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2023届高考生物二轮复习神经调节作业含答案
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这是一份2023届高考生物二轮复习神经调节作业含答案,共50页。
专题17 神经调节
甲组
简单情境
1.蛇毒(2022韶关二模,9)为确定某种蛇毒的作用位点,研究人员用蛇毒稀释溶液处理传出神经—肌肉标本(神经肌肉接头是一种特殊的突触),直至刺激神经不再引起肌肉收缩时,再用兴奋性递质溶液直接处理肌肉,若肌肉收缩,则蛇毒作用的部位可能是( )
A.突触前膜或突触间隙
B.突触间隙或突触后膜
C.突触前膜或突触后膜
D.组成突触的任何部分
答案 A 若肌肉收缩,说明蛇毒作用的部位不是突触后膜,则蛇毒作用的部位可能是突触前膜或突触间隙,A正确。
2.脑卒中(2022惠州三模,14)“脑卒中”又称“脑中风”,是由脑部某处血管突然破裂或堵塞引发脑损伤的一种急性脑血管疾病。以下相关说法正确的是( )
A.“脑中风”患者脑组织受损的原因是缺乏氧气与养料供应
B.言语障碍的“脑中风”患者可能与大脑皮层言语区中的H区受损有关
C.“脑中风”患者的膝跳反射、排尿反射等非条件反射都完全消失
D.“脑中风”患者都会同时出现言语、感觉和运动障碍等症状
答案 A 根据题意可知,“脑中风”是由脑部某处血管突然破裂或堵塞引发脑损伤的一种急性脑血管疾病,可推测患者脑组织因缺乏氧气与养料供应而受损,A正确;S区受损,患者会出现运动性失语症,因此言语障碍的“脑中风”患者可能与大脑皮层言语区中的S区受损有关,B错误;膝跳反射、排尿反射的中枢都在脊髓,“脑中风”患者的膝跳反射、排尿反射等非条件反射的反射弧正常,只是可能不受大脑皮层控制,C错误;大脑皮层含有言语区、运动区和感觉区等,不同区域受损,会出现对应的功能障碍,因此“脑中风”患者不一定都会同时出现言语、感觉和运动障碍等症状,D错误。
复杂情境
3.辣椒素(2022梅州二模,8)2021年诺贝尔生理学或医学奖颁给了大卫·朱利叶斯(David Julius)和阿登·帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian),获奖理由:发现温度和触觉感受器。如图所示,朱利叶斯教授带领的小组从大鼠能对疼痛、热和触觉产生反应的感觉神经元中提取了约16 000种mRNA,并利用这些mRNA逆转录形成双链DNA片段,随后将DNA导入受体细胞,并检测受体细胞对辣椒素的反应,最终成功发现了辣椒素受体TRPV1。TRPV1能被辣椒中的辣椒素、胡椒中的胡椒碱以及43 ℃以上热刺激等激活,并最终令人产生痛觉。下列有关说法错误的是( )
A.TRPV1的形成过程需要生物膜系统的参与
B.从mRNA到DNA需要使用DNA聚合酶
C.研究TRPV1的结构和功能,有助于进行镇痛药物的开发等
D.先提取mRNA再逆转录形成DNA的原因与基因的选择性表达有关
答案 B TRPV1是一种位于细胞膜上与痛觉形成有关的受体,属于膜蛋白,其形成过程需要内质网膜、高尔基体膜等生物膜的参与,A正确;从mRNA到DNA是逆转录的过程,需要逆转录酶,不需要DNA聚合酶,B错误;TRPV1与痛觉形成相关,对其结构和功能的研究,有助于开发出新的镇痛药物,C正确;因为该受体基因在感觉神经元中表达,而在其他细胞中可能不表达,所以科学家选择提取感觉神经元的mRNA逆转录形成DNA,再导入受体细胞,可以缩小选择范围,利用的原理是基因的选择性表达,D正确。
复杂陌生情境
4.坐骨神经相关实验(2022广东二模,15)坐骨神经由多种神经纤维组成,不同神经纤维的兴奋性和传导速度均有差异,多根神经纤维同步兴奋时,其动作电位幅值(即大小、变化、幅度)可以叠加。图1表示将坐骨神经与生物信号采集仪相连,图2为a、b处测得的动作电位相对值。在刺激电极处依次施加由弱到强的电刺激,显示屏1上出现第一个动作电位时的刺激强度即阈刺激(记为Smin),当动作电位幅值不再随刺激增强而增大时的刺激强度为最大刺激(记为Smax)。下列叙述正确的是( )
图1
图2
A.动作电位产生的机理是Na+通过主动运输内流,使膜内外电位由外正内负变为外负内正
B.动作电位产生后,膜内电荷的流动方向是从右到左,而膜外是从左到右
C.Smax表明全部神经纤维发生兴奋,且每条神经纤维的兴奋强度均随刺激的增强而增大,并达到最大值
D.动作电位在不同神经纤维上的传导速度不同,导致显示屏2测得的动作电位叠加值低
答案 D 动作电位产生的机理是Na+内流,方式是协助扩散,使膜内外电位由外正内负变为外负内正,A错误;据图可知,刺激位置右侧神经纤维膜外电位变为负电位,膜内为正电位,故动作电位产生后,右侧神经纤维膜内电荷的流动方向是从左到右,而膜外是从右到左,B错误;结合题意可知,坐骨神经由多种神经纤维组成,在一定范围内改变刺激强度会改变被兴奋的神经根数,它们叠加到一起的动作电位幅值就会改变,因此依次施加由弱到强的电刺激,当动作电位幅值不再随刺激增强而增大时,刺激强度为最大刺激,记为Smax,但单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象,不会随刺激的增大而增大,C错误;据图可知,显示屏2的动作电位叠加值比显示屏1要低,说明动作电位在不同神经纤维上的传导速度不同,D正确。
5.缩鳃反射(2022 T8第二次联考,25)海兔是一种海洋软体动物,科学家对其缩鳃反射的习惯化进行了深入研究。轻触海兔的喷水管皮肤,其鳃就会收缩,这一反射称为缩鳃反射;连续重复刺激喷水管皮肤后,缩鳃反射的幅度就会逐渐变小甚至消失,这就是缩鳃反射的习惯化。缩鳃反射神经调节模式如图所示,请回答相关问题。
(1)科学家对缩鳃反射习惯化的形成原因提出了三种假说:
①喷水管皮肤上的感觉神经末梢对连续刺激的敏感性逐渐降低;
②缩鳃肌肉对来自运动神经元信号的反应能力逐渐降低;
③感觉神经元和运动神经元之间的突触发生了某种变化。
为了探究假说的正确与否,科学家进行了如下实验。
实验一:连续电刺激喷水管皮肤,通过微电极记录感觉神经元的电活动,结果是感觉神经元持续产生动作电位,但缩鳃反射程度逐渐减弱,则否定了假说 (填序号)
实验二:习惯化形成后,电刺激运动神经元,结果是 ,则说明假说③最可能是正确的。
(2)根据上述实验结果分析,感觉神经元和运动神经元之间的突触发生的某种变化导致习惯化的原因:若从突触前膜考虑,其原因可能是感觉神经元轴突末梢神经递质的释放量 (填“增多”或“不变”或“减少”);若从突触后膜考虑,其原因可能是 。
(3)科学家通过进一步深入研究,证明了习惯化的产生与神经递质的释放量有关。神经递质释放最关键的一步是在动作电位的激发下,Ca2+通道开放引起Ca2+内流进入突触小体,然后引起突触小泡将神经递质释放到突触间隙。请结合题意,阐述在连续重复刺激下产生缩鳃反射习惯化的具体机制: 。
答案 (1)① 引起与习惯化前同等强度的缩鳃反射(缩鳃反射强度恢复) (2)减少 突触后膜上的受体对神经递质的敏感性降低(或突触后膜上的受体数目减少) (3)连续重复刺激喷水管皮肤导致感觉神经元连续产生动作电位,在动作电位的激发下,感觉神经元轴突末梢的膜上的Ca2+通道反复或持续开放,Ca2+内流逐渐减少,引起突触小泡释放的神经递质随之减少,从而导致缩鳃反射的习惯化
解析 (1)连续电刺激喷水管皮肤,通过微电极记录感觉神经元的电活动,结果是感觉神经元持续产生动作电位,能产生动作电位说明应该不是感觉神经末梢对连续刺激的敏感性逐渐降低,否定假说①;如果假说③是正确的,即感觉神经元和运动神经元之间的突触发生了某种变化,那么习惯化形成后,电刺激运动神经元,会引起与习惯化前同等强度的缩鳃反射(缩鳃反射强度恢复)。(2)突触的结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜,兴奋以电信号的形式传到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质通过突触间隙传递到突触后膜的受体附近,递质作用于突触后膜上的受体,引起突触后膜产生膜电位变化(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。因此连续重复刺激喷水管皮肤后,缩鳃反射的幅度逐渐变小甚至消失,从突触前膜考虑,其原因可能是感觉神经元轴突末梢神经递质的释放量减少;若从突触后膜考虑,其原因可能是突触后膜上的受体对神经递质的敏感性降低(或突触后膜上的受体数目减少)。(3)据题意可知,习惯化的产生与神经递质的释放量有关,神经递质释放与Ca2+通道开放引起Ca2+内流进入突触小体有关,因此推测连续重复刺激下产生缩鳃反射习惯化的具体机制:连续重复刺激喷水管皮肤导致感觉神经元连续产生动作电位,在动作电位的激发下,感觉神经元轴突末梢的膜上的Ca2+通道反复或持续开放,Ca2+内流逐渐减少,引起突触小泡释放的神经递质随之减少,从而导致缩鳃反射的习惯化。
乙组
简单情境
1.伤害性刺激与痛觉形成(2022湖南新高考教学教研联盟二联,10)辣椒素和高温均能直接激活细胞膜上的受体TRPV1,使其作为离子通道,协助相关离子跨膜运输,产生兴奋。兴奋沿伤害性传入神经传至大脑。因为大脑对伤害性传入神经信号统一解读为“疼痛”,所以辣的感觉被定义为痛觉。下列分析合理的是( )
A.TRPV1受体能让钠离子流入细胞内,从而引发神经冲动
B.吃完辣椒后,马上喝热水比喝冷水更利于减轻辣椒素引发的疼痛
C.刺激TRPV1引发的痛觉必须经过完整反射弧才能形成
D.推测TRPV1最可能位于反射弧的传出神经元末梢的膜上
答案 A 细胞膜上的TRPV1被辣椒素激活后,钠离子内流,产生兴奋,从而引发神经冲动,A合理;由于辣椒素和高温均能直接激活细胞膜上的受体TRPV1,因此吃完辣椒后,马上喝热水会加重辣椒素引发的疼痛,B不合理;痛觉的产生部位在大脑皮层,不需要经过完整的反射弧,C不合理;据题意可知,TRPV1最可能位于反射弧的传入神经元末梢的膜上,D不合理。
复杂情境
2.神经元的回返性抑制(2022长沙雅礼中学一模,10)中枢神经元的兴奋沿轴突外传的同时,又经轴突侧支使抑制性中间神经元兴奋,后者释放递质反过来抑制原先发生兴奋的神经元及同一中枢的其他神经元,即回返性抑制(如图)。相关叙述错误的是( )
A.刺激a会引起b神经元氯离子通道开放
B.b神经元释放递质使c膜内外电位差增大
C.回返性抑制可以使神经元的兴奋及时停止
D.该机制利于同一中枢内神经元活动协调一致
答案 A 结合题干信息和题图可知,刺激a会引起a神经元兴奋释放兴奋性递质,兴奋性递质作用于b,使b神经元兴奋,释放抑制性递质,抑制性递质反过来抑制a神经元,因此刺激a会引起b神经元钠离子通道开放,A错误;根据题干信息可知,抑制性中间神经元兴奋后,释放的递质反过来抑制原先发生兴奋的神经元及同一中枢的其他神经元,故c神经元会受到抑制,引起氯离子内流,静息电位(膜内外电位差)增大,B正确;回返性抑制可使原先兴奋的神经元由兴奋状态转变为抑制状态,故回返性抑制可以使神经元的兴奋及时停止,C正确;中枢神经元的兴奋沿轴突外传的同时,又经轴突侧支使抑制性中间神经元兴奋,后者释放递质反过来抑制原先发生兴奋的神经元,使得中枢神经元的兴奋及时停止,因此该机制利于同一中枢内神经元活动协调一致,D正确。
3.记忆的形成过程(2022湖南百校联考,10)记忆形成过程中,海马区突触后神经元中肌动蛋白发生的变化如图所示。下列有关叙述中,错误的是( )
A.甲图中有两种突触类型
B.记忆形成过程中,突触后神经元内包裹着神经递质受体的囊泡会与突触后膜融合
C.神经递质由轴突末端释放,作用于突触后膜上的受体后会被灭活
D.记忆的形成与肌动蛋白的稳定、游离状态有关
答案 C 据图可知,甲图中有“轴突—树突型”和“轴突—胞体型”两种突触类型,A正确;据图可知,记忆形成过程中,突触后神经元内包裹着神经递质受体的囊泡会与突触后膜融合,将受体转移到突触后膜上,B正确;神经递质由轴突末端即突触前膜释放,作用于突触后膜上的受体后会被灭活或被突触前膜回收,C错误;据图可知,记忆形成过程中,稳定的肌动蛋白变成游离的肌动蛋白,游离的肌动蛋白又形成稳定的肌动蛋白,即发生了稳定的肌动蛋白的重构,D正确。
复杂陌生情境
4.帕金森病的病因与治疗(2022湖南师大附中模拟二,19)帕金森病(PD)是一种神经退行性疾病,开始出现一侧肢体震颤(如手抖)或运动笨拙等精细运动障碍,而后出现运动迟缓、肌肉僵直等运动功能障碍。前期研究表明大脑黑质区多巴胺能神经元的数量减少后引发PD。
(1)如图1所示,黑质区多巴胺能神经元在酪氨酸羟化酶(TH)等作用下将酪氨酸最终转化成多巴胺,多巴胺能神经元的轴突会延伸到纹状体,多巴胺储存在轴突的 中。当神经冲动传到轴突末梢时,多巴胺释放到突触间隙,此过程需要 (细胞器)提供能量。由图1可知,黑质区多巴胺能神经元的 和 也能释放多巴胺。
(2)进一步研究发现,PD与黑质区多巴胺能神经元中的线粒体损伤有关。为研究线粒体损伤是导致PD的病因还是结果,研究者定向敲除黑质区多巴胺能神经元的编码线粒体蛋白的N基因,获得了线粒体损伤的基因敲除小鼠。该小鼠黑质区多巴胺能神经元主要依赖 呼吸提供能量。分别检测出生后不同时间的 小鼠的相关指标,结果如图2、3。
①研究结果表明: 。
②实验结果是否支持前期研究结论:大脑黑质区多巴胺能神经元的数量减少后引发PD,请做出判断并说明理由:
。
(3)根据研究结果提出延缓PD的思路: 。
答案 (1)突触小泡 线粒体 细胞体 树突
(2)无氧 野生小鼠、基因敲除 ①线粒体损伤是PD的病因 ②不支持,在出现PD症状时多巴胺能神经元的数量并没有减少 (3)利用药物减缓黑质区、纹状体中线粒体功能损伤
解析 (1)多巴胺是神经递质,神经递质储存在轴突中的突触小泡内。神经递质通过胞吐的方式释放到突触间隙,此过程需要的能量由线粒体提供。根据图1可知,黑质区多巴胺能神经元的细胞体、树突也能释放多巴胺。(2)因为该小鼠编码线粒体蛋白的N基因被敲除,其线粒体损伤,有氧呼吸受损,因此该小鼠黑质区多巴胺能神经元主要依赖无氧呼吸提供能量。实验的自变量是小鼠种类,因此分别检测出生后不同时间的野生小鼠、基因敲除小鼠的相关指标。结合图2可知,基因敲除小鼠的线粒体损伤,线粒体为多巴胺的合成和释放提供能量,因此纹状体处多巴胺的合成和释放减少,精细运动出现障碍,之后黑质区多巴胺的合成和释放减少,黑质纹状体处轴突退化,运动功能出现障碍,黑质区多巴胺能神经元数量减少。因此,线粒体损伤是PD的病因。②前期的研究表明大脑黑质区多巴胺能神经元的数量减少后引发PD,而根据图2、图3的实验结果可知,在出现PD症状时大脑黑质区多巴胺能神经元的数量无明显差异,说明实验结果不支持前期研究结论。(3)结合(2)的分析可知,线粒体损伤是PD的病因,因此可利用药物减缓黑质区、纹状体中线粒体功能损伤来延缓PD。
丙组
简单情境
1.短道速滑过程中的生理反应(2022北京东城二模,11)运动会上,某短道速滑队在混合接力项目上获得金牌。比赛中,运动员身体会发生许多生理反应。下列相关叙述错误的是( )
A.运动员听到枪响完成出发反应,需要通过反射弧传递信号
B.比赛时,运动员的交感神经和副交感神经的功能都会增强
C.完成动作需要大脑发出动作指令,再通过脊髓传到效应器
D.弯道处快速滑行时,运动员需小脑协调运动维持身体平衡
答案 B 枪响引发的声波传至感受器(耳)并产生兴奋,兴奋经传入神经传至大脑皮层后再经传出神经传至效应器,完成出发反应,该过程经过了完整的反射弧,A正确;比赛时,交感神经活动增强,呼吸和心跳加快、胃肠蠕动减弱,利于比赛动作的完成和进行,此时副交感神经活动不增强,B错误;大脑是高级中枢,可对信息进行分析和整合后经脊髓等调节运动的低级中枢控制效应器完成动作,体现了高级神经中枢对低级神经中枢的控制作用,C正确;小脑能够协调运动维持身体平衡,D正确。
2.兴奋剂检测(2022北京海淀一模,9)运动会兴奋剂检测中,使用干血点(DBS)技术。DBS采样时,将运动员的一滴指尖血滴在滤纸上,待其自然风干两三个小时即可制成待测样品。下列相关叙述不正确的是( )
A.神经递质类兴奋剂在违规使用者体内,作用于突触前膜
B.DBS风干脱水可抑制微生物分解作用,提高样品的稳定性
C.DBS风干可使样品中的兴奋剂浓缩,利于提高检测灵敏度
D.严禁滥用兴奋剂,能更好地维护公平竞争的精神
答案 A 神经递质类兴奋剂作用于突触后膜,A错误;DBS风干后无水分,可营造干燥环境,抑制微生物的分解作用,B正确;风干的过程涉及水分的减少,相当于对样品中的兴奋剂进行浓缩,利于提高检测灵敏度,C正确;兴奋剂具有增强人的兴奋程度、提高运动速度等作用,为了保证公平、公正,运动比赛禁止使用兴奋剂,D正确。
知识拓展 兴奋剂原是指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物,如今是运动禁用药物的统称。
陌生情境
3.光刺激下丘脑CRH神经元引起的生理变化(2022北京东城一模,8)科研人员在转入光敏蛋白基因的小鼠下丘脑中埋置光纤,用特定的光刺激下丘脑CRH神经元(细胞膜结构示意图如图1),引起如图2所示的一系列变化。
图1
图2
下列分析错误的是( )
A.光刺激引起CRH神经元细胞膜上的Na+通道开放,Na+内流
B.兴奋在中间神经元与脾神经元之间通过突触结构进行传递
C.图2中激活B细胞的是辅助性T细胞和细胞毒性T细胞
D.神经系统可以通过分泌信息分子来调节免疫系统的功能
答案 C 光刺激能够使CRH神经元细胞膜上的Na+通道开放,Na+内流产生动作电位,使神经元兴奋,A正确;兴奋在神经元之间通过突触传递,B正确;体液免疫过程中,B淋巴细胞的激活依赖于辅助性T细胞,细胞毒性T细胞参与细胞免疫,不参与体液免疫,C错误;依据图2可知,感知光刺激后,兴奋在神经元之间传递,刺激机体分泌去甲肾上腺素(神经递质)作用于T细胞,使其激活B细胞,说明神经系统可以通过分泌信息分子来调节免疫系统的功能,D正确。
4.脑机接口(2022北京丰台二模,7)脑卒中是脑部血管破裂或阻塞导致的疾病,患者常出现上下肢不能运动等功能性障碍。研究人员尝试通过如图所示的“脑机接口”对患者进行康复训练,能部分恢复受损大脑的功能。下列说法正确的是( )
A.脑卒中患者不能完成膝跳反射等非条件反射
B.脑卒中患者常伴有认知或言语障碍等后遗症
C.脑机接口必须连接传出神经及相应的效应器
D.脑机接口意在恢复患者自主神经系统的功能
答案 B 膝跳反射、缩手反射等非条件反射的神经中枢位于脊髓,脑卒中患者的脊髓正常,故不影响膝跳反射的完成,A错误;由于脑机接口的康复训练只能部分恢复受损大脑的功能,因此康复训练后未被修复的大脑受损部分参与的功能会受限制,B正确;据图可知,脑机接口接在了患者的大脑,大脑不属于效应器,C错误;自主神经系统受大脑皮层的影响,但其活动及功能不受大脑的意识支配,如胃肠蠕动、心跳、呼吸等,D错误。
易错警示 非条件反射的神经中枢一般在脊髓,也可位于脑干等其他较低级的神经中枢。
复杂情境
5.小鼠对苦味和甜味的感知的调控机制(2022北京海淀一模,18)科研人员对哺乳动物如何调控苦味和甜味的味觉感知进行了研究。
(1)给小鼠喂食不同口味的液体,并记录小鼠的舔舐次数,如图1。
图1
①单独喂食甜味剂或苦味剂时,特定的味觉分子会刺激味蕾产生 ,最终传递到 的特定中枢形成味觉,进而通过脑干r区特定神经元调控舔舐行为。
②与Ⅰ、Ⅲ组相比较,Ⅱ组小鼠的舔舐次数 ,推测苦味对于甜味可能具有一定的抑制作用。
(2)为进一步探究苦味对于甜味的抑制效应及其调控机制,科学家对小鼠进行饲喂和刺激特定脑区(如图2),检测位于脑干r区的S神经元和C神经元的膜电位变化,处理及结果见表。
图2
组别
饲喂小鼠
刺激特定脑区
神经元兴奋程度
苦味中枢
X区
S神经元
C神经元
1
饲喂
甜味剂
不刺激
不刺激
-
+
2
刺激
不刺激
+
-
3
不刺激
刺激
-
-
4
饲喂
苦味剂
不刺激
不刺激
+
-
5
刺激
不刺激
++
-
6
不刺激
刺激
+
-
注:+表示兴奋,++表示兴奋增强,-表示不兴奋
①比较1组和4组的实验结果,说明脑干r区的S和C神经元分别对 作出响应。
②分析1、2、3组,可得出的结论是 。
③抑制剂抑制苦味中枢至X区的神经传递,重复(1)中实验,结果为Ⅱ组接近Ⅰ组结果,显著高于Ⅲ组,说明 。
(3)综合上述实验结果,可以建立苦味中枢对脑干r区的反馈调节机制。请使用箭头“→”连接具有调节关系的区域或神经元,并在箭头上标记“+”(表示促进)或“-”(表示抑制),完善图3。
图3
(4)甜味通常表明该物质可以食用、具有高能量,而苦味则代表该物质可能有毒性。从进化与适应的角度分析,动物形成苦味对甜味存在抑制的调节机制,其意义是 。
答案 (1)①兴奋/神经冲动 大脑皮层 ②显著低于Ⅰ组,与Ⅲ组相近 (2)①苦味、甜味 ②刺激苦味中枢可引起S神经元兴奋,但刺激X区无此效应,刺激苦味中枢和X区均可抑制C神经元兴奋 ③苦味中枢通过X区抑制C神经元兴奋/苦味中枢通过X区抑制甜味
(3)
(4)甜味中掺入苦味物质时,苦味抑制甜味,使动物减少舔舐(远离苦味物质),从而使动物避免摄入潜在有毒物质,有利于生存和繁衍
解析 (1)单独喂食甜味剂或苦味剂时,特定的味觉分子会刺激味蕾产生神经冲动(或兴奋),经传入神经传至大脑皮层的特定区域形成味觉。依据图1可知,单独喂食甜味剂组(Ⅰ组)小鼠的舔舐次数显著高于单独喂食苦味剂组(Ⅲ组)及喂食甜味和苦味混合剂组(Ⅱ组),推测甜味剂可刺激小鼠出现舔舐行为,但苦味剂的加入可抑制或抵消甜味剂的这种作用效果。(2)(3)依据表格中的实验结果,给小鼠喂食甜味剂,在不刺激苦味中枢和X区时,C神经元兴奋,此时刺激苦味中枢,C神经元不兴奋,S神经元兴奋,说明刺激苦味中枢可抑制C神经元兴奋并引起S神经元兴奋,刺激X区,C神经元不兴奋,说明刺激X区也会抑制C神经元兴奋;同理,苦味剂能够引起S神经元兴奋,此时刺激苦味中枢,S神经元兴奋性增强,说明苦味中枢可促进S神经元兴奋,在喂食苦味剂条件下,C区神经元均不兴奋。用抑制剂抑制苦味中枢至X区的神经传递,重复(1)中实验,Ⅱ组与Ⅰ组结果接近,说明添加苦味剂的情况下不会抑制甜味剂刺激机体产生的舔舐行为,可知苦味剂抑制甜味剂的作用途径是苦味中枢→X区→C神经元→舔舐行为,结合实验结论,可知苦味中枢通过促进X区兴奋抑制C神经元兴奋,机制图画法见答案。(4)依据(1)的实验现象,可知添加苦味物质后小鼠的舔舐次数显著降低,即小鼠对苦味物质的摄入量显著降低,由题干信息可知,苦味物质可能有毒性,则该机制可避免动物摄入潜在有毒物质,有利于其生存和繁殖。
6.针灸调节机体的生理状态的相关研究(2022北京西城二模,18)针灸是中国传统医学中独具特色的疗法之一,可通过针刺身体特定部位调节机体的生理状态从而达到治疗疾病的目的。
(1)针灸或电针刺激足三里(ST36)穴位,可引起肾上腺分泌的去甲肾上腺素(NA)、肾上腺素(A)和多巴胺(DA)增加,该应答反应属于 反射。
(2)细菌内毒素(LPS)可与免疫细胞表面TLR4结合,介导免疫细胞分泌炎症因子TNF,引发小鼠全身炎症反应。为了揭示针灸疗法缓解炎症反应的生理机制,研究人员构建P受体感觉神经元缺失的模型小鼠P'。分别给正常小鼠和P'小鼠注射LPS,之后用0.5 mA电针刺激小鼠ST36,检测TNF含量。据图中结果可知,电针刺激小鼠ST36,可缓解LPS引发的炎症反应,该作用效果依赖于具有P受体的感觉神经元,作出判断的依据是 。
(3)膈下迷走神经作为传出神经参与P受体感觉神经元介导的缓解炎症反应。科研人员构建了光敏蛋白高表达于P受体感觉神经元的小鼠PC(光敏蛋白接受光刺激后Ca2+内流,引起神经元兴奋)。为进一步证实抗炎症反应依赖P受体感觉神经元且与迷走神经有关,请从a~i中选择合适字母填入下表①~④中并预期实验结果。
组别
实验材料
处理1
检测迷走神经
动作电位频率
处理2
处理3
检测
甲组
正常小鼠
②
极低
甲1:③
注射LPS后,再进行同②的处理
TNF
含量
甲2:假手术
注射④ ,其他处理同上
乙组
①
同上
高
乙1:同甲1组
同甲1组
乙2:同甲2组
同甲2组
a.正常小鼠 b.P' c.PC d.电刺激ST36 e.光照刺激ST36 f.切断迷走神经
g.破坏神经中枢 h.LPS i.生理盐水
(4)其他研究表明,NA、A、DA在免疫细胞表面有两种类型的受体,α2-AR介导促进炎症反应,β2-AR介导抑制炎症反应。请根据上述实验结果,在图中补全针灸缓解炎症反应的调节过程。
答案 (1)非条件 (2)正常鼠0.5 mA电针刺激组TNF含量低于未受刺激组,模型鼠P'0.5 mA电针刺激组和未受刺激组TNF含量基本相当 (3)①c ②e ③f ④h 预期结果:乙2组TNF含量低,甲1、乙1与甲2无显著差异,均高于乙2组。
(4)
解析 (1)针灸或电刺激穴位所引发的反射活动并非后天学习锻炼获得,无需大脑皮层参与,属于非条件反射。(2)依据题图可知,正常鼠注射LPS后给予0.5 mA电针刺激,TNF含量低于未受刺激组,说明0.5 mA电针刺激可缓解注射LPS引发的炎症反应;而对于模型小鼠P',注射LPS并给予0.5 mA电针刺激后其TNF含量与未受刺激组无显著差异,可知在无P受体感觉神经元的情况下,0.5 mA电针刺激不能缓解LPS引发的炎症反应,即电针刺激缓解炎症反应的作用效果依赖于有P受体的感觉神经元。(3)题述实验的实验目的是进一步证实抗炎症反应依赖P受体感觉神经元且与迷走神经有关,依据(2)的实验结果及(3)的题干信息,乙组的实验材料应选择PC(光敏蛋白高表达)小鼠,甲、乙两组小鼠经处理1后,乙组迷走神经动作电位频率高,说明处理1可使P受体感觉神经元兴奋,故应该是光照刺激ST36,此过程可认为是为了验证模型小鼠(PC)作为实验材料的可行性。随后甲、乙分别随机平均分为两组,一组切断迷走神经,一组进行假手术,营造有无迷走神经这一单一变量,注射LPS引发炎症反应后均用光照刺激ST36,检测TNF含量。甲1组迷走神经被切断,无法缓解炎症反应,甲2组P受体感觉神经元中光敏蛋白表达量低,也无法缓解炎症反应,故二者TNF含量相近,且处于较高水平。乙组均为PC小鼠,乙2组存在迷走神经,反射弧正常,光照刺激ST36,炎症反应可得到缓解,其TNF含量显著低于甲2组,而乙1组迷走神经被切断,缓解炎症反应的反射弧不完整,故该组的TNF含量与甲1组无显著差异。综上可知,预期结果为TNF含量大小关系为乙2
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