第40讲 激素调节
(时间:30分钟 满分:38分)
基础强化练
选择题:1~7题,每题2分。
1.(内分泌腺及激素的作用|2024·安庆模拟)鱼类在人工饲养条件下产卵率较低,将鱼的某部位研碎后注入同种鱼体内,能提高产卵率,该过程利用的部位和激素种类分别是( )
[A] 垂体和生长激素
[B] 肾上腺和肾上腺皮质激素
[C] 垂体和促性腺激素
[D] 肾上腺和肾上腺素
2.(激素作用的特点|2025·自贡期中)关于激素、神经递质等信号分子,下列叙述错误的是( )
[A] 一种内分泌器官可分泌多种激素
[B] 一种信号分子可作用于多种细胞
[C] 多种信号分子可协同调控同一生理功能
[D] 激素发挥作用的前提是识别细胞膜上的受体
3.(胰腺功能及相关实验|2025·仁怀检测)胰腺能分泌胰液,胰腺的胰岛B细胞能产生胰岛素,下列有关胰腺的相关叙述正确的是( )
[A] 研磨胰腺得到的提取物注入患糖尿病的狗血液中,患病狗的血糖迅速下降
[B] 胰液、胰岛素均位于内环境中
[C] 将一定量的稀盐酸注入狗血液中,狗胰液的分泌量不会有显著变化
[D] 手术将狗的胰管结扎使胰腺萎缩,可构建实验性糖尿病的模型动物
4.(激素调节|2024·成都三模)如图是人体内胰液分泌调节的部分过程示意图,下列相关叙述正确的是( )
[A] 胰液中含有胰岛素和胰高血糖素
[B] 过程a表示反射,其中胰腺为效应器
[C] 胰液的分泌既受神经的调节也受激素的调节
[D] 促胰液素通过体液运输,其化学本质为固醇
5.(新情境·成纤维生长因子1|2024·聊城模拟)某研究机构宣布发现了第二种降糖分子——成纤维生长因子1(FGF1)。该物质与胰岛素类似,可通过与脂肪细胞膜上的特异性受体结合抑制脂肪分解,从而调节血糖。下列相关叙述错误的是( )
[A] 胰岛素可促进靶细胞吸收葡萄糖并将其合成为糖原
[B] FGF1与胰岛素均可通过抑制血糖补充途径而降血糖
[C] 胰岛素受体异常的糖尿病患者不能通过注射FGF1进行治疗
[D] 长期注射FGF1的糖尿病患者体内脂肪过度积累可能会引发肥胖症
6.(新情境·肥胖与血糖调节曲线分析|2024·滁州模拟)肥胖者血浆中过多的脂肪酸会使胰岛素受体敏感性下降。如图表示正常人、非糖尿病肥胖者和糖尿病肥胖者在口服100 g葡萄糖后血糖变化情况。下列相关叙述正确的是( )
[A] 神经系统可通过控制甲状腺、肾上腺和胰岛等的分泌来调节血糖含量
[B] 甲代表的是非糖尿病肥胖者,其胰岛功能减退,胰岛素分泌量减少
[C] 乙代表的是1型糖尿病肥胖者,其胰岛素受体敏感性下降
[D] 丙代表的是正常人,其胰岛素进入细胞参与降低血糖浓度
7.(激素分级调节与反馈调节|2024·昆明模拟)垂体可分成腺垂体和神经垂体两大部分。下丘脑—腺垂体—靶腺轴是控制激素分泌稳态的调节系统,在此系统中,激素的作用具有“等级性”,“上位”激素对“下位”内分泌细胞的活动具有促进性调节作用,“下位”激素对“上位”内分泌细胞活动多为负反馈调节作用。根据以上信息分析下列错误的是( )
[A] 胰岛素的分泌不依赖下丘脑—腺垂体—靶腺轴调节系统
[B] 缺碘导致“下位”甲状腺激素合成量减少时,“上位”内分泌腺的分泌活动会增强
[C] 腺垂体能分泌多种激素,例如抗利尿激素、促甲状腺激素释放激素等
[D] “下位”激素对“上位”内分泌细胞的负反馈调节对维持内环境稳态具有重要意义
能力提升练
选择题:8~10题,每题4分。
8.(新情境·链脲佐菌素与血糖调节|2024·湖北一模)研究表明大脑皮层中存在高密度的胰岛素受体,链脲佐菌素(STZ)可抑制神经元的胰岛素受体。阿尔茨海默病(AD)是一种常见的神经系统退行性疾病,患者随着年龄增长发生认知功能下降、记忆力丧失。STZ可用于制作AD动物模型。下列叙述正确的是( )
[A] 胰岛素定向运输至大脑皮层发挥调节作用
[B] 胰岛素与组织细胞内的受体结合降低血糖
[C] STZ可能会抑制大鼠脑内新突触的建立
[D] 推测AD患者一定同时患有1型糖尿病
9.(激素调节|2025·河南高考适应性考试)应激刺激时,杏仁核与海马(脑内两个重要的结构)可直接作用于下丘脑,进而调控下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴(HPA轴)的活动,过程如图所示。长期应激刺激促使皮质醇过度释放,可导致海马损伤。下列叙述正确的是( )
[A] 无应激刺激时,杏仁核和海马不兴奋,肾上腺皮质不释放皮质醇
[B] 长期应激刺激时,促肾上腺皮质激素释放减少使肾上腺皮质萎缩
[C] 应激刺激时,杏仁核可通过海马使下丘脑减弱对垂体的抑制作用
[D] 应激刺激时,皮质醇释放增多,可直接或间接抑制下丘脑的活动
10.(新情境·胰岛素的分泌机制|2024·海口模拟)血糖浓度升高时可通过有关神经支配胰岛B细胞分泌胰岛素,部分过程如图所示(GLUT2表示葡萄糖转运蛋白,、、代表3种不同的物质)。下列叙述正确的是( )
[A] 引起胰岛素分泌的反射为非条件反射,该反射弧的传出神经为交感神经
[B] 图中“脑的某区域”受损后,人体将因完全无法合成分泌胰岛素而患上糖尿病
[C] 、、在体内作为信号分子,都通过体液运输,既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用
[D] 敲除小鼠胰岛B细胞的Ca2+通道蛋白基因后,小鼠初期表现的症状与1型糖尿病相似
11.(12分)(新考法·实验探究性激素对性别的影响|2024·白银模拟)鸡存在性反转现象。芳香化酶是雌性胚胎中把雄激素转变为雌激素的关键酶,并且仅在雌性性腺中存在。在鸡胚性分化之前抑制芳香化酶的表达,能有效地使ZW个体由雌性向雄性发生性反转,以下为母鸡产蛋的调节机制(甲、乙、丙表示器官,a、b、c表示相应激素)。回答下列问题。
(1)图中甲是 ,乙是 ,光照刺激母鸡产蛋的调节方式为 调节。
(2)当c含量增加到一定程度时,会抑制甲和乙分泌相应激素,从而维持c的含量稳定,这说明c的分泌存在 调节机制。若想检测乙的功能有无问题,可通过测定血液中b的含量进行判断,而无须对器官乙进行取样,原因是
。
(3)为验证芳香化酶能否使鸡发生性反转,科研人员取多个生理状态相同的雌性鸡胚,随机均分两组,编号A、B组。实验组A组注射适量的 ;对照组B组注射等量的生理盐水,相同且适宜条件下,培养一段时间后,检测各鸡胚血液中 的含量。如果 ,则支持“芳香化酶能使鸡发生性反转”的假设。
第40讲 激素调节
1.C 垂体分泌的促性腺激素可促进性腺生长发育,所以推测该过程利用的部位和激素种类分别是垂体和促性腺激素。
2.D 一种内分泌器官可分泌多种激素,如垂体可分泌促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺皮质激素和生长激素等;一种信号分子可作用于多种细胞,如甲状腺激素几乎可以作用于全身所有细胞;多种信号分子可协同调控同一生理功能,如胰岛素和胰高血糖素参与血糖平衡调节;激素发挥作用的前提是与受体结合,但不一定是位于细胞膜上的受体,某些激素的受体在细胞内部,如性激素。
3.C 胰腺提取物含胰蛋白酶,能将胰岛素水解,因此将胰腺提取物注入患糖尿病的狗血液中,患病狗的血糖基本不变;胰液经导管进入消化腔,不位于内环境中;将一定量的稀盐酸注入狗血液中,狗胰液的分泌量不会有显著变化;手术将狗的胰管结扎会使胰腺萎缩,但胰岛会保持完好,因此不能构建实验性糖尿病的模型动物。
4.C 胰液是由胰腺分泌并通过导管运输至消化道中的,其中含有消化酶,不含有胰岛素和胰高血糖素;反射必须经过完整的反射弧,过程a的反射弧不完整,不能表示反射;由图可知胰液的分泌既受神经调节也受体液调节;促胰液素通过体液运输,其化学本质为蛋白质。
5.C 胰岛素可促进肝细胞、肌细胞吸收葡萄糖,并将其合成为糖原;胰岛素降血糖是通过抑制来源,促进去路来实现的,而FGF1可通过与脂肪细胞膜上的特异性受体结合抑制脂肪分解,从而调节血糖,即FGF1 与胰岛素均可通过抑制血糖补充途径而降血糖;胰岛素受体异常而引起的糖尿病,通过注射FGF1能达到一定的治疗效果;若长期给糖尿病患者注射FGF1,会导致脂肪无法分解,患者可能会出现肥胖症状。
6.A 当血糖含量降低时,下丘脑的某个区域兴奋,通过交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,使得血糖含量上升,神经系统还可通过控制甲状腺和肾上腺的分泌活动来调节血糖含量;甲血糖高,为糖尿病肥胖者,其胰岛素受体敏感性下降,但无法确定其胰岛素分泌量;乙代表的是非糖尿病肥胖者,由于肥胖者血浆中过多的脂肪酸使胰岛素受体敏感性下降,因此胰岛素发挥的降血糖作用相对较小;根据图中血糖含量变化可知,丙血糖变化在正常值之间波动,其属于正常人,但胰岛素的受体在细胞膜上。
7.C 胰岛素的分泌受血糖浓度的影响和下丘脑的调节,不依赖下丘脑—腺垂体—靶腺轴调节系统;缺碘导致“下位”甲状腺激素合成量减少时,“上位”内分泌腺(下丘脑、垂体)的分泌活动会增强;抗利尿激素、促甲状腺激素释放激素是下丘脑分泌的;“下位”激素对“上位”内分泌细胞的负反馈调节有利于精细调控,从而维持内环境稳态。
8.C 胰岛素随体液运送到全身,但只能作用于相应的靶细胞或靶器官;胰岛素的受体在靶细胞的表面;由题意可知,AD患者的记忆力会丧失,而长时记忆可能与新突触的建立有关,STZ可用于制作AD动物模型,推测STZ可能会抑制大鼠脑内新突触的建立;分析题意可知,AD患者的发病机理可能与胰岛素受体异常有关,而1型糖尿病是由胰岛功能减退,胰岛素分泌减少所致,因此无法判断AD患者是否一定同时患有1型糖尿病。
9.D 皮质醇在体内有调节水盐代谢和有机物代谢的作用,没有应激刺激时,通过下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴调控,肾上腺皮质正常释放皮质醇;长期应激刺激促使皮质醇过度释放,促肾上腺皮质激素释放增多,肾上腺皮质不会萎缩;由题干信息结合题图信息可知,应激刺激时杏仁核直接作用于下丘脑,增强对垂体的促进作用。
10.D 引起胰岛素分泌的反射为非条件反射,该反射弧的传出神经为副交感神经;图中“脑的某区域”指的是下丘脑,胰岛B细胞分泌胰岛素除受下丘脑调节外,还可以直接感受血糖浓度变化,当血糖浓度升高时可刺激胰岛B细胞合成、分泌胰岛素;“”代表神经递质,“”代表葡萄糖,“”代表胰岛素,葡萄糖为生命活动提供能量;敲除小鼠胰岛B细胞的Ca2+通道蛋白基因后,Ca2+内流减少,导致胰岛素分泌减少,小鼠初期表现的症状与1型糖尿病相似。
11.【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)下丘脑 垂体 神经—体液
(2)(负)反馈 垂体(乙)分泌的促性腺激素(b)弥散到体液中,随血液流到全身,正常情况下,其含量处于一定生理范围内(3分)
(3)芳香化酶抑制剂 雌、雄激素 A组的雌激素含量低于B组,且A组雄激素含量升高(3分)
【解析】 (1)据图分析,图中的甲是下丘脑,乙是垂体,丙是卵巢,a是促性腺激素释放激素,b是促性腺激素,c是雌激素。光照刺激母鸡产蛋的过程中,既有下丘脑等参与的神经调节,也有促性腺激素释放激素等参与的激素调节,故调节方式为神经—体液调节。(2)当c含量增加到一定程度时,会抑制甲(下丘脑)和乙(垂体)分泌相应激素,从而维持c的含量稳定,说明c的分泌存在(负)反馈调节机制。乙是垂体,若想检测垂体的功能有无问题,可通过测定血液中b(促性腺激素)的含量进行判断,而无须对器官乙进行取样,原因是垂体(乙)分泌的促性腺激素(b)弥散到体液中,随血液流到全身,正常情况下,其含量处于一定生理范围内。(3)分析题意可知,该实验的自变量为芳香化酶的作用是否受到抑制,因变量为雌性鸡胚中雌、雄激素含量的变化,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故可设计实验如下:取多个生理状态相同的雌性鸡胚,随机均分两组,编号A、B组。实验组A组注射适量的芳香化酶抑制剂;对照组B组注射等量的生理盐水,相同且适宜条件下,培养一段时间后,检测各鸡胚血液中雌、雄激素的含量。如果A组的雌激素含量低于B组,且A组雄激素含量升高,则支持“芳香化酶能使鸡发生性反转”的假设。第40讲 激素调节
[课标要求]
1.说出人体内分泌系统主要由内分泌腺组成,包括垂体、甲状腺、胸腺、肾上腺、胰岛和性腺等多种腺体,它们分泌的各类激素参与生命活动的调节。
2.举例说明激素通过分级调节、反馈调节等机制维持机体的稳态,如甲状腺激素分泌的调节和血糖平衡的调节等。
考点一 激素与内分泌系统
1.腺体的种类
2.促胰液素的发现
(1)沃泰默实验。
①实验步骤。
②实验现象:胰腺能够分泌胰液的是 ;不能分泌胰液的是 。
③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。
(2)斯他林和贝利斯的实验。
3.激素调节的概念
由 分泌的化学物质——激素进行调节的方式,就是激素调节。
4.激素研究的实例
(1)胰岛素的发现。
(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 。
5.内分泌系统的组成和功能
(1)内分泌系统:由相对独立的 以及兼有内分泌功能的细胞共同构成。
(2)主要内分泌腺、分泌的激素及其功能。
1.判断正误
(1)(选择性必修1 P44正文延伸)内分泌腺和外分泌腺分泌的化学物质都是内环境的成分。( )
(2)(选择性必修1 P45 思考·讨论)促胰液素是小肠黏膜产生的一种化学物质,作用于胰腺,促进胰液分泌。( )
(3)(选择性必修1 P46~47 思考·讨论)研磨正常胰腺无法提取到胰岛素,是因为胰岛素含量太少。( )
(4)(选择性必修1 P48正文)内分泌系统是由各种内分泌腺组成的。( )
(5)(选择性必修1 P48图31拓展)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。( )
2.规范表达
(1)(选择性必修1 P45思考·讨论拓展)斯他林和贝利斯两人发现促胰液素的实验是如何设置对照实验的
(2)(选择性必修1 P46~47思考·讨论)胰岛素的发现和睾丸分泌雄激素的研究过程中,哪些用了加法原理,哪些用了减法原理
(3)(选择性必修1 P46~47思考·讨论拓展)胰岛素和睾酮都可以作用于相应的靶细胞,根据化学本质判断,它们的受体分布在细胞膜还是细胞内 请说出判断的理由。
动物激素、酶、神经递质的比较
能力1 围绕动物激素的种类、化学本质及作用,考查分析判断能力
1.(2024·陕西西安月考)下列对常见激素及激素类药物的使用,叙述错误的是( )
[A] 长期服用甲状腺激素——适用于因病切除甲状腺的患者
[B] 口服人工合成的孕激素类药物——是抑制女性排卵的避孕药
[C] 按时注射胰岛素——治疗胰岛 B 细胞受损的糖尿病患者
[D] 给雌雄亲鱼饲喂促性腺激素类药物——促进雌雄鱼的卵细胞和精子成熟
能力2 结合动物激素功能的实验,考查科学探究能力
2.(2024·贵州遵义期末)生长抑素(SS)能抑制生长激素(GH)的分泌,半胱胺可以降低动物体内SS水平,导致GH水平提高。某研究小组将若干健康且生理状态相同的大鼠平均分成甲、乙、丙三组,对各组的实验处理如下表所示。在适宜条件下正常饲喂一段时间后,测定三组大鼠的体重变化。下列分析不合理的是( )
分组 处理 预期结果
甲 ① +++
乙 注射生长抑素(SS) X
丙 注射生长抑素(SS)后灌服半胱胺 ++
注:“+”的多少代表体重增加的量。
[A] 本实验在控制变量中采用了“加法原理”
[B] 甲组是对照组,①处的操作是不做任何处理
[C] 乙组的预期结果X可能为“+”
[D] 本实验能验证生长抑素对大鼠生长发育的作用
3.(2024·河南鹤壁月考)为研究甲状腺和甲状腺激素的生理作用,某研究人员对若干生理状态良好且一致的幼年小鼠进行如下研究。下列分析错误的是( )
组别 处理方法 实验时间
甲组 切除甲状腺 14天
乙组 手术但不切除甲状腺 Y
[A] 按照对照实验的单一变量原则,乙组中的Y也应为14天
[B] 甲组小鼠的生长发育的速度可能明显慢于乙组小鼠
[C] 可将各组小鼠单位时间内的氧平均消耗量作为因变量来记录实验数据
[D] 可设置丙组实验进一步验证实验结论,对小鼠灌胃适量的甲状腺激素,其他实验条件同乙组
关于探究动物激素功能实验的注意事项
(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,且每组不能只有一只。
(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。对照实验中,生理盐水不能用蒸馏水代替。
(3)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。
(4)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。
(5)对于幼小的动物一般不用摘除法或注射法,例如研究甲状腺激素对蝌蚪发育的影响就应该采用饲喂法。
考点二 血糖平衡调节
1.血糖的来源和去路
2.血糖平衡调节
(1)调节中枢—— 。
(2)调节方式—— 调节。
(3)相关激素的生理功能。
(4)血糖平衡调节的过程。
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,这种调节方式叫作反馈调节。
(2)实例分析——血糖平衡的调节。
(3)意义:反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制,对于机体 具有重要意义。
1.判断正误
(1)(选择性必修1 P50 图32)空腹时血糖的重要来源是肝糖原分解成葡萄糖进入血液。( )
(2)(选择性必修1 P51正文)胰高血糖素可以促进肝糖原和肌糖原的分解,从而使血糖浓度升高。( )
(3)(选择性必修1 P51正文)体内多种激素具有直接降低血糖的作用。( )
(4)(选择性必修1 P52正文)参与血糖平衡调节的激素主要是胰岛素和胰高血糖素,两者表现为协同作用。( )
(5)(选择性必修1 P52与社会的联系拓展)胰岛素受体受损或者缺失的糖尿病患者不能通过注射胰岛素的方法来治疗。( )
(6)(选择性必修1 P52图34拓展)胰岛素激活胰岛素受体后,葡萄糖通过胰岛素受体进入细胞内。( )
2.规范表达
(1)(选择性必修1 P52图34拓展)正常人在饥饿且无外源能源物质摄入的情况下,与其在进食后的情况相比,血液中胰高血糖素与胰岛素含量的比值高,其原因是
。
(2)(选择性必修1 P55概念检测3)如图曲线表示某人从早餐开始到12时血糖浓度的变化情况,请识图并结合自己的生活实际,分析曲线变化的具体原因(说明血糖的来源或去向,以及相关激素的作用)。
①早餐后,血糖浓度升高的原因是 。
②上午9时~10时,血糖浓度下降的主要原因是
。
③上午11时后血糖浓度逐渐升高,主要原因是 。
胰岛素的作用机制
(1)当胰岛素与靶细胞膜上胰岛素受体的α亚基结合后,β亚基的构型发生改变,酪氨酸蛋白激酶被激活。
(2)活化的酪氨酸蛋白激酶使胰岛素受体底物(IRSs)磷酸化,磷酸化的IRSs通过特异性结构域与其他信号分子相互作用,激活多条信号通路。
(3)最终引发葡萄糖的转运,糖原、脂肪和蛋白质的合成以及一些基因的表达等多种效应。
能力3 结合血糖平衡调节的过程分析,考查理解能力
4.(2024·北京卷,8)在北京马拉松比赛42.195 km的赛程中,运动员的血糖浓度维持在正常范围,在此调节过程中不会发生的是( )
[A] 血糖浓度下降使胰岛A细胞分泌活动增强
[B] 下丘脑—垂体分级调节使胰高血糖素分泌增加
[C] 胰高血糖素与靶细胞上的受体相互识别并结合
[D] 胰高血糖素促进肝糖原分解以升高血糖
5.(2024·河北卷,8)甲状腺激素在肝脏中激活其β受体,使机体产生激素G,进而促进胰岛素分泌。下列叙述错误的是( )
[A] 肾上腺素等升高血糖的激素与胰岛素在血糖调节中的作用相抗衡
[B] 甲状腺激素能升高血糖,也可通过激素G间接降低血糖
[C] 血糖浓度变化可以调节胰岛素分泌,但不能负反馈调节升高血糖的激素分泌
[D] 激素G作用于胰岛B细胞促进胰岛素分泌属于体液调节
能力4 结合血糖调节及相关实验分析,考查科学思维和实验探究能力
6.(2024·湖南卷,19)葡萄糖进入胰岛B细胞后被氧化,增加ATP的生成,引起细胞膜上ATP敏感性K+通道关闭,使膜两侧电位差变化,促使Ca2+通道开放,Ca2+内流,刺激胰岛素分泌。进食后,由小肠分泌的肠促胰岛素(GLP1和GIP)依赖于葡萄糖促进胰岛素分泌,称为肠促胰岛素效应。人体内的GLP1和GIP易被酶D降解,人工研发的类似物功能与GLP1和GIP一样,但不易被酶D降解。回答下列问题。
(1)胰岛素需要通过 运输作用于靶细胞。药物甲只能与胰岛B细胞膜表面特异性受体结合,作用于ATP敏感性K+通道,促进胰岛素分泌。使用药物甲后,胰岛B细胞内 (填“K+”“Ca2+”或“K+和Ca2+”)浓度增大;过量使用会产生严重不良反应,该不良反应可能是 。
(2)与正常人比较,患者A和B的肠促胰岛素效应均减弱,血糖异常升高。使用药物甲后,患者A的血糖得到有效控制,而患者B血糖无改善,患者B可能有 分泌障碍。
(3)研究发现,与正常人比较,患者A的GLP1表达量较低但其受体数量无变化,而GIP表达量无变化但其受体数量明显下降。若从①GIP类似物、②GLP1类似物、③酶D激活剂中筛选治疗患者A的候选新药,首选 (填序号)。若使用该候选药,发生(1)所述不良反应的风险 (填“大于”“等于”或“小于”)使用药物甲,理由是
。
考点三 甲状腺激素分泌的分级调节和激素调节的特点
1.甲状腺激素分泌的分级调节
(1)甲状腺激素分泌的分级调节过程。
①三级腺体:a. 、b. 、c. 。
②三种激素:甲 、乙 、甲状腺激素。
③两种效果:“+”“-”分别表示 、 。
(2)分级调节。
2.激素调节的特点
1.判断正误
(1)(选择性必修1 P53正文拓展)在甲状腺激素的反馈调节中,下丘脑和垂体细胞是甲状腺激素作用的靶细胞。( )
(2)(选择性必修1 P53正文拓展)血液中甲状腺激素水平降低会引起促甲状腺激素释放激素分泌减少。( )
(3)(选择性必修1 P53正文延伸)使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致甲状腺激素分泌增加。( )
(4)(选择性必修1 P54正文拓展)垂体分泌的促甲状腺激素通过体液定向运送到甲状腺。( )
(5)(选择性必修1 P54正文)体内需要源源不断地产生激素,才能维持激素含量的动态平衡。( )
(6)(选择性必修1 P55正文拓展)激素具有高效性,可以为细胞提供充足的能量供应。( )
2.规范表达
(1)(选择性必修1 P53思考·讨论拓展)通过手术摘除健康大鼠的垂体后,其甲状腺功能表现为衰退,试分析其中原因。
(2)(选择性必修1 P53正文拓展)根据反馈调节的原理解释为什么运动员长期注射性激素(或类固醇激素)会导致性腺萎缩,甚至失去生育能力。
(3)(选择性必修1 P54~55正文及图37拓展)临床上通过抽取血样检测激素水平来分析疾病原因的依据是什么
能力5 结合激素分泌的分级调节与反馈调节过程,考查分析判断能力
7.(2024·江西卷,7)从炎热的室外进入冷库后,机体可通过分泌糖皮质激素调节代谢(如下图)以适应冷环境。综合激素调节的机制,下列说法正确的是( )
[A] 垂体的主要功能是分泌促肾上腺皮质激素
[B] 糖皮质激素在引发体内细胞代谢效应后失活
[C] 促肾上腺皮质激素释放激素也可直接作用于肾上腺
[D] 促肾上腺皮质激素释放激素与促肾上腺皮质激素的分泌都存在分级调节
分级调节和反馈调节中激素含量变化的分析方法
在“下丘脑→垂体→内分泌腺”的分级调节中,如果顺序靠前的腺体被切除,则其后面的腺体分泌的激素会减少,其前面的腺体分泌的激素会增加;三个结构所分泌的激素(促××激素释放激素→促××激素→××激素)中,如果顺序靠前的激素分泌增加(减少),则该激素之后的激素分泌会增加(减少)。
能力6 结合激素调节的特点,考查理解能力
8.(2022·重庆卷,9)双酚A是一种干扰内分泌的环境激素,进入机体后能通过与雌激素相同的方式影响机体功能。下列关于双酚A的叙述,正确的是( )
[A] 通过体液运输发挥作用
[B] 进入机体后会引起雌激素的分泌增加
[C] 不能与雌激素受体结合
[D] 在体内大量积累后才会改变生理活动
考向一 从科学思维和科学探究的角度,考查激素间的相互作用
1.(2023·湖南卷,6)甲状旁腺激素(PTH)和降钙素(CT)可通过调节骨细胞活动以维持血钙稳态,如图所示。下列叙述错误的是( )
[A] CT可促进成骨细胞活动,降低血钙
[B] 甲状旁腺功能亢进时,可引起骨质疏松
[C] 破骨细胞活动异常增强,将引起CT分泌增加
[D] 长时间的高血钙可导致甲状旁腺增生
2.(2022·海南卷,14)机体内血糖浓度受多种激素共同调节。某实验小组探究了三种激素单独或联合作用调节血糖的效应,实验前血糖浓度为5.0 mmol·L-1,血糖浓度随激素处理时间的变化如图。下列有关叙述正确的是( )
[A] 激素单独作用时,0.5 h内升高血糖最快的激素是肾上腺素
[B] 3 h时,三种激素联合作用升高血糖的效应大于各自效应的总和
[C] 肾上腺素和胰高血糖素对血糖的调节作用表现出相抗衡的关系
[D] 血糖浓度受肾上腺素、胰高血糖素和皮质醇调节,不受甲状腺激素调节
考向二 从生命观念和社会责任的角度,考查激素分泌的分级调节和反馈调节
3.(2024·广东卷,7)某患者甲状腺激素分泌不足。经诊断,医生建议采用激素治疗。下列叙述错误的是( )
[A] 若该患者血液TSH水平低于正常,可能是垂体功能异常
[B] 若该患者血液TSH水平高于正常,可能是甲状腺功能异常
[C] 甲状腺激素治疗可恢复患者甲状腺的分泌功能
[D] 检测血液中相关激素水平可评估治疗效果
4.(2023·北京卷,9)甲状腺激素的分泌受下丘脑—垂体—甲状腺轴的调节,促甲状腺激素能刺激甲状腺增生。如果食物中长期缺乏合成甲状腺激素的原料碘,会导致( )
[A] 甲状腺激素合成增加,促甲状腺激素分泌降低
[B] 甲状腺激素合成降低,甲状腺肿大
[C] 促甲状腺激素分泌降低,甲状腺肿大
[D] 促甲状腺激素释放激素分泌降低,甲状腺肿大
5.(2023·山东卷,8)肾上腺皮质分泌的糖皮质激素(GC)能提高心肌细胞肾上腺素受体的表达水平。体内GC的分泌过程存在负反馈调节。作为药物服用时,血浆中高浓度的GC能抑制淋巴细胞的增殖、分化。下列推断正确的是( )
[A] GC可用于治疗艾滋病
[B] GC分泌增加不利于提高人体的应激能力
[C] GC作为药物长期服用可导致肾上腺皮质萎缩
[D] 促肾上腺皮质激素释放激素可直接促进GC的分泌
热点情境9 利用自体再生胰岛移植治愈糖尿病
[情境链接]
2024年4月30日,海军军医大学上海长征医院殷浩教授团队与中国科学院分子细胞科学卓越创新中心程新教授团队合作,在《Cell Discovery》上发表了一项开创性研究,成功利用体外再造胰岛移植治愈了胰岛素依赖型糖尿病。
该研究团队利用患者血液PBMC重编程为自体iPS细胞,进而建立具有内胚层分化特异性的干细胞(EnSC),并以EnSC为种子细胞在体外再造胰岛(Eislet),最终再将Eislet移植回患者体内。
再生胰岛移植的概念理解:①再生胰岛是指胰岛细胞(特别是胰岛B细胞)的再生与修复过程,包括采用转基因技术操纵胰腺其他类型细胞,引导它们分化为胰岛B细胞,或利用干细胞技术诱导胰腺多潜能干细胞分化为胰岛B细胞。②胰岛移植是经皮肝门静脉穿刺技术将胰岛细胞注入受体体内的移植手术方式。
[典型例题]
(2024·江西上饶模拟)某分子细胞研究中心,利用患者血液PBMC(如淋巴细胞、单核细胞等)重编程为自体iPS细胞,并使用国际先进技术使之转变为内胚层干细胞,国际上首次利用干细胞来源的自体再生胰岛移植,成功治愈胰岛功能严重受损的糖尿病病例。下列说法错误的是( )
[A] 创造iPS细胞不需要人类胚胎可避免伦理问题
[B] 餐后患者再生胰岛B细胞的胰岛素分泌会增加
[C] 胰岛素与骨骼肌上受体结合后促进肌糖原合成
[D] 下丘脑分泌的激素经体液运输作用于胰岛细胞
[迁移应用]
(2024·重庆模拟)糖尿病是一种严重危害健康的常见病,分为1、2两种类型,其中1型糖尿病(T1D)由胰岛功能减退、分泌胰岛素减少所致。注射胰岛素是目前T1D病人常规的治疗手段,但胰岛素使用不当,也容易引发低血糖症。 某研究团队首次利用自体干细胞来源的自体再生胰岛移植,成功治愈胰岛功能严重受损的糖尿病人。请回答下列问题。
(1)血糖的平衡还受到神经系统的调节,当血糖含量下降时,下丘脑某个区域兴奋,通过
(填“交感”或“副交感”)神经使胰岛A细胞分泌 ,使血糖含量上升。
(2)下列胰岛素使用情境中,可能会引发T1D病人低血糖症的有 。
A.注射的胰岛素不足
B.注射过量胰岛素
C.注射胰岛素后未进食
D.注射胰岛素后未禁食
E.过量运动前注射胰岛素
F.过量运动后注射胰岛素
(3)研究人员采取如图所示方案,制备了人源化T1D小鼠、WT假胰岛和HIP假胰岛,用于探索胰岛移植技术。
①研究人员利用基因编辑技术将小鼠的某些基因替换成了人类基因,获得了免疫功能正常、患T1D的人源化模型小鼠。将小鼠进行人源化改造的目的是
(答出1点即可)。
②研究人员从T1D患者的外周血中分离出单核细胞,并诱导形成多能干细胞(自体iPSC),然后将自体iPSC分为两组,一组直接诱导分化形成假胰岛(WT假胰岛),另一组先进行基因编辑,删除表达组织相容性抗原的基因,使其成为低免疫原性iPSC(HIP iPSC),然后再诱导分化形成假胰岛(HIP假胰岛)。
移植28天后,假胰岛的总细胞数是否变化是评价移植是否成功的重要指标。请以人源化T1D小鼠、WT假胰岛和HIP假胰岛为材料,设计实验验证WT假胰岛不能成功移植而HIP假胰岛能成功移植(移植方法、移入部位不作要求)。
实验方案: 。
预期实验结果: 。
(4)通过上述实验分析可知,人自体再生胰岛移植的优势是 。
第40讲 激素调节
考点一 激素与内分泌系统
必备知识·梳理
1.毛细血管 导管 消化腔
2.(1)①狗的小肠肠腔(切除神经) ②A组、C组 B组 ③神经调节 (2)化学 胰液的分泌是促胰液素调节的结果
3.内分泌器官或细胞
4.(2)②睾丸 雄性性征
5.(1)内分泌腺 (2)垂体 抗利尿 生长发育 生长和发育
神经 醛固酮、皮质醇 水盐 有机物 应激能力 升高 降低
深挖教材
1.(1)× 外分泌腺分泌的物质由导管流出体外或流到消化腔,不属于内环境的成分。
(2)√
(3)× 正常胰腺可分泌胰蛋白酶,对胰岛分泌的胰岛素具有分解作用,因此无法得到胰岛素。
(4)× 内分泌系统由相对独立的内分泌腺以及兼有内分泌功能的细胞共同构成。
(5)× 垂体分泌的促甲状腺激素能促进甲状腺激素的分泌。
2.(1)两人发现促胰液素的实验的对照组是将盐酸单独注射到狗的静脉中,看胰腺是否分泌胰液。
(2)摘除健康狗的胰腺、摘除公鸡的睾丸,运用了“减法原理”;给摘除胰腺的狗注射从萎缩胰腺中提取的提取物、将睾丸移植回原公鸡,运用了“加法原理”。
(3)睾酮的受体在细胞内,胰岛素的受体在细胞膜。睾酮是小分子固醇,能自由扩散通过细胞膜,而胰岛素是大分子蛋白质,不能自由出入细胞。
关键能力·提升
能力1
1.D 甲状腺分泌的甲状腺激素能够促进新陈代谢,提高神经的兴奋性,因病切除甲状腺的患者应长期服用甲状腺激素;人工合成的孕激素类药物是抑制女性排卵的避孕药,孕激素的本质是类固醇,不会被消化液消化,所以可以口服;胰岛素是机体中唯一降低血糖浓度的激素,是由胰岛B细胞分泌的,故治疗胰岛B细胞受损(胰岛素分泌不足)的糖尿病患者可按时注射胰岛素;促性腺激素类药物的本质是蛋白质,若饲喂会被分解而失去作用,达不到促进雌雄鱼的卵细胞和精子成熟的目的。
能力2
2.B 在本实验中,人为地注射生长抑素、灌服半胱胺,属于“加法原理”;甲组是对照组,在实验过程中应遵循单一变量原则,因此①处的操作是注射适量生理盐水;已知生长抑素(SS)能抑制生长激素(GH)的分泌,半胱胺可以降低动物体内SS水平,导致GH水平提高,乙组注射生长抑素,与丙组相比,一段时间后测得乙组大鼠的体重应比丙组轻,因此乙组的预期结果X可能为“+”;本实验能验证生长抑素对大鼠生长发育的作用。
3.D 甲、乙两组涉及的自变量是有无甲状腺,乙组是对照组,设置乙组的目的是排除手术的影响作用,控制无关变量,两组中的实验时间都是无关变量,两组应相同,因此乙组中的Y也应为14天;甲状腺分泌的甲状腺激素能促进幼小动物的发育,甲组小鼠不能产生甲状腺激素,而乙组可以产生甲状腺激素,因此甲组小鼠的生长发育的速度可能明显慢于乙组小鼠;本实验是研究甲状腺和甲状腺激素的生理作用,甲状腺激素能调节体内有机物的代谢,甲状腺激素含量增加会导致耗氧量增加,所以可以通过测定耗氧量来分析其生理作用,故可将各组小鼠单位时间内的氧平均消耗量作为因变量来记录实验数据;可设置丙组实验进一步验证实验结论,对小鼠灌胃适量的甲状腺激素,其他实验条件同甲组,以证明甲状腺激素的生理作用。
考点二 血糖平衡调节
必备知识·梳理
1.肝糖原 肝糖原、肌糖原
2.(1)下丘脑 (2)神经—体液 效应器 胰岛B细胞 胰岛A细胞 (3)氧化分解 甘油三酯 肝糖原 胰岛素 (4)胰岛B 胰岛A 肾上腺素
3.(1)效果 信息 (3)维持稳态
深挖教材
1.(1)√
(2)× 胰高血糖素主要作用于肝,促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液,从而使血糖浓度升高。
(3)× 胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素。
(4)× 参与血糖平衡调节的激素主要是胰岛素和胰高血糖素,两者作用相抗衡。
(5)√
(6)× 胰岛素与细胞膜上的胰岛素受体结合后,葡萄糖通过载体蛋白的协助进入细胞内。
2.(1)在饥饿时,血糖浓度降低,使胰高血糖素分泌量增加,胰岛素分泌量减少,在进食后则相反
(2)①食物中的糖类物质消化吸收进入血液,使血糖浓度升高 ②血糖浓度上升到一定程度时,刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,进而促进血糖的利用和转变成糖原等物质,使血糖浓度下降 ③血糖浓度下降到一定程度后,刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素,进而促进肝糖原分解和非糖物质转变成糖进入血液,使血糖浓度升高
关键能力·提升
能力3
4.B 血糖调节过程中,胰高血糖素的分泌不受下丘脑—垂体分级调节。
5.C 肾上腺素等升高血糖的激素与胰岛素(降血糖)在血糖调节中的作用相抗衡;甲状腺激素能升高血糖,由题干信息可知,甲状腺激素也可激活肝脏中的β受体,使机体产生激素G,进而促进胰岛素分泌,间接降低血糖;血糖浓度降低时,会通过调节作用促进胰高血糖素分泌从而升高血糖,而胰高血糖素的作用结果(血糖升高)会通过负反馈调节胰高血糖素的分泌;激素G作用于胰岛B细胞促进胰岛素分泌通过体液运输实现,属于体液调节。
能力4
6.【答案】 (1)体液 K+和Ca2+ 机体出现低血糖症状
(2)胰岛素
(3)② 小于 GLP1发挥作用依赖于葡萄糖,当胰岛素分泌导致血糖下降时,GLP1不会持续发挥作用
【解析】 (1)胰岛素是一种激素,在体内激素通过体液运输到身体各处发挥作用。由题可知,胰岛素分泌时ATP敏感性K+通道关闭,Ca2+通道开放。药物甲只能与胰岛B细胞膜表面特异性受体结合,促进胰岛素分泌,因此会减少K+外流,同时会促进Ca2+内流,从而导致细胞内的K+和Ca2+浓度都增大。过量使用药物甲会促使胰岛素大量释放,从而使得血糖浓度持续下降,导致机体可能出现低血糖症状。(2)药物甲的作用是促进胰岛素的分泌,使用药物甲后患者B血糖无改善,说明对于该患者药物甲丧失促使胰岛素分泌的作用,因此患者B可能有胰岛素分泌障碍。(3)根据题意分析,该患者体内的GLP1表达量较低,即含量少,因此可以选择GLP1类似物;患者GIP表达量无变化,因此使用GIP类似物不会有明显的改善作用;使用酶D激活剂会促使GLP1和GIP的降解,不利于疾病的治疗。因此,首选的药物是GLP1类似物。使用GLP1类似物一般不会导致低血糖症,其原因是GLP1发挥作用依赖于葡萄糖,当胰岛素分泌导致血糖下降时,GLP1不会持续发挥作用,因此不会引起胰岛素持续分泌,避免了低血糖症的发生。
考点三 甲状腺激素分泌的分级
调节和激素调节的特点
必备知识·梳理
1.(1)①下丘脑 垂体 甲状腺 ②促甲状腺激素释放激素 促甲状腺激素 ③促进 抑制 (2)分层调控 放大 反馈调节
2.体液 体液 全身 靶器官、靶细胞 特异性受体 信使 失活 细胞结构 能量 催化 高效
深挖教材
1.(1)√
(2)× 血液中甲状腺激素水平降低会通过负反馈调节引起促甲状腺激素释放激素分泌增加。
(3)× 使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致甲状腺激素分泌减少。
(4)× 垂体分泌的促甲状腺激素弥散到体液中,随血液流到全身,只特异性作用于甲状腺细胞。
(5)√
(6)× 激素既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用。
2.(1)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。
(2)性激素(或类固醇激素)过多会通过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腺发育,所以缺少促性腺激素后性腺会萎缩,甚至会失去生育能力。
(3)人体内分泌细胞产生的激素弥散到体液中,随血液运输;人体内激素含量保持相对稳定,一旦体内激素含量偏离了生理范围,就会严重影响机体机能。
关键能力·提升
能力5
7.B 垂体接受下丘脑分泌的激素的调节,从而分泌促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺皮质激素等,分别调节相应的内分泌腺的分泌活动,此外垂体还能分泌生长激素来调节生长发育等;激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,由此可知,糖皮质激素在引发体内细胞代谢效应后失活;促肾上腺皮质激素释放激素作用的靶器官是垂体,不能直接作用于肾上腺;由图可知,促肾上腺皮质激素释放激素与促肾上腺皮质激素的分泌不存在分级调节。
能力6
8.A 双酚A是一种环境激素,进入机体后能通过与雌激素相同的方式影响机体功能,分析判断双酚A具有与雌激素相同的调节特点:通过体液进行运输,与特异性受体(雌激素受体)结合作用于靶器官、靶细胞,作为信使传递信息,微量和高效;双酚A进入机体能通过负反馈调节,抑制下丘脑分泌促性腺激素释放激素、抑制垂体分泌促性腺激素,进而导致雌激素的分泌减少。
研练真题·感悟高考
考向一
1.D 由题图可知,CT增加,使成骨细胞活动增强,导致骨量增加,使血钙下降;由题图可知,甲状旁腺功能亢进,则PTH增加,破骨细胞活动增强,使骨量下降,可引起骨质疏松;由题图可知,破骨细胞活动异常增强,会导致血钙异常升高,进而使甲状腺C细胞分泌CT增加;由题图可知,长时间高血钙,会促进甲状腺C细胞分泌增加,而非甲状旁腺增生。
2.B 据图分析,激素单独作用时,0.5 h内升高血糖最快的激素是胰高血糖素;3 h时,三种激素联合作用升高血糖的效应为12.8-5.0=7.8(mmol·L-1),三种激素各自效应的总和为(6.9-5.0)+(5.7-5.0)+(5.2-5.0)=2.8(mmol·L-1),前者明显大于后者;肾上腺素和胰高血糖素都能升高血糖,二者在调节血糖方面表现出协同作用;甲状腺激素也参与血糖浓度的调节。
考向二
3.C TSH为促甲状腺激素,分泌器官是垂体,若该患者血液TSH水平低于正常,可能是垂体功能异常;甲状腺功能异常,如甲状腺激素分泌不足,可导致TSH水平高于正常,若该患者血液TSH水平高于正常,可能是甲状腺功能异常;甲状腺激素治疗只能够提高患者血液中甲状腺激素的含量,不可恢复患者甲状腺的分泌功能;采用激素治疗某患者甲状腺激素分泌不足,可检测血液中TRH、TSH等相关激素水平是否恢复到正常水平,从而评估治疗效果。
4.B 碘是甲状腺激素合成的原料,若食物中长期缺碘,则甲状腺激素的分泌减少,对于垂体的抑制减弱,促甲状腺激素分泌增加,作用于甲状腺,导致甲状腺肿大;由于甲状腺激素的分泌存在反馈调节,当甲状腺激素偏低时,对于下丘脑的抑制减弱,则促甲状腺激素释放激素分泌增加。
5.C 艾滋病是由于HIV侵染免疫细胞导致的疾病,而高浓度的GC能抑制淋巴细胞的增殖、分化,因此GC不可用于治疗艾滋病;GC能提高心肌细胞肾上腺素受体的表达水平,肾上腺素有利于提高人体的应激能力;GC作为药物长期服用可导致相应的促肾上腺皮质激素释放减少,促肾上腺皮质激素还能促进肾上腺皮质的生长发育,因此长期服用GC会导致肾上腺皮质萎缩;促肾上腺皮质激素释放激素可作用于垂体,使得垂体释放促肾上腺皮质激素,促肾上腺皮质激素作用于肾上腺皮质促进GC的分泌。
热点情境9 利用自体再生
胰岛移植治愈糖尿病
[典型例题]
D 依据题意,利用患者血液PBMC重编程为自体iPS细胞,该方法无须利用人类胚胎,可避免伦理问题;进食后血糖浓度升高,再生胰岛B细胞合成和分泌胰岛素增加,降低血糖,使血糖维持在正常范围;胰岛素与骨骼肌上受体结合后促进血糖进入骨骼肌细胞并合成肌糖原;下丘脑通过自主神经支配胰岛细胞分泌相关激素,而非通过激素进行调节。
[迁移应用]
【答案】 (1)交感 胰高血糖素
(2)BCEF
(3)①方便模拟人类的某些生物学特性;降低小鼠机体对植入的人源细胞的免疫排斥;避开人体实验的伦理限制 ②将生理状况相同的人源化T1D小鼠随机均分为甲、乙两组,甲组移植已测定细胞总数的WT假胰岛,乙组移植已测定细胞总数的HIP假胰岛,在相同且适宜的条件下饲养28 d后,检测两组小鼠的假胰岛的总细胞数 甲组假胰岛总细胞数大幅下降,乙组假胰岛总细胞数基本不变
(4)可避免免疫排斥反应,提高移植的成功率
【解析】 (1)血糖的平衡会受到神经系统的调节,当血糖含量降低时,下丘脑的某个区域兴奋,通过交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,使血糖含量上升。(2)注射过量胰岛素、注射胰岛素后未进食、过量运动前后注射胰岛素都有可能导致血糖浓度过低,引发T1D病人低血糖症。(3)①将小鼠进行人源化改造的目的是方便模拟人类的某些生物学特性;降低小鼠机体对植入的人源细胞的免疫排斥;避开人体实验的伦理限制。②自变量为植入的人工假胰岛的类型,因变量为假胰岛的总细胞数是否变化。因此实验方案为将生理状况相同的人源化T1D小鼠随机均分为甲、乙两组,甲组移植已测定细胞总数的WT假胰岛,乙组移植已测定细胞总数的HIP假胰岛,在相同且适宜的条件下饲养28 d后,检测两组小鼠的假胰岛的总细胞数。预期实验结果为甲组假胰岛总细胞数大幅下降,乙组假胰岛总细胞数基本不变。(4)由于自体再生胰岛移植所用细胞来自患者自身,经体外诱导分化得到的再生胰岛组织所含组织相容性抗原与患者自身相同,因此可避免免疫排斥反应,提高移植的成功率。(共120张PPT)
第40讲
激素调节
[课标要求]
1.说出人体内分泌系统主要由内分泌腺组成,包括垂体、甲状腺、胸腺、肾上腺、胰岛和性腺等多种腺体,它们分泌的各类激素参与生命活动的调节。
2.举例说明激素通过分级调节、反馈调节等机制维持机体的稳态,如甲状腺激素分泌的调节和血糖平衡的调节等。
激素与内分泌系统
考点一
1.腺体的种类
毛细血管
导管
消化腔
2.促胰液素的发现
狗的小肠肠腔(切除神经)
(1)沃泰默实验。
①实验步骤。
②实验现象:胰腺能够分泌胰液的是 ;不能分泌胰液的是 。
③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。
(2)斯他林和贝利斯的实验。
A组、C组
B组
神经调节
化学
胰液的分泌是促胰液素调节的结果
由 分泌的化学物质——激素进行调节的方式,就是激素调节。
3.激素调节的概念
内分泌器官或细胞
4.激素研究的实例
(1)胰岛素的发现。
②实验结论:动物 分泌睾酮,维持 。
5.内分泌系统的组成和功能
(1)内分泌系统:由相对独立的 以及兼有内分泌功能的细胞共同构成。
(2)睾丸分泌雄激素的研究。
①实验过程:
睾丸
雄性性征
内分泌腺
(2)主要内分泌腺、分泌的激素及其功能。
垂体
抗利尿
生长发育
生长和发育
神经
醛固
酮、皮
质醇
水盐
有机物
应激能力
升高
降低
深挖教材
1.判断正误
(1)(选择性必修1 P44正文延伸)内分泌腺和外分泌腺分泌的化学物质都是内环境的成分。( )
×
【提示】 外分泌腺分泌的物质由导管流出体外或流到消化腔,不属于内环境的成分。
(2)(选择性必修1 P45 思考·讨论)促胰液素是小肠黏膜产生的一种化学物质,作用于胰腺,促进胰液分泌。( )
√
(3)(选择性必修1 P46～47 思考·讨论)研磨正常胰腺无法提取到胰岛素,是因为胰岛素含量太少。( )
×
【提示】 正常胰腺可分泌胰蛋白酶,对胰岛分泌的胰岛素具有分解作用,因此无法得到胰岛素。
(4)(选择性必修1 P48正文)内分泌系统是由各种内分泌腺组成的。( )
(5)(选择性必修1 P48图3-1拓展)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。( )
×
【提示】 垂体分泌的促甲状腺激素能促进甲状腺激素的分泌。
×
【提示】 内分泌系统由相对独立的内分泌腺以及兼有内分泌功能的细胞共同构成。
2.规范表达
(1)(选择性必修1 P45思考·讨论拓展)斯他林和贝利斯两人发现促胰液素的实验是如何设置对照实验的
【提示】 两人发现促胰液素的实验的对照组是将盐酸单独注射到狗的静脉中,看胰腺是否分泌胰液。
(2)(选择性必修1 P46～47思考·讨论)胰岛素的发现和睾丸分泌雄激素的研究过程中,哪些用了加法原理,哪些用了减法原理
【提示】 摘除健康狗的胰腺、摘除公鸡的睾丸,运用了“减法原理”;给摘除胰腺的狗注射从萎缩胰腺中提取的提取物、将睾丸移植回原公鸡,运用了“加法原理”。
(3)(选择性必修1 P46～47思考·讨论拓展)胰岛素和睾酮都可以作用于相应的靶细胞,根据化学本质判断,它们的受体分布在细胞膜还是细胞内 请说出判断的理由。
【提示】 睾酮的受体在细胞内,胰岛素的受体在细胞膜。睾酮是小分子固醇,能自由扩散通过细胞膜,而胰岛素是大分子蛋白质,不能自由出入细胞。
动物激素、酶、神经递质的比较
1.(2024·陕西西安月考)下列对常见激素及激素类药物的使用,叙述错误的是
( )
[A] 长期服用甲状腺激素——适用于因病切除甲状腺的患者
[B] 口服人工合成的孕激素类药物——是抑制女性排卵的避孕药
[C] 按时注射胰岛素——治疗胰岛 B 细胞受损的糖尿病患者
[D] 给雌雄亲鱼饲喂促性腺激素类药物——促进雌雄鱼的卵细胞和精子成熟
能力1 围绕动物激素的种类、化学本质及作用,考查分析判断能力
D
【解析】 甲状腺分泌的甲状腺激素能够促进新陈代谢,提高神经的兴奋性,因病切除甲状腺的患者应长期服用甲状腺激素;人工合成的孕激素类药物是抑制女性排卵的避孕药,孕激素的本质是类固醇,不会被消化液消化,所以可以口服;胰岛素是机体中唯一降低血糖浓度的激素,是由胰岛B细胞分泌的,故治疗胰岛B细胞受损(胰岛素分泌不足)的糖尿病患者可按时注射胰岛素;促性腺激素类药物的本质是蛋白质,若饲喂会被分解而失去作用,达不到促进雌雄鱼的卵细胞和精子成熟的目的。
2.(2024·贵州遵义期末)生长抑素(SS)能抑制生长激素(GH)的分泌,半胱胺可以降低动物体内SS水平,导致GH水平提高。某研究小组将若干健康且生理状态相同的大鼠平均分成甲、乙、丙三组,对各组的实验处理如下表所示。在适宜条件下正常饲喂一段时间后,测定三组大鼠的体重变化。
能力2 结合动物激素功能的实验,考查科学探究能力
分组 处理 预期结果
甲 ① +++
乙 注射生长抑素(SS) X
丙 注射生长抑素(SS)后灌服半胱胺 ++
注:“+”的多少代表体重增加的量。
下列分析不合理的是( )
[A] 本实验在控制变量中采用了“加法原理”
[B] 甲组是对照组,①处的操作是不做任何处理
[C] 乙组的预期结果X可能为“+”
[D] 本实验能验证生长抑素对大鼠生长发育的作用
B
【解析】 在本实验中,人为地注射生长抑素、灌服半胱胺,属于“加法原理”;甲组是对照组,在实验过程中应遵循单一变量原则,因此①处的操作是注射适量生理盐水;已知生长抑素(SS)能抑制生长激素(GH)的分泌,半胱胺可以降低动物体内SS水平,导致GH水平提高,乙组注射生长抑素,与丙组相比,一段时间后测得乙组大鼠的体重应比丙组轻,因此乙组的预期结果X可能为“+”;本实验能验证生长抑素对大鼠生长发育的作用。
3.(2024·河南鹤壁月考)为研究甲状腺和甲状腺激素的生理作用,某研究人员对若干生理状态良好且一致的幼年小鼠进行如下研究。下列分析错误的是
( )
D
组别 处理方法 实验时间
甲组 切除甲状腺 14天
乙组 手术但不切除甲状腺 Y
[A] 按照对照实验的单一变量原则,乙组中的Y也应为14天
[B] 甲组小鼠的生长发育的速度可能明显慢于乙组小鼠
[C] 可将各组小鼠单位时间内的氧平均消耗量作为因变量来记录实验数据
[D] 可设置丙组实验进一步验证实验结论,对小鼠灌胃适量的甲状腺激素,其他实验条件同乙组
【解析】 甲、乙两组涉及的自变量是有无甲状腺,乙组是对照组,设置乙组的目的是排除手术的影响作用,控制无关变量,两组中的实验时间都是无关变量,两组应相同,因此乙组中的Y也应为14天;甲状腺分泌的甲状腺激素能促进幼小动物的发育,甲组小鼠不能产生甲状腺激素,而乙组可以产生甲状腺激素,因此甲组小鼠的生长发育的速度可能明显慢于乙组小鼠;本实验是研究甲状腺和甲状腺激素的生理作用,甲状腺激素能调节体内有机物的代谢,甲状腺激素含量增加会导致耗氧量增加,所以可以通过测定耗氧量来分析其生理作用,故可将各组小鼠单位时间内的氧平均消耗量作为因变量来记录实验数据;可设置丙组实验进一步验证实验结论,对小鼠灌胃适量的甲状腺激素,其他实验条件同甲组,以证明甲状腺激素的生理作用。
归纳总结
关于探究动物激素功能实验的注意事项
(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,且每组不能只有一只。
(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。对照实验中,生理盐水不能用蒸馏水代替。
(3)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。
(4)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。
(5)对于幼小的动物一般不用摘除法或注射法,例如研究甲状腺激素对蝌蚪发育的影响就应该采用饲喂法。
归纳总结
考点二
血糖平衡调节
1.血糖的来源和去路
肝糖原
肝糖原、
肌糖原
2.血糖平衡调节
(1)调节中枢—— 。
(2)调节方式—— 调节。
下丘脑
神经—体液
效应器
胰岛B细胞
胰岛A细胞
(3)相关激素的生理功能。
氧化分解
甘油三酯
肝糖原
胰岛素
(4)血糖平衡调节的过程。
胰岛B
胰岛A
肾上腺素
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,这种调节方式叫作反馈调节。
(2)实例分析——血糖平衡的调节。
效果
信息
(3)意义:反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制,对于机体 具有重要意义。
维持稳态
深挖教材
1.判断正误
(1)(选择性必修1 P50 图3-2)空腹时血糖的重要来源是肝糖原分解成葡萄糖进入血液。( )
√
(2)(选择性必修1 P51正文)胰高血糖素可以促进肝糖原和肌糖原的分解,从而使血糖浓度升高。( )
×
【提示】 胰高血糖素主要作用于肝,促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液,从而使血糖浓度升高。
(3)(选择性必修1 P51正文)体内多种激素具有直接降低血糖的作用。( )
×
【提示】 胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素。
(4)(选择性必修1 P52正文)参与血糖平衡调节的激素主要是胰岛素和胰高血糖素,两者表现为协同作用。( )
×
【提示】 参与血糖平衡调节的激素主要是胰岛素和胰高血糖素,两者作用相抗衡。
(5)(选择性必修1 P52与社会的联系拓展)胰岛素受体受损或者缺失的糖尿病患者不能通过注射胰岛素的方法来治疗。( )
√
(6)(选择性必修1 P52图3-4拓展)胰岛素激活胰岛素受体后,葡萄糖通过胰岛素受体进入细胞内。( )
×
【提示】 胰岛素与细胞膜上的胰岛素受体结合后,葡萄糖通过载体蛋白的协助进入细胞内。
2.规范表达
(1)(选择性必修1 P52图3-4拓展)正常人在饥饿且无外源能源物质摄入的情况下,与其在进食后的情况相比,血液中胰高血糖素与胰岛素含量的比值高,其原因是
。
在饥饿时,血糖浓度降低,使胰高血糖素分泌量增加,胰岛素分泌
量减少,在进食后则相反
(2)(选择性必修1 P55概念检测3)如图曲线表示某人从早餐开始到12时血糖浓度的变化情况,请识图并结合自己的生活实际,分析曲线变化的具体原因
(说明血糖的来源或去向,以及相关激素的作用)。
①早餐后,血糖浓度升高的原因是
。
②上午9时～10时,血糖浓度下降的主要原因是
。
③上午11时后血糖浓度逐渐升高,主要原因是
。
食物中的糖类物质消化吸收进入血液,
使血糖浓度升高
血糖浓度上升到一定程度时,
刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,进而促进血糖的利用和转变成糖原等物质,使血
糖浓度下降
血糖浓度下降到一定程度后,
刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素,进而促进肝糖原分解和非糖物质转变成糖
进入血液,使血糖浓度升高
胰岛素的作用机制
(1)当胰岛素与靶细胞膜上胰岛素受体的α亚基结合后,β亚基的构型发生改变,酪氨酸蛋白激酶被激活。
(2)活化的酪氨酸蛋白激酶使胰岛素受体底物(IRSs)磷酸化,磷酸化的IRSs通过特异性结构域与其他信号分子相互作用,激活多条信号通路。
(3)最终引发葡萄糖的转运,糖原、脂肪和蛋白质的合成以及一些基因的表达等多种效应。
4.(2024·北京卷,8)在北京马拉松比赛42.195 km的赛程中,运动员的血糖浓度维持在正常范围,在此调节过程中不会发生的是( )
[A] 血糖浓度下降使胰岛A细胞分泌活动增强
[B] 下丘脑—垂体分级调节使胰高血糖素分泌增加
[C] 胰高血糖素与靶细胞上的受体相互识别并结合
[D] 胰高血糖素促进肝糖原分解以升高血糖
能力3 结合血糖平衡调节的过程分析,考查理解能力
B
【解析】 血糖调节过程中,胰高血糖素的分泌不受下丘脑—垂体分级调节。
5.(2024·河北卷,8)甲状腺激素在肝脏中激活其β受体,使机体产生激素G,进而促进胰岛素分泌。下列叙述错误的是( )
[A] 肾上腺素等升高血糖的激素与胰岛素在血糖调节中的作用相抗衡
[B] 甲状腺激素能升高血糖,也可通过激素G间接降低血糖
[C] 血糖浓度变化可以调节胰岛素分泌,但不能负反馈调节升高血糖的激素分泌
[D] 激素G作用于胰岛B细胞促进胰岛素分泌属于体液调节
C
【解析】 肾上腺素等升高血糖的激素与胰岛素(降血糖)在血糖调节中的作用相抗衡;甲状腺激素能升高血糖,由题干信息可知,甲状腺激素也可激活肝脏中的β受体,使机体产生激素G,进而促进胰岛素分泌,间接降低血糖;血糖浓度降低时,会通过调节作用促进胰高血糖素分泌从而升高血糖,而胰高血糖素的作用结果(血糖升高)会通过负反馈调节胰高血糖素的分泌;激素G作用于胰岛B细胞促进胰岛素分泌通过体液运输实现,属于体液调节。
能力4 结合血糖调节及相关实验分析,考查科学思维和实验探究能力
6.(2024·湖南卷,19)葡萄糖进入胰岛B细胞后被氧化,增加ATP的生成,引起细胞膜上ATP敏感性K+通道关闭,使膜两侧电位差变化,促使Ca2+通道开放,
Ca2+内流,刺激胰岛素分泌。进食后,由小肠分泌的肠促胰岛素(GLP-1和GIP)依赖于葡萄糖促进胰岛素分泌,称为肠促胰岛素效应。人体内的GLP-1和GIP易被酶D降解,人工研发的类似物功能与GLP-1和GIP一样,但不易被酶D降解。回答下列问题。
(1)胰岛素需要通过 运输作用于靶细胞。药物甲只能与胰岛B细胞膜表面特异性受体结合,作用于ATP敏感性K+通道,促进胰岛素分泌。使用药物甲后,胰岛B细胞内 (填“K+”“Ca2+”或“K+和Ca2+”)浓度增大;过量使用会产生严重不良反应,该不良反应可能是 。
体液
K+和Ca2+
机体出现低血糖症状
【解析】 (1)胰岛素是一种激素,在体内激素通过体液运输到身体各处发挥作用。由题可知,胰岛素分泌时ATP敏感性K+通道关闭,Ca2+通道开放。药物甲只能与胰岛B细胞膜表面特异性受体结合,促进胰岛素分泌,因此会减少K+外流,同时会促进Ca2+内流,从而导致细胞内的K+和Ca2+浓度都增大。过量使用药物甲会促使胰岛素大量释放,从而使得血糖浓度持续下降,导致机体可能出现低血糖症状。
(2)与正常人比较,患者A和B的肠促胰岛素效应均减弱,血糖异常升高。使用药物甲后,患者A的血糖得到有效控制,而患者B血糖无改善,患者B可能有
分泌障碍。
胰岛素
【解析】 (2)药物甲的作用是促进胰岛素的分泌,使用药物甲后患者B血糖无改善,说明对于该患者药物甲丧失促使胰岛素分泌的作用,因此患者B可能有胰岛素分泌障碍。
(3)研究发现,与正常人比较,患者A的GLP-1表达量较低但其受体数量无变化,而GIP表达量无变化但其受体数量明显下降。若从①GIP类似物、②GLP-1类似物、③酶D激活剂中筛选治疗患者A的候选新药,首选 (填序号)。若使用该候选药,发生(1)所述不良反应的风险 (填“大于”“等于”或“小于”)使用药物甲,理由是
。
②
小于
GLP-1发挥作用依赖于葡萄糖,当胰岛素分泌导致血糖下降时,GLP-1不会持续发挥作用
【解析】(3)根据题意分析,该患者体内的GLP-1表达量较低,即含量少,因此可以选择GLP-1类似物;患者GIP表达量无变化,因此使用GIP类似物不会有明显的改善作用;使用酶D激活剂会促使GLP-1和GIP的降解,不利于疾病的治疗。因此,首选的药物是GLP-1类似物。使用GLP-1类似物一般不会导致低血糖症,其原因是GLP-1发挥作用依赖于葡萄糖,当胰岛素分泌导致血糖下降时,GLP-1不会持续发挥作用,因此不会引起胰岛素持续分泌,避免了低血糖症的发生。
考点三
甲状腺激素分泌的分级调节和激素调节的特点
1.甲状腺激素分泌的分级调节
(1)甲状腺激素分泌的分级调节过程。
①三级腺体:a. 、b. 、c. 。
②三种激素:甲 、乙 、甲状腺激素。
③两种效果:“+”“-”分别表示 、 。
下丘脑
垂体
甲状腺
促甲状腺激素释放激素
促甲状腺激素
促进
抑制
(2)分级调节。
分层调控
放大
反馈调节
2.激素调节的特点
体液
体液
全身
靶器官、靶细胞
特异性受体
信使
失活
细胞结构
能量
催化
高效
深挖教材
1.判断正误
(1)(选择性必修1 P53正文拓展)在甲状腺激素的反馈调节中,下丘脑和垂体细胞是甲状腺激素作用的靶细胞。( )
√
(2)(选择性必修1 P53正文拓展)血液中甲状腺激素水平降低会引起促甲状腺激素释放激素分泌减少。( )
×
【提示】 血液中甲状腺激素水平降低会通过负反馈调节引起促甲状腺激素释放激素分泌增加。
(3)(选择性必修1 P53正文延伸)使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致甲状腺激素分泌增加。( )
×
【提示】 使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致甲状腺激素分泌减少。
(4)(选择性必修1 P54正文拓展)垂体分泌的促甲状腺激素通过体液定向运送到甲状腺。( )
×
【提示】 垂体分泌的促甲状腺激素弥散到体液中,随血液流到全身,只特异性作用于甲状腺细胞。
(5)(选择性必修1 P54正文)体内需要源源不断地产生激素,才能维持激素含量的动态平衡。( )
√
(6)(选择性必修1 P55正文拓展)激素具有高效性,可以为细胞提供充足的能量供应。( )
×
【提示】 激素既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用。
2.规范表达
(1)(选择性必修1 P53思考·讨论拓展)通过手术摘除健康大鼠的垂体后,其甲状腺功能表现为衰退,试分析其中原因。
【提示】 摘除大鼠的垂体后,机体内缺乏促甲状腺激素,无法促进甲状腺的生长发育以及调节甲状腺激素的合成与分泌,即导致甲状腺功能衰退。
(2)(选择性必修1 P53正文拓展)根据反馈调节的原理解释为什么运动员长期注射性激素(或类固醇激素)会导致性腺萎缩,甚至失去生育能力。
【提示】 性激素(或类固醇激素)过多会通过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腺发育,所以缺少促性腺激素后性腺会萎缩,甚至会失去生育能力。
(3)(选择性必修1 P54～55正文及图3-7拓展)临床上通过抽取血样检测激素水平来分析疾病原因的依据是什么
【提示】 人体内分泌细胞产生的激素弥散到体液中,随血液运输;人体内激素含量保持相对稳定,一旦体内激素含量偏离了生理范围,就会严重影响机体机能。
7.(2024·江西卷,7)从炎热的室外进入冷库后,机体可通过分泌糖皮质激素调节代谢(如下图)以适应冷环境。综合激素调节的机制,下列说法正确的是( )
[A] 垂体的主要功能是分泌促肾上腺皮质激素
[B] 糖皮质激素在引发体内细胞代谢效应后失活
[C] 促肾上腺皮质激素释放激素也可直接作用于肾上腺
[D] 促肾上腺皮质激素释放激素与促肾上腺皮质激素的分泌都存在分级调节
能力5 结合激素分泌的分级调节与反馈调节过程,考查分析判断能力
B
【解析】 垂体接受下丘脑分泌的激素的调节,从而分泌促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺皮质激素等,分别调节相应的内分泌腺的分泌活动,此外垂体还能分泌生长激素来调节生长发育等;激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,由此可知,糖皮质激素在引发体内细胞代谢效应后失活;促肾上腺皮质激素释放激素作用的靶器官是垂体,不能直接作用于肾上腺;由图可知,促肾上腺皮质激素释放激素与促肾上腺皮质激素的分泌不存在分级调节。
方法技巧
分级调节和反馈调节中激素含量变化的分析方法
在“下丘脑→垂体→内分泌腺”的分级调节中,如果顺序靠前的腺体被切
除,则其后面的腺体分泌的激素会减少,其前面的腺体分泌的激素会增加;三个结构所分泌的激素(促××激素释放激素→促××激素→××激素)中,如果顺序靠前的激素分泌增加(减少),则该激素之后的激素分泌会增加(减少)。
8.(2022·重庆卷,9)双酚A是一种干扰内分泌的环境激素,进入机体后能通过与雌激素相同的方式影响机体功能。下列关于双酚A的叙述,正确的是( )
[A] 通过体液运输发挥作用
[B] 进入机体后会引起雌激素的分泌增加
[C] 不能与雌激素受体结合
[D] 在体内大量积累后才会改变生理活动
A
能力6 结合激素调节的特点,考查理解能力
【解析】 双酚A是一种环境激素,进入机体后能通过与雌激素相同的方式影响机体功能,分析判断双酚A具有与雌激素相同的调节特点:通过体液进行运输,与特异性受体(雌激素受体)结合作用于靶器官、靶细胞,作为信使传递信息,微量和高效;双酚A进入机体能通过负反馈调节,抑制下丘脑分泌促性腺激素释放激素、抑制垂体分泌促性腺激素,进而导致雌激素的分泌减少。
1.(2023·湖南卷,6)甲状旁腺激素(PTH)和降钙素(CT)可通过调节骨细胞活动以维持血钙稳态,如图所示。下列叙述错误的是( )
[A] CT可促进成骨细胞活动,降低血钙
[B] 甲状旁腺功能亢进时,可引起骨质疏松
[C] 破骨细胞活动异常增强,将引起CT分泌增加
[D] 长时间的高血钙可导致甲状旁腺增生
考向一 从科学思维和科学探究的角度,考查激素间的相互作用
研练真题·感悟高考
D
【解析】 由题图可知,CT增加,使成骨细胞活动增强,导致骨量增加,使血钙下降;由题图可知,甲状旁腺功能亢进,则PTH增加,破骨细胞活动增强,使骨量下降,可引起骨质疏松;由题图可知,破骨细胞活动异常增强,会导致血钙异常升高,进而使甲状腺C细胞分泌CT增加;由题图可知,长时间高血钙,会促进甲状腺C细胞分泌增加,而非甲状旁腺增生。
2.(2022·海南卷,14)机体内血糖浓度受多种激素共同调节。某实验小组探究了三种激素单独或联合作用调节血糖的效应,实验前血糖浓度为5.0 mmol·L-1,血糖浓度随激素处理时间的变化如图。下列有关叙述正确的是( )
[A] 激素单独作用时,0.5 h内升高血糖最快的激素是肾上腺素
[B] 3 h时,三种激素联合作用升高血糖的效应大于各自效应的总和
[C] 肾上腺素和胰高血糖素对血糖的调节作用表现出
相抗衡的关系
[D] 血糖浓度受肾上腺素、胰高血糖素和皮质醇调节,
不受甲状腺激素调节
B
【解析】 据图分析,激素单独作用时,0.5 h内升高血糖最快的激素是胰高血糖素;3 h时,三种激素联合作用升高血糖的效应为12.8-5.0=7.8(mmol·L-1),三种激素各自效应的总和为(6.9-5.0)+(5.7-5.0)+(5.2-5.0)=2.8(mmol·L-1),前者明显大于后者;肾上腺素和胰高血糖素都能升高血糖,二者在调节血糖方面表现出协同作用;甲状腺激素也参与血糖浓度的调节。
3.(2024·广东卷,7)某患者甲状腺激素分泌不足。经诊断,医生建议采用激素治疗。下列叙述错误的是( )
[A] 若该患者血液TSH水平低于正常,可能是垂体功能异常
[B] 若该患者血液TSH水平高于正常,可能是甲状腺功能异常
[C] 甲状腺激素治疗可恢复患者甲状腺的分泌功能
[D] 检测血液中相关激素水平可评估治疗效果
C
考向二 从生命观念和社会责任的角度,考查激素分泌的分级调节和反馈调节
【解析】 TSH为促甲状腺激素,分泌器官是垂体,若该患者血液TSH水平低于正常,可能是垂体功能异常;甲状腺功能异常,如甲状腺激素分泌不足,可导致TSH水平高于正常,若该患者血液TSH水平高于正常,可能是甲状腺功能异常;甲状腺激素治疗只能够提高患者血液中甲状腺激素的含量,不可恢复患者甲状腺的分泌功能;采用激素治疗某患者甲状腺激素分泌不足,可检测血液中TRH、TSH等相关激素水平是否恢复到正常水平,从而评估治疗效果。
4.(2023·北京卷,9)甲状腺激素的分泌受下丘脑—垂体—甲状腺轴的调节,促甲状腺激素能刺激甲状腺增生。如果食物中长期缺乏合成甲状腺激素的原料碘,会导致( )
[A] 甲状腺激素合成增加,促甲状腺激素分泌降低
[B] 甲状腺激素合成降低,甲状腺肿大
[C] 促甲状腺激素分泌降低,甲状腺肿大
[D] 促甲状腺激素释放激素分泌降低,甲状腺肿大
B
【解析】 碘是甲状腺激素合成的原料,若食物中长期缺碘,则甲状腺激素的分泌减少,对于垂体的抑制减弱,促甲状腺激素分泌增加,作用于甲状腺,导致甲状腺肿大;由于甲状腺激素的分泌存在反馈调节,当甲状腺激素偏低时,对于下丘脑的抑制减弱,则促甲状腺激素释放激素分泌增加。
5.(2023·山东卷,8)肾上腺皮质分泌的糖皮质激素(GC)能提高心肌细胞肾上腺素受体的表达水平。体内GC的分泌过程存在负反馈调节。作为药物服用时,血浆中高浓度的GC能抑制淋巴细胞的增殖、分化。下列推断正确的是( )
[A] GC可用于治疗艾滋病
[B] GC分泌增加不利于提高人体的应激能力
[C] GC作为药物长期服用可导致肾上腺皮质萎缩
[D] 促肾上腺皮质激素释放激素可直接促进GC的分泌
C
【解析】 艾滋病是由于HIV侵染免疫细胞导致的疾病,而高浓度的GC能抑制淋巴细胞的增殖、分化,因此GC不可用于治疗艾滋病;GC能提高心肌细胞肾上腺素受体的表达水平,肾上腺素有利于提高人体的应激能力;GC作为药物长期服用可导致相应的促肾上腺皮质激素释放减少,促肾上腺皮质激素还能促进肾上腺皮质的生长发育,因此长期服用GC会导致肾上腺皮质萎缩;促肾上腺皮质激素释放激素可作用于垂体,使得垂体释放促肾上腺皮质激素,促肾上腺皮质激素作用于肾上腺皮质促进GC的分泌。
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利用自体再生胰岛移植治愈糖尿病
[情境链接]
2024年4月30日,海军军医大学上海长征医院殷浩教授团队与中国科学院分子细胞科学卓越创新中心程新教授团队合作,在《Cell Discovery》上发表了一项开创性研究,成功利用体外再造胰岛移植治愈了胰岛素依赖型糖尿病。
该研究团队利用患者血液PBMC重编程为自体iPS细胞,进而建立具有内胚层分化特异性的干细胞(EnSC),并以EnSC为种子细胞在体外再造胰岛
(E-islet),最终再将E-islet移植回患者体内。
再生胰岛移植的概念理解:①再生胰岛是指胰岛细胞(特别是胰岛B细胞)的再生与修复过程,包括采用转基因技术操纵胰腺其他类型细胞,引导它们分化为胰岛B细胞,或利用干细胞技术诱导胰腺多潜能干细胞分化为胰岛B细胞。②胰岛移植是经皮肝门静脉穿刺技术将胰岛细胞注入受体体内的移植手术方式。
[典型例题]
(2024·江西上饶模拟)某分子细胞研究中心,利用患者血液PBMC(如淋巴细胞、单核细胞等)重编程为自体iPS细胞,并使用国际先进技术使之转变为内胚层干细胞,国际上首次利用干细胞来源的自体再生胰岛移植,成功治愈胰岛功能严重受损的糖尿病病例。下列说法错误的是( )
[A] 创造iPS细胞不需要人类胚胎可避免伦理问题
[B] 餐后患者再生胰岛B细胞的胰岛素分泌会增加
[C] 胰岛素与骨骼肌上受体结合后促进肌糖原合成
[D] 下丘脑分泌的激素经体液运输作用于胰岛细胞
D
【解析】 依据题意,利用患者血液PBMC重编程为自体iPS细胞,该方法无须利用人类胚胎,可避免伦理问题;进食后血糖浓度升高,再生胰岛B细胞合成和分泌胰岛素增加,降低血糖,使血糖维持在正常范围;胰岛素与骨骼肌上受体结合后促进血糖进入骨骼肌细胞并合成肌糖原;下丘脑通过自主神经支配胰岛细胞分泌相关激素,而非通过激素进行调节。
[迁移应用]
(2024·重庆模拟)糖尿病是一种严重危害健康的常见病,分为1、2两种类型,其中1型糖尿病(T1D)由胰岛功能减退、分泌胰岛素减少所致。注射胰岛素是目前T1D病人常规的治疗手段,但胰岛素使用不当,也容易引发低血糖症。 某研究团队首次利用自体干细胞来源的自体再生胰岛移植,成功治愈胰岛功能严重受损的糖尿病人。请回答下列问题。
(1)血糖的平衡还受到神经系统的调节,当血糖含量下降时,下丘脑某个区域兴奋,通过 (填“交感”或“副交感”)神经使胰岛A细胞分泌
,使血糖含量上升。
交感
胰高血糖素
【解析】 (1)血糖的平衡会受到神经系统的调节,当血糖含量降低时,下丘脑的某个区域兴奋,通过交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,使血糖含量上升。
(2)下列胰岛素使用情境中,可能会引发T1D病人低血糖症的有 。
A.注射的胰岛素不足
B.注射过量胰岛素
C.注射胰岛素后未进食
D.注射胰岛素后未禁食
E.过量运动前注射胰岛素
F.过量运动后注射胰岛素
BCEF
【解析】 (2)注射过量胰岛素、注射胰岛素后未进食、过量运动前后注射胰岛素都有可能导致血糖浓度过低,引发T1D病人低血糖症。
(3)研究人员采取如图所示方案,制备了人源化T1D小鼠、WT假胰岛和HIP假胰岛,用于探索胰岛移植技术。
①研究人员利用基因编辑技术将小鼠的某些基因替换成了人类基因,获得了免疫功能正常、患T1D的人源化模型小鼠。将小鼠进行人源化改造的目的是
(答出1点即可)。
方便模拟人类的某些生物学特性;降低小鼠机体对植入的人源细胞的免疫排斥;避开人体实验的伦理限制
【解析】 (3)①将小鼠进行人源化改造的目的是方便模拟人类的某些生物学特性;降低小鼠机体对植入的人源细胞的免疫排斥;避开人体实验的伦理限制。
②研究人员从T1D患者的外周血中分离出单核细胞,并诱导形成多能干细胞
(自体iPSC),然后将自体iPSC分为两组,一组直接诱导分化形成假胰岛(WT假胰岛),另一组先进行基因编辑,删除表达组织相容性抗原的基因,使其成为低免疫原性iPSC(HIP iPSC),然后再诱导分化形成假胰岛(HIP假胰岛)。
移植28天后,假胰岛的总细胞数是否变化是评价移植是否成功的重要指标。请以人源化T1D小鼠、WT假胰岛和HIP假胰岛为材料,设计实验验证WT假胰岛不能成功移植而HIP假胰岛能成功移植(移植方法、移入部位不作要求)。
实验方案:
。
预期实验结果:
。
将生理状况相同的人源化T1D小鼠随机均分为甲、乙两组,甲组移植已测定细胞总数的WT假胰岛,乙组移植已测定细胞总数的HIP假胰岛,在相同且适宜的条件下饲养28 d后,检测两组小鼠的假胰岛的总细胞数
甲组假胰岛总细胞数大幅下降,乙组假胰岛总细胞数基本不变
【解析】 ②自变量为植入的人工假胰岛的类型,因变量为假胰岛的总细胞数是否变化。因此实验方案为将生理状况相同的人源化T1D小鼠随机均分为甲、乙两组,甲组移植已测定细胞总数的WT假胰岛,乙组移植已测定细胞总数的HIP假胰岛,在相同且适宜的条件下饲养28 d后,检测两组小鼠的假胰岛的总细胞数。预期实验结果为甲组假胰岛总细胞数大幅下降,乙组假胰岛总细胞数基本不变。
(4)通过上述实验分析可知,人自体再生胰岛移植的优势是
。
可避免免疫排斥
反应,提高移植的成功率
【解析】 (4)由于自体再生胰岛移植所用细胞来自患者自身,经体外诱导分化得到的再生胰岛组织所含组织相容性抗原与患者自身相同,因此可避免免疫排斥反应,提高移植的成功率。
1.(内分泌腺及激素的作用|2024·安庆模拟)鱼类在人工饲养条件下产卵率较低,将鱼的某部位研碎后注入同种鱼体内,能提高产卵率,该过程利用的部位和激素种类分别是( )
[A] 垂体和生长激素
[B] 肾上腺和肾上腺皮质激素
[C] 垂体和促性腺激素
[D] 肾上腺和肾上腺素
(时间:30分钟 满分:38分)
基础强化练
选择题:1～7题,每题2分。
C
【解析】 垂体分泌的促性腺激素可促进性腺生长发育,所以推测该过程利用的部位和激素种类分别是垂体和促性腺激素。
2.(激素作用的特点|2025·自贡期中)关于激素、神经递质等信号分子,下列叙述错误的是( )
[A] 一种内分泌器官可分泌多种激素
[B] 一种信号分子可作用于多种细胞
[C] 多种信号分子可协同调控同一生理功能
[D] 激素发挥作用的前提是识别细胞膜上的受体
D
【解析】 一种内分泌器官可分泌多种激素,如垂体可分泌促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺皮质激素和生长激素等;一种信号分子可作用于多种细胞,如甲状腺激素几乎可以作用于全身所有细胞;多种信号分子可协同调控同一生理功能,如胰岛素和胰高血糖素参与血糖平衡调节;激素发挥作用的前提是与受体结合,但不一定是位于细胞膜上的受体,某些激素的受体在细胞内部,如性激素。
3.(胰腺功能及相关实验|2025·仁怀检测)胰腺能分泌胰液,胰腺的胰岛B细胞能产生胰岛素,下列有关胰腺的相关叙述正确的是( )
[A] 研磨胰腺得到的提取物注入患糖尿病的狗血液中,患病狗的血糖迅速
下降
[B] 胰液、胰岛素均位于内环境中
[C] 将一定量的稀盐酸注入狗血液中,狗胰液的分泌量不会有显著变化
[D] 手术将狗的胰管结扎使胰腺萎缩,可构建实验性糖尿病的模型动物
C
【解析】 胰腺提取物含胰蛋白酶,能将胰岛素水解,因此将胰腺提取物注入患糖尿病的狗血液中,患病狗的血糖基本不变;胰液经导管进入消化腔,不位于内环境中;将一定量的稀盐酸注入狗血液中,狗胰液的分泌量不会有显著变化;手术将狗的胰管结扎会使胰腺萎缩,但胰岛会保持完好,因此不能构建实验性糖尿病的模型动物。
4.(激素调节|2024·成都三模)如图是人体内胰液分泌调节的部分过程示意图,下列相关叙述正确的是( )
[A] 胰液中含有胰岛素和胰高血糖素
[B] 过程a表示反射,其中胰腺为效应器
[C] 胰液的分泌既受神经的调节也受激素的调节
[D] 促胰液素通过体液运输,其化学本质为固醇
C
【解析】 胰液是由胰腺分泌并通过导管运输至消化道中的,其中含有消化酶,不含有胰岛素和胰高血糖素;反射必须经过完整的反射弧,过程a的反射弧不完整,不能表示反射;由图可知胰液的分泌既受神经调节也受体液调节;促胰液素通过体液运输,其化学本质为蛋白质。
5.(新情境·成纤维生长因子1|2024·聊城模拟)某研究机构宣布发现了第二种降糖分子——成纤维生长因子1(FGF1)。该物质与胰岛素类似,可通过与脂肪细胞膜上的特异性受体结合抑制脂肪分解,从而调节血糖。下列相关叙述错误的是( )
[A] 胰岛素可促进靶细胞吸收葡萄糖并将其合成为糖原
[B] FGF1与胰岛素均可通过抑制血糖补充途径而降血糖
[C] 胰岛素受体异常的糖尿病患者不能通过注射FGF1进行治疗
[D] 长期注射FGF1的糖尿病患者体内脂肪过度积累可能会引发肥胖症
C
【解析】 胰岛素可促进肝细胞、肌细胞吸收葡萄糖,并将其合成为糖原;胰岛素降血糖是通过抑制来源,促进去路来实现的,而FGF1可通过与脂肪细胞膜上的特异性受体结合抑制脂肪分解,从而调节血糖,即FGF1 与胰岛素均可通过抑制血糖补充途径而降血糖;胰岛素受体异常而引起的糖尿病,通过注射FGF1能达到一定的治疗效果;若长期给糖尿病患者注射FGF1,会导致脂肪无法分解,患者可能会出现肥胖症状。
6.(新情境·肥胖与血糖调节曲线分析|2024·滁州模拟)肥胖者血浆中过多的脂肪酸会使胰岛素受体敏感性下降。如图表示正常人、非糖尿病肥胖者和糖尿病肥胖者在口服100 g葡萄糖后血糖变化情况。下列相关叙述正确的是( )
[A] 神经系统可通过控制甲状腺、肾上腺和胰岛等的分泌来调节血糖含量
[B] 甲代表的是非糖尿病肥胖者,其胰岛功能减退,胰岛素分泌量减少
[C] 乙代表的是1型糖尿病肥胖者,其胰岛素受体敏感性下降
[D] 丙代表的是正常人,其胰岛素进入细胞参与降低血糖浓度
A
【解析】 当血糖含量降低时,下丘脑的某个区域兴奋,通过交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,使得血糖含量上升,神经系统还可通过控制甲状腺和肾上腺的分泌活动来调节血糖含量;甲血糖高,为糖尿病肥胖者,其胰岛素受体敏感性下降,但无法确定其胰岛素分泌量;乙代表的是非糖尿病肥胖者,由于肥胖者血浆中过多的脂肪酸使胰岛素受体敏感性下降,因此胰岛素发挥的降血糖作用相对较小;根据图中血糖含量变化可知,丙血糖变化在正常值之间波动,其属于正常人,但胰岛素的受体在细胞膜上。
7.(激素分级调节与反馈调节|2024·昆明模拟)垂体可分成腺垂体和神经垂体两大部分。下丘脑—腺垂体—靶腺轴是控制激素分泌稳态的调节系统,在此系统中,激素的作用具有“等级性”,“上位”激素对“下位”内分泌细胞的活动具有促进性调节作用,“下位”激素对“上位”内分泌细胞活动多为负反馈调节作用。根据以上信息分析下列错误的是( )
[A] 胰岛素的分泌不依赖下丘脑—腺垂体—靶腺轴调节系统
[B] 缺碘导致“下位”甲状腺激素合成量减少时,“上位”内分泌腺的分泌活动会增强
[C] 腺垂体能分泌多种激素,例如抗利尿激素、促甲状腺激素释放激素等
[D] “下位”激素对“上位”内分泌细胞的负反馈调节对维持内环境稳态具有重要
意义
C
【解析】 胰岛素的分泌受血糖浓度的影响和下丘脑的调节,不依赖下丘
脑—腺垂体—靶腺轴调节系统;缺碘导致“下位”甲状腺激素合成量减少时,
“上位”内分泌腺(下丘脑、垂体)的分泌活动会增强;抗利尿激素、促甲状腺激素释放激素是下丘脑分泌的;“下位”激素对“上位”内分泌细胞的负反馈调节有利于精细调控,从而维持内环境稳态。
8.(新情境·链脲佐菌素与血糖调节|2024·湖北一模)研究表明大脑皮层中存在高密度的胰岛素受体,链脲佐菌素(STZ)可抑制神经元的胰岛素受体。阿尔茨海默病(AD)是一种常见的神经系统退行性疾病,患者随着年龄增长发生认知功能下降、记忆力丧失。STZ可用于制作AD动物模型。下列叙述正确的是( )
[A] 胰岛素定向运输至大脑皮层发挥调节作用
[B] 胰岛素与组织细胞内的受体结合降低血糖
[C] STZ可能会抑制大鼠脑内新突触的建立
[D] 推测AD患者一定同时患有1型糖尿病
选择题:8～10题,每题4分。
能力提升练
C
【解析】 胰岛素随体液运送到全身,但只能作用于相应的靶细胞或靶器官;胰岛素的受体在靶细胞的表面;由题意可知,AD患者的记忆力会丧失,而长时记忆可能与新突触的建立有关,STZ可用于制作AD动物模型,推测STZ可能会抑制大鼠脑内新突触的建立;分析题意可知,AD患者的发病机理可能与胰岛素受体异常有关,而1型糖尿病是由胰岛功能减退,胰岛素分泌减少所
致,因此无法判断AD患者是否一定同时患有1型糖尿病。
9.(激素调节|2025·河南高考适应性考试)应激刺激时,杏仁核与海马(脑内两个重要的结构)可直接作用于下丘脑,进而调控下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴(HPA轴)的活动,过程如图所示。长期应激刺激促使皮质醇过度释放,可导致海马损伤。
下列叙述正确的是( )
[A] 无应激刺激时,杏仁核和海马不兴奋,肾上腺皮质不释放皮质醇
[B] 长期应激刺激时,促肾上腺皮质激素释放减少使肾上腺皮质萎缩
[C] 应激刺激时,杏仁核可通过海马使下丘脑减弱对垂体的抑制作用
[D] 应激刺激时,皮质醇释放增多,可直接或间接抑制下丘脑的活动
D
【解析】 皮质醇在体内有调节水盐代谢和有机物代谢的作用,没有应激刺激时,通过下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴调控,肾上腺皮质正常释放皮质醇;长期应激刺激促使皮质醇过度释放,促肾上腺皮质激素释放增多,肾上腺皮质不会萎缩;由题干信息结合题图信息可知,应激刺激时杏仁核直接作用于下丘脑,增强对垂体的促进作用。
D
11.(12分)(新考法·实验探究性激素对性别的影响|2024·白银模拟)鸡存在性反转现象。芳香化酶是雌性胚胎中把雄激素转变为雌激素的关键酶,并且仅在雌性性腺中存在。在鸡胚性分化之前抑制芳香化酶的表达,能有效地使ZW个体由雌性向雄性发生性反转,以下为母鸡产蛋的调节机制(甲、乙、丙表示器官,a、b、c表示相应激素)。回答下列问题。
(1)图中甲是 ,乙是 ,光照刺激母鸡产蛋的调节方式为
调节。
下丘脑
垂体
神经—体液
【解析】 (1)据图分析,图中的甲是下丘脑,乙是垂体,丙是卵巢,a是促性腺激素释放激素,b是促性腺激素,c是雌激素。光照刺激母鸡产蛋的过程中,既有下丘脑等参与的神经调节,也有促性腺激素释放激素等参与的激素调节,故调节方式为神经—体液调节。
(2)当c含量增加到一定程度时,会抑制甲和乙分泌相应激素,从而维持c的含量稳定,这说明c的分泌存在 调节机制。若想检测乙的功能有无问题,可通过测定血液中b的含量进行判断,而无须对器官乙进行取样,原因是
。
(负)反馈
垂体(乙)分泌的促性腺激素(b)弥散到体液中,随血液流到全身,正常情况下,其含量处于一定生理范围内
【解析】 (2)当c含量增加到一定程度时,会抑制甲(下丘脑)和乙(垂体)分泌相应激素,从而维持c的含量稳定,说明c的分泌存在(负)反馈调节机制。乙是垂体,若想检测垂体的功能有无问题,可通过测定血液中b(促性腺激素)的含量进行判断,而无须对器官乙进行取样,原因是垂体(乙)分泌的促性腺激素(b)弥散到体液中,随血液流到全身,正常情况下,其含量处于一定生理范围内。
(3)为验证芳香化酶能否使鸡发生性反转,科研人员取多个生理状态相同的雌性鸡胚,随机均分两组,编号A、B组。实验组A组注射适量的
;对照组B组注射等量的生理盐水,相同且适宜条件下,培养一段时间后,检测各鸡胚血液中 的含量。如果
,则支持“芳香化酶能使鸡发生性反转”的假设。
芳香化酶抑制剂
雌、雄激素
A组的雌激素含量低于B组,且A组雄激素含量升高
【解析】 (3)分析题意可知,该实验的自变量为芳香化酶的作用是否受到抑制,因变量为雌性鸡胚中雌、雄激素含量的变化,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故可设计实验如下:取多个生理状态相同的雌性鸡胚,随机均分两组,编号A、B组。实验组A组注射适量的芳香化酶抑制剂;对照组B组注射等量的生理盐水,相同且适宜条件下,培养一段时间后,检测各鸡胚血液中雌、雄激素的含量。如果A组的雌激素含量低于B组,且A组雄激素含量升高,则支持“芳香化酶能使鸡发生性反转”的假设。
