高中生物人教版 (2019)选择性必修1第3节 体液调节与神经调节的关系优秀学案及答案

体液调节

核心知识点一：下丘脑调节功能整合

下丘脑对人体多种功能实行控制，能及时将一些信息反馈给大脑，并转达大脑发出的指令，协调神经系统和内分泌系统的活性，在内环境稳态中发挥重要作用。

1. 调节内分泌活动的枢纽

（1）下丘脑一方面通过下丘脑—垂体—内分泌腺轴控制和协调内分泌腺的活动；如图：

（2）另一方面，下丘脑通过控制交感神经和副交感神经的兴奋性来直接调节某些腺体的活动。如血糖平衡的调节：

2. 作为神经中枢

（1）体温调节中枢

（2）水盐平衡调节中枢

3. 作为感受器

下丘脑的渗透压感受器可感受机体渗透压的变化，通过调节，维持水分代谢平衡。

4. 传导功能

下丘脑可将渗透压感受器产生的兴奋传至大脑皮层，使人产生渴感。大脑皮层综合整理后再下达指令——加强饮水，以补充体内水分的不足。

5. 分泌功能

下丘脑的神经分泌细胞，既能传导神经冲动，又有分泌激素的功能。其分泌的激素主要有各类释放激素和抗利尿激素。释放激素包括很多种，直接作用于垂体，继而调节内分泌腺的活动。而抗利尿激素则是先运至垂体的后叶贮存，当身体需要时，再释放入血液，通过血液循环作用于肾脏，促进肾小管和集合管对原尿中水的重吸收。如图表示下丘脑和垂体之间的联系：

可以看出，促激素释放激素通过血液运输调节垂体分泌促激素，而下丘脑的神经元直接伸入垂体中，分泌抗利尿激素，需要时有垂体释放，更能体现下丘脑和垂体的关系。

例题1  已知下丘脑和垂体分泌的激素均为蛋白质类物质。请依据如图，指出下列叙述正确的是

A. 切除①，图中所列激素的合成、分泌量都将减少

B. 切除①，下丘脑分泌的激素将不能被运输到②

C. 若让该动物口服促性腺激素，则②活动将增强

D. 若让该动物口服雌激素，则①活动将减弱

答案：D

解析：本题主要考查下丘脑-垂体-性腺的调节，难度较大。据图可知①表示垂体，②表示卵巢，切除①使促性腺激素的分泌减少，进而使卵巢分泌的雌激素减少，性激素的负反馈调节作用，使下丘脑分泌的促性腺激素释放激素的量增多，A错误；激素是通过体液运输的，切除①下丘脑分泌的激素仍会被运输到全身各处，B错误；促性腺激素是蛋白质类激素，不能口服，口服会被分解，对②的活动无影响，C错误；雌激素为固醇类激素，可口服，吸收后使血液中雌激素量增多，由于反馈作用，抑制下丘脑分泌促性腺激素释放激素，使①活动减弱，D正确。

例题2  如图表示下丘脑参与人体稳态调节的三种方式。下列相关叙述中，错误的是

A. 抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对水的重吸收，它是由下丘脑分泌并释放的

B. 如果甲状腺激素分泌过多，会抑制激素④和①（或②）两种激素的分泌

C. 胰岛中的B和C两种细胞虽然分泌的激素不同，但它们含有相同的核基因

D. 图中的A最可能是生长激素，和甲状腺激素协同控制机体正常的发育

答案：A

解析：本题主要考查下丘脑的功能，难度中等。抗利尿激素是由下丘脑分泌的，但由垂体释放，A错误；根据激素分泌调节中的反馈调节可知，甲状腺激素分泌过多则会抑制垂体和下丘脑分泌激素④和①（或②），B正确；图中的B和C分别是胰岛B细胞和胰岛A细胞，虽然它们分泌的激素不同，但由于来自同一个受精卵，所以含有相同的核基因，C正确；垂体可以分泌生长激素，所以图中的A最可能是生长激素，在控制机体发育方面具有与甲状腺激素具有协同作用，D正确。

核心知识点二：实验探究动物激素的功能

1. 切除法：切除动物的某种内分泌腺，通过观察该动物的异常反应来验证该腺体所分泌激素的功能。如手术摘除成年狗的甲状腺，狗会发生身体臃肿，食欲不振，行动呆笨而迟缓，精神萎靡；手术摘除蝌蚪的甲状腺，蝌蚪就不能变态发育为青蛙，从而证明了甲状腺激素具有促进生长发育的功能。各种内分泌腺均可通过切除法证明其产生激素的功能，但此法适用于个体较大的动物。

2. 饲喂法：首先明确一些动物激素的化学本质，如图：

用含有某种激素的食物或水喂养动物，一段时间后，观察动物的异常生理变化，从而推断出该激素的功能。饲喂法只适用于研究甲状腺激素、性激素等不被消化的小分子激素的功能，蛋白质类、多肽类激素不适合此法。实验动物选取分组时，要选取生长发育状况相同的，且饲养时其他条件要一致且相同、适宜。

3. 注射法：向动物体内注射某激素（或某腺体提出物）后，观察该腺体分泌的激素增加的结果。如将饥饿了一天的小白鼠注射一定剂量的胰岛素后，小白鼠逐渐反应迟钝、活动减少以至昏睡，甚至出现惊厥、昏迷等症状，从而证明胰岛素具有降低血糖作用。注射法适用于各种激素。

4. 阉割移植法：阉割移植法只适用于研究性腺和性激素的功能。如摘除成年公鸡的睾丸后，雄性第二性征逐渐消退，移植卵巢后，雌性第二性征慢慢出现；如摘除成年母鸡的卵巢后，雌性第二性征逐渐消退，移植睾丸后，雄性第二性征慢慢出现，从而证明了性腺分泌的性激素具有激发并维持第二性征的功能。

5. 同位素示踪法：用放射性同位素标记所要观察的激素，然后用放射性探测仪器就可以追踪激素在体内的动态，从而可以研究与该激素有关的内分泌腺活动的规律和激素在体内的代谢情况等，如应用放射性同位素131I研究甲状腺的功能就。

6. 切除注射法：向切除某种内分泌腺的动物体内注射某种激素或该腺体的提取物后，观察治疗效果，看其丧失的功能是否恢复。如切除小白鼠垂体后，发现小白鼠生长停滞，注射一定剂量生长激素后，又逐渐恢复生长，说明垂体分泌的生长激素能促进动物的生长，各种内分泌腺均可通过切除法与注射法配合，证明其功能及产生的激素功能。

问题探讨：若研究甲状腺激素具有促进新陈代谢的功能，应选择的实验方法、实验动物以及观察指标是什么？

提示：饲喂法、注射法均可，选择成年的动物，观察成年动物耗氧量的变化。

例题1  神经肽Y是由下丘脑神经分泌细胞分泌的激素，在体液调节中起到重要作用。为研究神经肽Y对前脂肪细胞增殖和分化的影响。科研小组进行了如下实验（其他条件相同且适宜，“+”的多少表示相对数量的多少）。

下列相关分析错误的是

A. 甲组为对照组，实验的自变量是神经肽Y的浓度

B. 动物体内神经肽Y分泌增多，有可能会导致肥胖

C. 神经肽Y分泌后只运输到相应的靶细胞发挥作用

D. 神经肽Y能够促进前脂肪细胞的增殖和分化

答案：C

解析：本题主要考查激素功能的实验，难度较大。甲组加入的是生理盐水，为对照组，乙、丙、丁组加入的神经肽Y的浓度依次递增，说明自变量是神经肽Y的浓度，A正确；表中信息显示：脂肪细胞相对数量随着神经肽Y的浓度依次递增而增多，据此可推知：神经肽Y能够促进前脂肪细胞的增殖和分化，动物体内若神经肽Y增多，则脂肪细胞增多，可能导致肥胖，B、D正确；神经肽Y是一种激素，随血液运往全身，但只作用于靶器官，C错误。

例题2  选取同种、年龄与生长状况相同的健康大鼠若干只，实施切除手术，一段时间后随机等分成四组，分别注射激素及生理盐水30天，结果如图所示：

下列叙述错误的是

A. 该实验为对照实验

B. 该实验需要切除大鼠的胰腺和下丘脑以排除内源性激素的干扰

C. 实验结果表明胰岛素和生长激素均能促进大鼠的生长

D. 实验结果表明胰岛素与生长激素共同作用的效应大于它们单独作用之和

答案：B

解析：本题主要考查激素功能的实验，难度较大。由图示可知：注射生理盐水组为对照组，注射激素组为实验组，该实验为对照实验，A正确；该实验探究的是生长激素和胰岛素对大鼠生长的影响，为避免自身产生的胰岛素和生长激素对实验的影响，应切除大鼠的胰腺和垂体，B错误；注射激素的三个实验组的大鼠平均体重均高于注射生理盐水组的大鼠平均体重，且同时注射胰岛素和生长激素的实验组的大鼠平均体重，均高于单独注射生长激素组和单独注射胰岛素组，说明胰岛素和生长激素均能促进大鼠的生长，且胰岛素与生长激素共同作用的效应大于它们单独作用之和，C、D正确。

（答题时间：30分钟）

1. 下列关于下丘脑与垂体的叙述，正确的是（    ）

A. 垂体可通过神经细胞支配其他内分泌腺

B. 垂体分泌的激素通过管道运输到体液中

C. 甲状腺激素能作用于下丘脑但不能作用于垂体

D. 神经系统和内分泌系统的功能可通过下丘脑相联系

2. 下图是下丘脑参与人体生命活动调节的部分途径示意图，据图分析下列说法正确的是（    ）

A. 若图中的内分泌腺为甲状腺，则缺碘会导致激素④的含量增加、③和⑥的含量降低

B. 若图中的内分泌腺为卵巢，则激素⑥的靶器官是卵巢等雌性生殖器官

C. 若图中的内分泌腺是胰岛，则在血糖调节过程中作用途径有①③④⑥⑦

D. 若图为水盐平衡调节示意图，当食用较咸食物时，下丘脑可产生渴觉

3. 下面关于下丘脑功能的叙述中，正确的是（    ）

①大量出汗后，下丘脑分泌的抗利尿激素增加

②寒冷刺激使下丘脑分泌促甲状腺激素，促进甲状腺的分泌活动来调节体温

③下丘脑是体温调节的高级中枢，在下丘脑产生冷觉和热觉

④血糖浓度低时，下丘脑通过有关神经的作用，促进胰岛A细胞的分泌活动

⑤内环境渗透压的升高，使下丘脑某部位产生的神经冲动传至大脑皮层产生渴觉

A. ①②③ B. ②③④ C. ②④⑤ D. ①④⑤

4. 切除某雌性哺乳动物的垂体后，对其血液中相关激素变化的叙述中，正确的是（    ）

A. 生长激素减少，促甲状腺激素增加

B. 生长激素减少甲状腺激素增加

C. 生长激素减少甲状腺激素减少

D. 甲状腺激素减少促甲状腺激素释放激素减少

5. 先天性甲状腺功能减退症（甲减）可对哺乳动物生长发育造成严重影响。以大鼠为实验材料，检测甲减仔鼠及补充甲状腺激素的甲减仔鼠的各项指标，结果见下表。

综合上表分析甲状腺激素分泌的调节及其与心肌生长的关系，错误的是（    ）

A. TSH的增加抑制了甲状腺激素的分泌，体现了反馈调节的过程

B. 补充甲状腺激素后TSH的分泌减少

C. 甲状腺激素可促进心肌的生长，补充甲状腺激素可用于治疗甲减

D. 甲减仔鼠体内的促甲状腺激素释放激素含量应该比正常仔鼠高

6. 为了探究下丘脑在体温调节中的作用，某科研工作者将多只体重相近、生存状况相似的小鼠平均分为甲、 乙两组。甲组切除下丘脑，乙组正常手术但不切除下丘脑，然后将两组小鼠同时置于寒冷环境中。下列有关叙述不正确的是（    ）

A. 选用多只小鼠的目的是避免个体差异造成的偶然性误差

B. 该实验中进行手术属于无关变量

C. 甲组小鼠能感觉到寒冷，但产热不会加快

D. 甲组小鼠的排尿量小于乙组

7. 实验小组的同学从小白鼠的体内提取了一种激素，推测可能是胰岛素或甲状腺激素。实验小组为了探究该激素是何种激素，把生理状况相同的小鼠分成四组，编号甲、乙、丙、丁，给甲组小鼠注射一定量的该激素，乙组小鼠注射等量的生理盐水，丙组小鼠饲喂含该激素的饲料，丁组小鼠饲喂不含该激素的饲料，观察现象。下列分析错误的是（    ）

A. 如果该激素是胰岛素，则甲组小鼠会出现休克，注射适量的葡萄糖后恢复

B. 如果该激素是胰岛素，则丙组小鼠会出现休克，注射适最的葡萄糖后恢复

C. 如果该激素是甲状腺激素，则甲组小鼠比乙组小鼠兴奋、呼吸和代谢加快

D. 如果该激素是甲状腺激素，则丙组小鼠比丁组小鼠兴奋、呼吸和代谢加快

8. 某研究小组进行一个有关大鼠甲状腺激素调节的实验，材料与方法如下：将若干大鼠分为2组。对甲组大鼠静脉滴注一定浓度甲状腺激素溶液，乙组滴注等量的0. 9% NaCl溶液，从滴注开始测定2h内大鼠的耗氧量并记录。有关说法不正确的是（    ）

A. 预计甲、乙两组大鼠平均耗氧量为甲>乙

B. 实验时甲组应选用雌性大鼠，乙组应选用雄性大鼠

C. 实验设计时每组用多只大鼠可排除因个体差异造成的误差

D. 本实验的给药方式也可用饲喂法代替静脉注射

9. 下图为人体下丘脑与部分内分泌腺或效应器功能关系的示意图。请回答下列问题：

（1）在寒冷条件下，下丘脑能够通过促进_______ （填图中字母）等激素的分泌，进而使人体产热增加；该过程的调节方式是_________。

（2）若切断下丘脑与垂体之间的联系，人体的尿量将____                    _。

（3）甲状腺激素在细胞内与相应受体结合，通过影响基因表达发挥生理作用。若下丘脑和垂体细胞内该激素的受体异常，会导致甲状腺激素分泌过量，原因是____________。

（4）合成类固醇多数为雄性激素的衍生物，能够明显促进肌肉的生长，增强肌肉的力量，是目前使用频度较高的一类兴奋剂。男性运动员长期服用该类物质会引起雄性激素分泌下降甚至不育。欲利用小鼠验证长期服用该物质对雄性动物的性腺功能有抑制作用，写出实验步骤并预测实验结果。

①实验步骤：

第一步：选取______的成年小鼠若干只，分别测定记录每只成年小鼠的雄性激素浓度。

第二步：每只小鼠均正常进食、进水，同时______。

第三步：①连续给药两周后，测定记录每只小鼠的雄性激素浓度。

②预测实验结果：__________。

10. 动物的生长激素可以促进蛋白质的合成和骨骼的生长，可使动物体重增加。现有一批过了保质期的生长激素，一研究小组设计如下实验来检验它是否还具有使用价值。实验器具与试剂：若干幼龄小白鼠，饲料、正常的生长激素、过期的生长激素、生理盐水、注射器、酒精棉等物品。

实验步骤；

（1）将若干发育状况相近，体重相同的幼龄小白鼠平均分为A、B、C三组。

（2）每天定时做如下操作，对A组小鼠注射一定量的生理盐水，B组小鼠注射_____________，C组小鼠注射_____________。

（3）_____________培养一段时间，观察记录每组实验小鼠的_____________并进行比较。

预测实验结果，得出结论：

①若C组与A组小白鼠体重基本相同，且低于B组，说明过期生长激素已没有任何使用价值。

②若C组小白鼠体重高于A组，但低于B组，说明_____________。

③若_____________，说明过期生长激素还具有完全正常的生物活性，可以使用。

1. D  解析：本题考查下丘脑和垂体之间的联系，难度中等。垂体通过释放促激素调节其他内分泌腺，A错误；内分泌腺没有导管，是通过胞吐的方式将激素分泌到体液中，B错误；甲状腺激素的对全身几乎所有细胞起作用，甲状腺激素能作用于下丘脑也能作用于垂体，C错误；下丘脑的部分细胞既能传导神经冲动，又有分泌激素的功能，故神经系统和内分泌系统的功能可通过下丘脑相联系，D正确。

2. B  解析：本题考查下丘脑通过分级调节对机体的调控，难度较大。若图中的内分泌腺是甲状腺，缺碘会导致甲状腺激素⑥合成减少，③TRH、④TSH会增多，促进甲状腺激素的分泌，A错误；若内分泌腺是卵巢，⑥性激素可以作用于卵巢等雌性生殖器官，B正确；血糖调节过程中不涉及垂体的活动，C错误；渴觉在大脑皮层产生，D错误。

3. D  解析：本题考查下丘脑的功能，难度中等。大量出汗后，细胞外液渗透压升高，刺激下丘脑渗透压感觉器兴奋，下丘脑合成分泌的抗利尿激素增加，①正确；寒冷时，下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素，进而促进甲状腺分泌甲状腺激素，促进代谢增加产热，②错误；下丘脑是体温调节的中枢，在大脑皮层产生冷觉和热觉，③错误；血糖浓度低时，下丘脑通过有关神经的作用，促进胰岛A细胞的分泌活动，④正确；内环境渗透压的升高，使下丘脑某部位产生的神经冲动传至大脑皮层产生渴觉，⑤正确；综上所述，D正确。

4. C  解析：本题考查切除垂体对其他激素的影响，难度中等。垂体可以产生生长激素和促甲状腺激素，切除垂体，生长激素和促甲状腺激素均减少，A错误；生长激素和甲状腺激素均减少，B错误；垂体分泌促甲状腺激素（TSH），TSH作用于甲状腺使其分泌甲状腺激素，当切除垂体后，TSH和甲状腺激素含量下降；由于垂体也分泌生长激素，故切除垂体后生长激素也减少，C正确；甲状腺激素减少，通过反馈调节，促甲状腺激素释放激素增加，D错误。

5. A  解析：本题主要考查甲减的特征以及治疗，难度较大。由甲状腺激素分泌的分级调节过程及表中数据分析可知，甲状腺激素总量低的大鼠体内TSH含量升高，当补充甲状腺激素后THS水平回落，即TSH的增加促进了甲状腺激素的分泌，体现了反馈调节的过程，A错误；由表中数据可以看出，补充甲状腺激素后TSH的分泌减少，B正确；由表中三组的对照关系结果可以看出，甲状腺激素可促进心肌的生长，补充甲状腺激素可用于治疗甲减，C正确；当甲状腺激素含量降低时，TRH和TSH的分泌量增加，分别作用于垂体和甲状腺以促进甲状腺激素分泌的增加，因此，甲减仔鼠体内的促甲状腺激素释放激素含量应该比正常仔鼠高，D正确。

6. D  解析：本题以实验的方式考查下丘脑在体温调节中的作用，难度较大。选用多只小鼠的目的是避免个体差异造成的偶然性误差对实验结果的影响，A正确；本实验的自变量是下丘脑的有无，题中体重、生理状况和手术属于无关变量，要保持相同且适宜，B正确；冷觉的形成部位在大脑皮层，下丘脑是体温调节中枢，在寒冷环境中，甲组小白鼠能产生冷觉，不能维持正常体温，所以产热不会加快，C正确；下丘脑可以分泌抗利尿激素，由于甲组小鼠切除下丘脑，则抗利尿激素不能合成，因此甲组小鼠的排尿量大于乙组，D错误。

7. B  解析：本题以实验的方式考查激素的功能，难度中等。如果该激素是胰岛素，注射能发挥生理作用，出现休克，饲喂会被消化分解，不起作用，A正确，B错误。如果该激素是甲状腺激素，无论是注射还是饲喂都会发挥生理作用，所以C、D都正确。

8. B  解析：本题以实验的方式考查甲状腺激素的作用，难度较大。由于甲组大鼠注射了甲状腺激素，甲状腺激素具有提高代谢的作用，故甲组耗氧量应大于乙组，A正确；实验应遵循单一变量原则，甲乙两组应选用同性别大鼠，B错误；每组用多只大鼠可排除因个体差异造成的误差，使实验结果更正确，C正确；甲状腺激素不是蛋白质，可以用饲喂法，D正确。

9. （1）A、C、D  神经—体液调节  （2）增加  （3）甲状腺激素对下丘脑和垂体的反馈抑制作用减弱，促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素分泌增多，使甲状腺激素分泌过量  （4）生理状况相似、雄性   喂饲适量且等量的合成类固醇制剂   雄性激素浓度较实验前降低

解析：本题考查下丘脑的功能以及探究类固醇制剂对小鼠雄性激素浓度的影响，难度较大。

（1）增加产热的过程设计甲状腺激素和肾上腺素的分泌，对应图中的A、C和D；体温调节过程是一种神经-体液调节过程。

（2）下丘脑分泌抗利尿激素，通过垂体释放，若切断两者之间的联系，则抗利尿激素无法释放，肾小管和集合管对水的重吸收会减弱，从而尿量增多。

（3）甲状腺激素作用于下丘脑和垂体主要起抑制作用，这是一种反馈调节，若下丘脑和垂体细胞内该激素的受体异常，则会使甲状腺激素对下丘脑和垂体的反馈抑制作用减弱，促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素分泌增多，进而使甲状腺激素分泌过量。

（4）该题属于实验题，首先分析实验目的为“欲利用小鼠验证长期服用该物质对雄性动物的性腺功能有抑制作用”，可知该实验的自变量为是否使用合成类固醇制剂，因变量为鼠的雄性激素浓度，同时实验过程中需要保持无关变量相同且适宜，因此在设计实验步骤的时候需要选择生理状况相似、雄性的小鼠，给实验组的小鼠喂饲适量且等量的合成类固醇制剂，最后检测每只小鼠的雄性激素浓度；由于合成类固醇制剂类似于雄性激素，可以对下丘脑和垂体起到抑制作用，因此由性腺分泌的雄性激素的含量会减少。

10. （2）注射等量正常的生长激素    注射等量过期的生长激素    （3）在相同且适宜的环境下    体重的增加情况    ②说明过期生长激素还有部分生物活性，可以使用    ③若C组小白鼠与B组小白鼠体重基本相同，且高于B组   

解析：本题考查激素功能的探究实验，难度较大。

（1）将若干发育状况相近，体重相同的幼龄小白鼠平均分为A、B、C三组。

（2）实验步骤：设计实验时遵循对照原则和单变量原则，所以A组小白鼠注射一定量生理盐水，B组注射等量的正常的生长激素，C组注射等量的过期生长激素。

（3）无关变量要相同，即幼龄小白鼠需要若干体重相同，养殖条件也是无关变量需要相同且适宜的环境。故应在相同且适宜的环境下培养一段时间，观察记录每组实验小鼠的体重的增加情况。预测实验结求，得出结论：

①若C组与A组小白鼠体重基本相同，且低于B组，说明过期生长激素已没有任何使用价值；

②若C组小白鼠体重高于A组，但低于B组，说明过期生长激素还有部分生物活性，可以使用；

③若C组小白鼠与B组小白鼠体重基本相同，且高于B，说明过期生长激素还具有完全正常的生物活性，可以使用。