内容正文:
2025年高考生物总复习高频考点必刷800题(广东专用)
专练03 稳态与调节 (选择题)100题
高频考点预览
考点1 内环境及其稳态(20题)
考点2 神经调节(20题)
考点3 体液调节(20题)
考点4 免疫调节(20题)
考点5 植物激素的调节(20题)
1、 内环境及其稳态
1.(2024·江西·高考真题)人体水盐代谢平衡是内环境稳态的重要方面。研究人员为了探究运动中机体维持水盐平衡的机制,让若干名身体健康的志愿者以10km/h的速度跑步1h,采集志愿者运动前、中和后的血液与尿液样本,测定相关指标(下表)。回答下列问题:
指标状态
血浆渗透压(mOsm/L)
血浆Na+浓度(mmol/L)
血浆K+浓度(mmol/L)
尿渗透压(mOsm/L)
尿Na+浓度(mmol/L)
尿K+浓度(mmol/L)
运动前
289.1
139.0
4.3
911.2
242.4
40.4
运动中
291.0
141.0
4.4
915.4
206.3
71.1
运动后
289.2
139.1
4.1
1005.1
228.1
72.3
(1)上表中的数据显示,与尿液相比,血浆的各项指标相对稳定。原因是血浆属于内环境,机体可通过 、体液调节和 维持内环境的稳态。
(2)参与形成人体血浆渗透压的离子主要是Na+和 。
(3)运动中,尿液中Na+浓度降低、K+浓度升高,是因为 (从“肾小球”“肾小管”“肾小囊”和“集合管”中选2项)加强了保钠排钾的作用,同时也加强了对 的重吸收,使得尿液渗透压升高。
(4)为探究上表数据变化的原因,测定了自运动开始2h内血浆中醛固酮(由 分泌)和抗利尿激素(由 释放)的浓度。结果发现,血浆中2种激素的浓度均呈现先上升后下降的趋势,分析激素浓度下降的可能原因包括 (答出2点即可)。
(5)进一步实验发现,与运动前相比,运动后血容量(参与循环的血量)减少,并引起一系列生理反应。由此可知,机体水盐平衡调节途径为 (将以下选项排序:①醛固酮和抗利尿激素分泌增多;②肾脏的重吸收等作用增强;③血容量减少;④尿液浓缩和尿量减少),使血浆渗透压维持相对稳定。
2.(2021·重庆·高考真题)人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累,由此引发多种疾病。动物实验发现,给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液,可发生如图所示的代谢反应,从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图回答以下问题:
(1)呼吸链受损会导致 (填“有氧”或“无氧”)呼吸异常,代谢物X是 .
(2)过程⑤中酶B的名称为 ,使用它的原因是 .
(3)过程④将代谢物X消耗,对内环境稳态的作用和意义是 .
3.(2021·河北·高考真题)水痘是由水痘-带状疱疹病毒(VZV)引起的急性呼吸道传染病,多见于儿童,临床特征为全身出现丘疹、水疱。接种VZV减毒活疫苗(VarV)是预防水痘流行的有效方法。2019年,研究者对某地2007~2015年出生儿童的VarV接种率及水痘发病率进行了调查,结果如图。
回答下列问题:
(1)感染初期患者皮肤表面形成透明的水疱,其中的液体主要来自内环境中的 。
(2)呼吸道黏膜受损者更易被VZV感染,原因是 。VZV感染引发机体的 (填“特异性”或“非特异性”)免疫,被感染的细胞统称为 。
(3)水痘临床诊断时,须注意与荨麻疹相区分。与水痘的发病机理不同,某些花粉引起的荨麻疹属于机体的 反应,是免疫系统的 功能过强的表现。
(4)图中统计结果显示,随VarV接种率的提高,水痘发病率呈下降趋势。接种VarV后,B淋巴细胞的作用是 。
(5)2014年、2015年出生儿童的接种率与发病率数据提示,应及时接种第二剂VarV,原因是第一剂疫苗接种一段时间后 。
3.(2020·天津·高考真题)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 (增加/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 (升高/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
4.如图为人体细胞与内环境之间物质交换的示意图,据图分析:
(1)图中共同构成内环境的是____(填标号)。
(2)血细胞生活的内环境是______(填标号)。
(3)毛细淋巴管壁细胞生活的内环境是_____________(填名称)。
(4)②与③相比,③中含有的成分明显减少的是________。
(5)下列物质属于内环境的成分的是:__________。
①血红蛋白 ②胃蛋白酶 ③尿素 ④ATP合成酶 ⑤载体蛋白 ⑥血浆蛋白
(6)某人因营养不良,②内的蛋白质减少,从而使_________的量增多导致组织水肿。
(7)内环境稳态是机体进行__________的必要条件。与内环境稳态直接相关的4个系统包括消化、呼吸、________和________系统。
5. 如图为体内细胞与内环境之间的物质交换示意图,据图回答下列问题:
(1)毛细血管壁细胞生活的具体内环境是________(填序号),体温、__________、_________是细胞外液理化特性的三个主要方面。③与②相比,成分中明显较少的物质是________。
(2)红细胞运输的氧气进入组织细胞的途径是_________(用序号和箭头表示)。机体维持稳态的主要调节机制是_______________。
(3)如果该图为肌肉组织局部结构模式图,则与A端液体相比,B端明显减少的物质有_________等,明显增加的物质有_________等代谢产物。
(4)图中CO2浓度最高的是_______(填结构名称),③与②进行物质交换需经过的结构是_______。
6. 血液中的红细胞源源不断地为人体组织细胞输送氧气。血浆中无机盐含量的相对稳定对于维持红细胞正常的形态和功能至关重要。为患者输液治疗时为什么要用质量分数为0.9%的NaCl溶液?请设计实验进行探究。
(1)实验材料:略。
(2)方法步骤:①取5支洁净试管,编号为1~5号,分别加入2 mL质量分数为0.5%、0.7%、0.9%、1.1%、1.3%的________,并各加入2滴抗凝剂(如柠檬酸钠)。
②将左手无名指消毒,用消毒的采血针刺破皮肤,用小滴管吸血。
③向1~5号试管中分别滴入1滴血,摇匀,放置5 min。
④分别取5支试管中的混合液各一滴,置于5张洁净的已编号的载玻片上制成临时装片,在显微镜下镜检,观察__________________。
(3)请完善下列预期结果及结论
试管
NaCl溶液/%
红细胞形态
1
0.5
①体积变大,或涨破
2
0.7
②________
3
0.9
③________
4
1.1
④体积缩小
5
1.3
⑤体积缩小,皱缩
相应的结论:__________________________________________。
(4)讨论
①某学生配制生理盐水时,由于操作不规范致使溶液浓度偏低,他的探究结果会________。
②为了使实验结果更准确,可采取什么样的实验措施?__________。
③生理盐水与体液为等渗溶液,过多注射是否会影响细胞的正常功能?______________。
7.下面是内环境稳态与各系统的功能联系示意图,请回答相关问题。
(1)a表示________系统,b表示________系统,c表示________系统,参与内环境维持的还有图中的________系统。
(2)CO2不从组织液进入组织细胞的原因是__________________________________________。
(3)病人呼吸受阻,导致肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸进入血液后,会使血液pH________,但乳酸可以与血液中的________发生反应,使血液的pH维持相对稳定。
(4)内环境相对稳定,除了图中所示的器官、系统的协调活动外,还必须在____________________的调节下进行。
(5)外界中的O2进入红细胞,共穿过________层生物膜。
8.如下图是人体细胞直接与内环境进行物质交换的示意图,A、B、C、D表示的是结构,①②③④表示的是液体,请回答下列问题:
(1)内环境主要由图中的________组成;D的管壁细胞直接生活的内环境是________。(填序号)
(2)②与①相比,成分中明显减少的物质是________。
(3)④的回收受到阻碍,人体将会出现________现象。
(4)若图中C为肌细胞,则它所利用的O2直接从[ ]________中获得。
(5)①②③④中,CO2浓度最高的是________(填序号)。
9.血浆是人体内环境的重要成分.为验证人体内环境中pH的相对稳定是由于血浆中存在着缓冲物质,试设计一个探究实验,并回答下列问题.
(1)实验材料和用具:家兔的血浆(适量)、蒸馏水、预先配制的缓冲液、量筒、试管若干支.Na2CO3溶液、乳酸、pH试纸、滴管等.
模拟人体血浆内导致pH变化的主要物质是 。
(2)实验步骤:
①设计A、B两个实验组,每组取3支试管.
②先向A组的3支试管中分别加入 ,再依次滴入等量乳酸,测量pH并记录入表.
③向B组的3支试管中分别加入等量的蒸馏水、缓冲液、家兔血浆,再依次滴入等量 ,测量pH并记录入表.
(3)结果预测:
A组:1号试管pH变化明显,pH明显降低,2、3号试管pH变化不明显.
B组: 。
(4)从以上两组实验结果的分析,可以得出的结论 。
10.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。回答下列有关问题:
(1)人体血浆pH保持在7.35~7.45,对溶液酸碱度起调节作用的缓冲物质有 、 等。
(2)由于外界环境因素的变化和体内细胞代谢活动的进行,内环境的各种 和 在不断发生变化,从而会导致内环境稳态发生变化。
(3)人体血浆渗透压的大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关,细胞外液渗透压的90%以上来源于 、 。
(4)稳态是指正常机体通过调节作用,使各个 、 协调活动,共同维持内环境的相对稳定。
11.如图是内环境稳态与各系统的功能联系示意图,据图回答下列问题:
(1)图中Y是内环境中的 ,参与内环境稳态维持的c表示 系统。
(2)除了图中所示的器官、系统的协调活动外,内环境的相对稳定,还必须在 的调节机制下进行。
(3)已知5%葡萄糖溶液的渗透压与人体血浆渗透压基本相同。输入的葡萄糖进入细胞,经过氧化分解,其终产物中的气体可进入细胞外液,并通过 系统运输到肺部被排出体外。
(4)正常人的血浆接近中性,pH为 。为维持血浆pH的相对稳定,参与调节的缓冲物质主要有 (至少写两个)等。
12.如图是人体局部内环境与细胞代谢示意图,请分析回答下列问题。
(1)细胞内液约占人体体液的 ;a、d、f分别表示 、 、 ;d与f在成分上的主要区别是d中含有较多的 ;d的渗透压大小主要与 的含量有关。
(2)红细胞中的O2进入组织细胞所经过的途径为 (用图中的字母和箭头表示),d中的O2浓度 (填“一定”或“不一定”)高于e中的,CO2浓度最高的部位为图中的 (填字母)。
13.如图是人体胰腺组织局部结构模式图,请据图回答问题:
(1)A液、B液和C液共同构成了胰腺组织细胞生活的内环境,内环境稳态是指 等方面的相对稳定。
(2)正常人血浆的pH为 , 能够保持相对稳定与它含有 等物质有关。
(3)若某人长期营养不良,血浆中蛋白质含量降低,会引起 (填“A液”“B液”或“C液”)增多,从而引起组织水肿。
(4)维持内环境渗透压的Na+和Cl—以及葡萄糖、氨基酸等物质进入内环境要经过 等系统。
(5)体内细胞产生的代谢废物如尿素,从内环境排出体外要经过 等系统。
14.下图是人体某租住结构示意图,①②③④分别表示人体内不同部位的液体。请据图回答下列问题:
(1)图中③④处的液体分别是 、 。
(2)②处液体的渗透压主要与 的含量有关。
(3)此图表示了细胞与周围环境的关系,其中毛细血管壁细胞生活的内环境是 (填序号).血浆中的氧进入组织细胞的途径是 (用序号和箭头的形式表示)。
(4)细胞内酶促反应的正常进行需要内环境保持适宜的条件主要是 和 等。
15.下图是某组织细胞代谢与内环境物质交换的示意图,其中a、b、c、d为四种体液成分。分析该图并回答下列问题:
(1)若长期摄入蛋白质过少,则会导致 (填图中字母)处的渗透压降低,致使水分发生运输,使 (填图中字母)处的液体增多,发生 现象。
(2)若图中细胞为肌肉细胞,则CO2在a、b、c中的浓度关系为 (用“a”、“b”、“c”和“>”表示)。若细胞产生较多的CO2排放到细胞外,是否会影响内环境的pH的稳定? 。原因是 。
16.下图表示高等动物体内细胞与外界进行物质交换。请回答:
(1)图中虚线内的体液构成 ,其中A为 ,B为 ,C为 。
(2)填写图中D、E系统的名称:D ,E 。
(3)毛细血管壁生活的液体环境包括 (用图中字母+文字作答)。血细胞生活的液体环境为 ,毛细淋巴管壁生活的液体环境包括 。
(4)内环境稳态的主要调节机制是 调节。
(5)空气中的O2进入组织细胞内发挥作用需要穿过 层磷脂分子。
(6)食物中过多的酸性物质被肠道吸收进入血液后,血浆的pH不会发生大的变化。其主要原因是与它含有 等离子有关。
17.下图甲、乙均为人体内环境相关结构示意图,图中的细胞为肝细胞,字母和数字代表相关体液。回答下列问题:
(1)请将图甲和图乙中代表相同体液的字母和数字用箭头一一对应: 。
(2)箭头代表血液流动方向,则 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)端的氧浓度较高。O2被3中的某细胞利用进行有氧呼吸并生成了CO2,则CO2运出细胞的方式是 。从O2开始进细胞被利用到生成CO2运出细胞,全程气体分子共跨过了 层磷脂分子层。
(3)若某人长期摄入蛋白质过少,则可能会使 (填数字)中溶液含量增多,原因是 。
18.下图表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程。A、B、C、D表示4种体液,①②表示与该过程有关的物质。请据图回答下列问题。([ ]内填字母,_____上填名称)
(1)A~D中不属于内环境成分的是[ ] ,[ ] 是体内绝大多数细胞直接生活的环境。
(2)B是 ,它经过 最终汇入C中。B、C的成分相近,两者最主要的差别是 。
(3)C的渗透压大小主要与 的含量有关;其酸碱度保持相对稳定,与它含有的 等离子有关。
(4)如果②代表O2,由体外进入组织细胞需要 (系统)协助完成;机体维持稳态的主要调节机制是 。
19.如图是人体局部内环境与细胞代谢示意图,请分析回答:(“[ ]”中填字母,“ ”上填文字)
(1)细胞内液约占人体体液的 ;a、d、f分别表示 ;d与f在成分上的主要区别是d中含有较多的 ;d的渗透压大小主要与 的含量有关。
(2)血液中的O2进入组织细胞所经过的途径为 (用图中的字母表示),共穿过 层膜结构,CO2浓度最高的部位为图中的[ ]。
(3)某人喝入大量的食醋后 (填“会”或“不会”)引起血浆中的pH明显下降,原因是图中d内存在着 。
(4)人被蜜蜂蜇伤后,伤口周围立即形成肿包,是由于蜜蜂蜇针注入的毒液改变了伤口周围毛细血管壁的通透性,使血浆蛋白渗出,导致伤口周围的 (填序号)增多。请再举一个导致该液体增多的例子 。
20.下图为体内细胞与内环境之间的物质交换示意图,据图回答下列问题:
(1)此图表示了细胞与周围环境的关系,其中毛细血管壁细胞生活的具体内环境是 。(填标号)
(2)物质进出细胞的方式有多种,以氧气为例,氧从血液进入组织细胞的方式是 ;红细胞所携带的氧气至少需要经过 层生物膜才能被①利用,氧气主要参与有氧呼吸的第 阶段。
(3)血浆、组织液和淋巴三者之间既有密切联系,又有一定区别。一般情况下,②和③成分上的主要区别是 。
(4)在一些病理条件下,血浆、组织液和淋巴三者的量都可能发生变化。请举出由于病理引起③增多的实例 。
(5)如果该图为肝脏组织局部结构模式图,则B端与A端液体相比较,明显增多的物质有 。
(6)正常人②内的pH通常维持在 之间,直接起调节作用的是血液中的 物质。
2、 神经调节 21-40题
21.(2024·甘肃·高考真题)机体心血管活动和血压的相对稳定受神经、体液等因素的调节。血压是血管内血液对单位面积血管壁的侧压力。人在运动、激动或受到惊吓时血压突然升高,机体会发生减压反射(如下图)以维持血压的相对稳定。回答下列问题。
(1)写出减压反射的反射弧 。
(2)在上述反射活动过程中,兴奋在神经纤维上以 形式传导,在神经元之间通过 传递。
(3)血压升高引起的减压反射会使支配心脏和血管的交感神经活动 。
(4)为了探究神经和效应器细胞之间传递的信号是电信号还是化学信号,科学家设计了如下图所示的实验:①制备A、B两个离体蛙心,保留支配心脏A的副交感神经,剪断支配心脏B的全部神经;②用适当的溶液对蛙的离体心脏进行灌流使心脏保持正常收缩活动,心脏A输出的液体直接进入心脏B。
刺激支配心脏A的副交感神经,心脏A的收缩变慢变弱(收缩曲线见下图)。预测心脏B收缩的变化,补全心脏B的收缩曲线,并解释原因: 。
22.(2024·浙江·高考真题)人体受到低血糖和危险等刺激时,神经系统和内分泌系统作出相应反应,以维持人体自身稳态和适应环境。其中肾上腺发挥了重要作用,调节机制如图。
回答下列问题:
(1)遭遇危险时,交感神经促进肾上腺髓质分泌儿茶酚胺类激素,引起心跳加快、血压升高、肌肉血流量 等生理效应,有助于机体做出快速反应。从反射弧的组成分析,交感神经属于 。交感神经纤维末梢与 形成突触,支配肾上腺髓质的分泌。
(2)危险引起的神经冲动还能传到 ,该部位的某些神经细胞分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于腺垂体,最终促进糖皮质激素水平上升,该过程体现了糖皮质激素的分泌具有 调节的特点。
(3)儿茶酚胺类激素和糖皮质激素均为小分子有机物。儿茶酚胺类激素具有较强的亲水性,不进入细胞,其受体位于 。糖皮质激素属于脂溶性物质,进入细胞后与受体结合,产生的复合物与DNA特定位点结合,从而影响相关基因的 。糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,在血糖浓度调节方面与胰岛素具有 (填“协同”或“拮抗”)作用。
(4)去甲肾上腺素属于肾上腺髓质分泌的儿茶酚胺类激素,也是某些神经元分泌的神经递质。下列关于激素和神经递质的叙述,错误的是哪一项?_____
A.均可作为信号分子 B.靶细胞都具有相应受体
C.都需要随血流传送到靶细胞 D.分泌受机体内、外因素的影响
(5)长期较大剂量使用糖皮质激素,停药前应逐渐减量。下列分析合理的有哪几项?_____
A.长期较大剂量用药可引起肾上腺皮质萎缩
B.立即停药可致体内糖皮质激素不足
C.停药前可适量使用促肾上腺皮质激素
D.逐渐减量用药有利于肾上腺皮质功能恢复
23.(2024·河北·高考真题)心率为心脏每分钟搏动的次数。心肌P细胞可自动产生节律性动作电位以控制心脏搏动。同时,P细胞也受交感神经和副交感神经的双重支配。受体阻断剂A和B能与各自受体结合,并分别阻断两类自主神经的作用,以受试者在安静状态下的心率为对照,检测了两种受体阻断剂对心率的影响,结果如图。
回答下列问题:
(1)调节心脏功能的基本中枢位于 。大脑皮层通过此中枢对心脏活动起调节作用,体现了神经系统的 调节。
(2)心肌P细胞能自动产生动作电位,不需要刺激,该过程涉及的跨膜转运。神经细胞只有受刺激后,才引起 离子跨膜转运的增加,进而形成膜电位为 的兴奋状态。上述两个过程中离子跨膜转运方式相同,均为 。
(3)据图分析,受体阻断剂A可阻断 神经的作用。兴奋在此神经与P细胞之间进行传递的结构为 。
(4)自主神经被完全阻断时的心率为固有心率。据图分析,受试者在安静状态下的心率 (填“大于”“小于”或“等于”)固有心率。若受试者心率为每分钟90次,比较此时两类自主神经的作用强度: 。
24.(2024·安徽·高考真题)短跑赛场上,发令枪一响,运动员会像离弦的箭一样冲出。该行为涉及机体的反射调节,其部分通路如图。
回答下列问题。
(1)运动员听到发令枪响后起跑属于 反射。短跑比赛规则规定,在枪响后0.1s内起跑视为抢跑,该行为的兴奋传导路径是 填结构名称并用箭头相连)。
(2)大脑皮层运动中枢发出的指令通过皮层下神经元④和⑤控制神经元②和③,进而精准调控肌肉收缩,体现了神经系统对躯体运动的调节是 。中枢神经元④和⑤的兴奋均可引起b结构收缩,可以推断a结构是反射弧中的 ;若在箭头处切断神经纤维,b结构收缩强度会 。
(3)脑机接口可用于因脊髓损伤导致瘫痪的临床康复治疗。原理是脑机接口获取 (填图中数字)发出的信号,运用计算机解码患者的运动意图,再将解码信息输送给患肢,实现对患肢活动的控制。
25.(2024·贵州·高考真题)每当中午放学时、同学们结伴而行,有说有笑走进食堂排队就餐。回答下列问题。
(1)同学们看到喜欢吃的食物时、唾液的分泌就会增加,这一现象属于 (选填“条件”或“非条件”)反射。完成反射的条件有 。
(2)食糜进入小肠后,可刺激小肠黏膜释放的激素是 ,使胰液大量分泌。为验证该激素能促进胰腺大量分泌胰液,以健康狗为实验对象设计实验。写出实验思路 。
26.(2024·山东·高考真题)由肝细胞合成分泌、胆囊储存释放的胆汁属于消化液,其分泌与释放的调节方式如图所示。
(1)图中所示的调节过程中,迷走神经对肝细胞分泌胆汁的调节属于神经调节,说明肝细胞表面有 。肝细胞受到信号刺激后,发生动作电位,此时膜两侧电位表现为 。
(2)机体血浆中大多数蛋白质由肝细胞合成。肝细胞合成功能发生障碍时,组织液的量 (填“增加”或“减少”)。临床上可用药物A竞争性结合醛固酮受体增加尿量,以达到治疗效果,从水盐调节角度分析,该治疗方法使组织液的量恢复正常的机制为 。
(3)为研究下丘脑所在通路胆汁释放量是否受小肠Ⅰ细胞所在通路的影响,据图设计以下实验,已知注射各试剂所用溶剂对实验检测指标无影响。
实验处理:一组小鼠不做注射处理,另一组小鼠注射 (填序号)。①ACh抑制剂②CCK抗体③ACh抑制剂+CCK抗体
检测指标:检测两组小鼠的 。
实验结果及结论:若检测指标无差异,则下丘脑所在通路不受影响。
27.(2024·吉林·高考真题)“一条大河波浪宽,风吹稻花香两岸……”,熟悉的歌声会让人不由自主地哼唱。听歌和唱歌都涉及到人体生命活动的调节。回答下列问题。
(1)听歌跟唱时,声波传入内耳使听觉感受细胞产生 ,经听神经传入神经中枢,再通过中枢对信息的分析和综合后,由 支配发声器官唱出歌声,该过程属于神经调节的 (填“条件”或“非条件”)反射活动。
(2)唱歌时,呼吸是影响发声的重要因素,需要有意识地控制“呼”与“吸”。换气的随意控制由 和低级中枢对呼吸肌的分级调节实现。体液中CO2浓度变化会刺激中枢化学感受器和外周化学感受器,从而通过神经系统对呼吸运动进行调节。切断动物外周化学感受器的传入神经前后,让动物短时吸入CO2(5%CO2和95%O2),检测肺通气量的变化,结果如图1。据图分析,得出的结论是 。
(3)失歌症者先天唱歌跑调却不自知,为检测其对音乐的感知和学习能力,对正常组和失歌症组进行“前测一训练一后测”的实验研究,结果如图2。从不同角度分析可知,与正常组相比,失歌症组 (答出2点);仅分析失歌症组后测和前测音乐感知准确率的结果,可得出的结论是 ,因此,应该鼓励失歌症者积极学习音乐和训练歌唱。
28.(2024·甘肃·高考真题)机体心血管活动和血压的相对稳定受神经、体液等因素的调节。血压是血管内血液对单位面积血管壁的侧压力。人在运动、激动或受到惊吓时血压突然升高,机体会发生减压反射(如下图)以维持血压的相对稳定。回答下列问题。
(1)写出减压反射的反射弧 。
(2)在上述反射活动过程中,兴奋在神经纤维上以 形式传导,在神经元之间通过 传递。
(3)血压升高引起的减压反射会使支配心脏和血管的交感神经活动 。
(4)为了探究神经和效应器细胞之间传递的信号是电信号还是化学信号,科学家设计了如下图所示的实验:①制备A、B两个离体蛙心,保留支配心脏A的副交感神经,剪断支配心脏B的全部神经;②用适当的溶液对蛙的离体心脏进行灌流使心脏保持正常收缩活动,心脏A输出的液体直接进入心脏B。
刺激支配心脏A的副交感神经,心脏A的收缩变慢变弱(收缩曲线见下图)。预测心脏B收缩的变化,补全心脏B的收缩曲线,并解释原因: 。
29.(2024·北京·高考真题)灵敏的嗅觉对多数哺乳动物的生存非常重要,能识别多种气味分子的嗅觉神经元位于哺乳动物的鼻腔上皮。科学家以大鼠为材料,对气味分子的识别机制进行了研究。
(1)嗅觉神经元的树突末梢作为感受器,在气味分子的刺激下产生 ,经嗅觉神经元轴突末端与下一个神经元形成的 将信息传递到嗅觉中枢,产生嗅觉。
(2)初步研究表明,气味受体基因属于一个大的基因家族。大鼠中该家族的各个基因含有一些共同序列(保守序列),也含有一些有差异的序列(非保守序列)。不同气味受体能特异识别相应气味分子的关键在于 序列所编码的蛋白区段。
(3)为了分离鉴定嗅觉神经元中的气味受体基因,科学家依据上述保守序列设计了若干对引物(图甲),利用PCR技术从大鼠鼻腔上皮组织mRNA的逆转录产物中分别扩增基因片段,再用限制酶HinfⅠ对扩增产物进行充分酶切。图乙显示用某对引物扩增得到的PCR产物(A)及其酶切片段(B)的电泳结果。结果表明酶切片段长度之和大于PCR产物长度,推断PCR产物由 组成。
(4)在上述实验基础上,科学家们鉴定出多种气味受体,并解析了嗅觉神经元细胞膜上信号转导的部分过程(图丙)。
如果钠离子通道由气味分子直接开启,会使嗅觉敏感度大大降低。根据图丙所示机制,解释少量的气味分子即可被动物感知的原因 。
30.(2024·浙江·高考真题)人体受到低血糖和危险等刺激时,神经系统和内分泌系统作出相应反应,以维持人体自身稳态和适应环境。其中肾上腺发挥了重要作用,调节机制如图。
回答下列问题:
(1)遭遇危险时,交感神经促进肾上腺髓质分泌儿茶酚胺类激素,引起心跳加快、血压升高、肌肉血流量 等生理效应,有助于机体做出快速反应。从反射弧的组成分析,交感神经属于 。交感神经纤维末梢与 形成突触,支配肾上腺髓质的分泌。
(2)危险引起的神经冲动还能传到 ,该部位的某些神经细胞分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于腺垂体,最终促进糖皮质激素水平上升,该过程体现了糖皮质激素的分泌具有 调节的特点。
(3)儿茶酚胺类激素和糖皮质激素均为小分子有机物。儿茶酚胺类激素具有较强的亲水性,不进入细胞,其受体位于 。糖皮质激素属于脂溶性物质,进入细胞后与受体结合,产生的复合物与DNA特定位点结合,从而影响相关基因的 。糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,在血糖浓度调节方面与胰岛素具有 (填“协同”或“拮抗”)作用。
(4)去甲肾上腺素属于肾上腺髓质分泌的儿茶酚胺类激素,也是某些神经元分泌的神经递质。下列关于激素和神经递质的叙述,错误的是哪一项?_____
A.均可作为信号分子 B.靶细胞都具有相应受体
C.都需要随血流传送到靶细胞 D.分泌受机体内、外因素的影响
(5)长期较大剂量使用糖皮质激素,停药前应逐渐减量。下列分析合理的有哪几项?_____
A.长期较大剂量用药可引起肾上腺皮质萎缩
B.立即停药可致体内糖皮质激素不足
C.停药前可适量使用促肾上腺皮质激素
D.逐渐减量用药有利于肾上腺皮质功能恢复
31.(2024·河北·高考真题)心率为心脏每分钟搏动的次数。心肌P细胞可自动产生节律性动作电位以控制心脏搏动。同时,P细胞也受交感神经和副交感神经的双重支配。受体阻断剂A和B能与各自受体结合,并分别阻断两类自主神经的作用,以受试者在安静状态下的心率为对照,检测了两种受体阻断剂对心率的影响,结果如图。
回答下列问题:
(1)调节心脏功能的基本中枢位于 。大脑皮层通过此中枢对心脏活动起调节作用,体现了神经系统的 调节。
(2)心肌P细胞能自动产生动作电位,不需要刺激,该过程涉及的跨膜转运。神经细胞只有受刺激后,才引起 离子跨膜转运的增加,进而形成膜电位为 的兴奋状态。上述两个过程中离子跨膜转运方式相同,均为 。
(3)据图分析,受体阻断剂A可阻断 神经的作用。兴奋在此神经与P细胞之间进行传递的结构为 。
(4)自主神经被完全阻断时的心率为固有心率。据图分析,受试者在安静状态下的心率 (填“大于”“小于”或“等于”)固有心率。若受试者心率为每分钟90次,比较此时两类自主
32.(2024·山东·高考真题)由肝细胞合成分泌、胆囊储存释放的胆汁属于消化液,其分泌与释放的调节方式如图所示。
(1)图中所示的调节过程中,迷走神经对肝细胞分泌胆汁的调节属于神经调节,说明肝细胞表面有 。肝细胞受到信号刺激后,发生动作电位,此时膜两侧电位表现为 。
(2)机体血浆中大多数蛋白质由肝细胞合成。肝细胞合成功能发生障碍时,组织液的量 (填“增加”或“减少”)。临床上可用药物A竞争性结合醛固酮受体增加尿量,以达到治疗效果,从水盐调节角度分析,该治疗方法使组织液的量恢复正常的机制为 。
(3)为研究下丘脑所在通路胆汁释放量是否受小肠Ⅰ细胞所在通路的影响,据图设计以下实验,已知注射各试剂所用溶剂对实验检测指标无影响。
实验处理:一组小鼠不做注射处理,另一组小鼠注射 (填序号)。①ACh抑制剂②CCK抗体③ACh抑制剂+CCK抗体
检测指标:检测两组小鼠的 。
实验结果及结论:若检测指标无差异,则下丘脑所在通路不受影响。
33.(2024·浙江·高考真题)科学研究揭示,神经、内分泌和免疫系统共享某些信息分子和受体,共同调节机体各器官系统的功能,维持内环境稳态,即神经-体液-免疫网络调节。以家兔为实验动物,进行了一系列相关研究。(注:迷走神经的中枢位于延髓,末梢释放乙酰胆碱;阿托品为乙酰胆碱阻断剂)回答以下问题:
(1)加入抗凝剂的家兔血液在试管里静置一段时间出现分层现象,上层是淡黄色的 ,T细胞集中于中层。与红细胞观察和计数不同,T细胞需要先 后才能在显微镜下观察和计数。培养T细胞时提供恒定浓度的CO2,使培养pH维持在中性偏 。
(2)血液T细胞百分率和T细胞增殖能力可以反映细胞免疫功能的强弱。刺激迷走神经,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著上升;剪断迷走神经,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著下降。基于上述结果,迷走神经具有 的作用。静脉注射阿托品后,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力显著下降,说明T细胞膜存在 受体。
(3)剪断一侧迷走神经后,立即分别刺激外周端(远离延髓一端)和中枢端(靠近延髓一端)血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著上升,说明迷走神经含有 纤维。
(4)用结核菌素接种家兔,免疫细胞分泌的 作用于迷走神经末梢的受体,将 信号转换成相应的电信号,迷走神经传入冲动显著增加,而 传递免疫反应的信息,调节免疫反应。
(5)雌激素能调节体液免疫。雌激素主要由卵巢分泌,受垂体分泌的 调节,通过检测血液B细胞百分率和 (答出两点)等指标来反映外源雌激素对体液免疫的调节作用。
34.(2023·广东·高考真题)神经肌肉接头是神经控制骨骼肌收缩的关键结构,其形成机制见图。神经末梢释放的蛋白A与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,该复合物与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使神经递质乙酰胆碱(ACh)的受体(AChR)在突触后膜成簇组装,最终形成成熟的神经肌肉接头。
回答下列问题:
(1)兴奋传至神经末梢,神经肌肉接头突触前膜_________内流,随后Ca2+内流使神经递质ACh以_________的方式释放,ACh结合AChR使骨骼肌细胞兴奋,产生收缩效应。
(2)重症肌无力是一种神经肌肉接头功能异常的自身免疫疾病,研究者采用抗原抗体结合方法检测患者AChR抗体,大部分呈阳性,少部分呈阴性。为何AChR抗体阴性者仍表现出肌无力症状?为探究该问题,研究者作出假设并进行探究。
①假设一:此类型患者AChR基因突变,不能产生_______,使神经肌肉接头功能丧失,导致肌无力。
为验证该假设,以健康人为对照,检测患者AChR基因,结果显示基因未突变,在此基础上作出假设二。
②假设二:此类型患者存在_________的抗体,造成_________,从而不能形成成熟的神经肌肉接头,导致肌无力。
为验证该假设,以健康人为对照,对此类型患者进行抗体检测,抗体检测结果符合预期。
③若想采用实验动物验证假设二提出的致病机制,你的研究思路是_________。
35.(2023·全国·高考真题)人体心脏和肾上腺所受神经支配的方式如图所示。回答下列问题。
(1)神经元未兴奋时,神经元细胞膜两侧可测得静息电位。静息电位产生和维持的主要原因是_______。
(2)当动脉血压降低时,压力感受器将信息由传入神经传到神经中枢,通过通路A和通路B使心跳加快。在上述反射活动中,效应器有_______。通路A中,神经末梢释放的可作用于效应器并使其兴奋的神经递质是_______。
(3)经过通路B调节心血管活动的调节方式有_______。
36.(2023·山西·高考真题)人在运动时会发生一系列生理变化,机体可通过神经调节和体液调节维持内环境的稳态。回答下列问题。
(1)运动时,某种自主神经的活动占优势使心跳加快,这种自主神经是__________。
(2)剧烈运动时,机体耗氧量增加、葡萄糖氧化分解产生大量CO2,CO2进入血液使呼吸运动加快。CO2使呼吸运动加快的原因是__________。
(3)运动时葡萄糖消耗加快,胰高血糖素等激素分泌增加,以维持血糖相对稳定。胰高血糖素在升高血糖浓度方面所起的作用是__________。
(4)运动中出汗失水导致细胞外液渗透压升高,垂体释放的某种激素增加,促进肾小管、集合管对水的重吸收,该激素是__________。若大量失水使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,可使醛固酮分泌增加。醛固酮的主要生理功能是__________。
37.(2023·浙江·高考真题)运动员在马拉松长跑过程中,机体往往出现心跳加快,呼吸加深,大量出汗,口渴等生理反应。马拉松长跑需要机体各器官系统共同协调完成。
回答下列问题:
(1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程属于______反射。长跑过程中,运动员感到口渴的原因是大量出汗导致血浆渗透压升高,渗透压感受器产生的兴奋传到______,产生渴觉。
(2)长跑结束后,运动员需要补充水分。研究发现正常人分别一次性饮用1000mL清水与1000mL生理盐水,其排尿速率变化如图甲所示。
图中表示大量饮用清水后的排尿速率曲线是______,该曲线的形成原因是大量饮用清水后血浆被稀释,渗透压下降,______。从维持机体血浆渗透压稳定的角度,建议运动员运动后饮用______。
(3)长跑过程中,运动员会出现血压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,这一过程受神经-体液共同调节,其中减压反射是调节血压相对稳定的重要神经调节方式。为验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,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。
材料与用具:成年实验兔、血压测定仪、生理盐水、刺激电极、麻醉剂等。
(要求与说明:答题时对实验兔的手术过程不作具体要求)
①完善实验思路:
I.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用______湿润神经。
Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用______,测定血压,血压下降。
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激______,分别测定血压,并记录。
IV.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。
②预测实验结果:______。
设计用于记录Ⅲ、IV实验结果的表格,并将预测的血压变化填入表中。
③分析与讨论:
运动员在马拉松长跑过程中,减压反射有什么生理意义?______
38.(2023·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。
39.(2023·北京·高考真题)细胞膜的选择透过性与细胞膜的静息电位密切相关。科学家以哺乳动物骨骼肌细胞为材料,研究了静息电位形成的机制。
(1)骨骼肌细胞膜的主要成分是___________,膜的基本支架是___________。
(2)假设初始状态下,膜两侧正负电荷均相等,且膜内K+浓度高于膜外。在静息电位形成过程中,当膜仅对K+具有通透性时,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是___________。K+静电场强度只能通过公式“K+静电场强度(mV)”计算得出。
(3)骨骼肌细胞处于静息状态时,实验测得膜的静息电位为-90mV,膜内、外K+浓度依次为155mmoL/L和4mmoL/L(),此时没有K+跨膜净流动。
①静息状态下,K+静电场强度为___________mV,与静息电位实测值接近,推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
②为证明①中的推测,研究者梯度增加细胞外K+浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值___________,则可验证此假设。
40.(2023·湖北·高考真题)我国科学家研制出的脊髓灰质炎减毒活疫苗,为消灭脊髓灰质炎作出了重要贡献。某儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸后,其血清抗体浓度相对值变化如图所示。
回答下列问题:
(1)该疫苗保留了脊髓灰质炎病毒的_______。
(2)据图判断,该疫苗成功诱导了机体的_______免疫反应,理由是______。
(3)研究发现,实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后,发生了肢体运动障碍。为判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致,以电刺激的方法设计实验,实验思路是_______,预期实验结果和结论是_______。
(4)若排除了脊髓灰质炎病毒对该动物骨骼肌的直接侵染作用,确定病毒只侵染了脊髓灰质前角(图中部位①)。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器,与未感染动物相比,感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是:________,神经-肌肉接头部位③处的信息传递变化是:_______。
3、 体液调节41-60题
41.(2024·浙江·高考真题)人体受到低血糖和危险等刺激时,神经系统和内分泌系统作出相应反应,以维持人体自身稳态和适应环境。其中肾上腺发挥了重要作用,调节机制如图。
回答下列问题:
(1)遭遇危险时,交感神经促进肾上腺髓质分泌儿茶酚胺类激素,引起心跳加快、血压升高、肌肉血流量 等生理效应,有助于机体做出快速反应。从反射弧的组成分析,交感神经属于 。交感神经纤维末梢与 形成突触,支配肾上腺髓质的分泌。
(2)危险引起的神经冲动还能传到 ,该部位的某些神经细胞分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于腺垂体,最终促进糖皮质激素水平上升,该过程体现了糖皮质激素的分泌具有 调节的特点。
(3)儿茶酚胺类激素和糖皮质激素均为小分子有机物。儿茶酚胺类激素具有较强的亲水性,不进入细胞,其受体位于 。糖皮质激素属于脂溶性物质,进入细胞后与受体结合,产生的复合物与DNA特定位点结合,从而影响相关基因的 。糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,在血糖浓度调节方面与胰岛素具有 (填“协同”或“拮抗”)作用。
(4)去甲肾上腺素属于肾上腺髓质分泌的儿茶酚胺类激素,也是某些神经元分泌的神经递质。下列关于激素和神经递质的叙述,错误的是哪一项?_____
A.均可作为信号分子 B.靶细胞都具有相应受体
C.都需要随血流传送到靶细胞 D.分泌受机体内、外因素的影响
(5)长期较大剂量使用糖皮质激素,停药前应逐渐减量。下列分析合理的有哪几项?_____
A.长期较大剂量用药可引起肾上腺皮质萎缩
B.立即停药可致体内糖皮质激素不足
C.停药前可适量使用促肾上腺皮质激素
D.逐渐减量用药有利于肾上腺皮质功能恢复
42.(2024·贵州·高考真题)每当中午放学时、同学们结伴而行,有说有笑走进食堂排队就餐。回答下列问题。
(1)同学们看到喜欢吃的食物时、唾液的分泌就会增加,这一现象属于 (选填“条件”或“非条件”)反射。完成反射的条件有 。
(2)食糜进入小肠后,可刺激小肠黏膜释放的激素是 ,使胰液大量分泌。为验证该激素能促进胰腺大量分泌胰液,以健康狗为实验对象设计实验。写出实验思路 。
43.(2024·湖南·高考真题)葡萄糖进入胰岛B细胞后被氧化,增加ATP的生成,引起细胞膜上ATP敏感性K+通道关闭,使膜两侧电位差变化,促使Ca2+通道开放,Ca2+内流,刺激胰岛素分泌。进食后,由小肠分泌的肠促胰岛紊(GLP-1和(GIP)依赖于葡萄糖促进胰岛素分泌,称为肠促胰岛素效应。人体内的GLP-1和GIP易被酶D降解,人工研发的类似物功能与GLP-1和GIP一样,但不易被酶D降解。回答下列问题:
(1)胰岛素需要通过 运输作用于靶细胞。药物甲只能与胰岛B细胞膜表面特异性受体结合,作用于ATP敏感性K+通道,促进胰岛素分泌。使用药物甲后,胰岛B细胞内 (填“K+”“Ca2+”或“K+”和“Ca2+”浓度增大;过量使用会产生严重不良反应,该不良反应可能是 。
(2)与正常人比较,患者A和B的肠促胰岛素效应均减弱,血糖异常升高。使用药物甲后,患者A的血糖得到有效控制,而恩者B血糖无改善,患者B可能有 分泌障碍。
(3)研究发现,与正常人比较,患者A的GLP-1表达量较低但其受体数量无变化,而GIP表达量无变化但其受体数量明显下降。若从①GIP类似物②GLP-1类似物③酶D激活剂中筛选治疗患者A的候选新药,首选 (填序号)。若使用该候选药,发生(1)所述不良反应的风险 (填“大于”“等于”或“小于”)使用药物甲,理由是 。
44.(2024·江西·高考真题)人体水盐代谢平衡是内环境稳态的重要方面。研究人员为了探究运动中机体维持水盐平衡的机制,让若干名身体健康的志愿者以10km/h的速度跑步1h,采集志愿者运动前、中和后的血液与尿液样本,测定相关指标(下表)。回答下列问题:
指标状态
血浆渗透压(mOsm/L)
血浆Na+浓度(mmol/L)
血浆K+浓度(mmol/L)
尿渗透压(mOsm/L)
尿Na+浓度(mmol/L)
尿K+浓度(mmol/L)
运动前
289.1
139.0
4.3
911.2
242.4
40.4
运动中
291.0
141.0
4.4
915.4
206.3
71.1
运动后
289.2
139.1
4.1
1005.1
228.1
72.3
(1)上表中的数据显示,与尿液相比,血浆的各项指标相对稳定。原因是血浆属于内环境,机体可通过 、体液调节和 维持内环境的稳态。
(2)参与形成人体血浆渗透压的离子主要是Na+和 。
(3)运动中,尿液中Na+浓度降低、K+浓度升高,是因为 (从“肾小球”“肾小管”“肾小囊”和“集合管”中选2项)加强了保钠排钾的作用,同时也加强了对 的重吸收,使得尿液渗透压升高。
(4)为探究上表数据变化的原因,测定了自运动开始2h内血浆中醛固酮(由 分泌)和抗利尿激素(由 释放)的浓度。结果发现,血浆中2种激素的浓度均呈现先上升后下降的趋势,分析激素浓度下降的可能原因包括 (答出2点即可)。
(5)进一步实验发现,与运动前相比,运动后血容量(参与循环的血量)减少,并引起一系列生理反应。由此可知,机体水盐平衡调节途径为 (将以下选项排序:①醛固酮和抗利尿激素分泌增多;②肾脏的重吸收等作用增强;③血容量减少;④尿液浓缩和尿量减少),使血浆渗透压维持相对稳定。
45.(2024·山东·高考真题)由肝细胞合成分泌、胆囊储存释放的胆汁属于消化液,其分泌与释放的调节方式如图所示。
(1)图中所示的调节过程中,迷走神经对肝细胞分泌胆汁的调节属于神经调节,说明肝细胞表面有 。肝细胞受到信号刺激后,发生动作电位,此时膜两侧电位表现为 。
(2)机体血浆中大多数蛋白质由肝细胞合成。肝细胞合成功能发生障碍时,组织液的量 (填“增加”或“减少”)。临床上可用药物A竞争性结合醛固酮受体增加尿量,以达到治疗效果,从水盐调节角度分析,该治疗方法使组织液的量恢复正常的机制为 。
(3)为研究下丘脑所在通路胆汁释放量是否受小肠Ⅰ细胞所在通路的影响,据图设计以下实验,已知注射各试剂所用溶剂对实验检测指标无影响。
实验处理:一组小鼠不做注射处理,另一组小鼠注射 (填序号)。①ACh抑制剂②CCK抗体③ACh抑制剂+CCK抗体
检测指标:检测两组小鼠的 。
实验结果及结论:若检测指标无差异,则下丘脑所在通路不受影响。
46.(2023·山东·高考真题)研究显示,糖尿病患者由于大脑海马神经元中蛋白Tau过度磷酸化,导致记忆力减退。细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白Tau降解,该过程受蛋白激酶cPKCγ的调控。为探究相关机理,以小鼠等为材料进行了以下实验。
实验I:探究高糖环境和蛋白激酶cPKCγ对离体小鼠海马神经元自噬的影响。配制含有5mmol/L葡萄糖的培养液模拟正常小鼠的体液环境。将各组细胞分别置于等量培养液中,A组培养液不处理,B组培养液中加入75mmol/L的X试剂1mL,C组培养液中加入75mmol/L葡萄糖溶液1mL。实验结果见图甲。
实验Ⅱ:通过水迷宫实验检测小鼠的记忆能力,连续5天测量4组小鼠的逃避潜伏期,结果见图乙。逃避潜伏期与记忆能力呈负相关,实验中的糖尿病记忆力减退模型小鼠(TD小鼠)通过注射药物STZ制备。
(1)人体中血糖的来源有 (答出2个方面的来源即可)。已知STZ是通过破坏某种细胞引起了小鼠血糖升高,据此推测,这种细胞是 。
(2)实验I的C组中,在含5mmol/L葡萄糖的培养液中加入75mmol/L葡萄糖溶液后,细胞吸水、体积变大,说明加入该浓度葡萄糖溶液后培养液的渗透压 (填“升高”或“降低”),B组实验结果可说明渗透压的变化对C组结果 (填“有”或“没有”)干扰。图甲中A组和C组的实验结果说明蛋白激酶cPKCγ对海马神经元自噬水平的影响是
(3)图乙中a、b两条曲线所对应的实验动物分别是 (填标号)。
①正常小鼠 ②敲除cPKCγ基因的小鼠 ③TD小鼠 ④敲除cPKCγ基因的TD小鼠
(4)对TD小鼠进行干预后,小鼠的记忆能力得到显著提高。基于本研究,写出2种可能的干预思路: 。
47.(2023·海南·高考真题)甲状腺分泌的甲状腺激素(TH)可调节人体多种生命活动。双酚A(BPA)是一种有机化合物,若进入人体可导致甲状腺等内分泌腺功能紊乱。下丘脑—垂体—甲状腺(HPT)轴及BPA作用位点如图。回答下列问题。
(1)据图可知,在TH分泌的过程中,过程①②③属于 调节,过程④⑤⑥属于 调节。
(2)TH是亲脂性激素,可穿过特定细胞的质膜并进入细胞核内,与核内的TH受体特异性结合。这一过程体现激素调节的特点是 。
(3)垂体分泌的生长激素可促进胸腺分泌胸腺素。胸腺素刺激B细胞增殖分化形成浆细胞,产生抗体。这说明垂体除参与体液调节外,还参与 。
(4)甲状腺过氧化物酶(TPO)是合成TH所必需的酶,且能促进甲状腺上促甲状腺激素(TSH)受体基因的表达。研究发现,进入人体的BPA能抑制TPO活性,可导致血液中TH含量 ,其原因是 。
(5)有研究表明,BPA也能促进皮质醇分泌,抑制睾酮分泌,说明BPA除影响HPT轴外,还可直接或间接影响人体其他内分泌轴的功能。这些内分泌轴包括 。
48.(2023·浙江·高考真题)运动员在马拉松长跑过程中,机体往往出现心跳加快,呼吸加深,大量出汗,口渴等生理反应。马拉松长跑需要机体各器官系统共同协调完成。
回答下列问题:
(1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程属于 反射。长跑过程中,运动员感到口渴的原因是大量出汗导致血浆渗透压升高,渗透压感受器产生的兴奋传到 ,产生渴觉。
(2)长跑结束后,运动员需要补充水分。研究发现正常人分别一次性饮用1000mL清水与1000mL生理盐水,其排尿速率变化如图甲所示。
图中表示大量饮用清水后的排尿速率曲线是 ,该曲线的形成原因是大量饮用清水后血浆被稀释,渗透压下降, 。从维持机体血浆渗透压稳定的角度,建议运动员运动后饮用 。
(3)长跑过程中,运动员会出现血压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,这一过程受神经-体液共同调节,其中减压反射是调节血压相对稳定的重要神经调节方式。为验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,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。
材料与用具:成年实验兔、血压测定仪、生理盐水、刺激电极、麻醉剂等。
(要求与说明:答题时对实验兔的手术过程不作具体要求)
①完善实验思路:
I.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用 湿润神经。
Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用 ,测定血压,血压下降。
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激 ,分别测定血压,并记录。
IV.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。
②预测实验结果: 。
设计用于记录Ⅲ、IV实验结果的表格,并将预测的血压变化填入表中。
③分析与讨论:
运动员在马拉松长跑过程中,减压反射有什么生理意义?
49.(2023·山西·高考真题)人在运动时会发生一系列生理变化,机体可通过神经调节和体液调节维持内环境的稳态。回答下列问题。
(1)运动时,某种自主神经的活动占优势使心跳加快,这种自主神经是 。
(2)剧烈运动时,机体耗氧量增加、葡萄糖氧化分解产生大量CO2,CO2进入血液使呼吸运动加快。CO2使呼吸运动加快的原因是 。
(3)运动时葡萄糖消耗加快,胰高血糖素等激素分泌增加,以维持血糖相对稳定。胰高血糖素在升高血糖浓度方面所起的作用是 。
(4)运动中出汗失水导致细胞外液渗透压升高,垂体释放的某种激素增加,促进肾小管、集合管对水的重吸收,该激素是 。若大量失水使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,可使醛固酮分泌增加。醛固酮的主要生理功能是 。
50.(2023·天津·高考真题)某种蜂将幼虫生产在某种寄主动物的身体里,研究人员发现幼虫羽化成功率与寄主肠道菌群有关,得到如下表结论
菌种
1
2
3
4
5
6
醋酸杆菌A
+
-
+
+
+
+
芽孢杆菌B
+
-
-
+
-
-
菌C
+
-
-
-
+
-
菌D
+
-
-
-
-
+
注:+代表存在这种菌,-代表不存在这种菌
(1)根据第 列,在有菌A的情况下,菌 会进一步促进提高幼蜂羽化率。
(2)研究人员对幼蜂寄生可能造成的影响进行研究。
(i)研究发现幼蜂会分泌一种物质,类似于人体内胰岛素的作用,则其作用可以是促进 物质转化为脂质。
(ii)研究还发现,幼蜂的存在会导致寄主体内脂肪酶活性降低,这是通过 的方式使寄主积累脂质。
(iii)研究还需要知道幼蜂是否对寄主体内脂质合成量有影响,结合以上实验结果,请设计实验探究:
51.(2023·全国高考真题)人体心脏和肾上腺所受神经支配的方式如图所示。回答下列问题。
(1)神经元未兴奋时,神经元细胞膜两侧可测得静息电位。静息电位产生和维持的主要原因是 。
(2)当动脉血压降低时,压力感受器将信息由传入神经传到神经中枢,通过通路A和通路B使心跳加快。在上述反射活动中,效应器有 。通路A中,神经末梢释放的可作用于效应器并使其兴奋的神经递质是 。
(3)经过通路B调节心血管活动的调节方式有 。
52.(2023·全国高考真题)某研究小组以某种哺乳动物(动物甲)为对象研究水盐平衡调节,发现动物达到一定程度时,尿量明显减少并出现主动饮水行为;而大量饮用清水后,尿量增加。回答下列问题。
(1)哺乳动物水盐平衡的调节中枢位于 。
(2)动物甲大量失水后,其单位体积细胞外液中溶质微粒的数目会 ,信息被机体内的某种感受器感受后,动物甲便会产生一种感觉即 ,进而主动饮水。
(3)请从水盐平衡调节的角度分析,动物甲大量饮水后尿量增加的原因是 。
53.(2022·福建·高考真题)下丘脑通过整合来自循环系统的激素和消化系统的信号调节食欲,是食欲调节控制中心。下丘脑的食欲调节中枢能调节A神经元直接促进食欲。A神经元还能分泌神经递质GABA,调节B神经元。GABA的作用机制如图。回答下列问题:
(1)下丘脑既是食欲调节中枢,也是 调节中枢(答出1点即可)。
(2)据图分析,GABA与突触后膜的受体结合后,将引发突触后膜 (填“兴奋”或“抑制”),理由是 。
(3)科研人员把小鼠的A神经元剔除,将GABA受体激动剂(可代替GABA直接激活相应受体)注射至小鼠的B神经元区域,能促进摄食。据此可判断B神经元在食欲调节中的功能是 。
(4)科研人员用不同剂量的GABA对小鼠灌胃,发现30 mg·kg-1 GABA能有效促进小鼠的食欲,表明外源的GABA被肠道吸收后也能调节食欲。有人推测外源GABA信号是通过肠道的迷走神经上传到下丘脑继而调节小鼠的食欲。请在上述实验的基础上另设4个组别,验证推测。
①完善实验思路:将生理状态相同的小鼠随机均分成4组。
A组:灌胃生理盐水;
B组:假手术 + 灌胃生理盐水;
C组:假手术 + ;
D组: + ;
(说明:假手术是指暴露小鼠腹腔后再缝合。手术后的小鼠均需恢复后再与其他组同时处理。)
连续处理一段时间,测定并比较各组小鼠的摄食量。
②预期结果与结论:若 ,则推测成立。
54.(2022·辽宁·高考真题)小熊猫是我国二级重点保护野生动物,其主要分布区年气温一般在0~25℃之间。测定小熊猫在不同环境温度下静止时的体温、皮肤温度(图1),以及代谢率(即产热速率,图2)。回答下列问题:
(1)由图1可见,在环境温度0~30℃范围内,小熊猫的体温 ,皮肤温度随环境温度降低而降低,这是在 调节方式下,平衡产热与散热的结果。皮肤散热的主要方式包括 (答出两点即可)。
(2)图2中,在环境温度由20℃降至10℃的过程中,小熊猫代谢率下降,其中散热的神经调节路径是:皮肤中的 受到环境低温刺激产生兴奋,兴奋沿传入神经传递到位于 的体温调节中枢,通过中枢的分析、综合,使支配血管的 (填“交感神经”或“副交感神经”)兴奋,引起外周血管收缩,皮肤和四肢血流量减少,以减少散热。
(3)图2中,当环境温度下降到0℃以下时,从激素调节角度分析小熊猫产热剧增的原因是 。
(4)通常通过检测尿液中类固醇类激素皮质醇的含量,评估动物园圈养小熊猫的福利情况。皮质醇的分泌是由 轴调节的。使用尿液而不用血液检测皮质醇,是因为血液中的皮质醇可以通过 进入尿液,而且也能避免取血对小熊猫的伤害。
55.(2022·江苏·高考真题)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 。
56.(2022·湖南·高考真题)当内外环境变化使体温波动时,皮肤及机体内部的温度感受器将信息传入体温调节中枢,通过产热和散热反应,维持体温相对稳定。回答下列问题:
(1)炎热环境下,机体通过体温调节增加散热。写出皮肤增加散热的两种方式 。
(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,生理状态下人体调定点为37℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5℃时,与正常状态相比,调定点 (填“上移”“下移”或“不变”),机体产热 。
(3)若下丘脑体温调节中枢损毁,机体体温不能维持稳定。已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温。现获得A的结构类似物M,为探究M是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,将A、M分别用生理盐水溶解后,用发热家兔模型进行了以下实验,请完善实验方案并写出实验结论。
分组
处理方式
结果
甲
发热家兔模型+生理盐水
发热
乙
发热家兔模型+A溶液
退热
丙
发热家兔模型+M溶液
退热
丁
①
发热
②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论 。
③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论 。
57.(2022·全国·高考真题)甲状腺激素在促进机体新陈代谢和生长发育过程中发挥重要作用。为了研究动物体内甲状腺激素的合成和调节机制,某研究小组进行了下列相关实验。
实验一:将一定量的放射性碘溶液经腹腔注射到家兔体内,一定时间后测定家兔甲状腺的放射性强度。
实验二:给甲、乙、丙三组家兔分别经静脉注射一定量的生理盐水、甲状腺激素溶液、促甲状腺激素溶液。一定时间后分别测定三组家兔血中甲状腺激素的含量,发现注射的甲状腺激素和促甲状腺激素都起到了相应的调节作用。
回答下列问题。
(1)实验一中,家兔甲状腺中检测到碘的放射性,出现这一现象的原因是 。
(2)根据实验二推测,丙组甲状腺激素的合成量 (填“大于”或“小于”)甲组。乙组和丙组甲状腺激素的合成量 (填“相同”或“不相同”),原因是 。
58.(2022·山东·高考真题)迷走神经是与脑干相连的脑神经,对胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动起促进作用,还可通过一系列过程产生抗炎效应,如图所示。
分组
处理
TNF-α浓度
甲
腹腔注射生理盐水
+
乙
腹腔注射LPS
++++
丙
腹腔注射LPS+A处理
++
注:“+”越多表示浓度越高
(1)迷走神经中促进胃肠蠕动的神经属于 (填“交感神经”或“副交感神经”)。交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的,其意义是 。
(2)消化液中的盐酸在促进消化方面的作用有 、 、 。(答出3种作用即可)
(3)研究人员对图中抗炎过程进行了相关实验,实验分组及结果见表。通过腹腔注射脂多糖(LPS)可使大鼠出现炎症,检测TNF-α浓度可评估炎症程度。据图分析,若丙组的A处理仅在肠巨噬细胞内起作用,推测A处理的3种可能的作用机制: ; ; 。
59.(2022·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。
60.(2021·广东·高考真题)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。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 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 。
(2)伸肘时,图中抑制性中间神经元的作用是 ,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 ,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 (填分泌该激素的腺体名称)功能的指标之一。
4、 免疫调节61-80题
61.(2024·广东·高考真题)某些肿瘤细胞表面的PD-L1与细胞毒性T细胞(CTL)表面的PD-1结合能抑制CTL的免疫活性,导致肿瘤免疫逃逸。免疫检查点疗法使用单克隆抗体阻断PD-Ll和PD-1的结合,可恢复CTL的活性,用于肿瘤治疗。为进一步提高疗效,研究者以黑色素瘤模型小鼠为材料,开展该疗法与化疗的联合治疗研究。部分结果见图。
回答下列问题:
(1)据图分析, 疗法的治疗效果最佳,推测其原因是 。
(2)黑色素瘤细胞能分泌吸引某类细胞靠近的细胞因子CXCL1.为使CTL响应此信号,可在CTL中导入 基因后再将其回输小鼠体内,从而进一步提高治疗效果。该基因的表达产物应定位于CTL的 (答位置)且基因导入后不影响CTL 的能力。
(3)某兴趣小组基于现有抗体—药物偶联物的思路提出了两种药物设计方案。方案一:将化疗药物与PD-L1 单克隆抗体结合在一起。方案二:将化疗药物与PD-1单克隆抗体结合在一起。你认为方案 (填“一”或“二”)可行,理由是 。
62.(2024·全国·高考真题)某种病原体的蛋白质A可被吞噬细胞摄入和处理,诱导特异性免疫。回答下列问题。
(1)病原体感染诱导产生浆细胞的特异性免疫方式属于 。
(2)溶酶体中的蛋白酶可将蛋白质A的一条肽链水解成多个片段,蛋白酶切断的化学键是 。
(3)不采用荧光素标记蛋白质A,设计实验验证蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中,简要写出实验思路和预期结果 。
63.(2024·浙江·高考真题)科学研究揭示,神经、内分泌和免疫系统共享某些信息分子和受体,共同调节机体各器官系统的功能,维持内环境稳态,即神经-体液-免疫网络调节。以家兔为实验动物,进行了一系列相关研究。(注:迷走神经的中枢位于延髓,末梢释放乙酰胆碱;阿托品为乙酰胆碱阻断剂)回答以下问题:
(1)加入抗凝剂的家兔血液在试管里静置一段时间出现分层现象,上层是淡黄色的 ,T细胞集中于中层。与红细胞观察和计数不同,T细胞需要先 后才能在显微镜下观察和计数。培养T细胞时提供恒定浓度的CO2,使培养pH维持在中性偏 。
(2)血液T细胞百分率和T细胞增殖能力可以反映细胞免疫功能的强弱。刺激迷走神经,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著上升;剪断迷走神经,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著下降。基于上述结果,迷走神经具有 的作用。静脉注射阿托品后,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力显著下降,说明T细胞膜存在 受体。
(3)剪断一侧迷走神经后,立即分别刺激外周端(远离延髓一端)和中枢端(靠近延髓一端)血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著上升,说明迷走神经含有 纤维。
(4)用结核菌素接种家兔,免疫细胞分泌的 作用于迷走神经末梢的受体,将 信号转换成相应的电信号,迷走神经传入冲动显著增加,而 传递免疫反应的信息,调节免疫反应。
(5)雌激素能调节体液免疫。雌激素主要由卵巢分泌,受垂体分泌的 调节,通过检测血液B细胞百分率和 (答出两点)等指标来反映外源雌激素对体液免疫的调节作用。
64.(2024·全国·高考真题)机体感染人类免疫缺陷病毒(HIV)可导致艾滋病。回答下列问题。
(1)感染病毒的细胞可发生细胞凋亡。细胞凋亡被认为是一种程序性死亡的理由是 。
(2)HIV会感染辅助性T细胞导致细胞凋亡,使机体抵抗病原体、肿瘤的特异性免疫力下降,特异性免疫力下降的原因是 。
(3)设计实验验证某血液样品中有HIV,简要写出实验思路和预期结果。
(4)接种疫苗是预防传染病的一种有效措施。接种疫苗在免疫应答方面的优点是 (答出2点即可)。
65.(2024·河北·高考真题)新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病,我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN,使其在水稻胚乳特异表达,制备获得r2HN疫苗,并对其免疫效果进行了检测。
回答下列问题:
(1)实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子,若使r2HN仅在水稻胚乳表达,GtP应为 启动子。Nos为终止子,其作用为 。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此,可选择限制酶 和 对r2HN基因与载体进行酶切,用于表达载体的构建。
(2)利用 方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况,可通过PCR技术检测 ,通过 技术检测是否翻译出r2HN蛋白。
(3)获得转基因植株后,通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后,r2HN纯合体植株的占比为 。选择纯合体进行后续研究的原因是 。
(4)制备r2HN疫苗后,为研究其免疫效果,对实验组鸡进行接种,对照组注射疫苗溶剂。检测两组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特异应答的细胞(细胞毒性T细胞)水平,结果如图2所示。据此分析,获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的 免疫和 免疫。
(5)利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗的优点是 。(答出两点即可)
66.(2023·全国高考真题)接种疫苗是预防传染病的一项重要措施,乙肝疫苗的使用可有效阻止乙肝病毒的传播,降低乙型肝炎发病率。乙肝病毒是一种DNA病毒。重组乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技术获得的乙肝病毒表面抗原(一种病毒蛋白)。回答下列问题。
(1)接种上述重组乙肝疫苗不会在人体中产生乙肝病毒,原因是 。
(2)制备重组乙肝疫苗时,需要利用重组表达载体将乙肝病毒表面抗原基因(目的基因)导入酵母细胞中表达。重组表达载体中通常含有抗生素抗性基因,抗生素抗性基因的作用是 。能识别载体中的启动子并驱动目的基因转录的酶是 。
(3)目的基因导入酵母细胞后,若要检测目的基因是否插入染色体中,需要从酵母细胞中提取 进行DNA分子杂交,DNA分子杂交时应使用的探针是 。
(4)若要通过实验检测目的基因在酵母细胞中是否表达出目的蛋白,请简要写出实验思路。
67.(2023·湖北高考真题)我国科学家研制出的脊髓灰质炎减毒活疫苗,为消灭脊髓灰质炎作出了重要贡献。某儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸后,其血清抗体浓度相对值变化如图所示。
回答下列问题:
(1)该疫苗保留了脊髓灰质炎病毒的 。
(2)据图判断,该疫苗成功诱导了机体的 免疫反应,理由是 。
(3)研究发现,实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后,发生了肢体运动障碍。为判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致,以电刺激的方法设计实验,实验思路是 ,预期实验结果和结论是 。
(4)若排除了脊髓灰质炎病毒对该动物骨骼肌的直接侵染作用,确定病毒只侵染了脊髓灰质前角(图中部位①)。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器,与未感染动物相比,感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是: ,神经-肌肉接头部位③处的信息传递变化是: 。
68.(2022·广东·高考真题)迄今新型冠状病毒仍在肆虐全球,我国始终坚持“人民至上,生命至上”的抗疫理念和动态清零的防疫总方针。图中a示免疫力正常的人感染新冠病毒后,体内病毒及免疫指标的变化趋势。
回答下列问题:
(1)人体感染新冠病毒初期, 免疫尚未被激活,病毒在其体内快速增殖(曲线①、②上升部分)。曲线③、④上升趋势一致,表明抗体的产生与T细胞数量的增加有一定的相关性,其机理是 。此外,T细胞在抗病毒感染过程中还参与 过程。
(2)准确、快速判断个体是否被病毒感染是实现动态清零的前提。目前除了核酸检测还可以使用抗原检测法,因其方便快捷可作为补充检测手段,但抗原检测的敏感性相对较低,据图a分析,抗原检测在 时间段内进行才可能得到阳性结果,判断的依据是此阶段 。
(3)接种新冠病毒疫苗能大幅降低重症和死亡风险。图b显示一些志愿受试者完成接种后,体内产生的抗体对各种新冠病毒毒株中和作用的情况。据图分析,当前能为个体提供更有效保护作用的疫苗接种措施是 。
69.(2022·全国·高考真题)人体免疫系统对维持机体健康具有重要作用。机体初次和再次感染同一种病毒后,体内特异性抗体浓度变化如图所示。回答下列问题。
(1)免疫细胞是免疫系统的重要组成成分,人体T细胞成熟的场所是 ;体液免疫过程中,能产生大量特异性抗体的细胞是 。
(2)体液免疫过程中,抗体和病毒结合后病毒最终被清除的方式是 。
(3)病毒再次感染使机体内抗体浓度激增且保持较长时间(如图所示),此时抗体浓度激增的原因是 。
(4)依据图中所示的抗体浓度变化规律,为了获得更好的免疫效果,宜采取的疫苗接种措施
70.(2022·浙江高考真题)回答下列(一)、(二)小题:
(一)红曲霉合成的红曲色素是可食用的天然色素,具有防腐、降脂等功能。研究者进行了红曲色素的提取及红色素的含量测定实验,流程如下:
(1)取红曲霉菌种斜面,加适量 洗下菌苔,制成菌悬液并培养,解除休眠获得 菌种。经液体发酵,收集红曲霉菌丝体,红曲霉菌丝体与70%乙醇溶液混合,经浸提、 ,获得的上清液即为红曲色素提取液。为进一步提高红曲色素得率,可将红曲霉细胞进行 处理。
(2)红曲色素包括红色素、黄色素和橙黄色素等,红色素在390nm、420nm和505nm波长处均有较大吸收峰。用光电比色法测定红曲色素提取液甲的红色素含量时,通常选用505nm波长测定的原因是 。测定时需用 作空白对照。
(3)生产上提取红曲色素后的残渣,经 处理后作为饲料添加剂或有机肥,这属于废弃物的无害化和 处理。
(二)我国在新冠疫情方面取得了显著的成效,但全球疫情形势仍然非常严峻、尤其是病毒出现了新变异株——德尔塔、奥密克戎,更是威胁着全人类的生命健康。
(4)新冠病毒核酸定性检测原理是:以新冠病毒的单链RNA为模板,利用 酶合成DNA,经PCR扩增,然后在扩增产物中加入特异的 ,如果检测到特异的杂交分子则核酸检测为阳性。
(5)接种疫苗是遏制新冠疫情蔓延的重要手段。腺病毒疫苗的制备技术要点是:将腺病毒的复制基因敲除;以新冠病毒的 基因为模板合成的DNA插入腺病毒基因组,构建重组腺病毒。重组腺病毒在人体细胞内表达产生新冠病毒抗原,从而引发特异性免疫反应。在此过程中,腺病毒的作用是作为基因工程中目的基因的 。将腺病毒复制基因敲除的目的是 。
(6)单克隆抗体有望用于治疗新冠肺炎。单克隆抗体的制备原理是:取免疫阳性小鼠的 细胞与骨髓瘤细胞混合培养,使其融合,最后筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。与植物组织培养相比,杂交瘤细胞扩大培养需要特殊的成分,如胰岛素和 。
71.(2022·江苏高考真题)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防,图中①~④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题。
(1)细胞核内RNA转录合成以 为模板,需要 的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA,才能转运到细胞质中发挥作用,说明 对大分子物质的转运具有选择性。
(2)机制①:有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生 ,提前产生终止密码子,从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病,将反义RNA药物导入细胞核,使其与51外显子转录产物结合形成 ,DMD前体mRNA剪接时,异常区段被剔除,从而合成有功能的小DMD蛋白,减轻症状。
(3)机制②:有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解,血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA,导致PCSK9mRNA被剪断,从而抑制细胞内的 合成,治疗高胆固醇血症。
(4)机制③:mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白,替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒,目的是 。
(5)机制④:编码新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗,进入人体细胞,在内质网上的核糖体中合成S蛋白,经过 修饰加工后输送出细胞,可作为 诱导人体产生特异性免疫反应。
(6)接种了两次新型冠状病毒灭活疫苗后,若第三次加强接种改为重组新型冠状病毒疫苗,根据人体特异性免疫反应机制分析,进一步提高免疫力的原因有: 。
72.(2022·北京高考真题)人体细胞因表面有可被巨噬细胞识别的“自体”标志蛋白C,从而免于被吞噬。某些癌细胞表面存在大量的蛋白C,更易逃脱吞噬作用。研究者以蛋白C为靶点,构建了可感应群体密度而裂解的细菌菌株,拟用于制备治疗癌症的“智能炸弹”。
(1)引起群体感应的信号分子A是一种脂质小分子,通常以 的方式进出细胞。细胞内外的A随细菌密度的增加而增加,A积累至一定浓度时才与胞内受体结合,调控特定基因表达,表现出细菌的群体响应。
(2)研究者将A分子合成酶基因、A受体基因及可使细菌裂解的L蛋白基因同时转入大肠杆菌,制成AL菌株。培养的AL菌密度变化如图1。其中,AL菌密度骤降的原因是:AL菌密度增加引起A积累至临界浓度并与受体结合, 。
(3)蛋白K能与蛋白C特异性结合并阻断其功能。研究者将K基因转入AL菌,制成ALK菌株,以期用于肿瘤治疗。为验证ALK菌能产生蛋白K,应以 菌株裂解的上清液为对照进行实验。请从下列选项中选取所需材料与试剂的序号,完善实验组的方案。
实验材料与试剂:①ALK菌裂解的上清液②带荧光标记的K的抗体③带荧光标记的C的抗体④肿瘤细胞
实验步骤:先加入 保温后漂洗,再加入 保温后漂洗,检测荧光强度。
(4)研究者向下图2所示小鼠左侧肿瘤内注射ALK菌后,发现ALK菌只存在于该侧瘤内,两周内即观察到双侧肿瘤生长均受到明显抑制。而向瘤内单独注射蛋白K或AL菌,对肿瘤无明显抑制作用。请应用免疫学原理解释“智能炸弹”ALK菌能有效抑制对侧肿瘤生长的原因 。
73.(2022·重庆·高考真题)人体内的蛋白可发生瓜氨酸化,部分人的B细胞对其异常敏感,而将其识别为抗原,产生特异性抗体ACPA,攻击人体细胞,导致患类风湿性关节炎。
(1)类风湿性关节炎是由于免疫系统的 功能异常所致。
(2)如图①所示,CD20是所有B细胞膜上共有的受体,人工制备的CD20抗体通过结合CD20,破坏B细胞。推测这种疗法可以 (填“缓解”或“根治”)类风湿性关节炎,其可能的副作用是 。
(3)患者体内部分B细胞的膜上存在蛋白X(如图②)。为了专一破坏该类B细胞,研究人员设计了携带有SCP和药物的复合物。SCP是人工合成的瓜氨酸化蛋白的类似物,推测X应为 。为检测SCP的作用,研究人员对健康小鼠注射了SCP,小鼠出现了类风湿性关节炎症状,原因可能是 。
74.(2021·江苏·高考真题)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 。
75.(2021·海南·高考真题)大规模接种新型冠状病毒(新冠病毒)疫苗建立群体免疫,是防控新冠肺炎疫情的有效措施。新冠疫苗的种类有灭活疫苗、mRNA疫苗等。回答下列问题。
(1)在控制新冠肺炎患者的病情中,T细胞发挥着重要作用。T细胞在人体内发育成熟的场所是 ,T细胞在细胞免疫中的作用是 。
(2)接种新冠灭活疫苗后,该疫苗在人体内作为 可诱导B细胞增殖、分化。B细胞能分化为分泌抗体的 。
(3)新冠病毒表面的棘突蛋白(S蛋白)是介导病毒入侵人体细胞的关键蛋白,据此,某科研团队研制出mRNA疫苗。接种mRNA疫苗后,该疫苗激发人体免疫反应产生抗体的基本过程是 。
(4)新冠肺炎康复者体内含有抗新冠病毒的特异性抗体,这些特异性抗体在患者康复过程中发挥的免疫作用是 。
76.(2021·福建·高考真题)长期酗酒会使肠道E球菌大量滋生,影响肠道菌群的组成,同时还会增加肠道壁的通透性,导致肠道细菌及其产物向肝脏转移,引起肝脏炎症。根据能否分泌外毒C(一种蛋白质毒素),可将E球菌分为E+(分泌外毒素C)和E-(不分泌外毒素C)。回答下列问题:
(1)科研人员对携带E+和E-球菌的酒精性肝炎临床重症患者的生存率进行统计结果如图1所示。推测外毒素C (填“会”或“不会”)加重酒精性肝炎病情。
(2)为进一步探究外毒素C与酒精性肝炎的关系,科研人员进行了相关实验。
I.体外实验将分离培养的无菌小鼠肝脏细胞等分为A、B两组。在A组的培养液中加入外毒素C,B组的培养液中加入等量的生理盐水,培养相同时间后,检测肝脏细胞的存活率。若实验结果为 ,则可以推测外毒素C对体外培养的小鼠肝脏细胞具有毒性作用。
Ⅱ.体内实验:将无菌小鼠分为6组进行相关实验,检测小鼠血清中谷丙转氨酶(ALT)的水平(ALT水平越高,肝脏损伤越严重)及统计肝脏E球菌的数量。实验分组和结果如图2所示。
①结果表明外毒素C能加重实验小鼠酒精性肝炎症状,灌胃I和Ⅱ的实验材料分别选用 和 。
A.生理盐水 B.E+菌液 C.E-菌液 D.灭活的E+菌液 E.灭活的E-菌液
②根据图2结果,外毒素C (填“会”或“不会”)影响实验小鼠肠道壁通透性,判断依据是 。
(3)目前尚无治疗酒精性肝炎的特效药。在上述研究的基础上,科研人员还利用专门寄生于E球菌的噬菌体有效治疗了酒精性肝炎模型小鼠,该实验的研究意义是 。
77.(2021·北京·高考真题)新冠病毒(SARS-CoV-2)引起的疫情仍在一些国家和地区肆虐,接种疫苗是控制全球疫情的最有效手段。新冠病毒疫苗有多种,其中我国科学家已研发出的腺病毒载体重组新冠病毒疫苗(重组疫苗)是一种基因工程疫苗,其基本制备步骤是:将新冠病毒的S基因连接到位于载体上的腺病毒基因组DNA中,重组载体经扩增后转入特定动物细胞,进而获得重组腺病毒并制成疫苗。
(1)新冠病毒是RNA病毒,一般先通过 得到cDNA,经 获取S基因,酶切后再连接到载体。
(2)重组疫苗中的S基因应编码________。
A.病毒与细胞识别的蛋白 B.与病毒核酸结合的蛋白
C.催化病毒核酸复制的酶 D.帮助病毒组装的蛋白
(3)为保证安全性,制备重组疫苗时删除了腺病毒的某些基因,使其在人体中无法增殖,但重组疫苗仍然可以诱发人体产生针对新冠病毒的特异性免疫应答。该疫苗发挥作用的过程是:接种疫苗→ → →诱发特异性免疫反应。
(4)重组疫苗只需注射一针即可完成接种。数周后,接种者体内仍然能检测到重组腺病毒DNA,但其DNA不会整合到人的基因组中。请由此推测只需注射一针即可起到免疫保护作用的原因 。
78.(2021·河北·高考真题)水痘是由水痘-带状疱疹病毒(VZV)引起的急性呼吸道传染病,多见于儿童,临床特征为全身出现丘疹、水疱。接种VZV减毒活疫苗(VarV)是预防水痘流行的有效方法。2019年,研究者对某地2007~2015年出生儿童的VarV接种率及水痘发病率进行了调查,结果如图。
回答下列问题:
(1)感染初期患者皮肤表面形成透明的水疱,其中的液体主要来自内环境中的 。
(2)呼吸道黏膜受损者更易被VZV感染,原因是 。VZV感染引发机体的 (填“特异性”或“非特异性”)免疫,被感染的细胞统称为 。
(3)水痘临床诊断时,须注意与荨麻疹相区分。与水痘的发病机理不同,某些花粉引起的荨麻疹属于机体的 反应,是免疫系统的 功能过强的表现。
(4)图中统计结果显示,随VarV接种率的提高,水痘发病率呈下降趋势。接种VarV后,B淋巴细胞的作用是 。
(5)2014年、2015年出生儿童的接种率与发病率数据提示,应及时接种第二剂VarV,原因是第一剂疫苗接种一段时间后 。
79.(2020·江苏·高考真题)新型冠状病毒可通过表面的棘突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体,引起肺炎。图1为病毒侵入后,人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆抗体可阻断病毒的粘附或入侵,故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图回答下列问题:
(1)图1中人体内抗原递呈细胞吞噬病毒,并将病毒的抗原暴露在细胞表面,被 细胞表面的受体识别后激活该细胞。
(2)B细胞识别入侵的病毒后,在淋巴因子作用下,经过细胞的 ,形成 细胞。
(3)为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者,采集鼻咽拭子主要用于病原学检查,检测病毒的 ;采集血液样本主要用于血清学检查,检测 。
(4)据图2所示,研制抗S蛋白单克隆抗体,需先注射 免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞,再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合,用HAT培养基筛选获得 细胞。因为同一种抗原可能激活 细胞,还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。
80.(2020·山东·高考真题)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: 。
5、 植物激素的调节81-100题
81.(2024·广东·高考真题)乙烯参与水稻幼苗根生长发育过程的调控。为研究其机理,我国科学家用乙烯处理萌发的水稻种子3天,观察到野生型(WT)幼苗根的伸长受到抑制,同时发现突变体m2,其根伸长不受乙烯影响;推测植物激素X参与乙烯抑制水稻幼苗根伸长的调控,设计并开展相关实验,其中K试剂抑制激素X的合成,A试剂抑制激素X受体的功能,部分结果见图。
回答下列问题:
(1)为验证该推测进行了实验一,结果表明,乙烯抑制WT根伸长需要植物激素X,推测X可能是 。
(2)为进一步探究X如何参与乙烯对根伸长的调控,设计并开展了实验二、三和四。
①实验二的目的是检测m2的突变基因是否与 有关。
②实验三中使用了可自由扩散进入细胞的 NAA,目的是利用NAA的生理效应,初步判断乙烯抑制根伸长是否与 有关。若要进一步验证该结论并检验 m2 的突变基因是否与此有关,可检测 的表达情况。
③实验四中有3组空气处理组,其中设置★所示组的目的是 。
(3)分析上述结果,推测乙烯对水稻幼苗根伸长的抑制可能是通过影响 实现的。
82.(2024·江西·高考真题)当某品种菠萝蜜成熟到一定程度,会出现呼吸速率迅速上升,再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料,测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放速率,变化趋势如图。回答下列问题:
(1)菠萝蜜在贮藏期间,细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的 ,其释放的能量一部分用于生成 ,另一部分以 的形式散失。
(2)据图可知,菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯,随后有大量乙烯生成,这体现了乙烯产生的调节方式为 。
(3)据图推测,菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是 。
为证实上述推测,拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖,现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪,可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂,该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等。简要描述实验过程:
① ;
②分别制作匀浆,取等量匀浆液;
③ ;
④分别在沸水浴中加热;
⑤ 。
(4)综合上述发现,新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升,其原因是 。
83.(2024·甘肃·高考真题)类胡萝卜素不仅参与光合作用,还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体,其种子大部分为黄色,少部分呈白色,白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定,白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下(400μmol·m-2•s-1),纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光(1μmol·m-2•s-1)下培养一周,提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量,结果如图所示。回答下列问题。
(1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是 ,加入少许碳酸钙可以 。
(2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高,其原因是 。
(3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子,因为 。
(4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关,本研究中支持此结论的证据有:①纯合体种子为白色;② 。
(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷,X最可能是 。若以上推断合理,则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量,但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设,请完成下面的实验设计:
①植物培养和处理:取野生型和纯合突变体种子,萌发后在 条件下培养一周,然后将野生型植株均分为A、B两组,将突变体植株均分为C、D两组,A、C组为对照,B、D组干旱处理4小时。
②测量指标:每组取3-5株植物的叶片,在显微镜下观察、测量并记录各组的 。
③预期结果: 。
84.(2024·山东·高考真题)从开花至籽粒成熟,小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比,某突变体叶片变黄的速度慢,籽粒淀粉含量低。研究发现,该突变体内细胞分裂素合成异常,进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性,而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示,开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示,其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂,KT为细胞分裂素类植物生长调节剂,气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。
检测指标
植株
14天
21天
28天
胞间CO2浓度(μmolCO2mol-1)
野生型
140
151
270
突变体
110
140
205
气孔导度(molH2Om-2s-1)
野生型
125
95
41
突变体
140
112
78
(1)光反应在类囊体上进行,生成可供暗反应利用的物质有 。结合细胞分裂素的作用,据图分析,与野生型相比,开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是 。
(2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析,与野生型相比,开花14天后突变体的光饱和点 (填“高”或“低”),理由是 。
(3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析,突变体籽粒淀粉含量低的原因是 。
85.(2024·湖北·高考真题)气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小,控制CO2进入和水分的散失,影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料,研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(图1)。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种,但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、ht1基因功能缺失突变体(h)、rhc1基因功能缺失突变体(r)和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体(h/r),进行了相关实验,结果如图2所示。
回答下列问题:
(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,导致保卫细胞 (填“吸水”或“失水”),引起气孔关闭,进而使植物光合作用速率 (填“增大”或“不变”或“减小”)。
(2)图2中的wt组和r组对比,说明高浓度CO2时rhc1基因产物 (填“促进”或“抑制”)气孔关闭。
(3)由图1可知,短暂干旱环境中,植物体内脱落酸含量上升,这对植物的积极意义是 。
(4)根据实验结果判断:编码蛋白甲的基因是 (填“ht1”或“rhc1”)。
86.(2024·浙江·高考真题)长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高,导致作物根系长期缺氧,对植株造成的胁迫及伤害。
回答下列问题:
(1)发生渍害时,油菜地上部分以有氧(需氧)呼吸为主,有氧呼吸释放能量最多的是第 阶段。地下部分细胞利用丙酮酸进行乙醇发酵。这一过程发生的场所是 ,此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化,促进氢接受体(NAD+)再生,从而使 得以顺利进行。因此,渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越 (耐渍害/不耐渍害)。
(2)以不同渍害能力的油菜品种为材料,经不同时长的渍害处理,测定相关生理指标并进行相关性分析,结果见下表。
光合速率
蒸腾速率
气孔导度
胞间CO2浓度
叶绿素含量
光合速率
1
蒸腾速率
0.95
1
气孔导度
0.99
0.94
1
胞间CO2浓度
-0.99
-0.98
-0.99
1
叶绿素含量
0.86
0.90
0.90
-0.93
1
注:表中数值为相关系数(r),代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1时,相关越密切,越接近0时相关越不密切。
据表分析,与叶绿素含量呈负相关的指标是 。已知渍害条件下光合速率显著下降,则蒸腾速率呈 趋势。综合分析表内各指标的相关性,光合速率下降主要由 (气孔限制因素/非气孔限制因素)导致的,理由是 。
(3)植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时,植物体内 (激素)大量积累,诱导气孔关闭,调整相关反应,防止有毒物质积累,提高植物对渍害的耐受力;渍害发生后,有些植物根系细胞通过 ,将自身某些薄壁组织转化腔隙,形成通气组织,促进氧气运输到根部,缓解渍害。
87.(2023·天津·高考真题)研究人员探究植物根部生长素运输情况,得到了生长素运输方向示意图(图1)
(1)生长素从根尖分生区运输到伸长区的运输类型是 。
(2)图2是正常植物和某蛋白N对应基因缺失型的植物根部大小对比及生长素分布对比,据此回答:
(i)N蛋白基因缺失,会导致根部变短,并导致生长素在根部 处(填“表皮”或“中央”)运输受阻。
(ii)如图3,在正常植物细胞中,PIN2蛋白是一种主要分布在植物顶膜的蛋白,推测其功能是将生长素从细胞 运输到细胞 ,根据图3,N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白分布特点为: 。
(3)根据上述研究,推测N蛋白的作用是: ,从而促进了伸长区细胞伸长。
88.(2023·湖北·高考真题)乙烯(C2H4)是一种植物激素,对植物的生长发育起重要作用。为研究乙烯作用机制,进行了如下三个实验。
【实验一】乙烯处理植物叶片2小时后,发现该植物基因组中有2689个基因的表达水平升高,2374个基因的表达水平下降。
【实验二】某一稳定遗传的植物突变体甲,失去了对乙烯作用的响应(乙烯不敏感型)。将该突变体与野生型植株杂交,F1植株表型为乙烯不敏感。F1自交产生的F2植株中,乙烯不敏感型与敏感型的植株比例为9:7。
【实验三】科学家发现基因A与植物对乙烯的响应有关,该基因编码一种膜蛋白,推测该蛋白能与乙烯结合。为验证该推测,研究者先构建含基因A的表达载体,将其转入到酵母菌中,筛选出成功表达蛋白A的酵母菌,用放射性同位素14C标记乙烯(14C2H4),再分为对照组和实验组进行实验,其中实验组是用不同浓度的14C2H4与表达有蛋白A的酵母菌混合6小时,通过离心分离酵母菌,再检测酵母菌结合14C2H4的量。结果如图所示。
回答下列问题:
(1)实验一中基因表达水平的变化可通过分析叶肉细胞中的 (填“DNA”或“mRNA”)含量得出。
(2)实验二F2植株出现不敏感型与敏感型比例为9:7的原因是 。
(3)实验三的对照组为:用不同浓度的14C2H4与 混合6小时,通过离心分离酵母菌,再检测酵母菌结合14C2H4的量。
(4)实验三中随着14C2H4相对浓度升高,实验组曲线上升趋势变缓的原因是 。
(5)实验三的结论是 。
89.(2022·北京·高考真题)干旱可诱导植物体内脱落酸(ABA)增加,以减少失水,但干旱促进ABA合成的机制尚不明确。研究者发现一种分泌型短肽(C)在此过程中起重要作用。
(1)C由其前体肽加工而成,该前体肽在内质网上的 合成。
(2)分别用微量(0.1μmol·L-1)的C或ABA处理拟南芥根部后,检测叶片气孔开度,结果如下图1。据图1可知,C和ABA均能够 ,从而减少失水。
(3)已知N是催化ABA生物合成的关键酶。研究表明C可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成。图2中支持这一结论的证据是,经干旱处理后 。
(4)实验表明,野生型植物经干旱处理后,C在根中的表达远高于叶片;在根部外施的C可运输到叶片中。因此设想,干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达。为验证此设想,进行了如下表所示的嫁接实验,干旱处理后,检测接穗叶片中C含量,又检测了其中N基因的表达水平。以接穗与砧木均为野生型的植株经干旱处理后的N基因表达量为参照值,在表中填写假设成立时,与参照值相比N基因表达量的预期结果(用“远低于”、“远高于”、“相近”表示)。① ;② 。
接穗
野生型
突变体
突变体
砧木
野生型
突变体
野生型
接穗叶片中N基因的表达量
参照值
①
②
注:突变体为C基因缺失突变体
(5)研究者认为C也属于植物激素,作出此判断的依据是 。这一新发现扩展了人们对植物激素化学本质的认识。
90.(2022·湖南·高考真题)将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床,作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8~10μmol/(s·m2)时,固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量;日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒,浸种1天后,播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中,保湿透气,昼/夜温为35℃/25℃,光照强度为2μmol/(s·m2),每天光照时长为14小时。回答下列问题:
(1)在此条件下,该水稻种子 (填“能”或“不能”)萌发并成苗(以株高≥2厘米,至少1片绿叶视为成苗),理由是 。
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上,光照强度为10μmol/(s·m2),其他条件与上述实验相同,该水稻 (填“能”或“不能”)繁育出新的种子,理由是 (答出两点即可)。
(3)若该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田),为防鸟害、鼠害减少杂草生长,须灌水覆盖,该种子应具有 特性。
91.(2021·重庆·高考真题)GR24是新型植物激素独脚金内酯的人工合成类似物,在农业生产上合理应用可提高农作物的抗逆性和产量。
(1)某小组研究了弱光条件下GR24对番茄幼苗生长的影响,结果(均值)见下表:
叶绿素a含量
(mg·g-1)
叶绿素b含量
(mg·g-1)
叶绿素a/b
单株干重
(g)
单株分枝数
(个)
弱光+水
1.39
0.61
2.28
1.11
1.83
弱光+GR24
1.98
0.98
2.02
1.30
1.54
①结果表明,GR24处理使幼苗叶绿素含量上升、叶绿素a/b (填“上升”或“下降”),净光合速率 ,提高了幼苗对弱光的利用能力。GR24处理抑制了幼苗分枝,与该作用效应相似的另一类激素是 。
②若幼苗长期处于弱光下,叶绿体的发育会产生适应性变化,类囊体数目会 。若保持其他条件不变,适度增加光照强度,气孔开放程度会 (填“增大”成“减小”)。
(2)列当是根寄生性杂草。土壤中的列当种子会被番茄根部释放的独脚金内酯诱导萌发,然后寄生在番茄根部使其减产;若缺乏宿主,则很快死亡。
①应用GR24降低列当对番茄危害的措施为 。
②为获得被列当寄生可能性小的番茄品种,应筛选出释放独脚金内酯能力 的植株。
92.(2021·天津·高考真题)黄瓜的花有雌花、雄花与两性花之分(雌花:仅雌蕊发育;雄花:仅雄蕊发育;两性花:雌雄蕊均发育)。位于非同源染色体上的F和M基因均是花芽分化过程中乙烯合成途径的关键基因,对黄瓜花的性别决定有重要作用。F和M基因的作用机制如图所示。
(+)促进(-)抑制 *未被乙烯抑制时雄蕊可正常发育
(1)M基因的表达与乙烯的产生之间存在 (正/负)反馈,造成乙烯持续积累,进而抑制雄蕊发育。
(2)依据F和M基因的作用机制推断,FFMM基因型的黄瓜植株开雌花,FFmm基因型的黄瓜植株开 花。当对FFmm基因型的黄瓜植株外源施加 (乙烯抑制剂/乙烯利)时,出现雌花。
(3)现有FFMM、ffMM和FFmm三种基因型的亲本,若要获得基因型为ffmm的植株,请完成如下实验流程设计。
母本基因型: ;父本基因型: ;对部分植物施加适量
93.(2020·天津·高考真题)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时,参照品种B的最佳激素配比(见下表)进行预实验。
品种B组织培养阶段
细胞分裂素浓度(μmol/L)
生长素浓度(μmol/L)
Ⅰ诱导形成愈伤组织
m1
n1
Ⅱ诱导形成幼芽
m2
n2
Ⅲ诱导生根
m3
n3
据表回答:
(1)Ⅰ阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体,原因是 。
(2)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是 阶段。
(3)为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度,参照品种B的激素配比(m1>2.0),以0.5 μmol/L为梯度,设计5个浓度水平的实验,细胞分裂素最高浓度应设为 μmol/L。
(4)Ⅲ阶段时,科研人员分别选用浓度低于或高于n3 μmol/L的生长素处理品种A幼芽都能达到最佳生根效果,原因是处理幼芽时,选用低浓度生长素时的处理方法为 ,选用高浓度生长素时的处理方法为 。
(5)在 阶段用秋水仙素对材料进行处理,最易获得由单个细胞形成的多倍体。
94.下列是生长素发现的一系列实验(实验材料为燕麦胚芽鞘),回答下列问题:
(1)A、B实验的推论:燕麦胚芽鞘生长具有________。
(2)若要证明感受光刺激的部位是尖端,则应选的实验组合是________(填字母)。
(3)E、F实验的推论是_____________________________________________________________。上述实验体现了设计实验的单一变量原则,请你写出E、F实验的单一变量是______________。
(4)A、G实验的推论:向光性是由于___________________________________________造成的。
(5)预测实验H的现象是____________。
95.下列是生长素发现的一系列实验(实验材料为燕麦胚芽鞘),回答下列问题:
(1)A、B实验的推论:燕麦胚芽鞘生长具有________。
(2)若要证明感受光刺激的部位是尖端,则应选的实验组合是________(填字母)。
(3)E、F实验的推论是_________________________________________。上述实验体现了设计实验的单一变量原则,请你写出E、F实验的单一变量是________________________________________________。
(4)A、G实验的推论:向光性是由于___________________________造成的。
(5)预测实验H的现象是________________________________。
96.植物的顶芽生长占优势,而侧芽生长受抑制的现象,称为“顶端优势”。某校生物小组的同学欲探究顶端优势是否与植物激素有关,做了如下实验,请完成有关实验内容。
(1)实验目的:_____________________________________________。
(2)实验假设:顶芽产生生长素抑制侧芽生长。
(3)实验材料:发育状况相近的杨树幼苗若干、琼脂块、生长素(IAA)等。
(4)实验步骤:
第一步:选取发育状况相近的杨树幼苗若干,均分为四组,并编号A、B、C、D。
第二步:A组杨树幼苗切除顶芽;B组杨树幼苗____________________
______________________________________________________;C组杨树幼苗切除顶芽,并在顶芽处放置含生长素的琼脂块;D组杨树幼苗________________________________________________,作为空白对照。
第三步:四组幼苗均在_____________________________________________
的条件下培养一段时间,观察记录每组幼苗____________________________。
(5)实验结果及结论:
①若____________________________________________,则说明顶芽抑制侧芽生长与生长素无关。
②若_______________________________________________,则说明顶芽抑制侧芽生长与生长素有关。
97.关于生长素的作用机理,前人先后提出了“酸生长理论(细胞壁处pH下降,使细胞壁松弛,细胞伸长生长)”和“基因活化学说(IAA与细胞内受体结合促进基因表达)”。如图表示科学家揭示的生长素(IAA)对细胞伸长作用的原理。回答下列问题:
(1)由图可知生长素受体可存在于细胞膜上,也可能存在于____________中,后者促进____________的合成是基因活化学说的基础。
(2)植物细胞具有全能性,但在一般情况下,与生长素作用相关的基因是处于____________状态的,生长素的作用就是解除这种状态,并由此调节一系列的生理生化反应。
(3)质子泵的化学本质为蛋白质,具有____________功能;H+通过质子泵跨膜运出细胞,进入细胞壁,这种跨膜方式是______________。
(4)细胞壁发生松弛从而使植物细胞原生质体(植物细胞去掉细胞壁即为原生质体)体积的增大成为可能。据图分析,细胞壁发生松弛的原因可能是__________。
98.为研究不同处理对某植物性别分化的影响,研究人员做了以下实验。
实验一:完整植株——雌、雄株各占一半。
实验二:去部分根——雄株占多数。
实验三:去部分根+施用细胞分裂素——雌株占多数。
实验四:去部分叶——雌株占多数。
实验五:去部分叶+施用赤霉素——雄株占多数。
回答下列问题:
(1)植物激素是植物细胞之间传递________________的分子。植物激素能够影响植物性别分化的根本原因是植物激素能够影响________________。
(2)实验过程中需要遵循的实验原则有_____________________________(至少答出两点)。
(3)分析实验一、二、三,可以得出的结论是_________________________;
分析实验一、四、五,可以得出的结论是___________________________。
赤霉素和细胞分裂素对该植物性别分化的作用是____________(填“相互协同”或“相互拮抗”)。
99.下表所示为五大类植物激素的部分生理效应,请分析回答下列问题:
植物激素
种子发芽
顶端优势
果实生长
器官脱落
插条生根
生长素
+
+
-
+
赤霉素
+
+
+
-
-
细胞分裂素
+
-
+
-
脱落酸
-
+
乙烯
-
+
注:“+”表示促进;“-”表示抑制。
(1)表中结果显示,同一植物激素在植物不同生长发育阶段引起的生理效应__________。五大类植物激素中,在果实生长的调节中起协同作用的激素有______________________________。表中结果说明植物的正常生长发育过程是______________________________的结果。
(2)若解除植物的顶端优势可采取的措施有:
①____________________________________________________________;
②____________________________________________________________。
(3)膨大剂是一种植物生长调节剂,其作用主要是促进细胞分裂,增加细胞的数量,在西瓜坐果初期适量使用膨大剂可提高产量,但有些瓜农使用膨大剂后出现西瓜爆裂现象,可能的原因是施用膨大剂的__________和__________不合适。
100.在科学研究中,往往要把一个较大的课题分解成若干个小的子课题来分别进行研究。在“观察生长素对植物生长发育的影响”这一研究性学习课题中,某小组同学选用生长素类调节剂吲哚丁酸(IBA)进行了如下实验:
①取生理状况相同的同种植物的三组带芽的枝条甲、乙、丙,每组10枝。
②将甲、乙、丙组枝条的下端分别浸泡在如表所示的溶液中,相同时间后,扦插在潮湿的沙土中,在适宜的环境中培养。
枝条
甲组
乙组
丙组
溶液
5×10-5 g·mL-1的IBA溶液
5×10-1 g·mL-1的IBA溶液
清水
③一段时间后,观察甲、乙、丙组枝条的生根情况,统计每组枝条的平均生根数量,绘制坐标图(如图所示)。据图回答:
(1)你认为他们的子课题名称是____________________________________________________。
(2)设置清水组的目的是__________________________________________________________。
(3)实验结果是________组枝条生根最多,其原因是__________________;__________组枝条生根最少,其原因是______________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
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2025年高考生物总复习高频考点必刷800题(广东专用)
专练03 稳态与调节 (选择题)100题
高频考点预览
考点1 内环境及其稳态(20题)
考点2 神经调节(20题)
考点3 体液调节(20题)
考点4 免疫调节(20题)
考点5 植物激素的调节(20题)
1、 内环境及其稳态
1.(2024·江西·高考真题)人体水盐代谢平衡是内环境稳态的重要方面。研究人员为了探究运动中机体维持水盐平衡的机制,让若干名身体健康的志愿者以10km/h的速度跑步1h,采集志愿者运动前、中和后的血液与尿液样本,测定相关指标(下表)。回答下列问题:
指标状态
血浆渗透压(mOsm/L)
血浆Na+浓度(mmol/L)
血浆K+浓度(mmol/L)
尿渗透压(mOsm/L)
尿Na+浓度(mmol/L)
尿K+浓度(mmol/L)
运动前
289.1
139.0
4.3
911.2
242.4
40.4
运动中
291.0
141.0
4.4
915.4
206.3
71.1
运动后
289.2
139.1
4.1
1005.1
228.1
72.3
(1)上表中的数据显示,与尿液相比,血浆的各项指标相对稳定。原因是血浆属于内环境,机体可通过 、体液调节和 维持内环境的稳态。
(2)参与形成人体血浆渗透压的离子主要是Na+和 。
(3)运动中,尿液中Na+浓度降低、K+浓度升高,是因为 (从“肾小球”“肾小管”“肾小囊”和“集合管”中选2项)加强了保钠排钾的作用,同时也加强了对 的重吸收,使得尿液渗透压升高。
(4)为探究上表数据变化的原因,测定了自运动开始2h内血浆中醛固酮(由 分泌)和抗利尿激素(由 释放)的浓度。结果发现,血浆中2种激素的浓度均呈现先上升后下降的趋势,分析激素浓度下降的可能原因包括 (答出2点即可)。
(5)进一步实验发现,与运动前相比,运动后血容量(参与循环的血量)减少,并引起一系列生理反应。由此可知,机体水盐平衡调节途径为 (将以下选项排序:①醛固酮和抗利尿激素分泌增多;②肾脏的重吸收等作用增强;③血容量减少;④尿液浓缩和尿量减少),使血浆渗透压维持相对稳定。
【答案】
(1) 神经调节 免疫调节
(2) Cl-
(3)肾小管、集合管 水
(4) 肾上腺皮质 神经垂体 水分的重吸收;保钠排钾的作用
(5)③①②④
【解析】醛固酮的作用是促进肾小管和集合管对Na+的主动重吸收,同时促进钾的分泌,从而维持水盐平衡;而抗利尿激素的作用是提高肾小管和集合管上皮细胞对水的通透性,增加水的重吸收量,使细胞外液渗透压下降,从而维持水平衡。
【详解】(1)内环境相对稳定的状态需要依靠机体通过神经调节、体液调节和免疫调节共同维持。
(2)参与形成人体血浆渗透压的离子主要是Na+和Cl+。
(3)运动中,尿液中Na+浓度降低、K+浓度升高,是因为肾小管、集合管加强了保钠排钾的作用,同时也加强了对水的重吸收,使得尿液渗透压升高。
(4)醛固酮是由肾上腺皮质分泌的,抗利尿激素是由神经垂体释放的。血浆中醛固酮和抗利尿激素浓度下降的原因是肾小管和集合管对水分的重吸收加强,以及加强了保钠排钾的作用保钠排钾的作用,使得血浆渗透压恢复。
(5)与运动前相比,运动后血容量(参与循环的血量)减少,机体为了维持内环境渗透压的稳定,醛固酮和抗利尿激素分泌增多,促进肾脏的重吸收等作用,进而引起尿液浓缩和尿量减少,使血浆渗透压维持相对稳定。因此排序是③①②④。
2.(2021·重庆·高考真题)人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累,由此引发多种疾病。动物实验发现,给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液,可发生如图所示的代谢反应,从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图回答以下问题:
(1)呼吸链受损会导致 (填“有氧”或“无氧”)呼吸异常,代谢物X是 .
(2)过程⑤中酶B的名称为 ,使用它的原因是 .
(3)过程④将代谢物X消耗,对内环境稳态的作用和意义是 .
【答案】
(1) 有氧 乳酸/C3H6O3
(2) 过氧化氢酶 催化过氧化氢的分解,避免过氧化氢对细胞的毒害
(3)避免代谢产物的积累,维持细胞内的 PH;是机体进行正常生命活动的条件
【详解】(1)有氧呼吸主要在线粒体内,而无氧呼吸在细胞质基质。人线粒体呼吸链受损,会导致有氧呼吸异常。丙酮酸能够分解转化成代谢产物X,场所在细胞质基质中,可以得出X是无氧呼吸的产物乳酸。
(2)酶B可以使过氧化氢分解为水和氧气,所以为过氧化氢酶,过氧化氢酶的作用是催化过氧化氢的分解,避免过氧化氢对细胞的毒害作用。
(3)代谢物X为乳酸,过程④可以将其分解,避免了乳酸的大量积累,维持细胞内的 PH稳定;是机体进行正常生命活动的必要条件。
3.(2021·河北·高考真题)水痘是由水痘-带状疱疹病毒(VZV)引起的急性呼吸道传染病,多见于儿童,临床特征为全身出现丘疹、水疱。接种VZV减毒活疫苗(VarV)是预防水痘流行的有效方法。2019年,研究者对某地2007~2015年出生儿童的VarV接种率及水痘发病率进行了调查,结果如图。
回答下列问题:
(1)感染初期患者皮肤表面形成透明的水疱,其中的液体主要来自内环境中的 。
(2)呼吸道黏膜受损者更易被VZV感染,原因是 。VZV感染引发机体的 (填“特异性”或“非特异性”)免疫,被感染的细胞统称为 。
(3)水痘临床诊断时,须注意与荨麻疹相区分。与水痘的发病机理不同,某些花粉引起的荨麻疹属于机体的 反应,是免疫系统的 功能过强的表现。
(4)图中统计结果显示,随VarV接种率的提高,水痘发病率呈下降趋势。接种VarV后,B淋巴细胞的作用是 。
(5)2014年、2015年出生儿童的接种率与发病率数据提示,应及时接种第二剂VarV,原因是第一剂疫苗接种一段时间后 。
【答案】
(1) 组织液
(2) 免疫系统的第一道防线被破坏,防卫功能减弱 特异性 靶细胞
(3) 过敏 防卫
(4) 增殖分化为浆细胞和记忆细胞
(5) 机体产生抗体和记忆细胞,再次接种VarV后,记忆细胞快速增殖、分化形成浆细胞,浆细胞产生大量抗体
【详解】(1)细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴等,也称为内环境。水疱中的液体应该为渗透压失衡造成的组织液聚集在皮肤下形成的,主要还是来自组织液。
(2)呼吸道黏膜属于人体免疫的第一道防线,具有清扫、阻挡异物等作用,属于非特异性免疫。当VZV从呼吸道侵入人体时,呼吸道黏膜受损者,会失去呼吸道黏膜上纤毛的清扫、阻挡和黏液的吸附作用,免疫系统的第一道防线被破坏,防卫功能减弱,故更易被VZV感染。VZV 侵入人体后会引起人体产生特异性免疫反应,在免疫学上被称为抗原,被其感染的细胞被称为靶细胞,效应T细胞可以与靶细胞密切接触并使其裂解死亡。
(3)过敏反应是指已经免疫的机体再次接触相同抗原时发生的组织损伤或功能紊乱,某些花粉引起的荨麻疹属于机体的过敏反应。免疫系统具有防卫、监控和清除功能,过敏反应是因为机体免疫防卫功能过强造成的。
(4)易感人群接种VarV疫苗后,该疫苗作为抗原可诱导B淋巴细胞增殖、分化形成浆细胞和记忆细胞,从而起到预防VZV的作用。
(5)初次接种疫苗后,体内能产生相应记忆细胞和抗体。抗体的含量先增加后减少,由于记忆细胞的存在,追加第二剂时,抗原直接刺激记忆细胞,使记忆细胞快速增殖、分化形成浆细胞,浆细胞产生大量抗体,因此与初次免疫相比,二次免疫过程产生抗体的数量多、速度快。
3.(2020·天津·高考真题)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 (增加/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 (升高/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
【详解】(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,进而使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,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丙膜。
(3)据分析可知,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、进行细胞间信息交流的功能。
(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+受体存在于细胞膜上,不属于内环境成分,故选CD。
4.如图为人体细胞与内环境之间物质交换的示意图,据图分析:
(1)图中共同构成内环境的是____(填标号)。
(2)血细胞生活的内环境是______(填标号)。
(3)毛细淋巴管壁细胞生活的内环境是_____________(填名称)。
(4)②与③相比,③中含有的成分明显减少的是________。
(5)下列物质属于内环境的成分的是:__________。
①血红蛋白 ②胃蛋白酶 ③尿素 ④ATP合成酶 ⑤载体蛋白 ⑥血浆蛋白
(6)某人因营养不良,②内的蛋白质减少,从而使_________的量增多导致组织水肿。
(7)内环境稳态是机体进行__________的必要条件。与内环境稳态直接相关的4个系统包括消化、呼吸、________和________系统。
【答案】
(1)②③④ (2)② (3)组织液、淋巴液 (4)蛋白质 (5)③⑥
(6)组织液 (7) 正常生命活动 循环 泌尿
【解析】
人体内所有液体统称为体液,体液包括细胞内液和细胞外液,细胞外液又叫内环境,主要由组织液、血浆和淋巴组成,图中①组织细胞,②血浆,③组织液,④淋巴液,⑤红细胞。
(1)根据以上分析可知,内环境包括组织液、血浆和淋巴液,图中②③④构成人体的内环境。
(2)血细胞生活的内环境是②血浆。
(3)毛细淋巴管壁细胞生活的内环境是组织液和淋巴液。
(4)血浆中含有血浆蛋白等蛋白质,因此②血浆与③组织液相比,组织液③中明显少的是蛋白质。
(5)①血红蛋白为红细胞内的蛋白质,不是内环境的成分;
②胃蛋白酶存在于胃液中,胃液不是体液,因此胃蛋白酶不是内环境的组成成分;
③尿素是血浆的组成成分之一,是内环境的组成成分;
③ATP合成酶存在于细胞内,不属于内环境成分;
⑤载体蛋白位于细胞膜上,不属于内环境成分;
⑥血浆蛋白存在于血浆中,属于内环境成分。
故③⑥属于内环境成分。
(6)若某人因营养不良,②血浆内的蛋白质减少,则血浆的渗透压下降,从而使组织液③增多导致组织水肿。
(7)内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,内环境稳态直接相关的系统包括消化、呼吸、循环、泌尿四个系统。
5. 如图为体内细胞与内环境之间的物质交换示意图,据图回答下列问题:
(1)毛细血管壁细胞生活的具体内环境是________(填序号),体温、__________、_________是细胞外液理化特性的三个主要方面。③与②相比,成分中明显较少的物质是________。
(2)红细胞运输的氧气进入组织细胞的途径是_________(用序号和箭头表示)。机体维持稳态的主要调节机制是_______________。
(3)如果该图为肌肉组织局部结构模式图,则与A端液体相比,B端明显减少的物质有_________等,明显增加的物质有_________等代谢产物。
(4)图中CO2浓度最高的是_______(填结构名称),③与②进行物质交换需经过的结构是_______。
【答案】
(1) ②③ 酸碱度 渗透压 蛋白质
(2) ⑤→②→③→① 神经-体液-免疫调节网络
(3) 氧气、葡萄糖 二氧化碳、尿素
(4) 组织细胞 毛细血管壁
【解析】
1、据图分析:①表示组织细胞,②表示血浆,③表示组织液,④表示淋巴液,⑤表示血细胞,A毛细血管动脉端,B毛细血管静脉端。组织细胞通过内环境实现与无机环境的物质交换,血浆与组织液之间的组成物质除大分子的血浆蛋白外,均可以通过毛细血管壁细胞相互渗透,淋巴循环主要是回收组织液中的多余水分和少量的蛋白质,最后通过左右锁骨下静脉进入血液。
2、内环境的理化性质主要包括温度、pH和渗透压。
①人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右;
②正常人的血浆接近中性,pH为7.35~7.45,血浆的pH之所以能够保持稳定,与它含有的缓冲物质有关;
③血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。
(1)图中的①表示组织细胞,②表示血浆,③表示组织液,④表示淋巴液,⑤表示血细胞,其中②③④构成了细胞生活的内环境,其中毛细血管壁细胞生活的具体内环境是②③,细胞外液理化性质的主要三个方面分别是渗透压、温度和酸碱度。组织液与血浆相比,组织液成分中明显较少的物质是蛋白质。
(2)红细胞运输的氧气进入组织细胞的途径是⑤血细胞→②血浆→③组织液→①组织细胞。机体维持稳态的主要调节机制是神经-体液-免疫调节网络。
(3)如果该图为肌肉组织局部结构模式图,B端与A端液体相比较,由于组织细胞的消耗营养物质和产生代谢废物,则明显减少的物质有氧气、营养物质等,明显增加的物质有二氧化碳、尿素等。
(4)二氧化碳由组织细胞产生,通过自由扩散的方式由组织细胞进入组织液然后进入血浆,因此组织细胞中二氧化碳含量最高;血浆与组织液之间进行物质交换需穿过毛细血管壁。
6. 血液中的红细胞源源不断地为人体组织细胞输送氧气。血浆中无机盐含量的相对稳定对于维持红细胞正常的形态和功能至关重要。为患者输液治疗时为什么要用质量分数为0.9%的NaCl溶液?请设计实验进行探究。
(1)实验材料:略。
(2)方法步骤:①取5支洁净试管,编号为1~5号,分别加入2 mL质量分数为0.5%、0.7%、0.9%、1.1%、1.3%的________,并各加入2滴抗凝剂(如柠檬酸钠)。
②将左手无名指消毒,用消毒的采血针刺破皮肤,用小滴管吸血。
③向1~5号试管中分别滴入1滴血,摇匀,放置5 min。
④分别取5支试管中的混合液各一滴,置于5张洁净的已编号的载玻片上制成临时装片,在显微镜下镜检,观察__________________。
(3)请完善下列预期结果及结论
试管
NaCl溶液/%
红细胞形态
1
0.5
①体积变大,或涨破
2
0.7
②________
3
0.9
③________
4
1.1
④体积缩小
5
1.3
⑤体积缩小,皱缩
相应的结论:__________________________________________。
(4)讨论
①某学生配制生理盐水时,由于操作不规范致使溶液浓度偏低,他的探究结果会________。
②为了使实验结果更准确,可采取什么样的实验措施?__________。
③生理盐水与体液为等渗溶液,过多注射是否会影响细胞的正常功能?______________。
【答案】
(2)①NaCl溶液 ④红细胞形态有何变化
(3)②体积变大 ③维持正常形态 0.9%的NaCl溶液能够维持红细胞的正常形态
(4)①偏高 ②分组更精细 ③会影响;生理盐水的过多注入会打破无机盐离子的稳态,进而影响细胞的正常功能
【解析】人的细胞内液中无机盐离子的浓度与0.9%的生理盐水浓度相当,为等渗溶液。低于该浓度,组织细胞因吸水而涨破,反之则会失水皱缩。生理盐水与细胞内液为等渗溶液,但是成分差别非常大:①氯化物水平明显高于血浆;②缺少正常血浆中的几种物质(如钾、钙、镁)和葡萄糖等;③缺少血浆中维持正常pH所需的缓冲物质。
7.下面是内环境稳态与各系统的功能联系示意图,请回答相关问题。
(1)a表示________系统,b表示________系统,c表示________系统,参与内环境维持的还有图中的________系统。
(2)CO2不从组织液进入组织细胞的原因是__________________________________________。
(3)病人呼吸受阻,导致肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸进入血液后,会使血液pH________,但乳酸可以与血液中的________发生反应,使血液的pH维持相对稳定。
(4)内环境相对稳定,除了图中所示的器官、系统的协调活动外,还必须在____________________的调节下进行。
(5)外界中的O2进入红细胞,共穿过________层生物膜。
【答案】
(1)呼吸 消化 泌尿 循环
(2) 组织细胞内二氧化碳浓度高于组织液
(3) 降低 NaHCO3
(4) 神经-体液-免疫调节网络
(5) 5层
【解析】
(1)由图可知,通过啊a,循环系统与外界完成气体交换,a是呼吸系统;通过系统b养料进入循环系统,b是消化系统;通过c排出代谢废物,c是泌尿系统。
(2) 二氧化碳进出细胞的方式是自由扩散,二氧化碳是组织细胞产生的,组织细胞内二氧化碳浓度高于组织液,因此组织细胞内的二氧化碳进入组织液,CO2不从组织液进入组织细胞。
(3) 人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,乳酸会使血浆中pH降低,血浆中NaHCO3可以与乳酸反应,使血液的pH维持相对稳定。
(4) 内环境稳态的调节机制是神经-体液-免疫调节网络。
(5) 外界环境中的O2进入红细胞内共穿过5层生物膜(进出肺泡壁细胞需穿过2层膜+进出毛细血管壁细胞需穿过2层膜+进入红细胞需穿过1层膜)。
8.如下图是人体细胞直接与内环境进行物质交换的示意图,A、B、C、D表示的是结构,①②③④表示的是液体,请回答下列问题:
(1)内环境主要由图中的________组成;D的管壁细胞直接生活的内环境是________。(填序号)
(2)②与①相比,成分中明显减少的物质是________。
(3)④的回收受到阻碍,人体将会出现________现象。
(4)若图中C为肌细胞,则它所利用的O2直接从[ ]________中获得。
(5)①②③④中,CO2浓度最高的是________(填序号)。
【答案】
(1)①②④ ②④ (2)蛋白质 (3)组织水肿 (4)② 组织液 (5)③
【解析】(1)①②③④代表的液体分别为血浆、组织液、细胞内液、和淋巴。内环境是由血浆、组织液和淋巴等共同构成的。D毛细淋巴管壁细胞生活的内环境是淋巴和组织液。
(2) 组织液与血浆相比,成分中的蛋白质的含量少。
(3) 毛细淋巴管的堵塞会导致组织水肿。
(4) 肌细胞所需的氧气直接从组织液中获取。
(5) CO2浓度最高的部位为其产生部位——组织细胞内。即细胞内液中CO2含量最高。
9.血浆是人体内环境的重要成分.为验证人体内环境中pH的相对稳定是由于血浆中存在着缓冲物质,试设计一个探究实验,并回答下列问题.
(1)实验材料和用具:家兔的血浆(适量)、蒸馏水、预先配制的缓冲液、量筒、试管若干支.Na2CO3溶液、乳酸、pH试纸、滴管等.
模拟人体血浆内导致pH变化的主要物质是 。
(2)实验步骤:
①设计A、B两个实验组,每组取3支试管.
②先向A组的3支试管中分别加入 ,再依次滴入等量乳酸,测量pH并记录入表.
③向B组的3支试管中分别加入等量的蒸馏水、缓冲液、家兔血浆,再依次滴入等量 ,测量pH并记录入表.
(3)结果预测:
A组:1号试管pH变化明显,pH明显降低,2、3号试管pH变化不明显.
B组: 。
(4)从以上两组实验结果的分析,可以得出的结论 。
【答案】
(1)Na2CO3、乳酸
(2)②等量的蒸馏水、缓冲液、家兔血浆 ③Na2CO3溶液
(3)B组:1号试管pH变化明显,pH明显升高,2、3号试管pH变化不明显
(4)蒸馏水不具有缓冲作用;人工配制的缓冲液具有缓冲作用;动物血浆与缓冲液一样具有缓冲作用,说明其成分中含有缓冲物质
【解析】
(1)根据实验的目的,在正常的人体内引发血浆渗透压变化的物质主要有二氧化碳和无氧呼吸产生的乳酸两种,因此本实验中以Na2CO3、乳酸两种物质进行模拟;此外检测pH值时需要用到pH试纸,滴加试剂时需要用到滴管.
(2)②本实验中要使用蒸馏水作为空白对照,用家兔的血浆与缓冲液进行对照,以证明血浆维持pH的恒定是类似于缓冲溶液的.
③滴加等量的上述物质之后,开始滴加对pH值有影响的物质,比如Na2CO3或者乳酸.一定时间后测量pH值并记录.
(3)结果是蒸馏水的对照组pH值会发生较大的变化,而缓冲液组和血浆组中的pH值的变化不大.
(4)从实验现象可以看出蒸馏水对血浆pH值的恒定没有维持作用;而人工培植的缓冲液与家兔血浆都有缓冲作用,故而推测血浆成分中含有缓冲物质.
10.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。回答下列有关问题:
(1)人体血浆pH保持在7.35~7.45,对溶液酸碱度起调节作用的缓冲物质有 、 等。
(2)由于外界环境因素的变化和体内细胞代谢活动的进行,内环境的各种 和 在不断发生变化,从而会导致内环境稳态发生变化。
(3)人体血浆渗透压的大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关,细胞外液渗透压的90%以上来源于 、 。
(4)稳态是指正常机体通过调节作用,使各个 、 协调活动,共同维持内环境的相对稳定。
【答案】
(1) HCO3- HPO42− (2) 化学成分 理化性质
(3)无机盐 蛋白质 (4) 器官 系统
【解析】
关于“内环境稳态的调节”应掌握以下几点:(1)实质:体内渗透压、温度、pH等理化特性和化学成分呈现动态平衡的过程;(2)定义: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;(3)调节机制:神经-体液-免疫调节网络;(4)层面:水、无机盐、血糖、体温等的平衡与调节;(5)意义:机体进行正常生命活动的必要条件。
【详解】(1)血液中的缓冲物质主要有HCO3-、HPO42-等离子,维持血浆 pH 保持在7.35~7.45之间。
(2)由于外界环境因素的变化和体内细胞代谢活动的进行,内环境的各种化学成分和理化性质在不断发生变化,从而会导致内环境稳态发生变化。
(3)细胞外液渗透压的90%以上来源于无机盐和蛋白质,说明人体血浆渗透压的大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关。
(4)稳态是指正常机体通过调节作用,使各个器官、系统的协调活动,共同维持内环境相对稳定的状态。
11.如图是内环境稳态与各系统的功能联系示意图,据图回答下列问题:
(1)图中Y是内环境中的 ,参与内环境稳态维持的c表示 系统。
(2)除了图中所示的器官、系统的协调活动外,内环境的相对稳定,还必须在 的调节机制下进行。
(3)已知5%葡萄糖溶液的渗透压与人体血浆渗透压基本相同。输入的葡萄糖进入细胞,经过氧化分解,其终产物中的气体可进入细胞外液,并通过 系统运输到肺部被排出体外。
(4)正常人的血浆接近中性,pH为 。为维持血浆pH的相对稳定,参与调节的缓冲物质主要有 (至少写两个)等。
【答案】
(1) 淋巴 泌尿
(2)神经-体液-免疫
(3)循环
(4) 7.35~7.45 Na2CO3/ NaHCO3,Na2HPO4/ NaH2PO4(任选一对)
【解析】
内环境包括了血浆、组织液和淋巴,三者的关系为:血浆与组织液互相交换物质,组织液渗入淋巴管形成淋巴,淋巴回流至血浆。内环境稳态的维持,是在神经调节、体液调节和免疫调节的共同作用下进行的。
(1)内环境包括了血浆、组织液和淋巴,三者的关系为:血浆与组织液互相交换物质,组织液渗入淋巴管形成淋巴,淋巴回流至血浆。据图分析,Y应为淋巴。C系统为参与内环境稳态维持的代谢废物排出途径,应该为泌尿系统,可以参与调节内环境水盐平衡。
(2)内环境稳态的维持,是在神经调节、体液调节和免疫调节的共同作用下进行的。
(3)葡萄糖进入细胞,经过氧化分解,其终产物中的气体为CO2,通过进入循环系统静脉血液中运输到肺部被排除体外。
(4)正常人的血浆pH为7.35~7.45,维持血浆pH的相对稳定,参与调节的缓冲物质主要有Na2CO3/ NaHCO3、Na2HPO4/ NaH2PO4等缓冲对物质。
12.如图是人体局部内环境与细胞代谢示意图,请分析回答下列问题。
(1)细胞内液约占人体体液的 ;a、d、f分别表示 、 、 ;d与f在成分上的主要区别是d中含有较多的 ;d的渗透压大小主要与 的含量有关。
(2)红细胞中的O2进入组织细胞所经过的途径为 (用图中的字母和箭头表示),d中的O2浓度 (填“一定”或“不一定”)高于e中的,CO2浓度最高的部位为图中的 (填字母)。
【答案】
(1) 2/3 淋巴液 血浆 组织液 蛋白质 无机盐和蛋白质
(2) e→d→c→f→g 不一定 g
【解析】
体液是由细胞内液和细胞外液组成,细胞内液是指细胞内的液体,而细胞外液即细胞的生存环境,它包括血浆、组织液、淋巴液等,也称为内环境。
【详解】(1)在人体体液中,细胞内液约占2/3,细胞外液约占1/3。由图可知,a为淋巴液,d为血浆,f为组织液;血浆与组织液在成分上的主要区别是血浆中含有较多的蛋白质;d(血浆)的渗透压大小主要与无机盐和蛋白质有关。
(2)红细胞中的O2进入组织细胞所经过的途径依次为e(红细胞)→d(血浆)→c(毛细血管壁)→f(组织液)→g(组织细胞);由于O2以自由扩散的方式进行跨膜运输,因此d(血浆)中的O2进入红细胞时,d(血浆)中的O2浓度高于e(红细胞),而红细胞中O2的进入血浆时,则是红细胞中O2浓度高于血浆,故d中的O2浓度不一定高于e;CO2产生于组织细胞内部,顺浓度梯度跨膜运输,所以CO2浓度最高的部位为图中的g(组织细胞)。
13.如图是人体胰腺组织局部结构模式图,请据图回答问题:
(1)A液、B液和C液共同构成了胰腺组织细胞生活的内环境,内环境稳态是指 等方面的相对稳定。
(2)正常人血浆的pH为 , 能够保持相对稳定与它含有 等物质有关。
(3)若某人长期营养不良,血浆中蛋白质含量降低,会引起 (填“A液”“B液”或“C液”)增多,从而引起组织水肿。
(4)维持内环境渗透压的Na+和Cl—以及葡萄糖、氨基酸等物质进入内环境要经过 等系统。
(5)体内细胞产生的代谢废物如尿素,从内环境排出体外要经过 等系统。
【答案】
(1)化学成分和理化性质 (2) 7.35~ 7. 45 HCO3—和H2CO3
(3)A 液 (4)消化、循环 (5)循环、泌尿
【解析】
1、分析题图:图示为胰腺组织局部结构模式图,其中A液为组织液,是组织细胞直接生存的环境;B液为血浆,是血细胞直接生存的环境;C液为淋巴,是淋巴细胞和吞噬细胞直接生存的环境;D为细胞内液;
2、关于“内环境稳态的调节”应掌握以下几点:
(1)实质:体内渗透压、温度、pH等理化特性呈现动态平衡的过程;
(2)定义: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;
(3)调节机制:神经-体液-免疫调节网络;
(4)层面:水、无机盐、血糖、体温等的平衡与调节;
(5)意义:机体进行正常生命活动的必要条件。
【详解】(1)内环境稳态是指在神经、体液等调节下,通过各器官、系统协调活动共同维持内环境化学成分和理化性质等方面的相对稳定状态。
(2)正常人血浆的pH为7.35-7.45,参与血浆酸碱度平衡的缓冲物质有:HCO3-和H2CO3等。
(3)若某人长期营养不良,血浆中蛋白质含量降低,组织液回流受阻,A组织液增多,引起组织水肿。
(4)维持内环境渗透压的Na+和Cl-以及葡萄糖、氨基酸等物质进入内环境,从口腔摄入后经过消化系统的吸收,再经血液循环系统的运输,参与内环境渗透压稳态的平衡。
(5)体内细胞产生的代谢废物如尿素,需经血液循环系统的运输到泌尿系统再排出体外。
14.下图是人体某租住结构示意图,①②③④分别表示人体内不同部位的液体。请据图回答下列问题:
(1)图中③④处的液体分别是 、 。
(2)②处液体的渗透压主要与 的含量有关。
(3)此图表示了细胞与周围环境的关系,其中毛细血管壁细胞生活的内环境是 (填序号).血浆中的氧进入组织细胞的途径是 (用序号和箭头的形式表示)。
(4)细胞内酶促反应的正常进行需要内环境保持适宜的条件主要是 和 等。
【答案】
(1)组织液 淋巴(淋巴液) (2)无机盐、蛋白质(血浆蛋白)
(3)②③ ②→③→④ (4) 温度 pH
【详解】
(1)分析题图:①为组织细胞,②为血浆,③为组织液,④为淋巴。
(2)血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质 的含量有关。
(3)毛细血管壁细胞生活的内环境是②血浆和③组织液,血浆中的氧进入组织细胞的途径是②血浆→③组织液→①组织细胞。
(4)酶促反应进行需要的适宜的外界条件,如适宜的温度和pH值等。
15.下图是某组织细胞代谢与内环境物质交换的示意图,其中a、b、c、d为四种体液成分。分析该图并回答下列问题:
(1)若长期摄入蛋白质过少,则会导致 (填图中字母)处的渗透压降低,致使水分发生运输,使 (填图中字母)处的液体增多,发生 现象。
(2)若图中细胞为肌肉细胞,则CO2在a、b、c中的浓度关系为 (用“a”、“b”、“c”和“>”表示)。若细胞产生较多的CO2排放到细胞外,是否会影响内环境的pH的稳定? 。原因是 。
【答案】
(1) b a 组织水肿
(2) c>a>b 不会 血浆中含有酸碱缓冲物质,会维持内环境pH的稳定
【解析】
据图分析可知,a是组织液、b是血浆、c是细胞内液、d是淋巴液。
【详解】(1)长期摄入蛋白质过少使得血浆中蛋白质含量减少,从而使b血浆渗透压相对降低,吸水能力减弱,导致a组织液增加,进而引起组织水肿。
(2)有氧呼吸第二阶段生成CO2,其场所是线粒体基质,CO2通过自由扩散的方式出细胞,因此细胞内液中浓度最高,其次是组织液,最后进入血浆,故CO2在a、b、c中的浓度关系为c>a>b。由于血浆中含有酸碱缓冲物质,会维持内环境pH的稳定,所以细胞产生大量的CO2排放到细胞外,不会影响内环境的pH的稳定。
16.下图表示高等动物体内细胞与外界进行物质交换。请回答:
(1)图中虚线内的体液构成 ,其中A为 ,B为 ,C为 。
(2)填写图中D、E系统的名称:D ,E 。
(3)毛细血管壁生活的液体环境包括 (用图中字母+文字作答)。血细胞生活的液体环境为 ,毛细淋巴管壁生活的液体环境包括 。
(4)内环境稳态的主要调节机制是 调节。
(5)空气中的O2进入组织细胞内发挥作用需要穿过 层磷脂分子。
(6)食物中过多的酸性物质被肠道吸收进入血液后,血浆的pH不会发生大的变化。其主要原因是与它含有 等离子有关。
【答案】
(1)内环境 血浆 组织液 淋巴 (2)消化系统 泌尿系统 (3) A和B A B和C (4) 神经-体液-免疫 (5)22 (6) 和
【解析】
体内细胞和内环境之间可以进行物质交换。血浆中的水分和一切能透过毛细血管的物质都可以通过毛细血管壁进入组织细胞间隙形成组织液,绝大部分组织液可以同毛细血管壁回到血浆中,小部分组织液可通过毛细淋巴管壁进入淋巴管内形成淋巴,再经淋巴循环到达左右锁骨下静脉回到血液中。根据图中物质交换方向,判定图中A为血浆,B为组织液,C为淋巴,总称为内环境。营养物质进入内环境应经过消化系统(D)吸收,循环系统运输到机体各处。代谢废物通过循环系统汇集到肾脏,通过泌尿系统(E)排出。
【详解】(1)内环境是细胞外液构成的体内细胞赖以生存的液体环境。内环境主要包括血浆、组织液和淋巴,根据图示分析可知, A为血浆,B为组织液,C为淋巴,它们共同构成内环境。
(2)根据以上分析可知,图中D系统为吸收营养物质的系统,则应消化系统,E系统为排出尿素等代谢废物的系统,应为泌尿系统。
(3)毛细血管壁细胞一半浸润在血浆中,一半浸润在组织液中,所以它生活的液体环境是血浆A和组织液B,血细胞直接生活的液体环境为A血浆,毛细淋巴管壁细胞一般浸润在C淋巴液中,一半浸润在B组织液中。
(4)目前普遍认为,内环境稳态的主要调节机制是神经-体液-免疫调节。
(5)空气中的O2进入组织细胞内发挥作用需要穿过肺泡壁(2层细胞膜)→毛细血管壁(2层细胞膜)→进出红细胞(2层细胞膜)→毛细血管壁(2层细胞膜)→组织细胞(1层细胞膜)→线粒体(2层生物膜),每层生物膜含2层磷脂分子,故总共22层磷脂分子。
(6)食物中过多的酸性物质被肠道吸收进入血液后,血浆的pH不会发生大的变化。其主要原因与与它含有HCO3-和HPO42-等离子充当缓冲物质。
17.下图甲、乙均为人体内环境相关结构示意图,图中的细胞为肝细胞,字母和数字代表相关体液。回答下列问题:
(1)请将图甲和图乙中代表相同体液的字母和数字用箭头一一对应: 。
(2)箭头代表血液流动方向,则 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)端的氧浓度较高。O2被3中的某细胞利用进行有氧呼吸并生成了CO2,则CO2运出细胞的方式是 。从O2开始进细胞被利用到生成CO2运出细胞,全程气体分子共跨过了 层磷脂分子层。
(3)若某人长期摄入蛋白质过少,则可能会使 (填数字)中溶液含量增多,原因是 。
【答案】
(1)1→D、2→C、3→A、4→B
(2) I 自由扩散 12
(3) 3 长期摄入蛋白质过少,可能会使血浆渗透压下降,组织液渗透压相对增高,导致组织液吸收水分,使3中溶液含量增加
【解析】
由图甲可知,A为组织液,B为淋巴,C为血浆,D为细胞内液;由图乙可知血流方向为Ⅰ→Ⅱ,其中1为细胞内液,2为血浆,3为组织液,4为淋巴。
(1)由图甲可知,A为组织液,B为淋巴,C为血浆,D为细胞内液;由图乙可知血流方向为Ⅰ→Ⅱ,其中1为细胞内液,2为血浆,3为组织液,4为淋巴,因此1→D、2→C、3→A、4→B。
(2)由题可知,图中细胞为肝细胞,图乙可知血流方向为Ⅰ→Ⅱ,因此Ⅰ的氧气浓度较高。二氧化碳出细胞的方式是自由扩散,氧气在线粒体内膜上消耗,二氧化碳在线粒体基质中产生,因此氧气进细胞要穿过细胞膜,线粒体外膜和内膜,二氧化碳出去要经过线粒体内膜、外膜和细胞膜,共计6层生物膜,12层磷脂分子层。
(3)若某人长期营养不良,血浆中的蛋白质含量降低,血浆渗透压降低,组织液渗透压含量增多,血浆中的水分进入3(组织液),引起组织水肿。
18.下图表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程。A、B、C、D表示4种体液,①②表示与该过程有关的物质。请据图回答下列问题。([ ]内填字母,_____上填名称)
(1)A~D中不属于内环境成分的是[ ] ,[ ] 是体内绝大多数细胞直接生活的环境。
(2)B是 ,它经过 最终汇入C中。B、C的成分相近,两者最主要的差别是 。
(3)C的渗透压大小主要与 的含量有关;其酸碱度保持相对稳定,与它含有的 等离子有关。
(4)如果②代表O2,由体外进入组织细胞需要 (系统)协助完成;机体维持稳态的主要调节机制是 。
【答案】
(1)D细胞内液 A组织液
(2)淋巴液 左右锁骨下静脉 C(血浆)中含有较多的蛋白质(或B中蛋白质含量很少)
(3) 无机盐、蛋白质 HCO3-、HPO42-
(4) 呼吸系统、循环系统 神经-体液-免疫调节网络
【解析】
据图示可知,B为单向循环,故为淋巴液;淋巴来液自于组织液,回到血浆,故A为组织液,C为血浆,D为细胞内液,①为排出的二氧化碳等代谢废物,②为从外界获得的氧气等营养物质。
【详解】(1)体液分细胞内液和细胞外液,细胞外液构成内环境,不属于内环境成分的是D细胞内液;绝大多数细胞周围的液体是组织液A,故组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境。
(2)B是淋巴液,经过循环由左右锁骨下静脉汇入C血浆中,B、C的成分相近,两者最主要的差别是 C(血浆)中含有较多的蛋白质或B(淋巴)中蛋白质含量很少。
(3)C为血浆,血浆的渗透压大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关;血浆pH的调节依赖于血浆中的缓冲物质,故其酸碱度保持相对稳定,与它含有的缓冲物质HCO3-、HPO42-等离子有关。
(4)如果②代表O2,由体外进入到组织细胞需要呼吸系统、循环系统协助完成;机体维持稳态的主要调节机制是神经-体液-免疫调节网络。
19.如图是人体局部内环境与细胞代谢示意图,请分析回答:(“[ ]”中填字母,“ ”上填文字)
(1)细胞内液约占人体体液的 ;a、d、f分别表示 ;d与f在成分上的主要区别是d中含有较多的 ;d的渗透压大小主要与 的含量有关。
(2)血液中的O2进入组织细胞所经过的途径为 (用图中的字母表示),共穿过 层膜结构,CO2浓度最高的部位为图中的[ ]。
(3)某人喝入大量的食醋后 (填“会”或“不会”)引起血浆中的pH明显下降,原因是图中d内存在着 。
(4)人被蜜蜂蜇伤后,伤口周围立即形成肿包,是由于蜜蜂蜇针注入的毒液改变了伤口周围毛细血管壁的通透性,使血浆蛋白渗出,导致伤口周围的 (填序号)增多。请再举一个导致该液体增多的例子 。
【答案】
(1) 2/3 淋巴、血浆、组织液 蛋白质 无机盐、蛋白质 (2)e→d→c→f→g 4 g (3) 不会 缓冲物质 (4)f 长期营养不良(淋巴回流受阻或局部组织代谢旺盛)
【解析】
分析图示可知,a为淋巴,b为淋巴管壁,c为毛细血管壁,d为血浆,e为红细胞,f为组织液,g为组织细胞;①表示由葡萄糖合成多糖,②表示由多糖分解为葡萄糖,可同时发生这两个过程,说明该细胞为肝脏细胞;③代表细胞呼吸的第一阶段,④代表有氧呼吸的第二和第三阶段。
【详解】(1)体液包括细胞内液和细胞外液(由组织液、血浆、淋巴构成),其中细胞内液约占人体体液的2/3;由分析可知,a为淋巴,d为血浆,f为组织液;血浆中含有较多的蛋白质,而组织液和淋巴中蛋白质含量很少;血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。
(2)血液中的红细胞可携带O2,O2先通过红细胞膜e进入血浆d,再穿过毛细血管壁细胞c(一进一出穿过2层膜)进入组织液f,最后穿过组织细胞膜g进入细胞内,即e→d→c→f→g;该过程共穿过4层膜结构。CO2是细胞呼吸的产物,故g细胞内CO2浓度最高。
(3)由于血浆中存在HCO3-、HPO42-等缓冲物质,故某人喝入大量的食醋后,醋酸会与缓冲物质发生反应,血浆中的pH不会明显下降。
(4)人被蜜蜂蜇伤后,由于蜜蜂蜇针注入的毒液改变了伤口周围毛细血管壁的通透性,使血浆蛋白渗出,f组织液渗透压升高,回渗到血浆的液体减少,导致伤口周围的f组织液增多。长期营养不良、淋巴回流受阻或局部组织代谢旺盛等都会导致组织液增多而形成组织水肿。
20.下图为体内细胞与内环境之间的物质交换示意图,据图回答下列问题:
(1)此图表示了细胞与周围环境的关系,其中毛细血管壁细胞生活的具体内环境是 。(填标号)
(2)物质进出细胞的方式有多种,以氧气为例,氧从血液进入组织细胞的方式是 ;红细胞所携带的氧气至少需要经过 层生物膜才能被①利用,氧气主要参与有氧呼吸的第 阶段。
(3)血浆、组织液和淋巴三者之间既有密切联系,又有一定区别。一般情况下,②和③成分上的主要区别是 。
(4)在一些病理条件下,血浆、组织液和淋巴三者的量都可能发生变化。请举出由于病理引起③增多的实例 。
(5)如果该图为肝脏组织局部结构模式图,则B端与A端液体相比较,明显增多的物质有 。
(6)正常人②内的pH通常维持在 之间,直接起调节作用的是血液中的 物质。
【答案】
(1)②③ (2) 自由扩散 6 三 (3) ②中含大分子蛋白质,③中一般不含大分子蛋白质 (4) 血浆蛋白减少、过敏反应、毛细淋巴管堵塞、肾小球肾炎(回答一个即可) (5) 二氧化碳、尿素等 (6) 7.35~7.45 缓冲
【解析】
题图分析,图示为体内细胞与内环境之间的物质交换示意图,其中①为组织细胞;②为血浆,是血细胞直接生存的环境;③为组织液,是组织细胞直接生存的环境;④为淋巴,是淋巴细胞和吞噬细胞直接生存的环境;A是毛细血管的动脉端,B是毛细血管的静脉端。
【详解】(1)由分析可知,毛细血管管壁细胞生活的具体内环境是血浆和组织液,即图中的②③。
(2)氧气进入组织细胞的方式是自由扩散;血浆中红细胞携带的氧气要穿过红细胞膜、毛细血管壁细胞(2层膜)、组织细胞膜、线粒体膜(2层),进入线粒体内被有氧呼吸第三阶段利用,共穿过了6层膜。即红细胞中的氧气至少需要穿过6层生物膜才能被组织细胞利用,氧气主要参与有氧呼吸的第三阶段,该阶段进行的场所是线粒体内膜。
(3)血浆与组织液相比,血浆中含有较多大分子的蛋白质,组织液中蛋白质的含量较少。即②和③,②中含有较多的蛋白质。
(4)在一些病理条件下,血浆、组织液和淋巴三者的量都可能发生变化,经常表现的是组织水肿,引起组织水肿的原因很多,但核心的内容是所有引起血浆蛋白减少,进而引起组织液渗透压相对升高的因素都会引起组织水肿,如长期营养缺乏,毛细胞血管堵塞,过敏反应,肾小球肾炎等等。
(5)如果该图为肝脏组织局部结构模式图,由图可知,血液流动的方向是A→B,因此与A端相比,B端液体中氧气、营养物质等减少,而二氧化碳、尿素等代谢废弃物增多。
(6)血浆的正常PH维持在7.35~7.45之间,血液中缓冲物质的存在使得血浆中的pH能处于相对稳定状态。
2、 神经调节
21.(2024·甘肃·高考真题)机体心血管活动和血压的相对稳定受神经、体液等因素的调节。血压是血管内血液对单位面积血管壁的侧压力。人在运动、激动或受到惊吓时血压突然升高,机体会发生减压反射(如下图)以维持血压的相对稳定。回答下列问题。
(1)写出减压反射的反射弧 。
(2)在上述反射活动过程中,兴奋在神经纤维上以 形式传导,在神经元之间通过 传递。
(3)血压升高引起的减压反射会使支配心脏和血管的交感神经活动 。
(4)为了探究神经和效应器细胞之间传递的信号是电信号还是化学信号,科学家设计了如下图所示的实验:①制备A、B两个离体蛙心,保留支配心脏A的副交感神经,剪断支配心脏B的全部神经;②用适当的溶液对蛙的离体心脏进行灌流使心脏保持正常收缩活动,心脏A输出的液体直接进入心脏B。
刺激支配心脏A的副交感神经,心脏A的收缩变慢变弱(收缩曲线见下图)。预测心脏B收缩的变化,补全心脏B的收缩曲线,并解释原因: 。
【答案】
(1)压力感受器→传入神经→心血管中枢→副交感神经和交感神经→心脏和血管
(2) 神经冲动/动作电位 突触
(3)减弱
(4)支配心脏A的副交感神经末梢释放的化学物质,随灌流液在一定时间后到达心脏B,使心脏B跳动变慢
【分析】自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成。它们的作用通常是相反的。当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张,但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱;当人处于安静状态时,副交感神经活动占据优势,此时,心跳减慢,但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收。交感神经和副交感神经对同一器官的调节作用通常是相反的,对机体的意义是使机体对外界刺激作出更精确的反应,更好的适应环境的变化。
【详解】(1)减压反射的反射弧:压力感受器→传入神经→心血管中枢→副交感神经和交感神经→心脏和血管。
(2)上述反射活动过程中,兴奋在神经纤维上以神经冲动或电信号的形式传导,在神经元之间通过突触结构传递。
(3)血压升高引起的减压反射会使支配心脏和血管的交感神经活动减弱。
(4)支配心脏A的副交感神经末梢释放的化学物质(神经递质),可随灌流液在一定时间后到达心脏B,使心脏B跳动变慢,故心脏B的收缩曲线如下: 。
22.(2024·浙江·高考真题)人体受到低血糖和危险等刺激时,神经系统和内分泌系统作出相应反应,以维持人体自身稳态和适应环境。其中肾上腺发挥了重要作用,调节机制如图。
回答下列问题:
(1)遭遇危险时,交感神经促进肾上腺髓质分泌儿茶酚胺类激素,引起心跳加快、血压升高、肌肉血流量 等生理效应,有助于机体做出快速反应。从反射弧的组成分析,交感神经属于 。交感神经纤维末梢与 形成突触,支配肾上腺髓质的分泌。
(2)危险引起的神经冲动还能传到 ,该部位的某些神经细胞分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于腺垂体,最终促进糖皮质激素水平上升,该过程体现了糖皮质激素的分泌具有 调节的特点。
(3)儿茶酚胺类激素和糖皮质激素均为小分子有机物。儿茶酚胺类激素具有较强的亲水性,不进入细胞,其受体位于 。糖皮质激素属于脂溶性物质,进入细胞后与受体结合,产生的复合物与DNA特定位点结合,从而影响相关基因的 。糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,在血糖浓度调节方面与胰岛素具有 (填“协同”或“拮抗”)作用。
(4)去甲肾上腺素属于肾上腺髓质分泌的儿茶酚胺类激素,也是某些神经元分泌的神经递质。下列关于激素和神经递质的叙述,错误的是哪一项?_____
A.均可作为信号分子 B.靶细胞都具有相应受体
C.都需要随血流传送到靶细胞 D.分泌受机体内、外因素的影响
(5)长期较大剂量使用糖皮质激素,停药前应逐渐减量。下列分析合理的有哪几项?_____
A.长期较大剂量用药可引起肾上腺皮质萎缩
B.立即停药可致体内糖皮质激素不足
C.停药前可适量使用促肾上腺皮质激素
D.逐渐减量用药有利于肾上腺皮质功能恢复
【答案】
(1) 增加 传出神经 肾上腺髓质
(2) 下丘脑 分级
(3) 细胞膜上 转录(表达) 拮抗
(4)C
(5)ABCD
【解析】
自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成,它们的作用通常是相反的。当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张,但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱;而当人处于安静状态时,副交感神经活动则占据优势,此时,心跳减慢,但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收。交感神经和副交感神经对同一器官的作用,犹如汽车的油门和刹车,可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。
【详解】(1)遭遇危险时,交感神经促进肾上腺髓质分泌儿茶酚胺类激素,引起心跳加快、呼吸加深、血压升高、肌肉血流量增加等生理效应,有助于机体做出快速反应。从反射弧的组成分析,交感神经属于传出神经。交感神经纤维末梢与肾上腺髓质形成突触,支配肾上腺髓质的分泌。
(2)促肾上腺皮质激素释放激素由下丘脑分泌,因此危险引起的神经冲动还能传到下丘脑,使其分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于腺垂体,使肾上腺皮质分泌糖皮质激素,最终促进糖皮质激素水平上升,该过程中存在下丘脑-垂体-靶腺体轴,体现了糖皮质激素的分泌具有分级调节的特点。
(3)儿茶酚胺类激素具有较强的亲水性,不进入细胞,故其受体位于细胞膜上。糖皮质激素属于脂溶性物质,进入细胞后与受体结合,产生的复合物与DNA特定位点结合,从而影响相关基因的表达。胰岛素具有降血糖的作用,糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,因此在血糖浓度调节方面与胰岛素具有拮抗作用。
(4)A、激素和神经递质都可作为信号分子,A正确;
B、激素和神经递质都与相关受体结合,引起靶细胞相关的生理活动,B正确;
C、激素随血流传送到靶细胞,神经递质通过组织液到达靶细胞,C错误;
D、激素和神经递质的分泌都受机体内、外因素的影响,D正确。
故选C。
(5)A、长期较大剂量用药,体内糖皮质激素的浓度很高,可通过负反馈调节导致自身激素合成减少,如促肾上腺皮质激素减少,可引起肾上腺皮质萎缩,A正确;
B、由于长期较大剂量使用糖皮质激素,自身促肾上腺皮质激素释放激素和促肾上腺皮质激素减少,肾上腺皮质功能较弱,自身分泌糖皮质激素不足,立即停药会导致体内糖皮质激素不足,B正确;
C、由于体内促肾上腺皮质激素水平较低,停药前可适量使用促肾上腺皮质激素,C正确;
D、为了避免血中糖皮质激素水平的突然降低,逐渐减量用药以促使自身肾上腺皮质功能的恢复,D正确。
故选ABCD。
23.(2024·河北·高考真题)心率为心脏每分钟搏动的次数。心肌P细胞可自动产生节律性动作电位以控制心脏搏动。同时,P细胞也受交感神经和副交感神经的双重支配。受体阻断剂A和B能与各自受体结合,并分别阻断两类自主神经的作用,以受试者在安静状态下的心率为对照,检测了两种受体阻断剂对心率的影响,结果如图。
回答下列问题:
(1)调节心脏功能的基本中枢位于 。大脑皮层通过此中枢对心脏活动起调节作用,体现了神经系统的 调节。
(2)心肌P细胞能自动产生动作电位,不需要刺激,该过程涉及的跨膜转运。神经细胞只有受刺激后,才引起 离子跨膜转运的增加,进而形成膜电位为 的兴奋状态。上述两个过程中离子跨膜转运方式相同,均为 。
(3)据图分析,受体阻断剂A可阻断 神经的作用。兴奋在此神经与P细胞之间进行传递的结构为 。
(4)自主神经被完全阻断时的心率为固有心率。据图分析,受试者在安静状态下的心率 (填“大于”“小于”或“等于”)固有心率。若受试者心率为每分钟90次,比较此时两类自主神经的作用强度: 。
【答案】
(1) 脑干 分级
(2) Na+ 外负内正 协助扩散
(3) 副交感 突触
(4) 小于 交感神经和副交感神经都起作用,副交感神经作用更强
【解析】
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。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,膜外电流由未兴奋部位流向兴奋部位兴奋,膜内电流由兴奋部位流向未兴奋部位兴奋,而兴奋传导的方向与膜内电流方向一致。
【详解】(1)调节心脏功能的基本中枢位于脑干。大脑皮层通过此中枢对心脏活动起调节作用,体现了神经系统的分级调节。
(2)神经细胞只有受刺激后,才引起Na+离子跨膜转运的增加,进而形成膜电位为外负内正的兴奋状态。上述两个过程中离子跨膜转运方式相同,均为协助扩散。
(3)交感神经可以使心跳加快、加强,副交感神经使心跳减慢、减弱,据图分析可知,与对照组相比,当受体阻断剂A与受体结合后,心率比安静时明显加快,而受体阻断剂B与受体结合后,心率下降,所以受体阻断剂A可阻断副交感神经的作用,受体阻断剂B可阻断交感神经的作用。此神经与P细胞之间在反射弧中可以作为效应器,故兴奋在此神经与P细胞之间进行传递的结构为突触。
(4)自主神经被完全阻断时的心率为固有心率,与对照组相比,受体阻断剂A和B同时处理时为固有心率,说明安静状态下心率小于固有心率。交感神经可以使心跳加快、加强,副交感神经使心跳减慢、减弱,安静状态下心率为每分钟65次,交感神经能使其每分钟增加115-65=50次,副交感神经能使其每分钟降低65-50=15次,如果两者作用强度相等,理论上应该是每分钟65+50-15=100次,若受试者心率为每分钟90次,与被完全阻断作用时偏低,据此推测交感神经和副交感神经都起作用,副交感神经作用更强。
24.(2024·安徽·高考真题)短跑赛场上,发令枪一响,运动员会像离弦的箭一样冲出。该行为涉及机体的反射调节,其部分通路如图。
回答下列问题。
(1)运动员听到发令枪响后起跑属于 反射。短跑比赛规则规定,在枪响后0.1s内起跑视为抢跑,该行为的兴奋传导路径是 填结构名称并用箭头相连)。
(2)大脑皮层运动中枢发出的指令通过皮层下神经元④和⑤控制神经元②和③,进而精准调控肌肉收缩,体现了神经系统对躯体运动的调节是 。中枢神经元④和⑤的兴奋均可引起b结构收缩,可以推断a结构是反射弧中的 ;若在箭头处切断神经纤维,b结构收缩强度会 。
(3)脑机接口可用于因脊髓损伤导致瘫痪的临床康复治疗。原理是脑机接口获取 (填图中数字)发出的信号,运用计算机解码患者的运动意图,再将解码信息输送给患肢,实现对患肢活动的控制。
【答案】
(1) 条件 神经中枢→传出神经→效应器(肌肉)
(2) 分级调节 效应器和感受器 减弱
(3)⑥
【解析】
完成反射活动的结构基础是反射弧,包括5部分:感受器(感受刺激,将外界刺激的信息转变为神经的兴奋)、传入神经(将兴奋传入神经中枢)、神经中枢(对兴奋进行分析综合)、传出神经(将兴奋由神经中枢传至效应器)、效应器(对外界刺激作出反应)。
【详解】(1)运动员听到发令枪响后起跑需要大脑皮层的参与,属于条件反射。运动员听到枪响到作出起跑反应,信号的传导需要经过了耳(感受器)、传入神经(听觉神经)、神经中枢(大脑皮层—脊髓)、传出神经、效应器(神经所支配的肌肉和腺体)等结构,但信号传导从开始到完成需要时间,如果不超过0.1s,说明运动员在开枪之前已经起跑,属于“抢跑”,此时没有听到声音已经开始跑了,该行为的兴奋传导路径是神经中枢→传出神经→效应器(肌肉)。
(2)大脑皮层运动中枢发出的指令通过皮层下神经元④和⑤控制神经元②和③,进而精准调控肌肉收缩,这体现了神经系统对躯体运动的分级调节。中枢神经元④和⑤的兴奋均可引起b结构(效应器)收缩,推断可能是⑤的兴奋通过③传到b,且④的兴奋通过②传到a(此时a是效应器),然后a通过①传到③再传到b,此时a是感受器,由此推断a结构是反射弧中的效应器和感受器。若在箭头处切断神经纤维,a的兴奋不能通过①传到③再传到b,因此b结构收缩强度会减弱。
(3)根据给出的知识背景,我们知道脑机接口技术可以用于因脊髓损伤导致瘫痪的临床康复治疗。其原理是首先通过脑机接口获取⑥大脑皮层(或大脑皮层运动中枢)发出的信号。在这里,这些信号可以被视为大脑对运动的意图或命令,运用计算机解码患者的运动意图,再将解码信息输送给患肢,实现对患肢活动的控制。
25.(2024·贵州·高考真题)每当中午放学时、同学们结伴而行,有说有笑走进食堂排队就餐。回答下列问题。
(1)同学们看到喜欢吃的食物时、唾液的分泌就会增加,这一现象属于 (选填“条件”或“非条件”)反射。完成反射的条件有 。
(2)食糜进入小肠后,可刺激小肠黏膜释放的激素是 ,使胰液大量分泌。为验证该激素能促进胰腺大量分泌胰液,以健康狗为实验对象设计实验。写出实验思路 。
【答案】
(1) 条件 需要完整的反射弧和适宜的刺激
(2) 促胰液素 1、剪取甲狗的一段小肠,刮取黏膜并用稀盐酸浸泡一段时间后,将其研磨液注入乙狗的静脉,观察实验现象;2、不用稀盐酸浸泡,直接将等量的甲狗小肠黏膜研磨液注入乙狗静脉,观察实验现象;3、直接将等量的稀盐酸注入乙狗静脉,观察实验现象。
【分析】反射分为条件或非条件反射,结构基础是反射弧;食糜可进入人的小肠,可刺激小肠黏膜分泌促胰液素,该物质通过体液运输作用于胰腺,引起胰腺分泌胰液。胰腺分泌胰液是离不开激素调节。
【详解】(1)同学们看到喜欢吃的食物时,唾液的分泌就会增加,这一现象属于条件反射,是后天形成的,完成反射的条件有需要经过完整的反射弧,不经过完整的反射弧引起的生理过程不认为是反射,还有是要有适宜的刺激,当刺激达到一定的强度时,才会引起反射;
(2)食糜进入小肠后,可刺激小肠黏膜释放的激素是促胰液素,该物质通过体液运输作用于胰腺,引起胰腺分泌胰液,这属于激素调节。为验证该激素能促进胰腺大量分泌胰液,以健康狗为实验对象设计实验,遵循对照原则,写出实验思路如下:准备相关实验材料,1、剪取甲狗的一段小肠,刮取黏膜并用稀盐酸浸泡一段时间后,将其研磨液注入乙狗的静脉,观察实验现象;2、不用稀盐酸浸泡,直接将等量的甲狗小肠黏膜研磨液注入乙狗静脉,观察实验现象;3、直接将等量的稀盐酸注入乙狗静脉,观察实验现象。综上所述,得出结论,促胰液素促进胰腺大量分泌胰液。
26.(2024·山东·高考真题)由肝细胞合成分泌、胆囊储存释放的胆汁属于消化液,其分泌与释放的调节方式如图所示。
(1)图中所示的调节过程中,迷走神经对肝细胞分泌胆汁的调节属于神经调节,说明肝细胞表面有 。肝细胞受到信号刺激后,发生动作电位,此时膜两侧电位表现为 。
(2)机体血浆中大多数蛋白质由肝细胞合成。肝细胞合成功能发生障碍时,组织液的量 (填“增加”或“减少”)。临床上可用药物A竞争性结合醛固酮受体增加尿量,以达到治疗效果,从水盐调节角度分析,该治疗方法使组织液的量恢复正常的机制为 。
(3)为研究下丘脑所在通路胆汁释放量是否受小肠Ⅰ细胞所在通路的影响,据图设计以下实验,已知注射各试剂所用溶剂对实验检测指标无影响。
实验处理:一组小鼠不做注射处理,另一组小鼠注射 (填序号)。①ACh抑制剂②CCK抗体③ACh抑制剂+CCK抗体
检测指标:检测两组小鼠的 。
实验结果及结论:若检测指标无差异,则下丘脑所在通路不受影响。
【答案】
(1) 迷走神经递质受体 外负内正
(2) 增加 药物A竞争性结合醛固酮受体,抑制醛固酮的作用,减少肾小管和集合管对钠离子的重吸收,促进钠离子的排泄,从而增加尿量,使组织液的量恢复正常
(3) ② 胆汁释放量
【分析】由图可知,食物通过促进下丘脑相关通路,增加Ach的释放,同时通过小肠Ⅰ细胞通路,增加CCK的释放,二者均可作用与肝细胞分泌胆汁,后者汉能促进胆囊平滑肌收缩,进一步促进胆囊胆汁的释放。
【详解】(1)迷走神经对肝细胞分泌胆汁的调节属于神经调节,说明肝细胞表面有迷走神经递质受体。发生动作电位膜两侧电位表现为外负内正。
(2)肝细胞合成功能发生障碍时,血浆蛋白减少,血浆渗透压降低,水分大量渗透到组织液,组织液的量增加,导致组织水肿。药物A竞争性结合醛固酮受体,减少醛固酮的作用,从而减少肾小管对钠离子的重吸收,增加尿量,使组织液的量恢复正常。
(3)由图可知,小肠Ⅰ细胞所在通路相关的物质是CCK,即自变量是是否注射CCK,因变量是胆囊释放胆汁的量。所以实验处理:一组小鼠不做注射处理,另一组小鼠注射CCK抗体。检测指标:检测两组小鼠的胆汁释放量。
27.(2024·吉林·高考真题)“一条大河波浪宽,风吹稻花香两岸……”,熟悉的歌声会让人不由自主地哼唱。听歌和唱歌都涉及到人体生命活动的调节。回答下列问题。
(1)听歌跟唱时,声波传入内耳使听觉感受细胞产生 ,经听神经传入神经中枢,再通过中枢对信息的分析和综合后,由 支配发声器官唱出歌声,该过程属于神经调节的 (填“条件”或“非条件”)反射活动。
(2)唱歌时,呼吸是影响发声的重要因素,需要有意识地控制“呼”与“吸”。换气的随意控制由 和低级中枢对呼吸肌的分级调节实现。体液中CO2浓度变化会刺激中枢化学感受器和外周化学感受器,从而通过神经系统对呼吸运动进行调节。切断动物外周化学感受器的传入神经前后,让动物短时吸入CO2(5%CO2和95%O2),检测肺通气量的变化,结果如图1。据图分析,得出的结论是 。
(3)失歌症者先天唱歌跑调却不自知,为检测其对音乐的感知和学习能力,对正常组和失歌症组进行“前测一训练一后测”的实验研究,结果如图2。从不同角度分析可知,与正常组相比,失歌症组 (答出2点);仅分析失歌症组后测和前测音乐感知准确率的结果,可得出的结论是 ,因此,应该鼓励失歌症者积极学习音乐和训练歌唱。
【答案】
(1) 神经冲动(兴奋) 传出神经 条件
(2) 大脑皮层 肺通气量主要受中枢化学感受器控制
(3) 失歌症组前测和训练后测对音乐感知准确率均较低,失歌症组训练后对音乐感知准确率的提升更大 失歌症组后测比前测音乐感知准确率有一定的提高
【解析】
反射是神经调节的方式,反射弧是反射的基本结构,完整的反射弧包括:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。
【详解】(1)听歌跟唱时,声波传入内耳使听觉感受细胞产生神经冲动(兴奋),经听神经传入神经中枢,再通过中枢对信息的分析和综合后,由传出神经支配发声器官唱出歌声,该过程属于神经调节的条件反射活动,需要大脑皮层的参与。
(2)唱歌时,呼吸是影响发声的重要因素,需要有意识地控制“呼”与“吸”。换气的随意控制由大脑皮层和低级中枢对呼吸肌的分级调节实现。切断动物外周化学感受器的传入神经前后,让动物短时吸入CO2(5%CO2和95%O2),据图分析,神经切断前后,肺通气量先增加后下降。
(3)对正常组和失歌症组进行“前测一训练一后测”的实验研究,结果如图2。从不同角度分析可知,与正常组相比,失歌症组前测和训练后测对音乐感知准确率均较低,失歌症组训练后对音乐感知准确率的提升更大。仅分析失歌症组后测和前测音乐感知准确率的结果,可得出的结论是失歌症组后测比前测音乐感知准确率有一定的提高,因此,应该鼓励失歌症者积极学习音乐和训练歌唱。
28.(2024·甘肃·高考真题)机体心血管活动和血压的相对稳定受神经、体液等因素的调节。血压是血管内血液对单位面积血管壁的侧压力。人在运动、激动或受到惊吓时血压突然升高,机体会发生减压反射(如下图)以维持血压的相对稳定。回答下列问题。
(1)写出减压反射的反射弧 。
(2)在上述反射活动过程中,兴奋在神经纤维上以 形式传导,在神经元之间通过 传递。
(3)血压升高引起的减压反射会使支配心脏和血管的交感神经活动 。
(4)为了探究神经和效应器细胞之间传递的信号是电信号还是化学信号,科学家设计了如下图所示的实验:①制备A、B两个离体蛙心,保留支配心脏A的副交感神经,剪断支配心脏B的全部神经;②用适当的溶液对蛙的离体心脏进行灌流使心脏保持正常收缩活动,心脏A输出的液体直接进入心脏B。
刺激支配心脏A的副交感神经,心脏A的收缩变慢变弱(收缩曲线见下图)。预测心脏B收缩的变化,补全心脏B的收缩曲线,并解释原因: 。
【答案】
(1)压力感受器→传入神经→心血管中枢→副交感神经和交感神经→心脏和血管
(2)神经冲动/动作电位 突触
(3)减弱
(4)支配心脏A的副交感神经末梢释放的化学物质,随灌流液在一定时间后到达心脏B,使心脏B跳动变慢
【分析】自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成。它们的作用通常是相反的。当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张,但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱;当人处于安静状态时,副交感神经活动占据优势,此时,心跳减慢,但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收。交感神经和副交感神经对同一器官的调节作用通常是相反的,对机体的意义是使机体对外界刺激作出更精确的反应,更好的适应环境的变化。
【详解】(1)减压反射的反射弧:压力感受器→传入神经→心血管中枢→副交感神经和交感神经→心脏和血管。
(2)上述反射活动过程中,兴奋在神经纤维上以神经冲动或电信号的形式传导,在神经元之间通过突触结构传递。
(3)血压升高引起的减压反射会使支配心脏和血管的交感神经活动减弱。
(4)支配心脏A的副交感神经末梢释放的化学物质(神经递质),可随灌流液在一定时间后到达心脏B,使心脏B跳动变慢,故心脏B的收缩曲线如下: 。
29.(2024·北京·高考真题)灵敏的嗅觉对多数哺乳动物的生存非常重要,能识别多种气味分子的嗅觉神经元位于哺乳动物的鼻腔上皮。科学家以大鼠为材料,对气味分子的识别机制进行了研究。
(1)嗅觉神经元的树突末梢作为感受器,在气味分子的刺激下产生 ,经嗅觉神经元轴突末端与下一个神经元形成的 将信息传递到嗅觉中枢,产生嗅觉。
(2)初步研究表明,气味受体基因属于一个大的基因家族。大鼠中该家族的各个基因含有一些共同序列(保守序列),也含有一些有差异的序列(非保守序列)。不同气味受体能特异识别相应气味分子的关键在于 序列所编码的蛋白区段。
(3)为了分离鉴定嗅觉神经元中的气味受体基因,科学家依据上述保守序列设计了若干对引物(图甲),利用PCR技术从大鼠鼻腔上皮组织mRNA的逆转录产物中分别扩增基因片段,再用限制酶HinfⅠ对扩增产物进行充分酶切。图乙显示用某对引物扩增得到的PCR产物(A)及其酶切片段(B)的电泳结果。结果表明酶切片段长度之和大于PCR产物长度,推断PCR产物由 组成。
(4)在上述实验基础上,科学家们鉴定出多种气味受体,并解析了嗅觉神经元细胞膜上信号转导的部分过程(图丙)。
如果钠离子通道由气味分子直接开启,会使嗅觉敏感度大大降低。根据图丙所示机制,解释少量的气味分子即可被动物感知的原因 。
【答案】
(1)兴奋 突触
(2)非保守
(3)长度相同但非保守序列不同的DNA片段
(4)少量的气体分子通过活化的G蛋白、活化的C酶,在C酶的催化下合成大量的cAMP使Na+通道打开,Na+内流,神经元细胞膜上产生动作电位,气味分子被动物感知
【分析】兴奋在神经元之间的传递:(1)神经元之间的兴奋传递就是通过突触实现的。(2)兴奋的传递方向:单向传递。
【详解】(1)气味分子刺激感受器产生兴奋。嗅觉神经元轴突末端、神经元间隙与下一个神经元组成突触,包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。
(2)不同气味受体能特异性识别相应气味分子的关键在于蛋白质中结构不同的部分,由非保守序列编码。
(3)由图可知,PCR产物含保守序列和非保守序列,若非保守序列不同,酶切产物的长度可能不同,导致酶切片段长度之和大于PCR产物长度,因此PCR产物由长度相同但非保守序列不同的DNA片段组成。
(4)由图丙可知,少量的气体分子通过活化G蛋白使得C酶活化,在C酶的催化下,由ATP合成大量的cAMP ,促使Na+通道打开,Na+内流,导致神经元细胞膜上产生动作电位,气味分子被动物感知。
30.(2024·浙江·高考真题)人体受到低血糖和危险等刺激时,神经系统和内分泌系统作出相应反应,以维持人体自身稳态和适应环境。其中肾上腺发挥了重要作用,调节机制如图。
回答下列问题:
(1)遭遇危险时,交感神经促进肾上腺髓质分泌儿茶酚胺类激素,引起心跳加快、血压升高、肌肉血流量 等生理效应,有助于机体做出快速反应。从反射弧的组成分析,交感神经属于 。交感神经纤维末梢与 形成突触,支配肾上腺髓质的分泌。
(2)危险引起的神经冲动还能传到 ,该部位的某些神经细胞分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于腺垂体,最终促进糖皮质激素水平上升,该过程体现了糖皮质激素的分泌具有 调节的特点。
(3)儿茶酚胺类激素和糖皮质激素均为小分子有机物。儿茶酚胺类激素具有较强的亲水性,不进入细胞,其受体位于 。糖皮质激素属于脂溶性物质,进入细胞后与受体结合,产生的复合物与DNA特定位点结合,从而影响相关基因的 。糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,在血糖浓度调节方面与胰岛素具有 (填“协同”或“拮抗”)作用。
(4)去甲肾上腺素属于肾上腺髓质分泌的儿茶酚胺类激素,也是某些神经元分泌的神经递质。下列关于激素和神经递质的叙述,错误的是哪一项?_____
A.均可作为信号分子 B.靶细胞都具有相应受体
C.都需要随血流传送到靶细胞 D.分泌受机体内、外因素的影响
(5)长期较大剂量使用糖皮质激素,停药前应逐渐减量。下列分析合理的有哪几项?_____
A.长期较大剂量用药可引起肾上腺皮质萎缩
B.立即停药可致体内糖皮质激素不足
C.停药前可适量使用促肾上腺皮质激素
D.逐渐减量用药有利于肾上腺皮质功能恢复
【答案】
(1) 增加 传出神经 肾上腺髓质
(2) 下丘脑 分级
(3) 细胞膜上 转录(表达) 拮抗
(4)C
(5)ABCD
【分析】自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成,它们的作用通常是相反的。当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张,但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱;而当人处于安静状态时,副交感神经活动则占据优势,此时,心跳减慢,但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收。交感神经和副交感神经对同一器官的作用,犹如汽车的油门和刹车,可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。
【详解】(1)遭遇危险时,交感神经促进肾上腺髓质分泌儿茶酚胺类激素,引起心跳加快、呼吸加深、血压升高、肌肉血流量增加等生理效应,有助于机体做出快速反应。从反射弧的组成分析,交感神经属于传出神经。交感神经纤维末梢与肾上腺髓质形成突触,支配肾上腺髓质的分泌。
(2)促肾上腺皮质激素释放激素由下丘脑分泌,因此危险引起的神经冲动还能传到下丘脑,使其分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于腺垂体,使肾上腺皮质分泌糖皮质激素,最终促进糖皮质激素水平上升,该过程中存在下丘脑-垂体-靶腺体轴,体现了糖皮质激素的分泌具有分级调节的特点。
(3)儿茶酚胺类激素具有较强的亲水性,不进入细胞,故其受体位于细胞膜上。糖皮质激素属于脂溶性物质,进入细胞后与受体结合,产生的复合物与DNA特定位点结合,从而影响相关基因的表达。胰岛素具有降血糖的作用,糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,因此在血糖浓度调节方面与胰岛素具有拮抗作用。
(4)A、激素和神经递质都可作为信号分子,A正确;
B、激素和神经递质都与相关受体结合,引起靶细胞相关的生理活动,B正确;
C、激素随血流传送到靶细胞,神经递质通过组织液到达靶细胞,C错误;
D、激素和神经递质的分泌都受机体内、外因素的影响,D正确。
故选C。
(5)A、长期较大剂量用药,体内糖皮质激素的浓度很高,可通过负反馈调节导致自身激素合成减少,如促肾上腺皮质激素减少,可引起肾上腺皮质萎缩,A正确;
B、由于长期较大剂量使用糖皮质激素,自身促肾上腺皮质激素释放激素和促肾上腺皮质激素减少,肾上腺皮质功能较弱,自身分泌糖皮质激素不足,立即停药会导致体内糖皮质激素不足,B正确;
C、由于体内促肾上腺皮质激素水平较低,停药前可适量使用促肾上腺皮质激素,C正确;
D、为了避免血中糖皮质激素水平的突然降低,逐渐减量用药以促使自身肾上腺皮质功能的恢复,D正确。
故选ABCD。
31.(2024·河北·高考真题)心率为心脏每分钟搏动的次数。心肌P细胞可自动产生节律性动作电位以控制心脏搏动。同时,P细胞也受交感神经和副交感神经的双重支配。受体阻断剂A和B能与各自受体结合,并分别阻断两类自主神经的作用,以受试者在安静状态下的心率为对照,检测了两种受体阻断剂对心率的影响,结果如图。
回答下列问题:
(1)调节心脏功能的基本中枢位于 。大脑皮层通过此中枢对心脏活动起调节作用,体现了神经系统的 调节。
(2)心肌P细胞能自动产生动作电位,不需要刺激,该过程涉及的跨膜转运。神经细胞只有受刺激后,才引起 离子跨膜转运的增加,进而形成膜电位为 的兴奋状态。上述两个过程中离子跨膜转运方式相同,均为 。
(3)据图分析,受体阻断剂A可阻断 神经的作用。兴奋在此神经与P细胞之间进行传递的结构为 。
(4)自主神经被完全阻断时的心率为固有心率。据图分析,受试者在安静状态下的心率 (填“大于”“小于”或“等于”)固有心率。若受试者心率为每分钟90次,比较此时两类自主神经的作用强度: 。
【答案】
(1) 脑干 分级
(2) Na+ 外负内正 协助扩散
(3) 副交感 突触
(4) 小于 交感神经和副交感神经都起作用,副交感神经作用更强
【分析】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。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,膜外电流由未兴奋部位流向兴奋部位兴奋,膜内电流由兴奋部位流向未兴奋部位兴奋,而兴奋传导的方向与膜内电流方向一致。
【详解】(1)调节心脏功能的基本中枢位于脑干。大脑皮层通过此中枢对心脏活动起调节作用,体现了神经系统的分级调节。
(2)神经细胞只有受刺激后,才引起Na+离子跨膜转运的增加,进而形成膜电位为外负内正的兴奋状态。上述两个过程中离子跨膜转运方式相同,均为协助扩散。
(3)交感神经可以使心跳加快、加强,副交感神经使心跳减慢、减弱,据图分析可知,与对照组相比,当受体阻断剂A与受体结合后,心率比安静时明显加快,而受体阻断剂B与受体结合后,心率下降,所以受体阻断剂A可阻断副交感神经的作用,受体阻断剂B可阻断交感神经的作用。此神经与P细胞之间在反射弧中可以作为效应器,故兴奋在此神经与P细胞之间进行传递的结构为突触。
(4)自主神经被完全阻断时的心率为固有心率,与对照组相比,受体阻断剂A和B同时处理时为固有心率,说明安静状态下心率小于固有心率。交感神经可以使心跳加快、加强,副交感神经使心跳减慢、减弱,安静状态下心率为每分钟65次,交感神经能使其每分钟增加115-65=50次,副交感神经能使其每分钟降低65-50=15次,如果两者作用强度相等,理论上应该是每分钟65+50-15=100次,若受试者心率为每分钟90次,与被完全阻断作用时偏低,据此推测交感神经和副交感神经都起作用,副交感神经作用更强。
32.(2024·山东·高考真题)由肝细胞合成分泌、胆囊储存释放的胆汁属于消化液,其分泌与释放的调节方式如图所示。
(1)图中所示的调节过程中,迷走神经对肝细胞分泌胆汁的调节属于神经调节,说明肝细胞表面有 。肝细胞受到信号刺激后,发生动作电位,此时膜两侧电位表现为 。
(2)机体血浆中大多数蛋白质由肝细胞合成。肝细胞合成功能发生障碍时,组织液的量 (填“增加”或“减少”)。临床上可用药物A竞争性结合醛固酮受体增加尿量,以达到治疗效果,从水盐调节角度分析,该治疗方法使组织液的量恢复正常的机制为 。
(3)为研究下丘脑所在通路胆汁释放量是否受小肠Ⅰ细胞所在通路的影响,据图设计以下实验,已知注射各试剂所用溶剂对实验检测指标无影响。
实验处理:一组小鼠不做注射处理,另一组小鼠注射 (填序号)。①ACh抑制剂②CCK抗体③ACh抑制剂+CCK抗体
检测指标:检测两组小鼠的 。
实验结果及结论:若检测指标无差异,则下丘脑所在通路不受影响。
【答案】
(1) 迷走神经递质受体 外负内正
(2) 增加 药物A竞争性结合醛固酮受体,抑制醛固酮的作用,减少肾小管和集合管对钠离子的重吸收,促进钠离子的排泄,从而增加尿量,使组织液的量恢复正常
(3) ② 胆汁释放量
【分析】由图可知,食物通过促进下丘脑相关通路,增加Ach的释放,同时通过小肠Ⅰ细胞通路,增加CCK的释放,二者均可作用与肝细胞分泌胆汁,后者汉能促进胆囊平滑肌收缩,进一步促进胆囊胆汁的释放。
【详解】(1)迷走神经对肝细胞分泌胆汁的调节属于神经调节,说明肝细胞表面有迷走神经递质受体。发生动作电位膜两侧电位表现为外负内正。
(2)肝细胞合成功能发生障碍时,血浆蛋白减少,血浆渗透压降低,水分大量渗透到组织液,组织液的量增加,导致组织水肿。药物A竞争性结合醛固酮受体,减少醛固酮的作用,从而减少肾小管对钠离子的重吸收,增加尿量,使组织液的量恢复正常。
(3)由图可知,小肠Ⅰ细胞所在通路相关的物质是CCK,即自变量是是否注射CCK,因变量是胆囊释放胆汁的量。所以实验处理:一组小鼠不做注射处理,另一组小鼠注射CCK抗体。检测指标:检测两组小鼠的胆汁释放量。
33.(2024·浙江·高考真题)科学研究揭示,神经、内分泌和免疫系统共享某些信息分子和受体,共同调节机体各器官系统的功能,维持内环境稳态,即神经-体液-免疫网络调节。以家兔为实验动物,进行了一系列相关研究。(注:迷走神经的中枢位于延髓,末梢释放乙酰胆碱;阿托品为乙酰胆碱阻断剂)回答以下问题:
(1)加入抗凝剂的家兔血液在试管里静置一段时间出现分层现象,上层是淡黄色的 ,T细胞集中于中层。与红细胞观察和计数不同,T细胞需要先 后才能在显微镜下观察和计数。培养T细胞时提供恒定浓度的CO2,使培养pH维持在中性偏 。
(2)血液T细胞百分率和T细胞增殖能力可以反映细胞免疫功能的强弱。刺激迷走神经,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著上升;剪断迷走神经,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著下降。基于上述结果,迷走神经具有 的作用。静脉注射阿托品后,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力显著下降,说明T细胞膜存在 受体。
(3)剪断一侧迷走神经后,立即分别刺激外周端(远离延髓一端)和中枢端(靠近延髓一端)血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著上升,说明迷走神经含有 纤维。
(4)用结核菌素接种家兔,免疫细胞分泌的 作用于迷走神经末梢的受体,将 信号转换成相应的电信号,迷走神经传入冲动显著增加,而 传递免疫反应的信息,调节免疫反应。
(5)雌激素能调节体液免疫。雌激素主要由卵巢分泌,受垂体分泌的 调节,通过检测血液B细胞百分率和 (答出两点)等指标来反映外源雌激素对体液免疫的调节作用。
【答案】
(1) 血浆 染色 碱
(2) 增强和维持免疫力 乙酰胆碱
(3) 传入和传出/双向/混合
(4) 免疫活性物质 化学 神经中枢/延髓等
(5) 促性腺激素 抗体和B细胞的增殖能力
【分析】加入抗凝剂的家兔血液在试管里静置一段时间会出现分层现象。
上层:主要为血浆,是一种淡黄色液体;
中层:主要为血小板和白细胞;
下层:主要为红细胞,颜色呈红色。
【详解】(1)因加入了抗凝剂,家兔血液在试管里静置一段时间,上层是淡黄色的血浆;红细胞有颜色,T细胞没有颜色,与红细胞观察和技术不同,T细胞需要先染色后才能在显微镜下观察和计数,培养动物细胞适宜的pH为7.2-7.4,所以培养T细胞时培养pH维持在中性偏碱性。
(2)由题意可知:刺激迷走神经,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著上升;剪断迷走神经,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著下降,而血液T细胞百分率和T细胞增殖能力可以反映细胞免疫功能的强弱,所以迷走神经具有增强和维持免疫力的作用。阿托品为乙酰胆碱阻断剂,静脉注射阿托品后,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力显著下降,说明T细胞膜存在乙酰胆碱受体。
(3)剪断一侧迷走神经后,刺激外周端(远离延髓一端)引起血液T细胞百分率和T细胞增殖能力显著上升,说明迷走神经含有传出纤维,刺激中枢端(靠近延髓一端)血液T细胞百分率和T细胞增殖能力显著上升,说明迷走神经含有传入纤维。
(4)用结核菌素接种家兔,免疫细胞分泌免疫活性物质等作用于迷走神经末梢的受体,将化学信号转换成相应的电信号,迷走神经传入冲动显著增加,而神经中枢(延髓)传递免疫反应的信息,调节免疫反应。
(5)雌激素能调节体液免疫。雌激素主要由卵巢分泌,受垂体分泌的促性腺激素调节,前面提到血液T细胞百分率和T细胞增殖能力可以反映细胞免疫功能的强弱,所以通过检测血液B细胞百分率、抗体和B细胞的增殖能力等指标可以来反映外源雌激素对体液免疫的调节作用。
34.(2023·广东·高考真题)神经肌肉接头是神经控制骨骼肌收缩的关键结构,其形成机制见图。神经末梢释放的蛋白A与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,该复合物与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使神经递质乙酰胆碱(ACh)的受体(AChR)在突触后膜成簇组装,最终形成成熟的神经肌肉接头。
回答下列问题:
(1)兴奋传至神经末梢,神经肌肉接头突触前膜_________内流,随后Ca2+内流使神经递质ACh以_________的方式释放,ACh结合AChR使骨骼肌细胞兴奋,产生收缩效应。
(2)重症肌无力是一种神经肌肉接头功能异常的自身免疫疾病,研究者采用抗原抗体结合方法检测患者AChR抗体,大部分呈阳性,少部分呈阴性。为何AChR抗体阴性者仍表现出肌无力症状?为探究该问题,研究者作出假设并进行探究。
①假设一:此类型患者AChR基因突变,不能产生_______,使神经肌肉接头功能丧失,导致肌无力。
为验证该假设,以健康人为对照,检测患者AChR基因,结果显示基因未突变,在此基础上作出假设二。
②假设二:此类型患者存在_________的抗体,造成_________,从而不能形成成熟的神经肌肉接头,导致肌无力。
为验证该假设,以健康人为对照,对此类型患者进行抗体检测,抗体检测结果符合预期。
③若想采用实验动物验证假设二提出的致病机制,你的研究思路是_________。
【答案】
(1)Na+ 胞吐
(2) AChR A A不能与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,无法与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使AChR不能在突触后膜成簇组装 给健康的实验动物及患病的实验动物注射等量的蛋白A,采用抗原抗体结合方法检测,观察患者A抗体是否出现阳性
【详解】(1)兴奋是以电信号传至神经末梢的,因此神经肌肉接头突触前膜钠离子内流,随后Ca2+内流使神经递质ACh以胞吐的形式释放至突触间隙,与突触后膜上的AChR结合使骨骼肌细胞兴奋,产生收缩效应。
(2)①若患者AChR基因突变,不能合成AChR,也就不能在突触后膜成簇组装,使神经肌肉接头功能丧失,导致肌无力。
②若患者AChR基因未突变,即能合成AChR,但又不能形成成熟的神经肌肉接头,很可能是存在A抗体,造成A不能与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,无法与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使AChR不能在突触后膜成簇组装。
③该实验目的是验证此类型患者存在A的抗体,可设计实验思路如下:给健康的实验动物及患病的实验动物注射等量的蛋白A,采用抗原抗体结合方法检测,观察患者A抗体是否出现阳性。
35.(2023·全国·高考真题)人体心脏和肾上腺所受神经支配的方式如图所示。回答下列问题。
(1)神经元未兴奋时,神经元细胞膜两侧可测得静息电位。静息电位产生和维持的主要原因是_______。
(2)当动脉血压降低时,压力感受器将信息由传入神经传到神经中枢,通过通路A和通路B使心跳加快。在上述反射活动中,效应器有_______。通路A中,神经末梢释放的可作用于效应器并使其兴奋的神经递质是_______。
(3)经过通路B调节心血管活动的调节方式有_______。
【答案】
(1)钾离子外流
(2)传出神经末梢及其支配的肾上腺和心肌 去甲肾上腺素
(3)神经—体液调节
【详解】
(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。
(2)效应器由传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体,则图中的效应器为传出神经末梢及其支配的肾上腺和心肌。通路A中,在突触间以乙酰胆碱为神经递质传递兴奋,在神经元与心脏细胞之间以去甲肾上腺素为神经递质传递兴奋,其中只有去甲肾上腺素作用的是效应器(心脏),所以神经末梢释放的可作用于效应器并使其兴奋的神经递质是去甲肾上腺素。
(3)通路B神经中枢通过控制肾上腺分泌肾上腺素调节心血管活动,有神经细胞的参与,也有内分泌腺的参与,所以经过通路B调节心血管活动的调节方式为神经-体液调节。
36.(2023·山西·高考真题)人在运动时会发生一系列生理变化,机体可通过神经调节和体液调节维持内环境的稳态。回答下列问题。
(1)运动时,某种自主神经的活动占优势使心跳加快,这种自主神经是__________。
(2)剧烈运动时,机体耗氧量增加、葡萄糖氧化分解产生大量CO2,CO2进入血液使呼吸运动加快。CO2使呼吸运动加快的原因是__________。
(3)运动时葡萄糖消耗加快,胰高血糖素等激素分泌增加,以维持血糖相对稳定。胰高血糖素在升高血糖浓度方面所起的作用是__________。
(4)运动中出汗失水导致细胞外液渗透压升高,垂体释放的某种激素增加,促进肾小管、集合管对水的重吸收,该激素是__________。若大量失水使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,可使醛固酮分泌增加。醛固酮的主要生理功能是__________。
【答案】
(1)交感神经
(2)人体剧烈运动时,呼吸作用增强,耗氧量增大,同时产生的CO2增多,刺激呼吸中枢,加快呼吸运动的频率
(3)促进肝糖原分解成葡萄糖,促进非糖物质转变成糖
(4)抗利尿激素 促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡
【详解】(1)自主神经包括交感神经和副交感神经,运动时,交感神经的活动占优势,表现为心跳加快,支气管扩张,但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱;
(2)人体的呼吸中枢位于脑干,剧烈运动时,血液中二氧化碳增多,刺激感受器产生兴奋,传至呼吸中枢,导致呼吸加深加快,肺的通气量增加,排出体内过多的二氧化碳。
(3)胰高血糖素是机体中能够升高血糖的激素之一,该激素主要作用于肝,促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液,促进非糖物质转变成糖,使血糖回升到正常水平。
(4)细胞外液渗透压升高时,抗利尿激素分泌增多,可以促进肾小管、集合管对水的重吸收,使渗透压恢复正常;醛固酮是由肾上腺皮质分泌的一种激素,其主要生理功能是促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡。
37.(2023·浙江·高考真题)运动员在马拉松长跑过程中,机体往往出现心跳加快,呼吸加深,大量出汗,口渴等生理反应。马拉松长跑需要机体各器官系统共同协调完成。
回答下列问题:
(1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程属于______反射。长跑过程中,运动员感到口渴的原因是大量出汗导致血浆渗透压升高,渗透压感受器产生的兴奋传到______,产生渴觉。
(2)长跑结束后,运动员需要补充水分。研究发现正常人分别一次性饮用1000mL清水与1000mL生理盐水,其排尿速率变化如图甲所示。
图中表示大量饮用清水后的排尿速率曲线是______,该曲线的形成原因是大量饮用清水后血浆被稀释,渗透压下降,______。从维持机体血浆渗透压稳定的角度,建议运动员运动后饮用______。
(3)长跑过程中,运动员会出现血压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,这一过程受神经-体液共同调节,其中减压反射是调节血压相对稳定的重要神经调节方式。为验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,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。
材料与用具:成年实验兔、血压测定仪、生理盐水、刺激电极、麻醉剂等。
(要求与说明:答题时对实验兔的手术过程不作具体要求)
①完善实验思路:
I.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用______湿润神经。
Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用______,测定血压,血压下降。
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激______,分别测定血压,并记录。
IV.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。
②预测实验结果:______。
设计用于记录Ⅲ、IV实验结果的表格,并将预测的血压变化填入表中。
③分析与讨论:
运动员在马拉松长跑过程中,减压反射有什么生理意义?______
【答案】
(1)条件 大脑皮层
(2)曲线A 减轻对下丘脑渗透压感受器的刺激,导致抗利尿激素分泌减少,使肾小管和集合管对水的重吸收减少,引起尿量增加 淡盐水
(3)生理盐水 适宜强度电刺激迷走神经 减压神经中枢端和外周端
长跑过程中,运动员血压升高,通过减压反射使血压在较高水平维持相对稳定
【详解】(1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程是后天学习和训练习得的,属于条件反射;所有感觉的形成部位都是大脑皮层,渴觉的产生部位也是大脑皮层。
(2)据图可知,曲线A表示的是饮用清水的曲线,判断的依据是:饮用清水后,引起血浆渗透压降低,从而减轻对下丘脑渗透压感受器的刺激,导致抗利尿激素分泌减少,使肾小管和集合管对水的重吸收减少,引起尿量增加;血浆渗透压主要与无机盐和蛋白质的含量有关,为维持机体血浆渗透压稳定,应引用淡盐水,以同时补充水分和无机盐离子。
(3)分析题意,本实验目的是验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,则实验可通过刺激剪断后的中枢端和外周段,然后通过血压的测定进行比较,结合实验材料可设计实验思路如下:
①完善实验思路:I.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用生理盐水湿润神经,以保证其活性。
Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用适宜强度电刺激迷走神经,测定血压,血压下降。
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激减压神经的中枢端和外周段,分别测定血压,并记录。
IV.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。
②预测实验结果:由于减压神经被切断,刺激中枢端,兴奋仍可传出,则预期结果是血压上升。刺激外周端,兴奋不能传入,血压不变。对迷走神经进行实验,结果相反。表格可设计如下:
③分析题意可知,运动员会出现血压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,这一过程称为减压反射,在马拉松长跑过程中,减压反射可使血压保持相对稳定,避免运动员在运动过程中因血压升高而导致心血管功能受损。
38.(2023·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。
【答案】
(1)组织液 神经
(2)传入神经、神经中枢、传出神经 电 内流
(3)小 受抑制
(4)大脑皮层 脑干
【详解】(1)人体的内环境包括血浆、组织液、淋巴等,人体细胞可从内环境中获取氧气。人体内环境稳态的调节机制是神经--体液--免疫调节,故内环境的相对稳定是通过内分泌系统、神经系统和免疫系统的调节实现的。
(2)反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。化学感受器能将化学信号转化为电信号。神经元上处于静息状态的部位,受刺激后引发Na+内流产生动作电位,从而转变为兴奋状态。
(3)动脉血中的CO2含量增大,会导致血浆pH变小。CO2浓度过大会导致呼吸中枢受抑制,从而出现呼吸困难、昏迷等现象。
(4)大脑皮层受损仍具有节律性的自主呼吸运动,说明自主呼吸运动不需要位于大脑皮层的呼吸中枢参与,而脑干被破坏或脑干和脊髓间的联系被切断,呼吸停止,说明自主呼吸运动的节律性是位于脑干的呼吸中枢产生的。
39.(2023·北京·高考真题)细胞膜的选择透过性与细胞膜的静息电位密切相关。科学家以哺乳动物骨骼肌细胞为材料,研究了静息电位形成的机制。
(1)骨骼肌细胞膜的主要成分是___________,膜的基本支架是___________。
(2)假设初始状态下,膜两侧正负电荷均相等,且膜内K+浓度高于膜外。在静息电位形成过程中,当膜仅对K+具有通透性时,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是___________。K+静电场强度只能通过公式“K+静电场强度(mV)”计算得出。
(3)骨骼肌细胞处于静息状态时,实验测得膜的静息电位为-90mV,膜内、外K+浓度依次为155mmoL/L和4mmoL/L(),此时没有K+跨膜净流动。
①静息状态下,K+静电场强度为___________mV,与静息电位实测值接近,推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
②为证明①中的推测,研究者梯度增加细胞外K+浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值___________,则可验证此假设。
【答案】
(1)蛋白质和脂质 磷脂双分子层
(2)外正内负
(3)-95.4 梯度增大
【详解】(1)肌细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。
(2)静息状态下,膜仅对K+具有通透性时,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是外正内负。
(3)①静息状态下,K+静电场强度为-95.4mV,与静息电位实测值接近,推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
②为证明①中的推测,研究者梯度增加细胞外K+浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值梯度增大,则可验证此假设。
40.(2023·湖北·高考真题)我国科学家研制出的脊髓灰质炎减毒活疫苗,为消灭脊髓灰质炎作出了重要贡献。某儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸后,其血清抗体浓度相对值变化如图所示。
回答下列问题:
(1)该疫苗保留了脊髓灰质炎病毒的_______。
(2)据图判断,该疫苗成功诱导了机体的_______免疫反应,理由是______。
(3)研究发现,实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后,发生了肢体运动障碍。为判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致,以电刺激的方法设计实验,实验思路是_______,预期实验结果和结论是_______。
(4)若排除了脊髓灰质炎病毒对该动物骨骼肌的直接侵染作用,确定病毒只侵染了脊髓灰质前角(图中部位①)。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器,与未感染动物相比,感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是:________,神经-肌肉接头部位③处的信息传递变化是:_______。
【答案】
(1)抗原性
(2)体液 血清中相关抗体浓度增多了
(3)用适宜大小的电刺激该动物的效应器(骨骼肌)部位,观察该动物的肢体运动情况(或骨骼肌是否收缩) 若骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),则脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤;若骨骼肌收缩(或肢体运动正常),则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤。
(4)电信号传导受阻 不能产生化学信号
【详解】(1)脊髓灰质炎减毒活疫苗保留了该病毒的抗原性,能引起机体产生特异性免疫。
(2)据图判断,该疫苗成功诱导了机体的体液免疫反应,理由是儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸一段时间后,血清中相关抗体浓度增多了。
(3)实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后,发生了肢体运动障碍。为了判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致,若骨骼肌功能损伤,则用电刺激骨骼肌(效应器),则骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),否则收缩(或肢体运动正常)。因此实验思路是用适宜大小的电刺激该动物的肢体效应器(骨骼肌)部位,观察该动物的肢体运动情况(或骨骼肌是否收缩)。若骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),则脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤;若骨骼肌收缩(或肢体运动正常),则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤。
(4)脊髓灰质炎病毒只侵染了脊髓灰质前角,即运动神经元功能损伤,失去传递电信号以及产生神经递质的功能。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器,与未感染动物相比,感染动物的神经纤维②受到损伤,不能接受上一个神经元释放的神经递质(化学信号的刺激),从而导致神经纤维②不能传递电信号(或神经冲动),故感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是电信号传导受阻。正常情况下,神经-肌肉接头部位③相当于一个突触,会发生电信号-化学信号-电信号的转变,感染感染脊髓灰质炎病毒的动物的神经纤维②功能受损,不能释放神经递质,故神经-肌肉接头部位③处的信息传递变化是不能产生化学信号。
3、 体液调节
41.(2024·浙江·高考真题)人体受到低血糖和危险等刺激时,神经系统和内分泌系统作出相应反应,以维持人体自身稳态和适应环境。其中肾上腺发挥了重要作用,调节机制如图。
回答下列问题:
(1)遭遇危险时,交感神经促进肾上腺髓质分泌儿茶酚胺类激素,引起心跳加快、血压升高、肌肉血流量 等生理效应,有助于机体做出快速反应。从反射弧的组成分析,交感神经属于 。交感神经纤维末梢与 形成突触,支配肾上腺髓质的分泌。
(2)危险引起的神经冲动还能传到 ,该部位的某些神经细胞分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于腺垂体,最终促进糖皮质激素水平上升,该过程体现了糖皮质激素的分泌具有 调节的特点。
(3)儿茶酚胺类激素和糖皮质激素均为小分子有机物。儿茶酚胺类激素具有较强的亲水性,不进入细胞,其受体位于 。糖皮质激素属于脂溶性物质,进入细胞后与受体结合,产生的复合物与DNA特定位点结合,从而影响相关基因的 。糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,在血糖浓度调节方面与胰岛素具有 (填“协同”或“拮抗”)作用。
(4)去甲肾上腺素属于肾上腺髓质分泌的儿茶酚胺类激素,也是某些神经元分泌的神经递质。下列关于激素和神经递质的叙述,错误的是哪一项?_____
A.均可作为信号分子 B.靶细胞都具有相应受体
C.都需要随血流传送到靶细胞 D.分泌受机体内、外因素的影响
(5)长期较大剂量使用糖皮质激素,停药前应逐渐减量。下列分析合理的有哪几项?_____
A.长期较大剂量用药可引起肾上腺皮质萎缩
B.立即停药可致体内糖皮质激素不足
C.停药前可适量使用促肾上腺皮质激素
D.逐渐减量用药有利于肾上腺皮质功能恢复
【答案】
(1) 增加 传出神经 肾上腺髓质
(2) 下丘脑 分级
(3) 细胞膜上 转录(表达) 拮抗
(4)C
(5)ABCD
【详解】(1)遭遇危险时,交感神经促进肾上腺髓质分泌儿茶酚胺类激素,引起心跳加快、呼吸加深、血压升高、肌肉血流量增加等生理效应,有助于机体做出快速反应。从反射弧的组成分析,交感神经属于传出神经。交感神经纤维末梢与肾上腺髓质形成突触,支配肾上腺髓质的分泌。
(2)促肾上腺皮质激素释放激素由下丘脑分泌,因此危险引起的神经冲动还能传到下丘脑,使其分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于腺垂体,使肾上腺皮质分泌糖皮质激素,最终促进糖皮质激素水平上升,该过程中存在下丘脑-垂体-靶腺体轴,体现了糖皮质激素的分泌具有分级调节的特点。
(3)儿茶酚胺类激素具有较强的亲水性,不进入细胞,故其受体位于细胞膜上。糖皮质激素属于脂溶性物质,进入细胞后与受体结合,产生的复合物与DNA特定位点结合,从而影响相关基因的表达。胰岛素具有降血糖的作用,糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,因此在血糖浓度调节方面与胰岛素具有拮抗作用。
(4)A、激素和神经递质都可作为信号分子,A正确;
B、激素和神经递质都与相关受体结合,引起靶细胞相关的生理活动,B正确;
C、激素随血流传送到靶细胞,神经递质通过组织液到达靶细胞,C错误;
D、激素和神经递质的分泌都受机体内、外因素的影响,D正确。
故选C。
(5)A、长期较大剂量用药,体内糖皮质激素的浓度很高,可通过负反馈调节导致自身激素合成减少,如促肾上腺皮质激素减少,可引起肾上腺皮质萎缩,A正确;
B、由于长期较大剂量使用糖皮质激素,自身促肾上腺皮质激素释放激素和促肾上腺皮质激素减少,肾上腺皮质功能较弱,自身分泌糖皮质激素不足,立即停药会导致体内糖皮质激素不足,B正确;
C、由于体内促肾上腺皮质激素水平较低,停药前可适量使用促肾上腺皮质激素,C正确;
D、为了避免血中糖皮质激素水平的突然降低,逐渐减量用药以促使自身肾上腺皮质功能的恢复,D正确。
故选ABCD。
42.(2024·贵州·高考真题)每当中午放学时、同学们结伴而行,有说有笑走进食堂排队就餐。回答下列问题。
(1)同学们看到喜欢吃的食物时、唾液的分泌就会增加,这一现象属于 (选填“条件”或“非条件”)反射。完成反射的条件有 。
(2)食糜进入小肠后,可刺激小肠黏膜释放的激素是 ,使胰液大量分泌。为验证该激素能促进胰腺大量分泌胰液,以健康狗为实验对象设计实验。写出实验思路 。
【答案】
(1) 条件 需要完整的反射弧和适宜的刺激
(2) 促胰液素 1、剪取甲狗的一段小肠,刮取黏膜并用稀盐酸浸泡一段时间后,将其研磨液注入乙狗的静脉,观察实验现象;2、不用稀盐酸浸泡,直接将等量的甲狗小肠黏膜研磨液注入乙狗静脉,观察实验现象;3、直接将等量的稀盐酸注入乙狗静脉,观察实验现象。
【分析】反射分为条件或非条件反射,结构基础是反射弧;食糜可进入人的小肠,可刺激小肠黏膜分泌促胰液素,该物质通过体液运输作用于胰腺,引起胰腺分泌胰液。胰腺分泌胰液是离不开激素调节。
【详解】(1)同学们看到喜欢吃的食物时,唾液的分泌就会增加,这一现象属于条件反射,是后天形成的,完成反射的条件有需要经过完整的反射弧,不经过完整的反射弧引起的生理过程不认为是反射,还有是要有适宜的刺激,当刺激达到一定的强度时,才会引起反射;
(2)食糜进入小肠后,可刺激小肠黏膜释放的激素是促胰液素,该物质通过体液运输作用于胰腺,引起胰腺分泌胰液,这属于激素调节。为验证该激素能促进胰腺大量分泌胰液,以健康狗为实验对象设计实验,遵循对照原则,写出实验思路如下:准备相关实验材料,1、剪取甲狗的一段小肠,刮取黏膜并用稀盐酸浸泡一段时间后,将其研磨液注入乙狗的静脉,观察实验现象;2、不用稀盐酸浸泡,直接将等量的甲狗小肠黏膜研磨液注入乙狗静脉,观察实验现象;3、直接将等量的稀盐酸注入乙狗静脉,观察实验现象。综上所述,得出结论,促胰液素促进胰腺大量分泌胰液。
43.(2024·湖南·高考真题)葡萄糖进入胰岛B细胞后被氧化,增加ATP的生成,引起细胞膜上ATP敏感性K+通道关闭,使膜两侧电位差变化,促使Ca2+通道开放,Ca2+内流,刺激胰岛素分泌。进食后,由小肠分泌的肠促胰岛紊(GLP-1和(GIP)依赖于葡萄糖促进胰岛素分泌,称为肠促胰岛素效应。人体内的GLP-1和GIP易被酶D降解,人工研发的类似物功能与GLP-1和GIP一样,但不易被酶D降解。回答下列问题:
(1)胰岛素需要通过 运输作用于靶细胞。药物甲只能与胰岛B细胞膜表面特异性受体结合,作用于ATP敏感性K+通道,促进胰岛素分泌。使用药物甲后,胰岛B细胞内 (填“K+”“Ca2+”或“K+”和“Ca2+”浓度增大;过量使用会产生严重不良反应,该不良反应可能是 。
(2)与正常人比较,患者A和B的肠促胰岛素效应均减弱,血糖异常升高。使用药物甲后,患者A的血糖得到有效控制,而恩者B血糖无改善,患者B可能有 分泌障碍。
(3)研究发现,与正常人比较,患者A的GLP-1表达量较低但其受体数量无变化,而GIP表达量无变化但其受体数量明显下降。若从①GIP类似物②GLP-1类似物③酶D激活剂中筛选治疗患者A的候选新药,首选 (填序号)。若使用该候选药,发生(1)所述不良反应的风险 (填“大于”“等于”或“小于”)使用药物甲,理由是 。
【答案】
(1) 体液 K+和Ca2+ 机体出现低血糖症状
(2)胰岛素
(3) ② 小于 GLP-1发挥作用依赖于葡萄糖,当胰岛素分泌导致血糖浓度下降时,GLP-1不会持续发挥作用
【分析】血糖来源:食物中糖类的消化吸收;肝糖原分解;脂肪等非糖类物质转化;血糖去向:氧化分解;合成糖原;转化为脂肪、某些氨基酸等。胰岛素和胰高血糖素可共同调控血糖平衡。
【详解】(1)胰岛素是一种激素,在体内激素通过体液运输到身体各处发挥作用。由题可知,胰岛索分泌时ATP敏感性K+通道关闭,Ca2+通道开放。药物甲只能与胰岛B细胞膜表面特异性受体结合,促进胰岛素分泌,因此会减少K+外流,同时会促进Ca2+内流,从而导致细胞内的K+和Ca2+浓度都增大。过量使用药物甲会促使胰岛索大量释放,从而使得血糖浓度持续下降。导致机体可能出现低血糖症状。
(2)药物甲的作用是促进胰岛索的分泌,使用药物甲后血糖浓度无改善,说明对于该患者药物甲丧失促使胰岛素分泌的作用,因此患者B可能有胰岛素分泌障碍。
(3)根据题意分析,该患者体内的GLP-1表达量较低,即含量少,因此可以选择GLP-1类似物;患者GIP表达量无变化,因此使用GIP类似物不会有明显的改善作用;使用酶D激活剂会促使GLP-1和GIP的降解,不利用疾病的治疗。因此,首选的药物是GLP-1类似物。使用GLP-1类似物一般不会导致低血糖症,其原因是GLP-1发挥作用依赖于葡萄糖,当胰岛索分泌导致血糖浓度下降时,GLP-1不会持续发挥作用,因此不会引起胰岛索持续分泌。避免了低血糖症的发生。
44.(2024·江西·高考真题)人体水盐代谢平衡是内环境稳态的重要方面。研究人员为了探究运动中机体维持水盐平衡的机制,让若干名身体健康的志愿者以10km/h的速度跑步1h,采集志愿者运动前、中和后的血液与尿液样本,测定相关指标(下表)。回答下列问题:
指标状态
血浆渗透压(mOsm/L)
血浆Na+浓度(mmol/L)
血浆K+浓度(mmol/L)
尿渗透压(mOsm/L)
尿Na+浓度(mmol/L)
尿K+浓度(mmol/L)
运动前
289.1
139.0
4.3
911.2
242.4
40.4
运动中
291.0
141.0
4.4
915.4
206.3
71.1
运动后
289.2
139.1
4.1
1005.1
228.1
72.3
(1)上表中的数据显示,与尿液相比,血浆的各项指标相对稳定。原因是血浆属于内环境,机体可通过 、体液调节和 维持内环境的稳态。
(2)参与形成人体血浆渗透压的离子主要是Na+和 。
(3)运动中,尿液中Na+浓度降低、K+浓度升高,是因为 (从“肾小球”“肾小管”“肾小囊”和“集合管”中选2项)加强了保钠排钾的作用,同时也加强了对 的重吸收,使得尿液渗透压升高。
(4)为探究上表数据变化的原因,测定了自运动开始2h内血浆中醛固酮(由 分泌)和抗利尿激素(由 释放)的浓度。结果发现,血浆中2种激素的浓度均呈现先上升后下降的趋势,分析激素浓度下降的可能原因包括 (答出2点即可)。
(5)进一步实验发现,与运动前相比,运动后血容量(参与循环的血量)减少,并引起一系列生理反应。由此可知,机体水盐平衡调节途径为 (将以下选项排序:①醛固酮和抗利尿激素分泌增多;②肾脏的重吸收等作用增强;③血容量减少;④尿液浓缩和尿量减少),使血浆渗透压维持相对稳定。
【答案】
(1) 神经调节 免疫调节
(2)Cl-
(3)肾小管、集合管 水
(4)肾上腺皮质 神经垂体 水分的重吸收;保钠排钾的作用
(5)③①②④
【分析】醛固酮的作用是促进肾小管和集合管对Na+的主动重吸收,同时促进钾的分泌,从而维持水盐平衡;而抗利尿激素的作用是提高肾小管和集合管上皮细胞对水的通透性,增加水的重吸收量,使细胞外液渗透压下降,从而维持水平衡。
【详解】(1)内环境相对稳定的状态需要依靠机体通过神经调节、体液调节和免疫调节共同维持。
(2)参与形成人体血浆渗透压的离子主要是Na+和Cl+。
(3)运动中,尿液中Na+浓度降低、K+浓度升高,是因为肾小管、集合管加强了保钠排钾的作用,同时也加强了对水的重吸收,使得尿液渗透压升高。
(4)醛固酮是由肾上腺皮质分泌的,抗利尿激素是由神经垂体释放的。血浆中醛固酮和抗利尿激素浓度下降的原因是肾小管和集合管对水分的重吸收加强,以及加强了保钠排钾的作用保钠排钾的作用,使得血浆渗透压恢复。
(5)与运动前相比,运动后血容量(参与循环的血量)减少,机体为了维持内环境渗透压的稳定,醛固酮和抗利尿激素分泌增多,促进肾脏的重吸收等作用,进而引起尿液浓缩和尿量减少,使血浆渗透压维持相对稳定。因此排序是③①②④。
45.(2024·山东·高考真题)由肝细胞合成分泌、胆囊储存释放的胆汁属于消化液,其分泌与释放的调节方式如图所示。
(1)图中所示的调节过程中,迷走神经对肝细胞分泌胆汁的调节属于神经调节,说明肝细胞表面有 。肝细胞受到信号刺激后,发生动作电位,此时膜两侧电位表现为 。
(2)机体血浆中大多数蛋白质由肝细胞合成。肝细胞合成功能发生障碍时,组织液的量 (填“增加”或“减少”)。临床上可用药物A竞争性结合醛固酮受体增加尿量,以达到治疗效果,从水盐调节角度分析,该治疗方法使组织液的量恢复正常的机制为 。
(3)为研究下丘脑所在通路胆汁释放量是否受小肠Ⅰ细胞所在通路的影响,据图设计以下实验,已知注射各试剂所用溶剂对实验检测指标无影响。
实验处理:一组小鼠不做注射处理,另一组小鼠注射 (填序号)。①ACh抑制剂②CCK抗体③ACh抑制剂+CCK抗体
检测指标:检测两组小鼠的 。
实验结果及结论:若检测指标无差异,则下丘脑所在通路不受影响。
【答案】
(1) 迷走神经递质受体 外负内正
(2) 增加 药物A竞争性结合醛固酮受体,抑制醛固酮的作用,减少肾小管和集合管对钠离子的重吸收,促进钠离子的排泄,从而增加尿量,使组织液的量恢复正常
(3) ② 胆汁释放量
【分析】由图可知,食物通过促进下丘脑相关通路,增加Ach的释放,同时通过小肠Ⅰ细胞通路,增加CCK的释放,二者均可作用与肝细胞分泌胆汁,后者汉能促进胆囊平滑肌收缩,进一步促进胆囊胆汁的释放。
【详解】(1)迷走神经对肝细胞分泌胆汁的调节属于神经调节,说明肝细胞表面有迷走神经递质受体。发生动作电位膜两侧电位表现为外负内正。
(2)肝细胞合成功能发生障碍时,血浆蛋白减少,血浆渗透压降低,水分大量渗透到组织液,组织液的量增加,导致组织水肿。药物A竞争性结合醛固酮受体,减少醛固酮的作用,从而减少肾小管对钠离子的重吸收,增加尿量,使组织液的量恢复正常。
(3)由图可知,小肠Ⅰ细胞所在通路相关的物质是CCK,即自变量是是否注射CCK,因变量是胆囊释放胆汁的量。所以实验处理:一组小鼠不做注射处理,另一组小鼠注射CCK抗体。检测指标:检测两组小鼠的胆汁释放量。
46.(2023·山东·高考真题)研究显示,糖尿病患者由于大脑海马神经元中蛋白Tau过度磷酸化,导致记忆力减退。细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白Tau降解,该过程受蛋白激酶cPKCγ的调控。为探究相关机理,以小鼠等为材料进行了以下实验。
实验I:探究高糖环境和蛋白激酶cPKCγ对离体小鼠海马神经元自噬的影响。配制含有5mmol/L葡萄糖的培养液模拟正常小鼠的体液环境。将各组细胞分别置于等量培养液中,A组培养液不处理,B组培养液中加入75mmol/L的X试剂1mL,C组培养液中加入75mmol/L葡萄糖溶液1mL。实验结果见图甲。
实验Ⅱ:通过水迷宫实验检测小鼠的记忆能力,连续5天测量4组小鼠的逃避潜伏期,结果见图乙。逃避潜伏期与记忆能力呈负相关,实验中的糖尿病记忆力减退模型小鼠(TD小鼠)通过注射药物STZ制备。
(1)人体中血糖的来源有 (答出2个方面的来源即可)。已知STZ是通过破坏某种细胞引起了小鼠血糖升高,据此推测,这种细胞是 。
(2)实验I的C组中,在含5mmol/L葡萄糖的培养液中加入75mmol/L葡萄糖溶液后,细胞吸水、体积变大,说明加入该浓度葡萄糖溶液后培养液的渗透压 (填“升高”或“降低”),B组实验结果可说明渗透压的变化对C组结果 (填“有”或“没有”)干扰。图甲中A组和C组的实验结果说明蛋白激酶cPKCγ对海马神经元自噬水平的影响是
(3)图乙中a、b两条曲线所对应的实验动物分别是 (填标号)。
①正常小鼠 ②敲除cPKCγ基因的小鼠 ③TD小鼠 ④敲除cPKCγ基因的TD小鼠
(4)对TD小鼠进行干预后,小鼠的记忆能力得到显著提高。基于本研究,写出2种可能的干预思路: 。
【答案】
(1) 食物中糖类的消化吸收、肝糖原分解、脂肪等非糖物质转化 胰岛B细胞
(2) 降低 没有 在葡萄糖浓度正常时,蛋白激酶cPKCγ对自噬水平无明显影响;在高浓度葡萄糖条件下,蛋白激酶cPKCγ能提高细胞自噬水平
(3)④③
(4)①抑制Tau磷酸化
②提高蛋白激酶cPKCγ的活性;降低血糖(注射胰岛素);提高自噬水平
【详解】(1)人体中血糖可通过食物中糖类的消化吸收、肝糖原分解、脂肪等非糖物质转化提供。某种细胞破坏而导致血糖升高,说明胰岛素分泌不足,推测这种细胞为胰岛B细胞。
(2)在含5mmol/L葡萄糖的培养液中加入75mmol/L葡萄糖溶液后,细胞吸水、体积变大,说明加入该浓度葡萄糖溶液后培养液的渗透压降低。B组较A组而言,自噬水平相对值不变,说明渗透压的变化对C组结果没有干扰。由题意可知,细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白Tau降解,该过程受蛋白激酶cPKCγ的调控,三组的实验结果说明在葡萄糖浓度正常时,蛋白激酶cPKCγ对自噬水平无明显影响;在高浓度葡萄糖条件下,蛋白激酶cPKCγ能提高细胞自噬水平。
(3)逃避潜伏期与记忆能力呈负相关,图乙中a、b两条曲线逃避潜伏期较长,说明记忆力较差。蛋白Tau过度磷酸化,导致记忆力减退,细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白Tau降解。由(2)可知,蛋白激酶cPKCγ促进海马神经元自噬,所以敲除cPKCγ基因后,细胞自噬过程受阻,记忆力减退。图中a曲线逃避潜伏期最长长,说明记忆力最差,对应敲除cPKCγ基因的TD小鼠,b曲线对应TD小鼠,其cPKCγ基因正常,逃避潜伏期低于敲除cPKCγ基因的TD小鼠。d对应正常小鼠,C组对应敲除cPKCγ基因的小鼠。
(4)由题意可知,由于糖尿病导致小鼠记忆力减退,所以可通过注射胰岛素降低血糖使小鼠记忆力得到提高,也可通过抑制Tau磷酸化、提高蛋白激酶cPKr的活性、或使cPKCγ基因过量表达,提高自噬水平达到提升记忆力的作用。
47.(2023·海南·高考真题)甲状腺分泌的甲状腺激素(TH)可调节人体多种生命活动。双酚A(BPA)是一种有机化合物,若进入人体可导致甲状腺等内分泌腺功能紊乱。下丘脑—垂体—甲状腺(HPT)轴及BPA作用位点如图。回答下列问题。
(1)据图可知,在TH分泌的过程中,过程①②③属于 调节,过程④⑤⑥属于 调节。
(2)TH是亲脂性激素,可穿过特定细胞的质膜并进入细胞核内,与核内的TH受体特异性结合。这一过程体现激素调节的特点是 。
(3)垂体分泌的生长激素可促进胸腺分泌胸腺素。胸腺素刺激B细胞增殖分化形成浆细胞,产生抗体。这说明垂体除参与体液调节外,还参与 。
(4)甲状腺过氧化物酶(TPO)是合成TH所必需的酶,且能促进甲状腺上促甲状腺激素(TSH)受体基因的表达。研究发现,进入人体的BPA能抑制TPO活性,可导致血液中TH含量 ,其原因是 。
(5)有研究表明,BPA也能促进皮质醇分泌,抑制睾酮分泌,说明BPA除影响HPT轴外,还可直接或间接影响人体其他内分泌轴的功能。这些内分泌轴包括 。
【答案】
(1) 分级 反馈
(2)作用于靶细胞、靶器官
(3)免疫调节
(4)减少 BPA能抑制TPO活性,导致甲状腺上促甲状腺激素(TSH)受体基因的表达减少,进而表现为促甲状腺激素作用效果下降,TH分泌少。
(5)下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴和、下丘脑—垂体—性腺轴。
【详解】(1)据图可知,在TH分泌的过程中,过程①②③属于分级调节,分级调节放大激素的调节效应,形成多级反馈,有利于精细调控,从而维持机体的稳态,过程④⑤⑥属于反馈调节,通过该调节过程维持了激素含量的稳定。
(2)TH是亲脂性激素,可穿过特定细胞的质膜并进入细胞核内,与核内的TH受体特异性结合。这一过程体现激素调节的特点表现为作用于靶细胞、靶器官的特点。
(3)垂体分泌的生长激素可促进胸腺分泌胸腺素。胸腺素刺激B细胞增殖分化形成浆细胞,产生抗体。这说明垂体除参与体液调节外,还参与免疫调节,进而可以提高机体的抵抗力。
(4)甲状腺过氧化物酶(TPO)是合成TH所必需的酶,且能促进甲状腺上促甲状腺激素(TSH)受体基因的表达。研究发现,进入人体的BPA能抑制TPO活性,则会导致甲状腺合成的促甲状腺激素受体减少,进而可导致血液中TH含量减少,引发相关疾病。
(5)有研究表明,BPA也能促进皮质醇分泌,抑制睾酮分泌,说明BPA除影响HPT轴外,还可直接或间接影响人体其他内分泌轴的功能。这些内分泌轴包括下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴和下丘脑—垂体—性腺轴。
48.(2023·浙江·高考真题)运动员在马拉松长跑过程中,机体往往出现心跳加快,呼吸加深,大量出汗,口渴等生理反应。马拉松长跑需要机体各器官系统共同协调完成。
回答下列问题:
(1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程属于 反射。长跑过程中,运动员感到口渴的原因是大量出汗导致血浆渗透压升高,渗透压感受器产生的兴奋传到 ,产生渴觉。
(2)长跑结束后,运动员需要补充水分。研究发现正常人分别一次性饮用1000mL清水与1000mL生理盐水,其排尿速率变化如图甲所示。
图中表示大量饮用清水后的排尿速率曲线是 ,该曲线的形成原因是大量饮用清水后血浆被稀释,渗透压下降, 。从维持机体血浆渗透压稳定的角度,建议运动员运动后饮用 。
(3)长跑过程中,运动员会出现血压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,这一过程受神经-体液共同调节,其中减压反射是调节血压相对稳定的重要神经调节方式。为验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,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。
材料与用具:成年实验兔、血压测定仪、生理盐水、刺激电极、麻醉剂等。
(要求与说明:答题时对实验兔的手术过程不作具体要求)
①完善实验思路:
I.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用 湿润神经。
Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用 ,测定血压,血压下降。
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激 ,分别测定血压,并记录。
IV.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。
②预测实验结果: 。
设计用于记录Ⅲ、IV实验结果的表格,并将预测的血压变化填入表中。
③分析与讨论:
运动员在马拉松长跑过程中,减压反射有什么生理意义?
【答案】
(1)条件 大脑皮层
(2)曲线A 减轻对下丘脑渗透压感受器的刺激,导致抗利尿激素分泌减少,使肾小管和集合管对水的重吸收减少,引起尿量增加 淡盐水
(3)生理盐水 适宜强度电刺激迷走神经 减压神经中枢端和外周端 长跑过程中,运动员血压升高,通过减压反射使血压在较高水平维持相对稳定
【详解】(1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程是后天学习和训练习得的,属于条件反射;所有感觉的形成部位都是大脑皮层,渴觉的产生部位也是大脑皮层。
(2)据图可知,曲线A表示的是饮用清水的曲线,判断的依据是:饮用清水后,引起血浆渗透压降低,从而减轻对下丘脑渗透压感受器的刺激,导致抗利尿激素分泌减少,使肾小管和集合管对水的重吸收减少,引起尿量增加;血浆渗透压主要与无机盐和蛋白质的含量有关,为维持机体血浆渗透压稳定,应引用淡盐水,以同时补充水分和无机盐离子。
(3)分析题意,本实验目的是验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,则实验可通过刺激剪断后的中枢端和外周段,然后通过血压的测定进行比较,结合实验材料可设计实验思路如下:
①完善实验思路:I.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用生理盐水湿润神经,以保证其活性。
Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用适宜强度电刺激迷走神经,测定血压,血压下降。
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激减压神经的中枢端和外周段,分别测定血压,并记录。
IV.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。
②预测实验结果:由于减压神经被切断,刺激中枢端,兴奋仍可传出,则预期结果是血压上升。刺激外周端,兴奋不能传入,血压不变。对迷走神经进行实验,结果相反。表格可设计如下:
③分析题意可知,运动员会出现血压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,这一过程称为减压反射,在马拉松长跑过程中,减压反射可使血压保持相对稳定,避免运动员在运动过程中因血压升高而导致心血管功能受损。
49.(2023·山西·高考真题)人在运动时会发生一系列生理变化,机体可通过神经调节和体液调节维持内环境的稳态。回答下列问题。
(1)运动时,某种自主神经的活动占优势使心跳加快,这种自主神经是 。
(2)剧烈运动时,机体耗氧量增加、葡萄糖氧化分解产生大量CO2,CO2进入血液使呼吸运动加快。CO2使呼吸运动加快的原因是 。
(3)运动时葡萄糖消耗加快,胰高血糖素等激素分泌增加,以维持血糖相对稳定。胰高血糖素在升高血糖浓度方面所起的作用是 。
(4)运动中出汗失水导致细胞外液渗透压升高,垂体释放的某种激素增加,促进肾小管、集合管对水的重吸收,该激素是 。若大量失水使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,可使醛固酮分泌增加。醛固酮的主要生理功能是 。
【答案】
(1)交感神经
(2)人体剧烈运动时,呼吸作用增强,耗氧量增大,同时产生的CO2增多,刺激呼吸中枢,加快呼吸运动的频率
(3)促进肝糖原分解成葡萄糖,促进非糖物质转变成糖
(4) 抗利尿激素 促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡
【详解】(1)自主神经包括交感神经和副交感神经,运动时,交感神经的活动占优势,表现为心跳加快,支气管扩张,但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱;
(2)人体的呼吸中枢位于脑干,剧烈运动时,血液中二氧化碳增多,刺激感受器产生兴奋,传至呼吸中枢,导致呼吸加深加快,肺的通气量增加,排出体内过多的二氧化碳。
(3)胰高血糖素是机体中能够升高血糖的激素之一,该激素主要作用于肝,促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液,促进非糖物质转变成糖,使血糖回升到正常水平。
(4)细胞外液渗透压升高时,抗利尿激素分泌增多,可以促进肾小管、集合管对水的重吸收,使渗透压恢复正常;醛固酮是由肾上腺皮质分泌的一种激素,其主要生理功能是促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡。
50.(2023·天津·高考真题)某种蜂将幼虫生产在某种寄主动物的身体里,研究人员发现幼虫羽化成功率与寄主肠道菌群有关,得到如下表结论
菌种
1
2
3
4
5
6
醋酸杆菌A
+
-
+
+
+
+
芽孢杆菌B
+
-
-
+
-
-
菌C
+
-
-
-
+
-
菌D
+
-
-
-
-
+
注:+代表存在这种菌,-代表不存在这种菌
(1)根据第 列,在有菌A的情况下,菌 会进一步促进提高幼蜂羽化率。
(2)研究人员对幼蜂寄生可能造成的影响进行研究。
(i)研究发现幼蜂会分泌一种物质,类似于人体内胰岛素的作用,则其作用可以是促进 物质转化为脂质。
(ii)研究还发现,幼蜂的存在会导致寄主体内脂肪酶活性降低,这是通过 的方式使寄主积累脂质。
(iii)研究还需要知道幼蜂是否对寄主体内脂质合成量有影响,结合以上实验结果,请设计实验探究:
【答案】
(1) 1、3、4、5、6 B
(2) 糖类 减少脂肪的分解 将生长状况相同的寄主动物随机分为两组,一组让幼蜂寄生,一组不做处理,并分别检测脂质含量;一段时间后,检测、比较两组寄主动物处理前后脂质含量的变化
【详解】(1)结合题意可知,菌A是醋酸杆菌,表中第1、 3、 4、 5和6列中均有A存在,与第3列对比,结合羽化率数据可知,在有菌A的情况下,菌B会进一步促进提高幼蜂羽化率。
(2)(i)研究发现幼蜂会分泌一种物质,类似于人体内胰岛素的作用,由于胰岛素具有降血糖作用,则其作用可以是促进糖类物质转化为脂质。
(ii)研究还发现,幼蜂的存在会导致寄主体内脂肪酶活性降低,这是通过减少脂肪的分解的方式使寄主积累脂质。
(iii)研究幼蜂是否对寄主体内脂质合成量有影响,自变量应为是否有幼蜂寄生,因变量为寄主体内脂质含量变化,可将生长状况相同的寄主动物随机分为两组,一组让幼蜂寄生,一组不做处理,并分别检测脂质含量;一段时间后,检测、比较两组寄主动物处理前后脂质含量的变化。
51.(2023·全国高考真题)人体心脏和肾上腺所受神经支配的方式如图所示。回答下列问题。
(1)神经元未兴奋时,神经元细胞膜两侧可测得静息电位。静息电位产生和维持的主要原因是 。
(2)当动脉血压降低时,压力感受器将信息由传入神经传到神经中枢,通过通路A和通路B使心跳加快。在上述反射活动中,效应器有 。通路A中,神经末梢释放的可作用于效应器并使其兴奋的神经递质是 。
(3)经过通路B调节心血管活动的调节方式有 。
【答案】
(1)钾离子外流
(2) 传出神经末梢及其支配的肾上腺和心肌 去甲肾上腺素
(3)神经—体液调节
【详解】(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。
(2)效应器由传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体,则图中的效应器为传出神经末梢及其支配的肾上腺和心肌。通路A中,在突触间以乙酰胆碱为神经递质传递兴奋,在神经元与心脏细胞之间以去甲肾上腺素为神经递质传递兴奋,其中只有去甲肾上腺素作用的是效应器(心脏),所以神经末梢释放的可作用于效应器并使其兴奋的神经递质是去甲肾上腺素。
(3)通路B神经中枢通过控制肾上腺分泌肾上腺素调节心血管活动,有神经细胞的参与,也有内分泌腺的参与,所以经过通路B调节心血管活动的调节方式为神经-体液调节。
52.(2023·全国高考真题)某研究小组以某种哺乳动物(动物甲)为对象研究水盐平衡调节,发现动物达到一定程度时,尿量明显减少并出现主动饮水行为;而大量饮用清水后,尿量增加。回答下列问题。
(1)哺乳动物水盐平衡的调节中枢位于 。
(2)动物甲大量失水后,其单位体积细胞外液中溶质微粒的数目会 ,信息被机体内的某种感受器感受后,动物甲便会产生一种感觉即 ,进而主动饮水。
(3)请从水盐平衡调节的角度分析,动物甲大量饮水后尿量增加的原因是 。
【答案】
(1)下丘脑
(2) 升高 渴觉
(3)动物甲大量饮水→细胞外液渗透压降低→下丘脑渗透压感受器兴奋→下丘脑水平衡调节中枢兴奋→垂体释放抗利尿激素减少→肾小管、集合管重吸收减少→尿量增加
【详解】(1)哺乳动物水盐平衡的调节中枢位于下丘脑。
(2)动物大量失水后,细胞外液中溶质微粒数量不变,水减少,单位体积内溶质微粒数会升高,渗透压上升,同时大脑皮层产生渴觉,进而主动饮水。
(3)动物大量饮水,细胞外液渗透压下降,下丘脑渗透压感受器兴奋,传至下丘脑,下丘脑水平衡调节中枢兴奋,抗利尿激素分泌减少,肾脏重吸收水分减少,尿量增加。
53.(2022·福建·高考真题)下丘脑通过整合来自循环系统的激素和消化系统的信号调节食欲,是食欲调节控制中心。下丘脑的食欲调节中枢能调节A神经元直接促进食欲。A神经元还能分泌神经递质GABA,调节B神经元。GABA的作用机制如图。回答下列问题:
(1)下丘脑既是食欲调节中枢,也是 调节中枢(答出1点即可)。
(2)据图分析,GABA与突触后膜的受体结合后,将引发突触后膜 (填“兴奋”或“抑制”),理由是 。
(3)科研人员把小鼠的A神经元剔除,将GABA受体激动剂(可代替GABA直接激活相应受体)注射至小鼠的B神经元区域,能促进摄食。据此可判断B神经元在食欲调节中的功能是 。
(4)科研人员用不同剂量的GABA对小鼠灌胃,发现30 mg·kg-1 GABA能有效促进小鼠的食欲,表明外源的GABA被肠道吸收后也能调节食欲。有人推测外源GABA信号是通过肠道的迷走神经上传到下丘脑继而调节小鼠的食欲。请在上述实验的基础上另设4个组别,验证推测。
①完善实验思路:将生理状态相同的小鼠随机均分成4组。
A组:灌胃生理盐水;
B组:假手术 + 灌胃生理盐水;
C组:假手术 + ;
D组: + ;
(说明:假手术是指暴露小鼠腹腔后再缝合。手术后的小鼠均需恢复后再与其他组同时处理。)
连续处理一段时间,测定并比较各组小鼠的摄食量。
②预期结果与结论:若 ,则推测成立。
【答案】
(1)体温/水平衡
(2) 抑制 GABA与突触后膜上的受体结合后,引起Cl-内流,静息电位的绝对值增大
(3)抑制食欲/抑制摄食量
(4) ①灌胃30mg•kg-1GABA 切断迷走神经 灌胃30mg•kg-1GABA A组小鼠的摄食量与B组差异不明显,C组小鼠的摄食量比B组高,D组小鼠的摄食量比C组低
【详解】(1)下丘脑既是食欲调节中枢,也是体温调节中枢、血糖调节中枢、水平衡调节中枢。
(2)由图可知,GABA与突触后膜上的受体结合后,引起Cl-内流,静息电位的绝对值增大,更难兴奋,所以使突触后膜受抑制。
(3)由题意可知,(A神经元的)突触前膜释放GABA,突触后膜(B神经元)受抑制;若注射GABA受体激动剂作用于B神经元,B神经元被激活且受到抑制,能促进小鼠摄食,说明B神经元在食欲调节中的作用是抑制小鼠食欲。
(4)本实验的目的是验证外源GABA信号是通过肠道的迷走神经上传到下丘脑继而调节小鼠的食欲,因此实验的自变量是信号通路是否被阻断,因变量是食欲变化,据此做出判断:C组与B组对照,单一变量是有无灌胃30mg•kg-1GABA,验证GABA的作用;D组与C组对照,单一变量为是否切断迷走神经,即验证外源GABA信号是通过肠道的迷走神经上传到下丘脑继而调节小鼠的食欲,对实验结果进行两两比较。若最终A组小鼠的摄食量与B组差异不明显,C组小鼠的摄食量比B组高,D组小鼠的摄食量比C组低,则说明外源 GABA 信号是通过肠道的迷走神经上传到下丘脑继而调节小鼠的食欲。
54.(2022·辽宁·高考真题)小熊猫是我国二级重点保护野生动物,其主要分布区年气温一般在0~25℃之间。测定小熊猫在不同环境温度下静止时的体温、皮肤温度(图1),以及代谢率(即产热速率,图2)。回答下列问题:
(1)由图1可见,在环境温度0~30℃范围内,小熊猫的体温 ,皮肤温度随环境温度降低而降低,这是在 调节方式下,平衡产热与散热的结果。皮肤散热的主要方式包括 (答出两点即可)。
(2)图2中,在环境温度由20℃降至10℃的过程中,小熊猫代谢率下降,其中散热的神经调节路径是:皮肤中的 受到环境低温刺激产生兴奋,兴奋沿传入神经传递到位于 的体温调节中枢,通过中枢的分析、综合,使支配血管的 (填“交感神经”或“副交感神经”)兴奋,引起外周血管收缩,皮肤和四肢血流量减少,以减少散热。
(3)图2中,当环境温度下降到0℃以下时,从激素调节角度分析小熊猫产热剧增的原因是 。
(4)通常通过检测尿液中类固醇类激素皮质醇的含量,评估动物园圈养小熊猫的福利情况。皮质醇的分泌是由 轴调节的。使用尿液而不用血液检测皮质醇,是因为血液中的皮质醇可以通过 进入尿液,而且也能避免取血对小熊猫的伤害。
【答案】
(1)保持恒定 神经-体液 辐射、传导、对流、蒸发
(2)冷觉感受器 下丘脑 交感神经
(3)寒冷环境中,小熊猫分泌的甲状腺激素和肾上腺素增多,提高细胞代谢速率,使机体产生更多的热量
(4) 下丘脑-垂体-肾上腺皮质 肾小球的滤过作用
【详解】(1)由图1可见,在环境温度0~30℃范围内,小熊猫的体温处于32℃~33℃之间,保持恒定,皮肤温度随环境温度降低而降低,这是在神经-体液调节方式下,平衡产热与散热的结果。皮肤散热的主要方式包括辐射、传导、蒸发、对流等。
(2)在环境温度由20℃降至10℃的过程中,小熊猫代谢率下降,其中散热的神经调节路径是感受器--传入神经--神经中枢--传出神经--效应器,即寒冷环境中,皮肤中的冷觉感受器受到环境低温刺激产生兴奋,兴奋沿传入神经传递到位于下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的分析、综合,使支配血管的交感神经兴奋,引起外周血管收缩,皮肤和四肢血流量减少,以减少散热。
(3)分析题意可知,从激素调节角度分析当环境温度下降到0℃以下时,小熊猫产热剧增的原因,所以考虑甲状腺激素和肾上腺素的作用,即寒冷环境中,小熊猫分泌的甲状腺激素和肾上腺素增多,提高细胞代谢速率,使机体产生更多的热量。
(4)皮质醇是由肾上腺皮质分泌的,受下丘脑和垂体的分级调节,即是由下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴调节的。因为血液中的皮质醇可以通过肾小球的滤过作用进入尿液,故使用尿液而不用血液检测皮质醇,而且也能避免取血对小熊猫的伤害。
55.(2022·江苏·高考真题)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) 受体/特异性受体 电信号→化学信号→电信号
(2)促肾上腺皮质激素释放激素
(3) 溶酶体 非特异性免疫
(4) 大脑皮层 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
【详解】(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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。
(5)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。
56.(2022·湖南·高考真题)当内外环境变化使体温波动时,皮肤及机体内部的温度感受器将信息传入体温调节中枢,通过产热和散热反应,维持体温相对稳定。回答下列问题:
(1)炎热环境下,机体通过体温调节增加散热。写出皮肤增加散热的两种方式 。
(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,生理状态下人体调定点为37℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5℃时,与正常状态相比,调定点 (填“上移”“下移”或“不变”),机体产热 。
(3)若下丘脑体温调节中枢损毁,机体体温不能维持稳定。已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温。现获得A的结构类似物M,为探究M是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,将A、M分别用生理盐水溶解后,用发热家兔模型进行了以下实验,请完善实验方案并写出实验结论。
分组
处理方式
结果
甲
发热家兔模型+生理盐水
发热
乙
发热家兔模型+A溶液
退热
丙
发热家兔模型+M溶液
退热
丁
①
发热
②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论 。
③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论 。
【答案】
(1)汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张
(2) 上移 增加
(3) 损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液 M与药物A一样也具有解热作用 M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
【详解】(1)在炎热的环境中时,皮肤中的热觉感受器受到刺激后,将兴奋传递至下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的调节,使皮肤中的毛细血管舒张,皮肤血流量增多,同时也使汗液的分泌增多等,从而增加散热。
(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,此时产热量和散热量相等,生理状态下人体调定点为37℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5℃时,与正常状态相比,调定点上移,但机体产热量和散热量仍然相等,因此,产热量和散热量均增加。
(3)由表格中信息可知,甲组为空白对照,发热家兔模型会出现发热的症状;乙组是加了等量用生理盐水溶解的A溶液,已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温,因此发热家兔模型会退热;丙组是加了等量生理盐水溶解的M溶液,也出现退热现象,说明M与药物A一样也具有解热作用;丁组小鼠出现发热症状,由于要探究M通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,实验需要遵循单一变量原则,与丙组相比,丁组的处理是①损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液,损毁了下丘脑体温调节中枢后,M不能起到调控体温的作用。②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论:M与药物A一样也具有解热作用。③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论:M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温。
57.(2022·全国·高考真题)甲状腺激素在促进机体新陈代谢和生长发育过程中发挥重要作用。为了研究动物体内甲状腺激素的合成和调节机制,某研究小组进行了下列相关实验。
实验一:将一定量的放射性碘溶液经腹腔注射到家兔体内,一定时间后测定家兔甲状腺的放射性强度。
实验二:给甲、乙、丙三组家兔分别经静脉注射一定量的生理盐水、甲状腺激素溶液、促甲状腺激素溶液。一定时间后分别测定三组家兔血中甲状腺激素的含量,发现注射的甲状腺激素和促甲状腺激素都起到了相应的调节作用。
回答下列问题。
(1)实验一中,家兔甲状腺中检测到碘的放射性,出现这一现象的原因是 。
(2)根据实验二推测,丙组甲状腺激素的合成量 (填“大于”或“小于”)甲组。乙组和丙组甲状腺激素的合成量 (填“相同”或“不相同”),原因是 。
【答案】
(1)甲状腺吸收碘合成甲状腺激素
(2) 大于 不相同 乙组注射外源甲状腺激素,使甲状腺激素合成减少,丙组注射促甲状腺激素会促进甲状腺激素的合成
【详解】(1)碘是合成甲状腺激素的原料,将放射性碘溶液注射到兔体内,碘首先进入组织液,后进入血浆或淋巴运输到甲状腺滤泡上皮细胞被吸收,参与甲状腺激素的合成。
(2)甲组注射生理盐水,对甲状腺的活动没有明显的影响,甲状腺激素的合成与释放维持原来的水平;乙组注射外源甲状腺激素,使机体甲状腺激素含量超过正常水平,会反馈给下丘脑和垂体,从而抑制两者的活动,使机体甲状腺激素合成减少;丙组注射促甲状腺激素,可以促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素,导致甲状腺激素合成增加,故三种情况下,丙组甲状腺激素的合成量大于甲组,乙组和丙组甲状腺激素的合成量不相同。
58.(2022·山东·高考真题)迷走神经是与脑干相连的脑神经,对胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动起促进作用,还可通过一系列过程产生抗炎效应,如图所示。
分组
处理
TNF-α浓度
甲
腹腔注射生理盐水
+
乙
腹腔注射LPS
++++
丙
腹腔注射LPS+A处理
++
注:“+”越多表示浓度越高
(1)迷走神经中促进胃肠蠕动的神经属于 (填“交感神经”或“副交感神经”)。交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的,其意义是 。
(2)消化液中的盐酸在促进消化方面的作用有 、 、 。(答出3种作用即可)
(3)研究人员对图中抗炎过程进行了相关实验,实验分组及结果见表。通过腹腔注射脂多糖(LPS)可使大鼠出现炎症,检测TNF-α浓度可评估炎症程度。据图分析,若丙组的A处理仅在肠巨噬细胞内起作用,推测A处理的3种可能的作用机制: ; ; 。
【答案】
(1)副交感神经 可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。
(2) 为胃蛋白酶提供适宜pH 使食物中的蛋白质变性 使促胰液素分泌增加(或其他合理答案,以上三个空的答案顺序可颠倒)
(3) 抑制TNF-α合成 抑制TNF-α释放 增加N受体数量(或其他合理答案,以上三个空的答案顺序可颠倒)
【详解】(1)当人处于安静状态时,副交感神经活动占据优势,此时,心跳减慢,但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收;自主神经系统自主神经系统由交感神经和 副交感神经两部分组成。它们的作用通常是相反的,可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。
(2)盐酸在促进消化方面可以有以下作用:使蛋白质变性,有利于蛋白酶与之结合;提供胃蛋白酶发挥催化作用的适宜pH;刺激小肠黏膜产生促胰液素,促进胰液分泌,进而促进消化。
(3)结合图示可知,丙组的TNF-α浓度低,炎症程度低于乙组,TNF-α作为一种细胞因子,化学成分是一种蛋白质,仅考虑A在肠巨噬细胞内起作用,可能的原因是抑制TNF-α合成;抑制TNF-α释放;增加N受体数量。
59.(2022·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。
【答案】
(1) 每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S 每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水 每天每只小鼠灌胃一定量物质X
(2)
组别
实验阶段
适应性饲养
药物S处理
物质X处理
甲组
正常
正常
正常
乙组
正常
逐渐升高至>11.1mmol/L
>11.1mmol/L
丙组
正常
逐渐升高至>11.1mmol/L
逐渐下降,但高于正常水平
(3)设置一系列浓度梯度的药物S,每个浓度进行不同的给药途径,比较不同组合建模成功所需的时间
【详解】(1)适应性饲养使小鼠适应实验环境,正常饲养小鼠数天,甲乙丙三组的血糖值正常。药物S处理时甲组:每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐水,则甲组作为对照组。该实验的目的是研究物质X对高血糖症状的缓解作用,需要药物处理乙组和丙组使小鼠出现高血糖症状,因此药物S处理时乙组和丙组:每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S。在物质X处理时乙组作为对照组,丙组作为实验组,一组给物质X,一组没有物质X,以探究物质X对高血糖症状的缓解作用。物质X处理时,遵循实验单一变量,乙组给药途径是灌胃,则甲组作为空白对照,甲组每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水;乙组:每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水;丙组:每天每只小鼠灌胃一定量物质X。
(2)该实验将小鼠分为甲、乙、丙3组,进行三个阶段实验,即适应性饲养阶段、药物S处理、物质X处理,记录血糖值变化。正常饲养数天,甲乙丙三组的血糖值正常。甲组作为对照组,均是生理盐水处理,因此甲组在药物S处理和物质X处理时所测得的血糖值正常;小鼠血糖值>11.1mmol/L,定为高血糖模型小鼠,药物S处理阶段,乙组小鼠腹腔注射一定量药物S,会使血糖升高,逐渐升高至>11.1mmol/L;物质X处理阶段乙组小鼠灌胃一定量生理盐水,不会缓解高血糖症状,血糖值依然>11.1mmol/L;药物S处理阶段,丙组小鼠腹腔注射一定量药物S,会使血糖升高,逐渐升高至>11.1mmol/L;如果物质X对高血糖症状的缓解作用,则物质X处理阶段丙组小鼠在血糖值逐渐下降,但高于正常水平。实验各阶段的预期实验结果如表所示:
实验各阶段的小鼠血糖值变化
组别
实验阶段
适应性饲养
药物S处理
物质X处理
甲组
正常
正常
正常
乙组
正常
逐渐升高至>11.1mmol/L
>11.1mmol/L
丙组
正常
逐渐升高至>11.1mmol/L
逐渐下降,但高于正常水平
(3)要使用药物S快速建成高血糖模型小鼠,需要明确建模成功所需的时间快时的药物S浓度,同时也需要确定哪种给药途径建模成功所需的时间快,因此将具体的药物S浓度和给药途径组合起来以确定建模成功所需的时间,可通过设置一系列浓度梯度的药物S,每个浓度进行不同的给药途径,比较不同组合建模成功所需的时间,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。
60.(2021·广东·高考真题)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。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 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 。
(2)伸肘时,图中抑制性中间神经元的作用是 ,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 ,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 (填分泌该激素的腺体名称)功能的指标之一。
【答案】
(1) 伸肌、屈肌 外负内正
(2) 释放抑制性神经递质,导致屈肌运动神经元抑制
(3) 加速摄取、利用和储存葡萄糖 垂体
【详解】(1)图中有两条反射弧:感受器(肌梭)→传入神经→脊髓→伸肌运动神经元→伸肌;感受器(肌梭)→传入神经→脊髓→屈肌运动神经元→屈肌;故图中反射弧的效应器为伸肌、屈肌及其相应的运动神经末梢;若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至抑制性中间神经元时,使得抑制性神经元上有兴奋的传导,发生电位变化,从而使a处膜内外电位表现为外负内正。
(2)伸肘时,图中抑制性中间神经元接受上一个神经元传来的兴奋,从而发生电位变化,但释放抑制性神经递质,从而使屈肌运动神经元无法产生动作电位,使屈肌舒张。
(3)胰岛素能促进葡萄糖的去路,即加速组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和存储,抑制肝糖原的分解和非糖物质的转化,从而降低血糖。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加速摄取、利用和存储葡萄糖,从而降低血糖浓度。
(4)甲状腺激素的分泌存在分级调节,下丘脑分泌TRH(促甲状腺激素释放激素)作用于垂体,促使垂体分泌TSH(促甲状腺激素)作用于甲状腺,从而使甲状腺分泌TH(甲状腺激素)。激素通过体液运输,可通过检测血液中TSH、TH、TRH等激素的含量评估相应分泌器官的功能,从而判断老年人的内分泌功能。其中TSH水平可以作为评估垂体功能的指标之一。
4、 免疫调节
61.(2024·广东·高考真题)某些肿瘤细胞表面的PD-L1与细胞毒性T细胞(CTL)表面的PD-1结合能抑制CTL的免疫活性,导致肿瘤免疫逃逸。免疫检查点疗法使用单克隆抗体阻断PD-Ll和PD-1的结合,可恢复CTL的活性,用于肿瘤治疗。为进一步提高疗效,研究者以黑色素瘤模型小鼠为材料,开展该疗法与化疗的联合治疗研究。部分结果见图。
回答下列问题:
(1)据图分析, 疗法的治疗效果最佳,推测其原因是 。
(2)黑色素瘤细胞能分泌吸引某类细胞靠近的细胞因子CXCL1.为使CTL响应此信号,可在CTL中导入 基因后再将其回输小鼠体内,从而进一步提高治疗效果。该基因的表达产物应定位于CTL的 (答位置)且基因导入后不影响CTL 的能力。
(3)某兴趣小组基于现有抗体—药物偶联物的思路提出了两种药物设计方案。方案一:将化疗药物与PD-L1 单克隆抗体结合在一起。方案二:将化疗药物与PD-1单克隆抗体结合在一起。你认为方案 (填“一”或“二”)可行,理由是 。
【答案】
(1) 联合 该疗法既发挥了化疗药物的作用,也增加了活化的CTL数量
(2) CXCL1受体 (细胞膜)表面 杀伤肿瘤细胞
(3) 一 方案一的偶联物既可阻断PD-1与PD-L1 结合,恢复CTL的活性,又使化疗药物靶向肿瘤细胞
【分析】根据题图可知,肿瘤细胞表面的PD-L1通过与T细胞表面的PD-1蛋白特异性结合,抑制T细胞增殖分化,从而逃避免疫系统的攻击。
【详解】(1)由图a可知,联合疗法肿瘤体积最小,再根据图b可知,采用联合疗法时活化的CTL的数目明显高于免疫检查点疗法和化疗等,原因是该疗法既发挥了化疗药物的作用,也增加了活化的CTL数量。
(2)由于黑色素瘤细胞能分泌吸引某类细胞靠近的细胞因子CXCL1,故要进一步提高治疗效果,可以在CTL中导入细胞因子CXCL1受体基因,使CTL表达出细胞因子CXCL1受体,达到治疗的效果。由于细胞因子是一类肽类化合物,故该基因的表达产物应定位于CTL的细胞膜上,且基因导入后不影响CTL杀伤肿瘤细胞的能力。
(3)某肿瘤细胞表面的PD-L1与细胞毒性T细胞(CTL)表面的PD-1结合能抑制CTL的免疫活性,故应该将化疗药物与PD-L1 单克隆抗体结合在一起,即方案一的偶联物既可阻断PD-1与PD-L1 结合,恢复CTL的活性,又使化疗药物靶向肿瘤细胞。
62.(2024·全国·高考真题)某种病原体的蛋白质A可被吞噬细胞摄入和处理,诱导特异性免疫。回答下列问题。
(1)病原体感染诱导产生浆细胞的特异性免疫方式属于 。
(2)溶酶体中的蛋白酶可将蛋白质A的一条肽链水解成多个片段,蛋白酶切断的化学键是 。
(3)不采用荧光素标记蛋白质A,设计实验验证蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中,简要写出实验思路和预期结果 。
【答案】
(1)体液免疫
(2)肽键
(3)实验思路:以蛋白质A的片段为抗原,制备单克隆抗体,利用差速离心法将吞噬细胞中的溶酶体分离,并提取溶酶体中的蛋白质,利用抗原抗体杂交技术进行检测
预期结果:出现杂交带,表明蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中
【分析】非特异性免疫(先天性免疫):第一道防线:皮肤、黏膜等;第二道防线:体液中的杀菌物质和吞噬细胞;特异性免疫(获得性免疫)第三道防线:由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环组成。
【详解】(1)特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫。病原体感染诱导产生浆细胞的特异性免疫方式属于体液免疫。
(2)蛋白酶可将蛋白质A的一条肽链水解成多个片段,因此蛋白酶切断的是肽键。
(3)为验证蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中,可以蛋白质A的片段为抗原,制备单克隆抗体,利用差速离心法将吞噬细胞中的溶酶体分离,并提取溶酶体中的蛋白质,利用抗原抗体杂交技术进行检测,若出现杂交带,则表明蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中。
63.(2024·浙江·高考真题)科学研究揭示,神经、内分泌和免疫系统共享某些信息分子和受体,共同调节机体各器官系统的功能,维持内环境稳态,即神经-体液-免疫网络调节。以家兔为实验动物,进行了一系列相关研究。(注:迷走神经的中枢位于延髓,末梢释放乙酰胆碱;阿托品为乙酰胆碱阻断剂)回答以下问题:
(1)加入抗凝剂的家兔血液在试管里静置一段时间出现分层现象,上层是淡黄色的 ,T细胞集中于中层。与红细胞观察和计数不同,T细胞需要先 后才能在显微镜下观察和计数。培养T细胞时提供恒定浓度的CO2,使培养pH维持在中性偏 。
(2)血液T细胞百分率和T细胞增殖能力可以反映细胞免疫功能的强弱。刺激迷走神经,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著上升;剪断迷走神经,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著下降。基于上述结果,迷走神经具有 的作用。静脉注射阿托品后,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力显著下降,说明T细胞膜存在 受体。
(3)剪断一侧迷走神经后,立即分别刺激外周端(远离延髓一端)和中枢端(靠近延髓一端)血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著上升,说明迷走神经含有 纤维。
(4)用结核菌素接种家兔,免疫细胞分泌的 作用于迷走神经末梢的受体,将 信号转换成相应的电信号,迷走神经传入冲动显著增加,而 传递免疫反应的信息,调节免疫反应。
(5)雌激素能调节体液免疫。雌激素主要由卵巢分泌,受垂体分泌的 调节,通过检测血液B细胞百分率和 (答出两点)等指标来反映外源雌激素对体液免疫的调节作用。
【答案】
(1) 血浆 染色 碱
(2) 增强和维持免疫力 乙酰胆碱
(3)传入和传出/双向/混合
(4) 免疫活性物质 化学 神经中枢/延髓等
(5) 促性腺激素 抗体和B细胞的增殖能力
【分析】加入抗凝剂的家兔血液在试管里静置一段时间会出现分层现象。
上层:主要为血浆,是一种淡黄色液体;
中层:主要为血小板和白细胞;
下层:主要为红细胞,颜色呈红色。
【详解】(1)因加入了抗凝剂,家兔血液在试管里静置一段时间,上层是淡黄色的血浆;红细胞有颜色,T细胞没有颜色,与红细胞观察和技术不同,T细胞需要先染色后才能在显微镜下观察和计数,培养动物细胞适宜的pH为7.2-7.4,所以培养T细胞时培养pH维持在中性偏碱性。
(2)由题意可知:刺激迷走神经,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著上升;剪断迷走神经,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著下降,而血液T细胞百分率和T细胞增殖能力可以反映细胞免疫功能的强弱,所以迷走神经具有增强和维持免疫力的作用。阿托品为乙酰胆碱阻断剂,静脉注射阿托品后,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力显著下降,说明T细胞膜存在乙酰胆碱受体。
(3)剪断一侧迷走神经后,刺激外周端(远离延髓一端)引起血液T细胞百分率和T细胞增殖能力显著上升,说明迷走神经含有传出纤维,刺激中枢端(靠近延髓一端)血液T细胞百分率和T细胞增殖能力显著上升,说明迷走神经含有传入纤维。
(4)用结核菌素接种家兔,免疫细胞分泌免疫活性物质等作用于迷走神经末梢的受体,将化学信号转换成相应的电信号,迷走神经传入冲动显著增加,而神经中枢(延髓)传递免疫反应的信息,调节免疫反应。
(5)雌激素能调节体液免疫。雌激素主要由卵巢分泌,受垂体分泌的促性腺激素调节,前面提到血液T细胞百分率和T细胞增殖能力可以反映细胞免疫功能的强弱,所以通过检测血液B细胞百分率、抗体和B细胞的增殖能力等指标可以来反映外源雌激素对体液免疫的调节作用。
64.(2024·全国·高考真题)机体感染人类免疫缺陷病毒(HIV)可导致艾滋病。回答下列问题。
(1)感染病毒的细胞可发生细胞凋亡。细胞凋亡被认为是一种程序性死亡的理由是 。
(2)HIV会感染辅助性T细胞导致细胞凋亡,使机体抵抗病原体、肿瘤的特异性免疫力下降,特异性免疫力下降的原因是 。
(3)设计实验验证某血液样品中有HIV,简要写出实验思路和预期结果。
(4)接种疫苗是预防传染病的一种有效措施。接种疫苗在免疫应答方面的优点是 (答出2点即可)。
【答案】
(1)细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控
(2)辅助性T细胞参与淋巴细胞的活化,分泌的细胞因子可促进淋巴细胞增殖分化,辅助性T细胞凋亡会影响淋巴细胞的活化与增殖
(3)实验思路一:利用抗HIV抗体,与血液样品进行抗原抗体杂交实验;预期结果:若出现杂交带,则证明血液样品中含有HIV;
实验思路二:使用PCR(聚合酶链反应)技术检测样品中的HIV核酸,产物经电泳与标准DNA进行比对;预期结果:PCR产物经电泳后出现特定条带,则证明血液样品中含有HIV
(4)在不使机体患病的条件下使机体产生免疫力;产生的免疫力针对特定病原体;产生的免疫力可保持一定时间
【分析】人类免疫缺陷病毒(HIV)属于病毒,遗传物质为RNA。
【详解】(1)细胞凋亡被认为是一种程序性死亡的理由是因为它是一种由基因控制的细胞自动结束生命的过程。这种过程对于生物体的发育和正常生理功能的维持是必需的。
(2)辅助性T细胞在特异性免疫中会接受抗原呈递细胞的信号,并与B或T细胞结合,将信号传递给B或T细胞,诱导B或T细胞活化,同时产生细胞因子,促进B/T细胞的分裂分化过程,一旦辅助性T细胞受损,会导致体液免疫和细胞免疫都会减弱。(辅助性T细胞减少阻碍了浆细胞和细胞毒性T细胞的产生)。
(3)验证某血液样品中是否存在HIV,可考虑抗原检测和核酸检测两条途径。实验思路一:利用抗HIV抗体,与血液样品进行抗原抗体杂交实验;预期结果:若出现杂交带,则证明血液样品中含有HIV;
实验思路二:使用PCR(聚合酶链反应)技术检测样品中的HIV核酸,产物经电泳与标准DNA进行比对;预期结果:PCR产物经电泳后出现特定条带,则证明血液样品中含有HIV。
(4)疫苗作为抗原,在免疫应答方面,可以在不使机体患病的条件下使机体产生免疫力;产生的免疫力针对特定病原体;疫苗作用下可刺激机体产生抗体和记忆细胞,抗体和记忆细胞可在一定时间内留存,保持对病原体的免疫力。
65.(2024·河北·高考真题)新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病,我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN,使其在水稻胚乳特异表达,制备获得r2HN疫苗,并对其免疫效果进行了检测。
回答下列问题:
(1)实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子,若使r2HN仅在水稻胚乳表达,GtP应为 启动子。Nos为终止子,其作用为 。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此,可选择限制酶 和 对r2HN基因与载体进行酶切,用于表达载体的构建。
(2)利用 方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况,可通过PCR技术检测 ,通过 技术检测是否翻译出r2HN蛋白。
(3)获得转基因植株后,通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后,r2HN纯合体植株的占比为 。选择纯合体进行后续研究的原因是 。
(4)制备r2HN疫苗后,为研究其免疫效果,对实验组鸡进行接种,对照组注射疫苗溶剂。检测两组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特异应答的细胞(细胞毒性T细胞)水平,结果如图2所示。据此分析,获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的 免疫和 免疫。
(5)利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗的优点是 。(答出两点即可)
【答案】
(1) 在胚乳中特异性表达的 终止转录 HindIII EcoRI
(2) 农杆菌转化 r2HNmRNA 抗原抗体杂交
(3) 1/4 纯合体自交后代不发现性状分离
(4) 体液 细胞
(5)不受性别的限制、可大量种植、成本低、安全性高
【分析】基因工程是一项体外DNA重组技术,需要借助限制酶、 DNA 连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
【详解】(1)利用水稻细胞培育能表达r2HN的水稻胚乳细胞生物反应器,在胚乳中特异性表达的启动子在水稻胚乳细胞中更容易被RNA聚合酶识别和结合而驱动转录。Nos为终止子,终止子可以终止转录。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。KpnI破坏了启动子序列不能选用,SacI位于终止子序列之外不能选用,则为了将目的基因插入到载体的启动子和终止子之间,则需要用限制酶HindIII和EcoRI对r2HN基因与载体进行酶切,用于表达载体的构建。
(2)获得水稻愈伤组织后,通过农杆菌的侵染,使目的基因进入水稻细胞并完成转化。为检测r2HN表达情况,可通过PCR技术检测转录的r2HNmRNA,可从转基因水稻中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交检测是否翻译出r2HN蛋白。
(3)获得转基因植株后,通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。单一位点插入目的基因的植株,则相当于杂合子,杂合子自交,后代含有r2HN基因的纯合子为1/4。由于纯合体自交后代不发生性状分离,具有遗传的稳定性,所以选择纯合体进行后续研究。
(4)据图可知,实验组的抗体水平和CD8+T细胞水平都比对照组高,说明通过体液免疫产生了抗体,通过细胞免疫产生了细胞毒性T细胞,即r2HN疫苗能够成功激活鸡的体液免疫和细胞免疫。
(5)通过水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗具有不受性别的限制、可大量种植、成本低、安全性高等优点。
66.(2023·全国高考真题)接种疫苗是预防传染病的一项重要措施,乙肝疫苗的使用可有效阻止乙肝病毒的传播,降低乙型肝炎发病率。乙肝病毒是一种DNA病毒。重组乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技术获得的乙肝病毒表面抗原(一种病毒蛋白)。回答下列问题。
(1)接种上述重组乙肝疫苗不会在人体中产生乙肝病毒,原因是 。
(2)制备重组乙肝疫苗时,需要利用重组表达载体将乙肝病毒表面抗原基因(目的基因)导入酵母细胞中表达。重组表达载体中通常含有抗生素抗性基因,抗生素抗性基因的作用是 。能识别载体中的启动子并驱动目的基因转录的酶是 。
(3)目的基因导入酵母细胞后,若要检测目的基因是否插入染色体中,需要从酵母细胞中提取 进行DNA分子杂交,DNA分子杂交时应使用的探针是 。
(4)若要通过实验检测目的基因在酵母细胞中是否表达出目的蛋白,请简要写出实验思路。
【答案】
(1)重组乙肝疫苗成分为蛋白质,无法独立在宿主体内增殖
(2)筛选 RNA聚合酶
(3)核染色体DNA 被标记的目的基因的单链DNA片段
(4)通过使用相应抗体,利用抗原-抗体杂交技术,检测mRNA是否翻译形成蛋白质
【详解】(1)重组乙肝疫苗的成分是乙肝病毒表面的一种病毒蛋白。蛋白质注入人体后,无法完成病毒遗传物质的复制与蛋白质的合成,无法独立增殖。
(2)抗生素抗性基因作为标记基因,用于转化细胞的筛选。
RNA聚合酶结合目的基因启动子并驱动转录。
(3)检测的对象是目的基因是否插入染色体中,故提取酵母细胞染色体进行目的基因鉴定。
基因探针是一段带有检测标记,且顺序已知的,与目的基因互补的核酸序列。
(4)要检测出目的基因是否表达,除了需要检测目的基因是否插入染色体外,还需要检查目的基因是否转录与表达。检测是否转录,用核酸分子杂交技术,检测是否翻译用抗原-抗体杂交技术。
67.(2023·湖北高考真题)我国科学家研制出的脊髓灰质炎减毒活疫苗,为消灭脊髓灰质炎作出了重要贡献。某儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸后,其血清抗体浓度相对值变化如图所示。
回答下列问题:
(1)该疫苗保留了脊髓灰质炎病毒的 。
(2)据图判断,该疫苗成功诱导了机体的 免疫反应,理由是 。
(3)研究发现,实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后,发生了肢体运动障碍。为判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致,以电刺激的方法设计实验,实验思路是 ,预期实验结果和结论是 。
(4)若排除了脊髓灰质炎病毒对该动物骨骼肌的直接侵染作用,确定病毒只侵染了脊髓灰质前角(图中部位①)。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器,与未感染动物相比,感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是: ,神经-肌肉接头部位③处的信息传递变化是: 。
【答案】
(1)抗原性
(2)体液 血清中相关抗体浓度增多了
(3)用适宜大小的电刺激该动物的效应器(骨骼肌)部位,观察该动物的肢体运动情况(或骨骼肌是否收缩) 若骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),则脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤;若骨骼肌收缩(或肢体运动正常),则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤。
(4)电信号传导受阻 不能产生化学信号
【详解】(1)脊髓灰质炎减毒活疫苗保留了该病毒的抗原性,能引起机体产生特异性免疫。
(2)据图判断,该疫苗成功诱导了机体的体液免疫反应,理由是儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸一段时间后,血清中相关抗体浓度增多了。
(3)实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后,发生了肢体运动障碍。为了判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致,若骨骼肌功能损伤,则用电刺激骨骼肌(效应器),则骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),否则收缩(或肢体运动正常)。因此实验思路是用适宜大小的电刺激该动物的肢体效应器(骨骼肌)部位,观察该动物的肢体运动情况(或骨骼肌是否收缩)。若骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),则脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤;若骨骼肌收缩(或肢体运动正常),则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤。
(4)脊髓灰质炎病毒只侵染了脊髓灰质前角,即运动神经元功能损伤,失去传递电信号以及产生神经递质的功能。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器,与未感染动物相比,感染动物的神经纤维②受到损伤,不能接受上一个神经元释放的神经递质(化学信号的刺激),从而导致神经纤维②不能传递电信号(或神经冲动),故感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是电信号传导受阻。正常情况下,神经-肌肉接头部位③相当于一个突触,会发生电信号-化学信号-电信号的转变,感染感染脊髓灰质炎病毒的动物的神经纤维②功能受损,不能释放神经递质,故神经-肌肉接头部位③处的信息传递变化是不能产生化学信号。
68.(2022·广东·高考真题)迄今新型冠状病毒仍在肆虐全球,我国始终坚持“人民至上,生命至上”的抗疫理念和动态清零的防疫总方针。图中a示免疫力正常的人感染新冠病毒后,体内病毒及免疫指标的变化趋势。
回答下列问题:
(1)人体感染新冠病毒初期, 免疫尚未被激活,病毒在其体内快速增殖(曲线①、②上升部分)。曲线③、④上升趋势一致,表明抗体的产生与T细胞数量的增加有一定的相关性,其机理是 。此外,T细胞在抗病毒感染过程中还参与 过程。
(2)准确、快速判断个体是否被病毒感染是实现动态清零的前提。目前除了核酸检测还可以使用抗原检测法,因其方便快捷可作为补充检测手段,但抗原检测的敏感性相对较低,据图a分析,抗原检测在 时间段内进行才可能得到阳性结果,判断的依据是此阶段 。
(3)接种新冠病毒疫苗能大幅降低重症和死亡风险。图b显示一些志愿受试者完成接种后,体内产生的抗体对各种新冠病毒毒株中和作用的情况。据图分析,当前能为个体提供更有效保护作用的疫苗接种措施是 。
【答案】
(1)特异性 T细胞接受刺激后会分泌淋巴因子,该物质可促进大部分的B细胞分化为浆细胞,浆细胞可以分泌抗体 细胞免疫
(2)乙 含有病毒抗原,且病毒抗原含量先增加后减少
(3)全程接种+加强针
【详解】(1)分析图a曲线可知,人体感染新冠病毒初期,曲线①②上升,说明病毒在其体内快速增殖,但抗体还未产生,说明此时特异性免疫尚未被激活。体液免疫中,大多数病原体经过吞噬细胞等的摄取和处理,暴露病原体所特有的抗原,将抗原传递给T细胞,刺激T细胞产生淋巴因子。少数抗原直接刺激B细胞。B细胞受到刺激后,在淋巴因子的的作用下开始一系列的增殖、分化,大部分分化为浆细胞,产生抗体,小部分分化成记忆细胞。故抗体的产生与T细胞的数量的增加有一定相关性,即曲线③④上升趋势一致。T细胞在抗病毒感染的过程中还参与了细胞免疫过程。
(2)分析图a可知,在甲乙丙时间段内,体内都有病毒核酸,故核酸检测准确、快速判断个体是否被病毒感染。乙时间段内含有病毒抗原,且病毒抗原含量先增加后减少,故抗原检测在乙时间段内进行才可能得到阳性结果
(3)分析图b可知,完成全程接种+加强针的志愿受试者体内的抗体中和各种新冠病毒毒株的能力均明显高于全程接种的志愿受试者,故能为个体提供更有效保护作用的疫苗接种措施是全程接种+加强针。
69.(2022·全国·高考真题)人体免疫系统对维持机体健康具有重要作用。机体初次和再次感染同一种病毒后,体内特异性抗体浓度变化如图所示。回答下列问题。
(1)免疫细胞是免疫系统的重要组成成分,人体T细胞成熟的场所是 ;体液免疫过程中,能产生大量特异性抗体的细胞是 。
(2)体液免疫过程中,抗体和病毒结合后病毒最终被清除的方式是 。
(3)病毒再次感染使机体内抗体浓度激增且保持较长时间(如图所示),此时抗体浓度激增的原因是 。
(4)依据图中所示的抗体浓度变化规律,为了获得更好的免疫效果,宜采取的疫苗接种措施是 。
【答案】
(1) 胸腺 浆细胞
(2)抗体与病毒特异性结合形成沉淀,被吞噬细胞吞噬消化
(3)病毒再次感染时,记忆细胞先增殖分化形成浆细胞和记忆细胞,浆细胞再产生大量抗体
(4)多次接种同种疫苗
【详解】(1)免疫细胞是免疫系统的重要组成成分,包括淋巴细胞和吞噬细胞等,其中T细胞成熟的场所是胸腺。体液免疫过程中,只有浆细胞能产生特异性的抗体。
(2)体液免疫过程中,抗体和病毒特异性结合后形成沉淀,再被吞噬细胞吞噬消化。
(3)记忆细胞可以在病毒消失后存活几年甚至几十年,当同一种病毒再次感染机体,记忆细胞先增殖分化形成浆细胞和记忆细胞,浆细胞再产生大量抗体使抗体浓度激增。
(4)分析图示可知,二次免疫比初次免疫产生的抗体更多,故为了获得更好的免疫效果,接种疫苗时可多次接种同种疫苗,使机体产生更多的抗体和记忆细胞。
70.(2022·浙江高考真题)回答下列(一)、(二)小题:
(一)红曲霉合成的红曲色素是可食用的天然色素,具有防腐、降脂等功能。研究者进行了红曲色素的提取及红色素的含量测定实验,流程如下:
(1)取红曲霉菌种斜面,加适量 洗下菌苔,制成菌悬液并培养,解除休眠获得 菌种。经液体发酵,收集红曲霉菌丝体,红曲霉菌丝体与70%乙醇溶液混合,经浸提、 ,获得的上清液即为红曲色素提取液。为进一步提高红曲色素得率,可将红曲霉细胞进行 处理。
(2)红曲色素包括红色素、黄色素和橙黄色素等,红色素在390nm、420nm和505nm波长处均有较大吸收峰。用光电比色法测定红曲色素提取液甲的红色素含量时,通常选用505nm波长测定的原因是 。测定时需用 作空白对照。
(3)生产上提取红曲色素后的残渣,经 处理后作为饲料添加剂或有机肥,这属于废弃物的无害化和 处理。
(二)我国在新冠疫情方面取得了显著的成效,但全球疫情形势仍然非常严峻、尤其是病毒出现了新变异株——德尔塔、奥密克戎,更是威胁着全人类的生命健康。
(4)新冠病毒核酸定性检测原理是:以新冠病毒的单链RNA为模板,利用 酶合成DNA,经PCR扩增,然后在扩增产物中加入特异的 ,如果检测到特异的杂交分子则核酸检测为阳性。
(5)接种疫苗是遏制新冠疫情蔓延的重要手段。腺病毒疫苗的制备技术要点是:将腺病毒的复制基因敲除;以新冠病毒的 基因为模板合成的DNA插入腺病毒基因组,构建重组腺病毒。重组腺病毒在人体细胞内表达产生新冠病毒抗原,从而引发特异性免疫反应。在此过程中,腺病毒的作用是作为基因工程中目的基因的 。将腺病毒复制基因敲除的目的是 。
(6)单克隆抗体有望用于治疗新冠肺炎。单克隆抗体的制备原理是:取免疫阳性小鼠的 细胞与骨髓瘤细胞混合培养,使其融合,最后筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。与植物组织培养相比,杂交瘤细胞扩大培养需要特殊的成分,如胰岛素和 。
【答案】
(1) 无菌水 活化 离心 破碎
(2) 其它色素对该波长光的吸收相对较少,干扰相对较小 70%乙醇溶液
(3)灭菌 资源化
(4)逆转录 核酸探针
(5)抗原 载体 使腺病毒失去复制能力
(6)脾 动物血清
【详解】(1)防止污染,洗菌苔可加适量的无菌水,制成菌悬液并培养,解除休眠获得活化菌种。红曲霉菌丝体与70%乙醇溶液混合,经浸提、离心,获得的上清液即为红曲色素提取液。为进一步提高红曲色素得率,可将红曲霉细胞进行破碎处理,使细胞内的红曲色素释放出来。
(2)用光电比色法测定红曲色素提取液甲的红色素含量时,通常选用505nm波长测定的原因是其它色素对该波长光的吸收相对较少,干扰相对较小。由于提取红曲色素是用的70%乙醇溶液,故测定时需用70%乙醇溶液作空白对照。
(3)生产上提取红曲色素后的残渣,经灭菌处理残渣后,作为饲料添加剂或有机肥,这属于废弃物的无害化和资源化处理。
(4)RNA做模板合成DNA,利用逆转录酶;PCR扩增,然后在扩增产物中加入特异的核酸探针,检测新冠病毒核酸。如果检测到特异的杂交分子则核酸检测为阳性。
(5)腺病毒疫苗的制备技术要点是:将腺病毒的复制基因敲除;以新冠病毒的抗原基因为模板合成的DNA插入腺病毒基因组,构建重组腺病毒。重组腺病毒在人体细胞内表达产生新冠病毒抗原,从而引发特异性免疫反应。在此过程中,腺病毒的作用是作为基因工程中目的基因的载体。将腺病毒复制基因敲除的目的是使腺病毒失去复制能力。
(6)单克隆抗体的制备原理是:取免疫阳性小鼠的脾细胞与骨髓瘤细胞混合培养,使其融合,最后筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。与植物组织培养相比,杂交瘤细胞扩大培养需要特殊的成分,如胰岛素和动物血清。
71.(2022·江苏高考真题)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防,图中①~④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题。
(1)细胞核内RNA转录合成以 为模板,需要 的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA,才能转运到细胞质中发挥作用,说明 对大分子物质的转运具有选择性。
(2)机制①:有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生 ,提前产生终止密码子,从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病,将反义RNA药物导入细胞核,使其与51外显子转录产物结合形成 ,DMD前体mRNA剪接时,异常区段被剔除,从而合成有功能的小DMD蛋白,减轻症状。
(3)机制②:有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解,血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA,导致PCSK9mRNA被剪断,从而抑制细胞内的 合成,治疗高胆固醇血症。
(4)机制③:mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白,替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒,目的是 。
(5)机制④:编码新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗,进入人体细胞,在内质网上的核糖体中合成S蛋白,经过 修饰加工后输送出细胞,可作为 诱导人体产生特异性免疫反应。
(6)接种了两次新型冠状病毒灭活疫苗后,若第三次加强接种改为重组新型冠状病毒疫苗,根据人体特异性免疫反应机制分析,进一步提高免疫力的原因有: 。
【答案】
(1) DNA的一条链 RNA聚合酶 核孔
(2)基因突变 双链RNA
(3)PCSK9蛋白
(4)利于mRNA药物进入组织细胞
(5)内质网和高尔基体 抗原
(6)可激发机体的二次免疫过程,能产生更多的抗体和记忆细胞
【详解】(1)转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程需要RNA聚合酶的催化;mRNA需要加工为成熟mRNA后才能被转移到细胞质中发挥作用,该过程是通过核孔进行的,说明核孔对大分子物质的转运具有选择性。
(2)若DMD蛋白基因的51外显子片段中发生基因突变,即发生碱基对的增添、替换或缺失,可能导致mRNA上的碱基发生改变,终止密码提前出现,从而不能合成DMD蛋白而引发杜兴氏肌营养不良;治疗该疾病,将反义RNA药物导入细胞核,使其与51外显子转录产物结合形成双链RNA,DMD前体mRNA剪接时,异常区段被剔除,从而合成有功能的小DMD蛋白,减轻症状。
(3)高胆固醇是由于胆固醇含量过高引起的,转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA,导致PCSK9mRNA不能发挥作用,即不能作为模板翻译出PCSK9蛋白,密度脂蛋白的内吞受体降解减慢,从而使胆固醇含量正常。
(4)通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒,脂质体与细胞膜的基本结构类似,利于mRNA药物进入组织细胞。
(5)新冠病毒的S蛋白属于膜上的蛋白,膜上的蛋白质在核糖体合成后,还需要经过内质网和高尔基体的修饰加工后输送出细胞;疫苗相当于抗原,可诱导人体产生特异性免疫反应。
(6)接种了两次新型冠状病毒灭活疫苗后,若第三次加强接种改为重组新型冠状病毒疫苗,由于该疫苗可激发机体的二次免疫过程,能产生更多的抗体和记忆细胞,故可以进一步提高免疫力。
72.(2022·北京高考真题)人体细胞因表面有可被巨噬细胞识别的“自体”标志蛋白C,从而免于被吞噬。某些癌细胞表面存在大量的蛋白C,更易逃脱吞噬作用。研究者以蛋白C为靶点,构建了可感应群体密度而裂解的细菌菌株,拟用于制备治疗癌症的“智能炸弹”。
(1)引起群体感应的信号分子A是一种脂质小分子,通常以 的方式进出细胞。细胞内外的A随细菌密度的增加而增加,A积累至一定浓度时才与胞内受体结合,调控特定基因表达,表现出细菌的群体响应。
(2)研究者将A分子合成酶基因、A受体基因及可使细菌裂解的L蛋白基因同时转入大肠杆菌,制成AL菌株。培养的AL菌密度变化如图1。其中,AL菌密度骤降的原因是:AL菌密度增加引起A积累至临界浓度并与受体结合, 。
(3)蛋白K能与蛋白C特异性结合并阻断其功能。研究者将K基因转入AL菌,制成ALK菌株,以期用于肿瘤治疗。为验证ALK菌能产生蛋白K,应以 菌株裂解的上清液为对照进行实验。请从下列选项中选取所需材料与试剂的序号,完善实验组的方案。
实验材料与试剂:①ALK菌裂解的上清液②带荧光标记的K的抗体③带荧光标记的C的抗体④肿瘤细胞
实验步骤:先加入 保温后漂洗,再加入 保温后漂洗,检测荧光强度。
(4)研究者向下图2所示小鼠左侧肿瘤内注射ALK菌后,发现ALK菌只存在于该侧瘤内,两周内即观察到双侧肿瘤生长均受到明显抑制。而向瘤内单独注射蛋白K或AL菌,对肿瘤无明显抑制作用。请应用免疫学原理解释“智能炸弹”ALK菌能有效抑制对侧肿瘤生长的原因 。
【答案】
(1)自由扩散
(2)启动L蛋白表达引起AL菌短时间内大量裂解
(3) AL ①④ ②/③
(4)注入瘤内的ALK菌群体裂解后释放的蛋白K与蛋白C结合,且释放的细菌产物激活巨噬细胞,从而增强了巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用,巨噬细胞加工呈递肿瘤抗原,激活细胞免疫,肿瘤细胞被特异性杀伤,因此有效抑制对侧肿瘤生长。
【详解】(1)引起群体感应的信号分子A是一种脂质小分子,脂溶性的小分子物质通常以自由扩散的方式进出细胞。
(2)由图可知,AL菌密度达到相应的值后会骤降,而L蛋白可使细菌裂解。可推测AL菌密度骤降的原因是,AL菌密度增加引起A积累至临界浓度并与受体结合,启动L蛋白表达引起AL菌短时间内大量裂解。
(3)AL菌株不含K基因,ALK菌株含K基因,因此,为验证ALK菌能产生蛋白K,应以AL菌株裂解的上清液为对照进行实验。某些癌细胞表面存在大量的蛋白C,蛋白K能与蛋白C特异性结合并阻断其功能,为验证ALK菌能产生蛋白K,可用带荧光标记的K的抗体,如果有K蛋白生成,则K蛋白与K的抗体结合,可发出荧光;由于蛋白K能与蛋白C特异性结合,因此也可用带荧光标记的C的抗体,如果有蛋白K生成,对照组与实验组荧光强度会有差异。具体的实验步骤为,先加入①ALK菌裂解的上清液和④肿瘤细胞,保温后漂洗,再加入②带荧光标记的K的抗体或加入③带荧光标记的C的抗体,保温后漂洗,检测荧光强度。
(4)“智能炸弹”ALK菌能有效抑制对侧肿瘤生长是因为注入瘤内的ALK菌群体裂解后释放的蛋白K与蛋白C结合,且释放的细菌产物激活巨噬细胞,从而增强了巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用,巨噬细胞加工呈递肿瘤抗原,激活细胞免疫,肿瘤细胞被特异性杀伤,因此有效抑制对侧肿瘤生长。而单独注射蛋白K不能有效激活细胞免疫,单独注射AL菌也无法阻断蛋白C的功能。
73.(2022·重庆·高考真题)人体内的蛋白可发生瓜氨酸化,部分人的B细胞对其异常敏感,而将其识别为抗原,产生特异性抗体ACPA,攻击人体细胞,导致患类风湿性关节炎。
(1)类风湿性关节炎是由于免疫系统的 功能异常所致。
(2)如图①所示,CD20是所有B细胞膜上共有的受体,人工制备的CD20抗体通过结合CD20,破坏B细胞。推测这种疗法可以 (填“缓解”或“根治”)类风湿性关节炎,其可能的副作用是 。
(3)患者体内部分B细胞的膜上存在蛋白X(如图②)。为了专一破坏该类B细胞,研究人员设计了携带有SCP和药物的复合物。SCP是人工合成的瓜氨酸化蛋白的类似物,推测X应为 。为检测SCP的作用,研究人员对健康小鼠注射了SCP,小鼠出现了类风湿性关节炎症状,原因可能是 。
【答案】
(1)免疫自稳
(2)根治 降低体液免疫能力,机体对外来病原体的免疫能力减弱
(3)抗体 其他B细胞识别了SCP,产生ACPA攻击SCP的同时,也攻击人体B细胞
【详解】(1)类风湿性关节炎属于自身免疫病,免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能,若该功能异常,则容易发生自身免疫病。
(2)由题意可知,B细胞由于误将人体内发生瓜氨酸化的蛋白识别为抗原,产生特异性抗体攻击人体细胞,进而引起类风湿性关节炎,B细胞与抗原的识别是通过CD20受体进行的,由于CD20是所有B细胞膜上共有的受体,故人工制备的CD20抗体结合CD20之后,B细胞不再能识别瓜氨酸化的蛋白,也就不再攻击人体细胞,可根治类风湿性关节炎。但B细胞同时也不能识别外来病原体,可能会带来降低体液免疫能力,机体对外来病原体的免疫能力减弱的副作用。
(3)SCP是人工合成的瓜氨酸化蛋白的类似物,类似于抗原,B细胞膜上的蛋白X能与其结合,推测X应为抗体。研究人员对健康小鼠注射了SCP,小鼠出现了类风湿性关节炎症状,原因可能是其他B细胞识别了SCP,产生ACPA攻击SCP的同时,也攻击B细胞。
74.(2021·江苏·高考真题)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) 碱基互补配对 游离核糖体和粗面内质网上的核糖体
(3)ACE2受体 维持培养液的酸碱度
(4)RNA酶
(5)浆 新冠病毒S蛋白 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
【详解】(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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。
(5)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。
(6)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。
75.(2021·海南·高考真题)大规模接种新型冠状病毒(新冠病毒)疫苗建立群体免疫,是防控新冠肺炎疫情的有效措施。新冠疫苗的种类有灭活疫苗、mRNA疫苗等。回答下列问题。
(1)在控制新冠肺炎患者的病情中,T细胞发挥着重要作用。T细胞在人体内发育成熟的场所是 ,T细胞在细胞免疫中的作用是 。
(2)接种新冠灭活疫苗后,该疫苗在人体内作为 可诱导B细胞增殖、分化。B细胞能分化为分泌抗体的 。
(3)新冠病毒表面的棘突蛋白(S蛋白)是介导病毒入侵人体细胞的关键蛋白,据此,某科研团队研制出mRNA疫苗。接种mRNA疫苗后,该疫苗激发人体免疫反应产生抗体的基本过程是 。
(4)新冠肺炎康复者体内含有抗新冠病毒的特异性抗体,这些特异性抗体在患者康复过程中发挥的免疫作用是 。
【答案】
(1)胸腺 T细胞在接受新冠病毒刺激后分化为效应T细胞,效应T细胞识别并与被病毒入侵的宿主细胞密切接触,使之裂解死亡
(2)抗原 浆细胞
(3)编码S蛋白的mRNA进入人体后,可在体内表达出S蛋白,S蛋白作为抗原,可激发人体产生特异性抗体
(4)特异性抗体在患者体内与新冠病毒特异性结合,抑制病毒的繁殖或对人体细胞的黏附,使机体获得免疫力
【详解】(1)淋巴细胞中的T细胞分化、发育、成熟的场所是胸腺;T 细胞在细胞免疫中的作用是增殖分化出效应T细胞和记忆细胞,效应T细胞识别并与被病毒入侵的宿主细胞密切接触,使之裂解死亡。
(2)新冠疫苗相当于抗原,可以激发机体的特异性免疫过程,诱导B细胞增殖、分化;其中由B细胞分化而成的浆细胞可以分泌抗体。
(3)编码S蛋白的mRNA进入人体后,可在体内表达出S蛋白,S蛋白作为抗原,可激发人体产生特异性抗体。
(4)新冠肺炎康复者体内的特异性抗体在患者康复过程中可以与抗原特异性结合,以阻止新冠病毒对人体细胞的粘附和进一步增殖,并可能形成沉淀或细胞集团,被吞噬细胞吞噬处理。
76.(2021·福建·高考真题)长期酗酒会使肠道E球菌大量滋生,影响肠道菌群的组成,同时还会增加肠道壁的通透性,导致肠道细菌及其产物向肝脏转移,引起肝脏炎症。根据能否分泌外毒C(一种蛋白质毒素),可将E球菌分为E+(分泌外毒素C)和E-(不分泌外毒素C)。回答下列问题:
(1)科研人员对携带E+和E-球菌的酒精性肝炎临床重症患者的生存率进行统计结果如图1所示。推测外毒素C (填“会”或“不会”)加重酒精性肝炎病情。
(2)为进一步探究外毒素C与酒精性肝炎的关系,科研人员进行了相关实验。
I.体外实验将分离培养的无菌小鼠肝脏细胞等分为A、B两组。在A组的培养液中加入外毒素C,B组的培养液中加入等量的生理盐水,培养相同时间后,检测肝脏细胞的存活率。若实验结果为 ,则可以推测外毒素C对体外培养的小鼠肝脏细胞具有毒性作用。
Ⅱ.体内实验:将无菌小鼠分为6组进行相关实验,检测小鼠血清中谷丙转氨酶(ALT)的水平(ALT水平越高,肝脏损伤越严重)及统计肝脏E球菌的数量。实验分组和结果如图2所示。
①结果表明外毒素C能加重实验小鼠酒精性肝炎症状,灌胃I和Ⅱ的实验材料分别选用 和 。
A.生理盐水 B.E+菌液 C.E-菌液 D.灭活的E+菌液 E.灭活的E-菌液
②根据图2结果,外毒素C (填“会”或“不会”)影响实验小鼠肠道壁通透性,判断依据是 。
(3)目前尚无治疗酒精性肝炎的特效药。在上述研究的基础上,科研人员还利用专门寄生于E球菌的噬菌体有效治疗了酒精性肝炎模型小鼠,该实验的研究意义是 。
【答案】
(1)会
(2) A组的肝脏细胞存活率低于B组 C B 不会 E和F组小鼠肝脏的E球菌数量基本相同
(3)用噬菌体疗法有效治疗了小鼠酒精性肝炎,可为人类治疗酒精性肝炎提供一种新思路
【详解】(1)据题图可知,E+患者的180天生存率显著低于E-患者,而E+可以分泌外毒素C,故推测外毒素C会加重酒精性肝炎病情,从而导致生存率下降。
(2)I.体外实验将分离培养的无菌小鼠肝脏细胞等分为A、B两组,实验设计应遵循单一变量原则,在A组的培养液中加入外毒素C,B组的培养液中加入等量的生理盐水,若外毒素C对体外培养的小鼠肝脏细胞具有毒性作用,则加入外毒素C的A组的肝脏细胞存活率低于B组。
II.①体内实验中检测指标为血清中谷丙转氨酶(ALT)的水平,实验设计应遵循对照与单一变量原则,由于是在体内进行的试验,故应选择E球菌进行实验,根据能否分泌外毒素C可分为E+和E-,结合实验设计的单一变量原则及实验结果中F组的ALT水平最高可知,灌胃I和Ⅱ的实验材料分别选用E-菌液和E+菌液 。
②若外毒素C能影响小鼠肠道壁通透性,则E球菌数量会有差异,据图可知,E和F组小鼠肝脏的E球菌数量基本相同,故推测外毒素C不会影响实验小鼠肠道壁通透性。
(3)由于目前尚无治疗酒精性肝炎的特效药,而用噬菌体疗法有效治疗了小鼠酒精性肝炎,可为人类治疗酒精性肝炎提供一种新思路。
77.(2021·北京·高考真题)新冠病毒(SARS-CoV-2)引起的疫情仍在一些国家和地区肆虐,接种疫苗是控制全球疫情的最有效手段。新冠病毒疫苗有多种,其中我国科学家已研发出的腺病毒载体重组新冠病毒疫苗(重组疫苗)是一种基因工程疫苗,其基本制备步骤是:将新冠病毒的S基因连接到位于载体上的腺病毒基因组DNA中,重组载体经扩增后转入特定动物细胞,进而获得重组腺病毒并制成疫苗。
(1)新冠病毒是RNA病毒,一般先通过 得到cDNA,经 获取S基因,酶切后再连接到载体。
(2)重组疫苗中的S基因应编码________。
A.病毒与细胞识别的蛋白 B.与病毒核酸结合的蛋白
C.催化病毒核酸复制的酶 D.帮助病毒组装的蛋白
(3)为保证安全性,制备重组疫苗时删除了腺病毒的某些基因,使其在人体中无法增殖,但重组疫苗仍然可以诱发人体产生针对新冠病毒的特异性免疫应答。该疫苗发挥作用的过程是:接种疫苗→ → →诱发特异性免疫反应。
(4)重组疫苗只需注射一针即可完成接种。数周后,接种者体内仍然能检测到重组腺病毒DNA,但其DNA不会整合到人的基因组中。请由此推测只需注射一针即可起到免疫保护作用的原因 。
【答案】
(1) 逆转录/反转录 PCR扩增
(2)A (3) (重组腺病毒)进入细胞 表达抗原
(4)重组腺病毒DNA在人体细胞中持续表达抗原,反复刺激机体免疫系统。
【详解】(1)新冠病毒是RNA病毒,其遗传物质是RNA,若要得到与其对应的cDNA,则要进行逆转录。用cDNA扩增出目的基因——S基因,需要利用PCR扩增技术。
(2)重组疫苗作为抗原需要被人体免疫系统识别,而重组疫苗中的S基因是从新冠病毒中提取的,所以重组疫苗中的S基因应编码病毒与细胞都能识别的蛋白,A正确,BCD错误。
故选A。
(3)重组疫苗对人体来说属于外来异物,即抗原,故人体接种疫苗后,重组腺病毒进入人体细胞,其在人体细胞内表达出抗原,引发机体产生特异性免疫——细胞免疫和体液免疫,因此该疫苗发挥作用的过程是:接种疫苗→(重组腺病毒)进入细胞→表达抗原→诱发特异性免疫反应。
(4)接种疫苗后,由于长时间内接种者体内仍能检测到重组腺病毒DNA,而DNA会不断表达出S蛋白,S蛋白作为抗原刺激机体,故机体会反复针对抗原产生特异性免疫应答。
78.(2021·河北·高考真题)水痘是由水痘-带状疱疹病毒(VZV)引起的急性呼吸道传染病,多见于儿童,临床特征为全身出现丘疹、水疱。接种VZV减毒活疫苗(VarV)是预防水痘流行的有效方法。2019年,研究者对某地2007~2015年出生儿童的VarV接种率及水痘发病率进行了调查,结果如图。
回答下列问题:
(1)感染初期患者皮肤表面形成透明的水疱,其中的液体主要来自内环境中的 。
(2)呼吸道黏膜受损者更易被VZV感染,原因是 。VZV感染引发机体的 (填“特异性”或“非特异性”)免疫,被感染的细胞统称为 。
(3)水痘临床诊断时,须注意与荨麻疹相区分。与水痘的发病机理不同,某些花粉引起的荨麻疹属于机体的 反应,是免疫系统的 功能过强的表现。
(4)图中统计结果显示,随VarV接种率的提高,水痘发病率呈下降趋势。接种VarV后,B淋巴细胞的作用是 。
(5)2014年、2015年出生儿童的接种率与发病率数据提示,应及时接种第二剂VarV,原因是第一剂疫苗接种一段时间后 。
【答案】
(1) 组织液
(2) 免疫系统的第一道防线被破坏,防卫功能减弱 特异性 靶细胞
(3) 过敏 防卫
(4) 增殖分化为浆细胞和记忆细胞
(5) 机体产生抗体和记忆细胞,再次接种VarV后,记忆细胞快速增殖、分化形成浆细胞,浆细胞产生大量抗体
【详解】(1)细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴等,也称为内环境。水疱中的液体应该为渗透压失衡造成的组织液聚集在皮肤下形成的,主要还是来自组织液。
(2)呼吸道黏膜属于人体免疫的第一道防线,具有清扫、阻挡异物等作用,属于非特异性免疫。当VZV从呼吸道侵入人体时,呼吸道黏膜受损者,会失去呼吸道黏膜上纤毛的清扫、阻挡和黏液的吸附作用,免疫系统的第一道防线被破坏,防卫功能减弱,故更易被VZV感染。VZV 侵入人体后会引起人体产生特异性免疫反应,在免疫学上被称为抗原,被其感染的细胞被称为靶细胞,效应T细胞可以与靶细胞密切接触并使其裂解死亡。
(3)过敏反应是指已经免疫的机体再次接触相同抗原时发生的组织损伤或功能紊乱,某些花粉引起的荨麻疹属于机体的过敏反应。免疫系统具有防卫、监控和清除功能,过敏反应是因为机体免疫防卫功能过强造成的。
(4)易感人群接种VarV疫苗后,该疫苗作为抗原可诱导B淋巴细胞增殖、分化形成浆细胞和记忆细胞,从而起到预防VZV的作用。
(5)初次接种疫苗后,体内能产生相应记忆细胞和抗体。抗体的含量先增加后减少,由于记忆细胞的存在,追加第二剂时,抗原直接刺激记忆细胞,使记忆细胞快速增殖、分化形成浆细胞,浆细胞产生大量抗体,因此与初次免疫相比,二次免疫过程产生抗体的数量多、速度快。
79.(2020·江苏·高考真题)新型冠状病毒可通过表面的棘突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体,引起肺炎。图1为病毒侵入后,人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆抗体可阻断病毒的粘附或入侵,故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图回答下列问题:
(1)图1中人体内抗原递呈细胞吞噬病毒,并将病毒的抗原暴露在细胞表面,被 细胞表面的受体识别后激活该细胞。
(2)B细胞识别入侵的病毒后,在淋巴因子作用下,经过细胞的 ,形成 细胞。
(3)为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者,采集鼻咽拭子主要用于病原学检查,检测病毒的 ;采集血液样本主要用于血清学检查,检测 。
(4)据图2所示,研制抗S蛋白单克隆抗体,需先注射 免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞,再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合,用HAT培养基筛选获得 细胞。因为同一种抗原可能激活 细胞,还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。
【答案】
(1) T
(2) 增殖、分化 浆细胞和记忆
(3) 核酸 抗新型冠状病毒抗体
(4) 棘突蛋白(或S蛋白) 杂交瘤 多种B
【详解】(1)据题图1可知,人体内抗原递呈细胞吞噬新冠病毒,并将新冠病毒的抗原暴露,呈递给T细胞,被T细胞表面的受体识别后激活T细胞;
(2)激活的T细胞释放淋巴因子,并将抗原呈递给B细胞,B细胞识别入侵的病毒后,迅速增殖分化成浆细胞和记忆细胞;
(3)临床上为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者,采集鼻咽拭子主要用于病原学检查,检测疑似患者的呼吸道是否有新冠病毒的核酸,采集血液样本主要用于血清学检查,检测血清中是否产生抗新型冠状病毒的抗体;
(4)据题中图2所示,结合单克隆抗体制备方法,要研制抗棘突蛋白单克隆抗体,需先注射新冠病毒的棘突蛋白(或S蛋白),以激活小鼠的免疫细胞,再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合,获得融合的、未融合的细胞,用HAT筛选培养基培养,未融合的B细胞不能长期生存而死亡,未融合的骨髓瘤细胞不能合成DNA而死亡,只有杂交瘤细胞能成活;由于同一种抗原可能激活多种B细胞,筛选出的融合的骨髓瘤细胞就可能分泌多种抗体,还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞。
80.(2020·山东·高考真题)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
【详解】(1)由以上分析可知,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。设计实验时要围绕单一自变量,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。
实验设计思路为: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,另一组小鼠不作任何处理作为对照组;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。
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。
5、 植物激素的调节
81.(2024·广东·高考真题)乙烯参与水稻幼苗根生长发育过程的调控。为研究其机理,我国科学家用乙烯处理萌发的水稻种子3天,观察到野生型(WT)幼苗根的伸长受到抑制,同时发现突变体m2,其根伸长不受乙烯影响;推测植物激素X参与乙烯抑制水稻幼苗根伸长的调控,设计并开展相关实验,其中K试剂抑制激素X的合成,A试剂抑制激素X受体的功能,部分结果见图。
回答下列问题:
(1)为验证该推测进行了实验一,结果表明,乙烯抑制WT根伸长需要植物激素X,推测X可能是 。
(2)为进一步探究X如何参与乙烯对根伸长的调控,设计并开展了实验二、三和四。
①实验二的目的是检测m2的突变基因是否与 有关。
②实验三中使用了可自由扩散进入细胞的 NAA,目的是利用NAA的生理效应,初步判断乙烯抑制根伸长是否与 有关。若要进一步验证该结论并检验 m2 的突变基因是否与此有关,可检测 的表达情况。
③实验四中有3组空气处理组,其中设置★所示组的目的是 。
(3)分析上述结果,推测乙烯对水稻幼苗根伸长的抑制可能是通过影响 实现的。
【答案】
(1)生长素
(2) 生长素合成 生长素运输 生长素载体蛋白基因 作为实验组检测A试剂和NAA是否影响根伸长;作为乙烯处理的对照组
(3)生长素信号转导(或生长素受体功能)
【分析】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。植物激素主要包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯。各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种植物激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
【详解】(1)由实验一结果分析,加入K试剂不加NAA组与加入K试剂和NAA组对比可发现,同时加入K试剂和NAA,乙烯可以抑制WT根伸长,由题干信息K试剂抑制激素X的合成,可推测NAA的作用效果和激素X类似,NAA是生长素类似物,所以推测激素X为生长素。
(2)①实验二的因变量是激素X含量,所以实验二的目的是检测m2的突变基因是否与生长素合成有关。
②实验三野生型幼苗在乙烯、NAA+乙烯作用下根伸长均受抑制,而突变体m2幼苗在乙烯、NAA+乙烯作用下根长均正常,由实验二结果可知,野生型和突变体m2生长素含量大致一样,则初步判断乙烯抑制根伸长与生长素运输有关。若要进一步验证该结论并检验 m2 的突变基因是否与此有关,可检测生长素载体蛋白基因的表达情况。
③★所示组和其他空气处理组对比,可作为实验组检测A试剂和NAA是否影响根伸长;★所示组和同处理乙烯组对比,可作为乙烯处理的对照组。
(3)分析上述结果,推测乙烯对水稻幼苗根伸长的抑制可能是通过影响生长素受体功能实现的。
82.(2024·江西·高考真题)当某品种菠萝蜜成熟到一定程度,会出现呼吸速率迅速上升,再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料,测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放速率,变化趋势如图。回答下列问题:
(1)菠萝蜜在贮藏期间,细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的 ,其释放的能量一部分用于生成 ,另一部分以 的形式散失。
(2)据图可知,菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯,随后有大量乙烯生成,这体现了乙烯产生的调节方式为 。
(3)据图推测,菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是 。
为证实上述推测,拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖,现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪,可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂,该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等。简要描述实验过程:
① ;
②分别制作匀浆,取等量匀浆液;
③ ;
④分别在沸水浴中加热;
⑤ 。
(4)综合上述发现,新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升,其原因是 。
【答案】
(1) 内膜 ATP 热能
(2)正反馈调节
(3) 逐渐上升而后相对稳定 将采摘后分别放置0、1、2、3、4、5天的菠萝蜜分成6组,编号为①、②、③、④、⑤、⑥ 在5支试管中分别添加等量的DNS试剂,混匀 在加热的过程中观察5组试管中颜色变化,并记录
(4)乙烯具有催熟作用,且乙烯含量上升时,会使某品种的菠萝蜜出现呼吸速率迅速上升,再迅速下降的现象,进而促进果实的成熟。
【分析】生物组织中化合物的鉴定:斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀).斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉);植物激素,是在植物的生命活动中起调节作用的微量有机物。
【详解】(1)菠萝蜜在贮藏期间,细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的内膜,即消耗氧气的阶段是有氧呼吸的第三阶段,发生在线粒体内膜上,其释放的能量一部分用于生成ATP,另一部分以热能的形式散失,其中转移到ATP中的能量可以用于耗能的生命活动。
(2)据图可知,菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯,随后有大量乙烯生成,进而加速了果实的成熟,这体现了乙烯产生的调节方式为正反馈调节。
(3)图中显示,菠萝蜜在贮藏5天内呼吸速率迅速上升而后下降,同时乙烯的产生量也表现出先上升后下降的趋势,据此推测,该过程中可溶性糖的含量变化趋势是逐渐上升而后相对稳定。为证实上述推测,拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖,现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪,可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂,该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等,本实验的目的是检测葡萄糖含量的变化,利用的原理是颜色反应,颜色的深浅代表葡萄糖含量的多少,据此简要描述实验过程:
①分组编号,将采摘后分别放置0、1、2、3、4、5天的菠萝蜜分成6组,编号为①、②、③、④、⑤,⑥,实验中保证采摘后用于实验的菠萝蜜生长状态一致;
②分别取等量的5组菠萝蜜制作匀浆,取等量(1毫升)匀浆液分别置于5支干净的试管中;
③在5支试管中分别添加等量的DNS试剂,混匀;
④分别在沸水浴中加热;
⑤在加热的过程中观察5组试管中颜色变化,并记录。分析实验结果得出相应的结论。
(4)综合上述发现,新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升,这是因为乙烯具有催熟作用,但乙烯含量上升时,会使某品种的菠萝蜜出现呼吸速率迅速上升,再迅速下降的现象,进而促进果实的成熟。
83.(2024·甘肃·高考真题)类胡萝卜素不仅参与光合作用,还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体,其种子大部分为黄色,少部分呈白色,白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定,白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下(400μmol·m-2•s-1),纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光(1μmol·m-2•s-1)下培养一周,提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量,结果如图所示。回答下列问题。
(1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是 ,加入少许碳酸钙可以 。
(2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高,其原因是 。
(3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子,因为 。
(4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关,本研究中支持此结论的证据有:①纯合体种子为白色;② 。
(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷,X最可能是 。若以上推断合理,则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量,但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设,请完成下面的实验设计:
①植物培养和处理:取野生型和纯合突变体种子,萌发后在 条件下培养一周,然后将野生型植株均分为A、B两组,将突变体植株均分为C、D两组,A、C组为对照,B、D组干旱处理4小时。
②测量指标:每组取3-5株植物的叶片,在显微镜下观察、测量并记录各组的 。
③预期结果: 。
【答案】
(1)无水乙醇 防止研磨中色素被破坏
(2)叶绿素的形成需要光照,正常光下更有利于叶绿素的形成
(3)纯合突变体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低,光合作用极弱,无法满足植株生长对有机物的需求,
(4)与野生型相比,纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低(几乎为零)。
(5) 脱落酸 含水量等适宜 叶绿体的大小及数量,取其平均值 B组叶绿体的大小及数量高于A组,C、D两组叶绿体的大小及数量无差异且均明显低于A、B两组。
【分析】影响植物光合作用的因素有光合色素的含量、光照、水等。细胞分裂素能够促进叶绿素的合成。
【详解】(1)叶片中的叶绿素和类胡萝卜素都能溶解在有机溶剂中,所以常使用无水乙醇提取。加入少许碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。
(2)叶绿素的形成需要光照,正常光下更有利于叶绿素的形成,所以野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高。
(3)在正常光照下(400μmol·m-2•s-1),纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失,叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低,分别为0.3和0.1,说明纯合突变体的光合作用极弱,无法满足植株生长对有机物的需求,使得植株难以生长,因此正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子。
(4)由图可知:与野生型相比,纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低(几乎为零),说明此突变体与类胡萝卜素合成有关。
(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷,白色种子未完全成熟即可在母体上萌发, 脱落酸具有抑制种子萌发的作用,据此可推知:X最可能是脱落酸。若以上推断合理,则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量,但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设,并结合题意“在正常光照下,纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失”可知:该实验的自变量是植株的种类和培养条件,因变量是叶绿体的大小及数量,而在实验过程中对植株的生长有影响的无关变量应控制相同且适宜。据此,依据实验设计遵循的对照原则和单一变量原则和题干中给出的不完善的实验设计可推知,补充完善的实验设计如下:
①植物培养和处理:取野生型和纯合突变体种子,萌发后在含水量等适宜条件下培养一周,然后将野生型植株均分为A、B两组,将突变体植株均分为C、D两组,A、C组为对照,B、D组干旱处理4小时。
②测量指标:每组取3-5株植物的叶片,在显微镜下观察、测量并记录各组的叶绿体的大小及数量,取其平均值。
③预期结果:本实验为验证性实验,其结论是已知的,即干旱处理能够提高野生型中激素X的含量,但不影响纯合突变体中X的含量,所以预期的结果是:B组叶绿体的大小及数量高于A组,C、D两组叶绿体的大小及数量无差异且均明显低于A、B两组。
84.(2024·山东·高考真题)从开花至籽粒成熟,小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比,某突变体叶片变黄的速度慢,籽粒淀粉含量低。研究发现,该突变体内细胞分裂素合成异常,进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性,而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示,开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示,其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂,KT为细胞分裂素类植物生长调节剂,气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。
检测指标
植株
14天
21天
28天
胞间CO2浓度(μmolCO2mol-1)
野生型
140
151
270
突变体
110
140
205
气孔导度(molH2Om-2s-1)
野生型
125
95
41
突变体
140
112
78
(1)光反应在类囊体上进行,生成可供暗反应利用的物质有 。结合细胞分裂素的作用,据图分析,与野生型相比,开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是 。
(2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析,与野生型相比,开花14天后突变体的光饱和点 (填“高”或“低”),理由是 。
(3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析,突变体籽粒淀粉含量低的原因是 。
【答案】
(1) ATP、NADPH 突变体细胞分裂素合成更多,而细胞分裂素能促进叶绿素的合成
(2) 高 突变体气孔导度更大而胞间CO2浓度更小,而呼吸作用不受影响,说明相同光照强度下,突变体光合作用消耗CO2速率更大,因此突变体吸收利用光能的效率更高。在其他限制因素相同的情况下,突变体可以利用更多的光能,因此光饱和点更高
(3)叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处,而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖,表中突变体蔗糖转化酶活性大于野生型,因此突变体内可向外运输到籽粒的蔗糖少于野生型
【分析】光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生[H]与氧气,以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】(1)光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应C3的还原。对比野生型和突变型不同条件下类囊体膜蛋白稳定性可知,不同条件下突变型类囊体膜蛋白稳定性均高于野生型,可能是突变型细胞分裂素合成增加,使类囊体膜蛋白稳定性增强,而细胞分裂素可促进叶绿素的合成,故与野生型相比,开花后突变体叶片变黄的速度慢。
(2)据表可知,突变体气孔导度更大而胞间CO2浓度更小,而呼吸作用不受影响,说明相同光照强度下,突变体光合作用消耗CO2速率更大,因此突变体吸收利用光能的效率更高,在其他限制因素相同的情况下,突变体可以利用更多的光能,因此光饱和点更高。
(3)据图可知,与野生型相比,突变体蔗糖转化酶活性更高,而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖,故突变体内蔗糖减少,且叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处,因此突变体向外运输的蔗糖减少,导致籽粒淀粉含量低。
85.(2024·湖北·高考真题)气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小,控制CO2进入和水分的散失,影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料,研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(图1)。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种,但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、ht1基因功能缺失突变体(h)、rhc1基因功能缺失突变体(r)和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体(h/r),进行了相关实验,结果如图2所示。
回答下列问题:
(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,导致保卫细胞 (填“吸水”或“失水”),引起气孔关闭,进而使植物光合作用速率 (填“增大”或“不变”或“减小”)。
(2)图2中的wt组和r组对比,说明高浓度CO2时rhc1基因产物 (填“促进”或“抑制”)气孔关闭。
(3)由图1可知,短暂干旱环境中,植物体内脱落酸含量上升,这对植物的积极意义是 。
(4)根据实验结果判断:编码蛋白甲的基因是 (填“ht1”或“rhc1”)。
【答案】(1) 失水 减小
(2)促进
(3)干旱条件下脱落酸含量升高,促进叶片脱落,抑制气孔开放,能够减少蒸腾作用,保存植物体内水分,使植物能够在干旱中生存
(4)rhc1
【分析】1、溶液的渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。
2、脱落酸在根冠和萎蔫的叶片中合成较多,在将要脱落和进入休眠期的器官和组织中含量较多,脱落酸是植物生长抑制剂,它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落,促进休眠和提高抗逆能力等作用。
3、分析图2可知,高浓度CO2时,r组气孔开放度均高于wt组、h组和h/r组,结合图1分析,高浓度CO2时蛋白甲经过一系列调控机制最终使气孔关闭。r组是rhc1基因功能缺失突变体,高浓度CO2时,r组气孔开放度高,说明缺失rhc1基因编码的蛋白质不能够引起气孔关闭,由此推测,rhc1基因编码的是蛋白甲。
【详解】(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,导致细胞液的渗透压降低,保卫细胞失水引起气孔关闭。气孔关闭后,CO2吸收减少,光合速率减小。
(2)r组是rhc1基因功能缺失突变体,即缺少rhc1基因产物,wt组能正常表达rhc1基因产物。分析图2,高浓度CO2时,wt组气孔开放度低于r组,说明rhc1基因产物能促进气孔关闭。
(3)脱落酸是植物生长抑制剂,它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落。干旱条件下脱落酸含量升高,促进叶片脱落,抑制气孔开放,能够减少蒸腾作用,保存植物体内水分,使植物能够在干旱中生存。
(4)分析图2可知,高浓度CO2时,r组气孔开放度均高于wt组、h组和h/r组,结合图1分析,高浓度CO2时蛋白甲经过一系列调控机制最终使气孔关闭。r组是rhc1基因功能缺失突变体,高浓度CO2时,r组气孔开放度高,说明缺失rhc1基因编码的蛋白质不能够引起气孔关闭,由此推测,rhc1基因编码的是蛋白甲。
86.(2024·浙江·高考真题)长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高,导致作物根系长期缺氧,对植株造成的胁迫及伤害。
回答下列问题:
(1)发生渍害时,油菜地上部分以有氧(需氧)呼吸为主,有氧呼吸释放能量最多的是第 阶段。地下部分细胞利用丙酮酸进行乙醇发酵。这一过程发生的场所是 ,此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化,促进氢接受体(NAD+)再生,从而使 得以顺利进行。因此,渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越 (耐渍害/不耐渍害)。
(2)以不同渍害能力的油菜品种为材料,经不同时长的渍害处理,测定相关生理指标并进行相关性分析,结果见下表。
光合速率
蒸腾速率
气孔导度
胞间CO2浓度
叶绿素含量
光合速率
1
蒸腾速率
0.95
1
气孔导度
0.99
0.94
1
胞间CO2浓度
-0.99
-0.98
-0.99
1
叶绿素含量
0.86
0.90
0.90
-0.93
1
注:表中数值为相关系数(r),代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1时,相关越密切,越接近0时相关越不密切。
据表分析,与叶绿素含量呈负相关的指标是 。已知渍害条件下光合速率显著下降,则蒸腾速率呈 趋势。综合分析表内各指标的相关性,光合速率下降主要由 (气孔限制因素/非气孔限制因素)导致的,理由是 。
(3)植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时,植物体内 (激素)大量积累,诱导气孔关闭,调整相关反应,防止有毒物质积累,提高植物对渍害的耐受力;渍害发生后,有些植物根系细胞通过 ,将自身某些薄壁组织转化腔隙,形成通气组织,促进氧气运输到根部,缓解渍害。
【答案】
(1) 三/3 细胞质基质 葡萄糖分解(糖酵解) 耐渍害
(2) 胞间CO2浓度 下降 非气孔限制因素 胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关
(3) 脱落酸 程序性死亡/凋亡
【分析】有氧呼吸分为三个阶段,第一阶段在细胞质进行,第二阶段在线粒体基质进行,第三阶段在线粒体内膜进行,且第三阶段释放的能量最多。无氧呼吸分为两个阶段,均在细胞质基质进行。
由表可知,胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关,即虽然气孔导度下降,但胞间CO2上升,说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致的。
【详解】(1)有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜进行,是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段。乙醇发酵(无氧呼吸)的场所是细胞质基质。葡萄糖分解形成丙酮酸和NADH,该过程需要NAD+参与,所以氢接受体(NAD+)再生,有利于葡萄糖分解的正常进行,由此可知,渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种能产生更多的能量维持生命活动的进行,更加耐渍害。
(2)由表可知,叶绿素含量与胞间CO2浓度的相关系数为负值,说明二者呈负相关。光合速率与蒸腾速率的相关系数为0.95,为正相关,所以光合速率显著下降,则蒸腾速率呈下降趋势。由于胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关,即虽然气孔导度下降,但胞间CO2上升,说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致的。
(3)脱落酸具有诱导气孔关闭的功能,在受渍害时,其诱导气孔关闭,调整相关反应,防止有毒物质积累,提高植物对渍害的耐受力。渍害发生后,有些植物根系细胞通过通过凋亡(程序性死亡),从而形成腔隙,进一步形成通气组织,促进氧气运输到根部,缓解渍害。
87.(2023·天津·高考真题)研究人员探究植物根部生长素运输情况,得到了生长素运输方向示意图(图1)
(1)生长素从根尖分生区运输到伸长区的运输类型是 。
(2)图2是正常植物和某蛋白N对应基因缺失型的植物根部大小对比及生长素分布对比,据此回答:
(i)N蛋白基因缺失,会导致根部变短,并导致生长素在根部 处(填“表皮”或“中央”)运输受阻。
(ii)如图3,在正常植物细胞中,PIN2蛋白是一种主要分布在植物顶膜的蛋白,推测其功能是将生长素从细胞 运输到细胞 ,根据图3,N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白分布特点为: 。
(3)根据上述研究,推测N蛋白的作用是: ,从而促进了伸长区细胞伸长。
【答案】
(1)极性运输(主动运输)
(2)中央 顶膜 侧膜和底膜 顶膜处最多,侧膜和细胞质中也有分布
(3)促进生长素从细胞质和侧膜等部位向伸长区细胞顶膜集中
【详解】(1)据图可知,生长素从根尖分生区运输到伸长区的运输是从形态学的上端向形态学的下端运输,属于极性运输,运输方式是主动运输。
(2)(i)分析图2,N蛋白缺失型个体的根部明显缩短,且据生长素的分布情况可知,伸长区中央部分的生长素较少,据此可推测生长素在根部中央运输受阻。
(ii)据图3可知,正常型个体和N蛋白缺失型个体顶膜的PIN2蛋白含量相同,侧膜和细胞质中没有分布,结合图1推测,推测其功能是将生长素从细胞顶膜运输至侧膜和底膜;而N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白分布特点为:顶膜处最多,侧膜和细胞质中也有分布,但是相等较少,其中细胞质中含量最少。
(3)根据上述研究,正常型个体只有顶膜有PIN蛋白分布,而N蛋白缺失型个体则在多处都有分布,推测N蛋白的作用是:促进生长素从细胞质和侧膜等部位向伸长区细胞顶膜集中,从而促进了伸长区细胞伸长。
88.(2023·湖北·高考真题)乙烯(C2H4)是一种植物激素,对植物的生长发育起重要作用。为研究乙烯作用机制,进行了如下三个实验。
【实验一】乙烯处理植物叶片2小时后,发现该植物基因组中有2689个基因的表达水平升高,2374个基因的表达水平下降。
【实验二】某一稳定遗传的植物突变体甲,失去了对乙烯作用的响应(乙烯不敏感型)。将该突变体与野生型植株杂交,F1植株表型为乙烯不敏感。F1自交产生的F2植株中,乙烯不敏感型与敏感型的植株比例为9:7。
【实验三】科学家发现基因A与植物对乙烯的响应有关,该基因编码一种膜蛋白,推测该蛋白能与乙烯结合。为验证该推测,研究者先构建含基因A的表达载体,将其转入到酵母菌中,筛选出成功表达蛋白A的酵母菌,用放射性同位素14C标记乙烯(14C2H4),再分为对照组和实验组进行实验,其中实验组是用不同浓度的14C2H4与表达有蛋白A的酵母菌混合6小时,通过离心分离酵母菌,再检测酵母菌结合14C2H4的量。结果如图所示。
回答下列问题:
(1)实验一中基因表达水平的变化可通过分析叶肉细胞中的 (填“DNA”或“mRNA”)含量得出。
(2)实验二F2植株出现不敏感型与敏感型比例为9:7的原因是 。
(3)实验三的对照组为:用不同浓度的14C2H4与 混合6小时,通过离心分离酵母菌,再检测酵母菌结合14C2H4的量。
(4)实验三中随着14C2H4相对浓度升高,实验组曲线上升趋势变缓的原因是 。
(5)实验三的结论是 。
【答案】
(1)mRNA
(2)控制对乙烯敏感度的基因有两对,这两对基因遵循自由组合定律
(3)不表达蛋白A的酵母菌
(4)导入酵母菌的蛋白A基因控制合成的蛋白A数量有限
(5)基因A与植物对乙烯的响应有关
【详解】(1)基因表达包含转录和翻译两个过程,转录的产物是mRNA,mRNA也是翻译的模板,所以分析叶肉细胞中的mRNA含量可知道实验一中基因表达水平的变化。
(2)将突变体甲与野生型植株杂交,得到F1,F1自交产生的F2植株中,乙烯不敏感型与敏感型的植株比例为9:7,是9:3:3:1的变式,说明控制乙烯敏感度的基因有两对,并且这两对基因符合自由组合定律。
(3)该实验目的是通过基因A控制的蛋白质能与乙烯结合,证明基因A与植物对乙烯的相应有关,自变量是有无蛋白A,实验组是表达有蛋白A的酵母菌,对照组则是不表达蛋白A的酵母$$