1、动物生命活动调节模型的构建与分析一、生命活动调节方式的基础模型(1)完全依赖反射弧完成，仅涉及“神经递质”这种信号分子神经调节。模型：举例：膝跳反射、缩手反射等。(2)仅涉及“激素”或其他化学物质体液调节。模型：实例：人进食后血糖升高，引起胰岛B细胞分泌胰岛素，使血糖降低。(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”两类信号分子神经体液调节。模型：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。模型：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，性腺分泌的性激素增加，
2、促使鸟类产卵。【典例1】人体内环境的稳态是机体进行正常生命活动的必要条件，维持人体内环境稳态的机制是相当复杂的。图1表示人体血糖浓度发生变化和人体受寒冷刺激后的部分调节过程的示意图(A、B、C、D表示激素)，图2表示神经系统对内分泌功能的调节方式(有甲、乙、丙三种方式)。结合图1、图2所示，分析回答下列问题：(1)人体在寒冷环境下，图1中激素_(填字母)的分泌量明显增加，以增加产热量，同时机体还可以通过皮肤血管收缩减少皮肤的血流量等变化以减少散热。人体体温调节的中枢及产生寒冷感觉的场所分别是_、_。(2)图1中垂体可分泌_(填名称)作用于甲状腺，促进甲状腺分泌激素B_(填名称)，此调节方式属于
3、图2中的_模式。(3)抗利尿激素的合成和分泌是通过图2中_模式调节，当人体内_升高时，其分泌量增加。解析：(1)人体在寒冷环境下，甲状腺激素(B)和肾上腺素(C)的分泌会明显增加，使细胞呼吸增强以增加产热量；人体体温调节的中枢位于下丘脑，产生寒冷感觉的中枢位于大脑皮层。(2)垂体可分泌促甲状腺激素作用于甲状腺，促进甲状腺分泌甲状腺激素，此调节为激素的分级调节，属于图2中的甲模式。(3)抗利尿激素是由下丘脑合成和分泌、垂体后叶释放的，属于图2中的乙模式，当人体内细胞外液渗透压升高时，其分泌量增加。答案：(1)B、C下丘脑大脑皮层(2)促甲状腺激素甲状腺激素甲(3)乙细胞外液渗透压(1)反射必须经
4、过完整的反射弧。当电刺激传出神经或效应器时，都能使效应器产生反应，但不属于反射。(2)误认为只要有刺激就可引起反射，反射的进行需要接受适宜强度的刺激，若刺激过弱，都将导致反射活动无法正常进行。(3)在生物体内，神经纤维上的神经冲动只能来自感受器，因此在生物体内，兴奋在神经纤维上的传导是单向的。(4)饭后，血糖有所升高，一段时间后又恢复正常，其调节过程是：血糖升高，胰岛素分泌增加，促进组织细胞对血糖的摄取、利用、储存和转化，从而降低血糖。(5)胰岛素的生理功能应表述为：促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖，从而使血糖水平降低。切忌笼统地表述为降血糖，降血糖只是胰岛素的作用结果。(6)糖尿病病人出现
5、“多尿”的原因是：原尿中含有大量的糖，渗透压升高导致肾小管和集合管对水分的重吸收困难，导致尿液增多。经研究发现，垂体分为腺垂体和神经垂体两部分结构，其中神经垂体无合成激素的功能。图中甲、乙表示垂体的两个部分，ad表示物质，已知a为蛋白质类激素。下列相关叙述不正确的是()A下丘脑合成后通过结构乙释放的d只作用于肾小管和集合管B若给动物饲喂含a的饲料，则c的含量将升高C物质c对下丘脑和垂体的调节作用为负反馈调节D图中结构甲表示腺垂体，可分泌促甲状腺激素解析：由图和题意可知，a是蛋白质类激素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。甲是腺垂体、乙是神经垂体。下丘脑合成后
6、通过结构乙释放的d只作用于肾小管和集合管，A正确；a是蛋白质类激素，会被消化道内的蛋白酶分解，失去活性，若给动物饲喂含a的饲料，则c的含量不变，B错误；物质c是甲状腺激素，甲状腺激素对下丘脑和垂体的调节作用为负反馈调节，C正确；由以上分析可知，图中结构甲表示腺垂体，可分泌促甲状腺激素，D正确。答案：B二、动物生命活动调节的综合模型动物生命活动调节的模型如图：(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
7、)若该图表示人体内水盐平衡的调节，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体液调节途径，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。(5)若该图表示炎热条件下的体温调节，则e为效应器(传出神经末梢和它所支配的皮肤和汗腺等)。【典例2】如图为人体和人体细胞内某些信息传递机制的模式图，图中箭头表示信息的传递方向。下列叙述中，正确的是()A如果a表示抗原，b表示吞噬细胞和T细胞，c为B细胞，则该过程属于体液免疫B如果该图表
8、示反射弧，则其中的信息是以局部电流的形式传导的C如果该图表示细胞中遗传信息的表达过程，则d过程只发生在细胞核中D如果图中a为下丘脑，b为垂体，c为肾小管和集合管，则d和e为不同物质解析：如果a表示抗原，b表示吞噬细胞和T细胞，c为B细胞，则该过程属于体液免疫。如果该图表示反射弧，兴奋在一个神经元内部以局部电流的形式传导，而在两个神经元之间是以神经递质的形式传递的。如果该图表示细胞中遗传信息的表达过程，则d表示转录过程，该过程主要发生在细胞核中，此外在线粒体和叶绿体中也能进行转录过程。如果该图中的a为下丘脑、b为垂体、c为肾小管和集合管，则d和e都为抗利尿激素。答案：A(1)水盐的平衡是在神经调
9、节和体液调节共同作用下，主要通过肾脏来完成的，调节途径为：神经调节途径：下丘脑渗透压感受器大脑皮层产生渴觉主动饮水、补充水分。体液调节途径：下丘脑渗透压感受器垂体释放抗利尿激素肾小管和集合管重吸收水尿量减少。(2)引起水盐平衡调节的不是体内水的绝对含量的变化，而是渗透压的变化。引起机体抗利尿激素分泌的有效刺激是细胞外液渗透压的升高。如图分别代表不同的细胞，A表示物质。则下列符合该模型的是()A效应T细胞、被病原体侵染的细胞、A抗体B传出神经、传入神经、A神经递质C下丘脑神经分泌细胞、垂体细胞、A促甲状腺激素D甲状腺细胞、下丘脑神经分泌细胞、A甲状腺激素解析：抗体是由浆细胞合成分泌的，A错误；传
10、入神经通过神经递质作用于传出神经，B错误；下丘脑神经分泌细胞分泌的是促甲状腺激素释放激素，C错误；甲状腺细胞分泌的甲状腺激素可反馈作用于下丘脑神经分泌细胞，D正确。答案：D三、动物激素功能的实验研究方法1分析激素功能的研究思路采用某种方法处理实验动物出现相应的病理症状添加激素后实验动物恢复正常推测激素的生理作用。2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。3激素功能研究的举例(1)验证甲状腺激
11、素的功能。a饲喂法：b摘除法和注射法：(2)验证胰岛素的生理功能。注射法：(3)验证生长激素的功能。a切除法：切除小狗的垂体后，小狗的生长立即停滞。b注射法：对切除垂体的小狗每天注射适量的生长激素，可逐渐恢复生长。(4)验证性激素的功能。a割除法：公鸡和母鸡的生殖腺阉割后，会逐渐丧失各自的第二性征。b移植法：把公鸡睾丸移植到阉割过的母鸡身体，该母鸡就会逐渐地长出公鸡型的鸡冠和长的尾羽，并且具有公鸡好斗的特性。【典例3】根据下述材料，请完成下面的探究实验。某研究小组研究雄性家兔中睾酮(ST，一种雄激素)与生长激素(GH)的关系，得到的实验结果如下表。(切口不影响本实验)实验目的：研究ST与GH的
12、关系。项目A组B组ST浓度/(g/mL)MMGH浓度/(g/mL)NN实验假设：ST含量的增加能使GH的含量下降。实验材料：月龄、体重相同的健康雄性家兔12只，ST、GH测定试剂盒，手术器械用具等。实验步骤：(1)将家兔随机分为A、B两组，每组6只。依次测定和记录每只家兔血液中ST和GH的浓度。(2)对两组家兔进行处理：A组切除性腺，B组_。 (3)在相同的条件下饲养1个月后，依次测定和记录_。 分析讨论：要使实验更严谨，应做进一步处理：给A组家兔注射_，B组家兔注射_，然后测定和记录每只家兔血液中的GH浓度，求两组各自的平均值。 预测进一步实验处理后的结果：A组GH浓度_，B组GH浓度_。
13、根据预测结果，请举出能促进雄性幼年家兔体重增加的一种处理方法：_。 解析： 根据题目提供的资料和实验目的与假设，可知B组作为对照组，不切除性腺。为使实验更有说服力，可以给A组注射适量ST溶液，按照等量原则，B组应注射等量生理盐水。根据实验假设“ST含量的增加能使GH的含量下降”来推测，A组GH浓度会下降，B组GH浓度不变。GH浓度升高会增加体重，由此可以想到增加体重的方法是切除性腺。答案： (2)不切除性腺(不做处理)(3)每只家兔血液中ST和GH的浓度适量ST溶液等量生理盐水下降不变切除性腺(其他合理答案也可)实验成功关键点(1)动物分组的基本要求：选择性别、年龄、体重、生理状况相似的个体进
14、行平均分组，随机分组，且每组不能只有一只，原因是动物数量太少时偶然性大，而每组多只可以避免因个体差异造成的对实验结果的影响。(2)注意观测指标的确定，如胰岛素生理功能可以用昏迷和苏醒快慢检验，甲状腺激素生理功能可用耗氧量、代谢速率、温度变化或活动状况(兴奋性高低)等检验，但具体实验应具体分析。(3)在研究动物激素生理功能的实验设计中，要注意设计对照实验，控制变量个数，保证单一变量，排除干扰因素的影响，使实验结论更加科学。如进行注射实验时空白对照组应注射生理盐水(不可用蒸馏水)，进行饲喂实验时，空白对照组可添加蒸馏水。(4)要充分考虑相关激素的化学本质，选择不同的实验方法。能用饲喂法进行实验的常
15、见激素有甲状腺激素、性激素和醛固酮。它们的化学本质分别是氨基酸衍生物、脂质和脂质。不能用饲喂法进行实验的常见激素有胰岛素、胰高血糖素、所有促激素、生长激素等。这些激素的化学本质都是蛋白质(多肽)。为验证甲状腺激素具有促进个体发育的功能，某实验小组的同学将一正常幼年家兔的甲状腺摘除并缝合后进行观察。对照组应设为()A用一成年健康的家兔作相同的处理，在相同的环境中观察B用一相似的幼年家兔在去除垂体后作相同处理，在相同的环境中观察C用一相似的幼年家兔在去除下丘脑后作相同处理，在相同的环境中观察D用另一相似的幼年家兔作相同处理，外源补充甲状腺激素并在相同的环境中观察解析：题干中实验的目的是验证甲状腺激
16、素的作用，已经给出的一组是无甲状腺且不注射激素的，无法产生甲状腺激素，可作为无甲状腺激素的实验组，其对照组应为有甲状腺激素的，其余条件都要一样。答案：D实验技能提升4实验方案的完善实验方案的完善题型属于半开放试题，在解决这类试题时要充分获取题目中所给的信息，包括实验要求和实验用具，并注意模仿或借鉴题干中已给出的实验方法和步骤，在全面掌握实验整体思路和方法的基础上再去补充和完善实验。一、两种实验的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
17、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，故不存在假设问题二、完善实验方案的具体操作(1)联系实验原理、读懂实验目的，构思实验的整体思路。(2)结合对照实验的一般步骤(下图)，简化已给出的实验步骤、对比寻找缺陷。3补充实验步骤(1)当已给实验步骤有多个变量时，通过拆分法，减少实验变量，遵循单一变量原则，构建多组实验，模式如图：例如：要验证光合作用需要叶
18、绿体和光照两个条件，已给出的实验步骤为：“1号试管加入叶绿体的蔗糖悬浮液5mL，并给予光照处理”。那么，补充的实验步骤应为：“2号试管加入叶绿体的蔗糖悬浮液5mL，并遮光处理；3号试管加入蔗糖溶液5mL，并给予光照处理”。(2)当自变量到因变量的逻辑推理因中间环节被忽视而难以得出结论时，再加入某些因素处理进行设计，予以进一步确认实验结果的发生是自变量处理所致，模式如图：例如：要验证胰岛素具有降低血糖的作用，给出的实验是：A组小鼠注射适量的胰岛素溶液，B组小鼠注射等量的生理盐水；一段时间后，A组小鼠出现四肢无力、活动减少、甚至昏迷等症状，B组小鼠活动状况无变化。以上实验还难以说明胰岛素具有降低血
19、糖的作用，还应补充实验步骤：给出现症状的A组小鼠补充一定量的葡萄糖后，症状消失。这样才能进一步说明胰岛素是通过降低血糖导致了该症状的出现，实验才更有说服力。知识运用1萌发的大麦种子中存在着两种淀粉酶。淀粉酶和淀粉酶。淀粉酶耐热(70 处理活性不受影响，但在100 高温下失活)，淀粉酶不耐热(70 处理15分钟即变性失活)。现将发芽3天的大麦种子加蒸馏水研磨匀浆、离心取上清液得到淀粉酶提取液，以验证常温下淀粉酶的活性大于淀粉酶的活性(实验过程中测定淀粉的剩余量，具体过程不要求描述)。(1)酶催化作用机理是_。(2)简要写出：实验思路：将适量且等量的淀粉酶提取液均分为三组编号甲、乙、丙预期实验结果
20、：乙、丙试管淀粉剩余量的差值大于甲、乙试管淀粉剩余量的差值。实验结论：常温下淀粉酶的活性大于淀粉酶的活性。解析：(1)酶通过降低化学反应所需的活化能来促进化学反应速率。(2)根据实验目的“验证常温下淀粉酶的活性大于淀粉酶的活性”，以及应遵循的对照原则、科学性原则和单一变量原则，实验思路：将适量且等量的淀粉酶提取液均分为三组编号甲、乙、丙，甲组放在常温下作为对照组，可衡量总淀粉酶的活性，乙组放在70 恒温水浴锅中处理15分钟后取出(目的是使淀粉酶失活，即乙组中只有淀粉酶有活性)，丙组高温100 处理相同时间取出(丙组中两种酶都失活)，在常温条件下向三支试管中加入等量且足量的淀粉溶液；一段时间后测
21、定淀粉的剩余量，记录并比较甲、乙试管的差值与乙、丙试管的差值大小。甲、乙试管的不同与有无淀粉酶的活性有关，其差值大小反映淀粉酶的活性，乙、丙试管的不同与有无淀粉酶活性有关，其差值大小反映淀粉酶的活性。答案：(1)降低化学反应所需的活化能(2)甲组放在常温下，乙组放在70 恒温水浴锅中处理15分钟后取出，丙组高温100 处理相同时间取出；在常温条件下向三支试管中加入等量且足量的淀粉溶液；一段时间后测定淀粉的剩余量，记录并比较甲、乙试管的差值与乙、丙试管的差值大小。2为研究雄性家兔体内睾酮(ST，一种雄性激素)与生长激素(GH)含量的关系，某研究小组进行了以下实验(手术过程不影响结果)，请补充完成
22、方案并回答问题。研究课题：雄性家兔ST含量对GH含量的影响。实验假设：_。实验步骤：(1)将1月龄体重相同的健康雄性家兔分为甲、乙两组，每组6只。测定和记录每只家兔血液中_。(2)甲组兔切除性腺，乙组兔_。(3)在相同且适宜的条件下饲养1个月，测定和记录_。结果预测：测定时间ST浓度/(g/mL)GH浓度/(g/mL)甲组乙组甲组乙组前测m1m1n1n1后测m2m2n2n2分析讨论：(1)要使实验更严谨，在上述步骤之后，还应给甲组家兔注射_，乙组家兔注射_，然后测定和记录每只家兔血液中的GH浓度，并求各组的_。(2)与后测比，进一步实验处理后甲组GH浓度_，乙组GH浓度不变。(3)根据预测结果
23、，请举出能促进雄性幼年家兔体重增加的一种处理方法：_。解析：由实验数据可知该实验目的：探究ST与GH的含量的关系。实验步骤：(1)分组，测定和记录每只家兔血液中原有ST和GH的浓度。(2)对两组家兔的处理：甲组切除性腺，乙组为对照组即只手术不切除性腺。(3)在相同的条件下饲养1个月后，依次测定和记录每只家兔血液中ST和GH的浓度。分析讨论：(1)要使实验更严谨，可再给甲组家兔注射适量ST溶液，乙组家兔注射等量生理盐水，然后测定和记录每只家兔血液中的GH浓度，求两组的平均值。(2)由后测数据可得进一步实验处理后的结果：甲组GH浓度下降，乙组GH浓度不变。(3)由实验数据可得，促进雄性幼年家兔体重增加的一种处理方法：切除性腺(或阉割)。答案：实验假设：ST含量的增加能使GH含量下降实验步骤：(1)ST和GH的浓度(2)只手术不切除性腺(3)每只家兔血液中ST和GH的浓度分析讨论：(1)适量ST溶液等量生理盐水平均值(2)下降(3)切除性腺(或阉割)(其他合理答案也可)