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2024届人教版高中生物一轮复习体液调节 学案 （不定项）
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这是一份2024届人教版高中生物一轮复习体液调节 学案 （不定项），共43页。
第3讲 体液调节
课标解读
核心素养
1.说出人体内分泌系统主要由内分泌腺组成,其分泌的各类激素参与生命活动的调节
2.举例说明激素通过分级调节、反馈调节等机制维持机体稳态
3.举例说出神经调节与体液调节相互协调共同维持机体的稳态,如体温调节和水盐平衡的调节等
4.通过分析甲状腺激素分泌的调节,讨论激素调节的特点(活动)
生命观念
通过神经—体液调节对维持稳态平衡的作用及实例建立稳态与平衡观
科学思维
通过激素调节的实例,归纳出神经调节与体液调节的关系;尝试构建血糖调节模型
科学探究
通过实验设计与实验结果分析,验证激素的作用探究激素分泌的影响因素
社会责任
关注激素失调症,养成良好的生活习惯并进行健康宣传
考点一 激素与内分泌系统
1.激素的发现。
(1)促胰液素的发现。
①沃泰默的观点:胰腺分泌胰液只受神经调节。
②斯他林和贝利斯。
提醒 a.该实验的对照组:将稀盐酸注入静脉,胰腺不分泌胰液;b.促胰液素是小肠黏膜分泌的,不是垂体分泌的。
(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。
提醒 体液调节≠激素调节
在体液调节中,激素调节起主要作用,但不是唯一的,如CO2、NO等对生命活动的调节也属于体液调节。
2.激素研究实例。
(1) 胰岛素的发现。
(2) 睾丸分泌雄激素的研究。
3.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。
正误判断
(1)促胰液素是小肠黏膜产生的一种化学物质,作用于胰腺,促进胰液分泌。(√)
(2)斯他林和贝利斯通过实验证明了胰液分泌不受神经控制,并从小肠黏膜提取液中分离出了促胰液素。(×)
(3)治疗糖尿病时,常常使用胰岛素,既可以采取静脉注射法,也可以采取口服法。(×)
(4)在睾丸分泌激素的研究中,采取的摘除法和移植法,分别利用了“减法原理”和“加法原理”。(√)
(5)激素可以进行生命活动的调节,都必须由内分泌腺分泌。(×)
(6)胰岛B细胞分泌胰岛素与胰岛A细胞分泌胰高血糖素,在调节血糖浓度时,效果恰恰相反。(√)
(7)内分泌系统由内分泌腺和具有内分泌功能的细胞构成。(√)
(8)内分泌腺分泌的激素都经过导管排出。(×)
教材微点
1.(选择性必修1 P45“思考·讨论”)在斯他林和贝利斯的实验中,若排除稀盐酸和小肠黏膜本身成分对实验结果的干扰,可增设两组对照组。设计如下:
(1)稀盐酸同一条狗的静脉。
(2)小肠黏膜提取液同一条狗的静脉。
2.(选择性必修1 P46~47 “思考与讨论”)在研究激素的方法中,常用到“加法原理”或“减法原理”。
(1)“加法原理”:如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。
(2)“减法原理”:如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。
1.不同动物激素的化学本质及相应受体位置。
(1)固醇类:如肾上腺皮质激素、性激素(雌激素、雄激素)、孕激素。
(2)氨基酸衍生物类:如甲状腺激素、肾上腺素等。
(3)多肽和蛋白质类:如促激素释放激素、促激素、抗利尿激素、胰岛素和胰高血糖素等。
2.动物激素、酶、神经递质的比较。
3.动物激素功能的实验探究。
(1)常用实验方法。
①切除法:切除相应腺体。适用于个体较大的动物。
②饲喂法:在饲料中添加激素。只适用于甲状腺激素、性激素等小分子激素,多肽和蛋白质类激素不能用饲喂法。
③注射法:向动物体内注射某激素。适用于各种激素。
(2)一般思路。
(3)实验设计案例。
①验证甲状腺激素的功能。
a.饲喂法。
b.切除法和注射法。
②验证胰岛素的功能——注射法。
角度一 结合动物激素的种类、化学本质及作用,考查分析判断能力
1.(2021·浙江6月选考)下列关于人体性激素的叙述,错误的是( )
A.雌激素可抑制女性皮下脂肪的积聚
B.睾酮是维持男性第二性征的重要条件
C.雌激素可促进卵泡的生长和卵子的成熟
D.睾酮不足会影响男性的机体代谢率
解析 雌激素能促进乳腺生长发育,促进皮下脂肪的形成,A项错误;睾酮是雄激素,是维持男性第二性征的重要因素,B项正确;雌激素可促进卵泡的生长和卵子的成熟,C项正确;雄激素可以增强代谢率,若睾酮不足,可影响人的行为,如影响动物的性行为,D项正确。
答案 A
2.如图是固醇类激素作用机理模式图。下列叙述错误的是( )
A.固醇类激素以自由扩散的方式进入细胞后,首先结合的是细胞质中的R受体
B.固醇类激素在细胞核内发挥作用后会立即被灭活
C.图中核内受体在核糖体上合成,经加工后,通过核孔进入细胞核
D.固醇类激素可以促进相关基因的表达,从而发挥相应的生理效应
解析 固醇类激素属于脂质,以自由扩散的方式进入细胞,由题图可知,固醇类激素进入细胞后,先与细胞质中的R受体结合,A项正确;由题图可知,固醇类激素在细胞核内发挥作用后会被运出细胞,并不是立即被灭活,B项错误;核内受体的化学本质是蛋白质,在核糖体上合成,经加工后,需通过核孔进入细胞核,C项正确;固醇类激素可以促进相关基因的表达,从而发挥相应的生理效应,D项正确。
答案 B
角度二 围绕激素研究实例,考查科学探究能力
3.(不定项)某科研小组选取生长期、长势大小相同的20只小鼠作实验材料,进行了生长激素和甲状腺激素的相关实验,实验过程及结果如图所示,据图分析下列叙述中错误的是( )
A.切除垂体和甲状腺可减少小鼠自身生长激素和甲状腺激素对实验的影响
B.该实验没有进行对照实验,因此不能达到实验目的
C.该实验结果可以说明生长激素和甲状腺激素对小鼠的生长具有抗衡作用
D.该实验还可增设一个切除垂体和甲状腺后只注射生理盐水的空白对照组
解析 垂体能分泌生长激素,甲状腺能分泌甲状腺激素,因此切除垂体和甲状腺可减少小鼠自身生长激素和甲状腺激素对实验的影响,A项正确;本实验前后形成自身对照,B项错误;单独注射生长激素后平均体重有所增加,单独注射甲状腺激素后平均体重也有所增加,而同时注射生长激素和甲状腺激素后平均体重显著增加,说明生长激素和甲状腺激素都能促进生长发育,具有协同作用,C项错误;为了使实验结果更具有说服力,还可以增设一个切除垂体和甲状腺后只注射生理盐水的空白对照组,D项正确。
答案 BC
4.(2020·全国卷Ⅰ)某研究人员用药物W进行了如下实验:给甲组大鼠注射药物W,乙组大鼠注射等量生理盐水,饲养一段时间后,测定两组大鼠的相关生理指标。实验结果表明:乙组大鼠无显著变化;与乙组大鼠相比,甲组大鼠的血糖浓度升高,尿中葡萄糖含量增加,进食量增加,体重下降。回答下列问题:
(1)由上述实验结果可推测,药物W破坏了胰腺中的 细胞,使细胞失去功能,从而导致血糖浓度升高。
(2)由上述实验结果还可推测,甲组大鼠肾小管液中的葡萄糖含量增加,导致肾小管液的渗透压比正常时的 ,从而使该组大鼠的排尿量 。
(3)实验中测量到甲组大鼠体重下降,推测体重下降的原因是 。
(4)若上述推测都成立,那么该实验的研究意义是 (答出1点即可)。
解析 (1)胰岛B细胞受损会使胰岛素分泌不足,血液中的葡萄糖进入组织细胞被利用、转化和储存的过程受阻,最终导致血糖浓度升高。(2)若肾小管液中的葡萄糖含量增加,肾小管液的渗透压比正常时的高,会使肾小管上皮细胞对水分的重吸收减少,从而导致大鼠的排尿量增加。(3)甲组大鼠胰岛素缺乏,机体不能充分利用葡萄糖,从而使脂肪和蛋白质的分解增加,会造成大鼠体重下降。(4)题中实验获得了因胰岛素缺乏而患糖尿病的动物,这种动物可以作为实验材料用于研发治疗这类糖尿病的药物。
答案 (1)胰岛B (2)高 增加 (3)甲组大鼠胰岛素缺乏,使机体不能充分利用葡萄糖来获得能量,导致机体脂肪和蛋白质的分解增加 (4)获得了因胰岛素缺乏而患糖尿病的动物,这种动物可以作为实验材料用于研发治疗这类糖尿病的药物
考点二 激素调节的过程
1.血糖的来源和去路。
(1)血糖:血液中的糖称为血糖,主要是葡萄糖。
(2)血糖的来源和去向(正常情况下)。
2.血糖平衡调节。
(1)调节方式:神经调节和体液调节。
(2)调节中枢:下丘脑的相关区域。
(3)参与血糖平衡调节的主要激素。
(4)血糖平衡调节的方式。
注:“+”表示促进。
提醒 ①血糖平衡的调节为神经—体液调节,主要依靠激素调节。
②胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素。
③使血糖浓度升高的激素不仅有胰高血糖素,还有肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素等。
(5)反馈调节。
①概念: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,这种调节方式叫作反馈调节。
②实例分析——血糖平衡的调节。
注:(+)代表促进,(-)代表抑制。
3.甲状腺激素分泌的分级调节。
(1)甲状腺激素分泌的分级调节。
①三级腺体:a.下丘脑、b.垂体、c.甲状腺。
②三种激素:甲促甲状腺激素释放激素;乙促甲状腺激素;甲状腺激素。
③两种效果:“+”“-”分别表示促进、抑制。
(2)分级调节。
①概念:人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控,称为分级调节。
②分级调节轴。
下丘脑—垂体—甲状腺轴;
下丘脑—垂体—性腺轴;
下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴。
③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。
4.激素调节的特点。
教材微点
1.(选择性必修1 P51“正文信息”)研究发现,人体胰岛素必须与细胞膜上的胰岛素受体结合,才能促使葡萄糖进入细胞,调节血糖平衡。请思考胰岛素的受体分布在哪些细胞表面。
提示 几乎全身所有组织细胞。
2.(选择性必修1 P53“图3-5”)根据反馈调节的原理解释为什么运动员注射性激素会导致性器官萎缩,甚至失去生育能力。
提示 性激素过多,会通过反馈调节抑制垂体分泌促性腺激素,促性腺激素可以促进性器官的发育,所以缺乏促性腺激素后性器官会萎缩,甚至会失去生育能力。
3.(选择性必修1 P54“正文信息”)为什么动物体内需要源源不断地产生激素?
提示 激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了。
长句突破
1.(科学思维)[全国卷Ⅲ,T30(1)]正常人在饥饿且无外源能源物质摄入的情况下,与其在进食后的情况相比,血液中胰高血糖素与胰岛素含量的比值高,其原因是在饥饿时,血糖浓度降低使胰高血糖素分泌量增加,胰岛素分泌量减少,在进食后则相反。
2.(事实概述)[全国卷Ⅰ,T30(3)]肾上腺素和乙酰胆碱在作用于心脏、调节血压的过程中所具有的共同特点是都需要与相应的受体结合后才能发挥作用(答出一个特点即可)。
3.(科学思维)[全国卷Ⅰ,T30(2)]当血糖浓度上升时,胰岛素分泌增加,引起骨骼肌细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加,其意义是促进葡萄糖进入骨骼肌细胞和被利用,降低血糖浓度。
4.(科学思维)[全国卷Ⅱ,T30(2)]空腹抽血后,一次定量饮入高浓度葡萄糖水。喝糖水后每隔一定时间静脉取血,测定血糖浓度(整个过程中禁食、禁水,不做剧烈运动),发现正常人与胰岛B细胞分泌功能不足者血糖浓度的变化趋势都是先上升,再下降,但下降的速率不同。下降速率不同的原因是胰岛素可促进血糖进入细胞和被利用,胰岛B细胞分泌功能不足者胰岛素分泌不足,所以血糖浓度下降较慢。
1.血糖调节相关曲线分析。
(1)进食后胰岛素浓度变化曲线。
判断依据:根据含量和变化波动幅度,含量多而且波动幅度大的为正常人。
(2)进食后血糖浓度变化曲线。
判断依据:根据初始浓度和波动范围判断,波动范围在3.9~6.1 mmol·L-1且起点也在该范围中的是正常人,低于该范围的是低血糖患者,高于该范围的是高血糖或糖尿病患者。
(3)人体饭后血糖、胰岛素和胰高血糖素三者之间的变化关系。
①血糖浓度升高时,能降低血糖浓度的胰岛素含量增加,而能升高血糖浓度的胰高血糖素的含量降低;
②当血糖浓度较低时,胰高血糖素含量增加。
2.糖尿病的发病机理及治疗。
3.比较归纳激素分泌的分级调节与反馈调节。
(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,这种分层控制的方式称为分级调节。
(2)反馈调节:激素进入血液后,反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成与分泌的调节方式。反馈方式有正反馈和负反馈。
类型
项目
负反馈
正反馈
图示
解读
偏离后纠正回归到静息水平,生物体中更常见,如体温调节、血糖平衡的调节等
加强并偏离静息水平,如血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等
角度一 结合血糖平衡的调节,考查理解能力
1.(2021·河北卷)血糖浓度升高时,机体启动三条调节途径:①血糖直接作用于胰岛B细胞;②血糖作用于下丘脑,通过兴奋迷走神经(参与内脏活动的调节)支配胰岛B细胞;③兴奋的迷走神经促进相关胃肠激素释放,这些激素作用于胰岛B细胞。下列叙述错误的是( )
A.①和②均增强了胰岛B细胞的分泌活动
B.②和③均体现了神经细胞与内分泌细胞间的信息交流
C.①和③调节胰岛素水平的方式均为体液调节
D.血糖平衡的调节存在负反馈调节机制
解析 血糖浓度升高时,机体通过①②③三条途径使胰岛B细胞分泌的胰岛素增多,从而使血糖浓度降低,故①和②均增强了胰岛B细胞的分泌活动,A项正确;途径②中迷走神经支配胰岛B细胞,途径③中迷走神经作用于相应内分泌细胞促进相关胃肠激素释放,均体现了神经细胞与内分泌细胞间的信息交流,B项正确;途径①中血糖浓度过高时,直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,这种调节方式属于体液调节,途径③中血糖浓度过高时,迷走神经促进相关胃肠激素释放,这些激素作用于胰岛B细胞,该过程属于神经—体液调节,C项错误;在血糖调节的过程中,胰岛素的作用效果会反过来影响胰岛素的分泌,这属于负反馈调节,D项正确。
答案 C
2.(不定项)(2023·潍坊模拟)血糖平衡的调节是动物和人体生命活动调节的一部分,如图为人体血糖调节的示意图,X、Y和Z表示信息分子,下列叙述错误的是( )
A.图中血糖平衡是通过X、Y、Z参与的体液调节实现的
B.血糖浓度升高或降低能够直接刺激胰岛分泌相应激素进行调节
C.X激素可作用于全身组织细胞,Z激素只能作用于肝细胞和肌细胞
D.因受体4与抗体结合而引起的糖尿病可以通过注射胰岛素进行治疗
解析 图中血糖平衡是通过X胰岛素、Z胰高血糖素参与的体液调节实现的,Y是下丘脑分泌的神经递质,通过神经调节实现,A项错误;血糖浓度升高或降低能够直接刺激胰岛分泌相应激素进行调节,B项正确;X表示胰岛素,可以作用于全身组织细胞,促进组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖,Z表示胰高血糖素,可促进肝糖原的分解和非糖物质的转化,靶细胞有肝细胞、脂肪细胞等,C项错误;受体4与抗体结合进而引起的糖尿病,使胰岛素不能被组织细胞识别而发挥作用,因此,不能通过注射胰岛素进行治疗,D项错误。
答案 ACD
角度二 围绕血糖平衡的调节与糖尿病,考查社会责任
3.(2023·泰安模拟)人类糖尿病的发病机理十分复杂。如图是1型、2型两种糖尿病部分发病机理示意图。据图分析错误的是( )
A.图中①表示的物质是胰岛素,正常人血糖浓度升高时,胰岛素分泌增加
B.图中②表示的结构是葡萄糖载体,有助于组织细胞摄取葡萄糖
C.1型糖尿病造成的原因是胰岛B细胞功能异常,病人胰岛素分泌不足
D.2型糖尿病造成的原因是葡萄糖载体受损,不能识别利用葡萄糖
解析 图中①表示的物质是胰岛素,胰岛素是唯一降低血糖的激素,正常人血糖浓度升高时,胰岛素分泌增加,A项正确;图中②表示的结构是葡萄糖载体,有助于组织细胞摄取葡萄糖,B项正确;1型糖尿病造成的原因是胰岛B细胞功能异常,病人胰岛素分泌不足,C项正确;2型糖尿病造成的原因是靶细胞上的胰岛素受体不足,不能有效识别胰岛素,D项错误。
答案 D
4.(不定项)(2023·福建龙岩模拟)格列美脲为第三代磺酰脲类长效抗糖尿病口服用药,其作用机制是通过与胰岛B细胞表面的磺酰脲受体结合,促使K+通道关闭,引起电压依赖性Ca2+通道开放,Ca2+内流而促使胰岛素的释放,并抑制肝脏中葡萄糖的生成。下列叙述错误的是( )
A.格列美脲适用于胰岛细胞无法产生胰岛素的糖尿病患者
B.K+通道关闭会导致胰岛B细胞膜内外电位发生变化
C.格列美脲可能通过抑制肌糖原的分解来降低血糖浓度
D.合理控制饮食、适当运动可以缓解部分糖尿病患者的症状
解析 格列美脲的作用是促使胰岛B细胞释放胰岛素降低血糖,不适用于胰岛细胞无法产生胰岛素的糖尿病患者,A项错误;K+通道关闭会导致K+无法外流,即无法恢复静息电位,因此可以使胰岛B细胞保持兴奋状态,B项正确;由题可知,格列美脲可抑制肝脏中葡萄糖的生成,进而来降低血糖,C项错误;合理控制饮食可降低糖的来源、适当运动可以加快糖的分解,可以缓解部分糖尿病患者的症状,D项正确。
答案 AC
角度三 以激素的分级调节与反馈调节为载体,考查科学思维及社会责任
5.(2021·辽宁卷)甲状腺激素(TH)作用于体内几乎所有的细胞,能使靶细胞代谢速率加快,氧气消耗量增加,产热量增加。下图为TH分泌的调节途径示意图,回答下列问题:
(1)寒冷环境中,机体冷觉感受器兴奋,兴奋在神经纤维上以 的形式传导,进而引起下丘脑的 兴奋,再经下丘脑—垂体—甲状腺轴的分级调节作用,TH分泌增加,TH作用于某些靶细胞后,激活了线粒体膜上的相关蛋白质,导致有机物氧化分解释放的能量无法转化成ATP中的化学能。此时线粒体中发生的能量转化是 。
(2)当血液中的TH浓度增高时,会 下丘脑和垂体的活动,使TH含量维持正常生理水平。该过程中,垂体分泌TSH可受到TRH和TH的调节,其结构基础是垂体细胞有 。
(3)TH对垂体的反馈调节主要有两种方式,一种是TH进入垂体细胞内,抑制TSH基因的表达,从而 ;另一种方式是通过降低垂体细胞对TRH的敏感性,从而 TRH对垂体细胞的作用。
解析 (1)兴奋在神经纤维上以电信号或局部电流的形式传导。寒冷刺激下,兴奋沿着传入神经达到下丘脑的体温调节中枢,使体温调节中枢兴奋。正常情况下,有机物氧化分解释放的能量一部分以热能的形式散失,一部分合成ATP,由于此时有机物氧化分解释放的能量无法转化成ATP中的化学能,则能量转化方式为有机物的化学能转化为热能。(2)当血液中的TH浓度过高时会反过来抑制下丘脑和垂体的活动,从而维持TH含量的稳定,这体现了激素的反馈调节。由于垂体细胞含有TRH和TH激素的特异性受体,则垂体分泌TSH可受到TRH和TH的调节。(3)TH抑制垂体分泌TSH,一方面是由于TH进入垂体细胞内,抑制TSH基因的表达,从而导致TSH的合成减少,使其分泌的TSH也减少;另一方面是降低垂体细胞对TRH的敏感性,从而降低TRH对垂体细胞的作用,使垂体细胞分泌的TSH也减少。
答案 (1)神经冲动(电信号、局部电流) 体温调节中枢 有机物中的化学能转化为热能 (2)抑制 TRH和TH的特异性受体 (3)降低TSH的合成 降低
考点三 体液调节与神经调节的关系
1.体液调节和神经调节的比较。
(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、组胺、某些气体分子(NO、CO等)。
(2)体液调节与神经调节的比较。
(3)体液调节和神经调节的联系。
①许多内分泌腺体本身直接或间接地受中枢神经系统的调节,体液调节可以看作是神经调节的一个环节。
②激素也可以影响神经系统的发育和功能,如甲状腺激素能促进神经系统的发育。
2.人体的体温调节。
(1)体温保持相对恒定。
(2)调节过程。
①调节方式:神经—体液调节。
②体温调节的中枢:下丘脑;体温感觉中枢:大脑皮层。
③感受器为温度感受器,分为冷觉感受器和热觉感受器(感受温度变化而非绝对温度,既存在于皮肤中,也存在于黏膜、内脏器官中)。
④人体受到寒冷刺激时,会起鸡皮疙瘩(或打寒战)时反射类型为非条件反射,该反射的反射弧:皮肤冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→立毛肌(骨骼肌)收缩。
⑤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。
3.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)水盐平衡调节过程。
①水盐平衡调节示意图。
注:“+”表示促进,“-”表示抑制。
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。
正误判断
(1)在体液调节中起作用的物质只有激素。(×)
(2)垂体功能受损的幼犬会出现抗寒能力减弱等现象。(√)
(3)温度感受器感受的刺激是温度的变化,而非绝对温度。(√)
(4)抗利尿激素由下丘脑细胞释放,可以促进肾小管和集合管对水分的重吸收。(×)
(5)甲状腺激素不能影响神经系统的活动。(×)
(6)血钠含量降低,促进肾上腺皮质分泌醛固酮增加,从而促进肾小管和集合管对Na+的重吸收。(√)
教材微点
1.(选择性必修1 P57“相关信息”)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.(选择性必修1 P60“旁栏思考”)一般情况下,人冬天尿较多,夏天尿较少的原因:冬天相比于夏天,汗腺分泌减少,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。
3.(选择性必修1 P62“正文信息”)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。
4.(选择性必修1 P64“选择题T4”)醛固酮具有吸钠排钾的作用。
长句突破
(事实概述)[2019·全国卷Ⅱ,T30(3)]小鼠睾丸分泌的激素通过体液发挥调节作用。与神经调节相比,体液调节的特点有通过体液运输、作用时间比较长、反应速度较缓慢、作用范围较广泛(答出4点即可)。
1.明辨体温调节的六个易误点。
(1)寒冷条件下的体温调节方式既有神经调节,也有体液调节;高温条件下的体温调节方式主要是神经调节。
(2)寒冷条件下的体温调节既增加产热量,又减少散热量;高温条件下的体温调节主要是增加散热量。
(3)温度感受器感受的刺激是温度的变化,而非绝对温度。
(4)寒冷环境中比炎热环境中散热更快、更多。寒冷环境中机体代谢旺盛,产热增加,以维持体温的恒定。
(5)在发高烧时,人体的产热不一定大于散热,除非病人的体温在持续升高,如果体温保持不变,则产热就等于散热。
(6)体温调节中枢位于“下丘脑”;体温感觉中枢位于“大脑皮层”;温度感受器是感受温度变化速率的“感觉神经末梢”,它不只分布在皮肤,还广泛分布在黏膜及内脏器官中。
2.归纳概括水盐调节的四个重要结论。
(1)渗透压感受器和渗透压调节中枢在下丘脑,渴觉中枢在大脑皮层。水盐平衡的调节方式为神经—体液调节。
(2)抗利尿激素的产生、分泌部位是下丘脑的神经分泌细胞,而释放部位是垂体后叶。
(3)在水盐平衡调节中,下丘脑内既有感受器,又有效应器(分泌激素)。
(4)水和无机盐的平衡是在神经调节和激素调节共同作用下,主要通过肾脏来完成的。
3.理解血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量的关系。
角度一 结合体温调节,考查稳态与平衡观
1.某同学从温暖的教室里走到寒冷的室外,机体经过一系列调节达到相对稳定状态。在此状态下,下列有关说法错误的是( )
A.皮肤血管收缩,在室外的散热速率大于室内
B.血液中促甲状腺激素增多,会促进甲状腺激素的分泌
C.细胞内ATP的分解速率大于合成速率
D.机体的热量主要来自骨骼肌和肝脏产热
解析 寒冷时,皮肤血管收缩,在室外的散热速率大于室内,A项正确;寒冷时,血液中促甲状腺激素增多,会促进甲状腺激素的分泌,增强产热,B项正确;正常机体内细胞内ATP的分解速率等于合成速率,C项错误;机体的产热量主要来自骨骼肌和肝脏产热,体温的恒定是机体产热量与散热量相对稳定的结果,D项正确。
答案 C
2.(不定项)人体的体温调定点,在正常生理状态下为37 ℃。如果体温偏离这个数值,则通过反馈系统将信息传回下丘脑体温调节中枢,此中枢会整合这些信息并与调定点比较,相应地调节散热机制或产热机制,维持体温的相对稳定。体温调定点不是一成不变的,如正常人体因病毒感染引起的发热过程分为体温上升期、高温持续期和体温下降期。如图为发热体温上升期,机体体温调节过程示意图。下列说法正确的是( )
A.体温调节过程只体现了神经调节
B.体温上升期,骨骼肌不自主收缩有助于增加产热
C.激素乙分泌增加促使甲状腺激素分泌增加属于反馈调节
D.体温升高后的持续期,人体的产热量等于散热量
解析 体温调节过程既体现了神经调节,也体现了体液调节,A项错误;体温上升期,骨骼肌不自主收缩有助于增加产热,B项正确;当甲状腺激素含量过高时,会抑制下丘脑和垂体释放相关激素,属于反馈调节,激素乙(促甲状腺激素)分泌增加促使甲状腺激素分泌增加不属于反馈调节,C项错误;体温升高后的持续期,体温相对稳定,该时期人体的产热量等于散热量,D项正确。
答案 BD
角度二 围绕水盐平衡调节及其意义,考查理解能力
3.高盐饮食后一段时间内,虽然通过调节饮水和泌尿可以使细胞外液渗透压回归Na+摄入前的水平,但机体依旧处于正钠平衡(总Na+摄入多于排泄)状态。下列叙述错误的是( )
A.细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl-
B.细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关
C.细胞内液不参与细胞外液渗透压的调节
D.细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡时,细胞外液总量和体液总量均增多
解析 细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-,A项正确;细胞外液渗透压回归到正常水平,与主动饮水增加水的摄入、抗利尿激素分泌增加促进肾脏重吸收水有关,B项正确;细胞内液中的许多成分与细胞外液可以进行交换,故细胞内液可以参与细胞外液渗透压的调节,C项错误;细胞外液渗透压回归但机体仍处于正钠平衡状态,即Na+量偏多的状态,细胞外液和体液中需保留更多水来维持渗透压,故细胞外液总量和体液总量均增多,D项正确。
答案 C
4.(2018·全国卷Ⅰ)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。
解析 (1)b中注射的是垂体提取液,垂体提取液中含有抗利尿激素,抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水的重吸收,从而导致b处理后实验兔尿量减少。(2)静脉注射20%葡萄糖溶液15 mL,会使血浆的葡萄糖浓度高于正常血糖水平,过多的葡萄糖会随尿液排出体外,导致肾小管腔内液体的渗透压升高,同时会带走大量的水分,使得尿量增加。斐林试剂可与还原糖反应产生砖红色沉淀,取尿液加入斐林试剂做尿糖定性实验出现砖红色,说明尿液中含有葡萄糖。(3)实验兔出现腹泻会导致大量的水和无机盐丢失,使得血浆渗透压升高,刺激下丘脑的渗透压感受器,使抗利尿激素合成和分泌增加,促进肾小管和集合管对水的重吸收,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增多,从而使尿量减少 (2)增加 葡萄糖(还原糖) (3)下丘脑
角度三 借助神经调节与体液调节的关系,考查科学思维能力
5.(2020·全国卷Ⅲ)给奶牛挤奶时其乳头上的感受器会受到刺激,产生的兴奋沿着传入神经传到脊髓能反射性地引起乳腺排乳;同时该兴奋还能上传到下丘脑促使其合成催产素,进而促进乳腺排乳。回答下列问题:
(1)在完成一个反射的过程中,一个神经元和另一个神经元之间的信息传递是通过 这一结构来完成的。
(2)上述排乳调节过程中,存在神经调节和体液调节。通常在哺乳动物体内,这两种调节方式之间的关系是 。
(3)牛奶的主要成分有乳糖和蛋白质等,组成乳糖的2种单糖是 。牛奶中含有人体所需的必需氨基酸,必需氨基酸是指 。
解析 (1)突触是神经元之间在功能上发生联系的重要部位,一个神经元和另一个神经元之间的信息传递是通过突触这一结构来完成的。(2)动物体的生命活动常常同时受神经和体液的调节。神经调节和体液调节之间的关系可以概括为以下两个方面:一方面,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,体液调节可以看作神经调节的一个环节;另一方面,内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。由于神经调节和体液调节的协调,各器官、系统的活动才能协调一致,内环境的稳态才得以维持,细胞的各项生命活动才能正常进行。(3)1分子乳糖是由1分子葡萄糖和1分子半乳糖脱水缩合而成的。必需氨基酸是指人体细胞不能合成,必须从外界环境中直接获取的氨基酸。
答案 (1)突触 (2)有些内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节;内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能 (3)葡萄糖和半乳糖 人体细胞自身不能合成,必须从食物中获取的氨基酸
6.(2021·全国乙卷)哺乳动物细胞之间的信息交流是其生命活动所必需的。请参照表中内容,围绕细胞间的信息交流完成下表,以体现激素和靶器官(或靶细胞)响应之间的对应关系。
内分泌腺
或内分泌细胞
激素
激素
运输
靶器官或
靶细胞
靶器官或
靶细胞的响应
肾上腺
肾上腺素
(3)通过 运输
(4)
心率加快
胰岛B
细胞
(1)
肝细胞
促进肝糖
原的合成
垂体
(2)
甲状腺
(5)
解析 (1)胰岛B细胞能合成和分泌胰岛素。(2)垂体分泌促甲状腺激素作用于甲状腺。(3)激素的作用特点之一是通过体液运输。(4)肾上腺素作用于靶器官或靶细胞可使心率加快,故对应的靶器官或靶细胞为心脏或心肌细胞。(5)促甲状腺激素的作用包括促进甲状腺的生长发育、调节甲状腺激素的合成和分泌。
答案 (1)胰岛素 (2)促甲状腺激素 (3)体液
(4)心脏(或心肌细胞)
(5)促进甲状腺的生长发育、调节甲状腺激素的合成和分泌
1.经典重组 判断正误
(1)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。(2020·全国卷Ⅰ,3D)(×)
(2)幼年时缺乏甲状腺激素不会影响神经系统的发育。(2019·海南卷,13D)(×)
(3)固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输。(2018·全国卷Ⅱ,2B)(×)
(4)胰腺细胞分泌的酶直接进入血液中。(海南卷,17C)(×)
(5)肾上腺髓质的分泌活动不受神经纤维的支配。(海南卷,13B)(×)
2.(2021·山东卷)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
解析 胰岛A细胞转化为胰岛B细胞是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的能力随转化的进行而逐渐减弱,B项错误;胰岛A、B细胞遗传物质相同,胰岛B细胞也具有转化为胰岛A细胞的潜能,C项正确;激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活,因此,体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡,D项正确。
答案 B
3.(2022·湖南卷)当内外环境变化使体温波动时,皮肤及机体内部的温度感受器将信息传入体温调节中枢,通过产热和散热反应,维持体温相对稳定。回答下列问题:
(1)炎热环境下,机体通过体温调节增加散热。写出皮肤增加散热的两种方式: 。
(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,生理状态下人体调定点为37 ℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5 ℃时,与正常状态相比,调定点 (填“上移”“下移”或“不变”),机体产热 。
(3)若下丘脑体温调节中枢损毁,机体体温不能维持稳定。已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温。现获得A的结构类似物M,为探究M是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,将A、M分别用生理盐水溶解后,用发热家兔模型进行了以下实验,请完善实验方案并写出实验结论。
分组
处理方式
结果
甲
发热家兔模型+生理盐水
发热
乙
发热家兔模型+A溶液
退热
丙
发热家兔模型+M溶液
退热
丁
①
发热
②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论: 。
③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论: 。
解析 (1)在炎热的环境中时,皮肤中的热觉感受器受到刺激后,将兴奋传递至下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的调节,使皮肤中的毛细血管舒张,皮肤血流量增多,同时也使汗液的分泌增多等,从而增加散热。(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,此时产热量和散热量相等,正常生理状态下人体调定点为37 ℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5 ℃时,与正常状态相比,调定点上移,但机体产热量和散热量仍然相等,因此,产热量和散热量均增加。(3)由表格中信息可知,甲组为空白对照,发热家兔模型会出现发热的症状;乙组是加了等量用生理盐水溶解的A溶液,已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温,因此发热家兔模型会退热;丙组是加了等量生理盐水溶解的M溶液,也出现退热现象,说明M与药物A一样也具有解热作用;丁组小鼠出现发热症状,由于要探究M通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,实验需要遵循单一变量原则,与丙组相比,丁组的处理是①损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液,损毁了下丘脑体温调节中枢后,M不能起到调控体温的作用。②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论:M与药物A一样也具有解热作用。③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论:M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温。
答案 (1)汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张 (2)上移 增加 (3)①损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液 ②M与药物A一样也具有解热作用 ③M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
4.(2022·全国乙卷)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 。
解析 (1)碘是合成甲状腺激素的原料,将放射性碘溶液注射到兔体内,碘首先进入组织液,后进入血浆或淋巴再运输到甲状腺滤泡上皮细胞被吸收,参与甲状腺激素的合成。(2)甲组注射生理盐水,对甲状腺的活动没有明显的影响,甲状腺激素的合成与释放维持原来的水平;乙组注射外源甲状腺激素,使机体甲状腺激素含量超过正常水平,会反馈给下丘脑和垂体,从而抑制两者的活动,使机体甲状腺激素合成减少;丙组注射促甲状腺激素,可以促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素,导致甲状腺激素合成增加,故三种情况下,丙组甲状腺激素的合成量大于甲组,乙组和丙组甲状腺激素的合成量不相同。
答案 (1)甲状腺吸收碘合成甲状腺激素 (2)大于 不相同 乙组注射外源甲状腺激素,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
第3讲 体液调节
课标解读
核心素养
1.说出人体内分泌系统主要由内分泌腺组成,其分泌的各类激素参与生命活动的调节
2.举例说明激素通过分级调节、反馈调节等机制维持机体稳态
3.举例说出神经调节与体液调节相互协调共同维持机体的稳态,如体温调节和水盐平衡的调节等
4.通过分析甲状腺激素分泌的调节,讨论激素调节的特点(活动)
生命观念
通过神经—体液调节对维持稳态平衡的作用及实例建立稳态与平衡观
科学思维
通过激素调节的实例,归纳出神经调节与体液调节的关系;尝试构建血糖调节模型
科学探究
通过实验设计与实验结果分析,验证激素的作用探究激素分泌的影响因素
社会责任
关注激素失调症,养成良好的生活习惯并进行健康宣传
考点一 激素与内分泌系统
1.激素的发现。
(1)促胰液素的发现。
①沃泰默的观点:胰腺分泌胰液只受神经调节。
②斯他林和贝利斯。
提醒 a.该实验的对照组:将稀盐酸注入静脉,胰腺不分泌胰液;b.促胰液素是小肠黏膜分泌的,不是垂体分泌的。
(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。
提醒 体液调节≠激素调节
在体液调节中,激素调节起主要作用,但不是唯一的,如CO2、NO等对生命活动的调节也属于体液调节。
2.激素研究实例。
(1) 胰岛素的发现。
(2) 睾丸分泌雄激素的研究。
3.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。
正误判断
(1)促胰液素是小肠黏膜产生的一种化学物质,作用于胰腺,促进胰液分泌。(√)
(2)斯他林和贝利斯通过实验证明了胰液分泌不受神经控制,并从小肠黏膜提取液中分离出了促胰液素。(×)
(3)治疗糖尿病时,常常使用胰岛素,既可以采取静脉注射法,也可以采取口服法。(×)
(4)在睾丸分泌激素的研究中,采取的摘除法和移植法,分别利用了“减法原理”和“加法原理”。(√)
(5)激素可以进行生命活动的调节,都必须由内分泌腺分泌。(×)
(6)胰岛B细胞分泌胰岛素与胰岛A细胞分泌胰高血糖素,在调节血糖浓度时,效果恰恰相反。(√)
(7)内分泌系统由内分泌腺和具有内分泌功能的细胞构成。(√)
(8)内分泌腺分泌的激素都经过导管排出。(×)
教材微点
1.(选择性必修1 P45“思考·讨论”)在斯他林和贝利斯的实验中,若排除稀盐酸和小肠黏膜本身成分对实验结果的干扰,可增设两组对照组。设计如下:
(1)稀盐酸同一条狗的静脉。
(2)小肠黏膜提取液同一条狗的静脉。
2.(选择性必修1 P46~47 “思考与讨论”)在研究激素的方法中,常用到“加法原理”或“减法原理”。
(1)“加法原理”:如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。
(2)“减法原理”:如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。
1.不同动物激素的化学本质及相应受体位置。
(1)固醇类:如肾上腺皮质激素、性激素(雌激素、雄激素)、孕激素。
(2)氨基酸衍生物类:如甲状腺激素、肾上腺素等。
(3)多肽和蛋白质类:如促激素释放激素、促激素、抗利尿激素、胰岛素和胰高血糖素等。
2.动物激素、酶、神经递质的比较。
3.动物激素功能的实验探究。
(1)常用实验方法。
①切除法:切除相应腺体。适用于个体较大的动物。
②饲喂法:在饲料中添加激素。只适用于甲状腺激素、性激素等小分子激素,多肽和蛋白质类激素不能用饲喂法。
③注射法:向动物体内注射某激素。适用于各种激素。
(2)一般思路。
(3)实验设计案例。
①验证甲状腺激素的功能。
a.饲喂法。
b.切除法和注射法。
②验证胰岛素的功能——注射法。
角度一 结合动物激素的种类、化学本质及作用,考查分析判断能力
1.(2021·浙江6月选考)下列关于人体性激素的叙述,错误的是( )
A.雌激素可抑制女性皮下脂肪的积聚
B.睾酮是维持男性第二性征的重要条件
C.雌激素可促进卵泡的生长和卵子的成熟
D.睾酮不足会影响男性的机体代谢率
解析 雌激素能促进乳腺生长发育,促进皮下脂肪的形成,A项错误;睾酮是雄激素,是维持男性第二性征的重要因素,B项正确;雌激素可促进卵泡的生长和卵子的成熟,C项正确;雄激素可以增强代谢率,若睾酮不足,可影响人的行为,如影响动物的性行为,D项正确。
答案 A
2.如图是固醇类激素作用机理模式图。下列叙述错误的是( )
A.固醇类激素以自由扩散的方式进入细胞后,首先结合的是细胞质中的R受体
B.固醇类激素在细胞核内发挥作用后会立即被灭活
C.图中核内受体在核糖体上合成,经加工后,通过核孔进入细胞核
D.固醇类激素可以促进相关基因的表达,从而发挥相应的生理效应
解析 固醇类激素属于脂质,以自由扩散的方式进入细胞,由题图可知,固醇类激素进入细胞后,先与细胞质中的R受体结合,A项正确;由题图可知,固醇类激素在细胞核内发挥作用后会被运出细胞,并不是立即被灭活,B项错误;核内受体的化学本质是蛋白质,在核糖体上合成,经加工后,需通过核孔进入细胞核,C项正确;固醇类激素可以促进相关基因的表达,从而发挥相应的生理效应,D项正确。
答案 B
角度二 围绕激素研究实例,考查科学探究能力
3.(不定项)某科研小组选取生长期、长势大小相同的20只小鼠作实验材料,进行了生长激素和甲状腺激素的相关实验,实验过程及结果如图所示,据图分析下列叙述中错误的是( )
A.切除垂体和甲状腺可减少小鼠自身生长激素和甲状腺激素对实验的影响
B.该实验没有进行对照实验,因此不能达到实验目的
C.该实验结果可以说明生长激素和甲状腺激素对小鼠的生长具有抗衡作用
D.该实验还可增设一个切除垂体和甲状腺后只注射生理盐水的空白对照组
解析 垂体能分泌生长激素,甲状腺能分泌甲状腺激素,因此切除垂体和甲状腺可减少小鼠自身生长激素和甲状腺激素对实验的影响,A项正确;本实验前后形成自身对照,B项错误;单独注射生长激素后平均体重有所增加,单独注射甲状腺激素后平均体重也有所增加,而同时注射生长激素和甲状腺激素后平均体重显著增加,说明生长激素和甲状腺激素都能促进生长发育,具有协同作用,C项错误;为了使实验结果更具有说服力,还可以增设一个切除垂体和甲状腺后只注射生理盐水的空白对照组,D项正确。
答案 BC
4.(2020·全国卷Ⅰ)某研究人员用药物W进行了如下实验:给甲组大鼠注射药物W,乙组大鼠注射等量生理盐水,饲养一段时间后,测定两组大鼠的相关生理指标。实验结果表明:乙组大鼠无显著变化;与乙组大鼠相比,甲组大鼠的血糖浓度升高,尿中葡萄糖含量增加,进食量增加,体重下降。回答下列问题:
(1)由上述实验结果可推测,药物W破坏了胰腺中的 细胞,使细胞失去功能,从而导致血糖浓度升高。
(2)由上述实验结果还可推测,甲组大鼠肾小管液中的葡萄糖含量增加,导致肾小管液的渗透压比正常时的 ,从而使该组大鼠的排尿量 。
(3)实验中测量到甲组大鼠体重下降,推测体重下降的原因是 。
(4)若上述推测都成立,那么该实验的研究意义是 (答出1点即可)。
解析 (1)胰岛B细胞受损会使胰岛素分泌不足,血液中的葡萄糖进入组织细胞被利用、转化和储存的过程受阻,最终导致血糖浓度升高。(2)若肾小管液中的葡萄糖含量增加,肾小管液的渗透压比正常时的高,会使肾小管上皮细胞对水分的重吸收减少,从而导致大鼠的排尿量增加。(3)甲组大鼠胰岛素缺乏,机体不能充分利用葡萄糖,从而使脂肪和蛋白质的分解增加,会造成大鼠体重下降。(4)题中实验获得了因胰岛素缺乏而患糖尿病的动物,这种动物可以作为实验材料用于研发治疗这类糖尿病的药物。
答案 (1)胰岛B (2)高 增加 (3)甲组大鼠胰岛素缺乏,使机体不能充分利用葡萄糖来获得能量,导致机体脂肪和蛋白质的分解增加 (4)获得了因胰岛素缺乏而患糖尿病的动物,这种动物可以作为实验材料用于研发治疗这类糖尿病的药物
考点二 激素调节的过程
1.血糖的来源和去路。
(1)血糖:血液中的糖称为血糖,主要是葡萄糖。
(2)血糖的来源和去向(正常情况下)。
2.血糖平衡调节。
(1)调节方式:神经调节和体液调节。
(2)调节中枢:下丘脑的相关区域。
(3)参与血糖平衡调节的主要激素。
(4)血糖平衡调节的方式。
注:“+”表示促进。
提醒 ①血糖平衡的调节为神经—体液调节,主要依靠激素调节。
②胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素。
③使血糖浓度升高的激素不仅有胰高血糖素,还有肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素等。
(5)反馈调节。
①概念: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,这种调节方式叫作反馈调节。
②实例分析——血糖平衡的调节。
注:(+)代表促进,(-)代表抑制。
3.甲状腺激素分泌的分级调节。
(1)甲状腺激素分泌的分级调节。
①三级腺体:a.下丘脑、b.垂体、c.甲状腺。
②三种激素:甲促甲状腺激素释放激素;乙促甲状腺激素;甲状腺激素。
③两种效果:“+”“-”分别表示促进、抑制。
(2)分级调节。
①概念:人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控,称为分级调节。
②分级调节轴。
下丘脑—垂体—甲状腺轴;
下丘脑—垂体—性腺轴;
下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴。
③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。
4.激素调节的特点。
教材微点
1.(选择性必修1 P51“正文信息”)研究发现,人体胰岛素必须与细胞膜上的胰岛素受体结合,才能促使葡萄糖进入细胞,调节血糖平衡。请思考胰岛素的受体分布在哪些细胞表面。
提示 几乎全身所有组织细胞。
2.(选择性必修1 P53“图3-5”)根据反馈调节的原理解释为什么运动员注射性激素会导致性器官萎缩,甚至失去生育能力。
提示 性激素过多,会通过反馈调节抑制垂体分泌促性腺激素,促性腺激素可以促进性器官的发育,所以缺乏促性腺激素后性器官会萎缩,甚至会失去生育能力。
3.(选择性必修1 P54“正文信息”)为什么动物体内需要源源不断地产生激素?
提示 激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了。
长句突破
1.(科学思维)[全国卷Ⅲ,T30(1)]正常人在饥饿且无外源能源物质摄入的情况下,与其在进食后的情况相比,血液中胰高血糖素与胰岛素含量的比值高,其原因是在饥饿时,血糖浓度降低使胰高血糖素分泌量增加,胰岛素分泌量减少,在进食后则相反。
2.(事实概述)[全国卷Ⅰ,T30(3)]肾上腺素和乙酰胆碱在作用于心脏、调节血压的过程中所具有的共同特点是都需要与相应的受体结合后才能发挥作用(答出一个特点即可)。
3.(科学思维)[全国卷Ⅰ,T30(2)]当血糖浓度上升时,胰岛素分泌增加,引起骨骼肌细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加,其意义是促进葡萄糖进入骨骼肌细胞和被利用,降低血糖浓度。
4.(科学思维)[全国卷Ⅱ,T30(2)]空腹抽血后,一次定量饮入高浓度葡萄糖水。喝糖水后每隔一定时间静脉取血,测定血糖浓度(整个过程中禁食、禁水,不做剧烈运动),发现正常人与胰岛B细胞分泌功能不足者血糖浓度的变化趋势都是先上升,再下降,但下降的速率不同。下降速率不同的原因是胰岛素可促进血糖进入细胞和被利用,胰岛B细胞分泌功能不足者胰岛素分泌不足,所以血糖浓度下降较慢。
1.血糖调节相关曲线分析。
(1)进食后胰岛素浓度变化曲线。
判断依据:根据含量和变化波动幅度,含量多而且波动幅度大的为正常人。
(2)进食后血糖浓度变化曲线。
判断依据:根据初始浓度和波动范围判断,波动范围在3.9~6.1 mmol·L-1且起点也在该范围中的是正常人,低于该范围的是低血糖患者,高于该范围的是高血糖或糖尿病患者。
(3)人体饭后血糖、胰岛素和胰高血糖素三者之间的变化关系。
①血糖浓度升高时,能降低血糖浓度的胰岛素含量增加,而能升高血糖浓度的胰高血糖素的含量降低;
②当血糖浓度较低时,胰高血糖素含量增加。
2.糖尿病的发病机理及治疗。
3.比较归纳激素分泌的分级调节与反馈调节。
(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,这种分层控制的方式称为分级调节。
(2)反馈调节:激素进入血液后,反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成与分泌的调节方式。反馈方式有正反馈和负反馈。
类型
项目
负反馈
正反馈
图示
解读
偏离后纠正回归到静息水平,生物体中更常见,如体温调节、血糖平衡的调节等
加强并偏离静息水平,如血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等
角度一 结合血糖平衡的调节,考查理解能力
1.(2021·河北卷)血糖浓度升高时,机体启动三条调节途径:①血糖直接作用于胰岛B细胞;②血糖作用于下丘脑,通过兴奋迷走神经(参与内脏活动的调节)支配胰岛B细胞;③兴奋的迷走神经促进相关胃肠激素释放,这些激素作用于胰岛B细胞。下列叙述错误的是( )
A.①和②均增强了胰岛B细胞的分泌活动
B.②和③均体现了神经细胞与内分泌细胞间的信息交流
C.①和③调节胰岛素水平的方式均为体液调节
D.血糖平衡的调节存在负反馈调节机制
解析 血糖浓度升高时,机体通过①②③三条途径使胰岛B细胞分泌的胰岛素增多,从而使血糖浓度降低,故①和②均增强了胰岛B细胞的分泌活动,A项正确;途径②中迷走神经支配胰岛B细胞,途径③中迷走神经作用于相应内分泌细胞促进相关胃肠激素释放,均体现了神经细胞与内分泌细胞间的信息交流,B项正确;途径①中血糖浓度过高时,直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,这种调节方式属于体液调节,途径③中血糖浓度过高时,迷走神经促进相关胃肠激素释放,这些激素作用于胰岛B细胞,该过程属于神经—体液调节,C项错误;在血糖调节的过程中,胰岛素的作用效果会反过来影响胰岛素的分泌,这属于负反馈调节,D项正确。
答案 C
2.(不定项)(2023·潍坊模拟)血糖平衡的调节是动物和人体生命活动调节的一部分,如图为人体血糖调节的示意图,X、Y和Z表示信息分子,下列叙述错误的是( )
A.图中血糖平衡是通过X、Y、Z参与的体液调节实现的
B.血糖浓度升高或降低能够直接刺激胰岛分泌相应激素进行调节
C.X激素可作用于全身组织细胞,Z激素只能作用于肝细胞和肌细胞
D.因受体4与抗体结合而引起的糖尿病可以通过注射胰岛素进行治疗
解析 图中血糖平衡是通过X胰岛素、Z胰高血糖素参与的体液调节实现的,Y是下丘脑分泌的神经递质,通过神经调节实现,A项错误;血糖浓度升高或降低能够直接刺激胰岛分泌相应激素进行调节,B项正确;X表示胰岛素,可以作用于全身组织细胞,促进组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖,Z表示胰高血糖素,可促进肝糖原的分解和非糖物质的转化,靶细胞有肝细胞、脂肪细胞等,C项错误;受体4与抗体结合进而引起的糖尿病,使胰岛素不能被组织细胞识别而发挥作用,因此,不能通过注射胰岛素进行治疗,D项错误。
答案 ACD
角度二 围绕血糖平衡的调节与糖尿病,考查社会责任
3.(2023·泰安模拟)人类糖尿病的发病机理十分复杂。如图是1型、2型两种糖尿病部分发病机理示意图。据图分析错误的是( )
A.图中①表示的物质是胰岛素,正常人血糖浓度升高时,胰岛素分泌增加
B.图中②表示的结构是葡萄糖载体,有助于组织细胞摄取葡萄糖
C.1型糖尿病造成的原因是胰岛B细胞功能异常,病人胰岛素分泌不足
D.2型糖尿病造成的原因是葡萄糖载体受损,不能识别利用葡萄糖
解析 图中①表示的物质是胰岛素,胰岛素是唯一降低血糖的激素,正常人血糖浓度升高时,胰岛素分泌增加,A项正确;图中②表示的结构是葡萄糖载体,有助于组织细胞摄取葡萄糖,B项正确;1型糖尿病造成的原因是胰岛B细胞功能异常,病人胰岛素分泌不足,C项正确;2型糖尿病造成的原因是靶细胞上的胰岛素受体不足,不能有效识别胰岛素,D项错误。
答案 D
4.(不定项)(2023·福建龙岩模拟)格列美脲为第三代磺酰脲类长效抗糖尿病口服用药,其作用机制是通过与胰岛B细胞表面的磺酰脲受体结合,促使K+通道关闭,引起电压依赖性Ca2+通道开放,Ca2+内流而促使胰岛素的释放,并抑制肝脏中葡萄糖的生成。下列叙述错误的是( )
A.格列美脲适用于胰岛细胞无法产生胰岛素的糖尿病患者
B.K+通道关闭会导致胰岛B细胞膜内外电位发生变化
C.格列美脲可能通过抑制肌糖原的分解来降低血糖浓度
D.合理控制饮食、适当运动可以缓解部分糖尿病患者的症状
解析 格列美脲的作用是促使胰岛B细胞释放胰岛素降低血糖,不适用于胰岛细胞无法产生胰岛素的糖尿病患者,A项错误;K+通道关闭会导致K+无法外流,即无法恢复静息电位,因此可以使胰岛B细胞保持兴奋状态,B项正确;由题可知,格列美脲可抑制肝脏中葡萄糖的生成,进而来降低血糖,C项错误;合理控制饮食可降低糖的来源、适当运动可以加快糖的分解,可以缓解部分糖尿病患者的症状,D项正确。
答案 AC
角度三 以激素的分级调节与反馈调节为载体,考查科学思维及社会责任
5.(2021·辽宁卷)甲状腺激素(TH)作用于体内几乎所有的细胞,能使靶细胞代谢速率加快,氧气消耗量增加,产热量增加。下图为TH分泌的调节途径示意图,回答下列问题:
(1)寒冷环境中,机体冷觉感受器兴奋,兴奋在神经纤维上以 的形式传导,进而引起下丘脑的 兴奋,再经下丘脑—垂体—甲状腺轴的分级调节作用,TH分泌增加,TH作用于某些靶细胞后,激活了线粒体膜上的相关蛋白质,导致有机物氧化分解释放的能量无法转化成ATP中的化学能。此时线粒体中发生的能量转化是 。
(2)当血液中的TH浓度增高时,会 下丘脑和垂体的活动,使TH含量维持正常生理水平。该过程中,垂体分泌TSH可受到TRH和TH的调节,其结构基础是垂体细胞有 。
(3)TH对垂体的反馈调节主要有两种方式,一种是TH进入垂体细胞内,抑制TSH基因的表达,从而 ;另一种方式是通过降低垂体细胞对TRH的敏感性,从而 TRH对垂体细胞的作用。
解析 (1)兴奋在神经纤维上以电信号或局部电流的形式传导。寒冷刺激下,兴奋沿着传入神经达到下丘脑的体温调节中枢,使体温调节中枢兴奋。正常情况下,有机物氧化分解释放的能量一部分以热能的形式散失,一部分合成ATP,由于此时有机物氧化分解释放的能量无法转化成ATP中的化学能,则能量转化方式为有机物的化学能转化为热能。(2)当血液中的TH浓度过高时会反过来抑制下丘脑和垂体的活动,从而维持TH含量的稳定,这体现了激素的反馈调节。由于垂体细胞含有TRH和TH激素的特异性受体,则垂体分泌TSH可受到TRH和TH的调节。(3)TH抑制垂体分泌TSH,一方面是由于TH进入垂体细胞内,抑制TSH基因的表达,从而导致TSH的合成减少,使其分泌的TSH也减少;另一方面是降低垂体细胞对TRH的敏感性,从而降低TRH对垂体细胞的作用,使垂体细胞分泌的TSH也减少。
答案 (1)神经冲动(电信号、局部电流) 体温调节中枢 有机物中的化学能转化为热能 (2)抑制 TRH和TH的特异性受体 (3)降低TSH的合成 降低
考点三 体液调节与神经调节的关系
1.体液调节和神经调节的比较。
(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、组胺、某些气体分子(NO、CO等)。
(2)体液调节与神经调节的比较。
(3)体液调节和神经调节的联系。
①许多内分泌腺体本身直接或间接地受中枢神经系统的调节,体液调节可以看作是神经调节的一个环节。
②激素也可以影响神经系统的发育和功能,如甲状腺激素能促进神经系统的发育。
2.人体的体温调节。
(1)体温保持相对恒定。
(2)调节过程。
①调节方式:神经—体液调节。
②体温调节的中枢:下丘脑;体温感觉中枢:大脑皮层。
③感受器为温度感受器,分为冷觉感受器和热觉感受器(感受温度变化而非绝对温度,既存在于皮肤中,也存在于黏膜、内脏器官中)。
④人体受到寒冷刺激时,会起鸡皮疙瘩(或打寒战)时反射类型为非条件反射,该反射的反射弧:皮肤冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→立毛肌(骨骼肌)收缩。
⑤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。
3.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)水盐平衡调节过程。
①水盐平衡调节示意图。
注:“+”表示促进,“-”表示抑制。
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。
正误判断
(1)在体液调节中起作用的物质只有激素。(×)
(2)垂体功能受损的幼犬会出现抗寒能力减弱等现象。(√)
(3)温度感受器感受的刺激是温度的变化,而非绝对温度。(√)
(4)抗利尿激素由下丘脑细胞释放,可以促进肾小管和集合管对水分的重吸收。(×)
(5)甲状腺激素不能影响神经系统的活动。(×)
(6)血钠含量降低,促进肾上腺皮质分泌醛固酮增加,从而促进肾小管和集合管对Na+的重吸收。(√)
教材微点
1.(选择性必修1 P57“相关信息”)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.(选择性必修1 P60“旁栏思考”)一般情况下,人冬天尿较多,夏天尿较少的原因:冬天相比于夏天,汗腺分泌减少,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。
3.(选择性必修1 P62“正文信息”)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。
4.(选择性必修1 P64“选择题T4”)醛固酮具有吸钠排钾的作用。
长句突破
(事实概述)[2019·全国卷Ⅱ,T30(3)]小鼠睾丸分泌的激素通过体液发挥调节作用。与神经调节相比,体液调节的特点有通过体液运输、作用时间比较长、反应速度较缓慢、作用范围较广泛(答出4点即可)。
1.明辨体温调节的六个易误点。
(1)寒冷条件下的体温调节方式既有神经调节,也有体液调节;高温条件下的体温调节方式主要是神经调节。
(2)寒冷条件下的体温调节既增加产热量,又减少散热量;高温条件下的体温调节主要是增加散热量。
(3)温度感受器感受的刺激是温度的变化,而非绝对温度。
(4)寒冷环境中比炎热环境中散热更快、更多。寒冷环境中机体代谢旺盛,产热增加,以维持体温的恒定。
(5)在发高烧时,人体的产热不一定大于散热,除非病人的体温在持续升高,如果体温保持不变,则产热就等于散热。
(6)体温调节中枢位于“下丘脑”;体温感觉中枢位于“大脑皮层”;温度感受器是感受温度变化速率的“感觉神经末梢”,它不只分布在皮肤,还广泛分布在黏膜及内脏器官中。
2.归纳概括水盐调节的四个重要结论。
(1)渗透压感受器和渗透压调节中枢在下丘脑,渴觉中枢在大脑皮层。水盐平衡的调节方式为神经—体液调节。
(2)抗利尿激素的产生、分泌部位是下丘脑的神经分泌细胞,而释放部位是垂体后叶。
(3)在水盐平衡调节中,下丘脑内既有感受器,又有效应器(分泌激素)。
(4)水和无机盐的平衡是在神经调节和激素调节共同作用下,主要通过肾脏来完成的。
3.理解血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量的关系。
角度一 结合体温调节,考查稳态与平衡观
1.某同学从温暖的教室里走到寒冷的室外,机体经过一系列调节达到相对稳定状态。在此状态下,下列有关说法错误的是( )
A.皮肤血管收缩,在室外的散热速率大于室内
B.血液中促甲状腺激素增多,会促进甲状腺激素的分泌
C.细胞内ATP的分解速率大于合成速率
D.机体的热量主要来自骨骼肌和肝脏产热
解析 寒冷时,皮肤血管收缩,在室外的散热速率大于室内,A项正确;寒冷时,血液中促甲状腺激素增多,会促进甲状腺激素的分泌,增强产热,B项正确;正常机体内细胞内ATP的分解速率等于合成速率,C项错误;机体的产热量主要来自骨骼肌和肝脏产热,体温的恒定是机体产热量与散热量相对稳定的结果,D项正确。
答案 C
2.(不定项)人体的体温调定点,在正常生理状态下为37 ℃。如果体温偏离这个数值,则通过反馈系统将信息传回下丘脑体温调节中枢,此中枢会整合这些信息并与调定点比较,相应地调节散热机制或产热机制,维持体温的相对稳定。体温调定点不是一成不变的,如正常人体因病毒感染引起的发热过程分为体温上升期、高温持续期和体温下降期。如图为发热体温上升期,机体体温调节过程示意图。下列说法正确的是( )
A.体温调节过程只体现了神经调节
B.体温上升期,骨骼肌不自主收缩有助于增加产热
C.激素乙分泌增加促使甲状腺激素分泌增加属于反馈调节
D.体温升高后的持续期,人体的产热量等于散热量
解析 体温调节过程既体现了神经调节,也体现了体液调节,A项错误;体温上升期,骨骼肌不自主收缩有助于增加产热,B项正确;当甲状腺激素含量过高时,会抑制下丘脑和垂体释放相关激素,属于反馈调节,激素乙(促甲状腺激素)分泌增加促使甲状腺激素分泌增加不属于反馈调节,C项错误;体温升高后的持续期,体温相对稳定,该时期人体的产热量等于散热量,D项正确。
答案 BD
角度二 围绕水盐平衡调节及其意义,考查理解能力
3.高盐饮食后一段时间内,虽然通过调节饮水和泌尿可以使细胞外液渗透压回归Na+摄入前的水平,但机体依旧处于正钠平衡(总Na+摄入多于排泄)状态。下列叙述错误的是( )
A.细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl-
B.细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关
C.细胞内液不参与细胞外液渗透压的调节
D.细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡时,细胞外液总量和体液总量均增多
解析 细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-,A项正确;细胞外液渗透压回归到正常水平,与主动饮水增加水的摄入、抗利尿激素分泌增加促进肾脏重吸收水有关,B项正确;细胞内液中的许多成分与细胞外液可以进行交换,故细胞内液可以参与细胞外液渗透压的调节,C项错误;细胞外液渗透压回归但机体仍处于正钠平衡状态,即Na+量偏多的状态,细胞外液和体液中需保留更多水来维持渗透压,故细胞外液总量和体液总量均增多,D项正确。
答案 C
4.(2018·全国卷Ⅰ)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。
解析 (1)b中注射的是垂体提取液,垂体提取液中含有抗利尿激素,抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水的重吸收,从而导致b处理后实验兔尿量减少。(2)静脉注射20%葡萄糖溶液15 mL,会使血浆的葡萄糖浓度高于正常血糖水平,过多的葡萄糖会随尿液排出体外,导致肾小管腔内液体的渗透压升高,同时会带走大量的水分,使得尿量增加。斐林试剂可与还原糖反应产生砖红色沉淀,取尿液加入斐林试剂做尿糖定性实验出现砖红色,说明尿液中含有葡萄糖。(3)实验兔出现腹泻会导致大量的水和无机盐丢失,使得血浆渗透压升高,刺激下丘脑的渗透压感受器,使抗利尿激素合成和分泌增加,促进肾小管和集合管对水的重吸收,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增多,从而使尿量减少 (2)增加 葡萄糖(还原糖) (3)下丘脑
角度三 借助神经调节与体液调节的关系,考查科学思维能力
5.(2020·全国卷Ⅲ)给奶牛挤奶时其乳头上的感受器会受到刺激,产生的兴奋沿着传入神经传到脊髓能反射性地引起乳腺排乳;同时该兴奋还能上传到下丘脑促使其合成催产素,进而促进乳腺排乳。回答下列问题:
(1)在完成一个反射的过程中,一个神经元和另一个神经元之间的信息传递是通过 这一结构来完成的。
(2)上述排乳调节过程中,存在神经调节和体液调节。通常在哺乳动物体内,这两种调节方式之间的关系是 。
(3)牛奶的主要成分有乳糖和蛋白质等,组成乳糖的2种单糖是 。牛奶中含有人体所需的必需氨基酸,必需氨基酸是指 。
解析 (1)突触是神经元之间在功能上发生联系的重要部位,一个神经元和另一个神经元之间的信息传递是通过突触这一结构来完成的。(2)动物体的生命活动常常同时受神经和体液的调节。神经调节和体液调节之间的关系可以概括为以下两个方面:一方面,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,体液调节可以看作神经调节的一个环节;另一方面,内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。由于神经调节和体液调节的协调,各器官、系统的活动才能协调一致,内环境的稳态才得以维持,细胞的各项生命活动才能正常进行。(3)1分子乳糖是由1分子葡萄糖和1分子半乳糖脱水缩合而成的。必需氨基酸是指人体细胞不能合成,必须从外界环境中直接获取的氨基酸。
答案 (1)突触 (2)有些内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节;内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能 (3)葡萄糖和半乳糖 人体细胞自身不能合成,必须从食物中获取的氨基酸
6.(2021·全国乙卷)哺乳动物细胞之间的信息交流是其生命活动所必需的。请参照表中内容,围绕细胞间的信息交流完成下表,以体现激素和靶器官(或靶细胞)响应之间的对应关系。
内分泌腺
或内分泌细胞
激素
激素
运输
靶器官或
靶细胞
靶器官或
靶细胞的响应
肾上腺
肾上腺素
(3)通过 运输
(4)
心率加快
胰岛B
细胞
(1)
肝细胞
促进肝糖
原的合成
垂体
(2)
甲状腺
(5)
解析 (1)胰岛B细胞能合成和分泌胰岛素。(2)垂体分泌促甲状腺激素作用于甲状腺。(3)激素的作用特点之一是通过体液运输。(4)肾上腺素作用于靶器官或靶细胞可使心率加快,故对应的靶器官或靶细胞为心脏或心肌细胞。(5)促甲状腺激素的作用包括促进甲状腺的生长发育、调节甲状腺激素的合成和分泌。
答案 (1)胰岛素 (2)促甲状腺激素 (3)体液
(4)心脏(或心肌细胞)
(5)促进甲状腺的生长发育、调节甲状腺激素的合成和分泌
1.经典重组 判断正误
(1)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。(2020·全国卷Ⅰ,3D)(×)
(2)幼年时缺乏甲状腺激素不会影响神经系统的发育。(2019·海南卷,13D)(×)
(3)固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输。(2018·全国卷Ⅱ,2B)(×)
(4)胰腺细胞分泌的酶直接进入血液中。(海南卷,17C)(×)
(5)肾上腺髓质的分泌活动不受神经纤维的支配。(海南卷,13B)(×)
2.(2021·山东卷)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
解析 胰岛A细胞转化为胰岛B细胞是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的能力随转化的进行而逐渐减弱,B项错误;胰岛A、B细胞遗传物质相同,胰岛B细胞也具有转化为胰岛A细胞的潜能,C项正确;激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活,因此,体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡,D项正确。
答案 B
3.(2022·湖南卷)当内外环境变化使体温波动时,皮肤及机体内部的温度感受器将信息传入体温调节中枢,通过产热和散热反应,维持体温相对稳定。回答下列问题:
(1)炎热环境下,机体通过体温调节增加散热。写出皮肤增加散热的两种方式: 。
(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,生理状态下人体调定点为37 ℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5 ℃时,与正常状态相比,调定点 (填“上移”“下移”或“不变”),机体产热 。
(3)若下丘脑体温调节中枢损毁,机体体温不能维持稳定。已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温。现获得A的结构类似物M,为探究M是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,将A、M分别用生理盐水溶解后,用发热家兔模型进行了以下实验,请完善实验方案并写出实验结论。
分组
处理方式
结果
甲
发热家兔模型+生理盐水
发热
乙
发热家兔模型+A溶液
退热
丙
发热家兔模型+M溶液
退热
丁
①
发热
②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论: 。
③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论: 。
解析 (1)在炎热的环境中时,皮肤中的热觉感受器受到刺激后,将兴奋传递至下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的调节,使皮肤中的毛细血管舒张,皮肤血流量增多,同时也使汗液的分泌增多等,从而增加散热。(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,此时产热量和散热量相等,正常生理状态下人体调定点为37 ℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5 ℃时,与正常状态相比,调定点上移,但机体产热量和散热量仍然相等,因此,产热量和散热量均增加。(3)由表格中信息可知,甲组为空白对照,发热家兔模型会出现发热的症状;乙组是加了等量用生理盐水溶解的A溶液,已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温,因此发热家兔模型会退热;丙组是加了等量生理盐水溶解的M溶液,也出现退热现象,说明M与药物A一样也具有解热作用;丁组小鼠出现发热症状,由于要探究M通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,实验需要遵循单一变量原则,与丙组相比,丁组的处理是①损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液,损毁了下丘脑体温调节中枢后,M不能起到调控体温的作用。②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论:M与药物A一样也具有解热作用。③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论:M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温。
答案 (1)汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张 (2)上移 增加 (3)①损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液 ②M与药物A一样也具有解热作用 ③M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
4.(2022·全国乙卷)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 。
解析 (1)碘是合成甲状腺激素的原料,将放射性碘溶液注射到兔体内,碘首先进入组织液,后进入血浆或淋巴再运输到甲状腺滤泡上皮细胞被吸收,参与甲状腺激素的合成。(2)甲组注射生理盐水,对甲状腺的活动没有明显的影响,甲状腺激素的合成与释放维持原来的水平;乙组注射外源甲状腺激素,使机体甲状腺激素含量超过正常水平,会反馈给下丘脑和垂体,从而抑制两者的活动,使机体甲状腺激素合成减少;丙组注射促甲状腺激素,可以促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素,导致甲状腺激素合成增加,故三种情况下,丙组甲状腺激素的合成量大于甲组,乙组和丙组甲状腺激素的合成量不相同。
答案 (1)甲状腺吸收碘合成甲状腺激素 (2)大于 不相同 乙组注射外源甲状腺激素,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
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