机体稳态及其调节机制专题高考备考研究

董玉梅 李杰

近年来无论是全国卷还是其他省份试卷来看，机体稳态及其调节机制相关试题屡见不鲜，是高考考查重点之一。分析原因可能有以下几个方面：一是稳态与人体健康密切相关，借此提倡健康生活方式;二是该类内容和生活实践联系紧密，为试题提供了良好的素材和情境;三是该类题目可以多形式（模型分析、实验探究等）深入考查学生的关键能力和生物学核心素养。鉴于此我们精心准备了相关题组，希望对大家高考备考提供一定的方向和帮助。

1. 机体稳态与神经调节。

【例1】Ca2+ 通道在神经调节和肌肉收缩过程中起重要作用。当兴奋传导至突触小体时，突触间隙中的Ca2+ 通过Ca2+通道内流，会引起神经递质的释放。

（1）突触前膜以___________方式释放神经递质到突触间隙，在与突触后膜的受体结合后，突触后膜对离子的通透性___________（选填“会”或“不会”）发生改变。

（2）已知细胞外钙离子对钠离子存在“膜屏障作用”（即钙离子在膜上形成屏障，使钠离子内流减少）。临床上血钙含量偏髙，会引起肌无力，原因是____________________。

（3）神经骨骼肌接头属于反射弧中___________的组成部分;研究发现，刺激大脑皮层的相关区域，也会引起腿部肌肉的收缩，此时接受刺激的是反射弧中的___________。

（4）“肉毒毒素美容”已成为时下流行的面部除皱方式。肉毒毒素是肉毒杆菌分泌的—种神经毒素，能特异地与突触前膜上Ca2+通道结合。分析其美容的原理_______________。

解析：本题关键要抓住题干中有用信息进行分析，如“当兴奋传导至突触小体时，突触间隙中的Ca2+通过Ca2+通道内流，会引起神经递质的释放、“膜屏障作用”（即钙离子在膜上形成屏障，使钠离子内流减少）、肉毒毒素是肉毒杆菌分泌的—种神经毒素，能特异地与突触前膜上Ca2+ 通道结合”等。

答案：（1）胞吐;会（2）血钙过高使钠离子内流减少，降低了神经细胞兴奋性（3）效应器;神经中枢（4）肉毒毒素阻止Ca2+内流，影响突触前膜释放神经递质，导致面部表情肌松弛。

【例2】体温调节中枢位于下丘脑。最新研究表明，下丘脑视前区（POA）和下丘脑背内侧（DMD）两个区域直接參与体温调节，两者分别富含热敏神经元和冷敏神经元，而且POA对DMD有显著抑制作用，如图1所示。

（1）图中编号①所示结构的功能是________。

（2）在炎热环境下，POA中热敏神经元兴奋。POA神经元的兴奋经自主神经调节散热，其效应包括________。

（3）图中编号③是连接两个神经元的结构，两者之间的信息分子是________。

（4）当兴奋传至肾上腺，后者分泌激素并作用于脂肪细胞上相应的________，由此促进的代谢过程有________（填图中编号）。

（5）进一步研究发现，POA神经元持续兴奋会产生“低体温症”，而DMD持续兴奋却不会产生“高体温症”，并且这一现象与环境温度无关。据图分析其原因________。

解析：题图分析：①表示感受器，②表示神经中枢脊髓的白质，③表示突触，④⑤⑥⑦⑧表示脂肪细胞中，甘油三酯、脂肪酸、葡萄糖的相互转化及氧化分解过程。其中POA和DMD是下丘脑中直接参与体温调节的两个区域，分别富含热敏神经元和冷敏神经元，而且POA对DMD有显著抑制作用。

答案：（1）感受刺激，产生兴奋（2）皮下毛细血管舒张，汗腺分泌增加等（3）神经递质/化学递质（4）受体;④⑥⑦（5）POA持续兴奋，会使散热增加，同时因其能抑制DMD即抑制产热，所以体温持续降低导致“低体温症”;DMD持续兴奋会增加产热，但DMD不能抑制POA，故产热增加使体温升高会导致POA兴奋，从而增加散热，使产热和散热达到新的平衡不会出现“高体温症”。

2. 机体稳态和体液调节。

【例3】细胞通讯通过细胞间或细胞内高度精确和高效地发送与接收信息而实现，是一种对环境作出综合反应的细胞行为。图2所示细胞通讯方式为人体内常见的1种信号分子及其信号传导方式，图3表示这种信号分子对靶细胞作用的方式。请据图回答相关问题。

（1）③表示的结构及化学本质分别是________________、_________________。

（2）若②表示的信息分子是抗利尿激素，则其靶细胞为_____________________，功能激活后，靶细胞的渗透压将会_______________。激素激活靶细胞后将会失活，与神经调节相比，激素调节的速度一般比神经调节的速度____________。

（3）如果图2过程表示的是胰岛素分子对机体的作用过程，如果胰岛素与③结合，则激酶激活的特殊功能有_______

____________________________________________________。

（4）人类的糖尿病有Ⅰ和Ⅱ两种主要类型，在Ⅰ型糖尿病患者的血液中可查出如胰岛细胞抗体等多种抗体，由此显示Ⅰ型糖尿病应属于______________ 病;Ⅱ型与靶细胞有关，试根据上述过程阐述Ⅱ型糖尿病的发病机理可能是_____________________________。

解析：分析题图：图2所示细胞通讯方式为人体内某种信号分子及其信号传导方式，其中①细胞产生的信号分子需要通过体液运输到细胞，应属于体液调节;图3表示这种信号分子对靶细胞作用的方式，其中②为信号分子，③为该信号分子的特异性受体。

答案：（1）受体;糖蛋白（2）肾小管和集合管细胞;下降;慢（3）促进糖原的合成、促进血糖的氧化分解、抑制非糖物质的转化（4）自身免疫;靶细胞受体无法正常识别相关的激素分子;靶细胞缺少胰岛素受体;靶细胞激酶活性下降或失活。

【例4】现有两只患有甲状腺功能减退的小鼠，某小组为确定其发病原因，对正常小鼠和这两只患病小鼠的促甲状腺激素释放激素（TRH）、促甲状腺激素（TSH）和甲状腺激素（TH）的量进行了测定，结果见表1，请回答下列问题。

（1）A小鼠患病的原因可能是______或______。为确定A小鼠患病的具体原因，需进一步实验，请写出大概的实验思路和预期结果：__________________。

（2）B小鼠患病的原因是垂体病变，则激素TRH的含量应为_______（填“偏高”、“正常”“偏低”）。

（3）试用负反馈调节理论分析，正常小鼠是调节体内的甲状腺含量维持在正常范围的机制是_____________。

（4）若摘除正常小鼠的垂体，甲状腺将萎缩，_______激素显著减少。如果给该小鼠注射垂体提取物，可以部分地恢复甲状腺的大小，说明垂体分泌的该激素的作用是________。

（5）若将正常小鼠的下丘脑分泌TRH的区域损毁，或向该小鼠的_________中注射微量的甲状腺激素后，血液中的TSH会明显_______。

解析：A小鼠的促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素含量很多，但甲状腺激素含量少，原因可能是缺碘或甲状腺发生病变;若要排除是由于缺碘引起，则向小鼠静脉注射适量的碘，然后测定甲状腺激素的含量，若甲状腺激素含量上升，则是由于缺碘引起，若甲状腺激素的含量基本不变，则是由于甲状腺病变引起。若垂体发生病变，则下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素量增多;甲状腺激素的分泌存在反馈调节。

答案：（1）缺碘;甲状腺病变;给A鼠静脉注射适量的碘，一段时间后检测大鼠血液中的TH的含量，若TH含量比注射碘前明显上升，说明A小鼠的病因是缺碘，若TH含量与注射碘前相比没有明显变化，说明A小鼠的病因是甲状腺病变（2）偏高（3）当血液中的甲状腺激素含量增加到一定程度时，又反过来抑制下丘脑和垂体分泌相关激素（TRH和TSH），进而使甲状腺激素的分泌减少，这样体内的甲状腺激素含量就不至于过高。（4）促甲状腺激素;促进甲状腺的生长发育（和甲状腺激素的分泌）（5）减少;垂体

3. 机体稳态与免疫调节。

【例5】树突状细胞（DC细胞）是具有强大专职呈递抗原能力的细胞，能摄取、处理及呈递抗原，启动T细胞介导的免疫反应。图4为DC细胞参與免疫的过程，请回答下列问题：

（1）DC细胞是由________________分化而成的，其根本原因是______________。

（2）DC细胞可通过________的方式将抗原摄入，其表面产生糖蛋白并特异性地与T细胞表面的____结合产生S1、S2信号分子，最终激发T细胞增殖分化成_________。这一系列过程体现了细胞膜的_____功能。

（3）T细胞发生免疫效应时，它产生的________可刺激B细胞增殖分化;效应T细胞能直接作用于被抗原入侵的靶细胞，发生________免疫。

（4）由图知，DC细胞在免疫调节中的具体功能是______

____________________________。

（5）免疫调节不仅积极应对外来抗原的入侵，同时也随时应对体内的异常细胞，这体现了免疫系统的_____________功能。

解析：造血干细胞可以分化成血细胞和免疫细胞。DC细胞是吞噬细胞，吞噬细胞最初是由造血干细胞分化，分化的根本原因是基因的选择性表达。抗原是大分子物质，以胞吞的形式将抗原摄入，由图可以看出，可以与表面的受体结合。T细胞可以增值分化成效应T细胞和记忆T细胞。能够体现细胞膜的控制物质进出与信息交流的功能。T细胞产生的淋巴因子可以刺激B细胞增殖分化，T细胞与靶细胞密切接触，属于细胞免疫。DC细胞在免疫调节中的具体功能是吞噬、处理并呈递抗原。对抗外来抗原的入侵是防卫功能，对体内异常细胞的处理属于监控和清除。

答案：（1）（骨髓）造血干细胞（只答“骨髓”不可） 基因的选择性表达（2）胞吞（特异性）;受体;效应T细胞和记忆T细胞;控制物质的进出与信息交流（3）淋巴因子;细胞（4）吞噬、处理并呈递抗原（5）防卫、监控、清除

【例6】2018年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现癌细胞免疫疗法的詹姆斯·艾利森和本庶佑。詹姆斯·艾利森在小鼠实验中发现，T细胞膜上的CTLA-4蛋白能阻止T细胞攻击癌细胞，因此，这个蛋白被称作“分子刹车”，使用CTLA-4抗体抑制CTLA-4蛋白后可以在一定程度上激活T细胞，使T细胞持续攻击癌细胞。回答下列问题。

（1）T细胞攻击癌细胞的过程，是癌细胞表面的抗原刺激T细胞增殖分化形成______，该细胞与癌细胞密切接触，使其裂解死亡。该过程属于特异性免疫反应中的______（体液或细胞）免疫过程。

（2）CTLA-4抗体的化学本质是______，可以由机体的______细胞产生。

（3）机体在对抗癌细胞时，由于CTLA-4的“刹车”作用，免疫细胞不能发挥最大的战斗力。若用药物解除CTLA-4的“刹车”作用，可让免疫细胞全力攻击癌细胞，但可能会引起机体患自身免疫病，其原因是______。

（4）有人认为免疫力低下是患癌的原因之一，请从免疫调节的功能解释该观点______。

解析：T细胞受到抗原刺激后会增殖分化形成效应T细胞，效应T细胞与癌细胞密切接触，使其裂解死亡，这体现了免疫系统的监控和清除功能。该过程属于特异性免疫反应中的细胞免疫过程。CTLA-4抗体的化学本质是蛋白质，可以由机体的浆细胞合成并分泌的。机体在对抗癌细胞时，由于CTLA-4的“刹车”作用，免疫细胞不能发挥最大的战斗力。用药物解除CTLA-4的“刹车”作用，可让免疫细胞全力攻击癌细胞，同时由于免疫细胞变得过度活跃，可能攻击正常的体细胞而使机体患自身免疫病。免疫系统具有防卫、监控和清除功能。监控并清除体内已经衰老或因其他因素而被破坏的细胞以及癌变的细胞，若免疫能力下降，则监控并清除癌细胞的能力下降，导致人体患癌，可认为癌症的发生是免疫能力下降引起。

答案：（1）效应T细胞;细胞（2）蛋白质;浆（3）由于免疫细胞变得过度活跃，可能攻击正常的体细胞而使机体患自身免疫病。（4）免疫系统具有防卫、监控和清除功能。能监控并清除体内已经衰老或因其他因素而被破坏的细胞以及癌变的细胞，若免疫能力下降，则监控并清除癌细胞的能力下降，导致人体患癌。

4. 机体稳态与神经-体液-免疫调节网络。

【例7】人体感染出现炎症时，神经、体液、免疫机能是相互协调的，请回答神经一体液一免疫调节的相关问题：

（1）炎症反应时，破损细胞释放组织胺等化学物质，引起邻近血管扩张并增加了血管的渗透性，使流向伤口的血液增多，组织胺引起邻近血管扩张等现象属于________调节。

（2）强烈的炎症反应中，白细胞释放的免疫活性物质经血液输送到脑，与细菌内毒素共同刺激体温调节中枢，导致体温上升，白细胞产生的免疫活性物质作用于神经细胞时发生的信号转换方式是__________________。

（3）若炎症部位是感染甲型H1N1流感病毒病人的咽部，该病毒在体液中被________细胞产生的_______清除。如果病毒已侵入细胞内，则需经历________免疫过程才能被清除。当同种抗原再次侵入人体后，浆细胞可由受到抗原刺激的_______________（填细胞名称）增殖分化产生。

（4）研究表明，由垂体分泌的促肾上腺皮质激素作用于肾上腺，使其分泌糖皮质激素。糖皮质激素可以作为免疫抑制剂，则该激素在器官移植时的作用是__________________。

解析：试题分析：人体内环境稳态的调节机制是神经-体液-免疫调节机制网络，回忆神经调节、体液调节、免疫调节的相关知识点和调节过程，根据提供的信息分析答题。根据题意分析，炎症反应时，破损细胞释放组织胺等化学物质，引起邻近血管扩张等，是化学物质引起的调节，属于体液调节。白细胞产生的免疫活性物质作用于神经细胞时，使得神经细胞的电位由外正内负变成外负内正，所以该过程中发生的信号转换方式是化学信号→为电信号。病毒属于抗原，在体液中可以被浆细胞分泌的抗体清除;而进入细胞后的病毒则依靠细胞免疫来清除。当同种抗原再次侵入人体后，记忆细胞可以迅速增殖分化形成大量的浆细胞，浆细胞产生大量的抗体来对付抗原。已知糖皮质激素可以作为免疫抑制剂，说明该激素在器官移植时可以降低免疫排斥反應。

答案：（1）体液（2）化学信号→为电信号（3）浆;抗体;细胞;B细胞和记忆细胞（4）降低免疫排斥反应

【例8】肾上腺是人体重要的内分泌器官，位于两侧肾脏的上方。如图5所示，腺体分肾上腺皮质和肾上腺髓质两部分，肾上腺与免疫调节和糖代谢关系密切，如图6所示。请回答下列问题：

（1）一些人长期精神忧郁，则容易引起感染和肿瘤。从图6可知，长期精神忧郁可使下丘脑受到剌激后释放的CRH（促肾上腺皮质激素释放激素）__________（增加、减少），促进垂体分泌ACTH（促肾上腺皮质激素），最终导致________增多，从而使免疫系统的功能降低。可见，____________调节网络对维持机体内环境的稳态有重要作用。

（2）糖皮质激素能限制骨髓和脂肪组织对葡萄糖的摄取和利用，与________（激素）对维持血糖平衡起到拮抗作用。为验证糖皮质激素的分泌存在负反馈调节，应注射________，然后测定血液中________（激素）的含量。

（3）肾上腺的髓质分泌肾上腺素，它的分泌活动受内脏神经的直接支配。在寒冷条件的剌激下，肾上腺素分泌增加，使_________加快，产热增加，该激素与___________（激素）对维持体温的稳定起协同作用。

解析：据图6分析，下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素（CRH），使得垂体分泌促肾上腺皮质激素（ACTH），促进肾上腺分泌糖皮质激素;糖皮质激素分泌增多会反过来抑制下丘脑和垂体的功能，这种调节方式称为反馈调节。细胞免疫由效应T细胞发挥效应以清除异物的作用，T细胞还能分泌淋巴因子，加强相关免疫细胞的作用来发挥免疫效应。

答案：（1）增加;糖皮质激素;神经-体液-免疫（2）胰岛素;糖皮质激素;CRT和ACTH（3）细胞代谢速率;甲状腺激素

责任编辑 李平安