内容正文:
2024-2025学年高二生物期中测试卷02
(满分100分,时间90分钟)
一、本部分共15题,每题2分,共30分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1.过度换气综合征是由于急性焦虑引起的生理、心理反应。患者交感神经兴奋,呼吸加深加快,导致 CO2不断被排出,血浆 CO2浓度过低,引起呼吸性碱中毒。下列相关叙述错误的是( )
A.过度换气会导致内环境中 HCO3-和 H2CO3的浓度比升高
B.及时给患者吸 O2能够有效缓解呼吸性碱中毒的症状
C.交感神经兴奋还会导致心动过速、出汗量增加等现象
D.过度换气综合征说明人体维持稳态的调节能力有一定限度
2.下图是人体细胞及内环境示意图,①处的箭头表示血液流动的方向。下列说法正确的是( )
A.若②为肌肉细胞,则①处的氧气浓度低于⑤处
B.④是人体进行新陈代谢的主要场所
C.毛细血管壁细胞生活的具体环境是③
D.内环境的理化性质随着细胞代谢的进行而不断变化
3.为模拟生物体维持pH的稳定,某兴趣小组向三种样液中滴加酸或碱,用pH计测定结果如下表。下列相关叙述正确的是( )
pH
加入HCl溶液/滴
加入NaOH/滴
5
10
15
20
25
30
5
10
15.
20
25
30
自来水(初始为7.6)
5.2
4.9
4.5
4.3
4.2
4.2
8.3
9.1
9.5
9.7
10.0
10.2
缓冲液(初始为7.2)
7.1
6.7
6.7
6.6
6.4
6.0
7.8
8.0
8.2
8.4
8.5
8.5
牛血浆(初始为7.0)
7.0
6.9
6.8
6.7
6.6
6.4
7.2
7.3
7.5
7.5
7.6
7.6
A.三组样液初始pH不同,故无法通过该结果比较缓冲能力的高低
B.三组样液中,自来水组是对照组,缓冲液组和牛血浆组是实验组
C.为减小实验误差,每一pH结果应为三次重复测量后获得的平均值
D.比较缓冲液组与牛血浆组,可以证明后者含有缓冲对HCO3-/H2CO3
4.为研究交感神经和副交感神经对心脏的支配作用,分别测定狗在正常情况、阻断副交感神经和阻断交感神经后的心率,结果如表所示。下列分析错误的是( )
实验处理
心率(次/分)
正常情况
90
阻断副交感神经
180
阻断交感神经
70
A.交感神经和副交感神经的作用通常是相反的
B.对心脏支配占优势的是副交感神经
C.副交感神经兴奋引起心脏搏动加快
D.正常情况下,交感神经和副交感神经均可检测到膜电位变化
5.科研人员用去除脑但保留脊髓的蛙(脊蛙)进行屈腿反射的实验。用针分别刺激两组脊蛙的左、右后肢的趾部,左右腿均收缩。将脊蛙左腿坐骨神经剪断后重复实验,得到如下结果。
刺激部位
左后肢的趾部
右后肢的趾部
实验结果
左、右腿均不收缩
左腿不收缩、右腿收缩
据上表结果不能得出的推论是( )
A.刺激左后肢趾部产生的兴奋无法到达脊髓
B.刺激右后肢趾部左腿不收缩是由于支配左腿肌肉的传出神经受损
C.蛙后肢的屈腿反射不受大脑的控制
D.坐骨神经是包含传入和传出神经的混合神经
6.下图是某神经纤维产生动作电位的模式图,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.ab段Na+大量内流,需要载体蛋白的协助,并消耗能量
C.bc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
7.5-羟色胺是一种与睡眠调控有关的兴奋性神经递质,它还与人的多种情绪状态有关。如果神经元释放5-羟色胺数量不足,将会引起抑郁症。下列叙述错误的是( )
A.5-羟色胺与突触后膜的受体结合,引起突触后膜Na+通道开放
B.5-羟色胺的释放过程体现了生物膜系统各结构间的联系
C.氯西汀可以减缓突触间隙5-羟色胺的清除,故可用于治疗抑郁症
D.麦角酸二乙酰胺特异性阻断5-羟色胺与其受体结合,可加重抑郁症
8.科研人员分别给三只大白鼠注射了a、b、c三种激素后,观察到的相应现象如下表,据此判断激素a、b、c的化学名称依次是( )
注射的激素
注射后的反应
a
低血糖,甚至昏迷
b
促进蛋白质的合成,并使软骨生长明显
c
使呼吸、心率加快,并使体内产热量增加
A.甲状腺激素、胰岛素、生长激素
B.生长激素、胰岛素、甲状腺激素
C.胰岛素、生长激素、甲状腺激素
D.胰高血糖素、生长激素、甲状腺激素
9.下图为人体甲状腺激素分泌调节的示意图。下列叙述中错误的是( )
A.缺碘时激素①和②浓度都会高于正常水平 B.③含量低于正常值时可促进下丘脑分泌①
C.甲状腺激素几乎对全身的细胞都起作用 D.甲状腺机能亢进的患者激素③分泌过多
10.人体血糖的调节过程如图所示,下列相关叙述错误的是( )
A.激素①②分别是胰岛素和胰高血糖素
B.在血糖调节上,激素①与②共同维持血糖含量的相对稳定
C.血糖升高时,下丘脑通过神经支配胰岛B细胞分泌①
D.血糖降低时下丘脑的传出神经兴奋,最终可促使肌糖原分解成葡萄糖
11.如图是人体体温调节的曲线图,据图分析下列说法不正确的是( )
A.在刚刚进入10℃的短时间内,内脏细胞代谢会因为温度的降低而减弱
B.在t1-t2时段,散热量增加是由于体温与环境温度的温差加大造成的
C.在t2-t3时段,散热量降低,可能与皮肤毛细血管收缩、汗腺分泌量减少有关
D.在t3时刻后,散热量比0-t1时段多,机体需要增加产热来维持体温
12.树突状细胞是一种免疫细胞,TLR是位于其细胞表面的一种识别病毒的重要受体,能有效激发T细胞应答,其途径如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.TLR是一种蛋白质
B.树突状细胞只在体液免疫中起作用
C.树突状细胞能识别抗原
D.图中体现了细胞间的信息交流
13.2023年诺贝尔生理学或医学奖授予在新型冠状病毒mRNA疫苗的制备过程做出突出贡献的两位科学家,mRNA疫苗发生免疫应答的过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.被脂质纳米颗粒包裹的mRNA易进入细胞
B.过程③在抗原呈递细胞的核糖体上进行
C.甲、丙分别表示B淋巴细胞和辅助性T细胞
D.乙细胞被激活后通过裂解靶细胞发挥作用
14.下图为过敏反应发生过程示意图(部分),下列相关叙述不正确的是( )
A.肥大细胞上的抗体与B细胞膜上的受体可识别同一过敏原
B.人体一旦接触过敏原将立即发生过敏反应
C.过敏原诱发人体产生抗体的过程属于体液免疫
D.应用抗组织胺类药物可缓解过敏反应症状
15.鸡新城疫(ND)是由副黏病毒引起的一种急性、败血性传染病。研究人员研究了金银花复方制剂对患ND雏鸡的免疫器官、T细胞及B细胞的影响,证明金银花复方制剂可增加T细胞的数量,促进腔上囊产生成熟B细胞,提高雏鸡的免疫功能。下列相关叙述正确的是( )
A.雏鸡体内B细胞成熟的场所与哺乳动物相同
B.吞噬细胞可特异性识别、吞噬副黏病毒并将抗原呈递给T细胞
C.B细胞能摄取和加工处理抗原,将抗原信息呈递给其他细胞
D.给患ND的雏鸡注射ND灭活疫苗能阻止其传播
二、本部分共6题,共70分。
16.NAc是大脑中调控奖赏、药物成瘾等行为的关键区域,其主要的神经元包含D1和D2两类(图1)。ACE抑制剂(ACEI)在临床上常用于降血压,但近期研究发现其与上述两种神经元的关联。
(1)图1中的兴奋性神经元可释放谷氨酸将兴奋向D1神经元传递。谷氨酸作用于D1神经元的谷氨酸受体,使其细胞膜上Na+通道开放,Na+ ,导致膜两侧电位表现为 。
(2)科研人员用ACEI处理离体培养的小鼠NAc区脑组织切片。检测D1和D2神经元膜电位幅度,结果如图2。
①图2结果说明ACEI对NAc区两种神经元的抑制具有 性。
②图1中兴奋性神经元的细胞膜上存在阿片类受体,其活化程度可影响该神经元对谷氨酸的释放,若要验证ACEI对D1的抑制作用需要通过阿片类受体实现,实验组应加入的药物有 。
(3)D2神经元中高表达的脑啡肽是一种阿片类受体激活剂,外施阈值(100nM)以上的脑啡肽才能激活受体。科研人员在不同处理条件下检测D1神经元膜电位频率(f),通过以下公式计算膜电位频率的变化:(f两品施用后-f两品施用前)/f两品施用前×100%,结果如图3。
综合以上系列研究结果,科研人员构建了ACEI抑制D1神经元的作用机制模型(图4),请写出图中的“a”_“c”所指的物质或结构,并用“↑”或“↓”表示Ⅰ—Ⅲ生理过程的强弱 。
(4)研究表明D1和D2神经元在药物成方面分别发挥促进和抑制的作用,但二者形态和特性极为相似,很难通过理化手段进行精准调控。结合以上信息说明ACEI在降低药物成瘾风险方面的独特价值 。
17.抑郁症的主要特征为显著而持久的情感低落、常会产生无助感或无用感,严重者会出现幻觉、妄想等症状。5-羟色胺(5-HT)是一种能使人产生愉悦情绪的神经递质,为探索抑郁症的发生与5-HT含量的关系,科研人员进行了相关研究。
(1)突触前神经元将5-HT释放到突触间隙,与 结合引发突触后膜电位变化。5-HT发挥作用后少部分被 ,大部分通过转运蛋白(SERT)摄取回突触前神经元。
(2)研究者提出的假设为:抑郁症的发生是突触间隙中5-HT的含量下降所致。下列能支持此观点的现象是______。
A.抑郁症患者脑神经元间5-HT含量降低
B.抑郁症患者突触前膜SERT表达量提高
C.5-HT受体基因的突变对抑郁症发病无影响
D.抑制突触前膜5-HT的释放会导致实验动物出现抑郁症表现
E.症状改善的抑郁症患者突触间隙中5-HT含量逐步提高
(3)释放5-HT的神经元主要聚集在大脑的中缝核部位。为进一步探究抑郁症患者突触间隙中的5-HT含量下降的原因,研究人员利用抑郁症模型鼠进行了研究,得到的结果如下表。表中结果可归纳为 。
组别
数量
中缝核miR-16相对含量
中缝核SERT相对含量
对照组
10只
0.84
0.59
模型组
10只
0.65
0.99
(注:miR-16是一种非编码RNA,可与靶基因mRNA结合,导致mRNA降解)
(4)研究者进一步测定了中缝核处miR-16与SERT含量的相关性,结果如下图。据图可知中缝核miR-16可 SERT的表达。推测原因是 。
(5)综上研究,请写出抑郁症患者产生情感低落等抑郁行为的分子机制: 。
18.人和哺乳动物体内的脂肪组织可分为白色脂肪组织(WAT)和褐色脂肪组织(BAT),二者可以相互转化。WAT的主要功能是将多余的糖等能源物质以甘油三酯的形式储存起来。BAT则专门用于分解脂质等以满足额外的热量需求。研究人员对小鼠BAT代谢进行了相关研究。
(1)图1是小鼠WAT和BAT细胞结构模式图。从结构和功能相适应的角度分析,WAT转化为BAT之后产热效率提高的原因: 。
(2)雌激素相关受体γ(ERRγ)与BAT代谢密切相关。科研人员利用无活性DNA片段构建重组DNA,导入野生型小鼠(WT)受精卵细胞,使其插入ERRγ基因内部,导致ERRγ基因发生 ,获得ERRγ基因缺陷小鼠(KO)。将两种小鼠同时暴露在4℃冷环境中进行实验,结果如图2。在第 小时ERRγKO小鼠全部死亡。结果说明ERRγ与抵抗寒冷关系密切。
(3)检测两种小鼠在4℃冷环境中体内BAT和WAT的数量,计算其比值(BAT/WAT),结果如图3,由此可推测 。
(4)进一步测定两组小鼠BAT细胞代谢水平,结果如图4。据图可知,KO小鼠和WT小鼠的BAT细胞氧化分解等量能源物质所产生ATP比值为 。同时利用分子生物学技术检测发现,KO小鼠的UCP-1基因表达量显著低于WT小鼠,科学家最终将UCP-1蛋白定位在线粒体内膜上。结合图4结果推测,UCP-1蛋白的作用是 。
(5)综上研究可知,ERRγ在相关激素的调节下,通过 过程使小鼠适应寒冷环境。
19.糖尿病因其高患病率、高致残率和高死亡率成为世界性严重公共卫生问题之一。研究人员一直试图找到治疗或减轻糖尿病患者症状的新方法。
(1)餐后,下丘脑的某个区域兴奋,通过 神经使 细胞分泌的胰岛素增加,随血液流到全身,与组织细胞上的 相互识别并发生结合,促进血糖 ,使血糖浓度下降至正常水平,糖尿病患者往往因胰岛素分泌不足使得机体的血糖水平居高不下,引发机体健康问题。
(2)传统治疗方式多采用皮下注射胰岛素降低血糖,皮下注射后,胰岛素到达各组织细胞发挥作用,所经过的内环境是 (用文字和箭头表示)。
(3)长期皮下注射胰岛素容易产生低血糖、脂肪堆积等不良反应。有科研人员用一种金属有机骨架纳米载体(简称U)装载胰岛素(如下图),制备成口服胰岛素,可以有效克服胰岛素口服吸收的多重屏障,调节高血糖动物的血糖水平。
①下表中与U 各结构特点对应的设计意图说明正确的有 填写字母)。
U 的结构
补充说明
设计意图说明
内部多孔
胰岛素可嵌于孔内
A.提高胰岛素的装载量
孔的直径为 2.6nm
胃蛋白酶直径约6nm
B.避免胃蛋白酶水解胰岛素
表面可附着转铁蛋白
小肠上皮细胞表面多转铁蛋白受体
C.便于细胞识别并吸收
稳定
耐酸
D.消除毒性或副作用
②U 能逃避细胞内的一种具膜细胞器 (填细胞器名称),以避免所装载物被分解。
③为将 U 用于临床糖尿病治疗,请提出下一步应该研究的问题: 。
20.学习以下材料,回答(1)~(5)题。
膳食纤维对免疫的影响
膳食纤维对人们的健康有着多重意义。补充膳食纤维除了我们熟悉的促进肠道蠕动,还对免疫、代谢等多种生理过程产生积极影响。
菊粉是一种常见的膳食纤维,在香蕉、芦笋等水果和蔬菜中普遍存在。给实验组小鼠提供以菊粉为主的高纤维饮食,与饮食缺少菊粉的对照组小鼠对比。结果显示,实验组小鼠的肠道菌群、血清里的代谢产物水平以及免疫细胞构成均出现了明显的变化。研究团队梳理了菊粉对宿主免疫的影响。
人体无法直接通过酶水解膳食纤维,但肠道中的细菌可以将膳食纤维分解,产生的多种分子穿透肠道上皮细胞进入血液,进而调节全身的生理过程。早期的研究显示,菊粉等膳食纤维被肠菌降解后,会大量产生代谢物短链脂肪酸,它在肠道内和身体其它部位中都发挥着重要的调节作用,能够影响多种细胞。如短链脂肪酸可以提升抗炎免疫细胞——调节T细胞的水平,促进免疫调节维持人体健康。
最新研究发现,菊粉的摄入使得肠道中的拟杆菌显著增加,这种细菌含有一种胆汁酸代谢酶,可以生成更多胆汁酸。胆汁酸的增加激活了2型固有淋巴样细胞(ILC2s),而ILC2s能调控嗜酸性粒细胞(白细胞的一种)的免疫应答。由此导致了在实验组小鼠体内,除了观察到调节T细胞增多,肺和肠道里的嗜酸性粒细胞水平也大幅升高。
高水平的嗜酸性粒细胞是2型炎症反应的标记物,对哺乳动物来说,2型炎症反应可以抵御寄生蠕虫的感染,也是常见的伤口愈合机制之一。科研人员通过小鼠实验证实,菊粉可诱导增强小鼠抵御巴西日圆线虫感染的能力。
与此同时,过度激活2型炎症反应也会导致过敏、哮喘等症状。但是,这并不意味着菊粉就是“坏”纤维,它虽然加重了过敏诱导的2型呼吸道炎症,但同时激活调节T细胞,而调节T细胞抗炎的效应很可能超过了嗜酸性粒细胞促进炎症的作用。
总体而言,菊粉的摄入使得宿主在不加重过敏症状的情况下,获得了对寄生蠕虫的抵御能力。同时,2型免疫反应还能在肠道和肺中产生更多保护性黏液。
(1)从物质组成角度,菊粉属于细胞中的 类物质,这类物质既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的主要 物质。
(2)菊粉可以提高调节T细胞、ILC2s和嗜酸性粒细胞的数量,说明其可以通过改变 的构成,对宿主免疫调节产生影响。
(3)结合上述材料分析,下列说法不正确的有____。
A.菊粉可以进入人体内环境影响代谢、免疫等生理过程
B.菊粉可提升调节T细胞的水平,帮助人体抵御炎症
C.菊粉能调节肠道菌群,改变肠道菌群的种群数量
D.菊粉可能加剧过敏、哮喘,所以生活中应避免食用
(4)菊粉的摄入可增强宿主对寄生蠕虫的抵御能力,请结合材料信息解释该过程的作用机理,将物质或细胞名称填入相应的方框中 。
(5)某保健品宣传语中写到“菊粉可以提高人体免疫力,呵护肠道菌群,坚持每天喝,肠道更健康。”该宣传语是否存在科学性错误,请分析并阐明理由 。
21.PD-1是表达在多种活化细胞毒性T细胞表面的一种受体,PD-L1是一种能够与之结合的蛋白质,二者结合会抑制细胞毒性T细胞的活化、增殖。研究发现,肿瘤细胞表面的PD-L1数量较多。
(1)人体免疫系统对肿瘤细胞的清除主要是通过 免疫过程来完成,这体现了免疫系统的 功能。
(2)下图为细胞毒性T细胞参与的免疫过程,请你在横线上填写相应的免疫细胞名称。
a b c d
(3)目前已研发出针对PD-L1的抗体。该抗体能治疗肿瘤是因为其与PD-L1结合后,阻止了PD-L1和PD-1结合,从而解除对 的抑制,使肿瘤细胞能够被有效的杀伤。
(4)科研人员利用衰老肿瘤细胞研制了肿瘤疫苗(STCV),对STCV进行基因改造后,使其高剂量表达与PD-L1结合的sPD-1,并进行实验:
给小鼠接种小鼠乳腺癌细胞后,随机分为三组,分别给予STCV、高表达sPD-1的STCV、磷酸缓冲液处理,并于6、12、18、24、30天记录统计无瘤小鼠的比例,结果如图。
①磷酸缓冲液处理组的目的是 。
②STCV和高表达sPD-1的STCV均能够促进小鼠体内肿瘤的消失,且后者的效果更明显。此判断的依据是 。
③请你结合PD-1和PD-L1的作用原理,推测高表达sPD-1的STCV明显促进小鼠体内肿瘤消失可能的作用机理 。
④为进一步验证③的推测是否合理,还可以检测 。
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2024-2025学年高二生物期中测试卷02
(满分100分,时间90分钟)
一、本部分共15题,每题2分,共30分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1.过度换气综合征是由于急性焦虑引起的生理、心理反应。患者交感神经兴奋,呼吸加深加快,导致 CO2不断被排出,血浆 CO2浓度过低,引起呼吸性碱中毒。下列相关叙述错误的是( )
A.过度换气会导致内环境中 HCO3-和 H2CO3的浓度比升高
B.及时给患者吸 O2能够有效缓解呼吸性碱中毒的症状
C.交感神经兴奋还会导致心动过速、出汗量增加等现象
D.过度换气综合征说明人体维持稳态的调节能力有一定限度
【答案】B
【分析】在神经系统和体液的调节下,通过各个器官、系统的协调活动,共同维持内环境相对稳定的状态。内环境稳态的实质是体内渗透压、温度、pH等理化特性呈现动态平衡的过程。
【详解】A、过度换气会导致 CO2不断被排出,血浆 CO2浓度过低,使H2CO3的浓度降低,从而导致内环境中 HCO3-和 H2CO3的浓度比升高,A正确;
B、呼吸性碱中毒是由于血浆 CO2浓度过低导致的,因此患者应及时吸入一定量的CO2予以缓解,B错误;
C、交感神经兴奋会导致人体心动过速、出汗量增加等现象,C正确;
D、据题干信息“患者交感神经兴奋,呼吸加深加快,导致 CO2不断被排出,血浆 CO2浓度过低,引起呼吸性碱中毒”,可知人体维持稳态的调节能力有一定限度,D正确。
故选B。
2.下图是人体细胞及内环境示意图,①处的箭头表示血液流动的方向。下列说法正确的是( )
A.若②为肌肉细胞,则①处的氧气浓度低于⑤处
B.④是人体进行新陈代谢的主要场所
C.毛细血管壁细胞生活的具体环境是③
D.内环境的理化性质随着细胞代谢的进行而不断变化
【答案】D
【分析】内环境包括组织液、血浆和淋巴,内环境的稳态能够保证细胞代谢的正常进行,而稳态是指内环境中的化学成分和理化性质保持相对稳定,内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
【详解】A、若②为肌肉细胞,血浆在流经肌肉细胞时,由于细胞吸收部分氧气,氧气浓度会下降,所以,则①处的氧气浓度高于⑤处,A错误;
B、④是组织液,而人体进行新陈代谢的主要场所是细胞质基质,B错误;
C、毛细血管壁细胞生活的具体内环境是血浆和组织液,即⑤和④,C错误;
D、内环境的理化性质会受到外界环境和细胞代谢的影响,且细胞代谢活动不停地进行,因此,内环境的理化性质随着细胞代谢的进行而不断变化,D正确。
故选D。
3.为模拟生物体维持pH的稳定,某兴趣小组向三种样液中滴加酸或碱,用pH计测定结果如下表。下列相关叙述正确的是( )
pH
加入HCl溶液/滴
加入NaOH/滴
5
10
15
20
25
30
5
10
15.
20
25
30
自来水(初始为7.6)
5.2
4.9
4.5
4.3
4.2
4.2
8.3
9.1
9.5
9.7
10.0
10.2
缓冲液(初始为7.2)
7.1
6.7
6.7
6.6
6.4
6.0
7.8
8.0
8.2
8.4
8.5
8.5
牛血浆(初始为7.0)
7.0
6.9
6.8
6.7
6.6
6.4
7.2
7.3
7.5
7.5
7.6
7.6
A.三组样液初始pH不同,故无法通过该结果比较缓冲能力的高低
B.三组样液中,自来水组是对照组,缓冲液组和牛血浆组是实验组
C.为减小实验误差,每一pH结果应为三次重复测量后获得的平均值
D.比较缓冲液组与牛血浆组,可以证明后者含有缓冲对HCO3-/H2CO3
【答案】C
【分析】1、细胞代谢会产生许多酸性物质,如碳酸等,人和动物吃的食物消化吸收后经代谢会产生一些酸性或碱性物质,这些酸性或碱性物质进入内环境,常使pH发生偏移,但一般情况下,机体能通过缓冲物质使pH稳定在一定范围内。
2、血液中含有许多对对酸碱度起缓冲作用的物质,也叫缓冲对,如NaHCO3/H2CO3、Na2HPO4/NaH2PO4,其作用是使血液的酸碱度不会发生很大的变化,从而维持在相对稳定的状态。
【详解】A、本实验存在前后自身对照,三组样液初始pH不同,但可以通过前后自身对照结果比较缓冲能力的高低,A错误;
B、三组样液中,自来水组和缓冲液组是对照组,牛血浆组是实验组,B错误;
C、每一pH结果应为三次重复测量后获得的平均值,可降低实验误差,C正确;
D、比较缓冲液组与牛血浆组,可以证明后者含有缓冲物质,但不能证明其具体成分,D错误。
故选C。
4.为研究交感神经和副交感神经对心脏的支配作用,分别测定狗在正常情况、阻断副交感神经和阻断交感神经后的心率,结果如表所示。下列分析错误的是( )
实验处理
心率(次/分)
正常情况
90
阻断副交感神经
180
阻断交感神经
70
A.交感神经和副交感神经的作用通常是相反的
B.对心脏支配占优势的是副交感神经
C.副交感神经兴奋引起心脏搏动加快
D.正常情况下,交感神经和副交感神经均可检测到膜电位变化
【答案】C
【详解】根据表格分析:阻断副交感神经,心率大幅度提高,说明副交感神经对心脏搏动起抑制作用;阻断交感神经心率降低,说明交感神经对心脏搏动起促进作用。副交感神经与交感神经的作用相互拮抗。
【分析】A、阻断副交感神经,心率大幅度提高,说明副交感神经对心脏搏动起抑制作用。阻断交感神经心率降低,说明交感神经对心脏搏动起促进作用。副交感神经与交感神经的作用相互拮抗,A正确;
B、由表格可知,阻断副交感神经心率大幅度提高,阻断交感神经心率降低的变化并不明显,因此对心脏支配占优势的是副交感神经,B正确;
C、由表格可知,阻断副交感神经心率大幅度提高,说明副交感神经对心脏搏动起抑制作用,C错误;
D、阻断副交感神经,阻断交感神经,心率均有变化,说明正常情况副交感神经与交感神经均处于工作状态,所以均可以检测到膜电位变化,检测到兴奋,D正确。
故选C。
5.科研人员用去除脑但保留脊髓的蛙(脊蛙)进行屈腿反射的实验。用针分别刺激两组脊蛙的左、右后肢的趾部,左右腿均收缩。将脊蛙左腿坐骨神经剪断后重复实验,得到如下结果。
刺激部位
左后肢的趾部
右后肢的趾部
实验结果
左、右腿均不收缩
左腿不收缩、右腿收缩
据上表结果不能得出的推论是( )
A.刺激左后肢趾部产生的兴奋无法到达脊髓
B.刺激右后肢趾部左腿不收缩是由于支配左腿肌肉的传出神经受损
C.蛙后肢的屈腿反射不受大脑的控制
D.坐骨神经是包含传入和传出神经的混合神经
【答案】C
【分析】神经调节的基本方式是反射,它是指在中枢神经系统参与下,动物或人体对内外环境变化作出的规律性应答。完成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、效应器组成。
【详解】A、将脊蛙左腿坐骨神经剪断后重复实验,结果发现刺激左后肢的趾部左、右腿均不收缩,说明破坏了左后肢的传入神经,从而产生的兴奋无法到达脊髓,A正确;
B、将脊蛙左腿坐骨神经剪断后重复实验,结果发现刺激右后肢的趾部,左腿不收缩、右腿收缩,说明支配左腿肌肉的传出神经受损从而导致刺激右后肢趾部左腿不收缩,B正确;
C、本实验使用的是去除脑但保留脊髓的蛙,没有对比不能说明蛙后肢的屈腿反射不受大脑的控制,C错误;
D、用针分别刺激两组脊蛙的左、右后肢的趾部,左右腿均收缩,说明左右后腿中均存在屈腿反射的传入和传出神经,将脊蛙左腿坐骨神经剪断后重复实验,结果发现刺激左后肢的趾部左、右腿均不收缩,从而判断坐骨神经是包含传入和传出神经的混合神经,D正确。
故选C。
6.下图是某神经纤维产生动作电位的模式图,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.ab段Na+大量内流,需要载体蛋白的协助,并消耗能量
C.bc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
【分析】1、静息电位的产生和维持是由于钾离子通道开放,钾离子外流,使神经纤维膜外电位高于膜内,表现为外正内负;
2、动作电位的产生和维持机制是钠离子通道开放,钠离子内流,使神经纤维膜内电位高于膜外,表现为外负内正。
【详解】A、神经纤维形成静息电位的主要原因K+通道打开,K+外流,A错误;
B、ab段动作电位产生的主要原因是细胞膜上的钠离子通道开放,Na+内流造成的,属于协助扩散,不消耗能量,B错误;
C、bc段是动作电位恢复到静息电位的过程,该过程中Na+通道多处于关闭状态,K+通道多处于开放状态,C正确;
D、动作电位大小与有效刺激的强度无关,D错误。
故选C。
7.5-羟色胺是一种与睡眠调控有关的兴奋性神经递质,它还与人的多种情绪状态有关。如果神经元释放5-羟色胺数量不足,将会引起抑郁症。下列叙述错误的是( )
A.5-羟色胺与突触后膜的受体结合,引起突触后膜Na+通道开放
B.5-羟色胺的释放过程体现了生物膜系统各结构间的联系
C.氯西汀可以减缓突触间隙5-羟色胺的清除,故可用于治疗抑郁症
D.麦角酸二乙酰胺特异性阻断5-羟色胺与其受体结合,可加重抑郁症
【答案】B
【分析】突触小体是突触前神经元的轴突末端膨大部分,可以与下一神经元的细胞体或树突膜接触形成突触结构,突触小泡内有神经递质,神经递质不会进入受体细胞内,只是与突触后膜上的受体结合。
【详解】A、5-羟色胺作为兴奋性神经递质,5-羟色胺与突触后膜的受体结合,引起突触后膜Na+通道开放,突触后膜电位发生改变,A正确;
B、5-羟色胺的释放过程是突触小泡与细胞膜融合,未体现生物膜系统各结构间的联系,B错误;
C、根据题干:如果神经元释放5-羟色胺数量不足,将会引起抑郁症,氯西汀可以减缓突触间隙5-羟色胺的清除,则其可缓解5-羟色胺数量不足,可用于治疗抑郁症,C正确;
D、麦角酸二乙酰胺特异性阻断5-羟色胺与其受体结合,则5-羟色胺不能发挥作用,发生类似于5-羟色胺数量不足的效应,故会加重抑郁症,D正确。
故选B。
8.科研人员分别给三只大白鼠注射了a、b、c三种激素后,观察到的相应现象如下表,据此判断激素a、b、c的化学名称依次是( )
注射的激素
注射后的反应
a
低血糖,甚至昏迷
b
促进蛋白质的合成,并使软骨生长明显
c
使呼吸、心率加快,并使体内产热量增加
A.甲状腺激素、胰岛素、生长激素
B.生长激素、胰岛素、甲状腺激素
C.胰岛素、生长激素、甲状腺激素
D.胰高血糖素、生长激素、甲状腺激素
【答案】C
【分析】甲状腺激素可以促进新陈代谢和生长发育,提高神经系统的兴奋性;胰岛分泌的胰岛素具有促进血糖合成糖原,促进血糖的氧化分解,促进血糖转化为非糖物质,抑制非糖物质转化为血糖,使血糖降低的作用;生长激素促进生长特别是骨的生长和蛋白质的合成
【详解】a激素引起血糖降低,是胰岛素的作用;b激素促进蛋白质的合成,并使软骨生长明显,是生长激素的作用;c激素使呼吸、心率加快,并使体内产热量增加,是甲状腺激素的作用,ABD错误,C正确。
故选C。
9.下图为人体甲状腺激素分泌调节的示意图。下列叙述中错误的是( )
A.缺碘时激素①和②浓度都会高于正常水平 B.③含量低于正常值时可促进下丘脑分泌①
C.甲状腺激素几乎对全身的细胞都起作用 D.甲状腺机能亢进的患者激素③分泌过多
【答案】B
【分析】分析题图:①是促甲状腺激素释放激素,②是促甲状腺激素,③是甲状腺激素。下丘脑→①→垂体→②→甲状腺,表示甲状腺激素分泌的分级调节;③→垂体或下丘脑,表示负反馈调节。
【详解】A、①、②、③分别表示促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素、甲状腺激素,碘是合成甲状腺激素的原料,缺碘时甲状腺激素的合成量减少,导致血液中甲状腺激素的含量降低,对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,因此促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素浓度都高于正常水平,A正确;
B、若③所示的甲状腺激素含量低于正常值,则对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,B错误;
C、甲状腺激素促进机体代谢,几乎对全身细胞都起作用,C正确;
D、甲状腺机能亢进的患者激素③(甲状腺激素)分泌过多,D正确。
故选B。
10.人体血糖的调节过程如图所示,下列相关叙述错误的是( )
A.激素①②分别是胰岛素和胰高血糖素
B.在血糖调节上,激素①与②共同维持血糖含量的相对稳定
C.血糖升高时,下丘脑通过神经支配胰岛B细胞分泌①
D.血糖降低时下丘脑的传出神经兴奋,最终可促使肌糖原分解成葡萄糖
【答案】D
【分析】据图分析:①能够使血糖下降,判断①是胰岛素;②能够使血糖上升,判断②是胰高血糖素.血糖升高可直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,是体液调节;血糖下降刺激下丘脑,通过神经支配胰岛A细胞分泌胰高血糖素,从而使血糖上升的过程应该属于神经和体液的共同调节。
【详解】A、根据分析可知,①是胰岛素,②是胰高血糖素,A正确;
B、在血糖调节上,激素①与②相互拮抗,共同维持血糖含量的相对稳定,B正确;
C、血糖升高,刺激下丘脑血糖感受器,可以通过神经支配胰岛B细胞分泌胰岛素,C正确;
D、血糖降低时,肌糖原不能分解为葡萄糖,D错误。
故选D。
11.如图是人体体温调节的曲线图,据图分析下列说法不正确的是( )
A.在刚刚进入10℃的短时间内,内脏细胞代谢会因为温度的降低而减弱
B.在t1-t2时段,散热量增加是由于体温与环境温度的温差加大造成的
C.在t2-t3时段,散热量降低,可能与皮肤毛细血管收缩、汗腺分泌量减少有关
D.在t3时刻后,散热量比0-t1时段多,机体需要增加产热来维持体温
【答案】A
【分析】1、根据曲线图分析,从25℃下降到10℃时,内外温差加大,使得散热量先增加,后通过调节散热量减少,最后保持相对稳定。
2、体温的相对恒定是机体产热和散热动态平衡的结果。
3、寒冷环境→皮肤冷觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加产热(骨骼肌战栗、立毛肌收缩、甲状腺激素分泌增加),减少散热(毛细血管收缩、汗腺分泌减少)→体温维持相对恒定。
【详解】A、在刚刚进入10℃的短时间内,由于人体体温调节的存在,人体体温仍然维持在37℃左右,内脏细胞代谢不会减弱,A错误;
B、根据曲线图分析可知,t1~t2时段,散热量增加是由于人体休温与环境温度的温差增大造成的,B正确;
C、在t2-t3时段,外界温度低,为了减少散热,皮肤毛细血管收缩、汗腺分泌量减少,C正确;
D、在t3时刻后,散热量比0-t1时段多,而骨骼肌战栗、甲状腺激素和肾上腺素增多,使机体增加产热来维持体温,D正确。
故选A。
12.树突状细胞是一种免疫细胞,TLR是位于其细胞表面的一种识别病毒的重要受体,能有效激发T细胞应答,其途径如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.TLR是一种蛋白质
B.树突状细胞只在体液免疫中起作用
C.树突状细胞能识别抗原
D.图中体现了细胞间的信息交流
【答案】B
【分析】根据题意:树突状细胞表面的TLR受体能激发T细胞应答,而T细胞既参与体液免疫又参与细胞免疫;根据树突状细胞的结构显示,树突状细胞在形成过程中细胞膜向外伸出树突样的突起,因此树突状细胞的存在体现了细胞膜的流动性特点。
【详解】A、据题干信息“TLR是位于细胞表面的一种识别病毒的重要受体”,可推知其化学本质是蛋白质,A正确;
B、结合题干信息可知:树突状细胞主要激发T细胞,T细胞既参与体液免疫又参与细胞免疫,树突状细胞既激发体液免疫又激发细胞免疫,B错误;
C、树突状细胞是机体功能最强的专职抗原递呈细胞,它能高效地摄取、加工处理和递呈抗原,能识别抗原,但不能专一性识别,C正确;
D、TLR是识别病毒的重要受体,病毒与TLR受体的结合过程是两个细胞通过直接接触完成了细胞间的信息交流,D正确。
故选B。
13.2023年诺贝尔生理学或医学奖授予在新型冠状病毒mRNA疫苗的制备过程做出突出贡献的两位科学家,mRNA疫苗发生免疫应答的过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.被脂质纳米颗粒包裹的mRNA易进入细胞
B.过程③在抗原呈递细胞的核糖体上进行
C.甲、丙分别表示B淋巴细胞和辅助性T细胞
D.乙细胞被激活后通过裂解靶细胞发挥作用
【答案】C
【分析】分析图1:图中抗原经过抗原呈递细胞摄取、处理后,将抗原在细胞表面,然后呈递给辅助性T细胞,即图中的甲细胞,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,即图中的丙细胞,这是激活B细胞的第二个信号;辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子。B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞,浆细胞能够产生抗体与抗原发生特异性结合。乙细胞为细胞毒性T细胞。
【详解】A、细胞膜的骨架是磷脂双分子层,因此被脂质纳米颗粒包裹的mRNA易进入细胞,A正确;
B、过程③为抗原肽的合成,多肽的合成是在核糖体上进行,B正确;
C、甲、丙分别表示辅助性T细胞和B淋巴细胞,C错误;
D、乙细胞为细胞毒性T细胞被激活后通过裂解靶细胞发挥作用,D正确。
故选C。
14.下图为过敏反应发生过程示意图(部分),下列相关叙述不正确的是( )
A.肥大细胞上的抗体与B细胞膜上的受体可识别同一过敏原
B.人体一旦接触过敏原将立即发生过敏反应
C.过敏原诱发人体产生抗体的过程属于体液免疫
D.应用抗组织胺类药物可缓解过敏反应症状
【答案】B
【分析】过敏反应:是指已经产生免疫的机体,在再次接受相同的抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱。反应特点是发作迅速,反应强烈,消退较快,一般不会破坏组织细胞,不会引起组织严重损伤,有明显的遗传倾向和个体差异。
题图分析,过敏原与分布在肥大细胞表面的相应抗体发生特异性结合,引起肥大细胞产生组织胺,从而使得机体出现过敏反应。
【详解】A、结合图示可知:肥大细胞上的抗体能与过敏原发生结合,说明B细胞膜上受体可识别同一过敏原,A正确;
B、人体初次接触过敏原不会发生过敏反应,B错误;
C、抗体是体液免疫过程中产生的免疫活性物质,故过敏原诱发人体产生抗体的过程属于体液免疫,C正确;
D、由于过敏反应与组织胺的释放有关,故应用抗组织胺类药物可缓解过敏反应症状,D正确。
故选B。
15.鸡新城疫(ND)是由副黏病毒引起的一种急性、败血性传染病。研究人员研究了金银花复方制剂对患ND雏鸡的免疫器官、T细胞及B细胞的影响,证明金银花复方制剂可增加T细胞的数量,促进腔上囊产生成熟B细胞,提高雏鸡的免疫功能。下列相关叙述正确的是( )
A.雏鸡体内B细胞成熟的场所与哺乳动物相同
B.吞噬细胞可特异性识别、吞噬副黏病毒并将抗原呈递给T细胞
C.B细胞能摄取和加工处理抗原,将抗原信息呈递给其他细胞
D.给患ND的雏鸡注射ND灭活疫苗能阻止其传播
【答案】C
【分析】疫苗是将病原微生物(如细菌、立克次氏体、病毒等)及其代谢产物,经过人工减毒、灭活或利用转基因等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。疫苗保留了病原菌刺激动物体免疫系统的特性。当动物体接触到这种不具伤害力的病原菌后,免疫系统便会产生一定的保护物质,如免疫激素、活性生理物质、特殊抗体等;当动物再次接触到这种病原菌时,动物体的免疫系统便会依循其原有的记忆,制造更多的保护物质来阻止病原菌的伤害。
【详解】A、雏鸡体内B细胞成熟的场所在腔上囊,哺乳动物在骨髓,A错误;
B、吞噬细胞对抗原的识别不具有特异性,B错误;
C、B细胞属于抗原呈递细胞,可以摄取和加工处理抗原,将抗原信息呈递给其他细胞,C正确;
D、ND灭活疫苗相当于抗原,应在感染ND前注射,用于免疫预防,发病后再使用不能阻止其传播,D错误。
故选C。
二、本部分共6题,共70分。
16.NAc是大脑中调控奖赏、药物成瘾等行为的关键区域,其主要的神经元包含D1和D2两类(图1)。ACE抑制剂(ACEI)在临床上常用于降血压,但近期研究发现其与上述两种神经元的关联。
(1)图1中的兴奋性神经元可释放谷氨酸将兴奋向D1神经元传递。谷氨酸作用于D1神经元的谷氨酸受体,使其细胞膜上Na+通道开放,Na+ ,导致膜两侧电位表现为 。
(2)科研人员用ACEI处理离体培养的小鼠NAc区脑组织切片。检测D1和D2神经元膜电位幅度,结果如图2。
①图2结果说明ACEI对NAc区两种神经元的抑制具有 性。
②图1中兴奋性神经元的细胞膜上存在阿片类受体,其活化程度可影响该神经元对谷氨酸的释放,若要验证ACEI对D1的抑制作用需要通过阿片类受体实现,实验组应加入的药物有 。
(3)D2神经元中高表达的脑啡肽是一种阿片类受体激活剂,外施阈值(100nM)以上的脑啡肽才能激活受体。科研人员在不同处理条件下检测D1神经元膜电位频率(f),通过以下公式计算膜电位频率的变化:(f两品施用后-f两品施用前)/f两品施用前×100%,结果如图3。
综合以上系列研究结果,科研人员构建了ACEI抑制D1神经元的作用机制模型(图4),请写出图中的“a”_“c”所指的物质或结构,并用“↑”或“↓”表示Ⅰ—Ⅲ生理过程的强弱 。
(4)研究表明D1和D2神经元在药物成方面分别发挥促进和抑制的作用,但二者形态和特性极为相似,很难通过理化手段进行精准调控。结合以上信息说明ACEI在降低药物成瘾风险方面的独特价值 。
【答案】(1) 内流 外负内正
(2) 特异 阿片类受体抑制剂
(3)↓、↑、↓
(4)ACEI能特异性作用于D1神经元,因而能在降低药物成瘾风险方面具有独特价值。
【分析】1、静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。
2、兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】(1)谷氨酸是兴奋性递质,图1中的兴奋性神经元可释放谷氨酸将兴奋向D1神经元传递。谷氨酸作用于D1神经元的谷氨酸受体,使其细胞膜上Na+通道开放,引起Na+大量内流,产生动作电位,即此时导致膜两侧电位表现为外负内正。
(2)科研人员用ACEI处理离体培养的小鼠NAc区脑组织切片。检测D1和D2神经元膜电位幅度,结果如图2。
①图2结果说明ACEI对NAc区两种神经元的抑制具有特异性,表现出只对D1神经元的电位变化有影响。
②图1中兴奋性神经元的细胞膜上存在阿片类受体,其活化程度可影响该神经元对谷氨酸的释放,若要验证ACEI对D1的抑制作用需要通过阿片类受体实现,实验组应加入的药物有阿片类受体抑制剂(或阿片类受体的抗体)。而后用ACE1处理来实验组和对照组,检测两组谷氨酸的释放情况。
(3)综合以上系列研究结果,科研人员构建了ACEI抑制D1神经元的作用机制模型(图4),结合图示可知图中的“a'、b、c依次代表的物质或结构为脑啡肽、阿片类受体和谷氨酸,图中Ⅰ~Ⅲ代表的生理过程为脑啡肽降解过程、阿片类受体活化、神经递质的释放,结合上述研究可知,图中Ⅰ~Ⅲ生理过程的强弱变化依次为↓、↑、↓,该机理可表述为ACE能促进脑啡肽的的降解,由于ACEⅠ的作用使得脑啡肽的降解减弱,因而激活了阿片类受体,使得谷氨酸的释放减少,因而D1神经元受到抑制。
(4)题中信息说明ACEI能特异性作用于D1神经元,进而起到相应的作用,其原理是由于D1神经元表面有与ACEI结合的受体,因而能特异性降低D1神经元的兴奋性,因而能在降低药物成瘾风险方面具有独特价值。
17.抑郁症的主要特征为显著而持久的情感低落、常会产生无助感或无用感,严重者会出现幻觉、妄想等症状。5-羟色胺(5-HT)是一种能使人产生愉悦情绪的神经递质,为探索抑郁症的发生与5-HT含量的关系,科研人员进行了相关研究。
(1)突触前神经元将5-HT释放到突触间隙,与 结合引发突触后膜电位变化。5-HT发挥作用后少部分被 ,大部分通过转运蛋白(SERT)摄取回突触前神经元。
(2)研究者提出的假设为:抑郁症的发生是突触间隙中5-HT的含量下降所致。下列能支持此观点的现象是______。
A.抑郁症患者脑神经元间5-HT含量降低
B.抑郁症患者突触前膜SERT表达量提高
C.5-HT受体基因的突变对抑郁症发病无影响
D.抑制突触前膜5-HT的释放会导致实验动物出现抑郁症表现
E.症状改善的抑郁症患者突触间隙中5-HT含量逐步提高
(3)释放5-HT的神经元主要聚集在大脑的中缝核部位。为进一步探究抑郁症患者突触间隙中的5-HT含量下降的原因,研究人员利用抑郁症模型鼠进行了研究,得到的结果如下表。表中结果可归纳为 。
组别
数量
中缝核miR-16相对含量
中缝核SERT相对含量
对照组
10只
0.84
0.59
模型组
10只
0.65
0.99
(注:miR-16是一种非编码RNA,可与靶基因mRNA结合,导致mRNA降解)
(4)研究者进一步测定了中缝核处miR-16与SERT含量的相关性,结果如下图。据图可知中缝核miR-16可 SERT的表达。推测原因是 。
(5)综上研究,请写出抑郁症患者产生情感低落等抑郁行为的分子机制: 。
【答案】(1) 突触后膜上的受体 灭活
(2)ABDE
(3)模型鼠的中缝核内miR-16含量低于正常鼠,而SERT含量高于正常鼠
(4) 抑制 miR-16是一种非编码RNA,与SERT的mRNA结合,导致mRNA降解,抑制SERT合成
(5)抑郁症的产生是突触间隙的5-HT含量减少,可能是因为中缝核miR-16含量下降导致SERT表达量上升,从而使5-HT的摄取量增加,造成突触间隙中5-HT含量下降,导致情绪低落等抑郁行为。
【分析】1、当神经末梢有神经冲动传来时,突触前膜内的突触小泡受到刺激,就会释放一种化学物质——神经递质,神经递质经扩散通过突触间隙,然后与突触后膜(另一个神经元)上的特异性受体结合,引发突触后膜电位变化,即引发一次新的神经冲动;2、表中模型鼠的中缝核内miR-16含量低于正常鼠,而SERT含量高于正常鼠;3、根据图示分析,随miR-16含量的增加,SERT含量降低,miR-16与SERT mRNA结合,引起 mRNA的降解,抑制SERT合成。
【详解】(1)根据分析,突触前神经元将5-HT(神经递质)释放到突触间隙,和突触后膜上的受体结合,神经递质发挥作用后少部分被灭活,大部分被转运蛋白摄取回突触前神经元;
(2)A、抑郁症患者突触间隙的5-HT含量降低,兴奋性降低,A正确;
B、抑郁症患者突触前膜SERT表达量提高,加快5-HT的回收导致突触间隙含量减少,B正确;
C、5-HT受体基因发生变异,则无法表达出与5-HT结合的受体,从而导致5-HT无法发挥作用,而与5-HT的含量无关,C错误;
D、抑制突触前膜5-HT的释放,从而导致突触间隙5-HT含量下降,若该动物出现抑郁症,则说明抑郁症的发生与5-HT的含量减少有关,D正确;
E、若给出现抑郁症患者补充5-HT,能够缓解其症状,同样能够说明抑郁症的发生与5-HT的含量减少有关,E正确。
故选ABDE。
(3)根据表格中数据,模型鼠的中缝核内miR-16含量低于正常鼠,而SERT含量高于正常鼠;
(4)根据图示,随着miR-16含量的增加,对照组和模型组的SERT含量均下降,miR-16会抑制SERT的表达,推测是:miR-16是一种非编码RNA,与SERT的mRNA结合,导致mRNA降解,抑制SERT合成。
(5)根据题意,抑郁症的产生是突触间隙的5-HT含量减少,可能是因为中缝核miR-16含量下降导致SERT表达量上升,从而使5-HT的摄取量增加,造成突触间隙中5-HT含量下降,导致情绪低落等抑郁行为。
18.人和哺乳动物体内的脂肪组织可分为白色脂肪组织(WAT)和褐色脂肪组织(BAT),二者可以相互转化。WAT的主要功能是将多余的糖等能源物质以甘油三酯的形式储存起来。BAT则专门用于分解脂质等以满足额外的热量需求。研究人员对小鼠BAT代谢进行了相关研究。
(1)图1是小鼠WAT和BAT细胞结构模式图。从结构和功能相适应的角度分析,WAT转化为BAT之后产热效率提高的原因: 。
(2)雌激素相关受体γ(ERRγ)与BAT代谢密切相关。科研人员利用无活性DNA片段构建重组DNA,导入野生型小鼠(WT)受精卵细胞,使其插入ERRγ基因内部,导致ERRγ基因发生 ,获得ERRγ基因缺陷小鼠(KO)。将两种小鼠同时暴露在4℃冷环境中进行实验,结果如图2。在第 小时ERRγKO小鼠全部死亡。结果说明ERRγ与抵抗寒冷关系密切。
(3)检测两种小鼠在4℃冷环境中体内BAT和WAT的数量,计算其比值(BAT/WAT),结果如图3,由此可推测 。
(4)进一步测定两组小鼠BAT细胞代谢水平,结果如图4。据图可知,KO小鼠和WT小鼠的BAT细胞氧化分解等量能源物质所产生ATP比值为 。同时利用分子生物学技术检测发现,KO小鼠的UCP-1基因表达量显著低于WT小鼠,科学家最终将UCP-1蛋白定位在线粒体内膜上。结合图4结果推测,UCP-1蛋白的作用是 。
(5)综上研究可知,ERRγ在相关激素的调节下,通过 过程使小鼠适应寒冷环境。
【答案】(1)脂肪滴变多,体积变小,相对面积增大,易于分解产热;线粒体增多,产热增加
(2) 基因突变 6
(3)雌激素通过ERRγ蛋白(通过一系列信号传导通路)促进WAT转化为BAT
(4) 1.4(17.5÷12.5/7∶5/17.5∶12.5) 减少ATP合成,促进能源物质中的化学能更大比例的转化为热能
(5)促进WAT转化为BAT;促进UCP-1基因的表达,使产热增加
【分析】根据题意可知,白色脂肪组织(WAT)和褐色脂肪组织(BAT),二者可以相互转化。WAT的主要功能是将多余的糖等能源物质以甘油三酯的形式储存起来。BAT则专门用于分解脂质等以满足额外的热量需求。通过题干及四个图示可知ERRγ在相关激素的调节下,通过促进WAT转化为BAT,促进UCP-1基因的表达,产热增加,使小鼠适应寒冷环境。
【详解】(1)根据题干信息可知:WAT的主要功能是将多余的糖等能源物质以甘油三酯的形式储存起来,BAT则专门用于分解脂质等以满足额外的热量需求。图中BAT内含有许多小的脂肪滴和线粒体,所以从结构和功能相适应的角度分析,WAT转化为BAT之后产热效率提高的原因是脂肪滴变多,体积变小,相对面积增大,易于分解产热;线粒体增多,产热增加。
(2)已知雌激素相关受体γ(ERRγ)与BAT代谢密切相关,利用基因工程获得ERRγ基因缺陷小鼠(KO),及利用无活性DNA片段构建重组DNA,导入野生型小鼠(WT)受精卵细胞,使其插入ERRγ基因内部,导致ERRγ基因发生基因突变,获得ERRγ基因缺陷小鼠(KO)。将两种小鼠同时暴露在4℃冷环境中进行实验,结果如图2,在第6小时ERRγKO小鼠全部死亡。结果说明ERRγ与抵抗寒冷关系密切。
(3)根据第(2)问的分析结合图3可知,雌激素通过ERRγ蛋白(通过一系列信号传导通路)促进WAT转化为BAT。
(4)据图4可知:图中所示的是释放的热量占释放总能量比例,分别为KO组为82.5%,WT组为87.5%,所以KO小鼠和WT小鼠的BAT细胞氧化分解等量能源物质所产生ATP分别比例为17.5%、12.5%,二者的比值为17.5÷12.5=1.4,由于KO小鼠的UCP-1基因表达量显著低于WT小鼠,同时科学家最终将UCP-1蛋白定位在线粒体内膜上,结合图4结果(WT释放热能比例高)可以推测,UCP-1蛋白的作用是减少ATP合成,促进能源物质中的化学能更大比例的转化为热能。
(5)综上研究可知,ERRγ在相关激素的调节下,通过促进WAT转化为BAT;促进UCP-1基因的表达,使产热增加使小鼠适应寒冷环境。
19.糖尿病因其高患病率、高致残率和高死亡率成为世界性严重公共卫生问题之一。研究人员一直试图找到治疗或减轻糖尿病患者症状的新方法。
(1)餐后,下丘脑的某个区域兴奋,通过 神经使 细胞分泌的胰岛素增加,随血液流到全身,与组织细胞上的 相互识别并发生结合,促进血糖 ,使血糖浓度下降至正常水平,糖尿病患者往往因胰岛素分泌不足使得机体的血糖水平居高不下,引发机体健康问题。
(2)传统治疗方式多采用皮下注射胰岛素降低血糖,皮下注射后,胰岛素到达各组织细胞发挥作用,所经过的内环境是 (用文字和箭头表示)。
(3)长期皮下注射胰岛素容易产生低血糖、脂肪堆积等不良反应。有科研人员用一种金属有机骨架纳米载体(简称U)装载胰岛素(如下图),制备成口服胰岛素,可以有效克服胰岛素口服吸收的多重屏障,调节高血糖动物的血糖水平。
①下表中与U 各结构特点对应的设计意图说明正确的有 填写字母)。
U 的结构
补充说明
设计意图说明
内部多孔
胰岛素可嵌于孔内
A.提高胰岛素的装载量
孔的直径为 2.6nm
胃蛋白酶直径约6nm
B.避免胃蛋白酶水解胰岛素
表面可附着转铁蛋白
小肠上皮细胞表面多转铁蛋白受体
C.便于细胞识别并吸收
稳定
耐酸
D.消除毒性或副作用
②U 能逃避细胞内的一种具膜细胞器 (填细胞器名称),以避免所装载物被分解。
③为将 U 用于临床糖尿病治疗,请提出下一步应该研究的问题: 。
【答案】(1) 副交感(传出) 胰岛B细胞 (特异性) 受体 (促进血糖)进入组织细胞进行氧化分解、进入肝脏细胞(肌肉细胞)合成肝糖原(肌糖原)、进入脂肪细胞转化成甘油三酯(脂肪)
(2)组织液→血浆→组织液
(3) ABCD 溶酶体 研究U对人类健康是否有负面影响(或研究U装载胰岛素对治疗人类糖尿病是否有效,研究U装载的胰岛素如何在人体内释放 合理即可)
【分析】胰岛A细胞分泌胰高血糖素,能升高血糖,只有促进效果没有抑制作用,即促进肝糖原的分解和非糖类物质转化;胰岛B细胞分泌胰岛素是唯一能降低血糖的激素,其作用分为两个方面:促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质;抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。
【详解】(1)餐后,下丘脑的某个区域兴奋,通过副交感(传出)神经使胰岛B细胞分泌的胰岛素增加,随血液流到全身,与组织细胞上的特异性 受体相互识别并发生结合,促进血糖进入组织细胞进行氧化分解、进入肝脏细胞(肌肉细胞)合成肝糖原(肌糖原)、进入脂肪细胞转化成甘油三酯,使血糖浓度下降至正常水平,糖尿病患者往往因胰岛素分泌不足使得机体的血糖水平居高不下,引发机体健康问题。
(2)长期皮下注射胰岛素容易产生低血糖、脂肪堆积等不良反应,可能的原因是皮下注射相比内源胰岛素会促进脂肪细胞对葡萄糖的摄取和转化,从而降低患者按时用药的积极性;内环境是由血浆、组织液和淋巴液等组成的,皮下注射时,胰岛素首先达到的部位是组织液,此后随血液循环,故胰岛素到达各组织细胞发挥作用,所经过的内环境是组织液→血浆→组织液。
(3)①A、内部多孔胰岛素可嵌于孔内,从而提高胰岛素的装载量,提高作用效果,A正确;
B、胰岛素的本质是蛋白质,会被蛋白酶水解,而孔的直径为2.6nm胃蛋白酶直径约6nm,能避免胃蛋白酶水解胰岛素,B正确;
C、表面可附着转铁蛋白,而小肠上皮细胞表面多转铁蛋白受体,便于细胞识别并吸收,提高作用效果,C正确;
D、金属有机骨架纳米载体稳定\耐酸,可其消除毒性或副作用,D正确。
故选ABCD。
②U能逃避细胞内的溶酶体,以避免所装载物被分解。
③为将 U 用于临床糖尿病治疗,可以进一步研究U对人类健康是否有负面影响,或研究U装载胰岛素对治疗人类糖尿病是否有效,研究U装载的胰岛素如何在人体内释放 。
20.学习以下材料,回答(1)~(5)题。
膳食纤维对免疫的影响
膳食纤维对人们的健康有着多重意义。补充膳食纤维除了我们熟悉的促进肠道蠕动,还对免疫、代谢等多种生理过程产生积极影响。
菊粉是一种常见的膳食纤维,在香蕉、芦笋等水果和蔬菜中普遍存在。给实验组小鼠提供以菊粉为主的高纤维饮食,与饮食缺少菊粉的对照组小鼠对比。结果显示,实验组小鼠的肠道菌群、血清里的代谢产物水平以及免疫细胞构成均出现了明显的变化。研究团队梳理了菊粉对宿主免疫的影响。
人体无法直接通过酶水解膳食纤维,但肠道中的细菌可以将膳食纤维分解,产生的多种分子穿透肠道上皮细胞进入血液,进而调节全身的生理过程。早期的研究显示,菊粉等膳食纤维被肠菌降解后,会大量产生代谢物短链脂肪酸,它在肠道内和身体其它部位中都发挥着重要的调节作用,能够影响多种细胞。如短链脂肪酸可以提升抗炎免疫细胞——调节T细胞的水平,促进免疫调节维持人体健康。
最新研究发现,菊粉的摄入使得肠道中的拟杆菌显著增加,这种细菌含有一种胆汁酸代谢酶,可以生成更多胆汁酸。胆汁酸的增加激活了2型固有淋巴样细胞(ILC2s),而ILC2s能调控嗜酸性粒细胞(白细胞的一种)的免疫应答。由此导致了在实验组小鼠体内,除了观察到调节T细胞增多,肺和肠道里的嗜酸性粒细胞水平也大幅升高。
高水平的嗜酸性粒细胞是2型炎症反应的标记物,对哺乳动物来说,2型炎症反应可以抵御寄生蠕虫的感染,也是常见的伤口愈合机制之一。科研人员通过小鼠实验证实,菊粉可诱导增强小鼠抵御巴西日圆线虫感染的能力。
与此同时,过度激活2型炎症反应也会导致过敏、哮喘等症状。但是,这并不意味着菊粉就是“坏”纤维,它虽然加重了过敏诱导的2型呼吸道炎症,但同时激活调节T细胞,而调节T细胞抗炎的效应很可能超过了嗜酸性粒细胞促进炎症的作用。
总体而言,菊粉的摄入使得宿主在不加重过敏症状的情况下,获得了对寄生蠕虫的抵御能力。同时,2型免疫反应还能在肠道和肺中产生更多保护性黏液。
(1)从物质组成角度,菊粉属于细胞中的 类物质,这类物质既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的主要 物质。
(2)菊粉可以提高调节T细胞、ILC2s和嗜酸性粒细胞的数量,说明其可以通过改变 的构成,对宿主免疫调节产生影响。
(3)结合上述材料分析,下列说法不正确的有____。
A.菊粉可以进入人体内环境影响代谢、免疫等生理过程
B.菊粉可提升调节T细胞的水平,帮助人体抵御炎症
C.菊粉能调节肠道菌群,改变肠道菌群的种群数量
D.菊粉可能加剧过敏、哮喘,所以生活中应避免食用
(4)菊粉的摄入可增强宿主对寄生蠕虫的抵御能力,请结合材料信息解释该过程的作用机理,将物质或细胞名称填入相应的方框中 。
(5)某保健品宣传语中写到“菊粉可以提高人体免疫力,呵护肠道菌群,坚持每天喝,肠道更健康。”该宣传语是否存在科学性错误,请分析并阐明理由 。
【答案】(1) 多糖 能源
(2)免疫细胞
(3)AD
(4)
(5)存在科学性错误,菊粉会过度激活2型炎症反应(导致过敏、哮喘等症状;长期服用会导致肠道菌群失衡,影响肠道的正常功能)
【分析】膳食纤维对促进良好的消化和排泄固体废物有着举足轻重的作用。适量地补充纤维素,可使肠道中的食物增大变软,促进肠道蠕动,从而加快了排便速度,防止便秘和降低肠癌的风险;另外,纤维素还可调节血糖,有助预防糖尿病。又可以减少消化过程对脂肪的吸收,从而降低血液中胆固醇、甘油三酯的水平,防治高血压、心脑血管疾病的发作。
【详解】(1)菊粉是一种常见的膳食纤维,从物质组成角度,菊粉属于细胞中的多糖类物质,这类物质既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的主要能源物质。
(2)T细胞、ILC2s和嗜酸性粒细胞等,属于免疫细胞,说明其可以通过改变免疫细胞的构成,对宿主免疫调节产生影响。
(3)A、菊粉属于多糖,不能进入人体内环境,A错误;
B、分析题干,菊粉可提升调节T细胞的水平,T细胞参与人体的细胞免疫和体液免疫,帮助人体抵御炎症,B正确;
C、分析题目,菊粉能调节肠道菌群,改变肠道菌群的种群数量,C正确;
D、菊粉它虽然加重了过敏诱导的2型呼吸道炎症,但同时激活调节T细胞,而调节T细胞抗炎的效应很可能超过了嗜酸性粒细胞促进炎症的作用,因此可以食用,D错误。
故选AD。
(4)菊粉的摄入可增强宿主对寄生蠕虫的抵御能力,请结合材料信息解释该过程的作用机理,将物质或细胞名称填入相应的方框中
(5)某保健品宣传语中写到“菊粉可以提高人体免疫力,呵护肠道菌群,坚持每天喝,肠道更健康。”该宣传语存在科学性错误,菊粉会过度激活2型炎症反应(导致过敏、哮喘等症状;长期服用会导致肠道菌群失衡,影响肠道的正常功能)。
21.PD-1是表达在多种活化细胞毒性T细胞表面的一种受体,PD-L1是一种能够与之结合的蛋白质,二者结合会抑制细胞毒性T细胞的活化、增殖。研究发现,肿瘤细胞表面的PD-L1数量较多。
(1)人体免疫系统对肿瘤细胞的清除主要是通过 免疫过程来完成,这体现了免疫系统的 功能。
(2)下图为细胞毒性T细胞参与的免疫过程,请你在横线上填写相应的免疫细胞名称。
a b c d
(3)目前已研发出针对PD-L1的抗体。该抗体能治疗肿瘤是因为其与PD-L1结合后,阻止了PD-L1和PD-1结合,从而解除对 的抑制,使肿瘤细胞能够被有效的杀伤。
(4)科研人员利用衰老肿瘤细胞研制了肿瘤疫苗(STCV),对STCV进行基因改造后,使其高剂量表达与PD-L1结合的sPD-1,并进行实验:
给小鼠接种小鼠乳腺癌细胞后,随机分为三组,分别给予STCV、高表达sPD-1的STCV、磷酸缓冲液处理,并于6、12、18、24、30天记录统计无瘤小鼠的比例,结果如图。
①磷酸缓冲液处理组的目的是 。
②STCV和高表达sPD-1的STCV均能够促进小鼠体内肿瘤的消失,且后者的效果更明显。此判断的依据是 。
③请你结合PD-1和PD-L1的作用原理,推测高表达sPD-1的STCV明显促进小鼠体内肿瘤消失可能的作用机理 。
④为进一步验证③的推测是否合理,还可以检测 。
【答案】(1) 细胞免疫(特异性免疫) 免疫监视
(2) 辅助性T细胞 记忆T细胞/记忆细胞 靶细胞 巨噬细胞
(3)细胞毒性T细胞活化、增殖
(4) 作为对照组 STCV和高表达sPD-1的STCV组的无瘤小鼠比例高于对照组,且高表达sPD-1的STCV组的无瘤小鼠比例更高 高表达sPD-1的STCV通过表达高剂量的sPD-1与癌细胞表面的PD-L1结合,明显阻断细胞毒性T细胞和肿瘤细胞之间PD-1和PD-L1结合,/细胞毒性T细胞重新被激活,产生效应。 各组疫苗产生抗体的量(检测sPD-1是否与PD-L1进行结合;细胞毒性T细胞活化、增殖水平)
【分析】正常情况下,PD-1是T细胞表面的特异性受体,可以识别肿瘤抗原。PD-1识别吞噬细胞处理呈递的肿瘤抗原后,可以增殖分化出记忆T细胞和细胞毒性T细胞,细胞毒性T细胞可以识别并攻击肿瘤细胞,引起肿瘤细胞的裂解死亡。当肿瘤细胞表面的PD-L1通过与细胞毒性T细胞表面的PD-1蛋白特异性结合,抑制细胞毒性T细胞增殖分化,从而逃避免疫系统的攻击。
【详解】(1)免疫监视:是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能。对肿瘤细胞的清除主要需要细胞免疫来完成,细胞毒性T细胞对肿瘤细胞能够发挥有效的杀伤作用。
(2)据图信息可知,a可分泌细胞因子为辅助性T细胞;b可增殖分化为细胞毒性T细胞和记忆T细胞;c被细胞毒性T细胞裂解为靶细胞;d可以吞噬病原体为巨噬细胞。
(3)据图可知当肿瘤细胞表面的PD-L1通过与细胞毒性T细胞表面的PD-1蛋白特异性结合,抑制细胞毒性T细胞增殖分化,从而逃避免疫系统的攻击。因此PD-L1的抗体可解除抑制。
(4)磷酸缓冲液处理组的目的是作为对照组,避免无关变量的影响;据图可知STCV和高表达sPD-1的STCV组的无瘤小鼠比例高于对照组,且高表达sPD-1的STCV组的无瘤小鼠比例更高,因此STCV和高表达sPD-1的STCV均能够促进小鼠体内肿瘤的消失,且后者的效果更明显;由题干“STCV进行基因改造后,使其高剂量表达与PD-L1结合的sPD-1”推测,高表达sPD-1的STCV通过表达高剂量的sPD-1与癌细胞表面的PD-L1结合,明显阻断细胞毒性T细胞和肿瘤细胞之间PD-1和PD-L1结合,细胞毒性T细胞重新被激活,产生效应。为了进一步验证推测,还可以各组疫苗产生抗体的量、检测sPD-1是否与PD-L1进行结合;细胞毒性T细胞活化、增殖水平等相关指标。
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