(共76张PPT)
第2讲 植物激素调节
网络构建 知识串联
达尔文
温特
生长旺盛的部位
极性运输
在浓度较低时促进生长,在浓度过高时则会抑制生长
赤霉素
细胞分裂素
乙烯
脱落酸
长句表达 思维训练
1.遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段的目的是什么 胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分 感受单侧光刺激的又是哪一部分 你怎样解释这一结果
提示 达尔文实验中分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段,是采用排除法,观察某一部分不受单侧光刺激时系统的反应,从而确定是哪一部分在起作用。胚芽鞘弯曲生长的是尖端下面的一段,感受单侧光刺激的是尖端。这说明胚芽鞘尖端接受单侧光照射后,产生某种“影响”传递到下面,引起下面一段弯曲生长。
2.温特提出植物体内存在生长素时,有没有提取出这种物质 他是怎样作出这一推测的
提示 温特提出植物体内存在生长素时,并没有提取出这种物质,而是在对实验结果进行严密分析的基础上作出的推断。
3.植物激素与动物激素在合成部位和运输途径方面有何不同
提示 植物体内没有分泌激素的腺体,植物激素是由其产生的部位运送到其作用的部位;而动物激素是由内分泌腺或内分泌细胞分泌的,一般经过体液运输,作用于靶细胞、靶器官。
4.植物向光性的产生一定是生长素分布不均匀导致的吗
提示 不一定。植物向光性生长的另一种解释:抑制生长的物质分布不均匀。有些植物因单侧光照射而弯曲生长时,向光一侧和背光一侧的生长素含量基本相同,而向光一侧的生长抑制物质却多于背光一侧。
5.取一段玉米胚芽鞘,切去顶端2 mm,使胚芽鞘不再产生生长素。在上端放一块有生长素的琼脂,下端放一块不含生长素的琼脂(胚芽鞘形态学上端朝上)。过一段时间检测,发现下端的琼脂块逐渐有了生长素。若由该实验得出“生长素在胚芽鞘内只能由形态学的上端运输到形态学的下端”的结论,则该实验的设计是否严密 应如何改进
提示 否。还需增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验,以研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端。
6.植物激素自身的合成也受基因组控制吗 如果是,应通过哪种途径予以控制
提示 植物激素自身的合成也受基因组控制。其控制途径主要是“基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制激素的合成”。
7.“探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验中,为什么需要做预实验
提示 预实验可为进一步实验摸索条件,也可用于检验实验设计的科学性和可行性。
8.如何验证水稻的恶苗病是由赤霉菌产生的物质引起的,而不是赤霉菌本身在起作用
提示 将赤霉菌培养后,将培养基滤液滴加到水稻上,与对照组比较,观察是否出现恶苗病。
9.为什么植物生长调节剂的作用效果更稳定
提示 因为它们不是天然的物质,植物体内缺乏分解它们的酶。
考点
植物激素调节
1.有关生长素的要点整合
(1)生长素的三种运输方式
感受刺激
上端
下端
主动运输
输导组织
(2)根的向地性和茎的背地性
低
高
特别提示茎的背地性和向光性不能体现生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时会抑制生长,而根的向地性与顶端优势则能体现。
(3)生长素的作用特点:在浓度较低时促进生长,在浓度过高时会抑制生长。
点拨抑制生长≠不生长(只是生长慢于对照组)。
2.其他四种植物激素的产生部位与生理作用
根尖
细胞分裂
细胞伸长
种子萌发
果实发育
各个部位
成熟
抑制
促进
3.掌握植物激素间的两大作用
细胞分裂素
细胞分裂素
协同
拮抗
脱落酸
赤霉素
特别提示植物激素作用的四点提示
4.植物激素或植物生长调节剂的应用
催熟
生根
落花落果
除草剂
鲜绿
延长
种子休眠
诱导
5.环境因素参与调节植物的生命活动
蛋白质
特别提醒光对植物生长发育的调节过程
6.植物激素调节与基因表达
对点训练
题组一 精典对练——拿高分
题型一 结合生长素的产生、分布、作用与运输,考查科学思维和科学探究
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 顶芽产生的生长素逐渐向下运输,离顶芽越近的侧芽生长素浓度越高,由于侧芽对生长素浓度比较敏感,因此侧芽的生长发育受到抑制,植株表现出顶端优势,植物顶端优势现象可通过摘除顶芽而解除,A、B两项正确。生长素属于植物激素,能够通过调节植物体内某些基因的表达影响植物生长,C项正确。在促进根、茎两种器官生长时,根对生长素更敏感,D项错误。
2.顶端优势是植物的一种生存机制,其原理可以应用于农业生产和园艺,对提高产量、改变株型等有重要意义。研究发现,顶端优势现象受生长素、细胞分裂素等多种植物激素的调控。下列相关叙述错误的是( )
A.顶端优势现象的产生说明顶芽和侧芽对生长素的敏感程度不同
B.园艺师通过修剪景观树木来解除顶端优势,可以让树木发出更多的侧枝
C.植物表现出顶端优势现象时,侧芽处细胞分裂素的含量相对较低
D.植物激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受到环境因素的影响
答案 A
解析 顶端优势现象的产生是生长素分布不均造成的,侧芽处生长素浓度过高抑制生长,而不是顶芽和侧芽对生长素的敏感程度不同,A项错误。园艺师通过修剪景观树木来摘除顶芽,解除了顶端优势,因此侧芽发育加快,可以让树木发出更多的侧枝,B项正确。植物表现出顶端优势现象时,侧芽处生长素分布较多,侧芽生长受到抑制,此时侧芽处细胞分裂素的含量相对较低,不能减缓侧芽生长受到抑制的情况,C项正确。植物激素的产生和分布是基因表达调控的结果,同时也受到环境因素的影响,D项正确。
题型二 围绕植物激素的生理作用和相互关系,考查科学思维和科学探究
3.(2023湖南卷,不定项选择题)番茄果实发育历时约53 d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 d果实经不同处理后果实中脱落酸和乙烯含量的结果如下图所示。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,果实中必须有NCED1酶的合成
C.NCED1酶失活,ACO1基因的表达可能延迟
D.脱落酸诱导乙烯的合成,其诱导效应可被1-MCP消除
答案 ACD
解析 番茄种子的成熟期早于果肉,有利于种子的保存和传播,所以有利于种群的繁衍,A项正确。脱落酸合成于根冠和萎蔫的叶片等部位,所以果实中没有NCED1酶的合成,B项错误。由题图可知,“脱落酸”组的乙烯含量较高,说明脱落酸可诱导乙烯的合成,因此若NCED1酶失活,则脱落酸不能合成,ACO1基因的表达也可能延迟,C项正确。“脱落酸+1-MCP”组的乙烯含量低于对照组,结合C项分析可知,脱落酸可诱导乙烯的合成,所以其诱导效应可被1-MCP消除,D项正确。
4.(2021广东卷)乙烯可促进香蕉果皮逐渐变黄、果肉逐渐变甜变软的成熟过程。同学们去香蕉种植合作社开展研学活动,以乙烯利溶液为处理剂,研究乙烯对香蕉的催熟过程,设计的技术路线如右上图所示。下列分析正确的是( )
A.对照组香蕉果实的成熟不会受到乙烯影响
B.实验材料应选择已经开始成熟的香蕉果实
C.根据实验安排第6次取样的时间为第10天
D.处理组3个指标的总体变化趋势基本一致
答案 C
解析 对照组是没有用乙烯利溶液处理的组别,但香蕉本身会产生乙烯,A项错误。本实验的目的是研究乙烯利对香蕉的催熟过程,因此实验材料应选择乙烯含量很少的未成熟的香蕉,成熟的香蕉含乙烯多,会影响实验结果,B项错误。由流程图中“每2 d取样1次,共6次”可知,第10天进行第6次取样,C项正确。香蕉成熟过程中,淀粉逐渐水解为还原糖,因此淀粉含量逐渐减少,而还原糖含量逐渐增加,D项错误。
5.(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 生长素的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,在这些部位,色氨酸经过一系列反应可以转变成生长素,A项正确。植物激素是由产生部位运输到作用部位的,B项正确。多种植物激素相互作用,共同调节植物的生长发育,C项正确。生长素是植物激素,作为信使传递信息,调节植物的生命活动,不起催化作用,D项错误。
题型三 围绕植物激素或植物生长调节剂的应用,考查社会责任
6.(2021河北卷)下列关于植物激素的叙述,错误的是( )
A.基因突变导致脱落酸受体与脱落酸亲和力降低时,种子休眠时间比野生型延长
B.赤霉素受体表达量增加的大麦种子萌发时,胚乳中淀粉分解速度比野生型更快
C.细胞分裂素受体表达量增加的植株,其生长速度比野生型更快
D.插条浸泡在低浓度NAA溶液中,野生型比生长素受体活性减弱的株系更易生根
答案 A
解析 脱落酸受体无法与脱落酸正常结合,会使种子休眠时间缩短,A项错误。赤霉素可以促进淀粉酶的合成,促进种子萌发,B项正确。细胞分裂素会促进植株的生长,C项正确。生长素受体活性减弱的株系不易生根,D项正确。
7.花生果实的形成可以分为果针入土和荚果膨大两个阶段。果针入土:花生开花受精后,形成向地生长的果针,随着果针的伸长,推动果针顶端的受精子房入土。荚果膨大:在正常生长的花生植株上,随着果针的伸长,受精子房被推入土壤中,发育成荚果。果针入土和荚果膨大通常受内源植物激素的调节。下列相关说法错误的是( )
A.生长素和赤霉素的协同作用促进了果针的伸长
B.果针入土时,重力刺激导致生长素在果针顶端积累,发生向地生长
C.人为阻止果针入土,果针将不能膨大形成荚果,说明荚果的形成可能需要黑暗环境
D.植物激素对花生生长、发育的调控是通过调控细胞的分裂、伸长、分化等过程实现的
答案 B
解析 由题干“果针入土和荚果膨大通常受内源植物激素的调节”可知,生长素和赤霉素的协同作用促进了果针的伸长,A项正确。果针入土是果针感受重力的刺激,使果针近地侧生长素含量高,远地侧生长素含量少,由于果针对生长素反应敏感,故近地侧生长受抑制,而远地侧正好相反,发生向地生长,B项错误。由题意可知,受精子房被推入土壤中才可以发育为荚果,人为阻止果针入土,果针将不能膨大形成荚果,说明荚果的形成可能需要黑暗环境,C项正确。植物激素对植物生长发育的调控是通过影响细胞分裂、伸长、分化等过程实现的,D项正确。
8.(2021山东卷)实验发现,物质甲可促进愈伤组织分化出丛芽;物质乙可解除种子休眠;物质丙浓度低时促进植株生长,浓度过高时抑制植株生长;物质丁可促进叶片衰老。上述物质分别是生长素、脱落酸、细胞分裂素和赤霉素四种中的一种。下列说法正确的是( )
A.物质甲的合成部位是根冠、萎蔫的叶片
B.物质乙可通过发酵获得
C.成熟的果实中物质丙的作用增强
D.夏季炎热条件下,物质丁可促进小麦种子发芽
答案 B
解析 物质甲是细胞分裂素,合成部位主要是根尖,A项错误。物质乙是赤霉素,赤霉菌代谢可产生赤霉素,故可通过发酵获得赤霉素,B项正确。物质丙是生长素,成熟的果实中乙烯的作用增强,C项错误。物质丁是脱落酸,可抑制小麦种子发芽,D项错误。
1.生长素等植物激素在植物体内通过给细胞传递信息来调节植物细胞的生命活动。
(1)判断下列有关生长素的叙述是否正确。
①顶芽合成的生长素通过自由扩散运输到侧芽。( )
②幼芽、幼叶和种子都能产生较多的生长素。( )
③横向运输发生在尖端,发生效应的部位也在尖端。( )
④生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端”。( )
⑤生长素促进生根效果与生长素处理枝条的时间长短成正比。( )
⑥苯乙酸和吲哚丁酸也属于生长素。( )
⑦生长素对果实的发育和成熟没有影响。( )
×
×
×
√
×
√
×
(2)判断下列有关植物激素及植物生长调节剂的叙述是否正确。
①苹果树开花后,喷施适宜浓度的脱落酸可防止果实脱落。( )
③生长素和赤霉素都能促进植物生长。( )
④用细胞分裂素处理雌花可获得无子番茄。( )
⑤喷施生长素类调节剂可以保花保果但不能疏花疏果。( )
⑥顶芽生长占优势时侧芽生长素的合成受到抑制。( )
√
×
√
×
×
×
②“红柿摘下未熟,每篮用木瓜两三枚放入,得气即发,并无涩味”与植物激素有关。( )
2.(不定项选择题)独脚金内酯(SL)是一种新型植物激素,可以抑制植物的分枝和侧芽的生长,对植物的叶片发育、花色苷积累、根系结构及其对干旱和磷酸盐饥饿的适应性具有调节作用。下列叙述正确的是( )
A.SL是由植物特定部位的内分泌腺产生的
B.SL与生长素协同调节植物侧芽的生长
C.在植物个体发育中,SL会影响基因的程序性表达
D.光照、温度等因子会影响SL的合成及生理作用
答案 BCD
解析 植物无专门的内分泌腺,SL由植物体内的一定部位产生,A项错误。由顶端优势可知,生长素浓度较高时,对侧芽的生长起抑制作用;又由题意可知,SL可以抑制侧芽的生长,故SL与生长素协同调节植物侧芽的生长,B项正确。植物个体发育从本质上来说是基因组在一定时间和空间进行的程序性表达,这一过程会受到植物激素的影响,因此在植物个体发育中,SL会影响基因的程序性表达,C项正确。独脚金内酯(SL)是一种新型植物激素,其合成及生理作用受光照、温度等环境因子的影响,D项正确。
3.植物具有接收光信号的物质,光敏色素是其中的一种。光敏色素是一类色素—蛋白复合体,光敏色素主要吸收红光和远红光,吸收的红光和远红光能使光敏色素结构发生变化,影响细胞核中特定基因的表达进而调控植物生长发育。下列有关叙述正确的是( )
A.红光和远红光都对植物的生长发育非常重要
B.光敏色素能催化细胞核中特定基因的表达
C.对植物来说,光只是起提供能量的作用
D.光敏色素是调控植物生长发育的唯一因素
答案 A
解析 光敏色素主要吸收红光和远红光,吸收的红光和远红光能使光敏色素结构发生变化,影响细胞核中特定基因的表达,进而调控植物的生长发育,因此红光和远红光对植物的生长发育非常重要,A项正确。光敏色素不是酶,不具有催化作用,B项错误。对植物来说,光既能提供能量,也能作为信息分子调控植物发育,C项错误。光敏色素、温度和重力等都能调控植物的生长发育,D项错误。
易错点拨辨析光合色素和光敏色素
微专题4
植物激素相关实验探究分析
1.有关生长素类调节剂促进插条生根实验的分析
规律方法 归纳
2.探究植物激素的相互作用
(1)实验设计:设置空白对照组(加入等量蒸馏水处理),单独使用激素A的实验组,单独使用激素B的实验组,同时使用激素A、B的实验组。
(2)结果预测及结论
①若单独使用激素A(或B)的实验组的生长状况优于对照组,表明激素A(或B)具有促进作用;若单独使用激素A(或B)的实验组的生长状况比对照组差,表明激素A(或B)具有抑制作用。
②若同时使用激素A、B的实验组比单独使用激素A或激素B时效果更好,则表明激素A与B可表现为“协同”;若同时使用激素A、B的实验组比单独使用激素A或激素B时效果差,则激素A、B可表现为“拮抗”。
易错点拨对照实验的设置
(1)要证明两种激素“各自”的作用,就应该将“分别加有两种激素”的实验组与“无激素”的空白对照组进行比较。
(2)要证明两种激素的“协同作用”,就应该将“同时加两种激素”的实验组与“加单一激素”的实验组进行对照(此时仍需设置“蒸馏水”处理的空白对照组)。
技能提升 训练
1.下图为某生物兴趣小组进行“探究不同浓度赤霉素对大豆种子萌发的影响”实验的实验结果。实验中,每个浓度梯度设置3个平行组,每组取40粒大豆种子进行实验。下列关于该实验的分析,错误的是( )
乙 5 d后的实验结果
甲 2 d后的实验结果
A.每个浓度梯度设置3个平行组的目的是防止偶然误差的产生
B.质量浓度为0~6 mg/L时,随赤霉素浓度增大,大豆种子发芽率提高
C.2 d后和5 d后结果不同,说明赤霉素促进发芽的机理是加速种子发芽,而不是提高发芽率
D.要确定促进大豆种子萌发的最适浓度,需添加质量浓度大于6 mg/L的赤霉素溶液组继续探究
答案 B
解析 平行实验是指在完全一致的条件下,设置2个以上相同的样品进行实验,在生物学实验中通过设置平行实验可有效排除实验中偶然因素的影响,A项正确。由图甲实验结果可看出,在0~6 mg/L的质量浓度范围内,随赤霉素浓度增大,大豆种子发芽率提高;但从图乙看,当实验进行到5 d后这一结果发生变化,B项错误。通过对比2 d后和5 d后的实验结果,以及清水组和赤霉素组的发芽率,说明赤霉素并不能提高种子最终的发芽率,但能加快种子发芽的速率,C项正确。结合题图判断,要确定促进大豆种子萌发的最适浓度,需再增加质量浓度大于6 mg/L赤霉素溶液组进行实验,D项正确。
2.下图为某小组用不同浓度的NAA处理迎春花枝条的实验结果,实验中因疏忽忘记了X1和X3的浓度大小关系。下列叙述错误的是( )
A.实验结果表明NAA对迎春花枝条生根
具有在浓度较低时促进生长,在浓度过高
时抑制生长的作用
B.实验中选用的迎春花枝条的大小、形
态、生理状态等应该相似
C.将迎春花切段形态学下端置于不同浓度的NAA溶液中生长并观察,测量长度
D.可分别对X1和X3浓度的NAA进行稀释重复实验,通过比较实验结果进行鉴别
答案 C
解析 与清水组相比,实验结果表明低浓度NAA促进迎春花枝条生根,而高浓度NAA抑制迎春花枝条生根,A项正确。为遵循单一变量原则,实验中选用的迎春花枝条的大小、形态、生理状态等应该相似,B项正确。在生长素类调节剂促进插条生根的实验中,对插条的处理方法有浸泡法(处理几小时至一天)和沾蘸法(约5 s),而不是放在NAA溶液中培养,C项错误。由实验结果可知,实验中的所有浓度中,浓度为X2时促进枝条生根的长度最长,但是X2不一定是最适浓度,故应对X1和X3浓度的NAA进行稀释重复实验,通过比较实验结果进行鉴别,D项正确。
3.石蒜是一种兼具药用和观赏价值的植物,其鳞茎的需求量日益增大,但石蒜鳞茎的自然膨大过程很慢,严重制约了石蒜产业的发展。为探究植物激素对石蒜鳞茎膨大的调控作用,某研究小组进行了一系列的实验。回答下列问题。
(1)取不同大小的石蒜鳞茎,按其平均直径由小到大分为4组,测得3种内源激素的含量如下图所示。
据图推测,石蒜鳞茎大小与内源激素 几乎没有相关性,依据是 。
(2)为证实植物激素对鳞茎膨大的影响,研究者选取鳞茎直径为1.5 cm左右的石蒜植株,随机分为4组,进行相关处理。10周后,测得鳞茎直径大小如下表所示。
实验处理 鳞茎直径/cm
PP333(赤霉素合成抑制剂) 1.85
CPPU(细胞分裂素类调节剂) 1.86
GA(赤霉素) 1.62
清水 1.66
①结果证实,内源细胞分裂素和赤霉素对石蒜鳞茎膨大分别起 和 作用。
②预测外施CPPU后,石蒜鳞茎中内源赤霉素含量的变化为 (填“升高”或“降低”)。
(3)石蒜鳞茎膨大主要是鳞片叶细胞储藏大量淀粉的结果。进一步研究发现,外施PP333促进了石蒜鳞茎中淀粉合成关键酶基因的表达。综合上述信息,推测赤霉素调控石蒜鳞茎膨大的原因为 。
答案 (1)生长素 生长素的含量在各组石蒜鳞茎中几乎保持不变
(2)促进 抑制 降低
(3)赤霉素抑制了石蒜鳞茎中淀粉合成关键酶基因的表达,减缓了鳞片叶细胞中淀粉的积累,最终抑制鳞茎的膨大
解析 (1)由题图可知,生长素的含量在各组石蒜鳞茎中几乎保持不变,说明石蒜鳞茎大小与内源激素生长素几乎没有相关性。(2)与清水组的鳞茎直径大小进行比较,内源细胞分裂素和赤霉素对石蒜鳞茎膨大分别起促进和抑制作用。由于赤霉素能抑制石蒜鳞茎膨大,而外施CPPU后,促进了石蒜鳞茎膨大,说明外施CPPU后,石蒜鳞茎中内源赤霉素含量会降低。(3)研究发现,外施PP333促进了石蒜鳞茎中淀粉合成关键酶基因的表达,从而促进了淀粉的合成,使石蒜鳞茎膨大,而赤霉素能抑制石蒜鳞茎直径的增大,可推测赤霉素抑制了石蒜鳞茎中淀粉合成关键酶基因的表达,减缓了鳞片叶细胞中淀粉的积累,最终抑制鳞茎的膨大。
专项模块 素能培优
大题分析与表达(五) 植物生命活动调节类大题突破
典例示范
【典例】(2021山东济宁二模)番茄果实发育受多种植物激素影响。请回答下列问题。
(1)植物激素是植物细胞之间 的分子,是对生命活动起 作用的微量有机物。
(2)研究者发现未授粉及授粉8 d后番茄的子房发育情况差异显著(如图1所示),结合生长素的生理作用推断,授粉后子房发育为果实的原因是 。
图2
图1
(3)检测授粉与未授粉番茄雌蕊产生乙烯的速率,结果如图2所示。结合图1和图2推测乙烯对子房发育具有 作用。在子房发育为果实的过程中,生长素和乙烯表现为 关系。
(4)为证实乙烯对子房发育的作用,以野生型番茄为材料进行了下表所示实验,请完善表格中的实验处理。
组别 1 2 3 4
授粉情况 授粉 未授粉 授粉 未授粉
实验处理 施加清水 施加Ⅰ 施加Ⅱ 施加Ⅲ
子房是否发育为果实 是 否 否 是
上表中Ⅰ~Ⅲ处所需的试剂应分别选用 。
A.清水 B.生长素 C.生长素运输抑制剂 D.乙烯利 E.乙烯受体抑制剂
观察到的实验结果支持上述推测。
(5)研究还发现野生型番茄授粉后子房内赤霉素(GA)含量升高。为研究GA和乙烯对果实发育的影响,以野生型番茄和乙烯受体功能丧失的突变体S为材料进行实验,相关处理及结果如图3所示。图中结果表明GA的作用是 。在未授粉情况下,突变体S比野生型体内GA合成相关基因表达量高,由此推测未授粉的突变体S子房可发育为果实的原因是 。
图3
【思维模板】
【表达模板】
答案 (1)传递信息 调节
(2)授粉后产生种子,发育中的种子产生生长素促进子房的发育
(3)抑制 拮抗
(4)A、D、E
(5)促进果实发育 突变体S体内缺少乙烯受体,不能接收乙烯信号,导致乙烯对GA合成的抑制作用减弱,使体内GA合成量升高,促进果实发育
解析 (1)植物激素是植物细胞之间传递信息的信号分子,是对生命活动起调节作用的微量有机物。(2)由于授粉后能产生种子,而发育中的种子产生生长素,可促进子房的发育,所以未授粉及授粉8 d后番茄的子房发育情况差异显著。(3)由图2可知,未授粉的雌蕊乙烯生成速率基本不变,而授粉的雌蕊乙烯生成速率迅速降低,结合图1中子房大小可推测,乙烯对子房发育具有抑制作用,即在子房发育为果实的过程中,生长素和乙烯表现为拮抗关系。(4)为证实乙烯对子房发育的抑制作用,实验自变量应为乙烯是否能够发挥作用及是否授粉,根据题表中不同处理组子房发育情况可知,表中Ⅰ~Ⅲ处所需的试剂应分别为A清水、D乙烯利(抑制子房发育)、E乙烯受体抑制剂(使未授粉组的乙烯不能抑制子房发育)。(5)由图3直方图可知,
野生型番茄授粉时,外施PAC抑制子房的生长,而外施PAC后加入GA促进子房的生长;乙烯受体功能丧失的突变体S在未授粉时,外施PAC抑制子房的生长,而外施PAC后加入GA促进子房的生长,表明GA可促进果实发育。未授粉的突变体S子房可发育为果实的原因是突变体S体内缺少乙烯受体,不能接收乙烯信号,导致乙烯对GA合成的抑制作用减弱,使体内GA合成量升高,促进果实发育。
长句训练
1.细胞分裂素是目前已知的唯一能延缓叶片衰老的植物激素,在保持光合系统的结构与功能、调控光合产物的输出与分配、有效增加籽粒数目及籽粒充实度等方面有重要的作用。为研究细胞分裂素对大气CO2浓度(400μmol/mol)和加富CO2浓度(800μmol/mol)条件下小麦光合速率的影响,科研人员设计了如下实验,表中为四个组别在不同时间的光合速率[单位:μmol/(m2·s)]测定值。请回答下列问题。
组别 处理 0 d 10 d 20 d 30 d
甲 大气CO2浓度+喷施蒸馏水 12 12 11 11
乙 大气CO2浓度+喷施细胞分裂素溶液 14 14 12 12
丙 加富CO2浓度+喷施蒸馏水 22 18 16 15
丁 加富CO2浓度+喷施细胞分裂素溶液 23 23 20 18
(1)植物体内细胞分裂素的合成部位主要是 。CO2进入叶肉细胞,首先被固定形成 ,然后被 还原。
(2)由实验结果可知,加富CO2对小麦叶片光合速率的影响是 。
(3)实验小组对20~30 d的小麦各组叶片淀粉含量检测时,发现丁组淀粉含量低于丙组,但光合速率高于丙组,分析其原因可能是 。
(4)实验测定,甲、丙两组叶片叶绿素分解酶的含量明显高于另外两组,请从分子水平推测细胞分裂素对光合作用的影响机制是 。
答案 (1)根尖 三碳化合物(或C3) NADPH
(2)促进小麦叶片光合速率提升,且促进作用随着处理时间的延长呈现下降趋势
(3)细胞分裂素可能促进淀粉的利用或转移,使丁组的淀粉含量低于丙组;同时缓解了丁组淀粉积累对光合作用产生的抑制,故光合速率高于丙组
(4)细胞分裂素调控叶绿素分解酶相关基因的表达,诱导叶绿素分解酶降解,从而导致叶绿素含量增加
2.生长素和赤霉素均能促进植物的生长,某生物兴趣小组利用拟南芥作为实验材料进行实验测得的结果如下图所示。分析回答下列问题。
(1)图中实线表示 对拟南芥根、茎生长的影响,判定的理由是 。
(2)相对于茎而言,根对生长素和赤霉素浓度更敏感,原因可能是根细胞上与相应激素发生特应性结合的 数量相对较多,此差异产生的根本原因是 。
(3)赤霉素除了能够促进细胞伸长,引起根、茎等器官的生长外,还有 (答出两点即可)等作用。
(4)该兴趣小组的同学发现,利用生长素类调节剂NAA进行实验时的效果比利用生长素的效果要好,其可能的原因是 。
答案 (1)生长素 生长素的作用特点是在浓度较低时促进生长,在浓度过高时抑制生长
(2)受体 基因的选择性表达
(3)促进细胞分裂与分化,促进种子萌发、开花和果实发育
(4)植物细胞内没有分解NAA等生长素类调节剂的酶,故生长素类调节剂的作用时间更长(共151张PPT)
第1讲 动物和人体生命活动的调节
网络构建 知识串联
条件反射
非条件反射
双向
单向传递
神经—体液—免疫
下丘脑
胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素
下丘脑
肾上腺素、甲状腺激素
抗利尿激素
促甲状腺激素释放激素
分级
反馈
微量、高效
体液
靶器官、靶细胞
体液
细胞
自稳
过敏反应
下丘脑
长句表达 思维训练
1.反射活动需要通过完整的反射弧来实现,反射弧中任何环节在结构或功能上受损,反射都不能完成。据此思考,对某高位截瘫(脊髓胸上部受损)患者进行膝跳反射实验,该患者无感觉但能发生反射的原因是什么
提示 高位截瘫导致脊髓向大脑的神经传导功能出现异常,兴奋不能传导至大脑皮层形成感觉;而膝跳反射的反射弧结构完整,能发生反射。
2.目前已知的神经递质种类很多,主要的有乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、氨基酸类(如谷氨酸、甘氨酸)等。由此可见,神经递质多为小分子,但却通过胞吐的方式释放,其生物学意义是什么
提示 短时间大量集中释放神经递质,以便引起突触后膜上的电位变化。
3.控制排尿的中枢位于脊髓。一般成年人可以有意识地控制排尿,但婴儿经常尿床。婴儿经常尿床的原因是什么
提示 大脑发育不完善,对控制排尿的低级中枢——脊髓的控制能力弱。
4.有人试图通过研磨胰腺的方法获得胰岛素,但未获得成功,原因是什么
提示 胰腺分泌的胰液会把胰岛素水解掉。
5.在血糖平衡的调节中,胰岛素的生理功能是什么
提示 促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而降低血糖浓度。
6.临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统中激素的水平的原理是什么
提示 内分泌腺分泌的激素通过体液运输,随血液流到全身。
7.人长时间处于高温环境中容易出现“中暑”现象。试从稳态失调的角度分析“中暑”的原因。
提示 人长时间处于高温环境中,体内产生的热量不能及时散失,引起体内热量过度蓄积和体温失调,进而导致稳态失调,出现“中暑”现象。
8.肾上腺的髓质分泌肾上腺素,它的分泌活动受内脏神经的直接支配。在恐惧、严重焦虑、剧痛、失血等紧急情况下,肾上腺素的分泌增多,人表现为警觉性提高、反应灵敏、呼吸频率加快、心率加快等特征。请分析这个例子中神经调节和体液调节之间的联系。
提示 在紧急情况下,紧急信号通过交感神经作用于肾上腺髓质,一方面促进肾上腺素的合成,另一方面促进它的释放。肾上腺素作用于中枢神经系统,可以提高其兴奋性,使机体警觉性提高,反应变灵敏;同时肾上腺作用于其他组织,使肺通气量增加,心脏收缩力加强,心率加快,血液重新分配到骨骼肌和肝中,促进肝糖原和脂肪分解。在这一过程中,神经调节和体液调节相互配合,有利于机体应对紧急的情况。
9.艾滋病患者的直接死亡原因是什么
提示 艾滋病患者往往死于由免疫功能丧失引起的严重感染或恶性肿瘤等疾病。
考点1
神经调节
1.反射弧中各结构的判断方法
传入神经
突触
灰质
2.静息电位、动作电位及其离子基础
Na+
K+
3.兴奋在神经元之间的传递分析
胞吐
化学信号
受体
特别提醒神经递质
4.神经递质的释放、性质及作用
胞吐
内负外正
内正外负
抑制
5.人脑的高级功能
最高级
脊髓
脑干
小脑
下丘脑
对点训练
题组一 精典对练——拿高分
题型一 结合反射弧的结构和功能,考查科学思维和科学探究
1.某人的脚不小心踩到钉子时,马上引起同侧腿屈曲和对侧腿伸展,以避开损伤性刺激,又不会跌倒。该过程的反射弧结构示意图如下所示,其中①~④为突触,“+”表示突触前膜的信号使突触后膜兴奋,“-”表示突触前膜的信号使突触后膜受抑制。下列叙述正确的是( )
A.①处突触前膜的信号使突触后膜兴奋,③处突触前膜的信号使突触后膜受抑制
B.兴奋性递质使突触后膜的膜电位变为内正外负,抑制性递质不引起突触后膜电位变化
C.屈腿反射属于非条件反射,完成屈腿反射的过程共需要5个神经元参与
D.若刺激⑤处,该侧腿屈曲但神经节处检测不到动作电位,则说明反射弧的传出神经受损
答案 C
解析 由题干和题图可知, 对脚的有害刺激位于左侧,则应表现为左侧腿屈曲,右侧腿伸展。左侧腿屈曲,屈肌收缩,伸肌舒张,则①处突触前膜的信号使突触后膜兴奋;右侧腿伸展,伸肌收缩,屈肌舒张,则③处突触前膜的信号使突触后膜兴奋,A项错误。兴奋性递质使突触后膜的膜电位变为内正外负,抑制性递质使突触后膜静息电位差增大,更难产生兴奋,B项错误。若刺激⑤处,该侧腿屈曲但神经节处检测不到动作电位,则说明兴奋在反射弧中是单向传递的,D项错误。
2.为了防止肌肉过度收缩,在神经传导通路中神经元之间释放不同的神经递质,达到相互调控的目的。下图为神经元A、B、C之间的传导通路示意图,①为神经纤维上的一个点,②为神经—肌肉接头,其结构类似于突触。下列说法错误的是( )
A.刺激A处引起肌肉收缩的过程不属于反射
B.刺激①处,电流表指针会发生一次偏转
C.抑制C神经元的递质释放,肌肉收缩时间会缩短
D.图示过程体现了肌肉收缩存在负反馈调节
答案 C
解析 反射需要完整的反射弧,A项正确。刺激①处,B神经元兴奋,神经元A、B间有一个突触,兴奋在突触处只能由神经元A向神经元B单向传递,所以A神经元不兴奋,又因C神经元释放的是抑制性神经递质,可抑制B神经元的兴奋,故电流表指针偏转一次,B项正确。C神经元释放的是抑制性神经递质,抑制C神经元的递质释放,会使B神经元处于兴奋状态的时间延长,则肌肉收缩时间会延长,C项错误。由题图可知,在神经元B、C之间存在负反馈调节,D项正确。
题型二 围绕兴奋的传导与传递,考查生命观念、科学思维
3.(2021湖南卷)研究人员利用电压钳技术改变枪乌贼神经纤维膜电位,记录离子进出细胞引发的膜电流变化,结果如下图所示。图a为对照组,图b和图c分别为通道阻断剂TTX、TEA处理组。下列叙述正确的是( )
图a
图b
A.TEA处理后,只有内向电流存在
B.外向电流由Na+通道所介导
C.TTX处理后,外向电流消失
D.内向电流结束后,神经纤维膜内Na+浓度高于膜外
图c
答案 A
解析 由题图可知,TTX阻断钠通道,从而阻断了内向电流,说明内向电流与钠通道有关,TTX处理后内向电流消失;TEA阻断钾通道,从而阻断了外向电流,说明外向电流与钾通道有关,TEA处理后只有内向电流存在,A项正确,B、C两项错误。由分析可知,内向电流与钠通道有关,神经细胞内K+浓度高,Na+浓度低,内向电流结束后,神经纤维膜内Na+浓度依然低于膜外,D项错误。
4.(2022全国乙卷)运动神经元与骨骼肌之间的兴奋传递过度会引起肌肉痉挛,严重时会危及生命。下列治疗方法中合理的是( )
A.通过药物加快神经递质经突触前膜释放到突触间隙中
B.通过药物阻止神经递质与突触后膜上特异性受体结合
C.通过药物抑制突触间隙中可降解神经递质的酶的活性
D.通过药物增加突触后膜上神经递质特异性受体的数量
答案 B
解析 通过药物加快神经递质经突触前膜释放到突触间隙中,使突触后膜产生兴奋的速度加快,会加重肌肉痉挛,A项不合理。通过药物阻止神经递质与突触后膜上特异性受体结合,突触后膜不能产生兴奋,可减轻或消除肌肉痉挛,B项合理。通过药物抑制突触间隙中可降解神经递质的酶的活性,会导致突触后膜持续兴奋,加重肌肉痉挛,C项不合理。通过药物增加突触后膜上神经递质特异性受体的数量,使突触后膜兴奋过度,会导致肌肉痉挛加重,D项不合理。
题后归纳药物或有毒、有害物质阻断突触处神经冲动传递的三大原因
题型三 围绕神经的作用,考查科学探究、科学思维
5.某研究人员发现,刺激猫支配尾巴的交感神经后可引起尾巴上的毛竖立,同时心脏活动加速;如果将自尾巴回流的静脉结扎,再刺激该交感神经就只能引起尾巴上的毛竖立,而心脏活动不加速。下列关于该实验现象的分析,错误的是( )
A.猫支配尾巴的交感神经末梢释放的化学物质可由静脉回流至心脏
B.猫支配尾巴的交感神经是反射弧的传出神经
C.实验猫尾巴上的毛竖立,同时心脏活动加速,副交感神经活动减弱
D.副交感神经是传入神经,与交感神经的作用往往相反
答案 D
解析 由题干“如果将自尾巴回流的静脉结扎,再刺激该交感神经就只能引起尾巴上的毛竖立,而心脏活动不加速”可知,猫支配尾巴的交感神经末梢释放的化学物质可由静脉回流至心脏,A项正确。交感神经和副交感神经都是传出神经,但二者对同一器官的支配作用往往相反,B、C两项正确,D项错误。
6.用电流刺激蛙的交感神经会使蛙的心跳加快,对此研究人员提出了以下两种假设。
假设一:交感神经受电流刺激后,电信号直接传导造成心脏跳动加快。
假设二:交感神经分泌某种化学物质造成心脏跳动加快。
某同学为了探究哪种假设正确,设计了以下实验步骤。
①制备若干带交感神经的搏动的离体蛙心,用插管插入蛙心的心室腔中,插管内有任氏液(能够维持蛙心跳动的生理溶液),心脏内的血液已被任氏液代替(如下图所示)。
②取两个制备好的蛙心分别置于盛有等量且适量任氏液的容器A、B中,测量A、B中蛙心的心率(分别记为A1、B1)。
③刺激容器A中蛙心的交感神经,测量蛙心的心率(记为A2)。
④随后将容器A中适量的溶液转移到容器B中,测量蛙心的心率(记为B2)。
(1)根据上述实验步骤,该同学预期的实验结果和结论是:若 ,则说明交感神经受电流刺激后,电信号直接传导造成心脏跳动加快;若 ,则说明交感神经分泌某种化学物质造成心脏跳动加快。
(2)步骤④中 (填“能”或“不能”)刺激容器B中蛙心的交感神经后,再观察测量蛙心的心率,原因是 。
(3)进一步研究发现,交感神经释放的神经递质与肾上腺素均可控制心脏的收缩,这两种物质发挥作用时的共同特点是 (答出一点即可)。
(4)人受到惊吓刺激时,心跳短时间内迅速加快,说明该过程中主要的调节方式是 。人受到惊吓后,需较长一段时间才能慢慢平静下来,其原因是 。
答案 (1)A1小于A2,B1等于B2 A1小于A2,B1小于B2
(2)不能 若先刺激容器B中蛙心的交感神经再测量蛙心的心率,则无论是电信号直接传导还是分泌某种化学物质形式从传出神经传到效应器,都会使蛙心的心率加快
(3)都要与相应受体结合后才能发挥作用
(4)神经调节 体液调节作用时间比较长
解析 (1)若交感神经受电流刺激后,电信号直接传导造成心脏跳动加快,则容器B中蛙心的心率不变,容器A中因为存在电流刺激,蛙心的心率加快,即A1小于A2,B1等于B2。若交感神经分泌某种化学物质造成心脏跳动加快,则容器B中含有容器A中的溶液,也含有该化学物质,故两容器中蛙心的心率都会加快,即A1小于A2,B1小于B2。(2)若先刺激容器B中蛙心的交感神经再测量蛙心的心率,则无论是电信号直接传导还是分泌某种化学物质形式从传出神经传到效应器,都会使蛙心的心率加快,所以步骤④中不能刺激容器B中蛙心的交感神经后,再观察测量蛙心的心率。(3)神经递质和肾上腺素作为信号分子发挥作用时,都要与相应受体结合后才能发挥作用,且发挥作用后都会被分解。(4)神经调节反应速度迅速,而体液调节反应速度较缓慢,人受到惊吓刺激时,心跳短时间内迅速加快,说明该过程中主要的调节方式是神经调节。人受到惊吓后,需较长一段时间才能慢慢平静下来,其原因是体液调节作用时间比较长。
题组二 易错防范——不失分
1.通过反射,神经系统能够及时感知机体内、外环境的变化并作出反应,以调节各器官、系统的活动,实现机体稳态。脑的高级功能使人类能够主动适应环境,创造文明。判断下列有关反射与人脑高级功能的相关叙述是否正确。
(1)神经系统结构和功能的基本单位是神经元,而神经调节的基本方式是反射。( )
(2)手指接触到针尖而产生痛觉属于非条件反射。( )
(3)人能有意识地控制不发生膝跳反射,但是不能有意识地控制缩手反射。( )
√
×
×
(4)如果破坏了反射弧的某一结构(如传出神经),则反射不能发生。( )
(5)言语区的S区发生障碍,不能讲话。( )
(6)长时记忆可能与新突触的建立有关,及时复习有助于巩固已经建立起的突触。( )
(7)交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的,使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。( )
(8)神经胶质细胞对神经元起辅助作用,具有支持、保护、营养和修复神经元等多种功能。( )
√
√
√
√
√
易错点拨形成感觉≠完成了反射
“反射”强调机体对某种刺激作出了“应答”,它必须经历完整的反射弧才能完成,其完成的标志是感受器接受适宜刺激后,经神经传导路径使“效应器”发生诸如肌肉收缩或腺体分泌类的应答。若感受器接受相应刺激后,仅是经上行传入路径传至“大脑皮层”,使其形成诸如疼、酸、辣、苦、甜等的感觉,因其并未历经传出神经作用于效应器从而发生“应答”,故不应视作反射的发生。
2.反射的完成以神经元上兴奋的传导及神经元间兴奋的传递为基础。判断下列有关兴奋的产生和传导(传递)的叙述是否正确。
(1)神经细胞处于静息状态时,细胞外K+浓度高于细胞内,Na+则相反。( )
(2)神经纤维膜内K+/Na+的值在兴奋状态时比在静息状态时高。( )
(3)兴奋传递过程中,突触前膜上的信号转换是电信号→化学信号→电信号。( )
(4)神经纤维上的电信号可引起突触前膜释放神经递质。( )
(5)神经递质作用于突触后膜上,就会使下一个神经元兴奋。( )
(6)在完成反射活动的过程中,兴奋在神经纤维上的传导是双向的,而在突触处的传递是单向的。( )
√
×
×
×
×
×
易错点拨离体神经纤维和生物体内神经纤维上兴奋传导的差别
3.(2023浙江卷)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,如下图所示。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
易错点拨
抑制性神经递质也会引起突触后膜的膜电位发生变化,但没有发生电位反转。
解析 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对Na+等阳离子的通透性增大,Na+等阳离子大量内流;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对Cl-等阴离子的通透性增大,阴离子大量内流,A、C两项错误,B项正确。突触a、b前膜释放的递质增多,会导致离子浓度变化更大,可能会导致PSP1和PSP2幅值都增大,当然幅值的增大与否取决于递质的相对含量和膜内外离子的浓度差,D项错误。
考点2
体液调节
1.激素的来源及相互关系
下丘脑
垂体
2.激素调节中的几个关键点
协同
促进生长发育
升高血糖
增强代谢
增加产热量
垂体
特别提醒关于激素作用特点的四点提示
3.血糖平衡的调节
(1)图解血糖平衡调节的三种模式
胰岛素
①胰岛素的靶细胞是几乎全身组织细胞,而胰高血糖素主要作用于肝。
②下丘脑作用于胰岛细胞是通过有关神经实现的,并不是通过促激素释放激素实现的。
③降低血糖浓度方面, 是唯一能够降低血糖浓度的激素,其作用体现在两方面:促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖;抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖。
胰岛素
(2)厘清血糖浓度变化的原因
低
肝
葡萄糖
对点训练
题组一 精典对练——拿高分
题型一 围绕动物激素的作用机理及功能,考查科学思维
1.褪黑素是存在于哺乳动物体内的一种胺类激素,具有促进睡眠、延缓衰老、调节免疫和调控生殖等多项生理功能。下图为光暗信号通过“视网膜→神经中枢→松果体”途径对雌性动物生殖活动的调控。下列说法错误的是( )
A.光暗信号调节的反射弧中,感受器位于视网膜,效应器包含松果体
B.去甲肾上腺素的释放伴随着ATP的水解和信号的转变
C.光暗信号对雌性动物生殖的调控过程中既有神经调节,又有体液调节
D.垂体分泌的促性腺激素会负反馈于下丘脑,抑制下丘脑分泌促性腺激素释放激素
答案 D
解析 由题图可知,光暗信号通过“视网膜→神经中枢→松果体”途径对雌性动物生殖的调控过程包括神经调节和体液调节,其中神经调节的反射弧为视网膜(感受器)→传入神经→神经中枢→传出神经→松果体(效应器)。此时去甲肾上腺素作为神经递质,其释放伴随着ATP的水解和信号的转变。促性腺激素无法负反馈作用于下丘脑。
2.(2021河北卷)血糖浓度升高时,机体启动三条调节途径:①血糖直接作用于胰岛B细胞;②血糖作用于下丘脑,通过兴奋迷走神经(参与内脏活动的调节)支配胰岛B细胞;③兴奋的迷走神经促进相关胃肠激素释放,这些激素作用于胰岛B细胞。下列叙述错误的是( )
A.①②均增强了胰岛B细胞的分泌活动
B.②③均体现了神经细胞与内分泌细胞间的信息交流
C.①③调节胰岛素水平的方式均为体液调节
D.血糖平衡的调节存在负反馈调节机制
答案 C
解析 题干中①②③都增强了胰岛B细胞的分泌活动,A项正确。②③中都是迷走神经参与活动,作用于胰岛B细胞或胃肠激素分泌细胞,B项正确。③调节胰岛素水平的方式是神经—体液调节,C项错误。血糖平衡的调节存在负反馈调节机制,D项正确。
题型二 围绕动物激素相关实验,考查科学探究
3.现有2只成年小鼠出现了行动呆笨迟缓、精神萎靡、食欲不振等症状。为探究这2只患病小鼠的病因,科研人员抽血检测了上述2只小鼠和1只正常小鼠的激素浓度,结果如下表所示。下列说法错误的是( )
组别 促甲状腺激素释放激素含量 促甲状腺激素含量 甲状腺激素含量
正常小鼠 正常 正常 正常
患病小鼠甲 偏高 偏高 偏低
患病小鼠乙 偏高 偏低 偏低
A.小鼠甲的病因可能是甲状腺损伤或缺碘,给其注射甲状腺激素后症状可缓解
B.小鼠乙的病因最可能是垂体病变,给其注射甲状腺激素后症状可缓解
C.给小鼠甲使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致其甲状腺激素分泌增加
D.下丘脑、垂体、甲状腺病变或缺碘均可能导致小鼠出现上述症状
答案 C
解析 小鼠甲患病是甲状腺分泌甲状腺激素不足造成的,所以可能是甲状腺细胞受损或缺碘,注射甲状腺激素后症状可缓解,A项正确。小鼠乙促甲状腺激素含量偏低,所以可能是垂体受损导致甲状腺激素分泌量不足,注射甲状腺激素后症状可缓解,B项正确。促甲状腺激素受体阻断剂阻止促甲状腺激素和甲状腺细胞结合,导致甲状腺细胞不能接收信号,分泌甲状腺激素减少,同时小鼠甲的甲状腺细胞受损,所以给小鼠甲使用促甲状腺激素受体阻断剂不会使其甲状腺激素分泌增加,C项错误。甲状腺激素的分泌受到下丘脑、垂体的分级调节,碘是合成甲状腺激素的原料,所以下丘脑、垂体、甲状腺病变或缺碘均可能导致小鼠出现上述症状(甲状腺激素分泌减少),D项正确。
4.哺乳动物胃的内分泌细胞分泌的Ghrelin可与分布于下丘脑的受体GHSR-1α结合,形成Ghrelin-下丘脑GHSR信号通路,促进生长激素分泌,调节摄食行为和糖脂代谢。为了探究有氧运动对高脂饮食诱发的高血糖的影响,按图1所示方案开展实验,最后测定各组小鼠空腹血糖、空腹胰岛素、胃组织Ghrelin蛋白和下丘脑GHSR-1α蛋白的水平,计算相对含量,结果如图2所示(NC组各指标水平设置为1.0)。
图1
图2
回答下列问题。
(1)胰岛素是由 细胞分泌的激素。
(2)GHSR-1α所在的细胞为Ghrelin的 。
(3)HC组空腹血糖水平高于NC组,从胰岛素角度分析原因可能是
。
(4)实验根据 原则设置两组对照,其中HC组的作用是
。
(5)HC组小鼠血糖水平升高时,Ghrelin蛋白水平下降,降低了饥饿感、减少了摄食量,从而限制血糖进一步升高,这属于机体的 调节。
(6)由实验结果推测, 的生活方式有助于保持血糖水平正常。
答案 (1)胰岛B
(2)靶细胞
(3)HC组的高脂饮食降低了细胞对胰岛素的敏感性,产生胰岛素抵抗,胰岛素受体失活(合理即可)
(4)单一变量 作为HE组的对照组,探究有氧运动对高脂饮食诱发的高血糖的影响;与NC组对照,证明高脂饮食可诱发高血糖
(5)(负)反馈
(6)低脂(正常)饮食,适度有氧运动
解析 (1)胰岛素是由胰岛B细胞分泌产生的唯一能够降低血糖浓度的激素。(2)由题干可知,GHSR-1α所在的细胞为Ghrelin的靶细胞。(3)HC组的胰岛素含量高于NC组,血糖浓度也高于NC组,原因可能是长时间的高脂饮食产生了胰岛素抵抗,胰岛素受体失活,导致空腹血糖水平高于NC组。(4)依据题干信息探究有氧运动对高脂饮食诱发的高血糖的影响,实验要遵循单一变量原则,设置对照。HC组的设置是作为HE组的对照组,探究有氧运动对高脂饮食诱发的高血糖的影响,又与NC组对照证明高脂饮食可诱发高血糖。(5)当血糖浓度升高时,机体Ghrelin蛋白水平下降,降低了饥饿感,减少了摄食量来限制血糖进一步升高,这体现了机体的负反馈调节。(6)由题图数据可知,低脂(正常)饮食和适度有氧运动都有利于维持血糖平衡,因此提倡低脂(正常)饮食和适度有氧运动的生活方式。
题组二 易错防范——不失分
1.激素种类多,量极微,既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,而是随体液到达靶细胞,使靶细胞原有的生理活动发生变化。可以说激素是调节生命活动的信息分子。判断下列有关激素及激素调节的叙述是否正确。
(1)各种动物激素用双缩脲试剂进行检测均呈紫色。( )
(2)肾上腺素分泌增多会使动物警觉性提高、呼吸速率减慢、心率减慢。( )
(3)激素只有运输到相应的靶器官或靶细胞才能发挥作用。( )
(4)激素能直接参与细胞内多种代谢过程从而调节生命活动。( )
×
×
√
×
(5)在甲状腺激素分泌的反馈调节中,下丘脑细胞和垂体细胞是甲状腺激素的靶细胞。( )
(6)血液中甲状腺激素水平降低会引起促甲状腺激素释放激素分泌减少。( )
(7)血糖平衡调节、体温调节和水盐平衡调节中均存在反馈调节。( )
(8)胰高血糖素可以促进肝糖原和肌糖原的分解,从而使血糖浓度升高。( )
(9)甲状腺激素不能影响神经系统的活动。( )
√
×
√
×
×
易错点拨(1)有些动物激素的化学本质不是蛋白质,如性激素的化学本质为固醇,用双缩脲试剂进行检测不呈紫色。
(2)胰高血糖素能促进肝糖原分解,而不能促进肌糖原分解。
2.(不定项选择题)肾小管对葡萄糖的重吸收主要依靠上皮细胞的钠—葡萄糖协同转运蛋白2(SGLT-2),Na+首先被上皮细胞Na+泵泵出,为葡萄糖协同转运提供动力。长期注射胰岛素可能会产生抗胰岛素抗体,致使部分患者胰岛素用量越来越大,但血糖浓度依然很高。服用SGLT-2抑制剂可抑制葡萄糖的重吸收,使葡萄糖随尿排出以降低血糖。下列叙述错误的是( )
A.胰岛素通过加速细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存来降低血糖浓度
B.肾小管重吸收葡萄糖消耗的ATP主要由线粒体提供
C.长期注射胰岛素会引起B细胞和记忆细胞产生抗体
D.SGLT-2抑制剂具有改善胰岛素的敏感性和利尿作用
答案 BCD
解析 胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素,其作用分为两个方面:促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖物质;抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖,A项正确。肾小管对葡萄糖的重吸收主要依靠肾小管上皮细胞中的钠—葡萄糖协同转运蛋白2(SGLT-2),说明葡萄糖进入肾小管上皮细胞的动力来源于细胞膜两侧的Na+的浓度差产生的势能,B项错误。抗体由浆细胞产生,C项错误。SGLT-2抑制剂作用于SGLT-2转运蛋白后,抑制了肾小管对原尿中葡萄糖的重吸收,由于原尿中葡萄糖的浓度较大,渗透压较高,故影响了肾小管对水分的重吸收,使服药者尿量增加,过量的葡萄糖从尿中排出,但不能改善胰岛素的敏感性,D项错误。
考点3
人体稳态与调节
1.内环境及稳态调节要点
(1)内环境各成分的判断
细胞内
提示血浆与组织液、淋巴液相比,最大的区别是血浆中含有较多的蛋白质。
(2)组织水肿的原因
下降
升高
2.下丘脑在三大调节中的作用——四大功能与三大中枢
肾小管、集合管重吸收水
大脑皮层
胰岛素
胰高血糖素
肾上腺素
特别提醒下丘脑的功能是调节内脏活动和内分泌活动。因为下丘脑的某些细胞既是神经元细胞,又是内分泌细胞,故下丘脑对人体的体温、摄食、水盐平衡和内分泌活动调节起重要作用,同时参与人的情绪活动。
3.体温调节的注意事项
(1)体温恒定的原理:机体产热量=散热量
代谢产热
皮肤
(2)关于产热和散热的四个误区
4.有关水盐平衡调节的四个易错点
(1)抗利尿激素的合成、分泌部位≠释放部位。合成、分泌抗利尿激素的是下丘脑,释放抗利尿激素的是 。
(2)水盐平衡的调节中枢≠产生渴觉的部位,水盐平衡的调节中枢位于下丘脑,产生渴觉的部位是 。
(3)水盐平衡的调节过程中下丘脑可作为神经中枢、感受器(渗透压感受器)和效应器(合成并分泌抗利尿激素)。
(4)影响水盐平衡调节的不是水的绝对含量的变化,而是细胞外液渗透压的变化。
垂体
大脑皮层
5.免疫调节
(1)两大免疫过程
①体液免疫
APC
细胞因子
浆细胞
②细胞免疫
APC
辅助性
细胞毒性
细胞因子
特别提醒有关免疫调节过程的四点提示
(2)三种免疫功能异常类型的判断
自身免疫病
免疫缺陷病
对点训练
题组一 精典对练——拿高分
题型一 围绕人体内环境及其稳态的维持,考查稳态与平衡的生命观念
1.(2021河北卷,不定项选择题)高盐饮食后一段时间内,虽然通过调节饮水和泌尿可以使细胞外液渗透压回归Na+摄入前的水平,但机体依旧处于正钠平衡(总Na+摄入多于排泄)状态。下列叙述正确的是( )
A.细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl-
B.细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关
C.细胞内液不参与细胞外液渗透压的调节
D.细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡时,细胞外液总量和体液总量均增多
答案 ABD
解析 细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl-,A项正确。细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加都有关系,B项正确。细胞内液与细胞外液进行着物质交换,也参与细胞外液渗透压的调节,C项错误。高盐饮食后,为使细胞外液渗透压回归,机体要摄入一定量的水,所以细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡状态时,细胞外液总量和体液总量都增多,D项正确。
2.(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 下丘脑渗透压感受器能感受细胞外液渗透压的变化,A项正确。下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素释放激素,促甲状腺激素是由垂体分泌的,B项错误。下丘脑中的水平衡调节中枢参与人体水盐平衡的调节,C项正确。下丘脑能够感受体温的变化,下丘脑中的体温调节中枢参与人体的体温调节,D项正确。
题型二 结合体温调节与水盐平衡调节,考查生命观念、科学思维
3.内温动物是指通过自身体内氧化代谢产热来调节体温的动物,如哺乳动物、鸟类等。在一定的温度范围内,内温动物耗氧量最低,并且不随环境温度而变化,该温度范围称为热中性区。在环境温度高于或者低于热中性区时,内温动物耗氧量都会增加,体内产热量也会增加。下列关于内温动物体温调节的叙述,错误的是( )
A.当环境温度高于热中性区时,机体的产热量要大于散热量
B.当环境温度低于热中性区时,机体内甲状腺激素的合成与分泌量会增加
C.将家畜养殖的环境温度控制在热中性区,有利于降低家畜的能量消耗
D.高纬度内温动物往往比低纬度同类个体偏大,有利于减少单位体重的散热量
答案 A
解析 当环境温度高于热中性区时,机体的产热量约等于散热量,A项错误。当环境温度低于热中性区时,机体内甲状腺激素的合成与分泌量会增加,提高细胞的代谢速率,使机体的产热量增加,以适应低温环境,B项正确。在环境温度高于或者低于热中性区时,内温动物耗氧量都会增加,体内产热量也会增加。将家畜养殖的环境温度控制在热中性区,氧气的消耗量最低,有机物的分解较少,有利于减少家畜的能量消耗,C项正确。高纬度地区的温度低于低纬度地区,故高纬度内温动物往往比低纬度同类个体偏大,以此来减少单位体重的散热量,D项正确。
4.为探究不同因素对尿量的影响,某同学用麻醉后的实验兔进行了如下实验:首先记录实验兔的正常尿量a(单位:滴/min),然后在耳缘静脉注射垂体提取液0.3 mL,记录尿量b;待尿量恢复正常后,在耳缘静脉注射质量分数为10%的葡萄糖溶液20 mL,再次记录尿量c。下列叙述错误的是( )
A.若尿量b小于a,则是因为垂体提取液中含有抗利尿激素,促进了实验兔肾小管和集合管重吸收水
B.若尿量c小于a,则是由实验兔的细胞外液渗透压升高引起的
C.血糖升高后,降血糖的调节过程中感受器位于下丘脑
D.给实验兔注射高渗NaCl溶液导致尿量减少的原因与注射垂体提取液导致尿量减少的原因不同
答案 D
解析 在耳缘静脉注射垂体提取液0.3 mL,垂体提取液中含有抗利尿激素,作用于肾小管和集合管,使之重吸收的水增多,从而使尿量减少,即b小于a,A项正确。在耳缘静脉注射质量分数为10%的葡萄糖溶液20 mL后,细胞外液渗透压升高,垂体释放的抗利尿激素增加,导致尿量减少,即c小于a,B项正确。血糖升高后,下丘脑中相应感受器兴奋,通过神经调节使胰岛B细胞分泌胰岛素,从而降低血糖浓度,C项正确。给兔注射高渗NaCl溶液,细胞外液渗透压升高,垂体释放的抗利尿激素增加,这与注射垂体提取液导致尿量减少的原因相同,D项错误。
题型三 结合免疫调节,考查社会责任和生命观念
5.(2021湖南卷)鸡尾部的法氏囊是B淋巴细胞的发生场所。传染性法氏囊病病毒(IBDV)感染雏鸡后,会导致法氏囊严重萎缩。下列叙述错误的是( )
A.法氏囊是鸡的免疫器官
B.传染性法氏囊病可能导致雏鸡出现免疫功能衰退现象
C.将孵出当日的雏鸡摘除法氏囊后,会影响该雏鸡B淋巴细胞的产生
D.雏鸡感染IBDV发病后,注射IBDV灭活疫苗能阻止其法氏囊萎缩
答案 D
解析 由题干“法氏囊是B淋巴细胞的发生场所”可推知,法氏囊是鸡的免疫器官,A项正确。传染性法氏囊病病毒(IBDV)感染雏鸡后,会导致法氏囊严重萎缩,进而影响B淋巴细胞的产生,B淋巴细胞主要参与体液免疫,所以可能会导致体液免疫功能衰退,B项正确。法氏囊是B淋巴细胞的发生场所,孵出当日摘除,会导致雏鸡B淋巴细胞的产生减少,C项正确。IBDV灭活疫苗相当于抗原,应在感染前注射,用于免疫预防,发病后再注射不能阻止其法氏囊萎缩,D项错误。
6.(2021山东卷)一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇,一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体,由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将某种病毒的衣壳蛋白p72注入小鼠体内,可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗,也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是( )
A.注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大
B.单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合
C.利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗
D.p72部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况
答案 D
解析 由题意可知,一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇,一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体,所以由同一抗原刺激机体可以产生多抗,抗原纯度对多抗纯度的影响比对单抗纯度的影响大,因为单克隆抗体的制备过程需经过两次筛选,A项错误。单抗制备过程中通常将分离出的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到杂交瘤细胞,B项错误。一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇,一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体,利用该小鼠能制备出多种抗p72的单抗,C项错误。p72部分结构改变会导致其部分抗原决定簇变化,与改变前抗原决定簇识别的单抗就会失效,而与其他抗原决定簇结合的其他抗体仍然有效,D项正确。
题组二 易错防范——不失分
1.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。判断下列有关稳态的叙述是否正确。
(1)细胞外的液体就是细胞外液。( )
(2)血红蛋白主要存在于血浆和组织液中。( )
(3)血浆中的水可以来自消化道、组织液和淋巴液。( )
(4)食物中长期缺少蛋白质会引起组织水肿。( )
(5)严重脱水时,下丘脑合成、垂体释放的抗利尿激素减少。( )
×
×
√
√
×
2.人和高等动物的各项生命活动常常同时受神经和体液的调节。判断下列有关神经—体液调节的叙述是否正确。
(1)肾上腺素和胰高血糖素通过协同作用调节血糖平衡。( )
(2)血糖水平是调节胰岛素和胰高血糖素分泌的最重要因素。( )
(3)水盐平衡通过神经—体液调节完成。( )
(4)人体遇冷时,甲状腺激素和肾上腺素均可参与机体产热调节。( )
√
√
√
√
易错点拨高温环境下的体温调节过程也是以神经—体液调节为主,需要机体各个器官、系统的协调配合才能完成。
3.(2023河北二模)水平衡和盐平衡的调节过程密切相关,通常称为渗透压调节,Na+浓度在维持细胞外液渗透压方面具有重要作用。请回答下列问题。
(1)抗利尿激素(ADH)的主要作用是提高肾小管和集合管上皮细胞对水的通透性,使ADH分泌的有效刺激是 。ADH可与肾小管和集合管上皮细胞上的 结合,最终促进水的重吸收,推测抗利尿激素对血容量和血压的影响分别是 。
(2)醛固酮的分泌主要受肾素—血管紧张素—醛固酮系统调节,调节过程如下图所示。
肾素能将血浆中的血管紧张素原水解为血管紧张素Ⅰ,由此可知,肾素并不是激素,理由是 。入球小动脉的牵张感受器在入球小动脉内血流减少时兴奋,而肾小管的致密斑感受器在肾小管管腔液中钠含量减少时兴奋,两个过程均能增加肾素的释放。据此推测,醛固酮分泌增加的有效刺激为 。
(3)醛固酮具有保钠的作用,与此功能相关,水的重吸收量会 ,最终对血浆的 、血容量和血压产生影响。
答案 (1)细胞外液渗透压升高 特异性受体 使血容量增加、血压升高
(2)激素起调节作用,而肾素起催化作用 细胞外液量减少和血钠含量降低
(3)增加 渗透压
解析 (1)若饮水不足或吃的食物过咸时,细胞外液的渗透压升高,位于下丘脑中的渗透压感受器受到刺激,产生渴觉的同时,促使垂体释放抗利尿激素增多,抗利尿激素与肾小管和集合管上的特异性受体结果,促进对水的重吸收,使尿量减少,以维持渗透压的平衡,所以抗利尿激素可使血容量增加、血压升高。(2)激素起调节作用,而肾素起催化作用,所以肾素不是激素。细胞外液量减少和血钠(肾小管管腔液中的钠)含量降低是醛固酮分泌增加的有效刺激。(3)醛固酮具有保钠的作用,会导致血浆渗透压上升,最终会导致肾小管和集合管对水的重吸收增加,影响了血浆的渗透压、血容量和血压。
4.新型冠状病毒肆虐给人类生活带来极大影响,研发疫苗是防控新冠肺炎的有效措施。腺病毒载体疫苗属于基因工程疫苗,它只需搭载新型冠状病毒核酸片段,而传统的“灭活病毒疫苗”需要灭活使病毒失去致病能力。下图是注射两类疫苗引发人体产生免疫效应的部分过程示意图,图中①~⑤代表不同细胞。下列说法正确的是( )
A.图中物质A为细胞因子,能特异性识别抗原的细胞有①②③④
B.感染过腺病毒的人群接种腺病毒载体疫苗,会提高疫苗免疫预防效果
C.新型冠状病毒感染免疫预防人群时,会直接刺激②和③迅速发生二次免疫反应
D.腺病毒载体疫苗不存在“灭活”,但需要新型冠状病毒核酸片段表达才能发挥作用
答案 D
解析 题图表示人体特异性免疫过程,细胞①是抗原呈递细胞,细胞②是辅助性T细胞,细胞③是B细胞,细胞④是记忆B细胞,细胞⑤是浆细胞;物质A是细胞因子;物质B是抗体,能与抗原特异性结合。其中,能特异性识别抗原的细胞有②辅助性T细胞、③B细胞、④记忆B细胞,①抗原呈递细胞没有特异性识别功能,A项错误。若在接种腺病毒载体疫苗前,人体曾感染过腺病毒,人体中产生的抗体与细胞毒性T细胞会消灭腺病毒,导致腺病毒载体疫苗的有效性降低,B项错误。新型冠状病毒感染免疫预防人群时,会直接刺激④记忆B细胞迅速发生二次免疫反应,C项错误。腺病毒载体疫苗注入
人体后,其发挥作用的机理是腺病毒能够将相关蛋白基因转化到受体细胞中,并在受体细胞中表达出相关蛋白,作为抗原引起人体的免疫应答,故腺病毒载体疫苗不存在“灭活”,但需要新型冠状病毒核酸片段表达才能发挥作用,D项正确。
微专题3
动物生理实验题的分析与设计
规律方法 归纳
一、与内分泌腺和激素有关的实验设计归纳
1.常用实验方法:切除法、饲喂法、注射法
不同激素由于化学本质不同,设计实验时,要根据激素的种类,采取切除、注射或饲喂的方法。
2.动物生理实验材料的选择和处理
(1)实验分组基本要求:选择性别、年龄、体重、生理状况相似的动物平均分组(随机均分),每组要有数量相等的多只动物。
(2)处理:如观察胰岛素、胰高血糖素功能的实验动物一般是先进行饥饿处理。
(3)要根据实验动物的不同,合理控制激素的用量。
3.动物激素调节实验设计时的注意事项
(1)根据激素的化学本质,选择不同的实验方法。多肽和蛋白质类激素一般采用注射法,不宜采用饲喂法;固醇类、氨基酸衍生物类激素可以饲喂,也可以注射。
(2)注意设置对照实验:如进行注射实验时空白对照组应不作处理或注射生理盐水(不可用蒸馏水,进行饲喂实验时,空白对照组可添加蒸馏水)。
(3)生理实验中要注意排除无关变量溶解药物的溶剂、内源激素等的干扰。
二、神经调节实验设计基本方法归纳
1.判断传入神经和传出神经
设计关键:切断实验法确认传入神经与传出神经。
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,则切断的为传入神经;反之则为传出神经。
2.反射弧中兴奋传导(传递)特点的实验探究
(1)探究兴奋在神经纤维上的传导
一般选择传出神经中央某点作为实验对象。
(2)探究兴奋在神经元之间的传递
设计关键:在突触两侧找两个刺激位点。一般传入神经和传出神经各一个。
3.“药物阻断”兴奋传导(传递)的实验
设计关键:探究某药物(如麻醉药)是阻断兴奋在神经纤维上的传导还是阻断兴奋在突触处的传递,可分别将药物置于神经纤维上或置于突触处,依据其能否产生“阻断”效果作出合理推断。
技能提升 训练
人和高等动物的小肠肠壁内分布着由大量神经元构成的黏膜下神经丛,该神经丛可以接受来自脑干的神经支配,同时也参与腺体分泌等局部反射活动,如右上图所示。回答下列问题。
(1)当来自脑干的兴奋传导至神经丛时,通过神经末梢释放 ,引起神经元③产生兴奋,当兴奋传到M点时,M点膜外电位的变化过程是 。神经元③兴奋不能引起神经元④出现电位变化,即兴奋在神经元之间的传递是单向的,原因是 。
(2)小肠肠腔的酸度增加,可通过局部反射活动引起腺体的分泌。若图中腺体对小肠肠腔的酸度增加无法作出反应,但来自脑干的兴奋仍可使其分泌,现已确定上述现象出现的原因是某突触异常,则由图可知,出现异常的突触在神经元 (填图中序号)之间。已知用电极刺激神经元可使其产生兴奋,请设计实验证明该突触异常(简要写出实验思路并预期实验现象)。 。
答案 (1)神经递质 由正电位变为负电位 神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上(或神经递质只能由神经元④的突触小体释放,作用于神经元③的胞体)
(2)⑥和② 用电极刺激神经元⑥的轴突末梢,腺体不分泌;用电极刺激神经元②的胞体,腺体分泌
解析 (1)兴奋传至神经末梢时,神经末梢会释放神经递质,其与突触后膜上的相应受体结合,引起突触后膜膜电位变化,实现兴奋的传递;兴奋传至M点时,该处会形成动作电位,则膜外电位由正电位变为负电位;兴奋在神经元之间通过神经递质传递,而神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上,故兴奋在神经元之间只能单向传递。
(2)由题图可知,小肠肠腔腺体的分泌受小肠肠腔酸度和脑干影响。若题图中腺体对小肠肠腔的酸度增加无法作出反应,但来自脑干的兴奋仍可使其分泌,结合图示可知,此时应是⑥和②之间的突触异常;若要证明⑥和②之间的突触异常,可用电极刺激神经元⑥的轴突末梢,此时腺体不能正常分泌,用电极刺激神经元②的胞体,腺体分泌。
专项模块 素能培优
大题分析与表达(四) 动物生命活动调节类大题突破
典例示范
【典例】(2021山东卷)过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发,也会导致黑色素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如下页左上图所示。回答下列问题。
(1)下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌G的体液调节方式为 。
(2)研究发现,NE主要通过过程②影响MeSC,过程①作用很小。两过程中,NE作用于MeSC效果不同的原因可能是 、 、 。
(3)已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响。(写出实验思路和实验现象)
【思维模板】
【表达模板】实验思路的书写
对照组和实验组的自变量处理方法 因变量的检测方式 根据指标统计结果或说明的问题(得出结论的依据)
取生理状况相同的黑毛小鼠若干只,随机均分为A、B、C、D四组。A组不作处理;B组切除肾上腺;C组束缚;D组切除肾上腺并束缚,其他条件相同且适宜 饲养一段时间后,观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化 比较得出结论
答案 (1)分级调节
(2)两过程NE的作用方式不同(或NE分别作为激素和神经递质起作用) 两过程NE的浓度不同 两过程NE运输到MeSC的时间不同(合理即可)
(3)实验思路:取生理状况相同的黑毛小鼠若干只,随机均分为A、B、C、D四组。A组不作处理,B组切除肾上腺,C组束缚,D组切除肾上腺并束缚,其他条件相同且适宜,饲养一段时间后,观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化。
实验现象:A组小鼠的体毛无明显变化;B组小鼠的体毛增多(生长旺盛),不变白;C组小鼠脱毛且体毛变白;D组小鼠体毛增多(生长旺盛),变白(注:上述处理中A组作假手术处理,C组作假手术并束缚也可)。
解析 (1)由题图可知,过度紧张焦虑刺激下丘脑通过垂体作用于肾上腺皮质产生糖皮质激素,由下丘脑—垂体—相应腺体产生相应的激素属于激素调节方式中的分级调节。(2)由题图可知,过度紧张焦虑刺激脑和脊髓。过程②为神经调节,脑和脊髓通过神经调节经传出神经末梢释放的神经递质NE作用于黑色素干细胞MeSC,使MeSC异常增殖分化;过程①为神经—体液调节,脑和脊髓通过传出神经支配肾上腺髓质,释放激素NE,NE作用于黑色素干细胞MeSC。作用于MeSC的两条途径中,NE主要通过过程②影响MeSC,过程①作用很小,原因可能与NE本身的作用方式不同,NE作用于靶细胞的受体不同,NE本身的活性、浓度等方面有关。(3)实验目的为验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响。实验类型为
验证性实验,自变量为长期束缚、肾上腺,因变量为黑毛小鼠体毛的数量和颜色。从题图中可看出过度紧张焦虑,下丘脑通过垂体产生G作用于成纤维细胞并最终抑制了HFSC的增殖分化。按照实验设计的对照、等量、单一变量原则可将实验目的分解为两个:①设计实验验证上述调节机制中长期束缚对黑毛小鼠体毛的影响,分不处理组和长期束缚组,②设计实验验证上述调节机制中肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响,分不处理组和切除肾上腺组。由于题目要求验证上述长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响,再加一组长期束缚及切除肾上腺组。实验思路:取生理状况相同的黑毛小鼠若干只,随机均分为A、B、C、D四组。A组不作处理,B组切除肾上腺,C组束缚,D组切除肾上腺并束缚,其他条件相同且适宜,饲养一段时间后,观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化。实验现象:A组小鼠的体毛无明显变化;B组小鼠的体毛增多(生长旺盛),不变白;C组小鼠脱毛且体毛变白;D组小鼠体毛增多(生长旺盛),变白。
长句训练
1.海马体(H区)是大脑边缘系统的一部分,与人的学习和记忆功能密切相关。为了研究学习和记忆的机制,研究人员利用小鼠进行了下图所示实验。分析回答下列问题。
(1)由图示可知,在小鼠H区的神经纤维上施加单脉冲电刺激后,突触前膜释放 ,经过突触间隙与突触后膜上的A受体结合,使突触后膜产生兴奋,兴奋部位的膜外电位表现为 。上述过程中兴奋是 (填“单”或“双”)向传递的。
(2)在小鼠H区的神经纤维上施加高频电刺激后,突触后膜上的 被激活,导致Ca2+内流,引起突触后神经元发生系列变化,最终导致突触后膜上 数量增加,形成持续一段时间的电位增强,这种现象称为长时程增强(LTP)。
(3)科学家通常采用隐藏平台水迷宫任务来测试小鼠的记忆能力,即让小鼠在一个装满水的不透明的圆缸内游泳来寻找隐藏在水面下的平台。经过相同的训练次数后,可根据小鼠找到隐藏平台所需的时间长短来评价小鼠的记忆能力。请利用以下实验材料设计实验验证海马区依赖于N受体的LTP参与小鼠记忆的形成。
实验材料:生理状况相同的小鼠若干、N受体阻断剂AP5、隐藏平台水迷宫装置等。
实验思路: 。
答案 (1)谷氨酸 负电位 单
(2)N受体 A受体
(3)将小鼠等分为两组,一组小鼠注射适量的AP5,另一组小鼠注射等量的生理盐水;一段时间后让两组小鼠同时进行隐藏平台水迷宫任务的测试,记录两组小鼠找到隐藏平台所需要的时间
解析 (1)由题图可知,在单脉冲电刺激作用下,突触前膜释放了谷氨酸,并与突触后膜上的A受体结合,引起突触后膜兴奋,兴奋部位膜内为正电位、膜外为负电位。由于神经递质只能由突触前膜释放并作用于突触后膜上,所以上述过程中兴奋是单向传递的。(2)由题图可知,在高频电刺激作用下,突触前膜释放了谷氨酸并作用于N受体,激活了N受体,导致Ca2+内流,经过一系列变化最终导致突触后膜上的A受体数量增加。(3)由题意可知,该实验是验证性实验,目的是验证海马区依赖于N受体的LTP参与小鼠记忆的形成,结合实验设计的基本原则和提供的实验材料设计实验:将小鼠等分为两组,一组小鼠注射适量的AP5(N受体阻断剂),另一组小鼠注射等量的生理盐水;一段时间后让两组小鼠同时进行隐藏平台水迷宫任务的测试,记录两组小鼠找到隐藏平台所需要的时间。
2.临床上,常用口服葡萄糖耐量实验(OGTT)检查人体对血糖的调节能力。具体操作是先测定受检者空腹血糖,然后将75 g无水葡萄糖溶于250~300 mL水中,让受检者5 min内饮尽,每隔一定时间测定血糖浓度(相关标准及结论如下表所示),以判断受检者是否存在“糖调节异常”或“糖尿病”。请分析回答下列问题。
(1)所有受检者的血糖浓度,在0.5~1 h均迅速上升的原因是 。正常人2 h后血糖浓度基本恢复至空腹水平,主要原因是组织细胞加快了 的合成及葡萄糖的分解利用。
(2)IFG和IGT均属于“糖调节异常”。一般认为,IFG表现为餐后血糖的调节能力较好,而空腹血糖调节能力减退,原因主要与人的饮食和生活习惯有关。为避免IFG患者发展成糖尿病患者,你给出的建议是 。
(3)正常人胰岛素的分泌量与血糖值呈平行状态,试验3 h后的胰岛素测定值与空腹值相当。1型糖尿病为胰岛素依赖型糖尿病,主要是 受损导致胰岛素分泌不足;2型糖尿病主要是由于胰岛素敏感性下降,机体代偿性使胰岛素的分泌量 。为查明糖尿病患者的病因,在做OGTT的同时还需做胰岛素释放试验。下图表示测定胰岛素释放的3种情况,属于1型糖尿病和2型糖尿病的曲线分别是 和 。
(4)严重的糖尿病患者常伴随酮症酸中毒,酮症酸中毒是由脂肪分解生成的酮体积累造成的。糖尿病患者出现酮症酸中毒的原因是 。
答案 (1)肠道吸收葡萄糖 糖原
(2)减少高糖高热量食物的摄入,加强体育锻炼
(3)胰岛B细胞 增加 c a
(4)细胞不能正常利用葡萄糖,而是利用脂肪供能,造成酮体积累
解析 (1)由题表数据可知,在0.5~1 h所有受检者的血糖浓度均迅速上升,其原因是肠道消化吸收葡萄糖。而正常人2 h后血糖浓度基本恢复至空腹水平,主要原因是组织细胞加快了糖原的合成及葡萄糖的分解利用。(2)为避免IFG患者发展成糖尿病患者,应减少高糖高热量食物的摄入,加强体育锻炼。(3)1型糖尿病为胰岛素依赖型糖尿病,主要是胰岛B细胞受损导致胰岛素分泌不足;2型糖尿病主要是由于胰岛素敏感性下降,机体代偿性使胰岛素的分泌量增加。为查明糖尿病患者的病因,在做OGTT的同时还需做胰岛素释放试验。由题意可知,1型糖尿病血浆中胰岛素含量低,因此属于1型糖尿病的曲线是c;2型糖尿病血浆中胰岛素含量高,因此属于2型糖尿病的曲线是a。(4)糖尿病患者出现酮症酸中毒的原因是细胞不能正常利用葡萄糖,而是利用脂肪供能,造成酮体积累。
3.巨噬细胞是血液、淋巴液和所有哺乳动物组织中常见的吞噬细胞,是造血系统中可塑性最强的一种细胞。近年来人们研究发现,巨噬细胞可以根据微环境的变化而改变其表型,从而具有多样的功能,即巨噬细胞的表型转换。微环境变化所产生的巨噬细胞的表型是多样的,但有两种主要表型,即M1型和M2型巨噬细胞。M1型巨噬细胞即经典活化巨噬细胞,具有吞噬杀菌、释放炎症介质、呈递抗原和启动适应性免疫应答的功能,是机体抵御外来异物的重要防线。M2型巨噬细胞是一群具有抗炎作用的异质性巨噬细胞,与抗炎反应、寄生虫感染、组织重构、纤维化以及肿瘤疾病发展相关。回答下列问题。
(1)巨噬细胞由 分化而来;M1型巨噬细胞在机体中既能参与非特异性免疫,又能参与特异性免疫,作出此判断的依据是 。
(2)肥胖被认为是导致多种疾病的危险因素。科学研究显示,从瘦人的白色脂肪组织中分离出的巨噬细胞表现出M2型的特征;在肥胖人群的脂肪组织中发现M1型巨噬细胞数目增加,且它的数量与肥胖水平呈正相关。这表明肥胖可导致巨噬细胞发生 的表型转换。M1型和M2型巨噬细胞功能出现差异的根本原因是 。
(3)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(MiR-690)的胞外产物,即外泌体。研究证实了外泌体中的MiR-690可提高肥胖导致的2型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性。现有肥胖导致的2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MiR-690可提高肥胖导致的2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 (1)造血干细胞 M1型巨噬细胞具有吞噬杀菌、释放炎症介质、呈递抗原和启动适应性免疫应答的功能
(2)从M2向M1 细胞中遗传信息的表达情况不同(基因的选择性表达)
(3)实验思路:将肥胖导致的2型糖尿病小鼠均分为甲、乙两组,甲组注射适量的外泌体提取液,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、乙两组小鼠的血糖浓度,并进行比较。
预期结果:甲组血糖浓度低于乙组。
解析 (1)巨噬细胞是吞噬细胞的一类,是由造血干细胞分化而来的;结合题干信息“M1型巨噬细胞即经典活化巨噬细胞,具有吞噬杀菌、释放炎症介质、呈递抗原和启动适应性免疫应答的功能,是机体抵御外来异物的重要防线”可知,M1型细胞能参与非特异性免疫(吞噬杀菌、释放炎症介质),又能参与特异性免疫(呈递抗原和启动适应性免疫应答)。(2)由题干信息“巨噬细胞可以根据微环境的变化而改变其表型”及“从瘦人的白色脂肪组织中分离出的巨噬细胞表现出M2型的特征,在肥胖人群的脂肪组织中发现M1型巨噬细胞数目增加”可推测,肥胖(可看作微环境)可导致巨噬细胞发生从M2向M1的表型转换;M1型和M2型巨噬细胞来源相同,其表型不同的根本原因是基因的选择性表达。
(3)由题意可知,本实验目的为“验证MiR-690可提高肥胖导致的2型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性”,则实验的自变量为MiR-690(外泌体)的有无,因变量为胰岛素的敏感性,可通过测定血糖浓度进行验证,实验设计应遵循对照原则与单一变量原则,故可设计实验如下。实验思路:将肥胖导致的2型糖尿病小鼠均分为甲、乙两组(分组并编号),甲组注射适量的外泌体提取液,乙组注射等量的用RNA酶处理过的外泌体提取液(单一变量);相同条件下饲喂一段时间后(无关变量相等且适宜),检测甲、乙两组小鼠的血糖浓度,并进行比较。由于实验假设是MiR-690可提高肥胖导致的2型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性,故预期结果为甲组血糖浓度低于乙组。
热点突破6反馈调节
微网建构
考向探析
反馈调节存在于生命系统的多个层次中。微观方面,细胞内的生化反应存在反馈调节;个体调节方面,无论是激素调节还是神经调节,均涉及反馈调节;宏观方面,生态系统稳定性也必须依赖自我调节实现,而反馈调节是自我调节的基础。与生命系统反馈调节相关的内容是近年高考高频切入点之一,备考时宜强化针对性训练。
典题感悟
1.(2023湖南卷)甲状旁腺激素(PTH)和降钙素(CT)可通过调节骨细胞活动以维持血钙稳态,如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.CT可促进成骨细胞活动,降低血钙
B.甲状旁腺功能亢进时,可引起骨质疏松
C.破骨细胞活动异常增强,将引起CT分
泌增加
D.长时间的高血钙可导致甲状旁腺增生
答案 D
解析 由题图可知,CT可以促进成骨细胞活动,导致血钙浓度降低,A项正确。如果甲状旁腺功能亢进,则PTH分泌增多,从而使破骨细胞活动增强,骨骼中的钙进入血浆,可引起骨质疏松,B项正确。由题图可知,破骨细胞活动增强会导致血钙浓度过高,而血钙浓度过高又会促进甲状腺C细胞分泌CT,C项正确。长时间的高血钙会促进甲状腺C细胞分泌CT,不会导致甲状旁腺增生,D项错误。
2.下图表示某雄性哺乳动物雄激素(睾酮)产生的调节过程,①~⑤表示相关生理过程。下列相关叙述错误的是( )
A.垂体细胞既含有促性腺激素释放激素受体,也含有睾酮受体
B.睾酮分泌过程中的负反馈调节有利于保持睾酮含量的稳定
C.若长期服用睾酮类药物,则图中的过程①②③将减弱
D.睾酮的合成和分泌与核糖体、内质网和高尔基体密切相关
答案 D
解析 激素的作用特点之一是作用于靶器官和靶细胞,因为靶器官和靶细胞上有激素的特异性受体,由题图可知,垂体细胞能够接受促性腺激素释放激素和睾酮的作用,所以垂体细胞既含有促性腺激素释放激素受体,也含有睾酮受体,A项正确。睾酮分泌过程中,当分泌量过多时,通过负反馈调节来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,有利于保持睾酮含量的稳定,B项正确。长期服用睾酮导致睾酮含量较高,会通过负反馈调节抑制下丘脑和垂体的分泌活动,所以过程①②③将减弱,C项正确。睾酮的化学本质是固醇,合成场所是内质网,与核糖体和高尔基体不相关,D项错误。
3.下图为人体生长激素(GH)分泌的调节示意图,其中GHRH为生长激素释放激素,GHIH为生长激素释放抑制激素。下列说法错误的是( )
A.GH过少时促进下丘脑分泌GHRH体现了反馈调节机制
B.GH弥散到体液中后能定向运输至骨骼等细胞处发挥作用
C.GH是由腺垂体分泌的,其释放离不开高尔基体的作用
D.GHIH与GHRH共同维持内环境中GH含量的相对稳定
答案 B
解析 由题图可知,下丘脑通过释放GHRH作用于腺垂体使其分泌GH,通过产生GHIH抑制腺垂体分泌GH。GH过少时对下丘脑的抑制作用减弱,促进下丘脑分泌GHRH,使腺垂体分泌更多的GH,体现了反馈调节机制,A项正确。GH等激素弥散到体液中,随血液流到全身,作用于特定的靶细胞或靶器官,B项错误。GH是一种蛋白质类的分泌物,其分泌过程与高尔基体有关,C项正确。下丘脑分泌的GHRH能促进腺垂体分泌GH,而下丘脑分泌的GHIH能抑制腺垂体分泌GH,因此GHIH与GHRH相互作用,可共同维持内环境中GH含量的相对稳定,D项正确。
4.在两个或两个以上不同性质的生态系统交互作用处,由于某些生态因子或系统属性的差异和协同作用而引起系统某些组分及行为的较大变化称为边缘效应。边缘效应在其性质上可分为正效应和负效应,正效应表现出效应区比相邻生态系统具有更为优良的特性,如生产力提高、物种多样性增加等;负效应则表现相反。下列相关叙述错误的是( )
A.自然生态系统和人工生态系统都可能形成边缘效应
B.引起边缘效应的生态因子包括物质、能量和信息等方面
C.边缘效应往往会增加物种数量,也会降低某物种的种群密度
D.效应区内生态系统的抵抗力稳定性比相邻生态系统高
答案 D
解析 边缘效应在其性质上可分为正效应和负效应,故效应区内生态系统的抵抗力稳定性不一定比相邻生态系统高。
5.为研究东北某草原水淹后恢复过程中植物优势种及其主要伴生种的数量变化,同步开展人工建立不同初始比例羊草和寸草苔实验种群研究,连续五年(2016-2020年)在同一时间段进行取样和检测,部分数据如下图所示(图中比例为羊草和寸草苔初始数量之比)。回答下列问题。
图1
图2
(1)调查上述草本植物的种群密度时,应采用 法。羊草和寸草苔均可进行营养生殖(产生分蘖株),取样时 (填“应该”或“不应该”)将全部植株的地上部分连同地下部分一同挖出。
(2)结合图1分析, 可能是该草原的优势种。图2中,羊草分蘖株生物量总体上呈下降趋势,原因是 。
(3)调查发现,水淹后恢复演替初期植物生存环境较为恶劣,土壤含水量高、部分裸露土地盐碱化。在演替中后期随着植物吸收矿质元素、腐殖质作用于土壤,土壤盐碱化程度降低、肥力提高。恢复演替初期羊草等植物通过种子进行传播和繁殖,不断产生定居的母株,分蘖株产生率低。演替中后期母株会不断通过分蘖株向四周扩展,逐渐形成大小不同的无性系斑块。这些无性系斑块内部来源于种子的实生苗占很小的比例,不足1%。分析上述材料,回答以下问题。
①结合演替过程中羊草繁殖方式的变化,分析有性生殖的优势: 。
②请从进化与适应、营养供应与幼苗生长两个角度分别分析演替后期无性系斑块内部来源于种子的实生苗占比不足1%的原因: ; 。
答案 (1)样方 应该
(2)羊草 种群密度增大,种内竞争加剧,分蘖株获取的空间和光照等资源减少(或种群密度大,光照面积有限,光合强度达到最大后,呼吸强度仍继续升高,有机物消耗增多)
(3)产生丰富的变异类型,在对环境变化的适应性上占优势 经过自然选择,植物已经形成与现有环境的协调和适应,无性生殖有利于保持这些优良的遗传特性 分蘖株能从母本植株获得充足营养进行旺盛生长,而实生苗生长的营养来自种子中储备的少量营养物质,生长速度慢
解析 (1)调查植物的种群密度时应采用样方法,羊草和寸草苔均可产生分蘖株,其一株植物可能在地面上分蘖出数株,只计数地上部分会导致统计结果偏大,故取样时应该将全部植株的地上部分连同地下部分一同挖出再计数。(2)由图1可知,羊草可能是该草原的优势种。图2中,羊草分蘖株生物量总体上呈下降趋势,原因是种群密度增大,种内竞争加剧,分蘖株获取的空间和光照等资源减少。(3)有性生殖可以通过产生配子时进行基因重组,产生多种类型的配子,再通过配子的随机结合,形成多样组合性状的后代,所以有性生殖的优势是产生丰富的变异类型,在对环境变化的适应性上占优势。经过自然选择,植物已经形成与现有环境的协调和适应,无性生殖有利于保持这些优良的遗传特性;分蘖株能从母本植株获得充足营养进行旺盛生长,而实生苗生长的营养来自种子中储备的少量营养物质,生长速度慢,所以演替后期无性系斑块内部来源于种子的实生苗占比不足1%。
6.(2021全国乙卷)哺乳动物细胞之间的信息交流是其生命活动所必需的。请参照表中内容,围绕细胞间的信息交流完成下表,以体现激素和靶器官(或靶细胞)响应之间的对应关系。
内分泌腺或
内分泌细胞 激素 激素运输 靶器官或
靶细胞 靶器官或靶
细胞的响应
肾上腺 肾上腺素 (3)通过 运输 (4) 心率加快
胰岛B细胞 (1) 肝细胞 促进肝糖原的合成
垂体 (2)
甲状腺 (5)
答案 (1)胰岛素 (2)促甲状腺激素 (3)体液 (4)心脏 (5)促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素
解析 胰岛B细胞分泌胰岛素,可以通过促进肝糖原的合成降低血糖。垂体可以分泌促甲状腺激素,作用于甲状腺以促进甲状腺激素的合成和分泌。肾上腺分泌的肾上腺素可以作用于心脏,使心率加快。动物激素都是通过体液运送到全身各处的。专题突破练9 个体稳态与调节
一、单项选择题
1.在日常生活中,很多因素会引起内环境发生变化。下列相关叙述错误的是( )
A.剧烈运动时有乳酸的产生,内环境的pH有下降趋势
B.长期营养不良会导致血浆蛋白含量下降,进而引起组织水肿
C.人高热不退时,无汗液蒸发,机体水分仍能保持平衡
D.人刚进入寒冷环境时,机体散热量大于产热量
2.科学家研究发现,节食减肥的人出现了明显的记忆力减退、反应迟钝、计算能力下降等现象。过度节食还会诱发骨质疏松、贫血、低血钾、内分泌失调、情绪低落等多种症状。下列叙述错误的是( )
A.过度节食可能使磷脂和蛋白质摄入不足,对膜面积较大的神经细胞的更新影响较大
B.钾是人体正常生长发育所需的大量元素,血钾过低会影响神经、肌肉的兴奋性
C.Na+、Cl-等离子摄入量减少可使内环境渗透压降低,引起抗利尿激素释放量增加,尿量增多
D.情绪低落可能会影响神经递质的释放,进而使免疫细胞功能下降
3.新型冠状病毒感染诊疗方案指出患者常规治疗时需要注意水—电解质平衡,维持内环境稳态,并定时监测肝酶、血氧饱和度等指标。下列相关叙述错误的是( )
A.组织液与血浆中的蛋白质、电解质的含量基本相同
B.新型冠状病毒感染患者细胞内液和血浆蛋白外渗导致出现肺水肿现象
C.肝酶含量高于正常值说明肝细胞受到了一定程度的损伤
D.血氧饱和度正常的生理意义是保证细胞正常氧化分解有机物
4.(2023山东一模)血液中出现缺氧、CO2浓度升高和H+浓度增加等变化时,会刺激颈动脉体产生神经冲动传入脑干,引起呼吸、心跳加快等反应。下列相关叙述正确的是( )
A.缺氧、CO2浓度升高等变化说明稳态失衡
B.H+刺激颈动脉体的过程属于激素调节
C.CO2既是代谢废物也可作为信号分子
D.脑干通过躯体运动神经支配呼吸、心跳
5.(2023山东一模)皮肤上的痒觉感受器能将组胺刺激引发的信号经感觉神经元传入脊髓,通过脊髓的整合上传,在大脑皮层产生痒觉,并引起抓挠行为。为研究机体内PTEN蛋白和TRPV1蛋白在上述过程中的作用,科研人员用组胺分别刺激正常小鼠、PTEN基因敲除小鼠和PTEN+TRPV1基因双敲除小鼠的皮肤,结果如下图所示。下列相关说法或推测正确的是( )
A.小鼠产生痒觉需要传入神经和传出神经共同参与
B.组胺刺激导致的小鼠抓挠行为属于条件反射
C.PTEN蛋白可提高机体对外源致痒剂的敏感性
D.使用TRPV1蛋白抑制剂可舒缓过敏导致的瘙痒
6.甘氨酸是一种抑制性神经递质,发挥作用后又可被突触前膜主动回收。下列有关甘氨酸的叙述,正确的是( )
A.突触前膜释放甘氨酸的过程是顺浓度梯度进行的,不需要消耗能量
B.突触前膜释放的甘氨酸需要与tRNA结合后,才能转运到突触后膜
C.突触前膜主动回收甘氨酸时,不会引起相应载体蛋白的空间结构发生改变
D.甘氨酸与突触后膜上的受体结合后,会引起突触后膜电位差的变化
7.为了研究河豚毒素对神经元之间兴奋传递过程的影响,选用某动物的神经组织进行实验,处理及结果见下表,已知河豚毒素对于突触后膜识别信息分子的敏感性无影响。
处理 微电极刺激突 0.5 ms后测得
Ⅰ 未加河豚毒素(对照) 75 75
Ⅱ 浸润在河豚毒素中 5 min后 65 65
Ⅲ 10 min后 50 25
Ⅳ 15 min后 40 0
下列叙述错误的是( )
A.第Ⅰ组神经元兴奋产生的动作电位主要由Na+内流引起,且膜外电位比膜内电位高75 mV
B.实验中刺激突触前神经元0.5 ms后才测得突触后神经元动作电位,原因之一是兴奋在神经元之间的信号转换需要时间
C.由Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组推断,突触后神经元动作电位的降低可能是由作用于突触后膜上的神经递质数量减少引起的
D.由实验可知河豚毒素对神经兴奋的传递起抑制作用,可用于开发麻醉药、镇痛剂等药物
8.(2022广东卷)研究多巴胺的合成和释放机制,可为帕金森病(老年人多发性神经系统疾病)的防治提供实验依据,研究发现在小鼠体内多巴胺的释放可受乙酰胆碱调控,该调控方式通过神经元之间的突触联系来实现(如下图所示)。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.乙释放的多巴胺可使丙膜的电位发生改变
B.多巴胺可在甲与乙、乙与丙之间传递信息
C.从功能角度看,乙膜既是突触前膜也是突触后膜
D.乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放
9.格列美脲为第三代磺酰脲类长效抗糖尿病口服用药,其作用机制是通过与胰岛B细胞表面的磺酰脲受体结合,促使K+通道关闭,引起电压依赖性Ca2+通道开放,Ca2+内流而促使胰岛素的释放,并抑制肝中葡萄糖的生成。下列叙述错误的是( )
A.格列美脲适用于胰岛细胞无法产生胰岛素的糖尿病患者
B.K+通道关闭会导致胰岛B细胞膜内外电位发生变化
C.格列美脲可能通过抑制肝糖原的分解来降低血糖浓度
D.合理控制饮食、适当运动可以缓解部分糖尿病患者的症状
10.热习服是指机体长期、反复暴露于热环境时出现的一系列的适应性反应。下图是在34 ℃、相对湿度为89%的环境下未热习服和已热习服的人的直肠温度和出汗量随时间的变化曲线。下列相关分析错误的是( )
A.据图分析,运动过程中机体的产热量大于散热量
B.运动时,已热习服的人的体温变化比未热习服的人变化大
C.已热习服的人运动时汗腺分泌加快,有利于降低体温
D.经过热习服训练后,机体调节体温恒定的能力会增强
11.炎症反应是机体对致炎因子的一种防御反应。在炎症状态下,损伤或濒死细胞可释放大量ATP到细胞外,作用于靶细胞膜上的P2X7受体,促进靶细胞产生并分泌细胞因子等物质,促进炎症反应。慢性炎症可导致许多疾病,如哮喘或风湿性关节炎。一种纳米抗体可以阻断炎症并减轻疼痛,其作用机理如下图所示。下列分析正确的是( )
A.ATP不仅可以作为直接能源物质,在炎症状态下还可进入细胞内发挥信息分子的作用
B.据图推测,抗体可能是被蛋白酶处理为氨基酸后,作用于靶细胞膜上的P2X7受体
C.推测靶细胞很可能是辅助性T细胞,其分泌的免疫活性物质有细胞因子和抗体
D.纳米抗体的作用机理是与ATP争夺P2X7受体,抑制细胞因子的合成和分泌,从而阻止炎症的发生
12.肿瘤细胞表面抗原不能诱导强的免疫应答,树突状细胞(DC)与肿瘤细胞的融合细胞保持了DC和肿瘤细胞的特性,能高效地将肿瘤抗原呈递给免疫系统,激发机体的免疫应答,同时还可以维持较长时期的抗肿瘤免疫。这种方法在临床应用中有着非常广阔的前景。下列有关叙述错误的是( )
A.动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同
B.融合细胞主要激活B细胞产生免疫应答
C.树突状细胞可在体内起呈递肿瘤抗原的作用
D.体外培养动物细胞需要在培养液中添加适量抗生素
13.关于生长素促进植物生长的作用机理,有学者提出了酸生长学说。其要点为生长素与其受体结合后,经过一系列的信号转换,提高细胞膜上的质子泵活性,促进H+运出细胞。在酸性环境下,某些水解酶被激活,促进纤维素转化为可溶性糖,增加细胞壁的可塑性,从而使细胞生长成为可能,如下图所示。根据相关信息分析,下列说法错误的是( )
A.生长素与受体结合后,通过胞吞进入细胞调节生命活动
B.生长素与受体结合后,引发一系列信号转换,促进细胞生长
C.由图可知,H+的跨膜运输方式为主动运输
D.本示意图无法解释生长素生理作用具有在浓度较低时促进生长,在浓度较高时抑制生长的原因
14.某研究小组切取菟丝子茎顶端2.5 cm长的切段若干,置于培养液中无菌培养一周后,开展生长素和赤霉素对茎切段伸长的影响及生长素对茎切段中乙烯含量的影响的研究,实验结果见下图。下列叙述错误的是( )
A.菟丝子切段置于培养液中培养一周的目的是排除切段中原有激素的影响
B.分析上图可知,在一定浓度范围内,生长素和赤霉素浓度越高促进作用越强
C.该实验只能说明赤霉素具有在浓度较低时促进生长,在浓度过高时抑制生长的作用特点,不能说明生长素具有此作用特点
D.当生长素浓度达到一定值后才促进乙烯的产生,且浓度越高促进作用越强
二、不定项选择题
15. 任氏液是一种比较接近两栖动物内环境的液体,其主要成分为氯化钠,另外还含钾离子、钙离子等其他离子。在任氏液中培养蛙的坐骨神经腓肠肌标本,将微电极插入神经细胞,可记录该细胞的动作电位,如右上图所示,A、B、C、D为曲线上的点。研究小组进行以下两个实验:实验一为在任氏液中加入四乙胺(一种阻遏钾离子通道的麻醉药物);实验二为降低任氏液中钠离子浓度,其他条件不变。两实验均测定动作电位的发生情况。下列叙述正确的是( )
A.实验一获得的动作电位,从C点到D点速度减慢
B.实验一中内外两侧均不会产生局部电流
C.实验二获得的动作电位,C点膜电位会降低
D.实验二中有可能检测不到动作电位产生
16.为研究神经元之间的相互作用,分别用相同强度的电刺激刺激神经元A进行实验,Ⅰ为单次电刺激,Ⅱ为短时间连续两次刺激,用记录微电极记录神经元B的电位变化,结果如图2所示。下列分析错误的是( )
图1
图2
注阈电位是能引起动作电位的临界电位值。
A.单次电刺激时,神经元B电位的形成与神经元A释放的神经递质不足有关
B.静息电位的数值是以细胞膜外侧为参照,并将该侧电位值定为0 mV
C.神经元同一部位短时间连续给予多个刺激可以产生叠加效应
D.单次电刺激下神经元A释放的神经递质不会改变突触后膜的离子通透性
17.生长素促进植株生长的原理模式图如下所示:生长素与细胞表面受体结合后可启动细胞内一系列代谢过程,使植物细胞表面的质子(H+)载体活化,载体将细胞中的质子运输到细胞膜外使细胞壁酸化松弛,同时细胞吸水使细胞体积增大。下列说法错误的是( )
A.生长素由植物细胞内的色氨酸通过一系列转变形成,该转变过程的场所为核糖体
B.图中的载体蛋白(结构A)可将质子(H+)通过主动运输的方式运送至细胞壁发挥作用
C.植物细胞吸水的过程中,细胞质基质中水分明显增多
D.单侧光照射胚芽鞘尖端时,会引起胚芽鞘背光侧细胞内酶X活性增强
18.激动素是一种细胞分裂素类植物生长调节剂。为了探究激动素对侧芽生长的影响,某同学将若干生长状态一致的豌豆苗随机分为甲、乙、丙三组进行相应的处理,如下表所示;定期测量侧芽的长度,结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
组别 顶芽处理 侧芽处理
甲 去除 用2 mg/L的激动素溶液涂抹
乙 保留 用2 mg/L的激动素溶液涂抹
丙 保留 用蒸馏水涂抹
A.由实验结果可知,顶芽能抑制侧芽生长
B.甲、乙两组的实验结果不同可能与顶芽产生的生长素有关
C.乙、丙两组的实验结果说明激动素对侧芽生长具有促进作用
D.增加去除顶芽并用蒸馏水涂抹侧芽的一组实验,可进一步证明激动素的作用
三、非选择题
19.(2021河北卷)水痘是由水痘—带状疱疹病毒(VZV)引起的急性呼吸道传染病,多见于儿童,临床特征为全身出现丘疹、水疱。接种VZV减毒活疫苗(VarV)是预防水痘流行的有效方法。2019年,研究者对某地2007~2015年出生儿童的VarV接种率及水痘发病率进行了调查,结果如下图所示。
注推荐满18月龄、4岁儿童各接种一剂次VarV。
回答下列问题。
(1)感染初期患者皮肤表面形成透明的水疱,其中的液体主要来自内环境中的 。
(2)呼吸道黏膜受损者更易被VZV感染,原因是 。VZV感染引发机体的 (填“特异性”或“非特异性”)免疫,被感染的细胞统称为 。
(3)水痘临床诊断时,需注意与荨麻疹相区分。与水痘的发病机理不同,某些花粉引起的荨麻疹属于机体的 反应,是机体免疫系统 功能过强的表现。
(4)图中统计结果显示,随VarV接种率的提高,水痘发病率呈下降趋势。接种VarV后,B淋巴细胞的作用是 。
(5)2014年、2015年出生儿童的接种率与发病率数据提示,应及时接种第二剂VarV,原因是第一剂疫苗接种一段时间后, 。
20.(2021广东卷)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的。如“白鹤亮翅”招式中的伸肘动作,伸肌收缩的同时屈肌舒张。下图为伸肘动作在脊髓水平反射弧基本结构的示意图。
回答下列问题。
(1)图中反射弧的效应器是 及其相应的运动神经末梢。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 。
(2)伸肘时,图中抑制性中间神经元的作用是 ,使屈肌舒张。
(3)适量运动有益健康。一些研究认为太极拳等运动可提高肌细胞对胰岛素的敏感性,在胰岛素水平相同的情况下,该激素能更好地促进肌细胞 ,降低血糖浓度。
(4)有研究报道,常年坚持太极拳运动的老年人,其血清中TSH、甲状腺激素等的浓度升高,因而认为运动能改善老年人的内分泌功能,其中TSH水平可以作为评估 (填分泌该激素的腺体名称)功能的指标之一。
21.植物激素是植物正常生长发育不可缺少的调节性物质。对于植物激素的研究已经取得了大量的成果,其中以水稻为实验材料的研究揭示了生长素与细胞分裂素影响植物根生长的机制(如下图所示)。请据图回答下列问题。
(1)在已经确定的五大类植物激素中,图中未提及的有 (至少答出两类)。
(2)水稻插秧前用“移栽灵”处理,可提高成活率。“移栽灵”的有效成分应该是 。
(3)依图判断,细胞分裂素与细胞分裂素氧化酶之间的平衡调控机制属于 调节。
(4)研究者采用基因工程方法敲除细胞分裂素氧化酶基因,获得了水稻的突变体。相比于野生型,该突变体根的长度会 。
(5)水稻幼苗移栽过程中,为了促进根系快速生长, (填“需要”或“不需要”)添加细胞分裂素,根据上图简述理由。 。
专题突破练9 个体稳态与调节
1.C 解析 剧烈运动时,人体中存在无氧呼吸,产生的乳酸使pH有下降趋势,但由于有缓冲对存在,pH不会明显下降,A项正确。长期营养不良会导致血浆蛋白含量下降,进而使血浆进入组织液的水分多于回流的水分,引起组织水肿,B项正确。汗液蒸发是机体散热的主要途径之一,人高热不退时,机体无汗液蒸发,此时水平衡可能会被打破,故高热不退的病人需要多饮水,C项错误。人刚进入寒冷环境时,内外温差大,散热量会大于产热量,但是通过神经—体液调节,最终散热量和产热量处于动态平衡,D项正确。
2.C 解析 过度节食可能使磷脂和蛋白质摄入不足,磷脂是构成生物膜的重要成分,对膜面积较大的神经细胞的更新影响较大,A项正确。钾是人体不可缺少的大量元素,其作用主要是维持神经、肌肉的正常功能,血钾过低会影响神经、肌肉的兴奋性,B项正确。Na+、Cl-等摄入量减少可使内环境渗透压降低,引起抗利尿激素释放量减少,尿量增多,C项错误。情绪低落会使作用于免疫细胞的神经递质释放量减少,导致免疫细胞功能下降,D项正确。
3.A 解析 血浆中电解质的含量和组织液中的基本相同,血浆中蛋白质的含量较组织液中的高,A项错误。细胞内液和血浆蛋白外渗进入组织液,导致组织液含量增加而引起肺水肿,B项正确。正常情况下,肝酶主要存在于肝细胞内,当肝细胞受到损伤时,肝酶就会从肝细胞里释放出来进入血液,使血液里的肝酶含量高于正常值,C项正确。血氧饱和度正常可以保证细胞正常氧化分解有机物,为生命活动的正常进行提供能量,D项正确。
4.C 解析 缺氧、CO2浓度升高等会刺激颈动脉体产生神经冲动传入脑干,引起呼吸、心跳加快等反应,以维持内环境的稳态,A项错误。H+不是激素,其刺激颈动脉体的过程属于体液调节,但不属于激素调节,B项错误。CO2是细胞代谢的产物,根据题干信息可知CO2也可作信号分子,C项正确。脑干通过内脏运动神经支配呼吸、心跳,D项错误。
5.D 解析 感觉的产生在大脑皮层,不需要传出神经的参与,A项错误。组胺刺激导致的小鼠抓挠行为属于非条件反射,B项错误。由题图可知,与正常小鼠相比,PTEN基因敲除小鼠的抓挠次数明显增加,说明PTEN基因缺失会增加小鼠的抓挠次数,即增加小鼠对痒觉的敏感性,所以PTEN蛋白可降低机体对外源致痒剂的敏感性,C项错误。PTEN基因和TRPV1基因双敲除的小鼠与正常小鼠差异不大,说明TRPV1基因缺失可减弱PTEN基因缺失的效果,即会抑制小鼠痒觉的产生,所以使用TRPV1蛋白抑制剂可舒缓过敏导致的瘙痒,D项正确。
6.D 解析 作为神经递质,甘氨酸以突触小泡的形式与突触前膜融合并释放到突触间隙,需要消耗能量,A项错误。突触前膜释放的甘氨酸通过扩散方式转运到突触后膜,不需要tRNA参与,B项错误。突触前膜主动回收甘氨酸是需要载体蛋白参与的主动运输,与甘氨酸结合后,载体蛋白的空间结构随之发生改变,C项错误。甘氨酸是一种抑制性神经递质,与突触后膜上的受体结合后,将会使突触后膜内负外正的电位差变得更大而表现为被抑制,D项正确。
7.A 解析 第Ⅰ组神经元兴奋产生的动作电位主要由Na+内流引起,兴奋时,膜电位表现为内正外负,膜外电位比膜内电位低75 mV,A项错误。兴奋在神经元之间靠神经递质传递,会发生电信号→化学信号→电信号的转换,其信号转换需要时间,因此实验中刺激突触前神经元0.5 ms后才测得突触后神经元动作电位,B项正确。由于河豚毒素对于突触后膜识别信息分子的敏感性无影响,由Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组推断,突触后神经元动作电位的降低可能是由作用于突触后膜上的神经递质数量减少引起的,由此可知河豚毒素对神经兴奋的传递起抑制作用,可用于开发麻醉药、镇痛剂等药物,C、D两项正确。
8.B 解析 由题图可知,乙释放多巴胺后,多巴胺作用于丙的树突膜或胞体膜,可使丙膜发生电位变化,A项正确。图中多巴胺只能在乙与丙间传递信息,不能在甲与乙间传递信息,B项错误。乙膜既是乙酰胆碱作用的突触后膜,又是释放多巴胺的突触前膜,C项正确。乙膜上的乙酰胆碱受体异常,可影响乙膜的电位变化,进而影响到乙膜对多巴胺的释放,D项正确。
9.A 解析 格列美脲的作用是促进胰岛素分泌,不适用于胰岛细胞无法产生胰岛素的糖尿病患者,A项错误。K+通道关闭会导致K+无法外流,即无法恢复静息电位,因此可以使胰岛B细胞保持兴奋状态,B项正确。由题意可知,格列美脲可抑制肝中葡萄糖的生成进而降低血糖,C项正确。合理控制饮食可降低糖的来源、适当运动可以加快糖的分解,因此可以缓解部分糖尿病患者的症状,D项正确。
10.B 解析 由题图可知,运动过程中直肠温度在上升,因此机体产热量大于散热量,A项正确。由题图可知,已热习服的人的体温变化比未热习服的人变化小,B项错误。已热习服的人运动时汗腺分泌加快,有利于散热,降低体温,C项正确。经过热习服训练后,机体调节体温恒定的能力会增强,D项正确。
11.D 解析 在炎症状态下,ATP被释放到细胞外,作用于靶细胞膜上的P2X7受体,促进靶细胞产生并分泌细胞因子等物质,促进炎症反应,A项错误。由题图可知,抗体被处理成纳米抗体后,作用于靶细胞膜上的P2X7受体从而阻断炎症并减轻疼痛,B项错误。推测靶细胞很可能是辅助性T细胞,其分泌的免疫活性物质是细胞因子,抗体是浆细胞分泌的,C项错误。由题图可知,纳米抗体和ATP都能与P2X7受体结合,但纳米抗体与P2X7受体结合后可抑制细胞因子的合成和分泌,从而阻止炎症的发生,D项正确。
12.B 解析 动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理都是细胞膜的流动性,A项正确。清除肿瘤主要依赖细胞免疫,融合细胞主要激活T细胞产生免疫应答,B项错误。树突状细胞能识别抗原,但无特异性,可在体内起呈递肿瘤抗原的作用,C项正确。体外培养动物细胞需要在培养液中添加适量抗生素,防止杂菌感染,D项正确。
13.A 解析 由题图可知,生长素与其受体结合后,激活细胞膜上的对接蛋白并引发信号转换,该过程没有发生细胞膜的形变、胞吞等过程,A项错误。生长素与其受体结合后,激活细胞膜上的对接蛋白引发信号转换,提高细胞膜上的质子泵活性,促进H+运出细胞,从而在酸性条件下激活水解酶,促进纤维素转化为可溶性糖,使细胞生长成为可能,B项正确。题图中H+运出细胞需借助载体蛋白并消耗能量,该运输方式属于主动运输,C项正确。题图只解释了生长素促进生长的作用机理,并没有解释其如何抑制生长,D项正确。
14.C 解析 茎切段内源激素对实验结果有一定的影响,将菟丝子切段置于培养液中培养一周的目的是排除切段中原有激素对实验结果的影响,A项正确。分析题图可以得出的结论是生长素和赤霉素均能促进茎的伸长生长;在一定浓度范围内,生长素和赤霉素浓度越高促进作用越强,当赤霉素的浓度达到250 μmol/L时,其促进作用减弱,B项正确。题图中用生长素处理的茎切段都表现出促进生长,不能体现生长素具有在浓度较低时促进生长,在浓度过高时抑制生长的作用特点;用不同浓度的赤霉素处理的组,促进作用先是增加然后减弱,但均为促进作用,也不能体现此作用特点,C项错误。由题图可知,当生长素的浓度升高到10 μmol/L时,才开始有乙烯的产生,且生长素浓度越高促进乙烯生成的作用越强,D项正确。
15.ACD 解析 由题图可知,AB段为静息状态;B点给予适宜的刺激,钠离子大量内流,形成动作电位;C点为动作电位的峰值;CD段钾离子大量外流,逐渐恢复内负外正的静息电位;D点已恢复静息状态。实验一在任氏液中加入四乙胺,阻遏钾离子通道,使钾离子外流受到影响,从C点到D点恢复静息电位的速度减慢,A项正确。实验一在任氏液中加入四乙胺阻遏钾离子通道,钠离子通道不受影响,当神经细胞受到适宜刺激时,钠离子大量内流,会产生局部电流,B项错误。实验二适当降低任氏液中钠离子浓度,钠离子内流减少,神经纤维的动作电位峰值(C点电位)降低,C项正确。实验二中,若任氏液中钠离子浓度过低,钠离子不能内流,则有可能检测不到动作电位产生,D项正确。
16.D 解析 由图2中Ⅰ可知,单次电刺激神经元A,神经元B的电位峰值依然低于阈电位,说明刺激强度过低使神经元A释放的神经递质不足,进而无法使神经元B产生动作电位,A项正确。静息电位的数值是以细胞膜外侧为参照,并将该侧电位值定为0 mV,因此静息时膜内电位比膜外低,为负电位,B项正确。由图2中Ⅱ可知,连续电刺激神经元A,神经元B产生动作电位,结合Ⅰ、Ⅱ可说明在同一部位短时间连续给予多个刺激可以产生叠加效应,C项正确。由图2中Ⅰ可知,单次电刺激下神经元A释放的神经递质能改变突触后膜的离子通透性,进而引起电位变化,D项错误。
17.AC 解析 生长素的化学本质不是蛋白质,合成场所不是核糖体,A项错误。由题图可知,H+由植物细胞内运送至细胞壁是由低浓度到高浓度,属于主动运输,B项正确。植物细胞吸水的过程中,细胞质基质中的水分不会明显增多,明显增多的是液泡中的细胞液,C项错误。单侧光照射胚芽鞘尖端时,会引起胚芽鞘背光侧细胞内酶X活性增强,多糖链断裂,生长加快,D项正确。
18.ABCD 解析 由实验结果可知,顶芽能抑制侧芽生长,A项正确。甲组去除顶芽,乙组保留顶芽,故甲、乙两组的实验结果不同可能与顶芽产生的生长素有关,B项正确。乙组和丙组的单一变量为是否用激动素处理,故乙、丙两组的实验结果说明激动素对侧芽生长具有促进作用,C项正确。增加去除顶芽并用蒸馏水涂抹侧芽的一组实验,可进一步证明激动素的作用,D项正确。
19.答案 (1)组织液
(2)呼吸道黏膜能阻挡VZV的侵入 特异性 宿主细胞
(3)过敏 防御
(4)增殖分化为浆细胞和记忆B细胞,浆细胞产生抗体,记忆B细胞保持对VarV的记忆
(5)机体内的抗体和记忆细胞减少
解析 (1)水疱中的液体主要来自组织液。(2)呼吸道黏膜是人体免疫系统的第一道防线,能阻挡病原体的侵入。VZV感染说明VZV已进入人体细胞内,所以会引发人体的特异性免疫,被感染的细胞称为宿主细胞。(3)花粉引起的荨麻疹属于机体的过敏反应,是防御功能过强的表现。(4)接种VarV后,B淋巴细胞会增殖分化为浆细胞和记忆B细胞,浆细胞产生抗体,记忆B细胞保持对VarV的记忆。(5)第一剂疫苗接种一段时间后,机体内的抗体和记忆细胞会减少,所以要及时接种第二剂VarV。
20.答案 (1)屈肌肌群和伸肌肌群 内正外负
(2)释放抑制性神经递质,抑制屈肌运动神经元
(3)加速摄取、利用和储存葡萄糖
(4)垂体
解析 (1)题图中反射弧的效应器是屈肌肌群和伸肌肌群及其相应的运动神经末梢。神经系统兴奋时,Na+内流,形成内正外负的动作电位。(2)抑制性中间神经元兴奋后,释放抑制性神经递质,使屈肌运动神经元受抑制,因此屈肌肌群舒张,完成伸肘动作。(3)胰岛素的生理作用是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。(4)TSH是促甲状腺激素,由垂体分泌。
21.答案 (1)赤霉素、脱落酸和乙烯
(2)生长素类调节剂
(3)反馈(负反馈)
(4)变短
(5)不需要 过多的细胞分裂素会抑制根系生长
解析 (1)已经确定的五大类植物激素是生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯,题干中提到了生长素和细胞分裂素,未提到的有赤霉素、脱落酸和乙烯。(2)“移栽灵”属于人工合成的化学物质,可以提高植物的成活率,所以有效成分应该为生长素类调节剂。(3)由题图可知,细胞分裂素含量上升会促进合成细胞分裂素氧化酶,而细胞分裂素氧化酶会降解细胞分裂素,导致细胞分裂素含量下降,所以这种平衡调控机制属于(负)反馈调节。(4)突变体被敲除细胞分裂素氧化酶基因,因此不能合成细胞分裂素氧化酶,这会导致细胞分裂素含量上升,从而抑制根系生长,因此该突变体根的长度会变短。(5)由于过多的细胞分裂素会抑制根系生长,所以不需要添加细胞分裂素。
