(共82张PPT)
第七单元 稳态与调节
第36讲 激素调节的过程
复习目标 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、胰腺和性腺等多种腺体,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,构建稳态与平衡观念。
考点1 激素与内分泌系统
1. 促胰液素的发现
探究者 沃泰默 斯他林、贝利斯
实验 假设 胰液的分泌只受 的控制 胰液的分泌受 的调节
实验 步骤
神经调节
化学物质
A基础知识重点疑难
探究者 沃泰默 斯他林、贝利斯
实验 现象 A组、C组中的胰腺能分泌胰液,B 组中的胰腺不能分泌胰液 胰腺分泌胰液
实验 结论 胰液的分泌受 控制 胰液的分泌受 的调节控制
神经调节
化学物质
2. 激素调节的概念
由内分泌器官或细胞分泌的化学物质——激素进行调节的方式,称为激素调节。
3. 激素研究实例
(1)胰岛素的发现(方法:结扎法、摘除法)
现象 结论
切除胰腺的狗会患上与人的糖尿病类似的疾 病 糖尿病与胰腺有关
结扎胰管或因胆结石阻塞胰管都会引起胰腺 萎缩,而胰岛却保持完好,机体不会患糖尿 病 糖尿病与胰岛细胞有关
给因摘除胰腺患糖尿病的狗注射结扎胰管狗 的萎缩胰腺(只剩胰岛)提取液,患病狗血糖 恢复正常 糖尿病与胰岛提取液有关
抑制胰蛋白酶的活性,可直接提取正常胰腺 中的胰岛素 获得从正常的胰腺中提取胰岛素的方 法
笔记:若胰腺不萎缩,则胰腺分泌的胰蛋白酶可分解胰岛提取液中的胰岛素,患病狗 血糖不会恢复正常
(2)睾丸分泌雄激素的研究(方法:摘除法、移植法)
4. 内分泌系统的组成和功能
(1)人体内主要内分泌腺或细胞及其分泌的激素
产生部位 激素名称 主要生理作用 化学 本质
下丘脑 促甲状腺激素释放激素 促进垂体合成并分泌促甲状腺激素 多肽
促性腺激素释放激素 促进垂体合成并分泌促性腺激素
促肾上腺皮质激素释放激 素 促进垂体合成并分泌促肾上腺皮质 激素
抗利尿激素 促进肾小管和集合管对水的重吸 收,使尿量减少
产生部位 激素名称 主要生理作用 化学
本质
垂体 生长激素 促进生长,主要促进蛋白质的合成和骨的生 长 蛋白质
促甲状腺激素① 促进甲状腺的正常生长发育,调节甲状腺合 成和分泌甲状腺激素
促性腺激素① 促进性腺的正常生长发育,调节性腺合成和 分泌性激素
促肾上腺皮质激 素① 促进肾上腺皮质合成和分泌肾上腺皮质激素
产生部位 激素名称 主要生理作用 化学本质
胰岛 胰岛A细胞 胰高血糖素 促进肝糖原分解和非糖物质转化为 葡萄糖 多肽
胰岛B细胞 胰岛素 加速血糖分解,促进糖原合成,促 进血糖转化为非糖物质;抑制肝糖 原分解和非糖物质转变为葡萄糖 蛋白质
甲状腺 甲状腺激素 调节体内的有机物代谢,促进生长 和发育,提高神经系统的兴奋性等 氨基酸
衍生物
产生部位 激素名称 主要生理作用 化学本质
肾上腺 髓质 肾上腺素 提高机体的应激能力② 氨基酸
衍生物
皮质 醛固酮等 调节水盐代谢和有机物代谢 类固醇
性腺 睾丸 雄激素(主要是睾酮) 促进雌、雄生殖器官的发育 和生殖细胞的形成,激发和 维持各自第二性征等
卵巢 雌激素、孕激素等
笔记:①促 ××激素作用:促进相关内分泌腺的生长发育,调节相关内分泌腺分泌相 关激素 ②肾上腺素也称“应急激素”
(2)内分泌系统功能:维持内环境稳定、调节物质和能量代谢、调控生长发育和生 殖等。
5. 激素分泌异常引起的疾病
激素 分泌异常疾病
分泌过多 分泌过少
甲状腺 激素 甲状腺机能亢进(食量大 增、消瘦、心率快、血压 高、易激动) ①成年:黏液性水肿(结缔组织水肿、精神萎 靡、反应慢等)
②幼年:
胰岛素 低血糖
生长激 素 ①成年:
②幼年: 幼年: (身材矮小,智力正常)
性激素 — 第二性征不明显或消退,性周期不正常
呆小症
糖尿病
肢端肥大症
巨人症
侏儒症
笔记:呆小症与侏儒症都是身材矮小,但侏儒症患者智力正常,呆小症患者智力低下
6. 几种常见激素的产生部位及作用部位(细胞)
激素名称 产生部位 作用部位(细胞)
促甲状腺激素释放激素 下丘脑 垂体
促甲状腺激素 垂体 甲状腺
甲状腺激素 甲状腺 几乎全身的细胞
胰岛素 胰岛B细胞 几乎全身的细胞
胰高血糖素 胰岛A细胞 主要是肝脏细胞
生长激素 垂体 几乎全身的细胞
×
√
√
√
×
√
×
×
[情境推理]
1. (2024·贵州卷节选)食糜进入小肠后,可刺激小肠黏膜释放的激素是 ,使胰液大 量分泌。为验证该激素能促进胰腺大量分泌胰液,以健康狗为实验对象设计实验。写 出实验思路 。
提示:促胰液素 ①将健康且生理状况相同的狗均分为甲、乙两组,剪取甲狗的一段 小肠,刮取黏膜并用稀盐酸浸泡一段时间后,将其研磨液注入乙狗的静脉,观察实验 现象;②不用稀盐酸浸泡,直接将等量的甲狗小肠黏膜研磨液注入乙狗静脉,观察实 验现象;③直接将等量的稀盐酸注入乙狗静脉,观察实验现象
2. (选择性必修1 P45“思考·讨论1、2”)(1)斯他林和贝利斯的实验比沃泰默实验的巧 妙之处在哪里? 。
提示:(1)彻底排除了神经调节对实验结果的干扰
(2)促胰液素调节胰液分泌的方式与神经调节的方式有哪些不同? 。
提示:(2)神经调节通过反射弧实现,促胰液素调节胰液分泌时,促胰液素通过血液运 输到达胰腺,引起胰腺分泌
3. (选择性必修1 P46“思考·讨论”拓展)为什么直接将胰腺研磨无法获得胰岛 素? 。
提示:胰岛素的化学本质是蛋白质,在研磨过程中会被胰腺分泌的胰蛋白酶分解
B
A. ①与②组成的实验自变量是稀盐酸刺激的部位
B. ①与③对比说明胰液分泌不受神经的调节
C. ①②③④对比说明胰液分泌受小肠黏膜产生的物质(由血液运输)调节
D. 要证明胰液分泌是否受神经的调节应该再设计实验继续探究
解析:①与③对比,实验自变量为是否有通向小肠的神经,因变量是胰腺是否分泌胰 液,其结果说明胰腺分泌胰液可以不通过神经调节,但也可能通过神经调节,要证明 胰液分泌是否受神经的调节应该再设计实验继续探究,B错误。
A. 若该器官为胰腺,①可能是促胰液素,②可表示胰液
B. 若该器官为垂体,①可能是性激素,②可表示促性腺激素
C. 若该器官为肝脏,①可能是胰岛素,②可表示释放的葡萄糖
D. 若该器官为肾脏,①可表示重吸收的水,②可表示抗利尿激素
BC
解析:促胰液素主要是在小肠黏膜合成分泌的,作用是促进胰腺分泌胰液,但②不可 能是胰液,胰液通过导管释放到十二指肠,不会进入血液中,A错误;性激素作用于 垂体,抑制垂体合成和分泌促性腺激素,故若该器官为垂体,①可能是性激素,②可 表示促性腺激素,B正确;若该器官为肝脏,①可能是胰岛素,抑制肝糖原的水解和 非糖物质的转化,即抑制②(葡萄糖)释放到血液中,C正确;若该器官为肾脏,②不可 能是抗利尿激素,因为抗利尿激素由下丘脑神经细胞分泌、由垂体释放,作用于肾小 管和集合管,故②不可表示抗利尿激素,D错误。
下丘脑
垂
体
错误
A. 切除通向狗小肠的神经,再用稀盐酸刺激小肠,研究小肠胰液的分泌
B. 摘除公鸡的睾丸,观察其雄性特征的变化,研究性腺的生理功能
C. 阻断下丘脑和垂体之间的血液联系,研究下丘脑对性腺发育的影响
D. 给蝌蚪饲喂含有甲状腺激素的饲料,研究甲状腺激素对动物发育的影响
D
解析:
选 项 分析 判断
A 切除通向狗小肠的神经,再用稀盐酸刺激小肠,可排除神经的 作用,属于减法原理的应用 不符合题意
B 摘除公鸡的睾丸,观察其雄性特征的变化,可研究性腺的生理 功能,属于减法原理的应用 不符合题意
C 阻断下丘脑和垂体之间的血液联系,可排除下丘脑和垂体之间 的血液联系对性腺发育的影响,属于减法原理的应用 不符合题意
D 给蝌蚪饲喂含有甲状腺激素的饲料,即人为添加激素,属于加 法原理的应用 符合题意
减法
加法
4. (2022·全国乙卷)甲状腺激素在促进机体新陈代谢和生长发育过程中发挥重要作用。 为了研究动物体内甲状腺激素的合成和调节机制,某研究小组进行了下列相关实验。
实验一:将一定量的放射性碘溶液经腹腔注射到家兔体内,一定时间后测定家兔甲状 腺的放射性强度。
实验二:给甲、乙、丙三组家兔分别经静脉注射一定量的生理盐水、甲状腺激素溶 液、促甲状腺激素溶液。一定时间后分别测定三组家兔血中甲状腺激素的含量,发现 注射的甲状腺激素和促甲状腺激素都起到了相应的调节作用。
回答下列问题。
解析:(1)碘是合成甲状腺激素的原料,将一定量的放射性碘溶液注射到家兔体内,碘 首先进入组织液,后进入血浆或淋巴液,运输到甲状腺滤泡上皮细胞时被吸收,参与 甲状腺激素的合成。
甲状腺吸收
碘合成甲状腺激素
解析:(2)甲组注射生理盐水,对甲状腺的活动没有明显的影响,甲状腺激素的合成与 释放维持原来的水平;乙组注射外源甲状腺激素,使机体甲状腺激素含量超过正常水 平,会反馈给下丘脑和垂体,从而抑制两者的活动,使机体甲状腺激素合成减少;丙 组注射促甲状腺激素,可以促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素,导致甲状腺激素合成 增加,故三种情况下,丙组甲状腺激素的合成量大于甲组,乙组和丙组甲状腺激素的 合成量不相同。
大于
不相同
乙组注射外源甲状腺激素,通过反馈调节使甲状腺激素合成减少,丙组注射促甲
状腺激素会促进甲状腺激素的合成
考点2 血糖平衡的调节
A基础知识重点疑难
1. 血糖的来源和去路
笔记:血液中的葡萄糖
2. 血糖平衡调节的过程
笔记:2023江苏卷T21:结合陌生的实验情境综合考查神经调节和血糖调节(实验探究 能力要求高)
(1)调节方式: 。
神经
调节 下丘脑通过有关神经可直接调控肾上腺、胰岛B细胞和胰岛A细胞。在此调 节方式中,内分泌腺本身就是 的一部分
体液
调节 高浓度血糖可直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,低浓度血糖可直接刺激胰岛 A细胞分泌胰高血糖素
神经—体液调节
效应器
(2)与血糖平衡有关的两种主要激素
激素
种类 作用 作用结果
胰岛 素 一方面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,进入脂肪组织细胞转变为甘 油三酯等;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖 物质转变成葡萄糖 使血糖浓度恢复至正常 水平
胰高
血糖 素 促进肝糖原分解和一些非糖物质转化为葡萄糖 使血糖浓度升高至正常 水平
3. 反馈调节
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,这种调节方式叫作反馈调节
实例分析——
血糖平衡的
调节
注:(+)代表促进,(-)代表抑制。
4. 糖尿病的发病机理及表现症状
笔记:2024湖北卷T12:结合细胞工程技术考查糖尿病的治疗(跨模块综合命题)
(1)病因及治疗
类型 发病机理 治疗
1型糖
尿病 由胰岛功能减退、分泌胰岛素减少所致 控制饮食,注射胰岛素等
2型糖
尿病 与遗传、环境、生活方式等密切相关。能量 摄入过多、运动量过少、肥胖是2型糖尿病常 见的危险因素 降糖药物治疗、控制饮食、加 强锻炼等
笔记:2型糖尿病患者的靶细胞对胰岛素作用不敏感的原因可能是与胰岛素相抗衡的激 素增多、胰岛素受体表达下降等
(2)表现“三多”症状及原因
三 多 多尿 原尿中含有高浓度的葡萄糖,导致肾小管和集合管等对水分的重吸收减 少,尿量增加
多饮 多尿带走大量水分使细胞外液的渗透压上升,导致口渴,从而多饮
多食 能量供应不足,产生饥饿感
5. 辨析血糖代谢异常的曲线模式图
如图表示正常人和糖尿病患者的胰岛素浓度变化曲线,则A为正常 人,判断的依据是胰岛素含量相对多且波动幅度大的为正常人
根据初始浓度和波动范围来判断,波动范围在3.9~6.1 mmol·L-1 且起点也在该范围中的b曲线表示正常人,a曲线表示高血糖或糖尿 病患者,c曲线表示低血糖患者
B拆解真题情境推理
[判断正误]
×
√
√
×
×
×
√
√
√
[情境推理]
1. (2023·山东卷改编)人体血糖的来源主要有以下几个方面: ,是血糖的主要来 源; ,是空腹时血糖的重要来源; ,补充血糖。
提示:食物中的糖类经消化、吸收进入血液 肝糖原分解成葡萄糖进入血液 非糖物 质可以转化为葡萄糖进入血液
2. (2023·新课标卷节选)运动时葡萄糖消耗加快,胰高血糖素等激素分泌增加,以维持 血糖相对稳定。胰高血糖素在升高血糖浓度方面所起的作用是 。
提示:促进肝糖原分解成葡萄糖,促进非糖物质转化为葡萄糖
3. (选择性必修1 P52“与社会的联系”拓展)人类1型糖尿病的致病原因是 。
提示:胰岛功能减退、分泌胰岛素减少
4. 经研究,胰高血糖素浓度下降的原因之一是胰岛素抑制胰岛A细胞的分泌,若要证 明该推断正确,某生物兴趣小组设计的大致思路如下:选取经过饥饿处理的一只健康 大鼠,注射适量的胰岛素后,测试大鼠体内胰高血糖素的浓度含量,通过分析,发现 该实验设计有几处错误,请给以纠正。 。
提示:取多只经过饥饿处理的同品种、同日龄的健康大鼠;先进行注射胰岛素前的胰 高血糖素浓度测试;将实验后得到的胰高血糖素浓度与实验前的胰高血糖素浓度进行 对比
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
B
解析:血糖浓度下降时,胰岛A细胞的活动增强,胰高血糖素的分泌量增加,胰高血 糖素通过体液运输,与靶细胞膜上的相应受体相互识别并结合,将信息传递给靶细 胞,促进肝糖原分解升高血糖,完成体液调节,同时血糖浓度的下降,还能刺激下丘 脑的某个区域兴奋,通过交感神经调节胰岛A细胞,增加胰高血糖素的分泌量,升高 血糖,完成神经—体液调节,A、C、D不符合题意;血糖调节过程中,没有涉及垂 体,B符合题意。
剖析题眼 找答案:下丘脑中有血糖调节中枢,但血糖调节没有下丘脑— —靶 器官的分级调节机制,由以上可以推断B 。
垂体
错误
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,A正 确;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,B正确;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,C错误;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,D正确。
溯源教材 找答案: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 ,由以上可以推断D 。
体液调节
正确
解题方法
影响胰岛素和胰高血糖素分泌的因素
(1)影响胰岛素分泌的因素
①血糖含量的高低(最主要)。
②胰高血糖素的影响:胰高血糖素可直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,也可通过升高 血糖含量而间接促进胰岛素的分泌。
③神经调节。
(2)影响胰高血糖素分泌的因素
①血糖含量的高低(最主要)。
②胰岛素的影响:胰岛素可直接作用于胰岛A细胞,抑制胰高血糖素的分泌。
③神经调节。
组别 空腹血糖
(mmol/L) 空腹胰岛素
(mU/mL) 胰岛素抵抗指数
GDM组 7.65±0.87 15.93±4.55 1.95±0.25
对照组 4.20±0.60 8.32±1.14 1.33±0.21
注:胰岛素抵抗是指胰岛素靶器官对其敏感性低的一种状态,其指数越高,抵抗 越明显。
BC
A. 对照组孕妇空腹血糖来源于体内肝糖原和肌糖原分解
B. 血糖降低会引起下丘脑特定区域兴奋,相关交感神经兴奋,促进胰高血糖素分泌
C. 据表中数据推测,GDM组孕妇的病因与Ⅱ型糖尿病相似
D. 通过下丘脑调控胰岛B细胞分泌胰岛素的过程属于神经—体液调节
解析:对照组孕妇空腹血糖的来源于体内肝糖原分解,肌糖原不能分解为血糖,A错 误;血糖降低会引起下丘脑特定区域兴奋,相关交感神经兴奋,促进胰岛A细胞分泌 胰高血糖素,B正确;据表中数据推测,GDM组的孕妇空腹胰岛素的含量较高,但是 血糖也很高,可以判断患者胰岛素靶细胞对胰岛素的敏感性下降,因此GDM组的孕妇 的病因与Ⅱ型糖尿病相似,C正确;通过下丘脑调控胰岛B细胞分泌胰岛素的过程属于 神经调节,没有体现体液调节,D错误。
溯源教材 找答案:机体 能分解产生葡萄糖,但肌糖原 (能,不能) 分解,由以上可以推断A 。
肝糖原
不能
错误
考点3 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)实例:甲状腺激素分泌的调节
A基础知识重点疑难
注:(+)表示促进作用,(-)表示抑制作用。
笔记:2023北京卷T9:甲状腺激素分泌的分级调节(高频考点)
2023山东卷T8:结合新情境考查与糖皮质激素相关的负反馈调节(综合性强)
(2)分级调节
概念 人们将下丘脑、 和靶腺体之间存在的分层调控,称为分级调节
类型 下丘脑—垂体—甲状腺轴
下丘脑—垂体—性腺轴
下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴
模型 下丘脑 垂体 腺体(如甲状腺、性腺、
肾上腺皮质)
意义 分级调节可以 激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于 ,从而维持机体的稳态
垂体
放大
精细调
控
笔记:甲状腺功能的调节是多层次的:①受血碘水平的调节;②受神经调节—交感神 经、副交感神经调节;③受下丘脑—垂体—甲状腺轴分级调节等
2. 激素调节的特点
运输
途径 ①通过体液进行运输
②内分泌腺 导管,分泌的激素弥散到体液中,随 流到全身, 传递着各种信息。因此,临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统中激素的水 平
作用
部位 ①作用于
②激素选择靶细胞,是通过与靶细胞上的特异性受体相互识别,并发生特异性 结合实现的
没有
血液
靶器官、靶细胞
作用
特点 ①作为 传递信息
②激素将信息传递给靶细胞,使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 了
③微量和
信使
失活
高效
提醒 (1)激素只作用于靶细胞≠只运输给靶细胞:激素只作用于靶细胞(因为只有靶细 胞的细胞膜上或细胞内才有其受体),但激素分泌后会广泛运输或弥散于体液中,并非 只运输给靶细胞。
(2)一般情况下,多肽或蛋白质类激素、氨基酸衍生物类激素等含氮类激素(甲状腺激素 除外)与靶细胞膜上受体特异性结合而引发调节效应;固醇类激素与靶细胞膜内受体特 异性结合而引发调节效应。
(3)分泌激素的细胞本身也可能是其分泌激素的靶细胞。
(4)激素既不构成细胞结构,又不直接参与细胞代谢,也不为细胞代谢提供能量,也不 起催化作用,仅仅有调节细胞代谢的作用。
3. 动物激素、酶、神经递质的比较
比较项目 动物激素 酶 神经递质
不 同 点 来源 由内分泌腺或有内分泌 功能的细胞分泌产生 几乎所有的活细胞中都能 产生 神经元轴突末梢 的突触小体
化学
本质 蛋白质、多肽、氨基酸 衍生物、固醇类等 绝大多数酶是蛋白质,极 少数是RNA 多种多样
作用
部位 特定的靶细胞、靶器官 在细胞内或分泌到细胞外 催化特定的化学反应 突触后膜
发挥作用后去
路 作用后迅速失活 作用后可保持活性 作用后被降解或 回收进细胞
比较项目 动物激素 酶 神经递质
相 同 点 ①都具有生物活性;②均与特定分子结合后起作用;③都不供能;④都不组成细 胞结构
提醒 酶是活细胞产生的,激素是一些特殊细胞产生的,能产生激素的细胞也能产生 酶,但能产生酶的细胞不一定能产生激素。
4. 激素间的相互作用
(1)协同作用:不同激素对同一生理效应都发挥相同的作用,从而达到增强效应的结 果,如图所示。
(2)作用相抗衡:胰岛素能降低血糖浓度,与胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素等的 升高血糖浓度效应相抗衡。
B拆解真题情境推理
[判断正误]
×
√
×
×
√
√
√
√
×
√
√
×
√
×
[情境推理]
1. (选择性必修1 P54“正文”)如图是分泌细胞分泌的某种物质与靶细胞结合的 示意图。
(1)众多的激素分子弥散在全身的体液中,是不是对所有细胞都起作用呢? 。
提示:(1)不是;研究发现甲状腺激素几乎对全身的细胞都起作用,而促甲状腺激素只 作用于甲状腺。激素选择靶细胞是通过与靶细胞上的特异性受体相互识别,并发生特 异性结合实现的
(2)为什么人体内需要源源不断地产生激素? 。
提示:(2)激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了,因此需要不断产生激素,以维持 激素含量的动态平衡
2. 通过手术摘除健康大鼠的垂体后,其甲状腺功能表现为衰退,试分析其中原 因。 。
提示:摘除健康大鼠的垂体后,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,导致甲状腺功能衰退
3. 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: 。
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,且激素含量保持相对 稳定,激素含量过高或过低会导致相应疾病发生
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
解析:若该患者血液TSH水平低于正常,可能是垂体功能异常,A正确;该患者 甲状腺激素分泌不足,TSH应该高于正常,若该患者血液TSH水平高于正常,可 能是甲状腺功能异常,B正确;甲状腺激素治疗只能够提高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,C错误;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,D正确。
剖析题眼 找答案:题干信息“某患者甲状腺激素分泌不足,医生建议采用激素治 疗”,由以上可以推断C 。
错误
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,肾上腺 皮质可以释放皮质醇,A错误;长期应激刺激时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,B错误;下丘脑对垂体不是抑制作用,C错误; 应激刺激时,皮质醇释放增多,既可以通过负反馈直接抑制下丘脑的活动,还可以通 过海马间接抑制下丘脑的活动,D正确。故选D。
解题方法
巧借“激素箭头指向”确定分组调节中的各层级
注:以甲状腺激素分泌的分级调节为例。
A. T3在细胞核内与相应的受体结合后发挥作用
B. 图示细胞应是下丘脑细胞
C. T3含量升高会抑制TSH的合成和分泌
D. 测定血清中T3的含量可用于诊断甲状腺疾病
B
解析:据题图分析可知,T3的受体TRs在细胞核内,A正确;题图所示细胞能合成 TSH(促甲状腺激素),应是垂体细胞,B错误;“×”表示抑制,T3含量升高会抑制 TSH的合成与分泌,C正确;由于激素分泌后进入血液,因此测定血清中T3的含量可 用于诊断甲状腺疾病,D正确。
溯源教材 找答案:机体能分泌TSH(促甲状腺激素)的细胞为 细胞,由以上可 以推断B 。
垂体
错误
A. 甲状腺激素受体分布于人体内几乎所有细胞
B. 甲状腺激素可以提高机体神经系统的兴奋性
C. 甲状腺激素分泌增加可使细胞代谢速率加快
D. 甲状腺激素分泌不足会使血中TSH含量减少
D
解析:甲状腺激素几乎可以作用于人体所有细胞,因此其受体分布于人体内几乎所有 细胞,A正确;甲状腺激素可以促进中枢神经系统的发育,提高机体神经系统的兴奋 性,B正确;甲状腺激素能促进新陈代谢,因此其分泌增加可使细胞代谢速率加快,C 正确;甲状腺激素对下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素(TRH)和垂体分泌促甲状腺激 素(TSH)存在负反馈调节,因此甲状腺激素分泌不足会使血中促甲状腺激素(TSH)含量 增加,D错误。第七单元 稳态与调节
第32讲 人体的内环境与稳态
复习目标 1.通过掌握内环境的组成及其稳态,形成稳态与平衡的生命观; 2.通过分析体液各成分间的相互转化,建立思维模型,培养科学思维能力; 3.通过“模拟生物体维持pH的稳定”实验,提高实验设计及对实验结果分析与讨论的能力; 4.通过总结内环境稳态失调引起的疾病,关注人类健康。
@考点1 细胞生活的环境
考点1 细胞生活的环境
A基础知识重点疑难
1.体液及内环境的组成
(1)内环境:由 细胞外液 构成的液体环境。
(2)体液各组分间的相互转化关系
提醒 (1)内环境的概念是对绝大多数多细胞动物而言的,单细胞动物(如草履虫)、简单的多细胞动物(如水螅)和植物没有内环境。
(2)内环境主要包括组织液、血浆和淋巴液,但不是只有这三种,还有脑脊液等。
2.不同细胞所处的内环境归纳
细胞名称 所处内环境
绝大多数细胞 组织液
毛细血管壁细胞 血浆、组织液
毛细淋巴管壁细胞 淋巴液、组织液
血细胞 血浆
淋巴细胞和吞噬细胞 一般是 淋巴液
提醒 (1)血液≠血浆;血液包括血浆和血细胞。血浆是血液中的液体部分,属于体液中的细胞外液。
(2)血红蛋白≠血浆蛋白;血红蛋白存在于红细胞中,是红细胞内的重要成分。血浆蛋白存在于血浆中,是血浆的成分。
3.细胞外液(内环境)各成分的区别和联系
项目 血浆 组织液 淋巴液
成分来源 ①从消化道吸收而来;②从组织液中回渗而来;③淋巴液在左右锁骨下静脉汇入 ①血浆透过毛细血管壁;②组织细胞代谢 ①组织液渗入毛细淋巴管;②从消化道吸收而来
化学成分 营养物质,代谢废物,O2、CO2等气体,血浆蛋白、激素等 与血浆相比,蛋白质含量低
联系 ①三者成分相似,实质是一种盐溶液;②三者共同构成体内细胞生活的环境
笔记:原因主要在于毛细血管壁的单层细胞的细胞膜具有选择透过性
4.细胞外液(内环境)的理化性质
理化性质 数值 (人体内) 维持稳定因素 备注
渗透压 37 ℃时,血浆渗透压约为770 kPa 血浆渗透压大小主要与无机盐(尤其是Na+、Cl-)和蛋白质的含量有关 简单地说,渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。单位体积溶液中溶质微粒数目越多,渗透压越高
酸碱度 血浆内pH为7.35~7.45 主要是H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等缓冲物质 缓冲物质能减缓内部或外来酸、碱对机体pH的影响,使pH保持相对稳定,酸碱度的变化超过一定范围会引起机体酸中毒或碱中毒
温度 37 ℃左右 产热和散热 人体内酶的最适温度也在37 ℃左右,过高或过低都影响酶的活性;体温:幼年>成年>老年;女性>男性
5.细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
(1)细胞可以直接与 内环境 进行物质交换。
(2)内环境与外界环境的物质交换过程,需要体内 各个系统 的参与。
6.内环境存在的与不存在的化学物质举例归类
类别 物质举例
存在的 气体 O2、CO2等
营养物质类 水、无机盐、氨基酸、维生素、葡萄糖、甘油、脂肪酸等
代谢废物类 CO2、尿素、尿酸等
调节物质 激素、神经递质、细胞因子等
血浆蛋白类 纤维蛋白原、抗体(免疫球蛋白)等
类别 物质举例
不存 在的 细胞内的特有物质 血红蛋白、呼吸酶、DNA聚合酶、解旋酶、糖原、DNA、RNA等
细胞膜上的 载体、受体等
与外界环境相通的 ①管腔、囊腔(如消化道、呼吸道、肺泡腔、尿道、膀胱、生殖道及子宫等)内的液体(如消化液、尿液等);②直接分泌到外界环境中的液体(如汗液、泪液)
人体不能吸收的 麦芽糖、纤维素、淀粉等
7.内环境中发生的与不发生的生理过程举例
类别 过程举例
发生的 乳酸与碳酸氢钠作用生成乳酸钠和碳酸;抗体与抗原的结合等
不发 生的 细胞呼吸;细胞内蛋白质、神经递质、激素等物质的合成;消化道中淀粉、脂肪和蛋白质等物质的消化等
8.组织水肿
概念 组织水肿是在一定条件下,组织液浓度升高或血浆、细胞内液浓度下降,引起水分移动,使血浆、细胞内液中的水渗透到组织液引起的水肿现象
原因 严重营养不良 血浆蛋白减少,血浆渗透压下降
肾小球肾炎
过敏反应 组织液中蛋白质增多,组织液渗透压升高
淋巴循环受阻
局部组织细胞代谢过度旺盛 组织液中代谢产物增加,组织液渗透压升高
B拆解真题情境推理
[判断正误]
1.(2023·浙江1月选考改编)人体细胞能从血浆、组织液和淋巴液等细胞外液获取O2。( √ )
2.(2022·海南卷)缺氧时,机体内产生的乳酸与血液中的H2CO3发生反应,以维持血液pH的稳定。( × )
3.(2021·重庆卷)毛细淋巴管壁细胞所处的内环境是淋巴液和血浆。( × )
4.(2024·黑吉辽卷)禁食后血清中的尿酸(嘌呤核苷酸代谢产物)可来源于组织细胞碎片的分解。( √ )
5.(2024·黑吉辽卷)禁食后血清中高水平的尿素来源于脂肪的分解代谢。( × )
6.(2024·河北卷)大量出汗后适量饮用淡盐水,有助于维持血浆渗透压的相对稳定。( √ )
7.(2023·湖北卷)小肠吸收钙减少可导致细胞外液渗透压明显下降。( × )
8.(2021·河北卷)细胞内液不参与细胞外液渗透压的调节。( × )
9.(2023·河北卷)细胞外液中的缓冲对HC/H2CO3可用于维持内环境酸碱平衡。( √ )
10.(2023·河北卷)血浆蛋白减少造成血浆渗出至组织液的水增多。( √ )
[情境推理]
1.(选择性必修1 P5“图1-2”拓展)科学家用化学分析的方法测得人体血浆的化学组成中,蛋白质含量7%~9%,无机盐含量约1%,但无机盐在维持血浆渗透压中占重要地位,原因是 。
提示:渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。蛋白质含量虽高,但其相对分子质量较Na+和Cl-大得多,故细胞外液中蛋白质的数目少于Na+和Cl-
2.持续发热会使体液减少,通常通过静脉注射质量分数为5%的葡萄糖溶液和质量分数为0.9%的氯化钠溶液来矫正,这两种溶液的共同作用是 。
提示:维持内环境渗透压的平衡
3.(选择性必修1 P58“旁栏思考”)带婴幼儿看病时,为什么要等他们停止哭闹几分钟之后,再给他们量体温呢? 。
提示:婴幼儿哭闹时,新陈代谢增强,导致机体产热增加,如果此时测量,体温会偏高
C升华思维实战演练
内环境的组成及相互关系
1.(2025·湖北随州统考)如图中甲、乙、丙分别表示三种人体细胞外液,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示生活在甲、乙、丙中的细胞。下列分析正确的是( C )
A.甲的渗透压主要来自蛋白质含量,无机盐的浓度对其影响不大
B.若乙中有神经递质,则Ⅱ可表示神经元,淋巴细胞都生活在丙中
C.当④的过程受阻时,可能会造成组织水肿
D.正常情况下,甲与乙中的物质都能通过①②相互渗透
解析:甲为血浆,其渗透压主要来自蛋白质和无机盐含量,A错误;神经递质可释放到突触间隙的组织液,因此若乙组织液中有神经递质,则Ⅱ可表示神经元,丙为淋巴液,淋巴细胞可生活在甲血浆和丙淋巴液中,B错误;当④的过程受阻时,可能会造成组织水肿,C正确;正常情况下,血浆中的蛋白质不能渗透到乙组织液中,D错误。
解题方法
巧用“箭头走向”分析内环境物质交换示意图
提醒 细胞内液也存在和血浆、淋巴液双向交换的情况。
内环境的成分和理化性质
2.(2022·重庆卷)某同学登山后出现腿部肌肉酸痛,一段时间后缓解。查阅资料得知,肌细胞生成的乳酸可在肝脏转化为葡萄糖被细胞再利用。下列叙述正确的是( D )
A.酸痛是乳酸积累导致血浆pH显著下降所致
B.肌细胞生成的乳酸进入肝细胞只需通过组织液
C.乳酸转化为葡萄糖的过程在内环境中进行
D.促进乳酸在体内的运输有利于缓解酸痛
解析:肌肉酸痛是机体产生的乳酸积累造成的,但由于血浆中缓冲物质的调节作用,血浆pH下降并不明显,A错误;肌细胞生成的乳酸进入肝细胞需要血液和组织液的运输,B错误;乳酸转化为葡萄糖的过程在肝细胞中进行,C错误;肌细胞生成的乳酸可在肝脏转化为葡萄糖被细胞再利用,若促进乳酸在体内的运输,则可降低内环境中乳酸的含量,有利于缓解酸痛,D正确。
3.(2025·八省联考四川卷)在中枢神经系统内,许多神经细胞直接生活的环境是脑脊液。脑脊液中绝大部分是水,Na+浓度较高(约为神经细胞的10倍),蛋白质含量很少。下列叙述错误的是( C )
A.脑脊液是一种体液,和组织液同属于内环境
B.脑脊液中的水主要通过协助扩散进出细胞
C.神经细胞的Na+浓度低,渗透压低于脑脊液
D.与脑脊液相比,血浆中蛋白质的含量更高
解析:脑脊液是脑细胞生活的直接环境,是脑细胞与血浆进行物质交换的媒介,脑脊液属于组织液,其与血浆都属于内环境,A正确;水可通过自由扩散和协助扩散方式进出细胞,且脑脊液中的水主要通过协助扩散进出细胞,B正确;神经细胞的渗透压与脑脊液中渗透压基本相等,否则神经细胞不能维持正常状态,C错误;脑脊液是一种组织液,与组织液相比,血浆中蛋白质的含量更高,D正确。故选C。
@考点2 内环境的稳态
考点2 内环境的稳态
A基础知识重点疑难
1.内环境稳态
概念 正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态
实质 内环境的 化学成分 和 理化性质 处于动态平衡
调节机制 神经—体液—免疫调节网络
调节能力 有一定限度
意义 内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
遭破坏 原因 ①外界环境的变化过于剧烈;②人体自身的调节功能出现障碍
2.内环境稳态的实例分析(以人体内环境pH稳态的维持为例)
(1)内环境pH相对稳定的原因
人体内环境中有很多缓冲对,其中最重要的是HC/H2CO3,其次还有HP/H2P等。当一定量的酸性或碱性物质进入后,内环境的pH仍能维持在一定范围内。
(2)维持机制
注:血液中CO2增多会刺激呼吸中枢,使呼吸运动增强,增加通气量,从而将CO2排出体外,所以对血液的pH影响不大。
3.实验:模拟生物体维持pH的稳定
(1)实验原理:在溶液中加入酸或碱, 缓冲对 (如HP/ H2P )能使溶液pH的变化减弱;与自来水相比,生物组织匀浆更类似于 缓冲液 。
(2)实验材料:肝匀浆、pH为7的磷酸盐缓冲液、自来水、物质的量浓度为0.1 mol·L-1的NaOH、物质的量浓度为0.1 mol·L-1的HCl等。
笔记:HCl和NaOH均有腐蚀性,应避免它们与皮肤和眼睛接触,也不要入口
(3)实验步骤
(4)实验结果
①自来水中加入HCl或NaOH,随滴数增加,pH 下降或上升 。
②肝匀浆或者缓冲液中分别加入酸性或碱性物质,随滴数增加,pH 变化不明显 。
(5)实验结论:肝匀浆的性质类似于缓冲液而不同于自来水,说明 肝匀浆内含有酸碱缓冲物质 ,生物体内环境对酸、碱的 缓冲作用 是维持pH稳定的机制。
4.稳态概念的发展
分子水平 基因表达的稳态、激素分泌的稳态、酶活性的稳态等
细胞水平 细胞的 分裂和分化 的稳态等
器官水平 心脏活动的稳态、消化腺分泌消化液的稳态等
群体水平 种群数量的变化存在稳态,生态系统的 结构和功能 也存在稳态
B拆解真题情境推理
[判断正误]
1.(2024·湖北卷)过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限。( √ )
2.(2024·黑吉辽卷)血清中尿素、尿酸水平可作为检验内环境稳态的指标。( √ )
[情境推理]
1.(选择性必修1 P10“思考·讨论2”改编)在大量出汗或严重腹泻后,为维持内环境的相对稳定,可以在饮水的同时适当补充一些无机盐,其原因是
。
提示:大量出汗或严重腹泻后,如果只喝水,不补充无机盐,内环境的渗透压会变小,内环境中的水将较多地通过渗透作用进入细胞内,造成细胞吸水膨胀,进一步导致细胞代谢的功能紊乱
2.部分婴幼儿的营养主要依赖于奶粉,品质低劣的奶粉导致“大头娃娃”出现的原因是 。
提示:低劣奶粉蛋白质含量低,婴儿血浆中蛋白质合成少,更多水分进入组织液,引起组织水肿(“大头娃娃”)
3.(选择性必修1 P10“与社会的联系”拓展)严重中暑又称“热射病”,目前研究较多的机制之一是“直接热损伤”,从细胞代谢角度分析“直接热损伤”的原因。 。
提示:过高的体温会使细胞中酶的活性降低或丧失,进而导致细胞代谢的紊乱
C升华思维实战演练
内环境稳态的调节
1.(2024·湖北卷)磷酸盐体系(HP/H2P)和碳酸盐体系(HC/H2CO3)是人体内两种重要的缓冲体系。下列叙述错误的是( C )
A.有氧呼吸的终产物在机体内可转变为HC
B.细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关
C.缓冲体系的成分均通过自由扩散方式进出细胞
D.过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限
解析:有氧呼吸的终产物为二氧化碳和水,二氧化碳溶于水后形成H2CO3,再由H2CO3形成H+和HC,A正确;细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关,如在细胞呼吸中Pi与ADP结合生成ATP,B正确;缓冲体系的成分如HC、HP携带电荷,不能通过自由扩散方式进出细胞,C错误;机体内环境中的缓冲物质能够对乳酸起缓冲作用,但过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限,D正确。
2.(2025·八省联考河南卷)人体血浆中无机磷酸盐的浓度为0.8~1.5 mmol/L,而脑脊液中的浓度仅为0.35~0.5 mmol/L。下列叙述正确的是( D )
A.1分子ATP完全水解可产生2分子磷酸
B.脑脊液中无机磷酸盐的浓度低于血浆是因为稳态失调
C.由无机磷酸盐形成的渗透压是血浆渗透压的主要来源
D.无机磷酸盐可通过调节酸碱度参与人体内环境稳态的维持
解析:ATP完全水解时,可产生三个磷酸分子,A错误;脑脊液是脑细胞与血浆进行物质交换的媒介,属于组织液,其与血浆中无机磷酸盐浓度差异是正常的生理现象,有助于维持脑组织的正常生理功能,而不是稳态失调,B错误;血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关,C错误;无机磷酸盐在人体内具有多种生理功能,其中之一就是通过参与酸碱平衡调节来维持内环境稳态,D正确。故选D。
解题方法
内环境渗透压的影响因素
(1)血浆渗造压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。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CI,细胞外液渗透压的90%来源于Na和C1。而组成细胞内液的无机盐离子主要是K和HPOHPO等。
3.(2023·湖北卷)2023年4月,武汉马拉松比赛吸引了全球约26 000名运动员参赛。赛程中运动员出现不同程度的出汗、脱水和呼吸加深、加快。下列关于比赛中运动员生理状况的叙述,正确的是( D )
A.血浆中二氧化碳浓度持续升高
B.大量补水后,内环境可恢复稳态
C.交感神经兴奋增强,胃肠平滑肌蠕动加快
D.血浆渗透压升高,抗利尿激素分泌增加,尿量生成减少
解析:比赛中运动员有氧呼吸产生二氧化碳过多时会刺激脑干中的呼吸中枢,使呼吸加深加快,将多余的二氧化碳排出体外,A错误;运动过程中由于出汗增加,脱水会伴随着无机盐的丢失,如果此时只喝水不补充盐,稳态遭到破坏后会引起细胞代谢紊乱,B错误;交感神经兴奋会导致胃肠蠕动变慢,C错误;血浆渗透压升高,刺激位于下丘脑的渗透压感受器,使下丘脑分泌的抗利尿激素增加,并经垂体释放,促进肾小管和集合管对水的重吸收,使尿量减少,D正确。
事例支撑 找答案:剧烈运动过程中,机体产生的CO2会随呼吸运动排出, 不会 (会,不会)持续积累在血浆中,由以上可以推断A 错误 。
提醒 完成限时跟踪检测(三十二)
第33讲 神经调节的结构基础和基本方式
复习目标 1.概述神经调节的基本方式是反射(可分为条件反射和非条件反射),其结构基础是反射弧,树立结构与功能观; 2.举例说明中枢神经系统通过自主神经来调节内脏的活动。
@考点1 神经调节的结构基础
考点1 神经调节的结构基础
A基础知识重点疑难
1.神经系统的基本结构
(1)中枢神经系统
项目 位置 功能
脑 大脑 位于颅腔内 包括左右两个大脑半球,表面是 大脑皮层 ,大脑皮层是调节机体活动的 最高级中枢 ,其中有语言、听觉、视觉、运动等高级中枢
小脑 位于脑干背侧,大脑的后下方 协调运动,维持 身体平衡
下丘脑 位于大脑 腹面 脑的重要组成部分,其中有 体温 调节中枢、 水平衡 的调节中枢等,还与生物节律等的控制有关
脑干 位于大脑的下方,小脑的前方,下部与脊髓连接 是连接脊髓和脑其他部分的重要通路,有许多 维持生命 的必要中枢,如调节呼吸、心脏功能的基本活动中枢
脊髓 位于椎管内,上端与脑干相连,下抵腰椎 是脑与躯干、内脏之间的联系通路,是调节运动的 低级中枢
笔记:生物节律也称“生物钟”,是有机体内部发生的周期性变化过程,最典型的例子是睡眠与觉醒的周期性交替
(2)外周神经系统
(3)自主神经系统
①概念:支配内脏、血管和腺体的传出神经,它们的活动不受意识支配,称为自主神经系统。
笔记:自主神经并不完全自主,如我们可以有意识地进行深呼吸与憋气
②组成: 交感神经 和 副交感神经 。
状态 优势 表现
兴奋 状态 交感神经 活动占优势 心跳加快,支气管 扩张 ,瞳孔扩张,血管收缩, 抑制 胃肠蠕动和消化腺的分泌活动
安静 状态 副交感神经 活动占优势 心跳减慢,支气管 收缩 ,瞳孔收缩, 促进 胃肠蠕动和消化腺的分泌活动
③意义:交感神经和副交感神经对于同一器官的作用通常是 相反 的,可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。
2.组成神经系统的细胞
(1)神经元的结构与功能
胞体 对信息作出分析
突起 树突:接收信息并传导信息
轴突:信息传导
(2)神经胶质细胞分布与功能
分布 广泛分布于神经元之间,数量为神经元数量的10~50倍
功能 ①是对神经元起 辅助 作用的细胞,具有支持、保护、营养和修复神经元等多种功能;②在外周神经系统中,神经胶质细胞参与构成神经纤维表面的髓鞘
B拆解真题情境推理
[判断正误]
1.(2024·新课标卷)进食后若副交感神经活动增强可抑制消化液分泌。( × )
2.(2024·河北卷)足球比赛中支气管扩张,消化液分泌增加。( × )
3.(2024·安徽卷)睡梦中心跳加快与交感神经活动增强、副交感神经活动减弱有关。( √ )
4.(2023·全国甲卷)中枢神经系统的脑和脊髓中含有大量的神经元。( √ )
5.(2023·湖北卷)交感神经兴奋增强,胃肠平滑肌蠕动加快。( × )
6.(2023·广东卷)紧张时交感神经兴奋使血糖水平升高。( √ )
7.(2021·浙江6月选考)每个神经元都有一个轴突和多个树突。( × )
8.(2024·江苏卷)交感神经和副交感神经共同调节骨骼肌的兴奋和舒张。(× )
9.(2023·全国甲卷)大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢。( √ )
[情境推理]
1.(选择性必修1 P18“思考·讨论1”)你可以控制自己是否跑开,但却不能控制自己的心跳,这是为什么呢? 。
提示:控制自己是否跑开的传出神经是支配躯体运动的神经,受到意识的支配,而控制自己心跳的传出神经是支配内脏的神经,不受意识支配
2.(选择性必修1 P20“拓展应用1”)有些神经元的轴突很长,并且树突很多,有什么意义? 。
提示:轴突长有利于神经元将信息输送到远距离的支配器官;树突多有利于充分接收信息
3.自主神经系统控制心脏收缩活动时,副交感神经对心率具有抑制作用,请利用活兔为实验材料,设计手术切断神经实验来验证该结论,简要写出实验思路和预期结果。 。
提示:实验思路:取身体健康、生长状况相同的活兔随机分为数量相等的三组,编号A、B、C,对A、B、C三组兔进行以下处理并检测三组兔的心率,A组不做任何处理,B组只进行手术创伤但不切断神经,C组进行手术并切断支配心脏的副交感神经。预期结果:A组兔和B组兔的平均心率基本相等,C组兔的平均心率快于A组兔和B组兔
4.(2023·浙江1月选考)大脑皮层受损的“植物人”仍具有节律性的自主呼吸运动;哺乳动物脑干被破坏,或脑干和脊髓间的联系被切断,呼吸停止。上述事实说明,自主呼吸运动不需要位于 的呼吸中枢参与,自主呼吸运动的节律性是位于 的呼吸中枢产生的。
提示:大脑皮层 脑干
C升华思维实战演练
神经调节的结构基础(结构与功能观)
1.(2025·浙江强基联盟联考)正常情况下狗的心率平均为90次/分。为了研究A、B两种神经对其心脏的支配作用,分别对两个实验组的正常狗进行了心率测定,发现仅阻断A神经时心率达到180次/分;仅阻断B神经时心率达到70次/分。下列叙述错误的是( B )
A.正常情况下,A神经对心率的作用更强烈
B.刺激A、B两种神经可引发心脏的反射性跳动
C.同时抑制A、B神经的活动,可能导致心率失常
D.A神经有减缓心率的作用,B神经有促进心率的作用
解析:正常情况下狗的心率是90次/分,仅阻断A神经后心率提高到180次/分,当仅阻断B神经后心率降低到70次/分,由此可以判断A神经对心率的作用更强烈,A正确;刺激A、B两种神经,该过程没有经过传入神经和神经中枢等,没有完整反射弧,不属于反射活动,B错误;A、B神经能够共同调节心率,同时抑制A、B神经的活动,可能导致心率失常,C正确;正常心率为90次/分,阻断A神经后,心率显著加快,说明A神经能减缓心脏跳动,阻断B神经后,心率减慢,说明B神经能促进心率,D正确。
剖析题眼 找答案:正常心率为90次/分,阻断A神经后,心率达到180次/分,说明A神经能 减缓 心脏跳动;阻断B神经后,心率达到70次/分,说明B神经能 促进 心率,由以上可以推断D 正确 。
自主神经系统(生命观念和科学思维)
2.(多选)(2025·辽宁大连高三检测)某研究人员发现:刺激猫支配尾巴的交感神经后可引起尾巴上的毛竖立,同时心脏活动加速;如果将自尾巴回流的静脉结扎,再刺激该交感神经就只能引起尾巴上的毛竖立,而心脏活动不加速。下列对该实验现象的分析,错误的是( BD )
A.猫支配尾巴的交感神经末梢释放的化学物质可由静脉回流至心脏
B.刺激猫支配尾巴的交感神经是刺激反射弧的传入神经
C.实验猫尾巴上的毛竖立,同时心脏活动加速,副交感神经活动减弱
D.副交感神经是传入神经,与交感神经的作用往往相反
解析:根据题干信息“如果将自尾巴回流的静脉结扎,再刺激该交感神经就只能引起尾巴上的毛竖立,而心脏活动不加速”可知,猫支配尾巴的交感神经末梢释放的化学物质可由静脉回流至心脏,A正确;交感神经和副交感神经都是传出神经,二者对同一器官的作用往往相反,C正确,B、D错误。
溯源教材 找答案:交感神经和副交感神经均属于 传出神经 ,由以上可以推断B 错误 。
3.(2025·河南联考)自主神经系统是调节内脏活动的神经组织,又称植物神经系统、内脏神经系统,是神经系统的重要组成部分,包括交感神经和副交感神经两部分。它们在大脑皮层和皮层下自主神经中枢的控制下,管理各种器官的平滑肌、心脏的心肌以及腺体及其他内脏器官的活动,调节机体新陈代谢的进行。下列说法正确的是( C )
A.交感神经和副交感神经控制同一内脏生命活动时的效果一定是相反的
B.自主神经系统控制内脏生命活动时是自主的,不受大脑皮层的控制
C.交感神经和副交感神经对同一器官的作用,可使机体作出更精确的反应
D.自主神经系统属于外周神经系统中脊神经发出的传入神经
解析:交感神经和副交感神经控制同一内脏生命活动时的效果不一定是相反的,例如交感神经和副交感神经都可以促进唾液腺的分泌,A错误;自主神经系统控制内脏生命活动时受大脑皮层的控制,B错误;交感神经和副交感神经对同一器官的作用,可使机体作出更精确的反应,C正确;自主神经系统属于外周神经系统中的传出神经,含有脑神经和脊神经,D错误。
@考点2 神经调节的基本方式
考点2 神经调节的基本方式
A基础知识重点疑难
1.反射
(1)概念:在中枢神经系统的参与下,机体对 内外刺激 所产生的 规律性应答反应 。反射是神经调节的 基本方式 。
笔记:植物和单细胞动物没有中枢神经系统
(2)结构基础: 反射弧 。
2.反射的结构基础——反射弧(如图)
(1)a为 效应器 ,b为 传出神经 ,c为 神经中枢 ,e为 传入神经 ,f为 感受器 。
(2)图中a的组成: 传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等 。
(3)直接刺激b,能够引起肌肉收缩,这 不属于 (填“属于”或“不属于”)反射,原因是 没有经过完整的反射弧 。
(4)完成反射的条件
①反射弧的完整性是完成反射的前提条件,反射弧不完整,如传入神经受损,刺激神经中枢或传出神经,效应器能发生反应,但不构成反射。
笔记:感觉是在大脑皮层形成的,需要感受器、传入神经和神经中枢的参与,传出神经和效应器可不参与,无完整反射弧,不属于反射
②需要有 适宜强度的刺激 才能发生反射活动,能够引起反应的最小刺激强度值叫阈值,刺激强度只有超过阈值才能引起反应。
提醒 (1)反射活动需要经过完整的反射弧来实现。反射弧中任何环节受损,反射就不能完成。
(2)直接刺激传出神经或效应器引起肌肉收缩,不属于反射。
(3)一个完整的反射活动的完成至少需要两个神经元。
3.反射弧中各结构的判断方法
根据神经节进行判断 有神经节的是传入神经
根据突触进行判断 表示上一神经元的轴突末梢(含突触前膜) 表示下一神经元的胞体或树突(含突触后膜)
根据脊髓灰质的结构进行判断 与脊髓粗大的前角相连的为传出神经,与细小的后角相连的为传入神经
根据实验进行判断 切断某一神经,如果刺激外周段,肌肉收缩,刺激向中段,肌肉不收缩,则切断的是传出神经,否则是传入神经
4.反射弧中相关结构对反射弧功能的影响
反射弧 的结构 结构特点 功能 结构破坏对 功能的影响
感受器 感觉神经末梢和与之相连的多种特化结构 将内、外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 既无感觉又无效应
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至效应器 只有感觉而无效应
效应器 传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等 对内、外刺激作出相应的应答 只有感觉而无效应
5.条件反射的建立及消退
(1)条件反射的建立过程(以狗的唾液分泌与铃声关系为例)
(2)条件反射的消退
原因 反复应用条件刺激而不给予非条件刺激
机理 条件反射的消退不是条件反射的简单丧失,而是中枢把原先引起兴奋性效应的信号转变为产生抑制性效应的信号
实质 条件反射的消退使得动物获得了两个刺激间新的联系,是一个新的学习过程,需要大脑皮层的参与
6.条件反射与非条件反射的比较
项目 非条件反射 条件反射
概念 出生后无须训练就具有的反射 出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射
刺激 类型 具体的直接刺激(非条件刺激) 光、声音等信号刺激(条件刺激)
神经 中枢 大脑皮层以下的神经中枢 大脑皮层
神经 联系 反射弧及神经联系永久、固定,反射一般不消退 反射弧与神经联系暂时、可变,反射易消退,需强化非条件刺激
意义 完成机体基本的生命活动 使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性,大大提高了动物应对复杂环境变化的能力
举例 缩手反射、膝跳反射、眨眼反射、吸吮反射、排尿反射、吃东西时分泌唾液等 望梅止渴、画饼充饥、谈虎色变、听见铃声走进教室等
联系 条件反射是在非条件反射的基础上,通过学习和训练而建立的,条件反射应不断用非条件刺激强化才能维持下去,否则将不断减弱,甚至消失;条件反射的建立和消退均需要大脑皮层的参与
B拆解真题情境推理
[判断正误]
1.(2024·新课标卷)唾液分泌条件反射的建立需以非条件反射为基础。( √ )
2.(2024·甘肃卷)条件反射的消退是由于在中枢神经系统内产生了抑制性效应的结果。( √ )
3.(2024·甘肃卷)条件反射的建立需要大脑皮层参与,条件反射的消退不需要大脑皮层参与。( × )
4.(2024·甘肃卷)实验犬看到盆中的肉时唾液分泌增加是先天具有的非条件反射。( × )
5.(2020·浙江1月选考)膝跳反射的反射弧中,感觉神经元的胞体位于脊髓中。( × )
6.(2020·浙江1月选考)膝跳反射的反射中枢由中间神经元和运动神经元之间的突触组成。( × )
7.(2020·山东卷)听觉的产生过程不属于反射。( √ )
[情境推理]
1.(选择性必修1 P22“思考·讨论”改编)膝跳反射与缩手反射在神经元之间的连接上有什么不同?一个完整的反射活动的完成至少需要几个神经元?
。
提示:膝跳反射需要两个神经元,没有中间神经元,缩手反射需要三个神经元,包括中间神经元。一个完整的反射活动的完成至少需要两个神经元
2.感觉的产生过程 (填“属于”或“不属于”)反射,依据是 。
提示:不属于 该过程未经过完整的反射弧
3.(2024·贵州卷节选)每当中午放学时,同学们结伴而行,有说有笑走进食堂排队就餐。同学们看到喜欢吃的食物时,唾液的分泌就会增加,这一现象属于 (填“条件”或“非条件”)反射。完成反射的条件有 。
提示:条件 需要完整的反射弧和适宜的刺激
4.(2023·浙江1月选考)自主呼吸运动是通过反射实现的,其反射弧包括感受器、 和效应器。
提示:传入神经、神经中枢、传出神经
C升华思维实战演练
反射与反射弧
1.(2024·山东卷)瞳孔开大肌是分布于眼睛瞳孔周围的肌肉,只受自主神经系统支配。当抓捏面部皮肤时,会引起瞳孔开大肌收缩,导致瞳孔扩张,该反射称为瞳孔皮肤反射,其反射通路如图所示,其中网状脊髓束是位于脑干和脊髓中的神经纤维束。下列说法错误的是( C )
A.该反射属于非条件反射
B.传入神经①属于脑神经
C.传出神经②属于躯体运动神经
D.若完全阻断脊髓(颈段)中的网状脊髓束,该反射不能完成
解析:该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(脑干和脊髓)参与,属于非条件反射,A正确;由脑发出的神经为脑神经,脑神经主要分布在头面部,负责管理头面部的感觉和运动,故传入神经①属于脑神经,B正确;瞳孔开大肌是分布于眼睛瞳孔周围的肌肉,只受自主神经系统支配,因此推测传出神经②属于内脏运动神经,C错误;反射活动需要经过完整的反射弧,若完全阻断脊髓(颈段)中的网状脊髓束,则该反射活动不完整,该反射不能完成,D正确。
分步推理 找答案:反射活动的完成经过 完整 的反射弧,题干中网状脊髓束是反射弧的成分,故阻断网状脊髓束,该反射 不能 (能,不能)完成,由以上可以推断D 正确 。
2.(2025·山东潍坊期末)人体体表痛和内脏痛的形成存在共用神经元时,神经中枢无法判断刺激的来源,但神经中枢更习惯于识别体表信息,将内脏痛误认为是体表痛,这种现象称为牵涉痛。参与牵涉痛的神经结构如图所示,有关说法正确的是( C )
A.图中a为传出神经,c为支配内脏的交感神经或副交感神经
B.牵涉痛的产生共用了神经纤维b,痛觉的形成部位是脊髓
C.牵涉痛的形成过程中,皮肤被误作“感受器”,神经元a并没有产生兴奋
D.牵涉痛属于条件反射,其结构基础是完整的反射弧
解析:a和c都含有神经节,都为传入神经,A错误;痛觉的形成部位是大脑皮层,B错误;皮肤或内脏产生的兴奋都可以传到神经元b,牵涉痛的形成过程中,可能是内脏产生的兴奋传至神经元b,皮肤被误作“感受器”,神经元a并没有产生兴奋,C正确;痛觉的产生未经过完整的反射弧,不属于反射,D错误。
解题方法
反射≠反应≠感觉
(1)反射的发生要有完整的反射弧和一定条件的刺激,如用针刺脚趾引起的缩腿行为。
(2)反应是指生物体对内、外刺激作出的规律性应答,不需要完整的反射弧,如用针刺坐骨神经引起的与坐骨神经相连的肌肉的收缩。
(3)感觉是在大脑皮层形成的,需要感受器、传入神经、神经中枢参与,传出神经和效应器未参与此过程。
非条件反射与条件反射
3.(2024·安徽卷)短跑赛场上,发令枪一响,运动员会像离弦的箭一样冲出。该行为涉及机体的反射调节,其部分通路如图。
回答下列问题。
(1)运动员听到发令枪响后起跑属于 条件 反射。短跑比赛规则规定,在枪响后0.1 s内起跑视为抢跑,该行为的兴奋传导路径是 神经中枢→传出神经→效应器(肌肉) (填结构名称并用箭头相连)。
解析:(1)运动员听到发令枪响后起跑需要大脑皮层的参与,属于条件反射。运动员听到枪响到作出起跑反应,信号的传导经过耳(感受器)、传入神经(听觉神经)、神经中枢(大脑皮层—脊髓)、传出神经、效应器(神经所支配的肌肉和腺体)等结构,但信号传导从开始到完成需要时间,如果不超过0.1 s,说明运动员在开枪之前已经起跑,属于“抢跑”,此时没有听到声音已经开始跑了,该行为的兴奋传导路径是神经中枢→传出神经→效应器(肌肉)。
(2)大脑皮层运动中枢发出的指令通过皮层下神经元④和⑤控制神经元②和③,进而精准调控肌肉收缩,体现了神经系统对躯体运动的调节是 分级调节 。中枢神经元④和⑤的兴奋均可引起b结构收缩,可以推断a结构是反射弧中的 效应器和感受器 ;若在箭头处切断神经纤维,b结构收缩强度会 减弱 。
解析:(2)大脑皮层运动中枢发出的指令通过皮层下神经元④和⑤控制神经元②和③,进而精准调控肌肉收缩,这体现了神经系统对躯体运动的分级调节。中枢神经元④和⑤的兴奋均可引起b结构(效应器)收缩,推断可能是⑤的兴奋通过③传到b,且④的兴奋通过②传到a(此时a是效应器),然后a通过①传到③再传到b,此时a是感受器,由此推断a结构是反射弧中的效应器和感受器。若在箭头处切断神经纤维,a的兴奋不能通过①传到③再传到b,因此b结构收缩强度会减弱。
(3)脑机接口可用于因脊髓损伤导致瘫痪的临床康复治疗。原理是脑机接口获取 ⑥ (填图中数字)发出的信号,运用计算机解码患者的运动意图,再将解码信息输送给患肢,实现对患肢活动的控制。
解析:(3)根据给出的知识背景,我们知道脑机接口技术可以用于因脊髓损伤导致瘫痪的临床康复治疗。其原理是首先通过脑机接口获取⑥大脑皮层(或大脑皮层运动中枢)发出的信号。在这里,这些信号可以被视为大脑对运动的意图或命令,运用计算机解码患者的运动意图,再将解码信息输送给患肢,实现对患肢活动的控制。
解题方法
“三看法”判断反射的类型
与反射弧功能有关的实验
4.(2025·湖南娄底期中)小鼠脊髓损伤后无法自主控制排尿。研究人员用截瘫平面以上健存的神经重新建立人工膀胱反射弧,其中M1和M2表示神经纤维连接处,如下图所示。该项研究有望实现胸部截瘫患者自主性排尿,下列叙述正确的是( C )
A.在重建的人工膀胱反射弧中,膀胱只属于效应器
B.2、3属于交感神经,5、6属于副交感神经
C.胸部截瘫患者脊髓损伤后,大脑皮层失去对脊髓低级中枢的控制,但患者仍可发生排尿反射
D.若电刺激c点,发现a处电流表不偏转,则说明M1连接处异常
解析:效应器是由传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体构成的。根据神经节的位置,可以判断2和3属于传入神经,4是神经中枢,5和6属于传出神经,1膀胱既是感受器,又是效应器的一部分,A错误;2和3属于传入神经,5和6属于传出神经,交感神经、副交感神经均属于传出神经,B错误;胸部截瘫患者脊髓损伤后,大脑皮层失去对脊髓低级中枢的控制,由于反射弧完整,在受到一定强度的刺激后,患者仍能发生排尿反射,C正确;由于兴奋在突触处只能单向传递,所以刺激c点,a处电流表本身不会发生偏转,故不能检测M1连接处是否异常,D错误。
提醒 完成限时跟踪检测(三十三)
第34讲 神经冲动的产生、传导和传递
复习目标 1.阐明神经细胞膜内外在静息状态具有电位差,受到外界刺激后形成动作电位,并沿神经纤维传导,深化结构与功能观; 2.阐明神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成,培养分析与概括的科学思维。
@考点 神经冲动的产生、传导和传递
考点 神经冲动的产生、传导和传递
A基础知识重点疑难
1.兴奋的概念:动物体或人体内的某些细胞或组织(如神经组织)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.兴奋在神经纤维上的传导
笔记: 可结合针灸这种治疗疾病的方法来阐明针灸治疗疾病的神经生物学机制,从而弘扬传统文化
(1)局部电流未兴奋部位电位变化,已兴奋部位恢复原来静息电位状态。
(2)传导形式:电信号(局部电流)
①膜内局部电流方向:兴奋部位→未兴奋部位
②膜外局部电流方向:未兴奋部位→兴奋部位。
(3)传导特点:兴奋在离体神经纤维上由刺激点向两侧双向传导。
笔记:在反射弧中,神经纤维上的神经冲动只能来自感受器,因此在生物体内,兴奋在神经纤维上是单向传导的
(4)兴奋传导方向与膜内局部电流的方向相同,与膜外局部电流的方向相反。
提醒 (1)K+外流后,细胞膜内K+浓度仍大于膜外;Na+内流后,膜外Na+浓度仍大于膜内。
(2)动作电位的幅度取决于细胞内外的Na+浓度差,与刺激强度无关。
3.兴奋在神经元之间的传递
(1)突触的结构和类型
结构
常见 类型 神经元之间 轴突—胞体型,简记为 轴突—树突型,简记为
神经元与效应器之间 轴突—肌肉型 轴突—腺体型
提醒 突触小体≠突触
(1)组成不同:突触小体是上一个神经元轴突末梢的膨大部分,其上的膜构成突触前膜,是突触的一部分;突触由两个神经元构成,包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。
(2)信号转换不同:在突触小体上的信号转换为电信号→化学信号。在突触中完成的信号转换为电信号→化学信号→电信号。
(2)兴奋的传递过程
信号变化:电信号→化学信号→电信号。
(3)神经递质与受体
神经 递质 种类 兴奋性递质① 使下一神经元/肌肉细胞/腺细胞 兴奋
抑制性递质① 使下一神经元/肌肉细胞/腺细胞抑制
释放 方式 一般为胞吐,体现了生物膜的流动性
作用 引起下一神经元/肌肉/腺体 兴奋或抑制
去向 迅速被相应酶降解或回收进细胞
受体 化学 本质 多数为 糖蛋白
特点 特异性识别并与神经递质结合
笔记:①兴奋性神经递质引起突触后膜Na+通道打开,Na+内流进而引起外负内正的动作电位;抑制性神经递质引起突触后膜阴离子内流,使突触后膜外正内负的程度更大,突触后膜更难兴奋
(4)传递特点
特点 原因
单向 传递 其原因是 神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上
突触 延搁 神经冲动在突触处的传递要经过电信号→ 化学信号 →电信号的转变,因此比在神经纤维上的传导要慢
4.兴奋剂、毒品
作用位点 通常是 突触
作用原理 ①促进神经递质的 合成 和 释放 ;②干扰神经递质与受体的结合;③影响分解 神经递质的酶 的活性;④影响突触前膜对神经递质的回收
5.膜电位变化曲线解读
6.抑制性突触后电位的产生机制
(1)电位变化示意图
(2)产生机制
(3)结果:使膜内外的电位差变得更大,突触后膜更难以兴奋。
7.兴奋传递过程中出现异常的情况分析
B拆解真题情境推理
[判断正误]
1.(2024·湖南卷)正常环境中细胞的动作电位峰值受膜内外钠离子浓度差影响。( √ )
2.(2023·山东卷)动作电位产生过程中,膜内外电位差始终促进Na+的内流。( × )
3.(2021·辽宁卷)神经递质与相应受体结合后,进入突触后膜内发挥作用。( × )
4.(2021·河北卷)内环境K+浓度升高,可引起神经细胞静息状态下膜电位差增大。( × )
5.(2021·全国乙卷)兴奋从神经元的细胞体传导至突触前膜,会引起Na+外流。( × )
6.(2020·江苏卷)作为兴奋性递质的天冬氨酸作用于突触后膜,可增大细胞膜对Na+的通透性。( √ )
7.(2024·江苏卷)(题干信息:神经元释放的递质引起骨骼肌兴奋)判断下列相关叙述的正误。
(1)该过程经历了“电信号→化学信号→电信号”的变化。( × )
(2)神经元处于静息状态时,其细胞膜内K+的浓度高于膜外。( √ )
(3)骨骼肌细胞兴奋与组织液中Na+协助扩散进入细胞有关。( √ )
[情境推理]
1.(2022·河北卷节选)兴奋在神经元间单向传递的原因是 。
提示:神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜
2.(2023·全国乙卷节选)静息电位产生并维持的主要原因是 。
提示:神经细胞膜主要对K+有通透性,造成K+外流,使膜外阳离子浓度高于膜内
3.(选择性必修1 P29“图2-8”拓展)神经递质大多是小分子物质,但仍主要通过胞吐方式释放到突触间隙,其意义在于 。
提示:胞吐运输方式可以短时间内大量集中释放神经递质,从而快速引起突触后膜的电位变化,保证了兴奋传递的效率
4.当突触间隙中谷氨酸积累过多时,会持续作用引起Na+过度内流,可能导致突触后神经元涨破。若某药物通过作用于突触来缓解病症,其作用机理之一可能是 。
提示:抑制突触前膜释放谷氨酸(抑制谷氨酸与突触后膜受体的结合、抑制突触后膜Na+内流、促进突触前膜回收谷氨酸)
C升华思维实战演练
兴奋的产生及在神经纤维上的传导
1.(2024·湖南卷)细胞所处的内环境变化可影响其兴奋性,膜电位达到阈电位(即引发动作电位的临界值)后,才能产生兴奋。如图所示,甲、乙和丙表示不同环境下静息电位或阈电位的变化情况。下列叙述错误的是( C )
A.正常环境中细胞的动作电位峰值受膜内外钠离子浓度差影响
B.环境甲中钾离子浓度低于正常环境
C.细胞膜电位达到阈电位后,钠离子通道才开放
D.同一细胞在环境乙中比丙中更难发生兴奋
解析:动作电位的产生主要与钠离子顺浓度梯度内流有关,细胞内外钠离子浓度差会影响动作电位峰值,A正确;静息电位的产生主要与钾离子顺浓度梯度外流有关,细胞外钾离子浓度降低时,膜两侧钾离子浓度差增大,钾离子外流增多,静息电位的绝对值增大,环境甲中钾离子浓度低于正常环境,B正确;细胞膜电位达到阈电位前,钠离子通道就已经开放,C错误;分析题图可知,与环境丙相比,细胞在环境乙中阈电位与静息电位的差值更大,受到刺激后更难发生兴奋,D正确。
剖析题眼 找答案:据图可知,乙细胞的阈电位更 高 ,受到刺激后更 难 (易,难)发生兴奋,由以上可以推断D 正确 。
2.(2024·浙江6月选考)以枪乌贼的巨大神经纤维为材料,研究了静息状态和兴奋过程中,K+、Na+的内向流量与外向流量,结果如图所示。外向流量指经通道外流的离子量,内向流量指经通道内流的离子量。
下列叙述正确的是( A )
A.兴奋过程中,K+外向流量大于内向流量
B.兴奋过程中,Na+内向流量小于外向流量
C.静息状态时,K+外向流量小于内向流量
D.静息状态时,Na+外向流量大于内向流量
解析:由图可知:兴奋过程中,K+外向流量大于内向流量,Na+内向流量大于外向流量,A正确,B错误;静息状态时,K+外向流量大于内向流量,Na+外向流量小于内向流量,C、D错误。
解题方法
细胞液NaK浓度大小与膜电位变化的关系细胞外液N
兴奋在神经元之间的传递
3.(2024·广东卷)轻微触碰时,兴奋经触觉神经元传向脊髓抑制性神经元,使其释放神经递质GABA。正常情况下,GABA作用于痛觉神经元引起Cl-通道开放,Cl-内流,不产生痛觉;患带状疱疹后,痛觉神经元上Cl-转运蛋白(单向转运Cl-)表达量改变,引起Cl-的转运量改变,细胞内Cl-浓度升高,此时轻触引起GABA作用于痛觉神经元后,Cl-经Cl-通道外流,产生强烈痛觉。针对该过程(如图)的分析,错误的是( D )
A.触觉神经元兴奋时,在抑制性神经元上可记录到动作电位
B.正常和患带状疱疹时,Cl-经Cl-通道的运输方式均为协助扩散
C.GABA作用的效果可以是抑制性的,也可以是兴奋性的
D.患带状疱疹后Cl-转运蛋白增多,导致轻触产生痛觉
解析:触觉神经元兴奋时,会释放兴奋性神经递质作用于抑制性神经元,使抑制性神经元兴奋,在抑制性神经元上可记录到动作电位,A正确;离子通道进行的跨膜运输方式是协助扩散,故正常和患带状疱疹时,Cl-经Cl-通道的运输方式是协助扩散,B正确;GABA作用于痛觉神经元引起Cl-通道开放,Cl-内流,此时GABA作用的效果是抑制性的;患带状疱疹后,Cl-经Cl-通道外流,相当于形成内正外负的动作电位,此时GABA作用的效果是兴奋性的,C正确;据题图可知,Cl-转运蛋白会将Cl-运出痛觉神经元,患带状疱疹后痛觉神经元上Cl-转运蛋白(单向转运Cl-)表达量改变,引起Cl-的转运量改变,细胞内Cl-浓度升高,说明运出细胞的Cl-减少,据此推测应是转运蛋白减少所致,D错误。
溯源教材 找答案:通道蛋白参与的跨膜运输为 协助扩散 ,由以上可以推断B 正确 。
4.(2025·八省联考河南卷)帕金森病(PD)是一种神经退行性疾病,由脑中黑质内多巴胺能神经元损伤所致,为研究A药物对PD的治疗效果及机制,研究人员用M物质制备PD模型大鼠并分组处理,结果如图所示。
回答下列问题。
(1)多巴胺能神经元合成的神经递质常储存在突触小泡中,通过 胞吐 的方式释放,被突触后膜上的相关受体识别并结合,可使突触后神经元产生兴奋,兴奋部位细胞膜两侧的电位表现为 内正外负 (填“内负外正”或“内正外负”)。
解析:(1)多巴胺能神经元合成的神经递质常储存在突触小泡中,通过胞吐的方式释放。多巴胺被突触后膜上的相关受体识别并结合,可使突触后神经元钠离子内流,使兴奋部位细胞膜两侧的电位表现为“内正外负”。
(2)实验发现A药物对PD模型大鼠有一定的治疗效果,据图分析得出该结论的依据是 A药物处理组的多巴胺能神经元数量比模型组多 。
解析:(2)图示实验结果中②组模型鼠中多巴胺能神经元数量减少,而使用A药物后实验鼠多巴胺能神经元数量上升,但多巴胺能神经元的数量低于对照组,因此,该实验结果说明A药物对PD模型大鼠有一定的治疗效果。
(3)星形胶质细胞(一种神经胶质细胞)膜上存在TRPV1受体,为验证A药物通过该受体发挥治疗作用,研究人员设置了④、⑤处理组。在图中虚线框内,以柱状图的形式画出相应的预期结果。
解析:(3)星形胶质细胞(一种神经胶质细胞)膜上存在TRPV1受体,本实验的目的是验证A药物通过该受体发挥治疗作用,因此实验设计中的自变量为是否表达该受体,因此,研究人员设置了④、⑤处理组。由于本实验为验证性实验,即药物A是通过TRPV1受体发挥了治疗作用,但④组模型鼠缺乏TRPV1受体,因而无法起到治疗作用,则其体内多巴胺能神经元的数量与模型鼠基本相同,⑤组中TRPV1受体不受影响,因而药物A能起到治疗作用,则该组小鼠的多巴胺能神经元的数量有所增加,与③相同组,则相应的实验结果可表示如下:
(4)A药物促使星形胶质细胞可能通过以下两条通路保护多巴胺能神经元:通过产生神经营养因子C与多巴胺能神经元上的C受体结合发挥保护作用(通路1);通过P蛋白与多巴胺能神经元之间形成连接发挥保护作用(通路2)。为探究A药物发挥作用的通路机制,以PD模型大鼠为材料,使用C受体的抗体、P蛋白的抑制剂设计实验。写出实验思路及预期结果 实验思路:将PD模型大鼠分为三组,第一组用A药物处理,第二组用A药物和C受体的抗体处理,第三组用A药物和P蛋白抑制剂处理,观察多巴胺能神经元数量。预期结果:第二组和第三组多巴胺能神经元数量比第一组少 。
解析:(4)本实验的目的是探究A药物发挥作用的通路机制,即药物A是通过通路1,还是通路2起作用,则实验的自变量为通路存在的不同类型,因变量为多巴胺能神经元的数量。因此实验设计的思路为:将PD模型大鼠分为三组,第一组用A药物处理,第二组用A药物和C受体的抗体处理,第三组用A药物和P蛋白抑制剂处理,观察多巴胺能神经元数量。预期结果:第二组和第三组多巴胺能神经元数量比第一组少。
提醒 完成限时跟踪检测(三十四)
第35讲 神经系统的分级调节及人脑的高级功能
复习目标 1.分析位于脊髓的低级神经中枢和脑中相应的高级神经中枢相互联系、相互协调,共同调控器官和系统的活动,维持机体的稳态; 2.阐述语言活动和条件反射是由大脑皮层控制的高级神经活动,构建生命观念的结构与功能观。
@考点 神经系统的分级调节及人脑的高级功能
考点 神经系统的分级调节及人脑的高级功能
A基础知识重点疑难
1.神经系统对躯体运动的分级调节
躯体运动 中枢 位于大脑皮层的中央前回,又叫 第一运动区
第一运动区与躯体运动的关系 ①躯体各部分的运动机能在大脑皮层的第一运动区都有代表区 ②皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是 倒置 的,但头面部代表区的位置与头面部的关系是正立的
躯体运动的 分级调节
提醒 (1)皮层代表区范围的大小与躯体的大小无关,与躯体运动的精细程度有关,运动越精细且复杂的器官,其皮层代表区的面积越大。如体积大的躯干,在皮层代表区的面积很小。
(2)对躯体运动的调节支配具有交叉支配的特征(头面部多为双侧性支配),一侧皮层代表区主要支配对侧躯体的肌肉,如刺激右侧大脑皮层的第一运动区,可见其左侧肢体运动。
2.神经系统对内脏活动的分级调节
(1)排尿反射的分级调节
①低级中枢的调控:脊髓对膀胱扩大和缩小的控制由 自主神经 系统支配,副交感神经兴奋,会使膀胱 缩小 ;交感神经兴奋,不会导致膀胱缩小。
②高级中枢的调控:人能有意识地控制排尿,是因为大脑皮层对脊髓进行着调控。
(2)大脑皮层是许多低级中枢活动的高级调节者,它对各级中枢的活动起调整作用,这使得自主神经系统 并不完全自主 。
3.人脑的高级功能
(1)基本功能:①感知外部世界,产生感觉;②控制机体的 反射 活动。
(2)高级功能:语言、学习、记忆、情绪等。
①人类的语言活动是与大脑皮层某些特定区域相关的,这些特定区域叫言语区。
言语区 联想记忆 受损引发的病症
运动性语言 中枢(S区) Sport→S 运动性失语,病人可听懂别人的谈话和看懂文字,但不能讲话,即无法用语言表达自己的思想
听觉性语言 中枢(H区) Hear→H 听觉性失语,病人能讲话、书写,能看懂文字,但 听不懂 别人的谈话
视觉性语言 中枢(V区) Visual→V 视觉性失语,病人的视觉无障碍,但 看不懂 文字的含义,变得不能阅读
书写性语言 中枢(W区) Write→W 书写性失语,病人可听懂别人谈话和看懂文字,也会讲话,手部运动正常,但失去书写能力
②学习与记忆
a.定义:学习和记忆是脑的高级功能,是指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。
b.特点:学习和记忆不是由单一脑区控制的,而是由多个脑区和神经通路参与。
c.人类的记忆过程分为四个阶段
③情绪
B拆解真题情境推理
[判断正误]
1.(2024·甘肃卷)有人听到“酸梅”有止渴作用是条件反射,与大脑皮层言语区的S区有关。( × )
2.(2024·安徽卷)睡梦中出现呼吸急促和惊叫等生理活动不受大脑皮层控制。( × )
3.(2023·山东卷)睡眠时呼吸运动能自主体现了神经系统的分级调节。( √ )
4.(2023·全国甲卷)人体脊髓完整而脑部受到损伤时,不能完成膝跳反射。( × )
5.(2023·山东卷)大脑可通过传出神经支配呼吸肌。( √ )
6.(2022·辽宁卷)手的运动受大脑皮层中央前回下部的调控。( × )
7.(2024·河北卷)适量运动有助于减少和更好地应对情绪波动。( √ )
8.(2023·全国甲卷)位于脊髓的低级中枢通常受脑中相应的高级中枢调控。( √ )
9.(2022·湖北卷)医护人员工作时高度紧张,排尿反射受到大脑皮层的抑制,排尿减少。( √ )
[情境推理]
1.(选择性必修1 P35“思考·讨论1”)成人可以有意识地控制排尿,婴儿却不能,二者控制排尿的神经中枢的功能有什么差别? 。
提示:脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的。成年人之所以能有意识地控制排尿,是因为大脑皮层对脊髓进行着调控;而婴儿大脑皮层发育不完善,还不能对脊髓排尿反射中枢进行有效的控制
2.(选择性必修1 P39“旁栏思考”)在学习过程中,老师经常强调要动用多种器官。这有什么道理? 。
提示:学习的过程是一个信息获取和加工的过程,在获取信息的过程中,需要多种器官的共同参与;学习与记忆不是由单一脑区控制的,而是有多个脑区和神经通路的参与
3.大鼠背脊髓损伤后,排尿反射仍可发生,但机体无法自主排尿,原因是 。
提示:脊髓损伤后高级中枢大脑皮层失去对脊髓中低级中枢的控制
4.一位脑出血患者发病时右手、右腿运动障碍,则脑出血可能发生在大脑皮层的什么部位? 。
提示:左大脑皮层运动区
C升华思维实战演练
神经系统的分级调节
1.(2025·广东广州联考)如图是人体排尿反射过程的示意图,下列相关叙述错误的是( D )
A.尿检时主动排尿需大脑经a过程对脊髓进行调控
B.婴儿的排尿反射过程可表示为膀胱→d→脊髓→b→膀胱
C.a过程产生的神经递质对脊髓的作用效果可能是兴奋或抑制
D.某成年患者能产生尿意但尿失禁,其受损的结构可能是c
解析:尿检时主动排尿是在大脑皮层控制下的排尿,需经过a过程对脊髓进行调控,A正确;婴儿的脑发育还不完善,还不能控制脊髓排尿中枢的活动,所以婴儿的排尿反射过程可表示为膀胱感受器→d传入神经→脊髓排尿中枢→b传出神经→膀胱,B正确;大脑皮层可控制脊髓的低级神经中枢,既可控制主动排尿,又可抑制排尿,所以a过程产生的神经递质对脊髓的作用效果可能是兴奋或抑制,C正确;某成年患者能产生尿意,说明膀胱→d→脊髓→c→脑的通路是正常的,但尿失禁,即能排尿,但排尿不受大脑皮层的支配,可说明脑→a→脊髓中出现了障碍,故其受损的结构可能是a,D错误。
2.(2023·山东卷)脊髓、脑干和大脑皮层中都有调节呼吸运动的神经中枢,其中只有脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌,且只有脑干呼吸中枢具有自主节律性。下列说法错误的是( A )
A.只要脑干功能正常,自主节律性的呼吸运动就能正常进行
B.大脑可通过传出神经支配呼吸肌
C.睡眠时呼吸运动能自主进行体现了神经系统的分级调节
D.体液中CO2浓度的变化可通过神经系统对呼吸运动进行调节
解析:A项错误:自主节律性的呼吸运动的正常进行需要完整的且功能正常的反射弧,不仅仅需要脑干功能正常。B项正确:大脑包括左右两个大脑半球,表面是大脑皮层,大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢,再结合题意推测,大脑可通过传出神经支配呼吸肌。C项正确:睡眠时呼吸运动自主进行,说明脑干可调节脊髓的活动,体现神经系统的分级调节。D项正确:体液中CO2浓度变化会刺激相关感受器,从而通过神经系统对呼吸运动进行调节。
分步推理 找答案:据题干信息可知,睡眠时呼吸需要 脑干 和脊髓的呼吸中枢共同参与,体现了神经系统的 分级 调节,由以上可以推断C 正确 。
3.(2024·河北卷)心率为心脏每分钟搏动的次数。心肌P细胞可自动产生节律性动作电位以控制心脏搏动。同时,P细胞也受交感神经和副交感神经的双重支配。受体阻断剂A和B能与各自受体结合,并分别阻断两类自主神经的作用,以受试者在安静状态下的心率为对照,检测了两种受体阻断剂对心率的影响,结果如图。
回答下列问题:
(1)调节心脏功能的基本中枢位于 脑干 。大脑皮层通过此中枢对心脏活动起调节作用,体现了神经系统的 分级 调节。
解析:(1)调节心脏功能的基本中枢位于脑干。大脑皮层通过此中枢对心脏活动起调节作用,体现了神经系统的分级调节。
(2)心肌P细胞能自动产生动作电位,不需要刺激,该过程涉及Ca2+的跨膜转运。神经细胞只有受刺激后,才引起 钠(Na) 离子跨膜转运的增加,进而形成膜电位为 外负内正 的兴奋状态。上述两个过程中离子跨膜转运方式相同,均为 协助扩散 。
解析:(2)神经细胞只有受适宜刺激后,才引起钠离子跨膜转运的增加,进而形成膜电位为外负内正的兴奋状态。题述两个过程中离子跨膜转运方式相同,均为协助扩散。
(3)据图分析,受体阻断剂A可阻断 副交感 神经的作用。兴奋在此神经与P细胞之间进行传递的结构为 突触 。
解析:(3)交感神经可以使心跳加快、加强,副交感神经使心跳减慢、减弱,据图分析可知,与对照组相比,当受体阻断剂A与受体结合后,心率比安静时明显加快,而受体阻断剂B与受体结合后,心率下降,所以受体阻断剂A可阻断副交感神经的作用,受体阻断剂B可阻断交感神经的作用。兴奋在此神经与P细胞之间进行传递的结构为突触。
(4)自主神经被完全阻断时的心率为固有心率。据图分析,受试者在安静状态下的心率 小于 (填“大于”“小于”或“等于”)固有心率。若受试者心率为每分钟90次,比较此时两类自主神经的作用强度: 交感神经和副交感神经都起作用,副交感神经作用更强 。
解析:(4)由题图可知,受试者安静状态下心率为每分钟65次,而固有心率为100次/分,所以受试者在安静状态下的心率小于固有心率。若受试者心率为每分钟90次,与被完全阻断作用时偏低,据此推测交感神经和副交感神经都起作用,副交感神经作用更强。
人脑的高级功能
4.(2024·广东卷)研究发现,耐力运动训练能促进老年小鼠大脑海马区神经发生,改善记忆功能。下列生命活动过程中,不直接涉及记忆功能改善的是( A )
A.交感神经活动增加
B.突触间信息传递增加
C.新突触的建立增加
D.新生神经元数量增加
解析:记忆是脑的高级功能,而交感神经活动占据优势时,心跳加快,支气管扩张,不直接涉及记忆功能改善,A符合题意;短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关,长时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关,B、C、D不符合题意。
溯源教材 找答案:长时记忆可能与突触形态及功能的改变及 新突触 的建立有关,由以上可以推断B、C 正确 。
5.(2025·山东青岛调研)“脑卒中”又称“脑中风”,是由脑部某处血管突然破裂或堵塞引发脑损伤的一种急性脑血管疾病。以下相关说法正确的是( A )
A.“脑中风”患者脑组织受损的原因是缺乏氧气与养料供应
B.言语障碍的“脑中风”患者可能与大脑皮层言语区中的H区受损有关
C.“脑中风”患者的膝跳反射、排尿反射等非条件反射都完全消失
D.“脑中风”患者都会同时出现言语、感觉和运动障碍等症状
解析:根据题意可知,“脑中风”是由脑部某处血管突然破裂或堵塞引发脑损伤的一种急性脑血管疾病,可推测患者脑组织因缺乏氧气与养料供应而受损,A正确;S区受损,患者会出现运动性失语症,因此言语障碍的“脑中风”患者可能与大脑皮层言语区中的S区受损有关,B错误;膝跳反射、排尿反射的中枢都在脊髓,“脑中风”患者的膝跳反射、排尿反射等非条件反射的反射弧正常,只是可能不受大脑皮层控制,C错误;大脑皮层含有言语区、运动区和感觉区等,不同区域受损,会出现对应的功能障碍,因此“脑中风”患者不一定都会同时出现言语、感觉和运动障碍等症状,D错误。
溯源教材 找答案:膝跳反射、排尿反射的中枢位于 脊髓 ,故脑中风患者的非条件反射 不会 (会,不会)完全消失,由以上可以推断C 错误 。
提醒 完成限时跟踪检测(三十五)
专题研究7 兴奋传导与传递的相关实验探究
类型一 膜电位的测量及电表指针偏转的判断
1.膜电位测量的两种方法及其变化曲线图
测量 方法 电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧 电表两极均置于神经纤维膜的外侧
测量 目的 未刺激时,可测静息电位,刺激时,可测动作电位 未刺激时,指针不偏转,刺激时,可测膜外两点电位差
测量 图解
测量 结果 分析:起点位于纵轴上(一般对应负电位);刺激一次只出现一个峰值(B点),B点与A点位于横轴两侧,则形成动作电位,否则未形成动作电位 分析:起点位于横轴上,即起点电位差为0;刺激一次出现两个方向相反的峰值(C点、D点)
[应用1](2024·浙江1月选考)坐骨神经可以支配包括腓肠肌在内的多块骨骼肌。取坐骨神经腓肠肌标本,将电位表的两个电极置于坐骨神经表面Ⅱ、Ⅲ两处,如图甲。在坐骨神经Ⅰ处,给一个适当强度的电刺激,指针偏转情况如图乙,其中h1>h2,t1<t3。下列叙述错误的是( A )
A.h1和h2反映Ⅱ处和Ⅲ处含有的神经纤维数量
B.Ⅱ处的神经纤维数量比Ⅲ处的多可导致h1>h2
C.神经纤维的传导速度不同可导致t1<t3
D.两个电极之间的距离越远t2的时间越长
解析:坐骨神经包含很多条神经纤维,多条神经纤维兴奋,电位可以叠加,可以反映出指针的转向幅度,但是不完全和神经纤维的数量有关,指针转向幅度还和传导速度有关,神经纤维传导速度有快有慢,兴奋传导到t3的时候,可能部分神经纤维的兴奋还没传到,没有到达叠加的最大值,也会导致指针的转向幅度减小,A错误;Ⅱ处的神经纤维数量比Ⅲ处的多,可导致h1>h2,B正确;神经纤维的传导速度不同可导致t1<t3,C正确;两个电极之间的距离越远,Ⅱ处和Ⅲ处兴奋间隔越长,即t2的时间越长,D正确。
2.电表指针偏转问题分析
(1)兴奋在神经纤维上传导时(双向传导)
(bc=cd)
①刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电表指针不发生偏转。
(2)兴奋在神经元之间传递时(单向传递)
(ab=bd)
①刺激b点(ab=bd),由于兴奋在突触间的传递速率小于在神经纤维上的传导速率,所以a点先兴奋,d点后兴奋,电表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点,兴奋不能传至a点,a点不兴奋,d点可兴奋,电表指针只发生一次偏转。
(3)“三看法”判断电表指针偏转(电极位于膜的同侧)
[应用2](2022·浙江6月选考)听到上课铃声,同学们立刻走进教室,这一行为与神经调节有关。该过程中,其中一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。下列关于该过程的叙述,错误的是( A )
A.此刻①处Na+内流,②处K+外流,且两者均不需要消耗能量
B.①处产生的动作电位沿神经纤维传播时,波幅一直稳定不变
C.②处产生的神经冲动,只能沿着神经纤维向右侧传播出去
D.若将电表的两个电极分别置于③④处,指针会发生偏转
解析:根据兴奋传导的方向为③→④,则①处恢复静息电位,为K+外流,②处Na+内流,A错误;动作电位沿神经纤维传导时,其电位变化总是一样的,不会随传导距离的增加而衰减,B正确;反射弧中,神经冲动在神经纤维上的传导是单向的,由轴突传导到轴突末梢,即沿着神经纤维向右侧传播出去,C正确;将电表的两个电极置于③④处时,当神经冲动向右传到④处时产生动作电位,由于③④存在电位差,指针会发生偏转,D正确。
类型二 反射弧中兴奋传导特点的实验探究
项目 方法设计 结果分析
探究兴奋在神经纤维上的传导 方法设计:电刺激图中①处,观察A的变化,同时测量②处的电位有无变化 结果分析:若A有反应,且②处电位改变,说明兴奋在神经纤维上的传导是双向的;若A有反应而②处无电位变化,则说明兴奋在神经纤维上的传导是单向的
探究兴奋在神经元之间的传递 方法设计:先电刺激图中①处,测量③处电位变化;再电刺激③处,测量①处的电位变化 结果分析:若两次实验的测量部位均发生电位变化,说明兴奋在神经元之间的传递是双向的;若只有①处电位改变,则说明兴奋在神经元之间的传递是单向的
[应用3](2025·河南南阳模拟)利用灵敏电流计、神经纤维及神经纤维—肌肉标本可探究兴奋的产生与传导(图中的刺激强度均能引起动作电位的产生),下列相关叙述错误的是( C )
图1 图2 图3
A.图1中电流计的指针出现两次方向相反的偏转不能证明兴奋的传导具有双向性
B.图2中电流计的指针出现两次方向相反的偏转,能证明兴奋的传导具有双向性
C.利用图3装置无法判断兴奋在神经纤维上是单向传导还是双向传导
D.若图1中刺激点改为c点,电流计的指针不偏转,说明兴奋的传导具有双向性
解析:图1中电流计的指针出现两次方向相反的偏转的原因是:刺激产生的动作电位向右传导时,先到b点,此时d点是静息电位,指针向左偏转;当动作电位再传到d点时,b点恢复静息电位,指针再向右偏转,方向相反,只能说明兴奋向右传导,A正确。图2中电流计的指针出现两次方向相反的偏转的原因是:刺激产生的动作电位向左向右双向传导时,先到b点,此时d点是静息电位,指针向左偏转;当动作电位再传到d点时,b点恢复静息电位,指针再向右偏转,方向相反,能说明兴奋双向传导,B正确。利用图3装置,刺激产生的动作电位向左向右双向传导时,向左:电流计的指针出现两次方向相反的偏转;向右:肌肉收缩,能说明兴奋在神经纤维上双向传导,C错误。若图1中刺激点改为c点,bc=cd,刺激产生的动作电位向左向右双向传导时,同时到达b、d点,指针不偏转,说明兴奋的传导具有双向性,D正确。
导图建构 找答案:
第36讲 激素调节的过程
复习目标 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、胰腺和性腺等多种腺体,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,构建稳态与平衡观念。
@考点1 激素与内分泌系统
考点1 激素与内分泌系统
A基础知识重点疑难
1.促胰液素的发现
探究者 沃泰默 斯他林、贝利斯
实验假设 胰液的分泌只受 神经调节 的控制 胰液的分泌受 化学物质 的调节
实验步骤
实验现象 A组、C组中的胰腺能分泌胰液,B组中的胰腺不能分泌胰液 胰腺分泌胰液
实验结论 胰液的分泌受 神经调节 控制 胰液的分泌受 化学物质 的调节控制
2.激素调节的概念
由内分泌器官或细胞分泌的化学物质——激素进行调节的方式,称为激素调节。
3.激素研究实例
(1)胰岛素的发现(方法:结扎法、摘除法)
现象 结论
切除胰腺的狗会患上与人的糖尿病类似的疾病 糖尿病与胰腺有关
结扎胰管或因胆结石阻塞胰管都会引起胰腺萎缩,而胰岛却保持完好,机体不会患糖尿病 糖尿病与胰岛细胞有关
给因摘除胰腺患糖尿病的狗注射结扎胰管狗的萎缩胰腺(只剩胰岛)提取液,患病狗血糖恢复正常 糖尿病与胰岛提取液有关
抑制胰蛋白酶的活性,可直接提取正常胰腺中的胰岛素 获得从正常的胰腺中提取胰岛素的方法
笔记:若胰腺不萎缩,则胰腺分泌的胰蛋白酶可分解胰岛提取液中的胰岛素,患病狗血糖不会恢复正常
(2)睾丸分泌雄激素的研究(方法:摘除法、移植法)
4.内分泌系统的组成和功能
(1)人体内主要内分泌腺或细胞及其分泌的激素
产生部位 激素名称 主要生理作用 化学本质
下丘脑 促甲状腺激素释放激素 促进垂体合成并分泌促甲状腺激素 多肽
促性腺激素释放激素 促进垂体合成并分泌促性腺激素
促肾上腺皮质激素释放激素 促进垂体合成并分泌促肾上腺皮质激素
抗利尿激素 促进肾小管和集合管对水的重吸收,使尿量减少
产生部位 激素名称 主要生理作用 化学 本质
垂体 生长激素 促进生长,主要促进蛋白质的合成和骨的生长 蛋白质
促甲状腺激素① 促进甲状腺的正常生长发育,调节甲状腺合成和分泌甲状腺激素
促性腺激素① 促进性腺的正常生长发育,调节性腺合成和分泌性激素
促肾上腺皮质激素① 促进肾上腺皮质合成和分泌肾上腺皮质激素
产生部位 激素名称 主要生理作用 化学本质
胰岛 胰岛A细胞 胰高血糖素 促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖 多肽
胰岛B细胞 胰岛素 加速血糖分解,促进糖原合成,促进血糖转化为非糖物质;抑制肝糖原分解和非糖物质转变为葡萄糖 蛋白质
甲状腺 甲状腺激素 调节体内的有机物代谢,促进生长和发育,提高神经系统的兴奋性等 氨基酸 衍生物
产生部位 激素名称 主要生理作用 化学本质
肾上腺 髓质 肾上腺素 提高机体的应激能力② 氨基酸 衍生物
皮质 醛固酮等 调节水盐代谢和有机物代谢 类固醇
性腺 睾丸 雄激素(主要是睾酮) 促进雌、雄生殖器官的发育和生殖细胞的形成,激发和维持各自第二性征等
卵巢 雌激素、孕激素等
笔记:①促 ××激素作用:促进相关内分泌腺的生长发育,调节相关内分泌腺分泌相关激素 ②肾上腺素也称“应急激素”
(2)内分泌系统功能:维持内环境稳定、调节物质和能量代谢、调控生长发育和生殖等。
5.激素分泌异常引起的疾病
激素 分泌异常疾病
分泌过多 分泌过少
甲状腺激素 甲状腺机能亢进(食量大增、消瘦、心率快、血压高、易激动) ①成年:黏液性水肿(结缔组织水肿、精神萎靡、反应慢等) ②幼年: 呆小症
胰岛素 低血糖 糖尿病
生长激素 ①成年: 肢端肥大症 ②幼年: 巨人症 幼年: 侏儒症 (身材矮小,智力正常)
性激素 — 第二性征不明显或消退,性周期不正常
笔记:呆小症与侏儒症都是身材矮小,但侏儒症患者智力正常,呆小症患者智力低下
6.几种常见激素的产生部位及作用部位(细胞)
激素名称 产生部位 作用部位(细胞)
促甲状腺激素释放激素 下丘脑 垂体
促甲状腺激素 垂体 甲状腺
甲状腺激素 甲状腺 几乎全身的细胞
胰岛素 胰岛B细胞 几乎全身的细胞
胰高血糖素 胰岛A细胞 主要是肝脏细胞
生长激素 垂体 几乎全身的细胞
B拆解真题情境推理
[判断正误]
1.(2024·江西卷)促肾上腺皮质激素释放激素也可直接作用于肾上腺。( × )
2.(2024·全国甲卷)甲状腺激素可以提高机体神经系统的兴奋性。( √ )
3.(2024·全国甲卷)甲状腺激素分泌增加可使细胞代谢速率加快。( √ )
4.(2024·安徽卷)睡梦中惊叫等应激行为与肾上腺髓质分泌的肾上腺素有关。( √ )
5.(2024·江西卷)垂体的主要功能是分泌促肾上腺皮质激素。( × )
6.(2023·湖南卷)一种内分泌器官可分泌多种激素。( √ )
7.(2022·北京卷)下丘脑可分泌促肾上腺皮质激素,促进肾上腺皮质激素的分泌。( × )
8.(2019·全国卷Ⅰ)肾上腺素分泌增加会使动物警觉性提高、呼吸频率减慢、心率减慢。( × )
[情境推理]
1.(2024·贵州卷节选)食糜进入小肠后,可刺激小肠黏膜释放的激素是 ,使胰液大量分泌。为验证该激素能促进胰腺大量分泌胰液,以健康狗为实验对象设计实验。写出实验思路 。
提示:促胰液素 ①将健康且生理状况相同的狗均分为甲、乙两组,剪取甲狗的一段小肠,刮取黏膜并用稀盐酸浸泡一段时间后,将其研磨液注入乙狗的静脉,观察实验现象;②不用稀盐酸浸泡,直接将等量的甲狗小肠黏膜研磨液注入乙狗静脉,观察实验现象;③直接将等量的稀盐酸注入乙狗静脉,观察实验现象
2.(选择性必修1 P45“思考·讨论1、2”)(1)斯他林和贝利斯的实验比沃泰默实验的巧妙之处在哪里? 。
提示:(1)彻底排除了神经调节对实验结果的干扰
(2)促胰液素调节胰液分泌的方式与神经调节的方式有哪些不同? 。
提示:(2)神经调节通过反射弧实现,促胰液素调节胰液分泌时,促胰液素通过血液运输到达胰腺,引起胰腺分泌
3.(选择性必修1 P46“思考·讨论”拓展)为什么直接将胰腺研磨无法获得胰岛素? 。
提示:胰岛素的化学本质是蛋白质,在研磨过程中会被胰腺分泌的胰蛋白酶分解
C升华思维实战演练
动物激素的种类、本质及作用
1.(2025·山东临沂高三期末)下面是与促胰液素发现过程有关的四个实验,下列有关分析错误的是( B )
①稀盐酸→小肠肠腔→胰腺分泌胰液
②稀盐酸→静脉血液→胰腺不分泌胰液
③稀盐酸→小肠肠腔(去除神经)→胰腺分泌胰液
④小肠黏膜+稀盐酸+砂子→制成提取液→注入静脉血液→胰腺分泌胰液
A.①与②组成的实验自变量是稀盐酸刺激的部位
B.①与③对比说明胰液分泌不受神经的调节
C.①②③④对比说明胰液分泌受小肠黏膜产生的物质(由血液运输)调节
D.要证明胰液分泌是否受神经的调节应该再设计实验继续探究
解析:①与③对比,实验自变量为是否有通向小肠的神经,因变量是胰腺是否分泌胰液,其结果说明胰腺分泌胰液可以不通过神经调节,但也可能通过神经调节,要证明胰液分泌是否受神经的调节应该再设计实验继续探究,B错误。
2.(多选)(2025·河南开封联考)如图为人体某器官中血液流动情况,①②表示物质,并且①促进或抑制②的产生,②产生后将被释放到血液中。下列说法正确的是( BC )
A.若该器官为胰腺,①可能是促胰液素,②可表示胰液
B.若该器官为垂体,①可能是性激素,②可表示促性腺激素
C.若该器官为肝脏,①可能是胰岛素,②可表示释放的葡萄糖
D.若该器官为肾脏,①可表示重吸收的水,②可表示抗利尿激素
解析:促胰液素主要是在小肠黏膜合成分泌的,作用是促进胰腺分泌胰液,但②不可能是胰液,胰液通过导管释放到十二指肠,不会进入血液中,A错误;性激素作用于垂体,抑制垂体合成和分泌促性腺激素,故若该器官为垂体,①可能是性激素,②可表示促性腺激素,B正确;若该器官为肝脏,①可能是胰岛素,抑制肝糖原的水解和非糖物质的转化,即抑制②(葡萄糖)释放到血液中,C正确;若该器官为肾脏,②不可能是抗利尿激素,因为抗利尿激素由下丘脑神经细胞分泌、由垂体释放,作用于肾小管和集合管,故②不可表示抗利尿激素,D错误。
分步推理 找答案:②表示物质被释放到血液中,抗利尿激素是 下丘脑 产生, 垂体 释放的,而不是肾脏,由以上可以推断D 错误 。
动物激素功能的实验(科学探究能力)
3.与常态比较,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。下列与激素有关的实验中没有采用“减法原理”的是( D )
A.切除通向狗小肠的神经,再用稀盐酸刺激小肠,研究小肠胰液的分泌
B.摘除公鸡的睾丸,观察其雄性特征的变化,研究性腺的生理功能
C.阻断下丘脑和垂体之间的血液联系,研究下丘脑对性腺发育的影响
D.给蝌蚪饲喂含有甲状腺激素的饲料,研究甲状腺激素对动物发育的影响
解析:
选项 分析 判断
A 切除通向狗小肠的神经,再用稀盐酸刺激小肠,可排除神经的作用,属于减法原理的应用 不符合题意
B 摘除公鸡的睾丸,观察其雄性特征的变化,可研究性腺的生理功能,属于减法原理的应用 不符合题意
C 阻断下丘脑和垂体之间的血液联系,可排除下丘脑和垂体之间的血液联系对性腺发育的影响,属于减法原理的应用 不符合题意
D 给蝌蚪饲喂含有甲状腺激素的饲料,即人为添加激素,属于加法原理的应用 符合题意
溯源教材 找答案:在对照实验中,人为增加某种影响因素的称为“加法原理”,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。D选项为“加法原理”的应用
4.(2022·全国乙卷)甲状腺激素在促进机体新陈代谢和生长发育过程中发挥重要作用。为了研究动物体内甲状腺激素的合成和调节机制,某研究小组进行了下列相关实验。
实验一:将一定量的放射性碘溶液经腹腔注射到家兔体内,一定时间后测定家兔甲状腺的放射性强度。
实验二:给甲、乙、丙三组家兔分别经静脉注射一定量的生理盐水、甲状腺激素溶液、促甲状腺激素溶液。一定时间后分别测定三组家兔血中甲状腺激素的含量,发现注射的甲状腺激素和促甲状腺激素都起到了相应的调节作用。
回答下列问题。
(1)实验一中,家兔甲状腺中检测到碘的放射性,出现这一现象的原因是 甲状腺吸收碘合成甲状腺激素 。
解析:(1)碘是合成甲状腺激素的原料,将一定量的放射性碘溶液注射到家兔体内,碘首先进入组织液,后进入血浆或淋巴液,运输到甲状腺滤泡上皮细胞时被吸收,参与甲状腺激素的合成。
(2)根据实验二推测,丙组甲状腺激素的合成量 大于 (填“大于”或“小于”)甲组。乙组和丙组甲状腺激素的合成量 不相同 (填“相同”或“不相同”),原因是 乙组注射外源甲状腺激素,通过反馈调节使甲状腺激素合成减少,丙组注射促甲状腺激素会促进甲状腺激素的合成 。
解析:(2)甲组注射生理盐水,对甲状腺的活动没有明显的影响,甲状腺激素的合成与释放维持原来的水平;乙组注射外源甲状腺激素,使机体甲状腺激素含量超过正常水平,会反馈给下丘脑和垂体,从而抑制两者的活动,使机体甲状腺激素合成减少;丙组注射促甲状腺激素,可以促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素,导致甲状腺激素合成增加,故三种情况下,丙组甲状腺激素的合成量大于甲组,乙组和丙组甲状腺激素的合成量不相同。
@考点2 血糖平衡的调节
考点2 血糖平衡的调节
A基础知识重点疑难
1.血糖的来源和去路
笔记:血液中的葡萄糖
2.血糖平衡调节的过程
笔记:2023江苏卷T21:结合陌生的实验情境综合考查神经调节和血糖调节(实验探究能力要求高)
(1)调节方式: 神经—体液调节 。
神经 调节 下丘脑通过有关神经可直接调控肾上腺、胰岛B细胞和胰岛A细胞。在此调节方式中,内分泌腺本身就是 效应器 的一部分
体液 调节 高浓度血糖可直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,低浓度血糖可直接刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素
(2)与血糖平衡有关的两种主要激素
激素 种类 作用 作用结果
胰岛素 一方面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,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯等;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖 使血糖浓度恢复至正常水平
胰高 血糖素 促进肝糖原分解和一些非糖物质转化为葡萄糖 使血糖浓度升高至正常水平
3.反馈调节
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,这种调节方式叫作反馈调节
实例分析—— 血糖平衡的 调节 注:(+)代表促进,(-)代表抑制。
4.糖尿病的发病机理及表现症状
笔记:2024湖北卷T12:结合细胞工程技术考查糖尿病的治疗(跨模块综合命题)
(1)病因及治疗
类型 发病机理 治疗
1型糖 尿病 由胰岛功能减退、分泌胰岛素减少所致 控制饮食,注射胰岛素等
2型糖 尿病 与遗传、环境、生活方式等密切相关。能量摄入过多、运动量过少、肥胖是2型糖尿病常见的危险因素 降糖药物治疗、控制饮食、加强锻炼等
笔记:2型糖尿病患者的靶细胞对胰岛素作用不敏感的原因可能是与胰岛素相抗衡的激素增多、胰岛素受体表达下降等
(2)表现“三多”症状及原因
三多 多尿 原尿中含有高浓度的葡萄糖,导致肾小管和集合管等对水分的重吸收减少,尿量增加
多饮 多尿带走大量水分使细胞外液的渗透压上升,导致口渴,从而多饮
多食 能量供应不足,产生饥饿感
5.辨析血糖代谢异常的曲线模式图
如图表示正常人和糖尿病患者的胰岛素浓度变化曲线,则A为正常人,判断的依据是胰岛素含量相对多且波动幅度大的为正常人
根据初始浓度和波动范围来判断,波动范围在3.9~6.1 mmol·L-1且起点也在该范围中的b曲线表示正常人,a曲线表示高血糖或糖尿病患者,c曲线表示低血糖患者
B拆解真题情境推理
[判断正误]
1.(2024·河北卷)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。( × )
2.(2024·北京卷)血糖浓度下降使胰岛A细胞分泌活动增强。( √ )
3.(2024·北京卷)胰高血糖素促使肝糖原分解以升高血糖。( √ )
4.(2023·广东卷)空腹时糖尿病患者胰岛细胞不分泌激素。( × )
5.(2021·福建卷)血糖浓度上升时胰岛素的分泌减少。( × )
6.(2023·广东卷)空腹时健康人血糖水平保持恒定。( × )
7.(2024·湖北卷)胰高血糖素主要通过促进肝糖原分解和非糖物质转化为糖,升高血糖水平。( √ )
8.(2023·广东卷)紧张时交感神经兴奋使血糖水平升高。( √ )
9.(2023·新课标卷)葡萄糖是人体血浆的重要组成成分,其含量受激素的调节。( √ )
[情境推理]
1.(2023·山东卷改编)人体血糖的来源主要有以下几个方面: ,是血糖的主要来源; ,是空腹时血糖的重要来源; ,补充血糖。
提示:食物中的糖类经消化、吸收进入血液 肝糖原分解成葡萄糖进入血液 非糖物质可以转化为葡萄糖进入血液
2.(2023·新课标卷节选)运动时葡萄糖消耗加快,胰高血糖素等激素分泌增加,以维持血糖相对稳定。胰高血糖素在升高血糖浓度方面所起的作用是 。
提示:促进肝糖原分解成葡萄糖,促进非糖物质转化为葡萄糖
3.(选择性必修1 P52“与社会的联系”拓展)人类1型糖尿病的致病原因是 。
提示:胰岛功能减退、分泌胰岛素减少
4.经研究,胰高血糖素浓度下降的原因之一是胰岛素抑制胰岛A细胞的分泌,若要证明该推断正确,某生物兴趣小组设计的大致思路如下:选取经过饥饿处理的一只健康大鼠,注射适量的胰岛素后,测试大鼠体内胰高血糖素的浓度含量,通过分析,发现该实验设计有几处错误,请给以纠正。 。
提示:取多只经过饥饿处理的同品种、同日龄的健康大鼠;先进行注射胰岛素前的胰高血糖素浓度测试;将实验后得到的胰高血糖素浓度与实验前的胰高血糖素浓度进行对比
C升华思维实战演练
血糖平衡的调节
1.(2024·北京卷)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( B )
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
解析:血糖浓度下降时,胰岛A细胞的活动增强,胰高血糖素的分泌量增加,胰高血糖素通过体液运输,与靶细胞膜上的相应受体相互识别并结合,将信息传递给靶细胞,促进肝糖原分解升高血糖,完成体液调节,同时血糖浓度的下降,还能刺激下丘脑的某个区域兴奋,通过交感神经调节胰岛A细胞,增加胰高血糖素的分泌量,升高血糖,完成神经—体液调节,A、C、D不符合题意;血糖调节过程中,没有涉及垂体,B符合题意。
剖析题眼 找答案:下丘脑中有血糖调节中枢,但血糖调节没有下丘脑— 垂体 —靶器官的分级调节机制,由以上可以推断B 错误 。
2.(2024·河北卷)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( C )
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
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,A正确;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,B正确;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,C错误;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,D正确。
溯源教材 找答案: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 ,由以上可以推断D 正确 。
解题方法
影响胰岛素和胰高血糖素分泌的因素
(1)影响胰岛素分泌的因素
①血糖含量的高低(最主要)。
②胰高血糖素的影响:胰高血糖素可直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,也可通过升高血糖含量而间接促进胰岛素的分泌。
③神经调节。
(2)影响胰高血糖素分泌的因素
①血糖含量的高低(最主要)。
②胰岛素的影响:胰岛素可直接作用于胰岛A细胞,抑制胰高血糖素的分泌。
③神经调节。
与血糖调节有关的实验
3.(多选)(2025·陕西渭南模拟)糖尿病的病因主要有两种,Ⅰ型糖尿病主要是由缺少分泌胰岛素的胰岛B细胞导致,Ⅱ型糖尿病患者胰岛素靶细胞对胰岛素的敏感性下降。妊娠期糖尿病(GDM)对母亲和胎儿的巨大危害已引起人们的高度重视,是当今研究的热点。研究小组选择GDM孕妇(GDM组)和正常的健康孕妇(对照组)作为研究对象,测定的相关指标如表所示。下列说法正确的是( BC )
组别 空腹血糖 (mmol/L) 空腹胰岛素 (mU/mL) 胰岛素抵抗指数
GDM组 7.65±0.87 15.93±4.55 1.95±0.25
对照组 4.20±0.60 8.32±1.14 1.33±0.21
注:胰岛素抵抗是指胰岛素靶器官对其敏感性低的一种状态,其指数越高,抵抗越明显。
A.对照组孕妇空腹血糖来源于体内肝糖原和肌糖原分解
B.血糖降低会引起下丘脑特定区域兴奋,相关交感神经兴奋,促进胰高血糖素分泌
C.据表中数据推测,GDM组孕妇的病因与Ⅱ型糖尿病相似
D.通过下丘脑调控胰岛B细胞分泌胰岛素的过程属于神经—体液调节
解析:对照组孕妇空腹血糖的来源于体内肝糖原分解,肌糖原不能分解为血糖,A错误;血糖降低会引起下丘脑特定区域兴奋,相关交感神经兴奋,促进胰岛A细胞分泌胰高血糖素,B正确;据表中数据推测,GDM组的孕妇空腹胰岛素的含量较高,但是血糖也很高,可以判断患者胰岛素靶细胞对