第2章 人体的神经调节(单元自测卷)生物沪科版选择性必修1
2026-09-09
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摘要:
**基本信息**
沪科版选择性必修一“神经调节”单元卷,以青光眼、亨廷顿舞蹈症等真实疾病为情境,融合遗传、细胞结构与神经调节知识,适配单元复习,提升科学思维与健康意识。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|非选择题|5题/100分|神经纤维功能、细胞器分工、遗传方式判断、神经递质调控|真实疾病情境(如JOAG型青光眼)、实验数据解读(如OFTT结果分析)、跨模块综合(遗传与神经调节结合)|
内容正文:
………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
此卷只装订不密封
………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2026-2027学年沪科版选择性必修一单元自测
第二章 神经调节
建议用时:60分钟,满分:100分
1.(21分)眼球中的小梁网由小梁网细胞构成,小梁网细胞凋亡可能引发青光眼,最终损伤视神经。线粒体是小梁网细胞凋亡的调控中心,部分机理如图(1)所示。其中APAF1为细胞凋亡激活因子;Bcl-2与Bax是调控线粒体凋亡的相关蛋白,两者结合后会使线粒体外膜通透性改变,导致线粒体内膜上的电子传递蛋白细胞色素c外流,细胞色素c与APAF1结合促进小梁网细胞凋亡。检测发现,小李(男)患JOAG型青光眼,该病由位于某号染色体的MYOC基因突变所致。MYOC基因编码链上部分碱基序列以及小李家庭成员MYOC基因扩增、酶切后的电泳结果如图(2)所示。
(1)(2分)据已学知识推测,组成视神经(传入神经)的神经纤维受损,最可能引发的现象是_____(单选)。
A.光信号不能转化为电信号 B.视神经传递神经冲动受阻
C.无法在视网膜上形成视觉 D.视神经传递化学信号受阻
(2)(2分)研究发现,JOAG型青光眼患者的小梁网细胞中MYOC突变蛋白因肽链折叠出错会阻碍其进一步加工。据图(1)及已学知识推断,折叠错误的肽链最可能堆积在_______(单选)。
A.核糖体 B.细胞核 C.高尔基体 D.内质网
(3)(2分)进一步研究发现,小梁网细胞内MYOC蛋白肽链折叠错误会促进Bax与Bcl-2结合。据图(1)及相关信息推测,JOAG型青光眼患者的小梁网细胞内可能会发生的生理变化有______(单选)。
A.在线粒体内膜上合成的ATP增多
B.H+与O2结合生成的水减少
C.细胞色素c抑制APAF1蛋白活性
D.线粒体内膜上的细胞色素c增加
(4)(3分)研究发现,JOAG型青光眼是由MYOC基因的编码链第733位碱基“T”替换为“G”所致。突变后,MYOC蛋白第245位氨基酸突变为___________(通用遗传密码:GAG为谷氨酸;CUC为亮氨酸;GGU为甘氨酸;UGU为半胱氨酸;ACA为苏氨酸;CCA为脯氨酸)。
(5)(2分)据图(2)判断,若不考虑X和Y染色体的同源区段,小李家系JOAG型青光眼的遗传方式是______(单选)。
A.常染色体隐性遗传 B.常染色体显性遗传
C.伴X染色体隐性遗传 D.伴X染色体显性遗传
(6)(2分)调查发现,小李还患有红绿色盲(由OPN1LW基因突变所致)。一般情况下,小李体内OPN1LW突变基因与MYOC突变基因进行重组的过程发生在_______(编号选填)。
①精细胞②小梁网细胞③精原细胞④初级精母细胞
(7)(4分)研究还发现,TGF-β蛋白过量也会影响小梁网的功能,从而引发青光眼。据已学知识推测,下列不能导致TGF-β蛋白过量的原因是______(多选)。
A.TGF-β基因启动子区域甲基化程度下降
B.TGF-β基因启动子区域与阻遏蛋白结合
C.TGF-β基因的mRNA上终止密码子结构改变
D.体内部分RNA片段与TGF-β基因转录的产物结合
(8)(4分)结合题干及已学知识推测,为缓解青光眼所引发的症状,下列方案合理的有_______(多选)。
A.移植正常的神经干细胞修复或再生视神经
B.阻断Bax与Bcl-2结合降低小梁网细胞凋亡
C.基因治疗修正MYOC突变基因并注入眼球组织
D.诱导多能干细胞产生小梁网细胞并注入眼球组织
2.(20分)亨廷顿舞蹈症是一种以舞蹈症状、认知障碍和精神行为异常为临床特征的神经退行性疾病,可由HTT基因上编码谷氨酰胺的核苷酸序列(CAG)异常重复引起(如表)。某男性患者HTT基因的CAG重复次数分别为17和43,但其父母未表现出症状。
CAG重复范围
影响
≤26
不引起疾病
27~35
不引起疾病,但减数分裂时易发生CAG重复增加
36~39
推迟发病
≥40
携带者必然患病
(1)(2分)结合以上信息分析,亨廷顿舞蹈症的成因是________。
A.基因重组 B.基因突变
C.染色体数目变异 D.染色体片段重复
(2)(2分)根据以上信息判断,亨廷顿舞蹈症的遗传方式为_________。
A.常染色体显性遗传
B.常染色体隐性遗传
C.伴X染色体显性遗传
D.伴X染色体隐性遗传
(3)(2分)根据以上信息判断,该男患者的致病基因________。
A.只来源于父亲的精子
B.来源于父亲的精子或母亲的卵细胞
C.只来源于母亲的卵细胞
D.来源于父亲的精子和母亲的卵细胞
(4)(3分)该男患者将致病基因遗传给后代的概率为_______。
(5) (2分)根据题意,正常HTT基因与异常HTT基因的表达产物空间结构存在差异的可能原因有________。(编号选填)
①氨基酸种类 ②氨基酸数量 ③氨基酸排列顺序
研究发现,亨廷顿舞蹈症的病因与皮质-纹状体神经元之间的连接丧失有关。正常亨廷顿蛋白(HTT)能够调节脑源性神经营养因子(BDNF蛋白),而BDNF蛋白在神经元存活过程中起关键作用,其机制如图所示。图中TF基因能促进生存基因的表达。
(6)(2分)据图分析,本案中的“皮质-纹状体神经元之间的连接”是指________(结构名称)。
(7)(2分)据图和已学知识分析,BDNF蛋白的主要功能是________。
A.催化反应 B.转运物质
C.传递信息 D.参与细胞构成
(8)(2分)据图分析,过程a和过程b都需要的条件是________。(编号选填)
①ATP ②受体 ③载体 ④膜内外BDNF蛋白的浓度差
(9)(3分)据图分析,在流程图内补全本案中亨廷顿舞蹈症的病因(1)________(2)________(3)________。(编号选填)
①正常HTT合成减少
②异常HTT合成增加
③TrkB受体不再能识别BDNF蛋白
④TrkB受体与BDNF蛋白的结合减少
⑤皮质神经元死亡
⑥纹状体神经元死亡
3.(21分)Wolfram综合征是一种罕见的先天性多系统代谢异常疾病,由WFS1基因突变导致,发病率约为1/100000,患者常表现为尿崩症、视神经萎缩、糖尿病及神经功能异常,且男女患病概率无明显差异,部分患者有家族遗传史。请回答下列问题:
(1)(2分)根据题干信息可判断,Wolfram综合征的遗传方式最可能是_______。(单选)
A.伴X染色体显性遗传 B.伴X染色体隐性遗传
C.常染色体显性遗传 D.常染色体隐性遗传
WFS1基因可转录出mRNA,指导合成WFS1蛋白,该蛋白参与细胞内钙代谢调节及线粒体功能维持。表1为正常个体与Wolfram综合征患者的WFS1基因转录的mRNA部分序列对比。
表1
个体
mRNA 序列
正常
5’-AUG-(1800个碱基)-GAGCGCCAG-(2100个碱基)-UAA-3’
Wolfram病患者
5'-AUG-(1800个碱基)-GAGCGCUAG-(2100个碱基)-UAA-3'
注:AUG为起始密码子,GAG为谷氨酸,GAU为天冬氨酸,CAA为谷氨酰胺,UAG为终止密码子
(2)(2分)表1中患者的mRNA序列发生的突变类型为_______。(编号选填)
①插入 ②缺失 ③替换 ④倒位
(3)(3分)WFS1蛋白功能异常会导致细胞线粒体损伤,进而影响细胞代谢。结合表1信息,分析患者WFS1蛋白功能异常的直接原因是_______。
(4)(2分)WFS1蛋白可介导细胞内Ca²⁺的转运,维持细胞内钙稳态,而Ca²⁺是神经递质释放的关键离子。患者WFS1蛋白功能异常,会导致神经末梢释放的神经递质_______。(单选)
A.增多 B.减少 C.不变 D.无法确定
Wolfram综合征患者的神经功能异常主要表现为肢体麻木、运动协调障碍,其核心原因是“大脑皮层→脑干→脊髓→肌肉”的神经通路受损,该通路中神经递质的合成、释放依赖线粒体提供能量,而WFS1蛋白异常会导致线粒体功能下降。
(5)(2分)Ca²⁺从神经细胞内释放到作用部位,再被回收的过程中,其在内环境中的转移途径正确的是_______。(单选)
A.细胞内液→组织液→细胞内液 B.组织液→血浆→组织液
C.细胞内液→血浆→组织液 D.组织液→淋巴→血浆
(6)(2分)患者“大脑皮层→脑干→脊髓→肌肉”的神经通路中,信号传递的形式包括_______。(编号选填)
①电信号 ②化学信号 ③神经递质信号
(7)(2分)患者线粒体功能下降,会导致神经细胞供能不足,进而影响神经递质的合成与释放,最终导致肌肉收缩异常,表现为_______。(单选)
A.肌肉持续收缩、肌张力增高 B.肌肉无法收缩、肌张力低下
C.肌肉收缩节律紊乱、肌张力正常 D.肌肉收缩过快、肌张力增高
我国科学家采用胚胎植入前基因诊断(PGD)技术,筛选不含致病基因的胚胎进行移植,以实现优生。表2为某WFS1致病基因携带者(女性)的4个卵原细胞分裂产生的极体基因测序结果(不考虑交叉互换)。
表2
序号
①
②
③
④
ATP7A 基因部分序列
-GGTTCAAGA-/-CCAAGTTCT-
-GGTTCAGGA-/-CCAAGT CCT-
-GGTTCAAGA-/-CCAAGTTCT-
-GGTTCAGGA-/-CCAAGTCCT-
来源
第一极体
第一极体
第二极体(次级卵母细胞分裂)
第二极体(次级卵母细胞分裂)
(8)(4分)若医生选择②号卵原细胞分裂产生的卵细胞进行胚胎移植,可生育健康婴儿,则②号卵原细胞产生的第一极体序列为_______(“正常”或“突变”)。此外,还可选择_______号卵原细胞分裂产生的卵细胞,也能获得健康婴儿。
(9)(2分)若选择④号卵原细胞产生的卵细胞与正常男性的精子结合,培育的婴儿患Wolfram综合征的概率为_______。(单选)
A.无论男女,患病概率均为100%
B.无论男女,患病概率均为50%
C.无论男女,患病概率均为0
D.男性患病概率50%,女性患病概率0
4.(20分)脂肪吸收的脑-肠神经调控
脂肪是膳食中重要的能量来源,但摄入过多会导致肥胖。我国研究人员初步证实,脂肪在肠道中的吸收过程受脑到肠道的神经调控。研究发现,延髓灰质中的迷走神经背侧运动核(DMV)是参与该调控的重要神经中枢,部分作用机理如图所示。
(1)(2分)图中字母A-E代表不同液体成分,其中________(填字母)参与构成了人体内环境。
(2)(2分)营养物质进入消化道,脂肪被分解成________,再由小肠黏膜上皮细胞吸收。(编号选填)
①胆固醇 ②葡萄糖 ③氨基酸 ④甘油 ⑤脂肪酸
(3)(2分)进食后,消化道接受食物刺激到产生饱腹感的过程属于________。(编号选填)
①条件反射 ②非条件反射 ③两者均不是
(4)(3分)迷走神经属于混合神经,其中的传出神经主要是副交感神经,对循环、呼吸、消化等生理过程有重要调节作用。迷走神经兴奋将引起机体的代谢变化可能包括( )。(多选)
A.心脏搏动加快加强 B.呼吸变慢变浅
C.胃肠蠕动变快变强 D.肾上腺素分泌增加
研究人员给两组小鼠喂食高脂肪食物,一段时间后,特异性抑制实验组小鼠延髓中DMV神经元,构建小鼠模型(4i),对照组小鼠(con)不作相应处理。随后,检测两组小鼠体重变化(图a),通过口服脂肪耐量试验(OFTT)检测两组小鼠血浆甘油三酯含量变化(图b)。此外,检测两组小鼠粪便中甘油三酯含量、空肠(小肠的部分结构)上皮细胞微绒毛长度、空肠上皮细胞微绒毛相关基因转录水平(如表)。
注1.**/***表示两组数据间具有显著性差异
注2.OFTT:禁食后,每只小鼠经口灌胃200μl橄榄油,分别在0、1、2和4小时采血检测血浆甘油三酯含量。
组别
粪便中甘油三酯含量(μmol)
空肠上皮细胞微绒毛长度(nm)
空肠上皮细胞微绒毛相关基因转录水平
对照组(con)
实验组(4i)
注:数字后小写字母不同表示各组间数据差异显著
(5)(4分)根据相关材料和图分析,实验组小鼠抑制DMV神经元后,体重、血浆甘油三酯含量变化情况__________,并结合表数据推测可能的生理机制________________。
野葛中含有大量葛根素,研究发现,葛根素与GABA(神经递质)受体结合,显著抑制延髓DMV神经元的活动。
(6)(3分)葛根素与DMV神经元上GABA受体结合,引起内流,此时DMV神经元________。(多选)
A.膜外浓度高于膜内 B.膜外浓度高于膜内
C.膜电位表现为外正内负 D.膜电位的变化与其选择透过性密切相关
为进一步探究葛根素对DMV-迷走神经调控的影响,研究人员构建了DMV神经元GABA受体基因敲除小鼠模型,与野生型小鼠共同饲喂高脂饮食,对两组小鼠进行相应腹腔注射处理,检测各组小鼠体重变化,如图所示。
注:***表示各组间数据具有显著性差异
(7)(2分)根据图实验结果和材料信息,将表格中缺失的实验方案信息补充完整。(编号选填)
组别
实验材料
操作处理
a组
________
________
b组
________
________
c组
________
________
d组
________
④
①GABA受体野生型小鼠 ②GABA受体基因敲除小鼠
③腹腔注射无菌生理盐水 ④腹腔注射葛根素
(8)(2分)研究显示,使用葛根素处理小鼠后,小鼠空肠上皮细胞微绒毛长度明显改变进而影响脂肪吸收的效率。葛根素-DMV-迷走神经调控路径为何最终会引起空肠上皮细胞微绒毛长度的变化。若要进一步探明机制,可研究的问题包括________。(编号选填)
①迷走神经末梢释放的神经递质及其主要作用
②空肠上皮细胞表面神经递质受体类型
③空肠上皮细胞表面葛根素受体表达水平
④空肠上皮细胞中细胞骨架相关蛋白表达水平
5.(18分)忙碌紧张的现代生活中,暴食症(OD)逐渐成为严重困扰人类社会的健康问题。研究表明,暴食症小鼠的肠道微生物菌群能影响迷走神经(NG)-孤束核(NTS)-室旁核(PVT)的信号传递,如图1所示。检测电流刺激下小鼠的PVT区神经元兴奋性的改变(*表示存在显著性差异),如图2所示。
(1).(3分)下列OD小鼠PVT区神经元兴奋性的变化,能导致图2所示的结果是( )
注:阈电流是指能够引起产生动作电位的最小电流强度。
A.B.C. D.
(2).(7分)OD小鼠肠道中的普拉梭菌(一种肠道细菌)数量及其代谢产物犬尿酸(能抑制NG区神经元的兴奋性)的含量显著低于健康小鼠,猜测其为导致OD症状的主要原因之一。为验证猜测,请选择合适的编号将表格内实验操作补充完整(编号选填):①健康小鼠;②OD模型小鼠;③犬尿酸;④营养剂;⑤生理盐水;⑥抗生素。
实验目的
实验操作
证明肠道菌群失衡影响犬尿酸的产生
对照组:_________小鼠服用_________
实验组:_________小鼠服用_________
检测小鼠体内犬尿酸的含量
证明缺乏犬尿酸能引起OD症状
_________小鼠服用_________
记录并对比服用前后的行为表现
(3).(8分)通过实验上述猜测均得到证实,请结合题目信息和已有知识,阐述长期精神压力导致暴食症加剧的机制:_________。(用文字和箭头表示)
试题 第3页(共8页) 试题 第4页(共8页)
试题 第1页(共8页) 试题 第2页(共8页)
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第二章 神经调节
建议用时:60分钟,满分:100分
1.(21分)眼球中的小梁网由小梁网细胞构成,小梁网细胞凋亡可能引发青光眼,最终损伤视神经。线粒体是小梁网细胞凋亡的调控中心,部分机理如图(1)所示。其中APAF1为细胞凋亡激活因子;Bcl-2与Bax是调控线粒体凋亡的相关蛋白,两者结合后会使线粒体外膜通透性改变,导致线粒体内膜上的电子传递蛋白细胞色素c外流,细胞色素c与APAF1结合促进小梁网细胞凋亡。检测发现,小李(男)患JOAG型青光眼,该病由位于某号染色体的MYOC基因突变所致。MYOC基因编码链上部分碱基序列以及小李家庭成员MYOC基因扩增、酶切后的电泳结果如图(2)所示。
(1)(2分)据已学知识推测,组成视神经(传入神经)的神经纤维受损,最可能引发的现象是_____(单选)。
A.光信号不能转化为电信号 B.视神经传递神经冲动受阻
C.无法在视网膜上形成视觉 D.视神经传递化学信号受阻
(2)(2分)研究发现,JOAG型青光眼患者的小梁网细胞中MYOC突变蛋白因肽链折叠出错会阻碍其进一步加工。据图(1)及已学知识推断,折叠错误的肽链最可能堆积在_______(单选)。
A.核糖体 B.细胞核 C.高尔基体 D.内质网
(3)(2分)进一步研究发现,小梁网细胞内MYOC蛋白肽链折叠错误会促进Bax与Bcl-2结合。据图(1)及相关信息推测,JOAG型青光眼患者的小梁网细胞内可能会发生的生理变化有______(单选)。
A.在线粒体内膜上合成的ATP增多
B.H+与O2结合生成的水减少
C.细胞色素c抑制APAF1蛋白活性
D.线粒体内膜上的细胞色素c增加
(4)(3分)研究发现,JOAG型青光眼是由MYOC基因的编码链第733位碱基“T”替换为“G”所致。突变后,MYOC蛋白第245位氨基酸突变为___________(通用遗传密码:GAG为谷氨酸;CUC为亮氨酸;GGU为甘氨酸;UGU为半胱氨酸;ACA为苏氨酸;CCA为脯氨酸)。
(5)(2分)据图(2)判断,若不考虑X和Y染色体的同源区段,小李家系JOAG型青光眼的遗传方式是______(单选)。
A.常染色体隐性遗传 B.常染色体显性遗传
C.伴X染色体隐性遗传 D.伴X染色体显性遗传
(6)(2分)调查发现,小李还患有红绿色盲(由OPN1LW基因突变所致)。一般情况下,小李体内OPN1LW突变基因与MYOC突变基因进行重组的过程发生在_______(编号选填)。
①精细胞②小梁网细胞③精原细胞④初级精母细胞
(7)(4分)研究还发现,TGF-β蛋白过量也会影响小梁网的功能,从而引发青光眼。据已学知识推测,下列不能导致TGF-β蛋白过量的原因是______(多选)。
A.TGF-β基因启动子区域甲基化程度下降
B.TGF-β基因启动子区域与阻遏蛋白结合
C.TGF-β基因的mRNA上终止密码子结构改变
D.体内部分RNA片段与TGF-β基因转录的产物结合
(8)(4分)结合题干及已学知识推测,为缓解青光眼所引发的症状,下列方案合理的有_______(多选)。
A.移植正常的神经干细胞修复或再生视神经
B.阻断Bax与Bcl-2结合降低小梁网细胞凋亡
C.基因治疗修正MYOC突变基因并注入眼球组织
D.诱导多能干细胞产生小梁网细胞并注入眼球组织
2.(20分)亨廷顿舞蹈症是一种以舞蹈症状、认知障碍和精神行为异常为临床特征的神经退行性疾病,可由HTT基因上编码谷氨酰胺的核苷酸序列(CAG)异常重复引起(如表)。某男性患者HTT基因的CAG重复次数分别为17和43,但其父母未表现出症状。
CAG重复范围
影响
≤26
不引起疾病
27~35
不引起疾病,但减数分裂时易发生CAG重复增加
36~39
推迟发病
≥40
携带者必然患病
(1)(2分)结合以上信息分析,亨廷顿舞蹈症的成因是________。
A.基因重组 B.基因突变
C.染色体数目变异 D.染色体片段重复
(2)(2分)根据以上信息判断,亨廷顿舞蹈症的遗传方式为_________。
A.常染色体显性遗传
B.常染色体隐性遗传
C.伴X染色体显性遗传
D.伴X染色体隐性遗传
(3)(2分)根据以上信息判断,该男患者的致病基因________。
A.只来源于父亲的精子
B.来源于父亲的精子或母亲的卵细胞
C.只来源于母亲的卵细胞
D.来源于父亲的精子和母亲的卵细胞
(4)(3分)该男患者将致病基因遗传给后代的概率为_______。
(5) (2分)根据题意,正常HTT基因与异常HTT基因的表达产物空间结构存在差异的可能原因有________。(编号选填)
①氨基酸种类 ②氨基酸数量 ③氨基酸排列顺序
研究发现,亨廷顿舞蹈症的病因与皮质-纹状体神经元之间的连接丧失有关。正常亨廷顿蛋白(HTT)能够调节脑源性神经营养因子(BDNF蛋白),而BDNF蛋白在神经元存活过程中起关键作用,其机制如图所示。图中TF基因能促进生存基因的表达。
(6)(2分)据图分析,本案中的“皮质-纹状体神经元之间的连接”是指________(结构名称)。
(7)(2分)据图和已学知识分析,BDNF蛋白的主要功能是________。
A.催化反应 B.转运物质
C.传递信息 D.参与细胞构成
(8)(2分)据图分析,过程a和过程b都需要的条件是________。(编号选填)
①ATP ②受体 ③载体 ④膜内外BDNF蛋白的浓度差
(9)(3分)据图分析,在流程图内补全本案中亨廷顿舞蹈症的病因(1)________(2)________(3)________。(编号选填)
①正常HTT合成减少
②异常HTT合成增加
③TrkB受体不再能识别BDNF蛋白
④TrkB受体与BDNF蛋白的结合减少
⑤皮质神经元死亡
⑥纹状体神经元死亡
3.(21分)Wolfram综合征是一种罕见的先天性多系统代谢异常疾病,由WFS1基因突变导致,发病率约为1/100000,患者常表现为尿崩症、视神经萎缩、糖尿病及神经功能异常,且男女患病概率无明显差异,部分患者有家族遗传史。请回答下列问题:
(1)(2分)根据题干信息可判断,Wolfram综合征的遗传方式最可能是_______。(单选)
A.伴X染色体显性遗传 B.伴X染色体隐性遗传
C.常染色体显性遗传 D.常染色体隐性遗传
WFS1基因可转录出mRNA,指导合成WFS1蛋白,该蛋白参与细胞内钙代谢调节及线粒体功能维持。表1为正常个体与Wolfram综合征患者的WFS1基因转录的mRNA部分序列对比。
表1
个体
mRNA 序列
正常
5’-AUG-(1800个碱基)-GAGCGCCAG-(2100个碱基)-UAA-3’
Wolfram病患者
5'-AUG-(1800个碱基)-GAGCGCUAG-(2100个碱基)-UAA-3'
注:AUG为起始密码子,GAG为谷氨酸,GAU为天冬氨酸,CAA为谷氨酰胺,UAG为终止密码子
(2)(2分)表1中患者的mRNA序列发生的突变类型为_______。(编号选填)
①插入 ②缺失 ③替换 ④倒位
(3)(3分)WFS1蛋白功能异常会导致细胞线粒体损伤,进而影响细胞代谢。结合表1信息,分析患者WFS1蛋白功能异常的直接原因是_______。
(4)(2分)WFS1蛋白可介导细胞内Ca²⁺的转运,维持细胞内钙稳态,而Ca²⁺是神经递质释放的关键离子。患者WFS1蛋白功能异常,会导致神经末梢释放的神经递质_______。(单选)
A.增多 B.减少 C.不变 D.无法确定
Wolfram综合征患者的神经功能异常主要表现为肢体麻木、运动协调障碍,其核心原因是“大脑皮层→脑干→脊髓→肌肉”的神经通路受损,该通路中神经递质的合成、释放依赖线粒体提供能量,而WFS1蛋白异常会导致线粒体功能下降。
(5)(2分)Ca²⁺从神经细胞内释放到作用部位,再被回收的过程中,其在内环境中的转移途径正确的是_______。(单选)
A.细胞内液→组织液→细胞内液 B.组织液→血浆→组织液
C.细胞内液→血浆→组织液 D.组织液→淋巴→血浆
(6)(2分)患者“大脑皮层→脑干→脊髓→肌肉”的神经通路中,信号传递的形式包括_______。(编号选填)
①电信号 ②化学信号 ③神经递质信号
(7)(2分)患者线粒体功能下降,会导致神经细胞供能不足,进而影响神经递质的合成与释放,最终导致肌肉收缩异常,表现为_______。(单选)
A.肌肉持续收缩、肌张力增高 B.肌肉无法收缩、肌张力低下
C.肌肉收缩节律紊乱、肌张力正常 D.肌肉收缩过快、肌张力增高
我国科学家采用胚胎植入前基因诊断(PGD)技术,筛选不含致病基因的胚胎进行移植,以实现优生。表2为某WFS1致病基因携带者(女性)的4个卵原细胞分裂产生的极体基因测序结果(不考虑交叉互换)。
表2
序号
①
②
③
④
ATP7A 基因部分序列
-GGTTCAAGA-/-CCAAGTTCT-
-GGTTCAGGA-/-CCAAGT CCT-
-GGTTCAAGA-/-CCAAGTTCT-
-GGTTCAGGA-/-CCAAGTCCT-
来源
第一极体
第一极体
第二极体(次级卵母细胞分裂)
第二极体(次级卵母细胞分裂)
(8)(4分)若医生选择②号卵原细胞分裂产生的卵细胞进行胚胎移植,可生育健康婴儿,则②号卵原细胞产生的第一极体序列为_______(“正常”或“突变”)。此外,还可选择_______号卵原细胞分裂产生的卵细胞,也能获得健康婴儿。
(9)(2分)若选择④号卵原细胞产生的卵细胞与正常男性的精子结合,培育的婴儿患Wolfram综合征的概率为_______。(单选)
A.无论男女,患病概率均为100%
B.无论男女,患病概率均为50%
C.无论男女,患病概率均为0
D.男性患病概率50%,女性患病概率0
4.(20分)脂肪吸收的脑-肠神经调控
脂肪是膳食中重要的能量来源,但摄入过多会导致肥胖。我国研究人员初步证实,脂肪在肠道中的吸收过程受脑到肠道的神经调控。研究发现,延髓灰质中的迷走神经背侧运动核(DMV)是参与该调控的重要神经中枢,部分作用机理如图所示。
(1)(2分)图中字母A-E代表不同液体成分,其中________(填字母)参与构成了人体内环境。
(2)(2分)营养物质进入消化道,脂肪被分解成________,再由小肠黏膜上皮细胞吸收。(编号选填)
①胆固醇 ②葡萄糖 ③氨基酸 ④甘油 ⑤脂肪酸
(3)(2分)进食后,消化道接受食物刺激到产生饱腹感的过程属于________。(编号选填)
①条件反射 ②非条件反射 ③两者均不是
(4)(3分)迷走神经属于混合神经,其中的传出神经主要是副交感神经,对循环、呼吸、消化等生理过程有重要调节作用。迷走神经兴奋将引起机体的代谢变化可能包括( )。(多选)
A.心脏搏动加快加强 B.呼吸变慢变浅
C.胃肠蠕动变快变强 D.肾上腺素分泌增加
研究人员给两组小鼠喂食高脂肪食物,一段时间后,特异性抑制实验组小鼠延髓中DMV神经元,构建小鼠模型(4i),对照组小鼠(con)不作相应处理。随后,检测两组小鼠体重变化(图a),通过口服脂肪耐量试验(OFTT)检测两组小鼠血浆甘油三酯含量变化(图b)。此外,检测两组小鼠粪便中甘油三酯含量、空肠(小肠的部分结构)上皮细胞微绒毛长度、空肠上皮细胞微绒毛相关基因转录水平(如表)。
注1.**/***表示两组数据间具有显著性差异
注2.OFTT:禁食后,每只小鼠经口灌胃200μl橄榄油,分别在0、1、2和4小时采血检测血浆甘油三酯含量。
组别
粪便中甘油三酯含量(μmol)
空肠上皮细胞微绒毛长度(nm)
空肠上皮细胞微绒毛相关基因转录水平
对照组(con)
实验组(4i)
注:数字后小写字母不同表示各组间数据差异显著
(5)(4分)根据相关材料和图分析,实验组小鼠抑制DMV神经元后,体重、血浆甘油三酯含量变化情况__________,并结合表数据推测可能的生理机制________________。
野葛中含有大量葛根素,研究发现,葛根素与GABA(神经递质)受体结合,显著抑制延髓DMV神经元的活动。
(6)(3分)葛根素与DMV神经元上GABA受体结合,引起内流,此时DMV神经元________。(多选)
A.膜外浓度高于膜内 B.膜外浓度高于膜内
C.膜电位表现为外正内负 D.膜电位的变化与其选择透过性密切相关
为进一步探究葛根素对DMV-迷走神经调控的影响,研究人员构建了DMV神经元GABA受体基因敲除小鼠模型,与野生型小鼠共同饲喂高脂饮食,对两组小鼠进行相应腹腔注射处理,检测各组小鼠体重变化,如图所示。
注:***表示各组间数据具有显著性差异
(7)(2分)根据图实验结果和材料信息,将表格中缺失的实验方案信息补充完整。(编号选填)
组别
实验材料
操作处理
a组
________
________
b组
________
________
c组
________
________
d组
________
④
①GABA受体野生型小鼠 ②GABA受体基因敲除小鼠
③腹腔注射无菌生理盐水 ④腹腔注射葛根素
(8)(2分)研究显示,使用葛根素处理小鼠后,小鼠空肠上皮细胞微绒毛长度明显改变进而影响脂肪吸收的效率。葛根素-DMV-迷走神经调控路径为何最终会引起空肠上皮细胞微绒毛长度的变化。若要进一步探明机制,可研究的问题包括________。(编号选填)
①迷走神经末梢释放的神经递质及其主要作用
②空肠上皮细胞表面神经递质受体类型
③空肠上皮细胞表面葛根素受体表达水平
④空肠上皮细胞中细胞骨架相关蛋白表达水平
5.(18分)忙碌紧张的现代生活中,暴食症(OD)逐渐成为严重困扰人类社会的健康问题。研究表明,暴食症小鼠的肠道微生物菌群能影响迷走神经(NG)-孤束核(NTS)-室旁核(PVT)的信号传递,如图1所示。检测电流刺激下小鼠的PVT区神经元兴奋性的改变(*表示存在显著性差异),如图2所示。
(1).(3分)下列OD小鼠PVT区神经元兴奋性的变化,能导致图2所示的结果是( )
注:阈电流是指能够引起产生动作电位的最小电流强度。
A.B.C. D.
(2).(7分)OD小鼠肠道中的普拉梭菌(一种肠道细菌)数量及其代谢产物犬尿酸(能抑制NG区神经元的兴奋性)的含量显著低于健康小鼠,猜测其为导致OD症状的主要原因之一。为验证猜测,请选择合适的编号将表格内实验操作补充完整(编号选填):①健康小鼠;②OD模型小鼠;③犬尿酸;④营养剂;⑤生理盐水;⑥抗生素。
实验目的
实验操作
证明肠道菌群失衡影响犬尿酸的产生
对照组:_________小鼠服用_________
实验组:_________小鼠服用_________
检测小鼠体内犬尿酸的含量
证明缺乏犬尿酸能引起OD症状
_________小鼠服用_________
记录并对比服用前后的行为表现
(3).(8分)通过实验上述猜测均得到证实,请结合题目信息和已有知识,阐述长期精神压力导致暴食症加剧的机制:_________。(用文字和箭头表示)
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第二章 神经调节
1.(21分)
【答案】(1)(2分)B
(2)(2分)D
(3)(2分)B
(4)(3分)甘氨酸
(5)(2分)B
(6)(2分)④
(7)(4分)BCD
(8)(4分)ABCD
2.(20分)
【答案】(1)(2分)B
(2)(2分)A
(3)(2分)B
(4)(3分)1/2
(5)(2分)②③
(6)(2分)突触
(7)(2分)C
(8)(2分)①
(9)(3分) ① ④ ⑥
3.(21分)
【答案】(1)(2分)D
(2)(2分)③
(3)(3分)氨基酸种类改变(谷氨酸→天冬氨酸),导致蛋白质结构异常
(4)(2分)B
(5)(2分)A
(6)(2分)①②
(7)(2分)B
(8) (4分) 突变 ③
(9)(2分)C
4.(20分)
【答案】(1)(2分)ABD
(2)(2分)④⑤
(3)(2分)③
(4)(3分)BC
(5)(4分) 抑制DMV神经元后,实验组小鼠体重明显降低、血浆甘油三酯含量略有升高,但增加幅度明显小于对照组 推测可能是由于实验组小鼠空肠上皮细胞微绒毛长度减小,微绒毛相关基因转录水平降低,空肠上皮细胞结构改变导致其对脂质吸收减少,更多的甘油三酯通过粪便排出,从而使得实验组小鼠的体重和血浆甘油三酯含量明显低于对照组
(6)(3分)BCD
(7)(2分) ① ③ ① ④ ② ③ ②
(8)(2分)①②④
5.(18分)
【答案】(1).(3分)AC (2).(7分) ① ⑤ ① ⑥ ② ③ (3).(8分)长期精神压力→肠道菌群失衡(普拉梭菌减少)→犬尿酸含量减少→对迷走神经(NG)区神经元的抑制作用减弱→NG-孤束核(NTS)-室旁核(PVT)信号通路传递增强→PVT区神经元活动增强→饥饿感增强→暴饮暴食→进一步破坏菌群平衡→OD加重
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第二章 神经调节
建议用时:60分钟,满分:100分
1.眼球中的小梁网由小梁网细胞构成,小梁网细胞凋亡可能引发青光眼,最终损伤视神经。线粒体是小梁网细胞凋亡的调控中心,部分机理如图(1)所示。其中APAF1为细胞凋亡激活因子;Bcl-2与Bax是调控线粒体凋亡的相关蛋白,两者结合后会使线粒体外膜通透性改变,导致线粒体内膜上的电子传递蛋白细胞色素c外流,细胞色素c与APAF1结合促进小梁网细胞凋亡。检测发现,小李(男)患JOAG型青光眼,该病由位于某号染色体的MYOC基因突变所致。MYOC基因编码链上部分碱基序列以及小李家庭成员MYOC基因扩增、酶切后的电泳结果如图(2)所示。
(1)据已学知识推测,组成视神经(传入神经)的神经纤维受损,最可能引发的现象是_____(单选)。
A.光信号不能转化为电信号 B.视神经传递神经冲动受阻
C.无法在视网膜上形成视觉 D.视神经传递化学信号受阻
(2)研究发现,JOAG型青光眼患者的小梁网细胞中MYOC突变蛋白因肽链折叠出错会阻碍其进一步加工。据图(1)及已学知识推断,折叠错误的肽链最可能堆积在_______(单选)。
A.核糖体 B.细胞核 C.高尔基体 D.内质网
(3)进一步研究发现,小梁网细胞内MYOC蛋白肽链折叠错误会促进Bax与Bcl-2结合。据图(1)及相关信息推测,JOAG型青光眼患者的小梁网细胞内可能会发生的生理变化有______(单选)。
A.在线粒体内膜上合成的ATP增多
B.H+与O2结合生成的水减少
C.细胞色素c抑制APAF1蛋白活性
D.线粒体内膜上的细胞色素c增加
(4)研究发现,JOAG型青光眼是由MYOC基因的编码链第733位碱基“T”替换为“G”所致。突变后,MYOC蛋白第245位氨基酸突变为___________(通用遗传密码:GAG为谷氨酸;CUC为亮氨酸;GGU为甘氨酸;UGU为半胱氨酸;ACA为苏氨酸;CCA为脯氨酸)。
(5)据图(2)判断,若不考虑X和Y染色体的同源区段,小李家系JOAG型青光眼的遗传方式是______(单选)。
A.常染色体隐性遗传 B.常染色体显性遗传
C.伴X染色体隐性遗传 D.伴X染色体显性遗传
(6)调查发现,小李还患有红绿色盲(由OPN1LW基因突变所致)。一般情况下,小李体内OPN1LW突变基因与MYOC突变基因进行重组的过程发生在_______(编号选填)。
①精细胞②小梁网细胞③精原细胞④初级精母细胞
(7)研究还发现,TGF-β蛋白过量也会影响小梁网的功能,从而引发青光眼。据已学知识推测,下列不能导致TGF-β蛋白过量的原因是______(多选)。
A.TGF-β基因启动子区域甲基化程度下降
B.TGF-β基因启动子区域与阻遏蛋白结合
C.TGF-β基因的mRNA上终止密码子结构改变
D.体内部分RNA片段与TGF-β基因转录的产物结合
(8)结合题干及已学知识推测,为缓解青光眼所引发的症状,下列方案合理的有_______(多选)。
A.移植正常的神经干细胞修复或再生视神经
B.阻断Bax与Bcl-2结合降低小梁网细胞凋亡
C.基因治疗修正MYOC突变基因并注入眼球组织
D.诱导多能干细胞产生小梁网细胞并注入眼球组织
【答案】(1)B
(2)D
(3)B
(4)甘氨酸
(5)B
(6)④
(7)BCD
(8)ABCD
【详解】(1)光信号转化为电信号发生在视网膜感光细胞,视觉在大脑皮层形成,神经纤维以电信号形式传导神经冲动,传入视神经纤维受损会直接导致神经冲动传递受阻,故选B。
(2)真核细胞中,分泌蛋白的肽链折叠、初步加工发生在内质网,折叠出错的肽链无法转运出内质网,因此会堆积在内质网,故选D。
(3)AB、错误折叠蛋白促进Bax与Bcl-2结合,使线粒体内膜的电子传递蛋白细胞色素c外流,有氧呼吸第三阶段(H+与O2结合生成水、合成ATP)受阻,因此ATP生成减少,水生成减少,A错误,B正确;
CD、细胞色素c会促进APAF1的活性,促进凋亡,且外流后线粒体内膜上的细胞色素c含量减少,CD错误。
故选B。
(4)基因编码链的碱基序列与mRNA一致,仅T替换为U,突变后对应密码子的编码链序列为GGT,mRNA序列为GGU,根据给出的密码子表,GGU编码甘氨酸,因此突变为甘氨酸。
(5)健康人(无病)仅含正常基因,电泳得到2个条带,患者小李同时存在正常基因条带和突变基因条带,说明杂合子即可致病,符合显性遗传;小李为男性,同时携带正常和突变两种等位基因,说明基因不位于X染色体,因此遗传方式为常染色体显性遗传,故选B。
(6)由题意可知,OPN1LW(红绿色盲)突变基因位于X染色体上,而MYOC突变基因位于常染色体上,二者为非同源染色体上的非等位基因,基因重组的原因是减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合,该过程发生在初级精母细胞中,发生在④(初级精母细胞)。
(7)启动子甲基化程度下降会促进基因转录,使TGF-β蛋白增多;启动子结合阻遏蛋白会抑制转录,蛋白量减少;终止密码子改变仅改变肽链长度,不会增加蛋白合成量,异常肽链还会被降解;RNA与TGF-β的mRNA结合会抑制翻译,蛋白量减少。因此不能导致TGF-β蛋白过量的是BCD。
(8)为缓解青光眼所引发的症状,可以采用的方案有移植正常的神经干细胞修复或再生视神经、阻断Bax与Bcl-2结合降低小梁网细胞凋亡、基因治疗修正MYOC突变基因并注入眼球组织、诱导多能干细胞产生小梁网细胞并注入眼球组织,ABCD正确。
2.亨廷顿舞蹈症是一种以舞蹈症状、认知障碍和精神行为异常为临床特征的神经退行性疾病,可由HTT基因上编码谷氨酰胺的核苷酸序列(CAG)异常重复引起(如表)。某男性患者HTT基因的CAG重复次数分别为17和43,但其父母未表现出症状。
CAG重复范围
影响
≤26
不引起疾病
27~35
不引起疾病,但减数分裂时易发生CAG重复增加
36~39
推迟发病
≥40
携带者必然患病
(1)结合以上信息分析,亨廷顿舞蹈症的成因是________。
A.基因重组 B.基因突变
C.染色体数目变异 D.染色体片段重复
(2)根据以上信息判断,亨廷顿舞蹈症的遗传方式为_________。
A.常染色体显性遗传
B.常染色体隐性遗传
C.伴X染色体显性遗传
D.伴X染色体隐性遗传
(3)根据以上信息判断,该男患者的致病基因________。
A.只来源于父亲的精子
B.来源于父亲的精子或母亲的卵细胞
C.只来源于母亲的卵细胞
D.来源于父亲的精子和母亲的卵细胞
(4)该男患者将致病基因遗传给后代的概率为_______。
(5)根据题意,正常HTT基因与异常HTT基因的表达产物空间结构存在差异的可能原因有________。(编号选填)
①氨基酸种类 ②氨基酸数量 ③氨基酸排列顺序
研究发现,亨廷顿舞蹈症的病因与皮质-纹状体神经元之间的连接丧失有关。正常亨廷顿蛋白(HTT)能够调节脑源性神经营养因子(BDNF蛋白),而BDNF蛋白在神经元存活过程中起关键作用,其机制如图所示。图中TF基因能促进生存基因的表达。
(6)据图分析,本案中的“皮质-纹状体神经元之间的连接”是指________(结构名称)。
(7)据图和已学知识分析,BDNF蛋白的主要功能是________。
A.催化反应 B.转运物质
C.传递信息 D.参与细胞构成
(8)据图分析,过程a和过程b都需要的条件是________。(编号选填)
①ATP ②受体 ③载体 ④膜内外BDNF蛋白的浓度差
(9)据图分析,在流程图内补全本案中亨廷顿舞蹈症的病因(1)________(2)________(3)________。(编号选填)
①正常HTT合成减少
②异常HTT合成增加
③TrkB受体不再能识别BDNF蛋白
④TrkB受体与BDNF蛋白的结合减少
⑤皮质神经元死亡
⑥纹状体神经元死亡
【答案】(1)B
(2)A
(3)B
(4)1/2
(5)②③
(6)突触
(7)C
(8)①
(9) ① ④ ⑥
【详解】(1)基因突变是指DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换,而引起的基因碱基序列的改变。由题意知,亨廷顿舞蹈症是由HTT基因上编码谷氨酰胺的核苷酸序列(CAG)异常重复引起,属于基因结构的改变,因此亨廷顿舞蹈症的成因是基因突变,B正确,ACD错误。
(2)根据题意,已知某男性患者HTT基因的CAG重复次数分别为17和43 (两个HTT基因, 必然不是只在X染色体),且“当CAG重复范围 <26时,不引起疾病,当CAG重复范围≥40 时,携带者必然患病”,由此可推知该病为常染色体显性遗传病,A正确,BCD错误。
(3)患者HTT基因的CAG重复次数分别为17和43,其父母未表现出症状,说明父母的CAG 重复次数都小于40。由于患者有一个CAG重复次数为43的致病基因,而父母原本不携带这样的致病基因,结合“27-35不引起疾病,但减数分裂时易发生CAG重复增加”,可知该致病基因可能是父亲产生精子或母亲产生卵细胞时,减数分裂过程中CAG重复增加产生的,即来源于父亲的精子或母亲的卵细胞,B正确。
(4)该男患者是杂合子(一个正常基因,一个致病基因),在减数分裂形成配子时,等位基因分离,产生含致病基因配子和正常基因配子的概率均为 1/2,所以将致病基因遗传给后代的概率为 1/2。
(5)正常 HTT 基因与异常 HTT 基因的 CAG 重复次数不同。CAG 编码谷氨酰胺,CAG 重复次数不同会导致翻译形成的肽链中氨基酸数量不同;同时,由于CAG重复次数改变,可能导致整个蛋白质中氨基酸排列顺序发生改变。而题干中未提及氨基酸种类发生改变。所以正常 HTT 基因与异常 HTT 基因的表达产物空间结构存在差异的可能原因有②氨基酸数量、③氨基酸排列顺序。
(6)从图中可以看到,皮质神经元和纹状体神经元之间通过特定的结构相连,神经元之间 的连接结构为突触,所以本案中的“皮质-纹状体神经元之间的连接”是指突触。
(7)A、图中并没有显示 BDNF 蛋白具有催化反应的作用,A错误;
B、图中没有体现 BDNF 蛋白有转运物质的功能,B错误;
C、由图可知,BDNF 蛋白可以与 TrkB 受体结合,激活 Erk1/2 通路,进而影响基因表达等生理过程,说明其可以传递信息,C正确;
D、图中没有表明 BDNF 蛋白参与细胞构成,D错误。
(8)①过程 a 是 BDNF 蛋白的胞吐过程,过程 b 是 BDNF 蛋白与受体结合后激活相关通路等过程,这两个过程都需要消耗能量 ATP,①正确;
②过程 b 需要 BDNF 蛋白与 TrkB 受体结合,而过程 a 是分泌过程,不需要受体,②错误;
③过程 a 是胞吐,过程 b 是蛋白质与受体结合等,都不需要载体,③错误;
④过程 a 胞吐与膜内外 BDNF 蛋白浓度差无关,过程 b 也不是依赖浓度差进行的,④错误。
所以过程 a 和过程 b 都需要的条件是①。
(9)亨廷顿舞蹈症的病因与皮质 - 纹状体神经元之间的连接丧失有关,正常亨廷顿蛋白 (HTT) 能够调节脑源性神经营养因子 (BDNF 蛋白) 。当正常 HTT 合成减少(①)时,BDNF 蛋白合成量减少,从而导致TrkB受体与BDNF蛋白的结合减少(④),BDNF蛋白内吞减少,Erk1/2 通路受抑制,影响 TF 基因表达,TF基因能促进生存基因的表达,因此纹状体神经元死亡(⑥)。
3.Wolfram综合征是一种罕见的先天性多系统代谢异常疾病,由WFS1基因突变导致,发病率约为1/100000,患者常表现为尿崩症、视神经萎缩、糖尿病及神经功能异常,且男女患病概率无明显差异,部分患者有家族遗传史。请回答下列问题:
(1)根据题干信息可判断,Wolfram综合征的遗传方式最可能是_______。(单选)
A.伴X染色体显性遗传 B.伴X染色体隐性遗传
C.常染色体显性遗传 D.常染色体隐性遗传
WFS1基因可转录出mRNA,指导合成WFS1蛋白,该蛋白参与细胞内钙代谢调节及线粒体功能维持。表1为正常个体与Wolfram综合征患者的WFS1基因转录的mRNA部分序列对比。
表1
个体
mRNA 序列
正常
5’-AUG-(1800个碱基)-GAGCGCCAG-(2100个碱基)-UAA-3’
Wolfram病患者
5'-AUG-(1800个碱基)-GAGCGCUAG-(2100个碱基)-UAA-3'
注:AUG为起始密码子,GAG为谷氨酸,GAU为天冬氨酸,CAA为谷氨酰胺,UAG为终止密码子
(2)表1中患者的mRNA序列发生的突变类型为_______。(编号选填)
①插入 ②缺失 ③替换 ④倒位
(3)WFS1蛋白功能异常会导致细胞线粒体损伤,进而影响细胞代谢。结合表1信息,分析患者WFS1蛋白功能异常的直接原因是_______。(3分)
(4)WFS1蛋白可介导细胞内Ca²⁺的转运,维持细胞内钙稳态,而Ca²⁺是神经递质释放的关键离子。患者WFS1蛋白功能异常,会导致神经末梢释放的神经递质_______。(单选)
A.增多 B.减少 C.不变 D.无法确定
Wolfram综合征患者的神经功能异常主要表现为肢体麻木、运动协调障碍,其核心原因是“大脑皮层→脑干→脊髓→肌肉”的神经通路受损,该通路中神经递质的合成、释放依赖线粒体提供能量,而WFS1蛋白异常会导致线粒体功能下降。
(5)Ca²⁺从神经细胞内释放到作用部位,再被回收的过程中,其在内环境中的转移途径正确的是_______。(单选)
A.细胞内液→组织液→细胞内液 B.组织液→血浆→组织液
C.细胞内液→血浆→组织液 D.组织液→淋巴→血浆
(6)患者“大脑皮层→脑干→脊髓→肌肉”的神经通路中,信号传递的形式包括_______。(编号选填)
①电信号 ②化学信号 ③神经递质信号
(7)患者线粒体功能下降,会导致神经细胞供能不足,进而影响神经递质的合成与释放,最终导致肌肉收缩异常,表现为_______。(单选)
A.肌肉持续收缩、肌张力增高 B.肌肉无法收缩、肌张力低下
C.肌肉收缩节律紊乱、肌张力正常 D.肌肉收缩过快、肌张力增高
我国科学家采用胚胎植入前基因诊断(PGD)技术,筛选不含致病基因的胚胎进行移植,以实现优生。表2为某WFS1致病基因携带者(女性)的4个卵原细胞分裂产生的极体基因测序结果(不考虑交叉互换)。
表2
序号
①
②
③
④
ATP7A 基因部分序列
-GGTTCAAGA-/-CCAAGTTCT-
-GGTTCAGGA-/-CCAAGT CCT-
-GGTTCAAGA-/-CCAAGTTCT-
-GGTTCAGGA-/-CCAAGTCCT-
来源
第一极体
第一极体
第二极体(次级卵母细胞分裂)
第二极体(次级卵母细胞分裂)
(8)若医生选择②号卵原细胞分裂产生的卵细胞进行胚胎移植,可生育健康婴儿,则②号卵原细胞产生的第一极体序列为_______(“正常”或“突变”)。此外,还可选择_______号卵原细胞分裂产生的卵细胞,也能获得健康婴儿(3分)。
(9)若选择④号卵原细胞产生的卵细胞与正常男性的精子结合,培育的婴儿患Wolfram综合征的概率为_______。(单选)
A.无论男女,患病概率均为100%
B.无论男女,患病概率均为50%
C.无论男女,患病概率均为0
D.男性患病概率50%,女性患病概率0
【答案】(1)D
(2)③
(3)氨基酸种类改变(谷氨酸→天冬氨酸),导致蛋白质结构异常
(4)B
(5)A
(6)①②
(7)B
(8) 突变 ③
(9)C
【详解】(1)AB、题干明确男女患病概率无明显差异,排除伴性遗传A、B错误;
CD、该病为罕见病,且有家族遗传史,符合常染色体隐性遗传“隐性致病基因,罕见病,男女患病均等”的特点,C错误,D正确。
(2)对比正常与患者mRNA序列,仅GAG变为GAU,单个碱基替换(G→A),属于替换突变,③正确。
(3)密码子GAG对应谷氨酸,GAU对应天冬氨酸,碱基替换导致氨基酸种类改变,直接引起WFS1蛋白结构异常,进而功能异常。
(4)WFS1蛋白介导Ca²⁺转运,功能异常会导致Ca²⁺转运受阻,而Ca²⁺是神经递质释放的关键离子,故神经末梢释放的神经递质减少,B正确。
(5)Ca²⁺从神经细胞内液释放到组织液,发挥作用后再被神经细胞回收至细胞内液,内环境仅涉及组织液,转移途径为细胞内液→组织液→细胞内液,A正确。
(6)①②神经通路中,神经纤维上以电信号传递,突触处以化学信号(神经递质)传递,①②正确;
③神经递质信号属于化学信号的一种,③不单独作为信号形式。
(7)线粒体功能下降→神经细胞供能不足→神经递质合成/释放减少→肌肉无法正常收缩→肌张力低下,B正确。
(8)卵原细胞为携带者(Aa),减数分裂产生的卵细胞与极体基因互补;②号第一极体为突变序列,则卵细胞为正常序列,可生育健康婴儿;③号第二极体为正常序列,其对应的卵细胞也为正常序列,可选择。
(9)④号第二极体为突变序列,则卵细胞为正常序列(A),与正常精子(A)结合,后代基因型为AA或Aa,均不患病,无论男女患病概率均为0,C正确。
4.脂肪吸收的脑-肠神经调控
脂肪是膳食中重要的能量来源,但摄入过多会导致肥胖。我国研究人员初步证实,脂肪在肠道中的吸收过程受脑到肠道的神经调控。研究发现,延髓灰质中的迷走神经背侧运动核(DMV)是参与该调控的重要神经中枢,部分作用机理如图所示。
(1)图中字母A-E代表不同液体成分,其中________(填字母)参与构成了人体内环境。
(2)营养物质进入消化道,脂肪被分解成________,再由小肠黏膜上皮细胞吸收。(编号选填)
①胆固醇 ②葡萄糖 ③氨基酸 ④甘油 ⑤脂肪酸
(3)进食后,消化道接受食物刺激到产生饱腹感的过程属于________。(编号选填)
①条件反射 ②非条件反射 ③两者均不是
(4)迷走神经属于混合神经,其中的传出神经主要是副交感神经,对循环、呼吸、消化等生理过程有重要调节作用。迷走神经兴奋将引起机体的代谢变化可能包括( )。(多选)
A.心脏搏动加快加强 B.呼吸变慢变浅
C.胃肠蠕动变快变强 D.肾上腺素分泌增加
研究人员给两组小鼠喂食高脂肪食物,一段时间后,特异性抑制实验组小鼠延髓中DMV神经元,构建小鼠模型(4i),对照组小鼠(con)不作相应处理。随后,检测两组小鼠体重变化(图a),通过口服脂肪耐量试验(OFTT)检测两组小鼠血浆甘油三酯含量变化(图b)。此外,检测两组小鼠粪便中甘油三酯含量、空肠(小肠的部分结构)上皮细胞微绒毛长度、空肠上皮细胞微绒毛相关基因转录水平(如表)。
注1.**/***表示两组数据间具有显著性差异
注2.OFTT:禁食后,每只小鼠经口灌胃200μl橄榄油,分别在0、1、2和4小时采血检测血浆甘油三酯含量。
组别
粪便中甘油三酯含量(μmol)
空肠上皮细胞微绒毛长度(nm)
空肠上皮细胞微绒毛相关基因转录水平
对照组(con)
实验组(4i)
注:数字后小写字母不同表示各组间数据差异显著
(5)根据相关材料和图分析,实验组小鼠抑制DMV神经元后,体重、血浆甘油三酯含量变化情况__________,并结合表数据推测可能的生理机制________________。
野葛中含有大量葛根素,研究发现,葛根素与GABA(神经递质)受体结合,显著抑制延髓DMV神经元的活动。
(6)葛根素与DMV神经元上GABA受体结合,引起内流,此时DMV神经元________。(多选)
A.膜外浓度高于膜内 B.膜外浓度高于膜内
C.膜电位表现为外正内负 D.膜电位的变化与其选择透过性密切相关
为进一步探究葛根素对DMV-迷走神经调控的影响,研究人员构建了DMV神经元GABA受体基因敲除小鼠模型,与野生型小鼠共同饲喂高脂饮食,对两组小鼠进行相应腹腔注射处理,检测各组小鼠体重变化,如图所示。
注:***表示各组间数据具有显著性差异
(7)根据图实验结果和材料信息,将表格中缺失的实验方案信息补充完整。(编号选填)
组别
实验材料
操作处理
a组
________
________
b组
________
________
c组
________
________
d组
________
④
①GABA受体野生型小鼠 ②GABA受体基因敲除小鼠
③腹腔注射无菌生理盐水 ④腹腔注射葛根素
(8)研究显示,使用葛根素处理小鼠后,小鼠空肠上皮细胞微绒毛长度明显改变进而影响脂肪吸收的效率。葛根素-DMV-迷走神经调控路径为何最终会引起空肠上皮细胞微绒毛长度的变化。若要进一步探明机制,可研究的问题包括________。(编号选填)
①迷走神经末梢释放的神经递质及其主要作用
②空肠上皮细胞表面神经递质受体类型
③空肠上皮细胞表面葛根素受体表达水平
④空肠上皮细胞中细胞骨架相关蛋白表达水平
【答案】(1)ABD
(2)④⑤
(3)③
(4)BC
(5) 抑制DMV神经元后,实验组小鼠体重明显降低、血浆甘油三酯含量略有升高,但增加幅度明显小于对照组 推测可能是由于实验组小鼠空肠上皮细胞微绒毛长度减小,微绒毛相关基因转录水平降低,空肠上皮细胞结构改变导致其对脂质吸收减少,更多的甘油三酯通过粪便排出,从而使得实验组小鼠的体重和血浆甘油三酯含量明显低于对照组
(6)BCD
(7) ① ③ ① ④ ② ③ ②
(8)①②④
【详解】(1)图1中A是淋巴液,B是组织液,D是血浆,共同构成了人体内环境。
(2)营养物质进入消化道,脂肪被分解成④甘油和⑤脂肪酸,再由小肠黏膜上皮细胞吸收。
(3)进食后,消化道接受食物刺激到产生饱腹感(大脑皮层产生的)的过程不具有完整的反射弧,既不属于条件反射,也不属于非条件反射,应选③。
(4)迷走神经属于混合神经,其中的传出神经主要是副交感神经,迷走神经兴奋将引起机体呼吸变慢变浅、胃肠蠕动变快变强,AD错误,BC正确。
(5)根据相关材料和图分析,实验组小鼠抑制DMV神经元后,体重、血浆甘油三酯含量变化情况是抑制DMV神经元后,实验组小鼠体重明显降低、血浆甘油三酯含量略有升高,但增加幅度明显小于对照组。可能的生理机制是由于实验组小鼠空肠上皮细胞微绒毛长度减小,微绒毛相关基因转录水平降低,空肠上皮细胞结构改变导致其对脂质吸收减少,更多的甘油三酯通过粪便排出,从而使得实验组小鼠的体重和血浆甘油三酯含量明显低于对照组。
(6)葛根素与DMV神经元上GABA受体结合,引起Cl-内流,此时DMV神经元膜外K+浓度低于膜内,膜外Na+浓度高于膜内、膜电位表现为外正内负、膜电位的变化与其选择透过性密切相关,A错误,BCD正确。
(7)a组使用GABA受体野生型小鼠,并对其进行腹腔注射无菌生理盐水,作为对照组,实验材料应选①、操作处理选③。b组使用GABA受体野生型小鼠,并对其进行腹腔注射葛根素,以观察葛根素对野生型小鼠的影响,实验材料应选①、操作处理选④。c组使用GABA受体基因敲除小鼠,并对其进行腹腔注射无菌生理盐水,作为基因敲除组的对照组,实验材料应选②,操作处理选③。d组使用GABA受体基因敲除小鼠,并对其进行腹腔注射葛根素,以观察葛根素对基因敲除小鼠的影响,实验材料应选②,操作处理选④。
(8)葛根素-DMV-迷走神经调控路径为何最终会引起空肠上皮细胞微绒毛长度的变化。若要进一步探明机制,可研究的问题包括迷走神经末梢释放的神经递质及其主要作用、空肠上皮细胞表面神经递质受体类型、空肠上皮细胞中细胞骨架相关蛋白表达水平,故选①②④。
5.忙碌紧张的现代生活中,暴食症(OD)逐渐成为严重困扰人类社会的健康问题。研究表明,暴食症小鼠的肠道微生物菌群能影响迷走神经(NG)-孤束核(NTS)-室旁核(PVT)的信号传递,如图1所示。检测电流刺激下小鼠的PVT区神经元兴奋性的改变(*表示存在显著性差异),如图2所示。
(1).下列OD小鼠PVT区神经元兴奋性的变化,能导致图2所示的结果是( )
注:阈电流是指能够引起产生动作电位的最小电流强度。
A. B. C. D.
(2).OD小鼠肠道中的普拉梭菌(一种肠道细菌)数量及其代谢产物犬尿酸(能抑制NG区神经元的兴奋性)的含量显著低于健康小鼠,猜测其为导致OD症状的主要原因之一。为验证猜测,请选择合适的编号将表格内实验操作补充完整(编号选填):①健康小鼠;②OD模型小鼠;③犬尿酸;④营养剂;⑤生理盐水;⑥抗生素。
实验目的
实验操作
证明肠道菌群失衡影响犬尿酸的产生
对照组:_________小鼠服用_________
实验组:_________小鼠服用_________
检测小鼠体内犬尿酸的含量
证明缺乏犬尿酸能引起OD症状
_________小鼠服用_________
记录并对比服用前后的行为表现
(3).通过实验上述猜测均得到证实,请结合题目信息和已有知识,阐述长期精神压力导致暴食症加剧的机制:_________。(用文字和箭头表示)
【答案】(1).AC (2). ① ⑤ ① ⑥ ② ③ (3).长期精神压力→肠道菌群失衡(普拉梭菌减少)→犬尿酸含量减少→对迷走神经(NG)区神经元的抑制作用减弱→NG-孤束核(NTS)-室旁核(PVT)信号通路传递增强→PVT区神经元活动增强→饥饿感增强→暴饮暴食→进一步破坏菌群平衡→OD加重
【详解】5.在相同输入电流下,OD 组小鼠 PVT 区神经元兴奋性显著高于对照组(饥饿组无显著性差异)。
AB、OD组静息电位绝对值变小,更容易产生兴奋,动作电位频率增加,A正确,B错误;
CD、OD组阈电流减小,意味着更容易达到产生动作电位的条件,动作电位频率增加,C正确,D错误。
6. 实验目的1:证明肠道菌群失衡影响犬尿酸的产生,自变量为肠道菌群是否正常,因此选用健康小鼠,对照组服用生理盐水(空白对照),实验组服用抗生素杀死肠道菌群(包括普拉梭菌),检测犬尿酸含量即可验证,即对照组①⑤、实验组①⑥。 实验目的2:证明缺乏犬尿酸能引起OD症状,自变量为犬尿酸的补充,实验对象为OD模型小鼠,给OD小鼠补充犬尿酸,若补充后OD症状缓解,即可证明缺乏犬尿酸引起OD,因此填②③。
7. 结合题干信息,长期精神压力会影响肠道微生物的平衡,使普拉梭菌数量显著减少,进而导致肠道犬尿酸丧失。由于犬尿酸能抑制PVT区神经元的活动,犬尿酸含量减少后,对迷走神经(NG)区神经元的抑制作用减弱,NG-孤束核(NTS)和PVT区神经元活动增强,饥饿感增强,引发暴饮暴食行为。而暴饮暴食又会进一步影响肠道微生物菌群,使肠道微生物菌群变化更不利于抑制PVT区神经元的活动,导致PVT区神经元兴奋性进一步升高,暴食症症状逐渐加重。机制如下:长期精神压力→肠道菌群失衡(普拉梭菌减少)→犬尿酸丧失→对迷走神经(NG)区神经元的抑制作用减弱→NG-孤束核(NTS)-室旁核(PVT)信号通路传递增强→PVT区神经元活动增强→饥饿感增强→暴饮暴食→进一步破坏菌群平衡→OD加重。
试卷第1页(共3页)
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