2025年上学期高三生物激素调节网络图分析试题

2025年上学期高三生物激素调节网络图分析试题一、激素的种类、化学本质及作用（一）人体主要内分泌腺及分泌激素人体内分泌系统由多种内分泌腺和分散的内分泌细胞组成，各腺体分泌的激素在维持稳态中发挥重要作用。下丘脑作为内分泌枢纽，可分泌促甲状腺激素释放激素（TRH）、促性腺激素释放激素（GnRH）等多种调节激素，其中TRH能特异性作用于垂体，促进促甲状腺激素（TSH）的合成与分泌。垂体则通过分泌TSH调控甲状腺功能，同时分泌生长激素（GH）促进全身组织细胞的生长，尤其是骨细胞的增殖与分化。甲状腺分泌的甲状腺激素（含T3、T4）几乎作用于全身所有细胞，可提高细胞代谢速率，增加产热，并促进神经系统发育和提高兴奋性。胰岛是调节血糖平衡的关键内分泌结构，胰岛B细胞分泌的胰岛素能加速组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖，是唯一降低血糖的激素；胰岛A细胞分泌的胰高血糖素则通过促进肝糖原分解和非糖物质转化升高血糖，二者形成拮抗作用。肾上腺髓质分泌的肾上腺素与胰高血糖素具有协同升糖效应，同时能加快心率、增强心肌收缩力；肾上腺皮质分泌的醛固酮可促进肾小管对钠离子的重吸收和钾离子的排出，维持水盐平衡。性激素的分泌存在显著的性别差异：男性睾丸分泌睾酮，女性卵巢分泌雌激素和孕激素，二者均属于固醇类激素，可口服补充。性激素不仅促进生殖器官发育和生殖细胞形成，还能维持第二性征，对骨骼生长和代谢调节具有深远影响。（二）激素的化学本质与作用特点激素按化学本质可分为三类：蛋白质或多肽类（如胰岛素、生长激素）、氨基酸衍生物类（如甲状腺激素、肾上腺素）和固醇类（如性激素）。蛋白质类激素因易被消化道蛋白酶分解，只能通过注射给药；而氨基酸衍生物和固醇类激素可口服吸收。激素作用具有微量高效性，如每毫升血液中甲状腺激素含量仅为3×10⁻⁵～1.4×10⁻⁴mg，却能显著提高代谢速率。其靶细胞特异性由细胞膜或细胞内的受体决定，如下丘脑分泌的TRH仅作用于垂体细胞，因其细胞膜上存在特异性TRH受体。激素通过体液运输至全身各处，但仅对靶器官/细胞发挥作用，这一特点在网络图分析中表现为箭头指向的高度特异性。例如，胰岛素受体广泛分布于肝细胞、肌细胞和脂肪细胞，而促甲状腺激素受体仅存在于甲状腺滤泡上皮细胞。激素作为信息分子，并不直接参与代谢反应，而是通过与受体结合引发细胞内信号转导，如甲状腺激素进入细胞核后可调控相关基因的表达。二、激素调节的机制网络（一）分级调节与反馈调节系统下丘脑-垂体-靶腺轴构成典型的分级调节网络，以甲状腺激素分泌调节为例：当机体受到寒冷刺激时，下丘脑神经分泌细胞兴奋，释放TRH作用于垂体，促使其分泌TSH；TSH通过血液循环到达甲状腺，促进甲状腺激素合成与分泌。这种"下丘脑→垂体→靶腺"的分层调控模式，可通过多级放大效应实现对激素分泌的精细调节，确保少量下丘脑激素即可引发显著的生理效应。反馈调节是维持激素水平稳态的核心机制。当血液中甲状腺激素浓度过高时，会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动，减少TRH和TSH释放，这种负反馈调节使激素水平保持相对稳定。原发性甲亢患者因甲状腺功能亢进，血液中T3、T4水平升高，通过负反馈抑制导致TSH分泌减少；而甲状腺功能减退患者则表现为T3、T4降低，TSH代偿性升高。分级调节与反馈调节的协同作用，在网络图中呈现为"促进"与"抑制"的双向箭头，构成复杂的调控环路。（二）神经-体液调节的整合激素调节常与神经调节紧密配合，形成神经-体液调节通路。例如，血糖浓度变化可直接刺激胰岛细胞分泌激素，同时下丘脑血糖调节中枢能通过传出神经支配胰岛A/B细胞，在低血糖时促进胰高血糖素和肾上腺素分泌，这种双重调节机制使血糖稳态维持更加精准高效。渗透压调节过程中，下丘脑渗透压感受器感知血浆渗透压升高后，一方面通过神经调节产生渴觉，促使主动饮水；另一方面合成并由垂体释放抗利尿激素，促进肾小管和集合管对水分的重吸收，二者共同维持水平衡。在网络图中，此类调节表现为神经通路（虚线箭头）与体液通路（实线箭头）的交汇，体现神经系统与内分泌系统的协同整合。三、实验设计与分析（一）激素功能的验证实验验证胰岛素降血糖作用的经典实验设计如下：选取生长状况一致的健康小鼠，随机分为实验组和对照组。实验组小鼠注射适量胰岛素溶液，对照组注射等量生理盐水。观察发现实验组小鼠出现活动减少、昏迷等低血糖症状，立即注射葡萄糖溶液后症状缓解，证明胰岛素具有降低血糖的作用。该实验需注意排除无关变量干扰，如注射剂量需根据小鼠体重精确计算，且应在空腹状态下进行。探究甲状腺激素对蝌蚪发育的影响实验中，可设置三组处理：①普通饲料喂养（对照组）；②添加甲状腺激素的饲料喂养；③添加甲状腺抑制剂的饲料喂养。定期测量蝌蚪体长、后肢发育情况及变态时间，结果显示②组蝌蚪发育最快，提前完成变态，③组发育最慢，证明甲状腺激素能促进生长发育。实验关键在于控制甲状腺激素浓度，过高可能导致蝌蚪死亡。（二）激素调节机制的探究为验证下丘脑-垂体-甲状腺轴的分级调节，可进行垂体切除实验：将成年大鼠分为三组，A组假手术（仅切开皮肤），B组切除垂体，C组切除垂体后注射TSH。术后检测血液中甲状腺激素水平：B组甲状腺激素显著降低，C组可恢复至接近正常水平，表明垂体通过分泌TSH调控甲状腺功能。若进一步切除下丘脑，会导致TRH、TSH和甲状腺激素水平均下降，证实下丘脑的上游调控作用。胰岛素抵抗机制的研究常采用细胞培养模型：用高糖培养液长期培养脂肪细胞，检测胰岛素受体数量和磷酸化水平。结果显示，高糖环境下细胞表面胰岛素受体减少，受体磷酸化程度降低，导致胰岛素信号传导受阻，细胞对胰岛素敏感性下降。该模型可用于筛选改善胰岛素抵抗的药物，如某些植物提取物能增加受体表达或促进受体磷酸化。四、典型试题解析（一）网络图结构分析题例题1：下图为甲状腺激素分泌调节网络图，据图回答：（1）图中①②③分别代表的激素是________、、。（2）若给正常大鼠注射过量甲状腺激素，血液中①和②的含量会________，这属于________调节。（3）地方性甲状腺肿患者体内③含量________，②含量________，其发病原因是________。解析：（1）①为下丘脑分泌的TRH，②为垂体分泌的TSH，③为甲状腺激素。（2）注射过量甲状腺激素后，通过负反馈调节抑制下丘脑和垂体，导致①②含量下降。（3）地方性甲状腺肿因缺碘导致甲状腺激素合成不足（③降低），对垂体的抑制减弱，使②（TSH）分泌增加，刺激甲状腺代偿性增生肿大。（二）实验分析题例题2：某研究小组探究阿司匹林对胰岛素抵抗小鼠血糖的影响，实验分组如下：|组别|处理方式|血糖浓度（mmol/L）||------|----------|-------------------||甲|正常小鼠+生理盐水|5.2±0.3||乙|胰岛素抵抗小鼠+生理盐水|12.6±0.8||丙|胰岛素抵抗小鼠+阿司匹林|7.3±0.5||丁|胰岛素抵抗小鼠+胰岛素|6.8±0.4|（1）乙组与甲组对比，说明胰岛素抵抗小鼠存在________问题。（2）丙组与乙组对比，可得出的结论是________。（3）若增设"胰岛素抵抗小鼠+阿司匹林+胰岛素"组，预期血糖浓度会________（填"低于"或"高于"）丁组，理由是________。解析：（1）乙组血糖显著高于甲组，表明胰岛素抵抗小鼠无法有效降低血糖。（2）丙组血糖较乙组明显降低，说明阿司匹林能改善胰岛素抵抗，降低血糖。（3）低于；阿司匹林可能通过增加胰岛素受体敏感性，与胰岛素产生协同降血糖效应。（三）生理过程综合题例题3：下图为人体应激状态下血糖调节的部分网络示意图，请据图分析：（1）肾上腺髓质分泌肾上腺素的调节方式是________，该激素与胰高血糖素在升糖过程中表现为________作用。（2）血糖升高后，图中存在________条反馈调节途径，分别是________。（3）长期处于应激状态可能导致血糖持续升高，其原因是________。解析：（1）神经调节（交感神经支配）；协同。（2）2；①血糖升高→胰岛B细胞分泌胰岛素增加→抑制肝糖原分解；②血糖升高→下丘脑葡萄糖感受器兴奋→抑制交感神经→减少肾上腺素分泌。（3）长期应激使交感神经持续兴奋，肾上腺素分泌增加，同时糖皮质激素分泌增多，促进非糖物质转化为葡萄糖，导致血糖稳态失衡。五、激素失调与疾病（一）常见内分泌疾病生长激素分泌异常会导致两类疾病：幼年时期生长激素分泌不足引发侏儒症，患者身材矮小但智力正常；分泌过多则导致巨人症。成年后生长激素分泌过多会引发肢端肥大症，表现为手足粗大、鼻唇增厚等症状。甲状腺功能异常同样影响深远，甲亢患者因甲状腺激素分泌过多，出现代谢亢进、心动过速、体重减轻等症状；甲减患者则表现为怕冷、嗜睡、黏液性水肿。糖尿病是最常见的代谢性疾病，Ⅰ型糖尿病因胰岛B细胞受损导致胰岛素绝对缺乏，需终身注射胰岛素治疗；Ⅱ型糖尿病主要因胰岛素抵抗（靶细胞对胰岛素不敏感）和胰岛素分泌相对不足引起，早期可通过饮食控制、运动和口服降糖药改善。长期高血糖会引发微血管病变，导致视网膜、肾脏和神经损伤，这与高糖环境下蛋白质糖化、氧化应激增强密切相关。（二）激素在生产中的应用动物养殖中合理使用激素能提高生产效益，如给母畜注射促性腺激素可促进超数排卵，提高繁殖率；阉割家畜可减少性激素分泌，促进脂肪沉积，提高肉用品质。但滥用激素会引发食品安全问题，如残留性激素可能导致儿童性早熟。农业生产中，生长素类似物2,4-D可用于除草剂，赤霉素能促进水稻恶苗病植株疯长，而脱落酸可用于延长种子休眠期，调控种子萌发时间。激素替代疗法在临床医学中应用广泛，如甲状腺全切患者需终身服用左甲状腺素钠片，更年期女性补充雌激素可缓解潮热、骨质疏松等症状。但激素治疗需严格控制剂量，长期使用糖皮质激素可能引发向心性肥胖、血糖升高、免疫力下降等副作用，体现了激素作用的双重性。六、网络图分析的核心素养要求激素调节网络图分析需要综合运用结构与功能观、稳态与平衡观等生命观念。在解读复杂网络时，应首先识别核心调节轴（如下丘脑-垂体-甲状腺轴），明确各激素的来源和靶器官，再分析促进/抑制关系形成的反馈环路。例如，理解寒冷环境下甲状腺激素分泌增加的调节路径时，需从刺激（寒冷）→感受器（冷觉感受器）→神经中枢（下丘脑体温调节中枢）→效应器（下丘脑神经分泌细胞）→激素（TRH）→靶器官（垂体）→激素（TSH）→靶器官（甲状腺）→生理效应（产热增加）的完整链条进行逻辑推理。科学思维的培养体现在对实验数据的分析和模型构建中。例如，根据血糖浓度随时间变化曲线，判断胰岛素和胰高血糖素的分泌峰值出现时间及相互关系；通过构建甲状腺激素分泌调节的数学模型，预测不同干扰因素（如缺碘、垂体瘤）对激素水平的影响。批判性思维要求辩证看待激素应用的利弊，如类固醇兴奋剂能提高肌肉力量，但会抑制性腺功能，导致内分泌紊乱和心血管疾病风险增加。社会责任方面，需关注