冲刺练习
 



  

人和动物生命活动的代谢和调节


考点分析

  本专题涉及动物代谢(物质代谢、能量代谢)和动物生命活动的调节(各动物激素的生理作用及相应的缺乏症、神经调节、体液调节、稳态、免疫等)。

  本专题采分点也特别多,其中呼吸作用,糖类、脂肪、蛋白质三大类营养物质的消化、吸收、代谢的全过程以及神经调节与体液调节、内环境与稳态、细胞免疫和体液免疫是常考的内容。本专题知识涉及相当多的初中知识,诸如呼吸、消化、循环、泌尿四大系统,激素调节、酵母菌、乳酸菌等。

  本专题知识内容在各类试卷中的权重很大,血糖的平衡及其调节,既是内环境稳态的重要内容,也与神经调节、激素调节、体温调节、糖类代谢、脂类代谢、蛋白质代谢密切有关,综合性较强,可形成学科内综合题,实验的完善与设计题等呈上升趋势。从上海、广东近年来的高考试卷中不难发现,对高等动物的神经调节,主要是神经冲动在神经纤维上的传导和神经元之间的传递过程及主要区别、神经调节与激素调节的关系等考查有所增加。本专题免疫与艾滋病的内容是生物学研究的热点,其中艾滋病是全世界关注的焦点之一,“9·11”后美国流行的“炭疽”恐慌与免疫有关。人体的稳态也是高考常考内容,复现率较高。所以本专题应给与足够的重视。

规律和方法

一、人和高等动物的新陈代谢

1、人体内三大营养物质代谢比较

糖类代谢

脂质(脂肪)代谢

蛋白质代谢

消化终产物

葡萄糖

甘油、脂肪酸

氨基酸

代谢终产物

CO2+H2O

CO2+H2O

CO2+H2O+尿素

体内储存
方式

肝糖元(储存于肝脏中)
肌糖元(储存于骨骼肌中)

脂肪(主要储存于皮下结缔组织、肠系膜等处)

不能储存

能源物质
地位

细胞的主要能源物质

主要储能物质

可作能源物质,但只有在糖类、脂肪供能严重不足时,才由蛋白质供能(如糖尿病患者)

代谢异常与人体健康的关系

(1)低血糖

①病因:长期饥饿;肝功能减退;胰岛素分泌过多

②治疗措施:吃含糖较多的食物;喝浓糖水;静脉注射葡萄糖。

(2)高血糖和糖尿病

①病因:胰岛B细胞受损、胰岛素分泌不足,增加血糖来源,抑制血糖去路

②治疗:饮食配合药物治疗(特效药物:注射胰岛素)

(1)肥胖

①病因:摄入供能物质多于消耗供能物质;遗传因素;内分泌失调

②治疗措施:控制饮食,加强锻炼;诊断治疗

(2)脂肪肝

①病因:脂肪来源太多;肝功能不好;磷脂合成减少

②防治:合理膳食,适当休息和活动;吃一些磷脂含量较多的食物

(1)营养全面→氨基酸种类齐全→人体健康

(2)食物过于单一(偏食)→缺乏必需氨基酸→蛋白质合成受阻→营养不良

三大物质代谢的联系

三大物质间转化的条件

①糖类可以大量转变成脂肪(前提是糖类供应充足),但脂肪不能大量转化成糖类

②所有氨基酸均可通过脱氨基产生不含氮部分进而转化为糖类,但糖类的代谢中间产物只能转化为“非必需氨基酸(12种)”不能转化为8种“必需氨基酸”

③所有氨基酸均可通过脱氨基产生非含氮部分并由其转化为脂肪,但脂肪在动物体内不转化为氨基酸(原因:在人和动物体内,脂肪不能为转化成氨基酸提供中间产物)

三大物质间的相互制约关系

在正常情况下,人和动物体所需要的能量主要是由糖类氧化分解供给的,只有当糖类代谢发生障碍,引起供能不足时,才由脂肪和蛋白质氧化分解供给能量,保证机体的能量需要。当糖类和脂肪的摄入量都不足时,体内蛋白质的分解就会增加。而当大量摄入糖类和脂肪时,体内蛋白质的分解就会减少。

2、血糖平衡及其调节

  (1)调节过程

  (2)相关激素关系

  ①胰岛素和胰高血糖素的拮抗作用使血糖维持相对稳定;

  ②肾上腺素与胰高血糖素协同作用使肝糖元分解;

  ③胰高血糖素促进胰岛素的分泌,胰岛素抑制胰高血糖素的分泌;

  (3)导致“尿中含糖”的几种病因辨析

  ①主要原因:胰岛B细胞受损,导致胰岛素分泌不足,从而使葡萄糖进入组织细胞及在细胞内的氧化和利用发生障碍。

  ②肾功能发生障碍引起:当肾功能异常,导致肾小管重吸收障碍时,可使许多该重吸收的物质不能被重吸收回血液,因而导致尿液中含葡萄糖分子,而此时血糖含量并不一定高。

  ③健康人偶而会出现尿中含糖:当健康人一次性食糖过多时,偶而也会出现多余的糖随尿排出情况,但都是暂时的。

3、“肝脏”在三大物质代谢中的特殊地位

具体作用

肝脏与

糖代谢

通过肝脏实现“肝糖元血糖”的相互转化,从而保障血糖平衡

人体的血糖浓度应维持在80~120mg/dL范围内,此血糖范围的维持,需多种激素的协同或者拮抗作用(如胰岛素与胰高血糖素拮抗、胰高血糖素与肾上腺素协同),而参与血糖调节的多种激素,其主要靶器官均为肝脏,即:

肝脏与

脂代谢

①分泌胆汁→促进脂肪消化(乳化脂肪是物理性消化)

②多余脂肪+磷脂脂蛋白→将多余脂肪运出(若肝脏功能不好或磷脂合成减少时,脂蛋白合成受阻,脂肪不能顺利从肝中运出,可导致脂肪肝)

③进行脂肪合成和分解的重要场所

④胆固醇生物合成的重要场所

肝脏与蛋白质代谢

①蛋白质(肝脏自身蛋白、血浆蛋白等)合成的重要器官

②氨基转换作用的重要器官(许多氨基转氨酶如谷丙转氨酶GPT,谷草转氨酶GOT,即存在于肝脏中,故可通过测定血清中转氨酶的数值作为诊断肝脏疾病的重要指标之一。(因为肝功能异常时,肝细胞通透性提高,转氨酶可透出进入血浆))

③肝脏与脱氨基作用及尿素的形成:

当细胞内氨基酸含量过多时,可发生脱氨基作用,从而生成含氮部分与不含氮部分,不含氮部分可在细胞内继续氧化分解为CO2和H2O或转化为糖和脂肪,含氮部分则在肝细胞中转化为尿素,从而解除NH3对人体的危害;同转氨基作用一样,脱氨基作用也主要在肝脏细胞中进行,而且所有细胞脱氨基作用生成的NH3均须在肝细胞中转化为尿素。因此,肝脏在脱氨基与尿素形成方面发挥着极其重要的作用。

二、人和高等动物生命活动的调节

1、体液调节的主要方式——激素调节

  (1)激素调节模式及特点

  ①激素调节模式

  激素的作用具有特异性。激素随血液分布到全身各处,与组织细胞有着广泛的接触,但激素只对那些识别该激素信息,并能对它发生反应的组织细胞,即“靶细胞”和“靶器官”才能产生作用。

  ②激素调节的特点

  微量和高效;通过体液运输;作用于靶器官、靶细胞;不提供能量,也不起催化作用,只是使靶细胞原有的生理活动发生变化;具有反应速度较慢、作用范围广泛、作用时间较长久的特点。

  (2)人体内几种重要内分泌腺及其分泌物与功能

激素名称

化学本质

靶器官

主要作用

下丘脑——惟一的既可产生神经兴奋又可分泌激素的器官

蛋白质

垂体

促进垂体分泌相应的促激素

抗利尿激素

肾小管、集合管

促进肾小管、集合管对水的重吸收、减少尿液,从而降低细胞外液渗透压

垂体

生长激素

蛋白质

全身各细胞

促进生长、主要促进蛋白质的合成和骨的生长

相应内分泌腺

调节该腺体的生长和发育;

调节该腺体的相应激素的分泌与合成

催乳素

主要是合成食物的器官,如乳腺及鸽的嗉囊等

促进合成食物的器官的发育和生理机能的完成,如泌乳等

甲状腺

甲状腺激素

氨基酸衍生物

全身各细胞

促进新陈代谢和生长发育、提高神经系统的兴奋性

胰岛

B细胞

胰岛素

蛋白质

全身各细胞,特别是肝脏、肌肉、脂肪等细胞

调节糖代谢、降低血糖浓度

A细胞

胰高血糖素

多肽

主要是肝脏

促进肝糖元分解和非糖物质的转化,升高血糖浓度

睾丸

雄性激素

固醇类

主要是生殖器官及第二性征相应结构

促进雄性器官的发育和精子的生成,激发并维持雄性的第二性征

卵巢

雌性激素

主要是生殖器官及第二性征相应结构

促进雌性器官的发育和卵细胞的生成,激发并维持雌性的第二性征和正常性周期

孕激素

子宫、乳腺

促进子宫内膜和乳腺的生长发育,为受精卵着床和泌乳准备条件

肾上腺(髓质)

肾上腺素

氨基酸

各细胞(特别是肝脏细胞)

促进肝糖元分解、参与糖代谢调节;

促进新陈代谢,增加产热,参与体温调节

2、兴奋的传导特点及机理辨析

  (1)兴奋在神经纤维上的传导——电传导,且双向传导

  (2)兴奋在细胞间的传递——突触传递

  ①突触的结构

  ②兴奋在突触处的传递:电信号→化学信号→电信号,只能单向传递

  (3)激素分泌的调节机制

  激素分泌的调节方式有神经调节、神经——体液调节以及反馈调节机制

三、人体内环境稳态与免疫

1、内环境及其稳态重要知识点

  (1)正确界定体液、细胞内液、内环境与外界环境

  ①体液和细胞内液

  人体内含大量的液体,这些液体统称体液,它可分为两大部分——存在于细胞内的细胞内液(约占2/3)和存在于细胞外的细胞外液(约占1/3)。

  ②细胞外液——内环境

  细胞外液主要包括血浆(血液的液体部分),组织液(组织细胞外的液体)及淋巴(存在于淋巴管中,其成分与组织液相似,它可回收组织液中少数蛋白质分子——组织液透过淋巴管即形成淋巴)。

  上述细胞外液即构成了人体细胞生活的液体环境——“内环境”,如图所示:

  ③外界环境

  人体生活的外界大环境为外界环境,人体内细胞生活的液体环境称为“内环境”。

  (2)内环境稳态的实质和意义

2、水盐平衡及其意义

(3)水盐平衡的意义

①排尿的意义

②Na、K平衡的意义

注:心率≠心律(前者着重于数据,后者着重于节律)

3、人的体温调节总机制及调节结果

调节结果:产热与散热过程保持动态平衡,即:产热散热

4、下丘脑在人体稳态中的重要作用

  下丘脑位于大脑皮层下,是一种既具传导兴奋功能,又具分泌功能的特殊结构,现分析如下:

(1)下丘脑的功能类别

(2)下丘脑与体温调节——体温调节中枢

①调节模式

 

②实验证据

结论:体温调节中枢位于下丘脑

(3)下丘脑与水盐平衡调节——渗透压调节中枢

   

(4)下丘脑与血糖平衡调节——血糖调节中枢

   

(5)下丘脑与激素调节——机体调节内分泌活动的枢纽

  下丘脑促激素释放激素垂体促激素相应内分泌腺相应激素

四、免疫

1、种类

  (1)非特异性免疫:生来就有,由人体的第一道防线(皮肤、黏膜)和第二道防线(体液中的杀菌物质、吞噬细胞)完成。

  (2)特异性免疫:出生后形成。

  抗原进入人体后,有的被体液中相应的抗体消灭即体液免疫;抗原一旦侵入宿主细胞,则被相应的免疫细胞消灭即细胞免疫。两者的共同方面:感应阶段是抗原处理、呈递和识别的阶段(大多数抗原物质在刺激B细胞形成抗体过程中,需T细胞的协助);反应阶段是B细胞、T细胞增殖分化,以及记忆细胞的形成阶段;效应阶段是效应T细胞、抗体和淋巴因子发挥免疫效应的阶段。记忆细胞的形成和作用是特异性免疫的核心,没有记忆细胞,特异性免疫就无从谈起。

  一般病原体是含有多种抗原决定簇的复合体,不同的抗原决定簇刺激不同的免疫活性细胞,因而常能形成细胞免疫和体液免疫。不同的病原体所产生的免疫反应常以一种为主,如,细菌外毒素,需有特异的抗毒素使之中和,故以体液免疫为主;结核杆菌等胞内寄生菌,由于抗体不能进入宿主细胞,需要通过细胞免疫的作用才能消灭这些病菌;在病毒感染中,往往是体液抗体阻止病毒的散播,而彻底消灭病毒却需细胞免疫。

2、免疫失调引起的疾病

  注意识记过敏反应的机理和特点、自身免疫病的发病原因和病例、免疫缺陷病类型、艾滋病的病原体和致病机理以及预防措施。

有效做法:

  因为本专题考点内容多、分数比例大、能力要求高、联系实际广,做好本专题试题。在各类考试中至关重要。本部分复习时,应注意下面几个方面:

1、务实基础

  综合能力的考查离不开基础知识。在二轮复习中,应静下心来把生物课本梳理一遍,找出与相关章节、相关学科、初中生理交叉的知识点,经过大脑的过滤、梳理,使相关的知识心中有数,不打无准备之仗。

2、将知识系统化、网络化

  对容易混淆的概念和知识,可通过对比,找出不同点或相同点,以便准确掌握有关内容,对一些相对比较多而且零散的知识,可以通过列表填空的方法,填写重要内容,加强记忆,最终使各知识点形成知识网络,从而使各知识点牢牢地刻在大脑的沟回里。

  例如:内分泌腺与外分泌腺、神经中枢与中枢神经、非特异性免疫与特异性免疫、抗原与抗体、T淋巴细胞与B淋巴细胞、B淋巴细胞与效应B细胞、感应阶段、反应阶段与效应阶段等。

  例如:对几种主要的动物激素的分泌部位、生理作用、化学成分、分泌异常症可以列表加以比较。

3、联系实际

  关注本章内容与现实生活和科学发展相联系的知识点,要透过现象看本质,弄清相关的生物学原理。

  在掌握了基础知识后,应善于运用其解释和解决生产生活中的实际问题,以加深对知识的理解和掌握。如:激素分泌失调与失调症等。尤其是动物激素的内容,记忆性的东西较多,如果和病症结合起来加以理解,就很容易掌握。再如我们可以通过现实生活中做器官移植手术的例子,知道即使手术成功了也要长期使用免疫抑制药物,来说明人体的免疫系统的作用。

4、重视实验

  要搞清实验,包括实验原理、材料器具、实验过程中可能遇到的情况、实验结果,还要注意与初中生理、理化等自然学科共用的实验器具、科学探究方法的联系,并学会独立设计相关实验。

  这部分许多内容中渗透了实验知识。如;狗的甲状腺摘除,鸡的生殖腺摘除及移植实验,甲状腺激素喂养蝌蚪等,这其中无不蕴含着科学的思想和方法,了解这些有利于对知识的理解和掌握,并且可以培养分析问题,解决问题的能力。

  近年来,高考一直坚持对考生进行实验能力,应用生物学知识解决实验问题的能力。试题题干素材来源广泛,情境新颖与社会生产、现实生活、现代科技联系紧密,而且表达形式大多为图、图解和表格,突出考查运用知识解决实际问题的能力,体现学以致用,理论联系实际的思想也符合生物学科的特点,能较好地考查学生的生物学素养。

5、进行必要的有针对的训练,把各种题型,特别是图表分析题、材料题、实验设计题要多练习,并找出其要点。通过训练活跃自己的思维,提高自身的水平,增强对综合考试的适应。

6、关注热点

  关注社会热点,关注生活,熟悉情景,在解题的时候就能较快地进入状态,找到答案。比如:基因治疗、胚胎干细胞研究、SARS、HIV、禽流感、转基因食品与安全、营养健康与食品安全、器官移植等等。

  总之,生物的复习策略是以夯实基础知识为前提,以构建网络、把握知识为主线,通过“构建网络、纵横联系、分析对比、概括特征、总结规律”的复习摸式和方法,使知识系统化、规律化和综合化。

典型例题

例题1、(2004 全国卷II.31.20分)胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了验证“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”,请以小白鼠为实验对象设计实验步骤,预测和解释实验应出现的结果,并写出实验结论。

  (一)实验材料和用具:

  正常实验小白鼠2只,生理盐水,用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液,班氏糖定性试剂,注射器,试管,烧杯等。

  (二)实验步骤:

  (实验提示:采用腹腔注射给药,给药剂量不作实验设计要求;给药1小时后,用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿液。)

  (三)实验结果的预测、解释和结论:

参考答案:

  (二)(1)确定1只鼠为实验鼠,腹腔注射胰高血糖素溶液;另一只鼠为对照鼠,腹腔注射等量生理盐水。

  (2)将两支试管分别编号为1号和2号,各加入等量的班氏糖定性试剂。

  (3)给药1小时后,对两只小白鼠采尿液,实验鼠尿液放入1号试管内,对照鼠尿液放入2号试管内。

  (4)将两支试管摇匀后,放入盛有开水的烧杯内加热煮沸,待冷却后,观察两支试管溶液颜色的变化。

  (三)1号试管中应该出现砖红沉淀,实验鼠尿液中有葡萄糖;2号试管中仍为蓝色溶液,表明对照鼠尿液中无葡萄糖。

  实验结论:实验鼠血糖升高,超过一定数值而出现糖尿,是胰高血糖素具有升高血糖的生理作用所引起的。

例题2、(2005全国卷I.30.21分)为了验证胰岛素具有降低血糖的作用,以小鼠活动状况为观察指标设计实验。某同学的实验方案如下:

  ①将正常小鼠随机分成A、B两组,观察并记录其活动状况。

  ②A组小鼠注射适量胰岛素溶液,B组注射等量生理盐水。一段时间后,A组小鼠会出现四肢无力,活动减少,甚至昏迷等低血糖症状,B组活动状况无变化。

  ③A组小鼠出现低血糖症状后,分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后,A组小鼠低血糖症状缓解,B组活动状况无变化。

  该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。

  请回答:

  (1)该实验原理是:_____________________。

  (2)分析小鼠注射胰岛素溶液后出现低血糖症状的原因:___________________。

  (3)胰岛素在血糖平衡调节中的作用是:___________________。

参考答案:

  (1)胰岛素具有降低血糖的作用。体内胰岛素含量过高时,引起血糖下降,机体出现活动减少,甚至昏迷等低血糖症状,此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。(7分)

  (2)注射胰岛素溶液后,血糖含量下降,小鼠组织细胞特别是脑组织细胞因血糖供应减少,导致能量供应不足而发生功能障碍,从而引起低血糖症状。(7分)

  (3)胰岛素可使组织细胞对血糖的利用增加,同时使血糖来源减少,从而使血糖含量减少。(7分)

例题3、(2007年广东卷·38)动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酸,能专一催化1 mol谷氨酸分解为1mol r-氨基丁酸和1 mol CO2。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后,在谷氨酸起始浓度为10mmol/L、最适温度、最适pH值的条件下,对该酶的催化反应过程进行研究,结果见图(1)和图(2)。

  请根据以上实验结果,回答下列问题:

  (1)在图(1)画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线(请用“1”标注)。

  (2)当一开始时,将混合物中谷氨酸脱羧酸的浓度增加50%或降低反应温度10℃,请在图(1)中分别画出理想条件下CO2浓度随时间变化的曲线(请用“2”标注酶浓度增加后的变化曲线,用“3”标注温度降低后的变化曲线),并分别说明原因。

  (3)重金属离子能与谷氨酸脱羧酸按比例牢固结合,不可解离,迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下,向反应混合物中加入一定量的重金属离子后,请在图(2)中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线(请用“4”标注),并说明其原因。

答案:

  (1)见曲线1(评分依据:每分解1 mmol谷氨酸则产生1 mmol CO2,根据CO2浓度变化曲线,可得到严格的谷氨酸浓度随时间变化曲线)。

  (2)当谷氨酸脱竣酶的浓度增加50%时,见曲线2,其原因:酶量增加50%,酶催化反应速率相应提高,反应完成所需时间减少。当温度降低10℃时,见曲线3,其原因:温度降低,酶催化反应速率下降,但酶并不失活,反应完成所需时间增加。

  (3)见曲线4(注:曲线4为一条不经过原点的平行直线,平移距离不限)。原因:一定量的重金属离子使一定量的酶失活,当加入的酶量使重金属离子完全与酶结合后,继续加入的酶开始表现酶活力,此时酶的催化反应速率与酶浓度变化的直线关系不变。

例题4、(2007上海卷.40)B.下图表示人体内糖类,脂肪和蛋白质部分代谢途径,图中A、B、C、D、E、F、G表示物质,①、②、③、④表示过程。

  (1)脂肪消化后的产物,大部分先被吸收到小肠绒毛内的______________。

  (2)物质E是______________,物质F是______________,物质G是_________。

  (3)在过程①、②、③、④中,释放能量最多的是_______,需要消耗能量的是______________,需要消耗氧气的是_____________________·

  (4)物质B从小肠肠腔中被小肠上皮细胞吸收,到进入组织细胞,至少需要经过_______层细胞膜。

  (5)在消化道中,淀粉变为物质B,需经过唾液淀粉酶、胰淀粉酶,肠淀粉酶和_______酶的催化分解。

  (6)肌糖原的功能是__________________________________________。

  (7)人体中氨基酸的主要来源途径有食物中蛋白质的消化分解、糖类等物质的转变和__________。

答案:B

  (1)毛细淋巴管

  (2)乳酸  尿素  糖类、脂肪

  (3)②  ④  ②

  (4)7

  (5)肠麦芽糖

  (6)作为能量的暂时储备,为肌肉活动提供能量

  (7)自身蛋白质的分解

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