专题05 实验探究综合：动物生命活动的调节——【备考2023】高考生物大题精练 （浙江专用）（原卷版+解析版）

专题05  实验探究综合：动物生命活动的调节

实验探究综合：动物生命活动的调节一般作为浙江卷第21题或第25题，主要考查动物生命活动的调节、实验设计等知识，意在考查学生对知识的理解、应用水平，要求学生熟练掌握基础知识，结合情境分析题意，利用所学知识解决问题，并能进行实验设计和预期实验结果。

胰岛素分泌受多种因素的影响。高血糖水平能引起胰岛素分泌显著增加，胰岛β细胞数量可发生改变。许多氨基酸如精氨酸也能刺激胰岛素分泌轻微增加，且高血糖和高氨基酸对胰岛素分泌的刺激作用具协同效应。请根据提供的实验材料，进行实验加以验证。

实验材料：适龄、血糖正常的健康小鼠若干只，葡萄糖溶液，精氨酸溶液，注射器，血检设备等。（注：实验中涉及的剂量不作要求，血糖浓度及胰岛素含量的具体检测方法不作要求。）

（1）实验思路：

①选取适龄、血糖正常的健康小鼠若干只，　   　为甲、乙、丙、丁四组，正常饲养数天，每天测量小鼠的血糖及胰岛素含量，计算平均值并记录。

②实验处理：

甲组：每天注射等量的生理盐水；

乙组：每天注射等量的葡萄糖溶液；

丙组：　   　；

丁组：　   　；

③连续处理数天，　   　，计算平均值并记录。

（2）预测实验结果：（请设计一个坐标系，以柱状图表示注射前、后两次测定的胰岛素含量）

（3）分析与讨论

研究发现持续高血糖刺激下，血浆胰岛素含量呈现如图所示的变化。

①血糖升高的几分钟内胰岛素分泌量迅速增高，是由于胰岛β细胞近质膜储存颗粒中的胰岛素快速通过 　   　方式释放的结果。随后血浆胰岛素含量快速回落。约20分钟后，胰岛素分泌量又逐渐增加，几小时内达到平稳的高水平，是由于胰岛β细胞中远离质膜处的储存颗粒中的胰岛素转移及 　   　所致。

②若高血糖持续一周，胰岛素的分泌量将进一步增加，请分析可能原因 　   　。

研究人员研究糖尿病小鼠对流感病毒的易感性及灭活疫苗诱导的免疫反应，进行了相关实验。根据下列实验材料补充完善实验思路并分析实验结果。

实验材料：SPF小鼠、H5N1流感病毒毒株悬液、H5N1流感病毒灭活疫苗、柠檬酸缓冲液溶解的STZ等。

（实验说明：①小鼠全部用于实验，实验过程中全部存活；②SPF是无特定的微生物和寄生虫存在的动物；③STZ是一种特异性破坏胰岛β细胞的药物）

实验思路：

实验一：制备糖尿病小鼠：随机取　   　的小鼠空腹至少12 h后，注射经灭菌处理的柠檬酸缓冲液溶解的STZ，2周后，取血测定血糖浓度。若小鼠血糖浓度稳定在20mmol/L以上，并将小鼠尿液滴加在尿糖试纸上呈现　   　色，则成功建立糖尿病小鼠模型。

实验二：病毒感染性实验：　   　，3d后，将小鼠麻醉，取肺洗液测肺部病毒量。

实验三：免疫实验：取等量的糖尿病小鼠和健康小鼠，　   　，28天后，从尾部采血测血中抗体浓度。

回答下列问题：

（1）完善实验思路。

（2）实验中用SPF小鼠做实验材料的目的是 　   　。

（3）已知疫苗溶剂中含有佐剂，佐剂是非特异性免疫增强剂，当与抗原一起注射，可增强机体对抗原的免疫应答。为了验证佐剂的作用，需要进行添加的处理是 　   　。

（4）研究发现糖尿病患者免疫功能受损，其更容易感染病毒且产生抗体的能力也较弱。请将实验二与实验三的预测结果绘制在一个柱形图中。

（5）在流感季节，可采用 　   　方法提升糖尿病患者对流感的免疫力。

1．（2023•杭州二模）2022年末，随着防疫政策的调整，各地陆续迎来新冠病毒感染高峰。医护人员奋战在抗疫第一线，救治病患时长时间穿着防护服且不进食不喝水，成为新时代可歌可泣的人。目前，注射疫苗仍是预防新冠病毒感染、防重症的有效手段。回答下列问题：

（1）医护人员在工作过程中长时间不进食，与正常情况相比，血液中胰岛素与胰高血糖素的比值会 　   　。长时间不喝水会使医护人员的血浆渗透压升高，刺激 　   　渗透压感受器兴奋，一方面将兴奋传至大脑皮层产生渴觉；另一方面刺激神经垂体释放 　   　，使尿量减少。

（2）正常人排尿过程中，当通尿肌开始收缩时，刺激了膀胱壁内牵张感受器，由此导致膀胱通尿肌反射性地 　   　，尿道括约肌舒张，并持续到膀胱内尿液被排空为止，该过程为 　   　（填“正反馈”或“负反馈”）调节。医护人员因为身穿防护服，即使有尿意也能憋尿，是因为脊髓排尿中枢受 　   　的控制。

（3）人体接种新冠病毒疫苗后，免疫系统会产生相应的抗体及 　   　，后者在新冠病毒感染人体时，可迅速增殖分化，引发强烈特异性免疫反应。下列疫苗注射进入人体后可经过翻译产生抗原的有 　   　（填序号①～⑥）。

①灭活病毒疫苗

②减毒活疫苗

③DNA疫苗

④mRNA疫苗

⑤重组蛋白疫苗

⑥腺病毒载体疫苗

2．（2022•杭州一模）老年人由于身体器官功能衰退或病变，容易患多种疾病。因此，改善老年人生活质量、实现健康老龄化是全社会的一个重要任务。回答下列问题：

（1）研究发现，老年人睡眠时间短，易觉醒的现象与Hert神经元在静息状态时K+通透性降低有关。请分析上述两种现象发生关联的原因 　   　。

（2）秋冬季是流感高发的季节，老年人容易感染病原体，引发体温升高。人体的体温调节中枢位于 　   　，机体通过分泌相关激素，促进 　   　，提高产热，同时皮肤毛细血管收缩，血流量减少，汗腺分泌减少，减少散热，使体温升高。由此可见体温调节是通过 　   　调节实现的。

（3）金银花是一味中草药，近来研究发现金银花提取液能有效改善老年人阿尔茨海默症（AD）患者的学习记忆能力和提高脑组织中乙酰胆碱酯酶含量，延缓AD的病情进程。为了验证金银花的作用机理，研究者用12周龄不同组小鼠进行分组实验，实验处理及检测项目如表。

（说明：金银花提取液和复方抗痴呆口服液均由蒸馏水配置；复方抗痴呆口服液是临床治疗AD的常用药物，可增强AD小鼠学习记忆能力和脑组织中乙酰胆碱酯酶含量；小鼠的学习记忆能力采用Y型迷宫刺激器检测，记录各组小鼠达到学会标准时所需的时间。）

①请补充完善表格实验分组。

②预测实验结果（设计一个坐标，用柱形图表示检测结果）。

③讨论与分析：复方抗痴呆口服液在该实验中的作用是 　   　。乙酰胆碱酯酶能促进神经元发育和神经再生，此外，该酶具有降解乙酰胆碱的作用，从而终止 　   　的作用，保证神经信号在生物体内的正常传递。该酶发挥作用的场所是 　   　。

 1．(2023年1月浙江高考真题)我们说话和唱歌时，需要有意识地控制呼吸运动的频率和深度，这属于随意呼吸运动；睡眠时不需要有意识地控制呼吸运动，人体仍进行有节律性的呼吸运动，这属于自主呼吸运动。人体呼吸运动是在各级呼吸中枢相互配合下进行的，呼吸中枢分布在大脑皮层、脑干和脊髓等部位。体液中的O2、CO2和H+浓度变化通过刺激化学感受器调节呼吸运动。回答下列问题：

（1）人体细胞能从血浆、　   　和淋巴等细胞外液获取O2，这些细胞外液共同构成了人体的内环境。内环境的相对稳定和机体功能系统的活动，是通过内分泌系统、　   　系统和免疫系统的调节实现的。

（2）自主呼吸运动是通过反射实现的，其反射弧包括感受器、　   　和效应器。化学感受器能将O2、CO2和H+浓度等化学信号转化为 　   　信号。神经元上处于静息状态的部位，受刺激后引发Na+　   　而转变为兴奋状态。

（3）人屏住呼吸一段时间后，动脉血中的CO2含量增大，pH变 　   　，CO2含量和pH的变化共同引起呼吸加深加快。还有实验发现，当吸入气体中CO2浓度过大时，会出现呼吸困难、昏迷等现象，原因是CO2浓度过大导致呼吸中枢 　   　。

（4）大脑皮层受损的“植物人”仍具有节律性的自主呼吸运动；哺乳动物脑干被破坏，或脑干和脊髓间的联系被切断，呼吸停止。上述事实说明，自主呼吸运动不需要位于 　   　的呼吸中枢参与，自主呼吸运动的节律性是位于 　   　的呼吸中枢产生的。

2．(2022年6月浙江高考真题)为研究物质X对高血糖症状的缓解作用，根据提供的实验材料，完善实验思路，预测实验结果，并进行分析与讨论。

实验材料：适龄、血糖正常的健康雄性小鼠若干只，药物S（用生理盐水配制），物质X（用生理盐水配制），生理盐水等。

（要求与说明：实验中涉及的剂量不作具体要求。小鼠血糖值＞11.1mmol/L，定为高血糖模型小鼠。饲养条件适宜）

回答下列问题：

（1）完善实验思路：

①适应性饲养：选取小鼠若干只，随机均分成甲、乙、丙3组。正常饲养数天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值。

②药物S处理：

甲组：每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐水

乙组：每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S

丙组：　   　

连续处理数天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值，直至建成高血糖模型小鼠。

③物质X处理：

甲组：　   　

乙组：每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水

丙组：　   　

连续处理若干天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值。

（2）预测实验结果：

设计一张表格，并将实验各阶段的预期实验结果填入表中。

（3）分析与讨论：

已知药物S的给药途径有腹腔注射和灌胃等，药物S的浓度和给药途径都会影响高血糖模型小鼠的建模。若要研究使用药物S快速建成高血糖模型小鼠，则可通过 　   　，以确定快速建模所需药物S的适宜浓度和给药途径的组合。

3．(2022年1月浙江高考真题)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率均有差异，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；单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象。欲研究神经的电生理特性，请完善实验思路，分析和预测结果（说明：生物信号采集仪能显示记录电极处的电位变化，仪器使用方法不要求；实验中标本需用任氏液浸润）。

（1）实验思路：

①连接坐骨神经与生物信号采集仪等（简图如图，a，b为坐骨神经上相距较远的两个点）。

②刺激电极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。

③　   　，当动作电位幅值不再随刺激增强而增大时，刺激强度即为最大刺激，记为Smax。

（2）结果预测和分析：

①当刺激强度范围为 　   　时，坐骨神经中仅有部分神经纤维发生兴奋。

②实验中，每次施加电刺激的几乎同时，在显示屏上都会出现一次快速的电位变化，称为伪迹，其幅值与电刺激强度成正比，不影响动作电位（见图2）。伪迹的幅值可以作为的量化指标；伪迹与动作电位起点的时间差，可估测施加刺激到记录点神经纤维膜上 　   　所需的时间。伪迹是电刺激通过 　   　传导到记录电极上而引发的。

③在单根神经纤维上，动作电位不会因传导距离的增加而减小，即具有 　   　性。而上述实验中a、b处的动作点位有明显差异（如图2），原因是不同神经纤维上动作电位的 　   　不同导致b处电位叠加量减小。

④以坐骨神经和单根神经纤维为材料，分别测得两者的Smin和Smax将坐标系补充完整，并用柱形图表示两者的Smin和Smax相对值。

4．(2021年6月浙江高考真题)为探究酒精对动物行为的影响，某中学生物兴趣小组进行了以下系列实验。

实验材料：蟾蜍坐骨神经﹣腓肠肌标本，间脑蟾蜍，小滤纸片，任氏液，0.1%、0.2%和1%酒精，去甲肾上腺素（noradrenaline，NA），酚妥拉明（phentolamine，PT），1%硫酸溶液等。

（要求与说明：间脑蟾蜍是指切除了大脑和部分间脑、相关机能正常的蟾蜍；任氏液为两栖类的生理盐水；3种酒精浓度分别对应人血液中轻度、中度和重度酒精中毒的浓度；酒精、NA和PT均用任氏液配制；NA是一种神经递质；PT是NA受体的抑制剂。实验条件适宜）

实验过程与结果或结论：

回答下列问题：

（1）实验1结果可得出的结论是 　   　。

（2）设计用于记录实验2结果的表格：　   　。

（3）依据实验2、3的结论，实验3的分组应为；

A组：任氏液；

B组：　   　；

C组：　   　；

D组：　   　；

E组：　   　。

（4）酒后驾车属于危险的驾驶行为，由本实验结果推测其可能的生物学机理是 　   　。