考点22 下丘脑参与下的血糖、体温、水盐的调节机制
依纲联想
1．有关血糖平衡调节的6个核心点
(1)血糖调节中既有神经调节，也有体液调节。
(2)引起胰岛素分泌的因素有血糖含量升高、有关神经兴奋及胰高血糖素分泌增加。
(3)调节血糖的激素有多种，但降血糖激素只有一种——胰岛素；胰高血糖素和肾上腺素均为升血糖激素。
(4)参与血糖调节的器官有多种，如肝、肾、胰、肠等。
(5)肌糖原只为骨骼肌提供能量物质，不补充血糖。
(6)并非所有的糖尿病患者体都缺乏胰岛素，如Ⅱ型糖尿病是机体对胰岛素的敏感性下降(可能与细胞膜上的胰岛素受体受损有关)，其血液中胰岛素浓度并没有下降。
2．有关体温调节5个核心点
(1)寒冷条件下体温调节是以神经调节为主的神经—体液调节，而炎热环境下主要是神经调节。
(2)寒冷环境下，甲状腺激素分泌增多是神经—体液调节模式，而肾上腺素分泌增多则是神经调节模式。
(3)体温调节感受的刺激是温度的变化，冷觉与温觉形成的部位是大脑皮层，而体温调节的中枢是下丘脑。
(4)持续发烧时，并非产热大于散热，而仍然是产热等于散热。
(5)寒战使骨骼肌不自主战栗，起鸡皮疙瘩使立毛肌收缩，二者都是增加产热的途径。
3．有关水盐平衡调节4个核心点
(1)水盐平衡的感受器为下丘脑渗透压感受器，调节中枢是下丘脑，渴觉中枢是大脑皮层。
(2)抗利尿激素分泌部位：下丘脑神经分泌细胞；释放部位：垂体后叶；作用部位：肾小管和集合管；作用：促进对水的重吸收；结果：降低细胞外液渗透压。
(3)水盐的平衡是在神经调节和体液调节共同作用下，主要通过肾脏来完成的，调节途径为： ①神经调节途径：下丘脑渗透压感受器→大脑皮层→产生渴感→主动饮水、补充水分。
②体液调节途径：下丘脑渗透压感受器→垂体――→释放抗利尿激素―→肾小管和集合管重吸收
水→尿量减少。
(4)引起水盐平衡调节的不是体水的绝对含量的变化，而是渗透压的变化。
引起机体抗利尿激素分泌的有效刺激是细胞外液渗透压的升高。
1．填充下列关于血糖调节的叙述
(1)(2013·新课标Ⅱ，30节选)空腹时，血糖的来源是____________________________________。
(2)(2012·，24节选)血糖浓度升高时，葡萄糖进入肝细胞后可合成________，多余的葡萄糖还可以转化成________以储存能量。
(3)(2013·新课标Ⅰ，30节选)健康人进餐后，血糖浓度有小幅度的增加，然后恢复到餐前水平。
在此过程中，血液中胰岛素浓度的相应变化是____________。
(4)(2010·，31改编)某正常人体在某次运动前后血糖浓度的变化如图所示，bc 段血糖浓度下降的直接原因是____________________________，cd 段血糖浓度升高主要是由于血液中肾上腺素和____________的明显增加引起的。
(5)(2014·，25节选)冷水刺激产生的兴奋还可以通过神经中枢作用于胰岛，引起____________分泌增加，该激素促进____________分解，血糖水平升高，以对抗冷水刺激。
(6)(2013·新课标Ⅰ，30节选和2014·，30节选)当血糖浓度上升时，胰岛素分泌________，进而引起骨骼肌细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加，其意义是______________________________________________。
当支配胰岛细胞的交感神经兴奋时，其末梢释放的去甲肾上腺素促进胰岛A 细胞的分泌，却抑制胰岛B 细胞的分泌，原因是
____________________________________。
(7)(2013·，30节选)下列物质中可被胰岛B细胞受体识别的有________(填序号)。
①胰淀粉酶②胰高血糖素③促甲状腺激素④神经递质
(8)(2013·新课标Ⅰ和新课标Ⅱ，30整合改编)胰岛B细胞分泌的激素是在该细胞的________和________这两种细胞器中进行加工的，该激素从胰岛B细胞释放到细胞外的运输方式是________，脂肪细胞________(填“是”或“不是”)该激素作用的靶细胞。
(9)(2008·全国Ⅰ，1改编)若以正常小鼠每次注射药物前后小鼠症状的变化为观察指标，设计实验方案验证胰岛素具有降低血糖含量的作用，则对实验组小鼠要先注射____________，后注射____________。
(10)[2014·，30(2)改编]若要验证胰岛素可通过作用于下丘脑神经元抑制胰高血糖素的分泌，可将大鼠随机分成两组，一组在其下丘脑神经元周围施加适量的胰岛素溶液，另一组施加________________，测定并比较施加试剂前后血液中胰高血糖素的浓度。
答案(1)肝糖原的分解和非糖物质的转化(2)肝糖原脂肪(3)先升高后降低(4)运动初期血糖消耗量多于产生量胰高血糖素(5)胰高血糖素肝糖原
(6)增加促进葡萄糖进入骨骼肌细胞和被利用，降低血糖浓度胰岛A、B细胞与去甲肾上腺素结合的受体不同
(7)②④(8)质网高尔基体胞吐是(9)胰岛素溶液葡萄糖溶液(10)等量生理盐水
2．判断下列关于体温与水平衡调节的叙述
(1)下丘脑具有分泌功能，能调节产热和散热，维持体温的相对恒定，还能感受细胞外液渗透压变化，调节动物体水盐平衡(2011·，7ABC)( √)
(2)当健康人体处于环境温度38 ℃时，会引起下丘脑分泌抗利尿激素增加，经垂体释放，作用于肾小管和集合管，致使尿量减少(2010·，54改编)( √)
(3)哺乳动物因长时间未饮水导致机体脱水时，其下丘脑渗透压感受器受到的刺激减弱，抗利尿激素分泌量增加，肾小管和集合管对水的重吸收作用减弱(2012·新课标，3改编)( ×)
(4)如图表示某人的体温变化曲线，导致ab段和bc段体温变化的事件可能是剧烈运动和出汗增加(2010·，12D)( √)
3．填充下列生理过程中的一些变化
(1)(2014·课标Ⅰ，31节选)已知5%葡萄糖溶液的渗透压与动物血浆渗透压基本相同。
现给正常小鼠静脉输入一定量的该葡萄糖溶液，血浆中的葡萄糖不断进入细胞被利用，细胞外液渗透压________，尿量________，从而使渗透压恢复到原来的水平。
当细胞外液渗透压发生变化时，细胞液的渗透压________(填“会”或“不会”)发生变化。
(2)(2014·，25节选)研究者将空腹的大鼠置于冷水中，冷水刺激引起实验大鼠皮肤________产生兴奋，兴奋沿传入神经到达神经中枢，经神经中枢处理，使传出神经末梢释放______________，引起皮肤血管________，减少皮肤散热量；同时引起________________(填激素名称)分泌增加，细胞代加快，产热量增加，以维持体温稳定。
(3)(2013·，24节选)长跑比赛中，机体产热大量增加，通过神经调节，引起皮肤________________和汗腺分泌增强，导致散热加快以维持体温的相对恒定。
这一调节过程的中枢位于________。
机体大量出汗导致失水较多，刺激渗透压感受器，引起垂体释放____________，继而促进____________________，以维持体的水盐平衡。
比赛结束后，运动员可适量补充水分以消除由于______中渗透压升高引起的渴感。
还可通过积极放松的方式缓解因肌肉细胞中________积累过多造成的肌肉酸痛。
答案(1)降低增加会(2)(冷觉)感受器神经递质收缩甲状腺激素(和肾上腺素) (3)毛细血管舒下丘脑抗利尿激素肾小管、集合管重吸收水细胞外液乳酸
本考点多以非选择题形式出现，常围绕以下丘脑为核心的血糖平衡调节、体温平衡调节和水盐平衡调节等3大稳态调节过程展开命题，常以文字表述挖空的形式考查各个过程的在原理：体温调节主要包括寒冷环境中甲状腺激素分泌的调节及产热和散热的机制；血糖平衡的调节主要围绕血糖调节和血糖异常相关的疾病以实验设计题形式考查相关激素的关系；水盐平衡常结合激素调节进行考查。
因此同学们在备考过程中要熟练记忆各个平衡及调节过程并理解在的原理。
1．(联系实际综合分析)(2014·，2)在我国北方，游泳爱好者冬泳入水后，身体立即发生一系列生理反应，以维持体温恒定。
此时，机体不会发生的反应是( )
A．兴奋中枢神经系统，加强肌肉收缩
B．通过反射活动引起皮肤毛细血管收缩
C．通过神经调节减少汗腺分泌
D．抑制垂体活动导致甲状腺激素分泌减少
答案 D
解析冬天环境温度较低，游泳爱好者入水后，皮肤冷觉感受器受到刺激产生兴奋，兴奋经传入神经传至下丘脑体温调节中枢，该神经中枢把传来的神经冲动进行分析和综合，再产生一种兴奋，这种兴奋经传出神经到达效应器，引起骨骼肌不自主战栗(增加产热)、皮肤毛细血管收缩(减少散热)、汗腺分泌减少(减少散热)，A、B、C三项均正确。
同时，下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体，促进垂体合成和分泌促甲状腺激素，促甲状腺激素作用于甲状腺，促进甲状腺激素的分泌，使机体代增强，产热增加，以维持体温恒定，D项错误。
思维延伸
判断下列叙述的正误：
(1)题中人在冬泳过程中抗利尿激素释放减少，尿量增多( √)
(2)题中人在冬泳过程中，产热量始终大于散热量；胰岛素在血糖调节中起主要作用；寒冷刺激使下丘脑体温调节中枢产生冷觉( ×)
(3)题中人在冬泳过程中，血糖含量降低时，胰高血糖素的含量升高( √)
(4)在高温环境中作业的工人，皮肤毛细血管舒，人体散失的热量等于产热量，而体失水过多，抗利尿激素分泌量增加( √)
2．对图示血糖调节过程的叙述，正确的是( )
A．图中①②细胞的种类相同，均有肝细胞和肌细胞
B．饥饿时血液中胰岛素与胰高血糖素的含量比值将会变大
C．促进胰岛素分泌的因素有血糖浓度升高、胰高血糖素的分泌增多
D．胰岛素、胰高血糖素和肾上腺素三种激素之间都是拮抗关系
答案 C
解析图中①②细胞的种类不同，①包括肝细胞和肌细胞，②不包括肌细胞，因为肌细胞中
的肌糖原不能直接分解为血糖，A错误。
饥饿时胰高血糖素分泌增多，血液中胰岛素与胰高血糖素的含量比值将会变小，B错误。
由图可知，促进胰岛素分泌的因素有血糖浓度升高和胰高血糖素的分泌增多，C正确。
胰岛素和胰高血糖素之间、胰岛素和肾上腺素之间都是拮抗关系，但是胰高血糖素和肾上腺素之间是协同关系，D错误。
思维延伸
(1)小鼠胚胎干细胞可诱导成能分泌胰岛素的胰岛样细胞。
将胰岛样细胞移植给患糖尿病小鼠，可使患病小鼠血糖恢复正常水平。
判断下列叙述：
①小鼠胚胎干细胞可来自对囊胚细胞团的分离培养( √)
②移植前，患病小鼠体靶细胞缺失胰岛素受体( ×)
③移植后，小鼠体靶细胞加强了对葡萄糖的摄取、利用和储存( √)
④小鼠体血糖浓度对胰高血糖素的分泌存在反馈调节( √)
(2)分别写出“低血糖时，神经—体液调节过程”和“高血糖时，体液调节过程”。
答案低血糖时，神经—体液调节过程为“血糖含量降低时→刺激下丘脑有关神经→作用于肾上腺和胰岛A细胞→分泌肾上腺素和胰高血糖素→血糖含量升高”；高血糖时，体液调节过程为“血糖含量上升时→直接刺激胰岛B细胞→胰岛素分泌增加→血糖降低”。
(3)完善下图相关曲线的信息
3．图中曲线表示正常成年人血液中化学物质X随时间变化的情况，下列有关叙述错误的是( )
A．如果X代表血糖，在a→b时段血糖浓度的升高主要是因为肝糖原的分解，则b→c的变化过程与血液中胰高血糖素的浓度升高有关
B．如果X代表抗利尿激素，c→d时段肾小管和集合管细胞对水的通透性增大
C．如果X代表CO2，c→d时段，呼吸强度增加
D．如果X代表甲状腺激素，则分级调节过程可表示为下丘脑→垂体→甲状腺
答案 A
解析如果X代表血糖，在a→b时段血糖浓度的升高主要是因为肝糖原的分解，b→c时段血糖浓度下降主要是降低血糖浓度的胰岛素的分泌增加造成的；如果X代表抗利尿激素，c→d时段表示抗利尿激素分泌增多，由于抗利尿激素的作用是促进肾小管和集合管对水分的重吸收，因此该时段肾小管和集合管细胞对水的通透性增大；如果X代表CO2，c→d时段CO2浓度升高，表明呼吸作用增强；如果X代表甲状腺激素，则分级调节过程可表示为下丘脑→垂体→甲状腺这样的调节模式。
思维延伸
(1)寒冬中某健康人在28 ℃的空调室补充足量米饭和饮用水后休息10分钟即进入零下5 ℃的环境中工作。
如图曲线表示其体某些生理指标的相对变化趋势，判断下列相关叙述：
①曲线可表示血糖含量变化，P点时胰岛素含量较Q点增加( √)
②曲线可表示人体体温变化，P点时毛细血管中血流量较Q点增加( ×)
③曲线可表示血浆渗透压变化，P点时抗利尿激素含量较Q点减少( ×)
④曲线可表示体甲状腺激素含量变化，P点时骨骼肌产热量小于Q点( ×)
(2)完善下图：
(3)在下面坐标系中绘出成年人一次性口服1升水后，抗利尿激素相对量随时间(0.5～3.5 h)的变化曲线。
答案如图所示
4．如图表示不同条件下，人体某些物质含量变化趋势，其中正确的是( )
A．图A中某人受寒冷刺激时，体甲状腺激素和促甲状腺激素含量会如甲、乙曲线所示发生变化
B．在图A中，如果将寒冷改成进食，则曲线甲、乙可分别代表正常人体的胰高血糖素和胰岛素
C．图B可表示正常人在进食30分钟后血糖和肝糖原的变化
D．若图B表示正常人在禁食状态下肝糖原和血糖的变化，起主要作用的激素是胰高血糖素答案 D
解析当人体受到寒冷刺激时，在大脑皮层相关部位的影响下，促甲状腺激素分泌增加，促进甲状腺激素分泌增加，机体产热增加，A错误；图A中，如果将寒冷改成进食，则曲线甲、乙可分别代表正常人体的胰岛素和胰高血糖素，B错误；正常人在进食30分钟后，血糖和肝糖原都会增加，与图B不相符，C错误；人在禁食和安静条件下，主要在胰高血糖素的作用下，肝糖原分解产生葡萄糖，使血糖含量保持相对稳定，而肝糖原含量降低，D正确。
思维延伸
(1)尝试绘出人体散热量随环境温度变化的曲线。
答案如图所示
(2)如图是人体某调节过程的示意图，图中X为纵坐标标志，Y为曲线，Z为某常数，则判断如下说法的正误：
①若X为直肠温度，则Y表示运动后的体温调节过程( √)
②若X为血浆渗透压，则Y表示大量饮水后的渗透压调节( ×)
③若X为血糖浓度，则Y表示进食后的血糖调节( √)
5．现有一组对胰岛素不敏感的高血糖小鼠X。
为验证阿司匹林能恢复小鼠对胰岛素的敏感性，使小鼠X的血糖浓度恢复正常。
现将小鼠X随机均分成若干组，下表表示各组处理方法
组别 1 2 3 4
胰岛素＋－＋－处理方法
阿司匹林－＋＋－
生理盐水－－－＋实验结果(血糖浓度) ？高于正常？高于正常
注：对胰岛素不敏感是指注射胰岛素后血糖浓度无明显变化；“＋”表示有添加，“－”表示无添加，胰岛素和阿司匹林均用生理盐水配制。
A．第4组为对照组，该组实验小鼠应选择血糖浓度正常的个体
B．第1、3组的实验结果应分别为：高于正常、正常
C．为了控制无关变量，三种试剂都应通过饲喂的方式添加
D．该实验可以同时证明胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素
答案 B
解析第4组为对照组，该组实验小鼠应选择对胰岛素不敏感的高血糖个体，A错误；阿司匹林能恢复小鼠对胰岛素的敏感性，第1组没有添加阿司匹林，血糖浓度应高于正常，而第3组使用阿司匹林恢复了对胰岛素的敏感性，血糖浓度应正常，B正确；胰岛素的化学本质
是蛋白质，通过饲喂方式会被水解失去活性，应注射，C错误；该实验的激素只能证明胰岛素能降血糖，但不能证明胰岛素是唯一降血糖的激素，D错误。
6．(2015·，28和2015·，25整合)如图表示下丘脑参与人体体温、水盐和血糖平衡的部分调节过程。
请回答下列问题：
(1)受到寒冷刺激时，下丘脑可通过垂体促进腺体A的分泌活动，腺体A表示的器官有________________。
(2)人体剧烈运动大量出汗后，下丘脑增加________激素的生成和分泌，并由垂体释放进入血液，促进____________________对水分的重吸收。
(3)严重腹泻失水过多时，细胞外液渗透压升高，位于____________的渗透压感受器受刺激产生兴奋，该兴奋一方面传至____________，引起口渴感；另一方面可使抗利尿激素释放增多，从而促进________________和集合管对水的重吸收、尿量减少，保持体水分平衡。
(4)食物经胃肠道消化吸收，使血糖浓度增加，刺激胰岛B细胞分泌________________，导致血糖浓度降低，维持血糖稳定。
(5)当血糖浓度上升时，下丘脑中的葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋，使胰岛B细胞分泌活动增强，血糖浓度下降，此过程属于________________调节。
胰岛分泌的胰岛素需要与靶细胞的受体结合才能发挥作用，胰岛素的受体分布在靶细胞的________(填“细胞膜上”或“细胞质中”或“细胞核中”)。
(6)Ⅰ型糖尿病由胰岛B细胞损伤引起，患病率具有种族差异性，患者血液中含有抗胰岛B 细胞的抗体和效应T细胞。
据此推测：Ⅰ型糖尿病是由________决定的、针对胰岛B细胞的一种________病；胰岛B细胞的损伤是机体通过______________免疫导致的。
答案(1)甲状腺和肾上腺(2)抗利尿肾小管和集合管(3)下丘脑大脑皮层肾小管
(4)胰岛素
(5)神经—体液细胞膜上(6)遗传(基因) 自身免疫体液免疫和细胞(特异性)
解析(1)人体受到寒冷刺激时，下丘脑可通过垂体促进甲状腺分泌甲状腺激素、促进肾上腺分泌肾上腺素。
(2)人体剧烈运动大量出汗后，血浆渗透压升高，抗利尿激素的生成、分泌和释放增加，促进肾小管和集合管对水分的重吸收。
(3)当人严重腹泻失水过多(或者吃的食物过咸、饮水不足)，会引起细胞外液渗透压升高，刺激下丘脑中的渗透压感受器兴奋，该兴奋一方面传导到大脑皮层，产生渴感，主动饮水；另一方面，促使下丘脑的神经分泌细胞合成、分泌抗利尿激素，促进肾小管和集合管对水的重吸收，降低细胞外液渗透压。
(4)人和动物进食后，食物经胃肠道消化吸收，使血糖浓度升高，该变化刺激胰岛B细胞分泌胰岛素增加，胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用、储存葡萄糖，从而降低血糖浓度。
(5)下丘脑中的葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋，使胰岛B细胞分泌活动增强，属于神经—体液调节。
胰岛素的受体分布在细胞膜上。
(6)Ⅰ型糖尿病患病率具有种族差异性，是由遗传(基因)决定，应属于遗传性自身免疫病，通过体液免疫和细胞免疫导致的。
思维延伸
下图是人体部分激素的分泌调节关系示意图，请据图回答：
(1)人体进入寒冷环境中，骨骼肌发生不自主战栗，这一过程属于______调节；当兴奋传至突触后膜时，该处的信号变化是________________。
(2)人体处于寒冷环境中，Y代表的________和________分泌增强，其分泌活动与图中调节途径__________密切相关。
(3)人在青春期时，体性激素维持在较高水平，原因是图中[X]________分泌的________________增多；维持激素含量相对稳定的机制是________。
(4)若图中的M代表血糖，在调节途径三中Z代表的激素主要有________________，在激素的作用下参与血糖调节的主要器官是____________。
答案(1)神经化学信号→电信号(2)甲状腺肾上腺一、二(3)垂体促性腺激素反馈调节(4)胰岛素、胰高血糖素肝脏。
