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第四单元 第三~五章《人体的呼吸、物质运输和废物排出》实验探究题(精练精析)
一、实验探究题
1.下面是校医院刘护士做的两个检查,请根据实验及相关图像回答问题:
实验一:将20毫升的人的血液放入装有几滴5%的柠檬酸钠溶液的试管中,轻轻振动试管,静置一段时间(见图甲)。
实验二:取少量人的血液制成血涂片,在显微镜下观察。图乙是看到的图像。
(1)血液静置一段时间后,可以观察到血液有明显 现象。图中的①是血液中的 ,呈淡黄色,是半透明的液体,约占血液总量的55%,其主要功能是运载血细胞和运输 。③是 ,主要功能是运输氧。
(2)当人患肺炎时,图乙中[ ]白细胞的数量会明显增多
(3)皮肤轻微划伤后,能促进止血和加速血液凝固的血细胞是 (填序号)。
2.下图模拟的是呼吸时膈肌的运动情况,请根据图回答下列问题
(1)图甲表示的是 ,图乙表示的是 。
(2)吸气时,肋间外肌和膈肌 ,使胸腔容积 ,肺随之 ,肺内的气体压力相应 ,气体便被吸入。
(3)呼气时,肋间外肌和膈肌 ,使胸腔容积 ,肺随之 ,肺内的气体压力相应 ,气体便被排出。
3.图1示“观察小鱼尾鳍内血液的流动’实验材料的处理,图2示显微镜下观察到的视野图像,请根据实验的方法步骤和现象,回答下列问题
(1)湿棉絮包裹在小鱼头部的鳃盖和躯干部,在实验观察过程中,应时常往棉絮上滴加清水,这样做的目的是 。
(2)通常情况下,使用 倍显微镜观察尾鳍血管内血液的流动情况。
(3)图2示显微镜下观察到的图像,你认为1是 血管,2是 血管,3是 血管。
4.如图所示的实验,甲乙两个瓶中都装有澄清的石灰水.在吸入气体时,左手捏紧皮管,右手松开.在呼出气体时,右手捏紧橡皮管,左手松一下.结果,乙瓶中的石灰水明显是变浑浊.
(1)甲瓶中的浑浊程度较低,说明空气中 的含量较少.乙瓶中的浑浊程度 (填“较高”或“较低”),说明呼出的气体中 含量较多.
(2)产生以上变化的原因是:氧气透过肺泡壁和 进入了血液与 结合,最终将氧气运送到 .该处消耗了氧气产生了 ,通过血液循环将该气体运送到肺部的毛细血管,透过毛细血管壁和肺泡壁进入了 ,然后随着湿润的气体一起排出.
5. 为了检验人体呼出气体中是否含有较多的二氧化碳,同学们设计了 如图的实验装置,请根据你所学的知识和实验经验回答下列问题:
(1)实验时,在“呼吸处”作缓慢的吸气和呼气动作,吸气时,用夹子夹紧 (选填“A/B”)管的橡皮管;呼气时,用夹子夹紧 (选填“A/B”)管的橡皮管。在实验中,设置 A 试管的目的是 。
(2)进行多次吸气和呼气后, (选填“A/B”)试管内的石灰水明显变浑浊了,分析该实验现象,可以得出的结论: 。
(3)人体完成吸气与呼气是通过 实现的,在吸气时,肋间外肌和膈肌 (选填“收缩/舒张”),胸廓扩大,气体进入肺;反之则为呼气。
(4)肺活量是人体尽力吸气后尽力呼气呼出的最大气体量,也就是一次呼吸的最大通气量。成年男子的肺活量约为 3500mL,而中长跑运动员和游泳运动员的肺活量可以达到 6000mL 以上,请结合呼吸运动原理,解释这一现象的原因: 。
6.李明同学为了比较人体呼出的气体与空气中二氧化碳的含量,用下图实验装置做实验。实验过程如下:
气体成分 A(%) B( %)
氮气 78 78
氧气 16 21
二氧化碳 4 0.03
水 1.1 0.07
其他气体 0.9 0. 9
①量取澄清石灰水30mL和40mL,分别倒入甲、乙两个锥形瓶内;
②a处消毒后,用口含住a处;
③吸气时,手紧捏b处橡皮管;
④呼气时,手紧捏c处橡皮管。
(1)李明的实验操作中有多处错误,请你找出错误并把正确的操作方法写出来: ;
。(至少写出两点)
(2)实验中的对照组是 。
(3)上表为改进实验方法后,实验前后测量的数据结果。则图中乙瓶的实验现象是 ,选入乙瓶的气体应是表格中的气体 (填字母),表示的是 (填“吸入”或“呼出”)的气体。
7.晓萱是一位乐于探究且喜爱绘画的同学,她在生物学习过程中画了以下示意图,图甲是“观察小鱼尾鳍内血液的流动”实验图,图一是观察人血涂片时视野的一部分,图二是观察小鱼尾鳍内的血液流动情况,图三是人体呼吸系统部分结构的示意图。
(1)“亲子鉴定”需要提取血液中的DNA,DNA最可能来自图一中的[ ] 。
(2)图二中的乙血管和图三中[ ]是同种中类型的血管。
(3)图二中的丙血管具有哪些特点 (写出一条即可),便于血液与组织细胞充分地进行物质交换,这体现了结构和功能相适应的生物学观点。
(4)图甲实验,观察前用湿纱布包住小鱼的头部和躯干部,目的是 。待小鱼安定后,用 填(“低”或“高”)倍镜进行观察。
(5)图三中的b过程进行时,氧气由肺泡进入血液需要穿过 层细胞。
8.2022年5月31日是第35个世界无烟日,烟草破坏环境,吸烟危害人体健康。某科研小组为探究烟草对人体健康的具体影响,用壳体半透明的白玉蜗牛(可肉眼观察心跳)进行如下实验:
①取500mL透明塑料瓶4个,编号ABCD,向瓶中各放入3只白玉蜗牛。
②计数每只蜗牛1分钟的心跳数。
③向BCD号瓶分别注入10mL、200mL、300mL香烟烟雾,A号瓶不注入。
④在5分钟、10分钟、15分钟时计数每只蜗牛1分钟的心跳数。
实验数据处理后的结果如图甲,请回答下列问题。
(1)实验中对照组是 号瓶。实验各瓶内放3只蜗牛,而不是1只,目的是 。
(2)由图可知香烟烟雾对白玉蜗牛的心率有 (填“促进”或“抑制”)作用,在相同处理时间内,浓度越高,效果越明显。
(3)烟草燃烧时产生的烟雾中的一氧化碳经过咽→ →气管→支气管→ 途径进入人体后会与血液中 (填血细胞名称)的血红蛋白结合,使组织细胞无法从血液中获得足够的氧气,导致呼吸困难。
(4)据图乙回答:烟草中的尼古丁被吸收进入毛细血管后,经[③] 流回心脏的左心房,再经[ ](填数字或字母标号)左心室参与 循环,到达大脑,从而刺激大脑,释放出多巴胺,产生神经放松的假象,长时间吸烟不仅会上瘾,还会损伤大脑神经,导致不同程度的语言、记忆力、感觉、知觉等能力下降。
9.实验:人体呼吸产生二氧化碳(图一)
[1]向A、B两个锥形瓶内注入等量的澄清石灰水,如图安装好实验装置。
[2]松开②号活动夹,缓慢吸气
[3]松开①号活动夹,缓慢呼气。
[4]重复步骤[2]、[3]数次后,观察A、B两锥形瓶内澄清石灰水发生的变化。
阅读以上实验,并观察图片后,回答下列问题:
(1)请判断该实验的现象为:A瓶 ,B瓶 。
(2)该实验得出的结论为:人体呼出的气体中含有 。
(3)以上实验中探究的人体内呼出气体产生的部位是 。
A.血液 B.肺泡 C.组织细胞 D.气管
(4)在进行实验步骤[2]时,与之相对应的是图二中的 (填A或B)状态;在进行实验步骤[3]时,与之相对应的是图二中的 (填A或B)状态。
10.某校学生体检时,四位同学被检测出指标异常,请根据以下血检和尿检结果回答问题。
样品 检测项目 检测结果 正常参考值范围
甲 乙
尿检 葡萄糖 ﹣ ++ ﹣
蛋白质 + ﹣ ﹣
红细胞 + ﹣ ﹣
水 95 96 95﹣97(g/100mL)
无机盐 1.4 1.2 0.6﹣1.6(g/100mL)
尿素 1.9 1.8 1.8﹣2.0(g/100mL)
(表中“﹣”表示无,“+”表示少量“++”表示大量)
样品 检测项目 检测结果 正常参考值范围
丙 丁
血常规 红细胞 3.0 4.6 3.5﹣5.5×1012/l
白细胞 5.6 13.1 4.0﹣10.0×109/l
血小板 217 189 100﹣300×109/l
血红蛋白 80 128 120-160g/l
(1)甲同学的尿液中异常指标是 ,医生初步推断甲同学患有急性肾炎,出现这种情况的原因是 ,通透性增大。
(2)乙同学的尿液中检测出葡萄糖,随后几天经过多次检查,尿液中没有再检测出葡萄糖,血检结果也正常。医生询问得知:乙同学在体检前吃了大量的甜品,导致血糖含量过高,当血液流经肾脏时, 是有限的,故导致尿液中检测出大量葡萄糖。
(3)丙同学的血检结果显示她患有 疾病;在进行药物治疗的同时,医生建议他以合理饮食辅助治疗,其饮食原则是 。
(4)丁同学的血检结果,显示他体内有炎症,判断依据是 ,这说明血液具有 功能。
11.(实验探究)某医院化验室对甲、乙、丙三人的尿液进行分析,得到下列数据。(单位:g/100mL)
甲 乙 丙
水 96 96 96
蛋白质 0.32 0 0
葡萄糖 0 0.06 0
无机盐 1.50 1.50 1.50
尿素 1.80 1.80 1.80
分析上述数量,回答下列问题:
(1)就尿液分析结果看,甲、乙、丙三人中身体健康的是 。
(2)甲的尿液中含有蛋白质,据你判断可能是肾单位的 部位出现了问题
(3)乙的尿液中含有葡萄糖,可能是肾脏的 发生病变。
(4)
尿液的形成主要与肾小球的 作用和肾小管的 作用有关。
12.模拟动脉粥样硬化对血液流动的影响
(1)步骤:
①将 插入锥形瓶内;
②向烧杯内加人100毫升清水,然后将烧杯内的清水倒入漏斗,记录 所用的时间,将锥形瓶内的水倒掉;
③将凝固的动物油(可提前将动物油放人冰箱冷藏一段时间)涂抹在 上端,用牙签在油团上戳一个小洞;
④重复第①②步。
(2)实验分析:
漏斗颈模拟的是 , 模拟的是堆积的脂肪。
(3)结论:
管腔变窄的动脉与正常动脉相比,血流量明显 ,血管璧上 的堆积阻碍血液的流动。
(4)危害:
动脉粥样硬化可能会使血管 或形成 ,阻碍血液的流动,导致局部组织 。这种情况如果发生在心脏,可能会引起 。如果发生在脑部,可能会引起 。动脉粥样硬化还会使血管脆性 ,可能造成脑血管破裂,引起 。此外,动脉粥样硬化还能引起 等疾病。
13.镉是工业生产的污染物,经口鼻或皮肤进入体内,易在体内蓄积对人体的心、肝、肾等器官造成损害,其中肾脏是染镉后最主要的受害器官。为了探讨姜黄素对染镉大鼠肾脏损伤的改善作用,科研人员做了一系列实验,结果如表所示,请根据资料回答下列问题:
组别. 血镉含量(μg/L) 尿镉含量(μg/L)
未染镉组 0.
050 0.001
染镉组 1.341 0.023
姜黄素处理后的染镉组 0.
701 0.016
(1)大鼠腹腔注射氯化镉溶液后,镉进入人体血液内,血液进人肾脏后流经的途径是:肾动脉→ →肾小球→出球小动脉→肾小管外毛细血管→ 。
(2)根据研究和上表中的数据分析,镉主要蓄积在肾组织,经 滤过后,残留的大部分游离镉被重吸收,损害肾小管,表现为尿蛋白含量升高,尿中镉含量 。
(3)实验结果发现:与染镉组相比,经姜黄素处理的肾脏组尿镉含量和血镉含量明显 ;因此得出实验结论为 。
(4)如图所示是小鼠肾单位的结构图,镉会随水和其他小分子滤过到[④] (填名称)中;之后在[ ](填序号)肾小管中把对小鼠有用的物质,如大部分水、全部 和部分无机盐,重新吸收回血液。
(5)如果鼠的肾脏受到镉损伤就会影响其健康,严重的可能造成肾功能衰竭,此时小鼠肾脏将不能完成的功能是 。
A.维持氧和二氧化碳的相对稳定
B.调节水、无机盐的平衡和排出代谢废物
C.维持正常的激素水平
D.体内有机物的分解
14.多囊肾病( ARPKD)主要表现为双侧肾脏出现多个囊肿,破坏了肾脏的结构,导致其功能受损,危及人体健康。
(1)正常人体中,血液流经①时,经 作用形成原尿,原尿经过③的 作用最终形成尿液。
(2)如图所示,集合管上皮细胞具有纤毛。尿液流过时,会刺激纤毛产生一些信号,从而调控细胞正常的分裂。
ARPKD的发生与纤毛变短有关,当集合管上皮细胞纤毛变短时,无法正常感知尿液流过,引发细胞分裂异常,导致细胞数量 ,从而形成囊肿。囊肿发展可阻塞管道并压迫正常组织,导致肾脏功能受损。
(3)研究者推测纤毛长度可能受T基因控制。通过一定方法去除T基因后,获得T基因缺失的小鼠。科研人员比较了正常小鼠与T基因缺失的小鼠集合管上皮细胞纤毛长度,结果如下表所示:
组别 小鼠类型 集合管上皮细胞纤毛平均长度(微米)
出生后4天 出生后7天
甲 正常小鼠 3.1 3.3
乙 T基因缺失小鼠 1.0 1.2
①细胞的纤毛非常短小,需要借助 对细胞进行观察,然后测量纤毛长度。
②实验结果初步证实了研究者的推测,依据是 。
(4)科研人员发现了一种患有ARPKD的小鼠,通过杂交实验来判断其遗传规律。
组别 亲代 子代
正常小鼠 ARPKD小鼠
Ⅰ 正常小鼠× ARPKD小鼠 82 0
Ⅱ 正常小鼠×正常小鼠 62 18
注:Ⅱ组亲代是Ⅰ组的子代小鼠
通过杂交实验可以判断 ARPKD是由 (选填“显性”或“隐性”)基因控制的遗传病。Ⅰ组子代正常小鼠的基因组成是 (用字母A和a表示)。
15.为探究单纯服用中药汤剂和中药汤剂辅以针灸这两种方法治疗肾病的效果,科研人员进行了相关实验,实验情况见下表。
实验对象 处理方法 检测
甲组 选择80名年龄、病情、身体状况 a 的志愿者,平分为甲乙组。 b 检测患者24h内尿样 中 c 的含量。
乙组 口服中药汤剂
请分析回答下列问题:
(1)某肾病患者尿检后,发现尿液中有红细胞和蛋白质,则该患者发生病变的部位可能是肾单位中的 。
(2)参与该实验研究的80名志愿者在年龄、病情、身体状况等方面应该 ;表中甲组的处理方法是 ;治疗一段时间检测患者尿样中 的含量。
(3)对甲乙两组治疗前、后的尿样进行检测,结果如下:
实验结果显示,尿液中红细胞、蛋白质含量在治疗前后下降率最显著的是 组,说明 。
答案解析
1.【答案】(1)分层;血浆;养料和废物;红细胞(2)④(3)⑥
【解析】(1)加入抗凝剂的血液会出现分层现象,如图所示,
血液分层后,上层淡黄色、半透明液体是①血浆,其主要功能是主要功能是运载血细胞,运输养料和废物;下层是暗红色的③红细胞,红细胞中有血红蛋白,血红蛋白具有在氧浓度高的地方与氧结合,在氧浓度低的地方与氧分离,故其主要功能为运输氧气;在两层交界处,有很薄的一层白色物质,是②血小板和白细胞。
(2)图乙④白细胞是最大的血细胞,有细胞核,对人体具有防御和保护作用,经特殊染色能看到,白细胞数量多于正常值时,可能患有急性炎症。
(3)血液中的三种血细胞是红细胞、白细胞和血小板。红细胞的功能主要是运输氧气;白细胞具有防御疾病的作用;血小板具有止血和加速凝血的作用。所以当人体受伤出血时,具有止血和凝血作用的血液成分是⑥血小板。
【分析】血液的成分包括血浆和血细胞.血细胞包括红细胞、白细胞和血小板。
红细胞中富含血红蛋白,血红蛋白在氧含量高的地方与氧结合,在氧含量低的地方与氧分离,可见红细胞具有携带氧的功能;
白细胞能够变形穿透毛细血管壁,吞噬细菌,对人体具有防御功能;
血小板能够堵塞伤口,其中还含有促进血液凝固的物质,起止血和加速凝血的作用;
血浆的主要功能是运载血细胞,运输养料和废物。
2.【答案】(1)呼气;吸气(2)收缩;扩大;扩大;减小(3)舒张;缩小;缩小;增大
【解析】(1)从图中可以看出,A代表的是呼吸道的气管,B代表的支气管,C代表的是肺,而D代表膈肌。甲图表示呼气,乙图表示吸气。
(2)吸气时:肋间肌收缩,肋骨上提,胸骨向上向外移动,胸廓的前后径和左右径够增大;膈肌收缩,膈顶部下降,胸廓的上下径增大;这时整个胸廓的容积增大,肺随着扩张,肺内压下降,外界空气进入肺。
(3)呼气时,肋间外肌和膈肌舒张,肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位,结果胸廓缩小,肺也随之回缩,造成肺内气压高于外界大气压,肺内气体排出,形成被动的呼气运动。
故答案为:(1)呼气;吸气;(2)收缩;扩大;扩大;减少;(3)舒张;缩小;缩小;增大
【分析】呼吸运动及其原理:
类别 肋间肌
和膈肌 胸廓 膈顶 肺 肺内气压 气 体 进 出 肺 泡 气 体 变 化
吸气 收缩 扩大 下降 扩张 下降 外界气体被吸入肺泡 含氧较多
呼气 舒张 缩小 回升 缩小 上升 肺泡内的气体被呼出体外 含二氧化碳较多
3.【答案】(1)保证小鱼正常呼吸(2)低(3)动脉;毛细;静脉
【解析】(1)小鱼生活在水中,用鳃呼吸,来获得水中的溶解氧,因此在观察小鱼尾鳍内血液的流动的实验过程中,要用浸湿的棉絮将小鱼的头部的鳃盖和躯干包裹起来,目的是保证小鱼正常的呼吸。(2)小鱼尾鳍内含色素,颜色深,视野较暗,因此观察小鱼尾鳍内的血液流动应该用低倍的显微镜,低倍镜比高倍镜的视野亮。(3)用显微镜观察小鱼尾鳍时,判断动脉、静脉和毛细血管的依据是:从主干流向分支的血管是动脉,由分支汇集而成的血管是静脉,红细胞单行通过的是毛细血管。因此,图中1是动脉血管,因为是从主干流向分支的血管;2是毛细血管,因为红细胞是单行通过的;3是静脉血管,因为是由分支汇集而成的血管。
【分析】1、鱼类用鳃呼吸,吸入溶解在水中的氧气。
2、血管的种类、结构与功能如下:
种类 功能 分布 结构特点
动脉 把血液从心脏输送到身体各部分去的血 较深 管壁厚,弹性大,管腔小,血流速度快
静脉 把血液从身体各部分送回心脏的血管 较深或较浅 管壁薄,弹性小,管腔大,四肢静脉内有静脉瓣(防止血液倒流),血流速度慢
毛细血管 连通最小动脉和最小静脉之间的血管,便于血液与组织细胞之间进行物质交换 分布广,遍布全身各器官组织 管壁极薄,由一层上皮细胞构成,管内径极小,只允许红细胞单行通过,血流速度最慢,
从主干流向分支的血管是小动脉,由分支汇集而成的血管是小静脉,红细胞单行通过的是毛细血管。血液流动方向:动脉→毛细血管→静脉
4.【答案】(1)二氧化碳;较高;二氧化碳(2)毛细血管壁;血红蛋白;组织细胞;二氧化碳;肺泡
【解析】(1)二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,二氧化碳含量越多,浑浊现象越明显.结果甲瓶中的浑浊程度较低,说明空气中二氧化碳的含量较少.乙瓶中的浑浊程度较高(填“较高”或“较低”),说明呼出的气体中二氧化碳含量较多.(2)产生以上变化的原因是:氧气透过肺泡壁和毛细血管壁进入了血液与血红蛋白结合,最终将氧气运送到组织细胞.该处进行呼吸作用消耗了氧气产生了二氧化碳,“通过血液循环将该气体运送到肺部的毛细血管”,透过毛细血管壁和肺泡壁进入了肺泡,然后随着湿润的气体一起排出.
故答案为:(1)二氧化碳;较高; 二氧化碳(2)毛细血管壁;血红蛋白;组织细胞;二氧化碳;肺泡
【分析】(1)此题通过实验来验证人体呼出的气体与吸入的气体进行比较,呼出的气体含有较多的二氧化碳.本实验中利用到二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊这个特性来验证二氧化碳.解答此题的难点是,正确地理解甲、乙两装置的进气与出气设计.(2)在吸入气体时,左手捏紧橡皮管,右手松开,气体从甲瓶吸入因此甲装置就为吸气口.再呼出气体时,右手捏紧橡皮管,左手松开,呼出气体进入乙瓶,因此瓶是吹气用的.
5.【答案】(1)B;A;作对照
(2)B;人体呼出的气体中,二氧化碳含量比空气高
(3)呼吸运动;收缩
(4)中长跑运动员和游泳运动员经过长期体育锻炼,呼吸肌更发达,呼吸时,收缩更有力,使胸廓扩大缩小的范围更大,使得一次呼吸的通气量更大
【解析】(1)实验时,在“呼吸处”作缓慢的吸气和呼气动作,吸气时,用夹子夹紧B管的橡皮管,使空气从“空气进口”进入A试管;呼气时,用夹子夹紧A管的橡皮管,使呼出的气体经B试管从“空气出口”排出。对照实验有实验组和对照组,实验组是接受实验变量处理的对象组,对照组是不接受实验变量处理的对象组,对照组在实验中起对照作用(排除其它因素对实验结果的干扰)。所以,在实验中,设置A试管的目的是作对照。
故填:B;A;作对照
(2)人体呼出的气体比吸入的气体二氧化碳增多了,而二氧化碳最终来源于组织细胞。二氧化碳具有使澄清的石灰水变得浑浊的特性。所以,进行多次吸气和呼气后,B试管内的石灰水明显变浑浊了,分析该实验现象,可以得出的结论:人体呼出的气体中,二氧化碳含量比空气高。
故填:B;人体呼出的气体中,二氧化碳含量比空气高
(3)结合分析可知,人体完成吸气与呼气是通过呼吸运动实现的,在吸气时,肋间外肌和膈肌收缩,胸廓扩大,气体进入肺;反之则为呼气。
故填:呼吸运动;收缩
(4)肺活量是人体尽力吸气后尽力呼气呼出的最大气体量,也就是一次呼吸的最大通气量。因为中长跑运动员和游泳运动员经过长期体育锻炼,呼吸肌更发达,呼吸时,收缩更有力,使胸廓扩大缩小的范围更大,使得一次呼吸的通气量更大。所以,成年男子的肺活量约为3500mL,而中长跑运动员和游泳运动员的肺活量可以达到6000mL以上。
故填:中长跑运动员和游泳运动员经过长期体育锻炼,呼吸肌更发达,呼吸时,收缩更有力,使胸廓扩大缩小的范围更大,使得一次呼吸的通气量更大
【分析】(1)呼吸运动的结果实现了肺与外界的气体交换(即肺的通气)。呼吸运动包括吸气和呼气两个过程。①膈肌与肋间肌收缩,引起胸腔前后、左右及上下径均增大,膈肌顶部下降,胸廓的容积扩大,肺随之扩张,造成肺内气压减小,小于外界大气压,外界气体进入肺内,完成吸气;②当膈肌和肋间外肌舒张时,肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位,膈肌顶部升高,结果胸廓容积缩小,肺也随之回缩,造成肺内气压大于外界气压,肺内气体排出肺,完成呼气。
(2)人吸气时,吸入的气体体积分数比例为:氮气(78%)、氧气(21%)、二氧化碳(0.03%)、水(0.07%)、其它(0.9%)。
人呼气时,呼出的气体体积分数比例为:氮气(78%)、氧气(16%)、二氧化碳(4%)、水(1.1%)、其它(0.9%)。
6.【答案】(1)①应取等量澄清石灰水③吸气时,手紧捏c处橡皮管(或④呼气时,手紧捏b处橡皮管)
(2)甲瓶
(3)澄清石灰水变浑浊;A;呼出
【解析】(1)此实验要比较人体呼出的气体与空气中二氧化碳的含量,因此①应取等量澄清石灰水分别倒入甲、乙两个锥形瓶内,③吸气时,手应紧捏c处橡皮管,让空气通过玻璃管进入甲瓶,④呼气时,手应紧捏b处橡皮管,让呼出的气体进入乙瓶。
(2)此实验的变量是呼出的气体,不经实验变量处理的是对照组,甲瓶通入的是空气,故实验中的对照组是甲瓶。
(3)乙瓶中通入的是呼出的气体,实验结果是澄清石灰水变浑浊,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,说明人体呼出的气体中含有较多的二氧化碳。在表格中,A与B的数据相比,氧气减少,二氧化碳增多,则A表示的是呼出的气体。
【分析】人体呼出的气体与吸入的气体的主要成分表:
气体成分 吸入的气体(%) 呼出的气体(%)
氮气 78 78
氧气 21 16
二氧化碳 0.03 4
水 0.07 1.1
其他气体 0.9 0.9
7.【答案】(1)②;白细胞
(2)①
(3)毛细血管数量大,分布广;血管的内径小,仅有8-10微米,只允许红细胞单行通过;管壁非常薄,只由一层上皮细胞构成;管内血流速度最慢
(4)维持小鱼正常呼吸;低
(5)两
【解析】(1)血液由血浆和血细胞两部分组成,血浆呈淡黄色,半透明,血浆中含有大量的水,还含有蛋白质、葡萄糖、无机盐等,血浆的主要功能是运载血细胞,运输养料和废物;血细胞包括红细胞、白细胞、血小板:红细胞无细胞核,呈两面凹的圆饼状;白细胞有多种,有细胞核,比红细胞大,数量少;比红细胞和白细胞都小得多,形状不规则,没有细胞核。因此“亲子鉴定”从血液中提取的DNA来自于白细胞,因为只有白细胞里含有细胞核。
(2)乙由主干流向分支,为动脉血管;甲血液由分支流向主干,为静脉血管;丙连接最小动脉和静脉之间的血管,为毛细血管。图三中①肺动脉,②肺泡周围的毛细血管,③肺静脉。所以图二中的乙与图三中①肺动脉都属于动脉。
(3)图二中丙为毛细血管。毛细血管是连通于最小的动脉与静脉之间的血管,毛细血管数量大,分布广,血管的内径小,仅有8--10微米,只允许红细胞单行通过,管壁非常薄,只由一层上皮细胞构成;管内血流速度最慢,这些特点有利于血液与组织细胞充分地进行物质交换,这体现了结构和功能相适应的生物学观点。
(4)鱼生活在水中,用鳃呼吸,图甲实验,观察前用湿纱布包住小鱼的头部和躯干部,目的是维持小鱼正常呼吸。待小鱼安定后,用低倍镜进行观察,视野较大,易找到观察的物像。
(5)从外界到肺泡内的气体氧气浓度高于肺泡毛细血管内的氧气浓度,毛细血管中二氧化碳的浓度高于肺泡内的浓度,根据气体扩散作用的原理,气体总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散,故氧气由肺泡扩散到毛细血管中去,二氧化碳由毛细血管扩散到肺泡中去。这样血液由肺动脉送来的含氧少、二氧化碳多的静脉血变成了肺静脉运走的含氧多二氧化碳少的动脉血了。因此,氧气从肺泡进入血液需要穿过两层细胞。
【分析】(1)动脉是将血液从心脏输送到身体个部分去的血管,静脉是把血液从身体各部分送回心脏的血管,毛细血管是连通于最小的动脉与静脉之间的血管。毛细血管数量大,分布广,血管的内径小,仅有8--10微米,只允许红细胞单行通过,管壁非常薄,只由一层上皮细胞构成;管内血流速度最慢,这些特点有利于血液与组织细胞充分地进行物物交换。但是并不是所有的毛细血管都是一端连着小动脉,一端连着小静脉,如肾小球两端连接的都是小动脉。
(2)血液的成分包括血浆和血细胞.血细胞包括红细胞、白细胞和血小板。
红细胞中富含血红蛋白,血红蛋白在氧含量高的地方与氧结合,在氧含量低的地方与氧分离,可见红细胞具有携带氧的功能;
白细胞能够变形穿透毛细血管壁,吞噬细菌,对人体具有防御功能;
血小板能够堵塞伤口,其中还含有促进血液凝固的物质,起止血和加速凝血的作用;
血浆的主要功能是运载血细胞,运输养料和废物。
(3)肺泡与气体交换相适应的结构特点:①肺泡数目多、总面积大;②肺泡周围缠绕着大量的毛细血管和弹性纤维;肺泡壁和毛细血管壁紧贴在一起,有利气体通过。③肺泡壁和毛细血管壁都很薄,都只由一层上皮细胞构成(共两层),这种结构特点有利于肺泡与血液之间进行气体交换。
8.【答案】(1)A;避免实验的偶然性,确保实验结果的准确性(或避免实验的偶然性,减小实验误差)
(2)抑制
(3)喉;肺;红细胞
(4)肺静脉;B;体
【解析】(1)在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验为对照实验,根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力,一般来说,对实验变量进行处理的是实验组,没有处理是的是对照组,所以,题干中,A没有注入香烟烟雾,为对照组,实验各瓶内放3只蜗牛,而不是1只,目的是避免实验的偶然性,提高实验的准确性。
(2)由图甲可以看出,香烟烟雾对白玉蜗牛的心率有抑制作用,在相同处理时间内,浓度越高,效果越明显。
(3)呼吸系统包括呼吸道和肺,呼吸道自上而下包括鼻腔、咽、喉、气管、支气管,所以,烟草燃烧时产生的烟雾中的一氧化碳经过咽→喉→气管→支气管→肺,一氧化碳进入人体后,会与血液中的红细胞结合,使组织细胞无法从血液中获得足够的氧气,导致呼吸困难。
(4)图乙中,A是左心房,B是左心室,C是右心房,D是右心室,①是主动脉,②是肺动脉,③是肺静脉,④是动脉瓣,⑤是上腔静脉,⑥是房室瓣,⑦是下腔静脉,肺循环路径为:右心室→肺动脉→肺部毛细血管网→肺静脉→左心房,体循环路径为:左心室→主动脉→各级动脉→全身毛细血管网→各级静脉→上下腔静脉→右心房,所以,烟草中的尼古丁被吸收进入毛细血管后,经③[肺静脉]流回心脏的左心房,再经[B]左心室参与体循环,到达大脑,从而刺激大脑,释放出多巴胺,产生神经放松的假象,长时间吸烟不仅会上瘾,还会损伤大脑神经,导致不同程度的语言、记忆力、感觉、知觉等能力下降。
故答案为:(1)A、避免实验的偶然性,确保实验结果的准确性(或避免实验的偶然性,减小实验误差);(2)抑制;(3)喉、肺、红细胞;(4)肺静脉、B、体。
【分析】此题考查探究实验的过程、呼吸系统的组成、血液循环路径等基础内容,为基础题,难度不大,熟记即可,在生物探究实验中,要设置对照实验,要形成对照实验必须要有惟一变量,而其余量都相同,也就是变量的惟一性;血液循环路径可以按照以下简图记忆:
9.【答案】(1)变浑浊;无明显变化
(2)较多的二氧化碳
(3)C
(4)B;A
【解析】(1)通过实验步骤2、3可知,A瓶内是人体呼出气体,B瓶内是人体吸入的气体。人体呼出气体二氧化碳的量明显增多。二氧化碳能够使澄清的石灰水变浑浊。所以实验现象是A瓶变浑浊,B瓶无明显变化。
(2)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。所以该实验得出的结论为:人体呼出的气体中含有二氧化碳。
(3)进入血液中的氧气,通过血液循环输送到全身各处的组织细胞,将细胞内的有机物分解为二氧化碳和水,同时将有机物内储存的能量释放出来,供人体生命活动的需要,这个过程发生在细胞内的线粒体里。以上实验中探究的人体内呼出气体产生的部位是组织细胞,C符合题意。
(4)膈肌与肋间肌收缩,引起胸腔前后、左右及上下径均增大,膈肌顶部下降,胸廓的容积扩大,肺随之扩张,造成肺内气压减小,小于外界大气压,外界气体进入肺内,完成吸气。当膈肌和肋间外肌舒张时,肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位,膈肌顶部升高,结果胸廓容积缩小,肺也随之回缩,造成肺内气压大于外界气压,肺内气体排出肺,完成呼气。在进行实验步骤[2]缓慢吸气时,与之相对应的是图二中的B状态;在进行实验步骤[3]缓慢呼气时,与之相对应的是图二中的A状态。
【分析】呼吸运动及其原理:
类别 肋间肌
和膈肌 胸廓 膈顶 肺 肺内气压 气 体 进 出 肺 泡 气 体 变 化
吸气 收缩 扩大 下降 扩张 下降 外界气体被吸入肺泡 含氧较多
呼气 舒张 缩小 回升 缩小 上升 肺泡内的气体被呼出体外 含二氧化碳较多
10.【答案】(1)蛋白质和红细胞;肾小球发生病变
(2)肾小管的重吸收能力
(3)贫血;多吃含蛋白质和铁质丰富的食物
(4)白细胞数目明显高于正常值;防御(和保护)
【解析】(1)尿液的形成中第一步肾小球的过滤作用:除血细胞和蛋白质外,血浆中一部分水,葡萄糖,无机盐,尿素等被过滤到肾小囊中形成原尿,所以正常的原尿中没有蛋白质和红细胞,一旦出现则是肾小球发生了病变。甲同学的尿液中异常指标是蛋白质和红细胞。是肾小球发生了病变,通透性增大。
(2)肾小管有重吸收作用,能重吸收原尿的全部葡萄糖重新回到血液,乙同学的尿液中检测出葡萄糖,随后几天经过多次检查,尿液中没有再检测出葡萄糖,血检结果也正常。医生询问得知:乙同学在体检前吃了大量的甜品,导致血糖含量过高,当血液流经肾脏时,肾小管的重吸收能力是有限的,故导致尿液中检测出大量葡萄糖。
(3)红细胞或者血红蛋白过少会导致贫血。丙同学的血检结果显示红细胞和血红蛋白都低于正常值,她患有贫血疾病,应该多吃含蛋白质和铁质丰富的食物。
(4)白细胞有吞噬细菌,对人体有防御和保护的作用,当发生炎症时,体内的白细胞数量会增多。丁同学的血检结果,显示他体内有炎症,判断依据是白细胞数目明显高于正常值,这说明血液具有保护功能。
【分析】尿的形成:肾单位是形成尿液的基本单位。
①肾小球和肾小囊内壁的过滤作用:当血液流经肾小球时,除了血细胞和大分子蛋白质以外的血浆成分都可以经过肾小球过滤 到肾小囊中,在肾小囊中形成原尿。
②肾小管的重吸收作用:对人体有用的物质,包括大部分水、全部葡萄糖和部分无机盐被重吸收进入包绕在肾小管外面的毛细血管中,剩下的形成尿液。
11.【答案】(1)丙
(2)肾小球
(3)肾小管
(4)过滤;重吸收
【解析】(1)就尿液成分而言,健康人尿液中没有葡萄糖和蛋白质,所以甲、乙、丙三人中身体健康的是丙。
(2)血液流经肾小球时,血液中的大分子蛋白质是不能透过肾小球进入肾小囊出现在尿液中的。甲的尿液中含有蛋白质,可能是肾单位中的肾小球出现了问题。
(3)肾小囊中的原尿流经肾小管时,全部葡萄糖会被重吸收回血液中,因此健康人尿液中是没有葡萄糖的。乙的尿液中含有葡萄糖,可能是肾脏的肾小管发生病变。
(4)肾脏是形成尿液的器官,其结构和功能单位是肾单位,肾单位包括肾小球、肾小囊和肾小管。尿液的形成就主要与肾小球的过滤作用和肾小管的重吸收作用有关。
故答案为:(1)丙;(2)肾小球;(3)肾小管;(4)过滤;重吸收
【分析】肾脏是形成尿液的器官,每个肾脏包括大约100万个结构和功能单位——肾单位。每个肾单位由肾小球、肾小囊和肾小管等部分组成。尿的形成主要与肾单位有关。肾单位中的肾小球和紧贴着它的肾小囊内壁起过滤作用。当血液流经肾小球时,除血细胞和大分子的蛋白质以外,血浆中的一部分水、无机盐、葡萄糖和尿素等物质,都可以经过肾小球过滤到肾小囊中。肾小囊中的液体称为原尿。当原尿流经肾小管时,全部葡萄糖、大部分的水和部分无机盐等被肾小管重新吸收。这些被重新吸收的物质进入包绕在肾小管外面的毛细血管中,送回到血液里,而剩下的水和无机盐、尿素等就形成了尿液。
12.【答案】(1)漏斗颈部;所有水流完;漏斗颈
(2)动脉;油团
(3)减少;脂类物质
(4)闭塞;血栓;缺氧;心肌梗死;脑血栓;增大;脑出血;高血压
【解析】(1)实验步骤:①将漏斗颈部 插入锥形瓶内;
②向烧杯内加人100毫升清水,然后将烧杯内的清水倒入漏斗,记录所有水流完所用的时间,将锥形瓶内的水倒掉;
③将凝固的动物油(可提前将动物油放人冰箱冷藏一段时间)涂抹在 漏斗颈 上端,用牙签在油团上戳一个小洞;
④重复第①②步。
(2)实验分析: 漏斗颈模拟的是动脉,油团模拟的是堆积的脂肪。
(3)实验结论:管腔变窄的动脉与正常动脉相比,血流量减少,血管壁上脂类物质的堆积阻碍血液的流动。
(4)动脉粥样硬化的危害:动脉粥样硬化可能会使血管闭塞或形成血栓,阻碍血液的流动,导致局部组织缺氧。这种情况如果发生在心脏,可能会引起心肌梗死 。如果发生在脑部,可能会引起脑血栓 。动脉粥样硬化还会使血管脆性增大 ,可能造成脑血管破裂,引起脑出血 。此外,动脉粥样硬化还能引起高血压 等疾病。
【分析】 动脉粥样硬化是冠心病、脑梗死、外周血管病的主要原因。脂质代谢障碍为动脉粥样硬化的病变基础,其特点是受累动脉病变从内膜开始,一般先有脂质和复合糖类积聚、出血及血栓形成,进而纤维组织增生及钙质沉着,并有动脉中层的逐渐蜕变和钙化,导致动脉壁增厚变硬、血管腔狭窄。病变常累及大中肌性动脉,一旦发展到足以阻塞动脉腔,则该动脉所供应的组织或器官将缺血或坏死。由于在动脉内膜积聚的脂质外观呈黄色粥样,因此称为动脉粥样硬化。
13.【答案】(1)入球小动脉;肾静脉
(2)肾小球;升高
(3)下降;姜黄素对染镉大鼠肾脏损伤有改善作用
(4)肾小囊;⑤;葡萄糖
(5)B
【解析】图中①入球小动脉、②出球小动脉、③肾小球、④肾小囊、⑤肾小管、⑥肾小管外毛细血管。
(1)人体血液由肾动脉进入肾脏后流经的途径是肾动脉→入球小动脉→肾小球→出球小动脉→肾小管周围毛细血管网→肾静脉.
(2)(4)尿的形成过程是:当血液流经肾小球时,除了血细胞和大分子的蛋白质外,血浆中的一部分水、无机盐、葡萄糖和尿素等物质,都可以经过肾小球滤过到④肾小囊内,形成原尿;当原尿流经⑥肾小管时,其中对人体有用的物质,包括大部分水、全部葡萄糖和部分无机盐,被肾小管重新吸收,并且进入包绕在肾小管外面的毛细血管中,重新回到血液里﹔在肾小管重吸收的同时,肾小管上皮细胞将所产生的物质(如氨)分泌到肾小管的官腔中,与原尿中剩下的其他废物,如尿素、一部分水和无机盐等由肾小管流出,形成尿液。因此若镉进入人体会损伤肾小管,则肾小管的重吸收功能丧失,尿中镉含量升高。
(3)通过图表中的数据表明与染镉组相比,经姜黄素处理的肾脏组尿镉含量和血镉含量明显下降,通过对比说明姜黄素对染镉大鼠肾脏损伤有改善作用。
(5)双肾功能衰竭,人体不能排尿,就不能使人体内水分和无机盐保持平衡,也不能维持组织细胞的正常生理功能,废物不能及时排出,人体健康会受到危害,故选B.
故答案为:(1)入球小动脉、肾静脉;(2)肾小球、升高;(3)下降、姜黄素对染镉大鼠肾脏损伤有改善作用;(4)肾小囊、⑤、葡萄糖;(5)B。
【分析】此题考查肾单位中血液的流动情况、尿液的形成过程、排尿的意义等基础知识,难度不大,需要熟记尿的形成的部位,首先明确尿的形成路线,尿液形成的路线为:血液→肾小球→肾小囊→肾小管→尿液,肾小球是一个毛细血管球,在此处发生滤过作用,但没有其他交换,所以由出球小动脉流出的血液还是含氧气丰富的动脉血,在肾小管出的毛细血管处发生气体交换,由动脉血变成静脉血,即由肾静脉流出的是尿素减少的、氧气减少的静脉血。
14.【答案】(1)过滤;重吸收
(2)增加
(3)显微镜;不论是4天还是7天,T基因缺陷小鼠的纤毛长度都显著短于正常小鼠
(4)隐性;Aa
【解析】(1)肾单位是肾脏的结构和功能的基本单位,当血液流经肾小球时,除了血细胞和大分子的蛋白质外,血浆中的一部分水、无机盐、葡萄糖和尿素等物质,都可以经过肾小球滤过到肾小囊内,形成原尿;当原尿流经肾小管时,其中对人体有用的物质,包括大部分水、全部葡萄糖和部分无机盐,被肾小管重新吸收,并且进入包绕在肾小管外面的毛细血管中,重新回到血液里;原尿中剩下的其他废物,如尿素、一部分水和无机盐等由肾小管流出,形成尿液。所以,正常人体中,血液流经①肾小球时,经滤过作用形成原尿,原尿经过③肾小管的重吸收作用最终形成尿液。
(2)如图所示,集合管上皮细胞具有纤毛。尿液流过时,会刺激纤毛产生一些信号,从而调控细胞正常的分裂。 ARPKD的发生与纤毛变短有关,当集合管上皮细胞纤毛变短时,无法正常感知尿液流过,引发细胞分裂异常,导致细胞数量增加,从而形成囊肿。
(3)①细胞的纤毛非常短小,需要借助显微镜对细胞进行观察,然后测量纤毛长度。
②根据实验结果可得:不管是出生后4天还是出生后7天,T基因缺失小鼠的纤毛长度都显著短于正常小鼠,初步验证了研究者的推测。
(4)通过杂交实验Ⅰ组,正常小鼠× ARPKD小鼠,得到子代全部是正常小鼠,实验Ⅱ组,子代正常小鼠多于ARPKD小鼠,则可判断ARPKD由隐性基因控制的控制的遗传病,故可知ARPKD小鼠的基因组成为aa,由于子代全部是正常小鼠,且ARPKD小鼠一定会遗传一个基因a给其子代,所以,Ⅰ组中子代正常小鼠的基因组成是Aa。
【分析】尿的形成:肾单位是形成尿液的基本单位。
①肾小球和肾小囊内壁的过滤作用:当血液流经肾小球时,除了血细胞和大分子蛋白质以外的血浆成分都可以经过肾小球过滤 到肾小囊中,在肾小囊中形成原尿。
②肾小管的重吸收作用:对人体有用的物质,包括大部分水、全部葡萄糖和部分无机盐被重吸收进入包绕在肾小管外面的毛细血管中,剩下的形成尿液。
15.【答案】(1)肾小球
(2)相似;口服等量中药汤剂辅以针灸;红细胞和蛋白质
(3)甲组;单纯服用中药汤剂治疗肾病有效但口服中药汤剂辅以针灸效果更好
【解析】(1)当血液流经肾小球时,除血细胞和分子较大的蛋白质以外,其余一切水溶性物质都可以通过滤过屏障进入肾小囊腔形成原尿。当肾小球发生病变时,肾小球的通透性会增加,原来不能滤过的蛋白质和血细胞被滤过掉;而肾小管对这些物质没有重吸收能力,因而在尿液中出现蛋白质和血细胞。所以某肾病患者尿检后发现,尿液中有红细胞和蛋白质。则该患者发生病变的部位可能是肾小球。(2)一组对照实验中只能有一个变量,且只能以所研究的条件为变量,其它条件应相同。这样便于排除其他条件干扰实验。因此参与该实验研究的80名志愿者在年龄、病情、身体状况等方面应该相似,表中甲组的处理方法是口服等量中药汤剂辅以针灸。治疗一段时间再检测患者尿样中血细胞和蛋白质的含量。(3)由实验结果可以看出,甲乙两组在治疗后,尿液中的血细胞和蛋白质含量都有所下降,但甲组下降率最显著,这说明单纯服用中药汤剂治疗肾病有效但口服中药汤剂辅以针灸效果更好。【分析】对照实验:在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组。没有处理的就是对照组。
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