【生物】2019届一轮复习人教版动物激素生理功能的相关实验分析教案

【生物】2019届一轮复习人教版动物激素生理功能的相关实验分析教案

构建调节模型，理清调节途径，把握实验处理方法，掌握实验流程 ‎【典例】 （2016·天津卷，8）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。‎ ‎（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_________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎[慧眼识图　获取信息]‎ 答案　（1）松果体　电　化学　（2）体液（或激素）　垂体 ‎（3）降低　LH促进雄激素的分泌，雄激素抑制下丘脑分泌GnRH ‎1.动物生命活动调节的类型（模型）及实例 ‎（1）神经调节——仅涉及电信号及“递质”这种信号分子 ‎（2）体液调节——仅涉及“激素”、CO2、H＋等化学物质。仅由“体液”传送不涉及“电信号”转化 ‎（3）既有神经系统调节，又有相关激素或其他化学物质的参与，涉及“神经递质”与“激素（CO2、H＋等化学物质）”两类信号分子—神经—体液调节 ‎①模型Ⅰ：‎ 举例：血糖降低，下丘脑通过有关神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素，使血糖升高。‎ ‎②模型Ⅱ：‎ 举例：日照长短变化刺激鸟类的神经系统，下丘脑分泌促性腺激素释放激素作用于垂体，垂体分泌促性腺激素作用于性腺，性激素分泌增加，促使鸟类产卵。‎ ‎1.（2018·河北衡水一中四调）下丘脑与人体内许多生理活动的调节密切相关。下图中甲、乙、丙表示下丘脑的某些区域，A、B、C表示不同的调节途径。请据图作答：‎ ‎（1）人在炎热环境中，汗腺分泌增强，这是下丘脑通过　　　　（填图中字母）途径调节的。请写出该调节过程的反射弧___________________________。‎ ‎（2）当人饮水不足时，会导致　　　　升高，位于下丘脑　　　　（填“甲”“乙”“丙”）区域的渗透压感受器兴奋，进而促进　　　　激素释放，该激素的生理作用是______________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎（3）C途径可代表　　　　激素分泌的分级调节，该激素在人体内需要源源不断地产生，是因为_______________________________________________。‎ 解析　（1）人在炎热环境中，汗腺分泌增强，这是下丘脑通过A途径调节的，反射弧为温觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→汗腺。（2）当人饮水不足时，会导致细胞外液渗透压升高，位于下丘脑乙区域的渗透压感受器兴奋，进而促进抗利尿激素释放，抗利尿激素的生理作用是提高肾小管和集合管对水的通透性，促进水的重吸收。（3）C途径可代表甲状腺激素分泌的分级调节，甲状腺激素源源不断地产生，是因为激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了。‎ 答案　（1）A　温觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→汗腺　（2）细胞外液渗透压　乙　抗利尿　促进肾小管、集合管对水的重吸收　（‎ ‎3）甲状腺（或性、肾上腺皮质）　激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了 ‎2.（2018·郑州名校联盟，32）下图是生长激素（GH）分泌调节及作用机制图解，据图回答：‎ ‎（1）图中物质A是一种　　　　，其作用于GHRH神经元，导致该神经元膜外发生的电位变化是　　　　。‎ ‎（2）在应激状态下，GH分泌增多可通过刺激肝脏细胞释放IGF－I间接调节GH的分泌，这种调节机制称为　　　　，其意义是_______________________________________________________________。‎ ‎（3）人体进入青春期后身体迅速长高的原因是________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ ‎（4）从生长激素分泌调节过程看，神经调节和体液调节之间的关系可以概括为______________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎（5）某患者由于垂体分泌的GH增多而患上“垂体性糖尿病”，原因是_______________________________________________________________。‎ 解析　（1）物质A是在神经细胞之间传递信息的，所以为神经递质。（2）据图分析，GH增多后，反过来抑制GHRH神经元和垂体的分泌，属于负反馈调节，意义为维持人体内GH含量的相对稳定。（3）据图分析，人体进入青春期后，雌（雄）性激素分泌增加，促进垂体分泌GH，促进蛋白质合成和软骨形成等，所以身体会迅速长高。（4）从图中生长激素调节关系来看，SS神经元、GHRH神经元等可控制垂体分泌GH，反过来激素也可以影响神经系统的功能，如GH的反馈调节。（5）某患者由于垂体分泌的GH增多而患上“垂体性糖尿病”‎ ‎，据图分析，GH增多，细胞对胰岛素敏感性降低，组织细胞摄取和利用葡萄糖的量减少，所以血糖升高。‎ 答案　（1）神经递质　由正电位变负电位　（2）负反馈调节　维持人体内GH含量的相对稳定　（3）雄（雌）性激素分泌增加，促进GH分泌　（4）一方面神经系统可以控制激素的分泌，另一方面激素也可以影响神经系统的功能　（5）GH过多导致细胞对胰岛素敏感性降低，组织细胞摄取和利用葡萄糖的量减少，血糖升高 ‎3.（2017·河北保定地区联考）胰液分泌的调节是一个复杂的过程，如图为胰液分泌调节的示意图（部分）。请据图回答有关问题：‎ ‎（1）从功能上看，神经A属于　　　　神经。神经元接受刺激后产生兴奋，兴奋在神经纤维上怎样传导的？‎ ‎________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎（2）当食物进入胃内后，引起胰液分泌增加的调节方式包括神经调节、体液调节和　　　　。胰液中胰蛋白酶仅对食物中的蛋白质成分有消化作用，这体现了酶的　　　　性。胰腺上皮细胞所处的内环境是　　　　。‎ ‎（3）激素B　　　　（名称）是通过　　　　途径到达胰腺的。‎ ‎（4）促进胰腺细胞分泌胰液的信号物质除激素A、B外还有　　　　，这几种信号物质具有的共同特点是________________________________________‎ ‎______________________________________________________________‎ ‎（答出一个特点即可）。‎ 解析　‎ ‎（1）反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器，则图中神经A属于传入神经。神经元接受刺激后产生兴奋，在神经纤维上产生的局部电流刺激相邻近未兴奋的部位，使之产生同样的电位变化，从而进行传导。（2）当食物进入胃内后，引起胰液分泌增加的调节方式包括神经调节、体液调节和神经—体液调节。胰液中胰蛋白酶仅对食物中的蛋白质成分有消化作用，体现酶的专一性。胰腺上皮细胞属于组织细胞，所处内环境是组织液。（3）激素B是促胰液素，通过体液（血液）途径到达胰腺。（4）促进胰腺细胞分泌胰液的信号物质除激素A、B外还有神经递质，信号物质具有的共同特点是都需要与相应的受体结合后才能发挥作用。‎ 答案　（1）传入　产生的局部电流刺激相邻近未兴奋的部位，使之产生同样的电位变化，从而进行传导　（2）神经－体液调节　专一　组织液　（3）促胰液素　体液（血液）‎ ‎（4）神经递质　都需要与相应的受体结合后才能发挥作用 动物生命活动调节的模型综述 ‎1.若该图为反射弧的结构模式图，则a、b、c、d、e分别表示感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器。‎ ‎2.若该图表示甲状腺激素分泌的分级调节，则a、b、c、d、e分别表示下丘脑、促甲状腺激素释放激素、垂体、促甲状腺激素、甲状腺。‎ ‎3.若该图表示人体内水平衡的调节，则a表示下丘脑，下丘脑渗透压感受器感受渗透压的变化，可促使c（垂体后叶）释放抗利尿激素，通过d（体液）运输后，作用于靶器官e（肾小管和集合管）。‎ ‎4.若该图表示血糖的神经调节途径，则a表示下丘脑，b、c、d、e分别表示有关神经、胰岛、胰岛素（或胰高血糖素）、靶器官或靶细胞。‎ ‎【典例】 （2015·四川卷，8）进食可刺激胃腺细胞分泌胃液，胃液中含有胃酸及胃蛋白酶，有利于消化。‎ ‎（1）胃酸可以杀灭进入胃内的细菌，这属于机体的　　　　免疫；胃蛋白酶仅对食物中的蛋白质成分有消化作用，这体现了酶的　　　　性。‎ ‎（2）哺乳动物进食时，食物尚未进入胃内就可引起胃液分泌，称为头期胃液分泌。该过程受神经调节和神经—体液调节的共同调控，如图所示。‎ ‎①胃泌素通过　　　　运输到达胃腺细胞，促进胃液分泌。若胃酸分泌过多，又可抑制胃泌素的分泌，这种调节方式叫做　　　　。‎ ‎②促进胃腺细胞分泌胃液的信号物质，除胃泌素外还有　　　　。‎ ‎（3）为探究两种调节机制对头期胃液分泌的影响，有人用同一只狗连续进行了以下实验：‎ 步骤 实验操作 ‎4小时胃液分泌量 ‎1‎ 假饲 ‎＋＋＋＋＋＋＋＋＋‎ ‎2‎ 切除胃窦，再假饲 ‎＋‎ ‎3‎ 假饲，并注射一定量的胃泌素（控制胃泌素的注射剂量，使胃液分泌量与步骤1相当）‎ ‎＋＋＋＋＋＋＋＋＋‎ ‎4‎ 只注射与步骤3相同剂量的胃泌素，但不假饲 ‎＋＋＋＋‎ ‎（假饲是让狗吃肉，但吞下的肉从食道上的人工瘘口掉出，不进入胃；“＋”数量表示胃液分泌量多少）‎ ‎①步骤2中胃液的分泌是　　　　调节的结果。‎ ‎②步骤3的目的是____________________________________________。‎ ‎③步骤4是为了确定在　　　　　　　　　　调节作用下的胃液分泌量。‎ ‎④重复上述实验均得到相同结果，表明在头期胃液分泌的两种调节机制中，　　　　　　　　　　的作用效应更大；二者共同作用效应　　　　（填“大于”“小于”或“等于”）各自单独作用效应之和。‎ 解析　‎ ‎（1）胃酸杀灭细菌属于人体的第一道防线，而第一、第二道防线都属于非特异性免疫。胃蛋白酶只能水解食物中的蛋白质成分，而不能对其他成分发挥消化作用，体现了酶的专一性。（2）①胃泌素是胃窦G细胞分泌的一种激素，激素的特点之一是通过体液（血液）运输。胃泌素促进胃酸的分泌，而胃酸过多又反过来抑制胃泌素的分泌，这是一种典型的负反馈调节。②从图中可知胃腺细胞既可以受胃泌素的调节，也可以受传出神经的控制，所以促进胃腺分泌胃液的信号物质除激素外还有传出神经分泌的神经递质。（3）①假饲可引起神经调节和神经－体液调节，但步骤2切除胃窦以后再假饲相当于只有神经调节。②由于是在同一只狗的连续实验，步骤3与步骤1、2作对照，可以确定在假饲条件下胃泌素的分泌量。③步骤4在已经切除胃窦的情况下不假饲不引起神经调节，只注射与步骤3相同剂量的胃泌素，相当于只有体液调节，从而确定了神经－体液调节下胃液的分泌量。④由实验结果分析可知，当只有神经调节时，4小时分泌的胃液最少（只一个“＋”），当只有神经—体液调节时相同时间胃液分泌量较多（4个“＋”）；当同时存在两种调节方式时，相同时间胃液分泌量最多（9个“＋”），由此可知，二者共同作用效应大于各自单独作用效应之和。‎ 答案　（1）非特异性　专一 ‎（2）①体液　反馈调节　②神经递质 ‎（3）①神经　②确定在假饲条件下胃泌素的分泌量 ‎③神经—体液　④神经－体液　大于 ‎1.激素功能的常见实验研究方法 ‎（1）切除法：切除相应腺体。适用于个体较大的动物。‎ ‎（2）饲喂法：在饲料中添加激素。只适用于甲状腺激素、性激素等小分子或脂质类激素，而多肽和蛋白质类激素则不能采用饲喂法。‎ ‎（3）注射法：向动物体内注射某激素。适用于各种激素。‎ ‎2.动物激素调节生理实验案例 ‎（1）针对小分子激素及其分泌器官 如甲状腺和甲状腺激素，性腺和性激素。‎ 常用实验方法：切除法、饲喂法、注射法。‎ a.饲喂法 b.摘除法和注射法 ‎（2）针对大分子激素（非跨膜运输的激素）及其分泌器官 如生长激素和垂体，胰岛素、胰高血糖素和胰岛（胰腺）‎ ‎①常用实验方法是：切除法、注射法。‎ ‎②实例：探究胰岛素对血糖调节的影响 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 A 连续注射一定量胰岛素→出现低血糖症状→补充糖类 B 不注射胰岛素，定期补充糖类 ‎1.向小白鼠注射促甲状腺激素（TSH），会使下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素（TRH）减少。对此现象的解释有两种观点，观点一：这是TSH直接对下丘脑进行反馈调节的结果；观点二：这是TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素，进而对下丘脑进行反馈调节的结果。两种观点孰是孰非，探究实验如下：‎ ‎（1）实验步骤：‎ ‎①将生理状态相同的小白鼠分为A、B两组，测定两组动物血液中　　　　的含量。‎ ‎②用手术器械将A组小白鼠的　　　　（器官）切除，B组做相同的外伤手术，但不摘除此器官。‎ ‎③向A、B两组小白鼠注射_______________________________________。‎ ‎④在相同且适宜的环境条件下饲养。‎ ‎⑤一段时间后，测定A、B两组小白鼠血液中TRH的含量。‎ ‎（2）实验结果及结论：‎ ‎①若A组小白鼠TRH的含量不减少（或增加），B组小白鼠TRH的含量减少，则观点　　　　正确；‎ ‎②若A组小白鼠和B组小白鼠TRH的含量都减少，则观点　　　　正确。‎ 解析　（1）①本实验的因变量是TRH含量的变化，因此要测定A、B两组动物血液中TRH的含量。②要探究这是不是TSH直接对下丘脑进行反馈调节的结果，需要切除实验动物的甲状腺，防止甲状腺激素对实验产生干扰，同时对照组也要做相同的外伤手术，以排除外伤手术对实验结果造成影响。③向A、B两组小白鼠注射等量的适宜浓度的TSH。（2）①若这是TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素，进而对下丘脑进行反馈调节的结果，则A组小白鼠TRH不减少（或增加），B组小白鼠TRH减少。②若这是TSH直接对下丘脑进行反馈调节的结果，则A组小白鼠和B组小白鼠TRH的含量都减少。‎ 答案　（1）①TRH　②甲状腺　③等量的适宜浓度的TSH　（2）①二　②一 ‎2.（2018·长春市高三起点调研）某研究小组为了验证甲状腺激素对垂体的反馈调节机制，做了如下相关实验：‎ ‎①将多只生长状况相同的成年健康小鼠平均分成A、B、C三组；‎ ‎②A组小鼠注射一定剂量的药物Ⅰ（抑制下丘脑神经内分泌细胞功能）和药物Ⅱ（抑制甲状腺细胞分泌功能）；B组小鼠注射一定剂量的药物Ⅰ和药物Ⅲ（促进甲状腺细胞分泌功能）；C组小鼠注射等量的　　　　；（不同药物只是限制对应区域的功能，对其他区域无影响。）‎ ‎③一段时间后，测定每组小鼠体内促甲状腺激素（TSH）的含量，求平均值。‎ 请回答：‎ ‎（1）甲状腺分泌的甲状腺激素通过　　　　运输到垂体，并被垂体细胞膜上的　　　　识别，从而发挥作用。‎ ‎（2）实验中的步骤②应填　　　　　　　　，三组实验结果TSH的含量为：　　　　　　　　。‎ ‎（3）小鼠注射药物Ⅰ的目的是______________________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ 解析　‎ ‎（1）甲状腺分泌的甲状腺激素通过体液运输到垂体，并被靶细胞即垂体细胞膜上的特异性受体识别，从而发挥作用。（2）实验设计遵循对照性原则、单一变量原则和等量性原则，验证甲状腺激素对垂体的反馈调节机制。本实验的单一变量是加药物Ⅱ和药物Ⅲ，设置两组实验组，加生理盐水的为对照组。实验中的步骤②应填药物Ⅰ和生理盐水，A组中药物Ⅱ抑制甲状腺细胞分泌功能，则甲状腺激素含量较低，则垂体分泌的促甲状腺激素含量增加；B组中药物Ⅲ促进甲状腺细胞分泌功能，则甲状腺激素含量较高，会反过来抑制垂体分泌促甲状腺激素，则促甲状腺激素含量降低。C组是空白对照组，甲状腺激素含量处于A和B两组之间。故三组实验结果TSH的含量：A组＞C组＞B组。（3）本实验是验证甲状腺激素对垂体的反馈调节机制，因此需要排除下丘脑的影响因素，防止因甲状腺激素含量变化引起促甲状腺激素释放激素分泌量的不同，进而影响垂体的分泌，所以小鼠应注射药物Ⅰ。‎ 答案　（1）体液　特异性受体　（2）药物Ⅰ和生理盐水　A组＞C组＞B组　（3）防止因甲状腺激素含量变化引起促甲状腺激素释放激素分泌量的不同，进而影响垂体的分泌 ‎[素能养成]‎ ‎1.两种实验的比较 比较 项目　　‎ 探究性实验 验证性实验 概念 指实验者在不知实验结果的前提下，通过自己进行实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动 指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验 实验目的 探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系 验证已知对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系 实验假设 假设一般采用“如果A，则B”的形式表达，是根据现有的科学理论、事实，对所要研究的对象设想出一种或几种可能的答案、解释 因结论是已知的，故不存在假设问题 ‎2.实验探究题的答题“五步曲”‎ ‎[技能展示]‎ ‎1.为研究过期的生长激素的生物活性及能否使用，某生物兴趣小组利用相关实验材料和用具（一群 生长状况完全相同的幼龄小白鼠和饲养它们的必需物品，正常的生长激素、过期的生长激素、生理盐水、注射器、酒精棉等物品）开展了探究实验。请回答下列问题：‎ ‎（1）在设计实验步骤时，应向实验组小白鼠注射适量的　　　　；向对照组A、B两组小白鼠分别注射等量的　　　　和生理盐水。‎ ‎（2）预测可能的实验结果并得出相应的结论：‎ ‎①若实验组个体和A组个体的大小相同，则说明_______________________‎ ‎________________________________________________________________；‎ ‎②若实验组个体比A组个体　　　　（填“大”或“小”），但比B组个体　　　　（填“大”或“小”），则说明______________________________________‎ ‎_________________________________________________________________；‎ ‎③____________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________；‎ ‎④若实验组个体在实验过程中出现死亡或不良反应，则说明过期的生长激素不能使用。‎ 解析　（1）本题的实验目的是研究过期的生长激素的生物活性及能否使用，由题意可知，生长激素是否过期是实验的自变量，正常的生长激素具有生物活性，需设置一组注射等量的正常的生长激素溶液的小白鼠，即A组，其可作为注射适量的过期的生长激素的小白鼠即实验组的对照组，另外，还要考虑到注射过程本身对实验结果的影响，故需要增加一组注射等量的生理盐水的小白鼠，即B组，作为对照组。‎ ‎（2）探究性实验结果与结论不唯一，要逐一分析，不得遗漏。根据本题的实验目的可得出的实验结论有：过期的生长激素具有完全正常的生物活性，可以使用；过期的生长激素具有部分生物活性，可以使用；过期的生长激素丧失了生物活性，不能使用。结论与结果必然是一一对应的，则上述结论对应的结果为：实验组个体和A组个体的大小相同；实验组个体比A组个体小，但比B组个体大；实验组个体和B组个体的大小相同。当然，若实验组个体在实验过程中出现死亡或不良反应，则不能判断过期的生长激素是否具有生物活性，但能说明过期的生长激素不能使用。‎ 答案　（1）过期的生长激素溶液　正常的生长激素溶液　（2）①‎ 过期的生长激素具有完全正常的生物活性，可以使用　②小　大　过期的生长激素具有部分生物活性，可以使用　③若实验组个体和B组个体的大小相同，则说明过期的生长激素丧失了生物活性，不能使用 ‎2.某物质（X）本身不能降低血糖浓度，但其可增强胰岛素生理作用的发挥使血糖浓度下降。为了验证该结论，研究者提出了以下实验思路：‎ ‎①将生理状况相同的60只健康小白鼠均分为甲、乙、丙三组，用血糖测定仪测定各组小白鼠的血糖浓度，求每组平均值；‎ ‎②____________________________________________________________；‎ ‎③将各组小白鼠在适宜且相同条件下饲养2小时，期间每隔30 min测定一次各组小白鼠的血糖浓度，求每组平均值并进行统计分析。‎ ‎（要求与说明：答题时用X表示相关名词；胰岛素、X的剂量适宜；不考虑小白鼠自身激素的影响）‎ 请回答：‎ ‎（1）实验处理前需要测定各组小白鼠的血糖浓度，这在实验中的作用是________________________________________________________________。‎ 实验思路步骤②中应进行的操作是_________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎（2）请设计一个用于记录实验结果的表格。‎ ‎（3）预测实验结果：____________________________________________。‎ ‎（4）胰高血糖素的主要作用与胰岛素相反，可促进肝糖原的分解，使血糖升高，它还能促使　　　　分解。‎ 解析　（1）实验设计遵循对照原则和单一变量原则。要验证某物质（X）本身不能降低血糖浓度，但其可增强胰岛素生理作用的发挥使血糖浓度下降的作用。实验处理前需要测定各组小白鼠的血糖浓度，作为实验前后对照作用。实验思路步骤，遵循单一变量原则，分三组，分别对正常小白鼠注射一定浓度的胰岛素、‎ X和胰岛素＋X。分不同时间段测量其血糖浓度。（3）如果X组不出现血糖降低，而胰岛素＋X出现血糖降低，并降低幅度比胰岛素组要大，说明X不能降低血糖浓度，可增强胰岛素生理作用的发挥使血糖浓度下降。预测实验结果：同一时间小白鼠血糖浓度从高到低依次为乙、甲、丙。（4）胰高血糖素能促进肝糖原分解和非糖类物质（如脂肪、氨基酸等）转化，从而导致血糖浓度上升。‎ 答案　（1）作为对照　甲组小白鼠用一定浓度胰岛素处理，乙组小白鼠用X处理，丙组小白鼠用胰岛素和X处理 ‎（2）实验结果记录表 组别 实验处理 血糖浓度/（g·L－1）‎ 处理前 处理后 ‎30 min ‎60 min ‎90 min ‎120 min 甲 胰岛素 乙 X 丙 胰岛素＋X ‎（3）同一时间小白鼠血糖浓度从高到低依次为乙、甲、丙　（4）脂肪