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知识点15
内环境稳态与体温、水盐和血糖调节
1.(2014·海南高考·T12)关于人体内激素的叙述,错误的是()
A.肾上腺素的分泌活动不受神经的直接支配
B.胰岛素的合成需要mRNA和核糖体的参与
C.肾小管上皮细胞是抗利尿激素的靶细胞之一
D.血糖调节中胰岛素和胰高血糖素的作用相互拮抗
【解题指南】(1)关键知识:神经调节与体液调节的关系。
(2)隐含知识:分泌蛋白的合成。
【解析】选A。本题主要考查神经调节与体液调节的关系。A项中,肾上腺素的分泌活动受下丘脑发出的神经的支配,故A项错。B项中,胰岛素属于蛋白质,合成需要mRNA和核糖体的参与,故B项正确。C项中,抗利尿激素作用于肾小管和集合管,完成对水的重吸收,所以肾小管上皮细胞是抗利尿激素的靶细胞之一,故C项正确。D项中,胰岛素能促进细胞分解、利用和储存葡萄糖,从而降低血糖水平;胰高血糖素能促进糖原分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高,二者相互拮抗,共同维持血糖含量的稳定,故D项正确。
2.(2014·海南高考·T14)给正常家兔静脉注射一定量的高渗葡萄糖溶液后,家兔体内发生一定变化,一段时间后恢复正常。注射后随即发生的变化是()
A.红细胞吸水增加
B.胰岛素分泌降低
C.肝糖原的分解增加
D.血浆渗透压迅速升高
【解题指南】(1)题干关键词:“高渗葡萄糖溶液”“注射后随即发生的变化”。
(2)隐含知识:内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介。
【解析】选D。本题主要考查人体内环境稳态的相关知识。给正常家兔静脉注射一定量的高渗葡萄糖溶液后,血浆渗透压迅速升高,红细胞吸水减少或失水,故A项错、D项正确。由于血糖水平升高,胰岛素分泌增加,促进糖类合成肝糖原和肌糖原,降低血糖水平,故B、C项错。
3.(2014·江苏高考·T9)下列关于人体内环境稳态与调节的叙述,错误的是
()
A.垂体分泌的促甲状腺激素,通过体液定向运送到甲状腺
B.人体遇冷时,甲状腺激素和肾上腺素均可参与机体产热调节
C.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
D.饮水不足会引起垂体释放抗利尿激素,促进肾小管和集合管重吸收水
【解题指南】关键知识:内分泌腺产生的激素弥散到内环境中,通过体液运输到靶器官或靶细胞。
【解析】选A。本题考查体温调节、血糖调节和水盐调节。垂体分泌的促甲状腺激素,通过体液运送到全身各处,但是只与甲状腺细胞表面的受体结合,从而定向作用于甲状腺细胞,故A错误;人体在寒冷环境中的体温调节既有神经调节,也有激素调节,可以通过甲状腺激素和肾上腺素的作用促进细胞的新陈代谢,使物质氧化分解加速,产热增多,故B正确;胰岛素和胰高血糖素调节血糖含量,它们的分泌受血糖浓度的调节,也由下丘脑通过神经调节,故C正确;抗利尿激素由下丘脑合成、垂体释放,促进肾小管和集合管重吸收水,使渗透压下降,故D正确。
4.(2014·新课标全国卷Ⅰ·T3)内环境稳态是维持机体正常生命活动的必要条件,下列叙述错误的是()
A.内环境保持相对稳定有利于机体适应外界环境的变化
B.内环境稳态有利于新陈代谢过程中酶促反应的正常进行
C.维持内环境中Na+、K+浓度的相对稳定有利于维持神经细胞的正常兴奋性
D.内环境中发生的丙酮酸氧化分解给细胞提供能量,有利于生命活动的进行
【解题指南】(1)题干关键词:“内环境”“必要条件”。
(2)关键知识:内环境的概念和内环境稳态的意义。
【解析】选D。本题主要考查内环境稳态在维持机体正常生命活动中的意义。A项中,内环境保持相对稳定有利于机体适应外界环境的变化,为细胞提供一个相对稳定的生活环境,正确。B项中,内环境稳态可使细胞生活在温度和pH等相对稳定的环境中,有利于新陈代谢过程中酶促反应的正常进行,正确。C项中,静息电位的维持主要依赖于K+外流,动作电位的产生主要依赖于Na+内流,维持内环境中Na+、K+浓度的相对稳定,有利于维持神经细胞的正常兴奋性,正确。D项中,丙酮酸的氧化分解发生在细胞内(丙酮酸的彻底氧化分解发生在线粒体中,不彻底氧化分解发生在细胞质基质中),而不是发生在内环境(细胞外液)中,D项错误。
5.(2014·北京高考·T2)在我国北方,游泳爱好者冬泳入水后,身体立即发生一系列生理反应,以维持体温恒定。此时,机体不会发生的反应是()
A.兴奋中枢神经系统,加强肌肉收缩
B.通过反射活动引起皮肤毛细血管收缩
C.通过神经调节减少汗腺分泌
D.抑制垂体活动导致甲状腺激素分泌减少
【解题指南】(1)题干关键词:“冬泳”“不会发生的反应”。
(2)关键知识:寒冷刺激使机体增加产热的方式包括肌肉收缩、甲状腺激素和肾上腺素分泌增多使代谢加快,减少散热的方式包括毛细血管收缩、汗腺分泌减少。
【解析】选D。本题主要考查人体的体温调节过程。寒冷刺激肌肉收缩,增加产热,属于非条件反射,下丘脑体温调节中枢兴奋;寒冷刺激引起皮肤毛细血管收缩,减少散热,属于非条件反射;汗腺的分泌活动受神经调节,寒冷刺激使汗腺分泌减少,以减少散热;寒冷刺激下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素增多,促进垂体分泌促甲状腺激素,导致甲状腺激素分泌增多,故选D。
6.(2014·山东高考·T3)神经系统正常发育过程中神经细胞数量的调节机制如图所示。下列说法正确的是()
A.细胞程序性死亡不利于神经系统正常发育
B.生存因子影响了神经细胞的基因表达
C.神经细胞与靶细胞间通过电信号传递信息
D.死亡细胞被吞噬细胞清除属于细胞免疫
【解题指南】(1)图示信息:靶细胞释放生存因子,未得到足够生存因子的神经细胞程序性死亡。
(2)隐含信息:细胞凋亡。
(3)关键知识:细胞凋亡由基因控制,影响细胞凋亡的实质就是影响凋亡基因的表达,特异性免疫的特点是有淋巴细胞的参与。
【解析】选B。本题考查细胞凋亡的原因与意义、特异性免疫与非特异性免疫的区别。细胞程序性死亡是一个正常的、生理性的过程,有利于个体的正常发育,故A项错误;据图可知,当神经细胞未得到足够的生存因子时,神经细胞程序性死亡,该过程的实质是基因选择性表达,故B项正确;神经细胞与靶细胞间通过化学信号——神经递质传递信息,故C项错误;死亡细胞被吞噬细胞清除属于非特异性免疫,故D项错误。
7.(2014·新课标全国卷Ⅱ·T3)关于在正常情况下组织液生成与回流的叙述,错误的是()
A.生成与回流的组织液中氧气的含量相等
B.组织液不断生成与回流,并保持动态平衡
C.血浆中的有些物质经毛细血管动脉端进入组织液
D.组织液中的有些物质经毛细血管静脉端进入血液
【解题指南】(1)题干关键词:“正常情况下”“生成与回流”。
(2)关键知识:内环境(细胞外液)中血浆与组织液之间的联系。
【解析】选A。本题主要考查内环境的组成、各成分间的物质交换。A项中,组织液与组织细胞之间发生物质交换,氧气由组织液扩散进入组织细胞,回流的组织液中氧气含量降低,错误。B项中,组织液与血浆之间不断进行物质交流,并保持动态平衡,正确。C项中,血浆中的物质经毛细血管动脉端进入组织液,正确。D项中,组织液中的物质经毛细血管静脉端回到血液,正确。
8.(2014·福建高考·T2)运动时汗腺分泌大量汗液,汗液初始的渗透压与血浆相等,在流经汗腺导管排出体外过程中大部分Na+、Cl-被重吸收,而水很少被重吸收,下列叙述正确的是()
A.出汗可使血浆渗透压降低
B.出汗不利于体温维持稳定
C.汗腺导管重吸收Na+需消耗ATP
D.下丘脑渗透压感受器兴奋减弱
【解题指南】(1)隐含信息:出汗水分蒸发,带走热量,影响渗透压和体温稳定。
(2)思维流程:汗腺分泌汗液→Na+、Cl-被重吸收→血浆渗透压升高→下丘脑渗透压感受器兴奋增强;汗腺分泌汗液→水分蒸发,带走热量→维持体温稳定;导管重吸收Na+→主动运输→需消耗ATP。
【解析】选C。本题考查水盐平衡调节、体温调节和物质运输的知识。大量出汗时,水的丢失多于电解质(NaCl)的丢失(汗液是低渗溶液),所以一般来说,大量出汗导致血浆渗透压升高,A项错误;在下丘脑有体温调节中枢,当人的体温高时,会加快血液循环、毛细血管扩张,产生汗液,这样体温就会下降,而当体温低时,毛细血管会收缩,人体会通过骨骼肌战栗产热,毛孔闭合,防止散热,故出汗有利于人体体温维持稳定,B项错误;汗腺导管重吸收Na+的方式是主动运输,需消耗ATP为其提供能量,C项正确;大量出汗后,失水多于失盐,细胞外液渗透压增大,刺激下丘脑的渗透压感受器,一方面通过产生兴奋并传至大脑皮层,通过产生渴觉来直接调节水的摄入量,同时下丘脑合成并由垂体释放的抗利尿激素增加,D项错误。
9.(2014·安徽高考·T30)胰岛细胞的内分泌活动的协调有利于维持血糖平衡。
(1)支配胰岛细胞的交感神经兴奋时,其末梢释放的去甲肾上腺素促进胰岛A细胞的分泌,却抑制胰岛B细胞的分泌,原因是。
(2)胰岛素可通过作用于下丘脑神经元抑制胰高血糖素的分泌,验证此现象的实验思路是:将大鼠随机分成两组,一组在其下丘脑神经元周围施加适量的胰岛素溶液,另一组施加 ,测定并比较施加试剂前后血液中胰高血糖素的浓度。为使实验结果更明显,实验过程中应将血糖维持在比正常浓度
(填“稍高”或“稍低”)的水平。
(3)用高浓度的糖溶液饲喂一只动物后,每隔30
min检测其血糖浓度,结果见下表。请在下面坐标图上绘制血糖浓度变化的曲线图,并根据血糖浓度变化在同一坐标图上画出胰岛素浓度变化趋势的曲线图。
时间/min
0
120
150
血糖浓度/
mg·mL-1
0.75
1.25
1.10
0.90
0.75
0.75
(4)胰岛B细胞含有与某病毒相似的 ,若人体感染该病毒,自身免疫系统在消灭病毒时可破坏胰岛B细胞,引起Ⅰ型糖尿病,该病可通过注射胰岛素治疗。用基因工程技术生产胰岛素的主要步骤:获取胰岛素A、B链基因,构建 ,将其导入的大肠杆菌,筛选可稳定表达的菌株。
【解题指南】(1)隐含信息:验证实验的对照:实验组施加适量的胰岛素溶液,对照组一定是等量生理盐水。
(2)关键知识:血糖的调节属于神经—体液调节,有胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素的参与,其中主要是胰岛素和胰高血糖素,两者之间表现为拮抗作用。抗体直接作用于胰岛B细胞,并破坏胰岛B细胞,导致分泌的胰岛素减少,使血糖浓度升高,引起Ⅰ型糖尿病。
【解析】本题主要考查血糖调节、自身免疫和基因工程的相关知识。
(1)交感神经兴奋时,通过去甲肾上腺素作用于胰岛B细胞上的受体,抑制胰岛素的分泌。
(2)根据探究性实验的操作原则之一——等量原则,且动物细胞要维持其正常的形态结构,故加入等体积的生理盐水。为了突出实验结果,应该在血糖浓度稍低时进行实验。
(3)绘图时要注意标注横纵坐标的含义和相应的数值,血糖浓度的变化描点连线,再依据血糖浓度的变化绘出胰岛素浓度的变化趋势。
(4)由于胰岛B细胞含有与某病毒相似的抗原,所以会被当作攻击对象。由于基因表达载体要导入大肠杆菌细胞,用Ca2+处理细胞,得到容易导入的感受态大肠杆菌。
答案:(1)胰岛A、B细胞与去甲肾上腺素结合的受体不同
(2)等体积生理盐水 稍低
(3)如图所示:
(4)抗原 含目的基因的表达载体 感受态
10.(9分)(2014·全国卷·T32)小肠的吸收是指食物消化后的产物、水和无机盐等通过小肠上皮细胞进入血液和淋巴的过程。0.9%的NaCl溶液是与兔的体液渗透压相等的生理盐水。某同学将处于麻醉状态下的兔的一段排空小肠结扎成甲、乙、丙、丁4个互不相通、长度相等的肠袋(血液循环正常),并进行实验,实验步骤和实验结果如表。
实验组别
实验步骤
甲
乙
丙
丁
向肠袋内注入等量的溶液,使其充盈
0.7%
NaCl
mL
0.9%
NaCl
mL
1.1%
NaCl
mL
0.9%NaCl+
微量Na+载
体蛋白的抑
制剂共10
mL
维持正常体温半小时后,测肠袋内NaCl溶液的量
mL
mL
mL
9.9
mL
请根据实验结果回答问题:
(1)实验开始时,水在肠腔和血液之间的移动方向是:甲组从;丙组从。在这一过程中水分子的运动方向是从溶液浓度
处流向溶液浓度 处。本实验中水分子的这种移动过程称为。
(2)比较乙和丁的实验结果,可推测小肠在吸收Na+时,需要 的参与。
【解题指南】(1)题干关键信息:“等量”“0.7%”“0.9%”“1.1%”“Na+载体蛋白的抑制剂”。
(2)隐含信息:血液的渗透压=
0.9%的NaCl溶液的渗透压。
【解析】本题考查探究渗透作用的原理。
(1)根据渗透原理,水分子由低浓度处向高浓度处扩散。由于血液的渗透压与浓度为0.9%的NaCl溶液相等,因此实验开始时甲组中的水从肠腔向血液移动,而丙组中的水从血液向肠腔移动。
(2)与乙不同的是丁组实验加入了Na+载体蛋白的抑制剂,其结果是半小时内丁组中被吸收的NaCl溶液最少,说明Na+载体蛋白抑制剂影响了NaCl的吸收,则说明小肠吸收Na+时,需要Na+载体蛋白的参与。
答案:(1)肠腔进入血液 血液进入肠腔 低 高
渗透作用(其他合理答案也可)
(2)Na+载体蛋白
11.(2014·新课标全国卷Ⅰ·T31)已知5%葡萄糖溶液的渗透压与动物血浆渗透压基本相同。现给正常小鼠静脉输入一定量的该葡萄糖溶液,葡萄糖溶液的输入对小鼠会有一定影响。
回答下列问题:
(1)输入的葡萄糖进入细胞,经过氧化分解,其终产物中的气体可进入细胞外液,并通过循环系统运输到 系统被排出体外。若该气体的排出出现障碍,则会引起细胞外液的pH。
(2)血浆中的葡萄糖不断进入细胞被利用,细胞外液渗透压 ,尿量 ,从而使渗透压恢复到原来的水平。
(3)当细胞外液渗透压发生变化时,细胞内液的渗透压(填“会”或“不会”)发生变化。
【解题指南】(1)题干关键词:“渗透压”“正常小鼠”“排出体外”。
(2)关键知识:影响血浆渗透压平衡及细胞外液pH变化的因素。
【解析】本题主要考查内环境的理化性质(如渗透压与pH)的相关知识。
(1)葡萄糖进入组织细胞参与氧化分解,彻底氧化分解产生的终产物为水和二氧化碳,二氧化碳通过自由扩散进入内环境,由循环系统运输到呼吸系统排出体外,如果该过程受阻,则细胞外液中二氧化碳积累过多,会造成pH下降。
(2)血浆中葡萄糖进入组织细胞,则血浆中溶质微粒减少,血浆渗透压下降,刺激下丘脑渗透压感受器,使得垂体释放的抗利尿激素减少,肾小管、集合管对水的重吸收减弱,尿量增多。
(3)细胞内液与细胞外液处于渗透平衡状态,当细胞外液渗透压发生变化时,会使细胞吸水或失水,导致细胞内液的渗透压也发生改变。
答案:(1)呼吸 下降(2)降低 增加(3)会
12.(2014·山东高考·T25)研究者将空腹的大鼠置于冷水中,探究冷水刺激对大鼠生理功能的影响。
(1)冷水刺激引起实验大鼠皮肤 产生兴奋,兴奋沿传入神经到达神经中枢,经神经中枢处理,使传出神经末梢释放 ,引起皮肤血管 ,减少皮肤散热量;同时引起(填激素名称)分泌增加,细胞代谢加快,产热量增加,以维持体温稳定。
(2)冷水刺激产生的兴奋还可以通过神经中枢作用于胰岛,引起 分泌增加,该激素促进 分解,血糖水平升高,以对抗冷水刺激。
(3)冷水刺激引起胃黏膜内的HC减少,从而对H+缓冲作用减弱,会使胃黏膜组织液的降低,可引起胃黏膜损伤。
(4)胃黏膜可抵御致病微生物对机体的侵害,在机体(填“特异性”或“非特异性”)免疫中发挥重要作用。
【解题指南】(1)关键知识:①体温调节的神经调节过程中反射弧各部分名称及变化;
②胰高血糖素可以升高血糖浓度;
③皮肤、黏膜及其分泌物属于非特异性免疫的第一道防线。
(2)隐含信息:冷水刺激引起胃黏膜组织液内H+浓度升高。
【解析】本题考查体温调节、血糖调节的相关知识和特异性免疫与非特异性免疫的区别。
(1)皮肤中的冷觉感受器接受冷水刺激后,通过神经调节使传出神经末梢释放神经递质,引起皮肤血管收缩;同时甲状腺激素和肾上腺素分泌增加,加快产热。
(2)胰岛中分泌的引起血糖升高的激素是胰高血糖素,其作用是促进肝糖原(元)分解。
(3)HC可中和H+,HC减少后,H+增多,使胃黏膜组织液的pH降低。
(4)胃黏膜属于人体的第一道防线,在非特异性免疫中发挥重要作用。
答案:(1)(冷觉)感受器 神经递质 收缩 甲状腺激素(和肾上腺素)
(2)胰高血糖素 肝糖原(元)(3)pH(或酸碱度)(4)非特异性
13.(2014·海南高考·T27)根据内环境及其稳态的知识,回答下列问题:
(1)某奶牛场为提高产奶量,给奶牛饲喂了大量的某种精饲料后,奶牛瘤胃发酵产酸过多,引起机体血液pH低于正常值,且难以恢复到正常水平。产酸过多使pH难以恢复的原因是:。pH低于正常值会引起酸中毒,为了避免这一问题,可以在饲料中添加起
作用的物质,以利于奶牛内环境的pH维持在正常水平。机体的内环境是指 ,主要包括血浆、、。
(2)环境的剧烈变化或惊吓会导致奶牛机体内某些激素水平的变化,从而使产奶量下降,在这个过程中机体的调节方式包括 调节。
【解题指南】(1)关键知识:内环境稳态及生理意义、神经调节和激素调节。
(2)隐含知识:内环境的理化性质(渗透压、酸碱度和温度)。
【解析】本题主要考查内环境的成分组成及理化性质的相关知识。
(1)pH过低,导致相关酶的空间结构遭到破坏,使酶失去活性,为了除掉过多的酸性物质,可以在饲料中加入碱性物质,与酸性物质发生中和反应,维持pH的稳定性。内环境是由细胞外液构成的液体环境,主要包括血浆、组织液和淋巴。
(2)受到惊吓时,肾上腺素分泌增多,该过程是神经调节;同时肾上腺素发挥作用调节生命活动又属于激素调节。
答案:(1)pH过低,导致相关酶的空间结构遭到破坏,使酶失活 中和 由细胞外液构成的液体环境 组织液 淋巴
(2)神经调节和激素
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