高考生物北师大版总复习 讲义第八单元 第28讲 血糖平衡体温平衡和水盐平衡.docx
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高考生物北师大版总复习讲义第八单元第28讲血糖平衡体温平衡和水盐平衡
考点一 水盐调节
1.水的来源与去路
(1)来源主要是饮水和食物中所含的水,此外还有代谢过程产生的水。
(2)去路与形式
排出途径
排出形式
肾脏
尿液
皮肤和呼吸器官
表层蒸发和呼气
消化道
粪便
2.水平衡的调节
水平衡的调节中枢在下丘脑;产生渴觉的中枢在大脑皮质;参与调节的激素主要是抗利尿激素,其由下丘脑神经细胞合成分泌,并由垂体释放,作用部位为肾小管和集合管。
[诊断与思考]
1.判断下列说法的正误
(1)渴觉中枢兴奋时抗利尿激素分泌减少( × )
(2)抗利尿激素分泌减少,则尿量增加( √ )
(3)正常人感到口渴时,垂体分泌的抗利尿激素减少( × )
(4)肾脏排尿主要是排出体内多余的水分( × )
(5)大量出汗后要喝淡盐水,补充丢失的水和无机盐,以维持体内水和无机盐的平衡( √ )
2.神经调节途径(完善如下图解):
3.神经—体液调节途径(完善如下图解):
题组一 利用图表分析水盐调节的过程
1.下图表示水盐调节的部分过程。
下列相关叙述中错误的是( )
A.图中的甲是饮水不足、机体失水过多或吃的食物过咸
B.乙、丙、丁分别是下丘脑、大脑皮质、肾小管和集合管
C.图中所示过程既有神经调节也有体液调节
D.渴觉在大脑皮质中产生,所以水盐调节中枢在大脑皮质中
答案 D
解析 由于甲引起的变化是渗透压升高,所以甲可能是饮水不足、机体失水过多或吃了过咸的食物,A正确;渗透压感受器在下丘脑中,所以乙是下丘脑;渴觉在大脑皮质中产生,所以丙是大脑皮质;抗利尿激素作用于肾小管和集合管,所以丁是肾小管和集合管,B正确;图中所示过程既有神经调节也有体液调节,C正确;渴觉虽然在大脑皮质中产生,但水盐调节中枢在下丘脑中,D错误。
2.为研究肾上腺分泌的盐皮质激素对动物水盐代谢的调节作用,科研人员将实验鼠随机分为五组,1为对照组,2、3、4、5为实验组,饲养于实验室,每天记录动物排尿量并测量尿中Na+含量。
下表为各组处理条件(“+”表示施加条件,空白表示不施加,“?
”表示请判断),以下分析错误的是( )
组别
摘除肾上腺
饮用清水
饮用生理盐水
适量盐皮质激素
1
?
+
2
?
+
3
+
+
+
4
?
?
?
5
?
?
?
A.向各组提供的饲料、温度等条件相同
B.2、3、4、5组摘除肾上腺,1组经相同手术创伤但不摘除肾上腺
C.1、2组尿量变化对比可说明肾上腺对水代谢的影响
D.4、5组摘除肾上腺,一组仅施加盐皮质激素,另一组仅施加生理盐水
答案 D
解析 本实验的目的是研究肾上腺分泌的盐皮质激素对动物水盐代谢的调节作用,盐皮质激素为自变量,故实验组2、3、4、5都要摘除肾上腺,排除自身肾上腺产生的盐皮质激素的影响,对照组1经相同手术创伤但不摘除肾上腺,保证实验组和对照组只有自变量不同,B正确;无关变量要等量控制,避免对实验结果产生影响,A正确;1、2组自变量为肾上腺的有无,因变量为尿量变化,C正确;4、5组摘除肾上腺,一组仅施加盐皮质激素、另一组仅施加生理盐水,有两个自变量,不能相互对照,应该是4、5组摘除肾上腺,都加生理盐水,一组加盐皮质激素,另一组不加,D错误。
题组二 利用曲线分析水盐调节的过程
3.下图中曲线表示某健康成年人分别饮1L清水及饮1L生理盐水后的尿生成速率。
下列叙述错误的是( )
A.饮清水后约1h,尿生成速率达到峰值
B.饮清水后0.5h,血液中的抗利尿激素浓度降低
C.在3h内,饮清水较饮生理盐水产生的尿量多
D.3h后两条曲线将不再交叉或重叠
答案 D
解析 抗利尿激素调节人体的水平衡,抗利尿激素降低,尿量增加。
据图可知,A、C两项正确;因为饮清水后0.5h尿量大量增加,所以抗利尿激素浓度降低,B项正确;3h后,尿生成速率趋于稳定,两条曲线将可能重叠。
4.如图为正常人在快速饮用lL清水或静脉注射1L盐水后的尿流量和血浆浓度的曲线图(箭头处是饮水或注射时间)。
下列有关判断中不正确的是( )
A.曲线a代表饮用清水后的尿流量变化
B.30~90min阶段,抗利尿激素分泌量增加
C.曲线c代表饮用清水后的血浆浓度变化
D.如果曲线b代表血浆渗透压的变化,则表明该盐水的浓度为0.9%
答案 B
解析 饮用清水后,血浆渗透压降低,尿流量增大,后来随着水分的排出,血浆渗透压慢慢升高,尿流量减少,所以曲线a表示饮用清水后的尿流量变化,曲线c表示饮用清水后的血浆渗透压变化;静脉注射生理盐水后,血浆渗透压及尿流量变化不明显,所以曲线b可以代表静脉注射0.9%的盐水后血浆渗透压的变化;若饮用清水,则30~90min抗利尿激素分泌减少,若注射生理盐水,则30~90min抗利尿激素分泌量无明显改变。
血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量的关系
血浆渗透压升高,抗利尿激素分泌增多,二者呈正相关;抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收,使尿量减少,二者呈负相关。
三者关系如图:
考点二 血糖平衡的调节及模拟尿糖的检测
1.血糖的来源和去路
(1)血糖的主要来源是食物中糖类的消化和吸收;主要去路是氧化分解。
(2)胰岛素能促进图中的三个去路,同时抑制肝糖原的分解和非糖物质的转化,从而降低了血糖浓度;胰高血糖素能促进肝糖原的分解和非糖物质的转化,从而使血糖浓度升高。
2.血糖调节过程
(1)调节模型
图中甲是胰岛B细胞,乙是胰岛A细胞,a是胰高血糖素,b是胰岛素,c是肾上腺素。
(2)调节方式
①神经调节:
血糖浓度变化刺激下丘脑的某些区域,产生神经冲动传至甲、乙和肾上腺,引起某些激素的分泌。
②激素调节:
血糖浓度变化直接刺激甲、乙和肾上腺,引起相关激素的分泌,激素发挥作用使血糖浓度升高或降低。
3.糖尿病及其防治
(1)致病原因
①直接原因:
血糖浓度过高,超过了肾糖阈,因此有些葡萄糖随尿液排出。
②根本原因:
一是胰岛素缺乏,如先天性胰岛B细胞数量不足,或者是因病毒感染等导致胰岛B细胞受损,因而不能产生足够的胰岛素;二是胰岛素作用发生障碍,如胰岛素受体减少或对胰岛素不敏感等。
(2)糖尿病的类型
①Ⅰ型糖尿病:
胰岛素依赖性糖尿病。
②Ⅱ型糖尿病:
非胰岛素依赖性糖尿病。
(3)糖尿病病因及症状分析
4.模拟尿糖的检测
(1)实验原理
(2)实验流程
①将样本瓶分别标记为A和B,A瓶中加入水,B瓶中加入葡萄糖溶液。
②分别用滴管从样本瓶中吸取溶液,滴在葡萄糖试纸上,观察试纸的颜色变化,并将结果记录在表格中。
[诊断与思考]
1.判断下列说法的正误
(1)人胰岛素是由胰岛B细胞合成和分泌的,以碳链为基本骨架的蛋白质( √ )
(2)胰岛素和胰高血糖素的分泌主要受血糖浓度的调节,也受神经调节( √ )
(3)当血糖浓度偏低时,肝糖原和肌糖原均可分解成葡萄糖补充血糖( × )
(4)胰岛素和胰高血糖素在细胞中加工和运输过程中需要核糖体、内质网、高尔基体和线粒体参与( × )
(5)胰岛素和胰高血糖素具有拮抗关系,胰高血糖素和肾上腺素具有协同关系( √ )
(6)饭后半个小时胰岛素分泌较多( √ )
2.如图为血糖调节的部分过程示意图,请据图思考下列问题:
(1)图中激素①和激素②分别是什么激素?
它们分别是由哪种细胞分泌的?
提示 胰高血糖素和胰岛素;胰高血糖素是由胰岛A细胞分泌的,胰岛素是由胰岛B细胞分泌的。
(2)胰脏属于人体中重要的腺体,它分泌的物质都是激素吗?
提示 不是,它还分泌多种消化酶。
(3)如果胰岛B细胞受损则会引起哪种疾病?
能否用口服胰岛素制剂的方式治疗?
提示 糖尿病;不能,因为胰岛素属于蛋白质,在消化道内会被消化成氨基酸。
题组一 图析血糖的来源、去向及调节过程
1.下图为血糖的三个来源和三个去路,以及血糖浓度的正常范围。
下列相关叙述中错误的是( )
A.糖尿病患者体内由于血糖的去路发生了障碍,导致了血糖浓度高于正常值
B.人体在进食后4个小时左右的时候,血糖的主要来源是肌糖原和肝糖原的分解
C.在三个血糖去路中,糖的氧化分解是主要去向
D.血糖浓度过高时,转化成的氨基酸为非必需氨基酸
答案 B
解析 糖尿病患者由于体内缺乏胰岛素或胰岛素的靶细胞缺乏受体,导致血糖的去路发生障碍,从而使得血糖浓度高于正常值,A正确;进食后4个小时左右,主要依赖肝糖原的分解补充血糖,肌糖原不能补充血糖,B错误;血糖的三个去路中,糖的氧化分解是主要去路,C正确;血糖转化成的氨基酸是人体自身所能合成的,所以为非必需氨基酸,D正确。
2.下图为人体血糖平衡调节示意图,下列分析错误的是( )
A.血糖平衡的调节过程中既有神经调节也有体液调节
B.正常人一次性吃糖过多,也可出现尿糖现象
C.结构①通过传出神经释放的神经递质影响甲的分泌活动
D.图中a与c表现为拮抗作用
答案 D
解析 血糖平衡的调节是神经调节和体液调节共同参与的结果,A正确;如果一次性吃糖过多,由于肾小管和集合管的重吸收能力是有限的,所以尿液中也会出现糖类(尿糖),B正确;图中的甲是胰岛B细胞,乙是胰岛A细胞,它们都可以接受来自下丘脑的兴奋,神经与胰岛细胞之间通过突触发生联系,即突触前膜释放的神经递质能影响甲或乙的分泌活动,C正确;a是胰高血糖素,c是肾上腺分泌的肾上腺素,二者都可以提高血糖浓度,所以二者为协同关系,D错误。
题组二 血糖调节的曲线分析
3.下图是人体血糖浓度变化的曲线,下列叙述正确的是( )
A.曲线ab段与曲线ef段血糖浓度上升的原因相同
B.曲线bc段与曲线de段血液中胰岛素变化趋势不同
C.fg段血糖维持相对稳定只要依靠内分泌系统的调节就能完成
D.当血糖偏低时,胰高血糖素可促进肝糖原和肌糖原分解从而使血糖升高
答案 B
解析 曲线ab段血糖浓度升高是由于消化和吸收了食物中的糖类,但ef段血糖浓度升高主要是由于肝糖原的分解和非糖物质的转化,A错误;bc段为血糖浓度较高时的降低过程,该时期胰岛素分泌较多,但de段血糖浓度是在正常值下的降低过程,该阶段胰岛素分泌较少,B正确;血糖平衡是神经—体液调节的结果,C错误;胰高血糖素只促进肝糖原的分解而不促进肌糖原的分解,D错误。
4.血糖是人体各组织细胞能量供应的主要来源,胰岛素对血糖的平衡调节发挥重要作用。
图一为胰岛素降低血糖浓度的部分作用机理模式图。
给人静脉注射不同剂量的胰岛素,测得血糖的补充速率和消耗速率如图二所示。
下列相关分析正确的是( )
图一
图二
A.糖尿病病因之一是患者体内存在甲、乙、丙的异常抗体,图一若出现丙种异常抗体的糖尿病病人可以通过注射胰岛素取得治疗效果,该病属于自身免疫病
B.图二中曲线b的上升是胰岛素作用于肝脏、肌肉等细胞的结果
C.胰岛B细胞分泌的胰岛素,通过体液定向运送到肝细胞
D.图二中当胰岛素浓度为40μU/mL时,在较长时间内血糖浓度会维持相对稳定
答案 B
解析 图一中的丙种异常抗体是与胰岛素受体结合的抗体,可以破坏胰岛素受体(抗原),该类疾病即便注射胰岛素后,也因为不能与胰岛素受体结合而发挥作用,该类疾病从免疫的角度看属于自身免疫病,A错误;注射胰岛素后血糖的消耗速率增加而补充速率降低,所以a表示的是血糖的补充速率,b表示的是血糖的消耗速率,消耗速率上升除了与血糖的氧化分解加快有关外,还与肝脏和肌肉中糖原的合成有关,B正确;激素的运输不是定向的,可以随着血液循环运向全身各处,C错误;由于肝糖原的含量不是无限多的,所以图二中胰岛素浓度为40μU/mL时,血糖的消耗速率和补充速率也不能长时间相等,D错误。
题组三 模拟尿糖的检测
5.糖尿病患者可以用尿糖试纸化验自己的尿糖情况。
尿糖试纸中含有葡萄糖氧化酶,它可以催化葡萄糖形成葡萄糖酸和过氧化氢,过氧化氢可以将试纸中一种无色化合物氧化成为有色化合物,试纸颜色的变化情况就可以显示尿中葡萄糖含量的高低。
如图为上述作用机理的表达式,有关叙述错误的是( )
A.表达式中,a的基本组成单位为氨基酸
B.表达式中,b为葡萄糖酸
C.表达式中,c为无色化合物
D.表达式中,e为有色化合物
答案 C
解析 由图可知,a能将葡萄糖分解形成葡萄糖酸和过氧化氢,故a是葡萄糖氧化酶,其化学本质是蛋白质,所以基本组成单位是氨基酸,A正确;表达式中,b为葡萄糖酸,B正确;过氧化氢可以将试纸中一种无色化合物氧化成为有色化合物,所以表达式中,c为过氧化氢,不是无色化合物,C错误;由于过氧化氢可以将试纸中一种无色化合物氧化成为有色化合物,所以表达式中,e为有色化合物,D正确。
6.尿液检查是诊断泌尿系统疾病的重要依据,对于某些全身性病变以及身体其他脏器影响尿液改变的疾病,如糖尿病、血液病、肝胆病等的诊断也有重要的参考价值。
尿糖检测的原理如图所示,下列有关叙述不正确的是( )
A.过程④为比色,若试纸呈深棕色,可推出此人尿液中含较多的葡萄糖
B.科学家将上述两种酶固定在糖尿试纸上就可检测尿糖
C.步骤③原子氧可以将某无色物质氧化成为有色化合物
D.为确诊患者有糖尿病,还应检测血液中胰岛素的浓度
答案 B
解析 过程④为比色,若试纸呈深棕色,可推出此人尿液中含较多的葡萄糖,故A正确;应将上述两种酶和无色的化合物固定在纸条上,制成测试尿糖含量的酶试纸,故B错误;步骤③原子氧可以将某无色物质氧化成有色化合物,根据葡萄糖含量由少到多依次呈现出浅蓝、浅绿、棕或深棕色,故C正确;尿液中含有葡萄糖,但不一定患有糖尿病,如一次性吃糖过多、肾脏病变等也会使尿糖增多,还应检测血液中胰岛素的含量,故D正确。
1.胰岛素和胰高血糖素分泌的调节
血糖调节过程中的核心问题是胰岛素和胰高血糖素分泌的调节,其中既有神经调节途径也有体液调节途径,总结如下:
(1)影响胰
岛素分泌
的因素
(2)影响胰高血糖素分泌的因素
2.血糖浓度变化曲线分析
(1)图1表示正常人和糖尿病患者的胰岛素浓度变化曲线,判断的依据是根据含量和变化波动幅度,含量多而且波动幅度大的A为正常人,B为糖尿病患者。
(2)图2表示正常人和血糖异常患者的血糖浓度变化曲线。
根据初始浓度和波动范围去判断,波动范围在0.8~1.2g/L且起点也在该范围中的b为正常人;a为高血糖或糖尿病患者,c为低血糖病患者。
(3)图3表示进食后胰岛素、胰高血糖素或肾上腺素相对含量变化曲线,根据进食后曲线的波动趋势进行判断,即进食后含量增加的a为胰岛素,进食后含量减少的b为胰高血糖素或肾上腺素。
考点三 体温调节
1.体温的相对恒定
(1)体温来源:
体内物质代谢过程中所释放出来的热量,主要产热器官为骨骼肌和肝脏,安静时以肝脏产热为主,而运动时以骨骼肌产热为主。
(2)散热途径
①人体产生的热量90%以上经皮肤散发到外界,皮肤的散热方式有辐射、对流、传导和蒸发,当环境温度接近或超过皮肤温度时,人体几乎全靠汗液蒸发来散热。
②一小部分热量会随呼吸、排便散失。
(3)体温的相对稳定就是机体产热量和散热量动态平衡的结果。
2.体温平衡的调节
(1)行为性调节:
在意识控制下,通过相应的行为活动,以达到御寒或祛暑的目的。
(2)生理性调节
[诊断与思考]
1.判断下列说法的正误
(1)外界温度降低→哺乳动物体温调节中枢兴奋→体温稳定( √ )
(2)在寒冷环境中,由于产热过程大于散热过程,所以体温不会升高( × )
(3)剧烈运动过程中,汗液的大量分泌是为了保持体温和渗透压的相对稳定( × )
(4)体温调节和水盐调节过程中,感受器和调节中枢均位于下丘脑中( × )
(5)“寒战”是指骨骼肌不自主的战栗,“起鸡皮疙瘩”是立毛肌收缩,二者都是增加产热的途径( √ )
2.下图表示的是体温调节和水盐调节过程示意图,思考回答下列问题:
(1)图中字母表示的分别是什么激素?
提示 a是促甲状腺激素释放激素,b是促甲状腺激素,c是甲状腺激素,d是抗利尿激素。
(2)在体温调节过程中,与激素c具有协同作用的激素是什么?
提示 肾上腺素。
(3)在寒冷环境中,皮肤会发生怎样的变化?
提示 汗腺分泌减少、毛细血管收缩、立毛肌收缩等。
(4)无论是体温调节还是水盐调节,都是在什么调节机制下进行的?
体温或水盐调节的能力是不是无限的?
提示 都是在神经—体液调节下进行的;调节能力都是有限的。
题组一 透过概念图示分析体温调节
1.如图表示寒冷环境中的体温调节过程,下列相关叙述中,正确的是( )
A.感受外界环境温度变化的感受器和体温调节中枢都在下丘脑中
B.甲的含义是汗腺分泌减少,毛细血管舒张
C.如果乙表示激素的作用,则主要是甲状腺激素和肾上腺素
D.如果丙表示相关骨骼肌的活动,则通过战栗增加无氧呼吸的强度
答案 C
解析 感受环境温度变化的感受器在皮肤、黏膜和内脏中,体温调节中枢在下丘脑中,A错误。
毛细血管舒张会增加散热,B错误。
寒冷环境中,通过下丘脑等神经结构的调节,甲状腺激素和肾上腺素分泌均增加,以增加产热过程,C正确。
骨骼肌产热主要通过有氧呼吸过程,D错误。
2.如图为动物体温调节过程的部分示意图,图中①②③代表激素,当某人走出房间进入寒冷环境中,下列有关叙述正确的是( )
A.血液中激素①②的含量会增加,激素③的含量减少
B.激素①②对垂体的作用效应都为促进
C.骨骼肌受神经支配,不自主战栗
D.激素①作用的靶细胞也可以是甲状腺细胞
答案 C
解析 在体温调节过程中,下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素可通过分级调节作用于垂体,促进垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素作用于甲状腺,促进甲状腺激素的分泌,因此①为促甲状腺激素释放激素,②为甲状腺激素,③为促甲状腺激素。
寒冷条件下,激素①②③的含量都会增加;促甲状腺激素释放激素能促进垂体发挥作用,但当甲状腺激素增多时,反过来会抑制垂体的活动;促激素释放激素的靶器官只有垂体;寒冷环境中骨骼肌作为效应器,能通过不受大脑皮层控制的战栗来增加产热,维持体温稳定。
题组二 透过曲线图辨析体温调节中的产热与散热
3.下丘脑体温调节中枢有冷敏神经元和热敏神经元两种,这两种神经元放电频率与体温变化之间的关系如图,正常情况下,C、W曲线交于点S,此点对应的温度为正常温度。
下列相关叙述不正确的是( )
A.当体温低于正常值时,正常人体冷敏神经元的放电频率一定高于热敏神经元的放电频率
B.当人体处于炎热环境时,通过神经—体液调节,增加散热、减少产热,使体温恢复至正常
C.若人体感染流感病毒后体温持续偏高,点S将右移
D.正常人处于炎热环境中的散热量大于在寒冷环境中的散热量
答案 D
解析 体温低于正常值时,冷敏神经元的放电频率高于热敏神经元的放电频率,A正确;由于下丘脑是体温调节中枢,当人体处于炎热环境时,热敏神经元的放电频率高于冷敏神经元的放电频率,通过神经—体液调节,使机体散热增加,产热减少,使体温恢复正常,B正确;若人体感染流感病毒后体温持续偏高,体温高于正常值时,点S将右移,C正确;正常人体处于炎热环境或寒冷环境中,体温是恒定的,所以两者散热量都等于产热量,因为在寒冷时产热量增多所以散热量也多,故炎热环境中的散热量小于在寒冷环境中的散热量,D错误。
4.如图是人体体温调节的曲线图,请据图分析,下列说法错误的是( )
A.人体热量的来源主要是细胞中有机物的氧化放能
B.时间t1~t2,散热量增加产热量也增加
C.时间t2~t3,散热量减少是体温调节的结果
D.时间t3以后,产热量小于散热量
答案 D
解析 细胞中有机物的氧化分解释放出大量的能量,其中一部分以热能形式散失,来维持体温恒定,A正确;人体体温恒定,正常情况下产热量等于散热量,时间t3后产热量也是等于散热量,D错误。
题组三 聚焦体温调节实验的设计与评析
5.小白鼠是恒温动物,当环境温度明显降低时,其体温仍能保持相对恒定。
为了探究调节体温的中枢是否为下丘脑,某校生物兴趣小组制订了以下实验方案:
实验假设:
下丘脑是调节体温的中枢。
材料用具:
略。
实验步骤:
①取两只健康状况良好且相同的成年小白鼠,并标记为甲、乙。
②用一定的方法破坏甲鼠的下丘脑,乙鼠不做处理作为对照,并分别测量初始体温。
③把甲鼠置于0℃环境中,把乙鼠置于25℃环境中作为对照,在相对安静的条件下观察24h,每隔4h分别测量一次体温,并做好记录。
预期结果与结论:
甲鼠体温发生明显改变,乙鼠体温保持相对恒定,说明下丘脑是调节体温的中枢。
(1)该兴趣小组设计的实验方案有哪些不妥之处?
请提出相应的改进意见:
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若没有破坏甲鼠的下丘脑,将甲鼠置于0℃的环境中,则甲鼠维持体温恒定的调节方式是____________,请写出导致战栗的反射弧:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)寒冷环境下,小白鼠的耗氧量会________,导致这个变化的主要激素是____________。
(4)将乙鼠从25℃移入40℃的环境中,产生炎热感觉的结构是____________。
答案
(1)①取材不当,应取若干只健康状况良好且相同的成年小白鼠
②不符合单一
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