動物激素調(diào)節(jié)備考策略

冀 丹 伍 密

(陜西省漢中市漢中中學)

動物激素調(diào)節(jié)是穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)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(fā)現(xiàn),動物激素調(diào)節(jié)常以實驗探究、人體健康、激素的作用機理、藥物研發(fā)等為情境,并以圖文結(jié)合形式呈現(xiàn)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(xiàn)了對學生學科核心素養(yǎng)的考查。通過研究高考試題,歸納動物激素的常見考點、總結(jié)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(diào)節(jié),其次是水鹽平衡調(diào)節(jié)、體溫調(diào)節(jié),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(diào)節(jié)的特點、化學本質(zhì)、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(diào)節(jié)樞紐的功能;通過模型建構深入學習動物激素調(diào)節(jié)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(zhì)上理解激素的功能。

圖1 人體內(nèi)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(xiàn)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(zhì)類激素會被實驗動物消化吸收,不能準確得出實驗結(jié)論。

②注射法可用于各種激素生理功能的研究,包括蛋白質(zhì)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(chuàng)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(jié)論更加科學。

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

圖4

(2)研究發(fā)現(xiàn),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(diào)節(jié)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(xiàn)象:_______________。

【解析】本題結(jié)合圖像考查動物生命活動調(diào)節(jié)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(xiàn)對實驗探究和科學思維核心素養(yǎng)的考查。同時,以過度焦慮和緊張情緒引起脫發(fā)、頭發(fā)變白的危害,引導學生要及時調(diào)整不良情緒,選擇積極樂觀的生活態(tài)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(jīng)遞質(zhì)起作用) 兩過程NE的濃度不同 兩過程NE運輸?shù)組eSC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(yǎng)一定時間后,觀察并記錄小鼠體毛數(shù)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(zhì)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(diào)節(jié)模塊常以激素失調(diào)癥、生命活動的本質(zhì)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(zhì),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(diào)節(jié)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(chǎn)生活中的應用。

【例2】(2023·新課標卷·32題節(jié)選)人在運動時會發(fā)生一系列生理變化,機體可通過神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)?；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(chǎn)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(wěn)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(diào)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(diào)節(jié)、水鹽平衡調(diào)節(jié)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(jīng)系統(tǒng)引起呼吸運動加快

(3)促進肝糖原分解和非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)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(fā)展的需要,在高考試題中通過真實生產(chǎn)生活情境、科研背景、傳統(tǒng)文化情境,結(jié)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(xiàn)的冗雜信息,可用圖文轉(zhuǎn)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(jié)合圖表呈現(xiàn)信息的題目,在教學中要注意強化數(shù)據(jù)圖像、表格的分析技巧。實驗圖、表的數(shù)據(jù)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(huán)節(jié)間的關系,明晰箭頭上“+” “-”的含義,并能用語言概述調(diào)節(jié)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(jīng)主動運輸進入肝細胞才能發(fā)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(jié)合后,胞內(nèi)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?shù)桨?增加血糖濃度。

【答案】B

考點4 以激素的分級調(diào)節(jié)和反饋調(diào)節(jié)為載體深化穩(wěn)態(tài)與平衡觀

4.1 考查方向

常以下丘腦—垂體—相關內(nèi)分泌腺為例考查學生對分級、反饋調(diào)節(jié)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(nèi)含量穩(wěn)定的原因分析。

4.2 備考策略

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

【例4】(2021·遼寧·21題)甲狀腺激素(TH)作用于體內(nèi)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(chǎn)熱量增加。如圖6為TH分泌的調(diào)節(jié)途徑示意圖?；卮鹣铝袉栴}:

圖6

(1)寒冷環(huán)境中,機體冷覺感受器興奮,興奮在神經(jīng)纖維上以________的形式傳導,進而引起下丘腦的________興奮,再經(jīng)下丘腦—垂體—甲狀腺軸的分級調(diào)節(jié)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(zhì),導致有機物氧化分解釋放的能量無法轉(zhuǎn)化成ATP中的化學能。此時線粒體中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)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(diào)節(jié),其結(jié)構基礎是垂體細胞有________。

(3)TH對垂體的反饋調(diào)節(jié)主要有兩種方式,一種是TH進入垂體細胞內(nèi),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(diào)節(jié)為背景,考查學生對體溫調(diào)節(jié)模型的理解和對反饋調(diào)節(jié)實質(zhì)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(diào)節(jié)中樞 化學能轉(zhuǎn)化成熱能 (2)抑制 TRH和TH的受體