(新高考)高考生物二轮复习第1部分 专题突破 专题5 第1讲 人和高等动物的神经调节和体液调节(含解析)

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[课程标准] 1.概述人体神经调节的结构基础和调节过程。2.说明神经冲动的产生和传导。
3.概述人脑的高级功能。4.描述动物激素的调节。5.举例说明激素的分级调节、反馈调节。
考点一 神经调节
1．兴奋的产生
(1)a点之前——静息电位，神经细胞膜对K＋的通透性大，对Na＋的通透性小，主要表现为K＋外流(协助扩散)，膜电位表现为“外正内负”。
(2)ac段——动作电位，神经细胞受刺激后，Na＋通道打开，Na＋大量内流(协助扩散)，导致膜电位迅速逆转表现为“外负内正”。
(3)ce段——静息电位恢复过程，Na＋通道关闭，K＋通道打开，K＋大量外流(协助扩散)。
2．兴奋的传导和传递
(1)兴奋在神经纤维上的传导方向与膜内局部电流的方向相同，与膜外局部电流的方向相反，简记为“内同外反”。
(2)兴奋在神经纤维上可双向传导(但在机体内反射弧中只能单方向传导)，在神经元之间的传递只能单向，原因是：神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜。
(3)突触间隙中充满组织液，神经递质在其中的扩散不消耗能量。
(4)神经递质引起突触后膜的电位变化
①兴奋性神经递质与突触后膜受体结合：Na＋的内流使突触后膜两侧的电位由内负外正变为内正外负，使突触后膜产生兴奋。
②抑制性神经递质与突触后膜受体结合：使阴离子通道开放，尤其是对Cl－的通透性增大，使突触后膜的膜电位增大，但仍表现为“外正内负”的状态，表现为突触后神经元活动的抑制。
(5)递质去向：神经递质发生效应后，就被酶破坏而失活或被突触前膜重新吸收或被移走而迅速停止作用。
(6)物质阻断突触处神经冲动传递的3种可能原因
①药物或有毒、有害物质阻止神经递质的合成或释放。
②药物或有毒、有害物质使神经递质失活。
③突触后膜上受体位置被某种有毒物质或抗体占据，使神经递质不能与突触后膜上的受体结合。
3．反射弧图示中传入神经和传出神经的判定方法
(1)看神经节：有神经节的是传入神经。
(2)看脊髓灰质结构：与前角(膨大部分)相连的为传出神经，与后角(狭窄部分)相连的为传入神经。
(3)看突触结构()：兴奋在突触处只能由突触前膜传向突触后膜，所以与“”相连的为传入神经，与“”相连的为传出神经。
1．(2018·全国Ⅲ，3)神经细胞处于静息状态时，细胞内外K＋和Na＋的分布特征是( )
A．细胞外K＋和Na＋浓度均高于细胞内
B．细胞外K＋和Na＋浓度均低于细胞内
C．细胞外K＋浓度高于细胞内，Na＋相反
D．细胞外K＋浓度低于细胞内，Na＋相反
答案 D
解析 神经细胞内K＋浓度明显高于细胞外，而Na＋浓度比细胞外低。处于静息状态时，细胞膜主要对K＋有通透性，造成K＋外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，这是大多数神经细胞产生和维持静息电位的主要原因。
思维延伸 如图是某神经纤维动作电位的模式图，请分析：
(1)若神经纤维膜外的Na＋浓度升高，则曲线中c点会 ________移。
(2)若神经纤维膜外的K＋浓度降低，则曲线中a点________移。
(3)若这是突触后膜的电位变化图，接受抑制性神经递质后，图中的a点会________移。
答案 (1)上 (2)下 (3)下
2．(2019·全国Ⅰ，30)人的排尿是一种反射活动。回答下列问题：
(1)膀胱中的感受器受到刺激后会产生兴奋。兴奋从一个神经元到另一个神经元的传递是单向的，其原因是_____________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)排尿过程的调节属于神经调节，神经调节的基本方式是反射。排尿反射的初级中枢位于________。成年人可以有意识地控制排尿，说明排尿反射也受高级中枢控制，该高级中枢位于____________。
(3)排尿过程中，尿液还会刺激尿道上的____________，从而加强排尿中枢的活动，促进排尿。
答案 (1)神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜 (2)脊髓 大脑皮层 (3)感受器
思维延伸 据上述内容分析，排尿反射的过程属于________(填“正反馈”或“负反馈”)。
答案 正反馈
1．下图是体育运动对学习记忆的促进作用与蛋白质类神经营养因子(BDNF)关系的部分图解。据图并结合所学知识分析，错误的是( )
A．图中a过程需RNA聚合酶等并消耗ATP
B．BDNF具有抑制神经递质的释放和激活突触后膜上相应受体的作用
C．b物质和BDNF穿过突触前膜的方式相同
D．长期记忆可能与新突触的建立有关
答案 B
解析 根据题干分析可知，图中a过程包括转录和翻译，该过程需要RNA聚合酶等并消耗ATP，A项正确；据题图可知，BDNF具有促进神经递质的释放和激活突触后膜上相应受体的作用，从而促进兴奋在突触处的传递，B项错误；b物质和BDNF都是以胞吐的方式穿过突触前膜的，C项正确；长期记忆可能与新突触的建立有密切关系，D项正确。
2．在反射活动中，神经中枢既有兴奋活动又有抑制活动，这是反射的协调功能所必需的。神经中枢抑制产生机制可分为如图所示的三种模式。下列有关叙述错误的是(不定项)( )
注：图中的深色神经元为抑制性中间神经元。
A．能体现反馈调节机制的是模式Ⅲ
B．模式Ⅰ中，若神经元①兴奋，神经元④一定会兴奋
C．模式Ⅱ中，若神经元③兴奋，神经元②的电位一定是内正外负
D．模式Ⅲ中，若神经元②兴奋后神经元①再兴奋，神经元③可能不产生兴奋
答案 ABC
解析 据图分析，模式Ⅱ中兴奋性神经元释放神经递质使抑制性神经元兴奋，释放抑制性神经递质，反过来抑制兴奋性神经元的活动，体现了神经调节的反馈调节机制，模式Ⅰ和模式Ⅲ没有体现反馈调节机制，A错误；模式Ⅰ中，若神经元①兴奋，会促进神经元③兴奋，进而抑制神经元④兴奋，B错误；模式Ⅱ中，若神经元③兴奋，神经元②的电位可能是内正外负，也有可能已经恢复静息电位，表现为内负外正，C错误；模式Ⅲ中，若神经元②兴奋会产生抑制性神经递质，从而可能抑制神经元①释放神经递质，导致神经元③不产生兴奋，D正确。
3．分析有关神经调节的资料，回答问题：
科学家发现人体中有一种与肥胖有关的物质——瘦素。通过小鼠实验发现，瘦素可以通过血脑屏障，然后与下丘脑特异性受体结合，把人体相关物质含量的信号传递给下丘脑的体重调节中枢，调节摄食行为。图1表示瘦素通过下丘脑发挥作用的过程，图2为图1中某局部放大模式图。
(1)图2中结构④称为____________，此结构在图1中有________个。兴奋在图2所示结构④中的传递方向是________(填“单向”“双向”或“无方向”)的。
(2)瘦素通过血脑屏障到达下丘脑，通过一系列调节，从而抑制食欲，减少能量的摄取，达到减重的效果。此时饱中枢和摄食中枢的兴奋性分别________。
A．增强、增强 B．增强、减弱
C．减弱、增强 D．减弱、减弱
(3)图2中物质A是____________，若当图中c神经元释放物质A，并引起③的抑制，则此时③处的膜电位是____________，大脑皮层将________(填“有”或“无”)饱感。
答案 (1)突触 7 单向 (2)B (3)神经递质 内负外正 无
解析 (1)图2中结构④包括突触前膜、突触间隙和突触后膜，称为突触，此结构在图1中有7个，由于神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，兴奋在图2所示结构④中的传递方向是单向的。
(2)瘦素的作用是抑制食欲，因此导致饱中枢和摄食中枢的兴奋性分别增强、减弱。
(3)图2中物质A是神经递质，若当图中c神经元释放物质A，并引起③的抑制，则此时③处的膜电位不能发生反转，仍然是内负外正，大脑皮层将无饱感。
4．切断鸡左前肢上支配翅膀肌肉运动的两根神经，然后把支配翅膀屈曲和下垂的神经与支配翅膀伸展和上举的神经交叉缝合，当神经再生和手术创伤恢复后，动物开始明显地出现运动协调的障碍：一只翅膀上举同时另一只翅膀下垂，但经过一定时间，两只翅膀的运动协调便完全恢复了。即原先手术过的肢体的屈曲中枢开始执行伸展中枢的机能，而原先的伸展中枢则开始执行屈曲中枢的机能。若此时切除动物的大脑皮层，则已经获得的新的协调关系又将消失。回答下列问题：
(1)“支配翅膀屈曲和下垂的神经”与“支配翅膀伸展和上举的神经”的作用相互拮抗，它们释放的神经递质是否一定不同？________(填“是”或“否”)。
(2)该实验说明新的协调关系依赖于____________的机能。这一机能保证了反射活动协调的可塑性，提供了临床进行肌腱移植手术的生理学依据。
答案 (1)否 (2)大脑皮层
解析 虽然“支配翅膀屈曲和下垂的神经”与“支配翅膀伸展和上举的神经”的作用相互拮抗，但鉴于题干实验说明，原先手术过的鸡的肢体屈曲中枢开始执行伸展中枢的机能，说明其释放的递质有可能相同。由题意“切除动物的大脑皮层，则已经获得的新的协调关系又将消失”可知，新的协调关系依赖于大脑皮层的功能。
考点二 体液调节
1．常见激素及其相互关系
(1)胰腺分为内分泌部和外分泌部：外分泌部分泌含多种消化酶的胰液；内分泌部即胰岛分泌胰岛素和胰高血糖素。
(2)激素不组成细胞结构、不提供能量、不起催化作用，属于信息分子，只起调节作用。
(3)激素运输无特异性，通过体液运输到全身各处，与特定受体结合后才发挥作用。
(4)激素的受体有的在细胞膜表面，有的在细胞内部(如性激素的受体)。
(5)参与体液调节的不仅仅是激素，还有二氧化碳等物质，其中激素调节是体液调节的主要内容。
(6)不是所有激素都有激素的分级调节和反馈调节机制。常见有分级调节和反馈调节机制的激素有甲状腺激素、性激素和肾上腺皮质激素，而胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素等激素没有分级调节和反馈调节机制，而是由神经直接控制分泌量。
2．生命活动调节方式的辨析
1．(2019·全国Ⅰ，4)动物受到惊吓刺激时，兴奋经过反射弧中的传出神经作用于肾上腺髓质，使其分泌肾上腺素；兴奋还通过传出神经作用于心脏。下列相关叙述错误的是( )
A．兴奋是以电信号的形式在神经纤维上传导的
B．惊吓刺激可以作用于视觉、听觉或触觉感受器
C．神经系统可直接调节、也可通过内分泌活动间接调节心脏活动
D．肾上腺素分泌增加会使动物警觉性提高、呼吸频率减慢、心率减慢
答案 D
解析 动物看到、听到、接触到的东西都可能使自己被惊吓到，所以，视觉、听觉、触觉感受器都可以感受到惊吓刺激，B项正确；兴奋可通过传出神经作用于心脏，即神经系统可直接调节心脏活动，同时神经系统还可通过内分泌活动(产生激素)间接调节心脏活动，如肾上腺素会使心跳加速，C项正确；动物在受到惊吓时肾上腺素分泌增加，从而使呼吸频率加快、心率加快，D项错误。
思维延伸 回答关于肾上腺素的问题：
(1)肾上腺素的分泌部位是肾上腺的髓质，其分泌______(填“受”或“不受”)垂体分泌的促激素影响。
(2)在血糖调节中，肾上腺素的作用是_______________________________________________
________________________________________________________________，与________协同。
(3)在体温调节中，肾上腺素和________激素相互协同，共同促进产热。
(4)在神经调节中，内脏神经系统的许多神经元轴突末端也会释放肾上腺素，作用于突触后膜引发神经冲动，此处的肾上腺素就被称为“______________”。
答案 (1)不受 (2)促进肝糖原的分解和非糖物质转化成糖类，使血糖浓度升高 胰高血糖素 (3)甲状腺 (4)神经递质
2．(2020·全国Ⅰ，3)某研究人员以小鼠为材料进行了与甲状腺相关的实验，下列叙述错误的是( )
A．切除小鼠垂体，会导致甲状腺激素分泌不足，机体产热减少
B．给切除垂体的幼年小鼠注射垂体提取液后，其耗氧量会增加
C．给成年小鼠注射甲状腺激素后，其神经系统的兴奋性会增强
D．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
答案 D
解析 切除小鼠垂体，小鼠体内不再产生促甲状腺激素，会导致甲状腺激素分泌不足，代谢减弱，机体产热减少，A项正确；给切除垂体的幼年小鼠注射垂体提取液后，会促进甲状腺分泌甲状腺激素，导致代谢速率加快，耗氧量增加，B项正确；甲状腺激素能提高神经系统的兴奋性，给成年小鼠注射甲状腺激素后，其神经系统的兴奋性会增强，C项正确；促甲状腺激素释放激素能促进垂体分泌促甲状腺激素，给切除垂体的小鼠注射促甲状腺激素释放激素，由于没有了垂体，所以不能产生促甲状腺激素，不能促进甲状腺激素的分泌，因此小鼠代谢不能恢复正常，D项错误。
思维延伸 判断正误：
(1)酶、激素和神经递质都具有高效性、特异性，发挥作用后都会被分解或灭活( × )
(2)胰腺受反射弧中传出神经的支配，其分泌胰液也受促胰液素的调节( √ )
(3)婴幼儿缺乏甲状腺激素可影响其神经系统的发育和功能( √ )
(4)植物激素也能在动物体内起作用，如生长素也可以促进人体的生长( × )
(5)甲状腺激素作用的靶细胞比促甲状腺激素作用的靶细胞数量多( √ )
1．细胞间可以通过体液来完成间接的信息交流。下列相关叙述错误的是( )
A．若内分泌细胞是下丘脑细胞，靶细胞可能是垂体细胞，激素是促甲状腺激素或促性腺激素
B．若内分泌细胞是甲状腺细胞，靶细胞可以是多种组织细胞，激素是甲状腺激素
C．若内分泌细胞是垂体细胞，靶细胞可以是甲状腺细胞、性腺细胞，激素可能是促甲状腺激素、促性腺激素
D．若内分泌细胞是胰岛A细胞，靶细胞可能是肝细胞，激素是胰高血糖素
答案 A
解析 若内分泌细胞是下丘脑细胞，靶细胞可能是垂体细胞，激素可能是促甲状腺激素释放激素或促性腺激素释放激素，A项错误；甲状腺激素是由甲状腺细胞分泌的，其靶细胞可以是几乎全身细胞，B项正确；垂体细胞可分泌促甲状腺激素和促性腺激素，其靶细胞分别是甲状腺细胞和性腺细胞，C项正确；胰岛A细胞可分泌胰高血糖素，其靶细胞主要是肝细胞，D项正确。
2．下面为人体激素作用于靶细胞的两种机理示意图，根据所学生物学知识回答下列问题：
(1)若激素A是性激素，其化学本质是______________，合成它的腺体是__________。当该激素含量增加时，对__________(腺体或结构)的活动起到一定的抑制作用。
(2)若激素B是胰岛素，能与受体b特异性结合，产生生理效应，这体现了细胞膜_____________的功能，如果受体b发生缺陷而不能与该激素结合，则可能引起血糖浓度________。
(3)若该图表示下丘脑细胞，则细胞膜上除了有与激素结合的受体外，还可能具有与____________相结合的受体。
(4)蛋白激酶能够使某些种类的蛋白质发生磷酸化(会改变所带电荷)，使其__________改变，从而使蛋白质的活性发生变化。
答案 (1)固醇(类固醇) 睾丸或卵巢(性腺) 下丘脑和垂体 (2)信息交流 升高 (3)神经递质 (4)空间结构(或结构)
解析 (1)性激素的化学本质是固醇，合成它的腺体是睾丸或卵巢(性腺)。据示意图可知，激素A进入细胞与受体a结合后再进入细胞核，通过影响基因的表达来调控生理效应。当该激素含量增加时，根据反馈调节机制，会对下丘脑和垂体的活动起到一定的抑制作用。
(2)细胞膜的功能有将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞和进行细胞间的信息交流等，本题着重体现了信息交流的功能。胰岛素具有降血糖的作用，如果受体b发生缺陷而不能与该激素结合，则可能引起血糖浓度升高。
(3)下丘脑既能作为神经中枢，接受神经递质的信息，又能作为神经分泌细胞接受激素的信息，故下丘脑细胞膜上有与激素结合的受体，也有与神经递质相结合的受体。
3．下图是人体中发生的部分生理过程示意图，①～④代表人体内不同的调节方式，A～G代表不同的细胞或结构，请分析并回答下列问题：
(1)结构C在反射弧中是________________。A、B两种细胞中，________细胞是G(分泌细胞)分泌的激素作用的靶细胞，作出上述判断的理由是_____________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)若碘在F中参与激素的合成，则其参与合成的激素可能是________________。D通过E控制F的分泌活动体现了________________调节。
(3)机体的分泌细胞需要源源不断地产生激素，以维持激素含量的动态平衡，原因是_______________________________________________________________________________。
答案 (1)感受器 B A、B两种细胞中只有B上存在与该激素分子结合的受体 (2)甲状腺激素 分级 (3)激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活，所以人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
解析 (1)结构C能感受寒冷刺激，在反射弧中是感受器。激素只有与特异性受体结合才能发挥作用，由题图可知，A、B两种细胞中只有B上存在与G(分泌细胞)分泌的激素分子相结合的受体，所以B细胞是G(分泌细胞)分泌的激素作用的靶细胞。
(2)碘是合成甲状腺激素的原料，所以由碘参与合成的激素可能是甲状腺激素。D是下丘脑，E是垂体，F是甲状腺，下丘脑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，甲状腺分泌甲状腺激素增加，该过程的分泌活动体现了分级调节。
4．(2020·全国Ⅲ，30)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___________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)突触
(2)有些内分泌腺本身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 人体细胞不能合成，必须从外界环境中直接获取的氨基酸
解析 (1)神经元与另一个神经元之间通过突触这一结构传递信息。(2)在哺乳动物体内，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，有些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；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。(3)乳糖是二糖，由葡萄糖和半乳糖两种单糖组成。组成人体蛋白质的氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸，其中有8种是人体细胞自身不能合成的，它们是赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸，这些氨基酸必须从外界环境中直接获取，因此称为必需氨基酸。