内容正文:
非选择题必刷
考点01稳态调节的生理基础
题型1 科学探究与发现史
题型2神经调节的生理基础
题型3体液调节生理基础
题型4免疫调节的生理基础
题型5植物生命活动调节的生理基础
考点02稳态调节的生理功能
题型1稳态的功能
题型2 神经调节功能
题型3 体液调节功能
题型4免疫调节功能
题型5植物生命活动调节功能
考点03稳态调节的科学探究
题型1 实验基本理论
题型2 实验技术
题型3 验证性实验与探究性实验
题型4对照实验与图表分析
考点01稳态调节的生理基础
题型1 科学探究与发现史
1.请阅读下面科普短文,并回答问题:
目前,美国的艾利森(James P.Allison)教授与日本的本庶佑(Tasuku Honjo)教授提出的癌症免疫治疗成为继手术、化疗、放疗后又一种新的治疗方式,两位科学家因此获得2018年诺贝尔生理学或医学奖。
癌细胞是发生了遗传变异等病理变化的自体细胞,由于表面物质发生改变可被T细胞识别并清除,也可能因此发生免疫逃逸。
基于T细胞的监控清除功能,为避免其失控攻击正常细胞,这种特异性免疫会受到严格控制。本次诺贝尔奖的“主角”——CTLA-4和PD-1(称为免疫系统的检查点),是防止T细胞失控的“刹车”。
CTLA-4是T细胞表面的一种膜蛋白,用于抑制T细胞的增殖。艾利森开发了一种可以与CTLA-4结合并抑制其作用的抗体,通过该抗体阻断CTLA-4从而松开T细胞的“刹车”,并促使自身的免疫系统重新攻击癌细胞。临床研究显示,该疗法对晚期黑色素瘤效果显著。
PD-1是T细胞表面的另一种膜蛋白。正常细胞表面存在相应的膜蛋白受体PD-L1,当PD-1和PD-L1识别并特异性结合时,T细胞就不会攻击该细胞。本庶佑教授的科研团队发现,很多癌细胞中PD-L1的表达量都有一定的上升,癌细胞表面的PD-L1在一定程度上会骗过T细胞的识别,降低被攻击的概率。
如同其他癌症治疗方法一样,基于免疫检查点的癌症免疫治疗也会引起一些副作用。随着现代生物医学技术研究与应用的不断深入与发展,将不断提升该疗法的治疗效果和改善不良反应的发生,实现人类长期抑制、甚至治愈癌症的梦想。
(1)本文讨论的生物学话题是____。
(2)机体免疫系统清除癌细胞,主要依靠____细胞可与癌细胞密切接触并使之裂解死亡,依赖的是免疫系统的____功能。
(3)结合材料,基于PD-1免疫检查点的作用机理和特点,请提出针对癌细胞或者T细胞进行操作的治疗思路。____。
(4)根据所学知识分析,上文中的治疗方法可能引发的副作用有____。
2.请阅读下面科普短文,并回答问题:
日前,美国的艾利森(James P. Allison)教授与日本的本庶佑(Tasuku Honjo)教授提出的癌症免疫治疗成为继手术、化疗、放疗后又一种新的治疗方式,两位科学家因此获得2018年诺贝尔生理学或医学奖。
癌细胞是发生了遗传变异等病理变化的自体细胞,由于表面物质发生改变可被T细胞识别并清除,也可能因此发生免疫逃逸。
基于T细胞的监控清除功能,为避免其失控攻击正常细胞,这种特异性免疫会受到严格控制。本次诺贝尔奖的“主角”——CTLA-4和PD-1(称为免疫系统的检查点),是防止T细胞失控的“刹车”。
CTLA-4是T细胞表面的一种膜蛋白,用于抑制T细胞的增殖。艾利森开发了一种可以与CTLA-4结合并抑制其作用的抗体,通过该抗体阻断CTLA-4从而松开T细胞的“刹车”,并促使自身的免疫系统重新攻击癌细胞。临床研究显示,该疗法对晚期黑色素瘤效果显著。
PD-1是T细胞表面的另一种膜蛋白。正常细胞表面存在相应的膜蛋白受体PD-L1,当PD-1和PD-L1识别并特异性结合时,T细胞就不会攻击该细胞。本庶佑教授的科研团队发现,很多癌细胞中PD-L1的表达量都有一定的上升,癌细胞表面的PD-L1在一定程度上会骗过T细胞的识别,降低被攻击的概率。
如同其他癌症治疗方法一样,基于免疫检查点的癌症免疫治疗也会引起一些副作用。随着现代生物医学技术研究与应用的不断深入与发展,将不断提升该疗法的治疗效果和改善不良反应的发生,实现人类长期抑制、甚至治愈癌症的梦想。
(1)本文讨论的生物学话题是__________。
(2)细胞癌变的根本原因是______,在光学显微镜下可看到其__________发生显著变化。
(3)机体免疫系统清除癌细胞,主要依靠特异性免疫中的________免疫,其中________细胞可与癌细胞密切接触并使之裂解死亡。
(4)结合材料,基于PD-1免疫检查点的作用机理和特点, 请提出针对癌细胞或者T细胞进行操作的治疗思路。____
(5)根据所学知识分析,上文中的治疗方法可能引发的副作用有_________。
3.资料一:胰岛素的发现经历了漫长的历程。科学家Frederick Banting因其对胰岛素的发现及应用所做的里程碑式的贡献而获诺贝尔奖桂冠。为了提取胰岛素他先将狗通往十二指肠的胰导管结扎,一段时间后,等胰腺部分萎缩,再从中提取。
资料二:糖尿病有两种类型,Ⅰ型糖尿病是缺少分泌胰岛素的β细胞导致,治疗方法是注射胰岛素;Ⅱ型糖尿病患者有正常的甚至高于正常水平的胰岛素,但细胞对胰岛素的敏感性降低了。
资料三:降糖消脂汤由人参、黄芪、三七、单参、生地、山茱萸、乌梅和五味子组成。中医研究发现降糖消脂汤对Ⅱ型糖尿病的降血糖效果接近于常用的西药二甲双胍。
某研究小组为验证降糖消脂汤具有降血糖的作用,利用下列材料和试剂进行实验。
材料和试剂:健康大鼠若干只,降糖消脂汤,柠檬酸缓冲液配制的链脲佐菌素溶液(STZ),二甲双肌,普通饲料,高脂饲料,血糖测定仪等。
(要求与说明:血糖浓度的测定方法不作要求,降血糖药物对正常个体不起作用,实验条件适宜)
(1)完善实验思路:
①大鼠长时间饲喂高脂饲料,引起胰岛β细胞补偿性增殖,胰岛素增加,最终导致对胰岛素的敏感性降低,此时只有维持足够的胰岛素分泌量能克服敏感性降低,一旦胰岛β细胞功能衰竭就会发展为糖尿病。故注射链脲佐菌素杀死部分______________,快速获得Ⅱ型糖尿病模型鼠。
②将糖尿病模型鼠随机均分为A、B、C三组,其中B组作为实验组,A组灌胃_______________;B组灌胃______________;C组灌胃等量生理盐水,每天给予大鼠普通饲料和饮水;
③连续实验两周,每隔两天________________。
④统计并分析测量结果。
(2)据资料一判断科学家在提取胰岛素前先结扎胰导管的目的是________________。
(3)研究发现,降糖消脂汤降低血糖的机理:一方面增加胰岛素靶细胞膜上的_______________数量,提高对胰岛素的敏感性;另一方面增加靶细胞膜上的______________数量,促进对葡萄糖的吸收。
(4)某学校生物实验小组以大鼠每次注射药物前后症状的变化为观察指标来验证胰岛素具有降低血糖的作用,那么实验大鼠注射药物的顺序是,先注射______________,再注射_____________。
(5)血糖浓度持续降低会使体内脂肪含量减少,其原因是________________。
4.吃辣后舌头上会有火辣辣的感觉,诺贝尔奖获得者DavidJulius等人发现了辣椒素受体(TRPV1),解释了吃辣椒时总是感到热的原因。TRPV1是一种通道蛋白,其被辣椒素激活时,造成Ca2+通过TRPV1内流而产生兴奋,进而产生“灼烧感”。请回答下列问题:
(1)TRPV1被辣椒素激活后造成的Ca2+内流_______(填“消耗”或“不消耗”)ATP。
(2)科学家将纯化后的TRPV1蛋白重构于人工脂质体上,用400℃接近热痛的物理阈值刺激TRPV1时,发现其还具有热觉感受功能,说明____________,完美地解释了吃辣椒时总是感到热的原因。
(3)图1表示麻醉药与辣椒素共同使用时抑制突触处的兴奋传递的作用机理。麻醉药单独使用时不能通过细.胞质膜,起不到麻醉作用,与辣椒素共同使用时可抑制突触处的兴奋传递,下列叙述正确的有__________(填序号)。
①突触后膜可能是神经元的胞体膜或树突膜,其基本支架是磷脂双分子层
②在静息时有较多离子通过通道蛋白Ⅰ出细胞,则通道蛋白Ⅰ最可能为K+通道
③麻醉药的作用机理是堵塞了通道蛋Ⅲ,可能导致Na+无法内流
④辣椒素的作用机理是与通道蛋白Ⅱ结合,不改变通道蛋白Ⅱ的形态结构
(4)图2为研究神经细胞膜电位变化的实验装置,两个神经元以突触联系,并连有电表Ⅰ、Ⅱ(电表指针偏转方向与电流方向相同)。P点给予适宜刺激后,电表Ⅰ测得的电位变化如图3所示。若将N处的电极移至N处膜外,电表Ⅰ测得的电位变化如图4所示。
①电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图_________基本相同。
②当电表Ⅰ记录到图3中b点电位值时,膜外电位为__________电位。电表Ⅰ记录到的图3中c点电位对应图4曲线__________点的电位;若将该神经细胞置于更高浓度的NaCl溶液中,图3中c点位置的变化是__________。
③若将S处电极移至膜外,在T点给予适宜刺激,则电表Ⅱ发生偏转的次数为__________次。
5.加拿大科学家斯坦曼因为发现树突状细胞(简称DC)获得2011年诺贝尔奖。DC能够结合抗原发挥吞噬作用,在感染或炎症反应时,被激活的DC开始由非淋巴器官到二级淋巴器官的移位,激活机体的细胞免疫和体液免疫。请结合下面的免疫调节图解回答相关问题:
(1)图中B细胞名称是________。
(2)图中F为靶细胞,E与F接触后会激活其内溶酶体导致F裂解死亡,该免疫方式称为________。
(3)某人患病后,未做皮试就注射了青霉素,结果引发过敏,这说明他并不是第一次接触青霉素,其体内已经产生了相应的________。
(4)当病毒侵入机体细胞后,主要靠________细胞与靶细胞密切接触使靶细胞裂解死亡释放病毒,随后通过体液免疫过程产生的________(物质名称)予以消灭。
(5)定期注射流感疫苗是预防感冒的措施之一。流感疫苗在免疫学上相当于________。
题型2神经调节的生理基础
1.如下图是人体神经系统的有关结构,请回答下列问题:
(1)图甲是一个 _____结构示意图,它是神经系统结构和功能的基本单位,由胞体和突起两部分构成。突起分为[1]_____和[4]_____。
(2)图乙所示结构称为 _____,其中结构②表示 _____,结构③表示 _____。
(3)若图乙表示的是膝跳反射的模式图,其神经中枢位于 _____。
2.如图为神经元结构模式图,据图回答下列相关问题:
(1)图中序号代表的结构分别为①______;②_______;③_______;④_______;⑤______________。
(2)神经元的树突较_______ (填“长”或“短”),主要功能是_________信息;轴突较________ (填“长”或“短”),主要功能是__________信息。
(3)神经元的胞体大都分布在脑和________,由这两部分组成_______神经系统;神经纤维大都分布在_______神经和脊神经,由这两部分组成_______神经系统。由此可见,神经元是构成神经系统________和_________的基本单位。
3.下图为中枢神经系统和神经元的结构示意图,据图回答:(“[ ]”中填序号,横线上填文字)。
(1)图中序号代表的结构分别为:①______;②_______;④______;⑥________。
(2)神经元的树突较_______(填“长”或“短”),主要功能是______;神经元的胞体大都分布在脑和脊髓,这两部分构成______;神经纤维大都分布在脑神经和脊神经,这两部分构成______。
(3)调节机体活动的最高级中枢是[ ]______;大量饮酒呼吸急促与[ ]______功能有关;能协调运动,维持身体平衡的部位是[ ]______。
(4)运动员能快速、灵敏地进行比赛还与遍布全身的神经密切相关,神经是由_______集结成束,外面包膜构成。
4.图甲为人体膝跳反射示意图,其中“+”表示兴奋,“-”表示抑制,图乙为图甲中a处结构的放大示意图,据图回答问题:
(1)神经系统结构和功能的基本单位是_________。
(2)在未受刺激时,2细胞膜两侧的电位处于_________状态,膜电位表现为_________。
(3)图乙是联系两个神经元的结构称为_________。在两个神经元之间传递信息的化学物质是_________(填名称),该物质以_________的形式释放到两神经元之间后,与后一神经元细胞膜上的_________(填名称)特异性结合,产生兴奋。兴奋不能由⑤传到③的原因是神经递质只能由_________(填名称)释放,然后作用于_________(填名称)。
(4)敲击髌骨下韧带,在1、2、3处不能检测到动作电位的是_________,原因是_________。
5.如图所示是人体某局部组织的模式图和人体神经系统的组成示意图,箭头表示物质交换方向,A、B、C表示结构,a、b、c、d表示液体,图中数字表示神经系统的组成部分,请据图分析回答:
(1)a—d中不属于内环境组分的是___________。试以图示表示a—d四者的物质交换概况____________。
(2)图示a—d中,O2的浓度最高、最低的分别是__________,CO2的浓度最高、最低的分别是_______。
(3)a—d之间既彼此分离,又相互联系,a—b之间隔以___________,b—d之间隔以_________________,b的来源有_________。
(4)外界环境中的O2进入红细胞共穿过___________层磷脂双分子层。
(5)试以简洁语言概括a与人体外界环境之间的关系:_______________。
(6)病人呼吸抑制,使通气量减少导致二氧化碳积累,血浆中的pH呈___________趋势。为维持血浆pH的相对稳定,参与调节的离子主要有___________、___________;使血浆pH维持在___________________(填范围)。
(7)赛场上,运动员在跑或跳跃中依靠[ ]___________协调运动,维持身体平衡。
(8)运动员能快速、灵敏地进行比赛还与遍布全身的5密切相关,该结构是由[ ]___________集结成束,外面包膜构成。图中属于中枢神经系统的有__________,属于外周神经系统的有__________。
题型3体液调节生理基础
1.正常人体感染病毒会引起发热,发热过程分为体温上升期、高温持续期和体温下降期。下图为体温上升期机体体温调节过程示意图,其中体温调定点是为调节体温于恒定状态,下丘脑体温调节中枢预设的一个温度值,正常生理状态下为37℃。请回答下列问题:
(1)图中激素甲的名称是______。激素甲作用于垂体的过程中,调节方式是_______(神经调节/体液调节/神经—体液调节)。
(2)体温上升期,除了甲状腺激素之外,______(激素)也可以促进肝脏和其他组织细胞代谢活动增强,增加产热。
(3)高温持续期,人体产热量______(填“大于”“小于”或“等于”)散热量。此阶段人体有时会出现脱水现象,则体内出现的生理现象有______。
A.血浆渗透压升高;B.渴觉中枢兴奋;C.抗利尿激素分泌减少;D.肾小管重吸收作用加强
(4)体温下降期,机体增加散热的途径有:_______(写出两条)。
(5)神经调节和体液调节共同影响体温的调节。神经调节和体液调节之间的联系是:不少内分泌腺直接或间接受_______的调节,另一方面,内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的_______。
2.人体内部分内分泌腺的激素调节过程如图所示,请据图回答以下问题:
(1)下丘脑通过①______调节垂体,垂体分泌②______使得肾上腺皮质产生相应激素。皮质主要分泌______和______,前者可以调节______代谢,后者可以调节______代谢。
(2)肾上腺素由______产生。
(3)甲状腺激素的本质为______,作用有______。
3.根据人体主要的内分泌腺及其分泌的激素,回答下列问题。
(1)____________分泌促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素、促肾上腺皮质激素释放激素等多种激素。这些激素作用于____________,调控其分泌释放相应的激素。
(2)垂体分泌促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺皮质激素等,分别调节相应的内分泌腺的分泌活动。分泌____________,调节生长发育等。
(3)人体内含碘的激素是_________;其具有调节_________、促进_________、提高神经的兴奋性等作用。
(4)胰腺中胰岛内有多种分泌细胞,胰岛____细胞分泌胰岛素、胰岛____细胞分泌胰高血糖素,这两种激素在糖代谢中发挥重要的调节作用。
(5)睾丸分泌的雄激素主要是__________,其化学本质为____________,具有促进男性生殖器官的发育、精子细胞的生成和男性第二性征的出现等作用。
(6)肾上腺素由__________分泌,具有______________作用。
4.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。胸腺素刺激浆细胞的形成和抗体的分泌。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,抑制雄性激素分泌,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_________、_________。
5.如图为下丘脑参与人体体温、水盐和血糖平衡的部分调节过程示意图,激素甲、乙、丙分别为三类调节的关键激素,腺体A为重要内分泌腺。回答下列问题:
(1)图中腺体A的名称是______。寒冷环境中,结合图示调节路径分析,人体产热增加的主要途径是______。
(2)某同学参加冬季户外长跑比赛,过程中面临寒冷刺激、大量出汗、血糖波动等状况,结合图示及人体调节机制分析,寒冷刺激下,图示中下丘脑分泌的______作用于垂体,促使其分泌相应促激素,最终使腺体A分泌激素丙;该激素除提高细胞代谢速率增加产热外,还能______,以保障长跑时的能量需求;长跑中大量出汗后,若仅依赖图示中激素乙的调节仍出现轻度脱水,其主要原因是______。
(3)某2型糖尿病患者因胰岛素受体敏感性降低长期处于高血糖状态,引发渗透性利尿导致细胞外液渗透压升高,此时下丘脑合成激素乙的量会______;同时,高血糖引发细胞代谢紊乱,脂肪分解增强导致酮体积累,引发代谢性酸中毒,机体主要在______(填器官)的参与下排出相关物质以维持酸碱平衡。
题型4免疫调节的生理基础
1.请回答下列关于免疫调节的问题
(1)免疫系统由_________、免疫活性物质和免疫细胞组成。免疫细胞中的吞噬细胞可参与人体的第二道和第三道防线,但其在第二道防线中的作用主要是吞噬并消灭病原体,在第三道防线中的作用主要是对病原体进行_________。
(2)第三道防线是指免疫系统的特异性免疫反应,主要包括体液免疫和_________免疫。体液免疫中B细胞的增殖和分化大多数需要_________(填细胞名称)产生的_________(填物质名称)和抗原两种物质的刺激。
(3)某人在第二次接触芒果后出现了嘴唇肿胀、口腔起泡、脸部皮肤皮疹等症状,此现象在免疫学中称为_________反应,其特点是__________________(最少写两条)。
2.图1是特异性免疫的部分过程图,图2为一种树突状细胞(DC细胞)参与免疫过程的示意图。请据图回答:
图1
图2
(1)人体有三道防线来抵御病原体的攻击,三道防线是统一的整体,它们共同实现免疫系统的___________、_____________和___________三大基本功能。
(2)图甲所示的免疫过程为____________免疫,细胞D为___________细胞,由细胞D分泌的物质Ⅱ为____________。
(3)图甲中细胞B为__________细胞,是由造血干细胞迁移到____________中成熟。由细胞B产生的物质I为____________。
(4)DC免疫疗法是通过采集患者自体的外周血液,在体外诱导培养出大量DC细胞,使之负载上肿瘤抗原信息后再回输给患者。这些DC细胞进入患者体内后,还可诱导T细胞迅速增殖分化成____________精确杀伤肿瘤细胞,同时,还能使机体产生免疫记忆,具有防止肿瘤复发的功效。
3.下列关于免疫系统组成的叙述,错误的是__________(选填题号)
(1)扁桃体、淋巴结、胸腺、脾、脊髓均属于免疫器官
(2)体液中的杀菌物质和吞噬细胞均属于人体的第二道防线
(3)免疫系统的三大基本功能都是由特异性免疫负责实现的
(4)抗体、白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等是几类主要的细胞因子
(5)所有免疫细胞都属于淋巴细胞
(6)免疫活性物质都是由免疫细胞分泌产生的
(7)所有免疫细胞都是由骨髓中造血干细胞分裂分化来的
(8)所有免疫细胞都是在骨髓或胸腺里发育成熟的
(9)皮肤和消化道、呼吸道等管道的黏膜属于第一道防线
(10)皮脂腺分泌的油脂使皮肤表面呈弱酸性,可抑制许多微生物生长
(11)第一道防线能阻挡大部分病原体进入人体
(12)当人发生咳嗽、打喷嚏、呕吐时,表明第一道防线已经被突破
(13)人体三道防线都能针对特定病原体发挥高效免疫功能
(14)免疫防御是免疫系统最基本的功能,但不是越强越好
(15)免疫监视功能异常容易患自身免疫病
(16)免疫系统通过免疫自稳功能清除体内突变的肿瘤细胞
(17)抗原呈递细胞是没有识别能力的免疫细胞,因此能参与非特异性免疫
(18)非特异性免疫是在特异性免疫的基础上形成的
(19)人体的第一、二道防线属于非特异性免疫,第三道防线属于特异性免疫
(20)鼻腔黏膜分泌杀菌物质抑制白喉杆菌繁殖的过程属于特异性免疫
(21)神经递质、激素、抗体、细胞因子、溶菌酶都是调节生命活动的信息分子
(22)神经递质和激素发挥作用后会被灭活或回收
(23)激素、抗体和溶菌酶都作用于特定的靶细胞
(24)抗体、细胞因子和溶菌酶都是由免疫细胞产生
4.冬季来临,我们即将面对流感和支原体肺炎等多病共防局面。如图为支原体侵入人体后发生的部分免疫反应,(其中a、b、c表示细胞,①~⑥表示过程)。据图回答下列问题:
(1)图中过程为_______(填“体液免疫”“细胞免疫”或“体液免疫和细胞免疫”),B细胞活化需要两个信号的刺激,抗原表面的信号分子与B细胞表面受体结合,这为激活B细胞提供了第一个信号,激活B细胞的第二个信号是________,图中b细胞在人体内由_______细胞经分裂、分化而来。
(2)抗原呈递细胞在图中免疫过程中的作用为_______。
(3)支原体侵入机体后,一部分被吞噬细胞吞噬,这属于人体的第_______道防线。与非特异性免疫相比,特异性免疫的特点是_______(答出2点)。
(4)图中④过程的特点为_______。
5.甲减(Hypothyroidism)是一种因甲状腺功能减退无法正常产生足够的甲状腺激素(TH)造成的疾病,患者常表现出食欲减退、胃肠道的蠕动减慢等症状。如图为机体受相应刺激后分泌甲状腺激素的机理示意图,图中“→”表示促进作用,“⇢⇢”表示抑制作用。回答下列问题:
(1)激素a为____________________。图中导致甲状腺激素分泌增加的“刺激X”可能是________________。在刺激X的作用下,机体内TH的含量升高,但不会持续升高,一方面是因为TH的含量升高会通过________________________调节使相应激素释放减少;另一方面是因为________________。
(2)机体血碘过高时,可________________(填“促进”或“抑制”)甲状腺滤泡细胞合成和分泌TH,有利于机体及时调控对TH的分泌。下丘脑通过“下丘脑—垂体—甲状腺轴”调节TH的分泌,这种分级调节一方面可以____________________,另一方面可形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
(3)据图可知,甲状腺滤泡细胞的受体有促甲状腺激素受体和________________受体。甲减患者表现食欲减退、胃肠道蠕动减慢的原因是_______________________________。
3.支原体肺炎是由支原体引发的下呼吸道感染,临床表现为发热、咳嗽,严重时可造成多个脏器受到损害,如图为支原体侵入人体后发生的部分免疫反应(其中a、b、c表示细胞,d表示物质,①~⑥表示过程)。据图回答下列问题:
(1)少量支原体可以被第一道防线阻挡和清除,进入体液的支原体,一部分可以被体液中的______________清除,其余则要依赖特异性免疫清除。
(2)图中过程为特异性免疫中的________,这种免疫方式主要依赖________来作战。
(3)抗原经APC细胞摄取、处理并呈递给辅助性T细胞,APC包括______________(答出2点)等。B细胞活化需要两个信号的刺激,抗原表面的信号分子与B细胞表面受体结合,这为激活B细胞提供了第一个信号,激活B细胞的第二个信号是______________,此外,还需要________的作用。图中b细胞在人体内由________细胞经分裂、分化而来,其______(“可以特异性”“可以非特异性”或“不可以”)识别抗原。
(4)d与支原体结合后,可以抑制__________________来发挥免疫效应。④过程的特点是_________。
4.科研人员为探究疫苗免疫机制,利用健康小鼠开展特异性免疫实验,分为空白组、抗原注射组、疫苗免疫组,检测各组抗体浓度、记忆细胞数量,实验结果如下表,结合免疫过程图回答问题。
组别
初次免疫抗体浓度
二次免疫抗体浓度
记忆细胞留存数量
空白对照组
0
0
极少
直接注射抗原组
较高
高
较多
疫苗免疫组
低
极高
大量
(1)疫苗属于________(填“抗原”或“抗体”),可刺激机体产生特异性免疫应答。
(2)体液免疫中,辅助性T细胞的作用是________,浆细胞的功能是________。
(3)对比表格数据,分析疫苗免疫二次应答显著更强的原因:________。
(4)新型疫苗多为减毒或灭活疫苗,无致病性但保留抗原性,简述疫苗预防疾病的原理:________。
5.胃是人体的消化器官,胃酸可杀灭随食物进入消化道的细菌并激活胃蛋白酶原。胃壁细胞通过靠近胃腔的细胞膜上的H+-K+泵和Cl-通道分别将H+和Cl-排入胃腔,形成盐酸,其过程如图所示。请回答下列问题。
(1)血液中的CO2穿越毛细血管壁后,进入内环境中的________,再以________的方式通过胃壁细胞膜进入细胞,经过化学反应形成。膜上Cl--反向转运体利用膜两侧的浓度梯度完成了和Cl-的跨膜运输,其中Cl-的运输方式是________。
(2)一方面,胃腔中K+________(选填“顺”或“逆”)浓度梯度进入胃壁细胞,参与该过程的蛋白质具有________功能;另一方面,胃壁细胞中的K+又以________的方式运出胃壁细胞。
(3)胃腔中酸液分泌过多时会伤害胃黏膜,从而使得人体免疫系统的第________道防线被破坏,导致免疫________功能减弱。目前常用的抑酸药物是PPIs,这种药物在酸性环境下才能被激活,活化后能与H+-K+泵结合,从而抑制胃酸分泌。但若长期服用PPIs可能造成消化道细菌感染,其原因是________________________________________________________________________________。
题型5植物生命活动调节功能
1.如表所示为五大类植物激素的部分生理效应,请分析回答:
种子发芽
顶端优势
果实生长
器官脱落
插条生根
生长素
促进
促进
抑制
促进
赤霉素
促进
促进
促进
抑制
抑制
细胞分裂素
促进
降低
促进
抑制
脱落酸
一般抑制
促进
乙烯
抑制
促进
(1)表中结果显示,同一激素在植物不同生长发育阶段引起的生理效应______,五大类激素中,在果实生长的调节中起协同作用的激素有__________________。表中结果说明植物的正常生长发育过程是__________________的结果。
(2)若解除植物的顶端优势可采用的措施有:______,____________。
(3)膨大剂是一种植物生长调节剂,其作用主要是促进细胞分裂,增加细胞的数量,膨大剂最可能是______类的植物调节剂。在西瓜坐果初期适量使用膨大剂可提高产量,但有些瓜农使用膨大剂后出现西瓜爆裂现象,可能的原因是施用膨大剂的______和______不合适。
2.生长素(IAA)是植物生长发育过程中的重要激素,油菜素内酯(BR)被称为第六类植物激素,其能促进芽、叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发等。图1为生长素的分子作用机制,图2为一定浓度的BR和不同浓度的IAA处理某植物幼根后统计得到主根的长度。回答下列问题:
(1)植物体内生长素的合成部位主要是_______。
(2)生长素促进植物生长的信号转导机制如图1所示。据图1分析,一方面,IAA与TIRI蛋白结合成复合物后,使阻遏蛋白________,释放出________,从而启动下游一系列基因的表达;另一方面促进质子泵________,导致细胞壁酸化,引发细胞壁伸长。
(3)由图2中虚线可得出的结论是________,结合图2曲线可知BR对IAA的生理作用具有________(填“抑制”或“促进”)作用。
3.植物的生长发育受多种因素调控。回答下列问题。
(1)细胞增殖是植物生长发育的基础。细胞增殖包括_____和_____两个连续的过程,因而具有周期性。
(2)植物细胞分裂是由生长素和细胞分裂素协同作用完成的。在促进细胞分裂方面,生长素的主要作用是_____,细胞分裂素的主要作用是_____。
(3)研究发现,5-氨基乙酰丙酸(ALA)能缓解ABA对植物甲根系生长的抑制作用。研究人员检测不同处理条件下植物甲根尖细胞中内源IAA的含量。
处理
对照组
ABA
ALA
ABA+ALA
内源IAA含量相对值
20
5
20
14
实验结果说明ALA通过_____,缓解ABA对该植物根系生长的抑制作用。
(4)细胞膜上的PIN1是将IAA运出细胞的载体蛋白,YUC是细胞内与IAA合成相关的蛋白,研究人员测量各组植株YUC和PIN1的相对表达量,结果如下图。
综合图示信息,从IAA合成和运输的角度概括ALA缓解ABA对该植物根系生长抑制作用的机理:_____。
4.番茄是我国栽培面积最大的蔬菜,红光可通过多种途径参与其逆境响应。回答以下问题:
(注:相对电导率可反映细胞膜受损程度,盐害越重,相对电导率越高)
(1)植物细胞中光敏色素的化学本质是_________________。光敏色素感受红光信号后会抑制ABA(脱落酸)合成基因的表达,能缓解盐胁迫下ABA含量过高造成的_________________,进而维持光合效率。
(2)光敏色素互作因子(SIPIF)是光信号与逆境响应的核心物质。为探究红光条件、SIPIF与番茄耐盐性之间的关系,科研人员以番茄野生型(WT)、SIPIF突变体(KO)和SIPIF过表达体(OE)为材料,在不同条件下进行实验。结果如图1、图2所示。根据实验结果可推测:____________________________________________________________________。
(3)研究人员提出:SIPIF可能通过影响细胞中海藻糖(具有吸水保水功能)的合成,进而影响植物耐盐性。为此研究人员检测海藻糖合成的关键基因TPS的表达量,结果如图3。请结合以上实验结果,在图4中完善红光调节番茄耐盐性的分子机制_______________(括号内填“+”代表促进/“-”代表抑制,横线上填“↑”代表升高/“↓”代表下降)。
(4)综上所述,植物生长发育的调控是由_____________________________________________共同完成的。
(5)请基于以上研究内容,从环境调控和基因编辑技术角度提出提高番茄耐盐性的思路:①从环境调控角度,______________________________;②从基因编辑技术角度,______________________________。
5.水稻是我国重要的粮食作物,其光合作用速率直接影响产量。光质、气孔运动及相关信号通路对光合速率均具有重要调控作用,其调控机制如图所示。回答下列问题:
注:“+”表示促进,“-”表示抑制
(1)图中结构①的名称是______________,其上发生的能量变化是____________________________。
(2)气孔开放程度直接影响胞间CO2浓度,进而影响光合速率。结合图示分析,若用药物抑制气孔开放,短时间内叶肉细胞中C5的含量会_____________(填“上升”或“下降”),原因是_____________。
(3)光敏色素的化学本质是______________。研究表明,通路2中红光可激活光敏色素,导致PIL15蛋白被降解,进而减弱脱落酸信号通路,促进气孔开放。远红光可使光敏色素失活,______________,抑制气孔开放。根据以上研究结果,生产实践中可以通过______________(写出1点即可)来降低蒸腾速率,提高抗旱性。
(4)图中两个通路对水稻生命活动的调节可说明:光不仅可以作为植物光合作用的能量来源,还可以作为______________来调控植物的生长发育。
考点03稳态调节的科学探究
题型1 实验基本理论
1.研究发现,不良精神因素易导致某种乳腺癌细胞质膜上膜蛋白PD-L1数量异常增加,后者易引起癌细胞扩散和转移,部分机制如图1所示,其中编号表示过程。
(1)据图1分析,引起分泌增加的因素可能有_____。(编号选填)
①促肾上腺皮质激素释放激素分泌增加
②神经递质作用于肾上腺
③的清除速率上升
④肾上腺素分泌减少
(2)下列①~④为图1中细胞,其中含合成基因的有_____。能产生免疫活性物质的有_____。(编号选填)
①神经元 ②巨噬细胞 ③细胞毒性T细胞 ④肾上腺皮质细胞
(3)图1过程②可能发生的生命现象有_____。
A.基因表达改变 B.细胞质膜破碎
C.引起免疫反应 D.DNA含量倍增
(4)欲通过降低癌细胞的PD-L1数量来控制其扩散和转移,以下措施中可行的是_____。
A.使用抗体中和PD-L1
B.阻断人体细胞受体蛋白的表达
C.抑制过程①释放物降解酶的活性
D.促进PD-L1基因启动子区域甲基化
自主神经功能失调的人群中乳腺癌发病率较高。为研究副交感神经抑制乳腺癌复发和肺组织转移的效应,研究人员以罹患乳腺肿瘤的小鼠为材料开展实验,结果如图2所示。
(5)下列数据对照组合合理的是_____。
A.1、2 B.2、3 C.2、3、4 D.1、3、4
(6)据图2数据分析,以下结论合理的是_____。
A.促进副交感神经调节具有抑制肿瘤复发的作用
B.促进副交感神经调节具有抑制肿瘤转移的作用
C.抑制副交感神经调节对肿瘤复发和转移无影响
D.实施副交感神经分离术能抑制肿瘤复发和转移
2.Ⅰ.甲图表示燕麦幼苗生长素浓度与作用的关系;乙图表示将一株燕麦幼苗水平放置,培养一段时间后的生长情况。
(1)甲图中,c点生长素浓度对于芽来说是______(选填“高”或“低”)浓度。
(2)乙图中b侧生长素浓度______(选填“大于”或“小于”或“等于”)a侧,这是由于生长素发生了______运输,a侧生长素浓度对茎生长的效应是______。
Ⅱ.植物的向性运动与生长素的调节有关。根据所学知识,回答有关问题。
(3)上图中能弯曲生长的有_____。
(4)当探究植物向光性产生的外因时应设置a和______对照。
(5)在上述实验设计过程中,必须遵循的原则是______(答出两点)。
3.脑脊液是存在于脑室及蛛网膜下腔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。请回答下列问题:
(1)脑脊液________(填“属于”或“不属于”)细胞外液,它与血浆之间的物质运输是________(填“双向”或“单向”)的。
(2)脑细胞通过____________与外界环境进行物质交换。脑脊液的化学成分和理化性质随__________________在不断发生变化,这种变化会引起正常机体通过________________调节网络,使____________协调活动,共同维持稳态。
(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,引起脑脊液渗透压________,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。请回答下列问题:
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的结论:
①____________________;
②____________________。
4.下丘脑-垂体-肾上腺 (HPA)轴可参与调节机体应激反应、免疫和情绪认知等。如图为HPA轴及其对免疫的部分影响,其中CRH:促肾上腺皮质激素释放激素,ACTH:促肾上腺皮质激素,GC:糖皮质激素,“+”表示促进,“-”表示抑制。
(1)据图判断,HPA轴中存在___(反馈调节/分级调节/反馈调节和分级调节)。
(2)HPA轴属于“下丘脑-垂体-靶腺”的调节机制,下列生理活动中也存在这种调节机制的是 。
A.感觉口渴时饮水 B.户外冬泳时增加产热
C.碰到高温物体时缩手 D.进食后的血糖升高
(3)GC主要作用是调节糖代谢以升高血糖浓度,其作用可能包括 。
A.促进肝糖原分解 B.抑制肝糖原分解
C.促进非糖物质转化为糖 D.抑制组织细胞对糖的吸收和利用
(4)泼尼松是人工合成的GC,据相关信息和图推测服用泼尼松可以用来治疗的疾病有 。
A.过敏性鼻炎 B.糖尿病
C.系统性红斑狼疮 D.艾滋病
(5)肾上腺皮质还可以分泌盐皮质激素参与调节水和盐的代谢,盐皮质激素不足会使细胞内外钾离子浓度差减小,导致神经纤维膜内钾离子往外扩散__________(增多/减少/不变),静息状态时膜内外电位的绝对差值________ (变大/变小/无变化)。
抑郁症的成因复杂,现有几种假说比较得到认可。一种是HPA轴假说:HPA轴功能亢进,导致与情绪和认知相关的海马体受损引发抑郁;一种是5-HT(5-羟色胺,一种与愉悦情绪有关的神经递质)假说,该假说机制与图中的一些结构或物质异常有关,其中的单胺氧化酶可降解5-HT。
(6)请用箭头和图中字母绘制出图7结构中信息的传导途径________________。
(7)在5-HT假设成立的前提下,结合相关信息和上图,判断下列结构或物质的异常变化会导致抑郁的是__________(编号选填)。
① 5-HT合成增加 ② 5-HT合成减少 ③ 5-HT载体增加 ④ 5-HT载体减少⑤ 单胺氧化酶增加⑥ 5-HT受体减少
(8)研究人员用不可预测压力刺激作用于小鼠致抑郁,一段时间后检测发现海马体细胞减少、排列紊乱、形状不规则,请判断该实验结果是否可以支持HPA轴假说并加以说明___________。
有研究表明抑郁症患者HPA轴功能亢进与肠道菌群失调之间有相关性。
(9)肠腔中的肠道菌群所处的环境___________(属于/不属于)内环境。
(10)若要对“抑郁症患者HPA功能亢进与肠道菌群失调相关”加以验证,应选取健康人和___________ (抑郁症患者/未曾治疗的抑郁症患者)进行对照分析。
(11)高GC可导致高血脂,血脂检测中有一项指标为高密度脂蛋白,是磷脂分子包裹着胆固醇、甘油三酯等脂质的颗粒结构,据此推测高密度脂蛋白经特殊处理后,完全提取的磷脂分子在水-空气界面铺开的面积约为__________ (编号选填),高密度脂蛋白中的各种脂质分子__________ (编号选填)。
① 颗粒表面积② 颗粒表面积2倍③ 都以碳链为分子骨架④ 都难溶于水⑤ 都主要由C、H、O等元素组成⑥ 主要作用都是储能
题型2 实验技术
1.肾上腺素和“心得安”药物都可以影响心脏的活动。回答以下问题:
组别
注射药剂种类
耗氧量
(×103mL)
心得安
肾上腺素
A
2.0
B
+
1.7
C
+
2.5
D
+
+
2.1
(1)肾上腺素是一种激素,同时在内脏神经系统中,许多神经元轴突末端突触部位也会释放肾上腺素,此时肾上腺素就是一种_____,所以在功能上肾上腺素是人体内的一种信息分子。
(2)“心得安”和肾上腺素具有相似的结构,而且都能直接作用于心脏调节心率,由此推测它们在心脏细胞表面可能具有___________。
(3)用肾上腺素和“心得安”进行实验研究,上表为分组实验结果,请完善实验报告:
①实验目的:探究______________________________________。
②材料用具:小鼠若干只,注射器,检测耗氧量装置(如下图),肾上腺素溶液和“心得安”溶液(用生理盐水配制)。
③方法步骤:
Ⅰ、选取________的小鼠20只,均分为四组。每组小鼠按上表所示注射药剂,其中A组注射_____________________________________。
Ⅱ、将每只小鼠分别放入装置中,开始时大烧杯内外的液面等高。装置放在相同环境中,10分钟后记录_________________________,计算耗氧量并求出各组的平均值。
④结果分析:
Ⅰ、结果表明:“心得安”和肾上腺素分别具有降低和提高耗氧量的作用,而两者共同作用的效应是相互____________。
Ⅱ、除了控制环境相同外,实验可再设置一个__________________的对照装置,其目的是用于消除__________________的影响,从而使测得的数值更精确。
2.欲研究甲状腺和甲状腺激素的生理作用,对成年小鼠的分组及处理见下表。在适宜的实验条件下,正常饲养,每隔一定时间测定耗氧量(单位时间内单位体重的氧消耗量),记录数据并统计分析。
甲组
乙组
丙组
丁组
切除甲状腺
饲养14天
手术但不切除甲状腺
饲养14天
甲状腺激素溶液灌胃
1次/天,共14天
W
1次/天,共14天
注:本实验中灌胃是指将液体由动物口直接注入到胃中。
请回答:
(1)表中W是对丁组小鼠的处理,该处理是______。
(2)预测实验结果(设计一个坐标系,将预测的实验结果用示意曲线表示)。
(3)分析与讨论
①合成和分泌促甲状腺激素释放激素的细胞位于______,该激素经血液运至______发挥作用。
②通过服用放射性碘来检测甲状腺功能的依据是______,______。
3.叶片脱落前会在叶柄基部形成一个离层区(如图a)。某兴趣小组为研究生长素与离层区形成的关系,利用大叶黄杨叶柄的外植体开展了有关实验:把含α-萘乙酸(NAA)的琼脂块分别放在茎残端(如图b)和叶柄切口上(如图c)。用上述两种方式分别处理20个叶柄外植体,每隔12小时观察叶柄是否脱落,统计脱落率。请回答相关问题:
注:切去叶片,保留叶柄,节上下各保留约0.5cm茎段,这种带叶柄的茎段通常被称为叶柄外植体
(1)因具有与生长素相似的生理效应,NAA这类化学物质被称为________________。喷洒低浓度的NAA溶液,能够防止落花落果,而喷洒高浓度的NAA溶液又能起到疏花疏果的效果,这说明NAA对植物生长的调节作用具有________________。
(2)已知图b中的NAA在茎残端是从上往下运输的,而图c中的NAA在叶柄内是从远基端运往近基端,运输方式均为极性运输,属于________________(填运输方式)。
(3)为了确保实验的准确性,对实验前所制备外植体的要求是________________。
(4)该兴趣小组的实验方案还存在一个明显的不足之处,请予以完善:________________。
(5)该兴趣小组利用完善后的实验方案开展实验,所得实验数据如下表所示:
NAA对大叶黄杨叶柄外植体脱落率(%)的影响
处理后时间(h)
外植体数(个)
12
20
0
0
0
0
24
20
5.0
0
7.5
15.0
36
20
20.0
0
25.0
65.0
48
20
62.5
10.0
70.0
92.5
分析上表可知,生长素与叶柄脱落的关系为:当将含NAA的琼脂块加到叶柄的远轴端,即相当于先增加叶柄离层远基端的生长素水平时,会________叶柄的脱落;而当将含NAA的琼脂块加到近轴端进行处理,即相当于先增加叶柄离层近基端的生长素水平时,会________叶柄的脱落。
4.机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感,主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。人白细胞介素18(IL-18)能促进免疫细胞的增殖和分化,提高机体免疫功能。某科研小组开展了“IL-18对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用”的研究,方法如下:
选取若干实验小鼠,随机分成三组:①组无辐射损伤;②组辐射损伤(60Co照射,下同);③组先辐射损伤,1天后注射IL-18.14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养,在培养了Oh、12h、24h、48h后,进行细胞凋亡检测,得到的细胞凋亡相对值如下表:
组别
处理方法
0 h
12 h
24 h
48 h
①
无辐射损伤
0.046
0.056
0.048
0.038
②
辐射损伤
0.460
0.420
0.530
0.520
③
辐射损伤+IL–18
0.239
0.265
0.279
0.269
(1)选择脾细胞作为本实验材料,是因为脾脏是集体重要的_______器官。已知IL-18是一种淋巴因子,淋巴因子与______都属于免疫活性物质。
(2).科研小组还设置了第④组实验,方法是先注射IL-18,3天后进行辐射损伤,14天后的实验操作同前三组。与第③组相比,设置第④组的目的是______。
5.Ⅰ.油菜素甾醇(BR)是植物体内产生的固醇类激素,与其他植物激素一起参与植物生命活动的调节。研究表明低浓度 BR 能诱导侧根的形成,为进一步研究 BR 和生长素对于侧根的形成是否具有协同作用,某团队用油菜素内酯(BL,是植物体中分布最广且活性最高的 BR)做了如下实验:
(1)第一步:取生长状况相同的拟南芥幼苗若干,随机均分为____组。
第二步:配置含 0nmol・L-1、 1nmol・L-1、5nmol·L-1、20nmol・L-1 及 50nmol・L-1 的 IAA 琼脂培养基各 2份,其中一份中均加入 1nmol・L-1BL,另一份中均不加;
第三步;将拟南芥幼苗放入上述各培养基,在相同且适宜的条件下培养;
第四步:8 天后,统计各组拟南芥幼苗的每厘米初生根上侧根的数目并计算百分比(100%,水平虚线),得到图 1 所示的实验结果。
(2)该实验的自变量有____。
(3)图中 AB 两点对照可得出的结论是____。
(4)分析图 1 可以确定,与 1nmol・L-1BL 在促进拟南芥侧根形成上具有协同作用的 IAA 浓度有____(填字母)
A.5.1nmol・L-1 B.5 nmol・L-1
C.20 nmol・L-1 D.50 nmol・L-1
Ⅱ.乙烯调节植物种子的萌发、衰老等生理过程。
(5)现将拟南芥野生型和 eto 1 突变体分别置于 22 ℃和 4 ℃,定时检测植株体内的乙烯合成量,结果如图 2。
据图 2 判断,eto 1 突变体的乙烯合成能力____(填“提高”“不变”或“降低”)。
(6)已知拟南芥在 0 ℃以上的低温下能生长存活。为探究乙烯对植物抗冻能力的影响,将拟南芥 22 ℃培养两周后,以 0 ℃为起点,用每 1 h 降低 1 ℃的梯度降温法,降温至-5 ℃后持续 0.5h,取出置于 22 ℃培养 3 天后统计。采用梯度降温法的目的是____。存活率的统计结果是:生长于正常培养基上野生型拟南芥的存活率为 55%,添加 10 μM 浓度的ACC(乙烯前体物质)培养基上野生型拟南芥存活率为18%,这说明____。据此实验,判断 eto 1 突变体抗冻能力____野生型拟南芥。
题型3 验证性实验与探究性实验
1.某同学以清水、缓冲液(含NaHPO、KHPO3的溶液,pH=7)和血浆分别为实验材料进行实验,探究“血浆是否具有维持pH稳定的功能”,主要实验步骤如下:分别加入25 ml实验材料→测pH→滴加5 ml 1.0 mol/L的HCl、摇匀→测pH→倒去烧杯中溶液后充分冲洗→重复实验并记录。试回答下列有关问题:
(1)实验开始时_____(“需要或不需要”)测量三种实验材料的pH。
(2)该同学用如图所示曲线来预期探究结果,试回答:
①预期结果中明显不科学的是_____组,理由是__________________________________________。
②实验中清水组和缓冲液组起_____作用。实验可以得出的结论是__________________________。
(3)除pH外,内环境的理化性质还有_____、_____,内环境稳态的意义是___________________。
(4)目前普遍认为______________是机体维持内环境稳态的主要调节机制。
2.回答下列有关动物实验的问题。
I.为研究垂体对机体生长发育的作用,某同学用垂体切除法进行实验。在实验过程中,用幼龄大鼠为材料,以体重变化作为生长发育的检测指标。回答下列问题:
(1)请完善下面的实验步骤。
①将若干只大鼠随机分为A、B两组后进行处理,A组(对照组)的处理是__________;B组的处理是_____________________。
②将上述两组大鼠置于_________________饲养。
③_________________________。
④对所得数据进行统计处理与分析。
(2)实验结果与分析:B组大鼠生长发育的状况不如A组,出现这种差异的原因是B组的处理使大鼠缺失了来源于垂体的___________激素和___________激素。
II.实验二:选取健康大鼠,持续电刺激支配其胰岛的副交感神经,测定血液中胰岛素和胰高血糖素的浓度,结果如图。
(3)开始刺激后,血糖浓度将_____________________。
(4)图中胰高血糖素浓度下降的原因之一是胰岛素直接抑制胰岛A细胞分泌。若要证实该结论,可在胰岛组织中注射________________,通过检测注射前后周围血液中______________的浓度变化来确定。
3.吗啡、可卡因等毒品会作用于中枢神经系统的突触,干扰兴奋传递,使人产生愉悦感,长期滥用会造成突触结构与功能改变,产生成瘾。多巴胺是一种兴奋性神经递质,图为相关突触结构,多巴胺转运体可将突触间隙的多巴胺运回突触前神经,请回答下列问题:
(1)图示结构中信号转换形式是_________;突触处兴奋只能单向传递,从信号分子的角度分析原因是____________________________________。
(2)可卡因可与多巴胺转运体结合,抑制多巴胺的回收。长期吸食可卡因,突触间隙多巴胺持续处于高浓度,会导致突触后膜多巴胺受体数量_________(填“增多”或“减少”)。停止吸食毒品后,同等量多巴胺刺激下突触后神经元兴奋程度会_________(填“增强”或“减弱”),进而渴求毒品,产生成瘾依赖。
(3)为验证药物M是否通过激活多巴胺受体缓解可卡因戒断症状,请根据所给的实验材料补充实验思路并预期结果。
可供选择的实验材料与用具:长期吸食可卡因已形成依赖的大鼠若干,药物M溶液,多巴胺受体阻断剂,多巴胺受体激动剂,生理盐水,清水,注射器等。
实验思路:取长期吸食可卡因已形成依赖的大鼠若干,随机均分为甲、乙、丙三组。甲组注射适量药物M,乙组注射_____________,丙组注射_____________,在相同且适宜条件下培养一段时间后,观察并记录______________________________。
预期结果与结论:
____________________________________________,则说明药物M能通过激活多巴胺受体缓解戒断症状。
4.植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应的关系,研究者对其分子机制进行了探索。
(1)生长素(IAA)和脱落酸(ABA)均属于植物激素,对植物生命活动起________作用。
(2)植物体内TS基因编码的蛋白(TS)能促进IAA的合成。当受到干旱胁迫时,拟南芥体内TS基因表达下降,植株生长________,同时体内ABA含量升高,会促进________,从而提高了植株的抗旱性。
(3)为了探究TS影响抗旱性的机制,研究者通过实验,鉴定出一种可与TS结合的酶BG。已知BG催化ABA-葡萄糖苷水解为ABA.提取纯化TS和BG,进行体外酶活性测定,结果如图所示。由实验结果可知TS具有抑制BG活性的作用,判断依据是________。
(4)为证明“TS通过抑制BG活性来降低ABA含量”这一假说,研究者检测了野生型(WT)、TS功能缺失突变体(ts)和BG功能缺失突变体(bg)在正常条件下的ABA含量。若假说正确,则丙组植株体内ABA含量的预期结果为________(用“高”“低”或“正常”表示):
组别
甲
乙
丙
植株类型
WT
ts
bg
ABA含量
正常
高
?
若要证明TS一定是通过抑制BG功能而发挥作用的,还需补充一组实验,实验材料应选择________突变株,预期其体内ABA含量与________组接近。
(5)某同学绘制了干旱条件下TS调节机制模型,如下图。请结合以上研究,将TS、BG与ABA三者之间的调节过程补充完善________。
5.化疗是治疗恶性肿瘤的主要手段,它能通过诱导肿瘤细胞死亡来杀伤肿瘤。临床研究发现,化疗后残存的肿瘤细胞有时会产生“细胞自噬”以更快的速度增殖(称为“肿瘤再增殖”),导致肿瘤复发和治疗失败。某研究小组为验证化疗24小时后,“细胞自噬”在肿瘤再增殖中的作用及“药物W”抑制“细胞自噬”减缓肿瘤再增殖的功效,进行如下实验。
材料与用具:小鼠乳腺癌细胞株(4T1)、化疗药物(一定浓度的顺铂,可诱导细胞凋亡与自噬)、自噬抑制剂(3-MA)、药物W、细胞培养液、生理盐水、细胞计数板、显微镜等。
(说明与要求:细胞自噬的核心是通过形成自噬体清除细胞内受损蛋白质、细胞器等“垃圾”,并将其降解和回收,在应激条件下可被激活;以上试剂均用生理盐水配制;细胞培养过程中,每天取样测定1次,共4次,检测方法不做要求。)
(1)完善实验思路
①将4T1细胞悬液加入到细胞培养液中,测定细胞密度后均分为4组,A组加适量细胞培养液,B、C、D组加入适量________。
②24小时后用特定方法检测4组细胞的数量和细胞内_________的数量。
③A、B组均加入适量_________,C、D组分别加入适量_________。
④_________。
(2)预测实验结果:_________(请建立坐标系,绘制各组细胞数量变化曲线)
(3)分析与讨论
①顺铂处理初期细胞自噬水平升高的生物学意义是_________。
②巨噬细胞在肿瘤免疫中扮演着双重角色。正常情况下M1型巨噬细胞能_________肿瘤细胞,处理形成_________并呈递到细胞表面,细胞毒性T细胞被其活化后产生的子细胞会释放_________等免疫活性物质诱导肿瘤细胞凋亡;另一种角色是化疗后濒死的肿瘤细胞吸引来的M2型巨噬细胞,可促进肿瘤发展活性,帮助肿瘤细胞免疫逃逸。其来源有:_________被诱导分化形成或已有巨噬细胞向M2表型叛变。
题型4对照实验与图表分析
1.课本中“模拟生物体维持pH的稳定”的实验选用肝脏研磨液、缓冲液和自来水3组实验材料,并使用0.1mol·L-1的盐酸和0.1mol·L-1氢氧化钠溶液作为酸碱滴定材料。实验过程中使用能直观显示数值的pH计测定溶液的pH,重复测定三次取均值,获得如下相关实验数据。回答下列问题:
(1)人体血浆的pH为_____。
(2)肝脏研磨液主要依靠_____(写两种缓冲对)来调节pH。
(3)由图1和图2结果可知,肝脏研磨液对_____(填“酸”或“碱”)调节能力更强,理由是______。
(4)日常生活中的一些物质的颜色变化也与pH有关,如紫色植物中的花青素对酸和碱十分敏感,其颜色会随溶液酸碱性的变化而发生变化可用于替代pH计测定溶液的pH。为了能在家庭条件下开展该实验,老师要求学生找一些HCl溶液和NaOH溶液的替代材料进行检测。学生找到了如下的替代材料。
HCl溶液和NaOH溶液的替代材料及其pH
生活材料
NaOH溶液替代材料
HCl溶液替代材料
硫磺皂溶液
小苏打饱和溶液
洗衣粉饱和溶液
柠檬汁
食醋
苹果汁
pH(pH计测量)
10.03
8.03
11.30
2.5
2.35
2.5
最好选用______(材料名称)替代实验中的盐酸和氢氧化钠溶液,原因是_______。
2.NF-κB是一种蛋白质复合体,在调控细胞多种生命活动过程中起重要作用。NF-κB信号通路是神经、激素和免疫调节的枢纽,该信号通路若长期激活,会极大地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。
(1)图中葡萄糖进入细胞的方式是__________________。若图中细胞是肝细胞,则葡萄糖进入细胞后的代谢方式有______________________________________(答出2点)和转化成甘油三酯。
(2)据图分析,IKK抑制剂、SIRT抑制剂、γ-氨基丁酸、图中细胞因子等物质中,具有降血糖效应的是________________________________________________________。
(3)研究表明,免疫细胞分泌的物质TNF-α能促使NF-κB从沉默状态转变为激活状态,由此推测TNF-α具有______________(填“促进”或“抑制”)炎症反应发生的作用。
(4)高脂高糖喂养会导致小鼠产生胰岛素抵抗,机体对胰岛素的敏感性降低。研究人员开展有氧运动对高脂高糖喂养小鼠炎症反应的影响的相关研究,检测血清中有关物质的指标如下表。丙组小鼠的处理是______________________________________________________________________________________。
实验结果表明:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
组别及处理
血糖浓度(mmol·L⁻¹)
胰岛素(mIU·L⁻¹)
TNF-α(pg/mL)
甲组:正常喂养
7.29
9.69
328.15
乙组:高脂高糖喂养
9.85
21.94
548.26
丙组:(待填)
8.62
16.21
461.31
丁组:高脂高糖喂养+间歇有氧运动
8.03
14.52
413.69
3.尼古丁会使人产生严重的依赖性和成瘾性,还会对呼吸系统等造成损伤。与成瘾相关的多巴胺神经元和GABA能神经元之间构成的突触结构如图1所示。回答下列问题:
(1)多巴胺在VTA多巴胺神经元内合成后储存在________________________中,该结构与突触前膜融合后,多巴胺以________________________的方式分泌。
组别
实验处理
检测
甲
给小鼠连续9天注射适量的生理盐水后,停止注射,且连续2周保持安静
检测各组Nac脑区GABA能神经元释放的GABA含量
乙
给小鼠连续9天注射等量的生理盐水后,停止注射,且连续2周保持一定量的跑台运动
丙
①
丁
给小鼠连续9天注射等量的尼古丁后,停止注射,且连续2周保持一定量的跑台运动
(2)刺激Nac脑区GABA能神经元后,VTA多巴胺神经元的电位变化如图2所示,VTA多巴胺神经元的电位变化具体表现为________________________,变化的机制可能为________________________。
(3)尼古丁会增强多巴胺的释放,使机体产生强烈的愉悦感和正性强化作用,从而启动成瘾机制。为探究有氧运动对尼古丁戒断模型小鼠VTA多巴胺神经元GABA输入的调节作用,研究人员进行了如表所示的实验,实验结果如图3所示。丙组的实验处理①是________________________。根据实验结果可知,有氧运动有利于尼古丁戒断的机理是________________________。
4.为研究细胞分裂素对植物光合作用、生长及营养物质运输的影响,研究者开展了一系列实验。某种细胞分裂素对某植物光合作用及生长的影响如下表。回答下列问题:
细胞分裂素浓度
(g·L-1)
叶绿素含量
(mgchl·gFW-1)
光合速率
(μmolCO2·m-2·s-1)
叶片含氮量
(%)
生物量
(g·plant-1)
0
1.58
6.52
1.83
17.65
0.5
1.82
7.82
1.94
22.95
1.0
2.34
8.64
1.98
27.44
2.0
2.15
8.15
1.96
23.56
(1)细胞分裂素主要促进_________,与生长素协调共同促进细胞分裂的完成。
(2)据表分析,细胞分裂素可以提高植物的光合速率,从而使增加植物的生物量,原因有_________。
(3)研究者进一步探究细胞分裂素对营养物质运输的影响,结果如图所示。研究者认为细胞分裂素可影响营养物质的运输,对比I、Ⅱ两组实验结果,推测其影响是使营养物质向_________部位运输。实验Ⅱ、Ⅲ、IV的结果表明B叶生长逐渐减慢,据图推测其原因是_________。
(4)为验证细胞分裂素对营养物质运输的影响,研究者以图中所示植株为材料进行实验,用放射性14C标记的氨基酸进行示踪实验。请完善以下实验方案:
项目
实验组
对照组
A1叶处理
_________
_________
A2叶处理
_________
检测指标
一段时间后测定_________
5.20世纪初,英国科学家斯他林通过实验证明了小肠黏膜细胞分泌了促胰液素。肠促胰液素主要有GIP和GLP-1两种。正常人在进餐后,肠促胰液素开始分泌,进而促进胰岛素分泌。GLP-1部分作用机理如下(图1):
(1)正常人体的血糖浓度为__________________mmol/L。当血糖含量较低时,机体通过神经-体液调节使__________________(答出两个)等激素的分泌增多,使血糖浓度升高,避免因血糖过低而发生危险。
(2)据图分析,小肠黏膜细胞分泌的GLP-1能调节胰岛B细胞,促进胰岛B细胞释放胰岛素是因为其细胞膜外电位___________________(填:“升高”或“降低”)的原因。食物刺激消化道到产生饱腹感,该过程机体参与的调节方式有__________________。图中下丘脑中的神经元兴奋的有____________________(从a、b、c、d、e、f中选择)。
(3)为验证司美格鲁肽的降血糖的效果比艾塞那肽(exendin-4,一种降血糖药物)好,科研人员进行了相关实验:
实验材料:生理状态相似的小鼠若干,4种实验试剂:STZ(能特异性诱导胰岛B细胞凋亡)、艾塞那肽、司美格鲁肽、生理盐水。实验结果如图2与图3。
由实验结果可知,实验一共分成4组,在图2中的A点②③④组注射___________________试剂,理由是______________。在B点②③两组分别注射试剂是__________________才能证明司美格鲁肽的降血糖的效果比艾塞那肽好。图3结果显示,司美格鲁肽的降血糖的效果比艾塞那肽好,具体表现在________________________________________________________。
学科网(北京)股份有限公司
$
非选择题必刷
考点01稳态调节的生理基础
题型1 科学探究与发现史
题型2神经调节的生理基础
题型3体液调节生理基础
题型4免疫调节的生理基础
题型5植物生命活动调节的生理基础
考点02稳态调节的生理功能
题型1稳态的功能
题型2 神经调节功能
题型3 体液调节功能
题型4免疫调节功能
题型5植物生命活动调节功能
考点03稳态调节的科学探究
题型1 实验基本理论
题型2 实验技术
题型3 验证性实验与探究性实验
题型4对照实验与图表分析
考点01稳态调节的生理基础
题型1 科学探究与发现史
1.
(1)癌症免疫疗法(基于免疫检验点分子的癌症免疫治疗)
(2) 细胞毒性T 免疫监视
(3)阻断癌细胞中的PD-L1的表达,阻断T细胞中PD-1的表达,阻断T细胞的PD-1和癌细胞表面PD-L1识别并特异性结合(使用PD-1抗体或PD-L1抗体阻断)
(4)引发自身免疫病(或T细胞攻击自身正常细胞)
2.
癌症免疫疗法(基于免疫检验点分子的癌症免疫治疗) 原癌基因和抑癌基因发生基因突变 形态结构 细胞 效应T细胞 如果能破坏掉癌细胞表面的PD-L1,或破坏T细胞表面的PD-1,则可使T细胞更有效地攻击癌细胞 自身免疫病等
3.
(1) 胰岛β细胞 适量二甲双胍溶液 等量降糖消脂汤 测定一次血糖浓度
(2)防止胰腺产生的消化酶分解胰岛素
(3) 胰岛素受体 葡萄糖转运载体
(4) 胰岛素 葡萄糖
(5)糖类供能障碍,脂肪参与氧化分解供能(胰高血糖素促进脂肪分解)
4.
(1)不消耗
(2)TRPV1不仅可以被辣椒素激活,也可以被热刺激激活(TRPV1既是辣椒素受体,也是热觉感受器)
(3)①②③
(4) 3 正 d 上移 2
5.
(1)效应B细胞(浆细胞)
(2)细胞免疫
(3)记忆B细胞(或抗体)
(4) 效应T 抗体
(5)抗原
题型2神经调节的生理基础
1.
(1) 神经元 树突 轴突
(2) 反射弧 传入神经 神经中枢
(3)脊髓
2.
(1) 树突 细胞体 髓鞘 轴突 神经末梢
(2) 短 接受信息 长 传出
(3) 脊髓 中枢 脑 外周 结构 功能
3.
(1) 胞体 细胞核 轴突 神经末梢
(2) 短 接收信息并将其传导到胞体 中枢神经系统 外周神经系统
(3) ⑨大脑皮层 ⑧脑干 ⑩小脑
(4)神经纤维
4.
(1)神经元/神经细胞
(2) 静息/极化 外正内负
(3) 突触 神经递质 胞吐 受体 突触前膜 突触后膜
(4) 3 c处表示抑制,b处表示兴奋,兴奋不能由1传到3,但可以传到2处,所以敲击髌骨下韧带,3处不能检测到动作电位。(答出兴奋不能传到3处即给分)
5.
(1) a
(2) d、a a、d
(3) 细胞膜 毛细血管壁 细胞内液和血浆
(4)5/五
(5)组织细胞通过内环境与外界环境间接地进行物质交换(或内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介)
(6) 下降(降低) HCO3- HPO42- 7.35~7.45
(7)2小脑
(8) 8神经纤维 1、2、3、4 5
题型3体液调节生理基础
1.
(1) 促甲状腺激素释放激素 体液调节
(2)肾上腺素
(3) 等于 ABD
(4)汗腺分泌增加、皮肤毛细血管舒张
(5) 中枢神经系统 发育和功能
2.
(1) 促肾上腺皮质激素释放激素 促肾上腺皮质激素 皮质醇 醛固酮 有机物 水盐
(2)肾上腺髓质
(3) 氨基酸衍生物 促进代谢,促进神经兴奋,促进生长发育
3.
(1) 下丘脑 垂体
(2)生长激素
(3) 甲状腺激素 体内的有机物的代谢 生长和发育
(4) B A
(5) 睾酮 固醇
(6) 肾上腺髓质 提高机体的应激能力
4.
(1) 分级 反馈
(2)作用于靶细胞、靶器官
(3)免疫调节
(4) 减少 BPA能抑制TPO活性,导致TH合成减少;另一方面导致甲状腺上促甲状腺激素(TSH)受体基因的表达减少,进而表现为促甲状腺激素作用效果下降,TH分泌少
(5) 下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴 下丘脑—垂体—性腺轴
5.
(1) 甲状腺 下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素,通过分级调节促使腺体A(甲状腺)分泌激素丙(甲状腺激素),提高细胞代谢速率以增加产热
(2) 促甲状腺激素释放激素(TRH) 促进肝糖原分解(或“促进非糖物质转化为葡萄糖”) 激素乙的分泌、运输及作用于靶细胞均需要一定时间,长跑中水分丢失的速率超过了激素乙促进肾小管和集合管重吸收水的速率
(3) 增加 肾脏
题型4免疫调节的生理基础
1.
(1) 免疫器官 摄取、处理和传递
(2) 细胞 T细胞 淋巴因子
(3) 过敏 发作迅速,反应强烈,消退较快;一般不会破坏组织细胞,也不会引起组织严重损伤(有明显的遗传倾向和个体差异)
2.
(1) 免疫防御 免疫自稳 免疫监视
(2) 体液 浆 抗体
(3) 辅助性T 胸腺 细胞因子
(4)细胞毒性T细胞
3.
(1)(3)(4)(5)(6)(8)(12)(13)(15)(16)(17)(18)(20)(21)(23)(24)
4.
(1) 体液免疫 辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合 B或记忆B
(2)摄取、加工(处理)、呈递抗原(或“摄取抗原,将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞”)
(3) 二 特异性免疫是机体在个体发育过程中与病原体接触后获得的,主要针对特定抗原起作用
(4)反应更迅速、高效、产生抗体的浓度更大
5.
病原体 体表 体内 细胞免疫 体液免疫 T淋巴 B淋巴 胸腺 骨髓 白细胞介素-2 记忆B 效应B 癌细胞 异体细胞
题型5植物生命活动调节的生理基础
1.
(1) 乙烯 植物体的各个部位都能产生乙烯
(2)茎尖和伸长茎中都有较多的生长素和赤霉素,但伸长茎不含细胞分裂素
(3) 相同位置涂抹等量的蒸馏水 甲组叶片失绿变黄所需的时间比乙组长
2.
(1) 促进细胞核的分裂 促进细胞质的分裂
(2) 植物的根、茎对相同浓度的生长素溶液敏感程度不同 沾蘸 200~600
(3) 色素-蛋白复合体 分生组织 感受信号
(4) 短 合成赤霉素相关基因
(5) 低 脱落酸会抑制种子萌发
3.
(1) e a 两重
(2) 多种(不同)激素共同调节 基因的程序性表达 细胞分裂素
4.
SOC蛋白 赤霉素促进DEL蛋白的降解,解除DEL蛋白对SPL蛋白作用的阻止,SPL蛋白激活SOC编码基因转录、翻译产生SOC蛋白,促进开花 ABD B 在夜晚进行闪光照射(或增加每天的光照时间)
5.
(1) 能量 信号
(2) 抑制 激素调节 基因表达调控
(3)FT蛋白
(4)对其进行遮光处理,创造短日照条件
考点02稳态调节的生理功能
题型1稳态的功能
1.
(1) A 组织液
(2) 神经—体液—免疫 呼吸 消化
(3) 溶液中溶质微粒对水的吸引力 等于
(4)细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
2.
(1) 乳酸 下降
(2)提高细胞外液渗透压,使组织细胞脱水恢复
(3)维持酶活性,保障细胞代谢正常进行
(4) 否 内环境稳态还需化学成分(如血糖、O2浓度)相对稳定
3.
(1)血浆、组织液和淋巴液
(2) 不能 稳态是指内环境的理化性质和各种成分相对稳定,而表 1 中数据仅表明志愿者运动前后的血浆渗透压、Na⁺、K⁺相对稳定
(3)③
(4) HA 出汗率更高
4.
(1) 酶的活性保持 汗液分泌增加、皮肤毛细血管舒张 神经调节 神经-体液调节
(2) HCO3-/H2CO3,HPO42-/H2PO4- 动物血清中逐滴滴加盐酸或氢氧化钠,并检测血清pH的变化
(3) 醛固酮和抗利尿激素 下丘脑
5.
(1) 下丘脑 神经 甲状腺激素 反馈/负反馈
(2) 胰高血糖素 肾上腺素 糖皮质激素
(3) 增加 肾小管和集合管
(4)脂质体与细胞膜的成分相似,易于通过膜的融合将疫苗送入细胞内(或“外源RNA分子不易进入人体细胞”或“人体血液和组织中的RNA水解酶易将mRNA水解”或“被脂质体包裹的mRNA不易被血液中的酶水解”)
(5) 翻译 抗原—MHC复合体
(6) 抗原/病毒S蛋白 辅助性T 记忆B
题型2 神经调节功能
1.
(1) ② ① 效应器 电信号(或神经冲动或局部电流) 单向
(2) 突触小泡 胞吐 组织液 受体
(3) 体温(或血糖或水平衡) 生物节律
(4)神经—体液—免疫
2.
(1) 反射 传出神经末梢及其所支配的肌肉 Na+内流 协助扩散
(2)3/三
(3) 突触小泡 高尔基体 神经递质 胞吐 单 神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,不能反向传递
(4) 组织液 化学信号转变为电信号
(5) 脑干 细胞间信息交流
3.
(1) 增强 升高 理化性质 神经-体液-免疫
(2) 电信号→化学信号 甲神经元释放的神经递质a为兴奋性递质,使乙神经元兴奋;乙神经元释放的神经递质b为抑制性递质,使丙神经元抑制
(3) 动作电位 Na+内流
4.
(1) 脊髓 低级中枢的调节活动受到高级中枢的调控
(2) 逼尿肌收缩、尿道括约肌舒张 胞吐 突触后膜上的特异性受体 电位
(3)b→e→f
(4)d
5.
(1)K+外流
(2)上移
(3) 减小 减小
(4) m 中间 中间
题型3 体液调节功能
1.
(1) 促进组织细胞加速摄取葡萄糖 能量供应不足
(2) 几乎全身所有细胞 膜上 胰岛素的受体缺失(或失效)
(3) 下丘脑 交感 胰岛A 胰高血糖素
(4)糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素
2.
(1) 食物中的糖类 肝糖原 非糖物质
(2)储存在分泌囊泡中的胰岛素迅速释放
(3) GCGR(或胰高血糖素受体) RNA聚合酶 核孔 核糖体、内质网和高尔基体
(4)胰岛素基因表达和胰岛素的分泌
3.
(1) b 促甲状腺激素 下丘脑能分泌促激素释放激素调控垂体的分泌活动,进而间接调控其他内分泌腺的分泌,因此是内分泌调节的枢纽
(2)吃的食物过咸→细胞外液渗透压升高→刺激下丘脑渗透压感受器→传入神经→大脑皮层(感觉区)→产生渴觉
(3) 加强肾小管、集合管重吸收水分,减少尿量,使血浆渗透压降低 ④⑤
(4) 肾上腺素 提高
(5) 自身免疫性 细胞免疫和部分体液免疫
4.
(1) ②③ 分级调节
(2) 神经递质 神经-体液 细胞膜上
(3) 非条件 传出神经末梢及其支配的骨骼肌
(4) ② ⑤ 抗利尿激素 增多 肾小管和集合管
5.
(1) 促甲状腺激素释放激素 寒冷刺激 负反馈 激素发挥完作用就会失活
(2) 抑制 放大激素的调节效应
(3) 神经递质
甲状腺激素(TH)能促进新陈代谢、提高神经系统兴奋性,甲减患者TH分泌不足,消化系统的代谢减慢、兴奋性降低,因此出现食欲减退、胃肠道蠕动减慢
题型4免疫调节功能
1.
(1)需要
(2)浆
(3) 蛋白质 血清(或血浆、组织液、淋巴液)
(4)反应更快、更强烈,产生的抗体更多
(5)两者均
2.
(1) 非特异性免疫细胞 防御
(2) 提高细胞代谢速率,增加产热 等于
(3) 体温升高使细胞内酶的活性降低,细胞代谢速率下降,能量供应不足 前瞻性(或预见性)
(4)免疫系统识别并清除病毒,同时免疫细胞分泌的细胞因子可调节神经和体液系统的功能;神经调节控制体温、呼吸等生理活动,为免疫反应提供适宜环境;体液调节通过激素调节代谢和免疫细胞活性,三者协同维持内环境稳态
3.
(1)杀菌物质和吞噬细胞
(2) 体液免疫 抗体
(3) B细胞、树突状细胞和巨噬细胞 辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合 细胞因子 记忆B(或B) 不可以
(4) 病原体的增殖或对人体细胞的黏附 更快速、更高效地产生更多抗体
4.
(1)抗原
(2) 识别抗原、分泌细胞因子,促进B细胞活化增殖分化 专一合成并分泌抗体
(3)疫苗免疫可诱导机体产生大量记忆细胞,二次免疫时记忆细胞快速增殖分化,产生更多抗体,应答更强、更快
(4)疫苗作为无致病性抗原,刺激机体产生特异性抗体和记忆细胞;当相同病原体再次入侵时,记忆细胞快速启动二次免疫,快速清除病原体,达到预防效果
5.
(1) 组织液 自由扩散 主动运输
(2) 逆 运输和催化 协助扩散
(3) 一 防御 长期服用PPIs会持续抑制胃酸分泌,导致胃腔pH升高,无法杀灭随食物进入消化道的细菌,容易被感染
题型5植物生命活动调节功能
1.
(1) 不同 生长素、细胞分裂素、赤霉素 多种激素共同调节
(2) 去除顶芽 施用一定浓度的细胞分裂素
(3) 细胞分裂素 时间 剂量
2.
(1)幼嫩的芽、叶和发育中的种子
(2) 被降解 ARF(激活的 ARF) 水解 ATP 并将 H⁺运出细胞(将 H⁺运输到细胞壁一侧)
(3) 在一定浓度范围内,随 IAA 浓度升高,植物主根长度先增加后减少(低浓度 IAA 促进主根生长,高浓度 IAA 抑制主根生长,体现了生长素作用的两重性) 抑制
3.
(1) 物质准备 细胞分裂
(2) 促进细胞核的分裂 促进细胞质的分裂
(3)缓解ABA 诱导的IAA 含量下降(或提高根尖细胞中内源IAA含量)
(4)ALA并未缓解ABA诱导的IAA合成下降,仅缓解ABA对PIN1表达的抑制,从而缓解ABA对IAA向根部极性运输的抑制
4.
(1) 一类蛋白质(色素-蛋白复合体) 气孔关闭
(2)红光通过抑制SIPIF的表达,降低细胞膜受损程度,缓解盐害
(3)
(4)基因表达调控、激素调节和环境因素
(5) 对盐胁迫环境下的番茄适当补充红光照射,提升其耐盐性 敲除番茄的SIPIF基因,获得耐盐性提升的突变体番茄品系
5.
(1) 叶绿体的类囊体薄膜 光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能
(2) 上升 抑制气孔开放,胞间CO2浓度降低,CO2固定消耗的C5减少,而C3还原生成C5的过程短时间内不受影响,导致C5含量上升
(3) 色素—蛋白质复合体(或蛋白质) PIL15蛋白降解减少,进而增强脱落酸信号通路 适当增加远红光照射、适当使用脱落酸
(4)一种信号
考点03稳态调节的科学探究
题型1 实验基本理论
1.
(1)①③
(2) ①②③④ ②③
(3)AC
(4)AD
(5)AD
(6)AC
2.
(1)低
(2) 小于 横向 促进
(3)ce
(4)c
(5)对照性原则、单一变量原则、平行重复原则
3.
(1) 属于 双向
(2) 脑脊液 外界环境的变化和体内细胞代谢活动的进行 神经-体液-免疫 各个器官、系统
(3)升高
(4) 相互对照、自身对照 ACTH的治疗脑水肿的效果强于地塞米松 ACTH治疗后基本无反弹情况出现
4.(1)反馈调节和分级调节
(2)B
(3)ACD
(4)AC
(5) 减少 变小
(6)a→b→c
(7)②③⑤⑥
(8)不支持,该结果只能说明海马体受损与抑郁相关,不能说明是因HPA功能亢进导致的海马体受损引发抑郁。
(9)不属于
(10)未曾治疗的抑郁症患者
(11) ① ③④⑤
5.
(1)对照
(2) 相同 血清中的抗体不能有效抑制脾脏内的细菌繁殖 无明显变化 抑制 细胞内
(3) 细菌X 前1
(4)能有效杀伤细菌X的巨噬细胞而不是活化的T细胞
(5)B组
题型2 实验技术
1.
(1)神经递质
(2)相同的受体(或特异性受体、受体蛋白)
(3) “心得安”和肾上腺素对小鼠耗氧量(或呼吸速率、呼吸作用、心脏活动、心率)的影响 大小、生长状况(或年龄、体重、性别)相同 等量的生理盐水 大烧杯内液面上升高度(或大烧杯液面高度变化、大烧杯液面高度、大烧杯液面的刻度读数) 抑制(或拮抗) 不放入小鼠 非生物因素或物理因素对实验结果(或无关变量对实验结果)
2.
(1)生理盐水灌胃
(2)
(3) 下丘脑 垂体 碘是甲状腺合成甲状腺激素的原料之一 碘的放射性强度可被仪器测定
3.
(1) 生长素类似物/植物生长调节剂 两重性
(2)主动运输
(3)先做消毒处理
(4)选择生长状况基本相似的20个叶柄外植体,每隔12小时观察叶柄是否脱落,统计脱落率
(5) 抑制 促进
4.
(1). 免疫 抗体(溶菌酶) (2). 编程性/程序性 少 ②③
5.
(1)10
(2)IAA的浓度、1nmol・L-1BL的有无
(3)1nmol・L-1BL对侧根的形成有促进作用
(4)BCD
(5)提高
(6) 避免快速降温至-5 ℃导致拟南芥死亡率过高(或对拟南芥进行抗冻锻炼) (外源)乙烯降低植物的抗冻能力 低于
题型3 验证性实验与探究性实验
1.
(1)需要
(2) 清水 清水中加HCl后,溶液pH应降低 对照 血浆与缓冲液一样具有维持pH相对稳定的功能
(3) 渗透压 温度 保证了细胞代谢所需的物质和条件稳定,是机体进行正常生命活动的必要条件
(4)神经-体液-免疫调节网络
2.
(1) 手术但不切除垂体 切除垂体 相同的适宜条件下 每隔一定时间,测定并记录两组大鼠的体重
(2) 生长 促甲状腺
(3)降低
(4) 胰岛素 胰高血糖素
3.
(1) 电信号-化学信号-电信号 由于神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放然后作用于突触后膜上
(2) 减少 减弱
(3) 等量生理盐水 适量药物M+多巴胺受体阻断剂 大鼠可卡因戒断症状的严重程度 甲组大鼠戒断症状显著轻于丙组,乙组大鼠戒断症状程度与丙组接近
4.
(1)调节
(2) 减慢(减缓) 气孔关闭(或减少水分散失)
(3)与未添加TS组相比,加入TS后,BG的酶活性降低(或答随着TS量的增加,BG活性降低)
(4) 低 ts+bg的(ts/bg双突变体 丙
(5)与TS结合的BG量少→有活性的BG多→ABA含量升高
5.
(1)等量一定浓度的顺铂 自噬体 等量生理盐水 等量药物W、等量3-MA 每隔24 h重复步骤②,共三次/分别在24 h、48 h、72 h后重复步骤②(2)
(3) 肿瘤细胞面对化疗药物造成的应激时启动的一种自我保护,通过降解受损的细胞组分来获取能量和原料,帮助细胞度过危机,抵抗凋亡 识别、吞噬 抗原-MHC复合体 穿孔素 单核细胞
题型4对照实验与图表分析
1.
(1)7.35~7.45
(2)HCO3-/H2CO3和HPO42-/H2PO4-
(3) 碱 将肝脏研磨液加入0.1mol/L氢氧化钠溶液中比加入0.1mol/L的盐酸中,pH值更接近于加入等量的缓冲液 (或肝脏研磨液中滴加氢氧化钠溶液后pH变化的曲线比滴加盐酸溶液后pH变化的曲线变化幅度小)
(4) 洗衣粉饱和溶液和食醋 由图1和图2可知,向清水中滴加30滴0.1mol/L的盐酸溶液后pH值接近2;向清水中滴加30滴0.1mol/L氢氧化钠溶液后pH值接近12,说明盐酸溶液和氢氧化钠溶液的pH值分别小于2和大于12,食醋和洗衣粉饱和溶液的pH与它们最接近
2.
(1) 协助扩散 氧化分解供能、合成肝糖原
(2)IKK抑制剂、γ-氨基丁酸
(3)促进
(4) 高脂高糖喂养+持续有氧运动 有氧运动可通过抑制炎症反应(降低NF-κB通路激活水平、减少TNF-α等细胞因子生成),缓解高脂高糖喂养诱导的胰岛素抵抗,降低血糖水平,且间歇有氧运动的改善效果优于普通持续有氧运动
3.
(1) 突触小泡 胞吐
(2) 静息电位的绝对值增大 GABA为抑制性神经递质,与VTA多巴胺神经元上的受体结合后可引起突触后膜阴离子内流或阳离子外流
(3) 给小鼠连续9天注射等量的尼古丁后,停止注射,且连续2周保持安静 尼古丁戒断会引起GABA含量升高,多巴胺含量降低,复吸渴求升高,有氧运动可降低因尼古丁戒断引起的GABA含量升高,使多巴胺含量出现一定程度上的恢复,降低复吸渴求
4.
(1)细胞质分裂
(2)增加叶绿素含量,促进对光能的吸收;增加叶片含氮量,促进与暗反应相关酶的合成
(3) 细胞分裂素所在部位(细胞分裂素处理部位) A叶数量减少,光合作用合成的有机物减少,向B叶运输的营养物质减少
(4) 涂抹适量细胞分裂素溶液 涂抹等量蒸馏水 涂抹适量14C标记的氨基酸溶液 A1叶的放射性强度
5.
(1) 3.9-6.1 胰高血糖素、甲状腺激素、糖皮质激素
(2) 降低 神经调节和体液调节 a、b、c、f
(3) STZ STZ能特异性诱导胰岛B细胞凋亡,胰岛B细胞数量减少,胰岛素分泌不足,会导致血糖浓度升高,而②③④组血糖均上升 司美格鲁肽、艾塞那肽 司美格鲁肽对胰岛B细胞数量增加与促进胰岛素的表达量均优于艾塞那肽
学科网(北京)股份有限公司
$
非选择题必刷
考点01稳态调节的生理基础
题型1 科学探究与发现史
题型2神经调节的生理基础
题型3体液调节生理基础
题型4免疫调节的生理基础
题型5植物生命活动调节的生理基础
考点02稳态调节的生理功能
题型1稳态的功能
题型2 神经调节功能
题型3 体液调节功能
题型4免疫调节功能
题型5植物生命活动调节功能
考点03稳态调节的科学探究
题型1 实验基本理论
题型2 实验技术
题型3 验证性实验与探究性实验
题型4对照实验与图表分析
考点01稳态调节的生理基础
题型1 科学探究与发现史
1.请阅读下面科普短文,并回答问题:
目前,美国的艾利森(James P.Allison)教授与日本的本庶佑(Tasuku Honjo)教授提出的癌症免疫治疗成为继手术、化疗、放疗后又一种新的治疗方式,两位科学家因此获得2018年诺贝尔生理学或医学奖。
癌细胞是发生了遗传变异等病理变化的自体细胞,由于表面物质发生改变可被T细胞识别并清除,也可能因此发生免疫逃逸。
基于T细胞的监控清除功能,为避免其失控攻击正常细胞,这种特异性免疫会受到严格控制。本次诺贝尔奖的“主角”——CTLA-4和PD-1(称为免疫系统的检查点),是防止T细胞失控的“刹车”。
CTLA-4是T细胞表面的一种膜蛋白,用于抑制T细胞的增殖。艾利森开发了一种可以与CTLA-4结合并抑制其作用的抗体,通过该抗体阻断CTLA-4从而松开T细胞的“刹车”,并促使自身的免疫系统重新攻击癌细胞。临床研究显示,该疗法对晚期黑色素瘤效果显著。
PD-1是T细胞表面的另一种膜蛋白。正常细胞表面存在相应的膜蛋白受体PD-L1,当PD-1和PD-L1识别并特异性结合时,T细胞就不会攻击该细胞。本庶佑教授的科研团队发现,很多癌细胞中PD-L1的表达量都有一定的上升,癌细胞表面的PD-L1在一定程度上会骗过T细胞的识别,降低被攻击的概率。
如同其他癌症治疗方法一样,基于免疫检查点的癌症免疫治疗也会引起一些副作用。随着现代生物医学技术研究与应用的不断深入与发展,将不断提升该疗法的治疗效果和改善不良反应的发生,实现人类长期抑制、甚至治愈癌症的梦想。
(1)本文讨论的生物学话题是____。
(2)机体免疫系统清除癌细胞,主要依靠____细胞可与癌细胞密切接触并使之裂解死亡,依赖的是免疫系统的____功能。
(3)结合材料,基于PD-1免疫检查点的作用机理和特点,请提出针对癌细胞或者T细胞进行操作的治疗思路。____。
(4)根据所学知识分析,上文中的治疗方法可能引发的副作用有____。
【答案】
(1)癌症免疫疗法(基于免疫检验点分子的癌症免疫治疗)
(2) 细胞毒性T 免疫监视
(3)阻断癌细胞中的PD-L1的表达,阻断T细胞中PD-1的表达,阻断T细胞的PD-1和癌细胞表面PD-L1识别并特异性结合(使用PD-1抗体或PD-L1抗体阻断)
(4)引发自身免疫病(或T细胞攻击自身正常细胞)
【详解】(1)根据题干信息“本次诺贝尔奖的“主角”——CTLA-4和PD-1(称为免疫系统的检查点),是防止T细胞失控的“刹车””可知,本文讨论的生物学话题是基于免疫检验点分子的癌症免疫治疗。
(2)机体清除癌细胞的过程属于细胞免疫,在细胞免疫过程中细胞毒性T细胞可以与靶细胞接触使其裂解死亡。机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能是免疫监视功能。
(3)由于癌细胞中PD-L1的表达量上升,使其表面的PD-L1的量增加。PD-L1和T细胞表面PD-1结合骗过T细胞的识别,降低被攻击的概率。所以破坏二者的结合便可增加T细胞对癌细胞的攻击,如阻断癌细胞中的PD-L1的表达,阻断T细胞中PD-1的表达,阻断T细胞的PD-1和癌细胞表面PD-L1识别并特异性结合。
(4)如果破坏T细胞表面的PD-1,使T细胞对自身细胞的识别能力下降,可能引起自身免疫病。
2.请阅读下面科普短文,并回答问题:
日前,美国的艾利森(James P. Allison)教授与日本的本庶佑(Tasuku Honjo)教授提出的癌症免疫治疗成为继手术、化疗、放疗后又一种新的治疗方式,两位科学家因此获得2018年诺贝尔生理学或医学奖。
癌细胞是发生了遗传变异等病理变化的自体细胞,由于表面物质发生改变可被T细胞识别并清除,也可能因此发生免疫逃逸。
基于T细胞的监控清除功能,为避免其失控攻击正常细胞,这种特异性免疫会受到严格控制。本次诺贝尔奖的“主角”——CTLA-4和PD-1(称为免疫系统的检查点),是防止T细胞失控的“刹车”。
CTLA-4是T细胞表面的一种膜蛋白,用于抑制T细胞的增殖。艾利森开发了一种可以与CTLA-4结合并抑制其作用的抗体,通过该抗体阻断CTLA-4从而松开T细胞的“刹车”,并促使自身的免疫系统重新攻击癌细胞。临床研究显示,该疗法对晚期黑色素瘤效果显著。
PD-1是T细胞表面的另一种膜蛋白。正常细胞表面存在相应的膜蛋白受体PD-L1,当PD-1和PD-L1识别并特异性结合时,T细胞就不会攻击该细胞。本庶佑教授的科研团队发现,很多癌细胞中PD-L1的表达量都有一定的上升,癌细胞表面的PD-L1在一定程度上会骗过T细胞的识别,降低被攻击的概率。
如同其他癌症治疗方法一样,基于免疫检查点的癌症免疫治疗也会引起一些副作用。随着现代生物医学技术研究与应用的不断深入与发展,将不断提升该疗法的治疗效果和改善不良反应的发生,实现人类长期抑制、甚至治愈癌症的梦想。
(1)本文讨论的生物学话题是__________。
(2)细胞癌变的根本原因是______,在光学显微镜下可看到其__________发生显著变化。
(3)机体免疫系统清除癌细胞,主要依靠特异性免疫中的________免疫,其中________细胞可与癌细胞密切接触并使之裂解死亡。
(4)结合材料,基于PD-1免疫检查点的作用机理和特点, 请提出针对癌细胞或者T细胞进行操作的治疗思路。____
(5)根据所学知识分析,上文中的治疗方法可能引发的副作用有_________。
【答案】
癌症免疫疗法(基于免疫检验点分子的癌症免疫治疗) 原癌基因和抑癌基因发生基因突变 形态结构 细胞 效应T细胞 如果能破坏掉癌细胞表面的PD-L1,或破坏T细胞表面的PD-1,则可使T细胞更有效地攻击癌细胞 自身免疫病等
【详解】(1)根据题干信息“本次诺贝尔奖的“主角”——CTLA-4和PD-1(称为免疫系统的检查点),是防止T细胞失控的“刹车””可知,本文讨论的生物学话题是基于免疫检验点分子的癌症免疫治疗。
(2)细胞癌变的根本原因是基因突变,是原癌基因和抑癌基因发生突变的结果,癌细胞的细胞形态和结构发生改变,这种改变在显微镜下可以观察。
(3)特异性免疫清除癌细胞主要依靠细胞免疫,细胞免疫的主力军是T细胞,其中效应T细胞可与癌细胞密切接触并使之裂解死亡。
(4)由于PD-1和PD-L1识别并特异性结合时,T细胞就不会攻击该细胞,所以破坏掉癌细胞表面的PD-L1,或破坏T细胞表面的PD-1,则可使T细胞更有效地攻击癌细胞。
(5)破坏T细胞表面的PD-1,可能使T细胞攻击正常细胞,引起自身免疫病。
3.资料一:胰岛素的发现经历了漫长的历程。科学家Frederick Banting因其对胰岛素的发现及应用所做的里程碑式的贡献而获诺贝尔奖桂冠。为了提取胰岛素他先将狗通往十二指肠的胰导管结扎,一段时间后,等胰腺部分萎缩,再从中提取。
资料二:糖尿病有两种类型,Ⅰ型糖尿病是缺少分泌胰岛素的β细胞导致,治疗方法是注射胰岛素;Ⅱ型糖尿病患者有正常的甚至高于正常水平的胰岛素,但细胞对胰岛素的敏感性降低了。
资料三:降糖消脂汤由人参、黄芪、三七、单参、生地、山茱萸、乌梅和五味子组成。中医研究发现降糖消脂汤对Ⅱ型糖尿病的降血糖效果接近于常用的西药二甲双胍。
某研究小组为验证降糖消脂汤具有降血糖的作用,利用下列材料和试剂进行实验。
材料和试剂:健康大鼠若干只,降糖消脂汤,柠檬酸缓冲液配制的链脲佐菌素溶液(STZ),二甲双肌,普通饲料,高脂饲料,血糖测定仪等。
(要求与说明:血糖浓度的测定方法不作要求,降血糖药物对正常个体不起作用,实验条件适宜)
(1)完善实验思路:
①大鼠长时间饲喂高脂饲料,引起胰岛β细胞补偿性增殖,胰岛素增加,最终导致对胰岛素的敏感性降低,此时只有维持足够的胰岛素分泌量能克服敏感性降低,一旦胰岛β细胞功能衰竭就会发展为糖尿病。故注射链脲佐菌素杀死部分______________,快速获得Ⅱ型糖尿病模型鼠。
②将糖尿病模型鼠随机均分为A、B、C三组,其中B组作为实验组,A组灌胃_______________;B组灌胃______________;C组灌胃等量生理盐水,每天给予大鼠普通饲料和饮水;
③连续实验两周,每隔两天________________。
④统计并分析测量结果。
(2)据资料一判断科学家在提取胰岛素前先结扎胰导管的目的是________________。
(3)研究发现,降糖消脂汤降低血糖的机理:一方面增加胰岛素靶细胞膜上的_______________数量,提高对胰岛素的敏感性;另一方面增加靶细胞膜上的______________数量,促进对葡萄糖的吸收。
(4)某学校生物实验小组以大鼠每次注射药物前后症状的变化为观察指标来验证胰岛素具有降低血糖的作用,那么实验大鼠注射药物的顺序是,先注射______________,再注射_____________。
(5)血糖浓度持续降低会使体内脂肪含量减少,其原因是________________。
【答案】
(1) 胰岛β细胞 适量二甲双胍溶液 等量降糖消脂汤 测定一次血糖浓度
(2)防止胰腺产生的消化酶分解胰岛素
(3) 胰岛素受体 葡萄糖转运载体
(4) 胰岛素 葡萄糖
(5)糖类供能障碍,脂肪参与氧化分解供能(胰高血糖素促进脂肪分解)
【详解】(1)完善实验思路:①注射链脲佐菌素杀死部分胰岛β细胞,快速获得Ⅱ型糖尿病模型鼠。②将糖尿病模型鼠随机均分为A、B、C三组,其中B组作为实验组,根据单一变量原则,A组灌胃适量二甲双胍溶液;B组灌胃等量降糖消脂汤;C组灌胃等量生理盐水,每天给予大鼠普通饲料和饮水;③连续实验两周,每隔两天测定一次血糖浓度 。④统计并分析测量结果。
(2)科学家在提取胰岛素前先结扎胰导管的目的是防止胰腺产生的消化酶分解胰岛素。
(3)研究发现,降糖消脂汤降低血糖的机理:一方面增加胰岛素靶细胞膜上胰岛素受体的数量,提高对胰岛素的敏感性;另一方面增加靶细胞膜上的葡萄糖转运蛋白数量,促进对葡萄糖的吸收,从而降低血糖浓度。
(4)若以大鼠每次注射药物前后症状的变化为观察指标来验证胰岛素具有降低血糖的作用,那么实验大鼠注射药物的顺序是,先注射胰岛素,再注射葡萄糖。
(5)血糖浓度持续降低会使体内脂肪含量减少,其原因是糖类供能障碍,脂肪参与氧化分解供能(胰高血糖素促进脂肪分解)。
4.吃辣后舌头上会有火辣辣的感觉,诺贝尔奖获得者DavidJulius等人发现了辣椒素受体(TRPV1),解释了吃辣椒时总是感到热的原因。TRPV1是一种通道蛋白,其被辣椒素激活时,造成Ca2+通过TRPV1内流而产生兴奋,进而产生“灼烧感”。请回答下列问题:
(1)TRPV1被辣椒素激活后造成的Ca2+内流_______(填“消耗”或“不消耗”)ATP。
(2)科学家将纯化后的TRPV1蛋白重构于人工脂质体上,用400℃接近热痛的物理阈值刺激TRPV1时,发现其还具有热觉感受功能,说明____________,完美地解释了吃辣椒时总是感到热的原因。
(3)图1表示麻醉药与辣椒素共同使用时抑制突触处的兴奋传递的作用机理。麻醉药单独使用时不能通过细.胞质膜,起不到麻醉作用,与辣椒素共同使用时可抑制突触处的兴奋传递,下列叙述正确的有__________(填序号)。
①突触后膜可能是神经元的胞体膜或树突膜,其基本支架是磷脂双分子层
②在静息时有较多离子通过通道蛋白Ⅰ出细胞,则通道蛋白Ⅰ最可能为K+通道
③麻醉药的作用机理是堵塞了通道蛋Ⅲ,可能导致Na+无法内流
④辣椒素的作用机理是与通道蛋白Ⅱ结合,不改变通道蛋白Ⅱ的形态结构
(4)图2为研究神经细胞膜电位变化的实验装置,两个神经元以突触联系,并连有电表Ⅰ、Ⅱ(电表指针偏转方向与电流方向相同)。P点给予适宜刺激后,电表Ⅰ测得的电位变化如图3所示。若将N处的电极移至N处膜外,电表Ⅰ测得的电位变化如图4所示。
①电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图_________基本相同。
②当电表Ⅰ记录到图3中b点电位值时,膜外电位为__________电位。电表Ⅰ记录到的图3中c点电位对应图4曲线__________点的电位;若将该神经细胞置于更高浓度的NaCl溶液中,图3中c点位置的变化是__________。
③若将S处电极移至膜外,在T点给予适宜刺激,则电表Ⅱ发生偏转的次数为__________次。
【答案】
(1)不消耗
(2)TRPV1不仅可以被辣椒素激活,也可以被热刺激激活(TRPV1既是辣椒素受体,也是热觉感受器)
(3)①②③
(4) 3 正 d 上移 2
【详解】(1)TRPV1也是一种通道蛋白,其被辣椒素激活时,造成Ca2+通过TRPV1内流属于协助扩散,不消耗能量。
(2)用40℃接近热痛的物理阈值刺激TRPV1时,发现其还具有热觉感受功能,说明TRPV1不仅可以被辣椒素激活,也可以被热刺激激活(TRPV1既是辣椒素受体,也是热觉感受器),解释了吃辣椒时总是感到热的原因。
(3)① 突触后膜可能是神经元的胞体膜或树突膜,是细胞膜,其基本支架是磷脂双分子层,①正确;
②由于神经纤维未受到刺激时,K+外流,若在静息时有较多离子通过通道蛋白Ⅰ出细胞,则通道蛋白Ⅰ为K+通道,②正确;
③据图推断,该麻醉药的作用机理是堵塞了通道蛋白Ⅲ,导致Na+无法内流,以至无法产生兴奋,③正确;
④ 辣椒素的作用机理是与通道蛋白Ⅱ结合,改变了通道蛋白Ⅱ的形态结构,④错误。
,综上所述,①②③正确。
故选①②③。
(4)①电表Ⅱ记录到的电位变化是R点产生动作电位,后又恢复静息电位,而兴奋不能从胞体传递到轴突末梢,所以其波形与图3基本相同。
② 当电表Ⅰ记录到图3中b点电位值时,膜外电位为正电位。电表Ⅰ记录到的图3中c点电位时,即达到动作电位的峰值,第一次发生偏转,对应图4曲线中d点的电位;动作的产生与Na+内流有关,故适当增大溶液中的Na+浓度,神经纤维膜内外Na+浓度差增大,受到刺激时,Na+内流增加,神经纤维膜上动作电位峰值将增大,c点上移。
③ 若将S处电极移至膜外,在T点给予适宜刺激,则兴奋可以从S处传递到R处,所以电表 Ⅱ 发生偏转的次数为两次。
5.加拿大科学家斯坦曼因为发现树突状细胞(简称DC)获得2011年诺贝尔奖。DC能够结合抗原发挥吞噬作用,在感染或炎症反应时,被激活的DC开始由非淋巴器官到二级淋巴器官的移位,激活机体的细胞免疫和体液免疫。请结合下面的免疫调节图解回答相关问题:
(1)图中B细胞名称是________。
(2)图中F为靶细胞,E与F接触后会激活其内溶酶体导致F裂解死亡,该免疫方式称为________。
(3)某人患病后,未做皮试就注射了青霉素,结果引发过敏,这说明他并不是第一次接触青霉素,其体内已经产生了相应的________。
(4)当病毒侵入机体细胞后,主要靠________细胞与靶细胞密切接触使靶细胞裂解死亡释放病毒,随后通过体液免疫过程产生的________(物质名称)予以消灭。
(5)定期注射流感疫苗是预防感冒的措施之一。流感疫苗在免疫学上相当于________。
【答案】
(1)效应B细胞(浆细胞)
(2)细胞免疫
(3)记忆B细胞(或抗体)
(4) 效应T 抗体
(5)抗原
【详解】(1)由分析可知,B能分泌抗体,是效应B细胞(浆细胞)。
(2)图中F为靶细胞,E效应T细胞与F接触后会激活其内溶酶体导致F裂解死亡,该免疫方式称为属于细胞免疫。
(3)某人患病后,未做皮试就注射了青霉素,结果引发过敏,这说明他并不是第一次接触青霉素,其体内已经产生了相应的记忆B细胞(或抗体)。
(4)当病毒侵入机体细胞后,抗原呈递给T细胞后,T细胞增殖分化形成效应T细胞和记忆T细胞,效应T细胞与靶细胞密切接触,激活靶细胞内溶酶体酶,导致靶细胞裂解死亡释放病毒。靶细胞裂解后,释放出的病毒要靠体液免疫过程产生的抗体进一步清除。
(5)从抗原、抗体相互作用的免疫机理分析,流感疫苗相当于抗原,接种到人体后,不会使人发病,但会刺激机体产生相应的抗体和记忆细胞,从而获得对流感的免疫力。
题型2神经调节的生理基础
1.如下图是人体神经系统的有关结构,请回答下列问题:
(1)图甲是一个 _____结构示意图,它是神经系统结构和功能的基本单位,由胞体和突起两部分构成。突起分为[1]_____和[4]_____。
(2)图乙所示结构称为 _____,其中结构②表示 _____,结构③表示 _____。
(3)若图乙表示的是膝跳反射的模式图,其神经中枢位于 _____。
【答案】
(1) 神经元 树突 轴突
(2) 反射弧 传入神经 神经中枢
(3)脊髓
【详解】(1)图甲是一个神经元结构示意图,它是神经系统的基本结构和功能单位,由细胞体和突起两部分构成;突起分为1树突和4轴突。
(2)图乙是反射的结构基础,叫反射弧;据图乙可知,②所在神经上有神经节, 表示传入神经;③是神经中枢,能接受神经冲动,产生新的神经冲动。
(3)图乙是膝跳反射的结构基础,则其神经中枢位于脊髓。
2.如图为神经元结构模式图,据图回答下列相关问题:
(1)图中序号代表的结构分别为①______;②_______;③_______;④_______;⑤______________。
(2)神经元的树突较_______ (填“长”或“短”),主要功能是_________信息;轴突较________ (填“长”或“短”),主要功能是__________信息。
(3)神经元的胞体大都分布在脑和________,由这两部分组成_______神经系统;神经纤维大都分布在_______神经和脊神经,由这两部分组成_______神经系统。由此可见,神经元是构成神经系统________和_________的基本单位。
【答案】
(1) 树突 细胞体 髓鞘 轴突 神经末梢
(2) 短 接受信息 长 传出
(3) 脊髓 中枢 脑 外周 结构 功能
【详解】(1)结合分析可知,图中序号代表的结构分别为:①为树突;②为细胞体;③为髓鞘;④轴突;⑤神经末梢。
(2)神经元的树突较短,主要功能是接受刺激、产生兴奋,即接受信息;轴突较长,主要功能是传出信息。
(3)神经元的胞体大都分布在脑和脊髓,组成了中枢神经系统;而脑和脊髓发出的脑神经和脊神经组成了外周神经系统。因此,神经元是构成神经系统结构和功能的基本单位。
3.下图为中枢神经系统和神经元的结构示意图,据图回答:(“[ ]”中填序号,横线上填文字)。
(1)图中序号代表的结构分别为:①______;②_______;④______;⑥________。
(2)神经元的树突较_______(填“长”或“短”),主要功能是______;神经元的胞体大都分布在脑和脊髓,这两部分构成______;神经纤维大都分布在脑神经和脊神经,这两部分构成______。
(3)调节机体活动的最高级中枢是[ ]______;大量饮酒呼吸急促与[ ]______功能有关;能协调运动,维持身体平衡的部位是[ ]______。
(4)运动员能快速、灵敏地进行比赛还与遍布全身的神经密切相关,神经是由_______集结成束,外面包膜构成。
【答案】
(1) 胞体 细胞核 轴突 神经末梢
(2) 短 接收信息并将其传导到胞体 中枢神经系统 外周神经系统
(3) ⑨大脑皮层 ⑧脑干 ⑩小脑
(4)神经纤维
【详解】(1)据图可知,左图是神经元的结构示意图,图中①表示胞体、②是细胞核、④是轴突、⑥是神经末梢。
(2)神经元的树突比较短,主要功能是接收信息并将其传导到胞体;脑和脊髓构成中枢神经系统,脑神经与脊神经构成外周神经系统。
(3)调节机体活动的最高级中枢是大脑皮层,对应图中的⑨;大脑皮层主要由神经元胞体及其树突构成;⑧脑干是呼吸运动的神经中枢,所以大量饮酒后呼吸急促与脑干功能有关;⑩小脑能协调运动,维持身体平衡的神经中枢。
(4)神经纤维集结成束形成神经。
4.图甲为人体膝跳反射示意图,其中“+”表示兴奋,“-”表示抑制,图乙为图甲中a处结构的放大示意图,据图回答问题:
(1)神经系统结构和功能的基本单位是_________。
(2)在未受刺激时,2细胞膜两侧的电位处于_________状态,膜电位表现为_________。
(3)图乙是联系两个神经元的结构称为_________。在两个神经元之间传递信息的化学物质是_________(填名称),该物质以_________的形式释放到两神经元之间后,与后一神经元细胞膜上的_________(填名称)特异性结合,产生兴奋。兴奋不能由⑤传到③的原因是神经递质只能由_________(填名称)释放,然后作用于_________(填名称)。
(4)敲击髌骨下韧带,在1、2、3处不能检测到动作电位的是_________,原因是_________。
【答案】
(1)神经元/神经细胞
(2) 静息/极化 外正内负
(3) 突触 神经递质 胞吐 受体 突触前膜 突触后膜
(4) 3 c处表示抑制,b处表示兴奋,兴奋不能由1传到3,但可以传到2处,所以敲击髌骨下韧带,3处不能检测到动作电位。(答出兴奋不能传到3处即给分)
【详解】(1)神经元也叫神经细胞,是神经系统结构与功能的基本单位,它由细胞体、树突和轴突等部分构成。
(2)在未受刺激时,2细胞膜两侧的电位处于静息(极化)状态,主要原因是K+的大量外流造成,静息电位时,膜电位表现为外正内负。
(3)图乙是联系两个神经元的结构称为突触,一个完整的突触包括突触前膜、突触间隙和突触后膜;在两个神经元之间传递信息的化学物质是神经递质,神经递质由突触前膜经胞吐形式释放到突触间隙之后,经扩散达到突触后膜,神经递质作为信息分子,需要与突触后膜上的受体特异性结合,产生兴奋。兴奋在神经元之间的传递具有单向性,原因是神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜。
(4)分析图甲可知,敲击髌骨下韧带,在1、2、3处不能检测到动作电位的是3,原因是c处表示抑制,b处表示兴奋,兴奋不能由1传到3,但可以传到2处,所以敲击髌骨下韧带,3处不能检测到动作电位。
6.如图所示是人体某局部组织的模式图和人体神经系统的组成示意图,箭头表示物质交换方向,A、B、C表示结构,a、b、c、d表示液体,图中数字表示神经系统的组成部分,请据图分析回答:
(1)a—d中不属于内环境组分的是___________。试以图示表示a—d四者的物质交换概况____________。
(2)图示a—d中,O2的浓度最高、最低的分别是__________,CO2的浓度最高、最低的分别是_______。
(3)a—d之间既彼此分离,又相互联系,a—b之间隔以___________,b—d之间隔以_________________,b的来源有_________。
(4)外界环境中的O2进入红细胞共穿过___________层磷脂双分子层。
(5)试以简洁语言概括a与人体外界环境之间的关系:_______________。
(6)病人呼吸抑制,使通气量减少导致二氧化碳积累,血浆中的pH呈___________趋势。为维持血浆pH的相对稳定,参与调节的离子主要有___________、___________;使血浆pH维持在___________________(填范围)。
(7)赛场上,运动员在跑或跳跃中依靠[ ]___________协调运动,维持身体平衡。
(8)运动员能快速、灵敏地进行比赛还与遍布全身的5密切相关,该结构是由[ ]___________集结成束,外面包膜构成。图中属于中枢神经系统的有__________,属于外周神经系统的有__________。
【答案】(1) a
(2) d、a a、d
(3) 细胞膜 毛细血管壁 细胞内液和血浆
(4)5/五
(5)组织细胞通过内环境与外界环境间接地进行物质交换(或内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介)
(6) 下降(降低) HCO3- HPO42- 7.35~7.45
(7)2小脑
(8) 8神经纤维 1、2、3、4 5
【详解】(1)结合图示可知,a是细胞内液,b是组织液,c是淋巴液,d是血浆,a—d中不属于内环境组分的是a;血浆和组织液之间可以进行物质的双向交换,而两者与淋巴液是单向的,且组织液与细胞内液也可双向物质交换,故a—d四者的物质交换概况如下:。
(2)O2和CO2的跨膜运输方式为自由扩散,图中a~d,O2浓度最高、最低的分别是d血浆、a细胞内液,CO2浓度最高、最低的分别是a细胞内液、d血浆。
(3)b组织液与a细胞内液之间隔以细胞膜,b组织液与d血浆之间隔以毛细血管壁,组织液可以来源于细胞内液和血浆。
(4)外界中的O2要经过肺泡壁(进和出,一层细胞2层膜)、毛细血管壁(进和出,一层细胞2层膜)、红细胞膜(1层膜)才能进入红细胞内,所以至少5层生物膜(磷脂双分子层)。
(5)组织细胞通过内环境与外界环境间接地进行物质交换(或内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介)
(6)病人呼吸受阻,导致肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸,乳酸进入血液后,会使血浆pH降低,但乳酸可以与血液中的缓冲物质发生反应,使血浆pH维持在7.35~7.45,维持血浆 pH 稳定的离子主要是HCO₃⁻(碳酸氢根)和HPO₄²⁻(磷酸氢根)。
(7)2小脑控制躯体的平衡,赛场上,运动员在跑或跳跃中依靠小脑协调运动。
(8)运动员能快速、灵敏地进行比赛还与遍布全身的5密切相关,该结构是由8神经纤维集结成束,外面包膜构成;中枢神经系统由脑和脊髓组成,脑分为大脑、小脑和脑干,图中属于中枢神经系统的有1、2、3、4,属于外周神经系统的是5。
题型3体液调节生理基础
1.正常人体感染病毒会引起发热,发热过程分为体温上升期、高温持续期和体温下降期。下图为体温上升期机体体温调节过程示意图,其中体温调定点是为调节体温于恒定状态,下丘脑体温调节中枢预设的一个温度值,正常生理状态下为37℃。请回答下列问题:
(1)图中激素甲的名称是______。激素甲作用于垂体的过程中,调节方式是_______(神经调节/体液调节/神经—体液调节)。
(2)体温上升期,除了甲状腺激素之外,______(激素)也可以促进肝脏和其他组织细胞代谢活动增强,增加产热。
(3)高温持续期,人体产热量______(填“大于”“小于”或“等于”)散热量。此阶段人体有时会出现脱水现象,则体内出现的生理现象有______。
A.血浆渗透压升高;B.渴觉中枢兴奋;C.抗利尿激素分泌减少;D.肾小管重吸收作用加强
(4)体温下降期,机体增加散热的途径有:_______(写出两条)。
(5)神经调节和体液调节共同影响体温的调节。神经调节和体液调节之间的联系是:不少内分泌腺直接或间接受_______的调节,另一方面,内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的_______。
【答案】
(1) 促甲状腺激素释放激素 体液调节
(2)肾上腺素
(3) 等于 ABD
(4)汗腺分泌增加、皮肤毛细血管舒张
(5) 中枢神经系统 发育和功能
【详解】(1)由图中的下丘脑、垂体和甲状腺之间的关系可以推出激素甲是促甲状腺激素释放激素,激素乙是促甲状腺激素,激素甲通过体液运输作用于垂体,这种调节方式属于体液调节。
(2)除了甲状腺激素之外,肾上腺素也可以促进肝脏和其他组织细胞代谢活动增强,增加产热。
(3)高温持续期体温可一直维持在38.5℃,人体通过调节,使机体产热量等于散热量,体温才能保持相对稳定状态,但此阶段人体可能由于排汗增加而出现脱水,血浆渗透压升高,下丘脑渗透压感受器兴奋,一方面传至大脑皮层产生渴觉,另一方面促使下丘脑分泌并由垂体释放的抗利尿激素增加,肾小管和集合管对水的重吸收能力增强,从而使尿量减少,C错误,ABD正确。
故选ABD。
(4)体温下降期,机体产热量小于散热量,皮肤分泌汗液增加,皮肤血管舒张,血流量增加,从而增加散热量。
(5)神经调节和体液调节共同影响体温的调节。神经调节和体液调节之间的联系是:不少内分泌腺直接或间接受中枢神经系统的调节,另一方面,内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。
2.人体内部分内分泌腺的激素调节过程如图所示,请据图回答以下问题:
(1)下丘脑通过①______调节垂体,垂体分泌②______使得肾上腺皮质产生相应激素。皮质主要分泌______和______,前者可以调节______代谢,后者可以调节______代谢。
(2)肾上腺素由______产生。
(3)甲状腺激素的本质为______,作用有______。
【答案】
(1) 促肾上腺皮质激素释放激素 促肾上腺皮质激素 皮质醇 醛固酮 有机物 水盐
(2)肾上腺髓质
(3) 氨基酸衍生物 促进代谢,促进神经兴奋,促进生长发育
【详解】(1)下丘脑通过促肾上腺皮质激素释放激素调节垂体,垂体分泌促肾上腺皮质激素使得肾上腺皮质产生相应激素。皮质主要分泌皮质醇和醛固酮调节有机物代谢,醛固酮可以调节水盐代谢。
(2)肾上腺素由肾上腺髓质产生。
(3)甲状腺激素的本质为氨基酸衍生物,作用有促进代谢,促进神经兴奋,促进生长发育。
3.根据人体主要的内分泌腺及其分泌的激素,回答下列问题。
(1)____________分泌促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素、促肾上腺皮质激素释放激素等多种激素。这些激素作用于____________,调控其分泌释放相应的激素。
(2)垂体分泌促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺皮质激素等,分别调节相应的内分泌腺的分泌活动。分泌____________,调节生长发育等。
(3)人体内含碘的激素是_________;其具有调节_________、促进_________、提高神经的兴奋性等作用。
(4)胰腺中胰岛内有多种分泌细胞,胰岛____细胞分泌胰岛素、胰岛____细胞分泌胰高血糖素,这两种激素在糖代谢中发挥重要的调节作用。
(5)睾丸分泌的雄激素主要是__________,其化学本质为____________,具有促进男性生殖器官的发育、精子细胞的生成和男性第二性征的出现等作用。
(6)肾上腺素由__________分泌,具有______________作用。
【答案】
(1) 下丘脑 垂体
(2)生长激素
(3) 甲状腺激素 体内的有机物的代谢 生长和发育
(4) B A
(5) 睾酮 固醇
(6) 肾上腺髓质 提高机体的应激能力
【详解】(1)下丘脑是内分泌活动的“枢纽”,分泌促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素、促肾上腺皮质激素释放激素等多种激素。这些激素作用于垂体,调控其分泌释放相应的促激素,进而调控相关腺体的分泌。
(2)垂体分泌促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺皮质激素等,分别调节相应的内分泌腺的分泌活动。垂体分泌的生长激素,能调节生长发育,主要调节长骨的生长。
(3)人体内含碘的激素是甲状腺激素,甲状腺激素具有调节体内的新陈代谢;促进生长发育,提高神经系统的兴奋性等作用,其在生长发育方面与生长激素具有协同作用。
(4) 胰腺中胰岛内有多种分泌细胞,胰岛B细胞分泌胰岛素,胰岛素是目前发现的唯一降血糖的激素,胰岛A细胞分泌胰高血糖素,其作用为促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,从而升高血糖。其与胰岛素在调节血糖平衡方面表现为相抗衡。
(5)睾丸分泌的雄激素主要是睾酮,其化学本质为固醇,属于小分子的脂类,其可以通过自由扩散进入到靶细胞内对靶细胞的活动做出调节,该激素具有促进男性生殖器官的发育、精子细胞的生成和男性第二性征的出现等作用。
(6)肾上腺素由肾上腺髓质分泌,具有提高机体的应激能力作用,此外该激素还具有升高血糖的作用。
4.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。胸腺素刺激浆细胞的形成和抗体的分泌。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,抑制雄性激素分泌,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)作用于靶细胞、靶器官
(3)免疫调节
(4) 减少 BPA能抑制TPO活性,导致TH合成减少;另一方面导致甲状腺上促甲状腺激素(TSH)受体基因的表达减少,进而表现为促甲状腺激素作用效果下降,TH分泌少
(5) 下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴 下丘脑—垂体—性腺轴
【详解】(1)据图可知,在TH分泌的过程中,过程①②③属于分级调节,分级调节放大激素的调节效应,形成多级反馈,有利于精细调控,从而维持机体的稳态,过程④⑤⑥属于反馈调节,通过该调节过程维持了激素含量的稳定。
(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表现为作用于靶细胞、靶器官的特点。
(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,还参与免疫调节,进而可以提高机体的抵抗力。
(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,导致TH合成减少;另一方面会导致甲状腺合成的促甲状腺激素受体减少,进而可导致血液中TH含量减少,引发相关疾病。
(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。这些内分泌轴包括下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴和下丘脑—垂体—性腺轴。
5.如图为下丘脑参与人体体温、水盐和血糖平衡的部分调节过程示意图,激素甲、乙、丙分别为三类调节的关键激素,腺体A为重要内分泌腺。回答下列问题:
(1)图中腺体A的名称是______。寒冷环境中,结合图示调节路径分析,人体产热增加的主要途径是______。
(2)某同学参加冬季户外长跑比赛,过程中面临寒冷刺激、大量出汗、血糖波动等状况,结合图示及人体调节机制分析,寒冷刺激下,图示中下丘脑分泌的______作用于垂体,促使其分泌相应促激素,最终使腺体A分泌激素丙;该激素除提高细胞代谢速率增加产热外,还能______,以保障长跑时的能量需求;长跑中大量出汗后,若仅依赖图示中激素乙的调节仍出现轻度脱水,其主要原因是______。
(3)某2型糖尿病患者因胰岛素受体敏感性降低长期处于高血糖状态,引发渗透性利尿导致细胞外液渗透压升高,此时下丘脑合成激素乙的量会______;同时,高血糖引发细胞代谢紊乱,脂肪分解增强导致酮体积累,引发代谢性酸中毒,机体主要在______(填器官)的参与下排出相关物质以维持酸碱平衡。
【答案】
(1) 甲状腺 下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素,通过分级调节促使腺体A(甲状腺)分泌激素丙(甲状腺激素),提高细胞代谢速率以增加产热
(2) 促甲状腺激素释放激素(TRH) 促进肝糖原分解(或“促进非糖物质转化为葡萄糖”) 激素乙的分泌、运输及作用于靶细胞均需要一定时间,长跑中水分丢失的速率超过了激素乙促进肾小管和集合管重吸收水的速率
(3) 增加 肾脏
【详解】(1)图示中体温调节的“下丘脑→垂体→腺体A”分级调节路径,对应甲状腺(激素丙为甲状腺激素)。寒冷环境下,结合图示调节路径,下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素,通过分级调节促使甲状腺(腺体A)分泌甲状腺激素(激素丙);甲状腺激素能提高细胞代谢的速率,进而增加产热,这是人体在寒冷环境中维持体温稳定的主要产热途径之一。
(2)寒冷刺激下,下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素(TRH),通过分级调节促使甲状腺(腺体A)分泌甲状腺激素(激素丙)。甲状腺激素除增加产热外,还能促进肝糖原分解(或非糖物质转化为葡萄糖),升高血糖浓度,为长跑过程提供能量。图示中激素乙是抗利尿激素,其调节需经历“下丘脑合成→垂体释放→运输至靶细胞→发挥作用”等环节,均需要一定时间;而长跑中水分快速丢失,其丢失速率超过了抗利尿激素促进肾小管/集合管重吸收水的速率,因此仅依赖该调节仍可能出现轻度脱水。
(3)渗透性利尿使细胞外液渗透压升高,结合图示“信号刺激→下丘脑→激素乙”的调节路径,该渗透压升高作为信号刺激作用于下丘脑,促使下丘脑合成并分泌抗利尿激素(激素乙),故其分泌量增加。肾脏可通过排泄酸性酮体、重吸收碳酸氢根离子等方式调节酸碱平衡,是代谢性酸中毒的主要调节器官。
题型4免疫调节的生理基础
1.请回答下列关于免疫调节的问题
(1)免疫系统由_________、免疫活性物质和免疫细胞组成。免疫细胞中的吞噬细胞可参与人体的第二道和第三道防线,但其在第二道防线中的作用主要是吞噬并消灭病原体,在第三道防线中的作用主要是对病原体进行_________。
(2)第三道防线是指免疫系统的特异性免疫反应,主要包括体液免疫和_________免疫。体液免疫中B细胞的增殖和分化大多数需要_________(填细胞名称)产生的_________(填物质名称)和抗原两种物质的刺激。
(3)某人在第二次接触芒果后出现了嘴唇肿胀、口腔起泡、脸部皮肤皮疹等症状,此现象在免疫学中称为_________反应,其特点是__________________(最少写两条)。
【答案】
(1) 免疫器官 摄取、处理和传递
(2) 细胞 T细胞 淋巴因子
(3) 过敏 发作迅速,反应强烈,消退较快;一般不会破坏组织细胞,也不会引起组织严重损伤(有明显的遗传倾向和个体差异)
【详解】(1)免疫系统由免疫器官(胸腺、骨髓、脾、淋巴等)、免疫活性物质(抗体、淋巴因子、溶菌酶等)和免疫细胞(B淋巴细胞、T淋巴细胞等)组成。吞噬细胞既可参与人体的第二道,也可参与第三道防线,吞噬细胞在第二道防线中的作用主要是吞噬并消灭病原体,而在第三道防线中的作用主要是对病原体进行摄取、处理和传递。
(2)第三道防线主要包括体液免疫和细胞免疫。B细胞是体液免疫中发挥作用的主要细胞, B细胞在淋巴因子和抗原的双重刺激下进行增殖和分化产生浆细胞和记忆细胞,而B淋巴细胞的增殖和分化需要T细胞产生的淋巴因子和抗原两种物质的刺激。
(3)已免疫的机体,在再次接触相同的抗原时,有时会发生组织损伤或功能紊乱的免疫反应,这样的免疫反应称为过敏反应,过敏反应属于异常的二次免疫,结合题干“某人在第二次接触芒果后出现了嘴唇肿胀、口腔起泡、脸部皮肤皮疹等症状”属于过敏反应,过敏反应的特点是发作迅速,反应强烈,消退较快;一般不会破坏组织细胞,也不会引起组织严重损伤;有明显的遗传倾向和个体差异。
2.图1是特异性免疫的部分过程图,图2为一种树突状细胞(DC细胞)参与免疫过程的示意图。请据图回答:
图1
图2
(1)人体有三道防线来抵御病原体的攻击,三道防线是统一的整体,它们共同实现免疫系统的___________、_____________和___________三大基本功能。
(2)图甲所示的免疫过程为____________免疫,细胞D为___________细胞,由细胞D分泌的物质Ⅱ为____________。
(3)图甲中细胞B为__________细胞,是由造血干细胞迁移到____________中成熟。由细胞B产生的物质I为____________。
(4)DC免疫疗法是通过采集患者自体的外周血液,在体外诱导培养出大量DC细胞,使之负载上肿瘤抗原信息后再回输给患者。这些DC细胞进入患者体内后,还可诱导T细胞迅速增殖分化成____________精确杀伤肿瘤细胞,同时,还能使机体产生免疫记忆,具有防止肿瘤复发的功效。
【答案】
(1) 免疫防御 免疫自稳 免疫监视
(2) 体液 浆 抗体
(3) 辅助性T 胸腺 细胞因子
(4)细胞毒性T细胞
【详解】(1)免疫系统的三大功能是免疫防御、免疫自稳和免疫监视。
(2)据图甲可知,图示免疫过程主要靠抗体作战,故表示的是体液免疫;细胞D可以产生抗体,故为浆细胞;II为抗体,可与抗原特异性结合。
(3)据图甲可知,B可以接受抗原呈递细胞呈递的信号,故表示辅助性T细胞,是由造血干细胞迁移到胸腺中成熟的;细胞B(辅助性T细胞)产生的物质I为细胞因子。
(4)DC免疫疗法是通过采集患者自体的外周血液,在体外诱导培养出大量DC细胞,使之负载上肿瘤抗原信息后再回输给患者,这些DC细胞进入患者体内后,还可诱导T细胞能增殖分化成细胞毒性T细胞,细胞毒性T细胞可精确杀伤肿瘤细胞。
(5)由于二次免疫具有反应更快速,作用更强烈,产生的抗体数量更多的特点,所以据图可判断抗体IgG为二次免疫所产生,初次免疫与二次免疫相比较,抗体浓度较低,抗体的亲和力也较低,所以初次免疫所产生的抗体为IgM。
(6)依据题干信息,冠状病毒还可以感染蝙蝠、骆驼等多种哺乳动物及鸟类,所以为避免病原体通过野生动物传播给人类,应该严格遵守相关法规,不捕捉和食用野生动物,做好卫生和防疫工作等。
3.下列关于免疫系统组成的叙述,错误的是__________(选填题号)
(1)扁桃体、淋巴结、胸腺、脾、脊髓均属于免疫器官
(2)体液中的杀菌物质和吞噬细胞均属于人体的第二道防线
(3)免疫系统的三大基本功能都是由特异性免疫负责实现的
(4)抗体、白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等是几类主要的细胞因子
(5)所有免疫细胞都属于淋巴细胞
(6)免疫活性物质都是由免疫细胞分泌产生的
(7)所有免疫细胞都是由骨髓中造血干细胞分裂分化来的
(8)所有免疫细胞都是在骨髓或胸腺里发育成熟的
(9)皮肤和消化道、呼吸道等管道的黏膜属于第一道防线
(10)皮脂腺分泌的油脂使皮肤表面呈弱酸性,可抑制许多微生物生长
(11)第一道防线能阻挡大部分病原体进入人体
(12)当人发生咳嗽、打喷嚏、呕吐时,表明第一道防线已经被突破
(13)人体三道防线都能针对特定病原体发挥高效免疫功能
(14)免疫防御是免疫系统最基本的功能,但不是越强越好
(15)免疫监视功能异常容易患自身免疫病
(16)免疫系统通过免疫自稳功能清除体内突变的肿瘤细胞
(17)抗原呈递细胞是没有识别能力的免疫细胞,因此能参与非特异性免疫
(18)非特异性免疫是在特异性免疫的基础上形成的
(19)人体的第一、二道防线属于非特异性免疫,第三道防线属于特异性免疫
(20)鼻腔黏膜分泌杀菌物质抑制白喉杆菌繁殖的过程属于特异性免疫
(21)神经递质、激素、抗体、细胞因子、溶菌酶都是调节生命活动的信息分子
(22)神经递质和激素发挥作用后会被灭活或回收
(23)激素、抗体和溶菌酶都作用于特定的靶细胞
(24)抗体、细胞因子和溶菌酶都是由免疫细胞产生
【答案】(1)(3)(4)(5)(6)(8)(12)(13)(15)(16)(17)(18)(20)(21)(23)(24)
【详解】(1)免疫器官包括胸腺、骨髓、淋巴结、扁桃体和脾脏等,脊髓不是免疫器官,(1)错误;
(2)体液中的杀菌物质和吞噬细胞是保卫人体的第二道防线,属于非特异性免疫,(2)正确;
(3)第一、二道防线是非特异性免疫,非特异性免疫和特异性免疫共同实现免疫的三大基本功能,(3)错误;
(4)细胞因子主要包括白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等,抗体不属于细胞因子,(4)错误;
(5)并非所有免疫细胞都属于淋巴细胞,如吞噬细胞不属于淋巴细胞,(5 )错误;
(6)免疫活性物质不都是由免疫细胞分泌产生的,如唾液腺细胞可分泌溶菌酶,(6 )错误;
(7)所有免疫细胞都是由骨髓中造血干细胞分裂分化来的,(7)正确;
(8)淋巴细胞都来自骨髓中的造血干细胞,其中B细胞在骨髓中分化、发育成熟,而T细胞转移到胸腺中成熟,树突状细胞和巨噬细胞不在骨髓或胸腺里发育成熟,(8)错误;
(9-11)第一道防线是皮肤和黏膜及其分泌物,它们不仅能够阻挡大多数病原体入侵人体,而且他们的分泌物还有杀菌作用,如皮脂腺分泌的油脂使皮肤表面呈弱酸性,可抑制许多微生物生长,故皮肤和消化道、呼吸道等管道的黏膜属于第一道防线,(9-11)正确;
(12)咳嗽、打喷嚏、呕吐能够把细菌或病毒带出体外,当人发生咳嗽、打喷嚏、呕吐时,不能表明第一道防线已经被突破,(12)错误;
(13)人体的第一、二道防线不针对特定病原体起作用,属于非特异性免疫,(13)错误;
(14)免疫防御是免疫系统最基本的功能,但不是越强越好,反应过强会导致自身组织损伤,(14)正确;
(15)免疫自稳功能异常容易患自身免疫病,(15)错误;
(16)清除体内突变的肿瘤细胞,是免疫系统的免疫监视功能,(16)错误;
(17)抗原呈递细胞没有特异性识别能力,但具有识别能力,(17)错误;
(18)非特异性免疫是先天具有的,特异性免疫是后天形成的,因此特异性免疫是在非特异性免疫的基础上形成的,(18)错误;
(19)人体的第一、二道防线是人类在进化过程中逐渐建立起来的天然防御功能,属于非特异性免疫,第三道防线是人体在出生以后逐渐建立起来的后天防御功能,特点是出生后才产生的,只针对某一特定的病原体或异物起作用,因而叫做特异性免疫,(19)正确;
(20)第一道防线是皮肤和黏膜及其分泌物,鼻腔黏膜分泌杀菌物质抑制白喉杆菌繁殖的过程属于非特异性免疫,(20)错误;
(21)神经递质和激素均为调节生命活动的信息分子,溶菌酶和抗体不是调节生命活动的信息分子,(21)错误 ;
(22)神经递质发挥作用后,会与受体分开,并迅速被降解或回收进细胞,激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,(22)正确;
(23)激素通过与特异性受体结合而作用于特定的靶细胞,抗体能与相应的抗原结合,但溶菌酶没有特定作用的靶细胞,(23)错误;
(24)抗体、细胞因子和溶菌酶都属于免疫活性物质,抗体和细胞因子都是由免疫细胞产生,溶菌酶并不全都是免疫细胞产生的,例如泪腺细胞也能产生溶菌酶,(24)错误。
综上,(1)、(3)、(4)、(5)、(6)、(8)、(12)、(13)、(15)、(16)、(17)、(18)、(20)、(21)、(23)、(24)错误。
4.冬季来临,我们即将面对流感和支原体肺炎等多病共防局面。如图为支原体侵入人体后发生的部分免疫反应,(其中a、b、c表示细胞,①~⑥表示过程)。据图回答下列问题:
(1)图中过程为_______(填“体液免疫”“细胞免疫”或“体液免疫和细胞免疫”),B细胞活化需要两个信号的刺激,抗原表面的信号分子与B细胞表面受体结合,这为激活B细胞提供了第一个信号,激活B细胞的第二个信号是________,图中b细胞在人体内由_______细胞经分裂、分化而来。
(2)抗原呈递细胞在图中免疫过程中的作用为_______。
(3)支原体侵入机体后,一部分被吞噬细胞吞噬,这属于人体的第_______道防线。与非特异性免疫相比,特异性免疫的特点是_______(答出2点)。
(4)图中④过程的特点为_______。
【答案】
(1) 体液免疫 辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合 B或记忆B
(2)摄取、加工(处理)、呈递抗原(或“摄取抗原,将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞”)
(3) 二 特异性免疫是机体在个体发育过程中与病原体接触后获得的,主要针对特定抗原起作用
(4)反应更迅速、高效、产生抗体的浓度更大
【详解】(1)据图可知,图中的免疫是通过浆细胞产生相应抗体来实现的,属于体液免疫;在免疫应答中,B细胞的活化需要两个信号的刺激:一些病原体可以和B细胞直接接触,这为激活B细胞提供了第一个信号,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号,此外还需要细胞因子的作用;图中b为浆细胞,在人体内由B细胞或记忆B细胞增殖分化形成的。
(2)抗原呈递细胞在体液免疫过程中的作用为摄取、加工(处理)、呈递抗原(或“摄取抗原,将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞”)。
(3)吞噬细胞吞噬病原体为第二道防线。非特异性免疫是机体在长期进化过程中遗传下来的,不针对某一类特定的病原体,而是对多种病原体都有防御作用。与非特异性免疫相比,特异性免疫是机体在个体发育过程中与病原体接触后获得的,主要针对特定抗原起作用。
(4)图中④过程为二次免疫,二次免疫时,由于记忆细胞迅速增殖分化,产生大量浆细胞,浆细胞快速产生大量抗体,快速消灭病原体,机体的症状相对第一次感染较轻。故过程④特点为反应更迅速、高效、产生抗体的浓度更大。
5.下列是关于人类的免疫反应过程,根据题目回答有关问题;
(1)什么是免疫,一般说来,免疫是指身体对抗____________引起的疾病的能力,人体有三道防线保护自身免受外来物质的侵袭,第一道防线是____________的屏障,第二道防线是____________的非特异性保护作用,第三道防线是免疫系统的特异性免疫反应,主要包括____________和____________2种特异性免疫方式。
(2)淋巴细胞从功能上又分为___________细胞和___________细胞。其中前者与细胞免疫有关,它的成熟场所是___________;后者与体液免疫有关,它的成熟场所可能是___________(哺乳动物)。这两类淋巴细胞都起源于骨髓中的淋巴干细胞。
(3)在体液免疫中,成熟的B淋巴细胞的受体分子在合成后便移到细胞膜上。成熟的B淋巴细胞在血液中循环流动。当它的受体分子两臂遇到相应的抗原并将它锁定在结合位点后,这个B淋巴细胞便被致敏并准备开始分裂。但B细胞分裂的启动还需要辅助性T淋巴细胞分泌_____________________,以促进致敏B淋巴细胞分裂。反复分裂形成的B细胞克隆分化为__________细胞和___________细胞。(4)细胞免疫过程和体液免疫过程非常的相似,不同的是细胞免疫针对的是被病原体感染的细胞和__________,此外也对抗移植器官的__________。
【答案】
病原体 体表 体内 细胞免疫 体液免疫 T淋巴 B淋巴 胸腺 骨髓 白细胞介素-2 记忆B 效应B 癌细胞 异体细胞
【详解】(1)免疫是指身体对抗病原体引起的疾病的能力;人体有三道防线:第一道防线是体表的屏障,第二道防线是体内的非特异性保护作用,第三道防线是免疫系统的特异性免疫反应,主要包括体液免疫和细胞免疫。
(2)人体内的淋巴细胞包括T细胞和B细胞,其中T细胞成熟于胸腺,B细胞成熟于骨髓。
(3)成熟的B淋巴细胞的受体分子在合成后便移到细胞膜上,该受体与抗原特异性结合后便使B淋巴细胞致敏,之后致敏B细胞开始分裂、分化,但一般该过程还需要活化的辅助性T淋巴细胞,分泌的白细胞介素-2的刺激。反复分裂形成的B细胞克隆分化为记忆B细胞和效应B细胞。
(4)细胞免疫针对的是被病原体感染的细胞和癌细胞,此外也对抗移植器官的异体细胞。
题型5植物生命活动调节的生理基础
1.植物的不同部位激素种类和含量存在一定的差异(详情见下表所示)。植物的生长发育是由多种激素相互协调、共同调节的。请回答下列问题:
部位
激素的相对浓度
生长素
赤霉素
细胞分裂素
脱落酸
茎尖
+++
+++
+++
-
幼叶
+++
+++
-
-
伸长茎
++
++
-
-
侧芽
+
+
-
-
成熟叶
+
+
-
+++
注:“+++”表示含量高;“++”表示含量中等;“+”表示含量低;“-”表示无。
(1)目前公认的植物激素共有五大类,即生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯,这些激素中在生物体内分布最广的是___________,理由是___________。
(2)根据表中信息,生长素和赤霉素二者的共同效应主要是通过促进细胞的伸长,从而促进植物的生长,而不是促进细胞数目的增多,理由是___________。
(3)进一步的研究得知,细胞分裂素可通过抑制叶绿素、核酸和蛋白质的降解,从而抑制叶片衰老。为证明细胞分裂素有延缓叶片衰老的作用,现设计以下实验。请完善相关步骤,并分析实验结果。
实验原理:因叶绿素的逐渐降解而导致叶片失绿变黄是叶片衰老的最显著特点,因此,可通过用细胞分裂素来涂抹新鲜的离体叶片,记录叶片失绿变黄所需的时间来证明。
实验步骤:
第一步:选取同种植物、大小和发育状况相同的叶片随机均分成甲、乙两组。
第二步:在甲组叶片上涂抹一定浓度的细胞分裂素,在乙组叶片的___________。
第三步:观察记录甲、乙两组叶片失绿变黄所需时间。
实验的结果及结论:___________,细胞分裂素有延缓叶片衰老的作用。
【答案】
(1) 乙烯 植物体的各个部位都能产生乙烯
(2)茎尖和伸长茎中都有较多的生长素和赤霉素,但伸长茎不含细胞分裂素
(3) 相同位置涂抹等量的蒸馏水 甲组叶片失绿变黄所需的时间比乙组长
【详解】(1)植物体的各个部位都能产生乙烯,所以乙烯在植物体内分布最广。
(2)茎尖和伸长茎中都有较多的生长素和赤霉素,但伸长茎不含细胞分裂素,说明茎尖和伸长茎的细胞伸长生长主要与生长素和赤霉素有关。
(3)本实验的目的是证明细胞分裂素有延缓叶片衰老的作用,并通叶片失绿的时间作为因变量分析,因此该实验的自变量是外源细胞分裂素的有无,由于在甲组叶片上涂一定浓度的细胞分裂素,所以在乙组的叶片的相同位置涂等量的蒸馏水。由于该实验是验证实验,实验的结果和结论是已知的,即甲组叶片失绿变黄所需的时间比乙组长,则可证明细胞分裂素有延缓叶片衰老的作用。
2.生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸被称为植物激素“五兄弟”,一直是生命科学研究的热点。请回答下列问题:
为研究红光、远红光及赤霉素(GA)对莴苣种子萌发的影响,研究小组进行黑暗条件下莴苣种子萌发的实验。其中红光和远红光对莴苣种子赤霉素含量的影响如图甲所示,红光、远红光及外施赤霉素对莴苣种子萌发的影响如图乙所示。
(1)人们在研究中发现,植物激素“五兄弟”中生长素和细胞分裂素协同促进细胞分裂的完成。在促进细胞分裂方面,生长素的主要作用是______,细胞分裂素的主要作用是___________。
(2)某浓度的生长素对某种植物茎的生长有促进作用,对该植物根的生长反而有抑制作用,这种现象说明了__________。兴趣小组探究了不同浓度的2,4-D溶液(生长素类调节剂)对植物甲插条生根影响的预实验,实验结果如下图所示:为节约时间快速完成,选用较高浓度的2,4-D溶液,可采用____________法。据图推测最适浓度的大致范围在______mg·L-1.
(3)光敏色素能接受红光和远红光信号,其化学本质是______,其分布在植物的各个部位,其中在______的细胞内含量比较丰富。光调控植物生长发育的反应机制包括______、传导信号和发生反应三个过程。
(4)据图甲和图乙实验结果可知,红光处理莴苣种子,比外施赤霉素的种子萌发响应时间______(填“长”或者“短”),可能是红光促进种子细胞内______的表达,进而促进种子萌发。
(5)若红光处理结合外施脱落酸,则莴苣种子萌发率比单独红光处理会______(填“高”或者“低”),原因是__________。
【答案】
(1) 促进细胞核的分裂 促进细胞质的分裂
(2) 植物的根、茎对相同浓度的生长素溶液敏感程度不同 沾蘸 200~600
(3) 色素-蛋白复合体 分生组织 感受信号
(4) 短 合成赤霉素相关基因
(5) 低 脱落酸会抑制种子萌发
【详解】(1)生长素主要促进细胞伸长,细胞体积增大引起细胞核分裂;细胞分裂素主要促进细胞质分裂。
(2)由于植物的根、茎(不同的器官)对相同浓度的生长素溶液敏感程度不同,根的敏感性大于茎,故某浓度的生长素能促进某种植物茎的生长,却会抑制该植物根的生长;选用较高浓度的2,4-D溶液可采用沾蘸法,选用较低浓度的2,4-D溶液可采用浸泡法。分析实验结果可知,用不同浓度的2,4-D溶液对植物甲插条处理后,2,4-D溶液浓度为400mg·L-1时插条的平均生根数均最大,推测最适浓度的大致范围在200~600mg·L-1之间。
(3)光敏色素能接受红光和远红光信号,其化学本质是色素-蛋白复合体,其分布在植物的各个部位,其中在分生组织的细胞内含量比较丰富;在不同波长的光照下,莴苣种子细胞内的光敏色素可感知不同的信号刺激,其机理为红光将光敏色素激活,进而调节相关基因表达,进而促进种子萌发,所以光调控植物生长发育的反应机制包括感受信号、传导信号和发生反应三个过程。
(4)红光照射后赤霉素含量升高,而赤霉素能促进种子萌发,使莴苣种子萌发率逐渐增加,并且红光处理莴苣种子,比外施赤霉素的种子萌发响应时间短,可能是红光促进种子细胞内合成赤霉素相关基因的表达,进而促进种子萌发。
(5)红光处理促进种子萌发,脱落酸会抑制种子萌发,二者作用相反,所以红光处理结合外施脱落酸,莴苣种子萌发率比单独红光处理低。
3.同一植株的不同器官或同一器官不同部位的生长素浓度往往不同。甲图是一株盆栽植物,乙图表示该植物不同器官对生长素浓度的反应。据图回答下列问题(要求:用乙图根、茎、芽三条曲线上相应字母所对应的浓度来表示甲图相应各点的生长素浓度):
(1)将该植物向左侧放倒水平放置一段时间,可表示⑦侧浓度的是乙图中________点浓度,表示⑧侧生长素浓度的是乙图中________点浓度,此现象体现了生长素作用的________________性。
(2)下表所示为五大类植物激素的部分生理效应,请分析回答:
种子发芽
顶端优势
果实生长
器官脱落
插条生根
生长素
促进
促进
抑制
促进
赤霉素
促进
促进
促进
抑制
抑制
细胞分裂素
促进
降低
促进
抑制
脱落酸
一般抑制
促进
乙烯
抑制
促进
①表中结果说明植物的正常生长发育过程是_______________的结果。其根本原因是___________________的结果。
②膨大剂是一种植物生长调节剂,其作用主要是促进细胞分裂,增加细胞的数量,膨大剂最可能是____________类的植物调节剂。在西瓜坐果初期适量使用膨大剂,可提高产量,但有些瓜农使用膨大剂后出现西瓜爆裂现象。
【答案】
(1) e a 两重
(2) 多种(不同)激素共同调节 基因的程序性表达 细胞分裂素
【详解】(1)向左侧水平放置,由于重力的作用,⑧处生长素运输向⑦侧,⑦侧因生长素浓度高,而根对生长素浓度敏感,起到抑制作用,应对应图乙中的e点;⑧因生长素浓度低是促进作用,对应图乙中的a点;这体现了生长素作用的两重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
(2)①由图可知植物的正常生长发育过程是多种激素共同调节的结果,根本原因是基因的程序性表达。
②增加细胞数量应是细胞分裂素的作用,故应是细胞分裂素类。
4.植物的开花不仅受内在基因和激素的调控,同时还受到外界环境因素的影响。研究表明,赤霉素对植物的开花具有调节作用,其作用机制如图1所示:
(1)检测植物体内是否产生___________是预测植物开花的先决条件,结合SPL蛋白的功能,描述赤霉素对植物开花的调节机制:_____________(关键词:促进、解除)。
(2)某些植物必须经过春化作用(用低温诱导促使植物开花)才能开花结实。下表是对冬小麦进行春化处理的研究结果。
组别
1
2
3
处理方式
未经低温处理
经低温处理
先低温处理后高温处理
检测结果
没有某些特殊蛋白质
有某些特殊蛋白质
出现某些特殊蛋白质,高温处理后这些蛋白质消失
现象
不能抽穗开花
抽穗开花
不能抽穗开花
以下对研究结果的分析正确的是________。
A.决定冬小麦抽穗开花的环境因素是温度
B.高温可以解除小麦的春化作用
C.春化作用产生的特殊蛋白质是低温诱导基因突变的结果
D.北方春季补种的冬小麦只会长苗不会开花结果
(3)图2所示为光周期(日照长短)诱导植物开花激素的产生实验。图中植物去掉了顶端的全部叶子,A、D植株分别接受长日照、短日照;B、C植株方框内为受短日照处理的部位。图3为日照长度对植物开花的影响。
结合图2和图3,运用已有知识分析下列选项中错误的是__________。
A.图2中植物属于短日照植物
B.感受光周期的部位是顶端花蕾
C.接受诱导产生开花激素的部位是叶
D.开花激素的作用部位是顶端花蕾
(4)根据图3信息可知,人为地控制每日光照和黑暗的长度,可以使植物的开花期提前或延迟,菊花是一种短日照植物,若想延迟菊花开花,你的建议是_________________________。
【答案】
SOC蛋白 赤霉素促进DEL蛋白的降解,解除DEL蛋白对SPL蛋白作用的阻止,SPL蛋白激活SOC编码基因转录、翻译产生SOC蛋白,促进开花 ABD B 在夜晚进行闪光照射(或增加每天的光照时间)
【详解】(1)根据图1分析可知,SOC蛋白能促进植物开花,因此检测植物体内是否产生SOC蛋白是预测植物开花的先决条件;赤霉素能够促进DEL蛋白的降解,解除DEL蛋白对SPL蛋白作用的阻止,而SPL蛋白直接激活SOC编码基因转录、翻译产生SOC蛋白,进而促进植物开花。
(2)根据表格分析,第1组未经低温处理,小麦不能抽穗开花,而第2组经低温处理,小麦抽穗开花,说明决定冬小麦抽穗开花的环境因素是温度,A正确;第2组经低温处理,小麦抽穗开花,而第3组先低温处理后高温处理,小麦不能抽穗开花,说明高温可以解除小麦的春化作用,B正确;由于春化后每次都能产生同样的特殊蛋白质,所以特殊蛋白质的产生不是由基因突变引起的,C错误;北方春季补种的冬小麦只会长苗不会开花结果,因为没有经过低温处理,D正确
(3)植物开花受光周期影响,光周期之所以影响植物开花,是因为光周期诱导植物开花激素的产生,开花激素调节植物开花。图2中A植株接受长日照不开花,D植株接受短日照开花,说明短日照条件下该植物才能产生开花激素并调节植物开花,故该植物属于短日照植物,A正确;B植株下部的叶子接受短日照开花,C植株的顶端接受短日照不开花,可知受短日照刺激能够产生开花激素的器官是叶,开花激素的作用部位是顶端花蕾,B错误,C、D正确。
(4)根据图3信息可知,人为地控制每日光照和黑暗的长度,可以使植物的开花期提前或延迟,菊花是一种短日照植物,在夜晚进行闪光照射(或增加每天的光照时间),可延迟菊花开花。
5.植物的开花过程受到光周期的精确调控。科研人员为研究某短日照植物的开花机理,设计了实验,如图1所示。回答下列问题:
(1)光可被植物体中叶绿素和光敏色素捕捉,由此可说明光不仅可作为植物光合作用的______来源,还可作为______调控植物的生长发育。
(2)C组中,短暂的光照处理打断了暗期,导致该植物不能开花,这证明光在暗期的作用是______(填“促进”或“抑制”)开花。植物开花过程的调控由环境因素调节、______、______共同完成。
(3)为研究短日照能促进该植物开花的机理,科研人员还测定了不同处理下该植物茎尖分生组织内赤霉素(GA)与开花素(FT蛋白)含量,结果如图2所示。由图2可知,促进该植物开花的主要物质是______(填“GA”或“FT蛋白”)。
(4)我国北方地区夏季日照长,冬季日照短。若想将一种短日照花卉引种到北方,并使其在夏季(自然长日照条件下)开花,请从光对植物开花影响的角度提出一种可行的田间管理措施:____________。
【答案】
(1) 能量 信号
(2) 抑制 激素调节 基因表达调控
(3)FT蛋白
(4)对其进行遮光处理,创造短日照条件
【详解】(1)光可被植物体中叶绿素和光敏色素捕捉,叶绿素能参与光合作用,说明光可作为植物光合作用的能量来源,光敏色素能调控植物生长发育,说明光还可作为信息(信号)调控植物的生长发育。
(2)C组中,短暂光照处理打断暗期后植物不能开花,对比B组(正常暗期能开花),可知光在暗期的作用是抑制开花。植物的各项生命活动调控由环境因素调节、激素调节、基因表达调控共同完成。
(3)由图2可知,B组(开花组)FT蛋白含量相对值远高于A组(不开花组)和C组(不开花组),所以促进该植物开花的主要物质是FT蛋白。
(4)短日照花卉在夏季自然长日照条件下开花,需要创造短日照环境,可行的田间管理措施是在夏季对该花卉进行遮光处理,创造短日照条件。
考点02稳态调节的生理功能
题型1稳态的功能
1.人体组织细胞与外界环境进行物质交换的过程如图所示。回答下列有关问题:
(1)图中A、B、C是人体内环境的主要组成部分,其中蛋白质含量相对较高的是________(填字母),肺泡壁细胞生活的内环境为________(填具体名称)。
(2)正常机体主要通过________调节网络机制使得各个器官、系统协调活动,共同维持内环境稳态。图中a、b分别表示________系统和________系统。
(3)渗透压、酸碱度和温度是细胞外液理化性质的三个主要方面,渗透压是指_________,细胞外液的pH之所以能保持相对稳定,与其中含有很多缓冲对有关,其中最重要的缓冲对是________;若某人感冒发烧,某段时间其体温维持在38.5℃,则这段时间内机体产热量________(填“大于”“等于”或“小于”)散热量。
(4)由图可知,在人体中内环境的作用主要为:①内环境是细胞生存的直接环境;②_________。
【答案】
(1) A 组织液
(2) 神经—体液—免疫 呼吸 消化
(3) 溶液中溶质微粒对水的吸引力 等于
(4)细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
【详解】(1)由图中信息分析,A是血浆、C是组织液、B是淋巴,其中蛋白质含量相对较高的是A血浆。肺泡壁细胞是组织细胞,生活的内环境为组织液。
(2)人体稳态的调节机制是神经—体液—免疫调节网络。内环境通过a呼吸系统交换O2和CO2,通过b消化系统吸收营养物质。
(3)渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。pH的稳态调节通过缓冲对,其中最重要的是HCO3-/H2CO3。当人体的体温维持不变时,这段时间机体的产热量等于散热量。
(4)人体中内环境的作用主要为:①内环境是细胞生存的直接环境;②细胞通过内环境与外界环境进行物质交换。
2.内环境稳态失衡可导致疾病,内环境稳态是细胞维持正常生理功能的必要条件。回答下列问题:
(1)肺气肿患者由于呼吸不畅,会使内环境缺氧导致肌细胞无氧呼吸产生______,使内环境的pH 略有______(填“上升”或“下降”)。
(2)某人因一次性饮水过量,会出现组织细胞肿胀、功能受损的症状,医生采用静脉注射高浓度氯化钠注射液的方法为其治疗,使其恢复正常,该治疗方法的原理是______。
(3)从细胞的生命活动角度分析,人体维持体温的相对稳定的意义是______。
(4)某同学认为,只要保证内环境的温度、pH和渗透压维持在稳定范围内,就说明内环境处于稳态,该同学的观点是否正确?______(填“是”或“否”),理由是______。
【答案】
(1) 乳酸 下降
(2)提高细胞外液渗透压,使组织细胞脱水恢复
(3)维持酶活性,保障细胞代谢正常进行
(4) 否 内环境稳态还需化学成分(如血糖、O2浓度)相对稳定
【详解】(1)肺气肿患者由于呼吸不畅,氧气不足时,无氧呼吸产生乳酸,同时CO2排出不畅,内环境中的pH将略有下降。
(2)静脉注射高浓度氯化钠注射液,直接提高细胞外液的离子浓度,从而提高细胞外液渗透压,使组织细胞脱水恢复,缓解组织细胞肿胀。
(3)从细胞的生命活动角度分析,人体维持体温的相对稳定的意义是维持体温的相对恒定能够保持细胞内酶活性,有利于细胞生命活动的正常进行。
(4)内环境的稳态包括化学成分和理化性质的稳定,温度、pH和渗透压只属于内环境的理化性质,若化学成分发生改变也不能维持内环境的稳态,因此该同学的观点不正确。
3.为探究运动过程中机体内环境的变化,研究人员让若干名身体健康的志愿者长跑 10 km,采集志愿者运动前、中和后的血液样本,测定相关指标,结果如表 1 所示。回答下列问题:
指标状态
血浆
渗透压/(mOsm·L-1)
Na+浓度/(mmol·L-1)
K+浓度/(mmol·L-1)
运动前
290.5
139.8
4.2
运动中
291.7
140.2
4.5
运动后
290.1
139.3
4.3
(1)内环境主要是由______构成的。
(2)依据表1中数据,______(填“能”或“不能”)说明志愿者运动前后内环境保持稳态,理由是______。
(3)长跑运动员在比赛过程中会出现呼吸加快、大量流汗等生理现象,但他们的血浆pH仍保持相对稳定。分析血浆pH稳定的原因是______(填序号)。
①大量流汗排出了无机盐 ②喝大量碱性饮料以中和乳酸 ③内环境中存在/H2CO3缓冲对 ④呼吸过快时O2的摄入量和CO2的排出量均减少
(4)运动过程中大量出汗有利于机体维持体温的稳定。高温环境下受过训练的长跑运动员(HA组)与常温下受过训练的长跑运动员(HC组)同时在高温环境下进行相同的高强度运动,记录运动前后的相关数据,结果如表2所示。据此可得出的结论是______(填“HA”或“HC”)组对高温的适应性更强。结合题意并分析表2中的数据,运动后,HA组比HC组体温略低可能与其______有关。
组别
体温/℃
出汗率/(mg·cm-2·min-1)
HA组
运动前
37.25
—
运动后
38.39
1.95
HC组
运动前
37.13
—
运动后
38.88
1.55
表2
【答案】
(1)血浆、组织液和淋巴液
(2) 不能 稳态是指内环境的理化性质和各种成分相对稳定,而表 1 中数据仅表明志愿者运动前后的血浆渗透压、Na⁺、K⁺相对稳定
(3)③
(4) HA 出汗率更高
【详解】(1)内环境即细胞外液,主要是由血浆、组织液和淋巴构成的,是体内细胞生活的具体环境。
(2)依据表1中数据,不能说明志愿者运动前后内环境保持稳态,因为稳态是指内环境的理化性质和各种成分相对稳定,而表1中数据仅表明志愿者运动前后的血浆渗透压、Na⁺、K⁺相对稳定,其他化学成分和理化性质并没有显示相关指标。
(3)长跑运动员在比赛过程中会出现呼吸加快、大量流汗等生理现象,但他们的血浆pH仍保持相对稳定。分析血浆pH稳定的原因是内环境中存在HCO3-/H2CO3缓冲对。
(4)运动过程中大量出汗有利于机体维持体温的稳定。高温环境下受过训练的长跑运动员(HA组)与常温下受过训练的长跑运动员(HC组)同时在高温环境下进行相同的高强度运动,记录运动前后的相关数据,结果如表2所示。据此可得出的结论是HA组对高温的适应性更强。结合题意并分析表2中的数据可知,运动后,HA组比HC组体温略低可能与其出汗率更高有关,因为汗液蒸发是增加散热的重要途径。
4.相对稳定的体温、pH、渗透压等在维持内环境稳态方面具有重要意义,它们共同为细胞提供适宜的生存环境,维持机体正常的生理功能,有利于机体适应外界环境变化。回答下列问题:
(1)体温调节:
①人的体温保持相对稳定有利于_______,从而确保细胞代谢的正常运转。
②当人处于炎热环境中,机体主要通过_______以增大散热量;当人处于寒冷环境中,机体通过_______(填“神经调节”“体液调节”或“神经—体液调节”)引起骨骼肌战栗,增加产热,也可以通过_______(填“神经调节”“体液调节”或“神经—体液调节”)引起甲状腺激素分泌增多,促进细胞代谢以增加产热。
(2)pH调节:
①内环境的pH之所以能保持相对稳定,与内环境中的_______(答出2点)等缓冲对的作用密不可分。
②若要验证动物的血清具有维持pH相对稳定的能力,则实验组的操作是________。
(3)渗透压调节:
①人体内的_______(填2种激素)能特异性作用于肾小管细胞和集合管细胞,调节内环境渗透压的平衡。
②当内环境渗透压升高时,机体通过非条件反射恢复渗透压。该非条件反射的渗透压感受器、渗透压调节中枢、效应器等都集中分布在_______。
【答案】
(1) 酶的活性保持 汗液分泌增加、皮肤毛细血管舒张 神经调节 神经-体液调节
(2) HCO3-/H2CO3,HPO42-/H2PO4- 动物血清中逐滴滴加盐酸或氢氧化钠,并检测血清pH的变化
(3) 醛固酮和抗利尿激素 下丘脑
【详解】(1)①新陈代谢需要酶的催化,人的体温保持相对稳定有利于酶的活性保持,从而确保细胞代谢的正常运转。
②当人处于炎热环境中,机体主要通过汗液分泌增加、皮肤毛细血管舒张以增大散热量;当人处于寒冷环境中,机体通过神经调节引起骨骼肌战栗,增加产热,也可以通过神经-体液调节引起甲状腺激素分泌增多,进而促进细胞代谢以增加产热。
(2)①内环境的pH之所以能保持相对稳定,与内环境中的HCO3-/H2CO3,HPO42-/H2PO4-等缓冲对的作用密不可分。
②若要验证动物的血清具有维持pH相对稳定的能力,则实验组的操作是在动物血清中逐滴滴加盐酸或氢氧化钠,并检测血清pH的变化。
(3)①人体内的醛固酮和抗利尿激素能特异性作用于肾小管细胞核集合管细胞,调节内环境渗透压的平衡。
②当内环境渗透压升高时,机体通过非条件反射恢复渗透压。该非条件反射的渗透压感受器、渗透压调节中枢、效应器等都集中分布在下丘脑。
5.人体生命活动的稳态需要各系统共同执行调节功能。回答下列问题。
(一)内环境的化学成分和理化特性的稳定是细胞进行生命活动的必要条件,下丘脑对内环境的稳态有着极其重要的作用。下图是下丘脑参与调控的过程,①~⑤表示调节途径。
(1)在体温调节过程中,当寒冷刺激时,位于___________的体温调节中枢兴奋,引起骨骼肌战栗,此过程属于___________调节;此时机体还通过途径④进行调节产热,则图中的内分泌腺分泌的物质是____________,该物质通过途径⑤作用于下丘脑和垂体体现了机体的____________调节机制。
(2)在血糖调节过程中,当血糖浓度下降时,下丘脑可通过途径②进行调节,胰岛α细胞分泌的________增加,此外________、________(填激素名称)也具有升高血糖的作用,从而维持血糖平衡,
(3)在渗透压平衡调节过程中,当人体饮水不足时,将通过途径③进行调节,此时抗利尿激素的分泌量____________,从而促进____________对水分的重吸收。
(二)针对新冠病毒,科学家研制出多种疫苗。某mRNA疫苗以编码新冠病毒S蛋白的mRNA为基础,包裹脂质体后递送至人体细胞内。下图为接种该疫苗后引起机体产生免疫反应的示意图,①~⑥表示相关的过程。
(4)制备的mRNA疫苗常用脂质体包裹后才用于接种,其原因是_________。
(5)注射疫苗后,mRNA进入机体细胞,通过过程①_________(填转录/翻译)产生病毒S蛋白;过程③将抗原肽与MHC分子结合形成_________复合体,引发特定的免疫应答。
(6)B细胞的增殖分化过程需要两次信号刺激,一是______的直接刺激,二是__________细胞产生的白细胞激素-2等淋巴因子的刺激作用。过程⑤还会产生_________细胞。
【答案】
(1) 下丘脑 神经 甲状腺激素 反馈/负反馈
(2) 胰高血糖素 肾上腺素 糖皮质激素
(3) 增加 肾小管和集合管
(4)脂质体与细胞膜的成分相似,易于通过膜的融合将疫苗送入细胞内(或“外源RNA分子不易进入人体细胞”或“人体血液和组织中的RNA水解酶易将mRNA水解”或“被脂质体包裹的mRNA不易被血液中的酶水解”)
(5) 翻译 抗原—MHC复合体
(6) 抗原/病毒S蛋白 辅助性T 记忆B
【详解】(1)在体温调节过程中,当受到寒冷刺激时,兴奋传至下丘脑的体温调节中枢,引起骨骼肌战栗,使产热增加,该过程属于神经调节,此时机体还通过途径④所示的甲状腺激素分泌的分级调节过程进行调节产热,图中的内分泌腺为甲状腺,其分泌的物质是甲状腺激素。甲状腺激素通过途径⑤所示的反馈机制抑制下丘脑和垂体的分泌活动,体现了机体的反馈调节机制。
(2)在血糖调节过程中,胰岛α细胞分泌的胰高血糖素与肾上腺素、糖皮质激素之间表现为协同作用,它们都具有升高血糖的作用。
(3)当人体饮水不足时,会导致细胞外液的渗透压升高,对下丘脑渗透压感受器的刺激增强,引起抗利尿激素的分泌量增加,从而促进肾小管和集合管对水分的重吸收。
(4)制备的mRNA疫苗常用脂质体包裹后才用于接种,这是因为外源RNA分子不易进入人体细胞,同时人体血液和组织中的RNA水解酶易将mRNA水解进而导致疫苗失去效果,又知脂质体与细胞膜的成分相似,易于通过膜的融合将疫苗送入细胞内,且被脂质体包裹的mRNA不易被血液中的酶水解,进而可保证疫苗应有的效应。
(5)分析图示可知:注射疫苗后,mRNA进入机体细胞,通过过程①所示的翻译过程产生病毒S蛋白;过程③将抗原肽与MHC分子结合形成抗原—MHC复合体,引发特定的免疫应答,包括体液免疫和细胞免疫。
(6)在体液免疫中,一些病原体可以和B细胞接触,这为激活B细胞提供了第一个信号,在本题中的第一个信号刺激是抗原(病毒S蛋白)的直接刺激;辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号。过程⑤表示B细胞的增殖、分化,除了产生浆细胞外,同时还会产生记忆B细胞。
题型2 神经调节功能
1.机体长期处于焦虑、紧张的情绪下,可引发代谢失调,还会造成免疫力降低、头发变白脱落等现象,其调节机制如图所示。回答下列问题:
(1)据图分析,过度紧张焦虑会刺激大脑皮层,通过途径___________(填序号)作用于肾上腺髓质分泌去甲肾上腺素或通过途径___________(填序号)神经末梢分泌去甲肾上腺素,去甲肾上腺素作用于黑色素细胞干细胞,使其异常增殖分化,引起白发。传出神经末梢及其支配的肾上腺髓质共同构成反射弧中的_______________;上述调节过程中,兴奋在该传出神经纤维上以___________的形式进行___________(填“单向”或“双向”)传导。
(2)由于神经递质只存在于___________中,只能由突触前膜通过___________方式释放,作用于突触后膜,神经元之间兴奋的传递只能是单向的。途径②中神经递质经___________(内环境成分)扩散到达肾上腺髓质细胞膜,与膜上的相关___________结合,引起肾上腺髓质分泌去甲肾上腺素。
(3)据图可知,大脑皮层产生的信号传至下丘脑,通过途径③调控糖皮质激素分泌。除此之外,下丘脑还是______________________(写出一点即可)调节中枢,还与______________________等的控制有关。
(4)长期焦虑、紧张会造成代谢失调、头发变白脱落、免疫力下降,说明机体稳态的维持是_______________调节网络作用的结果。
【答案】
(1) ② ① 效应器 电信号(或神经冲动或局部电流) 单向
(2) 突触小泡 胞吐 组织液 受体
(3) 体温(或血糖或水平衡) 生物节律
(4)神经—体液—免疫
【详解】(1)结合图示路径判断:途径②是大脑皮层→脊髓→传出神经→肾上腺髓质,调控其分泌去甲肾上腺素;途径①是大脑皮层直接通过传出神经支配毛囊附近的神经末梢释放去甲肾上腺素。传出神经末梢及其支配的腺体(肾上腺髓质)属于效应器。兴奋在神经纤维上以电信号(神经冲动)形式传导,在完整反射弧中,由于突触处兴奋单向传递,因此该传出神经纤维上的兴奋是单向传导的。
(2)神经递质的储存位置是突触前膜的突触小泡,其释放方式为胞吐。突触间隙的液体属于组织液,神经递质释放后经组织液扩散,与突触后膜上的特异性受体结合,实现兴奋的传递。
(3)下丘脑的功能包括:作为体温、血糖平衡、水盐平衡的调节中枢,同时还与生物节律(昼夜节律)的控制有关。
(4)题干中焦虑情绪引发神经调节、体液调节异常,同时影响免疫功能,说明机体稳态的维持依靠神经-体液-免疫调节网络共同实现。
2.图甲是完成缩手反射过程的相关结构的示意图,图乙为图甲中局部结构的放大示意图。请据图回答:
(1)用针刺A时,引起E收缩的现象被称为______,E包括_____________________________________。针刺后神经细胞会发生________产生动作电位,此时该离子的跨膜运输方式是___________。
(2)当我们取指血进行化验时,针刺破手指的皮肤,但我们并未将手指缩回,若缩回需要_______个神经元的参与。
(3)图乙中的结构②称为____________,该结构的形成来源于细胞器______________。物质③是_______,该物质的释放方式是:______。图乙结构兴奋的传递是_______向的,原因____________________________。
(4)在图乙中⑤处的液体为____________,⑥处的信号转换形式是__________________。
(5)渐冻症又称肌萎缩侧索硬化,是运动神经元疾病的一种,基本不能完成缩手反射运动,但调节心跳、呼吸的基本生命中枢正常,至少说明其_____________是完好无损的。图乙所示的活动中体现了细胞膜具有:控制物质进出细胞及___________________________________等功能。
【答案】
(1) 反射 传出神经末梢及其所支配的肌肉 Na+内流 协助扩散
(2)3/三
(3) 突触小泡 高尔基体 神经递质 胞吐 单 神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,不能反向传递
(4) 组织液 化学信号转变为电信号
(5) 脑干 细胞间信息交流
【详解】(1)B上有神经节,因此A为感受器,B为传入神经,C为神经中枢,D为传出神经,E为效应器,以上五部分共同构成反射弧,反射弧是完成反射的结构基础,因此用针刺A时,引起E收缩的现象被称为反射,E效应器包括传出神经末梢及其所支配的肌肉。动作电位形成的机理是神经元细胞接受刺激后引起钠离子通过通道内流,形成外负内正的膜电位。此时钠离子的跨膜运输方式是协助扩散。
(2)缩手反射的反射弧包括:感受器 → 传入神经 → 神经中枢(脊髓) → 传出神经 → 效应器。完成缩手反射至少需要:传入神经元(感觉神经元);脊髓中的中间神经元;传出神经元(运动神经元);因此若发生缩回,需要 3个神经元参与。
(3)图乙中的结构②称为突触小泡,内含神经递质,该结构的形成来源于高尔基体。物质③是神经递质,通过胞吐释放到突触间隙中。图乙结构兴奋的传递是单向的,兴奋传递单向的原因是神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,而不能从突触后膜传向突触前膜。
(4)图乙中⑤处的液体为组织液,⑥是突触后膜,神经递质与后膜上的受体结合,发生的信号转换形式是化学信号转变为电信号。
(5)呼吸中枢在脑干,渐冻症患者调节心跳、呼吸的基本生命中枢正常,说明其脑干是完好无损的。图乙中突触前膜释放神经递质,作用于突触后膜,使突触后膜产生电位变化,体现了细胞膜控制物质进出细胞及进行细胞间信息交流等功能。
3.图a表示由甲、乙、丙三种神经元构成的突触结构,神经元兴奋时,Ca2+通道开放,使Ca2+内流,Ca2+使突触小泡前移并释放神经递质;图b是图a中丁部位的放大图;图c表示神经元某部位受刺激前后膜电位变化情况。回答下列相关问题:
(1)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__________(填“增强”或“减弱”),血浆蛋白从血浆进入脑脊液,引起脑脊液渗透压__________(填“升高”或“降低”),进而引起脑组织水肿,此时机体的内环境处于失调状态。而内环境稳态指内环境中各种化学成分和__________保持相对稳定,需要依靠__________调节网络来维持。
(2)图a中,Ca2+通道开放,使Ca2+内流,甲神经元与乙神经元组成的突触结构的突触前膜所发生的信号转换为__________。甲神经元释放神经递质a后,乙神经元兴奋,丙神经元抑制,请分析其原因:__________________________________________________。
(3)图b中B测量的电位是__________(填“静息电位”或“动作电位”),图c中D点电位形成的原因主要是________________。
【答案】
(1) 增强 升高 理化性质 神经-体液-免疫
(2) 电信号→化学信号 甲神经元释放的神经递质a为兴奋性递质,使乙神经元兴奋;乙神经元释放的神经递质b为抑制性递质,使丙神经元抑制
(3) 动作电位 Na+内流
【详解】(1)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,毛细血管通透性增强时,血浆蛋白会进入脑脊液,使脑脊液渗透压升高,进而引发脑组织水肿;内环境稳态指内环境中各种化学成分和理化性质保持相对稳定,需要依靠神经-体液-免疫调节网络来维持。
(2)图a中,动作电位到达突触前膜,Ca2+通道开放,使Ca2+内流,促使突触前膜释放神经递质,完成了电信号到化学信号的转换,所以甲神经元与乙神经元组成的突触结构的突触前膜所发生的信号转换为电信号→化学信号;甲神经元释放的神经递质a为兴奋性递质,使乙神经元兴;乙神经元释放的神经递质b为抑制性递质,使丙神经元抑制。
(3)图b中B测量的电位表现为外负内正,是动作电位,图c中D点处于动作电位形成过程中,所以图b中B与图c中D点电位产生的原因主要是Na+内流。
4.排尿是一种复杂的反射活动,当膀胱被尿液充盈时,膀胱内牵张感受器受到刺激产生冲动。人体的大脑皮层中有使人产生尿意并控制排尿反射的高级中枢。在脊髓灰质中有能调节膀胱逼尿肌收缩、尿道括约肌舒张的低级中枢,可以完成排尿反射。如图表示人体神经系统不同中枢对排尿的调节过程,请回答以下问题:
(1)人体直接完成排尿反射的中枢位于_______________(填“大脑”“小脑”或“脊髓”)中,婴幼儿的神经系统发育不完全,排尿属于不受大脑皮层控制的非条件反射,但健康的成年人可以适当“憋尿”,环境适宜时才会排尿,若从神经系统分级调节的角度分析“憋尿”现象,说明______________________。
(2)当膀胱内牵张感受器受到尿液压力刺激产生神经冲动时,神经冲动会传递到a使其兴奋,会促进膀胱_______________从而促进排尿。当c神经元将兴奋传递给a神经元时,突触前膜一般通过_______________方式释放神经递质,它与______________________________结合,引起突触后膜发生_______________变化,引发一次新的神经冲动(兴奋)。
(3)正常成年人产生尿意后,在适宜条件下便能通过意识支配完成排尿过程。请据图分析,用图中字母及箭头表示健康成年人尿意的产生过程______________________________。
(4)某成年人神经系统受损,虽能产生尿意,但却出现“尿失禁”(排尿不受控制),推测其受损的部位最可能是图中的_______________(填图中字母)部位。
【答案】
(1) 脊髓 低级中枢的调节活动受到高级中枢的调控
(2) 逼尿肌收缩、尿道括约肌舒张 胞吐 突触后膜上的特异性受体 电位
(3)b→e→f
(4)d
【详解】(1)人体直接完成排尿反射的中枢位于脊髓。从神经系统分级调节的角度分析“憋尿”现象,说明低级中枢的调节活动受到高级中枢的调控。
(2)根据题干对排尿反射的描述,脊髓排尿中枢兴奋后,会促进膀胱的逼尿肌收缩、尿道括约肌舒张,完成排尿过程。神经递质储存于突触前膜的突触小泡中,在突触处是通过胞吐的方式从突触前膜释放;释放的神经递质需要与突触后膜上的特异性受体结合,才能引发突触后膜的电位变化,进而产生新的神经冲动。
(3)膀胱内牵张感受器受到刺激产生神经冲动,沿着传入神经先传到脊髓,进而将神经冲动传到大脑皮层产生尿意,用题图中字母及箭头表示健康成年人尿意的产生过程为b→e→f。
(4)该患者能产生尿意,说明感受器、传入通路和大脑皮层的功能都完好,即b、e、f均正常;但排尿不受控制,说明大脑皮层无法向下调控脊髓的低级排尿中枢,最可能是大脑皮层指向脊髓的下行调控通路d受损,导致高级中枢无法控制脊髓的排尿反射。
5.对离体的枪乌贼神经纤维上的m或n点施加刺激,并用微电表测定其膜电位的变化。图1表示某位点在不同时刻的膜电位变化曲线,图2表示在不同位点同一时刻记录得到的微电表指针偏转情况及膜电位变化曲线。回答下列问题。
(1)图1中a点膜电位的形成机理是________________________________________________。
(2)若增加细胞外液中的Na+浓度,c点将____________(填“上移”“下移”或“不变”)。
(3)已知胞内K+浓度总是高于胞外,胞外Na+浓度总是高于胞内。若抑制钠钾泵活动,静息电位和动作电位的幅度变化分别为____________、____________(填“减小”“增大”或“不变”)。
(4)根据图1、图2信息推测,图2中的刺激点位于__________(填“m”或“n”)点。③、④处微电表指针偏转情况分别为____________、____________(填“偏左”“偏右”或“中间”)。
【答案】
(1)K+外流
(2)上移
(3) 减小 减小
(4) m 中间 中间
【详解】(1)图1表示的是神经纤维上某一位点动作电位的产生和恢复的过程,a点时的膜电位称为静息电位,静息电位形成原因是K+外流。
(2)图1中c点为动作电位峰值,动作电位形成原因为Na+内流,细胞外液中Na+浓度增加, 膜内外Na+浓度差增大,Na+内流增多,动作电位峰值增大,c点上移。
(3)若抑制钠钾泵活动,导致膜外Na+和膜内 K+减少,膜两侧的离子浓度差不能维持,静息电位和动作电位的幅度都将减小。
(4)图2表示的是某一时刻不同位点膜电位的示意图,根据图1可知,静息电位为-70mV,结合图2可知,②所在位点膜电位低于-70mV,说明①已经恢复静息电位,③处于复极化过程,④处于反极化过程,⑤处于静息电位(还未产生兴奋),因此刺激位点位于m点,兴奋从m向n处传导。结合图2可知,③④处膜电位为0,即膜内外电位相等,微电表指针位于中间。
题型3 体液调节功能
1.下图为正常人体进食后血糖浓度变化和血糖调节部分过程示意图,请据图回答:
(1)图中M点时激素甲分泌量增加,可大量激活组织细胞的细胞膜上葡萄糖转运载体,其意义是________________。若长时间处于N点状态,人体会表现出肢体乏力,主要原因是______________________。
(2)胰岛素所作用的靶细胞为______________。胰岛素与细胞__________(填“膜上”或“膜内”)相应受体结合后才可以发挥正常生理效应。经检测有些糖尿病患者体内胰岛素含量并不低,却表现出糖尿病的症状,其可能的原因是__________________________________。
(3)当血糖含量下降时,________的某个区域兴奋,通过________神经使________细胞分泌________,使血糖含量上升。
(4)除图示激素外,人体内有_________________________激素(至少两项)参与调节血糖浓度,直接或间接地提高血糖浓度。
【答案】
(1) 促进组织细胞加速摄取葡萄糖 能量供应不足
(2) 几乎全身所有细胞 膜上 胰岛素的受体缺失(或失效)
(3) 下丘脑 交感 胰岛A 胰高血糖素
(4)糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素
【详解】(1)M点血糖升高,直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素和促进下丘脑中枢神经系统调节胰岛B细胞分泌胰岛素,胰岛素分泌量增加,可大量激活组织细胞的细胞膜上葡萄糖转运载体,促进组织细胞加速摄取葡萄糖。若长时间处于N点低血糖状态,由于糖类是主要的能源物质,会由于能量供应不足而表现出肢体乏力。
(2)所有细胞均以葡萄糖作为主要能源物质,胰岛素可促进组织细胞加速摄取葡萄糖,可推知胰岛素几乎作用于全身所有细胞。胰岛素属于大分子蛋白质,难以进入细胞,与细胞膜上相应受体结合后才可以发挥正常生理效应。有些糖尿病患者体内胰岛素含量并不低,却表现出糖尿病的症状,说明胰岛素的受体缺失(或失效),导致胰岛素不能发挥作用。
(3)当血糖含量下降时,血糖调节中枢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,使血糖含量上升。
(4)人体内有多种激素参与调节血糖浓度,如糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素等,它们通过调节有机物的代谢或影响胰岛素的分泌和作用,直接或间接地提高血糖浓度。胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素。
2.下图是血糖浓度、神经递质(乙酰胆碱)和某些激素等对胰岛B细胞分泌活动的部分调节机理。请据图回答问题:
(1)血液中葡萄糖的来源包括__________________经消化吸收进入血液、____________分解成葡萄糖进入血液、____________可以转化为葡萄糖进入血液。
(2)健康者血糖升高,位于下丘脑中的血糖调节中枢兴奋,通过迷走神经释放乙酰胆碱作用于胰岛B细胞,导致胰岛B细胞兴奋,引起Ca2+大量内流,促进_________________降低血糖。
(3)胰高血糖素通过与________________________结合激活细胞膜上腺苷酸环化酶,后者催化合成细胞内第二信使cAMP,经过信号转导加快过程⑤。参与过程⑤的酶是____________,胰岛素mRNA通过________进入细胞质,在________________________(细胞器)上完成胰岛素分子的合成、加工、包装运输等。
(4)胰高血糖素样肽-1受体激动剂(GLP-1RA)是一种新型降糖药,结合图示分析,GLP-1RA降糖的主要机理是GLP-1RA与GLP-1R结合,经信号转导促进___________________________________________________________________________。
【答案】
(1) 食物中的糖类 肝糖原 非糖物质
(2)储存在分泌囊泡中的胰岛素迅速释放
(3) GCGR(或胰高血糖素受体) RNA聚合酶 核孔 核糖体、内质网和高尔基体
(4)胰岛素基因表达和胰岛素的分泌
【详解】(1)血糖的三个来源分别是:食物中糖类经消化吸收进入血液、肝糖原分解(肌糖原无法直接分解为葡萄糖补充血糖)成葡萄糖进入血液、脂肪等非糖物质转化为葡萄糖进入血液。
(2)血糖调节中枢位于下丘脑;结合题图可知,下丘脑血糖调节中枢兴奋,通过迷走神经释放乙酰胆碱作用于胰岛B细胞,导致胰岛B细胞兴奋,引起Ca2+大量内流,使贮存在分泌囊泡中的胰岛素迅速释放,胰岛素发挥功能,从而降低血糖。
(3)激素需要与受体结合后起作用,图2中胰高血糖素需要与胰高血糖素受体(GCGR)结合并起作用;⑤是胰岛素基因指导mRNA合成的过程,表示转录,转录过程需要RNA聚合酶催化;mRNA通过核孔进入细胞质,胰岛素的本质是分泌蛋白,其合成、加工、包装需要核糖体、内质网和高尔基体的参与。
(4)结合图示分析可知,GLP-1RA降糖的主要机理是:GLP1RA与GLP-1R结合,信号转导使 cAMP 升高,激活 PKA,一方面促进胰岛素基因表达,另一方面促进胰岛素的分泌,胰岛素增多降低血糖。
3.在神经和激素的调控下人体能够适应内外环境的变化,其中下丘脑和垂体在人体内分泌活动中起重要的调节作用。下图是部分激素分泌调控模式图,主要包括①至⑤五个过程,a、b、c代表人体内不同的激素。请回答下列问题:
(1)垂体是人体重要的内分泌腺,不仅分泌[a]生长激素,还分泌[ ]______来调节其他内分泌腺的活动。但下丘脑才是人体调节内分泌活动的枢纽,因为____________。
(2)某同学吃了较咸的食物产生了渴觉,请根据反射弧有关知识写出渴觉是如何产生的。________________
(3)由图可知,垂体释放的抗利尿激素的主要功能是______,①~⑤过程中属于反馈抑制作用的是______。
(4)当人突然进入寒冷环境中,与c具有协同作用的______(激素)分泌量也将增加,导致内脏器官产热量增加。如果用激素c饲喂小白鼠,再放入密闭容器中,其对缺氧的敏感性将______。
(5)某患儿体内产生了大量b受体的抗体,该抗体可以结合b受体而充当b的作用,从而引起甲状腺功能亢进,这类疾病在免疫学上称为______疾病。经检查该患儿还被确诊为胸腺先天性缺失,与正常儿童相比,该患儿缺少的免疫功能是______。
【答案】
(1) b 促甲状腺激素 下丘脑能分泌促激素释放激素调控垂体的分泌活动,进而间接调控其他内分泌腺的分泌,因此是内分泌调节的枢纽
(2)吃的食物过咸→细胞外液渗透压升高→刺激下丘脑渗透压感受器→传入神经→大脑皮层(感觉区)→产生渴觉
(3) 加强肾小管、集合管重吸收水分,减少尿量,使血浆渗透压降低 ④⑤
(4) 肾上腺素 提高
(5) 自身免疫性 细胞免疫和部分体液免疫
【详解】(1)垂体通过分泌促激素来调节其他腺体的分泌活动。如:垂体分泌促甲状腺激素可调节甲状腺激素的分泌。下丘脑能分泌促激素释放激素调控垂体的分泌活动,进而间接调控其他内分泌腺的分泌,因此是内分泌调节的枢纽。
(2)食物过咸可导致细胞外液渗透压升高,位于下丘脑的渗透压感受器感受刺激并产生兴奋,兴奋经传入神经传到大脑皮层,产生渴觉。
(3)垂体释放的抗利尿激素可促进肾小管和集合管对水分的重吸收。甲状腺激素分泌量增加可抑制垂体和下丘脑的分泌活动,这属于负反馈调节。
(4)在机体产热过程中甲状腺激素和肾上腺素均有促进物质的氧化分解的作用。因激素c有加速物质氧化分解的作用,故饲喂激素c的个体因物质氧化分解加速而耗氧量增大,所以表现为对缺氧的敏感性提高。
(5)该个体产生的抗体对自身的正常成分起作用发生了免疫反应,这种疾病称为自身免疫性疾病。T淋巴细胞是在胸腺发育成熟的,而T淋巴细胞既参与细胞免疫又参与部分体液免疫反应,故该患者缺失了细胞免疫和部分的体液免疫功能。
4.下图是水盐调节、血糖调节及体温调节的部分过程,请据图回答下列问题:
(1)图中下丘脑通过_______过程(用图中序号表示)控制甲状腺的分泌活动,这种调节机制称为_____。
(2)饥饿时下丘脑通过释放__________(填“激素”、“神经递质”或“细胞因子”)类信息分子参与血糖调节,最终使血糖浓度上升,此血糖调节过程属于___________(填“神经”、“体液”或“神经-体液”)调节。激素需要与靶细胞的受体结合才能发挥作用,胰岛素的受体分布在靶细胞的___________(填“细胞膜上”“细胞质中”或“细胞核中”)。
(3)当你在寒风中瑟瑟发抖,骨骼肌战栗,这属于_____反射,其效应器由_______组成。
(4)大量出汗时,细胞外液渗透压升高,______过程(用序号表示)分泌、______过程(用序号表示)释放的_____(激素)分泌量_______,作用于________后会使尿量减少。
【答案】
(1) ②③ 分级调节
(2) 神经递质 神经-体液 细胞膜上
(3) 非条件 传出神经末梢及其支配的骨骼肌
(4) ② ⑤ 抗利尿激素 增多 肾小管和集合管
【详解】(1)下丘脑接受刺激后,经过程②分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体,垂体再经过程③分泌促甲状腺激素作用于甲状腺(即图中内分泌腺),因此过程为②③,这种分层级的调控机制称为分级调节。
(2)饥饿时血糖浓度降低,下丘脑血糖调节中枢通过传出神经释放神经递质作用于胰岛A细胞,调节胰高血糖素的分泌,最终升高血糖;该过程既有神经系统参与,也有激素(胰高血糖素)参与体液调节,因此属于神经-体液调节。胰岛素是蛋白质类大分子激素,无法穿过细胞膜进入细胞内,因此它的特异性受体分布在靶细胞的细胞膜上。
(3)骨骼肌战栗是人生来就有的先天性反射,不需要后天学习建立,因此属于非条件反射;根据反射弧效应器的定义,该反射的效应器是传出神经末梢及其支配的骨骼肌。
(4)大量出汗会导致细胞外液渗透压升高,刺激下丘脑渗透压感受器:抗利尿激素由下丘脑神经细胞合成分泌(对应过程②,下丘脑分泌后将该激素运输至垂体储存),再由垂体释放(对应过程⑤),此时抗利尿激素的分泌量增多,该激素作用于肾小管和集合管,促进肾小管和集合管对水分的重吸收,最终使尿量减少,维持渗透压平衡。
5.甲减(Hypothyroidism)是一种因甲状腺功能减退无法正常产生足够的甲状腺激素(TH)造成的疾病,患者常表现出食欲减退、胃肠道的蠕动减慢等症状。如图为机体受相应刺激后分泌甲状腺激素的机理示意图,图中“→”表示促进作用,“⇢⇢”表示抑制作用。回答下列问题:
(1)激素a为____________________。图中导致甲状腺激素分泌增加的“刺激X”可能是________________。在刺激X的作用下,机体内TH的含量升高,但不会持续升高,一方面是因为TH的含量升高会通过________________________调节使相应激素释放减少;另一方面是因为________________。
(2)机体血碘过高时,可________________(填“促进”或“抑制”)甲状腺滤泡细胞合成和分泌TH,有利于机体及时调控对TH的分泌。下丘脑通过“下丘脑—垂体—甲状腺轴”调节TH的分泌,这种分级调节一方面可以____________________,另一方面可形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
(3)据图可知,甲状腺滤泡细胞的受体有促甲状腺激素受体和________________受体。甲减患者表现食欲减退、胃肠道蠕动减慢的原因是_______________________________。
【答案】
(1) 促甲状腺激素释放激素 寒冷刺激 负反馈 激素发挥完作用就会失活
(2) 抑制 放大激素的调节效应
(3) 神经递质
甲状腺激素(TH)能促进新陈代谢、提高神经系统兴奋性,甲减患者TH分泌不足,消化系统的代谢减慢、兴奋性降低,因此出现食欲减退、胃肠道蠕动减慢
【详解】(1)下丘脑会分泌促甲状腺激素释放激素(激素a); 外界条件寒冷,下丘脑会分泌促甲状腺激素释放激素,故图中导致甲状腺激素分泌增加的“刺激X”可能是寒冷刺激。在寒冷刺激的作用下,机体内甲状腺激素(TH)甲状腺激素(TH)的含量升高,但不会持续升高,一方面是因为甲状腺激素(TH)的含量升高会通过负反馈调节,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,使促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素分泌减少,另一方面激素发挥完作用就会失活了。
(2)由图可知,当机体血碘过高时,可抑制甲状腺滤泡细胞合成和分泌TH,有利于机体及时调控对TH的分泌。“下丘脑—垂体—甲状腺”的调节方式属于分级调节,其意义是可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控。
(3)除了促甲状腺激素的受体,自主神经(传出神经)可释放神经递质作用于甲状腺滤泡细胞,因此该细胞还含有神经递质受体。甲状腺激素的功能是促进新陈代谢、提高神经系统兴奋性,甲减患者TH不足,消化系统代谢减慢、兴奋性下降,因此表现出食欲减退、胃肠蠕动减慢的症状。
题型4免疫调节功能
1.如图是免疫细胞之间相互作用的部分模式图(细胞A为抗原呈递细胞,细胞B为辅助性T细胞,细胞C为B细胞,物质Ⅰ为细胞因子,物质Ⅱ为抗体)。请回答:
(1)细胞A摄取和处理抗原的过程________(填“需要”或“不需要”)消耗能量。处理后的抗原可与细胞B表面的受体结合,激活细胞B。
(2)物质Ⅰ(细胞因子)可以促进细胞C增殖、分化形成________细胞和记忆B细胞。
(3)物质Ⅱ(抗体)的化学本质是________,它主要分布在________中。
(4)在二次免疫应答中,当相同抗原再次入侵时,记忆B细胞能迅速增殖分化,产生更强的免疫反应。与初次免疫相比,二次免疫的特点是________。
(5)若某人先天缺乏胸腺,其体内的________(填“细胞免疫”、“体液免疫”或“两者均”)将受到严重影响。
【答案】
(1)需要
(2)浆
(3) 蛋白质 血清(或血浆、组织液、淋巴液)
(4)反应更快、更强烈,产生的抗体更多
(5)两者均
【详解】(1)细胞A是抗原呈递细胞,通过胞吞方式摄取抗原,胞吞过程需要消耗ATP,且细胞内对抗原的加工处理过程也需要能量供应,因此该过程需要消耗能量。
(2)B细胞(细胞C)活化后,在细胞因子的作用下会增殖分化为两类细胞:一类是可分泌抗体的浆细胞,另一类是具有长期抗原记忆能力的记忆B细胞。
(3)物质Ⅱ(抗体)是浆细胞合成分泌的免疫活性物质,化学本质为免疫球蛋白(属于蛋白质类物质);抗体主要分布在血清(血浆)中,此外组织液、外分泌液中也有少量分布。
(4)初次免疫后机体内留存了记忆B细胞,相同抗原再次入侵时,记忆B细胞可快速识别抗原,短时间内增殖分化为大量浆细胞、产生大量抗体,因此二次免疫比初次免疫反应更快、强度更高,能更迅速地清除抗原。
(5)胸腺是T细胞分化、成熟的场所,先天缺乏胸腺则无法产生成熟的T细胞:T细胞是细胞免疫的核心功能细胞,同时辅助性T细胞分泌的细胞因子是B细胞活化的关键信号,参与绝大多数体液免疫过程,因此细胞免疫和体液免疫都会受到严重影响。
2.当人体遭遇病原体感染时,免疫系统会被激活,产生免疫反应清除病原体,同时神经和体液系统也会参与调节,共同维持内环境稳态。例如,感染流感病毒后,人体会出现发热、乏力等症状,随后逐渐康复。请结合神经—体液—免疫调节网络的相关知识,回答下列问题:
(1)流感病毒侵入人体后,首先被免疫系统中的______(如吞噬细胞)识别并处理,随后激活特异性免疫反应,产生抗体和效应T细胞清除病毒。该过程体现了免疫系统在稳态调节中的______功能。
(2)感染过程中出现的发热症状,是由于病毒刺激下丘脑体温调节中枢,导致甲状腺激素和肾上腺素分泌增加,这些激素的作用是______,使产热增加。同时,神经调节使皮肤血管收缩、汗腺分泌减少,减少散热。发热时体温维持在38.5℃左右,此时产热______散热(填“大于”“等于”或“小于”)。
(3)发热会导致人体乏力,原因是______。感染康复后,人体会产生记忆细胞,当再次接触该病毒时,记忆细胞会快速增殖分化,缩短免疫反应时间,这体现了免疫系统对稳态的______调节作用。
(4)请简要说明神经—体液—免疫调节网络在感染康复过程中的协同作用:______。
【答案】
(1) 非特异性免疫细胞 防御
(2) 提高细胞代谢速率,增加产热 等于
(3) 体温升高使细胞内酶的活性降低,细胞代谢速率下降,能量供应不足 前瞻性(或预见性)
(4)免疫系统识别并清除病毒,同时免疫细胞分泌的细胞因子可调节神经和体液系统的功能;神经调节控制体温、呼吸等生理活动,为免疫反应提供适宜环境;体液调节通过激素调节代谢和免疫细胞活性,三者协同维持内环境稳态
【详解】(1)流感病毒侵入人体后,首先被免疫系统中的吞噬细胞等非特异性免疫细胞识别并处理,随后激活机体启动体液免疫和细胞免疫从而产生相应抗体和效应T细胞清除病毒。免疫系统清除病原体的过程体现了免疫防御功能。
(2)甲状腺激素和肾上腺素能够加快新陈代谢,增加机体产热量;高温持续期,体温维持稳定,机体产热与散热处于平衡状态(等于)。
(3)发热使体温超过酶的最适温度,酶活性降低,细胞代谢减慢,能量供应不足导致乏力;当再次接触该病毒时,记忆细胞会快速增殖分化,记忆细胞可快速应对再次感染,体现免疫系统对稳态的前瞻性调节。
(4)神经—体液—免疫调节网络在感染康复过程中的协同作用体现在:首先免疫系统识别并清除病毒,同时免疫细胞分泌的细胞因子可调节神经和体液系统的功能;神经调节控制体温、呼吸等生理活动的稳态,为免疫反应提供适宜环境(温度、pH等);体液调节通过激素调节代谢和免疫细胞活性,三者协同维持内环境稳态。
3.支原体肺炎是由支原体引发的下呼吸道感染,临床表现为发热、咳嗽,严重时可造成多个脏器受到损害,如图为支原体侵入人体后发生的部分免疫反应(其中a、b、c表示细胞,d表示物质,①~⑥表示过程)。据图回答下列问题:
(1)少量支原体可以被第一道防线阻挡和清除,进入体液的支原体,一部分可以被体液中的______________清除,其余则要依赖特异性免疫清除。
(2)图中过程为特异性免疫中的________,这种免疫方式主要依赖________来作战。
(3)抗原经APC细胞摄取、处理并呈递给辅助性T细胞,APC包括______________(答出2点)等。B细胞活化需要两个信号的刺激,抗原表面的信号分子与B细胞表面受体结合,这为激活B细胞提供了第一个信号,激活B细胞的第二个信号是______________,此外,还需要________的作用。图中b细胞在人体内由________细胞经分裂、分化而来,其______(“可以特异性”“可以非特异性”或“不可以”)识别抗原。
(4)d与支原体结合后,可以抑制__________________来发挥免疫效应。④过程的特点是_________。
【答案】
(1)杀菌物质和吞噬细胞
(2) 体液免疫 抗体
(3) B细胞、树突状细胞和巨噬细胞 辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合 细胞因子 记忆B(或B) 不可以
(4) 病原体的增殖或对人体细胞的黏附 更快速、更高效地产生更多抗体
【详解】(1)非特异性免疫包括人体的第一、二两道防线,第二道防线由体液中的杀菌物质和吞噬细胞构成,所以进入体液的支原体,一部分可以被体液中的杀菌物质和吞噬细胞清除。
(2) 由图可知,图中的免疫是通过浆细胞产生相应抗体来作战,属于体液免疫。
(3)抗原呈递细胞(APC细胞)包括B细胞、树突状细胞和巨噬细胞。在免疫应答中,B细胞的活化需要两个信号的刺激:抗原表面的信号分子与B细胞表面受体结合,这为激活B细胞提供了第一个信号,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号,此外还需要细胞因子的作用;图中b为浆细胞,能产生抗体,在人体内由B细胞或记忆B细胞增殖分化形成,浆细胞不可以识别抗原。
(4) d是由浆细胞分泌的抗体,支原体是抗原,抗体与病原体结合后,可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。④过程为二次免疫过程,二次免疫时,由于记忆细胞迅速增殖分化,产生大量浆细胞,浆细胞快速产生大量抗体,快速消灭病原体,机体的症状相对第一次感染较轻。与初次免疫相比,二次免疫更快速、更高效、产生的抗体更多。
4.科研人员为探究疫苗免疫机制,利用健康小鼠开展特异性免疫实验,分为空白组、抗原注射组、疫苗免疫组,检测各组抗体浓度、记忆细胞数量,实验结果如下表,结合免疫过程图回答问题。
组别
初次免疫抗体浓度
二次免疫抗体浓度
记忆细胞留存数量
空白对照组
0
0
极少
直接注射抗原组
较高
高
较多
疫苗免疫组
低
极高
大量
(1)疫苗属于________(填“抗原”或“抗体”),可刺激机体产生特异性免疫应答。
(2)体液免疫中,辅助性T细胞的作用是________,浆细胞的功能是________。
(3)对比表格数据,分析疫苗免疫二次应答显著更强的原因:________。
(4)新型疫苗多为减毒或灭活疫苗,无致病性但保留抗原性,简述疫苗预防疾病的原理:________。
【答案】
(1)抗原
(2) 识别抗原、分泌细胞因子,促进B细胞活化增殖分化 专一合成并分泌抗体
(3)疫苗免疫可诱导机体产生大量记忆细胞,二次免疫时记忆细胞快速增殖分化,产生更多抗体,应答更强、更快
(4)疫苗作为无致病性抗原,刺激机体产生特异性抗体和记忆细胞;当相同病原体再次入侵时,记忆细胞快速启动二次免疫,快速清除病原体,达到预防效果
【详解】(1)疫苗的作用是刺激机体产生特异性免疫应答,本质属于抗原。
(2)体液免疫中,辅助性T细胞识别抗原后,通过分泌细胞因子促进B细胞的增殖分化;浆细胞是效应细胞,功能仅为合成并分泌抗体。
(3)结合表格数据可知,疫苗免疫可诱导机体产生大量记忆细胞,二次免疫时记忆细胞快速增殖分化,短时间产生大量抗体,应答更强、更快,因此二次免疫应答显著更强。
(4)减毒/灭活疫苗保留抗原性、失去致病性,疫苗作为无致病性抗原,刺激机体产生特异性抗体和记忆细胞;当相同病原体再次入侵时,记忆细胞快速启动二次免疫,快速清除病原体,达到预防效果。
5.胃是人体的消化器官,胃酸可杀灭随食物进入消化道的细菌并激活胃蛋白酶原。胃壁细胞通过靠近胃腔的细胞膜上的H+-K+泵和Cl-通道分别将H+和Cl-排入胃腔,形成盐酸,其过程如图所示。请回答下列问题。
(1)血液中的CO2穿越毛细血管壁后,进入内环境中的________,再以________的方式通过胃壁细胞膜进入细胞,经过化学反应形成。膜上Cl--反向转运体利用膜两侧的浓度梯度完成了和Cl-的跨膜运输,其中Cl-的运输方式是________。
(2)一方面,胃腔中K+________(选填“顺”或“逆”)浓度梯度进入胃壁细胞,参与该过程的蛋白质具有________功能;另一方面,胃壁细胞中的K+又以________的方式运出胃壁细胞。
(3)胃腔中酸液分泌过多时会伤害胃黏膜,从而使得人体免疫系统的第________道防线被破坏,导致免疫________功能减弱。目前常用的抑酸药物是PPIs,这种药物在酸性环境下才能被激活,活化后能与H+-K+泵结合,从而抑制胃酸分泌。但若长期服用PPIs可能造成消化道细菌感染,其原因是________________________________________________________________________________。
【答案】
(1) 组织液 自由扩散 主动运输
(2) 逆 运输和催化 协助扩散
(3) 一 防御 长期服用PPIs会持续抑制胃酸分泌,导致胃腔pH升高,无法杀灭随食物进入消化道的细菌,容易被感染
【详解】(1)毛细血管壁内侧是血浆,外侧内环境为组织液,CO₂先进入组织液再通过自由扩散进入胃壁细胞;Cl⁻通过Cl⁻-HCO3-反向转运体进入细胞,依赖HCO3-顺浓度梯度外排所形成的势能驱动,Cl-的运输方式是主动运输。
(2)胃腔pH=1.2(酸性强),细胞质pH=7.4,说明胃腔中H⁺高,从H⁺-K⁺泵工作原理看,它把H⁺泵出、K⁺泵入→说明胃腔中K⁺浓度低于细胞内,所以K⁺从胃腔进入细胞是逆浓度梯度;H⁺-K⁺泵是载体蛋白,同时水解ATP,所以兼具运输功能和催化功能(催化ATP水解)。从图中可看到,有K⁺通道,说明胃壁细胞中的K⁺运出胃壁细胞是顺浓度梯度,借助通道蛋白,属于协助扩散(或易化扩散)。
(3)皮肤、黏膜及其分泌物是人体免疫系统的第一道防线(非特异性免疫);胃黏膜分泌胃酸有杀菌作用,属于影响免疫防御功能(免疫三大功能:免疫防御、免疫自稳、免疫监视)。长期服用PPIs→抑制H⁺-K⁺泵→胃酸分泌减少→胃腔pH升高→杀菌能力下降→食物中细菌易在消化道定植繁殖→增加感染风险。
题型5植物生命活动调节功能
1.如表所示为五大类植物激素的部分生理效应,请分析回答:
种子发芽
顶端优势
果实生长
器官脱落
插条生根
生长素
促进
促进
抑制
促进
赤霉素
促进
促进
促进
抑制
抑制
细胞分裂素
促进
降低
促进
抑制
脱落酸
一般抑制
促进
乙烯
抑制
促进
(1)表中结果显示,同一激素在植物不同生长发育阶段引起的生理效应______,五大类激素中,在果实生长的调节中起协同作用的激素有__________________。表中结果说明植物的正常生长发育过程是__________________的结果。
(2)若解除植物的顶端优势可采用的措施有:______,____________。
(3)膨大剂是一种植物生长调节剂,其作用主要是促进细胞分裂,增加细胞的数量,膨大剂最可能是______类的植物调节剂。在西瓜坐果初期适量使用膨大剂可提高产量,但有些瓜农使用膨大剂后出现西瓜爆裂现象,可能的原因是施用膨大剂的______和______不合适。
【答案】
(1) 不同 生长素、细胞分裂素、赤霉素 多种激素共同调节
(2) 去除顶芽 施用一定浓度的细胞分裂素
(3) 细胞分裂素 时间 剂量
【详解】(1)分析表格内容可知,同一激素在植物不同生长发育阶段作用不同。在果实生长过程中生长素、细胞分裂素、赤霉素对果实的生长都有促进作用,所以这三种激素是协同作用。表中结果说明植物正常生长发育是多种激素共同调节的结果。
(2)顶端优势是植物的顶芽优先生长而侧芽受抑制的现象,因此可去除顶芽或施用一定浓度的细胞分裂素来解除顶端优势。
(3)膨大剂是一种植物生长调节剂,其作用主要是促进细胞分裂,增加细胞的数量,膨大剂最可能是细胞分裂素类的植物调节剂,有些瓜农使用膨大剂的时间和剂量不合适,会导致西瓜爆裂现象的发生。
2.生长素(IAA)是植物生长发育过程中的重要激素,油菜素内酯(BR)被称为第六类植物激素,其能促进芽、叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发等。图1为生长素的分子作用机制,图2为一定浓度的BR和不同浓度的IAA处理某植物幼根后统计得到主根的长度。回答下列问题:
(1)植物体内生长素的合成部位主要是_______。
(2)生长素促进植物生长的信号转导机制如图1所示。据图1分析,一方面,IAA与TIRI蛋白结合成复合物后,使阻遏蛋白________,释放出________,从而启动下游一系列基因的表达;另一方面促进质子泵________,导致细胞壁酸化,引发细胞壁伸长。
(3)由图2中虚线可得出的结论是________,结合图2曲线可知BR对IAA的生理作用具有________(填“抑制”或“促进”)作用。
【答案】
(1)幼嫩的芽、叶和发育中的种子
(2) 被降解 ARF(激活的 ARF) 水解 ATP 并将 H⁺运出细胞(将 H⁺运输到细胞壁一侧)
(3) 在一定浓度范围内,随 IAA 浓度升高,植物主根长度先增加后减少(低浓度 IAA 促进主根生长,高浓度 IAA 抑制主根生长,体现了生长素作用的两重性) 抑制
【详解】(1)生长素的主要合成部位有芽、幼嫩的叶、发育中的种子。
(2)由图1可知,生长素首先与细胞内受体TIRI特异性结合,一方面使阻遏蛋白被降解,释放出激活的ARF,从而启动下游一系列基因的表达。 另一方面,促进质子泵催化ATP水解、将H+运出细胞,导致细胞壁酸化,引发细胞壁伸长,促进细胞生长。
(3)图2中虚线(单独IAA处理即BR为0nM)表示生长素对主根生长的影响,根据曲线变化可得出的结论是在一定浓度范围内,随 IAA 浓度升高,植物主根长度先增加后减少(低浓度 IAA 促进主根生长,高浓度 IAA 抑制主根生长,体现了生长素作用的两重性)。BR与IAA同时处理即图2实线,图2的实验效果均低于虚线,因而可知,BR对IAA的生理作用具有抑制作用。
3.植物的生长发育受多种因素调控。回答下列问题。
(1)细胞增殖是植物生长发育的基础。细胞增殖包括_____和_____两个连续的过程,因而具有周期性。
(2)植物细胞分裂是由生长素和细胞分裂素协同作用完成的。在促进细胞分裂方面,生长素的主要作用是_____,细胞分裂素的主要作用是_____。
(3)研究发现,5-氨基乙酰丙酸(ALA)能缓解ABA对植物甲根系生长的抑制作用。研究人员检测不同处理条件下植物甲根尖细胞中内源IAA的含量。
处理
对照组
ABA
ALA
ABA+ALA
内源IAA含量相对值
20
5
20
14
实验结果说明ALA通过_____,缓解ABA对该植物根系生长的抑制作用。
(4)细胞膜上的PIN1是将IAA运出细胞的载体蛋白,YUC是细胞内与IAA合成相关的蛋白,研究人员测量各组植株YUC和PIN1的相对表达量,结果如下图。
综合图示信息,从IAA合成和运输的角度概括ALA缓解ABA对该植物根系生长抑制作用的机理:_____。
【答案】
(1) 物质准备 细胞分裂
(2) 促进细胞核的分裂 促进细胞质的分裂
(3)缓解ABA 诱导的IAA 含量下降(或提高根尖细胞中内源IAA含量)
(4)ALA并未缓解ABA诱导的IAA合成下降,仅缓解ABA对PIN1表达的抑制,从而缓解ABA对IAA向根部极性运输的抑制
【详解】(1)细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程。
(2)在促进细胞分裂方面,生长素主要是促进细胞核的分裂,细胞分裂素主要是促进细胞质的分裂,二者协同作用调控植物细胞分裂。
(3) 分析表格数据可知,在ABA处理下IAA含量降低,而ABA+ALA处理时IAA含量有所上升,说明ALA能缓解ABA 诱导的IAA 含量下降(或提高根尖细胞中内源IAA含量)。
(4)分析题图可知,ABA+ALA处理组与ABA组相比,IAA合成相关蛋白(YUC)表达量无明显变化,PIN1表达量升高。YUC是细胞内与IAA合成相关的蛋白,PIN1是将IAA运出细胞的载体,表明ALA并未缓解ABA诱导的IAA合成下降,仅缓解ABA对PIN1表达的抑制,从而缓解ABA对IAA向根部极性运输的抑制。
4.番茄是我国栽培面积最大的蔬菜,红光可通过多种途径参与其逆境响应。回答以下问题:
(注:相对电导率可反映细胞膜受损程度,盐害越重,相对电导率越高)
(1)植物细胞中光敏色素的化学本质是_________________。光敏色素感受红光信号后会抑制ABA(脱落酸)合成基因的表达,能缓解盐胁迫下ABA含量过高造成的_________________,进而维持光合效率。
(2)光敏色素互作因子(SIPIF)是光信号与逆境响应的核心物质。为探究红光条件、SIPIF与番茄耐盐性之间的关系,科研人员以番茄野生型(WT)、SIPIF突变体(KO)和SIPIF过表达体(OE)为材料,在不同条件下进行实验。结果如图1、图2所示。根据实验结果可推测:____________________________________________________________________。
(3)研究人员提出:SIPIF可能通过影响细胞中海藻糖(具有吸水保水功能)的合成,进而影响植物耐盐性。为此研究人员检测海藻糖合成的关键基因TPS的表达量,结果如图3。请结合以上实验结果,在图4中完善红光调节番茄耐盐性的分子机制_______________(括号内填“+”代表促进/“-”代表抑制,横线上填“↑”代表升高/“↓”代表下降)。
(4)综上所述,植物生长发育的调控是由_____________________________________________共同完成的。
(5)请基于以上研究内容,从环境调控和基因编辑技术角度提出提高番茄耐盐性的思路:①从环境调控角度,______________________________;②从基因编辑技术角度,______________________________。
【答案】
(1) 一类蛋白质(色素-蛋白复合体) 气孔关闭
(2)红光通过抑制SIPIF的表达,降低细胞膜受损程度,缓解盐害
(3)
(4)基因表达调控、激素调节和环境因素
(5) 对盐胁迫环境下的番茄适当补充红光照射,提升其耐盐性 敲除番茄的SIPIF基因,获得耐盐性提升的突变体番茄品系
【详解】(1)光敏色素化学本质为色素-蛋白复合体(一类蛋白质);ABA的作用是促进气孔关闭,盐胁迫下ABA大量合成会导致气孔关闭、CO2摄入不足,抑制光合效率,红光抑制ABA合成基因表达,即可缓解盐胁迫下ABA含量过高造成的气孔关闭,进而维持光合效率。
(2)结合图1:盐胁迫下红光处理的各组相对电导率(细胞膜损伤程度)远低于黑暗组,且SIPIF过表达体OE的电导率最高、突变体KO电导率最低;图2显示红光处理下SIPIF的表达量显著低于黑暗组,说明红光通过抑制SIPIF表达,减轻盐胁迫造成的细胞膜损伤,提升番茄耐盐性。
(3)图3显示SIPIF表达量越低(KO组),TPS表达量越高,SIPIF表达量越高(OE组),TPS表达量越低,说明SIPIF会抑制TPS表达;结合图2红光激活光敏色素后SIPIF表达量下降,因此红光调节番茄耐盐性的分子机制为:
(4)植物生长发育的调控,是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
(5)结合题干要求从两个角度提出思路:环境调控方向:对盐胁迫环境下的番茄适当补充红光照射,提升其耐盐性;基因编辑方向:敲除番茄的SIPIF基因,获得耐盐性提升的突变体番茄品系。
5.水稻是我国重要的粮食作物,其光合作用速率直接影响产量。光质、气孔运动及相关信号通路对光合速率均具有重要调控作用,其调控机制如图所示。回答下列问题:
注:“+”表示促进,“-”表示抑制
(1)图中结构①的名称是______________,其上发生的能量变化是____________________________。
(2)气孔开放程度直接影响胞间CO2浓度,进而影响光合速率。结合图示分析,若用药物抑制气孔开放,短时间内叶肉细胞中C5的含量会_____________(填“上升”或“下降”),原因是_____________。
(3)光敏色素的化学本质是______________。研究表明,通路2中红光可激活光敏色素,导致PIL15蛋白被降解,进而减弱脱落酸信号通路,促进气孔开放。远红光可使光敏色素失活,______________,抑制气孔开放。根据以上研究结果,生产实践中可以通过______________(写出1点即可)来降低蒸腾速率,提高抗旱性。
(4)图中两个通路对水稻生命活动的调节可说明:光不仅可以作为植物光合作用的能量来源,还可以作为______________来调控植物的生长发育。
【答案】
(1) 叶绿体的类囊体薄膜 光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能
(2) 上升 抑制气孔开放,胞间CO2浓度降低,CO2固定消耗的C5减少,而C3还原生成C5的过程短时间内不受影响,导致C5含量上升
(3) 色素—蛋白质复合体(或蛋白质) PIL15蛋白降解减少,进而增强脱落酸信号通路 适当增加远红光照射、适当使用脱落酸
(4)一种信号
【详解】(1)图中结构①能参与水的光解产生氧气,所以①是叶绿体的类囊体薄膜,其上分布着光合色素和相关酶,是光反应的场所。在类囊体薄膜上,光合色素吸收光能,将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。
(2)若用药物抑制气孔开放,胞间CO2浓度降低。CO2参与暗反应中CO2的固定过程,即CO2与C5结合生成C3,当CO2供应减少时,C5的消耗减少,而C3还原生成C5的过程短时间内不受影响,所以C5的含量上升。
(3)光敏色素的本质是色素—蛋白质复合体(或蛋白质)。依题意,光敏色素激活后,导致PIL15蛋白被降解。若远红光使光敏色素失活,则PIL15蛋白降解减少,进而增强脱落酸信号通路,抑制气孔开放。若要降低蒸腾速率,提高抗旱性,则要抑制气孔开放。根据以上研究结果,可通过适当增加远红光照射、适当使用脱落酸来降低气孔的开放程度,进而降低蒸腾速率,提高抗旱性。
(4)光不仅可以作为植物光合作用的能量来源,还可以作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。
考点03稳态调节的科学探究
题型1 实验基本理论
1.研究发现,不良精神因素易导致某种乳腺癌细胞质膜上膜蛋白PD-L1数量异常增加,后者易引起癌细胞扩散和转移,部分机制如图1所示,其中编号表示过程。
(1)据图1分析,引起分泌增加的因素可能有_____。(编号选填)
①促肾上腺皮质激素释放激素分泌增加
②神经递质作用于肾上腺
③的清除速率上升
④肾上腺素分泌减少
(2)下列①~④为图1中细胞,其中含合成基因的有_____。能产生免疫活性物质的有_____。(编号选填)
①神经元 ②巨噬细胞 ③细胞毒性T细胞 ④肾上腺皮质细胞
(3)图1过程②可能发生的生命现象有_____。
A.基因表达改变 B.细胞质膜破碎
C.引起免疫反应 D.DNA含量倍增
(4)欲通过降低癌细胞的PD-L1数量来控制其扩散和转移,以下措施中可行的是_____。
A.使用抗体中和PD-L1
B.阻断人体细胞受体蛋白的表达
C.抑制过程①释放物降解酶的活性
D.促进PD-L1基因启动子区域甲基化
自主神经功能失调的人群中乳腺癌发病率较高。为研究副交感神经抑制乳腺癌复发和肺组织转移的效应,研究人员以罹患乳腺肿瘤的小鼠为材料开展实验,结果如图2所示。
(5)下列数据对照组合合理的是_____。
A.1、2 B.2、3 C.2、3、4 D.1、3、4
(6)据图2数据分析,以下结论合理的是_____。
A.促进副交感神经调节具有抑制肿瘤复发的作用
B.促进副交感神经调节具有抑制肿瘤转移的作用
C.抑制副交感神经调节对肿瘤复发和转移无影响
D.实施副交感神经分离术能抑制肿瘤复发和转移
【答案】
(1)①③
(2) ①②③④ ②③
(3)AC
(4)AD
(5)AD
(6)AC
【详解】(1)①图中 代表肾上腺皮质激素,该激素的分泌受下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的分级调控,据此推测 ①促肾上腺皮质激素释放激素分泌增加会引起肾上腺皮质激素分泌增加,符合题意,①正确;
②神经递质作用于肾上腺会引起肾上腺素分泌增多,不符合题意,②错误;
③ 的清除速率上升会导致肾上腺皮质激素对下丘脑和垂体的反馈抑制作用减弱,因而引起肾上腺皮质激素分泌增多,③正确;
④肾上腺素分泌减少不会引起 增多,不符合题意,④错误。
故选①③。
(2)图中①神经元 ②巨噬细胞 ③细胞毒性T细胞 ④肾上腺皮质细胞来自同一个受精卵,因而其中含有的基因相同,即图中所有细胞(①②③④)均含有相关合成基因,其中能产生免疫活性物质的细胞有②巨噬细胞和③细胞毒性T细胞。
(3)图中过程②表示的生命现象是癌细胞表面的PD-L1与细胞毒性T细胞表面的受体结合后会引起细胞毒性T细胞数量下降,该过程中发生的现象是细胞毒性T细胞死亡,该过程中发生依赖细胞中基因表达的改变实现,由于细胞毒性T细胞的死亡,进而引起免疫反应的改变,即会使得癌细胞逃逸,该过程中不会发生细胞质膜破碎和DNA含量倍增的情况,即AC正确。
故选AC。
(4)A、使用抗体中和PD-L1,则会减少癌细胞表面的PD-L1,进而可控制癌细胞的扩散和转移,A正确;
B、阻断癌细胞受体蛋白的表达,会减少癌细胞的扩散和转移,B错误;
C、激活过程①释放物降解酶的活性,可能会减少PD-L1的表达,进而可控制癌细胞的扩散和转移,C错误;
D、促进PD-L1基因启动子区域甲基化,则会减少PD-L1蛋白的数量,进而可控制癌细胞的扩散和转移,D正确。
故选AD。
(5)本实验目的是研究副交感神经抑制乳腺癌复发和肺组织转移的效应,根据实验目的可推测,图中1、2和1、3、4之间形成对照,前者研究的是促进副交感神经调节在抑制乳腺癌复发和肺组织转移的效应,后者研究的是实施副交感神经分离术在抑制乳腺癌复发和肺组织转移的效应,AD正确。
故选AD。
(6)结合图2实验结果可以看出免疫抑制细胞占比减少,因而推测促进副交感神经调节具有抑制肿瘤复发的作用;同时第3组结果显示,癌变细胞占比无明显变化,因而说明,抑制副交感神经调节对肿瘤复发和转移无影响,即AC正确。
故选AC。
2.Ⅰ.甲图表示燕麦幼苗生长素浓度与作用的关系;乙图表示将一株燕麦幼苗水平放置,培养一段时间后的生长情况。
(1)甲图中,c点生长素浓度对于芽来说是______(选填“高”或“低”)浓度。
(2)乙图中b侧生长素浓度______(选填“大于”或“小于”或“等于”)a侧,这是由于生长素发生了______运输,a侧生长素浓度对茎生长的效应是______。
Ⅱ.植物的向性运动与生长素的调节有关。根据所学知识,回答有关问题。
(3)上图中能弯曲生长的有_____。
(4)当探究植物向光性产生的外因时应设置a和______对照。
(5)在上述实验设计过程中,必须遵循的原则是______(答出两点)。
【答案】
(1)低
(2) 小于 横向 促进
(3)ce
(4)c
(5)对照性原则、单一变量原则、平行重复原则
【详解】(1)甲图中,c 点生长素浓度促进芽的生长,因此对于芽来说是低浓度。
(2)由于重力作用,乙图中 b 侧生长素浓度小于a 侧,这是由于重力引起的,使得生长素发生了横向运输,使a侧生长素浓度高于b侧,由于茎对生长素不敏感,因此a 侧生长素浓度对茎生长的效应是促进生长,即茎表现为背地生长的现象。
(3)幼苗的尖端是感光部位,因此上图中能弯曲生长的有c、e。
(4)植物的向光性由单侧光引起,当探究植物向光性产生的外因时应设置单侧光和均匀光,应选a和c对照。
(5)实验设计通常应遵循对照性原则、单一变量原则、等量原则,因此在上述实验设计过程中,必须遵循的原则是对照性原则、等量原则、单一变量。
3.脑脊液是存在于脑室及蛛网膜下腔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。请回答下列问题:
(1)脑脊液________(填“属于”或“不属于”)细胞外液,它与血浆之间的物质运输是________(填“双向”或“单向”)的。
(2)脑细胞通过____________与外界环境进行物质交换。脑脊液的化学成分和理化性质随__________________在不断发生变化,这种变化会引起正常机体通过________________调节网络,使____________协调活动,共同维持稳态。
(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,引起脑脊液渗透压________,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。请回答下列问题:
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的结论:
①____________________;
②____________________。
【答案】
(1) 属于 双向
(2) 脑脊液 外界环境的变化和体内细胞代谢活动的进行 神经-体液-免疫 各个器官、系统
(3)升高
(4) 相互对照、自身对照 ACTH的治疗脑水肿的效果强于地塞米松 ACTH治疗后基本无反弹情况出现
【详解】(1)脑脊液属于细胞外液,相当于组织液,它与血浆之间的物质运输是双向的,即血浆渗出毛细血管成为组织液,组织液渗入毛细血管成为血浆。
(2)脑细胞通过脑脊液与外界环境进行物质交换。脑脊液的化学成分和理化性质随外界环境的变化和体内细胞代谢活动的进行在不断发生变化,这种变化会引起正常机体通过神经-体液-免疫调节网络,使各个器官、系统协调活动,共同维持稳态。
(3)机体脑部受到严重外伤时可能会引发脑水肿,其发病机制是脑外伤时引起毛细血管通透性增高,蛋白质从血浆进入脑脊液,引起脑脊液渗透压相对升高,进而引起脑组织水肿。
(4)本实验的目的是探究ACTH的治疗效果,自变量是药物的种类,因变量是组织水肿的相关指标。根据实验结果可知,该实验方案体现了两种药物之间的相互对照,同时还有实验组治疗前后的自身对照。根据表中数据可得出结论:ACTH治疗脑水肿的效果好于地塞米松;根据数据还能看出,ACTH治疗后基本无反弹情况出现。
4.下丘脑-垂体-肾上腺 (HPA)轴可参与调节机体应激反应、免疫和情绪认知等。如图为HPA轴及其对免疫的部分影响,其中CRH:促肾上腺皮质激素释放激素,ACTH:促肾上腺皮质激素,GC:糖皮质激素,“+”表示促进,“-”表示抑制。
(1)据图判断,HPA轴中存在___(反馈调节/分级调节/反馈调节和分级调节)。
(2)HPA轴属于“下丘脑-垂体-靶腺”的调节机制,下列生理活动中也存在这种调节机制的是 。
A.感觉口渴时饮水 B.户外冬泳时增加产热
C.碰到高温物体时缩手 D.进食后的血糖升高
(3)GC主要作用是调节糖代谢以升高血糖浓度,其作用可能包括 。
A.促进肝糖原分解 B.抑制肝糖原分解
C.促进非糖物质转化为糖 D.抑制组织细胞对糖的吸收和利用
(4)泼尼松是人工合成的GC,据相关信息和图推测服用泼尼松可以用来治疗的疾病有 。
A.过敏性鼻炎 B.糖尿病
C.系统性红斑狼疮 D.艾滋病
(5)肾上腺皮质还可以分泌盐皮质激素参与调节水和盐的代谢,盐皮质激素不足会使细胞内外钾离子浓度差减小,导致神经纤维膜内钾离子往外扩散__________(增多/减少/不变),静息状态时膜内外电位的绝对差值________ (变大/变小/无变化)。
抑郁症的成因复杂,现有几种假说比较得到认可。一种是HPA轴假说:HPA轴功能亢进,导致与情绪和认知相关的海马体受损引发抑郁;一种是5-HT(5-羟色胺,一种与愉悦情绪有关的神经递质)假说,该假说机制与图中的一些结构或物质异常有关,其中的单胺氧化酶可降解5-HT。
(6)请用箭头和图中字母绘制出图7结构中信息的传导途径________________。
(7)在5-HT假设成立的前提下,结合相关信息和上图,判断下列结构或物质的异常变化会导致抑郁的是__________(编号选填)。
① 5-HT合成增加 ② 5-HT合成减少 ③ 5-HT载体增加 ④ 5-HT载体减少⑤ 单胺氧化酶增加⑥ 5-HT受体减少
(8)研究人员用不可预测压力刺激作用于小鼠致抑郁,一段时间后检测发现海马体细胞减少、排列紊乱、形状不规则,请判断该实验结果是否可以支持HPA轴假说并加以说明___________。
有研究表明抑郁症患者HPA轴功能亢进与肠道菌群失调之间有相关性。
(9)肠腔中的肠道菌群所处的环境___________(属于/不属于)内环境。
(10)若要对“抑郁症患者HPA功能亢进与肠道菌群失调相关”加以验证,应选取健康人和___________ (抑郁症患者/未曾治疗的抑郁症患者)进行对照分析。
(11)高GC可导致高血脂,血脂检测中有一项指标为高密度脂蛋白,是磷脂分子包裹着胆固醇、甘油三酯等脂质的颗粒结构,据此推测高密度脂蛋白经特殊处理后,完全提取的磷脂分子在水-空气界面铺开的面积约为__________ (编号选填),高密度脂蛋白中的各种脂质分子__________ (编号选填)。
① 颗粒表面积② 颗粒表面积2倍③ 都以碳链为分子骨架④ 都难溶于水⑤ 都主要由C、H、O等元素组成⑥ 主要作用都是储能
【答案】
(1)反馈调节和分级调节
(2)B
(3)ACD
(4)AC
(5) 减少 变小
(6)a→b→c
(7)②③⑤⑥
(8)不支持,该结果只能说明海马体受损与抑郁相关,不能说明是因HPA功能亢进导致的海马体受损引发抑郁。
(9)不属于
(10)未曾治疗的抑郁症患者
(11) ① ③④⑤
【详解】(1)图中下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)作用于垂体,促进垂体分泌促肾上腺皮质激素(ATCH),垂体分泌促肾上腺皮质激素(ATCH)作用于肾上腺皮质,促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素(GC)属于分级调节,糖皮质激素(GC)分泌过多会反过来抑制丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)、垂体分泌促肾上腺皮质激素(ATCH),最终使糖皮质激素(GC)分泌减少,属于反馈调节。
(2)HPA轴属于“下丘脑-垂体-靶腺”的调节机制是反馈调节和分级调节,户外冬泳时增加产热的途径:下丘脑释放促甲状腺激素释放激素作用于垂体,促进垂体释放促甲状腺激素,作用于甲状腺,促进甲状腺释放甲状腺激素,甲状腺激素促进细胞代谢,增加产热。甲状腺激素分泌过多后会反过来抑制下丘脑和垂体活动,最终使甲状腺激素分泌减少,该过程也存在分级调节和反馈调节。故选B。
(3)GC主要作用是调节糖代谢以升高血糖浓度,作用机制是促进血糖来源:促进肝糖原分解,促进脂肪等非糖物质转化为糖;抑制血糖去路:抑制血糖进入组织细胞氧化分解,促进合成糖原,促进血糖转化为甘油三酯,某些氨基酸等。故选ABD。
(4)泼尼松是人工合成的GC,GC可以作用于辅助性T细胞、浆细胞、吞噬细胞等免疫细胞,使免疫系统功能下降,可以治疗免疫系统功能过强引起的疾病,如过敏反应、自身免疫病等。过敏性鼻炎属于过敏反应,系统性红斑狼疮属于自身免疫病,艾滋病属于免疫缺陷病,糖尿病是胰岛B细胞受损或者胰岛素受体异常导致的疾病,故选AC。
(5)静息电位的形成原理是钾离子外流,方式为协助扩散,盐皮质激素不足会使细胞内外钾离子浓度差减小,膜内钾离子外流减少,静息电位绝对值减小。
(6)兴奋传导到突触小体,突触小泡向突触前膜移动,与突触前膜融合,以胞吐的形式释放神经递质到突触间隙,与突触后膜上的受体结合,引起突触后膜电位变化,图7结构中信息的传导途径a→b→c。
(7)若5-HT假设成立, 5-HT(5-羟色胺)合成减少,5-HT载体增加5-HT(5-羟色胺)的回收的量, 单胺氧化酶增加会分解突触间隙中的5-HT(5-羟色胺),都会使突触间隙中的5-HT(5-羟色胺)减少,以及5-HT受体减少,会使作用与突触后膜受体的 5-HT减少,突触后膜难以发生兴奋,导致抑郁,故选②③⑤⑥。
(8)研究人员用不可预测压力刺激作用于小鼠致抑郁,一段时间后检测发现海马体细胞减少、排列紊乱、形状不规则,说明不可预测压力刺激导致海马体受损导致抑郁,只能说明海马体受损与抑郁相关,不能说明是因HPA功能亢进导致的海马体受损引发抑郁,因此该实验不支持HPA轴假说。
(9)内环境指细胞外液,包括组织液、血浆、淋巴液等,肠腔与外界环境相通,不属于内环境。
(10)若要对“抑郁症患者HPA功能亢进与肠道菌群失调相关”加以验证,应选取健康人(对照组)和未曾治疗的抑郁症患者(未曾使用药物调节肠道菌群的患者)进行对照分析。
(11)高密度脂蛋白经是磷脂分子包裹着胆固醇、甘油三酯等脂质的颗粒结构,颗粒结构中磷脂分子为单层,高密度脂蛋白包裹在中间,为单层,因此铺开后磷脂分子面积约为颗粒表面积,故选①。高密度脂蛋白中胆固醇、甘油三酯等脂质,脂质分子否难溶于水,主要由C、H、O等元素组成,属于有机物,都以碳链为分子骨架,胆固醇的作用是:动物细胞膜的组成成分,在人体内还参与血液中脂质的运输,没有储能作用,故选③④⑤。
5.实验一:用不带特殊病原体的小鼠进行如下特异性免疫实验,过程如图1,结果如图2,
(1)实验中,B组小鼠的作用是作为A组小鼠的____。
(2)从图2可知,Ⅱ组与Ⅳ组相比,小鼠脾脏中的活细菌数量的增长趋势____,说明____。注射来自A组小鼠的T细胞后,在4天内Ⅰ组小鼠脾脏中的活细菌数量____,说明该组T细胞____细菌数量的增长,由此推测该细菌生活在____(填“细胞内”或细胞外)。
(3)实验中,Ⅰ-Ⅳ组小鼠感染的是____,感染的时间是在注射T细胞或血清的____天。
实验二:在体外观察小鼠的 T 细胞和巨噬细胞对细菌X的杀伤力,结果如图3。
(4)由图3可得结论:____
(5)有人假设,活化T细胞释放某种物质活化了巨噬细胞。若用体外实验验证该假设,实验组应选择的实验材料包括培养过活化T细胞的培养液、____(填“A组”或“B组”)小鼠的巨噬细胞、细菌X
【答案】
(1)对照
(2) 相同 血清中的抗体不能有效抑制脾脏内的细菌繁殖 无明显变化 抑制 细胞内
(3) 细菌X 前1
(4)能有效杀伤细菌X的巨噬细胞而不是活化的T细胞
(5)B组
【详解】(1)分析题图1可知,A组小鼠注射细菌X,B组小鼠注射生理盐水,B组起对照作用。
(2)Ⅱ组小鼠接触过细菌X,其血清中有抗体,由图示可以看出,与没有接触过细菌X的Ⅳ组小鼠体内的增长趋势相同,说明抗体不能有效抑制脾脏内的细菌繁殖;注射来自A组小鼠的T细胞后,I组小鼠脾脏中的活细菌数量没有变化,说明该组T细胞抑制细菌数量的增长,这是因为效应T细胞(细胞毒性T细胞)参与细胞免疫,该细菌寄生在细胞内。
(3)特异性免疫是针对特定的抗原发挥作用的,因此注射细菌X后获得的免疫只是针对细菌X,Ⅰ~Ⅳ小鼠在注射T细胞或血清前都必须先注射细菌X。从实验一结果图可知,注射T细胞与血清是在感染的后一天,也就是注射细菌X的时间是在注射T细胞或血清的前1天。
(4)据图3中三曲线对比可知:活化巨噬细胞对细菌X的杀伤力最强,说明能有效杀伤细菌X的巨噬细胞而不是活化的T细胞。
(5)若用体外实验验证活化T细胞释放某种物质活化了巨噬细胞,实验组应选择的实验材料应包括培养过活化T细胞的培养液,这样才能含有活化T细胞释放的某种物质;还应有该物质活化的对象—巨噬细胞,该细胞之前应未被活化,故应选B组小鼠的巨噬细胞。该巨噬细胞是否被活化,需通过接种细菌X来检测。
题型2 实验技术
1.肾上腺素和“心得安”药物都可以影响心脏的活动。回答以下问题:
组别
注射药剂种类
耗氧量
(×103mL)
心得安
肾上腺素
A
2.0
B
+
1.7
C
+
2.5
D
+
+
2.1
(1)肾上腺素是一种激素,同时在内脏神经系统中,许多神经元轴突末端突触部位也会释放肾上腺素,此时肾上腺素就是一种_____,所以在功能上肾上腺素是人体内的一种信息分子。
(2)“心得安”和肾上腺素具有相似的结构,而且都能直接作用于心脏调节心率,由此推测它们在心脏细胞表面可能具有___________。
(3)用肾上腺素和“心得安”进行实验研究,上表为分组实验结果,请完善实验报告:
①实验目的:探究______________________________________。
②材料用具:小鼠若干只,注射器,检测耗氧量装置(如下图),肾上腺素溶液和“心得安”溶液(用生理盐水配制)。
③方法步骤:
Ⅰ、选取________的小鼠20只,均分为四组。每组小鼠按上表所示注射药剂,其中A组注射_____________________________________。
Ⅱ、将每只小鼠分别放入装置中,开始时大烧杯内外的液面等高。装置放在相同环境中,10分钟后记录_________________________,计算耗氧量并求出各组的平均值。
④结果分析:
Ⅰ、结果表明:“心得安”和肾上腺素分别具有降低和提高耗氧量的作用,而两者共同作用的效应是相互____________。
Ⅱ、除了控制环境相同外,实验可再设置一个__________________的对照装置,其目的是用于消除__________________的影响,从而使测得的数值更精确。
【答案】
(1)神经递质
(2)相同的受体(或特异性受体、受体蛋白)
(3) “心得安”和肾上腺素对小鼠耗氧量(或呼吸速率、呼吸作用、心脏活动、心率)的影响 大小、生长状况(或年龄、体重、性别)相同 等量的生理盐水 大烧杯内液面上升高度(或大烧杯液面高度变化、大烧杯液面高度、大烧杯液面的刻度读数) 抑制(或拮抗) 不放入小鼠 非生物因素或物理因素对实验结果(或无关变量对实验结果)
【详解】(1)肾上腺素是一种激素,同时在内脏神经系统中,许多神经元轴突末端突触部位也会释放肾上腺素,此时肾上腺素就是一种神经递质,所以在功能上肾上腺素是人体内的一种信息分子。
(2)“心得安”和肾上腺素具有相似的结构,而且都能直接作用于心脏调节心率,由此推测它们在心脏细胞表面可能具有相同的受体(或特异性受体、受体蛋白)。
(3)①实验目的:根据表格数据可知:本实验是自变量是添加心得安”或肾上腺素,因变量是小鼠的耗氧量,本实验目的是:探究“心得安”和肾上腺素对小鼠耗氧量(或呼吸速率、呼吸作用、心脏活动、心率)的影响。
③方法步骤:Ⅰ、实验组和对照组要遵循单一变量原则,故选取大小、生长状况(或年龄、体重、性别)相同的小鼠20只,均分为四组。每组小鼠按上表所示注射药剂,其中A组注射等量的生理盐水。Ⅱ、将每只小鼠分别放入装置中,开始时大烧杯内外的液面等高。装置放在相同环境中,10分钟后记录大烧杯内液面上升高度(或大烧杯液面高度变计算耗氧量并求出各组的平均值。
④结果分析:I、根据表格数据可知:心得安能降低机体的耗氧量,肾上腺素能使机体耗氧量增加,两者共同作用的效应是相互抑制(拮抗)的。Ⅱ、除了控制环境相同外,实验可再设置一个不放入小鼠的对照装置,其目的是用于消除非生物因素或物理因素对实验结果(或无关变量对实验结果)的影响,从而使测得的数值更精确。
2.欲研究甲状腺和甲状腺激素的生理作用,对成年小鼠的分组及处理见下表。在适宜的实验条件下,正常饲养,每隔一定时间测定耗氧量(单位时间内单位体重的氧消耗量),记录数据并统计分析。
甲组
乙组
丙组
丁组
切除甲状腺
饲养14天
手术但不切除甲状腺
饲养14天
甲状腺激素溶液灌胃
1次/天,共14天
W
1次/天,共14天
注:本实验中灌胃是指将液体由动物口直接注入到胃中。
请回答:
(1)表中W是对丁组小鼠的处理,该处理是______。
(2)预测实验结果(设计一个坐标系,将预测的实验结果用示意曲线表示)。
(3)分析与讨论
①合成和分泌促甲状腺激素释放激素的细胞位于______,该激素经血液运至______发挥作用。
②通过服用放射性碘来检测甲状腺功能的依据是______,______。
【答案】
(1)生理盐水灌胃
(2)
(3) 下丘脑 垂体 碘是甲状腺合成甲状腺激素的原料之一 碘的放射性强度可被仪器测定
【详解】(1)丁组应灌入与甲状腺激素等量的生理盐水,作为空白对照。
(2)实验结果如下图: ,甲组切除甲状腺,不能产生甲状腺激素,机体的新陈代谢缓慢,耗氧量降低;乙组手术但不切除甲状腺,会对机体有一定的刺激,耗氧量稍有增加;丙组灌胃甲状腺激素溶液,会促进机体的新陈代谢,耗氧量增加;丁组灌生理盐水,对耗氧量无影响。
(3)①促甲状腺激素释放激素是由下丘脑合成并分泌的,该激素经垂体门脉的血液运至腺垂体发挥作用。②服用放射性碘来检测甲状腺功能的依据是碘是合成甲状腺激素的原料,用放射性的碘可以检测到合成的甲状腺激素(被标记)的多少。
3.叶片脱落前会在叶柄基部形成一个离层区(如图a)。某兴趣小组为研究生长素与离层区形成的关系,利用大叶黄杨叶柄的外植体开展了有关实验:把含α-萘乙酸(NAA)的琼脂块分别放在茎残端(如图b)和叶柄切口上(如图c)。用上述两种方式分别处理20个叶柄外植体,每隔12小时观察叶柄是否脱落,统计脱落率。请回答相关问题:
注:切去叶片,保留叶柄,节上下各保留约0.5cm茎段,这种带叶柄的茎段通常被称为叶柄外植体
(1)因具有与生长素相似的生理效应,NAA这类化学物质被称为________________。喷洒低浓度的NAA溶液,能够防止落花落果,而喷洒高浓度的NAA溶液又能起到疏花疏果的效果,这说明NAA对植物生长的调节作用具有________________。
(2)已知图b中的NAA在茎残端是从上往下运输的,而图c中的NAA在叶柄内是从远基端运往近基端,运输方式均为极性运输,属于________________(填运输方式)。
(3)为了确保实验的准确性,对实验前所制备外植体的要求是________________。
(4)该兴趣小组的实验方案还存在一个明显的不足之处,请予以完善:________________。
(5)该兴趣小组利用完善后的实验方案开展实验,所得实验数据如下表所示:
NAA对大叶黄杨叶柄外植体脱落率(%)的影响
处理后时间(h)
外植体数(个)
12
20
0
0
0
0
24
20
5.0
0
7.5
15.0
36
20
20.0
0
25.0
65.0
48
20
62.5
10.0
70.0
92.5
分析上表可知,生长素与叶柄脱落的关系为:当将含NAA的琼脂块加到叶柄的远轴端,即相当于先增加叶柄离层远基端的生长素水平时,会________叶柄的脱落;而当将含NAA的琼脂块加到近轴端进行处理,即相当于先增加叶柄离层近基端的生长素水平时,会________叶柄的脱落。
【答案】
(1) 生长素类似物/植物生长调节剂 两重性
(2)主动运输
(3)先做消毒处理
(4)选择生长状况基本相似的20个叶柄外植体,每隔12小时观察叶柄是否脱落,统计脱落率
(5) 抑制 促进
【详解】(1)NAA是人工合成的化学物质,具有和生长素相似的生理效应,被称为生长素类似物(或“植物生长调节剂”);喷洒低浓度的NAA溶液,能够防止落花落果,而喷洒高浓度的NAA溶液又能起到疏花疏果的效果,这说明NAA对植物生长的调节作用具有两重性。
(2)由于NAA在叶柄内是从远基端向近基端进行进行极性运输,即逆浓度梯度运输,故为主动运输。
(3)为了确保实验的准确性,无菌操作是成功的关键,因此对实验前所制备的外植体要先做消毒处理。
(4)根据实验的对照原则,该兴趣小组的实验方案还应添加一组:选择生长状况基本相似的20个叶柄外植体,每隔12小时观察叶柄是否脱落,统计脱落率。
(5)根据表格分析可知:当将含NAA的琼脂块加到叶柄的远轴端,即相当于先增加叶柄离层远基端的生长素水平时,会抑制叶柄的脱落;而当将含NAA的琼脂块加到近轴端进行处理,即相当于先增加叶柄离层近基端的生长素水平时,会促进叶柄的脱落。
4.机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感,主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。人白细胞介素18(IL-18)能促进免疫细胞的增殖和分化,提高机体免疫功能。某科研小组开展了“IL-18对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用”的研究,方法如下:
选取若干实验小鼠,随机分成三组:①组无辐射损伤;②组辐射损伤(60Co照射,下同);③组先辐射损伤,1天后注射IL-18.14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养,在培养了Oh、12h、24h、48h后,进行细胞凋亡检测,得到的细胞凋亡相对值如下表:
组别
处理方法
0 h
12 h
24 h
48 h
①
无辐射损伤
0.046
0.056
0.048
0.038
②
辐射损伤
0.460
0.420
0.530
0.520
③
辐射损伤+IL–18
0.239
0.265
0.279
0.269
(1)选择脾细胞作为本实验材料,是因为脾脏是集体重要的_______器官。已知IL-18是一种淋巴因子,淋巴因子与______都属于免疫活性物质。
(2).科研小组还设置了第④组实验,方法是先注射IL-18,3天后进行辐射损伤,14天后的实验操作同前三组。与第③组相比,设置第④组的目的是______。
【答案】
(1). 免疫 抗体(溶菌酶) (2). 编程性/程序性 少 ②③
【详解】(1).选择脾细胞作为本实验材料,是因为脾脏是集体重要的免疫器官。免疫活性物质是指发生免疫作用的物质,包括抗体、淋巴因子、溶菌酶等。
(2).细胞凋亡是由遗传机制决定的编程性死亡;无辐射损伤的细胞凋亡相对值小,说明发生凋亡的脾细胞少;②③组对照实验说明,注射IL-18能够抑制脾细胞凋亡。
5.Ⅰ.油菜素甾醇(BR)是植物体内产生的固醇类激素,与其他植物激素一起参与植物生命活动的调节。研究表明低浓度 BR 能诱导侧根的形成,为进一步研究 BR 和生长素对于侧根的形成是否具有协同作用,某团队用油菜素内酯(BL,是植物体中分布最广且活性最高的 BR)做了如下实验:
(1)第一步:取生长状况相同的拟南芥幼苗若干,随机均分为____组。
第二步:配置含 0nmol・L-1、 1nmol・L-1、5nmol·L-1、20nmol・L-1 及 50nmol・L-1 的 IAA 琼脂培养基各 2份,其中一份中均加入 1nmol・L-1BL,另一份中均不加;
第三步;将拟南芥幼苗放入上述各培养基,在相同且适宜的条件下培养;
第四步:8 天后,统计各组拟南芥幼苗的每厘米初生根上侧根的数目并计算百分比(100%,水平虚线),得到图 1 所示的实验结果。
(2)该实验的自变量有____。
(3)图中 AB 两点对照可得出的结论是____。
(4)分析图 1 可以确定,与 1nmol・L-1BL 在促进拟南芥侧根形成上具有协同作用的 IAA 浓度有____(填字母)
A.5.1nmol・L-1 B.5 nmol・L-1
C.20 nmol・L-1 D.50 nmol・L-1
Ⅱ.乙烯调节植物种子的萌发、衰老等生理过程。
(5)现将拟南芥野生型和 eto 1 突变体分别置于 22 ℃和 4 ℃,定时检测植株体内的乙烯合成量,结果如图 2。
据图 2 判断,eto 1 突变体的乙烯合成能力____(填“提高”“不变”或“降低”)。
(6)已知拟南芥在 0 ℃以上的低温下能生长存活。为探究乙烯对植物抗冻能力的影响,将拟南芥 22 ℃培养两周后,以 0 ℃为起点,用每 1 h 降低 1 ℃的梯度降温法,降温至-5 ℃后持续 0.5h,取出置于 22 ℃培养 3 天后统计。采用梯度降温法的目的是____。存活率的统计结果是:生长于正常培养基上野生型拟南芥的存活率为 55%,添加 10 μM 浓度的ACC(乙烯前体物质)培养基上野生型拟南芥存活率为18%,这说明____。据此实验,判断 eto 1 突变体抗冻能力____野生型拟南芥。
【答案】
(1)10
(2)IAA的浓度、1nmol・L-1BL的有无
(3)1nmol・L-1BL对侧根的形成有促进作用
(4)BCD
(5)提高
(6) 避免快速降温至-5 ℃导致拟南芥死亡率过高(或对拟南芥进行抗冻锻炼) (外源)乙烯降低植物的抗冻能力 低于
【详解】(1)由图1可知,该实验的自变量是IAA的浓度(5种浓度)、1nmol・L-1BL的有无,由第二步培养基的制备可知,第一步应取生长状况相同的拟南芥幼苗若干,随机均分为10组,分别放入10组IAA琼脂培养基中,在相同且适宜的条件下培养。
(2)由图2可知,该实验的自变量是IAA的浓度、1nmol・L-1BL的有无。
(3)图中AB两点培养基中都不含IAA,A含1nmol・L-1BL,B不含BL,可以形成对照,自变量是BL的有无。从图2的实验结果可知,A点侧根形成的百分比高于B点,AB两点对照可得出的结论是:1nmol・L-1BL对侧根的形成有促进作用。
(4)分析图2中不含BL的曲线可知:与B点比较,当IAA浓度为1 nmol・L -1时,侧根形成的百分比低于B点,说明当IAA浓度为1 nmol・L -1时,抑制侧根形成。当IAA浓度为5 nmol・L -1、 20nmol・L -1、 50nmol・L -1时,侧根形成的百分比高于B点,说明这三种浓度的IAA能促进侧根形成,与1nmol・L-1BL在促进拟南芥侧根形成上具有协同作用。
故选BCD。
(5)据图可知,22 ℃条件下,野生型的乙烯的相对含量在0.8~1之间,突变型的乙烯的相对含量在2~3之间;4 ℃条件下,野生型的乙烯的相对含量在0.2以下,突变型的乙烯的相对含量在0.2~0.5之间,因此野生型比eto1突变体的乙烯合成能力低。
(6)采用梯度降温法的目的是避免快速降温至-5 ℃导致拟南芥死亡率过高(或对拟南芥进行抗冻锻炼)。生长于正常培养基上野生型拟南芥的存活率为55%,添加10μm浓度的ACC培养基上野生型拟南芥存活率为18%,这说明ACC降低植物的抗冻能力,ACC是合成乙烯的原料,因此乙烯降低植物的抗冻能力。eto1突变体乙烯合成能力提高,因此eto1突变体抗冻能力低于野生型拟南芥。
题型3 验证性实验与探究性实验
1.某同学以清水、缓冲液(含NaHPO、KHPO3的溶液,pH=7)和血浆分别为实验材料进行实验,探究“血浆是否具有维持pH稳定的功能”,主要实验步骤如下:分别加入25 ml实验材料→测pH→滴加5 ml 1.0 mol/L的HCl、摇匀→测pH→倒去烧杯中溶液后充分冲洗→重复实验并记录。试回答下列有关问题:
(1)实验开始时_____(“需要或不需要”)测量三种实验材料的pH。
(2)该同学用如图所示曲线来预期探究结果,试回答:
①预期结果中明显不科学的是_____组,理由是__________________________________________。
②实验中清水组和缓冲液组起_____作用。实验可以得出的结论是__________________________。
(3)除pH外,内环境的理化性质还有_____、_____,内环境稳态的意义是___________________。
(4)目前普遍认为______________是机体维持内环境稳态的主要调节机制。
【答案】
(1)需要
(2) 清水 清水中加HCl后,溶液pH应降低 对照 血浆与缓冲液一样具有维持pH相对稳定的功能
(3) 渗透压 温度 保证了细胞代谢所需的物质和条件稳定,是机体进行正常生命活动的必要条件
(4)神经-体液-免疫调节网络
【详解】(1)实验设计时要遵循对照原则,此实验是探究血浆是否具有维持pH相对稳定的功能,所以在实验开始时需要预先测量pH,获得实验前数据,以便与实验后溶液pH作比较。
(2)①清水组实验前呈中性,加入HCl溶液后,溶液pH应该降低,因此清水组预期结果明显不科学。实验中清水组和缓冲液组起对照作用。
②分析题图中曲线可知,缓冲液和血浆均具有一定的维持pH相对稳定的能力,二者起对照作用。
(3)内环境的理化性质除了pH外,还有渗透压和温度。内环境稳态保证了细胞代谢所需的物质和条件稳定,是机体进行正常生命活动的必要条件。
(4)目前普遍认为,神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
2.回答下列有关动物实验的问题。
I.为研究垂体对机体生长发育的作用,某同学用垂体切除法进行实验。在实验过程中,用幼龄大鼠为材料,以体重变化作为生长发育的检测指标。回答下列问题:
(1)请完善下面的实验步骤。
①将若干只大鼠随机分为A、B两组后进行处理,A组(对照组)的处理是__________;B组的处理是_____________________。
②将上述两组大鼠置于_________________饲养。
③_________________________。
④对所得数据进行统计处理与分析。
(2)实验结果与分析:B组大鼠生长发育的状况不如A组,出现这种差异的原因是B组的处理使大鼠缺失了来源于垂体的___________激素和___________激素。
II.实验二:选取健康大鼠,持续电刺激支配其胰岛的副交感神经,测定血液中胰岛素和胰高血糖素的浓度,结果如图。
(3)开始刺激后,血糖浓度将_____________________。
(4)图中胰高血糖素浓度下降的原因之一是胰岛素直接抑制胰岛A细胞分泌。若要证实该结论,可在胰岛组织中注射________________,通过检测注射前后周围血液中______________的浓度变化来确定。
【答案】
(1) 手术但不切除垂体 切除垂体 相同的适宜条件下 每隔一定时间,测定并记录两组大鼠的体重
(2) 生长 促甲状腺
(3)降低
(4) 胰岛素 胰高血糖素
【详解】(1)A 组(对照组)的处理是手术但不切除垂体,这样可以排除手术操作本身对实验结果的影响。B 组的处理是切除垂体,以研究垂体对机体生长发育的作用。将上述两组大鼠置于相同的适宜条件下饲养,以排除无关变量的干扰。每隔一定时间,测定并记录两组大鼠的体重,从而观察体重变化来判断生长发育情况。
(2)垂体可以分泌生长激素和促甲状腺激素,生长激素能促进生长,促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素,甲状腺激素也能促进生长发育,所以 B 组大鼠因切除垂体,缺失了来源于垂体的生长激素和促甲状腺激素,生长发育状况不如 A 组。
(3)开始刺激后,胰岛素浓度升高,胰高血糖素浓度降低,胰岛素能促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖浓度降低。
(4)若要证实胰岛素直接抑制胰岛A细胞分泌胰高血糖素,可在胰岛组织中注射胰岛素。通过检测注射前后周围血液中胰高血糖素的浓度变化来确定,如果注射后胰高血糖素浓度降低,就可证实该结论。
3.吗啡、可卡因等毒品会作用于中枢神经系统的突触,干扰兴奋传递,使人产生愉悦感,长期滥用会造成突触结构与功能改变,产生成瘾。多巴胺是一种兴奋性神经递质,图为相关突触结构,多巴胺转运体可将突触间隙的多巴胺运回突触前神经,请回答下列问题:
(1)图示结构中信号转换形式是_________;突触处兴奋只能单向传递,从信号分子的角度分析原因是____________________________________。
(2)可卡因可与多巴胺转运体结合,抑制多巴胺的回收。长期吸食可卡因,突触间隙多巴胺持续处于高浓度,会导致突触后膜多巴胺受体数量_________(填“增多”或“减少”)。停止吸食毒品后,同等量多巴胺刺激下突触后神经元兴奋程度会_________(填“增强”或“减弱”),进而渴求毒品,产生成瘾依赖。
(3)为验证药物M是否通过激活多巴胺受体缓解可卡因戒断症状,请根据所给的实验材料补充实验思路并预期结果。
可供选择的实验材料与用具:长期吸食可卡因已形成依赖的大鼠若干,药物M溶液,多巴胺受体阻断剂,多巴胺受体激动剂,生理盐水,清水,注射器等。
实验思路:取长期吸食可卡因已形成依赖的大鼠若干,随机均分为甲、乙、丙三组。甲组注射适量药物M,乙组注射_____________,丙组注射_____________,在相同且适宜条件下培养一段时间后,观察并记录______________________________。
预期结果与结论:
____________________________________________,则说明药物M能通过激活多巴胺受体缓解戒断症状。
【答案】
(1) 电信号-化学信号-电信号 由于神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放然后作用于突触后膜上
(2) 减少 减弱
(3) 等量生理盐水 适量药物M+多巴胺受体阻断剂 大鼠可卡因戒断症状的严重程度 甲组大鼠戒断症状显著轻于丙组,乙组大鼠戒断症状程度与丙组接近
【详解】(1)突触处的信号转换形式: 当兴奋传到突触前神经元时,会引发突触小泡释放神经递质,这个过程信号变化是电信号→化学信号;神经递质扩散到突触后膜并和受体结合后,会引发突触后神经元产生电位变化,这个过程变为化学信号→电信号。因此图示突触结构中整体的信号转换是:电信号-化学信号-电信号。 兴奋单向传递的原因: 神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放到突触间隙,再作用于突触后膜上的特异性受体,因此兴奋只能从突触前神经元传递到突触后神经元,不能反向传递。
(2)当可卡因一直抑制多巴胺回收,突触间隙多巴胺持续保持高浓度,机体会通过负反馈调节降低突触后膜对多巴胺的敏感性:突触后膜上的多巴胺受体数量会减少。 停止吸食毒品后,突触间隙多巴胺浓度回到正常水平,但突触后膜的受体数量已经减少了,因此同等量多巴胺刺激下,突触后神经元的兴奋程度会减弱,只有再次吸食毒品才能维持足够强度的兴奋,因此人会渴望毒品,产生成瘾依赖。
(3)本实验的目的是验证:药物M是通过激活多巴胺受体来缓解可卡因戒断症状,实验的自变量是药物处理方式,遵循对照原则和单一变量原则: 实验思路设计: 三组大鼠处理分别为:甲组注射适量药物M;作为空白对照组,乙组需要注射等量生理盐水;实验组丙需要阻断多巴胺受体,验证“必须激活受体才能起作用”,因此丙组注射适量药物M+多巴胺受体阻断剂。培养一段时间后,观察并记录大鼠可卡因戒断症状的严重程度,通过症状对比得出结论。 预期结果与结论: 如果药物M确实是通过激活多巴胺受体缓解戒断症状,那么结果会是:甲组大鼠戒断症状显著轻于丙组,乙组大鼠戒断症状程度与丙组接近。甲组(M激活受体)症状最轻,丙组M+阻断剂无法发挥作用,症状和空白对照组乙接近,正好验证结论。
4.植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应的关系,研究者对其分子机制进行了探索。
(1)生长素(IAA)和脱落酸(ABA)均属于植物激素,对植物生命活动起________作用。
(2)植物体内TS基因编码的蛋白(TS)能促进IAA的合成。当受到干旱胁迫时,拟南芥体内TS基因表达下降,植株生长________,同时体内ABA含量升高,会促进________,从而提高了植株的抗旱性。
(3)为了探究TS影响抗旱性的机制,研究者通过实验,鉴定出一种可与TS结合的酶BG。已知BG催化ABA-葡萄糖苷水解为ABA.提取纯化TS和BG,进行体外酶活性测定,结果如图所示。由实验结果可知TS具有抑制BG活性的作用,判断依据是________。
(4)为证明“TS通过抑制BG活性来降低ABA含量”这一假说,研究者检测了野生型(WT)、TS功能缺失突变体(ts)和BG功能缺失突变体(bg)在正常条件下的ABA含量。若假说正确,则丙组植株体内ABA含量的预期结果为________(用“高”“低”或“正常”表示):
组别
甲
乙
丙
植株类型
WT
ts
bg
ABA含量
正常
高
?
若要证明TS一定是通过抑制BG功能而发挥作用的,还需补充一组实验,实验材料应选择________突变株,预期其体内ABA含量与________组接近。
(5)某同学绘制了干旱条件下TS调节机制模型,如下图。请结合以上研究,将TS、BG与ABA三者之间的调节过程补充完善________。
【答案】
(1)调节
(2) 减慢(减缓) 气孔关闭(或减少水分散失)
(3)与未添加TS组相比,加入TS后,BG的酶活性降低(或答随着TS量的增加,BG活性降低)
(4) 低 ts+bg的(ts/bg双突变体 丙
(5)与TS结合的BG量少→有活性的BG多→ABA含量升高
【详解】(1)植物激素可作为信息分子参与调节植物生长及逆境响应;两种植物激素均作为信息分子,对植物生命活动起调节作用。
(2)TS基因编码的蛋白(TS)能促进IAA的合成,而IAA有利于植物的生长,当受到干旱胁迫时,拟南芥体内TS基因表达下降,植株生长减慢(减缓),同时体内ABA含量升高,会促进气孔关闭,从而提高了植株的抗旱性。
(3)由图可知,在0~2μg的浓度范围内,随着TS浓度的升高, BG活性逐渐降低,因此可证明TS具有抑制BG活性的作用。
(4)TS通过抑制BG活性来降低ABA含量,则丙组植株(BG功能缺失突变体(bg))体内ABA含量的预期结果为低;若要证明TS一定是通过抑制BG功能而发挥作用的,还需补充一组实验,实验材料应选择TS、BG功能缺失双突变株(ts+ bg)的实验组,因为TS是通过BG发挥调节功能,所以如果BG无法发挥功能,是否存在TS对实验结果几乎没有影响,该组与丙组结果相同。
(5)综合上述信息,干旱条件下,TS基因表达下降导致TS蛋白减少,一方面使IAA含量减少,造成植物茎叶生长减缓;另一方面,TS蛋白减少,与TS结合的BG量少,有活性的BG多(因为TS可抑制BG活性),BG催化ABA-葡萄糖苷水解为ABA,从而使ABA含量增多,进而增强植物抗旱能力。
5.化疗是治疗恶性肿瘤的主要手段,它能通过诱导肿瘤细胞死亡来杀伤肿瘤。临床研究发现,化疗后残存的肿瘤细胞有时会产生“细胞自噬”以更快的速度增殖(称为“肿瘤再增殖”),导致肿瘤复发和治疗失败。某研究小组为验证化疗24小时后,“细胞自噬”在肿瘤再增殖中的作用及“药物W”抑制“细胞自噬”减缓肿瘤再增殖的功效,进行如下实验。
材料与用具:小鼠乳腺癌细胞株(4T1)、化疗药物(一定浓度的顺铂,可诱导细胞凋亡与自噬)、自噬抑制剂(3-MA)、药物W、细胞培养液、生理盐水、细胞计数板、显微镜等。
(说明与要求:细胞自噬的核心是通过形成自噬体清除细胞内受损蛋白质、细胞器等“垃圾”,并将其降解和回收,在应激条件下可被激活;以上试剂均用生理盐水配制;细胞培养过程中,每天取样测定1次,共4次,检测方法不做要求。)
(1)完善实验思路
①将4T1细胞悬液加入到细胞培养液中,测定细胞密度后均分为4组,A组加适量细胞培养液,B、C、D组加入适量________。
②24小时后用特定方法检测4组细胞的数量和细胞内_________的数量。
③A、B组均加入适量_________,C、D组分别加入适量_________。
④_________。
(2)预测实验结果:_________(请建立坐标系,绘制各组细胞数量变化曲线)
(3)分析与讨论
①顺铂处理初期细胞自噬水平升高的生物学意义是_________。
②巨噬细胞在肿瘤免疫中扮演着双重角色。正常情况下M1型巨噬细胞能_________肿瘤细胞,处理形成_________并呈递到细胞表面,细胞毒性T细胞被其活化后产生的子细胞会释放_________等免疫活性物质诱导肿瘤细胞凋亡;另一种角色是化疗后濒死的肿瘤细胞吸引来的M2型巨噬细胞,可促进肿瘤发展活性,帮助肿瘤细胞免疫逃逸。其来源有:_________被诱导分化形成或已有巨噬细胞向M2表型叛变。
【答案】(1) 等量一定浓度的顺铂 自噬体 等量生理盐水 等量药物W、等量3-MA 每隔24 h重复步骤②,共三次/分别在24 h、48 h、72 h后重复步骤②
(2)
(3) 肿瘤细胞面对化疗药物造成的应激时启动的一种自我保护,通过降解受损的细胞组分来获取能量和原料,帮助细胞度过危机,抵抗凋亡 识别、吞噬 抗原-MHC复合体 穿孔素 单核细胞
【详解】(1)实验目的是探究化疗(顺铂处理)后细胞自噬对肿瘤再增殖的作用。A组为空白对照不加顺铂;B、C、D三组需要进行化疗处理,遵循等量、单一变量原则,加入等量一定浓度顺铂。题干说明细胞自噬的核心是形成自噬体降解细胞内受损组分,自噬体数量可以直接反映细胞自噬水平,因此检测细胞内自噬体数量。A、B组作为对照组,不加药物W与自噬抑制剂;题干说明所有试剂均用生理盐水配制,加入等量生理盐水,保证各组溶剂一致,控制无关变量。C组加入药物W,D组加入自噬抑制剂3-MA,用来验证两种物质对自噬和肿瘤增殖的抑制效果,遵循等量原则。题干要求每天取样测定1次,一共4次检测(初始、24h、48h、72h),24h处理完成后,后续还需要连续3次取样检测。
(2)
A组:无顺铂,肿瘤细胞正常持续增殖,曲线稳步上升;B组:0~24h顺铂杀伤肿瘤细胞,细胞数量下降;24h后残存细胞发生自噬,肿瘤再增殖,细胞数量回升;C组:顺铂+药物W,药物W抑制细胞自噬,肿瘤再增殖速度慢于B组;D组:顺铂+3-MA(自噬抑制剂),肿瘤增殖最慢。四条曲线细胞数量高低:A>B>C>D。各组细胞数量变化曲线如图:
(3)细胞自噬是细胞应激条件下的自我保护机制,降解受损细胞器、蛋白质,回收物质与能量,帮助残存肿瘤细胞存活,后续发生再增殖。M1型巨噬细胞属于抗原呈递细胞,能够识别、吞噬肿瘤细胞。巨噬细胞吞噬肿瘤细胞后,将肿瘤抗原加工处理,与自身MHC分子结合形成抗原-MHC复合体,转运到细胞膜表面完成抗原呈递。活化后的细胞毒性T细胞的子细胞,释放穿孔素,在靶细胞膜上打孔,诱导肿瘤细胞凋亡。巨噬细胞可以由血液中的单核细胞分化而来;也可以由原有巨噬细胞发生表型转变,成为M2型巨噬细胞。
题型4对照实验与图表分析
1.课本中“模拟生物体维持pH的稳定”的实验选用肝脏研磨液、缓冲液和自来水3组实验材料,并使用0.1mol·L-1的盐酸和0.1mol·L-1氢氧化钠溶液作为酸碱滴定材料。实验过程中使用能直观显示数值的pH计测定溶液的pH,重复测定三次取均值,获得如下相关实验数据。回答下列问题:
(1)人体血浆的pH为_____。
(2)肝脏研磨液主要依靠_____(写两种缓冲对)来调节pH。
(3)由图1和图2结果可知,肝脏研磨液对_____(填“酸”或“碱”)调节能力更强,理由是______。
(4)日常生活中的一些物质的颜色变化也与pH有关,如紫色植物中的花青素对酸和碱十分敏感,其颜色会随溶液酸碱性的变化而发生变化可用于替代pH计测定溶液的pH。为了能在家庭条件下开展该实验,老师要求学生找一些HCl溶液和NaOH溶液的替代材料进行检测。学生找到了如下的替代材料。
HCl溶液和NaOH溶液的替代材料及其pH
生活材料
NaOH溶液替代材料
HCl溶液替代材料
硫磺皂溶液
小苏打饱和溶液
洗衣粉饱和溶液
柠檬汁
食醋
苹果汁
pH(pH计测量)
10.03
8.03
11.30
2.5
2.35
2.5
最好选用______(材料名称)替代实验中的盐酸和氢氧化钠溶液,原因是_______。
【答案】
(1)7.35~7.45
(2)HCO3-/H2CO3和HPO42-/H2PO4-
(3) 碱 将肝脏研磨液加入0.1mol/L氢氧化钠溶液中比加入0.1mol/L的盐酸中,pH值更接近于加入等量的缓冲液 (或肝脏研磨液中滴加氢氧化钠溶液后pH变化的曲线比滴加盐酸溶液后pH变化的曲线变化幅度小)
(4) 洗衣粉饱和溶液和食醋 由图1和图2可知,向清水中滴加30滴0.1mol/L的盐酸溶液后pH值接近2;向清水中滴加30滴0.1mol/L氢氧化钠溶液后pH值接近12,说明盐酸溶液和氢氧化钠溶液的pH值分别小于2和大于12,食醋和洗衣粉饱和溶液的pH与它们最接近
【详解】(1)人体血浆的pH为7.35-7.45。
(2)肝脏研磨液主要依靠HCO3-/H2CO3和HPO42-/H2PO4-来调节pH。
(3)比较图1和图2可知,肝脏研磨液对酸和碱都具有调节作用,但是将肝脏研磨液加入氢氧化钠溶液中比加入盐酸中,pH值更接近于加入等量的缓冲液。所以推出对碱的调节能力更强。
(4)找替代材料,应该找与原材料最接近的,由上面数据可知盐酸溶液和氢氧化钠溶液的pH值分别小于2和大于12,所以洗衣粉饱和溶液和食醋分别是最佳的碱和酸的替代材料。
2.NF-κB是一种蛋白质复合体,在调控细胞多种生命活动过程中起重要作用。NF-κB信号通路是神经、激素和免疫调节的枢纽,该信号通路若长期激活,会极大地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。
(1)图中葡萄糖进入细胞的方式是__________________。若图中细胞是肝细胞,则葡萄糖进入细胞后的代谢方式有______________________________________(答出2点)和转化成甘油三酯。
(2)据图分析,IKK抑制剂、SIRT抑制剂、γ-氨基丁酸、图中细胞因子等物质中,具有降血糖效应的是________________________________________________________。
(3)研究表明,免疫细胞分泌的物质TNF-α能促使NF-κB从沉默状态转变为激活状态,由此推测TNF-α具有______________(填“促进”或“抑制”)炎症反应发生的作用。
(4)高脂高糖喂养会导致小鼠产生胰岛素抵抗,机体对胰岛素的敏感性降低。研究人员开展有氧运动对高脂高糖喂养小鼠炎症反应的影响的相关研究,检测血清中有关物质的指标如下表。丙组小鼠的处理是______________________________________________________________________________________。
实验结果表明:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
组别及处理
血糖浓度(mmol·L⁻¹)
胰岛素(mIU·L⁻¹)
TNF-α(pg/mL)
甲组:正常喂养
7.29
9.69
328.15
乙组:高脂高糖喂养
9.85
21.94
548.26
丙组:(待填)
8.62
16.21
461.31
丁组:高脂高糖喂养+间歇有氧运动
8.03
14.52
413.69
【答案】
(1) 协助扩散 氧化分解供能、合成肝糖原
(2)IKK抑制剂、γ-氨基丁酸
(3)促进
(4) 高脂高糖喂养+持续有氧运动 有氧运动可通过抑制炎症反应(降低NF-κB通路激活水平、减少TNF-α等细胞因子生成),缓解高脂高糖喂养诱导的胰岛素抵抗,降低血糖水平,且间歇有氧运动的改善效果优于普通持续有氧运动
【详解】(1)从图中可知葡萄糖借助葡萄糖转运蛋白顺浓度梯度进入细胞,不需要消耗能量,属于协助扩散。肝细胞内葡萄糖的常规代谢去路包括:有氧呼吸氧化分解释放能量、合成肝糖原储存,还可转化为甘油三酯等非糖物质。
(2)分析题图通路:IKK激活会抑制IRS的功能,阻碍胰岛素信号传导,减少葡萄糖摄取,因此IKK抑制剂可以解除该抑制,促进葡萄糖摄取降血糖;γ-氨基丁酸激活SIRT后,SIRT会抑制NF-κB的作用,减少细胞因子生成,解除细胞因子对胰岛素通路的阻断,从而促进葡萄糖摄取降血糖。而SIRT抑制剂会阻断该降血糖通路,细胞因子会抑制胰岛素信号、升高血糖,二者都没有降血糖效应。
(3)题干说明NF-κB长期激活会诱发大量细胞因子生成,导致炎症反应,TNF-α能促使NF-κB从沉默转为激活,因此会促进炎症反应发生。
(4)实验设置了正常喂养组、高脂高糖对照组、高脂高糖+间歇有氧运动组,丙组作为中间梯度,处理应为高脂高糖喂养+普通持续有氧运动,和丁组形成运动方式的对照。从指标变化可知:和乙组高脂高糖组相比,丙、丁两组的血糖、胰岛素、TNF-α水平都向正常组回落,且丁组改善效果比丙组更显著,说明有氧运动可以抑制炎症反应,缓解高脂高糖导致的胰岛素抵抗,降低血糖,且间歇有氧运动的效果优于普通持续有氧运动。
3.尼古丁会使人产生严重的依赖性和成瘾性,还会对呼吸系统等造成损伤。与成瘾相关的多巴胺神经元和GABA能神经元之间构成的突触结构如图1所示。回答下列问题:
(1)多巴胺在VTA多巴胺神经元内合成后储存在________________________中,该结构与突触前膜融合后,多巴胺以________________________的方式分泌。
组别
实验处理
检测
甲
给小鼠连续9天注射适量的生理盐水后,停止注射,且连续2周保持安静
检测各组Nac脑区GABA能神经元释放的GABA含量
乙
给小鼠连续9天注射等量的生理盐水后,停止注射,且连续2周保持一定量的跑台运动
丙
①
丁
给小鼠连续9天注射等量的尼古丁后,停止注射,且连续2周保持一定量的跑台运动
(2)刺激Nac脑区GABA能神经元后,VTA多巴胺神经元的电位变化如图2所示,VTA多巴胺神经元的电位变化具体表现为________________________,变化的机制可能为________________________。
(3)尼古丁会增强多巴胺的释放,使机体产生强烈的愉悦感和正性强化作用,从而启动成瘾机制。为探究有氧运动对尼古丁戒断模型小鼠VTA多巴胺神经元GABA输入的调节作用,研究人员进行了如表所示的实验,实验结果如图3所示。丙组的实验处理①是________________________。根据实验结果可知,有氧运动有利于尼古丁戒断的机理是________________________。
【答案】
(1) 突触小泡 胞吐
(2) 静息电位的绝对值增大 GABA为抑制性神经递质,与VTA多巴胺神经元上的受体结合后可引起突触后膜阴离子内流或阳离子外流
(3) 给小鼠连续9天注射等量的尼古丁后,停止注射,且连续2周保持安静 尼古丁戒断会引起GABA含量升高,多巴胺含量降低,复吸渴求升高,有氧运动可降低因尼古丁戒断引起的GABA含量升高,使多巴胺含量出现一定程度上的恢复,降低复吸渴求
【详解】(1)多巴胺在VTA多巴胺神经元内合成后储存在突触小泡中,突触小泡受刺激后与突触前膜融合,多巴胺以胞吐的方式分泌。
(2)刺激Nac脑区GABA能神经元后,VTA多巴胺神经元的负电位的绝对值更大,说明静息电位的绝对值增大。据此可知,GABA为抑制性神经递质,其与VTA多巴胺神经元上的受体结合后可引起突触后膜阴离子内流或阳离子外流,从而增大静息电位的绝对值,使神经元更难兴奋。
(3)根据对照试验单一变量原则,丙组(丙和甲、丁为对照实验)为给小鼠连续9天注射等量的尼古丁后,停止注射,且连续2周保持安静;尼古丁戒断(丙)组GABA含量大于甲组,会抑制VTA多巴胺神经元释放多巴胺,多巴胺含量降低,复吸渴求升高;尼古丁戒断有氧运动(丁)组GABA含量小于丙组,GABA对VTA多巴胺神经元的抑制减弱,使多巴胺含量出现一定程度上的恢复,降低复吸渴求,根据实验结果可知,有氧运动有利于尼古丁戒断。
4.为研究细胞分裂素对植物光合作用、生长及营养物质运输的影响,研究者开展了一系列实验。某种细胞分裂素对某植物光合作用及生长的影响如下表。回答下列问题:
细胞分裂素浓度
(g·L-1)
叶绿素含量
(mgchl·gFW-1)
光合速率
(μmolCO2·m-2·s-1)
叶片含氮量
(%)
生物量
(g·plant-1)
0
1.58
6.52
1.83
17.65
0.5
1.82
7.82
1.94
22.95
1.0
2.34
8.64
1.98
27.44
2.0
2.15
8.15
1.96
23.56
(1)细胞分裂素主要促进_________,与生长素协调共同促进细胞分裂的完成。
(2)据表分析,细胞分裂素可以提高植物的光合速率,从而使增加植物的生物量,原因有_________。
(3)研究者进一步探究细胞分裂素对营养物质运输的影响,结果如图所示。研究者认为细胞分裂素可影响营养物质的运输,对比I、Ⅱ两组实验结果,推测其影响是使营养物质向_________部位运输。实验Ⅱ、Ⅲ、IV的结果表明B叶生长逐渐减慢,据图推测其原因是_________。
(4)为验证细胞分裂素对营养物质运输的影响,研究者以图中所示植株为材料进行实验,用放射性14C标记的氨基酸进行示踪实验。请完善以下实验方案:
项目
实验组
对照组
A1叶处理
_________
_________
A2叶处理
_________
检测指标
一段时间后测定_________
【答案】
(1)细胞质分裂
(2)增加叶绿素含量,促进对光能的吸收;增加叶片含氮量,促进与暗反应相关酶的合成
(3) 细胞分裂素所在部位(细胞分裂素处理部位) A叶数量减少,光合作用合成的有机物减少,向B叶运输的营养物质减少
(4) 涂抹适量细胞分裂素溶液 涂抹等量蒸馏水 涂抹适量14C标记的氨基酸溶液 A1叶的放射性强度
【详解】(1)细胞分裂素的主要作用是促进细胞质分裂,可与生长素协调共同完成细胞分裂过程。
(2)从表格数据可得出:施加细胞分裂素后,叶绿素含量、叶片含氮量均升高;叶绿素吸收光能,含量升高会促进对光能的吸收,提升光反应强度,氮是光合酶、叶绿素等光合物质的组成成分,含氮量升高利于促进与暗反应相关酶的合成,光合速率提升后有机物积累增加,生物量增大。
(3)对比Ⅰ、Ⅱ可知,细胞分裂素处理部位的生长更好,说明营养物质会向细胞分裂素处理的部位运输;Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中A叶数量逐渐减少,A是合成有机物的部位,A叶数量减少,光合作用合成的有机物减少,向B叶运输的营养物质减少,所以B叶生长逐渐减慢。
(4)研究者推测“细胞分裂素能够引起营养物质向细胞分裂素所在部位运输”,为证明此推测,用图示插条去除B叶后进行实验,自变量是是否用细胞分裂素处理:实验组A1适量涂抹细胞分裂素溶液,对照组A1涂抹等量蒸馏水;两组A2都涂抹(适量)14C标记的氨基酸溶液,最后检测A1叶的放射性强度,若实验组放射性更高,即可验证结论。
5.20世纪初,英国科学家斯他林通过实验证明了小肠黏膜细胞分泌了促胰液素。肠促胰液素主要有GIP和GLP-1两种。正常人在进餐后,肠促胰液素开始分泌,进而促进胰岛素分泌。GLP-1部分作用机理如下(图1):
(1)正常人体的血糖浓度为__________________mmol/L。当血糖含量较低时,机体通过神经-体液调节使__________________(答出两个)等激素的分泌增多,使血糖浓度升高,避免因血糖过低而发生危险。
(2)据图分析,小肠黏膜细胞分泌的GLP-1能调节胰岛B细胞,促进胰岛B细胞释放胰岛素是因为其细胞膜外电位___________________(填:“升高”或“降低”)的原因。食物刺激消化道到产生饱腹感,该过程机体参与的调节方式有__________________。图中下丘脑中的神经元兴奋的有____________________(从a、b、c、d、e、f中选择)。
(3)为验证司美格鲁肽的降血糖的效果比艾塞那肽(exendin-4,一种降血糖药物)好,科研人员进行了相关实验:
实验材料:生理状态相似的小鼠若干,4种实验试剂:STZ(能特异性诱导胰岛B细胞凋亡)、艾塞那肽、司美格鲁肽、生理盐水。实验结果如图2与图3。
由实验结果可知,实验一共分成4组,在图2中的A点②③④组注射___________________试剂,理由是______________。在B点②③两组分别注射试剂是__________________才能证明司美格鲁肽的降血糖的效果比艾塞那肽好。图3结果显示,司美格鲁肽的降血糖的效果比艾塞那肽好,具体表现在________________________________________________________。
【答案】
(1) 3.9-6.1 胰高血糖素、甲状腺激素、糖皮质激素
(2) 降低 神经调节和体液调节 a、b、c、f
(3) STZ STZ能特异性诱导胰岛B细胞凋亡,胰岛B细胞数量减少,胰岛素分泌不足,会导致血糖浓度升高,而②③④组血糖均上升 司美格鲁肽、艾塞那肽 司美格鲁肽对胰岛B细胞数量增加与促进胰岛素的表达量均优于艾塞那肽
【详解】(1)正常人体的血糖浓度为3.9-6.1mmol/L。当血糖浓度较低时,机体通过神经-体液调节使胰高血糖素、糖皮质激素、甲状腺激素等激素的分泌增多,使血糖浓度升高,避免因血糖过低而发生危险,肾上腺素此时分泌量也会增多,但其分泌增多是通过神经调节实现的。
(2)据图分析可知,当胰岛B细胞接受GLP-1刺激后,会阻止K+外流,引起Ca2+内流,使膜内更多地积累阳离子,提高了膜内电位,也即降低了膜外电位。根据图示情况,有神经元参与调节属于神经调节,又有GLP-1通过体液运输参与调节属于体液调节。身体中饱腹感受中枢控制,所以支配中枢的相关神经元会兴奋,同时摄食中枢抑制,且神经递质只能从突触前膜释放,作用于突触后膜,因此下丘脑中的神经元兴奋的有a、b、c、f。
(3)在图2中的A点②③④组血糖浓度均上升,在4种所给的药物中,只有经过STZ作用诱导胰岛B细胞凋亡后,胰岛素分泌量减少,血糖才会上升。图2中B点,②③比较,②血糖开始下降,所以②处给药为司美格鲁肽,③处给药为艾塞那肽,能说明司美格鲁肽的降血糖的效果比艾塞那肽好。图3结果显示司美格鲁肽对胰岛B细胞数量增加与促进胰岛素的表达量均优于艾塞那肽,说明司美格鲁肽的降血糖的效果比艾塞那肽好。
学科网(北京)股份有限公司
$