第1讲人和动物生命活动的调节.docx

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第1讲人和动物生命活动的调节

第1讲　人和动物生命活动的调节

考纲要求

5年考情

2009

2010

2011

2012

2013

1.人体神经调节的结构基础和调节过程（B）

海南，8

江苏，13

北京，3

广东，4

江苏，13

山东，25

新课标全国，30

北京，31

安徽，30Ⅰ

2.神经冲动的产生和传导（B）

宁夏，5江苏，2

广东，6

课标全国，5

浙江，3海南，8

海南，15

安徽，2

江苏，19

四川，3

3.人脑的高级功能（A）

—

—

—

新课标全国，4新课标全国，30

重庆，7

福建，27

4.动物激素的调节（B）

广东，18山东，3

福建，4

新课标全国，5

新课标全国，3天津，3

新课标全国Ⅰ，30

山东，24

5.动物激素在生产中的应用（B）

—

江苏，22

北京，31

重庆，30Ⅰ江苏，27

—

—

填充关键点

思考连接处

（1）神经调节和体液调节过程中传递信号的物质分别是什么？

提示　前者是电荷（离子）和神经递质，后者是激素和其他化学物质。

（2）能够把神经调节和激素调节联系在一起的桥梁结构是什么？

提示　下丘脑。

考点1　神经调节的结构与机制

1．反射弧中传入神经和传出神经的判断

（1）根据是否具有神经节：

有神经节的是传入神经。

（2）根据脊髓灰质内突触结构判断：

图示中与“

”相连的为传入神经，与“

”相连的为传出神经。

（3）根据脊髓灰质结构判断：

与前角（膨大部分）相连的为传出神经，与后角（狭窄部分）相连的为传入神经。

（4）切断实验法：

若切断某一神经，刺激外周段（远离中枢的位置），肌肉不收缩，而刺激向中段（近中枢的位置），肌肉收缩，则切断的为传入神经，反之则为传出神经。

2．兴奋的产生与传导

（1）兴奋的产生

（2）兴奋在神经纤维上的传导（观察传导图示作出分析）

（3）在神经元之间的传递（观察图示作出分析）

①传递特点：

单向传递。

②神经递质释放的方式为胞吐。

③递质被突触后膜上的受体（糖蛋白）识别，其作用效果是促进或抑制下一个神经元的活动。

【思维辨析】

（1）神经细胞上神经冲动的传导都以局部电流为前导（2013·江苏，19D）（√）

提示　神经细胞上兴奋的传导形式是局部电流。

（2）在细胞生命活动中，神经递质由突触小泡分泌到胞外（2013·北京，2A）（√）

提示　神经递质由突触小泡以“胞吐”形式分泌到细胞外。

（3）起跑动作的产生是非条件反射的结果，其调节的神经中枢是听觉中枢

（2011·广东，4AB）（×）

提示　是条件反射，必须有大脑皮层的参与。

（4）刺激支配肌肉的神经，引起该肌肉收缩的过程属于反射（2011·天津，3D）（×）

提示　反射弧必须完整。

（5）大脑皮层语言H区损伤，导致人不能听懂别人讲话（2011·海南，9C）（√）

提示　H区属于大脑皮层的听觉性语言中枢。

（6）突触后膜的表面积与突触前膜的相同（2012·浙江，4C）（×）

提示　突触后膜因形成皱褶，故其表面积大于突触前膜。

（7）一个乙酰胆碱分子可使突触后膜产生动作电位（2012·浙江，4D）（×）

提示　当多个乙酰胆碱分子形成的电位达到一定阈值时，才能引发突触后膜产生动作电位。

（8）引起突触后神经细胞兴奋的过程中，Na＋通过被动运输进入突触后膜内

（2011·海南，8A改编）（√）

提示　Na＋内流是顺浓度梯度进行的。

（9）静息状态时神经元的细胞膜内外没有离子进出（2009·江苏，2A）（×）

提示　静息状态时K＋外流。

（10）降低环境中的Na＋浓度，刺激产生的动作电位峰值会降低

（2010·课标全国，5D改编）（√）

提示　Na＋内流差值降低。

【归纳提炼】

1．兴奋产生的膜电位变化解读

解读：

a点：

静息电位，内负外正，K＋外流；a～c点：

Na＋内流，逐渐形成动作电位（内正外负）；c～e点：

静息电位恢复过程中，K＋外流，Na＋被泵出膜外；e点：

静息电位。

注意　Na＋内流的离子运输方式属于协助扩散，静息电位时K＋外流的离子运输方式也是协助扩散。

2．兴奋传导、传递的几个误区

（1）误认为递质可以持续起作用：

神经递质发生效应后，就被酶破坏而失活，或被移走而迅速停止作用。

（2）误认为反射活动所需时间长短与刺激时间长短有关：

在一个反射活动的完成过程中，同时存在兴奋在神经纤维上的传导和神经元之间的传递，突触数量的多少决定着该反射活动所需时间的长短。

（3）误认为只要反射弧完整就能产生反射：

相应反射的完成都离不开适宜的刺激和完整的反射弧。

（4）误认为条件反射可以不需要大脑皮层参与：

非条件反射的完成可以不需要大脑皮层的参与，但条件反射的完成却必须有大脑皮层的参与。

例1

　（2013·四川卷，3）如图表示具有生物活性的蛙坐骨神经—腓肠肌标本，神经末梢与肌细胞的接触部位类似于突触，称“神经—肌接头”。

下列叙述错误的是（　　）

A．“神经—肌接头”处可发生电信号与化学信号的转变

B．电刺激①处，肌肉会收缩，灵敏电流计指针也会偏转

C．电刺激②处，神经纤维上的电流计会记录到电位变化

D．神经纤维上兴奋的传导方向与膜内的电流方向相同

破题思路　确认题干信息→联想兴奋在神经纤维和突触中的传导和传递过程→对比选项逐一作答。

个性分析　在“神经—肌接头”处，存在突触，神经传来的兴奋（电信号）可转化为“神经递质”这种化学信号，进而传递至肌细胞膜上，故A正确；兴奋在神经纤维上可进行“双向传导”，故电刺激①处，肌肉会收缩，且兴奋会向右传导致电流计，指针发生两次偏转，B选项正确；由于兴奋在“神经—肌接头”处的传递是单向的，不可逆向传递，故电刺激②处，神经纤维上不能产生兴奋，电流计不会记录到电位变化，故C选项不正确；神经纤维上兴奋的传导方向与膜内电流方向一致，与膜外电流方向相反，故D正确。

答案　C

思维延伸　

（1）如果把电流计的一个电极置于神经纤维膜外，另一电极置于膜内，不给予刺激，测到的电位是什么？

提示　静息电位。

（2）借助题图如何验证兴奋在神经纤维上的传导是双向的？

在“神经－肌接头”处是单向传递的吗？

提示　a．在图中电流计的两极之间偏左或偏右给予适宜刺激，若电流计指针发生两次不同方向的偏转，则证明兴奋在神经纤维上的传导是双向的。

b．分别在①处、②处给予适宜刺激，若刺激①处时，电流计指针偏转，腓肠肌收缩；刺激②时，腓肠肌收缩，但电流计指针不偏转，则证明兴奋在突触处的传递是单向的。

解题模板　兴奋传导特点的设计验证

（1）验证冲动在神经纤维上的传导

方法设计：

电刺激图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，说明冲动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，则说明冲动在神经纤维上的传导是单向的。

（2）验证冲动在神经元之间的传递

方法设计：

先电刺激图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：

若两次实验的检测部位均发生电位变化，说明冲动在神经元间的传递是双向的；若只有一处电位改变（后者电位发生变化），则说明冲动在神经元之间的传递是单向的。

考点2　动物激素的分级调节与反馈调节

1．神经调节

（1）直接控制

（2）间接控制

感受器感受刺激→传入神经→神经中枢→传出神经→下丘脑→促激素释放激素→垂体→促激素→腺体→激素分泌。

2．反馈调节

（1）由图可知，激素的分泌调节要经过下丘脑→垂体→相关腺体几个等级，所以称为分级调节。

（2）以上的调节方式其实属于反馈调节中的负反馈调节。

（3）反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制，它对于机体维持稳态具有重要意义。

【思维辨析】

（1）被阉割动物血液中的促性腺激素含量将降低（2012·重庆，5A）（×）

提示　由于机体的反馈调节，促性腺激素含量将升高。

（2）促甲状腺激素只作用于甲状腺，而甲状腺激素可作用于多种器官（2012·海南，13C）（√）

提示　甲状腺激素作用的靶细胞广泛。

（3）延长光照可提高鸡产蛋率，鸡的产蛋率与体内的雌激素水平密切相关

（2010·江苏，22B）（√）

提示　雌激素能促进卵细胞的形成。

（4）垂体功能受损的幼犬会出现抗寒能力减弱等现象（2011·天津，3C）（√）

提示　垂体功能受损，产生的促甲状腺激素减少，由此甲状腺激素减少，抗寒能力减弱。

（5）人在恐惧、紧张时，肾上腺素分泌增多，通过神经纤维运输到心脏，使心率加快，肾上腺素在发挥作用后被灭活（2011·新课标全国，5C和2009·宁夏，4A改编）（×）

提示　肾上腺素不能通过神经纤维运输。

【归纳提炼】

1．激素间的关系

（1）纵向关系——分级调节和反馈调节

在大脑皮层的影响下，下丘脑可以通过垂体调节和控制某些内分泌腺中激素的合成与分泌（属于分级调节）。

而激素进入血液后，又可以反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成与分泌（属于反馈调节），如图所示：

注：

TRH表示促甲状腺激素释放激素；TSH表示促甲状腺激素；“＋”表示促进作用；“－”表示抑制作用。

（2）横向关系——协同作用和拮抗作用

①协同作用：

不同激素对同一生理效应都发挥作用，从而达到增强效应的结果。

如促进生长发育——生长激素与甲状腺激素；促进产热——甲状腺激素与肾上腺素；提高血糖浓度——胰高血糖素与肾上腺素。

②拮抗作用：

不同激素对某一生理效应发挥相反的作用。

如胰高血糖素使血糖浓度升高，胰岛素使血糖浓度降低。

2．生命活动的调节类型

调节类型

调节机制

举例

神经调节

刺激引起的反射活动通过反射弧完成

各种反射活动

体液调节

体液中的激素和化学物质直接对生命活动起作用

激素、CO2、H＋等的调节

神经

|

体液调节

寒冷环境中的体温调节过程等

体液

|

神经调节

CO2对呼吸运动的调节等

例2

　图

（一）为部分激素从分泌到发挥作用的过程示意图，其中①②③④代表人体内的不同激素；图

（二）表示的是激素的传送方式。

结合图示和所学知识，回答相关问题：

（1）由图

（一）可知，既能够传导兴奋又能够分泌激素的结构是______________，其所分泌的激素①的传送方式属于图

（二）中的__________。

（2）激素③的名称是____________，当其含量过高时，激素①②含量的变化趋势是____________，这是一种____________调节机制。

图

（一）中存在________条该调节机制。

（3）远距分泌是指激素经血液运输至远距离的靶细胞（或组织）而发挥作用。

激素①②③④中属于此传送方式的有__________________________________________。

（4）从图

（一）可以得出，甲状腺分泌激素③的生理过程是由___________________________

共同完成的。

破题思路　审图示信息→联想分级调节与反馈调节模型→根据设问准确作答。

个性分析　本题图

（一）是变形的激素分泌分级调节的模式图，对比标准图解，分析图

（一）可以确定①是促甲状腺激素释放激素，②是促甲状腺激素，③是甲状腺激素，④可能是胰岛素或胰高血糖素。

结合图

（二）所示的激素的传递方式，可以判断①②③④分别属于哪种方式。

下丘脑既能够接受大脑皮层传来的兴奋，又能够分泌激素，激素①由下丘脑（神经细胞）分泌，然后经血液运送到垂体发挥作用，故其传送方式为神经分泌。

甲状腺分泌甲状腺激素，当其含量升高时，由于存在反馈调节机制，因此会抑制下丘脑和垂体分泌相应激素，从而维持甲状腺激素的动态平衡。

由图可知，②③④三种激素都要经过血液的传送到达相应的靶细胞，故其传送方式都属于远距分泌。

甲状腺激素的分泌受到交感神经的控制，也受到垂体分泌激素的调节，是神经调节和体液（激素）调节共同作用的结果。

答案　

（1）下丘脑　神经分泌　

（2）甲状腺激素　下降　反馈　2　（3）②③④　（4）神经调节、体液（激素）调节

解题模板　利用激素的模型突破激素调节

激素分泌调节的三种类型

（1）甲状腺激素、性激素等分泌调节属于甲类型，即：

（2）抗利尿激素的分泌调节属于乙类型，即由下丘脑直接合成并分泌。

（3）胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素等的分泌调节属于丙类型，即：

考点3　动物激素功能的实验探究

例3

　（2013·浙江卷，31）某同学为研究甲状腺的功能，提出以下实验思路：

①将若干只未成年小鼠分为2组：

甲组：

不切除甲状腺（假手术）　乙组：

切除甲状腺

②实验开始时和实验中每隔一段时间，分别测定每只小鼠的耗氧量和体长，并记录。

③对测得的数据进行统计分析。

（要求与说明：

假手术指手术但不切除甲状腺；耗氧量用单位时间的氧气消耗量表示；实验持续时间合适；实验条件均适宜）

请回答：

（1）实验目的是____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）预测实验结果（在以下坐标系中用耗氧量和体长变化的示意曲线表示）

（3）分析与讨论

①用耗氧量作为检测指标的依据是__________________________________________

________________________________________________________________________。

②切除甲状腺后，小鼠体长变化的原因是____________________________________

________________________________________________________________________。

③上述分组时，还可增设丙组作为实验组，丙组：

____________________________

________________________________________________________________________。

破题思路　

（1）准确把握自变量和因变量→确定实验目的；

（2）根据甲状腺激素的功能预测实验结果。

个性分析　

（1）本题的自变量是甲状腺激素的有无，因变量为小鼠的新陈代谢和生长发育情况，检测指标是小鼠的耗氧量和体长。

故实验目的是探究甲状腺激素对小鼠新陈代谢和生长发育（或耗氧量和体长）的影响。

（2）甲组小鼠有甲状腺分泌甲状腺激素，甲组小鼠的新陈代谢正常，故甲组体温正常；乙组小鼠因切除甲状腺缺乏甲状腺激素，故乙组小鼠体温会逐渐有所下降。

甲状腺激素还能促进幼年动物的生长发育，故具有甲状腺的甲组小鼠体长有所增加，切除甲状腺的乙组小鼠不能正常生长发育，体长不再增加。

（3）由于甲状腺激素能促进新陈代谢，加速体内物质的氧化分解，该过程需消耗氧气，故可用耗氧量作为检测指标。

切除甲状腺后，小鼠体长不变的原因是缺乏甲状腺激素，小鼠不能完成正常的生长发育过程。

本实验还可增加切除甲状腺后给予甲状腺激素的实验组，也可以是不切除甲状腺、给予甲状腺激素的实验组。

答案　

（1）探究甲状腺激素对小鼠新陈代谢和生长发育（或耗氧量和体长）的影响

（2）

（3）①甲状腺激素促进新陈代谢，此过程需消耗氧　②甲状腺激素缺乏，小鼠生长发育停滞　③切除甲状腺、给予甲状腺激素（或不切除甲状腺、给予甲状腺激素）

思维延伸　

（1）该实验属于验证类实验还是探究类实验？

提示　验证类实验。

（2）该题增设丙组为实验组的目的是什么？

提示　进一步确定甲状腺激素所发挥的作用。

动物激素功能的实验设计

1．甲状腺和甲状腺激素、性腺和性激素

常用实验方法是：

切除法、饲喂法、注射法。

如探究甲状腺、甲状腺激素的生理作用实验：

组别

实验动物

实验处理

观察指标

实验组

①

幼小动物

切除甲状腺

幼小动物生长发育情况

②

切除甲状腺＋注射甲状腺激素

对照组

③

幼小动物

不做任何处理

幼小动物生长发育情况　　

只切开皮肤不切除甲状腺

2．垂体和生长激素、胰岛和胰岛素、胰高血糖素

常用实验方法是：

切除法、注射法。

如探究胰岛素对动物血糖调节的影响：

组别

实验动物

实验处理

观察指标

实验组

饥饿处理的小鼠

连续注射一定量胰岛素

小鼠生活状况

对照组

饥饿处理的小鼠

连续注射一定量胰岛素→出现低血糖症状→补充糖类

小鼠生活状况

不注射胰岛素，定期补充糖类

1．（2013·大纲全国卷，1）关于神经兴奋的叙述，错误的是（　　）

A．刺激神经纤维中部，产生的兴奋沿神经纤维向两侧传导

B．兴奋在神经纤维上的传导方向是由兴奋部位至未兴奋部位

C．神经纤维的兴奋以局部电流的方式在神经元之间单向传递

D．在神经纤维膜外，局部电流的方向与兴奋传导的方向相反

答案　C

解析　神经纤维受到刺激产生兴奋，兴奋在神经纤维上以局部电流的形式由兴奋部位向未兴奋部位双向传导，因此A、B两项均正确；兴奋传导方向在神经纤维膜外侧与局部电流的方向相反，在膜内侧与局部电流方向相同，D项正确；兴奋在两个神经元之间是通过神经递质进行传递的，信号的转化为电信号―→化学信号―→电信号，所以C项错误。

2．（2013·海南卷，18）关于神经递质的叙述，错误的是（　　）

A．突触前神经元具有合成递质的能力

B．突触前神经元在静息时能释放神经递质

C．突触小体中的突触小泡内含有神经递质

D．递质与突触后膜上受体结合能引起后膜电位变化

答案　B

解析　突触是神经元之间信息传递的结构，通过其结构特点确定其单向传递的特点。

A正确，兴奋单向传递，只能由突触前膜传递至突触后膜，故突触前膜可以合成神经递质，而后膜不能。

B错误，神经递质是传递兴奋的重要化学物质，没有兴奋产生，不会有神经递质释放。

C正确，神经递质在突触小泡内，由突触前膜释放。

D正确，神经递质作用于突触后膜的特定受体，改变膜的通透性，使突触后膜膜电位发生变化，产生兴奋或抑制。

3．如图所示为有关腺体和激素对蛙发育过程的影响。

图中①②③分别代表三种激素。

发育过程大致分为两个阶段，前20天蝌蚪的下丘脑、垂体和甲状腺都尚未成熟，后20天逐渐成熟。

下列有关叙述正确的是（多选）（　　）

A．前20天中①②③的含量都比较低，并在此期间都逐渐增加

B．用含碘丰富的饲料持续喂养蝌蚪，可使蝌蚪早于38天发育成小型成蛙

C．若蝌蚪切除了垂体后不能发育为成蛙，说明促甲状腺激素的功能是促进发育

D．切除成蛙的垂体，甲状腺可能出现萎缩，②③的含量都会减少

答案　AD

解析　分析图示可知，①表示下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素，②表示垂体分泌的促甲状腺激素，③表示甲状腺分泌的甲状腺激素。

由题干可知，前20天下丘脑、垂体、甲状腺发育不成熟，各自分泌的激素较少，由图示可知，6～20天内蝌蚪形态在发生改变，即蝌蚪在不断发育，所以①②③的分泌量在逐渐增加，故A正确；甲状腺激素的合成受到下丘脑、垂体的调控，前20天下丘脑、垂体、甲状腺发育不成熟，故碘增加不能使甲状腺激素合成量增加，因此不可能使蝌蚪提前发育成小型成蛙，故B错误；由图示可知，②促甲状腺激素的作用是促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素，甲状腺激素的作用是促进发育，故C错误；切除垂体，缺少促甲状腺激素，甲状腺可能出现萎缩，甲状腺激素的分泌量会减少，故D正确。

4．如图①②分别代表不同组织或器官的细胞，A表示物质，符合该模型的是（　　）

A．①睾丸，②全身细胞，A雄性激素

B．①中间神经元，②传入神经元，A神经递质

C．①下丘脑，②垂体细胞，A促甲状腺激素

D．①小肠黏膜，②胰腺，A促胰液素

答案　D

解析　该模型表示的是细胞①产生物质A，分泌到细胞外，并作用在细胞②的细胞膜上的特异性受体上。

雄性激素是脂质激素，其靶细胞受体位于细胞内；神经递质只能由传入神经元向中间神经元传递，而不能倒过来；下丘脑的某些神经分泌细胞分泌的是促甲状腺激素释放激素，作用于垂体。

5．（2013·福建卷，27）为探究铅中毒对大鼠学习记忆的影响，将大鼠分为四组，其中一组饮水，其余三组饮醋酸铅溶液，60天后进行检测。

检测a：

用下图水迷宫（池水黑色，大鼠无法看到平台）进行实验，大鼠从入水点入水，训练其寻找水面下隐蔽平台，重复训练4天后撤去平台，测定大鼠从入水点到达原平台水域的时间；

检测b：

测定脑组织匀浆铅含量及乙酰胆碱酯酶（AChE）活性。

AChE活性检测原理：

AChE可将乙酰胆碱（ACh）水解为胆碱和乙酸，胆碱与显色剂显色，根据颜色深浅计算酶活性。

组别

醋酸铅溶液浓度/g·L－1

脑组织铅含量/g·gprot－1

AChE活性/U·mgprot－1

到达原平台水域时间/s

①

0

0.18

1.56

22.7

②

0.05

0.29

1.37

23.1

③

1

0.57

1.08

26.9

④

2

1.05

0.76

36.4

请回答：

（1）表中用于评价大鼠学习记忆能力的指标是__________________________________，通过该指标可知__________组大鼠学习记忆能力最弱。

（2）ACh是与学习记忆有关的神经递质，该递质由突触前膜释放进入________________，与突触后膜上的受体结合，引发突触后膜________变化。

ACh发挥效应后在________________酶的催化下水解，本实验是通过检测单位时间内__________的生成量，进而计算该酶的活性。

（3）表中结果表明：

脑组织铅含量越高，ACh水解速度越________。

（4）水迷宫实验过程中，使短期记忆转化为长期记忆的措施是________________，以此强化神经元之间的联系。

答案　

（1）到达原平台水域时间　④　

（2）突触间隙　电位　乙酰胆碱酯　胆碱　（3）慢　（4）重复训练

解析　

（1）根据探究的问题和测量的指标，并结合表中的数据回答；

（2）回顾神经递质传递的过程并结合检测b的内容回答相关问题；（3）由表看出，脑组织含铅量越高，乙酰胆碱酯酶的活性越低，乙酰胆碱的水解速度越慢；（4）从题干信息可确定采取的措施。

一、单项选择题

1．如图为某反射弧的部分模式图（C为组织液）。

下列叙述正确的是（　　）

A．与A端相连接的效应器指的是传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体

B．兴奋在反射弧上传递时，C处发生的信号变化是电信号—化学信号—电信号

C．刺激D点，在E处测到电位变化，不能说明兴奋在神经元之间的传递是单方向的

D．把某药物放在C处，刺激E点，D处没电位变化，说明该药物对兴奋在神经元之间

的传递有阻断作用

答案　C

解析　与A端相连接的是感受器；在组织液C处发生的信号变化是化学信号转变为电信号；由于没有做刺激E点，在D处检测是否有电位变化的实验，故不能说明兴奋在神经元之间是单方向传递的；由于刺激E点，在D点处本来就没有电位变化（兴奋在反射弧中单向传递），与C处是否加药物无关。

2．动物运动时，神经支配同侧肢体屈肌