生物知识清单-专题09-人和动物生命活动的调节(讲)(原卷+解析版).pdf
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1、1专题专题 09人和动物生命活动的调节人和动物生命活动的调节1.由五年考频可看出,本专题着重考查兴奋的传导与传递过程、激素的分级调节与反馈调节及其作用特点等。2在命题形式上,常以神经调节或激素调节的过程模式图、神经递质或激素与靶细胞的作用机理模式图呈现,多以非选择题为主。3备考时要构建兴奋的产生与传导、传递过程模型。通过列表比较识记动物和人体激素的种类、化学本质及生理作用。结合实验或实例分析激素的功能等。【知识网络】知识点一、兴奋的产生和传导知识点一、兴奋的产生和传导反射弧及兴奋传导结构特点功能结构破坏对功能的影响感受器感觉神经末梢部分将内外界刺激的信息转变为神经兴奋既无感觉又无效应传入神经感
2、觉神经元将兴奋由感受器传入神经中枢既无感觉又无效应神经中枢调节某一特定生理功能的神经元群对传入的兴奋进行分析与综合既无感觉又无效应2传出神经运动神经元将兴奋由神经中枢传出至效应器只有感觉无效应效应器运动神经末梢和它所支配的肌肉和腺体对内外界刺激发生相应的活动只有感觉无效应2兴奋在神经纤维上的传导电传导(1)静息电位的形成:电位:内负外正。机理:K外流。(2)动作电位的形成:电位:内正外负。机理:Na内流。(3)兴奋的传导:传导形式:局部电流。传导特点:双向传导。3兴奋在神经元之间的传递突触传递(1)突触类型:轴突胞体型:轴突树突型:(2)突触的结构:3(3)传递过程:(4)传递特点:单向传递。
3、【重点突破】1神经调节的结构基础反射弧(1)反射需要完整的反射弧来实现,反射弧中任何一个环节中断,反射即不能发生。(2)反射弧中兴奋的传导为单向,取决于突触部位兴奋的单向传递。2在神经纤维上兴奋的传导方向与局部电流方向分析(1)兴奋传导方向:兴奋部位未兴奋部位。(2)局部电流方向膜外:未兴奋部位兴奋部位膜内:兴奋部位未兴奋部位3有关神经递质的分析(1)递质:是神经细胞产生的一种化学信使物质,对相应受体的神经细胞产生特异性反应(兴奋或抑制)。(2)供体:轴突末端突触小体内的突触小泡。(3)受体:与轴突相邻的另一个神经元的树突膜或细胞体膜上的糖蛋白。(4)种类:兴奋性递质、抑制性递质。(5)作用:
4、使另一个神经元兴奋或抑制。(6)特点: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。如果因药物或酶活性降低,递质不能失活,则会引起持续兴奋或抑制。知识点二、动物激素的生理功能和激素分泌的调节知识点二、动物激素的生理功能和激素分泌的调节1主要激素的种类及功能42激素分泌的调节(1)神经调节:(2)反馈调节:(3)直接感受内环境中某种理化因素的变化,并作出相应的反应。如:5血糖降低胰岛 A 细胞分泌胰高血糖素血糖升高。【重点突破】1激素之间的横向关系(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
5、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对照组幼小动物不做任何处理幼小动物生长发育情况(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
6、血糖症状补充糖类小鼠生活状况3各种激素的化学本质(1)蛋白质(多肽)类:促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素、抗利尿素激素、促甲状腺激素、促性腺激素、生长激素、胰岛素、胰高血糖素等。蛋白质(多肽)类激素易被胃肠道消化酶分解而失去作用,一般采用注射方法补充,不宜口服。(2)固醇类:雄激素、雌激素和孕激素。性激素属于固醇类,口服后可以被吸收。(3)氨基酸衍生物:甲状腺激素。口服后可以被吸收。知识点三、动作电位产生的机理知识点三、动作电位产生的机理【归纳总结】静息电位和动作电位的形成原因6(1)静息电位的形成原因:神经细胞内 K浓度明显高于膜外,而 Na浓度比膜外低,即内钾外钠。静息时,由于细胞
7、膜主要对 K有通透性,造成 K外流,使膜外阳离子浓度高于膜内,出现外正内负,形成静息电位。(2)动作电位的形成原因:受到刺激时,细胞膜对 Na通透性增加,Na内流使兴奋部位膜内阳离子浓度高于膜外,表现为内正外负,与相邻未兴奋部位之间产生电位差。知识点四、有关脊椎动物激素调节知识点四、有关脊椎动物激素调节1激素是化学物质,按化学结构大体分为四类第一类为类固醇,如肾上腺皮质激素、性激素。第二类为氨基酸衍生物,有甲状腺素、肾上腺髓质激素等。第三类激素的结构为肽与蛋白质,如下丘脑激素、垂体激素、降钙素等。第四类为脂肪酸衍生物,如前列腺素。2激素的作用特点(1)激素是调节生理及代谢的物质,激素既不组成细
8、胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,而是作为信息分子,只是使靶器官的功能加强或减弱及改变物质代谢反应的强度和速度,而不能产生新的过程并使靶器官出现原先所没有的活动。(2)激素在血液中的生理浓度很低,但却对机体机能及代谢产生强大的效应。(3)激素的分泌有一定的节律,并随生理和病理的情况变化而变化。(4)激素在体内不断地失活,并不断地被排出体外。当激素灭活或排出有障碍时,则可表现出某种激素增多的症状。(5)激素作用有一定特异性, 不同的组织细胞对不同的激素反应不同, 大多数激素均有其固定的靶细胞。(6)各种激素之间是相互联系, 相互影响的, 有的激素之间存在协同作用, 有的激素之间互相拮抗作用,
9、有的激素又是其他激素起生理效应的必要条件。3脊椎动物激素的作用机制7激素分子周游全身,与各种细胞接触,但只能识别它们的靶细胞。这是因为只有靶细胞带有能和激素分子结合的受体。有些激素的靶细胞,表面带有受体,另一些激素的靶细胞,受体不在表面而在细胞内部。这两类激素的作用机制有所不同。(1)受体在靶细胞内部的激素(如甲状腺激素的作用)(2)受体在靶细胞膜表面的激素(如胰岛素降低血糖的过程)知识点五、有关神经调节知识点五、有关神经调节1反射弧兴奋传导方向的判断(1)从灰质来判断:前(角)大后(角)小,前者发出的是传出神经,后者发出是传入神经。(2)从脊椎来判断:前有前正中裂。(3)从神经元结构判断:传
10、入神经元的细胞体在外周(脊髓之外)常常聚集成神经节。8(4)从跨神经元的传递方向来判断:由前一神经元的轴突下一个神经元树突或胞体。(5)从前根与后根判断:后根上有神经节,与传入神经相连。前根与传出神经相连。2兴奋的传导特点及分析(1)在神经纤维上兴奋在神经纤维上产生以后, 以局部电流形式从刺激点开始同时向两侧传导, 速度很快, 称“双向传导”。.刺激 a 处后,兴奋同时向 b、c、d 处进行传导。电流计连接在 bd 之间时,由于兴奋首先传导至 b处,b 处电位为负,而此时 d 处仍为正,故电流计中产生自右向左的电流;当兴奋继续传导至 d 处,d 处电位为负,而此时 b 处已恢复为正,故电流计中
11、产生自左向右的电流。因此,刺激 a 点,指针能够发生两次相反方向的偏转。.刺激 c 点且 bccd。由于 bccd,兴奋同时到达 b 处和 d 处,两处电位同时为负,电流计中无电流产生,指针不偏转。.刺激 c 点且 bccd。由于 bccd 兴奋首先到达 b 处,b 处电位为负,而此时 d 处仍为正,故电流计中产生自右向左的电流;后来兴奋继续传导至 d 处,d 处电位为负,而此时 b 处已恢复为正,故电流计中产生自左向右的电流。因此,电流计指针也能够发生两次相反方向的偏转。(2)在神经元之间兴奋在神经元与神经元之间是通过突触传递的。具体过程:当兴奋通过轴突传导到突触小体时,突触小体内的突触小泡
12、就通过突触前膜将递质释放到突触间隙里,然后递质作用于突触后膜,引起下一个神经元产生兴奋或抑制。由于递质只存在于突触小体内,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上,使下一个神经元产生兴奋或抑制,所以兴奋只能由一个神经元的轴突传递给另一个神经元的细胞体或树突,而不能向相反方向传递,称“单向传递”。兴奋由一个神经元传递至下一个神经元,由于需要经历递质的释放、扩散以及对突触后膜作用的过程,所以需要较长的时间(约 0.5ms),称“突触延搁”。因此,兴奋在突触处的传递要比神经纤维上的传导慢。9.刺激 b 点,兴奋会同时向 a、c、d 传导,虽然 abbd,但由于 a 和 b 在同一神经纤维上,b 和
13、d 在两个神经元上,所以兴奋先传导至 a 处,a 处电位为负,此时 d 处仍为正,故电流计中产生自右向左的电流。当兴奋继续传导至 d 处,d 处电位为负,而此时 a 处已恢复为正,故电流计中产生自左向右的电流。因此,刺激 b 点,指针偏转 2 次。.若刺激 c 点,由于兴奋只能由 c 向 d 处传导,传至 d 处时,d 处电位为负,a 处为正,故电流计中产生自左向右的电流。后来 d 处恢复为正,a 处仍为正,故电流计不产生电流。因此,刺激 c 点,指针只偏转 1 次。.若刺激 a 点,兴奋由 a 向 b、c 和 d 点传,a 处兴奋电位为负,此时 d 处仍为正,故电流计中产生自右向左的电流。当
14、兴奋继续传导至 d 处,d 处电位为负,而此时 a 处已恢复为正,故电流计中产生自左向右的电流。因此,刺激 a 点,指针偏转 2 次。【特别提醒】(1)突触类型:轴突树突(如图中 1、3);轴突胞体(如图中 2、4),这可以从较宏观的模式图中直接作出判断。而在微观方面,神经递质只存在于突触前膜中,所以要判断兴奋在相邻神经细胞间的传递方向,只需确认突触小泡的存在部位,即有突触小泡的为突触前膜。如图是 3 个神经元较复杂突触简图,神经兴奋只能从 A 细胞向 B 细胞传导,从 B 细胞向 C 细胞传导。10(2)突触传递过程:电信号化学信号电信号。(3)神经元之间传递特征:单向传递。由于递质只能由突
15、触前膜释放,然后作用于突触后膜,所以兴奋在突触上的传递只能向一个方向进行,就是从突触前神经末梢传向突触后神经元,而不能逆向传递。由于突触的单向传递,使得整个神经系统的活动能够有规律的进行。神经纤维每次兴奋时所释放的神经递质如乙酰胆碱(Ach)在发生效应之后必须能迅速清除,否则它将持续作用于突触后膜,影响到下一次神经冲动的效应。事实上,突触后膜及其以外的肌纤维膜的基膜上含有能使 Ach 分解的胆碱酯酶(乙酰胆碱酶 AchE),能将 Ach 迅速降解。突触延搁。兴奋在突触处的传递,比在神经纤维上的传导要慢。这是因为兴奋由突触前神经末梢传至突触后神经元,需要经历递质的释放、扩散以及对突触后膜作用的过
16、程,所以需要较长的时间(约 0.5 ms),这段时间就叫做突触延搁。知识点六、有关免疫调节知识点六、有关免疫调节1与免疫有关细胞的比较2.记忆细胞与二次应答反应(1)免疫记忆的长寿命淋巴细胞。包括记忆性 B 细胞和记忆性 T 细胞。较之初始淋巴细胞,记忆细胞对抗原更为敏感,当再次遇到原先致敏的抗原时,可出现快速的增强性应答。记忆细胞记忆时间的长短还与抗原刺激的强度和次数有关,一般来说,刺激越强,次数越多,记忆的时间就越长。11(2)二次应答反应:相同抗原再次入侵时,记忆细胞很快地作出反应,即很快地分裂产生新的浆细胞和记忆细胞,浆细胞产生抗体消灭抗原,此为二次免疫反应。它具有比初次反应快、反应强
17、,能在抗原侵入但尚未患病之前将它们消灭的特点。初次和再次免疫反应过程中抗体的浓度变化可用下图表示。3体液免疫与细胞免疫过程特别提示:过敏原引起产生的抗体与抗原引起产生的抗体在分布、反应时机和反应结果的区别:过敏原刺激机体后产生的抗体主要存在于组织细胞(血细胞)的表面,当机体再次遭到相同过敏原刺激时,这些表面附着有过敏原刺激机体产生的抗体的组织细胞就会释放组织胺等,导致毛细血管扩张、通透性增强,平滑肌收缩、腺体分泌增加,进一步导致过敏性反应。抗原刺激机体后,机体发生正常的体液免疫,产生的抗体存在于体液尤其是血清中,其作用是与抗原12发生沉淀或凝集反应,最后达到消灭抗原的目的。知识点七、稳态调节机
18、制的综合应用知识点七、稳态调节机制的综合应用神经体液免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。人体维持稳态的调节能力是有一定限度的,当外界环境的变化过于剧烈,或人体自身的调节功能出现障碍时,内环境的稳态就会遭到破坏。神经、内分泌与免疫系统之间存在着双向调节作用,通过它们之间共有的信息分子构成了复杂的一个网络(如图 41017)。这三个系统各自以自身特有的方式在内环境稳态的维持中发挥着调节作用,它们之间的任何一方都不能取代另外两方(免疫系统能够感知神经内分泌系统不能感知的刺激物,如细菌、病毒等)。神经内分泌系统通过释放神经递质或激素作用于免疫系统,调节免疫系统的功能;而免疫系统则通过释放多种细胞
19、因子、产生神经肽和激素两条途径作用于神经、内分泌系统,从而使机体的调节系统间形成完整的调节网络,使机体的稳态得以保持。高频考点一高频考点一通过神经的调节通过神经的调节例 11.(2019 全国卷4)动物受到惊吓刺激时,兴奋经过反射弧中的传出神经作用于肾上腺髓质,使其分泌肾上腺素;兴奋还通过传出神经作用于心脏。下列相关叙述错误的是A兴奋是以电信号的形式在神经纤维上传导的B惊吓刺激可以作用于视觉、听觉或触觉感受器C神经系统可直接调节、也可通过内分泌活动间接调节心脏活动D肾上腺素分泌增加会使动物警觉性提高、呼吸频率减慢、心率减慢13【举一反三】 (2018 天津卷,1)下列关于人体神经调节的叙述,正
20、确的是()A结构基础是反射弧B不受激素影响C不存在信息传递D能直接消灭入侵病原体【变式探究】 (2017 年海南卷,15)下列关于人体中枢神经系统的叙述,错误的是()A小脑损伤可导致身体平衡失调B人的中枢神经系统包括脑和脊髓C大脑皮层具有躯体感觉区和运动区D下丘脑参与神经调节而不参与体液调节【变式探究】下列与神经细胞有关的叙述,错误的是()AATP 能在神经元线粒体的内膜上产生B神经递质在突触间隙中的移动消耗 ATPC突触后膜上受体蛋白的合成需要消耗 ATPD神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗 ATP【变式探究】乙酰胆碱可作为兴奋性神经递质,其合成与释放见示意图。据图回答问题:(1)图中 AC
21、表示乙酰胆碱,在其合成时,能循环利用的物质是_(填“A”、“C”或“E”)。除乙酰胆碱外,生物体内的多巴胺和一氧化氮_(填“能”或“不能”)作为神经递质。(2)当兴奋传到神经末梢时,图中突触小泡内的 AC 通过_这一跨膜运输方式释放到_,再到达突触后膜。(3)若由于某种原因使 D 酶失活,则突触后神经元会表现为持续_。【举一反三】当快速牵拉骨骼肌时,会在 d 处记录到电位变化过程。据图判断下列相关叙述,错误的是()14A感受器位于骨骼肌中Bd 处位于传出神经上C从 a 到 d 构成一个完整的反射弧D牵拉骨骼肌时,c 处可检测到神经递质高频考点二高频考点二通过激素的调节通过激素的调节例 2 (2
22、018 全国卷,3)下列有关人体内激素的叙述,正确的是()A运动时,肾上腺素水平升高,可使心率加快,说明激素是高能化合物B饥饿时,胰高血糖素水平升高,促进糖原分解,说明激素具有酶的催化活性C进食后,胰岛素水平升高,其既可加速糖原合成,也可作为细胞的结构组分D青春期,性激素水平升高,随体液到达靶细胞,与受体结合可促进机体发育【举一反三】 (2018 海南卷,12)给实验兔注射一定量甲状腺激素后,可引起的生物学效应是()A糖的分解代谢降低B碘的需要量增加C饥饿感增强DTSH 分泌增加【变式探究】 (2017 年海南卷,11)甲状腺激素会对机体的代谢产生影响。若给实验小鼠每日注射适量甲状腺激素,连续
23、注射多日后,不会出现的现象是()A机体产热增加B体重快速增加C进食量明显增加D放入密闭室中更易窒息死亡【变式探究】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15C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【变式探究】哺乳动物的生殖活动与光照周期有着密切联系。如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。据图回答:(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
24、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_。高频考点三、人体生命活动模型解读高频考点三、人体生命活动模型解读例 3 (2017 年北京卷,29)学习、记忆是动物适应环境、使个体得到发展的重要功能。通过电刺激实验,发现学习、记忆功能与高等动物的海马脑区(H 区)密切 相关。(1)在小鼠 H 区的传入纤维上施加单次强刺激, 传入纤维末梢释放的_作用于突触后膜的相关受体,突触
25、后膜出现一个膜电位变化。(2)如果在 H 区的传入纤维上施加 100 次/秒、持续 1 秒的强刺激(HFS) ,在刺激后几小时之内,只要再施加单次强刺激,突触后膜的电位变化都会比未受过 HFS 处理时高 23 倍,研究者认为是 HFS 使 H区神经细胞产生了“记忆”,下图为这一现象可能的机制。16如图所示,突触后膜上的 N 受体被激活后,Ca2+会以_方式进入胞内,Ca2+与_共同作用,使 C 酶的_发生改变,C 酶被激活。(3)为验证图中所示机制,研究者开展了大量工作,如: 对小鼠 H 区传入纤维施以 HFS,休息 30 分钟后,检测到 H 区神经细胞的 A 受体总量无明显变化,而细胞膜上的
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