补上一课5 动物激素生理功能的相关实验分析

构建调节模型，理清调节途径，把握实验处

理方法，掌握实验流程

重点题型1 动物生命活动调节模型及分析

【典例】 （2016·天津卷，8）哺乳动物的生殖活动与光照周期有着密切联系。下图表示了光暗信号通过视网膜→松果体途径对雄性动物生殖的。

（1）光暗信号调节的反射弧中，效应器是 ，图中去甲肾上腺素释放的过程中伴随着 信号到 信号的转变。

（2）褪黑素通过影响HPG轴发挥调节作用，该过程属于 调节，在HPG轴中，促性腺激素释放激素（GnRH）运输到 ，促使其分泌黄体生成素（LH，一种促激素）；LH随血液运输到睾丸，促使其增加雄激素的合成和分泌。 （3）若给正常雄性哺乳动物个体静脉注射一定剂量的LH，随后其血液中GnRH水平会 ，原因是_________________________________________。 [慧眼识图 获取信息]

答案 （1）松果体 电 化学 （2）体液（或激素） 垂体 （3）降低 LH促进雄激素的分泌，雄激素抑制下丘脑分泌GnRH

动物生命活动调节的类型（模型）及实例

（1）神经调节——仅涉及电信号及“递质”这种信号分子 途径：完全依赖“反射弧”

模型：

举例：膝跳反射、缩手反射等。

（2）体液调节——仅涉及“激素”、CO2、H＋等化学物质。仅由“体液”传送不涉及“电信号”转化

途径：化学物质通过体液传送调节靶细胞活动

模型：

实例：人进食后血糖升高，引起胰岛B细胞分泌胰岛素对血糖进行调节的过程。（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（CO2、H＋等化学物质）”两类信号分子——神经—体液调节 ①模型Ⅰ：

举例：血糖降低（升高），下丘脑通过有关神经使胰岛A细胞（B细胞）分泌胰高血糖素（胰岛素），使血糖升高（降低）。 ②模型Ⅱ：

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，性激素分泌增加，促使鸟类产卵。

1.（2019·四川雅安三诊）春天日照逐渐延长时，鸟类大多进入繁殖季节。调节鸟类繁殖活动的图解如下：

请回答：

（1）鸟类的繁殖活动是通过机体的 调节完成；激素调节的特点是 。

（2）鸟类接受日照延长的信息进入繁殖季节，体现了生态系统中信息传递有利于 。

（3）据图判断，若要验证B的生理作用，不能用去除性腺的鸟作为实验动物，其原因是 。有同学提出了以下设计思路，请完善。取发育状况一致的雌鸟均分为甲、乙、丙三组，甲组不破坏垂体，并注射一定量的生理盐水；乙组破坏垂体，并注射等量的生理盐水；丙组破坏垂体，并注射等量且适宜浓度的激素B。相同且适宜条件下饲养一段时间后测定 。

[审题指导] （1）据图分析，鸟类的繁殖有传入神经的参与，说明有神经调节；与性腺相关，说明有性激素的参与，说明有体液调节；激素调节具有微量、高效、作用于靶器官靶细胞等特点。（2）生态系统中信息传递有利于生物种群的繁衍，如鸟类接受日照延长的信息进入繁殖季节。（3）若去除了鸟的性腺，则失去了促性腺激素（B）作用的器官，无法验证该激素的生理作用，因此不能用去除性腺的鸟作为实验动物来验证B的生理作用。激素B是促性腺激素，可以促进性腺分泌性激素（C），因此根据实验设计过程，对实验组进行处理后，应该分别检测三组实验动物的激素C含量。

答案 （1）神经—体液 微量、高效、作用于靶器官靶细胞 （2）生物种群的繁衍 （3）若去掉性腺，激素B没有靶器官，无法验证该激素的生理作用 三组实验动物的激素C含量

2．瘦素是一种蛋白质类激素，可作用于下丘脑，调节人的食欲。如图是有关瘦素的神经—体液调节示意图。请据图分析回答：

（1）瘦素是在 （细胞器）上合成的；瘦素作用于靶细胞需要通过 运输才能完成。

（2）正常情况下，当人体内脂肪含量偏高时，瘦素释放量增加，引起图中②兴奋，进而使④大脑皮层产生饱腹感，从而减少饮食，这属于 调节。 （3）若要使用瘦素来治疗某些人的肥胖症，能否直接口服？请说明理由______________________________________________。

（4）瘦素与血糖调节也有一定的关系，图中a应该是 （填激素名称）。 （5）某些肥胖患者是由自身抗体攻击神经元细胞上的瘦素受体造成的，这种病在免疫学上称为 。

[审题指导] （1）根据题干信息，瘦素是蛋白质类物质，因此合成的场所是核糖体。瘦素是激素，激素通过体液进行运输。（2）瘦素是一种激素，因此其参与的调节方式属于体液调节；②为下丘脑，是神经中枢，下丘脑兴奋使大脑皮层产生饱腹感从而减少饮食，该调节过程属于神经调节。因此瘦素发挥作用的调节方式属于神经—体液调节。（3）据题干信息，瘦素为蛋白质类激素，口服会被消化道中的蛋白酶分解，因此不能直接口服。（4）分析题图，a激素作用的结果是糖原分解加强，因此a为胰高血糖素。（5）自身的抗体攻击自身细胞上的瘦素受体引起的疾病属于自身免疫病。

答案 （1）核糖体 体液 （2）神经—体液

（3）不能，因为瘦素是一种蛋白质类激素，口服时经消化道消化而失效 （4）胰高血糖素 （5）自身免疫病

动物生命活动调节的模型综述

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．若该图表示人体内水平衡的调节，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。

重点题型2 激素调节相关生理实验

【典例】 （经典高考题）胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了验证“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”①，请以小白鼠为实验对象设计实验步骤，预测和解释实验应出现的结果，并写出实验结论。 （一）实验材料和用具

正常实验小白鼠2只，生理盐水，用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液

②

，斐林试剂③，注射器，试管，烧杯等。

（二）实验步骤：

（实验提示：采用腹腔注射给药，给药剂量不作实验设计要求；给药1小时后，用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿液④）（三）实验结果的预测、解释和结论。 [审题指导]

信息①：此实验为验证性实验，预期结果和结论是确定的。

信息②：提供了两只小白鼠、两种溶液，从而确定应分两组进行，一组注射生理盐水，一组注射用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液。 信息③：斐林试剂用来检验还原糖，需要水浴加热。

信息④：联系血糖过高导致出现糖尿的知识，取尿液的目的是用斐林试剂来验证尿液中含有还原糖，从而判断血糖是否升高。 答案 （二）实验步骤：

（1）确定1只鼠为实验鼠，腹腔注射生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液；另一只鼠为对照鼠，腹腔注射等量的生理盐水。

（2）将两支试管分别编号为1号和2号，各加入等量的斐林试剂。

（3）给药1小时后，对两只小白鼠膀胱穿刺取尿液，取实验鼠尿液加入1号试管内，取等量的对照鼠尿液加入2号试管内。

（4）将两支试管摇匀后，水浴加热，待冷却后，观察两支试管溶液颜色的变化。 （三）实验结果的预测、解释和结论：

1号试管中出现砖红色沉淀，表明实验鼠尿液中有葡萄糖；2号试管中仍为蓝色溶液，表明对照鼠尿液中无葡萄糖。

实验结论：胰高血糖素具有升高血糖的生理作用，导致实验鼠血糖升高，超过一定数值而出现糖尿。

1.一般思路

2．激素功能的3种常用实验研究方法

3．动物激素调节生理实验案例 （1）针对小分子激素及其分泌器官 如甲状腺和甲状腺激素，性腺和性激素。 常用实验方法：切除法、饲喂法、注射法。 a．饲喂法

b．切除法和注射法

（2）针对大分子激素（非跨膜运输的激素）及其分泌器官， 如生长激素和垂体，胰岛素、胰高血糖素和胰岛（胰腺） ①常用实验方法是：切除法、注射法。 ②实例：探究胰岛素对血糖调节的影响

组别 实验组 对照组 A B

饥饿处理 的小鼠 实验动物 实验处理 连续注射一定量胰岛素 连续注射一定量胰岛素→出现低血糖症状→补充糖类 不注射胰岛素，定期补充糖类 小鼠生 活状况 观察指标 （1）根据激素的化学本质，选择不同的实验方法

下丘脑、垂体和胰岛分泌的激素多为肽类或蛋白质类，肽类、蛋白质类激素易被消化酶所分解，故一般采用注射法，不宜口服。雄激素、雌激素、孕激素等固醇类激素和甲状腺激素、肾上腺素等氨基酸衍生物类激素都可以口服，也可以注射。 （2）实验设计时要注意设置对照实验，控制变量个数，保证单一变量。 （3）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。

1.（2019·广东茂名联考）内环境中性激素的含量保持相对稳定主要与性激素的负反馈调节和分级调节有关。为探究垂体分泌的促性腺激素对下丘脑分泌促性腺激素释放激素是否存在负反馈调节，下列对实验组和对照组小白鼠的处理恰当的是（ ）

①注射适量的促性腺激素 ②进行手术并切除性腺 ③不手术 ④注射适量的生理盐水 ⑤进行手术不切除性腺 ⑥不注射 A．实验组：②①；对照组：④⑤ B．实验组：②①，对照组：②④ C．实验组：①③；对照组：⑥③ D．实验组：④⑤；对照组：①⑤

解析 根据实验目的“探究垂体分泌的促性腺激素对下丘脑分泌促性腺激素释放激素是否存在负反馈调节”分析，实验组和对照组小鼠是否注射促性腺激素为自变量，因变量是测定小鼠体内促性腺激素释放激素的含量，为了排除小鼠体内产生的性激素对下丘脑分泌促性腺激素释放激素的负反馈调节作用，所以实验组和对照组小鼠都应切除性腺，只是实验组小鼠要注射适量促性腺激素，对照组小鼠只注射等量的生理盐水；综上分析可知，实验组处理为②①，对照组处理为

②④，所以选B。 答案 B

2．（2019·重庆名校诊断）为研究甲状腺激素的功能，某同学进行了如下实验，请完善实验思路并回答问题： （1）实验思路：

①将若干只 的成年小鼠随机分成数量相等的甲、乙、丙三组； ②待小鼠安静后，测定甲、乙、丙三组每只小鼠的耗氧速率，分别计算甲、乙、丙三组小鼠的耗氧速率平均值；

③用灌胃器给甲组的每只小鼠灌喂适量的 ，给乙组的每只小鼠灌喂等量的蒸馏水，给丙组的每只小鼠灌喂等量的甲状腺抑制剂。 ④在适宜条件下饲养，每隔一段时间，重复步骤②。 ⑤对测得的数据进行统计分析。

（2）甲状腺激素的分泌受 （填器官名称）的分级调节。

（3）该实验为什么采用耗氧速率作为检测指标？________________________。 预测该实验的结果中 组小鼠的平均耗氧速率最高。

（4）寒冷环境下，在产热方面与甲状腺激素具有协同作用的激素是 。 解析 （1）实验设计时应选择年龄相同、发育状况相似、性别相同的健康成年小鼠。由乙组和丙组的灌喂试剂可知甲组应灌喂适量的甲状腺激素制剂。（2）甲状腺激素的分泌受下丘脑和垂体的分级调节。（3）甲状腺激素可以提高成年小鼠的代谢能力，而小鼠的代谢强度可以用耗氧速率来衡量，故甲组小鼠的平均耗氧速率最高。（4）在产热方面与甲状腺激素具有协同作用的激素是肾上腺素。 答案 （1）年龄相同、发育状况相似、性别相同、健康（合理即可） 甲状腺激素制剂

（2）下丘脑和垂体

（3）甲状腺激素能提高成年小鼠的代谢能力，小鼠的代谢强度可以用耗氧速率来衡量（合理即可） 甲 （4）肾上腺素