(共2张PPT)
第三章 本章知识网络
体液调节
激素与内
激素调节
体液调节与神
分泌系统
的过程
经调节的关系
促胰
研究
内
血糖
甲状
激素
体液
体温
水和
液素
激素
的
平衡
腺激
调
的调
的发
的方
统组
的调
现
法
成功
素泌
调
分的级
点
衣奇
与经
絮
盐
调
能(共53张PPT)
第三章
第1节 激素与内分泌系统
课 程 标 准
1.举例说明体液调节除激素外,其他体液成分参与的稳态调节。
2.概括比较神经调节和体液调节的特点,分析各自在维持稳态上的优势。
3.以体温调节和水盐平衡的调节为例,概括神经调节和体液调节的相互协调关系。
基础落实 必备知识全过关
重难探究 能力素养全提升
目录索引
基础落实 必备知识全过关
知识点一 体液调节与神经调节的比较
1.体液调节 以激素调节为主
(1)概念: 等化学物质,通过 传送的方式对生命活动进行调节。
(2)体液因子:参与体液调节的化学物质有激素、 、某些气体分子(NO、CO等)以及一些代谢产物(如 )等,主要是激素。
(3)传递方式:主要由 (血浆、组织液、淋巴液等)进行运输,然后作用于靶器官、靶细胞。
(4)实例:CO2调节呼吸运动,如图所示。
细胞代谢加快,产生较多的CO2→血液中的CO2含量升高 感受器→呼吸中枢→呼吸运动加强→排出较多CO2→维持体内CO2含量的稳定
激素
体液
组胺
CO2
细胞外液
【易错提醒】
体液调节≠激素调节。体液调节的研究对象不仅包括激素,还包括参与机体生命活动调节的其他调节因子,而激素调节的研究对象只有激素。
2.体液调节和神经调节的区别与联系
(1)体液调节与神经调节的比较
体液运输
较缓慢
准确、比较局限
(2)体液调节和神经调节的联系
①许多内分泌腺体本身直接或间接地受 系统的调节,体液调节可以看作是 的一个环节。
②激素也可以影响 的发育和功能,如甲状腺激素能促进神经系统的发育。
中枢神经
神经调节
神经系统
旁栏边角 想一想
(1)进行体液调节的化学物质,是否都是有机物 除了激素还有哪些物质能起调节生命活动的作用
(2)临床上给患者输入O2时,往往采用含有5%左右的CO2的混合气体,其目的是什么
提示 否。除了激素之外,调节生命活动的还有其他物质,其中组胺属于有机物;NO、CO、CO2等为无机物。
提示 CO2是体液因子,可以刺激呼吸中枢,维持呼吸运动。
结论语句 辨一辨
(1)体液调节就是激素调节。( )
(2)呼吸运动只与体液调节有关,与神经调节无关。( )
(3)与神经调节相比,体液调节迅速而准确。( )
(4)某些低等动物只有体液调节,没有神经调节。( )
(5)组胺等化学物质对机体的调节都属于激素调节。( )
(6)与神经调节相比,体液调节具有作用范围广泛、作用时间较长等特点。
( )
×
×
×
√
×
√
知识点二 神经调节与体液调节的协调——体温调节
有机物的氧化放能
传导
酶
下丘脑
大脑皮层
1.体温调节的热量来源、热量平衡、意义和相关结构
2.体温相对恒定的原因:机体产热过程和散热过程保持 。
(1)外界温度低时,机体 , ;外界温度高时,机体产热少,散热也少。
(2)产热多于散热,则 ; ,则体温降低。
动态平衡
产热多
散热也多
体温升高
产热少于散热
与人体温差大,散热快
【名师点拨】
感冒发烧体温上升期:产热量>散热量;体温稳定期:产热量=散热量;体温下降期:产热量<散热量。
3.体温调节的过程
热觉
冷觉
下丘脑
自主神经系统的调节和肾上腺等腺体的分泌
收缩
减少
战栗
增加
增加
散热
肝及其他组织细胞代谢活动增强
产热
(1)体温调节方式为 调节。
(2)寒冷条件下参与产热的激素有 和 ,前者的分泌是由下丘脑的传出神经调节的,后者的分泌是由 分级调节的,两种激素之间表现为协同作用。
神经—体液
肾上腺素
甲状腺激素
下丘脑和垂体
【名师点拨】
寒冷条件下的体温调节方式既有神经调节,也有体液调节,既增加产热量,又减少散热量;炎热条件下的体温调节方式主要是神经调节,增加散热量。
4.人体调节体温的能力是有限的
5.人体体温恒定的意义:保证酶的活性,维持机体内环境稳态,保证新陈代谢等,是生命活动正常进行的必要条件。
旁栏边角 想一想
人在剧烈运动后为什么会出现“面红耳赤”现象
提示 剧烈运动使机体产热增多,同时散热也会增多,此时毛细血管舒张,血流速度加快,所以人会出现“面红耳赤”现象。
结论语句 辨一辨
(1)炎热环境中散热过程大于产热过程,寒冷环境中产热过程大于散热过程。
( )
(2)冬泳时通过反射活动引起皮肤毛细血管收缩。( )
(3)寒冷环境中产热过程增加的原因是散热过程较快。( )
(4)某人发高烧时,体温维持在39.5 ℃,说明其机体产热量大于散热量。( )
(5)体温受神经和体液的双重调节。( )
×
√
√
×
√
知识点三 神经调节与体液调节的协调——水和无机盐平衡的调节
1.人体内水的来源和去路
尿液
汗液
呼吸
粪便
2.人体内的无机盐
(1)存在形式:大多以 形式存在。
(2)Na+的来源和去路
Na+的主要来源是 ,几乎全部由 吸收,主要经肾随尿排出,排出量几乎等于摄入量。
离子
食盐
小肠
3.水盐平衡的调节过程
(1)水盐调节机制、相关结构和参与激素
神经-体液
下丘脑
大脑皮层
渗透压感受器
下丘脑
下丘脑
肾小管和集合管
促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡
(2)水平衡调节示意图
升高
降低
大脑
渗透压感受器
抗利尿激素
皮层
(3)无机盐平衡(以Na+为例)过程及特点
(4)下丘脑在水平衡调节中的作用
①感受刺激:含 。
②分泌功能:合成并分泌 。
③神经中枢:调节水平衡。
④传导兴奋:能够将兴奋传到大脑皮层。
(5)水盐调节的关系:水和无机盐的平衡,是在 的共同作用下,通过调节 实现的。
渗透压感受器
抗利尿激素
神经调节和激素调节
尿量和尿的成分
旁栏边角 想一想
一般情况下,冬天人的尿较多,夏天人的尿较少。为什么会出现这种情况呢
提示 冬天相比于夏天,汗液分泌减少,同时由于环境温度低,机体因代谢生成的水增加,会导致尿液量增加。
结论语句 辨一辨
(1)人体内的水主要来自饮水和食物中的水。( )
(2)抗利尿激素由下丘脑细胞分泌,可以促进肾小管和集合管对水分的重吸收。
( )
(3)人体细胞外液渗透压升高,抗利尿激素分泌量增加,尿量增加。( )
(4)神经系统和内分泌系统都参与了人体内水盐平衡的调节。( )
(5)醛固酮主要促进肾小管和集合管吸收Na+。( )
(6)K+对于维持细胞外液的渗透压起重要作用。( )
√
√
×
√
√
×
重难探究 能力素养全提升
主题一 体液调节与神经调节
【情境探究】
1.请仔细观察下面人体细胞间信息传递的两种方式,并阅读教材回答相关问题。
(1)图中①表示的调节方式为 调节,从产生部位到靶细胞通过 抵达全身各处。体液中运送的物质除了激素外,还包括其他化学物质,如 等,我们把这种调节方式称为 。
(2)图中②表示的调节方式为 调节,其通过的途径为 ,②的传递速度比① ,作用的部位比① ,这由②的信息传递途径决定。
激素
体液运输
组胺、某些气体分子
体液调节
神经
反射弧
迅速
局限
2.肾上腺髓质受交感神经支配,当交感神经兴奋时,肾上腺髓质分泌肾上腺素。胰岛A细胞和胰岛B细胞也受交感神经的支配,控制胰高血糖素和胰岛素的分泌,分泌的激素作用于靶细胞,使靶细胞产生相应的反应。上述资料说明神经调节和体液调节有什么关系
提示 内分泌腺的分泌受到中枢神经系统的调节,内分泌腺是神经调节的一部分。
【视角应用】
1.人体呼吸受多种体液因素调节,如CO2、O2、H+等。动脉血中H+增多时,可作用于外周化学感受器,反射性地引起呼吸加快加深,呼出较多的CO2;血液中H+减少时,可使呼吸受到抑制。下列相关叙述错误的是( )
A.人体呼吸中枢位于脑干,呼吸运动不受大脑皮层控制
B.H+调节呼吸运动变化的过程中既有体液调节也有神经调节
C.动脉血中H+对呼吸运动的调节存在负反馈调节
D.体液调节较神经调节作用范围广,但作用缓慢
A
解析 人体呼吸中枢位于脑干,呼吸运动也要受到大脑皮层相应区域的控制,A项错误;较多的H+通过体液运输,作用于外周化学感受器,使外周化学感受器兴奋,这属于体液调节,外周化学感受器产生的兴奋通过反射弧引起呼吸运动加快加深,这属于神经调节,B项正确;动脉血中H+多时,可引起呼吸加快加深,呼出更多的CO2,导致血液中H+减少,血液中H+减少时,可使呼吸受到抑制,这属于负反馈调节,C项正确;与神经调节相比,体液调节作用范围广,作用缓慢,D项正确。
2.(2022长沙一中高二期末)下列有关高等动物的神经调节和体液调节的叙述,错误的是( )
A.突触前膜释放的神经递质和内分泌腺分泌的激素都需要体液的运输
B.与神经调节相比,激素调节速度较缓慢,作用时间较长
C.某些内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节
D.CO2对生命活动的调节方式只有体液调节
D
解析 神经递质由突触前膜释放,需要通过突触间隙,作用于突触后膜,而突触间隙充满组织液,激素由内分泌腺分泌,通过体液运输,作用于靶细胞,A项正确;与神经调节相比,激素调节速度一般较缓慢,作用范围较广,作用时间较长,B项正确;内分泌腺会直接或间接地受中枢神经系统的调节,如血糖调节中胰岛会直接受下丘脑调节,而甲状腺间接地受下丘脑控制,C项正确; CO2通过体液运输作用于脑干中的呼吸中枢,对生命活动的调节方式不仅仅有体液调节,也有神经调节,D项错误。
主题二 体温调节
【情境探究】
1.人体下丘脑含有体温调节中枢,图示中A表示在不同体温时下丘脑冷敏神经元产生神经冲动的频率,B表示热敏神经元相应的变化,回答下列问题。
(1)体温调节过程的实质是在 调节和体液调节的作用下,人体保持产热和 相对平衡的过程。
(2)图示中A、B实线的交点所对应的温度可理解为正常情况下的体温值(体温调定点),如果体温低于该值,通过调节使皮肤毛细血管 、汗腺分泌减少,以减缓散热速度,同时 (填出一种即可)等激素分泌量增加。
(3)由图可知,致热原导致下丘脑 产生神经冲动的频率减弱、
产生神经冲动的频率增强,使下丘脑体温调节中枢的
升高,最终导致人体出现“发热”现象。
神经
散热
收缩
甲状腺激素、肾上腺素
热敏神经元
冷敏神经元
体温调定点
2.由于室内外温差很大,人体维持稳态的调节能力有限,同学们的身体会受到一定的影响。即使是在夏季,医生也建议,在剧烈运动导致大汗淋漓之后最好不要立即到温度很低的空调间“乘凉”,其主要理由是什么
3.体温升高或降低,对人体只有害而无益吗
提示 低温环境的刺激,使机体产热作用增强、毛细血管收缩、出汗减少,最终导致机体体内热量不能及时散出。
提示 不是。在某些特殊情况下,体温在一定范围内升高或降低对人体是有益的。如低温麻醉,使机体代谢减慢,提高组织对缺氧和阻断血液情况下的耐受能力;感冒时发热,机体的白细胞会增多,抗体生成活跃,能使病人的抵抗力提高,利于消灭病原体,使人体恢复健康。
【方法突破】
1.体温调节的四个易错点
(1)温度感受器感受的刺激是温度的变化,而非绝对温度。
(2)机体在寒冷环境中比在炎热环境中散热更快、更多。寒冷环境中机体代谢旺盛,产热增加,以维持体温的恒定。
(3)体温调节中枢位于“下丘脑”;体温感觉中枢位于“大脑皮层”;温度感受器是感受温度变化速率的“感觉神经末梢”,它不只分布在皮肤,还广泛分布在黏膜及内脏器官中。
(4)“寒战”是指骨骼肌不自主战栗,由下丘脑体温调节中枢控制,而不是躯体运动中枢。
2.体温调节中的“三、二、一”
【视角应用】
1.健康人的体温维持在37 ℃左右。下列有关体温调节的叙述,错误的是
( )
A.人体热量的来源主要是细胞中有机物的氧化放能
B.体温调节中枢位于下丘脑,产生冷觉、热觉的中枢位于大脑皮层
C.人从适宜温度环境进入寒冷环境,产热量增加,散热量减少
D.炎热环境中,人体通过汗腺分泌增加、毛细血管舒张等方式加快散热
C
解析 细胞呼吸产生的能量大部分以热能形式散失,人体热量的来源主要是细胞中有机物的氧化放能,A项正确;体温调节中枢位于下丘脑,产生冷觉、热觉的中枢位于大脑皮层,B项正确;人是恒温动物,从适宜温度环境进入寒冷环境,体温维持不变,产热量=散热量,但都增加,C项错误;炎热环境中,人体为了加快散热,可通过汗腺分泌增加、毛细血管舒张等方式进行散热,D项正确。
考题点睛
2.热射病(重症中暑)是一种因高温引起的人体体温调节功能失调的致命性疾病,患者体内热量过度积蓄,导致核心温度迅速升高,从而引发器官功能障碍。下列关于体温调节及热射病的叙述,正确的是( )
A.热射病患者的细胞代谢紊乱与细胞内酶活性改变有关
B.中暑后,快速饮用大量冰水是降低体温的有效方式
C.环境温度超过40 ℃时,皮肤主要以辐射和传导的方式散热
D.炎热环境中,人体大量出汗后垂体分泌的抗利尿激素增加
A
解析 绝大多数酶是蛋白质,发挥作用需要适宜的温度,而温度过高会影响酶的活性,热射病患者的细胞代谢紊乱与细胞内酶活性改变有关,A项正确;中暑后,快速饮用大量冰水会导致皮肤毛细血管收缩,血流量减少,不利于散热,B项错误;人体体温为37 ℃左右,当环境温度超过皮肤温度时,出汗是主要的散热方式,C项错误;抗利尿激素由下丘脑合成和分泌,并由垂体释放,D项错误。
主题三 水盐调节
【情境探究】
1.如果某人一天要喝超过10 L的水,经检查发现他的垂体功能有问题,请分析此人多饮的原因可能是什么
2.某同学为了减少上厕所的次数而控制饮水,这种做法不利于身体健康。试从内环境稳态的角度分析原因。
提示 垂体功能出现问题,则不能释放由下丘脑细胞分泌的抗利尿激素,使肾小管和集合管重吸收水分减少,尿量增加,只能通过神经调节将信息传到大脑皮层产生渴觉,主动饮水,造成多饮。
提示 减少排尿会导致代谢废物无法正常排出,造成内环境紊乱。
【方法突破】
1.构建血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量关系的数学模型
2.有关水盐调节的三个注意点
(1)水盐平衡的调节过程中同样存在反馈调节机制。其调节方式为神经—体液调节。
(2)Na+的浓度对于细胞外液渗透压的维持具有重要作用,机体对水和无机盐的调节,是基于保持细胞外液Na+浓度,即保持细胞外液渗透压不变。水平衡和盐平衡的调节过程密切相关,通常称为渗透压的调节,主要是通过肾脏完成的。
(3)K+在维持细胞内液的渗透压上起决定性作用,而且还具有维持心肌舒张、保持心脏正常兴奋等重要作用。
3.水和无机盐平衡调节的重要结论
(1)渗透压感受器和水平衡的调节中枢位于下丘脑,渴觉中枢位于大脑皮层。
(2)在水盐平衡调节中,下丘脑内既有感受器,又有效应器(分泌激素)。
(3)抗利尿激素的产生、分泌部位是下丘脑的神经分泌细胞,而释放部位是垂体后叶,其靶细胞为肾小管和集合管细胞。
(4)当细胞外液量减少以及血钠含量降低时,醛固酮(吸钠排钾)的分泌量会增加,反之则减少。
(5)醛固酮由肾上腺皮质分泌,存在激素的分级调节;肾上腺素由肾上腺髓质分泌,不存在激素的分级调节。
【视角应用】
视角1 水平衡调节
1.[2021河北卷]高盐饮食后一段时间内,虽然通过调节饮水和泌尿可以使细胞外液渗透压回归Na+摄入前的水平,但机体依旧处于正钠平衡(总Na+摄入多于排泄)状态。下列叙述不正确的是( )
A.细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl-
B.细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关
C.细胞内液不参与细胞外液渗透压的调节
D.细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡时,细胞外液总量和体液总量均增多
C
解析 在组成细胞外液的各种无机盐离子中,含量上占有明显优势的是Na+和Cl-,细胞外液渗透压的90%来源于Na+和Cl-,A项正确;细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关,B项正确;细胞内液渗透压的改变会影响细胞外液的渗透压,C项错误;细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡时,细胞外液总量和体液总量均增多,D项正确。
2.当人体摄入过量的水时,细胞外液渗透压会降低,同时血钠等无机盐的相对含量也会降低,严重时会引起水中毒。下列有关人体水盐平衡调节的叙述,错误的是( )
A.人体摄入过量的水时,下丘脑分泌释放的抗利尿激素减少
B.水中毒可能会影响人体神经系统的功能
C.水中毒时,人体醛固酮的分泌增多,从而促进肾小管和集合管对Na+的重吸收
D.水中毒时,机体细胞体积增大,可能会影响机体细胞的正常功能
A
解析 人体摄入过量的水时,细胞外液渗透压会降低,下丘脑合成并分泌、由垂体释放的抗利尿激素减少,尿量增加,A项错误;神经系统中兴奋的传导与Na+和K+等有关,水中毒时血钠等无机盐的相对含量也会降低,因此水中毒可能会影响人体神经系统的功能,B项正确;醛固酮是肾上腺分泌的一种盐皮质激素,主要作用在肾脏,增加Na+的重吸收,水中毒时,血钠等无机盐的相对含量会降低,人体醛固酮的分泌增多,从而促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持体内血钠的稳定,C项正确;水中毒时,细胞外液渗透压会降低,细胞吸水,机体细胞体积增大,可能会影响机体细胞的正常功能,D项正确。
视角2 盐平衡调节
3.正钠平衡指Na+的吸收大于排出,负钠平衡指Na+的吸收小于排出。正常情况下,人体通过神经调节和激素调节,正钠平衡和负钠平衡最终可达钠平衡。醛固酮是由肾上腺皮质分泌的一种激素,能促进肾小管对Na+的重吸收。下列说法错误的是( )
A.人体内组织液渗透压主要由Na+和Cl-形成
B.正钠平衡时,垂体分泌的抗利尿激素减少
C.负钠平衡时,肾上腺皮质分泌的醛固酮增加
D.醛固酮和抗利尿激素均能促进肾小管重吸收水
B
解析 人体内组织液渗透压主要来自Na+、Cl-,A项正确;正钠平衡时,体内Na+增加,组织液渗透压增大,由下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加, B项错误;负钠平衡时,醛固酮分泌增加,用以促进肾小管对Na+的重吸收,C项正确;醛固酮通过促进肾小管对Na+的重吸收进而促进对水的重吸收,抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水的重吸收,D项正确。(共50张PPT)
第三章
第2节 激素调节的过程
课 程 标 准
1.以人体血糖的平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制。
2.以人体甲状腺激素的分泌调节为例,说明激素分级调节机制及其意义。
3.概括出激素调节的特点,分析激素调节的一般过程。
4.运用激素调节原理分析糖尿病等与健康相关的实际问题。
基础落实 必备知识全过关
重难探究 能力素养全提升
目录索引
基础落实 必备知识全过关
知识点一 激素调节的实例——血糖平衡的调节
1.血糖的来源和去向(正常情况下)
肝糖原
3.9~6.1
甘油三酯、某些氨基酸
血浆中的葡萄糖
【名师点拨】
血糖平衡的本质是调节血糖的来源和去向,使其处于平衡状态。
2.血糖平衡的调节过程
(1)参与血糖调节的两类重要激素
激素名称 胰岛素 胰高血糖素
分泌细胞 __________________ __________________
作用途径 促进血糖进入组织细胞进行 ,进入肝、肌肉并合成 ,进入脂肪细胞和肝细胞转变为 等;抑制 分解和 转变成葡萄糖 促进__________分解成葡萄糖进入血液,促进__________转变成糖
作用效果 既增加血糖的_____,又减少血糖的_____,使血糖浓度______到正常水平 使血糖浓度_____到正常水平
胰岛B细胞
胰岛A细胞
氧化分解
糖原
甘油三酯
肝糖原
非糖物质
肝糖原
非糖物质
去向
来源
恢复
回升
不能促进肌糖原分解
(2)血糖平衡的神经调节
①血糖调节中枢:下丘脑
②过程
a.当血糖浓度升高时,相关的 能促进胰岛素分泌和抑制胰高血糖素分泌,从而降低血糖浓度。
b.当血糖浓度降低时,相关的 能促进胰高血糖素分泌,从而升高血糖浓度。
c.神经系统还通过控制 和 的分泌活动来调节血糖含量。
副交感神经
交感神经
甲状腺
肾上腺
(3)血糖平衡调节的模型建构
(4)影响胰岛素分泌的因素
①血糖浓度—— 浓度。
②神经调节——下丘脑 。
③激素: 。
(5)影响胰高血糖素分泌的因素
①血糖浓度—— 浓度。
②神经调节——下丘脑传出神经。
③激素: 。
高
传出神经
胰高血糖素
低
胰岛素
(6)与血糖平衡调节有关的4种器官
① :血糖平衡调节的神经中枢。
②胰岛
a.胰岛B细胞分泌 ,降低血糖浓度。
b.胰岛A细胞分泌胰高血糖素, 。
③肝脏:进行肝糖原与葡萄糖的 ,进行葡萄糖和非糖物质的转化等。
④骨骼肌:将葡萄糖转化为肌糖原,暂时储存。
下丘脑
胰岛素
升高血糖浓度
相互转化
3.反馈调节
(1)概念:在一个系统中,系统本身工作的 ,反过来又作为
调节该系统的工作。
(2)举例: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
的分泌,胰高血糖素也是如此。
(3)意义:反馈调节是 中非常普遍的调节机制,它对于
具有重要意义。
效果
信息
胰岛素
生命系统
机体维持稳态
4. 糖尿病
【易错提醒】
尿液中葡萄糖含量高不一定患糖尿病,如一次性吃糖过多或肾小管重吸收障碍时均可导致尿中含糖。
旁栏边角想一想
人体内调节血糖浓度的激素中能够提高血糖浓度的有_________________
______________________________等,这些激素通过__________________
或___________________________,直接或间接提高血糖浓度;人体内能够降低血糖浓度的激素只有_____________。
胰高血糖素、糖皮
质激素、肾上腺素和甲状腺激素
调节有机物的代谢
影响胰岛素的分泌和作用
胰岛素
结论语句辨一辨
(1)血糖的主要来源是食物中的糖类经消化、吸收进入血液。( )
(2)血糖平衡的调节方式中既有神经调节又有激素调节,但是以神经调节为主。( )
(3)胰岛素是唯一能够降血糖的激素,但胰高血糖素、肾上腺素和甲状腺激素均有升血糖的作用。( )
(4)血糖平衡的调节过程中存在负反馈调节机制,它是生命系统中非常普遍的调节机制。( )
(5)下丘脑可通过副交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素。( )
(6)空腹时血糖的重要来源是肌糖原分解成葡萄糖进入血液。( )
√
×
√
√
×
×
知识点二 甲状腺激素的分级调节以及激素调节的特点
1.甲状腺激素分泌的分级调节
(1)甲状腺激素
①寒冷环境中的作用:
。
②靶细胞: 。
提高细胞代谢的速率,使机体产生更多的热量
几乎体内所有的细胞
(2)调节过程
①图中物质:
a. ;
b. 。
②图中结构:甲. ;乙. ;丙. 。
③图中作用:Ⅰ. ;Ⅱ. 。
④调节类型:由 Ⅰ、Ⅱ 可知,甲状腺激素分泌的调节既有
,又有 。
促甲状腺激素释放激素
促甲状腺激素
下丘脑
垂体
甲状腺
抑制
促进
分级调节
反馈调节
(3)分级调节
①概念: 之间存在的 调控,称为分级调节。
②分级调节轴
a.下丘脑—垂体—甲状腺轴;
b.下丘脑—垂体—性腺轴;
c.下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴等。
③意义:分级调节可以 激素的调节效应,形成 调节,有利于 调控,从而维持机体的稳态。
下丘脑、垂体和靶腺体
分层
放大
多级反馈
精细
2.激素调节的特点
(1)通过 进行运输。内分泌腺或内分泌细胞产生的激素弥散到体液中,随血液流到全身,传递各种信息。可通过抽取血样检测激素的水平。
(2)作用于 。这是通过与 相互识别,并发生 结合,如果没有特异性受体则不会结合。
体液
靶器官、靶细胞
靶细胞上的特异性受体
特异性
(3)作为 传递信息。激素的作用方式,犹如信使将信息从内分泌细胞传递给靶细胞,靶细胞发生一系列的代谢变化。激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了,因此体内需要源源不断产生激素,以维持激素含量的动态平衡。
(4)微量和 。正常的生理状态下,血液中的激素浓度很低,一般为10-12~10-9mol/L,虽然含量甚微,但其作用效果极其显著。
总之,激素种类多、量极微,既不组成 ,又不提供 ,也不起 作用,而是随体液到达 ,使其原有的 发生变化。
信使
高效
细胞结构
能量
催化
靶细胞
生理活动
【易错提醒】
(1)激素会随体液运输至全身各处,但只对靶器官和靶细胞起作用,因为只有靶器官和靶细胞上才有该激素的特异性受体,即同一个体所有体细胞都会有编码某激素特异性受体的基因,但该基因只在特定细胞中选择性表达。
(2)激素是一类信息分子,可以与特定分子结合后起到传递信息的作用,进而调节细胞代谢。
3.激素间的相互作用
(1) 作用:不同激素对同一生理效应发挥相同作用,如生长激素与甲状腺激素在促进生长发育方面、肾上腺素与胰高血糖素在升高血糖浓度方面、肾上腺素与甲状腺激素在促进新陈代谢方面都具有协同作用。
(2)相抗衡:不同激素对同一生理效应发挥相反作用,如胰岛素和胰高血糖素在调节血糖方面 。
协同
相抗衡
旁栏边角想一想
(1)临床上通过抽取血样检测激素水平确定内分泌系统疾病的依据是什么
(2)为什么动物体内需要源源不断产生激素
(3)根据反馈调节的原理解释为什么运动员服用睾酮衍生物会导致性器官萎缩,甚至失去生殖能力
提示 人体内激素含量保持相对稳定,激素含量过高或过低会导致相应疾病发生。人体内分泌细胞产生的激素弥散到体液中,随血液运输。
提示 激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了。
提示 性激素过多,会通过负反馈调节抑制垂体分泌促性腺激素,促性腺激素可以促进性器官的发育,所以缺乏促性腺激素后性器官会萎缩,甚至会失去生殖能力。
结论语句辨一辨
(1)血液中甲状腺激素水平降低会使促甲状腺激素释放激素的分泌减少。
( )
(2)所有激素的分泌都是通过下丘脑到垂体再到相应腺体来分级调节的。
( )
(3)激素只有运输到相应的靶器官或靶细胞才能发挥作用。( )
(4)在甲状腺激素分泌的反馈调节中,下丘脑和垂体细胞是甲状腺激素的靶细胞。( )
(5)垂体分泌的促甲状腺激素通过体液定向运送到甲状腺。( )
(6)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。( )
×
×
√
√
×
√
重难探究 能力素养全提升
主题一 血糖平衡的调节
【情境探究】
1.模拟吃饭后血糖调节模型,如图所示,用餐后1 h内,血糖含量有什么变化 为什么会有这样的变化 之后又是如何恢复正常的呢
提示 餐后1 h内,血糖含量升高,超出了正常范围。与食物的消化、吸收有关。正常人在饮食以后,随着血糖升高,胰岛素分泌也增多,由于胰岛素能促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等,同时,抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖,使血糖浓度恢复到正常水平。
2.模拟运动时血糖含量变化,如图所示,运动刚开始,血糖含量有什么变化 之后又如何调节血糖浓度呢
提示 运动刚开始,血糖含量下降。血糖降低后,胰高血糖素分泌增多,促进肝糖原分解,促进非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖浓度回升到正常水平。
3.图示体现了导致糖尿病的3种情况,据图回答下列问题。
抗体1可与胰岛B细胞表面的葡萄糖受体结合,使胰岛B细胞对________的敏感度降低;抗体2可与组织细胞表面的____________结合,导致胰岛素不能正常发挥作用;抗体3攻击胰岛B细胞,使其功能受损,导致胰岛素分泌减少。三种情况中,由抗体________引发的糖尿病可以通过注射胰岛素加以治疗。
葡萄糖
胰岛素受体
1、3
【方法突破】
血糖调节的方式是激素调节和神经—体液调节
(1)激素调节:血糖浓度的变化可直接促进胰岛素或胰高血糖素的分泌,同时,又会反馈抑制胰岛素和胰高血糖素的分泌。
(2)神经—体液调节:下丘脑是血糖平衡调节中枢,通过相关神经,支配胰岛A细胞、胰岛B细胞和肾上腺等效应器,分别控制胰高血糖素、胰岛素和肾上腺素的分泌。
【视角应用】
视角1 血糖调节过程
1.[2021河北卷]血糖浓度升高时,机体启动三条调节途径:①血糖直接作用于胰岛B细胞;②血糖作用于下丘脑,通过兴奋迷走神经(参与内脏活动的调节)支配胰岛B细胞;③兴奋的迷走神经促进相关胃肠激素释放,这些激素作用于胰岛B细胞。下列叙述错误的是( )
A.①和②均增强了胰岛B细胞的分泌活动
B.②和③均体现了神经细胞与内分泌细胞间的信息交流
C.①和③调节胰岛素水平的方式均为体液调节
D.血糖平衡的调节存在负反馈调节机制
C
解析 血糖浓度升高,通过①和②途径作用于胰岛B细胞,促进胰岛素释放,A项正确;②和③均体现了神经细胞与内分泌细胞间的信息交流,B项正确;③调节胰岛素水平的方式为神经—体液调节,C项错误;人体血糖浓度上升引起胰岛素分泌增加,导致血糖浓度降低,反馈信息和输入信息相反,属于负反馈调节,D项正确。
2.下图表示某人从早餐开始后到12时血糖浓度变化情况。下列叙述错误的是( )
A.早餐后,血糖浓度升高,胰岛素分泌增加,胰高血糖素分泌受到抑制
B.胰岛B细胞分泌胰岛素运输到全身各处,只作用于肝细胞和肌细胞
C.10时到11时血糖低于正常值,此时肝糖原分解,使血糖浓度增加
D.10时左右,机体通过调节使胰岛素分泌减少
B
解析 胰岛素使血糖浓度下降,胰高血糖素使血糖浓度升高,两者相抗衡,早餐后,血糖浓度升高,所以胰岛素分泌增加,胰高血糖素分泌受到抑制,A项正确;胰岛素作用于几乎全身所有的细胞,B项错误;血糖的来源有三个,食物中糖类的消化吸收、肝糖原分解和非糖物质转化,10时到11时主要是肝糖原分解使血糖浓度升高,C项正确;10时左右,机体血糖浓度较低,通过反馈调节使胰岛素分泌减少,不再降低血糖浓度,使血糖维持在正常范围内,D项正确。
【题后归纳】(1)胰岛A细胞上有神经递质、葡萄糖、胰岛素分子的受体。
(2)胰岛B细胞上有神经递质、葡萄糖、胰高血糖素分子的受体。
视角2 糖尿病
3.糖尿病发病率近年来呈上升趋势,糖尿病已成为威胁人类健康的十大杀手之一。下图中甲为1型糖尿病患者,乙为健康人,据图分析,下列叙述正确的是( )
A.乙DE段与甲AB段相比,乙的胰岛B细胞中高尔基体和内质网的活动较弱
B.用斐林试剂对B、E点时尿液进行检查,一般情况下,水浴加热后只有B点时尿液出现砖红色
C.乙FG段血糖浓度下降的直接原因是血糖大量转化为脂肪
D.运动时,甲状腺激素的分泌量明显增多,随之胰高血糖素浓度降低
B
解析 甲为1型糖尿病患者,其胰岛B细胞受损,合成并分泌胰岛素少,而胰岛素的化学本质是蛋白质,因此高尔基体和内质网的活动明显弱一些,而乙此时相关细胞器活动较强,A项错误;甲属于糖尿病患者,尿中含糖,乙属于健康人,尿中不含糖,用斐林试剂对B、E点时尿液进行检查,一般情况下,水浴加热后只有B点时尿液出现砖红色,B项正确;乙FG段血糖浓度下降的直接原因是血糖大量参与氧化供能,C项错误;在运动时,甲状腺激素的分泌量增多,血糖氧化分解加强,血糖浓度降低,胰高血糖素浓度增加,D项错误。
【题后归纳】尿糖与糖尿病的辨析
①尿糖:正常人当血糖超过8.9~10 mmol/L时,糖较多地从尿中排出。
②糖尿病:以高血糖为特征的代谢性疾病,与遗传因素和环境因素有关。
③关系:出现尿糖不一定是糖尿病,但持续性的尿糖很可能是糖尿病。
主题二 甲状腺激素的分级调节以及激素调节的特点
【情境探究】
甲状腺激素是一种含碘的有机物,缺碘可能造成甲状腺激素合成不足,导致甲状腺肿大。下图为甲状腺激素分泌调节示意图,请分析并回答有关激素分泌及其作用特点的问题。
注:(+)表示促进,(-)表示抑制
(1)请以甲状腺激素的调节为例,指出下丘脑和垂体之间的联系。
提示 下丘脑可以分泌促甲状腺激素释放激素,通过血液运输到垂体,刺激垂体分泌促甲状腺激素。
(2)通过手术摘除健康大鼠的垂体后,其甲状腺功能表现为衰退;缺碘导致成年人甲状腺肿大,试分析其中原因。
提示 摘除大鼠的垂体后,机体内缺乏促甲状腺激素,无法促进甲状腺的生长发育以及调节甲状腺激素的合成与分泌,即导致甲状腺功能衰退。碘是合成甲状腺激素的必要原料。缺碘会导致甲状腺合成、分泌的甲状腺激素减少,从而对下丘脑和垂体的负反馈抑制减弱,使它们分泌的促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素都增加,促进甲状腺的生长发育,使甲状腺肿大。
(3)在“下丘脑→垂体→相应内分泌腺”的分级调节中,若顺序中间的腺体被切除,则其前、后的腺体分泌的激素的量如何变化
提示 其前的腺体所分泌的激素含量升高,其后的腺体所分泌的激素含量降低。
【方法突破】
1.巧借“箭头指向”快速判断下丘脑、垂体与甲状腺
2.几种激素作用的靶细胞
激素 靶器官(或靶细胞)
甲状腺激素 几乎全身所有细胞
促甲状腺激素释放激素 垂体
促甲状腺激素 甲状腺
抗利尿激素 肾小管、集合管
胰岛素 几乎全身所有细胞
胰高血糖素 主要作用于肝细胞
3.正反馈和负反馈
类型 负反馈 正反馈
图示
说明 偏离后纠正回归到静息水平,生物体中更常见,如血糖调节等 加强并偏离静息水平,如血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等
【视角应用】
视角1甲状腺激素分泌的分级调节
1.[2021辽宁卷]甲状腺激素(TH)作用于体内几乎所有的细胞,能使靶细胞代谢速率加快,氧气消耗量增加,产热量增加。如图为TH分泌的调节途径示意图,回答下列问题。
(1)寒冷环境中,机体冷觉感受器兴奋,兴奋在神经纤维上以 的形式传导,进而引起下丘脑的体温调节中枢兴奋,再经下丘脑—垂体—甲状腺轴的分级调节作用,TH分泌增加。TH作用于某些靶细胞后,激活了线粒体膜上的相关蛋白质,导致有机物氧化分解释放的能量无法转化成ATP中的化学能。此时线粒体中发生的能量转化是 。
(2)当血液中的TH浓度增高时,会 下丘脑和垂体的活动,使TH含量维持正常生理水平。该过程中,垂体分泌TSH可受到TRH和TH的调节,其结构基础是垂体细胞有 。
(3)TH对垂体的反馈调节主要有两种方式,一种是TH进入垂体细胞内,抑制TSH基因的表达,从而 ;另一种方式是通过降低垂体细胞对TRH的敏感性,从而 TRH对垂体细胞的作用。
神经冲动
有机物中的化学能转化为热能
抑制
TRH和TH的特异性受体
降低TSH的合成
降低
解析 (1)兴奋在神经纤维上以电信号或局部电流的形式传导。寒冷刺激下,兴奋沿着传入神经到达下丘脑,使体温调节中枢兴奋。正常情况下,有机物氧化分解释放的能量一部分以热能的形式散失,一部分合成ATP,由于此时有机物氧化分解释放的能量无法转化成ATP中的化学能,则能量转化方式为有机物中的化学能转化为热能。
(2)当血液中的TH浓度过高时,会反过来抑制下丘脑和垂体的活动,从而维持TH含量的稳定。由于垂体细胞含有TRH和TH的特异性受体,故垂体分泌TSH可受到TRH和TH的调节。(3)TH抑制垂体分泌TSH,一种方式是TH进入垂体细胞内,抑制TSH基因的表达,从而导致TSH的合成减少,使其分泌的TSH也减少;另一种方式是降低垂体细胞对TRH的敏感性,从而降低TRH对垂体细胞的作用,使垂体细胞分泌的TSH减少。
视角2 反馈调节
2.[2023重庆高二期末]下图为鱼类性激素分泌的分级调节示意图。下列叙述正确的是
( )
A.食用促性腺激素处理过的鱼类,会导致儿童性早熟
B.给性成熟雌鱼饲喂雌性激素可抑制下丘脑和垂体的分泌活动
C.下丘脑分泌的促性腺激素可促使垂体分泌相关激素
D.促性腺激素会被定向运输到性腺发挥作用
B
解析 促性腺激素的化学本质是蛋白质,食用后会被分解,不能发挥作用,不会导致儿童性早熟,A项错误;性激素会对下丘脑和垂体进行负反馈调节,因此给性成熟雌鱼饲喂雌性激素可抑制下丘脑和垂体的分泌活动,B项正确;促性腺激素是由垂体合成并分泌的,下丘脑分泌的是促性腺激素释放激素,C项错误;激素的运输是不定向的,可以全身运输,但是只能作用于靶细胞,D项错误。
视角3 激素调节的特点
3.激素在人体内起调节作用。下列有关人体内激素的叙述,正确的是( )
A.激素的合成都需要核糖体的参与
B.激素通过血浆、组织液和淋巴液运输
C.激素种类多,但只能为机体提供少量能量
D.促胰液素是胰腺分泌的可促进消化吸收的重要激素
B
解析 激素的种类很多,只有蛋白质类激素的合成才需要核糖体的参与,A项错误;内分泌腺分泌激素,激素分泌后,进入内环境,随着血浆、组织液和淋巴液运输到全身各处,作用于靶细胞,B项正确;激素起调节作用,不能为机体提供能量,C项错误;促胰液素是由小肠黏膜分泌的,促进胰腺分泌胰液,D项错误。
视角4 激素功能的实验探究
4.某研究人员以小鼠为材料进行了与甲状腺相关的实验,下列叙述错误的是( )
A.切除小鼠垂体,会导致甲状腺激素分泌不足,机体产热减少
B.给切除垂体的幼年小鼠注射垂体提取液后,其耗氧量会增加
C.给成年小鼠注射甲状腺激素后,其神经的兴奋性会增强
D.给切除垂体的小鼠注射促甲状腺激素释放激素,其代谢可恢复正常
D
解析 若切除垂体,则无垂体分泌的促甲状腺激素,会导致甲状腺激素分泌不足,机体产热减少,A项正确;垂体提取液中含有促甲状腺激素,给切除垂体的幼年小鼠注射该提取液可以促进小鼠甲状腺激素的分泌,故小鼠的耗氧量会增加,B项正确;甲状腺激素可以影响神经系统的功能,故给成年小鼠注射甲状腺激素后,其神经的兴奋性会增强,C项正确;促甲状腺激素释放激素作用的靶器官是垂体,故切除垂体后,注射促甲状腺激素释放激素不能让小鼠的代谢恢复正常,D项错误。(共44张PPT)
第三章
第1节 激素与内分泌系统
课 程 标 准
1.通过分析激素的发现过程,强化发现问题、作出假设、验证假设等科学思维习惯和科学探究意识。
2.归纳概括研究内分泌腺和激素功能的基本方法,尝试用该方法分析新情境下的相关问题。
3.说出组成人体的主要内分泌腺及其功能,举例说明它们在功能上的联系。
基础落实 必备知识全过关
重难探究 能力素养全提升
目录索引
基础落实 必备知识全过关
知识点一 激素的发现与研究实例
1.外分泌腺和内分泌腺
(1)外分泌腺:凡是分泌物经由 而流出体外或流到 的,称为外分泌腺,如汗腺、唾液腺、胃腺等。
(2)内分泌腺:凡是没有 的腺体,其分泌物—— 直接进入腺体内的 ,并随 循环输送到全身各处的,称为内分泌腺,如垂体、甲状腺等。
导管
消化腔
导管
激素
毛细血管
血液
分泌物进入外界环境
分泌物进入内环境
2.促胰液素的发现
(1)沃泰默实验
①实验假设:胰液的分泌受 的控制。
②实验步骤
③实验现象:A、C组中的胰腺 ,B组中的胰腺____________。
④实验结论:小肠上微小的神经难以剔除干净,胰液的分泌受_________
的控制。
神经调节
狗的上段小肠肠腔
血液
狗的小肠肠腔(切除神经)
能分泌胰液
不能分泌胰液
神经调节
【易错提醒】
该实验结论是错误的,因为实验中反射弧的完整性受到破坏。
(2)斯他林和贝利斯的实验
①实验假设:在 的作用下,小肠黏膜细胞可能产生了一种
,这种物质进入 后,随血流到达胰腺,引起胰液的分泌。
②实验验证过程
③实验结论:胰液的分泌受 的调节。
(3)促胰液素
①产生部位: 。
②作用部位及效应:促进 分泌胰液。
盐酸
化学物质
血液
提取液
促胰液素
小肠黏膜细胞
胰腺
3.激素调节的定义:由内分泌器官或细胞分泌的 ——激素进行的调节方式。
化学物质
4.激素研究的实例
(1)胰岛素的发现
①胰岛:胰腺组织中的一些聚集成岛状的细胞堆(如图所示)。
a.胰腺的外分泌部(腺泡)能分泌胰液,含有多种消化酶,胰液经导管进入小肠。
如胰蛋白酶 外分泌部
b.胰腺的内分泌部能分泌胰岛素和胰高血糖素,调节血糖平衡。
胰岛 胰岛B细胞产生 胰岛A细胞产生
②发现过程
(2)睾丸分泌雄激素的研究
①实验过程:
②实验结论:动物 分泌睾酮,维持雄性性征。
睾丸
旁栏边角 想一想
(1)斯他林和贝利斯实验是如何设置对照实验的
(2)将胰腺提取物注射给实验性糖尿病的狗或糖尿病患者,但都收效甚微,为什么
提示 将盐酸单独注射到狗的静脉中,看胰腺是否分泌胰液。
提示 胰岛素属于蛋白质类激素,会被胰腺分泌的胰蛋白酶分解,故难以获得预期结果。
结论语句 辨一辨
(1)促胰液素是由胰腺分泌的激素。( )
(2)外分泌腺的分泌物经血液循环运输到全身各处。( )
(3)在睾丸分泌激素的研究中,采取的摘除法和移植法,分别利用了“减法原理”和“加法原理”。( )
(4)治疗糖尿病时,常常使用胰岛素,既可以采取静脉注射法,也可以采取口服法。( )
(5)睾酮在维持雄性第二性征方面起重要作用。( )
×
×
√
×
√
知识点二 内分泌腺的组成和功能
1. 内分泌系统的组成
(1)内分泌腺:由内分泌细胞聚集在一起形成的相对独立的结构,如 、肾上腺等。
(2)分散的内分泌细胞:分散在一些器官、组织内具有分泌功能的细胞,如小肠黏膜上有分泌促胰液素的内分泌细胞。
(3) 中的某些神经细胞,也具有内分泌功能。
垂体
下丘脑
2. 人体的主要内分泌腺、分泌的激素以及功能
内分泌腺 分泌的激素 激素功能
下丘脑 促甲状腺(性腺、肾上腺皮质)激素释放激素等 作用于 ,调控 分泌释放相应的激素
垂体 促甲状腺(性腺、肾上腺皮质)激素等 调节相应内分泌腺的分泌活动
调节生长发育等
甲状腺 甲状腺激素等 调节体内的 代谢、促进 、提高神经的
等
垂体
垂体
生长激素
有机物
生长和发育
兴奋性
内分泌腺 分泌的激素 激素功能
胰腺 (胰岛A细胞产生) 在 代谢中发挥重要的调节作用
胰岛素( 产生)
肾上腺 肾上腺素 提高机体的 能力
等 调节水盐代谢和有机物代谢
卵巢 等 促进女性 的发育、
的生成和女性第二性征的出现等
睾丸 促进男性 的发育、
的生成和男性第二性征的出现等
胰高血糖素
胰岛B细胞
糖
应激
醛固酮、皮质醇
雌激素、孕激素
生殖器官
卵细胞
雄激素
生殖器官
精子细胞
【名师点拨】
醛固酮主要促进肾小管和集合管“吸Na+排K+”,使血钠浓度升高,血钾浓度降低。
3.激素的化学本质
(1)不同的激素,化学组成不同。
①蛋白质类:促甲状腺激素释放激素、生长激素、 等。
② 类:性激素。
③氨基酸衍生物:甲状腺激素。
(2)蛋白质类激素不可以口服,只能 。
胰岛素
固醇
注射
【知识拓展】
不同动物激素的化学本质及相应受体位置
下丘脑、垂体分泌的激素均为蛋白质类或多肽类
4.内分泌系统的功能:机体整体功能的重要调节系统。各种内分泌腺间具有复杂的功能联系,共同调节机体活动,包括维持内环境稳定、调节
代谢、调控 等。
物质和能量
生长发育和生殖
例如抗利尿激素调节水盐平衡
旁栏边角 想一想
(1)糖尿病患者能否通过口服胰岛素的方式降低血糖,为什么 性激素类药物呢
(2)1937年,科学家在实验中观察到:阻断实验动物垂体与下丘脑之间的血液联系,可导致其生殖器官萎缩;若恢复垂体与下丘脑之间正常的血液联系,生殖器官的功能也恢复正常。该实验表明 。阻断垂体与下丘脑之间的血液联系,依据了实验变量控制中的 原理。
提示 不能,胰岛素的化学本质是蛋白质,口服会被消化而失去作用,因此只能注射不能口服。性激素主要是类固醇,可以被肠道直接吸收,因此,性激素类药物既可注射,也可口服。
垂体的活动受下丘脑控制
减法
结论语句 辨一辨
(1)甲状腺激素和生长激素都能促进生长发育。( )
(2)垂体分泌的促甲状腺激素释放激素能促进甲状腺激素的分泌。( )
(3)睾丸分泌的睾酮能激发并维持雄性的第二性征。( )
(4)内分泌系统能维持内环境的稳定,调控生长发育等。( )
(5)下丘脑、垂体和甲状腺都能分泌多种激素。( )
(6)激素的受体不都在细胞膜上,如性激素的受体就在细胞内。( )
√
×
√
√
×
√
重难探究 能力素养全提升
主题一 激素的发现
【情境探究】
1.沃泰默的实验
①稀盐酸→狗的小肠肠腔→胰腺分泌胰液
②稀盐酸→狗的血液→胰腺不分泌胰液
③稀盐酸→狗的小肠肠腔(切除神经只留血管)→胰腺分泌胰液
(1)①②形成对照实验,自变量、因变量、对照组分别是什么
提示 自变量是稀盐酸的作用部位,因变量是胰腺是否分泌胰液,对照组是①组。
(2)根据①②对照实验的结果你能得出什么结论
(3)①③形成对照实验,自变量、因变量、对照组分别是什么
(4)根据①③对照实验的实验结果,你能得出什么结论
提示 稀盐酸不通过血液直接作用于胰腺,直接接受盐酸刺激的部位是小肠。
提示 自变量为是否切除神经,因变量为胰腺是否分泌胰液,对照组是①组。
提示 胰腺分泌胰液可以不受神经调节。
2.斯他林和贝利斯的实验
(1)如何排除稀盐酸和小肠黏膜本身成分对实验结果的干扰 写出实验思路并预期实验结果。
(2)斯他林和贝利斯的实验与沃泰默实验相比,巧妙之处在哪里
提示 可增设两组对照组:稀盐酸→狗的血液→胰腺不分泌胰液;小肠黏膜提取液→狗的血液→胰腺不分泌胰液。
提示 斯他林和贝利斯的实验将小肠黏膜在体外与稀盐酸一起研磨,获得提取液,与沃泰默的实验相比,直接排除了神经调节的影响,结果分析更让人信服。
3.阅读教材“研究激素的方法”,思考并回答下列问题。
(1)有人认为“睾丸分泌雄激素的研究”实验不够严谨,请你说出理由。
(2)教材中2个实例,哪些实验操作用到了“减法原理”或“加法原理”
提示 缺少对照,应设置生长状态相同的健康公鸡作为对照组。
提示 结扎胰管、摘除胰腺、摘除睾丸等操作属于“减法原理”;注射胰岛提取液、移植睾丸等操作属于“加法原理”。
【方法突破】
1.控制实验变量的减法原理和加法原理
(1)减法原理:设法排除某种因素对研究对象的干扰,同时尽量保持被考察对象的稳定,从而在比较纯粹的状态下观察对象。在对研究对象的控制中,运用减法原理,往往使研究对象恢复某种正常的现象和属性。
(2)加法原理:设法给实验对象施加干扰,造成研究对象的变化,从而使研究对象在被激发状态中反映某些特征。在对研究对象的控制中,运用加法原理往往进行破坏性干预,迫使研究对象暴露出某些现象和属性。
2.研究内分泌腺及分泌激素功能的常用方法
假手术、真手术对照法,以观察切除后对身体的影响。然后补充该内分泌腺激素(灌胃、饲喂、注射的方法,注意对照),观察对机体的影响。
【视角应用】
视角1 促胰液素的发现
1.下列有关促胰液素的发现过程及作用的叙述,不正确的是( )
A.沃泰默的实验假设是胃酸刺激小肠的神经,神经将兴奋传递给胰腺,使胰腺分泌胰液
B.斯他林和贝利斯的实验结论是在稀盐酸作用下,小肠黏膜产生了促胰液素,引起胰液的分泌
C.促胰液素是由胰腺分泌的,它的发现使人们认识到激素调节的存在
D.沃泰默实验中的对照组排除了盐酸作用于胰腺使其分泌胰液
C
解析 沃泰默的实验假设是胃酸刺激小肠的神经,神经将兴奋传递给胰腺,使胰腺分泌胰液,并据此分为三组实验进行探究,A项正确;斯他林和贝利斯通过实验发现在盐酸的作用下,狗的小肠黏膜产生了促胰液素,B项正确;促胰液素是由小肠黏膜产生的,C项错误;沃泰默实验分为三组,两组为对照组,一组对照是排除盐酸对胰腺作用的影响,另一组是想验证胰液分泌是神经作用的结果,D项正确。
视角2 胰岛素的发现
2.下面是科学家为揭开糖尿病的发病原因,以狗为实验动物进行研究的结果,对该实验结果的分析,不正确的是( )
实验组 实验操作 实验结果
A 切除胰腺 出现糖尿
B 结扎胰管,胰腺大部分萎缩,胰岛细胞活着 不出现糖尿
C 切除胰腺,注射胰岛提取液 不出现糖尿
A.由A、C实验可知:胰岛提取液可防止糖尿的出现
B.由A、B实验可知:胰腺由内分泌部和外分泌部组成
C.由B、C实验可知:胰岛提取液是由胰岛细胞分泌的
D.该研究证明:糖尿病的发病可能与胰岛细胞的分泌物有关
B
解析 A和C是一组对照实验,变量为是否注射了胰岛提取液,注射的狗不出现糖尿,不注射的狗出现糖尿,说明胰岛提取液可防止糖尿的出现,A项正确。A和B也能形成对照,变量是有无胰岛细胞。A切除了胰腺,胰岛随之被切除,狗出现糖尿;B结扎了胰管,胰腺萎缩,不能产生胰液,但胰岛细胞活着,狗没有出现糖尿,说明胰岛细胞的存在可以防止糖尿的产生,但不能证明胰腺由内分泌部和外分泌部组成,B项错误。综合分析B、C实验,可知胰岛提取液是由胰岛细胞分泌的,C项正确。B和C实验中动物的体内有胰岛或胰岛提取液,动物都不出现糖尿,而A切除了胰腺,没有胰岛,出现了糖尿,说明了糖尿病的发病可能与胰岛细胞的分泌物有关,D项正确。
视角3 性激素的发现
3.科学研究表明,对幼鼠注射或口服睾酮后,出生仅14 d的雄鼠就表现出交配行为。如果将公鸡的睾丸摘除,公鸡不再鸣啼、鸡冠萎缩,求偶行为消失;重新植入睾丸,则公鸡的雄性特征和交配行为得以恢复。这一事实说明
( )
A.性激素与性行为之间有着直接的联系
B.被摘除睾丸的公鸡变成了母鸡,因而不再鸣啼
C.睾酮属于雄激素,在雌性体内不存在
D.注射或口服的睾酮进入性腺细胞消耗ATP
A
解析 实验自变量为性激素,观察指标为性行为,因此结论为性激素直接影响性行为,A项正确;本实验并未描述摘除睾丸的公鸡变成了母鸡,B项错误;睾酮在雌性体内也有,只不过量少,C项错误;睾酮属于脂质,进入细胞的方式为自由扩散,不消耗ATP,而且从题中不能得出此结论,D项错误。
主题二 动物激素功能及实验探究
【情境探究】
回答下列相关实验探究的问题。
(1)注射过量胰岛素,小鼠会出现昏迷等低血糖症状,说明低血糖可能首先影响哪一器官的生命活动
提示 大脑。
(2)根据胰岛素、性激素的化学本质,推测其作用于靶细胞时,其受体位于细胞膜上还是细胞内
提示 胰岛素的化学本质是蛋白质,属于大分子,不容易进入细胞,其受体应位于细胞膜上;性激素的化学本质是固醇类物质,属于脂溶性物质,容易通过自由扩散进入细胞,其受体位于细胞内。
(3)给实验小鼠每日注射适量甲状腺激素,小鼠细胞中的ATP含量是否会明显增多 为什么
提示 不会。有机物氧化分解释放的能量大多以热能的形式散失,用于形成ATP的能量不会增多,并且ATP在细胞中不能大量储存。
(4)依据各种激素的作用,推知甲亢、侏儒症的得病原因。
提示 由于甲状腺激素能够促进新陈代谢和生长发育,尤其对中枢神经系统的发育有重要影响,能提高神经系统的兴奋性,因此甲状腺激素分泌过多会导致甲亢。由于生长激素可促进蛋白质的合成,促进软骨生长,从而促进生长,因此幼年期生长激素分泌不足会导致侏儒症。
【方法突破】
动物激素功能的实验探究
1.常用实验方法
(1)切除法:切除相应腺体。适用于个体较大的动物。
(2)饲喂法:在饲料中添加激素。只适用于甲状腺激素、性激素等小分子激素,多肽和蛋白质类激素不能用饲喂法。
(3)注射法:向动物体内注射某激素。适用于各种激素。
2.一般实验思路
3.实验设计举例
(1)验证甲状腺激素的功能
①饲喂法
②切除法和注射法
③验证胰岛素的功能——注射法
4.动物激素类实验探究的注意事项
(1)动物分组的基本要求:选择性别、年龄相同,体重、生理状况相似的动物进行平均分组,且每组生物数量较多。
(2)在研究动物激素生理功能的实验设计中,要注意设计对照实验,排除无关变量的影响,使实验结论更加科学。
(3)对照实验中,生理盐水不能用蒸馏水代替。
(4)在设计实验时,要充分考虑相关激素的化学本质,选择不同的实验方法。
(5)在实际操作过程中,可能要综合运用多种方法。如摘除某种内分泌腺(如公鸡的睾丸),一段时间后再注射该内分泌腺分泌的激素(如睾酮),或重新植入该内分泌腺等。
【视角应用】
视角1 动物激素的作用
1.下列关于动物激素调节及其应用方面的叙述,错误的是( )
A.饲喂添加甲状腺激素的饲料,可使蝌蚪快速发育成小青蛙
B.延长光照可提高鸡的产蛋率,鸡的产蛋率与体内的雌激素水平密切相关
C.垂体功能受损的幼犬会出现抗寒能力减弱等现象
D.甲状腺激素分泌不足的哺乳动物,其耗氧量会增加
D
解析 甲状腺激素可以促进蝌蚪快速发育成小青蛙,A项正确;延长光照可通过神经调节和体液调节促进雌激素的分泌,从而提高产蛋率,B项正确;垂体功能受损影响促甲状腺激素的分泌,从而影响甲状腺激素的分泌,使机体产热能力降低,C项正确;甲状腺激素能促进新陈代谢,甲状腺激素分泌不足的哺乳动物,其耗氧量会由于代谢减慢而减少,D项错误。
视角2动物激素功能的实验探究
2.欲研究甲状腺和甲状腺激素的生理作用,对小鼠的分组及处理见下表,并在适宜条件下正常饲养,每隔一定时间测定耗氧量,记录数据,统计分析。下列分析错误的是( )
组别 甲 乙 丙
对照处理 切除甲状腺 手术但不切除甲状腺 甲状腺激素灌胃,每天1次
饲养条件 相同且适宜,正常饲料喂养,共14 d
A.应采用生长发育状况相同的同种小鼠进行实验
B.设置乙组的目的是排除手术的影响
C.采用耗氧量为观测指标的依据是甲状腺激素能促进物质代谢
D.若在各组饲料中添加放射性碘,则乙组小鼠甲状腺部位放射性强度低于丙组
D
解析 为减小实验误差,除了控制其他无关变量外,还应采用生长发育状况相同的小鼠进行实验,A项正确;乙组是对照组,设置乙组的目的是排除手术的影响,控制无关变量,B项正确;因为甲状腺激素能促进物质的氧化分解,因此可通过测定耗氧量来分析其生理作用,C项正确;用甲状腺激素给丙组小鼠灌胃,则丙组小鼠体内的甲状腺激素浓度升高,从而抑制小鼠甲状腺合成并分泌甲状腺激素,因此,若在各组饲料中添加放射性碘,则丙组小鼠甲状腺部位放射性应低于乙组,D项错误。
