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押江苏卷第21题 生命活动的调节主观题-备战高考生物临考题号押题(江苏卷)
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从考查内容看∶①内环境和细胞内环境的组成成分,尤其是血红蛋白;②反射弧、兴奋在神经纤维上的电位及传导、突触结构的三幅图解;③血糖调节、体温调节和水盐调节的过程及平衡;④两种特异性免疫的区别与联系;⑤植物激素调节的原理及实验设计等。
从考查题型看,近年来非选择题集中在以下几种∶①以图或表的形式综合考查动物生命活动的调节;②动植物生命活动调节中涉及实验探究能力的考查
对于基础性题目,只要能够熟记课本知识即可解题。综合类的题目,如神经调节方面的考题,一般以反射弧的结构为基础和切入点,因此,应正确识别反射弧的结构,如根据是否具有神经节进行判断,有神经节的是传入神经;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,与后角(狭窄部分)相连的为传入神经;根据切断实验法,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。解与血糖调节、体温调节及水盐调节相关的题时关键是理解参与调节的方式都有两种,即激素调节和神经调节,然后借助相应的激素调节的原理和神经调节的过程进行解题即可。
以生命活动的调节为背景的实验设计是出题的高频切入点,解这类题时首先要理清实验的原理,然后需要关注的是实验设计需要遵循的基本原则,最后用生命活动相关的知识进行解题。这类题主要考查学生是否理解实验原理和是否具备分析实验结果的能力,是否具有灵活运用实验知识的能力,是否具有在不同情景下迁移知识的能力。其解题思维模板如下∶
(2022江苏卷T22). 手指割破时机体常出现疼痛、心跳加快等症状。下图为吞噬细胞参与痛觉调控的机制示意图请回答下列问题。
(1)下图中,手指割破产生的兴奋传导至T处,突触前膜释放的递质与突触后膜___________结合,使后神经元兴奋,T处(图中显示是突触)信号形式转变过程为___________。
(2)伤害性刺激使心率加快的原因有:交感神经的兴奋,使肾上腺髓质分泌肾上腺素;下丘脑分泌的___________,促进垂体分泌促肾上腺皮质激素,该激素使肾上腺皮质分泌糖皮质激素;肾上腺素与糖皮质激素经体液运输作用于靶器官。
(3)皮肤破损,病原体入侵,吞噬细胞对其识别并进行胞吞,胞内___________(填细胞器)降解病原体,这种防御作用为______________________。
(4)如图所示,病原体刺激下,吞噬细胞分泌神经生长因子(NGF),NGF作用于感受器上的受体,引起感受器的电位变化,进一步产生兴奋传导到___________形成痛觉。该过程中,Ca2+的作用有___________。
(5)药物MNACI3是一种抗NGF受体的单克隆抗体,用于治疗炎性疼痛和神经病理性疼痛。该药的作用机制是_________________________________。
【答案】(1) ①. 受体##特异性受体 ②. 电信号→化学信号→电信号
(2)促肾上腺皮质激素释放激素
(3) ①. 溶酶体 ②. 非特异性免疫
(4) ①. 大脑皮层 ②. 促进NGF的释放;提高激酶的活性,提高神经元的兴奋性
(5)抑制NGF与NGF受体结合,进而抑制感受器的兴奋,使大脑皮层不能产生痛觉
【解析】
【分析】1、人体神经调节的方式是反射,反射的结构基础是反射弧,反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分构成,兴奋在反射弧上单向传递,兴奋在突触处产生电信号到化学信号再到电信号的转变。
2、人体的三道防线:第一道防线是由皮肤和黏膜构成的,不仅能够阻挡病原体侵入人体,而且它们的分泌物(如乳酸、脂肪酸、胃酸和酶等)还有杀菌的作用。第二道防线是体液中的杀菌物质——溶菌酶和吞噬细胞。第三道防线主要由免疫器官(扁桃体、淋巴结、胸腺、骨髓、和脾脏等)和免疫细胞(淋巴细胞、吞噬细胞等)借助血液循环和淋巴循环而组成的。
【小问1详解】
兴奋在神经元之间的传递时,突触前膜释放的神经递质与突触后膜上的特异性受体结合,引起突触后膜的兴奋。兴奋在突触处的信号转变方式为电信号→化学信号→电信号。
【小问2详解】
糖皮质激素的分泌存在分级调节,下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体,使垂体分泌促肾上腺皮质激素,该激素使肾上腺皮质分泌糖皮质激素。
【小问3详解】
病原体侵染机体后,吞噬细胞将其吞噬,并利用细胞内的溶酶体将其水解,在这过程中吞噬细胞参与的是免疫系统的第二道防线,因此这种防御作用为非特异性免疫。
【小问4详解】
产生感觉的部位在大脑皮层。由图可知,Ca2+能促进囊泡与突触前膜的融合,促进NGF的释放,同时Ca2+内流增加,提高激酶活性,增强神经元的兴奋性。
【小问5详解】
药物MNACI3是一种抗NGF受体的单克隆抗体,使得NGF不能与NGF受体结合,从而不能引起感受器兴奋,也不能将兴奋传导大大脑皮层,因此感觉不到疼痛。
(2021江苏卷T21). 正常人体在黎明觉醒前后肝脏生糖和胰岛素敏感性都达到高峰,伴随胰岛素水平的波动,维持机体全天血糖动态平衡,约50%的Ⅱ型糖尿病患者发生“黎明现象”(黎明时处于高血糖水平,其余时间血糖平稳),是糖尿病治疗的难点。请回答下列问题。
(1)人体在黎明觉醒前后主要通过___________分解为葡萄糖,进而为生命活动提供能源。
(2)如图所示,觉醒后人体摄食使血糖浓度上升,葡萄糖经GLUT2以__________方式进入细胞,氧化生成ATP,ATP/ADP比率的上升使ATP敏感通道关闭,细胞内K+浓度增加,细胞膜内侧膜电位的变化为______________,引起钙通道打开,Ca2+内流,促进胰岛素以____________方式释放。
(3)胰岛素通过促进____________、促进糖原合成与抑制糖原分解、抑制非糖物质转化等发挥降血糖作用,胰岛细胞分泌的___________能升高血糖,共同参与维持血糖动态平衡。
(4)Ⅱ型糖尿病患者的靶细胞对胰岛素作用不敏感,原因可能有:_____________(填序号)
①胰岛素拮抗激素增多 ②胰岛素分泌障碍 ③胰岛素受体表达下降 ④胰岛素B细胞损伤 ⑤存在胰岛细胞自身抗体
(5)人体昼夜节律源于下丘脑视交叉上核SCN区,通过神经和体液调节来调控外周节律。研究发现SCN区REV-ERB基因节律性表达下降,机体在觉醒时糖代谢异常,表明“黎明现象”与生物钟紊乱相关。由此推测,Ⅱ型糖尿病患者的胰岛素不敏感状态具有_____________的特点,而_____________可能成为糖尿病治疗研究新方向。
【答案】(1)肝糖原 (2) ①. 易化扩散(或协助扩散) ②. 由负变正
③. 胞吐
(3) ①. 葡萄糖摄取、氧化分解 ②. 胰高血糖素 (4)①③
(5) ①. 昼夜节律 ②. 调节REV-ERB基因节律性表达
【解析】
【分析】分析题图和题干信息可知,当血糖浓度增加时,葡萄糖经GLUT2以协助扩散进入胰岛B细胞,氧化生成ATP,ATP/ADP比率的上升使ATP敏感通道关闭,K+外流受阻,细胞内K+浓度增加,进而触发Ca2+大量内流,由此引起胰岛素分泌,胰岛素通过促进靶细胞摄取、利用和储存葡萄糖,使血糖浓度降低。
【小问1详解】
人体血糖的来源有3条:食物中糖类的消化吸收,肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖。人体在黎明觉醒前后主要通过肝糖原分解为葡萄糖,进而为生命活动提供能源。
【小问2详解】
据图判断,葡萄糖进入细胞是从高浓度到低浓度,需要载体(GLUT2),不需要能量,属于协助扩散;葡萄糖进入细胞,氧化生成ATP,ATP/ADP比率的上升使K+通道关闭,进而引发Ca2+通道打开,Ca2+内流,促进胰岛素以胞吐的方式释放。
【小问3详解】
胰岛素是人体唯一的降血糖激素,能促进细胞摄取、利用(氧化分解)葡萄糖,促进糖原合成,抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖浓度降低。胰岛细胞分泌的胰高血糖素能促进肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖,使血糖浓度升高,二者共同参与维持血糖动态平衡。
【小问4详解】
①胰岛素拮抗激素增多会影响靶细胞对胰岛素的敏感性,使血糖升高,①正确;②Ⅱ型糖尿病患者的胰岛素水平正常,不存在胰岛素分泌障碍,②错误;③胰岛素受体表达下降,靶细胞上胰岛素受体减少,会导致靶细胞对胰岛素作用不敏感,③正确;④胰岛素B细胞损伤会导致胰岛素缺乏,而Ⅱ型糖尿病患者的胰岛素水平正常,④错误;⑤存在胰岛细胞自身抗体会导致胰岛素分泌不足,而Ⅱ型糖尿病患者的胰岛素水平正常,⑤错误。故选①③。
【小问5详解】
研究发现SCN区REV-ERB基因节律性表达下降,机体在觉醒时糖代谢异常,表明“黎明现象”与生物钟紊乱相关。由此推测,Ⅱ型糖尿病患者的胰岛素不敏感状态具有昼夜节律性,在觉醒时,糖代谢异常,出现“黎明现象”。由此,调节REV-ERB基因节律性表达可能成为糖尿病治疗研究新方向。
【点睛】此题主要考查的是血糖平衡的调节,意在考查学生对基础知识的理解掌握,难度适中。
(2021江苏卷T22). 根据新冠病毒致病机制及人体免疫反应特征研制新冠疫苗,广泛接种疫苗可以快速建立免疫屏障,阻击病毒扩大。图1为新冠病毒入侵细胞后的增殖示意图,图2为人体免疫应答产生抗体的一般规律示意图。请据图回答下列问题。
(1)图1中,新冠病毒通过S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合,侵入细胞释放出病毒的(+)RNA,在宿主细胞中经____________合成病毒的RNA聚合酶。
(2)在RNA聚合酶的作用下,病毒利用宿主细胞中的原料,按照__________原则合成(-)RNA。随后大量合成新的(+)RNA。再以这些RNA为模板,分别在____________大量合成病毒的N蛋白和S、M、E蛋白。
(3)制备病毒灭活疫苗时,先大量培养表达___________的细胞,再接入新冠病毒扩大培养,灭活处理后制备疫苗。细胞培养时需通入CO2,其作用是______________。
(4)制备S蛋白的mRNA疫苗时,体外制备的mRNA常用脂质分子包裹后才用于接种。原因一是人体血液和组织中广泛存在__________,极易将裸露的mRNA水解,二是外源mRNA分子不易进入人体细胞产生抗原。
(5)第一次接种疫苗后,人体内识别到S蛋白的B细胞,经过增殖和分化,形成的________细胞可合成并分泌特异性识别__________的IgM和IgG抗体(见图2),形成的______细胞等再次接触到S蛋白时,发挥免疫保护作用。
(6)有些疫苗需要进行第二次接种,据图2分析进行二次接种的意义是________。
【答案】(1)翻译 (2) ①. 碱基互补配对 ②. 游离核糖体和粗面内质网上的核糖体
(3) ①. ACE2受体 ②. 维持培养液的酸碱度 (4)RNA酶
(5) ①. 浆 ②. 新冠病毒S蛋白 ③. 记忆
(6)激发再次应答在人体内产生更多维持时间更长的抗体,并储备更多的记忆细胞
【解析】
【分析】由图可知,新冠病毒通过S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合,侵入细胞释放出病毒的(+)RNA,在宿主细胞中经翻译合成病毒的RNA聚合酶,参与宿主细胞内合成病毒的RNA。
【小问1详解】
结合分析可知,新冠病毒侵入细胞后释放出病毒的(+)RNA,在宿主细胞中经翻译合成病毒的RNA聚合酶。
【小问2详解】
在RNA聚合酶的作用下,病毒利用宿主细胞中的原料,按照碱基互补配对原则合成(-)RNA;随后再通过复制合成大量新的(+)RNA,再以这些RNA为模板,分别在游离核糖体和粗面内质网上的核糖体大量合成病毒的N蛋白和S、M、E蛋白。
【小问3详解】
病毒表面的蛋白质可作为抗原激发机体的特异性免疫过程,制备新冠病毒灭活疫苗时,先大量培养能够表达ACE2受体的细胞,再接入新冠病毒扩大培养,经灭活处理后制备疫苗;动物细胞培养时常需通入CO2,其目的是维持培养液的酸碱度。
【小问4详解】
由于人体血液和组织中广泛存在RNA酶极易将裸露的mRNA水解,另外外源mRNA分子不易进入人体细胞产生抗原,因此,制备S蛋白的mRNA疫苗时,体外制备的mRNA常用脂质分子包裹后才用于接种。
【小问5详解】
第一次接种疫苗后,刺激B细胞增殖和分化,形成的浆细胞可合成并分泌特异性识别新冠病毒S蛋白的IgM和IgG抗体,并产生记忆细胞;当再次接触到S蛋白时,记忆细胞增殖分化,产生大量浆细胞,分泌大量抗体,发挥免疫保护作用。
【小问6详解】
进行二次接种的意义:激发再次应答在人体内产生更多维持时间更长的抗体,并储备更多的记忆细胞。
【点睛】本题结合COVID-19病毒在宿主细胞内增殖的过程图,考查遗传信息的转录和翻译、碱基互补配对原则的应用及免疫的预防等知识,首先要求考生识记遗传信息转录和翻译过程,能准确判断图中各过程及各物质的名称,掌握特异性免疫过程,免疫预防等方面知识。
1.针灸是我国传承千年、特有的治疗疾病的手段。我国科研工作者发表在《自然》杂志首次通过小鼠模型,阐明了针灸治疗疾病的神经生物学机制:I、低强度电针刺小鼠后肢的“足三里(ST36)”穴位,可激活迷走神经—肾上腺轴,发挥抗炎作用;II、LPS是一种细菌毒素,当其进入动物血液后,会刺激肠巨噬细胞释放TNF-α(肿瘤坏死因子)、IL-6(白细胞介素6)等炎症因子,引起炎症反应。具体过程如图1所示,请结合有关知识回答下列问题:
(1)从免疫学的角度分析,LPS相当于____________(填①“抗原”/②“抗体”),巨噬细胞属于____________(填①“免疫细胞”②“淋巴细胞”)。
(2)针灸或低强度电针刺激足三里穴位都能引起肾上腺分泌的去甲肾上腺素、肾上腺素增加,该过程属于( )
A.神经调节B.体液调节C.神经—体液调节D.激素调节
(3)迷走神经是从脑干发出的参与调节内脏活动的神经,其属于____________(①中枢/②外周)神经系统。低强度电针刺激激活迷走神经—肾上腺抗炎通路起到抗炎作用,是通过Prkr2神经元进行传导的,据图1写出该调节过程涉及的途径:________________________。
(4)已知细胞外Ca2+对Na+存在“膜屏障作用”,即钙离子在膜上形成屏障,使钠离子内流减少。请结合图1分析,临床上患者血钙含量偏高,针灸抗炎疗效甚微的原因是_______________。
(5)图2中甲、乙分别为利用细针和粗针进行针灸治疗时,针刺部位附近神经末梢的电位变化。细针治疗_______________(填①“引起”②“未引起”)动作电位,判断依据是_______________。乙图曲线上升到b点过程中,Na+通道打开导致Na+大量内流,此时K+通道_______________(填①全部关闭/②全部开放/③部分开放)。
(6)研究人员利用同等强度的电针刺激位于小鼠腹部的天枢穴,并没有引起相同的抗炎反应,原因是_____________________________________________,这也为针灸抗炎需要刺激特定穴位才有效提供了解释。
【答案】(1) ① ①
(2)A
(3) ② 足三里→Prkr2神经元→延髓→迷走神经→肾上腺
(4)血钙过高使Nat内流减少,降低了神经细胞兴奋性,导致抗炎功能降低
(5) ② 刺激引起的膜内外电位差没有超过阈值(没有超过阈电位) ③
(6)腹部不存在迷走神经-肾上腺抗炎通路的Prkr2神经元
【分析】1、反射弧是反射的基本结构,适宜的刺激和完整的反射弧是发生反射的前提,完整的反射弧应该包括:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。
2、神经纤维未受到刺激时,K+外流,细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负,某部位受刺激时,Na+内流,其膜电位变为外负内正。由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡中,只能由突触前膜释放作用于突触后膜,使下一个神经元产生兴奋或抑制,因此兴奋在神经元之间的传递只能是单向的。
3、据图可知,低强度电针刺激小鼠后肢穴位足三里(ST36)可以激活迷走神经一肾上腺抗炎通路机理是:在电针刺激“足三里”位置时,会激活一组Prkr2感觉神经元,其延伸出去的突起部分可以将后肢的感觉信息通过脊髓传向大脑的特定区域,通过迷走神经作用到肾上腺,肾上腺细胞分泌的儿茶酚胺类物质(包括去甲肾上腺素和肾上腺素等)具有抗炎作用,导致针灸抗炎。
【详解】(1)从免疫学的角度分析,LPS是异物,因此相当于①抗原;巨噬细胞属于①免疫细胞,淋巴细胞主要包括T细胞和B细胞。
(2)针灸或低强度电针刺激足三里穴位都能引起肾上腺分泌的去甲肾上腺素、去甲肾上腺素,经历了完整的反射弧,肾上腺是效应器,该过程为反射,属于神经调节,A正确,BCD错误。
故选A。
(3)由脑发出的脑神经和由脊髓发出的脊神经是神经系统的周围部分,叫外周神经系统,因此根据“迷走神经是从脑干发出的可参与调节内脏活动的神经”,可知其属于外周神经系统,故选②;低强度电针刺激激活迷走神经—肾上腺抗炎通路起到抗炎作用,是通过Prkr2神经元进行传导的,据图1可知,该调节过程涉及的反射弧是足三里→Prkr2神经元→延髓→迷走神经→肾上腺(分泌肾上腺素、去甲肾上腺素抑制炎症)。
(4)据图可知,迷走神经能产生去甲肾上腺素、肾上腺素,去甲肾上腺素和肾上腺素等具有抗炎作用,当某部位受刺激时,Na+内流,其膜电位变为外负内正,产生兴奋,血钙过高使Na+内流减少,降低了神经细胞兴奋性,导致迷走神经支配肾上腺细胞分泌抗炎症因子的功能降低,导致针灸抗炎疗效甚微。
(5)若外界刺激没有超过阈值(没有超过阈电位),则不会引起动作电位,图2甲中刺激引起的膜内外电位差没有超过阈值(没有超过阈电位),所以细针治疗未引起动作电位,故选②。图2乙中曲线上升到b点过程中Na+通道打开,大量内流,K+通道③部分开放,部分关闭。
(6)结合题干“低强度电针刺激小鼠后肢穴位“足三里”可激活一组表达Pkr2蛋白的感觉神经元”可知引发相应反应时刺激的部位为小鼠后肢穴位,而研究人员刺激的是小鼠腹部的天枢穴,若腹部不存在迷走神经肾上腺抗炎通路的Prk2神经元(或腹部不存在足三里对应的感受器),则会出现并没有引起相同的抗炎反应的现象,这也为针灸抗炎需要在特定穴位刺激提供了解释。
2.肠道菌群能通过菌体自身或其代谢产物对人脑产生影响,人脑也能通过调节影响肠道菌群,部分机制如下图。请回答下列问题。
(1)细胞Ⅰ摄取肠道菌将抗原处理后呈递在________,然后传递给细胞Ⅱ________(填名称),细胞Ⅱ表面的特定分子发生变化并与细胞Ⅲ结合,同时分泌细胞因子。
(2)细胞因子含量上升,促进下丘脑分泌物质a。物质a是________,其功能是________,最终引起肾上腺皮质激素增多。
(3)致病菌产生的毒素可刺激肠嗜铬细胞分泌5-HT,5-HT与迷走神经元上的________结合,引起迷走神经产生兴奋,信号沿着外周神经传递到脑,进而产生呕吐反射,同时兴奋传递到________产生痛觉。呕吐的生理意义是________。
(4)研究表明,长期肠道菌群失调引起的炎症反应可能导致抑郁症。抑郁症情况越严重的大鼠对糖水的偏好度越低,明暗箱实验中停留在明箱的时间越短。药物X能通过缓解肠道炎症治疗抑郁症。L-茶氨酸能改善情绪,治疗抑郁症。科研人员探究生理盐水配制的L-茶氨酸是否是通过缓解肠道炎症来治疗大鼠的抑郁症,进行了如下实验。请补全下表:
【答案】(1) 细胞表面 辅助性T细胞
(2) 促肾上腺皮质激素释放激素 促进垂体合成并分泌促肾上腺皮质激素
(3) 特异性受体 大脑皮层 及时将有害食物(物质)排出体外,避免对机体造成伤害
(4) 药物X组 每日用10mL生理盐水灌胃 糖水偏好和明暗箱 肠道菌群种类和数量、毒素、炎症面积等
【分析】下丘脑可以通过垂体调节肾上腺皮质激素的分泌,属于分级调节;肾上腺皮质激素可保护黏膜,调节肠道菌群。
【详解】(1)细胞Ⅰ摄取肠道菌将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给细胞Ⅱ,根据其能释放细胞因子,可知细胞Ⅱ为辅助性T细胞。
(2)下丘脑可分泌a,调节垂体分泌b,b可促进肾上腺皮质分泌肾上腺皮质激素,即该激素分泌过程为分级调节,则a为促肾上腺皮质激素释放激素,其功能是促进垂体合成并分泌促肾上腺皮质激素。
(3)5-HT作为信号分子可与迷走神经元上的特异性受体结合,引起迷走神经产生兴奋。所有的感觉都是在大脑皮层形成的,因此兴奋传递到大脑皮层会产生痛觉。呕吐能及时将有害食物(物质)排出体外,避免对机体造成伤害。
(4)本实验是探究生理盐水配制的L-茶氨酸是否是通过缓解肠道炎症来治疗大鼠的抑郁症,已知药物X能通过缓解肠道炎症治疗抑郁症,因此自变量为是否含有L-茶氨酸和药物X,A组为空白对照组,B组为长期肠道菌群失调引起的炎症反应导致的抑郁症模型组,C组为炎症反应导致的抑郁症条件下添加药物X组,D组为炎症反应导致的抑郁症条件下添加L-茶氨酸,A和B组为不同条件下的对照组,每日应用10mL生理盐水灌胃,由于抑郁症情况越严重的大鼠对糖水的偏好度越低,明暗箱实验中停留在明箱的时间越短。因此指标测定时先对各组大鼠进行实验糖水偏好和明暗箱实验并观察,再解剖并检测肠道菌群种类和数量、毒素、炎症面积等。
3.高血压是一类复杂的临床综合症群,以体循环血压的异常升高且超过140/90mmHg 为主要临床特征。血管紧张素Ⅱ能促进血管平滑肌收缩,起到升血压的作用。过强的炎症反应是高血压的重要病理特征,抑制炎症反应可改善高血压。研究表明,白细胞介素-22(IL-22)一种重要的细胞因子,参与多种心血管疾病的病理过程。某团队研究了IL-22对小鼠血压的影响。
实验材料:适龄、血压正常的健康雄性小鼠45只,用生理盐水配制的血管紧张素Ⅱ溶液和抗IL-22抗体溶液,生理盐水,流式细胞仪(检测分离特定的细胞)等。
(1)上表是实验的一些步骤,请根据题意完成表格内容。①________;②________;③________;④________。
(2)图1是各组小鼠血压检测的结果,注射前各组小鼠收缩压和舒张压无显著差异,注射后与对照组相比,模型组____,与模型组相比,抗IL-22抗体组____,分析IL-22与高血压之间的关系____。
(3)既往研究表明,抗IL-22抗体可影响巨噬细胞的分化,且M1和M2可相互转化。图2、图3分别是各组小鼠血清中两种促炎因子的含量和两种巨噬细胞的含量,分析可知,________型巨噬细胞是IL-6和TNF-a等促炎因子的主要来源,抗IL-22抗体可通过促进巨噬细胞________。
【答案】(1) 模型组、抗IL-22抗体组 等量生理盐水 多次测量,求平均值 白细胞介素Ⅱ-22
(2) 模型组小鼠的收缩压和舒张压显著升高,出现高血压症状 抗IL-22抗体组小鼠收缩压和舒张压显著降低 IL-22在血管紧张素II介导的升压反应中具有重要作用
(3) M1 由M1型向M2型转化(抑制M1型巨噬细胞的表达,促进M2型巨噬细胞的表达)
【分析】激素调节的特点:通过体液进行运输,微量和高效,作用于靶器官、靶细胞,作为信使传递信息,反应速度慢,作用范围广,作用时间长。
【详解】(1)为了探究IL-22对小鼠血压的影响,首先应该获得高血压小鼠,则①模型组和抗IL—22抗体组小鼠通过微型渗透泵植入的方法持续微量输入血管紧张素Ⅱ制造高血压模型,对照组为了保持单一变量,则对照组需要微型渗透泵植入的方法持续输入②等量生理盐水;③多次测量,求平均值可以减少误差;白细胞介素-22一种重要的细胞因子,参与多种心血管疾病的病理过程,所以白细胞介素Ⅱ-22可以作为本实验的因变量,则可通过检测白细胞介素-22及其他促炎因子的含量来判断实验结果。
(2)据图1可知,注射血管紧张素Ⅱ后与对照组相比,模型组小鼠的收缩压和舒张压显著升高,出现高血压症状,与模型组相比,抗IL-22抗体组小鼠收缩压和舒张压显著降低,分析该结果可得出IL-22在血管紧张素II介导的升压反应中具有重要作用。
(3)据图2和图3 可知,M1型巨噬细胞的变化与L-6和TNF-a等促炎因子的变化趋势一致,则可以推M1型巨噬细胞是IL-6和TNF-a等促炎因子的主要来源,此结果可以说明抗IL-22抗体可通过促进M1型巨噬细胞转化为M2型巨噬细胞(或抑制M1型巨噬细胞的表达,促进M2型巨噬细胞的表达)来抑制IL-6和TNF-a等促炎因子的产生。
4.番茄果实发育受多种植物激素影响,为研究相关机制,研究者进行了系列实验。
(1)植物激素是植物体内产生,对生命活动起____________作用的微量有机物。
(2)①研究者发现未授粉及授粉8天后番茄的子房发育情况差异显著(图1所示),番茄授粉后,发育的种子所产生的生长素能____________子房发育为果实。
②研究者同时检测了授粉与未授粉番茄雌蕊产生乙烯的速率,图2结果为____________。结合图1.图2结果推测乙烯对子房发育具有____________作用。
(3)为证实乙烯对子房发育的作用,研究者以野生型番茄为实验材料进行了下表所示实验,观察子房是否可发育为果实,请完善表格中的实验处理。
表中Ⅰ~Ⅲ处所需的试剂应分别选用____________(填选项前字母)
A.清水 B.生长素 C.生长素运输抑制剂 D.乙烯合成前体 E.乙烯受体抑制剂
观察到的实验结果支持了上述推测。
(4)研究还发现野生型番茄授粉后子房内赤霉素(GA)含量升高。为研究GA和乙烯两者对果实发育的影响,研究者以野生型番茄和乙烯受体功能丧失的突变体S为实验材料进行实验,相关处理及结果如图3所示。图中结果表明GA的作用是___________。在未授粉情况下,S突变体比野生型体内GA合成相关基因表达量高,由此推测未授粉的S突变体子房可发育为果实的原因是___________。正常情况下,野生型番茄未授粉则子房不发育,可以加速不必要的生殖器官的衰老,以利于植物体能量的合理分配。
(5)结合上述所有实验结果,请完善植物激素与果实发育之间的关系模式图,在( )中选填“+”“-”(+表示促进,-表示抑制)。
【答案】 调节 促进 未授粉的番茄雌蕊乙烯生成速率基本不变;授粉的番茄雌蕊乙烯生成速率逐渐下降 抑制 AED 促进果实发育 突变体S体内缺少乙烯受体,不感应乙烯信号,导致乙烯对GA的抑制作用减弱,使体内GA合成量升高,促进果实发育
【分析】1、植物激素植物激素是指植物体内一定部位产生,从产生部位运输到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
2、植物授粉以后,发育中的种子能合成生长素。生长素能促进果实发育,促进扦插的枝条生根等,作用具有两重性。
3、赤霉素能促进茎秆伸长,能促进果实发育,乙烯能促进果实成熟。
【详解】(1)激素对生命活动起调节作用。
(2)生长素能促进果实发育,据图2分析,未受粉的番茄雌蕊乙烯生成速率基本不变,受粉的番茄雌蕊乙烯生成速率逐渐下降,据图1,未授粉的番茄雌蕊不能发育成果实,授粉的番茄雌蕊能发育成果实,由此推测乙烯对子房发育有抑制作用。
(3)由图可知,Ⅰ处未受粉,子房未发育成果实,故未使用生长试剂,应选A清水。Ⅲ处未受粉,子房发育成果实,故使用了D乙烯合成前体,使子房合成乙烯。Ⅱ处受粉,子房未发育成果实,故使用了E乙烯受体抑制剂,使子房未受到乙烯作用。故选AED。
(4)由图3可知,野生型授粉后,外施PAC能抑制子房发育,但外施PAC后加入GA能促进子房发育,说明GA能促进果实发育。S突变体乙烯受体供能丧失,不能接受乙烯的调节,导致乙烯对GA的抑制作用减弱,使S突变体体内GA合成相关基因表达量高,合成的GA含量高,促进果实发育。
(5)生长素和赤霉素能促进果实发育,据前面分析生长素能抑制乙烯合成,乙烯能抑制赤霉素合成。
【点睛】本题结合曲线图,考查植物激素的相关知识,意在考查考生分析题图获取有效信息的能力;能理解所学知识要点,把握知识间内在联系的能力。
5.我国科研工作者成功地将改造的菠菜类囊体导入动物软骨细胞,实现了其在哺乳动物骨关节炎疾病治疗上有价值的探索。下图1为叶绿体的局部电镜照片,图2为导入过程示意图。请回答下列问题。
(1)图1中,结构_____(填图中标号)是类囊体。类囊体膜中的ATP合酶在降低质子电化学梯度的同时合成的ATP,用于②中多个反应,类囊体上反应的终产物除ATP外还有_____。
(2)如果直接将菠菜的类囊体移植到人体内或细胞内,人体内的_____(填细胞名称)会将其视作异物清理,细胞内的_____(填细胞器名称)也会将其降解。
(3)据图2分析,菠菜类囊体进入动物细胞,实现类囊体跨种“移植”的原理是_____,NTU(纳米类囊体单位)在软骨细胞内能发挥作用,说明NTU保留了类囊体表面的_____。
(4)骨关节炎的本质是软骨细胞的退变、老化,它源于软骨细胞内部的合成代谢不足。研究发现,NTU进入退化软骨细胞后,线粒体中与代谢相关的基因表达量显著增加,从而改善了软骨细胞的合成代谢。在软骨细胞内合成的NADPH中的能量,最终在线粒体_____(填场所)转移到ATP中。
(5)为了观察、评估软骨细胞膜(CM)协助NTU进入细胞的效果,研究团队完成了以下实验:
说明:LNP为非细胞膜结构脂质体。
①实验设置LNP-NTU组的目的是_____。
②根据实验一分析,相比NTU直接进入巨噬细胞,用CM包裹的优点是_____。
③实验二的结果表明:_____。
【答案】(1) ①③(或①、③) NADPH和O2
(2) 巨噬细胞 溶酶体
(3) 细胞膜融合(细胞膜的流动性) (光合作用所需的)光合色素和蛋白质(酶)
(4)内膜上
(5) 作为对照 减少巨噬细胞对NTU的吞噬 CM-NTU能更有效的被软骨细胞内化(吸收)
【分析】类囊体为单层膜结构,类囊体在叶绿体中堆叠形成基粒,是光合作用光反应的场所,动物细胞膜为单层膜结构,具有一定的流动性。
【详解】(1)图1为叶绿体的局部电镜照片,叶绿体包括外膜、内膜、基粒和基质,基粒是由多个类囊体堆叠形成的具膜结构,基粒与基粒之间通过膜结构相连,图中①③表示类囊体。类囊体薄膜是光合作用光反应阶段的场所,包括水的光解和ATP的合成,故类囊体上反应的终产物包括ATP、NADPH和O2。
(2)如果直接将菠菜的类囊体移植到人体内或细胞内,人体内的免疫系统将视类囊体为异己,巨噬细胞会对其进行吞噬,细胞内的溶酶体是“消化车间”,其中的水解酶能将溶酶体消化降解。
(3)结合图2可知,被细胞膜包被的NTU以胞吞的方式进入动物细胞内,说明菠菜类囊体进入动物细胞的过程中发生了细胞膜融合,体现了细胞膜具有一定流动性的特点,NTU(纳米类囊体单位)在软骨细胞内能发挥作用,说明类囊体仍可作为光反应的场所,可见NTU保留了类囊体表面的进行光合作用所需的光合色素和蛋白质(酶),保证类囊体仍能利用光能进行光反应。
(4)NTU进入退化软骨细胞后,线粒体中与代谢相关的基因表达量显著增加,说明NTU中类囊体产生的NADPH可以参与线粒体内膜上的有氧呼吸第三阶段,NADPH与氧气结合生成水,同时产生大量能量,形成ATP,NADPH中的能量转移到ATP中。
(5)该实验目的是观察、评估软骨细胞膜(CM)协助NTU进入细胞的效果,实验一和实验二均设置了三组实验,其中设置LNP-NTU组的目的是作为对照组,以保证细胞中荧光平均强度的变化是由CM引起的。实验一中CM-NTU组的细胞中荧光平均强度较弱,而另两组则较强,可见用CM包裹NTU协助其进入细胞可减少巨噬细胞对NTU的吞噬消化。实验二中,CM-NTU组的细胞中荧光平均强度均明显高于另两组,说明软骨细胞膜(CM)能有效地协助NTU进入细胞内,即CM-NTU能更有效的被软骨细胞内化(吸收)。
实验步骤的目的
实验步骤的要点
动物分组
将所有大鼠适应性饲养7天后平均分为4组,每组10只,分别为对照组(A)、模型组(B)、________(C)、茶氨酸组(D)
制作抑郁症模型鼠
实验中除A组以外,其他各组大鼠通过改变肠道菌群制作抑郁症模型鼠
实验处理
A组和B组________,C组每日用一定浓度的药物X溶液10mL灌胃,D组每日用10mL L-茶氨酸溶液灌胃,连续灌胃28天
指标测定
先对各组大鼠进行实验________并观察,再解剖并检测________
实验目的
主要操作过程
实验动物选择和处理
将小鼠随机分成对照组、模型组和抗IL—22抗体组。①________组小鼠通过微型渗透泵植入的方法持续微量输入血管紧张素Ⅱ,对照组小鼠用同样的方法输入②________。另外,抗IL—22抗体组小鼠每天腹腔注射抗IL—22抗体。
血压监测
分别注射前1天,注射后第1、7、14、21、28天利用小动物无创血压仪检测小鼠的血压变化,为降低误差,需③__________。
血清学检测
实验28天后采集外周血,离心后收集血清,检测④________和其他促炎因子的含量。
巨噬细胞含量检测
利用流式细胞仪检测M1型、M2型巨噬细胞的含量。
授粉情况
授粉
未授粉
授粉
未授粉
实验处理
施加清水
施加Ⅰ
施加Ⅱ
施加Ⅲ
子房是否发育为果实
是
否
否
是
实验及组别
培养组合
细胞中荧光平均强度
实验一
1
蓝色荧光标记的巨噬细胞+NTU(红色荧光标记)
强
2
蓝色荧光标记的巨噬细胞+CM-NTU(红色荧光标记)
弱
3
蓝色荧光标记的巨噬细胞+LNP-NTU(红色荧光标记)
强
实验二
1
蓝色荧光标记的软骨细胞+NTU(红色荧光标记)
0.002
2
蓝色荧光标记的软骨细胞+CM-NTU(红色荧光标记)
0.27
3
蓝色荧光标记的软骨细胞+LNP-NTU(红色荧光标记)
0.005
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