2021-2022高中生物3學(xué)案：第2章素能提升課（二） 下丘腦的功能及研究激素生理功能的常用方法

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE12-版權(quán)所有@高考資源網(wǎng)學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精［核心精要]一、下丘腦的功能下丘腦位于腦的腹面，大腦之后，既能傳導(dǎo)神經(jīng)沖動，又有分泌激素的功能。下丘腦的部分細(xì)胞稱為神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞,下丘腦是內(nèi)分泌系統(tǒng)的樞紐.(1)下丘腦具有分泌功能,并且是調(diào)節(jié)某些內(nèi)分泌腺的樞紐。下丘腦能分泌抗利尿激素和一些促激素釋放激素，后者作用于垂體，調(diào)節(jié)垂體分泌相應(yīng)的促激素，作用于相應(yīng)的內(nèi)分泌腺,調(diào)節(jié)相關(guān)激素的分泌，如圖所示。[注意說明]①哺乳動物體內(nèi)還有一些腺體和下丘腦的活動無關(guān)，如胸腺。②應(yīng)正確區(qū)分促激素釋放激素和促激素的分泌部位，促激素不會直接反饋調(diào)節(jié)下丘腦的活動。（2）下丘腦是神經(jīng)中樞.體溫調(diào)節(jié)中樞、血糖調(diào)節(jié)中樞、水鹽調(diào)節(jié)中樞等都在下丘腦。[注意說明］控制血糖含量升高的是下丘腦的某一區(qū)域，而控制血糖含量降低的是另一區(qū)域.(3)下丘腦有感受興奮和傳導(dǎo)興奮的功能。例如，當(dāng)細(xì)胞外液滲透壓升高時,下丘腦滲透壓感受器產(chǎn)生興奮,并將滲透壓感受器產(chǎn)生的興奮傳至大腦皮層，通過產(chǎn)生渴覺來直接調(diào)節(jié)水的攝入量,調(diào)節(jié)水平衡。二、研究激素生理功能的幾種常用方法1．研究激素生理作用的常用方法(1）切除法：切除動物的某種內(nèi)分泌腺，通過觀察該動物的異常反應(yīng)來驗證該腺體所分泌激素的功能。(2)移植法：將某種內(nèi)分泌腺從一種動物移植到無該腺體的另一同種動物體內(nèi)，觀察其生理變化，以驗證該腺體所分泌激素的功能。（3）注射法及飼喂法:通過注射或飼喂某種激素使受試動物發(fā)生異常生理變化，從而驗證某些激素的生理功能.（4）臨床觀察法：在臨床上觀察內(nèi)分泌腺分泌激素過多和不足的患者，研究相關(guān)激素的生理功能。2．幾種常見激素的常用處理方法及實驗設(shè)計激素名稱材料處理檢測指標(biāo)對照備注胰島素注射法昏迷等量的生理鹽水①注射胰島素使小動物昏迷后，再注射一定量的葡萄糖溶液使其蘇醒(進行二次對照)②胰島素和胰高血糖素只能注射不能口服胰高血糖素注射法直接測血糖含量或檢測尿液中是否有糖等量的生理鹽水甲狀腺激素注射或飼喂耗氧量多少或發(fā)育時間等量的生理鹽水或清水生長激素切除法或注射法生長停滯或恢復(fù)生長不切除或等量的生理鹽水性激素器官摘除法或移植法第二性征的消退和重現(xiàn)正常個體激素功能驗證的一般思路：某種方法處理實驗動物出現(xiàn)相應(yīng)的病理癥狀→添加某激素后恢復(fù)正?！浦鄳?yīng)激素的生理功能。3．實驗應(yīng)注意的問題（1)動物分組的基本要求：選擇性別、年齡、體重、生理狀況相似的動物，進行平均分組，且每組不能只有一只.（2)注意確定檢測指標(biāo),如研究甲狀腺激素的生理功能可用耗氧量、發(fā)育時間、代謝或活動狀況等作為檢測指標(biāo),具體實驗具體分析。(3）生理鹽水在對照實驗中的作用,不能用蒸餾水代替。(4)蛋白質(zhì)類激素只能注射，不能口服。（5)實驗設(shè)計中注意實驗動物的選擇和處理。例如，探究甲狀腺激素、性激素的實驗一般選幼小動物，而經(jīng)實驗變量處理后的觀察指標(biāo)是幼小動物的生長發(fā)育情況；觀察胰島素、胰高血糖素功能的實驗動物一般要先進行饑餓處理,而經(jīng)實驗變量處理后的觀察指標(biāo)是動物的生活狀況。[注意說明]高中階段接觸的激素中，下丘腦、垂體和胰島分泌的激素都是肽類或蛋白質(zhì)類。肽類、蛋白質(zhì)類激素易被胃腸道消化酶所分解，故一般采用注射法，不宜口服。雄性激素、雌性激素、孕激素等固醇類激素和甲狀腺激素、腎上腺素等氨基酸衍生物類激素都可以口服。eq\o(［對點訓(xùn)練］)1．如圖為人體內(nèi)體溫與水鹽平衡調(diào)節(jié)的示意圖，有關(guān)敘述不正確的是()A．當(dāng)受到寒冷刺激時，激素e的分泌減少，尿量增加B．c、d激素分泌增多,可促進骨骼肌與內(nèi)臟代謝活動增強，產(chǎn)熱量增加C．下丘腦能夠合成和釋放神經(jīng)遞質(zhì)和某些激素D．寒冷刺激下丘腦直接促進甲狀腺的活動來調(diào)節(jié)體溫D［當(dāng)受到寒冷刺激時，機體汗腺分泌減少，體內(nèi)水分的排出主要靠形成尿液排出，所以此時下丘腦分泌e抗利尿激素減少,增加尿液的形成和排出，尿量增加，A正確;c、d激素作為產(chǎn)熱的激素，其分泌增多，可促進骨骼肌與內(nèi)臟代謝活動增強，產(chǎn)熱量增加，B正確；下丘腦能夠合成和釋放神經(jīng)遞質(zhì)以及某些激素,如TRH和抗利尿激素等，C正確；寒冷刺激使下丘腦分泌促甲狀腺激素釋放激素作用于垂體，垂體分泌促甲狀腺激素，通過促進甲狀腺的活動來調(diào)節(jié)體溫，下丘腦不能直接促進甲狀腺激素的分泌來調(diào)節(jié)體溫，D錯誤。]2．某研究小組開展了胰島素及腎上腺素對家兔血糖含量影響的研究實驗,結(jié)果見下圖。下列關(guān)于該實驗的敘述，錯誤的是(）A．兩組家兔的生理狀況應(yīng)完全相同B．激素注射前幾小時，家兔需進行禁食處理C．注射用的胰島素和腎上腺素要用生理鹽水配制D．胰島素和腎上腺素表現(xiàn)為協(xié)同作用D[為了排除實驗中無關(guān)變量的影響，實驗前家兔需進行禁食處理，并且保證所選家兔的生理狀況完全相同。為了不影響家兔的滲透壓,激素需要用生理鹽水配制.由實驗結(jié)果可知,胰島素具有降血糖的作用，而腎上腺素具有升血糖的作用,兩者的生理作用剛好相反。］3．向小白鼠注射促甲狀腺激素（TSH)，會使下丘腦的促甲狀腺激素釋放激素（TRH）分泌減少.對此現(xiàn)象的解釋有兩種，觀點一：這是TSH直接對下丘腦進行反饋調(diào)節(jié)的結(jié)果；觀點二：這是TSH通過促進甲狀腺分泌甲狀腺激素，進而對下丘腦進行反饋調(diào)節(jié)的結(jié)果。兩種觀點孰是孰非?某學(xué)習(xí)小組進行了如下探究實驗：（一)實驗步驟：(1)將生理狀態(tài)相同的小白鼠分為A、B兩組,測定兩組動物血液中____________________的含量。（2）用手術(shù)器械將A組小白鼠的________(器官)切除，B組做相同的外傷手術(shù)，但不摘除此器官,這樣做的目的是_________________________________.(3)向A、B組小鼠注射__________________________________________。(4）在相同且適宜的環(huán)境條件下觀測。(二)實驗結(jié)果及結(jié)論：若__________________________,則支持觀點一；若__________________________,則支持觀點二.[解析］(一)(1）本題實驗的因變量是促甲狀腺激素釋放激素（TRH）含量的變化,因此要測定A、B兩組動物血液中促甲狀腺激素釋放激素（TRH）的含量。（2)要驗證這是不是TSH直接對下丘腦進行反饋調(diào)節(jié)的結(jié)果,需要切除實驗動物的甲狀腺，防止甲狀腺激素對實驗產(chǎn)生干擾，同時B組做相同的外傷手術(shù),但不摘除此器官，以排除外傷手術(shù)對實驗結(jié)果造成影響.(3）向A、B兩組小白鼠注射等量的適宜濃度的促甲狀腺激素(TSH）.（二)實驗結(jié)果及結(jié)論：若這是TSH直接對下丘腦進行反饋調(diào)節(jié)的結(jié)果，則A組小白鼠和B組小白鼠TRH減少的量相等；若這是TSH通過促進甲狀腺分泌甲狀腺激素，進而對下丘腦進行反饋調(diào)節(jié)的結(jié)果，則A組小白鼠TRH不減少(或增加），B組小白鼠TRH減少。[答案］(一)(1)促甲狀腺激素釋放激素(TRH)（2)甲狀腺排除外傷手術(shù)對實驗結(jié)果造成的影響（3)等量的適宜濃度的促甲狀腺激素(TSH)（二)A組小白鼠和B組小白鼠TRH減少的量相等A組小白鼠TRH不減少（或增加），B組小白鼠TRH減少4．哺乳動物的生殖活動與光照周期有著密切聯(lián)系。下圖表示了光暗信號通過視網(wǎng)膜—松果體途徑對雄性動物生殖的調(diào)控。據(jù)圖回答：（1)光暗信號調(diào)節(jié)的反射弧中,效應(yīng)器是________，圖中去甲腎上腺素釋放的過程中伴隨著________信號到________信號的轉(zhuǎn)變。(2)褪黑素通過影響HPG軸發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，該過程屬于________調(diào)節(jié).在HPG軸中,促性腺激素釋放激素(GnRH）運輸?shù)絖_______,促使其分泌黃體生成素(LH，一種促激素）；LH隨血液運輸?shù)讲G丸，促使其增加雄性激素的合成和分泌。(3)若給正常雄性哺乳動物個體靜脈注射一定劑量的LH，隨后其血液中GnRH水平會________,原因是_____________________________________.［解析］(1）據(jù)圖分析，光暗信號調(diào)節(jié)的反射弧中，傳出神經(jīng)作用于松果體,所以效應(yīng)器是松果體。圖中去甲腎上腺素是由神經(jīng)細(xì)胞分泌的神經(jīng)遞質(zhì)，促使其釋放的是從傳出神經(jīng)纖維傳來的電信號,釋放過程中變成化學(xué)信號，所以去甲腎上腺素的釋放過程中伴隨著電信號到化學(xué)信號的轉(zhuǎn)變.（2）褪黑素是由松果體分泌的激素,其調(diào)節(jié)過程屬于體液調(diào)節(jié)(或激素調(diào)節(jié)）。在HPG軸中，下丘腦分泌促性腺激素釋放激素作用于垂體，垂體釋放LH作用于睪丸，促進睪丸分泌雄性激素。（3)LH能夠促進睪丸分泌雄性激素，過量的雄性激素會反饋抑制下丘腦的活動，因此血液中由下丘腦分泌的促性腺激素釋放激素（GnRH）水平會降低。［答案］（1）松果體電化學(xué)(2)體液(或激素)垂體(3)降低LH促進雄性激素的分泌，雄性激素抑制下丘腦分泌GnRH5．為驗證甲狀腺激素和生長激素對動物生長調(diào)節(jié)的效應(yīng)具有協(xié)同作用,試以幼年狗生長情況作為觀測指標(biāo)，根據(jù)下列實驗材料和用具，設(shè)計簡單的實驗步驟，并加以分析。(1)材料和用具：性別相同、年齡、體重、生理狀況相似的幼年狗6只,分為甲、乙、丙三組(實驗中飼養(yǎng)條件都相同)。手術(shù)器械(手術(shù)具體步驟不作要求）：甲狀腺激素制劑、生長激素制劑、注射器、皮尺等。（2)實驗步驟及現(xiàn)象甲組：________________________________________________________.乙組:________________________________________________________。丙組：_______________________________________________________。(3)通過以上實驗結(jié)果可推知，當(dāng)體內(nèi)缺乏________時,將影響________正常地發(fā)揮作用，由此說明甲狀腺激素和生長激素對動物生長的調(diào)節(jié)具有協(xié)同作用。[解析］實驗應(yīng)根據(jù)實驗?zāi)康?、材料和用具來進行設(shè)