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新高考生物一轮复习讲练课件：第25讲 体液调节（含解析）
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这是一份新高考生物一轮复习讲练课件：第25讲 体液调节（含解析），共60页。PPT课件主要包含了素养目标，神经调节，狗的上段小肠肠腔，能分泌胰液，不能分泌胰液，稀盐酸，化学物质，内分泌器官，消化腔，毛细血管等内容，欢迎下载使用。
一、激素与内分泌系统1.促胰液素的发现(1)沃泰默实验①实验假设:胰液的分泌受 的控制。 ②实验步骤
狗的小肠肠腔(切除神经)
③实验现象:A、C组中的胰腺 ,B组中的胰腺 。 ④实验结论:小肠上微小的神经难以剔除干净,胰液的分泌受 的控制。
2.激素调节(1)概念:由 或细胞分泌的化学物质——激素进行调节的方式,称为激素调节。 (2)外分泌腺:凡是分泌物经由 而流出体外或流到 的,称为外分泌腺,如汗腺、唾液腺、胃腺等。 (3)内分泌腺:凡是没有 的腺体,其分泌物—— 直接进入腺体内的 ,并随 循环输送到全身各处的,称为内分泌腺,如垂体、甲状腺等。
3.激素研究实例(1)胰岛素的发现
(2)睾丸分泌雄激素的研究
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 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
肾小管和集合管对水的重吸收
(3)内分泌系统的功能内分泌系统是机体整体功能的重要调节系统。各种内分泌腺间具有复杂的功能联系,共同调节机体活动,包括 、 、 等。
5.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(雌性激素、雄性激素)等。补充方式:既可口服,也可注射补充。(2)氨基酸衍生物类:如甲状腺激素、肾上腺素等。补充方式:既可口服,也可注射补充。(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。补充方式:不宜口服,需注射补充。
知识拓展动物激素功能的实验探究(1)常用实验方法
(2)一般思路某种方法处理实验动物→出现相应病理症状→添加某激素后恢复正常→推知相应激素生理功能(3)实验示例①验证甲状腺激素的功能a.饲喂法
②验证胰岛素的生理功能
旁栏边角(选择性必修1,第45页,“思考·讨论”改编)斯他林和贝利斯两人发现促胰液素的实验是如何设置对照实验的?
提示 两人发现促胰液素的实验的对照实验是将盐酸单独注射到狗的静脉中,看胰腺是否分泌胰液。
易错辨析基于对激素调节的理解,判断下列表述是否正确。(1)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。( )(2)肾上腺素分泌增加会使动物警觉性提高、呼吸速率减慢、心率减慢。( )(3)人在幼年时缺乏生长激素将患侏儒症,其身材矮小,且智力发育不正常。( )(4)胰岛素、性激素制剂均只能以注射的方式使用。( )
二、激素调节的过程1.血糖平衡的调节(1)血糖的来源和去路
图中序号代表内容:① ,② ,③ ,④ 。
(2)血糖调节过程图解
①调节中枢: 。 ②调节方式: 调节。
a.神经调节:下丘脑通过交感神经使胰岛细胞分泌胰高血糖素或胰岛素,另外,神经系统还通过控制甲状腺和肾上腺的分泌活动调节血糖含量。在此种调节方式中,内分泌腺本身就是反射弧效应器的一部分。b.体液调节: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。血糖平衡以体液调节为主
(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 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 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进食后血糖浓度变化曲线突破口:根据初始浓度和波动范围判断,波动范围在0.8~1.2 g/L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。
2.甲状腺激素分泌的分级调节和反馈调节(1)图中a、b、c分别为 、 和 。
促甲状腺激素释放激素
(2)分级调节①概念:人们将下丘脑、 和靶腺体之间存在的分层调控,称为分级调节。 ②分级调节实例:下丘脑—垂体—甲状腺轴;下丘脑—垂体—性腺轴;下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴等。③图示
④意义:分级调节可以______________________________________________________,从而维持机体的稳态。
放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于
负反馈(3)反馈调节:当血液中的甲状腺激素含量增加到一定程度时,又会 ,进而使甲状腺激素的分泌减少而不至于浓度过高。
抑制下丘脑和垂体分泌相关激素
3.激素调节的特点(1) :内分泌腺没有导管,内分泌细胞产生的激素弥散到体液中,随血液流到全身,传递各种信息。 (2) (能被特定激素作用的器官、细胞就是该激素的靶器官、靶细胞):①不同激素的靶器官、靶细胞一般不同,作用范围有大有小,如甲状腺激素几乎对全身的细胞都起作用,而促甲状腺激素只作用于 。 ②激素选择靶细胞,是通过与靶细胞上的特异性受体相互识别,并发生特异性结合实现的。
作用于靶器官、靶细胞
(3)作为信使传递信息:①激素犹如信使,将信息从内分泌细胞传递给靶细胞,靶细胞发生一系列的代谢变化。 调节细胞代谢②激素一经靶细胞接受并起作用后就 了。 (4) :在正常生理状态下,血液中激素含量甚微,但其作用效果极其显著。激素是人和动物体内微量、高效的生物活性物质。
4.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 的作用。例如, 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 的作用。例如,胰岛素具有 作用,胰高血糖素具有 作用。
知识拓展1.糖尿病(1)糖尿病的病理:胰岛B细胞受损,导致胰岛素分泌不足;组织细胞对胰岛素敏感性降低。(2)糖尿病的症状“三多一少”,即多饮、多尿、多食和体重减轻,原因如下图所示。
2.正反馈和负反馈调节(1)反馈调节: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,这种调节方式称为反馈调节,可分为正反馈调节和负反馈调节。(2)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。示意图如下。
(3)负反馈:偏离后纠正回归到静息水平,生物体中更常见,如体温调节、血糖调节等。示意图如下。
旁栏边角1.(选择性必修1,第54页,正文改编)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?
2.(选择性必修1,第54页,正文改编)为什么动物体内需要源源不断产生激素?
提示 由于基因的选择性表达,只有靶细胞中特定的基因才会表达,合成相应的特异性受体。
提示 因为激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了,所以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。
易错辨析1.基于对血糖平衡调节的理解,判断下列表述是否正确。(1)空腹时血糖的重要来源是肝糖原分解成葡萄糖进入血液。( )(2)胰岛素通过促进血糖的去路,抑制血糖的来源调节血糖的平衡。( )(3)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。( )(4)人体饥饿时,血液流经肝后,血糖的含量会升高;血液流经胰岛后,血糖的含量会降低。( )
2.基于对甲状腺激素分泌的分级调节和激素作用特点的理解,判断下列表述是否正确。(1)血液中甲状腺激素水平降低会引起促甲状腺激素释放激素分泌减少。( )(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。( )(3)垂体分泌的促甲状腺激素,通过体液定向运送到甲状腺。( )(4)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。( )
长句应答1.人在吃饭后血糖会有所升高,一段时间后又恢复正常,其调节过程: 。
2.糖尿病病人出现“多尿”的原因: 。
提示 血糖升高,胰岛素分泌增加,促进组织细胞对血糖的摄取和利用,从而降低血糖
提示 原尿中含有大量的糖,渗透压升高导致肾小管和集合管对水分的重吸收困难,使尿液增多。
三、体液调节与神经调节的关系1.体液调节(1)概念: ,通过体液传送的方式对生命活动进行调节,称为体液调节。 激素调节是其主要方式(2)体液因子:参与体液调节的化学物质有激素、组胺、某些气体分子(NO、CO等)以及一些代谢产物(CO2)等,主要是 。 血浆、组织液、淋巴液等(3)传递方式:主要由细胞外液进行运输,然后作用于靶器官、靶细胞。
(4)实例:CO2调节呼吸运动,如图所示。细胞代谢加快,产生较多的CO2⇒血液中的CO2含量升高刺激⇒感受器⇒呼吸中枢⇒呼吸运动加强⇒排出较多CO2⇒维持体内CO2含量的稳定(5)范围①一些低等动物只有 。 ②在人和高等动物体内, 都是机体调节生命活动的重要方式。
2.神经调节与体液调节的关系(1)区别
(2)联系:①不少内分泌腺直接或间接地受 系统的调节,在这种情况下,体液调节可以看作是 的一个环节;②内分泌腺分泌的激素也可以影响 的发育和功能,如甲状腺激素能促进神经系统的发育。
3.体液调节和神经调节的协调(1)体温的调节①机体热量的主要来源: 。安静状态下,人体主要通过 等器官的活动提供热量;运动时, 成为主要的产热器官。 ②人体最主要的散热器官: ,其散热主要通过 、传导、 以及 的方式进行的。
③体温调节过程a.寒冷条件下:神经—体液调节
b.炎热条件下:神经调节
④特点:人体调节体温的能力是 的。 ⑤意义:a.维持体温的相对稳定是 的必要条件。当体温过低或过高时,酶的活性降低,甚至失活,使物质代谢速率变慢,生命活动受到影响;b. 的发热是人体抵抗疾病的生理性防御反应。发热期间,身体的抵抗力增强,免疫反应增强。
人体生命活动正常进行
(2)水和无机盐平衡的调节①人体内水的来源和去路
②人体内的无机盐(以Na+为例)a.Na+的来源:Na+的主要来源是 ,几乎全部由 吸收。 b.Na+的去路:主要经 随 排出。 c.特点:排出量几乎等于摄入量。
③水盐平衡的调节过程
a.当大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低时, ,促进 对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡。 b.水和无机盐的平衡,是在 的共同作用下,通过调节 实现的。
肾上腺皮质增加分泌醛固酮
知识拓展血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量的关系血浆渗透压升高,抗利尿激素分泌增多,二者呈正相关;抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收,使尿量减少,二者呈负相关。三者关系如上图所示。
旁栏边角1.(选择性必修1,第58页,“相关信息”改编)由于室内外温差很大,人体维持稳态的调节能力有限,同学们的身体会受到一定的影响。即使是在夏季,医生也建议,在剧烈运动导致大汗淋漓之后最好不要立即到温度很低的空调间“乘凉”,其主要理由是什么?
提示 低温环境的刺激会使机体产热作用增强、毛细血管收缩、出汗减少,最终导致机体体内热量不能及时散出。
2.(选择性必修1,第59页,“正文”改编)下图表示体温调节和水盐平衡的调节过程,请据图分析下列问题。(1)图中小写字母表示的分别是什么激素?
提示 a是促甲状腺激素释放激素,b是促甲状腺激素,c是甲状腺激素,d是抗利尿激素。
(2)在寒冷环境中,皮肤会发生怎样的变化?
(3)以小鼠为实验材料,验证下丘脑是水盐调节的中枢。写出实验思路。
提示 汗腺分泌减少、皮肤血管收缩、立毛肌收缩等。
提示 将小鼠分为实验组与对照组两组,实验组破坏了小鼠的下丘脑,对照组不做处理,给两组供应相同的水量,测量各组小鼠的尿量。
易错辨析1.基于对体温调节的理解,判断下列表述是否正确。(1)体液调节就是激素调节。( )(2)寒冷环境下机体通过各种途径减少散热,使散热量低于炎热环境。( )(3)呼气是人体的主要散热途径。( )(4)骨骼肌和肝是人体的主要产热器官。( )(5)当人突然遇到寒冷环境时,肾上腺素分泌减少,心率减慢。( )
2.基于对水盐平衡调节的理解,判断下列表述是否正确。(1)当人体失水过多时,血浆中的抗利尿激素含量升高。( )(2)肾小管通过主动运输吸收水的过程受抗利尿激素的调节。( )(3)机体水盐平衡的维持受神经和体液共同调节。( )(4)抗利尿激素是由垂体合成并释放的。( )(5)人体的体温调节中枢和水盐平衡调节中枢均在下丘脑的某一区域。( )
考向探究考向1促胰液素的发现1.(2022安徽屯溪高三模拟)下列与促胰液素发现过程有关的四个实验的分析,错误的是( )①稀盐酸→小肠肠腔→胰腺分泌胰液 ②稀盐酸→静脉血液→胰腺不分泌胰液 ③稀盐酸→小肠肠腔(去除神经)→胰腺分泌胰液 ④小肠黏膜+稀盐酸+沙子→研磨制成提取液→注入静脉血液→胰腺分泌胰液A.①与②、②与④对比说明胰液分泌不是稀盐酸直接作用的结果B.①与③对比说明胰液分泌可能不通过神经调节产生,也可能通过神经调节产生C.要证明胰液分泌是否受神经的调节应该再设计实验继续探究D.仅通过④就可说明胰液分泌受小肠黏膜产生的物质(由血液运输)调节
答案 D 解析 ①与②、②与④对比说明胰液分泌不是稀盐酸直接作用的结果,其结果说明胰腺分泌胰液与小肠黏膜产生的化学物质有关,A项正确;①与③组成的实验中,自变量是通向小肠的神经,因变量是胰腺是否分泌胰液,其结果说明胰腺分泌胰液可能不通过神经调节产生,但也可能通过神经调节,B项正确;由B项可知,要证明胰液分泌是否受神经的调节应该再设计实验继续探究,C项正确;生物实验需遵循对照原则,故仅通过④不可说明胰液分泌受小肠黏膜产生的物质(由血液运输)调节,D项错误。
考向2人体内的激素的种类和功能2.(2022海南海师附中高二期末)下列有关人体内分泌激素的来源及其对应的生理作用的叙述,错误的是( )
答案 A 解析 甲状腺分泌的甲状腺激素能提高细胞代谢速率,加快物质的氧化分解,A项错误;下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素能够促进垂体分泌促甲状腺激素,B项正确;胰岛B细胞分泌的胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用、储存葡萄糖,从而提高组织细胞对葡萄糖的利用,使血糖浓度降低,C项正确;垂体分泌的促甲状腺激素能促进甲状腺合成与分泌甲状腺激素,D项正确。
3.(2022辽宁模拟)科研人员分别给3组大白鼠注射了A、B、C 3种激素,观察到的相应反应如下表所示,据此判断激素A、B、C依次是( )A.肾上腺素、胰岛素、生长激素B.胰高血糖素、生长激素、肾上腺素C.胰岛素、生长激素、肾上腺素D.生长激素、胰岛素、肾上腺素
答案 C 解析 激素A引起血糖降低,是胰岛素的作用;激素B促进蛋白质的合成,并使软骨生长明显,是生长激素的作用;激素C使呼吸、心率加快,并使体内产热量增加,是肾上腺素的作用。
考向3实验探究激素的功能4.(2020全国Ⅰ)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 甲状腺激素能够促进物质的氧化分解,加速细胞代谢,提高神经系统的兴奋性。垂体产生的促甲状腺激素作用于甲状腺,使甲状腺激素分泌增加。切除小鼠垂体,会导致甲状腺激素分泌不足,细胞代谢减慢,机体产热减少,A项正确;垂体提取液中含有促甲状腺激素,促甲状腺激素能促进甲状腺激素的分泌,因此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,B项正确;甲状腺激素能够提高神经系统的兴奋性,给成年小鼠注射甲状腺激素后,小鼠体内甲状腺激素含量升高,神经系统的兴奋性会增强,C项正确;垂体能够产生促甲状腺激素和生长激素。促甲状腺激素释放激素的靶器官是垂体,给切除垂体的小鼠注射促甲状腺激素释放激素,小鼠体内仍然缺乏促甲状腺激素和生长激素,其代谢无法恢复正常,D项错误。
方法突破1.几种常见激素的产生部位及作用部位(细胞)
2.激素、酶与神经递质的区别
角度一、血糖平衡的调节考向探究考向1血糖平衡的相关激素1.(2022河北)血糖浓度升高时,机体启动3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
答案 C 解析 题干中途径①②③都增强了胰岛B细胞的分泌活动,A项正确;途径②③中都是迷走神经参与活动,作用于胰岛B细胞或胃肠激素分泌细胞,B项正确;途径③调节胰岛素水平的方式是神经—体液调节,C项错误;血糖平衡的调节存在负反馈调节,D项正确。
2.(2022甘肃民乐模拟)激素作为一种化学信号,能把某种调节的信息由内分泌细胞携带至靶细胞。下图表示影响胰岛A细胞分泌因素及其发挥作用的过程。下列相关分析正确的是( )A.胰岛A细胞能分泌胰高血糖素,影响其分泌的刺激Y可能是血糖水平降低B.刺激X→①→②→③→胰岛A细胞,属于非条件反射;②结构位于大脑皮层C.图示激素主要作用于肝细胞,促进肝糖原的分解及非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高D.靶细胞“受体”的物质基础是脂质,此过程体现了细胞间的信息传递
答案 C 解析 胰岛A细胞能分泌胰高血糖素,影响其分泌的刺激X最可能是血糖含量降低,刺激Y可能是胰岛素分泌增多,A项错误;从反射类型看,刺激X→①→②→③→胰岛A细胞,属于非条件反射,其中①结构称为传入神经,②结构位于下丘脑,B项错误;图示激素主要作用于肝细胞,主要作用是促进肝糖原的分解及非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高,C项正确;靶细胞“受体”的物质基础是糖蛋白,此过程体现了细胞间的信息传递,D项错误。
考向2糖尿病产生的原因及治疗3.(2022山东泰安模拟)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肝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
答案 A 解析 格列美脲的作用是促进胰岛素分泌,不能用于胰岛素依赖型糖尿病的治疗,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,格列美脲可抑制肝中葡萄糖的生成,进而来降低血糖,C项正确;合理控制饮食可减少糖的来源,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。
考向3实验探究血糖平衡的调节4.(2022天津高考模拟)人体在饥饿和进食等不同状态下会发生不同的生理反应,进食可刺激小肠的K细胞分泌一种多肽(GIP),GIP可作用于胰岛细胞和脂肪细胞,引起血糖浓度降低,其作用机理如下图所示(①~④代表细胞膜上的结构)。下列推断正确的是( )A.细胞膜上的①②③④一旦与特定分子结合后,便会被灭活B.与注射葡萄糖相比,口服等量葡萄糖时体内胰岛素水平较低C.GIP与①结合可能促进葡萄糖进入脂肪细胞转化为脂肪D.K细胞分泌GIP和胰岛细胞分泌胰岛素都不需要膜蛋白的协助
答案 C 解析 细胞膜上的①②③④(受体)一旦与特定分子结合后,不会被灭活,A项错误;与注射相比,口服后葡萄糖是通过消化系统进入血浆,而消化系统中小肠K细胞可分泌GIP促进胰岛素分泌,而通过注射的葡萄糖会直接进入血浆,不会引起该反应,故口服等量葡萄糖时,血浆胰岛素水平更高,B项错误;由图可知,进食后GIP和胰岛素通过结构①和②作用于脂肪细胞,促进葡萄糖进入细胞并转化为脂肪,C项正确;K细胞分泌GIP和胰岛细胞分泌胰岛素都是胞吐过程,不需要膜蛋白的协助,D项错误。
方法突破1.影响胰岛素和胰高血糖素分泌的因素
2.血糖调节的方式及与之有关的激素(1)血糖调节的方式是激素调节和神经—体液调节①激素调节:血糖浓度的变化可直接促进胰岛素或胰高血糖素的分泌,同时,又会通过反馈调节机制抑制胰岛素和胰高血糖素的分泌。②神经—体液调节:下丘脑是血糖平衡调节中枢,可通过交感神经支配胰岛A细胞、胰岛B细胞和肾上腺等效应器,分别控制细胞或腺体分泌胰高血糖素、胰岛素和肾上腺素。
(2)血糖调节相关的激素
角度二、甲状腺激素分泌的分级调节考向探究考向1分级调节和反馈调节5.(2022重庆高三模拟)在对新冠肺炎重症患者治疗中,有时会使用到糖皮质激素(GC)。GC是肾上腺皮质分泌的,具有免疫抑制作用。正常机体调节GC分泌的途径如下图所示(CRH为促肾上腺皮质激素释放激素,ACTH为促肾上腺皮质激素)。
下列关于GC的叙述,正确的是( )A.新冠肺炎患者使用GC后会刺激机体产生细胞因子消灭病毒B.长期大量使用GC,会导致患者肾上腺皮质分泌功能增强C.GC的分泌受到下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴的反馈调节D.GC的分泌过程受神经调节和内分泌系统共同调节
答案 D 解析 新冠肺炎患者使用GC后,糖皮质激素分泌增多,抑制了免疫系统的功能,使免疫系统的防御、自稳、监视功能降低,导致机体产生细胞因子减少,A项错误;糖皮质激素的分泌调节涉及分级调节和负反馈调节,其分泌增多时会反过来抑制下丘脑和垂体的功能,长期大量使用GC,会使肾上腺皮质萎缩,最终导致患者肾上腺皮质分泌功能减弱,B项错误;通过题图分析,下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素(CRH),会促进垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH),进而促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素,所以GC的分泌受到下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴的分级调节,C项错误;GC的分泌过程受神经调节和内分泌系统的共同调节,D项正确。
6.(2022河北衡水中学模拟)血糖的调节不仅受神经和激素的调节,还可以通过如图所示调节机制维持血糖平衡。当氢化可的松含量过高时,会抑制下丘脑和垂体的活动,结合所学知识,下列相关叙述和分析错误的是( )A.血糖的调节受多种激素协调合作共同调节B.氢化可的松的分泌存在分级调节和负反馈调节C.血糖浓度变化直接刺激下丘脑中的神经中枢D.肝细胞表面有胰岛素和氢化可的松的受体
答案 C 解析 血糖的调节受胰岛素、胰高血糖素、氢化可的松等多种激素协调合作共同调节,A项正确;下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素,促进垂体分泌促肾上腺皮质激素,进而使肾上腺皮质分泌氢化可的松,这属于分级调节,而氢化可的松含量过高,就会抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这属于负反馈调节,B项正确;血糖浓度过高或过低,会刺激感受器产生兴奋,通过传入神经传到下丘脑,间接刺激下丘脑中的神经中枢,C项错误;肝细胞是胰岛素和氢化可的松的受体细胞,表面有胰岛素和氢化可的松的受体,可以促进蛋白质转变为葡萄糖,D项正确。
易错提醒激素调节的两个认识误区(1)并不是所有的激素都是通过下丘脑到垂体到相应腺体来分级调节的,如胰岛素的分泌。(2)并不是所有的反馈调节都会使相关过程趋于平衡,如正反馈调节。
考向2激素调节的作用机理7.(2022山东济宁模拟)根据激素作用机制,可将激素分为胞内受体结合的激素和膜受体结合的激素。据下图分析,下列相关说法错误的是( )A.激素和膜受体b结合后进入细胞发挥作用B.③④过程体现了基因通过控制蛋白质的合成控制生物体的性状C.性激素可通过与途径a相似的过程,影响细胞分裂相关基因的表达D.抗体损伤激素受体引起的自身免疫病,无法通过注射相应激素得到缓解
答案 A 解析 由图可知,激素和膜受体b结合后,激素未进入细胞,无法通过进入细胞发挥作用,A项错误;③④过程体现了基因通过控制蛋白质的合成控制生物体的性状,B项正确;性激素属于固醇类物质,相关受体在细胞内,因此性激素可通过与途径a相似的过程发挥作用,且性激素能影响细胞分裂相关基因的表达(促进生殖细胞的产生),C项正确;抗体损伤激素受体后,激素无法发挥作用,注射激素无法缓解病情,D项正确。
考向3激素调节的特点8.褪黑素是哺乳动物松果体分泌的一种内源激素。褪黑素的分泌呈现24 h规律性波动,白天分泌减少而夜间分泌增加。在淋巴细胞中含有褪黑素的特异性受体。研究发现,切除小鼠的松果体会引起甲状腺增生肥大,注射褪黑素会使甲状腺重量减轻。下列叙述错误的是( )A.某人长期睡前玩手机扰乱了生物钟,这与光线刺激引起褪黑素分泌减少有关B.褪黑素可能作用于下丘脑,使垂体分泌促甲状腺激素减少,抑制甲状腺的发育C.双目失明的小鼠,其褪黑素分泌量明显低于正常小鼠D.在有光环境中熬夜可能减少褪黑素的分泌,影响淋巴细胞的作用进而可能导致人体免疫力下降
答案 C 解析 随着日照周期变化,褪黑素白天分泌减少,晚上分泌增多,某人长期睡前玩手机扰乱了生物钟,这与手机发出的光线刺激引起褪黑素分泌减少相关,A项正确;根据题中“切除小鼠的松果体会引起甲状腺增生肥大,注射褪黑素会使甲状腺重量减轻”可知,褪黑素可能作用于下丘脑,抑制下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素,从而使垂体分泌促甲状腺激素减少,抑制甲状腺的发育,B项正确;褪黑素白天分泌减少,晚上分泌增多,如果小鼠失明,则不能感受到白天的光线,褪黑素分泌增多,C项错误;在淋巴细胞中含有褪黑素的特异性受体,可以接受褪黑素的刺激,在有光环境中熬夜可能减少褪黑素的分泌,影响淋巴细胞的作用进而导致人体免疫力下降,D项正确。
考向4激素的应用9.(2022湖北武汉模拟)为了使牛、羊多长肉、多产奶,给这些牲畜体内注射了大量雌激素,为了让池塘里的鱼虾迅速生长,添加了“催生”的激素饲料,为了促使蔬菜瓜果个头变大,提前进入市场,喷洒或注射一定浓度的乙烯利、脱落酸、膨大剂等“催生剂”。这种具有与人和生物内分泌激素作用类似的来自外部环境合成的化学物质,称为环境激素。下列关于环境激素的叙述,正确的是( )A.环境激素进入机体后通过体液定向运输到靶器官,使靶细胞原有的生理活动发生变化B.环境激素进入机体后通过消化被分解成小分子物质,不会对机体造成伤害C.环境激素进入机体后转化成细胞的成分,为细胞提供能量,同时具备催化作用D.人在食用了含这些环境激素的食物后,环境激素会进入机体,通过与特定受体结合刺激或抑制内分泌系统,引起内分泌系统失调
答案 D 解析 环境激素进入机体后通过体液不能定向地运输到靶器官,A项错误;环境激素与人和生物内分泌激素作用类似,进入机体后,会与相应“受体”结合,干扰人体内分泌,会对机体造成伤害,B项错误;环境激素起调节作用,不能作为组成细胞的成分,不能为细胞提供能量,也不能起催化作用,C项错误;环境激素与人和生物内分泌激素作用类似,人在食用了含这些环境激素的食物后,会与相应“受体”结合,诱使机体渐渐改变某些生物化学反应,干扰人体内分泌,引起内分泌系统失调,D项正确。
方法突破1.神经调节与体液调节的分析比较
考向探究考向1体液调节和神经调节的比较1.(2022安徽安庆模拟)下列关于人体中神经调节和体液调节的叙述,正确的是( )A.若组织液中K+急剧降低到一定程度,则神经细胞的静息电位绝对值会加大B.体液调节的信号是各种激素,神经调节的信号有神经冲动和神经递质C.人体血浆中的CO2浓度升高会刺激下丘脑呼吸中枢,使呼吸加快加深D.在寒冷环境中,甲状腺激素能催化细胞内有机物的氧化分解,使产热增加
答案 A 解析 K+主要维持细胞内液的渗透压,若组织液中K+急剧降低到一定程度,会导致K+外流增多,静息电位绝对值加大,A项正确;体液调节的信号主要是各种激素,还有H+、CO2等物质,神经调节的信号有神经冲动和神经递质,B项错误;人体的呼吸中枢位于脑干,C项错误;在寒冷环境中,甲状腺激素能加快细胞内有机物的氧化分解,使产热增加,但其不具有催化作用,D项错误。
考向2体温的调节2.(2022山东日照高三模拟)热习服是指机体在长期、反复暴露于热环境的条件下,出现的一系列适应性反应。下图是在34 ℃、相对湿度为89%的环境下未热习服和已热习服的人的直肠温度和出汗率随时间的变化曲线。下列相关分析错误的是( )A.据图分析,运动过程中机体的产热量大于散热量B.运动时,已热习服人的体温变化比未热习服人变化大C.已热习服的人运动时汗腺分泌增加,有利于降低体温D.经过热习服训练后,机体调节体温恒定的能力会增强
答案 B 解析 根据题图分析可知,运动过程中直肠温度上升,因此机体的产热量大于散热量,A项正确;由题图可知,运动时,已热习服人的直肠温度从37 ℃左右上升到38.3 ℃左右,未热习服人的直肠温度从37.5 ℃左右上升到40 ℃左右,故已热习服人的体温变化比未热习服人的体温变化小,B项错误;已热习服的人运动时汗腺分泌增加,有利于散热,降低体温,C项正确;经过热习服训练后,机体调节体温恒定的能力会增强,D项正确。
3.(2022江苏南京模拟)下图表示机体由温度为T1的环境进入温度为T2的环境的过程中产热量和散热量的变化,下列叙述正确的是( )A.根据图示信息可知T2>T1B.曲线a表示产热量,曲线b表示散热量C.AB过程中机体通过皮肤毛细血管舒张,汗腺分泌增加等方式增加散热D.T2环境中由于产热量和散热量均高于T1环境,机体表现为体温升高
答案 B 解析 由曲线情况可知,机体由温度为T1的环境进入温度为T2的环境的产热量和散热量增加,故T2
答案 C 解析 当细胞外液渗透压升高时,抗利尿激素释放增多,但不能定向运输,A项错误;抗利尿激素的作用是调节生物体的代谢过程,不参与构成生物机体,故其不能成为基侧膜的一部分,B项错误;根据题干“ADH能促进集合管上皮细胞中含水通道蛋白的小泡可逆性移至并整合到管腔膜上,以调节管腔膜对水的通透性,而水在基侧膜可自由通过”可知,水分子通过管腔侧的方式是协助扩散,通过基侧膜的方式是自由扩散,C项正确;含水通道蛋白的小泡整合到管腔膜的过程体现了细胞膜具有一定的流动性,D项错误。
考向4下丘脑的功能5.(2022全国甲)人体下丘脑具有内分泌功能,也是一些调节中枢的所在部位。下列有关下丘脑的叙述,错误的是( )A.下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化B.下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素C.下丘脑参与水盐平衡的调节;下丘脑有水平衡调节中枢D.下丘脑能感受体温的变化;下丘脑有体温调节中枢
答案 B 解析 下丘脑渗透压感受器能感受细胞外液渗透压的变化,A项正确;下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素释放激素,促甲状腺激素是由垂体分泌的,B项错误;下丘脑中的水平衡调节中枢参与人体水盐平衡的调节,C项正确;下丘脑能够感受体温的变化,下丘脑中的体温调节中枢参与人体的体温调节,D项正确。
方法突破1.明辨体温调节的六个易错点
2.水盐平衡调节的四个重要结论
神经调节和体液调节知识必备1.生命活动调节的不同途径(1)完全依赖反射弧完成,仅涉及“神经递质”这种信号分子——神经调节。
举例:膝跳反射、缩手反射等。
(2)仅涉及“激素”或其他化学物质(体液因子)——体液调节。
举例:人进食后血糖升高,引起胰岛B细胞分泌胰岛素,使血糖降低。
(3)既有神经系统调节,又有相关激素或其他化学物质的参与,涉及“神经递质”与“激素”两类信号分子——神经—体液调节。模型Ⅰ:
举例:血糖降低,下丘脑通过有关神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,使血糖升高。
模型Ⅱ:举例:日照长短变化会刺激鸟类的神经系统,下丘脑分泌促性腺激素释放激素作用于垂体,垂体分泌促性腺激素作用于性腺,性腺分泌的性激素增加,促使鸟类产卵。
2.下丘脑在稳态调节中的作用模型
3.动物生命活动调节的综合模型(1)若该图为反射弧的结构模式图,则a、b、c、d、e分别表示感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器。(2)若该图表示甲状腺激素分泌的分级调节,则a、b、c、d、e分别表示下丘脑、促甲状腺激素释放激素、垂体、促甲状腺激素、甲状腺。(3)若该图表示人体内水盐平衡的调节,则a表示下丘脑,下丘脑渗透压感受器感受渗透压的变化,可促使c(垂体)释放抗利尿激素,通过d(体液)运输后,作用于靶细胞e(肾小管细胞和集合管细胞)。
(4)若该图表示血糖的神经—体液调节途径,则a表示下丘脑,b、c、d、e分别表示有关神经、胰岛、胰岛素(或胰高血糖素)、靶器官或靶细胞。(5)若该图表示在炎热条件下的体温调节,则e为效应器(传出神经末梢和它所支配的皮肤和汗腺等)。
专项突破典例.(2022广东)太极拳是我国的传统运动项目,其刚柔并济、行云流水般的动作是通过神经系统对肢体和躯干各肌群的精巧调控及各肌群间相互协调而完成。如“白鹤亮翅”招式中的伸肘动作,伸肌收缩的同时屈肌舒张。下图为伸肘动作在脊髓水平反射弧基本结构的示意图。回答下列问题。
(1)图中反射弧的效应器是 及其相应的运动神经末梢。若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至a处时,a处膜内外电位应表现为 。 (2)伸肘时,图中抑制性中间神经元的作用是 ,使屈肌舒张。 (3)适量运动有益健康。一些研究认为太极拳等运动可提高肌细胞对胰岛素的敏感性,在胰岛素水平相同的情况下,该激素能更好地促进肌细胞 ,降低血糖浓度。 (4)有研究报道,常年坚持太极拳运动的老年人,其血清中TSH、甲状腺激素等的浓度升高,因而认为运动能改善老年人的内分泌功能,其中TSH水平可以作为评估 (填分泌该激素的腺体名称)功能的指标之一。
答案 (1)屈肌肌群和伸肌肌群 外负内正 (2)释放抑制性神经递质,抑制屈肌运动神经元 (3)加速摄取、利用和储存葡萄糖 (4)垂体解析 (1)效应器是传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等。题图中反射弧的效应器是屈肌肌群和伸肌肌群及其相应的运动神经末梢。神经系统兴奋时,Na+内流,形成外负内正的动作电位。(2)抑制性中间神经元兴奋后,释放抑制性神经递质,使屈肌运动神经元受抑制,因此屈肌肌群舒张,完成伸肘动作。(3)胰岛素的生理作用是促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖水平降低。(4)TSH是促甲状腺激素,由垂体分泌。
专项训练1.(2022湖南)生长激素对软骨细胞生长有促进作用,调节过程如下图所示。回答下列问题。(1)根据示意图,可以确定软骨细胞具有 (填“GH受体”“IGF-1受体”或“GH受体和IGF-1受体”)。 (2)研究人员将正常小鼠和IGF-1基因缺失小鼠分组饲养后,检测体内GH水平。据图预测,IGF-1基因缺失小鼠体内GH水平应 (填“低于”“等于”或“高于”)正常小鼠,理由是 。
(3)研究人员拟以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,在细胞培养液中添加不同物质分组离体培养,验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长。实验设计如下表所示,A组为对照组。
实验结果预测及分析:①与A组比较,在B、C、D 3组中,软骨细胞生长无明显变化的是 组。 ②若E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快,结合本实验目的,推测E组培养液中添加物质是 。
答案 (1)GH受体和IGF-1受体 (2)高于 IGF-1基因缺失的小鼠不能产生IGF-1,不能抑制垂体分泌GH(3)①B、D ②正常小鼠去垂体后注射过GH的血清解析 (1)根据题图可知,生长激素(GH)和胰岛素样生长因子1(IGF-1)均可作用于软骨细胞,故软骨细胞表面具有GH受体和IGF-1受体。(2)根据题图可知,垂体分泌的GH可促进肝细胞分泌IGF-1,IGF-1含量过多时会抑制垂体分泌生长激素,IGF-1基因缺失的小鼠不能产生IGF-1,不能抑制垂体分泌GH,故IGF-1基因缺失小鼠体内GH含量高于正常小鼠。
(3)以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长,实验的自变量应为GH的有无及IGF-1的有无。①以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,则B组培养液中添加GH,不能促进软骨细胞生长。D组正常小鼠去垂体后,血清中不含GH,则也不含有肝细胞分泌的IGF-1,软骨细胞也不能生长。C组培养液中添加IGF-1,可促进软骨细胞生长。综上可知,与A组比较,软骨细胞生长无明显变化的是B、D两组。②E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快,推测E组培养液中添加的物质中应含有IGF-1,结合D组可知,添加的物质是正常小鼠去垂体后注射过GH的血清,通过B、C、D、E 4组对照,说明没有垂体分泌GH或GH不能发挥作用,均不能促进软骨细胞生长,有IGF-1,软骨细胞才能生长,可验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长。
2.(2022辽宁)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,机体的冷觉感受器兴奋,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含量维持在正常生理水平。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。
答案 (1)神经冲动(或电信号、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
解析 (1)兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导。在寒冷刺激下,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,则线粒体中能量转化方式为有机物中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,这体现了激素的负反馈调节。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,抑制了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。
3.(2022北京)胰岛素是调节血糖的重要激素,研究者研制了一种“智能”胰岛素(IA)并对其展开了系列实验,以期用于糖尿病的治疗。(1)正常情况下,人体血糖浓度升高时, 细胞分泌的胰岛素增多,经 运输到靶细胞,促进其对葡萄糖的摄取和利用,使血糖浓度降低。
(2)GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白,IA(见图1)中的X能够抑制GT的功能。为测试葡萄糖对IA与GT结合的影响,将足量的带荧光标记的IA加入红细胞膜悬液中处理30分钟,使IA与膜上的胰岛素受体、GT充分结合。之后,分别加入葡萄糖至不同的终浓度,10分钟后检测膜上的荧光强度。图2结果显示:随着葡萄糖浓度的升高, 。研究表明葡萄糖浓度越高,IA与GT结合量越低。根据上述信息,推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为 。
(3)为评估IA调节血糖水平的效果,研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量胰岛素和IA,测量血糖浓度的变化,结果如图3所示。图3该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势,体现在 。
(4)细胞膜上GT含量呈动态变化,当胰岛素与靶细胞上的受体结合后,细胞膜上的GT增多。若IA作为治疗药物,糖尿病患者用药后进餐,血糖水平会先上升后下降。请从稳态与平衡的角度,完善IA调控血糖的机制图。(任选一个过程,在方框中以文字和箭头的形式作答。)
答案 (1)胰岛B 体液 (2)膜上的荧光强度降低 葡萄糖与IA竞争结合GT (3)IA能响应血糖浓度变化发挥作用(或IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险)(4)
解析 (1)胰岛素是由胰岛B细胞分泌的,经体液运输到靶细胞,与靶细胞上的受体结合,促进其对葡萄糖的摄取和利用,使血糖浓度降低。(2)分析图2可知,悬液中葡萄糖浓度越高,细胞膜上的荧光强度越低。分析题干可知,带荧光的IA能与红细胞膜上的GT和胰岛素受体结合,加入葡萄糖,膜上的荧光强度会下降,意味着IA从膜上脱落下来,加入的葡萄糖浓度越高,膜上的IA越少,由于葡萄糖可以与GT结合而不能与胰岛素受体结合,故推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为葡萄糖与IA竞争结合GT。(3)分析图3可知,胰岛素会将血糖降至60 mg/dL(低血糖),而IA能将血糖降至100 mg/dL左右;IA能将血糖维持在正常水平,而胰岛素只能维持2个小时左右,故该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势,体现在IA能响应血糖浓度变化发挥作用。
一、激素与内分泌系统1.促胰液素的发现(1)沃泰默实验①实验假设:胰液的分泌受 的控制。 ②实验步骤
狗的小肠肠腔(切除神经)
③实验现象:A、C组中的胰腺 ,B组中的胰腺 。 ④实验结论:小肠上微小的神经难以剔除干净,胰液的分泌受 的控制。
2.激素调节(1)概念:由 或细胞分泌的化学物质——激素进行调节的方式,称为激素调节。 (2)外分泌腺:凡是分泌物经由 而流出体外或流到 的,称为外分泌腺,如汗腺、唾液腺、胃腺等。 (3)内分泌腺:凡是没有 的腺体,其分泌物—— 直接进入腺体内的 ,并随 循环输送到全身各处的,称为内分泌腺,如垂体、甲状腺等。
3.激素研究实例(1)胰岛素的发现
(2)睾丸分泌雄激素的研究
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 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
肾小管和集合管对水的重吸收
(3)内分泌系统的功能内分泌系统是机体整体功能的重要调节系统。各种内分泌腺间具有复杂的功能联系,共同调节机体活动,包括 、 、 等。
5.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(雌性激素、雄性激素)等。补充方式:既可口服,也可注射补充。(2)氨基酸衍生物类:如甲状腺激素、肾上腺素等。补充方式:既可口服,也可注射补充。(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。补充方式:不宜口服,需注射补充。
知识拓展动物激素功能的实验探究(1)常用实验方法
(2)一般思路某种方法处理实验动物→出现相应病理症状→添加某激素后恢复正常→推知相应激素生理功能(3)实验示例①验证甲状腺激素的功能a.饲喂法
②验证胰岛素的生理功能
旁栏边角(选择性必修1,第45页,“思考·讨论”改编)斯他林和贝利斯两人发现促胰液素的实验是如何设置对照实验的?
提示 两人发现促胰液素的实验的对照实验是将盐酸单独注射到狗的静脉中,看胰腺是否分泌胰液。
易错辨析基于对激素调节的理解,判断下列表述是否正确。(1)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。( )(2)肾上腺素分泌增加会使动物警觉性提高、呼吸速率减慢、心率减慢。( )(3)人在幼年时缺乏生长激素将患侏儒症,其身材矮小,且智力发育不正常。( )(4)胰岛素、性激素制剂均只能以注射的方式使用。( )
二、激素调节的过程1.血糖平衡的调节(1)血糖的来源和去路
图中序号代表内容:① ,② ,③ ,④ 。
(2)血糖调节过程图解
①调节中枢: 。 ②调节方式: 调节。
a.神经调节:下丘脑通过交感神经使胰岛细胞分泌胰高血糖素或胰岛素,另外,神经系统还通过控制甲状腺和肾上腺的分泌活动调节血糖含量。在此种调节方式中,内分泌腺本身就是反射弧效应器的一部分。b.体液调节: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。血糖平衡以体液调节为主
(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 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 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进食后血糖浓度变化曲线突破口:根据初始浓度和波动范围判断,波动范围在0.8~1.2 g/L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。
2.甲状腺激素分泌的分级调节和反馈调节(1)图中a、b、c分别为 、 和 。
促甲状腺激素释放激素
(2)分级调节①概念:人们将下丘脑、 和靶腺体之间存在的分层调控,称为分级调节。 ②分级调节实例:下丘脑—垂体—甲状腺轴;下丘脑—垂体—性腺轴;下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴等。③图示
④意义:分级调节可以______________________________________________________,从而维持机体的稳态。
放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于
负反馈(3)反馈调节:当血液中的甲状腺激素含量增加到一定程度时,又会 ,进而使甲状腺激素的分泌减少而不至于浓度过高。
抑制下丘脑和垂体分泌相关激素
3.激素调节的特点(1) :内分泌腺没有导管,内分泌细胞产生的激素弥散到体液中,随血液流到全身,传递各种信息。 (2) (能被特定激素作用的器官、细胞就是该激素的靶器官、靶细胞):①不同激素的靶器官、靶细胞一般不同,作用范围有大有小,如甲状腺激素几乎对全身的细胞都起作用,而促甲状腺激素只作用于 。 ②激素选择靶细胞,是通过与靶细胞上的特异性受体相互识别,并发生特异性结合实现的。
作用于靶器官、靶细胞
(3)作为信使传递信息:①激素犹如信使,将信息从内分泌细胞传递给靶细胞,靶细胞发生一系列的代谢变化。 调节细胞代谢②激素一经靶细胞接受并起作用后就 了。 (4) :在正常生理状态下,血液中激素含量甚微,但其作用效果极其显著。激素是人和动物体内微量、高效的生物活性物质。
4.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 的作用。例如, 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 的作用。例如,胰岛素具有 作用,胰高血糖素具有 作用。
知识拓展1.糖尿病(1)糖尿病的病理:胰岛B细胞受损,导致胰岛素分泌不足;组织细胞对胰岛素敏感性降低。(2)糖尿病的症状“三多一少”,即多饮、多尿、多食和体重减轻,原因如下图所示。
2.正反馈和负反馈调节(1)反馈调节: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,这种调节方式称为反馈调节,可分为正反馈调节和负反馈调节。(2)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。示意图如下。
(3)负反馈:偏离后纠正回归到静息水平,生物体中更常见,如体温调节、血糖调节等。示意图如下。
旁栏边角1.(选择性必修1,第54页,正文改编)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?
2.(选择性必修1,第54页,正文改编)为什么动物体内需要源源不断产生激素?
提示 由于基因的选择性表达,只有靶细胞中特定的基因才会表达,合成相应的特异性受体。
提示 因为激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了,所以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。
易错辨析1.基于对血糖平衡调节的理解,判断下列表述是否正确。(1)空腹时血糖的重要来源是肝糖原分解成葡萄糖进入血液。( )(2)胰岛素通过促进血糖的去路,抑制血糖的来源调节血糖的平衡。( )(3)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。( )(4)人体饥饿时,血液流经肝后,血糖的含量会升高;血液流经胰岛后,血糖的含量会降低。( )
2.基于对甲状腺激素分泌的分级调节和激素作用特点的理解,判断下列表述是否正确。(1)血液中甲状腺激素水平降低会引起促甲状腺激素释放激素分泌减少。( )(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。( )(3)垂体分泌的促甲状腺激素,通过体液定向运送到甲状腺。( )(4)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。( )
长句应答1.人在吃饭后血糖会有所升高,一段时间后又恢复正常,其调节过程: 。
2.糖尿病病人出现“多尿”的原因: 。
提示 血糖升高,胰岛素分泌增加,促进组织细胞对血糖的摄取和利用,从而降低血糖
提示 原尿中含有大量的糖,渗透压升高导致肾小管和集合管对水分的重吸收困难,使尿液增多。
三、体液调节与神经调节的关系1.体液调节(1)概念: ,通过体液传送的方式对生命活动进行调节,称为体液调节。 激素调节是其主要方式(2)体液因子:参与体液调节的化学物质有激素、组胺、某些气体分子(NO、CO等)以及一些代谢产物(CO2)等,主要是 。 血浆、组织液、淋巴液等(3)传递方式:主要由细胞外液进行运输,然后作用于靶器官、靶细胞。
(4)实例:CO2调节呼吸运动,如图所示。细胞代谢加快,产生较多的CO2⇒血液中的CO2含量升高刺激⇒感受器⇒呼吸中枢⇒呼吸运动加强⇒排出较多CO2⇒维持体内CO2含量的稳定(5)范围①一些低等动物只有 。 ②在人和高等动物体内, 都是机体调节生命活动的重要方式。
2.神经调节与体液调节的关系(1)区别
(2)联系:①不少内分泌腺直接或间接地受 系统的调节,在这种情况下,体液调节可以看作是 的一个环节;②内分泌腺分泌的激素也可以影响 的发育和功能,如甲状腺激素能促进神经系统的发育。
3.体液调节和神经调节的协调(1)体温的调节①机体热量的主要来源: 。安静状态下,人体主要通过 等器官的活动提供热量;运动时, 成为主要的产热器官。 ②人体最主要的散热器官: ,其散热主要通过 、传导、 以及 的方式进行的。
③体温调节过程a.寒冷条件下:神经—体液调节
b.炎热条件下:神经调节
④特点:人体调节体温的能力是 的。 ⑤意义:a.维持体温的相对稳定是 的必要条件。当体温过低或过高时,酶的活性降低,甚至失活,使物质代谢速率变慢,生命活动受到影响;b. 的发热是人体抵抗疾病的生理性防御反应。发热期间,身体的抵抗力增强,免疫反应增强。
人体生命活动正常进行
(2)水和无机盐平衡的调节①人体内水的来源和去路
②人体内的无机盐(以Na+为例)a.Na+的来源:Na+的主要来源是 ,几乎全部由 吸收。 b.Na+的去路:主要经 随 排出。 c.特点:排出量几乎等于摄入量。
③水盐平衡的调节过程
a.当大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低时, ,促进 对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡。 b.水和无机盐的平衡,是在 的共同作用下,通过调节 实现的。
肾上腺皮质增加分泌醛固酮
知识拓展血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量的关系血浆渗透压升高,抗利尿激素分泌增多,二者呈正相关;抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收,使尿量减少,二者呈负相关。三者关系如上图所示。
旁栏边角1.(选择性必修1,第58页,“相关信息”改编)由于室内外温差很大,人体维持稳态的调节能力有限,同学们的身体会受到一定的影响。即使是在夏季,医生也建议,在剧烈运动导致大汗淋漓之后最好不要立即到温度很低的空调间“乘凉”,其主要理由是什么?
提示 低温环境的刺激会使机体产热作用增强、毛细血管收缩、出汗减少,最终导致机体体内热量不能及时散出。
2.(选择性必修1,第59页,“正文”改编)下图表示体温调节和水盐平衡的调节过程,请据图分析下列问题。(1)图中小写字母表示的分别是什么激素?
提示 a是促甲状腺激素释放激素,b是促甲状腺激素,c是甲状腺激素,d是抗利尿激素。
(2)在寒冷环境中,皮肤会发生怎样的变化?
(3)以小鼠为实验材料,验证下丘脑是水盐调节的中枢。写出实验思路。
提示 汗腺分泌减少、皮肤血管收缩、立毛肌收缩等。
提示 将小鼠分为实验组与对照组两组,实验组破坏了小鼠的下丘脑,对照组不做处理,给两组供应相同的水量,测量各组小鼠的尿量。
易错辨析1.基于对体温调节的理解,判断下列表述是否正确。(1)体液调节就是激素调节。( )(2)寒冷环境下机体通过各种途径减少散热,使散热量低于炎热环境。( )(3)呼气是人体的主要散热途径。( )(4)骨骼肌和肝是人体的主要产热器官。( )(5)当人突然遇到寒冷环境时,肾上腺素分泌减少,心率减慢。( )
2.基于对水盐平衡调节的理解,判断下列表述是否正确。(1)当人体失水过多时,血浆中的抗利尿激素含量升高。( )(2)肾小管通过主动运输吸收水的过程受抗利尿激素的调节。( )(3)机体水盐平衡的维持受神经和体液共同调节。( )(4)抗利尿激素是由垂体合成并释放的。( )(5)人体的体温调节中枢和水盐平衡调节中枢均在下丘脑的某一区域。( )
考向探究考向1促胰液素的发现1.(2022安徽屯溪高三模拟)下列与促胰液素发现过程有关的四个实验的分析,错误的是( )①稀盐酸→小肠肠腔→胰腺分泌胰液 ②稀盐酸→静脉血液→胰腺不分泌胰液 ③稀盐酸→小肠肠腔(去除神经)→胰腺分泌胰液 ④小肠黏膜+稀盐酸+沙子→研磨制成提取液→注入静脉血液→胰腺分泌胰液A.①与②、②与④对比说明胰液分泌不是稀盐酸直接作用的结果B.①与③对比说明胰液分泌可能不通过神经调节产生,也可能通过神经调节产生C.要证明胰液分泌是否受神经的调节应该再设计实验继续探究D.仅通过④就可说明胰液分泌受小肠黏膜产生的物质(由血液运输)调节
答案 D 解析 ①与②、②与④对比说明胰液分泌不是稀盐酸直接作用的结果,其结果说明胰腺分泌胰液与小肠黏膜产生的化学物质有关,A项正确;①与③组成的实验中,自变量是通向小肠的神经,因变量是胰腺是否分泌胰液,其结果说明胰腺分泌胰液可能不通过神经调节产生,但也可能通过神经调节,B项正确;由B项可知,要证明胰液分泌是否受神经的调节应该再设计实验继续探究,C项正确;生物实验需遵循对照原则,故仅通过④不可说明胰液分泌受小肠黏膜产生的物质(由血液运输)调节,D项错误。
考向2人体内的激素的种类和功能2.(2022海南海师附中高二期末)下列有关人体内分泌激素的来源及其对应的生理作用的叙述,错误的是( )
答案 A 解析 甲状腺分泌的甲状腺激素能提高细胞代谢速率,加快物质的氧化分解,A项错误;下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素能够促进垂体分泌促甲状腺激素,B项正确;胰岛B细胞分泌的胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用、储存葡萄糖,从而提高组织细胞对葡萄糖的利用,使血糖浓度降低,C项正确;垂体分泌的促甲状腺激素能促进甲状腺合成与分泌甲状腺激素,D项正确。
3.(2022辽宁模拟)科研人员分别给3组大白鼠注射了A、B、C 3种激素,观察到的相应反应如下表所示,据此判断激素A、B、C依次是( )A.肾上腺素、胰岛素、生长激素B.胰高血糖素、生长激素、肾上腺素C.胰岛素、生长激素、肾上腺素D.生长激素、胰岛素、肾上腺素
答案 C 解析 激素A引起血糖降低,是胰岛素的作用;激素B促进蛋白质的合成,并使软骨生长明显,是生长激素的作用;激素C使呼吸、心率加快,并使体内产热量增加,是肾上腺素的作用。
考向3实验探究激素的功能4.(2020全国Ⅰ)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 甲状腺激素能够促进物质的氧化分解,加速细胞代谢,提高神经系统的兴奋性。垂体产生的促甲状腺激素作用于甲状腺,使甲状腺激素分泌增加。切除小鼠垂体,会导致甲状腺激素分泌不足,细胞代谢减慢,机体产热减少,A项正确;垂体提取液中含有促甲状腺激素,促甲状腺激素能促进甲状腺激素的分泌,因此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,B项正确;甲状腺激素能够提高神经系统的兴奋性,给成年小鼠注射甲状腺激素后,小鼠体内甲状腺激素含量升高,神经系统的兴奋性会增强,C项正确;垂体能够产生促甲状腺激素和生长激素。促甲状腺激素释放激素的靶器官是垂体,给切除垂体的小鼠注射促甲状腺激素释放激素,小鼠体内仍然缺乏促甲状腺激素和生长激素,其代谢无法恢复正常,D项错误。
方法突破1.几种常见激素的产生部位及作用部位(细胞)
2.激素、酶与神经递质的区别
角度一、血糖平衡的调节考向探究考向1血糖平衡的相关激素1.(2022河北)血糖浓度升高时,机体启动3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
答案 C 解析 题干中途径①②③都增强了胰岛B细胞的分泌活动,A项正确;途径②③中都是迷走神经参与活动,作用于胰岛B细胞或胃肠激素分泌细胞,B项正确;途径③调节胰岛素水平的方式是神经—体液调节,C项错误;血糖平衡的调节存在负反馈调节,D项正确。
2.(2022甘肃民乐模拟)激素作为一种化学信号,能把某种调节的信息由内分泌细胞携带至靶细胞。下图表示影响胰岛A细胞分泌因素及其发挥作用的过程。下列相关分析正确的是( )A.胰岛A细胞能分泌胰高血糖素,影响其分泌的刺激Y可能是血糖水平降低B.刺激X→①→②→③→胰岛A细胞,属于非条件反射;②结构位于大脑皮层C.图示激素主要作用于肝细胞,促进肝糖原的分解及非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高D.靶细胞“受体”的物质基础是脂质,此过程体现了细胞间的信息传递
答案 C 解析 胰岛A细胞能分泌胰高血糖素,影响其分泌的刺激X最可能是血糖含量降低,刺激Y可能是胰岛素分泌增多,A项错误;从反射类型看,刺激X→①→②→③→胰岛A细胞,属于非条件反射,其中①结构称为传入神经,②结构位于下丘脑,B项错误;图示激素主要作用于肝细胞,主要作用是促进肝糖原的分解及非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高,C项正确;靶细胞“受体”的物质基础是糖蛋白,此过程体现了细胞间的信息传递,D项错误。
考向2糖尿病产生的原因及治疗3.(2022山东泰安模拟)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肝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
答案 A 解析 格列美脲的作用是促进胰岛素分泌,不能用于胰岛素依赖型糖尿病的治疗,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,格列美脲可抑制肝中葡萄糖的生成,进而来降低血糖,C项正确;合理控制饮食可减少糖的来源,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。
考向3实验探究血糖平衡的调节4.(2022天津高考模拟)人体在饥饿和进食等不同状态下会发生不同的生理反应,进食可刺激小肠的K细胞分泌一种多肽(GIP),GIP可作用于胰岛细胞和脂肪细胞,引起血糖浓度降低,其作用机理如下图所示(①~④代表细胞膜上的结构)。下列推断正确的是( )A.细胞膜上的①②③④一旦与特定分子结合后,便会被灭活B.与注射葡萄糖相比,口服等量葡萄糖时体内胰岛素水平较低C.GIP与①结合可能促进葡萄糖进入脂肪细胞转化为脂肪D.K细胞分泌GIP和胰岛细胞分泌胰岛素都不需要膜蛋白的协助
答案 C 解析 细胞膜上的①②③④(受体)一旦与特定分子结合后,不会被灭活,A项错误;与注射相比,口服后葡萄糖是通过消化系统进入血浆,而消化系统中小肠K细胞可分泌GIP促进胰岛素分泌,而通过注射的葡萄糖会直接进入血浆,不会引起该反应,故口服等量葡萄糖时,血浆胰岛素水平更高,B项错误;由图可知,进食后GIP和胰岛素通过结构①和②作用于脂肪细胞,促进葡萄糖进入细胞并转化为脂肪,C项正确;K细胞分泌GIP和胰岛细胞分泌胰岛素都是胞吐过程,不需要膜蛋白的协助,D项错误。
方法突破1.影响胰岛素和胰高血糖素分泌的因素
2.血糖调节的方式及与之有关的激素(1)血糖调节的方式是激素调节和神经—体液调节①激素调节:血糖浓度的变化可直接促进胰岛素或胰高血糖素的分泌,同时,又会通过反馈调节机制抑制胰岛素和胰高血糖素的分泌。②神经—体液调节:下丘脑是血糖平衡调节中枢,可通过交感神经支配胰岛A细胞、胰岛B细胞和肾上腺等效应器,分别控制细胞或腺体分泌胰高血糖素、胰岛素和肾上腺素。
(2)血糖调节相关的激素
角度二、甲状腺激素分泌的分级调节考向探究考向1分级调节和反馈调节5.(2022重庆高三模拟)在对新冠肺炎重症患者治疗中,有时会使用到糖皮质激素(GC)。GC是肾上腺皮质分泌的,具有免疫抑制作用。正常机体调节GC分泌的途径如下图所示(CRH为促肾上腺皮质激素释放激素,ACTH为促肾上腺皮质激素)。
下列关于GC的叙述,正确的是( )A.新冠肺炎患者使用GC后会刺激机体产生细胞因子消灭病毒B.长期大量使用GC,会导致患者肾上腺皮质分泌功能增强C.GC的分泌受到下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴的反馈调节D.GC的分泌过程受神经调节和内分泌系统共同调节
答案 D 解析 新冠肺炎患者使用GC后,糖皮质激素分泌增多,抑制了免疫系统的功能,使免疫系统的防御、自稳、监视功能降低,导致机体产生细胞因子减少,A项错误;糖皮质激素的分泌调节涉及分级调节和负反馈调节,其分泌增多时会反过来抑制下丘脑和垂体的功能,长期大量使用GC,会使肾上腺皮质萎缩,最终导致患者肾上腺皮质分泌功能减弱,B项错误;通过题图分析,下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素(CRH),会促进垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH),进而促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素,所以GC的分泌受到下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴的分级调节,C项错误;GC的分泌过程受神经调节和内分泌系统的共同调节,D项正确。
6.(2022河北衡水中学模拟)血糖的调节不仅受神经和激素的调节,还可以通过如图所示调节机制维持血糖平衡。当氢化可的松含量过高时,会抑制下丘脑和垂体的活动,结合所学知识,下列相关叙述和分析错误的是( )A.血糖的调节受多种激素协调合作共同调节B.氢化可的松的分泌存在分级调节和负反馈调节C.血糖浓度变化直接刺激下丘脑中的神经中枢D.肝细胞表面有胰岛素和氢化可的松的受体
答案 C 解析 血糖的调节受胰岛素、胰高血糖素、氢化可的松等多种激素协调合作共同调节,A项正确;下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素,促进垂体分泌促肾上腺皮质激素,进而使肾上腺皮质分泌氢化可的松,这属于分级调节,而氢化可的松含量过高,就会抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这属于负反馈调节,B项正确;血糖浓度过高或过低,会刺激感受器产生兴奋,通过传入神经传到下丘脑,间接刺激下丘脑中的神经中枢,C项错误;肝细胞是胰岛素和氢化可的松的受体细胞,表面有胰岛素和氢化可的松的受体,可以促进蛋白质转变为葡萄糖,D项正确。
易错提醒激素调节的两个认识误区(1)并不是所有的激素都是通过下丘脑到垂体到相应腺体来分级调节的,如胰岛素的分泌。(2)并不是所有的反馈调节都会使相关过程趋于平衡,如正反馈调节。
考向2激素调节的作用机理7.(2022山东济宁模拟)根据激素作用机制,可将激素分为胞内受体结合的激素和膜受体结合的激素。据下图分析,下列相关说法错误的是( )A.激素和膜受体b结合后进入细胞发挥作用B.③④过程体现了基因通过控制蛋白质的合成控制生物体的性状C.性激素可通过与途径a相似的过程,影响细胞分裂相关基因的表达D.抗体损伤激素受体引起的自身免疫病,无法通过注射相应激素得到缓解
答案 A 解析 由图可知,激素和膜受体b结合后,激素未进入细胞,无法通过进入细胞发挥作用,A项错误;③④过程体现了基因通过控制蛋白质的合成控制生物体的性状,B项正确;性激素属于固醇类物质,相关受体在细胞内,因此性激素可通过与途径a相似的过程发挥作用,且性激素能影响细胞分裂相关基因的表达(促进生殖细胞的产生),C项正确;抗体损伤激素受体后,激素无法发挥作用,注射激素无法缓解病情,D项正确。
考向3激素调节的特点8.褪黑素是哺乳动物松果体分泌的一种内源激素。褪黑素的分泌呈现24 h规律性波动,白天分泌减少而夜间分泌增加。在淋巴细胞中含有褪黑素的特异性受体。研究发现,切除小鼠的松果体会引起甲状腺增生肥大,注射褪黑素会使甲状腺重量减轻。下列叙述错误的是( )A.某人长期睡前玩手机扰乱了生物钟,这与光线刺激引起褪黑素分泌减少有关B.褪黑素可能作用于下丘脑,使垂体分泌促甲状腺激素减少,抑制甲状腺的发育C.双目失明的小鼠,其褪黑素分泌量明显低于正常小鼠D.在有光环境中熬夜可能减少褪黑素的分泌,影响淋巴细胞的作用进而可能导致人体免疫力下降
答案 C 解析 随着日照周期变化,褪黑素白天分泌减少,晚上分泌增多,某人长期睡前玩手机扰乱了生物钟,这与手机发出的光线刺激引起褪黑素分泌减少相关,A项正确;根据题中“切除小鼠的松果体会引起甲状腺增生肥大,注射褪黑素会使甲状腺重量减轻”可知,褪黑素可能作用于下丘脑,抑制下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素,从而使垂体分泌促甲状腺激素减少,抑制甲状腺的发育,B项正确;褪黑素白天分泌减少,晚上分泌增多,如果小鼠失明,则不能感受到白天的光线,褪黑素分泌增多,C项错误;在淋巴细胞中含有褪黑素的特异性受体,可以接受褪黑素的刺激,在有光环境中熬夜可能减少褪黑素的分泌,影响淋巴细胞的作用进而导致人体免疫力下降,D项正确。
考向4激素的应用9.(2022湖北武汉模拟)为了使牛、羊多长肉、多产奶,给这些牲畜体内注射了大量雌激素,为了让池塘里的鱼虾迅速生长,添加了“催生”的激素饲料,为了促使蔬菜瓜果个头变大,提前进入市场,喷洒或注射一定浓度的乙烯利、脱落酸、膨大剂等“催生剂”。这种具有与人和生物内分泌激素作用类似的来自外部环境合成的化学物质,称为环境激素。下列关于环境激素的叙述,正确的是( )A.环境激素进入机体后通过体液定向运输到靶器官,使靶细胞原有的生理活动发生变化B.环境激素进入机体后通过消化被分解成小分子物质,不会对机体造成伤害C.环境激素进入机体后转化成细胞的成分,为细胞提供能量,同时具备催化作用D.人在食用了含这些环境激素的食物后,环境激素会进入机体,通过与特定受体结合刺激或抑制内分泌系统,引起内分泌系统失调
答案 D 解析 环境激素进入机体后通过体液不能定向地运输到靶器官,A项错误;环境激素与人和生物内分泌激素作用类似,进入机体后,会与相应“受体”结合,干扰人体内分泌,会对机体造成伤害,B项错误;环境激素起调节作用,不能作为组成细胞的成分,不能为细胞提供能量,也不能起催化作用,C项错误;环境激素与人和生物内分泌激素作用类似,人在食用了含这些环境激素的食物后,会与相应“受体”结合,诱使机体渐渐改变某些生物化学反应,干扰人体内分泌,引起内分泌系统失调,D项正确。
方法突破1.神经调节与体液调节的分析比较
考向探究考向1体液调节和神经调节的比较1.(2022安徽安庆模拟)下列关于人体中神经调节和体液调节的叙述,正确的是( )A.若组织液中K+急剧降低到一定程度,则神经细胞的静息电位绝对值会加大B.体液调节的信号是各种激素,神经调节的信号有神经冲动和神经递质C.人体血浆中的CO2浓度升高会刺激下丘脑呼吸中枢,使呼吸加快加深D.在寒冷环境中,甲状腺激素能催化细胞内有机物的氧化分解,使产热增加
答案 A 解析 K+主要维持细胞内液的渗透压,若组织液中K+急剧降低到一定程度,会导致K+外流增多,静息电位绝对值加大,A项正确;体液调节的信号主要是各种激素,还有H+、CO2等物质,神经调节的信号有神经冲动和神经递质,B项错误;人体的呼吸中枢位于脑干,C项错误;在寒冷环境中,甲状腺激素能加快细胞内有机物的氧化分解,使产热增加,但其不具有催化作用,D项错误。
考向2体温的调节2.(2022山东日照高三模拟)热习服是指机体在长期、反复暴露于热环境的条件下,出现的一系列适应性反应。下图是在34 ℃、相对湿度为89%的环境下未热习服和已热习服的人的直肠温度和出汗率随时间的变化曲线。下列相关分析错误的是( )A.据图分析,运动过程中机体的产热量大于散热量B.运动时,已热习服人的体温变化比未热习服人变化大C.已热习服的人运动时汗腺分泌增加,有利于降低体温D.经过热习服训练后,机体调节体温恒定的能力会增强
答案 B 解析 根据题图分析可知,运动过程中直肠温度上升,因此机体的产热量大于散热量,A项正确;由题图可知,运动时,已热习服人的直肠温度从37 ℃左右上升到38.3 ℃左右,未热习服人的直肠温度从37.5 ℃左右上升到40 ℃左右,故已热习服人的体温变化比未热习服人的体温变化小,B项错误;已热习服的人运动时汗腺分泌增加,有利于散热,降低体温,C项正确;经过热习服训练后,机体调节体温恒定的能力会增强,D项正确。
3.(2022江苏南京模拟)下图表示机体由温度为T1的环境进入温度为T2的环境的过程中产热量和散热量的变化,下列叙述正确的是( )A.根据图示信息可知T2>T1B.曲线a表示产热量,曲线b表示散热量C.AB过程中机体通过皮肤毛细血管舒张,汗腺分泌增加等方式增加散热D.T2环境中由于产热量和散热量均高于T1环境,机体表现为体温升高
答案 B 解析 由曲线情况可知,机体由温度为T1的环境进入温度为T2的环境的产热量和散热量增加,故T2
答案 C 解析 当细胞外液渗透压升高时,抗利尿激素释放增多,但不能定向运输,A项错误;抗利尿激素的作用是调节生物体的代谢过程,不参与构成生物机体,故其不能成为基侧膜的一部分,B项错误;根据题干“ADH能促进集合管上皮细胞中含水通道蛋白的小泡可逆性移至并整合到管腔膜上,以调节管腔膜对水的通透性,而水在基侧膜可自由通过”可知,水分子通过管腔侧的方式是协助扩散,通过基侧膜的方式是自由扩散,C项正确;含水通道蛋白的小泡整合到管腔膜的过程体现了细胞膜具有一定的流动性,D项错误。
考向4下丘脑的功能5.(2022全国甲)人体下丘脑具有内分泌功能,也是一些调节中枢的所在部位。下列有关下丘脑的叙述,错误的是( )A.下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化B.下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素C.下丘脑参与水盐平衡的调节;下丘脑有水平衡调节中枢D.下丘脑能感受体温的变化;下丘脑有体温调节中枢
答案 B 解析 下丘脑渗透压感受器能感受细胞外液渗透压的变化,A项正确;下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素释放激素,促甲状腺激素是由垂体分泌的,B项错误;下丘脑中的水平衡调节中枢参与人体水盐平衡的调节,C项正确;下丘脑能够感受体温的变化,下丘脑中的体温调节中枢参与人体的体温调节,D项正确。
方法突破1.明辨体温调节的六个易错点
2.水盐平衡调节的四个重要结论
神经调节和体液调节知识必备1.生命活动调节的不同途径(1)完全依赖反射弧完成,仅涉及“神经递质”这种信号分子——神经调节。
举例:膝跳反射、缩手反射等。
(2)仅涉及“激素”或其他化学物质(体液因子)——体液调节。
举例:人进食后血糖升高,引起胰岛B细胞分泌胰岛素,使血糖降低。
(3)既有神经系统调节,又有相关激素或其他化学物质的参与,涉及“神经递质”与“激素”两类信号分子——神经—体液调节。模型Ⅰ:
举例:血糖降低,下丘脑通过有关神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,使血糖升高。
模型Ⅱ:举例:日照长短变化会刺激鸟类的神经系统,下丘脑分泌促性腺激素释放激素作用于垂体,垂体分泌促性腺激素作用于性腺,性腺分泌的性激素增加,促使鸟类产卵。
2.下丘脑在稳态调节中的作用模型
3.动物生命活动调节的综合模型(1)若该图为反射弧的结构模式图,则a、b、c、d、e分别表示感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器。(2)若该图表示甲状腺激素分泌的分级调节,则a、b、c、d、e分别表示下丘脑、促甲状腺激素释放激素、垂体、促甲状腺激素、甲状腺。(3)若该图表示人体内水盐平衡的调节,则a表示下丘脑,下丘脑渗透压感受器感受渗透压的变化,可促使c(垂体)释放抗利尿激素,通过d(体液)运输后,作用于靶细胞e(肾小管细胞和集合管细胞)。
(4)若该图表示血糖的神经—体液调节途径,则a表示下丘脑,b、c、d、e分别表示有关神经、胰岛、胰岛素(或胰高血糖素)、靶器官或靶细胞。(5)若该图表示在炎热条件下的体温调节,则e为效应器(传出神经末梢和它所支配的皮肤和汗腺等)。
专项突破典例.(2022广东)太极拳是我国的传统运动项目,其刚柔并济、行云流水般的动作是通过神经系统对肢体和躯干各肌群的精巧调控及各肌群间相互协调而完成。如“白鹤亮翅”招式中的伸肘动作,伸肌收缩的同时屈肌舒张。下图为伸肘动作在脊髓水平反射弧基本结构的示意图。回答下列问题。
(1)图中反射弧的效应器是 及其相应的运动神经末梢。若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至a处时,a处膜内外电位应表现为 。 (2)伸肘时,图中抑制性中间神经元的作用是 ,使屈肌舒张。 (3)适量运动有益健康。一些研究认为太极拳等运动可提高肌细胞对胰岛素的敏感性,在胰岛素水平相同的情况下,该激素能更好地促进肌细胞 ,降低血糖浓度。 (4)有研究报道,常年坚持太极拳运动的老年人,其血清中TSH、甲状腺激素等的浓度升高,因而认为运动能改善老年人的内分泌功能,其中TSH水平可以作为评估 (填分泌该激素的腺体名称)功能的指标之一。
答案 (1)屈肌肌群和伸肌肌群 外负内正 (2)释放抑制性神经递质,抑制屈肌运动神经元 (3)加速摄取、利用和储存葡萄糖 (4)垂体解析 (1)效应器是传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等。题图中反射弧的效应器是屈肌肌群和伸肌肌群及其相应的运动神经末梢。神经系统兴奋时,Na+内流,形成外负内正的动作电位。(2)抑制性中间神经元兴奋后,释放抑制性神经递质,使屈肌运动神经元受抑制,因此屈肌肌群舒张,完成伸肘动作。(3)胰岛素的生理作用是促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖水平降低。(4)TSH是促甲状腺激素,由垂体分泌。
专项训练1.(2022湖南)生长激素对软骨细胞生长有促进作用,调节过程如下图所示。回答下列问题。(1)根据示意图,可以确定软骨细胞具有 (填“GH受体”“IGF-1受体”或“GH受体和IGF-1受体”)。 (2)研究人员将正常小鼠和IGF-1基因缺失小鼠分组饲养后,检测体内GH水平。据图预测,IGF-1基因缺失小鼠体内GH水平应 (填“低于”“等于”或“高于”)正常小鼠,理由是 。
(3)研究人员拟以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,在细胞培养液中添加不同物质分组离体培养,验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长。实验设计如下表所示,A组为对照组。
实验结果预测及分析:①与A组比较,在B、C、D 3组中,软骨细胞生长无明显变化的是 组。 ②若E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快,结合本实验目的,推测E组培养液中添加物质是 。
答案 (1)GH受体和IGF-1受体 (2)高于 IGF-1基因缺失的小鼠不能产生IGF-1,不能抑制垂体分泌GH(3)①B、D ②正常小鼠去垂体后注射过GH的血清解析 (1)根据题图可知,生长激素(GH)和胰岛素样生长因子1(IGF-1)均可作用于软骨细胞,故软骨细胞表面具有GH受体和IGF-1受体。(2)根据题图可知,垂体分泌的GH可促进肝细胞分泌IGF-1,IGF-1含量过多时会抑制垂体分泌生长激素,IGF-1基因缺失的小鼠不能产生IGF-1,不能抑制垂体分泌GH,故IGF-1基因缺失小鼠体内GH含量高于正常小鼠。
(3)以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长,实验的自变量应为GH的有无及IGF-1的有无。①以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,则B组培养液中添加GH,不能促进软骨细胞生长。D组正常小鼠去垂体后,血清中不含GH,则也不含有肝细胞分泌的IGF-1,软骨细胞也不能生长。C组培养液中添加IGF-1,可促进软骨细胞生长。综上可知,与A组比较,软骨细胞生长无明显变化的是B、D两组。②E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快,推测E组培养液中添加的物质中应含有IGF-1,结合D组可知,添加的物质是正常小鼠去垂体后注射过GH的血清,通过B、C、D、E 4组对照,说明没有垂体分泌GH或GH不能发挥作用,均不能促进软骨细胞生长,有IGF-1,软骨细胞才能生长,可验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长。
2.(2022辽宁)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,机体的冷觉感受器兴奋,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含量维持在正常生理水平。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。
答案 (1)神经冲动(或电信号、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
解析 (1)兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导。在寒冷刺激下,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,则线粒体中能量转化方式为有机物中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,这体现了激素的负反馈调节。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,抑制了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。
3.(2022北京)胰岛素是调节血糖的重要激素,研究者研制了一种“智能”胰岛素(IA)并对其展开了系列实验,以期用于糖尿病的治疗。(1)正常情况下,人体血糖浓度升高时, 细胞分泌的胰岛素增多,经 运输到靶细胞,促进其对葡萄糖的摄取和利用,使血糖浓度降低。
(2)GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白,IA(见图1)中的X能够抑制GT的功能。为测试葡萄糖对IA与GT结合的影响,将足量的带荧光标记的IA加入红细胞膜悬液中处理30分钟,使IA与膜上的胰岛素受体、GT充分结合。之后,分别加入葡萄糖至不同的终浓度,10分钟后检测膜上的荧光强度。图2结果显示:随着葡萄糖浓度的升高, 。研究表明葡萄糖浓度越高,IA与GT结合量越低。根据上述信息,推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为 。
(3)为评估IA调节血糖水平的效果,研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量胰岛素和IA,测量血糖浓度的变化,结果如图3所示。图3该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势,体现在 。
(4)细胞膜上GT含量呈动态变化,当胰岛素与靶细胞上的受体结合后,细胞膜上的GT增多。若IA作为治疗药物,糖尿病患者用药后进餐,血糖水平会先上升后下降。请从稳态与平衡的角度,完善IA调控血糖的机制图。(任选一个过程,在方框中以文字和箭头的形式作答。)
答案 (1)胰岛B 体液 (2)膜上的荧光强度降低 葡萄糖与IA竞争结合GT (3)IA能响应血糖浓度变化发挥作用(或IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险)(4)
解析 (1)胰岛素是由胰岛B细胞分泌的,经体液运输到靶细胞,与靶细胞上的受体结合,促进其对葡萄糖的摄取和利用,使血糖浓度降低。(2)分析图2可知,悬液中葡萄糖浓度越高,细胞膜上的荧光强度越低。分析题干可知,带荧光的IA能与红细胞膜上的GT和胰岛素受体结合,加入葡萄糖,膜上的荧光强度会下降,意味着IA从膜上脱落下来,加入的葡萄糖浓度越高,膜上的IA越少,由于葡萄糖可以与GT结合而不能与胰岛素受体结合,故推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为葡萄糖与IA竞争结合GT。(3)分析图3可知,胰岛素会将血糖降至60 mg/dL(低血糖),而IA能将血糖降至100 mg/dL左右;IA能将血糖维持在正常水平,而胰岛素只能维持2个小时左右,故该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势,体现在IA能响应血糖浓度变化发挥作用。
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