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适用于新教材2024版高考生物一轮总复习第8单元稳态与调节第32讲体液调节课件新人教版
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这是一份适用于新教材2024版高考生物一轮总复习第8单元稳态与调节第32讲体液调节课件新人教版，共60页。PPT课件主要包含了素养目标，内容索引，强基础·增分策略，提能力·精准突破，练高考·衍生训练，研情境·素养突破，没有导管的腺体，2常用方法，3五点注意事项，激素调节的特点等内容，欢迎下载使用。
1 强基础·增分策略
一、激素与内分泌系统1.促胰液素的发现(1)沃泰默观点:胰腺分泌胰液只受 神经 调节。 (2)斯他林和贝利斯实验①实验假设:在 盐酸 的作用下,小肠黏膜产生了能引起 胰腺 分泌胰液的化学物质。 ②实验设计:
③实验结论:小肠黏膜在盐酸的作用下分泌某种 化学物质 促进胰腺分泌胰液,这种化学物质被命名为促胰液素。
由小肠黏膜分泌,作用于胰腺
2.激素调节 由内分泌器官或细胞分泌的 化学物质 ——激素进行调节的方式。
3.激素研究的实例(1)胰岛素的发现——结扎法、摘除法。
(2)睾丸分泌雄激素的研究——阉割法、 移植法 。
4.内分泌系统的组成和功能(1)内分泌系统的组成内分泌系统由相对独立的 内分泌腺 以及兼有内分泌功能的细胞共同构成。 (2)人体内主要内分泌腺及其分泌的激素
5.不同动物激素的化学本质及相应受体位置
延伸拓展动物激素功能的实验探究(1)基本思路
旁栏边角(选择性必修1 P47“讨论”)在研究激素的方法中,常用到“加法原理”或“减法原理”的研究有哪些?提示:“加法原理”:常用饲喂法研究甲状腺激素,用注射法研究动物胰岛素和生长激素,用移植法研究性激素等。“减法原理”:常用摘除法研究甲状腺激素和生长激素的功能,用阉割(摘除性腺)法研究性激素的功能等。
易错辨析(1)内分泌腺和外分泌腺分泌的化学物质都是内环境的成分。(选择性必修1 P44正文)( × )(2)胰腺受反射弧传出神经的支配,其分泌胰液也受促胰液素调节。(选择性必修1 P45“思考·讨论”)( √ )(3)激素的合成与分泌都需要内质网和高尔基体的加工。(选择性必修1 P48图3-1)( × )(4)雄激素是一种蛋白质,具有激发和维持雄性第二性征的作用。(选择性必修1 P47“思考·讨论”)( × )
二、血糖平衡调节1.血糖的来源和去路
2.血糖平衡调节过程
(1)调节中枢: 下丘脑 的相关区域。 (2)调节机制: 神经—体液调节 。 ①神经—体液调节途径:下丘脑通过有关神经可调控肾上腺、胰岛B细胞和胰岛A细胞分泌相关激素的量,进而再通过激素调控相关的生理过程实现对血糖平衡的调节。在此种调节方式中,内分泌腺本身就是反射弧中 效应器 的一部分。 ②体液调节途径: 高浓度血糖 可直接刺激 胰岛B细胞 分泌胰岛素, 低浓度血糖 可直接刺激 胰岛A细胞 分泌胰高血糖素。
(3)反馈调节①含义:在一个系统中,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。 ②实例分析——血糖平衡的调节
③意义:是生命系统中非常普遍的调节机制,对于机体 维持稳态 具有重要意义。
(4)血糖调节相关曲线分析①进食后胰岛素浓度变化曲线
突破口:根据含量和变化波动幅度,胰岛素含量多而且波动幅度大的为正常人。
②人体饭后血糖、胰岛素和胰高血糖素三者之间的变化关系
突破口:a.血糖浓度升高时,有降低血糖浓度作用的胰岛素含量增加,而有升高血糖浓度作用的胰高血糖素的含量降低;b.当血糖浓度较低时,胰高血糖素含量增加。
3.糖尿病的病因及症状分析
(2)病症——“三多一少”
旁栏边角(选择性必修1 P52与社会的联系)能否通过注射胰岛素对因细胞膜上胰岛素受体受损引发的糖尿病进行治疗?并说明原因。提示:不能,因为这种糖尿病患者体内并不缺乏胰岛素,而是由胰岛素的受体受损使胰岛素不能正常发挥功能所致。
易错辨析(1)胰岛素通过促进细胞对血糖的摄取、利用和储存及减少血糖的来源调节血糖平衡。(选择性必修1 P51正文)( √ )(2)胰高血糖素可以促进肝糖原和肌糖原的分解,从而使血糖浓度升高。(选择性必修1 P51正文)( × )(3)血糖浓度降低时,下丘脑的某个区域兴奋,通过交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素。(选择性必修1 P52正文)( √ )(4)糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素等,它们通过调节有机物的代谢或影响胰岛素的分泌和作用,直接或间接地提高血糖浓度。(选择性必修1 P51“相关信息”)( √ )
三、激素分泌的分级调节和激素调节特点1.激素分泌的分级调节与反馈调节
“+”“-”分别表示 促进、抑制 。 (1)分级调节:在大脑皮层的影响下, 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 的分层调控的方式。 (2)调节意义: 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 。
易错提醒激素只作用于靶细胞≠只运输给靶细胞:激素只作用于靶细胞(原因是只有靶细胞的细胞膜上或细胞内才有其受体),但激素分泌后会广泛运输或弥散于体液中,并非只运输给靶细胞。
3.激素间的相互作用(1)协同作用:不同激素共同参与调节同一生理功能,并发挥 相同 的作用。例如, 生长激素 和甲状腺激素都能促进人体生长。 (2)相互抗衡作用:不同激素对同一生理效应发挥 相反 的作用。例如,胰岛素具有 降血糖 作用,胰高血糖素具有 升血糖 作用。
归纳拓展不同激素间的相互关系
旁栏边角(选择性必修1 P54正文拓展)为什么只有靶细胞上才有激素的相应受体,其他细胞却没有?提示:由于基因的选择性表达,只有在靶细胞中特定的基因才会表达,合成相应的特异性受体。
易错辨析(1)促甲状腺激素定向运输到甲状腺,而甲状腺激素可作用于多种器官。(选择性必修1 P54正文)( × )(2)在甲状腺激素分泌的反馈调节中,下丘脑和垂体细胞是甲状腺激素的靶细胞。(选择性必修1 P53图3-5)( √ )(3)激素可作为信使传递信息,而且起作用后就会被灭活。(选择性必修1 P54正文)( √ )(4)激素具有高效性,可以为细胞提供充足的能量供应。(选择性必修1 P54正文)( × )
2 提能力·精准突破
考向1 结合动物激素的种类、化学本质及作用,考查生命观念1.(2022乳山期末)下列关于动物激素的叙述,错误的是( )A.机体内、外环境的变化都能影响激素的分泌B.切除动物垂体后,血液中生长激素的浓度下降C.通过对转录的调节可影响蛋白质类激素的合成量D.促胰液素是科学家发现的第一种动物激素,是由胰腺分泌的答案:D解析:促胰液素是科学家发现的第一种动物激素,是由小肠黏膜分泌的,作用是促进胰腺分泌胰液,D项错误。
考向2 结合动物激素功能的实验,考查科学探究能力2.(2022济宁期末)科研人员观察到阻断实验动物垂体与下丘脑之间的血液联系会导致其生殖器官萎缩;恢复垂体与下丘脑之间正常的血液联系,生殖器官的功能恢复正常。下列叙述错误的是( )A.该实验运用了实验变量控制中的“减法原理”B.口服性激素类似物不会影响体内性激素的分泌C.实验表明垂体的活动受下丘脑产生的化学物质调控D.下丘脑—垂体—性腺轴可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节答案:B解析:性激素的分泌存在分级调节和反馈调节,口服性激素类似物会通过反馈调节影响体内性激素的分泌,B项错误。
3.(2022广东模拟)研究人员以幼鼠作为实验对象,进行了有关探究实验,得到如表所示的结果。实验中雌激素和促性腺激素均使用同一种溶剂溶解后注射,并且每组实验幼鼠使用的溶剂量相同。下列相关叙述正确的是( )
A.是否注射激素和是否切除垂体均为实验的自变量B.该实验证明雌激素能够促进卵巢和子宫的发育C.丙组与戊组对照,说明促性腺激素能够直接促进卵巢和子宫的发育D.该实验证明雌激素的分泌受到促性腺激素的促进作用答案:A解析:从表中信息可知,该实验的自变量包括是否注射激素、激素的种类和是否切除垂体,A项正确;丁组与丙组对照说明雌激素并不能促进卵巢的发育,可以促进子宫的发育,B项错误;与丙组相比,戊组卵巢和子宫质量都增加了,说明促性腺激素促进了二者发育,但不确定是直接还是间接调控,C项错误;该实验并没有证明雌激素的分泌受到促性腺激素的促进作用,D项错误。
考向1 结合血糖平衡调节的基本过程和血糖调节的曲线分析,考查生命观念1.(2022潍坊期末)图中曲线表示某人从早餐开始到12时血糖浓度的变化情况,下列说法错误的是( )
A.人体血糖平衡的调节是负反馈调节B.AB段食物中的糖类物质消化吸收进入血液使血糖浓度升高C.C点时血液流经肝脏后血糖浓度下降D.CD段胰岛A细胞分泌的胰高血糖素与多种激素协同使血糖浓度升高
答案:C解析:血糖浓度升高时,胰岛素分泌会增加,使血糖浓度降低到正常水平;血糖浓度降低时,胰高血糖素等分泌增多,血糖升高,故人体血糖平衡的调节是负反馈调节,A项正确。AB段为早餐后随着食物中的淀粉等糖类物质消化吸收进入血液,血糖浓度升高,B项正确。C点时血液流经肝脏后,胰高血糖素等激素分泌增多,血糖浓度升高,C项错误。CD段胰岛A细胞分泌的胰高血糖素与多种激素(如肾上腺素等)协同,使血糖浓度升高,D项正确。
2.(2022深圳模拟)正常人过量摄取葡萄糖时,机体启动的调节机制有:①血糖直接作用于胰岛B细胞;②血糖作用于下丘脑,兴奋通过迷走神经支配胰岛B细胞;③兴奋的迷走神经促进胃肠相关激素释放,这些激素作用于胰岛B细胞。下列叙述错误的是( )A.②③调节胰岛素水平的方式存在神经—体液调节B.上述启动机制是血糖平衡调节的正反馈调节过程C.①②③过程均能促进胰岛B细胞分泌胰岛素D.①②③过程说明机体的调节通路是多途径的答案:B
解析:②过程体现了神经支配相关腺体的分泌活动,③过程体现神经支配腺体释放激素,而后通过激素进一步调节胰岛B细胞的分泌活动,这说明调节胰岛素水平的方式存在神经—体液调节,A项正确;胰岛素引起的血糖水平下降会减弱对胰岛素分泌的调节,即血糖平衡调节中存在负反馈调节过程,B项错误;①血糖升高可直接作用于胰岛B细胞,促进胰岛素的分泌;②血糖升高的刺激可直接作用于下丘脑,兴奋可通过迷走神经支配胰岛B细胞分泌胰岛素的活动;③兴奋的迷走神经促进胃肠相关激素释放,这些激素作用于胰岛B细胞,也能促进胰岛素的分泌,C项正确;①②③过程都能促进胰岛素的分泌,因此可说明机体的调节通路是多途径的,D项正确。
考向2 结合血糖调节有关的实验,考查科学探究3.(2022宁波期末)健康志愿者参与两次血糖调节的相关实验,第一次口服葡萄糖,检测其血糖和胰岛素浓度变化;第二次以静脉注射葡萄糖模拟口服葡萄糖后血糖浓度的改变程度,检测血浆胰岛素浓度变化,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.给志愿者注射的葡萄糖总量和志愿者口服的葡萄糖总量不相同B.曲线Ⅰ在30min后下降的原因是血糖在肾脏中进入尿液排出体外C.给志愿者口服葡萄糖比注射葡萄糖能更有效地促进胰岛素的分泌D.志愿者血糖浓度既能影响胰岛素的分泌又受到胰岛素作用的调节
答案:B解析:根据口服和注射静脉血浆葡萄糖浓度变化几乎一致,而口服葡萄糖后需要经过吸收进入血浆后才成为血糖,所以口服的葡萄糖总量与注射的葡萄糖总量不相同,A项正确;曲线Ⅰ在30 min后下降是胰岛素作用的结果,B项错误。
归纳提升(1)胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素,其作用部位为几乎全身所有组织细胞。胰高血糖素的作用部位主要是肝脏。(2)糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素等通过调节有机物的代谢或影响胰岛素的分泌和作用,直接或间接地提高血糖浓度。
考向1 结合激素分泌的分级调节与反馈调节过程分析,考查科学思维1.(2022山东师大附中模拟)当你在寒风中瑟瑟发抖时,你身体内几乎所有的细胞都被动员起来,共同抵御寒冷。起动员作用的是神经冲动和激素。下图为人体内甲状腺激素分泌的调节示意图,其中a、b、c表示三种器官,①②③表示三种激素。下列叙述正确的是( )A.a表示下丘脑,c表示甲状腺B.激素①②③的化学本质相同C.血液中激素③水平降低会引起激素①分泌减少D.甲状腺细胞上不仅有促甲状腺激素的受体,还有神经递质的受体
答案:D解析:甲状腺激素的分泌具有反馈调节,根据③可作用于c和a,可知③是甲状腺激素,则b是甲状腺,a是垂体,c是下丘脑,A项错误;激素①是下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素,本质为多肽,激素②是垂体分泌的促甲状腺激素,本质为蛋白质,激素③为甲状腺激素,本质为氨基酸衍生物,因此激素①②③的化学本质不相同,B项错误;血液中激素③水平降低,对c和a的抑制作用减弱,因此激素①分泌会增加,C项错误;促甲状腺激素可作用于甲状腺,促进甲状腺激素的分泌,甲状腺的分泌活动还受传出神经释放的神经递质的影响,因此甲状腺细胞上不仅有促甲状腺激素的受体,还有神经递质的受体,D项正确。
2.(2022临沂模拟)由甲状腺自身病变引起的甲状腺激素分泌减少(甲减)称为原发性甲减,由下丘脑、垂体病变引起的甲减分别称为下丘脑性继发性甲减和垂体性继发性甲减。下表为健康人和几种常见甲状腺功能异常患者的激素指标,下列叙述错误的是( )
A.甲减患者临床表现为体温偏低、食欲减退、怕冷等症状B.表中①③可能分别患下丘脑性继发性甲减、原发性甲减C.注射TSH对于患者①②均有明显的治疗效果D.患者②体内激素含量的变化,体现了甲状腺激素的分级调节和负反馈调节
答案:D解析:患者②体内激素含量表现为TRH含量高,TSH和甲状腺激素含量低,能体现甲状腺激素的分级调节但无法体现负反馈调节,因为负反馈调节是甲状腺激素含量增加导致的,且最终使三种激素的含量保持稳定,D项错误。
拓展提升反馈调节的类型(1)正反馈:加强并偏离静息水平,如血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等。
(2)负反馈:偏离后纠正回归到静息水平,在生物体中更常见,如体温调节、血糖调节等。
考向2 结合激素调节的特点,考查生命观念3.(2022枣庄期末)科学研究表明,含氮激素和固醇类激素的作用机制是不同的,含氮激素主要与膜受体结合,固醇类激素主要与细胞内的受体结合来发挥调节作用。如图是含氮激素(第一信使)的作用机理示意图,据图分析错误的是( )
A.内分泌腺产生的激素需弥散到体液中,主要随血液运输来传递信息B.第一信使转化为第二信使需要腺苷酸环化酶和Mg2+的共同作用C.若第一信使为TRH,则激发细胞产生的酶与合成甲状腺激素有关D.性激素的作用机制与图示过程不同的原因可能是性激素能自由扩散进入细胞
答案:C解析:内分泌腺产生的激素需弥散到体液中,主要随血液运输来传递信息,但只作用于靶器官、靶细胞,A项正确;第一信使与细胞膜上的受体结合,激活腺苷酸环化酶,在Mg2+的共同作用下,转化为第二信使,B项正确;若第一信使为TRH,其靶器官是垂体,则TRH激发细胞产生的酶与合成促甲状腺激素有关,C项错误;性激素是固醇,根据题意可知,其作用机制与图示过程不同,原因可能是性激素能自由扩散进入细胞,与细胞内的受体结合来发挥调节作用,D项正确。
拓展提升激素、酶、抗体与神经递质的区别
3 练高考·衍生训练
角度1 血糖调节1.(2021山东高考)体外实验研究发现,γ-氨基丁酸持续作用于胰岛A细胞,可诱导其转化为胰岛B细胞。下列说法错误的是( )A.胰岛A细胞转化为胰岛B细胞是基因选择性表达的结果B.胰岛A细胞合成胰高血糖素的能力随转化的进行而逐渐增强C.胰岛B细胞也具有转化为胰岛A细胞的潜能D.胰岛B细胞分泌的胰岛素经靶细胞接受并起作用后就被灭活答案:B
解析:同一个体胰岛A细胞和胰岛B细胞内的基因是相同的,只是表达的基因不同,因此转化为胰岛B细胞是γ-氨基丁酸诱导相关基因选择性表达的结果,A项正确;胰岛A细胞合成胰高血糖素,胰岛B细胞合成胰岛素,因此在胰岛A细胞转化为胰岛B细胞后胰高血糖素的合成能力减弱(甚至丧失),B项错误;由于胰岛A细胞可以转化为胰岛B细胞,所以可以推测在合适的条件下,胰岛B细胞也具有转化为胰岛A细胞的潜能,C项正确;胰岛素是动物激素,经靶细胞接受并起作用后就被灭活,D项正确。
角度衍生(1)[2021福建高考]胰岛素直接参与肝糖原的合成。( × )(2)[2021浙江选考]胰岛素和胰高血糖素在血糖水平调节上相互抗衡。( √ )(3)[2021河北高考]血糖平衡的调节存在负反馈调节机制。( √ )(4)[2021浙江选考]血糖水平正常时,胰岛不分泌胰岛素和胰高血糖素。( × )
角度2 激素分泌的调节机制2.(2022重庆高考)如图为鱼类性激素分泌的分级调节示意图。下列叙述正确的是( ) A.垂体分泌的激素不能运输到除性腺外的其他部位B.给性成熟雌鱼饲喂雌性激素可促进其下丘脑和垂体的分泌活动C.下丘脑分泌的促性腺激素可促使垂体分泌促性腺激素释放激素D.将性成熟鱼的垂体提取液注射到同种性成熟鱼体内可促使其配子成熟
答案:D解析:垂体分泌的激素有生长激素、促甲状腺激素、促性腺激素等,除促性腺激素作用于性腺外,其他激素作用于相应的靶细胞或靶器官,A项错误;给性成熟雌鱼饲喂雌性激素,性激素浓度升高,这个信息又会反馈给下丘脑和垂体,从而抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这样激素就可以维持在相对稳定水平,B项错误;下丘脑通过释放促性腺激素释放激素,来促进垂体合成和分泌促性腺激素,促性腺激素则可以促进性腺的活动,合成和释放性激素,C项错误;性成熟鱼的垂体提取液含有促性腺激素,注射到同种性成熟鱼体内可促使其配子成熟,D项正确。
角度衍生(1)[2020全国高考Ⅰ卷]给切除垂体的小鼠注射促甲状腺激素释放激素,其代谢可恢复正常。( × )(2)[2022浙江选考]TRH遍布全身血液,并定向作用于腺垂体。( √ )(3)[2022浙江选考]给小鼠注射抗TRH血清后,机体对寒冷环境的适应能力减弱。( √ )(4)[2020山东高考]长期缺碘可导致机体的促甲状腺激素分泌减少。( × )
3.(2022全国高考乙卷)甲状腺激素在促进机体新陈代谢和生长发育过程中发挥重要作用。为了研究动物体内甲状腺激素的合成和调节机制,某研究小组进行了下列相关实验。实验一:将一定量的放射性碘溶液经腹腔注射到家兔体内,一定时间后测定家兔甲状腺的放射性强度。实验二:给甲、乙、丙三组家兔分别经静脉注射一定量的生理盐水、甲状腺激素溶液、促甲状腺激素溶液。一定时间后分别测定三组家兔血液中甲状腺激素的含量,发现注射的甲状腺激素和促甲状腺激素都起到了相应的调节作用。回答下列问题。
(1)实验一中,家兔甲状腺中检测到碘的放射性,出现这一现象的原因是 。 (2)根据实验二推测,丙组甲状腺激素的合成量 (填“大于”或“小于”)甲组。乙组和丙组甲状腺激素的合成量 (填“相同”或“不相同”),原因是 。 答案:(1)甲状腺吸收放射性碘合成甲状腺激素 (2)大于 不相同 乙组注射外源甲状腺激素,抑制促甲状腺激素的释放,使甲状腺激素合成减少,丙组注射促甲状腺激素,会促进甲状腺激素的合成
4 研情境·素养突破
糖尿病的致病机理及治疗情境设计糖尿病是一种由多病因引起的以慢性高血糖为特征的代谢性疾病。1型糖尿病是由胰岛素分泌不足引起的;2型糖尿病(非胰岛素依赖型糖尿病)是人体自身能够产生胰岛素,但细胞无法对其作出反应,使胰岛素的效果大打折扣。如图①②③为糖尿病的三种致病机理示意图。
命题设计(1)糖尿病患者多饮主要是由于血糖浓度高使血浆渗透压 ,通过神经调节,最终作用于 产生渴觉而多饮。体重减轻的原因是 。 (2)图中抗体a与葡萄糖竞争性结合相应受体,导致胰岛B细胞对葡萄糖浓度的敏感性 ,胰岛素的分泌量减少;图中①②③三种致病机理的患者中注射胰岛素效果不理想的是 。 答案:(1)升高 大脑皮层 患者胰岛素分泌不足导致糖氧化分解供能发生障碍,体内脂肪和蛋白质分解加强,导致机体消瘦 (2)下降 ③
突破训练(2022平邑模拟)2型糖尿病是临床上最常见的一种糖尿病类型,旧称为成人发病型糖尿病,多在35~40岁之后发病,占糖尿病患者的90%以上。临床数据发现,大部分2型糖尿病患者血液中的胰岛素含量并不低,但组织细胞对胰岛素的敏感性降低,称为胰岛素抵抗。科学家还发现胰岛素的靶细胞主要通过细胞膜上的载体(GLUT4)来摄取葡萄糖,胰岛素与靶细胞膜上的受体结合,调控GLUT4的储存囊泡与细胞膜融合。下列关于胰岛素抵抗出现的原因的推理,不合理的是( )A.胰岛素抗体与胰岛素结合,使胰岛素不能与其受体正常结合B.胰岛素靶细胞中GLUT4储存囊泡转运至细胞膜过程受阻C.靶细胞上胰岛素受体异常,导致胰岛素信号不能正常传递D.胰岛素靶细胞发生基因重组,不能表达GLUT4运输葡萄糖
1 强基础·增分策略
一、激素与内分泌系统1.促胰液素的发现(1)沃泰默观点:胰腺分泌胰液只受 神经 调节。 (2)斯他林和贝利斯实验①实验假设:在 盐酸 的作用下,小肠黏膜产生了能引起 胰腺 分泌胰液的化学物质。 ②实验设计:
③实验结论:小肠黏膜在盐酸的作用下分泌某种 化学物质 促进胰腺分泌胰液,这种化学物质被命名为促胰液素。
由小肠黏膜分泌,作用于胰腺
2.激素调节 由内分泌器官或细胞分泌的 化学物质 ——激素进行调节的方式。
3.激素研究的实例(1)胰岛素的发现——结扎法、摘除法。
(2)睾丸分泌雄激素的研究——阉割法、 移植法 。
4.内分泌系统的组成和功能(1)内分泌系统的组成内分泌系统由相对独立的 内分泌腺 以及兼有内分泌功能的细胞共同构成。 (2)人体内主要内分泌腺及其分泌的激素
5.不同动物激素的化学本质及相应受体位置
延伸拓展动物激素功能的实验探究(1)基本思路
旁栏边角(选择性必修1 P47“讨论”)在研究激素的方法中,常用到“加法原理”或“减法原理”的研究有哪些?提示:“加法原理”:常用饲喂法研究甲状腺激素,用注射法研究动物胰岛素和生长激素,用移植法研究性激素等。“减法原理”:常用摘除法研究甲状腺激素和生长激素的功能,用阉割(摘除性腺)法研究性激素的功能等。
易错辨析(1)内分泌腺和外分泌腺分泌的化学物质都是内环境的成分。(选择性必修1 P44正文)( × )(2)胰腺受反射弧传出神经的支配,其分泌胰液也受促胰液素调节。(选择性必修1 P45“思考·讨论”)( √ )(3)激素的合成与分泌都需要内质网和高尔基体的加工。(选择性必修1 P48图3-1)( × )(4)雄激素是一种蛋白质,具有激发和维持雄性第二性征的作用。(选择性必修1 P47“思考·讨论”)( × )
二、血糖平衡调节1.血糖的来源和去路
2.血糖平衡调节过程
(1)调节中枢: 下丘脑 的相关区域。 (2)调节机制: 神经—体液调节 。 ①神经—体液调节途径:下丘脑通过有关神经可调控肾上腺、胰岛B细胞和胰岛A细胞分泌相关激素的量,进而再通过激素调控相关的生理过程实现对血糖平衡的调节。在此种调节方式中,内分泌腺本身就是反射弧中 效应器 的一部分。 ②体液调节途径: 高浓度血糖 可直接刺激 胰岛B细胞 分泌胰岛素, 低浓度血糖 可直接刺激 胰岛A细胞 分泌胰高血糖素。
(3)反馈调节①含义:在一个系统中,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。 ②实例分析——血糖平衡的调节
③意义:是生命系统中非常普遍的调节机制,对于机体 维持稳态 具有重要意义。
(4)血糖调节相关曲线分析①进食后胰岛素浓度变化曲线
突破口:根据含量和变化波动幅度,胰岛素含量多而且波动幅度大的为正常人。
②人体饭后血糖、胰岛素和胰高血糖素三者之间的变化关系
突破口:a.血糖浓度升高时,有降低血糖浓度作用的胰岛素含量增加,而有升高血糖浓度作用的胰高血糖素的含量降低;b.当血糖浓度较低时,胰高血糖素含量增加。
3.糖尿病的病因及症状分析
(2)病症——“三多一少”
旁栏边角(选择性必修1 P52与社会的联系)能否通过注射胰岛素对因细胞膜上胰岛素受体受损引发的糖尿病进行治疗?并说明原因。提示:不能,因为这种糖尿病患者体内并不缺乏胰岛素,而是由胰岛素的受体受损使胰岛素不能正常发挥功能所致。
易错辨析(1)胰岛素通过促进细胞对血糖的摄取、利用和储存及减少血糖的来源调节血糖平衡。(选择性必修1 P51正文)( √ )(2)胰高血糖素可以促进肝糖原和肌糖原的分解,从而使血糖浓度升高。(选择性必修1 P51正文)( × )(3)血糖浓度降低时,下丘脑的某个区域兴奋,通过交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素。(选择性必修1 P52正文)( √ )(4)糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素等,它们通过调节有机物的代谢或影响胰岛素的分泌和作用,直接或间接地提高血糖浓度。(选择性必修1 P51“相关信息”)( √ )
三、激素分泌的分级调节和激素调节特点1.激素分泌的分级调节与反馈调节
“+”“-”分别表示 促进、抑制 。 (1)分级调节:在大脑皮层的影响下, 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 的分层调控的方式。 (2)调节意义: 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 。
易错提醒激素只作用于靶细胞≠只运输给靶细胞:激素只作用于靶细胞(原因是只有靶细胞的细胞膜上或细胞内才有其受体),但激素分泌后会广泛运输或弥散于体液中,并非只运输给靶细胞。
3.激素间的相互作用(1)协同作用:不同激素共同参与调节同一生理功能,并发挥 相同 的作用。例如, 生长激素 和甲状腺激素都能促进人体生长。 (2)相互抗衡作用:不同激素对同一生理效应发挥 相反 的作用。例如,胰岛素具有 降血糖 作用,胰高血糖素具有 升血糖 作用。
归纳拓展不同激素间的相互关系
旁栏边角(选择性必修1 P54正文拓展)为什么只有靶细胞上才有激素的相应受体,其他细胞却没有?提示:由于基因的选择性表达,只有在靶细胞中特定的基因才会表达,合成相应的特异性受体。
易错辨析(1)促甲状腺激素定向运输到甲状腺,而甲状腺激素可作用于多种器官。(选择性必修1 P54正文)( × )(2)在甲状腺激素分泌的反馈调节中,下丘脑和垂体细胞是甲状腺激素的靶细胞。(选择性必修1 P53图3-5)( √ )(3)激素可作为信使传递信息,而且起作用后就会被灭活。(选择性必修1 P54正文)( √ )(4)激素具有高效性,可以为细胞提供充足的能量供应。(选择性必修1 P54正文)( × )
2 提能力·精准突破
考向1 结合动物激素的种类、化学本质及作用,考查生命观念1.(2022乳山期末)下列关于动物激素的叙述,错误的是( )A.机体内、外环境的变化都能影响激素的分泌B.切除动物垂体后,血液中生长激素的浓度下降C.通过对转录的调节可影响蛋白质类激素的合成量D.促胰液素是科学家发现的第一种动物激素,是由胰腺分泌的答案:D解析:促胰液素是科学家发现的第一种动物激素,是由小肠黏膜分泌的,作用是促进胰腺分泌胰液,D项错误。
考向2 结合动物激素功能的实验,考查科学探究能力2.(2022济宁期末)科研人员观察到阻断实验动物垂体与下丘脑之间的血液联系会导致其生殖器官萎缩;恢复垂体与下丘脑之间正常的血液联系,生殖器官的功能恢复正常。下列叙述错误的是( )A.该实验运用了实验变量控制中的“减法原理”B.口服性激素类似物不会影响体内性激素的分泌C.实验表明垂体的活动受下丘脑产生的化学物质调控D.下丘脑—垂体—性腺轴可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节答案:B解析:性激素的分泌存在分级调节和反馈调节,口服性激素类似物会通过反馈调节影响体内性激素的分泌,B项错误。
3.(2022广东模拟)研究人员以幼鼠作为实验对象,进行了有关探究实验,得到如表所示的结果。实验中雌激素和促性腺激素均使用同一种溶剂溶解后注射,并且每组实验幼鼠使用的溶剂量相同。下列相关叙述正确的是( )
A.是否注射激素和是否切除垂体均为实验的自变量B.该实验证明雌激素能够促进卵巢和子宫的发育C.丙组与戊组对照,说明促性腺激素能够直接促进卵巢和子宫的发育D.该实验证明雌激素的分泌受到促性腺激素的促进作用答案:A解析:从表中信息可知,该实验的自变量包括是否注射激素、激素的种类和是否切除垂体,A项正确;丁组与丙组对照说明雌激素并不能促进卵巢的发育,可以促进子宫的发育,B项错误;与丙组相比,戊组卵巢和子宫质量都增加了,说明促性腺激素促进了二者发育,但不确定是直接还是间接调控,C项错误;该实验并没有证明雌激素的分泌受到促性腺激素的促进作用,D项错误。
考向1 结合血糖平衡调节的基本过程和血糖调节的曲线分析,考查生命观念1.(2022潍坊期末)图中曲线表示某人从早餐开始到12时血糖浓度的变化情况,下列说法错误的是( )
A.人体血糖平衡的调节是负反馈调节B.AB段食物中的糖类物质消化吸收进入血液使血糖浓度升高C.C点时血液流经肝脏后血糖浓度下降D.CD段胰岛A细胞分泌的胰高血糖素与多种激素协同使血糖浓度升高
答案:C解析:血糖浓度升高时,胰岛素分泌会增加,使血糖浓度降低到正常水平;血糖浓度降低时,胰高血糖素等分泌增多,血糖升高,故人体血糖平衡的调节是负反馈调节,A项正确。AB段为早餐后随着食物中的淀粉等糖类物质消化吸收进入血液,血糖浓度升高,B项正确。C点时血液流经肝脏后,胰高血糖素等激素分泌增多,血糖浓度升高,C项错误。CD段胰岛A细胞分泌的胰高血糖素与多种激素(如肾上腺素等)协同,使血糖浓度升高,D项正确。
2.(2022深圳模拟)正常人过量摄取葡萄糖时,机体启动的调节机制有:①血糖直接作用于胰岛B细胞;②血糖作用于下丘脑,兴奋通过迷走神经支配胰岛B细胞;③兴奋的迷走神经促进胃肠相关激素释放,这些激素作用于胰岛B细胞。下列叙述错误的是( )A.②③调节胰岛素水平的方式存在神经—体液调节B.上述启动机制是血糖平衡调节的正反馈调节过程C.①②③过程均能促进胰岛B细胞分泌胰岛素D.①②③过程说明机体的调节通路是多途径的答案:B
解析:②过程体现了神经支配相关腺体的分泌活动,③过程体现神经支配腺体释放激素,而后通过激素进一步调节胰岛B细胞的分泌活动,这说明调节胰岛素水平的方式存在神经—体液调节,A项正确;胰岛素引起的血糖水平下降会减弱对胰岛素分泌的调节,即血糖平衡调节中存在负反馈调节过程,B项错误;①血糖升高可直接作用于胰岛B细胞,促进胰岛素的分泌;②血糖升高的刺激可直接作用于下丘脑,兴奋可通过迷走神经支配胰岛B细胞分泌胰岛素的活动;③兴奋的迷走神经促进胃肠相关激素释放,这些激素作用于胰岛B细胞,也能促进胰岛素的分泌,C项正确;①②③过程都能促进胰岛素的分泌,因此可说明机体的调节通路是多途径的,D项正确。
考向2 结合血糖调节有关的实验,考查科学探究3.(2022宁波期末)健康志愿者参与两次血糖调节的相关实验,第一次口服葡萄糖,检测其血糖和胰岛素浓度变化;第二次以静脉注射葡萄糖模拟口服葡萄糖后血糖浓度的改变程度,检测血浆胰岛素浓度变化,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.给志愿者注射的葡萄糖总量和志愿者口服的葡萄糖总量不相同B.曲线Ⅰ在30min后下降的原因是血糖在肾脏中进入尿液排出体外C.给志愿者口服葡萄糖比注射葡萄糖能更有效地促进胰岛素的分泌D.志愿者血糖浓度既能影响胰岛素的分泌又受到胰岛素作用的调节
答案:B解析:根据口服和注射静脉血浆葡萄糖浓度变化几乎一致,而口服葡萄糖后需要经过吸收进入血浆后才成为血糖,所以口服的葡萄糖总量与注射的葡萄糖总量不相同,A项正确;曲线Ⅰ在30 min后下降是胰岛素作用的结果,B项错误。
归纳提升(1)胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素,其作用部位为几乎全身所有组织细胞。胰高血糖素的作用部位主要是肝脏。(2)糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素等通过调节有机物的代谢或影响胰岛素的分泌和作用,直接或间接地提高血糖浓度。
考向1 结合激素分泌的分级调节与反馈调节过程分析,考查科学思维1.(2022山东师大附中模拟)当你在寒风中瑟瑟发抖时,你身体内几乎所有的细胞都被动员起来,共同抵御寒冷。起动员作用的是神经冲动和激素。下图为人体内甲状腺激素分泌的调节示意图,其中a、b、c表示三种器官,①②③表示三种激素。下列叙述正确的是( )A.a表示下丘脑,c表示甲状腺B.激素①②③的化学本质相同C.血液中激素③水平降低会引起激素①分泌减少D.甲状腺细胞上不仅有促甲状腺激素的受体,还有神经递质的受体
答案:D解析:甲状腺激素的分泌具有反馈调节,根据③可作用于c和a,可知③是甲状腺激素,则b是甲状腺,a是垂体,c是下丘脑,A项错误;激素①是下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素,本质为多肽,激素②是垂体分泌的促甲状腺激素,本质为蛋白质,激素③为甲状腺激素,本质为氨基酸衍生物,因此激素①②③的化学本质不相同,B项错误;血液中激素③水平降低,对c和a的抑制作用减弱,因此激素①分泌会增加,C项错误;促甲状腺激素可作用于甲状腺,促进甲状腺激素的分泌,甲状腺的分泌活动还受传出神经释放的神经递质的影响,因此甲状腺细胞上不仅有促甲状腺激素的受体,还有神经递质的受体,D项正确。
2.(2022临沂模拟)由甲状腺自身病变引起的甲状腺激素分泌减少(甲减)称为原发性甲减,由下丘脑、垂体病变引起的甲减分别称为下丘脑性继发性甲减和垂体性继发性甲减。下表为健康人和几种常见甲状腺功能异常患者的激素指标,下列叙述错误的是( )
A.甲减患者临床表现为体温偏低、食欲减退、怕冷等症状B.表中①③可能分别患下丘脑性继发性甲减、原发性甲减C.注射TSH对于患者①②均有明显的治疗效果D.患者②体内激素含量的变化,体现了甲状腺激素的分级调节和负反馈调节
答案:D解析:患者②体内激素含量表现为TRH含量高,TSH和甲状腺激素含量低,能体现甲状腺激素的分级调节但无法体现负反馈调节,因为负反馈调节是甲状腺激素含量增加导致的,且最终使三种激素的含量保持稳定,D项错误。
拓展提升反馈调节的类型(1)正反馈:加强并偏离静息水平,如血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等。
(2)负反馈:偏离后纠正回归到静息水平,在生物体中更常见,如体温调节、血糖调节等。
考向2 结合激素调节的特点,考查生命观念3.(2022枣庄期末)科学研究表明,含氮激素和固醇类激素的作用机制是不同的,含氮激素主要与膜受体结合,固醇类激素主要与细胞内的受体结合来发挥调节作用。如图是含氮激素(第一信使)的作用机理示意图,据图分析错误的是( )
A.内分泌腺产生的激素需弥散到体液中,主要随血液运输来传递信息B.第一信使转化为第二信使需要腺苷酸环化酶和Mg2+的共同作用C.若第一信使为TRH,则激发细胞产生的酶与合成甲状腺激素有关D.性激素的作用机制与图示过程不同的原因可能是性激素能自由扩散进入细胞
答案:C解析:内分泌腺产生的激素需弥散到体液中,主要随血液运输来传递信息,但只作用于靶器官、靶细胞,A项正确;第一信使与细胞膜上的受体结合,激活腺苷酸环化酶,在Mg2+的共同作用下,转化为第二信使,B项正确;若第一信使为TRH,其靶器官是垂体,则TRH激发细胞产生的酶与合成促甲状腺激素有关,C项错误;性激素是固醇,根据题意可知,其作用机制与图示过程不同,原因可能是性激素能自由扩散进入细胞,与细胞内的受体结合来发挥调节作用,D项正确。
拓展提升激素、酶、抗体与神经递质的区别
3 练高考·衍生训练
角度1 血糖调节1.(2021山东高考)体外实验研究发现,γ-氨基丁酸持续作用于胰岛A细胞,可诱导其转化为胰岛B细胞。下列说法错误的是( )A.胰岛A细胞转化为胰岛B细胞是基因选择性表达的结果B.胰岛A细胞合成胰高血糖素的能力随转化的进行而逐渐增强C.胰岛B细胞也具有转化为胰岛A细胞的潜能D.胰岛B细胞分泌的胰岛素经靶细胞接受并起作用后就被灭活答案:B
解析:同一个体胰岛A细胞和胰岛B细胞内的基因是相同的,只是表达的基因不同,因此转化为胰岛B细胞是γ-氨基丁酸诱导相关基因选择性表达的结果,A项正确;胰岛A细胞合成胰高血糖素,胰岛B细胞合成胰岛素,因此在胰岛A细胞转化为胰岛B细胞后胰高血糖素的合成能力减弱(甚至丧失),B项错误;由于胰岛A细胞可以转化为胰岛B细胞,所以可以推测在合适的条件下,胰岛B细胞也具有转化为胰岛A细胞的潜能,C项正确;胰岛素是动物激素,经靶细胞接受并起作用后就被灭活,D项正确。
角度衍生(1)[2021福建高考]胰岛素直接参与肝糖原的合成。( × )(2)[2021浙江选考]胰岛素和胰高血糖素在血糖水平调节上相互抗衡。( √ )(3)[2021河北高考]血糖平衡的调节存在负反馈调节机制。( √ )(4)[2021浙江选考]血糖水平正常时,胰岛不分泌胰岛素和胰高血糖素。( × )
角度2 激素分泌的调节机制2.(2022重庆高考)如图为鱼类性激素分泌的分级调节示意图。下列叙述正确的是( ) A.垂体分泌的激素不能运输到除性腺外的其他部位B.给性成熟雌鱼饲喂雌性激素可促进其下丘脑和垂体的分泌活动C.下丘脑分泌的促性腺激素可促使垂体分泌促性腺激素释放激素D.将性成熟鱼的垂体提取液注射到同种性成熟鱼体内可促使其配子成熟
答案:D解析:垂体分泌的激素有生长激素、促甲状腺激素、促性腺激素等,除促性腺激素作用于性腺外,其他激素作用于相应的靶细胞或靶器官,A项错误;给性成熟雌鱼饲喂雌性激素,性激素浓度升高,这个信息又会反馈给下丘脑和垂体,从而抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这样激素就可以维持在相对稳定水平,B项错误;下丘脑通过释放促性腺激素释放激素,来促进垂体合成和分泌促性腺激素,促性腺激素则可以促进性腺的活动,合成和释放性激素,C项错误;性成熟鱼的垂体提取液含有促性腺激素,注射到同种性成熟鱼体内可促使其配子成熟,D项正确。
角度衍生(1)[2020全国高考Ⅰ卷]给切除垂体的小鼠注射促甲状腺激素释放激素,其代谢可恢复正常。( × )(2)[2022浙江选考]TRH遍布全身血液,并定向作用于腺垂体。( √ )(3)[2022浙江选考]给小鼠注射抗TRH血清后,机体对寒冷环境的适应能力减弱。( √ )(4)[2020山东高考]长期缺碘可导致机体的促甲状腺激素分泌减少。( × )
3.(2022全国高考乙卷)甲状腺激素在促进机体新陈代谢和生长发育过程中发挥重要作用。为了研究动物体内甲状腺激素的合成和调节机制,某研究小组进行了下列相关实验。实验一:将一定量的放射性碘溶液经腹腔注射到家兔体内,一定时间后测定家兔甲状腺的放射性强度。实验二:给甲、乙、丙三组家兔分别经静脉注射一定量的生理盐水、甲状腺激素溶液、促甲状腺激素溶液。一定时间后分别测定三组家兔血液中甲状腺激素的含量,发现注射的甲状腺激素和促甲状腺激素都起到了相应的调节作用。回答下列问题。
(1)实验一中,家兔甲状腺中检测到碘的放射性,出现这一现象的原因是 。 (2)根据实验二推测,丙组甲状腺激素的合成量 (填“大于”或“小于”)甲组。乙组和丙组甲状腺激素的合成量 (填“相同”或“不相同”),原因是 。 答案:(1)甲状腺吸收放射性碘合成甲状腺激素 (2)大于 不相同 乙组注射外源甲状腺激素,抑制促甲状腺激素的释放,使甲状腺激素合成减少,丙组注射促甲状腺激素,会促进甲状腺激素的合成
4 研情境·素养突破
糖尿病的致病机理及治疗情境设计糖尿病是一种由多病因引起的以慢性高血糖为特征的代谢性疾病。1型糖尿病是由胰岛素分泌不足引起的;2型糖尿病(非胰岛素依赖型糖尿病)是人体自身能够产生胰岛素,但细胞无法对其作出反应,使胰岛素的效果大打折扣。如图①②③为糖尿病的三种致病机理示意图。
命题设计(1)糖尿病患者多饮主要是由于血糖浓度高使血浆渗透压 ,通过神经调节,最终作用于 产生渴觉而多饮。体重减轻的原因是 。 (2)图中抗体a与葡萄糖竞争性结合相应受体,导致胰岛B细胞对葡萄糖浓度的敏感性 ,胰岛素的分泌量减少;图中①②③三种致病机理的患者中注射胰岛素效果不理想的是 。 答案:(1)升高 大脑皮层 患者胰岛素分泌不足导致糖氧化分解供能发生障碍,体内脂肪和蛋白质分解加强,导致机体消瘦 (2)下降 ③
突破训练(2022平邑模拟)2型糖尿病是临床上最常见的一种糖尿病类型,旧称为成人发病型糖尿病,多在35~40岁之后发病,占糖尿病患者的90%以上。临床数据发现,大部分2型糖尿病患者血液中的胰岛素含量并不低,但组织细胞对胰岛素的敏感性降低,称为胰岛素抵抗。科学家还发现胰岛素的靶细胞主要通过细胞膜上的载体(GLUT4)来摄取葡萄糖,胰岛素与靶细胞膜上的受体结合,调控GLUT4的储存囊泡与细胞膜融合。下列关于胰岛素抵抗出现的原因的推理,不合理的是( )A.胰岛素抗体与胰岛素结合,使胰岛素不能与其受体正常结合B.胰岛素靶细胞中GLUT4储存囊泡转运至细胞膜过程受阻C.靶细胞上胰岛素受体异常,导致胰岛素信号不能正常传递D.胰岛素靶细胞发生基因重组,不能表达GLUT4运输葡萄糖
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