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第三节高等动物的内分泌系统与体液调节
1.人体的内分泌系统包括分散在体内的一些无管腺和细胞。这些腺体或细胞在一定刺激作用下分泌某种特异性物质(激素)到体液中。
(1)有的内分泌细胞比较集中，形成内分泌腺：如垂体、甲状腺、胰岛、性腺等。
(2)有的内分泌细胞比较分散：如胃、肠中的内分泌细胞。
(3)兼有内分泌作用的细胞：下丘脑的某些神经细胞。
2．由于激素是通过体液的传送而发挥调节作用的，所以这种调节又称为体液调节。
3．下丘脑通过对垂体活动的调节来影响其他内分泌腺的活动。下丘脑与垂体的功能上的联系是神经系统与内分泌腺联系的重要环节。
4．甲状腺分泌的甲状腺激素调节机体的发育与代谢。
5．胰岛素与胰高血糖素是调节血糖浓度的重要激素，其中胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素，胰高血糖素的作用与胰岛素相反。
人体的内分泌系统与体液调节
1．体液调节
分散在体内的一些无管腺和细胞在一定的刺激作用下分泌某种特异性物质到体液中，由体液传送，作用于某些特定器官，调节它们的活动。
2．内分泌系统
包括分散到体内的一些无管腺和细胞，包括多种腺体和组织。
(1)有的内分泌细胞比较集中，形成内分泌腺，如垂体、甲状腺、性腺等。
(2)有的内分泌细胞比较分散，如胃、肠中的内分泌细胞。
(3)有的兼有内分泌的作用，如下丘脑的某些神经细胞。
3．激素调节的特点[判断]
(1)激素和酶都具有微量和高效的特点。(√)
(2)激素调节需经过体液的运输。(√)
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(3)激素对所作用的靶器官或靶细胞大都具有一定的特异性。(√)
(4)激素和神经递质一样，发挥完作用后就会被分解而灭活。(√)
(5)甲状腺激素可为细胞提供能量从而促进新陈代谢。(×)
4．体液调节与神经调节的比较
比较
神经调节
体液调节
结构基础
神经系统(反射弧)
内分泌系统、体液(主要是血液)
基本方式
反射
与靶器官和靶细胞特异性结合，把调节组织活动的信息传递给靶器官和靶细胞
信息传递
①以局部电流的形式在神经纤维上进行双向传导
②以递质的形式在神经细胞之间单向传递
通过体液(主要是血液)运输到全身各处
反应速度
迅速、准确
比较缓慢
作用范围
比较局限
比较广泛
作用时间
短暂
比较长
联系
一方面：不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节；
另一方面：内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。
1．激素直接参与细胞内的代谢吗？
提示：激素不直接参与细胞内的代谢活动，而是作为信号分子对细胞(靶细胞或靶器官)的代谢起调节作用。
2. 激素如何作用于靶器官或靶细胞？为什么对所作用的靶器官或靶细胞具有一定的特异性？
提示：激素是一种信号分子。内分泌细胞分泌相应的激素由体液运输到靶器官或靶细胞后，与靶细胞表面(或细胞内)的受体结合，使细胞内的代谢发生变化，从而发挥调节作用。而且，激素与靶细胞表面(或细胞内)的受体是特异性结合的。
3. 与神经调节相比，体液调节具有什么特点？
提示：与神经调节相比较，体液调节反应比较缓慢，作用持续的时间比较长，作用范围较广泛。
1．内分泌系统与激素
(1)内分泌系统：
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内分泌系统包括通常所说的内分泌腺，如甲状腺(还有甲状旁腺)、胸腺、性腺(卵巢、睾丸)、垂体等腺体，还有属于神经系统的下丘脑，属于消化系统的胃、十二指肠和小肠上部(促胰液素就是来自这里的分泌细胞)、胰腺(内含胰岛，分布在胰腺的腺泡组织之中)中的一定部位的分泌细胞，即
内分泌系统
(2)激素：
①来源：由内分泌腺腺体或细胞在一定刺激(神经的或体液的刺激)作用下分泌产生的特异性物质。
②去向：由产生部位经体液传送至作用部位——靶器官或靶细胞，如下图所示：
③激素调节的特点：
a. 微量和高效——激素在血液中含量很低，但却能产生显著的生理效应，这是由于激素的作用被逐级放大的结果。
b. 通过体液运输——内分泌腺没有导管，激素弥散到体液中，主要由血液来运输。
c. 作用于靶器官、靶细胞——激素的作用具有“特异性”，它能选择性地作用于靶器官或靶细胞。
d. 作为信号分子调节生命活动——激素既不组成细胞结构，又不提供能量，也不起催化作用，而是随体液到达靶细胞，作为信息分子使靶细胞原有的生理活动发生变化。
e. 有的激素(如甲状腺激素)可作用于内分泌细胞并对其进行反馈调节。
下丘脑与垂体、甲状腺调节发育与代谢、性腺分泌性激素
1．下丘脑
分泌的激素及作用：分泌促甲状腺激素释放激素，作用于腺垂体(靶组织)，刺激促甲状腺激素的释放。
2．垂体
(1)位置：位于脑的下部，也叫脑下垂体。
(2)组成：由腺垂体和神经垂体两部分组成。
(3)腺垂体分泌的激素及作用：
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3．下丘脑与垂体的联系
(1)下丘脑的神经细胞促激素释放激素腺垂体促激素等内分泌腺体的激素分泌。
(2)两者功能上的联系是神经系统与内分泌系统联系的重要环节。
4．甲状腺激素
(1)包括甲状腺素(T4)和三碘甲腺原氨酸(T3)，属于小分子有机物。
(2)甲状腺激素(T3、T4)的主要作用：促进物质代谢与能量转换，促进生长发育，特别是促进骨骼的成熟和中枢神经系统的正常发育。
(3)缺乏症：婴幼儿时期缺碘造成甲状腺激素分泌不足，则会引起呆小症，病人骨骼停止生长，智力也停止发育。
5．性激素
(1)睾丸分泌雄激素，主要成分是睾酮。
睾酮促进精子的发生；促使附属生殖器官的生长；维持男性的第二性征。
(2)雌激素促进卵巢中卵子成熟和卵泡生长，促进输卵管、子宫和阴道长大；促进输卵管和子宫的活动增强及外生殖器成熟。
雌激素支持青春期的突发性快速增长，引发女性第二性征。
1. 下丘脑只能分泌促甲状腺激素释放激素一种激素吗？
提示：不是，下丘脑可以分泌多种激素。
2. 垂体分神经垂体和腺垂体两部分，只有腺垂体能分泌激素吗？
提示：不是，神经垂体也可以分泌一些激素。
3. 请以甲状腺激素的调节为例，说说下丘脑和垂体之间的联系。
提示：下丘脑可以分泌促甲状腺激素释放激素，通过血液运输到腺垂体，刺激腺垂体分泌促甲状腺激素。
4. 若某地人群缺碘，其体内相应的激素含量会如何变化？
提示：碘是合成甲状腺激素的必要原料。缺碘会导致甲状腺合成、分泌的甲状腺激素减少，从而对下丘脑和腺垂体的负反馈抑制减弱，使它们分泌的促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素都增加。
5. 人体受寒冷刺激，体内的甲状腺激素含量如何变化？
提示：会导致体内甲状腺激素增加，甲状腺激素可以促进物质代谢和能量转换。
1．甲状腺激素的生理作用
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(1)促进生长发育：
甲状腺激素促进生长发育作用在婴儿时期最明显，在出生后头四个月内影响最大。它主要促进骨骼、脑的生长发育。所以先天性或幼年时缺乏甲状腺激素，引起呆小病。呆小病患者的骨生长停滞而身材矮小；脑发育不全而智力低下。新生儿甲状腺功能低下时，应在一岁之内适量补充甲状腺激素，这对中枢神经系统的发育和脑功能的恢复较有效。迟于此时期，以后即使补充大量T3或T4，也不能恢复正常功能，治疗往往无效。
(2)对代谢的影响：
①产热效应：甲状腺激素可提高大多数组织的耗氧率，使基础代谢率增高，增加产热效应。
②对三大营养物质代谢的作用：甲状腺激素主要是促进蛋白质合成，这对幼年时的生长、发育具有重要意义。
(3)其他方面：甲状腺激素对维持神经系统的兴奋性有重要的意义。
2．甲状腺激素的分泌调节
① 下丘脑合成和分泌的促甲状腺激素释放激素，可促进腺垂体合成并分泌促甲状腺激素，后者作用于甲状腺，促进其腺泡细胞增生，合成、分泌甲状腺激素(T4、T3)。当血液中甲状腺激素浓度升高时，将负反馈于下丘脑和腺垂体，使相应激素合成和分泌减少，从而使甲状腺激素合成分泌减少，使其在血中浓度降至正常水平。
②甲状腺功能也受中枢神经系统的间接控制。体内外环境条件变化可作用于感受器，通过该过程调节甲状腺的生理活动。例如寒冷刺激可促进T4、T3分泌，使机体产热增多，利于御寒。
胰岛素和胰高血糖素——调节血糖浓度的激素
1．胰腺的组成
2．胰岛素与胰高血糖素
(1)化学本质：
(2)请完善下面关于胰岛素和胰高血糖素调节血糖浓度的思维导图。
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1.引起胰岛素和胰高血糖素浓度变化的原因是什么？
提示：血糖浓度的变化引起胰岛素和胰高血糖素浓度变化。当血糖浓度升高，血糖作用于胰岛β细胞，胰岛素分泌增加，胰岛α细胞分泌的胰高血糖素减少；反之，血糖浓度降低，血糖作用于胰岛α细胞，胰高血糖素分泌增加，胰岛素分泌减少。
2．肌糖元能作为血糖的来源吗？
提示：肌糖元不能作为血糖的直接来源。肌糖元的作用是肌肉细胞中的贮能物质，可以氧化分解供能，但不能转变为血糖。
3．某同学未吃早饭，刚开始饥饿难耐，在未进食的情况下，一段时间后，饥饿感降低了，请分析其中的原因。
提示：饥饿感与血糖含量有关，未吃早饭，血糖含量降低，感到饥饿，但随着肝糖元转化为葡萄糖，血糖含量上升，饥饿感降低。
1．胰岛素与胰高血糖素
(1)胰岛素是唯一的一种降血糖的激素，升高血糖的激素除胰高血糖素外，还有甲状腺激素、生长激素等。胰岛素和胰高血糖素各自的作用相反。
(2)胰岛素、胰高血糖素、血糖浓度三者之间的关系：
如上图所示，胰岛素和胰高血糖素的含量随血糖浓度的变化而变化。
2．高等动物各种激素种类及主要作用归纳
激素名称
分泌部位
生理作用
促甲状腺激素释放激素
下丘脑
刺激促甲状腺激素的释放
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促甲状腺激素
腺垂体
促进甲状腺激素的生成和分泌
甲状腺激素
甲状腺
促进物质与能量代谢，促进生长发育，特别是促进骨骼的成熟和中枢神经系统的正常发育
生长激素
垂体
刺激蛋白质合成和组织生长，减少糖的利用，增加糖元生成，促进脂肪分解
胰岛素
β细胞
降低血糖浓度，表现为：①促进肝细胞、肌肉细胞、脂肪细胞摄取、贮存和利用葡萄糖；②抑制氨基酸转化成葡萄糖
胰高血糖素
α细胞
提高血糖浓度，表现为：①可促进肝糖元分解，使血糖升高；②促使脂肪分解
性激素
雄激素
主要在睾丸
促进性器官发育和生殖细胞的生成、激发并维持第二性征和维持正常性周期
雌激素
主要在卵巢
3．各种激素的化学本质
(1) 多肽和蛋白质类：下丘脑和垂体分泌的激素，如促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素、生长激素等，还有胰岛素和胰高血糖素。
(2) 氨基酸衍生物类：如甲状腺激素(T4、T3)。
(3) 脂质类(固醇类激素)：如性激素(雄激素、雌激素)。
以实验、图表形式，考查甲状腺激素的调节
[例1] 为探究促甲状腺激素(TSH)分泌的影响因素，研究者从刚宰杀的家兔体内分离新鲜的下丘脑和脑垂体。然后把这些结构单独或一起培养于含有或不含有甲状腺激素的培养液中，培养后测定培养液内TSH的浓度，结果如下：
(1)在上述实验中设置A瓶的目的是用以说明_________________________________
________________________________________________________________________。
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(2)将上述5瓶进行比较，可以得出哪些结论？
①下丘脑不能分泌TSH；②垂体能分泌TSH；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
(3)D瓶中甲状腺激素与垂体细胞的细胞膜表面的__________结合，反映出细胞膜能进行________________________________________________________________________。
(4)研究者进一步研究在活体实验条件下，甲状腺激素含量对TSH分泌的影响，设计如下操作：
①挑选生长期、大小、性别一致的实验家兔12只，随机均分成两组；
②依次测定和记录12只家兔血液中____________和______________的含量，每天1次、连续3天。
③第4天开始，________________________________________________________；
④一段时间后，______________________________________________________。
结论：甲状腺激素对促甲状腺激素的分泌存在着________________调节。
[思路点拨]
[精讲精析] 促甲状腺激素的分泌量受下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素和甲状腺分泌的甲状腺激素的调节，其中促甲状腺激素释放激素促进促甲状腺激素(TSH)的分泌，而甲状腺激素量增多，则抑制促甲状腺激素(TSH)的分泌。实验设计中A组为空白对照，分析结论时要找出自变量和因变量。激素分泌后进入血液中通过血液循环运输，故要测激素的含量则需抽取动物的血液进行检测。
[答案] (1)培养基及培养过程不会产生TSH(答案合理即可)
(2)③甲状腺激素能够抑制垂体分泌TSH ④下丘脑能促进垂体分泌TSH
(3)受体细胞间的信息交流
(4)②促甲状腺激素(TSH)、甲状腺激素
③对一组家兔饲喂含有等量甲状腺激素的食物，另一组正常饲养
④依次测定和记录12只家兔血液中促甲状腺激素和甲状腺激素的含量，对实验前后的两组数据用统计学方法处理并比较 反馈(负反馈)
(1)多组实验进行对照实验时要先明确空白对照，其他各组与空白对照比较时，要找出实验的自变量和因变量。
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(2)在研究激素功能时，要根据不同的激素来用不同的实验操作，如“注射”、“饲喂”。
1．据图判断下列说法错误的是( )
A．垂体可分泌促甲状腺激素释放激素，直接调节甲状腺分泌激素
B．垂体可分泌促甲状腺激素，调节甲状腺分泌激素
C．下丘脑可调节垂体的活动，其调节激素通过血液运输到达腺垂体
D．血液中一定含量的甲状腺激素对垂体、下丘脑的分泌有抑制作用
解析：选A 垂体可分泌促甲状腺激素调节甲状腺分泌激素，促甲状腺激素释放激素由下丘脑分泌并作用于垂体。
以示意图为载体，考查血糖平衡的调节
[例2] 血糖平衡对机体生命活动具有重要作用。下面是血糖调控模式图，据图回答：
(1)当机体处于低血糖状态时，如果机体通过途径①→②→③使血糖水平恢复正常，其主要机理是__________分泌增多，促进了__________分解成葡萄糖，使血糖水平升高。
(2)如果机体长期处于高血糖状态，可能的原因是胰岛__________细胞受损，导致体内__________分泌减少。
(3)胰腺中调控血糖水平的主要激素的化学本质是蛋白质或多肽，它们的合成和加工过程需要__________、__________和________等细胞器直接参与。激素合成时所需的能量，主要由细胞呼吸产生的________直接提供。
[精讲精析] 本题主要考查血糖平衡调节的机理以及细胞分泌功能的相关知识，意在考查对激素调节中血糖平衡知识的识记情况。(1)从低血糖状态恢复至正常水平主要是胰高血糖素分泌增多，促使肝糖元分解，从而使血糖水平升高。(2)当胰岛β
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细胞受损时，胰岛素分泌不足，导致高血糖。(3)分泌蛋白由核糖体合成，经内质网和高尔基体的加工，最后经细胞膜排出细胞，此过程需要的能量主要由细胞呼吸产生的ATP直接提供。
[答案] (1)胰高血糖素 肝糖元 (2)β 胰岛素 (3)核糖体 内质网 高尔基体 ATP
胰高血糖素可以促进肝糖元分解形成葡萄糖，进入血液后提高血糖浓度，但是不能促进肌糖元分解为葡萄糖。
2．人体血糖浓度的相对稳定受多种因素影响。现有甲、乙、丙三人，甲正常，乙的胰岛β细胞被自身免疫反应所破坏，丙的胰岛β细胞功能正常、体内含有抗胰岛素受体的抗体。请回答下列问题：
(1)甲在某次运动前后血糖浓度的变化如图所示。bc段血糖浓度下降的直接原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
cd段血糖浓度升高主要是由于血液中__________等激素的含量明显增加引起的。
(2)用本尼迪特试剂对甲、乙、丙三人空腹时的尿样进行检测，水浴加热后观察到的乙、丙颜色分别是_________。从激素调节机制分析，乙尿样检测结果产生的原因是______________________________________________。
(3)给丙注射胰岛素________(填“能”或“不能”)有效调节其血糖水平，原因是________________________________________________________________________。
解析：对于正常人来说，运动开始后，血糖浓度下降的直接原因是通过需氧呼吸消耗了大量的能量，要分解大量的能源物质，分解量大于产生量，血糖浓度下降；胰高血糖素等激素可以提高血糖浓度；本尼迪特试剂可以用来检测还原糖的存在，正常人的尿液中没有还原糖，所以显示试剂本身的颜色；人体内胰岛素浓度较低时，尿液中含有一定量的葡萄糖，与本尼迪特试剂反应会出现红黄色沉淀。
答案：(1)运动初期血糖消耗量多于产生量 胰高血糖素
(2)红黄色、红黄色 乙的胰岛β细胞受损，不能正常分泌胰岛素，血糖浓度高
(3)不能 胰岛素不能与其受体结合
以实验形式考查各内分泌腺功能、激素功能的研究方法
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[例3] (浙江高考)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：___________________________
________________________________________________________________________。
[思路点拨]
[精讲精析]
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(1)从题干给出的信息可知，实验的自变量是甲状腺的有无，由于甲状腺激素由甲状腺合成和分泌，故自变量也就是甲状腺激素的有无，因变量是耗氧量和体长，因此实验的目的是探究甲状腺激素对小鼠耗氧量和体长的影响。(2)预测实验结果其实是对实验的因变量进行描述，作图时应对实验的两个因变量都进行预测，指明每条曲线的含义。同时注意图像的科学性、直观大方等。(3)甲状腺激素具有促进新陈代谢的功能，细胞代谢增强，耗氧量必然增加，因此乙组与甲组相比耗氧量会有所下降，而甲组不变；甲状腺激素还有促进生长发育的功能，乙组甲状腺激素缺乏，小鼠生长发育停滞，体长不变，而甲组生长正常，体长增加。要证明小鼠新陈代谢和生长发育与甲状腺激素有关，还可增设丙组，即切除甲状腺、给予甲状腺激素(或不切除甲状腺、给予甲状腺激素)。
[答案] (1)研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)如图
(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)
验证激素产生部位及生理作用的常用方法
(1)动物实验法：包括饲喂法、注射法、器官摘除法和器官移植法。可对蝌蚪等幼小动物饲喂含甲状腺激素制剂的食物，与正常蝌蚪对比；或摘除幼年狗的甲状腺或注射甲状腺激素，与正常幼年狗对比其生理和其他方面的差异。
(2)实验中有时也可进行自身前后对照，如先切除甲状腺，一段时间后检测小鼠的变化，然后注射甲状腺激素，一段时间后再检测。
(3)检测指标：
甲状腺激素：实验动物的活动状态、耗氧量、发育状况等。
胰岛素：实验动物的活动状态、血糖含量。
胰高血糖素：实验动物的血糖含量、尿糖。
性激素：实验动物第二性征的改变、交配行为。
3. 为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验。某同学的实验方案如下：
①将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。
②A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组注射等量生理盐水。一段时间后，A组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组活动状况无变化。
③A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组活动状况无变化。
该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。
请完成：
(1)该实验原理是_________________________________________________________
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_______________________________________________________________________。
(2)分析小鼠注射胰岛素溶液后出现低血糖症状的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)胰岛素在血糖平衡调节中的作用是：
________________________________________________________________________。
解析：胰岛素在血糖平衡的调节中是唯一一种能够使血糖降低的激素，胰岛素一方面能促进血糖进入肝脏、肌肉、脂肪等组织细胞，并在这些细胞中合成糖元、氧化分解或转变成脂肪(促进去路)；另一方面又能够抑制肝糖元的分解和非糖物质转化为葡萄糖(抑制来源)，使血糖浓度降低。而糖类是生物体生命活动的主要能源物质，体内胰岛素含量过量时，引起血糖浓度下降，血糖浓度降低的小鼠将出现四肢无力、活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。
答案：(1)胰岛素具有降低血糖的作用，体内胰岛素含量过高时，引起血糖下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解
(2)注射胰岛素溶液后，血糖含量下降，小鼠组织细胞特别是脑组织细胞因血糖供应减少，导致能量供应不足而发生功能障碍，从而引起低血糖症状
(3)胰岛素可使组织细胞对血糖的利用增加，同时使血糖来源减少，从而使血糖含量减少
[课堂回扣练习]
一、概念原理识记题
1．青蛙垂体提取液中有促进雌蛙排卵的激素，该激素作用的器官是( )
A．甲状腺 B．胰腺
C．卵巢 D．睾丸
解析：选C 垂体提取液中的促性腺激素作用于卵巢，促进性腺的生长发育，促进性激素的合成和分泌，从而促进雌蛙排卵。
2．下图为人体甲状腺激素分泌调节的示意图，下列叙述不正确的是( )
[回扣知识点]
1．激素作用的靶器官。
2．甲状腺激素分泌的调节。
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A．激素①作用的靶器官为垂体和甲状腺
B．图中④表示负反馈调节
C．缺碘时激素①和②浓度都高于正常水平
D．激素③的靶细胞几乎是全身的细胞
解析：选A 激素①是促甲状腺激素释放激素，作用的靶器官为垂体；图中③是甲状腺激素，对下丘脑和垂体的作用④为负反馈调节；缺碘时会影响甲状腺激素的合成，对下丘脑和垂体的抑制作用减弱，所以激素①②分泌增加；激素③的靶细胞几乎是全身的细胞。
二、基本原理应用题
3．下图表示胰岛素与胰高血糖素在调节葡萄糖代谢中的相互关系，当血糖浓度降低时，激素①分泌量增加，请据图分析回答：
(1)1889年科学家发现摘除狗的胰脏后会出现糖尿病症状，因此，他们提出胰脏是分泌“抗糖尿病物质”的器官。同时有人发现结扎胰导管后导致腺泡组织变性，但胰岛不变化，结扎动物也不产生糖尿病症状。该现象说明______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)饭后半小时，图中的激素②将发生的变化是______________。该激素是由图中的__________分泌的。
(3)激素①和激素②都作用于肝脏，其作用区别在于____________________________
________________________________________________________________________。
激素②能作用于全身组织而激素①不能，说明激素调节具有____________特点。请另举一种能几乎作用于全身组织细胞的激素：__________。
解析：胰脏是由腺泡和胰岛组成，用排除法可以得出糖尿病与胰岛有关。饭后半小时，血糖浓度升高，胰岛β细胞分泌的胰岛素增加，降低血糖浓度。胰岛素是唯一一种降血糖的激素，其几乎作用于全身组织细胞，促使组织细胞摄取、储存、利用葡萄糖，达到降血糖的效应。
答案：(1)糖尿病的产生与胰岛有关，而与腺泡无关
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(2)分泌增加 胰岛β细胞 (3)激素②促进糖元合成；激素①促进糖元分解或非糖物质转化为葡萄糖 作用于靶器官和靶细胞 甲状腺激素
3．能力迁移：胰岛素在血糖调节中的作用。
三、实验探究分析题
4．为了验证胰岛素具有降低血糖含量的作用，在设计实验方案时，如果以正常小鼠每次注射药物前后小鼠症状的变化为观察指标，则下列对实验组小鼠注射药物的顺序，正确的是( )
A．先注射胰岛素溶液，后注射葡萄糖溶液
B．先注射胰岛素溶液，再注射胰岛素溶液
C．先注射胰岛素溶液，后注射生理盐水
D．先注射生理盐水，后注射胰岛素溶液
解析：选A 以正常小鼠每次注射药物前后小鼠症状的变化为观察指标，来验证胰岛素具有降低血糖含量作用，实验思路是：选取健康小鼠，观察并记录小鼠的生活状况；注射胰岛素溶液后，观察并记录小鼠出现的低血糖症状；再注射葡萄糖溶液，观察并记录小鼠低血糖症状消失，恢复正常生活状态。异常症状是由低血糖引起的，以此证明胰岛素具有降低血糖含量的作用。
[方法指导]
4．变量的类型及其关系
生物学实验中涉及的变量有两组，即自变量与因变量、无关变量与额外变量。自变量与因变量间具有因果关系，无关变量和额外变量间也存在因果关系。实验中主要关注自变量、因变量和无关变量三种类型。
[课下综合检测(一)]
一、选择题
1．在人体中，由某些细胞合成与释放，并影响其他细胞生理功能的一组物质是( )
A．信使RNA、呼吸酶 B．激素、递质
C．淀粉酶、DNA解旋酶 D．肝糖元、丙酮酸
解析：选B 激素是由细胞分泌到体液中，并通过体液的运输发挥调节作用的一类物质；递质是由突触前膜内的突触小泡分泌到突触间隙，并作用于突触后膜(肌肉细胞或下一个神经元)。信使RNA和呼吸酶不释放；淀粉酶不影响其他细胞生理功能，解旋酶不释放，也不影响其他细胞生理功能；肝糖元、丙酮酸也不影响其他细胞生理功能。
2．下列不属于内分泌腺的是( )
A．垂体 B．甲状腺
C．卵巢 D．肠腺
解析：选D 肠腺是消化腺，产生的肠液通过导管分泌到肠腔内，是外分泌腺。
3．给某只发育迟缓的小白鼠注射生长激素后，发育状况并没有改变，该小鼠体内可能发生病变的腺体和缺乏的激素是( )
A．垂体和生长激素
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B．胰岛和胰岛素
C．甲状腺和甲状腺激素
D．下丘脑和促甲状腺激素释放激素
解析：选C 对于促进生物体的生长发育，生长激素和甲状腺激素共同发挥作用，两者缺少任何一种激素，都不能正常发育。注射生长激素后，生长发育状况并没有改变，这说明小鼠体内缺乏甲状腺激素，甲状腺激素的分泌部位是甲状腺。
4．用一定量的甲状腺激素连续饲喂正常成年小白鼠4周，与对照组比较，实验组小白鼠表现为( )
A．耗氧量增加、神经系统的兴奋性降低
B．耗氧量增加、神经系统的兴奋性增强
C．耗氧量减少、神经系统的兴奋性降低
D．耗氧量减少、神经系统的兴奋性增强
解析：选B 甲状腺激素具有促进物质与能量代谢，促进生长发育等功能。用一定量的甲状腺激素连续饲喂正常成年小白鼠，小白鼠体内甲状腺激素含量增加，导致小白鼠耗氧量增加，神经系统的兴奋性增强。
5．下图为激素分泌调节示意图，其中说法错误的是( )
A．激素①中作用于垂体
B．激素③只作用于下丘脑
C．寒冷情况下，激素①分泌量增加，导致激素②与激素③分泌量增加
D．摄入碘不足时，激素③分泌量减少，导致激素①与激素②分泌量增加
解析：选B 此图为激素的反馈调节示意图，因图中激素③为甲状腺分泌的激素，可确定激素③为甲状腺激素，激素①为促甲状腺激素释放激素，激素②为促甲状腺激素。激素③对靶细胞下丘脑和垂体细胞具有反馈调节作用，对其他机体细胞起到提高神经系统的兴奋性、加强新陈代谢、促进生长等作用。
6．(上海高考)下列有关人体中酶和激素的叙述正确的是( )
A．酶和激素都是蛋白质
B．酶和激素都与物质和能量代谢有关
C．酶和激素都由内分泌细胞分泌
D．酶和激素都要释放到血液中才能发挥作用
解析：选B 少数酶是RNA，只有部分激素如胰岛素、生长激素等是蛋白质；酶能催化物质和能量代谢，而激素对物质和能量代谢的相关反应起调节作用；一般活细胞都能产生酶；酶不一定需释放到血液中，有的酶在细胞内发挥作用。
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7．在人体内，下面哪一组物质可以在同一个细胞中产生( )
A．促甲状腺激素和甲状腺激素
B．甲状腺激素和呼吸酶
C．孕激素和促甲状腺激素
D．生长激素和淀粉酶
解析：选B 所有活细胞都能产生呼吸酶，在甲状腺细胞中既能产生甲状腺激素也能产生呼吸酶。
8．下图是甲状腺活动的调节示意图。对该图的理解，不正确的是( )
A．图中X与Y分别是下丘脑和垂体
B．图中a与b分别是促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素
C．甲状腺活动只受垂体促激素的调节
D．血液中的甲状腺激素含量起着反馈调节的作用
解析：选C 甲状腺虽然直接受垂体促激素的调节，但也间接受多种其他激素的影响。
二、非选择题
9．下图表示下丘脑神经细胞、垂体细胞、甲状腺细胞及它们分泌的激素之间的关系，研究表明物质乙是一种糖蛋白。请回答下列问题：
(1)图中的下丘脑神经细胞除具有神经细胞的功能外，还具有____________功能。
(2)如果用物质丙饲喂正常动物，则物质甲、乙的分泌量的变化分别是________、________；如果用物质乙饲喂正常动物，则物质丙的分泌量__________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)物质乙与甲状腺细胞的细胞膜表面的__________结合，反映出细胞膜能进行________________________________________________________________________。
(4)若刺激图中A点，电表指针偏转的情况是___________________________________
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________________________________________________________________________。
解析：(1)下丘脑既是神经系统的器官，又具有内分泌的功能。(2)由题意可知甲属于促甲状腺素释放激素，乙属于促甲状腺激素，丙属于甲状腺激素，由题干可知乙属于蛋白质，可被消化液中的蛋白酶水解，因此，一般使用注射法而不使用饲喂法来进行实验。(3)细胞间信息交流的方式，一般分为通过化学物质传递进行交流和细胞间直接接触，而此题主要考查前者，即细胞间信息交流借助靶细胞上的受体与化学物质进行。(4)主要涉及兴奋的传导与电流表指针的关系，当给予一定刺激后，膜电位由外正内负变成了外负内正，电流表两极出现了电位差，会导致指针发生两次方向相反的偏转。
答案：(1)内分泌(分泌激素) (2)减少、减少 没有明显变化 物质乙(蛋白质类激素)被消化分解而失去作用
(3)受体 细胞间的信息交流
(4)从零位向一侧偏转后回到零位，再向相反的一侧偏转后回到零位
10．为了证实“甲状腺激素及甲状腺激素抑制剂对蝌蚪生长发育的影响”，某同学设计了下列实验设计方案：
①取2个玻璃缸分别编号1号、2号。
②在2个玻璃缸中，分别加入等量(且适量)的水和新鲜水草，然后在每个玻璃缸中分别放入10条发育状态不同的蝌蚪。
③向1号缸投放含甲状腺激素的饲料，2号缸投放含甲状腺激素抑制剂的饲料。
④每天分别向各缸中投放一些饲料。
⑤每隔一定时间观察一次，观察时用小网将蝌蚪捞出放在培养皿中，再将培养皿放在坐标纸上(1 mm×1 mm)，观察并且测量蝌蚪的体长变化(前肢和后肢的生长情况，尾的变化等)。
上述实验设计方案中，有一些明显的设计缺陷或不妥，请你修改完善该设计方案。
(1)该设计方案的明显缺陷是______________________________________________，
因此，①过程应改为(只需陈述修改内容，下同)_____________________________
________________________________________________________________________；
③过程应改为___________________________________________________________。
(2)方案中存在着引起实验误差的不妥之处，②过程的不妥之处应改为________________________________________________________________________；
④过程的不妥之处应改为________________________________________________。
解析：本实验设计中只是甲状腺激素和甲状腺激素抑制剂的比较，不能得出有效的结论，缺少空白对照组；同时，对照实验要符合单一变量原则和等量原则。
答案：(1)缺少空白对照组(或对照组) 增加一个玻璃缸，编号为3号 3号缸投放普通饲料(或不含任何激素的饲料)
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(2)发育状态相同的蝌蚪 等量的饲料
[课下综合检测(二)]
一、选择题
1．既能使消化道中葡萄糖增多，又能使血液中葡萄糖减少的腺体是( )
A．胰腺 B．胃腺
C．甲状腺 D．肝脏
解析：选A 使血液中葡萄糖减少的腺体是胰腺中的胰岛，其β细胞可分泌胰岛素降低血糖，而胰腺中的腺泡组织可分泌消化酶，其中的淀粉酶、麦芽糖酶等可使消化道中葡萄糖增多。
2．正常人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性，这三类物质都是( )
A．在细胞内发挥作用
B．由活细胞产生的蛋白质
C．与特定分子结合后起作用
D．在发挥作用后还能保持活性
解析：选C 激素和递质大多由相应细胞合成并分泌到内环境中，与靶细胞表面的受体结合，从而发挥生理作用，且作用完之后都会在体内分解。酶可以在细胞内或细胞外与底物结合从而发挥作用，作用完之后仍保持活性。激素有些是蛋白质，有些是脂质或者小分子的氨基酸衍生物；递质是小分子物质；酶绝大部分是蛋白质，少数是RNA。
3．下列关于人和高等动物体内激素的叙述，不正确的是( )
A．含量少但效率高
B．通过体液传送发挥作用
C．作用于机体的所有器官和细胞
D．作用于机体的靶器官和细胞
解析：选C 有些激素作用于人体特定的靶器官和细胞，如下丘脑分泌的促激素释放激素，只能作用于垂体。但有些激素作用于机体的所有器官和细胞，如生长激素。
4.右图是人体某项生命活动调节过程的示意图。据图判断下列说法中正确的是( )
A．该图可以表示体液调节或神经调节的过程
B．如果细胞1是垂体细胞，则细胞2可以表示甲状腺细胞
C．如果细胞1是胰岛β细胞，则细胞2只能表示肝细胞
D．细胞1的分泌物只能是蛋白质类物质
解析：选B 根据细胞1分泌物质进入血管，判断题图表示的是体液调节。若细胞1是胰岛β细胞，则细胞2可以表示肝细胞或肌细胞。细胞1的分泌物可以是蛋白质类物质，如胰岛素；也可以是脂质，如性激素。
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5．(海南高考)成年大鼠血液中甲状腺激素浓度升高时，可能出现( )
A．体温升高、耗氧量减少
B．体温下降、耗氧量增加
C．神经系统兴奋性提高、耗氧量增加
D．神经系统兴奋性提高、体温下降
解析：选C 甲状腺激素具有加速体内物质氧化分解和提高神经系统兴奋性的作用。
6．给小鼠注射一定量的某种激素溶液后，该小鼠出现活动减少、嗜睡，甚至昏迷现象，所注射的是( )
A．胰高血糖素 B．胰岛素
C．睾酮 D．生长激素
解析：选B 注射一定量的胰岛素，导致小鼠体内血糖过低，机体供能不足，小鼠活动会减少，脑细胞供能不足，出现嗜睡，甚至昏迷的现象。
7.右图是分泌细胞(甲)分泌的某种物质①与靶细胞(乙)结合的示意图，据此分析不正确的是( )
A．正常人饭后，血液中明显增多的激素可能是由胰岛β细胞分泌的
B．若分泌细胞为下丘脑细胞，那么靶细胞必定为垂体
C．若图中甲细胞为胰岛β细胞，则与其分泌物形成有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等
D．如果分泌细胞为甲状腺细胞，那么靶细胞可能是下丘脑细胞
解析：选B 正常人饭后，血液中明显增多的激素是由胰岛β细胞分泌的胰岛素。胰岛β细胞分泌的物质为胰岛素，属蛋白质，与此形成和分泌相关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。甲状腺激素分泌的调节是一种反馈调节，下丘脑细胞可作为甲状腺激素的靶细胞。
8．研究者给家兔注射一种可以特异性破坏胰岛β细胞的药物——链脲佐菌素(STZ)进行血糖调节研究。为了准确判断STZ是否成功破坏胰岛β细胞，应( )
①在兔饱足状态下 ②在兔空腹状态下 ③测定血糖含量 ④测定尿液是否含糖 ⑤测定血液胰岛素含量
A．①③④ B．①③⑤
C．②③⑤ D．②③④
解析：选B 胰岛β细胞分泌的胰岛素进入血液，可降低血糖浓度，在兔饱足状态下，研究者给家兔注射STZ，血液中胰岛素含量下降，血糖含量升高。
二、非选择题
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9．垂体是动物的重要内分泌腺，它由前叶与后叶两部分组成，这两部分的活动受到下丘脑的控制。为了研究这一机制，科学家用犬做了以下实验：
①将垂体后叶切除，血液中抗利尿激素含量显著减少，犬的尿量增加。
②将下丘脑与垂体后叶之间的神经联系阻断，结果与实验①相同。
③将垂体前叶切除，犬出现甲状腺激素缺乏的症状。
④将下丘脑与垂体前叶之间的血管联系阻断，结果与实验③相同。
根据上述①～④实验结果，回答下列问题：
(1)实验①证明垂体后叶能释放__________。实验②证明_______________________。
(2)实验③证明垂体前叶能分泌__________，促进甲状腺分泌甲状腺激素。实验④证明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：垂体可以释放抗利尿激素以及促甲状腺激素，垂体的活动受下丘脑的控制。
答案：(1)抗利尿激素 垂体后叶释放抗利尿激素受下丘脑神经活动控制
(2)促甲状腺激素 垂体前叶分泌促甲状腺激素受下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素控制
10．某研究性学习小组用健康的生长状况相同的同龄雌性幼鼠若干只做以下两个实验，探究卵巢和子宫的发育与相关激素的关系。
实验Ⅰ
动物组别
手术/处理方法
一段时间后，子宫平均重量(mg)
1
不作处理
218
2
切除卵巢
90
3
切除卵巢，同时定期注射激素A
217
实验Ⅱ
动物组别
手术/处理方法
一段时间后，卵巢平均重(mg)
一段时间后，子宫平均重量(mg)
4
不作处理
68
216
5
切除垂体
36
93
6
切除垂体，同时
定期注射激素A
37
219
7
切除垂体，同时
定期注射激素B
66
218
(1)实验中要选用体重和年龄相同的小鼠做实验，其目的是：________________________________________________________________________。
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(2)实验中，激素A最可能是____________(写名称)，动物体内，该种激素属于__________类物质。指出该激素在本实验中没有研究的其他功能：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(3)从实验Ⅰ的结果可得出的结论是，激素A有________________的功能。(4)已知激素B由垂体分泌，最可能的名称是_________________________________________________。
(5)解释第5组的实验结果：________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：从图表中的信息可以看出，激素A为卵巢分泌的雌激素，B为垂体分泌的促性腺激素。雌激素对促进雌性生殖细胞的形成，激发并维持雌性的第二性征以及雌性的正常的性周期都起着重要作用。垂体分泌的促性激素能促进雌性的卵巢发育和分泌雌性激素，而雌激素又能促进子宫的发育，因此垂体切除就会导致卵巢和子宫不能正常发育的现象。
答案：(1)排除无关变量对实验结果的干扰(其他合理答案也可)
(2)雌激素脂质(或固醇) ①促进雌性生殖细胞的形成，激发和维持雌性的第二性征 ②激发和维持雌性正常的性周期
(3)促进子宫发育 (4)促性腺激素 (5)切除垂体后，促性腺激素减少，导致卵巢不能正常发育，卵巢分泌的雌激素相应减少，导致子宫也不能正常发育
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