内容正文:
专题02 人体的神经调节
核心必练+进阶提升+培优冲刺 三层突破
(一)(24-25高二上·上海·期末)I.听力障碍是影响人类生活质量和导致残疾的主要问题之一,内耳中的毛细胞在听力的形成中起重要作用,图1中a所示为正常毛细胞中的信息传递过程,b和c为两种由毛细胞功能改变造成的听力障碍机制。
1.从参与反射来看,毛细胞在反射弧中属于_____,图1a中发生的信息传递或转变是_____。
A.由电信号向化学信号转变
B.由化学信号向电信号转变
C.只有电信号传导
D.只有化学信号传递
2.图1表明,Ca2+发生跨膜运输的条件是_____(多选)
A.质膜内外的Ca2+存在浓度差
B.质膜上有Ca2+通道
C.细胞质膜上有神经冲动的传导
D.毛细胞能为Ca2+内流提供能量
3.根据图1b和图1c中的信息,以下分析正确的是_____(多选)
A.图1b中长期高分贝声音直接抑制了Ca2+内流
B.图1c中异常耳铁蛋白直接抑制了突触小泡与质膜融合
C.两者的钙通道蛋白空间构象不同
D.两种听力障碍都可以通过改变用耳习惯缓解
II.耳铁蛋白异常由基因X突变引起并导致耳聋,测得在某耳铁蛋白异常造成的耳聋患者家系(图2)中,第一代个体的致病基因临近片段上有特异性DNA序列M1,正常基因所在染色体的相应位置上有特异性DNA序列M2.图3为家族4人进行基因检测的结果。
4.该遗传性耳聋的遗传方式是_____。
5.用A和a表示基因X的等位基因,则I1的基因型是_____。
6.M1和M2的遗传符合_____。(编号选填)
①基因的自由组合定律②基因的分离定律③基因的连锁与交换
7.II1的体细胞中,来自于I1染色体可能是_____。
(二)(24-25高二上·上海·期末)科学研究发现肠道活动与脑之间存在密切的联络,相关机制如图1所示。其中血清素是与人的情绪相关的信号分子,能够给人带来愉悦感。进一步研究表明,某些肠道微生物的代谢产物会促进肠道上皮细胞分泌血清素,脑中的血清素90%以上来自于肠道。
8.据图1可知,肠道上皮细胞产生的血清素到达并进入脑部神经元依次经过的内环境是_____。
9.据图1判断,血清素属于神经系统中的_____。
10.血清素是一种小分子,图1中神经元释放血清素的方式是_____,这种释放方式的生物学意义是_____。
A.短时间内可大量释放,有利于神经信号快速传递
B.避免被相关酶降解,有利于神经信号快速传递
C.顺浓度梯度运输,不需要消耗能量
D.需要载体,有利于血清素与受体结合
11.根据题意,下列有关肠与脑之间联系的分析,合理的是_____(多选)
A.血清素与脑部神经元上的受体结合,引起钠离子大量内流
B.长期服用抗生素,有利于肠道产生更多的血清素
C.适当补充血清素可能会使人的情绪更好
D.如果阻断肠道与大脑的联系,将对情绪产生负面影响
抑郁症的成因复杂,现有几种假说比较得到认可。一种是HPA轴假说:HPA轴功能亢进,导致与情绪和认知相关的海马体受损引发抑郁,有研究表明抑郁症患者HPA轴功能亢进与肠道菌群失调之间有相关性;一种是5-HT(5-羟色胺,一种与愉悦情绪有关的神经递质)假说,该假说机制与图2中的一些结构或物质异常有关,其中的单胺氧化酶可降解5-HT。
12.请用箭头和图中字母绘制出图2结构中信息的传导途径_____。
13.在5-HT假设成立的前提下,结合相关信息和图2。判断下列结构或物质的异常变化会导致抑郁的是_____(编号选填)。
①5-HT合成增加②5-HT合成减少③5-HT载体增加
④5-HT载体减少⑤单胺氧化酶增加⑥5~HT受体减少
14.肠腔中的肠道菌群所处的环境_____(属于/不属于)内环境。
15.若要对“抑郁症患者HPA功能亢进与肠道菌群失调相关”加以验证,应选取健康人和_____(抑郁症患者/未曾治疗的抑郁症患者)进行对照分析。
肠道菌群能通过菌体自身或其代谢产物对人脑产生影响,部分机制如下图3,致病菌产生的毒素可刺激肠嗜铬细胞分泌5-羟色胺(5-HT),继而诱发呕吐现象和“恶心”样行为。研究者先给小鼠品尝樱桃味糖精溶液后,随即在肠道内注射金黄色葡萄球菌肠毒素,小鼠出现呕吐现象。多次重复后,停止注射毒素一段时间内,小鼠出现味觉回避反应,即再给小鼠提供樱桃味糖精溶液时,小鼠品尝的次数减少,表现出“恶心”样行为。
16.毒素引发呕吐属于_____反射,在味觉回避反应中,樱桃味糖精溶液属于_____刺激。(编号选填)
①非条件反射②条件反射③无关刺激④条件刺激⑤非条件刺激
17.下列相关说法正确的是_____。(多选)
A.嗜铬细胞释放5-HT的方式为胞吞
B.迷走神经上存在5-HT的特异性受体
C.5-HT发挥作用后可能会被相应的酶降解
D.交感神经兴奋,促进胃肠蠕动,导致呕叶
1.(23-24高二上·上海浦东新·期末)癫痫是大脑神经元因突发性异常放电而导致短暂大脑功能障碍的一种慢性疾病。生酮饮食是一种脂肪比例高、糖类比例低,蛋白质和其他营养素合适的配方饮食。为了解饮食对癫痫病的影响,科学家利用癫痫病模型小鼠进行了多项研究,实验结果如下图。癫痫发作阈值是指诱发癫痫发作所需的刺激强度或条件。
(1)癫痫,民间常称之为“羊癫疯”,其临床特征表现为双眼上翻、牙关紧闭、双拳紧握、四肢抽搐等。某药物X可治疗癫痫,下列有关叙述正确的是____。
A.癫痫发作时可能是有关突触前膜释放的兴奋性递质不能有效降解或回收
B.药物X可能促进突触前膜释放抑制性神经递质,抑制有关神经元兴奋
C.药物X可能阻断突触前膜对抑制性神经递质的回收
D.药物X可能使抑制性神经递质的受体失去活性
(2)通过“模型鼠”实验发现,酗酒容易诱发癫痫发作,因为酒精可引起神经系统高度兴奋,容易使神经元出现突发性____的现象。
(3)图1实验设置的对照组的处理是____。该实验结果表明生酮饮食可以____(“促进”或“抑制”)小鼠的癫痫发作。
为了测试肠道菌群是否对防止癫痫发作有重要作用,研究者分析了生酮饮食对两种类型小鼠的影响,结果如图2。
(4)该实验的自变量为____。
(5)研究发现:若没有肠道菌群,生酮饮食____(选填“能”或“不能”)有效地抑制癫痫发作。当恢复肠道菌群后,生酮饮食则能够明显提高____。
(6)分析该结果,可得出结论:____。
研究者继续进行实验:①给无菌小鼠接种多个不同菌种。②然后再给这些鼠饲喂等量生酮饮食。数天后对小鼠肠道菌群进行分离鉴定。结果发现饲喂生酮饮食后,其肠道菌群多样性降低,但AKK菌和Pb菌比例上升。继续用两种菌做实验,得到如图3所示的结果。
(7)由此可知:若接种____,可以促使生酮饮食更有效地防止癫痫发作。通过上述实验,为寻找新的干预措施来改善癫痫患者发病程度和发病率带来了希望。
癫痫的治疗以药物治疗为主,药物的选择要根据癫痫发作类型、癫痫及癫痫综合征类型选择用药。下图为两种抗癫痫药物—噻加宾和苯巴比妥的作用机理示意图。请回答:
(8)神经递质一谷氨酸主要存在于突触小体的突触小泡内,谷氨酸与突触后膜上的谷氨酸受体结合后,会形成两种递质—受体复合物。由图可知谷氨酸是一种____(“兴奋性”或“抑制性”)神经递质,判断依据是____。
(9)研究发现癫痫病人大脑神经元经常突发性异常兴奋,这跟其突触间隙中GABA的量____(填“过高”或“过低”)有关。
(10)结合题干信息,据图判断,苯巴比妥能____(填“延长”或“缩短”)Cl-通道的开放时间,通过改变Cl-内流,最终影响突触后膜兴奋来治疗癫痫;与苯巴比妥不同,噻加宾治疗癫痫的机理是____。
(11)上述药物虽可以治疗癫痫,但过量服用会引起震颤、意识受损甚至昏迷等症状。已知GABA也可被体内的GABA转氨酶降解而失活,据此也可开发药物:将GABA转氨酶的____(填“抑制剂”或“激活剂”)作为药物施用于病人,可缓解病情。
2.(24-25高二上·上海·期末)阿尔茨海默症(AD)是大脑神经元凋亡的中枢神经系统退行性疾病,主要表现为认知功能障碍和记忆力下降。该病主要是由β-淀粉样蛋白(Aβ)聚集而破坏神经细胞所致,AD病人的特异性标志物之一是脑组织中出现的淀粉样斑块沉积。大脑海马区对人类记忆储存和学习起着核心作用。
(1)下列分子中,不可能参与β-淀粉样蛋白构成的是_____(单选)。
A. B.
C. D.
海马区(H区)与机体的记忆形成有关,记忆形成的机制如图所示(图中黑点均代表谷氨酸)。
(2)图所示结构的名称是_______。
(3)谷氨酸为小分子化合物,但仍以图所示方式释放,其意义是______(多选)。
A.可以快速传递信息分子 B.避免被X处的酶降解
C.短时间内可大量释放 D.减少能量的消耗
(4)谷氨酸在图示海马区突触联系中属于______(兴奋性/抑制性)神经递质,原因是_______。
(5)请选择下列谷氨酸作用海马区神经细胞后,神经细胞产生的生理活动,并排序_______。
①A受体与谷氨酸结合
②N受体与谷氨酸结合
③钙离子内流
④谷氨酸与钙调蛋白结合
⑤C酶活化
⑥A受体胞吐至突触前膜
⑦A受体磷酸化
⑧N受体磷酸化
⑨钠离子主动运输进入细胞
⑩钠离子被动运输进入细胞
(6)如上图所示,Aβ多肽由β-淀粉样前体蛋白被γ-分泌酶切割后产生,下列相关叙述正确的是_____(多选)。
A.γ-分泌酶的合成需要核糖体参与
B.γ-分泌酶催化磷酸二酯键的水解
C.γ-分泌酶只能识别并切割β-淀粉样蛋白前体蛋白不能切割Aβ多肽
D.药物研发中,可以将通过调节γ-分泌酶活性来治疗疾病作为一种研究思路
(7)AD患者体内,Aβ可以与海马区细胞膜上N受体结合,其作用结果是_________(增加/降低)海马区细胞兴奋性;同时AD患者的神经纤维常常出现缠结原因是Aβ多肽聚合导致微管稳定性丢失,由微管蛋白组成的__________(细胞结构)被破坏,不能维持细胞的正常形态。
最新研究发现,Aβ也会竞争性作用于大脑神经细胞的胰岛素受体上,抑制胰岛素作用,对大脑神经细胞产生一系列影响,如下图所示。
(8)结合本题资料以及胰岛素的作用,分析Aβ作用于大脑神经细胞的胰岛素受体后,图中编号①—④相关物质或生理现象的变化是①________②________③________④__________(填“上升”或“下降”或“不变”)
(9)综上所述,请根据1—8题所有信息以及所学知识,分析Aβ多肽造成AD患者认知功能障碍和记忆力下降的原因:_____。
1.(22-23高二上·上海·期末)人体的神经调节
如图表示高等动物体内的某些调节模式,A、B表示不同区域,C、D、E代表不同的物质或结构,a代表神经纤维上的一个点。
(1)如图中D代表反射弧的_____结构。
A.神经末梢 B.传入神经 C.效应器 D.感受器
(2)a点处于静息状态时,其膜内的电位表现为_____;刺激D处,兴奋在a处以_____的形式_____(填写“双向”或“单向”)传导。
(3)当膀胱贮尿达到一定程度时,刺激膀胱壁感受器,兴奋沿盆神经传入_____中的低级排尿中枢,同时上行传导至某处产生尿意,产生尿意的过程为_____(用箭头和图中的大写字母表示)。
学习、记忆是动物适应环境、使个体得到发展的重要功能。通过电刺激实验,发现学习、记忆功能与高等动物的海马脑区(H区)密切相关。如果在H区的传入纤维上施加100次/秒、持续1秒的强刺激(HFS),在刺激后几小时之内,只要再施加单次强刺激,突触后膜的电位变化都会比未受过HFS处理时高2~3倍,研究者认为是HFS使H区神经细胞产生了“记忆”,如下图为这一现象可能的机制。请分析回答:
(4)在小鼠H区的传入纤维中部施加单次强刺激,兴奋经神经纤维传导到突触前膜,并导致_____与突触前膜融合释放神经递质作用于突触后膜的相关受体,引起突触后膜膜电位变化。
(5)据图分析,突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+进入胞内与_____共同作用,使C酶被激活,图示过程中需要消耗能量的是_____(从以下序号中选填)①谷氨酸的释放②Ca2+与N受体结合进入海马细胞③A受体的磷酸化
(6)为验证图中所示机制,研究者对小鼠H区传入纤维施加HFS,休息30分钟后,检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加,说明发生了图中的_____(填序号I或II)过程,即_____转移到细胞膜上。
2.(22-23高二上·上海嘉定·期末)如图表示高等动物体内的某些调节模式,A、B表示不同区域,C、D、E代表不同的物质或结构,a代表神经纤维上的一个点。
(1)图中D代表反射弧的______结构。
A.神经末梢 B.传入神经 C.效应器 D.感受器
(2)刺激D处,由于______离子大量进入膜内,a处膜两侧的电荷分布为______的静息电位反转为______的动作电位。
(3)当膀胱贮尿达到一定程度时,刺激膀胱壁感受器,兴奋沿盆神经传入____________中低级排尿中枢,同时上行传导至某处产生尿意,产生尿意的过程为____________(用箭头和图中的大写字母表示)。如果条件不许可,大脑皮层可对低级中枢起抑制作用,这说明________________________。
(4)以下关于躯体运动调节和内脏活动调节的比较,正确的______
A.
B.
C.
D.
(5)猴子听到锣声就会作出爬杆的动作,下列相关叙述错误的是______
A.该反射为条件反射
B.锣声是无关刺激
C.该反射由相应的反射弧完成
D.为防止该反射消退,需要不断强化
(6)研究者对因肠道微生物失衡导致小鼠肥胖的机制进行了研究,如下所示。该调节过程______。
肠道微生物醋酸盐副交感神经胃、胰岛的生理活动肥胖
A.不受意识的控制 B.不受脑的控制
C.属于条件反射 D.抑制胃和胰岛的分泌和蠕动
氨基丁酸(GABA)作为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,其作用机理如图所示。
(7)突触小泡的形成与______(细胞器)密切相关:其通过突触前膜释放神经递质的方式______;神经冲动在突触间隙中是以______信号进行传递的。
(8)请结合上图简述氨基丁酸(GABA)控制疼痛的机理:____________________。
3.(22-23高二上·上海嘉定·期末)胰岛B细胞内K+浓度为细胞外的28倍,而细胞外Ca2+浓度为细胞内的15000倍。与神经细胞一样,胰岛B细胞在静息状态下呈静息电位。当血糖浓度增加时,葡萄糖进入胰岛B细胞能引起胰岛B细胞和组织细胞的一系列生理反应,如图所示。
(1)胰岛素B细胞膜内外K+和Ca2+存在浓度差,其浓度差的建立和维持主要依靠的跨膜运输方式是______
A.自由扩散 B.协助扩散 C.主动运输 D.胞吞胞吐
(2)据图可知,进食后,血糖浓度升高,对胰岛B细胞的葡萄糖供应增加。葡萄糖进入胰岛B细胞后,首先使细胞内的______过程加强,同时导致ATP/ADP的比值上升,进而影响图示ATP敏感的K+通道和Ca2+通道的开闭状态,此时胰岛B细胞的膜两侧电荷分布为______。
(3)胰岛B细胞内ATP/ADP的比值上升最终促进胰岛素的分泌,下列关于该过程的叙述正确的是______
A.此过程中需要细胞膜上K+通道和Ca2+通道的协调
B.此过程中ATP还有作为信息分子的作用
C.Ca2+促进囊泡的形成、运输和分泌
D.胰岛素的合成和分泌不需要消耗ATP
(4)结合图示信息,写出胰岛素与组织细胞膜上的受体结合后降低血糖浓度的途径: ___________________。
(5)胰岛素分泌不足,会引起糖尿病,糖尿病患者除血糖偏高外,还常出现多饮、多食、多尿和体重减少的现象,请分析出现多尿的原因______________________________。
(6)人体中与胰岛素有拮抗作用的是______
A.抗利尿激素 B.胰高血糖素 C.肾上腺素 D.维生素
葡萄糖转运载体(GLUT)有多个成员,其中对胰岛素敏感的是GLUT4(见图)。
(7)GLUT1~3几乎分布于全身所有组织细胞,它们的生理功能不受胰岛素的影响其生理意义在于____________,以保证细胞生命活动的基本能量需要。
(8)据图分析,当胰岛素与蛋白M结合之后,经过细胞内信号转导,引起______与细胞膜的融合,从而提高了细胞对葡萄糖的转运能力。
(9)结合图分析,下列因素中可能会引发糖尿病的有______
A.体内产生蛋白M抗体 B.体内产生胰岛素抗体
C.信号转导蛋白缺失 D.胰高血糖素与其受体结合发生障碍
(10)为研究桑叶提取液对糖尿病大鼠的降血糖效果,某研究小组进行了如下实验。①实验材料和仪器:生理状况相同的健康大鼠30只、桑叶提取液、蒸馏水、血糖测定仪。
②实验步骤:
a.随机选取10只大鼠作为甲组,另外20只制备成实验性糖尿病的大鼠随机均分成乙组和丙组。
b.____________,并进行数据统计。
c.丙组大鼠灌喂桑叶提取液2 mL/d,甲组和乙组大鼠灌喂____________,连续灌喂4周,在这过程中,各组大鼠均饲喂普通饲料,自由饮食。
d.4周后,测定各组大鼠的血糖浓度,并进行数据统计分析
③实验结果:请据下表中的实验数据将“组别”栏补充完整,从上到下依次是____________(用甲、乙、丙表示)。
组别
数量(只)
实验开始时(mmol/L)
4周后(mmol/L)
10
3.85
3.94
10
18.62
10.12
10
19.46
19.00
④实验结论:________________________________。
/
学科网(北京)股份有限公司
$
专题02 人体的神经调节
核心必练+进阶提升+培优冲刺 三层突破
(一)(24-25高二上·上海·期末)I.听力障碍是影响人类生活质量和导致残疾的主要问题之一,内耳中的毛细胞在听力的形成中起重要作用,图1中a所示为正常毛细胞中的信息传递过程,b和c为两种由毛细胞功能改变造成的听力障碍机制。
1.从参与反射来看,毛细胞在反射弧中属于_____,图1a中发生的信息传递或转变是_____。
A.由电信号向化学信号转变
B.由化学信号向电信号转变
C.只有电信号传导
D.只有化学信号传递
2.图1表明,Ca2+发生跨膜运输的条件是_____(多选)
A.质膜内外的Ca2+存在浓度差
B.质膜上有Ca2+通道
C.细胞质膜上有神经冲动的传导
D.毛细胞能为Ca2+内流提供能量
3.根据图1b和图1c中的信息,以下分析正确的是_____(多选)
A.图1b中长期高分贝声音直接抑制了Ca2+内流
B.图1c中异常耳铁蛋白直接抑制了突触小泡与质膜融合
C.两者的钙通道蛋白空间构象不同
D.两种听力障碍都可以通过改变用耳习惯缓解
II.耳铁蛋白异常由基因X突变引起并导致耳聋,测得在某耳铁蛋白异常造成的耳聋患者家系(图2)中,第一代个体的致病基因临近片段上有特异性DNA序列M1,正常基因所在染色体的相应位置上有特异性DNA序列M2.图3为家族4人进行基因检测的结果。
4.该遗传性耳聋的遗传方式是_____。
5.用A和a表示基因X的等位基因,则I1的基因型是_____。
6.M1和M2的遗传符合_____。(编号选填)
①基因的自由组合定律②基因的分离定律③基因的连锁与交换
7.II1的体细胞中,来自于I1染色体可能是_____。
【答案】1. 感受器 A 2.ABC 3.BC 4.常染色体隐性遗传 5.Aa 6.② 7.①③
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病:(1)单基因遗传病包括常染色体显性遗传病(如并指)、常染色体隐性遗传病(如白化病)、伴X染色体隐性遗传病(如血友病、色盲)、伴X染色体显性遗传病(如抗维生素D佝偻病)。(2)多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的,如青少年型糖尿病。(3)染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病(如猫叫综合征)和染色体数目异常遗传病(如21三体综合征)。
1.由图可知,正常毛细胞可接受声音的刺激后产生兴奋,属于反射弧中的感受器;图a兴奋后会将电信号转化为化学信号以神经递质的形式释放到突触间隙,即图a中发生了由电信号向化学信号转变的过程。
故选A。
2.由图a可知,当毛细胞兴奋后,钙离子通过膜上的通道蛋白从高浓度向低浓度通过协助扩散运输进入细胞内,而图b在长时间高分贝声音的刺激下,根毛细胞没有兴奋,不能使钙离子通过膜上的通道蛋白从高浓度向低浓度运输进入细胞内,因此Ca2+发生跨膜运输的条件是:质膜内外的Ca2+存在浓度差,质膜上有Ca2+通道;细胞内有神经冲动的传导,而协助扩散不消耗能量。
故选ABC。
3.A、图b中长期高分贝声音没有使根毛细胞产生动作电位,因此没有使钙离子内流,并非长期高分贝声音直接抑制了Ca2+内流,A错误;
B、a中正常耳铁蛋白与钙离子结合可促进突触小泡向突触前膜移动,并释放神经递质,而c中异常耳铁蛋白不能与钙离子结合,不能使突触小泡与质膜融合,B正确;
C、据图可知,b和c中钙通道蛋白空间构象不同,因此b中钙离子不能进入细胞,C正确;
D、b中钙离子通道关闭,而c中耳铁蛋白空间结构改变,蛋白质空间结构改变后不会因为用耳习惯而恢复,因此不能通过改变用耳习惯缓解听力障碍,D错误。
故选BC。
4.分析题图,双亲都正常,生出患病孩子,说明是隐性遗传病,又因为患者是女儿,可判断该病为常染色体隐性遗传。
5.用A和a表示基因X的等位基因,II2是患者,基因型是aa,则I1基因型均为Aa。
6.已知第一代个体的致病基因临近片段上有特异性DNA序列M1,正常基因所在染色体的相应位置上有特异性DNA序列M2,因此M1和M2是位于一对同源染色体上的片段,其遗传符合分离定律,即②正确。
7.由于第一代个体的致病基因临近片段上有特异性DNA序列M1,正常基因所在染色体的相应位置上有特异性DNA序列M2,Ⅰ1基因型为Aa,A所在的染色体存在M2,a基因所在的染色体存在M1,若发生互换,则a基因可能会和M2重组,根据检测结果可知,Ⅱ1的体细胞中含M2,因此Ⅱ1的体细胞中,来自于Ⅰ1染色体可能是①③。
(二)(24-25高二上·上海·期末)科学研究发现肠道活动与脑之间存在密切的联络,相关机制如图1所示。其中血清素是与人的情绪相关的信号分子,能够给人带来愉悦感。进一步研究表明,某些肠道微生物的代谢产物会促进肠道上皮细胞分泌血清素,脑中的血清素90%以上来自于肠道。
8.据图1可知,肠道上皮细胞产生的血清素到达并进入脑部神经元依次经过的内环境是_____。
9.据图1判断,血清素属于神经系统中的_____。
10.血清素是一种小分子,图1中神经元释放血清素的方式是_____,这种释放方式的生物学意义是_____。
A.短时间内可大量释放,有利于神经信号快速传递
B.避免被相关酶降解,有利于神经信号快速传递
C.顺浓度梯度运输,不需要消耗能量
D.需要载体,有利于血清素与受体结合
11.根据题意,下列有关肠与脑之间联系的分析,合理的是_____(多选)
A.血清素与脑部神经元上的受体结合,引起钠离子大量内流
B.长期服用抗生素,有利于肠道产生更多的血清素
C.适当补充血清素可能会使人的情绪更好
D.如果阻断肠道与大脑的联系,将对情绪产生负面影响
抑郁症的成因复杂,现有几种假说比较得到认可。一种是HPA轴假说:HPA轴功能亢进,导致与情绪和认知相关的海马体受损引发抑郁,有研究表明抑郁症患者HPA轴功能亢进与肠道菌群失调之间有相关性;一种是5-HT(5-羟色胺,一种与愉悦情绪有关的神经递质)假说,该假说机制与图2中的一些结构或物质异常有关,其中的单胺氧化酶可降解5-HT。
12.请用箭头和图中字母绘制出图2结构中信息的传导途径_____。
13.在5-HT假设成立的前提下,结合相关信息和图2。判断下列结构或物质的异常变化会导致抑郁的是_____(编号选填)。
①5-HT合成增加②5-HT合成减少③5-HT载体增加
④5-HT载体减少⑤单胺氧化酶增加⑥5~HT受体减少
14.肠腔中的肠道菌群所处的环境_____(属于/不属于)内环境。
15.若要对“抑郁症患者HPA功能亢进与肠道菌群失调相关”加以验证,应选取健康人和_____(抑郁症患者/未曾治疗的抑郁症患者)进行对照分析。
肠道菌群能通过菌体自身或其代谢产物对人脑产生影响,部分机制如下图3,致病菌产生的毒素可刺激肠嗜铬细胞分泌5-羟色胺(5-HT),继而诱发呕吐现象和“恶心”样行为。研究者先给小鼠品尝樱桃味糖精溶液后,随即在肠道内注射金黄色葡萄球菌肠毒素,小鼠出现呕吐现象。多次重复后,停止注射毒素一段时间内,小鼠出现味觉回避反应,即再给小鼠提供樱桃味糖精溶液时,小鼠品尝的次数减少,表现出“恶心”样行为。
16.毒素引发呕吐属于_____反射,在味觉回避反应中,樱桃味糖精溶液属于_____刺激。(编号选填)
①非条件反射②条件反射③无关刺激④条件刺激⑤非条件刺激
17.下列相关说法正确的是_____。(多选)
A.嗜铬细胞释放5-HT的方式为胞吞
B.迷走神经上存在5-HT的特异性受体
C.5-HT发挥作用后可能会被相应的酶降解
D.交感神经兴奋,促进胃肠蠕动,导致呕叶
【答案】
8.组织液、血浆、组织液 9.神经递质 10. 胞吐 A 11.ACD 12.a→b→c 13.②③⑤⑥ 14.不属于 15.未曾治疗的抑郁症患者 16. ① ④ 17.BC
【分析】1、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。兴奋在神经元之间的传递过程为: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。
2、人体内的液体都叫体液,可以分成细胞内液和细胞外液,其中细胞外液是人体细胞直接生存的环境,又叫内环境。内环境主要由血浆、组织液和淋巴液组成。内环境的作用是:细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
8.血清素是与人的情绪相关的信号分子,肠道上皮细胞分泌血清素进入组织液,进过血浆运输,通过组织液作用于进入脑部神经元,肠道上皮细胞产生的血清素到达并进入脑部神经元,依次经过的内环境是组织液、血浆、组织液。
9.据图判断,血清素由突触前膜中的突触小泡释放,属于神经系统中的神经递质。
10.血清素属于神经系统中的神经递质,神经元通过胞吐的方式释放血清素。这种释放方式的生物学意义是短时间内可大量释放,有利于神经信号快速传递。神经递质作用后别灭活,因此不能避免被相关酶降解。胞吐过程不需要载体,但需要消耗能量,A正确,BCD错误。
故选A。
11.A、血清素与脑部神经元上的受体结合可引起钠离子大量内流,产生动作电位,从而产生愉悦感,A正确;
B、长期服用抗生素可能会破坏肠道内的微生物平衡,抑制这些有益微生物的生长,不利于肠道产生更多的血清素,B错误;
C、血清素是与人的情绪相关的信号分子,能够给人带来愉悦感,适当补充血清素可能会使人的情绪更好,C正确;
D、某些肠道微生物的代谢产物会促进肠道上皮细胞分泌血清素,脑中的血清素90%以上来自于肠道,如果阻断肠道与大脑的联系,将对情绪产生负面影响,D正确。
故选ACD。
12.兴奋传导到突触小体,突触小泡向突触前膜移动,与突触前膜融合,以胞吐的形式释放神经递质到突触间隙,与突触后膜上的受体结合,引起突触后膜电位变化,图2结构中信息的传导途径a→b→c。
13.若5-HT假设成立,5-HT(5-羟色胺)合成减少,5-HT载体增加5-HT(5-羟色胺)的回收的量,单胺氧化酶增加会分解突触间隙中的5-HT(5-羟色胺),都会使突触间隙中的5-HT(5-羟色胺)减少,以及5-HT受体减少,会使作用与突触后膜受体的 5-HT减少,突触后膜难以发生兴奋,导致抑郁。
故选②③⑤⑥。
14.内环境指细胞外液,包括组织液、血浆、淋巴液等,肠腔与外界环境相通,不属于内环境。
15.若要对“抑郁症患者HPA功能亢进与肠道菌群失调相关”加以验证,应选取健康人(对照组)和未曾治疗的抑郁症患者(未曾使用药物调节肠道菌群的患者)进行对照分析。
16.毒素引发呕吐的反射是生来就有的属于①非条件反射;在味觉回避反应中,樱桃味糖精溶液属于外界④条件刺激。
17.A、嗜铬细胞释放5-HT的方式为胞吐,A错误;
B、5-HT可诱发迷走神经元兴奋,因此迷走神经元上存在5-HT的特异性受体,B正确;
C、5-羟色胺(5-HT)属于激素,在发挥作用后可能会被相应的酶降解,C正确;
D、交感神经兴奋时,胃肠蠕动和消化腺的分泌活动减弱,D错误。
故选BC。
1.(23-24高二上·上海浦东新·期末)癫痫是大脑神经元因突发性异常放电而导致短暂大脑功能障碍的一种慢性疾病。生酮饮食是一种脂肪比例高、糖类比例低,蛋白质和其他营养素合适的配方饮食。为了解饮食对癫痫病的影响,科学家利用癫痫病模型小鼠进行了多项研究,实验结果如下图。癫痫发作阈值是指诱发癫痫发作所需的刺激强度或条件。
(1)癫痫,民间常称之为“羊癫疯”,其临床特征表现为双眼上翻、牙关紧闭、双拳紧握、四肢抽搐等。某药物X可治疗癫痫,下列有关叙述正确的是____。
A.癫痫发作时可能是有关突触前膜释放的兴奋性递质不能有效降解或回收
B.药物X可能促进突触前膜释放抑制性神经递质,抑制有关神经元兴奋
C.药物X可能阻断突触前膜对抑制性神经递质的回收
D.药物X可能使抑制性神经递质的受体失去活性
(2)通过“模型鼠”实验发现,酗酒容易诱发癫痫发作,因为酒精可引起神经系统高度兴奋,容易使神经元出现突发性____的现象。
(3)图1实验设置的对照组的处理是____。该实验结果表明生酮饮食可以____(“促进”或“抑制”)小鼠的癫痫发作。
为了测试肠道菌群是否对防止癫痫发作有重要作用,研究者分析了生酮饮食对两种类型小鼠的影响,结果如图2。
(4)该实验的自变量为____。
(5)研究发现:若没有肠道菌群,生酮饮食____(选填“能”或“不能”)有效地抑制癫痫发作。当恢复肠道菌群后,生酮饮食则能够明显提高____。
(6)分析该结果,可得出结论:____。
研究者继续进行实验:①给无菌小鼠接种多个不同菌种。②然后再给这些鼠饲喂等量生酮饮食。数天后对小鼠肠道菌群进行分离鉴定。结果发现饲喂生酮饮食后,其肠道菌群多样性降低,但AKK菌和Pb菌比例上升。继续用两种菌做实验,得到如图3所示的结果。
(7)由此可知:若接种____,可以促使生酮饮食更有效地防止癫痫发作。通过上述实验,为寻找新的干预措施来改善癫痫患者发病程度和发病率带来了希望。
癫痫的治疗以药物治疗为主,药物的选择要根据癫痫发作类型、癫痫及癫痫综合征类型选择用药。下图为两种抗癫痫药物—噻加宾和苯巴比妥的作用机理示意图。请回答:
(8)神经递质一谷氨酸主要存在于突触小体的突触小泡内,谷氨酸与突触后膜上的谷氨酸受体结合后,会形成两种递质—受体复合物。由图可知谷氨酸是一种____(“兴奋性”或“抑制性”)神经递质,判断依据是____。
(9)研究发现癫痫病人大脑神经元经常突发性异常兴奋,这跟其突触间隙中GABA的量____(填“过高”或“过低”)有关。
(10)结合题干信息,据图判断,苯巴比妥能____(填“延长”或“缩短”)Cl-通道的开放时间,通过改变Cl-内流,最终影响突触后膜兴奋来治疗癫痫;与苯巴比妥不同,噻加宾治疗癫痫的机理是____。
(11)上述药物虽可以治疗癫痫,但过量服用会引起震颤、意识受损甚至昏迷等症状。已知GABA也可被体内的GABA转氨酶降解而失活,据此也可开发药物:将GABA转氨酶的____(填“抑制剂”或“激活剂”)作为药物施用于病人,可缓解病情。
【答案】(1)ABC
(2)异常放电
(3) 给与实验组数量相同的模型小鼠,饲喂等量的普通谷物类(高糖、低脂)食物 抑制
(4)饮食种类(有无生酮饮食)和有无肠道菌群
(5) 不能 癫痫发作阈值
(6)生酮饮食的抗癫痫作用需要有肠道菌群的参与
(7)Akk和Pb两种菌
(8) 兴奋性 谷氨酸作用于受体后,使钙离子和钠离子通道打开,引起钙离子和钠离子内流,突触后膜兴奋
(9)过低
(10) 延长 抑制突触前膜上的GABA转运体,减少对GABA的回收,提高突触间隙中GABA的浓度
(11)抑制剂
【分析】1、细胞内的能源物质:
(1)细胞中主要的能源物质是(糖类);在动物细胞中主要是指(葡萄糖);
(2)细胞中良好的储能物质是(脂肪);此外常见的脂质还包括(脂肪、脂)和(固醇)。
2、平板划线分离法:是指把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞用接种环在平板培养基表面,通过分区划线稀释而得到较多独立分布的单个细胞,经培养后生长繁殖成单菌落,通常把这种单菌落当作待分离微生物的纯种。
3、微生物学实验中的一种操作方法。由于将含菌材料现加到还较烫的培养基中再倒平板易造成某些热敏感菌的死亡,而且采用稀释倒平台法也会使一些严格好氧菌因被固定在琼脂中间缺乏氧气而影响其生长,因此在微生物学研究中更常用的纯种分离方法是涂布平板法。。
【详解】(1)A、根据题意,癫痫是大脑神经元因突发性异常放电而导致短暂大脑功能障碍的一种慢性疾病,表现为双眼上翻、牙关紧闭、双拳紧握、四肢抽搐等,因此可能是神经长时间兴奋引起的,因此可能是有关突触前膜释放的兴奋性递质不能有效降解或回收,A正确;
BC、药物X促进突触前膜释放抑制性神经递质,抑制有关神经元兴奋或药物X可能阻断突触前膜对抑制性神经递质的回收,使得相关肌肉可以松弛,从而可以减少牙关紧闭、双拳紧握、四肢抽搐等的时间,达到治疗疾病的目的,BC正确;
D、如果药物X可能使抑制性神经递质的受体失去活性,使得相关神经元持续兴奋,可能使双眼上翻、牙关紧闭、双拳紧握、四肢抽搐时间延长,不能达到治疗的目的,D错误。
故选ABC。
(2)根据题意,癫痫是大脑神经元因突发性异常放电而导致短暂大脑功能障碍的一种慢性疾病,而酒精可引起神经系统高度兴奋,容易使神经元出现突发性异常放电的现象,进而引起癫痫。
(3)图1自变量是有无生酮饮食,实验组用生酮饮食处理,对照组应该给与实验组数量、健康状况相同的同龄小鼠饲喂等量的普通谷物类食物(高糖、低脂)处理,从图中可以看出,有生酮饮食的小鼠,癫痫发作的阈值升高,说明不易发生癫痫,表明生酮饮食可以抑制小鼠的癫痫发作。。
(4)该实验的目的是测试肠道菌群是否对防止癫痫发作有重要作用,有无生酮饮食对两种类型小鼠的影响,所以本实验自变量为饮食种类(有无生酮饮食)和有无肠道菌群。
(5)据图分析可知,若没有肠道菌群,生酮饮食不能提高癫痫发作的阈值,不能有效地抑制癫痫发作。当恢复肠道菌群后,生酮饮食则能够明显提高癫痫发作阈值。
(6)据图分析可知,若没有肠道菌群,生酮饮食不能提高癫痫发作的阈值,不能有效地抑制癫痫发作。当恢复肠道菌群后,生酮饮食则能够明显提高癫痫发作阈值,说明生酮饮食的抗癫痫作用需要有肠道菌群的参与。
(7)饲喂生酮饮食后,AKK菌和Pb菌比例上升,癫痫发作的阈值降低,有效防止癫痫发作,所以如果更有效防止癫痫发作应该接种Akk和Pb两种菌。
(8)据图可知,谷氨酸 与突触后膜上的受体结合后会引起突触后膜钙离子和钠离子内流,形成外负内正的动作电位,因此可知谷氨酸是一种兴奋性递质。
(9)根据题意,两种抗癞痫药物—噻加宾和苯巴比妥能起作用,根据图示噻加宾能抑制突触前膜上的GABA转运体,减少对 GABA的回收,提高突触间隙中GABA的浓度,因此癫痫病人大脑神经元经常突发性异常兴奋,与突触间隙中GABA的量过低有关。
(10)根据苯巴比妥与苯巴比妥位点结合后通过改变Cl-内流,最终影响突触后膜兴奋来治疗癫痫,由于癫痫是大脑神经元突发性异常放电并向周围扩散,引发脑细胞过度兴奋, 因此推测苯巴比妥能促进Cl-内流的量,使细胞不易兴奋,故苯巴比妥能延长Cl-通道的开放时间。根据图示噻加宾能抑制突触前膜上的GABA转运体,减少对 GABA的回收,提高突触间隙中GABA的浓度促进突触后膜Cl-内流,进而抑制突触后膜兴奋,因此可抑制癫病发生。
(11)已知GABA也可被体内的GABA转氨酶降解而失活,而GABA含量过低易引起癫痫,因此据此也可开发药物:将GABA转氨酶的抑制剂作为药物施用于病人,使得突触间隙GABA含量升高,进而缓解病情。
2.(24-25高二上·上海·期末)阿尔茨海默症(AD)是大脑神经元凋亡的中枢神经系统退行性疾病,主要表现为认知功能障碍和记忆力下降。该病主要是由β-淀粉样蛋白(Aβ)聚集而破坏神经细胞所致,AD病人的特异性标志物之一是脑组织中出现的淀粉样斑块沉积。大脑海马区对人类记忆储存和学习起着核心作用。
(1)下列分子中,不可能参与β-淀粉样蛋白构成的是_____(单选)。
A. B.
C. D.
海马区(H区)与机体的记忆形成有关,记忆形成的机制如图所示(图中黑点均代表谷氨酸)。
(2)图所示结构的名称是_______。
(3)谷氨酸为小分子化合物,但仍以图所示方式释放,其意义是______(多选)。
A.可以快速传递信息分子 B.避免被X处的酶降解
C.短时间内可大量释放 D.减少能量的消耗
(4)谷氨酸在图示海马区突触联系中属于______(兴奋性/抑制性)神经递质,原因是_______。
(5)请选择下列谷氨酸作用海马区神经细胞后,神经细胞产生的生理活动,并排序_______。
①A受体与谷氨酸结合
②N受体与谷氨酸结合
③钙离子内流
④谷氨酸与钙调蛋白结合
⑤C酶活化
⑥A受体胞吐至突触前膜
⑦A受体磷酸化
⑧N受体磷酸化
⑨钠离子主动运输进入细胞
⑩钠离子被动运输进入细胞
(6)如上图所示,Aβ多肽由β-淀粉样前体蛋白被γ-分泌酶切割后产生,下列相关叙述正确的是_____(多选)。
A.γ-分泌酶的合成需要核糖体参与
B.γ-分泌酶催化磷酸二酯键的水解
C.γ-分泌酶只能识别并切割β-淀粉样蛋白前体蛋白不能切割Aβ多肽
D.药物研发中,可以将通过调节γ-分泌酶活性来治疗疾病作为一种研究思路
(7)AD患者体内,Aβ可以与海马区细胞膜上N受体结合,其作用结果是_________(增加/降低)海马区细胞兴奋性;同时AD患者的神经纤维常常出现缠结原因是Aβ多肽聚合导致微管稳定性丢失,由微管蛋白组成的__________(细胞结构)被破坏,不能维持细胞的正常形态。
最新研究发现,Aβ也会竞争性作用于大脑神经细胞的胰岛素受体上,抑制胰岛素作用,对大脑神经细胞产生一系列影响,如下图所示。
(8)结合本题资料以及胰岛素的作用,分析Aβ作用于大脑神经细胞的胰岛素受体后,图中编号①—④相关物质或生理现象的变化是①________②________③________④__________(填“上升”或“下降”或“不变”)
(9)综上所述,请根据1—8题所有信息以及所学知识,分析Aβ多肽造成AD患者认知功能障碍和记忆力下降的原因:_____。
【答案】(1)B
(2)突触
(3)AC
(4) 兴奋性 谷氨酸作用于突触后膜的受体,引起Na+内流,导致下一个神经元兴奋
(5)②③④⑤⑦⑥①⑩
(6)ACD
(7) 降低 细胞骨架
(8) 下降 上升 下降 下降
(9)Aβ 多肽聚集形成淀粉样斑块沉积,破坏神经细胞;Aβ 与海马区细胞膜上 N 受体结合,降低海马区细胞兴奋性;Aβ 多肽聚合破坏细胞骨架,影响细胞正常形态;Aβ 竞争性作用于胰岛素受体,抑制胰岛素作用,导致葡萄糖摄取和糖原合成下降,细胞供能不足,乙酰胆碱合成减少,影响神经递质传递,同时炎症因子释放增加,进一步损伤神经细胞,从而导致认知功能障碍和记忆力下降
【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。
【详解】(1)蛋白质的基本单位是氨基酸,氨基酸的结构特点是至少含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,ACD选项中的分子符合上述特征,B选项氨基和羧基没有连在同一个碳原子上,ACD正确,B错误。
故选B。
(2)图示结构包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,属于突触。
(3)A、胞吐是一种快速的物质释放方式,能够在短时间内将谷氨酸释放到突触间隙,从而快速传递信息,使神经元之间的信号传递更加迅速和高效,A正确;
B、即使以胞吐方式释放,谷氨酸进入突触间隙后仍可能被相关的酶降解,胞吐并不能完全避免其被降解,B错误;
C、胞吐作用可以在短时间内将大量的谷氨酸释放到细胞外,以满足神经信号传递等生理过程的需要,相比其他运输方式,能更有效地实现大量物质的快速释放,C正确;
D、胞吐过程需要消耗能量,与其他一些运输方式相比,它并不是一种减少能量消耗的方式,D错误。
故选AC。
(4)谷氨酸在图示海马区突触联系中属于兴奋性神经递质,原因是作用于突触后膜的受体,引起Na+内流,导致下一个神经元兴奋。
(5)由图可知,首先是神经递质与相应受体结合,这里②N 受体与谷氨酸结合是起始步骤。N 受体与谷氨酸结合后,会导致钙离子通道打开,③钙离子内流。钙离子内流后,④谷氨酸与钙调蛋白结合 ,进而⑤C 酶活化。C 酶活化后,会使⑦A 受体磷酸化,然后⑥A 受体胞吐至突触前膜,①A受体与谷氨酸结合,引起⑩钠离子被动运输进入细胞(因为细胞外钠离子浓度高,神经细胞兴奋时,钠离子通过离子通道以协助扩散即被动运输的方式进入细胞,而不是主动运输,所以⑨错误)。综合以上分析,正确的顺序为②③④⑤⑦⑥①⑩ 。
(6)A、 γ - 分泌酶的化学本质是蛋白质,蛋白质的合成场所是核糖体,所以γ - 分泌酶的合成需要核糖体参与,A正确;
B、 γ - 分泌酶切割的是蛋白质,催化的是肽键的水解,而不是磷酸二酯键的水解,磷酸二酯键是核酸中核苷酸之间的连接键,B错误;
C、从题干信息可知,γ - 分泌酶只能识别并切割β - 淀粉样前体蛋白产生Aβ多肽,不能切割Aβ多肽,C正确;
D、 因为Aβ多肽的产生与γ - 分泌酶有关,而Aβ多肽可能与相关疾病有关,所以在药物研发中,可以将通过调节γ - 分泌酶活性来治疗疾病作为一种研究思路,D正确。
故选ACD。
(7)在AD患者体内,Aβ与海马区细胞膜上N受体结合后,会降低海马区细胞兴奋性。因为Aβ的异常作用会干扰神经细胞正常的兴奋,抑制平衡,导致细胞兴奋性下降。微管蛋白组成细胞中的细胞骨架,细胞骨架对于维持细胞的正常形态、保持细胞内部结构的有序性等方面起着重要作用。当Aβ多肽聚合导致微管稳定性丢失时,由微管蛋白组成的细胞骨架被破坏,就不能维持细胞的正常形态。
(8)据图可知,发生胰岛素抵抗时,胰岛素与胰岛素受体结合后①信号转导下降,导致Akt活性降低,从而解除了其对GSK3β的抑制,GSK3β的活性升高,进一步引起细胞中的β-淀粉样蛋白(Aβ)含量②上升,进而引起线粒体损伤,线粒体损伤会导致有氧呼吸下降,③ATP的合成减少,④含葡萄糖转运载体的囊泡向细胞膜转移减少,最终不能促进血糖进入细胞内氧化分解、合成糖原或转变为非糖物质。
(9)Aβ 多肽造成 AD 患者认知功能障碍和记忆力下降的原因有:Aβ 多肽聚集形成淀粉样斑块沉积,破坏神经细胞;Aβ 与海马区细胞膜上 N 受体结合,降低海马区细胞兴奋性;Aβ 多肽聚合破坏细胞骨架,影响细胞正常形态;Aβ 竞争性作用于胰岛素受体,抑制胰岛素作用,导致葡萄糖摄取和糖原合成下降,细胞供能不足,乙酰胆碱合成减少,影响神经递质传递,同时炎症因子释放增加,进一步损伤神经细胞,从而导致认知功能障碍和记忆力下降。
1.(22-23高二上·上海·期末)人体的神经调节
如图表示高等动物体内的某些调节模式,A、B表示不同区域,C、D、E代表不同的物质或结构,a代表神经纤维上的一个点。
(1)如图中D代表反射弧的_____结构。
A.神经末梢 B.传入神经 C.效应器 D.感受器
(2)a点处于静息状态时,其膜内的电位表现为_____;刺激D处,兴奋在a处以_____的形式_____(填写“双向”或“单向”)传导。
(3)当膀胱贮尿达到一定程度时,刺激膀胱壁感受器,兴奋沿盆神经传入_____中的低级排尿中枢,同时上行传导至某处产生尿意,产生尿意的过程为_____(用箭头和图中的大写字母表示)。
学习、记忆是动物适应环境、使个体得到发展的重要功能。通过电刺激实验,发现学习、记忆功能与高等动物的海马脑区(H区)密切相关。如果在H区的传入纤维上施加100次/秒、持续1秒的强刺激(HFS),在刺激后几小时之内,只要再施加单次强刺激,突触后膜的电位变化都会比未受过HFS处理时高2~3倍,研究者认为是HFS使H区神经细胞产生了“记忆”,如下图为这一现象可能的机制。请分析回答:
(4)在小鼠H区的传入纤维中部施加单次强刺激,兴奋经神经纤维传导到突触前膜,并导致_____与突触前膜融合释放神经递质作用于突触后膜的相关受体,引起突触后膜膜电位变化。
(5)据图分析,突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+进入胞内与_____共同作用,使C酶被激活,图示过程中需要消耗能量的是_____(从以下序号中选填)①谷氨酸的释放②Ca2+与N受体结合进入海马细胞③A受体的磷酸化
(6)为验证图中所示机制,研究者对小鼠H区传入纤维施加HFS,休息30分钟后,检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加,说明发生了图中的_____(填序号I或II)过程,即_____转移到细胞膜上。
【答案】(1)D
(2) 负 生物电 单向
(3) 脊髓 D→E→A
(4)突触小泡
(5) 钙调蛋白 ①③
(6) II 胞内的A受体
【分析】完整的反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器,兴奋在为离体的神经纤维上的传导是单向的,兴奋在神经元之间的传递是单向的。
【详解】(1)完整的反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器,根据图中兴奋传到方向可知,兴奋从D再到E再到脊髓,因此判断D为感受器,ABC错误,D正确。
故选D。
(2)静息时,钾离子外流,形成外正内负的静息电位,因此a点静息时,其膜内的电位表现为负电位,a处所在的位置为神经纤维,兴奋在未离体的神经纤维上传导是单向的,以生物电(神经冲动)的形式单向传导。
(3)当膀胱尿量达到一定程度时,膀胱壁的牵张感受器受到刺激而兴奋,冲动沿盆神经传入到达脊髓低级排尿中枢,同时,冲动传至大脑皮层的排尿高级中枢,并产生尿意,即D→E→A。
(4)在小鼠H区的传入纤维中部施加单次强刺激,兴奋经神经纤维传导到突触前膜,当轴突末梢有神经冲动传来时,突触小泡受到刺激,就会向突触前膜移动并与它融合,同时释放神经递质,神经递质作用于突触后膜的相关受体,引起突触后膜膜电位变化。
(5)据图分析,突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+进入细胞内与钙调蛋白共同作用,使C酶的空间结构发生改变(球形变成多边形),C酶被激活。结合题图,①谷氨酸的释放(神经递质的释放)是以胞吐形式释放的,需要消耗能量;②Ca2+与N受体结合进入海马细胞,突触后膜外的Ca2+浓度高,膜内Ca2+浓度低,并且运输需要借助细胞膜上的受体蛋白质,因此运输方式为协助扩散,不需要消耗能量;③A受体的磷酸化过程中ATP水解,释放能量,即A受体的磷酸化过程消耗能量,故图示过程中需要消耗能量的是①③。
(6)结合题图,检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加,说明发生了图中的II过程,即胞内的A受体转移到细胞膜上,增加了细胞膜上的A受体数量。
2.(22-23高二上·上海嘉定·期末)如图表示高等动物体内的某些调节模式,A、B表示不同区域,C、D、E代表不同的物质或结构,a代表神经纤维上的一个点。
(1)图中D代表反射弧的______结构。
A.神经末梢 B.传入神经 C.效应器 D.感受器
(2)刺激D处,由于______离子大量进入膜内,a处膜两侧的电荷分布为______的静息电位反转为______的动作电位。
(3)当膀胱贮尿达到一定程度时,刺激膀胱壁感受器,兴奋沿盆神经传入____________中低级排尿中枢,同时上行传导至某处产生尿意,产生尿意的过程为____________(用箭头和图中的大写字母表示)。如果条件不许可,大脑皮层可对低级中枢起抑制作用,这说明________________________。
(4)以下关于躯体运动调节和内脏活动调节的比较,正确的______
A.
B.
C.
D.
(5)猴子听到锣声就会作出爬杆的动作,下列相关叙述错误的是______
A.该反射为条件反射
B.锣声是无关刺激
C.该反射由相应的反射弧完成
D.为防止该反射消退,需要不断强化
(6)研究者对因肠道微生物失衡导致小鼠肥胖的机制进行了研究,如下所示。该调节过程______。
肠道微生物醋酸盐副交感神经胃、胰岛的生理活动肥胖
A.不受意识的控制 B.不受脑的控制
C.属于条件反射 D.抑制胃和胰岛的分泌和蠕动
氨基丁酸(GABA)作为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,其作用机理如图所示。
(7)突触小泡的形成与______(细胞器)密切相关:其通过突触前膜释放神经递质的方式______;神经冲动在突触间隙中是以______信号进行传递的。
(8)请结合上图简述氨基丁酸(GABA)控制疼痛的机理:____________________。
【答案】(1)D
(2) 钠 外正内负 外负内正
(3) 脊髓 D→E→A 位于脊髓的低级中枢受脑中大脑皮层的调控
(4)D
(5)B
(6)A
(7) 高尔基体 胞吐 化学
(8)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;突触后膜的电位依然保持静息状态的外正内负,因此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
【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。突触:包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。(2)兴奋的传递方向:由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡内,所以兴奋在神经元之间(即在突触处)的传递是单向的,只能是:突触前膜→突触间隙→突触后膜(上个神经元的轴突→下个神经元的细胞体或树突)。(3)传递形式:电信号→化学信号→电信号。
【详解】(1)据图中突触的结构和形状可知,D是反射弧中的感受器,能够感受外界刺激。故选D。
(2)刺激D处,该处兴奋,由于钠离子通道开放,钠离子内流,a处膜两侧的电荷分布为外正内负的静息电位变为外负内正的动作电位。
(3)排尿反射的低级中枢位于脊髓;当膀胱尿量达到一定程度时,膀胱壁的牵张感受器受到刺激而兴奋,冲动沿盆神经传入到达脊髓中低级排尿中枢,同时,冲动传至大脑皮层的排尿反射高级中枢,并产生尿意,即D→E→A;如果条件不许可,大脑皮层也可对低级中枢起抑制作用,这说明位于脊髓的低级中枢受脑中大脑皮层的调控。
(4)躯体运动调节和内脏活动调节都需要脑和脊髓的参与,其中躯体运动调节受意识控制,而内脏活动调节不受意识控制。故选D。
(5)A、猴子听到锣声就会作出爬杆的动作是经过后天训练习得的,属于条件反射,A正确;
B、锣声是条件刺激,B错误;
C、反射的结构基础是反射弧,故该反射由相应的反射弧完成,C正确;
D、为防止该反射消退,需要不断强化条件刺激,D正确。
故选B。
(6)A、由模式图分析可知,肠道微生物失衡导致小鼠肥胖过程不受意识控制,A正确;
B、由于副交感神经受下丘脑控制,而作为高级中枢的大脑皮层可以控制下丘脑活动,B错误;
C、由模式图分析可知,该过程不需要大脑皮层参与,故属于非条件反射,C错误;
D、该调节过程中促进胃的消化吸收,抑制胰岛素的分泌,D错误。
故选A。
(7)突触小泡的形成与高尔基体密切相关;其通过突触前膜释放神经递质的方式胞吐;神经冲动在突触间隙中是以化学信号进行传递的。
(8)由图示可知,氨基丁酸(GABA) 控制疼痛的机理: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;突触后膜的电位依然保持静息状态的外正内负,因此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。
3.(22-23高二上·上海嘉定·期末)胰岛B细胞内K+浓度为细胞外的28倍,而细胞外Ca2+浓度为细胞内的15000倍。与神经细胞一样,胰岛B细胞在静息状态下呈静息电位。当血糖浓度增加时,葡萄糖进入胰岛B细胞能引起胰岛B细胞和组织细胞的一系列生理反应,如图所示。
(1)胰岛素B细胞膜内外K+和Ca2+存在浓度差,其浓度差的建立和维持主要依靠的跨膜运输方式是______
A.自由扩散 B.协助扩散 C.主动运输 D.胞吞胞吐
(2)据图可知,进食后,血糖浓度升高,对胰岛B细胞的葡萄糖供应增加。葡萄糖进入胰岛B细胞后,首先使细胞内的______过程加强,同时导致ATP/ADP的比值上升,进而影响图示ATP敏感的K+通道和Ca2+通道的开闭状态,此时胰岛B细胞的膜两侧电荷分布为______。
(3)胰岛B细胞内ATP/ADP的比值上升最终促进胰岛素的分泌,下列关于该过程的叙述正确的是______
A.此过程中需要细胞膜上K+通道和Ca2+通道的协调
B.此过程中ATP还有作为信息分子的作用
C.Ca2+促进囊泡的形成、运输和分泌
D.胰岛素的合成和分泌不需要消耗ATP
(4)结合图示信息,写出胰岛素与组织细胞膜上的受体结合后降低血糖浓度的途径: ___________________。
(5)胰岛素分泌不足,会引起糖尿病,糖尿病患者除血糖偏高外,还常出现多饮、多食、多尿和体重减少的现象,请分析出现多尿的原因______________________________。
(6)人体中与胰岛素有拮抗作用的是______
A.抗利尿激素 B.胰高血糖素 C.肾上腺素 D.维生素
葡萄糖转运载体(GLUT)有多个成员,其中对胰岛素敏感的是GLUT4(见图)。
(7)GLUT1~3几乎分布于全身所有组织细胞,它们的生理功能不受胰岛素的影响其生理意义在于____________,以保证细胞生命活动的基本能量需要。
(8)据图分析,当胰岛素与蛋白M结合之后,经过细胞内信号转导,引起______与细胞膜的融合,从而提高了细胞对葡萄糖的转运能力。
(9)结合图分析,下列因素中可能会引发糖尿病的有______
A.体内产生蛋白M抗体 B.体内产生胰岛素抗体
C.信号转导蛋白缺失 D.胰高血糖素与其受体结合发生障碍
(10)为研究桑叶提取液对糖尿病大鼠的降血糖效果,某研究小组进行了如下实验。①实验材料和仪器:生理状况相同的健康大鼠30只、桑叶提取液、蒸馏水、血糖测定仪。
②实验步骤:
a.随机选取10只大鼠作为甲组,另外20只制备成实验性糖尿病的大鼠随机均分成乙组和丙组。
b.____________,并进行数据统计。
c.丙组大鼠灌喂桑叶提取液2 mL/d,甲组和乙组大鼠灌喂____________,连续灌喂4周,在这过程中,各组大鼠均饲喂普通饲料,自由饮食。
d.4周后,测定各组大鼠的血糖浓度,并进行数据统计分析
③实验结果:请据下表中的实验数据将“组别”栏补充完整,从上到下依次是____________(用甲、乙、丙表示)。
组别
数量(只)
实验开始时(mmol/L)
4周后(mmol/L)
10
3.85
3.94
10
18.62
10.12
10
19.46
19.00
④实验结论:________________________________。
【答案】(1)C
(2) 有氧呼吸 内正外负
(3)ABC
(4)增加组织细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量,促进葡萄糖进入细胞;促进组织细胞内葡萄糖合成糖原、蛋白质和脂肪
(5)糖尿病患者血糖偏高,造成原尿渗透压偏高,肾小管和集合管对水分的重吸收减少,所以会引起多尿现象
(6)BC
(7)维持细胞对葡萄糖的基础转运量
(8)含GLUT-4的囊泡与细胞膜
(9)ABC
(10) 测定各组大鼠的血糖浓度 等量蒸馏水(或蒸馏水2mL/d) 甲、丙、乙 桑叶提取液对糖尿病大鼠具有明显的降血糖效果,但不能使血糖降到正常水平
【分析】物质跨膜运输的方式:
(1)自由扩散:物质通过简单的扩散进出细胞的方式。
(2)协助扩散:借助转运蛋白的扩散方式。
(3)主动运输:逆浓度梯度的运输。消耗能量,需要有载体蛋白。
(4)胞吞和胞吐:大分子颗粒物质进出细胞的方式,需要消耗能量。
【详解】(1)要维持胰岛B细胞内较高的K+浓度,需要将膜外的K+运输到膜内,这是逆浓度梯度的运输,需要消耗能量,属于主动运输。要维持细胞外较高的Ca2+,需要将膜内的Ca2+运输到膜外,这也是逆浓度梯度的运输,需要消耗能量,属于主动运输,C正确。
故选C。
(2)进食后,血糖浓度升高,葡萄糖进入胰岛B细胞后,细胞内以葡萄糖为底物的有氧呼吸强度增大,同时导致ATP含量上升,ATP作用于K+通道使其关闭,进而通过一定的作用机制触发Ca2+通道的开放,Ca2+大量内流导致膜电位变为内正外负。
(3)A、胰岛B细胞内ATP/ADP的比值上升最终促进胰岛素的分泌过程中,ATP敏感的K+通道在ATP的作用下关闭,并触发Ca2+通道的开放,Ca2+内流进入细胞并促进囊泡和细胞膜的融合,从而促进胰岛素的分泌,A正确;
B、此过程中ATP作用于K+通道,使其关闭,所以ATP作为信息分子向K+通道传递了信息,B正确;
C、从图中看到,Ca2+进入细胞并促进囊泡和细胞膜的融合,所以推测Ca2+促进囊泡的形成、运输和分泌,C正确;
D、胰岛素属于分泌蛋白,其合成过程中涉及基因的转录、翻译都需要消耗能量。分泌的方式为胞吐作用,也需要消耗能量,D错误。
故选ABC。
(4)胰岛素作用于靶细胞后,可以加速组织细胞摄取、储存、和利用葡萄糖。从题干图像中可以看到的具体途径有:增加组织细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量,促进葡萄糖进入细胞;促进组织细胞内葡萄糖合成糖原、蛋白质和脂肪。
(5)糖尿病患者由于糖代谢障碍导致血糖偏高,多余的糖就从尿中排出,在排泄过程中导致肾小管和集合管内原尿渗透压升高,引起渗透性利尿,从而出现多尿现象。渗透性利尿导致体内丢失大量水分,血浆渗透压升高,又引起口渴感觉因而病人又要饮大量的水。糖尿病人血浆中的葡萄糖不能及时被组织细胞摄取、储存、利用,通过尿液大量流失,在需要机体供能时会出现能源物质不足的情况,就会氧化分解自身有机物,并且感到饥饿,所以出现多食现象和进行性身体消瘦的现象。
(6)胰岛素能促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存,从而使血糖下降,而胰高血糖素和肾上腺素能促进肝糖原分解和非糖物质转化,进而是血糖水平上升,可见与胰岛素有拮抗作用的是胰高血糖素和肾上腺素,BC正确。
故选BC。
(7)GLUTI~3几乎分布于全身所有组织细胞,它们的生理功能不受胰岛素的影响,即可能受到细胞膜内外浓度差的影响,进而可以维持细胞对葡萄糖的基础转运量,以保证细胞生命活动的基本能量需要,即这些载体转运葡萄糖的方式是协助扩散。
(8)据图分析,当胰岛素与蛋白M结合后,此时代表M作为接受胰岛素的受体,接受胰岛素的信息后,经过细胞内信号传递,引起含GLUT-4的囊泡与细胞膜的融合,进而增加了组织细胞表面转运葡萄糖的载体的数量,从而提高了细胞对葡萄糖的转运能力。
(9)AB、胰岛素属于激素,需要与受体结合后发挥作用,若体内产生蛋白M抗体或体内产生胰岛素抗体,都会影响胰岛素与蛋白M的结合,使胰岛素不能发挥作用,引发糖尿病,AB正确;
C、信号转导蛋白缺失会影响GLUT4的囊泡与细胞膜的融合,从而影响葡萄糖进入细胞,也会引发糖尿病,C正确;
D、若胰高血糖素与其受体结合发生障碍,不能升高血糖,所以不会引发糖尿病,D错误。
故选ABC。
(10)生物实验要遵循的一般原则主要有对照原则、等量原则、单一变量原则和控制无关变量原则。为测定桑叶提取液的降血糖效果,需要用血糖测定仪测定各组大鼠初始的血糖浓度,并计算各组平均值,作为起始血糖浓度值。丙组作为实验组,每只大鼠灌喂桑叶提取液2mL/d,连续灌喂4周,甲组和乙组作为对照组,每只大鼠灌喂蒸馏水2mL/d,连续灌喂4周。由于桑叶提取液具有降低血糖的作用,甲组为正常小鼠,作为空白对照,4周后血糖浓度保持稳定;乙组为糖尿病小鼠,4周后血糖浓度最高;丙组为糖尿病小鼠且用桑叶提取液灌喂,4周后血糖浓度高于甲组但低于乙组,所以据题表分析,组别从上到下分别对应甲、丙、乙。题表中数据表明,桑叶提取液(表格中中间一组的数据)对糖尿病大鼠具有明显的降血糖效果,但不能降到正常水平(表格中第一行的数据为对照组)。
/
学科网(北京)股份有限公司
$