第一部分 专题四 考向八 动物生命活动的调节-【金版教程】2026年高考生物大二轮专题复习冲刺方案全书word(多选版)
2026-01-28
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 3.82 MB |
| 发布时间 | 2026-01-28 |
| 更新时间 | 2026-01-28 |
| 作者 | 河北华冠图书有限公司 |
| 品牌系列 | 金版教程·高考二轮复习 |
| 审核时间 | 2026-01-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56184296.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
大二轮专题复习冲刺方案 生物学(经典多选版
概念1 生命个体的结构与功能相适应,各结构协调统一共同完成复杂的生命活动,并通过一定的调节机制保持稳态
1.1 内环境为机体细胞提供适宜的生存环境,机体细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
1.1.1 说明血浆、组织液和淋巴液等细胞外液共同构成高等动物细胞赖以生存的内环境
1.1.2 阐明机体细胞生活在内环境中,通过内环境与外界环境进行物质交换,同时也参与内环境的形成和维持
1.1.3 简述机体通过呼吸、消化、循环和泌尿等系统参与内、外环境间的物质交换
1.2 内环境的变化会引发机体的自动调节,以维持内环境的稳态
1.2.1 以血糖、体温、pH和渗透压等为例,阐明机体通过调节作用保持内环境的相对稳定,以保证机体的正常生命活动
1.2.2 举例说明机体不同器官、系统协调统一地共同完成各项生命活动,是维持内环境稳态的基础
1.3 神经系统能够及时感知机体内、外环境的变化,并作出反应调控各器官、系统的活动,实现机体稳态
1.3.1 概述神经调节的基本方式是反射(可分为条件反射和非条件反射),其结构基础是反射弧
1.3.2 阐明神经细胞膜内外在静息状态具有电位差,受到外界刺激后形成动作电位,并沿神经纤维传导
1.3.3 阐明神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成
1.3.4 分析位于脊髓的低级神经中枢和脑中相应的高级神经中枢相互联系、相互协调,共同调控器官和系统的活动,维持机体的稳态
1.3.5 举例说明中枢神经系统通过自主神经来调节内脏的活动
1.3.6 简述语言活动和条件反射是由大脑皮层控制的高级神经活动
1.4 内分泌系统产生的多种类型的激素,通过体液传送而发挥调节作用,实现机体稳态
1.4.1 说出人体内分泌系统主要由内分泌腺组成,包括垂体、甲状腺、胸腺、肾上腺、胰岛和性腺等多种腺体,它们分泌的各类激素参与生命活动的调节
1.4.2 举例说明激素通过分级调节、反馈调节等机制维持机体的稳态,如甲状腺激素分泌的调节和血糖平衡的调节等
1.4.3 举例说出神经调节与体液调节相互协调共同维持机体的稳态,如体温调节和水盐平衡的调节等
1.4.4 举例说明其他体液成分参与稳态的调节,如二氧化碳对呼吸运动的调节等
1.5 免疫系统能够抵御病原体的侵袭,识别并清除机体内衰老、死亡或异常的细胞,实现机体稳态
1.5.1 举例说明免疫细胞、免疫器官和免疫活性物质等是免疫调节的结构与物质基础
1.5.2 概述人体的免疫包括生来就有的非特异性免疫和后天获得的特异性免疫
1.5.3 阐明特异性免疫是通过体液免疫和细胞免疫两种方式,针对特定病原体发生的免疫应答
1.5.4 举例说明免疫功能异常可能引发疾病,如过敏、自身免疫病、艾滋病和先天性免疫缺陷病等
考向八 动物生命活动的调节
命题点1 神经调节
1.神经元:是神经系统结构与功能的基本单位。它由胞体、树突和轴突等部分组成。
2.反射:在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应。反射是神经调节的基本方式。
3.反射弧:是完成反射的结构基础。包括:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器(传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体)。
4.静息电位:未受到刺激时,神经纤维处于静息状态,此时神经细胞外K+浓度比膜内低,膜主要对K+有通透性,造成K+外流,使膜外阳离子浓度高于膜内,细胞膜两侧的电位表现为内负外正,这称为静息电位。
5.动作电位:当神经纤维某一部位受到刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加,Na+内流,这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化,表现为内正外负的兴奋状态。此时的膜电位称为动作电位。
6.言语区:人类的语言活动是与大脑皮层某些特定区域相关的,这些特定区域叫言语区。
7.自主神经系统:支配内脏、血管和腺体的传出神经,它们的活动不受意识支配,称为自主神经系统。由交感神经系统和副交感神经系统组成。
写出神经系统的组成及神经系统各部分的功能。
答案:
组成
功能
中枢神经系统
脑
大脑
表面是大脑皮层,大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢,可以产生感觉
脑干
是连接脊髓和脑其他部分的重要通路。有许多维持生命的必要中枢,如调节呼吸、心脏功能的基本活动中枢
小脑
协调运动,维持身体平衡
下丘脑
有体温调节中枢、水平衡调节中枢等,还与生物节律等的控制有关
脊髓
是脑与躯干、内脏之间的联系通路;是调节运动的低级中枢
外周神经系统
按连接分类
脑神经
负责管理头面部的感觉和运动
脊神经
负责管理躯干、四肢的感觉和运动
按功能分类
传入神经(感觉神经)
将接收到的信息传递到中枢神经系统
传出神经(运动神经)
将指令信息传输到相应器官,使机体对刺激作出反应
哺乳动物体温调节的方式是神经—体液调节,写出一条完整的体温调节的反射弧。
答案:冷刺激→皮肤冷觉感受器→传入神经→体温调节中枢→传出神经→效应器(甲状腺分泌甲状腺激素)。
接受刺激并形成感觉是否说明完成了反射?为什么?
答案:接受刺激并形成感觉不能说明完成了反射。因为接受刺激并形成感觉只经过了感受器、传入神经、神经中枢,未经过完整的反射弧。
列表比较条件反射和非条件反射有何异同(从定义、特点和实例等方面比较)。
答案:
非条件反射
条件反射
定义
人和高等动物通过遗传获得的先天就有的反射
人和高等动物在后天生活过程中通过训练学习逐渐形成的后天性反射
控制中枢
由大脑皮层以下的脑干、脊髓控制
由大脑皮层控制
特点
低级的、先天的、永久固定、简单、数量有限
高级的、暂时、易变、易消退,数量几乎无限
实例
吮吸反射、膝跳反射、眨眼反射、缩手反射等
狗听到铃声流口水、望梅止渴、谈虎色变、老马识途等
绘图说明兴奋是怎样在一个神经元上产生和传导的,又是如何在神经元间传递的。
答案:(1)神经元上的产生和传导
(2)神经元之间的传递
形成静息电位后细胞内外钾离子浓度相等吗?形成动作电位后细胞内外钠离子浓度相等吗?为什么?
答案:不相等,细胞内钾离子浓度仍高于细胞外,细胞内钠离子浓度仍低于细胞外。细胞内钾离子浓度是细胞外液的30~50倍,形成静息电位时虽然发生钾离子外流,但细胞内钾离子浓度仍高于细胞外。钠离子是维持细胞外液渗透压的主要离子,形成动作电位时虽然发生钠离子内流,但细胞外钠离子浓度仍高于细胞内。
举例说明神经系统的分级调节。
答案:
大脑作为高级中枢具有哪些功能?
答案:
1.兴奋、神经冲动、动作电位、局部电流
答案:(1)兴奋:动物体或人体的某些细胞或组织(如神经组织)感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
(2)神经冲动:在神经系统中,兴奋是以电信号(局部电流)的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也叫神经冲动。
(3)动作电位:当神经纤维某一部位受到刺激时,表现为内正外负的兴奋状态,此时的膜电位称为动作电位。
(4)局部电流:在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生的电荷移动,形成了局部电流。
2.突触小体、突触、突触小泡
答案:(1)突触小体:神经元的轴突末梢经过多次分枝,最后每个小枝末端膨大,呈杯状或球状,叫作突触小体。
(2)突触:突触小体可以与其他神经元的胞体或树突等相接近,共同形成突触。
(3)突触小泡:存在于神经元轴突末梢处,包裹神经递质的囊泡结构。
3.非条件刺激、无关刺激、条件刺激
答案:
概念
定义与特点
与反射的关系
举例(巴甫洛夫实验)
非条件刺激
能自然地、无需学习就引起特定非条件反射的刺激。这种刺激与反射之间的联系是先天固有的、不变的
直接引发非条件反射。是建立条件反射的基础
食物(引起唾液分泌)
无关刺激
在建立条件反射之前,该刺激本身不能引起与非条件反射相同的反应(或反应很弱)。它与特定的非条件反射无关联
不能引发所需的特定非条件反射。在条件反射建立前是中性的
铃声(在训练前,单独铃声不引起唾液分泌)
条件刺激
原本是中性的无关刺激,在多次与某个非条件刺激结合(强化)后,转变为能够单独引起该非条件反射(或类似反应)的刺激。这种刺激引发的反射称为条件反射
引发条件反射。这种关联是后天通过学习(条件作用)建立的,具有可塑性
铃声(在铃声+食物多次结合训练后,单独铃声也能引起唾液分泌)
4.神经元、神经细胞、神经胶质细胞
答案:(1)神经元:神经系统结构与功能的基本单位。具有接受刺激、整合信息、产生和传导兴奋的能力。神经元由胞体、树突和轴突等部分构成。
(2)神经细胞:等同于神经元。
(3)神经胶质细胞:存在于神经元之间,对神经元起支持、保护、营养和修复等辅助作用的细胞总称。神经胶质细胞数量远多于神经元(约10~50倍)。
5.神经中枢、中枢神经
答案:(1)神经中枢:在中枢神经系统(脑和脊髓)内,调节某一特定生理功能的神经元胞体及其树突聚集的部位。它是功能性的概念。
(2)中枢神经:指神经系统中的中枢部分,即脑和脊髓。它是结构性的概念,指代特定的解剖结构。
6.兴奋性递质、抑制性递质
答案:
作用机制与结果
对突触后神经元的影响
典型例子
兴奋性递质
主要引起突触后膜对Na+通透性增大,导致Na+内流
使突触后神经元兴奋(产生动作电位)
谷氨酸(Glu)、乙酰胆碱(ACh)
抑制性递质
主要引起突触后膜对Cl-通透性增大(或对K+通透性增大),导致Cl-内流和/或K+外流
使突触后神经元难以兴奋(抑制其产生动作电位)
γ氨基丁酸(GABA)、甘氨酸(Gly)
7.自主神经系统、交感神经、副交感神经
答案:
1.(2025·山西高三上阶段练习)太极拳是我国传统的运动项目,其刚柔并济、行云流水般的动作是由神经系统对肢体和躯干各肌群的精巧调控,以及各肌群间相互协调完成的。其中,“白鹤亮翅”的伸肘动作在脊髓水平上的反射弧结构如图所示,实现伸肌的收缩和屈肌的舒张。下列叙述正确的是( )
A.图中所示的反射弧中含有4个神经元,效应器是伸肌运动神经末梢及伸肌
B.兴奋传至a处时,a处膜内外电位应表现为内负外正
C.若神经元轴突外的Na+浓度升高,神经元产生的动作电位峰值将增大
D.伸肘时,抑制性中间神经元不能产生和释放神经递质
[关键能力] (1)教材衔接与概念辨析
①神经元类型:传入神经元、中间神经元、运动神经元。图中有传入神经元(1个)、抑制性中间神经元(1个)、伸肌/屈肌运动神经元(2个),共4个神经元,A前半句正确。
②反射弧结构:包括五部分(感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器)。图中效应器包含伸肌运动神经元末梢及其支配的伸肌,还包括屈肌运动神经元末梢及其支配的屈肌,A后半句错误。
(2)信息获取与逻辑推理
选项信息
逻辑推理
若神经元轴突外的Na+浓度升高,神经元产生的动作电位峰值将增大
动作电位是Na+内流形成的,动作电位峰值取决于Na+内流量,而Na+内流的方式是协助扩散,若组织液中的Na+浓度升高,则此时Na+内流的量增多,神经元的动作电位峰值增大,C正确
伸肘时,抑制性中间神经元不能产生和释放神经递质
伸肘动作完成需肌群协调:同时实现伸肌收缩(兴奋性信号)和屈肌舒张(抑制性信号),故抑制性中间神经元必须释放抑制性递质使屈肌运动神经元抑制,屈肌舒张,D错误
[答案] C
2.(2025·江苏常州一模改编)图1中斜线表示神经—肌肉接头神经递质释放的量子数与电镜下观察到的与突触前膜融合的囊泡数关系,“·”表示添加4AP(钾离子通道阻断剂)后的实验结果。图2表示适宜强度的刺激下神经纤维上膜电位变化曲线,其中e~f段膜电位的变化与钠钾泵有关。下列相关叙述不正确的有( )
A.正常情况下,神经递质释放的1个量子就是1个囊泡的递质分子
B.4AP抑制动作电位去极化过程,还会导致动作电位延长
C.e~f过程中,Na+运出神经元的量多于K+运入神经元的量
D.a~g过程中,神经细胞内钾离子浓度均高于细胞外
[关键能力] (1)教材衔接及知识迁移
当神经某处受到刺激时会使神经纤维膜上的钠离子通道开放,于是膜外钠离子在短期内大量涌入膜内,造成了内正外负的膜电位,但在很短的时期内钠离子通道又重新关闭,钾离子通道开放,钾离子又很快涌出膜外,使得膜电位又恢复到原来外正内负的状态。
在神经元的轴突末梢处,有许多突触小泡,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,同时释放一种化学物质——神经递质。
(2)信息获取与加工
图1展示了神经递质释放的量子数与电镜下观察到的囊泡数之间的关系,学生需要从图中获取信息,理解神经递质释放的量子化特征。依据图中信息可知,释放的量子数与融合的囊泡数几乎为1∶1的关系,说明正常情况下,1个量子就是1个囊泡的所有递质分子,A正确;图2展示了神经纤维电位变化曲线。据题意可知,4AP是钾离子通道阻断剂,该阻断剂会阻碍钾离子运输,进而阻碍动作电位的复极化过程,致使动作电位延长,B错误;e~f过程中,膜电位绝对值增大,则运出神经元的Na+多于运入神经元的K+,C正确;a~g过程中,神经细胞内钾离子浓度均高于细胞外,D正确。
[答案] B
3.(多选)(2025·西安中学一模改编)研究发现,胃肠道遭受毒素入侵后,会使小鼠出现呕吐现象,其机制如图所示(5HT为5羟色胺)。小鼠摄入含毒素的饮料后,机体内会出现图示中的一些变化。下列有关说法错误的是( )
A.毒素和肠嗜铬细胞膜上的Ca2+通道结合,使得Ca2+以主动运输的方式进入细胞
B.肠嗜铬细胞周围的感觉神经末梢接收5HT后,发生膜电位变化
C.该小鼠产生与恶心相关的厌恶性情绪是一种反射活动
D.该小鼠通过条件反射产生呕吐现象排出含毒素的饮料
[关键能力] (1)教材衔接及获取信息
神经调节的基本方式是反射,反射的结构基础是反射弧,反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器。
(2)信息获取与加工、逻辑推理
图示展示了小鼠摄入含毒素的饮料后,5HT在神经传导中的作用及其引发的呕吐反射。学生需要从图中获取信息,理解5HT如何通过肠嗜铬细胞、感觉神经末梢、迷走神经节、脑干孤束核和呕吐中枢等路径引发呕吐反射。
(3)运用生命观念解题
呕吐通常是一种非条件反射,是由脑干的呕吐中枢直接控制的快速防御性反应,无大脑皮层参与,不需要经过学习即可完成,更有利于机体迅速排出有害代谢产物,维持内环境稳态,D错误。
[答案] ACD
4.(2025·黑吉辽蒙卷,22)躯干四肢疼痛信息需依次经脊髓背根神经节、脊髓、丘脑三级神经元,传递至大脑躯体感觉皮层产生痛觉(如图1)。回答下列问题。
(1)局部组织损伤时,会释放致痛物质(缓激肽等),使感受器产生电信号。该信号沿图1所示通路传至大脑躯体感觉皮层产生痛觉的过程________(填“是”或“不是”)反射;该信号传递至下一级神经元时,需经过的信号转换是______________________________________;该信号也可以从传入神经纤维分叉处传向另一末梢分支,引起P物质等的释放,加强感受器活动,通过________(填“正反馈”或“负反馈”)调节造成持续疼痛。
(2)电针疗法是用带微弱电流的针灸针刺激特定穴位的镇痛疗法。背根神经节中表达的P2X蛋白在痛觉信号传入中发挥重要作用,为探究电针疗法的镇痛效果及其机制,进行的动物实验处理(表)及结果(图2)如下:
动物模型
分组
治疗处理
对照组:在正常大鼠足掌皮下注射生理盐水
A
不治疗
疼痛模型组:在正常大鼠足掌皮下注射等体积致痛物质诱导剂
B
不治疗
C
电针治疗
设置A组作为对照组的具体目的是____________________________和___________________
________________________________。
疼痛阈值与痛觉敏感性呈负相关,由结果推测电针疗法可能通过抑制P2X的表达发挥一定的镇痛作用,依据是____________________________________________________________。
(3)镇痛药物通常分为麻醉性(长期或超量使用易成瘾)和非麻醉性。从痛觉传入通路的角度分析,药物镇痛可能的作用机理有________________________、______________________和抑制突触信息传递。若某人患有反复发作的中轻度颈肩痛,以上镇痛疗法,不宜选择__________________。
[解析] (1)据题可知,只是产生痛觉,题述过程并没有经过完整的反射弧,因此不是反射。兴奋在两个神经元之间传递时的信号转换是电信号→化学信号→电信号。据题意分析可知,P物质增强了感受器活动,造成机体持续疼痛,属于正反馈调节。
(2)已知疼痛阈值与痛觉敏感性呈负相关,由结果推测电针疗法可能通过抑制P2X的表达发挥一定的镇痛作用,依据是:图2中,与B组相比,C组疼痛阈值增加(即痛觉敏感性下降),P2X相对表达水平下降。
(3)按照题中的要求,从痛觉传入通路的角度分析,药物镇痛可能的作用机理有:抑制传入神经纤维上信号的传导;抑制致痛物质的合成和释放;抑制突触信息传递。对于患有反复发作的中轻度颈肩痛患者,不宜选择麻醉性镇痛药物治疗,因为会反复发作,若长期用麻醉性镇痛药物容易成瘾。
[答案] (1)不是 电信号→化学信号→电信号 正反馈
(2)排除生理盐水等无关变量对实验结果的干扰 提供正常大鼠的疼痛阈值作为对照,与B、C组对比,突出疼痛模型及电针治疗的作用 与B组相比,C组疼痛阈值增加,P2X相对表达水平下降且和A组接近
(3)抑制传入神经纤维上信号的传导 抑制致痛物质的合成和释放 麻醉性镇痛药物
命题点2 体液调节
1.激素调节:由内分泌器官或细胞分泌的化学物质——激素进行调节的方式,就是激素调节。
2.激素调节的特点:通过体液进行运输;作用于靶器官、靶细胞;作为信使传递信息;微量和高效。
3.体液调节:激素等化学物质,通过体液传送的方式对生命活动进行调节,称为体液调节。
4.分级调节:人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控,称为分级调节。
5.反馈调节:在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫作反馈调节。
列表比较人体主要内分泌腺及其分泌的激素(从激素名称、化学本质、作用部位和主要生理作用四个方面比较)。
答案:
内分泌腺(或细胞)
激素名称
化学本质
作用部位
主要生理作用
下丘脑
促(甲状腺、性腺、肾上腺皮质)激素释放激素
肽类及蛋白质
垂体
调控垂体合成和分泌促(甲状腺、性腺、肾上腺皮质)激素
抗利尿激素
肾小管、集合管
促进肾小管和集合管重吸收水
垂体
生长激素
全身
调节生长和发育
促(甲状腺、性腺、肾上腺皮质)激素
相应甲状腺、性腺、肾上腺皮质
促进(甲状腺、性腺、肾上腺皮质)合成和分泌相应激素(甲状腺激素、性激素、肾上腺皮质激素)
甲状腺
甲状腺激素
氨基酸衍生物
几乎作用于全身
调节体内的有机物代谢,促进生长发育,提高神经系统的兴奋性等
肾上腺
肾上腺髓质
肾上腺素
氨基酸衍生物
肝等
提高机体的应激能力,使呼吸加快、心率加快;促进糖原分解为葡萄糖;加速代谢
肾上腺皮质
醛固酮
类固醇
肾等
调节水盐代谢,促进肾小管对钠的重吸收、对钾的排出
皮质醇
调节有机物代谢,主要影响糖代谢
胰岛B细胞
胰岛素
蛋白质
全身
促进血糖氧化分解,促进血糖转化为糖原和非糖物质,抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,从而降低血糖
胰岛A细胞
胰高血糖素
多肽
主要作用于肝脏
促进肝糖原分解为葡萄糖,促进非糖物质转化为葡萄糖,从而升高血糖
睾丸
雄激素(如睾酮)
类固醇
全身
促进生殖器官的发育、生殖细胞的生成和第二性征的出现
卵巢
雌激素
激素是否直接参与生命活动?激素发挥作用的结果是什么?
答案:激素不直接参与生命活动,而是发挥调节生命活动的作用。维持内环境稳定、调节物质和能量代谢、调控生长发育和生殖。
以甲状腺激素调节为例绘图描述负反馈调节。
答案:
以甲状腺激素调节为例说明分级调节的概念、意义。
答案:
寒冷天气,某同学冲出教室去操场,列举此过程中的调节过程。(提示:包括大脑皮层参与的调节)
答案:
写出水盐平衡调节过程。
答案:(1)水平衡调节过程
(2)盐平衡调节过程
写出血糖的来源与去路及血糖调节过程。
答案:
血糖的来源与去路:
血糖调节过程:
1.内分泌腺、外分泌腺
答案:凡是分泌物经由导管而流出体外或流到消化腔的,称为外分泌腺,如汗腺、唾液腺、胃腺等。凡是没有导管的腺体,其分泌物——激素直接进入腺体内的毛细血管,并随血液循环输送到全身各处的,称为内分泌腺,如垂体、甲状腺、肾上腺等。
2.反馈调节、正反馈、负反馈
答案:(1)反馈调节:在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫作反馈调节。
(2)正反馈:在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息促进该系统的工作,这种调节方式叫作正反馈调节。正反馈偏离稳态,如排尿、凝血、分娩等。
(3)负反馈:在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息抑制该系统的工作,这种调节方式叫作负反馈调节。负反馈维持稳态,如血糖调节、体温调节等。
3.生长素、生长激素
答案:
生长素
生长激素
产生部位
植物幼嫩的芽、叶、发育中的种子
垂体
化学本质
吲哚乙酸
蛋白质
运输方式
极性运输和非极性运输
随体液运输
相同点
作为信息分子,与特异性受体结合,调节生长发育
1.(2025·黑吉辽蒙卷,12)黄毛鼠在不同环境温度下独居或聚群时的耗氧量(代表产热量)测定值见图。下列叙述正确的是( )
A.与20 ℃相比,10 ℃时,黄毛鼠产热量增加,散热量减少
B.10 ℃时,聚群个体的产热量和散热量比独居的多
C.10 ℃时,聚群个体下丘脑合成和分泌TRH比独居的少
D.聚群是黄毛鼠在低温环境下减少能量消耗的生理性调节
[解析] 黄毛鼠属于恒温动物,体温相对恒定时机体的产热量等于散热量,温度较低时,黄毛鼠的产热量、散热量均增加,A错误;由图可知,10 ℃时,聚群个体的耗氧量低于1只黄毛鼠独居个体,所以聚群个体的产热量比独居的少,B错误;甲状腺激素可提高细胞代谢速率,10 ℃时,与独居个体相比,聚群个体的耗氧量较少,说明甲状腺激素水平较低,因此由下丘脑合成和分泌的TRH(促甲状腺激素释放激素)更少,C正确;聚群属于行为性调节,而非生理性调节,D错误。
[答案] C
2.(2025·河南卷,16)饥饿可以通过肾上腺影响毛发生长。研究人员进行了相关实验,小鼠分组处理情况和实验结果如表所示。下列叙述错误的是( )
分组
处理
实验结果
皮质醇水平
毛发
甲
正常饮食
正常
正常
乙
断食
升高
减少
丙
断食+切除肾上腺
无
正常
A.断食处理可通过体液调节使靶细胞发生一系列的代谢变化
B.通过甲乙组对比分析不能证明毛发的生长受肾上腺的调节
C.丙组切除肾上腺处理是采用了自变量控制中的“减法原理”
D.根据甲乙丙组实验可以证明饥饿通过皮质醇调节毛发生长
[解析] 分析三组实验,推测断食通过肾上腺影响毛发生长,肾上腺分泌的激素通过体液调节使靶细胞发生一系列的代谢变化,A正确;甲乙组的自变量为是否断食,两组的皮质醇水平不同,故可以对比分析,证明毛发的生长受肾上腺的调节,B错误;在对照实验中,控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”,与常态比较,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”,丙组切除肾上腺处理是采用了自变量控制中的“减法原理”,C正确;根据甲乙丙组实验可以证明饥饿通过调节肾上腺分泌皮质醇来调节毛发生长,D正确。
[答案] B
3.(多选)(2025·福建福州二模)集合管上皮细胞膜上的ENaC是一种钠离子通道蛋白,细胞内的受体(MR)与醛固酮结合后进入细胞核,促进ENaC基因与钠钾泵基因的表达。以下叙述错误的是( )
A.肾上腺皮质分泌醛固酮,受到细胞外液量的调节
B.醛固酮与MR结合,提高ENaC和钠钾泵的数量
C.肾集合管上皮细胞内Na+浓度高于尿液和组织液
D.抑制钠钾泵活性会提高ENaC重吸收Na+的能力
[关键能力] (1)教材内容衔接与归纳、信息获取、逻辑推理
教材内容
题图信息
逻辑推理
激素选择靶细胞,是通过与靶细胞上的特异性受体相互识别,并发生特异性结合实现的
醛固酮与MR结合,促进了ENaC和钠钾泵基因的表达
MR是醛固酮的特异性受体,醛固酮与MR结合后,促进相关基因表达ENaC和钠钾泵,两种蛋白含量↑(B正确)
物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫主动运输
钠钾泵是Na+、K+主动运输的载体蛋白,消耗ATP的条件下,向外主动运输Na+,向内主动运输K+
肾集合管上皮细胞通过协助扩散的方式将原尿中的Na+从管腔运入,说明肾集合管上皮细胞内Na+浓度低于尿液; 肾集合管上皮细胞通过主动运输的方式将Na+排到组织液,说明肾集合管上皮细胞内Na+浓度低于组织液(C错误) 抑制钠钾泵活性,抑制Na+运出细胞,导致细胞内的Na+浓度上升,使肾集合管腔和肾集合管上皮细胞中的Na+浓度差减小,从而抑制ENaC重吸收Na+的能力(D错误)
(2)模型构建与应用
模型:激素与特异性受体结合→信号转导→促进相关基因表达→调节代谢。
应用:醛固酮与MR结合→信号转导→促进ENaC基因与钠钾泵基因表达→调节Na+的重吸收。
[答案] CD
4.(2023·海南卷,17)甲状腺分泌的甲状腺激素(TH)可调节人体多种生命活动。双酚A(BPA)是一种有机化合物,若进入人体可导致甲状腺等内分泌腺功能紊乱。下丘脑—垂体—甲状腺(HPT)轴及BPA作用位点如图。回答下列问题。
(1)据图可知,在TH分泌的过程中,过程①②③属于________调节,过程④⑤⑥属于________调节。
(2)TH是亲脂性激素,可穿过特定细胞的质膜并进入细胞核内,与核内的TH受体特异性结合。这一过程体现激素调节的特点是______________________。
(3)垂体分泌的生长激素可促进胸腺分泌胸腺素。胸腺素刺激B细胞增殖分化形成浆细胞,产生抗体。这说明垂体除参与体液调节外,还参与________。
(4)甲状腺过氧化物酶(TPO)是合成TH所必需的酶,且能促进甲状腺上促甲状腺激素(TSH)受体基因的表达。研究发现,进入人体的BPA能抑制TPO活性,可导致血液中TH含量________,其原因是________________________________________________________________________
________________________。
(5)有研究表明,BPA也能促进皮质醇分泌,抑制睾酮分泌,说明BPA除影响HPT轴外,还可直接或间接影响人体其他内分泌轴的功能。这些内分泌轴包括__________________________________________________。
[答案] (1)分级 反馈
(2)作用于特定的靶细胞
(3)免疫调节
(4)降低 BPA既可抑制TH的合成过程,又可减弱TSH对甲状腺激素合成和分泌的促进作用
(5)下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴、下丘脑—垂体—性腺轴
5.(2025·甘肃卷,18)糖尿病严重危害人类的健康。受环境和生活方式变化的影响,糖尿病的发病率近年来呈上升趋势。科学家研究发现,其发病机理与血糖调节直接相关,而胰岛素是调节血糖最重要的激素之一。回答下列问题。
(1)胰岛素能________肌细胞和肝细胞的糖原合成,____________非糖物质转化成葡萄糖。
(2)血糖水平是调节胰岛B细胞分泌胰岛素的最主要因素,机制如下图所示,其中膜去极化的原因是ATP/ADP比例的升高使钾离子通道的开放概率________。图中呈现的物质跨膜运输方式共有________种。
(3)科学家在早期的研究中将胰脏研磨并制备提取物,注射到由胰腺受损诱发糖尿病的实验狗体内,血糖没有明显下降,最可能的原因是__________________________。
(4)胰岛素受体功能异常也可以影响血糖的调节。利用基因工程方法制备的MKR小鼠的胰岛素受体功能受损,导致胰岛素靶细胞对胰岛素敏感性下降。某研究小组拟通过实验探究胰岛素受体功能在血糖调节中的作用,部分实验步骤和结果如下。完善实验步骤并预测结果。①实验分两组,A组:MKR小鼠5只,B组:正常小鼠5只;
②两组小鼠均禁食10小时,取少量血液,测定________和____________,结果表明,两组间没有显著差异;
③分别给两组小鼠静脉注射葡萄糖溶液,30分钟后取少量血液,测定以上两项指标,预期实验结果为________________________________。
[解析] (1)胰岛素是唯一降血糖的激素,作用是促进肌细胞、肝细胞合成糖原,抑制非糖物质(如氨基酸、脂肪)转化为葡萄糖从而降低血糖浓度。
(2)血糖升高→葡萄糖进入细胞→氧化分解使ATP/ADP比例上升→钾离子通道关闭(开放概率降低)→K+外流减少→细胞膜去极化。葡萄糖(协助扩散)、K+(协助扩散)、Ca2+(协助扩散)、胰岛素(胞吐)→跨膜运输方式为协助扩散和胞吐,共2种。
(3)胰腺受损(如切除)的实验狗,注射胰腺研磨提取物(含胰岛素)但血糖未降→原因是研磨液中胰岛素被胰蛋白酶分解(胰腺含胰蛋白酶,会分解胰岛素)。
(4)实验目的:探究胰岛素受体功能对血糖调节的影响(MKR小鼠受体功能受损)。步骤②:禁食后测血糖浓度和胰岛素浓度→验证基础状态下两组小鼠无显著差异。步骤③:注射葡萄糖后,预期结果:A组(MKR小鼠,受体功能受损)→胰岛素不能有效发挥作用→血糖浓度较高,胰岛素浓度也较高(因血糖高刺激胰岛B细胞分泌,但受体不敏感,血糖难降)。B组(正常小鼠)→胰岛素正常作用→血糖浓度较低,胰岛素浓度正常→预期:A组血糖浓度高于B组,胰岛素浓度也高于B组。
[答案] (1)促进 抑制
(2)降低 2/二
(3)胰岛素被胰蛋白酶分解
(4)血糖浓度 胰岛素浓度 A组血糖浓度高于B组,胰岛素浓度也高于B组
命题点3 免疫调节
1.免疫器官:是指免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所。
2.免疫细胞:是指执行免疫功能的细胞。包括树突状细胞、巨噬细胞等和淋巴细胞(T淋巴细胞和B淋巴细胞)。
3.抗原:能引发免疫反应的物质称为抗原。大多数抗原是蛋白质。
4.抗体:机体产生的专门应对抗原的蛋白质,称为抗体。
5.免疫活性物质:由免疫细胞或其他细胞产生的、并发挥免疫作用的物质。如抗体、细胞因子和溶菌酶等。
6.体液免疫:主要依靠抗体“作战”的方式称为体液免疫。
7.细胞免疫:靠T细胞直接接触靶细胞来“作战”,这种方式称为细胞免疫。
8.自身免疫病:在某些特殊情况下,免疫系统也会对自身成分发生反应,如果自身免疫反应对组织和器官造成损伤并出现了症状,就称为自身免疫病。
9.过敏反应:是指已免疫的机体,在再次接触相同的抗原时,有时会引发组织损伤或功能紊乱的免疫反应。
10.免疫缺陷病:由于机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病。一类是由于遗传而生来就有免疫缺陷的,叫作先天性免疫缺陷病,另一类由疾病和其他因素引起的,叫作获得性免疫缺陷病。
写出各种免疫细胞的功能。
答案:
画出病原体引起机体发生体液免疫的过程(包括二次免疫过程)。
答案:
写出肿瘤细胞激活免疫系统,到被清除的过程。
答案:肿瘤细胞激活免疫系统并被清除的过程可分为以下几个步骤:
①肿瘤抗原暴露
肿瘤细胞因基因突变或异常表达,表面呈现肿瘤相关抗原,这些抗原被免疫系统识别为“非己”。
②抗原捕获与呈递
抗原呈递细胞(APC)吞噬肿瘤细胞或其释放的抗原碎片,在细胞内加工成短肽,呈递到细胞表面。
③T细胞激活
APC将抗原呈递给辅助性T细胞,辅助性T细胞被激活后分泌细胞因子。细胞毒性T细胞被激活后增殖分化为新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。细胞因子能加速这一过程。
④免疫效应阶段
细胞毒性T细胞迁移至肿瘤部位,杀伤肿瘤细胞。记忆T细胞长期留存以快速应对肿瘤复发。
写出免疫系统的三大功能。
答案:
二次免疫的特点是什么?
答案:比初次免疫反应快、强烈,产生抗体浓度高,迅速、高效地产生免疫反应。
器官移植时为何常用到免疫抑制剂?
答案:进行器官移植后,免疫系统会把来自其他人的器官当作“非己”成分进行攻击,免疫抑制剂会抑制免疫系统的功能,提高免疫器官的成活率。
1.非特异性免疫、特异性免疫
答案:
非特异性免疫
对象
对多种病原体都有防御作用
涉及防线
第一道防线:皮肤和黏膜;第二道防线:体液中的杀菌物质和吞噬细胞
特点
先天性,无特异性
特异性免疫
对象
对特定的抗原起作用
涉及防线
第三道防线
特点
后天性,有特异性
2.神经递质、动物激素、细胞因子(从产生部位、化学本质、实例、作用及相同点进行总结)
答案:
神经递质
动物激素
细胞因子
产生部位
神经元
内分泌腺或内分泌细胞
辅助性T细胞等免疫细胞或其他细胞
化学本质
小分子有机物、无机物
蛋白质、固醇、氨基酸衍生物
蛋白质
实例
乙酰胆碱、谷氨酸、多巴胺等
胰岛素、生长激素、性激素、甲状腺激素等
干扰素、白细胞介素
作用
兴奋的传递
通过体液传送,调节生命活动
发挥免疫作用
相同点
作为信息分子,与特异性受体结合,发挥作用
1.(2024·黑吉辽卷,12)下图表示某抗原呈递细胞(APC)摄取、加工处理和呈递抗原的过程,其中MHCⅡ类分子是呈递抗原的蛋白质分子。下列叙述正确的是( )
A.摄取抗原的过程依赖细胞膜的流动性,与膜蛋白无关
B.直接加工处理抗原的细胞器有①②③
C.抗原加工处理过程体现了生物膜系统结构上的直接联系
D.抗原肽段与MHCⅡ类分子结合后,可通过囊泡呈递到细胞表面
[解析] 摄取抗原的过程是胞吞,依赖细胞膜的流动性,与膜蛋白有关,A错误;抗原加工过程有溶酶体、内质网和高尔基体等具膜细胞器的参与,体现了生物膜之间的间接联系,C错误。
[答案] D
2.(2025·湖北卷,4)在花粉过敏症患者中,法国梧桐花粉过敏原检测阳性率较高。接触法国梧桐花粉可诱发哮喘和过敏性鼻炎等过敏反应。下列叙述错误的是( )
A.抗原—抗体特异性结合的原理可用于过敏原检测
B.抑制机体内辅助性T细胞活性的药物,可缓解过敏反应
C.不同人对相同过敏原的过敏反应程度不同,说明过敏反应可能与遗传因素有关
D.法国梧桐花粉刺激机体产生的抗体,可避免机体再次接触该种花粉时产生过敏反应
[解析] 抗原—抗体特异性结合是免疫学检测的重要原理,过敏原是一种特殊的抗原,可利用抗原—抗体特异性结合的原理进行过敏原检测,A正确;过敏反应是免疫防御功能过强的表现,辅助性T细胞与过敏反应中抗体的生成密切相关,因此抑制机体内辅助性T细胞活性的药物,可缓解过敏反应,B正确;不同人对相同过敏原的过敏反应程度不同,这可能与个体的遗传因素有关,不同个体的遗传物质不同,导致免疫相关的基因表达等存在差异,C正确;过敏反应过程中法国梧桐花粉刺激机体产生的抗体吸附在某些细胞(如肥大细胞)的表面,在机体再次接触该种花粉时,这些抗体会与花粉结合引发过敏反应,D错误。
[答案] D
3.(2025·河北定州中学一模)秋冬季节是甲型流感的高发期,正常人感染甲型流感病毒(IAV)会引起机体发生一系列免疫反应,部分过程如图1所示。回答下列问题:
(1)图1中的细胞6为________________,其分泌的物质B的主要功能是_________________
_____________________。
(2)在人体中,MHCⅠ和MHCⅡ是两种常见的主要组织相容性复合体,由图1可推测________(填“MHCⅠ”或“MHCⅡ”)几乎能在所有体细胞中出现。细胞2将体液中的病原体处理后,能将抗原呈递给细胞3,细胞3释放的物质A被称为________。
(3)若免疫系统的________功能较弱,则感染IAV后可能会使下丘脑体温调定点(体温调节中枢预设的一个温度值)上调,从而引起机体发烧。
(4)白细胞介素IL1β是参与先天免疫的重要促炎因子,能诱导呼吸道上皮细胞释放细胞因子,导致局部炎症的发生,炎症过强容易导致个体死亡。NK细胞分泌的IFNγ是一种干扰素。为探究黄芪甲苷在抗IAV中的作用,科学家用含IAV的溶液处理正常小鼠,制备出了模型小鼠,再分别用高剂量黄芪甲苷和低剂量黄芪甲苷处理模型小鼠,测定小鼠14天内的存活率、IL1β及IFNγ的表达水平,结果如图2和图3所示。
①黄芪甲苷能一定程度上提高感染IAV小鼠的存活率,从白细胞介素IL1β的角度分析,其原因可能是____________________________________________________________________。
②由实验结果可知,IFNγ的含量与患病程度可能呈________(填“正相关”或“负相关”)。
[关键能力] (1)信息获取与逻辑推理
由图可知MHCⅠ分布于宿主细胞表面,没有细胞特异性;MHCⅡ表达于抗原呈递细胞(APC),用于外源性抗原呈递推测只出现在抗原呈递细胞。[第(2)小问]
(2)实验探究
从“现象(存活率变化)→假设(药物调控炎症因子)→验证(检测IL1β、IFNγ水平)”的逻辑链,体现科学探究的完整过程。
①实验变量控制
自变量:黄芪甲苷的剂量(高、低)与IAV感染状态。
因变量:小鼠存活率、IL1β及IFNγ的表达水平。
对照组设置:正常小鼠作空白对照,模型小鼠(仅感染IAV)作为条件对照,区分药物干预效果。
②数据解读与结论推导
由图2可知,高剂量黄芪甲苷可以提高存活率。由图3可知,高剂量组可以显著降低IL1β、IFNγ表达水平。提示其通过调节IL1β、IFNγ表达发挥免疫作用。
从IL1β角度分析黄芪甲苷的作用:黄芪甲苷通过减少IL1β(促炎因子)表达,避免过度炎症损伤,从而提高存活率。[第(4)小问]
IFNγ的关联性:IFNγ水平越高,小鼠存活率越低,表明其含量与患病程度呈正相关。[第(4)小问]
[答案] (1)浆细胞 与病原体结合后形成沉淀等,抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附
(2)MHCⅠ 细胞因子
(3)防御
(4)①黄芪甲苷抑制了白细胞介素IL1β的表达,从而减轻了炎症反应,提高了小鼠的存活率
②正相关
4.(2025·大连一模)桥本氏甲状腺炎(HT)是一种由免疫系统攻击甲状腺导致的疾病,病程前期特征是部分甲状腺滤泡细胞(负责合成和分泌甲状腺激素)被破坏,随病情发展会出现甲状腺功能减退。临床检测表明,患者血清中甲状腺过氧化物酶抗体(TPOAb)及甲状腺球蛋白抗体(TgAb)含量显著高于正常人。该病与慢性自发性荨麻疹的发生有一定的相关性。回答下列问题:
(1)病程前期,HT患者的部分甲状腺滤泡细胞被破坏,但体内甲状腺激素(TH)含量无明显变化,从负反馈调节角度分析,其原因可能是__________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。在病程发展期,患者可能会逐渐出现怕冷和记忆力减退等症状,原因是_________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)从免疫学角度分析,HT属于________病,抽取血样可对HT疑似患者进行诊断,具体检测的指标可以是______________________(写出3个)。
(3)荨麻疹的发生常与免疫失调有关。机体初次接触过敏原后会导致__________细胞活化产生浆细胞,该类浆细胞能分泌亲细胞抗体(IgE)吸附在肥大细胞表面;当机体再次接触相同过敏原后,过敏原与肥大细胞表面的IgE结合,刺激肥大细胞释放过敏介质组胺,使毛细血管壁______________,引起皮肤红肿等症状。
(4)进一步的研究表明,促使肥大细胞释放过敏介质的机制还有很多,如:抗IgE抗体与肥大细胞表面的IgE结合、抗IgE受体抗体与肥大细胞表面的IgE受体结合(如图)等。结合下表数据,尝试提出一个能解释HT患者常伴有慢性自发性荨麻疹的假说:__________________________________________________________________________________________________。
[关键能力] (1)信息获取与加工、逻辑推理
①甲状腺激素分泌的调节,是通过下丘脑—垂体—甲状腺轴来进行的,其中既有分级调节,又有负反馈调节。HT患者部分甲状腺细胞破坏,甲状腺激素分泌不足,负反馈调节减弱,下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素增多,垂体分泌的促甲状腺激素增多,促进残存的有正常功能的甲状腺细胞的分泌增强,维持甲状腺激素含量稳定。[第(1)小问第一空]
②人体的免疫系统具有分辨“自己”和“非己”成分的能力,一般不会对自身成分发生免疫反应。但是,在某些特殊情况下,免疫系统也会对自身成分发生反应。如果自身免疫反应对组织和器官造成损伤并出现了症状,就称为自身免疫病。患者体内甲状腺球蛋白抗体含量增加,甲状腺球蛋白是自身重要成分,该病为自身免疫病。[第(2)小问第一空]
③从体液调节角度,桥本氏甲状腺炎患者的甲状腺功能减退,抽血诊断指标可以是下丘脑—垂体—甲状腺轴的TRH、TSH和甲状腺激素;从患者血清中TPOAb、TgAb含量高于正常人,二者也可作为检测指标。[第(2)小问第二空]。
(2)模型建构和推理
结合表中数据提出假说(HT患者出现慢性荨麻疹的可能机制),模拟科学探究中的假设构建过程,锻炼逻辑性和创新性。[第(4)小问]
[答案] (1)甲状腺激素含量低于正常值会通过负反馈调节使垂体释放TSH增加,TSH能促进未受损的甲状腺滤泡细胞分泌甲状腺激素,维持体内甲状腺激素的稳定
甲状腺激素具有提高细胞代谢的速率,使机体产生更多热量、促进神经系统发育和提高神经系统兴奋性等功能,随病程发展,患者甲状腺功能减退,甲状腺激素分泌量下降导致上述症状的发生
(2)自身免疫 TPOAb含量、TgAb含量、TSH含量、TRH含量、TH含量
(3)B 通透性增加
(4)HT患者血清中TPOAb和TgAb能与肥大细胞表面的IgE或IgE受体结合,促使其释放组胺,引起慢性自发性荨麻疹(或肥大细胞表面有TPOAb和TgAb抗体的结合位点,结合后能促使肥大细胞释放过敏介质)
命题点4 内环境及其稳态的调节
1.内环境:由细胞外液构成的液体环境叫作内环境。一般包括组织液、血浆、淋巴液等。
2.渗透压:指溶液中溶质微粒对水的吸引力。大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,溶质微粒越多,即溶液浓度越高,溶液渗透压越高。
3.稳态:正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态叫作稳态。神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
举例写出内环境中存在和不存在的物质。
答案:
下丘脑作为调节中枢参与下的血糖、体温、水盐平衡的调节过程。
答案:
神经系统、内分泌系统与免疫系统之间存在着相互调节,通过信息分子构成一个复杂网络。
答案:
①神经系统可以通过神经释放神经递质影响免疫反应,免疫系统通过释放细胞因子等途径影响神经系统的功能。
②干扰素对内分泌系统有干扰作用,可能导致雌激素水平下降,糖皮质激素几乎对所有的免疫细胞都有抑制作用。
③神经调节、体液调节和免疫调节的实现都离不开信号分子(如神经递质、激素和细胞因子等),这些信号分子的作用方式,都是直接与受体接触。
1.体液、细胞内液、细胞外液、内环境
答案:(1)体液:人体内含有大量以水为基础的液体,这些液体统称为体液。体液包括细胞内液和细胞外液。
(2)细胞内液:人体细胞内的液体,约占体液的2/3。
(3)细胞外液:人体细胞外的液体,约占体液的1/3,主要包括血浆、组织液、淋巴液。
(4)内环境:由细胞外液构成的液体环境。
2.血浆、组织液、淋巴液(从存在部位、成分来源、化学成分三方面总结)
答案:
项目
血浆
组织液
淋巴液
存在部位
血管
组织细胞间隙
淋巴管
成分来源
a.从消化道吸收而来; b.从组织液中回渗而来; c.淋巴液在左右锁骨下静脉汇入
a.血浆透出毛细血管壁; b.组织细胞代谢产生
组织液渗入毛细淋巴管形成
化学成分
含有水、无机盐、蛋白质等,血浆中蛋白质含量较高,而组织液和淋巴液中蛋白质含量较少
1.(2025·广东惠州一模)我国航天员乘坐我国自主研发的载人飞船,顺利进入空间实验室,并在太空中安全地生活与工作。航天服具有生命保障系统,为航天员提供了类似地面的环境。下列有关航天服及其生命保障系统的叙述,错误的是( )
A.能清除微量污染,减少航天员相关疾病的发生
B.能阻隔太空中各种射线,避免航天员机体细胞发生诱发突变
C.能调控航天服内的温度,维持航天员的体温恒定不变
D.能控制航天服内的压力,避免航天员的肺由于环境压力变化而发生损伤
[关键能力] 信息获取、加工与逻辑推理
微量污染可及时被航天服清除,减少航天员相关疾病的发生,A正确;航天服能阻隔宇宙射线,避免航天员机体细胞因受多种射线照射而发生突变,B正确;在地球上人可以保持体温相对稳定,在太空中通过调控航天服的温度,维持航天员体温的相对稳定,C错误;通过控制航天服内的压力(给航天员提供正常大气压)避免航天员的肺因环境压力的改变而发生损伤,D正确。
[答案] C
2.(2024·黑吉辽卷,11)梅尼埃病表现为反复发作的眩晕、听力下降,并伴有内耳淋巴水肿。检测正常人及该病患者急性发作期血清中相关激素水平的结果如下表,临床上常用利尿剂(促进尿液产生)进行治疗。下列关于该病患者的叙述错误的是( )
组别
抗利尿激素浓度/(ng·L-1)
醛固酮浓度/(ng·L-1)
正常对照组
19.83
98.40
急性发病组
24.93
122.82
A.内耳的听觉感受细胞生存的内环境稳态失衡会影响听力
B.发作期抗利尿激素水平的升高使细胞外液渗透压升高
C.醛固酮的分泌可受下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴调控
D.急性发作期使用利尿剂治疗的同时应该保持低盐饮食
[解析] 内环境稳态是细胞进行正常生命活动的必要条件,内耳的听觉感受细胞生存的内环境稳态失衡会影响听力,A正确;发作期抗利尿激素水平的升高,促进肾小管和集合管对水的吸收,使细胞外液渗透压降低,B错误;醛固酮的分泌可受下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴调控,存在分级调节,C正确;利尿剂能促进尿液产生,急性发作期使用利尿剂治疗的同时应该保持低盐饮食,避免细胞外液渗透压升高不利于尿液的排出,D正确。
[答案] B
3.(2025·陕晋宁青卷,6)临床上常用能量合剂给患者提供能量,改善细胞功能,提高治疗效果。某能量合剂的配方如表,其中辅酶A参与糖和脂肪等有机物的氧化分解。下列叙述错误的是( )
成分
ATP
辅酶A
10% KCl
5% NaHCO3
用量
60 mg
100 U
10 mL
50 mL
用法
溶于500 mL 5%葡萄糖溶液后,静脉滴注
A.K+经协助扩散内流以维持神经细胞静息电位
B.补充辅酶A可增强细胞呼吸促进ATP生成
C.HCO/H2CO3在维持血浆pH稳定中起重要作用
D.合剂中的无机盐离子参与细胞外液渗透压的维持
[解析] 由题意可知,辅酶A参与糖和脂肪等有机物的氧化分解,补充辅酶A可增强细胞呼吸,促进ATP生成,B正确;HCO、H2CO3是缓冲物质,它们在维持血浆pH稳定中起重要作用,C正确;合剂中的无机盐离子对维持细胞外液渗透压具有重要作用,D正确;神经细胞外的K+浓度比膜内低,K+经协助扩散外流以维持神经细胞静息电位,A错误。
[答案] A
(二十八)脑机接口
脑机接口指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接,实现脑与设备的信息交换,即通过大脑神经元产生的电信号经过计算机处理,来控制外部设备。其作用机制是绕过外周神经和肌肉,直接在大脑与外部设备之间建立全新的通信与控制通道。它通过捕捉大脑信号并将其转换为电信号,实现信息的传输和控制。2023年,科学家们开发了可以将神经信号转化为接近正常对话速度的语句的脑机接口。全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口实验在北京获得成功,促进了介入式脑机接口从实验室前瞻性研究向临床应用迈进。随着脑科学、人工智能和材料学的发展,脑机接口技术的不断进步,它将在提高患者生活质量、促进个性化和精准化医疗方面发挥重要的作用。
1.(2025·黑龙江大庆三模)“脑机接口神经调控”治疗抑郁症已进入临床阶段。医生将电极芯片植入患者大脑,并与植入患者胸腔中的“脑起搏器”(能够人工控制运行的电磁脉冲发生器)等外部组件相连。当芯片“捕捉”到抑郁相关的脑电波时,与之相连的外部组件可识别电极传来的信号,并产生电刺激刺激大脑皮层特定部位,使患者产生愉悦感。下列说法错误的是( )
A.抑郁是一种情绪,是人脑特有的高级功能之一
B.长期的慢性压力会造成神经内分泌系统紊乱,是抑郁症的重要诱因
C.“脑机接口技术”中,电极芯片相当于反射弧中的感受器
D.“脑机接口技术”仍需脑的参与,以实现对机体运动和感觉机能的控制
答案:A
2.(2025·湖北模拟)2023年10月24日,两枚硬币大小的脑机接口处理器通过神经外科医生的操作植入高位截瘫患者杨先生的颅骨中,成功采集到感觉运动脑区颅内神经信号。这台手术由首都医科大学宣武医院赵国光教授团队、清华大学医学院洪波教授团队共同完成。经过三个月的居家康复训练,杨先生可以通过脑电活动驱动气动手套,实现自主拿起水杯喝水等脑控功能,抓握准确率超过90%。据图分析,下列说法正确的是( )
A.患者机械手臂上的触觉传感器接收刺激后,将信息直接传递到大脑B区域
B.A区域植入的电极可刺激大脑皮层的感觉中枢产生“触觉”,完成了反射活动
C.信号输出设备②与动力装置③相当于反射弧中的传出神经与效应器
D.A、B区域间仅通过电信号传递兴奋,相应神经元的膜电位变为内正外负
答案:C
解析:据图可知,机械手臂上的触觉传感器接受刺激后可将信息传递给大脑,通过植入A躯体感觉中枢的电极阵列刺激位于大脑皮层的感觉中枢形成“触觉”,A错误;反射的完成需要经过完整的反射弧,A区域植入的电极可刺激大脑皮层的感觉中枢产生“触觉”,反射弧不完整,不属于反射,B错误;信号输出设备②相当于反射弧中的传出神经纤维,机械手臂中的动力装置③相当于反射弧中的效应器,C正确;A、B区域间相当于突触,突触处兴奋传递的信号有电信号—化学信号—电信号,相应神经元兴奋时,钠离子内流,膜电位变为外负内正,D错误。
3.(2025·广东茂名模拟)我国在脑电波分析和解读技术、脑机接口系统的实用性开发上已处于国际领先水平。2014年全球首台用于全肢体中风康复的脑控人工神经机器人系统“神工一号”在我国问世,中风偏瘫或截瘫患者有望重获肢体活动。图示“神工一号”的技术流程。
回答下列问题:
(1)脑部神经电信号的产生是因为局部膜两侧出现暂时性的电位变化,表现为________的兴奋状态,与邻近未兴奋部位之间由于________的存在而发生电荷移动,就形成了局部电流。
(2)“神工一号”将人体受损的中枢神经系统和人体的____________(填神经系统)连通起来,绕过受损的神经,仿生构筑了一条完整的______________通路。该技术的重大意义是将信号重新输出到肌肉组织时,模拟人体神经元与肌肉之间________结构的信号传递,引起肌肉产生主动收缩,与人体自主运动原理一致。
(3)脑机接口将在医疗、教育、交通等领域大有作为,除了运动功能恢复,你还能举出脑机接口的具体应用是__________________________________________________________(举出一列即可)。
答案:(1)内正外负 电位差
(2)外周神经系统 人工神经 突触
(3)采集感受器的信号,将信号快速正确解码后传回大脑,恢复感觉功能;解码语言信号,不用张口就能通过语音设备表达意思(体现脑信号的转化的合理答案即可)
(二十九)K+、Na+与细胞代谢
1.K+、Na+的运输方式
(1)钠钾泵(Na+-K+ATP酶)
作用机制:每消耗1分子ATP,泵出3个Na+,泵入2个K+(主动运输)。
功能:维持细胞内高K+、细胞外高Na+的浓度梯度,为神经冲动、物质协同运输提供基础。
意义:保持细胞渗透压稳定,维持细胞形态和功能。
(2)协同运输(间接主动运输)
钠离子浓度梯度驱动:如小肠上皮细胞吸收葡萄糖(与Na+同向运输),肾小管重吸收葡萄糖。
特点:依赖钠泵建立的浓度差,不直接消耗ATP,但属于主动运输。
(3)能量代谢关联
钠钾泵消耗细胞约1/3的ATP,是细胞代谢的重要耗能过程。
2.K+、Na+与神经冲动传导
(1)静息电位
膜电位:(内负外正)。
形成原因:K+通过“K+通道”外流(顺浓度梯度)。
(2)动作电位
上升支(去极化):Na+通道开放,Na+快速内流(协助扩散)。
峰值:Na+通道关闭,K+通道开放。
下降支(复极化):K+外流(协助扩散)。
恢复静息:钠钾泵工作,排出Na+、摄入K+(主动运输)。
3.K+、Na+与机体稳态
(1)维持渗透压与细胞形态
细胞内高K+、细胞外高Na+的梯度,调节水分进出,防止细胞涨破或皱缩。
(2)影响酶活性
某些酶(如ATP合成酶)需K+作为激活剂,Na+过量可能抑制代谢。
4.植物细胞中的K+、Na+
(1)渗透作用调节
液泡内K+、Na+浓度影响细胞质壁分离与复原。
(2)气孔开闭
保卫细胞吸收K+→细胞渗透压升高→吸水膨胀→气孔开放(光照下)。
5.相关疾病与考点延伸
(1)低血钾症
血钾过低导致肌无力、心律失常(细胞内外K+浓度差减小,静息电位异常)。
(2)神经毒素
河豚毒素(阻断Na+通道)→动作电位无法形成;四乙胺(阻断K+通道)→复极化受阻。
1.(2025·山东卷,8)神经细胞动作电位产生后,K+外流使膜电位恢复为静息状态的过程中,膜上的钠钾泵转运K+、Na+的活动增强,促使膜内外的K+、Na+分布也恢复到静息状态。已知胞内K+浓度总是高于胞外,胞外Na+浓度总是高于胞内。下列说法错误的是( )
A.若增加神经细胞外的Na+浓度,动作电位的幅度增大
B.若静息状态下Na+通道的通透性增加,静息电位的幅度不变
C.若抑制钠钾泵活动,静息电位和动作电位的幅度都减小
D.神经细胞的K+、Na+跨膜运输方式均包含主动运输和被动运输
答案:B
解析:根据题意,胞外Na+浓度总是高于胞内,当神经纤维受到刺激,细胞膜对Na+的通透性增加,Na+顺浓度梯度内流形成动作电位,当增加神经细胞外的Na+浓度时,细胞内外Na+的浓度差增大,Na+内流增多,动作电位的幅度会增大,A正确;根据题意可知,钠钾泵不断将Na+泵出细胞,将K+泵入细胞,维持细胞膜内外Na+、K+的浓度差,若抑制钠钾泵活动,细胞膜内外Na+、K+的浓度差会逐渐减小,对于动作电位,Na+内流的动力(浓度差)减小,会导致动作电位幅度减小,对于静息电位,K+外流的动力(浓度差)减小,会导致静息电位幅度减小,C正确;K+外流(静息电位)和Na+内流(动作电位)是顺浓度梯度的被动运输;而钠钾泵逆浓度梯度转运K+进入细胞和Na+排出细胞是主动运输,因此,K+、Na+跨膜运输方式均包含主动运输和被动运输,D正确;正常静息状态下,细胞膜对K+的通透性较大,对Na+的通透性较小,静息电位的形成主要依赖于K+外流,细胞膜两侧的电位表现为内负外正,若静息状态下Na+通道的通透性增加,导致更多的Na+内流,膜内阳离子浓度增加,从而导致静息电位的幅度减小,B错误。
2.(2023·湖北卷,15)心肌细胞上广泛存在Na+-K+泵和Na+-Ca2+交换体(转入Na+的同时排出Ca2+),两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵。关于该药物对心肌细胞的作用,下列叙述正确的是( )
A.心肌收缩力下降
B.细胞内液的钾离子浓度升高
C.动作电位期间钠离子的内流量减少
D.细胞膜上Na+-Ca2+交换体的活动加强
答案:C
解析:分析图形可知,Na+-K+泵的运输使膜外Na+浓度高于膜内,而Na+通过Na+-Ca2+交换体顺浓度梯度从膜外运输到膜内产生化学势能,Na+-Ca2+交换体利用该能量将Ca2+从膜内逆浓度梯度运输到膜外,细胞质中Ca2+浓度下降,若用某种药物阻断细胞膜上Na+-K+泵的作用,则会使Ca2+从膜内运输到膜外减少,导致细胞质中Ca2+浓度升高,据题干信息可知,细胞质中Ca2+浓度升高会导致心肌收缩力增强,A错误;阻断Na+-K+泵的作用,K+从膜外到膜内的运输受阻,细胞内液的钾离子浓度下降,B错误;阻断Na+-K+泵的作用,Na+从膜内到膜外的运输受阻,导致细胞外液与细胞质中的Na+浓度差减小,因此动作电位期间Na+的内流量减少,C正确;Na+-Ca2+交换体的活动与细胞内外Na+的浓度差有关,阻断Na+-K+泵的作用会降低细胞内外Na+的浓度差,Na+-Ca2+交换体的活动受抑制,D错误。
3.(2023·湖南卷,14,改编)盐碱化是农业生产的主要障碍之一。植物可通过质膜H+泵把Na+排出细胞,也可通过液泡膜H+泵和液泡膜NHX载体把Na+转入液泡内,以维持细胞质基质Na+稳态。如图是NaCl处理模拟盐胁迫,矾酸钠(质膜H+泵的专一抑制剂)和甘氨酸甜菜碱(GB)影响玉米Na+的转运和相关载体活性的结果。下列叙述不正确的是( )
A.溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗透压的变化
B.GB可能通过调控质膜H+泵活性增强Na+外排,从而减少细胞内Na+的积累
C.GB引起盐胁迫下液泡中Na+浓度的显著变化,与液泡膜H+泵活性无关
D.盐胁迫下细胞质基质Na+排出细胞或转入液泡都能增强植物的耐盐性
答案:A
解析:反向协同转运可同时向细胞膜两侧转运溶质,可能不会引起细胞膜两侧渗透压的变化,如质膜H+泵把Na+排出细胞的同时,将H+转入细胞内,A错误;结合题干信息和图中数据,NaCl+GB处理组Na+外排量显著高于NaCl处理组,而钒酸钠处理后,NaCl+GB处理组Na+外排量与NaCl处理组无显著差异,说明GB可能通过促进质膜H+泵的活性来增强Na+外排,从而减少细胞内Na+的积累,B正确;NaCl+GB处理组的液泡膜NHX载体活性明显高于NaCl处理组,而两者的液泡膜H+泵活性无显著差异,说明GB引起盐胁迫下液泡中Na+浓度的显著变化,与液泡膜NHX载体活性有关,而与液泡膜H+泵活性无关,C正确;盐胁迫下细胞质基质Na+排出细胞或转入液泡,均可维持细胞质基质Na+浓度的稳定,从而增强植物的耐盐性,D正确。
(三十)癌症的免疫疗法
1.免疫系统与癌症的关系
免疫监视功能
概念
免疫系统识别并清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能
异常后果
若免疫监视功能低下或失调,机体会有肿瘤发生或持续的病毒感染
癌细胞的免疫逃逸机制
表面抗原隐藏
减少表达特异性抗原(如肿瘤相关抗原TAA)
免疫抑制信号
表达PDL1等蛋白,与T细胞表面的PD1结合,抑制T细胞活性
免疫抑制微环境
分泌抑制性细胞因子(如TGFβ、IL10),抑制免疫细胞功能
2.癌症免疫疗法的核心原理
核心原理
通过增强或恢复患者自身免疫系统的功能,特异性识别并攻击癌细胞
关键靶点
T细胞活性、免疫检查点、癌细胞表面抗原
3.癌症免疫疗法的分类与机制
免疫检查点抑制剂
作用机制
PD1/PDL1抑制剂(如帕博利珠单抗):阻断PD1与PDL1结合,恢复T细胞对癌细胞的杀伤功能。
CTLA4抑制剂(如伊匹木单抗):阻断CTLA4与B7结合,增强T细胞活化
适用癌症
黑色素瘤、肺癌、淋巴瘤等
CART细胞疗法(嵌合抗原受体T细胞)
原理
①提取患者T细胞,通过基因工程改造使其表达针对癌细胞表面抗原的CAR受体。
②体外扩增CART细胞后回输患者体内,特异性识别并杀死癌细胞
靶点举例
CD19(B细胞淋巴瘤)、BCMA(多发性骨髓瘤)
优点
精准靶向
缺点
可能引发细胞因子风暴等副作用
癌症疫苗
治疗性疫苗
激活免疫系统识别癌细胞特异性抗原
个性化疫苗
根据患者肿瘤突变基因定制,增强免疫应答
细胞因子疗法
原理
注射IL2、IFNα等细胞因子,激活T细胞、NK细胞活性
局限
易引发全身性炎症反应
抗体—药物偶联物(ADC)疗法
组成
ADC是采用特定的连接子将能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体和细胞毒素连接起来,其主要组成成分包括抗体、接头和药物三部分
原理
抗体分子主要发挥靶向投递作用,药物发挥效应杀死肿瘤细胞
4.免疫疗法的核心考点与延伸
常见传统疗法化疗放疗
无差别杀伤快速分裂细胞(包括正常细胞)
免疫疗法的优势与挑战
优势
精准性高、副作用相对较小、可能实现长期疗效
挑战
部分患者无响应(免疫耐药)、高昂成本、潜在免疫相关副作用(如细胞因子风暴)
与细胞凋亡的联系
免疫疗法通过激活T细胞诱导癌细胞凋亡(如颗粒酶-穿孔素途径)
1.(2025·四川广安二模)人类表皮因子受体(HER2)在部分乳腺癌细胞中表达,临床上可用抗体-药物偶联物(ADC)靶向治疗HER2阳性乳腺癌。探究荷载不同种类药物的ADC的杀伤力,研究人员将等量的药物E、F、E+F分别连接到同种抗体上,制备三种ADC,并对表达HER2的乳腺癌细胞株(HER2+)和不表达HER2的乳腺癌细胞株(HER2-)进行体外毒性实验,结果如图。下列说法错误的是( )
A.对照组应该添加等量的相同种类的含接头的抗体
B.可用灭活的病毒诱导骨髓瘤细胞和B淋巴细胞的融合
C.体内B细胞活化需要两个信号刺激以及细胞因子的作用
D.药物E和F对所有乳腺癌细胞均有杀伤作用,联合使用效果更好
答案:D
解析:在该实验中,对照组的设置是为了排除抗体本身以及接头等因素对实验结果的干扰,所以应该添加等量的相同种类的含接头的抗体,这样才能保证实验的单一变量原则,A正确;在体内,B细胞活化需要两个信号刺激,一是病原体与B细胞接触;二是辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,同时还需要细胞因子的作用,C正确;从图中可以看出,在表达HER2的乳腺癌细胞株(HER2+)中,在一定范围内随着ADC浓度增加,药物E、F、E+F组细胞存活率均下降,说明药物E和F对HER2+乳腺癌细胞均有杀伤作用,且E+F组效果更好;但是在不表达HER2的乳腺癌细胞株(HER2-)中,对照组E、F、E+F组细胞存活率都几乎不变,这表明药物E和F对HER2-乳腺癌细胞没有杀伤作用,D错误。
2.(2025·广州一模)肿瘤疫苗(OVA)可预防或治疗肿瘤,物质P作为安全的纳米材料常用作疫苗载体。物质Q具有干扰溶酶体膜稳定性的作用。将Q引入到纳米疫苗(OVAP)后与体外培养的树突状细胞共同培养,得到结果如图。下列相关推测错误的是( )
A.与普通疫苗相比,纳米疫苗更易被树突状细胞摄取处理
B.树突状细胞利用溶酶体处理抗原,加工后传递给辅助性T细胞
C.引入Q的纳米疫苗,可减少树突状细胞中从溶酶体逃逸到细胞质基质的疫苗量
D.从溶酶体逃逸到细胞质基质的疫苗,可能刺激细胞毒性T细胞,引发细胞免疫
答案:C
解析:从图中可以看出,2组(OVAP,纳米疫苗)相较于1组(OVA,普通疫苗),溶酶体中的疫苗量更多,这意味着纳米疫苗更容易被树突状细胞摄取并进入溶酶体,也就说明与普通疫苗相比,纳米疫苗更易被树突状细胞摄取处理,A正确;树突状细胞是抗原呈递细胞,在免疫过程中,树突状细胞能够摄取、处理抗原,利用溶酶体中的水解酶对其进行处理,然后将抗原信息加工后传递给辅助性T细胞,这是人体免疫过程中的常见机制,B正确;对比2组(OVAP)和3组(QOVAP),3组细胞细胞质基质中疫苗的量比2组多,这表明引入Q的纳米疫苗,会使更多的疫苗从溶酶体逃逸到细胞质基质,而不是减少,C错误;从溶酶体逃逸到细胞质基质的疫苗,作为抗原可能会被细胞毒性T细胞识别,进而刺激细胞毒性T细胞,引发细胞免疫,这符合细胞免疫的基本原理,D正确。
3.(2024·江苏卷,22)免疫检查点阻断疗法已应用于癌症治疗,机理如图1所示。为增强疗效,我国科学家用软件计算筛到Taltirelin(简称Tal),开展实验研究Tal与免疫检查分子抗体的联合疗效及其作用机制。请回答下列问题:
(1)肿瘤细胞表达能与免疫检查分子特异结合的配体,抑制T细胞的识别,实现免疫逃逸。据图1可知,以______________为抗原制备的免疫检查分子抗体可阻断肿瘤细胞与________细胞的结合,解除肿瘤细胞的抑制。
(2)为评估Tal与免疫检查分子抗体的联合抗肿瘤效应,设置4组肿瘤小鼠,分别用4种溶液处理后检测肿瘤体积,结果如图2。设置缓冲液组的作用是____________。据图2可得出结论:__________________________________________________________________________。
(3)Tal是促甲状腺激素释放激素(TRH)类似物。人体内TRH促进________分泌促甲状腺激素(TSH),TSH促进甲状腺分泌甲状腺激素。这些激素可通过________运输,与靶细胞的受体特异结合,发挥调控作用。
(4)根据(3)的信息,检测发现T细胞表达TRH受体,树突状细胞(DC)表达TSH受体。综上所述,关于Tal抗肿瘤的作用机制,提出假设:
①Tal与__________________结合,促进T细胞增殖及分化;
②Tal能促进________________________,增强DC的吞噬及递呈能力,激活更多的T细胞。
(5)为验证上述假设,进行下列实验:①培养T细胞,分3组,分别添加缓冲液、Tal溶液和TRH溶液,检测________________________________;②培养DC,分3组,分别添加______________________,检测DC的吞噬能力及递呈分子的表达量。
答案:(1)免疫检查分子 T
(2)作为对照组 Tal与免疫检查分子抗体都有抗肿瘤效果,二者联合使用可明显增强抗肿瘤效果
(3)垂体 体液
(4)T细胞表面的TRH受体 TSH作用于DC细胞上的TSH受体
(5)T细胞的数量和细胞毒性T细胞的比例 缓冲液、Tal溶液和TSH溶液
4.(2025·江苏南京二模)嵌合抗原受体T细胞(CART)疗法是一种治疗肿瘤的新型精准靶向疗法,主要过程如图1所示。多种恶性肿瘤细胞中存在EZH2基因的异常表达,人体细胞内的miRNA101(简称miR101)可调节EZH2基因的表达。请回答下列问题:
(1)CART疗法通过设计CAR基因,并导入患者T细胞中,使其转化为能表达CAR蛋白的CART细胞。体外大量扩增的CART细胞被输回患者体内,使肿瘤细胞裂解死亡。该疗法增强了机体免疫系统的________功能。用患者自身T细胞进行改造的优点是______________________。
(2)CAR蛋白主要由三部分构成。胞外结合区作用是_______________________________
_______。跨膜区除了将CAR蛋白锚定于T细胞膜表面外,还负责________________________。膜内信号区调控CART细胞的________,从而增强对癌细胞的特异性杀伤和记忆。
(3)在正常组织和肿瘤组织中miR101调节EZH2基因表达的过程如图2所示。
①正常细胞中,miR101与______________结合,从而使__________________________,抑癌基因和促分化基因正常表达,抑制肿瘤发生。
②肿瘤组织中,EZH2基因编码的EZH2蛋白会催化组蛋白甲基化,使染色体结构变得致密,从而介导________________________异常沉默。
③研究表明,EZH2抑制剂和CART细胞联合治疗取得了较好的疗效,原因可能是EZH2抑制剂增加了肿瘤细胞表面抗原呈递相关分子,增强____________________________。
(4)CART疗法也伴随着一些副作用,部分患者出现呼吸困难的症状,说明该疗法可能对神经系统________中的呼吸中枢造成不良影响。还有些患者发生全身炎症反应,原因可能是CART细胞在免疫的过程中释放了大量的________。
答案:(1)免疫监视 避免免疫排斥
(2)与癌细胞表面抗原(CD19)特异性结合 信息传递(将胞外信号传递至膜内信号区) 增殖、分化
(3)①EZH2mRNA 翻译过程受阻,EZH2蛋白表达减少 ②抑癌基因和促分化基因 ③CART对肿瘤细胞的识别
(4)脑干 细胞因子
解析:(1)CART疗法通过设计CAR基因,并导入患者T细胞中,使其转化为能表达CAR蛋白的CART细胞。体外大量扩增的CART细胞被输回患者体内,使肿瘤细胞裂解死亡。该疗法增强了机体免疫系统的免疫监视功能。用患者自身T细胞进行改造可以避免免疫排斥,进而可以达到有效的治疗。
(2)CAR蛋白主要由三部分构成。胞外结合区作用是与癌细胞表面抗原(CD19)特异性结合。跨膜区除了将CAR蛋白锚定于T细胞膜表面外,还负责信息传递。膜内信号区调控CART细胞的增殖、分化,从而增强对癌细胞的特异性杀伤和记忆。
(3)①正常细胞中,miR101与EZH2mRNA结合,从而抑制了核糖体与RNA的结合,进而使翻译过程受阻,EZH2蛋白表达减少,抑癌基因和促分化基因正常表达,抑制肿瘤发生。②肿瘤组织中,EZH2基因编码的EZH2蛋白会催化组蛋白甲基化,使染色体结构变得致密,从而介导抑癌基因和促分化基因异常沉默。③研究表明,EZH2抑制剂和CART细胞联合治疗取得了较好的疗效,原因可能是EZH2抑制剂增加了肿瘤细胞表面抗原呈递相关分子,增强CART对肿瘤细胞的识别,进而可以高效清除肿瘤细胞。
(4)CART疗法也伴随着一些副作用,部分患者出现呼吸困难的症状,而脑干中存在呼吸中枢,推测该疗法可能对脑干中的呼吸中枢造成不良影响。还有些患者发生全身炎症反应是免疫反应过强造成的,可能因为CART细胞在免疫的过程中释放了大量的细胞因子,进而增强了免疫反应,实现了对肿瘤细胞的清除。
(三十一)分级调节和反馈调节
1.血糖调节中的分级调节和反馈调节
2.神经系统对躯体运动和内脏活动的分级调节
1.(2024·北京卷,8)在北京马拉松比赛42.195 km的赛程中,运动员的血糖浓度维持在正常范围,在此调节过程中不会发生的是( )
A.血糖浓度下降使胰岛A细胞分泌活动增强
B.下丘脑—垂体分级调节使胰高血糖素分泌增加
C.胰高血糖素与靶细胞上的受体相互识别并结合
D.胰高血糖素促进肝糖原分解以升高血糖
答案:B
解析:在马拉松比赛过程中,运动员代谢增强,消耗的葡萄糖增加,导致血糖浓度下降,一方面血糖浓度降低可直接促进胰岛A细胞分泌胰高血糖素,另一方面血糖浓度降低刺激相关感受器兴奋,将兴奋传递到下丘脑,下丘脑通过交感神经作用于胰岛A细胞,促进胰高血糖素的分泌,所以胰高血糖素的分泌过程不属于下丘脑—垂体的分级调节,A正确,B错误;胰高血糖素与靶细胞上的受体相互识别并结合,促进肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖,以升高血糖,C、D正确。
2.(2024·江西卷,7)从炎热的室外进入冷库后,机体可通过分泌糖皮质激素调节代谢(如图)以适应冷环境。综合激素调节的机制,下列说法正确的是( )
A.垂体的主要功能是分泌促肾上腺皮质激素
B.糖皮质激素在引发体内细胞代谢效应后失活
C.促肾上腺皮质激素释放激素也可直接作用于肾上腺
D.促肾上腺皮质激素释放激素与促肾上腺皮质激素的分泌都存在分级调节
答案:B
解析:体液调节中,垂体可分泌促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺皮质激素、生长激素等,A错误;激素一经靶细胞接受并起作用后就失活,B正确;糖皮质激素分泌的分级调节中,促肾上腺皮质激素释放激素只可直接作用于垂体,C错误;下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的分层调控,称为分级调节,糖皮质激素的分泌存在分级调节,促肾上腺皮质激素释放激素和促肾上腺皮质激素的分泌不存在分级调节,D错误。
3.(2023·山东卷,9)脊髓、脑干和大脑皮层中都有调节呼吸运动的神经中枢,其中只有脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌,且只有脑干呼吸中枢具有自主节律性。下列说法错误的是( )
A.只要脑干功能正常,自主节律性的呼吸运动就能正常进行
B.大脑可通过传出神经支配呼吸肌
C.睡眠时呼吸运动能自主进行体现了神经系统的分级调节
D.体液中CO2浓度的变化可通过神经系统对呼吸运动进行调节
答案:A
解析:因为只有脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌,所以脑干呼吸中枢需要通过脊髓控制呼吸肌,来进行自主节律性的呼吸运动,体现了神经系统的分级调节,A错误,C正确;大脑可通过传出神经控制呼吸肌,有意识地加快呼吸或屏住呼吸,B正确;CO2作为信号分子可作用于神经系统,调节呼吸运动,D正确。
4.(多选)(2025·河南洛阳模拟改编)如图表示人动脉血压维持相对稳定的一种反射过程。动脉血压正常时,过高过紧的衣领会直接刺激颈动脉窦压力感受器,引起后续的反射过程,使人头晕甚至晕厥,即“衣领综合征”。下列叙述正确的是( )
A.窦神经受损时,颈动脉窦压力感受器仍可产生兴奋
B.动脉血压的波动可通过神经调节快速恢复正常
C.“衣领综合征”是反射启动后引起血压升高所致
D.动脉血压维持相对稳定的过程体现了负反馈调节作用
答案:ABD
解析:感受器的作用是接受刺激并产生兴奋,窦神经是传入神经,其受损时,颈动脉窦压力感受器仍可产生兴奋,A正确;由图可知,动脉血压升高时,机体可通过神经调节使动脉血压下降,最终使动脉血压维持动态平衡,且神经调节具有反应迅速的特点,B正确;“衣领综合征”是反射启动后,使动脉血压下降所致,C错误;在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫反馈调节,由图可知,动脉血压维持相对稳定的过程体现了负反馈调节作用,D正确。
(三十二)信号转导
1.概念
信号转导这种方式是生物体内的信号分子通过传送与靶细胞膜上或膜内的受体蛋白相结合,从而触发一系列的反应,最终表现出特定生理效应的过程。
2.信号分子
信号分子是指生物体内的某些化学分子,主要用来在细胞间和细胞内传递信息,它们既非营养物质又非能源物质和结构物质,而且也不是酶。
(1)信号分子类型
有激素、神经递质、组胺等。
(2)“第一信使”和“第二信使”
一般将细胞外信号分子称为“第一信使”,激素、神经递质等是由细胞合成和释放的,通过扩散或体液运送是人体信息传递的“第一信使”。“第一信使”与受体作用后在细胞内最早产生的信号物质称为“第二信使”。
目前公认的“第二信使”有cAMP、cGMP、三磷酸肌醇(IP3)、Ca2+等,功能是启动和协助细胞内信号的逐级放大。
(3)亲水性和亲脂性信号分子
根据信号分子的溶解性可分为亲水性和亲脂性两类。亲水性信号分子的主要代表是神经递质、含氮类激素(除甲状腺激素)、局部介质等,它们不能穿过靶细胞膜,只能通过与细胞表面受体结合,再经信号转换机制,在细胞内产生“第二信使”(如cAMP)或激活膜受体的激酶活性(如蛋白激酶),跨膜传递信息,以启动一系列反应而产生特定的生物学效应。
亲脂性信号分子要穿过细胞膜作用于细胞质或细胞核中的受体,与胞内受体结合形成激素—受体复合物,成为转录促进因子,作用于特异的基因调控序列,启动基因的转录和表达,主要代表是类固醇激素、甲状腺激素等。
(4)信号分子的特点
信号分子具有特异性、高效性和可被灭活的特点。
①特异性:只能与特定的受体结合;
②高效性:几个分子即可发生明显的生物学效应,如各种激素在血液中的浓度极低。一般在每10 mL血液中只有几μg甚至几ng,但对人体的生理调节作用却非常重大;
③可被灭活:当完成一次信号应答后信号分子会通过修饰、水解或结合等方式,失去活性而被及时消除,以保证信息传递的完整性和细胞免于疲劳。
3.信息跨膜传递和靶细胞的生物学效应
膜受体识别信号分子后,通过适当的分子开关实现跨膜转导,产生细胞内第二信使或活化的信号蛋白,信号传递至胞内效应器蛋白引发级联反应实现信号放大作用,可以通过酶的逐级激活改变细胞的新陈代谢;或者通过基因表达调控蛋白影响细胞基因表达;或者通过细胞骨架(支架蛋白)的修饰改变细胞形状或运动。
1.生物学上将由细胞分泌的,与靶细胞特异性受体结合的信号分子称为第一信使,由其转换而来的,负责细胞内信号转导的信号分子称为第二信使。下列叙述正确的是( )
A.所有第一信使的受体都位于膜表面,第二信使可用于传递和放大信号
B.胰岛素可作为第一信使与肌肉细胞结合,促进细胞内肌糖原的合成
C.乙酰胆碱与突触后膜上特异性受体结合,会导致Na+内流和K+外流
D.不同个体的不同细胞表面的膜受体不同,根本原因是基因的选择性表达
答案:B
解析:虽然大多数第一信使的受体位于细胞膜表面,但并非所有第一信使的受体都位于膜表面。例如,性激素的受体通常位于细胞内,A错误;胰岛素可以作为第一信使与肌肉细胞表面的受体结合,通过一系列信号转导途径,促进细胞内肌糖原的合成,B正确;乙酰胆碱与突触后膜上的受体结合主要是引发动作电位产生,Na+内流,C错误;不同个体的不同细胞表面的膜受体不同,根本原因是基因不同,D错误。
2.某些信息分子通过与膜上的受体结合进行信号转导,在胞内产生第二信使,通过酶的逐级激活从而改变细胞代谢。下图是低血糖时人体通过G蛋白(GTP结合蛋白——信号转导过程的开关)耦联受体介导的信号转导过程。据图回答下列问题:
(1)参与人体稳态调节的三大系统都有相同的语言——信息分子,如激素、________________等。这些信息分子在发挥调节作用时具有的特点有____________________________(至少答出两点)。
(2)有的信息分子可以直接与胞内的受体结合,有的信息分子与质膜上的受体结合,参与前者的信息分子有________(至少答出两个),后者体现了细胞质膜的________功能。
(3)G蛋白结合GTP时与受体X结合,结合GTP的G蛋白α亚基能与________结合并使其激活,产生大量的第二信使________(填物质名称),第二信使的直接作用是____________。
(4)激活的PKA的作用有____________________、______________。前者引起短期的快速应答,后者引发的应答时间长。磷酸化的转录调控蛋白结合在基因模板链的________端,启动基因的转录。
(5)肾上腺素、胰高血糖素、胰岛素都参与血糖调节,下丘脑可通过________神经直接对其分泌的过程进行调控。同时它们之间也可发生相互作用,如胰高血糖素分泌增高时会________(填“促进”或“抑制”)胰岛素的分泌。
答案:(1)神经递质、细胞因子 需要体液运输、与特异性受体结合、作用于靶器官、靶细胞
(2)甲状腺激素、性激素 信息交流
(3)腺苷酸环化酶 cAMP 激活PKA
(4)激活磷酸化酶激酶 激活转录调控蛋白 3′
(5)自主 促进
3.下图是胰岛B细胞分泌胰岛素的机制,回答下列问题:
(1)胰岛素通过促进______________________、促进糖原合成、促进血糖进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯,抑制肝糖原分解和非糖物质转变为葡萄糖从而维持血糖平衡。与胰岛素的作用相抗衡的激素有胰高血糖素、________________________________(答出2点)等。
(2)图中,胰高血糖素通过与胰岛B细胞膜上的GCGR结合,激活________,催化合成第二信使cAMP,经信号转导加快过程⑤,胰岛素mRNA通过________进入细胞质,作为模板合成新的胰岛素。
(3)血糖升高使________(填“交感”或“副交感”)神经兴奋并释放乙酰胆碱,作用于胰岛B细胞上的M受体,导致胰岛B细胞兴奋,进而引起Ca2+以__________的方式大量内流,促进__________________________________,从而使胰岛素分泌到细胞外。
答案:(1)血糖进入组织细胞进行氧化分解 肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素
(2)腺苷酸环化酶 核孔
(3)副交感 协助扩散 储存胰岛素的囊泡与细胞膜融合
专题作业
动物生理学
【基础巩固】
题号
1
2
3
4
5
6
7
难度
★
★
★★
★
★
★★
★★
题点
内环境稳态
反射、体液调节
兴奋传导和传递
自主神经系统
体温调节
激素调节、血糖调节
水盐调节
题号
8
9
10
11
12
13
难度
★★
★★
★★
★★
★
★★
题点
免疫调节(破伤风抗体和类毒素)
激素、免疫调节
免疫调节(HPV疫苗)
神经调节
神经—体液—免疫调节
自身免疫病(系统性红斑狼疮)
1.(2025·湖北一模)如图表示某人从初进高原到完全适应,体内血液中乳酸浓度的变化曲线。下列叙述错误的是( )
A.ab段人体内无氧呼吸速率小于有氧呼吸
B.适应高原环境的过程中,可能会出现造血功能增强、红细胞数量增多
C.短期内剧烈运动可能会产生与图示类似的变化
D.短期内乳酸含量下降是因为与内环境中的Na2CO3发生化学反应被中和了
答案:D
2.(2025·西安中学一模)婴儿看到母亲或母亲经过婴儿时,婴儿会出现头向后仰、四肢向外伸直,继而双臂向上抬举并向内屈曲的表现,该表现被称为拥抱反射。该反射属于暂时性原始反射,常伴有肾上腺素飙升、心率升高等,是婴儿前期十分重要的与生俱来的初始反射。下列说法错误的是( )
A.婴儿的拥抱反射属于先天就有的非条件反射
B.肾上腺素飙升是“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”调控的结果
C.上述过程体现了生命活动调节中神经调节和体液调节的相互配合
D.拥抱反射存在一定时间后可能会逐渐消失
答案:B
解析:婴儿的拥抱反射是生来就有的,属于先天就有的非条件反射,A正确;肾上腺素是肾上腺髓质产生的,不存在分级调节,B错误;根据题干可知,该反射常伴有肾上腺素飙升、心率升高等,所以体现了生命活动调节中神经调节和体液调节的相互配合,C正确;拥抱反射属于暂时性原始反射,一定时间后可能会消失,D正确。
3.(2025·河南省名校学术联盟高三下学期模拟冲刺)当外耳道感染或异物刺激时,刺激信号会引发迷走神经的Na+通道开放,Na+内流从而产生神经冲动,神经冲动传导至迷走神经末梢会使其释放乙酰胆碱,乙酰胆碱作用于大脑的延髓咳嗽中枢神经元后可引起咳嗽反射,这种反射也被称为耳咳嗽反射。支原体肺炎会引起患者长时间的剧烈咳嗽,部分抗组胺过敏药物可通过阻断胆碱受体与乙酰胆碱的结合来减轻咳嗽症状。下列分析错误的是( )
A.记录迷走神经兴奋时的动作电位,可将两个微电极均置于其膜外
B.兴奋时,Na+经Na+通道进入神经元,并引起膜电位变化
C.部分抗组胺药作用于胆碱受体后可使延髓中枢神经元产生抑制性信号
D.剧烈咳嗽可能是炎症物使乙酰胆碱大量释放或相关酶活性降低所致
答案:C
解析:记录迷走神经兴奋时的动作电位可将两个微电极均置于其膜外观察并记录指针偏转方向即可,A正确;兴奋时Na+经Na+通道进入神经元并使膜电位由外正内负变成外负内正,B正确;部分抗组胺药作用于胆碱受体后可阻断乙酰胆碱与受体的结合,从而减少延髓中枢神经元接受到的刺激并非使延髓中枢神经元产生抑制性信号,C错误;乙酰胆碱会引起延髓中枢神经元兴奋而引发咳嗽反射,胆碱酯酶可降解乙酰胆碱,因此剧烈咳嗽可能是炎症物使乙酰胆碱大量释放或胆碱酯酶活性降低所致,D正确。
4.(2025·湖北八市高三二模)自主神经系统调节唾液腺分泌的部分机制如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.交感神经和副交感神经的作用总是相反的
B.图中去甲肾上腺素作用于唾液腺的过程属于激素调节
C.大脑皮层可通过自主神经系统影响唾液腺的分泌活动
D.乙酰胆碱和去甲肾上腺素与唾液腺细胞膜上相同的受体结合
答案:C
解析:交感神经和副交感神经的作用通常是相反的,但也有例外情况,本题在调节唾液腺分泌时,交感神经和副交感神经都能促进唾液腺分泌,不能绝对地说交感神经和副交感神经的作用总是相反的,A错误;图中去甲肾上腺素由交感神经释放,作用于唾液腺是作为神经递质来发挥作用的,属于神经调节而不是激素调节,B错误;大脑皮层是许多低级中枢活动的高级调节者,它对各级中枢的活动起调整作用,使得自主神经系统并不完全自主,C正确;乙酰胆碱和去甲肾上腺素是两种不同的神经递质,它们与唾液腺细胞膜上不同的受体结合,D错误。
5.(2024·浙江1月选考,7)某快递小哥跳入冰冷刺骨的河水勇救落水者时,体内会发生系列变化。下列叙述正确的是( )
A.冷觉感受器兴奋,大脑皮层产生冷觉
B.物质代谢减慢,产热量减少
C.皮肤血管舒张,散热量减少
D.交感神经兴奋,心跳减慢
答案:A
6.(2025·广东省广州市某校高三综合测试)GLP-1是肠道L细胞分泌的一种化学物质。GLP-1可受甲状腺激素调控并参与血糖调节,相关机制如下图。下列相关叙述正确的是( )
注:“+”代表促进;“-”代表抑制。
A.甲状腺激素可促进GLP-1分泌,会引发机体血糖升高
B.胰岛素引起的血糖变化刺激下丘脑可使副交感神经兴奋
C.图中甲状腺激素通过神经和体液共同调节GLP-1的分泌
D.激活肝脏细胞的甲状腺激素受体可能有助于治疗糖尿病
答案:D
解析:由图可知,甲状腺激素能促进肝脏合成胆汁酸,会抑制FXR蛋白的合成,而FXR蛋白会抑制GLP-1的合成,所以肝脏合成胆汁酸会间接促进GLP-1的合成,促进胰岛B细胞分泌胰岛素,使血糖的浓度降低,A错误;胰岛素会使血糖浓度降低,当血糖含量降低时,下丘脑的某个区域兴奋,通过交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,使得血糖含量上升,B错误;由图可知,甲状腺激素能促进肝脏合成胆汁酸,会抑制FXR蛋白的合成,而FXR蛋白会抑制GLP-1的合成,所以肝脏合成胆汁酸会间接促进GLP-1的合成,GLP-1可增强胰岛素的合成和分泌,这是体液调节的结果,C错误;激活肝脏的甲状腺激素受体能与甲状腺激素结合,能促进胰岛素的分泌,从而降低血糖,可能有助于治疗糖尿病,D正确。
7.(2025·安徽一模)人体血液量和血浆渗透压对维持内环境稳态至关重要。口渴主要受血浆渗透压和血管紧张素影响(血液量减少时血管紧张素增加);尿量主要由抗利尿激素调节。为研究上述调节系统,研究者进行如下实验:将体重基本相同的健康成年志愿者分为两组,两组人员同时进行长跑,直至体重减少2 kg;而后进行不同实验,并将渴觉的变化用1到5的数值打分,实验记录如下表。下列叙述正确的是( )
组别
饮水前到饮水后15 min内渴觉数值
饮水3 h后渴觉数值
第1组(摄取2 L纯水)
5.0降为1.2
4.1
第2组(摄取2 L 0.5%的食盐水)
5.0降为1.8
2.1
A.两组人长跑中,下丘脑通过分级调节促进胰高血糖素的分泌能维持血糖浓度平衡
B.大量流汗后,机体增加分泌醛固酮维持血钠含量平衡体现了激素调节中的正反馈调节
C.饮水15 min后,第2组血浆渗透压较高会导致血浆中的抗利尿激素浓度低于第1组
D.饮水3 h后,第1组由于血液量减少会导致该组血浆中的血管紧张素浓度高于第2组
答案:D
解析:人体的水平衡调节过程:当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素增多→肾小管、集合管对水分的重吸收增加→尿量减少。人体中胰高血糖素的分泌调节不能通过下丘脑分级调节实现,A错误;大量流汗后,机体增加分泌醛固酮维持血钠含量平衡与激素调节中的负反馈调节有关,B错误;饮水15 min后,第2组血浆渗透压较高会导致血浆中的抗利尿激素浓度高于第1组,C错误;饮水3 h后,第1组由于饮用纯水,导致尿液增加后,血液量减少会导致该组血浆中的血管紧张素浓度高于第2组,故第1组饮水3 h后渴觉数值更高,D正确。
8.(2023·湖南卷,11)某少年意外被锈钉扎出一较深伤口,经查体内无抗破伤风的抗体。医生建议使用破伤风类毒素(抗原)和破伤风抗毒素(抗体)以预防破伤风。下列叙述正确的是( )
A.伤口清理后,须尽快密闭包扎,以防止感染
B.注射破伤风抗毒素可能出现的过敏反应属于免疫防御
C.注射破伤风类毒素后激活的记忆细胞能产生抗体
D.有效注射破伤风抗毒素对人体的保护时间长于注射破伤风类毒素
答案:B
解析:破伤风芽孢杆菌属于厌氧菌,密闭包扎会促进破伤风芽孢杆菌增殖,导致感染,A错误;免疫防御是机体排除外来抗原性异物的一种免疫防护作用,注射破伤风抗毒素可能出现的过敏反应属于免疫防御过强导致的功能紊乱,B正确;能产生抗体的细胞是浆细胞,记忆细胞无法产生抗体,C错误;有效注射破伤风抗毒素(抗体),短时间内可以发挥免疫作用,注射破伤风类毒素(抗原)属于免疫预防,能激发免疫系统产生大量记忆细胞和抗体,对人体的保护时间更长,D错误。
9.(多选)(2025·湖南名校高三一模联考改编)NFkB细胞信号转导通路在调控免疫反应、应激反应、细胞生长与死亡等多种生理过程中起关键作用。该通路若长期激活,会极大诱发细胞因子的生成,导致炎症反应。该通路的部分生理调节过程如图所示,下列叙述正确的有( )
A.细胞因子是免疫活性物质,属于免疫调节的物质基础
B.NFkB转导通路诱发炎症反应的过程存在负反馈调节
C.IKK抑制剂、γ氨基丁酸可能都具有降低血糖的效应
D.胰岛素受体基因缺陷是一部分2型糖尿病的重要病因
答案:ACD
解析:免疫系统的组成包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质,细胞因子是免疫活性物质,属于免疫调节的物质基础,A正确;据图分析,细胞因子和受体结合,经NFkB促进细胞因子基因表达,释放出更多的细胞因子,说明这一途径中存在正反馈调节,B错误;由图可知,IKK能抑制IRS转化为IRSP,从而抑制葡萄糖进入细胞,而IKK抑制剂能抑制此现象的发生,因此IKK抑制剂有利于降血糖,γ氨基丁酸与受体结合,促进SIRT的形成,抑制NFkB的作用,抑制细胞因子的产生,降低IKK的作用,γ氨基丁酸具有降血糖的效应,C正确;2型糖尿病是指机体组织细胞对胰岛素的敏感性降低,导致胰岛素不能正常发挥作用,胰岛素受体基因缺陷是一部分2型糖尿病的重要病因,D正确。
10.(多选)(2025·北京十一学校月考改编)人乳头瘤病毒(HPV)持续感染易引发女性宫颈癌。我国自主研制的HPV疫苗获得世卫组织PQ认证,成为首个由发展中国家拥有完全自主知识产权并获国际认可的HPV疫苗。下列叙述正确的是( )
A.HPV侵入人体可能引起细胞发生基因突变
B.人体主要通过体液免疫清除侵染的HPV
C.HPV疫苗能诱导人体产生抗体和记忆细胞
D.给适龄女性注射HPV疫苗可预防宫颈癌
答案:ACD
11.(2024·河北卷,20)心率为心脏每分钟搏动的次数。心肌P细胞可自动产生节律性动作电位以控制心脏搏动。同时,P细胞也受交感神经和副交感神经的双重支配。受体阻断剂A和B能与各自受体结合,并分别阻断两类自主神经的作用。以受试者在安静状态下的心率为对照,检测了两种受体阻断剂对心率的影响,结果如图。
回答下列问题:
(1)调节心脏功能的基本中枢位于________。大脑皮层通过此中枢对心脏活动起调节作用,体现了神经系统的________调节。
(2)心肌P细胞能自动产生动作电位,不需要刺激,该过程涉及Ca2+的跨膜转运。神经细胞只有受刺激后,才引起________离子跨膜转运的增加,进而形成膜电位为________的兴奋状态。上述两个过程中离子跨膜转运方式相同,均为________。
(3)据图分析,受体阻断剂A可阻断________神经的作用。兴奋在此神经与P细胞之间进行传递的结构为________。
(4)自主神经被完全阻断时的心率为固有心率。据图分析,受试者在安静状态下的心率________(填“大于”“小于”或“等于”)固有心率。若受试者心率为每分钟90次,比较此时两类自主神经的作用强度:________________________________________。
答案:(1)脑干 分级
(2)钠 内正外负 协助扩散
(3)副交感 突触
(4)小于 副交感神经的作用强度大于交感神经
解析:(3)交感神经活动占据优势时心跳加快,副交感神经活动占据优势时心跳减慢。分析图形,受体阻断剂A处理组的心率高于对照组,说明该受体阻断剂可阻断副交感神经的作用。副交感神经与P细胞之间进行传递的结构为突触。
(4)分析图形,受体阻断剂A+B组(阻断交感神经和副交感神经)的心率(固有心率)高于对照组,说明受试者在安静状态下的心率小于固有心率。受试者的心率为每分钟90次,低于固有心率,说明副交感神经的兴奋强度要大于交感神经。
12.(2025·湖北省宜昌市第一中学高三下适应考)研究发现,长期睡眠不足可能引发PGD2在脑毛细血管中大量积累、肾上腺糖皮质激素过度分泌、抗病毒能力下降等,部分机制如图。其中,VLPO神经元通过释放抑制性神经递质诱发睡眠;I表示免疫细胞;IL-6是一种促进炎症反应的细胞因子、IFNA是一种抗病毒的细胞因子;①~⑩表示过程。请回答:
(1)研究发现,脑中还存在激发觉醒的神经元(TMN)。有学者提出“VLPO-TMN跷跷板”模型,以解释机体在睡眠与觉醒之间的调节机制。图中与上述调节机制类似的过程有______(填序号)。
(2)图中①过程释放的激素名称是______________________,该激素能专一作用于垂体的原因是______________________________,从作用方式和功能来看,PGD2最可能是一种________(填“神经递质”或“激素”)。
(3)VLPO神经元可通过分泌GABA抑制下一个神经元的兴奋产生。则此时后者质膜上________通道开放,膜电位的绝对值____________。图中下丘脑通过交感神经支配的肾上腺属于反射弧中的________。
(4)长期睡眠不足的人更容易患病毒性感冒,其可能原因是长期睡眠不足可能引发PGD2在脑毛细血管中大量积累、肾上腺糖皮质激素过度分泌,__________________________________
______________________,导致多种器官功能异常,进而使机体免疫能力下降,抗病毒能力降低。
答案:(1)②③④
(2)促肾上腺皮质激素释放激素 只有垂体有促肾上腺皮质激素释放激素的受体 激素
(3)Cl- 增大 效应器
(4)抑制IFNA基因的表达,同时促进IL-6基因的表达,IL-6分泌量过多
解析:(1)有学者提出“VLPO-TMN跷跷板”模型,即通过反馈调节维持相对平衡的机制,据此解释机体在睡眠与觉醒之间的调节机制。图中与上述调节机制类似的过程有②③④,即通过垂体分泌的促肾上腺皮质激素作用于肾上腺皮质,进而促进肾上腺糖皮质激素的分泌,该激素会反馈抑制垂体的分泌活动,进而维持肾上腺糖皮质激素含量的稳定,这与所谓的跷跷板模型是相吻合的。
(3)VLPO神经元可通过分泌GABA抑制下一个神经元的兴奋产生。GABA属于抑制性神经递质,与突触后膜上的受体结合后,使Cl-通道打开,阴离子内流,使静息电位的绝对值变大,进而更不易产生动作电位,表现为被抑制。效应器是指传出神经末梢及其所支配肌肉或腺体,因此下丘脑通过交感神经支配的肾上腺属于反射弧中的效应器。
(4)长期睡眠不足可能引起PGD2在脑毛细血管中大量积累、肾上腺糖皮质激素过度分泌,而肾上腺糖皮质激素能抑制IFNA基因的表达,同时促进IL-6基因的表达,题中显示IL-6分泌量过大,会导致多种器官功能异常,进而使机体免疫能力下降,抗病毒能力下降,因而更容易患病毒性感冒。
13.(2025·福建福州二模)系统性红斑狼疮的发病机制与B细胞激活因子(BAFF)密切相关。BAFF促进B细胞成熟,可作为共刺激因子激活辅助性T细胞。糖皮质激素可抑制BAFF基因的表达,是治疗系统性红斑狼疮的常见药物,但长期用药会导致多种副作用。
(1)系统性红斑狼疮是免疫系统攻击自身组织、器官导致的疾病,属于________病。
(2)糖皮质激素能够治疗系统性红斑狼疮,原因是_____________________________________
________________________________。
(3)长期使用外源糖皮质激素,通过__________________________轴实现________调节,从而抑制自身肾上腺的功能。
(4)为了减少糖皮质激素的使用,可以注射_______________________________________
________抗体来治疗系统性红斑狼疮,阻碍BAFF与B细胞、T细胞表面的BAFF受体结合。
(5)长期使用糖皮质激素可导致骨损伤。GR是糖皮质激素的一种胞内受体,胶原蛋白对维持软骨细胞形态至关重要。为研究糖皮质激素与GR的结合对胶原蛋白基因表达的影响,现有模式细胞系(适用于外源基因表达),在此基础上需利用转基因技术构建的细胞系有______________________________________________________________________________________________________。
答案:(1)自身免疫
(2)糖皮质激素通过抑制BAFF基因的表达,抑制B细胞的成熟与辅助性T细胞的活化(减少攻击自身的抗体、细胞毒性T细胞)
(3)下丘脑—垂体—肾上腺(皮质) (负)反馈
(4)抗BAFF、与BAFF受体特异性结合的(抗BAFF受体)
(5)表达胶原蛋白基因和GR基因的模式细胞系;表达胶原蛋白基因、不表达GR基因的模式细胞系(或导入胶原蛋白基因和GR基因的模式细胞系;只导入胶原蛋白基因的模式细胞系)
解析:(3)糖皮质激素存在分级调节和反馈调节,长期使用外源糖皮质激素,糖皮质激素通过负反馈调节降低糖皮质激素的分泌,即通过下丘脑—垂体—肾上腺(皮质)轴实现负反馈调节,从而抑制自身肾上腺的功能。
(4)题干信息“系统性红斑狼疮的发病机制与B细胞激活因子(BAFF)密切相关”可知,为了减少糖皮质激素的使用,可以注射抗BAFF、与BAFF受体特异性结合的(抗BAFF受体)抗体来治疗系统性红斑狼疮,阻碍BAFF与B细胞、T细胞表面的BAFF受体结合。
(5)为研究糖皮质激素与GR的结合对胶原蛋白基因表达的影响,糖皮质激素与GR的结合情况是实验的自变量,因变量是胶原蛋白基因表达情况,故利用转基因技术构建的细胞系有表达胶原蛋白基因和GR基因的模式细胞系;表达胶原蛋白基因、不表达GR基因的模式细胞系(或导入胶原蛋白基因和GR基因的模式细胞系;只导入胶原蛋白基因的模式细胞系)。
【能力提升】
题号
1
2
3
4
5
6
难度
★★
★★
★★
★★★
★★
★★
题点
神经调节
神经—体液—免疫综合(帕金森病和阿尔茨海默病)
神经—体液—免疫综合(肠易激综合症)
神经—体液调节
自身免疫病(类风湿性关节炎)
体液调节(水盐调节)
1.(2025·天津河西区一模)针灸是我国非物质文化遗产之一,我国科学家通过小鼠模型,阐明了针灸治疗疾病的神经生物学机制:低强度电针刺小鼠后肢的“足三里”穴位,可激活迷走神经—肾上腺轴,发挥抗炎作用,如图所示。
(1)外周神经系统分布在全身各处,包括脑神经和________。某病人接受针灸治疗时,当银针扎脚底穴位时,病人强忍疼痛没有发生屈腿现象,此时脊髓的缩腿反射中枢受到________的调控。
(2)低强度电针刺激激活迷走神经—肾上腺抗炎通路起到抗炎作用,是通过Prokr2神经元进行传导的,请使用图中文字补充完善该调节过程涉及的具体的反射弧:足三里→________→延髓→________→肾上腺。在针灸治疗过程中,兴奋在整个传导过程中是________(填“单向”或“双向”)传递的。
(3)研究人员利用同等强度的电针刺激位于小鼠腹部的天枢穴,并没有引起相同的抗炎反应,原因可能是腹部的天枢穴__________________________________,这也为针灸抗炎需要刺激特定穴位才有效提供了解释。
(4)阈电位是神经元产生动作电位的临界值。图甲、乙分别表示利用细针和粗针进行针灸治疗时,针刺部位附近神经末梢的电位变化。细针治疗________(填“可引起”或“未引起”)动作电位,判断依据是细针刺激引起的膜内外电位差_____________________________________
___________________。
答案:(1)脊神经 大脑皮层
(2)Prokr2 迷走神经 单向
(3)不存在特定的感受器或Prokr2感觉神经元
(4)未引起 没有超过阈电位
2.(2025·山东青岛高三调研检测)帕金森病(PD)和阿尔茨海默病(AD)均是神经退行性疾病,但二者的发病机理不同。PD患者大脑中的多巴胺能神经元病变,从而出现肌张力强直和震颤等运动失调症状。AD患者大脑神经元之间存在β-淀粉样蛋白(Aβ)斑块,Aβ聚积后对神经元具有很强的毒性作用,出现组织坏死、神经元减少等情况,主要表现为渐进性记忆力衰退、语言障碍等。
(1)在正常状态下,多巴胺和乙酰胆碱两种递质均能与纹状体神经元表面的受体特异性结合,造成________________________________________________________,共同参与调节机体的运动机能。研究人员通过研究帕金森病的发病机理,提出了多巴胺能神经-胆碱能神经功能失衡学说,图1和图2分别表示正常人和PD患者的部分神经元作用机理。综上分析,帕金森患者出现震颤的原因是____________________________________________________
________________________________________。
(2)AD患者神经元大量减少,大脑皮层弥漫性萎缩,将直接引起________。
A.缩手反射丧失 B.嗅觉减弱
C.呼吸减缓 D.体温下降
(3)Aβ沉积会诱导脑内小胶质细胞异常活化,可分泌白细胞介素-6等促炎因子,诱导神经炎症,造成神经元死亡。白细胞介素也可以由辅助性T细胞分泌,其作用是_______________
_____________________________,损伤或死亡的神经元的清除体现了免疫系统的________功能。
(4)糖尿病患者也会出现记忆力减退的现象。研究发现,胰岛素与其特定受体结合后,可通过一定途径减少Aβ生成,并加速Aβ清除。据此分析胰岛B细胞受损型糖尿病是AD最强风险因素的原因是__________________________________________________________________。进一步研究显示糖尿病患者记忆力减退还与大脑海马神经元中蛋白Tau过度磷酸化有关,细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白Tau降解,该过程受蛋白激酶cPKCγ的调控。已知高糖条件下,cPKCγ能提高细胞自噬水平;血糖浓度正常时,cPKCγ对自噬水平无明显影响。为验证该作用机理,用①正常小鼠、②TD小鼠、③敲除cPKCγ基因的正常小鼠、④__________________________小鼠进行了水迷宫实验,检测小鼠的记忆能力。(TD小鼠:糖尿病记忆力减退模型鼠,通过注射药物STZ制备)综上分析,推测四组小鼠走出迷宫用时最长的是________。
答案:(1)突触后膜离子通透性改变,前者产生兴奋抑制,后者会形成动作电位 病变神经元比正常神经元释放的神经递质多巴胺含量减少,导致纹状体神经元异常兴奋,因而患者表现为运动障碍
(2)B
(3)促进B淋巴细胞和细胞毒性T细胞增殖、分化,进而增强免疫能力 免疫自稳
(4)胰岛素与其特定受体结合后,可通过一定途径减少Aβ生成,并加速Aβ清除,胰岛B细胞受损,胰岛素分泌减少,造成Aβ聚积后会对神经元造成损伤引起AD 敲除cPKCγ基因的TD ④
解析:(1)由图可知,多巴胺和乙酰胆碱两种递质均能与纹状体神经元表面的受体特异性结合,引起突触后膜离子通透性改变,前者会引起下一个神经元被抑制,后者会引起下一个神经元产生动作电位。结合图示可知,帕金森患者出现震颤的原因是病变神经元比正常神经元释放的神经递质多巴胺含量减少,导致纹状体神经元异常兴奋,因而患者表现为运动障碍。
(2)AD患者神经元大量减少,大脑皮层弥漫性萎缩,嗅觉产生的部位在大脑皮层,缩手反射的中枢在脊髓,呼吸中枢位于脑干,体温调节中枢位于下丘脑,大脑皮层萎缩,脊髓、脑干和下丘脑仍可以发挥各自的功能,因此B符合题意。
(4)本实验的目的是验证高糖条件下,cPKCγ能提高细胞自噬水平;血糖浓度正常时,cPKCγ对自噬水平无明显影响。根据目的可知该实验的自变量为是否敲除cPKCγ基因以及小鼠种类,因变量是小鼠记忆力水平变化,本实验的设计思路如下:用①正常小鼠、②TD小鼠、③敲除cPKCγ基因的正常小鼠、④敲除cPKCγ基因的TD小鼠进行了水迷宫实验,检测小鼠的记忆能力。由于血糖浓度正常时,cPKCγ对自噬水平无明显影响,因此①③小鼠走出迷宫的时间基本无差异,而②TD小鼠走出迷宫时间较长,④敲除cPKCγ基因的TD小鼠体内由于缺乏cPKCγ,因而细胞自噬水平没有得到提高,因而造成大脑海马神经元中过度磷酸化的蛋白Tau含量过高,因而记忆力更差,因此该组(④)小鼠走出迷宫用时最长。
3.(2025·四川成都二诊)肠易激综合征(IBS)是临床最常见的胃肠病之一,患者会出现腹痛、腹胀和排便频率改变等症状,发病机理较为复杂,遗传、饮食、肠道感染、精神心理因素等均可能诱发IBS。人体在应激状态下容易引发IBS,其机制如下图所示(+表示促进,-表示抑制,CRH表示促肾上腺皮质激素释放激素,ACTH表示促肾上腺皮质激素,CORT表示皮质酮)。回答下列问题:
(1)据图可知,应激源导致CRH分泌增加是________(填“神经”“体液”或“神经—体液”)调节的结果;下丘脑分泌CRH最终引起肾上腺皮质分泌CORT的过程中,具有明显的________调节机制。
(2)据图分析,副交感神经兴奋可导致多种促炎细胞因子的释放量________(填“增加”或“减少”),促炎细胞因子和CORT在诱导IBS发病方面表现出________作用。
(3)副交感神经分泌的乙酰胆碱和肾上腺皮质分泌的CORT都可以作为信号分子与相应靶细胞上的__________结合,引起靶细胞发生相应的生理变化。与CORT调节生命活动的方式相比,副交感神经产生乙酰胆碱调节生命活动的方式具有的特点是__________________________________________(答出3点)。
(4)有少部分同学每到大型考试就会出现腹痛、排便次数增加等症状,结合上图分析,原因可能是__________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案:(1)神经 分级 (2)减少 协同
(3)特异性受体 作用范围准确、比较局限;作用时间短暂;反应迅速;作用途径为反射弧
(4)大型考试时,机体处于应激状态,通过下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴分泌的CORT增多,同时抑制副交感神经,使多种促炎细胞因子增多,从而引发相应症状
解析:(2)副交感神经兴奋可抑制乙酰胆碱的释放,抑制巨噬细胞释放促炎细胞因子,导致多种促炎细胞因子的释放量减少;巨噬细胞释放的促炎细胞因子增多,引发肠道炎症,CORT也能引发肠道炎症,两者为协同作用。
(3)副交感神经分泌的乙酰胆碱(神经递质)和肾上腺皮质分泌的CORT(激素)都可以作为信号分子与靶细胞的特异性受体结合;CORT属于激素,参与体液调节,乙酰胆碱属于神经递质,参与神经调节,与体液调节相比,神经调节作用范围局限、准确,作用时间短暂,反应迅速,作用途径为反射弧。
4.(2024·浙江6月选考,21)人体受到低血糖和危险等刺激时,神经系统和内分泌系统作出相应反应,以维持人体自身稳态和适应环境。其中肾上腺发挥了重要作用,调节机制如图。
回答下列问题:
(1)遭遇危险时,交感神经促进肾上腺髓质分泌儿茶酚胺类激素,引起心跳加快、血压升高、肌肉血流量________等生理效应,有助于机体做出快速反应。从反射弧的组成分析,交感神经属于________。交感神经纤维末梢与________________形成突触,支配肾上腺髓质的分泌。
(2)危险引起的神经冲动还能传到________,该部位的某些神经细胞分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于腺垂体,最终促进糖皮质激素水平上升,该过程体现了糖皮质激素的分泌具有________调节的特点。
(3)儿茶酚胺类激素和糖皮质激素均为小分子有机物。儿茶酚胺类激素具有较强的亲水性,不进入细胞,其受体位于________。糖皮质激素属于脂溶性物质,进入细胞后与受体结合,产生的复合物与DNA特定位点结合,从而影响相关基因的________。糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,在血糖浓度调节方面与胰岛素具有________(填“协同”或“相抗衡”)作用。
(4)去甲肾上腺素属于肾上腺髓质分泌的儿茶酚胺类激素,也是某些神经元分泌的神经递质。下列关于激素和神经递质的叙述,错误的是哪一项?________。
A.均可作为信号分子
B.靶细胞都具有相应受体
C.都需要随血流传送到靶细胞
D.分泌受机体内、外因素的影响
(5)长期较大剂量使用糖皮质激素,停药前应逐渐减量。下列分析合理的有哪几项?________。
A.长期较大剂量用药可引起肾上腺皮质萎缩
B.立即停药可致体内糖皮质激素不足
C.停药前可适量使用促肾上腺皮质激素
D.逐渐减量用药有利于肾上腺皮质功能恢复
答案:(1)增加 传出神经 肾上腺髓质细胞
(2)下丘脑 分级
(3)细胞膜 表达 相抗衡
(4)C
(5)ABCD
解析:(4)激素和神经递质都可作为信号分子与相关受体结合,引起相应的生理活动,A、B正确;激素随血流传送到靶细胞,神经递质通过组织液到达靶细胞,C错误;激素和神经递质的分泌都受机体内、外因素的影响,D正确。
(5)长期较大剂量使用糖皮质激素,糖皮质激素含量过高可通过负反馈调节作用于下丘脑和垂体,引起自身促肾上腺皮质激素释放激素和促肾上腺皮质激素减少,进而导致肾上腺皮质萎缩,自身分泌糖皮质激素不足,立即停药会导致体内糖皮质激素不足,A、B正确。长期较大剂量使用糖皮质激素,可导致体内促肾上腺皮质激素水平较低,停药前可适量使用促肾上腺皮质激素,C正确。为了避免体内糖皮质激素水平的突然降低,可逐渐减量用药以促使肾上腺皮质功能的恢复,D正确。
5.(2025·广东梅州一模)类风湿性关节炎(RA)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。科研人员对RA的发病机制及治疗进行了相关研究。
(1)RA患者关节滑膜中的某些蛋白作为________被树突状细胞摄取并处理,呈递给辅助性T细胞,辅助性T细胞分泌________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,并与关节组织细胞结合,引起________,释放细胞内容物进而引发更严重的炎症反应。
(2)S5蛋白与炎症性疾病有关,为研究S5蛋白对RA的作用及机制,科研人员构建了RA患病大鼠(RA模型鼠),实验材料处理及检测指标如下表所示。
组别
实验材料及处理
检测指标
1
正常大鼠,注射适量生理盐水
①大鼠后爪关节肿胀程度
②辅助性T细胞占所有T细胞的比例
2
RA模型鼠,注射适量MTX
3
RA模型鼠,注射适量不含S5基因的腺病毒
4
注:MTX是一种可以治疗RA的药物。腺病毒是一种可携带S5基因进入宿主细胞并表达的工具。
实验结果如图1、图2所示。
①据图1结果可知表中第4组的实验材料及处理是__________________________。
②图1结果表明S5蛋白对大鼠RA的作用是______________________。据图2并结合(1)中RA发病机理,推测S5蛋白的作用机制是____________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)研究发现,S5蛋白能去除P蛋白上的SU基团。为验证“S5蛋白通过去除P蛋白的SU基团,影响T细胞分化与细胞因子释放”这一假设,以体内P蛋白带有过量SU基团的若干突变大鼠为实验材料,注射含S5基因的腺病毒,检测P蛋白上SU基团的数量。请修改并完善该实验方案:____________________________________________________________________
________________(答出两点)。
答案:(1)抗原 细胞因子 细胞裂解
(2)①RA模型鼠,注射适量含S5基因的腺病毒 ②一定程度缓解RA症状 通过减少辅助性T细胞的比例,减少细胞因子的释放,减少细胞毒性T细胞的激活,进而减少关节组织细胞的裂解破坏
(3)以体内P蛋白正常的大鼠及P蛋白带有过量SU基团的大鼠为材料。P蛋白正常大鼠注射生理盐水,P蛋白带有过量SU基团的大鼠分为三组,一组注射生理盐水,一组注射不含S5基因的腺病毒,一组注射含S5基因的腺病毒。检测大鼠中不同类型T细胞的比例及细胞因子释放量及P蛋白上SU基团的数量
解析:(2)①根据图1分析,第1组的关节肿胀增加体积最小,第3组最大,第3组是RA模型鼠,注射适量不含S5基因的腺病毒,为证明S5基因的作用,第4组应为RA模型鼠并注射含有S5基因的腺病毒;②第4组注射了含有S5基因的腺病毒,与第3组比关节肿胀增加体积减小,表明S5蛋白一定程度缓解RA症状;据图2并结合(1)中RA发病机理可知,S5蛋白可能通过减少辅助性T细胞的比例,减少细胞因子的释放,减少细胞毒性T细胞的激活,进而减少关节组织细胞的裂解破坏。
6.(2024·江西卷,20)人体水盐代谢平衡是内环境稳态的重要方面。研究人员为了探究运动中机体维持水盐平衡的机制,让若干名身体健康的志愿者以10 km/h的速度跑步1 h,采集志愿者运动前、中和后的血液与尿液样本,测定相关指标(如表)。回答下列问题:
状态
指标
血浆渗透压
(mOsm/L)
血浆Na+浓度
(mmol/L)
血浆K+浓度
(mmol/L)
运动前
289.1
139.0
4.3
运动中
291.0
141.0
4.4
运动后
289.2
139.1
4.1
状态
指标
尿渗透压
(mOsm/L)
尿Na+浓度
(mmol/L)
尿K+浓度
(mmol/L)
运动前
911.2
242.4
40.4
运动中
915.4
206.3
71.1
运动后
1005.1
228.1
72.3
(1)表中的数据显示,与尿液相比,血浆的各项指标相对稳定。原因是血浆属于内环境,机体可通过________、体液调节和________维持内环境的稳态。
(2)参与形成人体血浆渗透压的离子主要是Na+和________。
(3)运动中,尿液中Na+浓度降低、K+浓度升高,是因为________________(从“肾小球”“肾小管”“肾小囊”和“集合管”中选2项)加强了保钠排钾的作用,同时也加强了对________的重吸收,使得尿液渗透压升高。
(4)为探究表中数据变化的原因,测定了自运动开始2 h内血浆中醛固酮(由____________分泌)和抗利尿激素(由________释放)的浓度。结果发现,血浆中2种激素的浓度均呈现先上升后下降的趋势。分析激素浓度下降的可能原因包括______________________________
__________(答出2点即可)。
(5)进一步实验发现,与运动前相比,运动后血容量(参与循环的血量)减少,并引起一系列生理反应。由此可知,机体水盐平衡调节途径为____________(将以下选项排序:①醛固酮和抗利尿激素分泌增多;②肾脏的重吸收等作用增强;③血容量减少;④尿液浓缩和尿量减少),使血浆渗透压维持相对稳定。
答案:(1)神经调节 免疫调节
(2)Cl-
(3)肾小管、集合管 水
(4)肾上腺皮质 垂体 血浆渗透压下降,血浆Na+浓度下降
(5)③①②④
解析:(4)在细胞外液量减少或血钠含量降低时,肾上腺皮质增加分泌醛固酮,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收。在细胞外液渗透压升高时,垂体释放的抗利尿激素增多,促进肾小管和集合管重吸收水。分析运动前、中、后的相关指标可知,运动后血浆渗透压和Na+浓度均下降且恢复至运动前水平,故运动后醛固酮和抗利尿激素的浓度均减小。
(5)运动后血容量减少(细胞外液量减少)可促进醛固酮和抗利尿激素分泌增多,进而促进肾小管和集合管重吸收水和Na+,从而引起尿液浓缩和尿量减少,最终使血浆渗透压维持相对稳定。
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