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非选择题必刷30题
1.(23-24高二上·山东泰安·期末)机体疼痛发生时会导致糖皮质激素分泌增多,以增强机体对应激刺激的应对能力,并且缓解疼痛,此外糖皮质激素可减少脑中γ-氨基丁酸(GABA)的浓度,提高中枢的兴奋性,降低大脑兴奋阈值,促使癫痫发作。图1表示用电表研究突触上兴奋传导的过程。图2表示痛觉的形成及缓解机理,其中A、B、C表示相关神经元,神经元C能释放一种抑制疼痛的神经递质内啡肽。图3为抗癫痫药物噻加宾的作用机理示意图。
(1)图1中,分别刺激a、b两点,能够引起电表指针发生两次偏转的点是 。当刺激a点时,该点膜内局部电流的方向与该神经纤维上兴奋传导的方向 (填“相反”或“相同”)。突触处兴奋单向传递的原因是 。
(2)由图2可知,P物质为 ,推测内啡肽、吗啡等发挥镇痛作用的原理是 。长期使用吗啡可致欣快感而依赖成瘾,一旦突然停止使用,则P物质的释放量会迅速 ,出现更强烈的痛觉等戒断综合征。
(3)据图3分析,噻加宾抗癫痫的作用机理是 ,进而促进GABA受体打开Cl-通道,Cl-内流增加,最终影响突触后膜兴奋。由此可见,GABA是一种 (填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质。
【答案】(1) a 相同 神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜
(2) 神经递质 内啡肽、吗啡等与A神经元上的阿片受体结合后,抑制了A神经元释放神经递质,阻止痛觉产生,从而发挥镇痛作用 增加
(3) 抑制突触前膜上的GABA转运体的活性,减少对GABA的回收,增大了突触间隙中GABA的浓度 抑制性
【详解】(1)由图1可知,左侧神经元为突触前膜所在神经元,右侧神经元为突触后膜所在神经元,兴奋在该突触处从左向右传递,刺激a点时,兴奋可以传到右侧神经元,刺激b点时,兴奋不能传到左侧神经元,所以刺激a点电表指针发生两次偏转,刺激b点,电表指针发生一次偏转。膜内局部电流的方向与兴奋在神经纤维上传导的方向相同。由于神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜,所以突触处兴奋是单向传递的。
(2)当痛觉感受器受到刺激时,产生的神经冲动沿A神经元传至轴突末梢后,突触小泡中的神经递质P物质释放到突触间隙,P物质经扩散与突触后膜上的P物质受体结合,引发B神经元产生神经冲动并传至痛觉中枢,产生痛觉。内啡肽、吗啡等与阿片受体结合后抑制A神经元释放P物质,导致不能产生动作电位(兴奋),阻止痛觉产生从而发挥镇痛作用。长期使用吗啡后可致欣快感而依赖成瘾,一旦突然停止使用吗啡,则P物质的释放量迅速增加,出现更强烈的痛觉等戒断综合征。
(3)图3显示,抗癫痫药噻加宾抑制突触前膜上GABA转运体的活性,导致突触前膜对GABA的回收渐少,突触间隙中GABA的浓度增加,刺激突触后膜GABA受体增加对Cl-的转运,使突触后膜保持静息电位不能兴奋,神经冲动的传导受阻,故GABA是一种抑制性神经递质。
2.(23-24高二上·山东滨州·期末)科学家发现脑中存在“胶质淋巴系统”,这一系统对大脑神经元产生的β淀粉样蛋白(A3)等神经毒性蛋白的运出起到重要作用。
(1)体内绝大多数组织细胞直接生活的环境是 。组织细胞产生的大分子代谢废物通过 循环最终汇入血浆。
(2)组织细胞间隙中的液体整体由渗透压低的区域流向渗透压高的区域。根据脑内胶质淋巴系统中液体整体流动方向判断,图示动脉侧和静脉侧星形胶质细胞的AQP4对水分子跨膜转运的方向分别是
。
(3)大脑神经元产生的Aβ在神经元外的沉积是造成阿尔茨海默病(AD)的重要原因。大脑长时间维持清醒状态时,胶质细胞体积显著增大,增加了胶质淋巴系统中细胞间隙液体的流动阻力。据此提出有利于预防AD的做法并说明理由 。
【答案】(1) 组织液 淋巴
(2)动脉侧由细胞内向细胞外,静脉侧由细胞外向细胞内
(3)充足睡眠(规律作息); 睡眠时间充足,胶质细胞的体积比清醒时减小,降低胶质淋巴系统中细胞间隙液体的流动阻力,有利于Aβ的运出
【详解】(1)体内绝大多数组织细胞直接生活的环境是组织液,组织细胞产生的大分子代谢废物通过淋巴循环汇入血浆;
(2)由图可知,胶质淋巴系统将β淀粉样蛋白等神经毒性蛋白运出,需借助于细胞间隙的组织液,最终汇入静脉,组织细胞间隙中的液体整体由渗透压低的区域流向渗透压高的区域,因此动脉侧星形胶质细胞的AQP4将水分子运出细胞,静脉侧星形胶质细胞的AQP4将细胞外的水分子运进细胞;
(3)胶质细胞体积增大,会增加胶质淋巴系统中细胞间隙液体的流动阻力,因此减小胶质细胞的体积有利于减小细胞间隙液体流动阻力,有利于Aβ的运出, 而睡眠时间充足,胶质细胞的体积比清醒时减小,故可通过充足睡眠预防AD。
3.(23-24高二上·山东济南·期末)光是一切生命产生的源动力,也是生命体最重要的感知觉输入。调查显示,夜间过多光源暴露显著增加肥胖和糖尿病等代谢疾病风险。已知哺乳动物感光主要依赖视网膜上感光神经节细胞(ipRGC),ipRGC对下丘脑发出密集的神经纤维。视网膜上的感光细胞在蓝光刺激下可作用于小鼠脑中的相关神经通路,使得空腹小鼠在食用葡萄糖后的血糖浓度上升幅度高于红光刺激的小鼠;此外,该神经通路也与脂肪细胞的代谢有关,如图1所示(“+”表示促进)。进一步检测发现,蓝光照射后不会影响小鼠体内与血糖平衡有关的激素含量以及营养物质的变化,但会减弱棕色脂肪组织的产热。回答下列问题:
(1)为研究光调节葡萄糖代谢与下丘脑的SCN区还是SON区有关,进行了以下实验:分别对两组小鼠进行以下处理:①损毁感光正常小鼠下丘脑的SCN区,②损毁感光正常小鼠下丘脑的SON区,在黑暗和光照条件下分别进行葡萄糖代谢能力检测,结果如图2所示(AUC为血糖含量曲线与横坐标时间轴围成的面积)。
上述实验表明光调节葡萄糖代谢与下丘脑的 区有关。当ipRGC感受光刺激一段时间后,可检测到PVN区域的神经元兴奋,此时该区域的神经纤维上的膜电位表现为 。兴奋在突触部位只能单向传递的原因是 。
(2)夜间“光暴露”引发血糖上升水平程度高于对照小鼠,其原因是支配脂肪组织的交感神经受到 (填“促进”或“抑制”),棕色脂肪细胞对葡萄糖的摄取量 (填“升高”或“降低”)。交感神经与和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的,其意义是 。
(3)冷暖色一直被定义为心理上的冷热感受。研究者认为,上述通路与“蓝光让人感觉到凉爽,而红光则无此效应”有关。结合图中信息,尝试说明造成这一现象的可能机制: 。
(4)为验证“光暴露”通过交感神经调节棕色脂肪组织的产热过程,某实验小组用若干只生理状态相似的健康(空腹)小鼠进行实验,将上述小鼠随机均分为甲、乙、丙三组;对甲组小鼠给予正常光照条件,乙、丙两组小鼠进行相应处理;将三组小鼠置于其他条件相同且适宜的环境下培养一段时间后,检测并比较三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量,发现丙组产热量最少。乙、丙两组小鼠进行的处理分别是 。(填标号)。
①进行“光暴露”处理②切断支配棕色脂肪组织的交感神经并进行给与正常光照处理③进行正常光照处理④切断支配棕色脂肪组织的交感神经并进行“光暴露”处理
【答案】(1) SON 内正外负/外负内正 神经递质只存在于突触小体的突触小泡内,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜
(2) 抑制 降低 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
(3)蓝光可以激活相应的感光细胞ipRGC,通过神经调节抑制神经递质的释放,减弱了棕色脂肪细胞对葡萄糖的摄取,进而使产热减少,感觉凉爽;而红光无法激活感光细胞ipRGC,则无法引发上述过程
(4)④①
【详解】(1)图3中损伤了SCN的小鼠在光照条件下AUC明显高于损伤了SON的小鼠AUC,以及题干信息ipRGC对下丘脑的发出密集的神经纤维,可判断:ipRGC介导的光影响糖代谢功能与下丘脑的SON区有关。PVN区域的神经纤维上膜对Na+的通透性改变,Na+从细胞膜外进入到细胞膜内,形成内正外负的动作电位。神经递质只存在于突触小体的突触小泡内,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此兴奋在突触部位只能单向传递的。
(2)夜间“光暴露”引发血糖上升水平程度高于对照小鼠,由图可以看出PVN区域的神经元兴奋后传到交感神经,进而作用于棕色组织脂肪,促进产热,现在产热变少说明此过程被抑制,支配脂肪组织的交感神经受抑制后,推测棕色脂肪细胞对葡萄糖摄取量减少,进而血糖升高。交感神经与和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的,其意义是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。
(3)“蓝光让人感觉到凉爽,而红光则无此效应”,蓝光可以激活相应的感光细胞ipRGC,通过神经调节抑制神经递质的释放,减弱了棕色脂肪细胞对葡萄糖的摄取,进而使产热减少,感觉凉爽;而红光无法激活感光细胞ipRGC,则无法引发上述过程。
(4)为验证“光暴露”通过交感神经调节棕色脂肪组织的产热过程,该实验的自变量为对小鼠是否进行“光暴露”处理、对小鼠是否进行切断交感神经的处理,因变量为小鼠的棕色脂肪细胞产热量,发现丙组产热量最少,应为光暴露但不切断神经,最终通过调节减少棕色脂肪组织的产热,乙组小组切断支配棕色脂肪组织的交感神经并进行“光暴露”处理,不能进行相应调节,因此乙、丙两组小鼠进行的处理分别是④、①。
4.(23-24高二上·山东临沂·期末)将蛙脑破坏,保留脊髓,做蛙心静脉灌注,以维持蛙的基本生命活动。图甲为蛙的某反射弧结构示意图,电位计a和b分别连接在传入神经元、传出神经元。图乙为甲中c结构的放大图。请回答下列问题。
(1)图甲表示[c] 结构,③一般由 (填细胞器)形成。
(2)若在a上给予适宜刺激,当神经冲动抵达c处时,④处发生的信号变化是 。结构c处释放的神经递质,与分布在⑤上的 结合,使下一个神经元 。
【答案】(1) 突触 高尔基体
(2) 电信号→化学信号 特异性受体 兴奋或抑制
【详解】(1)据图可知,图甲表示c突触结构,③是突触小泡,一般由高尔基体形成。
(2)若在a上给予适宜刺激,当神经冲动抵达c突触时,④突触小体发生的信号变化是电信号转变为化学信号,突触前膜释放的神经递质与⑤突触后膜上的特异性受体特异性结合,使一下神经元兴奋或抑制。
5.(22-23高二上·山东枣庄·期末)如图1是反射弧的某类模式图(a、b、c、d、e表示反射弧的组成部分,Ⅰ、Ⅱ表示突触的相关结构)。已知氨基丁酸(GABA)是哺乳动物中枢神经系统中广泛分布的神经递质,在控制疼痛方面的作用不容忽视,其作用机理如图2所示。请回答下列问题:
(1)神经纤维主要是由神经元的轴突和长的树突所组成,在反射弧中通常充当 。
(2)兴奋在反射弧中b、d上的传导方向与膜内的电流方向 ,兴奋在c处的传导是以 的形式进行的。
(3)疼痛时体内的氨基丁酸(GABA)会分泌增多,结合图示分析氨基丁酸(GABA)可以控制疼痛的机理是 。
【答案】(1)传入神经或传出神经
(2) 相同 电信号、化学信号
(3)氨基丁酸(GABA)与突触后膜受体结合后,促进突触后膜上的氯离子通道打开,氯离子内流,导致突触后膜电位依然保持静息状态(膜电位仍为外正内负、没有能产生冲动继续传递兴奋、没有产生动作电位)
【详解】(1)神经纤维主要是由神经元的轴突和长的树突所组成,在反射弧中通常充当传入神经或传出神经。
(2)图1中e是感受器,d是传入神经,c是神经中枢,b是传出神经,a是效应器,兴奋在反射弧中b(传入神经)、d(传出神经)上的传导方向与膜内的电流方向相同,与膜外的电流方向相反。c处为突触结构,在突触处,兴奋的传导形式有电信号和和化学信号。
(3)由图示可知,氨基丁酸(GABA)控制疼痛的机理是:氨基丁酸与突触后膜受体结合后,促进突触后膜上的氯离子通道打开,氯离子内流,阻断兴奋的传递,突触后膜的电位依然保持静息状态的外正内负,突触后膜部位没有能产生冲动继续传递兴奋,因而氨基丁酸可以控制疼痛。由题意可知,氨基丁酸转氨酶的作用是降解GABA而使其失活,氨基丁酸转氨酶的抑制剂作为药物施用于病人,该抑制剂能抑制氨基丁酸转氨酶分解GABA,阻止突触后膜兴奋的传递,进而抑制癫痫病人异常兴奋的形成。
6.(22-23高二上·山东聊城·期末)帕金森病(PD)又称“震麻痹”,是最常见的神经退行性疾病之一,主要是多种原因导致了中脑黑质多巴胺能神经元死亡,从而导致脑内多巴胺不足,出现一侧肢体震颤(如手抖)或动作笨拙等精细运动障碍。图1是帕金森病患者的脑与脊髓调节关系示意图,脑内纹状体通过抑制黑质影响a释放多巴胺,而黑质也可以通过抑制纹状体而影响b释放乙酰胆碱,以上两种途径作用于脊髓运动神经元,产生兴奋或抑制(其中“一”表示抑制,多巴胺与乙酰胆碱两递质的功能相互抗,两者之间的平衡对脊髓运动神经元起着重要的调节作用).患者服用某种特效药后,症状减轻,图2是服药后的效果图。请回答下列问题。
(1)神经元b释放的乙酰胆碱经 通过突触间隙,与脊髓运动神经元上的受体结合后,使脊髓运动神经元膜电位变为 。
(2)兴奋在神经元b和脊髓运动神经元之间的传递是 向的,原因是 。
(3)据图分析,在该过程中多巴胺是一种 (填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质患者服用某种特效药后,乙酰胆碱的释放量 (填“增多”或“减少”),多巴胺的释放量 (填“增多”或“减少”)。
(4)一项来自丹麦哥本哈根大学等机构的研究发现,占所有帕金森疾病病例90%一95%的散发性帕金森疾病可能是因为调节神经细胞中线粒体功能异常所引发的,请从线粒体功能的角度分析散发性帕金森疾病的发病原因: 。
【答案】(1) 扩散 内正外负
(2) 单 乙酰胆碱只能由突触前膜(神经元b)释放,作用于突触后膜(脊髓运动神经元)
(3) 抑制性 减少 增多
(4)线粒体功能异常,无法为细胞提供足够能量,引起神经元逐渐死亡,最终导致帕金森疾病的发生
【详解】(1)神经递质从突触前膜释放后通过扩散达到突触后膜发挥作用;静息电位时,细胞膜的电位分布情况外正内负,乙酰胆碱与脊髓运动神经元上的受体结合后,使脊髓运动神经元膜电位变为内正外负。
(2)兴奋在b神经元和脊髓运动神经元之间的传递是单向的,因为神经递质乙酰胆碱只能由突触前膜(神经元b)释放,作用于突触后膜(脊髓运动神经元)。
(3)分析题图可知,正常情况下,纹状体合成的乙酰胆碱可抑制黑质合成多巴胺,而黑质合成的多巴胺又可抑制纹状体合成乙酰胆碱,从而防止脊髓运动神经元兴奋过度,多巴胺的合成减少,抑制乙酰胆碱的功能降低,导致乙酰胆碱的兴奋作用相对增强,说明多巴胺具有抑制神经细胞兴奋的作用;对比1、2两图,推测该特效药的作用机理可能是促进神经元a合成分泌多巴胺和抑制神经元b合成分泌乙酰胆碱,服用特效药甲后,患者a神经元合成乙酰胆碱减少,b神经元合成及分泌多巴胺增多。
(4)从线粒体功能的角度分析散发性帕金森疾病的发病原因:线粒体功能异常,无法为细胞提供足够能量,引起神经元逐渐死亡,最终导致帕金森疾病的发生。
7.(21-22高二上·山东泰安·期末)下图是体育运动对学习、记忆的促进作用与蛋白质类神经营养因子(bdnf)关系图解(部分)。
(1)运动应激能促进a过程,a过程是指bdnf基因的 。突触小泡中的b物质是 ,该物质通过 方式进入突触间隙。
(2)b物质与AMPA结合后兴奋传导至d处时,该处膜内电位的变化为 ,该处电位发生变化的原因是 。
(3)据图可知,bdnf具有 和激活突触后膜上相应受体的作用,从而促进兴奋在突触处的传递。若向大鼠脑室内注射抗bdnf的抗体,将导致突触间隙内b物质的含量变化是 。
(4)已知某突触蛋白在大脑海马区的密度可间接反映突触的数量多少。有实验表明,Y迷宫训练后大鼠海马区该突触蛋白表达明显增强,而大鼠学习记忆受损后该突触蛋白表达水平下降。由此推测,长时记忆可能与 的建立有关
(5)科研人员用去除脑但保留脊髓的蛙(称为脊蛙)为材料进行反射活动实验。刺激脊蛙左腿,左腿收缩,右腿也会收缩,反之亦然。相关实验表明,左右屈腿反射弧的神经中枢间存在某种联系。在一次制作脊蛙的过程中,某研究人员不小心伤到了蛙右侧大腿上的神经,但不知是传入神经还是传出神经,于是设计了如下实验方案进行探究:
①刺激脊蛙右腿,若右腿不收缩,而左腿收缩,则说明 。
②刺激脊蛙右腿,若 ,则可初步判断传入神经受到损伤。但仍不知传出神经是否也同时受到伤害,请设计实验加以探究。(写出实验思路,预期实验结果和结论)
实验思路 。
预期结果和结论 ,
【答案】(1) 表达(转录和翻译) 神经递质 胞吐
(2) 由负电位变为正电位 钠离子内流
(3) 促进神经递质释放 减少
(4)(新)突触
(5) 右侧大腿传出神经受到损伤 左右腿均不收缩 刺激脊蛙左腿,观察右腿是否收缩 若右腿收缩,则说明脊蛙右腿传出神经未受损伤 若右腿不收缩,则说明脊蛙右腿传出神经受损伤
【详解】(1)根据题意和图示分析可知:a过程是指bdnf基因控制蛋白质类神经营养因子(bdnf)合成的过程,包括转录与翻译;b物质是神经递质,储存于突触小泡中,突触小泡中的神经递质通过胞吐方式进入突触间隙。
(2)b物质是神经递质,其与AMPA结合后兴奋传导至d处时,该处的膜电位由静息电位转变为动作电位,即膜内电位的变化为负电位变为正电位。该处的电位发生变化的原因是膜内外电荷的移动,主要是钠离子内流导致。
(3)据图可知,bdnf具有促进神经递质的释放和激活突触后膜上相应受体的作用,从而促进兴奋在突触处的传递。若向大鼠脑室内注射抗bdnf的抗体,则会抑制神经递质的释放,将导致突触间隙内b的数量减少。
(4)根据突触蛋白c能在海马区的密度和分布可间接反映突触的数量和分布情况,说明长期记忆可能与新突触的建立有密切关系。
(5)a.刺激蛙右腿,若右腿不收缩而左腿收缩,说明传入神经正常,则伤及的是传出神经。b.刺激蛙右腿,若左右腿均不收缩,则可初步判断伤及的是传入神经。可以进一步刺激左腿,观察右腿是否收缩。 若右腿收缩,则说明传出神经未受损伤;若右腿不收缩,则说明传出神经受损伤。
8.(23-24高二上·山东烟台·期末)胰岛素原(PI)是合成胰岛素的前体物质,在正常的生理情况下,只有极少量的PI释放到血液中。某实验小组为了探究不同浓度PI对大鼠肝脏细胞胰岛素敏感性的影响,进行了如下实验。
实验步骤:
①将分离的肝细胞接种在培养板中,均分为4组,分别向各组加入的培养液类型为:胰岛素组:含有5×10-7mol/L的胰岛素培养液;PI-L组:含有1×10-8mol/L的PI培养液;PI-M组:
含有3×10-8mol/L的PI培养液;PI-H组:含有7×10-8mol/L的PI培养液。各组肝细胞在培养液中培养16h。
②对4组肝细胞弃去培养液,并洗涤2次后加入等量的14C-葡萄糖。
③测得各组的14C-葡萄糖的渗入率(进入细胞的比例)和胰岛素酶(IDE,催化细胞内胰岛素水解的酶)的活性。
实验结果:
(1)胰岛素能降低血糖的机制是 ,该实验中可以用 作为指标反映肝脏细胞胰岛素敏感性的强弱。
(2)分析上述实验过程及结果可知,血浆中的PI会 (填“升高”或“降低”)血糖浓度。该实验可以得出的结论是 。根据上述实验,试阐述PI影响肝脏细胞胰岛素敏感性的机制 。
(3)Ⅰ型糖尿病患者的免疫系统对胰岛B细胞做出攻击,最终导致体内无法产生胰岛素。研究发现Ⅰ型糖尿病患者注射胰岛素原(PI)后,患者免疫系统发生了明显的变化,为探究PI及其注射频次对患者胰岛素使用量的影响,请以Ⅰ型糖尿病模型鼠为实验材料完成实验设计。(写出简要的实验步骤即可)
。
【答案】(1) 促进血糖氧化分解,合成糖原,转变为甘油三酯;抑制肝糖原的分解和非糖物质转变为葡萄糖 14C-葡萄糖的渗入率
(2) 升高 PI会降低肝细胞胰岛素的敏感性,PI浓度越高抑制作用越强 PI能提高IDE活性,导致胰岛素过快水解,从而导致肝细胞胰岛素的敏感性下降
(3)选30只生长状况一致的Ⅰ型糖尿病模型鼠随机平均分为3组。甲组:每周注射1次3mL生理盐水;乙组:每周注射1次0.5毫克胰岛素原(溶解在3mL生理盐水中);丙组:每两周注射1次0.5毫克胰岛素原(溶解在3mL生理盐水中)。每月统计各组患病鼠胰岛素的使用量
转变为葡萄糖,从而降低血糖。实验目的是探究不同浓度PI对大鼠肝脏细胞胰岛素敏感性,因变量是肝脏细胞胰岛素敏感性,如果肝细胞接受胰岛素的刺激,则会吸收葡萄糖,所以可以通过检测14C-葡萄糖的渗入率作为指标。
(2)从图中看出,从PI-L组至PI-M组,PI浓度不断提高,但14C-葡萄糖的渗入率越来越低,说明了PI会降低肝细胞胰岛素的敏感性,PI浓度越高抑制作用越强,但IDE的活性提高,IDE催化细胞内胰岛素水解,可以推测PI能提高IDE活性,导致胰岛素过快水解,从而导致肝细胞胰岛素的敏感性下降。
(3)实验目的是探究PI及其注射频次对患者胰岛素使用量的影响,自变量是是否有PI和PI的注射频率,所以设计实验如下:
选30只生长状况一致的Ⅰ型糖尿病模型鼠随机平均分为3组。甲组:每周注射1次3mL生理盐水;乙组:每周注射1次0.5毫克胰岛素原(溶解在3mL生理盐水中);丙组:每两周注射1次0.5毫克胰岛素原(溶解在3mL生理盐水中)。每月统计各组患病鼠胰岛素的使用量。
9.(23-24高二上·山东枣庄·期末)研究发现,运动会诱导细胞产生一种叫鸢尾素的激素,该激素作用于皮下脂肪,可加快脂肪细胞内葡萄糖和脂肪的氧化分解,还可提高胰岛素的敏感性。回答下列问题:
(1)在人体内,鸢尾素的靶细胞是 ,该激素与其它动物激素在作用过程中所具有的共同特点是 (答出一个特点即可)。
(2)胰岛素能促进 ,从而降低血糖浓度,与其功能相抗衡的激素有 。
(3)持续的寒冷刺激会刺激交感神经末梢分泌去甲肾上腺素提高代谢速率。科研人员用大鼠进行实验研究,结果如下图所示。(图中黑色阴影都代表消耗棕色脂肪的能量)
结果表明,随寒冷刺激的持续时间延长,机体维持体温恒定所需能量来源的变化是由骨骼肌战栗供能为主逐渐转变为 为主。持续寒冷刺激后注射去甲肾上腺素(等量)诱导机体消耗棕色脂肪供能显著强于刺激前,请你提出一种可能的作用机制解释此现象:
。
【答案】(1) 皮下脂肪细胞 都需要与相应的受体结合后才能发挥作用;发挥作用后均被灭活
(2) 血糖进入组织细胞氧化分解、合成肝糖原与肌糖原、转化为甘油三酯等非糖类物质 胰高血糖素、肾上腺素
(3) 消耗棕色脂肪供能 寒冷刺激使棕色脂肪细胞对去甲肾上腺素的敏感性增加(寒冷刺激使棕色脂肪细胞去甲肾上腺素受体增加或活性增强)
【详解】(1)鸢尾素作用于皮下脂肪,可加快脂肪细胞内葡萄糖和脂肪的氧化分解,还可提高胰岛素的敏感性,鸢尾素的靶细胞是皮下脂肪细胞,激素与其它动物激素在作用过程中所具有的共同特点是都需要与相应的受体结合后才能发挥作用;发挥作用后均被灭活。
(2)胰岛素能促进血糖进入组织细胞氧化分解、合成肝糖原与肌糖原、转化为甘油三酯等非糖类物质,从而降低血糖浓度,与其功能相抗衡的激素有胰高血糖素、肾上腺素,这两种激素能升血糖。
(3)通过对题图分析可以得出,随寒冷刺激的持续时间延长,由骨骼肌战栗供能为主逐渐转变为消耗棕色脂肪供能为主;对于这种现象的原因可能是:棕色脂肪细胞是去甲肾上腺素的靶细胞,寒冷刺激使棕色脂肪细胞对去甲肾上腺素的敏感性增加;或寒冷刺激使棕色脂肪细胞去甲肾上腺素受体增加或活性增强。
10.(22-23高二上·山东临沂·期末)图表示人体血糖调节和体温调节的部分过程示意图,其中A、B、C、D表示不同的激素。
(1)图中存在分级调节的激素是[ ] 。若切除动物的甲状腺,血液中促甲状腺激素释放激素和[ ] 的浓度会升高。
(2)在寒冷环境下,人体皮肤中的冷觉感受器产生兴奋,传递到 进行分析综合,最终通过增加 (填字母)等激素的分泌量增加产热;同时机体还可通过皮肤毛细血管收缩等减少散热,此时血管收缩受 (填“交感神经”或“副交感神经”)支配。
(3)当血糖浓度低于正常值时, 一方面可以直接刺激引起胰高血糖素的分泌量增加;另一方面也可以通过下丘脑有关神经末梢释放 以调节胰高血糖素的分泌量,使血糖浓度恢复正常。
(4)研究发现,药物T可以抑制甲状腺分泌甲状腺激素。利用以下实验材料及用具,设计实验验证其药效。简要写出实验设计思路并预期实验结果。
实验材料及用具:生理状态相同的健康仓鼠若干只,一定浓度的药物T溶液,生理盐水,注射器,甲状腺激素定量检测仪等。
实验设计思路: 。预期实验结果: 。
【答案】(1) B甲状腺激素 A促甲状腺激素
(2) 下丘脑 B、C 交感神经
(3) 血糖浓度 神经递质
(4) 将生理状态相同的健康仓鼠随机均分成甲、乙两组,甲组注射一定浓度的药物T溶液,乙组注射等量生理盐水,一段时间后测定甲状腺激素的含量 甲组甲状腺激素含量明显低于乙组
【详解】(1)图中B甲状腺激素的分泌存在分级调节。若切除动物的甲状腺,甲状腺激素减少,甲状腺激素的反馈作用减弱,可推测血液中促甲状腺激素释放激素和图中A促甲状腺激素的含量会增多。
(2)寒冷环境下,皮肤冷觉感受器兴奋,兴奋传导到下丘脑,使甲状腺激素和肾上腺素分泌增加,图示机体还可以通过皮肤血管收缩,减少皮肤的血流量等变化以减少散热。皮肤血管的收缩受交感神经支配。
(3)胰高血糖素由胰岛A细胞分泌,具有升高血糖的作用。当人体血糖浓度低于正常值时,一方面可以直接刺激胰岛A细胞,引起胰高血糖素的增加;另一方面也可以通过下丘脑有关神经释放神经递质以调节胰高血糖素的分泌量,使血糖恢复正常。
(4)分析题干信息可知:实验目的为验证药物T可抑制甲状腺激素的分泌,则实验的自变量为药物T的有无,因变量为甲状腺激素的分泌情况,实验设计应遵循对照和单一变量原则,故可设计实验如下:将生理状态相同的健康仓鼠随机均分成甲、乙两组,甲组注射一定浓度的药物T溶液,乙组注射等量生理盐水。一段时间后测定甲状腺激素。因药物T可抑制甲状腺激素的分泌,故预期结果:甲组甲状腺散素含量明显低于乙组。
11.(22-23高二上·山东滨州·期末)血压是指血液在血管内流动时作用于血管壁的侧压力。高血压可诱发多种心脑血管疾病。“大川芎方”是我国古书记载的由川芎、天麻等药材配制的中药方,能治疗头晕等病症。科学家研究一定剂量的大川芎方水煎液对小鼠血压影响的实验处理及结果如下表所示。
实验分组
实验预处理
实验处理
肾交感神经放电频率(放电次数/分钟)
血管升压素水平(pg/mL)
血压(mmHg)
甲
①
正常饲料饲喂,2ml/100g纯净水每日灌胃
38
1.21
68
乙
适量高盐(2%NaCl)饲料喂养
③
92
3.82
128
丙
②
正常饲料饲喂,大川芎方水煎液原液稀释4倍后以2ml/100g每日灌胃
51
2.54
83
注:乙组小鼠的预处理是通过高盐膳食制造高血压模型小鼠的过程;神经放电频率越高,其兴奋次数越多。
(1)交感神经兴奋会导致血管 从而导致血压 ;血管升压素又称抗利尿激素,其导致血压升高的机制是 。
(2)实验中①处的处理应为 ,②处的处理应为 ,③的处理应为 。
(3)根据实验结果分析,大川芎方水煎液对高盐膳食引起的高血压有显著疗效,其作用机制是
。(答出2点即可)。
(4)某研究小组探究不同剂量的大川芎方水煎液对高血压的治疗效果,请写出实验思路,对因变量的测定方法不做要求。
可供选择的材料:正常小鼠 高血压小鼠 正常饲料 大川芎方水煎液原液,纯净水
实验思路:
【答案】(1) 收缩 升高 抗利尿激素促进肾小管和集合管对水的重吸收,血管内液体总量升高,引起血压升高
(2) 与乙组等量的正常(或低盐)饲料喂养 与乙组等量的高盐(2%NaCl)饲料喂养 正常饲料饲喂,2ml/100g纯净水(写清水、蒸馏水也可)每日灌胃
(3)大川芎方水煎液可降低高血压小鼠的肾交感神经兴奋次数(放电频率)、降低血管升压素的水平(分泌量)、从而起到降低血压的作用
(4)取若干只生理状况相同的高血压小鼠随机分为多组(并测定血压),每组用等量适量正常饲料饲喂,将大川芎方水煎液原液用纯净水进行系列浓度梯度稀释,各组用不同稀释液以2ml/100g每日灌胃,一段时间后测定每组小鼠的血压(并取各小组的平均值)。
【详解】(1)交感神经兴奋会导致血管收缩,血流量增加从而导致血压升高;下丘脑分泌的抗利尿激素促进肾小管和集合管对水的重吸收,血管内液液体总量升高,引起血压升高。
(2)分析图表可知,本实验研究一定剂量的大川芎方水煎液对小鼠血压影响的实验处理,实验中应有实验组和对照组,乙组高血压模型小鼠,而丙组的实验处理是正常饲料饲喂,大川芎方水煎液原液稀释4倍后以2ml/100g每日灌胃应为实验组,②处的处理应为与乙组等量的高盐(2%NaCl)饲料喂养,乙丙两组形成对照,故乙组实验③的处理应为正常饲料饲喂,用纯净水以2ml/100g体重每日灌胃,甲组是对照组,①处的处理应为与乙组等量的正常(或低盐)饲料喂养。
(3)分析表可知,比较甲乙两组,乙组肾交感神经放电频率、血管升压素水平、血压均高于甲组,乙丙两组比较,丙组肾交感神经放电频率、血管升压素水平、血压均低于乙组,说明大川芎方水煎液可降低高血压小鼠的肾交感神经兴奋次数(放电频率)降低血管升压素的水平(分泌量)、从而起到降低血压的作用。
(4)据题所知,研究小组探究不同剂量的大川芎方水煎液对高血压的治疗效果,自变量是不同剂量的大川芎方水煎液,因变量是血压的高低,故实验思路是取若干只生理状况相同的高血压小鼠随机分为多组(并测定血压,每组用等量适量正常饲料饲喂,将大川芎方水煎液原液用纯净水进行系列浓度梯度稀释,各组适量正常用不同稀释液以2ml/100g体重每日灌胃,一段时间后测定每组小鼠的血压适量正常(并取各小组的平均值)。
12.(22-23高二上·山东菏泽·期末)人体进食可以促进人体整个肠道内GLP-1的分泌,它是一种多肽类激素,具有葡萄糖浓度依赖性降糖作用,即只有在血糖水平升高的情况下,GLP-1才能发挥降糖作用,而血糖水平正常时,GLP-1不会使血糖水平进一步降低。GLP-1的降糖机理如图所示。据图分析并回答下列问题:
(1)X细胞、Y细胞的名称分别是 。
(2)GLP-1分泌后,其作用一方面促进 同时抑制胰高血糖素分泌;另一方面通过促进 ,抑制非糖物质转化来维持血糖含量的相对稳定,该过程中与GLP-1表现为协同作用的激素是 。
(3)索马鲁肽是与GLP-1具有类似作用的药物,索马鲁肽 (填“能”或“不能”)用于治疗I型糖尿病,原因是 。
(4)研究发现:①血液中GLP-1发挥作用后能被二肽基肽酶4(DPP4)快速灭活并降解。②当L细胞分泌GLP-1的量不足,会导致2型糖尿病。为开发治疗2型糖尿病的新型药物,请基于上述发现提出你的设计思路 (提出两点)。
【答案】(1)胰岛B细胞、胰岛A细胞
(2) 胰岛素分泌 FGF21分泌 FGF21和胰岛素
(3) 不能 索马鲁肽作用的靶细胞主要是胰岛B细胞,而I型糖尿病患者胰岛B细胞受损,导致药物的疗效下降
(4)GLP-1类似物;DPP-4的抑制物;刺激L细胞分泌GLP-1的药物
【详解】(1)X细胞分泌胰岛素,则X细胞是胰岛B细胞,Y细胞分泌胰高血糖素,则Y细胞是胰岛A细胞。
(2)分析题干可知:GLP-1可促进胰岛B细胞合成和分泌胰岛素,同时抑制胰高血糖素的分泌,从而降低血糖浓度;另一方面通过促进FGF21分泌,抑制非糖物质转化来维持血糖含量的相对稳定。FGF21和胰岛素都能降低血糖,在血糖调节方面表现为协同作用。
(3)索马鲁肽不能用于1型糖尿病,因为索马鲁肽是作用于胰岛B细胞,而1型糖尿病,是由于胰岛B细胞受损导致的,故没有相应的靶器官,索马鲁肽不能发挥作用,会降低药物的疗效。
(4)根据题意分析,Ⅱ型糖尿病是由于L细胞分泌GLP-1的量不足导致的,而L细胞分泌GLP-1会被二肽基肽酶4(DPP4)快速灭活并降解,因此治疗Ⅱ型糖尿病,可以研制GLP-1类似物、DPP-4的抑制物、刺激L细胞分泌GLP-1的药物等。
13.(23-24高二上·山东淄博·期末)ST2是一种白介素受体蛋白,存在两种形式,一种是存在于细胞膜表面的膜结合型蛋白ST2L,另一种是存在于血液中的可溶性蛋白sST2。当ST2L 与 IL-33 蛋白结合时,可激活细胞内的信号通路,促进免疫和炎症反应,增强组织修复,对心脏起保护作用。sST2可竞争性结合IL-33,阻止ST2L 起作用, 从而抑制IL-33/ST2L 的信号传导。sST2与心肌纤维化和心肌重构有关,其浓度越高心衰越严重,临床上常作为心血管疾病早期的标志物,正常人体内sST2 含量约为9~35ng/mL。
(1)ST2的合成起始于细胞质中 的核糖体,先合成出一小段信号肽,再在信号识别颗粒(SRP)和信号识别受体等物质的协助下,进入 内,完成ST2多肽链的合成,进一步修饰、折叠、加工后,以“出芽”的方式形成 输出,输出的蛋白质并不包含信号肽,推测其原因是 。
(2)高尔基体能够将成熟的ST2准确转运到细胞膜上或细胞外,该过程体现高尔基体功能是
。
(3)sST2 竞争性结合IL-33,阻止IL-33与细胞表面的ST2L 结合,sST2存在的积极意义是 ,所以体内需要存在少量sST2。
(4)诺欣妥和依那普利都是治疗心衰的药物,药物临床实验结果如图。二者在减缓心衰方面效果比较好的是 ,理由是 。
【答案】(1) 游离 内质网 囊泡 信号肽在内质网内被切除
(2)对蛋白质分选和定向运输
(3)sST2起负调控的作用,防止过度激活IL-33/ST2L信号通路,引起免疫和炎症反应过度
(4) 诺欣妥 sST2作为心血管疾病发生早期的标志物,诺欣妥组较依那普利组sST2下降更明显,说明诺欣妥治疗效果明显
【详解】(1)ST2是一种白介素受体蛋白,是一种分布于细胞膜上或血液中的蛋白质,其合成起始于细胞质中的游离的核糖体,先合成出一小段信号肽,再在信号识别颗粒(SRP)和信号识别受体等物质的协助下,进入内质网内,完成完成ST2多肽链的合成,进一步修饰、折叠、加工后,以“出芽”的方式形成囊泡输出。但输出的蛋白质并不包含信号肽,可能是信号肽在内质网内被切除。
(2)高尔基体可以将成熟的ST2准确转运到细胞膜上或细胞外,体现了高尔基体具有对蛋白质分选和定性运输的作用。
(3)依据题干信息,当ST2L 与 IL-33 蛋白结合时,可激活细胞内的信号通路,促进免疫和炎症反应,增强组织修复,对心脏起保护作用,而sST2可竞争性结合IL-33,阻止ST2L 起作用,从而抑制IL-33/ST2L 的信号传导,所以sST2的存在可以起到负调控的作用,即防止IL-33/ST2L信号通路被过度激活,引发免疫和炎症反应过强。
(4)依据题干信息,sST2的浓度越高心衰越严重,结合图示信息,经过诺欣妥和依那普利治疗后,与依那普利组相比较,诺欣妥组sST2浓度下降更明显,故诺欣妥治疗效果明显。
14.(23-24高二上·山东枣庄·期末)人体的免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质组成。免疫应答过度活跃时,机体会产生多种细胞因子,诱发免疫炎症。回答以下问题:
(1)细胞因子是由 细胞分泌的一种免疫活性物质,细胞因子在体液免疫中的作用是 。类风湿关节炎是一种自身免疫病,主要病症为关节软组织肿胀、关节骨损伤,属于炎症性疾病。类风湿性关节炎患者关节滑膜中的细胞因子促进巨噬细胞和淋巴细胞聚集到关节部位,同时激活细胞毒性T细胞分裂和分化为 。分化形成的部分细胞与关节组织细胞结合,引起关节组织细胞裂解死亡,释放细胞内容物进而引发更严重的炎症反应。
(2)类风湿关节炎与IL-1、IL-4、IL-6和IL-10四种细胞因子有关,细胞因子有促进免疫炎症反应型和抑制免疫炎症反应型。科研人员在多名健康志愿者和类风湿关节炎患者的血清中,测得各种细胞因子的平均含量如下表所示。
细胞因子的种类
IL-1
IL-4
IL-6
IL-10
健康志愿者血清中的含量(umol/L)
12
50
5
28
类风湿关节炎患者血清中的含量(umol/L)
35
36
72
18
①上述四种细胞因子中,属于促进免疫炎症反应型的是 。
②关节肿胀是类风湿关节炎的临床表现之一,这与IL6作用于关节部位的毛细血管有关,据此推测关节肿胀的原因是 。
(3)研究发现姜黄素能用于类风湿关节炎的治疗。某兴趣小组以类风湿关节炎模型鼠为实验材料,利用聚乙二醇配制姜黄素注射液,以细胞因子的含量为观测指标,设计实验验证姜黄素对类风湿关节炎具有治疗效果。实验思路为:①取若干只生理状态相同的类风湿关节炎模型鼠随机均分为A、B两组;②A组进行
处理;B组 处理,其他条件相同且适宜,进行一段时间的饲喂,检测两组小鼠血清中四种细胞因子的平均含量。
【答案】(1) 辅助性T 促进B细胞分裂、分化 (新的)细胞毒性T细胞和记忆T细胞
(2) IL-1和IL-6 毛细血管壁的通透性增加,血浆蛋白进入组织液,组织液的渗透压升高,引起组织水肿
(3) 注射适量的姜黄素注射液 注射等量的聚乙二醇溶液
【详解】(1)细胞因子主要由辅助性T细胞产生,是一种免疫活性物质,在体液免疫中细胞因子能够促进B细胞分裂、分化,在细胞免疫中,细胞因子可以激活细胞毒性T细胞分裂和分化为新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。
(2)①甲类细胞因子促进B细胞增殖分化为浆细胞和记忆细胞,促进免疫炎症反应,乙类细胞因子则可抑制免疫炎症反应。表中显示多例健康志愿者和RA患者血清中四种细胞因子的平均含量,健康人的IL1和IL6含量较低,IL4和IL10的含量较高,而RA患者刚好相反,说明属于甲类细胞因子的有IL1和IL6,属于乙类细胞因子的有IL4和IL10;
②关节肿胀是类风湿关节炎的临床表现之一,这与IL6作用于关节部位的毛细血管有关,即由于毛细血管壁的通透性增加,血浆蛋白进入组织液,组织液的渗透压升高,引起组织水肿。
(3)本实验的目的是研究发现姜黄素能用于类风湿关节炎的治疗,实验的自变量是是否利用姜黄素处理模型鼠,本实验中需要设计两组实验,一组模型鼠,,作为对照,另一组模型鼠作为实验组,因此实验的设计思路可描述为:取若干只生理状态相同的类风湿关节炎模型鼠随机均分为A、B两组;A组注射适量的姜黄素注射液,B组注射等量的聚乙二醇溶液(排除溶剂身的影响,保证单一变量原则);在相同且适宜的环境中饲喂一段时间后,测定A、B两组小尿血清中四种细胞因子的平均含量,而后得出相应的结论,若IL1和IL6含量下降,而IL4和IL10的含量上升,则可说明姜黄素的治疗作用。
15.(23-24高二上·山东滨州·期末)糖尿病患者常出现认知功能障碍,认知功能障碍容易导致糖尿病加重发展。
(1)血糖平衡是 共同调节的结果:健康人体的血糖浓度上升既可直接作用于胰岛,也可由 (器官)通过传出神经使胰岛素分泌增多,胰岛素的作用是
(答出2点)。
(2)下图为胰岛素作用机理示意图,GLUT4是位于细胞膜上的葡萄糖转运蛋白。据图分析,胰岛素提高细胞对葡萄糖吸收能力的机制是 。2型糖尿病患者体内胰岛素浓度通常高于健康人,据图分析免疫型2型糖尿病的发病机理可能是 (答出1点即可)。
(3)高血糖引起的海马区神经元凋亡是糖尿病患者神经系统受损的重要原因。为研究糖尿病患者认知功能障碍的早期防治措施,使用银杏叶提取物及胰岛素对体外高糖培养的大鼠海马神经元进行处理的方法。实验思路是
。
【答案】(1) 神经—体液(神经和体液/神经系统和内分泌系统) 下丘脑 促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等;抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖
(2) 胰岛素与受体结合,促进细胞将(含有)GLUT4(的囊泡)转移到细胞膜上,增强细胞对葡萄糖的吸收能力 免疫细胞产生了与胰岛素特异性结合的抗体(免疫细胞产生了与胰岛素受体特异性结合的抗体)
(3)将体外高糖培养的大鼠海马神经元平均分为4组。第一组使用银杏叶提取物处理;第二组使用等量胰岛素处理;第三组使用等量银杏叶提取物和胰岛素处理;第四组加入等量生理盐水(或不做处理)。培养一段时间后观察各组细胞凋亡的情况(凋亡率)
【详解】(1)健康人体的血糖浓度上升既可直接作用于胰岛,也可使下丘脑的葡萄糖感受器产生兴奋,调节血糖浓度,因此,血糖浓度是神经和内分泌系统共同参与调节的结果。 胰岛素是唯一能降低血糖的激素,由胰岛B分泌,其作用是促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等;抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖,从而使血糖水平降低。
(2)据图可知,胰岛素与受体结合,促进细胞将(含有)GLUT4(的囊泡)转移到细胞膜上,增强细胞对葡萄糖的吸收能力。若体内产生受体的抗体,导致受体不能与胰岛素结合,不能促进含GLUT4的囊泡和细胞膜的融合,细胞对葡萄糖的转运能力下降,血糖升高可能引起糖尿病。
(3)实验目的是探索银杏叶提取物对高糖培养的大鼠海马神经元凋亡的影响,为糖尿病认知功能障碍的发病机制和早期防治提供科学依据。则实验自变量是银杏叶提取物及胰岛素的有无,实验思路如下:将体外高糖培养的大鼠海马神经元平均分为4组。第一组使用银杏叶提取物处理;第二组使用等量胰岛素处理;第三组使用等量银杏叶提取物和胰岛素处理;第四组加入等量生理盐水(或不做处理)。培养一段时间后观察各组细胞凋亡的情况(凋亡率)。
16.(23-24高二上·山东青岛·期末)2023年匈牙利科学家和美国科学家因为mRNA疫苗荣膺诺贝尔生理学或医学奖。S蛋白是新冠病毒主要的抗原蛋白,将编码S蛋白的mRNA用磷脂包裹后可制得mRNA疫苗。人接种该疫苗后,能产生针对新冠病毒的抗体和细胞毒性Т细胞,部分过程如图所示,回答下列问题:
(1)免疫系统的功能包括免疫监视、 和 。常见的免疫活性物质除图中所示外还包括 。
(2)由图可知,注射mRNA疫苗后,直接刺激免疫细胞的物质是 。
(3)B细胞分裂分化除了图中所示条件外,还需要 ,B细胞分裂分化除产生图中细胞,还产生其他细胞,这些细胞具有的功能是 。
(4)结合图示特异性免疫类型分析,与传统灭活病毒疫苗相比,mRNA疫苗的优势是
。
【答案】(1) 免疫自稳 免疫防御 溶菌酶
(2)病毒S蛋白和抗原肽
(3) 细胞因子的作用 再次接触同种抗原迅速增殖分化产生浆细胞,并产生大量抗体
(4)mRNA疫苗能同时诱导产生体液免疫和细胞免疫,传统疫苗一般只能诱导产生体液免疫
【详解】(1)免疫系统的功能包括免疫监视、免疫防御和免疫自稳;常见的免疫活性物质包括抗体、细胞因子、溶菌酶等,图中未给出溶菌酶。
(2)抗原通常是蛋白质,mRNA进入机体后,会通过基因的表达合成蛋白质,由图可知,注射mRNA疫苗后,直接刺激免疫细胞的物质是病毒S蛋白和抗原肽。
(3)B细胞分裂分化需要抗原物质的直接刺激、活化的辅助性T细胞的接触和细胞因子的促进,图中未给出细胞因子的作用;B细胞分裂分化产生浆细胞分泌抗体,还产生记忆B细胞,它在再次接触同种抗原后迅速增殖分化产生浆细胞,并产生大量抗体。
(4)与传统灭活病毒疫苗相比,mRNA疫苗的优势是:mRNA疫苗能同时诱导产生体液免疫和细胞免疫,传统疫苗一般只能诱导产生体液免疫。
17.(23-24高二上·淄博·期末)类风湿性关节炎(RA)是一种慢性自身免疫性疾病,患者体内可以查到多种自身抗体。RA 以免疫炎症反应引起的关节受损进而导致关节功能障碍和残疾为特征,严重影响患者的生活质量。
(1)B 细胞识别抗原并接受T 细胞产生的细胞因子刺激后增殖分化为 ,后者产生大量抗体。RA 患者和健康人相比,在免疫系统的组成方面,如 的种类存在差异。
(2)对于类风湿性关节炎严重患者可以采取 (填写“免疫增强疗法”或者“免疫抑制疗法”)治疗。若关节已经坏死,临床采取更换人工关节置换手术治疗。人工关节需要无毒、无刺激、力学性能好、组织相容性好等要求,往往是金属和高分子材料或惰性材料(陶瓷)制造而成。从免疫学的角度分析组织相容性好的生理学含义 。
(3)糖皮质激素(GC)属于肾上腺皮质激素,正常机体通过下图所示的途径调节 GC 的分泌。GC 是治疗RA 的药物之一,RA 患者长期大剂量使用 GC,会导致患者肾上腺皮质分泌功能 ,因此最好在治疗过程中间断补充 ,以防止肾上腺皮质萎缩,引起严重后果。
(4)GC 具有较强的毒副作用且临床效果并不理想。研究人员为探索中药姜黄提取物姜黄素对 RA 的干预作用做了如下研究。将体重相同的大鼠随机分为正常对照组、造模组,前期处理完成后再分别进行后期处理。请完成实验方案(在横线上选填选项前的符号)。
组别
前期处理
前期处理后关节情况
后期处理
正常对照组
注射生理盐水
造模组
注射弗氏完全佐剂
模型组:
姜黄素组:
a、注射弗氏完全佐剂 b、注射生理盐水 c、注射姜黄素 d、关节肿胀 e、关节不肿胀
【答案】(1) 记忆B细胞和浆细胞 免疫细胞、免疫活性物质
(2) 免疫抑制疗法 避免产生免疫排斥反应
(3) 减退 促肾上腺皮质激素/ACTH
(4) b e d b c
【详解】(1)B 细胞识别抗原并接受T 细胞产生的细胞因子刺激后增殖分化为记忆B细胞和浆细胞,其中浆细胞可以产生抗体;免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质组成,RA 患者和健康人相比,免疫器官没有差异,由于RA 患者体内产生了多种自身抗体,抗体具有特异性,同时一种浆细胞只能产生一种抗体,所以在免疫细胞和免疫活性物质种类上存在差异。
(2)自身免疫病是由于自身免疫系统防御功能过强引起,对于类风湿性关节炎严重患者可以采取免疫抑制疗法治疗;每个人的细胞表面都带有一组与别人不同的蛋白质,叫作组织相容性抗原,也叫人类白细胞抗原,器官移植的成败,主要取决于供者与受者的组织相容性抗原是否一致或相近,研究表明,只要供者与受者的主要组织相容性抗原有一半以上相同,就可以进行器官移植,否则就会产生强烈的免疫排斥反应,所以组织相容性好的生理学含义是避免产生免疫排斥反应。
(3)根据图示信息可以知道,RA患者长期大剂量使用GC,GC会通过反馈调节抑制下丘脑和垂体的作用,分泌的CRH和ACTH减少,导致患者肾上腺皮质分泌功能减退,因此最好在治疗过程中间断补充促肾上腺皮质激素(ACTH),作用于肾上腺皮质,促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素(GC),以防止肾上腺皮质萎缩,引起严重后果。
(4)实验需要遵循单一变量和对照性原则,根据题意可以知道,“造模组前期需完成RA病动物模型的制备”,因此正常对照组注射生理盐水,而造模组注射等量的弗氏完全佐剂,因此两组前期处理后关节情况分别为:关节不肿胀和关节肿胀。后期处理仍然遵循单一变量原则,即正常对照组仍注射生理盐水,模型组注射等量的生理盐水,而姜黄素组需要注射等量的姜黄素。故①②③④⑤分别对应bedbc。
18.(23-24高二上·山东烟台·期末)干旱可诱导植物体内脱落酸(ABA)增加,以减少水分丧失。研究者发现酶N是催化ABA生物合成的关键酶,干旱下植物根会合成一种分泌型短肽(C)运输到叶片促进酶N基因的表达,从而促进ABA的合成。
(1)脱落酸是植物体内产生的,对生命活动起 作用的微量有机物,是植物细胞之间传递 的分子。
(2)分别用微量(0.1μmol·L-1)的短肽C或ABA处理拟南芥根部后,检测叶片气孔开度,结果如图。该图说明 。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。
(3)进一步研究发现,干旱条件下叶片保卫细胞内ABA含量增高,促进细胞质中Ca2+浓度升高,高Ca2+浓度抑制细胞膜上K+内流通道蛋白打开,促进K+外流通道蛋白打开,细胞质中K+减少,引起细胞质渗透压 ,导致 。
【答案】(1) 调节 信息
(2) 短肽C和ABA均能降低气孔开度,且短肽C比ABA降低程度更明显,从而减少失水 植物根产生的C能够运输到叶片,微量即可调节气孔开度的变化
(3) 下降 保卫细胞失水,气孔开度减小
【详解】(1)脱落酸属于植物激素,是植物体内产生的,对生命活动起调节作用的微量有机物,是植物细胞之间传递信息的分子。
(2)从图中看出,施加短肽C和ABA后,气孔开度降低,说明短肽C和ABA均能降低气孔开度,且短肽C比ABA降低程度更明显,从而减少失水。C是植物根会合成一种分泌型短肽,能够运输到叶片,微量即可调节气孔开度的变化,所以C也可以认为是植物激素。
(3)叶片保卫细胞内ABA含量增高,促进细胞质中Ca2+浓度升高,高Ca2+浓度抑制细胞膜上K+内流通道蛋白打开,促进K+外流通道蛋白打开,细胞质中K+减少,引起细胞质渗透压下降,导致保卫细胞失水,气孔开度减小。
19.(23-24高二上·山东枣庄·期末)褪黑素是一种藻类化合物,在动植物体内具有相似的合成途径。人体内的褪黑素是由内分泌腺松果体分泌的激素,具有缩短入睡时间,延长睡眠的作用,其分泌的调节过程如下图所示。
(1)外界暗信号会刺激视网膜上的感光细胞,使其细胞膜内电位变为 电位从而产生兴奋。据图可知,暗信号引起褪黑素合成和分泌,而褪黑素会抑制下丘脑的兴奋性,这种调节机制称为 调节。
(2)研究发现,褪黑素在植物体内虽然含量微少,但在调节生长发育、增强植物抗逆性方面具有重要作用。科学家将褪黑素确认为一种植物激素,其依据是 (答出 2 点即可)。在植物体内,结构上和褪黑素相似的植物激素是 。
(3)人体内环境稳态的维持是神经——体液——免疫调节网络共同调节的结果,观察图甲并结合所学知识分析,人体调节免疫功能的信号分子有 。(答出两种即可)
(4)细胞毒性 T 细胞发挥免疫作用的原理如图乙所示,其中 FasL 蛋白又称死亡因子,其基因只在细胞毒性 T 细胞内表达,Fas蛋白又称死亡因子受体,其基因可在各种细胞内表达。人们推测,精神因素引起细胞毒性 T 细胞活性下降的原因之一是由于在细胞毒性 T 细胞分化为新的细胞毒性 T 细胞的过程中 基因的表达受到了影响,从而降低了细胞毒性 Т细胞对 能力。在被 HIV 感染的辅助性 Т 细胞中 基因表达增强,从而使该辅助性 T 细胞成为相应细胞毒性 T 细胞攻击的靶细胞,使人体最终丧失了几乎全部免疫力。
【答案】(1) 正 反馈
(2) 植物自身能够合成、含量微少、具有显著的调节作用 生长素
(3)激素、神经递质、细胞因子
(4) FasL 靶细胞的识别和结合(或裂解) Fas
【详解】(1)外界暗信号会刺激视网膜上的感光细胞,使感光细胞长盛兴奋,此时细胞膜内电位变化为由负电位到正电位。由图可知,暗信号刺激视网膜,将信号传递到下丘脑,下丘脑通过传出神经调节去甲肾上腺素的分泌,去甲肾上腺素随体液运输,发挥作用,活化AANAT酶,从而催化褪黑素的合成与分泌,故暗信号引起褪黑素合成和分泌的调节方式是神经-体液调节。褪黑素反过来抑制下丘脑的兴奋性,这种调节机制称为(负)反馈调节。
(2) 已知褪黑素是一种藻类化合物,在动植物体内具有相同的合成途径,可知其在植物自身能够合成,由于含量微少且具有显著的调节作用,科学家将褪黑素确认为一种植物激素。由图可知,褪黑素是由色氨酸经一系列反应而来,而生长素的前体物质也是色氨酸,故推测植物体内,结构上和褪黑素相似的植物激素是生长素。
(3)分析题图:图甲中作用于免疫细胞的物质来自于血液和神经细胞,所以作用于人体免疫系统的免疫活性物质有激素、神经递质、细胞因子等。
(4)根据图乙分析可知,细胞毒性T细胞膜上有FasL,可识别靶细胞上的Fas,导致靶细胞裂解死亡,所以精神因素引起细胞毒性T细胞活性下降的原因可能是由于在细胞毒性T细胞分化为新的细胞毒性T细胞过程中FasL基因的表达受到了抑制,从而降低了新的细胞毒性T细胞对靶细胞的识别和结合能力。辅助性T细胞属于特异性免疫细胞,属于第三道防线,当HIV刚进入人体内感染辅助性T细胞,则表明其突破了人体的第一道防线(皮肤、黏膜)和第二道防线(吞噬细胞和体液中的杀菌物质),而在被HIV感染的辅助性T细胞中Fas基因表达增强,从而使辅助性T细胞成为相应细胞毒性T细胞攻击的靶细胞,最终使人体丧失了几乎全部的免疫力。
20.(23-24高二上·山东青岛·期末)植物在受到机械损伤或病虫侵害时,会表达一种防御蛋白—蛋白P。为研究一种新型植物激素茉莉酸对蛋白P基因表达的影响,科研人员设计了如图所示装置,将番茄叶片 C1和J1置于封口的玻璃瓶中,其内分别放置含清水或含茉莉酸(具有挥发性)的海绵,叶片 M紧贴在玻璃瓶的封口外。4小时后,测定各叶片中蛋白P的mRNA量,结果如下表。
叶片
C1
C2
M
J1
J2
蛋白P的mRNA量
6±4
7±3
7±3
223±7
172±4
(1)茉莉酸是由植物特定部位产生,运输到作用部位,通过与 结合,起 作用的信息分子。
(2)本实验中,设置对照组C₁的目的是排除了 (答出2点)的影响;M叶片的结果说明,J2叶片蛋白P的mRNA量变化 (填“是”或“不是”) 由茉莉酸直接扩散到玻璃瓶外引起的。
(3)试根据实验结果推测 J2叶片中蛋白P的mRNA量高的原因是 。
(4)进一步研究表明,叶片机械损伤可以诱导蛋白P 的表达和脱落酸(ABA)含量增加。科学家在上述已知事实的基础上做了如下实验:①给叶片单独施加ABA,检测蛋白P含量;②机械损伤叶片后,检测损伤叶片的茉莉酸含量;③给叶片单独施加茉莉酸,检测ABA含量。则上述实验的目的是:
。
【答案】(1) 受体 调节
(2) 玻璃瓶封口、海绵以及叶片自身因素 不是
(3)茉莉酸通过J1叶片引起J2叶片蛋白P基因转录增强
(4)验证叶片受到机械损伤后内源茉莉酸增加,诱导ABA合成增加,ABA进而促进蛋白P的表达
【详解】(1)植物激素是对植物生长发育有显著调节作用的微量有机物,在生命活动中传递信息,需要与靶器官或靶细胞相应的受体结合,对生命活动具有调节作用;
(2)C1叶片作为对照组,J1作为实验组,两组均用玻璃瓶住,并且含有海绵,所以C1叶片的结果排除了玻璃瓶封口、海绵以及叶片自身因素对实验结果的影响;由于茉莉酸具有挥发性,而M叶片和C2叶片蛋白P的mRNA量是一样的,说明J2叶片蛋白P的mRNA量变化不是由茉莉酸直接扩散到玻璃瓶外引起的;
(3)通过J2(和J1位于同一植株)和M(不在同一植株)的比较说明J2叶片中蛋白P的mRNA量高的原因是茉莉酸通过J1叶片引起J2叶片蛋白P基因转录增强的结果;
(4)根据题中信息“叶片受到机械损伤后内源茉莉酸增加,诱导ABA合成增加,ABA进而促进蛋白P的表达”分析,可以通过施加ABA,检测蛋白P含量,或者机械损伤叶片后,检测损伤叶片的茉莉酸含量或给叶片单独施加茉莉酸,检测ABA含量。因此该实验的目的是为了验证叶片受到机械损伤后内源茉莉酸增加,诱导ABA合成增加,ABA进而促进蛋白P的表达。
21.(22-23高二上·山东德州·期末)光敏色素是植物细胞内的一类光受体,存在活化与非活化两种状态。植物受光刺激后,光敏色素的结构发生变化,影响特定基因的表达,从面表现出生物学效应。光通过光敏色素调控某植物下胚轴生长的部分机制如图所示。
(1)光敏色素的化学本质是 。受光刺激后光敏色素以 状态存在,该状态 (填“有利于”或“不利于”)PIFS基因的表达。
(2)将该植物从光照适宜的环境转移到黑暗环境中,赤霉素(GA)的含量 ,原因是 。
(3)在细胞水平上,GA与生长素通过 而促进下胚轴伸长,从调节种子萌发的角度分析,与GA相抗衡的植物激素是 。
(4)图中该实例可以得出:植物生长发育的调控是由 共同完成的。
【答案】(1) 蛋白质(色素—蛋白复合体) 活化 不利于
(2) 增加(或上升) 黑暗环境中光敏色素为非活化状态,促进GA合成基因的表达,并抑制GA水解酶基因的表达,从而使赤霉素含量增加
(3) 促进细胞伸长 脱落酸
(4)基因表达调控、激素调节和环境因素调节
【详解】(1)光敏色素是一类能够感知光信号的色素-蛋白复合体,光敏色素主要吸收红光和远红光。由图可知,受光刺激后光敏色素以活化的光敏色素状态存在,该状态不利于PIFS基因的表达。
(2)将该植物从光照适宜的环境转移到黑暗环境中,光敏色素以非活化的状态存在,促进GA合成基因的表达,并抑制GA水解酶基因的表达,从而使赤霉素含量增加。
(3)生长素和赤霉素促进植物生长的机理都是促进细胞伸长。在调节种子萌发方面,GA赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发。
(4)植物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的,它们相互作用、协调配合。
22.(22-23高二上·山东滨州·期末)植物种子在适宜条件才能萌发,该过程受赤霉素(GA)等多种因素共同调控。细胞响应赤霉素的信号通路如图所示。
(1)赤霉素是植物体内产生的,对植物生长发育具有显著 作用的微量有机物。
(2)据图可知,GID1是细胞内赤霉素的 ,赤霉素可介导DELLA蛋白的降解,释放出 ,从而解除DELLA蛋白对赤霉素响应基因表达的 (填“促进”或“抑制”)作用。
(3)光照会促进莴苣等植物种子萌发。在受到光照射时,光敏色素的 发生改变,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影响特定基因的表达,从而促进种子萌发。上述过程中,表达水平显著升高的基因包括 。
①光敏色素抑制因子合成基因 ②赤霉素合成代谢基因 ③DELLA蛋白合成基因 ④脱落酸分解代谢基因
(4)光敏色素有红光吸收型(Pr)和红外光吸收型(Pfr)两种类型。Pr 吸收红光后转变为Pfr,而Pfr 吸收红外光后逆转为Pr。科研人员用红光和红外光依次照射的方法,对莴苣种子进行处理,然后置于暗处。一段时间后,种子的发芽情况如下表所示。
组别
光照射处理方式
发芽情况
对照组
无光照
不发芽
组1
红光
发芽
组2
红光→红外光
不发芽
组3
红光→红外光→红光
发芽
组4
红光→红外光→红光→红外光
不发芽
①由表可知,具有生理活性,启动莴苣种子萌发的是 型光敏色素。
②自然光中红光和红外光都有,莴苣种子在自然光下能萌发,从光敏色素敏感性角度作出合理的解释
。
(5)综合以上信息可知,植物种子萌发的调控是由 共同完成的。
【答案】(1)调节
(2) 受体 TFs 抑制
(3) (空间)结构 ②④
(4) 红外光吸收(Pfr) 莴苣种子对红光的反应比远红光敏感(莴苣种子中Pr对红光比Pfr对红外光敏感)
(5)基因的表达、激素调节和光照(环境因素)
【详解】(1)植物激素是由植物体产生的,能从产生部位运输到作用部位的、对植物生长发育具有显著调节作用的微量有机物,赤霉素属于植物激素。
(2)分析题图可知,当GA与GID1结合后进入细胞核内,作用于DELLA蛋白,促进其降解并释放出TFs,TFs使赤霉素响应基因开启;当细胞核中的DELLA与TFs结合时,赤霉素响应基因处于关闭状态;可知DELLA蛋白对赤霉素响应基因的开启具有抑制作用。故GID1是细胞内赤霉素的受体,赤霉素可介导DELLA蛋白的降解,释放出TFs,从而解除DELLA蛋白对赤霉素响应基因表达的抑制作用。
(3)在受到光照射时,光敏色素的(空间)结构发生改变,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影响特定基因的表达,从而促进种子萌发;赤霉素能促进种子的萌发。
①光敏色素抑制因子合成基因的表达水平显著升高,会抑制光敏色素发挥作用,从而阻碍种子萌发,①错误;
②赤霉素合成代谢基因的表达水平显著升高,可以促进赤霉素的合成,进而促进种子萌发,②正确;
③DELLA蛋白合成基因的表达水平显著升高,可以抑制赤霉素响应基因的表达,从而阻碍种子萌发,③错误;
④脱落酸分解代谢基因的表达水平显著升高,可促进脱落酸的分解,而脱落酸是种子萌发的抑制剂,故能促进种子萌发,④正确。
故选②④。
(4)①分析组1:红光,红光照射使Pr转变为Pfr,种子发芽;分析组2:红光→红外光,红光照射使Pr转变为Pfr,红外光照射使Pfr逆转为Pr,此时种子不发芽;分析组3:红光→红外光→红光,红光照射使Pr转变为Pfr,红外光照射使Pfr逆转为Pr,再照射红光使Pr转变为Pfr后,种子发芽;分析组4:红光→红外光→红光→红外光,最终光敏色素的类型为Pr,种子不发芽。故启动莴苣种子萌发的是红外光吸收(Pfr)型光敏色素。
②自然光中红光和红外光都有,但莴苣种子在自然光下能萌发,推测可能是莴苣种子对红光的反应比远红光敏感(或莴苣种子中Pr对红光比Pfr对红外光敏感)。
(5)综合以上信息可知,植物种子萌发的调控是由基因的表达、激素调节和光照(环境因素)共同完成的。
23.(23-24高二上·山东青岛·期末)某寒温带森林湿地自然保护区集原始森林、草甸、湖泊、湿地、溪流等多种自然资源为一体,景观纷呈,物种多样。大型食草动物驼鹿,便生活在这片美丽而多变的天地中。
(1)研究人员通常采用 法估算该地区驼鹿的种群数量,然后根据调查统计的数据,绘制了驼鹿种群数量 比值与时间 (t) 的变化曲线(图 1) , 当 t 为 b、e时,种群的年龄组成为 型,当 t 为a~b 时,驼鹿的出生率 (填“大于” “等于”或“小于” ) 死亡率。
(2)图2 表示甲、乙两种生物的种群增长速率曲线,由曲线分析可知,甲、乙两种生物的种群增长符合 型增长。假设乙生物为某种海洋经济鱼类,渔民要想持续获得较大捕获量,应选择在 点左右捕捞。
(3)图3是一块血球计数板正面示意图,其上有2 个计数室。用血球计数板制片的具体操作步骤:先将 ,再用 ,然后让样液自行渗入。
(4)图4 是计数室中一个小方格的酵母菌分布示意图( O代表酵母菌) ,计数室的边长为 1mm×1mm,深0.1mm,酵母菌溶液稀释了 100倍, 则1ml溶液中酵母菌数量约为 个。
【答案】(1) 标记重捕 稳定 小于
(2) S t5
(3) 盖玻片盖在计数室上, 滴管将培养液滴在盖玻片边缘
(4) 4.4×109
【详解】(1)驼鹿活动能力强,活动范围广采用标志重捕法估算该地区种群数量;当t为b、e时,Nt+1/Nt=1,种群数量保持稳定,此时种群的年龄组成为稳定型;当t为a~b时,Nt+1/Nt小于1,种群数量减少,年龄组成为衰退型,驼鹿出生率小于死亡率;
(2)由图2曲线分析可知,甲、乙两种生物的种群增长速率都是先增加后减小最后为0,符合“S”型增长规律;要想持续获得较大捕获量,应选择在种群数量最大时捕捞,即在t5时捕捞,让余量维持在t4时;
(3)用血球计数板制片时,应先轻盖盖玻片,后将培养液滴在盖玻片边缘,然后让样液自行渗入;
(4)由图4可知,该小方格内酵母菌数为11个,因此1ml溶液中酵母菌数量约为11×400×100×104=4.4×109个。
24.(22-23高二上·山东潍坊·期末)逻辑斯蒂曲线最早用于表征生物学中种群数量的动态变化,其变化过程为:一开始增长速度较慢、中间阶段增长速度加快,以后增长速度下降并且趋于稳定。
(1)图1中符合逻辑斯蒂曲线变化的是 (填Ⅰ或Ⅱ),阴影部分可以表示 。水葫芦作为一种观赏植物引入我国,在没有天敌制约的情况下泛滥成灾对渔业造成了严重威胁,图1中曲线 (填Ⅰ或Ⅱ)符合水葫芦初期疯狂蔓延趋势。
(2)依据逻辑斯蒂曲线的变化特点,在进行渔业捕捞时,捕捞后的数量应选择处于图中的 (填a、b、c或d)对应的点,理由是 。按照生态学原理,若地球环境对人类的容纳量为120亿,则全球人口的最适数量为 。
(3)某地植保部门研究了近30年蝗虫数量的变化,得到图2所示曲线。据图2分析,第5年时,蝗虫种群的年龄结构是 ,第 年蝗虫种群的数量降到最低。
【答案】(1) Ⅱ 由于环境阻力被淘汰的个体数 Ⅰ
(2) b b点对应的种群数量增长速率最大,可以使产量快速恢复 60亿
(3) 增长型 20
【详解】(1)图1中曲线Ⅱ为种群数量增长的S形曲线,该曲线代表的种群开始时增长速率较慢,中间增长速率加快,最后增长速率降为0并维持稳定,符合题干对逻辑斯蒂曲线的描述。曲线Ⅰ为种群数量增长的J形曲线,该种增长曲线一般发生于食物、空间等资源充足、且无天敌、环境适宜的理想状态下,例如本题中入侵种即水葫芦在侵入地的增长;曲线Ⅰ和曲线Ⅱ阴影部分面积可以表示由于环境阻力被淘汰的个体数。
(2)由于曲线Ⅱ中间增长速率最快,在进行渔业捕捞时,捕捞后的数量应选择处于图中的b点,以使种群数量快速恢复。若地球环境对人类的容纳量即K值为120亿,则在K/2=60亿时,人类种群的增长速率最大,最有利于种群发展。
(3)λ=一年后的种群个体数量/当年种群个体数量,分析图2可知,第5年时,种群的λ>1,即第5年,种群数量增长,因此年龄结构为增长型。从第10年开始,λ<1,一直持续至第20年时,说明在这段时间内种群数量持续下降,因此第20年蝗虫种群的数量降到最低。
25.(22-23高二上·山东烟台·期末)兴隆山国家级自然保护区是野生马麝最重要、密度最大的分布区,总面积约330km2。科研人员冬季对保护区内的野生马麝进行了调查,结果如下表所示。
生境(生存环境)类型
植被面积(km2)
种群密度(头/km2)
种群数量(头)
针叶林
13.9
8.8
123
人工林
19.2
一
一
针阔混交林
8.2
5.0
41
阔叶林
53.4
3.5
187
灌丛
124.4
6.5
809
(1)自然保护区内灌丛生境为野生马麝的主要分布区,可能原因是 ;野生马麝在 生境中密度最大,原因是 。经调查该保护区野生马麝约1160头,则该保护区内野生马麝种群密度约为 头/km2。
(2)历史上,兴隆山保护区具有非常适宜的野生马麝生境,上世纪90年代保护区的野生马麝种群就增长到5000余头,而保护区内野猪和金钱豹等动物于60年代初期基本绝迹。试分析该保护区的野生马麝种群快速增长的原因是 。
(3)利用3年被偷猎者丢弃的马麝尸体初步鉴定,各年龄段比例为:1-5龄占81.82%,其中2龄以下的个体占34.20%,6~9龄的仅占18.18%,没有发现10龄以上的个体,该种群的年龄组成为 。试分析现在保护区种群密度较小的原因可能包括 。
A.乱捕滥猎攫取经济利益 B.人工经济林的扩张
C.原有植被的过度破坏 D.农田的存在,使马麝被分隔在若干植被斑块中
【答案】
(1) 植被高度和种类易于被马麝捕食 针叶林 易逃避捕食 3.5
(2) 野猪和金钱豹等于60年代初期基本绝迹,减少了马麝的种间竞争压力和被捕食的风险,所以种群快速增长
(3) 增长型 ABCD
【详解】(1)分析表格数据可知:灌丛生境野生马麝种群数量最多,为野生马麝的主要分布区,其原因是植被高度和种类易于被马麝捕食;在针叶林中,野生马麝种群密度最大,其原因是该生境可能林下开阔,易逃避捕食,为马麝提供了良好栖息场所;经调查该保护区野生马麝约1160头,而该保护区的面积约为330km2,因此马麝种群密度约为1160÷330≈3.5头/km2。
(2)保护区的野生马麝种群快速增长的原因:野猪和金钱豹等于60年代初期基本绝迹,减少了马麝的种间竞争(竞争)压力和被捕食的风险,所以种群快速增长。
(3)①马麝各年龄段比例为:1~5龄占81.82%,其中2龄以下的个体占34.20%,6~9龄的仅占18.18%,没有发现10龄以上的个体,因此该种群的年龄组成(年龄结构)为增长型。
②分析题意可知:导致保护区种群密度较小的原因是乱捕滥猎攫取经济利益、人工经济林的扩张、原有植被的过度破坏、农田的存在使马麝被分割在若干植被斑块中。
故选ABCD。
26.(23-24高二上·山东青岛·期末)某自然保护区气候属于半湿润性气候,冬季寒冷,夏季湿润凉爽。森林类型包括落叶松林、白桦-落叶松林和白桦次生林。白桦次生林为原有植被受人类或自然因素干扰后形成的。
(1)林分是指特征大体一致但与邻近地段有明显区别的林子,调查每种类型林分中灌木优势种通常采用
法。每种类型林分中的底部土壤中生活着大量小动物,采集这些小动物常用的方法是 。
(2)由于乔木层优势种不同,形成了不同的郁闭度(郁闭度是指林冠层遮蔽地面的程度) ,致使林下小环境产生较大差异,林下植被发生变化。研究者对 3种林分乔木层特征进行了比较(图 1) ,并对灌木层的四类植物重要值进行了统计(图 2) ,重要值(%)是植物在群落中的综合数量指标,体现植物在群落中的地位和作用。
①研究发现,落叶松林以落叶松为优势种,其物种多样性较低,据图 1 分析其原因是
。
②结合图 1、图 2分析,白桦次生林中灌木层优势种不同于其他林分的原因是
。
(3)白桦次生林的产生是 演替的结果,调查发现乔木层和灌木层的丰富度均表现为白桦-落叶松林>落叶松林>白桦林,请结合上述研究结果,阐述白桦-落叶松林丰富度最高的原因是 。
【答案】(1) 样方 取样器取样法
(2) ①落叶松林的郁闭度高,导致遮光,林下植物获得的光照强度小,植物种类少,为动物提供的食物和栖息空间少,动物种类也少,生物多样性较低 ②白桦次生林的郁闭度较低,适合兴安柳的生 长,其重要值最大
(3) 次生 白桦-落叶松林同时具有白桦林和落叶松林提供的环境条件,生境更丰富,丰富度最高
【详解】(1)调查植物的种群密度和丰富度等,一般采用样方法。采集小动物常用的方法是取样器取样法。
(2)由图1可以直接看出,与白桦-落叶松林和白桦次生林相比,落叶松林的郁闭度高,导致遮光,林下植物获得的光照强度小,植物种类少,为动物提供的食物和栖息空间少,动物种类也少,生物多样性较低;从图1、图2可以直接看出,白桦-落叶松林和落叶松林相比,白桦次生林的郁闭度较低适合兴安柳的生长,其重要值最大。
(3)原有植被受人类或自然因素干扰后,基本的土壤条件被保留,其上发生的演替为次生演替。白桦次生林的产生属于此类。白桦-落叶松林同时具有白桦林和落叶松林提供的环境条件,生境更丰富,所以丰富度最高。
27.(23-24高二上·山东济南·期末)科学家在研究单细胞藻类营养吸收时,观察到生活在同一区域的微藻 A、B的生长速率与一定范围内的K2HPO4浓度存在如下关系,如图1所示。
(1)图1可以表明两个种群存在的种间关系是 ,除此之外,种间关系还包括 (至少答三种)。
(2)图2是单独培养两种微藻得到的数量变化曲线,本实验的自变量是 ,无关变量有 (至少写出 2 点)。调查微藻的数量时,需要用到的计数方法是 。
(3)单独培养时,微藻 A 的种群数量增长曲线为 形,限制其数量不再增加的因素有 ,该因素属于 (填“密度制约因素”或“非密度制约因素”。)
(4)将两种微藻在略低于 a 浓度的 K2HPO4 培养液中共同培养时,请在图中画出A、B的数量变化趋势,并解释原因 。
【答案】(1) 种间竞争 捕食、原始合作、寄生、互利共生
(2) 时间和微藻的类型 培养液的浓度、温度、光照、pH 显微计数法、抽样检测法、血细胞计数板计数法
(3) S 营养(矿质元素,CO2),空间(培养液体积),光照 密度制约因素
(4)在低于a浓度培养液培养时,A 的生长速率(或答对K2HPO4吸收效率亦可)较B更高,所以竞争性利用营养物质能力强于B,A逐渐成为优势种群,B最终被竞争所淘汰。(答出竞争能力A比B强、A在生存竞争中占优势、B在生存竞争中占劣势均可)
【详解】(1)生活在同一区域的微藻 A、B之间有共同的生活空间和资源需求,因此图1可以表明两个种群存在的种间关系是种间竞争,除此之外,种间关系还包括捕食、原始合作、寄生、互利共生等。
(2)图2是单独培养两种微藻得到的数量变化曲线,结合实验结果可知,本实验的自变量是微藻的种类和培养时间,无关变量应该相同且适宜,包括培养液的浓度、温度、光照、pH等。调查微藻的数量时,由于微藻无法用肉眼观察到,因此需要用到的计数方法是显微计数法、抽样检测法、血细胞计数板计数法。
(3)单独培养时,由于培养液中的营养以及空间有限,因此,微藻 A 的种群数量增长曲线为S形,限制其数量不再增加的因素有营养(矿质元素,CO2),空间(培养液体积),光照等,这些因素属于非密度制约因素”,即这些因素对微藻种群数量的影响与种群密度无关。
(4)将两种微藻在略低于 a 浓度的 K2HPO4 培养液中共同培养时,图示a浓度条件下,微藻A占优势,微藻B的数量处于劣势,又由于由于它们生长所需的P元素含量低,因此它们的数量变化趋势表现如下:
28.(23-24高二上·山东菏泽·期末)某科研小组对温带稀树草原生态系统的两个动物种群的数量进行了多年的跟踪调查, 并研究Nt+1/Nt随时间的变化趋势, 结果如图所示(图中Nt表示第t年的种群数量,Nt+1表示第t+1年的种群数量) ,据图回答下列问题:
(1)种群最基本的数量特征是 ,能够直接影响图中两个种群数量变化的种群数量特征是 。
(2)甲种群在0~t1段的种群数量呈 形增长,曲线上 点时,甲种群数量达到最大值。
(3)乙种群在t1时年龄结构为 。若t3之后乙种群的曲线一直保持水平,则最可能会导致该生态系统抵抗力稳定性 (填“增强”、 “减弱”或“不变”)。根据图中数据,推测甲、乙种群不存在捕食关系的理由是 。
(4)大型肉食动物的叫声和气味使小型动物不安甚至逃离,其中包含的信息类型有 ,这种现象说明信息传递的作用是 。
【答案】(1) 种群密度 出生率和死亡率、迁入率和迁出率
(2) J b
(3) 衰退型 减弱 t3时刻后种群甲的Nt+1/Nt等于1,种群数量基本稳定,而种群乙的Nt+1/Nt大于1,种群数量不断增加,不符合捕食关系数量变化规律
(4) 物理信息、化学信息 能够调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定
【详解】(1)种群最基本的数量特征是种群密度;种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率能够直接影响种群数量的变化。
(2)种群甲在0~t1时间段Nt+1/Nt的值大于1且为一定值,即λ大于1,此时种样甲是“J”型增长,在b点前,Nt+1/Nt的值大于1,甲种群数量一直增长,b点时,甲种群数量达到最大。
(3)在0~t1时间段,种群乙Nt+1/Nt的值小于1,说明种群数量减少,因此该时间段种群乙的年龄结构为衰退型;若t3之后乙种群的曲线一直保持水平,则乙种群将呈“J”型增长,其他种群在竞争中处于弱势,可能会导致该生态系统抵抗力稳定性减弱;若甲、乙种群存在捕食关系,则其数量变化会相互制约,乙种群不会呈“J”型增长,甲种群数量也不会一直不变,故二者不存在捕食关系。
(4)大型肉食动物的叫声和气味包含了物理信息和化学信息,这种现象说明信息传递能够调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
29.(23-24高二上·山东淄博·期末)科研人员根据新疆盐碱地的特质,调配出适合海产品生长的“人工海水”,进行海产品的养殖,这些水产品称为“新鲜”。用“人工海水”进行水产养殖容易出现 N、P等无机盐含量增多,导致水体富营养化。“人工海水”生态系统中,马尾藻和萱藻是鱼的主要饵料,裸甲藻可产生甲藻毒素,对水生生物产生毒害作用。图1为水体营养化水平对藻类的影响,图2为该生态系统的部分能量流动示意图,图中字母表示能量。
(1)用标记重捕法调查水体中某种鱼的种群密度时,如果在第一次捕捞时发现捕捞上来的个别鱼死亡,对种群密度估值的影响是 (填“偏大”“偏小”“无影响”) 。如果在捕捞的同时对该种鱼的种群特征进行调查,则鱼网网眼的大小对 影响较大。
(2)据图1分析,裸甲藻和马尾藻之间的种间关系是 。当水体的营养化水平处于 时,更有利于能量流向对人类最有益的部分。
(3)生态系统的结构包括 。图2中,c表示 。若梭子蟹从饲料中同化的能量为 m,则从生产者到梭子蟹的能量传递效率是 (用图中字母表示)。
(4)裸甲藻大量繁殖会导致水生生物大量死亡。引入海菖蒲等海生挺水植物并定期收割,既能有效抑制裸甲藻的繁殖,又能治理水体富营养化,其原理是
。
【答案】(1) 无影响 年龄组成(或年龄结构)
(2) 竞争 中营养化
(3) 组成成分和食物链(网) 梭子蟹的同化量 [(c-m)/a]×100%
(4)海菖蒲等海生挺水植物在与裸甲藻中占优势,抑制了裸甲藻的繁殖,同时还能从水体中吸收N、P等化学元素,达到治理水体富营养化的目的
【详解】(1)用标记重捕法调查水体中某种鱼的种群密度时,如果在第一次捕捞时发现捕捞上来的个别鱼死亡,不影响标记个体在种群中的比例,不影响种群密度估值;严格控制网眼大小保护鱼苗,把老年个体捕捞后,使种群的年龄结构变成增长型,对种群的年龄结构影响较大;
(2)由图1可以看出,裸甲藻和马尾藻之间在数量上呈现相互抑制现象,结果是使马尾藻的数量减少,裸甲藻的数量增加,说明二者之间是竞争关系;同时可以看出,当水体富营养化处于中营养化时,裸甲藻的数量少,产生的毒素少,对水生生物毒害小,萱藻和马尾藻是鱼的主要饵料,在中营养化时数量相对较多,因此可以看出当水体的营养化水平处于中营养化时,更有利于能量流向对人类最有益的部分;
(3)生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链、食物网);图2 中c是梭子蟹摄入量减去流向k后的部分,因此是梭子蟹的同化量;若梭子蟹从饲料中同化的能量为 m,来自生产者的同化量是(c-m),因此从生产者到若梭子蟹的能量传递效率为[(c-m)/a]×100%;
(4)由题意可知,引入海菖蒲等海生挺水植物并定期收割,既能有效抑制裸甲藻的繁殖,又能治理水体富营养化,其原理是海菖蒲等海生挺水植物在与裸甲藻中占优势,抑制了裸甲藻的繁殖,同时还能从水体中吸收N、P等化学元素,达到治理水体富营养化的目的。
30.(23-24高二上·山东潍坊·期末)人工湿地是一种生态污水处理工程系统,20世纪80年代后期被引入中国,随后其数量快速增长。人工湿地与传统污水处理厂相比,投资低、成本低、效率高,具有多重生态服务功能。下图为某市人工湿地结构和污水处理示意图,结合所学知识回答下列问题:
(1)流经该人工湿地污水处理系统的总能量包括 ,该系统能降低污染物中有机物和无机盐的含量,最可能利用了生态系统组分中的 。
(2)防止污水浓度过高,造成微生物过度失水死亡,在将污水排入处理系统前,一般要先对入流的污水进行 ,同时还要控制单位时间污水的输入量,原因是
。
(3)在设计该人工湿地系统时,可参考生态工程的设计,以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着 (至少答两点)等生态学基本原理。该人工湿地生态系统不仅可以净化水质,改善生态环境,在湿地滩上种植的观赏类花卉和树木还可作为休闲旅游资源,这体现了生物多样性的 价值。
(4)若某种药物A由于处理不当随污水进入该人工湿地处理系统,则水体可能出现 现象从而使某些藻类种群大暴发,进而导致鱼虾类大量死亡,并且由于 作用极有可能使该生态系统逐渐远离稳态。
(5)生态工程以生态系统的 为基础,遵循着 等生态学基本原理。
【答案】(1) 生产者所固定的太阳能和污染物中的有机物中能量 分解者、生产者
(2) 一定的稀释处理 人工湿地污水处理系统的处理污水能力有一定限度
(3) 整体、协调、循环、自生 直接价值和间接
(4) 富营养化 正反馈
(5) 自组织、自我调节功能 整体、协调、循环、自生
【详解】(1)自然状况下,生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能;对于人工湿地由题图可知,流经该生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能和污水中的有机物中能量。该生态系统能降低污水中有机物和无机盐含量,达到消除污染、净化污水的目的,最可能利用了生态系统成分中的分解者、生产者,因为题图中污水中悬浮有机碳被好氧细菌分解利用了,部分污染物沉降形成沉积物被厌氧细菌分解了,好氧细菌和厌氧细菌都属于分解者;而污染物中的无机盐可以被黑藻等沉水植物、绿藻等浮游植物直接吸收利用。
(2)在处理污水时,一般要先对入流的污水进行稀释处理,是为了防止污水浓度过高,造成微生物过度失水死亡,同时还要控制单位时间污水的输入量防止过载,原因是污水处理系统的处理能力是有限的。
(3)生态学基本原理包括整体、协调、循环、自生等。生态系统的直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等使用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值,间接价值是对生态系统起重要调节作用的价值,人工湿地生态系统不仅可以净化水质,改善生态环境,体现了生物多样性的间接价值;在湿地滩上种植的观赏类花卉和树木还可作为休闲旅游资源,体现了生物多样性的直接价值。
(4)水体富营养化指的是水体中N、P等营养盐含量过多而引起的水质污染现象。其实质是由于营养盐的输入输出失去平衡性,从而导致水生态系统物种分布失衡,单一物种疯长,破坏了系统的物质与能量的流动,使整个水生态系统逐渐走向灭亡。若某种药物A由于处理不当随污水进入该人工湿地处理系统,使某些藻类种群大暴发,这属于水体的富营养化现象;正反馈是指生态系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化,不是抑制而是加速最初发生的变化,所以正反馈调节的作用常常使生态系统远离平衡状态或稳态。藻类种群爆发,与鱼类争夺氧气,导致鱼类大量死亡,导致进一步恶化,使生态系统远离稳态的作用为正反馈。
(5)生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶,是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的应用学科。生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
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1.(23-24高二上·山东泰安·期末)机体疼痛发生时会导致糖皮质激素分泌增多,以增强机体对应激刺激的应对能力,并且缓解疼痛,此外糖皮质激素可减少脑中γ-氨基丁酸(GABA)的浓度,提高中枢的兴奋性,降低大脑兴奋阈值,促使癫痫发作。图1表示用电表研究突触上兴奋传导的过程。图2表示痛觉的形成及缓解机理,其中A、B、C表示相关神经元,神经元C能释放一种抑制疼痛的神经递质内啡肽。图3为抗癫痫药物噻加宾的作用机理示意图。
(1)图1中,分别刺激a、b两点,能够引起电表指针发生两次偏转的点是 。当刺激a点时,该点膜内局部电流的方向与该神经纤维上兴奋传导的方向 (填“相反”或“相同”)。突触处兴奋单向传递的原因是 。
(2)由图2可知,P物质为 ,推测内啡肽、吗啡等发挥镇痛作用的原理是 。长期使用吗啡可致欣快感而依赖成瘾,一旦突然停止使用,则P物质的释放量会迅速 ,出现更强烈的痛觉等戒断综合征。
(3)据图3分析,噻加宾抗癫痫的作用机理是 ,进而促进GABA受体打开Cl-通道,Cl-内流增加,最终影响突触后膜兴奋。由此可见,GABA是一种 (填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质。
2.(23-24高二上·山东滨州·期末)科学家发现脑中存在“胶质淋巴系统”,这一系统对大脑神经元产生的β淀粉样蛋白(A3)等神经毒性蛋白的运出起到重要作用。
(1)体内绝大多数组织细胞直接生活的环境是 。组织细胞产生的大分子代谢废物通过 循环最终汇入血浆。
(2)组织细胞间隙中的液体整体由渗透压低的区域流向渗透压高的区域。根据脑内胶质淋巴系统中液体整体流动方向判断,图示动脉侧和静脉侧星形胶质细胞的AQP4对水分子跨膜转运的方向分别是
。
(3)大脑神经元产生的Aβ在神经元外的沉积是造成阿尔茨海默病(AD)的重要原因。大脑长时间维持清醒状态时,胶质细胞体积显著增大,增加了胶质淋巴系统中细胞间隙液体的流动阻力。据此提出有利于预防AD的做法并说明理由 。
3.(23-24高二上·山东济南·期末)光是一切生命产生的源动力,也是生命体最重要的感知觉输入。调查显示,夜间过多光源暴露显著增加肥胖和糖尿病等代谢疾病风险。已知哺乳动物感光主要依赖视网膜上感光神经节细胞(ipRGC),ipRGC对下丘脑发出密集的神经纤维。视网膜上的感光细胞在蓝光刺激下可作用于小鼠脑中的相关神经通路,使得空腹小鼠在食用葡萄糖后的血糖浓度上升幅度高于红光刺激的小鼠;此外,该神经通路也与脂肪细胞的代谢有关,如图1所示(“+”表示促进)。进一步检测发现,蓝光照射后不会影响小鼠体内与血糖平衡有关的激素含量以及营养物质的变化,但会减弱棕色脂肪组织的产热。回答下列问题:
(1)为研究光调节葡萄糖代谢与下丘脑的SCN区还是SON区有关,进行了以下实验:分别对两组小鼠进行以下处理:①损毁感光正常小鼠下丘脑的SCN区,②损毁感光正常小鼠下丘脑的SON区,在黑暗和光照条件下分别进行葡萄糖代谢能力检测,结果如图2所示(AUC为血糖含量曲线与横坐标时间轴围成的面积)。
上述实验表明光调节葡萄糖代谢与下丘脑的 区有关。当ipRGC感受光刺激一段时间后,可检测到PVN区域的神经元兴奋,此时该区域的神经纤维上的膜电位表现为 。兴奋在突触部位只能单向传递的原因是 。
(2)夜间“光暴露”引发血糖上升水平程度高于对照小鼠,其原因是支配脂肪组织的交感神经受到 (填“促进”或“抑制”),棕色脂肪细胞对葡萄糖的摄取量 (填“升高”或“降低”)。交感神经与和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的,其意义是 。
(3)冷暖色一直被定义为心理上的冷热感受。研究者认为,上述通路与“蓝光让人感觉到凉爽,而红光则无此效应”有关。结合图中信息,尝试说明造成这一现象的可能机制: 。
(4)为验证“光暴露”通过交感神经调节棕色脂肪组织的产热过程,某实验小组用若干只生理状态相似的健康(空腹)小鼠进行实验,将上述小鼠随机均分为甲、乙、丙三组;对甲组小鼠给予正常光照条件,乙、丙两组小鼠进行相应处理;将三组小鼠置于其他条件相同且适宜的环境下培养一段时间后,检测并比较三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量,发现丙组产热量最少。乙、丙两组小鼠进行的处理分别是 。(填标号)。
①进行“光暴露”处理②切断支配棕色脂肪组织的交感神经并进行给与正常光照处理③进行正常光照处理④切断支配棕色脂肪组织的交感神经并进行“光暴露”处理
4.(23-24高二上·山东临沂·期末)将蛙脑破坏,保留脊髓,做蛙心静脉灌注,以维持蛙的基本生命活动。图甲为蛙的某反射弧结构示意图,电位计a和b分别连接在传入神经元、传出神经元。图乙为甲中c结构的放大图。请回答下列问题。
(1)图甲表示[c] 结构,③一般由 (填细胞器)形成。
(2)若在a上给予适宜刺激,当神经冲动抵达c处时,④处发生的信号变化是 。结构c处释放的神经递质,与分布在⑤上的 结合,使下一个神经元 。
5.(22-23高二上·山东枣庄·期末)如图1是反射弧的某类模式图(a、b、c、d、e表示反射弧的组成部分,Ⅰ、Ⅱ表示突触的相关结构)。已知氨基丁酸(GABA)是哺乳动物中枢神经系统中广泛分布的神经递质,在控制疼痛方面的作用不容忽视,其作用机理如图2所示。请回答下列问题:
(1)神经纤维主要是由神经元的轴突和长的树突所组成,在反射弧中通常充当 。
(2)兴奋在反射弧中b、d上的传导方向与膜内的电流方向 ,兴奋在c处的传导是以 的形式进行的。
(3)疼痛时体内的氨基丁酸(GABA)会分泌增多,结合图示分析氨基丁酸(GABA)可以控制疼痛的机理是 。
6.(22-23高二上·山东聊城·期末)帕金森病(PD)又称“震麻痹”,是最常见的神经退行性疾病之一,主要是多种原因导致了中脑黑质多巴胺能神经元死亡,从而导致脑内多巴胺不足,出现一侧肢体震颤(如手抖)或动作笨拙等精细运动障碍。图1是帕金森病患者的脑与脊髓调节关系示意图,脑内纹状体通过抑制黑质影响a释放多巴胺,而黑质也可以通过抑制纹状体而影响b释放乙酰胆碱,以上两种途径作用于脊髓运动神经元,产生兴奋或抑制(其中“一”表示抑制,多巴胺与乙酰胆碱两递质的功能相互抗,两者之间的平衡对脊髓运动神经元起着重要的调节作用).患者服用某种特效药后,症状减轻,图2是服药后的效果图。请回答下列问题。
(1)神经元b释放的乙酰胆碱经 通过突触间隙,与脊髓运动神经元上的受体结合后,使脊髓运动神经元膜电位变为 。
(2)兴奋在神经元b和脊髓运动神经元之间的传递是 向的,原因是 。
(3)据图分析,在该过程中多巴胺是一种 (填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质患者服用某种特效药后,乙酰胆碱的释放量 (填“增多”或“减少”),多巴胺的释放量 (填“增多”或“减少”)。
(4)一项来自丹麦哥本哈根大学等机构的研究发现,占所有帕金森疾病病例90%一95%的散发性帕金森疾病可能是因为调节神经细胞中线粒体功能异常所引发的,请从线粒体功能的角度分析散发性帕金森疾病的发病原因: 。
7.(21-22高二上·山东泰安·期末)下图是体育运动对学习、记忆的促进作用与蛋白质类神经营养因子(bdnf)关系图解(部分)。
(1)运动应激能促进a过程,a过程是指bdnf基因的 。突触小泡中的b物质是 ,该物质通过 方式进入突触间隙。
(2)b物质与AMPA结合后兴奋传导至d处时,该处膜内电位的变化为 ,该处电位发生变化的原因是 。
(3)据图可知,bdnf具有 和激活突触后膜上相应受体的作用,从而促进兴奋在突触处的传递。若向大鼠脑室内注射抗bdnf的抗体,将导致突触间隙内b物质的含量变化是 。
(4)已知某突触蛋白在大脑海马区的密度可间接反映突触的数量多少。有实验表明,Y迷宫训练后大鼠海马区该突触蛋白表达明显增强,而大鼠学习记忆受损后该突触蛋白表达水平下降。由此推测,长时记忆可能与 的建立有关
(5)科研人员用去除脑但保留脊髓的蛙(称为脊蛙)为材料进行反射活动实验。刺激脊蛙左腿,左腿收缩,右腿也会收缩,反之亦然。相关实验表明,左右屈腿反射弧的神经中枢间存在某种联系。在一次制作脊蛙的过程中,某研究人员不小心伤到了蛙右侧大腿上的神经,但不知是传入神经还是传出神经,于是设计了如下实验方案进行探究:
①刺激脊蛙右腿,若右腿不收缩,而左腿收缩,则说明 。
②刺激脊蛙右腿,若 ,则可初步判断传入神经受到损伤。但仍不知传出神经是否也同时受到伤害,请设计实验加以探究。(写出实验思路,预期实验结果和结论)
实验思路 。
预期结果和结论 ,
8.(23-24高二上·山东烟台·期末)胰岛素原(PI)是合成胰岛素的前体物质,在正常的生理情况下,只有极少量的PI释放到血液中。某实验小组为了探究不同浓度PI对大鼠肝脏细胞胰岛素敏感性的影响,进行了如下实验。
实验步骤:
①将分离的肝细胞接种在培养板中,均分为4组,分别向各组加入的培养液类型为:胰岛素组:含有5×10-7mol/L的胰岛素培养液;PI-L组:含有1×10-8mol/L的PI培养液;PI-M组:
含有3×10-8mol/L的PI培养液;PI-H组:含有7×10-8mol/L的PI培养液。各组肝细胞在培养液中培养16h。
②对4组肝细胞弃去培养液,并洗涤2次后加入等量的14C-葡萄糖。
③测得各组的14C-葡萄糖的渗入率(进入细胞的比例)和胰岛素酶(IDE,催化细胞内胰岛素水解的酶)的活性。
实验结果:
(1)胰岛素能降低血糖的机制是 ,该实验中可以用 作为指标反映肝脏细胞胰岛素敏感性的强弱。
(2)分析上述实验过程及结果可知,血浆中的PI会 (填“升高”或“降低”)血糖浓度。该实验可以得出的结论是 。根据上述实验,试阐述PI影响肝脏细胞胰岛素敏感性的机制 。
(3)Ⅰ型糖尿病患者的免疫系统对胰岛B细胞做出攻击,最终导致体内无法产生胰岛素。研究发现Ⅰ型糖尿病患者注射胰岛素原(PI)后,患者免疫系统发生了明显的变化,为探究PI及其注射频次对患者胰岛素使用量的影响,请以Ⅰ型糖尿病模型鼠为实验材料完成实验设计。(写出简要的实验步骤即可)
。
9.(23-24高二上·山东枣庄·期末)研究发现,运动会诱导细胞产生一种叫鸢尾素的激素,该激素作用于皮下脂肪,可加快脂肪细胞内葡萄糖和脂肪的氧化分解,还可提高胰岛素的敏感性。回答下列问题:
(1)在人体内,鸢尾素的靶细胞是 ,该激素与其它动物激素在作用过程中所具有的共同特点是 (答出一个特点即可)。
(2)胰岛素能促进 ,从而降低血糖浓度,与其功能相抗衡的激素有 。
(3)持续的寒冷刺激会刺激交感神经末梢分泌去甲肾上腺素提高代谢速率。科研人员用大鼠进行实验研究,结果如下图所示。(图中黑色阴影都代表消耗棕色脂肪的能量)
结果表明,随寒冷刺激的持续时间延长,机体维持体温恒定所需能量来源的变化是由骨骼肌战栗供能为主逐渐转变为 为主。持续寒冷刺激后注射去甲肾上腺素(等量)诱导机体消耗棕色脂肪供能显著强于刺激前,请你提出一种可能的作用机制解释此现象:
。
10.(22-23高二上·山东临沂·期末)图表示人体血糖调节和体温调节的部分过程示意图,其中A、B、C、D表示不同的激素。
(1)图中存在分级调节的激素是[ ] 。若切除动物的甲状腺,血液中促甲状腺激素释放激素和[ ] 的浓度会升高。
(2)在寒冷环境下,人体皮肤中的冷觉感受器产生兴奋,传递到 进行分析综合,最终通过增加 (填字母)等激素的分泌量增加产热;同时机体还可通过皮肤毛细血管收缩等减少散热,此时血管收缩受 (填“交感神经”或“副交感神经”)支配。
(3)当血糖浓度低于正常值时, 一方面可以直接刺激引起胰高血糖素的分泌量增加;另一方面也可以通过下丘脑有关神经末梢释放 以调节胰高血糖素的分泌量,使血糖浓度恢复正常。
(4)研究发现,药物T可以抑制甲状腺分泌甲状腺激素。利用以下实验材料及用具,设计实验验证其药效。简要写出实验设计思路并预期实验结果。
实验材料及用具:生理状态相同的健康仓鼠若干只,一定浓度的药物T溶液,生理盐水,注射器,甲状腺激素定量检测仪等。
实验设计思路: 。预期实验结果: 。
11.(22-23高二上·山东滨州·期末)血压是指血液在血管内流动时作用于血管壁的侧压力。高血压可诱发多种心脑血管疾病。“大川芎方”是我国古书记载的由川芎、天麻等药材配制的中药方,能治疗头晕等病症。科学家研究一定剂量的大川芎方水煎液对小鼠血压影响的实验处理及结果如下表所示。
实验分组
实验预处理
实验处理
肾交感神经放电频率(放电次数/分钟)
血管升压素水平(pg/mL)
血压(mmHg)
甲
①
正常饲料饲喂,2ml/100g纯净水每日灌胃
38
1.21
68
乙
适量高盐(2%NaCl)饲料喂养
③
92
3.82
128
丙
②
正常饲料饲喂,大川芎方水煎液原液稀释4倍后以2ml/100g每日灌胃
51
2.54
83
注:乙组小鼠的预处理是通过高盐膳食制造高血压模型小鼠的过程;神经放电频率越高,其兴奋次数越多。
(1)交感神经兴奋会导致血管 从而导致血压 ;血管升压素又称抗利尿激素,其导致血压升高的机制是 。
(2)实验中①处的处理应为 ,②处的处理应为 ,③的处理应为 。
(3)根据实验结果分析,大川芎方水煎液对高盐膳食引起的高血压有显著疗效,其作用机制是
。(答出2点即可)。
(4)某研究小组探究不同剂量的大川芎方水煎液对高血压的治疗效果,请写出实验思路,对因变量的测定方法不做要求。
可供选择的材料:正常小鼠 高血压小鼠 正常饲料 大川芎方水煎液原液,纯净水
实验思路:
12.(22-23高二上·山东菏泽·期末)人体进食可以促进人体整个肠道内GLP-1的分泌,它是一种多肽类激素,具有葡萄糖浓度依赖性降糖作用,即只有在血糖水平升高的情况下,GLP-1才能发挥降糖作用,而血糖水平正常时,GLP-1不会使血糖水平进一步降低。GLP-1的降糖机理如图所示。据图分析并回答下列问题:
(1)X细胞、Y细胞的名称分别是 。
(2)GLP-1分泌后,其作用一方面促进 同时抑制胰高血糖素分泌;另一方面通过促进 ,抑制非糖物质转化来维持血糖含量的相对稳定,该过程中与GLP-1表现为协同作用的激素是 。
(3)索马鲁肽是与GLP-1具有类似作用的药物,索马鲁肽 (填“能”或“不能”)用于治疗I型糖尿病,原因是 。
(4)研究发现:①血液中GLP-1发挥作用后能被二肽基肽酶4(DPP4)快速灭活并降解。②当L细胞分泌GLP-1的量不足,会导致2型糖尿病。为开发治疗2型糖尿病的新型药物,请基于上述发现提出你的设计思路 (提出两点)。
13.(23-24高二上·山东淄博·期末)ST2是一种白介素受体蛋白,存在两种形式,一种是存在于细胞膜表面的膜结合型蛋白ST2L,另一种是存在于血液中的可溶性蛋白sST2。当ST2L 与 IL-33 蛋白结合时,可激活细胞内的信号通路,促进免疫和炎症反应,增强组织修复,对心脏起保护作用。sST2可竞争性结合IL-33,阻止ST2L 起作用, 从而抑制IL-33/ST2L 的信号传导。sST2与心肌纤维化和心肌重构有关,其浓度越高心衰越严重,临床上常作为心血管疾病早期的标志物,正常人体内sST2 含量约为9~35ng/mL。
(1)ST2的合成起始于细胞质中 的核糖体,先合成出一小段信号肽,再在信号识别颗粒(SRP)和信号识别受体等物质的协助下,进入 内,完成ST2多肽链的合成,进一步修饰、折叠、加工后,以“出芽”的方式形成 输出,输出的蛋白质并不包含信号肽,推测其原因是 。
(2)高尔基体能够将成熟的ST2准确转运到细胞膜上或细胞外,该过程体现高尔基体功能是
。
(3)sST2 竞争性结合IL-33,阻止IL-33与细胞表面的ST2L 结合,sST2存在的积极意义是 ,所以体内需要存在少量sST2。
(4)诺欣妥和依那普利都是治疗心衰的药物,药物临床实验结果如图。二者在减缓心衰方面效果比较好的是 ,理由是 。
14.(23-24高二上·山东枣庄·期末)人体的免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质组成。免疫应答过度活跃时,机体会产生多种细胞因子,诱发免疫炎症。回答以下问题:
(1)细胞因子是由 细胞分泌的一种免疫活性物质,细胞因子在体液免疫中的作用是 。类风湿关节炎是一种自身免疫病,主要病症为关节软组织肿胀、关节骨损伤,属于炎症性疾病。类风湿性关节炎患者关节滑膜中的细胞因子促进巨噬细胞和淋巴细胞聚集到关节部位,同时激活细胞毒性T细胞分裂和分化为 。分化形成的部分细胞与关节组织细胞结合,引起关节组织细胞裂解死亡,释放细胞内容物进而引发更严重的炎症反应。
(2)类风湿关节炎与IL-1、IL-4、IL-6和IL-10四种细胞因子有关,细胞因子有促进免疫炎症反应型和抑制免疫炎症反应型。科研人员在多名健康志愿者和类风湿关节炎患者的血清中,测得各种细胞因子的平均含量如下表所示。
细胞因子的种类
IL-1
IL-4
IL-6
IL-10
健康志愿者血清中的含量(umol/L)
12
50
5
28
类风湿关节炎患者血清中的含量(umol/L)
35
36
72
18
①上述四种细胞因子中,属于促进免疫炎症反应型的是 。
②关节肿胀是类风湿关节炎的临床表现之一,这与IL6作用于关节部位的毛细血管有关,据此推测关节肿胀的原因是 。
(3)研究发现姜黄素能用于类风湿关节炎的治疗。某兴趣小组以类风湿关节炎模型鼠为实验材料,利用聚乙二醇配制姜黄素注射液,以细胞因子的含量为观测指标,设计实验验证姜黄素对类风湿关节炎具有治疗效果。实验思路为:①取若干只生理状态相同的类风湿关节炎模型鼠随机均分为A、B两组;②A组进行
处理;B组 处理,其他条件相同且适宜,进行一段时间的饲喂,检测两组小鼠血清中四种细胞因子的平均含量。
15.(23-24高二上·山东滨州·期末)糖尿病患者常出现认知功能障碍,认知功能障碍容易导致糖尿病加重发展。
(1)血糖平衡是 共同调节的结果:健康人体的血糖浓度上升既可直接作用于胰岛,也可由 (器官)通过传出神经使胰岛素分泌增多,胰岛素的作用是
(答出2点)。
(2)下图为胰岛素作用机理示意图,GLUT4是位于细胞膜上的葡萄糖转运蛋白。据图分析,胰岛素提高细胞对葡萄糖吸收能力的机制是 。2型糖尿病患者体内胰岛素浓度通常高于健康人,据图分析免疫型2型糖尿病的发病机理可能是 (答出1点即可)。
(3)高血糖引起的海马区神经元凋亡是糖尿病患者神经系统受损的重要原因。为研究糖尿病患者认知功能障碍的早期防治措施,使用银杏叶提取物及胰岛素对体外高糖培养的大鼠海马神经元进行处理的方法。实验思路是
。
16.(23-24高二上·山东青岛·期末)2023年匈牙利科学家和美国科学家因为mRNA疫苗荣膺诺贝尔生理学或医学奖。S蛋白是新冠病毒主要的抗原蛋白,将编码S蛋白的mRNA用磷脂包裹后可制得mRNA疫苗。人接种该疫苗后,能产生针对新冠病毒的抗体和细胞毒性Т细胞,部分过程如图所示,回答下列问题:
(1)免疫系统的功能包括免疫监视、 和 。常见的免疫活性物质除图中所示外还包括 。
(2)由图可知,注射mRNA疫苗后,直接刺激免疫细胞的物质是 。
(3)B细胞分裂分化除了图中所示条件外,还需要 ,B细胞分裂分化除产生图中细胞,还产生其他细胞,这些细胞具有的功能是 。
(4)结合图示特异性免疫类型分析,与传统灭活病毒疫苗相比,mRNA疫苗的优势是
。
17.(23-24高二上·淄博·期末)类风湿性关节炎(RA)是一种慢性自身免疫性疾病,患者体内可以查到多种自身抗体。RA 以免疫炎症反应引起的关节受损进而导致关节功能障碍和残疾为特征,严重影响患者的生活质量。
(1)B 细胞识别抗原并接受T 细胞产生的细胞因子刺激后增殖分化为 ,后者产生大量抗体。RA 患者和健康人相比,在免疫系统的组成方面,如 的种类存在差异。
(2)对于类风湿性关节炎严重患者可以采取 (填写“免疫增强疗法”或者“免疫抑制疗法”)治疗。若关节已经坏死,临床采取更换人工关节置换手术治疗。人工关节需要无毒、无刺激、力学性能好、组织相容性好等要求,往往是金属和高分子材料或惰性材料(陶瓷)制造而成。从免疫学的角度分析组织相容性好的生理学含义 。
(3)糖皮质激素(GC)属于肾上腺皮质激素,正常机体通过下图所示的途径调节 GC 的分泌。GC 是治疗RA 的药物之一,RA 患者长期大剂量使用 GC,会导致患者肾上腺皮质分泌功能 ,因此最好在治疗过程中间断补充 ,以防止肾上腺皮质萎缩,引起严重后果。
(4)GC 具有较强的毒副作用且临床效果并不理想。研究人员为探索中药姜黄提取物姜黄素对 RA 的干预作用做了如下研究。将体重相同的大鼠随机分为正常对照组、造模组,前期处理完成后再分别进行后期处理。请完成实验方案(在横线上选填选项前的符号)。
组别
前期处理
前期处理后关节情况
后期处理
正常对照组
注射生理盐水
造模组
注射弗氏完全佐剂
模型组:
姜黄素组:
a、注射弗氏完全佐剂 b、注射生理盐水 c、注射姜黄素 d、关节肿胀 e、关节不肿胀
18.(23-24高二上·山东烟台·期末)干旱可诱导植物体内脱落酸(ABA)增加,以减少水分丧失。研究者发现酶N是催化ABA生物合成的关键酶,干旱下植物根会合成一种分泌型短肽(C)运输到叶片促进酶N基因的表达,从而促进ABA的合成。
(1)脱落酸是植物体内产生的,对生命活动起 作用的微量有机物,是植物细胞之间传递 的分子。
(2)分别用微量(0.1μmol·L-1)的短肽C或ABA处理拟南芥根部后,检测叶片气孔开度,结果如图。该图说明 。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。
(3)进一步研究发现,干旱条件下叶片保卫细胞内ABA含量增高,促进细胞质中Ca2+浓度升高,高Ca2+浓度抑制细胞膜上K+内流通道蛋白打开,促进K+外流通道蛋白打开,细胞质中K+减少,引起细胞质渗透压 ,导致 。
19.(23-24高二上·山东枣庄·期末)褪黑素是一种藻类化合物,在动植物体内具有相似的合成途径。人体内的褪黑素是由内分泌腺松果体分泌的激素,具有缩短入睡时间,延长睡眠的作用,其分泌的调节过程如下图所示。
(1)外界暗信号会刺激视网膜上的感光细胞,使其细胞膜内电位变为 电位从而产生兴奋。据图可知,暗信号引起褪黑素合成和分泌,而褪黑素会抑制下丘脑的兴奋性,这种调节机制称为 调节。
(2)研究发现,褪黑素在植物体内虽然含量微少,但在调节生长发育、增强植物抗逆性方面具有重要作用。科学家将褪黑素确认为一种植物激素,其依据是 (答出 2 点即可)。在植物体内,结构上和褪黑素相似的植物激素是 。
(3)人体内环境稳态的维持是神经——体液——免疫调节网络共同调节的结果,观察图甲并结合所学知识分析,人体调节免疫功能的信号分子有 。(答出两种即可)
(4)细胞毒性 T 细胞发挥免疫作用的原理如图乙所示,其中 FasL 蛋白又称死亡因子,其基因只在细胞毒性 T 细胞内表达,Fas蛋白又称死亡因子受体,其基因可在各种细胞内表达。人们推测,精神因素引起细胞毒性 T 细胞活性下降的原因之一是由于在细胞毒性 T 细胞分化为新的细胞毒性 T 细胞的过程中 基因的表达受到了影响,从而降低了细胞毒性 Т细胞对 能力。在被 HIV 感染的辅助性 Т 细胞中 基因表达增强,从而使该辅助性 T 细胞成为相应细胞毒性 T 细胞攻击的靶细胞,使人体最终丧失了几乎全部免疫力。
20.(23-24高二上·山东青岛·期末)植物在受到机械损伤或病虫侵害时,会表达一种防御蛋白—蛋白P。为研究一种新型植物激素茉莉酸对蛋白P基因表达的影响,科研人员设计了如图所示装置,将番茄叶片 C1和J1置于封口的玻璃瓶中,其内分别放置含清水或含茉莉酸(具有挥发性)的海绵,叶片 M紧贴在玻璃瓶的封口外。4小时后,测定各叶片中蛋白P的mRNA量,结果如下表。
叶片
C1
C2
M
J1
J2
蛋白P的mRNA量
6±4
7±3
7±3
223±7
172±4
(1)茉莉酸是由植物特定部位产生,运输到作用部位,通过与 结合,起 作用的信息分子。
(2)本实验中,设置对照组C₁的目的是排除了 (答出2点)的影响;M叶片的结果说明,J2叶片蛋白P的mRNA量变化 (填“是”或“不是”) 由茉莉酸直接扩散到玻璃瓶外引起的。
(3)试根据实验结果推测 J2叶片中蛋白P的mRNA量高的原因是 。
(4)进一步研究表明,叶片机械损伤可以诱导蛋白P 的表达和脱落酸(ABA)含量增加。科学家在上述已知事实的基础上做了如下实验:①给叶片单独施加ABA,检测蛋白P含量;②机械损伤叶片后,检测损伤叶片的茉莉酸含量;③给叶片单独施加茉莉酸,检测ABA含量。则上述实验的目的是:
。
21.(22-23高二上·山东德州·期末)光敏色素是植物细胞内的一类光受体,存在活化与非活化两种状态。植物受光刺激后,光敏色素的结构发生变化,影响特定基因的表达,从面表现出生物学效应。光通过光敏色素调控某植物下胚轴生长的部分机制如图所示。
(1)光敏色素的化学本质是 。受光刺激后光敏色素以 状态存在,该状态 (填“有利于”或“不利于”)PIFS基因的表达。
(2)将该植物从光照适宜的环境转移到黑暗环境中,赤霉素(GA)的含量 ,原因是 。
(3)在细胞水平上,GA与生长素通过 而促进下胚轴伸长,从调节种子萌发的角度分析,与GA相抗衡的植物激素是 。
(4)图中该实例可以得出:植物生长发育的调控是由 共同完成的。
22.(22-23高二上·山东滨州·期末)植物种子在适宜条件才能萌发,该过程受赤霉素(GA)等多种因素共同调控。细胞响应赤霉素的信号通路如图所示。
(1)赤霉素是植物体内产生的,对植物生长发育具有显著 作用的微量有机物。
(2)据图可知,GID1是细胞内赤霉素的 ,赤霉素可介导DELLA蛋白的降解,释放出 ,从而解除DELLA蛋白对赤霉素响应基因表达的 (填“促进”或“抑制”)作用。
(3)光照会促进莴苣等植物种子萌发。在受到光照射时,光敏色素的 发生改变,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影响特定基因的表达,从而促进种子萌发。上述过程中,表达水平显著升高的基因包括 。
①光敏色素抑制因子合成基因 ②赤霉素合成代谢基因 ③DELLA蛋白合成基因 ④脱落酸分解代谢基因
(4)光敏色素有红光吸收型(Pr)和红外光吸收型(Pfr)两种类型。Pr 吸收红光后转变为Pfr,而Pfr 吸收红外光后逆转为Pr。科研人员用红光和红外光依次照射的方法,对莴苣种子进行处理,然后置于暗处。一段时间后,种子的发芽情况如下表所示。
组别
光照射处理方式
发芽情况
对照组
无光照
不发芽
组1
红光
发芽
组2
红光→红外光
不发芽
组3
红光→红外光→红光
发芽
组4
红光→红外光→红光→红外光
不发芽
①由表可知,具有生理活性,启动莴苣种子萌发的是 型光敏色素。
②自然光中红光和红外光都有,莴苣种子在自然光下能萌发,从光敏色素敏感性角度作出合理的解释
。
(5)综合以上信息可知,植物种子萌发的调控是由 共同完成的。
23.(23-24高二上·山东青岛·期末)某寒温带森林湿地自然保护区集原始森林、草甸、湖泊、湿地、溪流等多种自然资源为一体,景观纷呈,物种多样。大型食草动物驼鹿,便生活在这片美丽而多变的天地中。
(1)研究人员通常采用 法估算该地区驼鹿的种群数量,然后根据调查统计的数据,绘制了驼鹿种群数量 比值与时间 (t) 的变化曲线(图 1) , 当 t 为 b、e时,种群的年龄组成为 型,当 t 为a~b 时,驼鹿的出生率 (填“大于” “等于”或“小于” ) 死亡率。
(2)图2 表示甲、乙两种生物的种群增长速率曲线,由曲线分析可知,甲、乙两种生物的种群增长符合 型增长。假设乙生物为某种海洋经济鱼类,渔民要想持续获得较大捕获量,应选择在 点左右捕捞。
(3)图3是一块血球计数板正面示意图,其上有2 个计数室。用血球计数板制片的具体操作步骤:先将 ,再用 ,然后让样液自行渗入。
(4)图4 是计数室中一个小方格的酵母菌分布示意图( O代表酵母菌) ,计数室的边长为 1mm×1mm,深0.1mm,酵母菌溶液稀释了 100倍, 则1ml溶液中酵母菌数量约为 个。
24.(22-23高二上·山东潍坊·期末)逻辑斯蒂曲线最早用于表征生物学中种群数量的动态变化,其变化过程为:一开始增长速度较慢、中间阶段增长速度加快,以后增长速度下降并且趋于稳定。
(1)图1中符合逻辑斯蒂曲线变化的是 (填Ⅰ或Ⅱ),阴影部分可以表示 。水葫芦作为一种观赏植物引入我国,在没有天敌制约的情况下泛滥成灾对渔业造成了严重威胁,图1中曲线 (填Ⅰ或Ⅱ)符合水葫芦初期疯狂蔓延趋势。
(2)依据逻辑斯蒂曲线的变化特点,在进行渔业捕捞时,捕捞后的数量应选择处于图中的 (填a、b、c或d)对应的点,理由是 。按照生态学原理,若地球环境对人类的容纳量为120亿,则全球人口的最适数量为 。
(3)某地植保部门研究了近30年蝗虫数量的变化,得到图2所示曲线。据图2分析,第5年时,蝗虫种群的年龄结构是 ,第 年蝗虫种群的数量降到最低。
25.(22-23高二上·山东烟台·期末)兴隆山国家级自然保护区是野生马麝最重要、密度最大的分布区,总面积约330km2。科研人员冬季对保护区内的野生马麝进行了调查,结果如下表所示。
生境(生存环境)类型
植被面积(km2)
种群密度(头/km2)
种群数量(头)
针叶林
13.9
8.8
123
人工林
19.2
一
一
针阔混交林
8.2
5.0
41
阔叶林
53.4
3.5
187
灌丛
124.4
6.5
809
(1)自然保护区内灌丛生境为野生马麝的主要分布区,可能原因是 ;野生马麝在 生境中密度最大,原因是 。经调查该保护区野生马麝约1160头,则该保护区内野生马麝种群密度约为 头/km2。
(2)历史上,兴隆山保护区具有非常适宜的野生马麝生境,上世纪90年代保护区的野生马麝种群就增长到5000余头,而保护区内野猪和金钱豹等动物于60年代初期基本绝迹。试分析该保护区的野生马麝种群快速增长的原因是 。
(3)利用3年被偷猎者丢弃的马麝尸体初步鉴定,各年龄段比例为:1-5龄占81.82%,其中2龄以下的个体占34.20%,6~9龄的仅占18.18%,没有发现10龄以上的个体,该种群的年龄组成为 。试分析现在保护区种群密度较小的原因可能包括 。
A.乱捕滥猎攫取经济利益 B.人工经济林的扩张
C.原有植被的过度破坏 D.农田的存在,使马麝被分隔在若干植被斑块中
26.(23-24高二上·山东青岛·期末)某自然保护区气候属于半湿润性气候,冬季寒冷,夏季湿润凉爽。森林类型包括落叶松林、白桦-落叶松林和白桦次生林。白桦次生林为原有植被受人类或自然因素干扰后形成的。
(1)林分是指特征大体一致但与邻近地段有明显区别的林子,调查每种类型林分中灌木优势种通常采用
法。每种类型林分中的底部土壤中生活着大量小动物,采集这些小动物常用的方法是 。
(2)由于乔木层优势种不同,形成了不同的郁闭度(郁闭度是指林冠层遮蔽地面的程度) ,致使林下小环境产生较大差异,林下植被发生变化。研究者对 3种林分乔木层特征进行了比较(图 1) ,并对灌木层的四类植物重要值进行了统计(图 2) ,重要值(%)是植物在群落中的综合数量指标,体现植物在群落中的地位和作用。
①研究发现,落叶松林以落叶松为优势种,其物种多样性较低,据图 1 分析其原因是
。
②结合图 1、图 2分析,白桦次生林中灌木层优势种不同于其他林分的原因是
。
(3)白桦次生林的产生是 演替的结果,调查发现乔木层和灌木层的丰富度均表现为白桦-落叶松林>落叶松林>白桦林,请结合上述研究结果,阐述白桦-落叶松林丰富度最高的原因是 。
27.(23-24高二上·山东济南·期末)科学家在研究单细胞藻类营养吸收时,观察到生活在同一区域的微藻 A、B的生长速率与一定范围内的K2HPO4浓度存在如下关系,如图1所示。
(1)图1可以表明两个种群存在的种间关系是 ,除此之外,种间关系还包括 (至少答三种)。
(2)图2是单独培养两种微藻得到的数量变化曲线,本实验的自变量是 ,无关变量有 (至少写出 2 点)。调查微藻的数量时,需要用到的计数方法是 。
(3)单独培养时,微藻 A 的种群数量增长曲线为 形,限制其数量不再增加的因素有 ,该因素属于 (填“密度制约因素”或“非密度制约因素”。)
(4)将两种微藻在略低于 a 浓度的 K2HPO4 培养液中共同培养时,请在图中画出A、B的数量变化趋势,并解释原因 。
28.(23-24高二上·山东菏泽·期末)某科研小组对温带稀树草原生态系统的两个动物种群的数量进行了多年的跟踪调查, 并研究Nt+1/Nt随时间的变化趋势, 结果如图所示(图中Nt表示第t年的种群数量,Nt+1表示第t+1年的种群数量) ,据图回答下列问题:
(1)种群最基本的数量特征是 ,能够直接影响图中两个种群数量变化的种群数量特征是 。
(2)甲种群在0~t1段的种群数量呈 形增长,曲线上 点时,甲种群数量达到最大值。
(3)乙种群在t1时年龄结构为 。若t3之后乙种群的曲线一直保持水平,则最可能会导致该生态系统抵抗力稳定性 (填“增强”、 “减弱”或“不变”)。根据图中数据,推测甲、乙种群不存在捕食关系的理由是 。
(4)大型肉食动物的叫声和气味使小型动物不安甚至逃离,其中包含的信息类型有 ,这种现象说明信息传递的作用是 。
29.(23-24高二上·山东淄博·期末)科研人员根据新疆盐碱地的特质,调配出适合海产品生长的“人工海水”,进行海产品的养殖,这些水产品称为“新鲜”。用“人工海水”进行水产养殖容易出现 N、P等无机盐含量增多,导致水体富营养化。“人工海水”生态系统中,马尾藻和萱藻是鱼的主要饵料,裸甲藻可产生甲藻毒素,对水生生物产生毒害作用。图1为水体营养化水平对藻类的影响,图2为该生态系统的部分能量流动示意图,图中字母表示能量。
(1)用标记重捕法调查水体中某种鱼的种群密度时,如果在第一次捕捞时发现捕捞上来的个别鱼死亡,对种群密度估值的影响是 (填“偏大”“偏小”“无影响”) 。如果在捕捞的同时对该种鱼的种群特征进行调查,则鱼网网眼的大小对 影响较大。
(2)据图1分析,裸甲藻和马尾藻之间的种间关系是 。当水体的营养化水平处于 时,更有利于能量流向对人类最有益的部分。
(3)生态系统的结构包括 。图2中,c表示 。若梭子蟹从饲料中同化的能量为 m,则从生产者到梭子蟹的能量传递效率是 (用图中字母表示)。
(4)裸甲藻大量繁殖会导致水生生物大量死亡。引入海菖蒲等海生挺水植物并定期收割,既能有效抑制裸甲藻的繁殖,又能治理水体富营养化,其原理是
。
30.(23-24高二上·山东潍坊·期末)人工湿地是一种生态污水处理工程系统,20世纪80年代后期被引入中国,随后其数量快速增长。人工湿地与传统污水处理厂相比,投资低、成本低、效率高,具有多重生态服务功能。下图为某市人工湿地结构和污水处理示意图,结合所学知识回答下列问题:
(1)流经该人工湿地污水处理系统的总能量包括 ,该系统能降低污染物中有机物和无机盐的含量,最可能利用了生态系统组分中的 。
(2)防止污水浓度过高,造成微生物过度失水死亡,在将污水排入处理系统前,一般要先对入流的污水进行 ,同时还要控制单位时间污水的输入量,原因是
。
(3)在设计该人工湿地系统时,可参考生态工程的设计,以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着 (至少答两点)等生态学基本原理。该人工湿地生态系统不仅可以净化水质,改善生态环境,在湿地滩上种植的观赏类花卉和树木还可作为休闲旅游资源,这体现了生物多样性的 价值。
(4)若某种药物A由于处理不当随污水进入该人工湿地处理系统,则水体可能出现 现象从而使某些藻类种群大暴发,进而导致鱼虾类大量死亡,并且由于 作用极有可能使该生态系统逐渐远离稳态。
(5)生态工程以生态系统的 为基础,遵循着 等生态学基本原理。
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