1、第第2424讲讲 体液调节体液调节 第第8 8单元单元 2022 内 容 索 引 01 02 03 素养导读素养导读 必备知识必备知识 固本夯基固本夯基 核心考点核心考点 能力提升能力提升 04 微专题微专题( (五五) ) 神经调节和体液调节的相关实验探究神经调节和体液调节的相关实验探究 素养导读素养导读 必备知识必备知识 固本夯基固本夯基 一、激素与内分系统 1.激素的发现 (1)促胰液素:是人们发现的 激素,它由 分泌。进入 后,随血流到达 ,引起胰腺分泌 。 (2)激素调节:由 器官或 分泌的化学物质 进 行调节的方式。 (3)研究动物激素生理功能的常见方法有 、注射、饲喂 等。其中使
2、用注射、饲喂方法时还要注意相关激素的 。 第一种 小肠黏膜细胞 血液 胰腺 胰液 内分泌 细胞 激素 摘除、移植 化学本质 2.内分泌系统的组成和功能 (1)内分泌腺分泌的激素及功能 内分泌腺 激素名称 激素功能 下丘脑 促甲状腺(性腺、肾上腺皮 质)激素释放激素 作用于 ,调控 分 泌释放相应的激素 垂体 促甲状腺(性腺、肾上腺皮 质)激素 调节相应的内分泌腺的分泌活动 生长激素 调节生长发育 胰腺 胰高血糖素 在 代谢中发挥重要的调节 作用 胰岛素 甲状腺 甲状腺激素 调节体内的 代谢; 促进 ;提高神经 的兴奋性 垂体 垂体 糖 有机物 生长和发育 内分泌腺 激素名称 激素功能 肾上腺
3、肾上腺素 提高机体的 能力 醛固酮、皮质醇 调节水盐代谢和有机物代谢 卵巢 雌激素、孕激素 促进女性生殖器官的发育、 的 生成和女性第二性征的出现 睾丸 雄激素 (主要是睾酮) 促进男性生殖器官的发育、 的 生成和男性第二性征的出现 应激 卵细胞 精子细胞 (2)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,包括维持 、调节 代谢、调控 等。 内环境稳定 物质和能量 生长发育和生殖 二、激素调节的过程 1.血糖平衡的调节 (1)血糖的来源和去向(正常情况下) 肝糖原 甘油三酯 (2) 是唯一降低血糖浓度的激素,升高血糖的激素有 和 等,其中胰岛素
4、和胰高血糖素在血糖调节中的关系互 为 。 胰岛素 胰高血糖素 肾上腺素 抗衡 2.激素分泌的分级调节反馈调节 (1)甲状腺激素调节 (2)分级调节:人们将 之间存在的分层调控, 称为分级调节。分级调节可以放大激素的调节效应,形成 调 节,有利于 调控,从而维持机体的稳态。 促甲状腺激素释放激素 (TRH) 促甲状腺激素(TSH) 甲状腺 甲状腺激素 下丘脑、垂体和靶腺体 多级反馈 精细 3.激素调节的特点:通过 进行运输,作用于 ,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;作为 传 递信息,经靶细胞接受并起作用后就失活了;微量和高效,激素种类多、量 极微,既不组成 ,又不 ,也不
5、起催化作用,而是随 体液到达靶细胞,使靶细胞原有的生理活动发生变化。 体液 靶器官、靶细胞 信使 细胞结构 提供能量 三、体液调节与神经调节的关系 1.体液调节 (1)体液调节是指 等化学物质(除此以外,还有其他体液因子,如 等),通过 传送的方式 对生命活动进行调节。 (2)激素调节是体液调节的 内容,激素调节属于体液调节。 激素 组织胺、某些气体分子以及一些代谢产物 体液 主要 2.神经调节与体液调节的关系 比较项目 作用途径 反应速度 作用范围 作用时间 举例 神经调节 迅速 短暂 缩手反射 体液调节 较缓慢 较广泛 比较长 甲状腺激素 联 系 不少内分泌腺直接或间接地受 的调节。 内分
6、泌腺所分泌的激素可以影响 的发育和功 能 反射弧 准确、比较局限 体液运输 中枢神经系统 神经系统 3.体液调节和神经调节的协调实例 (1)体温的调节 体温恒定的原理:机体的产热量=散热量。 代谢产热 肝、脑 骨骼肌 皮肤 辐射、传导、 对流、蒸发 体温调节过程 神经体液调节 下丘脑 收缩 战栗 收缩 (2)水平衡的调节和血钠平衡的调节过程 升高 渗透压感受器 抗利尿激素 重吸收水 醛固酮 对Na+的重吸收 概念检测 1.激素是内分泌器官或细胞分泌的,通过体液运输,作用于靶器官和靶细胞, 传递相关信息,完成体液调节。研究激素的功能时常采用摘除、移植、饲 喂、注射等方法,同时设计对照组和实验组。
7、判断下列相关叙述是否正确。 (1)内分泌细胞有的聚集在一起成为内分泌腺,有的分散在一些器官、组织 内。( ) (2)激素调节的对象是靶器官、靶细胞,不能调节细胞的物质和能量代谢。 ( ) (3)促甲状腺激素、生长激素、胰岛素、甲状腺激素和性激素既可以口服 又可以注射。( ) (4)各种内分泌腺共同维持内环境稳定、调节物质和能量代谢、调节生长 发育和生殖。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 2.内分泌腺是没有导管的腺,分泌的激素直接弥散到体液中,随血液流到全身, 传递各种信息,调节机体的生命活动,激素的调节方式有分级调节和反馈调 节。判断下列相关叙述是否正确。 (1)胰岛素不仅促进靶细
8、胞对葡萄糖的吸收,还可以为靶细胞提供能量。( ) (2)在甲状腺激素的反馈调节中,下丘脑细胞和垂体细胞是甲状腺激素作用 的靶细胞。( ) (3)分级调节放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,维持 机体稳态。( ) (4)激素在人体内作为信息物质发挥作用,作用完不被分解,不需要时刻合成。 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 3.人和高等动物无论是对复杂环境的刺激及时作出各种反应,还是维持机 体内各种机能间的协调统一,都既需要神经调节又需要体液调节。判断下 列相关叙述是否正确。 (1)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。( ) (2)炎热环境中散热过
9、程大于产热过程,寒冷环境中产热过程大于散热过程。 ( ) (3)人体内水的排出途径主要是泌尿系统,皮肤、肺和大肠也能排出部分水。 ( ) (4)心率加快,呼吸短促,同时会出现出汗、闭眼等反应,这一过程中只有肾 上腺素的调节,没有神经调节。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 教材拓展 1.(人教版选择性必修1 P47“讨论”)在设计实验探究激素的功能时,用到了 “减法原理”或“加法原理”。怎样理解这两个原理? 提示 减法原理:设法排除某种因素对研究对象的干扰,同时尽量保持被研 究对象的稳定,从而在比较纯粹的状态下反映对象。在对研究对象的控制 中,运用减法原理,往往进行某种因素的排除,使
10、研究对象恢复某种正常的 现象和属性。 加法原理:设法给实验对象施加干扰,造成研究对象的变化,从而使研究对 象在某些因素的作用下反映出某些特征。在对研究对象的控制中,运用加 法原理,往往进行破坏性干预,迫使研究对象暴露出某些特别的现象和属性。 2.(人教版选择性必修1 P61边栏问题)有人说:“一个人一天内不吃饭、不喝 水,但只要没有大、小便,就可以维持体内水和无机盐的平衡。”这种说法 对吗?为什么? 提示 这种说法是不对的。不吃饭会使机体营养摄入不足;不喝水会导致 机体细胞外液渗透压失衡;大便和小便是人体排出代谢废物的重要途径,如 果这些废物不能及时排出体外,会引起中毒或其他病症。水和无机盐的
11、平 衡是机体通过各个器官、系统的协调配合完成的,不仅仅是摄入和排出的 平衡,不能依靠禁食禁水和减少排便来保持。 核心考点核心考点 能力提升能力提升 考点一考点一 激素与内分泌系统激素与内分泌系统 合作探究合作探究 探究1探究胰腺分泌活动的调节机制 科学家发现:狗进食后,胃便开足马力,把食物磨碎。当食物进入小肠时,胰 腺马上会分泌出胰液并立刻送到小肠,和磨碎的食物混合起来,进行消化活 动。食物到达小肠的消息,胰腺是怎样得到的呢?下面是科学家对胰腺分 泌调节机制的有关研究。 (1)沃泰默实验 步骤 实验现象 A、C组中的胰腺能分泌胰液,B组中的胰腺不能分泌胰液。 按照19世纪的权威观点,C组实验沃
12、泰默预想应该看到什么结果? 提示 狗的上段小肠肠腔 血液 狗的小肠肠腔(切除神经) 胰液的分 泌受神经调节的控制,C组中的胰腺不能分泌胰液。 (2)面对沃泰默实验结果,斯他林和贝利斯提出什么假设?如何设计实验证 明假设?实验结论是什么? 提示 实验假设:在稀盐酸的作用下,小肠黏膜细胞产生了一种化学物质, 这种物质进入血液后,随血流到达胰腺,引起胰液的分泌。 实验验证过程: 实验结论:胰液的分泌受化学物质的调节。 探究2研究激素功能的方法 研究激素功能的方法有:饲喂法、摘除法(或切除法)、移植法和结扎法等。 研究不同激素的功能采用不同方法,同时要采用对照组和实验组进行对比 实验。 (1)19世纪
13、,世界上很多著名的科学家试图通过研碎胰腺的方法来提取其中 的胰岛素,但都没有获得成功;后来有科学家采用先通过结扎胰管使胰腺萎 缩,然后单独研碎胰岛的方法成功提取了其中的胰岛素。分析直接研磨胰 腺没有提取出胰岛素原因。 提示 由于胰岛素的化学本质是蛋白质,所以在研磨过程中,胰腺中的胰蛋 白酶能把胰岛素分解,导致实验失败。 (2)科研人员分别给三只大白鼠注射了A、B、C三种激素后,观察到的相应 反应是:A可引起低血糖,甚至昏迷;B促进蛋白质的合成,并使软骨生长明 显;C使呼吸、心率加快,并使体内产热增加。据此判断激素A、B、C的化 学名称依次是什么。 提示 胰岛素、生长激素、甲状腺激素。 名师点睛
14、激素的化学本质 (1)不同激素的化学组成不同,主要包括蛋白质类(促甲状腺激素释放激 素、生长激素、胰岛素等)、脂质类(性激素等)、氨基酸衍生物类(甲 状腺激素等)。 (2)蛋白质类激素不可以口服,只能注射。 探究3内分泌腺分泌异常引起的疾病 在食用的盐中加入碘的化合物是因为碘是合成甲状腺激素的重要原料;如 果甲状腺激素分泌过多或过少都会影响生命活动。 (1)分泌过盛时会导致机体出现什么症状? 提示 新陈代谢率增高,消瘦、血压高、心搏快、情绪激动、有颤抖等症 状,表现为甲亢。 (2)分泌不足时会导致机体出现什么症状?食物中缺碘会得什么病? 提示 新陈代谢率下降,生长和发育都将受到影响,精神和智力
15、及生殖器的 发育都受影响。发生在幼年表现为呆小症。食物中缺碘,易患大脖子病。 考向突破考向突破 考向1 考查激素的种类、作用及化学本质 1.(2020山东潍坊一模)激素是由内分泌腺合成分泌的,在生物体进行生命 活动中起到了重要的调节作用。下列关于动物激素调节及其应用方面的 叙述,错误的是( ) A.饲喂添加甲状腺激素的饲料,可使蝌蚪快速发育成小青蛙 B.延长光照可提高鸡的产蛋率,鸡的产蛋率与体内的雌性激素水平密切相 关 C.垂体功能受损的幼犬会出现抗寒能力减弱等现象 D.长期服用性激素以提高成绩的运动员,其体内的促性腺激素水平较正常 人高一些 答案 D 解析 甲状腺激素为氨基酸衍生物,可以通过
16、饲喂的方式促进蝌蚪快速发 育成小青蛙,A项正确;延长光照可通过神经调节和体液调节促进雌性激素 的分泌,从而提高产蛋率,B项正确;垂体功能受损影响促甲状腺激素的分泌, 从而影响甲状腺激素的分泌,使机体产热能力降低,C项正确;长期服用性激 素的运动员,体内性激素的水平较高,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活 动,体内的促性腺激素水平较正常人低一些,D项错误。 考向2 考查激素功能的研究方法 2.(2020全国)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
17、.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
18、 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。 策略方法动物激素相关实验解题方法 (1)对于动物生理学实验,通常要设置空白对照,如注射等量生理盐水,通过 比较来研究实验变量对实验结果产生的影响。 (2)动物分组的基本要求:选择性别、年龄、体重、生理状况相似的动物进 行平均分组,且每组数量要多于一只。 (3)实验设计中注意实验动物的选择和处理。如甲状腺激素、性激素的实 验设计一般选幼小的动物,经实验变量处理后的观察指标是幼小动物的生 长发育
19、状况;观察胰岛素、胰高血糖素功能的实验时,动物一般先饥饿处理, 经实验变量处理后的观察指标是动物的生活状况。 (4)激素功能验证的一般思路:某种方法处理实验动物出现相应的病理症 状添加某激素后恢复正常推知该激素的生理功能。 (5)注意观测指标的确定,如探究甲状腺激素生理功能可检测耗氧量、代谢 或活动状况,具体实验应具体分析。 考向3 激素分泌异常引起的疾病 3.(2020山东青岛二模)(多选)甲状腺激素(TH)具有促进生长发育的作用,例 如在蝌蚪的变态期,如果缺乏甲状腺激素,就不能变态成蛙;当添加适量甲 状腺激素时,可加速变态,而成为体态 很小的蛙。下图为甲状腺激素的作用 机理,PB表示运输甲
20、状腺激素的血浆蛋 白,THR和RXR是与基因上TRE序列结 合的蛋白质,P表示RNA聚合酶。下列 分析合理的是( ) A.甲状腺激素通过促进组织的分化而加速蝌蚪变态 B.甲状腺激素需要PB协助运输,所以其跨膜运输方式为协助扩散 C.甲状腺激素与核内的受体蛋白结合,直接调节基因的转录过程 D.甲状腺激素能促进下丘脑细胞的代谢,也能抑制促甲状腺激素释放激素 的分泌 答案 ACD 解析 蝌蚪变态发育是细胞分化的过程,甲状腺激素可以促进蝌蚪变态,即 可以促进蝌蚪的组织分化,A项正确。PB为血浆蛋白,并非细胞膜上的载体 蛋白,不能说明甲状腺激素以协助扩散的方式进入细胞,B项错误。甲状腺 激素与核内受体结
21、合,直接影响转录过程,得到目的mRNA,再以mRNA为模 板合成相应蛋白质,C项正确。甲状腺激素的作用是促进细胞代谢,所以可 以促进下丘脑细胞代谢;又由于甲状腺激素存在负反馈调节机制,当甲状腺 激素含量过高时可以抑制促甲状腺激素释放激素的分泌,D项正确。 易错辨析有关动物激素调节的六个易错易混点 (1)激素既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,只起调节作用。 (2)甲状腺激素在正常情况下调节代谢,进而影响体温;肾上腺素在应急状 态下快速调节代谢,进而迅速影响体温,因此又有“应急激素”之称。 (3)生长激素和甲状腺激素都有促进生长发育的作用,但作用不同,甲状腺 激素主要促进发育,生长激
22、素主要促进生长。 (4)胰腺既有外分泌部分泌胰液,含各种消化酶,又有内分泌腺(胰岛) 分泌调节血糖的激素。 (5)激素发挥作用后就被灭活,神经递质发挥作用后可被降解,抗体发挥作 用后,随时间推移也逐渐被降解;而酶、载体发挥作用后仍具有活性。 (6)体液调节并非激素调节:在体液调节中,激素调节起主要作用,但不是唯 一的,如CO2、H+等对生命活动的调节也属于体液调节。 考点二考点二 激素调节的过程激素调节的过程 合作探究合作探究 探究1探究血糖平衡的调节机制 (1)马拉松运动员在比赛过程中,尽管血糖在不断被消耗,但它的含量基本 维持在0.9 g/L左右。血糖可以通过哪些途径得到补充? 提示 在交
23、感神经调节下和胰高血糖素作用下,肝糖原分解和脂肪酸等非 糖物质转化可以产生葡萄糖,补充到血液中维持血糖含量的相对稳定。 (2)一个健康的人进食0.5 h后的血糖、胰岛素和胰高血糖素的变化曲线如 图,据图探讨下列有关问题。 图中a、b、c分别代表上述哪种物质的浓度变化曲线? 提示 a、b、c分别代表血糖、胰岛素、胰高血糖素的浓度变化曲线。 胰岛素和胰高血糖素在血糖平衡调节中存在负反馈调节机制吗?并阐述 理由。 提示 血糖调节过程中存在负反馈调节机制。进食后,血糖浓度上升,胰岛 素含量升高,使血糖浓度降低,继而又会使胰高血糖素浓度上升,使血糖浓 度进而升高,由此可知血糖平衡调节中存在负反馈调节机制
24、。 探究2分析糖尿病的种类,探究其发病的机理 糖尿病是一种典型的现代生活中的“富贵病”,临床症状表现为血糖升高,尿 中含糖,出现多饮、多食、多尿及消瘦(体重下降)的症状,常常称之为“三多 一少”,严重者往往会发生心血管、眼睛及神经系统并发症。 (1)解释糖尿病症状出现的原因。 提示 尿中含糖的原因是胰岛素缺乏葡萄糖氧化分解和转化障碍血 糖含量升高尿中含糖;多食的原因是胰岛素缺乏葡萄糖氧化分解障碍 供能不足有饥饿感;体重减轻的原因是葡萄糖氧化分解障碍脂肪参 与氧化分解供能。 (2)型糖尿病和型糖尿病的发病原因是什么? 提示 型糖尿病的发病原因:胰岛功能减退,分泌胰岛素减少所致,需终 生注射胰岛素
25、治疗。型糖尿病的发病原因:与遗传、环境、生活方式等 密切相关,确切发病机理目前仍不明确。能量摄入过多、运动量过少、肥 胖是型糖尿病最常见的发病因素。 探究3通过模型构建探究甲状腺激素分泌的分级调节 分级调节是指下丘脑能够控制垂体,垂体控制相关腺体,这种分层控制的方 式称为分级调节。 反馈调节是甲状腺、性腺或肾上腺皮质分泌的激素进入血液后,又可反过 来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成与分泌,属于反馈调节。激素分泌 的分级调节与反馈调节模型如下图: 注:靶腺体有甲状腺、性腺和肾上腺皮质。 (1)已知碘是合成甲状腺激素的原料,请结合促甲状腺激素的功能和甲状腺 激素分泌的调节过程,分析缺碘导致成年人患
26、“大脖子病”的原因。 提示 缺碘甲状腺激素含量下降促甲状腺激素释放激素和促甲状腺 激素含量升高促进甲状腺增生“大脖子病”。 (2)通过手术摘除健康大鼠的垂体后,其甲状腺功能表现为衰退,试分析其 中原因。 提示 摘除大鼠的垂体后,机体内缺乏促甲状腺激素,无法促进甲状腺的生 长发育以及调节甲状腺激素的合成与分泌,即导致甲状腺功能衰退。 考向突破考向突破 考向1 考查血糖平衡调节的机理 1.(2020江苏)下列关于人体内胰岛素和胰高血糖素的叙述,错误的是( ) A.胰岛素在胰岛B细胞中合成,胰高血糖素在胰岛A细胞中合成 B.胰岛素是唯一降低血糖的激素,胰高血糖素不是唯一升高血糖的激素 C.胰岛素激活
27、胰岛素受体后,葡萄糖通过胰岛素受体进入细胞内 D.胰岛素分泌不足或胰高血糖素分泌过多均可能导致糖尿病的发生 答案 C 解析 参与血糖调节的激素主要有胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素。胰岛 B细胞分泌的胰岛素是唯一降低血糖的激素,胰岛A细胞分泌的胰高血糖 素和肾上腺髓质分泌的肾上腺素都能够促进血糖升高。A、B、D三项正 确。葡萄糖分子与细胞膜上的载体蛋白结合,进入细胞,C项错误。 归纳提升血糖调节的机制及方式 (1)调节机制:神经体液调节,以及激素调节 (2)神经调节:下丘脑通过有关神经可直接调控肾上腺、胰岛B细胞和胰岛 A细胞。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。 (3)激素调
28、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。唯一降血糖激素是胰岛素,升血糖 的激素有胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素、甲状腺激素等。 考向2 考查糖尿病产生的机理 2.(2020山东泰安四模)(多选)人类糖尿病的发病机理十分复杂。下图是 型、型两种糖尿病部分发病机理示意图。据图分析正确的是( ) A.图中表示的物质是胰岛素,正常人血糖浓度升高时,胰岛素分泌增加 B.图中表示的结构是葡萄糖载体,有助于组织细胞摄取葡萄糖 C.型糖尿病造成的原因是胰岛B细胞功能异常,病人胰岛素分泌不足 D.型糖尿病造成的原因是葡萄糖载体受损,不能识别利用葡萄糖 答案
29、 ABC 解析 据图分析,表示胰岛素,表示葡萄糖载体;由于胰岛B细胞合成分 泌胰岛素异常,而导致型糖尿病;型糖尿病是由于靶细胞膜上的胰岛素 受体不足,所以在临床中型糖尿病不能通过注射胰岛素治疗。是胰岛 B细胞分泌的胰岛素,可以降低血糖,所以正常人血糖浓度升高时,胰岛素分 泌增加,A项正确;表示葡萄糖载体,有助于组织细胞摄取葡萄糖,B项正 确;型糖尿病造成的原因是胰岛B细胞功能异常,导致胰岛素合成分泌异 常,C项正确;型糖尿病造成的原因是接受胰岛素的受体不足,导致葡萄糖 载体不能有效接受葡萄糖信号并把多余的葡萄糖运至靶细胞内,D项错误。 归纳拓展糖尿病的四点归纳 考向3 考查甲状腺激素的分级调节
30、和反馈调节 3.(2020浙江7月选考)人体甲状腺分泌和调节示意图如下,其中TRH表示促 甲状腺激素释放激素,TSH表示促甲状腺激素,“+”表示促进作用,“-”表示抑 制作用。据图分析,下列叙述正确的是( ) A.寒冷信号能直接刺激垂体分泌 更多的TSH B.下丘脑通过释放TRH直接调控 甲状腺分泌T3和T4 C.甲状腺分泌的T4直接作用于垂 体而抑制TSH的释放 D.长期缺碘会影响T3、T4、TSH和TRH的分泌 答案 D 解析 据题图可知,寒冷信号能直接刺激下丘脑分泌更多的促甲状腺激素 释放激素(TRH),A项错误;下丘脑释放的TRH通过体液传递给垂体,使垂体 分泌TSH,TSH直接调控甲
31、状腺分泌T3和T4,B项错误;甲状腺分泌的T4经 脱碘作用后作用于垂体,抑制垂体合成和分泌TSH,C项错误;碘是合成T3和 T4的原料,缺碘会影响T3和T4的合成,T3和T4分泌多时会抑制TRH和TSH的 分泌,T3和T4分泌不足时TRH和TSH的分泌增加,D项正确。 4.(2020山东泰安四模)有三个均表现为低甲状腺激素的病人,他们分别患 有甲状腺、垂体和下丘脑功能缺陷病。给这些病人及健康人静脉注射促 甲状腺激素释放激素(TRH),注射前30 min和注射后30 min分别测定每个人 体内的促甲状腺激素(TSH)浓度(单位:mU/L),结果如下表。下列对实验结 果分析错误的是( ) 人物 健
32、康人 病人甲 病人乙 病人丙 注射TRH前 10 10 10 1040 注射TRH后 1040 1040 40 A.病人甲的下丘脑功能缺陷,应直接注射TRH进行治疗 B.病人乙的垂体功能缺陷,该类病人体内的TRH浓度较高 C.病人丙的甲状腺功能缺陷,注射TRH或TSH都不能治愈 D.以上信息不能说明“下丘脑垂体甲状腺”间存在反馈调节 答案 D 解析 由分析可知,病人甲的下丘脑功能缺陷,该病人促甲状腺激素释放激 素浓度较低,故应直接注射促甲状腺激素释放激素(TRH)进行治疗,A项正 确;病人乙的垂体功能缺陷,促甲状腺激素含量低,则甲状腺激素含量也低, 甲状腺激素对下丘脑抑制作用减弱,该类病人体内
33、的TRH浓度较高,B项正 确;病人丙的甲状腺功能缺陷,注射促甲状腺激素释放激素(TRH)或促甲状 腺激素(TSH)都不能治愈,C项正确;健康人注射TRH使TSH分泌增加,TSH 能促进甲状腺激素分泌,甲状腺激素增加会反馈调节抑制TRH的分泌,故可 以说明“下丘脑垂体甲状腺”间存在反馈调节,D项错误。 考向4 考查激素调节的特点 5.(2020江苏淮安二模)下图为人体激素作用于靶细胞的两种机理示意图, 说法错误的是( ) A.激素A可能是胰岛素等大分子类激素,能直接进入细胞内起作用 B.激素B不直接进入细胞就能起作用 C.某个靶细胞可能同时存在上述两种作用机理 D.由上图可知激素只是一种信号 答
34、案 A 解析 分析题干示意图可知,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。激素B没有进入细胞,直接与细胞 膜上的受体b结合引起细胞内的生化反应,据此分析解答。胰岛素等大分 子类激素不能进入细胞,A项错误;激素B没有进入细胞,直接与细胞膜上的 受体b结合引起细胞内的生化反应,B项正确;靶细胞上可能存在两种作用 机理,受到两种激素的影响,C项正确;激素是一种信号分子,启动和调节生 理反应,本身并不参与反应,D项正确。 考点三考点三 体液调节与神经调节的关系体液调节与神经调节的关系 合作探究合作探究 探究1体液调节与激素调节的关系以及体液调节的机制 体液调节是指
35、激素等化学物质,通过体液运输的方式对生命活动进行调节; 主要形式是激素调节,调节因子是体液中的化学物质,有激素、组织胺、 NO、CO、CO2等;传递方式主要是通过体液(血浆、组织液和淋巴液)进行 运输,调节机制是调节因子与靶细胞上的特异性受体发生特异性结合,改变 细胞的代谢。结合相关知识回答下列问题。 (1)当你在跑步时,为什么呼吸加快? 提示 由于骨骼肌细胞剧烈运动,产生大量CO2,当血液中CO2含量增多时, 就会刺激控制呼吸活动的神经中枢,促使呼吸活动增强,增加通气量,从而 将CO2排出体外。 (2)体液调节就是激素调节吗? 提示 在体液调节中,激素调节起主要作用,但不是唯一的,如CO2、
36、H+等对 生命活动的调节也属于体液调节。 (3)体液调节只发生在哪些生物体内? 提示 一些低等动物只有体液调节。高等动物和人既有体液调节,又有神 经调节。 探究2分析体温调节的过程,理解神经调节和体液调节的关系 分析下列体温调节过程图解,回答相关问题。 (1)农业露天作业时,人受阳光直接暴晒,再加上大气受阳光的暴晒,使大气 温度再度升高,使人的脑膜充血,大脑皮层缺血而引起中暑。中暑后产热和 散热还平衡吗?原因是什么? 提示 不平衡。外界温度过高致使体内产生的热量散不出去。 (2)某同学所处的环境温度从40 降至15 ,试分析其体内发生的一些变 化。 体内产热如何变化?尝试解释其原因。 提示 产
37、热增加。当环境温度低于正常体温时,甲状腺激素和肾上腺素分 泌增多,代谢加快,肝脏和肌肉等产热增加;立毛肌收缩,骨骼肌战栗,产热增 加。 体内酶的活性如何变化?原因是什么? 提示 体内酶的活性不变。人是恒温动物,在不同的外界温度条件下,人的 体温维持相对稳定。 尝试写出寒冷条件下冷觉的神经传导途径。 提示 皮肤冷觉感受器传入神经大脑皮层产生冷觉传出神经 效应器。 名师点睛(1)“寒颤”指骨骼肌不自主战栗,“起鸡皮疙瘩”指立毛肌收缩,二者 都是增加产热的途径。(2)体温感觉中枢位于大脑皮层;体温调节中枢位于 下丘脑;温度感受器不只分布在皮肤中,还广泛分布在黏膜及内脏器官中。 探究3水和无机盐平衡的
38、调节过程 分析下列水和无机盐平衡的调节过程图解,回答相关问题。 (1)若人体内水和无机盐都减少,但细胞外液渗透压不变,机体能进行水盐 平衡的调节吗?试说明理由。 提示 不能。机体是靠感受细胞外液渗透压的变化进行调节的,而不是直 接感受水盐含量的变化。 (2)某同学为减少上厕所的次数而很少喝水,你认为这种做法是否可取?为 什么? 提示 不可取。虽然人体每天摄入和排出的水量是基本相等的,但还是需 要一定的水量来维持正常的生命活动。如果喝水过少,尿量就会很少,那么 应通过尿液排出的体内代谢废物无法正常排出,就会造成内环境的紊乱。 归纳提升(1)水盐平衡的调节方式是神经调节和体液调节。 神经调节(反射
39、弧):下丘脑渗透压感受器传入神经下丘脑水盐平衡 调节中枢传出神经下丘脑神经分泌细胞。 体液调节:下丘脑神经分泌细胞分泌、垂体释放抗利尿激素肾小管、 集合管。 (2)渗透压调节包括水平衡和盐平衡的调节,主要是通过肾调节尿量完成的。 (3)当血钠含量降低时,肾上腺皮质增加分泌醛固酮,促进肾小管和集合管 对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡;反之则醛固醇分泌量减少。 考向突破考向突破 考向1 考查体液调节和神经调节的协调关系 1.(2020山东泰安模拟)研究人员构建了用特定光束控制脑部神经元X激活 的小鼠模型,以考察X神经元对体内水平衡的作用。当用特定光束照射X 神经元时,小鼠的舔水次数明显增加。为
40、进一步探究特定光束刺激下小鼠 的舔水行为是否和口渴程度有关,设计了如下表实验,测定在“特定光束刺 激”和“测量前48 h限水”情况下三组小鼠15 min内的舔水次数,结果为:实验 组实验组对照组。下列分析不合理的是( ) 组 别 对照组 实验组 实验组 测量前48 h限水 - - + 特定光束刺激 - + - 注:“-”表示不处理,“+”表示处理。 A.神经元X应位于下丘脑,上述过程的调节方式是体液调节 B.特定光束刺激神经元X一段时间后,抗利尿激素分泌量可能减少 C.实验组小鼠的舔水行为与口渴程度有关 D.特定光束刺激激活X神经元所诱导的过度饮水行为可能与口渴程度无 关 答案 A 解析 分析
41、题干信息及图表可知:对照组测量前48 h不限水,不进行特定光 束刺激;实验组,测量前48 h不限水,进行特定光束刺激;实验组,测量前 48 h限水,不进行特定光束刺激;结果为实验组实验组对照组,说明 特定光束刺激激活X神经元所诱导的过度饮水行为与口渴程度无关。调 节尿量的激素是抗利尿激素,分泌抗利尿激素的是下丘脑的某些神经细胞, 故神经元X应位于下丘脑,该过程的调节方式是神经体液调节,A项错误; 由实验结果可知,特定光束刺激神经元X一段时间后,小鼠舔水次数明显增 加,导致细胞外液渗透压降低,使抗利尿激素减少,B项正确;实验组测量 前48 h限水,小鼠舔水次数高于对照组,说明测量前限水的小鼠舔水
42、行为与 口渴程度有关,C项正确;实验组测量前不限水,特定光束刺激小鼠的舔水 次数高于测量前48 h限水的实验组与对照组,说明特定光束刺激诱导的 小鼠过度饮水行为与口渴程度无关,D项正确。 考向2 考查体温调节的过程和机理 2.(2020山东青岛一模)一般情况下,病毒侵染机体后,机体细胞会释放致热 性细胞因子,致使“体温调定点”上升引起体温升高,利于机体快速清除病毒 以维持机体的稳态。下列关于稳态调节的叙述,错误的是( ) A.致热性细胞因子能作用于下丘脑,调节“体温调定点” B.机体通过分级调节使甲状腺激素的分泌增多,产热增加 C.持续高温期产热量大于散热量,各种代谢活动下降 D.若患者出现脱
43、水现象,则垂体释放抗利尿激素增加 答案 C 解析 下丘脑是体温调节中枢,A项正确; 机体通过分级调节使甲状腺激素 分泌增多,产热增加,引起体温升高,B项正确;持续高温期产热量等于散热 量,C项错误;若患者出现脱水现象,则细胞外液渗透压升高,下丘脑分泌由 垂体释放的抗利尿激素增多,尿量减少,D项正确。 归纳提升(1)体温调节的过程为:寒冷环境皮肤冷觉感受器下丘脑体温 调节中枢产热增加(骨骼肌战栗、立毛肌收缩、甲状腺激素分泌增加), 散热减少(毛细血管收缩、汗腺分泌减少)体温维持相对稳定。炎热环 境皮肤热觉感受器下丘脑体温调节中枢散热增加(毛细血管舒张、 汗腺分泌增加)体温维持相对稳定。 (2)调
44、节形式:神经体液调节,参与的激素包括甲状腺激素、肾上腺激素 等。体温调节的中枢是下丘脑体温调节中枢,而体温感觉中枢在大脑皮层。 (3)感受器:人和高等动物皮肤中分布有感受温度变化的温度感受器,包括 冷觉感受器和热觉感受器。 (4)体温相对恒定的原因:人体的产热量和散热量保持动态平衡。 (5)人体体温调节有一定的限度。长期处于过冷或过热的环境中,稳态会遭 到破坏,影响正常的生命活动。 考向3 考查水、盐平衡的机理和调节过程 3.(2020山东德州一模)抗利尿激素(ADH)也称为血管升压素,该激素可调节 肾小管和集合管对水的重吸收,其作用机理如图所示,下列分析正确的是 ( ) A.ADH能引起血浆
45、渗透压升高从而导致血压升高 B.ADH由垂体合成并释放,通过血液运输到靶细胞 C.ADH通过增加膜上水通道蛋白数量促进水的重吸收 D.水分子逆相对含量梯度从A侧运输到B侧 答案 C 解析 ADH促进肾小管和集合管对水的重吸收,使血浆渗透压降低,A项错 误;ADH由下丘脑合成并分泌,垂体释放,通过体液运输至全身各处细胞,只 作用于靶细胞,B项错误;从图中看出ADH与细胞膜上的受体结合后,促进含 有水通道蛋白的囊泡向细胞膜运输,增加了膜上水通道蛋白数量,促进水的 重吸收,C项正确;水分子从A侧到B侧是通过通道蛋白进行运输,是顺浓度 梯度进行,D项错误。 名师点睛水平衡调节的考查侧重于“抗利尿激素”
46、的来源(下丘脑产生)、作 用部位及作用效果,此外对抗利尿激素分泌的诱发因素即渗透压变化也多 有考查。解题时,可采用如下方法简洁记忆5项指标的变化(记两头联中间, 即两头一致中间相反): 此外,做题时常混淆“渴觉感受器”与“渴觉形成场所”前者为“下丘脑”, 后者为“大脑皮层”。 微专题微专题( (五五) ) 神经调节和神经调节和 体液调节的相关实验探究体液调节的相关实验探究 1.神经调节相关实验的核心素养解读 由于神经调节在维持机体稳态调节中占有重要地位,特别是新教材中贯穿 着生命观念、科学思维和科学探究的核心素养。通过设计实验,利用电流 表探究兴奋传导的方向,兴奋产生的机理等知识是高考的重点、
47、热点和高 频考点。 “设计实验”的流程为:明确实验目的和具体要求提出假设确定实验的 原理和研究对象明确实验条件找出实验变量明确实验设计思路 设计实验步骤实验结果的预测和分析等。 【典例1】 科学工作者为研究兴奋在神经纤维及突触间传导的情况,设计 如图所示实验。图中c点位于灵敏电流计两条接线的中点,两个电流计 两条接线之间的距离相同,且X=Y。请回答下列问题。 (1)在a点未受刺激时,膜外电位为 电位,受到刺激时,其电位变化主要 是由于 导致形成动作电位。 (2)分别刺激b点和e点,电流计偏转的次数 (填“相同”或“不 同”),判断的理由 是: 。 (3)请根据已知条件,利用电流计设计一个简单实
48、验,验证兴奋在神经 纤维上的传导速度大于其在突触间的传递速度。请写出实验思路,预测实 验结果。 实验思路: 。 结果预测: 。 【答题模板】 答案 (1)正 钠离子内流(或Na+内流) (2)不同 刺激b点,兴奋可以由A传 向B,电流计和均偏转2次,刺激e点,兴奋不能由B传向A,电流计偏转1 次,电流计不偏转,因此不同 (3)刺激d点,观察电流计发生第二次偏 转的先后顺序 电流计发生第二次偏转的时间早于电流计 解析 (1)神经纤维未受刺激时,钾离子外流形成内负外正的静息电位,因此 膜外电位为正电位;受到刺激时,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。(2) 分别刺激b点和e点,电流计偏转的次数不同
49、,因为刺激b点,兴奋可以由 A传向B,电流计和均偏转2次,刺激e点,兴奋不能由B传向A,电流计 偏转1次,电流计不偏转。(3)可刺激d点,观察电流计发生第二次偏 转的先后顺序。若电流计发生第二次偏转的时间早于电流计,则说明 兴奋在神经纤维上的传导速度大于其在突触间的传递速度。 2.体液调节相关实验的核心素养解读 “科学探究”中的“结果的交流与讨论”是科学实验的重要环节,其中评价实 验方案是重要的一环。高考试题中常出现对实验设计方案的评价与修正 类的题目,这类试题要求考生必须熟练掌握教材基础实验,并能灵活运用教 材知识及生物学实验思维来答题。 【典例2】 垂体在人体生理调节过程中发挥着重要作用,
50、请回答下列有关 问题。 (1)垂体分泌的生长激素(GH)的化学本质是 ,它具有促进蛋白 质合成、促进骨骼和肌肉的生长、影响脂肪分解等生理功能。人在应激 状态下,GH分泌增多会刺激肝细胞释放胰岛素样生长因子(IGF-1),进而降 低GH的分泌,这种调节机制称为 ,其生物学意义 是 。 (2)资料表明,GH过多会使人患“垂体性糖尿病”,请利用小鼠验证长期使用 生长激素对胰岛B细胞的功能有抑制作用,写出实验步骤并预测实验结果。 实验步骤。 第一步:选取生理状况相似、性别相同的健康小鼠若干只,分别测定记录每 只健康小鼠空腹时的血糖浓度和血清胰岛素浓度。 第二步:每只小鼠均正常进食、进水, 。 第三步:
