内容正文:
南昌二中2026-2027学年度上学期高二生物月考(一)
一、单项选择题:本题共 12 小题,每小题 2 分,共 24 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图中a、b、c、d代表人体体液的4种成分,箭头表示四者间的物质交换。下列说法正确的是( )
A. d中的O2浓度不可能比a中的低
B. 淋巴细胞可生活于c、d中
C. 当d渗透压升高时,可能会引起组织水肿
D. 人体中的液体b、c、d的总量大于a的总量
2. 我国著名的医学家张仲景在《伤寒论》中提出“阴阳自和者,必自愈”,是对人体稳态最早的描述。例如,感冒可以通过人体“阴阳自和”而实现“自愈”。下列叙述错误的是( )
A. “阴阳自和”需要多器官系统的协调统一
B. “阴阳自和”维持内环境理化性质稳定不变
C. 感冒发高烧是内环境“阴阳失和”的一种表现
D. 健康的生活习惯可维持较好的“阴阳自和”状态
3. 在剧烈运动后、严重呕吐或长时间腹泻等情况下,体内代谢产生的酸性物质(如乳酸、酮体等)过多,超过了体内的缓冲系统和呼吸、肾脏等器官的调节能力,导致血浆中H+浓度升高,pH下降,这种情况称为代谢性酸中毒。下列有关叙述错误的是( )
A. 血浆的pH降低与的比值升高有关
B. 静脉滴注碳酸氢钠溶液可提高血浆pH来缓解该症状
C. 代谢性酸中毒发生过程中,肾脏对的重吸收可能增加
D. 出现代谢性酸中毒表明人体内环境稳态的调节能力是有限的
4. 耳石症是耳内耳石脱落后,随着内淋巴液流动,刺激内耳平衡感受器,引发眩晕、恶心等症状的疾病。内淋巴液具有高钾低钠的特征。下列有关叙述正确的是( )
A. 若耳内细胞生活的内环境稳态失衡,仅影响耳内细胞的生理功能
B. 静脉注射治疗耳石症的药物,需经组织液才能进入耳内细胞发挥作用
C. 据题推测内淋巴液的渗透压主要由K+来维持,这与其他细胞外液相同
D. 耳石症是神经调节紊乱的直接结果,说明内环境稳态由神经调节维持
5. 大脑是自然界最精妙的“造物”。就在你阅读这句话的瞬间,你的大脑正有数百亿个神经元在高效协作,通过上万亿个连接传递信息,处理视觉信号、理解文字含义、调用记忆、产生情感反应。下列有关说法正确的是( )
A. 语言、学习和记忆是人脑特有的高级功能
B. 大脑皮层运动代表区范围的大小与躯体相应部分面积相关
C. 条件反射的建立是一个学习的过程,条件反射的消退也是
D. 人对自己姓名的记忆主要与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关
6. 以新鲜的蛙坐骨神经腓肠肌标本为材料,检测神经纤维产生动作电位的过程中,Na+、K+的流动造成的跨膜电流,结果如图所示(外向电流是指阳离子由细胞膜内向膜外流动,内向电流则相反)。下列叙述正确的是( )
A. a点之前神经纤维膜内外之间没有阳离子的流动
B. ac段钠离子通道大量开放,ce段钾离子通道大量开放
C. c点时膜内为负电位,膜外为正电位,恢复静息电位
D. cd段K+排出细胞需要消耗ATP
7. 下图为缩手反射的反射弧结构示意图,图中突触处释放的神经递质为乙酰胆碱,a、b为电流计,电流计两极均接在膜外,下列相关说法正确的是( )
A. 刺激位点①,电流计a和b均会发生一次偏转
B. 若用药物阻断乙酰胆碱与突触后膜受体结合,刺激位点③,骨骼肌不会有收缩反应
C. 刺激位点②,观察电流计a、b和骨骼肌的反应,可验证兴奋在神经纤维上双向传导
D. 手指采血时未发生缩手反射,观察电流计a、b,两者均不发生偏转
8. 2026 年诺贝尔生理学或医学奖授予科学家对光门控离子通道(通道视紫红质)的研究。通道视紫红质是一类衣藻中的特殊离子通道蛋白,在特定光照下开放,允许阳离子(如Na+、K+等)顺浓度梯度跨膜运输,无光时通道关闭。科研人员将编码该蛋白的基因导入神经元,实现用光控制神经元的兴奋。下列说法正确的是( )
A. 光照打开通道视紫红质,Na+通过主动运输内流,使神经元产生动作电位
B. 若外界溶液中Na+浓度降低,光照诱发产生的动作电位峰值会下降
C. 静息电位的形成依赖通道视紫红质开放,K+外流维持外正内负
D. 持续光照使通道持续开放,神经元会持续产生一个又一个动作电位
9. 如图表示酸梅引起唾液腺分泌唾液的三种途径:“望梅止渴”、“听梅止渴”、“吃梅止渴”,下列相关叙述不正确的是( )
A. 若某正常人看到酸梅流口水,此时的酸梅属于条件刺激
B. “望梅止渴”和“听梅止渴”是建立在“吃梅止渴”的基础上
C. 三种途径引起唾液腺分泌唾液的反射弧不同,都需要大脑皮层参与
D. “望梅止渴”可以体现出神经调节存在分级调节的特点
10. 研究人员切除健康小鼠的胰脏,2天后小鼠出现糖尿病的一切症状。随后连续给其注射一定量溶于某种溶剂的胰岛素,发现其血糖含量恢复正常。由此推测:胰岛素能降低血糖。为了证明这一推论,你认为下列最适宜作为对照组的是( )
A. 保留健康小鼠的胰脏,2天后注射等量生理盐水
B. 切除健康小鼠的胰脏,2天后注射等量溶解于另一种溶剂的胰岛素溶液
C. 切除健康小鼠的胰脏,2天后注射等量健康小鼠胰脏制成的提取液
D. 切除健康小鼠的胰脏,2天后注射等量用于该实验的溶剂
11. 下图①②分别代表不同组织或器官的细胞,A表示物质,符合该模型的是
A. ①睾丸,②全身细胞,A雄性激素
B. ①中间神经元,②传入神经元,A神经递质
C. ①小肠黏膜,②胰腺,A促胰液素
D. ①下丘脑,②垂体细胞,A生长激素
12. 生物学的研究和发展离不开科学实验,下列关于实验结论叙述正确的是( )
选项
实验操作及现象
实验结论
A
经电击的海蜗牛可学会长期蜷缩防御,提取受电击海蜗牛腹部神经元的RNA注射到未受电击个体,后者也“学会”了防御
不能说明RNA直接决定了海蜗牛记忆的形成
B
摘除公鸡睾丸,其雄性性征明显消失;再将睾丸移植回去,雄性性征恢复
公鸡雄性性征的维持与雄激素有关
C
发现促胰液素后,继续进行研究:把一条狗的小肠黏膜刮下来,过滤后注射给另一条狗,后者在胰液分泌明显增加的同时,血压还骤然下降
促胰液素还具有降血压的作用
D
先给狗喂食,狗会分泌唾液;多次在给狗喂食前先让它听到铃声,一段时间后,仅给狗听铃声,狗也会分泌唾液
该条件反射建立的过程中,铃声从非条件刺激转化为条件刺激
A. A B. B C. C D. D
二、多项选择题:本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对得 4 分;选对但不全得 2 分;有错选或不选得0分。
13. 内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。下列有关人体内环境及稳态调节的叙述,错误的是( )
A. 细胞的代谢产物也会参与内环境稳态的维持
B. 体内大量以水为基础的液体环境称为内环境
C. 红细胞中的血红蛋白含量减少可能会影响内环境稳态
D. 细胞水平上也存在稳态,如正常人体内胰岛素和胰高血糖素的含量处于动态平衡
14. 在医院进行肌电图检查时,医生会用电极刺激神经来评估神经功能。其原理与坐骨神经——腓肠肌实验相似。坐骨神经由多根神经纤维组成,可支配腓肠肌收缩,且动作电位有叠加现象。研究人员将电流表的两个电极置于坐骨神经表面Ⅱ、Ⅲ两处,如图甲。在坐骨神经I处给一个适当强度的电刺激,指针偏转情况如图乙,其中 h1>h2,t1<t3。下列对检查结果的分析不正确的是( )
A. h1>h2说明II处神经纤维的传导速度比Ⅲ处更快
B. t1<t3说明兴奋从II处传导到III处存在突触延迟
C. 甲图中受刺激后腓肠肌的收缩属于反射活动
D. 若两个电极之间的距离增大,则t2的时间会相应延长
15. 神经递质在兴奋传导中起着重要的作用,下列有关叙述,不正确的是( )
A. 神经递质作用于突触后膜后,将使突触后膜的电位逆转
B. 突触小体可完成“电信号→化学信号→电信号”的转变
C. 突触前膜释放神经递质与细胞膜具有一定的流动性有关
D. 兴奋只能以局部电流的形式在多个神经元之间单向传递
16. 瘦素是脂肪细胞分泌的一种蛋白质类物质,能抑制脂肪合成从而减少脂肪积累。当健康者外周脂肪增多时,瘦素分泌增多,其作用途径如图所示。下列叙述正确的是( )
注:“+”代表促进,“-”代表抑制。
A. 脂肪细胞合成的瘦素通过导管分泌到血液中,并通过血液运输到下丘脑
B. 激素X具有促进脂肪细胞中过程①发生的作用,从而减少脂肪的合成与积累
C. 瘦素分泌增多时,可促进激素Y的分泌,进而抑制脂肪细胞中的过程②
D. 激素X和激素Y均能作用于脂肪细胞,但两者在脂肪细胞上具有不同的受体
三、非选择题:本题共 5 小题,共 60 分。
17. 脑脊液是围绕在中枢神经系统周围的一种无色透明液体,是脑细胞生存的直接环境。脑脊液是由血浆在脑室脉络丛处滤过产生,并可经蛛网膜处重新流入静脉。由于血-脑屏障限制,血浆滤过时限制大分子蛋白质通过,而离子(如Na+、Cl-)等小分子可以通过。请根据所学知识回答下列问题:
(1)脑脊液属于细胞外液,它与血浆之间的物质运输是_______(填“双向”或“单向”)的。从成分上看,两者的区别主要是__________________________。
(2)从作用上看,脑脊液不仅是脑细胞生存的直接环境,而且是_________________________。
(3)机体脑部受到严重外伤时可能会引发脑水肿,其发病机制主要为脑外伤时毛细血管通透性增高,蛋白质从血浆进入脑脊液,引起脑脊液_________________,进而引起脑组织水肿。
(4)地塞米松是一种人工合成的糖皮质激素类药物,临床上常被用来治疗脑水肿,其副作用是停药后会出现反弹。科研人员研究发现促肾上腺皮质激素(ACTH)也能用于治疗脑水肿。为了研究ACTH的治疗效果,有关医疗专家做了临床实验,实验结果如下表所示。
编号
使用药物
治疗时间
治疗前水肿指数
治疗后水肿指数
停药两周后水肿指数
A组
ACTH(79例)
3个月
4.1~9.6
1.1~2.9
1.1~2.9
B组
地塞米松(79例)
3个月
5.1~7.1
3.3~4.9
5.1~9.8
对照实验类型有空白对照、相互对照、自身对照等,该实验方案体现了________对照。根据表中数据可得出结论:
①_____________________________________________________________________;
② __________________________________________________________________。
18. 2026 年江西省城市足球超级联赛(赣超)于不久前落下帷幕,南昌队奋勇拼搏最终夺得总冠军。足球比赛是一场考验运动员体力、耐力与团队协作的运动,赛场上运动员的运动系统、呼吸系统、神经系统等多个系统相互配合,共同维持机体稳态。比赛过程中,人体呼吸运动主要受自主神经调控,其调节机制如图所示。请根据图示内容及所学知识回答下列问题。
(1)运动员长时间奔跑会消耗大量糖类,葡萄糖从血浆运输到肌肉细胞中被利用,至少需要穿过________层磷脂双分子层。运动中大量出汗可能会造成血浆渗透压改变,已知人体血浆中蛋白质含量为6.9%,无机盐含量不足1%,但血浆渗透压的大小主要取决于无机盐,原因是__________________________________________________________________。
(2)运动员的呼吸运动是由反射活动来完成的,图示反射过程中的效应器是______________。
(3)支配运动员躯体运动的脊神经属于_________神经系统。跑步过程中身体时刻需要保持平衡,这主要由人体________中的神经中枢调控。自主神经系统是支配____________的传出神经。交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的,其意义是_______________________________________________________________________________。
19. 在动物的神经系统内,既有依赖神经递质传递信号的化学突触(如图1,Ach为乙酰胆碱),也有以电流为信息载体的电突触(如图2,突触前膜和突触后膜紧密接触,缝隙接头是相通的离子通道)。请回答下列问题:
(1)对比图1和图2,电突触与化学突触相比,缺少的结构是____________________。由此推测,电突触传递兴奋的特点为________________________________________(答出两点)。
(2)有研究表明,乙酰胆碱能使骨骼肌细胞兴奋,也能抑制心肌细胞兴奋,原因可能是两种细胞____________。乙酰胆碱发挥作用后,可能的去向有____________________________。
(3)神经细胞外的Ca2+对Na+的内流具有竞争性抑制作用,称为膜屏障作用,该机制能使神经细胞保持正常的兴奋性。血钙较低,肌肉易抽搐痉挛,其原因是_________________________。
20. 胰高血糖素样肽1(GLP-1)是一种由肠道L细胞分泌,既能促进胰岛素分泌同时又能减少胰高血糖素分泌的激素,从而降低血糖浓度。GLP-1作用机理如下图:
(1)图中分泌激素X的细胞是_________________,激素X作用于组织细胞时,一方面促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖;一方面抑制_____________________________,发挥降血糖作用。
(2)GLP-1一方面能够与细胞膜上的__________特异性结合,促进激素X的分泌,另一方面可促进__________(填“交感”或“副交感”)神经兴奋,抑制胃肠蠕动,导致进食减少。还可通过神经系统在__________生成饱腹感,进一步抑制食欲。
(3)GLP-1刺激激素X分泌呈现葡萄糖依赖性,即在血糖升高时,促进激素X分泌增强,而当血糖正常或偏低时,这种作用就减弱。据图分析原因:当血糖浓度正常时,细胞内的_____(填“K+”或“Ca2+”)浓度较低,不足以触发激素X的大量释放;只有血糖浓度升高时,___________ ,从而促进激素X大量释放。
(4)司美格鲁肽是胰高血糖素样肽1受体激动剂(GLP-1RA),与体内GLP-1结构类似。用司美格鲁肽治疗糖尿病,一方面和注射胰岛素相比能有效避免________(填“低血糖”或“高血糖”)的发生;另一方面其作用时间较长,每周只需给药一次。
21. 光门控通道和光遗传学的发现为解析神经环路、研究神经与代谢疾病提供了强大的技术支撑。已知迷走神经能够调控胰腺功能,某科研团队使用光遗传学的方法,将一种从衣藻中提取的蓝光敏感离子通道蛋白——通道视紫红质2(ChR2)基因转入小鼠迷走神经元,并使其成功表达,在用蓝光照射迷走神经后,检测到空腹小鼠摄取过量葡萄糖后血浆中胰岛素浓度随时间的变化,以及对照组与实验组小鼠2周后胰岛B细胞的相对数量,结果如图所示:
(1)ChR2本身是一个阳离子通道,没有光照时通道关闭,当蓝光照射时蛋白质结构改变,通道开启, Na+、Ca2+等带正电的离子迅速进入迷走神经元,导致膜外电位出现_____________的变化。
(2)图1中,蓝光刺激迷走神经影响胰岛素浓度属于____________调节,该过程_________(属于/不属于)反射。
(3)据以上研究,图2中“?”处的小鼠作为对照,其处理方法是________________________,以排除蓝光本身对神经元的影响。
(4)该科研团队展示了一种创新的糖尿病治疗思路:通过光遗传学精确刺激迷走神经,导致___________________________________________________,从而改善糖尿病症状。
(5)Ⅱ型糖尿病通常是组织细胞对胰岛素敏感性降低引起的血糖异常,科研团队在图1实验的基础上还检测了空腹小鼠摄取过量葡萄糖后血浆中血糖随时间的变化,发现蓝光照射后的小鼠与对照组在15min、30min、60min时,两组之间的血糖水平没有差异。这说明该治疗思路______________(能/不能)提高相关细胞对胰岛素的敏感性,原因是___________________________。
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南昌二中2026-2027学年度上学期高二生物月考(一)
一、单项选择题:本题共 12 小题,每小题 2 分,共 24 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图中a、b、c、d代表人体体液的4种成分,箭头表示四者间的物质交换。下列说法正确的是( )
A. d中的O2浓度不可能比a中的低
B. 淋巴细胞可生活于c、d中
C. 当d渗透压升高时,可能会引起组织水肿
D. 人体中的液体b、c、d的总量大于a的总量
【答案】B
【解析】
【详解】A、O₂通过自由扩散顺浓度梯度运输,在毛细血管的静脉端,红细胞内的O₂浓度高于血浆和组织液,若a为红细胞的细胞内液,则d中O₂浓度可低于a,A错误;
B、a为细胞内液,b为组织液,c为淋巴液,d为血浆,淋巴细胞可存在于淋巴液、血浆中,部分淋巴细胞也可游走至组织液中,因此淋巴细胞可生活在c、d中,B正确;
C、组织水肿的本质是组织液增多,d为血浆,d渗透压升高会从组织液中吸收水分,不会引起组织水肿,C错误;
D、体液中细胞内液(a)约占2/3,细胞外液(b、c、d)约占1/3,因此b、c、d的总量小于a的总量,D错误。
2. 我国著名的医学家张仲景在《伤寒论》中提出“阴阳自和者,必自愈”,是对人体稳态最早的描述。例如,感冒可以通过人体“阴阳自和”而实现“自愈”。下列叙述错误的是( )
A. “阴阳自和”需要多器官系统的协调统一
B. “阴阳自和”维持内环境理化性质稳定不变
C. 感冒发高烧是内环境“阴阳失和”的一种表现
D. 健康的生活习惯可维持较好的“阴阳自和”状态
【答案】B
【解析】
【分析】关于“内环境稳态的调节”应掌握以下几点:(1)实质:体内渗透压、温度、pH等理化特性呈现动态平衡的过程;(2)定义:在神经系统和体液的调节下,通过各个器官、系统的协调活动,共同维持内环境相对稳定的状态;(3)调节机制:神经-体液-免疫调节网络;(4)层面:水、无机盐、血糖、体温等的平衡与调节;(5)意义:机体进行正常生命活动的必要条件。
【详解】A、“阴阳自和”是指内环境的相对稳定,而内环境的相对稳定需要多器官系统的协调统一,A正确;
B、稳态指的是内环境的理化性质保持相对稳定而非稳定不变,B错误;
C、人体温度一般维持在37℃,感冒发高烧说明内环境的温度发生了较大的改变,这也是内环境“阴阳失和”的一种表现,C正确;
D、健康的生活习惯可以减少外界环境的波动,从而有利于内环境稳态的维持,即维持较好的“阴阳自和”状态,D正确。
故选B。
3. 在剧烈运动后、严重呕吐或长时间腹泻等情况下,体内代谢产生的酸性物质(如乳酸、酮体等)过多,超过了体内的缓冲系统和呼吸、肾脏等器官的调节能力,导致血浆中H+浓度升高,pH下降,这种情况称为代谢性酸中毒。下列有关叙述错误的是( )
A. 血浆的pH降低与的比值升高有关
B. 静脉滴注碳酸氢钠溶液可提高血浆pH来缓解该症状
C. 代谢性酸中毒发生过程中,肾脏对的重吸收可能增加
D. 出现代谢性酸中毒表明人体内环境稳态的调节能力是有限的
【答案】A
【解析】
【分析】正常人的血浆近中性,pH为7.35~7.45。维持酸碱平衡的因素:存在缓冲对,如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。
【详解】A、血浆pH降低是由于H⁺浓度升高,此时HCO₃⁻会与H⁺结合生成H₂CO₃,导致HCO₃⁻减少、H₂CO₃增加,HCO₃⁻/H₂CO₃的比值下降,而非升高,A错误;
B、静脉滴注碳酸氢钠可直接补充HCO₃⁻,中和多余的H⁺,从而提高血浆pH,缓解酸中毒,B正确;
C、代谢性酸中毒时,肾脏会通过增加HCO₃⁻的重吸收和排出H⁺来调节酸碱平衡,C正确;
D、内环境稳态的调节能力有一定限度,当酸性物质超过调节能力时会导致酸中毒,D正确。
故选A。
4. 耳石症是耳内耳石脱落后,随着内淋巴液流动,刺激内耳平衡感受器,引发眩晕、恶心等症状的疾病。内淋巴液具有高钾低钠的特征。下列有关叙述正确的是( )
A. 若耳内细胞生活的内环境稳态失衡,仅影响耳内细胞的生理功能
B. 静脉注射治疗耳石症的药物,需经组织液才能进入耳内细胞发挥作用
C. 据题推测内淋巴液的渗透压主要由K+来维持,这与其他细胞外液相同
D. 耳石症是神经调节紊乱的直接结果,说明内环境稳态由神经调节维持
【答案】B
【解析】
【详解】A、内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,耳内内环境稳态失衡不仅会影响耳内细胞的生理功能,还会引发眩晕、恶心等全身症状,“仅影响耳内细胞”的表述过于绝对,A错误;
B、静脉注射的药物首先进入血浆,药物需要穿过毛细血管壁进入组织液,而耳内细胞的直接生活环境是组织液,因此药物需经组织液才能进入耳内细胞发挥作用,B正确;
C、内淋巴液为高钾低钠的特性,推测其渗透压主要由K+维持,但其余细胞外液(如血浆、组织液)的渗透压主要由Na+和Cl-维持,二者存在明显差异,C错误;
D、耳石症的直接诱因是脱落的耳石刺激平衡感受器,并非神经调节紊乱直接导致;且内环境稳态的调节机制是神经-体液-免疫调节网络,并非仅由神经调节维持,D错误。
5. 大脑是自然界最精妙的“造物”。就在你阅读这句话的瞬间,你的大脑正有数百亿个神经元在高效协作,通过上万亿个连接传递信息,处理视觉信号、理解文字含义、调用记忆、产生情感反应。下列有关说法正确的是( )
A. 语言、学习和记忆是人脑特有的高级功能
B. 大脑皮层运动代表区范围的大小与躯体相应部分面积相关
C. 条件反射的建立是一个学习的过程,条件反射的消退也是
D. 人对自己姓名的记忆主要与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关
【答案】C
【解析】
【详解】A、语言功能是人脑特有的高级功能,学习和记忆不是人脑特有的,多数高等动物也具备学习和记忆能力,A错误;
B、大脑皮层运动代表区范围的大小与躯体相应部位运动的精细复杂程度有关,和躯体对应部分的面积无直接关联,B错误;
C、条件反射的建立属于学习过程,条件反射的消退不是原有反射的简单消失,是大脑皮层主动参与的新的学习过程,C正确;
D、短时记忆主要和海马脑区有关,人对自己姓名的记忆属于长时记忆,与突触形态、功能的改变以及新突触的建立有关,D错误。
6. 以新鲜的蛙坐骨神经腓肠肌标本为材料,检测神经纤维产生动作电位的过程中,Na+、K+的流动造成的跨膜电流,结果如图所示(外向电流是指阳离子由细胞膜内向膜外流动,内向电流则相反)。下列叙述正确的是( )
A. a点之前神经纤维膜内外之间没有阳离子的流动
B. ac段钠离子通道大量开放,ce段钾离子通道大量开放
C. c点时膜内为负电位,膜外为正电位,恢复静息电位
D. cd段K+排出细胞需要消耗ATP
【答案】B
【解析】
【详解】A、a点之前神经纤维处于静息状态,存在K+外流以维持静息电位,同时钠钾泵也在进行离子转运,并非没有阳离子流动,A错误;
B、内向电流是阳离子进入细胞,ac段为内向电流,对应动作电位产生过程中Na+大量内流,此时钠离子通道大量开放;外向电流是阳离子流出细胞,ce段为外向电流,对应复极化过程中K+大量外流,此时钾离子通道大量开放,B正确;
C、c点对应动作电位的峰值,此时膜电位表现为外负内正,并未恢复为外正内负的静息电位,C错误;
D、cd段K+排出细胞是顺浓度梯度的协助扩散,仅需借助K+通道蛋白,不需要消耗ATP,D错误。
7. 下图为缩手反射的反射弧结构示意图,图中突触处释放的神经递质为乙酰胆碱,a、b为电流计,电流计两极均接在膜外,下列相关说法正确的是( )
A. 刺激位点①,电流计a和b均会发生一次偏转
B. 若用药物阻断乙酰胆碱与突触后膜受体结合,刺激位点③,骨骼肌不会有收缩反应
C. 刺激位点②,观察电流计a、b和骨骼肌的反应,可验证兴奋在神经纤维上双向传导
D. 手指采血时未发生缩手反射,观察电流计a、b,两者均不发生偏转
【答案】C
【解析】
【详解】A、刺激位点①,兴奋在传入神经纤维上传导时会先后经过电流计a的两个电极,a发生两次方向相反的偏转;兴奋经突触传递到传出神经后,也会先后经过电流计b的两个电极,b同样发生两次方向相反的偏转,A错误;
B、位点③位于传出神经上,刺激③时,兴奋可沿传出神经直接传导至骨骼肌,不需要经过神经中枢内被药物阻断的突触,因此骨骼肌会发生收缩反应,B错误;
C、刺激位点②,若电流计a发生偏转,说明兴奋可沿传入神经向远离神经中枢的方向传导;若电流计b偏转且骨骼肌收缩,说明兴奋可沿传入神经向神经中枢方向传导并完成后续传递,即可验证兴奋在神经纤维上双向传导,C正确;
D、手指采血时,皮肤感受器受到刺激产生兴奋,传入神经上会有兴奋传导,因此电流计a会发生偏转;未发生缩手反射是因为高级中枢抑制了脊髓低级中枢的活动,传出神经无兴奋,b不偏转,D错误。
8. 2026 年诺贝尔生理学或医学奖授予科学家对光门控离子通道(通道视紫红质)的研究。通道视紫红质是一类衣藻中的特殊离子通道蛋白,在特定光照下开放,允许阳离子(如Na+、K+等)顺浓度梯度跨膜运输,无光时通道关闭。科研人员将编码该蛋白的基因导入神经元,实现用光控制神经元的兴奋。下列说法正确的是( )
A. 光照打开通道视紫红质,Na+通过主动运输内流,使神经元产生动作电位
B. 若外界溶液中Na+浓度降低,光照诱发产生的动作电位峰值会下降
C. 静息电位的形成依赖通道视紫红质开放,K+外流维持外正内负
D. 持续光照使通道持续开放,神经元会持续产生一个又一个动作电位
【答案】B
【解析】
【详解】A、由题干可知,Na+顺浓度梯度通过通道视紫红质跨膜运输,借助通道蛋白的顺浓度梯度运输属于协助扩散,不是主动运输,A错误;
B、动作电位的峰值由膜内外Na+的浓度差决定,若外界溶液中Na+浓度降低,Na+内流的总量减少,光照诱发产生的动作电位峰值会下降,B正确;
C、静息电位依赖神经元自身的K+通道开放、K+外流维持,且无光时通道视紫红质处于关闭状态,并不参与静息电位的形成,C错误;
D、持续光照使通道持续开放,膜电位会逐渐趋近于阳离子的平衡电位,无法完成复极化过程,因此不能持续产生动作电位,D错误。
9. 如图表示酸梅引起唾液腺分泌唾液的三种途径:“望梅止渴”、“听梅止渴”、“吃梅止渴”,下列相关叙述不正确的是( )
A. 若某正常人看到酸梅流口水,此时的酸梅属于条件刺激
B. “望梅止渴”和“听梅止渴”是建立在“吃梅止渴”的基础上
C. 三种途径引起唾液腺分泌唾液的反射弧不同,都需要大脑皮层参与
D. “望梅止渴”可以体现出神经调节存在分级调节的特点
【答案】C
【解析】
【详解】A、看到酸梅流口水属于条件反射,此时的酸梅是引发该条件反射的条件刺激,A正确;
B、“望梅止渴”和“听梅止渴”属于条件反射,“吃梅止渴”属于非条件反射,条件反射都建立在非条件反射的基础上,B正确;
C、“吃梅止渴”是非条件反射,不需要大脑皮层参与,只有“望梅止渴”“听梅止渴”两种条件反射需要大脑皮层参与,C错误;
D、“望梅止渴”过程中大脑皮层的高级中枢可调控延脑中的低级中枢活动,体现了神经调节的分级调节特点,D正确。
10. 研究人员切除健康小鼠的胰脏,2天后小鼠出现糖尿病的一切症状。随后连续给其注射一定量溶于某种溶剂的胰岛素,发现其血糖含量恢复正常。由此推测:胰岛素能降低血糖。为了证明这一推论,你认为下列最适宜作为对照组的是( )
A. 保留健康小鼠的胰脏,2天后注射等量生理盐水
B. 切除健康小鼠的胰脏,2天后注射等量溶解于另一种溶剂的胰岛素溶液
C. 切除健康小鼠的胰脏,2天后注射等量健康小鼠胰脏制成的提取液
D. 切除健康小鼠的胰脏,2天后注射等量用于该实验的溶剂
【答案】D
【解析】
【详解】A、保留胰脏的小鼠自身可分泌胰岛素,存在“是否切除胰脏”和“注射物成分”两个自变量,变量不唯一,无法证明胰岛素的作用,A错误;
B、注射另一种溶剂溶解的胰岛素,依然添加了胰岛素,且溶剂种类发生改变,无法排除原溶剂的干扰,也不能证明胰岛素的作用,B错误;
C、健康小鼠胰脏提取液中含胰岛素、胰高血糖素等多种成分,变量不单一,无法证明降血糖是胰岛素的作用,C错误;
D、切除胰脏后注射等量实验所用的溶剂,与实验组相比唯一变量为是否添加胰岛素,可排除溶剂本身对血糖的影响,能证明胰岛素的降血糖作用,D正确。
11. 下图①②分别代表不同组织或器官的细胞,A表示物质,符合该模型的是
A. ①睾丸,②全身细胞,A雄性激素
B. ①中间神经元,②传入神经元,A神经递质
C. ①小肠黏膜,②胰腺,A促胰液素
D. ①下丘脑,②垂体细胞,A生长激素
【答案】C
【解析】
【分析】据图分析:该模型表示的是细胞①产生物质A,分泌到细胞外,并作用在细胞②细胞膜上的特异性受体上.该图可能表示激素的分泌与作用,神经递质的释放和作用等。
【详解】A、雄性激素是脂质类激素,其靶细胞受体位于细胞内,细胞膜上没有该激素的受体,A错误;
B、神经递质只能由传入神经元向中间神经元传递,而不能倒过来,B错误;
C、如果①是小肠黏膜,小肠黏膜分泌促胰液素,促进②胰腺的分泌,C正确;
D、如果①是下丘脑,②是垂体细胞,则A是促甲状腺激素释放激素等相应的促激素释放激素,D错误。
故选C。
【点睛】本题主要考查神经调节和激素调节的相关知识,意在提高学生识图辨析相关知识点的能力。
12. 生物学的研究和发展离不开科学实验,下列关于实验结论叙述正确的是( )
选项
实验操作及现象
实验结论
A
经电击的海蜗牛可学会长期蜷缩防御,提取受电击海蜗牛腹部神经元的RNA注射到未受电击个体,后者也“学会”了防御
不能说明RNA直接决定了海蜗牛记忆的形成
B
摘除公鸡睾丸,其雄性性征明显消失;再将睾丸移植回去,雄性性征恢复
公鸡雄性性征的维持与雄激素有关
C
发现促胰液素后,继续进行研究:把一条狗的小肠黏膜刮下来,过滤后注射给另一条狗,后者在胰液分泌明显增加的同时,血压还骤然下降
促胰液素还具有降血压的作用
D
先给狗喂食,狗会分泌唾液;多次在给狗喂食前先让它听到铃声,一段时间后,仅给狗听铃声,狗也会分泌唾液
该条件反射建立的过程中,铃声从非条件刺激转化为条件刺激
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A、该实验只能说明受电击海蜗牛的腹部神经元RNA与防御记忆的形成存在关联,但RNA可能通过指导合成蛋白质等途径间接发挥作用,无法证明RNA直接决定记忆形成,A正确;
B、该实验仅能证明睾丸与公鸡雄性性征维持有关,未排除睾丸内其他成分的作用,没有直接验证雄激素的功能,不能得出雄性性征维持与雄激素有关的结论,B错误;
C、小肠黏膜过滤液中含有包括促胰液素在内的多种物质,血压下降可能是其他物质作用的结果,无法证明是促胰液素具有降血压作用,C错误;
D、该条件反射建立过程中,食物是非条件刺激,铃声最初是无关刺激,经多次和食物结合后才转化为条件刺激,并非从非条件刺激转化而来,D错误。
二、多项选择题:本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对得 4 分;选对但不全得 2 分;有错选或不选得0分。
13. 内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。下列有关人体内环境及稳态调节的叙述,错误的是( )
A. 细胞的代谢产物也会参与内环境稳态的维持
B. 体内大量以水为基础的液体环境称为内环境
C. 红细胞中的血红蛋白含量减少可能会影响内环境稳态
D. 细胞水平上也存在稳态,如正常人体内胰岛素和胰高血糖素的含量处于动态平衡
【答案】BD
【解析】
【详解】A、细胞代谢产生的如CO₂等产物可参与体液调节、pH调节等生理过程,参与内环境稳态的维持,A正确;
B、体内大量以水为基础的液体是体液,包括细胞内液和细胞外液,内环境仅由细胞外液(血浆、组织液、淋巴液等)构成,B错误;
C、红细胞中血红蛋白负责运输氧气,若其含量减少会导致机体运氧能力下降,组织细胞供氧不足引发代谢紊乱,可能破坏内环境稳态,C正确;
D、胰岛素和胰高血糖素的含量动态平衡属于分子水平的稳态,不属于细胞水平稳态的实例,D错误。
14. 在医院进行肌电图检查时,医生会用电极刺激神经来评估神经功能。其原理与坐骨神经——腓肠肌实验相似。坐骨神经由多根神经纤维组成,可支配腓肠肌收缩,且动作电位有叠加现象。研究人员将电流表的两个电极置于坐骨神经表面Ⅱ、Ⅲ两处,如图甲。在坐骨神经I处给一个适当强度的电刺激,指针偏转情况如图乙,其中 h1>h2,t1<t3。下列对检查结果的分析不正确的是( )
A. h1>h2说明II处神经纤维的传导速度比Ⅲ处更快
B. t1<t3说明兴奋从II处传导到III处存在突触延迟
C. 甲图中受刺激后腓肠肌的收缩属于反射活动
D. 若两个电极之间的距离增大,则t2的时间会相应延长
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、h(指针偏转幅度)反映的是动作电位的叠加程度(多根神经纤维兴奋的综合效应),而非单一神经纤维的传导速度,A错误;
B、Ⅱ、Ⅲ 均位于坐骨神经(神经纤维)上,兴奋传导为电信号,无突触结构,因此不存在突触延迟,B错误;
C、反射需要完整的反射弧(感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器),而图甲是直接刺激坐骨神经引发的腓肠肌收缩,未经过完整反射弧,不属于反射活动,C错误;
D、若两个电极(Ⅱ、Ⅲ)之间的距离增大,兴奋从 Ⅱ 传导到 Ⅲ 所需的时间会相应延长,因此t2的时间会变长,D正确。
15. 神经递质在兴奋传导中起着重要的作用,下列有关叙述,不正确的是( )
A. 神经递质作用于突触后膜后,将使突触后膜的电位逆转
B. 突触小体可完成“电信号→化学信号→电信号”的转变
C. 突触前膜释放神经递质与细胞膜具有一定的流动性有关
D. 兴奋只能以局部电流的形式在多个神经元之间单向传递
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、神经递质分为兴奋性递质和抑制性递质两类,抑制性递质作用于突触后膜时,只会增大突触后膜的外正内负的电位差,不会发生电位逆转,A错误;
B、突触小体是神经元轴突末端的膨大部分,仅能完成“电信号→化学信号”的转变,“电信号→化学信号→电信号”的完整信号转变是在整个突触结构中完成的,B错误;
C、突触前膜通过胞吐方式释放神经递质,胞吐过程依赖细胞膜的流动性,C正确;
D、兴奋在一个神经元上以电信号的形式传导,兴奋在神经元之间传递时需要经过“电信号→化学信号→电信号”的转换,D错误。
16. 瘦素是脂肪细胞分泌的一种蛋白质类物质,能抑制脂肪合成从而减少脂肪积累。当健康者外周脂肪增多时,瘦素分泌增多,其作用途径如图所示。下列叙述正确的是( )
注:“+”代表促进,“-”代表抑制。
A. 脂肪细胞合成的瘦素通过导管分泌到血液中,并通过血液运输到下丘脑
B. 激素X具有促进脂肪细胞中过程①发生的作用,从而减少脂肪的合成与积累
C. 瘦素分泌增多时,可促进激素Y的分泌,进而抑制脂肪细胞中的过程②
D. 激素X和激素Y均能作用于脂肪细胞,但两者在脂肪细胞上具有不同的受体
【答案】BD
【解析】
【详解】A、瘦素是脂肪细胞分泌的蛋白类激素,属于内分泌产物,内分泌分泌无导管,直接释放到血液中进行运输,A错误;
B、过程①为脂肪分解为甘油、脂肪酸的过程,激素X是肾上腺分泌的肾上腺素,可促进过程①,使脂肪分解增加,减少脂肪的合成与积累,符合瘦素的作用效果,B正确;
C、由图可知,瘦素作用于下丘脑后,下丘脑对胰岛B细胞为抑制作用(“-”),会抑制激素Y(胰岛素)的分泌,并非促进Y分泌,C错误;
D、激素与受体的结合具有特异性,激素X和Y是不同种类的激素,作用于脂肪细胞时需要结合各自不同的特异性受体,D正确。
三、非选择题:本题共 5 小题,共 60 分。
17. 脑脊液是围绕在中枢神经系统周围的一种无色透明液体,是脑细胞生存的直接环境。脑脊液是由血浆在脑室脉络丛处滤过产生,并可经蛛网膜处重新流入静脉。由于血-脑屏障限制,血浆滤过时限制大分子蛋白质通过,而离子(如Na+、Cl-)等小分子可以通过。请根据所学知识回答下列问题:
(1)脑脊液属于细胞外液,它与血浆之间的物质运输是_______(填“双向”或“单向”)的。从成分上看,两者的区别主要是__________________________。
(2)从作用上看,脑脊液不仅是脑细胞生存的直接环境,而且是_________________________。
(3)机体脑部受到严重外伤时可能会引发脑水肿,其发病机制主要为脑外伤时毛细血管通透性增高,蛋白质从血浆进入脑脊液,引起脑脊液_________________,进而引起脑组织水肿。
(4)地塞米松是一种人工合成的糖皮质激素类药物,临床上常被用来治疗脑水肿,其副作用是停药后会出现反弹。科研人员研究发现促肾上腺皮质激素(ACTH)也能用于治疗脑水肿。为了研究ACTH的治疗效果,有关医疗专家做了临床实验,实验结果如下表所示。
编号
使用药物
治疗时间
治疗前水肿指数
治疗后水肿指数
停药两周后水肿指数
A组
ACTH(79例)
3个月
4.1~9.6
1.1~2.9
1.1~2.9
B组
地塞米松(79例)
3个月
5.1~7.1
3.3~4.9
5.1~9.8
对照实验类型有空白对照、相互对照、自身对照等,该实验方案体现了________对照。根据表中数据可得出结论:
①_____________________________________________________________________;
② __________________________________________________________________。
【答案】(1) ①. 双向 ②. 脑脊液中蛋白质含量远低于血浆
(2)脑细胞与外界环境之间进行物质交换的媒介 (3)渗透压升高
(4) ①. 相互对照和自身 ②. ACTH治疗脑水肿的效果优于地塞米松 ③. ACTH治疗后无停药反弹现象,地塞米松停药后会出现水肿反弹
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,脑脊液由血浆滤过产生,又可回流进入静脉,说明二者物质运输是双向的;题干明确血脑屏障限制大分子蛋白质通过,因此和血浆相比,脑脊液的蛋白质含量显著更低。
【小问2详解】
脑脊液(相当于细胞外液)不仅是脑细胞生存的直接环境,而且是脑细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
【小问3详解】
脑外伤时血浆蛋白进入脑脊液,会提升脑脊液的渗透压,水分会从周围低渗透压的组织液等部位大量进入脑脊液,最终引发脑组织水肿。
【小问4详解】
A组和B组两种不同药物的实验组互为参照,属于相互对照,每组自身的治疗前、治疗后、停药后的水肿指数前后对比,属于自身对照;对比表格数据可知:相同治疗周期下ACTH治疗后水肿指数下降幅度比地塞米松更大,说明ACTH疗效更好;同时ACTH停药两周后水肿指数没有回升,地塞米松停药后水肿指数反弹升高,对应两种药物的停药后差异。
18. 2026 年江西省城市足球超级联赛(赣超)于不久前落下帷幕,南昌队奋勇拼搏最终夺得总冠军。足球比赛是一场考验运动员体力、耐力与团队协作的运动,赛场上运动员的运动系统、呼吸系统、神经系统等多个系统相互配合,共同维持机体稳态。比赛过程中,人体呼吸运动主要受自主神经调控,其调节机制如图所示。请根据图示内容及所学知识回答下列问题。
(1)运动员长时间奔跑会消耗大量糖类,葡萄糖从血浆运输到肌肉细胞中被利用,至少需要穿过________层磷脂双分子层。运动中大量出汗可能会造成血浆渗透压改变,已知人体血浆中蛋白质含量为6.9%,无机盐含量不足1%,但血浆渗透压的大小主要取决于无机盐,原因是__________________________________________________________________。
(2)运动员的呼吸运动是由反射活动来完成的,图示反射过程中的效应器是______________。
(3)支配运动员躯体运动的脊神经属于_________神经系统。跑步过程中身体时刻需要保持平衡,这主要由人体________中的神经中枢调控。自主神经系统是支配____________的传出神经。交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的,其意义是_______________________________________________________________________________。
【答案】(1) ①. 3##三 ②. 渗透压取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,血浆中无机盐的摩尔浓度(微粒数目)远高于蛋白质,因此血浆渗透压主要由无机盐决定
(2)传出神经末梢及其支配的支气管平滑肌
(3) ①. 外周 ②. 小脑 ③. 内脏、血管和腺体 ④. 可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化
【解析】
【小问1详解】
葡萄糖从血浆进入肌肉细胞首先穿过1层肌肉处毛细血管壁细胞(进、出共2层生物膜,即2层磷脂双分子层),再进入肌肉细胞穿过1层细胞膜(1层磷脂双分子层),共3层磷脂双分子层;渗透压的本质是单位体积内溶质微粒数目的多少,虽然血浆蛋白质质量占比更高,但蛋白质分子量大、摩尔浓度远低于无机盐,单位体积内无机盐的微粒总数更多,因此血浆渗透压主要由无机盐维持。
【小问2详解】
效应器是指传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等,结合图示反射的传出神经为交感、副交感神经,支配的效应器为传出神经末梢及其支配的支气管平滑肌。
【小问3详解】
脊神经属于和脑相连的脑神经共同组成外周神经系统;小脑是调控身体平衡的神经中枢;自主神经系统的定义是支配内脏、血管和腺体的传出神经;交感和副交感神经作用通常相反,能让机体更精准调节器官活动,更好适应环境变化。
19. 在动物的神经系统内,既有依赖神经递质传递信号的化学突触(如图1,Ach为乙酰胆碱),也有以电流为信息载体的电突触(如图2,突触前膜和突触后膜紧密接触,缝隙接头是相通的离子通道)。请回答下列问题:
(1)对比图1和图2,电突触与化学突触相比,缺少的结构是____________________。由此推测,电突触传递兴奋的特点为________________________________________(答出两点)。
(2)有研究表明,乙酰胆碱能使骨骼肌细胞兴奋,也能抑制心肌细胞兴奋,原因可能是两种细胞____________。乙酰胆碱发挥作用后,可能的去向有____________________________。
(3)神经细胞外的Ca2+对Na+的内流具有竞争性抑制作用,称为膜屏障作用,该机制能使神经细胞保持正常的兴奋性。血钙较低,肌肉易抽搐痉挛,其原因是_________________________。
【答案】(1) ①. 突触间隙 ②. 传递速度更快、兴奋可双向传递
(2) ①. 细胞膜上的乙酰胆碱(特异性)受体种类不同 ②. 被突触间隙的酶分解、被突触前膜回收(转运回突触前神经元)
(3)血钙浓度低,对Na⁺内流的竞争性抑制作用减弱,Na⁺更易内流使神经细胞的兴奋性过高,持续支配肌肉收缩,引发肌肉抽搐痉挛
【解析】
【小问1详解】
化学突触通过突触间隙扩散作用于突触后膜,电突触的前后膜通过相通的离子通道直接相连,没有化学突触中充满组织液的突触间隙结构;电突触以电流直接传导信号,省去了神经递质释放、扩散、结合受体的信号转换过程,因此传递速度远快于化学突触;同时缝隙接头的离子通道允许离子双向流动,兴奋可以在两个神经元间双向传递。
【小问2详解】
同一神经递质作用于不同细胞产生不同效应,根本原因是靶细胞膜上对应的特异性受体种类不同,乙酰胆碱结合骨骼肌、心肌细胞膜上的不同受体,分别产生兴奋、抑制的效果;神经递质发挥作用后会快速灭活或回收,避免持续作用于突触后膜,乙酰胆碱的常见去向是被突触间隙的胆碱酯酶分解,或是被突触前膜重新摄取回收利用。
【小问3详解】
分析题意可知,细胞外Ca²⁺竞争性抑制Na⁺内流,血钙降低时该抑制作用减弱,Na⁺内流的难度下降,神经细胞更易产生动作电位、兴奋性异常升高,持续发放神经冲动支配肌肉收缩,最终引发肌肉抽搐痉挛。
20. 胰高血糖素样肽1(GLP-1)是一种由肠道L细胞分泌,既能促进胰岛素分泌同时又能减少胰高血糖素分泌的激素,从而降低血糖浓度。GLP-1作用机理如下图:
(1)图中分泌激素X的细胞是_________________,激素X作用于组织细胞时,一方面促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖;一方面抑制_____________________________,发挥降血糖作用。
(2)GLP-1一方面能够与细胞膜上的__________特异性结合,促进激素X的分泌,另一方面可促进__________(填“交感”或“副交感”)神经兴奋,抑制胃肠蠕动,导致进食减少。还可通过神经系统在__________生成饱腹感,进一步抑制食欲。
(3)GLP-1刺激激素X分泌呈现葡萄糖依赖性,即在血糖升高时,促进激素X分泌增强,而当血糖正常或偏低时,这种作用就减弱。据图分析原因:当血糖浓度正常时,细胞内的_____(填“K+”或“Ca2+”)浓度较低,不足以触发激素X的大量释放;只有血糖浓度升高时,___________ ,从而促进激素X大量释放。
(4)司美格鲁肽是胰高血糖素样肽1受体激动剂(GLP-1RA),与体内GLP-1结构类似。用司美格鲁肽治疗糖尿病,一方面和注射胰岛素相比能有效避免________(填“低血糖”或“高血糖”)的发生;另一方面其作用时间较长,每周只需给药一次。
【答案】(1) ①. 胰岛B细胞 ②. 肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖
(2) ①. GLP-1受体 ②. 交感 ③. 大脑皮层
(3) ①. Ca²⁺ ②. 葡萄糖经细胞呼吸产生大量ATP,ATP关闭K⁺通道,K⁺外流受阻,促进Ca²⁺通道开放,Ca²⁺大量内流,同时cAMP促进线粒体释放更多Ca²⁺,使细胞内Ca²⁺浓度显著升高
(4)低血糖
【解析】
【小问1详解】
根据题干信息可知,GLP-1可促进胰岛素分泌,可知降血糖的激素X是胰岛素,分泌胰岛素的细胞是胰岛B细胞;胰岛素除了促进组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖外,还会抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,减少血糖的来源。
【小问2详解】
GLP-1作为信号分子,需要与靶细胞膜上的特异性受体即GLP-1受体结合才能发挥作用;交感神经兴奋可抑制胃肠蠕动、减少进食,副交感神经的作用通常是促进胃肠蠕动;所有感觉包括饱腹感的生成部位都是大脑皮层。
【小问3详解】
从图示可知Ca²⁺是触发胰岛素释放的关键信号分子,血糖正常时细胞内Ca²⁺浓度低,不足以大量触发胰岛素释放;当血糖升高时,高浓度葡萄糖经细胞呼吸产生大量ATP,ATP抑制K⁺通道使K⁺外流受阻,进而促进Ca²⁺通道开放,Ca²⁺大量内流,同时GLP-1通路生成的cAMP还会促进线粒体释放更多Ca²⁺,使细胞内Ca²⁺浓度大幅上升,最终促进胰岛素大量释放。
【小问4详解】
该类药物的作用是葡萄糖依赖式促胰岛素分泌,血糖偏低时促分泌作用会减弱,不会像直接注射胰岛素那样无差别降血糖,因此可以有效避免低血糖的发生。
21. 光门控通道和光遗传学的发现为解析神经环路、研究神经与代谢疾病提供了强大的技术支撑。已知迷走神经能够调控胰腺功能,某科研团队使用光遗传学的方法,将一种从衣藻中提取的蓝光敏感离子通道蛋白——通道视紫红质2(ChR2)基因转入小鼠迷走神经元,并使其成功表达,在用蓝光照射迷走神经后,检测到空腹小鼠摄取过量葡萄糖后血浆中胰岛素浓度随时间的变化,以及对照组与实验组小鼠2周后胰岛B细胞的相对数量,结果如图所示:
(1)ChR2本身是一个阳离子通道,没有光照时通道关闭,当蓝光照射时蛋白质结构改变,通道开启, Na+、Ca2+等带正电的离子迅速进入迷走神经元,导致膜外电位出现_____________的变化。
(2)图1中,蓝光刺激迷走神经影响胰岛素浓度属于____________调节,该过程_________(属于/不属于)反射。
(3)据以上研究,图2中“?”处的小鼠作为对照,其处理方法是________________________,以排除蓝光本身对神经元的影响。
(4)该科研团队展示了一种创新的糖尿病治疗思路:通过光遗传学精确刺激迷走神经,导致___________________________________________________,从而改善糖尿病症状。
(5)Ⅱ型糖尿病通常是组织细胞对胰岛素敏感性降低引起的血糖异常,科研团队在图1实验的基础上还检测了空腹小鼠摄取过量葡萄糖后血浆中血糖随时间的变化,发现蓝光照射后的小鼠与对照组在15min、30min、60min时,两组之间的血糖水平没有差异。这说明该治疗思路______________(能/不能)提高相关细胞对胰岛素的敏感性,原因是___________________________。
【答案】(1)由正到负
(2) ①. 神经 ②. 不属于
(3)在身体相同位置植入光纤并用蓝光照射的普通小鼠(或蓝光照射的普通小鼠)
(4)胰岛B细胞数量增加,胰岛素浓度增大
(5) ①. 不能 ②. 实验组与对照组血糖含量并无差异,但实验组的胰岛素水平高于对照组,说明刺激迷走神经不会增强相关细胞对胰岛素的敏感性从而增强对血糖的利用
【解析】
【小问1详解】
静息状态下神经元膜外为正电位,蓝光开启通道后,Na⁺、Ca²⁺等阳离子大量内流,迷走神经元产生兴奋,膜外电位从静息时的正电位转变为动作电位状态的负电位。
【小问2详解】
蓝光刺激迷走神经首先引发神经兴奋,后续通过神经调节支配相关结构促使胰岛素分泌,该过程属于神经调节;该过程直接人工刺激迷走神经,缺失感受器、传入神经等完整反射组分,故不属于反射。
【小问3详解】
由图与题干可知,该对照组的处理应该是在身体相同位置植入光纤并用蓝光照射的普通小鼠,如此可以排除蓝光本身对神经元的影响,其科学思维类似于“假手术”。
【小问4详解】
结合图1可知蓝光刺激后胰岛素浓度显著升高,图2可知长期蓝光刺激后胰岛B细胞相对数量明显提升,二者共同作用可改善糖尿病的胰岛素分泌不足的症状。
【小问5详解】
若刺激迷走神经可以提升相关细胞对胰岛素的敏感性,则其血糖较对照组应该会明显减少,由于实验组与对照组血糖含量并无差异,因此说明刺激迷走神经会促进胰岛素分泌,但并不会增强相关细胞对胰岛素的敏感性从而增强对血糖的利用。
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