动物激素调节备考策略

冀 丹 伍 密

(陕西省汉中市汉中中学)

动物激素调节是稳态与调节模块的重难点,也是高考高频考点,分析近五年全国卷生物试题可发现,动物激素调节常以实验探究、人体健康、激素的作用机理、药物研发等为情境,并以图文结合形式呈现信息,综合考查学生的获取和解读生物学信息的能力、实验探究能力、知识迁移和解决实际问题的能力,并渗透关注身体健康、选择健康生活方式等生命观念。这类试题还常以长句问答形式考查学生的科学思维、对基本概念的理解和语言表达能力,充分体现了对学生学科核心素养的考查。通过研究高考试题,归纳动物激素的常见考点、总结高频设问的答题模式,可帮助学生快速破题、准确解答,提高复习效率。

考点1 以动物激素的功能为载体考查实验设计能力

1.1 考查方向

常以实验为背景考查激素的生理功能、实验原理、实验思路设计、从新实验情境中获取信息并解决实际问题的能力。近五年各地高考生物试题考查热点是血糖调节,其次是水盐平衡调节、体温调节,重点考查学生对基础知识的理解应用和模型建构与分析的能力。

1.2 备考策略

回顾基础知识,并以思维导图形式梳理常见激素的分泌腺体、生理功能、激素调节的特点、化学本质、激素间的相互关系等(图1、图2),建立不同激素间的相互关系,理解下丘脑作为激素调节枢纽的功能;通过模型建构深入学习动物激素调节的过程,将抽象问题形象化,深入理解动物激素的作用原理;在生物科学史的故事分析中明晰探究动物激素功能的常见思路、方法、注意事项,从本质上理解激素的功能。

图1 人体内主要激素及作用

图2 动物激素基础知识

(1)探究动物激素功能的实验思路

处理实验动物→出现相应的病理症状→补充相应激素或移入腺体→症状是否消失→推知某激素的生理功能。

(2)探究典型动物激素功能的实验方法(图3)

图3

(3)注意事项

①饲喂法仅适用于一些小分子非蛋白或多肽类激素,如性激素、甲状腺激素,蛋白质类激素会被实验动物消化吸收,不能准确得出实验结论。

②注射法可用于各种激素生理功能的研究,包括蛋白质类激素,如生长激素、胰岛素等,对照实验中,可注射等量生理盐水。

③使用切除法和移植法,最好选取体型较大的动物如小狗作为实验材料,这样操作比较方便,同时,为排除手术创伤对动物的影响,需设置对照组:只手术但不切除腺体。

④在实验中选取的实验动物生长状况要健康且相同,以保证实验的准确性。

⑤在实验设计中,要注意设计对照实验,排除无关变量的影响,使实验结论更加科学。

【例1】(2021·山东·23题节选)过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发,也会导致黑色素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如图4所示。

图4

(2)研究发现,NE主要通过过程②影响MeSC,过程①作用很小。两过程中,NE作用于MeSC效果不同的原因可能是___________、________________、__________________(答出3种原因即可)。

(3)已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响。

实验思路:_______________。

实验现象:_______________。

【解析】本题结合图像考查动物生命活动调节的实验设计,强化学生对动物激素相关知识的理解和应用,体现对实验探究和科学思维核心素养的考查。同时,以过度焦虑和紧张情绪引起脱发、头发变白的危害,引导学生要及时调整不良情绪,选择积极乐观的生活态度,渗透健康的生命观念。

【参考答案】(2)两过程NE的作用方式不同(或NE分别作为激素和神经递质起作用) 两过程NE的浓度不同 两过程NE运输到MeSC的时间不同(或其他合理答案如:MeSC上受体分布不同、两过程NE的活性不同等。以上三个空的答案顺序可颠倒)

(3)取生理状况相同的黑毛小鼠若干只,随机均分为A、B、C、D四组。A组不处理;B组切除肾上腺;C组束缚;D组切除肾上腺并束缚,其他条件相同且适宜。饲养一定时间后,观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化 A组小鼠的体毛无明显变化;B组小鼠的体毛增多(生长旺盛)、不变白;C组小鼠脱毛且体毛变白;D组小鼠体毛增多(生长旺盛)、变白(注:上述处理中A组做假手术处理,E组做假手术并束缚也可)

考点2 以揭示生命活动的本质为契机渗透生命观念

2.1 考查方向

健康话题是近年高考热点,激素调节模块常以激素失调症、生命活动的本质等为情境,有意识引导学生提升健康意识、关注健康、自觉采纳健康行为和生活方式,了解生活中常见疾病的特点、成因、治疗和预防等。

2.2 备考策略

在复习过程中通过实例分析,用理论知识指导生活实践,揭示生命活动不同表象的本质,探讨糖尿病、甲亢、Graves病等疾病的特点、预防和治疗,认识到激素调节对人体健康的重要性,了解药物研制的一般思路,提升科学的使命和社会责任,同时认识激素在生产生活中的应用。

【例2】(2023·新课标卷·32题节选)人在运动时会发生一系列生理变化,机体可通过神经调节和体液调节维持内环境的稳态。回答下列问题。

(2)剧烈运动时,机体耗氧量增加、葡萄糖氧化分解产生大量CO2,CO2进入血液使呼吸运动加快。CO2使呼吸运动加快的原因是__________________。

(3)运动时葡萄糖消耗加快,胰高血糖素等激素分泌增加,以维持血糖相对稳定。胰高血糖素在升高血糖浓度方面所起的作用是__________________。

(4)运动中出汗失水导致细胞外液渗透压升高,垂体释放的某种激素增加,促进肾小管、集合管对水的重吸收,该激素是________。若大量失水使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,可使醛固酮分泌增加。醛固酮的主要生理功能是__________________。

【解析】本题以剧烈运动为情境,引导学生调动已有生物学知识,揭示运动过程中CO2引起呼吸加快的机理和血糖调节、水盐平衡调节过程中常见激素的作用,意在考查知识的迁移能力,也向我们展示生物学科的价值:生物知识来源于生活也服务于生活。

【参考答案】(2)体液中CO2增加刺激相关的感受器,通过神经系统引起呼吸运动加快

(3)促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖

(4)抗利尿激素 促进肾小管、集合管对钠离子的重吸收

考点3 以激素调节图示为载体考查信息获取能力

3.1 考查方向

在信息时代,新的知识、技术不断迭代,通过各种途径快速提取有效信息,并解决实际问题,已成为新时代每个人的必备技能。高考服务于社会选才,也要顺应社会发展的需要,在高考试题中通过真实生产生活情境、科研背景、传统文化情境,结合图像、表格等多种形式,考查学生信息提取、分析、处理能力以及解决实际问题的能力。

3.2 备考策略

对于文字呈现的冗杂信息,可用图文转换的方法,将信息简单化、清晰化、逻辑化,快速理顺各种陌生名词之间的关系。对于实验背景结合图表呈现信息的题目,在教学中要注意强化数据图像、表格的分析技巧。实验图、表的数据分析方法:确定变量→描述因变量随自变量的变化趋势→特殊值分析。对于激素作用机制图像,要厘清各环节间的关系,明晰箭头上“+” “-”的含义,并能用语言概述调节机制。

【例3】(2023·浙江1月·11题)胰高血糖素可激活肝细胞中的磷酸化酶,促进肝糖原分解成葡萄糖,提高血糖水平,机理如图5所示。下列叙述正确的是

( )

图5

A.胰高血糖素经主动运输进入肝细胞才能发挥作用

B.饥饿时,肝细胞中有更多磷酸化酶b被活化

C.磷酸化酶a能为肝糖原水解提供活化能

D.胰岛素可直接提高磷酸化酶a的活性

【解析】本题以胰高血糖素作用机理图为载体,考查学生对图像识别、处理、信息整合能力。由题意知:胰高血糖素与肝细胞膜上的胰高血糖素受体结合后,胞内磷酸化酶b被活化,促进肝糖原分解,葡萄糖通过膜上葡萄糖载体运输到胞外,增加血糖浓度。

【答案】B

考点4 以激素的分级调节和反馈调节为载体深化稳态与平衡观

4.1 考查方向

常以下丘脑—垂体—相关内分泌腺为例考查学生对分级、反馈调节模型中各组分的判断;分析不同情况处理时,各级腺体分泌激素的含量变化;通过检测各级腺体激素含量变化来判断腺体损伤部位;激素在体内含量稳定的原因分析。

4.2 备考策略

以甲状腺激素分泌的调节为例,构建分级调节和反馈调节机制的模型,深刻理解激素的调节机制及其相互作用,并在此基础上分析甲亢的发病机理,理解激素含量稳定对机体稳态的重要意义,还可以从整体水平认识激素调节与机体代谢的相互影响,从而建立稳态与平衡观。

【例4】(2021·辽宁·21题)甲状腺激素(TH)作用于体内几乎所有的细胞,能使靶细胞代谢速率加快,氧气消耗量增加,产热量增加。如图6为TH分泌的调节途径示意图。回答下列问题:

图6

(1)寒冷环境中,机体冷觉感受器兴奋,兴奋在神经纤维上以________的形式传导,进而引起下丘脑的________兴奋,再经下丘脑—垂体—甲状腺轴的分级调节作用,TH分泌增加。TH作用于某些靶细胞后,激活了线粒体膜上的相关蛋白质,导致有机物氧化分解释放的能量无法转化成ATP中的化学能。此时线粒体中发生的能量转化是________。

(2)当血液中的TH浓度增高时,会________下丘脑和垂体的活动,使TH含量维持正常生理水平。该过程中,垂体分泌TSH可受到TRH和TH的调节,其结构基础是垂体细胞有________。

(3)TH对垂体的反馈调节主要有两种方式,一种是TH进入垂体细胞内,抑制TSH基因的表达,从而________;另一种方式是通过降低垂体细胞对TRH的敏感性,从而________TRH对垂体细胞的作用。

【解析】本题以寒冷中体温调节为背景,考查学生对体温调节模型的理解和对反馈调节实质的认识,重在考查学生理解、分析、判断等科学思维能力。

【参考答案】(1)电信号 体温调节中枢 化学能转化成热能 (2)抑制 TRH和TH的受体