精品解析:北京市第八十中学2025-2026学年高二上学期11月期中生物试题
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内容正文:
北京市第八十中学2025—2026学年第一学期期中考试高二生物
2025年11月
(考试时间90分钟 满分100分)
提示:试卷答案请一律填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。在答题卡上,选择题用2B铅笔作答,其他试题用黑色签字笔作答。
第一部分 单选题(每题2分,共30分)
1. 下列关于人体内环境及稳态的叙述,错误的是( )
A. 组织细胞产生的代谢废物直接进入泌尿系统排出体外
B. 内环境稳态指内环境的化学成分和理化性质保持相对稳定
C. 血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关
D. 细胞不仅依赖于内环境,也参与了内环境的形成和维持
2. 人体不同细胞的结构与功能是相适应的,相关叙述错误的是( )
A. 睾丸细胞含丰富的内质网,有利于雄性激素的合成
B. 巨噬细胞含丰富的溶酶体,有利于异物的消化清除
C. 记忆B细胞含丰富的高尔基体,有利于抗体的分泌
D. 心肌细胞含丰富的线粒体,有利于其节律性收缩
3. 关于神经调节的相关内容,下列叙述正确的有几项 ( )
①脑干和下丘脑属于中枢神经系统
②当你在草地玩耍时,突然窜出一条蛇,你能控制自己跑开,说明躯体运动受大脑皮层支配
③交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的
④某同学认真写题时,此时大脑皮层的语言中枢的S区、V区参与
⑤迅速眨眼是一个神经中枢在脊髓的眨眼反射,属于条件反射
⑥神经胶质细胞数量远多于神经元,并参与构成神经纤维表面的髓鞘
⑦当消极情绪达到两周没有缓解,就确诊为抑郁症
⑧刺激中央前回的顶部,则会引起头部器官的运动
A. 二项 B. 三项 C. 四项 D. 五项
4. 下图为某同学注射疫苗时,缩手反射弧某突触的局部结构示意图(5-羟色胺为抑制性递质)。下列有关叙述正确的是( )
A. 若该同学咬紧牙关仍发生了缩手,说明神经元C的Na+内流小于Cl-内流
B. 若该同学在注射疫苗时没有缩手,说明神经元A没有产生兴奋
C. 突触前膜的Ca2+触发递质小泡移动并与前膜融合,此过程不消耗能量
D. 乙酰胆碱引起神经元C兴奋的过程体现了化学信号向电信号的转变
5. 松果体是调控人体昼夜节律的主要内分泌腺,调控机制如下图,下列叙述错误的是( )
A. 上述人体昼夜节律的调节方式属于神经-体液调节
B. 直接刺激下丘脑视交叉上核引起松果体分泌褪黑素属于反射
C. 褪黑素随体液运输作用于靶器官,具有微量、高效的特点
D. 青少年临睡前长时间使用电子产品可能难以进入睡眠状态
6. 下丘脑是内分泌调节的中枢,也是神经调节的中枢。下图是人体体温、水盐和血糖平衡的部分调节过程。同时表示糖尿病病因的两种形式。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 图中胰岛素的分泌受神经递质的影响,说明胰岛素的分泌与神经调节有关
B. 图中两条虚线表示的作用于靶细胞的激素是抗利尿激素
C. 图中的“腺体”产生的激素可以促进机体氧化分解有机物,其本质不是蛋白质
D. 由抗体1和抗体2引起糖尿病均会导致血浆中胰岛素的含量下降,进而使血糖浓度升高
7. 人体免疫系统在抵御病原体的侵害中发挥了重要的作用。下列相关叙述正确的是( )
A. 人体内各种免疫细胞都分布在免疫器官和淋巴液中
B. 相同病原体侵入不同人体后激活的B细胞分泌的抗体都相同
C. 树突状细胞、辅助性T细胞和B细胞识别相同抗原的受体相同
D. 抗原呈递细胞既参与细胞毒性T细胞的活化也参与B细胞的活化
8. 下图中神经元A、B与痛觉传入有关,C神经元能释放内啡肽。内啡肽是一种抑制疼痛的神经递质,内啡肽与A神经元上的阿片受体结合后促进A神经元K+外流。吗啡是一种阿片类毒品,也是麻醉中常用的镇痛药,长期使用吗啡后可导致依赖成瘾,一旦突然停止使用将导致P物质的释放量变化。下列说法正确的是( )
A. 痛觉中枢产生的兴奋可通过突触由B神经元传至A神经元
B. 内啡肽通过阿片受体进入A神经元进而促进A神经元K+外流
C. 吗啡依赖成瘾的原因可能是停用后P物质的释放量迅速减少,出现更强烈的痛觉
D. 新型止痛药可以考虑以B为靶点,精准作用于疼痛传导通路,避免阿片类药物瘾
9. 为检测睡眠对甲型肝炎病毒(HAV)疫苗效果的影响,研究人员分别为受试者在第0、8和16周注射三次疫苗,并在接种当晚(23:00至次日6:30)要求受试者睡眠或持续清醒,得到实验结果如下图。下列叙述正确的是( )
A. HAV疫苗能激发机体产生免疫反应,属于免疫活性物质
B. 第二次接种后,睡眠可显著促进辅助性T细胞产生抗体
C. 与清醒组相比,睡眠组HAV特异性辅助性T细胞数占比较大
D. 由图可知,多次接种后产生了更多种类的记忆细胞和抗体
10. 在严寒的环境中,无论是静止还是运动,人的体温总能保持相对恒定,在此调节过程中不会发生的是( )
A. 冷觉感受器产生的兴奋将传递到体温调节中枢
B. 骨骼肌战栗、汗腺分泌量减少、蒸发散热减少
C. 甲状腺激素、肾上腺素释放增加,促进细胞代谢
D. 皮肤毛细血管收缩,血流量减少以降低机体产热量
11. 下列关于人体免疫细胞的叙述,不正确的是( )
A. 巨噬细胞可吞噬病原体,也可加工处理病原体使抗原呈递在细胞表面
B. 内环境中形成的抗原—抗体复合物可被巨噬细胞吞噬消化
C. T细胞产生的细胞因子在B细胞的增殖和分化中具有重要作用
D. 浆细胞能增殖分化成具有分裂能力的记忆细胞
12. 小鼠脑内杏仁核(BLA)和伏隔核(NAc)是掌控情绪反应、学习和记忆、社会交往等功能的关键脑区。BLA神经元发出的兴奋传递到同侧脑半球的NAc,能够增加多巴胺释放,促进正面奖赏情绪的形成;传递至对侧NAc,会减少多巴胺释放,促进负面情绪的形成下列叙述错误的是( )
A. 情绪、学习和记忆都是大脑的高级功能
B. BLA区神经元通过轴突末梢与NAc区形成多个突触
C. 选择性激活BLA两类神经元产生不同情绪,有助于精准调节
D. 损坏小鼠同侧神经环路神经元,会出现负面情绪减弱
13. 研究者用不同浓度的生长素类似物NAA分别在黑暗和光照条件下处理拟南芥刚萌发的种子,一段时间后测量下胚轴长度,结果如下表。
NAA浓度(μM)
0
0.1
1
5
10
50
下胚轴长度(mm)
黑暗
11.5
11
8.1
5
2.9
1.5
光照
1.2
1.3
1.6
2.1
2.3
1.8
相关分析正确的是( )
A. 光照可抑制下胚轴伸长生长
B. 在光照条件下,促进拟南芥下胚轴伸长生长的NAA的最适浓度是10μM
C. 在黑暗条件下,任何浓度的NAA都会抑制下胚轴伸长生长
D. NAA和光照信号在调控下胚轴伸长生长中表现出协同作用
14. 关于植物激素及其调节,下列叙述错误的是( )
A. 植物激素通过在细胞间传递遗传信息而影响基因表达
B. 生长素与受体结合触发信号传导进而影响细胞的代谢
C. 生长素和乙烯对果实的发育和成熟分别有促进作用
D. 生长素和细胞分裂素在促进细胞分裂完成方面具有协同作用
15. 植物生长调节剂在农业生产上应用广泛,下列叙述正确的是( )
A. 植物生长调节剂的分子结构和生理效应与植物激素完全相同
B. 用萘乙酸促进插条生根时,应先做预实验确认最适浓度范围
C. 用赤霉素处理大麦可以促进α-淀粉酶的合成,不利于啤酒发酵
D. 乙烯利分解释放乙烯,用于果蔬催熟,过量使用对人体无影响
第二部分解答题(共70分)
16. 二氢睾酮(5α-DHT)是人体内的强效雄激素,对肌肉力量和功能产生重要影响。为探究其发挥作用的途径,科研人员展开研究。
(1)睾酮的分泌通过下丘脑-垂体-性腺轴来调控,这称为________调节。性腺分泌的睾酮在特定组织内转化为5α-DHT,经________运输至肌肉细胞,与核内受体结合,调控基因转录,30分钟后促进肌动蛋白的合成,该途径属于核受体途径。
(2)近期发现5α-DHT能在5分钟内快速增强肌肉力量,推测其存在另一条作用途径。科研人员开展图1实验,在注射5α-DHT后的30分钟内,检测不同处理下小鼠骨骼肌中cAMP含量(cAMP可通过调节细胞质基质中Ca2+浓度快速提高肌肉收缩力)。
①实验选择在“注射5α-DHT后的30分钟内”检测小鼠骨骼肌中cAMP含量的目的是________。
②进一步检测发现随5α-DHT浓度升高,图1实验小鼠的肌肉收缩力加强,综合图1结果分析,5α-DHT可________。
(3)cAMP通常被认为是胞膜受体途径中的关键信使。后续研究鉴定GPR为5α-DHT的特异性细胞膜受体,为验证这一结论,科研人员利用野生型和GPR缺失突变体开展图2所示实验,并在注射5α-DHT的30分钟之后测试小鼠握力。请在图2钟补充第四组处理,并在图中相应位置绘出相应结果________。
(4)5α-DHT在机体内通过核受体和膜受体两条途径调节肌肉力量和功能,结合两条途径各自的特点,从进化与适应的角度分析双重机制存在的意义________。
17. I型单纯疱疹病毒(HSV-1)感染会导致体内五羟色胺(5-HT)含量明显升高。为探究5-HT的作用机制,科研人员开展了相关研究。回答下列问题:
(1)HSV-1侵染细胞后,机体需通过_______免疫将靶细胞裂解,暴露的病原体与抗体结合,或被巨噬细胞等免疫细胞吞噬。
(2)体外实验研究5-HT对被HSV-1侵染的小鼠巨噬细胞的影响,实验分组和结果如图1,说明5-HT能________(填“促进”或“抑制”)巨噬细胞分泌干扰素β(IFN-β),并_______(填“增强”或“减弱”)HSV-1的增殖。
(3)5-HT对靶细胞的作用方式是:①直接被转运至胞内发挥作用;②与膜受体结合后,将信号传递至胞内发挥作用。分别用5-HT膜转运蛋白抑制剂(F)和5-HT膜受体抑制剂(N)处理巨噬细胞,实验分组和结果如图2,说明5-HT对巨噬细胞的作用方式是第______(填“①”或“②”)种。
(4)体内实验进一步证实了5-HT对小鼠抗HSV-1的免疫调控效应,实验方案如下:
将实验方案补充完整:①_____;②______。
(5)根据上述实验结果,提出一种增强机体抗HSV-1感染的设想:______(至少两点)。
18. 人体受病原体感染后通常会出现发热症状。为探究发热症状出现的机制,科研人员进行实验。
(1)向小鼠注射脂多糖模拟细菌感染,可引起发热。脂多糖作为______被小鼠免疫细胞识别,引发免疫应答,进而通过______调节,导致发热。
(2)Fos蛋白在神经元中表达量低,但神经元激活后,Fos蛋白表达量短暂迅速增加。科研人员给正常小鼠注射脂多糖,体温达到峰值后,检测下丘脑不同区域细胞的Fos蛋白表达量,其目的是______。实验发现,下丘脑V区细胞Fos蛋白表达量显著高于对照组。
(3)研究V区细胞如何感知来自身体的免疫信号时,科研人员发现V区紧邻血液与脑组织间的屏障(血脑屏障),构成血脑屏障的细胞可以释放出细胞因子C和I,而V区细胞膜上有C和I的受体。V区神经元还接受来自邻近区域其他神经元传来的抑制性信号或兴奋性信号。用细胞因子C和I分别处理培养的V区神经元,结果如图1.
请依据图2所示机理,解释图1中细胞因子C和I处理的结果:
细胞因子C可_______(“促进/抑制”)兴奋性信号输入且通过与胞体上的C受体______,(“提高/降低”)V区神经元兴奋性;I除了与C相近的作用外,还能______抑制性信号输入,进一步提高V区神经元兴奋性。
(4)给正常小鼠注射脂多糖时,大脑皮层的M区(调控体温)也出现了Fos蛋白高表达。V区神经元的轴突与M区的神经元存在突触联系,科研人员推测,脂多糖激活V区神经元后,通过V区和M区的神经联系激活M区神经元导致发热。为验证上述推测,有人设计了如下方案:实验组阻断小鼠V区与M区的神经联系,然后注射脂多糖;对照组不阻断也不注射脂多糖,测定各组小鼠体温变化。请对该实验方案作出评价并加以完善_______。
19. 人感染埃博拉病毒(EV)会引起致命的出血热。为了寻找治疗EV病的有效方法,中外科学家进行了系列研究。
(1)EV表面的糖蛋白(EV-GP)可以刺激机体产生______性免疫反应。
(2)科学家采集了多年前感染EV并已康复的甲、乙两人的血液,检测抗EV-GP抗体的水平。据图1,应选取_________的血液分离B细胞用以制备特异性抗体(单抗)。
(3)将制备的多种单抗分别与病毒混合,然后检测病毒对宿主细胞的感染率。根据图2,抑制效果最好的两种单抗是________。
(4)EV-GP具有多个与抗体结合的位点。为了研究上述两种单抗(分别称为A、B)与EV-GP结合的位点是否相同,可按图3所示简要流程进行实验。
①请将图3中应使用的抗体填入下表Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ处(填“A”或“B”或“无关抗体”)完成实验方案(一种即可)。
抗体
组别
未标记抗体
荧光标记抗体
实验组
Ⅰ______
Ⅱ______
对照组1
Ⅲ______
Ⅳ______
对照组2
同Ⅱ
同Ⅱ
②若A、B与EV-GP结合的位点不同,与对照组1、2分别比较,实验组的荧光值应______。
(5)中国科学家用分子结构成像技术证实了A、B与EV-GP结合的位点不同。基于上述系列研究,请你为治疗EV病毒提供两种思路_________。
20. 植物激素独脚金内酯(SL)的信号感知通路涉及蛋白质之间的相互作用,科研人员为研究其具体机制开展研究。
(1)基因表达调控、______和环境因素调节共同完成对植物生长发育的调控。
(2)水稻中,D14蛋白是SL的受体,D3蛋白可诱导与之结合的靶蛋白降解。科研人员发现突变型D14(D14M)中有3个氨基酸被替换,将D14基因和D14M基因分别转入D14基因缺失突变体(d14)水稻,测定不同条件下水稻中D14-D3复合物或D14M-D3复合物的含量,结果如图1.
已知D14M仍能与SL结合,据图1推测,被替换的3个氨基酸是_____的关键位点。
(3)D53蛋白可抑制SL相关基因的表达,是D3的靶蛋白之一。检测外施SL时,不同水稻中D53的含量,结果如图2.
据图2分析,外施SL时,D3发挥功能依赖于_______。
(4)外施SL一段时间后,胞内D14含量逐渐下降。科研人员推测D3可降解D14-D3复合物中的D14.为验证上述推测,向_______(填“WT”或“d14”)水稻中分别转入D14-荧光蛋白融合基因(甲)和D14M-荧光蛋白融合基因(乙)。已知融合蛋白可被共同降解,预期实验结果为_______。
(5)综上所述,科研人员提出SL的信号感知机制存在“油门”和“刹车”,以精细调控植物生命活动。请完善SL的信号感知机制模型,在答题卡方框中以文字和箭头的形式作答_______。
21. 习以下材料,回答以下问题:
电突触:1896年,科学家把神经元与神经元之间的机能接点命名为突触。20世纪30年代,对于突触之间是电学传递还是化学传递曾发生过争论。科学家用实验证明突触之间存在化学传递。1959年,科学家首次提出在螯虾的可兴奋细胞之间有电学传递。使用细胞内微电极技术同步记录螯虾腹神经节内突触前神经元和突触后神经元的膜电位变化(如图1),他们发现了神经元之间介导动物逃避反射的电突触。
电突触普遍存在于无脊椎动物的神经系统中,在动物的逃避反射中发挥重要作用。在哺乳动物的神经系统和视网膜中,电突触主要分布于需要高度同步化的神经元群内的细胞之间。形成电突触的两个相邻细胞间的距离特别小,两侧的神经元膜上都存在一些贯穿质膜的蛋白,称为连接子。突触前膜和后膜上的连接子相对形成缝隙连接(如图2)。连接子中间形成一个通道,允许小的水溶性分子通过。通过连接子,许多带电离子可以从一个细胞直接流入另一个细胞,形成局部电流和突触后电位。在化学突触中,从冲动到达突触前膜至突触后细胞出现电位变化,有接近1ms的延迟(即突触延迟)。电突触没有延迟,电流瞬间从一个细胞传递到下一个细胞。在大多数情况下,电突触的传递是双向的。
(1)当神经末梢有神经冲动传来时,___________释放神经递质(如乙酰胆碱等),经扩散通过___________,然后与突触后膜上的特异性受体结合,从而在化学突触间传递信息。
(2)填表比较电突触与化学突触传递兴奋的差异。
化学突触
电突触
突触结构
突触前膜与突触后膜之间由突触间隙分隔开
①___________
传递方向
②___________
传递速度
③___________
(3)在图1所示实验中、刺激突触前神经元后,发现___________,研究者据此提出“在螯虾的可兴奋细胞之间的传递不应该是化学传递,而是电学传递”的假设。
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北京市第八十中学2025—2026学年第一学期期中考试高二生物
2025年11月
(考试时间90分钟 满分100分)
提示:试卷答案请一律填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。在答题卡上,选择题用2B铅笔作答,其他试题用黑色签字笔作答。
第一部分 单选题(每题2分,共30分)
1. 下列关于人体内环境及稳态的叙述,错误的是( )
A. 组织细胞产生的代谢废物直接进入泌尿系统排出体外
B. 内环境稳态指内环境的化学成分和理化性质保持相对稳定
C. 血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关
D. 细胞不仅依赖于内环境,也参与了内环境的形成和维持
【答案】A
【解析】
【详解】A、组织细胞产生的代谢废物(如尿素、CO2)需先进入组织液(内环境),再通过血液循环运输至排泄系统(如泌尿系统、呼吸系统)排出,而非直接进入泌尿系统,A错误;
B、内环境稳态指内环境的化学成分(如血糖、pH)和理化性质(温度、渗透压)处于动态平衡,B正确;
C、血浆渗透压主要由无机盐(如Na+、Cl-)和血浆蛋白决定,C正确;
D、细胞代谢产物(如CO2)进入内环境,同时细胞需从内环境获取营养,说明细胞依赖内环境并参与其形成和维持,D正确;
故选A。
2. 人体不同细胞的结构与功能是相适应的,相关叙述错误的是( )
A. 睾丸细胞含丰富的内质网,有利于雄性激素的合成
B. 巨噬细胞含丰富的溶酶体,有利于异物的消化清除
C. 记忆B细胞含丰富的高尔基体,有利于抗体的分泌
D. 心肌细胞含丰富的线粒体,有利于其节律性收缩
【答案】C
【解析】
【分析】
1、内质网是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”。
2、溶酶体是“消化车间”,含多种酸性水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
3、高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”,与动物分泌物的形成有关,与植物细胞壁的形成有关。
4、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是“动力车间”。
【详解】A、内质网是脂质合成的“车间”,雄性激素属于脂质,睾丸细胞含丰富的内质网,有利于雄性激素的合成,A正确;
B、溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌,巨噬细胞含丰富的溶酶体,有利于异物的消化清除,B正确;
C、高尔基体与动物分泌物的形成有关,但浆细胞是唯一能分泌抗体的细胞,浆细胞含有丰富的高尔基体,有利于抗体的分泌,记忆B细胞不能分泌抗体,C错误;
D、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,为各项生命活动提供能量。心肌细胞含丰富的线粒体,有利于其节律性收缩,D正确。
故选C。
3. 关于神经调节的相关内容,下列叙述正确的有几项 ( )
①脑干和下丘脑属于中枢神经系统
②当你在草地玩耍时,突然窜出一条蛇,你能控制自己跑开,说明躯体运动受大脑皮层支配
③交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的
④某同学认真写题时,此时大脑皮层的语言中枢的S区、V区参与
⑤迅速眨眼是一个神经中枢在脊髓的眨眼反射,属于条件反射
⑥神经胶质细胞数量远多于神经元,并参与构成神经纤维表面的髓鞘
⑦当消极情绪达到两周没有缓解,就确诊为抑郁症
⑧刺激中央前回的顶部,则会引起头部器官的运动
A. 二项 B. 三项 C. 四项 D. 五项
【答案】C
【解析】
【分析】神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统,中枢神经系统由脑和脊髓组成,脑分为大脑、小脑和脑干;外周神经系统包括脊神经、脑神经、自主神经,自主神经系统包括交感神经和副交感神经;交感神经和副交感神经是调节人体内脏功能的神经装置,所以也叫内脏神经系统,因为其功能不完全受人类的意识支配,所以又叫自主神经系统。
【详解】①中枢神经系统由脑和脊髓组成,脑分为大脑、小脑、下丘脑和脑干,①正确;
②能控制自己有意识的跑开说明说明躯体运动受大脑皮层支配,②正确;
③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,交感神经和副交感神经属于传出神经,③正确;
④某同学认真写题时,此时大脑皮层的语言中枢的W区,V区参与,④错误;
⑤迅速眨眼的低级中枢应该是在脑干而不是脊髓,且根据题目条件无法确定迅速眨眼是条件反射还是非条件反射,⑤错误;
⑥神经系统由神经元和神经胶质细胞组成,神经胶质细胞数量远多于神经元,并参与构成神经纤维表面的髓鞘,⑥正确;
⑦当消极情绪达到一定程度时,就可能抑郁,但是有时可以通过自我调试、身边的人的支持得到好转,不一定会形成抑郁症,⑦错误;
⑧刺激中央前回的顶部,则会引起下肢的运动,⑧错误。
综上所述,①②③⑥正确,ABD错误,C正确。
故选C。
4. 下图为某同学注射疫苗时,缩手反射弧某突触的局部结构示意图(5-羟色胺为抑制性递质)。下列有关叙述正确的是( )
A. 若该同学咬紧牙关仍发生了缩手,说明神经元C的Na+内流小于Cl-内流
B. 若该同学在注射疫苗时没有缩手,说明神经元A没有产生兴奋
C. 突触前膜的Ca2+触发递质小泡移动并与前膜融合,此过程不消耗能量
D. 乙酰胆碱引起神经元C兴奋的过程体现了化学信号向电信号的转变
【答案】D
【解析】
【分析】当神经末梢有神经冲动传来时,突触前膜内的突触小体受到刺激,会释放一种化学物质—神经递质。神经递质由突触前膜释放到突触间隙,然后与突触后膜上的特异性受体结合,引发突触后膜电位变化,引发一次新的神经冲动。
【详解】A、乙酰胆碱为兴奋性递质,导致C神经元的Na+内流—会引起兴奋,而5-羟色胺为抑制性递质,作用于突触后膜导致Cl-内流—会抑制C神经元兴奋。若该同学咬紧牙关仍发生了缩手,说明C神经元兴奋,故说明Na+内流大于Cl-内流,A错误;
B、若该同学在注射疫苗时没有缩手,说明低级中枢受高级中枢的控制,而非A神经元没有兴奋,B错误;
C、突触前膜的Ca2+触发递质小泡移动并与前膜融合的过程需要消耗能量,C错误;
D、乙酰胆碱是一种神经递质,其引起神经元C兴奋的过程体现了化学信号向电信号的转变,D正确。
故选D。
5. 松果体是调控人体昼夜节律的主要内分泌腺,调控机制如下图,下列叙述错误的是( )
A. 上述人体昼夜节律的调节方式属于神经-体液调节
B. 直接刺激下丘脑视交叉上核引起松果体分泌褪黑素属于反射
C. 褪黑素随体液运输作用于靶器官,具有微量、高效的特点
D. 青少年临睡前长时间使用电子产品可能难以进入睡眠状态
【答案】B
【解析】
【分析】光周暗信号通过“视网膜→松果体”途径对生物钟的调控,该调控过程包括神经调节和体液调节,其中神经调节的反射弧为:视网膜为感受器、传入神经、下丘脑视交叉上核(或SCN)为神经中枢、传出神经、传出神经末梢及其支配的松果体为效应器。其中松果体分泌的褪黑素能够通过体液运输反作用于下丘脑。
【详解】A、从图中可以看到,白天和黑夜的变化刺激视网膜,通过传入神经将信号传到下丘脑视交叉上核,这是神经调节的部分。 而下丘脑视交叉上核通过传出神经作用于松果体,使松果体分泌褪黑素,褪黑素通过体液运输作用于靶器官,这是体液调节的部分。 所以人体昼夜节律的调节方式属于神经 - 体液调节,A正确;
B、反射的结构基础是反射弧,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。 直接刺激下丘脑视交叉上核,没有经过完整的反射弧,不能称为反射,B错误;
C、褪黑素作为一种激素,具有激素的一般特点,即通过体液运输,微量、高效,且作用于靶器官、靶细胞,C正确;
D、青少年临睡前长时间使用电子产品,其发出的光会抑制褪黑素的分泌。 褪黑素能促进睡眠,其分泌受抑制就可能难以进入睡眠状态,D正确。
故选B。
6. 下丘脑是内分泌调节的中枢,也是神经调节的中枢。下图是人体体温、水盐和血糖平衡的部分调节过程。同时表示糖尿病病因的两种形式。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 图中胰岛素的分泌受神经递质的影响,说明胰岛素的分泌与神经调节有关
B. 图中两条虚线表示的作用于靶细胞的激素是抗利尿激素
C. 图中的“腺体”产生的激素可以促进机体氧化分解有机物,其本质不是蛋白质
D. 由抗体1和抗体2引起糖尿病均会导致血浆中胰岛素的含量下降,进而使血糖浓度升高
【答案】D
【解析】
【分析】据图分析:当血糖浓度上升时,葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋,通过下丘脑血糖调节中枢,最终由传出神经末梢释放神经递质,与胰岛B细胞膜上相应的受体结合,引起胰岛素分泌增多,另外葡萄糖可直接与胰岛B细胞膜上相应的受体结合。
【详解】A、神经递质是神经细胞间传递信息的物质,图中胰岛素的分泌受神经,递质的影响,说明胰岛素的分泌与神经调节有关,A正确;
B、图中两条虚线表示下丘脑合成、垂体释放抗利尿激素,作用于肾小管、集合管重吸收水,使尿量减少,B正确;
C、图中存在下丘脑-垂体-腺体的分级调节轴,且与体温平衡调节有关,故图示腺体是甲状腺,其分泌的激素是甲状腺激素,甲状腺激素的本质是含碘的氨基酸衍生物,不是蛋白质,C正确;
D、抗体1造成的糖尿病会使胰岛B细胞获得的调节信息减弱,胰岛素含量降低;抗体2作用于胰岛素的靶细胞,所以抗体2不会直接影响胰岛素的分泌量,D错误。
故选D。
7. 人体免疫系统在抵御病原体的侵害中发挥了重要的作用。下列相关叙述正确的是( )
A. 人体内各种免疫细胞都分布在免疫器官和淋巴液中
B. 相同病原体侵入不同人体后激活的B细胞分泌的抗体都相同
C. 树突状细胞、辅助性T细胞和B细胞识别相同抗原的受体相同
D. 抗原呈递细胞既参与细胞毒性T细胞的活化也参与B细胞的活化
【答案】D
【解析】
【分析】人体免疫系统的三大防线:
(1)第一道:皮肤、粘膜的屏障作用及皮肤、黏膜的分泌物(泪液、唾液)的杀灭作用;
(2)第二道:吞噬细胞的吞噬作用及体液中杀菌物质的杀灭作用;
(3)第三道:免疫器官、免疫细胞、免疫物质共同组成的免疫系统。
2、免疫系统的组成:
(1)免疫器官:骨髓、胸腺、脾、淋巴结、扁桃体等;
(2)免疫细胞:①淋巴细胞:位于淋巴液、血液和淋巴结中。T细胞(迁移到胸腺中成熟)、B细胞(在骨髓中成熟)。②吞噬细胞等;
(3)免疫分子:各种抗体和淋巴因子等。特异性免疫中发挥免疫作用的主要是淋巴细胞,由骨髓中造血干细胞分化、发育而来。
【详解】A、人体内各种免疫细胞树突状细胞、巨噬细胞和淋巴细胞分布在免疫器官和血液、淋巴液中,A错误;
B、由于在特异性免疫过程中,相同病原体侵入不同人体激活B细胞的抗原决定簇可能不同,B细胞分泌的抗体可能不相同,B错误;
C、树突状细胞、辅助性T细胞和B细胞摄取和加工处理抗原的过程不同,识别相同抗原的受体也就不相同,C错误;
D、抗原呈递细胞既参与细胞毒性T细胞的活化也参与B细胞的活化,D正确。
故选D。
8. 下图中神经元A、B与痛觉传入有关,C神经元能释放内啡肽。内啡肽是一种抑制疼痛的神经递质,内啡肽与A神经元上的阿片受体结合后促进A神经元K+外流。吗啡是一种阿片类毒品,也是麻醉中常用的镇痛药,长期使用吗啡后可导致依赖成瘾,一旦突然停止使用将导致P物质的释放量变化。下列说法正确的是( )
A. 痛觉中枢产生的兴奋可通过突触由B神经元传至A神经元
B. 内啡肽通过阿片受体进入A神经元进而促进A神经元K+外流
C. 吗啡依赖成瘾的原因可能是停用后P物质的释放量迅速减少,出现更强烈的痛觉
D. 新型止痛药可以考虑以B为靶点,精准作用于疼痛传导通路,避免阿片类药物瘾
【答案】D
【解析】
【分析】如图所示,痛觉中枢产生的兴奋可以传递给C神经元,C神经元释放的内啡肽可以作用于A神经元的阿片受体,据题可知,内啡肽与A片受体结合后促进A神经元K+外流,降低A神经元的兴奋性;A神经元释放的P物质与B神经元的P物质受体结合,传递神经冲动,最终引发痛觉;吗啡也可与A神经元的阿片受体结合。
【详解】A、B神经元和A神经元构成的突触中,B神经元是突触后膜,兴奋只能从突触前膜传向突触后膜,只能从A神经元传向B神经元,A错误;
B、内啡肽与A片受体结合后促进A神经元K+外流,发挥作用后,与受体分离,不会进入A神经元,B错误;
C、吗啡与阿片受体结合后导致A神经元兴奋性下降,P物质释放减少,若停用吗啡,A神经元兴奋性恢复,P物质释放量增加,出现更强烈的痛觉,C错误;
D、B神经元上除了P物质受体外还有其他受体,新型止痛药可能与B神经元的其他受体结合阻碍兴奋的传递,从而避免阿片类药物成瘾,D正确。
故选D。
9. 为检测睡眠对甲型肝炎病毒(HAV)疫苗效果的影响,研究人员分别为受试者在第0、8和16周注射三次疫苗,并在接种当晚(23:00至次日6:30)要求受试者睡眠或持续清醒,得到实验结果如下图。下列叙述正确的是( )
A. HAV疫苗能激发机体产生免疫反应,属于免疫活性物质
B. 第二次接种后,睡眠可显著促进辅助性T细胞产生抗体
C. 与清醒组相比,睡眠组HAV特异性辅助性T细胞数占比较大
D. 由图可知,多次接种后产生了更多种类的记忆细胞和抗体
【答案】C
【解析】
【分析】体液免疫过程会产生相应的浆细胞和记忆细胞,再由浆细胞产生相应的抗体;病毒侵入细胞后会引起机体发生特异性免疫中的细胞免疫,产生相应的记忆细胞和细胞毒性T细胞,细胞毒性T细胞与被病毒侵入的靶细胞结合,使得靶细胞裂解释放病毒。
【详解】A、疫苗相当于抗原,用于刺激免疫系统产生抗体和记忆细胞,不属于免疫活性物质,A错误;
B、能够产生抗体的细胞是浆细胞而非辅助性T细胞,B错误;
C、据图分析,与清醒组相比,睡眠组血清中的HAV抗体相对值高,HAV特异性辅助性T细胞数数目增多,说明睡眠有助于增强免疫反应,C正确;
D、研究人员分别为受试者在第0、8和16周注射三次疫苗,疫苗种类相同,故产生的是相同的记忆细胞和抗体,D错误。
故选C。
10. 在严寒的环境中,无论是静止还是运动,人的体温总能保持相对恒定,在此调节过程中不会发生的是( )
A. 冷觉感受器产生的兴奋将传递到体温调节中枢
B. 骨骼肌战栗、汗腺分泌量减少、蒸发散热减少
C. 甲状腺激素、肾上腺素释放增加,促进细胞代谢
D. 皮肤毛细血管收缩,血流量减少以降低机体产热量
【答案】D
【解析】
【分析】体温调节是温度感受器接受体内、外环境温度的刺激,通过体温调节中枢的活动,相应地引起内分泌腺、骨骼肌、皮肤血管和汗腺等组织器官活动的改变,从而调整机体的产热和散热过程,使体温保持在相对恒定的水平。寒冷环境→皮肤冷觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加产热(骨骼肌战栗、立毛肌收缩、甲状腺激素和肾上腺激素分泌增加),减少散热(毛细血管收缩、汗腺分泌减少)→体温维持相对恒定。
【详解】A 、在寒冷环境中,冷觉感受器受到刺激产生兴奋,通过传入神经将兴奋传递到下丘脑的体温调节中枢 ,该过程会发生,A不符合题意;
B、寒冷时,骨骼肌战栗增加产热;汗腺分泌量减少,使蒸发散热减少,有助于维持体温恒定,该过程会发生,B不符合题意;
C、寒冷环境下,甲状腺激素、肾上腺素释放增加,提高细胞代谢水平,增加产热,该过程会发生,C不符合题意;
D、皮肤毛细血管收缩,血流量减少,目的是减少散热,而不是降低机体产热量 ,该过程不会发生,D符合题意。
故选D。
11. 下列关于人体免疫细胞的叙述,不正确的是( )
A. 巨噬细胞可吞噬病原体,也可加工处理病原体使抗原呈递在细胞表面
B. 内环境中形成的抗原—抗体复合物可被巨噬细胞吞噬消化
C. T细胞产生的细胞因子在B细胞的增殖和分化中具有重要作用
D. 浆细胞能增殖分化成具有分裂能力的记忆细胞
【答案】D
【解析】
【分析】免疫细胞是指参与免疫应答或与免疫应答相关的细胞,俗称白细胞,包括先天性淋巴细胞、各种吞噬细胞等和能识别抗原、产生特异性免疫应答的淋巴细胞等。
【详解】A、巨噬细胞能够吞噬、消化病原体,也可以加工处理病原体使其抗原暴露,激发人体的特异性免疫过程,A正确;
B、内环境中形成的抗原—抗体复合物能够被巨噬细胞吞噬消化,B正确;
C、T细胞产生的白细胞介素-2能够刺激成熟的B淋巴细胞增殖分化,C正确;
D、浆细胞为高度分化的细胞,只能够产生特定的抗体,不能分化成记忆细胞,D错误;
故选D。
12. 小鼠脑内杏仁核(BLA)和伏隔核(NAc)是掌控情绪反应、学习和记忆、社会交往等功能的关键脑区。BLA神经元发出的兴奋传递到同侧脑半球的NAc,能够增加多巴胺释放,促进正面奖赏情绪的形成;传递至对侧NAc,会减少多巴胺释放,促进负面情绪的形成下列叙述错误的是( )
A. 情绪、学习和记忆都是大脑的高级功能
B. BLA区神经元通过轴突末梢与NAc区形成多个突触
C. 选择性激活BLA两类神经元产生不同情绪,有助于精准调节
D. 损坏小鼠同侧神经环路神经元,会出现负面情绪减弱
【答案】D
【解析】
【详解】A、情绪、学习与记忆等都是大脑的高级功能,A正确;
B、由题干可知,BLA区神经元通过轴突末梢与NAc区形成多个突触,B正确;
C、BLA神经元发出的兴奋传递到同侧脑半球的NAc,能够增加多巴胺释放,传递至对侧NAc,会减少多巴胺释放,C正确;
D、损坏小鼠同侧神经环路神经元,会导致多巴胺释放减少,出现负面情绪增强,D错误。
故选D。
13. 研究者用不同浓度的生长素类似物NAA分别在黑暗和光照条件下处理拟南芥刚萌发的种子,一段时间后测量下胚轴长度,结果如下表。
NAA浓度(μM)
0
0.1
1
5
10
50
下胚轴长度(mm)
黑暗
11.5
11
8.1
5
2.9
1.5
光照
1.2
1.3
1.6
2.1
2.3
1.8
相关分析正确的是( )
A. 光照可抑制下胚轴伸长生长
B. 在光照条件下,促进拟南芥下胚轴伸长生长的NAA的最适浓度是10μM
C. 在黑暗条件下,任何浓度的NAA都会抑制下胚轴伸长生长
D. NAA和光照信号在调控下胚轴伸长生长中表现出协同作用
【答案】A
【解析】
【详解】A、观察表格数据,在NAA浓度为0时,黑暗条件下下胚轴长度为11.5mm,光照条件下为1.2mm,光照条件下下胚轴长度明显更短,说明光照作为信号作用于特定受体,抑制下胚轴伸长生长,A正确;
B、在光照条件下,随着NAA浓度从0到10μM变化,下胚轴长度逐渐增加,但在10μM之后浓度为50μM时,下胚轴长度又有所下降,由于表格中数据有限,不能确定10μM就是促进拟南芥下胚轴伸长生长的最适浓度,B错误;
C、在黑暗条件下,虽然现有的NAA浓度与NAA浓度为0时的11.5mm相比,下胚轴的长度都减小,但不能就此得出任何浓度的NAA都会抑制下胚轴伸长生长的结论,C错误;
D、由A选项分析可知,与黑暗相比,光照抑制下胚轴伸长,而在光照条件下,NAA在一定浓度范围内促进下胚轴伸长,二者不是协同作用,D错误。
故选A。
14. 关于植物激素及其调节,下列叙述错误的是( )
A. 植物激素通过在细胞间传递遗传信息而影响基因表达
B. 生长素与受体结合触发信号传导进而影响细胞的代谢
C. 生长素和乙烯对果实的发育和成熟分别有促进作用
D. 生长素和细胞分裂素在促进细胞分裂完成方面具有协同作用
【答案】A
【解析】
【详解】A、植物激素作为信号分子,通过细胞间传递信息调节基因表达,而非传递遗传信息(遗传信息储存在DNA中),A错误;
B、生长素与受体结合后启动细胞内信号转导,调控相关基因表达,从而影响代谢,B正确;
C、生长素促进果实发育,乙烯促进果实成熟,两者分别作用于不同阶段,C正确;
D、生长素促进核分裂,细胞分裂素促进细胞质分裂,二者协同完成细胞分裂,D正确。
故选A。
15. 植物生长调节剂在农业生产上应用广泛,下列叙述正确的是( )
A. 植物生长调节剂的分子结构和生理效应与植物激素完全相同
B. 用萘乙酸促进插条生根时,应先做预实验确认最适浓度范围
C. 用赤霉素处理大麦可以促进α-淀粉酶的合成,不利于啤酒发酵
D. 乙烯利分解释放乙烯,用于果蔬催熟,过量使用对人体无影响
【答案】B
【解析】
【分析】植物生长调节剂是指人工合成的对织物的生长发育有调节作用的化学物质,蔬菜生产过程中,正确使用植物生长调节剂,可以促进蔬菜生长,提高产量和品种;但使用不当时,会起到相反的作用,甚至造成经济损失。
【详解】A、植物生长调节剂是人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质,植物激素是植物体内产生的具有调节作用的微量有机物。 有些植物生长调节剂的分子结构与植物激素可能相似,有些则完全不相同,生理效应也不完全一样,A错误;
B、用萘乙酸促进插条生根时,由于不同植物、不同插条对萘乙酸的敏感度不同,且萘乙酸的作用具有两重性(低浓度促进生长,高浓度抑制生长)。 所以应先做预实验以确定最适浓度范围,这样可以为正式实验摸索条件,避免人力、物力和财力的浪费,B正确;
C、用赤霉素处理大麦,可以使大麦种子无需发芽就可以产生α - 淀粉酶,α - 淀粉酶能促进淀粉水解为麦芽糖等,有利于啤酒发酵,而不是不利于啤酒发酵,C错误;
D、乙烯利分解释放乙烯,用于果蔬催熟。 乙烯利是人工合成的化学物质,在蔬果上残留的植物生长调节剂可能会损害人体健康,使用时应严格控制用量,D错误。
故选B。
第二部分解答题(共70分)
16. 二氢睾酮(5α-DHT)是人体内的强效雄激素,对肌肉力量和功能产生重要影响。为探究其发挥作用的途径,科研人员展开研究。
(1)睾酮的分泌通过下丘脑-垂体-性腺轴来调控,这称为________调节。性腺分泌的睾酮在特定组织内转化为5α-DHT,经________运输至肌肉细胞,与核内受体结合,调控基因转录,30分钟后促进肌动蛋白的合成,该途径属于核受体途径。
(2)近期发现5α-DHT能在5分钟内快速增强肌肉力量,推测其存在另一条作用途径。科研人员开展图1实验,在注射5α-DHT后的30分钟内,检测不同处理下小鼠骨骼肌中cAMP含量(cAMP可通过调节细胞质基质中Ca2+浓度快速提高肌肉收缩力)。
①实验选择在“注射5α-DHT后的30分钟内”检测小鼠骨骼肌中cAMP含量的目的是________。
②进一步检测发现随5α-DHT浓度升高,图1实验小鼠的肌肉收缩力加强,综合图1结果分析,5α-DHT可________。
(3)cAMP通常被认为是胞膜受体途径中的关键信使。后续研究鉴定GPR为5α-DHT的特异性细胞膜受体,为验证这一结论,科研人员利用野生型和GPR缺失突变体开展图2所示实验,并在注射5α-DHT的30分钟之后测试小鼠握力。请在图2钟补充第四组处理,并在图中相应位置绘出相应结果________。
(4)5α-DHT在机体内通过核受体和膜受体两条途径调节肌肉力量和功能,结合两条途径各自的特点,从进化与适应的角度分析双重机制存在的意义________。
【答案】(1) ①. 分级 ②. 体液
(2) ①. ①排除核受体途径的干扰 ②. 通过cAMP增强肌肉力量,且该途径不依赖核受体
(3)(标准:高于第三组,低于第二组)
(4)既保留了膜受体途径快速反应的优势,又叠加了核受体途径长期的调控,有助于生物 体适应多变的选择压力(也增加了生理系统的容错能力)
【解析】
【分析】激素调节是指由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行的调节。不同激素的化学本质组成不同,但它们的作用方式却有一些共同的特点:(1)微量和高效;(2)通过体液运输;(3)作用于靶器官和靶细胞。
【小问1详解】
睾酮的分泌通过下丘脑 - 垂体 - 性腺轴来调控,这属于分级调节。分级调节是一种分层控制的方式,下丘脑分泌促性腺激素释放激素作用于垂体,垂体分泌促性腺激素作用于性腺,进而调节性腺分泌睾酮等性激素。性腺分泌的睾酮在特定组织内转化为5α - DHT,激素通过体液(主要是血液)运输到全身各处,然后作用于靶细胞,所以5α - DHT经体液运输至肌肉细胞。
【小问2详解】
①核受体途径是在30分钟后增强肌肉力量。但近期发现5α - DHT能在5分钟内快速增强肌肉力量,推测其存在另一条作用途径,而cAMP可通过调节细胞质基质中Ca2+浓度快速提高肌肉收缩力,所以选择在“注射5α - DHT后的30分钟内”检测小鼠骨骼肌中cAMP含量的目的是排除核受体途径的干扰。
②从图1可以看出,随着5α - DHT浓度升高,小鼠骨骼肌中cAMP含量升高,且即使注射核受体拮抗剂,小鼠骨骼肌中cAMP含量并不降低,说明5α-DHT可通过cAMP增强肌肉力量,且该途径不依赖核受体。
【小问3详解】
为验证GPR为5α - DHT的特异性细胞膜受体,已经有野生型、野生型+5α - DHT、GPR缺失突变体三组处理,第四组处理应为GPR缺失突变体+5α - DHT。由于GPR为5α- DHT的特异性细胞膜受体,GPR缺失突变体无法通过膜受体途径起作用,所以GPR缺失突变体+ 5α- DHT组只存在核受体途径,则小鼠的握力应高于第三组,低于第二组,图形如下:
。
【小问4详解】
核受体途径的特点是调控基因转录,30分钟后促进肌动蛋白的合成,作用较为缓慢但持久,可从根本上调节肌肉相关蛋白质的合成,维持肌肉的长期功能和发育;膜受体途径5分钟内就能快速增强肌肉力量,作用迅速,可使机体在短时间内应对突发的肌肉力量需求,如遇到危险时快速做出反应等。从进化与适应的角度看,既保留了膜受体途径快速反应的优势,又叠加了核受体途径长期的调控,有助于生物 体适应多变的选择压力(也增加了生理系统的容错能力)。
17. I型单纯疱疹病毒(HSV-1)感染会导致体内五羟色胺(5-HT)含量明显升高。为探究5-HT的作用机制,科研人员开展了相关研究。回答下列问题:
(1)HSV-1侵染细胞后,机体需通过_______免疫将靶细胞裂解,暴露的病原体与抗体结合,或被巨噬细胞等免疫细胞吞噬。
(2)体外实验研究5-HT对被HSV-1侵染的小鼠巨噬细胞的影响,实验分组和结果如图1,说明5-HT能________(填“促进”或“抑制”)巨噬细胞分泌干扰素β(IFN-β),并_______(填“增强”或“减弱”)HSV-1的增殖。
(3)5-HT对靶细胞的作用方式是:①直接被转运至胞内发挥作用;②与膜受体结合后,将信号传递至胞内发挥作用。分别用5-HT膜转运蛋白抑制剂(F)和5-HT膜受体抑制剂(N)处理巨噬细胞,实验分组和结果如图2,说明5-HT对巨噬细胞的作用方式是第______(填“①”或“②”)种。
(4)体内实验进一步证实了5-HT对小鼠抗HSV-1的免疫调控效应,实验方案如下:
将实验方案补充完整:①_____;②______。
(5)根据上述实验结果,提出一种增强机体抗HSV-1感染的设想:______(至少两点)。
【答案】(1)细胞 (2) ①. 抑制 ②. 增强
(3)① (4) ①. 腹腔注射等量5-HT溶剂+自由饮水 ②. 与抗病毒免疫相关的细胞因子水平
(5)使用5-HT抑制剂、5-HT膜转运蛋白抑制剂可增强机体抗HSV-1感染的能力
【解析】
【分析】细胞免疫:靶细胞膜表面的某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别变化的信号。细胞毒性T细胞分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞,细胞因子能加速这一过程。新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,它们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞。靶细胞裂解、死亡后,病原体暴露出来,抗体可以与之结合;或被其他细胞吞噬掉。
【小问1详解】
在细胞免疫过程中,细胞毒性T细胞可以识别并接触、裂解被病原体感染的靶细胞。Ⅰ型单纯疱疹病毒(HSV-1)营寄生生活,其侵染宿主细胞后,机体需通过细胞免疫将靶细胞裂解,暴露的病原体与抗体结合,或被巨噬细胞等免疫细胞吞噬。
【小问2详解】
由图1可知:HSV-1和5-HT都不存在组没有HSV-1增殖。当HSV-1和5-HT同时存在时,IFN-β相对表达水平低于仅存在HSV-1组、高于HSV-1和5-HT都不存在组,但HSV-1相对增殖水平却明显高于仅存在HSV-1组,由此可说明5-HT能抑制巨噬细胞分泌干扰素β(IFN-β),并增强HSV-1的增殖。
【小问3详解】
由图2可知:①与对照组(没有使用任何抑制剂处理)相比,5-HT膜转运蛋白抑制剂(F)处理组的IFN-β相对表达水平高、HSV-1相对增殖水平低,说明5-HT膜转运蛋白抑制剂处理能够促进IFN-β表达,抑制病毒增殖;而5-HT膜受体抑制剂(N)处理组的IFN-β相对表达水平和HSV-1相对增殖水平与对照组无差异,说明5-HT膜受体抑制剂处理不影响IFN-β表达和病毒增殖。综上分析可判断5-HT对靶细胞的作用方式是第①种(直接被转运至胞内发挥作用),而不是第②种(与膜受体结合后,将信号传递至胞内发挥作用)。
【小问4详解】
分析“证实5-HT对小鼠抗HSV-1的免疫调控效应的实验方案”可知:为了排除配制5-HT溶液时使用的溶剂对实验结果的影响,对照组即①的处理为:腹腔注射等量5-HT溶剂+自由饮水。HSV-1感染6h后采集血清样本,检测指标即②为与抗病毒免疫相关的细胞因子水平,如干扰素等。
【小问5详解】
上述实验结果表明:5-HT能抑制巨噬细胞分泌干扰素β(IFN-β),并增强HSV-1的增殖;5-HT膜转运蛋白抑制剂处理能够促进IFN-β表达,抑制病毒增殖。由此可见,使用5-HT抑制剂、5-HT膜转运蛋白抑制剂可增强机体抗HSV-1感染的能力。
18. 人体受病原体感染后通常会出现发热症状。为探究发热症状出现的机制,科研人员进行实验。
(1)向小鼠注射脂多糖模拟细菌感染,可引起发热。脂多糖作为______被小鼠免疫细胞识别,引发免疫应答,进而通过______调节,导致发热。
(2)Fos蛋白在神经元中表达量低,但神经元激活后,Fos蛋白表达量短暂迅速增加。科研人员给正常小鼠注射脂多糖,体温达到峰值后,检测下丘脑不同区域细胞的Fos蛋白表达量,其目的是______。实验发现,下丘脑V区细胞Fos蛋白表达量显著高于对照组。
(3)研究V区细胞如何感知来自身体的免疫信号时,科研人员发现V区紧邻血液与脑组织间的屏障(血脑屏障),构成血脑屏障的细胞可以释放出细胞因子C和I,而V区细胞膜上有C和I的受体。V区神经元还接受来自邻近区域其他神经元传来的抑制性信号或兴奋性信号。用细胞因子C和I分别处理培养的V区神经元,结果如图1.
请依据图2所示机理,解释图1中细胞因子C和I处理的结果:
细胞因子C可_______(“促进/抑制”)兴奋性信号输入且通过与胞体上的C受体______,(“提高/降低”)V区神经元兴奋性;I除了与C相近的作用外,还能______抑制性信号输入,进一步提高V区神经元兴奋性。
(4)给正常小鼠注射脂多糖时,大脑皮层的M区(调控体温)也出现了Fos蛋白高表达。V区神经元的轴突与M区的神经元存在突触联系,科研人员推测,脂多糖激活V区神经元后,通过V区和M区的神经联系激活M区神经元导致发热。为验证上述推测,有人设计了如下方案:实验组阻断小鼠V区与M区的神经联系,然后注射脂多糖;对照组不阻断也不注射脂多糖,测定各组小鼠体温变化。请对该实验方案作出评价并加以完善_______。
【答案】(1) ①. 抗原 ②. 神经调节和体液
(2)找出下丘脑中响应细菌感染,参与发热调控的神经中枢
(3) ①. 促进 ②. 提高 ③. 抑制
(4)该方案存在两处缺陷:一是对照组设计不合理,应为不阻断小鼠V区与M区的神经联系并注射脂多糖;二是检测指标不全,还应补充检测两组小鼠M区神经元的兴奋程度
【解析】
【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
【小问1详解】
抗原通常是大分子物质,此外糖类等也可作为抗原,分析题意可知,向小鼠注射脂多糖模拟细菌感染,该过程中脂多糖作为抗原被小鼠免疫细胞识别,引发免疫应答,此后通过下丘脑参与的神经调节和甲状腺激素等参与的体液调节等共同作用,导致发热。
【小问2详解】
结合题意可知,Fos蛋白在神经元中表达量低,但神经元激活后,Fos蛋白表达量短暂迅速增加,且实验结果是下丘脑V区细胞Fos蛋白表达量显著高于对照组,据此推测,科研人员给正常小鼠注射脂多糖等体温达到峰值后,检测下丘脑不同区域细胞的Fos蛋白表达量,目的是找出下丘脑中响应细菌感染,参与发热调控的神经中枢。
【小问3详解】
兴奋在神经元之间传递所需的信息分子是神经递质,分析题意可知,构成血脑屏障的细胞可以释放出细胞因子C和I,而V区细胞膜上有C和I的受体。V区神经元还接受来自邻近区域其他神经元传来的抑制性信号或兴奋性信号,而图1实验结果显示,与对照组处理相比,C处理和I处理后C区神经元兴奋强度相对值均有所增加,且I处理后升高更加显著,结合图2可知,原因可能是:细胞因子C促进兴奋性信号输入且通过与胞体上的C受体结合,提高V区神经元兴奋性,I除了与C相近的作用外,还能抑制抑制性信号输入,进一步提高V区神经元兴奋性。
【小问4详解】
分析题意可知,本实验目的是验证“脂多糖激活V区神经元后,通过V区和M区的神经联系激活M区神经元导致发热”,则实验的自变量是V区和M区的神经联系能否被激活,因变量是M区神经元的发热情况,实验设计应遵循对照与单一变量原则,据此分析上述实验可知,该方案存在两处缺陷:一是对照组设计不合理,应为不阻断小鼠V区与M区的神经联系但注射脂多糖;二是检测指标不全,还应补充检测两组小鼠M区神经元的兴奋程度。
19. 人感染埃博拉病毒(EV)会引起致命的出血热。为了寻找治疗EV病的有效方法,中外科学家进行了系列研究。
(1)EV表面的糖蛋白(EV-GP)可以刺激机体产生______性免疫反应。
(2)科学家采集了多年前感染EV并已康复的甲、乙两人的血液,检测抗EV-GP抗体的水平。据图1,应选取_________的血液分离B细胞用以制备特异性抗体(单抗)。
(3)将制备的多种单抗分别与病毒混合,然后检测病毒对宿主细胞的感染率。根据图2,抑制效果最好的两种单抗是________。
(4)EV-GP具有多个与抗体结合的位点。为了研究上述两种单抗(分别称为A、B)与EV-GP结合的位点是否相同,可按图3所示简要流程进行实验。
①请将图3中应使用的抗体填入下表Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ处(填“A”或“B”或“无关抗体”)完成实验方案(一种即可)。
抗体
组别
未标记抗体
荧光标记抗体
实验组
Ⅰ______
Ⅱ______
对照组1
Ⅲ______
Ⅳ______
对照组2
同Ⅱ
同Ⅱ
②若A、B与EV-GP结合的位点不同,与对照组1、2分别比较,实验组的荧光值应______。
(5)中国科学家用分子结构成像技术证实了A、B与EV-GP结合的位点不同。基于上述系列研究,请你为治疗EV病毒提供两种思路_________。
【答案】(1)特异 (2)甲 (3)Ⅲ、Ⅴ
(4) ①. 方案一B(或方案二A) ②. 方案一A(或方案二B) ③. 方案一无关抗体(或方案二无关抗体) ④. 方案一A(或方案二B) ⑤. 与对照组1基本相同,且明显高于对照组2
(5)思路一:单独或共同使用A、B进行治疗;思路二:利用单抗制成靶向药物;思路三:针对EV-GP与抗体结合位点的结构研制新型药物
【解析】
【分析】分析图1,表示多年前感染EV并已康复的甲、乙两人的血液中抗EV-GP抗体的水平。根据曲线图可知,多年前感染EV并已康复的甲的血液中抗EV-GP抗体水平明显高于乙和对照组。分析图2,表示单抗与病毒混合后病毒对宿主细胞的感染率。根据柱形图可知,单克隆抗体和病毒混合,加入单抗Ⅲ、Ⅴ后,病毒对宿主细胞的感染率较低。
【小问1详解】
EV表面的糖蛋白(EV-GP)作为抗原,能刺激机体产生针对该抗原的特异性免疫反应(只对EV-GP起作用的免疫反应)。
【小问2详解】
据图1可知,多年前感染EV并已康复的甲的血液中抗EV-GP抗体水平明显高于乙和对照组,故应选取甲的血液分离B细胞用以制备特异性抗体(单抗)。
【小问3详解】
据图2可知,单克隆抗体和病毒混合,加入单抗Ⅲ、Ⅴ后,病毒对宿主细胞的感染率较低,因此抑制效果最好的两种单抗是Ⅲ、Ⅴ。
【小问4详解】
为检测两种单抗(分别称为A、B)与EV-GP结合的位点是否相同设计实验,实验设计时要注意单一变量原则和对照原则,表格中使用的抗体I~IV依次为B、A、无关抗体、A或A、B、无关抗体、B。若A、B与EV-GP结合的位点不同,与对照组1、2分别比较,实验组的荧光值应与对照组1基本相同,且明显高于对照组2。
【小问5详解】
一个抗原的表面不只有一个抗体结合位点,可能有多种,目的就是让抗原最终和抗体结合形成沉淀,被吞噬细胞吞噬消化,这样就达到治疗疾病的目的,因此有三种思路,思路一:单独或共同使用A、B进行治疗;思路二:利用单抗制成靶向药物;思路三:针对EV-GP与抗体结合位点的结构研制新型药物。
20. 植物激素独脚金内酯(SL)的信号感知通路涉及蛋白质之间的相互作用,科研人员为研究其具体机制开展研究。
(1)基因表达调控、______和环境因素调节共同完成对植物生长发育的调控。
(2)水稻中,D14蛋白是SL的受体,D3蛋白可诱导与之结合的靶蛋白降解。科研人员发现突变型D14(D14M)中有3个氨基酸被替换,将D14基因和D14M基因分别转入D14基因缺失突变体(d14)水稻,测定不同条件下水稻中D14-D3复合物或D14M-D3复合物的含量,结果如图1.
已知D14M仍能与SL结合,据图1推测,被替换的3个氨基酸是_____的关键位点。
(3)D53蛋白可抑制SL相关基因的表达,是D3的靶蛋白之一。检测外施SL时,不同水稻中D53的含量,结果如图2.
据图2分析,外施SL时,D3发挥功能依赖于_______。
(4)外施SL一段时间后,胞内D14含量逐渐下降。科研人员推测D3可降解D14-D3复合物中的D14.为验证上述推测,向_______(填“WT”或“d14”)水稻中分别转入D14-荧光蛋白融合基因(甲)和D14M-荧光蛋白融合基因(乙)。已知融合蛋白可被共同降解,预期实验结果为_______。
(5)综上所述,科研人员提出SL的信号感知机制存在“油门”和“刹车”,以精细调控植物生命活动。请完善SL的信号感知机制模型,在答题卡方框中以文字和箭头的形式作答_______。
【答案】(1)激素调节
(2)识别SL后结构发生变化的D14与D3结合
(3)与D14结合形成D14-D3复合物
(4) ①. WT ②. 未施加SL时,甲和乙的胞内荧光强度相似,外施SL一段时间后,甲的荧光强度逐渐下降,乙的荧光强度不变
(5)
【解析】
【分析】植物激素是由植物体内产生,从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。植物激素作为信息分子,几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。
【小问1详解】
植物的生长发育是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节构成的网络共同调控的。
【小问2详解】
根据图1可知,导入D14表达载体的水稻和导入D14M表达载体的水稻在外施SL的条件下,前者可检测到大量的D14-D3复合物,而后者检测到D14M-D3复合物的含量与导入两种不同表达载体的、没有外施SL的组相同,说明D14基因突变后不能再与D3形成复合物,又知D14和D14M都能与SL结合,说明基因突变后不改变与SL的识别和结合,因此可推测被替换的3个氨基酸是识别SL后结构发生变化的D14与D3结合的关键位点。
【小问3详解】
根据图2可知,外施SL时,WT组D53蛋白相对含量明显降低,转入D14基因的d14植株的D53蛋白的相对含量也明显降低,而导入d14的组和导入D14M基因的d14组在外施SL时D53蛋白的相对含量与无SL时相同,即外施SL时,D3发挥降解D53蛋白功能时需要依赖于与D14结合形成D14-D3复合物。
【小问4详解】
为验证D3可降解D14-D3复合物中的D14,则实验自变量为是否含有D14-D3复合物,因此可向WT水稻中分别转入D14-荧光蛋白融合基因表达载体(甲)和D14M-荧光蛋白融合基因表达载体(乙),未施加SL时,由于没有SL与D14结合,因此不能形成D14-D3复合物,D14不会被降解,因此甲和乙的胞内荧光强度相似,但外施SL一段时间后,SL与D14、D14M结合,进而使其形成D14-D3、D14M-D3复合物,因D3可降解D14-D3复合物中的D14,融合蛋白可被共同降解,因此外施SL一段时间后,甲的荧光强度逐渐下降,乙的荧光强度不变。
【小问5详解】
D14蛋白是SL的受体,当SL与D14蛋白结合后,D3蛋白可与D14蛋白形成复合物,并降解D14,而D53蛋白可抑制SL相关基因的表达,因此SL的信号感知机制模型如图
21. 习以下材料,回答以下问题:
电突触:1896年,科学家把神经元与神经元之间的机能接点命名为突触。20世纪30年代,对于突触之间是电学传递还是化学传递曾发生过争论。科学家用实验证明突触之间存在化学传递。1959年,科学家首次提出在螯虾的可兴奋细胞之间有电学传递。使用细胞内微电极技术同步记录螯虾腹神经节内突触前神经元和突触后神经元的膜电位变化(如图1),他们发现了神经元之间介导动物逃避反射的电突触。
电突触普遍存在于无脊椎动物的神经系统中,在动物的逃避反射中发挥重要作用。在哺乳动物的神经系统和视网膜中,电突触主要分布于需要高度同步化的神经元群内的细胞之间。形成电突触的两个相邻细胞间的距离特别小,两侧的神经元膜上都存在一些贯穿质膜的蛋白,称为连接子。突触前膜和后膜上的连接子相对形成缝隙连接(如图2)。连接子中间形成一个通道,允许小的水溶性分子通过。通过连接子,许多带电离子可以从一个细胞直接流入另一个细胞,形成局部电流和突触后电位。在化学突触中,从冲动到达突触前膜至突触后细胞出现电位变化,有接近1ms的延迟(即突触延迟)。电突触没有延迟,电流瞬间从一个细胞传递到下一个细胞。在大多数情况下,电突触的传递是双向的。
(1)当神经末梢有神经冲动传来时,___________释放神经递质(如乙酰胆碱等),经扩散通过___________,然后与突触后膜上的特异性受体结合,从而在化学突触间传递信息。
(2)填表比较电突触与化学突触传递兴奋的差异。
化学突触
电突触
突触结构
突触前膜与突触后膜之间由突触间隙分隔开
①___________
传递方向
②___________
传递速度
③___________
(3)在图1所示实验中、刺激突触前神经元后,发现___________,研究者据此提出“在螯虾的可兴奋细胞之间的传递不应该是化学传递,而是电学传递”的假设。
【答案】(1) ①. 突触前膜 ②. 突触间隙
(2) ①. 突触前膜与突触后膜通过缝隙连接而连接起来 ②. 从突触前膜传到突触后膜(或单方向的) ③. 快
(3)没有突触延迟
【解析】
【分析】1、兴奋在神经元之间的传递时,因为神经递质只存在于突触小体的突触小泡中,只能由突触前膜通过胞吐的形式释放到突触间隙,突触后膜上有识别神经递质的受体,神经递质与受体结合后会引起下一个神经元离子通透性改变,从而使下一个神经元产生兴奋或抑制,由此可见,兴奋在神经元之间的传递需经过电信号→化学信号→电信号之间的转变过程,需要的时间长,故兴奋在反射弧中的传导速度由突触的数目决定。
2、兴奋在神经纤维上的传导方式是电信号、局部电流或神经冲动的形式。
【小问1详解】
兴奋在神经元之间的传递时,因为神经递质只存在于突触小体的突触小泡中,只能由突触前膜通过胞吐的形式释放到突触间隙,突触后膜上有识别神经递质的受体,神经递质与受体结合后会引起下一个神经元离子通透性改变,从而使下一个神经元产生兴奋或抑制。因此当神经末梢有神经冲动传来时,突触前膜释放神经递质,经扩散通过突触间隙,然后与突触后膜上的受体结合,从而在化学突触间传递信息。
【小问2详解】
化学突触的结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜,兴奋在化学突触间传递时,要发生电信号→化学信号→电信号之间的转变,由于有信号转变的过程,故兴奋在化学突触间传递需要的时间长,又由于突触小泡中的神经递质只能由突触前膜释放通过突触间隙作用于突触后膜,而不能反向传递,故在化学突触中兴奋的传递是单向的;图中电突触结构显示,突触前膜与突触后膜通过缝隙连接而连接起来,由于电突触有结构上的联系,兴奋在该处传递时,没有信号的转变过程,故在电突触中兴奋的传递是双向的,而且没有突触延迟速度较快。
【小问3详解】
在图1所示实验结果可知,刺激突触前神经元后,发现没有突触延迟,研究者据此提出“在螯虾的可兴奋细胞之间有电学传递”的假设。
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