专题3 第12讲 动物生理实验设计与分析-【步步高】2024年新高考生物考前三个月（鲁湘辽吉）

考点1　体液调节类实验设计与分析 1.垂体和下丘脑发生病变都可引起甲状腺功能异常。现有甲、乙两人都表现为甲状腺激素水平低下，通过给两人注射适量的TRH，分别测定每个人注射前30 min和注射后30 min的TSH浓度来鉴别病变的部位是垂体还是下丘脑。测定结果如表。 组别 TSH浓度(mU/L) 注射前 注射后 健康人 9 30 甲 2 29 乙 1 2 (1)由上述结果推测甲、乙发生病变的部位并说明原因。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)给小鼠注射TSH，会使下丘脑分泌的TRH减少。基于对甲状腺激素分泌分级调节的认识，对此现象的解释有两种观点：观点1认为TSH直接对下丘脑进行反馈调节；观点2认为TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素，甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节。请设计实验，证明上述哪个观点是正确的。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)甲发生病变的部位可能是下丘脑，TRH是下丘脑分泌的，当注射适量的TRH后，垂体分泌的TSH水平恢复至接近正常，表明垂体是正常的；乙发生病变的部位可能是垂体，因为适量注射TRH后，垂体分泌的TSH水平并未明显恢复。 (2)实验方案：将健康小白鼠分为实验组和对照组，测量两组TRH浓度的初始值。实验组切除甲状腺后注射TSH测量TRH浓度；对照组不切除甲状腺注射TSH，测量TRH浓度。预期实验结果与结论：若观点1成立，TSH直接对下丘脑进行反馈调节，实验组切除甲状腺对负反馈调节无影响，则TRH浓度显著小于其初始值；若观点2成立，TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素，甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节，实验组切除甲状腺后没有负反馈调节，TRH浓度与初始值无显著差异，而对照组存在负反馈调节，TRH浓度显著小于其初始值。 1．掌握实验设计的程序 2．牢记实验步骤的“四步曲” 取材(共性处理)→处理(变量处理)→观察记录→预测结果(得出结论)。 3．动物生理实验成功的关键点 (1)动物分组的基本要求：选择性别比例相同、年龄、体重、生长状况相似的动物平均分组，每组要有数量相等的多只动物。 (2)进行注射实验时空白对照组应注射等量的生理盐水(不可用蒸馏水)，进行饲喂实验时，空白对照组可使用蒸馏水。 (3)实验设计时要注意设置对照实验，控制变量个数，保证单一变量。 (4)实验设计中注意实验动物的选择和处理，如观察胰岛素、胰高血糖素功能的实验动物一般是先饥饿处理。经实验变量处理后的观察指标是动物的生活状况。 1. (2021·湖南，19)生长激素对软骨细胞生长有促进作用，调节过程如图所示。回答下列问题： (1)根据示意图，可以确定软骨细胞具有____________________(填“GH受体”“IGF－1受体”或“GH受体和IGF－1受体”)。 (2)研究人员将正常小鼠和IGF－1基因缺失小鼠分组饲养后，检测体内GH水平。据图预测IGF－1基因缺失小鼠体内GH水平应__________(填“低于”“等于”或“高于”)正常小鼠，理由是______________________________________________________________。 (3)研究人员拟以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料，在细胞培养液中添加不同物质分组离体培养，验证生长激素可通过IGF－1促进软骨细胞生长。实验设计如表所示，A组为对照组。 组别 A B C D E 培养液中添加物质 无 GH IGF－1 正常小鼠去垂体后的血清 ？ 实验结果预测及分析： ①与A组比较，在B、C和D组中，软骨细胞生长无明显变化的是________组。 ②若E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快，结合本实验目的，推测E组培养液中添加物质是________________________________________________________________________。 答案　(1)GH受体和IGF－1受体　(2)高于　IGF－1基因缺失小鼠不能产生IGF－1，不能抑制垂体分泌GH　(3)①B、D　②正常小鼠去垂体后注射过GH的血清 解析　(1)据题图可知，生长激素(GH)和胰岛素样生长因子1(IGF－1)均可作用于软骨细胞，可知软骨细胞表面具有GH受体和IGF－1受体。(2)据题图可知，垂体分泌的GH可促进肝脏细胞分泌IGF－1，IGF－1过多时会抑制垂体分泌生长激素，IGF－1基因缺失小鼠不能产生IGF－1，不能抑制垂体分泌GH，故IGF－1基因缺失小鼠体内GH含量高于正常小鼠。(3)以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料，验证生长激素可通过IGF－1促进软骨细胞生长，实验的自变量应为GH的有无以及IGF－1的有无。①以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料，则B组培养液中添加GH，不能促进软骨细胞生长。D组正常小鼠去垂体后，血清中不含GH，则也不含有肝脏细胞分泌的IGF－1，软骨细胞也不能生长。C组培养液中添加IGF－1，可促进软骨细胞生长。综上可知，与A组比较，软骨细胞生长无明显变化的是B、D组。②E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快，推测E组培养液中添加的物质中应含有IGF－1，结合D组可知，添加的物质是正常小鼠去垂体后注射过GH的血清，通过B、C、D、E 4组对照，说明没有垂体分泌的GH或GH不能发挥作用，均不能促进软骨细胞生长，有了IGF－1，软骨细胞才能生长，可验证生长激素可通过IGF－1促进软骨细胞生长。 2. (2020·山东，22)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)细胞因子　浆细胞和记忆B细胞　(3)光刺激光敏蛋白导致Na＋通道开放，Na＋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 解析　(1)兴奋在神经元间的传递依赖于相邻神经元间的突触。去甲肾上腺素能作用于T细胞，实际上是细胞间的信息传递过程，细胞间的信息传递需要通过信息分子(去甲肾上腺素)与细胞膜上相应受体的识别来完成。(2)体液免疫中，辅助性T细胞受到呈递的抗原刺激后，会分泌细胞因子，细胞因子作用于B细胞，促进B细胞增殖分化为浆细胞和记忆B细胞。(3)神经元产生兴奋的过程即动作电位的形成过程，也就是Na＋内流形成神经元膜内正外负的电位差的过程。结合题图Na＋通道蛋白上含有光敏蛋白可知，光刺激使CRH神经元产生兴奋的过程是光敏蛋白接受光刺激后，Na＋通道开放，Na＋内流形成动作电位，产生兴奋。(4)实验设计类题目的基本解题思路就是根据实验目的确定自变量进行分组处理(设置对照组和实验组)，然后根据题干信息预测实验结果。由题干信息“验证破坏脑－脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力”可知，本实验为验证性实验。根据实验目的确定实验的自变量为是否破坏脑－脾神经通路。根据题干信息确定因变量即检测方法：注射N抗原，检测抗N抗体的产生量。根据题干信息“破坏脑－脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力”来预期实验结果：实验组小鼠的抗N抗体产生量低于对照组的产生量。 考点2　神经调节类实验设计与分析 2.(2023·浙江6月选考，25)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1 000 mL清水与1 000 mL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　对下丘脑渗透压感受器的刺激减小，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)①生理盐水　适宜强度电刺激迷走神经　减压神经的中枢端和外周端　②刺激减压神经中枢端，血压下降，刺激外周端，血压不变；刺激迷走神经的中枢端，血压不变，刺激外周端，血压下降 组别 Ⅲ Ⅳ 中枢端 外周端 中枢端 外周端 血压 下降 不变 不变 下降 ③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无法快速恢复而导致机体稳态被破坏 解析　(1)听到发令枪声运动员立刻起跑，这一反射是通过后天学习和训练建立的，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，应饮用淡盐水，以同时补充水分和无机盐离子。(3)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无法快速恢复而导致机体稳态被破坏。 探究兴奋的传导和传递特点 (1)探究兴奋在神经纤维上的传导 (2)探究兴奋在神经元之间的传递 3．(2018·海南，27)为了验证反射弧的完整性是完成反射活动的基础，某同学将甲、乙两只脊蛙(去除脑但保留脊髓的蛙) 的左、右后肢最长趾趾端(简称左、右后趾) 分别浸入0.5%硫酸溶液中，均出现屈肌反射(缩腿)，之后用清水洗净、擦干。回答下列问题： (1)剥去甲的左后趾皮肤，再用0.5%硫酸溶液刺激左后趾，不出现屈肌反射，其原因是________________________________________________________________________。 (2)分离甲的右后肢坐骨神经，假如用某种特殊方法阻断了传入神经，再将甲的右后趾浸入0.5%硫酸溶液中，不出现屈肌反射，则说明__________________________________。 (3)捣毁乙的脊髓，再用0.5%硫酸溶液刺激蛙的左后趾，________(填“能”或“不能”)出现屈肌反射，原因是________________________________________________________。 答案　(1)剥去皮肤导致反射弧的感受器缺失　(2)传入神经结构和功能完整是完成反射活动所必需的　(3)不能　反射弧的神经中枢被破坏 解析　(1)剥去甲的左后趾皮肤，再用0.5%硫酸溶液刺激左后趾，由于剥去皮肤导致反射弧的感受器缺失，因此不会出现屈肌反射。 (2)阻断传入神经后不出现屈肌反射，说明传入神经结构和功能完整是完成反射活动所必需的。 (3)脊髓是神经中枢，捣毁乙的脊髓，则反射弧的神经中枢被破坏，此时再用0.5%硫酸溶液刺激蛙的左后趾，不能出现屈肌反射。 4．(2023·日照高三期末)哺乳动物体内的钠离子通道广泛分布于神经细胞、肌肉细胞等细胞膜上。河鲀毒素(TTX)是鲀科鱼类等生物体内的一种生物碱，研究表明TTX会与哺乳动物体内的钠离子通道蛋白发生特异性结合使其失去原有功能。请回答下列问题： (1)神经纤维受到刺激后，细胞膜对________的通透性增大，该离子以____________的方式进入膜内，形成动作电位。 (2)正常人误食含有TTX的食物后，常引起肌肉________(填“松弛”或“僵直”)，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)研究人员对小鼠进行诱变，使其细胞膜上的钠离子通道蛋白与河豚细胞膜上的相同。则该突变鼠对TTX的敏感性将________(填“增强”“减弱”或“基本不变”)，推测依据是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)给小鼠注射0.2 mL 0.6%的醋酸溶液后，会表现出腹部内凹或臀部高起等疼痛反应。若先注射1 mg/kg吗啡，40 min后再注射0.2 mL 0.6%的醋酸溶液，则疼痛反应明显下降。研究发现，给小鼠注射剂量为0.5～8 μg/kg的TTX时，未见明显不良反应。为探究TTX对醋酸引起小鼠疼痛反应的镇痛效果，科研人员开展了下列实验，请完成表格。 实验步骤和目的 实验操作的过程 配制不同剂量的TTX溶液 利用生理盐水配制剂量为0.5、1、2、4、8 μg/kg的TTX溶液 降低小鼠个体间①____________的差异，以减小实验误差 选取体重为18～22 g的雄性小鼠若干并随机均分成7组 分别对实验组和对照组进行不同处理 第1～5组分别注射剂量为0.5、1、2、4、8 μg/kg的等体积TTX溶液，②_________________________ ____________________________________________ 观察实验现象，记录实验数据 给药40 min后，给每组小鼠注射③____________，记录15 min内小鼠出现疼痛反应的次数 答案　(1)Na＋(钠离子)　协助扩散　(2)松弛　TTX特异性地与钠离子通道蛋白结合(阻止钠离子通道开放)，钠离子无法进入，从而抑制神经、肌肉的兴奋　(3)减弱　鲀科鱼类体内含有河鲀毒素，但对自身没有毒害作用　(4)①体重、性别　②第6、7组分别注射等体积的生理盐水、1 mg/kg吗啡　③0.2 mL 0.6%的醋酸溶液 解析　(1)当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对钠离子的通透性增加，钠离子(Na＋)内流，神经细胞膜外的Na＋浓度比膜内要高，钠离子(Na＋)借助膜上的离子通道以协助扩散的方式进入细胞。(2)TTX会与哺乳动物体内的钠离子通道蛋白发生特异性结合使其失去原有功能，正常人误食含有TTX的食物后，TTX特异性地与钠离子通道蛋白结合，钠离子无法进入，从而抑制神经、肌肉的兴奋，引起肌肉松弛。(4)①根据“选取体重为18～22 g的雄性小鼠若干并随机均分成7组”可知，该过程的实验目的是降低小鼠个体间体重、性别的差异，以减小实验误差。②本实验为探究TTX对醋酸引起小鼠疼痛反应的镇痛效果，根据对照原则和等量原则，分别对实验组和对照组进行不同处理，第1～5组分别注射剂量为0.5、1、2、4、8 μg/kg的等体积TTX溶液，第6、7组分别注射等体积的生理盐水、1 mg/kg吗啡。③给药40 min后，给每组小鼠注射0.2 mL 0.6%的醋酸溶液，记录15 min内小鼠出现疼痛反应的次数。 1．(2022·山东，23)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。 (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　(3)抑制TNF－α的合成　抑制TNF－α的释放　增加N受体数量 解析　(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，故可以从N受体，TNF－α的合成、TNF－α的释放等角度入手，如增加N受体的数量、增强N受体结合乙酰胆碱的能力；或者降低TNF－α浓度，抑制TNF－α的合成；或者抑制TNF－α的释放、抑制囊泡运输等。 2.(2023·福建，11)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(或水平衡)　(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(或抑制摄食量)　(4)①灌胃30 mg·kg－1GABA　切断迷走神经　灌胃30 mg·kg－1GABA　②A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 解析　(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30 mg·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。 3．(2023·四平高三期末)人和高等动物的小肠肠壁内分布着由大量神经元构成的黏膜下神经丛，该神经丛可以接受来自脑干的神经支配，同时也参与腺体分泌等局部反射活动，如图所示。回答下列问题： (1)当来自脑干的兴奋传导到神经丛时，在神经末梢处通过________(填跨膜运输方式)释放神经递质，引起神经元③产生兴奋，当兴奋传到m点时，m点膜内电位的变化过程是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 神经元③兴奋不能引起神经元④出现电位变化，即兴奋在神经元之间的传递是单向的，原因是______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)小肠肠腔的酸度增加，可通过局部反射活动引起腺体的分泌。若图中的腺体对来自脑干的兴奋无法做出反应，但小肠肠腔的酸度增加可使其分泌，现已确定上述现象出现的原因是某突触异常，则由图可知，出现异常的突触在神经元________(填图中序号)之间。已知用电极刺激神经元可使其产生兴奋，请设计实验证明该突触异常，简要写出验证的实验思路并预期实验现象：______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)胞吐　由负电位变为正电位　神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜　(2)③和②　用电极刺激神经元③的任一部位，腺体不分泌；用电极刺激神经元②的细胞体，腺体分泌 解析　(1)神经末梢含突触小泡，兴奋时会通过胞吐方式释放神经递质。m点静息状态下膜外为正电位、膜内为负电位，兴奋时膜外为负电位、膜内为正电位，因此膜内电位的变化过程是由负电位变为正电位。神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，即兴奋在神经元之间的传递是单向的，因此神经元③兴奋不能引起神经元④出现电位变化。(2)由题意可知，腺体与小肠肠腔之间的传递正常，说明神经元⑥②①⑤正常；腺体对来自脑干的兴奋无法作出反应，由图可知，出现异常的突触在神经元③和②之间。用电极刺激神经元③的轴突末梢，腺体不分泌；用电极刺激神经元②的细胞体，腺体分泌，说明③和②之间的突触异常。 4．(2023·抚顺高三调研)如图是光线刺激感光细胞后，经双极细胞和神经节细胞传至视神经，经视神经将兴奋传至视觉中枢的过程示意图。回答下列问题： (1)由图可知，双极细胞神经末梢处的细胞膜在①处和②处进行的信号转换依次为_________________________，三种细胞的细胞体膜上兴奋传导的信号形式为________。 (2)酸梅的颜色和形态刺激感光细胞，产生的兴奋传至大脑皮层会形成视觉，形成视觉并不是反射，作出此判断的理由是________________________。看到酸梅后会分泌唾液，这是一种________反射，这种反射的特点是__________________________________________ ___________________________________________________________(答出两点即可)。 (3)由于眼压升高等原因，使视网膜神经节细胞超出其承受能力，会引起神经节细胞凋亡，进而使人患青光眼。利用药物降低眼内压是目前治疗青光眼的主要方法。拉坦前列素是最早的抗青光眼药物，能使眼压明显降低；贝美前列腺素是最新研发的一种抗青光眼药物。现要研究贝美前列素的疗效，以青光眼模型小鼠为实验动物，请完善表格内容。 分组 所用滴眼剂 处理方法 眼压 甲 滴眼剂溶剂 ②____________________________ ______________________________ 未降低 乙 ①________ 明显降低 丙 贝美前列素 明显降低 答案　(1)化学信号→电信号、电信号→化学信号　电信号　(2)视觉的形成没有经过完整的反射弧　条件　条件反射是后天经过学习和训练、在大脑皮层的参与下形成的，且需要非条件刺激的反复强化，否则会消退　(3)①拉坦前列素　②三组小鼠每天滴入相同次数、相同数量的滴眼剂，其他培养条件相同且适宜 解析　(1)由图示传递过程可知，①是突触后膜，可以发生化学信号→电信号的转变，②是突触前膜，可以发生电信号→化学信号的转变。神经细胞上兴奋以电信号的形式传导，所以三种细胞的细胞体膜上兴奋传导的信号形式为电信号。(2)视觉的形成没有经过完整的反射弧，所以形成视觉并不是反射。看到酸梅后会分泌唾液，这是一种条件反射，条件反射是在非条件反射的基础上，后天通过学习和训练而建立的，需要大脑皮层的参与，且需要非条件刺激诉反复强化，否则会消退。(3)本实验的目的是探究贝美前列素对青光眼的疗效，因为有先前药物的可行性，因此实验中自变量是药物的不同，因变量是眼压的变化。实验需要分成三组，表中的甲是空白对照组，乙为条件对照组，丙是实验组，故实验设计过程为：将青光眼模型小鼠随机均分成三组，编号甲、乙和丙，而后对三组小鼠进行不同的处理，依次为给甲组小鼠滴入适量的滴眼剂溶剂、给乙组小鼠滴入等量的拉坦前列素、给丙组小鼠滴入等量的贝美前列素，而后对三组小鼠每天滴入相同次数、相同数量的滴眼剂，其他生长条件相同且适宜，一段时间后检测三组小鼠眼压的变化。 5．(2021·山东，23)过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发，也会导致黑色素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如图所示。 (1)下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌G的体液调节方式为__________。 (2)研究发现，NE主要通过过程②影响MeSC，过程①作用很小。两过程中，NE作用于MeSC效果不同的原因可能是_____________________________、________________________、________________________(答出3种原因即可)。 (3)已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响。 实验思路：______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 实验现象：______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)分级调节　(2)两过程NE的作用方式不同(或NE分别作为激素和神经递质起作用)　两过程NE的浓度不同　两过程NE运输到MeSC的时间不同(或MeSC上的受体分布不同、两过程NE的活性不同等)　(3)取生理状况相同的黑毛小鼠若干只，随机均分为A、B、C、D四组。A组不作处理(或做假手术处理)；B组切除肾上腺；C组束缚(或做假手术并束缚)；D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化　A组小鼠的体毛无明显变化；B组小鼠的体毛增多(生长旺盛)，不变白；C组小鼠脱毛且体毛变白；D组小鼠体毛增多(生长旺盛)，变白 解析　(1)由题图可知，下丘脑分泌相应激素通过体液运输作用于垂体，使垂体分泌相应激素，再通过体液运输作用于肾上腺皮质，使其分泌糖皮质激素，这过程体现了激素分泌的分级调节。(2)过程②为传出神经直接分泌NE作用于MeSC细胞，过程①是先作用于肾上腺髓质使其分泌NE，再作用于MeSC细胞，这两种方式中过程②的作用效果大于过程①，可能原因有：两过程NE的作用方式不同，过程②中NE作为神经递质起作用，而过程①NE作为激素起作用，也可能是两过程NE的浓度不同或两过程NE运输到MeSC的时间不同，过程②中NE作用时间快，过程①中NE作用时间慢。 学科网（北京）股份有限公司 $$