高中生物 （新高考）2021届高三大题优练7 神经调节、体液调节 教师版

例1．激素、神经递质均属于调节人体生命活动的信息分子，下图1为下丘脑对某些腺体的调节模式图；图2为突触结构示意图，图中乙酰胆碱为一种兴奋性神经递质。回答下列问题：

（1）若图1表示寒冷环境中甲状腺激素的部分调节过程，则信息分子是____________，若表示低血糖状态下机体的血糖调节，则信息分子为____________在血浆渗透压调节过程中，下丘脑所起的作用是________________________。若图1腺体表示肾上腺，那么下丘脑产生的兴奋只能单向作用于肾上腺，原因是________________________。

（2）图2中乙的名称为____________。乙酰胆碱与乙酰胆碱受体结合，引起结构甲内侧电位发生的变化是__________________。

（3）研究发现一氧化氮在一个神经元内合成后通过扩散的方式排出，并通过扩散进入另一个神经元。然后对另一个神经元的生命活动起调节作用，这说明一氧化氮是细胞内产生的一种______分子，但是一氧化氮属于神经递质，结合图2说明一氧化氮与图中的神经递质作用过程的区别是__________________。

【答案】（1）促甲状腺激素释放激素    神经递质    作为感受器感受渗透压的变化，合成抗利尿激素    神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，经突触间隙作用于突触后膜   

（2）突触前膜    由负（电位）到正（电位）   

（3）信息    一氧化氮通过扩散的方式释放，而不是通过胞吐的方式释放；一氧化氮在细胞内发挥作用突触后膜上不存在与之结合的受体

【解析】（1）若图1表示寒冷环境中甲状腺激素的部分调节过程，结合可以看出，信息分子是由下丘脑释放，作用于腺体，则信息分子表示的是促甲状腺激素释放激素，腺体为垂体，若表示低血糖状态下机体的血糖调节，血糖浓度降低时，胰岛A细胞合成并分泌胰高血糖素，肾上腺分泌肾上腺素，使得血糖浓度升高。则信息分子为神经递质，腺体可以是胰岛和肾上腺；在血浆渗透压调节过程中，下丘脑所起的作用是作为感受器感受渗透压的变化，合成抗利尿激素；若图1腺体表示肾上腺，那么下丘脑产生的兴奋只能单向作用于肾上腺，因为，神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，经突触间隙作用于突触后膜。（2）图2中乙为突触前膜，乙酰胆碱与乙酰胆碱受体结合，引起结构甲突触后膜对钠离子的通透性改变，产生动作电位，此时，膜内侧的电位变化由负变正。（3）研究发现一氧化氮在一个神经元内合成后通过扩散的方式排出，并通过扩散进入另一个神经元。然后对另一个神经元的生命活动起调节作用，这说明一氧化氮是细胞内产生的一种信息分子，但是一氧化氮属于神经递质，作为神经递质，一氧化氮通过自由扩散的方式在细胞间传递信息，且不需要突触后膜上的受体与之结合，而通常的神经递质需要由突触前膜通过胞吐的方式释放并且需要与突触后膜上的受体结合后才能发挥作用。。

例2．冬泳是集冷水浴、空气浴和日光浴于一体的“三浴”活动，是游泳爱好者喜爱的健身方式。在冬泳过程中，人的机体会出现一些生理变化。回答下列问题：

（1）机体受到寒冷刺激后，产生的神经冲动传至下丘脑的体温调节中枢，经神经中枢的分析和综合，通过传出神经引起__________（答出两点即可），从而减少散热。

（2）长时间游泳会使机体血糖浓度降低，血糖最主要的去向是______。为维持血糖含量的相对稳定，与胰岛素具有______（填关系）作用的胰高血糖素的分泌量会增加。

（3）随着游泳的进行，血浆中的CO2浓度会升高，进而使存在于______中的呼吸中枢兴奋，从而加快呼吸运动排出CO2。该过程的调节方式有__________。

（4）研究表明，冬泳可以在一定程度上减轻一些病痛，其原因是在冬泳过程中，机体为抵御寒冷产生的_______（填两种激素名称）会使冬泳者精神振奋，身心得以放松。

【答案】（1）汗腺分泌减少，毛细血管收缩   

（2）氧化分解生成CO2和H2O，释放能量     拮抗   

（3）脑干     体液调节、神经调节   

（4）甲状腺激素、肾上腺素

【解析】（1）冬泳爱好者进入冷水后，机体受到寒冷刺激，产生的神经冲动传至下丘脑的体温调节中枢，经神经中枢的分析和综合，通过传出神经引起汗腺分泌减少，毛细血管收缩，从而减少散热。（2）长时间游泳会使机体血糖浓度降低，血糖最主要的去向是氧化分解生成CO2和H2O，释放能量；血糖降低后，胰高血糖素的分泌量会增加，以升高血糖浓度，胰高血糖素和胰岛素是拮抗作用。（3）血浆中CO2浓度升高，刺激有关化学感受器产生兴奋，兴奋传至脑干的呼吸中枢，从而加快呼吸运动排出CO2．该过程涉及的调节方式有体液调节、神经调节。（4）在冬泳过程中，人体为抵御寒冷产生的甲状腺激素和肾上腺素能够使冬泳者精神振奋，从而在一定程度上减轻一些病痛。

1．长跑比赛中，运动员体内多种生理过程发生改变。

（1）机体产热大量增加，通过神经调节，引起皮肤毛细血管舒张和汗腺分泌增强，导致散热加快以维持体温的相对恒定，这一调节过程的中枢位于____________。

（2）机体大量出汗导致失水较多，刺激渗透压感受器，引起垂体释放____。继而促进____，以维持体内的水盐平衡。

（3）机体血糖大量消耗的主要途径是________。此时骨骼肌细胞的直接供能物质是________，血糖含量降低时，胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增加，肾上腺髓质分泌的____增加，使血糖快速补充。

（4）比赛结束后，运动员可适量补充水分以消除由于_______中渗透压升高引起的渴感，还可通过积极放松的方式缓解因肌肉细胞中_______积累过多造成的肌肉酸痛。

【答案】（1）下丘脑   

（2）抗利尿激素    肾小管、集合管重吸收水分   

（3）氧化分解    ATP    肾上腺素   

（4）细胞外液    乳酸

【解析】（1）机体产热大量增加，下丘脑神经中枢兴奋，通过神经调节，引起皮肤毛细血管舒张，血流量增加，汗腺分泌加强，汗液分泌增加，加强散热，维持体温正常。（2）失水较多导致细胞外液渗透压上升，下丘脑渗透压感受器兴奋，引起垂体释放抗利尿激素作用于肾小管和集合管，促进对原尿水的重吸收，降低细胞外液渗透压。（3）血糖主要进入组织细胞氧化分解供能。细胞直接供能物质为ATP。血糖含量下降时，通过调节，胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增加，肾上腺髓质分泌的肾上腺激素增加，促进肝糖原再分解为葡萄糖和非糖物质转化为葡萄糖，升高血糖含量。（4）通过主动摄入水分可降低细胞外液渗透压，消除渗透压上升引起大脑皮层产生的渴感。肌肉细胞无氧呼吸生成乳酸导致肌肉紧张。

2．大量事实表明，化学性突触传递是神经元之间进行信息传递的主要形式。兴奋在化学性突触中的传递过程可简单概括为电信号—化学信号—电信号，如图为某种化学性突触兴奋传递的过程，据图回答相关问题。

（1）当突触前神经元产生的兴奋传导至轴突末梢的突触前膜时，首先_______通道打开，________进入轴突末梢，导致突触前膜内该离子浓度升高，促使_______与突触前膜融合。

（2）根据以上过程，说出一种抑制兴奋传递的方法：_____________。其原理是___________。

（3）兴奋在化学性突触中传递过程是单向的，请说明原因：______________________。

【答案】（1）Ca2+    细胞外的Ca2+    突触小泡   

（2）抑制Ca2+通道的活性    抑制Ca2+通道的活性，Ca2+不易进入突触前膜，突触前膜内的突触小泡不易与前膜融合，抑制了神经递质的释放   

（3）神经递质只存在突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜

【解析】（1）根据图示信息可知，当突触前神经元产生的动作电位传导到神经末梢的突触前膜，首先Ca2+通道打开，细胞外的Ca2+进入轴突末梢，导致突触前膜内该离子浓度升高，促使突触小泡与突触前膜融合。（2）根据以上信息可知：Ca2+内流可以促进兴奋在突触间传递，所以可以通过抑制Ca2+通道的活性，抑制兴奋的传递，其原理是抑制Ca2+通道的活性时，Ca2+不易进人突触前膜，突触前膜内的突触小泡不易与前膜融合，抑制了神经递质的释放。（3）通过图示结合所学知识可知，神经递质只存在突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜，所以兴奋在化学性突触中的传递是单向的。

3．mHb和IPn分别是脑中两个不同的区域，前者可通过相应神经纤维对后者进行调控，相关结构合称为“mHb-IPn通路”。烟碱（又称尼古丁）是烟雾中主要的有害物质之一，机体可通过“mHb-IPn通路”产生对其的厌恶反应。

（1）烟碱可激活脑中某些释放GLP-1（一种多肽类物质）的神经元。这些神经元以_________方式将GLP-1释放到突触_________中，从而增强mHb神经元介导的兴奋性传递。

（2）研究发现，T蛋白（由T基因编码）作为GLP-1的下游信号分子，在mHb神经元中表达量显著高于其他脑区，且能够降低机体对烟碱的需求。为探究T蛋白作用机制，科研人员进行了系列实验。

①将烟碱注射入大鼠mHb，分别检测野生型大鼠和T基因突变型大鼠体内IPn神经元的兴奋性电流，如图1。由图1结果可知，mHb神经元中T蛋白是通过__________，提高烟碱对“mHb-IPn通路”的激活能力。

②将烟碱以不同频率注射入大鼠mHb，检测两种大鼠mHb神经元细胞膜上的R受体电流，处理方法和实验结果如图2所示。由图2可知，在________的注射条件下，记录到的R受体电流的幅度显著减低，表明该处理使R受体进入失敏状态；后续的电流变化表明mHb神经元中T蛋白能够__________。

③后续实验发现，GLP-1受体激动剂能够提高野生型大鼠mHb神经元中cAMP含量但对T基因突变型大鼠无此作用；cAMP类似物能够让T基因突变型大鼠的mHb神经元中R受体从失敏状态恢复正常。综合所有相关信息，推测T蛋白在机体对烟碱产生厌恶反应过程中的作用机制是__________。

（3）增强对烟碱的厌恶反应可能有助于戒除烟瘾。请根据以上信息提出一条增强对烟碱厌恶反应的思路____________。

【答案】（1）胞吐    间隙   

（2）增大IPn神经元兴奋性电流的频率（而不是幅度）    1HZ    促进R受体失敏后的恢复（介导nAChR失敏后的恢复）    T蛋白通过提高细胞中cAMP含量；激活R受体；使得IPn神经元兴奋性电流的频率增大，从而提高烟碱对“mHb-IPn通路”的激活能力，最终引起机体对烟碱的厌恶反应   

（3）提高编码GLP-1（或T蛋白）的基因的表达量/增强GLP-1受体（或R受体）的活性

【解析】（1）神经元释放GLP-1的形式为胞吐，GLP-1将到突触间隙中，从而增强mHb神经元介导的兴奋性传递。（2）①将烟碱注射入大鼠mHb，分别检测野生型大鼠和T基因突变型大鼠体内IPn神经元的兴奋性电流，如图1。由图1结果可知，野生型的电流频率大，而幅度与突变型的差不多，因此mHb神经元中T蛋白是通过增大IPn神经元兴奋性电流的频率（而不是幅度），提高烟碱对“mHb-IPn通路”的激活能力。②由图2可知，纵坐标为R受体电流相对幅度，在阶段2（1HZ）的注射条件下，记录到的R受体电流的幅度显著减低。1HZ处理使R受体进入失敏状态，后续的阶段3仍使用的是0.1HZ的电流，而野生型的比突变型的电流变化幅度更大，表明mHb神经元中T蛋白能够促进R受体失敏后的恢复（介导nAChR失敏后的恢复）。③烟碱可激活脑中某些释放GLP-1（一种多肽类物质）的神经元。综合所有相关信息，推测T蛋白在机体对烟碱产生厌恶反应过程中的作用机制是T蛋白通过提高细胞中cAMP含量（GLP-1受体激动剂能够提高野生型大鼠mHb神经元中cAMP含量但对T基因突变型大鼠无此作用）；激活R受体（cAMP类似物能够让T基因突变型大鼠的mHb神经元中R受体从失敏状态恢复正常）；使得IPn神经元兴奋性电流的频率增大，从而提高烟碱对“mHb-IPn通路”的激活能力，最终引起机体对烟碱的厌恶反应。（3）提高编码GLP-1（或T蛋白）的基因的表达量/增强GLP-1受体（或R受体）的活性，有利于增强对烟碱的厌恶反应，有助于戒除烟瘾。

4．请回答下列有关生命活动调节的问题：

（1）人在饥饿时遇到寒冷刺激会出现面色苍白，全身颤抖。这说明体内血糖浓度_______________，细胞产热不足，难以维持正常体温。机体通过______________的方式加速热量的产生，出现全身颤抖；出现面色苍白的主要原因是________________________________。

（2）人体神经元（细胞）通常分为三类，参与构成感受器的是_____________，参与构成效应器的是___________________________________________。

（3）机体内分泌腺所分泌的激素通过______________________被运送到全身各处，激素分泌的调节，存在着下丘脑-垂体-内分泌腺的____________________调节和____________调节。

【答案】（1）下降    骨骼肌收缩    皮肤毛细血管收缩，血流速度加快，血流量减少   

（2）传入神经元（感觉神经元）    传出神经元（运动神经元）   

（3）血液循环    分级    反馈

【解析】（1）人在饥饿时遇到寒冷刺激，会表现出面色苍白，全身颤抖。此时体内血糖浓度下降，细胞产热不足以维持正常体温，所以通过骨骼肌收缩方式加速热量的产生，表现为全身颤抖。另一方面通过皮肤毛细血管收缩，减少热量散失，所以面色苍白。（2）神经元通常分为传入神经元、中间神经元、传出神经元三类，其中参与构成感受器的是传入神经元，参与构成效应器的是传出神经元。（3）机体内分泌腺所分泌的激素通过血液循环被运送到全身各处，激素分泌的调节，存在着下丘脑一垂体一内分泌腺的分级调节和反馈调节，比如甲状腺激素的分级调节。下丘脑通过释放促甲状腺激素释放激素（TRH），来促进垂体合成和分泌促甲状腺激素（TSH），TSH则可以促进甲状腺的活动，合成和释放甲状腺激素，这就是所谓的分级调节；而在正常情况下甲状腺激素要维持在一定浓度内，不能持续升高。当甲状腺激素达到一定浓度后，这个信息又会反馈给下丘脑和垂体，从而抑制两者的活动。

5．氯丙嗪具有多种药理活性，为研究氯丙嗪对动物生命活动的影响进行科学研究。选取同品种、同日龄的体温正常大鼠随机分为四组，A、C组腹腔注射氯丙嗪，B、D组腹腔注射等量的生理盐水。A、B两组小鼠置于4℃环境中，C、D两组置于25℃，30min后，测定每组小鼠体温。

回答下列问题：

（1）腹腔注射氯丙嗪的量与小鼠的体重有关。不同体重的小鼠注射量应不同，因此腹腔注射氯丙嗪的量应按照_______来计算。

（2）若A组小鼠的平均体温低于B、C、D组，说明氯丙嗪的作用是____________。A组小鼠体温持续处于某一低温值时，小鼠的产热量_______(填“大于”、“等于”或“小于”)散热量。

（3）实验过程中，B组小鼠体内甲状腺激素含量_______(填“高于”、“等于”或“小于”)D组，形成该结果的原因是：当体表的________受到寒冷等刺激后产生的________沿着传入神经传到下丘脑。下丘脑就会分泌_______促进垂体分泌促甲状腺激素，进而促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌。

【答案】（1）单位体重注射量乘以体重   

（2）在低温条件下，氯丙嗪能明显降低小鼠体温    等于   

（3）高于    温度感受器    神经冲动或兴奋或局部电流    促甲状腺激素释放激素(TRH )

【解析】（1）根据题意，腹腔注射氯丙嗪的量与小鼠的体重有关。不同体重的小鼠注射量应不同，因此腹腔注射氯丙嗪的量应按照单位体重注射量乘以体重来计算。（2）根据题意可知，A、C组腹腔注射氯丙嗪，B、D组腹腔注射等量的生理盐水。A、B两组小鼠置于4℃环境中，C、D两组置于25℃，30min后，测定每组小鼠体温。A组小鼠既注射了氯丙嗪又放在低温条件下，若A组小鼠的平均体温低于B、C、D组，则说明氯丙嗪的作用是在低温条件下，氯丙嗪能明显降低小鼠体温。A组小鼠体温持续处于某一低温值时，那么小鼠的体温维持稳定，故小鼠的产热量等于散热量。（3）实验过程中，B、D组小鼠注射等量的生理盐水，且B组放在低温条件下，而D组放在25℃条件下，因此B组小鼠在寒冷条件下，位于皮肤的温度感受器（冷觉感受器）受到刺激后，产生的兴奋经过传入神经传至下丘脑的体温调节中枢，下丘脑就会分泌促甲状腺激素释放激素，作用于垂体，促进垂体分泌促甲状腺激素，进而促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌，因此B组小鼠体内甲状腺激素分泌增加，甲状腺激素含量高于D组。

6．生长激素（GH）是哺乳动物体内一种具有种属特异性的单链蛋白质激素，主要生理作用是促进物质代谢和生长发育，对机体各组织器官均有影响。下图为人体内生长激素分泌调节过程和对靶细胞的生理作用示意图。请回答：

（1）器官甲为________。IGF-I被称作“促生长因子”，IGF-I的合成和分泌存在着_____________调节和_____________调节两种调节机制。

（2）据图分析可知，人体内GH含量保持相对稳定，这种稳态的维持与IGF-I有关，实现该稳态的调节途径为________________。图中GH、GHRH、GHRIH在作用方式上的共同点有______________（至少答出两点）。

（3）实验发现，给小鼠注射较大剂量的GH时，实验小鼠往往会出现尿糖。据图分析，其原因可能是________________。

【答案】（1）垂体    分级    反馈   

（2）IGF-I直接抑制器官甲的分泌，同时促进下丘脑神经内分泌细胞a分泌GHRIH的量增多，进而抑制器官甲的分泌    微量和高效，通过体液运输，作用于靶器官、靶细胞   

（3）GH可刺激组织细胞产生IGF-I，IGF-I具有抑制组织细胞摄取葡萄糖的作用，因此大剂量注射GH会反射性引起血糖过高，导致尿糖

【解析】（1）根据激素的分级调节特点及GH的分泌器官可知，图中器官甲为垂体；从图中可以看出，IGF-I的合成和分泌过程满足“下丘及→垂体→分泌器官”的调节过程及IGF-I可以反馈调节作用于下丘脑和垂体，因此可以判断出IGF-I的合成和分泌过程存在着分级调节和反馈调节两种调节机制。（2）据图分析可知，当GH含量增多时，会导致IGF-I分泌量增多，IGF-I可直接抑制器官甲的分泌，同时促进下丘脑神经内分泌细胞a分泌GHRIH的量增多，进而抑制器官甲的分泌，减少GH的分泌；当GH含量减少时，IGF-I分泌量减少，该反馈调节作用减弱，GH含量上升。因此人体通过维持IGF-I的分泌过程，反馈调节维持着人体内GH的含量保持相对稳定；图中GH、GHRH、GHRIH都属于动物体内的激素，因此在作用方式上的共同点是：微量和高效，通过体液运输，作用于靶器官、靶细胞。（3）根据图中IGF-I的作用特点可知，当给小鼠注射较大剂量的GH时，GH可刺激组织细胞产生IGF-I，IGF-I具有抑制组织细胞摄取葡萄糖的作用，因此大剂量注射GH会反射性引起血糖过高，导致尿糖。