動物激素調節備考策略

冀 丹 伍 密

(陜西省漢中市漢中中學)

動物激素調節是穩態與調節模塊的重難點,也是高考高頻考點,分析近五年全國卷生物試題可發現,動物激素調節常以實驗探究、人體健康、激素的作用機理、藥物研發等為情境,并以圖文結合形式呈現信息,綜合考查學生的獲取和解讀生物學信息的能力、實驗探究能力、知識遷移和解決實際問題的能力,并滲透關注身體健康、選擇健康生活方式等生命觀念。這類試題還常以長句問答形式考查學生的科學思維、對基本概念的理解和語言表達能力,充分體現了對學生學科核心素養的考查。通過研究高考試題,歸納動物激素的常見考點、總結高頻設問的答題模式,可幫助學生快速破題、準確解答,提高復習效率。

考點1 以動物激素的功能為載體考查實驗設計能力

1.1 考查方向

常以實驗為背景考查激素的生理功能、實驗原理、實驗思路設計、從新實驗情境中獲取信息并解決實際問題的能力。近五年各地高考生物試題考查熱點是血糖調節,其次是水鹽平衡調節、體溫調節,重點考查學生對基礎知識的理解應用和模型建構與分析的能力。

1.2 備考策略

回顧基礎知識,并以思維導圖形式梳理常見激素的分泌腺體、生理功能、激素調節的特點、化學本質、激素間的相互關系等(圖1、圖2),建立不同激素間的相互關系,理解下丘腦作為激素調節樞紐的功能;通過模型建構深入學習動物激素調節的過程,將抽象問題形象化,深入理解動物激素的作用原理;在生物科學史的故事分析中明晰探究動物激素功能的常見思路、方法、注意事項,從本質上理解激素的功能。

圖1 人體內主要激素及作用

圖2 動物激素基礎知識

(1)探究動物激素功能的實驗思路

處理實驗動物→出現相應的病理癥狀→補充相應激素或移入腺體→癥狀是否消失→推知某激素的生理功能。

(2)探究典型動物激素功能的實驗方法(圖3)

圖3

(3)注意事項

①飼喂法僅適用于一些小分子非蛋白或多肽類激素,如性激素、甲狀腺激素,蛋白質類激素會被實驗動物消化吸收,不能準確得出實驗結論。

②注射法可用于各種激素生理功能的研究,包括蛋白質類激素,如生長激素、胰島素等,對照實驗中,可注射等量生理鹽水。

③使用切除法和移植法,最好選取體型較大的動物如小狗作為實驗材料,這樣操作比較方便,同時,為排除手術創傷對動物的影響,需設置對照組:只手術但不切除腺體。

④在實驗中選取的實驗動物生長狀況要健康且相同,以保證實驗的準確性。

⑤在實驗設計中,要注意設計對照實驗,排除無關變量的影響,使實驗結論更加科學。

【例1】(2021·山東·23題節選)過度緊張、焦慮等刺激不僅會導致毛囊細胞數量減少引起脫發,也會導致黑色素細胞減少引起頭發變白。利用黑色小鼠進行研究得出的相關調節機制如圖4所示。

圖4

(2)研究發現,NE主要通過過程②影響MeSC,過程①作用很小。兩過程中,NE作用于MeSC效果不同的原因可能是___________、________________、__________________(答出3種原因即可)。

(3)已知長期束縛會引起小鼠過度緊張、焦慮。請設計實驗驗證上述調節機制中長期束縛及腎上腺對黑毛小鼠體毛的影響。

實驗思路:_______________。

實驗現象:_______________。

【解析】本題結合圖像考查動物生命活動調節的實驗設計,強化學生對動物激素相關知識的理解和應用,體現對實驗探究和科學思維核心素養的考查。同時,以過度焦慮和緊張情緒引起脫發、頭發變白的危害,引導學生要及時調整不良情緒,選擇積極樂觀的生活態度,滲透健康的生命觀念。

【參考答案】(2)兩過程NE的作用方式不同(或NE分別作為激素和神經遞質起作用) 兩過程NE的濃度不同 兩過程NE運輸到MeSC的時間不同(或其他合理答案如:MeSC上受體分布不同、兩過程NE的活性不同等。以上三個空的答案順序可顛倒)

(3)取生理狀況相同的黑毛小鼠若干只,隨機均分為A、B、C、D四組。A組不處理;B組切除腎上腺;C組束縛;D組切除腎上腺并束縛,其他條件相同且適宜。飼養一定時間后,觀察并記錄小鼠體毛數量(生長情況)和顏色的變化 A組小鼠的體毛無明顯變化;B組小鼠的體毛增多(生長旺盛)、不變白;C組小鼠脫毛且體毛變白;D組小鼠體毛增多(生長旺盛)、變白(注:上述處理中A組做假手術處理,E組做假手術并束縛也可)

考點2 以揭示生命活動的本質為契機滲透生命觀念

2.1 考查方向

健康話題是近年高考熱點,激素調節模塊常以激素失調癥、生命活動的本質等為情境,有意識引導學生提升健康意識、關注健康、自覺采納健康行為和生活方式,了解生活中常見疾病的特點、成因、治療和預防等。

2.2 備考策略

在復習過程中通過實例分析,用理論知識指導生活實踐,揭示生命活動不同表象的本質,探討糖尿病、甲亢、Graves病等疾病的特點、預防和治療,認識到激素調節對人體健康的重要性,了解藥物研制的一般思路,提升科學的使命和社會責任,同時認識激素在生產生活中的應用。

【例2】(2023·新課標卷·32題節選)人在運動時會發生一系列生理變化,機體可通過神經調節和體液調節維持內環境的穩態?；卮鹣铝袉栴}。

(2)劇烈運動時,機體耗氧量增加、葡萄糖氧化分解產生大量CO2,CO2進入血液使呼吸運動加快。CO2使呼吸運動加快的原因是__________________。

(3)運動時葡萄糖消耗加快,胰高血糖素等激素分泌增加,以維持血糖相對穩定。胰高血糖素在升高血糖濃度方面所起的作用是__________________。

(4)運動中出汗失水導致細胞外液滲透壓升高,垂體釋放的某種激素增加,促進腎小管、集合管對水的重吸收,該激素是________。若大量失水使細胞外液量減少以及血鈉含量降低時,可使醛固酮分泌增加。醛固酮的主要生理功能是__________________。

【解析】本題以劇烈運動為情境,引導學生調動已有生物學知識,揭示運動過程中CO2引起呼吸加快的機理和血糖調節、水鹽平衡調節過程中常見激素的作用,意在考查知識的遷移能力,也向我們展示生物學科的價值:生物知識來源于生活也服務于生活。

【參考答案】(2)體液中CO2增加刺激相關的感受器,通過神經系統引起呼吸運動加快

(3)促進肝糖原分解和非糖物質轉化為葡萄糖

(4)抗利尿激素 促進腎小管、集合管對鈉離子的重吸收

考點3 以激素調節圖示為載體考查信息獲取能力

3.1 考查方向

在信息時代,新的知識、技術不斷迭代,通過各種途徑快速提取有效信息,并解決實際問題,已成為新時代每個人的必備技能。高考服務于社會選才,也要順應社會發展的需要,在高考試題中通過真實生產生活情境、科研背景、傳統文化情境,結合圖像、表格等多種形式,考查學生信息提取、分析、處理能力以及解決實際問題的能力。

3.2 備考策略

對于文字呈現的冗雜信息,可用圖文轉換的方法,將信息簡單化、清晰化、邏輯化,快速理順各種陌生名詞之間的關系。對于實驗背景結合圖表呈現信息的題目,在教學中要注意強化數據圖像、表格的分析技巧。實驗圖、表的數據分析方法:確定變量→描述因變量隨自變量的變化趨勢→特殊值分析。對于激素作用機制圖像,要厘清各環節間的關系,明晰箭頭上“+” “-”的含義,并能用語言概述調節機制。

【例3】(2023·浙江1月·11題)胰高血糖素可激活肝細胞中的磷酸化酶,促進肝糖原分解成葡萄糖,提高血糖水平,機理如圖5所示。下列敘述正確的是

( )

圖5

A.胰高血糖素經主動運輸進入肝細胞才能發揮作用

B.饑餓時,肝細胞中有更多磷酸化酶b被活化

C.磷酸化酶a能為肝糖原水解提供活化能

D.胰島素可直接提高磷酸化酶a的活性

【解析】本題以胰高血糖素作用機理圖為載體,考查學生對圖像識別、處理、信息整合能力。由題意知:胰高血糖素與肝細胞膜上的胰高血糖素受體結合后,胞內磷酸化酶b被活化,促進肝糖原分解,葡萄糖通過膜上葡萄糖載體運輸到胞外,增加血糖濃度。

【答案】B

考點4 以激素的分級調節和反饋調節為載體深化穩態與平衡觀

4.1 考查方向

常以下丘腦—垂體—相關內分泌腺為例考查學生對分級、反饋調節模型中各組分的判斷;分析不同情況處理時,各級腺體分泌激素的含量變化;通過檢測各級腺體激素含量變化來判斷腺體損傷部位;激素在體內含量穩定的原因分析。

4.2 備考策略

以甲狀腺激素分泌的調節為例,構建分級調節和反饋調節機制的模型,深刻理解激素的調節機制及其相互作用,并在此基礎上分析甲亢的發病機理,理解激素含量穩定對機體穩態的重要意義,還可以從整體水平認識激素調節與機體代謝的相互影響,從而建立穩態與平衡觀。

【例4】(2021·遼寧·21題)甲狀腺激素(TH)作用于體內幾乎所有的細胞,能使靶細胞代謝速率加快,氧氣消耗量增加,產熱量增加。如圖6為TH分泌的調節途徑示意圖?；卮鹣铝袉栴}:

圖6

(1)寒冷環境中,機體冷覺感受器興奮,興奮在神經纖維上以________的形式傳導,進而引起下丘腦的________興奮,再經下丘腦—垂體—甲狀腺軸的分級調節作用,TH分泌增加。TH作用于某些靶細胞后,激活了線粒體膜上的相關蛋白質,導致有機物氧化分解釋放的能量無法轉化成ATP中的化學能。此時線粒體中發生的能量轉化是________。

(2)當血液中的TH濃度增高時,會________下丘腦和垂體的活動,使TH含量維持正常生理水平。該過程中,垂體分泌TSH可受到TRH和TH的調節,其結構基礎是垂體細胞有________。

(3)TH對垂體的反饋調節主要有兩種方式,一種是TH進入垂體細胞內,抑制TSH基因的表達,從而________;另一種方式是通過降低垂體細胞對TRH的敏感性,從而________TRH對垂體細胞的作用。

【解析】本題以寒冷中體溫調節為背景,考查學生對體溫調節模型的理解和對反饋調節實質的認識,重在考查學生理解、分析、判斷等科學思維能力。

【參考答案】(1)電信號 體溫調節中樞 化學能轉化成熱能 (2)抑制 TRH和TH的受體