2023届高考生物二轮复习人与动物生命活动调节学案
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[考纲要求] 1.人体神经调节的结构基础和调节过程(Ⅱ) 2.神经冲动的产生、传导和传递(Ⅱ) 3.人脑的高级功能(Ⅰ) 4.脊椎动物激素的调节(Ⅱ) 5.脊椎动物激素在生产中的应用(Ⅰ) 6.体温调节、水盐调节和血糖调节(Ⅱ) 7.稳态的生理意义(Ⅱ) 8.神经、体液调节在维持稳态中的作用(Ⅱ) 9.人体免疫系统在维持稳态中的作用(Ⅱ) 10.艾滋病的流行和预防(Ⅱ)
真题探究——深析真题明考向
1.(2020·全国卷Ⅰ)某研究人员以小鼠为材料进行了与甲状腺相关的实验,下列叙述错误的是( )
A.切除小鼠垂体,会导致甲状腺激素分泌不足,机体产热减少
B.给切除垂体的幼年小鼠注射垂体提取液后,其耗氧量会增加
C.给成年小鼠注射甲状腺激素后,其神经系统的兴奋性会增强
D.给切除垂体的小鼠注射促甲状腺激素释放激素,其代谢可恢复正常
答案 D
解析 甲状腺激素可提高细胞代谢的速率,使机体产生更多热量。若切除垂体,则无垂体分泌的促甲状腺激素,会导致甲状腺激素分泌不足,产热减少,A正确;垂体提取液中含有促甲状腺激素,给切除垂体的幼年小鼠注射该提取液可以促进小鼠甲状腺激素的分泌,故小鼠的耗氧量会增加,B正确;甲状腺激素可以提高神经系统的兴奋性,故给成年小鼠注射甲状腺激素后,神经系统的兴奋性会增加,C正确;促甲状腺激素释放激素作用的靶器官是垂体,故切除垂体后,注射促甲状腺激素释放激素不能让小鼠的代谢恢复正常,D错误。
2.(2018·全国卷Ⅱ)下列有关人体内激素的叙述,正确的是( )
A.运动时,肾上腺素水平升高,可使心率加快,说明激素是高能化合物
B.饥饿时,胰高血糖素水平升高,促进糖原分解,说明激素具有酶的催化活性
C.进食后,胰岛素水平升高,其既可加速糖原合成,也可作为细胞的结构组分
D.青春期,性激素水平升高,随体液到达靶细胞,与受体结合可促进机体发育
答案 D
解析 激素作为信息分子,在生命活动中发挥调节作用,激素既不组成细胞结构,也不能作为能源物质提供能量,更不具有酶的催化活性,A、B、C错误;青春期,性腺分泌的性激素水平升高,性激素随体液运输到达靶细胞,与相应的受体结合,促进生殖器官的发育以及生殖细胞的形成,D正确。
3.(2017·全国卷Ⅰ)某同学将一定量的某种动物的提取液(A)注射到实验小鼠体内,注射后若干天,未见小鼠出现明显的异常表现。将小鼠分成两组,一组注射少量的A,小鼠很快发生了呼吸困难等症状;另一组注射生理盐水,未见小鼠有异常表现。对实验小鼠在第二次注射A后的表现,下列解释合理的是( )
A.提取液中含有胰岛素,导致小鼠血糖浓度降低
B.提取液中含有乙酰胆碱,使小鼠骨骼肌活动减弱
C.提取液中含有过敏原,引起小鼠发生了过敏反应
D.提取液中含有呼吸抑制剂,可快速作用于小鼠呼吸系统
答案 C
解析 若提取液中含有胰岛素、乙酰胆碱或呼吸抑制剂,则第一次注射时小鼠就会出现相应症状。若提取液中含有过敏原,第一次注射不会引起小鼠发生过敏反应,而在第二次注射时,小鼠再次接触相同的过敏原,机体会发生过敏反应,释放组织胺,出现皮肤红肿、呼吸困难等症状。
4.(2020·全国卷Ⅰ)某研究人员用药物W进行了如下实验:给甲组大鼠注射药物W,乙组大鼠注射等量生理盐水,饲养一段时间后,测定两组大鼠的相关生理指标。实验结果表明:乙组大鼠无显著变化;与乙组大鼠相比,甲组大鼠的血糖浓度升高,尿中葡萄糖含量增加,进食量增加,体重下降。回答下列问题:
(1)由上述实验结果可推测,药物W破坏了胰腺中的________细胞,使细胞失去功能,从而导致血糖浓度升高。
(2)由上述实验结果还可推测,甲组大鼠肾小管液中的葡萄糖含量增加,导致肾小管液的渗透压比正常时的________,从而使该组大鼠的排尿量________。
(3)实验中测量到甲组大鼠体重下降,推测体重下降的原因是_____________
__________________________________________________。
(4)若上述推测都成立,那么该实验的研究意义是_______________________
______________________________________________________________(答出1点即可)。
答案 (1)胰岛B
(2)高 增加
(3)甲组大鼠胰岛素缺乏,使机体不能充分利用葡萄糖来获得能量,导致机体脂肪和蛋白质的分解增加
(4)获得了因胰岛素缺乏而患糖尿病的动物,这种动物可以作为实验材料用于研发治疗这类糖尿病的药物
解析 (1)由于甲组大鼠注射药物W后,血糖浓度升高,可推知药物W破坏了胰腺中的胰岛B细胞,使胰岛素的分泌量减少,从而导致血糖浓度升高。
(2)由题干信息可知,甲组大鼠肾小管液中的葡萄糖含量增加,会导致肾小管液的渗透压比正常时的高,因此导致肾小管、集合管对水分的重吸收减少,进而导致尿量增加。
(3)甲组大鼠注射药物W后,由于胰岛素分泌不足,使机体不能充分利用葡萄糖来获得能量,导致机体脂肪和蛋白质的分解增加,体重下降。
(4)由以上分析可知,药物W破坏了胰腺中的胰岛B细胞,使大鼠因胰岛素缺乏而患糖尿病,这种动物可以作为实验材料用于研发治疗这类糖尿病的药物。
5.(2018·全国卷Ⅰ)为探究不同因素对尿量的影响,某同学用麻醉后的实验兔进行不同的实验,实验内容如下:
a.记录实验兔的尿量(单位:滴/分钟)。
b.耳缘静脉注射垂体提取液0.5 mL,记录尿量。
c.待尿量恢复后,耳缘静脉注射20%葡萄糖溶液15 mL,记录尿量,取尿液做尿糖定性实验。
回答下列问题:
(1)该同学发现,与a相比,b处理后实验兔尿量减少,其主要原因是__________________________________________________。
(2)c处理后,肾小管腔内液体的渗透压会升高,实验兔的尿量会________。取尿液加入斐林试剂做尿糖定性实验出现砖红色,说明尿液中含有________。
(3)若某实验兔出现腹泻、尿量减少现象,导致尿量减少的主要原因是血浆渗透压升高,刺激了存在于________的渗透压感受器,从而引起尿量减少。
答案 (1)垂体提取液中含有抗利尿激素,促进了肾小管和集合管重吸收水
(2)增加 葡萄糖
(3)下丘脑
解析 (1)b中注射的是垂体提取液,垂体提取液中含有抗利尿激素,抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水的重吸收,从而导致b处理后实验兔尿量减少。
(2)静脉注射20%葡萄糖溶液15 mL,会使血浆的葡萄糖浓度高于正常血糖水平,过多的葡萄糖会随尿液排出体外,导致肾小管腔内液体的渗透压升高,同时会带走大量的水分,使得尿量增加。斐林试剂可与还原糖反应产生砖红色沉淀,取尿液加入斐林试剂做尿糖定性实验出现砖红色,说明尿液中含有葡萄糖。
(3)实验兔出现腹泻会导致大量的水和无机盐丢失,使得血浆渗透压升高,刺激下丘脑的渗透压感受器,使抗利尿激素合成和分泌增加,促进肾小管和集合管对水的重吸收,引起尿量减少。
6.(2018·全国卷Ⅱ)为研究垂体对机体生长发育的作用,某同学用垂体切除法进行实验。在实验过程中,用幼龄大鼠为材料,以体重变化作为生长发育的检测指标。回答下列问题:
(1)请完善下面的实验步骤
①将若干只大鼠随机分为A、B两组后进行处理,A组(对照组)的处理是______________,B组的处理是____________。
②将上述两组大鼠置于相同的适宜条件下饲养。
③________________________________________________________________________。
④对所得数据进行统计处理与分析。
(2)实验结果与分析
B组大鼠生长发育的状况不如A组,出现这种差异的原因是由于B组的处理使大鼠缺失了来源于垂体的________激素和________激素。
答案 (1)①手术但不切除垂体 切除垂体 ③每隔一定时间,测定并记录两组大鼠的体重
(2)生长 促甲状腺
解析 (1)依题意可知:本实验的自变量是垂体的有无,因变量是幼龄大鼠的生长发育的状况,检测指标为大鼠的体重变化,其他对实验结果有影响的变量应控制相同且适宜。据此结合题意所示的实验方法(切除法)、不完善的实验步骤和实验设计应遵循的原则可知,①A组(对照组)手术但不切除垂体,B组(实验组)要切除垂体;③的内容为“每隔一定时间,测定并记录两组大鼠的体重”。
(2)垂体分泌的促甲状腺激素可促进甲状腺的正常生长发育,调节甲状腺激素的合成和分泌。垂体分泌的生长激素和甲状腺分泌的甲状腺激素都有促进生长发育的作用。可见,若B组大鼠生长发育的状况不如A组,则是由于B组的处理使大鼠缺失了来源于垂体的生长激素和促甲状腺激素。
7.(2019·全国卷Ⅲ)动物初次接受某种抗原刺激能引发初次免疫应答,再次接受同种抗原刺激能引发再次免疫应答。某研究小组取若干只实验小鼠分成四组进行实验,实验分组及处理见下表。
小鼠分组
A组
B组
C组
D组
初次注射抗原
抗原甲
抗原乙
间隔一段合适的时间
再次注射抗原
抗原甲
抗原乙
抗原甲
抗原乙
回答下列问题。
(1)为确定A、B、C、D四组小鼠是否有免疫应答发生,应检测的免疫活性物质是________(填“抗体”或“抗原”)。
(2)再次注射抗原后,上述四组小鼠中能出现再次免疫应答的组是________。初次注射抗原后机体能产生记忆细胞,再次注射同种抗原后这些记忆细胞能够__________________________。
(3)A组小鼠再次注射抗原甲,一段时间后取血清,血清中加入抗原甲后会出现沉淀,产生这种现象的原因是________________________________。
(4)若小鼠发生过敏反应,过敏反应的特点一般有________________________________________(答出2点即可)。
答案 (1)抗体
(2)A、D 迅速增殖分化,形成大量浆细胞,快速产生大量抗体
(3)抗原与抗体特异性结合
(4)发作迅速、消退较快
解析 (1)免疫活性物质是指由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质,如抗体、淋巴因子、溶菌酶等。
(2)四组小鼠分别用抗原甲和抗原乙进行刺激后,会产生相应的记忆细胞,要产生再次免疫应答,则需再次注射与初次注射时相同的抗原,即A组和D组小鼠能出现再次免疫应答;初次免疫后,机体会产生大量的记忆细胞,相同抗原再次刺激后,这些记忆细胞会迅速增殖分化为浆细胞,快速产生大量抗体。
(3)A组小鼠经抗原甲刺激后产生了相应的抗体,抗体分布在血清中,血清中加入抗原甲后,抗体能够与抗原特异性结合形成沉淀。
(4)过敏反应的特点:发作迅速、反应强烈、消退较快;一般不会破坏组织细胞,也不会引起组织严重损伤;有明显的遗传倾向和个体差异。
8.(2020·山东等级考)碘是甲状腺激素合成的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞膜上的钠-钾泵可维持细胞内外的Na+浓度梯度,钠-碘同向转运体借助Na+的浓度梯度将碘转运进甲状腺滤泡上皮细胞,碘被甲状腺过氧化物酶活化后,进入滤泡腔参与甲状腺激素的合成。下列说法正确的是( )
A.长期缺碘可导致机体的促甲状腺激素分泌减少
B.用钠-钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞,会使其摄碘能力减弱
C.抑制甲状腺过氧化物酶的活性,可使甲状腺激素合成增加
D.使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致甲状腺激素分泌增加
答案 B
解析 碘是合成甲状腺激素的原料,长期缺碘可导致机体甲状腺激素分泌减少,从而使促甲状腺激素的分泌增加,A错误;由题意知,钠-碘同向转运体借助Na+的浓度梯度将碘转运进甲状腺滤泡上皮细胞,而用钠-钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞,会使钠-钾泵的运输功能降低,不能维持细胞内外的Na+浓度梯度,从而导致其摄取碘的能力减弱,B正确;抑制甲状腺过氧化物酶的活性,碘不能被活化,可使甲状腺激素的合成减少,C错误;使用促甲状腺激素受体阻断剂,可阻断促甲状腺激素对甲状腺的作用,从而使甲状腺激素分泌量减少,D错误。
9.(2020·北京等级考)食欲肽是下丘脑中某些神经元释放的神经递质,它作用于觉醒中枢的神经元,使人保持清醒状态。临床使用的药物M与食欲肽竞争突触后膜上的受体,但不发挥食欲肽的作用。下列判断不合理的是( )
A.食欲肽以胞吐的形式由突触前膜释放
B.食欲肽通过进入突触后神经元发挥作用
C.食欲肽分泌不足机体可能出现嗜睡症状
D.药物M可能有助于促进睡眠
答案 B
解析 由题可知,食欲肽是下丘脑中某些神经元释放的神经递质,食欲肽由突触前膜释放到突触间隙的方式为胞吐,A正确;食欲肽属于神经递质,通过与突触后膜上的受体结合发挥作用,不进入突触后神经元,B错误;食欲肽作用于觉醒中枢的神经元,使人保持清醒状态,食欲肽分泌不足,机体不能保持清醒状态,可能出现嗜睡症状,C正确;临床使用的药物M与食欲肽竞争突触后膜上的受体,可使机体保持清醒的能力弱,所以药物M可能有助于促进睡眠,D正确。
10.(2020·山东等级考)科研人员在转入光敏蛋白基因的小鼠下丘脑中埋置光纤,通过特定的光刺激下丘脑CRH神经元,在脾神经纤维上记录到相应的电信号,从而发现下丘脑CRH神经元与脾脏之间存在神经联系,即脑—脾神经通路。该脑—脾神经通路可调节体液免疫,调节过程如图1所示,图2为该小鼠CRH神经元细胞膜相关结构示意图。
(1)图1中,兴奋由下丘脑CRH神经元传递到脾神经元的过程中,兴奋在相邻神经元间传递需要通过的结构是________,去甲肾上腺素能作用于T细胞的原因是T细胞膜上有__________________。
(2)在体液免疫中,T细胞可分泌________作用于B细胞。B细胞可增殖分化为________________________。
(3)据图2写出光刺激使CRH神经元产生兴奋的过程:_________________
_______________________________________________。
(4)已知切断脾神经可以破坏脑—脾神经通路,请利用以下实验材料及用具,设计实验验证破坏脑—脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力。简要写出实验设计思路并预期实验结果。
实验材料及用具:生理状态相同的小鼠若干只,N抗原,注射器,抗体定量检测仪器等。
实验设计思路:____________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
预期实验结果:____________________________________________________
__________________________________________________________________________________________。
答案 (1)突触 去甲肾上腺素受体
(2)淋巴因子(或细胞因子) 浆细胞和记忆细胞(或效应B淋巴细胞和记忆B淋巴细胞)
(3)光刺激光敏蛋白导致钠离子通道开放,钠离子内流产生兴奋
(4)取生理状态相同的小鼠若干只,随机均分为两组,将其中一组小鼠的脾神经切断作为实验组,另一组作为对照组;分别给两组小鼠注射相同剂量的N抗原;一段时间后,检测两组小鼠抗N抗体的产生量 实验组小鼠的抗N抗体产生量低于对照组的产生量
解析 (1)兴奋在相邻神经元之间是通过突触进行传递的。由图1可知,T细胞是去甲肾上腺素作用的靶细胞,激素之所以能作用于靶细胞,是因为靶细胞上有特异性受体,因此去甲肾上腺素能作用于T细胞,是因为T细胞膜上有去甲肾上腺素受体。
(2)在体液免疫过程中,吞噬细胞处理抗原后呈递给T细胞,T细胞分泌淋巴因子作用于B细胞,B细胞经过增殖、分化,形成记忆细胞和浆细胞。
(3)生物膜的功能与蛋白质有关,分析图2,光敏蛋白受到光刺激后导致钠离子通道开放,钠离子内流,从而使CRH神经元产生兴奋。
(4)实验目的是验证破坏脑—脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力,因此实验中的自变量为脑—脾神经通路是否被破坏,因变量是体液免疫能力的高低。设计实验时要遵循单一变量原则,保证无关变量相同且适宜,最终体液免疫能力的高低可通过产生抗体的量来进行检测。本题为验证性实验,预期实验结果应该符合题目要求,即破坏脑—脾神经通路可以降低小鼠的体液免疫能力,因此实验组小鼠的抗N抗体产生量低于对照组的产生量。
11.(2020·天津等级考)神经细胞间的突触联系往往非常复杂。下图为大鼠视网膜局部神经细胞间的突触示意图。
据图回答:
(1)当BC末梢有神经冲动传来时,甲膜内的________释放谷氨酸,与乙膜上的谷氨酸受体结合,使GC兴奋,诱导其释放内源性大麻素,内源性大麻素和甲膜上的大麻素受体结合,抑制Ca2+通道开放,使BC释放的谷氨酸________(填“增加”或“减少”)最终导致GC兴奋性降低。
(2)GC释放的内源性大麻素还能与丙膜上的大麻素受体结合,抑制AC中甘氨酸的释放,使甲膜上的甘氨酸受体活化程度________(填“升高”或“降低”),进而导致Ca2+通道失去部分活性。AC与BC间突触的突触前膜为________膜。
(3)上述________调节机制保证了神经调节的精准性。该调节过程与细胞膜的________________________________________________两种功能密切相关。
(4)正常情况下,不会成为内环境成分的是________。
A.谷氨酸 B.内源性大麻素
C.甘氨酸受体 D.Ca2+通道
答案 (1)突触小泡 减少
(2)降低 丙
(3)负反馈 控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流
(4)CD
解析 (1)据图可知,当BC末梢有神经冲动传来时,甲膜内的突触小泡可释放谷氨酸,谷氨酸与乙膜上的谷氨酸受体结合,使GC兴奋,诱导其释放内源性大麻素。据图可知,内源性大麻素与甲膜上的大麻素受体结合后,可抑制甲膜表面的Ca2+通道的开放,使Ca2+内流减少,而Ca2+有促进谷氨酸释放的作用,所以Ca2+内流减少会使BC释放的谷氨酸减少。
(2)据图可知,GC释放的内源性大麻素与丙膜上的大麻素受体结合后,会抑制AC中甘氨酸的释放,使甲膜上的甘氨酸受体活化程度降低,由图知,甘氨酸受体可以促进Ca2+通道发挥作用,所以甘氨酸受体活化程度降低会导致Ca2+通道失去部分活性。从图中可以看出,AC中含有突触小泡,其释放的甘氨酸作用于甲膜上的甘氨酸受体,因此AC与BC间突触的突触前膜为丙膜。
(3)上述的调节过程存在负反馈调节机制,从而保证了神经调节的精准性。该调节过程涉及细胞膜的控制物质进出(神经递质、离子的进出)、进行细胞间信息交流(受体与信号分子结合,发生相应生理变化)的功能。
(4)据图可知,甘氨酸和内源性大麻素可存在于突触间隙,属于内环境成分;而甘氨酸受体和Ca2+通道存在于细胞膜上,不属于内环境成分,故选C、D。
考点
全国Ⅰ卷5年考情分析
热度
2016
2017
2018
2019
2020
内环境组成与稳态
T31
[8分]
★
神
经
调
节
反射与人
脑高级功能
T30(2)
[4分]
★
兴奋传
导与传递
T4
[6分]
★T30(1)
[2分]
★
★
血糖调节
T31
[10分]
★
体温调节
水盐调节
T31
[8分]
★
激素的作用
及调节特点
T3
[6分]
★
神经与体
液调节关系
T4
[6分]
★
免疫
调节
免疫系统
组成与功能
T31
[9分]
★
免疫功能异常与免疫学应用
T4
[6分]
★
每年本专题考查的分值
15分
14分
8分
14分
16分
五年均分
13.4分
考点
全国Ⅱ卷5年考情分析
热度
2016
2017
2018
2019
2020
内环境组成与稳态
神
经
调
节
反射与人
脑高级功能
兴奋传
导与传递
T30
[9分]
★
血糖调节
T31(2)
[5分]
★
体温调节
T30[9分]
★
水盐调节
T4[6分]
T31(3)[2分]
★
★
激素的作用
及调节特点
T3[6分]
T29[8分]
T30(1)(3)
[6分]
★
★
★
神经与体
液调节关系
T5[6分]
免疫
调节
免疫系统
组成与功能
免疫功能异常与免疫学应用
T2[6分]
★
每年本专题
考查的分值
15分
15分
14分
12分
13分
五年均分
13.8分
考点
全国Ⅲ卷5年考情分析
热度
2016
2017
2018
2019
2020
内环境组成与稳态
T4
[6分]
T5
[6分]
★
★
神
经
调
节
反射与人
脑高级功能
T31(1)
[2分]
★
兴奋传
导与传递
T3[6分]
★
血糖调节
T30
[9分]
T31
[10分]
★
★
体温调节
T3
[6分]
★
水盐调节
T3
[6分]
★
激素的作用
及调节特点
T2(A)
[1.5分]
★
神经与体
液调节关系
T30(2)
[4分]
★
免疫
调节
免疫系统
组成与功能
T30
[11分]
T4
[6分]
★
★
免疫功能异常与免疫学应用
每年本专题
考查的分值
15分
17.5分
6分
23分
12分
五年均
分14.7分
1.有些同学不吃早餐,用午餐补充,结果午餐摄入过量,则会造成某激素分泌过量,引起肥胖,下列解释合理的是( )
A.胰岛素分泌过多,促进了葡萄糖的氧化分解
B.胰岛素分泌过多,促进了糖原和脂肪的合成
C.肾上腺素分泌过多,促进血压升高,引起肥胖
D.胰高血糖素分泌过多,促进氨基酸转化为脂肪
答案 B
解析 午餐摄入过量,则导致胰岛素分泌过多,促进了糖原和脂肪的合成,脂肪积累导致肥胖,B正确。
2.一种捕食鱼类的芋螺在猎物靠近时,可将装满芋螺毒液的齿舌射到猎物身上,再将毒液注入,减慢猎物的运动速度并将其捕获。芋螺毒液中除了神经毒素外,还发现大量特化型胰岛素,其结构类似鱼胰岛素。据此分析不合理的是( )
A.芋螺毒液既影响鱼类的神经调节又影响鱼类的激素调节
B.芋螺的神经毒素可能影响Na+、K+等离子在神经细胞上的跨膜运输
C.芋螺神经毒素与鱼类细胞表面受体结合使胰岛素不能发挥功能
D.芋螺毒液作用可能使鱼出现低血糖导致鱼类运动能力降低而被捕食
答案 C
解析 芋螺毒液中神经毒素可能通过影响Na+和K+的跨膜运输影响鱼类的神经调节,同时特化型胰岛素类似鱼胰岛素,与鱼类细胞表面的胰岛素受体结合,可降低鱼类血糖浓度,进而影响其运动能力,该过程属于激素调节,C错误,A、B、D正确。
3.大豆中含有大豆异黄酮,其分子结构与人雌性激素相似,进入人体后能发挥微弱的雌性激素效应。下列对大豆异黄酮的推测,不合理的是( )
A.会引起促性腺激素分泌量增加
B.能与人雌性激素受体特异性结合
C.可能作用于下丘脑的雌性激素受体
D.可缓解雌性激素水平降低者的症状
答案 A
解析 根据题意可知,大豆异黄酮的分子结构与雌性激素相似,因为人体内性激素的分泌存在负反馈调节机制,所以大豆异黄酮分子可能会抑制促性腺激素的分泌,A不合理。
4.神经病理性疼痛是由脊髓的SG区发生功能障碍所致,科研人员对其发病机理进行了研究。
(1)据图1可知,患者感受器受到刺激后,兴奋沿________传导,传至位于SG区的神经纤维末梢,引起储存在________内的谷氨酸(一种兴奋性递质)释放。谷氨酸引起突触后神经元的细胞膜电位发生的改变是______________________。突触后神经元受到刺激后,经一系列神经传递过程,最终在________产生痛觉。
(2)SG区神经纤维末梢上分布有离子通道N(见图1),该通道与神经病理性疼痛密切相关。科研人员利用通道N抑制剂处理SG区神经元,给予突触前神经元一定的电刺激,测定突触后膜的电信号变化,得到图2所示结果。据图2可知,抑制剂处理导致突触后神经元的电信号幅度无明显变化,但______________________________,推测通道N开放,会引起突触前神经元__________________,导致SG区对伤害性刺激的反应增强,出现痛觉敏感。
(3)SG区的神经元包括兴奋性神经元与抑制性神经元两大类。为进一步研究谷氨酸所作用的神经元类型,科研人员用绿色荧光蛋白标记了抑制性神经元,用通道N激活剂处理小鼠的SG区神经元,在突触前神经元施加刺激,分别检测有绿色荧光和无绿色荧光的神经元细胞膜的电信号变化。若____________________
__________________________________________________________,则可判断谷氨酸作用对象为兴奋性神经元。
(4)依据本研究,开发减缓神经病理性疼痛药物的思路是_________________
____________。
答案 (1)传入神经 突触小泡 外正内负变为外负内正 大脑皮层
(2)突触后膜的电信号频率降低 谷氨酸释放量增加
(3)带绿色荧光的神经元电信号频率和幅度均无明显变化,无绿色荧光的神经元电信号频率显著增加
(4)开发抑制通道N活性的药剂(合理即可)
解析 (1)据图1可知,兴奋沿传入神经传导,当信号传至神经纤维末梢时,引起突触小泡内神经递质(谷氨酸)释放,将信号传递给下一个神经元。据题知谷氨酸为兴奋性递质,可引起突触后膜产生兴奋,突触后神经元的膜电位的变化为由外正内负变为外负内正,信号传至大脑皮层产生痛觉。
(2)据图2可知,经通道N抑制剂处理后,电信号的幅度无变化,但是频率(出现突起的频率)明显降低,可推知通道N开放时电信号频率增强,此时细胞兴奋性较高,突触前神经元谷氨酸释放量增加,导致SG区对伤害性刺激的反应增强,出现痛觉敏感。
(3)依题意可知用通道N激活剂处理SG区神经元,如果谷氨酸作用于兴奋性神经元,那么被绿色荧光蛋白标记的抑制性神经元的电信号就不会有明显变化,而无绿色荧光标记的神经元电信号的频率应该增强。
(4)要缓解疼痛,应该抑制通道N的活性,可以开发抑制通道N活性的药物。
5.甲状腺激素几乎作用于体内所有细胞,在大脑中,可以影响神经细胞的结构和突触传递,影响学习记忆。
(1)甲状腺激素与受体结合,通过影响基因表达发挥生理作用。当全身多数细胞甲状腺激素受体异常时,患者表现出甲减症状。但若受体异常只发生在垂体和下丘脑,则会导致甲状腺激素分泌过量,原因是___________________________
___________________________________________________________________________。
(2)研究发现,甲状腺激素可以促进海马区神经营养因子BDNF的合成。BDNF可以选择性的引起神经元Na+通道开放,导致神经细胞膜两侧电位转变为__________。BDNF也可以促进突触前膜释放__________,增强兴奋的传递过程,从而促进学习记忆。
(3)长期高脂肪膳食会使甲状腺激素分泌减少,学习能力下降。蔬菜水果中富含槲皮素。科研人员利用小鼠研究了槲皮素对高脂膳食危害的影响。实验处理及结果如表所示:
处理
BDNF mRNA(相对值)
BDNF[pg/(mg·pr)]
________
1.00
26
高脂膳食
0.65
19
高脂膳食+槲皮素
0.95
25
表中横线处的处理为________。分析上表数据可知______________________
____________________________________________________________________。
(4)甲状腺激素有T4和T3两种形式,主要以T4的形式分泌。在脱碘酶的作用下T4转变为T3并发挥生理作用。为进一步研究槲皮素的作用机理,研究人员分别取高脂膳食组、高脂膳食+槲皮素组小鼠的________,测定T4、T3和TSH(促甲状腺激素)浓度,结果如图所示:
结合相关信息和上图结果,推测槲皮素的作用机理是____________________
__________________。
答案 (1)甲状腺激素对下丘脑和垂体的反馈抑制作用减弱,使促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素分泌增多,促甲状腺激素又使甲状腺激素分泌过量
(2)外负内正 神经递质
(3)正常膳食 槲皮素可以使BDNF基因的表达量恢复,缓解高脂膳食的危害
(4)血液 槲皮素通过提高脱碘酶的活性,促进T4转变为T3
解析 (1)甲状腺激素对下丘脑和垂体具有负反馈调节作用,所以二者受体异常时,会使反馈抑制作用减弱,使促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素分泌增多,促甲状腺激素又使甲状腺激素分泌过量。
(2)Na+通道打开,会使Na+内流而出现外负内正的动作电位。突触前膜释放神经递质与后膜受体结合,传递信号,BDNF可以促进该过程,从而促进学习记忆。
(3)对照组的处理为自然状态下的正常饮食。比较表中实验结果可以看出高脂膳食组BDNF mRNA与BDNF的值有明显下降,而高脂膳食+槲皮素组BDNF mRNA与BDNF的值有所恢复,所以槲皮素可以使BDNF基因的表达量恢复,缓解高脂膳食的危害。
(4)甲状腺激素以T4和T3两种形式存在于血液中,所以取血液测定T4、T3和TSH的浓度。分析结果图可知,高脂膳食+槲皮素组小鼠的T4浓度、TSH浓度小于高脂膳食组小鼠,而T3浓度高于高脂膳食组小鼠,又结合题意“在脱碘酶的作用下T4转变为T3并发挥生理作用”,所以推测其作用机理为槲皮素通过提高脱碘酶的活性,促进T4转变为T3。
6.研究表明:T细胞借助表面的蛋白质“PD1”来识别癌细胞。有的癌细胞能合成一种分布于细胞膜表面的“PD-L1”蛋白,该蛋白与T细胞表面的“PD1”结合后,会抑制T细胞的活性和增殖,使肿瘤细胞逃过免疫细胞的攻击。临床实验证明,PD1抑制剂药物,附着于T细胞,通过阻断PD1和PD-L1结合,阻断了癌细胞的隐藏能力,使T细胞能识别癌细胞,进而癌细胞被免疫细胞摧毁。这种治疗癌症的方法叫做癌症免疫疗法。
(1)T细胞参与的免疫过程有________________免疫,PD-L1会导致人体免疫系统针对癌细胞的______________功能降低。
(2)在癌症的临床检测中,根据抗原能和特异性抗体相结合的特性,用______________对组织内的抗原进行检测,可以帮助人们发现体内癌变组织中的特殊抗原。
(3)放疗是用放射性元素对人体肿瘤的部位进行局部方面的扫描和照射,通过辐射杀死瘤细胞。化疗是通过药物的手段,使药物进入人体血液,并去除人体中的癌细胞。放疗和化疗对人体正常细胞也有杀伤作用。相对于放疗化疗,癌症免疫疗法的优点有___________________________________________________(至少答出两点)。
答案 (1)细胞免疫和体液(或特异性) 监控和清除
(2)人工标记的抗体
(3)它不杀伤正常细胞,可以增强免疫系统对癌细胞的识别能力和杀伤力
解析 (1)T细胞参与的免疫过程有细胞免疫和体液(或特异性)免疫,免疫系统的功能有防卫功能、监控和清除功能,其中监控、清除人体内衰老、损伤细胞及癌变细胞是免疫系统的监控和清除功能,故PD-L1会导致人体免疫系统针对癌细胞的监控和清除功能降低。
7.自2019年12月起,由新型冠状病毒2019nCoV引发的新冠肺炎成为全球公共卫生的重大威胁。某些患者早期病情较轻,后期因发生细胞因子风暴病情突然加重。细胞因子是具有免疫调节功能的小分子蛋白质,细胞因子风暴是机体免疫系统被过度激活的一种状态,其造成肺损伤的机制如下图所示。
(1)免疫细胞包含多种类型,图中未提到的一类是____________。
(2)据图可知,利用____________的受体免疫实验动物后,制备的单克隆抗体可用于新冠肺炎细胞因子风暴的治疗。
(3)我国医疗工作者用脐带间充质干细胞静脉输入法对4例新冠肺炎重症患者进行了治疗,效果良好。干细胞的特点是__________________________,脐带间充质干细胞除有干细胞特点外,还可以分泌多种营养因子和调节物质,其表面抗原不明显,不会引起患者免疫排斥。由此分析,在治疗过程中间充质干细胞发挥的作用可能是_________________________________________________________
_________________________________。
(4)在“疫情防控常态化”阶段,新冠疫苗研制更加重要,我国科学工作者研发的重组腺病毒疫苗已进入临床实验阶段。
①腺病毒疫苗中腺病毒是作为________。
②腺病毒对于增殖和非增殖细胞均具有感染能力,且不整合进入宿主细胞的染色体基因组,与其他重组逆转录病毒疫苗相比可减少多种临床风险,请列出其中1点_________________________________________________________________
_______。
③新冠疫苗可能存在的局限性是______________________________________
________(写出1点即可)。
答案 (1)B淋巴细胞 (2)IL6
(3)增殖(分裂)能力强和分化程度低 通过间充质干细胞的分裂、分化,修复受损肺细胞(受损组织);分泌营养因子,改善肺部细胞微环境;分泌调节物质,抑制细胞因子风暴
(4)①载体 ②避免正常基因被插入产生突变;避免细胞癌变 ③引起人体过敏反应;病毒变异快,可能导致疫苗失效等
解析 (2)分析题图可知IL6是造成细胞因子风暴的主要因子,可用其受体免疫实验动物,制备单克隆抗体,抗体与IL6竞争IL6受体,可用于疾病的治疗。
核心考点——重点难点全突破
考点1 神经调节
1 反射与反射弧
(1)凡不经历完整反射弧所引起的反应不可称为“反射”。刺激反射弧中间某个部位,虽然也能引起效应器作出一定的反应,但不能称作反射;从接受刺激到大脑皮层产生疼的感觉也不叫反射。
(2)反射弧中兴奋的传导为单向,取决于突触部位兴奋的单向传递。
2 兴奋产生的机制及传导和传递
(1)兴奋的产生
(2)兴奋在神经纤维上的传导
形式:电信号(局部电流、神经冲动)
方向:信号传递方向与膜内电流方向相同,与膜外电流方向相反
(3)兴奋在神经元之间的传递
①传递特点:单向传递。
原因:神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜。
②
③兴奋传递异常的情况
a.若某种有毒有害物质使分解神经递质的相应酶变性失活或占据酶的作用位点,则神经递质持续性作用于突触后膜,导致突触后膜持续兴奋或抑制,如某种有机磷农药使乙酰胆碱酯酶失活。
b.药物或有毒有害物质阻断神经递质的合成或释放,如肉毒杆菌素能抑制乙酰胆碱的释放。
c.药物或有毒有害物质使神经递质失活。
d.突触后膜上受体位置被某种有毒物质占据,使神经递质无法作用于受体,如箭毒素与神经递质争夺受体。
3 兴奋在神经纤维上的传导及在神经元之间的传递实验探究
(1)兴奋在神经纤维上传导的探究
方法设计:电刺激图中甲处,观察A的变化,同时测量乙处的电位有无变化。
结果分析:
电刺激甲处→A有反应
(2)兴奋在神经元之间传递的探究
方法设计:先电刺激图中甲处,测量丙处电位变化;再电刺激丙处,测量甲处的电位变化。
结果分析:两次测量都有电位变化→双向传递;只有甲处有电位变化→单向传递(且传递方向为丙→甲)。
1.(2018·江苏高考)如图是某神经纤维动作电位的模式图,下列叙述正确的是( )
A.K+的大量内流是神经纤维形成静息电位的主要原因
B.bc段Na+大量内流,需要载体蛋白的协助,并消耗能量
C.cd段Na+通道多处于关闭状态,K+通道多处于开放状态
D.动作电位大小随有效刺激的增强而不断加大
答案 C
解析 静息电位的产生和维持是由于K+通道开放,K+外流,使神经纤维膜外电位高于膜内,表现为外正内负,A错误;动作电位的产生和维持机制是Na+通道开放,Na+内流,使神经纤维膜内电位高于膜外,表现为外负内正,此过程不需要消耗能量,属于协助扩散,B错误;cd段正在恢复静息电位,K+外流,C正确;神经纤维产生动作电位需要有达到阈值的刺激,在受到阈值以上刺激时产生的动作电位不再随刺激强度增大而加大,D错误。
2.(2019·江苏高考)下图为突触传递示意图,下列叙述错误的是( )
A.①和③都是神经元细胞膜的一部分
B.②进入突触间隙需消耗能量
C.②发挥作用后被快速清除
D.②与④结合使③的膜电位呈外负内正
答案 D
解析 ①为突触前膜,③为突触后膜,都是神经元细胞膜的一部分,A正确;②为神经递质,进入突触间隙通过胞吐实现,需消耗能量,B正确;神经递质发挥作用后会被快速清除,以避免下一个神经元持续性地兴奋或抑制,C正确;兴奋性神经递质与突触后膜上的受体结合时,会使突触后膜的膜电位呈外负内正,抑制性神经递质与突触后膜上的受体结合时,会使突触后膜的膜电位外正内负程度加深,D错误。
3.(2019·北京高考)为探究运动对海马脑区发育和学习记忆能力的影响,研究者将实验动物分为运动组和对照组,运动组每天进行适量的有氧运动(跑步/游泳)。数周后,研究人员发现运动组海马脑区发育水平比对照组提高了1.5倍,靠学习记忆找到特定目标的时间缩短了约40%。根据该研究结果可得出( )
A.有氧运动不利于海马脑区的发育
B.规律且适量的运动促进学习记忆
C.有氧运动会减少神经元间的联系
D.不运动利于海马脑区神经元兴奋
答案 B
解析 根据题意可知,运动组海马脑区发育水平比对照组提高了1.5倍,推知有氧运动有利于海马脑区的发育,A错误;根据题意可知,运动组靠学习记忆找到特定目标的时间比对照组缩短了约40%,推知规律且适量的运动促进学习记忆,B正确;根据上述内容,推知有氧运动会增加神经元间的联系,不运动不利于海马脑区神经元兴奋,C、D错误。
4.(2020·山东等级考Ⅰ卷)用微电极记录细胞膜上的电位变化是研究神经冲动产生、传导和突触传递原理的常用方法。根据以下实验方法和结果,分析和解决相关问题。
(1)当图1中的微电极M记录到动作电位时,突触小泡将依次产生的反应是
_____________________________________________。突触后膜上将依次产生的反应是____________________________________________________________。
(2)研究表明,在突触小体未产生动作电位的情况下,微电极N上也会记录到随机产生的、幅度几乎相等的微小电位变化,如图2所示。结合突触的结构和突触传递的过程,分析导致该电位变化产生的原因:__________________________________________________。
(3)在某些突触中,突触小体产生动作电位后,微电极N上记录到电位负值增大的抑制性突触后电位(IPSP),如图3所示。已知K+和Cl-通道都参与了IPSP的形成,IPSP产生的原理是__________________。
(4)已知从刺激开始到动作电位产生有一短暂的延迟,且与刺激强度有关。为了规避该延迟对测量精度的影响,请利用微电极记录技术设计实验,精确测量动作电位在神经轴突上的传导速度:______________________________________
_______________________。(实验仪器:微电极记录设备、刺激器、计时器、刻度尺等)
答案 (1)突触小泡移动到突触前膜,在突触前膜释放神经递质 突触后膜上的受体结合神经递质,引起突触后膜上的电位变化
(2)发挥完作用的神经递质没有被彻底降解,极微量的神经递质引起微小电位变化,但不足以引起动作电位
(3)K+外流和Cl-内流
(4)用刻度尺测量两个微电极之间的距离;用刺激器刺激1次,用计时器记录两个微电极记录设备发生变化的时间差,从而计算出传导速度
解析 (1)微电极M记录到动作电位时,即兴奋传至轴突末梢,此时突触小泡会向突触前膜移动,并与突触前膜融合释放神经递质到突触间隙,神经递质与突触后膜上相应受体结合,导致突触后膜形成动作电位。
(2)神经递质一经作用就会被降解,若微量的神经递质没有被降解,则可能引起微小电位变化。
(3)由图3可知,抑制性突触后电位的负值增大,若K+、Cl-参与了该过程,其可能是K+外流和Cl-内流引起的。
(4)为规避动作电位的延迟,可测量动作电位通过神经轴突上两点间的距离和时间,由此计算动作电位在神经轴突上的传导速度。
考点2 体液调节
1 内分泌腺及其分泌激素作用
(1)激素不组成细胞结构、不提供能量、不起催化作用,属于信息分子,只起调节作用。
(2)激素运输无特异性,通过体液运输到全身各处,与特定受体结合后才发挥作用。
(3)激素分子只能识别特定靶细胞,因为只有靶细胞具有能和激素分子结合的特异性受体。
(4)激素作用的部位有细胞膜表面和细胞内部。
2 激素通过分级调节、反馈调节等机制维持机体稳态
(1)分级调节和反馈调节的概念
①反馈调节:在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫做反馈调节。
②分级调节:人们把下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控,称为分级调节。
(2)分级调节和反馈调节实例:甲状腺激素调节、血糖平衡调节。
血糖平衡调节:
①胰岛素与胰高血糖素相互影响
a.胰岛素可抑制胰高血糖素的分泌;
b.胰高血糖素可促进胰岛素的分泌。
②胰岛细胞可接收的信号分子
a.血糖;
b.神经递质;
c.胰岛素/胰高血糖素。
③糖尿病
a.病因及病症
补充:组织细胞对胰岛素不敏感也会导致糖尿病(Ⅱ型糖尿病)。
病症:“三多一少”,即多饮、多食、多尿,身体消瘦、体重减轻。
b.糖尿病防治
较轻患者可通过控制饮食,配合降血糖药物进行治疗,对于较重患者,可静脉注射胰岛素进行治疗;Ⅱ型糖尿病注射胰岛素不起作用,可通过基因治疗等方法进行治疗。
3 神经调节与体液调节相互协调共同维持机体稳态
(1)体温调节和水盐调节
①体温调节
a.体温感觉中枢位于大脑皮层;体温调节中枢位于下丘脑;温度感受器是感受温度变化的感觉神经末梢,它不只分布在皮肤,还广泛分布在黏膜及内脏器官中。
b.高温条件下的体温调节主要是增加散热量,调节方式主要是神经调节;寒冷条件下的体温调节既增加产热量,又减少散热量,调节方式既有神经调节,又有激素调节。
c.无论是在寒冷还是在炎热环境中,机体产热量与散热量都保持平衡,如果两者没有保持平衡,体温就会升高或降低。发高烧时,人体的产热不一定大于散热,除非病人的体温在持续升高,如果温度保持不变,则产热等于散热。
②水盐调节
a.抗利尿激素的产生、分泌部位是下丘脑的神经细胞,而释放部位是垂体后叶。
b.在水盐平衡调节中,下丘脑既是感受器,又是效应器(分泌激素)。
c.渗透压感受器及水盐调节的中枢位于下丘脑;渴感中枢位于大脑皮层;参与水盐平衡调节的主要器官是肾脏。
d.抗利尿激素增多(或减少)→作用于肾小管、集合管→对水的重吸收增多(或减少)→尿量减少(或增多)→细胞外液渗透压降低(或升高)。
(2)下丘脑在稳态调节中的作用
①功能图示
②下丘脑功能总结
a.感受:可以感受细胞外液渗透压变化和血糖浓度变化。
b.传导:可将渗透压感受器产生的兴奋传导至大脑皮层。
c.效应器的分泌功能:分泌促激素释放激素,作用于垂体,使之分泌相应的促激素,如在外界环境温度低时分泌促甲状腺激素释放激素;也能分泌调节水盐的抗利尿激素。
d.作为神经中枢:下丘脑中有体温调节中枢、血糖调节中枢等。下丘脑是内分泌系统的总枢纽,同时也受大脑皮层的调控。
(3)如何判断某生命活动调节过程中哪一部分是神经调节,哪一部分是体液调节
调节方式
调节机制
举例
神经调节
刺激引起的反射活动,通过反射弧完成
各种反射活动
体液调节
体液中激素和其他化学物质直接对生命活动起作用
激素、CO2、H+等的调节
神经—体液调节
口渴时抗利尿激素分泌增加,尿量减少
体液—神经调节
CO2对呼吸运动的调节
4 动物激素功能的实验探究
(1)分析激素功能的研究思路
采用某种方法处理实验动物→出现相应的病理症状→添加激素后实验动物恢复正常→推测相应激素的生理作用。
(2)探究激素功能的常用实验方法
①针对小分子激素及其分泌器官,如甲状腺和甲状腺激素、性腺和性激素,常用实验方法:切除法、饲喂法、注射法。
a.饲喂法
b.切除法和注射法
②针对大分子激素及其分泌器官,如生长激素和垂体,胰岛素、胰高血糖素和胰岛(胰腺)。常用实验方法:切除法、注射法。
实例:探究胰岛素对血糖调节的影响。
根据激素的化学本质采用适宜的实验方法
(1)蛋白质(多肽)类:促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素、抗利尿激素、促甲状腺激素、促性腺激素、生长激素、胰岛素、胰高血糖素等。蛋白质(多肽)类激素易被胃肠道消化酶分解而失去活性,一般采用注射方法补充,不宜口服。
(2)固醇类:雄性激素、雌激素和孕激素、醛固酮等。性激素属于固醇类,口服后可以被吸收。
(3)氨基酸衍生物:甲状腺激素等,口服后可以被吸收。
(3)实验过程中应注意的问题
①动物分组的基本要求:选择性别、年龄、体重、生理状况相似的动物进行平均分组,且每组要有数量相等的多只。
②注意描述指标的确定,如甲状腺激素生理功能可用耗氧量、死亡时间、代谢或活动状况等表示,具体实验应具体分析。
③注射时,对照组可注射等量的“生理盐水”或用来溶解激素的溶液,切不可注射“蒸馏水”。
1.下列与动物和人体生命活动调节有关的叙述,正确的是( )
A.在鱼类养殖中,可在饲料中添加促性腺激素类药物以促进亲鱼的卵和精子成熟
B.当血浆中甲状腺激素含量降低时可通过反馈调节促进下丘脑和垂体的分泌活动
C.人在恐惧等紧急情况下,内脏神经可直接支配肾上腺髓质,引起肾上腺素分泌增多
D.可通过静脉注射免疫抑制剂治疗先天性胸腺发育不全
答案 C
解析 促性腺激素是多肽类激素,不能添加在饲料中口服,只能注射,A错误;当血浆中甲状腺激素含量升高时可通过反馈调节抑制下丘脑分泌TRH和垂体分泌TSH,甲状腺激素含量降低时,该抑制作用减弱,使下丘脑和垂体的分泌活动增加,B错误;人在恐惧等紧急情况下,内脏神经可直接支配肾上腺髓质,引起肾上腺素分泌增多,引起心跳加快等,C正确;先天胸腺发育不良是免疫缺陷病,不能注射免疫抑制剂,应该注射增强免疫效应的药物进行治疗,D错误。
2.人在饥饿时遇到寒冷刺激,会表现出面色苍白,全身颤抖。此时发生的变化不包括( )
A.皮肤毛细血管收缩,汗腺分泌减少
B.骨骼肌战栗加速热量的产生
C.血糖浓度降低导致胰岛素分泌增加
D.散热量比适宜温度条件下大
答案 C
解析 寒冷时机体产热量比适宜温度条件下大,为了维持体温正常,散热量也比适宜温度条件下的大,D正确;机体会通过减少散热和增加产热的方式使体温相对稳定,减少散热的方式有皮肤毛细血管收缩,汗腺分泌减少等,A正确;可以使骨骼肌战栗来增加产热,B正确;血糖浓度降低导致胰高血糖素分泌增加,C错误。
3.(2020·福建省厦门市高三下学期第一次质检)下列关于激素、酶和神经递质的叙述,正确的是( )
A.激素和酶一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了
B.激素和神经递质都可以作为信息分子调节生命活动
C.激素和酶都是蛋白质,能产生酶的细胞一定能产生激素
D.酶和神经递质都能降低化学反应活化能,因此具有高效性
答案 B
解析 激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,而酶作用后不被灭活,A错误;激素是体液中重要的信息分子,而神经递质是细胞间传递兴奋的化学物质,二者都可以作为信息分子调节生命活动,B正确;激素和酶不都是蛋白质,能产生激素的细胞一定能产生酶,能产生酶的细胞不一定能产生激素,C错误;酶能降低化学反应活化能,而神经递质不能,D错误。
4.(2020·山东等级考Ⅰ卷)褪黑素是由哺乳动物和人的松果体产生的激素,它能缩短入睡时间、延长睡眠时间,从而起到调整睡眠的作用。褪黑素的分泌调节过程如图所示,下列说法错误的是( )
A.该过程不能体现激素的分级调节
B.长时间光照会使褪黑素的分泌减少
C.该过程中褪黑素的分泌存在反馈调节
D.微量注射褪黑素作用于下丘脑能促进动物睡眠
答案 D
解析 分级调节是一种分层控制的方式,常见的调控为下丘脑→垂体→内分泌腺,图中所示调节方式属于神经—体液调节,其中下丘脑为神经中枢,传出神经末梢及松果体为效应器,未体现激素的分级调节,A正确;由图可知,暗信号可促使褪黑素增多,则光信号会抑制褪黑素分泌,导致褪黑素分泌减少,B正确;由图可知,褪黑素含量增多时,其抑制下丘脑向松果体传递兴奋,即存在反馈调节,C正确;由题意可知,褪黑素可促进动物睡眠,注射褪黑素,导致褪黑素含量升高,褪黑素作用于相应的靶细胞,可以促进睡眠,同时其抑制下丘脑的功能,使褪黑素的含量恢复正常,D错误。
5.欲验证胰岛素的生理作用,根据以下提供的实验材料与用具,提出实验思路,预测实验结果并进行分析。
材料与用具:小鼠若干只,胰岛素溶液,葡萄糖溶液,生理盐水,注射器等。
(要求与说明:血糖浓度的具体测定方法及过程不作要求,实验条件适宜)
(1)实验思路:
①____________________________________;
②__________________________________________________________________________________________;
③__________________________________________________________________________________________;
④____________________________。
(2)预测实验结果(设计一个坐标,用柱形图表示至少三次的检测结果)。
(3)分析与讨论
①正常人尿液中检测不到葡萄糖,其原因是__________________________。
②当机体血糖水平升高时,胰岛中的内分泌细胞及其分泌的激素变化是____________________________________________________。此时,机体细胞一方面增加对葡萄糖的摄取、储存和利用,另一方面_______________________。
答案 (1)①分别测定每只小鼠的血糖浓度,并记录
②将小鼠分为A、B两组,A组注射一定量的胰岛素,B组注射等量的生理盐水。隔一段时间,分别测定两组小鼠的血糖浓度,并记录
③当出现低血糖症状后,A组注射葡萄糖溶液,B组注射等量生理盐水。隔一段时间,分别测定两组小鼠的血糖浓度,并记录
④对每组所得数据进行统计分析
(2)
(3)①胰岛素促进肾小管对过滤液中葡萄糖的吸收
②胰岛B细胞分泌胰岛素增加,胰岛A细胞分泌胰高血糖素减少 抑制肝糖原的分解和其他非糖物质的转化
解析 (1)实验需要遵循对照原则和单一变量原则。要验证胰岛素的生理作用——降低血糖浓度,实验前需要测定各处理组的小鼠的血糖浓度,作为实验前后的对照数据。实验分组遵循单一变量原则,分为两组,一组注射一定量的胰岛素,另一组注射等量的生理盐水,固定时间检测小鼠的血糖浓度。待小鼠出现低血糖症状后,给低血糖组小鼠注射葡萄糖溶液,空白对照组小鼠注射等量生理盐水,固定时间检测小鼠的血糖浓度。
(2)A、B两组小鼠的初始血糖浓度差别不大;胰岛素有降低血糖的作用,故A组注射胰岛素后血糖浓度应有一定程度下降,B组小鼠血糖浓度应在正常范围内波动平衡;A组小鼠注射葡萄糖后血糖浓度会上升,但与B组小鼠相比可能还会偏低,故预测的实验结果如下
(3)①正常人尿液中检测不到葡萄糖是因为人体正常分泌的胰岛素能够促进肾小管对过滤液中葡萄糖的吸收。②机体血糖水平升高时,会刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,并抑制胰岛A细胞分泌胰高血糖素;机体细胞一方面增加对葡萄糖的摄取、储存和利用,另一方面抑制肝糖原的分解和其他非糖物质的转化。
6.肾上腺素和支配心脏的交感神经兴奋都能促使心跳加快,血压升高。肾上腺素由肾上腺髓质分泌,受内脏神经直接支配。人受到惊吓时,肾上腺素分泌增多,支配心脏的交感神经兴奋。回答相关问题:
(1)人受到惊吓时引起的肾上腺素的分泌________(填“属于”或“不属于”)反射,心脏是肾上腺素作用的________。
(2)在人受到惊吓的过程中,兴奋在交感神经纤维上以________的形式传导,交感神经纤维释放去甲肾上腺素作用于心肌细胞,去甲肾上腺素需与心肌细胞膜上的________结合才能发挥作用。
(3)肾上腺素与去甲肾上腺素具有的共同特点是____________(答出一个即可)。人受到惊吓后心跳加快,需要经过较长一段时间才能慢慢平静下来,其原因是______________________________________________________(从神经调节和体液调节的特点角度加以分析)。
答案 (1)属于 靶器官
(2)电信号(或局部电流) 受体
(3)都要与受体结合才能发挥作用(答案合理即可) 心脏的活动同时受神经和体液的调节,体液调节作用时间比较长
解析 (1)由题干信息“肾上腺素由肾上腺髓质分泌,受内脏神经直接支配”分析,肾上腺素的分泌受神经调节,而神经调节的主要方式是反射,故人受到惊吓时引起肾上腺髓质分泌肾上腺素属于反射。肾上腺素可以作用于心脏,故心脏是肾上腺素作用的靶器官。
(2)兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导。根据题中信息“交感神经纤维释放去甲肾上腺素作用于心肌细胞”分析,可知去甲肾上腺素是一种神经递质,它需要与突触后膜(即心肌细胞膜)上的特异性受体结合才能发挥作用。
(3)根据题干信息可知肾上腺素是一种激素,它只有与靶细胞上的受体结合才能发挥调节作用,因此无论是肾上腺素还是去甲肾上腺素均需跟特异性受体结合才能发挥作用,且都需要通过体液运输。根据题干信息“肾上腺素和支配心脏的交感神经兴奋都能促使心跳加快,血压升高”分析,可知心脏的活动同时受神经和体液的调节,由于体液调节作用时间比较长,故人受到惊吓后心跳加快,需要经过较长一段时间才能慢慢平静下来。
7.(2020·河北衡水中学周测)正常人体感染病毒会引起发热,发热过程分为体温上升期、高温持续期和体温下降期。下图为体温上升期机体体温调节过程示意图,其中体温调定点是为调节体温于恒定状态,下丘脑体温调节中枢预设的一个温度值,正常生理状态下为37 ℃。请回答下列问题:
(1)图中激素甲的名称是____________________,激素乙通过________的途径作用于甲状腺。
(2)体温上升期,人体骨骼肌不随意的节律性收缩,即出现“寒战”,有助于体温________________。综合图解分析,体温上升期人体进行体温调节的方式有__________________。
(3)高温持续期,人体产热量________(填“大于”“小于”或“等于”)散热量。此阶段人体有时会出现脱水现象,垂体释放抗利尿激素增加,肾小管和集合管______________________,从而减少尿量。
(4)体温下降期,机体增加散热的途径有__________________________。
答案 (1)促甲状腺激素释放激素 体液运输
(2)上升到已上调的体温调定点(上升到38.5 ℃) 神经调节、体液调节
(3)等于 重吸收水的能力增强
(4)汗腺分泌增加,皮肤血管舒张
考点3 免疫调节及内环境稳态与调节
1 图解细胞免疫和体液免疫
(1)T细胞既参与体液免疫,又参与细胞免疫,T细胞缺失,细胞免疫功能完全丧失,体液免疫功能几乎完全丧失(体液免疫时抗原直接刺激B细胞是极少数,通过T细胞分泌的淋巴因子促进B细胞增殖分化为浆细胞是主要途径)。
(2)吞噬细胞既参与非特异性免疫,又参与特异性免疫。
(3)准确辨析不同抗原所引起的免疫反应类型
①存在于内环境中的抗原引起的是体液免疫,如细胞外毒素。
②进入细胞内的抗原引起的是细胞免疫,如胞内寄生菌、自身肿瘤、移植器官。
③病毒感染先引发体液免疫,阻止病毒的散播感染,当病毒进入细胞后,再引发细胞免疫,将抗原释放,再由体液免疫最后清除抗原。
(4)记忆细胞是发生二次免疫反应的基础,二次免疫反应与初次免疫反应相比,具有反应更快、更强烈、抗体产生量更多的特点。(如下图)
2 深度分析艾滋病的发病机理及预防
(1)发病机理
①结构基础:HIV是一种RNA病毒,它的表面有一层糖蛋白分子,其结构和T细胞上的糖蛋白互补,因此两者结合,病毒得以进入T细胞,使T细胞大量死亡,导致患者丧失全部细胞免疫和大部分体液免疫。
②发病过程:HIV主要侵染T淋巴细胞,HIV进入人体后,有一部分被人体的免疫系统消灭,但部分侵入T细胞的病毒会通过逆转录形成DNA,整合到宿主DNA中,随着宿主DNA的复制和表达产生大量的HIV,此时,人体T细胞数量逐渐减少,免疫系统被破坏,各种致病菌感染机会增加,继续发展使人体免疫能力几乎全部丧失。
(2)传播途径
①性接触传播;②血液传播;③母婴传播。
(3)预防:切断传播途径、拒绝毒品、洁身自爱。
3 过敏反应中的抗体与体液免疫反应中的抗体比较
过敏反应中的抗体
体液免疫中的抗体
诱发
物质
过敏原(具个体差异)
抗原(不具个体差异)
本质
球蛋白
球蛋白
分布
吸附在皮肤、消化道、呼吸道黏膜或某些血细胞表面
血清、组织液、外分泌液
反应
时机
机体第二次接触过敏原时发生
机体第一次接触抗原就发生免疫反应
结果
刺激细胞释放组织胺,从而引起过敏反应
与抗原结合形成沉淀或细胞集团
4 内环境稳态及调节机制
(1)组织细胞直接与内环境交换物质,然后经内环境间接地与外界环境进行物质交换。
(2)与物质交换相关的器官有皮肤,系统有呼吸、消化、循环、泌尿四大系统。
(3)内环境的“内”与“外”是相对的,从细胞的角度看就是细胞外液,从人体角度看细胞外液就是内环境。
(4)血浆、组织液和淋巴是内环境的主要组成成分。
1.(2020·山东等级考Ⅰ卷)桥本氏甲状腺炎是一种常见的甲状腺疾病,患者血液中可检测出抗甲状腺细胞的抗体,随病情发展许多患者会表现为甲状腺功能减退,称为桥本氏甲减。下列叙述错误的是( )
A.桥本氏甲状腺炎是一种自身免疫病
B.桥本氏甲减出现的原因是甲状腺细胞受损
C.桥本氏甲减患者会表现出体温偏高的症状
D.桥本氏甲减可通过补充甲状腺激素减轻症状
答案 C
解析 桥本氏甲状腺炎患者体内产生抗体攻击正常的细胞,故属于自身免疫病,A正确;桥本氏甲减出现的原因是甲状腺细胞受损,甲状腺激素分泌不足,B正确;桥本氏甲减患者甲状腺激素分泌不足,代谢缓慢,会出现体温偏低的症状,C错误;桥本氏甲减患者缺乏甲状腺激素,可通过补充甲状腺激素减轻症状,D正确。
2.下列有关免疫过程的说法正确的是( )
A.细胞B是记忆B细胞,细胞D为效应T细胞
B.细胞B、C、D均能识别血清中的相应抗原
C.A细胞无特异性识别抗原功能,图示过程有溶酶体参与
D.若④代表HIV,则细胞C代表效应T细胞
答案 C
解析 由题图可知,细胞B可以产生抗体,并与抗原结合,所以细胞B为浆细胞,细胞D可以与细胞C结合,使细胞C裂解,所以细胞D为效应T细胞,A错误;细胞B为浆细胞、细胞C为被抗原入侵的靶细胞,二者都不能识别血清中的抗原,细胞D为效应T细胞,能识别抗原,B错误;细胞A是吞噬细胞,无特异性识别抗原功能,图示过程有溶酶体的参与,C正确;若④代表HIV,则细胞C是被病毒攻击的靶细胞,为T细胞,D错误。
3.(2020·山东等级考Ⅰ卷)机体的多种生理、生化反应是在内环境中进行的。下列反应发生于内环境的是( )
A.吞噬细胞在组织间隙中吞噬细菌
B.病毒的DNA整合到宿主细胞的染色体上
C.肠道中的蛋白质被胰蛋白酶降解
D.泪液中的溶菌酶分解细菌的细胞壁
答案 A
解析 内环境指机体内由细胞外液构成的液体环境,主要包括血浆、组织液和淋巴。组织间隙中为组织液,属于内环境,A符合题意;病毒DNA整合到宿主细胞的染色体上,发生在细胞内,B不符合题意;肠道属于外界环境,不属于内环境,C不符合题意;泪液不属于体液,D不符合题意。
4.下列有关内环境稳态及其调节的叙述,错误的是( )
A.静脉注射血浆蛋白可以缓解组织水肿
B.葡萄糖、胰岛素和Na+都参与血浆渗透压的形成
C.细胞外液渗透压下降会引起下丘脑分泌抗利尿激素增多
D.肾小管和集合管相关细胞能够选择性表达抗利尿激素受体基因
答案 C
解析 静脉注射血浆蛋白,可以提高血浆渗透压,促进水分从组织液进入血浆,从而可以缓解组织水肿,A正确;血浆渗透压指的是血浆中的溶质微粒对水的吸引力,其大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,血浆中的葡萄糖、胰岛素和Na+都会参与血浆渗透压的形成,B正确;细胞外液渗透压下降会引起下丘脑合成和分泌抗利尿激素减少,C错误;抗利尿激素能作用于肾小管和集合管,说明肾小管和集合管相关细胞膜上有抗利尿激素的受体,由此也说明肾小管和集合管相关细胞能够选择性表达抗利尿激素受体基因,D正确。
5.(2020·山东滨州二模)2020年初,新型冠状病毒(2019nCoV)引发的新冠肺炎疫情逐渐蔓延全球,对人们的健康和生活造成极大的影响。该类肺炎的典型症状是发热(高于37.3 ℃)、干咳、肌肉酸痛、腹泻等。人体的体温调定点学说认为体温调节机制类似于恒温器的调节,调定点是该恒温器调节温度的基准;当体温偏离调定点温度时,机体通过调节回到调定点水平。病毒、细菌等病原体的侵染能引起体温调定点改变而导致机体发热。回答下列问题:
(1)体温调节的“恒温器”位于________中,2019nCoV侵染人体后,会使体温调定点________(填“升高”或“降低”),进而导致________________等激素分泌增多,机体产热量增多。
(2)侵入人体的2019nCoV的特定蛋白可作为________诱导机体B淋巴细胞增殖、分化形成______________,进而产生免疫力。
(3)冠状肺炎患者发热、腹泻等会引起机体失水,内环境的渗透压升高,________释放的抗利尿激素量会增加,促进________________对水分的重吸收,尿量减少。患者需要适量补水增加尿量,以利于将毒素排出体外。
(4)疫情期间,多种自媒体发布了众多有关新冠肺炎的言论。例如,①1个新冠病毒能够在空气中迅速繁殖为成百上千个;②可以利用新冠肺炎痊愈患者的血浆对患者进行治疗,倡议痊愈者积极捐献血浆。请从生物学角度对以上言论的科学性进行评价,并说明理由。
言论①__________________________________________________________。
言论②_________________________________________________________________。
答案 (1)下丘脑 升高 甲状腺激素和肾上腺素
(2)抗原 浆细胞、记忆细胞
(3)垂体 肾小管和集合管
(4)①错误,病毒只有在活细胞中才能增殖,在空气中不能增殖
②正确,新冠肺炎痊愈患者的血浆中具有2019nCoV抗体可以与该病毒的抗原结合,抑制其繁殖和侵染细胞
解析 (1)体温调节中枢位于下丘脑中,由题意可知,2019nCoV侵染人体后,会使体温调定点升高,进而导致甲状腺激素和肾上腺素等激素分泌增多,因为甲状腺激素和肾上腺素能促进物质代谢,因此机体产热量增多。
(2)进入人体的2019nCoV的特定蛋白可作为抗原诱导机体B淋巴细胞增殖、分化形成浆细胞和记忆细胞,而浆细胞能合成并分泌抗体,抗体能够与相应的抗原发生特异性结合,进而抑制了病毒的扩散和增殖,记忆细胞能够对病毒产生记忆,能够对二次进入的病毒发生更强的免疫反应。
(3)冠状肺炎患者发热、腹泻等会引起机体失水,内环境的渗透压升高,下丘脑合成并由垂体释放的抗利尿激素量会增加,从而促进肾小管和集合管对水分的重吸收,使尿量减少。患者需要适量补水增加尿量,以利于将毒素排出体外。
(4)①病毒属于非细胞生物,没有独立的代谢能力,其增殖过程必须在宿主细胞内完成,显然1个新冠病毒能够在空气中迅速繁殖为成百上千个的说法是没有科学依据的。
②新冠肺炎痊愈患者的血浆中具有2019nCoV抗体,该抗体可以与该病毒的抗原发生特异性结合,进而抑制病毒的繁殖和侵染,因此利用新冠肺炎痊愈患者的血浆对患者进行治疗是有科学道理的。
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