内容正文:
专题微练(十) 动物生命活动的调节
一、选择题:本题共6小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.观众在电视机前观看“纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会”时,下列有关叙述错误的是(C)
A.观众听懂播音员对阅兵式的解说与大脑皮层的H区有关
B.小朋友模仿军人的站姿需要神经系统接受刺激获得的新经验
C.观众跟着音乐节奏摆动身体的中枢在小脑
D.人们观看阅兵式时心情激动与交感神经兴奋有关
解析 听懂播音员对阅兵式的解说需要大脑皮层H区的参与,A项正确;小朋友模仿军人的站姿需要神经系统接受刺激获得的新经验,属于学习过程,B项正确;观众跟着音乐节奏摆动身体需要大脑皮层、小脑、脊髓等多个神经中枢的参与,C项错误;当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,心跳加快、瞳孔扩张、支气管扩张,D项正确。
2.(2025·山东卷,T8)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(B)
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
解析 受刺激时,神经细胞膜内外Na+浓度差越大,Na+内流量越多,动作电位峰值越大,因此若增加神经细胞外的Na+浓度,动作电位的幅度增大,A项正确;静息电位为外正内负,若静息状态下Na+通道的通透性增加,导致Na+内流,使膜内负电位的绝对值减小,静息电位的幅度将下降,B项错误;钠钾泵能够主动将Na+运出细胞,将K+运进细胞,以维持神经细胞膜内外Na+和K+的浓度差,若抑制钠钾泵的活动,会导致神经细胞膜内外的Na+和K+的浓度差变小,使静息电位和动作电位的幅度均减小,C项正确;神经细胞中Na+内流和K+外流均属于协助扩散,钠钾泵运输Na+和K+均属于主动运输,D项正确。
3.如图甲所示,现将A、B两个微电极分别置于一条神经纤维上a点的膜外和b点的膜内,刺激a点左侧,记录膜电位的变化如图乙,①~⑤代表曲线的不同阶段。下列有关叙述正确的是(C)
A.兴奋在神经纤维上的传导方向与膜外电流方向相同
B.兴奋在由A→B传导过程中不消耗细胞代谢产生的能量
C.图乙的纵坐标是A-B的电位差,①与A处Na+内流有关
D.当A处达到动作电位峰值时,A处膜外电位比B处膜内电位高
解析 兴奋在神经纤维上的传导方向与膜外电流方向相反,而与膜内电流方向相同,A项错误;兴奋在由A→B传导过程中消耗细胞代谢产生的能量,B项错误;题图甲微电极属于异侧测量膜电位,题图乙的纵坐标是A-B的电位差,①与A处Na+内流有关,C项正确;当A处达到动作电位峰值时,A-B的电位差达到~t2阶段的最低值,该值为负值,因此A处膜外电位比B处膜内电位低,D项错误。
方法微点拨 解密静息电位和动作电位
类型
静息电位
动作电位
膜电位表现
外正内负
内正外负
形成前提
细胞内K+浓度>细胞外
细胞外Na+浓度>细胞内
形成原因
静息时,细胞膜主要对K+有通透性,导致K+外流,使膜外阳离子浓度高于膜内
受刺激后细胞膜对Na+的通透性增加,导致Na+内流,使膜内阳离子浓度暂时高于膜外
静息电位、动作电位绝对值的影响因素
静息电位绝对值的大小取决于膜两侧的K+浓度差。若增大细胞外溶液中K+浓度,膜两侧K+浓度差减小,不利于K+外流,静息电位绝对值减小;反之则增大
动作电位绝对值的大小取决于膜两侧的Na+浓度差。若增大细胞外溶液中Na+浓度,膜两侧Na+浓度差增大,有利于Na+内流,动作电位峰值增大;反之则减小
速判口诀 “钠动钾静,同升同降”:钠离子浓度主要影响动作电位,钾离子浓度主要影响静息电位,动作电位峰值变化与膜两侧Na+浓度差变化同步,静息电位峰值变化与膜两侧K+浓度差变化同步。
4.(2025·保定模拟)食物进入胃肠道后,会激活胃肠道的感受器,最后可促进胆囊收缩素(CCK)的释放,CCK是由小肠的I细胞分泌的多肽类激素,可以促进胆囊收缩从而释放胆汁,也可以促进胰腺分泌胰蛋白酶。胰蛋白酶进入消化道后会导致其自身和CCK的分泌减少。下列有关分析错误的是(C)
A.食物促进CCK释放的过程需要神经系统的参与
B.胰腺细胞和胆囊细胞都可能含有CCK受体
C.CCK的分泌存在分级调节和反馈调节
D.胰蛋白酶是由胰腺的外分泌细胞合成并分泌的
解析 由题意可知,食物进入胃肠道后,会激活胃肠道的感受器,说明涉及相关反射弧,其促进CCK释放的过程需要神经系统的参与,A项正确;CCK可以促进胆囊收缩从而释放胆汁,也可以促进胰腺分泌胰蛋白酶,说明胰腺细胞和胆囊细胞都可能含有CCK受体,B项正确;CCK的分泌存在反馈调节,但无分级调节,C项错误;胰蛋白酶的本质是分泌蛋白,是由胰腺的外分泌细胞分泌的消化酶,可催化蛋白质水解,D项正确。
5.(2025·邢台模拟)白细胞介素2(IL⁃2)是机体被病毒感染后产生的一种细胞因子,能够促进B细胞的增殖、分化,还能够增强巨噬细胞和细胞毒性T细胞的活性,具有抗病毒、抗肿瘤和提高人体免疫功能等作用。下列有关叙述正确的是(B)
A.IL⁃2、溶菌酶等免疫活性物质都是由免疫细胞产生的
B.B细胞和T细胞的成熟场所分别是骨髓和胸腺
C.IL⁃2能直接和病毒结合,抑制病毒的增殖
D.巨噬细胞和细胞毒性T细胞都属于抗原呈递细胞
解析 免疫活性物质是由免疫细胞或其他细胞产生的、并发挥免疫作用的物质,溶菌酶可以由唾液腺、泪腺产生,A项错误;B细胞和T细胞都是在骨髓中由造血干细胞分化产生的,B细胞和T细胞的成熟场所分别是骨髓和胸腺,B项正确;IL⁃2通过加强相关细胞的免疫能力,抑制病毒增殖,并不直接和病毒结合,C项错误;巨噬细胞属于抗原呈递细胞,细胞毒性T细胞不属于抗原呈递细胞,D项错误。
6.(2025·安徽卷,T7)正常情况下,神经产生的动作电位个数与所支配的骨骼肌收缩次数一致,乙酰胆碱递质的释放依赖于细胞外液中的钙离子。如图是蛙坐骨神经—腓肠肌标本示意图。刺激a处,电表偏转,腓肠肌收缩。对细胞外液分别进行4种预处理后,再进行以下实验,其中符合细胞外液中去除钙离子预处理的实验现象是(A)
刺激a处
滴加乙酰胆碱
刺激b处
电表偏转
腓肠肌收缩
腓肠肌收缩
腓肠肌收缩
A
是
-
+
+
B
是
-
-
+
C
否
-
-
-
D
是
+++
+++
+
注:“+”表示收缩;“-”表示无收缩;“+++”表示持续性收缩。
解析 依题意可知,乙酰胆碱递质的释放依赖于细胞外液中的钙离子,当细胞外液进行去除钙离子的预处理后,刺激a处,不影响神经纤维上兴奋的传导,故电表可偏转;但兴奋传导至神经元轴突末梢时,由于细胞外液中没有钙离子,乙酰胆碱无法释放,导致腓肠肌不收缩;添加乙酰胆碱后,腓肠肌细胞的乙酰胆碱受体接收信号使腓肠肌收缩;刺激b处,腓肠肌细胞兴奋从而使腓肠肌收缩。综上,A项符合题意。
二、选择题:本题共2小题,在每小题给出的四个选项中,有一个或多个选项符合题目要求
7.(2025·哈尔滨模拟)在很多公共场所布置的自动体外除颤器(AED)是一种便携式的医疗设备,通过电击能够消除患者的心室纤维性颤动,从而恢复心律,是可被非专业人员使用的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备。下列叙述正确的是(B)
A.人体处于平静状态时,副交感神经对心脏的调节作用减弱,心率降低
B.长期规律的AED使用培训,可使相关操作形成条件反射,提高应急反应效率
C.下丘脑属于中枢神经系统,具有调节心脏功能的基本活动中枢
D.内脏运动神经以电信号形式直接刺激心肌细胞,使其兴奋
解析 人体处于平静状态时,副交感神经对心脏的调节作用增强,而非减弱;副交感神经兴奋时,会释放乙酰胆碱,使心率降低、心肌收缩力减弱,以维持安静状态下的生理需求,A项错误。长期规律的AED使用培训可通过学习和重复训练,使相关操作在大脑皮层形成条件反射,条件反射能缩短反应时间,提高应急反应效率,B项正确。下丘脑属于中枢神经系统,但其主要功能是调节体温、水盐平衡、血糖平衡等,心脏功能的基本活动中枢位于脑干,C项错误。内脏运动神经(自主神经)通过突触传递调节心肌细胞,其神经末梢释放神经递质,通过体液运输至心肌细胞的受体,从而传递信号并使其兴奋,而非以电信号形式直接刺激心肌细胞,D项错误。
8.(2025·长沙模拟)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(OVA⁃P)后与体外培养的树突状细胞共同培养,得到结果如图。下列相关推测正确的是(ABD)
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
解析 据题图可知,与1组相比,2、3组进入树突状细胞溶酶体的疫苗量增加,且细胞质基质中的疫苗占比也显著增加,故与普通疫苗(1组)相比,纳米疫苗(OVA⁃P)更易被树突状细胞摄取处理,A项正确;树突状细胞利用溶酶体处理抗原,处理后将抗原传递给辅助性T细胞,引发体液免疫,B项正确;2组和3组的自变量是Q的有无,结果显示3组的细胞溶酶体中疫苗量较低,故比较2、3组的实验结果,说明引入Q的纳米疫苗,可增加树突状细胞中从溶酶体逃逸到细胞质基质的疫苗量,C项错误;从溶酶体逃逸到细胞质基质的疫苗,可看作靶细胞,刺激细胞毒性T细胞,从而引发细胞免疫,D项正确。
三、非选择题
9.(2025·郑州模拟)神经可塑性对神经系统至关重要,长时程增强是指给突触前纤维一个短暂的高频刺激后,突触传递强度增加几倍,且能持续数小时至几天保持这种增强的现象。科研人员分别对突触前神经元进行低频、强直刺激,观察到突触处出现不同变化,如图1、图2所示,对突触结构相关蛋白质进行荧光标记时,只有激活状态的通道蛋白才能被有效标记,且荧光强度与激活数量相关。回答下列问题:
(1)据图1可知,若将图中突触结构的相关蛋白质进行荧光标记并观察,低频刺激下,相较于AMPA受体通道蛋白的荧光强度变化,NMDA受体通道蛋白的荧光强度基本不变,原因是 低频刺激时,少量谷氨酸仅激活AMPA受体通道,NMDA受体通道因Mg2+阻塞,未被激活,荧光强度基本不变 。
(2)已知某药物能特异性结合Mg2+,若在强直刺激前使用该药物,突触后膜上动作电位的幅度变化可能是 增大 (填“增大”或“减小”),理由是 药物结合Mg2+,使NMDA受体通道在强直刺激时可提前开放,更多Na+内流,导致动作电位幅度增大 。
(3)研究发现,某些神经毒素会抑制谷氨酰胺合成酶的活性,进而影响谷氨酸的回收。若在强直刺激前,使用适量该神经毒素处理突触,突触后膜电位变化更剧烈,原因是 神经毒素抑制谷氨酰胺合成酶活性,谷氨酸回收受阻,突触间隙谷氨酸增多,更多受体通道激活,阳离子内流增加 。这使突触后神经元产生动作电位的频率 增加 (填“增加”或“减少”),从机体调节角度,可能引发的异常是 过度兴奋 。
(4)鉴于强直刺激后突触处信号传输持久增强的机制,在设计治疗阿尔茨海默病(一种神经退行性疾病,神经元会出现异常兴奋)的药物时,可考虑的作用靶点是 NMDA受体通道 ,从理论上分析,该药物发挥作用的方式可能是 抑制NMDA受体通道的功能 。
解析 (1)由题图1可知,在低频刺激条件下,突触前膜释放的谷氨酸量较少,仅能激活AMPA受体通道,而NMDA受体通道被Mg2+阻塞处于关闭状态,未被激活,所以相较于有功能变化(被激活)的AMPA受体通道蛋白的荧光强度变化,NMDA受体通道蛋白的荧光强度基本不变。(2)当在强直刺激前使用能特异性结合Mg2+的药物后,Mg2+被药物结合,NMDA受体通道被激活,这样在强直刺激时,除了AMPA受体通道激活外,NMDA受体通道也能提前开放,使得更多的Na+内流进入突触后膜,进而导致突触后膜动作电位幅度增大。(3)神经毒素抑制谷氨酰胺合成酶的活性,谷氨酸回收受影响,突触间隙谷氨酸积累,更多谷氨酸可激活更多AMPA和NMDA受体通道,促使更多阳离子(如Na+)内流,使突触后膜电位变化更剧烈。受体通道激活增加,阳离子(如Na+)内流增多,使得动作电位产生频率增加,神经元动作电位频率增加,会使神经系统兴奋性异常升高,可能引发惊厥等过度兴奋症状。(4)强直刺激后突触处信号传输持久增强与NMDA受体通道激活及谷氨酸的释放和回收等过程紧密相关,阿尔茨海默病的神经元异常兴奋,所以可将NMDA受体通道或与谷氨酸释放、回收相关的物质作为药物作用靶点,以NMDA受体通道为靶点,抑制其功能,若以谷氨酸相关过程为靶点,调节谷氨酸释放量到合适水平,或促进其正常回收,从而为治疗阿尔茨海默病提供可能。
10.(科学探究)(2025·保定模拟)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 浆细胞 ,其分泌的物质B的主要功能是 可中和毒素、阻断病原体入侵、清除病原微生物 。
(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 MHCⅠ (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 细胞因子 。
(3)若免疫系统的 防御 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IL⁃1β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IFN⁃γ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、IL⁃1β及IFN⁃γ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IL⁃1β的角度分析,其原因可能是 低剂量的黄芪甲苷促进了白细胞介素IL⁃1β的表达 。
②由实验结果可知,IFN⁃γ的含量与患病程度可能呈 正相关 (填“正相关”或“负相关”)。
解析 (1)细胞6能分泌抗体,是浆细胞;物质B是抗体,能与抗原结合,可中和毒素、阻断病原体入侵、清除病原微生物。(2)MHCⅠ几乎能在所有体细胞中出现,是机体区分自己和非己的标志,而MHCⅡ特异性表达在某些抗原呈递细胞的表面;细胞3是辅助性T细胞,分泌细胞因子,促进B细胞的增殖。(3)IAV属于外来病原体,若免疫系统的防御功能较弱,则感染IAV后可能会使下丘脑体温调定点上调,从而引起机体发烧。(4)①低剂量黄芪甲苷组会使IL⁃1β表达量高于正常组,白细胞介素IL⁃1β是参与先天免疫的重要促炎因子,炎症过强容易导致个体死亡。②IFN⁃γ的含量越高,个体存活率越低,患病程度越大,因此IFN⁃γ的含量与患病程度可能呈正相关。
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