(二)下丘脑的功能及研究激素生理功能的常用方法
一、下丘脑的功能
下丘脑位于脑的腹面，大脑之后，既能传导神经冲动，又有分泌激素的功能。下丘脑的部分细胞称为神经内分泌细胞，下丘脑是内分泌系统的枢纽。
(1)下丘脑具有分泌功能，并且是调节某些内分泌腺的枢纽。下丘脑能分泌抗利尿激素和一些促激素释放激素，后者作用于垂体，调节垂体分泌相应的促激素，作用于相应的内分泌腺，调节相关激素的分泌，如图所示。
[注意说明] ①哺乳动物体内还有一些腺体和下丘脑的活动无关，如胸腺。②应正确区分促激素释放激素和促激素的分泌部位，促激素不会直接反馈调节下丘脑的活动。
(2)下丘脑是神经中枢。体温调节中枢、血糖调节中枢、水盐调节中枢等都在下丘脑。
[注意说明] 控制血糖含量升高的是下丘脑的某一区域，而控制血糖含量降低的是另一区域。
(3)下丘脑有感受兴奋和传导兴奋的功能。例如，当细胞外液渗透压升高时，下丘脑渗透压感受器产生兴奋，并将渗透压感受器产生的兴奋传至大脑皮层，通过产生渴觉来直接调节水的摄入量，调节水平衡。
二、研究激素生理功能的几种常用方法
1．研究激素生理作用的常用方法
(1)切除法：切除动物的某种内分泌腺，通过观察该动物的异常反应来验证该腺体所分泌激素的功能。
(2)移植法：将某种内分泌腺从一种动物移植到无该腺体的另一同种动物体内，观察其生理变化，以验证该腺体所分泌激素的功能。
(3)注射法及饲喂法：通过注射或饲喂某种激素使受试动物发生异常生理变化，从而验证某些激素的生理功能。
(4)临床观察法：在临床上观察内分泌腺分泌激素过多和不足的患者，研究相关激素的生理功能。
2．几种常见激素的常用处理方法及实验设计
激素
名称
材料
处理
检测指标
对照
备注
胰岛素
注射法
昏迷
等量的生理盐水
①注射胰岛素使小动物昏迷后，再注射一定量的葡萄糖溶液使其苏醒(进行二次对照)
②胰岛素和胰高血糖素只能注射不能口服
胰高血
糖素
注射法
直接测血糖含量或检测尿液中是否有糖
等量的生理盐水
甲状腺
激素
注射或
饲喂
耗氧量多少或发育时间
等量的生理盐水或清水
生长
激素
切除法或
注射法
生长停滞或恢复生长
不切除或等量的生理盐水
①注射胰岛素使小动物昏迷后，再注射一定量的葡萄糖溶液使其苏醒(进行二次对照)
②胰岛素和胰高血糖素只能注射不能口服
性激素
器官摘
除法或
移植法
第二性征的消退和重现
正常个体
激素功能验证的一般思路：某种方法处理实验动物出现相应的病理症状→添加某激素后恢复正常→推知相应激素的生理功能。
3．实验应注意的问题
(1)动物分组的基本要求：选择性别、年龄、体重、生理状况相似的动物，进行平均分组，且每组不能只有一只。
(2)注意确定检测指标，如研究甲状腺激素的生理功能可用耗氧量、发育时间、代谢或活动状况等作为检测指标，具体实验具体分析。
(3)生理盐水在对照实验中的作用，不能用蒸馏水代替。
(4)蛋白质类激素只能注射，不能口服。
(5)实验设计中注意实验动物的选择和处理。例如，探究甲状腺激素、性激素的实验一般选幼小动物，而经实验变量处理后的观察指标是幼小动物的生长发育情况；观察胰岛素、胰高血糖素功能的实验动物一般要先进行饥饿处理，而经实验变量处理后的观察指标是动物的生活状况。
[注意说明] 高中阶段接触的激素中，下丘脑、垂体和胰岛分泌的激素都是肽类或蛋白质类。肽类、蛋白质类激素易被胃肠道消化酶所分解，故一般采用注射法，不宜口服。雄性激素、雌性激素、孕激素等固醇类激素和甲状腺激素、肾上腺素等氨基酸衍生物类激素都可以口服。
1．如图为人体内体温与水盐平衡调节的示意图，有关叙述不正确的是( )
A．当受到寒冷刺激时，激素e的分泌减少，尿量增加
B．c、d激素分泌增多，可促进骨骼肌与内脏代谢活动增强，产热量增加
C．下丘脑能够合成和释放神经递质和某些激素
D．寒冷刺激下丘脑直接促进甲状腺的活动来调节体温
D [当受到寒冷刺激时，机体汗腺分泌减少，体内水分的排出主要靠形成尿液排出，所以此时下丘脑分泌e抗利尿激素减少，增加尿液的形成和排出，尿量增加，A正确；c、d激素作为产热的激素，其分泌增多，可促进骨骼肌与内脏代谢活动增强，产热量增加，B正确；下丘脑能够合成和释放神经递质以及某些激素，如TRH和抗利尿激素等，C正确；寒冷刺激使下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体，垂体分泌促甲状腺激素，通过促进甲状腺的活动来调节体温，下丘脑不能直接促进甲状腺激素的分泌来调节体温，D错误。]
2．某研究小组开展了胰岛素及肾上腺素对家兔血糖含量影响的研究实验，结果见下图。下列关于该实验的叙述，错误的是( )
A．两组家兔的生理状况应完全相同
B．激素注射前几小时，家兔需进行禁食处理
C．注射用的胰岛素和肾上腺素要用生理盐水配制
D．胰岛素和肾上腺素表现为协同作用
D [为了排除实验中无关变量的影响，实验前家兔需进行禁食处理，并且保证所选家兔的生理状况完全相同。为了不影响家兔的渗透压，激素需要用生理盐水配制。由实验结果可知，胰岛素具有降血糖的作用，而肾上腺素具有升血糖的作用，两者的生理作用刚好相反。]
3．如图表示下丘脑参与人体体温、水盐和血糖平衡的部分调节过程，请回答下列问题：
(1)人体剧烈运动大量出汗后，________增加抗利尿激素的生成和分泌，促进______________对水分的重吸收。
(2)人体的主要产热器官是______________。当病人持续高烧40 ℃时，其体内产热量________(填“＞”“＜”或“＝”)散热量，体温恢复正常时，其体内具体的调节途径主要是_________________。
(3)Ⅰ型糖尿病由胰岛B细胞损伤引起，患病率具有种族差异性，患者血液中含有抗胰岛B细胞的抗体和效应T细胞。据此推测：Ⅰ型糖尿病是由________决定的、针对________细胞的一种________病。
(4)分娩时疼痛刺激引起催产素分泌，促进胎儿产出，而胎儿对子宫颈的刺激进一步增加催产素的分泌，直到胎儿产出，此过程属于________(填“正反馈”或“负反馈”)调节。
[解析] (1)人体剧烈运动大量出汗后，细胞外液渗透压上升，下丘脑中的渗透压感受器受到刺激产生兴奋，下丘脑增加抗利尿激素的生成和分泌，促进肾小管和集合管对水的重吸收。
(2)人体的主要产热器官是骨骼肌和肝脏。当病人持续高烧40 ℃时，体温处于不变状态，所以病人体内产热量＝散热量，体温恢复正常时，其体内具体的调节途径主要是通过皮肤毛细血管舒张，汗腺分泌增加来进行散热。
(3)由题干信息“患病率具有种族差异性”，可推测该病由遗传决定；由“患者血液中含有抗胰岛B细胞的抗体”，可推测：抗体是针对胰岛B细胞的。
(4)分娩时疼痛刺激引起催产素分泌，促进胎儿产出，而胎儿对子宫颈的刺激进一步增加催产素的分泌，直到胎儿产出，此过程属于正反馈调节。
[答案] (1)下丘脑 肾小管和集合管 (2)骨骼肌和肝脏 ＝ 皮肤毛细血管舒张，汗腺分泌增加 (3)遗传(基因) 胰岛B 自身免疫 (4)正反馈
4．哺乳动物的生殖活动与光照周期有着密切联系。下图表示了光暗信号通过视网膜—松果体途径对雄性动物生殖的调控。
据图回答：
(1)光暗信号调节的反射弧中，效应器是________，图中去甲肾上腺素释放的过程中伴随着________信号到________信号的转变。
(2)褪黑素通过影响HPG轴发挥调节作用，该过程属于________调节。在HPG轴中，促性腺激素释放激素(GnRH)运输到________，促使其分泌黄体生成素(LH，一种促激素)；LH随血液运输到睾丸，促使其增加雄性激素的合成和分泌。
(3)若给正常雄性哺乳动物个体静脉注射一定剂量的LH，随后其血液中GnRH水平会________，原因是______________________
________________________________________________________。
[解析] (1)据图分析，光暗信号调节的反射弧中，传出神经作用于松果体，所以效应器是松果体。图中去甲肾上腺素是由神经细胞分泌的神经递质，促使其释放的是从传出神经纤维传来的电信号，释放过程中变成化学信号，所以去甲肾上腺素的释放过程中伴随着电信号到化学信号的转变。(2)褪黑素是由松果体分泌的激素，其调节过程属于体液调节(或激素调节)。在HPG轴中，下丘脑分泌促性腺激素释放激素作用于垂体，垂体释放LH作用于睾丸，促进睾丸
分泌雄性激素。(3)LH能够促进睾丸分泌雄性激素，过量的雄性激素会反馈抑制下丘脑的活动，因此血液中由下丘脑分泌的促性腺激素释放激素(GnRH)水平会降低。
[答案] (1)松果体 电 化学 (2)体液(或激素) 垂体 (3)降低 LH促进雄性激素的分泌，雄性激素抑制下丘脑分泌GnRH
5．为验证甲状腺激素和生长激素对动物生长调节的效应具有协同作用，试以幼年狗生长情况作为观测指标，根据下列实验材料和用具，设计简单的实验步骤，并加以分析。
(1)材料和用具：性别相同、年龄、体重、生理状况相似的幼年狗6只，分为甲、乙、丙三组(实验中饲养条件都相同)。
手术器械(手术具体步骤不作要求)：甲状腺激素制剂、生长激素制剂、注射器、皮尺等。
(2)实验步骤及现象
甲组：_______________________________________________。
乙组：_______________________________________________。
丙组：_______________________________________________。
(3)通过以上实验结果可推知，当体内缺乏________时，将影响________正常地发挥作用，由此说明甲状腺激素和生长激素对动物生长的调节具有协同作用。
[解析] 实验应根据实验目标、材料和用具来进行设计。验证甲状腺激素和生长激素对动物生长调节具有协同作用，其变量设计应该包括：不作切除组幼年狗具有两种激素，可正常生长；而分别切除一种腺体的幼年狗，因缺乏相应激素的协同作用，生长不正常，注射相应激素后，又恢复生长。
[答案] (2)空白对照组，正常生长 摘除甲状腺，幼年狗生长明显停滞，再注射甲状腺激素制剂，幼年狗恢复生长 摘除垂体，幼年狗生长立即停滞，再注射生长激素制剂，又可正常生长 (3)甲状腺激素(或生长激素) 生长激素(或甲状腺激素)
课件29张PPT。第二章 生物个体的稳态微专题突破(二)
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