1、高考生物,新高考专用,专题十八体液调节及其与神经调节的关系,考点一内分泌系统与体液调节,一、腺体的种类1.外分泌腺:分泌物经由导管而流出体外或流到消化腔的腺体,如汗腺、唾液腺等。,2.内分泌腺:没有导管的腺体,其分泌物激素直接进入腺体内的毛细血管,并随血液循环输送到全身各处,如垂体、甲状腺等。注意:胰腺分为外分泌部和内分泌部,前者分泌胰液,后者分泌胰岛素和胰高血糖素等。,二、促胰液素的发现,1.沃泰默1)实验甲:稀盐酸注入上段小肠肠腔胰腺分泌胰液。乙:稀盐酸注入血液胰腺不分泌胰液。丙:剔除通往小肠的神经,稀盐酸注入小肠肠腔胰腺分泌胰液。2)结论:胰腺分泌胰液只受神经调节。(小肠上微小神经难以剔
2、除干净),2.斯他林和贝利斯1)假设:在盐酸的作用下,小肠黏膜细胞产生了促进胰腺分泌胰液的化学物质。2)实验设计3)结论:胰液的分泌是促胰液素调节的结果。,三、研究激素的方法,1.胰岛素的发现(班廷和贝斯特)1)方法:结扎法、摘除法。2)过程3)进一步实验:抑制胰蛋白酶的活性,可直接从正常胰腺中提取胰岛素,治疗糖尿病。4)实验结论:胰腺中的胰岛产生的胰岛素,可以降低血糖浓度。,疑难突破思考在班廷之前,科学家试图通过实验证明胰腺中分泌物的存在,为什么都收效甚微呢?提示胰岛素为蛋白质类激素,在班廷之前大多数实验用胰腺提取物注射给实验性糖尿病的狗或糖尿病患者,因胰岛素被胰腺分泌的胰蛋白酶分解,故难以
3、获得预期结果。,2.睾丸分泌雄激素的研究1)研究方法:摘除法、提取法、移植法。2)实验过程3)结论:科学家从动物睾丸中提取出睾酮,经证实,睾酮就是睾丸分泌的雄激素。,四、内分泌系统的组成与功能,五、激素分泌的调节(以甲状腺激素为例)注:“+”表示促进,“-”表示抑制。1.图中a、b、c分别为促甲状腺激素释放激素(TRH)、促甲状腺激素(TSH)和甲状腺激素。2.分级调节1)概念:下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的分层调控(如图中实线)。2)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。3)意义:可放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。,3.
4、反馈调节1)概念:在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作(如图中虚线)。2)实例:血液中甲状腺激素含量增加到一定程度时,会反过来抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,进而使甲状腺激素的分泌减少而不至于浓度过高。3)类型:正反馈调节、负反馈调节。,4)实例正反馈调节:排尿反射、血液凝固、池塘污染后鱼类死亡进而加剧污染等。负反馈调节:大多数激素的调节、体温调节等。,六、不同动物激素的化学本质及受体位置1.不同动物激素的化学本质,2.不同动物激素的受体位置肽类及蛋白质类、胺类激素的受体主要位于细胞膜表面(特例:甲状腺激素属于胺类激素,但其受体位于细胞内);类固醇类激素的受体主要位
5、于细胞内。,七、激素调节的概念、特点与相互作用1.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。2.特点1)通过体液进行运输:随血液流到全身。2)作用于靶器官、靶细胞:与靶细胞上的特异性受体相互识别、特异性结合。3)作为信使传递信息:经靶细胞接受并起作用后失活。4)微量和高效。,3.激素间相互作用的两种类型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:2)相抗衡作用:不同激素对同一生理效应发挥相反的作用,如胰岛素与胰高血糖素(或肾上腺素)。,八、体液调节及与神经调节的关系1.体液调节1)概念:激素等化学物质,通过体液传送的方式对生命活动进行的调节
6、。2)调节物质:激素、组胺、某些气体分子(NO、CO等)、一些代谢产物(如CO2)。3)主要调节机制:体液因子可与靶细胞的特异性受体发生结合,调节细胞代谢。,2.神经调节与体液调节特点的比较,3.神经调节与体液调节的关系不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节;内分泌腺分泌的激素可以影响神经系统的发育和功能。,考点训练(请判断下列说法是否正确),1.内分泌腺的分泌物通过导管进入血液循环。()2.促胰液素由小肠黏膜分泌,作用于胰腺。()3.给成年小鼠注射甲状腺激素后,其神经系统的兴奋性会增强。()4.肾上腺皮质分泌的肾上腺素,可以提高机体的应激能力。()5.情绪激动、焦虑时,肾上腺素水平升高
7、、心率加速。()6.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。()7.肾上腺素的分泌存在分级调节机制。()8.激素的受体与细胞膜上运输物质的载体一样,都位于细胞膜上。()9.垂体分泌的促甲状腺激素,通过体液定向运送到甲状腺。()10.激素既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用。(),答案1.内分泌腺没有导管,其分泌物可直接进入腺体的毛细血管,并随血液循环输送到全身各处。2.3.4.肾上腺素由肾上腺髓质分泌。5.6.促甲状腺激素释放激素的靶器官是垂体,应注射促甲状腺激素。7.肾上腺皮质激素的分泌存在分级调节机制,肾上腺素的分泌不存在分级调节机制。8.激素的受体不一定都位
8、于细胞膜上,有的激素的受体位于细胞内,如性激素、甲状腺激素。9.激素通过血液循环运输到全身各处,但只作用于靶器官或靶细胞。10.,考点二血糖平衡的调节,一、血糖平衡的调节,1.血糖的正常范围:3.96.1 mmol/L。,2.血糖的三个来源和三个去路,3.调节机制:神经体液调节。1)血糖浓度较高时2)血糖浓度较低时,3)胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素,靶细胞为几乎全身组织细胞。使血糖浓度升高的激素不仅有胰高血糖素,还有肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素等。,二、糖尿病1.类型及发病原因,2.共同症状:“三多”多饮、多尿、多食,考点训练(请判断下列说法是否正确),1.胰岛B细胞分泌的胰岛素经靶
9、细胞接受并起作用后就被灭活。()2.人体饥饿时,血液流经肝脏后,血糖的含量会升高;血液流经胰岛后,血糖的含量会降低。()3.胰高血糖素可以促进肝糖原和肌糖原直接分解为葡萄糖,从而维持血糖平衡。()4.胰岛素直接参与肝糖原的合成。()5.血糖浓度上升时,胰岛素的分泌增加。(),答案1.2.3.肌糖原不能直接分解为葡萄糖。肌糖原必须先分解为乳酸,乳酸经血液循环运输到肝脏,再在肝脏内转变为葡萄糖或肝糖原。4.胰岛素作为信号分子,只起信息传递的作用,不直接参与肝糖原的合成。5.,考点三体温调节与水盐平衡调节,一、体温调节1.体温相对恒定的原因:机体产热量=散热量。,疑难突破皮肤的散热机制(1)辐射:如
10、皮肤温度为32 的哺乳动物在25 的舒适环境中,足以使大部分身体的热经辐射散失。(2)对流:紧贴身体的空气由于辐射而温度升高,体积膨胀而上升,冷空气接着来补充,不断带走热量。(3)传导:皮肤与良导热体接触时发生有效的传导散热,如坐冰凉的石板上、浸泡在凉水中。(4)蒸发:当气温和周围物体的温度接近体温时,辐射和对流都失去散热的作用,只能靠蒸发散热。体温上升时,汗腺受到神经的刺激开始出汗,汗水在皮肤上蒸发,带走大量的热。,2.与体温调节有关的物质和结构,3.体温调节机制:神经体液调节。1)炎热时,2)寒冷时,易混易错(1)无论在寒冷状态还是高温条件或持续高烧时,只要体温恒定,产热量就等于散热量;产
11、热量散热量,体温上升;产热量散热量,体温下降;正常情况下,在寒冷的室外人体的散热量和产热量均增加,最终产热量等于散热量,体温保持相对稳定。(2)温度感受器的适宜刺激为“温度的变化”,而不是“冷”“热”本身。(3)人体调节体温的能力是有一定限度的,长时间在高温或寒冷环境中,人的体温会升高或降低。,二、水盐平衡调节1.水平衡的调节1)人体内水的来源和排出,2)水平衡的调节机制:神经体液调节。,2.无机盐平衡的调节(以Na+、K+为例)1)Na+的来源和排出:主要来源是食盐,几乎全部由小肠吸收;主要通过肾随尿排出,排出量几乎等于摄入量。2)Na+、K+的平衡调节的过程,考点训练(请判断下列说法是否正
12、确),1.在寒冷环境中,人的产热量大于散热量,以防止在寒冷环境中体温降低。()2.垂体合成并分泌的抗利尿激素作用于肾小管和集合管。()3.静脉输入抗利尿激素类药物,可有效减轻脑组织水肿。()4.抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对Na+的重吸收。()5.Na+、K+分别在维持细胞外液和细胞内液的渗透压上起决定性作用。(),答案1.只要体温保持相对稳定,产热量就等于散热量,寒冷环境中人体散热量和产热量均增加。2.抗利尿激素由下丘脑合成,经垂体释放。3.输入抗利尿激素类药物,不利于水分的排出,不能有效减轻组织水肿。4.促进肾小管和集合管对Na+重吸收的激素是醛固酮。5.,提升一生命活动调节的类型,1
13、.基于“下丘脑”的调节模型1)作为感受器:如下丘脑的渗透压感受器可感受机体渗透压升降,维持水盐代谢平衡。2)传导:如下丘脑可将渗透压感受器产生的兴奋传至大脑皮层,使人产生渴觉。,3)作为效应器的分泌功能。水盐平衡,体温调节4)作为神经中枢:下丘脑中有体温调节中枢、血糖调节中枢、水盐调节中枢等。,2.激素分泌调节的类型1)甲状腺激素、性激素等的分泌的调节同激素甲,即:,2)抗利尿激素的分泌的调节同激素乙。即由下丘脑合成,垂体释放。3)胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素等的分泌的调节可同激素丙,即:,3.生命活动调节的三种类型1)神经调节涉及电信号及神经递质等。途径:依赖反射弧。模型:实例:缩手反射等。
14、,2)体液调节涉及激素等化学物质。仅由体液传送,不涉及电信号转化。途径:化学物质通过体液传送,调节靶器官或靶细胞活动。模型:实例:人进食后血糖浓度升高,刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,胰岛素作用于靶细胞、靶器官,最终使血糖浓度恢复正常。,3)神经体液调节涉及神经递质与激素等信号分子。途径:有关神经内分泌腺(或内分泌细胞)分泌激素靶细胞。模型:实例:当血糖浓度下降时,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,胰高血糖素作用于靶细胞,进而使血糖浓度恢复正常。,提升二动物激素功能的实验探究,1.常用的三种处理方法1)摘除法:摘除相应腺体。2)饲喂法:在饲料中添加激素。只适用于甲状腺激素
15、、性激素等小分子激素。肽类和蛋白质类激素不能用饲喂法,原因是肽类、蛋白质类激素会被消化酶分解而不能发挥作用。3)注射法:向动物体内注射某激素。适用于各种激素。,2.一般思路,3.实验案例1)验证甲状腺激素促进发育的功能饲喂法:以蝌蚪作实验材料。摘除法和注射法:以小狗作实验材料。,2)验证胰岛素能降血糖的功能:自身前后对照。,应用一生命活动调节类实验的探究设计,解题思路 生命活动调节类实验的探究设计常遵循“四步法”:,答题模式 取材分组变量处理培养、观察、记录得出结论。,例题讲解,例1胃饥饿素(Ghrelin)具有促进生长激素释放、调控动物摄食和能量代谢等作用。为探究Ghrelin对生长激素释放
16、的影响,选择幼年小鼠为实验材料,请写出实验思路。解题思路第一步 确定变量:自变量为Ghrelin的有无,因变量为生长激素的含量。第二步 取材分组:将大小、生理状况等基本相同的幼年小鼠随机分为A、B两组。第三步 变量处理:A组小鼠注射适量的Ghrelin,B组小鼠注射等量的生理盐水。第四步 培养、观察(检测)、记录:将两组小鼠在相同且适宜条件下饲养,检测A组和B组小鼠血液中生长激素的含量并记录。,答案将所给的幼年小鼠随机分为A、B两组;A组小鼠注射适量的Ghre-lin,B组小鼠注射等量的生理盐水;将两组小鼠在相同且适宜条件下饲养,检测A组和B组小鼠血液中生长激素的含量并记录。,拓展变式(1)探
17、究单一变量X对某种生命活动调节的影响时,若实验对象是正常个体,则分为实验组、对照组两组即可;若实验对象含有模型动物,除将模型动物分为两组外,还需增加正常个体的空白对照组,以便与正常个体的数据指标形成对比,如变式1。(2)若探究甲、乙两个变量对某生命活动的影响,则需将实验对象分为四组:甲、乙、甲+乙和空白对照,如变式2。,变式1研究表明,2型糖尿病患者血液中胰岛素含量并不低,称为胰岛素抵抗。为验证二甲双胍能够降低胰岛素抵抗水平(胰岛素抵抗水平=空腹血糖水平空腹胰岛素水平22.5),请设计实验进行验证。注:用高热量食物饲喂小鼠,可以获得2型糖尿病模型鼠。实验材料:正常小鼠、二甲双胍片、高热量食物、
18、正常热量食物、安慰剂(一种“模拟药物”,不含二甲双胍片的有效成分,其他特性与二甲双胍片相同)、血糖检测仪、胰岛素检测仪等。,答案将正常小鼠分为A、B、C三组,A、B两组用高热量食物饲喂小鼠,获得2型糖尿病模型鼠,C组饲喂正常热量食物。A组给予二甲双胍片治疗,B、C组给予安慰剂治疗;一段时间后分别测定三组小鼠空腹时的血糖水平及胰岛素水平,计算并比较三组小鼠的胰岛素抵抗水平。,变式2请设计实验验证中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响(只写出设计思路)。,答案取生理状况相同的黑毛小鼠若干只,随机平均分为A、B、C、D四组。A组不作处理,B组切除肾上腺,C组束缚,D组切除肾上腺并束缚,其他条件相同且
19、适宜。饲养适宜时间后,观察并记录小鼠体毛的生长情况(如数量和颜色的变化)。,应用二信号传递模型常见思路,解题思路 第一步初步构建出题干所涉及的调节模型。一般调节模型:信息产生信息传递信息接受靶细胞生理活动变化。第二步分析调节过程中哪个环节受阻。若信息产生受阻,则表现为信号分子的合成不足或不能合成或释放受阻;若信息传递受阻,则表现为信号分子在传递过程中被某些物质破坏;若信息接受过程受阻,则表现为受体被破坏或受体合成减少。,答题模式 原因(信息产生、传递或接受受阻)靶细胞生理活动变化调节结果。,例题讲解 例2糖尿病是一种慢性病,有1型糖尿病和2型糖尿病两种类型。1型糖尿病是由胰岛功能减退,胰岛素分
20、泌不足引起的;2型糖尿病的病因有可能是靶细胞膜上的胰岛素受体被破坏。如图X和Y表示两种不同类型的糖尿病患者口服葡萄糖后血浆中的胰岛素浓度。请回答下列问题:,曲线Y代表(1型/2型)糖尿病患者,判断理由是,曲线X代表的患者患糖尿病的原因是。解题思路第一步构建出胰岛素参与血糖平衡调节的模型:胰岛B细胞胰岛素靶细胞组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖。第二步分析题图,曲线X的胰岛素浓度高于正常人,推测信息产生正常,信息接受异常,其原因是靶细胞膜上的胰岛素受体被破坏,属于2型糖尿病。曲线Y的胰岛素含量低于正常人,推测信息产生过程受阻,即胰岛素分泌不足,属于1型糖尿病。,答案1型因为1型糖尿病患者的胰岛B
21、细胞受损,使胰岛素分泌不足,其血浆中胰岛素浓度低于正常人靶细胞膜上的胰岛素受体被破坏,导致胰岛素不能加速组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖浓度偏高,例3吃火锅时,很多人喜欢添加大量的辣油,享受大汗淋漓的畅快感觉。汗液的大量分泌与辣油中辣椒素(一种脂溶性物质)和细胞表面的TRPV1受体识别有关。如图为辣椒素导致汗腺分泌增加的过程示意图,其中神经肽可引发血管舒张和血管通透性增强。请回答下列问题:,请用辣椒素和TRPV1解释食用辣椒时发生的口腔灼热感和大量出汗的原因:,经常吃辣的人,容易产生耐受性,推测其原因可能是。,解题思路第一步构建出调节过程的模型:高温、辣椒素与TRPV1受体结合,打开
22、Ca2+通道Ca2+内流,促进兴奋传导。第二步(1)结合模型,解释具体原因:辣椒素与TRPV1受体结合,使Ca2+通道打开,导致Ca2+内流,促进兴奋传至大脑皮层,产生灼热感;兴奋传至下丘脑体温调节中枢,通过神经元作用于汗腺,使汗液分泌增多,散热增多。(2)经常吃辣的人,容易产生耐受性,原因可能是TRPV1的敏感度降低,TRPV1对辣椒素的感受阈值升高,相同的刺激下,使Ca2+内流减少,产生的灼热感减弱。即辣椒素与TRPV1受体的结合能力降低或细胞膜上的TRPV1受体减少。,答案辣椒素与TRPV1受体结合,使Ca2+通道打开,导致Ca2+内流,促进兴奋传至大脑皮层,产生灼热感;兴奋传至下丘脑体温调节中枢,通过神经元作用于汗腺,使汗液分泌增多,散热增多辣椒素与TRPV1受体的结合能力降低或细胞膜上的TRPV1受体减少,