考点二 免疫调节与人体健康
(2023·广东卷)病原体感染可引起人体产生免疫反应。如图表示某人被病毒感染后体内T细胞和病毒的变化。下列叙述错误的是( )
A.a~b期间辅助性T细胞增殖并分泌细胞因子
B.b~c期间细胞毒性T细胞大量裂解被病毒感染的细胞
C.病毒与辅助性T细胞接触为B细胞的激活提供第二个信号
D.病毒和细菌感染可刺激记忆B细胞和记忆T细胞的形成
解析:a~b期间病毒入侵,导致辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子,A项正确;b~c期间细胞毒性T细胞大量裂解被病毒感染的细胞,进而使病毒暴露出来,通过体液免疫产生的抗体使病毒数量减少,B项正确;抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T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,这是激活B细胞的第二个信号,C项错误;病毒和细菌感染可刺激机体产生细胞免疫和体液免疫,促使记忆B细胞和记忆T细胞的形成,D项正确。
答案:C
1.熟记免疫调节中几类细胞的作用特点
名称 来源 功能
吞噬细胞 巨噬细胞 造血干细胞 吞噬、处理抗原和呈递抗原信息,吞噬抗原—抗体复合物
树突状细胞
T细胞 辅助性T细胞 造血干细胞(胸腺中发育) 识别抗原,激活B细胞,分泌细胞因子
细胞毒性T细胞 识别被病原体入侵的靶细胞,并使之裂解
B细胞 造血干细胞(骨髓中发育) 识别抗原,增殖分化为浆细胞、记忆B细胞
浆细胞 B细胞或记忆B细胞 分泌抗体
记忆细胞 B细胞、T细胞、记忆细胞 识别抗原,增殖分化成相应的效应细胞
2.理清两大免疫过程
(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:抗原的直接刺激和细胞因子的作用,且二者缺一不可。
3.辨清三类免疫失调症
(1)自身免疫病
病理 将自身物质当作外来异物进行攻击
病例 类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮
(2)过敏反应
①病理:
②免疫类型:是异常的体液免疫。
(3)免疫缺陷病
类型 实例 病因
先天性免疫缺陷病 先天性胸腺发育不良 防卫功能过弱
后天获得的免疫缺陷病 HIV入侵辅助性T细胞导致的艾滋病
题点一:通过体液免疫与细胞免疫区别和联系,考查理解能力
1.(2023·广东广州统考三模)神经肽Y(NPY)是交感神经释放的一种多肽类神经递质,在不同条件下对促性腺肽激素释放激素的影响不同,神经肽Y还能影响免疫细胞的功能,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.NPY能增强机体非特异性免疫的功能
B.NPY不能影响机体的免疫监视功能
C.G细胞属于机体的中枢神经系统
D.G细胞可能具有不同的NPY受体
解析:根据题图分析可知,NPY可促进吞噬细胞吞噬作用和抗原呈递作用,因此NPY能增强机体非特异性免疫的功能,A项正确;根据题图分析可知,NPY可以影响机体的免疫功能,因此能影响机体的免疫监视功能,B项错误;根据题图分析可知,G细胞分泌促性腺激素释放激素,在下丘脑,属于机体的中枢神经系统,C项正确;根据题图分析可知,神经肽Y(NPY)既可促进,也可抑制细胞(G)分泌促性腺激素释放激素,说明G细胞可能具有不同的NPY受体,D项正确。
答案:B
题点二:结合免疫调节与人体健康,考查综合运用能力
2.(2023·广东梅州模拟)人乳头瘤病毒(HPV)可导致宫颈癌,HPV的衣壳蛋白主要由L1和L2构成,且主要成分是L1。研究表明,受HPV侵染的细胞,其表面的HLA分子表达水平下降,增加了感染者患宫颈癌的概率。据此分析,下列说法不正确的是( )
A.受HPV侵染的细胞表面的HLA分子表达水平下降,会导致癌细胞无法有效地向T细胞呈递抗原,增加患宫颈癌的概率
B.HPV首次进入机体时引起体液免疫,再次进入机体时引起细胞免疫
C.接种HPV疫苗,可诱导B细胞增殖、分化为浆细胞和记忆细胞,日后机体被HPV感染时,可降低感染者患宫颈癌的风险
D.可通过纯化HPV的衣壳蛋白L1为基础设计HPV疫苗
解析:研究表明,受HPV侵染的细胞的HLA分子表达水平下降,与宫颈癌的关系是:HLA分子是人类白细胞抗原的简称,它的减少即抗原减少则被细胞毒性T细胞识别清除的机会减少,故患癌症的风险增大,A项正确;HPV首次进入机体时引起体液免疫和细胞免疫,B项错误;疫苗的本质是抗原可刺激机体发生免疫反应即诱导B淋巴细胞增殖、分化成浆细胞和记忆细胞,接种HPV疫苗,可诱导B细胞增殖、分化为浆细胞和记忆细胞,日后机体被HPV感染时,可降低感染者患宫颈癌的风险,C项正确;HPV的蛋白质外壳主要由L1和L2构成(主要成分是L1),因此纯化HPV的外壳蛋白L1(或基因工程生产L1)可用于设计HPV疫苗,D项正确。
答案:B第9讲 人体的内环境与稳态
答案:?组织液、血浆、淋巴液 ?神经—体液—免疫调节 ?下丘脑 ?神经—体液调节 ?甲状腺激素、肾上腺素等 ?抗利尿激素 ?免疫活性物质 ?免疫监视
1.(选择性必修1 P5图1-2拓展)科学家用化学分析的方法测得人体血浆的化学组成中,血浆蛋白含量为7%~9%,无机盐含量约1%,但无机盐在维持血浆渗透压中占重要地位,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示:血浆中虽然含有一定量的蛋白质,但蛋白质相对分子质量大,单位体积溶液中蛋白质微粒数目少,产生的渗透压小
2.(选择性必修1 P61“旁栏思考”)有人说,不要等渴了再喝水。其中的道理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示:当人意识到渴了,说明机体细胞外液渗透压已经升高,机体已经在调动心脏、肾等器官以及泌尿系统、循环系统等调节渗透压,会引起一系列问题,如血液黏稠度增高、血压升高、酸中毒等。长期如此,会对机体健康造成影响
3.(选择性必修1P5“文字信息”)血浆中蛋白质的含量占7%~9%,无机盐的含量约占1%,为什么细胞外液渗透压90%以上来源于Na+和Cl-?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
提示:渗透压的大小决定于单位体积溶质的微粒数,血浆中蛋白质的含量高,但蛋白质的分子量大,微粒数少,而无机盐的分子量小,虽然含量少,但微粒数多。
4.(选择性必修1P10“与社会的联系”)热射病是中暑中最严重的一种类型。在高温高湿的环境中,进行高强度的体能作业或剧烈运动容易引发热射病,其主要原因是什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
提示:产热量明显多于散热量(或产热急剧增多或产热增多、散热受限制)。
5.(选择性必修1P61“文字信息”)尿毒症患者除表现出酸碱平衡紊乱外,还常因营养不良导致水肿。水肿发生的原因是什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
提示:营养不良导致血浆蛋白减少,血浆渗透压降低,组织液增多。
6.(选择性必修1P79“思考·讨论”)在HIV最初侵入人体时,免疫系统对HIV仍然具有特异性免疫能力,从课本的图中可以得出这一结论的依据是什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
提示:HIV侵入初期随着其浓度上升,辅助性T细胞数量上升,而后HIV浓度急剧下降,这说明HIV最初侵入人体时,免疫系统对HIV具有特异性免疫能力。
7.(选择性必修1P84“文字信息”)研究发现,受HPV侵染的细胞表面的HLA分子表达水平往往下降。据此分析,感染HPV会使人患宫颈癌的概率增加的原因可能是什么?
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提示:受HPV侵染的细胞表面的HLA分子表达水平下降,会导致癌细胞无法有效地向辅助性T细胞(或白细胞)呈递抗原信息,可能会使癌细胞逃避免疫系统的监控,增加患宫颈癌的概率。
1.归纳总结在水盐调节中细胞外液渗透压、抗利尿激素分泌量和机体排尿量变化的关系。
________________________________________________________________________
答案:细胞外液渗透压升高,抗利尿激素分泌量增加,肾小管和集合管重吸收水分增多,机体排尿量减少
2.随着新型流感疫苗的研发,疫苗的接种率连年提升。接种流感疫苗能预防流感的原因是________________________________________________________________________。
人接种流感疫苗后仍然有可能患流行性感冒,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:体内产生了特异性抗体和相应的记忆细胞 一方面,流感病毒容易发生变异;另一方面,特定疫苗(抗原)引起的特异性免疫产生的抗体只能针对特定的病原体起作用
考点一 人体的内环境及稳态
(2023·湖北卷)2023年4月,武汉马拉松比赛吸引了全球约26 000名运动员参赛。赛程中运动员出现不同程度的出汗、脱水和呼吸加深、加快。下列关于比赛中运动员生理状况的叙述,正确的是( )
A.血浆中二氧化碳浓度持续升高
B.大量补水后,内环境可恢复稳态
C.交感神经兴奋增强,胃肠平滑肌蠕动加快
D.血浆渗透压升高,抗利尿激素分泌增加,尿量生成减少
解析:参赛运动员有氧呼吸产生二氧化碳过多时会刺激脑干中的呼吸中枢,使呼吸加深加快,将多余的二氧化碳排出体外,A项错误;运动过程中由于出汗增加,脱水会伴随着无机盐的丢失,如果此时只喝水不补充盐,稳态遭到破坏后会引起细胞代谢紊乱,B项错误;剧烈运动会使交感神经兴奋,交感神经兴奋会导致胃肠蠕动变慢,C项错误;血浆渗透压升高,刺激位于下丘脑的渗透压感受器,使下丘脑分泌的抗利尿激素增加,并经垂体释放促进肾小管和集合管对水的重吸收加强,使尿量减少,D项正确。
答案:D
1.辨明内环境中的“存在与不存在”“发生与不发生”
(1)辨明物质是否存在内环境中
存在的物质 ①由小肠吸收后需要在血浆和淋巴液中运输的物质,如水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸、维生素等②细胞合成的抗体、神经递质、激素等③细胞的代谢产物,如二氧化碳、水、尿素等
不存在的物质 ①细胞合成的结构蛋白,如血红蛋白、载体蛋白等②胞内酶,如DNA聚合酶、RNA聚合酶、呼吸酶等③消化酶,如胰蛋白酶、脂肪酶等
(2)辨明生理过程是否发生在内环境中
可发生的过程 ①乳酸与碳酸氢钠作用生成乳酸钠和碳酸,实现pH的稳态②兴奋传递过程中神经递质与受体结合③免疫过程中抗体与相应抗原的特异性结合④激素与靶细胞的结合
不发生的过程 ①细胞呼吸全过程②细胞内蛋白质、神经递质、激素等物质的合成过程③消化道中所发生的淀粉、脂肪、蛋白质的消化过程
2.图解渗透压变化引起的组织水肿
3.透析内环境稳态与各系统、器官的联系图示
(1)内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
(2)与内环境稳态的维持直接相关的结构:[a]消化系统、[b]呼吸系统、[c]泌尿系统、[d]皮肤、[e]循环系统。
(3)对内环境的稳态起主要调节作用的系统:神经系统、内分泌系统和免疫系统。
4.图解体温平衡的调节
特别提醒
人体温调节的两点提醒
(1)人体通过调节产热与散热的动态平衡来维持体温的恒定。外界环境温度低时,机体产热多,散热也多;外界环境温度高时,产热少,散热也少。寒冷环境中比炎热环境中散热更快、更多。寒冷环境中机体代谢旺盛,产热也增加,以维持体温的恒定。
(2)体温感受器的适宜刺激为“温度的变化”而不是“冷”“热”本身。
5.图解水盐平衡调节
(1)抗利尿激素调节示意图
(2)醛固酮和血钠调节的示意图
6.图解血糖平衡调节
7.图解下丘脑在体温、水盐、血糖平衡调节中的作用
(1)下丘脑的四个功能和三个中枢。
a.四个功能:感受、传导、分泌和调节。
b.三个中枢:体温调节中枢、血糖调节中枢和水盐调节中枢。
(2)水盐调节产生渴觉的中枢在大脑皮层。
(3)在升高血糖方面具有协同作用的激素是胰高血糖素和肾上腺素;在调节体温方面具有协同作用的激素是肾上腺素和甲状腺激素。
题点一:围绕体液各成分相互转化,考查理解能力
1.(2023·揭阳二模)淋巴水肿是由于机体某些部位淋巴液回流受阻,导致液体在组织液异常增多的现象。最近科学家在研究淋巴水肿的病因时发现,淋巴管内可以产生红细胞和白细胞。下列相关说法不正确的是( )
A.淋巴管中存在大量淋巴细胞,是参与免疫调节的重要组成部分
B.淋巴管壁细胞只能通过淋巴液与外界环境进行各种物质交换
C.组织液、血浆和淋巴液之间的动态平衡有利于维持机体的正常生命活动
D.该发现可推测了淋巴管内可能存在与造血干细胞相同功能的细胞
解析:淋巴管中存在大量淋巴细胞,淋巴细胞属于免疫细胞,是参与免疫调节的重要组成部分,A项正确;淋巴管壁细胞生活的环境是淋巴液和组织液,故能通过淋巴液和组织液与外界环境进行各种物质交换,B项错误;组织液、血浆和组织细胞之间不断地发生着物质交换,组织液、血浆和淋巴液之间的动态平衡有利于维持机体的正常生命活动,C项正确;结合题干“淋巴管内可以产生红细胞和白细胞”可知该发现可推测了淋巴管内可能存在与造血干细胞相同功能的细胞,D项正确。
答案:B
题点二:通过下丘脑在体温、水盐、血糖平衡调节中的作用,考查综合应用能力
2.(2023·广东模考)地塞米松(DEX)是人工合成的一种糖皮质激素,可以达到比天然皮质醇更强的效应。如图表示人类糖皮质激素(主要是皮质醇)通过糖皮质激素受体分别对下丘脑和垂体进行负反馈调节。下列叙述正确的是( )
注:CRH表示促肾上腺皮质激素释放激素;ACTH表示促肾上腺皮质激素
A.糖皮质激素分泌后通过血液循环定向运输至靶细胞的方式属于体液调节
B.图中下丘脑CRH神经、垂体及肾上腺皮质上含有糖皮质激素的受体
C.人体内的糖皮质激素可通过调节有机物的代谢,提高血糖浓度
D.注射DEX提高对下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴的负反馈抑制,促进CRH和ACTH的合成
解析:糖皮质激素分泌后通过血液循环运输到全身各处,而不是定向运输至靶细胞,A项错误;糖皮质激素能通过糖皮质激素受体分别对下丘脑和垂体进行负反馈调节,图中下丘脑CRH神经、垂体上含有糖皮质激素的受体,而肾上腺皮质上不含糖皮质激素的受体,B项错误;人体内的糖皮质激素属于信息分子,可通过调节有机物的代谢,提高血糖浓度,C项正确;注射DEX即增加体内糖皮质激素的含量,提高对下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴的负反馈抑制,减少CRH和ACTH的合成,D项错误。
答案:C[高考命题热点七] 生命活动调节中的相关实验
1.探究兴奋在神经纤维和神经元间传导(递)特点的实验
(1)设计思路
兴奋传导和传递类题目的主要考查形式有两大类,一是反射弧完整性的判断实验,注意设计实验时实验原则的遵守;二是神经冲动传导方向的证明,注意兴奋在离体神经纤维上的传导是双向的,在神经元之间的传递是单向的。
(2)模型图示
Ⅰ.兴奋在神经纤维上传导的探究:
[方法设计] 电刺激图中①处,观察A的变化,同时测量②处的电位有无变化。
[结果分析]
Ⅱ.兴奋在神经元之间传递的探究:
[方法设计]先用电刺激图中①处,测量③处电位变化;再电刺激③处,测量①处的电位变化。
[结果分析]①③都有电位变化→双向传递;只有①处电位有变化→单向传递(且传递方向为③→①)。
2.验证激素生理功能的实验设计思路
验证激素功能类题目的主要考查形式有两大类,一是通过提供的文字信息让学生去设计实验,考查实验原理和设计实验的原则、实验步骤;二是通过提供的实验表格数据,让学生去分析实验的结果和总结实验结论。
(1)研究激素生理功能的一般思路
(2)方法示例:
①验证甲状腺激素的生理功能:
②验证胰岛素的生理功能:
③实验成功的关键点:
a.根据激素的化学本质,选择不同的实验方法。
下丘脑、垂体和胰岛分泌的激素多为多肽类或蛋白质类,多肽类和蛋白质类激素易被消化酶所分解,故一般采用注射法,不宜口服。雄激素、雌激素、孕激素等固醇类激素和甲状腺激素、肾上腺素等氨基酸衍生物类激素都可以口服,也可以注射。
b.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。
c.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。
d.进行注射实验时空白对照组应注射生理盐水(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.免疫功能的实验探究
(1)免疫系统的组成与功能探究
①方法:
②结论:免疫器官包括骨髓和胸腺,来自骨髓的淋巴细胞参与体液免疫,来自胸腺的淋巴细胞参与细胞免疫。
(2)探究血清抗体有治疗作用
①从破伤风患者体内获取血清。
②选取各方面相同的小鼠等量分成a、b两组。
③a组注射血清后再注射破伤风毒素,b组只注射破伤风毒素。
④观察两组小鼠生活状况。
(2023·广东卷)神经肌肉接头是神经控制骨骼肌收缩的关键结构,其形成机制见下图。神经末梢释放的蛋白A与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,该复合物与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使神经递质乙酰胆碱(ACh)的受体(AChR)在突触后膜成簇组装,最终形成成熟的神经肌肉接头。
回答下列问题:
(1)兴奋传至神经末梢,神经肌肉接头突触前膜________内流,随后Ca2+内流使神经递质ACh以________的方式释放,ACh结合AChR使骨骼肌细胞兴奋,产生收缩效应。
(2)重症肌无力是一种神经肌肉接头功能异常的自身免疫疾病,研究者采用抗原—抗体结合方法检测患者AChR抗体,大部分呈阳性,少部分呈阴性。为何AChR抗体阴性者仍表现出肌无力症状?为探究该问题,研究者作出假设并进行探究。
①假设一:此类型患者AChR基因突变,不能产生______,使神经肌肉接头功能丧失,导致肌无力。
为验证该假设,以健康人为对照,检测患者AChR基因,结果显示基因未突变,在此基础上作出假设二。
②假设二:此类型患者存在________的抗体,造成________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,从而
不能形成成熟的神经肌肉接头,导致肌无力。
为验证该假设,以健康人为对照,对此类型患者进行抗体检测,抗体检测结果符合预期。
③若想采用实验动物验证假设二提出的致病机制,你的研究思路是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)兴奋是以电信号传至神经末梢的,因此神经肌肉接头突触前膜钠离子内流,随后Ca2+内流使神经递质ACh以胞吐的形式释放至突触间隙,与突触后膜上的AChR结合使骨骼肌细胞兴奋,产生收缩效应。(2)①若患者AChR基因突变,不能合成AChR,也就不能在突触后膜成簇组装,使神经肌肉接头功能丧失,导致肌无力。②若患者AChR基因未突变,即能合成AChR,但又不能形成成熟的神经肌肉接头,很可能是存在A抗体,造成A不能与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,无法与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使AChR不能在突触后膜成簇组装。③该实验目的是验证此类型患者存在A的抗体,可设计实验思路如下:给健康的实验动物及患病的实验动物注射等量的蛋白A,采用抗原—抗体结合方法检测,观察患者A抗体是否出现阳性。
答案:(1)Na+ 胞吐
(2)①AChR ②A A不能与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,无法与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使AChR不能在突触后膜成簇组装 ③给健康的实验动物及患病的实验动物注射等量的蛋白A,采用抗原—抗体结合方法检测,观察患者A抗体是否出现阳性
1.(2023·广东韶关阶段检测)针灸是我国传承千年、特有的治疗疾病的手段。针刺是一种外治法,以外源性刺激作用于身体特定的部位(穴位)引发系列生理学调节效应,远程调节机体功能。2021年科学家揭示了低强度电针刺激小鼠后肢穴位“足三里”可以激活迷走神经肾上腺抗炎通路,其过程如图所示。已知细菌脂多糖可引起炎症反应,请据图回答问题:
(1)穴位在被针刺时感到疼痛,但并不会缩回,这属于________(填“条件”或“非条件”)反射。反射形成的条件是____________________和足够强度的刺激。研究发现,在电针刺激“足三里”位置时,会激活一组位于四肢节段的Prokr2感觉神经元,结合示意图,其延伸出去的突起部分可以将后肢的感觉信息通过____________传向大脑的特定区域。在针灸治疗过程中,兴奋在神经纤维上的传导是________(填“单向”或“双向”)的。
(2)已知细胞外Ca2+对Na+存在“膜屏障作用”(即钙离子在膜上形成屏障,使钠离子内流减少)请结合图示分析,临床上患者血钙含量偏高,针灸抗炎疗效甚微的原因是________。
(3)研究人员利用同等强度的电针刺激位于小鼠腹部的天枢穴,并没有引起相同的抗炎反应,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。这也
为针灸抗炎需要在特定穴位刺激提供了解释。
(4)请以健康小鼠为材料设计实验,验证低强度电针刺激激活迷走神经肾上腺抗炎通路是通过Prokr2神经元进行传导的。
实验思路:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验结果:________________________________________________________________________。
解析:(1)手被针刺后感到疼痛的过程中,疼痛的感觉在大脑皮层产生,但并不会缩回,是大脑皮层对效应器的控制作用,因此该过程属于条件反射。反射形成的条件是具有完整的反射弧和足够强度的刺激。由图可知,Prokr2感觉神经元延伸出去的突起部分将后肢的感觉信息通过脊髓或延髓传向大脑的特定区域。在反射弧中,兴奋在神经纤维上的传导是单向。(2)据图可知,迷走神经能产生去甲肾上腺素、肾上腺素,去甲肾上腺素和肾上腺素等具有抗炎作用;当某一部位受刺激时,Na+内流,其膜电位变为外负内正,产生兴奋;血钙过高使Na+内流减少,降低了神经细胞兴奋性,导致迷走神经支配肾上腺细胞分泌抗炎症因子的功能降低,导致针灸抗炎疗效甚微。(3)据第一问可知,Prokr2感觉神经元主要存在于四肢节段,电针刺激位于小鼠腹部的天枢穴,该部位可能不存在迷走神经—肾上腺抗炎通路的Prokr2神经元,因此没有引起相同的全身抗炎反应。(4)本实验验证低强度电针刺激激活迷走神经肾上腺抗炎通路,起到抗炎作用,是通过Prokr2神经元进行传导的,自变量为是否具有Prokr2神经元(可以一组破坏Prokr2神经元,一组不破坏),因变量为是否出现抗炎症反应,其他无关变量要相同且适宜。因此实验思路为:选取若干生理状况相同的小鼠分为A、B两组;A组小鼠破坏Prokr2神经元,B组小鼠不做处理;对两组小鼠用细菌脂多糖诱发炎症;分别用低强度电针刺激两组小鼠足三里位置,观察两组小鼠的抗炎症反应。验证性实验结果是唯一的,因为B组含有Prokr2神经元,低强度电针刺激激活迷走神经肾上腺抗炎通路,起到抗炎作用,因此实验现象为B组小鼠的抗炎症反应明显强于A组。
答案:(1)条件 完整的反射弧 脊髓或延髓 单向
(2)血钙过高使Na+内流减少,降低了神经细胞兴奋性,导致抗炎功能降低
(3)腹部不存在迷走神经—肾上腺抗炎通路的Prokr2神经元
(4)选取若干生理状况相同的小鼠分为A、B两组;A组小鼠破坏Prokr2神经元,B组小鼠不做处理;对两组小鼠用细菌脂多糖诱发炎症;分别用低强度电针刺激两组小鼠足三里位置,观察两组小鼠的抗炎症反应 B组小鼠的抗炎症反应明显强于A组
2.(2023·广东肇庆模拟预测)木姜叶柯的嫩叶有甜味,其叶可作为茶叶代品,俗称甜茶。研究表明,木姜叶柯的提取物具有降血糖的作用。请回答下列问题:
(1)在血糖平衡调节中,有激素等信息分子的参与。其中,胰岛细胞分泌的具有拮抗作用的________和________共同调节血糖的来源和去向,使血糖处于平衡状态,前者的生理功能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
从而使血糖水平升高。另外,当血糖降低时,下丘脑可分泌________,从而调节胰岛A细胞的活动。上述信息分子的共同点是都需要与靶细胞上的________结合而发挥作用。
(2)某研究小组欲验证木姜叶柯的提取物具有降血糖的作用,进行了如下实验:
实验材料 9只形态大小和生理状态相似的小金鱼、3个金鱼缸、生理盐水、木姜叶柯提取物溶液、葡萄糖溶液等
实验步骤 第一步:将9只形态大小和生理状态相似的小金鱼随机均分为3组,编号为A、B、C,分别放入3个装有等量水的金鱼缸中
第二步:沿着A组小金鱼的鳃盖后缘缓慢滴注一定量的生理盐水;分别沿着B、C组小金鱼的鳃盖后缘________。观察每组小金鱼的活动状态,并做好记录
第三步:一段时间后,沿着B组小金鱼的鳃盖后缘缓慢滴注一定量的生理盐水;______。观察B、C组小金鱼的活动状态,并做好记录
①请补全第二步和第三步的相关操作。第二步:________________________________________________________________________;
第三步:________________________________________________________________________。
②第二次注射后,________组小金鱼可能会持续出现翻肚皮、抽搐等低血糖症状。
解析:(1)在血糖平衡调节中,有激素等信息分子的参与。其中,胰岛细胞分泌的具有拮抗作用的胰高血糖素和胰岛素共同调节血糖的来源和去向,前者是由胰岛A细胞分泌的,具有升高血糖的作用,而后者是由胰岛B细胞分泌的,具有降血糖的作用,进而使血糖处于平衡状态,胰高血糖素能通过促进肝糖原分解和非糖物质转变,从而使血糖水平升高。另外,当血糖降低时,下丘脑可分泌神经递质,通过神经调节胰岛A细胞的活动。上述信息分子,即激素和神经递质的共同点表现在都需要与靶细胞上的特异性受体结合而发挥作用,并且发挥作用后即被灭活。(2)本实验的目的是验证木姜叶柯的提取物具有降血糖的作用,实验的自变量为是否用木姜叶柯的提取物处理实验动物,因变量的呈现是通过补充葡萄糖溶液实现的,即表现为小金鱼生理状态的改变,因此实验设计中分成三组,编号为A、B、C。其中A组作为空白对照组,B组为条件对照组,C组为条件实验组,因此,第二步的处理为:沿着A组小金鱼的鳃盖后缘缓慢滴注一定量的生理盐水;分别沿着B、C组小金鱼的鳃盖后缘缓慢滴注等量的木姜叶柯提取物溶液。观察每组小金鱼的活动状态,并做好记录,由于木姜叶柯的提取物具有降血糖的作用,因此B、C两组的活动状态逐渐变得缓慢(低血糖症状)。而后沿着B组小金鱼的鳃盖后缘缓慢滴注一定量的生理盐水,该组作为条件对照,C组的处理为沿着小金鱼的鳃盖后缘缓慢滴注等量的葡萄糖溶液;继续观察生理状况,B组持续表现低血糖症状(翻肚皮、抽搐等),而C组活动状态恢复。上述结果可以说明木姜叶柯的提取物具有降血糖的作用。
答案:(1)胰高血糖素 胰岛素 促进肝糖原分解为葡萄糖进入血液,促进非糖物质转变成糖 神经递质 (特异性)受体
(2)缓慢滴注等量的木姜叶柯提取物溶液 沿着C组小金鱼的鳃盖后缘缓慢滴注等量的葡萄糖溶液 B
3.(2023·广东高三模考)神经系统对内分泌功能的调节有甲、乙、丙三种方式,如图所示。请据图回答:
(1)若甲模式中,靶腺为肾上腺皮质,则中枢神经系统通过下丘脑分泌________________________________________激素到达垂体,调节垂体促肾上腺皮质激素的分泌,进而影响和调节肾上腺皮质的分泌,这种调节机制称为____________。
(2)如果某人下丘脑受到暂时性损伤,出现多尿症状,涉及图中____模式,并分析原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)血糖升高,一方面可以直接刺激胰岛B细胞,引起胰岛素分泌增加;另一方面也可以通过丙模式调节分泌量,此调节方式为__________________。
(4)为了验证甲状腺激素的生理作用,试以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标,根据给出的实验材料和用具,设计实验步骤,预测实验结果,并作出分析。
①材料和用具:成年雄性大白鼠若干,甲状腺激素溶液,蒸馏水,灌胃器,耗氧量测定装置,小动物活动测定仪等。(实验提示:给药途径为每日灌胃,给药剂量和仪器操作不作要求,室温恒定。)
②方法与步骤:
第一步:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
并分别用给出的仪器,测定与记录耗氧量和活动量。
第二步:每日用灌胃器给予甲组鼠灌胃甲状腺激素溶液,给予乙组鼠________________________________________________________________________。
第三步:在________________的环境中饲养一段的时间,测定与记录甲、乙组鼠的耗氧量和活动量。
③结果预测与分析:
a.未给甲状腺激素时,经测定发现甲、乙两组鼠的耗氧量和活动量相近。
b.给甲组鼠甲状腺激素后,____________________________________,则说明甲状腺激素具有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________功能。
解析:(1)若甲模式中,靶腺为肾上腺皮质,则中枢神经系统通过下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素到达垂体,调节垂体促肾上腺皮质激素的分泌,进而影响和调节肾上腺皮质的分泌;该过程存在下丘脑—垂体—肾上腺的轴线,属于分级调节。(2)抗利尿激素可以作用于肾小管和集合管,促进其对水的重吸收,减少尿量,如果头部创伤导致下丘脑受损,抗利尿激素分泌不足,肾小管和集合管对水的重吸收减少,人患尿崩症,出现明显的多尿现象,涉及图中的乙模式。(3)血糖升高,一方面可以直接刺激胰岛B细胞,引起胰岛素分泌增加;另一方面也可以通过丙模式调节分泌量,该方式既涉及神经系统参与的神经调节,也涉及胰岛素等激素参与的激素调节,故调节方式为神经—体液调节。(4)分析题意可知,本实验目的是验证甲状腺激素的生理作用,则实验的自变量为甲状腺激素的有无,因变量是大白鼠的耗氧量和活动量,实验设计应遵循对照和单一变量原则,故可设计实验如下:②方法步骤,第一步:将生理状态一致的成年雄性大白鼠平均分为两组,分别标号为甲组和乙组,然后分别用耗氧量测定装置、小动物活动测定仪测定与记录大白鼠的耗氧量和活动量(无关变量一致);第二步:每日用灌胃器给甲组大白鼠灌喂甲状腺激素溶液,给乙组大白鼠灌胃等量的蒸馏水[设置实验组(有单一变量)和对照组(无单一变量)];第三步:在相同且适宜的环境中饲养一段的时间,测定与记录甲、乙组鼠的耗氧量和活动量。③结果预测与分析:a.未给甲状腺激素时,经测定发现甲、乙两组鼠的耗氧量和活动量相近。b.给甲组鼠甲状腺激素后,其耗氧量和活动量均大于乙组鼠,结果表明甲状腺激素能促进新陈代谢,加速体内物质的氧化分解,提高神经系统的兴奋性,从而使动物的耗氧量和活动量增加。
答案:(1)促肾上腺皮质激素释放激素 分级调节
(2)乙 下丘脑受损导致抗利尿激素分泌不足,肾小管和集合管对水的重吸收减少
(3)神经—体液调节(神经调节和体液调节)
(4)将生理状态一致的成年雄性大白鼠平均分为两组,分别标号为甲组和乙组 灌胃等量的蒸馏水 相同且适宜 其耗氧量和活动量均大于乙组鼠 甲状腺激素能加速体内物质的氧化分解,提高神经系统的兴奋性
4.(2023·广东高三模拟)应激反应是人体对紧张性事件的适应性反应,其主要特征是下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴(HPA)被激活,机体通过HPA途径促使肾上腺皮质释放糖皮质激素(GC)。一定强度的应激反应有助于机体发挥潜力、维持内环境的稳态,但应激时间过长或者过于强烈,则会对机体产生不利影响。下图1为“下丘脑-垂体-肾上腺轴”(HPA)对免疫活动的调节示意图。请回答下列问题:
(1)____________________________调节网络是人体维持稳态的主要调节机制,其中__________是内分泌调节的枢纽,也是神经调节的中枢。
(2)图1中,由下丘脑、垂体、肾上腺皮质之间存在的HPA调控途径称为__________。GC可以通过升高血糖保证重要器官能量供应,与胰高血糖素、肾上腺素具有____作用。
(3)GC的过度升高会影响机体糖类、脂质、蛋白质的代谢,并大大降低机体的免疫能力。在应激状态下,可能是由于下丘脑和垂体的敏感性降低,使GC______调节功能下降,从而对机体产生不利影响。
(4)在HPA轴之外还存在另一种免疫调节机制“脑—脾神经轴”,如下图2所示。
①图2中所示的免疫活动所属的免疫方式为__________(填“细胞免疫”或“体液免疫”)。
②据图2可推测,乙酰胆碱在该免疫调节过程中所起的作用是________________________________________________________________________。
③科研人员为了验证上述调节机制中的脾神经对抗体的产生具有促进作用,用手术法进行了相关实验研究(如下表),请根据题意完成以下表格。
实验目的 简单操作过程
实验动物的选择及处理 a.将生理状态相同的健康小鼠平均分成两组,每组10只,测定______
实验组处理 实验组手术切除脾神经
对照组处理 b.对照组小______
c.________ 给两组小鼠注射等量、适量的相同疫苗,置于相同且适宜的环境条件下饲养
结果检测 一段时间后分别测定两组小鼠体内相应的抗体水平并进行比较
预期实验结果 d.实验组小鼠的相对抗体水平________(填“高于”“低于”或“等于”)对照组小鼠
解析:(1)根据题意,“神经—体液—免疫调节网络是人体维持稳态的主要调节机制”,其中下丘脑是内分泌调节的枢纽,也是神经调节的中枢。(2)根据题意,图1中,由于下丘脑调控垂体中促激素的分泌,垂体分泌的促激素调节肾上腺皮质分泌这种调控HPA途径称为分级调节。GC可以通过升高血糖保证重要器官能量供应,与胰高血糖素、肾上腺素具有协同作用。(3)GC含量维持相对稳定,是负反馈调节的结果。GC的过度升高是GC负反馈调节过程受到破坏,而是调节功能下降。(4)①根据图2中所示,由B淋巴细胞参与,且产生抗体的免疫活动为体液免疫。②根据图2中所示,图中的T细胞为辅助性T细胞,其分泌的物质——乙酰胆碱,属于细胞因子,与白介素等功能相当,乙酰胆碱在该免疫调节过程中所起的作用是刺激B细胞增殖(分裂)和分化。此处乙酰胆碱并非神经递质。③根据题中关键信息,“科研人员为了验证上述调节机制中的脾神经对抗体的产生具有促进作用”,此为验证性实验,设计对照实验来验证相关结论,自变量为有无脾神经(手术法切除),两组小鼠均手术的目的是排除手术本身对小鼠产生抗体的影响。因变量是抗体的水平,无关变量包括实验的身体状况,饲养环境,疫苗处理等。根据以上分析完善表格如下:
实验目的 简单操作过程
实验动物的选择及处理 a.将生理状态相同的健康小鼠平均分成两组,每组10只,测定(初始)抗体水平并计算平均值
实验组处理 实验组手术切除脾神经
对照组处理 b.对照组小鼠做手术但不切除脾神经
实验条件的控制 给两组小鼠注射等量、适量的相同疫苗,置于相同且适宜的环境条件下饲养
结果检测 一段时间后分别测定两组小鼠体内相应的抗体水平并进行比较
预期实验结果 d.实验组小鼠的相对抗体水平低于对照组小鼠
答案:(1)神经—体液—免疫 下丘脑
(2)分级调节 协同
(3)负反馈
(4)①体液免疫 ②刺激B细胞增殖和分化 ③a.初始抗体水平并计算平均值 b.做手术但不切除脾神经 c.实验条件的控制(控制无关变量) d.低于
5.(2023·广东模考)类风湿性关节炎(RA)是因免疫炎症反应引起的关节受损的一种疾病。TNFα等细胞因子有甲、乙两大类,与免疫炎症有关。这两类细胞因子相互作用,共同维持免疫应算的稳态。研究人员为研究RA的发生与上述两类细胞因子的关系,分别测定了多例健康志愿者和RA患者血清中四种细胞因子的平均含量,结果如下图。请回答:
(1)类风湿性关节炎(RA)是一种________病,TNFα等细胞因子作为细胞间信号分子可以分为两类,其中甲类细胞因子促进B细胞增殖分化为________,促进免疫炎症反应;乙类细胞因子则可抑制免疫炎症反应。通过实验结果分析,属于乙类细胞因子的有________。
(2)糖皮质激素(GC)属于肾上观皮质激素,正常机体通过下图所示的途径调节GC的分泌。GC具有免疫抑制作用,是治疗RA的药物之一。RA患者长期大剂量使用GC会导致患者肾上腺皮质分泌功能减退,因此最好在治疗过程中间断补充________________________________,以防止肾上腺皮质萎缩,引起严重后果。该过程反映了GC分泌的________________________________调节。
(3)研究人员欲验证中药姜黄提取物姜黄素具有一定的抗RA作用,现提供生理盐水配制的姜黄素溶液,生理状态相同的RA病动物模型大鼠若干只,饲养15天的同种饲料。请写出实验思路,并预测实验结果。
实验思路:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验结果:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)类风湿性关节炎属于自身免疫病。TNF-α等细胞因子作为细胞间信号分子,与淋巴细胞表面的特异性受体结合后调节免疫应答。在体液免疫过程中,B细胞会增殖分化形成浆细胞和记忆细胞。根据题意可知,甲类细胞因子促进免疫炎症反应,乙类细胞因子可抑制免疫炎症反应,这两类细胞因子相互作用,共同维持免疫应答的稳态。柱形图测定了多例健康志愿者和RA患者血清中四种细胞因子的平均含量,其中健康人的TNF-α和IL-6含量较低,IL-4和IL-10的含量较高,而RA患者刚好相反,说明属于乙类细胞因子的有IL-4和IL-10。(2)根据图示信息可知,RA患者长期大剂量使用GC,GC会反过来抑制下丘脑和垂体的作用,会导致患者肾上腺皮质分泌功能减退,因此最好在治疗过程中间断补充促肾上腺皮质激素(ACTH),以防止肾上腺皮质萎缩,引起严重后果。该过程反应了(GC)分泌调节具有分级调节和负反馈调节的特点。(3)实验需要遵循单一变量和对照性原则。将生理状态相同的RA病动物模型大鼠随机分成两组,实验组注射姜黄素,对照组注射等量的生理盐水。然后进行喂养,在相同的适宜环境中,给以同样的饲料进行喂养15天。检测各组大鼠血清中甲、乙两类细胞因子的含量。结果分析:若结果为甲类细胞因子水平实验组低于对照组,乙类细胞因子结果与之相反,表明姜黄素具有一定的抗RA作用。
答案:(1)自身免疫 浆细胞和记忆细胞 IL-4和IL-10
(2)促肾上腺皮质激素(ACTH) 分级调节和负反馈调节
(3)将生理状态相同的RA病动物模型大鼠随机分成两组,实验组注射姜黄素,对照组注射等量的生理盐水。然后进行喂养,在相同的适宜环境中,给以同样的饲料进行喂养15天。检测各组大鼠血清中甲、乙两类细胞因子的含量 结果分析:若结果为甲类细胞因子水平实验组低于对照组,乙类细胞因子结果与之相反,表明姜黄素具有一定的抗RA作用