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知識點15

內環境穩態與體溫、水鹽和血糖調節

1.(2014·海南高考·T12)關于人體內激素的敘述,錯誤的是()

A.腎上腺素的分泌活動不受神經的直接支配

B.胰島素的合成需要mRNA和核糖體的參與

C.腎小管上皮細胞是抗利尿激素的靶細胞之一

D.血糖調節中胰島素和胰高血糖素的作用相互拮抗

【解題指南】(1)關鍵知識:神經調節與體液調節的關系。

(2)隱含知識:分泌蛋白的合成。

【解析】選A。本題主要考查神經調節與體液調節的關系。A項中,腎上腺素的分泌活動受下丘腦發出的神經的支配,故A項錯。B項中,胰島素屬于蛋白質,合成需要mRNA和核糖體的參與,故B項正確。C項中,抗利尿激素作用于腎小管和集合管,完成對水的重吸收,所以腎小管上皮細胞是抗利尿激素的靶細胞之一,故C項正確。D項中,胰島素能促進細胞分解、利用和儲存葡萄糖,從而降低血糖水平;胰高血糖素能促進糖原分解,并促進一些非糖物質轉化為葡萄糖,從而使血糖水平升高,二者相互拮抗,共同維持血糖含量的穩定,故D項正確。

2.(2014·海南高考·T14)給正常家兔靜脈注射一定量的高滲葡萄糖溶液后,家兔體內發生一定變化,一段時間后恢復正常。注射后隨即發生的變化是()

A.紅細胞吸水增加

B.胰島素分泌降低

C.肝糖原的分解增加

D.血漿滲透壓迅速升高

【解題指南】(1)題干關鍵詞:“高滲葡萄糖溶液”“注射后隨即發生的變化”。

(2)隱含知識:內環境是細胞與外界進行物質交換的媒介。

【解析】選D。本題主要考查人體內環境穩態的相關知識。給正常家兔靜脈注射一定量的高滲葡萄糖溶液后,血漿滲透壓迅速升高,紅細胞吸水減少或失水,故A項錯、D項正確。由于血糖水平升高,胰島素分泌增加,促進糖類合成肝糖原和肌糖原,降低血糖水平,故B、C項錯。

3.(2014·江蘇高考·T9)下列關于人體內環境穩態與調節的敘述,錯誤的是

()

A.垂體分泌的促甲狀腺激素,通過體液定向運送到甲狀腺

B.人體遇冷時,甲狀腺激素和腎上腺素均可參與機體產熱調節

C.胰島素和胰高血糖素的分泌主要受血糖濃度的調節,也受神經調節

D.飲水不足會引起垂體釋放抗利尿激素,促進腎小管和集合管重吸收水

【解題指南】關鍵知識:內分泌腺產生的激素彌散到內環境中,通過體液運輸到靶器官或靶細胞。

【解析】選A。本題考查體溫調節、血糖調節和水鹽調節。垂體分泌的促甲狀腺激素,通過體液運送到全身各處,但是只與甲狀腺細胞表面的受體結合,從而定向作用于甲狀腺細胞,故A錯誤;人體在寒冷環境中的體溫調節既有神經調節,也有激素調節,可以通過甲狀腺激素和腎上腺素的作用促進細胞的新陳代謝,使物質氧化分解加速,產熱增多,故B正確;胰島素和胰高血糖素調節血糖含量,它們的分泌受血糖濃度的調節,也由下丘腦通過神經調節,故C正確;抗利尿激素由下丘腦合成、垂體釋放,促進腎小管和集合管重吸收水,使滲透壓下降,故D正確。

4.(2014·新課標全國卷Ⅰ·T3)內環境穩態是維持機體正常生命活動的必要條件,下列敘述錯誤的是()

A.內環境保持相對穩定有利于機體適應外界環境的變化

B.內環境穩態有利于新陳代謝過程中酶促反應的正常進行

C.維持內環境中Na+、K+濃度的相對穩定有利于維持神經細胞的正常興奮性

D.內環境中發生的丙酮酸氧化分解給細胞提供能量,有利于生命活動的進行

【解題指南】(1)題干關鍵詞:“內環境”“必要條件”。

(2)關鍵知識:內環境的概念和內環境穩態的意義。

【解析】選D。本題主要考查內環境穩態在維持機體正常生命活動中的意義。A項中,內環境保持相對穩定有利于機體適應外界環境的變化,為細胞提供一個相對穩定的生活環境,正確。B項中,內環境穩態可使細胞生活在溫度和pH等相對穩定的環境中,有利于新陳代謝過程中酶促反應的正常進行,正確。C項中,靜息電位的維持主要依賴于K+外流,動作電位的產生主要依賴于Na+內流,維持內環境中Na+、K+濃度的相對穩定,有利于維持神經細胞的正常興奮性,正確。D項中,丙酮酸的氧化分解發生在細胞內(丙酮酸的徹底氧化分解發生在線粒體中,不徹底氧化分解發生在細胞質基質中),而不是發生在內環境(細胞外液)中,D項錯誤。

5.(2014·北京高考·T2)在我國北方,游泳愛好者冬泳入水后,身體立即發生一系列生理反應,以維持體溫恒定。此時,機體不會發生的反應是()

A.興奮中樞神經系統,加強肌肉收縮

B.通過反射活動引起皮膚毛細血管收縮

C.通過神經調節減少汗腺分泌

D.抑制垂體活動導致甲狀腺激素分泌減少

【解題指南】(1)題干關鍵詞:“冬泳”“不會發生的反應”。

(2)關鍵知識:寒冷刺激使機體增加產熱的方式包括肌肉收縮、甲狀腺激素和腎上腺素分泌增多使代謝加快,減少散熱的方式包括毛細血管收縮、汗腺分泌減少。

【解析】選D。本題主要考查人體的體溫調節過程。寒冷刺激肌肉收縮,增加產熱,屬于非條件反射,下丘腦體溫調節中樞興奮;寒冷刺激引起皮膚毛細血管收縮,減少散熱,屬于非條件反射;汗腺的分泌活動受神經調節,寒冷刺激使汗腺分泌減少,以減少散熱;寒冷刺激下丘腦分泌的促甲狀腺激素釋放激素增多,促進垂體分泌促甲狀腺激素,導致甲狀腺激素分泌增多,故選D。

6.(2014·山東高考·T3)神經系統正常發育過程中神經細胞數量的調節機制如圖所示。下列說法正確的是()

A.細胞程序性死亡不利于神經系統正常發育

B.生存因子影響了神經細胞的基因表達

C.神經細胞與靶細胞間通過電信號傳遞信息

D.死亡細胞被吞噬細胞清除屬于細胞免疫

【解題指南】(1)圖示信息:靶細胞釋放生存因子,未得到足夠生存因子的神經細胞程序性死亡。

(2)隱含信息:細胞凋亡。

(3)關鍵知識:細胞凋亡由基因控制,影響細胞凋亡的實質就是影響凋亡基因的表達,特異性免疫的特點是有淋巴細胞的參與。

【解析】選B。本題考查細胞凋亡的原因與意義、特異性免疫與非特異性免疫的區別。細胞程序性死亡是一個正常的、生理性的過程,有利于個體的正常發育,故A項錯誤;據圖可知,當神經細胞未得到足夠的生存因子時,神經細胞程序性死亡,該過程的實質是基因選擇性表達,故B項正確;神經細胞與靶細胞間通過化學信號——神經遞質傳遞信息,故C項錯誤;死亡細胞被吞噬細胞清除屬于非特異性免疫,故D項錯誤。

7.(2014·新課標全國卷Ⅱ·T3)關于在正常情況下組織液生成與回流的敘述,錯誤的是()

A.生成與回流的組織液中氧氣的含量相等

B.組織液不斷生成與回流,并保持動態平衡

C.血漿中的有些物質經毛細血管動脈端進入組織液

D.組織液中的有些物質經毛細血管靜脈端進入血液

【解題指南】(1)題干關鍵詞:“正常情況下”“生成與回流”。

(2)關鍵知識:內環境(細胞外液)中血漿與組織液之間的聯系。

【解析】選A。本題主要考查內環境的組成、各成分間的物質交換。A項中,組織液與組織細胞之間發生物質交換,氧氣由組織液擴散進入組織細胞,回流的組織液中氧氣含量降低,錯誤。B項中,組織液與血漿之間不斷進行物質交流,并保持動態平衡,正確。C項中,血漿中的物質經毛細血管動脈端進入組織液,正確。D項中,組織液中的物質經毛細血管靜脈端回到血液,正確。

8.(2014·福建高考·T2)運動時汗腺分泌大量汗液,汗液初始的滲透壓與血漿相等,在流經汗腺導管排出體外過程中大部分Na+、Cl-被重吸收,而水很少被重吸收,下列敘述正確的是()

A.出汗可使血漿滲透壓降低

B.出汗不利于體溫維持穩定

C.汗腺導管重吸收Na+需消耗ATP

D.下丘腦滲透壓感受器興奮減弱

【解題指南】(1)隱含信息:出汗水分蒸發,帶走熱量,影響滲透壓和體溫穩定。

(2)思維流程:汗腺分泌汗液→Na+、Cl-被重吸收→血漿滲透壓升高→下丘腦滲透壓感受器興奮增強;汗腺分泌汗液→水分蒸發,帶走熱量→維持體溫穩定;導管重吸收Na+→主動運輸→需消耗ATP。

【解析】選C。本題考查水鹽平衡調節、體溫調節和物質運輸的知識。大量出汗時,水的丟失多于電解質(NaCl)的丟失(汗液是低滲溶液),所以一般來說,大量出汗導致血漿滲透壓升高,A項錯誤;在下丘腦有體溫調節中樞,當人的體溫高時,會加快血液循環、毛細血管擴張,產生汗液,這樣體溫就會下降,而當體溫低時,毛細血管會收縮,人體會通過骨骼肌戰栗產熱,毛孔閉合,防止散熱,故出汗有利于人體體溫維持穩定,B項錯誤;汗腺導管重吸收Na+的方式是主動運輸,需消耗ATP為其提供能量,C項正確;大量出汗后,失水多于失鹽,細胞外液滲透壓增大,刺激下丘腦的滲透壓感受器,一方面通過產生興奮并傳至大腦皮層,通過產生渴覺來直接調節水的攝入量,同時下丘腦合成并由垂體釋放的抗利尿激素增加,D項錯誤。

9.(2014·安徽高考·T30)胰島細胞的內分泌活動的協調有利于維持血糖平衡。

(1)支配胰島細胞的交感神經興奮時,其末梢釋放的去甲腎上腺素促進胰島A細胞的分泌,卻抑制胰島B細胞的分泌,原因是。

(2)胰島素可通過作用于下丘腦神經元抑制胰高血糖素的分泌,驗證此現象的實驗思路是:將大鼠隨機分成兩組,一組在其下丘腦神經元周圍施加適量的胰島素溶液,另一組施加　　　　　　,測定并比較施加試劑前后血液中胰高血糖素的濃度。為使實驗結果更明顯,實驗過程中應將血糖維持在比正常濃度

(填“稍高”或“稍低”)的水平。

(3)用高濃度的糖溶液飼喂一只動物后,每隔30

min檢測其血糖濃度,結果見下表。請在下面坐標圖上繪制血糖濃度變化的曲線圖,并根據血糖濃度變化在同一坐標圖上畫出胰島素濃度變化趨勢的曲線圖。

時間/min

0

120

150

血糖濃度/

mg·mL-1

0.75

1.25

1.10

0.90

0.75

0.75

(4)胰島B細胞含有與某病毒相似的　　　　　　,若人體感染該病毒,自身免疫系統在消滅病毒時可破壞胰島B細胞,引起Ⅰ型糖尿病,該病可通過注射胰島素治療。用基因工程技術生產胰島素的主要步驟:獲取胰島素A、B鏈基因,構建　　　　　　　　　　　,將其導入的大腸桿菌,篩選可穩定表達的菌株。

【解題指南】(1)隱含信息:驗證實驗的對照:實驗組施加適量的胰島素溶液,對照組一定是等量生理鹽水。

(2)關鍵知識:血糖的調節屬于神經—體液調節,有胰島素、胰高血糖素、腎上腺素的參與,其中主要是胰島素和胰高血糖素,兩者之間表現為拮抗作用。抗體直接作用于胰島B細胞,并破壞胰島B細胞,導致分泌的胰島素減少,使血糖濃度升高,引起Ⅰ型糖尿病。

【解析】本題主要考查血糖調節、自身免疫和基因工程的相關知識。

(1)交感神經興奮時,通過去甲腎上腺素作用于胰島B細胞上的受體,抑制胰島素的分泌。

(2)根據探究性實驗的操作原則之一——等量原則,且動物細胞要維持其正常的形態結構,故加入等體積的生理鹽水。為了突出實驗結果,應該在血糖濃度稍低時進行實驗。

(3)繪圖時要注意標注橫縱坐標的含義和相應的數值,血糖濃度的變化描點連線,再依據血糖濃度的變化繪出胰島素濃度的變化趨勢。

(4)由于胰島B細胞含有與某病毒相似的抗原,所以會被當作攻擊對象。由于基因表達載體要導入大腸桿菌細胞,用Ca2+處理細胞,得到容易導入的感受態大腸桿菌。

答案:(1)胰島A、B細胞與去甲腎上腺素結合的受體不同

(2)等體積生理鹽水　稍低

(3)如圖所示:

(4)抗原　含目的基因的表達載體　感受態

10.(9分)(2014·全國卷·T32)小腸的吸收是指食物消化后的產物、水和無機鹽等通過小腸上皮細胞進入血液和淋巴的過程。0.9%的NaCl溶液是與兔的體液滲透壓相等的生理鹽水。某同學將處于麻醉狀態下的兔的一段排空小腸結扎成甲、乙、丙、丁4個互不相通、長度相等的腸袋(血液循環正常),并進行實驗,實驗步驟和實驗結果如表。

實驗組別

實驗步驟

甲

乙

丙

丁

向腸袋內注入等量的溶液,使其充盈

0.7%

NaCl

mL

0.9%

NaCl

mL

1.1%

NaCl

mL

0.9%NaCl+

微量Na+載

體蛋白的抑

制劑共10

mL

維持正常體溫半小時后,測腸袋內NaCl溶液的量

mL

mL

mL

9.9

mL

請根據實驗結果回答問題:

(1)實驗開始時,水在腸腔和血液之間的移動方向是:甲組從;丙組從。在這一過程中水分子的運動方向是從溶液濃度

處流向溶液濃度　　　　　處。本實驗中水分子的這種移動過程稱為。

(2)比較乙和丁的實驗結果,可推測小腸在吸收Na+時,需要　　　　的參與。

【解題指南】(1)題干關鍵信息:“等量”“0.7%”“0.9%”“1.1%”“Na+載體蛋白的抑制劑”。

(2)隱含信息:血液的滲透壓=

0.9%的NaCl溶液的滲透壓。

【解析】本題考查探究滲透作用的原理。

(1)根據滲透原理,水分子由低濃度處向高濃度處擴散。由于血液的滲透壓與濃度為0.9%的NaCl溶液相等,因此實驗開始時甲組中的水從腸腔向血液移動,而丙組中的水從血液向腸腔移動。

(2)與乙不同的是丁組實驗加入了Na+載體蛋白的抑制劑,其結果是半小時內丁組中被吸收的NaCl溶液最少,說明Na+載體蛋白抑制劑影響了NaCl的吸收,則說明小腸吸收Na+時,需要Na+載體蛋白的參與。

答案:(1)腸腔進入血液　血液進入腸腔　低　高

滲透作用(其他合理答案也可)

(2)Na+載體蛋白

11.(2014·新課標全國卷Ⅰ·T31)已知5%葡萄糖溶液的滲透壓與動物血漿滲透壓基本相同。現給正常小鼠靜脈輸入一定量的該葡萄糖溶液,葡萄糖溶液的輸入對小鼠會有一定影響。

回答下列問題:

(1)輸入的葡萄糖進入細胞,經過氧化分解,其終產物中的氣體可進入細胞外液,并通過循環系統運輸到　　　　　　　系統被排出體外。若該氣體的排出出現障礙,則會引起細胞外液的pH。

(2)血漿中的葡萄糖不斷進入細胞被利用,細胞外液滲透壓　　　　　　,尿量　　　　　　　,從而使滲透壓恢復到原來的水平。

(3)當細胞外液滲透壓發生變化時,細胞內液的滲透壓(填“會”或“不會”)發生變化。

【解題指南】(1)題干關鍵詞:“滲透壓”“正常小鼠”“排出體外”。

(2)關鍵知識:影響血漿滲透壓平衡及細胞外液pH變化的因素。

【解析】本題主要考查內環境的理化性質(如滲透壓與pH)的相關知識。

(1)葡萄糖進入組織細胞參與氧化分解,徹底氧化分解產生的終產物為水和二氧化碳,二氧化碳通過自由擴散進入內環境,由循環系統運輸到呼吸系統排出體外,如果該過程受阻,則細胞外液中二氧化碳積累過多,會造成pH下降。

(2)血漿中葡萄糖進入組織細胞,則血漿中溶質微粒減少,血漿滲透壓下降,刺激下丘腦滲透壓感受器,使得垂體釋放的抗利尿激素減少,腎小管、集合管對水的重吸收減弱,尿量增多。

(3)細胞內液與細胞外液處于滲透平衡狀態,當細胞外液滲透壓發生變化時,會使細胞吸水或失水,導致細胞內液的滲透壓也發生改變。

答案:(1)呼吸　下降(2)降低　增加(3)會

12.(2014·山東高考·T25)研究者將空腹的大鼠置于冷水中,探究冷水刺激對大鼠生理功能的影響。

(1)冷水刺激引起實驗大鼠皮膚　　　　　　　產生興奮,興奮沿傳入神經到達神經中樞,經神經中樞處理,使傳出神經末梢釋放　　　　　　　,引起皮膚血管　　　　　　,減少皮膚散熱量;同時引起(填激素名稱)分泌增加,細胞代謝加快,產熱量增加,以維持體溫穩定。

(2)冷水刺激產生的興奮還可以通過神經中樞作用于胰島,引起　　　　　　分泌增加,該激素促進　　　　　　　　分解,血糖水平升高,以對抗冷水刺激。

(3)冷水刺激引起胃黏膜內的HC減少,從而對H+緩沖作用減弱,會使胃黏膜組織液的降低,可引起胃黏膜損傷。

(4)胃黏膜可抵御致病微生物對機體的侵害,在機體(填“特異性”或“非特異性”)免疫中發揮重要作用。

【解題指南】(1)關鍵知識:①體溫調節的神經調節過程中反射弧各部分名稱及變化;

②胰高血糖素可以升高血糖濃度;

③皮膚、黏膜及其分泌物屬于非特異性免疫的第一道防線。

(2)隱含信息:冷水刺激引起胃黏膜組織液內H+濃度升高。

【解析】本題考查體溫調節、血糖調節的相關知識和特異性免疫與非特異性免疫的區別。

(1)皮膚中的冷覺感受器接受冷水刺激后,通過神經調節使傳出神經末梢釋放神經遞質,引起皮膚血管收縮;同時甲狀腺激素和腎上腺素分泌增加,加快產熱。

(2)胰島中分泌的引起血糖升高的激素是胰高血糖素,其作用是促進肝糖原(元)分解。

(3)HC可中和H+,HC減少后,H+增多,使胃黏膜組織液的pH降低。

(4)胃黏膜屬于人體的第一道防線,在非特異性免疫中發揮重要作用。

答案:(1)(冷覺)感受器　神經遞質　收縮　甲狀腺激素(和腎上腺素)

(2)胰高血糖素　肝糖原(元)(3)pH(或酸堿度)(4)非特異性

13.(2014·海南高考·T27)根據內環境及其穩態的知識,回答下列問題:

(1)某奶牛場為提高產奶量,給奶牛飼喂了大量的某種精飼料后,奶牛瘤胃發酵產酸過多,引起機體血液pH低于正常值,且難以恢復到正常水平。產酸過多使pH難以恢復的原因是:。pH低于正常值會引起酸中毒,為了避免這一問題,可以在飼料中添加起

作用的物質,以利于奶牛內環境的pH維持在正常水平。機體的內環境是指　　　　　　　　　　　　　　　　,主要包括血漿、、。

(2)環境的劇烈變化或驚嚇會導致奶牛機體內某些激素水平的變化,從而使產奶量下降,在這個過程中機體的調節方式包括　　　　　　調節。

【解題指南】(1)關鍵知識:內環境穩態及生理意義、神經調節和激素調節。

(2)隱含知識:內環境的理化性質(滲透壓、酸堿度和溫度)。

【解析】本題主要考查內環境的成分組成及理化性質的相關知識。

(1)pH過低,導致相關酶的空間結構遭到破壞,使酶失去活性,為了除掉過多的酸性物質,可以在飼料中加入堿性物質,與酸性物質發生中和反應,維持pH的穩定性。內環境是由細胞外液構成的液體環境,主要包括血漿、組織液和淋巴。

(2)受到驚嚇時,腎上腺素分泌增多,該過程是神經調節;同時腎上腺素發揮作用調節生命活動又屬于激素調節。

答案:(1)pH過低,導致相關酶的空間結構遭到破壞,使酶失活　中和　由細胞外液構成的液體環境　組織液　淋巴

(2)神經調節和激素

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