体液 脂肪分解增加 ATP合成减少
解析 (1)由图可知,寒冷刺激下,一方面传出神经末梢释放去甲肾上腺素(神经递质),去甲肾上腺素与细胞膜上的相应受体结合,导致BAT细胞中cAMP增多;另一方面下丘脑也可分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体,使垂体分泌促甲状腺激素作用于甲状腺,最终导致甲状腺激素分泌增多。(2)基因表达包括转录和翻译两个过程,由图可知,甲状腺激素和cAMP都可作用于细胞核中UCP-1基因促进其表达。(3)有氧呼吸第三阶段释放大量能量,场所是线粒体内膜。在BAT细胞中,UCP-1蛋白能增大线粒体膜对H+的通透性,消除H+浓度梯度,ATP合成受阻,使有氧呼吸第三阶段释放出来的能量几乎全部变成热能。(4)由题图及上述分析可知,寒冷环境中,布氏田鼠通过神经调节和体液调节,使BAT细胞中脂肪氧化分解增加,同时减少ATP合成,使产热增加。
12.(2020·苏州一模)下丘脑是联系神经系统和内分泌系统的枢纽,在体温、血糖、水盐平衡的调节中都有重要作用。图示为下丘脑参与人体相应活动的调节过程,A~E表示结构,a~f表示物质,据图回答下列问题:
(1)图中结构________(填字母)为下丘脑。
(2)在寒冷条件下,人体通过________________的调节方式,维持体温的相对稳定。寒冷刺激时,下丘脑会释放[ ]__________促进D分泌e,e的受体位于E细胞的____________。
(3)人体大量出汗时会导致细胞外液渗透压升高,下丘脑中的__________________会兴奋,引发[ ]________释放f,促进肾小管和集合管对水的重吸收,减少尿量,以维持细胞外液渗透压的稳定。
(4)正常人空腹时的血糖浓度为3.9~6.1 mmol/L。若某人不吃早餐,________(填图中字母)会促进肝糖原分解,长此以往会出现习惯性低血糖症。
答案 (1)A (2)神经—体液 d 促甲状腺激素释放激素 细胞膜上 (3)渗透压感受器 D 垂体 (4)b和c
解析 (1)由题图分析可知,图中结构A为下丘脑。(2)在寒冷条件下,人体通过神经—体液的调节方式,维持体温的相对稳定。寒冷刺激时,下丘脑会释放促甲状腺激素释放激素促进D垂体分泌e促甲状腺激素,e的受体位于E甲状腺细胞的细胞膜上。(3)人体大量出汗时会导致细胞外液渗透压升高,下丘脑中的渗透压感受器会兴奋,引发垂体释放抗利尿激素,促进肾小管和集合管对水的重吸收,减少尿量,以维持细胞外液渗透压的稳定。(4)若某人不吃早餐,血糖降低,通过调节分泌胰高血糖素和肾上腺素,促进肝糖原分解。
13.(2020·重庆高三月考)哺乳动物血液中CO2含量变化能够作用于神经系统,调节呼吸运动的频率和强度,为了研究该反射过程中感受器的存在部位,科研人员进行了一系列实验研究。
(1)哺乳动物因剧烈运动产生的________等酸性物质能与血浆中HCO反应,使血液中CO2含量升高。CO2浓度变化可以使一些特定的感受器兴奋,兴奋以________的形式沿传入神经传导至呼吸中枢,使呼吸运动加深加快。这种维持内环境pH稳态的过程是在________________调节的作用下,通过各系统的协调活动实现的。
(2)20世纪初,科学界认为CO2感受器可能位于脑部,也可能位于躯体的动脉管壁上。为探究这一问题,科研工作者将连接头部与躯干的血管断开,只保留由动脉传向脑的传入神经,同时将A狗的颈动脉和颈静脉分别与B狗相应血管相连,A狗躯干的呼吸运动靠人工呼吸机维持。
①实验过程中,始终保持B狗处于呼吸平稳状态,目的是保证A狗脑部__________________
__________________________。
②科研人员将呼吸机暂停一小段时间,A狗血液中的CO2含量________,发现A狗鼻部呼吸运动加深加快,该实验结果说明____________________________。该结果________(填“能”或“不能”)说明脑部不存在CO2感受器。
(3)基于上述研究,请你为CO(煤气)中毒的紧急治疗提供一种思路:
________________________________________________________________________。
答案 (1)乳酸 神经冲动(或动作电位) 神经—体液 (2)①血液中CO2含量保持稳定 ②升高 狗躯干部血管壁上有CO2感受器 不能 (3)用含一定浓度CO2的氧气混合气体给病人吸氧治疗;用药物刺激动脉中的化学感受器,使之产生兴奋
解析 (3)给一氧化碳中毒的病人进行输氧时,用含一定浓度CO2的氧气混合气体给病人吸氧治疗,因为混入二氧化碳能刺激呼吸中枢,使呼吸运动加深加快,让病人能够得到足够的氧气。也可以用药物刺激动脉中的化学感受器,使之产生兴奋,呼吸运动加深加快。
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