第1课时 通过神经系统的调节(Ⅰ)
[目标导读] 1.结合教材“思考与讨论”,使学生进一步加深对反射弧结构和各部分功能的理解。2.结合教材图2-1、2-2和相关物理知识,使学生理解神经纤维上兴奋的产生和传导过程。
[重难点击] 1.反射弧的结构和各部分功能。2.兴奋在神经纤维上的产生和传导过程。
1.内环境稳态的调节机制是神经—体液—免疫调节网络。
2.神经系统的组成
3.某同学突然抓起一个热馒头后,来不及考虑就迅速松手,其反射弧的部分结构如图:
(1)该图的神经中枢为脊髓灰质(由神经元细胞体集中)的横断面,其中C与A在形态上的区别是C比A宽大。
(2)E与D分别和C与A相连,其中E组成前根,D组成后根,在椎间孔F处形成脊神经。
(3)该同学是感到烫后才松的手呢?还是松手后才感觉到烫?
答案 是先松手后感觉到烫。
课堂导入
(1)上图展示的运动离不开哪些器官?手、脚、眼、耳等。
(2)通过哪个系统来协调这些器官活动?神经系统。
这节课我们就来学习人体是如何通过神经系统来感知环境的刺激的。
探究点一 神经调节的结构基础和反射
神经调节在维持内环境稳态中起着主导作用,其调节的结构基础是反射弧。阅读教材,分析回答下列问题:
1.完成下面的神经元细胞示意图:
(1)神经元是构成神经系统的基本单位。
(2)神经元的轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘共同组成神经纤维。
(3)许多神经纤维集结成束,外包由结缔组织形成的膜,就成为一条神经。
2.观察膝跳反射和缩手反射的示意图回答:
(1)神经调节的基本方式是反射,它是指在中枢神经系统参与下,动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答。完成反射的结构基础是反射弧。
(2)据图可知,完成两个反射的反射弧都是由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器(传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等)组成。
(3)膝跳反射是由2个神经元完成的,缩手反射是由3个神经元完成的。由此可知,不同的反射需要的神经元数目不同,一般来说,反射活动越复杂,需要的神经元越多。
(4)假若在C、D之间剪断,在D处给予适宜刺激,小腿抬起。在C处给予适宜刺激,小腿无反应。这两个过程,都不(前者、后者、都、都不)是反射,说明反射的完成需要完整的反射弧。
小贴士 ?1?反射活动的进行除需要有完整的反射弧外,还需要有适宜的刺激。?2?直接刺激传出神经,效应器会有反应,但这并不是反射。
3.兴奋:是指动物体或人体内的某些组织(如神经组织)或细胞感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
归纳提炼
反射弧的结构与功能
兴奋传导
反射弧结构
结构特点
功能
结构破坏对功能的影响
感受器
传入神经
神经中枢
传出神经
效应器
感受器
神经组织末梢的特殊结构
将内外界刺激的信息转变为神经的兴奋
既无感觉又无效应
传入神经
感觉神经元
将兴奋由感受器传入神经中枢
神经中枢
调节某一特定生理功能的神经元群
对传入的兴奋进行分析与综合
传出神经
运动神经元
将兴奋由神经中枢传出至效应器
只有感觉而无效应
效应器
运动神经末梢和它所支配的肌肉或腺体
对内外界刺激作出应答反应
相互联系
反射弧中任何一个环节中断,反射即不能发生。反射的发生必须保证反射弧结构的完整性
活学活用
1.如图表示人体的某反射弧模式图,请据图回答下列问题。
(1)该图中,①是______________,②是______________,③是________。
(2)结构__________是感受器,能接受刺激并产生兴奋,结构________是效应器,是由______________________________组成的。
(3)切断②,刺激③,效应器________(能、不能)做出反应,切断③,刺激②,效应器________做出反应。
问题导析 (1)图中代表传入神经的是②,理由是具备神经节。
(2)和②相连的⑤是感受器,那么④是效应器,它和⑤的构成不同之处在于⑤只是传入神经末梢,④包含传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体。
(3)反射的完成需要完整的反射弧。
答案 (1)神经中枢 传入神经 传出神经 (2)⑤ ④
传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体 (3)能 不能
解析 ⑤感受器→②传入神经→①神经中枢→③传出神经→④效应器。
方法链接 识别传入神经和传出神经的方法:(1)有神经节的是传入神经。(2)与感受器相连的是传入神经;与效应器相连的是传出神经。(3)与脊髓灰质前角(较大的一边)相连的是传出神经,与后角相连的是传入神经。
探究点二 兴奋在神经纤维上的传导
1.有人在蛙的坐骨神经上放置两个电极,连接到一个电表上,其实验结果如图1、2、3、4,据图分析:
静息时,电表没有(有、没有)测出电位差,说明静息时神经表面各处电位相等;而在如图所示位置给予刺激时,电表发生2次偏转,这说明刺激后会引起a、b间两次出现电位差。这说明在神经系统中,兴奋是以电信号(又叫神经冲动)的形式沿着神经纤维传导的。
2. 由上图可看出,在刺激后依次会引起a(b)处的电位变化为:正电位→负电位→正电位,这就是神经冲动在神经纤维上的传导,其内在机理如下图所示:(请同学们结合教材完善该图并思考相关问题)
完成上图中的内容,如果刺激神经纤维的中间部位(如下图),请画出相应的电位、兴奋区、未兴奋区、局部电流的方向、兴奋传导的方向,并归纳其特点:
答案
(1)局部电流的方向:膜外由未兴奋区流向兴奋区,膜内由兴奋区流向未兴奋区,兴奋传导的方向与膜内(内、外)电流的方向一致。
(2)在神经纤维上,兴奋传导的方向可以是双向传导。
小贴士 除了以上特点,兴奋在神经纤维上的传导还具有:
(1)生理完整性。神经纤维的传导要求神经纤维在结构上和生理功能上都是完整的。如果神经纤维被切断,冲动就不能通过断口继续向前传导。
(2)绝缘性。一条神经内虽然包含许多条神经纤维,但是它们各自传导本身的冲动,而不波及邻近的神经纤维。
(3)相对不疲劳性。与肌肉组织比较,神经纤维相对不容易疲劳。
3.结合上述所学内容,请分析下图电流表的偏转次数与方向(电流表的两个电极均接在膜外,偏转的方向与电流方向一致,bc=cd):
(1)①若刺激a点时,电流表指针先向左再向右,偏转两次。
②若刺激c点时,电流表指针不偏转。
③若刺激e点时,电流表指针先向右再向左,偏转两次。
④若刺激f点时,电流表指针先向右再向左,偏转两次。
(2)据此,你能总结出什么规律?
答案 若刺激两个电极的中点,电流表不会偏转,若刺激其他点,都会发生方向相反的两次偏转,刺激点离哪一个电极近,就先向哪个电极偏转。
归纳提炼
活学活用
2.如图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。下列说法与图示相符的是( )
A.图中兴奋部位是B和C
B.图中弧线最可能表示局部电流方向
C.图中兴奋传导方向是C→A→B
D.兴奋传导方向与膜外电流方向一致
问题导析 (1)动作电位的膜内外电位为内正外负,静息电位的膜内外电位为内负外正,据此可知A为兴奋区,B、C为未兴奋区。
(2)局部电流是由正电位流向负电位,同一部位膜内和膜外的局部电流方向相反。
(3)兴奋传导的方向和膜内的局部电流的方向一致。
答案 B
解析 处于静息电位时,细胞膜两侧表现为外正内负,由此可知图中A点电位发生变化,此处为兴奋部位,与相邻两侧形成电位差,则图中弧线可以表示局部电流的方向,从而导致兴奋向A两侧传导,膜内电流也向A点两侧传导,两者方向一致,而与膜外电流方向相反。
1.含羞草的小叶受到外力触碰会立即闭合,这个过程 ( )
A.是反射,是对外界刺激作出的反应
B.是反射,具有一定的规律性
C.不是反射,没有中枢神经系统的参与
D.不是反射,只有人有反射
答案 C
解析 反射是指在中枢神经系统参与下,动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答。含羞草没有神经系统,这种反应是应激性,不是反射。
2.下列关于反射弧的理解,错误的是 ( )
A.反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分组成
B.感受器接受刺激后,能产生兴奋
C.感受器是由感觉神经元的神经末梢所组成
D.效应器是由运动神经元的神经末梢所组成
答案 D
解析 效应器是由传出神经(运动神经)末梢和它所支配的肌肉或腺体等组成。
3.“小儿麻痹症”是由于病毒侵染了位于脊髓的传出神经元的细胞体,而传入神经元及神经中枢未受到侵染,所以严重的小儿麻痹症患者会表现出下肢 ( )
A.能运动,对刺激有感觉
B.运动障碍,对刺激有感觉
C.不能运动,对刺激无感觉
D.运动障碍,对刺激无感觉
答案 B
解析 传出神经元的细胞体受损,则对相应的刺激不能产生相应的运动,但是因为传入神经元及神经中枢未受到侵染,所以对刺激还是有感觉的。
4.神经纤维受到刺激时,细胞膜内、外的电位变化是 ( )
①膜外由正电位变为负电位 ②膜内由负电位变为正电位 ③膜外由负电位变为正电位 ④膜内由正电位变为负电位
A.①② B.③④ C.②③ D.①③
答案 A
解析 静息时膜电位为内负外正,兴奋时变为内正外负。
5.取出枪乌贼完整无损的粗大神经纤维并置于适宜的环境中,进行如图所示的实验。G表示灵敏电流计,a、b为两个微型电极,阴影部分表示开始发生局部电流的区域。请据图分析回答下列问题:
(1)静息状态时的电位,A侧为________,B侧为________(填“正”或“负”)。
(2)局部电流在膜外由________部位流向________部位,这样就形成了局部电流回路。
(3)兴奋在神经纤维上的传导是________的。
(4)如果将a、b两电极置于神经纤维膜外,同时在c处给予一个强刺激(如上图所示),电流计的指针会发生两次方向________(填“相同”或“相反”)的偏转。
答案 (1)正 负 (2)未兴奋 兴奋 (3)双向 (4)相反
解析 神经纤维上兴奋的传导具有双向性。静息状态时,电位是“外正内负”;兴奋状态时,兴奋部位的电位是“外负内正”。若在c处给予一个强刺激,当b点兴奋时,a点并未兴奋,即b点膜外是负电位,而a点膜外是正电位,根据电流由正极流向负极,可知此时电流计的指针向右偏转;同理,当a点兴奋时,b点并未兴奋,此时电流计的指针向左偏转。
基础过关
知识点一 神经调节的结构基础和反射
1.下列现象是反射的是 ( )
A.草履虫能够趋利避害
B.含羞草叶被触碰后会下垂
C.被针刺感到了疼痛
D.手碰到火焰立即缩手
答案 D
解析 反射是指在中枢神经系统参与下,动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答。只有D项符合该概念。
2.下列关于反射弧的叙述,正确的是 ( )
A.刺激某一反射弧的感受器或传入神经,可使效应器产生相同的反应
B.反射弧中的感受器和效应器均分布于机体同一组织或器官
C.神经中枢的兴奋可以引起感受器敏感性减弱
D.任何反射弧中的神经中枢都位于脊髓
答案 A
解析 刺激反射弧的传入神经和感受器都能产生兴奋,兴奋经过反射弧传导到效应器,引起效应器产生相同的反应,所以A项正确。反射弧中的感受器和效应器一般不在同一部位,不属于同一器官,所以B项错误。神经中枢兴奋使神经冲动传导到效应器使效应器兴奋,不影响感受器的敏感性。反射弧的神经中枢位于脊髓、脑干和大脑。
3.反射和反射弧的关系是 ( )
A.反射活动的完成必须通过反射弧来实现
B.反射活动可以不完全通过反射弧来实现
C.只要反射弧完整,必然出现反射活动
D.反射和反射弧在性质上完全相同
答案 A
解析 反射是神经调节的基本方式。动物体或人体在中枢神经系统的参与下,对内外环境变化作出的规律性应答称为反射。反射弧是反射的结构基础,反射弧的完整性是完成反射的前提条件。但反射的发生除具有完整的反射弧外,还需一定强度的刺激。
4.下列关于感受器特性的叙述,错误的是 ( )
A.感受器能将特定的刺激转变成神经冲动
B.感受器直接将感受到的刺激传入大脑皮层
C.各种感受器都有各自的适宜刺激
D.感受器可产生适应现象
答案 B
解析 感受器是由感觉神经末梢特化而成,其功能是感受刺激,产生兴奋并能传导兴奋(兴奋以神经冲动的方式传导)。不同的感受器都有各自的适宜刺激,且感受器可产生适应现象。
知识点二 兴奋在神经纤维上的传导
5.静息时,大多数神经细胞的细胞膜 ( )
A.对阴离子的通透性比较大,氯离子大量流出膜外
B.对阳离子的通透性比较大,钠离子大量流出膜外
C.对钠离子的通透性比较小,对钾离子的通透性比较大
D.对钠离子的通透性比较大,对钾离子的通透性比较小
答案 C
解析 静息电位是钾离子外流形成的。
6.下图表示蛙坐骨神经的膜电位变化与对应的膜内外离子变化。据图分析,离子Ⅰ、Ⅱ分别是 ( )
A.K+、Na+ B.H+、K+
C.Na+、K+ D.Na+、H+
答案 A
解析 动作电位的产生主要是Na+内流造成的,故Ⅱ代表Na+。静息电位的维持主要是K+外流造成的,故Ⅰ代表K+。
7. 已知神经细胞膜两侧离子分布不平衡是一种常态现象,细胞不受刺激时,膜外有较多的正电荷,而膜内则相反,如图所示。如果在电极a的左侧给一适当刺激,此时膜内外会产生相应的电流,则膜外与膜内电流方向为 ( )
A.膜外b→a;膜内a→b B.膜外b→a;膜内b→a
C.膜外a→b;膜内a→b D.膜外a→b;膜内b→a
答案 A
解析 受刺激后,刺激部位电荷为外负内正,与相邻部位形成电位差,膜外电流为b→a,膜内电流为a→b。
8.神经细胞在静息时具有静息电位,受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位,这两种电位可通过仪器测量。A、B、C、D均为测量神经纤维静息电位示意图,正确的是( )
答案 C
解析 在未受到刺激时,神经纤维处于静息状态,细胞膜两侧的电位表现为内负外正,为静息电位,所以要测量神经纤维的静息电位,电流表的两个电极要分别接在神经纤维的膜外和膜内,且电流必定是从膜外流向膜内。当电流表的两个电极均接在膜外或膜内时,由于两电极间无电位差存在,指针不偏转。
能力提升
9.如图为反射弧结构示意图,相关叙述中错误的是 ( )
A.伸肌肌群内既有感受器又有效应器
B.参与反射弧的神经元的细胞体不都在b中
C.若在Ⅰ处施加一个有效刺激,a处膜电位的变化为内负外正→内正外负→内负外正
D.在Ⅱ处施加刺激引起屈肌收缩属于反射
答案 D
解析 由图可知,Ⅰ为传入神经,Ⅱ为传出神经。脊神经是混合神经,所以图中伸肌肌群内既有感受刺激的感受器,又有产生运动的效应器;参与反射弧的神经元的细胞体不都在b中,传入神经元的细胞体在b外的神经节中;Ⅰ为传入神经,当a感受到刺激时,产生动作电位,其变化是由外正内负变为外负内正,但恢复静息时,又变为外正内负;反射是在中枢神经系统参与下,动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答,反射活动的结构基础是反射弧,反射完成必须反射弧完整,Ⅱ处受到刺激,是神经产生的兴奋直接引起肌肉收缩,应该属于一种应激,不是反射。
10. 图1的神经纤维上有A、B、C三个点,现将一个灵敏电流计连接到神经纤维细胞膜的表面A、B两点,若在C处给一强刺激,则电流变化情况为图2中的 ( )
答案 C
解析 C点刺激传至B点时,该点膜外为负电位,A点未兴奋,仍为正电位,此时电流方向即由A→B,电流计指针向右偏转;B点兴奋后恢复为静息电位,局部电流向A处传导,传至A处时膜外变为负电位,电流计指针向左偏转。
11.将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液S中,可测得静息电位。给予细胞一个适宜的刺激,膜两侧出现一个暂时性的电位变化,这种膜电位变化称为动作电位。适当降低溶液S中的Na+浓度,测量该细胞的静息电位和动作电位,可观察到 ( )
A.静息电位值减小 B.静息电位值增大
C.动作电位峰值升高 D.动作电位峰值降低
答案 D
解析 根据动作电位的形成过程,可知,细胞受刺激后,膜外的Na+顺浓度梯度进入细胞内,由于膜外的Na+浓度远远高于细胞内,此过程是一个协助扩散的过程。Na+带正电荷,进入细胞内,改变了局部的电荷数量比,使膜内由负电位变为正电位,膜外由正电位变为负电位。当降低S中的Na+浓度时,再受刺激,由于膜外Na+浓度变小,进入细胞内的Na+数量就少了,内外电位差就会减小,静息电位主要是由膜内K+外流造成的,因而不受影响。
12.如图所示,当神经冲动在轴突上传导时,下列叙述错误的是 ( )
A.丁区域发生K+外流和Na+内流
B.甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态
C.乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁
D.图示神经冲动的传导方向有可能是从左到右或从右到左
答案 A
解析 丁区域发生K+外流或Na+内流,不能同时发生K+外流和Na+内流。
13.如图表示枪乌贼离体神经纤维在Na+浓度不同的两种海水中受到刺激后的膜电位变化情况。下列叙述错误的是 ( )
A.曲线a代表正常海水中膜电位的变化
B.两种海水中神经纤维的静息电位相同
C.低Na+海水中神经纤维静息时,膜内Na+浓度高于膜外
D.正常海水中神经纤维受刺激时,膜外Na+浓度高于膜内
答案 C
解析 依图示,未受刺激时,两种海水中神经纤维的静息电位相同,故B项正确。在两种海水中,均是膜外的Na+浓度高于膜内,故C项错误,D项正确。在受到刺激后,由于正常海水中膜外和膜内的Na+浓度差较大,所以Na+迅速内流引发较大的动作电位,对应于曲线a,故A项正确。
14.用去除脑但保留脊髓的蛙(称脊蛙)为材料,进行反射活动实验。请回答与此有关的问题:
(1)用针刺激脊蛙左后肢的趾部,可观察到该后肢出现收缩活动。该反射活动的感受器位于左后肢趾部的______中,神经中枢位于________中。
(2)剪断支配脊蛙左后肢的传出神经(见右图),立即刺激A端____(能、不能)看到左后肢收缩活动;刺激B端______(能、不能)看到左后肢收缩活动。若刺激剪断处的某一端出现收缩活动,该活动________(能、不能)称为反射活动,主要原因是_____________
________________________________________________________________________。
答案 (1)皮肤 脊髓 (2)能 不能 不能 反射弧结构不完整
解析 (1)青蛙的大脑已被破坏,刺激后出现的后肢收缩活动属于脊髓反射,因此中枢位于脊髓;实验中后肢保留了皮肤,因此感受器应位于左后肢趾部的皮肤中。(2)反射活动的结构基础是反射弧,典型的反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五个部分组成,引起反射的首要条件是反射弧必须保持完整性,反射弧任何一个环节的结构或生理完整性受到破坏,反射活动就无法实现。题中将传出神经切断,反射弧结构失去完整性,再刺激引起效应器反应,不能称为反射。
15.下图中甲所示为测量神经纤维膜内外电位的装置,乙所示为测得的膜电位变化。请回答:
(1)图甲中装置A测得的电位相当于图乙中的______点的电位,该电位称为______电位。装置B测得的电位相当于图乙中的______点的电位,该电位称为______电位。
(2)当神经受到适当刺激后,在兴奋部位,膜对离子的________性发生变化,钠离子大量流向膜______,引起电位逐步变化,此时相当于图乙中的______段。
答案 (1)a 静息 c 动作 (2)通透 内 b
解析 由图示可知,A装置测的是静息电位,B装置测的是动作电位。神经受到刺激时,细胞膜的通透性发生急剧变化,Na+的流入量增加,形成动作电位。
个性拓展
16.为研究兴奋的传导,科学家先后进行了以下实验。据此回答问题:
实验一 在蛙的坐骨神经表面放置两个电极,连接到一个电表上(如图一)。静息时,电表没有测出电位差(如图一①);当刺激a点时,电表指针发生从图一②~⑥的连续变化。电表指针的偏转方向代表电流方向。
实验二 以枪乌贼的巨轴突为测试对象,将一电极插入轴突膜内,另一电极置于膜外,电表指针发生偏转,如图二中的A图。给予刺激后,电表指针发生偏转的情况如图二中的B图和C图。
(1)实验一说明在神经系统中,兴奋是以________的形式沿着神经纤维传导的。
(2)请用实验二的结论解释图一③的结果。_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果用图二的方法测量图一④中c点的膜电位,将会出现图二中________图所示的结果(用字母表示)。
答案 (1)电信号(或神经冲动、局部电流) (2)b点膜电位为内正外负,c点膜电位为内负外正,b点和c点膜外存在电位差,电流由c流向b (3)A
解析 (1)兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的。(2)在静息状态时神经纤维膜外为正电位,膜内为负电位,当受到外界刺激时,由于Na+内流,膜电位发生逆转,膜外为负电位,膜内为正电位,因此电流方向由c→b,指针向左偏转。(3)在图一④中c点电位仍为静息电位,因此应是图二中A图结果。
第2章 动物和人体生命活动的调节
第1课时 通过神经系统的调节(Ⅰ)
【目标导航】
1.概述神经调节的结构基础和反射。2.说明兴奋在神经纤维上的传导。3.说明兴奋在神经元之间的传递。
一、神经调节的结构基础和反射
1.反射:是神经调节的基本方式,指在中枢神经系统参与下,动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答。
2.反射弧:是神经调节的结构基础。
二、兴奋在神经纤维上的传导
1.兴奋是指动物或人体内的某些组织或细胞感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
2.神经细胞处于静息状态时,K+外流,使膜电位表现为内负外正;受到刺激后,神经细胞兴奋,造成Na+大量内流,膜电位表现为内正外负,兴奋与未兴奋部位由于电位差的存在,形成了局部电流。
3.兴奋以电信号的形式沿着神经纤维双向传导。
三、兴奋在神经元之间的传递
1.结构基础
突触
2.其他结构:D.轴突、E.线粒体、F.突触小泡、G.突触小体。
3.传递过程
轴突末梢→轴突末梢→突触前膜释放神经递质→神经递质经扩散通过突触间隙→神经递质与突触后膜上的特异性受体结合→引起下一神经元兴奋或抑制。
4.单向传递的原因
神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
知识点一 反射弧的结构及功能
1.某人腰椎部位因受外伤造成右侧下肢运动障碍,但有感觉。该病人受损伤的部位可能是反射弧的( )
①传入神经 ②传出神经 ③感受器 ④神经中枢 ⑤效应器
A.②④ B.①③ C.①② ⑤⑤
答案 A
解析 反射活动的结构基础是反射弧,完成反射活动必须保持反射弧结构的完整性。反射弧的任何部位受损,都不能完成反射。此反射的神经中枢有两个:一个在脊髓,是低级神经中枢;一个在大脑,是高级神经中枢。刺激后此人能产生感觉,说明他的感受器和传入神经没有受损伤,所以兴奋还能传到大脑皮层的高级中枢,由于腰椎部位受到损伤,可能是脊髓中的低级中枢或者传出神经受到损伤,从而不能使兴奋传到效应器,不能完成反射活动。下肢运动的效应器是下肢肌肉,所以,腰椎部的外伤不可能损伤其效应器。故选A。
知识点二 兴奋的产生及其在神经纤维上的传导
2.下图表示一段离体神经纤维的S点受到刺激而兴奋时,局部电流和神经兴奋的传导方向(弯箭头表示膜内、外局部电流的流动方向,直箭头表示兴奋传导方向),其中正确的是( )
答案 C
解析 神经纤维上的静息电位是外正内负,当受到有效刺激后,改变了膜的通透性,钠离子大量内流,刺激点变为外负内正。局部电流方向是由正电荷流向负电荷,所以在细胞内是由刺激点向两边流动,在细胞外却流向刺激点,兴奋的传导方向与细胞内的电流方向相同,C项符合题意。
3.下图中,用枪乌贼的粗大神经纤维测定电位变化,阴影部分表示冲动传导的部位,其中符合事实的是( )
答案 A
解析 A选项,两电极处都是正电荷,无电位差,故电流表不偏转。B选项,兴奋传到左侧,电位为内正外负,左右两侧存在电位差,故电流表应向左偏转。C选项,左右电极均是正电荷,电流表不应偏转。D选项,左右两侧都兴奋,表面都是负电荷,电流表不偏转。故选A。
知识点三 突触及其在神经兴奋传递中的作用
4.人体中绝大部分神经元之间的兴奋传递是通过递质实现的。下列关于突触和兴奋传递的叙述,错误的是( )
A.突触前后两个神经元的兴奋是同时发生的
B.兴奋通过突触时由电信号(电位变化)转化为化学信号(递质释放),再转化为电信号
C.构成突触的两个神经元之间是有间隙的
D.兴奋在突触处只能单向传递
答案 A
解析 突触由突触前膜(轴突末端突触小体的膜)、突触间隙(突触前膜与突触后膜之间存在的间隙)和突触后膜(与突触前膜相对应的胞体膜或树突膜)组成。前后两个神经元的兴奋不是同时发生的,是前一个神经元把兴奋通过突触单向传递给后一个神经元。这种传递是前一神经元轴突末梢电位变化引起递质释放,递质与特异性受体结合又引起后一神经元的胞体或树突发生电位变化。
5.下图为突触模式图,请据图回答(平角括号内写标号):
(1)用箭头在图下方的方框中标出轴突末梢的传递方向。
(2)⑤中所包含的物质称为________,这些物质可与①作用改变[ ]________的离子通透性;结构①的合成与细胞结构中的细胞器________有关,结构⑤________的形成与细胞器________有关。
(3)维持Na+、K+浓度在细胞内外的差异与[ ]________的代谢活动密切相关。
答案 (1)← (2)神经递质 ③ 突触后膜 核糖体 突触小泡 高尔基体 (3)⑦ 线粒体
解析 当轴突末梢传递到突触小体时,突触小泡(图中的⑤)向突触前膜移动并与突触前膜融合,向突触间隙释放神经递质。释放到突触间隙的神经递质与突触后膜上的特异性受体(图中的①)结合,引起突触后神经元的兴奋或抑制。在神经细胞中,突触小泡的形成与高尔基体有关,突触后膜上受体蛋白质的合成发生在核糖体上。细胞内外Na+、K+浓度差异主要通过主动运输维持,主动运输消耗的能量主要来自线粒体的活动。
基础落实
1.反射与反射弧的关系是( )
A.反射活动可以不通过反射弧来实现
B.反射活动的完成必须通过反射弧来实现
C.只要反射弧完整,必定会出现反射活动
D.反射和反射弧在性质上是完全相同的
答案 B
解析 反射弧是完成反射活动的结构基础。包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分。
2.下列关于反射弧的说法,正确的是( )
A.刺激某一反射弧的感受器或传出神经,可使效应器产生相同的反应
B.反射弧中的感受器和效应器均分布于机体同一组织或器官内
C.神经中枢的兴奋可以引起感受器敏感性减弱
D.任何反射弧的神经中枢都位于脊髓
答案 A
解析 反射弧是完成反射的结构基础。感受器的敏感性取决于神经元本身的生理状态;感受器和效应器可以分布于同一组织和器官,也可以分布于不同区域;刺激感受器或者传出神经均可使效应器产生相同的反应;脊髓是反射的低级中枢,完成反射的高级中枢在大脑皮层。
3.下列能正确表示神经纤维受刺激时,刺激点膜电位由静息电位转为动作电位的过程是( )
A.①→④ B.②→③
C.③→② D.④→①?
答案 D
解析 神经纤维的静息电位为膜外正电位、膜内负电位。当某一点受到刺激时,刺激点膜外变为负电位,膜内变为正电位,即由图④变为图①。
4.神经纤维在静息时具有静息电位,受到适宜刺激时可迅速产生能传导的动作电位,这两种电位可通过仪器测量。A、B、C、D均为测量神经纤维静息电位示意图,正确的是(多选)( )
答案 AC
解析 当神经纤维处于静息状态时,电位表现为外正内负,A与C都是测量膜外与膜内的电位差。选项B和D测量的都是膜同侧的电位,在静息时不会有电位差。
5.下列有关突触的叙述,正确的是( )
A.神经元之间通过突触联系
B.一个神经元只有一个突触
C.突触由突触前膜和突触后膜构成
D.神经递质能透过突触后膜
答案 A
解析 兴奋在神经元之间的传递是通过突触进行的;一个神经元与其他相邻的神经元之间可能有多个突触;突触由突触前膜、突触间隙、突触后膜组成;突触后膜上的受体能识别突触前膜释放的神经递质,并引起下一个神经元的兴奋或抑制,神经递质并未透过突触后膜。
6.下列关于轴突末梢传导的叙述符合实际的是( )
A.轴突末梢在完整的反射活动中只向一个方向传导,神经传导相对来说不易疲劳
B.轴突末梢在神经纤维上只向一个方向传导,感受器将兴奋传入神经中枢
C.轴突末梢的产生与膜内外电位变化有关,低温或高温在很大程度上影响神经纤维上轴突末梢的传导
D.轴突末梢在神经纤维上传导的速度比在突触间传导的速度快
答案 D
解析 在反射弧中,冲动只沿一个方向传导,感受器感受刺激,且通过传入神经把兴奋传到神经中枢,其神经传导相对来说易疲劳,且在人体内为恒温37℃左右,实际上不易受外界温度的影响。
能力提升
7.在用脊蛙(去除脑,保留脊髓的蛙)进行反射弧分析的实验中,破坏缩腿反射弧在左后肢的部分结构,观察双侧后肢对刺激的收缩反应,结果如下:
刺激
部位
反应
破坏前
破坏后
左后肢
左后肢
收缩
右后肢
收缩
左后肢
不收缩
右后肢
不收缩
右后肢
左后肢
收缩
右后肢
收缩
左后肢
不收缩
右后肢
收缩
上述结果表明,反射弧被破坏的部分可能是( )
A.感受器 B.感受器和传入神经
C.传入神经和效应器 D.效应器
答案 C
解析 由表中信息可知,破坏前,分别刺激左、右后肢中的一个时,左、右后肢都会出现收缩反应,说明存在这样的反射弧:左后肢感受器传入神经,神经中枢传出神经,左后肢,左后肢感受器传入神经,神经中枢传出神经,右后肢,右后肢感受器传入神经,神经中枢传出神经,右后肢,右后肢感受器传入神经,神经中枢传出神经,左后肢。若破坏的是左后肢的感受器或传入神经或两者同时破坏,则刺激右后肢时,左后肢应能收缩,故A、B错。若破坏的是左后肢的效应器,则刺激左后肢时,右后肢应能收缩,故D错。只有左后肢的传入神经和效应器同时破坏,才会出现刺激左后肢时,左右后肢均不收缩,刺激右后肢时,左后肢不收缩(效应器被破坏),右后肢能收缩的效果。故选C。
8.科学家利用微电极插入枪乌贼的粗大神经纤维研究兴奋的传导。下列相关叙述不正确的是( )
A.兴奋产生后沿神经纤维双向传导
B.神经元受到刺激后会产生兴奋并沿树突传到其他细胞
C.当神经纤维未受刺激时,测得膜内电位低于膜外电位
D.当刺激神经纤维膜上某一点时,此处膜内电位高于膜外电位
答案 B
解析 当神经纤维未受刺激时,膜电位表现为内负外正,当神经纤维受到刺激后,兴奋处膜电位表现为内正外负,产生的兴奋沿神经纤维双向传导。但当神经元受到刺激后,兴奋只能由轴突传向树突,或者由轴突传向细胞体。由于树突内没有突触小体,不可能释放神经递质,所以兴奋不能够由树突传到其他细胞。
9.在反射弧中,刺激传入神经末梢,兴奋能传到效应器,而刺激传出神经末梢,兴奋却不能传到感受器,原因是兴奋在下图所示结构上的传导(或传递)方向不能由( )
A.①→② B.②→① C.③→④ D.④→③
答案 C
解析 兴奋在神经纤维上双向传导,可以①→②,也可以②→①。兴奋在神经元之间只能由突触前膜传到突触后膜,即只能出现④→③,从而保证了反射弧中兴奋只能从感受器传到效应器。
10.图1是当A接受一定强度刺激后引起F收缩过程的示意图,图2为图1中D结构的放大示意图。请回答:
(1)图2的结构名称是________,结构②的名称是________。
(2)神经纤维B在A中的细小分支叫做________,用针刺A时,引起F收缩的现象被称为________。针刺引起疼痛,产生痛觉的部位是____________。
(3)当兴奋在神经纤维B上传导时,兴奋部位的膜内外两侧的电位呈________________。
(4)如果在图2中①和②的间隙处注射乙酰胆碱,②处发生的变化是________(兴奋、抑制),原因是乙酰胆碱引起结构②上________的变化。
答案 (1)突触 突触后膜
(2)感受器(感觉神经末梢) 反射 大脑皮层
(3)外负内正 (4)兴奋 膜电位
解析 图1中A内含有感受器,B为传入神经,D为神经元之间的突触,F(肌肉)和支配它的运动神经末梢构成效应器;图2中①为突触前膜,②为突触后膜。对于神经纤维来说,处于正常状态时,膜外为正电位,膜内为负电位;受到刺激时,转变为膜外为负电位,膜内为正电位。乙酰胆碱可与突触后膜的受体特异性结合,引起下一个神经元的兴奋。
实验拓展
11.实验探究:
Ⅰ.如图为反射弧的模式图,X、Y为神经纤维上的实验位点,Z为突触间隙。
(1)如果在Y处膜外安放如图所示的电流计,在X点给予刺激,则X处膜内电位变化为________,电流计指针发生________次偏转。
(2)某种药物可以阻断青蛙反射活动,将药物放在X处,刺激Y,肌肉收缩,将药物放在Z处,刺激Y,肌肉不收缩,通过上述实验说明药物起作用的原理是对兴奋在________处有阻断作用。
Ⅱ.帕金森氏综合症患者表现为运动时不自主震颤,十分痛苦。研究时发现患者神经末梢“多巴胺”明显缺乏,现在已知一种药物“利血平”可与“多巴胺”作用使之失去效用。
(1)某研究小组要对帕金森氏综合症的病因进行研究,作出的假设可能为:
________________________________________________________________________。
(2)以下为实验材料、实验步骤并预测结果以验证假设。
①实验材料和用品:一定浓度的“利血平”溶液、一定浓度的“多巴胺”溶液、小白鼠、生理盐水、注射器等。
②实验步骤:
a.分组:
________________________________________________________________________。
b.不同处理并观察:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
c.再处理并观察:
________________________________________________________________________。
③实验结果:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
④结论:
________________________________________________________________________。
答案 Ⅰ.(1)由负电位变为正电位 0 (2)Z
Ⅱ.(1)“多巴胺”缺乏是引起运动时不自主震颤的原因
(2)②a.把生长发育状况相同的健康小鼠分为数目相同的甲、乙两组
b.甲组小鼠注射一定浓度的“利血平”溶液,乙组小鼠注射等量的生理盐水,培养并观察小鼠的运动状况
c.甲组小鼠出现症状后注射一定浓度的“多巴胺”溶液,培养观察
③甲组小鼠在注射一定浓度的“利血平”溶液后出现不自主震颤,注射“多巴胺”溶液后恢复正常;乙组小鼠在实验过程中始终运动正常
④“多巴胺”缺乏能引起运动时的不自主震颤
第1课时 通过神经系统的调节(Ⅱ)
[目标导读] 1.结合教材图2-3,概述突触的结构和兴奋在神经元间传递的过程、特点。
2.结合“资料分析”,举例说明神经中枢的分级调节。3.以言语区为例,了解人脑的高级功能。
[重难点击] 兴奋在神经元间传递的过程和特点。
1.观察下面的图示,能正确表示神经纤维受刺激时,刺激点膜电位由静息电位转为动作电位的过程是④①。
2.兴奋在神经纤维上的传导形式是电信号,传导方向为双向传导。
3.反射包括非条件反射和条件反射,其中条件反射是出生之后建立的。
4.大分子物质(如分泌蛋白)进出细胞膜的方式是胞吞和胞吐,依赖于细胞膜的流动性。
5.反射弧中的神经中枢包括脑和脊髓,回忆初中知识,结合下图分析下列说法的正误:
(1)管理语言的神经中枢在小脑 ( × )
(2)大脑不管理排尿反射 ( × )
(3)通向内脏的神经仅由脑部发出 ( × )
课堂导入
上图所示的这两种反射相同吗?有什么区别?
提示 前者是非条件反射,是先天性的,较低级;后者是条件反射,是后天形成的,较高级;二者的反射弧的中枢不同。
不同的神经中枢控制的生命活动有什么不同?它们之间又有怎样的联系呢?今天我们继续学习通过神经系统的调节。
探究点一 兴奋在神经元之间的传递
相邻神经元之间的连接有其特殊的结构。根据下图信息,阅读教材回答问题:
1.突触的类型和结构
(1)从图1看出,相邻神经元相接触的突触类型主要有两种,甲为轴突—细胞体型,乙为轴突—树突型。
(2)填写图2各部分的名称,其中属于突触亚显微结构的是突触前膜、突触间隙、突触后膜三部分。
(3)突触小泡内的物质是神经递质,与其形成有关的细胞器为高尔基体、线粒体。
(4)识别神经递质的特异性受体分布于突触后膜外侧,其化学本质为蛋白质。
2.兴奋的传递过程
(1)从图3看出,神经递质从突触前膜释放的方式为胞吐,依赖于细胞膜的流动性;突触间隙中的液体为组织液;假如某种药物与突触后膜上的受体结合,则下一个神经元不能(能,不能)产生电位变化。
(2)结合两图,可以看出兴奋的传递过程为:轴突→突触小体→突触小泡神经递质→突触前膜→突触间隙→突触后膜(下一个神经元)。
(3)信号转换:电信号→化学信号→电信号。
(4)传递特点:从图中可知,神经递质仅存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜。所以兴奋只能从一个神经元的轴突传到下一个神经元的细胞体或树突,是单向传递的。
小贴士 ?1?同一神经元的末梢只能释放一种递质。
?2?神经递质有兴奋的,也有抑制的。抑制递质不但阻止Na+的内流,而且还促使K+外流或Cl-内流,强化静息电位,使兴奋难以产生,即抑制。
?3?神经递质发挥作用后,就被相应的酶分解破坏而失活,或者被转移走而迅速停止作用,以便受体接受下一次的兴奋传递。
3.结合上述所学内容,请分析图中电流表的偏转次数与方向(电流表的两个电极均接在膜外,偏转的方向与电流方向一致,ab=bd):
(1)刺激b点,由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,尽管ab与bd距离相等,但a点先兴奋,d点后兴奋,所以电流计先向左再向右,偏转两次。
(2)刺激c点,兴奋只能由c点传到d点,不能传到a点,电流计只发生一次向右的偏转。
(3)据此,你能总结出什么规律?
答案 当电流表两极连接到突触两侧时,刺激突触前的一点,电流表会发生方向相反的两次偏转,刺激突触后的一点,电流表只发生一次偏转。
归纳提炼
兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递
比较项目
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经元间的传递
结构基础
神经元(神经纤维)
突触
信号形式
(或变化)
电信号
电信号→化学信号→电信号
速度
快
慢
方向
可以双向
单向传递
活学活用
1.如图表示两个神经元之间的一种连接方式,据图判断下列说法的正误:
(1)电信号到达“1”时,依赖“3”结构中的化学物质传递到Ⅱ,但到达Ⅱ时又转换为电信号 ( )
(2)每个神经元都只有一个轴突,但Ⅰ结构可以有多个,因此一个神经元可以与多个其他神经元的Ⅱ结构构成这种连接 ( )
(3)突触的连接方式只有轴突—细胞体型 ( )
(4)同一个神经元的末梢只能释放一种递质,或者是兴奋性的,或者是抑制性的 ( )
(5)“3”结构的形成与高尔基体无关 ( )
(6)正常情况下,一次神经冲动只能引起一次递质释放,产生一次突触后膜电位变化( )
(7)“6”上能与“3”内物质结合的结构的化学本质是糖蛋白,不具有专一性 ( )
(8)有较多的“2”存在说明该过程需要消耗能量 ( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)√
解析 兴奋通过突触时的传递形式为电信号→化学信号→电信号,(1)正确。突触组成方式主要分为三类:①轴突与细胞体相接触;②轴突与树突相接触;③轴突与轴突相接触,故(2)正确 、(3)错误。同一神经元的末梢只能释放一种递质,一个神经元的末梢释放的递质可能会引起另一个神经元的兴奋或抑制,故(4)正确。“3”结构为突触小泡,其产生与高尔基体有关,(5)错误。神经递质发挥效应后,很快就被相应的酶分解而失活或被移走而迅速停止作用。因此,一次神经冲动只能引起一次递质释放,产生一次突触后膜的电位变化,(6)正确。受体和神经递质的结合具有专一性,(7)错误。神经递质的分泌过程是胞吐,需要消耗能量,(8)正确。
探究点二 神经系统的分级调节和人脑的高级功能
1.神经系统的分级调节
脊椎动物和人的中枢神经系统包括脑和脊髓,它们有各自的功能又有着密切的联系。
(1)结合教材,分析中枢神经系统的组成和功能,然后思考:
饮酒过量的人表现为语无伦次、走路不稳、呼吸急促,与相关生理功能有关的结构依次是大脑、小脑、脑干。
(2)结合教材“资料分析”,完成下面排尿反射的示意图,然后分析:
①婴儿会尿床,也就是膀胱内尿满了就会排出,没有控制的意识,请写出婴儿的排尿反射的过程(用字母表示)a→b→c→d→e。
②成人能“憋尿”,但在医院尿检时,也能主动排尿,用字母和箭头表示主动排尿的过程g→h→c→d→e。
③上述例子说明低级神经中枢和高级神经中枢之间有什么关系?
答案 低级中枢受相应的高级中枢的调控。
(3)从上述探究可以看出,神经中枢的分布部位和功能各不相同,但彼此之间又相互联系,相互调控。一般来说,位于脊髓的低级中枢受脑中相应的高级中枢的调控,这样,相应器官、系统的生理活动就能进行得更加有条不紊和精确。
2.人脑的高级功能
(1)言语区
完成图示,然后分析:
①S区受损出现不能讲话的现象,具体是指:__B__。
A:口腔和声带不能运动,发不出声音
B:能发出声音,但不能组织语言,发出的声音杂乱无章
②我们做英语试题(包括听力测试)时,参与的高级中枢主要有H区、V区、W区。
小贴士 视觉性语言中枢不能和视觉中枢混淆,视觉性语言中枢是把看到的文字进行逻辑分析,从而了解文字表达的意思,受损后不是看不见事物,而是不能对看到的文字做出分析,读不懂文字的意思了。其他言语区的受损病症也是这个道理。
(2)学习与记忆
完成不同形式记忆的关系图,然后思考:
通过该图我们知道,学习中除了要上课专心听讲(注意),还要课后认真复习(重复),才能不遗忘。
归纳提炼
大脑皮层中主要言语区的种类及损伤导致的语言功能障碍的总结
功能区的种类
损伤引起的功能障碍症
障碍症特征
W区(书写言语区)
失写症
可听懂别人讲话和看懂文字,也会说话,手部运动正常,但失去书写、绘图能力
V区(视觉言语区)
失读症
视觉无障碍,但看不懂文字的含义,变得不能阅读
H区(听觉言语区)
听觉性失语症
能讲话、书写,也能看懂文字,但听不懂别人谈话
S区(运动言语区)
运动性失语症
可看懂文字,也能听懂别人谈话,但自己却不会讲话
活学活用
2.人类的反射活动有些需要专门的中枢去控制,有些需要多个神经中枢的参与,分析下列有关反射的问题:
(1)完成呼吸、排尿、阅读反射的神经中枢依次是________________________。
(2)由聋哑演员表演的“千手观音”是比较优秀的舞蹈节目。这些聋哑演员要准确理解指导老师的“手语”所表达的含义,依靠的中枢是________。
①躯体运动中枢 ②躯体感觉中枢 ③视觉中枢
④语言中枢
(3)下列实例能够说明神经系统中的高级中枢对低级中枢有控制作用的是( )
A.针刺指尖引起缩手反射
B.短期记忆的多次重复可形成长期记忆
C.大脑皮层语言H区损伤,导致人不能听懂别人讲话
D.意识丧失的病人能排尿但不能控制,意识恢复后可控制
答案 (1)脑干、脊髓、大脑皮层 (2)③④ (3)D
解析 (1)控制人体反射的神经中枢位于脑和脊髓的灰质。像排尿、排便这样的低级反射活动的神经中枢位于脊髓,生命活动中枢如呼吸中枢、心血管中枢等位于脑干,高级神经活动如阅读反射、嗅觉反射等一系列条件反射的中枢位于大脑皮层。(2)聋哑演员主要通过视觉来观察老师的手语,这需要视觉中枢;而要理解每个手势的含义则需要语言中枢的“翻译”。(3)针刺指尖引起缩手反射属于低级中枢控制的非条件反射,与高级中枢无关。短期记忆的多次重复形成的长期记忆属于高级中枢控制的条件反射。大脑皮层的言语区是人类特有的高级中枢。排尿反射有两个中枢,低级中枢在脊髓,在婴幼儿时期控制排尿功能,高级中枢在大脑皮层,随着婴幼儿脑的发育,高级排尿中枢形成,脑与脊髓建立联系后,高级中枢可控制低级中枢,从而控制排尿。意识丧失的病人,高级中枢失去对低级中枢的控制功能,病人不能自主排尿,意识恢复后,大脑皮层的高级中枢才能行使对低级中枢的控制功能。
1.近年,有人利用肉毒杆菌毒素进行除皱美容,这遭到了部分专家的质疑。肉毒杆菌毒素是从肉毒杆菌中提取的毒蛋白,是自然界已知的最强的神经毒素。它能选择性地阻遏乙酰胆碱(神经递质的一种)的释放过程,这种毒素对兴奋传递的作用是 ( )
A.使兴奋的传递中断
B.使另一个神经元产生兴奋
C.使兴奋的传递加速
D.使另一个神经元产生抑制
答案 A
解析 另一个神经元的兴奋或抑制与乙酰胆碱这种递质有关,如果突触前膜不能释放递质,则兴奋传递中断。
2.下图中哪项S段的唾液分泌属于条件反射 ( )
答案 C
解析 条件反射是由条件刺激引起的反射,如铃声对分泌唾液来说是条件刺激。从题目给出的图示看,A、B两项的唾液分泌均由食物刺激直接引起;D项有食物和铃声同时刺激,不能说明D项中的唾液分泌就是由铃声引起的。
3.如图为某反射弧的部分模式图,虚线框中代表神经中枢,下列相关叙述中,正确的是( )
A.a端与效应器相连接,b端与感受器相连接
B.c处的液体是组织液,其理化性质的改变影响兴奋的传递
C.刺激d点,在e处测到电位变化,说明兴奋在神经元之间的传递是单方向的
D.把某药物放在c处,刺激e点,d处没有电位变化,说明该药物对兴奋在神经元之间的传递有阻断作用
答案 B
解析 根据突触的结构,a端与感受器相连接,b端与效应器相连接;C项缺少对照组,不能说明兴奋在神经元之间的传递是单方向的;D项中即使无药物,刺激e点,d处也没有电位变化,因为兴奋在神经元之间的传递是单方向的。
4.下列有关学习和记忆的叙述,错误的是 ( )
A.学习和记忆相互联系,不可分割
B.学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些蛋白质的合成
C.记忆是将获得的经验进行贮存和再现
D.学习和记忆的中枢位于下丘脑
答案 D
解析 学习和记忆是人类的高级神经活动,是大脑皮层的高级功能之一。学习和记忆的生物学基础也是神经冲动的传导,所以与脑内神经递质以及神经元之间的联系有关,同时还与某些蛋白质的合成有关,两者是相互联系,不可分割的。
5.如图是突触模式图,请据图回答:
(1)用箭头在图下方的长框中标出神经冲动的传递方向。
(2)⑤中所包含的是____________,该物质可与③上的________作用改变____________的离子通透性。
(3)结构①的形成与细胞中的细胞器________有关,结构⑤________的形成与细胞器________有关。
答案 (1) ← (2)神经递质 特异性受体 突触后膜
(3)核糖体 突触小泡 高尔基体
解析 只有突触前神经元的轴突末端能产生神经递质,突触后神经元不能产生神经递质,只能接受神经递质而发生反应,突触小泡的形成与高尔基体有关,内含神经递质,不同的突触小泡含有不同的递质。
基础过关
知识点一 兴奋在神经元之间的传递
1.下图表示神经元之间通过突触传递信息,以下分析正确的是 ( )
A.神经递质释放到突触间隙需穿过2层磷脂分子
B.突触后膜一定是下一个神经元的细胞体膜
C.神经递质发挥作用后被酶水解而迅速失活或被移走
D.神经元间传递信息的方式与精子和卵细胞间的识别方式相同
答案 C
解析 神经递质的释放是胞吐作用,不需要跨膜运输;突触后膜是树突膜或者细胞体膜;精子与卵细胞的结合是两个细胞直接接触识别,而两个神经元是通过递质间接进行联系,二者传递信息的方式不同;神经递质发挥作用后迅速失活,否则突触后膜将持续兴奋或抑制。
2. 如图表示突触的亚显微结构,下列说法正确的是 ( )
A.①中内容物使b兴奋时,兴奋部位的膜对Na+的通透性减小
B.②处的液体为组织液,③一定是一个神经元的树突膜
C.在a中发生电信号→化学信号的转变,信息传递需要能量
D.当兴奋沿着b神经元传导时,其膜内电流方向与兴奋传导方向相反
答案 C
解析 选项A中兴奋部位的膜对Na+的通透性应该是增大的;选项B中③可以是下一个神经元的细胞体膜或树突膜;选项D中兴奋传导的方向与膜内电流的方向是相同的。
3.神经冲动在两个神经元之间传递时,以下生理活动不会发生的是 ( )
A.生物膜的融合与转化
B.钠、钾离子的跨膜运输
C.ATP的合成和水解
D.信号分子与突触前膜上受体的识别和结合
答案 D
解析 神经冲动在神经元之间的传递是通过细胞膜以胞吐的方式释放神经递质到突触间隙,被突触后膜上的受体识别,激活突触后膜钠、钾离子通道的开放和关闭,引起下一个神经元神经冲动的产生,这个过程消耗能量,自然发生ATP的合成和水解,注意受体在突触后膜上,不在突触前膜上。
4.α-银环蛇毒能与突触后膜上的乙酰胆碱受体牢固结合;有机磷农药能抑制乙酰胆碱酯酶的活性,而乙酰胆碱酯酶的作用是清除与突触后膜上受体结合的乙酰胆碱。因此,α-银环蛇毒与有机磷农药中毒的症状分别是 ( )
A.肌肉松弛、肌肉僵直
B.肌肉僵直、肌肉松弛
C.肌肉松弛、肌肉松弛
D.肌肉僵直、肌肉僵直
答案 A
解析 因α-银环蛇毒的作用,使突触前膜释放的神经递质无法与突触后膜上的受体结合,导致突触后神经元不能兴奋,造成肌肉松弛。乙酰胆碱酯酶活性被有机磷农药抑制后,造成乙酰胆碱不能被清除,从而引起突触后神经元持续兴奋,出现肌肉僵直症状。
知识点二 神经系统的分级调节和人脑的高级功能
5.生活中存在以下现象:(1)婴幼儿经常尿床,但随着年龄的增长,这种现象会明显减少;
(2)由于惊恐而出现无意识排尿。以上现象说明 ( )
A.婴幼儿在夜间产生的尿液较白天多
B.婴幼儿排尿反射的传入神经兴奋只到达脊髓
C.无意识排尿不属于神经反射活动
D.脊髓的生理活动依赖于大脑皮层的功能状态
答案 D
解析 成人和婴幼儿控制排尿的初级中枢都在脊髓,但它受大脑控制。婴幼儿因大脑发育尚未完善,对排尿的控制能力较弱,排尿次数增多。而无意识排尿,也涉及大脑皮层的功能。
6.某人因意外受伤而成为“植物人”,处于完全昏迷状态,饮食只能靠“鼻饲”,人工向胃内注流食,呼吸和心跳正常。请问他的中枢神经系统中,仍能保持正常功能的部位是
( )
A.脑干和脊髓 B.小脑和脊髓
C.小脑和脑干 D.只有脊髓
答案 A
解析 “植物人”的呼吸和心跳正常且能完成基本(低级)的反射,呼吸、心跳中枢位于脑干,脊髓中的神经中枢控制人体的基本(低级)反射活动。
7.与人体高级神经中枢无直接联系的活动是 ( )
A.上自习课时边看书边记笔记
B.开始上课时听到“起立”的声音就站立起来
C.叩击膝盖下面的韧带引起小腿抬起
D.遇到多年不见的老朋友一时想不起对方的姓名
答案 C
解析 膝跳反射是一种低级反射,高级神经中枢(大脑皮层)不参与。
8.某人的大脑某个部位受到损伤,但能用语言表达自己的思想,也能听懂别人的谈话,却读不懂报刊上的新闻。他的大脑受损的区域可能是 ( )
A.运动言语区 B.书写言语区
C.视觉言语区 D.听觉言语区
答案 C
解析 语言功能是人特有的高级功能。人体大脑皮层中有四个言语区,W区是书写言语区,H区是听觉言语区,S区是运动言语区,V区是视觉言语区。每个言语区的功能各不相同,若受到损伤其功能就会丧失,但是不会影响其他言语区的功能,正是由于人脑中具有这种特有的言语区,才使人具有其他生物所没有的语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。
能力提升
9.如图是反射弧的模式图(a、b、c、d、e表示反射弧的组成部分,Ⅰ、Ⅱ表示突触的组成部分),下列有关说法正确的是 ( )
A.正常机体内兴奋在反射弧中的传递是单方向的
B.切断d、刺激b,不会引起效应器收缩
C.兴奋在结构c和结构b上的传导速度相同
D.Ⅱ处发生的信号变化是电信号→化学信号→电信号
答案 A
解析 反射弧中神经细胞之间突触的存在决定了兴奋在反射弧中的传递只能是单方向的,A项正确;图中d为传入神经,切断d,刺激b,兴奋可直接经传出神经至效应器,仍能引起效应器收缩,B项错误;结构b为神经纤维,结构c为神经中枢,兴奋在神经纤维上的传导速度比在突触上的传导速度要快,C项错误;Ⅱ处为突触后膜,其上发生的信号变化为化学信号→电信号,D项错误。
10.人们反对生化武器,因为它对人体的危害巨大。有一种生化毒气能强烈抑制人的乙酰胆碱酯酶的活性,使乙酰胆碱(一种神经递质)不能分解成乙酸和胆碱。乙酰胆碱酯酶使乙酰胆碱迅速分解的主要作用是 ( )
A.保护突触
B.使突触后膜选择透过性丧失
C.避免突触后膜持续兴奋
D.有利于神经元迅速合成新的乙酰胆碱并贮存在突触小泡内
答案 C
解析 正常情况下,神经递质起作用之后会迅速被分解掉或被移走。如果生化毒气能抑制人的乙酰胆碱酯酶的活性,会使乙酰胆碱持续地作用于突触后膜,使下一个神经元持续兴奋。
11.在特定情况下,突触释放的神经递质,也能使肌肉收缩和某些腺体分泌。如图为“神经—肌肉”连接示意图,以下分析不正确的是( )
A.刺激图中的肌肉,电流表的指针将偏转2次
B.刺激M点引起的肌肉收缩不属于反射
C.兴奋传到突触后膜时发生的信号变化是电信号→化学信号
D.刺激N点电流表指针只发生1次偏转
答案 C
解析 该反射弧中,肌肉既是感受器又是效应器,刺激肌肉,电流表发生两次偏转,故A正确。刺激M点引起肌肉收缩的过程中,只有传出神经和效应器发挥了作用,感受器、传入神经和神经中枢没有参与,因此该过程不属于反射,故B正确。突触前膜释放的神经递质与突触后膜上的特异性受体结合,发生的信号变化是化学信号→电信号,故C错误。刺激N点,兴奋只能传到电流表的右侧电极,指针只能发生1次偏转,故D正确。
12.某种药物可以阻断蟾蜍屈肌反射活动。下图为该反射弧的模式图,a、b为神经纤维上的实验位点,c为突触间隙。下列实验结果中,能够证明这种药物“在神经系统中仅对神经细胞间的兴奋传递有阻断作用”的是 ( )
①将药物放在a,刺激b,肌肉收缩 ②将药物放在b,刺激a,肌肉收缩 ③将药物放在c,刺激b,肌肉不收缩 ④将药物放在c,刺激a,肌肉收缩
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
答案 A
解析 兴奋在神经元之间是单向传递的,兴奋在神经纤维上可以双向传导。药物放在a上,刺激b,肌肉收缩,说明药物不影响兴奋在神经纤维上的传导。药物放在b上,刺激a,由于兴奋在神经纤维上可以双向传导,肌肉一定会收缩,肌肉收缩与药物无关。药物放在c上,刺激b,肌肉不收缩,说明b处的兴奋不能通过c传递到a进而传递到5,药物阻断了兴奋在神经元之间的传递。药物放在c上,刺激a,由于兴奋在神经纤维上可双向传导,肌肉一定会收缩,肌肉收缩与药物无关。
13.下列关于人脑功能的说法,错误的是 ( )
A.语言功能是人脑特有的高级功能
B.大脑皮层V区受损的患者不能写字
C.脑中高级中枢可对脊髓中相应低级中枢进行调控
D.由短期记忆到长期记忆可能与新突触的建立有关
答案 B
解析 语言功能是人类特有的高级功能。脑中的高级中枢对脊髓中相应的低级中枢有调控作用。记忆的形成与新突触的建立有关。大脑皮层W区受损患者不能写字,V区障碍不能看懂文字。
14. 如图是神经元网络结构示意图,图中神经元①、②、③都是兴奋性神经元,且这些神经元兴奋时都可以引起下一级神经元或肌细胞的兴奋。和神经细胞一样,肌肉细胞在受到适宜的刺激后,也能引起细胞膜电位的变化。图中B处表示神经—肌肉接头,其结构和功能与突触类似。请回答下列问题:
(1)给神经元①一个适宜刺激,在A处能记录到膜电位的变化。这是因为刺激使神经元①兴奋,引起其神经末梢释放的__________进入__________,随后与突触后膜上的__________结合,导致神经元②产生兴奋。
(2)若给骨骼肌一个适宜刺激,在A处______(能、不能)记录到膜电位的变化,原因是
_______________________________________________________________________。
(3)若在A处给予一个适宜刺激,在C处____(能、不能)记录到膜电位的变化,原因是
_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)神经递质 突触间隙 特异性受体 (2)不能 由肌细胞产生的兴奋在神经—肌肉接头处不能逆向传递 (3)能 兴奋从A处传到神经元③,再传到神经元①,故在C处能测到膜电位的变化
解析 本题考查兴奋在神经元间的传递,兴奋在神经元间的传递是单向的,只能从突触前膜传向突触后膜。
15.如图1是当A接受一定强度刺激后引起F收缩的过程示意图,图2为图1中D结构的放大示意图,请回答下列问题:
(1)图2的结构名称是______________,结构②的名称是________________。
(2)用针刺A时,引起F收缩的现象叫________。针刺A时,产生痛觉的部位是________。若针刺A只能感到疼痛,F却不能收缩的原因可能是___________________________。
(3)将麻醉药物分别放在B处和E处,然后用针刺A,产生的效果是放在B处:__________________________,放在E处:__________________________。
(4)如果在图2中①和②的间隙处注射乙酰胆碱,②处发生的变化是________(填“兴奋”或“抑制”),原因是乙酰胆碱引起结构②________的变化。
答案 (1)突触 突触后膜 (2)反射 大脑皮层 E处受损或F处受损 (3)无痛觉,F处无反应(或肌肉不收缩) 有痛觉,F处无反应(或肌肉不收缩) (4)兴奋 电位
解析 (1)图2表示神经元之间的突触,结构②为突触后膜。(2)针刺A时,神经冲动沿着反射弧到达F,可引起F的收缩,这种现象称为反射。完成反射的基础是反射弧完整,任何一个环节阻断,反射将不能完成。针刺A能产生痛觉说明兴奋可以传到神经中枢,沿着上行传导束到达大脑皮层痛觉中枢(躯体感觉中枢),但F不收缩可能是E断开或F本身受损伤。(3)B为传入神经,E为传出神经,麻醉B,既无痛觉,也无反应;麻醉E,会产生痛觉,但F没有反应。(4)乙酰胆碱是一种兴奋性递质,由突触前膜释放,作用于突触后膜,引起突触后膜电位变化,将兴奋传递到下一个神经元。
个性拓展
16.如下表所示,“+”表示能完成,“-”表示不能完成,试分析并回答下列问题。
手术前
去大脑
再去间脑
再去中脑
再去掉延髓
①条件反射
+
-
-
-
-
②体温调节
+
+
-
-
-
③翻正
+
+
+
-
-
④站立
+
+
+
+
-
⑤心跳
+
+
+
+
+
⑥膝跳反射
+
+
+
+
+
(1)①完成的条件是具有________,说明缺少________,________不完整使条件反射不能完成。
(2)②的神经中枢位于________,因为去掉该结构后,②功能消失。
(3)去掉________后,③反射消失,③反射的________位于去掉的结构上。
(4)④的神经中枢位于__________________,⑥的神经中枢位于__________。
(5)①~⑥的反射中,生来就有的、遗传的反射活动是________________。
答案 (1)大脑皮层 神经中枢 反射弧 (2)间脑
(3)中脑 神经中枢 (4)小脑 脊髓 (5)②③④⑤⑥
解析 通过逐级切除实验,证明了条件反射的神经中枢位于大脑皮层中,体温调节中枢位于间脑中,翻正反射的神经中枢位于中脑中,站立反射的协调中枢位于小脑,去掉延髓后,由小脑发出的,经延髓的运动神经纤维受损,反射消失。膝跳反射的神经中枢位于脊髓中。生来就有的、遗传的反射属于非条件反射,神经中枢位于大脑皮层以下。因此,在①~⑥的反射中,除①外,其他的都属于非条件反射。
第2课时 通过神经系统的调节(Ⅱ)
【目标导航】
1.概述神经系统的分级调节。2.概述人脑的高级功能。
一、神经系统的分级调节
1.脊椎动物和人的中枢神经系统包括大脑、脑干、小脑、下丘脑及脊髓,它们分别负责调控某一特定的生理功能。其中下丘脑中有体温调节中枢和水平衡的调节中枢;脑干中有许多维持生命必要的中枢,如呼吸中枢;小脑中有维持身体平衡的中枢;脊髓是调节躯体运动的低级中枢。
2.一般说来,位于脊髓中的低级中枢受脑中相应高级中枢的调控。
二、人脑的高级功能
1.大脑皮层的功能:人的大脑皮层是整个神经系统中最高级的部位,既可感知外部世界以及控制机体的反射活动,还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。
2.人脑的语言功能:语言功能是人脑特有的高级功能,涉及到人类的听、说、读、写。这些功能与大脑皮层的言语区有关,这些区域受损会引起各种言语活动障碍,如S区受损伤会导致运动性失语症。
3.学习和记忆是脑的高级功能之一
(1)学习是神经系统不断地接受刺激,获得新的行为、习惯和积累经验的过程。
(2)记忆则是将获得的经验进行贮存和再现。
①短期记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关。
②长期记忆可能与新突触的建立有关。
知识点一 低级神经中枢与高级神经中枢分级调节
1.某人因外伤而成为“植物人”,处于完全昏迷状态,饮食也只能依靠“鼻饲”,人工往胃内注流食,呼吸和心跳正常。请问他的中枢神经系统中,仍能保持正常功能的部位是( )
A.脑干和脊髓 B.小脑和脊髓
C.小脑和脑干 D.只有脊髓
答案 A
解析 调节人体基本生命活动的心血管运动中枢、呼吸中枢等位于脑干。“植物人”已完全失去条件反射,大脑失去正常功能,只靠脑干通过脊髓和部分脑神经来控制最基本的生命活动。小脑也是通过脑干和脊髓才能发挥作用,只有脊髓和小脑不可能维持最基本的生命活动。
2.成年人排尿时,轴突末梢的传导途径是( )
A.大脑皮层→脑干下行传导束→脊髓下行传导束→副交感神经→膀胱?
B.大脑皮层→脑干下行传导束→脊髓下行传导束→交感神经→膀胱?
C.大脑皮层→脑干下行传导束→脊髓下行传导束→排尿中枢→副交感神经→膀胱?
D.膀胱内压力感受器→内脏感觉神经→排尿中枢→副交感神经→膀胱
答案 C
解析 成年人排尿受大脑意识支配,大脑皮层控制脊髓内的排尿中枢,支配膀胱活动的是植物性神经,其中副交感神经活动加强,促进膀胱排尿,大脑皮层的兴奋是由下行传导束来传递的。此题正确答案为C。
知识点二 人脑的高级功能
3.在2008年残奥会闭幕式上,由中国残疾人艺术团表演的舞蹈《星星,你好》得到观众的一致称赞。这些聋哑演员要准确理解指导老师的“手语”所表达的含义,依靠的中枢是( )
①躯体运动中枢 ②躯体感觉中枢 ③视觉中枢 ④语言中枢
A.①④ B.①③
C.②③ D.③④?
答案 D
解析 聋哑演员主要通过视觉来观察老师的手语,这需要视觉中枢;而要理解每个手势的含义则需要语言中枢的“翻译”。
4.请根据图中的编号, 将所代表部位的名称填入要求回答的横线上。
(1)图中的[2]是________,[6]是________,[5]是________。
(2)打字员熟练的指法主要是由[ ]____________和[ ]________进行协调,共同完成的。
(3)一个人能够听懂别人说什么,也能够看懂报刊、杂
志,但不能表达自己的思想,最可能的原因是他的[ ]________中枢受了损伤。
(4)某患者出现左侧躯体瘫痪,主要是由于[ ]________________________中枢或与它相联系的神经纤维遭到损伤引起的。
答案 (1)大脑 小脑 脑干 (2)2 大脑 6 小脑
(3)7 运动性语言 (4)3 右侧大脑半球躯体运动
解析 (1)分析图解,确定图解标号所代表的结构或功能区的名称和功能。(2)理解人脑高级生命活动的特点:一定的功能由特定的功能区控制,在执行具体功能时,不同功能区协调统一,共同完成生命活动。
基础落实
1.某同学正在跑步,参与调节这一过程的神经结构有( )
①大脑皮层 ②小脑 ③下丘脑 ④脑干 ⑤脊髓
A.①②③④ B.①③④⑤?
C.①②④⑤ D.①②③④⑤?
答案 D
解析 神经系统一方面控制与调节各器官、系统的活动,使人体成为一个统一的整体;另一方面通过神经系统的分析与综合,使机体对环境变化的刺激作出相应的反应,达到机体与环境的统一。通过大脑皮层可以掌握方向和运动节奏,小脑参与维持平衡,下丘脑参与多种稳态调节,脑干参与呼吸调节,从脊髓发出的运动神经纤维直接支配肌肉。
2.下列关于脑和脊髓的叙述中,正确的是( )
A.脑外包有骨骼,脊髓外无骨骼
B.反射仅与脊髓有关
C.神经元细胞体位于脑和脊髓表面
D.脑和脊髓都与反射有关
答案 D
解析 脑和脊髓外都有骨骼。脑具有反射功能,主要与一些高级反射活动有关;脊髓也具有反射功能,主要与一些低级反射活动有关,如膝跳反射等。神经元细胞体主要集中在脑和脊髓里,在脑和脊髓里, 细胞体密集的部位,色泽灰暗,叫灰质,主要集中在大脑的表面和脊髓的里面。
3.与人体高级神经中枢无直接联系的活动是( )
A.上自习课时边看书边记笔记
B.开始上课时听到“起立”的声音就站立起来
C.叩击膝盖下面的韧带引起小腿抬起
D.遇到多年不见的老朋友一时想不起对方的姓名
答案 C
解析 膝跳反射是一种低级反射,高级神经中枢(大脑皮层)不参与。
4.某人因车祸大脑右半球的躯体运动中枢受损伤,出现左侧肢体瘫痪,此时他两下肢的膝跳反射情况是( )
A.两下肢均有 B.左下肢有,右下肢没有
C.两下肢均没有 D.右下肢有,左下肢没有
答案 A
解析 人体膝跳反射的中枢位于脊髓,如果躯体运动中枢受损,受损的是大脑皮层,脊髓未受损,故两下肢都有膝跳反射。
5.人脑内形成长期记忆的生理机制是(多选)( )
A.新突触的不断形成
B.突触的数目、大小发生变化
C.脑内某些核酸和蛋白质的合成
D.与脑内神经环路的连续活动有直接联系
答案 ABC
解析 研究发现长期记忆可能与新突触的建立有关,因此A、B正确;记忆涉及到脑内神经递质的活动及某种蛋白质的合成,现在研究发现,记忆与脑内核酸的合成密切相关,所以C正确;脑内神经环路的连续活动与短期记忆有一定联系,与长期记忆没有直接联系,所以D不正确。
能力提升
6.下列说法正确的是( )
A.在学习英语过程中,许多同学会说会写,也能看懂文字,但经常听不懂原声电影中的英语对白,这种情况叫感觉性失语症
B.人类的语言功能与大脑皮层内侧面的某一特定区域有关,这一区域叫言语区
C.某人因脑溢血不能说话,但能听懂别人的话,这很可能是损伤了大脑皮层S区
D.S区位于大脑皮层颞上回后部,H区在大脑皮层中央前回底部之前
答案 C
解析 A项中的情况为运动性失语症;B项中言语区是指大脑皮层某些特定的区域,而不是某一区域;D项中S区位于大脑皮层中央前回底部,H区位于大脑皮层颞上回后部。因此选C。
7.当你专心作答试题时,参与的高级中枢主要有( )
①下丘脑 ②大脑皮层H区(听觉性语言中枢) ③大脑皮层S区(运动性语言中枢) ④大脑皮层V区(视觉性语言中枢) ⑤大脑皮层W区(书写性语言中枢)
A.①③ B.②③
C.②④ D.④⑤
答案 D
解析 一个人在专心作答试题时,首先要通过大脑皮层V区(视觉性语言中枢)完成审题,经过缜密思考后,再通过大脑皮层W区(书写语言中枢)写出答案,在此过程中,听觉语言中枢基本不参与,故正确选项为D。
8.生活中存在以下现象:(1)婴幼儿经常尿床,但随着年龄的增长,这种现象会明显减少;(2)由于惊恐而出现无意识排尿。以上现象说明( )
A.婴幼儿在夜间产生的尿液较白天多
B.婴幼儿排尿反射的传入神经兴奋只到达脊髓
C.无意识排尿不属于神经反射活动
D.脊髓的生理活动依赖于大脑皮层的功能状态
答案 D
解析 成人和婴幼儿控制排尿的初级中枢都在脊髓,但它受大脑控制。婴幼儿因大脑发育尚未完善,对排尿的控制能力较弱,排尿次数增多。无意识排尿也涉及大脑皮层的功能。
9.高处坠落造成高位截瘫(颈椎损害),以下4种表现不符合实际的是( )
A.大小便失禁 B.触觉完全丧失
C.躯体的冷、温觉丧失 D.躯干痛觉丧失
答案 B
解析 高位截瘫的病人,因为颈椎以下的轴突末梢无法传到大脑,所以颈椎以下的所有感觉都丧失,但是触觉是指接触皮肤所引起的感觉,颈椎以上皮肤的触觉还存在。
10.某病人上肢的感觉和运动功能正常,视、听觉都正常,但下肢的感觉和运动功能丧失,最有可能受损的部位是( )
A.大脑皮层 B.小脑
C.脑干 D.脊髓胸段
答案 D
解析 脊髓是低级神经中枢,具有反射和传导的功能,所以当脊髓横断后,就会使断面以下的感觉和运动出现障碍。对于题干中给出的情况,可知是脊髓横断出现的症状。其余三项出现障碍都是全身性的。
11.反射是在神经系统参与下,机体对内、外环境变化做出的规律性应答。有人做了脊蛙反射实验,请分析并回答下列问题:
(1)实验前需将蛙头部剪去,其目的是____________________________________。
(2)将浸有0.5%硫酸溶液的小纸片贴在蛙右后肢下端的皮肤上,可看到__________现象。
(3)若破坏蛙的脊髓,再重复上述(2)中的操作,可观察到的实验现象是__________,其原因是__________________________________________________。
(4)在上述反射活动过程中,兴奋以轴突末梢的形式由一个神经元经__________传到下一个神经元。
答案 (1)排除脑对脊髓的控制 (2)搔扒反射
(3)后肢不收缩 反射弧是完成反射的结构基础,任何一个环节被破坏,反射就不能完成 (4)突触
解析 该题考查蛙的搔扒反射,属于低级反射,其神经中枢位于脊髓。剪去头部,目的是排除脑对脊髓的控制。反射弧五部分要保持完整,才能完成反射,若反射弧的某一部分遭到破坏,反射就不能完成,搔扒反射现象消失。第(4)小题考查了兴奋在两个神经元之间的传递要借助于突触这一结构来完成。
实验拓展
12.如下表所示,“+”表示能完成,“-”表示不能完成,试分析后回答下列问题。
手术前
去大脑
两半球
再去
间脑
再去
中脑
去掉
延髓
①条件
反射
+
-
-
-
-
②体温
调节
+
+
-
-
-
③翻正
+
+
+
-
-
④站立
+
+
+
+
-
⑤心动
+
+
+
+
+
⑥膝跳
反射
+
+
+
+
+
(1)①完成的条件是具有________,说明缺少________,________不完整,使条件反射不能完成。
(2)②的神经中枢位于________,因为去掉该结构后,②功能消失。
(3)去掉________后,③反射消失,③反射的______位于去掉的结构上。
(4)心血管运动中枢位于脑干中,但将脑干全部切除后,心脏仍能不停跳动,原因是________________________________________________________________________
________________________。
(5)④的神经中枢位于________,⑥的神经中枢位于________。
(6)①~⑥反射中,生来就有的、遗传的反射活动是________。
答案 (1)大脑皮层 神经中枢 反射弧 (2)间脑 (3)中脑 神经中枢 (4)心脏具有自动节律收缩的特性 (5)小脑 脊髓灰质 (6)②③④⑤⑥
解析 该题考查了不同的神经中枢在大脑中的位置。通过逐级实验,证实了条件反射的神经中枢在大脑皮层上;体温调节的神经中枢位于间脑中;翻正反射的神经中枢位于中脑中;站立反射的神经中枢位于小脑,去掉延髓后,由小脑发出的、经延髓的运动神经纤维受损,反射消失;膝跳反射的神经中枢位于脊髓灰质中;心血管中枢位于脑干中,由脑干中枢发出的植物性神经支配心跳快慢、强弱,失去脑干中枢支配,仍能收缩,是因为心脏具有自动节律收缩的特性。反射由反射弧完成,②~⑥的反射是生来就有的,遗传的反射属于非条件反射。
第2课时 通过激素的调节(Ⅰ)
[目标导读] 1.以促胰液素的发现为例,概述激素调节的发现历程。2.结合教材图2-8,概述人体主要的内分泌腺及其分泌的激素的作用。3.运用构建模型的方法,理解反馈调节的含义,从而掌握血糖平衡及其调节的基本内容。
[重难点击] 1.常见激素的生理功能。2.血糖调节的过程。
1.人体的内分泌系统主要由内分泌腺组成,主要有垂体、甲状腺、胸腺、肾上腺、胰岛、卵巢或睾丸等。
2.由内分泌腺细胞分泌的物质叫激素,这类分泌物的去向是直接进入腺体内的毛细血管,并随血液循环运输到全身各处。
3.动物激素是由内分泌腺细胞所分泌、对身体有特殊作用的化学物质。它们在血液中的含量极少,但对人体的新陈代谢、生长发育和生殖等生理活动,起着重要的调节作用。
4.唾液腺、汗腺等不同于内分泌腺,它们是有导管的腺体,其分泌物不能(能、不能)进入内环境。
5.侏儒症患者的病因是患者幼年生长激素分泌不足,呆小症患者的病因是患者幼年甲状腺激素分泌不足,糖尿病患者的病因是患者胰岛素缺乏。
课堂导入
马拉松长跑是赛程超过40 km、历时2 h以上的极限运动,运动员每小时至少要消耗300 g糖类。血糖(血液中的葡萄糖)可以补充肌肉因运动而消耗的糖类。正常人的血糖含量是0.8~1.2 g/L(80~120 mg/dL),全身的血量大约为5 L。
(1)请计算,如果仅靠血液中的葡萄糖,运动员能跑多长时间? 1分钟左右。
(2)当血糖被消耗时,含量会不会明显下降?不会。
研究表明,血糖的相对稳定主要是靠激素调节来完成的。激素调节这种方式是如何被发现的?人体内有哪些激素在发挥作用呢?
探究点一 激素调节的发现
在20世纪之前,学术界普遍认为,人和动物体生命活动的调节只存在神经调节,现在我们沿着科学家的足迹,重温激素调节的发现过程。仔细阅读教材后,回答相关问题:
1.沃泰默的实验
稀盐酸—
(1) 实验中使用的稀盐酸模拟的是胃酸。
(2)实验现象:A、C组能引起胰液的分泌;B组不能引起胰液的分泌。
(3)沃泰默的结论:这是一个十分顽固的神经调节。
2.斯他林和贝利斯的实验
(1)实验现象:胰腺能分泌胰液。
(2)此实验的对照实验是沃泰默实验中的B组。
(3)实验结论:小肠产生了某种化学物质,通过血液的运输到达胰腺,促进分泌胰液,这种物质被命名为促胰液素。
3.通过上述实验,得出结论:人和动物体的生命活动,除了受神经系统的调节外,还受到激素的调节。
(1)在斯他林和贝利斯的实验中,应如何排除稀盐酸和小肠黏膜本身成分对实验结果的干扰?
答案 可增设两组对照组。设计如下:
稀盐酸 同一条狗的静脉
小肠黏膜 提取液 同一条狗的静脉
(2)两实验都体现了科学发现的一般过程:发现问题→提出假设→实验验证→得出结论。
(3)上述实验都遵循了实验的哪些科学原则?
答案 设置对照原则和单一变量原则。
4.激素调节是指由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行的调节。
小贴士 内分泌腺与外分泌腺的区别
?1?是否有导管;
?2?分泌物是否进入血管。
归纳提炼
胰液分泌的激素调节
活学活用
1.为研究胰腺分泌活动的调节机制,研究人员对实验动物做了下列实验:
实验
处理方法
胰液分泌量
①
用适宜的电流刺激通向胰腺的神经
增加
②
切断通向胰腺的所有神经,当食物经胃进入十二指肠中
增加
③
切断通向胰腺的所有神经,从另一些动物的胃中取出少量部分被消化了的食物,导入十二指肠中
大量增加
④
切断通向胰腺的所有神经,把一些相同成分的食物不经过胃而直接引入十二指肠中
不增加
(1)实验①说明胰液的分泌受________的控制;实验②则说明胰液的分泌不只受________的控制。
(2)实验____________对照说明胰液的分泌还受体液中某种化学物质(激素)的控制。
(3)实验____________对照说明这种化学物质的分泌是受胃酸刺激引起的。
(4)综上所述,胰液的分泌受____________________控制。
答案 (1)神经 神经 (2)②和③ (3)③和④ (4)神经和激素的共同
探究点二 人体内主要的内分泌腺及其分泌的激素
1.完成下列图示,填出相应内分泌腺名称并对下面的内容进行思考:
人体主要内分泌腺及其分泌的激素
分泌器官
激素名称
化学本质
作用部位
生理作用
下丘脑
促甲状腺激
素释放激素
蛋白质
垂体
刺激垂体合成并分泌促甲状腺激素
促性腺激素
释放激素
蛋白质
垂体
促进垂体合成并分泌促性腺激素
垂体
生长激素
蛋白质
全身
促进生长,主要促进蛋白质的合成和骨的生长
促甲状腺激素
蛋白质
甲状腺
促进甲状腺的生长和发育,调节甲状腺激素的合成和分泌
促性腺激素
蛋白质
性腺
促进性腺的生长和发育,调节性激素的合成与分泌
甲状腺
甲状腺激素
含碘的氨基酸衍生物
全身
促进新陈代谢和生长发育,提高神经系统的兴奋性
胰岛
B细胞
胰岛素
蛋白质
全身
调节糖类代谢,降低血糖浓度
A细胞
胰高血糖素
多肽
肝脏
促进肝糖原分解和非糖物质转化,升高血糖浓度
胸腺
胸腺激素
多肽
免疫器官
调节T细胞发育、分化和成熟,同时还进入血液影响外周免疫器官和神经内分泌系统的功能
睾丸
雄性激素
固醇
全身
促进雄性生殖器官的发育和精子的生成,激发并维持雄性的第二性征
卵巢
雌性激素
固醇
全身
促进雌性生殖器官的发育和卵细胞的生成,激发并维持雌性的第二性征和正常的性周期
孕激素
固醇
卵巢、
乳腺
促进子宫内膜和乳腺的生长发育,为受精卵着床和泌乳准备条件
归纳提炼
研究激素生理功能的常用方法
处理方法
实例
异常反应
结论(功能)
饲喂法
用甲状腺激素制剂饲喂蝌蚪
①短时间内,变成小型青蛙
①②④说明分泌物能促进幼小动物的发育;③说明分泌物促进新陈代谢,加速体内物质氧化分解;⑤说明分泌物能提高神经系统的兴奋性
摘除法
摘除蝌蚪的甲状腺
②发育停止(小蝌蚪→大蝌蚪,不变态)
③身体臃肿
摘除小狗的甲状腺
④发育停止
⑤呆笨、精神萎靡
移植法
割除睾丸
↓
移植卵巢
雄性第二性征逐渐消退
↓
逐渐出现雌性第二性征
性激素能激发并维持第二性征
注射法
切除幼年动物的垂体
↓
注射一定量的生长激素
生长停滞
↓
逐渐恢复生长
垂体分泌的生长激素能促进动物的生长
活学活用
2.当动物缺乏某种激素时,可以通过“饲喂法”或“注射法”对该激素进行人为补充,下列可通过“饲喂法”补充的是 ( )
A.生长激素、胰岛素 B.甲状腺激素、性激素
C.胰岛素、性激素 D.性激素、生长激素
问题导析 (1)生长激素和胰岛素的化学本质是蛋白质,进入消化道后会在各种消化酶的作用下分解为氨基酸,失去活性,要补充只能采取注射法。
(2)甲状腺激素属于氨基酸衍生物,而性激素属于固醇类,这两种物质可直接被消化道吸收,因此,可随饮食补充。
答案 B
解析 由于生长激素和胰岛素的化学本质是蛋白质,随饮食进入消化道后,会在各种蛋白酶及肠肽酶作用下分解为氨基酸,消化后的氨基酸被吸收后将不再起“激素”的作用,因而这类激素必须直接进入血液,不能口服或饲喂。甲状腺激素属于氨基酸衍生物,而性激素属于固醇类,这两种物质可直接被消化道吸收,因此,可随饮食补充。
探究点三 血糖平衡的调节
葡萄糖是机体内大多数组织和器官的主要供能物质。试以血糖平衡的调节为例,分析激素调节生命活动的机理。
1.血糖的来源和利用
阅读教材,完善下面的图解,思考后面的问题:
(1)血糖来源中,食物中的糖类经消化吸收是血糖最主要的来源,血糖进入组织细胞氧化分解是最有意义的去向。
(2)上述血糖氧化分解的具体场所是细胞质基质、线粒体。
(3)由血糖转化的某些氨基酸为非必需氨基酸,最多有12种。
(4)据图可知,肝糖原可直接分解产生葡萄糖,而肌糖原不能实现此过程。
小贴士 血糖低于0.8 g/L会出现低血糖,当血糖高于1.2 g/L,会出现高血糖,若高于1.6 g/L时会出现糖尿。
2.血糖调节的基础
从上图看出,胰岛素和胰高血糖素在血糖调节中的作用是相互拮抗的,共同维持血糖的稳定。
小贴士 对于同一生理效应,有的相关激素表现为协同作用,有的则表现为拮抗作用,如下表:
作用类型
概念
举例
协同作用
不同激素对同一生理效应发挥相同的作用,从而达到增强效应的结果
调节血糖平衡时,胰高血糖素和肾上腺素都是升高血糖,表现为协同作用;甲状腺激素和生长激素共同保证机体正常的生长发育,表现为协同作用
拮抗作用
不同激素对同一生理效应发挥相反的作用
调节血糖平衡时,胰岛素降低血糖含量,胰高血糖素升高血糖含量,共同维持血糖平衡
3.血糖平衡的调节过程
血糖怎样调节才能保持平衡呢?根据胰岛素、胰高血糖素等的作用,构建下面的血糖平衡的调节模型,然后思考:
(1)从整体来看,血糖调节属于神经—体液调节。
(2)饭后,人体中血糖、胰高血糖素、胰岛素三者之间的变化关系分析如图所示
若a代表血糖浓度,则b代表胰岛素,c代表胰高血糖素。
①血糖浓度较高时,可降低血糖浓度的胰岛素含量增加,而升高血糖浓度的胰高血糖素含量相对较低。
②当血糖浓度较低时,胰高血糖素含量增加。
③胰岛素和胰高血糖素相互协调,共同维持血糖平衡。
(3)反馈调节:由上述血糖的调节过程得出,血糖平衡调节中存在反馈调节机制。
①概念: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,这种调节方式叫做反馈调节。如血糖过高时胰岛素含量增加,在调节过程中胰岛素造成血糖含量的下降又会作为信息反馈到该调节系统中,下降过多时会抑制胰岛素的分泌。
②意义:是生命系统中非常普遍的调节机制,它对于机体维持稳态具有重要意义。
归纳提炼
1.血糖平衡的调节为神经—体液调节,其中神经调节通过支配体液调节发挥作用。
2.胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素,但使血糖浓度升高的激素并不仅有胰高血糖素,还有肾上腺素。胰岛素与胰高血糖素之间是拮抗作用,胰高血糖素与肾上腺素之间是协同作用。
3.下丘脑作用于胰岛细胞是通过有关神经实现的。
活学活用
3.如图表示人体血糖调节的部分生理过程,图中X、Y表示物质,①表示过程。请回答:
(1)正常人的血糖含量范围为________g/L。
(2)当血糖浓度上升时,下丘脑中的葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋,最终作用于胰岛B细胞,使其分泌[X]________增多,此过程属于____________调节,胰岛属于该反射弧中的____________。
(3)当血糖浓度降低到一定程度时,反过来经过程①使胰岛B细胞的活动减弱,这一调节方式称为________调节。同时,胰岛A细胞分泌[Y]__________________增加,从而提高血糖含量,维持血糖平衡。
答案 (1)0.8~1.2 (2)胰岛素 神经 效应器
(3) (负)反馈 胰高血糖素
解析 (1)正常人的血糖含量范围是0.8~1.2 g/L。
(2)血糖浓度升高,下丘脑中的葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋,最终作用于胰岛B细胞,使其分泌胰岛素增多,这一过程属于神经调节。使血糖浓度升高的激素是胰高血糖素,由胰岛A细胞分泌。
1.我国有位著名的童星,在14~15岁期间,身体的形态、机能等方面都有了显著的变化,不再适合出演儿童剧了。他发生这些变化与下列哪些激素有关 ( )
①胰岛素 ②生长素 ③性激素 ④胸腺激素 ⑤甲状腺激素 ⑥肾上腺素 ⑦生长激素
A.①②③ B.②③④ C.③⑤⑦ D.④⑤⑥⑦
答案 C
解析 青春期是人生长发育较快的时期,还出现第二性征。生长发育这一生理效应是由生长激素和甲状腺激素共同作用的结果;性激素能促进生殖器官的发育和生殖细胞的生成,激发和维持各自的第二性征。所以青春期后,身体形态、机能等方面的显著变化主要与生长激素、甲状腺激素和性激素有关。
2.消渴症有如下特征:“多饮而渴不止,多食而饥不止,多溲而豪浊不止”。该病的发生与下列什么腺体异常有关 ( )
A.甲状腺 B.胰岛 C.胸腺 D.肾上腺
答案 B
解析 从所列举的症状来看,应该为糖尿病症状,而糖尿病是因为胰腺中的胰岛B细胞受损所致。
3.下列有关糖代谢及调节的叙述,正确的是 ( )
A.在肌肉、肝脏细胞中,②过程均可发生
B.胰岛B细胞分泌的激素促进①③过程
C.胰岛A细胞分泌的激素促进④过程
D.胰岛素促进④⑤⑥等过程
答案 D
解析 胰岛B细胞分泌的激素是胰岛素,它的作用是降低血糖;胰岛A细胞分泌的激素是胰高血糖素,它的作用是升高血糖。④⑤⑥三个过程都是使血糖降低的过程,胰岛素能促进这些过程的进行。在肌肉细胞中,不发生②过程。
4.血糖平衡对机体生命活动具有重要作用。如图是血糖调控模式图,请据图回答下列问题:
(1)当机体处于低血糖状态时,如果机体通过途径①→②→③使血糖水平恢复正常,其主要机理是__________________分泌增多,促进了________分解成葡萄糖,使血糖水平升高。
(2)如果机体长期处于高血糖状态,可能的原因是胰岛________细胞受损,导致体内________分泌减少。
(3)胰腺中激素的分泌除受到____________的直接刺激外,还受到________的神经调节。
答案 (1)胰高血糖素 肝糖原 (2)B 胰岛素 (3)血糖浓度 下丘脑
解析 (1)从低血糖状态恢复至正常水平主要是胰高血糖素分泌增多,促使肝糖原分解,从而使血糖水平升高。(2)当胰岛B细胞受损时,胰岛素分泌不足,导致高血糖。(3)胰腺中激素的分泌除受到血糖浓度的直接刺激外,还受到下丘脑的神经调节。
基础过关
知识点一 激素调节的发现
1.1902年,英国科学家斯他林和贝利斯大胆地作出假设,最终发现了在盐酸的作用下,小肠黏膜产生了一种化学物质,这种物质进入血液后,随着血流到达胰腺,引起胰液的分泌(如下图)。下列相关叙述中,正确的是 ( )
胃酸―→促胰液素―→胰液
A.①过程肯定为神经调节
B.②过程肯定为激素调节
C.小肠是控制胰液分泌的神经中枢
D.①②过程都属于激素调节
答案 B
解析 ①过程是化学物质(胃酸)对小肠的直接刺激,不属于神经调节,也不属于激素调节;②过程中促胰液素调节胰液的分泌,促胰液素是人类发现的第一种激素,该过程属于激素调节的范畴;小肠不属于神经系统的部分,不是控制胰液分泌的神经中枢。
2.下列有关促胰液素发现史的叙述,不正确的是 ( )
A.促胰液素是人们发现的第一种激素,是由胰腺分泌的
B.沃泰默之所以没有成功,是因为他没有大胆质疑、探索和创新
C.斯他林和贝利斯勇于挑战权威、大胆质疑与创新是成功的关键
D.促胰液素是由小肠黏膜分泌的,作用于胰腺,促进胰腺分泌胰液
答案 A
解析 促胰液素是人们发现的第一种激素,是由小肠黏膜分泌的,随血液运输到胰腺,能促进胰腺分泌胰液。
知识点二 人体内主要的内分泌腺及其分泌的激素
3.下列属于人体内分泌腺的是 ( )
①甲状腺 ②唾液腺 ③肾上腺 ④脑垂体
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②④
答案 B
解析 内分泌腺是指没有导管,分泌物直接进入腺体内毛细血管的腺体。本题中仅唾液腺不属于内分泌腺。
4.环境中的一些化学物质可使雄性动物精子数量减少、运动能力低下、畸形率上升,并逐渐雌性化。由此可推测这些化学物质的作用可能类似于 ( )
A.甲状腺激素 B.生长激素
C.雌性激素 D.促胰液素
答案 C
解析 性激素能促进生殖细胞的生成并维持第二性征。
知识点三 血糖平衡的调节
5.下列有关血糖调节的叙述,正确的是 ( )
A.胰岛B细胞分泌的胰高血糖素促进糖原的分解
B.胰岛素降低血糖浓度的原理主要是切断血糖的来源
C.血糖浓度与细胞吸收和利用葡萄糖的速率无关
D.肝脏是调节血糖浓度过程中的重要器官
答案 D
解析 胰高血糖素是由胰岛A细胞分泌的;胰岛素降低血糖浓度的原理主要是促进细胞吸收和利用葡萄糖;血糖浓度高时肝脏合成肝糖原,血糖浓度低时肝糖原分解,肝脏是调节血糖浓度过程中的重要器官。
6.4名受试者分别口服100 g葡萄糖后,在180 min内血糖含量的变化曲线如图所示。据图分析正确的是 ( )
A.a代表高胰岛素血糖症患者的血糖含量变化
B.4条曲线在前30 min内血糖升高与肠道吸收有关
C.b在120 min后下降的主要原因是葡萄糖转化为糖原及非糖物质
D.c、d代表正常人的血糖含量变化
答案 B
解析 正常血糖浓度一般维持在0.8~1.2 g/L,a曲线远高于正常血糖浓度,胰岛素严重分泌不足;b曲线血糖浓度也非常高,在120 min后血糖下降的主要原因是形成尿糖;c曲线代表正常人血糖浓度的变化;d曲线属于低血糖症患者的血糖浓度的变化曲线。服用葡萄糖后,由于肠道的吸收,血糖浓度都会出现不同程度的升高。
7.一位科学家用高浓度的糖溶液饲喂一只动物,在接下来的3小时内,每隔半小时检查该动物血液中血糖的浓度。下表是这项实验的结果,下列叙述不正确的是 ( )
食用糖后的时间(分钟)
0
30
60
90
120
150
180
血糖浓度(10-2毫克/毫升)
75
125
110
90
75
75
75
A.该动物正常的血糖浓度是75×10-2毫克/毫升
B.食用糖后120分钟,血糖浓度降至75×10-2毫克/毫升,主要是胰岛素分泌增多,促进血糖利用和转化的结果
C.食用糖后180分钟,血糖浓度依然维持在75×10-2毫克/毫升,这主要是胰高血糖素分泌增多,促进肝糖原分解的结果
D.该动物血糖浓度的变化过程只是激素调节的结果
答案 D
解析 参与血糖调节的除了激素外,还有下丘脑,所以血糖的调节是神经调节和激素调节共同作用的结果。
8. 如图为人体血液中血糖含量的变化曲线,下列叙述不正确的是 ( )
A.该曲线反映的是正常人血糖含量的变化
B.AB段胰岛素分泌量逐渐增加
C.血糖的氧化分解等使BC段下降
D.CD段逐渐上升是由于肝糖原和肌糖原的分解补充
答案 D
解析
能力提升
9.下列关于人体血糖平衡调节的叙述中,正确的是 ( )
A.胰岛细胞产生的激素均能降低血糖含量
B.胰岛A细胞和B细胞协同调节血糖平衡
C.细胞内葡萄糖的氧化利用发生障碍,可导致血糖持续升高
D.糖尿病是由于经常摄入过量的糖所引起的
答案 C
解析 人体血糖浓度相对稳定在0.8~1.2 g/L,受到多种激素的调节,以胰岛A细胞分泌的胰高血糖素(升高血糖)和胰岛B细胞分泌的胰岛素(降低血糖)的作用为主。血糖在人体内的主要功能是氧化分解供能,所以当体内葡萄糖的利用减少时,可导致血糖浓度的持续升高。糖尿病是由于体内胰岛素分泌不足引起的。
10.如图表示午餐以后人体血液中血糖和两种激素浓度的变化,图中曲线a、b、c分别表示
( )
A.胰高血糖素、胰岛素、血糖
B.胰岛素、血糖、胰高血糖素
C.血糖、胰岛素、胰高血糖素
D.胰高血糖素、血糖、胰岛素
答案 C
解析 午餐后,人体中的血糖含量上升,为a曲线,然后胰岛素含量上升为b曲线,而胰高血糖素分泌减少为c曲线。
11.下图为人体内生理过程的图解,下列有关叙述正确的是 ( )
A.肠道中的物质A不是血糖的主要来源
B.胰岛素能促进⑤⑦⑧过程,肾上腺素不能促进⑥过程
C.血液中物质A浓度较高时,可在肝细胞和肌细胞内被合成糖原
D.剧烈运动时肌细胞内产生大量乳酸,会使血液的pH明显降低
答案 C
解析 图中的物质A是葡萄糖,是血糖的主要来源;胰岛素能促进血糖的利用,肾上腺素能促进肝糖原分解为葡萄糖;当剧烈运动产生大量乳酸时,机体可通过调节使pH维持在一个相对稳定的状态。
12.为了验证胰岛素具有降低血糖含量的作用,在设计实验方案时,如果以正常小鼠每次注射药物前后小鼠症状的变化为观察指标,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
答案 A
解析 分析题目可知,在该实验中以同一只小鼠作为实验对象,自变量为小鼠体内的胰 岛素浓度,其分为注射前和注射后两种浓度变化,因变量为小鼠体内的血糖浓度;注射胰岛素溶液小鼠出现症状后,若再注射葡萄糖溶液后症状消失,则进一步证明胰岛素具有降低血糖浓度的作用。
13.让一健康人和一糖尿病患者于空腹时同时口服葡萄糖,服用量按每人每千克体重1克计算。随后每隔一段时间,测定各人的血糖浓度和血液中的胰岛素浓度。
(1)两人血糖浓度变化如图所示,其中表示糖尿病患者的曲线是________。
(2)下列甲~丁4种曲线图中能正确反映两人血液中胰岛素浓度变化的是________。
(3)从上述分析中可知,糖尿病患者的胰岛素分泌量往往________,而血糖浓度________________________________________________________________________。
(4)下列有关胰岛素生理功能的叙述中,正确的是(多选) ( )
A.提高组织细胞摄取和利用血液中葡萄糖的能力
B.促进肝糖原的分解
C.促进糖原的合成,抑制脂肪等非糖物质转变成葡萄糖
D.抑制葡萄糖转变成脂肪
(5)当健康人的血糖浓度偏低时,可通过胰岛分泌的__________________和肾上腺髓质分泌的____________________________,使血糖浓度升高。
答案 (1)B (2)丙 (3)不足 过高,且持久不降 (4)AC (5)胰高血糖素 肾上腺素
解析 (1)由图可知,A血糖浓度相对值较低,B血糖浓度相对值过高判断,A为正常人,B为糖尿病患者。(2)正常人体内胰岛素分泌情况:血糖高时,胰岛素分泌增加,随血糖浓度降低,胰岛素分泌逐渐减少。糖尿病患者因胰岛B细胞受损,胰岛素分泌减少,因此血液中胰岛素含量总体上较正常人低,且调节能力十分有限,即使血糖浓度升高,胰岛素的增加量也很少,据此判断,丙图符合题意。(3)由(2)的分析可知,糖尿病病人胰岛素分泌量往往不足,难以满足体内降低血糖的需要,血糖浓度往往也很高,持久不降。(4)从胰岛素的功能可知,A、C两项都与胰岛素功能相吻合;B项中促进肝糖原的分解,使之成为血糖,属于增加血糖来源;D项中抑制葡萄糖转变成脂肪为减少血糖去路,与胰岛素功能不符。(5)在血糖调节中,升高血糖的激素有两种:一是胰高血糖素,二是肾上腺素。
14.根据下列实验结果回答问题。
实验一:选取同品种、同日龄的健康大鼠若干只,实施切除手术,一段时间后随机等分成四组,分别注射激素及生理盐水30天,结果如图1。
(1)该实验的目的是探究___________________________________________________。
(2)手术应切除________________。每次注射各激素的量应按照___________________来计算。
(3)图1表明胰岛素具有______________的作用,胰岛素与生长激素共同作用的效应________(小于/等于/大于)它们单独作用之和。
实验二:选择健康大鼠,持续电刺激支配其胰岛的副交感神经,测定血液中胰岛素和胰高血糖素的浓度,结果如图2。
(4)开始刺激后,血糖浓度将________,原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
(5)图2中胰高血糖素浓度下降的原因之一是胰岛素直接抑制胰岛A细胞分泌。若要证明该结论,可在胰岛组织中注射______________,通过检测注射前后其周围血液中________________的浓度变化来确定。
答案 (1)胰岛素和生长激素对大鼠生长的影响 (2)垂体和胰腺 单位体重注射量乘以体重 (3)促进大鼠生长(及加强生长激素的促生长) 大于 (4)降低 胰岛素浓度升高和胰高血糖素浓度降低,促进了组织细胞加速对葡萄糖的摄取、利用和贮存,抑制了糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖 (5)胰岛素 胰高血糖素
解析 (1)根据题干中图1的信息可知,该实验的目的是探究胰岛素和生长激素对大鼠生长的影响。(2)因为该实验探究胰岛素和生长激素对大鼠生长的影响,所以要切除垂体和胰腺,避免其对实验的干扰。注射各激素的量要根据大鼠的体重确定。(3)根据图1中的信息可知,胰岛素有促进大鼠生长的作用,并且和生长激素共同作用的效应大于它们单独作用之和。(4)开始刺激后,胰岛素浓度升高,胰高血糖素浓度降低,促进了组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存,抑制了糖原分解和非糖物质的转化,所以血糖浓度降低。(5)此实验的目的是研究胰岛素对胰高血糖素分泌量的影响,实验的自变量是胰岛素,因变量是胰高血糖素,因此可以向胰岛组织中注射胰岛素,通过检测血液中胰高血糖素的浓度变化来确定。
个性拓展
15.一批生长激素过了保质期,需设计一个实验来检验它是否还有使用价值。现给你一群生长状况完全相同的幼龄小白鼠和饲养它们的必需物品,具有生物活性的生长激素、生理盐水、注射器、酒精棉等物品。请回答下列有关问题:
(1)实验步骤
第一步:将小白鼠平均分为三组,分别编号为甲、乙、丙。
第二步:向甲组小白鼠体内注射适量的已过期的生长激素;向乙组、丙组小白鼠体内分别注射等量的____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第三步:在相同环境条件下,饲喂相同食物,一段时间后,测定__________________
__________________________________________________。
(2)预测结果,并得出相应的结论
①若甲组与乙组小白鼠的个体大小(或体重)相同,则说明过期生长激素还具有完全正常的生物活性,可以使用。
②若________________________________________________________________,
则说明过期生长激素还具有部分生物活性,可以使用。
③若甲组与丙组小白鼠的个体大小(或体重)相同,则说明____________________。
④若甲组个体出现不良反应或死亡,则说明_________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)第二步:具有正常生物活性的生长激素、生理盐水 第三步:小白鼠的生长状况,如大小或体重
(2)②甲组个体比乙组个体小(或轻),但比丙组个体大(或重) ③过期生长激素丧失了生物活性,不能使用 ④过期生长激素不能使用
解析 根据实验目的是检验过了保质期的生长激素是否还有使用价值,确定该实验的自变量为小白鼠体内是否注射过了保质期的生长激素。因为生长激素具有促进生物生长发育的作用,所以实验的因变量应是小白鼠的生长状况,观察指标可选用小白鼠的大小或体重。为了增强实验结果的说服力,应设置对照实验:实验组应是注射了适量过期生长激素的小白鼠,而对照组则是注射了具有正常生物活性的生长激素和生理盐水的两组小白鼠。预测实验结果时,应根据三组小白鼠生长状况的比较,得出相应的结论。结果一般包括四种类型:①虽然过了保质期,但仍然具有正常的生物活性;②保留了部分生物活性;③完全丧失了生物活性;④对生物体造成危害,出现不良反应,无法使用。
第2课时 通过激素的调节(Ⅰ)
【目标导航】
1.了解激素调节的发现过程。
2.了解人体主要的内分泌腺及其分泌的激素。
3.掌握血糖平衡的调节过程。
一、激素调节的发现及人体主要内分泌腺分泌的激素
1.促胰液素的发现
(1)斯他林和贝利斯提出的假设:在盐酸的作用下,小肠黏膜可能产生了促进胰液分泌的化学物质。
(2)实验验证过程
提取液注入,―→
2.激素调节
由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行调节。
3.人体主要内分泌腺及其分泌的激素
内分泌腺
所分泌的激素
下丘脑
促甲状腺激素释放激素等
垂体
生长激素、促甲状腺激素等
肾上腺
肾上腺素等
卵巢
雌性激素等
睾丸
雄性激素等
甲状腺
甲状腺激素等
胸腺
胸腺激素等
胰腺
其中的胰岛分泌胰岛素和胰高血糖素等
二、激素调节的实例之一——血糖平衡的调节
1.人体血糖的来源主要有三条途径,分别是食物中糖类的消化吸收、肝糖原分解、非糖物质转化;血糖的去路也主要有三条途径,分别是氧化分解、合成糖原、转变成脂肪和某些氨基酸等。
2.正常机体的血糖维持在0.8~1.2_g/L。血糖平衡的调节主要依靠胰岛素和胰高血糖素两种激素来维持。其生理功能分别是:胰岛素能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;胰高血糖素能促进糖原分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。
知识点一 激素调节的发现过程
1.下列有关促胰液素发现史的叙述,不正确的是( )
A.促胰液素是人们发现的第一种激素,是由胰腺分泌的
B.沃泰默实验的其中一组对照组排除了盐酸作用于胰腺分泌胰液的可能性
C.斯他林和贝利斯在沃泰默研究的基础上,勇于向权威观点挑战,大胆质疑、探索与创新是成功的关键
D.促胰液素是由小肠黏膜分泌的,作用于胰腺,促进胰腺分泌胰液
答案 A
解析 沃泰默实验中第②步是为了排除盐酸通过小肠细胞吸收运送到胰腺,引起胰液分泌的可能性;斯他林、贝利斯成功的主要原因是大胆质疑,勇于向权威挑战,所以B、C选项正确。促胰液素是由小肠黏膜分泌的,主要作用是促进胰腺分泌胰液,所以D正确。
知识点二 血糖平衡的调节
2.下列有关人体内糖代谢及调节的叙述,正确的是( )
A.胰岛A细胞分泌的激素促进④过程
B.胰岛素促进④、⑤、⑥等过程
C.胰岛B细胞分泌的激素促进①、③过程
D.在肌肉细胞中,⑤的产物可以是CO2、水或酒精、CO2
答案 B
解析 胰岛A细胞分泌的胰高血糖素能够促进②糖原分解和③非糖物质转化为葡萄糖,所以A错;胰岛素是唯一降血糖的激素,既能增加血糖去路(⑤⑥⑦),又能减少血糖的来源②③,所以B正确而C错误;在肌肉细胞中,可经有氧呼吸产生CO2和水,经无氧呼吸产生乳酸,所以D错误。
3.两人在空腹状态下,同时一次性口服葡萄糖100 g,然后每隔1 h测定一次血糖含量,将结果绘制成如图曲线,据下图分析正确的是( )
①a、b分别代表正常人和糖尿病患者
②a在1~2 h血糖下降,某些氨基酸合成增加
③b在1~2 h血糖处于高处,蛋白质分解减少
④b在2 h后下降是由于血糖氧化分解并合成糖原所致
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
答案 A
解析 分析坐标曲线图可知,b为糖尿病患者,a为正常人。正常人口服葡萄糖后,升高的血糖会调至正常,其主要途径是转化为肝糖原和肌糖原,也可能合成一些非必需氨基酸;b在1~2h血糖处于高处,但不能利用,蛋白质分解不会减少;b在2h后下降主要是由于大部分糖随尿排出。
基础落实
1.关于高等动物激素的叙述,正确的是( )
①由无导管的腺体分泌 ②直接进入血液 ③激素的化学成分都是蛋白质 ④体液里含量极少,但对动物起重要的调节作用
A.①④ B.①②④?
C.①③④ D.①②③?
答案 B
解析 激素是由内分泌腺分泌的,内分泌腺和其他腺体的区别是没有导管,其分泌物直接进入血液。激素在血液里的含量极少,但对动物的调节作用是很重要的。激素的化学成分很复杂,不一定都是蛋白质。
2.沃泰默没有发现促胰液素,斯他林和贝利斯发现了促胰液素,下列关于他们实验的叙述中,错误的是( )
A.他们都运用了单一变量对照的实验原则
B.沃泰默设置的实验变量是有无神经
C.斯他林和贝利斯的实验变量是有无小肠黏膜物质
D.沃泰默失败的根本原因是没有把小肠上的神经剔除干净
答案 D
解析 沃泰默失败的根本原因是缺乏向权威挑战和创新的精神。
3.下列物质口服后将失去原有作用的是( )
A.胰岛素 B.甲状腺激素
C.性激素 D.胃蛋白酶
答案 A
解析 甲状腺激素是氨基酸衍生物,性激素是固醇类脂溶性小分子物质,都可以不经消化直接被吸收。胃蛋白酶口服后进入胃中发挥作用。胰岛素进入小肠被消化成氨基酸,不能发挥其生理功能。
4.下图为某种营养物质在人体血液中含量的变化曲线,对该图的相关叙述,不正确的是( )
A.该曲线反映的是正常人的血糖含量变化
B.AB段胰岛素分泌量逐渐增加
C.血糖的氧化分解等使BC段下降
D.CD段逐渐上升是由于肝糖原和肌糖原的分解补充
答案 D
解析 正常人的血糖含量维持在0.8~1.2 g/L,该曲线反映的是正常人的血糖含量变化;AB段血糖浓度升高,胰岛素分泌量逐渐增加,可以促使血糖含量降低;肝糖原可直接水解成血糖,而肌糖原必须先经过分解产生乳酸,乳酸在肝脏内可转变成葡萄糖。
5.糖尿病患者有“三多”,其中之一是“尿多”。下列对其成因的解释,正确的是( )
A.糖尿病患者的肾脏发生病变,导致产生的尿量增多
B.糖尿病患者的尿液中有葡萄糖,增加了尿液的渗透压,从而使肾小管对水分的重吸收减少,导致尿量增多
C.糖尿病患者由于血糖浓度高,导致口渴,水喝得多了,尿就多了
D.糖尿病患者的胰岛发生病变,胰岛素分泌减少,胰岛素能促进肾脏对水分的重吸收,减少尿量的作用
答案 B
解析 糖尿病的病因是由于胰岛B细胞受损,导致胰岛素分泌过少,血糖进入细胞及在细胞内氧化分解发生障碍,而非糖物质转化成糖仍在进行,从而使血糖升高,部分糖随尿排出,增加了尿液的渗透压,导致肾小管对水分的重吸收减少,进而导致尿量增多。
6.下列关于胰岛素作用的认识,正确的是( )
A.胰岛素不足,葡萄糖进入细胞发生障碍
B.胰岛素不足,葡萄糖进入细胞发生障碍,但氧化分解正常
C.胰岛素不足,糖原合成减少,细胞供能正常
D.胰岛素不足,细胞供能正常,非糖物质转化成葡萄糖增多
答案 A
解析 胰岛素的作用是多方面的,它既可以增加糖的去路,又可以抑制糖的来源。在增加去路方面,是促进葡萄糖进入细胞;在抑制来源方面,是抑制肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖。若胰岛素不足,葡萄糖进入细胞发生障碍;同时葡萄糖的氧化分解也发生障碍;抑制肝糖原分解的能力减弱,造成糖原分解加强;抑制非糖物质转化为葡萄糖的能力减弱,造成葡萄糖增多。
能力提升
7.关于人体激素的叙述,错误的是( )
A.激素在人体内作为信息物而发挥作用
B.激素在人体内含量较低,但有高效的生物催化作用
C.甲状腺激素除了促进人体产热,还有其他生理效应
D.正常人体内,激素的分泌受反馈调节
答案 B
解析 激素是人体内微量高效的信息分子,对生命活动起调节作用,并不起催化作用,有高效生物催化作用的是酶。甲状腺激素除了促进人体产热外,还可以促进生长发育和提高神经系统的兴奋性等。正常人体内,激素的分泌存在反馈调节,如血糖平衡调节和甲状腺激素分泌活动的调节。
8.体重近似、发育正常的甲、乙、丙、丁四只雄性小狗,丁狗不作处理,甲、乙、丙狗分别做不同的手术处理。几个月后查得各自血液中三种激素的含量如表所示:
雄性激素
甲状腺激素
生长激素
甲
3.8
0.1
5.8
乙
3.6
2.8
0.1
丙
0.8
3
5.5
丁
4
3
6
则下列叙述不正确的是( )
A.甲狗可能出现的症状是行动呆笨而迟缓,精神萎靡,食欲不振,身体发育停止
B.乙狗可能出现的症状是生长停滞
C.丙狗可能出现的症状是性情变得温顺
D.在相同条件下饲养一段时间后,其个体大小变化为:甲、丁狗个体小,基本处于术前状态,乙、丙狗不断长大
答案 D
解析 甲狗手术处理后导致甲状腺激素严重低于正常值,从而会出现精神萎靡,食欲不振等症状,因为甲状腺激素能提高神经系统兴奋性;乙狗生长激素含量极低,生长激素促进生长特别是骨的生长,缺少后生长缓慢或停滞;雄性激素可维持第二性征,丙狗体内雄性激素含量很低,因而性情会变得温顺;丁狗不作处理应正常生长,乙狗个体小,基本处于术前状态,甲狗由于甲状腺激素少而患呆小症,丙含有生长激素,能长大。
9. 让一位健康人和一位糖尿病患者于空腹时口服葡萄糖,服用量按每人1 kg体重1 g计算。随后每隔一段时间,测定各人的血糖浓度和血液中的胰岛素浓度。
(1)两人血糖浓度变化如上图所示,其中表示糖尿病患者的曲线是________。
(2)下图中甲、乙、丙、丁4个图像能正确反映二人血液中胰岛素浓度变化的是________。
(3)从上述分析中可知糖尿病患者的胰岛素分泌量往往________,而血糖浓度________。
(4)下列有关胰岛素生理功能的叙述中,正确的是( )
A.提高组织细胞摄取和利用血液中葡萄糖的能力
B.促进肝糖原的分解
C.促进糖原的合成,抑制脂肪等物质转变成糖类
D.抑制葡萄糖转变成脂肪
(5)健康人当血糖浓度偏低时,可通过胰岛分泌________和肾上腺分泌________来提高血糖浓度。
答案 (1)B (2)丙 (3)不足 过高,经久不降 (4)AC (5)胰高血糖素 肾上腺素
解析 糖尿病患者由于胰岛素分泌不足,使血糖浓度升高,又由于肾小管的重吸收能力有限,因此,一部分葡萄糖不能被重吸收进入血液,随着尿液排出,形成糖尿。空腹服用葡萄糖后,正常人的胰岛素分泌增加,使过多的葡萄糖转化为糖原储存起来,因而血糖浓度基本稳定;糖尿病患者服用葡萄糖后,由于胰岛素分泌过少,不能使葡萄糖更多地转化为糖原,因而引起血糖浓度升高。胰高血糖素的升血糖作用和胰岛素的降血糖作用是相互拮抗的,共同实现对糖代谢的调节。肾上腺髓质分泌的肾上腺素,其作用之一是促进糖原分解成葡萄糖,使血糖升高。
10.血糖平衡对机体生命活动具有重要作用。下图是血糖调控模式图,据图回答:
(1)当机体处于低血糖状态时,如果机体通过途径①→②→③使血糖水平恢复正常,其主要机理是分泌增多,促进了分解成葡萄糖,使血糖水平升高。
(2)如果机体长期处于高血糖状态,可能的原因是胰岛________细胞受损,导致体内________分泌减少。
(3)胰腺中调控血糖水平的主要激素的化学本质是蛋白质或多肽,它们的合成和加工过程需要________、________和________等细胞器直接参与。激素合成时所需的能量,主要由细胞呼吸产生的________直接提供。
答案 (1)胰高血糖素 肝糖原 (2)B 胰岛素 (3)核糖体 内质网 高尔基体 ATP
解析 (1)较低的血糖水平可刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素,胰高血糖素能够促进肝糖原分解产生葡萄糖,从而使血糖水平升高。(2)胰岛素是机体内唯一能降低血糖水平的激素,若机体长期处于高血糖状态,可能是由于胰岛B细胞受损,导致胰岛素分泌减少所致。(3)分泌蛋白合成的场所是核糖体,后经内质网、高尔基体的加工和运输并分泌到细胞外,该过程需要细胞呼吸产生的ATP直接供能。
实验拓展
12.为了探究胰岛素具有降低血糖的作用,以小鼠活动状况为观察指标设计实验。某同学的实验方案如下:
①将正常小鼠随机分成A、B两组,观察并记录其活动状况。
②A组小鼠注射适量胰岛素溶液,B组注射等量生理盐水。一段时间后,A组小鼠会出现四肢无力、活动减少,甚至昏迷等低血糖症状,B组小鼠活动状况无变化。
③A组小鼠出现低血糖症状后,分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后,A组小鼠低血糖症状缓解,B组小鼠活动状况无变化。
该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。
请回答:
该实验的原理是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
分析小鼠注射胰岛素溶液后出现低血糖症状的原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)胰岛素在血糖平衡调节中的作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)胰岛素具有降低血糖的作用,体内胰岛素含量过高时,引起血糖浓度下降,机体出现四肢无力,活动减少,甚至昏迷等低血糖症状,此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解
(2)注射胰岛素溶液后,血糖含量下降,小鼠组织细胞特别是脑组织细胞因血糖供应量减小,导致能量供应不足而发生功能障碍,从而引起低血糖症状
(3)可使组织细胞对血糖的利用增加,同时使血糖来源减少,从而使血糖含量减少
解析 胰岛素的生理功能是降低血糖含量,促进血糖合成糖原。A组小鼠注射适量胰岛素溶液,导致出现低血糖,则会由于大脑缺少能量而出现低血糖症状。低血糖时,注射葡萄糖溶液或ATP即可得到缓解。
第2课时 通过激素的调节(Ⅱ)
[目标导读] 1.结合材料图2-11,构建甲状腺激素分泌的分级调节模型,进一步理解反馈调节的内容。2.举例说明激素调节的特点。
[重难点击] 甲状腺激素分泌的分级调节。
1.甲状腺激素对新陈代谢起促进作用,对生长发育起促进作用,对大脑的发育起促进作用,能提高神经系统的兴奋性。
2.胰岛素是由胰岛B细胞分泌的,能促进血糖氧化分解,促进血糖合成糖原和转化为脂肪等非糖物质。
3.血糖浓度下降时,能升高血糖的激素有胰高血糖素和肾上腺素,它们和胰岛素的作用是相互拮抗的,共同维持血糖的稳定。
4.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。
5.幼年时甲状腺激素分泌不足会患呆小症,成年人会患甲亢,表现为食量大,身体消瘦,脾气暴躁,眼球突出等症状,这是甲状腺激素分泌过多引起的。
课堂导入
上图是一对亲兄弟:哥哥21岁,却像个长不大的孩子,1.33米的个子,嗓音稚嫩;弟弟19岁,身高已经达1.96米,还在不断增高,被人称作“小姚明”。兄弟俩身高差距巨大是生长激素分泌不正常引起的。
看来体内激素的含量过高或者过低都会影响正常的生命活动,那么正常人体是如何保证体内激素的分泌水平的?激素调节有哪些特点呢?
探究点一 甲状腺激素分泌的分级调节
当人处于寒冷环境中或高度紧张时,甲状腺激素的分泌活动在发生着微妙的变化。
1.请阅读教材并依据下面的甲状腺活动的调节图示,回答问题:
(1) 图中有三级腺体,分别为:a.下丘脑、 b.垂体、c.甲状腺。
(2) 图中有三级激素,依次为:甲:促甲状腺激素释放激素、乙:促甲状腺激素、甲状腺激素。
(3) 图中“+”、“-”分别表示促进和抑制。
2.下丘脑能够控制垂体,垂体控制相关腺体的控制方式,我们称之为分级调节。
3.下丘脑、垂体的调节结果使血液中甲状腺激素增多,甲状腺激素增高到一定程度,又反过来抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,进而使甲状腺激素减少,这称为反馈调节。
小贴士 反馈调节的类型:反馈调节又分正反馈和负反馈。(1)正反馈:加强并偏离静息水平,如排尿排便、胎儿分娩、池塘污染后鱼类死亡更加剧污染等。(2)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。
归纳提炼
下丘脑、垂体和相关腺体的关系
活学活用
1. 如图是在寒冷环境中高等动物甲状腺激素分泌的分级调节示意图,据图分析回答下列问题:
(1)寒冷条件下,激素②的分泌会________,激素③的分泌会________。
(2)切除垂体后,①的分泌会__________,③的分泌会________。
(3)切除甲状腺后,①和②的分泌会________,代谢速率会________。
(4)给动物注射③,①和②的分泌会________。
答案 (1)增加 增加 (2)增加 下降 (3)增加 减慢 (4)下降
解析 在寒冷条件下,甲状腺激素的分泌要增加,②和③都会增加。切除垂体后,①的分泌增加,③的分泌会下降。切除甲状腺后,①和②的分泌会增加,但由于无甲状腺,不能再分泌③,故代谢速率减慢。给动物注射③,反馈调节使①和②的分泌减少。
探究点二 激素调节的特点
不同的激素来源不同,化学组成不同,所起的作用也不相同,那么有没有共有的特点?根据下面的资料和图示回答相关问题:
1.资料 美国学者肯德尔从3 t新鲜的动物甲状腺中才提取出0.23 g的甲状腺激素。在人体血液中甲状腺激素的含量只有3×10-5~1.4×10-4 mg/mL,而1 mg甲状腺激素可使人体产热增加4 200 kJ。
(1)激素在动物体内的含量极微,但生理作用非常明显,因此激素调节具有微量和高效的特点。
(2)正常人体内,促甲状腺激素和甲状腺激素相比含量较低。
2.激素作用示意图
(1)内分泌腺没有导管,分泌的激素要到作用部位去发挥作用,需要通过体液运输。
(2)激素随血液流经全身,图中A、B两细胞中,B细胞具有与激素相结合的受体,为该激素的靶细胞,说明激素只作用于靶器官和靶细胞。
3.综上所述,激素作为信号分子,并不直接参与细胞的代谢过程,而是通过与细胞表面或细胞内部(如下图)的特异性受体结合,影响细胞的代谢过程,或影响基因的表达过程。
小贴士 蛋白质类激素的受体为细胞表面受体;固醇类激素的受体一般为细胞内受体。
归纳提炼
动物激素与酶的比较
动物激素
酶
区别
来源
内分泌腺细胞
活细胞
本质
蛋白质、脂质(固醇)等
蛋白质或RNA
作用条件
与神经调节密切联系
受温度、pH等理化因素制约
调节机理
作为信号分子传递给靶细胞,改变其原有的代谢活动
催化反应,降低反应的活化能
相同点
微量和高效,特异性
活学活用
2.判断下列关于人体激素叙述的正误。
(1)激素在人体内作为信息物质而发挥作用 ( )
(2)激素在人体内含量较低,但有高效的生物催化作用 ( )
(3)甲状腺激素除了促进人体产热,还有其他生理效应 ( )
(4)在正常人体内,激素的分泌受反馈调节 ( )
(5)激素是一种重要的结构物质 ( )
(6)神经系统的某些结构也能分泌激素 ( )
(7)甲状腺激素的靶器官可以是垂体 ( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)√
解析 激素在人体内含量较低,作为信息物质,具有高效的生物调节作用;甲状腺激素具有促进新陈代谢、提高神经系统的兴奋性、促进生物的生长和发育等作用;人体内,激素的分泌受反馈调节,从而保证生命活动的正常进行;下丘脑也能分泌激素;甲状腺激素浓度过高会反馈给下丘脑和垂体,抑制其分泌活动。
1.下列有关激素的叙述,错误的是 ( )
A.特定的激素有特定的靶器官、靶细胞
B.激素作用于靶细胞后立即转换并再次发挥作用
C.激素在体内含量极少,但能维持动态平衡
D.激素能使靶细胞的生理活动发生改变
答案 B
解析 激素与靶细胞结合起作用后就灭活了,不会再发挥作用。
2.血液中甲状腺激素增多时 ( )
A.甲状腺的功能增强
B.下丘脑神经分泌细胞的功能增强
C.垂体的功能增强
D.以上三项都不对
答案 D
解析 血液中甲状腺激素增多时,会负反馈作用于下丘脑、垂体,使下丘脑、垂体的功能减弱,进而调节甲状腺,使甲状腺功能变弱。
3.许多淡水鱼在人工饲养条件下不产卵,常取同种鱼的脑垂体研碎注入鱼体内,可促使其产卵,这主要是利用垂体中含有 ( )
A.性激素 B.促甲状腺激素
C.促性腺激素 D.生长激素
答案 C
解析 鱼的垂体中促性腺激素作用于鱼的卵巢,促使卵巢产卵。
4.下列关于甲状腺激素的叙述,错误的是 ( )
A.甲状腺激素的分泌受下丘脑和垂体的调节
B.甲状腺激素分泌增多时,会抑制下丘脑的分泌活动
C.促甲状腺激素只作用于甲状腺,而甲状腺激素可作用于多种器官
D.切除甲状腺会引起促甲状腺激素释放激素分泌减少
答案 D
解析 甲状腺激素的分泌受下丘脑、垂体的调节。甲状腺激素能促进新陈代谢,加速体内物质的氧化分解,甲状腺激素分泌增多会反馈抑制下丘脑的分泌活动。由于只有甲状腺细胞表面有促甲状腺激素的受体,促甲状腺激素只作用于甲状腺细胞,而机体大多数组织、器官表面都有甲状腺激素受体,故甲状腺激素可作用于多种组织、器官。切除甲状腺,血液中甲状腺激素水平降低,会通过反馈调节引起促甲状腺激素释放激素分泌增多。
5.下图是甲状腺活动的调节示意图,请据图回答问题。
(1)图中的“刺激”可由哪些因素引起?如________________________________。
(2)图中的“激素Ⅱ”和“激素Ⅲ”分别是______________和__________________。
(3)图中呈现出的激素分泌的调节方式有__________调节和____________调节。
(4)“激素Ⅰ”的靶器官是______________,“激素Ⅱ”要到靶器官发挥作用需要______________的运输。
答案 (1)寒冷、过度紧张等 (2)促甲状腺激素 甲状腺激素 (3)分级 反馈 (4)垂体 体液
解析 当人体受到寒冷、过度紧张等刺激时,在大脑皮层相关部位的影响下,下丘脑中的一些细胞就能合成并分泌促甲状腺激素释放激素,进而刺激垂体合成并分泌促甲状腺激素。促甲状腺激素又能刺激甲状腺合成并分泌甲状腺激素,从而促进新陈代谢。
基础过关
知识点一 甲状腺激素分泌的分级调节
1.取正常小鼠,每天饲喂一定量的甲状腺激素,3周后,该小鼠 ( )
A.新陈代谢增强,促甲状腺激素含量增加
B.新陈代谢增强,促甲状腺激素含量减少
C.新陈代谢减弱,促甲状腺激素含量增加
D.新陈代谢减弱,促甲状腺激素含量减少
答案 B
解析 甲状腺激素具有促进新陈代谢的作用。促甲状腺激素的作用是促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素,当体内甲状腺激素含量上升时,就会反馈作用于垂体,抑制垂体分泌促甲状腺激素。甲状腺激素促进动物新陈代谢,主要是促进异化作用,即物质的氧化分解。
2. 如图表示下丘脑、垂体、甲状腺及它们分泌的激素之间的关系,其中①②③表示相关腺体分泌的激素。下列说法不正确的是 ( )
A.人体长期缺碘时,体内①②均会高于正常水平
B.用③饲喂正常动物,将引起①②的分泌量减少
C.血液中的甲状腺激素含量起着反馈调节的作用
D.切除垂体,则①②③的合成分泌量都将减少
答案 D
解析 图中①②③依次为促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素和甲状腺激素。人体长期缺碘时,甲状腺激素分泌不足,反馈地使促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素分泌量增多;用③饲喂正常动物,血液中甲状腺激素含量较高,反馈地使促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素的分泌量减少;切除垂体,促甲状腺激素和甲状腺激素的分泌量将减少,但促甲状腺激素释放激素的分泌量将增加。
3.下图中的图2表示有关激素的调节机制,图1是某同学研究碘对蝌蚪发育的影响而得出身长变化的甲、乙两曲线,两图中表示蝌蚪正常发育的曲线和含碘的激素物质分别是( )
A.甲、S B.乙、S
C.甲、T D.乙、T
答案 D
解析 缺乏碘,无法合成甲状腺激素,小蝌蚪生长发育受抑制;甲状腺激素的分泌存在反馈调节的机制,含量维持在相对稳定的状态。
4.选择30只生理状况大致相同的健康成年小白鼠,测定其单位时间耗氧量的平均值,以代表小白鼠的物质代谢强度。将这30只小白鼠随机分为甲、乙两组,处理方法及结果如下表所示:
组别
实验处理方法
实验结果
甲
切除小白鼠体内的甲状腺
切除10天后,测得其物质代谢强度大大下降
乙
切除小白鼠体内的甲状腺,5天后,连续给其注射一定量溶解于某种溶剂中的甲状腺激素
切除10天后,测得其物质代谢强度没有下降
由此可以推测:甲状腺激素能增强小白鼠的物质代谢能力。为了证明这一推论,要增加下列哪项作为对照实验 ( )
A.切除甲状腺,注射生理盐水
B.既不切除甲状腺,又不注射甲状腺激素
C.从切除甲状腺后的第5天开始,注射用于该实验的某种溶剂
D.从切除甲状腺后的第5天开始,注射溶解于另一种溶剂的甲状腺激素
答案 C
解析 对照实验应遵循单一变量原则,乙组的实验与甲组形成的对照,无法排除“某种溶剂”对小白鼠的物质代谢的影响。因此应增加一组小白鼠,并切除小白鼠体内的甲状腺,5天后,连续注射一定量的“某种溶剂”,以此作为对照实验。
知识点二 激素调节的特点
5.关于高等动物激素的叙述,正确的是 ( )
①由无导管的腺体分泌 ②直接进入血液 ③激素的化学成分都是蛋白质 ④体液里含量极少,但对动物起重要的调节作用
A.①④ B.①②④ C.①③④ D.①②③
答案 B
解析 激素是由内分泌腺分泌的,内分泌腺和其他腺体的区别是没有导管,其分泌物直接进入血液。激素在血液里的含量极少,但对动物的调节作用是很重要的。激素的化学成分很复杂,不一定都是蛋白质。
6.下列关于激素调节特点的叙述中,不正确的是 ( )
A.微量和高效
B.通过体液运输
C.作用于靶器官、靶细胞
D.只运输给相应的靶器官、靶细胞
答案 D
解析 激素随体液运往全身,但只特异性地作用于靶器官、靶细胞。
7.正常人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性,这三类物质都是( )
A.在细胞内发挥作用
B.由活细胞产生的蛋白质
C.与特定分子结合后起作用
D.在发挥作用后还能保持活性
答案 C
解析 酶可在细胞内和细胞外发挥作用,A项错误。激素、酶和神经递质并非都是蛋白质。部分激素是蛋白质;绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;神经递质的化学本质不是蛋白质,故B项错误。激素与靶细胞细胞膜上的受体结合,神经递质与突触后膜上的受体结合,酶与相应的底物结合后起作用,C项正确。激素发挥作用后就被灭活,神经递质发挥作用后可被降解,而酶发挥作用后仍具有活性,D项错误。
8.下列关于人体内激素作用机理的阐述,正确的是 ( )
A.激素的作用主要是参与靶细胞的新陈代谢
B.在血液中含有多种激素
C.激素只运输到相应的靶器官、靶细胞
D.当激素作用于某一靶细胞后,再通过体液运输作用于其他靶细胞
答案 B
解析
能力提升
9.以下关于人体激素及其调节的叙述,不正确的是 ( )
A.激素是信息分子,成分都是有机物
B.激素直接参与细胞内的许多代谢活动
C.激素只作用于相应的靶器官、靶细胞
D.神经系统的某些结构也可以释放激素
答案 B
解析 激素的作用是调节细胞内的代谢活动,重在调节而不是直接参与。
10.切除垂体的幼年大白鼠不会出现 ( )
A.智力下降
B.甲状腺重量下降
C.血液中促甲状腺激素含量下降
D.血液中促甲状腺激素释放激素含量下降
答案 D
解析 垂体可分泌促甲状腺激素,作用于甲状腺,促进甲状腺激素的分泌。垂体被切除,血液中促甲状腺激素减少,会使甲状腺激素分泌减少,引起智力下降,同时甲状腺的生长发育也会受到影响,导致重量下降。血液中甲状腺激素的含量下降,会通过反馈调节作用于下丘脑,引起血液中促甲状腺激素释放激素的含量上升。
11.如图表示机体内生命活动调节的途径。下列说法错误的是 ( )
A.该图示可以说明神经系统可控制内分泌系统的活动
B.胰岛B细胞的分泌活动不受④过程的调节
C.如果感受器、①、下丘脑、⑦和内分泌腺组成机体内的某一反射活动的反射弧,则效应器为图中的组织
D.如果图示中的内分泌腺为甲状腺,则⑥的增加可能引起③和④的减少
答案 C
解析 感受器、①、下丘脑、⑦和内分泌腺组成一个完整的反射弧,则内分泌腺为效应器。
12.研究人员只以某种植物种子饲喂三只年龄、生理状态相同的同种实验鼠,一个月之后,测定实验鼠血液中的甲状腺激素和促甲状腺激素的含量,结果甲状腺激素的含量仅为对照鼠的一半,促甲状腺激素的含量却比对照鼠多。下列推测合理的是 ( )
A.下丘脑分泌的促甲状腺激素过多能促使甲状腺增生
B.该植物种子中可能缺乏碘元素,影响实验鼠甲状腺激素的合成
C.实验鼠体内促甲状腺激素释放激素的含量比对照鼠少
D.甲状腺激素分泌过少会抑制促甲状腺激素的合成和分泌
答案 B
解析 根据题干中提供的信息可知,一开始三只鼠的状况是相同的,由于饲喂某种植物种子才出现了不同于对照鼠的症状。其原因可能是这种植物种子中含有的碘较少,影响了甲状腺激素的合成,而甲状腺激素过少,会反馈性地引起下丘脑合成和分泌促甲状腺激素释放激素、垂体合成和分泌促甲状腺激素增加。
13.激素作为一种化学信使,能把某种调节的信息由内分泌细胞携带至靶细胞。如图表示影响血糖调节的因素及激素发挥作用的过程,下列有关叙述中,不正确的是 ( )
A.影响胰岛A细胞分泌的刺激X最可能是血糖含量降低
B.刺激X→①→②→③→胰岛A细胞,是神经调节,其中②结构位于大脑皮层
C.靶细胞的“受体”其化学本质是糖蛋白
D.靶细胞接受激素的刺激后,促使肝糖原分解及非糖物质的转化,血糖浓度上升
答案 B
解析 胰岛A细胞分泌的激素是胰高血糖素,其主要靶细胞是肝细胞,与靶细胞细胞膜表面的受体(糖蛋白)结合,促进肝糖原的分解,维持血糖正常水平;引起胰岛A细胞分泌胰高血糖素最可能的刺激是血糖浓度降低,该刺激可以直接刺激胰岛A细胞,也可以通过刺激下丘脑(②)间接作用于胰岛A细胞,相关神经中枢位于下丘脑(②),而不是大脑皮层。
14.春天日照逐渐延长时,鸟类大多进入繁殖季节。调节鸟类繁殖活动的图解如下:
(1)鸟类的繁殖活动是通过机体的________和________两种调节方式完成的。机体中既能传导兴奋,又能分泌激素的细胞位于________(下丘脑、垂体、性腺)。
(2)上面图解中的A、B、C分别代表由下丘脑、垂体和性腺分泌的物质,则它们分别是____________________、________________和____________。C进入血液后,通过____________作用来调节下丘脑和垂体中激素的合成和分泌。
(3)据图判断,若要验证B的生理作用,________(能、不能)用去除性腺的鸟作为实验动物,其原因是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)神经调节 体液调节 下丘脑 (2)促性腺激素释放激素 促性腺激素 性激素(其他合理答案也可) 反馈 (3)不能 鸟去除了性腺,失去了促性腺激素作用的靶器官,无法验证该激素的生理作用
解析 (1)从图中可以看出,鸟类的繁殖活动通过机体的神经调节和体液调节两种调节方式进行,机体中既能传导兴奋,又能分泌激素的细胞位于下丘脑。(2)从图中不难看出,A是促性腺激素释放激素,B是促性腺激素,C是性激素,性激素进入血液后又通过反馈作用来调节下丘脑和垂体中激素的合成和分泌。(3)鸟去除了性腺,失去了促性腺激素作用的靶器官,无法验证该激素的生理作用,因此不能用去除性腺的鸟作为实验动物来验证B的生理作用。
15.人体血糖浓度的相对稳定受多种因素影响。现有甲、乙、丙三人,甲正常,乙的胰岛B细胞被破坏,丙的胰岛B细胞功能正常,但体内的胰岛素受体被破坏。请回答下列问题:
(1)甲在某次运动前后血糖浓度的变化如图所示。bc段血糖浓度下降的直接原因是________________________________,cd段血糖浓度升高主要是由于血液中肾上腺素和________________的明显增加引起的。
(2)用斐林试剂对甲、乙、丙三人空腹时的尿样进行检测,水浴加热后观察到的颜色分别是______________。从激素调节机制分析,乙尿样检测结果产生的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)给丙注射胰岛素________(填“能”或“不能”)有效调节其血糖水平,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)运动初期消耗大量的葡萄糖 胰高血糖素 (2)蓝色、砖红色、砖红色 乙的胰岛B细胞受损,不能正常分泌胰岛素,血糖浓度高 (3)不能 胰岛素不能与其受体结合
解析 对于正常人来说,运动开始后,血糖浓度下降的直接原因是通过有氧呼吸消耗了大量的能量,要分解大量的能源物质,分解量大于产生量,血糖浓度下降;肾上腺素与胰高血糖素可以提高血糖浓度;斐林试剂可以用来检测还原糖的存在,正常人的尿液中没有还原糖,所以显示试剂本身的颜色;人体内胰岛素浓度较低时,尿液中含有一定量的葡萄糖,与斐林试剂反应会出现砖红色沉淀。
个性拓展
16.下表是缺碘与不缺碘的两类人群中,血液中与甲状腺活动密切相关的两种激素含量状况。
分泌腺体
激素名称
不缺碘人群激素含量
缺碘人群激素含量
补碘前
补碘后
甲状腺
甲状腺激素
正常
降低
正常
垂体
A
正常
B
正常
(1)表中A是______________,B应________________。甲状腺激素对垂体分泌激素A起________作用。在甲状腺激素的分泌调节中,控制枢纽是____________。
(2)长期缺碘,成年人会表现出:①喜热、畏寒等体温偏低现象;②少言寡语、反应迟钝及嗜睡等现象。现象①说明甲状腺激素的相关作用是____________;现象②说明该激素对神经系统的作用是______________。通常,食用碘盐可以防治碘缺乏病。
答案 (1)促甲状腺激素 升高 抑制(反馈调节) 下丘脑 (2)促进新陈代谢 提高兴奋性
解析 (1)与甲状腺活动相关的、由垂体分泌的激素是促甲状腺激素,正常情况下,甲状腺激素对垂体分泌促甲状腺激素起反馈性抑制作用,但缺碘人群血液中补碘前因甲状腺激素分泌量减少,反馈性地促进垂体分泌促甲状腺激素,因此血液中促甲状腺激素的含量会升高。在甲状腺激素分泌的分级调节过程中,控制枢纽是下丘脑。(2)成年人缺碘会导致甲状腺激素分泌不足,喜热、畏寒等体温偏低现象体现了甲状腺激素促进新陈代谢、加速体内物质氧化分解的作用;少言寡语、反应迟钝及嗜睡等现象体现了甲状腺激素能够提高神经系统兴奋性的作用,补碘能够防治和缓解上述症状。
第2课时 通过激素的调节(Ⅱ)
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1.简述甲状腺激素对发育与代谢的调节。
2.描述动物和人体的激素调节的特点。
一、激素调节的实例之二——甲状腺激素分泌的分级调节
1.人体受到寒冷等刺激,在大脑皮层相关部位的影响下,下丘脑中的一些细胞合成并分泌促甲状腺激素释放激素,进而刺激垂体合成并分泌促甲状腺激素。此激素又能刺激甲状腺合成并分泌甲状腺激素,从而促进细胞新陈代谢,增加产热,使机体抵御寒冷。
2.当血液中甲状腺激素的含量增加到一定程度时,就会反过来抑制下丘脑和垂体的活动,使促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素的合成和分泌减少,从而使血液中甲状腺激素不致过高。
3.当血液中甲状腺激素的含量过低时,对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,使促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素的合成和分泌增加,从而使血液中甲状腺激素不致过低。
4.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。它是生命系统中非常普遍的调节机制,对于机体维持稳态具有重要意义。
二、激素调节的特点
1.激素调节的特点是微量和高效,通过体液运输,作用于靶器官、靶细胞。
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。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活,因此,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。
3.激素既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,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。
知识点一 甲状腺激素分泌及其分级调节
1.给成年大鼠连续3周饲喂甲状腺激素后,与对照组比较,会出现( )
A.体重增加
B.嗜睡
C.耗氧量下降
D.对低氧环境耐受能力下降
答案 D
解析 甲状腺激素有促进新陈代谢、加速体内物质氧化分解的作用,连续饲喂甲状腺激素将导致代谢加强,物质氧化分解加快,引起实验组动物耗氧量增加,对低氧耐受力下降。而且甲状腺激素有提高神经系统兴奋性的作用,所以精神亢奋,不会出现嗜睡现象。
2.下面关于下丘脑、垂体、甲状腺三种内分泌腺所分泌的激素之间相互关系的叙述,不正确的是( )
A.下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素能促进垂体分泌促甲状腺激素
B.垂体分泌的促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素
C.甲状腺激素可以抑制下丘脑和垂体的活动
D.促甲状腺激素可以抑制下丘脑和甲状腺的活动
答案 D
解析 下丘脑中的神经内分泌细胞所分泌的促甲状腺激素释放激素,能刺激垂体合成和分泌促甲状腺激素,而促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素。当血液中甲状腺激素含量增高时,就会抑制下丘脑和垂体的活动,使促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素分泌减少。
知识点二 激素调节的特点
3.生物体内细胞间通讯的一种重要方式如图所示:
图中的“化学物质”指的是什么( )
A.维持机体稳态的重要激素
B.细胞膜上受体所识别的酶
C.DNA调节细胞功能所必需的物质
D.生物体吸收的食物分子
答案 A
解析 图示中的化学物质具有以下特点:①是由腺体分泌的,②通过血液运输,③有相应的靶器官或靶细胞,对其生理活动有调节作用,所以它应为内分泌腺分泌的对机体具有调节作用的激素。
4.下列有关激素的阐述,错误的是( )
A.特定的激素有特定的靶器官和靶细胞
B.激素被靶细胞接受并起作用后将立即转移并作用于其他靶细胞
C.激素在机体内含量极少,但能维持自身含量的动态平衡
D.激素能使靶细胞原有的生理活动发生改变
答案 B
解析 激素经靶细胞接受并起作用后就被灭活,所以B项错误。
基础落实
1.促胰液素和促甲状腺激素的靶细胞分别是( )
A.肠黏膜细胞和甲状腺细胞
B.胰腺细胞和甲状腺细胞
C.肝细胞和下丘脑细胞
D.胰岛细胞和垂体细胞
答案 B
解析 靶细胞是指被作用的对象,促胰液素会促进胰液的分泌,分泌胰液的胰腺细胞则为靶细胞,同理促甲状腺激素的靶细胞为甲状腺细胞。
2.在人体血液中甲状腺激素的含量只有3×10-5 mg·mL-1~1.4×10-4 mg·mL-1,而1 mg甲状腺激素可使人体产热增加4 200 kJ,说明了激素调节具有( )
A.通过体液运输
B.直接作用于靶器官、靶细胞
C.直接参与细胞内的生命活动
D.微量和高效的特点
答案 D
解析 本题通过人体甲状腺激素的含量(3×10-5 mg·mL-1~1.4×10-4 mg·mL-1)和单位质量激素使人体产生的产热增加量(4 200 kJ)进行数字比较分析,形象地说明了激素调节具微量和高效的特点。
3.关于人体激素的叙述,错误的是( )
A.肾上腺素发挥作用后被灭活
B.激素在人体内含量低,但有高效的生物催化作用
C.激素调节过程中存在反馈调节
D.对血样中相关激素水平的分析可帮助诊断甲状腺疾病
答案 B
解析 激素是调节物质,不具有催化作用,具有催化作用的是酶。因此,B错误。
4.下列关于生长激素和甲状腺激素的叙述中,不正确的是( )
A.幼年生长激素分泌不足引起侏儒症
B.甲状腺激素为生长发育提供物质和能量
C.甲状腺激素和生长激素具有协同作用
D.甲状腺激素的分泌受到垂体调控
答案 B
解析 垂体分泌的生长激素促进全身细胞的生长,若在幼年时缺乏,会造成侏儒症。甲状腺激素主要促进身体的生长发育,与生长激素具有协同作用。甲状腺激素的分泌受垂体分泌的促甲状腺激素的调控。所有的激素既不能组成细胞结构,也不能提供能量,只起调节作用。
能力提升
5.下列激素中,对全身细胞都起作用的是( )
A.促甲状腺激素释放激素 B.促甲状腺激素
C.甲状腺激素 D.胰高血糖素
答案 C
6.下图为激素分级调节示意图,其中说法错误的是( )
A.激素①只作用于垂体
B.激素③只作用于下丘脑和垂体
C.寒冷情况下,激素①分泌量增加,导致激素②与激素③分泌量增加
D.摄入碘不足时,激素③分泌量减少,导致激素①与激素②分泌量增加
答案 B
解析 甲状腺激素的分泌既存在分级调节,也存在反馈调节。从题干可以看出,激素①是促甲状腺激素释放激素,它只作用于垂体,激素②是促甲状腺激素,它只作用于甲状腺,激素③是甲状腺激素,它的靶细胞既有下丘脑、垂体,也有全身的其他细胞,因为它的作用是加强机体新陈代谢,促进生长、发育,同时提高神经系统的兴奋性。
7.多种激素共同调节人体生理活动。对于同一生理效应( )
A.胰岛素与胰高血糖素两者间表现为协同作用
B.甲状腺激素与肾上腺素两者间表现为拮抗作用
C.胰高血糖素与肾上腺素两者间表现为拮抗作用
D.甲状腺激素与生长激素两者间表现为协同作用
答案 D
解析 胰岛素和胰高血糖素是拮抗作用,前者降低血糖浓度,后者升高血糖浓度;甲状腺激素与肾上腺素在体温调节过程中都可加快新陈代谢,促进产热增加,表现为协同作用;胰高血糖素和肾上腺素都可以促进血糖升高,表现为协同作用;甲状腺激素与生长激素共同促进生物体的生长和发育,表现为协同作用。
8.人体血糖的生理调节过程如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A.血糖下降,刺激胰岛分泌②,从而使血糖水平升高
B.血糖升高,刺激下丘脑通过神经支配胰岛分泌①
C.在血糖调节上,分泌物①与②表现为拮抗作用
D.人体内使血糖水平升高的激素主要有②和肾上腺素
答案 D
解析 在血糖平衡调节过程中有两种重要的激素参与,它们是由胰岛A细胞分泌的使血糖浓度升高的胰高血糖素和由胰岛B细胞分泌的使血糖浓度降低的胰岛素,而且两者的分泌都受下丘脑的神经支配,两者表现为拮抗作用。升高血糖的激素主要有胰高血糖素和肾上腺素。
9.去除鼠的甲状腺,10天后进行测试,与未去除甲状腺的鼠相比较,物质代谢低下,而且在血液中无法检测到甲状腺激素。如在摘除手术后第3天开始注射用溶剂溶解的甲状腺激素,连续5天,10天后物质代谢低下的症状消失。由此推断甲状腺激素能使物质代谢速率提高。为证明以上推论,还需要进行若干对照实验进行比较,应进行的实验处理是( )
A.摘除手术后第3天开始,只注射上述实验用的溶剂
B.从手术后就开始注射与上述实验不同的溶剂溶解的甲状腺激素
C.不去除甲状腺,不注射甲状腺激素的对照组
D.注射甲状腺激素,切除甲状腺后第3天移植甲状腺
答案 A
解析 本实验的自变量为甲状腺激素,为了排除注射用的溶剂对实验的干扰,必须设置只注射溶剂的对照组。
10.给发育迟缓的小白鼠注射生长激素后,发育情况并没有改变,该小白鼠体内发生病变的腺体可能是( )
A.甲状腺 B.性腺 C.胰腺 D.肾上腺
答案 A
解析 促进生长的是生长激素和甲状腺激素。
11.如图是分泌细胞分泌的某种物质与靶细胞结合的示意图,据图回答:
(1)分泌细胞的分泌物与靶细胞相互结合的原因是靶细胞膜上有__________。
(2)正常人饭后,血液中明显增多的激素是______,该激素是由__________分泌的。
(3)受寒冷刺激时,若图中血管内的信号分子为促甲状腺激素(TSH),则分泌细胞是________(填写内分泌腺名称),靶细胞是________。靶细胞又可分泌________,可增加机体的产热量。
(4)如果分泌细胞为甲状腺细胞,那么靶细胞能否为垂体细胞?________。试简要说出理由:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)从图中信息可以看出激素调节有哪些特点?
________________________________________________________________________。
答案 (1)受体蛋白 (2)胰岛素 胰岛B细胞
(3)垂体 甲状腺细胞 甲状腺激素 (4)能 当甲状腺激素浓度过高时会抑制垂体的活动 (5)①通过体液运输,②作用于靶器官、靶细胞
解析 (1)靶细胞细胞膜上的受体蛋白具有识别作用,从而使分泌物作用于相应的靶器官。(2)正常人饭后由于消化吸收食物中的糖类而使血糖浓度上升,胰岛素有降低血糖的作用,它是由胰岛B细胞分泌的。(3)受寒冷刺激时,下丘脑会分泌促甲状腺激素释放激素(TRH)作用于垂体,促进垂体分泌促甲状腺激素(TSH),再作用于甲状腺促进甲状腺激素的分泌,甲状腺激素作用于几乎体内所有的细胞,提高它们的代谢速率,增加机体的产热量。(4)甲状腺激素的靶器官、靶细胞相对较多,作用范围广。当甲状腺激素含量上升时,会抑制垂体和下丘脑的活动,这属于反馈调节。(5)激素调节具有三个特点:①微量和高效;②通过体液运输;③作用于靶器官、靶细胞。图中信息体现了②和③两个特点。
实验拓展
12.为了探究动物体内甲状腺激素分泌的调节机理,某同学设计了如下实验:
实验原理:碘是合成甲状腺激素的原料。甲状腺是合成、贮存、分泌甲状腺激素的器官。
材料用具:略。
方法步骤:
第一步:取健康雄兔15只,将注射部位消毒后,分别给每只兔子注射适量的放射性碘溶液。
第二步:每隔一定时间用放射性测量仪分别测定每只兔子甲状腺中碘的放射量,记录并计算平均值。
第三步:3天后,将15只实验兔随机均分为A、B、C三组。
第四步:向A组注射一定量的无放射性的甲状腺激素溶液;向B组注射等量的无放射性的促甲状腺激素溶液;向C组注射等量的生理盐水。
第五步:每隔一定时间,分别测定三组兔子甲状腺中碘的放射量,记录并计算平均值。回答下列问题:
(1) 改正上述实验步骤第一步中的两处不妥当之处:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
(2)实验中选用三组而不用3只兔子的好处是______________________________。
(3)若分别用A、B、C三条曲线代表A、B、C三组兔子的甲状腺中碘的放射量,则预计A、B、C三组兔子的甲状腺中碘的放射量应为图中的________。
(4)若给C组的另一只兔子注射一定量的甲状腺激素抑制剂,则该兔子体内促甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素的含量变化依次是__________和__________。
答案 (1)①应取生长发育状况等一致(或相同)的健康雄兔 ②向每只兔子注射的放射性的碘溶液应该等量
(2)排除个体差异(“避免偶然因素”或“避免产生较大误差”均可) (3)乙 (4)增加 增加
解析 题干中是测定每只兔子甲状腺中碘的放射量,因此,甲状腺合成并释放的甲状腺激素越多,留在甲状腺中的碘的放射量越少,反之则多。向A组注射一定量的无放射性的甲状腺激素溶液,这组兔中甲状腺激素多,所以甲状腺合成并释放的甲状腺激素少,留在甲状腺中碘的放射量多。向B组注射等量的无放射性的促甲状腺激素溶液,促甲状腺激素促进甲状腺合成并释放甲状腺激素,所以这组兔中甲状腺合成并释放的甲状腺激素多,留在甲状腺中碘的放射量少。向C组注射等量的生理盐水,甲状腺合成并释放的甲状腺激素正常。甲状腺激素抑制剂的作用是抑制甲状腺合成并释放甲状腺激素,所以促甲状腺激素增多,促甲状腺激素释放激素也增多。
第3课时 神经调节与体液调节的关系
[目标导读] 1.结合激素调节概述体液调节的含义,并列表比较神经调节和体液调节的特点。2.结合教材第32页图解,讨论并建立体温调节和水盐平衡调节的过程模型,概述神经调节和体液调节的协调。
[重难点击] 1.体温调节的过程。2.渗透压调节的过程。
1.神经调节的基本方式是反射,结构基础为反射弧,由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分组成。
2.兴奋在神经纤维上的传导是双向的,在神经元之间的传递是单向的,在反射弧中的传导是单向的,其传导方向和速度取决于突触。
3.第一个被发现的激素是促胰液素,它是由小肠黏膜分泌的,作用于胰腺。
4.与调节血糖平衡有关的激素有:胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素。
5.激素调节的特点:微量和高效、通过体液运输、作用于靶器官、靶细胞。
6.人的体温为37 ℃左右,人的血浆渗透压正常情况下约为770kPa。
课堂导入
剧烈运动时骨骼肌产生热的速度极为惊人,马拉松运动员可以每小时制造超过1 000千卡的热量。这样的产热速度之下,如果身体不能把热量散发出去,将每两分钟体温上升1 ℃,十分钟后就达到足以使全身多种器官细胞受到热伤害的温度。
人体是如何调节体温维持相对稳定的?这种调节过程的方式是怎样的?神经调节和体液调节又有怎样的关系?
本课时我们就来学习神经调节和体液调节的关系。
探究点一 神经调节和体液调节的比较
请仔细观察下图,阅读教材回答相关问题:
1.图中A表示的调节方式为激素调节,激素从产生部位到靶细胞要通过体液传递,其传递速度靠血液循环系统来带动,此类化学物质除了激素,还包括其他调节因子,如CO2、H+等,我们把这种通过体液传送的方式对生命活动进行的调节,称为体液调节。
2.图中B表示的调节方式为神经调节,其通过的途径为反射弧,B的传递速度应比A快,作用的部位比A局限,这是由它的信息传递途径所决定的。
3.单细胞动物和一些多细胞低等动物只有方式A;人和高等动物体内,具有方式A和B。
4.结合上面分析,完成下表,比较神经调节和体液调节的特点
神经调节
体液调节
作用途径
反射弧
体液运输
反应速度
迅速
较缓慢
作用范围
准确、比较局限
较广泛
作用时间
短暂
比较长
5. 神经调节和体液调节的关系
(1)一方面,不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节,这样体液调节又成为神经调节的一个环节,这种情况,又称为神经-体液调节。
(2)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)机体的生命活动常常既受神经调节,也受体液调节,一般神经调节占主导地位。
归纳提炼
根据调节过程判断调节方式
(1)
(2)
(3)
(4)
活学活用
1.动物生命活动的调节有:①神经调节、②体液调节、③神经—体液调节三种方式,判断下列内容属于哪种调节方式(填序号)。
(1)变色龙能在较短时间内完全改变体色属于________。
(2)单细胞和低等多细胞动物具有的调节方式________。
(3)血液中CO2含量上升会引起呼吸中枢兴奋属于________。
(4)遇到紧急情况时,人的呼吸、心跳会加快,血糖上升,这属于____________________。
答案 (1)① (2)② (3)② (4)③
方法链接 区分某一调节活动是神经调节还是体液调节,可以根据它们的特点进行判断,比如按照它们的反应速度来判断。除此之外,作用途径、作用范围和作用时间也是重要的判断依据。值得说明的是,一个复杂的调节过程往往两种调节都有,即通过神经—体液调节。
探究点二 人体的体温调节
无论寒冷的冬季还是炎热的夏季,正常人的体温都维持在37 ℃左右,这是神经调节和体液调节共同作用的结果。
1.体温的来源和散失
(1)主要的产热器官是肝脏和骨骼肌,主要的散热器官是皮肤。
(2)体温是指人体内部的温度,我们通常在腋窝、口腔、直肠三个部位测体温,其中最接近人体体温的是直肠测得的温度。
2.结合教材图解可将体温调节归纳为下图
(1)体温调节的原理是产热过程和散热过程达到动态平衡。
(2)寒冷条件下直接参与产热的激素有肾上腺素和甲状腺激素,它们之间表现为协同作用。
(3)写出在寒冷条件下产生冷觉的神经传导途径:皮肤冷觉感受器→传入神经→大脑皮层→产生冷觉。
(4)机体在寒冷环境中的体温调节方式为神经—体液调节,而在炎热环境中只有神经调节。
归纳提炼
2.机体在寒冷环境中通过调节增加产热并减少散热,而在炎热环境中以增加散热为主,无论是寒冷环境还是炎热环境,产热量总是等于散热量,体温保持恒定。
3.热觉或冷觉的产生不是在下丘脑中,而是在大脑皮层的躯体感觉中枢。
4.机体调节温度的能力是有限的,一旦超过了机体的调节能力,体温不再维持稳定。
5.恒温动物才有体温调节机制,变温动物的体温随外界环境温度的改变而改变。
活学活用
2.如图表示某人的体温变化曲线,导致ab段和bc段体温变化的事件最有可能是( )
A.发热和寒颤 B.提高环境温度和寒颤
C.寒颤和出汗减少 D.剧烈运动和出汗增加
问题导析 (1)人体正常体温为37 ℃左右,60~80分钟时,体温上升,可能的原因有提高环境温度、剧烈运动等。
(2)80~100分钟时,体温恢复正常,可能是通过调节使出汗增加。
答案 D
解析 从图中可读出,60分钟前,人的体温维持在37 ℃左右,60~80分钟时,体温上升,80~100分钟时,体温恢复正常。四个选项中可能导致体温上升的事情有发热、提高环境温度、剧烈运动,可能导致体温下降的事件有出汗增加。寒冷刺激下打寒颤能增加产热,但一般不会导致体温高于正常值,因此只有D项正确。
探究点三 水盐平衡及调节
人体内水和无机盐通过影响渗透压而影响细胞的形态和生理功能,因此水盐平衡的调节非常重要。
1.结合已学知识完成水盐平衡示意图
2.构建水盐平衡调节模型
(1)水盐平衡的调节中枢在下丘脑;渴觉中枢在大脑皮层。
(2)调节水盐平衡的器官主要是肾脏。
(3)调节激素:抗利尿激素。它是由下丘脑神经细胞分泌,储藏于垂体中,在适宜刺激的作用下,由垂体释放进入血液,能促进肾小管、集合管对水分的重吸收:激素增多,重吸收能力增强,排尿减少;反之,重吸收能力减弱,排尿增多。
归纳提炼
水和无机盐平衡调节的相关性
(1)水和无机盐的平衡都是在神经系统和激素共同调节下通过肾脏来完成的。
(2)水和无机盐的多和少,取决于两者的相对含量,它们共同决定细胞内、外液渗透压。若水多盐少,导致渗透压降低,反之则升高。
活学活用
3.如图为水盐平衡调节机理,请据图分析回答下列问题:
(1)图中A为__________激素,B为______________结构,C为________中枢。
(2)某人下丘脑受损,导致A激素减少,出现的症状为________________。
(3)当人吃了过咸的食物时,机体对细胞外液渗透压的调节过程有如下几步,其中正确的是 ( )
①下丘脑渗透压感受器兴奋 ②大脑皮层兴奋产生渴感
③下丘脑神经细胞分泌抗利尿激素增加 ④摄水量增加
⑤减少尿的排出
A.①→②→③→④→⑤
B.②→①→④→③→⑤
C.①→②→④或①→③→⑤
D.②→①→④或②→①→③→⑤
答案 (1)抗利尿 肾小管、集合管 渴觉 (2)尿量增加 (3)C
解析 (1)由题目所提供的信息,不难做出如下的判断:①C能产生渴感,则C为渴觉中枢;②B能产生尿液,并且能够使血浆渗透压下降,则B为肾小管和集合管;③A来自垂体并能促进肾小管和集合管对水的重吸收,则A是抗利尿激素。(2)抗利尿激素分泌减少,尿量会增加,可能出现尿崩症。
(3)调节过程如下:
1.给严重缺氧的病人输氧时,需在纯氧中混入5%的CO2,以维持呼吸中枢的兴奋,这属于
( )
A.神经调节 B.体液调节
C.激素调节 D.神经调节和激素调节
答案 B
解析 体液调节是指某些化学物质(如:激素、CO2等)通过体液传送的方式,对生命活动进行的调节。其中激素调节是体液调节的主要内容。给严重缺氧的病人输氧时,一方面满足病人对氧的需要,另一方面还要提高病人的呼吸中枢的兴奋性,加强病人的呼吸能力。二氧化碳是调节呼吸的有效生理刺激,当吸收CO2含量较高的混合气体时,会使肺泡内CO2含量升高,动脉血中CO2含量也随之升高,这样就形成了对呼吸中枢的有效刺激,呼吸中枢的活动就会加强,使呼吸加强。
2.下列关于神经调节与激素调节关系的叙述,不正确的是 ( )
A.大部分内分泌腺的激素分泌都受神经系统的控制
B.内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的功能
C.各项生命活动主要受神经系统的调节,同时也受激素的调节
D.性行为的形成主要由性激素调控
答案 D
解析 动物体内激素的分泌大都受神经系统调控,同时,激素也可以影响神经系统的功能。在人和动物的各项生命活动中,神经调节和激素调节是相互协调、共同起作用的,但是神经调节处于主导地位。
3.下列关于人体在寒冷环境中维持体温恒定的叙述中,正确的是 ( )
A.寒冷时,酶活性自然增强,因而代谢加快,产热增加
B.寒冷时,肾上腺素分泌减少,代谢降低
C.寒冷时,人体产热多,散热少,以维持人体体温恒定
D.寒冷时,代谢增强、产热增加与多种激素分泌增加有关
答案 D
解析 寒冷时,代谢增强,产热增加,多种激素共同参与,此时产热仍等于散热,故体温恒定,酶活性不变。
4.当一个人失水过多或吃的食物过咸时,会导致 ( )
A.细胞外液渗透压降低
B.垂体释放抗利尿激素增加
C.下丘脑释放抗利尿激素增加
D.垂体渗透压感受器兴奋
答案 B
解析 当一个人失水过多或吃的食物过咸时,细胞外液渗透压会升高,故A项错误;升高的渗透压会被下丘脑的渗透压感受器感受到,故D项错误;最后,引起由下丘脑合成和分泌但由垂体释放的抗利尿激素的增加,故B项正确,C项错误。
5.下图表示人处于寒冷环境中时,皮肤发生的主要变化,请分析回答下列问题。
(1)人体出现上述反应的意义是______________________________________________。
(2)体温调节过程中,某些激素也发挥重要作用。人在寒冷环境中分泌量明显增多的激素有__________________和________。它们都具有促进产热以抵御寒冷的作用,两者的关系是_____________________________________________________________________。
(3)动物实验表明:如果破坏了恒温动物的下丘脑,动物就不再具有体温调节能力了;而保留下丘脑及以下神经,则仍具有调节体温的能力,这说明______________________。
(4)下丘脑中的一些细胞能分泌一些激素,能促进________中激素的合成和分泌,后者又能调节、管理其他内分泌腺。因此下丘脑还是______________________的枢纽。
答案 (1)减少散热,增加产热,维持体温恒定
(2)甲状腺激素 肾上腺素 协同作用
(3)下丘脑是体温调节中枢
(4)垂体 机体调节内分泌活动
解析 当人处于寒冷环境中时,通过神经系统的调节,皮肤血管收缩,立毛肌收缩,汗腺分泌减少,从而减少散热、增加产热,使体温维持恒定;体温调节既有神经调节,又有体液调节,体液调节主要通过甲状腺激素和肾上腺素的调节,促进产热代谢,提高体温,两者在升高体温上的作用是相同的,因此是协同关系;神经调节是通过反射弧完成的,体温调节中枢在下丘脑,不仅如此,下丘脑还是机体调节内分泌活动的枢纽,通过调节垂体的活动来调节其他内分泌腺的活动。
基础过关
知识点一 神经调节和体液调节的比较
1.与神经调节相比,体液调节不具备的特点是 ( )
A.调节较缓慢
B.通过体液运送调节物
C.调节物都是由内分泌腺产生的
D.调节作用范围广泛
答案 C
解析 体液调节的调节物主要是由内分泌腺产生的激素,但也有一些化学物质如CO2等,不是由腺体产生的。
2.下列关于神经调节与体液调节的特点,叙述错误的是 ( )
A.神经调节迅速、准确,作用时间短暂,但作用范围比较局限
B.体液调节缓慢,作用范围广泛,作用时间持久
C.神经调节和体液调节共同协调,相辅相成,地位平等
D.神经调节和体液调节共同协调,相辅相成,而以神经调节为主
答案 C
解析 神经调节迅速、准确,作用时间短暂,作用范围比较局限。体液调节缓慢,作用范围广泛,作用时间比较持久。神经调节与体液调节共同协调,相辅相成,而以神经调节为主。
知识点二 人体体温调节
3.当人处于炎热环境时,会引起 ( )
A.冷觉感受器兴奋
B.温觉感受器抑制
C.甲状腺激素分泌量增加
D.下丘脑体温调节中枢兴奋
答案 D
解析 当人处于炎热环境时,温觉感受器兴奋,冷觉感受器抑制,下丘脑体温调节中枢兴奋。甲状腺激素能促进机体产热,所以在炎热环境中,甲状腺激素分泌量应减少。
4.当人所处的环境温度从25 ℃降到5 ℃时,耗氧量、尿量、抗利尿激素的变化依次为( )
A.增加、增加、减少 B.减少、减少、增加
C.增加、减少、增加 D.增加、增加、增加
答案 A
解析 人所处的环境温度降低,冷觉感受器兴奋,肾上腺素、甲状腺激素分泌增加,细胞代谢增强,产热增加,耗氧量增加。在寒冷环境中,排汗减少,尿量增加,抗利尿激素减少。
5.如图表示一段时间内,人体皮肤血流量变化曲线,下列相关叙述中,不正确的是( )
A.若①为25 ℃条件,则②可能为0 ℃环境
B.在时间②内人体耗氧量增加
C.在时间②内酶的活性比时间①、③低
D.在时间②内体温的恒定是神经—体液共同调节的结果
答案 C
解析 寒冷环境中人体的皮肤血管收缩,血流量减少;人体的耗氧量增加,从而增加产热;人体内的温度是恒定的,酶活性不变;寒冷环境中人体体温受到神经调节和体液调节(肾上腺素和甲状腺激素的调节)共同维持。
知识点三 水盐平衡的调节
6.某人因轻度食物中毒,引起呕吐、腹泻,但此人无明显口渴现象,尿量几乎正常,对此人的描述正确的是 ( )
A.细胞外液渗透压升高
B.细胞外液渗透压降低
C.此人因无明显口渴现象,尿量几乎正常,所以没造成脱水
D.失水几乎等于失盐的程度
答案 D
解析 此人无明显口渴现象,尿量几乎正常,说明此人的细胞外液渗透压几乎不变,失水和失盐的程度差不多,但由于呕吐、腹泻,导致细胞外液减少,属于脱水。
7.图中曲线表示某健康成年人分别饮1升清水及饮1升生理盐水后的尿生成速率。下列叙述错误的是 ( )
A.饮清水后约1 h,尿生成速率达到峰值
B.饮清水后0.5 h,血液中的抗利尿激素浓度降低
C.在3 h内,饮清水较饮生理盐水产生的尿量多
D.3 h后两条曲线将不再交叉或重叠
答案 D
解析 饮清水后,血浆渗透压降低,抗利尿激素分泌减少,尿液产生量增多,排出大量尿液从而使血浆渗透压升高;饮生理盐水后,血浆渗透压基本不变,尿液生成量不会迅速增加;3 h以后,通过尿量的调节,血浆渗透压及血浆总量最终恢复到初始值,尿量的曲线将重叠。
8.下列关于人体内水和无机盐平衡调节的叙述中,正确的是 ( )
A.血浆渗透压降低时引起口渴
B.机体失去水时,抗利尿激素分泌减少
C.抗利尿激素使细胞吸水能力增强
D.抗利尿激素使细胞吸水能力减弱
答案 C
解析 血浆渗透压降低,说明人体饮水过多或盐分丢失过多,因而不会产生渴感。当机体失水时,细胞外液渗透压升高,渗透压感受器兴奋,使下丘脑神经分泌细胞合成并由垂体释放的抗利尿激素增加。抗利尿激素可促进肾小管和集合管对水的重吸收,使细胞外液渗透压下降,从而使细胞内液渗透压相对上升,这样细胞的吸水能力就增强了。
能力提升
9.当一个人突然遇见很危险的情况时,血液中肾上腺素的含量会立即上升,产生多种生理反应,这一生理调节过程属于 ( )
A.神经调节 B.体液调节
C.神经—体液调节 D.激素调节
答案 C
解析 遇到危险并产生多种生理反应,说明既有神经调节又有体液调节。
10.下列关于体温调节的说法,错误的是 ( )
A.体温调节的原理是产热过程和散热过程达到平衡
B.体温的恒定依赖于人体的神经—体液调节
C.细胞内的有机物氧化分解后小部分变成热能散失,造成能量的浪费
D.人体的产热器官主要是肝脏和骨骼肌,散热主要通过皮肤
答案 C
解析 体温恒定是内环境稳态的重要部分,在神经—体液的调节下,使产热和散热达到相对平衡状态。产热过程是细胞内有机物的氧化分解过程,氧化分解释放的能量大部分变成热能散失,一小部分形成ATP。产热的器官主要是骨骼肌和肝脏,散热主要通过皮肤汗腺分泌汗液的方式进行。
11.下丘脑在人体内环境的稳定与调节过程中发挥着至关重要的作用。下列关于下丘脑功能的叙述,错误的是 ( )
A.下丘脑分泌的抗利尿激素可引起尿量增加
B.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
C.下丘脑体温调节中枢发出的神经可支配肾上腺的活动
D.下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素可引起机体产热量增加
答案 A
解析 下丘脑分泌的抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对水的重吸收,使尿量减少,A项错误。下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体使其分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素又作用于甲状腺使其合成和分泌甲状腺激素,甲状腺激素能促进物质的氧化分解,使机体产热量增加,如果甲状腺激素分泌过多,则会使下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素减少,这是一种负反馈调节,B、D项都正确。下丘脑体温调节中枢发出的神经支配肾上腺分泌相应激素来调节体温,C项正确。
12.一般而言,体表面积与体积的比值相对较大的动物较易散热。现有四种动物,图Ⅰ表示它们的体重,图Ⅱ表示不同环境温度下它们体温的变化。据图判断,其中最适宜在沙漠中生活的哺乳动物是 ( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
答案 C
解析 体积小的动物相对表面积大,易散热,丙的体温随环境变化较小且体温相对较高。
13.下列是关于抗利尿激素调节的曲线图,相关叙述正确的是 ( )
A.甲图表示食物过咸时,抗利尿激素分泌与渗透压变化的关系
B.乙图表示饮水过多时,抗利尿激素分泌与渗透压变化的关系
C.丙图表示渗透压升高时,抗利尿激素分泌变化
D.丁图a点时注射的不可能是抗利尿激素
答案 C
解析 抗利尿激素的分泌与渗透压呈正相关,食物过咸时,渗透压升高,抗利尿激素分泌增加;饮水过多时,渗透压降低,抗利尿激素分泌减少;注射抗利尿激素时,尿量减少,尿液中尿素、K+、Na+浓度升高。
14.中国第25次南极科考队在南极进行了为期5个月的科学考察。在南极,科考队员的体温始终维持在37 ℃左右。请回答下列问题:
(1)体温恒定对于人体至关重要,因为体温的异常会直接影响________的活性,进而影响正常的生命活动。
(2)在南极寒冷气候条件下,人体体温低于正常体温时,体温感受器产生的兴奋传至体温调节中枢________,进行分析综合后,通过神经—体液调节系统发送信息,使皮肤汗腺分泌减少,毛细血管________,从而减少散热;同时,__________________等器官产热增多,使体温回升。在这一调节过程中,体内____________________等激素浓度升高。
答案 (1)酶 (2)下丘脑 收缩 肌肉、肝脏(写出一种即可) 甲状腺激素、肾上腺素(写出一种即可)
解析 (1)酶的活性受温度的影响,温度过高、过低都会影响酶的活性,从而影响生命活动的正常进行。(2)在寒冷的环境中,皮肤的冷觉感受器产生的兴奋传至下丘脑体温调节中枢,通过中枢的调节,皮肤毛细血管收缩进而减少散热量,同时骨骼肌、肝脏等增加产热量,肾上腺、甲状腺等分泌的激素增多,提高了细胞的代谢水平,也引起机体产热增多。
15.下图为人体细胞外液渗透压平衡的部分调节机制示意图。据图回答下列问题。
(1)写出图中A、B的名称:A________、B________。
(2)当健康人处于温度为38 ℃的环境时,其内环境仍能维持相对稳定的温度和渗透压。此时,调节体内温度的主要反射弧是________________________________________。
写出此时人体渗透压的神经—体液调节机制__________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)细胞外液渗透压下降对A的调节效应是________A的活动,此种调节方式在人体内环境平衡的调节中广泛存在,其意义在于____________________________________。
答案 (1)下丘脑 垂体 (2)皮肤温觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→汗腺 此时出汗增加,细胞外液渗透压升高,刺激下丘脑,促使抗利尿激素分泌增加,经垂体释放后作用于肾小管和集合管,使水的重吸收增强,尿量减少;同时大脑皮层产生渴感,引起口渴,主动饮水,增加机体含水量 (3)抑制 维持激素水平的相对稳定(维持内环境或系统或机体的相对稳定)
解析 (1)抗利尿激素是由下丘脑合成,通过垂体释放的。(2)考查人体处于高温环境中的体温调节的反射弧以及大量出汗后的水盐平衡调节过程。(3)细胞外液渗透压下降,反馈地抑制下丘脑的活动,使抗利尿激素合成分泌减少。负反馈调节对于维持内环境相对稳定有重要意义。
个性拓展
16.恒温动物保持体温恒定是维持机体内环境稳定、保证新陈代谢等生命活动正常进行的必要条件。某研究性学习小组内的部分同学认为维持体温恒定的体温调节中枢位于下丘脑,还有部分同学认为位于脊髓。假设你是该小组的一员,请对上述问题进行探究实验。
准备:大小相同、健康生长的小白鼠若干、体温计、手术针。
步骤:(1)将小白鼠平均分成四组,分别标号甲、乙、丙、丁。
(2)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)将四组小白鼠同时放在寒冷环境中,观察并记录四组小白鼠的体温。
结论:(请写出所有可能出现的实验现象并作分析)
(1)________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________。
(3)________________________________________________________________________。
答案 步骤:(2)甲组小白鼠不作任何处理,乙组只破坏下丘脑,丙组只破坏脊髓,丁组既破坏下丘脑又破坏脊髓
结论:(1)甲、乙两组小白鼠体温恒定,丙、丁两组小白鼠体温不恒定,说明体温调节中枢位于脊髓
(2)甲、丙两组小白鼠体温恒定,乙、丁两组小白鼠体温不恒定,说明体温调节中枢位于下丘脑
(3)甲、乙、丙、丁四组小白鼠体温均恒定,说明体温调节中枢既不位于脊髓也不位于下丘脑
第3课时 神经调节与体液调节的关系
【目标导航】
1.概述神经调节和体液调节的特点。2.描述水盐调节和体温调节。3.说出神经调节与体液调节的协调关系。
一、神经调节和体液调节的比较
1.概念:激素等化学物质,通过体液传送的方式对生命活动进行调节,称为体液调节,其主要内容是激素调节。
2.神经调节和体液调节的比较
比较项目
神经调节
体液调节
作用途径
反射弧
体液运输
反应速度
迅速
较缓慢
作用范围
准确、比较局限
较广泛
作用时间
短暂
比较长
二、人体的体温调节和水盐调节
1.体温调节
(1)热量来源:有机物的氧化放能。
(2)热量平衡:机体的产热量=散热量。
①产热途径:以肝脏和骨骼肌产热为主。
②散热途径—
(3)调节过程
①
②炎热―→下丘脑
(4)调节方式:神经—体液调节。
2.水盐调节
(1)水盐的来源及排出:饮食中获得水和各种无机盐,多种途径排出一定的水和无机盐。
(2)调节过程:(以细胞外液渗透压升高为例)
(3)调节方式及主要激素:多种激素和神经的协调,参与的主要激素为抗利尿激素。
三、神经调节和体液调节的关系及意义
1.关系
一方面,不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节。
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。
2.意义:神经调节和体液调节相互协调,共同维持内环境的稳态,保证细胞的各项生命活动正常进行。
知识点一 神经调节与体液调节的比较
1.下列对动物激素调控的描述中,正确的是( )
①激素调控是通过改变细胞的代谢而发挥效能的 ②激素调控的启动较慢、持续时间较长 ③人和高等动物的生理活动,主要是通过激素调控来协调的
④激素调控迅速而精确,反应时间短
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
答案 A
解析 激素在动物体内含量极少,但对动物体的新陈代谢、生长发育等生命活动起着很重要的调节作用;激素的调控作用启动较慢,持续时间长,是通过改变细胞的代谢而发挥效能的;动物生命活动的调节以神经调节为主。
2.关于神经调节与激素调节之间关系的叙述,不正确的是( )
A.大部分内分泌腺的激素分泌都受神经系统的控制
B.内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的功能
C.各项生命活动主要受神经系统的调节,同时也受激素的调节
D.性行为的形成主要由性激素调节
答案 D
解析 动物体内激素的分泌大都受神经系统调控,同时,激素也可以影响神经系统的功能。在动物的各项生命活动中,神经调节和激素调节是相互协调共同起作用的,但是神经系统的调节处于主导地位。性行为是一个复杂的活动,既有神经调节,也有激素调节。
知识点二 体温调节的过程
3.关于体温的叙述,错误的是( )
A.人的体温源于物质代谢过程所释放出来的热量
B.体温的相对恒定是维持内环境稳定、保证新陈代谢正常进行的必要条件
C.人的体温就是指皮肤的温度
D.体温的相对稳定,是机体产热与散热保持动态平衡的结果
答案 C
解析 人的体温是指人体的内部温度。体温的相对恒定,是机体产热与散热保持动态平衡的结果,产热主要来自细胞呼吸。
4.下列有关人体体温调节的叙述,错误的是( )
A.寒冷环境刺激可使肾上腺素分泌增加,机体产热增加
B.寒冷环境刺激可使皮肤毛细血管收缩,机体散热减少
C.炎热环境刺激可使甲状腺分泌的激素增加,机体散热增加
D.极端炎热环境中,人体不能只靠神经和体液调节来维持恒定
答案 C
解析 寒冷的环境中,神经调节使皮肤毛细血管收缩,机体散热减少;同时甲状腺激素、肾上腺素分泌增加,促使机体产热增加。在炎热环境中甲状腺激素分泌减少,机体产热减少。在极端炎热环境中,人体不能只靠神经和体液调节来维持体温恒定,还应采取人为的辅助方法来散热,毕竟人体自身的调节能力是有一定限度的。
知识点三 水盐平衡及调节
5.下列有关人体水分调节的叙述中,正确的是( )
A.大量饮水,则抗利尿激素分泌增加
B.渴觉中枢兴奋,则抗利尿激素分泌减少
C.抗利尿激素分泌减少,则尿量增加
D.细胞外液渗透压下降,则尿量减少
答案 C
解析 大量饮水,细胞外液的渗透压下降,抗利尿激素分泌减少,尿量增加;渴觉中枢兴奋,抗利尿激素分泌增加。
6.如图中曲线表示某健康成年人分别饮1 L 清水及饮1 L 生理盐水后的尿生成速率。下列叙述错误的是( )
A.饮清水后约1.5 h,尿生成速率达到峰值
B.饮清水后0.5 h,血液中的抗利尿激素浓度降低
C.在3 h内,饮清水较饮生理盐水产生的尿量多
D.3 h后两条曲线将不再交叉或重叠
答案 D
解析 饮清水后0.5 h,血浆渗透压降低,抗利尿激素分泌减少,尿液生成量增多并大量排出,从而使血浆渗透压升高;饮生理盐水后,血浆渗透压基本不变,尿液生成量不会迅速增加;3 h以后,通过尿量的调节,血浆渗透压及血浆总量最终恢复到初始值,尿量的曲线将交叉或重叠。
基础落实
1.下列关于体液调节的叙述中,不正确的是( )
A.体液调节比神经调节的作用时间长
B.体液调节比神经调节的范围广
C.体液调节的化学物质就是各种激素
D.体液调节的化学物质是通过体液传送的
答案 C
解析 体液调节的物质(如激素)通过体液运输,在血液中的浓度相对比较稳定,并且远距离运送,所以作用的时间比较长。有的激素(如甲状腺激素)几乎对全身的细胞都起调节作用,所以说体液调节的作用范围比较广。体液调节的主要调节因子是指各种激素,除此之外,CO2等化学物质也可以起相应的调节作用。激素调节的物质是由内分泌腺分泌的,内分泌腺无导管,分泌的物质直接进入血液,随血液运输到靶器官、靶细胞,使靶器官、靶细胞原有的生理活动发生变化。
2.关于人体水盐平衡调节的叙述中,正确的是( )
A.只依靠神经调节
B.只依靠体液调节
C.在神经调节和体液调节的共同作用下,主要通过肾脏来完成
D.在神经调节和体液调节的共同作用下,主要通过循环系统来完成
答案 C
解析 当细胞外液渗透压升高时,主要通过下丘脑分泌抗利尿激素,促进肾小管增加对水的重吸收,减少尿的生成来实现;当细胞外液渗透压降低时,则尿量增加,故C项正确,D项错误。上述调节属于神经—体液调节,故A、B两项错误。
3.产生渴感的感受器和神经中枢分别存在于( )
A.大脑皮层和下丘脑
B.下丘脑和大脑皮层
C.下丘脑的神经细胞和垂体
D.肾上腺和下丘脑
答案 B
解析 在水平衡调节中,产生渴感的感受器是下丘脑渗透压感受器,其神经中枢在大脑皮层。
4.当一个人突然遇到很危险的情境时,血液中肾上腺素的含量立即上升,产生多种生理反应,这一生理调节过程属于( )
A.神经调节 B.体液调节
C.神经—体液调节 D.激素调节
答案 C
解析 人体处于危险情况下,神经系统接受刺激,产生兴奋,并能通过下丘脑使交感神经活动加强,支配皮肤、各内脏器官及内分泌腺,从而使人体产生多种生理反应,这一系列活动是在神经和体液共同作用下完成的。
5.冬季课后,小李从教室走出,这时他将出现的生理反应是( )
A.耗氧量增加,体温升高
B.耗氧量减少,立毛肌放松
C.耗氧量增加,体表血管收缩
D.耗氧量减少,心律变慢
答案 C
解析 室外温度低,此时应该减少身体热量的散失,所以体表大部分血管收缩。另外还要通过加强代谢过程增加体内产热量,因此需要大量的氧气,这样才能维持体温的恒定。
能力提升
6.下列关于动物机体神经递质和激素的叙述,错误的是( )
A.神经递质和激素发挥作用后均失去活性
B.有些神经细胞可以分泌激素
C.神经细胞释放的乙酰胆碱需经血液运输发挥作用
D.内分泌腺分泌的激素可通过血液运输作用于靶细胞
答案 C
解析 突触小泡释放的神经递质和内分泌腺分泌的激素均为信号分子,发挥作用后均会失去活性,否则调节就会出现异常。下丘脑的神经细胞可分泌促甲状腺激素释放激素和抗利尿激素等。神经细胞释放的乙酰胆碱经突触间隙作用于突触后膜上的受体蛋白,突触间隙内是组织液。内分泌腺分泌的激素需要通过血液运输作用于靶细胞。
7.水盐平衡调节对于维持内环境渗透压具有重要的意义,下列关于水盐平衡调节的说法错误的是( )
A.正常情况下,内环境渗透压处于一个动态平衡状态中
B.渗透压感受器在下丘脑中
C.抗利尿激素是由垂体分泌释放的
D.人体主要通过改变摄水量和排水量来维持渗透压的动态平衡
答案 C
解析 水盐平衡调节的主要作用是维持内环境渗透压的平衡;当渗透压升高时,可通过减少尿量、增加摄水量来维持渗透压平衡;当渗透压降低时,通过增加尿量的方式使渗透压升高。所以,人体主要通过改变摄水量和排水量来维持渗透压的动态平衡。感受渗透压变化的感受器在下丘脑中。抗利尿激素是由下丘脑分泌,再由垂体释放的。
8. 下图所示为水平衡调节机理,请据图判断A、B、C依次是( )
A.抗利尿激素、渴觉中枢、肾小管
B.渴觉中枢、抗利尿激素、肾小管
C.抗利尿激素、肾小管、渴觉中枢
D.渴觉中枢、肾小管、抗利尿激素
答案 C
解析 血浆渗透压升高后,由下丘脑合成、分泌,垂体释放的抗利尿激素作用于肾小管,增强对水的重吸收,以降低渗透压,而渴觉的产生发生在大脑皮层的渴觉中枢。
9.下图为人体体温调节示意图,根据图示过程判断下列说法中错误的是( )
A. 图中B→C→E途径表示神经—体液调节过程
B.D途径主要是骨骼肌通过有氧呼吸完成
C.人体与体温调节有关的神经中枢都在下丘脑
D.当机体受到炎热刺激时,体内散热机制为F和G
答案 C
解析 B为感受器,C为神经中枢,此处为神经调节。下丘脑神经分泌细胞产生促甲状腺激素释放激素,作用于垂体进而作用于甲状腺,此为体液调节过程。产热器官有骨骼肌和肝脏,两者都是通过细胞呼吸产生热量的,人体在体温调节过程中,冷觉和热觉的形成都是在大脑皮层,高级中枢会控制低级中枢。
10.维持人体内环境的稳态是保持身体健康的重要前提,试分析回答下列有关人体稳态调节的问题:
(1)机体维持稳态的主要调节机制是____________________调节网络。
(2)人大量饮水后,________释放的抗利尿激素会________,尿量会________。
(3)人在受到寒冷刺激时,相应的轴突末梢传到下丘脑,下丘脑中的一些细胞能合成并分泌________________,最终促使甲状腺合成并分泌甲状腺激素增多;当甲状腺激素含量增加到一定程度时,可以抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这种调节作用称为________调节。
(4)某患者体温调节能力下降甚至丧失,最可能受损的部位是________________。
答案 (1)神经—体液—免疫 (2)垂体 减少 增多 (3)促甲状腺激素释放激素 反馈 (4)下丘脑体温调节中枢
解析 (1)内环境稳态是在神经—体液—免疫调节网络共同调节下维持的。(2)人大量饮水会使细胞外液渗透压下降,从而使抗利尿激素分泌量减少。(3)下丘脑在体温调节过程中充分体现了它是内分泌活动的枢纽,其分泌的促甲状腺激素释放激素作用于垂体进而促进甲状腺激素的分泌。(4)下丘脑是多种内环境中理化性质调节的中枢,所以在书写时一定要写明是体温调节中枢。
11.春天日照逐渐延长时,鸟类大多进入繁殖季节。调节鸟类繁殖活动的图解如下:
请回答:
(1)鸟类的繁殖活动是通过机体的________和________两种调节方式完成的。机体中既能传导兴奋,又能分泌激素的细胞位于________(下丘脑、垂体、性腺)。
(2)上面图解中的A、B、C分别代表由下丘脑、垂体和性腺分泌的物质,则它们分别是________________、__________和________。C进入血液后,通过________作用来调节下丘脑和垂体中激素的合成和分泌。
(3)据图判断,若要验证B的生理作用,________(能、不能)用去除性腺的鸟作为实验动物,其原因是
________________________________________________________________________。
答案 (1)神经调节 体液调节 下丘脑 (2)促性腺激素释放激素 促性腺激素 性激素(其他合理答案也可) 反馈 (3)不能 鸟去除了性腺,失去了促性腺激素作用的靶器官,无法验证该激素的生理作用
解析 (1)从图中可以看出,鸟类的繁殖活动通过机体的神经调节和体液调节两种调节方式进行,机体中既能传导兴奋,又能分泌激素的细胞位于下丘脑。
(2)从图中不难看出A是促性腺激素释放激素,B是促性腺激素,C是性激素,性激素进入血液后又通过反馈作用来调节下丘脑和垂体中激素的合成和分泌。
(3)鸟去除了性腺,失去了促性腺激素作用的靶器官,无法验证该激素的生理作用,因此不能用去除性腺的鸟作为实验动物来验证B的生理作用。
实验拓展
12.某研究小组进行一个有关兔的水盐代谢调节的实验,以下为实验报告,请予以完善。(注:兔与人体细胞外液渗透压相差不大)
实验名称:兔的水盐代谢调节
(一)材料与方法
(1)家兔12只,2.5 kg/只,随机分为3组(甲、乙和丙组),每组4只。
(2)对甲组兔静脉滴注1.5%的NaCl溶液,乙组滴注0.9%的NaCl溶液,丙组滴注蒸馏水,滴注量均为200 mL,0.5 h滴完。
(3)从滴注开始收集、测定2 h内兔的尿液量。
(二)结果与分析
(1)甲、乙、丙三组兔的平均尿量比较:
________________________________________________________________________。
(2)原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(三)讨论
(1)实验设计时每组兔能否只用1只?为什么?
________________________________________________________________________。
(2)有人认为需要增加1组兔才能使本实验设计更为完善。你认为对该组兔最有必要作何实验处理?为什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (二)(1)甲<乙<丙
(2)甲组细胞外液渗透压升高,抗利尿激素分泌增加,尿量减少;乙组细胞外液渗透压基本不变,抗利尿激素分泌不变,尿量较甲组多;丙组细胞外液渗透压降低,抗利尿激素分泌减少,尿量最多
(三)(1)不能。因为只用1只兔不能排除因个体差异造成的结果不准确
(2)用这组兔作空白对照,不滴注任何液体;可以使甲、乙、丙三组兔的尿量有更好的比较基准
解析 无机盐摄取过多时,抗利尿激素分泌增加,尿量减少;实验设计时最好每个实验组用多只生理生长状况相同的兔,可以较好地避免实验中偶然因素的干扰;(三)中(2)问也可以将尿量减少后的甲组、乙组分别注射与丙组量相同的蒸馏水,看看尿量能否恢复正常。
第4课时 免疫调节(Ⅰ)
[目标导读] 1.回忆初中所学,概述免疫系统的组成和人体的三道防线。2.通过教阅读教材“资料分析”,理解艾滋病的发病原因,并进一步理解免疫系统的防卫功能。3.阅读教材,结合教材图2-15,用框图或者文字阐明体液免疫的过程。
[重难点击] 人体的三道防线、体液免疫的过程。
1.维持内环境稳态的调节机制是神经-体液-免疫调节网络。
2. 神经调节和体液调节的关系可以概括如下
(1)体液调节可以看作神经调节的一个环节。
(2)激素可以影响神经系统的发育和功能。
3.神经系统不能(能、不能)感到病原体的存在,激素不能(能、不能)直接杀灭病原体。
4.结合初中所学,回忆有关免疫的以下内容:
(1)免疫是人体的一种生理功能,人体依靠这种功能识别“自己”和“非己”成分,从而破坏和排斥进入体内的抗原物质,或人体本身所产生的损伤细胞和肿瘤细胞等,以维持人体的健康。
(2)病原体侵入人体后,刺激淋巴细胞产生一种抵抗该病原体的特殊蛋白质,叫做抗体,这样的病原体称为抗原。
课堂导入
细菌和病毒通过喷嚏传播进入人体后,人体能不能通过神经系统感知到?不能。人体内是否有相应的激素能直接消灭入侵的细菌和病毒?没有。
要消灭入侵的细菌和病毒离不开免疫系统的作用,免疫系统是如何构成的呢?对于不同的细菌和病毒,免疫系统的反应都一样吗?
探究点一 免疫系统的组成
对付病原体和体内出现的异常细胞,离不开免疫系统的作用。请分析:
1.免疫系统的组成
小贴士 (1)免疫器官包括骨髓、胸腺、脾(最大)、淋巴结、扁桃体等。
(2)溶菌酶虽是免疫活性物质,但不是由免疫细胞产生的。
2.免疫系统中起主要作用的是各种淋巴细胞,结合下图分析淋巴细胞的起源。
由上图可以看出:B细胞和T细胞共同来源于骨髓中的造血干细胞,其中B细胞发育成熟的场所为骨髓,T细胞发育成熟的场所为胸腺,淋巴细胞集中分布于淋巴液、血液和淋巴结中。
归纳提炼
免疫系统的组成
免疫系统包括免疫器官、免疫细胞、免疫活性物质三部分;免疫器官是免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所;免疫细胞包括吞噬细胞和淋巴细胞;免疫活性物质是由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质。
活学活用
1.判断下列说法的正误。
(1)免疫系统包括免疫器官、免疫细胞 ( )
(2)免疫器官是免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所 ( )
(3)免疫细胞只包括T细胞和B细胞,分别在胸腺和骨髓中成熟 ( )
(4)免疫活性物质都是由免疫细胞产生的发挥免疫作用的物质 ( )
(5)免疫活性物质主要包括抗体、淋巴因子和溶酶体等 ( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
解析 免疫系统包括免疫器官、免疫细胞、免疫活性物质三部分;免疫器官是免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所;免疫细胞包括吞噬细胞等和淋巴细胞;免疫活性物质是由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质。免疫活性物质主要包括抗体、淋巴因子和溶菌酶等。
探究点二 免疫系统的防卫功能
1.抵御病原体的攻击,人体由免疫系统和相关的其他组织、器官共同构成三道防线。阅读教材思考:
(1)皮肤、黏膜是保卫人体的第一道防线;体液中的杀菌物质(如溶菌酶)和吞噬细胞是保卫人体的第二道防线。前两道防线人人生来就有,对多种病原体都有防御作用,因此称为非特异性免疫。
(2)第三道防线称为特异性免疫,主要是由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环而组成的。
(3)胃液中含有盐酸,能杀死食物中的多种病原体,这属于第二道防线吗?
答案 不属于。第二道防线是体液中的杀菌物质和吞噬细胞,消化道和外界相通,胃液不是体液。这应属于胃黏膜的分泌物,是第一道防线。
2.艾滋病是一种免疫缺陷病,又叫获得性免疫缺陷综合征,是由人类免疫缺陷病毒(HIV)引起的,死亡率极高。艾滋病的死因和免疫系统受损的关系如下图:
(1)图中A、B、C、D表示HIV破坏人体免疫系统的四个阶段,据图回答:
A.免疫缺陷病毒(HIV)最初侵入人体时,免疫系统可以摧毁大多数(填“大多数”或“少数”)病毒。
B.免疫缺陷病毒(HIV)浓度升高(填“升高”或“降低”),T细胞数量逐渐减少(填“增多”或“减少”)。
C.T细胞数量减少,免疫系统被破坏,各种感染机会增加。
D.人体免疫能力几乎全部(填“全部”或“少部分”)丧失。
(2)据图,T细胞的多少和HIV浓度之间有什么关系?
答案 T细胞的多少和HIV浓度之间呈负相关关系。
(3)根据曲线,T细胞大量减少会导致人体丧失免疫能力,推测T细胞在人体内可能发挥什么作用?
答案 T细胞在人体内能够攻击侵入的病原体。
(4)艾滋病患者常常会出现恶性肿瘤,这说明第三道防线还具有什么作用?
答案 能消灭体内的异常细胞,抑制体内肿瘤的产生。
(5)以上资料说明,人体的第三道防线在抵抗外来病原体和抑制肿瘤等方面具有十分重要的作用。
归纳提炼
特异性免疫和非特异性免疫的比较
种类
项目
非特异性免疫
特异性免疫
区
别
来源
人人都有的先天性免疫
后天性免疫,并非人人都有
对象
对多种病原体起作用
对某一特定的病原体(或异物)起作用
特点
无特异性、作用弱、时间短
有特异性、作用强、时间长
基础
第一、二道防线
第三道防线
联系
起主导作用的特异性免疫是在非特异性免疫的基础上形成的,两者共同担负着机体的防御功能
活学活用
2.判断下列说法的正误。
(1)人体的三道防线中,第二道防线最重要 ( )
(2)人的泪液有一定的杀菌作用,这属于第二道防线 ( )
(3)第三道防线只能抵抗外来的病原体,对于体内的病变细胞无能为力 ( )
(4)AIDS患者出现病症的直接原因是其他病原体感染 ( )
(5)HIV攻击人体免疫系统,特别是B细胞 ( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
解析 (1)人体的三道防线中,第三道防线最重要;(2)泪液的杀菌作用属于第一道防线;(3)第三道防线既能抵抗外来的病原体,也能抑制体内病变细胞;(4)AIDS患者出现病症的直接原因是其他病原体感染;(5)HIV主要攻击人体的T细胞。
探究点三 体液免疫
当病原体突破前两道防线后,由特异性免疫形成的第三道防线就会动员起来,进行战斗。阅读教材分析:
1.抗原和抗体
(1)抗原是能够引起机体产生特异性免疫反应的物质。作为抗原的物质应位于病原体的表面。
(2)根据抗原的概念可知抗原具有特异性;抗原一般是蛋白质类的物质,可知抗原具有大分子性;从免疫识别的角度可知抗原具有异物性。
(3)抗原一定是从外界侵入机体吗?
答案 不一定,自身的组织或细胞有时也会成为抗原,如癌细胞。
(4)抗体是专门攻击抗原的蛋白质类物质,参与抗体合成和分泌的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
2.第三道防线中起主要作用的是各种淋巴细胞,其中B细胞主要靠产生抗体作战,这种方式称为体液免疫;T细胞主要靠直接接触靶细胞作战,这种方式称为细胞免疫。
3.体液免疫是针对体液中抗原的一种特异性免疫,在特异性免疫中具有极其重要的地位。请完成下图并阐明体液免疫的过程和机理。
(1)体液免疫的过程
①阶段Ⅰ:大多数病原体经过吞噬细胞等的摄取和处理,暴露出这种病原体所特有的抗原,将抗原传递给T细胞,刺激T细胞产生淋巴因子(图中③)。少数抗原直接刺激B细胞(图中④)。
②阶段Ⅱ:B细胞受到刺激后,在淋巴因子的作用下,开始一系列的增殖、分化,大部分分化为浆细胞,小部分形成记忆细胞。
③阶段Ⅲ:浆细胞分泌产生抗体,与抗原特异性结合,抑制病原体的繁殖或者对人体细胞的黏附。
小贴士 抗体一般不能直接杀死抗原,而是使抗原形成沉淀或者细胞集团,降低其繁殖能力和侵染能力,进而被吞噬细胞吞噬消化。
4.下图为记忆细胞直接接触抗原,引起的二次免疫反应,结合图示回答问题:
(1)记忆细胞的特点:寿命长,对抗原十分敏感,能“记住”入侵的抗原。
(2)二次免疫反应:相同抗原再次入侵时,记忆细胞比普通的B细胞更快地作出反应,即很快分化增殖产生新的浆细胞和记忆细胞,浆细胞再产生抗体消灭抗原,此为二次免疫反应。
(3)二次免疫特点:比初次反应快,也比初次反应强,能在抗原侵入但尚未患病之前将它们消灭,从而使患病程度大大降低。
5.从上述探究试分析体液免疫中淋巴细胞的作用
(1)参与体液免疫的细胞中识别所有抗原的是吞噬细胞,特异性识别抗原的是T细胞、B细胞、记忆B细胞,无识别作用的是浆细胞。
(2)如果把T细胞完全摧毁,体液免疫会保留一部分,原因是抗体的产生可以通过抗原直接刺激B细胞和记忆B细胞进而产生浆细胞。
归纳提炼
体液免疫过程模型
活学活用
3.下图代表人体特异性免疫的过程。下列相关叙述中正确的是 ( )
A.细胞Ⅰ、Ⅱ均能识别抗原
B.在①和⑨所在的阶段中可能有吞噬细胞的参与
C.免疫过程⑥比⑦要慢,免疫效应⑥比⑦要强
D.图中免疫活性物质是抗体、淋巴因子、溶菌酶
问题导析 (1)细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是B细胞、记忆细胞、浆细胞。
(2)在①中抗原要经过吞噬细胞的处理,②中T细胞能分泌淋巴因子促进细胞Ⅰ的增殖分化。
(3)④~⑦为二次免疫反应,反应比初次反应快,也比初次反应强。
(4)溶菌酶参与的是非特异性免疫。
答案 A
解析 该图表示体液免疫的过程,可知细胞Ⅰ、细胞Ⅱ、细胞Ⅲ分别是B细胞、记忆细胞、浆细胞,⑧过程是浆细胞分泌相应抗体。B细胞、记忆细胞都能识别抗原,故A正确。⑥过程是B细胞增殖、分化为浆细胞,⑦是抗原再次入侵时记忆细胞迅速增殖、分化,故C错。细胞Ⅲ为浆细胞,免疫活性物质指抗体,故D错。⑨过程(抗体与抗原结合)不需要吞噬细胞参与,故B错。
1.可以成为人体第三道防线的结构或物质是 ( )
①骨髓 ②扁桃体 ③淋巴细胞 ④抗体 ⑤红细胞 ⑥吞噬细胞 ⑦抗原
A.①③④⑤⑥ B.③④⑥⑦
C.①②③④⑥ D.①③⑤⑥
答案 C
解析 人体第三道防线是由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质组成的特异性免疫。红细胞不属于免疫细胞,抗原不属于免疫系统。
2.根据现代免疫概念,下列物质属于抗原的是 ( )
A.给贫血患者输入同型红细胞悬液中的红细胞
B.自身生成的白细胞
C.因强烈打击体表破裂的红细胞
D.为体弱者注射免疫球蛋白
答案 C
解析 自身衰老、死亡、破损的细胞都属于抗原。
3.艾滋病是一种恶性传染病,以下行为可以传染艾滋病的是 ( )
A.与艾滋病人共同进餐
B.与艾滋病人共用文身、文眉器械
C.与艾滋病人热情拥抱
D.与艾滋病人共用冲水马桶
答案 B
解析 艾滋病通过体液,主要是血液传播。
4.科学家利用基因工程技术培育出特殊的西红柿、香蕉,某些人食用后,体内可产生特定的抗体,说明这些西红柿、香蕉中的某些物质至少应 ( )
A.含有丰富的免疫球蛋白
B.含有某些具有抗原特性的物质
C.含有一些灭活的病菌
D.能刺激人体内效应T细胞分泌抗体
答案 B
解析 能引起机体产生抗体的物质是抗原,说明这些转基因食品中含有某种抗原类物质。
5.回答下列有关人体免疫的问题。
(1)人体免疫器官主要包括__________(至少答出两个)。
下图是人体防御外界病原体侵染的三道免疫防线的示意图,其中①~⑦表示免疫细胞,⑧和⑨表示免疫分子。
(2)以下不属于第1道免疫防线的是__________。
A.溶酶体 B.汗液
C.口腔粘膜 D.胃酸
(3)图中细胞①可以吞噬多种病原体,因此这一免疫过程的特点是____________。
(4)图中②和④的名称分别是________和________;⑧和⑨分别表示________和________。
(5)接种疫苗后,若有相应病原体再次入侵人体,则人体会迅速产生免疫应答,结合图示分析此现象的原因:_____________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)接种疫苗属于________免疫方法。
答案 (1)胸腺、骨髓、淋巴结(至少答出2个) (2)A
(3)非特异性 (4)B细胞 记忆T细胞 抗体 淋巴因子 (5)初次免疫后,体内已存在记忆B细胞和记忆T细胞。当再次遇到相应的病原体时,记忆B细胞会迅速增殖并分化产生浆细胞,产生大量抗体;同时记忆T细胞也会迅速启动细胞免疫途径 (6)人工
解析 第一道防线是由皮肤和黏膜构成的,它们不仅能够阻挡病原体侵入人体,而且它们的分泌物(如乳酸、脂肪酸、胃酸和酶等)还有杀菌的作用。第二道防线是体液中的杀菌物质和吞噬细胞。这两道防线是人类在进化过程中逐渐建立起来的天然防御功能,特点是人人生来就有,不针对某一种特定的病原体,对多种病原体都有防御作用,因此叫做非特异性免疫。第三道防线主要由免疫器官(胸腺、淋巴结、骨髓和脾脏等)和免疫细胞(淋巴细胞)组成。第三道防线是人体在出生以后逐渐建立起来的后天防御功能,特点是出生后才产生的,只针对某一特定的病原体或异物起作用,因而叫做特异性免疫。在动物接受第一次抗原刺激后,会产生大量相应的记忆细胞,在同样抗原再行刺激时,记忆细胞会迅速发生反应,形成浆细胞或是效应T细胞,而且反应比初次更急速而强烈。免疫获得的方式,有自然免疫和人工免疫两类。其中一种免疫是自然形成的,即感染患病后自然获得,称为自然免疫;另一种是人工诱导产生的,比如注射和服用各种疫苗,包括SARS疫苗,称为人工免疫。
基础过关
知识点一 免疫系统的组成
1.下列不属于免疫器官的是 ( )
A.扁桃体 B.脾 C.肾脏 D.胸腺
答案 C
解析 肾脏为排泄器官而不是免疫器官。
2.下列关于淋巴细胞的叙述中,不正确的是 ( )
A.在特异性免疫中,发挥免疫作用的主要是淋巴细胞
B.B细胞和T细胞都是由骨髓中的造血干细胞分化、发育而来的
C.B细胞和T细胞都是在骨髓中发育成熟的
D.T细胞能分泌淋巴因子
答案 C
解析 B细胞在骨髓中发育成熟,T细胞在胸腺中发育成熟。
知识点二 免疫系统的防卫功能
3.下列属于人体第一道防线的是 ( )
①胃液对病菌的杀灭作用 ②唾液中的溶菌酶对病原体的分解作用 ③吞噬细胞的吞噬作用 ④呼吸道纤毛对病菌的胞吐作用 ⑤皮肤的阻挡作用 ⑥抗体与抗原结合 ⑦抗毒素与细菌外毒素结合
A.②⑤ B.④⑤
C.①②④⑤ D.②③⑤⑥⑦
答案 C
解析 解答该题的关键是明确第一道防线的作用:将病原体阻止在皮肤、黏膜(如呼吸道、消化道黏膜)之外,使其不能进入机体组织细胞中,因此①②④⑤都是第一道防线。
4.关于特异性免疫和非特异性免疫的叙述中,不正确的是 ( )
A.发生非特异性免疫的结构主要是皮肤、黏膜、吞噬细胞等,发生特异性免疫的结构是机体的免疫系统
B.非特异性免疫出现快、作用范围广,特异性免疫出现慢、作用范围小、针对性强
C.特异性免疫是在非特异性免疫的基础上形成的
D.非特异性免疫是在特异性免疫的基础上形成的
答案 D
解析 人体的非特异性免疫是生来就有的,其物质基础是人体的第一、二道防线,其特点是作用范围广,作出反应快;特异性免疫是在非特异性免疫的基础上形成的,物质基础是免疫系统构成的第三道防线,其特点是作出反应慢、针对性强。
5.美国的研究人员刚刚发现了3种以前未知的中和抗体,这些抗体能够与一组HIV分离株中的90%以上的病毒株结合并中和它们。有关叙述不正确的是 ( )
A.以前科学家试图以抗体来防御HIV以失败告终的主要原因是,患者体内无法产生与HIV特异性结合的抗体
B.抗体的产生只需要核糖体、内质网、高尔基体的参与
C.HIV主要攻击人体的T细胞
D.HIV营寄生生活
答案 B
解析 以前科学家试图以抗体来防御HIV以失败告终,原因是HIV的遗传物质是RNA,易发生变异;抗体是分泌蛋白,产生过程需要核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等的参与;HIV主要攻击人体的T细胞;HIV是病毒,没有细胞结构,营寄生生活。
知识点三 体液免疫
6.研究发现两种现象:①动物体内的B细胞受到抗原刺激后,在物质甲的作用下,可增殖、分化为浆细胞;②给动物注射从某种细菌获得的物质乙后,此动物对这种细菌具有了免疫能力。则这两种物质中 ( )
A.甲是抗体,乙是抗原
B.甲是抗体,乙是淋巴因子
C.甲是淋巴因子,乙是抗原
D.甲是淋巴因子,乙是抗体
答案 C
解析 在体液免疫过程中,T细胞能够分泌淋巴因子,促进B细胞增殖、分化为浆细胞。某种细菌体内的物质乙注入动物体内,引起免疫应答反应,推知物质乙属于抗原。
7.挪威科学家最新的研究显示,气候变暖将提高人类患腺鼠疫的可能性。这种疫病是由鼠疫杆菌(宿主为啮齿动物)引起的,鼠疫杆菌释放类毒素,使患者出现中毒性休克综合症。科学家从病愈患者的血清中提取的抗毒素对腺鼠疫患者有显著疗效。下列说法正确的是
( )
A.类毒素是一种抗原,能引起人体的免疫反应
B.抗毒素是一种抗体,是由T细胞产生的
C.类毒素和抗毒素的化学本质都是蛋白质
D.该免疫过程属于细胞免疫
答案 A
解析 类毒素的本质比较复杂,但不属于蛋白质类的物质,它是一种抗原,能刺激人体发生免疫反应;抗毒素是一种抗体,由浆细胞产生;抗毒素与类毒素发生反应的免疫过程属于体液免疫。
8.下列对处于不同免疫状态的小鼠分析合理的是 ( )
A.吞噬细胞缺陷的小鼠特异性免疫无法产生
B.胸腺被破坏的小鼠因无淋巴因子产生,无体液免疫
C.骨髓被破坏的小鼠输入造血干细胞后能恢复体液免疫
D.B细胞缺陷的小鼠无法合成抗体
答案 D
解析 有的抗原不需要吞噬细胞处理,可直接刺激B细胞完成体液免疫,A错误。胸腺被破坏的小鼠无T细胞,仍保留部分体液免疫,B错误。骨髓被破坏的小鼠,输入造血干细胞后不能分化为B细胞,因此不能恢复体液免疫,C错误。B细胞缺陷的小鼠不能分化出浆细胞,不能产生抗体,D正确。
能力提升
9.特异性免疫和非特异性免疫既有较严格的分工,也有一定的协作、联系。下列各项中,最能体现两者紧密关系的是 ( )
A.抗体 B.淋巴因子
C.溶菌酶 D.吞噬细胞
答案 D
解析 吞噬细胞既参与特异性免疫又参与非特异性免疫。
10.如图表示人体内各类血细胞生成的途径,a~f表示不同种类的细胞,请你判断下列说法中错误的是 ( )
A.造血干细胞形成多种细胞,要经过细胞增殖和细胞分化过程
B.各类细胞来源相同但功能不同,根本原因是不同细胞表达的基因不同
C.c和d在不同的场所发育而成
D.当再次受到相同抗原刺激后,机体具有更强烈的免疫反应,主要与c和d有关
答案 D
解析 造血干细胞可以形成多种细胞,要经过细胞增殖和细胞分化,不同的细胞表达的基因不同。c是B细胞,在骨髓中发育而成,d是T细胞,在胸腺中发育而成。再次免疫的反应更强烈,原因是初次免疫过程中产生了记忆细胞,当再次接受抗原刺激后,会迅速地增殖分化形成浆细胞,产生更多的抗体。
11.如图表示某人两次感染同种病原体过程中体内抗体水平的变化。分析两次抗体产生存在显著差异的原因与哪种细胞的作用密切相关 ( )
A.吞噬细胞 B.浆细胞
C.T细胞 D.记忆B细胞
答案 D
解析 在第一次受到抗原刺激时,B细胞会增殖分化形成记忆细胞和浆细胞,浆细胞产生抗体,发挥特异性免疫作用。记忆细胞可以在抗原消失后很长时间内保持对这种抗原的记忆,当再次接触这种抗原时,能迅速增殖分化为浆细胞,产生大量抗体。吞噬细胞和T细胞不能产生抗体。
12.如图所示为人类免疫缺陷病毒(HIV)侵入人体后病毒浓度和T细胞数量变化曲线。对该图的分析,正确的是 ( )
A.HIV对人体T细胞有攻击作用,所以人体一旦被HIV侵入就丧失了一切免疫功能
B.HIV的增殖速率与T细胞的增殖速率成正比
C.人体的免疫系统不能识别HIV
D.艾滋病病人的T细胞大量减少,免疫系统功能被破坏,该病人的直接死因往往是其他病原体引起的严重感染或恶性肿瘤等疾病
答案 D
解析 图中表示HIV与T细胞之间的消长关系,初期HIV攻击免疫系统时,T细胞受到刺激增殖,T细胞增多,HIV浓度降低;HIV攻击T细胞后,T细胞大量死亡,HIV浓度随之增长。由此可看出,HIV刚侵入人体时,机体仍有免疫功能。由图可知,HIV的增殖速率与T细胞的增殖速率并不成正比。当T细胞因被HIV攻击大量减少时,免疫功能被破坏,其他病原体乘虚而入,最终导致机体死亡。
13.将同种大鼠分为A、B两组,A组大鼠除去淋巴细胞后,产生抗体的能力丧失;从B组大鼠中获得淋巴细胞并转移到A组大鼠中,为检测A组大鼠是否重新获得了产生抗体的能力,需要给A组大鼠 ( )
A.注射淋巴因子,检测相应的抗体
B.注射抗体,检测相应的淋巴细胞
C.注射抗原,检测相应的抗体
D.注射淋巴因子,检测相应的淋巴细胞
答案 C
解析 如果要检测A组大鼠是否重新获得了产生抗体的能力,检测的目标应是相应的抗体。而抗体是在抗原的刺激下产生的,因而应注射抗原。
14. 如图为人体内的浆细胞结构图。请据图回答:
(1)该细胞是由B细胞经抗原刺激增殖、分化形成的浆细胞,由该细胞参与的特异性免疫称为__________免疫。
(2)该细胞发挥免疫作用时需合成并释放一种称为__________的物质,这种物质合成的场所是细胞中的[ ]__________,对该物质加工和修饰的场所是[ ]________________和[ ]________。
(3)多数情况下,抗原与该细胞产生的________结合后会发生进一步变化,如形成____________或________________,进而被______________吞噬消化。
(4)抗原初次侵入机体时需经____________处理,大多数抗原经__________传递给__________,少数抗原直接刺激____________。
(5)抗原初次侵入机体时,该细胞由________________增殖、分化产生;当同一种抗原再次侵入机体时,该细胞由____________增殖、分化产生。抗原第二次侵入机体时,该细胞产生的速度比初次侵入时________,产生量比初次侵入时________。
答案 (1)体液 (2)抗体 1 核糖体 2 内质网 4 高尔基体 (3)抗体 沉淀 细胞集团 吞噬细胞 (4)吞噬细胞 T细胞 B细胞 B细胞
(5)B细胞 记忆细胞、B细胞 快 多
解析 浆细胞由进入体液的抗原刺激B细胞增殖、分化而形成,它通过产生抗体来完成体液免疫。抗体的化学本质是蛋白质,它在核糖体上合成,经内质网和高尔基体加工、运输,并以囊泡的形式运输至细胞膜,最后由细胞膜分泌至细胞外。抗体能够与抗原特异性结合,多数情况下,抗原与抗体结合后会发生进一步变化,如形成沉淀或细胞集团,进而被吞噬细胞吞噬、消化。抗原初次侵入机体时,B细胞受抗原刺激增殖、分化产生浆细胞和记忆细胞;当同一种抗原再次侵入机体时,记忆细胞增殖、分化迅速产生大量浆细胞。
15.艾滋病是危及人类生命的顽症之一,其病原体为人类免疫缺陷病毒(HIV),图1表示人体对HIV的免疫过程以及HIV在宿主细胞中的增殖过程。请回答下列有关问题:
(1)如图1所示的HIV主要侵染的A细胞是__________,在体液免疫过程中该细胞的主要作用是________________________________________。根据图示信息,HIV能特异性地侵染A细胞,这主要与A细胞膜表面存在HIV的特异性________有关。
(2)若图1中④~⑦代表遗传信息的传递过程,则在正常人体细胞内不会发生的过程是[ ]________(填图中序号及相应名称)。
(3)图2所示为HIV侵入人体后,早期人体血液中HIV数量的变化,早期HIV数量减少可能与人体的________免疫能力还比较强有关。请在图2中绘制出相应时间内HIV抗体数量的变化曲线。
(4)HIV疫苗被认为是预防艾滋病的最有效工具。2009年9月,泰国研究人员宣布已开发试验的一种“联合疫苗”可将人体感染艾滋病病毒的风险降低31.2%,这是人类首次获得具有免疫效果的艾滋病疫苗。艾滋病疫苗具有降低HIV感染风险功能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
但从研究数据看,疫苗的预防效果不太令人满意,这可能与HIV______________________有关。
答案 (1)T细胞 接受抗原并将抗原呈递给B细胞 受体 (2)④ 逆转录 (3)特异性(或体液免疫和细胞) 曲线如图所示
(4)注射疫苗能诱导人体产生特异性抗体和记忆细胞
容易发生变异(突变)
解析 (1)HIV主要侵染人体的T细胞,这与此类细胞膜表面存在相应的特异性受体有关;T细胞在体液免疫过程中具有接受抗原并将抗原信息传递给B细胞的功能。(2)HIV是一种逆转录病毒,其遗传信息的传递过程包括RNA→DNA的逆转录过程以及DNA复制、转录和翻译过程,而正常人体细胞中没有逆转录过程。(3)在HIV侵入人体的初期,人体可以通过体液免疫阻止病毒随血液在人体内的扩散,在此过程中体内产生HIV抗体,之后,随着T细胞的大量死亡,导致机体几乎丧失一切免疫功能,HIV抗体数量下降。(4)HIV的遗传物质是单链RNA,它容易发生突变,这为疫苗的研制带来了困难。
个性拓展
16.某同学为了验证体液免疫需要T细胞和B细胞的共同参与,利用给定的材料设计如下实验。
实验材料:未受感染的体重相同的小白鼠3只,X射线照射仪,新鲜的T细胞和B细胞,毒性极低的霍乱弧菌疫苗,血清抗体测定仪及其他必要的工具。
实验原理:体液免疫中产生抗体,而T细胞和B细胞的有无影响抗体的产生,通过测定血清中抗体数量的多少判断体液免疫的强弱。
实验步骤:
第一步:取未受感染的体重相同的小白鼠3只,分为一、二、三3组,分别摘除胸腺,并用大剂量的X射线照射。
第二步:向第一组小鼠体内注射T细胞,向第二组小鼠体内注射B细胞,向第三组小鼠体内注射T细胞和B细胞。
第三步:分别在上述3组小鼠体内接种霍乱弧菌疫苗。
第四步:饲养15~20天后,分别测定3只小鼠体内血清抗体的含量。
预期结果:
请根据上述实验回答问题:
(1)上述实验步骤中存在不严谨之处,请指出并更正。
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________。
(2)请为该同学补充预期结果。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)①每组只取一只小鼠,数量太少,缺乏可重复性 ②分别摘除胸腺,并用大剂量的X射线照射后,未检查小鼠是否具有免疫功能,应分别接种疫苗,然后测定有无抗体产生 ③向小鼠体内注射淋巴细胞时,应当等量 ④向小鼠体内接种疫苗时也应等量(其他答案合理也可)
(2)第一组、第二组小鼠体内不产生抗体,第三组小鼠体内产生抗体,说明体液免疫需要T细胞和B细胞的共同参与
解析 根据实验目的可设置3组实验:小鼠体内仅有T细胞;小鼠体内仅有B细胞;小鼠体内既有T细胞也有B细胞,再分别在上述3组小鼠体内接种霍乱弧菌疫苗。饲养若干天后,分别测定3组小鼠体内血清抗体的含量。通过抗体含量的有无可得出结论:体液免疫过程需要T细胞和B细胞的共同参与。
第4课时 免疫调节(Ⅰ)
【目标导航】
1.说出免疫系统的组成。
2.比较说明非特异性免疫与特异性免疫的区别。
3.描述细胞免疫与体液免疫的过程。
一、免疫系统的组成
1.
2.
3.
二、免疫系统的防卫功能
1.非特异性免疫
(1)组成:①第一道防线:皮肤、黏膜及其分泌物;②第二道防线:体液中的杀菌物质(如溶菌酶)和吞噬细胞。
(2)特点:生来就有,不针对某一类特定的病原体。
2.抗原是指能够引起机体产生特异性免疫反应的物质。
3.特异性免疫(第三道防线)
(1)组成:主要由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环组成。
(2)作用:抵抗外来病原体和抑制肿瘤等。
(3)方式:体液免疫和细胞免疫。参与体液免疫的细胞有吞噬细胞、T细胞和B细胞。其中B细胞可以增殖分化为浆细胞和记忆细胞;参与细胞免疫的有吞噬细胞和T细胞,T细胞可以分化为效应T细胞和记忆细胞。
(4)抗体与抗原结合后的效应:抑制病原体的繁殖或对人体细胞的黏附;结合后会发生进一步的变化,如形成沉淀或细胞集团,进而被吞噬细胞吞噬消化。
知识点一 免疫系统的组成
1.下列有关免疫系统组成的叙述,正确的是( )
A.免疫系统包括免疫器官和免疫细胞
B.免疫器官是免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所
C.免疫细胞包括T细胞和B细胞,分别在胸腺和骨髓中成熟
D.免疫活性物质是由免疫细胞产生的发挥免疫作用的物质
答案 B
解析 免疫系统包括三部分,即免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质,所以A错;免疫细胞包括吞噬细胞和淋巴细胞,而T细胞和B细胞仅指淋巴细胞,所以C错;产生免疫活性物质的细胞并非只有免疫细胞,其他细胞也可产生免疫活性物质。
2.下列哪组内容不全属于免疫系统( )
A.淋巴结、吞噬细胞、溶菌酶
B.肾脏、淋巴细胞、淋巴因子
C.骨髓、扁桃体、胸腺
D.抗体、B细胞、T细胞
答案 B
解析 免疫系统在组成上包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质三部分。淋巴结、骨髓、扁桃体和胸腺都属于免疫器官;吞噬细胞、淋巴细胞属于免疫细胞,B细胞和T细胞属于淋巴细胞;抗体、淋巴因子和溶菌酶都属于免疫活性物质。肾脏不属于免疫器官。
知识点二 特异性免疫与非特异性免疫
3.关于特异性免疫和非特异性免疫的叙述中,不正确的是( )
A.发生非特异性免疫的结构主要是皮肤、黏膜、吞噬细胞等,发生特异性免疫的结构是机体的免疫系统
B.非特异性免疫出现快、作用范围广,特异性免疫出现慢、作用范围小、针对性强
C.特异性免疫是在非特异性免疫的基础上形成的
D.非特异性免疫是在特异性免疫的基础上形成的
答案 D
解析 人体的非特异性免疫是生来就有的,其物质基础是人体的第一、二道防线,其特点是作用范围广,作出反应快;特异性免疫是在非特异性免疫的基础上形成的,物质基础是免疫系统构成的第三道防线,其特点是作出反应慢、针对性强。
4.下列哪种现象属于特异性免疫( )
A.泪液中的溶菌酶可杀死沙眼衣原体
B.体内的天花抗体能防御天花病毒
C.胃液中的盐酸可杀死部分进入胃内的细菌
D.淋巴结内的吞噬细胞吞噬侵入人体内的链球菌
答案 B
解析 抗体是浆细胞产生的免疫活性物质,主要在特异性免疫中发挥作用。
知识点三 细胞免疫和体液免疫过程
5.下列对体液免疫和细胞免疫的叙述,不正确的是( )
A.体液免疫中,抗体和抗原特异性结合,发生免疫反应
B.细胞免疫中,效应T细胞的攻击目标是已经被抗原入侵了的宿主细胞
C.有免疫反应的是效应T细胞和效应B细胞
D.效应细胞都来自骨髓造血干细胞,都在骨髓中分化、发育成熟
答案 D
解析 淋巴细胞来源于骨髓造血干细胞,在胸腺和骨髓等中枢免疫器官中分化并发育成熟,然后转移到免疫器官,如淋巴结、脾脏等场所定居,当受到抗原刺激后增殖、分化成为相应的效应细胞。
6.如图表示人体的特异性免疫过程,依据此图,叙述不正确的是( )
A.图中④为细胞免疫,A为淋巴因子;⑤为体液免疫,B为抗体
B.与B加工、分泌有关的膜性细胞器有:内质网、高尔基体、线粒体
C.图中能特异性识别抗原的细胞有:b、c、d、e、f、g
D.病毒入侵人体时往往先通过⑤免疫,再通过④免疫,才能消灭抗原
答案 C
解析 由于④免疫产生作用③可知④为细胞免疫而⑤为体液免疫,在其过程中,由受刺激的T细胞产生淋巴因子,促进B细胞的增殖、分化。在体液免疫中产生抗体,抗体为分泌蛋白,与其形成有关的膜性细胞器有:内质网、高尔基体、线粒体,图中b、c、d、e、f、g分别代表T细胞、B细胞、效应T细胞、记忆T细胞、浆细胞、记忆B细胞,而浆细胞不能识别抗原。体液免疫与细胞免疫两者相互配合,才能彻底消灭抗原。
基础落实
1.T细胞和B细胞存在位置表达最完整的是( )
①淋巴结 ②脾 ③扁桃体 ④血液 ⑤淋巴
A.①②③④⑤ B.①②③⑤?
C.①②④⑤ D.②③④⑤?
答案 A
解析 淋巴结、脾和扁桃体属于免疫器官,免疫器官是免疫细胞生成 、成熟或集中分布的场所,淋巴细胞存在于淋巴液、血液和淋巴结中,因此A项最全面。
2.下列关于抗原的叙述,正确的是( )
A.抗原只有突破前两道防线,才会引起特异性免疫
B.抗原能与抗体或浆细胞结合,发生免疫反应
C.机体自身的组织细胞不可能成为抗原
D.抗原能与相应的抗体或效应T细胞结合,发生特异性免疫反应
答案 D
解析 有的抗原需经过吞噬细胞的处理,有的抗原直接刺激B细胞而引起特异性免疫反应。抗原与特异性抗体或效应T细胞结合,体现了免疫的特异性。机体有时在免疫时会把自身正常的组织细胞误认为抗原引起自身免疫病。
3.下列关于体液免疫的叙述,正确的是( )
A.有的抗原可以直接刺激B细胞产生浆细胞
B.抗体是由B细胞分泌的
C.抗体一般可以直接杀死入侵的病菌
D.记忆B细胞经迅速增殖分化,可形成大量的记忆B细胞
答案 A
解析 体液免疫中浆细胞的产生途径有三条:大多数是经吞噬细胞处理抗原后传递给T细胞,刺激T细胞产生淋巴因子,再传递给B细胞,B细胞增殖、分化为浆细胞和少量记忆B细胞;少数是抗原直接刺激B细胞增殖分化为浆细胞;二次免疫时,记忆细胞增殖、分化形成浆细胞和记忆B细胞,形成的浆细胞产生抗体,抗体和抗原特异性结合,使抗原失去毒性,然后再由吞噬细胞将抗原抗体结合物消灭。
4.下列关于细胞免疫的叙述中,错误的是( )
A.进行细胞免疫时,抗原也需经吞噬细胞的摄取和处理
B.细胞免疫主要消灭侵入人体细胞内部的抗原
C.效应T细胞可直接杀灭抗原
D.记忆T细胞再次接受同一种抗原刺激时,会迅速增殖分化成效应T细胞
答案 C
解析 效应T细胞与靶细胞结合后,可使靶细胞裂解,将抗原释放出来,然后与体液中的抗体结合,最后被吞噬细胞吞噬消化,彻底消灭,而非直接杀灭抗原,所以C项错误。
5.关于人体特异性免疫的叙述正确的是( )
A.淋巴因子通过与抗原特异性结合,发挥免疫作用
B.机体一旦接触过敏原就会发生过敏反应
C.效应T细胞都是由T细胞经增殖、分化形成的
D.人体获得某种免疫能力后,当再次接触相同抗原时,将产生更强的特异性免疫反应
答案 D
解析 淋巴因子的作用是促进B细胞的增殖、分化;而抗体与抗原特异性结合,使抗原失去生理活性;过敏原在第二次及以后接触才会发生过敏反应;效应T细胞可以由T细胞和记忆细胞分化而来。
能力提升
6.病原体对不同免疫状态小鼠的感染进程如图所示。下列相关叙述,正确的是( )
A.吞噬细胞缺陷小鼠的非特异性免疫受损,特异性免疫也无法产生
B.B细胞缺陷小鼠虽无法合成抗体,但仍能对胞内寄生病原体产生免疫反应
C.T细胞缺陷小鼠体内的抗原传递作用不能完成,体液免疫无法产生
D.正常小鼠免疫产生的淋巴因子,加强了效应T细胞和吞噬细胞对靶细胞的特异性杀伤作用
答案 B
解析 A选项中吞噬细胞缺陷小鼠的非特异性免疫受损,但特异性免疫可以进行,因为抗原也可以不经吞噬细胞的摄取和处理而直接传递给T、B细胞,从而完成特异性免疫过程;B选项中B细胞缺陷小鼠虽无法合成抗体,但可以通过细胞免疫对胞内寄生病原体产生免疫反应;C选项中T细胞缺陷小鼠体内的抗原传递作用不能完成,但体液免疫中抗原可以直接刺激B细胞,从而完成体液免疫;D选项中淋巴因子通过激活溶酶体释放相关的酶而加强了效应T细胞对靶细胞的裂解作用。
7.人体受到某种抗原刺激后会产生记忆细胞,当其受到同种抗原的第二次刺激后( )
A.记忆细胞的细胞周期持续时间变短,机体抗体浓度增加
B.记忆细胞的细胞周期持续时间变长,机体抗体浓度增加
C.记忆细胞的细胞周期持续时间变短,机体抗体浓度减少
D.记忆细胞的细胞周期持续时间不变,机体抗体浓度减少
答案 A
解析 特异性免疫中,当相同抗原再次刺激机体时,记忆细胞会迅速增殖分化,形成大量的浆细胞,继而产生更强的特异性免疫反应。此过程中,记忆细胞的细胞周期持续时间变短,分裂、分化的速度加快,产生大量的浆细胞,进而产生大量的抗体。
8.下图为人的体液免疫图解,请分析判断下列说法,正确的是( )
A.细胞③为B细胞
B.细胞①~⑤均能识别抗原
C.细胞⑤为靶细胞
D.阶段Ⅳ是B细胞分化为浆细胞的过程
答案 A
分析 体液免疫中,抗原被吞噬细胞①处理后,被T细胞②识别,T细胞再将相应的抗原信息传递给B细胞③,B细胞接受抗原刺激后,增殖分化,大量分化为浆细胞⑤和少量的记忆细胞④,浆细胞产生抗体与抗原结合,抑制病原体的繁殖和对人体细胞的黏附。
9.下列各项中,只属于细胞免疫功能的是( )
A.抑制病菌的繁殖
B.使病毒失去感染人体细胞的能力
C.效应T细胞与靶细胞直接接触,导致靶细胞裂解死亡
D.使细菌外毒素失去毒性
答案 C
解析 解此题的关键是清楚体液免疫和细胞免疫的区别与联系。进入人体的细菌与病毒一般先是通过体液免疫来抑制其感染人体细胞,达到抑制增殖的效果,具体过程为抗体与抗原即入侵的病菌和病毒相结合,细菌外毒性只通过体液免疫来调节。效应T细胞只在细胞免疫中出现。
10.一般情况下,用抗原免疫机体,血清中抗体浓度会发生相应变化。如果第二次免疫与第一次免疫所用的抗原相同且剂量相等,下列四图中能正确表示血清中抗体浓度变化的是( )
答案 A
解析 用抗原刺激机体,机体能产生抗体,主要分布于血清中,故血清中抗体浓度会增加,同时机体还能产生相应的记忆细胞,该细胞可以在体内抗原消失数月乃至数十年以后,仍保持对抗原的记忆。如果第二次免疫与第一次免疫所用的抗原相同,则体内所存的相应的记忆细胞就会迅速增殖分化,形成大量的浆细胞,从而产生更强的特异性免疫反应,及时将抗原清除。所以尽管两次所用的抗原剂量相等,第二次产生的抗体要比第一次的多得多,故A图符合题意。
11.根据人体免疫的相关概念回答问题:
(1)人体内的免疫细胞来源于骨髓中的造血干细胞,由造血干细胞分化而成的各种免疫细胞形态和功能不同,主要是由于
________________________________________________________________________。
(2)既能参加非特异性免疫,又能参加特异性免疫的是[ ]________。
(3)概念图内以下细胞中,具有分化能力的是(多选)( )
A.记忆细胞 B.b
C.c D.d
(4)形成[c]________的途径有:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
答案 (1)基因的选择性表达(细胞中遗传信息的执行情况不同)
(2)a 吞噬细胞
(3)A、B
(4)浆细胞 ①抗原直接刺激B细胞而产生
②记忆细胞受到抗原的刺激而产生 ③抗原经T细胞传递给B细胞产生(写出两条即可)
解析 根据免疫细胞间的关系可确定a、b、c、d分别代表吞噬细胞、T细胞、浆细胞、效应T细胞。
(1)各种免疫细胞是由造血干细胞分化而来的,分化的实质是基因的选择性表达。(2)吞噬细胞既可参与非特异性免疫,具有吞噬和消灭抗原的作用;又可参与特异性免疫,具有摄取、处理、传递抗原的作用。(3)[c]浆细胞和[d]效应T细胞不再具有分化能力;而记忆细胞、B细胞和T细胞受抗原刺激时可增殖分化。
实验拓展
12.某同学为验证“体液免疫需要T细胞和B细胞的共同参与”,利用给定的材料设计了如下实验:
实验材料:未受感染的生长发育状况相同的小白鼠多只,X射线照射仪,新鲜的T细胞和B细胞,毒性极低的霍乱弧菌疫苗,血清抗体测定仪以及其他必要的工具。
实验原理:T细胞和B细胞的有无能影响抗体的产生,通过测定血清中抗体数量的多少可判断体液免疫的强弱。
方法步骤:
第一步:取未受感染的生长发育状况相同的小白鼠,均分为1、2、3三组,分别摘除胸腺,并用大剂量的X射线照射。
第二步:向第1组小鼠体内注射T细胞,向第2组小鼠体内注射B细胞,向第3组小鼠体内注射T细胞和B细胞。
第三步:分别在上述三组小鼠体内接种霍乱弧菌疫苗。
第四步:饲养15~20天后,分别测定三组小鼠体内血清抗体的数量。
结果预测:
________________________________________________________________________。
请根据上述实验来回答问题:
(1)上述实验步骤中存在不严谨之处,请指出并更正。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)请为该同学填上结果预测。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)实验步骤中有三处不严谨:①摘除胸腺,并用大剂量的X射线处理后,未检查小鼠是否具有免疫功能,应分别接种疫苗,然后测定有无抗体产生;
②向小鼠体内注射淋巴细胞时,应当等量;
③向小鼠体内接种疫苗时也应当等量
(2)结果预测:第1组、第2组小鼠体内不产生抗体,第3组小鼠体内产生抗体,说明体液免疫需要T细胞和B细胞的共同参与
第4课时 免疫调节(Ⅱ)
[目标导读] 1.复习上节内容,结合教材图2-16,概述细胞免疫的过程,并列表比较细胞免疫和体液免疫。2.通过具体病例,结合生活经验,了解免疫失调引起的疾病。3.结合实例,了解免疫学的应用。
[重难点击] 细胞免疫的过程、比较细胞免疫和体液免疫。
1. 人体的三道防线,前两道防线我们称为非特异性免疫,第三道防线称为特异性免疫。其中第三道防线是由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环而组成的。其中起主要作用的是淋巴细胞。
2. 特异性免疫有两种方式,B细胞主要靠产生抗体作战,这种方式称为体液免疫,T细胞主要靠直接接触靶细胞作战,这种方式称为细胞免疫。
3.完成体液免疫的过程
4.二次免疫的特点是比初次免疫反应迅速、强烈。
5.HIV感染人体后,主要攻击人体的T细胞,导致人体免疫功能低下,最终因为严重感染或恶性肿瘤而死亡。
课堂导入
上图分别是红斑狼疮患者的双手和过敏反应患者的对比照片,这些疾病和艾滋病一样都是免疫功能失常引起的。
免疫功能失常会导致哪些疾病?如何利用免疫学的知识来预防和治疗疾病呢?
探究点一 细胞免疫
抗原一旦侵入到宿主细胞内部,体液中的抗体就不能发挥作用,这就要靠细胞免疫来完成。请结合教材,完成细胞免疫的过程图解,然后回答:
1.细胞免疫的过程
(1)阶段Ⅰ:抗原要经过吞噬细胞的摄取和处理,再呈递给T细胞。
(2)阶段Ⅱ:T细胞受到抗原刺激后,开始一系列的增殖、分化,大部分形成效应T细胞,小部分形成记忆细胞。
(3)阶段Ⅲ:效应T细胞和靶细胞结合,使靶细胞裂解死亡,释放内部的抗原。
2.列举两例引起细胞免疫的胞内寄生菌:结核杆菌、麻风杆菌。
3.根据已有知识推测,靶细胞的裂解死亡可能与溶酶体释放溶酶体酶有关。
4.完成体液免疫和细胞免疫的比较表
体液免疫
细胞免疫
区别
作用对象
抗原
靶细胞
作用方式
①浆细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合;
②T细胞释放淋巴因子,促进免疫作用
效应T细胞与靶细胞密切结合
联系
①在病毒感染中,往往先通过体液免疫阻止病原体通过血液循环而散布;再通过细胞免疫予以彻底消灭;②细胞免疫的作用是使靶细胞裂解、死亡,抗原暴露,与抗体结合而被消灭。(二者相互配合,共同发挥免疫效应)
归纳提炼
与免疫有关的细胞知识归纳
来源
功能
吞噬细胞
造血干细胞
摄取处理、呈递抗原,吞噬抗体—抗原结合体
B细胞
造血干细胞在骨髓中发育
识别抗原,分化为浆细胞和记忆细胞
T细胞
造血干细胞在胸腺中发育
识别、呈递抗原,分化成效应T细胞和记忆细胞,并能分泌淋巴因子
浆细胞
B细胞或记忆B细胞
分泌抗体
效应T细胞
T细胞或记忆T细胞
与靶细胞结合发挥免疫效应
记忆细胞
B细胞或T细胞
识别抗原,分化为相应的效应细胞,发挥免疫效应
活学活用
1.禽流感是由禽类流感病毒引起的,是一类对家禽和人类有直接或间接危害的传染病,下列叙述中属于细胞免疫的是________,属于体液免疫的是________。
①注射禽流感病毒疫苗,使机体产生抗体,与入侵的禽流感病毒结合,抑制病毒的活性 ②在人体内使禽流感病毒失去感染人体细胞的能力 ③形成沉淀被吞噬细胞吞噬消化 ④效应T细胞与靶细胞密切接触,导致靶细胞裂解死亡,释放禽流感病毒
答案 ④ ①②③
解析 体液免疫最后的阶段是抗体发挥作用的阶段,与抗原结合形成沉淀,再经过吞噬细胞消化或抑制病毒的活性,使病毒失去对人体细胞的感染能力。效应T细胞参与细胞免疫。
方法链接 免疫过程模型中体液免疫和细胞免疫的识别
判断依据
判断方法
看抗原经吞噬细胞处理后的去向
①如果大部分抗原需要一种细胞呈递才刺激相关细胞,则为体液免疫;
②如果抗原直接刺激相关细胞而不用另一种细胞呈递,则为细胞免疫
看免疫的结果
①如果免疫引起靶细胞裂解并释放其中隐藏的抗原,则为细胞免疫;
②如果两种成分结合,形成了沉淀或细胞集团,则为体液免疫
看抗原的种类
①如蛇毒或细菌外毒素引起的免疫属于体液免疫;
②病毒类(如HIV)进入人体,清除它们的过程主要是细胞免疫,器官移植中的排斥反应也属于细胞免疫
探究点二 免疫失调引起的疾病
正常情况下,人体的免疫系统能及时地清除抗原,维持人体生理的平衡和相对稳定,但当免疫功能失调时,会引发一些疾病。阅读教材,结合提供的材料完成下面的思考:
1.自身免疫病:类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等是由于免疫系统异常敏感、反应过度,“敌我不分”地将自身物质当做外来异物进行攻击而引起的疾病,原因是自身健康细胞(物质)具有和抗原类似的结构特点,导致免疫系统攻击自身的细胞(物质)。
2.过敏反应
(1)概念:已产生免疫的机体,在再次接受相同的抗原(过敏原)时所发生的组织损伤或功能紊乱。
(2)特点:发作迅速、反应强烈、消退较快;一般不会破坏组织细胞,也不会引起组织严重损伤;有明显的遗传倾向和个体差异等。
(3)从发生机理判断,过敏反应属于体液免疫中的二次(初次、二次)免疫。
(4)正常情况下,抗体主要分布在血浆、组织液和少数外分泌液中。过敏反应与正常免疫相比,主要区别在于抗体的分布位置不同。
3.免疫系统除了防卫功能外,还具有监控并清除体内已经衰老细胞或因其他因素而被破坏的细胞,以及癌变的细胞。艾滋病病人由于免疫系统的监控和清除功能缺失,所以恶性肿瘤的发生率大大提高。
归纳提炼
免疫功能正常与异常的比较
功能
功能正常
功能异常
功能过高
功能过低
防卫
抗感染或防止其他抗原异物入侵
过敏反应
免疫缺陷病
监控和
清除
清除衰老、死亡或损伤的细胞
自身免疫病
-
消灭突变细胞(如肿瘤细胞)
-
肿瘤形成
活学活用
2.下列五种反应依次属于________。
(1)某人一吃海鲜就出现严重的腹泻;(2)美国有一免疫功能异常的儿童,不能接触任何病原体,少量病菌感染亦可导致严重发病;(3)流感病毒侵入人体时,有时可作用于红细胞,使红细胞成为靶细胞,导致体内产生抗红细胞抗体,这种抗体也可对正常红细胞发生作用,引起红细胞裂解;(4)人体感染酿脓链球菌后,机体产生的抗体不仅向它发起进攻,也向心脏瓣膜发起进攻;(5)当细菌的外毒素进入人体后,体内产生特异性的抗体与之结合,使它丧失毒性。
①正常免疫 ②自身免疫病 ③免疫缺陷病 ④过敏反应
答案 ④③②②①
解析 (1)为过敏反应;(2)为免疫缺陷病;(3)与(4)机理相同,当外来病原体进入机体时,免疫系统在攻击病原体时,误将自身成分当作抗原进行攻击,从而引起某些疾病,属于自身免疫病;(5)为细菌外毒素进入人体后的正常免疫。
探究点三 免疫学的应用
随着人类对免疫系统认识的深入,免疫学得到了广泛的应用。阅读教材,结合材料思考:
1.疫苗
(1)接种的疫苗属于抗原类物质,能使人在不发病的情况下产生抗体或记忆细胞,从而使人获得免疫力。
(2)如图,小明正在接种H1N1甲型流感疫苗,请思考:
①接种H1N1甲型流感疫苗后,一定不会患甲流吗?试分析原因。
答案 不一定。原因:相应抗体和记忆细胞寿命较短;H1N1流感病毒容易变异。
②甲流感康复的人体内的血清可以起治疗甲型流感的作用吗?为什么?
答案 可以。因为康复者的血清中含有抗体,可消灭甲型流感病毒。
2.用人工标记的抗体对组织内的病原体进行检测,从而诊断疾病,这是利用了抗原能和特异性抗体结合的特性。
3.器官移植
结合肾移植示意图思考:
(1)进行器官移植手术后,免疫系统会把来自其他人的器官当作“非己”成分而进行攻击,这就是早期器官移植失败的原因。免疫抑制剂的应用,大大提高了器官移植的成活率,给需要进行器官移植的患者带来了福音。
(2)结合肾移植示意图思考:器官移植时需要克服免疫排斥反应问题。
归纳提炼
免疫学应用的几个方面
(1)免疫预防:把疫苗接种到人体内,使人产生对传染病的抵抗能力,增强人的免疫力,如接种卡介疫苗、脊髓灰质炎疫苗、麻疹疫苗。
(2)免疫治疗:在人体患病条件下,通过输入抗体、胸腺激素、淋巴因子等调整人的免疫功能,使机体抵抗疾病的能力增强,达到治疗疾病的目的。
(3)抗原检测:用人工标记的抗体对组织内的抗原进行检测,可以帮助人们发现体内组织中的抗原。
(4)器官移植:为了减轻器官移植后所发生的排斥反应,病人还要长期使用免疫抑制药物,使免疫系统处于免应答或弱应答状态。
活学活用
3.如图所示的曲线显示了两种使人体获得免疫力的方法。据此判断下列说法正确的是( )
A.当一个人被狗咬伤时,可能会感染狂犬病病毒,此时采用方法②进行免疫比较好
B.采用方法①可以使人获得比方法②更持久的免疫力
C.采用方法②使人体获得抗体的过程叫细胞免疫
D.医学上一般采用方法②进行免疫预防
答案 D
解析 免疫预防是给健康人注射无毒或减毒的病原体,使人体在不发病的情况下获得抗体和记忆细胞的过程,属于体液免疫而不属于细胞免疫。在人体感染了病毒后采用方法①比较合适,但方法①注射的只是抗体,并不能产生记忆细胞,所以没有方法②产生的免疫力持久。
1. 下列关于免疫细胞的叙述,错误的是 ( )
A.T细胞可以释放淋巴因子
B.T细胞可以产生多种抗体
C.吞噬细胞和淋巴细胞均属于免疫细胞
D.一种浆细胞只能产生一种抗体
答案 B
解析 免疫细胞有吞噬细胞和淋巴细胞,T细胞可释放淋巴因子,抗体只能由浆细胞产生,且一种浆细胞只能产生一种抗体。
2.下列关于体液免疫和细胞免疫的表述,不正确的是 ( )
A.体液免疫中抗体和抗原发生特异性结合,发挥免疫效应
B.一个浆细胞内的基因数目与其产生的抗体种类是相同的
C.记忆细胞再次接触相应抗原时,能迅速增殖、分化
D.细胞免疫中,效应T细胞可以攻击被抗原入侵的宿主细胞
答案 B
解析 一个浆细胞内有很多基因,但只能产生一种抗体;记忆细胞保持对抗原的记忆功能,当相同抗原再次入侵机体时,机体可迅速作出应答,即增殖和分化出相应的免疫细胞。
3.下列关于过敏原和抗原的叙述中,正确的是 ( )
A.抗原是大分子或者具有细胞结构,过敏原也是这样
B.抗原都是大分子,过敏原都是小分子
C.过敏原只是对部分人起作用
D.抗原和过敏原的来源是相同的
答案 C
解析 抗原是大分子,但过敏原也可能是大分子,如鱼肉蛋白,也可能为小分子,如食物消化后的小分子。抗原和过敏原的来源并不相同,如过敏原可来自一些正常外来物质,如花粉、鱼、虾等,而抗原则往往具有特异性,即有特殊的抗原决定簇。
4.下列关于机体免疫调节的叙述中,正确的是 ( )
A.B细胞受到淋巴因子的作用后,可增强清除靶细胞的能力
B.吞噬细胞摄取和处理病原体后,可将抗原传递给浆细胞
C.婴儿初次服用脊髓灰质炎糖丸后,体内可产生抗体和记忆细胞
D.HIV攻击人体T细胞后,可使人体完全丧失体液免疫能力
答案 C
解析 能清除靶细胞的是效应T细胞而不是B细胞;吞噬细胞摄取和处理病原体后,不能将抗原传递给浆细胞;婴儿初次服用脊髓灰质炎糖丸后,体内可产生相应的抗体和记忆细胞;HIV攻击人体T细胞后,可使人体丧失部分体液免疫能力。
5.狂犬病是一种由狂犬病病毒(单链RNA病毒)引起的中枢神经系统急性传染病。狂犬病病毒进入人体后首先侵染肌细胞,在肌细胞内少量繁殖后侵染附近的末梢神经,然后病毒沿神经进入脊髓,进而进入人脑导致出现病症。从感染到发病这段时间称为潜伏期,一般有2周到3个月的时间。发病后病人会出现烦躁、怕风、恐水、痉挛、抽搐等症状。请回答下列问题。
(1)狂犬病病毒进入人体后可诱使机体产生抗体,抗体的作用是_______________。
能裂解靶细胞的是________________,产生该免疫的途径称为____________。
(2)被疯狗咬伤后24小时内注射狂犬病疫苗可以起到预防狂犬病的效果吗?________,原因是________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)注射疫苗后经常会引起机体发热,若体温一直处于39 ℃,机体产热量________散热量。
答案 (1)与病原体结合,抑制病原体的繁殖并消灭病原体 效应T细胞 细胞免疫 (2)能 从咬伤到发病有一段时间,注射疫苗后,在这段时间里机体能产生足够的免疫力 (3)等于
解析 (1)抗体的功能是与病原体(抗原)结合,进而抑制病原体的繁殖并消灭病原体。能使靶细胞裂解的是效应T细胞,该免疫途径为细胞免疫。(2)因为狂犬病病毒从感染到发病有2周到3个月的潜伏期,在被疯狗咬伤后24小时内注射疫苗可使机体产生足够的免疫力,进而消灭病毒。(3)体温一直处于39 ℃,即体温不变,说明机体产热量等于散热量。
基础过关
知识点一 细胞免疫
1.手足口病是由肠道病毒等感染引起的传染病,多发生于春夏季。该病毒感染人体并侵入细胞后,机体可以对靶细胞产生免疫反应,其中有 ( )
A.浆细胞接触靶细胞,导致靶细胞裂解,从而使病毒被抗体消灭
B.浆细胞产生抗体,抗体接触靶细胞,导致靶细胞裂解,从而使病毒被消灭
C.效应T细胞接触靶细胞,导致靶细胞裂解,病原体失去寄生基础,进而被吞噬、消灭
D.效应T细胞接触靶细胞,导致靶细胞裂解,从而使病毒被干扰素消灭
答案 C
解析 肠道病毒感染人体并侵入细胞后,引起细胞免疫,效应T细胞接触靶细胞,导致靶细胞裂解。病原体失去寄生基础,进而被吞噬、消灭。
2.对体液免疫和细胞免疫的异同表述,不正确的是 ( )
A.体液免疫中抗体和抗原发生特异性结合,发生免疫反应
B.细胞免疫中,效应T细胞的攻击目标是已经被抗原入侵了的宿主细胞
C.具有免疫效应的细胞是效应淋巴细胞
D.效应淋巴细胞都来自骨髓造血干细胞,都在骨髓中分化、发育成熟
答案 D
解析 淋巴细胞是由骨髓造血干细胞分化、发育而来的,然后部分淋巴细胞转移至胸腺中成熟;当淋巴细胞受到抗原刺激时,能增殖分化成具有免疫效应的淋巴细胞。
3.下图表示甲型H1N1流感病毒在人体细胞中的一些变化以及相关反应。下列有关叙述不正确的是 ( )
A.细胞1和B细胞都属于保留分裂能力的细胞
B.细胞2的作用是使靶细胞裂解,从而暴露出病原体
C.合成a所需原料及合成场所都是由人体细胞提供的
D.注射的疫苗可直接刺激细胞3产生大量物质b
答案 D
解析 由图可知,细胞1是T细胞,当其接受相应的抗原刺激后可以增殖、分化为相应的记忆细胞和效应T细胞,同样B细胞接受相应刺激后也可增殖、分化为相应的记忆细胞和浆细胞。细胞2是效应T细胞,能够与相应的靶细胞密切接触,使其裂解死亡,从而暴露出病原体或抗原。a是甲型H1N1流感病毒增殖后的子代病毒,由于甲型H1N1流感病毒是严格的胞内寄生,因此合成a所需要的原料及合成场所都是由人体提供的。细胞3是浆细胞,对抗原不能进行识别,因此细胞3不能直接接受疫苗的刺激。
知识点二 免疫失调引起的疾病
4.类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等一类疾病是 ( )
A.病原体感染机体而引发的疾病,有传染性
B.机体免疫功能不足或缺乏而引发的疾病,无传染性
C.人体免疫系统对自身的组织和器官造成损伤而引发的疾病
D.已免疫的机体再次接受相同物质的刺激而引发的过敏反应
答案 C
解析 类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮是自身免疫病。
5.有的人吃了某种海鲜会腹痛、腹泻、呕吐,有的人吸入某种花粉便打喷嚏、鼻塞等,这些都是过敏反应症状。下列有关过敏反应的叙述,正确的是 ( )
A.过敏反应没有淋巴细胞参与
B.过敏反应是免疫系统功能的正常反应
C.过敏反应中产生抗体的细胞来源于骨髓中的造血干细胞
D.机体首次接触过敏原即产生适应性免疫应答以保护自身
答案 C
解析 过敏反应是指已产生免疫的机体,在再次接受相同的抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱。
6.“重症肌无力”病人的神经与肌肉接头处的乙酰胆碱受体被当作抗原而受到攻击,使该受体失去功能。下列相关叙述错误的是 ( )
A.与系统性红斑狼疮发病机理最相似
B.最终导致刺激神经不能引起肌肉收缩
C.正确的治疗措施是注射激素抑制抗体产生
D.注射乙酰胆碱可缓解肌肉收缩无力症状
答案 D
解析 重症肌无力与系统性红斑狼疮都属于自身免疫病;由于体内存在的某种抗体与神经—肌肉突触的受体特异性结合,使该受体失去功能,所以刺激神经不能引起肌肉收缩;注射乙酰胆碱不能阻止抗体与该受体的结合。
知识点三 免疫学的应用
7.乙肝疫苗的接种需在一定时期内间隔注射三次,其目的是 ( )
A.使机体积累更多数量的疫苗
B.使机体产生更多种类的淋巴细胞
C.使机体产生更多数量的抗体和淋巴细胞
D.使机体产生更强的非特异性免疫
答案 C
解析 注射乙肝疫苗后,可使机体产生特异性免疫,形成特定的淋巴细胞(记忆细胞)和抗体;如果有同样的抗原再次刺激机体,记忆细胞会迅速增殖分化,产生大量的浆细胞和记忆细胞,浆细胞进而产生抗体消灭抗原,这就是二次免疫反应。接种乙肝疫苗之所以要间隔注射三次,目的就是激发机体二次免疫反应的机制,使机体产生更多数量的抗体和淋巴细胞。
8.某人因过量注射美容制剂而出现头昏、站立不稳等症状。经诊断后,医生为其注射了肉毒杆菌抗毒素进行治疗,目的是 ( )
A.中和体内的肉毒杆菌毒素
B.中和体内的肉毒杆菌凝集素
C.刺激机体产生特异性抗体发挥体液免疫作用
D.刺激机体释放出淋巴因子发挥细胞免疫作用
答案 A
解析 肉毒杆菌是一种致命病菌,在繁殖过程中分泌毒素,人们食入和吸收这种毒素后,神经系统将遭到破坏,出现头昏、呼吸困难和肌肉乏力等症状。因注射美容制剂而出现的症状可通过注射肉毒杆菌抗毒素进行治疗,是因为肉毒杆菌抗毒素(抗体)可与该美容制剂(含有肉毒杆菌毒素,属于抗原)相结合,形成凝集沉淀,属于体液免疫过程,因此C、D两项错误;肉毒杆菌抗毒素中和体内的肉毒杆菌毒素,并非凝集素,故B项错误。
能力提升
9.病原体对不同免疫状态小鼠的感染进程如图所示。下列相关叙述中,正确的是( )
A.吞噬细胞缺陷小鼠的非特异性免疫受损,特异性免疫也无法产生
B.B细胞缺陷小鼠虽无法合成抗体,但仍能对胞内寄生病原体产生免疫反应
C.T细胞缺陷小鼠体内的抗原呈递作用不能完成,体液免疫无法产生
D.正常小鼠免疫产生的淋巴因子,加强了效应T细胞和吞噬细胞对靶细胞的特异性杀伤作用
答案 B
解析 因为侵入机体的少数抗原可以不经过吞噬细胞和T细胞的呈递直接刺激B细胞,使机体产生特异性的体液免疫,所以吞噬细胞和T细胞缺陷小鼠仍保留少部分的特异性免疫,A、C选项错误;抗体是由B细胞接受抗原刺激后分化成的浆细胞产生的,故B细胞缺陷小鼠不能合成抗体,但可以通过细胞免疫对胞内寄生菌产生免疫作用,B选项正确;淋巴因子的作用是增强效应T细胞对靶细胞的杀伤力,对吞噬细胞不起作用,D选项错误。
10.下列有关免疫的叙述,错误的是 ( )
A.抗原第一次进入机体就能引起免疫反应,而过敏原第二次进入机体才可能引起过敏反应
B.抗原侵入宿主细胞时,细胞免疫才开始发挥作用
C.注射甲型H1N1流感疫苗,可以引起人体产生与甲型H1N1流感病毒特异性结合的抗体
D.当人体再次受到同种抗原的刺激时,记忆细胞会快速增殖、分化
答案 B
解析 当抗原侵入宿主细胞时,需要细胞免疫的参与才能彻底消灭抗原,但并不是这个时候细胞免疫才开始发挥作用。
11.用实验动物可以检测疫苗刺激机体产生抗体的能力。具体方法是将健康的实验动物分成对照组和多个实验组,每组若干只动物。对照组接种不含疫苗的接种物,实验组接种含疫苗的接种物,然后再分别给每组动物接种等量的病毒。下列对该实验原理、结果的说法中,错误的是 ( )
A.该实验原理是疫苗进入动物体内后可刺激B细胞,使之分化形成浆细胞并产生抗体,同时产生部分记忆细胞,当再次接种同种抗原后,可以产生更强烈的免疫反应
B.接种病毒后,实验组和对照组的免疫反应一样强烈
C.为确定疫苗的有效浓度,需要对实验组注射不同浓度的疫苗
D.本实验所产生的特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫
答案 B
解析 因为对照组注射的接种物不含疫苗,所以后来接种病毒时,其免疫反应没有实验组强烈。
12.有关人体免疫的叙述,正确的是 ( )
A.机体主要依赖免疫调节维持内环境稳态
B.病原微生物侵袭,可引起机体产生特异性免疫
C.特异性免疫过程中,只有T细胞产生记忆细胞
D.如果神经中枢受损,机体的特异性免疫功能完全丧失
答案 B
解析 机体调节内环境稳态的主要方式是神经调节,A项错误;病原微生物侵袭机体时,机体通过免疫调节来消灭病原体,如果病原体突破前两道防线,第三道防线——特异性免疫就会发挥作用,B项正确;特异性免疫的细胞免疫过程中T细胞可产生记忆细胞,体液免疫过程中B细胞也可产生记忆细胞,C项错误;神经、体液、免疫调节之间相互影响,但如果神经中枢受损,不会引起机体特异性免疫功能完全丧失,D项错误。
13.根据所学知识判断下列几种叙述中正确的是 ( )
①胸腺在免疫中的作用是先分化出造血干细胞,进而分化出T细胞 ②过敏反应是指已免疫的机体,在再次接受相同抗原的刺激时所发生的反应 ③浆细胞产生的抗体能对任何病毒都起免疫作用 ④吞噬细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞、浆细胞均能识别抗原 ⑤一种抗原只能与相应的抗体或效应T细胞发生特异性结合 ⑥自身免疫病和艾滋病都是机体免疫功能不强或缺陷造成的
A.②⑥ B.②⑤ C.③⑤ D.①④
答案 B
解析 造血干细胞产生的细胞在胸腺内分化为T细胞,所以①错;浆细胞产生的抗体具有特异性,只能针对特定的抗原,所以③错;浆细胞并不能识别抗原,吞噬细胞虽然能识别抗原,但没有特异性,所以④错;自身免疫病为免疫功能过强而致,所以⑥错。
14.根据免疫基本原理回答下列问题:
(1)如图表示将抗原注射到兔体内后抗体产生量的变化。请回答:
当注入抗原X,抗体产生量的变化是曲线A。若第8天同时注射抗原Y和X,图中表示对抗原Y的抗体产生量的是曲线________;表示对抗原X的抗体产生量的是曲线____,其特点是____________________________,这是因为初次免疫反应时产生的________细胞的作用。若第8天不注射抗原X,则表示以后对抗原X的抗体产生量变化的是曲线________。
(2)根据病毒入侵机体后引起血液中抗体浓度变化的规律,为提高人体对病毒的免疫能力,应采取的措施是向人体注射 ( )
A.灭活抗原 B.抗体
C.抗生素 D.抗病毒药物
(3)B细胞和T细胞依靠细胞膜表面的____________识别抗原。
(4)机体合成的数百万种抗体对抗原的特异性识别,是由于抗体分子结构中的________________不同。
(5)能将入侵的病毒分解,并使病毒的蛋白质分子出现在细胞膜上的是________________细胞;释放淋巴因子的是____________细胞;能产生并分泌抗体的是____________细胞。
(6)机体免疫系统误将自身的某些细胞成分当作“异己”时,便会导致________疾病,这类疾病常见的如________________________________________________________。
A.乙肝 B.流感
C.艾滋病 D.系统性红斑狼疮
答案 (1)C B 第二次免疫应答反应快而强(或反应快,产生的抗体多) 记忆B D (2)A (3)受体(抗原识别受体) (4)氨基酸序列(Y型结构的两臂末端氨基酸种类和序列差异) (5)吞噬 T 浆 (6)自身免疫 D
解析 兔在第一次接受抗原X刺激后,B细胞增殖分化成大量的浆细胞和记忆细胞,浆细胞产生大量抗体,使抗体数量增加,当抗原X再次入侵机体时,记忆细胞会大量且迅速分化为浆细胞,产生更强的免疫反应,因此,曲线B表示兔对抗原X的抗体产生量。曲线C表示对抗原Y的抗体产生量。若在第8天不注射抗原X,则血液中X的抗体含量一直降低,出现曲线D所示的变化。免疫分为主动免疫和被动免疫,其中人工主动免疫是将疫苗或类毒素接种于人体,使机体产生获得性免疫力的一种防治微生物感染的措施,主要用于预防,这就是通常所说的“打预防针”。疫苗是把致病微生物用各种物理或化学方法进行人工处理,使其丧失或大幅度降低致病性,或从自然界找来和致病微生物相同种类但没有或致病力很弱的微生物制成的疫苗,因而有死疫苗和活疫苗之分。细胞识别是依靠细胞表面的受体,其成分是细胞膜表面的糖蛋白。
个性拓展
15.近年来在世界范围内频繁爆发了禽流感疫情。我国政府高度重视,已经设立了专门的防治基金。科技部宣布我国已成功研制出人用禽流感疫苗。请分析回答下列问题:
(1)在转基因微生物细胞内由抗体基因到合成禽流感抗体要经过________________两个阶段。
(2)当人感染禽流感病毒时,较好的治疗方法是直接注射康复者的血清,因为血清中含有抵抗该病毒的抗体,产生抗体的细胞可以由____________细胞分化而来。
(3)禽流感病毒存在高致病性和低致病性两种类型,某同学想探究低致病性禽流感病毒A是否可以作为高致病性禽流感病毒B的疫苗,请你根据提供的实验材料和用具,写出实验原理,补充第二步及以后的实验步骤,并预期实验结果及结论。
实验目的:探究低致病性禽流感病毒A是否可以作为高致病性禽流感病毒B的疫苗。
实验原理:通过接种低致病性禽流感病毒A,________________________________;当____________________入侵时,机体________________。
实验材料和用具:健康家禽若干只、低致病性禽流感病毒A、高致病性禽流感病毒B、不含病毒的特殊培养液、注射器等。(提示:可用特殊培养液配制一定浓度的禽流感病毒,但浓度和剂量不作要求)
实验步骤:第一步:取健康家禽若干只,均等地分为两组,甲组为实验组,乙组为对照组。
第二步:________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第三步:一段时间后,_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)转录和翻译 (2)B细胞和记忆 (3)实验原理:可刺激家禽体内产生相应的抗体和记忆细胞 高致病性禽流感病毒B 由于有记忆细胞,会更快地产生数量更多的浆细胞以产生大量的抗体用于抵抗病毒的入侵 实验步骤:第二步:给甲组注射用特殊培养液配制的低致病性禽流感病毒A,给乙组注射等量特殊培养液 第三步:再分别给甲、乙两组注射等量的用特殊培养液配制的高致病性禽流感病毒B,观察两组家禽的生活状况
解析 (1)禽流感抗体是蛋白质,由基因控制合成,要经过转录和翻译两个阶段。(2)产生抗体的细胞是浆细胞,可以由B细胞和记忆细胞分化而来。(3)通过接种低致病性禽流感病毒A,可刺激家禽体内产生相应的抗体和记忆细胞;当高致病性禽流感病毒B入侵时,机体由于有记忆细胞,会更快地产生数量更多的浆细胞以产生大量抗体用于抵抗病毒的入侵。(4)实验过程中要遵循单一变量原则,所以第二步:给甲组注射用特殊培养液配制的低致病性禽流感病毒A,给乙组注射等量的特殊培养液。第三步:观察实验结果,即一段时间后,再分别给甲、乙两组注射等量的用特殊培养液配制的高致病性禽流感病毒B,观察两组家禽的生活状况。
第4课时 免疫调节(Ⅱ)
【目标导航】
1.概述免疫系统在维持稳态中的作用。2.描述免疫功能的异常反应。3.举例说明免疫学的应用。
一、免疫系统的功能
免疫系统除了具有防卫功能外,还有监控和清除的功能,其作用是监控并清除体内已经衰老或因其他因素而被破坏的细胞,以及癌变的细胞。免疫系统正是通过以上功能实现它在稳态维持中的作用。
二、免疫功能的失调及免疫学的应用
1.由于免疫系统异常敏感,反应过度,“敌我不分”地将自身物质当作外来异物进行攻击而引起的病症称为自身免疫病。例如类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮。
2.过敏反应是指已产生免疫的机体,在再次接受相同的抗原时所发生的反应。反应的特点是发作迅速、反应强烈、消退较快;一般不会破坏组织细胞,不会引起组织严重损伤;有明显的遗传倾向和个体差异。
3.艾滋病是一种免疫缺陷病,又叫AIDS,是由人类免疫缺陷病毒引起的,该病毒简称HIV。艾滋病人的直接死因是由多种病原体引起的严重感染或恶性肿瘤。HIV侵入人体后破坏T细胞,使免疫调节受到抑制,并逐渐使人体的免疫系统瘫痪。
4.免疫学的应用主要有三个方面:(1)疫苗的发明和应用;(2)用人工标记抗体对组织内的抗原进行检测;(3)器官移植。
知识点一 免疫系统的防卫、监控及清除功能
1.及时清除体内衰老、死亡的细胞和识别清除体内癌细胞分别属于免疫系统的( )
A.免疫防卫功能、免疫稳定功能
B.免疫清除功能、免疫监控功能
C.免疫监控功能、免疫稳定功能
D.免疫稳定功能、免疫防卫功能
答案 B
解析 免疫系统的功能包括:防卫功能、监控功能和清除功能三个方面。免疫防卫功能指免疫系统抵御病原体的功能;免疫清除功能指免疫系统帮助机体清除体内代谢过程中受损伤或衰老的、死亡的组织细胞,维持机体各器官正常的功能;免疫监控功能指识别和清除体内产生的变异细胞(如癌细胞)的功能。
2.人体的免疫功能,可清除自身损伤的细胞,在这一生理过程中,损伤细胞属于( )
A.病原体 B.抗原性物质
C.抗体 D.自身物质
答案 B
解析 在清除自身损伤细胞的免疫过程中,损伤细胞不属于病原体。病原体是指在人类的生活环境中,能引起人体发生疾病的病原微生物,如病菌、病毒、寄生虫等;损伤细胞也不属于抗体。因为抗体是指病原体等进入人体后,刺激淋巴细胞,使淋巴细胞产生的一种抵抗该病原体等的特殊蛋白质;损伤细胞虽然是体内的自身物质,但它已不是正常细胞。人体的免疫系统不仅能抵抗侵入体内的病原体,还能识别自身的异常细胞(衰老、损伤或死亡细胞和肿瘤细胞),把它视为病原体类物质,即抗原性物质,并且将其清除。
知识点二 免疫失调引起的疾病
3.关于过敏反应的叙述正确的是( )
A.反应特点是发作迅速、反应强烈、消退较快
B.过敏反应一般会损伤组织
C.T细胞是过敏反应的主要免疫细胞
D.过敏反应只发生在皮肤及呼吸道
答案 A
解析 过敏反应是指已免疫的机体再次接受相同物质的刺激时所发生的反应,其特点是发作迅速、反应强烈、消退较快;过敏反应一般不会破坏组织细胞,也不会引起组织损伤,有明显的遗传倾向和个体差异;过敏反应主要与B细胞有关。
4.酿脓链球菌可以引发咽炎、扁桃体炎等疾病,但由于该菌表面的物质结构与心脏瓣膜上一种物质的结构十分相似,因此当人体产生抗体消灭该菌时,也会“攻击”心脏瓣膜,从而导致人患风湿性心脏病。根据以上叙述,判断下列哪项结论是正确的( )
A.由酿脓链球菌感染而引起的咽炎、扁桃体炎都是自身免疫病
B.由酿脓链球菌感染而引发的咽炎、扁桃体炎都是遗传病
C.由酿脓链球菌感染而引发的风湿性心脏病是一种自身免疫病
D.治疗由酿脓链球菌感染而引发的风湿性心脏病的方法是提高人体自身的免疫力
答案 C
解析 自身免疫反应产生的抗体对自身的组织和器官造成损伤并出现症状,称为自身免疫病,此题中风湿性心脏病属于此类,故C项正确。咽炎、扁桃体炎的产生是因为人的抵抗力下降,病菌入侵并大量繁殖的结果,不是由遗传物质改变引起的,故A、B项均错误。自身免疫病目前还无理想的治疗方法,提高人体自身免疫力只能降低感染外来病原体的概率,不能改变人体异常免疫应答,故D项错误。
知识点三 免疫学的应用
5.预防接种能预防疾病的原理是( )
A.预防接种能消灭体内的细菌
B.预防接种能增强人的抵抗力
C.预防接种能提高神经系统的兴奋性,加快新陈代谢,增强抗病能力
D.疫苗接种到健康人的体内,使人在不发病的情况下产生抗体,获得免疫力
答案 D
解析 预防接种能预防疾病的原理是疫苗接种到健康人的体内,使人在不发病的情况下产生抗体,获得免疫力。
6.关于免疫学的应用,下列说法正确的是( )
A.目前预防艾滋病最有效的措施是预防接种
B.向人体注射甲肝疫苗可预防甲型肝炎
C.器官移植中,只有当供体与受体HLA完全一致时,才能进行移植
D.接种卡介苗可预防小儿麻痹症
答案 B
解析 目前还没有成功研制出针对艾滋病的疫苗,所以A错;器官移植中,只要供体与受体HLA有50%以上相同,结合药物作用就可以进行移植,所以C错;卡介苗主要是预防肺结核病,脊髓灰质炎糖丸可以预防小儿麻痹症,所以D错。
基础落实
1.免疫系统在稳态中的功能是多方面的,下列说法错误的是( )
A.免疫系统的防卫功能越强大越好
B.多数艾滋病患者是由于免疫功能丧失而死亡的
C.免疫系统可时刻监控癌变的细胞
D.免疫系统可清除体内衰老的细胞
答案 A
解析 机体的防卫功能有一定的限度,如果防卫功能过强会引起过敏反应、自身免疫病等免疫失调症。
2.过敏反应中的抗体与特异性免疫反应中的抗体的区别是( )
A.产生的细胞不同 B.化学成分不同
C.作用的方式不同 D.作用的结果不同
答案 D
解析 过敏反应中的抗体与特异性免疫反应中的抗体都是浆细胞产生的,其化学本质都是球蛋白,二者都能识别抗原,但过敏反应中的抗体附着在某些细胞膜的表面,当机体感染了相同的抗原后,这些细胞释放组织胺产生过敏反应,而在特异性免疫反应中的抗体与抗原结合,使抗原失去致病能力。
3.下列分别属于免疫预防和免疫治疗的是( )
A.注射胸腺素,口服抗体
B.注射卡介苗,输入抗体
C.注射麻疹疫苗,口服球蛋白
D.移植胸腺,输入淋巴因子
答案 B
解析 注射卡介苗、麻疹疫苗属于免疫预防,输入抗体、淋巴因子、胸腺素等物质属于免疫治疗,移植胸腺属于器官移植。
4.下列是人体的某些生理反应:(1)流感病毒侵入人体时,有时可作用于红细胞,使红细胞成为靶细胞,导致体内产生抗体,这种抗体也可对正常红细胞发生作用,引起红细胞裂解,称为溶血性贫血;(2)美国有一免疫功能异常的儿童,不能接触任何病原体,少量病菌亦可导致严重发病;(3)某人一吃海鲜就出现严重的腹泻。它们依次属于( )
①过敏反应 ②自身免疫病 ③免疫缺陷病
A.②③① B.①③② C.①②③ D.③②①
答案 A
解析 自身免疫病是指自身免疫反应对自身的组织和器官造成了损伤并出现了症状,(1)符合该特征。过敏反应是指已经免疫的机体再次接受相同的物质和刺激时所发生的反应,(3)符合该特征。免疫缺陷病是指机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病,分先天性免疫缺陷病和获得性免疫缺陷病,(2)符合该特征。
5.接种卡介苗一段时间后,血液中就会出现结核杆菌抗体,这种抗体的结构单位和产生抗体的细胞及细胞器依次是( )
A.氨基酸、浆细胞、核糖体
B.葡萄糖、效应T细胞、高尔基体
C.氨基酸、效应T细胞、高尔基体
D.核苷酸、浆细胞、核糖体
答案 A
解析 抗体的化学本质为球蛋白,而蛋白质的基本组成单位是氨基酸。浆细胞是能够产生抗体的唯一细胞。核糖体是蛋白质的合成场所。
6.以下关于艾滋病(AIDS)的叙述,错误的是( )
①AIDS患者出现病症的直接原因是其他病原体感染
②HIV攻击人体免疫系统,特别是B细胞 ③HIV侵入人体后存在潜伏期,原因是潜伏期HIV复制能力较弱 ④感染HIV的人称为AIDS患者,应尽快治疗
⑤目前还没有根治AIDS的特效药
A.②③⑤ B.①④⑤?
C.②③④ D.①②③
答案 C
解析 艾滋病病毒在人体内攻击T细胞,使人体的免疫系统遭到破坏,导致其他病原体乘虚而入;在HIV侵入人体后的潜伏期内,由于免疫系统的作用,暂时不会发病,但这时HIV的繁殖速度已非常快;根据资料分析,诊断为艾滋病患者的仅仅是HIV感染者中的一小部分。
能力提升
7.有的人吃了某种海鲜会腹痛、腹泻、呕吐,有的人吸入某种花粉便打喷嚏、鼻塞等,这些都是过敏反应症状。下列有关过敏反应的叙述,正确的是( )
A.过敏反应没有淋巴细胞参与
B.过敏反应是免疫系统功能的正常反应
C.过敏反应中产生抗体的细胞来源于骨髓中造血干细胞
D.机体首次接触过敏原即产生适应性免疫应答以保护自身
答案 C
解析 过敏反应是由于免疫功能高,而对进入机体的抗原的识别范围大,将一些不是大分子的物质或正常机体不识别为抗原的物质识别为抗原,这些抗原称为过敏原。过敏反应中的抗体与体液免疫中的抗体均由浆细胞产生,浆细胞是由造血干细胞在骨髓中发育成B细胞,受抗原刺激后分化而成的。
8.乙酰胆碱是可引起突触后膜兴奋的递质,某病人血清中含有对抗乙酰胆碱受体的抗体,该病人所患疾病及表现为( )
A.自身免疫病,肌无力 B.自身免疫病,痉挛
C.过敏反应,肌无力 D.过敏反应,痉挛
答案 A
解析 本题并没有出现过敏原刺激的题干信息,排除C、D。病人血清中含有抗乙酰胆碱受体的抗体,则该受体无法正常与兴奋递质乙酰胆碱结合,另一神经元接受不到刺激,无法发生由化学信号转化为电信号的变化。
9.风湿性心脏病、系统性红斑狼疮等疾病是( )
A.病原体感染机体而引发的疾病,有传染性
B.机体免疫功能不足或缺乏而引发的疾病,无传染性
C.人体免疫系统对自身的组织和器官造成损伤而引发的疾病
D.已免疫的机体再次接受相同物质的刺激而引发的过敏反应
答案 C
解析 人体免疫系统具有识别“自己”和“非己”成分的能力,一般不会对自身的成分发生免疫反应。但在特殊情况下,人体的免疫系统也会对自身成分起作用,发生自身免疫反应,对自身的组织和器官造成损伤并出现症状。风湿性心脏病就是因心脏瓣膜上的一种物质的表面结构与酿脓链球菌表面抗原十分相似,人感染该病菌后,免疫系统产生的抗体不仅攻击病菌,而且也攻击心脏瓣膜,使心脏瓣膜受到损伤而导致的疾病。系统性红斑狼疮亦属于此类疾病。
10.下图为HIV造成艾滋病的过程,显示了人体内产生免疫力与HIV出现的情况。此外在临床上,初期与潜伏时并无病症出现。在潜伏期时要如何采样与检测,以判断病人是否已被感染艾滋病( )
A.取口腔黏液直接测定HIV的存在
B.取口腔黏液直接测量HIV抗体的存在
C.取血液直接测定HIV的存在
D.取血液直接测量HIV抗体的存在
答案 D
解析 从曲线上可以看出初期与潜伏期虽然没有病症出现,但潜伏期内免疫反应强烈,因此可以通过测定HIV抗体的存在来判断是否已被感染。
11.免疫是机体的一种特殊的保护性生理功能,对维持人体健康极为重要。
(1)免疫功能失调可引起过敏性疾病。荨麻疹的发生过程是在过敏原的刺激下,浆细胞分泌的抗体分布在________;当同一种过敏原再次进入机体时,有关细胞释放出的组织胺引起毛细血管________等变化,进而出现红肿现象。
(2)器官移植时,异体器官常不可避免地会被患者的________细胞识别并攻击。为了避免器官移植时的异体排斥反应,医院建议保留婴儿的脐带血,以便必要时________。
(3)接种过流感疫苗的健康人也可能在短期内不止一次地患流感,其免疫学原理可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)皮肤某些细胞的表面 扩张、血管壁通透性增强 (2)效应T 利用自身的干细胞构建组织器官 (3)相应的抗体和记忆细胞的寿命比较短;流感病毒易突变,使原来的疫苗失去作用
解析 (1)机体在过敏原的刺激下,由浆细胞产生的抗体吸附在消化道、呼吸道黏膜、皮肤及血液中某些细胞的表面。当相同的过敏原再次侵入机体时,就会与吸附在细胞表面的相应抗体结合,使上述细胞释放出组织胺等物质,引起毛细血管扩张、血管壁通透性增强、平滑肌收缩和腺体分泌增多等。(2)人体的免疫系统能识别“自己”、排斥“异己”。因此,异体器官移植后会受到机体的效应T细胞的排斥。脐带血中含有大量的干细胞,可用于器官的构建。(3)可从两个方面考虑:一方面相应的抗体和记忆细胞寿命较短,另一方面流感病毒易发生基因突变,使原来的疫苗失去作用。
实验拓展
12.2009年春季,甲型流感爆发于墨西哥,在全球迅速蔓延,其病原体是甲型H1N1病毒。我国高度重视甲型H1N1流感的防控工作。为了研制抗甲型H1N1流感的灭活H1N1疫苗,研究人员设计实验方案如下:
用实验动物检测疫苗刺激机体产生抗体的能力。
(1)实验原理:
①通过接种疫苗,灭活的甲型H1N1病毒进入实验小鼠体内可刺激B细胞,使之增殖分化产生浆细胞和________,浆细胞分泌相应的________。
②当同种病毒再次入侵时,机体产生免疫的特点是
________________________________________________________________________。
(2)实验过程:
①分组:将健康、生长状况相似的实验小鼠分为两组,每组多只且数量相等。
②处理:对照组的处理:接种不含疫苗的无毒性接种物,一段时间后__________________。实验组的处理:________________,一段时间后再接种甲型H1N1病毒。
(3)实验结果:指标:小鼠的发病率或存活率。
若该疫苗可以刺激产生足够的抗体,则实验组比对照组________要高。
答案 (1)①记忆细胞 抗体 ②反应更快、更强 (2)②再接种甲型H1N1病毒 接种含疫苗的接种物 (3)存活率
解析 (1)疫苗是指灭活的抗原,进入机体后会使之产生特异性免疫,能产生记忆细胞,当抗原再次入侵时,记忆细胞会快速增殖分化成浆细胞产生更多抗体,将抗原消灭。(2)在做对照实验时要注意单一变量原则,对照组和实验组进行不同的处理。为了检测疫苗对机体产生抗体能力的影响,可先分别向实验组和对照组注射含有疫苗和不含疫苗的无毒性接种物,再同时接种病原体进行检测。(3)若疫苗能刺激机体产生抗体,则实验组小鼠比对照组小鼠的存活率要高。
章末整合(二)
①________;②________;③________;④________;⑤________;⑥________;⑦________;⑧________;⑨________。
答案 ①体温 ②血糖 ③双 ④单 ⑤大脑皮层 ⑥脊髓 ⑦甲状腺 ⑧非特异性 ⑨细胞
方法一 巧辨兴奋在反射弧中的传导方向
典例1 如图是一个反射弧模式图,下列分析中,正确的是 ( )
①S是感受器,M是效应器 ②S是效应器,M是感受器 ③Ⅰ是传入神经,Ⅲ是传出神经 ④Ⅰ是传出神经,Ⅲ是传入神经 ⑤兴奋的传导方向是S→Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→M
⑥兴奋的传导方向是M→Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ→S ⑦兴奋的传导方向是S→Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→M或M→Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ→S ⑧一般情况下,M的细胞将消耗蛋白质分解后释放的能量 ⑨兴奋在该反射弧中的传递要两次通过突触
A.②④⑥⑧ B.①③⑤⑨
C.①③⑧⑨ D.②⑤⑦⑨
答案 B
解析 图中Ⅰ上有神经节,判断Ⅰ是传入神经,Ⅲ是传出神经,S是感受器,M是效应器,兴奋的传导方向是S→Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→M,因为兴奋在突触之间单向传递,所以决定了在反射弧中也单向传递。一般情况下,M中的细胞将消耗葡萄糖分解后释放的能量。图中Ⅱ有两个突触,判断兴奋在该反射弧中的传递要两次通过突触。
方法链接
1.根据灰质形状判断:灰质在横切面上呈“H”形,每侧灰质前部扩大,称为前角,后部狭细,称为后角,与前角相连的为传出神经,与后角相连的为传入神经。如图:
2.根据神经节判断:有神经节的为传入神经。如图:
3.根据突触结构判断:有突触小泡的为突触前膜,也可识别轴突末梢,如图:
迁移训练
1.据图判断,下列叙述不正确的是 ( )
A.若在S处给予刺激,则在E处可测得有兴奋存在
B.C中的物质可引起E处兴奋的发生
C.兴奋在A→B的传导速度和在D→E的传导速度不同
D.兴奋在神经元之间通过电流传导
答案 D
解析 兴奋在神经纤维上的传导是双向的,因此在S处给予刺激,E处可测得有兴奋存在;C中的物质是神经递质,释放后可以引起E处兴奋的发生;兴奋在神经纤维上以电流的形式传导,速度快,在神经元之间,以化学信号(递质)的形式传递,速度慢。
方法二 巧解膜电位变化图
典例2 以枪乌贼的粗大神经纤维作为实验材料,测定其受刺激后的电位变化过程。图中箭头表示电流方向,下列说法错误的是 ( )
A.在a点左侧刺激,依次看到的现象的顺序是4、2、4、3、4
B.在b点右侧刺激,依次看到的现象的顺序是4、3、4、2、4
C.在a、b两点中央刺激,依次看到的现象的顺序是4、1、4
D.在a、b两点中央偏左刺激,依次看到的现象的顺序是4、3、4、2、4
答案 D
解析 刺激a、b两点中央偏左侧,a点先兴奋,膜外变为负电位,而b点还处于静息电位,即b点膜外为正电位,因此电流表先向左偏转;当兴奋传至a点左侧,未到b点时,a、b点膜外均为正电位,此时电流表指针处于中间位置;当兴奋传至b点时,a点为静息电位,膜外为正电位,b点处于兴奋状态,膜外为负电位,因此电流表指针向右偏转;当兴奋传至b点右侧,a、b两点都为静息电位,膜外为正电位。在a、b两点中央刺激,a、b两点同时处于兴奋状态即膜外同时为负电位,电流表指针不发生偏转;当a、b两点兴奋后,又同时恢复为静息电位,即膜外同时变为正电位,此时电流表指针处于中间位置。
方法链接
1.离体神经纤维某一部位受到适当刺激时,受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化,产生神经冲动。图示该部位受刺激前后,膜两侧电位差的变化。
2.解读:a电位——静息电位,外正内负,此时K+通道开放;
b点——0电位,动作电位形成过程中,Na+通道开放;
bc段——动作电位,Na+通道继续开放;
cd段——静息电位恢复形成;
de段——静息电位。
3.电位测量
(1)静息电位:灵敏电流计一极与神经纤维膜外侧连接,另一极与膜内侧连接(如图甲),只观察到指针发生一次偏转。
(2)动作电位:灵敏电流计都连接在神经纤维膜外(或内)侧(如图乙),可观察到指针发生两 次方向相反的偏转。
迁移训练
2.神经电位的测量装置如图一所示,其中箭头表示施加适宜刺激,阴影表示兴奋区域。用记录仪记录A、B两电极之间的电位差,结果如图二。若将记录仪的A、B两电极均置于膜外,其它实验条件不变,则测量结果是 ( )
答案 C
解析 图一施加刺激时,电流传到A,A为正电位,B为正电位。若将记录仪两电极均置于膜外,施加刺激,A为负电位,B为正电位,电位差为负,曲线向负轴延伸;然后恢复到A、B两处都是正电位,电位差为0;电流到B时,A为正电位,B为负电位,电位差为正,然后又恢复为原0电位差。答案为C。
方法三 巧辨兴奋传导引起的电流表指针偏转
典例3 如图甲、乙分别为神经纤维和突触的结构示意图,在a、d两点连接一测量电位变化的灵敏电流计,其中b为ad的中点,即ab=bd,在不同部位给予刺激,指针偏转次数相同的是 ( )
A.图甲中的b点与图乙中的b点
B.图甲中的b点与图乙中的c点
C.图甲中的c点与图乙中的b点
D.图甲中的c点与图乙中的c点
答案 C
解析 b为ad的中点,故刺激图甲中的b点时,指针不发生偏转;刺激图甲中的c点时指针偏转2次。由于兴奋在突触间传递速度较神经纤维上慢,故刺激图乙中的b点,指针将发生2次偏转;又由于兴奋在突触间单向传递,只能从a传到d,故刺激图乙中的c点指针偏转1次。
方法链接
如图所示,箭头处为刺激点,分析图1、2、3中指针的偏转次数和方向时,首先分析刺激点处的兴奋先引起电流计的哪个接头兴奋,然后对指针偏转情况做出判断:如果两接头处同时兴奋,则指针不偏转;如果两接头处不同时兴奋,再分析哪个接头先兴奋,电流的方向就由未兴奋的接头到兴奋的接头,指针也由未兴奋的接头偏向兴奋的接头。
迁移训练
3.如图表示突触结构,在a、d两点连接一个电流表。下列分析不正确的是 ( )
A.b是神经元轴突末端的膨大部分
B.刺激b点,其膜外电位的变化是正电位→负电位
C.刺激c点,电流表的指针只会偏转一次
D.若ab=bd,则兴奋由a到b和由b到d的传递速度相同
答案 D
解析 b是神经元轴突末端的膨大部分,故A正确。刺激b点,则b点由静息状态转变为兴奋状态,其膜外电位的变化是正电位→负电位,故B正确。刺激c点,兴奋只能从c点传导到d点,电流表的指针只会偏转一次,故C正确。兴奋在神经纤维上的传导速度快于在神经元间的传递速度,故D错误。
方法四 巧辨神经调节和体液调节的方式
典例4 若图1、图2两图均表示人体生命活动调节过程中细胞之间的相互联系,则以下说法正确的是 ( )
A.信号从细胞c传递到d的速度比从细胞a传递到b的快
B.细胞a分泌的激素作用于细胞b,使其激素分泌增加
C.人体对寒冷刺激作出的反应只与图1有关
D.细胞c受到刺激产生的兴奋以电信号形式传递给细胞d
答案 A
解析 图1代表体液调节,图2代表神经调节,两者比较,神经调节更快,A正确;内分泌细胞分泌的激素作用于靶细胞的效应有促进、抑制两种,如促甲状腺激素促进甲状腺的分泌活动,但甲状腺激素过多会抑制下丘脑和垂体的分泌活动,B错误;人体对寒冷刺激作出的反应有神经调节也有体液调节,C错误;细胞c受到刺激产生的兴奋通过突触传递给细胞d,此过程中有电信号→化学信号→电信号的转换,D错误。
方法链接
1.神经调节:题干中文字或图形中出现神经或反射弧,或能够找出反射弧的部分结构,如效应器、感受器等,可判断该生理过程属于神经调节。
2.体液调节:题干中文字或图形中出现激素或其他调节因子,或物质进入体液进行调节,可判断该生理过程属于体液调节。
3.某个生理过程既有神经参与,又有激素或其他因子参与,则该过程属于神经—体液调节。
迁移训练
4.如图为人体的生命活动调节示意图,下列有关叙述中,不能正确描述其调节过程的是( )
A.水盐平衡调节的过程可通过A→B→C→D→E来实现,属于神经调节
B.血糖平衡调节的过程可以通过C→D→E来实现,属于体液调节
C.当人的手被针扎时,其调节过程可通过A→B→E来实现,属于神经调节
D.若该图表示体温调节过程,则体温调节属于神经—体液调节
答案 A
解析 水盐平衡调节过程中A→B→E过程为神经调节,而B→C→D过程为体液调节,故水盐平衡调节为神经—体液调节;在血糖平衡调节中胰岛B细胞接受刺激分泌胰岛素,降低血糖浓度,即为C→D→E过程,属于体液调节;人手被针扎时,产生缩手反射,应为神经调节;体温调节是一个神经—体液调节过程,有甲状腺的参与,也有下丘脑的参与。
方法五 巧辨细胞免疫和体液免疫
典例5 如图为人体某免疫过程的示意图,下列关于此图的叙述,正确的是 ( )
A.能产生抗体的是细胞③
B.通过过程V产生的“某物质”是淋巴因子
C.细胞①和细胞③分别为吞噬细胞和T细胞,均能特异性识别抗原
D.当同一种抗原再次进入机体时,细胞⑤会迅速增殖、分化
答案 D
解析 图中细胞①为吞噬细胞,细胞②为T细胞;细胞③为B细胞,在抗原刺激下转化为细胞④浆细胞;通过过程V产生的“某物质”是抗体;细胞⑤为记忆细胞,当同一种抗原再次进入机体时,记忆细胞会迅速增殖、分化,形成大量的浆细胞。
方法链接
1.观察有无细胞产生的物质与抗原结合,有则为体液免疫。
2.抗原经过吞噬细胞处理后,是否要经过另一种细胞的呈递,如果需要则为体液免疫。
3.免疫的最后阶段中,如果清除了抗原,则为体液免疫,如果引起靶细胞的裂解死亡,则为细胞免疫。
迁移训练
5.如图表示某免疫的一个环节,下列相关叙述不正确的是 ( )
A.效应T细胞和靶细胞接触与细胞膜表面的糖蛋白有关
B.T细胞在接受抗原的刺激后,通过增殖、分化形成效应T细胞
C.靶细胞裂解与效应T细胞内溶酶体有关
D.靶细胞裂解死亡属于细胞凋亡过程
答案 C
解析 效应T细胞与靶细胞接触时有识别过程,细胞识别与糖蛋白有关;被病原体感染的细胞的清除等也是通过细胞凋亡完成的;靶细胞裂解与靶细胞内溶酶体有关,溶酶体内含有多种水解酶。
方法六 巧用下丘脑记忆内环境的调节过程
典例6 下丘脑在人体生命活动中有重要的作用,如图所示,下列分析不正确的是( )
A.a引起下丘脑分泌①促甲状腺激素释放激素
B.b引起下丘脑分泌②抗利尿激素
C.c引起下丘脑分泌③胰高血糖素
D.d引起下丘脑产生④电位变化
答案 C
解析 下丘脑既是神经中枢,又是内分泌活动的枢纽。当人体过度紧张或寒冷时,相应的神经冲动传到下丘脑,下丘脑神经细胞产生兴奋,出现电位的变化,即图中的④;同时,下丘脑神经分泌细胞合成并分泌促甲状腺激素释放激素等,即图中的①;当细胞外液渗透压升高时,刺激下丘脑渗透压感受器产生兴奋,下丘脑神经分泌细胞产生抗利尿激素,即图中的②;当血糖含量降低时,直接刺激胰岛A细胞合成并分泌胰高血糖素。
方法链接
下丘脑是内分泌系统的总枢纽。下丘脑的部分细胞称为神经分泌细胞,这类细胞既能传导神经冲动,又具有分泌激素的功能。它在机体稳态中的作用如下:
(1)作为神经中枢,具体如下:
①下丘脑内有血糖调节中枢,该中枢通过神经直接作用于胰岛细胞,调节胰岛素和胰高血糖素的合成与分泌。②体温调节中枢主要位于下丘脑,通过体温调节中枢,调节体温的恒定。
③水盐平衡调节的中枢位于下丘脑。
(2)作为感受器:下丘脑中有渗透压感受器,可以感受内环境中渗透压的改变,从而调节水盐平衡。
(3)作为效应器:下丘脑可以分泌抗利尿激素,调节水盐平衡。
迁移训练
6.下列关于下丘脑功能的叙述,不正确的是 ( )
A.甲状腺激素的含量变化对下丘脑和垂体分泌相关激素进行反馈调节
B.下丘脑的神经分泌细胞既能分泌激素,同时也能传导神经冲动
C.下丘脑既是体温调节中枢,也是温度感觉中枢
D.下丘脑中具有渗透压感受器并能够合成抗利尿激素
答案 C
解析 下丘脑是体温调节中枢,但温度感觉中枢在大脑皮层。
第2章 章末复习
应用一 神经兴奋的传导与电流表指针偏转的关系
1.将离体神经纤维置于适宜环境中进行如图所示实验,G表示电流表,下列分析不正确的是( )
A.静息时,神经纤维膜内外的电位是外正内负
B.c处给予一个强刺激,图中电流表指针会发生两次相同方向的偏转
C.c处给予一个强刺激,图中电流表指针会发生两次相反方向的偏转
D.若将离体神经纤维置于纯氮环境中,在图中c处给予刺激后,电流表指针不会发生偏转
解析 静息时,膜内外电位为外正内负,刺激c点后膜电位发生变化并双向传导,在b、a两点中首先到达b点,使b点膜外变为负电位,与a点形成电位差,电流由a到b。之后b点恢复为静息电位,传到a点时,电流则由b到a,所以电流表指针会发生两次相反方向的偏转。当神经纤维受刺激后,膜电位的变化需要消耗能量,在纯氮环境中,细胞无法进行正常的有氧呼吸,缺乏能量,神经纤维不再发生膜电位变化。
答案 B
解法总结 判断兴奋传导的依据:兴奋在神经纤维上以电信号形式双向传导,并且在神经纤维上各处的传导速度相同;兴奋在神经元之间以神经递质的形式单向传递,速度明显慢于在神经纤维上的传导。具体分析如下:
下图中ab=bc=cd=de=ef=fg=gh,按电流表指针偏转次数分类如下:
指针偏
转次数
接线柱
的位置
刺激
位点
原因分析
0
b、d两点
c点
b、d与c点距离相等,则b、d两点同时兴奋,无电位差
b、d两点
g点
兴奋在突触间单向传递,b、d两点不兴奋
1
e、g两点
f点
兴奋在神经纤维上双向传导,g点兴奋,但在突触间单向传递,e点不兴奋
2
b、d两点
a点
兴奋在神经纤维上双向传导,b、d两点先后兴奋
a、d两点
b点
兴奋在神经纤维上双向传导,a、d两点先后兴奋
d、f两点
e点
神经纤维上电信号传导速度快于突触间神经递质的传递速度,d、f两点先后兴奋
应用二 下丘脑在生命活动调节中的作用
2.下丘脑是机体调节内分泌活动的枢纽,与体内的许多生理活动密切相关。下丘脑中一些细胞不仅能传导兴奋,而且能分泌激素。下丘脑与垂体之间既有神经联系又有体液联系。请根据下图提供的信息,分析并回答问题:
(1)科学家发现,切断C处的联系时垂体的分泌功能未受到影响,说明
________________________________________________________________________。
(2)如果头部创伤导致图中细胞3处的细胞体大量破坏,E处的分泌颗粒消失,人患尿崩
症,出现明显的多尿现象,说明E处的分泌颗粒是________。
(3)实验发现,破坏了下丘脑,动物就不再具有维持体温的能力,这说明
________________________________________________________________________。
(4)当人体受到寒冷刺激时,在大脑皮层相关部位的影响下,使细胞①产生兴奋,通过细
胞①和细胞②间的________结构传递给细胞②,使A处________含量增加。
解析 本题综合考查下丘脑的各项生理功能。(1)(2)(3)要求根据题干中的实验处理得出相应结论。
(1)切断C处(神经纤维)时,垂体分泌功能未受到影响,说明下丘脑不是通过神经调节垂体功能的。(2)调节尿量多少的激素是抗利尿激素,其由下丘脑合成分泌,储存于垂体后叶中,当垂体后叶释放抗利尿激素增多时,会引起尿量减少;反之,当抗利尿激素释放量减少时,会引起尿量增多,导致人患尿崩症。(3)当破坏下丘脑后,动物就不再具有维持体温的能力,说明体温调节中枢在下丘脑。(4)当人受寒冷刺激时,下丘脑中的①和②两个神经元之间通过突触发生联系,②兴奋后释放神经递质,引起下丘脑的神经分泌细胞产生促甲状腺激素释放激素,分泌后进入血液,再作用于垂体,最终引起甲状腺分泌甲状腺激素,促进全身各处细胞代谢,增加产热量。
答案 (1)下丘脑不是通过神经系统来调节垂体的分泌功能的
(2)抗利尿激素
(3)体温调节的主要中枢在下丘脑
(4)突触 促甲状腺激素释放激素
解法总结 下丘脑是内分泌系统的枢纽,神经分泌细胞既能分泌多种激素,又能传导轴突末梢,具体作用是:
1.下丘脑在水盐平衡调节中的作用
(1)下丘脑是水盐平衡调节的神经中枢。
(2)下丘脑是细胞外液渗透压的感受器。
(3)下丘脑神经分泌细胞能分泌抗利尿激素。
(4)下丘脑能将渗透压感受器的信息传导至大脑皮层。
2.下丘脑在体温调节中的作用
(1)下丘脑是体温调节的神经中枢。
(2)下丘脑能分泌促甲状腺激素释放激素。
应用三 激素调节类实验的操作方法
3.为探究血糖调节的影响因素,设计了如下实验流程。实验中5只家兔的注射剂量和生理指标均按单位体重计算。下列相关说法中错误的是( )
A.首次注射证明胰岛素具有降低血糖的作用
B.二次注射中,血糖最先回升到正常浓度的是②号
C.二次注射以后,③号与④号血糖浓度都回升,说明肾上腺素与胰高血糖素在调节血糖方面具有协同关系
D.二次注射中,实验操作违反了对照原则
解析 首次注射中,①号是对照组,②~⑤号是实验组,实验组出现低血糖症状,说明胰岛素具有降低血糖浓度的作用。对出现低血糖症状的②~⑤进行二次注射中,⑤号是对照组,其他几组是实验组。因为②号直接注射了葡萄糖,所以血糖浓度最先回到正常浓度。肾上腺素和胰高血糖素具有升高血糖浓度的功能,二者在血糖调节方面具有协同关系。第一次注射时,①号是对照组;第二次注射时,⑤号是对照组,所以本实验严格遵守了对照原则。
答案 D
解法总结 研究激素生理功能时常用的方法有摘除、移植、注射、饲喂等,后两种方法中应注意相关激素的化学本质。具体如下:
(1)注射法及饲喂法
通过注射或饲喂某种激素使受试动物发生异常生理变化,从而验证某些激素的生理功能。
(2)切除法
切除动物的某种内分泌腺,通过观察该动物的异常反应来验证该腺体所分泌激素的功能。
(3)移植法
将某种内分泌腺从一动物移植到无该腺体的另一同种动物体内,观察其生理变化,以验证该腺体所分泌激素的功能。
1.(2010·北京卷,3)以下依据神经细胞功能做出的判断,不正确的是( )
A.膝跳反射弧中传出(运动)神经元的轴突较长
B.膝跳反射弧中传入(感觉)神经元的树突较多
C.突触前膜释放的递质(如乙酰胆碱)始终不被酶分解
D.分泌肽类激素旺盛的神经细胞核糖体较多
答案 C
解析 膝跳反射的神经中枢在脊髓,效应器为股四头肌,传出神经元的轴突比较长,A项正确;膝跳反射弧中传入神经元的树突较多,B项正确;突触前膜释放的神经递质在完成兴奋传递后,将被分解或者被突触后膜吸收,这与其反应灵敏、迅速的功能特点是相适应的,C项错误;肽类激素的合成场所是核糖体,所以分泌肽类激素旺盛的神经细胞内核糖体较多,D项正确。
2.(2010·福建理综,4)研究发现,胰岛素必须与细胞膜上的胰岛素受体结合,才能调节血糖平衡。如果人体组织细胞膜缺乏该受体,则可能导致( )
A.细胞减缓摄取血糖,血糖水平过高
B.细胞减缓摄取血糖,血糖水平过低
C.细胞加速摄取血糖,血糖水平过高
D.细胞加速摄取血糖,血糖水平过低
答案 A
解析 血糖平衡调节中,胰岛素是唯一能降低血糖水平的激素,其生理作用为调节糖类代谢,降低血糖水平,促进血糖合成为糖原,抑制非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平降低。如果人体组织细胞膜缺乏胰岛素受体,胰岛素就不能发挥作用。
3.(2010·浙江理综,1)乙肝疫苗的接种需在一定时期内间隔注射三次,其目的是( )
A.使机体积累更多数量的疫苗
B.使机体产生更多种类的淋巴细胞
C.使机体产生更多数量的抗体和淋巴细胞
D.使机体产生更强的非特异性免疫
答案 C
解析 注射乙肝疫苗后,可使机体产生特异性免疫,形成特定的淋巴细胞(记忆细胞)和抗体;如果有同样的抗原再次刺激机体,记忆细胞会迅速增殖分化,产生大量的浆细胞和记忆细胞,浆细胞进而产生抗体消灭抗原,这就是二次免疫反应。接种乙肝疫苗之所以要间隔注射三次,目的是激发机体二次免疫反应的机制,使机体产生更多数量的抗体和特定淋巴细胞。
4.(2010·课标全国理综卷,29)将同种大鼠分为A、B两组,A组大鼠除去淋巴细胞后,产生抗体的能力丧失;从B组大鼠中获得淋巴细胞并转移到A组大鼠后,发现A组大鼠能够重新获得产生抗体的能力。请回答:
(1)上述实验可以说明________是免疫反应所需的细胞。
(2)为了证明接受了淋巴细胞的A组大鼠重新获得了产生抗体的能力,需要给A组大鼠注射________,然后检测相应的抗体。
(3)动物体内能产生特异性抗体的细胞称为________。在抗体、溶菌酶、淋巴因子和编码抗体的基因这四种物质中不属于免疫活性物质的是________。在吞噬细胞、淋巴细胞和红细胞这三类细胞中不属于免疫细胞的是________。
答案 (1)淋巴细胞 (2)抗原 (3)浆细胞 编码抗体的基因 红细胞
解析 (1)A组实验大鼠除去淋巴细胞后,产生抗体的能力丧失,即体液免疫能力丧失,说明免疫反应离不开淋巴细胞。(2)要证明接受了淋巴细胞的A组大鼠重新获得了产生抗体的能力,可给A组大鼠注射抗原,引起体液免疫反应并产生相应的抗体,进而将抗原消灭掉。(3)动物体内的B细胞或记忆B细胞在受到抗原刺激后,会增殖、分化为浆细胞,浆细胞能产生抗体。动物的免疫系统由免疫细胞、免疫器官和免疫活性物质组成,其中免疫细胞包括吞噬细胞和淋巴细胞,免疫活性物质包括抗体、溶菌酶和淋巴因子等。
5.(2010·江苏卷,31)人体血糖浓度的相对稳定受多种因素影响。现有甲、乙、丙三人,甲正常,乙的胰岛B细胞被自身免疫反应所破坏,丙的胰岛B细胞功能正常、体内含有抗胰岛素受体的抗体。请回答下列问题:
(1)甲在某次运动前后血糖浓度的变化如上图所示。bc段血糖浓度下降的直接原因是______________________,cd段血糖浓度升高主要是由于血液中肾上腺素和
__________________的明显增加引起的。
(2)用斐林试剂对甲、乙、丙三人空腹时尿样进行检测,水浴加热后观察到的颜色分别是____________________。从激素调节机制分析,乙尿样检测结果产生的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)给丙注射胰岛素________(填“能”或“不能”)有效调节其血糖水平,原因是
________________________________________________________________________。
答案 (1)运动初期血糖消耗量多于产生量 胰高血糖素 (2)蓝色、砖红色、砖红色 乙的胰岛B细胞受损,不能正常分泌胰岛素,血糖浓度高 (3)不能 胰岛素不能与其受体结合
解析 分析图像可以得出:运动初期血糖浓度明显下降的直接原因是血糖被大量消耗,且没有得到及时的补充;当血糖浓度逐渐降低接近底线时,在神经-体液调节的作用下,胰高血糖素、肾上腺素等激素的分泌量增加,使血糖浓度上升;甲是正常人,尿液中不含葡萄糖,用斐林试剂检测不发生颜色反应,观察到的颜色是斐林试剂的颜色——蓝色;乙因缺乏胰岛素,是糖尿病患者,尿液中含有较高浓度的葡萄糖,与斐林试剂发生砖红色沉淀的反应;丙体内含有抗胰岛素受体的抗体,尽管胰岛素含量正常,但细胞不能接受胰岛素的调节,血糖利用发生障碍,也呈现糖尿病的临床表现;给丙注射胰岛素,因其体内含有抗胰岛素受体的抗体,胰岛素不能与受体结合,达不到治疗目的。
1.破伤风梭状芽孢杆菌侵入了人体深部的组织细胞并大量繁殖,下列关于该菌的细胞呼吸类型和消灭该菌首先要通过的免疫途径的叙述,正确的是( )
A.无氧呼吸和体液免疫
B.无氧呼吸和细胞免疫
C.有氧呼吸和体液免疫
D.有氧呼吸和细胞免疫
答案 B
解析 依题意,破伤风梭状芽孢杆菌侵入人体深部的组织细胞,说明其细胞呼吸类型为无氧呼吸,又由于破伤风梭状芽孢杆菌属于胞内寄生菌(其侵入组织细胞),因此要通过细胞免疫使其无藏身之所,进而被血液中的抗体特异性结合而被消灭。
2.关于甲型H1N1流感病毒与H5N1禽流感病毒的有关比较,正确的是(多选)( )
A.均使感染者发烧,因此两者抗原相同
B.感染不同的人后所引起的患病程度可能不同
C.感染正常人体后均能引发特异性免疫反应
D.均可能发生基因突变而改变传染性
答案 BCD
解析 A错误,不同的病毒是不同的病原体,含有的抗原不同。B正确,不同的人免疫能力可能不同,感染后的患病情况可能不同。C正确。病毒感染正常人体后能引起体液免疫和细胞免疫。D正确,这两种病毒的遗传物质都是RNA,易发生基因突变,有可能改变传染性。
3.现象Ⅰ:小明的手指不小心碰到一个很烫的物品而将手缩回;现象Ⅱ:小明伸手拿别人的物品被口头拒绝而将手缩回。两个现象中的缩手反应比较见下表,正确的是( )
选项
比较项目
现象Ⅰ
现象Ⅱ
A
反射弧的完整性
不完整
完整
B
是否需要大脑皮层参与
可以不需要
一定需要
C
参与反射的神经元数量
多
少
D
缩手相关肌细胞数量
多
少
答案 B
解析 现象Ⅰ和现象Ⅱ中的缩手反应有很大差别,前者属于非条件反射,后者属于条件反射,两种反射活动的完成均需要有完整的反射弧。前者的神经中枢位于脊髓,可以不需要大脑皮层的参与,参与反射的神经元和与缩手相关的肌细胞数量均少于后者。后者的神经中枢位于大脑皮层。
4.8岁的小明因一次意外,下丘脑受到损伤,这样可能会导致他的( )
①睾丸的生长发育受到影响
②甲状腺激素分泌量发生变化
③体温调节发生变化
④血糖含量发生变化
⑤细胞外液渗透压发生变化
⑥言语活动功能障碍
A.①②④⑤⑥ B.②③⑤⑥?
C.②③④⑤ D.①②③④⑤
答案 D
解析 下丘脑能分泌促…激素释放激素,通过垂体调节性腺、甲状腺等内分泌腺的功能;下丘脑中有体温调节中枢、血糖调节中枢,还能分泌抗利尿激素调节水分平衡;下丘脑中有渗透压感受器,感受细胞外液中渗透压的变化;言语功能的中枢在大脑皮层,因此①②③④⑤正确。
5.下图是青蛙离体的神经-肌肉标本。BC段和CD段的距离相等,如果在肌肉处用电刺激,关于兴奋的传导下列说法正确的是( )
A.兴奋在神经纤维BC段上传导的速度和在CD段突触间的传递速度是一样的
B.D点接受刺激,则在A、B、C三处都可以测到膜内外电位差的变化
C.肌肉在反射弧的组成中,属于效应器的一部分
D.突触的结构决定了兴奋以电信号形式在神经元之间传导时,传导方向是单向的
答案 C
解析 由于突触结构的组成,使兴奋在突触间的传递速度减慢;D点接受刺激,则在A、B、C三点都不能测到电位差的变化,兴奋在神经纤维上以电信号形式传导,在突触间传递时转化为神经递质,是化学信号。
6.下图表示反射弧和神经纤维局部放大的示意图,相关说法不正确的是( )
A.在甲图中,①所示的结构属于反射弧的感受器
B. 甲图的⑥结构中,信号的转换模式为电信号→化学信号→电信号
C.若乙图表示神经纤维受到刺激的瞬间膜内外电荷的分布情况,则a、c为兴奋部位
D.在兴奋部位和相邻的未兴奋部位之间,因电位差的存在而发生电荷移动,形成局部电流
答案 C
解析 若乙图表示神经纤维受到刺激的瞬间膜内外电荷的分布情况,b为兴奋部位,a、c为未兴奋部位,b与a、c之间在膜内外,均存在电位差,而发生电荷移动,形成局部电流;因图③上有神经节,则③为传入神经,①为感受器,⑤为传出神经,②为效应器,而⑥为神经中枢中的突触结构,其所实现的信号转换为“电信号→化学信号(递质)→电信号”。
7.下图为甲状腺激素分泌的调节示意图。下列与该图的有关叙述不正确的是( )
A.寒冷时,会促进X分泌激素a
B.Y可以分泌多种促激素和生长激素
C.缺碘地区的人如不补充碘,血液中的激素b高于正常值
D.若手术切除Z,会引起激素a和b分泌减少
答案 D
解析 X、Y、Z分别是下丘脑、垂体和甲状腺。受到寒冷刺激后,激素a(促甲状腺激素释放激素)、b(促甲状腺激素)的分泌均增加。如果机体缺少碘,则甲状腺激素合成较少,反馈调节使a和b的分泌均增加。Y可以分泌促甲状腺激素、促性腺激素等促激素及生长激素。如果切除了Z,则激素a和b的分泌均增加。
8.下列对下丘脑的调节作用分析错误的是( )
A.由Ⅰ造成,引起下丘脑分泌①促甲状腺激素释放激素,最后使甲状腺激素分泌增多
B.由Ⅱ造成,引起下丘脑分泌②抗利尿激素,最后使细胞外液渗透压降低
C.由Ⅲ造成,下丘脑通过神经的作用,可以促使两种激素③肾上腺素、胰高血糖素分泌增多,最后使血糖升高
D.由Ⅳ引起,通过下丘脑的体温调节作用,可以引起④毛细血管舒张,同时体内产热量增加
答案 D
解析 由Ⅳ引起,通过下丘脑的体温调节作用,可以引起④毛细血管收缩,由皮肤直接散失的热量减少。
9.下图代表人体体液免疫的过程,相关叙述正确的是( )
A.细胞乙可以使靶细胞裂解死亡
B.物质丁包括抗体、淋巴因子等
C.②过程比初次免疫要慢,但免疫效应较强?
D.②过程必须经过④过程的刺激
答案 D
解析 根据题图及体液免疫过程与特点可知,细胞甲、乙、丙依次为B细胞、记忆细胞、浆细胞,物质丁为抗体。而记忆细胞必须在抗原的刺激下才能增殖分化成浆细胞。
10.如图表示人体内某些淋巴细胞的分化和免疫过程,数字表示过程,字母表示细胞或物质。下列说法错误的是( )
A.①和②表示造血干细胞增殖分化的过程,a是T细胞,c是B细胞
B.③⑤⑥属于体液免疫过程,e是记忆细胞,d是浆细胞,X和Y分别是抗原和抗体
C.④过程在初次免疫中就可以发生
D.图解中没有细胞免疫过程
答案 C
解析 题图中表示的是造血干细胞的分化以及体液免疫过程。a、b、c、d、e、X、Y分别是T细胞、血细胞、B细胞、浆细胞、记忆细胞、抗原和抗体。④过程在初次免疫中不能发生,因为初次免疫发生前还不存在e细胞(记忆细胞)。
11.如图是一个反射弧和突触的结构示意图,请根据图示信息回答下列问题:
(1)图甲中的N是________,其神经末梢接受刺激后,接受刺激部位的膜外电位变化是
________________________________________________________________________。
(2)图乙的2表示________,它的形成与________有关,物质3对突触后膜的作用效果是
________。
(3)请在乙图的方框中用箭头画出传导的方向,并简述理由
________________________________________________________________________。
(4)假如丙图中的Y来自甲图中的A,丙图中的X来自大脑皮层,当感受器受到一个刺激后,导致效应器产生反应,则Y释放的物质对突触后膜具有______作用;但如果大脑皮层发出的指令对这个刺激不作出反应,则X释放的物质对突触后膜具有________作用,导致效应器不产生相应反应,这又说明一个反射弧中的低级神经中枢要接受__________的控制。
答案 (1)感受器 正电位―→负电位 (2)突触小泡 高尔基体 兴奋或抑制 (3) 递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜 (4)兴奋 抑制 高级神经中枢
解析 (1)依据脊髄灰质的形状[前大后小、前运动(神经)后感觉(神经)],不难推断出N是传入神经的末梢和相应的附属结构,为感受器;静息时,神经细胞的膜外是正电位,受到刺激后变成负电位;膜内电位变化正好相反。(2)2是突触小泡,它的形成与高尔基体有关,物质3是递质,对后膜的作用效果是兴奋或抑制。(3)由于递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜,传导方向只能是单向的,即只能由前膜传向后膜。(4)感受器受到一个刺激后,导致效应器产生反应,则Y释放的物质对突触后膜有兴奋作用,而大脑皮层对此刺激不作出反应,则X释放抑制性递质,对后膜具有抑制作用。这正好说明一个反射弧中的低级神经中枢要接受高级神经中枢的控制。
12.图1表示哺乳动物某生理活动的调节。据图回答有关问题:
图1
图2
(1)由下丘脑通过胰岛对血糖浓度的调节属于____________。
(2)在________________情况下,肾上腺分泌的激素丙即________含量增加。
(3)在①②③④四种激素中不是由垂体细胞合成的激素是________(填序号)。
(4)激素甲与激素乙在生理作用上的关系在生物学上称为________。
(5)若将某只成年雄鼠的甲状腺进行手术切除,并从第三周起每天注射甲状腺激素,在坐标图(图2)中继续完成甲状腺激素和激素①在血浆中的浓度变化曲线。
答案 (1)神经-体液调节 (2)血钾含量升高或血钠含量降低 醛固酮 (3)④ (4)拮抗作用
(5)见下图(只要曲线基本相似即可)
解析 本题综合考查下丘脑在内环境稳态中所处的地位和作用。(1)下丘脑通过有关的神经作用于胰岛,胰岛分泌相关的激素调节血糖浓度,这种调节属于神经-体液调节。(2)激素丙能吸钠排钾,说明是醛固酮,由其功能可知,当血钾含量升高或血钠含量降低时,该激素含量增多。(3)激素④也就是丁,能减少尿的排出,说明是抗利尿激素,该激素由下丘脑分泌,由垂体释放。(4)激素甲能降低血糖,乙能升高血糖,在血糖平衡的调节中,两者表现为拮抗作用。(5)促甲状腺激素能促进甲状腺激素的分泌,因此甲状腺激素的含量和促甲状腺激素的含量呈负相关的关系。
第2章 动物和人体生命活动的调节
章末检测
一、选择题(本题20小题,每题2.5分,共50分)
1.下列有关神经兴奋的叙述,正确的是( )
A.静息状态时神经元的细胞膜内外没有离子进出
B.组织液中Na+浓度增大,则神经元的静息电位减小
C.突触间隙中的神经递质经主动运输穿过突触后膜而传递兴奋
D.神经纤维接受刺激产生的兴奋以电信号的形式传导
答案 D
解析 本题考查兴奋的产生和传导的知识。A静息状态时,是神经细胞内的钾离子外流,呈现外正内负的电位状态;B组织液中Na+浓度增大时会加大神经元内外的电位差,静息电位会增大;C中神经递质通过与突触后膜上的受体结合引发突触后膜上电位的变化,不是通过主动运输实现的;D中兴奋在神经纤维上传导是以电信号的形式,在神经元之间的传导是借助突触完成的。
2.如下两组实验示意图是生长素发现的实验。据图判断下列说法正确的是( )
①左图是达尔文的向光性实验,右图是1928年荷兰科学家温特琼脂块实验 ②左图实验能够说明向光性的产生与尖端有关,感光部位:尖端 ③右图实验能够说明产生促进生长物质的部位是尖端下部 ④根据左图实验可以推测:尖端可能产生了某种物质,这种物质在单侧光的照射下,对胚芽鞘下面的部分产生某种影响 ⑤两个实验均能证明胚芽鞘尖端产生了某种物质
A.①②④ B.①③⑤?
C.①②⑤ D.①③④
答案 A
3.下列有关神经信号的传导与传递,说法正确的是( )
A.兴奋在神经纤维上的传导是单向的
B.兴奋在神经纤维上的传导是不需要消耗ATP的
C.兴奋在神经元之间传递是单向的
D.兴奋在神经元之间传递是通过局部电流完成的
答案 C
解析 兴奋在神经纤维上以局部电流的形式双向传导,需要消耗ATP释放的能量。兴奋在神经元之间的传递是通过突触前膜释放神经递质刺激突触后膜完成的,是单向传递的。
4.下列有关突触的叙述中,正确的是( )
A.神经元的树突末梢经过多次分支,最后每个小枝末端膨大形成突触小体
B.突触小体可以与其他神经元的细胞体或树突等通过一定方式形成突触
C.在光学显微镜下可以观察到突触的亚显微结构
D.前一个神经元的突触前膜和后一个神经元的突触后膜共同构成突触
答案 B
解析 在光学显微镜下观察,神经元的轴突末梢经过多次分支,最后每一个小枝的末端膨大,呈杯状或球状,叫突触小体。在电子显微镜下可观察到突触的亚显微结构,是由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分构成。突触前膜是突触小体的膜,突触后膜是与突触前膜相对应的胞体膜或树突膜。
5.下列有关人类神经传导的叙述,正确的是( )
A.在反射弧中,兴奋始终以电信号的形式传递
B.相邻神经元的细胞膜直接接触,以便于兴奋的传递
C.突触只允许兴奋由树突末端传到另一神经元的轴突或细胞体
D.轴突末端细胞质中小泡内的神经递质,可使下一个神经元产生兴奋或抑制
答案 D
解析 在反射弧中,兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导,在神经元之间则以化学信号形式传递;相邻神经元之间存在突触间隙,而且突触组成是由上一个神经元的轴突末端与下一个神经元的树突或细胞体构成;下一个神经元的兴奋或抑制是由神经递质的种类决定的。
6.给动物饮相同量的清水,与对照组动物相比,一段时间会出现尿量减少的实验动物是( )
A.输液不久后的动物
B.患糖尿病的动物
C.切除垂体的动物
D.摄入过多食盐的动物
答案 D
解析 摄入过多的食盐,会引起细胞外液的渗透压升高,使下丘脑中渗透压感受器受到刺激,调控垂体后叶释放抗利尿激素,促进肾小管、集合管对水分的重吸收,减少尿量的排出。
7.科研人员分别给三只大白鼠注射了a、b、c三种激素后,观察到的相应现象如下表:
注射的激素
注射后的反应
a
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,并使体内产热量增加
据此判断激素a、b、c的化学名称依次是( )
A.甲状腺激素、胰岛素、生长激素
B.胰高血糖素、生长激素、甲状腺激素
C.胰岛素、生长激素、甲状腺激素
D.生长激素、胰岛素、甲状腺激素
答案 C
解析 胰岛素具有降低血糖的作用,注射后可引起血糖降低,甚至昏迷;生长激素能促进动物的生长,其促进生长的原理是促进蛋白质的合成及软骨生长;甲状腺激素的作用是促进新陈代谢,加速物质的氧化分解,因此注射甲状腺激素后会使呼吸、心率加快,并使体内产热量增加。
8.下面关于下丘脑功能的叙述中,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血糖浓度低时,下丘脑通过有关神经的作用,促进胰岛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轴突末梢传至大脑皮层产生渴觉
A.①②③ B.②③④
C.②④⑤ D.①④⑤
答案 D
解析 逐条分析如下:
①当大量出汗时,血浆渗透压升高,体内水分减少,应通过抗利尿激素作用使肾小管对水分的重吸收增加,此时抗利尿激素的分泌量增加。②下丘脑不能分泌促甲状腺激素。③下丘脑是体温调节的中枢,而人体的感觉中枢在大脑皮层,所以冷觉与热觉是在大脑皮层产生的。④血糖浓度降低时,会通过神经支配胰岛A细胞分泌更多的胰高血糖素来恢复血糖浓度。⑤渴觉中枢是位于大脑皮层的,当人体内环境渗透压升高时,此处会兴奋产生渴觉。
9.下列有关人脑功能的说法错误的是( )
A.语言功能是人脑特有的高级功能
B. 大脑皮层V区受损患者不能写字?
C.脑中高级中枢可对脊髓中相应低级中枢进行调控
D.由短期记忆到长期记忆可能与新突触的建立有关
答案 B
解析 语言功能是人类特有的高级功能。脑中的高级中枢对脊髓中相应的低级中枢有调控作用。记忆的形成与新突触的建立有关。大脑皮层W区受损患者不能写字,V区发生障碍不能看懂文字。
10.2008年1月12日我国科考队员登上了南极“冰盖之巅”。他们生理上出现的适应性变化是( )
①体温下降 ②机体耗氧量降低 ③皮肤血管收缩
④体温调节中枢兴奋性增强 ⑤甲状腺激素分泌量增加
A.①③④ B.①④⑤
C.②③⑤ D.③④⑤
答案 D
解析 人是恒温动物,在寒冷环境中会加强有氧呼吸,分解有机物来增加产热量,同时通过收缩皮肤血管降低散热量。
11.关于特异性免疫和非特异性免疫的叙述中,不正确的是( )
A.发生非特异性免疫的结构主要是皮肤、黏膜、吞噬细胞等,发生特异性免疫的结构是机体的免疫器官和免疫细胞及淋巴循环和血液循环
B.非特异性免疫出现快,作用范围广,特异性免疫出现慢,作用范围小,针对性强
C.非特异性免疫是在特异性免疫的基础上形成的
D.特异性免疫的“作战部队”主要是众多的淋巴细胞
答案 C
解析 非特异性免疫主要由皮肤、黏膜、吞噬细胞组成,作用范围广,但针对性较差;特异性免疫主要是由免疫器官、免疫细胞、免疫活性物质组成,作用范围小,针对性强,它是在非特异性免疫的基础上形成的。
12.下图为人体体液免疫过程的示意图。当机体再次接触相同抗原时,a、b、c、d四种免疫细胞中,能迅速增殖分化的是( )
A.a B.b C.c D.d
答案 D
解析 根据体液免疫过程可知,a表示T细胞,b表示B细胞,c表示浆细胞,d表示记忆细胞,当相同抗原再次侵入时,可刺激记忆细胞迅速增殖分化为浆细胞。
13.饮食较咸,人体细胞外液渗透压升高,在神经和激素的作用下,主要通过对肾脏重吸收作用的调节使细胞外液的渗透压趋向于恢复正常。在这个过程中,血液中抗利尿激素的含量变化曲线是( )
答案 A
解析 细胞外液渗透压升高,垂体释放的抗利尿激素增多,增强肾小管和集合管对水的重吸收,使细胞外液渗透压下降,当降到正常范围时,抗利尿激素分泌减少。这是一种反馈调节。
14.皮肤、肠黏膜组织发生炎症时,产生和释放的组织胺使毛细血管舒张和通透性增强,血浆则渗入组织间隙而形成水肿。组织胺对血管的调节方式为( )
A.激素调节 B.体液调节
C.神经调节 D.免疫调节
答案 B
解析 皮肤、肠黏膜组织产生的组织胺不是激素,但是经过体液传送,可引起毛细血管舒张和通透性增强,这种调节方式应属于体液调节。
15.下列关于人体免疫的叙述不正确的是( )
A.有的抗原可以直接刺激B细胞,产生浆细胞
B.记忆T细胞经相同抗原刺激,可迅速增殖分化,并产生大量的抗体
C.人体的吞噬细胞在特异性免疫和非特异性免疫中都能发挥作用
D.细胞免疫主要通过T细胞和淋巴因子发挥免疫效应
答案 B
解析 在体液免疫过程中,大多数抗原需要经过吞噬细胞处理、T细胞的传递,刺激B细胞增殖分化产生浆细胞,但是有少数抗原可以直接刺激B细胞,产生浆细胞,A项正确。记忆T细胞经相同抗原刺激,可迅速增殖分化为效应T细胞,参与细胞免疫;而记忆B细胞经相同抗原刺激后,才可迅速增殖分化产生浆细胞并分泌抗体,进行体液免疫,B项错误。吞噬细胞在第二道防线和第三道防线中均可发挥作用,C项正确。细胞免疫过程中主要依靠效应T细胞(由T细胞增殖分化而来)杀伤靶细胞,同时可分泌淋巴因子增强其他免疫细胞的免疫能力,D项正确。
16.如图三条曲线分别表示当环境温度从25℃降到3℃时,小白鼠体内甲状腺激素含量、尿量及酶活性的变化情况,对应正确的为( )
A.①②③ B.①③③
C.③①② D.①①②
答案 D
解析 由25℃到3℃时,小白鼠为了维持体温的相对恒定,要增加产热量,所以甲状腺激素含量上升。由于汗腺分泌汗液减少,所以使部分代谢废物和水分通过尿液排出,从而使尿量增加。由于小白鼠是恒温动物,通过调节保持体温相对恒定,所以酶的活性基本不变。
17.α-银环蛇毒能与突触后膜上的乙酰胆碱受体牢固结合;有机磷农药能抑制胆碱酯酶的活性,而胆碱酯酶的作用是清除与突触后膜上受体结合的乙酰胆碱。因此,α-银环蛇毒与有机磷农药中毒的症状分别是( )
A.肌肉松弛、肌肉僵直 B.肌肉僵直、肌肉松弛
C.肌肉松弛、肌肉松弛 D.肌肉僵直、肌肉僵直
答案 A
解析
―→―→―→
―→
―→―→
18.如图表示机体生命活动调节的途径,下列说法错误的是( )
A.该图示可以说明神经系统可控制内分泌系统的活动
B.胰岛B细胞的分泌活动不受⑦过程调节
C.如果感受器、下丘脑、⑦和内分泌腺组成机体内的某一反射活动的反射弧,则效应器为图中的内分泌腺
D.如果图示中的内分泌腺为甲状腺,则⑥的增加可引起③和④的减少
答案 B
解析 B项中激素调节受到神经调节的控制,即胰岛B细胞的分泌活动受到⑦过程的调节。
19.下图1表示某淋巴细胞,膜外颗粒为抗体;图2是该细胞在抗体分泌前几种生物膜面积的示意图。下列对于该细胞以及抗体合成、加工及分泌过程的叙述中,正确的是( )
A.该细胞可以在体外进行培养,以获得更多的单一的抗体
B.该细胞分泌抗体后的三种生物膜面积变化是:内质网减少、高尔基体没有明显改变、细胞膜增加
C.此细胞能发生碱基互补配对的细胞器有③④⑥
D.抗体分泌前后生物膜面积发生变化,说明生物膜具有选择透过性
答案 B
解析 该细胞为能分泌抗体的浆细胞,无增殖能力,所以在体外无法培养及获得抗体。③④⑥分别表示核糖体、内质网和线粒体,内质网上不能进行碱基互补配对。抗体分泌前后生物膜面积发生变化,说明生物膜具有流动性(结构特点),无法说明具有选择透过性(功能特性)。B项中正确表述了三种生物膜面积在抗体分泌前后的变化。
20.取一只小鼠的皮肤,分别移植到切除和不切除胸腺的幼年小鼠身上,切除胸腺小鼠的皮肤移植更易成功。这个实验结果说明对异体皮肤排斥起重要作用的是( )
A.造血干细胞 B.T细胞
C.B细胞 D.吞噬细胞
答案 B
解析 在特异性免疫中发挥作用的主要是淋巴细胞。淋巴细胞是由骨髓中的造血干细胞分化、发育来的。其过程是:一部分造血干细胞随血液进入胸腺,在胸腺内发育成T细胞。另一部分造血干细胞在骨髓中发育成B细胞。一只小鼠的皮肤对另一只鼠来讲属于抗原,当抗原物质分别移植到切除和不切除胸腺的幼年小鼠身上时,切除胸腺鼠的皮肤移植更易成功,是因为T细胞是在幼年动物的胸腺中形成的,切除胸腺,就抑制了T细胞的形成。
二、非选择题(本题共5小题,共50分)
21.(8分)如图是高致敏型禽流感病毒侵入人体后发生免疫反应的图解,图中A~E为有关的物质或结构。请据图回答问题:
(1)过程①是指病毒经过________细胞的处理和传递后,特定抗原刺激T细胞,经过②过程形成[B]________细胞。
(2)T细胞成熟于________,它在人体免疫应答中具有________、传递抗原及________等功能。
(3)图中细胞[A]在T细胞传递的抗原刺激下,形成________________细胞,与体液免疫有关。
(4)[C]与[D]的识别、结合,体现了细胞膜具有________________的功能。
(5)[E]的最终消灭依赖于______________________的作用。
答案 (1)吞噬 效应T (2)胸腺 识别 增殖分化 (3)浆细胞与记忆 (4)信息交流(传递)
(5)吞噬细胞吞噬消化
解析 病毒进入宿主细胞,机体需通过细胞免疫将其清除。病毒入侵后,经过吞噬细胞的处理,将特定抗原传递给T细胞,T细胞一方面分化为效应T细胞,与靶细胞密切接触,使靶细胞裂解,病原体失去寄生基础;另一方面可将抗原传递给B细胞,参与体液免疫。
22.(8分)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,如图表示血糖调节过程中影响胰岛A细胞分泌的因素及其发挥作用的过程,请分析回答:
(1)胰岛A细胞分泌的激素作用于靶细胞,促进________________________从而提高血糖浓度。影响其分泌的刺激X最可能是________________。
(2)在血糖浓度的神经调节过程:刺激X→①→②→③→胰岛A细胞中,②结构是血糖调节中枢,为________。该器官既是神经中枢,又能分泌______________________________。
(3)靶细胞感受激素的“受体”的化学本质是
________________________________________________________________________。
(4)糖尿病患病机理是________________分泌不足,葡萄糖进入细胞代谢受阻,血糖浓度升高。
答案 (1)肝糖原分解、非糖物质转化 血糖含量降低 (2)下丘脑 抗利尿激素和多种促激素释放激素 (3)糖蛋白 (4)胰岛素
解析 (1)胰岛A细胞分泌的激素为胰高血糖素,其作用为提高血糖含量,具体表现为肝糖原分解、非糖物质转化等。血糖含量降低时可促进胰岛A细胞分泌胰高血糖素。(2)分析题中过程图可知,②为控制血糖调节的中枢,即下丘脑,其也能分泌抗利尿激素和多种促激素释放激素。抗利尿激素的主要作用是减少体内水分的流失,即减少尿液量。促激素释放激素主要促进垂体释放对应的促激素。(3)细胞表面的糖蛋白主要起到识别作用。(4)糖尿病人体内的血糖含量过高,主要原因是体内胰岛素的含量较少或没有,不能有效地维持体内血糖的正常含量。
23.(10分)在神经和激素的调控下人体能够适应内外环境的变化。如图是甲状腺激素分泌调控模式图,主要包括①至⑤五个过程,其中TRH及TSH分别表示促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素。请回答下列问题:
(1)寒冷刺激后,图中过程________的活动较其他过程更早增强,过程________产生的激素可作用于肝细胞,使其代谢产热量增加。
(2)当受到寒冷刺激时,正常人体会立刻感觉到冷,请根据反射弧的有关知识写出冷的感觉是如何产生的?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)人体长期缺碘将会导致甲状腺增生(俗称大脖子病),这是图中哪些过程分别发生什么变化的结果?
________________________________________________________________________。
(4)有一种疾病是体内产生了大量TSH受体的抗体,该抗体可以结合TSH受体而充当TSH的作用,从而引起甲状腺机能________,这类疾病在免疫学上称为________疾病。
答案 (1)① ③
冷觉感受器→冷觉感受器→传入神经→大脑皮层(感觉区)→产生冷觉。
(3)过程③减弱,过程④、⑤、①和②增强。
(4)亢进(或过度增强,其他答案不可) 自身免疫性
解析 感觉是由大脑皮层产生的。缺碘导致甲状腺激素的合成减弱,浓度过低,进而促进下丘脑和垂体的分泌活动,导致甲状腺增生。大量的TSH受体的抗体相当于大量的TSH,所以会促进甲状腺产生较多的甲状腺激素。
24.请据图回答:
(1)突触由________________组成,N释放神经递质是否耗能?________(是/否)。
(2)若M为下丘脑神经分泌细胞,动物在寒冷环境中,甲状腺激素分泌会增加,请写出引起甲状腺激素分泌增加的反射弧:____________________________________________。
(3)当神经纤维受到刺激后,膜外局部电流的移动方向是______________________。
(4)甲图中存在________个突触,刺激e点时,电流表偏转________次。
(5)某种药物可以阻断青蛙的屈肌反射活动,但是不知道该药物是抑制神经纤维上兴奋的传导还是抑制突触间兴奋性递质的传递,甲图中各点可作为投药或者刺激的地点。
①第一步:电刺激e点用以检测肌肉是否具有生理机能:若出现肌肉收缩,这种现象是否属于反射?______。
②第二步:药物投放在b处,刺激________点无反应,刺激c点________(有/无)反应,证明药物抑制突触间隙兴奋性递质的传递。
③第三步:药物投放在d处,刺激________点无反应,刺激________点有反应,证明药物抑制神经纤维上兴奋的传导。
答案 (1)突触前膜、突触间隙、突触后膜 是 (2)冷觉感受器―→传入神经―→体温调节中枢―→传出神经―→下丘脑神经分泌细胞 (3)由未兴奋部位流向兴奋部位 (4)3 1 (5)①不属于 ②a 有 ③c e
解析 (1)突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成,突触前膜释放(分泌)神经递质作用于突触后膜,分泌过程需要消耗ATP。(2)人体在受寒冷刺激时甲状腺激素分泌增加,其调节途径是寒冷刺激―→皮肤冷觉感受器兴奋―→传入神经―→下丘脑体温调节中枢兴奋―→传出神经―→神经分泌细胞(下丘脑神经分泌细胞分泌促甲状腺激素释放激素―→垂体分泌促甲状腺激素―→甲状腺分泌甲状腺激素)。(3)神经纤维受到刺激后,细胞膜内外电位差发生变化,在细胞膜外形成由未兴奋部位流向兴奋部位的局部电流。(4)突触不仅指神经元之间连接的结构,还包括神经细胞与效应器细胞(如肌细胞、腺体细胞)之间连接的结构,由图可知,图甲中有3个突触;兴奋在突触部位的传递是单向的,因此在刺激甲图中的e点后,只有d、c点兴奋,即电流计只能偏转一次。(5)由于直接刺激传出神经引起肌肉收缩的过程没有完整反射弧参与,因此不属于反射。若药物抑制突触间隙兴奋性递质的传递,当药物投放在b处时,则刺激a点,肌肉没有反应,刺激c点,肌肉会发生反应;若药物抑制神经纤维上兴奋的传导,当药物投放在d处时,刺激c点,肌肉没有反应,刺激e点,肌肉有反应。
25.(14分)下丘脑是机体调节内分泌活动的枢纽,与体内的许多生理活动密切相关。图1是正常小鼠在寒冷环境中机体的部分调节过程(A、B、C表示调节物质),回答相关问题:
(1)图1中B物质是____________,正常机体血液中C的含量变化对A、B的分泌起调节作用,此调节方式为____________调节。
(2)在寒冷环境中机体还会发生其他调节过程,其中C分泌量增加的同时,____________的分泌量也增加,二者共同促进机体的新陈代谢,表现为____________作用;请写出寒冷条件下皮肤立毛肌收缩,起鸡皮疙瘩的反射弧:__________________________________;下丘脑参与的生命活动调节还有__________________________等。
(3)为探究甲状腺激素对小鼠新陈代谢的影响,同学们设计了如下实验:将生长状况相似的小鼠均分为甲、乙两组;甲组切除甲状腺,乙组不做处理;给予相同且适宜的饲养条件,观察并记录小鼠的活动量或测其耗氧量。该方案不科学,请提出合理的改进方案:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)促甲状腺激素 反馈 (2)肾上腺素 协同 皮肤冷觉感受器下丘脑体温调节中枢立毛肌 血糖平衡的调节以及水盐平衡的调节 (3)甲组切除甲状腺并注射适量的甲状腺激素溶液,乙组切除甲状腺并注射等量的生理盐水,其他不变(或者均分甲、乙、丙三组,甲组切除甲状腺并注射适量的甲状腺激素溶液,乙组切除甲状腺并注射等量的生理盐水,丙组不做处理,其他不变)
解析 受到寒冷刺激后,机体发生的反应中既有体液调节也有神经调节。分泌的激素主要有甲状腺激素和肾上腺素,它们都能促进产热过程,二者是协同关系,相关的调节中枢在下丘脑中。原方案中不能排除一些无关变量的干扰,所以不合理,应该对两组小鼠均切除甲状腺。
第一、二章检测卷
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共22小题,每小题2.5分,共55分)
1.下列关于人体内环境的叙述,正确的是( )
A.组织液渗透压增大,引起细胞吸水
B.无氧呼吸产生乳酸的过程发生在内环境中
C.血浆中的HCO参与维持血浆pH的稳定
D.血浆中蛋白质的含量对血浆渗透压没有影响
答案 C
解析 组织液渗透压大于细胞内液时,细胞失水,故 A项错误;细胞呼吸包括无氧呼吸和有氧呼吸,二者均发生在细胞内,故B项错误;血浆pH的稳定与HCO、HPO等离子有关,故C项正确;血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关,故D项错误。
2.下列关于人体内环境稳态失调的叙述,错误的是( )
A.淋巴管阻塞引起下肢水肿
B.血液中钙盐过多引起肌无力
C.机体再次接触同种过敏原引起过敏反应
D.腹泻引起体液中水和蛋白质大量丢失
答案 D
解析 腹泻会引起体液中水和无机盐的丢失,不会引起蛋白质大量丢失。
3.如图代表肌细胞与外界环境的物质交换关系。X、Y、Z表示三种细胞外液,下列相关叙述错误的是( )
A.若饮食过咸,则Y中渗透压会升高
B.X中的大分子物质可通过Z进入Y
C.肌细胞的代谢产物可能导致X的pH降低
D.X、Y、Z理化性质的稳定依赖于神经调节
答案 D
解析 图中X是组织液,Y是血浆,Z是淋巴。若饮食过咸,则血浆中渗透压会升高,A正确;组织液中的大分子物质可通过淋巴进入血浆,B正确;肌细胞的无氧呼吸产物是乳酸,可导致组织液的pH略有降低,C正确;内环境的稳态依赖于神经—体液—免疫调节网络,故D错误。
4.某种寄生虫寄生在人体淋巴管内,会造成下肢肿胀,这是由于肿胀处( )
A.细胞间隙积聚液体
B.细胞不能接受氨基酸
C.细胞不能对脂肪进行分解
D.细胞外液Na+浓度是细胞内液的12倍
答案 A
解析
淋巴是由组织液透过淋巴管形成的,最后经过淋巴回流进入血浆,如果寄生虫寄生在淋巴管内,则淋巴回流受阻,组织液滞留增加,出现下肢肿胀。
5.如图是一张生物概念填图,有关分析不正确的是( )
A.a、b是体液调节和免疫调节,c、d可以是体温和渗透压
B.内环境的稳态只要有三种调节方式即可,不需要其他器官或系统参与
C.酸碱度的相对稳定主要依靠血液中的缓冲物质,与其他器官或系统也有关
D.内环境维持自身稳定的能力是有限的
答案 B
解析 内环境的理化性质包括酸碱度、体温与渗透压等,内环境稳态的维持是在神经—体液—免疫网络的调节下,通过各器官与系统的协调作用共同完成的。
6.下列有关生理现象的叙述,正确的是( )
A.被阉割动物血液中的促性腺激素含量将降低
B.寒冷刺激皮肤引起皮肤血管收缩是条件反射
C.某人眼球被意外撞击,产生金星四溅的感觉是非条件反射
D.叩击膝盖下的韧带,小腿前踢过程中有化学物质传递信息
答案 D
解析 当动物性腺被割除后,体内由性腺分泌的性激素减少,由于机体的反馈调节,促性腺激素会增多,故A项错误。人生来就有的先天性反射称为非条件反射,B项错误。非条件反射是一种比较低级的神经活动,由大脑皮层以下的神经中枢(如脑干、脊髓)参与完成,而金星四溅的感觉是在大脑皮层产生的,故C项错误。膝跳反射涉及神经元之间兴奋的传递,神经元之间通过神经递质进行信息传递,故D项正确。
7.下列关于膝跳反射的叙述,错误的是( )
A.反射活动由一定的刺激引起
B.反射活动中兴奋在突触间双向传递
C.反射活动的发生需要反射弧结构完整
D.反射活动中需要神经递质参与兴奋的传递
答案 B
解析 反射是指在中枢神经系统的参与下,动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答,A正确;兴奋在突触间的传递是单向的,只能由突触前膜释放神经递质作用于突触后膜,引起下一神经元兴奋或抑制,B错误;反射完成的结构基础是反射弧,C正确;一个反射弧至少需要两个神经元,兴奋在神经元间的传递依靠神经递质的协助完成,D正确。
8.如图所示为有关腺体和激素对蛙发育过程的影响。图中①②③分别代表三种激素。发育过程大致分为两个阶段,前20天蝌蚪的下丘脑、垂体和甲状腺都尚未成熟,后20天逐渐成熟。下列有关叙述中,正确的是( )
A.前20天中①②③的含量都比较低,并在此期间都逐渐增加
B.用含碘丰富的饲料持续喂养蝌蚪,可使蝌蚪早于20天发育成小型成蛙
C.若蝌蚪切除了垂体后不能发育成蛙,说明促甲状腺激素的功能是促进发育
D.切除成蛙的垂体,甲状腺可能出现萎缩,①②③的含量都会减少
答案 A
解析 分析图示可知,①表示下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素,②表示垂体分泌的促甲状腺激素,③表示甲状腺分泌的甲状腺激素。由题干可知,前20天下丘脑、垂体、甲状腺发育不成熟,各自分泌的激素较少,由图示知,6~20天内蝌蚪形态发生改变,即蝌蚪在不断发育,所以①②③的分泌量都逐渐增加,故A正确;甲状腺激素的合成受到下丘脑、垂体的调控,前20天下丘脑、垂体、甲状腺发育不成熟,故碘增加不能使甲状腺激素合成量增加,因此不可能使蝌蚪提前发育成小型成蛙,故B错误;由图示知,②促甲状腺激素的作用是促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素,甲状腺激素的作用是促进发育,故C错误;切除垂体,缺少促甲状腺激素,甲状腺可能出现萎缩,甲状腺激素的分泌量减少,但由于反馈调节,①的含量会增加,故D错误。
9.激素在调节人体生命活动的过程中有重要作用,下列叙述正确的是( )
A.血糖含量升高会引起胰岛A细胞分泌的胰岛素增多
B.血液中甲状腺激素增加会促进垂体分泌促甲状腺激素
C.寒冷刺激会引起下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素减少
D.细胞外液渗透压升高会引起垂体释放的抗利尿激素增多
答案 D
解析 血糖含量升高会刺激胰岛B细胞分泌胰岛素增多,从而降低血糖浓度;甲状腺激素分泌具有反馈调节的特点,甲状腺激素分泌增多会抑制下丘脑和垂体分泌促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素;寒冷刺激会引起下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素增多,故垂体分泌的促甲状腺激素增多,甲状腺分泌的甲状腺激素增多;细胞外液渗透压升高会促进下丘脑合成的抗利尿激素增多,最终由垂体后叶释放,以增强肾小管和集合管对水分的重吸收,使尿量减少。
10.科研人员分别给三只大白鼠注射了A、B、C三种激素后,观察到的相应反应如下表。
注射的激素
注射后的反应
A激素
低血糖,甚至昏迷
B激素
促进蛋白质的合成,并使软骨生长明显
C激素
使呼吸、心率加快,并使体内产热量增加
据此判断激素A、B、C的化学名称依次是( )
A.甲状腺激素、胰岛素、生长激素
B.胰高血糖素、生长激素、甲状腺激素
C.胰岛素、生长激素、甲状腺激素
D.生长激素、胰岛素、甲状腺激素
答案 C
解析 胰岛素可降低血糖;生长激素可促进蛋白质的合成和骨的生长;甲状腺激素可促进新陈代谢,并提高神经系统的兴奋性。
11.8岁的小明因一次意外不幸使得他的下丘脑受到损伤,这可能会导致他( )
①睾丸的生长发育受到影响 ②甲状腺激素的分泌受到影响 ③体温调节受到影响 ④血糖调节受到影响
⑤水盐平衡的调节受到影响 ⑥言语活动功能出现障碍
A.①②③④⑤⑥ B.②③⑤⑥
C.②③④⑤ D.①②③④⑤
答案 D
解析 下丘脑能分泌促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素、促肾上腺皮质激素释放激素,从而通过垂体分泌相应的促激素作用于相应的腺体。另外下丘脑是体温调节中枢、水盐平衡调节中枢,还与血糖的调节有关。
12.如图表示具有生物活性的蛙坐骨神经—腓肠肌标本,神经末梢与肌细胞的接触部分类似于突触,称“神经—肌接头”。下列叙述错误的是( )
A.“神经—肌接头”处可发生电信号与化学信号的转变
B.电刺激①处,肌肉会收缩,灵敏电流计指针也会偏转
C.电刺激②处,神经纤维上的电流计会记录到电位变化
D.神经纤维上兴奋的传导方向与膜内的电流方向相同
答案 C
解析 由题目所给信息可知,“神经-肌接头”处类似突触,在突触上可发生电信号→化学信号→电信号的转换,A正确;图示的神经末梢和腓肠肌构成效应器,在①处给予电刺激,腓肠肌收缩;兴奋在神经纤维上可以双向传导,①处给予刺激,兴奋可以传到电流计两极,灵敏电流计指针可以发生偏转,B正确;兴奋在神经元间只能从上一个神经细胞的轴突末梢传到下一个神经细胞的树突或细胞体,不能反向传递;电刺激②处,兴奋不能反过来传给神经纤维,灵敏电流计不会记录到电位的变化,C错误;兴奋部位膜内为正电位,未兴奋部位膜内为负电位,电流的方向是从正电位到负电位;兴奋的传递方向是从兴奋部位到未兴奋部位,D正确。
13.下列关于人体生命活动调节的叙述,错误的是( )
A.大脑皮层言语区中的S区受损伤,会导致运动性失语症
B.人的短期记忆主要与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关,长期记忆可能与新突触的建立有关
C.感染结核杆菌后,机体主要通过特异性细胞免疫的作用将其消灭
D.在调节人体血糖平衡时,胰岛素与胰高血糖素相互抑制
答案 D
解析 当血糖浓度升高时,胰岛素分泌增多,此时胰岛素可抑制胰高血糖素的分泌;但当血糖浓度降低时,胰高血糖素的分泌增多,此时胰高血糖素可促进胰岛素的分泌。
14.以下免疫过程包含非特异性免疫的是( )
A.吞噬细胞的吞噬作用
B.皮下注射狂犬病疫苗
C.胎儿通过胎盘从母体获得抗体
D.静脉注射抗狂犬病抗体
答案 A
解析 B、C、D选项皆与抗体有关,为特异性免疫;吞噬细胞的吞噬作用是保卫人体的第二道防线,属于非特异性免疫。
15.让人们谈之色变的艾滋病是由一种逆转录病毒,即HIV引起的,HIV存在于患者或携带者的血液、精液中,HIV能够攻击人体的免疫系统,导致患者丧失免疫功能。下列说法错误的是( )
A.艾滋病的传染性极强
B.生活中与患者握手易感染HIV
C.HIV能在逆转录酶的作用下,以RNA为模板形成DNA
D.补牙时,可因使用了病毒携带者使用过的未消毒的器械而感染HIV
答案 B
解析 艾滋病传染性极强,是由一种逆转录病毒引起的,传播途径主要有性传播、血液传播、母婴传播,握手不会传播艾滋病。
16.给SARS患者注射痊愈的SARS患者的血清、给婴幼儿重复多次注射某疫苗、给进行器官移植的病人注射药物以降低其免疫能力,以上三种措施的原理分别是( )
A.痊愈的SARS患者的血清中含有相应抗体、二次免疫可以提高免疫能力、提高移植器官的成活率
B.SARS患者的血清中含有大量吞噬细胞可将病原体吞噬、重复注射可以避免病原体进入机体、提高移植器官的成活率
C.痊愈的SARS患者的血清中含有相应抗体、重复注射可以避免病原体进入机体、避免移入的器官被病原体侵染
D.以上说法都不对
答案 A
解析 痊愈的SARS患者的血清中含有相应的抗体,所以可以用于治疗SARS患者。二次免疫的特点是反应发生得更快、更强(主要是记忆细胞发挥作用),所以要对婴幼儿多次接种某种疫苗,以获得较强的免疫能力。器官移植的难点在于如何克服机体对移植器官的排斥反应,所以需要降低机体的免疫识别和反应能力,以提高移植器官的成活率。
17.把某哺乳动物从24 ℃的实验室移至l ℃的低温室后,测得其体温如图1所示。同时,测定其体内促甲状腺素的浓度。图2中能正确表示促甲状腺素浓度变化的是( )
图2
答案 A
解析 哺乳动物是恒温动物。当移入低温环境中时,散热量大大增加,机体必须通过调节增加产热量才能维持体温恒定。寒冷时,下丘脑释放促甲状腺激素释放激素,促进垂体释放促甲状腺激素,促甲状腺激素进一步会促进甲状腺分泌甲状腺激素,甲状腺激素能促进新陈代谢增加产热量,从而4小时后体温恢复正常。根据反馈调节机制,当甲状腺激素含量达到一定程度时会反过来抑制下丘脑和垂体,从而4小时后促甲状腺激素浓度逐渐降低。
18.如图为动物的生理过程示意图,下列相关分析错误的是( )
A.激素X是促性腺激素,激素Y为雌性激素
B.激素Y到达靶细胞后,其跨膜运输方式是主动运输
C.该生理过程中存在反馈调节
D.长期注射激素Y会导致性腺衰退
答案 B
解析 分析图示可知,激素X是促性腺激素,激素Y为雌性激素;激素Y到达靶细胞后,其跨膜运输方式是自由扩散;长期注射激素Y,使其含量长期过高,会通过负反馈调节,使体内激素X含量减少,从而导致性腺衰退。
19.下图所示实验能够说明( )
A.病毒抗原诱导B细胞分化的作用
B.浆细胞产生抗体的作用
C.病毒刺激淋巴细胞增殖的作用
D.效应T细胞的作用
答案 D
解析 LCM病毒相当于抗原。通过图解可知:给小鼠注射LCM病毒,可使小鼠体内出现相应的浆细胞和效应T细胞;将相应淋巴细胞和被LCM病毒感染的含51Cr标记的同种小鼠细胞混合的目的是测定上清液中51Cr的释放量,而上清液中放射性物质51Cr只能来自于破裂的含51Cr标记的同种小鼠细胞(靶细胞),所以该图所示实验能够说明效应T细胞能使相应的靶细胞裂解。
20.研究者给家兔注射一种可以特异性破坏胰岛B细胞的药物——链脲佐菌素(STZ)进行血糖调节研究。为了准确判断STZ是否成功破坏胰岛B细胞,应( )
①在兔饱足状态下 ②在兔空腹状态下 ③测定血糖含量 ④测定尿液是否含糖 ⑤测定血液胰岛素含量
A.①③④ B.①③⑤
C.②③⑤ D.②③④
答案 B
解析 空腹状态下的兔血糖含量会较低,不宜采用,应采用饱足状态下的兔,相对血糖含量较高,通过直接测定血液中的胰岛素含量可以观察药物的作用,也可以通过一段时间后测定血糖含量是否下降来间接观察药物的作用。
21.
在下列①~④中,A、B之间的关系可以用所给模型表示的是( )
①A为胰高血糖素,B为胰岛素 ②A为甲状腺激素,B为促甲状腺激素 ③A为细胞外液渗透压,B为抗利尿激素分泌量 ④A为皮肤血流量,B为体温
A.只有①③ B.只有②④
C.只有②③④ D.都可以
答案 A
解析 甲状腺激素对促甲状腺激素的分泌具有抑制作用,促甲状腺激素对甲状腺激素的分泌具有促进作用;皮肤血流量增大会使体温降低,体温降低会使血流量减少。
22.某种链球菌的表面抗原与心脏瓣膜上某物质结构相似。被该链球菌感染后,机体通过免疫系统抵御该菌时可能引发某种心脏病。与这种心脏病致病机理最为相似的是( )
A.肝移植引起排斥反应
B.接触某些花粉引起皮肤荨麻疹
C.HIV破坏淋巴细胞引起艾滋病
D.免疫系统“敌我不分”引起系统性红斑狼疮
答案 D
解析 某链球菌表面抗原与心脏瓣膜上某物质结构相似而引起的心脏病符合由于免疫系统异常敏感、反应过度,“敌我不分”地将自身物质当作外来异物进行攻击而引起的自身免疫病的特点。系统性红斑狼疮属于自身免疫病,所以D正确。A是由于细胞免疫而引起,B属于过敏反应,C导致免疫系统的防卫功能被破坏。
二、非选择题(本题包括4小题,共45分)
23.(12分) 如图为人体稳态调节的部分示意图,其中数字①~⑦表示过程,字母a~d表示激素,甲~丙表示器官、结构或细胞。请据图回答下列问题:
(1)当人大量失水后,调节过程为__________________(填数字),d表示____________________,乙表示__________________________。
(2)过程④体现的激素调节方式属于________________调节。
(3)当血糖浓度高出正常范围时,下丘脑通过⑦使甲所分泌的________________增多,它与________________拮抗,共同调节血糖平衡。
(4)连接神经调节和激素调节的枢纽是____________,c作用的靶细胞是__________________________________________。
答案 (1)①②⑥ 抗利尿激素 肾小管、集合管
(2)(负)反馈 (3)胰岛素 胰高血糖素 (4)下丘脑 几乎全身的组织细胞
解析 当人大量失水后,细胞外液渗透压升高,下丘脑中的渗透压感受器受到刺激,产生兴奋,传至大脑皮层产生渴感,激发饮水行为;同时刺激下丘脑的某些神经细胞,使抗利尿激素的合成增加,抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水的重吸收,从而减少尿的排出。过程④表示甲状腺激素抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,体现了激素分泌的负反馈调节。当血糖浓度高出正常范围时,下丘脑通过控制胰腺,使其分泌的胰岛素增多,使血糖浓度降低;胰岛素与胰高血糖素通过拮抗作用,共同调节人体内血糖的平衡。连接神经调节和激素调节的枢纽是下丘脑,甲状腺激素作用的靶细胞是几乎全身的组织细胞。
24.(10分)肺牵张反射是调节呼吸的反射之一,图(a)为肺牵张反射示意图。该反射的感受器位于肺中。深吸气后肺扩张,感受器兴奋,神经冲动经传入神经传入脑干,抑制吸气,引起呼气。
回答下列问题:
(1)图(a)中a、b、c、d是反射弧的组成部分,a是________,b是__________,c是__________,d是__________。
(2)人体要屏住呼吸必须受到图(a)中________的调控。
(3)图(a)中神经元①和②之间形成的突触[放大后的突触如图(b)所示]中,突触小体是神经元①的__________(填“轴突”“树突”或“细胞体”)末端膨大形成的,突触后膜位于神经元②的__________(填“轴突”“树突”或“细胞体”)。
答案 (1)神经中枢 传入神经 传出神经 效应器
(2)大脑皮层 (3)轴突 细胞体
解析 理解反射弧的组成及分级调节机制是解题的关键。由图(a)及题干描述可知,该反射弧的感受器位于肺中,感受器接受刺激产生兴奋后,神经冲动沿传入神经(b)传导到脑干中的神经中枢(a),再沿传出神经(c)传到效应器(d),引起呼吸肌收缩,产生深吸气动作使肺扩张(引起呼气)。人体屏住呼吸是有大脑皮层参与的有意识的活动。图(b)中的突触小体是由上一神经元的轴突末梢膨大形成的,突触后膜是下一神经元的细胞体,形成了轴突—胞体型突触。
25.(10分)回答下列问题:
(1)清晨静脉取血测定正常人和胰岛B细胞分泌功能不足者的空腹血糖浓度,空腹时,血糖的来源是__________________和__________________。
(2)空腹抽血后,一次定量饮入高浓度葡萄糖水。喝糖水后每隔一定时间静脉取血,测定血糖浓度(整个过程中禁食、禁水、不做剧烈运动),发现正常人和胰岛B细胞分泌功能不足者血糖浓度的变化趋势都是先上升,再下降,但下降的速率不同。下降速率不同的原因是______________________________。
(3)胰岛B细胞分泌的激素是在该细胞的____________和 ________________这两种细胞器中进行加工的。
答案 (1)肝糖原分解 非糖物质转化 (2)胰岛素可促进血糖进入细胞和被利用,胰岛B细胞分泌不足者产生的胰岛素少,故血糖下降速率慢 (3)内质网 高尔基体
解析 (1)空腹时血糖的来源有肝糖原的分解和非糖物质的转化两个途径。(2)胰岛素的作用是降低血糖浓度。正常人胰岛素分泌正常,胰岛B细胞分泌功能不足者分泌胰岛素少,故血糖降低的速率较慢。(3)胰岛B细胞分泌的激素是胰岛素,其成分为蛋白质,与胰岛素合成有关的细胞器是核糖体,分泌有关的细胞器是内质网和高尔基体。
26. (13分)哺乳动物肝细胞内糖代谢的部分过程如图所示。
(1)图中X物质为________。在有氧条件下,该物质和水彻底分解成二氧化碳和[H],该过程在____________中进行。
(2)血糖浓度升高时,葡萄糖进入肝细胞后可合成____________,多余的葡萄糖还可转化成______________以储存能量。
(3)胰腺中__________________分泌的胰高血糖素,与肝细胞膜上的受体结合后调节糖代谢过程,这反映了细胞膜具有______________________的功能。
(4)用14C标记的葡萄糖研究肝细胞内糖代谢的过程中,发现血浆中的白蛋白亦出现放射性。在白蛋白合成和分泌过程中,依次出现放射性的细胞器是________________________________。
答案 (1)丙酮酸 线粒体基质 (2)肝糖原 脂肪 (3)胰岛A细胞 细胞间信息传递(或细胞间信息交流)
(4)核糖体、内质网、高尔基体
解析 解答本题的关键是理解有氧呼吸的过程、血糖平衡的调节以及准确识记与分泌蛋白的合成和分泌有关的细胞器。(1)由图示可知,物质X由葡萄糖转化而来,进入线粒体,可判定X为丙酮酸,在有氧条件下,丙酮酸在线粒体基质中彻底氧化分解为CO2和[H],并释放大量能量。(2)血糖浓度升高时,胰岛素分泌增多,促进组织细胞加速摄取、利用葡萄糖,促进肝细胞合成肝糖原,并可促进多余的葡萄糖转化成脂肪以储存能量。(3)胰高血糖素由胰岛A细胞分泌,与肝细胞膜上的受体结合后调节细胞内的糖代谢过程,体现了细胞膜在细胞间信息传递的功能。(4)由图示可知,葡萄糖可转化为丙氨酸,用14C标记葡萄糖,合成蛋白质所需的原料氨基酸中也会出现放射性。分泌蛋白是在核糖体中合成,经过内质网折叠加工、高尔基体的加工和包装,通过囊泡以胞吐的形式分泌到细胞外的。因此,依次出现放射性的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体(题干要求填细胞器,不能答细胞膜和囊泡)。