高中生物高考5 加强提升课(7)　动物生命活动调节模型及相关实验突破

加强提升课(7)　动物生命活动调节模型及相关实验突破

突破一　动物生命活动调节途径及模型

1．归纳生命活动调节的主要方式

2.熟知生命活动调节的典型途径

(1)

例如：膝跳反射的过程。

(2)

例如：人进食后血糖升高，引起胰岛B细胞分泌胰岛素对血糖进行调节的过程。

(3)

例如：当血糖浓度下降时，下丘脑会发出指令使胰岛A细胞分泌胰高血糖素，进而使血糖浓度恢复正常。

(4)

例如：寒冷刺激下丘脑体温调节中枢，下丘脑会分泌物质作用于垂体，进而使甲状腺分泌甲状腺激素作用于靶细胞。

3．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—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)若该图表示炎热条件下的体温调节，则e为效应器(为传出神经末梢和它所支配的皮肤和汗腺等)。

1．(2020·怀化模拟)下面为人体的生命活动调节示意图，相关说法错误的是(　　)

A．血糖的平衡可以通过A→C→D→F和H→D→F途径进行调节

B．处于炎热环境中可通过A→B途径使散热大于产热

C．G过程可表示甲状腺激素对神经系统的发育和功能的影响

D．E过程具有使血液中的激素维持在相对稳定的正常水平的作用

解析：选B。在血糖调节过程中，血糖浓度变化可以直接作用于胰岛，使其分泌相应的激素调节血糖平衡，也可以作用于下丘脑，再通过相应的神经调节作用于胰岛，促进相应激素的分泌；处于炎热环境中，人体可通过A→B途径使散热增加，但此时产热量等于散热量；甲状腺激素能影响神经系统的发育和功能；E过程为反馈调节过程，具有使血液中的激素维持在相对稳定的正常水平的作用。

2．(2020·河南南阳模拟)下丘脑在人体内环境的稳态调节过程中发挥重要作用，下图为神经系统对激素分泌的三种调节方式，下列相关分析正确的是(　　)

A．若方式甲中的靶腺体为甲状腺，则下丘脑通过分泌促甲状腺激素调节垂体的相关分泌活动

B．抗利尿激素的合成和分泌符合图中方式乙，内环境渗透压升高能增加其分泌量

C．兴奋在M处传递的特点是单向传递，当兴奋性神经递质传到突触后膜时膜外K＋将大量内流

D．方式丙中激素的释放为神经—体液调节的结果，内分泌腺属于效应器

解析：选B。促甲状腺激素是垂体分泌的；内环境渗透压升高，引起抗利尿激素分泌增加，抗利尿激素的合成和分泌符合图中方式乙；兴奋在M处传递的特点是单向传递，当兴奋性神经递质传到突触后膜时，膜外Na＋大量内流形成动作电位；图中方式丙中激素的分泌是神经调节的结果。

突破二　激素作用于细胞的两种模式

1．了解信号分子的受体在细胞中的位置

(1)信号分子作用于细胞膜上的受体

(2)信号分子作用于细胞内的受体

2．受体在细胞中的位置和信号分子的化学性质有关

(1)蛋白质类激素其信号分子一般分布在细胞膜上。

(2)固醇类激素其信号分子一般分布在细胞内。

3．下图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B是生长激素，则它是由________细胞合成的。

(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)若激素A是甲状腺激素，则它进入细胞后与受体结合，促使细胞合成特定的mRNA，再经过________过程合成新的蛋白质。像这种受体在细胞内的激素，除甲状腺激素之外，还有________(列举一种即可)。

解析：(1)生长激素由垂体合成。(2)激素调节体现了细胞间的信息交流功能。一旦受体发生缺陷不能与激素结合，其对应的功能就会丧失。胰岛素受体发生缺陷会导致血糖浓度升高。(3)下丘脑细胞既是内分泌细胞又是神经细胞，具有与神经递质相结合的受体。(4)由mRNA合成蛋白质的过程叫做翻译。受体在细胞内的激素能够通过细胞膜，如固醇类激素中的性激素。

答案：(1)垂体

(2)信息交流(信息传递)　升高

(3)神经递质

(4)翻译　性激素

4．下图为某种生活在寒冷地带的非冬眠小型哺乳动物，在持续寒冷刺激下机体调节褐色脂肪组织细胞(BAT细胞)产热过程的示意图。请分析回答下列问题：

(1)上图所示甲状腺激素的受体位于BAT__________(填“细胞膜上”或“细胞内”)，甲状腺激素进入细胞的方式应该为________。

(2)去甲肾上腺素能与膜上受体特异性结合产生生理效应，体现了膜的________功能。

(3)UCP­1基因的表达要经过________过程实现，BAT细胞内的__________________能促进该基因的表达。

(4)综上所述，在持续寒冷的环境中，该动物通过________________调节，最终引起BAT细胞中______________和________________，实现产热增加，维持体温的稳定。

解析：(1)题图中甲状腺激素进入了细胞内，所以它的受体在BAT细胞内。甲状腺激素是氨基酸的衍生物，它进入细胞的方式应该为主动运输。(2)内分泌细胞释放激素经血液循环到达靶细胞或靶器官，在靶细胞或靶器官上有识别激素的相关受体，激素和受体特异性结合，完成细胞间的信息交流。(3)蛋白质的合成过程包括转录和翻译，UCP­1基因首先要通过转录生成相应的mRNA，mRNA再通过核孔进入细胞质与核糖体结合，合成UCP­1蛋白。从图中可以看出，在此表达过程中，甲状腺激素和cAMP共同调节该基因的表达。(4)综上所述，在持续寒冷的环境中，该动物通过神经调节和体液调节，最终引起BAT细胞中脂肪分解增加和ATP合成减少，实现产热增加，维持体温的稳定。

答案：(1)细胞内　主动运输

(2)信息交流

(3)转录和翻译　甲状腺激素和cAMP

(4)神经—体液(神经系统和内分泌系统)　脂肪分解增加　ATP合成减少

突破三　动物激素功能的实验探究

1．一般思路

⇒⇒⇒

2．方法示例

(1)验证甲状腺激素的功能

①饲喂法

②摘除法和注射法

(2)验证胰岛素的生理功能

(1)根据激素的化学本质，选择不同的实验方法

下丘脑、垂体和胰岛分泌的激素多为肽类或蛋白质类，肽类、蛋白质类激素易被消化酶所分解，故一般采用注射法，不宜口服。雄性激素、雌性激素、孕激素等固醇类激素和甲状腺激素、肾上腺素等氨基酸衍生物类激素都可以口服，也可以注射。

(2)实验设计时要注意设置对照实验，控制变量个数，保证单一变量。

(3)进行注射实验时空白对照组应注射生理盐水(不可用蒸馏水)，进行饲喂实验时，空白对照组可添加蒸馏水。　

5．(2020·广州模拟)为了验证胰岛素具有降低血糖含量的作用，在设计实验时，如果以正常小鼠注射某种药物前后小鼠的症状作为观察指标，则下列对实验组小鼠注射药物的顺序，正确的是(　　)

A．先注射胰岛素溶液，后注射葡萄糖溶液

B．先注射葡萄糖溶液，后注射胰岛素溶液

C．先注射胰岛素溶液，后注射生理盐水

D．先注射生理盐水，后注射胰岛素溶液

解析：选A。首先注射胰岛素溶液，若胰岛素有降血糖作用，那么小鼠被注射胰岛素溶液后会进入昏迷状态(是否因为血糖低而昏迷，并不完全确定)，后注射葡萄糖溶液，若小鼠恢复正常，则证明之前的确是血糖降低导致的昏迷，胰岛素具有降血糖的作用；先注射葡萄糖溶液(或生理盐水)，小鼠没有明显的变化，后注射胰岛素溶液，出现昏迷，但不能证明小鼠昏迷是低血糖导致的，即不能验证胰岛素具有降低血糖含量的作用。

6．(2020·广东茂名模拟)内环境中性激素的含量保持相对稳定主要与性激素的负反馈调节和分级调节有关。为探究垂体分泌的促性腺激素对下丘脑分泌促性腺激素释放激素是否存在负反馈调节，下列对实验组和对照组小白鼠的处理恰当的是(　　)

①注射适量的促性腺激素　②进行手术并切除性腺

③不手术　④注射适量的生理盐水　⑤进行手术不切除性腺　⑥不注射

A．实验组：②①；对照组：④⑤

B．实验组：②①；对照组：②④

C．实验组：①③；对照组：⑥③

D．实验组：④⑤；对照组：①⑤

解析：选B。为探究垂体分泌的促性腺激素对下丘脑分泌的促性腺激素释放激素是否存在负反馈调节，实验的自变量应是促性腺激素的有无，因变量是测定小鼠体内促性腺激素释放激素的含量，为了排除小鼠体内产生的性激素对下丘脑分泌促性腺激素释放激素的负反馈调节作用，实验组和对照组小鼠都应切除性腺，只是实验组小鼠要注射适量促性腺激素，对照组小鼠只注射等量的生理盐水。综上分析，实验组处理为②①，对照组处理为②④，B正确。

7．(2018·高考全国卷Ⅱ)为研究垂体对机体生长、发育的作用，某同学用垂体切除法进行实验。在实验过程中，用幼龄大鼠为材料，以体重变化作为生长、发育的检测指标。回答下列问题：

(1)请完善下面的实验步骤：

①将若干只大鼠随机分为A、B两组后进行处理。A组(对照组)的处理是___________；B组的处理是______________________。

②将上述两组大鼠置于相同的适宜条件下饲养。

③____________________________________________。

④对所得数据进行统计处理与分析。

(2)实验结果与分析：

B组大鼠生长、发育的状况不如A组，出现这种差异的原因是B组的处理使大鼠缺失了来源于垂体的________激素和________激素。

解析：(1)本实验的自变量是有无垂体，因此A组(对照组)的处理是不切除垂体，同时为了排除手术操作对大鼠生长、发育的影响，A组的处理应该是进行手术但不切除垂体；B组是实验组，对其进行的处理是切除垂体。根据实验步骤可知，①为实验处理，②为实验培养，③应为实验结果的检测与记录，且题干强调“以体重变化作为生长、发育的检测指标”，因此，③的操作应该是定期测定两组大鼠的体重，并记录实验结果。(2)垂体可产生生长激素(促进生长)和促甲状腺激素(通过作用于甲状腺使其合成和分泌甲状腺激素，而甲状腺激素可促进发育)，所以B组大鼠切除垂体后，其生长、发育减慢。

答案：(1)①手术但不切除垂体　切除垂体　③每隔一定时间，测定并记录两组大鼠的体重

(2)生长　促甲状腺

8．(2020·广西南宁一模)人体的甲状腺在体温调节中发挥重要作用。下面是某同学研究药物对氨水杨酸对大鼠甲状腺功能的影响实验，研究员给大鼠饲喂含一定量的对氨水杨酸饲料，一段时间后进行相关检测，得到数据如下表所示。回答下列问题：

(1)对照组大鼠的处置是____________________________________________。

(2)从激素调节的角度分析，导致实验组甲状腺变重的主要原因是_______________。

(3)寒冷条件下，对照组大鼠和实验组大鼠甲状腺激素含量的变化分别是________和________________________________________________________________________。

(4)该同学采取抽取血样的方法来检测大鼠体内甲状腺激素的含量，临床也常采取抽取血样的方法来检测内分泌系统的疾病，这体现了激素调节具有__________________的特点。

解析：(1)根据题意分析可知，不接受实验变量处理的是对照组，在本实验中，实验变量是有无对氨水杨酸，对照组应该不含对氨水杨酸，即用等量的普通饲料饲喂。(2)根据表格数据分析可知，实验组加入对氨水杨酸后甲状腺激素含量减少，经反馈调节作用使促甲状腺激素分泌增多，导致甲状腺增生。(3)对照组由于饲料中没有加入对氨水杨酸，在寒冷的刺激下，大鼠会通过调节使自身甲状腺激素分泌增多，而实验组由于饲料中加入的对氨水杨酸可以抑制大鼠的甲状腺激素分泌增多，因此寒冷时甲状腺激素的含量基本不变。(4)该同学采取抽取血样的方法来检测大鼠体内甲状腺激素的含量，临床也常采取抽取血样的方法来检测内分泌系统的疾病，这体现了激素调节具有通过体液运输的特点。

答案：(1)饲喂等量的普通饲料　(2)实验组的甲状腺激素分泌少，经反馈调节作用使促甲状腺激素分泌增多，导致甲状腺增生　(3)增加　基本不变　(4)通过体液运输