高考生物三轮专题突破学案和练习:专题6 个体稳态与调节

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名称 高考生物三轮专题突破学案和练习:专题6 个体稳态与调节
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资源类型 试卷
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科目 生物学
更新时间 2023-05-19 23:44:50

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高考生物三轮专题突破
专题六 个体稳态与调节
[课标内容] 1.内环境为机体细胞提供适宜的生存环境,机体细胞通过内环境与外界环境进行物质交换。2.内环境的变化会引发机体的自动调节,以维持内环境的稳态。3.神经系统能够及时感知机体内、外环境的变化,并作出反应调控各器官、系统的活动,实现机体稳态。4.内分泌系统产生的多种类型的激素,通过体液传送而发挥调节作用,实现机体稳态。5.免疫系统能够抵御病原体的侵袭,识别并清除机体内衰老、死亡或异常的细胞,实现机体稳态。6.植物生命活动受到多种因素的调节,其中最重要的是植物激素的调节。
梳理核心知识
提示 深思1:胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素,这三种激素都没有分级调节现象,直接受神经系统的调控。
深思2:生物体内或反射弧上总是从刺激感受器开始反射活动,且神经递质在突触处是单向传递的。
深思3:白细胞包括吞噬细胞和淋巴细胞,所以吞噬细胞和淋巴细胞分别是不同类型的白细胞。
1.生理盐水是质量分数为0.9%的NaCl溶液,这样的溶液所提供的渗透压与血浆等细胞外液的渗透压相同。
2.血浆中水的主要来源:消化道、组织液和淋巴。
3.在特定情况下,神经递质除了使下一个神经元兴奋或抑制,也能使肌肉收缩和某些腺体分泌(直接作用于效应器)。
4.神经递质主要有乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、氨基酸类、一氧化氮等。神经递质与突触后膜上的特异性受体结合,引发突触后膜电位变化,即引发一次新的神经冲动。
5.人体血糖的正常含量一般是0.8~1.2 g/L,主要来源是消化吸收,主要去路是氧化分解。
6.胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖水平降低;胰高血糖素能促进糖原分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。
7.人体热量的来源主要是细胞中有机物的氧化放能(尤以骨骼肌和肝脏产热为多),热量的散出主要通过汗液蒸发和皮肤内毛细血管的散热。
8.艾滋病病人的直接死因,往往是由多种病原体引起的严重感染或恶性肿瘤等疾病。
9.植物体内没有分泌激素的腺体,植物激素是由其产生的部位运送到其作用的部位;而动物激素是由内分泌腺或内分泌细胞分泌的,一般经过体液运输,作用于靶细胞、靶器官。
10.植物向光性生长的其他解释:抑制生长的物质分布不均匀。有些植物受到单侧光照射后,向光一侧和背光一侧的生长素含量基本相同,而向光面的生长抑制物质却多于背光一侧。
11.预实验可以为进一步的实验摸索条件,也可以检验实验设计的科学性和可行性,以免由于设计不周,盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。
12.用赤霉素处理大麦,可以使大麦种子无须发芽就可以产生α-淀粉酶。
1.判断有关神经调节和激素调节说法的正误
(1)刺激支配肌肉的神经,引起该肌肉收缩的过程属于反射。(×)
(2)K+在细胞外的浓度高于细胞内的浓度,所以在静息电位形成过程中K+运输的方式是主动运输。(×)
(3)降低环境中的Na+浓度,刺激产生的动作电位峰值会降低。(√)
(4)兴奋传递过程中,突触小体处发生的信息转换是电信号→化学信号→电信号。(×)
(5)人憋尿的现象说明高级神经中枢可以控制低级神经中枢控制的反射。(√)
(6)激素的受体与细胞膜上运输物质的载体一样,也位于细胞膜上。(×)
(7)肾上腺素的分泌活动不受神经的直接支配。(×)
(8)胰高血糖素通过体液定向运输到肝脏部位。(×)
2.判断有关内环境稳态和免疫调节说法的正误
(1)血浆和组织液相比,组织液中蛋白质的含量较多。(×)
(2)营养不良、淋巴管堵塞及过敏反应都会引起组织水肿。(√)
(3)食物中的蛋白质被消化成氨基酸发生于内环境中。(×)
(4)内环境中的CO2不能作为信号分子发挥调节作用。(×)
(5)ATP的合成与水解均可发生在内环境中。(×)
(6)淋巴因子不仅可以促进B细胞的增殖和分化,还可以和抗体一样将抗原清除。(×)
(7)抗体产生于浆细胞内,但抗体在内环境中发挥作用。(√)
(8)B细胞和T细胞、吞噬细胞一样,既可以参与体液免疫,也可以参与细胞免疫。(×)
3.判断有关植物激素调节说法的正误
(1)温特实验中生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是主动运输。(×)
(2)用生长素类似物处理插条的方法有浸泡法和沾蘸法。(√)
(3)顶芽合成的生长素通过自由扩散运输到侧芽。(×)
(4)产生顶端优势的主要原因是侧芽附近的生长素浓度过高,其生长受到抑制。(√)
(5)高浓度的生长素能通过促进乙烯的合成抑制植物生长。(√)
(6)果实生长发育和成熟受多种激素调节,其中脱落酸在果实成熟中促进细胞分裂和果实脱落。(×)
(7)田间喷洒萘乙酸可杀死杂草,这说明生长素在竞争中发挥重要作用。(×)
(8)草莓果实的自然生长与生长素无关而与乙烯有关。(×)
1.在人体中,内环境的作用主要为:________________________________。
提示 ①细胞生存的直接环境;②细胞与外界环境进行物质交换的媒介
2.营养不良导致组织水肿的原因是________________________________。
提示 蛋白质摄入不足,血浆蛋白减少,血浆渗透压下降,组织液渗透压相对升高,导致组织水肿
3.临床上通过抽取血样来检测内分泌疾病的原理是_________________
________________________。
提示 内分泌腺分泌的激素通过体液运输,随血液流经全身
4.人体内需要源源不断的产生激素的原因是__________________________。
提示 激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活
5.兴奋在神经元之间只能单向传递的原因是__________________________。
提示 神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜
6.神经递质发挥作用后,不引起突触后膜持续兴奋或抑制的原因是_________________________________________________________。
提示 神经递质发挥作用后,就被酶分解而失活或被突触前膜重新吸收或被移走而迅速停止作用
7.神经调节和体液调节之间的关系可以概括为以下两个方面。一方面,______________________________________________________________。
另一方面,____________________________________________。
提示 不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节,在此情况下,体液调节可以看作是神经调节的一个环节 激素又能影响神经系统的发育和功能
8.过敏反应是指__________________________________________________。
提示 过敏反应是指已产生免疫的机体,在再次接受相同的抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱
9.人体的免疫系统能够成功地抵御大多数病毒,却不能抵御HIV,原因是_____________________________________________。
提示 HIV可杀死在免疫系统中起重要作用的T淋巴细胞,当T淋巴细胞被杀死后,免疫系统几乎处于瘫痪状态
10.如何验证水稻的恶苗病是赤霉菌产生的物质引起的,而不是赤霉菌本身在起作用?_______________________________________________________。
提示 将赤霉菌培养后,将培养基滤液喷施到健康水稻幼苗上,与对照组相比,观察是否出现恶苗病
1.(2021·全国甲卷,4)人体下丘脑具有内分泌功能,也是一些调节中枢的所在部位。下列有关下丘脑的叙述,错误的是(  )
A.下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化
B.下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素
C.下丘脑参与水盐平衡的调节;下丘脑有水平衡调节中枢
D.下丘脑能感受体温的变化;下丘脑有体温调节中枢
答案 B
解析 内环境渗透压感受器位于下丘脑内,下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化,A正确;抗利尿激素由下丘脑合成并分泌,促甲状腺激素由垂体合成并分泌,B错误;下丘脑内存在渗透压感受器、体温感受器、血糖浓度感受器等多种感受器,同时也是水盐平衡中枢、体温调节中枢、血糖调节中枢等的所在部位,C、D正确。
2.(2021·全国乙卷,4)在神经调节过程中,兴奋会在神经纤维上传导和神经元之间传递。下列有关叙述错误的是(  )
A.兴奋从神经元的细胞体传导至突触前膜,会引起Na+外流
B.突触前神经元兴奋可引起突触前膜释放乙酰胆碱
C.乙酰胆碱是一种神经递质,在突触间隙中经扩散到达突触后膜
D.乙酰胆碱与突触后膜受体结合,引起突触后膜电位变化
答案 A
解析 兴奋从神经元的细胞体传导至突触前膜的过程中,细胞膜对Na+的通透性增加,Na+内流,A错误;突触前膜内的突触小泡受到刺激,会释放一种化学物质——神经递质,乙酰胆碱就是一种神经递质,被释放的神经递质经扩散通过细胞间隙,然后与突触后膜上的特异性受体结合,引发突触后膜电位变化,B、C、D正确。
3.(2021·全国甲卷,3)生长素具有促进植物生长等多种生理功能。下列与生长素有关的叙述,错误的是(  )
A.植物生长的“顶端优势”现象可以通过去除顶芽而解除
B.顶芽产生的生长素可以运到侧芽附近从而抑制侧芽生长
C.生长素可以调节植物体内某些基因的表达从而影响植物生长
D.在促进根、茎两种器官生长时,茎是对生长素更敏感的器官
答案 D
解析 植物的“顶端优势”是指顶芽产生的生长素极性运输到达侧芽部位并积累,使侧芽部位的生长素浓度过高,抑制侧芽生长,从而表现出顶芽优先于侧芽生长的现象。摘除顶芽后,侧芽部位的生长素浓度逐渐降低到适宜的浓度,顶端优势解除,A、B正确。高浓度生长素通过促进乙烯的合成从而抑制植物的生长,是通过调节与乙烯合成有关的基因的表达来实现的,C正确。同种植物的根、芽、茎几种器官中,根对生长素最敏感,茎对生长素最不敏感,D错误。
4.(2021·全国乙卷,31)哺乳动物细胞之间的信息交流是其生命活动所必需的。请参照表中内容,围绕细胞间的信息交流完成下表,以体现激素和靶器官(或靶细胞)响应之间的对应关系。
内分泌腺或内分泌细胞 激素 激素运输 靶器官或靶细胞 靶器官或靶细胞的响应
肾上腺 肾上腺素 (3)通过____运输 (4)______ 心率加快
胰岛B细胞 (1)______ 肝细胞 促进肝糖原的合成
垂体 (2)______ 甲状腺 (5)______
答案 (1)胰岛素 (2)促甲状腺激素 (3)体液 (4)心脏(或心肌细胞) (5)促进甲状腺的生长发育、调节甲状腺激素的合成和分泌
解析 (1)胰岛B细胞能合成和分泌胰岛素。(2)垂体分泌促甲状腺激素作用于甲状腺。(3)激素的作用特点之一是通过体液运输。(4)肾上腺素作用于靶器官或靶细胞可使心率加快,故对应的靶器官或靶细胞为心脏或心肌细胞。(5)促甲状腺激素的作用包括促进甲状腺的生长发育、调节甲状腺激素的合成和分泌。
微专题1 神经调节与激素调节
1.神经调节要点整合
(1)膜电位曲线解读
提醒:①K+浓度只影响静息电位
②Na+浓度只影响动作电位
(2)兴奋的传导与传递
提醒:①神经递质释放的方式为胞吐。体现了生物膜的结构特点:一定的流动性。
②神经递质去向:神经递质发生效应后,就被酶破坏而失活或被突触前膜重新吸收(主动运输)或被移走而迅速停止作用。
③突触后膜不一定是神经细胞膜,也可能是肌肉或腺体细胞的细胞膜。
④抑制性递质导致负离子(如Cl-)进入突触后膜,强化“外正内负”的局面。
⑤神经递质在突触间隙内的扩散及与突触后膜上受体的结合不耗能。
⑥神经递质的化学本质并不都是有机物,如NO是无机物。
2.激素调节要点归纳
(1)重视两个关注点
(2)有关糖尿病的几点归纳
提醒:①激素运输无特异性。“只作用于靶细胞”不等于“只运输给靶细胞”。
②激素只起调节作用,不组成细胞结构、不供能,也不起催化作用。
③激素受体位于细胞膜表面或细胞内部。
④有些激素也可以作为神经递质,如肾上腺素和去甲肾上腺素。
3.人体生命活动调节的三种方式
考向1 围绕兴奋的传导与传递,考查科学思维能力
1.(2021·江苏南通调研改编)当某些内脏器官发生病变时,感到体表某区域疼痛,这种现象是牵涉痛。如图为一种牵涉痛产生机制示意图,相关叙述正确的是(  )
A.图中a、b、c组成完整反射弧
B.痛觉是在脊髓中形成的
C.牵涉痛产生过程中兴奋在结构c和结构b之间双向传递
D.神经元兴奋时,其膜内电位变化为由负变正
答案 D
解析 结构a和c上均有神经节,为传入神经,结构b是脊髓内的神经中枢,a、b、c只是反射弧中的部分结构,不构成完整的反射弧;产生痛觉的部位在大脑皮层;兴奋在神经元之间单向传递;神经元兴奋时,其膜内电位变化为由负变正。
2.(2021·河北唐山调研)如图是神经纤维受到刺激后产生动作电位的示意图。下列叙述正确的是(  )
A.t1→t3膜电位变化由细胞膜对K+通透性升高引起
B.t2、t4时,神经细胞膜内外Na+的浓度差相等
C.t3时,神经细胞膜外Na+浓度高于膜内
D.t5时,神经细胞膜两侧电位是内正外负
答案 C
解析 t1→t3过程是产生兴奋的过程,膜电位变化是细胞膜对Na+通透性升高引起的,A错误;神经细胞某处受到刺激时,对Na+的通透性增大,t2时,Na+内流,t4时,神经细胞膜恢复静息电位,K+外流,t2、t4时神经细胞膜内外Na+浓度差不相等,B错误;神经细胞膜内外各种电解质的离子浓度不同,膜外Na+浓度高,膜内K+浓度高,t3时神经细胞膜外Na+浓度仍高于膜内,C正确;t5时神经细胞膜外是正电位,膜内是负电位,D错误。
考向2 围绕动物激素的作用机理及功能,考查综合运用能力
3.(2021·海南海口模拟改编)下列关于人体内的甲状腺激素的叙述,正确的是(  )
A.甲状腺激素可通过导管定向运输至垂体和下丘脑
B.甲状腺激素可高效催化物质氧化分解,提高细胞代谢的速率
C.气温降低可能会影响甲状腺激素的分泌量
D.通过分级调节机制维持人体甲状腺激素含量的平衡
答案 C
解析 内分泌腺没有导管,分泌的激素弥散到体液中,通过体液运输至全身各处;激素既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,而是作为信息分子作用于靶细胞,使靶细胞原有的生理活动发生改变;环境温度降低,机体需要产生更多热量以维持体温的相对稳定,因此甲状腺激素的合成和分泌会增加;甲状腺激素含量的平衡是通过反馈调节机制维持的。
4.(2021·哈尔滨三中调研)胰岛B细胞内K+浓度为细胞外的28倍,细胞外Ca2+浓度为细胞内的15 000倍,与神经细胞一样,都存在外正内负的静息电位。下图是细胞外葡萄糖浓度调节胰岛B细胞分泌胰岛素的过程,对其理解错误的是(  )
A.胰岛B细胞膜内外K+浓度差主要依靠主动运输来维持
B.ATP增多会引起胰岛B细胞静息电位的绝对值减小
C.细胞外葡萄糖浓度降低会促进胰岛B细胞释放胰岛素
D.Ca2+大量内流,使胰岛B细胞产生兴奋,促进胰岛素的分泌
答案 C
解析 胰岛B细胞内K+浓度为细胞外的28倍,胰岛B细胞膜内外K+浓度差的建立和维持主要依靠主动运输,A正确;ATP增多会引起ATP敏感的K+通道关闭,阻止K+外流,导致膜外阳离子浓度降低,故此时膜内外电位差的绝对值减小,B正确;细胞外葡萄糖浓度降低,使细胞呼吸产生的ATP减少,进而影响K+和Ca2+的跨膜运输,从而抑制胰岛B细胞释放胰岛素,C错误;Ca2+通道打开,使Ca2+大量内流,而Ca2+促进胰岛素分泌,D正确。
考向3 围绕动物激素相关实验,考查科学探究能力
5.(2021·山东淄博调研)促甲状腺激素不敏感综合征是由于甲状腺对促甲状腺激素(TSH)有抵抗而引起的一种甲状腺功能减退症。患者病症严重程度不一,病因也不完全相同。以下是对TSH不敏感的两例患者的部分临床表现:患者甲,促甲状腺激素受体异常,个体有轻微的甲状腺激素减少的临床表现;患者乙,先天性甲状腺激素分泌不足,在注射外源性TSH后,甲状腺摄碘无增加。下列分析错误的是(  )
A.TSH由垂体分泌,甲状腺细胞表面有TSH的特异性受体
B.患者甲体内的TSH含量可能高于正常人体内的TSH含量
C.据题分析可知,可通过补充碘的方式来改善患者乙的症状
D.患者甲和患者乙甲状腺细胞中的蛋白质具有一定的差异
答案 C
解析 TSH是由垂体分泌的,其靶器官为甲状腺,甲状腺细胞表面有TSH的特异性受体,A正确;患者甲的促甲状腺激素受体异常,个体有轻微的甲状腺激素减少的临床表现,可能是由于患者甲体内TSH含量升高,对TSH不敏感起到了代偿作用,B正确;通过题干信息不能得出补碘能改善患者乙的症状的结论,C错误;蛋白质是生命活动的主要承担者,两患者的症状不同,病因也有一定的差异,说明二者体内承担相应功能的蛋白质具有一定的差异,D正确。
6.(2021·河南九师联盟)胰岛素受体受损而导致的糖尿病,称作Ⅱ型糖尿病。让健康人和Ⅱ型糖尿病患者一次性口服100 g葡萄糖,在口服后的6小时内定时检测他们的血糖浓度,结果如图。下列分析不合理的是(  )
A.与甲相比,乙的细胞吸收、利用与转化血糖的能力强
B.在0~1 h时间段,甲血浆中抗利尿激素的浓度高于乙
C.第4~5 h时间段,乙血浆中胰高血糖素的浓度高于0~1 h时
D.甲体内血糖浓度的变化不会影响胰岛细胞的分泌活动
答案 D
解析 分析曲线,可以判断出甲曲线是糖尿病患者体内血糖浓度的变化。Ⅱ型糖尿病患者由于胰岛素的受体受损,其细胞吸收与利用血糖的能力减弱,血糖浓度的升高会影响胰岛细胞的分泌活动,A项不符合题意,D项符合题意;糖尿病患者体内血糖浓度高于健康人,其血浆渗透压高,会促进抗利尿激素的合成与释放,B项不符合题意;第4~5 h时间段,乙血浆中血糖浓度在逐渐升高,这种变化主要是由胰高血糖素的浓度升高导致的,在0~1 h时间段,血糖浓度偏高,胰岛素的分泌增多、胰高血糖素的分泌减少,C项不符合题意。
微专题2 人体稳态与免疫调节
1.内环境及稳态调节要点归纳
(1)内环境各成分的判断
(2)组织水肿的原因
提醒:组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近,但又不完全相同,最主要的差别在于血浆中含有较多蛋白质。
2.下丘脑在三大调节中的作用
3.免疫调节要点归纳
(1)关注免疫中的3个“三”
(2)两大免疫过程(―→初次免疫;二次免疫)
提醒:①存在于内环境中的抗原引起的是体液免疫,如细胞外毒素。
②进入细胞内的抗原引起的是细胞免疫,如胞内寄生菌,自身肿瘤、移植器官引发的也是细胞免疫。
③病毒感染先引发体液免疫,阻止病毒的散播感染,当病毒进入细胞后,再引发细胞免疫,将抗原释放,再由体液免疫最后清除抗原。
④体液免疫中,B细胞增殖分化为浆细胞和记忆细胞一般需要两个条件:抗原的直接刺激和淋巴因子的作用,且二者缺一不可。
考向1 围绕内环境和稳态,考查科学思维的能力
1.(2021·湖南五市十校联考)下列属于内环境稳态失调的是(  )
A.寒冷环境中,机体的毛细血管收缩,血流量减少
B.饥饿状态下,机体的血糖浓度降低,胰岛素分泌减少
C.剧烈运动时,机体大量出汗,抗利尿激素分泌增多,尿量减少
D.感染HIV后,机体T细胞遭到破坏,淋巴因子分泌减少
答案 D
解析 内环境稳态是由神经—体液—免疫调节网络实现的,感染HIV后,机体的T细胞遭到破坏,导致淋巴因子分泌减少,机体免疫力降低,D项属于内环境稳态中的免疫失调,其他三个选项均属于机体正常的生理调节过程。
2.(2021·吉林省重点中学联考)2020年初,新冠肺炎严重影响了人们的生活,发烧是新冠肺炎的一个重要体征。下列有关内环境的叙述,正确的是(  )
A.新冠肺炎病人伴随高烧不退的症状不是内环境稳态调节失衡的表现
B.健康人的内环境的各种成分和理化性质保持恒定不变
C.内环境稳态有利于体内酶促反应的正常进行
D.人体正常体温的维持只与循环系统有关
答案 C
解析 新冠肺炎病人发烧是稳态调节失衡的表现,A错误;健康人内环境的各种成分和理化性质都处于动态平衡中,B错误;内环境稳态有利于体内酶促反应的正常进行,C正确;人体正常体温的维持,与消化、呼吸、循环等多个系统有关,D错误。
考向2 巧借血糖调节,考查生命观念
3.(2021·福建莆田一中调研)体外实验研究发现,培养液中的胰岛素促进了单个胰岛B细胞的分泌活动,却抑制了胰岛整体分泌胰岛素过程。下列说法错误的是(  )
A.胰岛通过分泌胰岛素和胰高血糖素来调节血糖水平
B.胰岛素能作用于胰岛B细胞的结构基础是胰岛素受体
C.胰岛素调节胰岛分泌活动可以不受胰岛内其他细胞的影响
D.胰岛素可通过调节胰岛整体的分泌活动来维持体内该激素水平
答案 C
解析 根据题意,胰岛内主要有胰岛B细胞和胰岛A细胞,分别产生胰岛素和胰高血糖素,来调节血糖水平以维持血糖平衡,A正确;激素通过与靶细胞上的特异性受体结合而传递调节信息,胰岛素能够反馈调节胰岛B细胞的分泌活动,说明胰岛B细胞上存在胰岛素的受体,B正确;胰岛素调节单个胰岛B细胞和胰岛整体分泌胰岛素活动作用效果相反,说明胰岛素除了能够调节胰岛内的B细胞外,还能调节胰岛内的其他细胞,胰岛内的细胞共同影响胰岛素对胰岛整体的调节作用,C错误;人体内,胰岛素通过(负)反馈调节胰岛整体的分泌活动来维持体内胰岛素激素水平,使胰岛素含量在体内处于动态平衡,D正确。
4.(2021·华中师大附中调研)如图为胰岛素分泌的部分调节过程及其发挥作用的示意图。下列相关分析正确的是(  )
A.图中甲为神经递质的受体,乙最可能为葡萄糖的受体
B.血糖调节中枢位于下丘脑,胰岛B细胞可作为感受器
C.胰岛素分泌后需经血液定向运输至组织细胞发挥作用
D.通过注射胰岛素可治疗自身抗体攻击丙导致的糖尿病
答案 A
解析 由图可知,当血糖浓度升高时,较高的血糖浓度可以直接刺激胰岛B细胞使其分泌胰岛素,也可以刺激血糖浓度感受器,通过神经调节,促使胰岛B细胞分泌胰岛素,因而,甲为神经递质的受体,乙最可能为葡萄糖的受体,A正确;下丘脑中存在血糖调节中枢,在“血糖浓度感受器—传入神经—下丘脑—传出神经—胰岛B细胞”这一反射弧中,胰岛B细胞为效应器,B错误;胰岛素需经血液运输至靶细胞处发挥作用,但不能定向运输至组织细胞,C错误;丙为组织细胞上的胰岛素受体,丙被自身抗体攻击后不能有效地识别胰岛素,由此引起的糖尿病不能通过注射胰岛素来治疗,D错误。
考向3 结合免疫调节,考查生命观念和社会责任
5.(2021·南京、盐城二模)新型冠状病毒的检测方法主要有核酸检测法和抗体检测法。下列叙述正确的是(  )
A.抗体诊断试剂盒需根据新型冠状病毒内部的核酸研制
B.核酸检测法使用的相关探针彻底水解后可得到6种小分子化合物
C.无症状感染者因其体内不产生抗体不适合用抗体检测法检测
D.来自新冠肺炎高风险地区的入境人员核酸检测结果为阴性,则无需隔离
答案 B
解析 抗体检测法的原理是抗原抗体特异性结合,抗体诊断试剂盒需根据新型冠状病毒感染者体内产生的针对新型冠状病毒的抗体研制,A错误;核酸检测法使用的相关探针是标记的单链核酸片段,其彻底水解后可得到磷酸、1种五碳糖、4种碱基,共6种,B正确;无症状感染者其体内同样产生抗体,适合用抗体检测法检测,只是受感染病毒剂量、感染时间、感染者自身的免疫力大小的影响,而没有发病,C错误;核酸检测结果不是绝对的准确,来自新冠肺炎高风险地区的入境人员都需隔离,D错误。
6.(2021·1月八省联考广东卷,10)某人感染了HIV,5年后被诊断出患淋巴瘤。最可能的原因是HIV感染后导致(  )
A.HIV大量寄生在B细胞内
B.T细胞分泌淋巴因子功能丧失
C.B细胞无法转化为浆细胞
D.T细胞的数量持续下降
答案 B
解析 HIV在人体内主要侵染T淋巴细胞,A错误;T淋巴细胞被大量破坏后,分泌淋巴因子的功能丧失,体液免疫和细胞免疫几乎丧失,病人一般死于严重感染或恶性肿瘤,B正确;感染HIV后,B细胞仍然可以分裂分化产生浆细胞,C错误;T细胞的数量是先升高后下降,D错误。
捕捉高考共鸣点(四) 动物生理实验探究
[命题专家悟规律]
高考生物对考生实验与探究能力的考查是体现科学思维、科学探究的重要落脚点,近年高考有关动物生理实验探究的考查力度逐年增加,形式也不断创新,主要涉及实验思路、预期结果、得出结论等内容,尤其是补充完善实验步骤,如2020年山东卷22(4)要求写出实验设计思路和预期实验结果;2020年全国卷Ⅰ(31)和2019年全国卷Ⅲ(30)要求预期并分析实验结果;2018年全国卷Ⅱ(29)和2017年全国卷Ⅲ(31)要求补充完善实验步骤。
复习备考中,考生要熟悉教材实验的基本操作、原理及方法,重视对实验的方法、步骤及实验结果和结论的分析,并进行专项训练,同时也要提高语言表达能力。
共鸣点1 补充实验步骤类
1.(2018·全国卷Ⅱ,29)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相同的适宜条件下饲养。
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由于B组的处理使大鼠缺失了来源于垂体的________激素和________激素。
答案 (1)①手术但不切除垂体 切除垂体 ③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
解析 (1)本实验的自变量是有无垂体,因此A组(对照组)的处理是不切除垂体,同时为了排除手术操作对大鼠生长发育的影响,A组的处理应该是进行手术但不切除垂体;B组是实验组,对其进行的处理是切除垂体。根据实验步骤可知,
①为实验处理,②为实验饲养,③应为实验结果的检测与记录,且题干强调“以体重变化作为生长发育的检测指标”,因此,③的操作应该是定期测定两组大鼠的体重,并记录实验结果。(2)垂体可产生生长激素(促进生长)和促甲状腺激素(通过作用于甲状腺使其合成和分泌甲状腺激素,而甲状腺激素可促进发育),所以B组大鼠切除垂体后,其生长发育减慢。
 此类动物生理实验探究题考生需根据实验目的确定实验变量,审读所提供的信息中是否准确控制了实验变量,是否遵循对照原则、单一变量原则等。对此类问题的考查,主要是看考生是否知道实验变量的控制及实验原则的遵循。
共鸣点2 预测分析实验结果类
2.(2021·选择性考试湖南卷,19)生长激素对软骨细胞生长有促进作用,调节过程如图所示。回答下列问题:
(1)根据示意图,可以确定软骨细胞具有________(填“GH受体”“IGF-1受体”或“GH受体和IGF-1受体”)。
(2)研究人员将正常小鼠和IGF-1基因缺失小鼠分组饲养后,检测体内GH水平。据图预测,IGF-1基因缺失小鼠体
内GH水平应________(填“低于”“等于”或“高于”)正常小鼠,理由是_______________________________________________。
(3)研究人员拟以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,在细胞培养液中添加不同物质分组离体培养,验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长。实验设计如表所示,A组为对照组。
组别 A B C D E
培养液中添加物质 无 GH IGF-1 正常小鼠去垂体后的血清 ?
实验结果预测及分析:
①与A组比较,在B、C和D组中,软骨细胞生长无明显变化的是________组。
②若E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快,结合本实验目的,推测E组培养液中添加物质是________________。
答案 (1)GH受体和IGF-1受体 (2)高于 IGF-1基因缺失小鼠不能合成IGF-1,不能通过负反馈调节抑制垂体分泌GH,所以垂体的分泌活动不会受到抑制 (3)①B、D ②正常小鼠去垂体后注射过GH血清
解析 (1)由题图可知,生长激素(GH)和胰岛素样生长因子1(IGF-1)均能促进软骨细胞生长,说明软骨细胞具有GH受体和IGF-1受体。(2)IGF-1基因缺失小鼠不能合成IGF-1,不能通过负反馈调节抑制垂体分泌GH,所以垂体的分泌活动不会受到抑制,GH水平应高于正常小鼠。(3)①以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,则B组培养液中添加GH,不能促进软骨细胞生长,D组正常小鼠去垂体后,血清中不含GH,则也不含有肝脏细胞分泌的IGF-1,软骨细胞也不能生长。C组培养液中添加IGF-1,可促进软骨细胞生长。综上可知,与A组比较,软骨细胞生长无明显变化的是B、D组。②该实验是验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长,即GH通过促进肝脏分泌IGF-1进而促进软骨细胞生长,推测E组培养液中添加的物质为正常小鼠的血清。
 此类试题需认真分析实验目的和相关知识,确定自变量对因变量的影响。一定要辨别实验是属于验证性实验还是探究性实验。验证性实验具有明确的结果;探究性实验的现象和结果是未知的或不确定的,应针对各种可能性分别加以考虑和分析,得到相关结论。无论是哪种情况,文字描述应力求简练、准确、科学。
共鸣点3 书写实验思路类
3.(2020·山东等级考,20)科研人员在转入光敏蛋白基因的小鼠下丘脑中埋置光纤,通过特定的光刺激下丘脑CRH神经元,在脾神经纤维上记录到相应的电信号,从而发现下丘脑CRH神经元与脾脏之间存在神经联系,即脑-脾神经通路。该脑-脾神经通路可调节体液免疫,调节过程如图1所示,图2为该小鼠CRH神经元细胞膜相关结构示意图。
(1)图1中,兴奋由下丘脑CRH神经元传递到脾神经元的过程中,兴奋在相邻神经元间传递需要通过的结构是________,去甲肾上腺素能作用于T细胞的原因是T细胞膜上有________________________________________________。
(2)在体液免疫中,T细胞可分泌________作用于B细胞。B细胞可增殖分化为_____________________________________________________________。
(3)据图2写出光刺激使CRH神经元产生兴奋的过程:
____________________________________________________________。
(4)已知切断脾神经可以破坏脑-脾神经通路,请利用以下实验材料及用具,设计实验验证破坏脑-脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力。简要写出实验设计思路并预期实验结果。
实验材料及用具:生理状态相同的小鼠若干只,N抗原,注射器,抗体定量检测仪器等。
实验设计思路:_______________________________________________。
预期实验结果:_________________________________________________。
答案 (1)突触 去甲肾上腺素受体 (2)淋巴因子(或细胞因子) 浆细胞和记忆细胞(或效应B细胞和记忆B细胞) (3)光刺激光敏蛋白导致钠离子通道开放,钠离子内流产生兴奋 (4)取生理状态相同的小鼠若干只,随机均分为两组,将其中一组小鼠的脾神经切断作为实验组,另一组作为对照组;分别给两组小鼠注射相同剂量的N抗原;一段时间后,检测两组小鼠抗N抗体的产生量 实验组小鼠的抗N抗体产生量低于对照组的产生量
解析 (1)一般情况下,相邻两个神经元之间并不是直接接触的。神经元的轴突末梢经过多次分支,最后每个小枝末端膨大,呈杯状或球状,叫做突触小体。突触小体可以与其他神经元的细胞体或树突等相接触,共同形成突触。兴奋在相邻神经元间传递需要通过突触。去甲肾上腺素能作用于T细胞是由于T细胞膜上有相应的特异性受体。(2)在体液免疫过程中,T细胞可分泌淋巴因子(或细胞因子),淋巴因子(或细胞因子)能促进B细胞增殖分化成浆细胞和记忆细胞。(3)光敏蛋白是一类在生命体内能够应答光信号而产生生理学反应的蛋白质,它们在细胞内外离子流动及细胞信号传递方面发挥着重要作用。钠离子通道是膜上存在的允许Na+顺其电化学梯度进入细胞的通道。据图2分析可知,光刺激光敏蛋白导致钠离子通道开放,钠离子内流使CRH神经元产生兴奋。(4)根据单一变量原则和对照性原则,确定实验分为两组,实验组小鼠的脾神经被切断,对照组不做处理,两组小鼠分别注射相同剂量的N抗原,一段时间后,用抗体定量检测仪器检测两组小鼠抗N抗体的产生量。该实验为验证性实验,即验证破坏脑-脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力,因此,脾神经被切断的实验组小鼠的抗N抗体产生量低于对照组的产生量。
 此类试题对考生的综合分析问题能力要求非常高,往往是压轴题,但应牢记实验步骤的“四步曲”,即取材(共性处理)→处理(变量处理)→观察记录→预测结果(得出结论)。
[特别提醒] 动物生理实验成功的关键点
(1)动物分组的基本要求:选择性别、年龄、体重、生长状况相似的平均分组,每组要有数量相等的多只动物。
(2)进行注射实验时空白对照组应注射等量的生理盐水(不可用蒸馏水),进行饲喂实验时,空白对照组可使用蒸馏水。
(3)实验设计时要注意设置对照实验,控制变量个数,保证单一变量。
(4)实验设计中注意实验动物的选择和处理,如观察胰岛素、胰高血糖素功能的实验动物一般是先饥饿处理。经实验变量处理后的观察指标是动物的生活状况。
[跟踪训练]
1.(2021·江西南昌调研)血糖平衡有利于动物生命活动的正常进行。请回答下列问题:
(1)当人体血糖浓度上升时,下丘脑相关部位接受刺激并产生兴奋,最终由传出神经末梢内的________释放神经递质与胰岛B细胞膜上的相应受体结合,引起胰岛素分泌增多,此反射弧中的效应器由________组成。在此过程中,支配胰岛细胞的副交感神经兴奋时,其末梢释放的神经递质促进胰岛B细胞的分泌活动,却不影响胰岛A细胞的分泌活动,原因是_______________________________。
(2)人体感染某种病毒后导致机体缺乏胰岛素而患糖尿病,这表明胰岛B细胞可能含有与此病毒的________相似的物质。
(3)为验证胰高血糖素能通过升高血糖影响动物的精神状况,某研究人员进行了如下实验:
实验材料 小白鼠若干、注射器、鼠笼、胰岛素溶液、胰高血糖素溶液、葡萄糖注射液、生理盐水等。
实验步骤
第一步,选择生理状况相近的健康小白鼠若干只,随机均分成三组,并编号为A、B、C;
第二步,分别给三组小白鼠注射________,一段时间后三组小白鼠均出现休克现象;
第三步,再分别给A、B、C三组小白鼠注射___________________________________________,一段时间后观察三只小白鼠的活动状况。
实验结果 A组小白鼠清醒稍慢,B组小白鼠清醒较快,C组小白鼠未清醒。
①补充实验步骤的相关内容。
②A组小白鼠休克后清醒的机理为______________________________。
答案 (1)突触小泡 传出神经末梢和胰岛B细胞 胰岛A、B细胞上与神经递质结合的受体不同(或胰岛A细胞上没有与该神经递质结合的受体)
(2)抗原(或蛋白质)
(3)①等量且适量的胰岛素溶液 适量的胰高血糖素溶液、等量的葡萄糖溶液、等量的生理盐水(顺序不能颠倒)
②胰高血糖素能促进糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,使血糖水平升高
解析 (1)神经递质是由轴突末梢中的突触小泡释放的。效应器通常由传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等组成。神经递质只能与突触后膜上特定的受体结合,支配胰岛细胞的副交感神经兴奋时,其末梢释放的神经递质能促进胰岛B细胞的分泌活动,却不影响胰岛A细胞的分泌活动,这说明胰岛A细胞的细胞膜上不存在该神经递质的受体。(2)人体感染某种病毒后导致机体缺乏胰岛素而患糖尿病,这表明胰岛B细胞可能含有与此病毒的抗原(或蛋白质)相似的物质,使机体产生的识别此病毒特定抗原的抗体也能识别并破坏胰岛B细胞。(3)为验证胰高血糖素能升高血糖进而影响动物的精神状况,首先需要获得低血糖的实验小白鼠,可通过给健康小白鼠注射一定剂量的胰岛素溶液来实现;而后需要分别给三组小白鼠注射适量的胰高血糖素溶液、等量的葡萄糖溶液、等量的生理盐水,对比观察三组小白鼠的精神状况。其中胰高血糖素能促进糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,使血糖水平升高,从而使小白鼠恢复正常精神状态,而补充葡萄糖可直接使血糖水平升高, 从而使小白鼠能较快恢复正常精神状态,注射生理盐水的一组因血糖浓度不能升高而持续处于休克的状态。
2.(2021·河北唐山调研)将室温(17~25 ℃)笼养的某种仓鼠(平均体温36.4 ℃)随机均分为甲、乙、丙三组(实验前已适应实验环境),甲组放入5 ℃环境中1 h,乙组放入35 ℃环境中1 h,丙组置于室温环境中1 h,期间连续测定仓鼠体温,发现5 ℃环境与室温环境下仓鼠体温基本不变,但在35 ℃环境下仓鼠体温可达39.2 ℃。回答下列问题:
(1)实验中,甲组仓鼠皮肤的血管会________,体内与促进________有关的激素分泌增多,以调节体温。
(2)与室温环境相比,乙组仓鼠在35 ℃环境下体温上升的直接原因是_____________________________________________________。
(3)甲状腺激素缺乏的幼龄期仓鼠表现出神经系统发育异常,若将其放在35 ℃环境中则出现暂时的兴奋性降低,这说明体液调节与神经调节的关系是_____________________________________________________。
(4)研究发现,甲巯咪唑是一种可以抑制甲状腺滤泡上皮细胞分泌甲状腺激素的药物,请利用以下实验材料及用具,设计实验验证该药物可抑制甲状腺滤泡上皮细胞的分泌,简要写出实验设计思路并预期实验结果。
实验材料及用具:生理状态相同的健康仓鼠若干只,一定浓度的甲巯咪唑溶液,生理盐水,注射器,甲状腺激素定量检测仪器等。
实验设计思路:______________________________________________。
预期实验结果:___________________________________。
答案 (1)收缩 产热(或细胞呼吸,或物质氧化分解)(合理即可)
(2)机体的产热量大于散热量
(3)激素可以影响神经系统的发育和功能
(4)实验设计思路:将仓鼠随机均分成甲、乙两组,甲组注射一定浓度的甲巯咪唑溶液,乙组注射等量生理盐水,一段时间后测定甲状腺激素含量
预期实验结果:甲组甲状腺激素含量明显低于乙组含量
解析 (1)根据题干描述,甲组仓鼠在5 ℃的低温条件下,机体散热量增加,皮肤的毛细血管会收缩以减少散热来维持体温恒定,机体可通过增加促进产热的激素如甲状腺激素的分泌量等来增加产热量。(2)恒温动物的体温维持稳定,实质是机体无论在寒冷还是炎热环境中都是产热量等于散热量的平衡调节。与在室温下相比,35 ℃环境下皮肤温度与环境温度的温差更小,通过皮肤的物理性散热过程(对流、热传导、辐射)受阻,导致机体的产热量大于散热量,引起体温上升。(3)若仓鼠在幼龄期缺乏甲状腺激素会出现神经系统发育异常.说明甲状腺激素可以影响神经系统的发育,在35 ℃炎热环境中,仓鼠机体内甲状腺激素更低,会导致神经系统的兴奋性功能降低,说明体液调节与神经调节的关系是内分泌腺所分泌的激素可以影响神经系统的发育和功能。(4)验证该药物可抑制甲状腺滤泡上皮细胞的分泌。自变量为是否注射该药物,因变量是检测甲状腺激素的含量。因此实验思路为:选取生理状况状态相同的健康仓鼠若干只,随机均分为两组,一组注射一定剂量、一定浓度的甲巯咪唑溶液作为实验组,另一组注射等量的生理盐水作为对照组,其他条件相同。一段时间后,测定并记录甲状腺激素的含量,并计算平均值。预期结果:实验组仓鼠体内甲状腺激素含量的平均值明显低于对照组。
微专题3 植物激素调节
1.有关生长素的要点整合
(1)生长素的三种运输方式
(2)根的向地性和茎的背地性
(3)生长素的作用特点:两重性(低浓度促进,高浓度抑制)。
 抑制生长≠不生长(只是生长慢于对照组)
提醒:①琼脂块不能感光,不会影响生长素的运输和传递,而云母片、玻璃片等则会阻碍生长素的运输。
②预实验必须用清水做空白对照,正式实验则不用。
③茎的背地性和向光性不能说明生长素具有两重性,而根的向地性与顶端优势则能体现。
④双子叶植物对生长素的敏感度高于单子叶植物。
2.植物激素间的相互作用
(1)协同作用与拮抗作用
(2)生长素达到一定浓度后就会促进乙烯的合成,而乙烯对生长素的合成起抑制作用,如图:
(3)赤霉素通过促进生长素的合成和抑制生长素的分解来促进细胞伸长,如图:
提醒:生长素有两重性,但并非所有激素都有两重性。
考向1 围绕生长素的生理作用,考查分析判断能力
1.(2021·江西南昌调研)实验发现,用一定浓度的细胞分裂素处理枝条上的侧芽,可缓解高浓度生长素对侧芽生长的抑制作用,使侧芽萌动、加快生长。下列说法正确的是(  )
A.在植物体内,生长素只能进行极性运输
B.对棉花打顶摘心属于顶端优势的应用
C.生长素和细胞分裂素在植物的顶端优势方面表现为协同作用
D.在农业生产中,果树嫁接属于解除顶端优势的实例
答案 B
解析 在植物体内,生长素既可以进行极性运输,也可以进行非极性运输,A错误;适时摘除棉花的顶芽,解除顶端优势,可以促进侧芽的发育,从而使它多开花、多结果,B正确;题干信息显示,生长素和细胞分裂素在植物的顶端优势方面表现为拮抗作用,C错误;在农业生产中,果树嫁接不属于解除顶端优势的实例,D错误。
2.(2021·河南名校联盟)“淀粉体—平衡石假说”认为植物依靠内含淀粉体的细胞感受对重力的单一方向的刺激,使横放的茎、根等部位发生生长素的横向运输。植物光合作用产生的葡萄糖经由聚合转变成淀粉,再以淀粉粒的形式储存于淀粉体中。下列叙述错误的是(  )
A.淀粉体可感受重力的方向
B.淀粉体最终将重力信号转变成运输生长素的信号
C.植物根部的向地生长体现了生长素作用的两重性
D.根的远地侧生长素分布较多,生长较快,而使根向地生长
答案 D
解析 “淀粉体—平衡石假说”认为植物细胞依靠“淀粉体”感受对重力的单一方向刺激,A正确;植物细胞内的淀粉体感受重力信号的刺激,并将重力信号转变成运输生长素的信号,使近地侧生长素浓度高于远地侧,B正确;由于根部细胞对生长素比较敏感,生长素浓度较高的近地侧生长受到抑制,这体现了生长素的“低浓度促进生长、高浓度抑制生长”的两重性,C正确;根的远地侧生长素分布较少,生长较快,而使根向地生长,D错误。
考向2 围绕其他植物激素的生理功能,考查科学思维能力
3.(2021·广东佛山质检)下列有关植物激素及植物生长调节剂的叙述,错误的是(  )
A.赤霉素可以使大麦种子无须发芽就产生α-淀粉酶
B.顶芽生长占优势时,侧芽处生长素的合成受到抑制
C.乙烯可以促进果实成熟,脱落酸可以促进果实脱落
D.在蔬果上残留的植物生长调节剂可能会损害人体健康
答案 B
解析 赤霉素可使大麦种子无须发芽就产生α-淀粉酶,A正确;顶端优势现象是顶芽优先生长,顶芽产生的生长素运输到侧芽,在侧芽处积累,生长素浓度过高,导致侧芽生长受抑制的现象,所以顶芽生长占优势时侧芽处生长素的合成没有受到抑制,B错误;生长素和赤霉素可以促进果实发育,乙烯可以促进果实成熟,脱落酸可以促进果实脱落,C正确;在蔬菜水果上残留的植物生长调节剂如青鲜素可能有致癌作用,会损害人体健康,D正确。
4.(2021·河北邯郸调研)假酸浆种子休眠期较长,当年采收的种子不加处理将不能发芽。为促进种子萌发,探究赤霉素溶液对假酸浆种子萌发的影响,某小组选取种粒饱满、大小均一的假酸浆种子若干,随机均分并消毒,再分别用0、500(mg·
L-1)、1 000(mg·L-1)、1 500(mg·L-1)、2 000(mg·L-1)的赤霉素溶液浸种12 h处理后置于适宜条件下培养,观察记录种子萌发情况,部分结果如下表所示。下列分析错误的是(  )
赤霉素/(mg·L-1) 开始萌发的时间(平均值)/d 萌发结束的时间(平均值)/d 发芽率/%
0 0 0 0
500 4.33 9.00 42.67
1 000 4.00 9.00 96.00
1 500 4.67 8.67 96.67
2 000 4.67 8.00 100.00
A.本实验中,蒸馏水浸种处理组属于空白对照组
B.与500(mg·L-1)相比,2 000(mg·L-1)赤霉素溶液处理组种子的萌发时间更短
C.不同浓度的赤霉素溶液有相同的效果,说明赤霉素的作用具有两重性
D.据表可得出一定浓度的赤霉素溶液具有促进假酸浆种子萌发的作用
答案 C
解析 浓度为0的赤霉素溶液(蒸馏水)属于空白对照组,A正确;由表中数据可知,500(mg·L-1)赤霉素溶液处理组种子的萌发时间为9.00-4.33=4.67 d,
2 000(mg·L-1)的赤霉素溶液处理组种子的萌发时间为8.00-4.67=3.33 d,后者所需时间最短,B正确;与对照组(赤霉素浓度为0)相比,不同浓度的赤霉素溶液对于假酸浆种子萌发的影响只体现了促进作用,没有体现抑制作用,故不能体现赤霉素作用的两重性,C错误;本实验的自变量为赤霉素溶液的浓度,因变量为假酸浆种子的发芽率,从表格数据可知,一定浓度的赤霉素溶液具有促进假酸浆种子萌发的作用,D正确。
考向3 植物激素相关实验探究
5.(2021·山东日照调研)植物在单侧光照射下会弯向光源生长。回答下列问题:
(1)单侧光照射后,燕麦胚芽鞘向光弯曲生长的原因是_____________________。
(2)生长素的极性运输对缺氧、缺少蔗糖等条件非常敏感,说明其运输方式是____________。
(3)科学家发现:向光素接受光信号后会发生某种化学变化进而从细胞膜上脱离。脱离下来的向光素形成浓度梯度,并与生长素转运蛋白相互作用,进而可能诱导生长素向胚芽鞘背光侧运输。请以燕麦胚芽鞘的向光素缺失突变体和野生型为材料,设计实验来验证“生长素在胚芽鞘横向运输是由向光素引起的”。要求简要写出实验思路和预期结果(注:向光素缺失突变体是不能合成向光素的个体。向光素是接受光的受体,其化学本质是蛋白质)。
实验思路:
①取________________________的野生型和向光素缺失突变型燕麦胚芽鞘为实验材料;
②A组:野生型燕麦胚芽鞘进行单侧光照射;
B组:野生型燕麦胚芽鞘________________________________________;
C组:向光素缺失突变型燕麦胚芽鞘进行_____________________________;
③在相同且适宜条件下培养一段时间后,观察A、B、C组燕麦胚芽鞘的生长情况。预期结果:
A组____________,B组____________,C组____________。
答案 (1)单侧光照射后,胚芽鞘背光侧的生长素含量多于向光侧,生长素具有促进细胞伸长的作用,胚芽鞘背光侧比向光侧生长得快,从而造成向光弯曲
(2)主动运输
(3)等量生长状况相同的 在黑暗条件下培养 单侧光照射 (燕麦胚芽鞘)弯向光源生长 (燕麦胚芽鞘)直立生长 (燕麦胚芽鞘)直立生长
解析 (1)生长素的发现使人们认识到,植物的向光性是由于生长素分布不均匀造成的:单侧光照射后,胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧。生长素具有促进细胞伸长的作用,胚芽鞘背光一侧比向光一侧生长快,从而造成向光弯曲。(2)由“极性运输对缺氧、缺少蔗糖等条件非常敏感”可以推知.极性运输生长素需要能量,即其运输方式为主动运输。(3)实验思路:①取实验材料:长势相同的植物,为无关变量。②自变量2个:野生型和突变型;单侧光和黑暗条件。
③实验结果:A组对照组,燕麦胚芽鞘弯向光源生长,B组实验组,自变量是是否有光照,无光照燕麦胚芽鞘直立生长,C组自变量是是否突变,突变体燕麦胚芽鞘直立生长。
专题强化练
A卷(时间:40分钟 满分:90分)
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)
1.(2021·1月八省联考湖北卷,13)水稻杂交制种中,由于母本茎秆最上部的伸长节间不够长,稻穗不能全部从叶鞘中抽出,包在叶鞘中的稻穗不能接受父本的花粉,因此不能结实,从而影响制种产量。技术人员通过适时喷施调节物质解决了这个问题。下列物质中常用的是(  )
A.赤霉素 B.乙烯利
C.脱落酸 D.细胞分裂素
答案 A
解析 由题干可知,稻穗不能全部从叶鞘中抽出是由于茎秆最上部的伸长节间不够长,因此应选择促进茎节间伸长的激素,赤霉素具有促进细胞伸长从而使植株长高的作用,A正确;乙烯利能够促进果实成熟,B错误;脱落酸抑制细胞分裂,促进叶片和果实的衰老与脱落,C错误;细胞分裂素能够促进细胞分裂,D错误。
2.(2021·1月八省联考重庆卷,12)下列有关动物内环境稳态的叙述,错误的是(  )
A.血浆渗透压与蛋白质、无机盐等物质的含量有关
B.缓冲物质可以维持细胞外液的pH相对稳定
C.寒冷刺激引起骨骼肌发生不自主颤抖时,体温已低于正常水平
D.运动后水分排出较多,此时抗利尿激素分泌增加
答案 C
解析 血浆渗透压的大小主要与蛋白质、无机盐的含量有关,A正确;缓冲物质维持细胞外液的pH的相对稳定,B正确;骨骼肌不自主战栗,产热增加,体温仍处于正常范围内,C错误;运动后,水分排出较多,细胞外液渗透压升高,抗利尿激素分泌增加,D正确。
3.(2021·山东青岛质检)有研究显示,GABA(一种神经递质)在控制疼痛方面具有重要作用,它能与突触后膜上的相应受体结合,使受体蛋白的结构发生变化,导致Cl-通过该蛋白内流。药物BZ能够提高该受体蛋白对Cl-的通透性。下列叙述正确的是(  )
A.神经元就是通过Cl-的不断内流,保持“内负外正”的静息电位
B.GABA通过促使Cl-内流,使下一个神经元不容易产生动作电位
C.GABA能降低兴奋在神经纤维上的传导速度,从而控制疼痛
D.药物BZ是通过与GABA受体蛋白结合来提高该受体蛋白对Cl-的通透性的
答案 B
解析 K+外流是大多数神经细胞产生和维持静息电位的主要原因,A错误;GABA与突触后膜上的相应受体结合,导致Cl-通过该受体蛋白内流,其会使膜内负电位水平增大,即GABA的作用是使下一个神经元不易产生兴奋,从而控制疼痛,B正确,C错误;药物BZ能提高该受体蛋白对Cl-的通透性,Cl-内流增加,使突触后膜抑制加强,但此过程中药物BZ不一定与GABA受体蛋白结合,D错误。
4.(2021·广东珠海质检)如图表示人体免疫反应的某些过程。下列相关叙述中正确的是(  )
A.图中a细胞是吞噬细胞,具有识别抗原的能力
B.图中所示的免疫过程既有细胞免疫也有体液免疫
C.第二次再接触相同的抗原后,c细胞可以增殖分化成b细胞
D.d细胞是效应T细胞,受到抗原刺激后,可产生特异性抗体
答案 A
解析 图中的a细胞属于吞噬细胞,能识别抗原,A正确;图中只有细胞免疫,B错误;c细胞是记忆T细胞,b细胞是T细胞,c细胞能接受相同的抗原增殖分化成d细胞,但不能增殖分化成b细胞,C错误;效应T细胞不产生抗体,D错误。
5.(2021·江苏南通模拟)细胞外葡萄糖浓度调节胰岛B细胞分泌胰岛素的过程如图,下列说法错误的是(  )
胰岛B细胞
A.ATP不仅是直接能源物质,还能参与调控细胞膜上离子通道的开闭
B.促进K+外流,可增强高浓度葡萄糖调节胰岛B细胞分泌活动能力
C.抑制Ca2+内流,可降低高浓度葡萄糖调节胰岛B细胞分泌活动能力
D.高浓度葡萄糖调节胰岛B细胞分泌过程受阻,可能诱发糖尿病
答案 B
解析 据图可知,胰岛B细胞外高浓度葡萄糖经载体蛋白转运至胞内,供给细胞呼吸产生ATP,再将ATP中的磷酸基团转移至细胞膜上的K+通道蛋白,致使K+通道关闭,K+外流受阻,说明ATP能调控细胞膜上离子通道的开闭,A正确;当胰岛B细胞外葡萄糖浓度升高时,中间调节过程会致使K+通道关闭,K+外流受阻,而最终促进胰岛B细胞的分泌能力,如果促进K+外流,反而降低了高浓度葡萄糖调节胰岛B细胞的分泌能力,B错误;当胰岛B细胞外葡萄糖浓度升高时,经中间调节的一系列过程,引发胞外Ca2+内流,Ca2+再促进细胞分泌胰岛素,如果抑制Ca2+内流,会导致高浓度葡萄糖调节胰岛B细胞分泌过程受阻,从而降低调控分泌能力,C正确;高浓度葡萄糖调节胰岛B细胞分泌过程受阻,导致胰岛素分泌不足,可能诱发糖尿病,D正确。
6.(2021·天水一中调研)夏季儿童溺水会暂时停止呼吸,抢救的主要措施是进行人工呼吸,采用较多的方法是口对口吹气法。下列相关叙述中错误的是(  )
A.吹气的频率应与人体正常的呼吸频率一致
B.给患者吹入的气体含有部分氧气,氧气可随着体液运到全身各处
C.给患者吹入的气体中含有部分CO2,可刺激下丘脑中的呼吸中枢
D.人工呼吸导致肺重新收缩和舒张,该过程中既有神经调节也有体液调节
答案 C
解析 吹气的频率应与人体正常的呼吸频率一致,有利于肺启动,A正确;给患者吹入的气体中含有部分氧气,氧气可以被体液运输到全身各处,B正确;呼吸中枢位于脑干,C错误;CO2通过体液运输至脑部刺激呼吸中枢,呼吸中枢发出的兴奋传至肺部,肺重新收缩和舒张,该过程中既有神经调节也有体液调节,D正确。
二、非选择题(本题共5小题,共54分)
7.(2021·福建龙岩模拟)(12分)下丘脑是调节内脏活动及内分泌活动的重要中枢。如图所示下丘脑参与的部分调节过程,图中A、B、C代表相关结构。回答下列问题:
(1)若图中虚线框内的结构参与血糖调节,则B是____________________,作用于B的信息分子是________________。兴奋在D所示处只能单向传递的原因是________________________________________,请设计一个简单的实验来证明该结论(写出实验方法和结果):________________________________。
(2)若激素b是抗利尿激素,当“信号”作用于A后使血液中激素b的含量增加,则该“信号”是________。抗利尿激素的作用是________________________________________________________。
(3)若图中激素d参与体温调节,则激素d分泌的调节机制包括
_____________________________________________。
答案 (1)胰岛 神经递质 神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜 刺激A点,电流计指针发生方向相反的两次偏转;刺激B点,电流计指针只偏转一次(答案合理即可)
(2)细胞外液渗透压升高 促进肾小管和集合管对水分的重吸收
(3)分级调节和(负)反馈调节
解析 分析题图可知,虚线框中所示的活动为反射,其结构基础是反射弧。若图中虚线框内的结构参与血糖调节,则B是胰岛,作用B的信息分子是神经递质。D为突触,该处兴奋传递为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。(3)分析题图,若图中激素d参与体温调节,则激素d为甲状腺激素,其分泌调节为分级调节,当血液中甲状腺激素量过多时,又会抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这又体现了甲状腺激素分泌的负反馈调节机制。
8.(2021·河北定州中学调研)(12分)正常情况下,高等动物和人体的内环境是能够保持相对稳定的,这种稳定是细胞进行正常生命活动所必需的。请回答下列问题:
(1)血浆中的pH之所以能够保持相对稳定是因为其中含有________。肺气肿患者由于呼吸不畅,血液中的pH将略有________。这是因为CO2排出不畅以及________________________________________________________。
(2)如果给某病人静脉滴注质量分数为9%的NaCl溶液200 mL,预计此病人的尿量将________。
(3)血液中的各种化学成分也能保持相对稳定,如果给一个健康男子静脉注射质量分数为10%的葡萄糖溶液100 mL,请在下列坐标中给出预测的血糖含量变化的大致情况。
(4)对于人体来说,体温恒定也是内环境稳态的一项重要内容,这对于细胞的生命活动来说同样是必不可少的,这是因为___________________________。
答案 (1)缓冲物质(或HCO、HPO;或缓冲对) 降低 氧气不足时,无氧呼吸产生乳酸
(2)减少
(3)见下图
(4)各种酶的催化需要适宜的温度
解析 内环境的稳态体现在内环境的每一种成分和理化性质处于动态平衡中。如pH通过缓冲物质的调节维持在7.35~7.45之间;渗透压约为770 kPa,相当于质量分数为0.9%的NaCl溶液产生的渗透压,渗透压的平衡可通过调节尿量来维持;血糖浓度为0.8~1.2 g/L。由此可见,内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
9.(2021·1月八省联考江苏卷,24)(8分)新冠病毒的肆虐给人类生活带来了极大的影响,研发疫苗是防控新冠肺炎的有效措施。下图为我国研制中的两种疫苗的作用示意图,请回答下列问题:
(1)人体免疫系统识别到入侵的病毒后,激活的T细胞可转变成__________,直接攻击被该病毒入侵的细胞。激活的B细胞则可转变成________大量合成__________, 分泌到细胞外,结合并阻止该病毒入侵人体细胞。
(2)图中①为将新冠病毒灭活后研制的灭活病毒疫苗,这种疫苗保留有新冠病毒的____________,能激活人体产生免疫反应,但通常需要多次接种,原因是______________________________________________________。
(3)根据新冠病毒通过表面刺突蛋白(S蛋白)与人细胞膜上ACE2受体结合后入侵人体细胞的特点,研制了图中②所示的腺病毒载体疫苗,将编码新冠病毒S蛋白的基因经过____________________酶的作用,构建无害的腺病毒载体。
(4)腺病毒载体疫苗注入人体后,可表达出新冠病毒的__________,诱发人体内产生__________细胞,当人体被新冠病毒感染时,能迅速增殖分化,发挥免疫保护作用。
(5)接种腺病毒载体疫苗的人若在接种前感染过腺病毒,可能会存在“预存免疫”而降低疫苗的免疫效果,其原因是________________________________。
答案 (1)效应T细胞 浆细胞 (效应B细胞) 抗体 (2)抗原性 初次免疫产生的抗体量和记忆细胞少,需要通过多次免疫接种,免疫应答才更持久(或才能达到免疫要求) (3)限制酶和DNA连接 (4)S蛋白 记忆
(5)感染过腺病毒的人体内具有相应抗体,接种疫苗时会被体内相应抗体部分清除而降低免疫效果或导致携带S蛋白的基因不能进入细胞内表达
解析 (1)在细胞免疫中,T细胞增殖分化为效应T细胞,攻击含有抗原的靶细胞;在体液免疫中B细胞增殖、分化为浆细胞(效应B细胞),浆细胞合成大量抗体,抗体与抗原进行特异性结合。(2)疫苗需要保留抗原性才能激活人体的免疫反应,多次接种疫苗可以产生更多的记忆细胞,以便感染抗原时有足够多的记忆细胞迅速增殖分化成浆细胞,然后浆细胞分泌更多抗体阻止抗原的入侵。(3)基因表达载体的构建需要限制酶切出末端并用DNA连接酶进行连接成重组载体。(4)S蛋白与人类细胞膜上ACE2受体结合后入侵细胞,因此S蛋白是人体免疫识别的关键蛋白,来诱发机体产生免疫反应。(5)如果感染过腺病毒,就会产生记忆细胞,当接种腺病毒载体疫苗时,记忆细胞迅速增殖分化发挥免疫效应而攻击腺病毒载体,从而降低疫苗的免疫效果。
10.(2021·黑龙江大庆市模拟)(10分)探究植物激素对根生长的影响,科研人员以菊花为实验材料进行以下实验:对菊花幼苗施用不同浓度的生长素,10天后对主根长度和侧根数目分别进行计数,结果如下表所示。
项目 生长素浓度(×10-6 mol/L)
0 50 100 150 200
主根长度(相对值) 1 0.9 0.7 0.5 0.3
侧根数目(个) 4 6 8 6 3
分析表中数据,回答下列问题:
(1)生长素是对植物生长发育具有________作用的一类化合物,它是由________经过一系列反应转变而成的。在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行________(填“极性”或“非极性”)运输。
(2)分析表中数据可知,生长素浓度为150×10-6 mol/L时,________ (填“促进”或“抑制”)侧根生长,促进侧根数量增加的生长素浓度________(填“促进”或“抑制”)主根伸长,由表中数据可知,生长素对侧根生长的作用特点是
__________________________________________________________。
(3)若某同学由于操作疏忽,未对某浓度生长素溶液做标记,用该生长素溶液作用于菊花幼苗后侧根的数目是6个,为确定该生长素的实际浓度,最简便的方法是将生长素溶液________(处理)后作用于插条,若____________________,则生长素浓度为150×10-6 mol/L;若____________________,则生长素浓度为50×
10-6 mol/L。
答案 (1)调节 色氨酸 非极性
(2)促进 抑制 两重性
(3)适当稀释 生根数目大于6个 生根数目小于6个
解析 (1)生长素是一种植物激素,对植物生长发育具有调节作用,它是由色氨酸经过一系列反应转变而成的。在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。(2)生长素浓度为50×10-6~150×10-6 mol/L范围内的实验组,其侧根数目均多于生长素浓度为0的对照组,但主根长度却都小于对照组,说明生长素浓度为150×10-6 mol/L时,促进侧根生长,促进侧根数量增加的生长素浓度抑制主根生长,生长素浓度为200×10-6 mol/L的实验组,其侧根数目少于对照组,说明此浓度的生长素抑制侧根生长,综上所述,生长素对侧根生长的作用特点是两重性。(3)依据表中信息和题意,若要确定作用于菊花幼苗后侧根的数目是6个的生长素溶液的实际浓度,最简便的方法是将该生长素溶液适当稀释后作用于插条,若插条生根数目大于6个,则生长素浓度为150×10-6 mol/L;若插条生根数目小于6个,则生长素浓度为50×10-6 mol/L。
11.(科学探究)(2021·衡阳市五校联考)(12分)褪黑素是一种由松果体腺分泌的小分子激素,能够调节机体免疫和睡眠作用。研究小组采用小鼠口服褪黑素方法对其调节免疫的功能进行研究,结果如表。回答下列问题:
测定指标组别 脾淋巴细胞增殖能力(相对值) NK淋巴细胞活性(相对值) 抗体生成细胞数量(相对值)
对照组 1 1 1
低剂量组 1.31 1.62 1.05
高剂量组 1.05 1.16 1.03
(1)实验前,小鼠体内的褪黑素经体液运输至全身各处,调节着小鼠自身免疫功能。据表中信息分析,褪黑素可能作用的细胞有____________________________(答出两种即可)。
(2)体内的NK淋巴细胞能够识别并消除肿瘤或病毒感染的细胞,说明NK淋巴细胞能参与________免疫过程。据表结果分析,褪黑素对机体免疫能力的调节作用与其________有关。
(3)综合上述分析,推测褪黑素能够增强机体免疫能力的机理是_____________________________________________________________。
(4)研究发现,褪黑素还能调节小鼠睡眠时间。请利用以下实验材料及用具,设计实验探究褪黑素对小鼠睡眠的影响。简要写出实验设计思路并预期实验结果。
实验材料及用具:睡眠情况相同的健康小鼠若干只,一定剂量的褪黑素溶液,生理盐水,计时器等。
实验设计思路:__________________________________________________。
预期结果及结论:_________________________________________________。
答案 (1)脾淋巴细胞、NK淋巴细胞、抗体生成细胞(任答两种即可)
(2)细胞 剂量
(3)褪黑素通过促进脾淋巴细胞增殖、提高NK淋巴细胞活性和促进抗体生成细胞数量增多来增强机体免疫能力(合理即可)
(4)实验设计思路:将小鼠随机等分为甲乙两组,甲组口服一定剂量的褪黑素溶液,乙组口服等量的生理盐水,在相同且适宜的环境中饲养,记录两组小鼠每天的睡眠时长
预期结果及结论:若甲组小鼠平均睡眠时间比乙组长,则褪黑素能延长小鼠睡眠时间;反之能缩短睡眠时间
解析 (1)根据题意,小鼠体内的褪黑素经体液运输至全身各处,作用于相应靶细胞,调节着小鼠自身免疫功能。表中显示,在褪黑素的调节下,脾淋巴细胞的增殖能力、NK淋巴细胞的活性及抗体生成细胞的数量都会受到影响,说明褪黑素可能作用于脾淋巴细胞、NK淋巴细胞、抗体生成细胞。(2)体内的NK淋巴细胞能够识别并消除肿瘤或病毒感染的细胞,与效应T细胞具有相似的作用,说明NK淋巴细胞能参与细胞免疫过程。表中数据显示,随着褪黑素的剂量增大,对脾淋巴细胞、NK淋巴细胞、抗体生成细胞的促进作用反而下降,说明褪黑素对机体免疫能力的调节作用与其剂量(或浓度)有关。(3)综合上述分析,推测褪黑素可以通过促进脾淋巴细胞增殖、提高NK淋巴细胞活性和促进抗体生成细胞数量增多来增强机体免疫能力。(4)利用题干所示实验材料及用具,设计实验探究褪黑素对小鼠睡眠的影响。实验设计思路:将小鼠随机等分为甲乙两组,甲组口服一定剂量的褪黑素溶液,乙组口服等量的生理盐水,在相同且适宜的环境中饲养,记录两组小鼠每天的睡眠时长。预期结果及结论:若甲组小鼠平均睡眠时间比乙组长,则褪黑素能延长小鼠睡眠时间;反之能缩短睡眠时间。
B卷(时间:40分钟 满分:90分)
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)
1.(2021·江西重点中学联考)人们在运动过程中,机体会发生一系列生理活动以维持内环境稳态。下列相关叙述正确的是(  )
A.大量出汗丢失Na+,对细胞内液渗透压的影响大于细胞外液
B.运动过程中,内环境中的葡萄糖氧化分解加快,体温略有升高
C.人体维持稳态的调节能力是有一定限度的,当保持稳态时,机体就不会患病
D.细胞不仅依赖于内环境的稳态,也参与了内环境稳态的形成和维持
答案 D
解析 细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-,大量出汗丢失Na+,对细胞外液渗透压的影响大于细胞内液,A错误;葡萄糖的氧化分解在细胞质基质中完成,丙酮酸进入线粒体内进行氧化分解,由于运动过程中大量消耗能量,故细胞呼吸速率加快,同时释放的热能增多,所以体温略有升高,B错误;人体维持稳态的调节能力是有一定限度的,当保持稳态时,机体也可能患病,例如遗传病,C错误;细胞会消耗内环境中的物质,也会将代谢物和分泌物释放到内环境中,参与内环境的形成和维持,D正确。
2.(2021·中原名校联盟)在进行常规体检时,通常要做血浆生化检查,以了解肝功能、肾功能、血糖、血脂等是否正常。下图为某人血浆生化六项检查的化验单,相关说法错误的是(  )
A.血浆的生化指标可以反映机体健康状况,作为诊断疾病的依据
B.化验单上给定的参考范围,说明健康人血液中各成分的含量相对稳定
C.该个体可能患有糖尿病,一般可通过注射胰岛素制剂进行治疗
D.该个体可能患有高血脂,应尽量少吃脂肪,多吃糖类食物
答案 D
解析 正常机体血浆中的组分及其含量处于动态平衡之中,当某项生理功能出现障碍时,血浆内其代谢产物的含量会发生变化。故血浆的生化指标可以反映机体健康状况,作为诊断疾病的依据,A正确;化验单显示血浆中每种成分的参考值都有一个变化范围,说明健康人的血浆中各成分的含量相对稳定,都处于动态平衡中,B正确;该个体血清葡萄糖浓度较高,可能患糖尿病,胰岛素的化学本质是蛋白质,可注射胰岛素制剂进行治疗,C正确;该个体甘油三酯偏高、血清葡萄糖浓度较高,糖类食物也能转化为脂肪,D错误。
3.(2021·1月八省联考湖北卷,15)“血清疗法”可用于一些病毒性传染病的临床救治。该疗法主要是利用康复期患者捐献的血液,经严格的血液生物安全性检测分离后,将血浆输入到重症患者体内。“血清疗法”的免疫学原理是利用康复期患者血浆中的(  )
A.抗原,可以刺激重症患者产生较多的抗体
B.抗体,可以刺激重症患者产生淋巴细胞
C.特异性抗体,帮助重症患者对抗病毒
D.淋巴因子,刺激重症患者产生较多的抗体
答案 C
解析 由题干可知,将康复者血浆输入到重症患者体内进行临床治疗,利用的原理是抗原-抗体特异性结合,以对抗病毒,C正确。
4.(2021·东北育才学校联考)某生物兴趣小组开展胰岛素、肾上腺素及胰高血糖素对家兔血糖含量影响的研究实验,结果如图。下列关于该实验的叙述,错误的是(  )
A.该实验的自变量是激素种类和含量
B.激素注射前几小时,三组家兔需进行相同处理
C.实验过程中,胰岛素组家兔可能会出现昏迷等症状
D.胰高血糖素和肾上腺素表现为协同作用,胰岛素和胰高血糖素表现为拮抗作用
答案 A
解析 根据题干信息,“开展胰岛素、肾上腺素及胰高血糖素对家兔血糖含量影响的研究实验”,则自变量为激素种类,A错误;为了排除实验中无关变量的影响,实验前三组家兔需进行相同处理,并且保证所选家兔的生理状况相同,B正确;家兔注射一定浓度的胰岛素溶液,可能会导致血糖浓度过低,从而出现行动迟缓甚至昏迷等低血糖症状,C正确;注射胰岛素后血糖含量降低,说明胰岛素具有降血糖的作用。而注射肾上腺素或胰高血糖素后,血糖含量升高,说明胰高血糖素和肾上腺素表现为协同作用,胰岛素和胰高血糖素表现为拮抗作用,D正确。
5.(2021·福州一中质检)预防传染病最有效的方法是接种疫苗。mRNA疫苗(指导合成相应的抗原蛋白)是一种比较安全的新型核酸疫苗。Weide等进行转移性黑色素瘤患者1/2期mRNA疫苗试验,通过皮内注射编码黑色素瘤抗原的mRNA来诱导抗原的特异性免疫应答,结果表明,抗原特异性T细胞在部分患者中增加。下列相关叙述错误的是(  )
A.相对于DNA疫苗,mRNA疫苗的作用时间较短
B.相对于蛋白类疫苗,mRNA疫苗使用剂量较小
C.编码黑色素瘤抗原的mRNA可以直接诱导细胞免疫反应
D.不同人对编码黑色素瘤抗原的mRNA疫苗的反应强度不同
答案 C
解析 相对于DNA,mRNA为单链,不稳定,制成的疫苗作用时间较短,A正确;相对于蛋白质疫苗,mRNA疫苗可以多次指导相应抗原蛋白的合成,使用剂量较小,B正确;mRNA指导合成的抗原蛋白可以诱导细胞免疫反应,C错误;由题目所给信息“结果表明,抗原特异性T细胞在部分患者中增加”可以推出不同人对编码黑色素瘤抗原的mRNA疫苗的反应强度不同,D正确。
6.(2021·辽宁六校协作体联考)科学家发现shake突变纯合子果蝇对二乙酯乙醚极其敏感,二乙酯乙醚能引起纯合子果蝇神经冲动传导异常而发生惊厥,如图是shake突变纯合子果蝇与野生型果蝇某神经纤维在A时刻受到刺激而发生的膜电位曲线。参照该图分析,下列叙述错误的是(  )
A.AB段说明突变纯合子与野生型果蝇因Na+内流,膜内电位由负变成正
B.BC段表明突变纯合子比野生型果蝇恢复初始状态快
C.突变纯合子与野生型果蝇神经纤维静息时膜内外电位差相等
D.突变纯合子出现上述异常的原因可能是其神经纤维膜上与K+、Na+运输有关的蛋白质受到了二乙酯乙醚的作用
答案 B
解析 AB段表示产生兴奋,即神经纤维受刺激时,细胞外Na+内流,膜内电位由负电位变成正电位,A正确;BC段所示,突变纯合子恢复静息电位所花的时间大于野生型果蝇,即突变纯合子比野生型果蝇恢复初始状态慢,B错误;A点前和C点后两条曲线重合,即静息时电位差相等,C正确;神经冲动的传导与
K+和Na+的运输有关,突变纯合子的通道蛋白可能受到二乙酯乙醚的作用而引起神经冲动传导异常,D正确。
二、非选择题(本题共5小题,共54分)
7.(2021·武汉市调研)(10分)兴奋在神经纤维上的传导和在细胞间的传递涉及许多生理变化。回答下列问题:
(1)多巴胺是由前体物质________经过中间产物转变而来的,前体物质进入神经细胞的方式是____________________。轴突末梢中的囊泡和突触前膜融合的触发机制是________________________。
(2)甲图中a和b分别具体表示的是____________________。多巴胺释放后引起Ca2+进入神经细胞的完整过程是___________________________________。
(3)乙图是用生物电生理仪在图甲所示位置(一端在细胞膜内,一端在细胞膜外)记录到的一次动作电位变化情况。若将两个微电极都调到神经细胞膜外的不同部位,请将发生的电位变化情况绘制在右图中。
(4)K+通道阻滞剂是治疗心率异常的重要药物,而心肌细胞产生动作电位变化的情况和神经细胞类似,则K+通道阻滞剂主要影响乙图中的________(填图中序号)阶段。
答案 (1)酪氨酸 主动运输 囊泡蛋白鳞酸化
(2)多巴胺受体和Ca2+通道蛋白(Ca2+载体蛋白) 多巴胺释放后被突触后膜上的多巴胺受体接受,引起突触后神经细胞中的cAMP浓度增加,活化了蛋白激酶,催化细胞膜上Ca2+通道蛋白磷酸化,Ca2+通过通道蛋白进入神经细胞(合理即可)
(3)(画出电位变化的大概趋势即可)
(4)①③④
解析 (1)多巴胺是由前体物质酪氨酸经过中间产物转变而来的,前体物质酪氨酸通过主动运输进入神经细胞;神经末梢中包裹有多巴胺的囊泡蛋白磷酸化后,触发了囊泡和突触前膜融合,通过胞吐作用释放多巴胺进入突触间隙。(2)甲图中a表示的是突触后膜上的多巴胺受体,b表示的是Ca2+通道蛋白(Ca2+载体蛋白);多巴胺释放后进入突触间隙,被突触后膜上的多巴胺受体接受,引起突触后神经元细胞中的cAMP浓度增加,活化了蛋白激酶,催化细胞膜上Ca2+通道蛋白磷酸化,Ca2+借助通道蛋白进入神经细胞。(3)将两个微电极都调到神经细胞膜外,当神经纤维处于静息状态时,微电极之间是等电位,没有电位差,电位测量值为零,当神经细胞产生兴奋时,Na+快速内流导致该部位细胞膜外变成负电位,此时测量出的是负电位快速增加的变化。随着Na+内流逐渐停止,神经细胞中的K+开始外流,神经细胞上端逐渐恢复细胞膜外正电位,和下端细胞膜外同为正电位,两者之间没有电位差,电位测量值为零。当兴奋传导到轴突下端时,下端的细胞膜外变成负电位,此时测量出的是正电位增加的变化。当兴奋传导过后,两个微电极所处的细胞膜外均恢复为正电位,两者之间没有电位差,电位测量值为零。(4)K+外流是神经细胞产生和维持静息电位的主要原因,乙图中的
①和④代表神经细胞处于静息电位,③代表神经细胞逐渐恢复静息电位,而②代表神经细胞兴奋时Na+内流,因此K+通道阻滞剂会阻碍K+外流,主要影响乙图中的①、③和④阶段。
8.(2021·长沙一中质检)(10分)临床上对血液的生化检查是诊断疾病的重要手段,下表是某患者空腹血液化验的几项结果。请回答下列问题:
(1)通过抽血可以检查某些内分泌系统疾病的原因是_________________________________________________。
(2)胰岛素的生理功能是_______________________________________________,
从而降低血糖浓度。该患者出现了高血糖的症状,最可能的病因是_________________________________________________________。
(3)TRH表示________________________激素。若该患者的下丘脑和垂体功能正常,但其血液中TRH浓度明显较低,则临床上可以初步诊断为患者的甲状腺功能________(填“亢进”或“减退”),诊断的理由是______________________。
(4)据表中数据可以预测,与正常人相比,受到适宜刺激时患者神经元的动作电位峰值________(填“减小”“增大”或“不变”)。
项目 检查结果 参考范围 单位
胰岛素 19.0 5.0~20.0 mIU/L
血糖 11.0 3.9~6.1 mmol/L
TRH 10.0 14.0~168.0 pmol/L
Na+ 201 135~145 mmol/mL
答案 (1)内分泌系统分泌的激素弥散到体液中,通过血液运输 (2)促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖 胰岛素所作用的靶细胞膜上特异性受体缺乏(或胰岛素不能与靶细胞膜上的特异性受体结合,答案合理即可)
(3)促甲状腺激素释放 亢进 甲状腺分泌的甲状腺激素对下丘脑的分泌活动存在负反馈调节,当甲状腺激素浓度增加到一定程度时,会抑制下丘脑分泌TRH(答案合理即可)
(4)增大
9.(2021·1月八省联考福建卷,18)(10分)内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。回答下列问题:
(1)向家兔的耳缘静脉注射3%乳酸2 mL,血浆的H+浓度升高,呼吸中枢兴奋,通过传出神经使呼吸肌收缩(肌细胞膜电位变化与神经细胞相同),呼吸加深加快,此过程中呼吸肌细胞的膜内电位变化是______________________________;同时,血浆中的H+与HCO结合,生成的CO2和H2O通过呼吸和泌尿系统排出体外。上述调节的意义是______________________________________________,
其调节方式为________________________________调节。
(2)临床上给脑水肿患者静脉注射20%的甘露醇高渗水溶液,消除水肿。药用机理是:静脉注射后,甘露醇不易渗入组织液且不被代谢,血浆渗透压________(填“升高”或“降低”),促使水分由________向________转移,达到初步消肿目的;甘露醇经肾小球滤过后,________(填“能”或“不能”)被肾小管和集合管重吸收,导致肾小管液渗透压升高,尿量增加,消除水肿。
答案 (1)由负电位变正电位 维持机体pH相对稳定 神经—体液
(2)升高 组织液 血浆 不能
解析 (1)呼吸中枢兴奋,通过传出神经释放神经递质作用于呼吸肌细胞膜使呼吸肌兴奋收缩,此过程中呼吸肌细胞的膜内电位变化是由静息状态的负电位变为兴奋状态的正电位。血浆中的H+与HCO结合,生成的CO2和H2O通过呼吸和泌尿系统排出体外,可以降低血浆的H+浓度,以维持机体pH相对稳定。该过程涉及CO2的调节及神经系统的调节,调节方式为神经—体液调节。(2)脑水肿患者组织液增多。20%的甘露醇高渗水溶液渗透压高,不易渗入组织液,且不被代谢,静脉注射后,可促使血浆渗透压升高,血浆渗透压升高后,吸水能力增强,促使水分由组织液向血浆转移,达到初步消肿的目的。甘露醇经肾小球滤过后,导致肾小管液渗透压升高,尿量增加,可推知甘露醇不能被肾小管和集合管重吸收。
10.(2021·河南天一大联考)(12分)甲状腺激素由甲状腺分泌,可从多方面调节新陈代谢与生长发育。甲状腺是人体最大的内分泌腺,正常成人的甲状腺重约30 g,血液供应十分丰富。请回答下列问题:
(1)幼年时期人体若缺少甲状腺激素,则易患________,该现象说明甲状腺激素的作用是___________________________________________________。
(2)寒冷时,通过神经调节和体液调节可使甲状腺激素的分泌量________,在此过程中,神经调节的效应器是____________________,甲状腺激素在体液调节过程中作用的靶细胞是________________。
(3)缺碘会导致甲状腺肿大(俗称“大脖子病”),其机理是
_______________________________________________________。
(4)甲状腺激素有结合型和游离型两种形式,结合型甲状腺激素是激素的储存和运输形式,游离型甲状腺激素才具有生物活性。甲状腺激素以两种形式存在的意义是_______________________________________________________。
答案 (1)呆小症 促进机体生长发育,促进中枢神经系统的发育
(2)增加 传出神经末梢和它所支配的下丘脑神经分泌细胞 几乎全身的组织细胞
(3)碘是合成甲状腺激素的原料,缺碘导致甲状腺激素合成受阻,甲状腺激素含量降低减弱了对下丘脑和垂体的抑制作用,垂体分泌的促甲状腺激素(TSH)增多,促进甲状腺的生长发育,患者的甲状腺较正常人肿大(答案合理即可)
(4)使体液中甲状腺激素含量保持动态平衡,保证机体生命活动的正常进行(答案合理即可)
解析 (1)呆小症患者身高与智力都不正常,说明甲状腺激素可促进机体的生长发育和中枢神经系统的发育。(2)寒冷刺激下,神经调节途径中,反射弧中效应器位于下丘脑,TRH的分泌量会增加,促进TSH的分泌,最终促进甲状腺激素的分泌,甲状腺激素的作用是促使组织细胞增加代谢强度,增加产热,其靶细胞是几乎全身的组织细胞。(3)甲状腺肿大(俗称“大脖子病”)的病因是碘是合成甲状腺激素的原料,缺碘导致甲状腺激素合成受阻,甲状腺激素含量降低减弱了对下丘脑和垂体的抑制作用,垂体分泌的促甲状腺激素(TSH)增多,促进甲状腺的生长发育,患者甲状腺较正常人肿大。(4)甲状腺激素以两种形式存在,可使血浆中甲状腺激素的含量稳定,保持一个动态平衡,这是内环境稳态的基础。
11.(科学探究)(2021·南昌市NCS20200707项目测试)(12分)完成以下与2019新型冠状病毒(2019-nCoV)相关的问题:
(1)2019-nCoV在特定受体的介导下进入人体细胞后,能以自身RNA为模板,在________酶作用下合成RNA。
(2)2020年3月16日陈薇院士团队研制的重组新冠疫苗获批进入临床试验。正常情况下,志愿者接种新冠疫苗后,机体免疫系统能产生相应抗体,还能产生的免疫细胞有记忆细胞和________(填“吞噬”“T”或“效应T”)细胞。理论上记忆细胞在机体被新冠病毒感染时能够__________________________,从而起到预防作用。
(3)经过初步临床观察,2019-nCoV引起的肺炎重症患者出现了IL-6等促炎性细胞因子的显著升高,细胞因子风暴可引起急性呼吸窘迫综合征和多器官损伤衰竭。钟南山院士团队通过体外实验证实了连花清瘟(LH)对新冠病毒复制有显著的抑制作用。为验证“一定浓度的LH对未感染新冠病毒的细胞表达细胞因子无影响,对感染新冠病毒的细胞过量表达细胞因子有显著抑制作用”,请运用下列材料、用具完成实验方案并预测实验结果。材料、用具:Huh-7细胞、改良Eagle培养基、新型冠状病毒、一定浓度的LH溶液、细胞因子表达水平的检测仪器等。
方案步骤:①将Huh-7细胞培养后随机均分为________组,依次编号为A、……;
②A组不做处理(不接种病毒+不加入LH溶液),_____________________________________________;③各组细胞经相同时间培养后,通过相关仪器检测细胞因子表达水平(各组值分别记为YA、……)。
预期的实验结果:_____________________________________________。
(4)LH被推荐用于2019-nCoV引起的肺炎的治疗,效果较为显著。试分析LH治疗2019-nCoV引起的肺炎的可能机理。_____________________________________________。(写出2点即可)
答案 (1)RNA复制(或RNA聚合或依赖于RNA的RNA聚合)
(2)效应T 迅速增殖分化为浆细胞,进而快速产生大量抗体
(3)①4 ②B组不接种病毒+加入(一定量)LH溶液、C组接种病毒+不加入(一定量)LH溶液、D组接种病毒+加入(一定量)LH溶液
预期的实验结果:YA与YB无明显差异,YD显著低于YC
(4)LH可抑制2019-nCoV的增殖,通过减少病毒数量降低病毒对机体细胞的损害;LH可降低患者体内细胞因子的水平,从而减轻呼吸窘迫和对器官的损伤(合理即可)
解析 (1)新冠病毒进入人体细胞后,能以自身RNA为模板,在RNA复制酶的作用下合成RNA。(2)正常情况下,志愿者接种新冠疫苗后,体内的T细胞可增殖分化为效应T细胞和记忆T细胞,B细胞可增殖分化为浆细胞和记忆B细胞。理论上记忆细胞在机体被新冠病毒感染时,能够迅速增殖分化为浆细胞,进而快速产生大量抗体,从而起到预防作用。(3)该实验的目的为验证一定浓度的LH对未感染新冠病毒的细胞表达细胞因子无影响,对感染新冠病毒的细胞过量表达细胞因子有显著抑制作用。实验步骤如下:①将Huh-7细胞培养后随机均分为4组,依次编号为A、B、C、D。②实验处理如下:A组不接种病毒+不加入LH溶液,B组不接种病毒+加入(一定量)LH溶液,C组接种病毒+不加入(一定量)LH溶液,D组接种病毒+加入(一定量)LH溶液。③各组细胞经相同时间培养后,通过相关仪器检测细胞因子表达水平,各组值分别记为YA、YB、YC、YD。预期的实验结果:YA与YB无明显差异,YD显著低于YC。(4)据题干信息LH对新冠病毒复制有显著的抑制作用,可推知LH能抑制新冠病毒的增殖,通过减少病毒的数量来降低对体内细胞的损害;据题干信息LH对感染新冠病毒的细胞过量表达细胞因子有显著抑制作用,可知LH能降低患者体内细胞因子的水平,从而减轻呼吸窘迫和对器官的损伤。
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