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二轮专题
统考版2024高考生物二轮专题复习专题五生命系统的稳态及调节课件 学案含答案(9份打包)
文档属性
名称
统考版2024高考生物二轮专题复习专题五生命系统的稳态及调节课件 学案含答案(9份打包)
格式
zip
文件大小
11.1MB
资源类型
教案
版本资源
通用版
科目
生物学
更新时间
2024-01-20 08:45:00
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文档简介
(共101张PPT)
第1讲 植物生命活动的调节
基础自查·明晰考位
整合考点 12
整合考点 13
基础自查·明晰考位
聚焦新课标
1.6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。
纵 引 横 连————建网络
植物向光性
色氨酸
发育中的种子
非极性运输
既能促进生长,也能抑制生长;既能促进发芽,也能抑制发芽;既能防止落花落果,也能疏花疏果
给细胞传达信息,调节细胞生命活动
细胞分裂
促进细胞伸长、种子萌发和果实发育
果实成熟
细胞分裂
边 角 扫 描————全面清
提醒:判断正误并找到课本原话
1.(1)吲哚乙酸的化学元素组成:C、H、O、N。(P47图3-5)( )
(2)色氨酸经过一系列反应可转变成生长素(但要注意,吲哚乙酸是小分子有机物,不是蛋白质)。(P48正文下部)( )
2.(1)植物向光性生长的其他解释:单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均。有些植物,照射单侧光后,两侧的生长素浓度不同,导致向光面的生长抑制物多于背光面。(P48小字)( )
(2)植物也有专门的内分泌腺,这是植物激素与动物激素在合成部位上的相同点。(P48知识链接)( )
√
√
×
×
3.生长素的作用,因浓度、细胞成熟情况和器官种类不同而有较大差异(主要是两重性和不同细胞敏感性不同)。(P50正文)( )
4.(1)植物生长发育过程中,多种植物激素相互作用,共同调节。生长素浓度增加到一定值时,会抑制乙烯的合成,而乙烯反过来促进生长素促进细胞伸长的作用。(P54正文)( )
(2)激素调节只是植物生命活动调节的一部分。光照、温度等会引起植物体激素合成等多种变化,进而对基因表达进行调节。(P54小字)( )
√
×
√
5.植物生长调节剂是人工合成的,对植物生长发育有调节作用的物质,它们容易合成、原料广泛、效果稳定。其中,生长素类似物就属于植物生长调节剂。效果稳定的原因之一:它们不是天然的物质,植物体内缺乏分解它们的酶。(P54正文下部)( )
6.达尔文实验设计的原理——排除法,让一部分“缺席”,研究这时系统的反应。(P57本章小结)( )
√
√
整合考点12
“生长靠我”的生长素
考点整合 固考基
1.理清生长素发现过程的“3、2、1”
尖端
尖端
2.理解生长素的三类运输方式
主动
3.辨明生长素作用两重性的含义
(1)高浓度与低浓度:当生长素浓度小于i时均为“低浓度”,高于i时才会________植物生长,称为“高浓度”。
(2)OH段表明:随生长素浓度升高,促进生长作用________。
(3)HC段表明:随生长素浓度升高,促进生长作用________(但仍为促进生长)。
(4)最适浓度:H点表示促进生长的最适浓度为g。
(5)“阈值”:C点表示促进生长的“阈值”,即大于C处的生长素浓度将会使生长________。
抑制
增强
减弱
受抑制
4.三看法判断生长素作用的两重性
(1)生长素的合成部位主要是植物的幼嫩部位,如胚芽鞘的尖端。
(2)生长素并不是由色氨酸直接转化而生成的,而是由色氨酸经一系列转化产生的。
(3)生长素的合成不需要光,但单侧光、重力等会引起生长素分布不均匀。
(4)所谓“抑制”或“促进”均是相对于“对照组”(即自然生长或加蒸馏水处理的组别)而言的——凡生长状况差于对照组者可谓生长受抑制,生长状况好于对照组者可谓“促进生长”。
只有同时表现出促进和抑制作用时,才表现出两重性。
类研真题 明考向
类型1 全国卷真题体验寻趋势
1.[2021·全国甲卷]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:顶芽产生的生长素可以运到侧芽附近,使侧芽处的生长素浓度过高,从而抑制侧芽的生长,去除顶芽,侧芽处的生长素浓度降低,可解除高浓度的生长素对侧芽生长的抑制作用,即解除植物生长的“顶端优势”现象,A、B正确;植物的生长发育,从根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果,生长素可以调节植物体内某些基因的表达从而影响植物的生长,C正确;在促进根、茎两种器官生长时,根是对生长素更敏感的器官,D错误。
类型2 地方卷真题体验寻共性
2.[2019·浙江4月]下列关于生长素及其作用的叙述,正确的是( )
A.植物的生长是由单侧光引起的
B.生长素在细胞内可由色氨酸合成
C.生长素由苗尖端产生并促进苗尖端的伸长
D.不同浓度的生长素对植物同一器官的作用效果一定不同
答案:D
解析:单侧光会引起生长素在背光面和向光面的分布不均,进而引起植物的向光弯曲生长,但植物的生长并不是单侧光引起的,A错误;生长素的化学本质是吲哚乙酸,是在细胞内由色氨酸经过一系列反应合成的,B正确;生长素在苗尖端产生,运输到尖端下部,促进尖端下部的伸长,C错误;不同浓度的生长素对植物同一器官的作用效果可能相同,也可能不同,D错误。
解析:单侧光会引起生长素在背光面和向光面的分布不均,进而引起植物的向光弯曲生长,但植物的生长并不是单侧光引起的,A错误;生长素的化学本质是吲哚乙酸,是在细胞内由色氨酸经过一系列反应合成的,B正确;生长素在苗尖端产生,运输到尖端下部,促进尖端下部的伸长,C错误;不同浓度的生长素对植物同一器官的作用效果可能相同,也可能不同,D错误。
3.[2023·天津卷]研究人员探究植物根部生长素运输情况,得到了生长素运输方向示意图(图1)。
(1)生长素从根尖分生区运输到伸长区的运输类型是 。
(2)图2是正常植物和某蛋白N对应基因缺失型的植物根部大小对比及生长素分布对比,据此回答:
(ⅰ)N蛋白基因缺失,会导致根部变短,并导致生长素在根部________处(填“表皮”或“中央”)运输受阻。
(ⅱ)如图3,在正常植物细胞中,PIN2蛋白是一种主要分布在植物顶膜的蛋白,推测其功能是将生长素从细胞 运输到细胞 ,根据图3,N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白分布特点为: 。
(3)根据上述研究,推测N蛋白的作用是:____________________ __________________________,从而促进了伸长区细胞伸长。
极性运输
中央
顶膜
侧膜和底膜
顶膜处最多,侧膜和细胞质中也有分布
促进生长素从细胞质和侧
膜等部位向伸长区细胞顶膜集中
解析:(1)据图可知,生长素从根尖分生区运输到伸长区的运输是从形态学的上端向形态学的下端运输,属于极性运输,运输方式是主动运输。(2)(ⅰ)分析图2,N蛋白缺失型个体的根部明显缩短,且据生长素的分布情况可知,伸长区中央部分的生长素较少,据此可推测生长素在根部中央运输受阻。(ⅱ)据图3可知,正常型个体和N蛋白缺失型个体顶膜的PIN2蛋白含量相同,侧膜和细胞质中没有分布,结合图1,推测其功能是将生长素从细胞顶膜运输至侧膜和底膜;而N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白分布特点为:顶膜处最多,侧膜和细胞质中也有分布,但侧膜处较少,其中细胞质中含量最少。(3)根据上述研究,正常型个体只有顶膜有PIN蛋白分布,而N蛋白缺失型个体则在多处都有分布,推测N蛋白的作用是:促进生长素从细胞质和侧膜等部位向伸长区细胞顶膜集中,从而促进了伸长区细胞伸长。
长句专练 强素养
1.概念辨析类
(1)植物向光性的原理:_____________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________。
(2)顶端优势的原理:_______________________________________
_________________________________________________________。
(3)进行预实验的目的是_____________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________。
单侧光照射时,尖端产生的生长素由向光侧向背光侧横向运输,背光侧生长素浓度高,再经极性运输到尖端下部,导致下部背光侧生长素浓度高,生长速度快,植物向光弯曲生长
植物顶芽产生的生长素向下运输,导致侧芽附近的生长素浓度过高,抑制其发育,顶芽生长素浓度低,优先发育
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
2.原因分析类
(1)取生长状态一致的燕麦胚芽鞘,分为a、b、c、d四组。将a、b两组胚芽鞘尖端下方的一段切除,再从c、d两组胚芽鞘中的相应位置分别切取等长的一段,并按下图所示分别接入a、b两组胚芽鞘被切除的位置,得到a′、b′两组胚芽鞘。然后用单侧光照射,发现a′组胚芽鞘向光弯曲生长,b′组胚芽鞘无弯曲生长,其原因是____________________________________________________________________________________________________________________。
生长素只能从形态学上端向形态学下端运输,a′组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输,而b′组尖端的生长素不能
(2)从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段(无叶和侧芽),自茎段顶端向下对称纵切至约3/4处。将切开的茎段浸没在蒸馏水中。一段时间后,观察到半边茎向外弯曲生长,如下图所示。若上述黄化苗茎段中的生长素浓度是促进生长的,放入水中后半边茎内、外两侧细胞中的生长素浓度都不会升高。请仅根据生长素的作用特点分析半边茎向外弯曲生长这一现象,推测出现该现象的两种可能原因。
原因①是______________________________________________;
原因②是__________________________________________________
_________________________________________________________。
内侧细胞中的生长素浓度比外侧高,所以内侧细胞生长快
内、外两侧细胞中的生长素浓度相同,但内、外侧细胞对生长素敏感程度不同,该浓度的生长素更有利于内侧细胞的生长
3.科学探究类
(1)某同学用两个未知的不同浓度(Cx和Cy)的生长素溶液做实验,测得去尖端的燕麦胚芽鞘的弯曲角度(如图1)的值分别为αx、αy,且关系为αx=αy。为了进一步比较Cx和Cy的大小,该同学用去根尖的燕麦胚根做了如图2所示的实验,结果胚根向右弯曲生长,则Cx________(填“大于”或“小于”)Cy,判断依据是________________________
________________________________________________________。
大于
与胚芽鞘相比,胚根对生长素更敏感,胚根向右侧弯曲生长,说明右侧生长素浓度相对较高,抑制了该侧的生长
(2)某研究小组用放射性同位素14C标记吲哚乙酸(IAA)和脱落酸(ABA)并进行下图所示的实验,若图中ab为茎尖切段,琼脂块③和④中均出现了较强放射性,可以说明____________________________;若图中ab为成熟茎切段,琼脂块①和②中均出现了较强放射性,说明__________________________________。
ABA在茎尖的运输不是极性运输
IAA在成熟茎切段中的运输不是极性运输
题组集训 提考能
题组预测一 植物激素的相关基础考查
1.[2023·山东潍坊二模]生长素能够被细胞一极吸收并从相反极外排,从而导致了极性运输,细胞膜上的生长素外排蛋白PIN在此过程中发挥重要作用。NPA可以与生长素竞争性结合PIN蛋白上的结合位点,下列推测不合理的是( )
A.PIN蛋白定位于细胞膜上,其形成需内成网、高尔基体等参与
B.PIN蛋白在细胞膜上分布不均,集中于形态学下方一侧
C.NPA通过阻碍生长素的运输抑制植物的生长
D.PIN基因缺失突变体植株比野生型植株高大
答案:D
解析:PIN蛋白定位于细胞膜上,其形成过程需内成网、高尔基体的加工,A正确;生长素的极性运输是从形态学上端到形态学下端,生长素外排蛋白PIN在极性运输过程中发挥重要作用,由此可推测PIN蛋白在细胞膜上分布不均,且集中于形态学下方一侧,B正确;NPA可以与生长素竞争性结合PIN蛋白上的结合位点,导致生长素不能和PIN蛋白上的结合位点结合,阻碍生长素的运输,抑制植物的生长,C正确;PIN基因缺失突变体植株不能正常合成PIN蛋白,导致生长素极性运输受阻,所以PIN基因缺失突变体植株应该比野生型植株矮小,D错误。
2.[2023·湖南郴州模拟]细胞壁松散学说认为生长素能够促进H+向细胞膜外的细胞壁进行主动运输,使细胞壁周围pH下降,软化细胞壁从而促进细胞的生长。下图为生长素作用示意图,
下列说法错误的是( )
A.生长素既能促进细胞伸长生长,也能诱导细胞分化
B.生长素起作用都需要与细胞膜上的受体结合
C.将植物细胞置于适宜pH的酸性缓冲液中,有利于细胞的生长
D.图示体现了植物激素调节影响H+—ATP酶的基因表达调控
答案:B
解析:结合图示可知,生长素既能促进细胞伸长生长,也能调控相关基因的表达,进而起到诱导细胞分化的作用,A正确;生长素进入细胞的过程中并没有与细胞膜上的受体结合,图中生长素受体在细胞核内,B错误;细胞壁松散学说认为生长素能够促进H+向细胞膜外的细胞壁进行主动运输,使细胞壁周围pH下降,软化细胞壁从而促进细胞的生长,据此推测,将植物细胞置于适宜pH的酸性缓冲液中,有利于细胞的生长,C正确;图示过程中,体现了生长素作为调节因子,影响H+—ATP酶的基因表达的过程,D正确。
题组预测二 聚焦生长素的生理作用及“两重性”
3.[2023·广西南宁二中模拟]如图甲表示水平放置的幼苗根、茎的生长状况,图乙是同一植株的不同器官对生长素浓度的反应。
下列叙述正确的是( )
A.图甲、乙能体现生长素作用的两重性
B.图甲A处的生长素浓度一定高于10-2 mol·L-1
C.e表示抑制根的生长,f表示抑制芽的生长,m表示抑制茎的生长
D.促进不同种类的植物生长的最适生长素浓度相同
答案:A
解析:图甲低浓度(C处)促进根生长,而高浓度(D处)抑制根生长,图乙体现生长素低浓度时促进生长,高浓度时抑制生长,故图甲和图乙都能表明生长素作用的两重性,A正确;茎对生长素的敏感程度较低,图甲A处生长素起促进作用,生长素浓度低于10-2 mol·L-1,B错误;由图乙可以看出,e表示抑制根的生长,f表示抑制芽的生长,但m对茎既不促进也不抑制,C错误;不同植物对生长素的敏感性不同,促进不同种类的植物生长的最适生长素浓度不同,D错误。
4.[2023·四川成都石室中学模拟]图1表示不同浓度生长素对某植物茎生长的影响,图2是用不同浓度的生长素类似物溶液处理扦插枝条的实验结果。
下列分析错误的是( )
A.由图1可知,若茎弯曲生长时向光侧为A点对应的生长素浓度,则背光侧的浓度应大于A点、小于C点
B.从图2中信息可确定促进扦插枝条生根的最适生长素类似物浓度在8~12 ppm之间
C.探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度一般要做预实验,可以为进一步的实验摸索条件
D.利用高浓度的2,4-D(生长素类似物)作除草剂,可抑制单子叶作物农田中的双子叶杂草生长
答案:B
解析:茎弯曲生长时背光一侧的生长素浓度为促进生长的浓度,应大于A点、小于C点,A正确;从图2信息可确定,促进扦插枝条生根的最适生长素类似物浓度在8~16 ppm之间,B错误;预实验可以为进一步的实验摸索条件,探究实验条件的可行性和科学性,防止人力财力的浪费,C正确;双子叶植物对生长素的敏感度高于单子叶植物,因此农业生产上可利用高浓度的2,4-D抑制单子叶作物农田中双子叶杂草的生长,D正确。
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训
5.[2023·河南郑州外国语学校模拟]用心观察生活,会发现我们周围植物的生长是千姿百态的。以下是某同学观察其周围环境的植物后绘制出的3幅简图,其中蕴含着生物学原理。请回答下列问题:
(1)图1显示的植物的长势体现出顶端优势,解除这种现象的一般方法是________,理由是______________________________________ _______________。
(2)图2和图3包含了四种现象:茎的背地性、根的向地性、茎的向光性和根的背光性,其中能体现生长素生理作用两重性的是 。若将图3的幼苗竖直种植在一个匀速转动的花盆中心,其余条件不变,一段时间后,该幼苗的根和茎的生长方向情况为: 。
去除顶芽
去掉顶芽后,侧芽附近的生长素浓度降低,抑制
被解除,加快生长
根的向地性、根的背光性
茎直立向上生长,根垂直向下生长
解析:(1)图1中顶芽优先生长,侧芽生长受抑制,该现象是顶端优势。解除顶端优势的方法是去掉顶芽,理由是去掉顶芽后,侧芽附近的生长素来源暂时受阻,浓度降低,于是抑制被解除,侧芽萌动,加快生长。(2)图2包含了茎的背地性和根的向地性,原因是重力引起生长素在茎和根近地侧和远地侧分布不均匀,近地侧浓度高,促进茎的生长,却抑制根的生长,远地侧浓度低,能促进根的生长,也促进茎的生长,这说明根的向地性能体现生长素生理作用的两重性。图3包含了茎的向光性和根的背光性,原因是单侧光引起生长素在茎和根的向光侧和背光侧的分布不均匀,背光侧浓度高,促进茎的生长,却抑制了根的生长,向光侧浓度低,能促进茎的生长,促进根的生长,这说明根的背光生长能体现生长素生理作用的两重性。若图3中幼苗是固定在一个花盆中,并将花盆放在匀速运动的转盘上,不透光罩保持不动,则幼苗的根和茎两侧的生长素分布是相同的,不存在生长不均匀现象,所以一段时间后,该幼苗的茎直立向上生长,根垂直向下生长。
(3)将豌豆幼苗茎切段用不同浓度的生长素溶液处理,结果如下图所示,该结果 (填“能”或“不能”)体现生长素对离体的豌豆茎段的生长具有两重性。将相同的茎切段浸没在某一未知浓度的生长素溶液中,测得其生长量为a cm,为进一步确定其浓度,将待测生长素溶液稀释为原浓度的一半,取与原来相同的切段浸入,测得其生长量为b cm,试讨论如何确定此未知浓度:_______________________________________________ _________________________________________________________________。
不能
若b>a,则该未知浓度的生长素浓度为16 μmol/L;若a>b,则该未知浓度的生长素浓度应为4 μmol/L
解析:图中显示,与0 μmol/L相比,图中不同浓度的生长素对茎伸长均有促进作用,因此该结果不能体现生长素促进豌豆茎切段伸长的作用具有两重性(低浓度促进,高浓度抑制)。生长量为a cm,从图中可找到对应的生长素浓度可能为4 μmol/L或16 μmol/L,进一步降低浓度为原来的一半,测得其生长量为b cm,若原浓度为16 μmol/L,从图中可知b>a;若原浓度为4 μmol/L,从图中可知b<a。
整合考点13
“各显其能”的其他植物激素
考点整合 固考基
1.理清其他四种常考植物激素的产生与作用
根尖
分裂
伸长
根冠
分裂
2.明确植物激素间的两大作用
细胞分裂素
生长素
脱落酸
赤霉素
脱落酸
3.植物激素的应用归纳
种子休眠
芽
植物激素调节的2个“≠”
(1)激素调节≠植物生命活动调节
①说明:激素调节只是植物生命活动调节的一部分。
②原因:光照、温度等环境因子的变化会引起植物体内产生包括激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节。
(2)植物激素≠植物生长调节剂
①植物激素:植物体自身合成的调节物质。
②植物生长调节剂:人工合成的调节物质。
③举例:如生长素属于植物激素,而生长素类似物(如2,4 D)属于植物生长调节剂。
类研真题 明考向
类型1 全国卷真题体验寻趋势
1.[2023·全国甲卷]植物激素是一类由植物体产生的、对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。下列关于植物激素的叙述,错误的是( )
A.在植物幼嫩的芽中色氨酸可以转变成生长素
B.生长素可以从产生部位运输到其他部位发挥作用
C.生长素和乙烯可通过相互作用共同调节植物的生长发育
D.植物体内生长素可以作为催化剂直接参与细胞代谢过程
答案:D
解析:生长素的产生部位主要是植物幼嫩的芽、叶和发育中的种子;色氨酸是合成生长素的原料,A正确;植物激素都是由产生部位运输到作用部位的,B正确;植物激素之间相互协调,互相配合共同影响植物生命活动,调节植物生长发育,C正确;生长素是信号分子,不是催化剂,催化剂是酶,D错误。
2.[2022·全国甲卷]植物激素通常与其受体结合才能发挥生理作用。喷施某种植物激素,能使某种作物的矮生突变体长高。关于该矮生突变体矮生的原因,下列推测合理的是( )
A.赤霉素合成途径受阻
B.赤霉素受体合成受阻
C.脱落酸合成途径受阻
D.脱落酸受体合成受阻
答案:A
解析:分析题意,喷施某种植物激素,能使某种作物的矮生突变体长高,说明该矮生突变体体内缺少该激素,且该激素的受体正常,B、D不符合题意;由于该激素能促进植株长高,因此该激素可为赤霉素,A符合题意;脱落酸与植物的叶和果实的衰老与脱落有关,C不符合题意。
类型2 地方卷真题体验寻共性
3.[2023·北京卷]水稻种子萌发后不久,主根生长速率开始下降直至停止。此过程中乙烯含量逐渐升高,赤霉素含量逐渐下降。外源乙烯和赤霉素对主根生长的影响如图。
以下关于乙烯和赤霉素作用的叙述,不正确的是( )
A.乙烯抑制主根生长
B.赤霉素促进主根生长
C.赤霉素和乙烯可能通过不同途径调节主根生长
D.乙烯增强赤霉素对主根生长的促进作用
答案:D
解析:与对照相比,外源施加乙烯,主根长度反而减少,说明乙烯可以抑制主根生长,A正确;外源施加赤霉素,主根长度增长,说明赤霉素可以促进主根生长,B正确;乙烯可以抑制主根生长,赤霉素可以促进主根生长,说明赤霉素和乙烯可能通过不同途径调节主根生长,C正确;同时施加赤霉素和乙烯,主根长度与对照相比减少,与单独施加赤霉素相比也是减少,说明乙烯抑制赤霉素对主根生长的促进作用,D错误。
4.[2023·海南卷]禾谷类种子萌发过程中,糊粉层细胞合成蛋白酶以降解其自身贮藏蛋白质,为幼苗生长提供营养。为探究赤霉素在某种禾谷类种子萌发过程中的作用,某团队设计并实施了A、B、C三组实验,结果如图。
下列有关叙述正确的是( )
A.本实验中只有A组是对照组
B.赤霉素导致糊粉层细胞中贮藏蛋白质的降解速率下降
C.赤霉素合成抑制剂具有促进种子萌发的作用
D.三组实验中,蛋白酶活性由高到低依次为B组、A组、C组
答案:D
解析:本实验的自变量是处理方式及时间,A组属于空白对照组,但当自变量为时间时,处理时间为0的B组和C组也是对照组,A错误;添加赤霉素的B组,蛋白质总含量低于未加入赤霉素的A组,更低于用赤霉素合成抑制剂处理的C组,说明赤霉素导致糊粉层细胞中贮藏蛋白质的降解速率增加,B错误;赤霉素可促进蛋白质的分解,为幼苗生长提供营养,促进萌发,而赤霉素合成抑制剂抑制蛋白质的降解,抑制种子萌发,C错误;随着时间变化,蛋白质总含量C组大于A组大于B组,说明B组蛋白质最少,酶的活性最高,即蛋白酶活性由高到低依次为B组、A组、C组,D正确。
5.[2023·浙江6月]为研究红光、远红光及赤霉素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。
据图分析,下列叙述正确的是( )
A.远红光处理莴苣种子使赤霉素含量增加,促进种子萌发
B.红光能激活光敏色素,促进合成赤霉素相关基因的表达
C.红光与赤霉素处理相比,莴苣种子萌发的响应时间相同
D.若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高
答案:B
解析:图甲显示远红光使种子赤霉素含量下降,进而抑制种子萌发,与图乙结果相符,而不是远红光处理莴苣种子使赤霉素含量增加,A错误;图甲显示红光能使种子赤霉素含量增加,其机理为红光将光敏色素激活,进而促进合成赤霉素相关基因表达,B正确;图乙显示红光处理6天左右莴苣种子开始萌发,赤霉素处理10天时莴苣种子开始萌发,两种处理莴苣种子萌发的响应时间不同,C错误;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,D错误。
6.[2023·湖北卷]多年生植物甲为一种重要经济作物,果实采收期一般在10月,在生长过程中常受到寄生植物乙的危害(植物乙的果实成熟期为当年10月到次年2月)。为阻断植物乙的传播和蔓延,科研人员选用不同稀释浓度的植物生长调节剂M喷施处理,结果如图所示。
曲线1:稀释浓度为1/100;曲线2:稀释浓度为1/200;曲线3:稀释浓度为1/400;曲线4:对照组
下列叙述错误的是( )
A.据图综合分析,为防治乙的危害,M的稀释浓度应选用1/400
B.植物乙对照组的曲线逐渐下降,说明其生长逐渐减弱
C.喷施M时间选择甲果实采收后,乙果实未大量成熟前
D.植物生长调节剂M与植物激素脱落酸的作用相似
答案:B
解析:图1表示的是不同浓度植物生长调节剂M对甲的影响,浓度高落叶率提高,和对照组4比较,3的落叶率低,是较适宜浓度;图2表示植物生长调节剂M对乙的影响,目的是为阻断植物乙的传播和蔓延,落叶率高更有利于阻断乙的危害,综合分析曲线3对应的浓度最适合,M的稀释浓度应选用1/400,A正确;植物乙对照组的曲线逐渐下降,说明落叶率下降,说明其生长逐渐增强,B错误;喷施M应该减弱对甲果实的影响,避免影响产量,而对于乙应该防止其结果,所以时间应选择甲果实采收后,乙果实未大量成熟前,防止其种子传播,C正确;植物生长调节剂M可提高落叶率,和脱落酸的作用相似,D正确。
7.[2023·浙江1月]研究人员取带叶的某植物茎段,切去叶片,保留叶柄,然后将茎段培养在含一定浓度乙烯的空气中,分别在不同时间用一定浓度IAA处理切口。在不同时间测定叶柄脱落所需的折断强度,实验结果如图所示。
下列关于本实验的叙述,正确的是( )
A.切去叶片可排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰
B.越迟使用IAA处理,抑制叶柄脱落的效应越明显
C.IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相互协同的
D.不同时间的IAA处理效果体现IAA作用的两重性
答案:A
解析:切去叶片,目的是排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰,A正确;据图分析,越迟使用IAA处理,叶柄脱落所需的折断强度越低,因此抑制叶柄脱落的效应越弱,B错误;不使用IAA处理,只有乙烯,会促进叶柄脱落;越早使用IAA会抑制叶柄脱落,因此IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相互拮抗的,C错误;图中,不同时间的IAA处理效果均表现为抑制折断,因此不能体现IAA作用的两重性,D错误。
8.[2023·湖南卷](不定项)番茄果实发育历时约53天达到完熟期,该过程受脱落酸和乙烯的调控,且果实发育过程中种子的脱落酸和乙烯含量达到峰值时间均早于果肉。基因NCED1和ACO1分别是脱落酸和乙烯合成的关键基因。NDGA抑制NCED1酶活性,1-MCP抑制乙烯合成。花后40天果实经不同处理后果实中脱落酸和乙烯含量的结果如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.番茄种子的成熟期早于果肉,这种发育模式有利于种群的繁衍
B.果实发育过程中脱落酸生成时,果实中必需有NCED1酶的合成
C.NCED1酶失活,ACO1基因的表达可能延迟
D.脱落酸诱导了乙烯的合成,其诱导效应可被1-MCP消除
答案:ACD
解析:种子的成熟期早于果肉,能确保果实成熟后被传播时的种子也是成熟的,有利于种群的繁衍,A正确;由题干信息可知,基因NCED1是脱落酸合成的关键基因,且由题图左分析可知,NCED1酶活性被抑制时几乎没有脱落酸,所以只能说明脱落酸的生成必须有NCED1酶的作用,但不能说明脱落酸合成的同时就必须有NCED1酶的合成,B错误;基因ACO1是乙烯合成的关键基因,由题图右分析可知,NDGA组(抑制NCED1酶)前10天乙烯含量都很少,第10~12天乙烯含量略有一点增加,后面时间乙烯含量未知,因此,NCED1酶失活,ACO1基因的表达可能延迟,C正确;由题图右分析可知,脱落酸组乙烯含量更多,所以可推测脱落酸诱导了乙烯合成,但脱落酸+1-MCP组乙烯含量极少,说明其诱导效应可被1-MCP消除,D正确。
9.[2022·广东卷]我国自古“以农立国”,经过悠久岁月的积累,形成了丰富的农业生产技术体系。下列农业生产实践中,与植物生长调节剂使用直接相关的是( )
A.秸秆还田 B.间作套种
C.水旱轮作 D.尿泥促根
答案:D
解析:农田生态系统中秸秆还田有利于提高土壤的储碳量,该过程主要是利用了物质循环的特点,与植物生长调节剂无直接关系,A不符合题意;采用间作、套种的措施可以提高植物产量,其原理是保证作物叶片充分接收阳光,提高光能利用率,与植物生长调节剂无直接关系,B不符合题意;水旱轮作改变了生态环境和食物链,使害虫难以生存,能减少病虫害的发生,与植物生长调节剂无直接关系,C不符合题意;尿泥促根与生长素密切相关,与题意相符,D符合题意。
10.[2022·浙江6月]新采摘的柿子常常又硬又涩。若将柿子与成熟的苹果一起放入封闭的容器中,可使其快速变得软而甜。这主要是利用苹果产生的( )
A.乙烯 B.生长素
C.脱落酸 D.细胞分裂素
答案:A
解析:乙烯起催熟作用,成熟的苹果产生乙烯,使柿子“变得软而甜”, A正确;生长素具有促进植物生长的作用,不能催熟,B错误;脱落酸有抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落,促进休眠和提高抗逆能力等作用,C错误;细胞分裂素的作用是促进细胞分裂,D错误。
11.[2022·浙江1月]某种植物激素能延缓离体叶片的衰老,可用于叶菜类的保鲜。该激素最可能是( )
A.细胞分裂素 B.生长素
C.脱落酸 D.赤霉素
答案:A
解析:生长素的主要生理功能:促进细胞伸长生长,生长素的作用表现为两重性,即:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。赤霉素的主要生理功能:促进细胞的伸长;解除种子、块茎的休眠并促进萌发。细胞分裂素的主要生理功能:促进细胞分裂;诱导芽的分化;防止植物衰老。脱落酸的主要生理功能:抑制植物细胞的分裂和种子的萌发;促进植物进入休眠;促进叶和果实的衰老、脱落。乙烯的主要生理功能:促进果实成熟;促进器官的脱落;促进多开雌花。根据上述分析可知,细胞分裂素可促进细胞分裂,延缓衰老,因此可用于叶菜类的保鲜,A正确,B、C、D错误。
12.[2023·湖北卷]乙烯(C2H4)是一种植物激素,对植物的生长发育起重要作用。为研究乙烯的作用机制,进行了如下三个实验。
【实验一】乙烯处理植物叶片2小时后,发现该植物基因组中有2 689个基因的表达水平升高,2 374个基因的表达水平下降。
【实验二】某一稳定遗传的植物突变体甲,失去了对乙烯作用的响应(乙烯不敏感型)。将该突变体与野生型植株杂交,F1植株表型为乙烯不敏感。F1自交产生的F2植株中,乙烯不敏感型与敏感型的植株比例为9∶7。
【实验三】科学家发现基因A与植物对乙烯的响应有关,该基因编码一种膜蛋白,推测该蛋白能与乙烯结合。为验证该推测,研究者先构建含基因A的表达载体,将其转入到酵母菌中,筛选出成功表达蛋白A的酵母菌,用放射性同位素14C标记乙烯(14C2H4),再分为对照组和实验组进行实验,其中实验组是用不同浓度的14C2H4与表达有蛋白A的酵母菌混合6小时,通过离心分离酵母菌,再检测酵母菌结合14C2H4的量。结果如图所示。
回答下列问题:
(1)实验一中基因表达水平的变化可通过分析叶肉细胞中的__________(填“DNA”或“mRNA”)含量得出。
(2)实验二F2植株出现不敏感型与敏感型比例为9∶7的原因是__________________________________________________。
(3)实验三的对照组为:用不同浓度的14C2H4与__________________混合6小时,通过离心分离酵母菌,再检测酵母菌结合14C2H4的量。
(4)实验三中随着14C2H4相对浓度升高,实验组曲线上升趋势变缓的原因是________________________________________。
(5)实验三的结论是______________________________。
mRNA
控制对乙烯敏感度的基因有两对,这两对基因遵循自由组合定律
不表达蛋白A的酵母菌
导入酵母菌的蛋白A基因控制合成的蛋白A数量有限
基因A表达产生的膜蛋白能与乙烯结合
解析:(1)基因表达包含转录和翻译两个过程,转录的产物是mRNA,mRNA也是翻译的模板,所以分析叶肉细胞中的mRNA含量可知道实验一中基因表达水平的变化。(2)将突变体甲与野生型植株杂交,得到F1,F1自交产生的F2植株中,乙烯不敏感型与敏感型的植株比例为9∶7,是9∶3∶3∶1的变式,说明控制乙烯敏感度的基因有两对,并且这两对基因的遗传符合自由组合定律。(3)该实验目的是通过基因A控制的蛋白质能与乙烯结合,证明基因A与植物对乙烯的响应有关,自变量是有无蛋白A,实验组是表达有蛋白A的酵母菌,对照组则是不表达蛋白A的酵母菌。(4)分析曲线,横坐标是14C2H4浓度的相对值,纵坐标是酵母菌结合14C2H4的量。酵母菌是通过合成蛋白A与14C2H4结合的,故实验组的曲线上升趋势变慢,可能是因为导入了基因A的酵母菌能合成的蛋白A数量有限。
(5)由实验结果可以直接看出,成功表达蛋白A的酵母菌,在不同浓度(一定范围)的14C2H4条件下,随着14C2H4浓度的升高,酵母菌结合14C2H4的量增加;不含基因A的表达载体(或不能表达蛋白A)的酵母菌,在不同浓度(一定范围)的14C2H4条件下,随着14C2H4浓度的升高,酵母菌结合14C2H4的量一直为零,再结合实验目的可推知该实验的结论是基因A表达产生的膜蛋白能与乙烯结合。
长句专练 强素养
1.事实概述类
(1)植物激素在调节植物生命活动中的特点是____________________________________________。
并不是孤立地起作用,而是多种激素相互作用、共同调节
(2)利用不同浓度的油菜素内酯(BL)和生长素(IAA)处理油菜萌发的种子,观察其对主根伸长的影响,结果如下图所示。由图可知单独用IAA处理,对主根伸长的影响是____________________________,BL与IAA同时处理,在IAA浓度为________nM时,BL对主根伸长的抑制作用逐渐增强;当IAA浓度增加时,BL对主根伸长的影响是______________。
低浓度促进伸长,高浓度抑制伸长
0~10
抑制作用减弱
2.原因分析类
(1)研究表明,细胞分裂素通过促进细胞内α3周期素基因的表达,从而促进细胞分裂的进行。用细胞分裂素处理根尖成熟区细胞,发现并不能达到促进细胞分裂的效果。请解释产生该现象的根本原因:___________________________________。
(2)利用植物生长调节剂处理植物比用天然植物激素更有效,其原因是______________________________________________。
根尖成熟区细胞内的α3周期素基因不表达
植物体内没有将其分解的酶,因而能长时间发挥作用
3.假说推测类
赤霉素可影响花芽分化率,每年5、6月份,杨树和柳树的雌花序中果实裂成两瓣,具有白色茸毛的种子随风飘散。某市为了解决飞絮,给杨树和柳树注射了赤霉素,推测赤霉素在这里的作用是______________________________________________________。
使雌花的比例降低,使杨柳的种子(或果实)数量减少,从而使飞絮减少
4.判断依据类
(1)从赤霉菌培养基的滤液中分离出的赤霉素同样能使水稻幼苗出现与“恶苗病”相同症状的事实,能否说明赤霉素是一种植物激素?________(填“能”或“不能”),依据是________________________
_____________________________________________________________________________________________。
不能
植物激素是植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,该实验不能说明赤霉素能在植物体内产生
(2)油菜素内酯是植物体内的一种重要激素。某兴趣小组探究了油菜素内酯水溶液对番茄幼苗生长的影响,结果如下表所示(表中①为清水,②~⑥为浓度由低到高的5种油菜素内酯水溶液)。请回答下列问题:
实验中组①的作用是________。该实验结果________(填“能”或“不能”)说明油菜素内酯对番茄幼苗生长具有两重性,判断的依据是_____________________________________________。
组别 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
平均株高/cm 16 21 37 51 43 24
对照
不能
实验组②~⑥平均株高都比组①高,只体现了促进作用
5.科学探究类
(1)为验证赤霉素可促进纤维素的合成,科学家欲利用赤霉素缺失突变体和正常植株进行实验,试写出实验思路并预测实验结果(检测指标用纤维素含量来表示)
实验思路:分别将赤霉素缺失突变体和正常植株在相同条件下进行培养,一段时间后测定两组植株细胞壁的纤维素含量;对上述赤霉素缺失突变体添加一定浓度的赤霉素,再检测该植株细胞壁的纤维素含量。
预期实验结果:正常植株细胞壁的纤维素含量高于赤霉素缺失突变体,添加赤霉素以后,两组细胞壁的纤维素含量相差不大(合理即可)
(2)在探究马缨丹对高温适应性机制时表明,适当降温后马缨丹叶片气孔导度增大不是由适当降温直接引起的,而是由叶片中的细胞分裂素(CTK)含量增高引起的。请利用生理状况相同的马缨丹CTK缺失突变体(不能合成CTK)植株、CTK溶液、气孔导度测定仪,设计实验来验证这一结论,要求简要写出实验思路及预期结果。
(2)方案一:
实验思路:取CTK缺失突变体植株在较高温度下第一次测定气孔导度,经适当降温处理后,第二次测定气孔导度,最后给予外源CTK处理,第三次测定气孔导度。
预期结果:第一次和第二次测定的气孔导度相同,第三测定的气孔导度增大
方案二:
实验思路:取CTK缺失突变体植株在较高温度下测定气孔导度,经适当降温处理后,再测定气孔导度。然后将上述降温处理的CTK缺失突变体植株分成两组,在低温条件下,一组进行CTK处理,另一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔导度。
预期结果:降温处理前后的气孔导度不变;低温条件下CTK处理组气孔导度增大,对照组气孔导度不变
(3)研究发现,在干旱条件下,ABA浓度与光合色素降解程度呈正相关。请以拟南芥ABA缺失突变体为材料,设计实验验证该结论。写出实验思路和预期结果(光合色素含量的测定方法不做要求)。
实验思路:取经过干旱处理的拟南芥ABA缺失突变体若干并分组编号,用不同浓度的ABA溶液处理,再置于相同且适宜条件下培养。一段时间后测定各组叶片的光合色素含量。
预期结果:随着ABA浓度的增大,拟南芥ABA缺失突变体中光合色素含量逐渐下降
题组集训 提考能
题组预测一 植物激素的产生、作用及应用
1.[2023·江苏徐州模拟]下列关于植物激素的相关叙述,正确的是( )
A.赤霉素决定细胞的分化
B.脱落酸促进细胞分裂和果实脱落
C.生长素在植物体内广泛分布,乙烯只分布在成熟果实中
D.植物生长发育过程中,由多种激素共同调节且表现出一定的顺序性
答案:D
解析:细胞分裂素决定细胞的分化,A错误;脱落酸抑制细胞分裂和促进果实脱落,B错误;乙烯在植物的各个部位都能合成,C错误;在植物的生长发育过程中,不同种激素相互作用、共同调节,还往往表现出一定的顺序性,D正确。
2.[2023·河北唐山一中模拟]植物激素在植物体内含量虽然微少,但作用却非常重要。下列有关植物激素描述错误的是( )
A.植物激素对植物生长发育的调控,是通过调控细胞的分裂、伸长、分化、死亡来实现的
B.脱落酸和赤霉素的比例变化会影响花的分化,说明激素的相对含量可决定器官的分化
C.生长素增加到一定浓度促进乙烯的合成,乙烯含量升高又抑制生长素的作用属于正反馈调节
D.多种植物激素在调控植物生长发育时存在协同作用和拮抗作用
答案:C
解析:植物激素是由植物自身合成的、能从产生部位运输到作用部位、对植物的生长发育具有显著影响的微量有机物,是通过调控细胞的分裂、伸长、分化、死亡来实现的,A正确;脱落酸和赤霉素的比例高时有利于分化为雌花,比例低时有利于分化为雄花,说明激素的相对含量可决定器官的分化,B正确;乙烯含量升高是生长素含量增多引起的,乙烯含量增多抑制生长素的作用属于负反馈调节,C错误;生长素和赤霉素在促进生长方面存在协同作用,脱落酸和赤霉素在种子萌发过程中存在拮抗作用,D正确。
题组预测二 植物激素间的相互关系
3.[2023·江苏高邮中学模拟]生长素对细胞生长调节的机理如下图,相关叙述正确的是( )
A.生长素主要通过控制乙烯的合成参与细胞代谢,调控细胞的伸长
B.乙烯具有促进果实成熟和直接抑制细胞伸长的作用
C.植物体中能合成生长素的部位都能合成乙烯,合成乙烯的部位不一定能合成生长素
D.生长素和乙烯均可通过主动运输进行细胞间的跨膜运输
答案:C
解析:生长素属于信息分子,通过调控细胞代谢,从而调控细胞的伸长,生长素浓度增加到一定值时,才会促进切段中乙烯的合成,从而控制生长,激素不能直接参与细胞代谢,A错误;乙烯具有促进果实成熟的作用,乙烯是信息分子,不能直接抑制细胞伸长,具有调节作用,B错误;植物体中的各个部位都能合成乙烯,合成生长素的主要部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,有的部位不能合成生长素(如无尖端的胚芽鞘就不能合成),C正确;生长素可通过主动运输进行细胞间的跨膜运输,乙烯是气体,通过自由扩散进行细胞间的跨膜运输,D错误。
4.[2022·青海海东市一中一模]科研人员从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段,自茎段顶端向下对称纵切至约3/4处,用清水浸泡后,等分为两组,甲组用一定量某浓度IAA溶液处理,乙组用等量某浓度GA溶液处理,一段时间后茎段形状如图所示。
下列有关分析错误的是( )
A.用等量另外一种浓度IAA溶液处理可能产生与甲组相似的结果
B.同一浓度的GA对同一器官不同细胞的作用效果可能不同
C.实验中所用生长素的浓度是促进该植物黄化苗幼茎生长的最适浓度
D.若探究IAA和GA的作用部位有差异,可制作纵切片进行显微观察
答案:C
解析:在最适浓度两侧的某两种浓度的生长素对植物生长的作用效果可能相同,A正确;由乙组实验结果可知,同一浓度的GA对同一器官不同细胞的作用效果可能不同,B正确;实验不能证明所用IAA的浓度是促进该植物黄化苗幼茎生长的最适浓度,因为没有其他系列浓度梯度的对照,C错误;若探究IAA和GA的作用部位有差异,可制作纵切片进行显微观察,比较内侧和外侧细胞的生长情况,D正确。
5.[2023·海南海口一模]研究发现,生长素和细胞分裂素会影响水稻根的生长,其机制如下图所示。已知T基因是合成细胞分裂素氧化酶的关键基因。下列叙述错误的是( )
A.生长素和细胞分裂素含量上升都能促进水稻根系生长
B.与野生型水稻比,敲除T基因的突变体水稻根的平均长度较短
C.生长素和细胞分裂素含量上升会促进细胞中T基因的表达
D.细胞分裂素与细胞分裂素氧化酶含量平衡的调节属于反馈调节
答案:A
解析:据图可知,细胞分裂素含量上升时会抑制根系生长,A错误;T基因是合成细胞分裂素氧化酶的关键基因,图示细胞分裂素氧化酶能降解细胞分裂素,故使细胞分裂素的含量下降,从而解除对根系的抑制作用,故与野生型水稻比,敲除T基因的突变体水稻根的平均长度较短,B正确;生长素和细胞分裂素含量上升会促进合成细胞分裂素氧化酶,该过程可能是通过促进细胞中T基因的表达实现的,C正确;细胞分裂素与细胞分裂素氧化酶含量变化本身可作为信息调节两者的分泌过程,两种激素平衡的调节属于反馈调节,D正确。
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训
6.[2023·北京房山二模]棉花是重要的经济作物。为探究植物激素调控棉花纤维生长的机制,科研人员进行了相关研究。
(1)生长素和赤霉素均可促进棉花纤维细胞伸长,二者在此过程中表现为 作用。
协同
解析:激素之间相互作用表现为协同作用或拮抗作用,前者表示两种激素之间起着相同作用,后者则相反,生长素和赤霉素均可以促进棉花纤维细胞伸长,因此二者表现为协同作用。
(2)为研究生长素和赤霉素在调控棉花纤维生长方面的上下游关系,进行了相关实验,实验处理及结果如图1。
分析图1可知,生长素通过促进赤霉素的合成促进棉花纤维生长,做出此判断的依据是______________________________________________________________ 。
为进一步验证上述结论,还应检测4组和5组的 。
对比4组和7组,加入生长素和赤霉素合成抑制剂后,棉花纤维大小明显下降
赤霉素含量
解析:通过分析各组对照实验,发现4组有生长素时和7组有生长素但加上赤霉素合成抑制剂时对比,棉花纤维变化明显,7组明显变小(不能合成赤霉素),从而说明生长素通过促进赤霉素的合成促进棉花纤维生长。为进一步验证“生长素通过促进赤霉素的合成促进棉花纤维生长”这一结论,观察指标应该是赤霉素含量,因此还应检测4组和5组的赤霉素含量。
(3)为了探究生长素对赤霉素的作用机理,构建了生长素响应因子ARF过量表达植株和ARF敲除的转基因植株,与野生型进行赤霉素含量的比较,结果如图2。根据实验结果分析可知 可通过与ARF结合使赤霉素含量 。
生长素
提高
解析:由图可知因子ARF过量表达的植株中赤霉素含量最高,ARF敲除的转基因植株中赤霉素含量最少,野生型植株中赤霉素含量居中,因此可知生长素与ARF结合使赤霉素含量提高。
(4)进一步研究发现,赤霉素基因启动子中包含A序列(ARF结合位点),请综合上述研究成果,阐明生长素通过赤霉素调控棉花纤维生长的机制__________________________________________________
___________________________________________________________。
生长素与ARF结合,通过A序列结合在赤霉素基因的启动子上,调控赤霉素基因转录,促进赤霉素的合成,进而促进棉花纤维的延伸
解析:启动子是转录开始的信号,由于赤霉素基因启动子中包含A序列,因此生长素通过赤霉素调控棉花纤维生长的机制是生长素与ARF结合,通过A序列结合在赤霉素基因的启动子上,调控赤霉素基因转录,促进赤霉素的合成,进而促进棉花纤维的延伸。第1讲 植物生命活动的调节
聚焦新课标:1.6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。
基础自查明晰考位
纵引横连————建网络
提醒:特设长句作答题,训练文字表达能力
答案填空:
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
边角扫描————全面清
提醒:判断正误并找到课本原话
1.(1)吲哚乙酸的化学元素组成:C、H、O、N。(P47图3-5)( )
(2)色氨酸经过一系列反应可转变成生长素(但要注意,吲哚乙酸是小分子有机物,不是蛋白质)。(P48正文下部)( )
2.(1)植物向光性生长的其他解释:单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均。有些植物,照射单侧光后,两侧的生长素浓度不同,导致向光面的生长抑制物多于背光面。(P48小字)( )
(2)植物也有专门的内分泌腺,这是植物激素与动物激素在合成部位上的相同点。(P48知识链接)( )
3.生长素的作用,因浓度、细胞成熟情况和器官种类不同而有较大差异(主要是两重性和不同细胞敏感性不同)。(P50正文)( )
4.(1)植物生长发育过程中,多种植物激素相互作用,共同调节。生长素浓度增加到一定值时,会抑制乙烯的合成,而乙烯反过来促进生长素促进细胞伸长的作用。(P54正文)( )
(2)激素调节只是植物生命活动调节的一部分。光照、温度等会引起植物体激素合成等多种变化,进而对基因表达进行调节。(P54小字)( )
5.植物生长调节剂是人工合成的,对植物生长发育有调节作用的物质,它们容易合成、原料广泛、效果稳定。其中,生长素类似物就属于植物生长调节剂。效果稳定的原因之一:它们不是天然的物质,植物体内缺乏分解它们的酶。(P54正文下部)( )
6.达尔文实验设计的原理——排除法,让一部分“缺席”,研究这时系统的反应。(P57本章小结)( )
考点梳理整合突破
整合考点1 “生长靠我”的生长素
考点整合固考基
1.理清生长素发现过程的“3、2、1”
2.理解生长素的三类运输方式
3.辨明生长素作用两重性的含义
(1)高浓度与低浓度:当生长素浓度小于i时均为“低浓度”,高于i时才会________植物生长,称为“高浓度”。
(2)OH段表明:随生长素浓度升高,促进生长作用________。
(3)HC段表明:随生长素浓度升高,促进生长作用________(但仍为促进生长)。
(4)最适浓度:H点表示促进生长的最适浓度为g。
(5)“阈值”:C点表示促进生长的“阈值”,即大于C处的生长素浓度将会使生长________。
4.三看法判断生长素作用的两重性
(1)生长素的合成部位主要是植物的幼嫩部位,如胚芽鞘的尖端。
(2)生长素并不是由色氨酸直接转化而生成的,而是由色氨酸经一系列转化产生的。
(3)生长素的合成不需要光,但单侧光、重力等会引起生长素分布不均匀。
(4)所谓“抑制”或“促进”均是相对于“对照组”(即自然生长或加蒸馏水处理的组别)而言的——凡生长状况差于对照组者可谓生长受抑制,生长状况好于对照组者可谓“促进生长”。
只有同时表现出促进和抑制作用时,才表现出两重性。
类研真题明考向
类型1 全国卷真题体验寻趋势
1.[2021·全国甲卷]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
类型2 地方卷真题体验寻共性
2.[2019·浙江4月]下列关于生长素及其作用的叙述,正确的是( )
A.植物的生长是由单侧光引起的
B.生长素在细胞内可由色氨酸合成
C.生长素由苗尖端产生并促进苗尖端的伸长
D.不同浓度的生长素对植物同一器官的作用效果一定不同
3.[2023·天津卷]研究人员探究植物根部生长素运输情况,得到了生长素运输方向示意图(图1)。
(1)生长素从根尖分生区运输到伸长区的运输类型是 。
(2)图2是正常植物和某蛋白N对应基因缺失型的植物根部大小对比及生长素分布对比,据此回答:
(ⅰ)N蛋白基因缺失,会导致根部变短,并导致生长素在根部 处(填“表皮”或“中央”)运输受阻。
(ⅱ)如图3,在正常植物细胞中,PIN2蛋白是一种主要分布在植物顶膜的蛋白,推测其功能是将生长素从细胞 运输到细胞 ,根据图3,N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白分布特点为: 。
(3)根据上述研究,推测N蛋白的作用是: ,从而促进了伸长区细胞伸长。
长句专练强素养
1.概念辨析类
(1)植物向光性的原理:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)顶端优势的原理:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)进行预实验的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2.原因分析类
(1)取生长状态一致的燕麦胚芽鞘,分为a、b、c、d四组。将a、b两组胚芽鞘尖端下方的一段切除,再从c、d两组胚芽鞘中的相应位置分别切取等长的一段,并按下图所示分别接入a、b两组胚芽鞘被切除的位置,得到a′、b′两组胚芽鞘。然后用单侧光照射,发现a′组胚芽鞘向光弯曲生长,b′组胚芽鞘无弯曲生长,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段(无叶和侧芽),自茎段顶端向下对称纵切至约3/4处。将切开的茎段浸没在蒸馏水中。一段时间后,观察到半边茎向外弯曲生长,如下图所示。若上述黄化苗茎段中的生长素浓度是促进生长的,放入水中后半边茎内、外两侧细胞中的生长素浓度都不会升高。请仅根据生长素的作用特点分析半边茎向外弯曲生长这一现象,推测出现该现象的两种可能原因。
原因①是_________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
原因②是_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3.科学探究类
(1)某同学用两个未知的不同浓度(Cx和Cy)的生长素溶液做实验,测得去尖端的燕麦胚芽鞘的弯曲角度(如图1)的值分别为αx、αy,且关系为αx=αy。为了进一步比较Cx和Cy的大小,该同学用去根尖的燕麦胚根做了如图2所示的实验,结果胚根向右弯曲生长,则Cx________(填“大于”或“小于”)Cy,判断依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)某研究小组用放射性同位素14C标记吲哚乙酸(IAA)和脱落酸(ABA)并进行下图所示的实验,若图中ab为茎尖切段,琼脂块③和④中均出现了较强放射性,可以说明________________________;若图中ab为成熟茎切段,琼脂块①和②中均出现了较强放射性,说明__________________________________________________________。
题组集训提考能
题组预测一 植物激素的相关基础考查
1.[2023·山东潍坊二模]生长素能够被细胞一极吸收并从相反极外排,从而导致了极性运输,细胞膜上的生长素外排蛋白PIN在此过程中发挥重要作用。NPA可以与生长素竞争性结合PIN蛋白上的结合位点,下列推测不合理的是( )
A.PIN蛋白定位于细胞膜上,其形成需内成网、高尔基体等参与
B.PIN蛋白在细胞膜上分布不均,集中于形态学下方一侧
C.NPA通过阻碍生长素的运输抑制植物的生长
D.PIN基因缺失突变体植株比野生型植株高大
2.[2023·湖南郴州模拟]细胞壁松散学说认为生长素能够促进H+向细胞膜外的细胞壁进行主动运输,使细胞壁周围pH下降,软化细胞壁从而促进细胞的生长。下图为生长素作用示意图,下列说法错误的是( )
A.生长素既能促进细胞伸长生长,也能诱导细胞分化
B.生长素起作用都需要与细胞膜上的受体结合
C.将植物细胞置于适宜pH的酸性缓冲液中,有利于细胞的生长
D.图示体现了植物激素调节影响H+—ATP酶的基因表达调控
题组预测二 聚焦生长素的生理作用及“两重性”
3.[2023·广西南宁二中模拟]如图甲表示水平放置的幼苗根、茎的生长状况,图乙是同一植株的不同器官对生长素浓度的反应。下列叙述正确的是( )
A.图甲、乙能体现生长素作用的两重性
B.图甲A处的生长素浓度一定高于10-2mol·L-1
C.e表示抑制根的生长,f表示抑制芽的生长,m表示抑制茎的生长
D.促进不同种类的植物生长的最适生长素浓度相同
4.[2023·四川成都石室中学模拟]图1表示不同浓度生长素对某植物茎生长的影响,图2是用不同浓度的生长素类似物溶液处理扦插枝条的实验结果。下列分析错误的是( )
A.由图1可知,若茎弯曲生长时向光侧为A点对应的生长素浓度,则背光侧的浓度应大于A点、小于C点
B.从图2中信息可确定促进扦插枝条生根的最适生长素类似物浓度在8~12ppm之间
C.探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度一般要做预实验,可以为进一步的实验摸索条件
D.利用高浓度的2,4-D(生长素类似物)作除草剂,可抑制单子叶作物农田中的双子叶杂草生长
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训
5.[2023·河南郑州外国语学校模拟]用心观察生活,会发现我们周围植物的生长是千姿百态的。以下是某同学观察其周围环境的植物后绘制出的3幅简图,其中蕴含着生物学原理。请回答下列问题:
(1)图1显示的植物的长势体现出顶端优势,解除这种现象的一般方法是 ,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图2和图3包含了四种现象:茎的背地性、根的向地性、茎的向光性和根的背光性,其中能体现生长素生理作用两重性的是 。若将图3的幼苗竖直种植在一个匀速转动的花盆中心,其余条件不变,一段时间后,该幼苗的根和茎的生长方向情况为: 。
(3)将豌豆幼苗茎切段用不同浓度的生长素溶液处理,结果如下图所示,该结果 (填“能”或“不能”)体现生长素对离体的豌豆茎段的生长具有两重性。将相同的茎切段浸没在某一未知浓度的生长素溶液中,测得其生长量为acm,为进一步确定其浓度,将待测生长素溶液稀释为原浓度的一半,取与原来相同的切段浸入,测得其生长量为bcm,试讨论如何确定此未知浓度:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
专题五 生命系统的稳态及调节
第1讲 植物生命活动的调节
纵引横连——建网络
①植物向光性 ②色氨酸 ③发育中的种子 ④非极性运输
⑤既能促进生长,也能抑制生长;既能促进发芽,也能抑制发芽;既能防止落花落果,也能疏花疏果 ⑥给细胞传达信息,调节细胞生命活动 ⑦细胞分裂 ⑧促进细胞伸长、种子萌发和果实发育 ⑨果实成熟 ⑩细胞分裂
边角扫描——全面清
1.(1)√ (2)√ 2.(1)× (2)× 3.√ 4.(1)× (2)√
5.√ 6.√
整合考点1
考点整合 固考基
1.尖端 尖端
2.主动
3.(1)抑制 (2)增强 (3)减弱 (5)受抑制
类研真题 明考向
1.解析:顶芽产生的生长素可以运到侧芽附近,使侧芽处的生长素浓度过高,从而抑制侧芽的生长,去除顶芽,侧芽处的生长素浓度降低,可解除高浓度的生长素对侧芽生长的抑制作用,即解除植物生长的“顶端优势”现象,A、B正确;植物的生长发育,从根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果,生长素可以调节植物体内某些基因的表达从而影响植物的生长,C正确;在促进根、茎两种器官生长时,根是对生长素更敏感的器官,D错误。
答案:D
2.解析:单侧光会引起生长素在背光面和向光面的分布不均,进而引起植物的向光弯曲生长,但植物的生长并不是单侧光引起的,A错误;生长素的化学本质是吲哚乙酸,是在细胞内由色氨酸经过一系列反应合成的,B正确;生长素在苗尖端产生,运输到尖端下部,促进尖端下部的伸长,C错误;不同浓度的生长素对植物同一器官的作用效果可能相同,也可能不同,D错误。
答案:B
3.解析:(1)据图可知,生长素从根尖分生区运输到伸长区的运输是从形态学的上端向形态学的下端运输,属于极性运输,运输方式是主动运输。(2)(ⅰ)分析图2,N蛋白缺失型个体的根部明显缩短,且据生长素的分布情况可知,伸长区中央部分的生长素较少,据此可推测生长素在根部中央运输受阻。(ⅱ)据图3可知,正常型个体和N蛋白缺失型个体顶膜的PIN2蛋白含量相同,侧膜和细胞质中没有分布,结合图1,推测其功能是将生长素从细胞顶膜运输至侧膜和底膜;而N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白分布特点为:顶膜处最多,侧膜和细胞质中也有分布,但侧膜处较少,其中细胞质中含量最少。(3)根据上述研究,正常型个体只有顶膜有PIN蛋白分布,而N蛋白缺失型个体则在多处都有分布,推测N蛋白的作用是:促进生长素从细胞质和侧膜等部位向伸长区细胞顶膜集中,从而促进了伸长区细胞伸长。
答案:(1)极性运输(主动运输)
(2)中央 顶膜 侧膜和底膜 顶膜处最多,侧膜和细胞质中也有分布
(3)促进生长素从细胞质和侧膜等部位向伸长区细胞顶膜集中
长句专练 强素养
1.答案:(1)单侧光照射时,尖端产生的生长素由向光侧向背光侧横向运输,背光侧生长素浓度高,再经极性运输到尖端下部,导致下部背光侧生长素浓度高,生长速度快,植物向光弯曲生长
(2)植物顶芽产生的生长素向下运输,导致侧芽附近的生长素浓度过高,抑制其发育,顶芽生长素浓度低,优先发育
(3)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
2.答案:(1)生长素只能从形态学上端向形态学下端运输,a′组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输,而b′组尖端的生长素不能
(2)内侧细胞中的生长素浓度比外侧高,所以内侧细胞生长快 内、外两侧细胞中的生长素浓度相同,但内、外侧细胞对生长素敏感程度不同,该浓度的生长素更有利于内侧细胞的生长
3.答案:(1)大于 与胚芽鞘相比,胚根对生长素更敏感,胚根向右侧弯曲生长,说明右侧生长素浓度相对较高,抑制了该侧的生长
(2)ABA在茎尖的运输不是极性运输 IAA在成熟茎切段中的运输不是极性运输
题组集训 提考能
1.解析:PIN蛋白定位于细胞膜上,其形成过程需内成网、高尔基体的加工,A正确;生长素的极性运输是从形态学上端到形态学下端,生长素外排蛋白PIN在极性运输过程中发挥重要作用,由此可推测PIN蛋白在细胞膜上分布不均,且集中于形态学下方一侧,B正确;NPA可以与生长素竞争性结合PIN蛋白上的结合位点,导致生长素不能和PIN蛋白上的结合位点结合,阻碍生长素的运输,抑制植物的生长,C正确;PIN基因缺失突变体植株不能正常合成PIN蛋白,导致生长素极性运输受阻,所以PIN基因缺失突变体植株应该比野生型植株矮小,D错误。
答案:D
2.解析:结合图示可知,生长素既能促进细胞伸长生长,也能调控相关基因的表达,进而起到诱导细胞分化的作用,A正确;生长素进入细胞的过程中并没有与细胞膜上的受体结合,图中生长素受体在细胞核内,B错误;细胞壁松散学说认为生长素能够促进H+向细胞膜外的细胞壁进行主动运输,使细胞壁周围pH下降,软化细胞壁从而促进细胞的生长,据此推测,将植物细胞置于适宜pH的酸性缓冲液中,有利于细胞的生长,C正确;图示过程中,体现了生长素作为调节因子,影响H+—ATP酶的基因表达的过程,D正确。
答案:B
3.解析:图甲低浓度(C处)促进根生长,而高浓度(D处)抑制根生长,图乙体现生长素低浓度时促进生长,高浓度时抑制生长,故图甲和图乙都能表明生长素作用的两重性,A正确;茎对生长素的敏感程度较低,图甲A处生长素起促进作用,生长素浓度低于10-2mol·L-1,B错误;由图乙可以看出,e表示抑制根的生长,f表示抑制芽的生长,但m对茎既不促进也不抑制,C错误;不同植物对生长素的敏感性不同,促进不同种类的植物生长的最适生长素浓度不同,D错误。
答案:A
4.解析:茎弯曲生长时背光一侧的生长素浓度为促进生长的浓度,应大于A点、小于C点,A正确;从图2信息可确定,促进扦插枝条生根的最适生长素类似物浓度在8~16ppm之间,B错误;预实验可以为进一步的实验摸索条件,探究实验条件的可行性和科学性,防止人力财力的浪费,C正确;双子叶植物对生长素的敏感度高于单子叶植物,因此农业生产上可利用高浓度的2,4-D抑制单子叶作物农田中双子叶杂草的生长,D正确。
答案:B
5.解析:(1)图1中顶芽优先生长,侧芽生长受抑制,该现象是顶端优势。解除顶端优势的方法是去掉顶芽,理由是去掉顶芽后,侧芽附近的生长素来源暂时受阻,浓度降低,于是抑制被解除,侧芽萌动,加快生长。(2)图2包含了茎的背地性和根的向地性,原因是重力引起生长素在茎和根近地侧和远地侧分布不均匀,近地侧浓度高,促进茎的生长,却抑制根的生长,远地侧浓度低,能促进根的生长,也促进茎的生长,这说明根的向地性能体现生长素生理作用的两重性。图3包含了茎的向光性和根的背光性,原因是单侧光引起生长素在茎和根的向光侧和背光侧的分布不均匀,背光侧浓度高,促进茎的生长,却抑制了根的生长,向光侧浓度低,能促进茎的生长,促进根的生长,这说明根的背光生长能体现生长素生理作用的两重性。若图3中幼苗是固定在一个花盆中,并将花盆放在匀速运动的转盘上,不透光罩保持不动,则幼苗的根和茎两侧的生长素分布是相同的,不存在生长不均匀现象,所以一段时间后,该幼苗的茎直立向上生长,根垂直向下生长。(3)图中显示,与0μmol/L相比,图中不同浓度的生长素对茎伸长均有促进作用,因此该结果不能体现生长素促进豌豆茎切段伸长的作用具有两重性(低浓度促进,高浓度抑制)。生长量为acm,从图中可找到对应的生长素浓度可能为4μmol/L或16μmol/L,进一步降低浓度为原来的一半,测得其生长量为bcm,若原浓度为16μmol/L,从图中可知b>a;若原浓度为4μmol/L,从图中可知b<a。
答案:(1)去除顶芽 去掉顶芽后,侧芽附近的生长素浓度降低,抑制被解除,加快生长
(2)根的向地性、根的背光性 茎直立向上生长,根垂直向下生长
(3)不能 若b>a,则该未知浓度的生长素浓度为16μmol/L;若a>b,则该未知浓度的生长素浓度应为4μmol/L整合考点2 “各显其能”的其他植物激素
考点整合固考基
1.理清其他四种常考植物激素的产生与作用
2.明确植物激素间的两大作用
3.植物激素的应用归纳
植物激素调节的2个“≠”
(1)激素调节≠植物生命活动调节
①说明:激素调节只是植物生命活动调节的一部分。
②原因:光照、温度等环境因子的变化会引起植物体内产生包括激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节。
(2)植物激素≠植物生长调节剂
①植物激素:植物体自身合成的调节物质。
②植物生长调节剂:人工合成的调节物质。
③举例:如生长素属于植物激素,而生长素类似物(如2,4 D)属于植物生长调节剂。
类研真题明考向
类型1 全国卷真题体验寻趋势
1.[2023·全国甲卷]植物激素是一类由植物体产生的、对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。下列关于植物激素的叙述,错误的是( )
A.在植物幼嫩的芽中色氨酸可以转变成生长素
B.生长素可以从产生部位运输到其他部位发挥作用
C.生长素和乙烯可通过相互作用共同调节植物的生长发育
D.植物体内生长素可以作为催化剂直接参与细胞代谢过程
2.[2022·全国甲卷]植物激素通常与其受体结合才能发挥生理作用。喷施某种植物激素,能使某种作物的矮生突变体长高。关于该矮生突变体矮生的原因,下列推测合理的是( )
A.赤霉素合成途径受阻
B.赤霉素受体合成受阻
C.脱落酸合成途径受阻
D.脱落酸受体合成受阻
类型2 地方卷真题体验寻共性
3.[2023·北京卷]水稻种子萌发后不久,主根生长速率开始下降直至停止。此过程中乙烯含量逐渐升高,赤霉素含量逐渐下降。外源乙烯和赤霉素对主根生长的影响如图。以下关于乙烯和赤霉素作用的叙述,不正确的是( )
A.乙烯抑制主根生长
B.赤霉素促进主根生长
C.赤霉素和乙烯可能通过不同途径调节主根生长
D.乙烯增强赤霉素对主根生长的促进作用
4.[2023·海南卷]禾谷类种子萌发过程中,糊粉层细胞合成蛋白酶以降解其自身贮藏蛋白质,为幼苗生长提供营养。为探究赤霉素在某种禾谷类种子萌发过程中的作用,某团队设计并实施了A、B、C三组实验,结果如图。下列有关叙述正确的是( )
A.本实验中只有A组是对照组
B.赤霉素导致糊粉层细胞中贮藏蛋白质的降解速率下降
C.赤霉素合成抑制剂具有促进种子萌发的作用
D.三组实验中,蛋白酶活性由高到低依次为B组、A组、C组
5.[2023·浙江6月]为研究红光、远红光及赤霉素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。
据图分析,下列叙述正确的是( )
A.远红光处理莴苣种子使赤霉素含量增加,促进种子萌发
B.红光能激活光敏色素,促进合成赤霉素相关基因的表达
C.红光与赤霉素处理相比,莴苣种子萌发的响应时间相同
D.若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高
6.[2023·湖北卷]多年生植物甲为一种重要经济作物,果实采收期一般在10月,在生长过程中常受到寄生植物乙的危害(植物乙的果实成熟期为当年10月到次年2月)。为阻断植物乙的传播和蔓延,科研人员选用不同稀释浓度的植物生长调节剂M喷施处理,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
曲线1:稀释浓度为1/100;曲线2:稀释浓度为1/200;曲线3:稀释浓度为1/400;曲线4:对照组
A.据图综合分析,为防治乙的危害,M的稀释浓度应选用1/400
B.植物乙对照组的曲线逐渐下降,说明其生长逐渐减弱
C.喷施M时间选择甲果实采收后,乙果实未大量成熟前
D.植物生长调节剂M与植物激素脱落酸的作用相似
7.[2023·浙江1月]研究人员取带叶的某植物茎段,切去叶片,保留叶柄,然后将茎段培养在含一定浓度乙烯的空气中,分别在不同时间用一定浓度IAA处理切口。在不同时间测定叶柄脱落所需的折断强度,实验结果如图所示。
下列关于本实验的叙述,正确的是( )
A.切去叶片可排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰
B.越迟使用IAA处理,抑制叶柄脱落的效应越明显
C.IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相互协同的
D.不同时间的IAA处理效果体现IAA作用的两重性
8.[2023·湖南卷](不定项)番茄果实发育历时约53天达到完熟期,该过程受脱落酸和乙烯的调控,且果实发育过程中种子的脱落酸和乙烯含量达到峰值时间均早于果肉。基因NCED1和ACO1分别是脱落酸和乙烯合成的关键基因。NDGA抑制NCED1酶活性,1-MCP抑制乙烯合成。花后40天果实经不同处理后果实中脱落酸和乙烯含量的结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.番茄种子的成熟期早于果肉,这种发育模式有利于种群的繁衍
B.果实发育过程中脱落酸生成时,果实中必需有NCED1酶的合成
C.NCED1酶失活,ACO1基因的表达可能延迟
D.脱落酸诱导了乙烯的合成,其诱导效应可被1-MCP消除
9.[2022·广东卷]我国自古“以农立国”,经过悠久岁月的积累,形成了丰富的农业生产技术体系。下列农业生产实践中,与植物生长调节剂使用直接相关的是( )
A.秸秆还田 B.间作套种
C.水旱轮作 D.尿泥促根
10.[2022·浙江6月]新采摘的柿子常常又硬又涩。若将柿子与成熟的苹果一起放入封闭的容器中,可使其快速变得软而甜。这主要是利用苹果产生的( )
A.乙烯 B.生长素
C.脱落酸 D.细胞分裂素
11.[2022·浙江1月]某种植物激素能延缓离体叶片的衰老,可用于叶菜类的保鲜。该激素最可能是( )
A.细胞分裂素 B.生长素
C.脱落酸 D.赤霉素
12.[2023·湖北卷]乙烯(C2H4)是一种植物激素,对植物的生长发育起重要作用。为研究乙烯的作用机制,进行了如下三个实验。
【实验一】乙烯处理植物叶片2小时后,发现该植物基因组中有2689个基因的表达水平升高,2374个基因的表达水平下降。
【实验二】某一稳定遗传的植物突变体甲,失去了对乙烯作用的响应(乙烯不敏感型)。将该突变体与野生型植株杂交,F1植株表型为乙烯不敏感。F1自交产生的F2植株中,乙烯不敏感型与敏感型的植株比例为9∶7。
【实验三】科学家发现基因A与植物对乙烯的响应有关,该基因编码一种膜蛋白,推测该蛋白能与乙烯结合。为验证该推测,研究者先构建含基因A的表达载体,将其转入到酵母菌中,筛选出成功表达蛋白A的酵母菌,用放射性同位素14C标记乙烯(14C2H4),再分为对照组和实验组进行实验,其中实验组是用不同浓度的14C2H4与表达有蛋白A的酵母菌混合6小时,通过离心分离酵母菌,再检测酵母菌结合14C2H4的量。结果如图所示。
回答下列问题:
(1)实验一中基因表达水平的变化可通过分析叶肉细胞中的__________(填“DNA”或“mRNA”)含量得出。
(2)实验二F2植株出现不敏感型与敏感型比例为9∶7的原因是__________________________________。
(3)实验三的对照组为:用不同浓度的14C2H4与__________________________________混合6小时,通过离心分离酵母菌,再检测酵母菌结合14C2H4的量。
(4)实验三中随着14C2H4相对浓度升高,实验组曲线上升趋势变缓的原因是__________________________________。
(5)实验三的结论是________________________________________________________。
长句专练强素养
1.事实概述类
(1)植物激素在调节植物生命活动中的特点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)利用不同浓度的油菜素内酯(BL)和生长素(IAA)处理油菜萌发的种子,观察其对主根伸长的影响,结果如下图所示。由图可知单独用IAA处理,对主根伸长的影响是____________________________,BL与IAA同时处理,在IAA浓度为________nM时,BL对主根伸长的抑制作用逐渐增强;当IAA浓度增加时,BL对主根伸长的影响是________。
2.原因分析类
(1)研究表明,细胞分裂素通过促进细胞内α3周期素基因的表达,从而促进细胞分裂的进行。用细胞分裂素处理根尖成熟区细胞,发现并不能达到促进细胞分裂的效果。请解释产生该现象的根本原因:___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)利用植物生长调节剂处理植物比用天然植物激素更有效,其原因是______________________________________________。
3.假说推测类
赤霉素可影响花芽分化率,每年5、6月份,杨树和柳树的雌花序中果实裂成两瓣,具有白色茸毛的种子随风飘散。某市为了解决飞絮,给杨树和柳树注射了赤霉素,推测赤霉素在这里的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4.判断依据类
(1)从赤霉菌培养基的滤液中分离出的赤霉素同样能使水稻幼苗出现与“恶苗病”相同症状的事实,能否说明赤霉素是一种植物激素?________(填“能”或“不能”),依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)油菜素内酯是植物体内的一种重要激素。某兴趣小组探究了油菜素内酯水溶液对番茄幼苗生长的影响,结果如下表所示(表中①为清水,②~⑥为浓度由低到高的5种油菜素内酯水溶液)。请回答下列问题:
组别 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
平均株高/cm 16 21 37 51 43 24
实验中组①的作用是________。该实验结果________(填“能”或“不能”)说明油菜素内酯对番茄幼苗生长具有两重性,判断的依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5.科学探究类
(1)为验证赤霉素可促进纤维素的合成,科学家欲利用赤霉素缺失突变体和正常植株进行实验,试写出实验思路并预测实验结果(检测指标用纤维素含量来表示):________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在探究马缨丹对高温适应性机制时表明,适当降温后马缨丹叶片气孔导度增大不是由适当降温直接引起的,而是由叶片中的细胞分裂素(CTK)含量增高引起的。请利用生理状况相同的马缨丹CTK缺失突变体(不能合成CTK)植株、CTK溶液、气孔导度测定仪,设计实验来验证这一结论,要求简要写出实验思路及预期结果。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)研究发现,在干旱条件下,ABA浓度与光合色素降解程度呈正相关。请以拟南芥ABA缺失突变体为材料,设计实验验证该结论。写出实验思路和预期结果(光合色素含量的测定方法不做要求)。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
题组集训提考能
题组预测一 植物激素的产生、作用及应用
1.[2023·江苏徐州模拟]下列关于植物激素的相关叙述,正确的是( )
A.赤霉素决定细胞的分化
B.脱落酸促进细胞分裂和果实脱落
C.生长素在植物体内广泛分布,乙烯只分布在成熟果实中
D.植物生长发育过程中,由多种激素共同调节且表现出一定的顺序性
2.[2023·河北唐山一中模拟]植物激素在植物体内含量虽然微少,但作用却非常重要。下列有关植物激素描述错误的是( )
A.植物激素对植物生长发育的调控,是通过调控细胞的分裂、伸长、分化、死亡来实现的
B.脱落酸和赤霉素的比例变化会影响花的分化,说明激素的相对含量可决定器官的分化
C.生长素增加到一定浓度促进乙烯的合成,乙烯含量升高又抑制生长素的作用属于正反馈调节
D.多种植物激素在调控植物生长发育时存在协同作用和拮抗作用
题组预测二 植物激素间的相互关系
3.[2023·江苏高邮中学模拟]生长素对细胞生长调节的机理如下图,相关叙述正确的是( )
A.生长素主要通过控制乙烯的合成参与细胞代谢,调控细胞的伸长
B.乙烯具有促进果实成熟和直接抑制细胞伸长的作用
C.植物体中能合成生长素的部位都能合成乙烯,合成乙烯的部位不一定能合成生长素
D.生长素和乙烯均可通过主动运输进行细胞间的跨膜运输
4.[2022·青海海东市一中一模]科研人员从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段,自茎段顶端向下对称纵切至约3/4处,用清水浸泡后,等分为两组,甲组用一定量某浓度IAA溶液处理,乙组用等量某浓度GA溶液处理,一段时间后茎段形状如图所示。下列有关分析错误的是( )
A.用等量另外一种浓度IAA溶液处理可能产生与甲组相似的结果
B.同一浓度的GA对同一器官不同细胞的作用效果可能不同
C.实验中所用生长素的浓度是促进该植物黄化苗幼茎生长的最适浓度
D.若探究IAA和GA的作用部位有差异,可制作纵切片进行显微观察
5.[2023·海南海口一模]研究发现,生长素和细胞分裂素会影响水稻根的生长,其机制如下图所示。已知T基因是合成细胞分裂素氧化酶的关键基因。下列叙述错误的是( )
A.生长素和细胞分裂素含量上升都能促进水稻根系生长
B.与野生型水稻比,敲除T基因的突变体水稻根的平均长度较短
C.生长素和细胞分裂素含量上升会促进细胞中T基因的表达
D.细胞分裂素与细胞分裂素氧化酶含量平衡的调节属于反馈调节
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训
6.[2023·北京房山二模]棉花是重要的经济作物。为探究植物激素调控棉花纤维生长的机制,科研人员进行了相关研究。
(1)生长素和赤霉素均可促进棉花纤维细胞伸长,二者在此过程中表现为 作用。
(2)为研究生长素和赤霉素在调控棉花纤维生长方面的上下游关系,进行了相关实验,实验处理及结果如图1。
分析图1可知,生长素通过促进赤霉素的合成促进棉花纤维生长,做出此判断的依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
为进一步验证上述结论,还应检测4组和5组的 。
(3)为了探究生长素对赤霉素的作用机理,构建了生长素响应因子ARF过量表达植株和ARF敲除的转基因植株,与野生型进行赤霉素含量的比较,结果如图2。根据实验结果分析可知 可通过与ARF结合使赤霉素含量 。
(4)进一步研究发现,赤霉素基因启动子中包含A序列(ARF结合位点),请综合上述研究成果,阐明生长素通过赤霉素调控棉花纤维生长的机制________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
整合考点2
考点整合 固考基
1.①根尖 ②分裂 ③伸长 ④根冠 ⑤分裂
2.①细胞分裂素 ②生长素 ③脱落酸 ④赤霉素 ⑤脱落酸
3.种子休眠 芽
类研真题 明考向
1.解析:生长素的产生部位主要是植物幼嫩的芽、叶和发育中的种子;色氨酸是合成生长素的原料,A正确;植物激素都是由产生部位运输到作用部位的,B正确;植物激素之间相互协调,互相配合共同影响植物生命活动,调节植物生长发育,C正确;生长素是信号分子,不是催化剂,催化剂是酶,D错误。
答案:D
2.解析:分析题意,喷施某种植物激素,能使某种作物的矮生突变体长高,说明该矮生突变体体内缺少该激素,且该激素的受体正常,B、D不符合题意;由于该激素能促进植株长高,因此该激素可为赤霉素,A符合题意;脱落酸与植物的叶和果实的衰老与脱落有关,C不符合题意。
答案:A
3.解析:与对照相比,外源施加乙烯,主根长度反而减少,说明乙烯可以抑制主根生长,A正确;外源施加赤霉素,主根长度增长,说明赤霉素可以促进主根生长,B正确;乙烯可以抑制主根生长,赤霉素可以促进主根生长,说明赤霉素和乙烯可能通过不同途径调节主根生长,C正确;同时施加赤霉素和乙烯,主根长度与对照相比减少,与单独施加赤霉素相比也是减少,说明乙烯抑制赤霉素对主根生长的促进作用,D错误。
答案:D
4.解析:本实验的自变量是处理方式及时间,A组属于空白对照组,但当自变量为时间时,处理时间为0的B组和C组也是对照组,A错误;添加赤霉素的B组,蛋白质总含量低于未加入赤霉素的A组,更低于用赤霉素合成抑制剂处理的C组,说明赤霉素导致糊粉层细胞中贮藏蛋白质的降解速率增加,B错误;赤霉素可促进蛋白质的分解,为幼苗生长提供营养,促进萌发,而赤霉素合成抑制剂抑制蛋白质的降解,抑制种子萌发,C错误;随着时间变化,蛋白质总含量C组大于A组大于B组,说明B组蛋白质最少,酶的活性最高,即蛋白酶活性由高到低依次为B组、A组、C组,D正确。
答案:D
5.解析:图甲显示远红光使种子赤霉素含量下降,进而抑制种子萌发,与图乙结果相符,而不是远红光处理莴苣种子使赤霉素含量增加,A错误;图甲显示红光能使种子赤霉素含量增加,其机理为红光将光敏色素激活,进而促进合成赤霉素相关基因表达,B正确;图乙显示红光处理6天左右莴苣种子开始萌发,赤霉素处理10天时莴苣种子开始萌发,两种处理莴苣种子萌发的响应时间不同,C错误;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,D错误。
答案:B
6.解析:图1表示的是不同浓度植物生长调节剂M对甲的影响,浓度高落叶率提高,和对照组4比较,3的落叶率低,是较适宜浓度;图2表示植物生长调节剂M对乙的影响,目的是为阻断植物乙的传播和蔓延,落叶率高更有利于阻断乙的危害,综合分析曲线3对应的浓度最适合,M的稀释浓度应选用1/400,A正确;植物乙对照组的曲线逐渐下降,说明落叶率下降,说明其生长逐渐增强,B错误;喷施M应该减弱对甲果实的影响,避免影响产量,而对于乙应该防止其结果,所以时间应选择甲果实采收后,乙果实未大量成熟前,防止其种子传播,C正确;植物生长调节剂M可提高落叶率,和脱落酸的作用相似,D正确。
答案:B
7.解析:切去叶片,目的是排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰,A正确;据图分析,越迟使用IAA处理,叶柄脱落所需的折断强度越低,因此抑制叶柄脱落的效应越弱,B错误;不使用IAA处理,只有乙烯,会促进叶柄脱落;越早使用IAA会抑制叶柄脱落,因此IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相互拮抗的,C错误;图中,不同时间的IAA处理效果均表现为抑制折断,因此不能体现IAA作用的两重性,D错误。
答案:A
8.解析:种子的成熟期早于果肉,能确保果实成熟后被传播时的种子也是成熟的,有利于种群的繁衍,A正确;由题干信息可知,基因NCED1是脱落酸合成的关键基因,且由题图左分析可知,NCED1酶活性被抑制时几乎没有脱落酸,所以只能说明脱落酸的生成必须有NCED1酶的作用,但不能说明脱落酸合成的同时就必须有NCED1酶的合成,B错误;基因ACO1是乙烯合成的关键基因,由题图右分析可知,NDGA组(抑制NCED1酶)前10天乙烯含量都很少,第10~12天乙烯含量略有一点增加,后面时间乙烯含量未知,因此,NCED1酶失活,ACO1基因的表达可能延迟,C正确;由题图右分析可知,脱落酸组乙烯含量更多,所以可推测脱落酸诱导了乙烯合成,但脱落酸+1-MCP组乙烯含量极少,说明其诱导效应可被1-MCP消除,D正确。
答案:ACD
9.解析:农田生态系统中秸秆还田有利于提高土壤的储碳量,该过程主要是利用了物质循环的特点,与植物生长调节剂无直接关系,A不符合题意;采用间作、套种的措施可以提高植物产量,其原理是保证作物叶片充分接收阳光,提高光能利用率,与植物生长调节剂无直接关系,B不符合题意;水旱轮作改变了生态环境和食物链,使害虫难以生存,能减少病虫害的发生,与植物生长调节剂无直接关系,C不符合题意;尿泥促根与生长素密切相关,与题意相符,D符合题意。
答案:D
10.解析:乙烯起催熟作用,成熟的苹果产生乙烯,使柿子“变得软而甜”,A正确;生长素具有促进植物生长的作用,不能催熟,B错误;脱落酸有抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落,促进休眠和提高抗逆能力等作用,C错误;细胞分裂素的作用是促进细胞分裂,D错误。
答案:A
11.解析:生长素的主要生理功能:促进细胞伸长生长,生长素的作用表现为两重性,即:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。赤霉素的主要生理功能:促进细胞的伸长;解除种子、块茎的休眠并促进萌发。细胞分裂素的主要生理功能:促进细胞分裂;诱导芽的分化;防止植物衰老。脱落酸的主要生理功能:抑制植物细胞的分裂和种子的萌发;促进植物进入休眠;促进叶和果实的衰老、脱落。乙烯的主要生理功能:促进果实成熟;促进器官的脱落;促进多开雌花。根据上述分析可知,细胞分裂素可促进细胞分裂,延缓衰老,因此可用于叶菜类的保鲜,A正确,B、C、D错误。
答案:A
12.解析:(1)基因表达包含转录和翻译两个过程,转录的产物是mRNA,mRNA也是翻译的模板,所以分析叶肉细胞中的mRNA含量可知道实验一中基因表达水平的变化。(2)将突变体甲与野生型植株杂交,得到F1,F1自交产生的F2植株中,乙烯不敏感型与敏感型的植株比例为9∶7,是9∶3∶3∶1的变式,说明控制乙烯敏感度的基因有两对,并且这两对基因的遗传符合自由组合定律。(3)该实验目的是通过基因A控制的蛋白质能与乙烯结合,证明基因A与植物对乙烯的响应有关,自变量是有无蛋白A,实验组是表达有蛋白A的酵母菌,对照组则是不表达蛋白A的酵母菌。(4)分析曲线,横坐标是14C2H4浓度的相对值,纵坐标是酵母菌结合14C2H4的量。酵母菌是通过合成蛋白A与14C2H4结合的,故实验组的曲线上升趋势变慢,可能是因为导入了基因A的酵母菌能合成的蛋白A数量有限。(5)由实验结果可以直接看出,成功表达蛋白A的酵母菌,在不同浓度(一定范围)的14C2H4条件下,随着14C2H4浓度的升高,酵母菌结合14C2H4的量增加;不含基因A的表达载体(或不能表达蛋白A)的酵母菌,在不同浓度(一定范围)的14C2H4条件下,随着14C2H4浓度的升高,酵母菌结合14C2H4的量一直为零,再结合实验目的可推知该实验的结论是基因A表达产生的膜蛋白能与乙烯结合。
答案:(1)mRNA
(2)控制对乙烯敏感度的基因有两对,这两对基因遵循自由组合定律
(3)不表达蛋白A的酵母菌
(4)导入酵母菌的蛋白A基因控制合成的蛋白A数量有限
(5)基因A表达产生的膜蛋白能与乙烯结合
长句专练 强素养
1.答案:(1)并不是孤立地起作用,而是多种激素相互作用、共同调节
(2)低浓度促进伸长,高浓度抑制伸长 0~10 抑制作用减弱
2.答案:(1)根尖成熟区细胞内的α3周期素基因不表达
(2)植物体内没有将其分解的酶,因而能长时间发挥作用
3.答案:使雌花的比例降低,使杨柳的种子(或果实)数量减少,从而使飞絮减少
4.答案:(1)不能 植物激素是植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,该实验不能说明赤霉素能在植物体内产生
(2)对照 不能 实验组②~⑥平均株高都比组①高,只体现了促进作用
5.答案:(1)实验思路:分别将赤霉素缺失突变体和正常植株在相同条件下进行培养,一段时间后测定两组植株细胞壁的纤维素含量;对上述赤霉素缺失突变体添加一定浓度的赤霉素,再检测该植株细胞壁的纤维素含量。
预期实验结果:正常植株细胞壁的纤维素含量高于赤霉素缺失突变体,添加赤霉素以后,两组细胞壁的纤维素含量相差不大(合理即可)
(2)方案一:
实验思路:取CTK缺失突变体植株在较高温度下第一次测定气孔导度,经适当降温处理后,第二次测定气孔导度,最后给予外源CTK处理,第三次测定气孔导度。
预期结果:第一次和第二次测定的气孔导度相同,第三测定的气孔导度增大
方案二:
实验思路:取CTK缺失突变体植株在较高温度下测定气孔导度,经适当降温处理后,再测定气孔导度。然后将上述降温处理的CTK缺失突变体植株分成两组,在低温条件下,一组进行CTK处理,另一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔导度。
预期结果:降温处理前后的气孔导度不变;低温条件下CTK处理组气孔导度增大,对照组气孔导度不变
(3)实验思路:取经过干旱处理的拟南芥ABA缺失突变体若干并分组编号,用不同浓度的ABA溶液处理,再置于相同且适宜条件下培养。一段时间后测定各组叶片的光合色素含量。
预期结果:随着ABA浓度的增大,拟南芥ABA缺失突变体中光合色素含量逐渐下降
题组集训 提考能
1.解析:细胞分裂素决定细胞的分化,A错误;脱落酸抑制细胞分裂和促进果实脱落,B错误;乙烯在植物的各个部位都能合成,C错误;在植物的生长发育过程中,不同种激素相互作用、共同调节,还往往表现出一定的顺序性,D正确。
答案:D
2.解析:植物激素是由植物自身合成的、能从产生部位运输到作用部位、对植物的生长发育具有显著影响的微量有机物,是通过调控细胞的分裂、伸长、分化、死亡来实现的,A正确;脱落酸和赤霉素的比例高时有利于分化为雌花,比例低时有利于分化为雄花,说明激素的相对含量可决定器官的分化,B正确;乙烯含量升高是生长素含量增多引起的,乙烯含量增多抑制生长素的作用属于负反馈调节,C错误;生长素和赤霉素在促进生长方面存在协同作用,脱落酸和赤霉素在种子萌发过程中存在拮抗作用,D正确。
答案:C
3.解析:生长素属于信息分子,通过调控细胞代谢,从而调控细胞的伸长,生长素浓度增加到一定值时,才会促进切段中乙烯的合成,从而控制生长,激素不能直接参与细胞代谢,A错误;乙烯具有促进果实成熟的作用,乙烯是信息分子,不能直接抑制细胞伸长,具有调节作用,B错误;植物体中的各个部位都能合成乙烯,合成生长素的主要部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,有的部位不能合成生长素(如无尖端的胚芽鞘就不能合成),C正确;生长素可通过主动运输进行细胞间的跨膜运输,乙烯是气体,通过自由扩散进行细胞间的跨膜运输,D错误。
答案:C
4.解析:在最适浓度两侧的某两种浓度的生长素对植物生长的作用效果可能相同,A正确;由乙组实验结果可知,同一浓度的GA对同一器官不同细胞的作用效果可能不同,B正确;实验不能证明所用IAA的浓度是促进该植物黄化苗幼茎生长的最适浓度,因为没有其他系列浓度梯度的对照,C错误;若探究IAA和GA的作用部位有差异,可制作纵切片进行显微观察,比较内侧和外侧细胞的生长情况,D正确。
答案:C
5.解析:据图可知,细胞分裂素含量上升时会抑制根系生长,A错误;T基因是合成细胞分裂素氧化酶的关键基因,图示细胞分裂素氧化酶能降解细胞分裂素,故使细胞分裂素的含量下降,从而解除对根系的抑制作用,故与野生型水稻比,敲除T基因的突变体水稻根的平均长度较短,B正确;生长素和细胞分裂素含量上升会促进合成细胞分裂素氧化酶,该过程可能是通过促进细胞中T基因的表达实现的,C正确;细胞分裂素与细胞分裂素氧化酶含量变化本身可作为信息调节两者的分泌过程,两种激素平衡的调节属于反馈调节,D正确。
答案:A
6.解析:(1)激素之间相互作用表现为协同作用或拮抗作用,前者表示两种激素之间起着相同作用,后者则相反,生长素和赤霉素均可以促进棉花纤维细胞伸长,因此二者表现为协同作用。(2)通过分析各组对照实验,发现4组有生长素时和7组有生长素但加上赤霉素合成抑制剂时对比,棉花纤维变化明显,7组明显变小(不能合成赤霉素),从而说明生长素通过促进赤霉素的合成促进棉花纤维生长。为进一步验证“生长素通过促进赤霉素的合成促进棉花纤维生长”这一结论,观察指标应该是赤霉素含量,因此还应检测4组和5组的赤霉素含量。(3)由图可知因子ARF过量表达的植株中赤霉素含量最高,ARF敲除的转基因植株中赤霉素含量最少,野生型植株中赤霉素含量居中,因此可知生长素与ARF结合使赤霉素含量提高。(4)启动子是转录开始的信号,由于赤霉素基因启动子中包含A序列,因此生长素通过赤霉素调控棉花纤维生长的机制是生长素与ARF结合,通过A序列结合在赤霉素基因的启动子上,调控赤霉素基因转录,促进赤霉素的合成,进而促进棉花纤维的延伸。
答案:(1)协同
(2)对比4组和7组,加入生长素和赤霉素合成抑制剂后,棉花纤维大小明显下降 赤霉素含量
(3)生长素 提高
(4)生长素与ARF结合,通过A序列结合在赤霉素基因的启动子上,调控赤霉素基因转录,促进赤霉素的合成,进而促进棉花纤维的延伸(共117张PPT)
第2讲 动物生命活动的调节
基础自查·明晰考位
整合考点 14
整合考点 15
基础自查·明晰考位
聚焦新课标
1.3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;1.4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。
纵 引 横 连————建网络
细胞体
轴突
脊髓
非条件反射
促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素、甲状腺激素
作用于靶细胞、靶器官
边 角 扫 描————全面清
提醒:判断正误并找到课本原话
1.特定情况下,神经递质除了使下一神经元兴奋,也能直接使某些肌肉收缩或腺体分泌(直接作用于效应器)。(P19正文中部)( )
2.一个完整的反射活动至少需要3个神经元。(P17思考与讨论)( )
3.神经系统具有分级调节机制。(P19正文标题)( )
4.胰腺既是一个内分泌腺也是一个外分泌腺。(P26图2-10)( )
5.单细胞动物和一些多细胞低等动物不只有体液调节。(P31正文中部)( )
√
×
√
√
×
6.激素传递速率不如神经调节快,神经递质比神经纤维上兴奋传导快。(P33练习)( )
7.激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,因此,体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。(P28正文下部)( )
8.激素分泌的调节,存在着下丘脑—垂体—内分泌腺的分级调节和反馈调节。但要注意,下丘脑—胰岛,下丘脑—肾上腺髓质,它们没有分级调节,但有反馈调节,以维持激素含量相对稳定。建立血糖调节的模型,既是模拟活动,又是动态的物理模型,可根据活动中的体会构建概念模型(概念图解式模型)。神经系统调节人体呼吸频率的中枢位于脑干。(P42本章小结)( )
×
√
√
整合考点14
“以我为主”的神经调节
考点整合 固考基
1.理清反射与反射弧的关系
(1)反射是神经调节的基本方式,________是其结构基础。
(2)反射需要经过完整的反射弧。刺激反射弧的传出神经,也可以使效应器产生反应,但由于没有经过完整的反射弧,该反应不属于反射。
(3)感觉的产生不需要完整的反射弧,不属于反射。
提醒 凡不经历完整反射弧所引起的反应(如刺激传出神经引起的肌肉收缩)不可称为“反射”。刺激反射弧中间某个部位,虽然也能引起效应器作出一定的反应,但不能称作反射;从接受刺激到大脑皮层产生疼痛的感觉也不叫反射。
反射弧
2.掌握判断传入神经与传出神经的三种方法
(1)看神经节:有神经节的是传入神经。
(2)看脊髓灰质结构:与前角(宽)相连的为传出神经,与后角(窄)相连的为传入神经。
(3)切断实验法:若切断某一神经,刺激外周段(远离中枢的位置),肌肉不收缩,而刺激向中段(近中枢的位置),肌肉收缩,则切断的为________神经,反之则为________神经。
传入
传出
3.完善兴奋产生、传导与传递过程图示
内负外正
K+
内正外负
Na+
电信号
电信号
4.理清膜电位变化曲线模型
(1)兴奋产生的机制与特点
K+
Na+
Na+
K+
Na+-K+
(2)Na+、K+与膜电位变化的关系
5.理清兴奋在神经元间传递的过程
(1)神经元间传递的相关问题
(2)药物或有毒、有害物质阻断突触处神经冲动传递的三大原因
①药物或有毒、有害物质阻止神经递质的合成或释放。
②药物或有毒、有害物质使神经递质失活。
③突触后膜上受体位置被某种有毒物质或抗体占据,使神经递质不能和后膜上的受体结合。
有关神经调节的2个“≠”
(1)离体神经纤维上兴奋传导≠生物体内神经纤维上兴奋传导
①离体神经纤维上兴奋的传导是双向的。
②在生物体内,神经纤维上的神经冲动只能来自感受器,因此在生物体内,兴奋在神经纤维上是单向传导的。
(2)产生感觉≠完成反射
一切感觉都是形成于大脑皮层,其产生路径为感受器→传入神经→上行传导至大脑皮层,可见传出神经及效应器受损时仍可产生感觉,但感受器或传入神经及神经中枢受损时将不形成感觉。
6.探究兴奋在反射弧中传导特点的实验方案设计
7.“二看法”判断电流计指针偏转
类研真题 明考向
类型1 全国卷真题体验寻趋势
1.[2023·全国甲卷]中枢神经系统对维持人体内环境的稳态具有重要作用。下列关于人体中枢神经系统的叙述,错误的是( )
A.大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢
B.中枢神经系统的脑和脊髓中含有大量的神经元
C.位于脊髓的低级中枢通常受脑中相应的高级中枢调控
D.人体脊髓完整而脑部受到损伤时,不能完成膝跳反射
答案:D
解析:调节机体的最高级中枢是大脑皮层,其可调控相应的低级中枢,A正确;脊椎动物和人的中枢神经系统,包括位于颅腔中的脑和脊柱椎管内的脊髓,脑和脊髓中含有大量的神经元,这些神经元组合成许多不同的神经中枢,分别负责调控某一特定的生理功能,B正确;脑中的高级中枢可调控位于脊髓相应的低级中枢,C正确;膝跳反射的低级神经中枢位于脊髓,故脊髓完整时即可完成膝跳反射,D错误。
2.[2021·全国乙卷]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再传递到突触后膜,并引起突触后膜处钠离子内流,A错误;乙酰胆碱是一种兴奋性神经递质,突触前神经元兴奋可引起突触前膜释放乙酰胆碱,B正确;乙酰胆碱通过扩散由突触前膜到达突触后膜,C正确;乙酰胆碱与突触后膜上的特异性受体结合,引发突触后膜电位发生改变,D正确。
类型2 地方卷真题体验寻共性
3.[2023·北京卷]人通过学习获得各种条件反射,这有效提高了对复杂环境变化的适应能力。下列属于条件反射的是( )
A.食物进入口腔引起胃液分泌
B.司机看见红色交通信号灯踩刹车
C.打篮球时运动员大汗淋漓
D.新生儿吸吮放入口中的奶嘴
答案:B
解析:食物进入口腔引起胃液分泌是人类先天就有的反射,不需要经过大脑皮层,因此属于非条件反射,A错误;司机看到红灯刹车这一反射是在实际生活中习得的,因此受到大脑皮层的控制,属于条件反射,B正确;运动时大汗淋漓来增加散热,这是人类生来就有的反射,属于非条件反射,C错误;新生儿吸吮放入口中的奶嘴是其与生俱来的行为,该反射弧不需要大脑皮层参与,因此属于非条件反射,D错误。
4.[2023·天津卷]在肌神经细胞发育过程中,肌肉细胞需要释放一种蛋白质,其进入肌神经细胞后,促进其发育以及与肌肉细胞的联系;如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡。下列说法错误的是( )
A.这种蛋白质是一种神经递质
B.肌神经细胞可以与肌肉细胞形成突触
C.凋亡是细胞自主控制的一种程序性死亡
D.蛋白合成抑制剂可以促进肌神经细胞凋亡
答案:A
解析:分析题意可知,该蛋白质进入肌神经细胞后,会促进其发育以及与肌肉细胞的联系,而神经递质需要与突触后膜的受体结合后起作用,不进入细胞,故这种蛋白质不是神经递质,A错误;肌神经细胞可以与肌肉细胞形成突触,两者之间通过神经递质传递信息,B正确;凋亡是基因决定的细胞自动结束生命的过程,是一种程序性死亡,C正确;结合题意,如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡,故蛋白合成抑制剂可以促进肌神经细胞凋亡,D正确。
5.[2023·海南卷]药物W可激活脑内某种抑制性神经递质的受体,增强该神经递质的抑制作用,可用于治疗癫痫。下列有关叙述错误的是( )
A.该神经递质可从突触前膜以胞吐方式释放出来
B.该神经递质与其受体结合后,可改变突触后膜对离子的通透性
C.药物W阻断了突触前膜对该神经递质的重吸收而增强抑制作用
D.药物W可用于治疗因脑内神经元过度兴奋而引起的疾病
答案:C
解析:该神经递质可从突触前膜以胞吐方式释放出来,胞吐过程依赖膜的流动性实现,A正确;该神经递质与其受体结合后,可改变突触后膜对离子的通透性,导致阴离子内流,进而使静息电位的绝对值更大,表现为抑制作用,B正确;药物W可激活脑内某种抑制性神经递质的受体,进而增强了该神经递质的抑制作用,即药物W不是通过阻断突触前膜对该神经递质的重吸收而增强抑制作用的,C错误;药物W可激活脑内某种抑制性神经递质的受体,增强该神经递质的抑制作用,因此,药物W可用于治疗因脑内神经元过度兴奋而引起的疾病,D正确。
6.[2023·湖北卷]心肌细胞上广泛存在Na+-K+泵和Na+-Ca2+交换体(转入Na+的同时排出Ca2+),两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵。关于该药物对心肌细胞的作用,下列叙述正确的是( )
A.心肌收缩力下降
B.细胞内液的钾离子浓度升高
C.动作电位期间钠离子的内流量减少
D.细胞膜上Na+-Ca2+交换体的活动
加强
答案:C
解析:细胞膜上的Na+-Ca2+交换体(即细胞内Ca2+流至细胞外的同时使钠离子进入细胞内)活动减弱,使细胞外钠离子进入细胞内减少,钙离子外流减少,细胞内钙离子浓度增加,心肌收缩力加强,A、D错误,C正确;由于该种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵,导致K+内流、Na+外流减少,故细胞内钠离子浓度增高,钾离子浓度降低,B错误。
7.[2023·浙江6月]神经元的轴突末梢可与另一个神经元的树突或胞体构成突触。通过微电极测定细胞的膜电位,PSP1和PSP2分别表示突触a和突触b的后膜电位,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.突触a、b前膜释放的递质,分别使突触a后膜通透性增大、突触b后膜通透性降低
B.PSP1和PSP2由离子浓度改变形成,共同影响突触后神经元动作电位的产生
C.PSP1由K+外流或Cl-内流形成,PSP2由Na+或Ca2+内流形成
D.突触a、b前膜释放的递质增多,分别使PSP1幅值增大、PSP2幅值减小
答案:B
解析:据图可知,突触a释放的递质使突触后膜上膜电位增大,推测可能是递质导致突触后膜的通透性增大,突触后膜上Na+通道开放,Na+大量内流;突触b释放的递质使突触后膜上膜电位减小,推测可能是递质导致突触后膜的通透性增大,突触后膜上Cl-通道开放,Cl-大量内流,A错误;图中PSP1中膜电位增大,可能是Na+或Ca2+内流形成的,PSP2中膜电位减小,可能是K+外流或Cl-内流形成的,共同影响突触后神经元动作电位的产生,B正确,C错误;膜电位的幅值由膜内外离子浓度差决定,D错误。
8.[2023·山东卷](不定项)神经细胞的离子跨膜运输除受膜内外离子浓度差影响外,还受膜内外电位差的影响。已知神经细胞膜外的Cl-浓度比膜内高。下列说法正确的是( )
A.静息电位状态下,膜内外电位差一定阻止K+的外流
B.突触后膜的Cl-通道开放后,膜内外电位差一定增大
C.动作电位产生过程中,膜内外电位差始终促进Na+的内流
D.静息电位→动作电位→静息电位过程中,不会出现膜内外电位差为0的情况
答案:AB
解析:静息电位状态下,K+外流导致膜外为正电,膜内为负电,膜内外电位差阻止了K+的继续外流,A正确;静息电位时的电位表现为外正内负,突触后膜的Cl-通道开放后,Cl-内流,导致膜内负电位的绝对值增大,则膜内外电位差增大,B正确;动作电位产生过程中,膜内外电位差促进Na+的内流,当膜内变为正电时则抑制Na+的继续内流,C错误;静息电位→动作电位→静息电位过程中,膜电位的变化为,由外正内负变为外负内正,再变为外正内负,则会出现膜内外电位差为0的情况,D错误。
9.[2023·北京卷]细胞膜的选择透过性与细胞膜的静息电位密切相关。科学家以哺乳动物骨骼肌细胞为材料,研究了静息电位形成的机制。
(1)骨骼肌细胞膜的主要成分是 ,膜的基本支架是 。
(2)假设初始状态下,膜两侧正负电荷均相等,且膜内K+浓度高于膜外。在静息电位形成过程中,当膜仅对K+具有通透性时,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是 。K+静电场强度只能通过公式“K+静电场强度(mV)=60×lg”计算得出。
蛋白质和脂质
磷脂双分子层
外正内负
解析:(1)肌细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。(2)静息状态下,膜仅对K+具有通透性时,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是外正内负。
(3)骨骼肌细胞处于静息状态时,实验测得膜的静息电位为-90 mV,膜内、外K+浓度依次为155 mmoL/L和4 mmoL/L(lg=-1.59),此时没有K+跨膜净流动。
①静息状态下,K+静电场强度为 mV,与静息电位实测值接近,推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
②为证明①中的推测,研究者梯度增加细胞外K+浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值 ,则可验证此假设。
-95.4
梯度增大
解析:①静息状态下,K+静电场强度为-95.4 mV,与静息电位实测值接近,推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。②为证明①中的推测,研究者梯度增加细胞外K+浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值梯度增大,则可验证此假设。
10.[2023·湖南卷]长时程增强(LTP)是突触前纤维受到高频刺激后,突触传递强度增强且能持续数小时至几天的电现象,与人的长时记忆有关。下图是海马区某侧支LTP产生机制示意图,回答下列问题:
(1)依据以上机制示意图,LTP的发生属于 (填“正”或“负”)反馈调节。
(2)若阻断NMDA受体作用,再高频刺激突触前膜,未诱发LTP,但出现了突触后膜电现象。据图推断,该电现象与 内流有关。
正
Na+
解析:(1)由题图可以看出,突触前膜释放谷氨酸后,经过一系列的信号变化,会促进NO合成酶生成NO,进一步促进突触前膜释放更多谷氨酸,该过程属于正反馈调节。(2)阻断NMDA受体的作用,不能促进Ca2+内流,从而不能形成Ca2+/钙调蛋白复合体,不能促进NO合成酶合成NO,从而不能产生LTP,但是谷氨酸还可以与AMPA受体结合,促进Na+内流,从而引发电位变化。
(3)为了探讨L蛋白的自身磷酸化位点(图中α位和β位)对L蛋白自我激活的影响,研究人员构建了四种突变小鼠甲、乙、丙和丁,并开展了相关实验,结果如表所示:
注:“+”多少表示活性强弱,“-”表示无活性
组别 结果 项目 正常 小鼠 甲 乙 丙 丁
α位突变为缬氨酸,该位点不发生自身磷酸化 α位突变为天冬氨酸,阻断Ca2+/钙调蛋白复合体与L蛋白结合 β位突变为丙氨酸,该位点不发生自身磷酸化 L蛋白编码基因缺失
L蛋白活性 + ++++ ++++ + -
高频刺激 有LTP 有LTP ? 无LTP 无LTP
据此分析:
①小鼠乙在高频刺激后 (填“有”或“无”)LTP现象,原因是______________________________________________________ _________________________________。
②α位的自身磷酸化可能对L蛋白活性具有 作用。
③在甲、乙和丁实验组中,无L蛋白β位自身磷酸化的组是 。
无
小鼠乙L蛋白突变后阻断了Ca2+/钙调蛋白复合体与L蛋白结合,则无法促进NO合成酶生成NO,进而无法形成LTP
抑制
丁
解析:①由题表数据可以看出,小鼠乙L蛋白突变后,阻断了Ca2+/钙调蛋白复合体与L蛋白结合,则无法促进NO合成酶生成NO,进而无法形成LTP。②小鼠甲L蛋白的α位突变为缬氨酸以后,该位点不能发生自身磷酸化,与正常小鼠相比(α位可以发生自身磷酸化),L蛋白活性增强,说明α位发生自身磷酸化可能会对L蛋白的活性起到抑制作用。③丁组小鼠L蛋白编码基因缺失,则不能形成L蛋白,无法发生L蛋白β位自身磷酸化。
长句专练 强素养
1.原因分析类
(1)[2019·全国Ⅰ,30(1)]膀胱中的感受器受到刺激后会产生兴奋。兴奋从一个神经元到另一个神经元的传递是单向的,其原因是______________________________________。
(2)大鼠脊髓损伤后,排尿反射仍可发生,但机体无法自主排尿,原因是______________________________________________。
神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜
脊髓损伤后,高级中枢大脑皮层失去对低级中枢脊髓的控制
2.(判断依据类)痛觉的产生机制:组织损伤或潜在的损伤,导致组织胺等致痛物质的释放,从而激活伤害性感受器及其连属的结构,经过神经纤维传导痛信息并产生动作电位,经过神经元传到脊髓,并在此处经过整合后传至大脑皮层引起疼痛的感觉。痛觉的产生过程________(填“属于”或“不属于”)反射,依据是_______________________。
不属于
该过程未经过完整的反射弧
3.科学探究类
(1)已知从刺激开始到动作电位产生有短暂的延迟,且与刺激强度有关。为了规避该延迟对测量精确度的影响,请利用微电极记录技术设计实验,精确测量动作电位在神经轴突上的传导速度。(实验仪器:微电极记录设备、刺激器、计时器、刻度尺等
答案:方法一:将微电极置于神经轴突的两个不同位点内,测量位点间的距离L。在两个位点的一侧刺激神经使其产生动作电位,记录两个位点间动作电位出现的时间差Δt,计算动作电位传导速度:v=L/Δt
方法二:安放刺激器和微电极,测量刺激器与微电极之间的距离L1,刺激神经并记录从刺激开始到产生动作电位所需的时间t1;将微电极安放在距离刺激器更远的位置,重复上述实验得到L2和t2。计算动作电位传导速度:v=(L2-L1)/(t2-t1)
(2)已知兴奋在神经纤维上可双向传导,在突触处只能单向传递。请利用神经—肌肉标本设计实验进行验证(写出实验思路并预期实验结果)。
答案:实验思路:分别在c、d处依次施加一定强度的电刺激,观察肌肉收缩情况及灵敏电流计指针偏转情况。预期实验结果:刺激c处时,肌肉收缩,灵敏电流计指针发生两次方向相反的偏转;刺激d处时,肌肉收缩,灵敏电流计指针不发生偏转
题组集训 提考能
题组预测一 反射的类型及反射弧的判断
1.[2023·浙江绍兴二模]牵涉痛是疼痛的一种类型,表现为患者内脏病变却感到体表某处有明显痛感,而该处并无实际损伤,如心肌缺血或心肌梗死,常感到心前区、左肩、左臂尺侧或左颈部体表发生疼痛;胆囊病变时,常在右肩体表发生疼痛等。这是由病变的内脏神经纤维与体表某处的神经纤维会合于同一脊髓段导致的,其神经传导过程如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.图中a、b、c不能组成一个完整的反射弧
B.牵涉痛的产生不属于反射,内脏疾病在脊髓中形成痛觉后上传至大脑皮层
C.由内脏病变引起体表牵涉痛时,神经元c产生的兴奋不会传递给神经元a
D.牵涉痛过程发生时,皮肤被误作为“感受器”,神经元a并没有产生兴奋
答案:B
解析:反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器,根据图中神经节可分析,a和c都是传入神经,b是神经中枢,不能构成反射弧,A正确;感觉包括痛觉的形成在大脑皮层,因没有完整的反射弧参与,不属于反射,内脏疾病并未在脊髓中形成痛觉,痛觉由大脑皮层形成,B错误;牵涉痛是由于内脏神经纤维与体表某处的神经纤维会合于同一脊髓段导致,神经元c产生的兴奋并不会传到a,C正确;牵涉痛过程发生时,皮肤被误作为“感受器”,因为a和c神经纤维会合于同一脊髓段,神经元a并没有产生兴奋,D正确。
2.[2023·山东泰安模拟]太极拳是我国的传统运动项目,其刚柔并济、行云流水般的动作是通过神经系统对肢体和躯干各肌群的精巧调控及各肌群间相互协调而完成。如“白鹤亮翅”招式中的伸肘动作,伸肌收缩的同时屈肌舒张。如图为伸肘动作在脊髓水平反射弧基本结构的示意图。
下列叙述正确的是( )
A.若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至a处时,a处膜内外电位应表现为内负外正
B.图中反射弧的效应器是伸肌及其相应的运动神经末梢
C.同一反射弧中感受器的兴奋与效应器的反应同时发生
D.伸肘时,图中抑制性中间神经元的作用是释放抑制性递质,从而抑制屈肌运动神经元的兴奋,使屈肌舒张
答案:D
解析:若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至a处时,该部位Na+内流,其膜电位变为外负内正,产生动作电位,A错误;图中运动神经元属于传出神经的部分,故反射弧的效应器是伸肌、屈肌及其相应的运动神经末梢,B错误;由于兴奋沿着反射弧传导和传递需要时间,故同一反射弧中感受器先兴奋,效应器后兴奋,C错误;伸肘动作中伸肌收缩的过程中,肌梭感受器兴奋,引发伸肌收缩的同时,会刺激抑制性中间神经元兴奋,释放抑制性神经递质,使屈肌运动神经元抑制,导致屈肌的舒张,D正确。
题组预测二 兴奋的传导及传递机制
3.[2023·河南开封三模]根据突触前细胞传来的信号,突触可分为兴奋性突触和抑制性突触。使下一个神经元产生兴奋的为兴奋性突触,对下一个神经元产生抑制效应的为抑制性突触。图甲为某种动物体内神经调节的局部图。图乙为给予电刺激后,通过微电极分别测量某一突触前、后膜的膜电位。
下列叙述错误的是( )
A.当兴奋传至突触1时,其突触后膜的电位变为内正外负,处于兴奋状态
B.突触2中突触前膜释放的递质导致突触后膜上Na+通道打开
C.图乙可表示突触2或突触3的信号传递
D.当兴奋传至突触3时,其突触后膜的电位仍为内负外正
答案:B
解析:突触1是兴奋性突触,当兴奋传至突触1时,其突触后膜的电位变为内正外负,处于兴奋状态,A正确;突触2中突触前膜释放的递质为抑制性递质,使下一个神经元产生抑制效应,故不会导致突触后膜上Na+通道打开,B错误;图乙表示抑制性突触的信号传递,因此可表示突触2或突触3,C正确;当兴奋传至突触3时,抑制性神经递质作用于突触后膜,膜电位为内负外正,处于静息状态,D正确。
4.[2023·山东聊城三模]某研究小组用蛙坐骨神经在实验条件适宜的情况下进行如下实验:①将坐骨神经置于浓度为c的生理溶液中,测定并记录其静息电位和动作电位;②配制K+浓度分别为a和b的生理溶液(c>a>b),再将坐骨神经分别置于其中,测定并记录坐骨神经的静息电位;③配制Na+浓度分别为d和e的溶液(c>d>e),再将坐骨神经分别置于其中,测定并记录动作电位(注:实验所使用的离子均为适宜浓度,溶液中其他物质均相同且适宜)。
下列相关实验结果,正确的是( )
答案:D
解析:动作电位的产生与膜外钠离子浓度有关,膜外钠离子浓度越高,则接受相同刺激后膜外钠离子内流得越多,因而动作电位的值越大,题中显示配制的Na+浓度分别为d和e的溶液,且c>d>e,因此动作电位的值在三种溶液中的比较应该为c>d>e,静息电位的大小与膜外钾离子浓度相关,当膜外钾离子浓度变大时,则膜内外钾离子的浓度差变小,因而钾离子外流的量变小,因而静息电位的绝对值变小,而题意中显示,配制的K+浓度分别a和b浓度的大小表现为:c>a>b,则在这些溶液中静息电位的绝对值应表现为c
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训
5.[2023·山西朔州怀仁一中模拟]如图为缩手反射受大脑皮层控制的反射弧示意图,其中字母表示反射弧中的位点,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示三个电表(实验开始时,只连接电表Ⅰ、Ⅱ),甲、乙表示缩手反射的高级神经中枢和低级神经中枢。
回答下列问题:
(1)图中的效应器为 。图中感受器接受刺激产生神经冲动时膜内外电位变化是 。
(2)若先刺激A点,发现电表Ⅰ、Ⅱ的指针都发生偏转,D点肌肉收缩;再刺激C点,电表Ⅰ的指针不发生偏转而电表Ⅱ的指针发生偏转且肌肉收缩,则说明兴奋在神经纤维上是 (填“双向”或“单向”)传导的,而在反射弧上是 (填“双向”或“单向”)传递的。
传出神经末梢及其支配的肌肉
由外正内负变为外负内正
双向
单向
解析:(1)完整的反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器,其中效应器是指传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体,结合题图可知,图中的效应器为传出神经末梢及其支配的肌肉;静息时,膜内外的电位表现为内负外正,产生动作电位时,膜内外的电位表现为内正外负,故图中感受器接受刺激产生神经冲动时膜内外电位变化是由外正内负变为外负内正。(2)若先刺激A点,发现电表Ⅰ、Ⅱ的指针都发生偏转,D点肌肉收缩;再刺激C点,电表Ⅰ的指针不发生偏转而电表Ⅱ的指针发生偏转且肌肉收缩,则说明兴奋在神经纤维上是双向传导的,而在反射弧上是单向传递的(神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜决定了兴奋在神经元之间的传递具有单向性)。
(3)某同学在接受抽血时,尽管感觉到了针刺的疼痛,为了配合医生,他并没有缩回手臂,这说明由脊髓控制的缩手反射还受__________的控制。为探究由大脑皮层发出的N点所处神经元释放的神经递质类型,先按图示方式连接电流表Ⅲ,此时电流表指针会发生如图所示的向左偏转。刺激N点,若发生电流表指针向右偏转,则N点所处神经元释放的是 (填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质;若发生电流表指针向左偏转幅度增大,则N点所处神经释放的是 (填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质。
大脑皮层
兴奋性
抑制性
解析:结合题干“某同学在接受抽血时,尽管感觉到了针刺的疼痛,为了配合医生,他并没有缩回手臂”可知由脊髓控制的缩手反射还受大脑皮层的控制,即低级神经中枢受高级神经中枢的调控;由于大脑皮层发出的某些神经释放的兴奋性神经递质,可促进突触后膜发生Na+的内流;而另一些神经释放的抑制性神经递质,可促进突触后膜发生Cl-的内流。因此为探究由大脑皮层发出的N点所处的神经释放的神经递质类型,先按图示方式连接电流表Ⅲ,此时电流表发生如图所示的向左偏转(静息电位);刺激N点,若发生电流表指针向右偏转现象(Na+的内流产生动作电位),则N点所处神经释放的是兴奋性神经递质;若发生电流表指针向左偏转幅度增大现象(Cl-的内流静息电位绝对值增大),则N点所处神经释放的是抑制性神经递质。
6.[2023·辽宁联考模拟]下图中,甲图是神经元及神经元间的结构示意图,A、B分别表示神经元的结构,箭头表示神经冲动的传导方向;乙图是反射弧的组成示意图,①~④是反射弧的组成部分。请据图回答下列问题:
(1)从甲图可知,神经细胞具有较多的 ,使细胞的相对表面积增大,适应信息传导功能。甲图中神经冲动A处传导时,膜_______(填“内”或“外”)局部电流方向与冲动传导方向相同。
(2)拔牙时,常在患牙牙龈及附近口腔组织局部注射利多卡因止痛,其原理是降低膜的通透性,抑制Na+通道开放,从而阻断了乙图中 、 (填序号)的神经冲动的产生及传导。
(3)某小儿麻痹症患者支配骨骼肌的运动神经元(乙图中③)的细胞体受病毒侵染,但②及脊髓其他部位未受到侵染。以下关于该患者的描述合理的是 。
A.下肢运动障碍 B.对刺激有感觉
C.伴有尿失禁 D.膝跳反射正常
突起
内
①
②
AB
解析:(1)神经细胞主要包括细胞体、轴突和树突等结构,而轴突和树突属于突起,是细胞膜外向外延伸部位,有利于增加膜面积,适应信息传导,故从甲图可知,神经细胞具有较多的突起使细胞的相对表面积增大,适应信息传导功能;甲图中,A处安静状态时为内负外正,当兴奋传导至A处时,变为内正外负,局部电流方向为正电位到负电位,所以局部电流方向与膜内冲动传导方向一致。(2)痛觉产生部位在大脑皮层,所以拔牙时,局部注射利多卡因止痛是阻断神经冲动传导至大脑皮层,通过图乙可知,神经元①②可连接至大脑皮层,故其阻断了①②的神经冲动的产生及传导。
(3)图乙中,①为感受器,②为传入神经,③为传出神经,④为效应器,某小儿麻痹症患者支配骨骼肌的运动神经元(乙图中③)的细胞体受病毒侵染,但②及脊髓其他部位未受到侵染,故②传入神经的冲动可以传导至大脑皮层有感觉,膝跳反射和排尿反射的低级中枢在脊髓,脊髓没有问题,但是连接肌肉的传出神经有问题,故排尿还能正常受大脑控制,不会尿失禁,但是会出现下肢运动障碍,膝跳反射不正常(反射弧不完整),故选AB。
(4)GABA是一种重要的神经递质。在结构⑤中GABA与受体结合后引起氯离子通道开放,氯离子内流,导致突触后膜内外电位差________(填“增大”或“减小”),从而产生抑制效应。
(5)某药物能阻断突触传递,如果它对神经递质的合成、释放和降解(或再摄取)等都没有影响,那么导致神经冲动不能传递的原因可能是_____________________________________________。
增大
该药物影响了神经递质与突触后膜上的特异性受体的结合
解析:(4)结构⑤为突触,在结构⑤中GABA与受体结合后引起氯离子通道开放,氯离子内流,增大了膜内侧的负电位,抑制动作电位,加强静息电位,故氯离子内流,导致突触后膜内外电位差增大,从而产生抑制效应。(5)神经递质由突触前膜释放,作用于突触后膜,与突触后膜上的相应受体结合从而起到调节作用,某药物能阻断突触传递,如果它对神经递质的合成、释放和降解(或再摄取)等都没有影响,那么导致神经冲动不能传递的原因可能是该药物影响了神经递质与突触后膜上的特异性受体的结合。
7.[2023·浙江绍兴二模]双极细胞是视网膜的一种中间神经元,向外为树突,末端分枝较多,与视杆细胞和视锥细胞的轴突构成突触,接收信号输入;向内为轴突,整合信息后传递至无长突细胞和神经节细胞。下图为大鼠视网膜局部神经细胞间的突触联系示意图。
(1)在反射弧中,视杆细胞和视锥细胞作为 将光刺激的信息传递给双极细胞(甲),进而诱发神经节细胞(乙)兴奋。图中的神经递质有 ,它们释放过程中跨膜运输方式 (填“相同”“不同”或“不完全相同”)。
(2)机理图示中,Ca2+内流后引起的作用是___________________ _________________。谷氨酸的释放和发挥作用体现了细胞膜具有__________________________________的功能。
(3)研究发现,乙细胞产生的内源性大麻素可通过影响甲细胞膜对Ca2+的通透性进而调节谷氨酸的分泌。据图分析内源性大麻素对甲细胞膜Ca2+通道的调节途径是____________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________。
感受器
谷氨酸、甘氨酸、内源性大麻素
不完全相同
促进突触小泡向突触前
膜移动并释放谷氨酸
控制物质进出细胞和进行细胞间的信息交流
内源性大麻与甲膜上的大麻素受体结合后抑制Ca2+通道的活性;与丙膜上的大麻素受体结合后抑制丙细胞释放甘氨酸,降低甲膜上甘氨酸受体对Ca2+通道的促进作用
解析:(1)反射弧的结构包括五部分,其中感受器可以感受刺激并产生兴奋,视维细胞和视杆细胞作为感受器将光刺激的信息传递给双极细胞(甲),进而诱发神经节细胞(乙)兴奋。图中的神经递质有谷氨酸、甘氨酸、内源性大麻素。据图可知,甘氨酸和谷氨酸是以胞吐的方式释放的,而内源性大麻素是通过自由扩散进行的,故它们释放过程中跨膜运输方式不完全相同。(2)据图可知,Ca2+进入甲细胞后可以促进谷氨酸向细胞膜移动并通过突触小泡释放;谷氨酸的释放是胞吐,体现细胞膜控制物质进出的能力;谷氨酸与乙细胞膜上的受体结合并发挥作用,体现细胞膜进行细胞间信息交流的能力。(3)据图可知,内源性大麻素对甲膜Ca2+通道的调节途径是:与甲膜上的大麻素受体结合后抑制Ca2+通道的活性,与丙膜上的大麻素受体结合后抑制丙细胞释放甘氨酸,降低甲膜上甘氨酸受体对Ca2+通道的促进作用。
(4)眼压升高可使兴奋性递质谷氨酸大量释放,谷氨酸受体被过度激活,通过系列变化引起视网膜神经节细胞凋亡,引发青光眼等致盲眼病。对此,请从神经调节的角度提出两条治疗途径:
A._________________________________________________________;
B._________________________________________________________。
抑制突触前膜减少谷氨酸的释放
使用与谷氨酸竞争受体的物质,减少谷氨酸与受体的结合
解析:对于谷氨酸过度释放导致的神经节细胞凋亡,从神经调节的角度提出治疗途径是:抑制突前膜减少谷氨酸的释放;使用与谷氨酸竞争受体的物质,减少谷氨酸与受体的结合。
整合考点15
“离我不行”的激素调节
考点整合 固考基
1.牢记激素的来源及相互关系
抗利尿激素
胰高血糖素
生长激素
2.理解激素分泌的分级调节和反馈调节
(1)分级调节:激素的分泌调节一般要经过_____________________三个层级。
(2)反馈调节:相应激素对下丘脑和垂体分泌活动的调节过程,目的是保持相应激素含量维持在________水平。
下丘脑→垂体→相关腺体
正常
3.激素分泌调节的三种模型
(1)甲状腺激素、性激素等分泌调节属于____类型,即:
(2)抗利尿激素的分泌调节属于____类型,即由下丘脑合成,经垂体释放。
(3)胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素等的分泌调节属于____类型,即:
甲
乙
丙
4.理清激素调节的几个关键点
高效
体液
靶细胞
甲状腺激素
肾上腺素
肾上腺素
胰高血糖素
胰岛素
(1)激素不组成细胞结构、不提供能量、不起催化作用,属于信息分子,只起调节作用。
(2)激素分子只能识别特定靶细胞,因为只有靶细胞具有能和激素分子结合的特异性受体,但一种激素的靶细胞有的只有一种,有的种类广泛。
(3)激素运输无特异性,“只作用于靶细胞”不等于“只运输至靶细胞”。
(4)激素作用的部位有的在细胞膜表面,有的在细胞内部(如:性激素)。
(5)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。
类研真题 明考向
类型1 全国卷真题体验寻趋势
1.[2023·全国乙卷]激素调节是哺乳动物维持正常生命活动的重要调节方式。下列叙述错误的是( )
A.甲状腺分泌甲状腺激素受垂体和下丘脑的调节
B.细胞外液渗透压下降可促进抗利尿激素的释放
C.胸腺可分泌胸腺激素,也是T细胞成熟的场所
D.促甲状腺激素可经血液运输到靶细胞发挥作用
答案:B
解析:甲状腺分泌甲状腺激素受下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素以及垂体分泌的促甲状腺激素的调节,A正确;细胞外液渗透压下降对下丘脑渗透压感受器的刺激作用减弱,因而下丘脑的神经分泌细胞分泌的抗利尿激素减少,同时通过垂体释放的抗利尿激素也减少,B错误;胸腺可分泌胸腺激素,能增强免疫细胞的功能,同时T细胞成熟的场所也在胸腺,C正确;促甲状腺激素作为一种激素由垂体细胞合成和分泌后,经血液运输到靶细胞即甲状腺细胞发挥作用,D正确。
2.[2023·全国乙卷]人体心脏和肾上腺所受神经支配的方式如图所示。回答下列问题。
(1)神经元未兴奋时,神经元细胞膜两侧可测得静息电位。静息电位产生和维持的主要原因是 。
(2)当动脉血压降低时,压力感受器将信息由传入神经传到神经中枢,通过通路A和通路B使心跳加快。在上述反射活动中,效应器有 。通路A中,神经末梢释放的可作用于效应器并使其兴奋的神经递质是____________。
(3)经过通路B调节心血管活动的调节方式有 。
钾离子外流
传出神经末梢及其支配的肾上腺和心脏
去甲肾上腺素
神经—体液调节
解析:(1)静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位。(2)效应器由传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体组成,则图中的效应器为传出神经末梢及其支配的肾上腺和心脏。通路A中,在突触间以乙酰胆碱为神经递质传递兴奋,在神经元与心脏细胞之间以去甲肾上腺素为神经递质传递兴奋,其中只有去甲肾上腺素作用的是效应器(心脏),所以神经末梢释放的可作用于效应器并使其兴奋的神经递质是去甲肾上腺素。(3)通路B神经中枢通过控制肾上腺分泌肾上腺素调节心血管活动,有神经细胞的参与,也有内分泌腺的参与,所以经过通路B调节心血管活动的调节方式为神经—体液调节。
3.[2022·全国乙卷]甲状腺激素在促进机体新陈代谢和生长发育过程中发挥重要作用。为了研究动物体内甲状腺激素的合成和调节机制,某研究小组进行了下列相关实验。
实验一:将一定量的放射性碘溶液经腹腔注射到家兔体内,一定时间后测定家兔甲状腺的放射性强度。
实验二:给甲、乙、丙三组家兔分别经静脉注射一定量的生理盐水、甲状腺激素溶液、促甲状腺激素溶液。一定时间后分别测定三组家兔血中甲状腺激素的含量,发现注射的甲状腺激素和促甲状腺激素都起到了相应的调节作用。
回答下列问题:
(1)实验一中,家兔甲状腺中检测到碘的放射性,出现这一现象的原因是______________________。
(2)根据实验二推测,丙组甲状腺激素的合成量 (填“大于”或“小于”)甲组,乙组和丙组甲状腺激素的合成量_________(填“相同”或“不相同”),原因是_________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________。
碘是合成甲状腺激素的原料
大于
不相同
乙组注射外源甲状腺激素,使机体自身甲状腺激素合成减少,丙组注射促甲状腺激素,会促进甲状腺对甲状腺激素的合成和分泌
解析:(1)碘是合成甲状腺激素的重要原料,甲状腺细胞可通过主动运输吸收放射性碘用于合成甲状腺激素。(2)甲状腺激素分泌的分级调节,是通过下丘脑—垂体—甲状腺轴进行的。给甲组注射一定量的生理盐水,将其作为对照组;给乙组注射的甲状腺激素溶液会通过负反馈调节,抑制乙组家兔的下丘脑和垂体分泌相关激素,进而使甲状腺激素的合成和分泌减少;给丙组注射的促甲状腺激素溶液会随血液循环到达甲状腺,进而促进甲状腺对甲状腺激素的合成和分泌。
类型2 地方卷真题体验寻共性
4.[2023·广东卷]空腹血糖是糖尿病筛查常用检测指标之一,但易受运动和心理状态等因素干扰,影响筛查结果。下列叙述正确的是( )
A.空腹时健康人血糖水平保持恒定
B.空腹时糖尿病患者胰岛细胞不分泌激素
C.运动时血液中的葡萄糖只消耗没有补充
D.紧张时交感神经兴奋使血糖水平升高
答案:D
解析:空腹时血糖的重要来源是肝糖原分解为葡萄糖进入血液,非糖物质也可以转化为血糖,使血糖水平保持动态平衡,但不是绝对的恒定,A错误;空腹时糖尿病患者的细胞供能不足,糖尿病患者的胰岛A细胞会分泌胰高血糖素促进肝糖原的分解和非糖物质转化为血糖供能,B错误;运动时血液中的葡萄糖消耗的同时,胰高血糖素促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,对血糖进行补充,C错误;紧张时交感神经兴奋,会使肾上腺素分泌增多,促使血糖升高,D正确。
5.[2023·新课标卷]葡萄糖是人体所需的一种单糖。下列关于人体内葡萄糖的叙述,错误的是( )
A.葡萄糖是人体血浆的重要组成成分,其含量受激素的调节
B.葡萄糖是机体能量的重要来源,能经自由扩散通过细胞膜
C.血液中的葡萄糖进入肝细胞可被氧化分解或转化为肝糖原
D.血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯
答案:B
解析:葡萄糖是人体血浆的重要组成成分,血液中的糖称为血糖,血糖含量受胰岛素、胰高血糖素等激素的调节,A正确;葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,是机体能量的重要来源,葡萄糖通过细胞膜进入红细胞是协助扩散,进入其他细胞一般通过主动运输,B错误;血糖浓度升高时,在胰岛素作用下,血糖可以进入肝细胞进行氧化分解并合成肝糖原,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯,C、D正确。
6.[2023·北京卷]甲状腺激素的分泌受下丘脑—垂体—甲状腺轴的调节,促甲状腺激素能刺激甲状腺增生。如果食物中长期缺乏合成甲状腺激素的原料碘,会导致( )
A.甲状腺激素合成增加,促甲状腺激素分泌降低
B.甲状腺激素合成降低,甲状腺肿大
C.促甲状腺激素分泌降低,甲状腺肿大
D.促甲状腺激素释放激素分泌降低,甲状腺肿大
答案:B
解析:碘是甲状腺激素合成的原料,若食物中长期缺碘,则甲状腺激素的分泌减少,对于垂体的抑制减弱,促甲状腺激素分泌增加,A错误;长期缺碘导致甲状腺激素含量降低,促甲状腺激素的分泌增加,作用于甲状腺,导致甲状腺肿大,B正确,C错误;由于甲状腺激素的分泌存在反馈调节,当甲状腺激素偏低时,对于下丘脑的抑制减弱,则促甲状腺激素释放激素分泌增加,D错误。
7.[2023·山东卷]脊髓、脑干和大脑皮层中都有调节呼吸运动的神经中枢,其中只有脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌,且只有脑干呼吸中枢具有自主节律性。下列说法错误的是( )
A.只要脑干功能正常,自主节律性的呼吸运动就能正常进行
B.大脑可通过传出神经支配呼吸肌
C.睡眠时呼吸运动能自主进行体现了神经系统的分级调节
D.体液中CO2浓度的变化可通过神经系统对呼吸运动进行调节
答案:A
解析:分析题意可知,只有脑干呼吸中枢具有自主节律性,而脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌,故若仅有脑干功能正常而脊髓受损,也无法完成自主节律性的呼吸运动,A错误;脑干和大脑皮层中都有调节呼吸运动的神经中枢,故大脑可通过传出神经支配呼吸肌,B正确;正常情况下,呼吸运动既能受到意识的控制,也可以自主进行,这反映了神经系统的分级调节,睡眠时呼吸运动能自主进行体现了脑干对脊髓的分级调节,C正确;CO2属于体液调节因子,体液中CO2浓度的变化可通过神经系统对呼吸运动进行调节:如二氧化碳浓度升高时,可刺激脑干加快呼吸频率,从而有助于二氧化碳排出,D正确。
长句专练 强素养
1.事实概述类
(1)[2019·全国Ⅱ,30(3)]小鼠睾丸分泌的激素通过体液发挥调节作用。与神经调节相比,体液调节的特点有___________________________
___________________________________________________________
(答出4点即可)。
(2)[全国Ⅰ]肾上腺素和乙酰胆碱在作用于心脏、调节血压的过程中所具有的共同特点是__________________________________(答出一个特点即可)。
(3)[全国Ⅰ]当血糖浓度上升时,胰岛素分泌________,引起骨骼肌细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加,其意义是___________________________________________。
通过体液运输、作用时间比较长、反应速度较缓慢、作用范围较广泛
都需要与相应的受体结合后才能发挥作用
增加
促进葡萄糖进入骨骼肌细胞和被利用,降低血糖浓度
(4)图中A细胞产生的C物质通过图示途径,最终作用于B细胞,体现激素调节具有__________________________________特点 。
通过体液运输,作用于靶器官、靶细胞
(5)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,_____________________________________________。
不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节
内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能
2.原因分析类
(1)[全国Ⅲ]正常人在饥饿且无外源能源物质摄入的情况下,与其在进食后的情况相比,血液中胰高血糖素与胰岛素含量的比值______,其原因是___________________________________________________
_________________________________________________________。
高
在饥饿时,血糖浓度降低使胰高血糖素分泌量增加,胰岛素分泌量减少,在进食后则相反
(2)[全国Ⅱ]空腹抽血后,一次定量饮入高浓度葡萄糖水。喝糖水后每隔一定时间静脉取血,测定血糖浓度(整个过程中禁食、禁水,不做剧烈运动),发现正常人与胰岛B细胞分泌功能不足者血糖浓度的变化趋势都是先上升,再下降,但下降的速率不同。下降速率不同的原因是______________________________________________________
_________________________________________________________。
(3)检测机体甲状腺激素的浓度时无须在甲状腺处抽血,可在手指处抽血取样检测,其原因是________________________。
胰岛素可促进血糖进入细胞和被利用,胰岛B细胞分泌功能不足者胰岛素分泌不足,所以血糖浓度下降较慢
激素分泌后弥散在体液中
(4)甲状腺功能减退症简称为“甲减”,与正常人相比,“甲减”病人惧怕寒冷环境,理由是_________________________________________________。
(5)糖尿病患者不一定都可以通过注射胰岛素进行治疗,原因是___________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________。
甲状腺激素减少,患者体内物质代谢速率减慢,产热减少
有的糖尿病患者是由于胰岛B细胞受损,这种患者可以通过注射胰岛素治疗;还有一种糖尿病患者是由于胰岛素受体受损,胰岛素不能发挥作用,这种患者不能通过注射胰岛素来治疗
3.(判断依据类)
某科学家将体外培养的ES细胞进行诱导使其定向分化为胰岛B细胞,并进行了胰岛素释放实验:控制培养液中________的浓度,检测细胞分泌的胰岛素的量,下图为实验结果,据此分析确认ES细胞诱导成功。得到此结论的依据是__________________________________________
___________。
葡萄糖
在糖浓度高时,胰岛素分泌量多,在糖浓度低时,胰岛素分泌量少
4.科学探究类
(1)研究发现链脲佐菌素(STZ)是一种可以特异性破坏小鼠胰岛B细胞的药物。请设计实验证明该药物确实破坏了胰岛B细胞(要求写出实验设计思路及预期结果)。
答案:实验设计思路:甲组:给健康且饱足状态的家兔注射链脲佐菌素(STZ),测定血糖含量和血液中的胰岛素含量;乙组:给健康且饱足状态的家兔注射等量的生理盐水,测定血糖含量和血液中的胰岛素含量;预期结果:甲组家兔的血糖含量高于乙组,但甲组家兔的胰岛素含量低于乙组
(2)M2型巨噬细胞能分泌含有提高胰岛素敏感性的微小核糖核酸(MiR690)的胞外产物,即外泌体(Exos)。研究证实Exos中的MiR690可提高肥胖导致的Ⅱ型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性。现有肥胖导致的Ⅱ型糖尿病小鼠若干(血糖浓度基本相同)、注射器、外泌体提取液、RNA酶等。请利用上述材料设计实验,验证MiR690可提高肥胖导致的Ⅱ型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性(要求写出实验思路及预期结果)。
答案:实验思路:将肥胖导致的Ⅱ型糖尿病小鼠均分为甲、乙两组,甲组注射适量外泌体提取液,乙组注射等量的用RNA酶处理过的外泌体提取液,相同条件下饲喂一段时间后,检测甲、乙两组小鼠血糖浓度,并进行比较
预期结果:甲组血糖浓度低于乙组
5.实践应用类
(1)糖尿病是一种可以控制却不能根治的慢性病,根据所掌握的知识,提供一种控制糖尿病的措施:______________________________________。
少食多餐、多做运动、注射胰岛素等(合理即可)
(2)研究发现,口服葡萄糖对胰岛素分泌的促进作用明显高于静脉注射,这种额外的效应称为“肠促胰素效应”。肠促胰素是人体内的一种肠源性激素,由肠道细胞分泌,主要由GLP1和GIP组成,其中GLP1在糖尿病的发生发展中起着更为重要的作用。GLP1可作用于胰岛B细胞,促进胰岛素基因的转录、胰岛素的合成和分泌,并可刺激胰岛B细胞的增殖和分化,抑制胰岛B细胞凋亡。然而,人体自身产生的GLP1极易被体内的DPP4酶(二肽基肽酶4)降解,其血浆半衰期(血浆中药物浓度下降一半所需的时间)不足2分钟,因此必须持续静脉滴注或持续皮下注射才能产生疗效,这大大限制了GLP1的临床应用。为解决限制GLP1临床应用的难题,请设计一种解决方案:_____________________________________。
①合成GLP1类似物 ②合成DPP4酶的抑制剂
题组集训 提考能
题组预测一 理解激素分泌的分级调节与反馈调节
1.[2023·山东泰安一中模拟]甲状腺激素(TH)的合成和分泌不仅受下丘脑—垂体—甲状腺轴的调控,还受血碘(血液中的碘)含量的影响。当血碘含量不足时,甲状腺聚碘作用增强;当血碘含量过高时,甲状腺聚碘作用消失。下列叙述正确的是( )
A.长期血碘含量不足会导致促甲状腺激素的分泌减少
B.下丘脑和甲状腺都可以通过激素来调节垂体的活动,但两种调节的效果相反
C.寒冷环境中,TH分泌增多并定向运输到靶细胞提高其代谢水平
D.甲状腺聚碘作用的变化是机体甲状腺激素含量维持相对稳定的唯一保证
答案:B
解析:长期血碘含量不足会导致甲状腺激素水平过低,促甲状腺激素的分泌增多,A错误;下丘脑通过分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体,促进其分泌促甲状腺激素;甲状腺分泌的甲状腺激素过多会抑制垂体分泌促甲状腺激素,B正确;激素随血液运到全身,但只作用于靶器官、靶细胞,C错误;题中显示,甲状腺激素(TH)的合成和分泌既受血碘含量的影响,还受下丘脑—垂体—甲状腺轴的调控,即甲状腺聚碘作用的变化不是机体甲状腺激素含量维持相对稳定的唯一保证,D错误。
2.[2023·重庆市育才中学模拟]X、Y、Z是人或高等动物的三种激素,X能促进Y的分泌,Y能促进Z的分泌,Z过多能抑制分泌X、Y的细胞的分泌活动。下列分析正确的是( )
A.X能促进的Y分泌,Y促进的Z分泌,这是反馈调节
B.Z的含量下降,引起X、Y的分泌量增多,说明Z对X、Y的分泌有促进作用
C.该调节机制普遍存在,存在于体温平衡调节中的Y为促甲状腺激素释放激素
D.检测某病变动物体内X、Y、Z的含量发现,Y、Z含量低于正常值,X的含量高于正常值,病变可能是垂体萎缩
答案:D
解析:X能促进的Y分泌,Y促进的Z分泌,这属于激素的分级调节,A错误;X能促进Y的分泌,Y能促进Z的分泌,Z过多能抑制分泌X、Y的细胞的分泌活动,属于负反馈调节。Z的含量下降,引起X、Y的分泌量增多,说明Z对X、Y的分泌的抑制作用减弱,不能说明Z对X、Y的分泌有促进作用,B错误;分级调节和反馈调节机制普遍存在,若存在于体温平衡调节中,甲状腺激素参与调节过程,故Z为甲状腺激素,X为促甲状腺激素释放激素,Y为促甲状腺激素,C错误;检测某病变动物体内X、Y、Z的含量发现,Y、Z含量低于正常值,X的含量高于正常值,病变可能是垂体萎缩,即垂体分泌的促激素含量减少,导致相关腺体分泌的激素Z含量减少,该Z激素的减少对下丘脑的反馈抑制作用减弱,进而引起下丘脑分泌的促激素释放激素增多,即X含量高于正常值,D正确。
题组预测二 通过信息理解激素调节机制
3.[2023·河北沧州三模]正常情况下,胰岛素与相应受体结合后,经过一系列信号传导,可引起图示变化,下列有关叙述错误的是( )
注:GLUT4是一种葡萄糖转运蛋白。
A.图示变化是胰岛素与其受体结合后降低血糖的唯一途径
B.细胞膜上GLUT4数量增加后可加速细胞对葡萄糖的摄取和利用
C.除胰岛素受体外,肝细胞至少还存在三种与血糖调节相关的激素受体
D.胰岛素分泌不足或其受体无法与胰岛素正常结合均会导致糖尿病的发生
答案:A
解析:胰岛素与受体结合后除促进血糖进入组织细胞外,还能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变为葡萄糖,A错误;GLUT4是葡萄糖转运蛋白,细胞膜上GLUT4的数量增加后可加速细胞对葡萄糖的摄取和利用,B正确;肾上腺素、胰高血糖素、甲状腺激素等均可升高血糖,故除胰岛素受体外,肝细胞至少还存在肾上腺素、胰高血糖素、甲状腺激素等的受体,C正确;胰岛素分泌不足或其受体无法与胰岛素正常结合均会导致胰岛素无法发挥降低血糖的作用,从而导致糖尿病的发生,D正确。
4.[2023·福建上杭一中模拟]图1是胰腺分泌的胰岛素调节血糖的四个关键步骤:a为胰腺分泌胰岛素,b为胰岛素与受体结合,c为信号的传导,d为葡萄糖的吸收。某糖尿病患者发病的原因可能是上述某一步骤缺陷造成的。下面是对其进行的两项测试:
测试1:分离该患者的肌肉细胞,在不同胰岛素浓度下,测定胰岛素结合细胞百分比。
测试2:向患者注射一定量的胰岛素,然后在注射后不同时间测定其血糖浓度。
实验结果如图2所示。
下列分析正确的是( )
A.若测试1的结果为②,则该患者可能为a过程缺陷
B.若测试2的结果为③,则该患者可能是a过程缺陷
C.若测试2的结果为④,则该患者可能为b过程缺陷
D.若两测试的结果分别为①和③,则该患者可能是c或d过程缺陷
答案:D
解析:分析图2:②细胞与胰岛素结合率低,说明胰腺分泌胰岛素即a过程正常,而b过程缺陷,A错误;注射胰岛素后,若测试2的结果为③,③的血糖浓度高于④,说明患者一定不是a过程(胰腺分泌胰岛素)缺陷,B错误;若测试2的结果为④,糖尿病患者的血糖浓度下降,则该患者可能是a过程(胰腺分泌胰岛素)缺陷,C错误;若在该机制中的c步有缺陷,则细胞与胰岛素结合率高,符合曲线①;由于信号传导过程有缺陷,则无法促进组织细胞加快吸收葡萄糖,导致血浆中葡萄糖浓度高,与曲线③相符,若在该机制中的d步有缺陷,则病人细胞与胰岛素结合率高,由于转运葡萄糖存在缺陷,病人血浆中葡萄糖浓度偏高,应用曲线①、③表示,D正确。
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训
5.[2023·海南华侨中学二模]人体内有多种激素参与调节血糖浓度,胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素。当血糖浓度升高到一定程度时,胰岛素的分泌量明显增加。另外胰岛素分泌还受到有关神经的控制,胰岛B细胞是可兴奋细胞,与神经细胞一样,都存在外正内负的静息电位。请回答下列问题:
(1)据图分析,葡萄糖进入胰岛B细胞后,细胞内ATP浓度升高,进而________________________________________________________ ___________,最终引起胰岛素分泌。
(2)与血糖浓度增加引起的胰岛B细胞兴奋相比,图中通过神经末梢引起胰岛B细胞兴奋的过程不同之处有:_______________________ _______________(请答出两点)。
(3)胰岛素水平可通过抽取血样来检测,这是因为激素调节具有____________的特点。体内胰岛素水平的上升,一方面____________ ________________________________________________________________;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转化成葡萄糖。
导致K+通道关闭,K+外流受阻,触发Ca2+大量内流(或“导致Ca2+通道蛋白打开”)
神经递质与受体结合传递信号;
Na+内流导致兴奋
通过体液运输
促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪组织细胞转化为脂肪等
解析:(1)由图可知,细胞内ATP升高,导致K+通道关闭,K+外流受阻,触发Ca2+大量内流,最终引起胰岛素的分泌。(2)血糖浓度升高时,血糖通过与胰岛B细胞膜上的受体结合,促进胰岛素的分泌,而神经末梢通过释放神经递质作用于胰岛B细胞,促进胰岛B细胞膜上Na+内流,产生内正外负的动作电位而兴奋。(3)胰岛素发挥作用时具有微量、高效,通过体液运输,作用于靶细胞和靶器官的特点。由于激素会通过体液运输,故可以通过抽取血样检测胰岛素水平;胰岛素可以促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,因此体内胰岛素水平的上升,一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转化成葡萄糖,使血糖含量降低。
(4)食用富含膳食纤维的食物有利于改善血糖水平,为进一步验证富含膳食纤维的食物有辅助糖尿病治疗的效果,我国科研人员将43位糖尿病患者随机分为两组进行实验。请填写表格,完成实验方案。
分组 实验对象 实验处理1 实验处理2 检测
对照组 16位糖尿病患者 ①________ 常规膳食 处理前后患者空腹血糖水平
实验组 27位糖尿病患者 阿卡波糖(一种口服降血糖药物) ②______________ _______________ 阿卡波糖
高纤维膳食(或富含膳食纤维的食物)
解析:本实验的目的是验证富含膳食纤维的食物辅助糖尿病治疗的效果,所以两组患者都需要服用阿卡波糖;本实验的自变量是食物的类型,对照组应服用常规膳食,实验组则应服用高纤维膳食。第2讲 动物生命活动的调节
聚焦新课标:1.3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;1.4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。
基础自查明晰考位
纵引横连————建网络
提醒:特设长句作答题,训练文字表达能力
答案填空:
①
②
③
④
⑤
⑥
边角扫描————全面清
提醒:判断正误并找到课本原话
1.特定情况下,神经递质除了使下一神经元兴奋,也能直接使某些肌肉收缩或腺体分泌(直接作用于效应器)。(P19正文中部)( )
2.一个完整的反射活动至少需要3个神经元。(P17思考与讨论)( )
3.神经系统具有分级调节机制。(P19正文标题)( )
4.胰腺既是一个内分泌腺也是一个外分泌腺。(P26图2-10)( )
5.单细胞动物和一些多细胞低等动物不只有体液调节。(P31正文中部)( )
6.激素传递速率不如神经调节快,神经递质比神经纤维上兴奋传导快。(P33练习)( )
7.激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,因此,体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。(P28正文下部)( )
8.激素分泌的调节,存在着下丘脑—垂体—内分泌腺的分级调节和反馈调节。但要注意,下丘脑—胰岛,下丘脑—肾上腺髓质,它们没有分级调节,但有反馈调节,以维持激素含量相对稳定。建立血糖调节的模型,既是模拟活动,又是动态的物理模型,可根据活动中的体会构建概念模型(概念图解式模型)。神经系统调节人体呼吸频率的中枢位于脑干。(P42本章小结)( )
考点梳理整合突破
整合考点1 “以我为主”的神经调节
考点整合固考基
1.理清反射与反射弧的关系
(1)反射是神经调节的基本方式,________是其结构基础。
(2)反射需要经过完整的反射弧。刺激反射弧的传出神经,也可以使效应器产生反应,但由于没有经过完整的反射弧,该反应不属于反射。
(3)感觉的产生不需要完整的反射弧,不属于反射。
提醒 凡不经历完整反射弧所引起的反应(如刺激传出神经引起的肌肉收缩)不可称为“反射”。刺激反射弧中间某个部位,虽然也能引起效应器作出一定的反应,但不能称作反射;从接受刺激到大脑皮层产生疼痛的感觉也不叫反射。
2.掌握判断传入神经与传出神经的三种方法
(1)看神经节:有神经节的是传入神经。
(2)看脊髓灰质结构:与前角(宽)相连的为传出神经,与后角(窄)相连的为传入神经。
(3)切断实验法:若切断某一神经,刺激外周段(远离中枢的位置),肌肉不收缩,而刺激向中段(近中枢的位置),肌肉收缩,则切断的为________神经,反之则为________神经。
3.完善兴奋产生、传导与传递过程图示
4.理清膜电位变化曲线模型
(1)兴奋产生的机制与特点
(2)Na+、K+与膜电位变化的关系
5.理清兴奋在神经元间传递的过程
(1)神经元间传递的相关问题
(2)药物或有毒、有害物质阻断突触处神经冲动传递的三大原因
①药物或有毒、有害物质阻止神经递质的合成或释放。
②药物或有毒、有害物质使神经递质失活。
③突触后膜上受体位置被某种有毒物质或抗体占据,使神经递质不能和后膜上的受体结合。
有关神经调节的2个“≠”
(1)离体神经纤维上兴奋传导≠生物体内神经纤维上兴奋传导
①离体神经纤维上兴奋的传导是双向的。
②在生物体内,神经纤维上的神经冲动只能来自感受器,因此在生物体内,兴奋在神经纤维上是单向传导的。
(2)产生感觉≠完成反射
一切感觉都是形成于大脑皮层,其产生路径为感受器→传入神经→上行传导至大脑皮层,可见传出神经及效应器受损时仍可产生感觉,但感受器或传入神经及神经中枢受损时将不形成感觉。
6.探究兴奋在反射弧中传导特点的实验方案设计
7.“二看法”判断电流计指针偏转
类研真题明考向
类型1 全国卷真题体验寻趋势
1.[2023·全国甲卷]中枢神经系统对维持人体内环境的稳态具有重要作用。下列关于人体中枢神经系统的叙述,错误的是( )
A.大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢
B.中枢神经系统的脑和脊髓中含有大量的神经元
C.位于脊髓的低级中枢通常受脑中相应的高级中枢调控
D.人体脊髓完整而脑部受到损伤时,不能完成膝跳反射
2.[2021·全国乙卷]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
类型2 地方卷真题体验寻共性
3.[2023·北京卷]人通过学习获得各种条件反射,这有效提高了对复杂环境变化的适应能力。下列属于条件反射的是( )
A.食物进入口腔引起胃液分泌
B.司机看见红色交通信号灯踩刹车
C.打篮球时运动员大汗淋漓
D.新生儿吸吮放入口中的奶嘴
4.[2023·天津卷]在肌神经细胞发育过程中,肌肉细胞需要释放一种蛋白质,其进入肌神经细胞后,促进其发育以及与肌肉细胞的联系;如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡。下列说法错误的是( )
A.这种蛋白质是一种神经递质
B.肌神经细胞可以与肌肉细胞形成突触
C.凋亡是细胞自主控制的一种程序性死亡
D.蛋白合成抑制剂可以促进肌神经细胞凋亡
5.[2023·海南卷]药物W可激活脑内某种抑制性神经递质的受体,增强该神经递质的抑制作用,可用于治疗癫痫。下列有关叙述错误的是( )
A.该神经递质可从突触前膜以胞吐方式释放出来
B.该神经递质与其受体结合后,可改变突触后膜对离子的通透性
C.药物W阻断了突触前膜对该神经递质的重吸收而增强抑制作用
D.药物W可用于治疗因脑内神经元过度兴奋而引起的疾病
6.[2023·湖北卷]心肌细胞上广泛存在Na+-K+泵和Na+-Ca2+交换体(转入Na+的同时排出Ca2+),两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵。关于该药物对心肌细胞的作用,下列叙述正确的是( )
A.心肌收缩力下降
B.细胞内液的钾离子浓度升高
C.动作电位期间钠离子的内流量减少
D.细胞膜上Na+-Ca2+交换体的活动加强
7.[2023·浙江6月]神经元的轴突末梢可与另一个神经元的树突或胞体构成突触。通过微电极测定细胞的膜电位,PSP1和PSP2分别表示突触a和突触b的后膜电位,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.突触a、b前膜释放的递质,分别使突触a后膜通透性增大、突触b后膜通透性降低
B.PSP1和PSP2由离子浓度改变形成,共同影响突触后神经元动作电位的产生
C.PSP1由K+外流或Cl-内流形成,PSP2由Na+或Ca2+内流形成
D.突触a、b前膜释放的递质增多,分别使PSP1幅值增大、PSP2幅值减小
8.[2023·山东卷](不定项)神经细胞的离子跨膜运输除受膜内外离子浓度差影响外,还受膜内外电位差的影响。已知神经细胞膜外的Cl-浓度比膜内高。下列说法正确的是( )
A.静息电位状态下,膜内外电位差一定阻止K+的外流
B.突触后膜的Cl-通道开放后,膜内外电位差一定增大
C.动作电位产生过程中,膜内外电位差始终促进Na+的内流
D.静息电位→动作电位→静息电位过程中,不会出现膜内外电位差为0的情况
9.[2023·北京卷]细胞膜的选择透过性与细胞膜的静息电位密切相关。科学家以哺乳动物骨骼肌细胞为材料,研究了静息电位形成的机制。
(1)骨骼肌细胞膜的主要成分是 ,膜的基本支架是 。
(2)假设初始状态下,膜两侧正负电荷均相等,且膜内K+浓度高于膜外。在静息电位形成过程中,当膜仅对K+具有通透性时,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是 。K+静电场强度只能通过公式“K+静电场强度(mV)=60×lg”计算得出。
(3)骨骼肌细胞处于静息状态时,实验测得膜的静息电位为-90mV,膜内、外K+浓度依次为155mmoL/L和4mmoL/L(lg=-1.59),此时没有K+跨膜净流动。
①静息状态下,K+静电场强度为 mV,与静息电位实测值接近,推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
②为证明①中的推测,研究者梯度增加细胞外K+浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值 ,则可验证此假设。
10.[2023·湖南卷]长时程增强(LTP)是突触前纤维受到高频刺激后,突触传递强度增强且能持续数小时至几天的电现象,与人的长时记忆有关。下图是海马区某侧支LTP产生机制示意图,回答下列问题:
(1)依据以上机制示意图,LTP的发生属于 (填“正”或“负”)反馈调节。
(2)若阻断NMDA受体作用,再高频刺激突触前膜,未诱发LTP,但出现了突触后膜电现象。据图推断,该电现象与 内流有关。
(3)为了探讨L蛋白的自身磷酸化位点(图中α位和β位)对L蛋白自我激活的影响,研究人员构建了四种突变小鼠甲、乙、丙和丁,并开展了相关实验,结果如表所示:
组别 结果 项目 正常 小鼠 甲 乙 丙 丁
α位突变为缬氨酸,该位点不发生自身磷酸化 α位突变为天冬氨酸,阻断Ca2+/钙调蛋白复合体与L蛋白结合 β位突变为丙氨酸,该位点不发生自身磷酸化 L蛋白编码基因缺失
L蛋白活性 + ++++ ++++ + -
高频刺激 有LTP 有LTP ? 无LTP 无LTP
注:“+”多少表示活性强弱,“-”表示无活性
据此分析:
①小鼠乙在高频刺激后 (填“有”或“无”)LTP现象,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②α位的自身磷酸化可能对L蛋白活性具有 作用。
③在甲、乙和丁实验组中,无L蛋白β位自身磷酸化的组是 。
长句专练强素养
1.原因分析类
(1)[2019·全国Ⅰ,30(1)]膀胱中的感受器受到刺激后会产生兴奋。兴奋从一个神经元到另一个神经元的传递是单向的,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)大鼠脊髓损伤后,排尿反射仍可发生,但机体无法自主排尿,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2.(判断依据类)痛觉的产生机制:组织损伤或潜在的损伤,导致组织胺等致痛物质的释放,从而激活伤害性感受器及其连属的结构,经过神经纤维传导痛信息并产生动作电位,经过神经元传到脊髓,并在此处经过整合后传至大脑皮层引起疼痛的感觉。痛觉的产生过程________(填“属于”或“不属于”)反射,依据是______________________________。
3.科学探究类
(1)已知从刺激开始到动作电位产生有短暂的延迟,且与刺激强度有关。为了规避该延迟对测量精确度的影响,请利用微电极记录技术设计实验,精确测量动作电位在神经轴突上的传导速度。(实验仪器:微电极记录设备、刺激器、计时器、刻度尺等)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知兴奋在神经纤维上可双向传导,在突触处只能单向传递。请利用神经—肌肉标本设计实验进行验证(写出实验思路并预期实验结果)。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
题组集训提考能
题组预测一 反射的类型及反射弧的判断
1.[2023·浙江绍兴二模]牵涉痛是疼痛的一种类型,表现为患者内脏病变却感到体表某处有明显痛感,而该处并无实际损伤,如心肌缺血或心肌梗死,常感到心前区、左肩、左臂尺侧或左颈部体表发生疼痛;胆囊病变时,常在右肩体表发生疼痛等。这是由病变的内脏神经纤维与体表某处的神经纤维会合于同一脊髓段导致的,其神经传导过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.图中a、b、c不能组成一个完整的反射弧
B.牵涉痛的产生不属于反射,内脏疾病在脊髓中形成痛觉后上传至大脑皮层
C.由内脏病变引起体表牵涉痛时,神经元c产生的兴奋不会传递给神经元a
D.牵涉痛过程发生时,皮肤被误作为“感受器”,神经元a并没有产生兴奋
2.[2023·山东泰安模拟]太极拳是我国的传统运动项目,其刚柔并济、行云流水般的动作是通过神经系统对肢体和躯干各肌群的精巧调控及各肌群间相互协调而完成。如“白鹤亮翅”招式中的伸肘动作,伸肌收缩的同时屈肌舒张。如图为伸肘动作在脊髓水平反射弧基本结构的示意图。下列叙述正确的是( )
A.若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至a处时,a处膜内外电位应表现为内负外正
B.图中反射弧的效应器是伸肌及其相应的运动神经末梢
C.同一反射弧中感受器的兴奋与效应器的反应同时发生
D.伸肘时,图中抑制性中间神经元的作用是释放抑制性递质,从而抑制屈肌运动神经元的兴奋,使屈肌舒张
题组预测二 兴奋的传导及传递机制
3.[2023·河南开封三模]根据突触前细胞传来的信号,突触可分为兴奋性突触和抑制性突触。使下一个神经元产生兴奋的为兴奋性突触,对下一个神经元产生抑制效应的为抑制性突触。图甲为某种动物体内神经调节的局部图。图乙为给予电刺激后,通过微电极分别测量某一突触前、后膜的膜电位。下列叙述错误的是( )
A.当兴奋传至突触1时,其突触后膜的电位变为内正外负,处于兴奋状态
B.突触2中突触前膜释放的递质导致突触后膜上Na+通道打开
C.图乙可表示突触2或突触3的信号传递
D.当兴奋传至突触3时,其突触后膜的电位仍为内负外正
4.[2023·山东聊城三模]某研究小组用蛙坐骨神经在实验条件适宜的情况下进行如下实验:①将坐骨神经置于浓度为c的生理溶液中,测定并记录其静息电位和动作电位;②配制K+浓度分别为a和b的生理溶液(c>a>b),再将坐骨神经分别置于其中,测定并记录坐骨神经的静息电位;③配制Na+浓度分别为d和e的溶液(c>d>e),再将坐骨神经分别置于其中,测定并记录动作电位(注:实验所使用的离子均为适宜浓度,溶液中其他物质均相同且适宜)。下列相关实验结果,正确的是( )
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训
5.[2023·山西朔州怀仁一中模拟]如图为缩手反射受大脑皮层控制的反射弧示意图,其中字母表示反射弧中的位点,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示三个电表(实验开始时,只连接电表Ⅰ、Ⅱ),甲、乙表示缩手反射的高级神经中枢和低级神经中枢。回答下列问题:
(1)图中的效应器为 。图中感受器接受刺激产生神经冲动时膜内外电位变化是 。
(2)若先刺激A点,发现电表Ⅰ、Ⅱ的指针都发生偏转,D点肌肉收缩;再刺激C点,电表Ⅰ的指针不发生偏转而电表Ⅱ的指针发生偏转且肌肉收缩,则说明兴奋在神经纤维上是 (填“双向”或“单向”)传导的,而在反射弧上是 (填“双向”或“单向”)传递的。
(3)某同学在接受抽血时,尽管感觉到了针刺的疼痛,为了配合医生,他并没有缩回手臂,这说明由脊髓控制的缩手反射还受 的控制。为探究由大脑皮层发出的N点所处神经元释放的神经递质类型,先按图示方式连接电流表Ⅲ,此时电流表指针会发生如图所示的向左偏转。刺激N点,若发生电流表指针向右偏转,则N点所处神经元释放的是 (填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质;若发生电流表指针向左偏转幅度增大,则N点所处神经释放的是 (填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质。
6.[2023·辽宁联考模拟]下图中,甲图是神经元及神经元间的结构示意图,A、B分别表示神经元的结构,箭头表示神经冲动的传导方向;乙图是反射弧的组成示意图,①~④是反射弧的组成部分。请据图回答下列问题:
(1)从甲图可知,神经细胞具有较多的 ,使细胞的相对表面积增大,适应信息传导功能。甲图中神经冲动A处传导时,膜 (填“内”或“外”)局部电流方向与冲动传导方向相同。
(2)拔牙时,常在患牙牙龈及附近口腔组织局部注射利多卡因止痛,其原理是降低膜的通透性,抑制Na+通道开放,从而阻断了乙图中 、 (填序号)的神经冲动的产生及传导。
(3)某小儿麻痹症患者支配骨骼肌的运动神经元(乙图中③)的细胞体受病毒侵染,但②及脊髓其他部位未受到侵染。以下关于该患者的描述合理的是 。
A.下肢运动障碍 B.对刺激有感觉
C.伴有尿失禁 D.膝跳反射正常
(4)GABA是一种重要的神经递质。在结构⑤中GABA与受体结合后引起氯离子通道开放,氯离子内流,导致突触后膜内外电位差 (填“增大”或“减小”),从而产生抑制效应。
(5)某药物能阻断突触传递,如果它对神经递质的合成、释放和降解(或再摄取)等都没有影响,那么导致神经冲动不能传递的原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
7.[2023·浙江绍兴二模]双极细胞是视网膜的一种中间神经元,向外为树突,末端分枝较多,与视杆细胞和视锥细胞的轴突构成突触,接收信号输入;向内为轴突,整合信息后传递至无长突细胞和神经节细胞。下图为大鼠视网膜局部神经细胞间的突触联系示意图。
(1)在反射弧中,视杆细胞和视锥细胞作为 将光刺激的信息传递给双极细胞(甲),进而诱发神经节细胞(乙)兴奋。图中的神经递质有 ,它们释放过程中跨膜运输方式 (填“相同”“不同”或“不完全相同”)。
(2)机理图示中,Ca2+内流后引起的作用是 。谷氨酸的释放和发挥作用体现了细胞膜具有 的功能。
(3)研究发现,乙细胞产生的内源性大麻素可通过影响甲细胞膜对Ca2+的通透性进而调节谷氨酸的分泌。据图分析内源性大麻素对甲细胞膜Ca2+通道的调节途径是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)眼压升高可使兴奋性递质谷氨酸大量释放,谷氨酸受体被过度激活,通过系列变化引起视网膜神经节细胞凋亡,引发青光眼等致盲眼病。对此,请从神经调节的角度提出两条治疗途径:A.__________________________________________________________________;
B.________________________________________________________________________。
第2讲 动物生命活动的调节
纵引横连——建网络
①胞体 ②轴突 ③脊髓 ④非条件反射 ⑤促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素、甲状腺激素 ⑥作用于靶细胞、靶器官
边角扫描——全面清
1.√ 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.× 7.√ 8.√
整合考点1
考点整合 固考基
1.(1)反射弧
2.(3)传入 传出
3.①内负外正 ②K+ ③内正外负 ④Na+ ⑤电信号 ⑥电信号
4.(1)①K+ ②Na+ ③Na+ ④K+ ⑤Na+-K+
类研真题 明考向
1.解析:调节机体的最高级中枢是大脑皮层,其可调控相应的低级中枢,A正确;脊椎动物和人的中枢神经系统,包括位于颅腔中的脑和脊柱椎管内的脊髓,脑和脊髓中含有大量的神经元,这些神经元组合成许多不同的神经中枢,分别负责调控某一特定的生理功能,B正确;脑中的高级中枢可调控位于脊髓相应的低级中枢,C正确;膝跳反射的低级神经中枢位于脊髓,故脊髓完整时即可完成膝跳反射,D错误。
答案:D
2.解析:兴奋从神经元的细胞体传导至突触前膜再传递到突触后膜,并引起突触后膜处钠离子内流,A错误;乙酰胆碱是一种兴奋性神经递质,突触前神经元兴奋可引起突触前膜释放乙酰胆碱,B正确;乙酰胆碱通过扩散由突触前膜到达突触后膜,C正确;乙酰胆碱与突触后膜上的特异性受体结合,引发突触后膜电位发生改变,D正确。
答案:A
3.解析:食物进入口腔引起胃液分泌是人类先天就有的反射,不需要经过大脑皮层,因此属于非条件反射,A错误;司机看到红灯刹车这一反射是在实际生活中习得的,因此受到大脑皮层的控制,属于条件反射,B正确;运动时大汗淋漓来增加散热,这是人类生来就有的反射,属于非条件反射,C错误;新生儿吸吮放入口中的奶嘴是其与生俱来的行为,该反射弧不需要大脑皮层参与,因此属于非条件反射,D错误。
答案:B
4.解析:分析题意可知,该蛋白质进入肌神经细胞后,会促进其发育以及与肌肉细胞的联系,而神经递质需要与突触后膜的受体结合后起作用,不进入细胞,故这种蛋白质不是神经递质,A错误;肌神经细胞可以与肌肉细胞形成突触,两者之间通过神经递质传递信息,B正确;凋亡是基因决定的细胞自动结束生命的过程,是一种程序性死亡,C正确;结合题意,如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡,故蛋白合成抑制剂可以促进肌神经细胞凋亡,D正确。
答案:A
5.解析:该神经递质可从突触前膜以胞吐方式释放出来,胞吐过程依赖膜的流动性实现,A正确;该神经递质与其受体结合后,可改变突触后膜对离子的通透性,导致阴离子内流,进而使静息电位的绝对值更大,表现为抑制作用,B正确;药物W可激活脑内某种抑制性神经递质的受体,进而增强了该神经递质的抑制作用,即药物W不是通过阻断突触前膜对该神经递质的重吸收而增强抑制作用的,C错误;药物W可激活脑内某种抑制性神经递质的受体,增强该神经递质的抑制作用,因此,药物W可用于治疗因脑内神经元过度兴奋而引起的疾病,D正确。
答案:C
6.解析:细胞膜上的Na+-Ca2+交换体(即细胞内Ca2+流至细胞外的同时使钠离子进入细胞内)活动减弱,使细胞外钠离子进入细胞内减少,钙离子外流减少,细胞内钙离子浓度增加,心肌收缩力加强,A、D错误,C正确;由于该种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵,导致K+内流、Na+外流减少,故细胞内钠离子浓度增高,钾离子浓度降低,B错误。
答案:C
7.解析:据图可知,突触a释放的递质使突触后膜上膜电位增大,推测可能是递质导致突触后膜的通透性增大,突触后膜上Na+通道开放,Na+大量内流;突触b释放的递质使突触后膜上膜电位减小,推测可能是递质导致突触后膜的通透性增大,突触后膜上Cl-通道开放,Cl-大量内流,A错误;图中PSP1中膜电位增大,可能是Na+或Ca2+内流形成的,PSP2中膜电位减小,可能是K+外流或Cl-内流形成的,共同影响突触后神经元动作电位的产生,B正确,C错误;膜电位的幅值由膜内外离子浓度差决定,D错误。
答案:B
8.解析:静息电位状态下,K+外流导致膜外为正电,膜内为负电,膜内外电位差阻止了K+的继续外流,A正确;静息电位时的电位表现为外正内负,突触后膜的Cl-通道开放后,Cl-内流,导致膜内负电位的绝对值增大,则膜内外电位差增大,B正确;动作电位产生过程中,膜内外电位差促进Na+的内流,当膜内变为正电时则抑制Na+的继续内流,C错误;静息电位→动作电位→静息电位过程中,膜电位的变化为,由外正内负变为外负内正,再变为外正内负,则会出现膜内外电位差为0的情况,D错误。
答案:AB
9.解析:(1)肌细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。(2)静息状态下,膜仅对K+具有通透性时,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是外正内负。(3)①静息状态下,K+静电场强度为-95.4mV,与静息电位实测值接近,推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。②为证明①中的推测,研究者梯度增加细胞外K+浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值梯度增大,则可验证此假设。
答案:(1)蛋白质和脂质 磷脂双分子层
(2)外正内负
(3)-95.4 梯度增大
10.解析:(1)由题图可以看出,突触前膜释放谷氨酸后,经过一系列的信号变化,会促进NO合成酶生成NO,进一步促进突触前膜释放更多谷氨酸,该过程属于正反馈调节。(2)阻断NMDA受体的作用,不能促进Ca2+内流,从而不能形成Ca2+/钙调蛋白复合体,不能促进NO合成酶合成NO,从而不能产生LTP,但是谷氨酸还可以与AMPA受体结合,促进Na+内流,从而引发电位变化。(3)①由题表数据可以看出,小鼠乙L蛋白突变后,阻断了Ca2+/钙调蛋白复合体与L蛋白结合,则无法促进NO合成酶生成NO,进而无法形成LTP。②小鼠甲L蛋白的α位突变为缬氨酸以后,该位点不能发生自身磷酸化,与正常小鼠相比(α位可以发生自身磷酸化),L蛋白活性增强,说明α位发生自身磷酸化可能会对L蛋白的活性起到抑制作用。③丁组小鼠L蛋白编码基因缺失,则不能形成L蛋白,无法发生L蛋白β位自身磷酸化。
答案:(1)正
(2)Na+
(3)无 小鼠乙L蛋白突变后阻断了Ca2+/钙调蛋白复合体与L蛋白结合,则无法促进NO合成酶生成NO,进而无法形成LTP 抑制 丁
长句专练 强素养
1.答案:(1)神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜
(2)脊髓损伤后,高级中枢大脑皮层失去对低级中枢脊髓的控制
2.答案:不属于 该过程未经过完整的反射弧
3.答案:(1)方法一:将微电极置于神经轴突的两个不同位点内,测量位点间的距离L。在两个位点的一侧刺激神经使其产生动作电位,记录两个位点间动作电位出现的时间差Δt,计算动作电位传导速度:v=L/Δt
方法二:安放刺激器和微电极,测量刺激器与微电极之间的距离L1,刺激神经并记录从刺激开始到产生动作电位所需的时间t1;将微电极安放在距离刺激器更远的位置,重复上述实验得到L2和t2。计算动作电位传导速度:v=(L2-L1)/(t2-t1)
(2)实验思路:分别在c、d处依次施加一定强度的电刺激,观察肌肉收缩情况及灵敏电流计指针偏转情况。预期实验结果:刺激c处时,肌肉收缩,灵敏电流计指针发生两次方向相反的偏转;刺激d处时,肌肉收缩,灵敏电流计指针不发生偏转
题组集训 提考能
1.解析:反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器,根据图中神经节可分析,a和c都是传入神经,b是神经中枢,不能构成反射弧,A正确;感觉包括痛觉的形成在大脑皮层,因没有完整的反射弧参与,不属于反射,内脏疾病并未在脊髓中形成痛觉,痛觉由大脑皮层形成,B错误;牵涉痛是由于内脏神经纤维与体表某处的神经纤维会合于同一脊髓段导致,神经元c产生的兴奋并不会传到a,C正确;牵涉痛过程发生时,皮肤被误作为“感受器”,因为a和c神经纤维会合于同一脊髓段,神经元a并没有产生兴奋,D正确。
答案:B
2.解析:若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至a处时,该部位Na+内流,其膜电位变为外负内正,产生动作电位,A错误;图中运动神经元属于传出神经的部分,故反射弧的效应器是伸肌、屈肌及其相应的运动神经末梢,B错误;由于兴奋沿着反射弧传导和传递需要时间,故同一反射弧中感受器先兴奋,效应器后兴奋,C错误;伸肘动作中伸肌收缩的过程中,肌梭感受器兴奋,引发伸肌收缩的同时,会刺激抑制性中间神经元兴奋,释放抑制性神经递质,使屈肌运动神经元抑制,导致屈肌的舒张,D正确。
答案:D
3.解析:突触1是兴奋性突触,当兴奋传至突触1时,其突触后膜的电位变为内正外负,处于兴奋状态,A正确;突触2中突触前膜释放的递质为抑制性递质,使下一个神经元产生抑制效应,故不会导致突触后膜上Na+通道打开,B错误;图乙表示抑制性突触的信号传递,因此可表示突触2或突触3,C正确;当兴奋传至突触3时,抑制性神经递质作用于突触后膜,膜电位为内负外正,处于静息状态,D正确。
答案:B
4.解析:动作电位的产生与膜外钠离子浓度有关,膜外钠离子浓度越高,则接受相同刺激后膜外钠离子内流得越多,因而动作电位的值越大,题中显示配制的Na+浓度分别为d和e的溶液,且c>d>e,因此动作电位的值在三种溶液中的比较应该为c>d>e,静息电位的大小与膜外钾离子浓度相关,当膜外钾离子浓度变大时,则膜内外钾离子的浓度差变小,因而钾离子外流的量变小,因而静息电位的绝对值变小,而题意中显示,配制的K+浓度分别a和b浓度的大小表现为:c>a>b,则在这些溶液中静息电位的绝对值应表现为c
答案:D
5.解析:(1)完整的反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器,其中效应器是指传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体,结合题图可知,图中的效应器为传出神经末梢及其支配的肌肉;静息时,膜内外的电位表现为内负外正,产生动作电位时,膜内外的电位表现为内正外负,故图中感受器接受刺激产生神经冲动时膜内外电位变化是由外正内负变为外负内正。(2)若先刺激A点,发现电表Ⅰ、Ⅱ的指针都发生偏转,D点肌肉收缩;再刺激C点,电表Ⅰ的指针不发生偏转而电表Ⅱ的指针发生偏转且肌肉收缩,则说明兴奋在神经纤维上是双向传导的,而在反射弧上是单向传递的(神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜决定了兴奋在神经元之间的传递具有单向性)。(3)结合题干“某同学在接受抽血时,尽管感觉到了针刺的疼痛,为了配合医生,他并没有缩回手臂”可知由脊髓控制的缩手反射还受大脑皮层的控制,即低级神经中枢受高级神经中枢的调控;由于大脑皮层发出的某些神经释放的兴奋性神经递质,可促进突触后膜发生Na+的内流;而另一些神经释放的抑制性神经递质,可促进突触后膜发生Cl-的内流。因此为探究由大脑皮层发出的N点所处的神经释放的神经递质类型,先按图示方式连接电流表Ⅲ,此时电流表发生如图所示的向左偏转(静息电位);刺激N点,若发生电流表指针向右偏转现象(Na+的内流产生动作电位),则N点所处神经释放的是兴奋性神经递质;若发生电流表指针向左偏转幅度增大现象(Cl-的内流静息电位绝对值增大),则N点所处神经释放的是抑制性神经递质。
答案:(1)传出神经末梢及其支配的肌肉 由外正内负变为外负内正
(2)双向 单向
(3)大脑皮层 兴奋性 抑制性
6.解析:(1)神经细胞主要包括细胞体、轴突和树突等结构,而轴突和树突属于突起,是细胞膜外向外延伸部位,有利于增加膜面积,适应信息传导,故从甲图可知,神经细胞具有较多的突起使细胞的相对表面积增大,适应信息传导功能;甲图中,A处安静状态时为内负外正,当兴奋传导至A处时,变为内正外负,局部电流方向为正电位到负电位,所以局部电流方向与膜内冲动传导方向一致。(2)痛觉产生部位在大脑皮层,所以拔牙时,局部注射利多卡因止痛是阻断神经冲动传导至大脑皮层,通过图乙可知,神经元①②可连接至大脑皮层,故其阻断了①②的神经冲动的产生及传导。(3)图乙中,①为感受器,②为传入神经,③为传出神经,④为效应器,某小儿麻痹症患者支配骨骼肌的运动神经元(乙图中③)的细胞体受病毒侵染,但②及脊髓其他部位未受到侵染,故②传入神经的冲动可以传导至大脑皮层有感觉,膝跳反射和排尿反射的低级中枢在脊髓,脊髓没有问题,但是连接肌肉的传出神经有问题,故排尿还能正常受大脑控制,不会尿失禁,但是会出现下肢运动障碍,膝跳反射不正常(反射弧不完整),故选AB。(4)结构⑤为突触,在结构⑤中GABA与受体结合后引起氯离子通道开放,氯离子内流,增大了膜内侧的负电位,抑制动作电位,加强静息电位,故氯离子内流,导致突触后膜内外电位差增大,从而产生抑制效应。(5)神经递质由突触前膜释放,作用于突触后膜,与突触后膜上的相应受体结合从而起到调节作用,某药物能阻断突触传递,如果它对神经递质的合成、释放和降解(或再摄取)等都没有影响,那么导致神经冲动不能传递的原因可能是该药物影响了神经递质与突触后膜上的特异性受体的结合。
答案:(1)突起 内 (2)① ② (3)AB (4)增大 (5)该药物影响了神经递质与突触后膜上的特异性受体的结合
7.解析:(1)反射弧的结构包括五部分,其中感受器可以感受刺激并产生兴奋,视维细胞和视杆细胞作为感受器将光刺激的信息传递给双极细胞(甲),进而诱发神经节细胞(乙)兴奋。图中的神经递质有谷氨酸、甘氨酸、内源性大麻素。据图可知,甘氨酸和谷氨酸是以胞吐的方式释放的,而内源性大麻素是通过自由扩散进行的,故它们释放过程中跨膜运输方式不完全相同。(2)据图可知,Ca2+进入甲细胞后可以促进谷氨酸向细胞膜移动并通过突触小泡释放;谷氨酸的释放是胞吐,体现细胞膜控制物质进出的能力;谷氨酸与乙细胞膜上的受体结合并发挥作用,体现细胞膜进行细胞间信息交流的能力。(3)据图可知,内源性大麻素对甲膜Ca2+通道的调节途径是:与甲膜上的大麻素受体结合后抑制Ca2+通道的活性,与丙膜上的大麻素受体结合后抑制丙细胞释放甘氨酸,降低甲膜上甘氨酸受体对Ca2+通道的促进作用。(4)对于谷氨酸过度释放导致的神经节细胞凋亡,从神经调节的角度提出治疗途径是:抑制突前膜减少谷氨酸的释放;使用与谷氨酸竞争受体的物质,减少谷氨酸与受体的结合。
答案:(1)感受器 谷氨酸、甘氨酸、内源性大麻素 不完全相同
(2)促进突触小泡向突触前膜移动并释放谷氨酸 控制物质进出细胞和进行细胞间的信息交流
(3)内源性大麻与甲膜上的大麻素受体结合后抑制Ca2+通道的活性;与丙膜上的大麻素受体结合后抑制丙细胞释放甘氨酸,降低甲膜上甘氨酸受体对Ca2+通道的促进作用
(4)抑制突触前膜减少谷氨酸的释放 使用与谷氨酸竞争受体的物质,减少谷氨酸与受体的结合整合考点2 “离我不行”的激素调节
考点整合固考基
1.牢记激素的来源及相互关系
2.理解激素分泌的分级调节和反馈调节
(1)分级调节:激素的分泌调节一般要经过____________________________三个层级。
(2)反馈调节:相应激素对下丘脑和垂体分泌活动的调节过程,目的是保持相应激素含量维持在________水平。
3.激素分泌调节的三种模型
(1)甲状腺激素、性激素等分泌调节属于____类型,即:
(2)抗利尿激素的分泌调节属于____类型,即由下丘脑合成,经垂体释放。
(3)胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素等的分泌调节属于____类型,即:
4.理清激素调节的几个关键点
(1)激素不组成细胞结构、不提供能量、不起催化作用,属于信息分子,只起调节作用。
(2)激素分子只能识别特定靶细胞,因为只有靶细胞具有能和激素分子结合的特异性受体,但一种激素的靶细胞有的只有一种,有的种类广泛。
(3)激素运输无特异性,“只作用于靶细胞”不等于“只运输至靶细胞”。
(4)激素作用的部位有的在细胞膜表面,有的在细胞内部(如:性激素)。
(5)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。
类研真题明考向
类型1 全国卷真题体验寻趋势
1.[2023·全国乙卷]激素调节是哺乳动物维持正常生命活动的重要调节方式。下列叙述错误的是( )
A.甲状腺分泌甲状腺激素受垂体和下丘脑的调节
B.细胞外液渗透压下降可促进抗利尿激素的释放
C.胸腺可分泌胸腺激素,也是T细胞成熟的场所
D.促甲状腺激素可经血液运输到靶细胞发挥作用
2.[2023·全国乙卷]人体心脏和肾上腺所受神经支配的方式如图所示。回答下列问题。
(1)神经元未兴奋时,神经元细胞膜两侧可测得静息电位。静息电位产生和维持的主要原因是 。
(2)当动脉血压降低时,压力感受器将信息由传入神经传到神经中枢,通过通路A和通路B使心跳加快。在上述反射活动中,效应器有 。通路A中,神经末梢释放的可作用于效应器并使其兴奋的神经递质是________________________________________________________________________。
(3)经过通路B调节心血管活动的调节方式有 。
3.[2022·全国乙卷]甲状腺激素在促进机体新陈代谢和生长发育过程中发挥重要作用。为了研究动物体内甲状腺激素的合成和调节机制,某研究小组进行了下列相关实验。
实验一:将一定量的放射性碘溶液经腹腔注射到家兔体内,一定时间后测定家兔甲状腺的放射性强度。
实验二:给甲、乙、丙三组家兔分别经静脉注射一定量的生理盐水、甲状腺激素溶液、促甲状腺激素溶液。一定时间后分别测定三组家兔血中甲状腺激素的含量,发现注射的甲状腺激素和促甲状腺激素都起到了相应的调节作用。
回答下列问题:
(1)实验一中,家兔甲状腺中检测到碘的放射性,出现这一现象的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)根据实验二推测,丙组甲状腺激素的合成量 (填“大于”或“小于”)甲组,乙组和丙组甲状腺激素的合成量 (填“相同”或“不相同”),原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
类型2 地方卷真题体验寻共性
4.[2023·广东卷]空腹血糖是糖尿病筛查常用检测指标之一,但易受运动和心理状态等因素干扰,影响筛查结果。下列叙述正确的是( )
A.空腹时健康人血糖水平保持恒定
B.空腹时糖尿病患者胰岛细胞不分泌激素
C.运动时血液中的葡萄糖只消耗没有补充
D.紧张时交感神经兴奋使血糖水平升高
5.[2023·新课标卷]葡萄糖是人体所需的一种单糖。下列关于人体内葡萄糖的叙述,错误的是( )
A.葡萄糖是人体血浆的重要组成成分,其含量受激素的调节
B.葡萄糖是机体能量的重要来源,能经自由扩散通过细胞膜
C.血液中的葡萄糖进入肝细胞可被氧化分解或转化为肝糖原
D.血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯
6.[2023·北京卷]甲状腺激素的分泌受下丘脑—垂体—甲状腺轴的调节,促甲状腺激素能刺激甲状腺增生。如果食物中长期缺乏合成甲状腺激素的原料碘,会导致( )
A.甲状腺激素合成增加,促甲状腺激素分泌降低
B.甲状腺激素合成降低,甲状腺肿大
C.促甲状腺激素分泌降低,甲状腺肿大
D.促甲状腺激素释放激素分泌降低,甲状腺肿大
7.[2023·山东卷]脊髓、脑干和大脑皮层中都有调节呼吸运动的神经中枢,其中只有脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌,且只有脑干呼吸中枢具有自主节律性。下列说法错误的是( )
A.只要脑干功能正常,自主节律性的呼吸运动就能正常进行
B.大脑可通过传出神经支配呼吸肌
C.睡眠时呼吸运动能自主进行体现了神经系统的分级调节
D.体液中CO2浓度的变化可通过神经系统对呼吸运动进行调节
长句专练强素养
1.事实概述类
(1)[2019·全国Ⅱ,30(3)]小鼠睾丸分泌的激素通过体液发挥调节作用。与神经调节相比,体液调节的特点有______________________________________________________
________________________________________________________________________
(答出4点即可)。
(2)[全国Ⅰ]肾上腺素和乙酰胆碱在作用于心脏、调节血压的过程中所具有的共同特点是__________________(答出一个特点即可)。
(3)[全国Ⅰ]当血糖浓度上升时,胰岛素分泌________,引起骨骼肌细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加,其意义是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)图中A细胞产生的C物质通过图示途径,最终作用于B细胞,体现激素调节具有__________________________________特点。
(5)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,___________________________________________________________。
2.原因分析类
(1)[全国Ⅲ]正常人在饥饿且无外源能源物质摄入的情况下,与其在进食后的情况相比,血液中胰高血糖素与胰岛素含量的比值______,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)[全国Ⅱ]空腹抽血后,一次定量饮入高浓度葡萄糖水。喝糖水后每隔一定时间静脉取血,测定血糖浓度(整个过程中禁食、禁水,不做剧烈运动),发现正常人与胰岛B细胞分泌功能不足者血糖浓度的变化趋势都是先上升,再下降,但下降的速率不同。下降速率不同的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)检测机体甲状腺激素的浓度时无须在甲状腺处抽血,可在手指处抽血取样检测,其原因是
________________________________________________________________________。
(4)甲状腺功能减退症简称为“甲减”,与正常人相比,“甲减”病人惧怕寒冷环境,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)糖尿病患者不一定都可以通过注射胰岛素进行治疗,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3.(判断依据类)
某科学家将体外培养的ES细胞进行诱导使其定向分化为胰岛B细胞,并进行了胰岛素释放实验:控制培养液中________的浓度,检测细胞分泌的胰岛素的量,下图为实验结果,据此分析确认ES细胞诱导成功。得到此结论的依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4.科学探究类
(1)研究发现链脲佐菌素(STZ)是一种可以特异性破坏小鼠胰岛B细胞的药物。请设计实验证明该药物确实破坏了胰岛B细胞(要求写出实验设计思路及预期结果)。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)M2型巨噬细胞能分泌含有提高胰岛素敏感性的微小核糖核酸(MiR690)的胞外产物,即外泌体(Exos)。研究证实Exos中的MiR690可提高肥胖导致的Ⅱ型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性。现有肥胖导致的Ⅱ型糖尿病小鼠若干(血糖浓度基本相同)、注射器、外泌体提取液、RNA酶等。请利用上述材料设计实验,验证MiR690可提高肥胖导致的Ⅱ型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性(要求写出实验思路及预期结果)。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5.实践应用类
(1)糖尿病是一种可以控制却不能根治的慢性病,根据所掌握的知识,提供一种控制糖尿病的措施:_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)研究发现,口服葡萄糖对胰岛素分泌的促进作用明显高于静脉注射,这种额外的效应称为“肠促胰素效应”。肠促胰素是人体内的一种肠源性激素,由肠道细胞分泌,主要由GLP1和GIP组成,其中GLP1在糖尿病的发生发展中起着更为重要的作用。GLP1可作用于胰岛B细胞,促进胰岛素基因的转录、胰岛素的合成和分泌,并可刺激胰岛B细胞的增殖和分化,抑制胰岛B细胞凋亡。然而,人体自身产生的GLP1极易被体内的DPP4酶(二肽基肽酶4)降解,其血浆半衰期(血浆中药物浓度下降一半所需的时间)不足2分钟,因此必须持续静脉滴注或持续皮下注射才能产生疗效,这大大限制了GLP1的临床应用。为解决限制GLP1临床应用的难题,请设计一种解决方案:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
题组集训提考能
题组预测一 理解激素分泌的分级调节与反馈调节
1.[2023·山东泰安一中模拟]甲状腺激素(TH)的合成和分泌不仅受下丘脑—垂体—甲状腺轴的调控,还受血碘(血液中的碘)含量的影响。当血碘含量不足时,甲状腺聚碘作用增强;当血碘含量过高时,甲状腺聚碘作用消失。下列叙述正确的是( )
A.长期血碘含量不足会导致促甲状腺激素的分泌减少
B.下丘脑和甲状腺都可以通过激素来调节垂体的活动,但两种调节的效果相反
C.寒冷环境中,TH分泌增多并定向运输到靶细胞提高其代谢水平
D.甲状腺聚碘作用的变化是机体甲状腺激素含量维持相对稳定的唯一保证
2.[2023·重庆市育才中学模拟]X、Y、Z是人或高等动物的三种激素,X能促进Y的分泌,Y能促进Z的分泌,Z过多能抑制分泌X、Y的细胞的分泌活动。下列分析正确的是( )
A.X能促进的Y分泌,Y促进的Z分泌,这是反馈调节
B.Z的含量下降,引起X、Y的分泌量增多,说明Z对X、Y的分泌有促进作用
C.该调节机制普遍存在,存在于体温平衡调节中的Y为促甲状腺激素释放激素
D.检测某病变动物体内X、Y、Z的含量发现,Y、Z含量低于正常值,X的含量高于正常值,病变可能是垂体萎缩
题组预测二 通过信息理解激素调节机制
3.[2023·河北沧州三模]正常情况下,胰岛素与相应受体结合后,经过一系列信号传导,可引起图示变化,下列有关叙述错误的是( )
注:GLUT4是一种葡萄糖转运蛋白。
A.图示变化是胰岛素与其受体结合后降低血糖的唯一途径
B.细胞膜上GLUT4数量增加后可加速细胞对葡萄糖的摄取和利用
C.除胰岛素受体外,肝细胞至少还存在三种与血糖调节相关的激素受体
D.胰岛素分泌不足或其受体无法与胰岛素正常结合均会导致糖尿病的发生
4.[2023·福建上杭一中模拟]图1是胰腺分泌的胰岛素调节血糖的四个关键步骤:a为胰腺分泌胰岛素,b为胰岛素与受体结合,c为信号的传导,d为葡萄糖的吸收。某糖尿病患者发病的原因可能是上述某一步骤缺陷造成的。下面是对其进行的两项测试:
测试1:分离该患者的肌肉细胞,在不同胰岛素浓度下,测定胰岛素结合细胞百分比。
测试2:向患者注射一定量的胰岛素,然后在注射后不同时间测定其血糖浓度。
实验结果如图2所示。
下列分析正确的是( )
A.若测试1的结果为②,则该患者可能为a过程缺陷
B.若测试2的结果为③,则该患者可能是a过程缺陷
C.若测试2的结果为④,则该患者可能为b过程缺陷
D.若两测试的结果分别为①和③,则该患者可能是c或d过程缺陷
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训
5.[2023·海南华侨中学二模]人体内有多种激素参与调节血糖浓度,胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素。当血糖浓度升高到一定程度时,胰岛素的分泌量明显增加。另外胰岛素分泌还受到有关神经的控制,胰岛B细胞是可兴奋细胞,与神经细胞一样,都存在外正内负的静息电位。请回答下列问题:
(1)据图分析,葡萄糖进入胰岛B细胞后,细胞内ATP浓度升高,进而____________________________________________,最终引起胰岛素分泌。
(2)与血糖浓度增加引起的胰岛B细胞兴奋相比,图中通过神经末梢引起胰岛B细胞兴奋的过程不同之处有:_______________________________________(请答出两点)。
(3)胰岛素水平可通过抽取血样来检测,这是因为激素调节具有_______________________________________的特点。体内胰岛素水平的上升,一方面______________________________________________________________________________;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转化成葡萄糖。
(4)食用富含膳食纤维的食物有利于改善血糖水平,为进一步验证富含膳食纤维的食物有辅助糖尿病治疗的效果,我国科研人员将43位糖尿病患者随机分为两组进行实验。请填写表格,完成实验方案。
分组 实验对象 实验处理1 实验处理2 检测
对照组 16位糖尿病患者 ①______________ _______________ 常规膳食 处理前后患者空腹血糖水平
实验组 27位糖尿病患者 阿卡波糖(一种口服降血糖药物) ②_____________________________
整合考点2
考点整合 固考基
1.①抗利尿激素 ②胰高血糖素 ③生长激素
2.(1)下丘脑→垂体→相关腺体 (2)正常
3.(1)甲 (2)乙 (3)丙
4.高效 体液 靶细胞 甲状腺激素 肾上腺素 肾上腺素 胰高血糖素 胰岛素
类研真题 明考向
1.解析:甲状腺分泌甲状腺激素受下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素以及垂体分泌的促甲状腺激素的调节,A正确;细胞外液渗透压下降对下丘脑渗透压感受器的刺激作用减弱,因而下丘脑的神经分泌细胞分泌的抗利尿激素减少,同时通过垂体释放的抗利尿激素也减少,B错误;胸腺可分泌胸腺激素,能增强免疫细胞的功能,同时T细胞成熟的场所也在胸腺,C正确;促甲状腺激素作为一种激素由垂体细胞合成和分泌后,经血液运输到靶细胞即甲状腺细胞发挥作用,D正确。
答案:B
2.解析:(1)静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位。(2)效应器由传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体组成,则图中的效应器为传出神经末梢及其支配的肾上腺和心脏。通路A中,在突触间以乙酰胆碱为神经递质传递兴奋,在神经元与心脏细胞之间以去甲肾上腺素为神经递质传递兴奋,其中只有去甲肾上腺素作用的是效应器(心脏),所以神经末梢释放的可作用于效应器并使其兴奋的神经递质是去甲肾上腺素。(3)通路B神经中枢通过控制肾上腺分泌肾上腺素调节心血管活动,有神经细胞的参与,也有内分泌腺的参与,所以经过通路B调节心血管活动的调节方式为神经—体液调节。
答案:(1)钾离子外流
(2)传出神经末梢及其支配的肾上腺和心脏 去甲肾上腺素
(3)神经—体液调节
3.解析:(1)碘是合成甲状腺激素的重要原料,甲状腺细胞可通过主动运输吸收放射性碘用于合成甲状腺激素。(2)甲状腺激素分泌的分级调节,是通过下丘脑—垂体—甲状腺轴进行的。给甲组注射一定量的生理盐水,将其作为对照组;给乙组注射的甲状腺激素溶液会通过负反馈调节,抑制乙组家兔的下丘脑和垂体分泌相关激素,进而使甲状腺激素的合成和分泌减少;给丙组注射的促甲状腺激素溶液会随血液循环到达甲状腺,进而促进甲状腺对甲状腺激素的合成和分泌。
答案:(1)碘是合成甲状腺激素的原料
(2)大于 不相同 乙组注射外源甲状腺激素,使机体自身甲状腺激素合成减少,丙组注射促甲状腺激素,会促进甲状腺对甲状腺激素的合成和分泌
4.解析:空腹时血糖的重要来源是肝糖原分解为葡萄糖进入血液,非糖物质也可以转化为血糖,使血糖水平保持动态平衡,但不是绝对的恒定,A错误;空腹时糖尿病患者的细胞供能不足,糖尿病患者的胰岛A细胞会分泌胰高血糖素促进肝糖原的分解和非糖物质转化为血糖供能,B错误;运动时血液中的葡萄糖消耗的同时,胰高血糖素促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,对血糖进行补充,C错误;紧张时交感神经兴奋,会使肾上腺素分泌增多,促使血糖升高,D正确。
答案:D
5.解析:葡萄糖是人体血浆的重要组成成分,血液中的糖称为血糖,血糖含量受胰岛素、胰高血糖素等激素的调节,A正确;葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,是机体能量的重要来源,葡萄糖通过细胞膜进入红细胞是协助扩散,进入其他细胞一般通过主动运输,B错误;血糖浓度升高时,在胰岛素作用下,血糖可以进入肝细胞进行氧化分解并合成肝糖原,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯,C、D正确。
答案:B
6.解析:碘是甲状腺激素合成的原料,若食物中长期缺碘,则甲状腺激素的分泌减少,对于垂体的抑制减弱,促甲状腺激素分泌增加,A错误;长期缺碘导致甲状腺激素含量降低,促甲状腺激素的分泌增加,作用于甲状腺,导致甲状腺肿大,B正确,C错误;由于甲状腺激素的分泌存在反馈调节,当甲状腺激素偏低时,对于下丘脑的抑制减弱,则促甲状腺激素释放激素分泌增加,D错误。
答案:B
7.解析:分析题意可知,只有脑干呼吸中枢具有自主节律性,而脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌,故若仅有脑干功能正常而脊髓受损,也无法完成自主节律性的呼吸运动,A错误;脑干和大脑皮层中都有调节呼吸运动的神经中枢,故大脑可通过传出神经支配呼吸肌,B正确;正常情况下,呼吸运动既能受到意识的控制,也可以自主进行,这反映了神经系统的分级调节,睡眠时呼吸运动能自主进行体现了脑干对脊髓的分级调节,C正确;CO2属于体液调节因子,体液中CO2浓度的变化可通过神经系统对呼吸运动进行调节:如二氧化碳浓度升高时,可刺激脑干加快呼吸频率,从而有助于二氧化碳排出,D正确。
答案:A
长句专练 强素养
1.答案:(1)通过体液运输、作用时间比较长、反应速度较缓慢、作用范围较广泛
(2)都需要与相应的受体结合后才能发挥作用
(3)增加 促进葡萄糖进入骨骼肌细胞和被利用,降低血糖浓度
(4)通过体液运输,作用于靶器官、靶细胞
(5)不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节
内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能
2.答案:(1)高 在饥饿时,血糖浓度降低使胰高血糖素分泌量增加,胰岛素分泌量减少,在进食后则相反
(2)胰岛素可促进血糖进入细胞和被利用,胰岛B细胞分泌功能不足者胰岛素分泌不足,所以血糖浓度下降较慢
(3)激素分泌后弥散在体液中
(4)甲状腺激素减少,患者体内物质代谢速率减慢,产热减少
(5)有的糖尿病患者是由于胰岛B细胞受损,这种患者可以通过注射胰岛素治疗;还有一种糖尿病患者是由于胰岛素受体受损,胰岛素不能发挥作用,这种患者不能通过注射胰岛素来治疗
3.答案:葡萄糖 在糖浓度高时,胰岛素分泌量多,在糖浓度低时,胰岛素分泌量少
4.答案:(1)实验设计思路:甲组:给健康且饱足状态的家兔注射链脲佐菌素(STZ),测定血糖含量和血液中的胰岛素含量;乙组:给健康且饱足状态的家兔注射等量的生理盐水,测定血糖含量和血液中的胰岛素含量;预期结果:甲组家兔的血糖含量高于乙组,但甲组家兔的胰岛素含量低于乙组
(2)实验思路:将肥胖导致的Ⅱ型糖尿病小鼠均分为甲、乙两组,甲组注射适量外泌体提取液,乙组注射等量的用RNA酶处理过的外泌体提取液,相同条件下饲喂一段时间后,检测甲、乙两组小鼠血糖浓度,并进行比较
预期结果:甲组血糖浓度低于乙组
5.答案:(1)少食多餐、多做运动、注射胰岛素等(合理即可)
(2)①合成GLP1类似物 ②合成DPP4酶的抑制剂
题组集训 提考能
1.解析:长期血碘含量不足会导致甲状腺激素水平过低,促甲状腺激素的分泌增多,A错误;下丘脑通过分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体,促进其分泌促甲状腺激素;甲状腺分泌的甲状腺激素过多会抑制垂体分泌促甲状腺激素,B正确;激素随血液运到全身,但只作用于靶器官、靶细胞,C错误;题中显示,甲状腺激素(TH)的合成和分泌既受血碘含量的影响,还受下丘脑—垂体—甲状腺轴的调控,即甲状腺聚碘作用的变化不是机体甲状腺激素含量维持相对稳定的唯一保证,D错误。
答案:B
2.解析:X能促进的Y分泌,Y促进的Z分泌,这属于激素的分级调节,A错误;X能促进Y的分泌,Y能促进Z的分泌,Z过多能抑制分泌X、Y的细胞的分泌活动,属于负反馈调节。Z的含量下降,引起X、Y的分泌量增多,说明Z对X、Y的分泌的抑制作用减弱,不能说明Z对X、Y的分泌有促进作用,B错误;分级调节和反馈调节机制普遍存在,若存在于体温平衡调节中,甲状腺激素参与调节过程,故Z为甲状腺激素,X为促甲状腺激素释放激素,Y为促甲状腺激素,C错误;检测某病变动物体内X、Y、Z的含量发现,Y、Z含量低于正常值,X的含量高于正常值,病变可能是垂体萎缩,即垂体分泌的促激素含量减少,导致相关腺体分泌的激素Z含量减少,该Z激素的减少对下丘脑的反馈抑制作用减弱,进而引起下丘脑分泌的促激素释放激素增多,即X含量高于正常值,D正确。
答案:D
3.解析:胰岛素与受体结合后除促进血糖进入组织细胞外,还能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变为葡萄糖,A错误;GLUT4是葡萄糖转运蛋白,细胞膜上GLUT4的数量增加后可加速细胞对葡萄糖的摄取和利用,B正确;肾上腺素、胰高血糖素、甲状腺激素等均可升高血糖,故除胰岛素受体外,肝细胞至少还存在肾上腺素、胰高血糖素、甲状腺激素等的受体,C正确;胰岛素分泌不足或其受体无法与胰岛素正常结合均会导致胰岛素无法发挥降低血糖的作用,从而导致糖尿病的发生,D正确。
答案:A
4.解析:分析图2:②细胞与胰岛素结合率低,说明胰腺分泌胰岛素即a过程正常,而b过程缺陷,A错误;注射胰岛素后,若测试2的结果为③,③的血糖浓度高于④,说明患者一定不是a过程(胰腺分泌胰岛素)缺陷,B错误;若测试2的结果为④,糖尿病患者的血糖浓度下降,则该患者可能是a过程(胰腺分泌胰岛素)缺陷,C错误;若在该机制中的c步有缺陷,则细胞与胰岛素结合率高,符合曲线①;由于信号传导过程有缺陷,则无法促进组织细胞加快吸收葡萄糖,导致血浆中葡萄糖浓度高,与曲线③相符,若在该机制中的d步有缺陷,则病人细胞与胰岛素结合率高,由于转运葡萄糖存在缺陷,病人血浆中葡萄糖浓度偏高,应用曲线①、③表示,D正确。
答案:D
5.解析:(1)由图可知,细胞内ATP升高,导致K+通道关闭,K+外流受阻,触发Ca2+大量内流,最终引起胰岛素的分泌。(2)血糖浓度升高时,血糖通过与胰岛B细胞膜上的受体结合,促进胰岛素的分泌,而神经末梢通过释放神经递质作用于胰岛B细胞,促进胰岛B细胞膜上Na+内流,产生内正外负的动作电位而兴奋。(3)胰岛素发挥作用时具有微量、高效,通过体液运输,作用于靶细胞和靶器官的特点。由于激素会通过体液运输,故可以通过抽取血样检测胰岛素水平;胰岛素可以促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,因此体内胰岛素水平的上升,一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转化成葡萄糖,使血糖含量降低。(4)本实验的目的是验证富含膳食纤维的食物辅助糖尿病治疗的效果,所以两组患者都需要服用阿卡波糖;本实验的自变量是食物的类型,对照组应服用常规膳食,实验组则应服用高纤维膳食。
答案:(1)导致K+通道关闭,K+外流受阻,触发Ca2+大量内流(或“导致Ca2+通道蛋白打开”)
(2)神经递质与受体结合传递信号;Na+内流导致兴奋
(3)通过体液运输 促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪组织细胞转化为脂肪等
(4)阿卡波糖 高纤维膳食(或富含膳食纤维的食物)(共102张PPT)
第3讲 人体的内环境与稳态
基础自查·明晰考位
整合考点 16
整合考点 17
基础自查·明晰考位
聚焦新课标
1.1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;1.2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;1.5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。
纵 引 横 连————建网络
淋巴
过敏反应
防卫
胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素
甲状腺激素、肾上腺素
神经—体液调节
免疫细胞
边 角 扫 描————全面清
提醒:判断正误并找到课本原话
1.除表中所列成分外,血浆中还可能含有CO2、O2、激素等物质。(P4资料分析)( )
2.(1)健康人的内环境中每一种成分和理化性质都处于动态平衡中。(P8正文)( )
(2)内环境的稳态需要神经—体液—免疫调节,需要各个器官和系统的协调。(P9正文上部)( )
3.神经系统、内分泌系统和免疫系统都具有信息分子。基因表达、器官、种群和生物圈都存在稳态现象。(P11科学史话)( )
√
√
√
√
4.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,主要去路是转化为糖原储存。(P25图2—9)( )
5.胰高血糖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;胰岛素能促进糖原分解,并促进非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。(P26模型建构)( )
6.糖和肉分别喂狗,几天后它们的血液中都有大量糖分,这说明非糖物质可以转化为糖类而维持血糖的相对稳定。(P14技能应用)( )
7.(1)人体热量的主要来源是肝脏和骨骼肌细胞中有机物氧化放能,主要去路是汗液蒸发和皮肤毛细血管散热。( )
(2)人体水盐平衡的调节,既涉及水平衡(渗透压)的调节,还涉及盐平衡的调节(课本只详细讲述了渗透压的调节)。(P32资料分析)( )
×
×
√
√
√
8.(1)下丘脑神经分泌细胞只能传导兴奋不能分泌激素。(P28正文上部)( )
(2)排尿不只是排出体内多余的水,还通过水的溶解排出大量有害物质,如尿素等。(P33练习)( )
9.(1)艾滋病的直接死因,往往是严重感染或恶性肿瘤等疾病。(P36资料分析)( )
(2)人体的第二道防线主要是由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环而组成的。(P36正文)( )
×
√
√
×
10.(1)过敏反应是已产生免疫的机体再次接受相同抗原发生的。发作迅速、反应强烈、消退较快,一般不破坏细胞,有明显遗传倾向和个体差异。(P38正文)( )
(2)免疫抑制剂,如类固醇和环孢霉素A等,可以使B细胞增殖受阻,从而使免疫应答减弱,大大提高了异体器官移植的成活率。(P39资料分析)( )
√
×
整合考点16
“保护自我”的免疫调节
考点整合 固考基
1.掌握细胞免疫和体液免疫两个过程(填空)
吞噬细胞
T细胞
效应T
B细胞
记忆B细胞
浆细胞
(1)________既参与体液免疫,又参与细胞免疫,________缺失,细胞免疫功能完全丧失,体液免疫功能也几乎完全丧失。
(2)吞噬细胞既参与非特异性免疫,又参与特异性免疫。
(3)能特异性识别抗原的细胞有B细胞、T细胞、记忆细胞和效应T细胞。________不能识别抗原,吞噬细胞不能特异性识别抗原。
T细胞
T细胞
浆细胞
2.正确区分两大免疫过程中的“2”“6”“2”
两大免疫过程的比较
记忆B细胞
T细胞
传递
增殖、分化
分泌抗体
效应细胞
抗原
快
3.“三看法”确认体液免疫与细胞免疫
(1)免疫细胞的三个“唯一”
①唯一能产生抗体的细胞:浆细胞。
②唯一不能识别抗原的免疫细胞:浆细胞。
③唯一能识别抗原但没有特异性的免疫细胞:吞噬细胞。
(2)T细胞在胸腺中成熟,B细胞在骨髓中成熟,两种细胞在受到刺激后分别增殖、分化为效应细胞和记忆细胞。吞噬细胞属于免疫细胞,但不属于淋巴细胞。
(3)吞噬细胞和T细胞参与的免疫过程:吞噬细胞既参与非特异性免疫,也参与特异性免疫(既参与体液免疫,也参与细胞免疫);T细胞既参与体液免疫,也参与细胞免疫。
4.妙用“三看法”判断初次免疫和二次免疫
(1)看产生抗体的浓度:二次免疫比初次免疫产生的抗体量多。
(2)看产生抗体的时间:初次免疫时机体产生抗体的速度缓慢;二次免疫时机体反应迅速,产生抗体的速度快。
(3)看患病程度:初次免疫往往比二次免疫时的机体患病程度重。
5.理解免疫系统的三大功能
功能 免疫功能正常 免疫功能过强 免疫功能过弱
防卫 防御病原体的入侵 过敏反应 免疫缺陷病
清除 清除衰老、死亡、损伤以及癌变的细胞 自身免疫病
监控 监控衰老、损伤及癌变细胞 易产生肿瘤
6.区分三类免疫失调症
免疫应用中的“免疫预防”≠“免疫治疗”
(1)免疫预防——重在“预防”,注射物为“经处理的”丧失致病性却具有“抗原性”的抗原即疫苗,目的是刺激机体主动产生抗体,尤其是产生“记忆细胞”,以备真正病原体感染(防患于未然)。
(2)免疫治疗——重在“治疗”,注射物是“抗体”或免疫增强剂等,目的是“立竿见影”地直接消灭病原体。
类研真题 明考向
类型1 全国卷真题体验寻趋势
1.[2022·全国甲卷]人体免疫系统对维持机体健康具有重要作用。机体初次和再次感染同一种病毒后,体内特异性抗体浓度变化如图所示。回答下列问题。
(1)免疫细胞是免疫系统的重要组成成分。人体T细胞成熟的场所是_________;体液免疫过程中,能产生大量特异性抗体的细胞是_________。
(2)体液免疫过程中,抗体和病毒结合后病毒最终被清除的方式是____________________________________________________________。
(3)病毒再次感染使机体内抗体浓度激增且保持较长时间(如图所示),此时抗体浓度激增的原因是______________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)依据图中所示的抗体浓度变化规律,为了获得更好的免疫效果,宜采取的疫苗接种措施是_______________________________。
胸腺
浆细胞
抗体和病毒结合后会发生进一步的变化,如形成沉淀等,进而被吞噬细胞吞噬消化
初次感染病毒时机体产生了记忆细胞,再次感染该病毒时,记忆细胞能快速识别病毒,并迅速增殖、分化,分化后快速产生大量抗体
间隔一定的时间,多次接种相同的疫苗
解析: (1)人体的T细胞来源于骨髓中的造血干细胞,迁移到胸腺中成熟;体液免疫过程中能产生抗体的细胞是浆细胞。(2)体液免疫过程中,抗体和病毒结合后会发生进一步的变化,如形成沉淀等,进而被吞噬细胞吞噬消化。(3)病毒初次感染机体后,机体产生了记忆细胞,记忆细胞能保留对抗原的长期记忆,当再次接触这种抗原时,能迅速增殖、分化,分化后快速产生大量抗体。(4)根据题图中抗体浓度的变化规律可知,初次感染时机体产生抗体的速度慢且浓度低,而再次感染时产生抗体的速度快且浓度高,抗体浓度增至最高点后会逐渐下降,因此在注射疫苗时应当间隔一定的时间,多次接种相同的疫苗,以促使机体快速产生更多的抗体,增强免疫效果。
类型2 地方卷真题体验寻共性
2.[2023·北京卷]有关预防和治疗病毒性疾病的表述,正确的是( )
A.75%的乙醇能破坏病毒结构,故饮酒可预防感染
B.疫苗接种后可立即实现有效保护,无需其他防护
C.大多数病毒耐冷不耐热,故洗热水澡可预防病毒感染
D.吸烟不能预防病毒感染,也不能用于治疗病毒性疾病
答案:D
解析: 75%的乙醇能破坏病毒结构,但饮酒时一方面因为酒精浓度达不到该浓度,另一方面饮酒后酒精并不一定直接与病毒接触,故饮酒达不到预防感染的效果,A错误;疫苗相当于抗原,进入机体可激发机体产生抗体和相关的记忆细胞,疫苗接种后实现有效保护需要一段时间,且由于病毒的变异性强,疫苗并非长久有效,故还应结合其他防护措施,B错误;洗热水澡的温度通常较低,达不到将病毒杀灭的效果,且病毒入侵后通常进入细胞内,无法通过表面的热水进行杀灭,C错误;吸烟不能预防病毒感染,也不能用于治疗病毒性疾病,且会对人体造成伤害,应避免吸烟,D正确。
3.[2023·湖南卷]某少年意外被锈钉扎出一较深伤口,经查体内无抗破伤风的抗体。医生建议使用破伤风类毒素(抗原)和破伤风抗毒素(抗体)以预防破伤风。下列叙述正确的是( )
A.伤口清理后,须尽快密闭包扎,以防止感染
B.注射破伤风抗毒素可能出现的过敏反应属于免疫防御
C.注射破伤风类毒素后激活的记忆细胞能产生抗体
D.有效注射破伤风抗毒素对人体的保护时间长于注射破伤风类毒素
答案:B
解析:破伤风杆菌是厌氧菌,伤口清理后,若密闭包扎会导致破伤风杆菌大量繁殖,导致伤者患破伤风,A错误;注射破伤风抗毒素出现的过敏反应是机体排除外来异物的一种免疫防护功能,属于免疫防御,B正确;注射破伤风类毒素(抗原),能激活产生记忆细胞,抗体是浆细胞产生的,C错误;有效注射破伤风抗毒素(抗体),发生的是被动免疫,保护时间较短,而注射破伤风类毒素(抗原),发生的是主动免疫,能激活产生记忆细胞,保护时间较长,D错误。
4.[2023·北京卷]有些人吸入花粉等过敏原会引发过敏性鼻炎,以下对过敏的正确理解是( )
A.过敏是对“非己”物质的正常反应
B.初次接触过敏原就会出现过敏症状
C.过敏存在明显的个体差异和遗传倾向
D.抗体与过敏原结合后吸附于肥大细胞
答案:B
解析:过敏是对“非己”物质的异常反应,A错误;再次接受相同抗原刺激时才会出现过敏反应,B错误;过敏存在明显的遗传倾向和个体差异,C正确;抗体吸附于某些细胞的表面,D错误。
5.[2023·浙江1月]某人的左眼球严重损伤,医生建议立即摘除左眼球,若不及时摘除,右眼会因自身免疫而受损。下列叙述正确的是( )
A.在人体发育过程中,眼球内部的抗原性物质已被完全清除
B.正常情况下,人体内不存在能识别眼球内部抗原的免疫细胞
C.眼球损伤后,眼球内部的某些物质释放出来引发特异性免疫
D.左眼球损伤后释放的抗原性物质运送至右眼球引发自身免疫
答案:C
解析:晶状体与人体其他组织是隔离的,在人体发育过程中,眼球内部的抗原性物质并未完全清除,A错误;晶状体与人体其他组织是隔离的,破裂后晶状体蛋白进入血液成为自身抗原,引起免疫,因此人体内存在能识别眼球内部抗原的免疫细胞,B错误;晶状体与人体其他组织是隔离的,破裂后晶状体蛋白进入血液成为自身抗原,引起特异性免疫,C正确;破裂后晶状体蛋白进入血液成为自身抗原,细胞产生的抗体随体液运输,攻击另一只眼球中的晶状体蛋白,属于体液免疫,是一种自身免疫,D错误。
6.[2023·湖北卷]我国科学家研制出的脊髓灰质炎减毒活疫苗,为消灭脊髓灰质炎作出了重要贡献。某儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸后,其血清抗体浓度相对值变化如图所示。
回答下列问题:
(1)该疫苗保留了脊髓灰质炎病毒的 。
(2)据图判断,该疫苗成功诱导了机体的 免疫反应,理由是_______________________。
(3)研究发现,实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后,发生了肢体运动障碍。为判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致,以电刺激的方法设计实验,实验思路是_________________________________________________________________________________,预期实验结果和结论是________________ ________________________________________________________________________________________________________________________。
抗原性
体液
血清中相关抗体浓度增多了
用适宜大小的电强度刺激该动物的骨骼肌部位,观察该动物的肢体运动情况(或骨骼肌是否收缩)
若骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),则脊髓灰质炎病毒直接引起骨骼肌功能损伤;若骨骼肌收缩(或肢体运动正常),则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤
解析:(1)脊髓灰质炎减毒活疫苗保留了该病毒的抗原性,能引起机体产生特异性免疫。(2)据图判断,该疫苗成功诱导了机体的体液免疫反应,理由是儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸一段时间后,血清中相关抗体浓度增多了。(3)实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后,发生了肢体运动障碍。为了判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致,若骨骼肌功能损伤,则用电刺激骨骼肌,骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),否则收缩(或肢体运动正常)。因此实验思路是用适宜大小的电强度刺激该动物的骨骼肌部位,观察该动物的肢体运动情况(或骨骼肌是否收缩)。若骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),则脊髓灰质炎病毒直接引起骨骼肌功能损伤;若骨骼肌收缩(或肢体运动正常),则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤。
(4)若排除了脊髓灰质炎病毒对该动物骨骼肌的直接侵染作用,确定病毒只侵染了脊髓灰质前角(图中部位①)。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器,与未感染动物相比,感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是: ,神经—肌肉接头部位③处的信息传递变化是: 。
电信号传导受阻
电信号不能转化为化学信号
解析:若脊髓灰质炎病毒只侵染了脊髓灰质前角,即运动神经元功能损伤,失去传递电信号以及产生神经递质的功能。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒动物的感受器,与未感染动物相比,感染动物的神经纤维②不能接受上一个神经元释放的神经递质(化学信号的刺激),从而导致神经纤维②不能传导电信号(或神经冲动),故感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是电信号传导受阻。正常情况下,神经—肌肉接头部位③相当于一个突触,会发生电信号→化学信号→电信号的转变,感染脊髓灰质炎病毒的动物的神经纤维②不能释放神经递质,故神经—肌肉接头部位③处的信息传递变化是电信号不能转化为化学信号。
长句专练 强素养
1.概念辨析类
(1)[全国卷Ⅱ,改编]非特异性免疫的特点是
_________________________________________________________。
(2)效应T细胞的作用是______________________________________
_________________________________________________________。
(3)过敏反应的特点是_______________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________。
机体生来就有,不针对某一类特定病原体,而是对多种病原体都有防御作用
识别并与被抗原入侵的宿主细胞密切接触,可使之裂解死亡
发作迅速、反应强烈、消退较快;一般不会破坏组织细胞,也不会引起严重损伤;有明显的遗传倾向和个体差异
(4)在特异性免疫中,抗原刺激B细胞增殖、分化为浆细胞的过程是___________________________________________________________
____________________________________。
(5)用人工标记的抗体对组织内的抗原进行检测的原理是_______________________。
接受抗原刺激的T细胞可产生淋巴因子,少数抗原直接刺激B细胞。B细胞受到刺激后,在淋巴因子的作用下增殖、分化为浆细胞
抗原和抗体的特异性结合
2.原因分析类
(1)与未免疫的机体相比,已经免疫的机体再次受到抗原入侵后,病情较轻或未发病,原因是
___________________________________________________________
___________________________________________________________
_________________________________________________________。
(2)艾滋病患者常死于感冒等普通疾病引起的并发症,其原因是____________________________________________________________
_________________________________________________________。
已经免疫的机体,体内有识别抗原的记忆细胞,当抗原再次入侵时,记忆细胞迅速增殖、分化产生大量的浆细胞,浆细胞产生大量的抗体可以迅速与抗原结合,阻止病原体的繁殖,从而使病情减轻
艾滋病病毒主要攻击T细胞,从而使患者几乎丧失所有的特异性免疫能力,因此患者对病原体的抵抗能力和免疫系统的监控、清除能力会减弱
3.科学探究类
(1)某同学为验证“体液免疫需要T细胞和B细胞的共同参与”,做了如下实验:
第一步:取未受感染、状态相同的小白鼠3只,随机分为三组,分别摘除胸腺,并用大剂量的X射线照射。
第二步:向第一组小白鼠体内注射T细胞;向第二组小白鼠体内注射B细胞;向第三组小白鼠体内注射T细胞和B细胞。
第三步:分别在上述三只小白鼠体内接种霍乱弧菌疫苗。
第四步:饲养15~20天后,分别测定3只小白鼠体内血清中抗体的数量。
上述实验步骤中存在不严谨之处,请指出并更正。
①_______________________________________________________
______________________________________________________;
②_______________________________________________________;
③_______________________________________________________;
④_______________________________________________________。
第一步中小白鼠数量太少,应该取未受感染、状态相同的小白鼠若干只,随机分为三组
第一步中处理小白鼠后,应分别接种疫苗,然后测定有无抗体产生
第二步中向小白鼠体内注射的淋巴细胞都应该等量
第三步中接种的疫苗都应该等量
(2)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:_______________________________________。
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,另一组不做处理,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
题组集训 提考能
题组预测一 免疫系统的组成及功能
1.[2023·辽宁模拟]免疫系统在维持人体内环境的稳态中担任着重要角色。下列有关免疫系统的叙述正确的是( )
A.巨噬细胞只分布于皮肤、消化道、呼吸道等上皮组织及淋巴器官内
B.吞噬细胞成熟时有分支,具有强大的吞噬和呈递抗原功能
C.免疫活性物质由免疫细胞产生,包括抗体、溶菌酶等
D.免疫系统清除肿瘤细胞体现了机体的免疫自稳及免疫防御功能
答案:B
解析:巨噬细胞几乎分布于机体的各种组织中,A错误;吞噬细胞成熟时具有分支,能摄取和加工处理抗原,并且可以将抗原信息暴露在细胞表面,以便呈递给其他免疫细胞,B正确;免疫活性物质是由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质,C错误;免疫系统通过免疫监视功能清除体内的肿瘤细胞,D错误。
2.[2023·云南校联考二模]免疫系统对机体抵抗外界病原体的入侵,维持自身稳定以适应周围环境有重要作用。下列叙述正确的是( )
A.人体的吞噬细胞只参与非特异性免疫过程
B.先天胸腺缺失的小鼠具有正常的体液免疫功能
C.免疫活性物质是指由免疫细胞产生的发挥免疫作用的物质
D.体内的某些物质可引起免疫反应
答案:D
解析:人体的吞噬细胞既可参与非特异性免疫过程,又可以参与特异性免疫过程,A错误;先天胸腺缺失的小鼠,不能形成T细胞,而T细胞参与体液免疫,故先天胸腺缺失的小鼠体液免疫功能不正常,B错误;免疫活性物质是指由免疫细胞或其他细胞产生的、并发挥免疫作用的物质,C错误;体内的某些物质可引起免疫反应,如衰老、损伤的细胞,癌变的细胞,D正确。
题组预测二 二次免疫及其应用
3.[2023·河北校联考模拟]某研究小组取生理状况相同的若干只实验小鼠分成甲、乙、丙、丁四组进行实验:向甲、乙两组注射抗原①,向丙、丁两组注射抗原②后,间隔一段合适的时间,向甲、乙、丙、丁分别注射抗原①、抗原②、抗原①、抗原②。下列分析正确的是( )
A.注射抗原后,T细胞与浆细胞结合,促进浆细胞分泌抗体
B.初次注射抗原和再次注射抗原,均只有甲组和丁组产生了记忆细胞
C.再次注射抗原后,产生抗体的速度是甲组>乙组、丙组<丁组
D.甲组小鼠产生的抗体可以分布于血浆中,与抗原结合后不需要被细胞消化
答案:C
解析:注射抗原后,T细胞分泌淋巴因子,促进B细胞增殖分化,T细胞不与浆细胞结合,A错误;初次注射抗原和再次注射抗原,四组均发生免疫反应,均会产生记忆细胞,B错误;再次注射抗原后,甲组和丁组进行的是二次免疫,产生抗体速度更快,故产生抗体的速度是甲组>乙组、丙组<丁组,C正确;甲组小鼠产生的抗体可以分布于血浆中,与抗原结合后需要被吞噬细胞消化,D错误。
4.[2023·重庆万州二中统考模拟]如图是初次抗原刺激和再次抗原刺激与机体产生抗体IgM、IgG和总抗体量的关系,抗体强度用于评价抗体的数量。下列相关分析错误的是( )
A.初次应答与再次应答产生的主要抗体类型基本相同
B.再次免疫的潜伏期短是因B细胞只需抗原直接刺激即可被激活
C.再次免疫中抑制病原体增殖及对人体细胞黏附的抗体主要是IgG
D.再次应答主要由记忆B细胞快速增殖、分化为浆细胞来分泌大量抗体
答案:B
解析:由图可知,初次应答与再次应答产生的主要抗体类型均为IgG和IgM,A正确;再次免疫的潜伏期短是因记忆B细胞的激活需要抗原的刺激,B错误;由图可知,再次免疫中IgG的含量高于IgM,故再次免疫中抑制病原体增殖及对人体细胞黏附的抗体主要是IgG,C正确;再次应答抗原可直接刺激记忆B细胞,记忆B细胞快速增殖、分化为浆细胞来分泌大量抗体,D正确。
初次免疫和二次免疫中效应细胞的来源不同
(1)初次免疫:B细胞或T细胞。
(2)二次免疫:①B细胞或T细胞;②记忆细胞。
题组预测三 免疫应答机制及免疫异常分析
5.[2023·山东日照统考三模]抗核抗体(ANA)是一组针对细胞核内的DNA、RNA、蛋白质或这些物质的分子复合物的自身抗体。ANA能识别各种细胞核组分,可特征性地出现于许多免疫异常的患者(如类风湿性疾病患者)体内。下列叙述错误的是( )
A.ANA的分泌由浆细胞执行
B.ANA主要分布于血浆中,也存在于组织液和外分泌液中
C.ANA并非为单一种类的免疫球蛋白,因此它不具有特异性
D.血浆中ANA的含量可以作为临床上自身免疫病诊疗的指标
答案:C
解析:分析题意可知,ANA是抗体,抗体是由浆细胞分泌的,A正确;ANA是抗体,是具有免疫作用的蛋白质,主要分布于血浆中,也存在于组织液和外分泌液中,B正确;ANA是一组针对细胞核内的DNA、RNA、蛋白质或这些物质的分子复合物的自身抗体,可以针对一类物质,仍具有特异性,C错误;ANA能识别各种细胞核组分,可特征性地出现于许多免疫异常的患者体内,而类风湿性疾病属于自身免疫病,据此推测血浆中ANA的含量可以作为临床上自身免疫病诊疗的指标,D正确。
6.[2023·河南校联考模拟]机体受到某些抗原刺激时,会出现生理功能紊乱,这种异常适应性免疫应答称为超敏反应。根据超敏反应的发生机制和临床特点,可将超敏反应分为四种类型。其中Ⅰ型超敏反应是由IgE介导,肥大细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞等释放生物活性介质引起的局部或全身反应。发生机制如下图所示。
下列有关叙述错误的是( )
A.B细胞的增殖分化过程中除过敏原和Th细胞的刺激外,淋巴因子IL-4也发挥了作用
B.过敏原再次入侵机体时,图中浆细胞可由记忆B细胞增殖分化产生
C.过敏原与体液中IgE特异性结合后刺激致敏肥大细胞释放生物活性介质引起超敏反应
D.生物活性介质引起的平滑肌痉挛、小血管通透性增强,一般不会引起组织损伤
答案:C
解析:B细胞的增殖分化需要抗原和Th细胞的共同刺激,其中Th细胞分泌的淋巴因子Ⅱ-4也能促进B细胞的增殖分化,A正确;过敏原具有抗原特性,再次入侵机体时,B细胞增殖分化产生的记忆B细胞会迅速增殖分化产生大量的浆细胞,释放更多的IgE,B正确;IgE吸附在致敏肥大细胞表面,与过敏原结合后刺激致敏肥大细胞释放生物活性介质,导致机体的超敏反应,C错误;机体超敏反应引起的平滑肌痉挛、小血管通透性增强,发生快、消退也快,一般不会引起组织损伤,具有遗传倾向,D正确。
题组预测四 免疫的实验分析与探究
7.[2023·北京西城统考二模]为研究绞股蓝多糖对环磷酰胺所致免疫功能低下模型小鼠免疫功能的影响,进行实验得到下表所示结果(CD4+/CD8+比值越大说明细胞免疫越强。香菇多糖组为阳性对照)。
组别 剂量(mg·kg-1) CD4+/CD8+ 7 d 14 d
对照组1(正常鼠) ? 2.39 2.42
对照组2(模型鼠) ? 1.24 1.45
香菇多糖组 200 2.17 2.31
绞股蓝多糖组 100 1.63 1.74
绞股蓝多糖组 200 1.89 1.93
绞股蓝多糖组 400 1.94 2.05
下列叙述正确的是( )
A.对照组1需注射绞股蓝多糖
B.仅对照组2需用环磷酰胺预处理
C.实验数据表明香菇多糖可以提升正常小鼠的细胞免疫功能
D.绞股蓝多糖可减缓环磷酰胺所致免疫功能下降
答案:D
解析:对照组1为模型鼠,起对照作用,无需注射绞股蓝多糖,A错误;对照组2及各实验组均需要用环磷酰胺预处理,B错误;由于香菇多糖组用的是模型鼠,通过数据可表明香菇多糖可以提升模型小鼠的细胞免疫功能,但无法得知香菇多糖是否对正常鼠的细胞免疫有提升,C错误;数据表明,绞股蓝多糖浓度升高时,可使CD4+/CD8+逐渐升高,说明绞股蓝多糖可减缓环磷酰胺所致免疫功能下降,D正确。
题组预测五 基于学科核心素养的长句应答类专训
8.[2023·海南华侨中学校考一模]我们应该用乐观、阳光的心态面对学习和生活,长期焦虑、紧张的心理会降低自身免疫力,进而影响身体健康。请回答下列问题:
(1)抵抗病原体的攻击,人体有三道防线,属于非特异性免疫的为 。
(2)科学研究表明,长期焦虑会使T细胞活性下降,会引起机体生成抗体的能力降低,其原因是__________________________________ __________________________________________________________。
人体感染新冠病毒后往往会发烧,发烧的原因是病毒产生的毒素可以影响下丘脑的 功能,最终使有关器官分泌的________激素和肾上腺素增加,导致 ,从而引起体温升高。
第一、二道防线
淋巴因子的分泌减少,导致在该物质的参与下,受到抗原刺激的B细胞增殖并分化为浆细胞的能力减弱
体温调节中枢
甲状腺
细胞代谢速率加快,产热增加
解析:(1)抵抗病原体的攻击,人体有三道防线,属于非特异性免疫的为第一、二道防线。(2)淋巴因子的分泌减少,导致在该物质的参与下,受到抗原刺激的B细胞增殖并分化为浆细胞的能力减弱,因此T细胞活性下降,淋巴因子的分泌会减少,产生抗体的量减少。发烧的原因是新冠病毒产生的毒素可以改变下丘脑中体温调节中枢的功能,最终使有关器官分泌的甲状腺激素和肾上腺素的量增加,导致细胞代谢的速率加快,产热增加,体温升高。
(3)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—脾神经通路可降低动物的体液免疫能力。请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)
实验思路:_________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
预期实验结果:_______________________________________。
取生理状态相同的小鼠若干只,随机均分为两组,将其中一组小鼠的脑—脾神经通路切断作为实验组,另一组作为对照组(不做任何处理);分别给两组小鼠注射相同且适宜剂量的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抗体产生量少于对照组的产生量
解析:本实验的目的是验证破坏脑—脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力,因此实验中的自变量为脑—脾神经通路是否被破坏。设计实验时要围绕单一自变量,保证无关变量相同且适宜,最终体液免疫能力的高低可通过产生抗体的量来进行检测。实验设计思路为取生理状态相同的小鼠若干只,随机均分为两组,将其中一组小鼠的脑—脾神经通路切断作为实验组,另一组小鼠不做任何处理,作为对照组;分别给两组小鼠注射相同且适宜剂量的N抗原;一段时间后,检测两组小鼠抗N抗体的产生量。本题为验证性实验,预期实验结果应该符合题目要求,即破坏脑—脾神经通路可以降低小鼠的体液免疫能力,因此实验组小鼠的抗N抗体产生量少于对照组的产生量。
9.[2022·内蒙古赤峰统考模拟]在神经—体液—免疫调节下,正常机体的各个器官、系统协调配合,使内环境处于相对稳定的状态,如图甲是三个系统之间的关系,图乙为在信号分子作用下,某种免疫细胞释放免疫活性物质的示意图。回答下列问题:
(1)图甲中,①②③表示三类不同的信号分子。当内分泌腺作为神经调节中的效应器时,②代表 作为中枢神经系统的一部分。下丘脑可通过分泌②调节内分泌系统的活动,此外,下丘脑还能对甲状腺等内分泌腺以另一种方式进行调节,请以甲状腺激素的分泌为例,写出这种调节的具体过程:
________________________________________________。
(2)血糖稳态的调节是“神经调节和体液调节”共同作用的结果,其调节中枢位于 ,参与血糖稳态的主要激素有 。
(3)由图乙可以看出,该免疫细胞表面至少有 种信号分子的受体。
神经递质
下丘脑垂体甲状腺→甲状腺激素
下丘脑
胰岛素、胰高血糖素和肾上腺素等
3/三
解析:(1)分析题意可知,人体内环境稳态的调节是通过神经—体液—免疫调节网络的密切协调,共同配合来实现的,当内分泌腺作为神经调节中的效应器时,②代表的是神经递质;甲状腺激素的分泌存在分级调节,其过程可表示为下丘脑垂体甲状腺→甲状腺激素。(2)血糖稳态的调节中枢位于下丘脑;血糖调节过程中的主要激素有胰岛素(唯一降低血糖的激素)、胰高血糖素和肾上腺素等。(3)由图乙可知,该免疫细胞表面至少有3种信号分子的受体:通过血液进行运输的激素、通过神经末梢释放的神经递质以及免疫活性物质。
(4)为缓解压力,人除了运动也常选择喝茶或咖啡来提高兴奋性,但茶提高神经系统兴奋性的效果不如咖啡显著,经研究发现茶叶和咖啡中咖啡因的含量接近,有人认为可能是茶叶中的另外一种成分茶氨酸抑制了咖啡因的作用。为验证上述假设,某研究小组发现,可通过小鼠单位时间单位体重的耗氧量,来判断小鼠神经系统的兴奋性高低,以健康成年雄性小鼠、生理盐水、试剂甲(蒸馏水配制的咖啡因制剂),试剂乙(蒸馏水配制的茶氨酸制剂),蒸馏水为实验材料设计实验。简要写出实验设计思路__________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________,预期结果和结论__________________。
选取健康的雌性或雄性小鼠若干,平均分成两组,并标注实验组A和对照组B。给A、B两组定时灌喂适量的试剂甲,同时分别对A、B两组灌喂等量的试剂乙和蒸馏水。经过一段时间后,统计A组和B组小鼠单位时间单位体重的耗氧量
B组的耗氧量大于A组
解析:分析题意,本实验目的是验证茶叶中的另外一种成分茶氨酸抑制了咖啡因的作用,则实验的自变量是饲喂的类型,因变量可通过小鼠单位时间单位体重的耗氧量来测定,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故可设计实验如下:选取健康的雄性小鼠若干,平均分成两组,并标注实验组A和对照组B,给A、B两组定时灌喂适量的试剂甲,同时分别对A、B两组灌喂等量的试剂乙和蒸馏水,经过一段时间后,统计A组和B组小鼠单位时间单位体重的耗氧量。由于本实验假说是“茶叶中的另外一种成分茶氨酸抑制了咖啡因的作用”,且A组中添加茶氨酸制剂,则预期实验结果是B组的耗氧量大于A组。
整合考点17
“轻波微澜”的稳态及其调节实例
1.明确内环境中的“存在与不存在”“发生与不发生”
(1)物质是否存在于内环境中
葡萄糖
氨基酸
神经递质
二氧化碳
血红蛋白
DNA聚合酶
呼吸酶
胰蛋白酶
(2)生理过程是否发生在内环境中
神经递质
抗体
激素
神经递质
(1)与物质交换相关的器官有皮肤,系统有呼吸、消化、循环和泌尿四大系统。
(2)内环境的“内”与“外”是相对的,从细胞的角度看就是细胞外液,从人体角度看细胞外液就是内环境。
(3)健康人的内环境中每一种成分和理化性质都处于动态平衡中,并不只是温度、pH、渗透压和血糖。
(4)神经系统、内分泌系统和免疫系统都具有信息分子。基因表达、器官、种群和生物圈都存在稳态现象。
2.辨析Na+、K+在内环境中的作用
渗透压 电位形成
Na+ 主要维持________渗透压 动作电位:________内流
K+ 主要维持________渗透压 静息电位:________外流
细胞外液
Na+
细胞内液
K+
3.理清内环境及稳态调节机制
血浆
淋巴
神经—体液—免疫
机体进行生命活动的必要条件
4.把握下丘脑在机体稳态中的作用
肾小管、集合管
渴感
胰岛素
肾上腺素
甲状腺激素
(1)下丘脑的四个功能和三个中枢:
a.四个功能:________、传导、________和调节;
b.三个中枢:________调节中枢、________调节中枢和________调节中枢。
(2)水盐调节的中枢在________,但产生渴感的中枢在________。
(3)在升高血糖方面具有协同作用的激素是___________和_________;在调节体温方面具有协同作用的激素是________和___________。
感受
分泌
体温
血糖
水盐
下丘脑
大脑皮层
胰高血糖素
肾上腺素
肾上腺素
甲状腺激素
体温调节和水盐调节中的四大误区
(1)误以为寒冷环境中产热大于散热,或炎热环境中散热大于产热。其实,无论是在寒冷环境还是在炎热环境中,机体产热与散热都保持平衡,如果两者没有保持平衡,体温就会升高或降低。
(2)误以为温度感受器和体温调节中枢都在下丘脑。体温调节中枢在下丘脑中,但温度感受器在皮肤、黏膜和内脏中。
(3)误以为抗利尿激素的来源是垂体。抗利尿激素是由下丘脑合成、分泌,由垂体释放的。
(4)误以为渴感在下丘脑的水盐调节中枢中产生。渴感和其他感觉一样,都在大脑皮层中产生。
类研真题 明考向
类型1 全国卷真题体验寻趋势
1.[2021·全国甲卷]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:下丘脑有渗透压感受器,能感受细胞外液渗透压的变化,A正确;下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素释放激素,B错误;下丘脑能分泌抗利尿激素,参与水盐平衡的调节;下丘脑有水平衡调节中枢,能够调节体内水平衡,C正确;下丘脑能感受体温的变化;下丘脑有体温调节中枢,能够调节体温平衡,D正确。
类型2 地方卷真题体验寻共性
2.[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
答案:D
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正确。
3.[2023·海南卷]我国航天员乘坐我国自主研发的载人飞船,顺利进入空间实验室,并在太空中安全地生活与工作。航天服具有生命保障系统,为航天员提供了类似地面的环境。下列有关航天服及其生命保障系统的叙述,错误的是( )
A.能清除微量污染,减少航天员相关疾病的发生
B.能阻隔太空中各种射线,避免航天员机体细胞发生诱发突变
C.能调控航天服内的温度,维持航天员的体温恒定不变
D.能控制航天服内的压力,避免航天员的肺由于环境压力变化而发生损伤
答案:C
解析:航天服具有生命保障系统,为航天员提供了类似地面的环境,据此可推测,航天服能清除微量污染,减少航天员相关疾病的发生,A正确;太空中有宇宙射线的存在,而航天服能起到阻隔太空中各种射线,避免航天员机体细胞发生诱发突变的作用,B正确;航天服的生命保障系统能调控航天服内的温度,进而可使航天员的体温维持相对稳定,C错误;航天服及其生命保障系统能控制航天服内的压力,避免航天员的肺由于环境压力变化而发生损伤,D正确。
4.[2022·广东卷]在2022年的北京冬奥会上,我国运动健儿取得了骄人的成绩。在运动员的科学训练和比赛期间需要监测一些相关指标,下列指标中不属于内环境组成成分的是( )
A.血红蛋白 B.血糖
C.肾上腺素 D.睾酮
答案:A
解析:血红蛋白位于红细胞内,细胞内的物质不属于内环境成分,A符合题意;血糖属于营养物质,可存在于内环境中,属于内环境的组成成分,B不符合题意;肾上腺素属于激素,作为调节物质(信号分子)可存在于内环境中,属于内环境的组成成分,C不符合题意;睾酮属于雄激素,可作为调节物质(信号分子)存在于内环境中,属于内环境的组成成分,D不符合题意。
5.[2022·湖南卷]当内外环境变化使体温波动时,皮肤及机体内部的温度感受器将信息传入体温调节中枢,通过产热和散热反应,维持体温相对稳定。回答下列问题:
(1)炎热环境下,机体通过体温调节增加散热。写出皮肤增加散热的两种方式_______________________________。
(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,生理状态下人体调定点为37 ℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5 ℃时,与正常状态相比,调定点________(填“上移”“下移”或“不变”),机体产热________。
汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张
上移
增加
解析:(1)在炎热的环境中时,皮肤中的热觉感受器受到刺激后,将兴奋传递至下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的调节,使皮肤中的毛细血管舒张,皮肤血流量增多,同时也使汗液的分泌增多等,从而增加散热。(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,此时产热量和散热量相等,生理状态下人体调定点为37 ℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5 ℃时,与正常状态相比,调定点上移,但机体产热量和散热量仍然相等,因此,产热量和散热量均增加。
(3)若下丘脑体温调节中枢损毁,机体体温不能维持稳定。已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温。现获得A的结构类似物M,为探究M是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,将A、M分别用生理盐水溶解后,用发热家兔模型进行了以下实验,请完善实验方案并写出实验结论。
分组 处理方式 结果
甲 发热家兔模型+生理盐水 发热
乙 发热家兔模型+A溶液 退热
丙 发热家兔模型+M溶液 退热
丁 ①_______________________________ 发热
损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液
②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论___________________________。
③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论_________________________________________________________。
M与药物A一样也具有解热作用
M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
解析:(3)由表格中信息可知,甲组为空白对照,发热家兔模型会出现发热的症状;乙组是加了等量用生理盐水溶解的A溶液,已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温,因此发热家兔模型会退热;丙组是加了等量生理盐水溶解的M溶液,也出现退热现象,说明M与药物A一样也具有解热作用;丁组小鼠出现发热症状,由于要探究M通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,实验需要遵循单一变量原则,与丙组相比,丁组的处理是①损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液,损毁了下丘脑体温调节中枢后,M不能起到调控体温的作用。②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论:M与药物A一样也具有解热作用。③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论:M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温。
长句专练 强素养
1.事实概述类
(1)[全国卷Ⅰ]在人体中,内环境的作用主要为:①细胞生存的直接环境,②_______________________________。
(2)持续发热会使体液减少,通常通过静脉注射质量分数为5%的葡萄糖溶液或质量分数为0.9%的氯化钠溶液来矫正,这两种溶液的共同作用是_____________________________。
细胞与外界环境进行物质交换的媒介
维持内环境渗透压的平衡
2.原因分析类
(1)寒冷环境中尿液增多的原因是____________________________________________________________
_________________________________________________________。
(2)部分婴幼儿的营养主要依赖于奶粉,品质低劣的奶粉导致“大头娃娃”出现的原因是__________________________________________
________________________________________________________。
(3)外界环境条件的变化导致人体稳态失调的原因是___________________________________________________________
________________________________________________________。
寒冷环境中汗腺分泌减少,细胞外液渗透压降低,通过下丘脑的调节,使垂体释放的抗利尿激素减少,肾小管和集合管对水的重吸收减少,尿量增加
品质低劣的奶粉中氨基酸含量低,婴儿血浆蛋白不足,导致血浆渗透压偏低,更多水分进入组织液,引起组织水肿(“大头娃娃”)
人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。当外界环境的变化过于剧烈或人体自身的调节功能出现障碍时,内环境的稳态就会遭到破坏
题组集训 提考能
题组预测一 内环境及其稳态
1.[2023·湖南统考模拟]分布在内环境中的细胞与内环境的各成分之间不断地进行物质交换。图示为细胞甲、乙、丙(其中一种为肝细胞)及其生活的内环境A、B、C之间的物质交换关系。
下列说法错误的是( )
A.过程2、3受阻时,会引起组织水肿
B.丙可表示淋巴细胞,淋巴细胞直接生活的内环境是A和C
C.A中含O2不足可能是引起机体呼吸性酸中毒的重要原因
D.血浆中的葡萄糖进入肝细胞的运输途径为A→B→乙
答案:C
解析:A代表血浆,B代表组织液,C代表淋巴。若过程2、3受阻时,组织液增多造成组织水肿,A正确;丙可表示淋巴细胞,淋巴细胞直接生活的内环境是A血浆和C淋巴(液),B正确;血液中含氧量不足会引起机体呼吸加深、加快,造成肺通气过度,使CO2大量排出造成血浆pH升高,引起机体呼吸性碱中毒,C错误;A代表血浆,B代表组织液,乙代表肝细胞,血浆中的葡萄糖先从血浆进入组织液,再进入肝细胞,即运输途径为A→B→乙,D正确。
(1)体液≠内环境:体液包括细胞外液(内环境)和细胞内液。
(2)内环境达到稳态时,机体未必不得病(如遗传病)。
(3)内环境稳态遭到破坏时,代谢速率未必下降,有可能上升。
(4)血液≠血浆:血液包括血浆(内环境)和血细胞。
2.[2023·河北模拟]新型冠状病毒感染者往往出现发热、干咳、乏力,咽痛等症状。感染者的常规治疗需要注意水、电解质的平衡,以维持内环境稳态。下列有关内环境稳态的叙述,错误的是( )
A.血液生化检查时,每种血液成分参考值都不是一个具体的数值
B.感染者出现严重呕吐、腹泻时,必然会导致细胞外液渗透压升高
C.发热期间,感染者的血浆pH能够保持相对稳定
D.感染者肺泡上皮细胞及肺毛细血管壁细胞受损可能会引起肺水肿
答案:B
解析:内环境稳态是指内环境中的成分及其理化性质处于一种动态平衡状态,血液生化检查时,每种血液成分的参考值(正常值)都不是一个具体的数值,而是有一个变化范围,A正确;严重呕吐、腹泻会丢失大量的水和无机盐,细胞外液渗透压可能不变、可能下降、也可能升高,B错误;由于血浆中存在缓冲物质,人的血浆pH一般会维持在7.35~7.45,C正确;肺泡上皮细胞及肺毛细血管壁细胞受损后,细胞内液和血浆蛋白外渗,使组织液的渗透压升高,引起肺水肿,D正确。
题组预测二 下丘脑调节下的血糖、水盐、体温调节
3.[2023·河北衡水中学校考一模]有人说“春捂秋冻”有益健康,也有人讲“知冷知热”不会生病。下列有关体温调节的叙述,错误的是( )
A.“春捂秋冻”强调机体对环境温度变化有一定的适应能力
B.“知冷知热”强调机体调节体温的能力是有限的,应采取适当的措施来维持体温的相对恒定
C.寒冷环境中,肾上腺素分泌量增加将引起骨骼肌不自主战栗
D.炎热环境中,通过自主神经系统的调节,血管舒张、血流量增大
答案:C
解析:“春捂秋冻”劝人们春天变暖不要急于脱掉棉衣,秋天也不要刚见冷就穿得太多,适当地捂一点或冻一点,强调机体对环境温度变化有一定的适应能力,A正确;“知冷知热”意思是人们能够意识到寒冷和炎热,从而采取适当的措施来维持体温的相对恒定,这里强调机体调节体温的能力是有限的,需要额外采取措施,B正确;寒冷环境中,肾上腺素分泌量增加可增强代谢产热,但骨骼肌不自主战栗是神经调节的结果,C错误;炎热环境中,皮肤的热觉感受器受到刺激后,将兴奋传递至下丘脑的体温调节中枢,通过中枢调节,使皮肤的血管舒张,皮肤血流量增多,D正确。
4.[2023·山东烟台统考二模]在夏季高温环境中,体液大量丢失会导致严重的血液循环障碍,为维持脑和心脏最基础的氧气供应,机体会关闭皮肤血液循环,减少皮肤分泌的汗液量。但长时间排汗减少,会使机体核心温度迅速升高超过40 ℃,进而导致器官系统性损伤,该病症称为热射病。下列叙述错误的是( )
A.热射病患者体温升高的主要原因是血液循环障碍而引起的散热不畅
B.热射病患者肾上腺髓质分泌醛固酮增加,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收
C.热射病患者垂体释放的抗利尿激素增加,帮助机体保水
D.人体的体温调节中枢位于下丘脑,及时降温和补水是预防热射病的有效措施
答案:B
解析:根据题意分析,热射病患者机体会关闭皮肤血液循环,血液循环障碍而引起的散热不畅,导致产热量大于散热量,体温升高,A正确;醛固酮是肾上腺皮质分泌的,热射病患者细胞外液量减少且血钠含量降低,此时肾上腺皮质(不是肾上腺髓质)分泌的醛固酮增加,促进肾小管和集合管对钠的重吸收,B错误;热射病病人已经丢失大量体液,细胞外液渗透压升高,此时垂体释放的抗利尿激素增加,促进肾小管和集合管对水分的重吸收,帮助机体保水,C正确;人体的体温调节中枢位于下丘脑,热射病是在夏季高温环境中,体液的大量丢失而引发的,及时降温和补水可以有效预防热射病,D正确。
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训
5.[2023·广西玉林高级中学校考模拟]马拉松比赛受到大众的喜爱,参赛者们在比赛中的表现与生命活动的调节密切相关。回答下列问题:
(1)参赛者在跑步过程中,血液中的CO2浓度增大,刺激位于________的呼吸中枢,导致呼吸加深、频率加快,直接参与该调节过程的信息分子有神经递质和____________分子。
(2)比赛过程中,参赛者的尿量与平时相比有所减少,从渗透压调节的角度分析,原因是________________________________________
___________________________________________________________。
脑干
CO2/二氧化碳
运动中大量排汗导致细胞外液渗透压升高,机体释放抗利尿激素的量增加,促进肾小管和集合管对水分的重吸收,从而减少尿量
解析: (1)脑干中有专门调节人体心跳、呼吸、血压等基本生命活动的中枢,人体的呼吸中枢位于脑干;该过程中CO2可以直接刺激脑干的呼吸中枢,且在神经中枢参与的调节中还存在神经递质发挥作用,故导致呼吸加深、频率加快,直接参与该调节过程的信息分子有CO2、神经递质。(2)与尿量的多少有关的激素主要为抗利尿激素,抗利尿激素由下丘脑分泌,垂体释放,作用于肾小管和集合管,促进对水的重吸收,运动员在运动过程中大量出汗,带走了大量水分,导致细胞外液渗透压上升,刺激下丘脑,使垂体释放更多的抗利尿激素,增加了肾小管和集合管对水分的重吸收,从而减少了尿量。
(3)高血压的患者一般不建议跑马拉松。研究表明辅助剂N不能直接降低血压但能加强药物M的降压效果,为验证这一结论,研究人员利用高血压模型鼠、生理盐水、辅助剂N、降压药物M等材料进行了相关实验(如下表),请根据实验结果完善下表实验方案:
组别 甲组 乙组 丙组 丁组
处理方式 ①高血压模型鼠+生理盐水 ②___________ ③____________
④______________
检测方式 注射试剂一段时间后,测定小鼠血压并比较血压高低 实验结果 甲=乙>丙>丁 高血压模型鼠+辅助剂N(+生理盐水)
高血压模型鼠+药物M(+生理盐水)
高血压模型鼠+辅助剂N+药物M(+生理盐水)
解析:结合题干“研究表明辅助剂N不能直接降低血压但能加强药物M的降压效果”可知,实验的自变量是对小鼠所加药物的种类,因变量为小鼠血压高低,甲为对照组,从实验结果“甲=乙>丙>丁”来看,乙组小鼠血压等于对照组,意味着乙组小鼠所加药物不能起到降血压的作用,实验遵循的单一变量原则,结合题意可知乙组处理为:高血压模型鼠+生理盐水+辅助剂N;而丙组血压高于丁组低于乙组,说明丙组所加药物起到降血压的作用,结合题意可知,丙组处理为:高血压模型鼠+生理盐水+降压药物M;丁组处理为:高血压模型鼠+生理盐水+辅助剂N+降压药物M。第3讲 人体的内环境与稳态
聚焦新课标:1.1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;1.2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;1.5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。
基础自查明晰考位
纵引横连————建网络
提醒:特设长句作答题,训练文字表达能力
答案填空:
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
边角扫描————全面清
提醒:判断正误并找到课本原话
1.除表中所列成分外,血浆中还可能含有CO2、O2、激素等物质。(P4资料分析)( )
2.(1)健康人的内环境中每一种成分和理化性质都处于动态平衡中。(P8正文)( )
(2)内环境的稳态需要神经—体液—免疫调节,需要各个器官和系统的协调。(P9正文上部)( )
3.神经系统、内分泌系统和免疫系统都具有信息分子。基因表达、器官、种群和生物圈都存在稳态现象。(P11科学史话)( )
4.血糖的正常含量一般是0.8~1.2g/L,主要来源是消化吸收,主要去路是转化为糖原储存。(P25图2—9)( )
5.胰高血糖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;胰岛素能促进糖原分解,并促进非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。(P26模型建构)( )
6.糖和肉分别喂狗,几天后它们的血液中都有大量糖分,这说明非糖物质可以转化为糖类而维持血糖的相对稳定。(P14技能应用)( )
7.(1)人体热量的主要来源是肝脏和骨骼肌细胞中有机物氧化放能,主要去路是汗液蒸发和皮肤毛细血管散热。( )
(2)人体水盐平衡的调节,既涉及水平衡(渗透压)的调节,还涉及盐平衡的调节(课本只详细讲述了渗透压的调节)。(P32资料分析)( )
8.(1)下丘脑神经分泌细胞只能传导兴奋不能分泌激素。(P28正文上部)( )
(2)排尿不只是排出体内多余的水,还通过水的溶解排出大量有害物质,如尿素等。(P33练习)( )
9.(1)艾滋病的直接死因,往往是严重感染或恶性肿瘤等疾病。(P36资料分析)( )
(2)人体的第二道防线主要是由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环而组成的。(P36正文)( )
10.(1)过敏反应是已产生免疫的机体再次接受相同抗原发生的。发作迅速、反应强烈、消退较快,一般不破坏细胞,有明显遗传倾向和个体差异。(P38正文)( )
(2)免疫抑制剂,如类固醇和环孢霉素A等,可以使B细胞增殖受阻,从而使免疫应答减弱,大大提高了异体器官移植的成活率。(P39资料分析)( )
考点梳理整合突破
整合考点1 “保护自我”的免疫调节
考点整合固考基
1.掌握细胞免疫和体液免疫两个过程(填空)
(1)________既参与体液免疫,又参与细胞免疫,________缺失,细胞免疫功能完全丧失,体液免疫功能也几乎完全丧失。
(2)吞噬细胞既参与非特异性免疫,又参与特异性免疫。
(3)能特异性识别抗原的细胞有B细胞、T细胞、记忆细胞和效应T细胞。________不能识别抗原,吞噬细胞不能特异性识别抗原。
2.正确区分两大免疫过程中的“2”“6”“2”
3.“三看法”确认体液免疫与细胞免疫
(1)免疫细胞的三个“唯一”
①唯一能产生抗体的细胞:浆细胞。
②唯一不能识别抗原的免疫细胞:浆细胞。
③唯一能识别抗原但没有特异性的免疫细胞:吞噬细胞。
(2)T细胞在胸腺中成熟,B细胞在骨髓中成熟,两种细胞在受到刺激后分别增殖、分化为效应细胞和记忆细胞。吞噬细胞属于免疫细胞,但不属于淋巴细胞。
(3)吞噬细胞和T细胞参与的免疫过程:吞噬细胞既参与非特异性免疫,也参与特异性免疫(既参与体液免疫,也参与细胞免疫);T细胞既参与体液免疫,也参与细胞免疫。
4.妙用“三看法”判断初次免疫和二次免疫
(1)看产生抗体的浓度:二次免疫比初次免疫产生的抗体量多。
(2)看产生抗体的时间:初次免疫时机体产生抗体的速度缓慢;二次免疫时机体反应迅速,产生抗体的速度快。
(3)看患病程度:初次免疫往往比二次免疫时的机体患病程度重。
5.理解免疫系统的三大功能
功能 免疫功能正常 免疫功能过强 免疫功能过弱
防卫 防御病原体的入侵 过敏反应 免疫缺陷病
清除 清除衰老、死亡、损伤以及癌变的细胞 自身免疫病
监控 监控衰老、损伤及癌变细胞 易产生肿瘤
6.区分三类免疫失调症
免疫应用中的“免疫预防”≠“免疫治疗”
(1)免疫预防——重在“预防”,注射物为“经处理的”丧失致病性却具有“抗原性”的抗原即疫苗,目的是刺激机体主动产生抗体,尤其是产生“记忆细胞”,以备真正病原体感染(防患于未然)。
(2)免疫治疗——重在“治疗”,注射物是“抗体”或免疫增强剂等,目的是“立竿见影”地直接消灭病原体。
类研真题明考向
类型1 全国卷真题体验寻趋势
1.[2022·全国甲卷]人体免疫系统对维持机体健康具有重要作用。机体初次和再次感染同一种病毒后,体内特异性抗体浓度变化如图所示。回答下列问题。
(1)免疫细胞是免疫系统的重要组成成分。人体T细胞成熟的场所是____________;体液免疫过程中,能产生大量特异性抗体的细胞是_________。
(2)体液免疫过程中,抗体和病毒结合后病毒最终被清除的方式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)病毒再次感染使机体内抗体浓度激增且保持较长时间(如图所示),此时抗体浓度激增的原因是__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)依据图中所示的抗体浓度变化规律,为了获得更好的免疫效果,宜采取的疫苗接种措施是______________________________________________________________________。
类型2 地方卷真题体验寻共性
2.[2023·北京卷]有关预防和治疗病毒性疾病的表述,正确的是( )
A.75%的乙醇能破坏病毒结构,故饮酒可预防感染
B.疫苗接种后可立即实现有效保护,无需其他防护
C.大多数病毒耐冷不耐热,故洗热水澡可预防病毒感染
D.吸烟不能预防病毒感染,也不能用于治疗病毒性疾病
3.[2023·湖南卷]某少年意外被锈钉扎出一较深伤口,经查体内无抗破伤风的抗体。医生建议使用破伤风类毒素(抗原)和破伤风抗毒素(抗体)以预防破伤风。下列叙述正确的是( )
A.伤口清理后,须尽快密闭包扎,以防止感染
B.注射破伤风抗毒素可能出现的过敏反应属于免疫防御
C.注射破伤风类毒素后激活的记忆细胞能产生抗体
D.有效注射破伤风抗毒素对人体的保护时间长于注射破伤风类毒素
4.[2023·北京卷]有些人吸入花粉等过敏原会引发过敏性鼻炎,以下对过敏的正确理解是( )
A.过敏是对“非己”物质的正常反应
B.初次接触过敏原就会出现过敏症状
C.过敏存在明显的个体差异和遗传倾向
D.抗体与过敏原结合后吸附于肥大细胞
5.[2023·浙江1月]某人的左眼球严重损伤,医生建议立即摘除左眼球,若不及时摘除,右眼会因自身免疫而受损。下列叙述正确的是( )
A.在人体发育过程中,眼球内部的抗原性物质已被完全清除
B.正常情况下,人体内不存在能识别眼球内部抗原的免疫细胞
C.眼球损伤后,眼球内部的某些物质释放出来引发特异性免疫
D.左眼球损伤后释放的抗原性物质运送至右眼球引发自身免疫
6.[2023·湖北卷]我国科学家研制出的脊髓灰质炎减毒活疫苗,为消灭脊髓灰质炎作出了重要贡献。某儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸后,其血清抗体浓度相对值变化如图所示。
回答下列问题:
(1)该疫苗保留了脊髓灰质炎病毒的 。
(2)据图判断,该疫苗成功诱导了机体的 免疫反应,理由是________________________________________________________________________。
(3)研究发现,实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后,发生了肢体运动障碍。为判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致,以电刺激的方法设计实验,实验思路是 ,预期实验结果和结论是 。
(4)若排除了脊髓灰质炎病毒对该动物骨骼肌的直接侵染作用,确定病毒只侵染了脊髓灰质前角(图中部位①)。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器,与未感染动物相比,感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是: ,神经—肌肉接头部位③处的信息传递变化是: 。
长句专练强素养
1.概念辨析类
(1)[全国卷Ⅱ,改编]非特异性免疫的特点是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)效应T细胞的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)过敏反应的特点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在特异性免疫中,抗原刺激B细胞增殖、分化为浆细胞的过程是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)用人工标记的抗体对组织内的抗原进行检测的原理是________________________________________________________________________。
2.原因分析类
(1)与未免疫的机体相比,已经免疫的机体再次受到抗原入侵后,病情较轻或未发病,原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)艾滋病患者常死于感冒等普通疾病引起的并发症,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3.科学探究类
(1)某同学为验证“体液免疫需要T细胞和B细胞的共同参与”,做了如下实验:
第一步:取未受感染、状态相同的小白鼠3只,随机分为三组,分别摘除胸腺,并用大剂量的X射线照射。
第二步:向第一组小白鼠体内注射T细胞;向第二组小白鼠体内注射B细胞;向第三组小白鼠体内注射T细胞和B细胞。
第三步:分别在上述三只小白鼠体内接种霍乱弧菌疫苗。
第四步:饲养15~20天后,分别测定3只小白鼠体内血清中抗体的数量。
上述实验步骤中存在不严谨之处,请指出并更正。
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________。
(2)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:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
题组集训提考能
题组预测一 免疫系统的组成及功能
1.[2023·辽宁模拟]免疫系统在维持人体内环境的稳态中担任着重要角色。下列有关免疫系统的叙述正确的是( )
A.巨噬细胞只分布于皮肤、消化道、呼吸道等上皮组织及淋巴器官内
B.吞噬细胞成熟时有分支,具有强大的吞噬和呈递抗原功能
C.免疫活性物质由免疫细胞产生,包括抗体、溶菌酶等
D.免疫系统清除肿瘤细胞体现了机体的免疫自稳及免疫防御功能
2.[2023·云南校联考二模]免疫系统对机体抵抗外界病原体的入侵,维持自身稳定以适应周围环境有重要作用。下列叙述正确的是( )
A.人体的吞噬细胞只参与非特异性免疫过程
B.先天胸腺缺失的小鼠具有正常的体液免疫功能
C.免疫活性物质是指由免疫细胞产生的发挥免疫作用的物质
D.体内的某些物质可引起免疫反应
题组预测二 二次免疫及其应用
3.[2023·河北校联考模拟]某研究小组取生理状况相同的若干只实验小鼠分成甲、乙、丙、丁四组进行实验:向甲、乙两组注射抗原①,向丙、丁两组注射抗原②后,间隔一段合适的时间,向甲、乙、丙、丁分别注射抗原①、抗原②、抗原①、抗原②。下列分析正确的是( )
A.注射抗原后,T细胞与浆细胞结合,促进浆细胞分泌抗体
B.初次注射抗原和再次注射抗原,均只有甲组和丁组产生了记忆细胞
C.再次注射抗原后,产生抗体的速度是甲组>乙组、丙组<丁组
D.甲组小鼠产生的抗体可以分布于血浆中,与抗原结合后不需要被细胞消化
4.[2023·重庆万州二中统考模拟]如图是初次抗原刺激和再次抗原刺激与机体产生抗体IgM、IgG和总抗体量的关系,抗体强度用于评价抗体的数量。下列相关分析错误的是( )
A.初次应答与再次应答产生的主要抗体类型基本相同
B.再次免疫的潜伏期短是因B细胞只需抗原直接刺激即可被激活
C.再次免疫中抑制病原体增殖及对人体细胞黏附的抗体主要是IgG
D.再次应答主要由记忆B细胞快速增殖、分化为浆细胞来分泌大量抗体
初次免疫和二次免疫中效应细胞的来源不同
(1)初次免疫:B细胞或T细胞。
(2)二次免疫:①B细胞或T细胞;②记忆细胞。
题组预测三 免疫应答机制及免疫异常分析
5.[2023·山东日照统考三模]抗核抗体(ANA)是一组针对细胞核内的DNA、RNA、蛋白质或这些物质的分子复合物的自身抗体。ANA能识别各种细胞核组分,可特征性地出现于许多免疫异常的患者(如类风湿性疾病患者)体内。下列叙述错误的是( )
A.ANA的分泌由浆细胞执行
B.ANA主要分布于血浆中,也存在于组织液和外分泌液中
C.ANA并非为单一种类的免疫球蛋白,因此它不具有特异性
D.血浆中ANA的含量可以作为临床上自身免疫病诊疗的指标
6.[2023·河南校联考模拟]机体受到某些抗原刺激时,会出现生理功能紊乱,这种异常适应性免疫应答称为超敏反应。根据超敏反应的发生机制和临床特点,可将超敏反应分为四种类型。其中Ⅰ型超敏反应是由IgE介导,肥大细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞等释放生物活性介质引起的局部或全身反应。发生机制如下图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.B细胞的增殖分化过程中除过敏原和Th细胞的刺激外,淋巴因子IL-4也发挥了作用
B.过敏原再次入侵机体时,图中浆细胞可由记忆B细胞增殖分化产生
C.过敏原与体液中IgE特异性结合后刺激致敏肥大细胞释放生物活性介质引起超敏反应
D.生物活性介质引起的平滑肌痉挛、小血管通透性增强,一般不会引起组织损伤
题组预测四 免疫的实验分析与探究
7.[2023·北京西城统考二模]为研究绞股蓝多糖对环磷酰胺所致免疫功能低下模型小鼠免疫功能的影响,进行实验得到下表所示结果(CD4+/CD8+比值越大说明细胞免疫越强。香菇多糖组为阳性对照)。下列叙述正确的是( )
组别 剂量(mg·kg-1) CD4+/CD8+
7d 14d
对照组1(正常鼠) ? 2.39 2.42
对照组2(模型鼠) ? 1.24 1.45
香菇多糖组 200 2.17 2.31
绞股蓝多糖组 100 1.63 1.74
绞股蓝多糖组 200 1.89 1.93
绞股蓝多糖组 400 1.94 2.05
A.对照组1需注射绞股蓝多糖
B.仅对照组2需用环磷酰胺预处理
C.实验数据表明香菇多糖可以提升正常小鼠的细胞免疫功能
D.绞股蓝多糖可减缓环磷酰胺所致免疫功能下降
题组预测五 基于学科核心素养的长句应答类专训
8.[2023·海南华侨中学校考一模]我们应该用乐观、阳光的心态面对学习和生活,长期焦虑、紧张的心理会降低自身免疫力,进而影响身体健康。请回答下列问题:
(1)抵抗病原体的攻击,人体有三道防线,属于非特异性免疫的为 。
(2)科学研究表明,长期焦虑会使T细胞活性下降,会引起机体生成抗体的能力降低,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
人体感染新冠病毒后往往会发烧,发烧的原因是病毒产生的毒素可以影响下丘脑的 功能,最终使有关器官分泌的 激素和肾上腺素增加,导致 ,从而引起体温升高。
(3)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—脾神经通路可降低动物的体液免疫能力。请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)
实验思路:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
预期实验结果:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
9.[2022·内蒙古赤峰统考模拟]在神经—体液—免疫调节下,正常机体的各个器官、系统协调配合,使内环境处于相对稳定的状态,如图甲是三个系统之间的关系,图乙为在信号分子作用下,某种免疫细胞释放免疫活性物质的示意图。回答下列问题:
(1)图甲中,①②③表示三类不同的信号分子。当内分泌腺作为神经调节中的效应器时,②代表 作为中枢神经系统的一部分。下丘脑可通过分泌②调节内分泌系统的活动,此外,下丘脑还能对甲状腺等内分泌腺以另一种方式进行调节,请以甲状腺激素的分泌为例,写出这种调节的具体过程:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)血糖稳态的调节是“神经调节和体液调节”共同作用的结果,其调节中枢位于 ,参与血糖稳态的主要激素有 。
(3)由图乙可以看出,该免疫细胞表面至少有 种信号分子的受体。
(4)为缓解压力,人除了运动也常选择喝茶或咖啡来提高兴奋性,但茶提高神经系统兴奋性的效果不如咖啡显著,经研究发现茶叶和咖啡中咖啡因的含量接近,有人认为可能是茶叶中的另外一种成分茶氨酸抑制了咖啡因的作用。为验证上述假设,某研究小组发现,可通过小鼠单位时间单位体重的耗氧量,来判断小鼠神经系统的兴奋性高低,以健康成年雄性小鼠、生理盐水、试剂甲(蒸馏水配制的咖啡因制剂),试剂乙(蒸馏水配制的茶氨酸制剂),蒸馏水为实验材料设计实验。简要写出实验设计思路________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
预期结果和结论________________________________________________________________________。
第3讲 人体的内环境与稳态
纵引横连——建网络
①淋巴 ②过敏反应 ③防卫 ④胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素 ⑤甲状腺激素、肾上腺素 ⑥神经—体液调节 ⑦免疫细胞
边角扫描——全面清
1.√ 2.(1)√ (2)√ 3.√ 4.× 5.× 6.√ 7.(1)√
(2)√ 8.(1)× (2)√ 9.(1)√ (2)× 10.(1)√ (2)×
整合考点1
考点整合 固考基
1.①吞噬细胞 ②T细胞 ③效应T ④B细胞 ⑤记忆B细胞 ⑥浆细胞 (1)T细胞 T细胞 (3)浆细胞
2.①记忆B细胞 ②T细胞 ③传递 ④增殖、分化 ⑤分泌抗体 ⑥效应细胞 ⑦抗原 ⑧快
类研真题 明考向
1.解析:(1)人体的T细胞来源于骨髓中的造血干细胞,迁移到胸腺中成熟;体液免疫过程中能产生抗体的细胞是浆细胞。(2)体液免疫过程中,抗体和病毒结合后会发生进一步的变化,如形成沉淀等,进而被吞噬细胞吞噬消化。(3)病毒初次感染机体后,机体产生了记忆细胞,记忆细胞能保留对抗原的长期记忆,当再次接触这种抗原时,能迅速增殖、分化,分化后快速产生大量抗体。(4)根据题图中抗体浓度的变化规律可知,初次感染时机体产生抗体的速度慢且浓度低,而再次感染时产生抗体的速度快且浓度高,抗体浓度增至最高点后会逐渐下降,因此在注射疫苗时应当间隔一定的时间,多次接种相同的疫苗,以促使机体快速产生更多的抗体,增强免疫效果。
答案:(1)胸腺 浆细胞
(2)抗体和病毒结合后会发生进一步的变化,如形成沉淀等,进而被吞噬细胞吞噬消化
(3)初次感染病毒时机体产生了记忆细胞,再次感染该病毒时,记忆细胞能快速识别病毒,并迅速增殖、分化,分化后快速产生大量抗体
(4)间隔一定的时间,多次接种相同的疫苗
2.解析:75%的乙醇能破坏病毒结构,但饮酒时一方面因为酒精浓度达不到该浓度,另一方面饮酒后酒精并不一定直接与病毒接触,故饮酒达不到预防感染的效果,A错误;疫苗相当于抗原,进入机体可激发机体产生抗体和相关的记忆细胞,疫苗接种后实现有效保护需要一段时间,且由于病毒的变异性强,疫苗并非长久有效,故还应结合其他防护措施,B错误;洗热水澡的温度通常较低,达不到将病毒杀灭的效果,且病毒入侵后通常进入细胞内,无法通过表面的热水进行杀灭,C错误;吸烟不能预防病毒感染,也不能用于治疗病毒性疾病,且会对人体造成伤害,应避免吸烟,D正确。
答案:D
3.解析:破伤风杆菌是厌氧菌,伤口清理后,若密闭包扎会导致破伤风杆菌大量繁殖,导致伤者患破伤风,A错误;注射破伤风抗毒素出现的过敏反应是机体排除外来异物的一种免疫防护功能,属于免疫防御,B正确;注射破伤风类毒素(抗原),能激活产生记忆细胞,抗体是浆细胞产生的,C错误;有效注射破伤风抗毒素(抗体),发生的是被动免疫,保护时间较短,而注射破伤风类毒素(抗原),发生的是主动免疫,能激活产生记忆细胞,保护时间较长,D错误。
答案:B
4.解析:过敏是对“非己”物质的异常反应,A错误;再次接受相同抗原刺激时才会出现过敏反应,B错误;过敏存在明显的遗传倾向和个体差异,C正确;抗体吸附于某些细胞的表面,D错误。
答案:C
5.解析:晶状体与人体其他组织是隔离的,在人体发育过程中,眼球内部的抗原性物质并未完全清除,A错误;晶状体与人体其他组织是隔离的,破裂后晶状体蛋白进入血液成为自身抗原,引起免疫,因此人体内存在能识别眼球内部抗原的免疫细胞,B错误;晶状体与人体其他组织是隔离的,破裂后晶状体蛋白进入血液成为自身抗原,引起特异性免疫,C正确;破裂后晶状体蛋白进入血液成为自身抗原,细胞产生的抗体随体液运输,攻击另一只眼球中的晶状体蛋白,属于体液免疫,是一种自身免疫,D错误。
答案:C
6.解析:(1)脊髓灰质炎减毒活疫苗保留了该病毒的抗原性,能引起机体产生特异性免疫。(2)据图判断,该疫苗成功诱导了机体的体液免疫反应,理由是儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸一段时间后,血清中相关抗体浓度增多了。(3)实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后,发生了肢体运动障碍。为了判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致,若骨骼肌功能损伤,则用电刺激骨骼肌,骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),否则收缩(或肢体运动正常)。因此实验思路是用适宜大小的电强度刺激该动物的骨骼肌部位,观察该动物的肢体运动情况(或骨骼肌是否收缩)。若骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),则脊髓灰质炎病毒直接引起骨骼肌功能损伤;若骨骼肌收缩(或肢体运动正常),则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤。(4)若脊髓灰质炎病毒只侵染了脊髓灰质前角,即运动神经元功能损伤,失去传递电信号以及产生神经递质的功能。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒动物的感受器,与未感染动物相比,感染动物的神经纤维②不能接受上一个神经元释放的神经递质(化学信号的刺激),从而导致神经纤维②不能传导电信号(或神经冲动),故感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是电信号传导受阻。正常情况下,神经—肌肉接头部位③相当于一个突触,会发生电信号→化学信号→电信号的转变,感染脊髓灰质炎病毒的动物的神经纤维②不能释放神经递质,故神经—肌肉接头部位③处的信息传递变化是电信号不能转化为化学信号。
答案:(1)抗原性
(2)体液 血清中相关抗体浓度增多了
(3)用适宜大小的电强度刺激该动物的骨骼肌部位,观察该动物的肢体运动情况(或骨骼肌是否收缩) 若骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),则脊髓灰质炎病毒直接引起骨骼肌功能损伤;若骨骼肌收缩(或肢体运动正常),则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤
(4)电信号传导受阻 电信号不能转化为化学信号
长句专练 强素养
1.答案:(1)机体生来就有,不针对某一类特定病原体,而是对多种病原体都有防御作用
(2)识别并与被抗原入侵的宿主细胞密切接触,可使之裂解死亡
(3)发作迅速、反应强烈、消退较快;一般不会破坏组织细胞,也不会引起严重损伤;有明显的遗传倾向和个体差异
(4)接受抗原刺激的T细胞可产生淋巴因子,少数抗原直接刺激B细胞。B细胞受到刺激后,在淋巴因子的作用下增殖、分化为浆细胞
(5)抗原和抗体的特异性结合
2.答案:(1)已经免疫的机体,体内有识别抗原的记忆细胞,当抗原再次入侵时,记忆细胞迅速增殖、分化产生大量的浆细胞,浆细胞产生大量的抗体可以迅速与抗原结合,阻止病原体的繁殖,从而使病情减轻
(2)艾滋病病毒主要攻击T细胞,从而使患者几乎丧失所有的特异性免疫能力,因此患者对病原体的抵抗能力和免疫系统的监控、清除能力会减弱
3.答案:(1)①第一步中小白鼠数量太少,应该取未受感染、状态相同的小白鼠若干只,随机分为三组
②第一步中处理小白鼠后,应分别接种疫苗,然后测定有无抗体产生
③第二步中向小白鼠体内注射的淋巴细胞都应该等量
④第三步中接种的疫苗都应该等量
(2)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,另一组不做处理,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
题组集训 提考能
1.解析:巨噬细胞几乎分布于机体的各种组织中,A错误;吞噬细胞成熟时具有分支,能摄取和加工处理抗原,并且可以将抗原信息暴露在细胞表面,以便呈递给其他免疫细胞,B正确;免疫活性物质是由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质,C错误;免疫系统通过免疫监视功能清除体内的肿瘤细胞,D错误。
答案:B
2.解析:人体的吞噬细胞既可参与非特异性免疫过程,又可以参与特异性免疫过程,A错误;先天胸腺缺失的小鼠,不能形成T细胞,而T细胞参与体液免疫,故先天胸腺缺失的小鼠体液免疫功能不正常,B错误;免疫活性物质是指由免疫细胞或其他细胞产生的、并发挥免疫作用的物质,C错误;体内的某些物质可引起免疫反应,如衰老、损伤的细胞,癌变的细胞,D正确。
答案:D
3.解析:注射抗原后,T细胞分泌淋巴因子,促进B细胞增殖分化,T细胞不与浆细胞结合,A错误;初次注射抗原和再次注射抗原,四组均发生免疫反应,均会产生记忆细胞,B错误;再次注射抗原后,甲组和丁组进行的是二次免疫,产生抗体速度更快,故产生抗体的速度是甲组>乙组、丙组<丁组,C正确;甲组小鼠产生的抗体可以分布于血浆中,与抗原结合后需要被吞噬细胞消化,D错误。
答案:C
4.解析:由图可知,初次应答与再次应答产生的主要抗体类型均为IgG和IgM,A正确;再次免疫的潜伏期短是因记忆B细胞的激活需要抗原的刺激,B错误;由图可知,再次免疫中IgG的含量高于IgM,故再次免疫中抑制病原体增殖及对人体细胞黏附的抗体主要是IgG,C正确;再次应答抗原可直接刺激记忆B细胞,记忆B细胞快速增殖、分化为浆细胞来分泌大量抗体,D正确。
答案:B
5.解析:分析题意可知,ANA是抗体,抗体是由浆细胞分泌的,A正确;ANA是抗体,是具有免疫作用的蛋白质,主要分布于血浆中,也存在于组织液和外分泌液中,B正确;ANA是一组针对细胞核内的DNA、RNA、蛋白质或这些物质的分子复合物的自身抗体,可以针对一类物质,仍具有特异性,C错误;ANA能识别各种细胞核组分,可特征性地出现于许多免疫异常的患者体内,而类风湿性疾病属于自身免疫病,据此推测血浆中ANA的含量可以作为临床上自身免疫病诊疗的指标,D正确。
答案:C
6.解析:B细胞的增殖分化需要抗原和Th细胞的共同刺激,其中Th细胞分泌的淋巴因子Ⅱ-4也能促进B细胞的增殖分化,A正确;过敏原具有抗原特性,再次入侵机体时,B细胞增殖分化产生的记忆B细胞会迅速增殖分化产生大量的浆细胞,释放更多的IgE,B正确;IgE吸附在致敏肥大细胞表面,与过敏原结合后刺激致敏肥大细胞释放生物活性介质,导致机体的超敏反应,C错误;机体超敏反应引起的平滑肌痉挛、小血管通透性增强,发生快、消退也快,一般不会引起组织损伤,具有遗传倾向,D正确。
答案:C
7.解析:对照组1为模型鼠,起对照作用,无需注射绞股蓝多糖,A错误;对照组2及各实验组均需要用环磷酰胺预处理,B错误;由于香菇多糖组用的是模型鼠,通过数据可表明香菇多糖可以提升模型小鼠的细胞免疫功能,但无法得知香菇多糖是否对正常鼠的细胞免疫有提升,C错误;数据表明,绞股蓝多糖浓度升高时,可使CD4+/CD8+逐渐升高,说明绞股蓝多糖可减缓环磷酰胺所致免疫功能下降,D正确。
答案:D
8.解析:(1)抵抗病原体的攻击,人体有三道防线,属于非特异性免疫的为第一、二道防线。(2)淋巴因子的分泌减少,导致在该物质的参与下,受到抗原刺激的B细胞增殖并分化为浆细胞的能力减弱,因此T细胞活性下降,淋巴因子的分泌会减少,产生抗体的量减少。发烧的原因是新冠病毒产生的毒素可以改变下丘脑中体温调节中枢的功能,最终使有关器官分泌的甲状腺激素和肾上腺素的量增加,导致细胞代谢的速率加快,产热增加,体温升高。(3)本实验的目的是验证破坏脑—脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力,因此实验中的自变量为脑—脾神经通路是否被破坏。设计实验时要围绕单一自变量,保证无关变量相同且适宜,最终体液免疫能力的高低可通过产生抗体的量来进行检测。实验设计思路为取生理状态相同的小鼠若干只,随机均分为两组,将其中一组小鼠的脑—脾神经通路切断作为实验组,另一组小鼠不做任何处理,作为对照组;分别给两组小鼠注射相同且适宜剂量的N抗原;一段时间后,检测两组小鼠抗N抗体的产生量。本题为验证性实验,预期实验结果应该符合题目要求,即破坏脑—脾神经通路可以降低小鼠的体液免疫能力,因此实验组小鼠的抗N抗体产生量少于对照组的产生量。
答案:(1)第一、二道防线
(2)淋巴因子的分泌减少,导致在该物质的参与下,受到抗原刺激的B细胞增殖并分化为浆细胞的能力减弱 体温调节中枢 甲状腺 细胞代谢速率加快,产热增加
(3)取生理状态相同的小鼠若干只,随机均分为两组,将其中一组小鼠的脑—脾神经通路切断作为实验组,另一组作为对照组(不做任何处理);分别给两组小鼠注射相同且适宜剂量的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抗体产生量少于对照组的产生量
9.解析:(1)分析题意可知,人体内环境稳态的调节是通过神经—体液—免疫调节网络的密切协调,共同配合来实现的,当内分泌腺作为神经调节中的效应器时,②代表的是神经递质;甲状腺激素的分泌存在分级调节,其过程可表示为下丘脑垂体甲状腺→甲状腺激素。(2)血糖稳态的调节中枢位于下丘脑;血糖调节过程中的主要激素有胰岛素(唯一降低血糖的激素)、胰高血糖素和肾上腺素等。(3)由图乙可知,该免疫细胞表面至少有3种信号分子的受体:通过血液进行运输的激素、通过神经末梢释放的神经递质以及免疫活性物质。(4)分析题意,本实验目的是验证茶叶中的另外一种成分茶氨酸抑制了咖啡因的作用,则实验的自变量是饲喂的类型,因变量可通过小鼠单位时间单位体重的耗氧量来测定,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故可设计实验如下:选取健康的雄性小鼠若干,平均分成两组,并标注实验组A和对照组B,给A、B两组定时灌喂适量的试剂甲,同时分别对A、B两组灌喂等量的试剂乙和蒸馏水,经过一段时间后,统计A组和B组小鼠单位时间单位体重的耗氧量。由于本实验假说是“茶叶中的另外一种成分茶氨酸抑制了咖啡因的作用”,且A组中添加茶氨酸制剂,则预期实验结果是B组的耗氧量大于A组。
答案:(1)神经递质
下丘脑垂体甲状腺→甲状腺激素
(2)下丘脑 胰岛素、胰高血糖素和肾上腺素等
(3)3/三
(4)选取健康的雌性或雄性小鼠若干,平均分成两组,并标注实验组A和对照组B。给A、B两组定时灌喂适量的试剂甲,同时分别对A、B两组灌喂等量的试剂乙和蒸馏水。经过一段时间后,统计A组和B组小鼠单位时间单位体重的耗氧量 B组的耗氧量大于A组整合考点2 “轻波微澜”的稳态及其调节实例
考点整合固考基
1.明确内环境中的“存在与不存在”“发生与不发生”
(1)物质是否存在于内环境中
(2)生理过程是否发生在内环境中
(1)与物质交换相关的器官有皮肤,系统有呼吸、消化、循环和泌尿四大系统。
(2)内环境的“内”与“外”是相对的,从细胞的角度看就是细胞外液,从人体角度看细胞外液就是内环境。
(3)健康人的内环境中每一种成分和理化性质都处于动态平衡中,并不只是温度、pH、渗透压和血糖。
(4)神经系统、内分泌系统和免疫系统都具有信息分子。基因表达、器官、种群和生物圈都存在稳态现象。
2.辨析Na+、K+在内环境中的作用
渗透压 电位形成
Na+ 主要维持________渗透压 动作电位:________内流
K+ 主要维持________渗透压 静息电位:________外流
3.理清内环境及稳态调节机制
4.把握下丘脑在机体稳态中的作用
(1)下丘脑的四个功能和三个中枢:
a.四个功能:________、传导、________和调节;
b.三个中枢:________调节中枢、________调节中枢和________调节中枢。
(2)水盐调节的中枢在________,但产生渴感的中枢在________。
(3)在升高血糖方面具有协同作用的激素是________和________________;在调节体温方面具有协同作用的激素是________和________。
体温调节和水盐调节中的四大误区
(1)误以为寒冷环境中产热大于散热,或炎热环境中散热大于产热。其实,无论是在寒冷环境还是在炎热环境中,机体产热与散热都保持平衡,如果两者没有保持平衡,体温就会升高或降低。
(2)误以为温度感受器和体温调节中枢都在下丘脑。体温调节中枢在下丘脑中,但温度感受器在皮肤、黏膜和内脏中。
(3)误以为抗利尿激素的来源是垂体。抗利尿激素是由下丘脑合成、分泌,由垂体释放的。
(4)误以为渴感在下丘脑的水盐调节中枢中产生。渴感和其他感觉一样,都在大脑皮层中产生。
类研真题明考向
类型1 全国卷真题体验寻趋势
1.[2021·全国甲卷]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
类型2 地方卷真题体验寻共性
2.[2023·湖北卷]2023年4月,武汉马拉松比赛吸引了全球约26000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
3.[2023·海南卷]我国航天员乘坐我国自主研发的载人飞船,顺利进入空间实验室,并在太空中安全地生活与工作。航天服具有生命保障系统,为航天员提供了类似地面的环境。下列有关航天服及其生命保障系统的叙述,错误的是( )
A.能清除微量污染,减少航天员相关疾病的发生
B.能阻隔太空中各种射线,避免航天员机体细胞发生诱发突变
C.能调控航天服内的温度,维持航天员的体温恒定不变
D.能控制航天服内的压力,避免航天员的肺由于环境压力变化而发生损伤
4.[2022·广东卷]在2022年的北京冬奥会上,我国运动健儿取得了骄人的成绩。在运动员的科学训练和比赛期间需要监测一些相关指标,下列指标中不属于内环境组成成分的是( )
A.血红蛋白B.血糖
C.肾上腺素D.睾酮
5.[2022·湖南卷]当内外环境变化使体温波动时,皮肤及机体内部的温度感受器将信息传入体温调节中枢,通过产热和散热反应,维持体温相对稳定。回答下列问题:
(1)炎热环境下,机体通过体温调节增加散热。写出皮肤增加散热的两种方式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,生理状态下人体调定点为37℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5℃时,与正常状态相比,调定点________(填“上移”“下移”或“不变”),机体产热________。
(3)若下丘脑体温调节中枢损毁,机体体温不能维持稳定。已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温。现获得A的结构类似物M,为探究M是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,将A、M分别用生理盐水溶解后,用发热家兔模型进行了以下实验,请完善实验方案并写出实验结论。
分组 处理方式 结果
甲 发热家兔模型+生理盐水 发热
乙 发热家兔模型+A溶液 退热
丙 发热家兔模型+M溶液 退热
丁 ①____________ 发热
②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
长句专练强素养
1.事实概述类
(1)[全国卷Ⅰ]在人体中,内环境的作用主要为:①细胞生存的直接环境,②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)持续发热会使体液减少,通常通过静脉注射质量分数为5%的葡萄糖溶液或质量分数为0.9%的氯化钠溶液来矫正,这两种溶液的共同作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2.原因分析类
(1)寒冷环境中尿液增多的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)部分婴幼儿的营养主要依赖于奶粉,品质低劣的奶粉导致“大头娃娃”出现的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)外界环境条件的变化导致人体稳态失调的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
题组集训提考能
题组预测一 内环境及其稳态
1.[2023·湖南统考模拟]分布在内环境中的细胞与内环境的各成分之间不断地进行物质交换。图示为细胞甲、乙、丙(其中一种为肝细胞)及其生活的内环境A、B、C之间的物质交换关系。下列说法错误的是( )
A.过程2、3受阻时,会引起组织水肿
B.丙可表示淋巴细胞,淋巴细胞直接生活的内环境是A和C
C.A中含O2不足可能是引起机体呼吸性酸中毒的重要原因
D.血浆中的葡萄糖进入肝细胞的运输途径为A→B→乙
(1)体液≠内环境:体液包括细胞外液(内环境)和细胞内液。
(2)内环境达到稳态时,机体未必不得病(如遗传病)。
(3)内环境稳态遭到破坏时,代谢速率未必下降,有可能上升。
(4)血液≠血浆:血液包括血浆(内环境)和血细胞。
2.[2023·河北模拟]新型冠状病毒感染者往往出现发热、干咳、乏力,咽痛等症状。感染者的常规治疗需要注意水、电解质的平衡,以维持内环境稳态。下列有关内环境稳态的叙述,错误的是( )
A.血液生化检查时,每种血液成分参考值都不是一个具体的数值
B.感染者出现严重呕吐、腹泻时,必然会导致细胞外液渗透压升高
C.发热期间,感染者的血浆pH能够保持相对稳定
D.感染者肺泡上皮细胞及肺毛细血管壁细胞受损可能会引起肺水肿
题组预测二 下丘脑调节下的血糖、水盐、体温调节
3.[2023·河北衡水中学校考一模]有人说“春捂秋冻”有益健康,也有人讲“知冷知热”不会生病。下列有关体温调节的叙述,错误的是( )
A.“春捂秋冻”强调机体对环境温度变化有一定的适应能力
B.“知冷知热”强调机体调节体温的能力是有限的,应采取适当的措施来维持体温的相对恒定
C.寒冷环境中,肾上腺素分泌量增加将引起骨骼肌不自主战栗
D.炎热环境中,通过自主神经系统的调节,血管舒张、血流量增大
4.[2023·山东烟台统考二模]在夏季高温环境中,体液大量丢失会导致严重的血液循环障碍,为维持脑和心脏最基础的氧气供应,机体会关闭皮肤血液循环,减少皮肤分泌的汗液量。但长时间排汗减少,会使机体核心温度迅速升高超过40℃,进而导致器官系统性损伤,该病症称为热射病。下列叙述错误的是( )
A.热射病患者体温升高的主要原因是血液循环障碍而引起的散热不畅
B.热射病患者肾上腺髓质分泌醛固酮增加,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收
C.热射病患者垂体释放的抗利尿激素增加,帮助机体保水
D.人体的体温调节中枢位于下丘脑,及时降温和补水是预防热射病的有效措施
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训
5.[2023·广西玉林高级中学校考模拟]马拉松比赛受到大众的喜爱,参赛者们在比赛中的表现与生命活动的调节密切相关。回答下列问题:
(1)参赛者在跑步过程中,血液中的CO2浓度增大,刺激位于 的呼吸中枢,导致呼吸加深、频率加快,直接参与该调节过程的信息分子有神经递质和 分子。
(2)比赛过程中,参赛者的尿量与平时相比有所减少,从渗透压调节的角度分析,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)高血压的患者一般不建议跑马拉松。研究表明辅助剂N不能直接降低血压但能加强药物M的降压效果,为验证这一结论,研究人员利用高血压模型鼠、生理盐水、辅助剂N、降压药物M等材料进行了相关实验(如下表),请根据实验结果完善下表实验方案:
组别 甲组 乙组 丙组 丁组
处理方式 ①高血压模型鼠+生理盐水 ②__________ ③__________ ④__________
检测方式 注射试剂一段时间后,测定小鼠血压并比较血压高低
实验结果 甲=乙>丙>丁
整合考点2
考点整合 固考基
1.(1)①葡萄糖 ②氨基酸 ③神经递质 ④二氧化碳 ⑤血红蛋白 ⑥DNA聚合酶 ⑦呼吸酶 ⑧胰蛋白酶 (2)①神经递质 ②抗体 ③激素 ④神经递质
2.细胞外液 Na+ 细胞内液 K+
3.①血浆 ②淋巴 ③神经—体液—免疫 ④机体进行生命活动的必要条件
4.①肾小管、集合管 ②渴感 ③胰岛素 ④肾上腺素 ⑤甲状腺激素 (1)a.感受 分泌 b.体温 血糖 水盐 (2)下丘脑 大脑皮层 (3)胰高血糖素 肾上腺素 肾上腺素 甲状腺激素
类研真题 明考向
1.解析:下丘脑有渗透压感受器,能感受细胞外液渗透压的变化,A正确;下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素释放激素,B错误;下丘脑能分泌抗利尿激素,参与水盐平衡的调节;下丘脑有水平衡调节中枢,能够调节体内水平衡,C正确;下丘脑能感受体温的变化;下丘脑有体温调节中枢,能够调节体温平衡,D正确。
答案:B
2.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正确。
答案:D
3.解析:航天服具有生命保障系统,为航天员提供了类似地面的环境,据此可推测,航天服能清除微量污染,减少航天员相关疾病的发生,A正确;太空中有宇宙射线的存在,而航天服能起到阻隔太空中各种射线,避免航天员机体细胞发生诱发突变的作用,B正确;航天服的生命保障系统能调控航天服内的温度,进而可使航天员的体温维持相对稳定,C错误;航天服及其生命保障系统能控制航天服内的压力,避免航天员的肺由于环境压力变化而发生损伤,D正确。
答案:C
4.解析:血红蛋白位于红细胞内,细胞内的物质不属于内环境成分,A符合题意;血糖属于营养物质,可存在于内环境中,属于内环境的组成成分,B不符合题意;肾上腺素属于激素,作为调节物质(信号分子)可存在于内环境中,属于内环境的组成成分,C不符合题意;睾酮属于雄激素,可作为调节物质(信号分子)存在于内环境中,属于内环境的组成成分,D不符合题意。
答案:A
5.解析:(1)在炎热的环境中时,皮肤中的热觉感受器受到刺激后,将兴奋传递至下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的调节,使皮肤中的毛细血管舒张,皮肤血流量增多,同时也使汗液的分泌增多等,从而增加散热。(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,此时产热量和散热量相等,生理状态下人体调定点为37 ℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5 ℃时,与正常状态相比,调定点上移,但机体产热量和散热量仍然相等,因此,产热量和散热量均增加。(3)由表格中信息可知,甲组为空白对照,发热家兔模型会出现发热的症状;乙组是加了等量用生理盐水溶解的A溶液,已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温,因此发热家兔模型会退热;丙组是加了等量生理盐水溶解的M溶液,也出现退热现象,说明M与药物A一样也具有解热作用;丁组小鼠出现发热症状,由于要探究M通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,实验需要遵循单一变量原则,与丙组相比,丁组的处理是①损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液,损毁了下丘脑体温调节中枢后,M不能起到调控体温的作用。②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论:M与药物A一样也具有解热作用。③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论:M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温。
答案:(1)汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张 (2)上移 增加 (3)①损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液 ②M与药物A一样也具有解热作用 ③M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
长句专练 强素养
1.答案:(1)细胞与外界环境进行物质交换的媒介
(2)维持内环境渗透压的平衡
2.答案:(1)寒冷环境中汗腺分泌减少,细胞外液渗透压降低,通过下丘脑的调节,使垂体释放的抗利尿激素减少,肾小管和集合管对水的重吸收减少,尿量增加
(2)品质低劣的奶粉中氨基酸含量低,婴儿血浆蛋白不足,导致血浆渗透压偏低,更多水分进入组织液,引起组织水肿(“大头娃娃”)
(3)人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。当外界环境的变化过于剧烈或人体自身的调节功能出现障碍时,内环境的稳态就会遭到破坏
题组集训 提考能
1.解析:A代表血浆,B代表组织液,C代表淋巴。若过程2、3受阻时,组织液增多造成组织水肿,A正确;丙可表示淋巴细胞,淋巴细胞直接生活的内环境是A血浆和C淋巴(液),B正确;血液中含氧量不足会引起机体呼吸加深、加快,造成肺通气过度,使CO2大量排出造成血浆pH升高,引起机体呼吸性碱中毒,C错误;A代表血浆,B代表组织液,乙代表肝细胞,血浆中的葡萄糖先从血浆进入组织液,再进入肝细胞,即运输途径为A→B→乙,D正确。
答案:C
2.解析:内环境稳态是指内环境中的成分及其理化性质处于一种动态平衡状态,血液生化检查时,每种血液成分的参考值(正常值)都不是一个具体的数值,而是有一个变化范围,A正确;严重呕吐、腹泻会丢失大量的水和无机盐,细胞外液渗透压可能不变、可能下降、也可能升高,B错误;由于血浆中存在缓冲物质,人的血浆pH一般会维持在7.35~7.45,C正确;肺泡上皮细胞及肺毛细血管壁细胞受损后,细胞内液和血浆蛋白外渗,使组织液的渗透压升高,引起肺水肿,D正确。
答案:B
3.解析:“春捂秋冻”劝人们春天变暖不要急于脱掉棉衣,秋天也不要刚见冷就穿得太多,适当地捂一点或冻一点,强调机体对环境温度变化有一定的适应能力,A正确;“知冷知热”意思是人们能够意识到寒冷和炎热,从而采取适当的措施来维持体温的相对恒定,这里强调机体调节体温的能力是有限的,需要额外采取措施,B正确;寒冷环境中,肾上腺素分泌量增加可增强代谢产热,但骨骼肌不自主战栗是神经调节的结果,C错误;炎热环境中,皮肤的热觉感受器受到刺激后,将兴奋传递至下丘脑的体温调节中枢,通过中枢调节,使皮肤的血管舒张,皮肤血流量增多,D正确。
答案:C
4.解析:根据题意分析,热射病患者机体会关闭皮肤血液循环,血液循环障碍而引起的散热不畅,导致产热量大于散热量,体温升高,A正确;醛固酮是肾上腺皮质分泌的,热射病患者细胞外液量减少且血钠含量降低,此时肾上腺皮质(不是肾上腺髓质)分泌的醛固酮增加,促进肾小管和集合管对钠的重吸收,B错误;热射病病人已经丢失大量体液,细胞外液渗透压升高,此时垂体释放的抗利尿激素增加,促进肾小管和集合管对水分的重吸收,帮助机体保水,C正确;人体的体温调节中枢位于下丘脑,热射病是在夏季高温环境中,体液的大量丢失而引发的,及时降温和补水可以有效预防热射病,D正确。
答案:B
5.解析:(1)脑干中有专门调节人体心跳、呼吸、血压等基本生命活动的中枢,人体的呼吸中枢位于脑干;该过程中CO2可以直接刺激脑干的呼吸中枢,且在神经中枢参与的调节中还存在神经递质发挥作用,故导致呼吸加深、频率加快,直接参与该调节过程的信息分子有CO2、神经递质。(2)与尿量的多少有关的激素主要为抗利尿激素,抗利尿激素由下丘脑分泌,垂体释放,作用于肾小管和集合管,促进对水的重吸收,运动员在运动过程中大量出汗,带走了大量水分,导致细胞外液渗透压上升,刺激下丘脑,使垂体释放更多的抗利尿激素,增加了肾小管和集合管对水分的重吸收,从而减少了尿量。(3)结合题干“研究表明辅助剂N不能直接降低血压但能加强药物M的降压效果”可知,实验的自变量是对小鼠所加药物的种类,因变量为小鼠血压高低,甲为对照组,从实验结果“甲=乙>丙>丁”来看,乙组小鼠血压等于对照组,意味着乙组小鼠所加药物不能起到降血压的作用,实验遵循的单一变量原则,结合题意可知乙组处理为:高血压模型鼠+生理盐水+辅助剂N;而丙组血压高于丁组低于乙组,说明丙组所加药物起到降血压的作用,结合题意可知,丙组处理为:高血压模型鼠+生理盐水+降压药物M;丁组处理为:高血压模型鼠+生理盐水+辅助剂N+降压药物M。
答案:(1)脑干 CO2/二氧化碳
(2)运动中大量排汗导致细胞外液渗透压升高,机体释放抗利尿激素的量增加,促进肾小管和集合管对水分的重吸收,从而减少尿量
(3)高血压模型鼠+辅助剂N(+生理盐水) 高血压模型鼠+药物M(+生理盐水) 高血压模型鼠+辅助剂N+药物M(+生理盐水)
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