精编高考生物二轮复习第1部分专题九 动物和人体生命活动的调节.docx
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精编高考生物二轮复习第1部分专题九动物和人体生命活动的调节
1.人体神经调节的结构基础和调节过程(Ⅱ) 2.神经冲动的产生和传导(Ⅱ) 3.人脑的高级功能(Ⅰ)
4.血糖调节(Ⅱ) 5.脊椎动物激素的调节(Ⅱ) 6.脊椎动物激素在生产中的应用(Ⅱ)
1.与神经调节相关的7点提醒
(1)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在神经元之间的传递,突触数量的多少决定着该反射活动所需时间的长短。
(2)并非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。
(3)在生物体内,神经纤维上的神经冲动来自感受器或神经中枢,故在体内兴奋传导是由兴奋产生端向接受兴奋的一端单向传导的,在离体的神经纤维上兴奋的传导是双向的。
(4)突触前膜是由轴突末端分支突触小体上的膜形成,而不是轴突末端的膜。
(5)产生感觉≠完成反射。
一切感觉无一不是形成于大脑皮层,其产生路径为感受器→传入神经→上行传导至大脑皮层,可见传出神经及效应器受损时仍可产生感觉,但感受器或传入神经及神经中枢受损时将不形成感觉。
(6)脊髓中的低级中枢受“大脑皮层”这一高级中枢调控。
(7)“言语中枢”是人类特有的高级中枢,它位于大脑皮层左半球。
2.与激素调节相关的3点提醒
(1)激素的“三不”:
一不组成细胞结构,二不提供能量,三不起催化作用。
(2)当甲状腺激素分泌减少时,并非是促进下丘脑和垂体的分泌活动,而是负反馈的抑制作用减弱。
(3)食物缺碘时,成年人会患大脖子病,其原因是缺碘造成甲状腺激素分泌减少,而促甲状腺激素会分泌增多,从而会促进甲状腺生长、发育。
3.牢记动物生理学实验设计的4个注意事项
(1)对于动物生理学实验,通常要设置空白对照,如注射等量生理盐水,通过比较来更清晰地研究实验变量对实验结果产生的影响。
(2)实验动物选取分组时,要选择生长发育状况相同的,且饲养时的各种条件也要一致。
(3)蛋白质类激素只能注射,不能口服。
(4)实验设计中注意实验动物的选择和处理。
如甲状腺激素、性激素的实验设计一般选幼小动物,经实验变量处理后的观察指标是幼小动物的生长发育状况。
考点一 通过神经系统的调节
(2016·高考江苏卷,26改编)为研究神经干的兴奋传导和神经—肌肉突触的兴奋传递,将蛙的脑和脊髓损毁,然后剥制坐骨神经—腓肠肌标本,如图所示。
实验过程中需要经常在标本上滴加任氏液,以保持标本活性。
请回答下列问题:
(1)反射弧五个组成部分中,该标本仍然发挥功能的部分有________________________________________________________________________。
(2)刺激坐骨神经,引起腓肠肌收缩,突触前膜发生的变化有__________________、________________________________________________________________________。
(3)神经—肌肉突触易受化学因素影响,毒扁豆碱可使乙酰胆碱酯酶失去活性;肉毒杆菌毒素可阻断乙酰胆碱释放;箭毒可与乙酰胆碱受体强力结合,却不能使阳离子通道开放。
上述物质中可导致肌肉松弛的有________________。
(1)坐骨神经—腓肠肌标本中神经中枢已被破坏,坐骨神经属于反射弧中的传出神经,坐骨神经末梢及其支配的腓肠肌属于反射弧中的效应器,故反射弧五个组成部分中,该标本仍然发挥功能的有传出神经和效应器。
(2)坐骨神经轴突末端与肌细胞的连接仍为突触,其结构包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。
(3)毒扁豆碱可使乙酰胆碱酯酶失去活性,从而使乙酰胆碱(神经递质)与突触后膜上的受体结合后不能被水解,使腓肠肌一直处于兴奋状态,即腓肠肌一直处于收缩状态;肉毒杆菌毒素可阻断乙酰胆碱释放,那么坐骨神经上的兴奋就不能传到腓肠肌,使腓肠肌一直处于舒张状态;箭毒可与乙酰胆碱受体强力结合,从而影响乙酰胆碱(神经递质)与突触后膜上的受体结合,使坐骨神经上的兴奋不能传到腓肠肌,从而使腓肠肌一直处于舒张状态。
【答案】
(1)传出神经、效应器
(2)产生动作电位
突触小泡释放乙酰胆碱(神经递质) (3)肉毒杆菌毒素、箭毒
本知识点主要考查神经调节的结构基础、兴奋的传导、兴奋在神经元之间的传递、兴奋传导与电流表的关系等。
试题为选择题和非选择题。
1.核心热点
(1)判断兴奋在完整反射弧上传导方向的三大方法
①看神经节:
有神经节的是传入神经。
②看脊髓灰质结构:
与前角(宽)相连的为传出神经,与后角(窄)相连的为传入神经。
③看突触结构:
兴奋在突触中的传递是从突触前膜()传到突触后膜(○—)。
(2)静息电位和动作电位的形成原因
看到静息电位应马上联想到K+,静息电位的大小只和K+的外流有关,而动作电位的产生及峰值是由Na+的变化造成的,故涉及动作电位的问题只考虑Na+的变化。
(3)膜电位峰值变化的判断
①
②
(4)指针偏转方向与膜电位变化曲线的分析
指针偏转方向与电流方向一致,都是由正电位部位流向负电位部位;如电流计的a极所测电位为正,b极所测电位为负,则电流方向是a→b,指针向b极偏转,此时由a极电位(正)-b极电位(负)的电位差为正,即膜电位变化曲线段位于x轴以上;反之,则指针向a极偏转,膜电位变化曲线段位于x轴以下。
而当电流计的a极与b极所测电位均为正或均为负时,指针不偏转,此时由a极电位-b极电位的电位差为0,即膜电位变化曲线段与x轴重叠。
(5)不同递质作用效果的机理
同一神经元的末梢只能释放一种神经递质(兴奋性神经递质或抑制性神经递质)。
兴奋性神经递质的作用是使突触后膜的膜电位由内负外正→内正外负,抑制性神经递质的作用是使突触后膜的外正内负的电位加强。
(6)药物或有毒有害物质阻断突触处神经冲动传递的三大原因
①药物或有毒有害物质阻止神经递质的合成或释放;
②药物或有毒有害物质使神经递质失活;
③突触后膜上受体位置被某种有毒有害物质或抗体占据,使神经递质不能和后膜上的受体结合。
(7)探究兴奋传导或传递方向的实验设计思路
a.兴奋在神经纤维上传导的探究
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:
电刺激①处→A有反应
b.兴奋在神经元之间传递的探究
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:
①③都有电位变化→双向传递;只有①处电位有变化→单向传递(且传递方向为③→①)。
2.交汇热点(★★★★★)
(1)与细胞结构的链接
突触小泡是由突触小体内的高尔基体形成,所以突触小体内的高尔基体和线粒体较为发达,分泌功能较为强大。
(2)与常考的物质运输方式的链接
①静息电位的形成主要是K+外流,动作电位的形成主要是Na+内流,它们都是从高浓度→低浓度,需要通道蛋白,属于协助扩散。
②静息电位恢复过程中,需要借助钠钾泵逆浓度梯度将Na+从膜内泵到膜外,将K+从膜外泵入膜内,且需要能量,属于主动运输。
③神经递质释放的过程属于非跨膜运输中的胞吐,体现了细胞膜的流动性。
考查反射弧的类型及反射弧判断
1.(2016·江西上栗高三模拟)排尿是受中枢神经系统控制的复杂反射活动,排尿的初级反射中枢位于脊髓骶段。
平时,膀胱逼尿肌舒张,尿道括约肌收缩,膀胱内贮存的尿液不致外流。
如图为相关反射弧示意图,下列分析错误的是( )
A.在图示反射弧中,通过电信号和化学信号两种信号传递信息
B.排尿时,由排尿中枢通过相关神经分别释放“兴奋”和“抑制”性递质使得膀胱逼尿肌收缩、尿道括约肌舒张,从而将尿液排出体外
C.当尿液充盈使膀胱扩张时,膀胱壁内的牵张感受器细胞膜外侧的电位变化是由正电位变成负电位,从而产生兴奋,兴奋传至脊髓骶段产生了“尿意”
D.正常人在没有合适的时机或场所时,能够憋尿,是因为排尿中枢受大脑皮层的控制
C [解析]在反射弧中,兴奋的传递通过电信号和化学信号两种方式进行,化学信号的传递需要神经递质的参与,神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜,决定了兴奋传递的单向性,A正确;神经递质有兴奋性和抑制性两种,受到刺激以后神经递质由突触小泡运输到突触前膜与其融合,递质以胞吐的方式排放到突触间隙,作用于突触后膜,引起突触后膜的兴奋或抑制,B正确;受到刺激以后,细胞膜外侧的电位变化是由正电位变成负电位,产生兴奋,传导至大脑皮层产生感觉“尿意”,C错误;正常人在没有合适的时机或场所时,能够憋尿,是因为排尿中枢受大脑皮层的控制,D正确。
兴奋传导机制的分析
2.下列关于神经兴奋的叙述,错误的是( )
A.兴奋部位细胞膜两侧的电位表现为膜内为正、膜外为负
B.神经细胞兴奋时细胞膜对Na+的通透性增大
C.兴奋在反射弧中以神经冲动的方式双向传递
D.细胞膜内外K+、Na+分布不均匀是神经纤维兴奋传导的基础
C [解析]静息时,K+外流,膜外阳离子浓度高于膜内,此时膜两侧的电位表现为膜外为正电位,膜内为负电位;受到刺激后,兴奋部位细胞膜对Na+的通透性增加,Na+内流,膜电位表现为膜外为负电位,膜内为正电位。
因此,细胞膜内外K+、Na+分布不均匀是神经纤维兴奋传导的基础。
兴奋在反射弧中的传递是单向的。
3.(名师原创)如图是某物质通过下丘脑发挥作用的局部过程示意图。
以下几个分析判断中不科学的是( )
A.图示中没有反射弧,但却有7个完整的突触
B.c神经元释放的神经递质引起突触后膜抑制时,突触后膜的膜电位是外正内负
C.摄食中枢释放相应的摄食神经递质的过程中需要线粒体为其供能,且摄食神经递质发生效应后迅速停止作用
D.若a释放的递质是抑制性神经递质,则会使突触后膜外正内负的电位减弱
D [解析]一条反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分,图中看似有两条反射弧但均不完整,都缺少感受器和效应器;一个突触是由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组成,故图示中有7个完整的突触,A正确。
图中c神经元释放的神经递质引起突触后膜抑制,则此时突触后膜的膜电位是静息电位,表现为外正内负,B正确。
神经递质尽管是小分子物质,但是通过胞吐方式释放到突触间隙,该过程需要线粒体为其提供能量;神经递质作用于突触后膜后会被酶分解或被转移,C正确。
使突触后膜抑制的神经递质的作用是使突触后膜的静息电位(外正内负)加强,D错误。
考查实验设计分析能力
4.(2016·江西重点中学联考)将蛙脑破坏,保留脊髓,做蛙心静脉灌注,以维持蛙的基本生命活动。
暴露蛙左后肢屈反射的传入神经和传出神经,分别连接电位计a和b。
将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后,电位计a和b有电位波动,出现屈反射。
如图为该反射弧结构示意图。
(1)图中神经中枢含________个突触,在反射过程中突触发生的信号变化是____________________________,信号单向传递的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)用简便的实验验证兴奋能在神经纤维上双向传导,而在反射弧中只能单向传递。
请描述方法________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
所产生的现象是________________________________________________________________________。
(3)若在灌注液中添加某种药物,将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后,电位计a有波动,电位计b未出现波动,左后肢未出现屈反射,其原因可能有:
①________________________________;②______________________。
[解析]
(1)突触是一个神经元与另一个神经元相接触的部位,观察题图可知,图中神经中枢含2个突触,在反射过程中突触发生的信号变化是:
电信号→化学信号→电信号。
神经递质只能由突触前膜释放,与突触后膜上的受体结合,导致兴奋在神经元之间的传递是单向的。
(2)兴奋在神经纤维上是双向传导的,但在神经元之间是单向传递,只能从突触前膜传递给突触后膜,因此,若在电位计b与骨骼肌之间的传出神经上给予合适刺激,观察到电位计b有电位波动和左后肢屈腿,即可验证兴奋能在神经纤维上双向传导,若同时电位计a未出现电位波动,即可说明在反射弧中只能单向传递。
(3)若在灌注液中添加某种药物,将蛙左后肢趾尖浸入0.5%硫酸溶液后,电位计a有波动,说明该药物对兴奋在神经纤维上的传导没有影响;电位计b未出现波动,左后肢未出现屈反射,说明该药物应该是抑制兴奋在突触间的传递,所以可能的原因是突触前膜释放的递质不能与突触后膜上的特异性受体结合,也可能是突触前膜不能释放递质。
[答案]
(1)2 电信号→化学信号→电信号 神经递质只能由突触前膜释放,与突触后膜上受体结合
(2)刺激电位计b与骨骼肌之间的传出神经 观察到电位计b有电位波动和左后肢屈腿,电位计a未出现电位波动
(3)突触前膜释放的递质不能与突触后膜上的特异性受体结合 突触前膜不能释放递质(或递质与药物结合而不能与突触后膜受体结合或突触后膜与药物结合而不能与递质结合或药物抑制递质合成或递质被分解等)
与“交互抵制”现象有关神经调节的
考查
5.屈反射是一种保护性反射,它能使肢体从伤害性刺激上缩回,以保护肢体不受损伤。
如图所示为屈反射的反射弧,请据图分析回答下列问题:
(1)脚部皮肤感受器受钉子扎之后,经过________将兴奋传入中枢,经过中枢分析处理之后将信息传出,传导过程中①处神经纤维膜外的电位情况是________,②处神经纤维膜外的电位情况是________________________________________________________________________。
(2)某人因车祸导致脊髓在颈部断裂,导致高位截瘫,用钉子扎该患者脚部皮肤,被扎的腿的伸肌和屈肌的反应分别是________、________(“收缩”或“舒张”)。
[解析]
(1)脚部皮肤感受器受钉子扎之后,经过传入神经将兴奋传入中枢,为保证屈反射(缩回受刺激的脚)的正常进行,中枢通过突触控制传出神经,进而控制效应器时,会表现出明显的“交互抵制”特征,即受刺激的腿屈肌和伸肌的应答相反:
屈肌收缩的同时,伸肌保持原有的舒张状态。
所以,①处神经纤维不兴奋,膜电位维持原有的静息状态,膜外保持正电位;②处神经纤维兴奋,膜外电位发生变化,先由外正内负变为外负内正,接着又恢复为静息电位。
(2)高位截瘫是颈部传到大脑皮层的神经纤维受损,所以患者体内连接脊髓与大脑皮层内的躯体感觉中枢的神经联系中断,痛觉中枢不会兴奋,患者不会感觉到疼痛;但由于屈反射是非条件反射,神经中枢在脊髓部位,所以患者仍可以完成屈反射,被扎的腿会出现伸肌舒张、屈肌收缩的应答反应。
[答案]
(1)传入神经 保持正电位 正电位→负电位→正电位
(2)舒张 收缩
考点二 通过激素的调节
(2016·高考全国卷甲,3)下列关于动物激素的叙述,错误的是( )
A.机体内、外环境的变化可影响激素的分泌
B.切除动物垂体后,血液中生长激素的浓度下降
C.通过对转录的调节可影响蛋白质类激素的合成量
D.血液中胰岛素增加可促进胰岛B细胞分泌胰高血糖素
(1)机体内、外环境的变化可影响激素的分泌,如机体在紧张、焦虑时肾上腺素的分泌增多,在寒冷刺激下甲状腺激素的分泌增加。
(2)动物生长激素由垂体分泌。
(3)蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程,所以通过对转录的调节可影响蛋白质类激素的合成量。
(4)胰高血糖素对胰岛素的分泌有促进作用,而胰岛素对胰高血糖素的分泌起抑制作用,且胰高血糖素由胰岛A细胞分泌而不是由胰岛B细胞分泌。
【答案】 D
主要考查人体内主要激素的功能、本质,及激素间的区别与联系,激素的分级调节及反馈调节。
试题为选择题和非选择题。
1.核心热点
(1)理清激素间的2个纵向关系和2个横向关系
①2个纵向关系——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:
a.TRH表示促甲状腺激素释放激素;TSH表示促甲状腺激素。
b.“+”表示促进作用;“-”表示抑制作用。
c.胰岛素和胰高血糖素的分泌调节不适于此模型(适于此模型的激素有甲状腺激素、肾上腺素、性激素等)。
②分级调节和反馈调节中激素含量变化的分析
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,则其之后的腺体分泌的激素会减少,之前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),该激素之前的激素分泌会减少(增加)。
③2个横向关系——协同作用和拮抗作用
a.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。
b.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.交汇热点(★★★★★)
(1)与其他章节的近似生理现象辨析
①分级调节:
激素分泌过程中下丘脑能够控制垂体,垂体控制相关腺体,这种分层控制的方式就是分级调节。
在神经调节中大脑皮层高级中枢控制低级中枢的活动也属于分级调节。
②反馈调节:
激素的分泌调节存在反馈调节,在生态系统中也存在反馈调节。
③协同和拮抗作用:
动物激素间存在协同和拮抗作用,植物激素间也存在以上两种作用,如生长素和赤霉素之间——协同作用;细胞分裂素和脱落酸之间——拮抗作用。
(2)与基因表达的链接
促甲状腺激素只能作用于甲状腺的根本原因是控制与促甲状腺激素结合的受体的基因只能在甲状腺细胞中表达。
考查激素的分级调节与反馈调节
1.(2016·昆明基测)如图是神经—体液调节示意图。
下列相关叙述错误的是( )
A.垂体细胞和下丘脑细胞也是甲状腺激素的靶细胞
B.寒冷环境中,下丘脑将兴奋传递到大脑皮层,产生冷觉
C.激素X由垂体合成和分泌
D.激素X的靶细胞是肾小管和集合管细胞
C [解析]由图可知,甲状腺激素可通过反馈调节作用于下丘脑和垂体,A正确。
体温调节中枢位于下丘脑,寒冷环境中,下丘脑将兴奋传递到大脑皮层,产生冷觉,B正确。
根据题图中激素X具有减少尿的排出的功能可知,激素X是抗利尿激素,其由下丘脑合成并分泌,由垂体释放,C错误。
抗利尿激素的靶细胞是肾小管和集合管细胞,D正确。
2.去除垂体后,大鼠淋巴细胞的数量和淋巴因子的活性明显下降。
垂体、下丘脑与免疫细胞之间存在如图所示的联系,有关说法正确的是( )
A.下丘脑不属于内分泌腺
B.细胞Y的增殖能力大于X
C.细胞X与Y的RNA不同
D.物质甲为淋巴因子
C [解析]由图可知,下丘脑分泌生长激素释放激素,具有分泌功能,A错;细胞X的增殖能力大于细胞Y,B错;细胞Y是细胞X增殖分化而来的,故两个细胞的遗传物质是相同的,但mRNA不同,翻译出来的产物不同,C正确;淋巴因子是由淋巴细胞产生的,淋巴因子有很多种,常见的有干扰素和白细胞介素等,物质甲是由垂体分泌的,D错。
考查某种激素生理功能的验证或探究
3.某生物小组将手术损害下丘脑却能存活的小鼠和正常小鼠在不同温度的环境中放置30min,然后测定小鼠单位时间的耗氧量,结果如图所示,下列有关叙述不正确的是( )
A.实验还应增设做手术却不损害下丘脑的对照组
B.手术组小鼠耗氧量升高表明下丘脑能正常分泌促甲状腺激素释放激素
C.实验前的甲、乙两组小鼠的生长状况应该良好且相同,该实验可探究下丘脑在体温调节中的作用
D.手术组小鼠的性腺可能萎缩,而正常组不会
B [解析]做手术却不损害下丘脑的小鼠与做手术损害下丘脑的小鼠(实验组)对照,能排除手术操作可能带来的影响,A正确;手术损害下丘脑的小鼠缺乏体温调节能力,其耗氧量升高是因为在一定范围内,小鼠的体温随外界温度升高而升高,呼吸酶的活性升高,代谢加快,B错误;实验前的甲、乙两组小鼠的生长状况应该良好且相同,以遵循单一变量原则,根据题意和题图所示可探究下丘脑在体温调节中的作用,C正确;下丘脑会释放促性腺激素释放激素,作用于垂体,促使垂体产生促性腺激素,促性腺激素会作用于性腺,引起性腺生长发育,因此,当下丘脑受损时,性腺可能发生萎缩,D正确。
4.医学界认为,垂体后叶释放的抗利尿激素(肽类激素)与人体的血压有关,又称为血管升压素。
人体血液中抗利尿激素的正常含量为1.0~1.5ng/L。
某科研小组用多只生长发育状况未知的某种猿类哺乳动物为实验材料,设计并进行实验以探究抗利尿激素和血压的关系,其实验处理和结果如表。
请回答下列相关问题:
组别
用抗利尿激素处理
测压时间
血压(mm汞柱)
A
5mL1.0ng/L
2小时后
120/88
B
5mL1.5ng/L
2小时后
132/102
C
5mL2.0ng/L
2小时后
147/110
D
5mL2.5ng/L
2小时后
159/118
血压:
收缩压/舒张压(mm汞柱)
(1)人体的抗利尿激素是由________(器官)分泌的。
(2)该实验中,抗利尿激素的使用方法是________(填“口服”或“注射”)。
该实验的无关变量有____________________________________(写出两个)。
(3)有人认为,该实验不足以得出“抗利尿激素有升高血压的作用”的结论,缺乏严谨性。
请你找出两点主要的不足之处:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
[解析]
(1)人体的抗利尿激素是由下丘脑分泌的。
(2)抗利尿激素是肽类激素,所以抗利尿激素的使用方法是注射。
该实验是探究抗利尿激素和血压的关系,自变量是不同浓度的抗利尿激素,因变量是血压,除此之外的控制变量就是无关变量。
(3)该实验必须设置空白对照,与空白对照组比较后才能得出相关结论;同时,该实验所用动物的生长发育状况要一致。
[答案]
(1)下丘脑
(2)注射 测压时间、猿类哺乳动物的生长发育状况等 (3)①缺少空白对照
②猿类哺乳动物的生长发育状况未知
[答题策略]
动物激素相关实验解题策略
(1)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。
(2)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,且每组要多于一只。
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