2023届高考生物二轮复习神经调节和体液调节学案含答案
展开专题八 神经调节和体液调节
课标要求
考查方向
1.神经系统通过及时感知机体内、外环境的变化,并作出反应调控各器官、系统的活动,实现机体稳态
2.内分泌系统产生的各种类型的激素,通过体液传送而发挥作用,实现机体稳态
1.兴奋在反射弧中的传导、传递过程和特点及兴奋在神经纤维上传导方向的实验探究
2.动物激素的生理功能、分泌调节及相关实验设计与分析
3.结合实例考查水盐调节、体温调节、血糖调节过程
网络构建
长句突破
1.人的自主神经系统控制的活动不受意识支配,是否说明人的内脏活动不受神经中枢的控制?举例说明。
提示:不是。人的自主神经系统由交感神经和副交感神经组成,它们分别是脊神经和脑神经,控制人的内脏活动。
2.如何解释某些成年人受到外伤或老年人患脑梗塞后,出现意识丧失,出现像婴儿一样的“尿床”现象?
提示:该状况的出现表明外伤或脑梗塞已伤及控制排尿的高级中枢(即大脑),致使丧失高级中枢对排尿这种低级中枢的控制作用。
3.兴奋的传导、传递消耗能量吗?举例说明。
提示:消耗。恢复静息电位后,Na+—K+泵活动加强,泵出Na+,泵入K+,为主动运输,消耗能量;神经递质由突触前膜释放的方式为胞吐,消耗能量。
4.神经递质都是小分子物质,却以胞吐方式释放,有什么意义?
提示:短时间内使神经递质大量释放,从而保证神经调节的快速、准确。
5.神经纤维在静息时和受刺激时的膜电位有何特点?其离子基础是什么?兴奋在神经纤维上的传导形式是什么?为什么受刺激点兴奋后,邻近的点也能兴奋?
提示:神经纤维在静息时膜电位表现为外正内负,离子基础是K+外流;神经纤维受到刺激时,膜电位表现为外负内正,离子基础是Na+内流。兴奋在神经纤维上的传导形式是电信号(神经冲动、局部电流)。由于兴奋部位与未兴奋部位存在电位差,发生电荷移动,形成局部电流,局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化,将兴奋向前传导,后方又恢复为静息电位。
6.临床上通过抽取血样来检测内分泌疾病的原理是什么?
提示:内分泌腺分泌的激素通过体液运输,随血液流经全身。
7.人体内需要源源不断地产生激素的原因是什么?
提示:激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活。
8.糖尿病病人出现“多尿”的原因是什么?
提示:原尿中含有大量的糖,渗透压升高导致肾小管和集合管对水分的重吸收困难,使尿液增多。
核心考点一 通过神经系统的调节
1.图解反射弧各部分结构
(1)图示
(2)分析
①根据是否具有神经节:有神经节(C)的是传入神经,无神经节的是传出神经;
②根据脊髓灰质内突触结构判断:图示中与“”(轴突末梢)相连的为传入神经(B),与“”(细胞体)相连的为传出神经(E);
③根据脊髓灰质结构判断:与前角(膨大部分)相连的为传出神经(E),与后角(狭窄部分)相连的为传入神经(B);
④切断实验法:若切断某一神经,刺激外周段(远离中枢的位置),肌肉不收缩,而刺激向中段(近中枢的位置),肌肉收缩,则切断的为传入神经,反之则为传出神经。
2.图解完成反射的三个条件
3.表析中枢神经系统的组成和功能
结构名称
主要神经中枢
功能
脑
大脑
语言中枢、躯体运动中枢、躯体感觉中枢、视觉中枢、听觉中枢等
具有感知、控制躯体的运动、语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能
小脑
维持身体平衡的中枢
维持身体平衡
脑干
呼吸中枢、心血管运动中枢
调节呼吸、心血管运动
下丘脑
体温调节中枢、水盐平衡调节中枢、血糖调节中枢等
调节体温、水盐平衡、血糖平衡等
脊髓
调节躯体运动的低级中枢
受大脑的控制
4.模式图解兴奋传导与传递过程
5.曲线图解兴奋产生的机制与特点
考题解密
1.(2022·广东高考,15)研究多巴胺的合成和释放机制,可为帕金森病(老年人多发性神经系统疾病)的防治提供实验依据,最近研究发现在小鼠体内多巴胺的释放可受乙酰胆碱调控,该调控方式通过神经元之间的突触联系来实现(如图)。据图分析,下列叙述错误的是( B )
A.乙释放的多巴胺可使丙膜的电位发生改变
B.多巴胺可在甲与乙、乙与丙之间传递信息
C.从功能角度看,乙膜既是突触前膜也是突触后膜
D.乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放
【解析】 多巴胺是乙释放的神经递质,与丙上的受体结合后会使其膜发生电位变化,A正确;分析题图可知,多巴胺可在乙与丙之间传递信息,不能在甲和乙之间传递信息,B错误;分析题图可知,乙膜既是乙酰胆碱作用的突触后膜,又是释放多巴胺的突触前膜,C正确;多巴胺的释放受乙酰胆碱的调控,故乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放,D正确。
2.(2021·广东高考)太极拳是我国的传统运动项目,其刚柔并济、行云流水般的动作是通过神经系统对肢体和躯干各肌群的精巧调控及各肌群间相互协调而完成。如“白鹤亮翅”招式中的伸肘动作,伸肌收缩的同时屈肌舒张。如图为伸肘动作在脊髓水平反射弧基本结构的示意图。
回答下列问题:
(1)图中反射弧的效应器是_伸肌、屈肌__及其相应的运动神经末梢。若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至a处时,a处膜内外电位应表现为_内正外负__。
(2)伸肘时,图中抑制性中间神经元的作用是_释放抑制性神经递质,使屈肌运动神经元被抑制__,使屈肌舒张。
(3)适量运动有益健康。一些研究认为太极拳等运动可提高肌细胞对胰岛素的敏感性,在胰岛素水平相同的情况下,该激素能更好地促进肌细胞_摄取、利用和储存葡萄糖__,降低血糖浓度。
(4)有研究报道,常年坚持太极拳运动的老年人,其血清中TSH、甲状腺激素等的浓度升高,因而认为运动能改善老年人的内分泌功能,其中TSH水平可以作为评估_垂体__(填分泌该激素的腺体名称)功能的指标之一。
【解析】 本题以打太极拳过程中伸肘动作为载体,主要考查神经调节和体液调节。(1)效应器是传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体;神经系统兴奋时,Na+内流,形成内正外负的动作电位。(2)抑制性中间神经元兴奋后,释放抑制性神经递质,使屈肌运动神经元被抑制,从而造成屈肌舒张。(3)胰岛素的作用可以概括为促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖。(4)TSH是促甲状腺激素,该激素是由垂体分泌的。
变式突破
变式一 反射弧是反射活动进行的结构基础
1.(2022·长治模拟)如图为一高等动物中某反射弧的部分结构示意图,传出神经末梢和肌肉通过突触连接。下列有关说法正确的是( D )
A.Ⅵ为效应器,Ⅲ位于中枢神经系统
B.图中共有6个突触结构,其中3个位于神经中枢
C.刺激Ⅱ能引起肌肉收缩,刺激Ⅳ也一定能引起肌肉收缩
D.Ⅲ可以接收到来自Ⅳ和大脑皮层传来的兴奋
【解析】 图中Ⅵ为感受器,Ⅲ表示位于神经中枢中的中间神经元,A错误;分析图示中肌肉处的情况并结合题意可知,只有Ⅰ与肌肉(Ⅱ与Ⅰ连处)的连接部位可看作突触,Ⅵ表示感受器,不以突触的形式与肌肉相连,除此之外神经中枢中含有3个突触,故图中共有4个突触,B错误;刺激Ⅱ能引起肌肉收缩,但刺激Ⅳ时,需考虑来自高级神经中枢的控制以及Ⅲ为抑制性神经元时的情况,因此不一定能引起肌肉收缩,C错误;Ⅲ可以接收到来自Ⅳ和大脑皮层传来的兴奋,D正确。
1.(不定项)(2022·淄博模拟)心脏的搏动受交感神经和副交感神经的控制,其中副交感神经释放乙酰胆碱,作用于心肌细胞膜上的M型受体,使心肌细胞的收缩受到抑制,心率减慢;交感神经释放的去甲肾上腺素可以和心肌细胞膜上的β-肾上腺素受体结合,使心率加快。但交感神经和副交感神经对心脏的作用强度不是等同的,利用心得安和阿托品进行实验(心得安是β-肾上腺素受体的阻断剂,阿托品是M型受体的阻断剂)。对两组健康青年分别注射等量的阿托品和心得安各4次,给药次序和测得的平均心率如图所示。有关叙述错误的是( CD )
A.每组的每位健康青年共进行了9次心率的测定
B.注射阿托品后副交感神经作用减弱,心跳加快
C.乙酰胆碱与M型受体结合,使得心肌细胞的静息电位绝对值减小
D.交感神经对心跳的抑制作用远超过副交感神经对心跳的促进作用
【解析】 加上对照组,每组的每位健康青年共进行了9次心率的测定,A正确;阿托品是M型受体的阻断剂,注射阿托品会阻断乙酰胆碱与心肌细胞膜上的M型受体结合,使心肌细胞收缩的抑制作用减弱,心率加快,即副交感神经的作用减弱,B正确;乙酰胆碱与M型受体结合,使得心肌细胞的静息电位绝对值增大,心肌细胞的收缩受到抑制,心率减慢,C错误;由图分析可知,注射阿托品后心率的变化幅度明显大于心得安,说明副交感神经对心跳的抑制作用远超过交感神经对心跳的促进作用,D错误。
变式二 神经系统的分级调节和人脑的高级功能
2.(2022·太原联考)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( B )
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
【解析】 由题意可知,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,因此,有氧运动有利于海马脑区的发育,A错误;运动组海马脑区发育水平高,且靠学习记忆找到特定目标的时间缩短了约40%,因此,规律且适量的运动促进学习记忆,B正确;有氧运动有利于学习记忆,而短期记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关,因此,有氧运动会增加神经元之间的联系,C错误;据题意可知,运动组海马脑区发育水平高,且学习记忆能力增强,不运动不利于海马脑区神经元兴奋,D错误。
2.(不定项)(2022·大连模拟)我国科学家揭示了脑血管通过维持乳酸稳态调节成体神经发生的新机制。研究发现,随脑中乳酸浓度显著增加,小鼠海马区成体神经干细胞过度增殖以及分化障碍,海马依赖性学习和记忆能力显著下降,并证明脑血管内皮细胞有维持脑内乳酸稳态的重要生理功能。下列说法正确的是( BC )
A.记忆是指神经系统不断地接受刺激,获得新的行为、习惯和积累经验的过程
B.脑内乳酸分子在成体神经干细胞增殖和分化过程中可能充当一种信号分子
C.乳酸能够缩短小鼠海马区成体神经干细胞的细胞周期,可能会促进细胞增殖
D.脑血管内皮细胞内的缓冲物质在维持血浆中的乳酸平衡方面起直接调节作用
【解析】 学习是指神经系统不断地接受刺激,获得新的行为、习惯和积累经验的过程,记忆则是对获得的经验进行贮存和再现,A错误;分析题意可知,脑内乳酸分子在成体神经干细胞增殖和分化过程中可能充当一种信号分子,B正确;乳酸能够使小鼠海马区成体神经干细胞过度增殖,会缩短小鼠海马区成体神经干细胞的细胞周期,C正确;调节血浆中乳酸平衡的缓冲物质位于血浆中,D错误。
变式三 兴奋的产生和在神经纤维上的传导
3.将蛙离体神经纤维置于某种培养液中,给予适宜刺激并记录其膜内钠离子含量变化及膜电位变化,分别用图中曲线Ⅰ、Ⅱ表示。下列叙述错误的是( C )
A.图中b点时细胞膜外Na+的含量仍高于膜内
B.适当提高培养液中K+浓度不能提高c点值
C.实验过程中该培养液只有Na+浓度会发生变化
D.c~d时K+通道开放使膜电位恢复到静息电位
【解析】 钠离子主要维持细胞外液渗透压,所以b点时膜内钠离子浓度始终小于膜外,A正确;c点是动作电位,其产生与钠离子的浓度有关,适当提高培养液中K+浓度,将影响静息电位,不影响c点动作电位的变化,B正确;该实验是神经纤维上电位的传导,而静息电位的产生还涉及钾离子的浓度变化,C错误;c~d时,神经纤维恢复静息电位,钾离子外流,D正确。
3.(不定项)(2022·泰安二模)大鼠神经元单独培养时,其轴突侧支返回细胞体,形成自突触,如图1。电极刺激这些形成了自突触的神经元胞体引起兴奋,电位变化结果如图2。部分神经元电位变化为曲线①,其余神经元为曲线②。若用谷氨酸受体抑制剂处理上述所有神经元后,再进行相同刺激,测定结果为曲线③。下列叙述正确的是( ABD )
A.若提高培养液中的钾离子浓度,静息电位绝对值将变小
B.图2表明部分神经元受到电极刺激后,会产生连续两次神经冲动
C.比较曲线①②③,说明曲线②神经元自突触处不存在谷氨酸受体
D.谷氨酸可以使突触后膜发生阳离子内流产生兴奋
【解析】 若提高培养液中的钾离子浓度,将影响钾离子外流形成的静息电位,使静息电位绝对值变小,A正确;图2曲线出现两个波峰,表明这些神经元受到电极刺激后,会产生连续两次神经冲动,B正确;用谷氨酸受体抑制剂处理所有神经元后,再进行相同刺激,测定结果为曲线③,③与②比较电位下降,说明发生曲线②变化的神经细胞膜上存在谷氨酸受体,C错误;由C项分析可知,谷氨酸可以使突触后膜发生阳离子内流产生兴奋,D正确。
变式四 兴奋在神经元之间的传递
4.(2022·南昌模拟)抑郁症是一种情感性精神障碍疾病,患者某些脑神经元兴奋性下降。近年来医学研究表明,抑郁症与单胺类神经递质传递兴奋的功能下降相关。如图表示正在传递兴奋的突触结构局部放大示意图,请据图回答问题。
(1)突触的功能是_细胞之间传递兴奋__。图示中细胞X释放神经递质的方式是_胞吐__。
(2)若图中的神经递质与蛋白M结合,会导致细胞Y兴奋,写出细胞Y的膜内电位的变化_膜内电位由负变正__。
(3)单胺氧化酶是单胺类神经递质的降解酶。单胺氧化酶抑制剂(MAOID)是目前一种常用的抗抑郁药。据图分析,该药物能改善抑郁症状的原因是 MAOID能抑制单胺氧化酶活性,阻止脑内单胺类神经递质降解,提高了突触后神经元的兴奋性(提高了单胺类神经递质传递兴奋的功能),起抗抑郁作用 。
【解析】 (1)突触的功能是细胞之间传递兴奋。神经递质以胞吐的形式由突触前膜释放到突触间隙。(2)若图中的神经递质释放会导致细胞Y兴奋,则Na+大量进入细胞Y,所以导致细胞Y的膜内Na+浓度变化是由低变高,膜内电位的变化是由负变正。(3)MAOID能改善抑郁症状的原因是MAOID能抑制单胺氧化酶活性,阻止脑内单胺类神经递质降解,增加脑内突触间隙单胺类神经递质的浓度,起抗抑郁作用。
变式五 不同因素对兴奋传导和传递的阻断
5.分布有乙酰胆碱受体的神经元称为胆碱能敏感神经元,它普遍存在于神经系统中,参与学习与记忆等调节活动。乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱的分解,药物阿托品能阻断乙酰胆碱与胆碱能敏感神经元的相应受体结合。下列说法错误的是( B )
A.乙酰胆碱分泌量和受体数量改变会影响胆碱能敏感神经元发挥作用
B.使用乙酰胆碱酯酶抑制剂可抑制胆碱能敏感神经元受体发挥作用
C.胆碱能敏感神经元的数量改变会影响学习与记忆等调节活动
D.注射阿托品可影响胆碱能敏感神经元所引起的生理效应
【解析】 乙酰胆碱分泌量和受体数量会影响突触后膜接受到的刺激大小,所以会影响胆碱能敏感神经元发挥作用,A项正确;乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱的分解,使用乙酰胆碱酯酶抑制剂,乙酰胆碱分解减少,会使乙酰胆碱持续与受体结合,促进胆碱能敏感神经元发挥作用,B项错误;胆碱能敏感神经元参与学习和记忆等调节活动,所以胆碱能敏感神经元的数量改变会影响这些调节活动,C项正确;药物阿托品能阻断乙酰胆碱与胆碱能敏感神经元的相应受体结合,所以能影响胆碱能敏感神经元引起的生理效应,D项正确。
核心考点二 体液调节
1.图解人和动物主要激素的种类及功能
2.归纳概括激素间的关系
(1)纵向关系——激素的分级调节和反馈调节
(2)横向关系——协同作用和拮抗作用
考题解密
3.(2022·湖南高考,4)情绪活动受中枢神经系统释放的神经递质的调控,常伴随内分泌活动的变化。此外,学习和记忆也与某些神经递质的释放有关。下列叙述错误的是( A )
A.剧痛、恐惧时,人表现为警觉性下降,反应迟钝
B.边听课边做笔记依赖神经元的活动及神经元之间的联系
C.突触后膜上受体数量的减少常影响神经递质发挥作用
D.情绪激动、焦虑时,肾上腺素水平升高,心率加速
【解析】 人在剧痛、恐惧等紧急情况下,肾上腺素分泌增多,人表现为警觉性提高、反应灵敏、呼吸频率加快、心跳加速等特征,A错误;边听课边做笔记是一系列的反射活动,需要神经元的活动以及神经元之间通过突触传递信息,B正确;突触前膜释放的神经递质与突触后膜上特异性受体结合,引起突触后膜产生兴奋或抑制,突触后膜上受体数量的减少常影响神经递质发挥作用,C正确;情绪激动、焦虑时,引起大脑皮层兴奋,进而促使肾上腺分泌较多的肾上腺素,肾上腺素能够促使人体心跳加快、血压升高、反应灵敏,D正确。
4.(2021·山东高考,8)体外实验研究发现,γ-氨基丁酸持续作用于胰岛 A 细胞,可诱导其转化为胰岛 B 细胞。下列说法错误的是( B )
A.胰岛 A 细胞转化为胰岛 B 细胞是基因选择性表达的结果
B.胰岛 A 细胞合成胰高血糖素的能力随转化的进行而逐渐增强
C.胰岛 B 细胞也具有转化为胰岛 A 细胞的潜能
D.胰岛 B 细胞分泌的胰岛素经靶细胞接受并起作用后就被灭活
【解析】 同一个体胰岛 A 细胞和胰岛B细胞内的基因是相同的,只是表达的基因不同,因此转化为胰岛 B 细胞是γ-氨基丁酸诱导了相关的基因选择性表达的结果,A正确;胰岛A细胞合成胰高血糖素,胰岛B细胞合成胰岛素,在转化过程中,胰岛A细胞合成胰高血糖素的能力逐渐减弱,B错误;由于胰岛 A 细胞转化为胰岛 B 细胞,可以推测在合适的条件下,胰岛B细胞也具有转化为胰岛 A 细胞的潜能,C正确;胰岛素是动物激素,经靶细胞接受并起作用后就被灭活,D正确。
变式突破
变式一 掌握激素的种类、作用及化学本质
6.(2022·湖北适应性测试)人体内分泌系统分泌多种激素参与生命活动的调节。下列叙述正确的是( D )
①垂体、甲状腺、胸腺、乳腺、肾上腺等器官属于内分泌系统
②激素种类多,量极少,通过分级调节和反馈调节等机制维持机体的稳态
③缺碘导致甲状腺激素合成减少,下丘脑的促甲状腺激素释放激素分泌减少
④肝脏和肌肉细胞中糖原的合成与血糖含量相关
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
【解析】 乳腺属于外分泌腺,①错误;激素种类多,量极少,通过分级调节和反馈调节等机制调节稳态,②正确;缺碘使甲状腺激素合成减少,为了使甲状腺激素分泌量上升,下丘脑促甲状腺激素释放激素分泌增加,③错误;血糖的高低,会影响肝脏和肌肉的糖原合成,血糖高时,血糖转化成糖原,血糖过低时,肝糖原分解,④正确。
变式二 围绕激素功能的研究方法,考查实验设计、分析能力
7.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_手术但不切除垂体__;B组的处理是_切除垂体__。
②将上述两组大鼠置于相同的适宜条件下饲养。
③_每隔一定时间,测定并记录两组大鼠的体重__。
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_生长__激素和_促甲状腺__激素。
【解析】 (1)根据单一变量原则,A组(对照组)的处理是手术但不切除垂体,B组的处理是切除垂体,
其他条件应保持相同且适宜。每隔一段时间,测定并记录两组大鼠的体重,并对所得数据进行统计处理与分析。(2)垂体可分泌生长激素和促甲状腺激素,促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素,生长激素和甲状腺激素均能促进大鼠的生长发育。
变式三 理解激素调节的作用特点
8.下表为三位低甲状腺激素患者的促甲状腺激素释放激素(TRH)和促甲状腺激素(TSH)水平。下列叙述错误的是( C )
TRH
TSH
甲
偏高
偏低
乙
偏低
偏低
丙
偏高
偏高
A.甲状腺激素分泌的分级调节,也存在着反馈调节机制
B.表中相关激素水平可通过抽取血样来检测
C.甲最可能是甲状腺发生病变,丙可能是缺碘造成的
D.乙最可能是下丘脑发生病变,可通过注射TRH来进一步判断
【解析】 甲状腺激素的分泌存在分级调节和反馈调节,A正确;激素分泌后通过血液运输,故表中相关激素水平可通过抽取血样来检测,B正确;根据题意和表格,个体甲状腺激素含量低,则甲状腺激素的负反馈作用减弱,正常情况下促甲状腺激素释放激素(TRH)和促甲状腺激素(TSH)偏高,由此推断甲最可能是垂体发生病变,乙可能是下丘脑发生病变,丙可能是缺碘造成的,C错误;乙可能是下丘脑发生病变,该症状可通过注射TRH来进一步判断,D正确。
核心考点三 神经调节与体液调节的关系
1.神经调节与体液调节之间的联系
2.生命活动调节模型及分析:(科学思维:模型建构)
(1)若该图为反射弧的结构模式图,则a、b、c、d、e分别表示感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器。
(2)若该图表示甲状腺激素分泌的分级调节,则a、b、c、d、e分别表示下丘脑、促甲状腺激素释放激素、垂体、促甲状腺激素、甲状腺。
(3)若该图表示人体内水平衡的调节,则a表示下丘脑,下丘脑渗透压感受器感受渗透压的变化,分泌b(抗利尿激素),并由c(垂体后叶)释放,通过d(体液)运输后,作用于靶器官e(肾小管和集合管)。
(4)若该图表示血糖的神经调节途径,则a表示下丘脑,b、c、d、e分别表示有关神经、胰岛、胰岛素(或胰高血糖素)、靶器官或靶细胞。
3.下丘脑作为“神经中枢”的综合分析
(1)下丘脑的四个功能和三个中枢。
①四个功能:感受、传导、分泌和调节。
②三个中枢:体温调节中枢、血糖调节中枢和水盐调节中枢。
(2)水盐调节产生渴觉的中枢在大脑皮层。
(3)在升高血糖方面具有协同作用的激素是胰高血糖素和肾上腺素;在调节体温方面具有协同作用的激素是肾上腺素和甲状腺激素。
4.血糖调节、体温调节和水盐平衡调节的7个易错点
(1)肝糖原可以分解产生葡萄糖,肌糖原不能分解产生葡萄糖。
(2)下丘脑对胰岛细胞的作用是通过神经调节实现的,不是激素的分级调节。
(3)体温调节中枢在下丘脑,体温感觉中枢在大脑皮层。
(4)抗利尿激素是由下丘脑合成,垂体后叶释放的。
(5)水盐调节中,下丘脑既是感受器,又是效应器。
(6)体温调节中产生冷觉与热觉以及水盐调节中产生渴觉过程中,神经冲动传到大脑皮层,反射弧不完整,不能称为反射。
(7)恒温动物发烧升温过程中产热多于散热,体温降低过程中散热多于产热,一旦维持在某个体温,则产热等于散热。恒温动物当环境温度低时,机体为了防止体温下降,代谢速率加快,耗氧量增多,环境温度高则耗氧量减少;变温动物的体温随着环境温度改变而变化,体温高耗氧量高,体温低耗氧量低。
5.辨析生命活动调节的典型途径
(1)神经调节:
例如:膝跳反射的过程。
(2)体液调节:
例如:人进食后血糖升高,引起胰岛B细胞分泌胰岛素对血糖进行调节的过程。
(3)神经—体液调节:
例如:当血糖浓度下降时,下丘脑发出指令会使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,进而使血糖浓度恢复正常。
(4)神经调节、体液调节(分级调节)
例如:寒冷刺激下丘脑体温调节中枢,下丘脑会分泌物质作用于垂体,进而通过垂体分泌促甲状腺激素使甲状腺分泌甲状腺激素作用于靶细胞。
考题解密
5.(2022·浙江6月,14)大雪纷飞的冬天,室外人员的体温仍能保持相对稳定其体温调节过程如图所示。下列叙述错误的是( A )
A.寒冷刺激下,骨骼肌不自主地舒张以增加产热
B.寒冷刺激下,皮肤血管反射性地收缩以减少散热
C.寒冷环境中,甲状腺激素分泌增加以促进物质分解产热
D.寒冷环境中,体温受神经与体液的共同调节
【解析】 寒冷刺激下,骨骼肌不自主地收缩以增加产热,A错误;寒冷刺激下,皮肤血管收缩,血流量减少,以减少散热,B正确;寒冷环境中,机体通过分级调节使甲状腺激素分泌增加,以促进新陈代谢增加产热,C正确;据图可知,寒冷环境中既有下丘脑参与的神经调节,也有甲状腺激素参与的体液调节,故体温受神经和体液的共同调节,D正确。
6.(2021·北京,18)胰岛素是调节血糖的重要激素,研究者研制了一种“智能”胰岛素(IA)并对其展开了系列实验,以期用于糖尿病的治疗。
(1)正常情况下,人体血糖浓度升高时,_胰岛B__细胞分泌的胰岛素增多,经_体液__运输到靶细胞,促进其对葡萄糖的摄取和利用,使血糖浓度降低。
(2)GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白,IA(见图1)中的X能够抑制GT的功能。为测试葡萄糖对IA与GT结合的影响,将足量的带荧光标记的IA加入红细胞膜悬液中处理30分钟,使IA与膜上的胰岛素受体、GT充分结合。之后,分别加入葡萄糖至不同的终浓度,10分钟后检测膜上的荧光强度。图2结果显示:随着葡萄糖浓度的升高,_膜上的荧光强度降低__。研究表明葡萄糖浓度越高,IA与GT结合量越低。据上述信息,推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为_葡萄糖与IA竞争结合GT__。
(3)为评估IA调节血糖水平的效果,研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量胰岛素和IA,测量血糖浓度的变化,结果如图3。
该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势,体现在 IA能响应血糖浓度变化发挥作用/IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险 。
(4)细胞膜上GT含量呈动态变化,当胰岛素与靶细胞上的受体结合后,细胞膜上的GT增多。若IA作为治疗药物,糖尿病患者用药后进餐,血糖水平会先上升后下降。请从稳态与平衡的角度,完善IA调控血糖的机制图。(任选一个过程,在方框中以文字和箭头的形式作答。)
【答案】
【解析】 (1)人体血糖浓度升高时,胰岛B细胞分泌的胰岛素增多,随体液运输与靶细胞的受体结合促进各细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而起到降血糖的效果。(2)葡萄糖能结合GT。由图可知,IA既能结合胰岛素受体,又能结合GT。随着葡萄糖浓度的升高,膜上的荧光强度降低,这说明葡萄糖能与IA竞争结合GT。更多的GT被葡萄糖结合,IA就只能多结合胰岛素受体,进而加速细胞摄取葡萄糖。(3)由图可知,使用胰岛素治疗的糖尿病小鼠血糖明显回升时,使用IA的糖尿病小鼠血糖浓度仍相对较低,说明IA降血糖的效果更持久。胰岛素处理正常小鼠会导致其出现低血糖,而IA处理的正常小鼠血糖浓度仍处于正常范围,故可以有效避免低血糖风险。(4)见答案。
变式突破
变式一 血糖调节与人体健康
9.(2021·河北高考)血糖浓度升高时,机体启动三条调节途径:①血糖直接作用于胰岛B细胞;②血糖作用于下丘脑,通过兴奋迷走神经(参与内脏活动的调节)支配胰岛B细胞;③兴奋的迷走神经促进相关胃肠激素释放,这些激素作用于胰岛B细胞。下列叙述错误的是( C )
A.①和②均增强了胰岛B细胞的分泌活动
B.②和③均体现了神经细胞与内分泌细胞间的信息交流
C.①和③调节胰岛素水平的方式均为体液调节
D.血糖平衡的调节存在负反馈调节机制
【解析】 血糖浓度升高时,机体通过①②③三条途径使胰岛B细胞分泌的胰岛素增多,从而使血糖浓度降低,故①和②均增强了胰岛B细胞的分泌活动,A正确;途径②中迷走神经支配胰岛B细胞,途径③中迷走神经作用于相应内分泌细胞促进相关胃肠激素释放,均体现了神经细胞与内分泌细胞间的信息交流,B正确;途径①中血糖浓度过高时,直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,这种调节方式属于体液调节,途径③中血糖浓度过高时,迷走神经促进相关胃肠激素释放,这些激素作用于胰岛B细胞,该过程属于神经—体液调节,C错误;在血糖调节的过程中,胰岛素的作用效果会反过来影响胰岛素的分泌,这属于负反馈调节,D正确。
变式二 体温调节过程
10.(2022·宜宾模拟)褐色脂肪组织(BAT)是小型哺乳动物适应性产热的主要部位。研究工作者以长爪沙鼠为实验材料,研究动物在寒冷条件下BAT含量及相关激素的变化,结果如表所示。
组别
环境
温度
实验结果
BAT的含量/
(g·100g-1体重)
下丘脑中促甲状腺激素释放激素(TRH)的含量/
(pg·mg-1)
血浆中甲状腺激素的含量/
(ng· mL-1)
甲
24 ℃
0.33
86.73
0.55
乙
4 ℃
0.27
63.62
0.76
回答下列问题:
(1)人体内环境主要由_血浆、组织液、淋巴__组成,内环境的稳态是指正常机体在神经系统、内分泌系统、体液和免疫系统的调节下,通过各个器官、系统的协调活动,共同维持内环境的化学成分和_理化性质__相对稳定的状态。
(2)请写出在寒冷刺激时与骨骼肌战栗相关的反射弧:_寒冷→皮肤冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→骨骼肌__。
(3)表中BAT含量变化表明,长爪沙鼠在寒冷条件下能通过增加脂肪消耗量来增加产热量以维持体温。根据实验结果推测,乙组长爪沙鼠血浆中促甲状腺激素的含量比甲组_高__。乙组长爪沙鼠下丘脑中促甲状腺激素释放激素的含量比甲组低,分析可能的原因是寒冷刺激使_下丘脑__将促甲状腺激素释放激素释放到血液中的速度加快。
【解析】 (1)人体内环境主要由血浆、组织液、淋巴组成,内环境的稳态是指正常机体在神经系统、体液(内分泌系统)和免疫系统的调节下,通过各个器官、系统的协调活动,共同维持内环境的化学成分和理化性质相对稳定的状态。(2)寒冷刺激时与骨骼肌战栗相关的反射弧:寒冷→皮肤冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→骨骼肌。(3)根据实验结果推测,环境温度较低,机体需要产生更多的热量来维持体温,乙组长爪沙鼠血浆中促甲状腺激素的含量比甲组高,乙组中TRH较甲组低原因是寒冷刺激使下丘脑将促甲状腺激素释放激素释放到血液中的速度加快。
变式三 水盐平衡调节
11.(2022·安徽皖江名校联考)尿崩症是指由于各种原因使抗利尿激素(九肽激素)的产生或作用异常,使肾脏对水分的重吸收产生障碍。下列相关叙述错误的是( B )
A.参与合成并分泌该激素的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体
B.尿崩症患者常表现出多尿和多饮的症状,是由于其尿液渗透压较大
C.若尿崩症因肾小管对该激素的反应障碍导致,则血浆中该激素的含量可为正常值
D.若尿崩症由该激素的合成和释放量的减少导致,则可以通过注射该激素来治疗
【解析】 抗利尿激素属于九肽类激素,参与合成并分泌该激素的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体,A正确;发生尿崩时,大量水分随尿液排出,会导致尿液渗透压降低,B错误;发生尿崩的原因可能是血浆中的抗利尿激素含量不正常,也可能是激素含量正常,不能与靶细胞上的受体结合而发挥作用,C正确;若尿崩症由该激素的合成和释放量的减少导致,则可以通过注射该激素来治疗,D正确。
11.(不定项)(2022·邯郸二模)下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素刺激腺垂体分泌促肾上腺皮质激素,作用于肾上腺,促进肾上腺皮质分泌肾上腺皮质激素,肾上腺皮质激素分泌过多反过来也能影响垂体和下丘脑,减弱它们的分泌活动。醛固酮是一种小分子、脂溶性肾上腺皮质激素,它进入肾小管上皮细胞后与细胞内受体结合,再进入细胞核,经过一系列反应,促进肾小管上皮细胞对肾小管腔中Na+的重吸收。据此,下列分析正确的是( AD )
A.醛固酮的分泌过程存在分级调节,也存在反馈调节
B.醛固酮在肾上腺皮质细胞中的核糖体上合成
C.醛固酮可直接进入细胞核并影响基因的表达
D.醛固酮可参与细胞外液渗透压的调节
【解析】 由题干信息可知,醛固酮的分泌过程既存在分级调节,也存在反馈调节,A正确;醛固酮是一种小分子、脂溶性肾上腺皮质激素,化学本质不是蛋白质,因此不是在肾上腺皮质细胞中的核糖体上合成的,B错误;由题意可知,醛固酮进入肾小管上皮细胞后与细胞内受体结合,再进入细胞核,启动相关核基因的表达,故醛固酮不能直接进入细胞核,C错误;醛固酮可促进肾小管上皮细胞对肾小管腔中Na+的重吸收,参与细胞外液渗透压的调节,D正确。
素养提升
(2022·江苏南通模拟)深度睡眠有利于青少年的生长发育。下图表示骨生长的部分调节机制,其中GHRH表示生长激素释放激素,GH表示生长激素,IGF-1表示胰岛素样生长因子1,请据图回答问题。
(1)深度睡眠状态下,神经递质刺激下丘脑分泌GHRH,经过血液运输作用于[A]_垂体细胞__,促进分泌GH,上述过程属于_分级__调节。
(2)GH可促进_肝脏__合成分泌IGF-1。研究表明,GH能促进软(成)骨细胞增殖,IGF-1促进软(成)骨细胞分化,这说明GH与IGF-1在功能上具有_协同__作用。
(3)研究发现,长骨骨折后,体内GH含量会应激性上升,其生理意义是_GH分泌增多促进IGF-1增加,GH和IGF-1促进成骨细胞分裂和分化,有利于骨的愈合__。若成年人体内GH分泌过多,可能会引起_肢端肥大__。
(4)有人提出“柴胡提取物能改善睡眠质量,促进动物生长”,并进行如下实验研究(药物X能促进动物深度睡眠):
实验操作的目的
简单操作过程
动物的选择和驯养
选择25日龄健康小鼠30只,在适宜温湿度等条件下饲养1周;将小鼠随机均分为A、B、C三组,测量各组小鼠的平均体长。
①_配置溶液__
用纯净水配制柴胡提取物溶液和药物X溶液。
实验组处理
取A组小鼠,每天按体重用一定量的柴胡提取物溶液灌胃小鼠,连续20 d,并在适宜条件下饲养。
对照组处理
②_用等量纯净水和药物X溶液分别灌胃B、C组小鼠,实验时间及饲养条件与实验组相同__
结果检测
在灌胃后的第10 d和第20 d,分别测量并统计各组小鼠平均深度睡眠时长、血清中GH浓度和体长增加量。
支持“柴胡提取物改善睡眠质量,促进动物生长”的预期结果是_AC组小鼠平均睡眠深度时长、GH浓度和体长增加量均明显高于B组__。
【解析】 (1)GH是由垂体细胞分泌的,所以A代表垂体细胞;下丘脑分泌GHRH经血液运输作用于垂体,促进分泌GH为分级调节。(2)由图知,GH可作用于肝脏,可促进肝脏合成分泌IGF-1。研究表明,GH能促进软(成)骨细胞增殖,IGF-1促进软(成)骨细胞分化,这说明GH与IGF-1在功能上具有协同作用。(3)骨折后GH分泌增多促进IGF-1增加,GH和IGF-1促进成骨细胞分裂和分化,有利于骨的愈合。若成年人体内GH分泌过多,可能会引起肢端肥大症。(4)本实验目的是探究柴胡提取物能改善睡眠质量,促进动物生长,所以给小鼠灌胃不同物质是自变量。①配置溶液,用蒸馏水配置;②是对照组,蒸馏水是空白对照,药物X是确定能促进动物深度睡眠,也是对照,所以应用等量纯净水和药物X溶液分别灌胃B、C组小鼠,实验时间及饲养条件等无关变量与实验组相同。支持“柴胡提取物改善睡眠质量,促进动物生长”的预期结果是,灌胃柴胡提取液的A组小鼠和灌胃药物X的C组小鼠平均睡眠深度时长、GH浓度和体长增加量均明显高于B组。
1.(2022·华中师大一附中模拟)反射时是指从刺激作用于感受器到效应器出现反应为止所需的时间。兴奋经中枢传播时往往较慢,这是由于化学性突触传递须经历递质释放、递质在突触间隙内扩散并与后膜受体结合以及后膜离子通道开放等多个环节,因此需时较长。结合所学知识,分析下列说法正确的是( D )
A.同等强度的有效刺激分别作用于同一人的缩手反射和膝跳反射的感受器,膝跳反射的反射时要长一些
B.当手碰到火时,人感受到疼痛后会随即做出快速的缩手反射,以免被进一步烫伤
C.缩手反射和膝跳反射的效应器是由运动神经末梢及其支配的肌肉和腺体组成的
D.上一个神经元兴奋后,经突触前膜释放的神经递质,有可能抑制下一个神经元的活动
【解析】 缩手反射需要3个神经元参与,膝跳反射需要2个神经元参与,所以同等强度的有效刺激分别作用于同一人的缩手反射和膝跳反射的感受器,缩手反射的反射时要长一些,A错误;感觉在大脑皮层产生,缩手反射为非条件反射,当手碰到火时,人会随即做出快速的缩手反射,以免被进一步烫伤,随后才会感觉到疼痛,B错误;反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器(传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等)组成,所以缩手反射和膝跳反射的效应器是由运动神经末梢及其支配的肌肉组成的,C错误;突触前膜可以释放兴奋性神经递质,也可以释放抑制性神经递质,若上一个神经元兴奋后,经突触前膜释放的是抑制性神经递质,能抑制下一个神经元的活动,D正确。
2.(2022·河南南阳中学模拟)2022年2月4日~20日,北京成功举办了冬奥会,许多项目都是在室外雪场进行的。下列有关运动员在冰雪赛场中的描述,错误的是( C )
A.运动员的皮肤血管收缩、汗液分泌量减少、新陈代谢活动增强
B.参与运动的神经结构有大脑皮层、小脑、下丘脑、脑干、脊髓
C.机体通过分级调节机制实现了甲状腺激素和肾上腺素分泌增多
D.通过观察针刺双脚的反应及观察膝跳反射来确定受伤运动员脊髓是否损伤
【解析】 在冰雪赛场中,运动员为保持体温稳定,机体产热增加,散热减少,皮肤血管收缩、汗液分泌量减少、新陈代谢活动增强,以保持体温稳定,A正确;大脑皮层中有躯体运动中枢,小脑具有维持平衡的功能,下丘脑中有水平衡、体温调节中枢,脑干有许多维持生命的必要中枢,脊髓是调节运动的低级中枢,故参与运动的神经结构有大脑皮层、小脑、下丘脑、脑干、脊髓,B正确;机体通过分级调节机制实现了甲状腺激素分泌增多,肾上腺素的分泌不通过分级调节机制,C错误;膝跳反射的神经中枢位于脊髓,针刺双脚未感到疼痛时抬脚反射的神经中枢位于脊髓,可通过观察针刺双脚的反应及观察膝跳反射来确定受伤运动员脊髓是否损伤,如脊髓损伤,则反射不能完成,D正确。
3.(2022·临川一中期末)有氧运动是增进健康的重要方式。随着骑行热潮的涌起,作为低碳生活方式的一种,骑行已成为众多有氧运动爱好者的不二选择。下列有关分析正确的是( D )
A.因为骑行过程中需要增加散热,骑行运动过程中甲状腺激素分泌量减少
B.因为骑行过程中汗腺分泌增加,垂体细胞合成分泌的抗利尿激素的量增加
C.因为骑行是一种有氧运动,骑行前后血压能保持稳定,其调节中枢位于下丘脑
D.因为骑行过程中血糖消耗增加且收缩肌群对胰岛素利用增加,机体胰岛素含量会减少
【解析】 骑行过程中,消耗能量增加,故甲状腺激素分泌增加,促进细胞氧化分解产生能量,且增加散热与甲状腺激素分泌量无直接关系,A错误;抗利尿激素是由下丘脑细胞合成分泌、垂体释放的,B错误;血压的调节中枢在脑干,C错误;因为骑行过程中血糖消耗增加且胰岛素作用于收缩肌群的肌肉细胞,使其对葡萄糖的利用增强,导致血糖含量下降,胰岛B细胞的分泌活动受到抑制,故机体胰岛素含量会减少,D正确。
4.(2022·十堰市模拟)如图为哺乳动物下丘脑与垂体调节活动的示意图,①、②、③均为下丘脑中的神经元,A、B、C均为血管。以下有关说法不正确的是( C )
A.兴奋在①与②之间以电信号—化学信号—电信号的形式单向传递
B.图中“某内分泌腺”和②分泌的激素都可能调节垂体的生命活动
C.③分泌的激素在垂体释放进入血管,定向运输至肾脏促进对水的重吸收
D.机体失水过多,下丘脑渗透压感受器能将产生的兴奋传至大脑皮层产生渴觉
【解析】 兴奋在两个神经元①与②之间以电信号—化学信号—电信号的形式单向传递,A正确;图中“某内分泌腺”和②分泌的激素都可能调节垂体的生命活动,如甲状腺分泌的甲状腺激素对垂体起调节作用,B正确;③分泌的激素在垂体释放进入血管,不能定向运输至肾脏,C错误;机体失水过多,机体渗透压升高,下丘脑渗透压感受器能将产生的兴奋传至大脑皮层产生渴觉,D正确。
5.(2022·黄冈中学三模)科学家发现牙齿上的冷感由成牙质细胞介导,并通过神经传递到大脑,从而感觉到疼痛。某研究小组锁定TRCP5蛋白作为寒冷疼痛的中介,在对寒冷的反应中,TRCP5蛋白打开成牙质细胞膜的通道使其他分子(如钙)进入并与细胞相互作用。如果牙齿的牙髓因深洞发炎,TRCP5就会过多,导致神经发出的电信号增加,大脑皮层就会感知到疼痛。通过研究“敲除”TRCP5基因的转基因老鼠发现,牙齿受伤的老鼠表现得像没有受伤的老鼠一样。临床上,丁香油一直被用来治疗牙痛。下列相关叙述错误的是( D )
A.牙齿对冷刺激的敏感可能是人体保护受损牙齿免受额外伤害的一种方式
B.TRCP5可能是温度传感器,通过成牙质细胞传播寒冷并触发神经对疼痛和寒冷敏感
C.丁香油治疗牙疼的原理可能是丁香油中的活性物质阻断了TRCP5的作用
D.成牙质细胞膜感知寒冷刺激经牙根神经传至大脑产生痛感的过程属于反射
【解析】 牙齿对冷刺激的敏感使人很容易感觉到疼痛,可进一步保护受损牙齿免受额外伤害,A正确;根据题干“在对寒冷的反应中,TRCP5蛋白打开成牙质细胞膜的通道使其他分子(如钙)进入并与细胞相互作用”可推测,TRCP5可能是温度传感器,通过成牙质细胞传播寒冷并触发神经对疼痛和寒冷敏感,B正确;由题可知,TRCP5过多,导致神经发出的电信号增加,大脑皮层就会感知到疼痛,故推测丁香油治疗牙疼的原理可能是丁香油中的活性物质阻断了TRCP5的作用,C正确;成牙质细胞膜感知寒冷刺激经牙根神经传至大脑产生痛感的过程没有传出神经和效应器的参与,即该过程没有经过完整的反射弧,不属于反射,D错误。
6.(2022·潍坊模拟)Ⅱ型糖尿病的特征之一是胰岛素抵抗,大量证据表明,肥胖与Ⅱ型糖尿病的形成具有因果关系。脂肪组织巨噬细胞(ATM)通常被归类为促炎细胞(M1细胞)或抗炎细胞(M2细胞),这两类细胞在一定条件下可相互转化。在肥胖过程中,巨噬细胞CD146基因的过量表达倾向于M1-极化,促进脂肪组织的炎症进展,导致全身性胰岛素抵抗;而逆转M1向M2-极化则与较少的炎症、较低的体重、改善的胰岛素敏感性和白色脂肪褐变有关。下列有关叙述错误的是( A )
A.脂肪组织巨噬细胞形成M1细胞是引起胰岛素抵抗的直接因素
B.肥胖导致的Ⅱ型糖尿病患者血液中胰岛素的含量比健康人高
C.较低体重的健康人脂肪组织巨噬细胞中M2细胞比例比肥胖者高
D.抑制脂肪组织巨噬细胞CD146基因表达的药物可用于治疗Ⅱ型糖尿病
【解析】 Ⅱ型糖尿病的胰岛素抵抗主要是由于胰岛素不能与受体结合,导致不能降低血糖浓度,因此引起胰岛素抵抗的直接因素是胰岛素不能与受体结合,A错误;Ⅱ型糖尿病的特征之一是胰岛素抵抗,Ⅱ型糖尿病人胰岛素分泌正常,但胰岛素不能与受体结合,因此肥胖导致的Ⅱ型糖尿病患者血液中胰岛素的含量比健康人高,B正确;在肥胖过程中,巨噬细胞CD146基因的过量表达倾向于M1-极化,逆转M1向M2-极化则与较低的体重有关,因此较低体重的健康人脂肪组织巨噬细胞中M2细胞比例比肥胖者高,C正确;在肥胖过程中,巨噬细胞CD146基因的过量表达倾向于M1-极化,导致Ⅱ型糖尿病的形成,因此抑制脂肪组织巨噬细胞CD146基因表达的药物可用于治疗Ⅱ型糖尿病,D正确。
7.(2022·西宁模拟)ATP被神经末梢释放后,激活Ca2+通道,引起Ca2+内流产生兴奋效应。下列叙述错误的是( A )
A.被神经末梢释放的ATP,其主要作用是为Ca2+内流提供能量
B.Ca2+的内流,可以使神经元的膜外电位由正电位变成负电位
C.神经末梢释放ATP,结构基础是磷脂和蛋白质分子大都是运动的
D.ATP的多种功能可体现生命是物质、能量和信息的统一体
【解析】 Ca2+内流属于协助扩散,不消耗能量,A错误;Ca2+的内流,可以使神经元的膜外电位由正电位变成负电位,B正确;神经末梢释放ATP的结构基础是细胞膜具有流动性,C正确;ATP既是供能物质又可传递信息,体现了生命是物质、能量、信息的统一体,D正确。
8.(2022·烟台二中模拟)可卡因是一种毒品,对人体有几种作用:①能阻断神经传导,产生局部麻醉的作用。②刺激神经系统,使心率加快、血管收缩、血压升高。③阻断突触前膜上的转运蛋白回收突触间隙中的多巴胺,导致突触后神经元持续兴奋,产生愉悦感。下列说法正确的是( B )
A.可大规模在临床手术时使用可卡因作为局部麻醉剂
B.可卡因可能作用于交感神经,引起心率加快、血管收缩等效应
C.可卡因与突触前膜转运蛋白结合阻止了多巴胺释放
D.可卡因作用于脊髓中神经中枢的神经元,导致个体产生愉悦感
【解析】 由于可卡因会刺激神经系统,使心率加快、血管收缩、血压升高,长期使用会上瘾,故可卡因不能大规模使用,A错误;题干中“心率加快、血管收缩、血压升高”是交感神经的作用,B正确;由题干可知,可卡因阻断突触前膜上的转运蛋白回收突触间隙中的多巴胺,导致突触后神经元持续兴奋,C错误;脊髓中的神经元不负责感觉,大脑皮层产生愉悦感,D错误。
9.(2022·德州三模)科学家以果蝇为实验材料揭示了AC—DN1P—PI神经介导的高温促进夜间觉醒的调控过程,如图所示。高温使阳离子通道蛋白TrpA1被激活,AC神经元产生兴奋,通过神经传导最终抑制PI神经元兴奋,从而促进夜间觉醒,下列分析正确的是( C )
A.高温引起夜间觉醒的过程中,兴奋在神经纤维上双向传导
B.神经递质CNMa与其受体结合不会使PI神经元发生电位变化
C.干扰AC神经元中TrpA1的合成会使高温促进夜晚觉醒的作用减弱
D.用药物抑制CNMa的合成和释放,可降低高温环境中的睡眠质量
【解析】 在高温觉醒的过程中,兴奋在神经元上单向传导,A错误;根据CNMa与其受体结合会抑制PI神经元的兴奋可知,CNMa为抑制性递质,其与受体结合会引起突触后膜上阴离子通道打开,会使PI神经元发生电位变化,B错误;由图可知,高温引起AC神经元中TrpA1的合成会引起夜间觉醒,若干扰AC神经元中TrpA1的合成会使高温促进夜晚觉醒的作用减弱,C正确;根据题意可知,CNMa的合成和释放,会导致高温夜间觉醒,若抑制CNMa的合成和释放,可避免夜间觉醒,提高高温环境中的睡眠质量,D错误。
10.(2022·山东临沂三模)科研人员对哺乳动物如何调控苦味和甜味感知进行了研究,给小鼠吸食甜味剂(Ⅰ)、苦味剂(Ⅱ)和甜味苦味混合剂(Ⅲ)三种不同口味的液体,观察记录小鼠的舔舐次数,实验结果为Ⅰ组远大于Ⅱ组,Ⅱ组≈Ⅲ组。下列说法错误的是( B )
A.特定口味的溶质分子会刺激味蕾产生兴奋,传递到大脑皮层形成味觉
B.味觉的产生需要借助功能正常、结构完整的反射弧才能完成
C.据结果推测,苦味味蕾产生兴奋后,对甜觉产生具有明显抑制作用
D.味觉调节机制使动物远离苦味物质,可有效避免摄入潜在的有毒物质利于生存
【解析】 味蕾属于感受器,大脑皮层是所有感觉的形成部位,特定口味的溶质分子会刺激味蕾产生兴奋,传递到大脑皮层形成味觉,A正确;味觉的产生是由感受器产生兴奋后经传入神经传到大脑皮层形成的,没有经过完整的反射弧,B错误;分析题意可知,给小鼠吸食甜味剂(Ⅰ)、苦味剂(Ⅱ)和甜味苦味混合剂(Ⅲ)三种不同口味的液体,而实验结果为I>Ⅱ组≈Ⅲ组,说明甜味剂能诱导小鼠舔舐,而Ⅱ组≈Ⅲ组,说明苦味味蕾产生兴奋后,对甜觉产生具有明显抑制作用,C正确;一般而言,甜味属于能促进营养物质摄入的“好”味;而苦味属于警示食物有毒的“坏”味,味觉调节机制使动物远离苦味物质,可有效避免摄入潜在的有毒物质利于生存,D正确。
11.(2022·潍坊模拟)能引起组织细胞发生兴奋最小的刺激强度称为阈强度,达到这种强度的刺激叫阈刺激,低于这种强度的刺激叫阈下刺激。阈下刺激可引起受刺激的局部细胞膜上少量Na+通道开放和Na+内流,这种局部细胞膜轻微的电位变化称为局部反应。两个以上的局部反应互相接近叠加的电位变化如图所示,下列说法错误的是( D )
A.兴奋的产生机制是Na+通道开放导致Na+内流
B.不同强度的阈下刺激会产生不同强度的局部反应
C.达到阈电位是神经细胞产生动作电位的必要条件
D.阈上刺激是神经细胞达到阈电位的必要条件
【解析】 当刺激强度大于或等于阈刺激时,神经元细胞膜上Na+通道开放导致Na+内流,使膜电位变为外负内正的动作电位,从而与相邻区域形成局部电流,产生兴奋,A正确;不同强度的阈下刺激可引起受刺激的局部细胞膜上Na+通道开放程度和Na+内流的量不同,会产生不同强度的局部反应,B正确;分析题图,单个阈下刺激引起局部反应,但不形成动作电位,连续两次阈下刺激,局部反应互相接近叠加达到阈电位,神经细胞产生动作电位,说明达到阈电位是神经细胞产生动作电位的必要条件,C正确;能引起组织细胞发生兴奋产生动作电位的最小刺激强度称为阈强度,达到这种强度的刺激叫阈刺激,因此阈上刺激不是神经细胞达到阈电位的必要条件,阈刺激或连续的阈下刺激也可以使神经细胞达到阈电位,D错误。
11.(不定项)(2022·苏州模拟)为研究神经的兴奋传导,研究人员将蛙的脑和脊髓损毁,剥制了坐骨神经——腓肠肌标本。将该标本置于合适的溶液中,它可以保持活性。有关叙述正确的是( AC )
A.实验中所用合适溶液的理化性质应接近蛙的内环境
B.若在图甲a点给予适宜强度的刺激,可引起腓肠肌收缩,属于反射活动
C.若乙图中的A细胞为传出神经元,则B细胞可表示为肌肉或腺体细胞
D.③经扩散通过突触间隙与突触后膜上的受体结合,使B细胞产生兴奋
【解析】 实验中所用合适溶液的理化性质应接近蛙的内环境,来保持标本活性,A正确;图中坐骨神经-腓肠肌标本没有完整的反射弧,所以在a点给予一个适宜强度的刺激,可引起用腓肠肌收缩,但是由于没有完整的反射弧参与,这种收缩反应不能叫反射,B错误;效应器由传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体构成,若乙图中的A细胞为传出神经元,则B细胞可表示为肌肉或腺体细胞,C正确;③经扩散通过突触间隙与突触后膜上的受体结合,使下一个神经元兴奋或抑制,D错误。
12.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,使血糖恢复正常。现将小鼠X随机均分成若干组,如表表示各组处理方法及实验结果。下列叙述正确的是( B )
组别
1
2
3
4
处理
方法
胰岛素
+
-
+
-
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,“-”表示未添加,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
【解析】 第4组为对照组,题目中所提到的小鼠均为高血糖小鼠,所以该组实验小鼠应选择血糖浓度高于正常的个体,A错误;高血糖小鼠X对胰岛素不敏感,则第1组血糖浓度高于正常,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,则第3组血糖浓度正常,B正确;胰岛素的化学本质是蛋白质,不能通过饲喂的方式添加,应注射,C错误;该实验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。
12.(不定项)(2022·沈阳三模)高血压是一种常见疾病,威胁着人类的健康与生命,某些患者的发病与“肾素(血管紧张素原酶)—血管紧张素—醛固酮系统”的活动有关,其致病机理如下图所示。沙坦类降压药通过阻断动脉血管收缩,从而使血压降低。下列相关叙述正确的是( ACD )
A.①过程发生在内环境中
B.结构甲为下丘脑,结构乙为垂体
C.图中A代表Na+,结构丙代表肾小管和集合管
D.沙坦类降压药可能是血管紧张素Ⅱ受体抑制剂
【解析】 过程①是指血浆中的血管紧张素原转变形成血管紧张素Ⅰ,血浆属于内环境,因此①过程发生在内环境中,A正确;结构甲能产生渴觉,为大脑皮层,结构乙能分泌抗利尿激素,为下丘脑,B错误;醛固酮能促进肾小管和集合管对钠离子重吸收,因此图中A代表Na+,结构丙代表肾小管和集合管,C正确;由图可知,血管紧张素Ⅱ能促进血管收缩、促进循环血量增加,使血压升高,沙坦类降压药通过阻断动脉血管收缩,从而使血压降低。因此沙坦类降压药可能是血管紧张素Ⅱ受体抑制剂,D正确。
13.(2022·临沂三模)神经细胞外的Ca2+能竞争性结合Na+载体,对Na+内流具有抑制作用,称为膜屏障作用。适宜的血钙浓度对保持神经系统的正常兴奋性发挥着重要作用,当血钙浓度低于2.25 mmol/L时,机体会发生抽搐或肌肉痉挛(俗称抽筋);当高于2.75 mmol/L时会患高钙血症,患者表现出肌无力等症状。
(1)在血钙浓度过低时,肌肉发生抽筋的病理原因是_Ca2+对Na+内流的抑制减弱,神经细胞容易产生兴奋而使肌肉持续收缩表现出抽筋__;高钙血症患者表现出肌无力的原因是_神经细胞不易产生兴奋,无法完成肌肉正常收缩__。由此可见,维持内环境稳态的意义是_保证机体进行正常的生命活动__。
(2)为验证膜屏障作用,请简要写出实验思路,并预测实验结果。
实验材料及试剂:正常Ca2+浓度任氏液(含有Na+、K+、Ca2+、Cl﹣等)浸润中的蛙坐骨神经—腓肠肌标本,生物信号采集仪(能记录电极处的电位变化)等。可根据实验需要对任氏液中相关离子浓度进行调整。
实验思路:_连接正常Ca2+浓度任氏液中的神经纤维与生物信号采集仪,对坐骨神经施加一定刺激,记录采集仪所显示的电位变化;然后降低任氏液中Ca2+浓度,其他条件不变,重复实验__。
实验结果(绘制膜电位变化的曲线图)。
【答案】
(3)为使实验结果更可靠、更准确,实验中还需测定_膜内外Na+含量的变化__进一步验证。
【解析】 (1)血钙较低,肌肉易抽搐痉挛,其原因是Ca2+较少,对Na+内流的抑制作用减弱,神经细胞的兴奋性过强,很容易产生兴奋而使肌肉收缩;高钙血症患者表现出肌无力的原因是神经细胞不易产生兴奋,无法完成肌肉正常收缩;由此可见,维持内环境稳态的意义是保证机体进行正常的生命活动。(2)动作电位的产生主要是钠离子内流的结果,分析题意可知,膜屏障是指神经细胞外的Ca2+能竞争性结合Na+载体,对Na+内流具有抑制作用,为验证膜屏蔽作用,则实验的自变量是细胞外Ca2+浓度,因变量是膜电位情况,可通过膜电位情况进行测定,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故可设计实验如下:连接正常Ca2+浓度任氏液中的神经纤维与生物信号采集仪,对坐骨神经施加一定刺激,记录采集仪所显示的电位变化;然后降低任氏液中Ca2+浓度,其他条件不变,重复实验。由于Ca2+浓度对Na+内流具有抑制作用,故降低钙离子浓度后膜电位升高,预期实验结果为:
(3)由于膜屏蔽的结果是钠离子内流情况,故为使实验结果更可靠、更准确,实验中还需测定膜内外Na+含量的变化。
14.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。如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_促甲状腺激素释放激素__,激素乙通过_体液运输__的途径作用于甲状腺。
(2)体温上升期,人体骨骼肌不自主地节律性收缩,即出现“寒战”,有助于体温_上升到已上调的体温调定点(上升到38.5_℃)__。综合图解分析,体温上升期人体进行体温调节的方式有_神经调节,体液调节__。
(3)高温持续期,人体产热量_等于__(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_重吸收水的能力增强(重吸收水量增加)__从而减少尿量。
(4)体温下降期,机体增加散热的途径有_汗腺分泌增加,皮肤血管舒张__。
(5)体温上升期,人体会出现心率加快、血压轻度升高等症状,易引发慢性心血管疾病急性发作。请解释血压升高的可能原因:_心脏血液输出量增加,外周血管收缩__。
【解析】 (1)由题图中的下丘脑、垂体和甲状腺之间的关系可以推出激素甲是促甲状腺激素释放激素,激素乙是促甲状腺激素。激素乙通过体液运输作用于甲状腺。(2)体温上升期产热量大于散热量,“寒战”有助于增加产热,可使体温上升到已上调的体温调定点。由题图可知,下丘脑中的体温调节中枢,通过传出神经支配骨骼肌收缩和皮肤血管收缩,这种调节方式属于神经调节;而“下丘脑→垂体→甲状腺→甲状腺激素→细胞代谢增强”这种调节方式属于体液调节。(3)因体温调定点已上调,故高温持续期体温可一直维持在38.5 ℃,这时机体产热量等于散热量。此阶段人体可能出现脱水,垂体释放的抗利尿激素增加,肾小管和集合管对水的重吸收能力增强,从而使尿量减少。(4)体温下降期,机体产热量小于散热量,皮肤分泌汗液增加,皮肤血管舒张,血流量增加,从而增加散热量。(5)体温上升期,心率加快,使心脏血液输出量增加,但同时为减少散热量,外周血管收缩,从而导致血压轻度升高。
15.(2022·泰州模拟)如图表示神经内分泌系统和免疫系统之间的相互关系,其中CRH是促肾上腺皮质激素释放激素,ACTH是促肾上腺皮质激素。据图回答:
(1)人遇到紧急情况时,下丘脑释放的CRH增多,此过程中,下丘脑属于反射弧中的_神经中枢、效应器__(填结构名称)。CRH只作用于垂体细胞的根本原因是_只有垂体细胞中的CRH受体的基因被选择性表达__。应激状态下导致糖皮质激素增多,该过程的调节方式为_神经—体液调节__。
(2)血液中糖皮质激素含量增多会对下丘脑、垂体的分泌活动有_抑制__作用,其意义是_维持内环境糖皮质激素含量的相对稳定__。
(3)研究表明,长期焦虑和紧张会导致机体免疫力下降,更容易引发癌症。结合图中信息分析,可能的原因是紧张和焦虑导致患者体内糖皮质激素水平增高,抑制了免疫系统的功能,使机体难以及时_监控和清除__体内的癌变细胞。但在SARS疫情期间,医生曾在抢救危重患者时使用大剂量的糖皮质激素;据图分析其简要治疗原理是_糖皮质激素__抑制患者免疫系统的功能,降低细胞因子含量,防止细胞因子风暴带来的_组织器官损伤__,而在近期的新冠疫情中,医生却对使用该激素表现非常慎重。你认为主要的原因可能是_引起代谢紊乱、诱发或加重感染等副作用__。
(4)地塞米松是一类糖皮质激素类(类固醇)药物,无论是口服还是直接涂抹在感染部位都容易被机体吸收,主要原因是_固醇类激素可通过自由扩散被细胞吸收__。与糖皮质激素相比,地塞米松的储钠效应较弱,因此肾上腺皮质功能减退的患者如果长期使用地塞米松来治疗,会对神经系统产生的直接影响是_由于细胞外液钠离子含量降低导致动作电位下降__。
【解析】 (1)应激状态下会通过反射弧使下丘脑分泌CRH增多,下丘脑属于神经中枢和效应器。因为只有垂体细胞中CRH受体的基因被选择性表达,所以CRH只作用于垂体细胞。据图可知,应激状态下,通过神经系统和下丘脑的分级调节,最终导致糖皮质激素增多,故该过程的调节方式为神经—体液调节。(2)由图示看出,血液中糖皮质激素含量增多会通过负反馈调节抑制下丘脑、垂体的分泌活动,其意义是维持内环境糖皮质激素含量的相对稳定。(3)长期焦虑和紧张会使体内糖皮质激素水平增高,抑制了免疫系统的功能,使机体难以及时监控和清除体内的癌变细胞。在SARS疫情期间,医生在抢救危重患者时使用大剂量的糖皮质激素,其原理是糖皮质激素抑制患者免疫系统的功能,降低细胞因子含量,防止细胞因子风暴带来的组织器官损伤。而在近期的新冠疫情中,医生却对使用该激素表现非常慎重,原因是大剂量的糖皮质激素可引起代谢紊乱、诱发或加重感染等副作用。(4)地塞米松是一类糖皮质激素类(类固醇)药物,因为固醇类激素可通过自由扩散被细胞吸收,所以无论是口服还是直接涂抹在感染部位都容易被机体吸收。肾上腺皮质功能减退的患者,如果长期使用地塞米松来治疗,由于地塞米松的储钠效应较弱,会使细胞外液钠离子含量降低,导致动作电位下降。
16.(2022·滨州二模)冠心病是指给心脏供血的冠状动脉发生粥样硬化,使血管腔狭窄或闭塞,导致心肌缺血缺氧或坏死而引起的心脏病,心肌缺血缺氧引发心前区疼痛,导致心率加快,可通过受体阻断药来治疗。预防冠心病,要注意低脂饮食。
(1)研究发现,高血脂沉积在损伤内皮下形成斑块,斑块长大甚至破裂,使血管完全堵塞导致心梗,产生胸痛感甚至心搏骤停,产生胸痛感的中枢位于_大脑皮层__,舌下含服硝酸甘油可松弛血管平滑肌,使血管_扩张__,改善心脏供血进行临时急救。
(2)心率活动的调节如图所示,属于_神经—体液__调节方式。
(3)为证实神经—心肌突触传递的是化学信号,进行如下实验:取蛙保持活性的心脏A和B,并切除心脏B的副交感神经,将二者置于相同的营养液中;刺激心脏A的副交感神经后,其心率变化是_减慢__;取适量心脏A的营养液注入心脏B的营养液中,推测心脏B心率变化是_减慢__。
(4)受体阻断药可选择性结合受体,阻止相应信号的作用。现以狗为实验对象,据图选择作用于心肌细胞的受体阻断药(假定给药过程不影响心率),通过检测心率证明:交感神经和副交感神经对心率的调节具有相反作用。
实验思路:_取甲、乙两组狗,先测定正常安静状态下的心率,然后甲组用适量M3受体阻断药处理,乙组用等量α和β型受体阻断药处理,再分别检测心率,进行比较__。
预期结果:_甲组心率升高,乙组心率降低__。
【解析】 (1)人体的所有感觉中枢都位于大脑皮层。血管壁平滑肌松弛会导致血管扩张,血流量加大,进而改善心脏的供血。(2)由题图可知,交感神经、副交感神经通过ACh、NE这些神经递质的调节方式为神经调节,而肾上腺素(Adr)的调节需要通过血液运输,属于体液调节,所以心率活动的调节属于神经—体液调节。(3)据图可知,刺激心脏A的副交感神经会产生ACh,经N1、M3受体依次识别,使心率减慢,心肌收缩减弱。ACh是神经递质,要从突触前膜通过胞吐作用释放到细胞外,所以心脏A的培养液中含有ACh,因此将其注入心脏B后也会导致心脏B心率减慢。(4)验证“交感神经和副交感神经对心率的调节具有相反作用”的实验,自变量是分别刺激交感神经和副交感神经,因变量是检测心率的变化。由于题干要求使用受体阻断药来控制自变量,图中M3受体为副交感神经反射弧中的激素受体,α和β型受体为交感神经反射弧中的激素受体,所以用适量M3受体阻断药处理代表阻断副交感神经,用等量α和β型受体阻断药处理代表阻断交感神经,检测心率变化即可。根据图中信息,副交感神经导致心率减慢、心肌收缩减慢,交感神经导致心率加快、心肌收缩加强,可以预测甲组因副交感神经被阻断,导致心率升高,乙组因交感神经被阻断,导致心率降低。
17.(2022·湖南邵阳二中模拟)糖尿病会引起人的认知障碍及大脑神经生理和结构的改变,引发糖尿病脑病。糖原合成酶激酶-3(GSK3β)是参与肝糖原代谢的关键酶,可磷酸化Tau蛋白,Tau蛋白过度磷酸化会引起轴突病变,从而造成神经元损伤。当GSK3β被磷酸化后,不再有磷酸化Tau蛋白的功能。
(1)在血糖调节过程中,胰高血糖素不能作用于全身,说明激素调节具有_作用于靶细胞和靶器官__的特点。长期高血糖会引起某些大脑神经元损伤,出现糖尿病脑病。糖尿病人表现为多尿的原因是_大量的葡萄糖随尿液排出影响水分的重吸收,血浆渗透压升高引起口渴而大量饮水,均会导致尿量增多__。
(2)为探究小檗碱(黄连的有效成分)对缓解糖尿病脑病的治疗作用,科研人员进行了相关实验,并分别检测了正常和糖尿病脑病模型大鼠(模型组)中GSK3β、p-Tau等物质的含量,结果如图。
由图可知,糖尿病脑病以及小檗碱不影响GSK3β的表达量,但模型大鼠体内GSK3β的磷酸化水平(p-GSK3β)含量_较低__(“较高”“较低”)。据结果分析,小檗碱缓解糖尿病脑病的机制是_通过提高GSK3β的磷酸化水平,降低Tau过度磷酸化,缓解轴突病变__。
(3)模型大鼠的中枢神经系统长时间代谢紊乱导致出现抗炎因子减少、促炎因子升高等炎症反应,从而持续损伤神经元,引起认知功能下降。为验证小檗碱可抑制模型大鼠的炎症反应,以减缓神经元损伤,请简要写出实验设计思路。_实验思路:设置A(健康大鼠)、B(模型大鼠)和C(模型大鼠)三组实验,A、B组作为对照组,C组作为实验组,分别灌胃等量的生理盐水、生理盐水和小檗碱溶液,检测三组大鼠的炎症因子含量和认知功能情况__。
【解析】 (1)由于糖尿病人大量的葡萄糖随尿液排出影响水分的重吸收,以及由于血糖浓度高使血浆渗透压升高引起口渴而大量饮水,均会导致尿量增多;胰高血糖素只能作用于肝脏细胞等,与其细胞膜上的受体相结合,不能作用于全身,说明激素调节具有作用于靶细胞和靶器官的特点。(2)结合图示可知,四组的GSK3β的表达量相近,说明糖尿病脑病以及小檗碱不影响GSK3β的表达,但是与正常组相比,模型大鼠体内GSK3β的磷酸化水平(p-GSK3β:图中第二排电泳结果表示含量)含量较低;图中第三、四列结果分别表示小檗碱低剂量、高剂量组结果,对比正常组(第一列)可知,小檗碱低剂量、高剂量组的GSK3β的磷酸化水平比不加小檗碱的模型大鼠(第二列)高,高剂量组的GSK3β的磷酸化水平甚至接近于正常组,因此小檗碱提高了模型大鼠的GSK3β的磷酸化水平。对比正常组的p-Tau,不加小檗碱的模型大鼠(第三列)的p-Tau过高,而小檗碱低剂量、高剂量组的p-Tau较低,说明小檗碱降低了Tau的过度磷酸化。因此小檗碱缓解糖尿病脑病的机制是通过提高GSK3β的磷酸化水平,降低Tau过度磷酸化,缓解轴突病变。(3)为验证小檗碱可抑制模型大鼠的炎症反应,以减缓神经元损伤,自变量是是否用小檗碱处理,因变量是大鼠的炎症因子含量和认知功能情况。实验应遵循对照性原则、单一变量原则和等量性原则。故实验思路为:设置A(健康大鼠)、B(模型大鼠)和C(模型大鼠)三组实验,A、B组作为对照组,C组作为实验组,分别灌胃等量的生理盐水、生理盐水和小檗碱溶液,检测三组大鼠的炎症因子含量和认知功能情况。
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