(新人教版)新高考生物一轮复习精讲课件58动物生命活动调节模型的构建和分析(含答案)
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2.课堂教 学内容
一.下丘脑在稳态调节中的作用模型
(1)地位:下丘脑是内分泌系统的总枢纽。下丘脑的部分细胞既有传导神经冲动的功能,又有分泌激素的功能。(2)主要作用①感受:渗透压感受器感受血浆渗透压的升降,维持水盐平衡。②传导:可将渗透压感受器产生的兴奋传导至大脑皮层,产生渴感。③分泌:分泌多种激素进而作用于其他内分泌器官或细胞(如抗利尿激素、促甲状腺激素释放激素、促性腺激素等)。④调节中枢:体温调节中枢、血糖调节中枢、水盐调节中枢。⑤控制生物节律
下丘脑神经内分泌细胞(合成抗利尿激素)
细胞外液渗透压平衡过程中,下丘脑可以作为感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器(下丘脑部分神经元的轴突伸入垂体内部,抗利尿激素就是由这些神经元负责释放的)。
A.神经调节:感受器分布于血管壁等处,下丘脑腹内侧核(VMH)中也存在感受血糖浓度变化的神经元。
血糖浓度升高→血管壁等处的化学感受器兴奋→传入神经→下丘脑某一区域(血糖平衡调节中枢)→传出神经→胰岛B细胞分泌胰岛素→肝脏、骨胳肌等处的体细胞(靶细胞)→血糖浓度降低
主要通过肝、脑等器官的活动提供热量
骨骼肌成为主要的产热器官
如以红外线等形式将热量传到外界
机体热量直接传给同它接触的物体
例1.体温调定点学说认为,体温的调节由热敏神经元和冷敏神经元共同活动(放电频率相等时)设定了一个调定点,如正常状态的37℃。体温调节中枢就是按照这个调定点来调节体温的。如图为不同脑温的情况下,热敏神经元与冷敏神经元放电频率的变化曲线。请回答下列问题:
(1)体温调定点学说表明体温调节中枢为______,据图分析,致热原作用下体温调定点为______℃。(2)如果体温恰好在该调定点水平,此时机体的散热量______(填“大于”“小于”或“等于”)产热量;处于寒冷环境如果体温低于该调定点,冷敏神经元发放冲动频率增多,首先减弱散热机制,使散热量减少,体温升高。减少散热的主要途径______。
汗腺分泌减少,毛细血管收缩
(3)通过减少散热,体温仍不能达到调定点水平,机体再继续发动产热机制,产热加快,减少散热量增加产热量直到体温达到调定点水平。使产热增加的激素有______,作用是______。(4)根据体温调定点学说,请解释发热时打寒战的机理:______。
甲状腺激素、肾上腺素
促进细胞代谢,加速物质的氧化分解
发热时在致热源作用下体温调定点升高,体温没有达到调定点,就要减少散热、增加产热,达到调定点
例2.下面关于下丘脑功能的叙述,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血糖低时, 下丘脑通过有关神经的作用,可以促进肾上腺和胰岛A细胞的分泌活动 ⑤内环境渗透压的增高,使下丘脑某部位产生的神经冲动传至大脑皮层产生渴觉⑥下丘脑的活动受其他相关内分泌腺分泌的激素负反馈调节⑦与正常条件下相比,只破坏下丘脑,实验动物就不具有维持体温恒定的能力,表明调节体温的主要中枢在下丘脑⑧下丘脑损坏后,实验动物分泌的抗利尿激素减少,致使肾小管和集合管重吸收水分减少,可导致实验动物烦渴与少尿⑨某些由于血液中含有抗胰岛B细胞的抗体和效应T细胞的糖尿病患者,不能通过注射胰岛素来缓解病情⑩能传导兴奋,并能控制生物节律
例3.下丘脑在人体稳态调节过程中发挥着至关重要的作用,下图为下丘脑行使功能的部分过程图,请回答问题:
(1)若刺激甲表示血糖浓度上升,则C细胞为______细胞,其分泌的________可以降低血糖.(2)若刺激甲表示寒冷,皮肤中的____________接受刺激产生兴奋传至下丘脑__________中枢,此时,物质X作用于c细胞使其分泌促甲状腺激素,则X为______.
冷觉感受器
(3)若物质X表示抗利尿激素,刺激甲导致细胞外液渗透压______,该激素的分泌量增加会促进c细胞__________.该过程体现的调节方式属于____________调节.(4)a与b通过______ (结构)连接,刺激甲引起的神经冲动传至b细胞时,冲动通过该结构时发生的信号转变为______.
升高
电信号→化学信号→电信号
例3.如图为某同学“饥寒交迫”时体内的一些生理变化过程示意图(A~D为器官或细胞,①~④为激素).结合所学知识,回答下列问题:
(1)人体的体温调节中枢位于 ,兴奋在传入神经上以 形式传导,在神经元之间完成信号传递的物质是 .
(2)产生冷觉的A是 ,其通过控制运动来调节体温的基本过程是 .
运动时肌肉的细胞呼吸加快,释放的能量增多,同时散失的热量也增加
改动:(2)产生冷觉的A是 ,其通过控制运动来调节体温的反射过程是 .
寒冷→冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→大脑皮层→传出神经→运动时肌肉的细胞呼吸加快,释放的能量增多,同时散失的热量也增加
(2)产生冷觉的A是 ,其通过控制运动来调节体温的基本过程是 .(3)当激素③以B为靶细胞时,体现了激素的 调节,③对B的作用效应有 .
抑制垂体产生促甲状腺激素
(4)激素④主要包括 ,两者的关系是 作用,其主要靶器官(细胞)是 ,与其在血糖调节方面相互拮抗的激素是 .
(5)某甲亢病人因激素③分泌过多,对氧的敏感性将 ,与正常值相比,碘的摄入量太低时,会引起下丘脑、垂体的分泌动 .(加强、不变、减弱)
(6)图示中A通过控制运动来调节体温过程属于 (条件、非条件)反射.经机体的调节,寒冷环境比炎热环境中散热更 (多、不变、少),此时正常人体内酶的活性将 (增强、不变、下降)
(7)研究表明,长期饥寒交迫的人,体内的T细胞的数量及对抗原的灵敏度均降低, 免疫能力下降,极易患病,据此,提醒高三同学,勿盲目节食,天冷注意保暖。
(8)请你运用所学知识,预测如甲鼠被破坏了下丘脑后,与乙鼠(正常鼠)相比较,除了体温不能保持相对恒定之外,在实验中还能直接观察到哪些异常生理现象或症状?(至少写出两项)①____________________________________________;②____________________________________________。
①神经系统兴奋性降低,精神萎靡
②影响甲状腺激素的分泌,食欲降低
③影响抗利尿激素的合成,尿量增加
(9)综上, 调节网络是机体维持稳态的主要调节机制,三种调节机制中涉及的一个相同是有 的作用
例4.(2021·河北高三月考)如图为下丘脑参与人体的血糖调节、水盐调节以及体温调节的示意图,其中的甲、乙、丙为激素。下列叙述错误的是( )
A.引起胰岛细胞分泌激素甲的信号分子可能是神经递质B.若腺体A为甲状腺,则丙的分泌存在分级调节和反馈调节C.天气寒冷时下丘脑分泌并释放的激素乙——抗利尿激素减少D.下丘脑既可以直接分泌激素参与调节,也可以接受刺激、产生兴奋
二.动物生命活动的调节
1.动物生命活动的调节的方式
例5.下面为人体的生命活动调节示意图,下列相关叙述中,不正确的是( )
A.饮水过少时,激素d作用的靶器官主要是肾小管和集合管B.血糖平衡调节过程中的a→c→d→e属于体液调节C.人的手被针扎时,其调节过程是通过a→b→e来实现的,属于神经调节D.体温调节过程中的内分泌腺c包括下丘脑、胸腺、肾上腺和甲状腺
例6.(2021·江苏高三月考)人体内环境的稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,维持人体内环境稳态的机制是相当复杂的。图1表示人体血糖浓度发生变化和人体受寒冷刺激后的部分调节过程的示意图(A、B、C、D表示激素),图2表示神经系统对内分泌功能的调节方式(有甲、乙、丙三种方式),结合图1、图2所示,分析回答下列问题:
(1)人体在寒冷环境下,图1中激素_______________(填字母)的分泌量明显增加,以增加产热量,同时机体还可以通过皮肤血管收缩减少皮肤的血流量等变化以减少散热。人体体温调节的中枢及产生寒冷感觉的场所分别是________、__________。
(2)图1中垂体可分泌______________(填名称)作用于甲状腺,促进甲状腺分泌激素B___________ (填名称),此调节方式属于图2中的____模式。
(3)抗利尿激素的合成和分泌是通过图2中___模式调节,当人体内___________________升高时,其分泌量增加。
解析:抗利尿激素是由下丘脑分泌、垂体后叶释放,属于图2中的乙模式,当人体内细胞外液渗透压升高时,其分泌量增加。
2.动物生命活动调节的模型综述
(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(垂体后叶)释放抗利尿激素,通过d(体液)运输后,作用于靶器官e(肾小管和集合管)。(4)若该图表示血糖的神经调节途径,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)若该图表示细胞中遗传信息传递的过程,则a、c、e分别代表DNA、RNA、多肽链(蛋白质),b、d分别代表转录和翻译。。(6)若该图表示长期记忆的形成途径,则a表示瞬时记忆,b、c、d、e分别表示有关神经、短期记忆、有关神经、。
例7.人体内存在着许多种类的信息分子,下图是人体内某些信息分子作用的示意图。下列说法错误的是( )
A.信息分子A~E中不属于激素的是A、EB.信息分子B和C都是由垂体分泌的C.成年人体内信息分子D过少时表现为精神萎靡D.信息分子E能够促进B细胞分化为浆细胞和记忆细胞
人的肾上腺由皮质与髓质两部分组成, 实际上是两个内分泌器官。肾上腺皮质分泌的激素有糖皮质激素、盐皮质激素、性激素(雄激素、孕激素、雌激素)等,肾上腺髓质分泌的激素有肾上腺素和去甲肾上腺素等。
1.肾上腺素一般不口服,口服后疗效低,常制成酸性制剂,采用注射的方式给药。
佐证(1):《中国药典》(2015版)第二部第646页
佐证(2):【真题佐证】
(2015年,全国卷I,第30题节选)肾上腺素和迷走神经都参与兔血压的调节,回答相关问题:(1)给实验兔静脉注射0.01%的肾上腺素0.2 mL后,肾上腺素作用于心脏,心脏活动加强加快使血压升高……(2017年全国卷I第4题、全国卷Ⅲ第31题)“注射胰岛素”(2018年全国卷I第31题)“耳缘静脉注射垂体提取液”(2018年海南卷第12题)“注射甲状腺激素”(2018年江苏卷第10题)“注射激素实现超数排卵”
2.根据下丘脑释放的调节激素和垂体释放的激素种类来看:肾上腺皮质分泌的激素受下丘脑-垂体-肾上腺皮质系统的调节控制,(分级调节)肾上腺髓质分泌的激素不受此系统的控制,是由下丘脑通过神经直接调节。(无分级调节)
佐证:【真题佐证】(2015年,广东卷,第27题节选)人体通过神经调节、体液调节和免疫调节对各种应激刺激(如寒冷刺激、病菌入侵等)做出反应。
促肾上腺皮质激素释放激素 促肾上腺皮质激素 负反馈调节
3.糖皮质激素促进肝外组织蛋白质和脂肪的分解,分解过程会释放能量,增加产热,从而维持体温。浙科版必修3教材中对糖皮质激素做了详细的介绍,“机体在多种有害刺激,如感染、中毒、疼痛、寒冷以及精神紧张等因素的作用下糖皮质激素释放水平升高,使机体对这些有害刺激的耐受力大为增加。”从以上描述可知:肾上腺皮质激素中的糖皮质激素参与了寒冷情况下的体温调节。
佐证:【真题佐证】(2015年,江苏卷,第28题节选)如图2表示下丘脑参与人体体温、水盐和血糖平衡的部分调节过程。请回答下列问题:
佐证:【真题佐证】(2015年,江苏卷,第28题节选)如图2表示下丘脑参与人体体温、水盐和血糖平衡的部分调节过程。请回答下列问题:(1)受到寒冷刺激时,下丘脑可通过垂体促进腺体A的分泌活动,腺体A表示的器官有______。
分级调节、反馈调节、神经调节、体液调节、神经-体液调节、神经-体液-免疫调节的适用场景判断:1.分级调节在神经调节和体液调节中都存在。神经调节中的分级调节是指位于脊髓的低级中枢受脑中相应的高级中枢的调控。体液调节中分级调节往往是指下丘脑→垂体→腺体的调控路径。2.反馈调节是指在一个系统中,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。分为正反馈(促进)和负反馈(抑制)调节。
四.教材深挖:相关调节场景判断
分级调节、反馈调节、神经调节、体液调节、神经-体液调节、神经-体液-免疫调节的适用场景判断:3.神经调节和体液调节的判断∶如果有反射弧中的结构参与调节,往往涉及神经调节。当在效应器中涉及一些内分泌腺时,要注意,如果只是在神经系统作用下腺体分泌相关激素,此时只有神经调节;如果此腺体分泌的激素继续发挥作用,此时是神经-体液调节。4.神经-体液-免疫调节往往只适用于内环境稳态的调节,是一种宏观的、整体的调节。
负反馈调节是一种调节机制,神经体液调节是调节方法,做题时要看题目问法,一般考负反馈时会突出反应产物抑制反应的情况。例:血糖降低引起胰岛A细胞释放胰高血糖素,从而稳定血糖水平,这体现______调节?(负反馈)。而无上述信息的,则填(神经/体液/神经—体液)。例,血糖平衡是______调节?(神经—体液)。例:题中是血糖升高,经过一系列变化,最后导致血糖降低,就是反馈调节。这种题目抓住主干,如果说什么缺水,口渴,喝水,就可以说神经—体液调节
例3.( 2021-广东 )人体缺乏尿酸氧化酶,导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸(存在形式为尿酸盐)。尿酸盐经肾小球滤过后,部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收,最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前,E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物,研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠(有尿酸氧化酶)灌服尿酸氧化酶抑制剂,获得了若干只高尿酸血症大鼠,并将其随机分成数量相等的两组,一组设为模型组,另一组灌服F设为治疗组,一段时间后检测相关指标,结果见图。回答下列问题:
(1)与分泌蛋白相似,URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要 ______________________及线粒体等细胞器(答出两种即可)共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白重吸收——尿酸盐,体现了细胞膜具有___________的边能特性。原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜,这类跨膜运输的具体方式有___________。
核糖体、内质网、高尔基体
(2)URAT1分布于肾小管细胞刷状缘(下图示意图),该结构有利于尿酸盐的重吸收,原因是___________。
肾小管细胞刷状缘形成很多突起,增大吸收面积,增加URAT1数量
(3)与空白对照组(灌服生理盐水的正常实验大鼠)相比,模型组的自变量是________________ 。与其它两组比较,设置模型组的目的是___________。
(4)根据尿酸盐转运蛋白检测结果,推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是_______________________________________,减少尿酸盐重吸收,为进一步评价F的作用效果,本实验需要增设对照组,具体为_____________________________。
F抑制转运蛋白URAT1和GLUT9基因的表达
模型组(高尿酸症大鼠)灌服E
空白对照组(正常大鼠)灌服F
例4.(2021-河北 )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
①调节胰岛素水平的方式是体液调节,③调节胰岛素水平的方式是神经-体液调节,C错误;
例4.(2021-浙江 )胰岛素和胰高血糖素是调节血糖水平的重要激素。下列叙述错误的是( )A.胰岛素促进组织细胞利用葡萄糖B.胰高血糖素促进肝糖原分解C.胰岛素和胰高血糖素在血糖水平调节上相互对抗D.血糖水平正常时,胰岛不分泌胰岛素和胰高血糖素
血糖水平正常时,胰岛仍会分泌一定量的胰岛素和胰高血糖素,使机体内二者浓度维持相对稳定状态,D错误。
例5.(2021·湖南高考真题)生长激素对软骨细胞生长有促进作用,调节过程如图所示。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_________。
GH受体和IGF-1受体
IGF-1基因缺失小鼠不能产生IGF-1,不能抑制垂体分泌GH
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