专题七
专题练
基础达标测试
一、选择题
1.(2024·北京卷)人体在接种流脑灭活疫苗后,血清中出现特异性抗体,发挥免疫保护作用。下列细胞中,不参与此过程的是( )
A.树突状细胞 B.辅助性T细胞
C.B淋巴细胞 D.细胞毒性T细胞
【答案】 D
【解析】 流脑灭活疫苗属于抗原,会通过树突状细胞摄取呈递给辅助性T细胞,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与 B淋巴细胞结合,同时抗原和B淋巴细胞接触,然后大部分B淋巴细胞会增殖分化为浆细胞,浆细胞产生并分泌抗体,细胞毒性T细胞没有参与此过程,其参与细胞免疫过程,A、B、C不符合题意,D符合题意。故选D。
2.(2024·北京卷)在北京马拉松比赛42.195 km的赛程中,运动员的血糖浓度维持在正常范围,在此调节过程中不会发生的是( )
A.血糖浓度下降使胰岛A细胞分泌活动增强
B.下丘脑—垂体分级调节使胰高血糖素分泌增加
C.胰高血糖素与靶细胞上的受体相互识别并结合
D.胰高血糖素促进肝糖原分解以升高血糖
【答案】 B
【解析】 血糖浓度下降时,胰岛A 细胞的活动增强,胰高血糖素的分泌量增加,胰高血糖素通过体液运输,与靶细胞膜上的相应受体相互识别并结合,将信息传递给靶细胞,促进肝糖原分解升高血糖,完成体液调节,同时血糖浓度的下降,还能刺激下丘脑的某个区域兴奋,通过交感神经调节胰岛A 细胞,增加胰高血糖素的分泌量,促进肝糖原分解升高血糖,完成神经—体液调节,A、C、D不符合题意;血糖调节过程中,没有涉及垂体,B符合题意。故选B。
3.(2024·湖南卷)一名甲状腺疾病患者某抗体检测呈阳性,该抗体可与促甲状腺激素(TSH)竞争TSH受体,阻断受体功能。下列叙述错误的是( )
A.该患者可能有怕冷、反应迟钝等症状
B.该抗体的靶细胞位于垂体上
C.该患者TSH分泌增多
D.该患者免疫自稳能力异常
【答案】 B
【解析】 抗体可与促甲状腺激素(TSH)竞争TSH受体,阻断受体功能,从而使甲状腺分泌的甲状腺激素减少,而甲状腺激素具有促进物质代谢和能量转换,提高神经系统兴奋性的作用,因此该患者可能有怕冷、反应迟钝等症状,A正确;促甲状腺激素作用的靶细胞为甲状腺细胞,该抗体可与TSH竞争TSH受体,阻断受体功能,说明该抗体的靶细胞为甲状腺细胞,B错误;在甲状腺激素分泌的过程中,存在分级调节和负反馈调节,该患者的甲状腺激素分泌减少,这会导致垂体分泌的TSH增多,C正确;免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能,正常情况下,免疫系统对自身的抗原物质不产生免疫反应,该病是抗体对甲状腺细胞的受体产生了免疫反应,说明该患者的免疫自稳功能异常,D正确。故选B。
4.(2024·山东卷)瞳孔开大肌是分布于眼睛瞳孔周围的肌肉,只受自主神经系统支配。当抓捏面部皮肤时,会引起瞳孔开大肌收缩,导致瞳孔扩张,该反射称为瞳孔皮肤反射,其反射通路如图所示,其中网状脊髓束是位于脑干和脊髓中的神经纤维束。下列说法错误的是( )
面部皮肤感受器→传入神经①→脑干→网状脊髓束→脊髓(胸段)→传出神经②→瞳孔开大肌
A.该反射属于非条件反射
B.传入神经①属于脑神经
C.传出神经②属于躯体运动神经
D.若完全阻断脊髓(颈段)中的网状脊髓束,该反射不能完成
【答案】 C
【解析】 该反射是一种比较低级的神经活动,由大脑皮层以下的神经中枢(脑干和脊髓)参与,属于非条件反射,A正确;由脑发出的神经为脑神经,脑神经主要分布在头面部,负责管理头面部的感觉和运动,故传入神经①属于脑神经,B正确;瞳孔开大肌是分布于眼睛瞳孔周围的肌肉,只受自主神经系统支配,自主神经系统不包括躯体运动神经,传出神经②属于内脏运动神经,C错误;反射活动需要经过完整的反射弧,若完全阻断脊髓(颈段)中的网状脊髓束,则该反射活动不完整,该反射不能完成,D正确。故选C。
5.(2024·河北卷)某同学足球比赛时汗流浃背,赛后适量饮水并充分休息。下列相关叙述错误的是( )
A.足球比赛中支气管扩张,消化液分泌增加
B.运动所致体温升高的恢复与皮肤血流量、汗液分泌量增多相关
C.大量出汗后适量饮用淡盐水,有助于维持血浆渗透压的相对稳定
D.适量运动有助于减少和更好地应对情绪波动
【答案】 A
【解析】 足球比赛中,处于兴奋状态,交感神经活动占优势,表现为心跳加快,支气管扩张,但胃肠蠕动和消化液的分泌会受到抑制,A错误;正常机体产热量=散热量,运动时体温升高,产热量增加,为了达到体温的相对稳定,散热量也会增加,主要通过皮肤毛细血管扩张,血流量增加,与此同时,汗腺分泌汗液增多,以此来增加散热量,B正确;大量出汗不仅丢失了大量的水分,同时也丢失了无机盐,通过适量饮用淡盐水,有助于维持血浆渗透压的相对稳定,C正确;情绪是大脑的高级功能之一,消极情绪到一定程度就产生抑郁,建立良好的人际关系、适量运动有助于减少和更好地应对情绪波动,D正确。故选A。
6.(2024·浙江1月卷)坐骨神经可以支配包括腓肠肌在内的多块骨骼肌。取坐骨神经腓肠肌标本,将电位表的两个电极置于坐骨神经表面Ⅱ、Ⅲ两处,如图甲。在坐骨神经Ⅰ处,给一个适当强度的电刺激,指针偏转情况如图乙,其中h1>h2,t1<t3。下列叙述错误的是( )
A.h1和h2反映Ⅱ处和Ⅲ处含有的神经纤维数量
B.Ⅱ处的神经纤维数量比Ⅲ处的多可导致h1>h2
C.神经纤维的传导速度不同可导致t1<t3
D.两个电极之间的距离越远t2的时间越长
【答案】 A
【解析】 坐骨神经包含很多条神经纤维,多条神经纤维兴奋,电位可以叠加,可以反映出指针的偏向程度,但是不完全和神经纤维的数量有关,指针偏向幅度还和传导速度有关,神经纤维传导速度有快有慢,兴奋传导到t3的时候,可能部分神经纤维的兴奋还没传到,没有到达叠加的最大值,也会导致指针的转向幅度减小,A错误;Ⅱ处兴奋的神经纤维数量比Ⅲ处的多,可导致动作电位峰值h1>h2,B正确;神经纤维的传导速度不同,可导致t17.(2024·浙江1月卷)某快递小哥跳入冰冷刺骨的河水勇救落水者时,体内会发生系列变化。下列叙述正确的是( )
A.冷觉感受器兴奋,大脑皮层产生冷觉
B.物质代谢减慢,产热量减少
C.皮肤血管舒张,散热量减少
D.交感神经兴奋,心跳减慢
【答案】 A
【解析】 感受器接受刺激,产生冷觉的部位是大脑皮层,A正确;寒冷刺激,冷觉感受器感受刺激产生兴奋,物质代谢加快,产热量增加,B错误;寒冷刺激,冷觉感受器感受刺激产生兴奋,兴奋传至下丘脑的体温调节中枢,通过交感神经可支配血管,使其收缩,血流量减少,减少机体散热,C错误;寒冷条件下,交感神经兴奋,心跳加快,D错误。故选A。
8.(2024·湖南卷)抗原呈递细胞(APC)可以通过某类受体识别入侵病原体的独特结构而诱发炎症和免疫反应。下列叙述错误的是( )
A.APC的细胞膜上存在该类受体
B.该类受体也可以在溶酶体膜上
C.诱发炎症和免疫反应过强可能会引起组织损伤
D.APC包括巨噬细胞、树突状细胞和浆细胞等
【答案】 D
【解析】 抗原呈递细胞通过细胞表面的受体来识别病原体,因此APC的细胞膜上存在该类受体,A正确;抗原呈递细胞吞噬病原体后,吞噬泡会与溶酶体结合,从而使该类受体出现在溶酶体膜上,B正确;诱发炎症和免疫反应过强时,免疫系统可能攻击自身物质或结构,进而引起组织损伤,C正确;浆细胞不属于抗原呈递细胞,D错误。故选D。
9.(2024·湛江模拟)人对杉树花粉过敏是常见的过敏现象。花粉作为抗原进入某些人身体后,他们的体内会产生大量能与该抗原结合的蛋白质IgE,该种蛋白还可与体内少数可以表达特定受体FcER1的肥大细胞等结合并相互作用,从而引起毛细血管壁通透性增强等症状。下列有关叙述错误的是( )
A.IgE并不是与机体内所有的细胞都可以结合的
B.根据过敏反应发生的原理,IgE的量越多,过敏症状越严重
C.IgE与肥大细胞结合后,产生组胺等其他化学物质,导致组织液中蛋白质含量下降,引起局部组织水肿
D.过敏反应产生的抗体与正常机体产生的抗体的存在位置不同
【答案】 C
【解析】 由题干可知,IgE可与体内少数可以表达特定受体FcER1的肥大细胞等结合并相互作用,A正确;根据过敏反应发生的原理,IgE的量越多,结合的肥大细胞越多,产生的组胺等物质越多,毛细血管壁通透性增强等,使过敏症状加重,B正确;IgE与肥大细胞结合后产生组胺和其他化学物质,从而引起毛细血管壁通透性增强,使血浆中的蛋白质进入组织液,导致组织液中蛋白质含量增多,组织液渗透压增大,血浆中的水大量渗入到组织液中,引起局部组织水肿,C错误;过敏反应产生的抗体一般分布在某些细胞表面,而正常机体产生的抗体分布在体液中,D正确。
10.(2024·荆州模拟)下列有关植物激素调节的叙述正确的是( )
A.生长素在植物体内只能从形态学上端运输到形态学下端
B.摘除植物的顶芽可以解除较高浓度生长素对侧芽的抑制
C.赤霉素主要促进细胞分裂,利于植株生长、种子果实发育
D.农业生产上,植物生长调节剂对环境无影响,可随意使用
【答案】 B
【解析】 在植物幼嫩的部位,生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,而在胚芽鞘的尖端能发生横向运输,在成熟植物组织中可以通过输导组织进行非极性运输,A错误;顶芽产生的生长素在侧芽部位积累,使侧芽部位的生长素浓度过高抑制侧芽发育,摘除顶芽可以解除顶端优势,B正确;赤霉素主要促进细胞伸长,C错误;植物生长调节剂对人体健康和环境均有影响,D错误。
10.(多选)(2024·南京模拟)下列有关免疫细胞的叙述,正确的是( )
A.淋巴细胞包括B细胞、T细胞、树突状细胞和巨噬细胞等
B.巨噬细胞几乎分布于全身各种组织,可吞噬和呈递抗原
C.B细胞和T细胞分别只在体液免疫和细胞免疫中起作用
D.通常一个B细胞活化、增殖和分化后只产生一种特异性的抗体
【答案】 BD
【解析】 树突状细胞和巨噬细胞属于免疫细胞,不属于淋巴细胞,A错误;巨噬细胞几乎分布于全身各种组织,具有吞噬消化、处理和呈递抗原的功能,B正确;B细胞在体液免疫中发挥重要作用,T细胞在体液免疫和细胞免疫中起作用,C错误;通常一个B细胞活化、增殖和分化后只产生一种特异性的抗体,只针对一种特定的病原体,D正确。
11.(2024·济宁模拟)科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实验研究中发现,低浓度的生长素促进细胞的伸长,高浓度的生长素抑制细胞的伸长,生长素对细胞生长调节的机理如图。下列相关叙述错误的是( )
A.生长素具有低浓度促进细胞伸长、高浓度抑制细胞伸长的作用
B.高浓度的生长素能调节基因的表达,促进乙烯的合成,乙烯增多又抑制了生长素的作用
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.生长素和乙烯对细胞的伸长生长作用效果相反
【答案】 D
【解析】 生长素具有低浓度促进细胞伸长、高浓度抑制细胞伸长的作用,A正确;由图可知,高浓度的生长素促进乙烯的合成,乙烯增多又抑制了生长素促进切段细胞伸长的作用,各类激素的合成都是受基因控制的,B正确;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叶、芽和发育中的种子,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;高浓度的生长素通过促进乙烯的合成,增加乙烯的量来抑制细胞的伸长,低浓度的生长素能促进细胞的伸长,不能说二者作用效果相反,D错误。
11.(多选)(2024·济宁模拟)科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实验研究中发现,低浓度的生长素促进细胞的伸长,高浓度的生长素抑制细胞的伸长,生长素对细胞生长调节的机理如图。下列相关叙述正确的是( )
A.生长素具有低浓度促进细胞伸长、高浓度抑制细胞伸长的作用
B.高浓度的生长素能调节基因的表达,促进乙烯的合成,乙烯增多又抑制了生长素的作用
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.生长素和乙烯对细胞的伸长生长作用效果相反
【答案】 ABC
【解析】 生长素具有低浓度促进细胞伸长、高浓度抑制细胞伸长的作用,A正确;由图可知,高浓度的生长素促进乙烯的合成,乙烯增多又抑制了生长素促进切段细胞伸长的作用,各类激素的合成都是受基因控制的,B正确;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叶、芽和发育中的种子,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;高浓度的生长素通过促进乙烯的合成,增加乙烯的量来抑制细胞的伸长,低浓度的生长素能促进细胞的伸长,不能说二者作用效果相反,D错误。
12.(2024·遵义模拟)如图表示甲、乙、丙三种植物激素对植物生长发育的影响,下列说法错误的是( )
A.甲可与细胞分裂素协同促进细胞分裂
B.乙为脱落酸,可抑制细胞分裂并促进气孔关闭
C.甲、乙的含量比值会影响花的性别分化
D.与丙作用相同的植物生长调节剂的结构都与丙相似
【答案】 D
【解析】 甲是赤霉素,其和细胞分裂素都具有促进细胞分裂的作用,二者具有协同作用,A正确;乙促进种子休眠,抑制植株生长,是脱落酸,抑制细胞分裂并促进气孔关闭,B正确;黄瓜茎端赤霉素(甲)和脱落酸(乙)的比值影响花的性别分化,二者比值低有利于形成雌花,C正确;丙是生长素,与生长素作用相同的植物生长调节剂的结构不一定都与其相似,如NAA,D错误。
12.(多选) (2024·保定模拟)当不明物体突然向你飞来时,你会心跳加快、呼吸急促、不受控制地眨眼并躲避,篮球运动员在球场上却一直紧盯篮球、积极拼抢,上述过程中神经系统扮演了主要角色。下列有关叙述正确的是( )
A.神经系统由脑、脊髓以及它们发出的传出神经组成
B.惊吓引起的心跳等内脏器官活动变化受自主神经系统支配,不受意识控制
C.篮球运动员积极拼抢时,运动神经的活动占据优势,感觉神经的活动占据次要位置
D.脑干是调节呼吸、心脏功能的基本活动中枢,是维持生命的必要中枢
【答案】 BD
【解析】 神经系统由脑、脊髓以及与脑相连的脑神经和与脊髓相连的脊神经构成,包含传入神经和传出神经,A错误。由惊吓所引起的心跳与呼吸的变化是由内脏运动神经控制的,是不随意的,B正确。篮球运动员积极拼抢时,首先通过感觉神经将信息传送给大脑进行分析预判,再通过运动神经支配肌肉运动,二者同等重要,C错误。脑干是连接脊髓和脑其他部分的重要通路,有许多维持生命的必要中枢,D正确。
二、非选择题
13.(2024·洛阳质检)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。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,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,促使垂体释放的抗利尿激素增多,抗利尿激素与肾小管和集合管上的特异性受体结合,促进对水的重吸收,水的重吸收增加,尿量排出减少,保留体内水分,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,则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。
14.(2024·襄樊模拟)人体运动需要对肌群进行精准的调控来实现。当人的一只脚踩到钉子时,会引起同侧腿屈曲和对侧腿伸展,表现出交互神经支配,从而使人既避开了损伤性刺激,又不会跌倒(如图1)。该调节过程涉及多个中枢神经元,为多突触反射。请回答下列问题:
(1)当钉子造成的伤害性刺激引起①兴奋时,兴奋处神经纤维膜两侧的电位表现为__________。屈(腿)反射的反射弧中,效应器是_________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________。
(2)当兴奋传递到神经元②时,兴奋在②上进行________向传递,并引起②的轴突末梢释放________神经递质,使下一个神经元的膜内外电位差的绝对值________(填“变大”或“变小”),最终使屈反射中的伸肌舒张。
(3)在上述过程中,此人肾上腺素分泌增加,同时下丘脑分泌的____________________________________也增加,使垂体分泌的_______________增多,从而促进肾上腺皮质激素分泌,协同调节血糖、血压以应对该紧急情况。
(4)突触是神经元之间或神经元与效应器之间在功能上发生联系的部位,通常通过化学方式传递信息。在伸腿反射中,参与该反射的突触可存在于________(用图1中的字母表示)。与膝跳反射相比,图1中的反射所需要的时间较长的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)科学研究发现,在甲壳类、鱼类以及哺乳类动物的某些部位还存在着通过电信号传递的电突触(如图2)。与化学突触相比,电突触的特点是_______________ _________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)外负内正 传出神经末梢及其支配的屈肌和伸肌
(2)单 抑制性 变大
(3)促肾上腺皮质激素释放激素 促肾上腺皮质激素
(4)A、B 多突触反射需要经过较多的突触延搁
(5)传递速度快,信号传递方式为电信号→电信号,传递方向是双向的
【解析】 (1)兴奋处神经纤维膜外的钠离子内流,产生动作电位,表现为外负内正;反射弧中的效应器是传出神经末梢及其支配的肌肉和腺体,在屈腿反射中,表现为传出神经末梢及其支配的屈肌和伸肌。(2)由于兴奋只能由突触前膜传到突触后膜,所以在②上只能进行单向传递;②是抑制性中间神经元,所以当其兴奋时,会释放抑制性神经递质,抑制下一个神经元兴奋,使下一个神经元的膜内外电位差的绝对值变大,使屈反射中的伸肌舒张。(3)下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体,促进垂体释放促肾上腺皮质激素,作用于肾上腺,使其分泌肾上腺皮质激素,这是分级调节。(4)由于突触是神经元和神经元或肌肉的连接部位,位于神经中枢和效应器的位置,所以位于图1中A和B的位置;由于兴奋在神经元之间传递花费的时间远大于在神经纤维上的传导,所以与膝跳反射相比,该反射过程需要经过突触数目较多,有较多的突触延搁,因此花费的时间长。(5)化学突触的信号传递借助于神经递质,需要发生电信号→化学信号→电信号的转化,电突触的信号传递方式为电信号→电信号,传递速度比化学突触的信号传递速度快。电突触中突触前膜和突触后膜紧密接触,由离子通道连接,结合图示可知,兴奋在电突触处的传递具有双向性的特点。
15.(2024·邯郸模拟)Ⅰ.科研人员利用苦马豆来研究盐胁迫下6-BA和ABA对苦马豆抗盐性的影响。
(1)植物生命活动受到多种因素的调节,最重要的是植物激素调节,激素与________特异性结合后发挥调节作用。此外,环境中光、温度等的变化也能作为________调节植物生长。
(2)实验采用完全随机分组设计,以不同浓度的NaCl进行胁迫,2周后,结果如图所示。
图中随着NaCl浓度的增大,苦马豆生长速率总体变化趋势为________。对照组中苦马豆在高盐胁迫下________(填“能”或“不能”)生长,理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
经6-BA和ABA处理后,苦马豆生长速率相对于对照组而言,变化趋势为____________________,该结果表明:_____________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________。
Ⅱ.苦马豆素(SW)是苦马豆体内合成的一种生物碱,有抗肿瘤功能。科研人员利用食道癌细胞进行了相关研究。
(3)研究发现加入一定浓度SW后癌细胞的数量显著低于对照组,对此有人猜测SW可能通过抑制DNA复制来影响癌细胞的增殖。请你根据猜测从下列选项中选出实验组所需的材料、试剂、处理方法和检测指标________。
A.食道癌细胞
B.正常细胞
C.细胞培养液
D.含SW的细胞培养液
E.3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸
F.3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸
G.细胞内的放射性强度
H.培养液中癌细胞的数量
若猜测成立,则实验结果为___________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)受体 信号
(2)降低 能 高盐胁迫下,对照组苦马豆生长速率一直大于零 下降速率变慢 6-BA和ABA都能提高苦马豆的抗盐性,6-BA的效果更好
(3)A、D、E、G 与对照组相比,实验组细胞内的放射性强度显著降低
【解析】 (1)激素与受体特异性结合后发挥调节作用。环境中光、温度等的变化作为信号调节植物生长。(2)图中随着NaCl浓度的增大,苦马豆生长速率整体呈下降趋势。由于高盐胁迫下对照组苦马豆生长速率一直大于零,因而对照组中苦马豆在高盐胁迫下能生长。经6-BA和ABA处理后,其生长速率相对对照组而言,变化趋势为下降速率变慢。实验目的是利用苦马豆来研究高盐胁迫下6-BA和ABA对苦马豆抗盐性的影响,所以实验结论为6-BA和ABA都能提高苦马豆的抗盐性,6-BA的效果更好。(3)猜测SW可能通过抑制DNA复制来影响癌细胞的增殖,实验组应选择癌细胞,培养液中加入SW,细胞DNA复制需要胸腺嘧啶脱氧核苷酸,利用3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸,通过检测细胞内放射性强度来反映DNA复制情况,所以实验组选A、D、E、G。若SW抑制DNA复制,则与对照组相比,实验组细胞内的放射性强度显著降低。
能力达标测试
一、选择题
1.(2024·甘肃卷)高原大气中氧含量较低,长期居住在低海拔地区的人进入高原后,血液中的红细胞数量和血红蛋白浓度显著升高,从而提高血液的携氧能力。此过程主要与一种激素——促红细胞生成素(EPO)有关,该激素是一种糖蛋白。下列叙述错误的是( )
A.低氧刺激可以增加人体内EPO的生成,进而增强造血功能
B.EPO能提高靶细胞血红蛋白基因的表达并促进红细胞成熟
C.EPO是构成红细胞膜的重要成分,能增强膜对氧的通透性
D.EPO能与造血细胞膜上的特异性受体结合并启动信号转导
【答案】 C
【解析】 分析题意,人体缺氧时,EPO生成增加,并使血液中的红细胞数量和血红蛋白浓度显著升高,从而提高血液的携氧能力,A正确;长期居住在低海拔地区的人进入高原后,血液中的红细胞数量和血红蛋白浓度会显著升高,从而提高血液的携氧能力,据此推测,该过程中EPO能提高靶细胞血红蛋白基因的表达,使血红蛋白增多,并促进红细胞成熟,使红细胞数目增加,B正确;EPO是一种激素,激素不参与构成细胞膜,C错误;EPO是一种激素,其作为信号分子能与造血细胞膜上的特异性受体结合并启动信号转导,进而引发靶细胞生理活动改变,D正确。故选C。
2.(2024·山东卷)机体存在血浆K+浓度调节机制,K+浓度升高可直接刺激胰岛素的分泌,从而促进细胞摄入K+,使血浆K+浓度恢复正常。肾脏排钾功能障碍时,血浆K+浓度异常升高,导致自身胰岛素分泌量最大时依然无法使血浆K+浓度恢复正常,此时胞内摄入K+的量小于胞外K+的增加量,引起高钾血症。已知胞内K+浓度总是高于胞外,下列说法错误的是( )
A.高钾血症患者神经细胞静息状态下膜内外电位差增大
B.胰岛B细胞受损可导致血浆K+浓度升高
C.高钾血症患者的心肌细胞对刺激的敏感性改变
D.用胰岛素治疗高钾血症,需同时注射葡萄糖
【答案】 A
【解析】 高钾血症患者细胞外的K+浓度大于正常个体,因此患者神经细胞静息状态下K+外流比正常个体的神经细胞K+外流减少,膜内外电位差减小,A错误;胰岛B细胞受损导致胰岛素分泌减少,由于胰岛素能促进细胞摄入K+,因此胰岛素分泌减少会导致血浆K+浓度升高,B正确;高钾血症患者心肌细胞的静息电位绝对值减小,更容易产生动作电位,因此对刺激的敏感性发生改变,C正确;胰岛素能促进细胞摄入K+,使血浆K+浓度恢复正常,同时胰岛素能降低血糖,因此用胰岛素治疗高钾血症时,为防止出现胰岛素增加导致的低血糖,需同时注射葡萄糖,D正确。故选A。
3.(2024·广东卷)研究发现,耐力运动训练能促进老年小鼠大脑海马区神经发生,改善记忆功能。下列生命活动过程中,不直接涉及记忆功能改善的是 ( )
A.交感神经活动增加 B.突触间信息传递增加
C.新突触的建立增加 D.新生神经元数量增加
【答案】 A
【解析】 记忆是脑的高级功能,而交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张,不直接涉及记忆功能改善,A符合题意;短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关,长时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关,B、C、D不符合题意。故选A。
4.(2024·湖南卷)细胞所处的内环境变化可影响其兴奋性、膜电位达到阈电位(即引发动作电位的临界值)后,才能产生兴奋。如图所示,甲、乙和丙表示不同环境下静息电位或阈电位的变化情况。下列叙述错误的是( )
A.正常环境中细胞的动作电位峰值受膜内外钠离子浓度差影响
B.环境甲中钾离子浓度低于正常环境
C.细胞膜电位达到阈电位后,钠离子通道才开放
D.同一细胞在环境乙中比丙中更难发生兴奋
【答案】 C
【解析】 动作电位的产生主要与钠离子顺浓度梯度内流有关,细胞内外钠离子浓度差会影响动作电位峰值,A正确;静息电位的产生主要与钾离子顺浓度梯度外流有关,细胞外钾离子浓度降低时,膜两侧钾离子浓度差增大,钾离子外流增多,静息电位的绝对值增大,环境甲中钾离子浓度低于正常环境,B正确;细胞膜电位达到阈电位前,钠离子通道就已经开放,C错误;分析题图可知,与环境丙相比,细胞在环境乙中阈电位与静息电位的差值更大,受到刺激后更难发生兴奋,D正确。故选C。
5.(2024·长沙模拟)人体体温和血糖平衡的部分调节过程如图所示。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.刺激传递至下丘脑,再通过神经递质作用于胰岛B细胞使之分泌胰岛素的过程为神经—体液调节
B.下丘脑→垂体→甲状腺→甲状腺激素的过程,体现了激素的分级调节
C.血糖浓度升高使胰岛素分泌增加,胰岛素起效果后,会通过相关途径使胰岛素分泌量减少
D.抗体2作用于靶细胞上的胰岛素的受体,则该患者体内血糖浓度、胰岛素浓度均可能偏高
【答案】 A
【解析】 刺激传递至下丘脑,再通过神经递质作用于胰岛B细胞使之分泌胰岛素的过程为反射,属于神经调节,A错误;下丘脑(分泌促甲状腺激素释放激素)→垂体(分泌促甲状腺激素)→甲状腺→甲状腺激素的过程,体现了激素的分级调节,B正确;血糖浓度升高使胰岛素分泌增加,经胰岛素作用后,血糖浓度降低,胰岛素分泌明显减少(反馈调节),C正确;抗体2与受体结合后,胰岛素无法与受体结合,不能发挥作用,使血糖浓度无法降低,故该患者体内血糖浓度、胰岛素浓度均可能偏高,D正确。
6.(2024·忻州模拟)如图为血糖调节过程示意图,其中甲、乙、丙为腺体或细胞,A、B、C为激素。下列相关叙述正确的是( )
A.图中甲为下丘脑,其通过分泌相应的促激素作用于乙,使乙分泌激素A
B.激素B通过促进肝糖原分解及血糖进入组织细胞氧化分解以升高血糖浓度
C.激素C和B可协同升高血糖浓度,激素C还可与甲状腺激素协同促进产热
D.激素A和B的作用结果会反过来影响A 和B的分泌,此过程为正反馈调节
【答案】 C
【解析】 图中甲为下丘脑,其通过有关神经调节(乙胰岛B细胞),使乙分泌激素A胰岛素,以达到降低血糖的作用,A错误;激素B胰高血糖素通过促进肝糖原分解、脂肪等非糖物质转化为葡萄糖以升高血糖浓度,血糖进入组织细胞氧化分解会使血糖浓度降低,B错误;激素C肾上腺素和B胰高血糖素可协同升高血糖浓度,激素C还可与甲状腺激素协同促进产热,C正确;激素A胰岛素和B胰高血糖素的作用结果会反过来影响A 和B的分泌,此过程为负反馈调节,D错误。
7.(2024·山东卷)乙型肝炎病毒(HBV)的结构模式图如图所示。HBV与肝细胞吸附结合后,脱去含有表面抗原的包膜,进入肝细胞后再脱去由核心抗原组成的衣壳,大量增殖形成新的HBV,释放后再感染其他肝细胞。下列说法正确的是( )
A.树突状细胞识别HBV后只发挥其吞噬功能
B.辅助性T细胞识别并裂解被HBV感染的肝细胞
C.根据表面抗原可制备预防乙型肝炎的乙肝疫苗
D.核心抗原诱导机体产生特异性抗体的过程属于细胞免疫
【答案】 C
【解析】 树突状细胞属于抗原呈递细胞,树突状细胞识别HBV后,能够摄取、处理加工抗原,并将抗原信息暴露在细胞表面,以便呈递给其他免疫细胞,A错误;细胞毒性T细胞识别并裂解被HBV感染的肝细胞,B错误;由题干信息可知,HBV与肝细胞吸附结合后,才脱去含有表面抗原的包膜,因此根据表面抗原可制备预防乙型肝炎的乙肝疫苗,C正确;核心抗原诱导机体产生特异性抗体的过程属于体液免疫,D错误。故选C。
8.(2023·浙江卷)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,是一种自身免疫病,D错误。故选C。
9. (2024·湖南卷)脱落酸(ABA)是植物响应逆境胁迫的信号分子,NaCl和PEG6000(PEG6000不能进入细胞)皆可引起渗透胁迫。图a为某水稻种子在不同处理下基因R的相对表达量变化,图b为该基因的突变体和野生型种子在不同处理下7天时的萌发率。研究还发现无论在正常还是逆境下,基因R的突变体种子中ABA含量皆高于野生型。下列叙述错误的是( )
A.NaCl、PEC6000和ABA对种子萌发的调节机制相同
B.渗透胁迫下种子中内原ABA的含量变化先于基因R的表达变化
C.基因R突变体种子中ABA含量升高可延长种子贮藏寿命
D.基因R突变可能解除了其对ABA生物合成的抑制作用
【答案】 A
【解析】 由题可知,ABA是植物响应逆境胁迫的信号分子,NaCl和PEG6000可以引起渗透胁迫,促进ABA的合成,进而促进基因R的表达,而ABA可以直接促进基因R的表达,因此NaCl、PEC6000和ABA对种子萌发的调节机制不同,A错误;由图a可知,渗透胁迫会先促进内源ABA的合成,内源ABA含量的升高又会促进基因R的表达,B正确;ABA的存在会抑制种子的萌发,因此基因R突变体种子中ABA含量升高可延长种子贮藏寿命,C正确;无论在正常还是逆境下,基因R突变体种子中ABA的含量皆高于野生型,可能是因为基因R突变解除了其对ABA生物合成的抑制,导致ABA的合成量增加,D正确。故选A。
10.(2024·苏州模拟)癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病。研究人员利用与癌细胞在某些方面具有相似性的诱导多能干细胞(iPSC)进行了抗肿瘤的免疫学研究。研究人员进行的系列实验如下:免疫组小鼠:每周注射1次含失去增殖活性的iPSC悬液,连续4周;空白组小鼠:每周注射1次不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液,连续4周。取免疫组和空白组小鼠的血清分别与iPSC、DB7(一种癌细胞)和MEF(一种正常体细胞)混合,检测三种细胞与血清中抗体的结合率,结果见下表。下列说法错误的是( )
iPSC DB7 MEF
免疫组 77 82 8
空白组 10 8 9
A.免疫组数值明显高于空白组数值,说明iPSC刺激小鼠产生了特异性抗体
B.表中DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异,说明DB7和iPSC的表面有共同的抗原
C.表中MEF实验数据表明该细胞表面没有相应抗原与血清抗体结合
D.给免疫组和空白组小鼠皮下注射DB7,一周后形成肿瘤。随后空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大,免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小,由此推测:抗iPSC抗体介导的体液免疫可以杀死癌细胞
【答案】 D
【解析】 由表格数据分析可知:免疫组数值明显高于空白组数值,说明iPSC刺激小鼠产生了特异性抗体,A正确;表中DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异,说明DB7和iPSC的表面有共同的抗原,从而使得DB7可与iPSC刺激小鼠产生的特异性抗体结合,B正确;表中MEF实验数据与空白组相近,表明该细胞表面没有与iPSC的表面相同的抗原,即没有相应抗原与血清抗体结合,C正确;结合选项信息可推测:免疫组血清中有能与肿瘤结合的细胞毒性T细胞,这属于细胞免疫,D错误。
10.(多选)(2024·南通模拟)干旱可诱导植物体内脱落酸(ABA)增加,以减少失水。科学家发现一种分泌型短肽(C)在此过程中起重要作用。为探究干旱促进ABA合成的机制,科学家用0.1 μmol/L的C或ABA处理野生型拟南芥根部后,检测叶片气孔开度,结果如图1所示。已知N是催化ABA生物合成的关键酶,野生型与C基因缺失突变体拟南芥在干旱处理时植物体内N基因表达量和ABA含量如图2所示。下列相关叙述正确的是( )
A.C是由特定器官合成分泌的一种植物激素
B.图1实验的自变量为C和ABA,因变量为气孔开度
C.C由其前体肽加工而成,该前体肽首先在游离的核糖体上合成
D.据图2推测,C可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成
【答案】 CD
【解析】 植物激素不是由植物的特定器官产生的,A错误;根据图1实验数据可知,本实验的自变量为C、ABA和处理时间,因变量为气孔开度,B错误;C作为一种分泌型短肽,其由前体肽加工(经过内质网和高尔基体)而成,且该前体肽首先在游离的核糖体上合成,C正确;由图2可知,干旱处理条件下,C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型,可推测C可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成,而ABA可降低气孔开度,D正确。
11.(2024·济宁模拟)CO(CONSTANS)基因是监测日照长度,调控植物开花的重要基因,长日照条件下,某植物韧皮部细胞中的CO蛋白会结合在成花素基因靠近RNA聚合酶作用的部位,从而激发该基因表达出成花素,并运输到茎顶端,促进植物开花。下列叙述错误的是( )
A.CO蛋白能促进开花,说明它是一种植物激素
B.植物开花受到外界环境和相关基因共同作用
C.CO蛋白与DNA片段结合,调控基因的转录
D.成花素从产生部位运输到作用部位需要消耗ATP
【答案】 A
【解析】 CO能调控基因的表达,促进开花,是一种光周期输出因子,并不能证明CO是一种植物激素,A错误;植物开花受到外界环境(光照)和相关基因(CO基因和成花素基因)共同作用,B正确;由题意可知,CO蛋白会结合在成花素基因(DNA片段)靠近RNA聚合酶作用的部位,调控该基因的转录,激发该基因的表达,C正确;成花素是基因表达产物,是一种蛋白质(多肽),大分子运输需要消耗ATP,故成花素从产生部位运输到作用部位需要消耗ATP,D正确。
11.(多选)(2024·湖南卷)为研究CO2、O2和H+对呼吸运动的作用(以肺泡通气为检测指标)及其相互影响,进行了相关实验。动脉血中CO2分压(PCO2)、O2分压(PO2)和H+浓度三个因素中,一个改变而另两个保持正常时的肺泡通气效应如图a,一个改变而另两个不加控制时的肺泡通气效应如图b。下列叙述正确的是( )
A.一定范围内,增加PCO2、H+浓度和PO2均能增强呼吸运动
B.pH由7.4下降至7.1的过程中,PCO2逐渐降低
C.PO2由60 mmHg下降至40 mmHg的过程中,PCO2和H+浓度逐渐降低
D.CO2作用于相关感受器,通过体液调节对呼吸运动进行调控
【答案】 BC
【解析】 根据图a分析,一定范围内,增加PCO2、H+浓度及降低PO2均能增大肺泡通气,增强呼吸运动,A错误;pH由7.4下降至7.1时,与图a相比,图b中相应曲线增加幅度减小,应是通过PCO2降低和PO2升高对肺泡通气进行了调节,B正确;PO2由60 mmHg下降至40 mmHg时,与图a相比,图b中相应曲线增加幅度减小,应是通过PCO2降低和pH升高(H+浓度降低)对肺泡通气进行了调节,C正确;CO2作用于相关感受器,通过神经调节对呼吸运动进行调控,D错误。故选BC。
12.(2024·信阳模拟)烟草种子需要在有光的条件下才能萌发。野生型与突变体(此突变体为光敏色素合成相关的chromophore基因突变所造成)烟草于白光中种植后的发芽率如图所示,并且检测其种子内所含脱落酸(ABA)的浓度,结果如图的右上角。下列相关推测错误的是( )
A.脱落酸(ABA)含量升高不利于烟草种子萌发
B.这种突变体烟草光敏色素功能异常,感受光信息的能力下降
C.烟草细胞通过光敏色素调控与ABA代谢相关的基因的表达
D.这种突变体烟草种子发芽率较低,是因为发芽的速度较慢
【答案】 D
【解析】 脱落酸(ABA)有抑制种子萌发的作用,A正确;植物靠光受体感受光信息,光敏色素是常见的光受体,突变体感受光信息的能力下降,B正确;突变体烟草细胞的光敏色素异常,而ABA含量高于野生型,可推测出烟草细胞通过光敏色素调控与ABA代谢相关的基因的表达,C正确;由图可知,突变体烟草种子发芽率较低、发芽速度慢,经过一定时间浸水后也并没有提升至与野生型相同,因此其发芽慢并不是发芽率低的原因,D错误。
12.(多选) (2024·河北卷)假性醛固酮减少症(PP)患者合成和分泌的醛固酮未减少,但表现出醛固酮缺少所致的渗透压调节异常。下列叙述错误的是( )
A.人体内的Na+几乎全部由小肠吸收获取,主要经肾随尿排出
B.抗利尿激素增多与患PP均可使细胞外液增多
C.血钠含量降低可使肾上腺合成的醛固酮减少
D.PP患者的病因可能是肾小管和集合管对Na+的转运异常
【答案】 BC
【解析】 人体内Na+几乎全部由小肠吸收,主要经肾随尿排出,其排出特点是多吃多排、少吃少排、不吃不排,排出量几乎等于摄入量,A正确;患PP导致渗透压减小,细胞吸水减少,导致细胞外液增多,B错误;当血钾升高或血钠含量降低时,可使肾上腺分泌醛固酮,即肾上腺合成的醛固酮增多,促进肾小管和集合管对钠的重吸收和钾的分泌,C错误;由题意可知,PP患者合成和分泌的醛固酮未减,其病因可能是肾小管和集合管对 Na+ 的转运异常,D正确。故选BC。
二、非选择题
13.(2024·湖南卷)葡萄糖进入胰岛B细胞后被氧化,增加ATP的生成,引起细胞膜上ATP敏感性K+通道关闭,使膜两侧电位差变化,促使Ca2+通道开放,Ca2+内流,刺激胰岛素分泌。进食后,由小肠分泌的肠促胰岛素(GLP-1)和(GIP)依赖于葡萄糖促进胰岛素分泌,称为肠促胰岛素效应。人体内的GLP-1和GIP易被酶D降解,人工研发的类似物功能与GLP-1和GIP一样,但不易被酶D降解。回答下列问题:
(1)胰岛素需要通过________运输作用于靶细胞。药物甲只能与胰岛B细胞膜表面特异性受体结合,作用于ATP敏感性K+通道,促进胰岛素分泌。使用药物甲后,胰岛B细胞内________(填“K+”“Ca2+”或“K+和Ca2+”)浓度增大;过量使用会产生严重不良反应,该不良反应可能是_____________________________ _____________。
(2)与正常人比较,患者A和B的肠促胰岛素效应均减弱,血糖异常升高。使用药物甲后,患者A的血糖得到有效控制,而患者B血糖无改善,患者B可能有________分泌障碍。
(3)研究发现,与正常人比较,患者A的GLP-1表达量较低但其受体数量无变化,而GIP表达量无变化但其受体数量明显下降。若从①GIP类似物②GLP-1类似物③酶D激活剂中筛选治疗患者A的候选新药,首选________(填序号)。若使用该候选药,发生(1)所述不良反应的风险________(填“大于”“等于”或“小于”)使用药物甲,理由是________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1) 体液 K+和Ca2+ 机体出现低血糖症状
(2)胰岛素
(3)② 小于 GLP-1发挥作用依赖于葡萄糖,当胰岛素分泌导致血糖浓度下降时,GLP-1不会持续发挥作用
【解析】 (1)胰岛素是一种激素,在体内激素通过体液运输到身体各处发挥作用。由题可知,胰岛素分泌时ATP敏感性K+通道关闭,Ca2+通道开放,药物甲只能与胰岛B细胞膜表面特异性受体结合,促进胰岛素分泌,因此会减少K+外流,同时会促进Ca2+内流,从而导致细胞内的K+和Ca2+浓度都增大。过量使用药物甲会促使胰岛素大量释放,从而使得血糖浓度持续下降,导致机体可能出现低血糖症状。(2)药物甲的作用是促进胰岛素的分泌,使用药物甲后血糖浓度无改善,说明对于该患者药物甲丧失促使胰岛素分泌的作用,因此患者B可能有胰岛素分泌障碍。(3)根据题意分析,该患者体内的GLP-1表达量较低,即含量少,因此可以选择GLP-1类似物;患者GIP表达量无变化,因此使用GIP类似物不会有明显的改善作用;使用酶D激活剂会促使GLP-1和GIP的降解,不利用疾病的治疗。因此,首选的药物是GLP-1类似物。使用GLP-1类似物一般不会导致低血糖症,其原因是GLP-1发挥作用依赖于葡萄糖,当胰岛素分泌导致血糖浓度下降时,GLP-1不会持续发挥作用,因此不会引起胰岛素持续分泌,避免了低血糖症的发生。
14. (2024·甘肃卷)机体心血管活动和血压的相对稳定受神经、体液等因素的调节。血压是血管内血液对单位面积血管壁的侧压力。人在运动、激动或受到惊吓时血压突然升高,机体会发生减压反射(如下图)以维持血压的相对稳定。回答下列问题。
(1)写出减压反射的反射弧___________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________。
(2)在上述反射活动过程中,兴奋在神经纤维上以__________形式传导,在神经元之间通过__________传递。
(3)血压升高引起的减压反射会使支配心脏和血管的交感神经活动________。
(4)为了探究神经和效应器细胞之间传递的信号是电信号还是化学信号,科学家设计了如下图所示的实验:①制备A、B两个离体蛙心,保留支配心脏A的副交感神经,剪断支配心脏B的全部神经;②用适当的溶液对蛙的离体心脏进行灌流使心脏保持正常收缩活动,心脏A输出的液体直接进入心脏B。
刺激支配心脏A的副交感神经,心脏A的收缩变慢变弱(收缩曲线见下图)。预测心脏B收缩的变化,补全心脏B的收缩曲线,并解释原因: ______________ __________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)压力感受器→传入神经→心血管中枢→副交感神经和交感神经→心脏和血管
(2) 神经冲动 突触
(3)减弱
(4)见解析图 支配心脏A的副交感神经末梢释放的化学物质,随灌流液在一定时间后到达心脏B,使心脏B跳动变慢
【解析】 (1)减压反射的反射弧:压力感受器→传入神经→心血管中枢→副交感神经和交感神经→心脏和血管。(2)上述反射活动过程中,兴奋在神经纤维上以神经冲动或电信号的形式传导,在神经元之间通过突触结构传递。(3)血压升高引起的减压反射会使支配心脏和血管的交感神经活动减弱。(4)支配心脏A的副交感神经末梢释放的化学物质(神经递质),可随灌流液在一定时间后到达心脏B,使心脏B跳动变慢,故心脏B的收缩曲线如下:
15.(2024·青岛模拟)恶性肿瘤往往先向淋巴结初始转移形成淋巴结转移瘤,再经淋巴结实现远端转移。科学家开展实验探索肿瘤初始转移的机制以及淋巴结转移对远端转移的影响。
(1)正常情况下,原位瘤细胞转移至淋巴结会激活NK细胞和细胞毒性T细胞,前者非特异性杀伤瘤细胞,后者则在辅助T细胞分泌的____________的作用下,经______________过程产生新的细胞毒性T细胞裂解瘤细胞。
(2)将原位瘤细胞FO和淋巴结转移的瘤细胞LN6等量接种于同一健康小鼠体内进行研究,过程如图1。
①已知FO和LN6的增殖能力无显著差异,图1结果说明____________向淋巴结转移的能力更强。
②为排除红绿荧光蛋白可能存在的检测差异干扰实验结果,需增设一组实验,大致思路为___________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________。
(3)为探究原位瘤细胞初始转移的机制,科研人员又开展了如下实验:
①将FO中编码MHC-1分子关键蛋白的基因敲除,再将其接种于小鼠体内,发现其向淋巴结转移的能力降低,但去除该小鼠的NK细胞后其转移能力恢复。说明NK细胞通过识别__________(填“高表达”或“低表达”)的MHC-1杀伤瘤细胞。
②PD-L1可与T细胞表面的特定蛋白结合,抑制其杀伤作用。进一步研究表明原位瘤细胞通过调节MHC-1分子和PD-L1的表达量,抑制NK和T细胞的杀伤作用,以增强转移能力。请在表格中填写“高”或“低”,将支持上述结论的实验结果补充完整。
肿瘤细胞的类型 MHC-1分子表达量 PD-L1分子表达量
来自于正常小鼠的淋巴结转移瘤
来自于T细胞缺失小鼠的淋巴结转移瘤 低
来自于T和NK细胞缺失小鼠的淋巴结转移瘤 低
(4)细胞因子TGF-β能促进调节性T细胞的增殖,从而加强后者对辅助T细胞的抑制作用。科研人员将FO和LN6接种在野生型小鼠体内,检测该小鼠血清中的TGF-β浓度和瘤细胞远端转移率(图2);又将不同类型的瘤细胞混合DT毒素(可清除调节性T细胞)接种于小鼠体内,检测瘤细胞的远端转移率(图3)。
综合上述相关信息和免疫学相关知识可知,淋巴结转移可________(填“促进”或“抑制”)远端转移,其可能的机制是______________________________ __________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)细胞因子 分裂(增殖)分化
(2)LN6 对FO转入红色荧光蛋白基因,对LN6转入绿色荧光蛋白基因,重复上述实验。
(3)低表达 表格见解析
(4)促进 原位瘤细胞发生淋巴结转移后诱导机体释放的TGF-β增多,TGF-β促进调节性T细胞增殖,后者抑制辅助T细胞的功能,抑制机体的体液免疫和细胞免疫功能,从而促进瘤细胞的远端转移。
【解析】 (1)辅助性T细胞能分泌细胞因子,加强免疫效应,细胞毒性T细胞在辅助性T细胞分泌的细胞因子的作用下,经分裂(增殖)分化过程产生新的细胞毒性T细胞裂解瘤细胞。(2)①由图1可知,每组小鼠的红色荧光细胞的百分比都比绿色荧光细胞的百分比高,FO和LN6的增殖能力无显著差异,图1结果说明LN6向淋巴结转移的能力更强。②为排除红绿荧光蛋白可能存在的检测差异干扰实验结果,需增设一组实验,大致思路为对FO转入红色荧光蛋白基因,对LN6转入绿色荧光蛋白基因,重复上述实验。(3)①FO中编码MHC-1分子关键蛋白的基因敲除,MHC-1分子关键蛋白减少,发现其向淋巴结转移的能力降低,但去除该小鼠的NK细胞后其转移能力恢复,说明NK细胞通过识别低表达的MHC-1杀伤瘤细胞。②NK细胞通过识别低表达的MHC-1杀伤瘤细胞,所以来自于T细胞缺失小鼠的淋巴结转移瘤和来自于正常小鼠的淋巴结转移瘤中MHC-1分子表达量高,从而抑制NK细胞的杀伤作用,PD-L1可与T细胞表面的特定蛋白结合,抑制其杀伤作用,所以来自于T细胞缺失小鼠的淋巴结转移瘤和来自于T和NK细胞缺失小鼠的淋巴结转移瘤中PD-L1分子表达量低,来自于正常小鼠的淋巴结转移瘤中PD-L1分子表达量高。表格如下所示。
肿瘤细胞的类型 MHC-1分子表达量 PD-L1分子表达量
来自于正常小鼠的淋巴结转移瘤 高 高
来自于T细胞缺失小鼠的淋巴结转移瘤 高 低(给出)
来自于T和NK细胞缺失小鼠的淋巴结转移瘤 低(给出) 低
(4)接种LN6野生型小鼠体内小鼠血清中的TGF-β浓度和瘤细胞远端转移率高于接种FO野生型小鼠,所以淋巴结转移可促进远端转移,其可能的机制是原位瘤细胞发生淋巴结转移后诱导机体释放的TGF-β增多,TGF-β促进调节性T细胞增殖,后者抑制辅助性T细胞的功能,抑制机体的体液免疫和细胞免疫功能,从而促进瘤细胞的远端转移。
16.(2024·淮安检测)植物体的生长发育过程与周围环境息息相关。不利于植物生长的环境被认为是胁迫因素,这种胁迫可以分为生物性胁迫和非生物性胁迫。非生物性胁迫包括高温干旱、低温冻害、盐胁迫等。其中土壤的盐胁迫是一种常见的非生物胁迫,在农业生产上造成了不小的损失。请根据下列有关“盐胁迫下植物激素对水稻种子萌发”的相关实验,回答下列问题:
(1)赤霉素(GA)具有解除休眠,________(填“促进”或“抑制”)种子萌发的作用,GA1和GA4是水稻中主要的有活性GA,为了进一步验证盐胁迫与GA在影响种子萌发时的关系,生物学家做了如下实验:
①根据上面的实验A能够得到的结论:_________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________。
②根据上面的实验B能够得到的结论:________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________。
(2)在水稻种子中储备最多的物质是淀粉。淀粉颗粒能被α-淀粉酶水解为有机小分子,为种子萌发提供营养和能量,为了研究盐胁迫对种子萌发的抑制作用是不是由α-淀粉酶活性的改变所引起的,我们分别定量检测蒸馏水(对照)、120 mM NaCl、120 mM NaCl+50 μM GA处理后水稻种子中α-淀粉酶活性。结果如图所示:
根据上面的实验能够得到NaCl与α-淀粉酶活性的关系是_______________ ________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)促进 ①NaCl处理(盐胁迫)显著降低了水稻种子中内源GA1和GA4的含量 ②NaCl处理显著抑制种子萌发,但是GA处理能缓解盐胁迫对种子萌发的抑制作用
(2)NaCl处理能显著降低α-淀粉酶活性,且随时间的延长降低程度逐渐升高
【解析】 (1)赤霉素的主要作用:促进细胞伸长,从而引起植株增高;促进细胞分裂与分化;促进种子萌发、开花和果实发育。根据实验A的实验结果分析可知,NaCl处理的实验组,种子体内产生的GA1和GA4含量都显著降低;根据实验B的实验结果分析可知,添加NaCl的实验组,种子萌发率明显下降,添加GA后种子萌发率相比NaCl处理的组回升很多,几乎与对照组相同,说明GA处理能缓解盐胁迫对种子萌发的抑制作用。(2)在不同的处理时间下,120 mM NaCl处理下的α-淀粉酶活性比对照组低,且随着处理时间的增加,酶活性降低程度增加。可知NaCl处理能显著降低α-淀粉酶活性,且随时间的延长降低程度逐渐升高。
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专题七 生命活动的调节
第三讲 植物生命活动的调节
5.6 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
5.6.1 概述科学家经过不断的探索,发现了植物生长素,并揭示了它在调节植物生长时表现出既能促进生长,也能抑制生长的特性
5.6.2 举例说明几种主要植物激素的作用,这些激素可通过协同、相抗衡等方式共同实现对植物生命活动的调节
5.6.3 举例说明生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯等植物激素及植物生长调节剂在生产上得到了广泛应用
5.6.4 概述其他因素参与植物生命活动的调节,如光、重力和温度等
1.“更无柳絮因风起,惟有葵花向日倾”可体现植物的向光性。 ( )
提示:√
2.达尔文实验证明了植物向光弯曲生长是由生长素造成的。 ( )
提示:× 达尔文证明了胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后,向下面的伸长区传递了某种“影响”,但是这种“影响”具体是什么形式,并未确定。
3.温特的实验进一步证明胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的,并把这种物质命名为生长素。 ( )
提示:√
4.在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,称为极性运输,极性运输是一种协助扩散。 ( )
提示:× 极性运输是一种主动运输。
5.幼嫩的细胞对生长素敏感,衰老细胞则比较迟钝;不同器官对生长素的敏感程度不同,表现为根>茎>芽。 ( )
提示:× 不同器官对生长素的敏感程度不同,表现为根>芽>茎。
6.不同浓度的生长素对植物同一器官的作用效果一定不同。 ( )
提示:× 低于最适浓度和高于最适浓度的两个不同浓度,有可能对同一器官表现出相同的作用效果;低于感受阈值的两个不同浓度,影响效果均为0。
7.植物茎的背地生长体现了生长素低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特性。 ( )
提示:× 茎背地生长的过程中,近地侧生长素浓度高,促进生长的作用强,并没有表现出抑制生长的特性。
8.生长素在从形态学上端向形态学下端的极性运输过程中,会消耗能量。 ( )
提示:√
9.喷施适量调环酸钙溶液能缩短水稻基部节间长度,若调环酸钙喷施不足,可喷施赤霉素进行补救。 ( )
提示:× 赤霉素可促进植株长高,调环酸钙抑制水稻长高,因此喷施赤霉素不能补救调环酸钙使用不足带来的损失。
10.提高脱落酸含量可解除种子的休眠。 ( )
提示:× 降低脱落酸含量或提高赤霉素含量可解除种子的休眠。
11.用一定浓度的6-BA(细胞分裂素类调节剂)抑制马铃薯发芽,以延长储藏期。 ( )
提示:× 细胞分裂素类调节剂可促进发芽。
12.用一定浓度的萘乙酸(生长素类调节剂)处理离体的花卉枝条,可促进生根。 ( )
提示:√
13.顶端优势体现了生长素既可促进生长也可抑制生长。 ( )
提示:√
14.去顶芽或抑制顶芽的生长素运输可促进侧芽生长。 ( )
提示:√
15.给果树喷施适量的NAA有利于保果,提高果实产量。 ( )
提示:√
16.用乙烯利处理棉花可催熟棉桃,便于统一采摘。 ( )
提示:√
17.植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行。 ( )
提示:√
18.用PP333(赤霉素合成抑制剂)处理水稻可使植株矮化,增强抗倒伏能力。 ( )
提示:√
19.杏树开花体现了植物生长发育的季节周期性。 ( )
提示:√
20.激素的产生和分布是基因表达调控的结果,与环境因素无关。 ( )
提示:× 激素的产生和分布既受基因表达的调控,也受环境因素的影响。
1.植物激素与动物激素在合成部位上的主要区别:_____________ ___________________________________________________________________。
2.生长素发挥作用的途径是_________________________________ _________________________________________________________________________________________。
3.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度实验时,先做预实验的目的是________________________________________________ ____________________。
动物激素是由专门的内分泌腺或内分泌细胞分泌的,植物体内没有专门分泌激素的腺体
首先与细胞内某种蛋白质(生长素受体)特异性结合,引发细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱导特定基因的表达,从而产生效应
可以为进一步的实验摸索条件,也可以检验实验设计的科学性和可行性。
4.植物表现顶端优势的原因:____________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________。
5.植物生长调节剂比植物激素效果更持久的原因:____________ _________________________________________________________________________。
6.小麦种子经适当的高温处理后更易萌发的原因:_____________ _______________________________________________________________________________________。
顶芽产生的生长素逐渐向下运输,枝条上部的侧芽附近生长素浓度较高,由于侧芽对生长素浓度比较敏感,因此它的发育受到抑制,植株因而表现出顶端优势
植物生长调节剂具有植物激素的作用,但植物体内没有分解它的酶,因而能长时间发挥作用
在高温条件下脱落酸容易降解,小麦种子经适当高温处理后,脱落酸抑制种子萌发的作用解除,所以更容易萌发
7.赤霉素和生长素的主要生理作用有什么相似之处?不同点又有哪些?________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________。
8.归纳植物激素和植物生长调节剂的异同点。______________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
二者都具有促进细胞伸长、诱导细胞分化,影响花、果实发育等作用。不同点:赤霉素有促进细胞分裂、促进种子萌发的作用,而生长素不能单独完成细胞分裂进程,不能促进种子萌发等
①不同点:植物激素是由植物体内产生的,能从产生部位运送到作用部位,植物体内有相关的酶,可以分解植物激素;而植物生长调节剂是人工合成的化学物质,植物体内一般没有相关的酶分解它。②相同点:都是微量、高效的有机物,均能对植物生命活动起调节作用。
核心考点一
生长素的产生、运输、分布及其生理作用
1.生长素的产生、分布和运输分析
2.向光性的原理
3.植物茎的背地性和根的向地性
(1)表现
(2)解释:“淀粉—平衡石假说”
4.生长素的生理作用曲线分析
(1)植物同一器官对生长素敏感程度曲线分析
(2)同一植物不同器官对生长素敏感程度曲线分析
(3)不同植物对生长素敏感程度曲线分析
常考题型一 生长素的发现及作用机理
1. (2023·山东卷)拟南芥的向光性是由生长素分布不均引起的,以其幼苗为实验材料进行向光性实验,处理方式及处理后4组幼苗的生长、向光弯曲情况如图表所示。由该实验结果不能得出的是( )
分组 处理 生长情况 弯曲情况
甲 不切断 正常 弯曲
乙 在①处切断 慢 弯曲
丙 在②处切断 不生长 不弯曲
丁 在③处切断 不生长 不弯曲
A.结构Ⅰ中有产生生长素的部位
B.①②之间有感受单侧光刺激的部位
C.甲组的①②之间有生长素分布不均的部位
D.②③之间无感受单侧光刺激的部位
【答案】 D
【解析】 据表格和题图可知,不切断任何部位,该幼苗正常弯曲生长,但在①处切断,即去除结构Ⅰ,生长变慢,推测结构Ⅰ中有产生生长素的部位,A不符合题意;据表格可知,在①处切断,该幼苗缓慢生长且弯曲,而在②处切断后,该幼苗不能生长,推测①②之间含有生长素,且具有感光部位,推测可能是受到单侧光照射后,①②之间生长素分布不均,最终导致生长不均匀,出现弯曲生长,B、C不符合题意;在②处切断和在③处切断,两组实验结果相同,幼苗都不生长、不弯曲,说明此时不能产生生长素,也无法得出有无感受单侧光刺激的部位,D符合题意。故选D。
2. (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,不直接参与细胞代谢,D错误。故选D。
3. (2022·海南卷)植物激素和植物生长调节剂可调控植物的生长发育。下列有关叙述错误的是( )
A.将患恶苗病的水稻叶片汁液喷洒到正常水稻幼苗上,结实率会降低
B.植物组织培养中,培养基含生长素、不含细胞分裂素时,易形成多核细胞
C.矮壮素处理后,小麦植株矮小、节间短,说明矮壮素的生理效应与赤霉素的相同
D.高浓度2,4-D能杀死双子叶植物杂草,可作为除草剂使用
【答案】 C
【解析】 将患恶苗病的水稻叶片汁液喷洒到正常水稻幼苗上,会使正常水稻幼苗营养生长过于旺盛,由于光合产物过多的用于营养生长,因此结实率会降低,A正确;生长素主要促进细胞核的分裂,细胞分裂素主要促进细胞质的分裂,植物组织培养中,培养基含生长素、不含细胞分裂素时,易形成多核细胞,B正确;赤霉素的主要作用是促进细胞伸长,从而引起植物的增高,而矮壮素处理后,小麦植株矮小、节间短,说明矮壮素的生理效应与赤霉素的相反,C错误;高浓度2,4-D能杀死双子叶植物杂草,而对农作物(单子叶植物)起到促进作用,可作为除草剂使用,D正确。故选C。
4. (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:
①N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。
②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。
【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
【解析】 (1)据图可知,生长素从根尖分生区运输到伸长区是从形态学上端向形态学下端运输,属于极性运输,运输方式是主动运输。(2)①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。②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,但是相对较少,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。
1.与生长素的产生、分布和运输相关的实验归纳
(1)验证生长素的产生部位在胚芽鞘的尖端
(2)验证胚芽鞘中生长素的横向运输发生在尖端
(3)验证生长素的极性运输只能从形态学上端向形态学下端运输
2.探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度
3.顶端优势产生原因的实验探究
常考题型二 生长素的作用特点
5. (2024·河北卷)水稻在苗期会表现出顶端优势,其分蘖相当于侧枝。AUX1是参与水稻生长素极性运输的载体蛋白之一。下列分析错误的是( )
A.AUX1缺失突变体的分蘖可能增多
B.分蘖发生部位生长素浓度越高越有利于分蘖增多
C.在水稻的成熟组织中,生长素可进行非极性运输
D.同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长
【答案】 B
【解析】 AUX1缺失突变体导致生长素不能正常运输,顶端优势消失,分蘖可能增多,A正确;分蘖发生部位生长素浓度过高时会对分蘖产生抑制,导致分蘖减少,B错误;在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输,C正确;根对生长素的敏感程度高于芽,同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长,D正确。故选B。
6. (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】 顶端优势产生的原因是顶芽产生的生长素向下运输,枝条上部的侧芽部位生长素浓度较高,侧芽对生长素浓度比较敏感,因而使侧芽的发育受到抑制,可以通过摘除顶芽的方式解除植株顶端优势,A、B正确;生物的性状是由基因控制的,生长素能引起生物性状的改变,是通过调控某些基因的表达来影响植物生长的,C正确;根、茎两种器官对生长素的反应敏感程度有明显差异,其中根对生长素最敏感,D错误。故选D。
7. (2020·江苏卷)为提高银杏枝条扦插成活率,采用800 mg/L吲哚丁酸(IBA)浸泡枝条1小时,然后将其插入苗床。下图为诱导生根过程的示意图,下列叙述错误的是( )
A.枝条下切面的愈伤组织是细胞脱分化形成的
B.愈伤组织的形成有利于分化出更多的不定根
C.不定根的分化是枝条内多种激素共同调控的结果
D.新生的不定根中生长素浓度可能高于800 mg/L
【答案】 D
【解析】 愈伤组织的形成是枝条下切面细胞脱分化的结果,A正确;愈伤组织的形成有利于根原基发生,从而产生更多的不定根,B正确;枝条内存在多种植物激素,不定根的分化是多种激素共同调控的结果,C正确;根对生长素敏感,低浓度促进根的生长,高浓度抑制其生长,故新生的不定根中生长素浓度应低于800 mg/L,D错误。故选D。
8. (2024·北京卷)植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应(应对不良环境的系列反应)的关系,研究者对其分子机制进行了探索。
(1)生长素(IAA)具有促进生长的作用,脱落酸(ABA)可提高抗逆性并抑制茎叶生长,两种激素均作为________________________________ ______________________分子,调节植物生长及逆境响应。
(2)TS基因编码的蛋白(TS)促进IAA的合成。研究发现,拟南芥受到干旱胁迫时,TS基因表达下降,生长减缓。研究者用野生型(WT)和TS基因功能缺失突变株(ts)进行实验,结果如图甲。
图甲结果显示,TS基因功能缺失导致_________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)为了探究TS影响抗旱性的机制,研究者通过实验,鉴定出一种可与TS结合的酶BG。已知BG催化ABA-葡萄糖苷水解为ABA。提取纯化TS和BG,进行体外酶活性测定,结果如图乙。由实验结果可知TS具有抑制BG活性的作用,判断依据是:_____________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平,可检测野生型和三种突变株中的ABA含量。请在图丙“(____)”处补充第三种突变株的类型,并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果。
(5)综合上述信息可知,TS能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。请完善TS调节机制模型(从正常和干旱两种条件任选其一,以未选择的条件为对照,在方框中以文字和箭头的形式作答)(略)。
【答案】 (1)信息 (2)IAA含量降低,生长减缓;干旱处理下,植株生存率提高
(3)在0~2μg的浓度范围内,随着TS浓度的升高,BG活性逐渐降低
(4)见解析图 (5)见解析图
【解析】 (1)两种植物激素均作为信息分子,参与调节植物生长及逆境响应。(2)由图甲可知,TS基因缺失会导致 IAA含量降低,植株生长减缓,同时在干旱条件下,TS基因功能缺失突变株(ts)生存率比正常植株生存率更高。(3)由图乙可知,在0~2 μg的浓度范围内,随着TS浓度的升高, BG活性逐渐降低,证明TS具有抑制BG活性的作用。(4)根据图可知,还需要在图丙中补充TS、BG功能缺失突变株(ts+ bg)实验组,因为TS是通过BG发挥调节功能,所以如果BG无法发挥功能,是否存在TS对实验结果几乎没有影响,该组与bg组结果相同,相应的图如右:
(5)由上述信息可知,TS基因能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。图如下:
1.利用“三看法”判断生长素的作用特点
2.生长素作用特点易错点
(1)生长素的“低浓度”与“高浓度”是相对的,具体数值随植物种类及同一植物体内器官的不同而不同,如双子叶植物对生长素的敏感度高于单子叶植物的。而同一植物体中,根、芽、茎对生长素的敏感度依次减弱,即茎的敏感度最低。
(2)生长素“分布多”不一定就是“高浓度”,如幼苗横放时,近地侧生长素分布多,对根来说是高浓度,对茎来说却还在低浓度范围内。
(3)要对顶端优势有一个正确的理解,顶芽产生的生长素会源源不断地往下运输。离顶芽越近的侧芽积累的生长素越多,抑制作用越强;离顶芽越远的侧芽积累的生长素越少,抑制作用越弱。
核心考点三
植物激素的作用及植物生长发育的整体调控
1.五类植物激素的合成部位及作用
2.植物激素间的相互关系
(1)明确植物激素的两大作用
(2)生长素与乙烯的相互作用机理
(3)生长素与赤霉素的相互作用机理
(4)植物各器官中同时存在多种植物激素,决定器官生长、发育的不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量。
(5)在植物生长发育过程中,不同种激素的调节往往表现出一定的顺序性。
3.植物生长调节剂的应用
乙烯利 用于果实催熟
α-萘乙酸、2,4-D 用于促进插条生根,防止落花落果及除草
青鲜素 保持果蔬鲜绿,延长储存时间
赤霉素 解除种子休眠,诱导大麦种子无须萌发就产生α-淀粉酶,用于啤酒生产
4.环境因素参与调节植物的生命活动
5.植物生命活动中多个影响因素之间的关系
常考题型一 植物激素的作用及相互关系
1. (2024·全国甲卷)植物生长发育受植物激素的调控。下列叙述错误的是( )
A.赤霉素可以诱导某些酶的合成促进种子萌发
B.单侧光下生长素的极性运输不需要载体蛋白
C.植物激素可与特异性受体结合调节基因表达
D.一种激素可通过诱导其他激素的合成发挥作用
【答案】 B
【解析】 赤霉素主要合成部位是未成熟的种子、幼根和幼芽,赤霉素能促进植物的生长,可以诱导某些酶的合成促进种子萌发,A正确;生长素的极性运输属于主动运输,主动运输需要载体蛋白的协助并消耗能量,B错误;植物激素与受体特异性结合,引发细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱导特定基因的表达,从而产生效应,C正确;调节植物生命活动的激素不是孤立的,而是相互作用共同调节的,因此一种激素可通过诱导其他激素的合成发挥作用,D正确。故选B。
2. (2024·浙江6月卷)干旱胁迫下,植物体内脱落酸含量显著增加,赤霉素含量下降。下列叙述正确的是( )
A.干旱胁迫下脱落酸含量上升,促进气孔开放
B.干旱胁迫下植物含水量上升,增强抗旱能力
C.干旱胁迫下,脱落酸受体缺失突变体较耐干旱
D.干旱胁迫下,叶面喷施赤霉素不利于植物抗旱
【答案】 D
【解析】 干旱胁迫下,植物体内的脱落酸含量显著增加,促使气孔关闭,避免蒸腾失水,A错误;干旱胁迫下,植物含水量下降,避免失水过多,增强抗旱能力,B错误;干旱胁迫下,脱落酸受体缺失突变体因脱落酸不能正常发挥作用,气孔不能正常关闭,一般不耐旱,C错误;干旱胁迫下,叶面喷施赤霉素促进植株生长,不利于植物抗旱,D正确。故选D。
3. (2024·山东卷)拟南芥的基因S与种子萌发有关。对野生型和基因S过表达株系的种子分别进行不同处理,处理方式及种子萌发率(%)如表所示,其中MS为基本培养基,WT为野生型,OX为基因S过表达株系,PAC为赤霉素合成抑制剂。下列说法错误的是( )
MS MS+脱落酸 MS+PAC MS+PAC+赤霉素
培养时间 WT OX WT OX WT OX WT OX
24小时 0 80 0 36 0 0 0 0
36小时 31 90 5 72 3 3 18 18
A.MS组是为了排除内源脱落酸和赤霉素的影响
B.基因S通过增加赤霉素的活性促进种子萌发
C.基因S过表达减缓脱落酸对种子萌发的抑制
D.脱落酸和赤霉素在拟南芥种子的萌发过程中相互拮抗
【答案】 B
【解析】 拟南芥植株自身会产生脱落酸和赤霉素,MS为基本培养基,不含脱落酸和赤霉素,作为对照可以排除内源脱落酸和赤霉素的影响,A正确;与MS组相比, MS+PAC(PAC为赤霉素合成抑制剂)组种子萌发率明显降低,这说明基因S通过促进赤霉素的合成来促进种子萌发,B错误;与MS组相比,MS+脱落酸组种子萌发率明显降低,但其中的基因S过表达的OX下降幅度较小,这说明基因S过表达可减缓脱落酸对种子萌发的抑制,C正确;综上分析,赤霉素能促进拟南芥种子的萌发、脱落酸能抑制拟南芥种子的萌发,因此脱落酸和赤霉素在拟南芥种子的萌发过程中相互拮抗,D正确。故选B。
4. (2023·新课标卷)植物的生长发育受多种因素调控。回答下列问题。
(1)细胞增殖是植物生长发育的基础。细胞增殖具有周期性,细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备,物质准备过程主要包括________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)植物细胞分裂是由生长素和细胞分裂素协同作用完成的。在促进细胞分裂方面,生长素的主要作用是______________________,细胞分裂素的主要作用是______________________________________________ _______________________________________。
(3)给黑暗中生长的幼苗照光后幼苗的形态出现明显变化,在这一过程中感受光信号的受体有________(答出1点即可),除了光,调节植物生长发育的环境因素还有__________________(答出2点即可)。
【答案】 (1)DNA分子复制和有关蛋白质的合成 (2)促进细胞核的分裂 促进细胞质的分裂 (3)光敏色素 温度、重力
【解析】 (1)细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备,物质准备过程主要包括DNA分子复制和有关蛋白质的合成。(2)在促进细胞分裂方面,生长素的主要作用是促进细胞核的分裂,而细胞分裂素主要表现在促进细胞质的分裂,二者协调促进细胞分裂的完成,表现出协同作用。(3)植物能对光作出反应,是因为其具有能接受光信号的分子,给黑暗中生长的幼苗照光后幼苗的形态出现明显变化,在这一过程中感受光信号的受体有光敏色素,光敏色素接受光照后,结构发生改变,该信息传导到细胞核,进而调控基因的表达,表现出生物学效应;除了光,温度(如植物代谢会随温度不同而有旺盛和缓慢之分)、重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育。
植物激素间表现出协同作用和作用效果相反的实例
1.表现出协同效应的植物激素实例
植物生长 细胞分裂素、生长素、赤霉素
果实生长 生长素、细胞分裂素、赤霉素
果实成熟 乙烯、脱落酸
延缓衰老 生长素、细胞分裂素
2.作用效果相反的植物激素实例
器官脱落 生长素抑制花的脱落,脱落酸促进叶、花、果实的脱落
种子发芽 赤霉素、细胞分裂素促进种子发芽,脱落酸抑制种子发芽
叶片衰老 生长素、细胞分裂素抑制叶片衰老,脱落酸促进叶片衰老
顶端优势 浓度过高的生长素抑制侧芽生长,细胞分裂素和赤霉素可解除顶端优势
常考题型二 环境因素的调节作用及实验探究
5. (2024·辽宁卷)为研究土壤中重金属砷抑制拟南芥生长的原因,研究者检测了高浓度砷酸盐处理后拟南芥根的部分指标。据图分析,下列推测错误的是( )
A.砷处理6 h,根中细胞分裂素的含量会减少
B.砷处理抑制根的生长可能与生长素含量过高有关
C.增强LOG2蛋白活性可能缓解砷对根的毒害作用
D.抑制根生长后,植物因吸收水和无机盐的能力下降而影响生长
【答案】 A
【解析】 分析图1可知,砷处理6 h,细胞分裂素水解酶基因相对表达量远低于细胞分裂素合成酶基因相对表达量,根中细胞分裂素的含量会增加,A错误;结合图2、3推测,与空白对照组相比,砷处理组生长素含量高但是根长度短,砷处理抑制根的生长可能与生长素含量过高有关,B正确;结合图1,随着砷处理时间的延长,LOG2基因相对表达量减少,推测增强LOG2蛋白活性可能缓解砷对根的毒害作用,C正确;根可吸收水和无机盐,抑制根生长后,植物因吸收水和无机盐的能力下降而影响生长,D正确。故选A。
6. (2024·安徽卷)植物生命活动受植物激素、环境因素等多种因素的调节。下列叙述正确的是( )
A.菊花是自然条件下秋季开花的植物,遮光处理可使其延迟开花
B.玉米倒伏后,茎背地生长与重力引起近地侧生长素含量较低有关
C.组织培养中,细胞分裂素与生长素浓度比值高时能诱导根的分化
D.土壤干旱时,豌豆根部合成的脱落酸向地上运输可引起气孔关闭
【答案】 D
【解析】 菊花是自然条件下秋季开花的植物,菊花是短日照植物,遮光处理可使其促进开花,A错误;玉米倒伏后,茎背地生长与重力引起近地侧生长素含量较高有关,B错误;组织培养中,细胞分裂素与生长素浓度比值高时能诱导芽的分化,细胞分裂素与生长素浓度比值低时能诱导根的分化,C错误;土壤干旱时,豌豆根部合成的脱落酸向地上运输可引起气孔关闭,以减少水分蒸腾,D正确。故选D。
7. (2024·湖北卷)气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小,控制CO2进入和水分的散失,影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料,研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(图1)。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种,但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、ht1基因功能缺失突变体(h)、rhc1基因功能缺失突变体(r)和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体(h/r),进行了相关实验,结果如图2所示。
回答下列问题:
(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,导致保卫细胞________(填“吸水”或“失水”),引起气孔关闭,进而使植物光合作用速率________(填“增大”或“不变”或“减小”)。
(2)图2中的wt组和r组对比,说明高浓度CO2时rhc1基因产物________(填“促进”或“抑制”)气孔关闭。
(3)由图1可知,短暂干旱环境中,植物体内脱落酸含量上升,这对植物的积极意义是______________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________。
(4)根据实验结果判断:编码蛋白甲的基因是________(填“ht1”或“rhc1”)。
【答案】 (1) 失水 减小 (2)促进
(3)干旱条件下脱落酸含量升高,促进叶片脱落,抑制气孔开放,能够减少蒸腾作用,保存植物体内水分,使植物能够在干旱中生存
(4)rhc1
【解析】 (1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,导致细胞液的渗透压降低,保卫细胞失水引起气孔关闭。气孔关闭后,CO2吸收减少,光合速率减小。(2)r组是rhc1基因功能缺失突变体,即缺少rhc1基因产物,wt组能正常表达rhc1基因产物。分析图2,高浓度CO2时,wt组气孔开放度低于r组,说明rhc1基因产物能促进气孔关闭。(3)脱落酸是植物生长抑制剂,它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,还能促进叶和果实的衰老和脱落。干旱条件下脱落酸含量升高,促进叶片脱落,抑制气孔
开放,能够减少蒸腾作用,保存植物体内水分,使植物能够在干旱中生存。(4)分析图2可知,高浓度CO2时,r组气孔开放度均高于wt组、h组和h/r组,结合图1分析,高浓度CO2时蛋白甲经过一系列调控机制最终使气孔关闭。r组是rhc1基因功能缺失突变体,高浓度CO2时,r组气孔开放度高,说明缺失rhc1基因编码的蛋白质不能够引起气孔关闭,由此推测,rhc1基因编码的是蛋白甲。
8. (2023·全国乙卷)植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开,反之关闭,保卫细胞含有叶绿体,在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。有研究发现,用饱和红光(只用红光照射时,植物达到最大光合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时,气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题。
(1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、_______________ ___________________(答出2点即可)等生理过程。
(2)红光可通过光合作用促进气孔开放,其原因是________________ __________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片,气孔开度可进一步增大,因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是,蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。请推测该研究小组得出这一结论的依据是__________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________。
(4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应,用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔________(填“能”或“不能”)维持一定的开度。
【答案】 (1)光合作用和呼吸作用
(2)叶绿体中的叶绿素对红光有较高的吸收峰值,红光照射下保卫细胞进行光合作用制造有机物,使保卫细胞的渗透压上升,细胞吸水膨胀,气孔开放
(3)蓝光作为信号能促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+,使保卫细胞渗透压上升,细胞吸水膨胀,气孔张开
(4)不能
【解析】 (1)气孔是植物体与外界气体交换的通道,光合作用、呼吸作用与蒸腾作用中氧气、二氧化碳和水蒸气都是经过气孔进出植物叶肉细胞的,故气孔开闭影响植物的光合作用、呼吸作用和蒸腾作用等生理过程。(2)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。红光照射下保卫细胞进行光合作用制造的有机物,使细胞的渗透压上升,促进保卫细胞吸水,细胞体积膨胀,气孔开放。(3)题中显示,蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+,当细胞内K+浓度升高时,细胞内渗透压升高,有利于保卫细胞吸水促使气孔开放,因此,在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片,气孔开度可进一步增大。(4)光反应可为暗反应的进行提供
ATP和NADPH,某种除草剂能阻断光合作用的光反应,暗反应因缺少ATP和NADPH不能进行,导致光合速率下降,合成的有机物减少,导致保卫细胞渗透压下降,吸水能力下降,气孔开度减小,故在使用该除草剂的条件下,给予光照不能使气孔维持一定的开度。
植物激素调节实验探究中“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)。(共103张PPT)
专题七 生命活动的调节
第二讲 神经调节与体液调节
5.3 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
5.3.1 概述神经调节的基本方式是反射(可分为条件反射和非条件反射),其结构基础是反射弧
5.3.2 阐明神经细胞膜内外在静息状态具有电位差,受到外界刺激后形成动作电位,并沿神经纤维传导
5.3.3 阐明神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成
5.3.4 分析位于脊髓的低级神经中枢和脑中相应的高级神经中枢相互联系、相互协调,共同调控器官和系统的活动,维持机体的稳态
5.3.5 举例说明中枢神经系统通过自主神经来调节内脏的活动
5.3.6 简述语言活动和条件反射是由大脑皮层控制的高级神经活动
5.4 内分泌系统产生的多种类型的激素,通过体液传送而发挥调节作用,实现机体稳态
5.4.1 说出人体内分泌系统主要由内分泌腺组成,包括垂体、甲状腺、胸腺、肾上腺、胰岛和性腺等多种腺体,它们分泌的各类激素参与生命活动的调节
5.4.2 举例说明激素通过分级调节、反馈调节等机制维持机体的稳态,如甲状腺激素分泌的调节和血糖平衡的调节等
5.4.3 举例说出神经调节与体液调节相互协调共同维持机体的稳态,如体温调节和水盐平衡的调节等
5.4.4 举例说明其他体液成分参与稳态的调节,如二氧化碳对呼吸运动的调节等
1.看见食物后,小狗产生视觉,该过程属于非条件反射。 ( )
提示:× 感觉的产生发生于大脑皮层的神经中枢,没有传出神经和效应器参与,不属于完整的反射活动。
2.CO2刺激呼吸运动加深加快的过程不需要依赖完整的反射弧。 ( )
提示:× CO2刺激呼吸运动加深加快属于反射活动,需要完整的反射弧。
3.条件反射消退不是简单丧失,而是把原先引起兴奋性效应的信号转变为无关信号。 ( )
提示:× 条件反射的消退是把原先引起兴奋性效应的信号转变为抑制性效应的信号。
4.学生参加适度的体育锻炼和体力劳动有利于突触释放递质进行兴奋的双向传递。 ( )
提示:× 神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜,因此突触处一般只能单向传递信号。
5.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。 ( )
提示:√
6.视网膜内神经元兴奋时,膜外Na+浓度高于膜内。 ( )
提示:√
7.神经纤维上兴奋的传导方向与膜外电流方向相反。 ( )
提示:√
8.阻断兴奋性神经递质与受体的结合,突触后膜电位差变大。 ( )
提示:× 阻断兴奋性神经递质与受体的结合,突触后膜会保持静息电位不变。当抑制性神经递质作用于突触后膜时,会引起突触后膜两侧的电位差扩大。
9.神经调节和体液调节的结构基础和作用方式都不同,但是都存在分级调节。 ( )
提示:√
10.甲状腺激素缺乏一定会影响脑的发育。 ( )
提示:× 成年后脑的发育已经完成,甲状腺激素缺乏不会再影响脑的发育,但是会影响神经系统的兴奋性和人体的代谢活动。
11.当副交感神经兴奋时,膀胱会因肌肉收缩而缩小。 ( )
提示:√
12.饮食缺碘会影响下丘脑和垂体的功能,引起甲状腺组织增生。 ( )
提示:√
13.给切除垂体的小鼠注射促甲状腺激素释放激素,其代谢可恢复正常。 ( )
提示:× 切除垂体后,促甲状腺激素释放激素已失去靶器官,无法发挥作用。
14.给小鼠注射抗TRH血清后,机体对寒冷环境的适应能力减弱。 ( )
提示:√
15.肾上腺素分泌增加会使动物警觉性提高、呼吸频率减慢、心率减慢。 ( )
提示:× 肾上腺素会使呼吸频率和心率均加快。
16.大量出汗时,垂体感受到细胞外液渗透压变化,使大脑皮层产生渴觉。 ( )
提示:× 下丘脑渗透压感受器感受细胞外液渗透压变化。
17.脱水反应也会引起机体抗利尿激素的分泌增多,这是一种反馈调节。 ( )
提示:√
18.在室外寒冷环境中进行比赛时,运动员机体的产热量小于散热量。 ( )
提示:× 当体温维持恒定时,产热量即等于散热量。
19.跳操过程中,汗腺分泌增加,垂体细胞合成分泌的抗利尿激素的量增加。 ( )
提示:× 抗利尿激素由下丘脑神经分泌细胞合成和分泌,收集于垂体中,由垂体完成释放。
20.肝糖原和肌糖原能被分解为葡萄糖,以维持血糖平衡。 ( )
提示:× 肌糖原不再分解为葡萄糖。
1.手指被针尖扎了一下,缩手动作在前,感觉到疼痛在后,其意义是___________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________。
2.从神经系统兴奋性角度分析Na+-K+泵运输Na+和K+的意义是_____________________________________________________________________________________________________________________。
缩手动作在前,可以使机体迅速避开有害刺激,避免机体受到损害;之后产生感觉,有助于机体对刺激的利弊作出判断与识别,可以使机体更灵活、更有预见性地对环境变化作出应对,从而更好地适应环境
维持Na+浓度膜外高于膜内和K+浓度膜内高于膜外,有利于静息电位的维持和动作电位的形成,并有利于神经冲动的正常产生
3.为什么大脑皮层运动代表区范围的大小不与躯体中相应部位的大小相关,而是与躯体运动的精细复杂程度相关?_________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
因为精细复杂的运动需要大脑皮层大量的传出神经元控制,而支配精细复杂运动的每个运动神经元支配的肌纤维少,故需要运动神经元的数量多,因而在大脑皮层中所占面积大
4.某些成年人受到外伤或老年人患脑梗死后,意识丧失,并出现像婴儿一样的“尿床”现象,原因是__________________________ _______________________________________________________________________________________________________。
5.临床上通过抽取血样来检测内分泌疾病的原理是___________ ________________________________________。
外伤或脑梗死伤及了控制排尿的高级中枢(即大脑皮层)或大脑与脊髓之间的神经传导通路,致使高级中枢对排尿这种低级中枢的控制作用丧失
内分泌腺分泌的激素通过体液运输,随血液流经全身
6.不要等渴了再喝水,其道理是____________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
7.有的人喜欢吃清淡的食物,炒菜时放盐极少。如果长期这样下去,对他的健康可能会有什么影响?______________________________ ______________________________________________。
当人意识到渴了,说明机体细胞外液渗透压已经升高,机体已经在调动心脏、肾等器官以及泌尿系统、循环系统等调节渗透压,会引起一系列问题,如血液黏稠度增高、血压升高、酸中毒等,长期如此,会对机体健康造成影响
长期食盐摄入不足,会导致细胞外液渗透压降低,影响细胞内外渗透压的平衡
8.人在恐惧、剧痛、失血等紧急情况下,肾上腺素的分泌增多,人表现出警觉性提高、反应灵敏、物质代谢加快、呼吸频率提高和心率加速等应激反应。请分析此例中,神经调节和体液调节的联系,并解释这些应激反应的意义。_______________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
上述情况下,支配内脏的交感神经活动占优势,交感神经一方面使心跳加快、呼吸频率提高,另一方面促进相关内分泌腺活动,使肾上腺素等相关激素水平升高,激素调节使相关内脏活动加强,物质代谢加快,警觉性等应激反应提高,适应能力增强。在这一系列调节中,既有神经调节又有体液调节,二者相互协调配合,大大提高了机体应激反应的能力
核心考点一
神经调节
1.反射和反射弧
(1)反射是指在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应。反射包括非条件反射和条件反射两种类型。
比较项目 非条件反射 条件反射
产生 生来就有的先天性反射 出生后在生活过程中逐渐形成的后天性反射
控制中心 大脑皮层之下的各级中枢 大脑皮层
比较项目 非条件反射 条件反射
刺激 具体刺激物的直接刺激 非条件刺激物的信号(如食物和敌害的形象等)
联系和意义 条件反射是在非条件反射基础上通过学习和训练而建立的;条件反射的不断维持需要非条件刺激的强化。条件反射使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性,大大提高了动物应对复杂环境变化的能力
(2)反射弧
兴奋传导 组织结构 结构特点 功能 结构破坏后的结果
感受器
↓
传入神经
↓
神经中枢
↓
传出神经
↓
效应器 感受器 感觉神经末梢的特殊结构 将内外刺激的信息转变成兴奋 既无感觉
又无效应
传入神经 感觉神经元 将兴奋由感受器传入神经中枢 既无感觉
又无效应
神经中枢 调节某一特定生理功能的神经元群 对传入的兴奋进行分析和综合 既无感觉
又无效应
兴奋传导 组织结构 结构特点 功能 结构破坏后的结果
感受器
↓
传入神经
↓
神经中枢
↓
传出神经
↓
效应器 传出神经 运动神经元 将兴奋由神经中枢传出至效应器 只有感觉
无效应
效应器 传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等 对内外刺激产生相应的反应 只有感觉
无效应
兴奋传导 组织结构 结构特点 功能 结构破坏后的结果
相互联系 ①反射弧的各部分是由反射活动连接起来的,是反射活动的结构基础;②反射弧中任何一个环节中断,反射都不能发生,因此必须保证反射弧结构的完整性
2.兴奋的传导和传递
(1)兴奋产生的机制与特点
(2)Na+、K+与膜电位变化的关系
(3)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
a.药物或有毒、有害物质阻止神经递质的合成或释放。
b.药物或有毒、有害物质使神经递质失活。
c.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。
(4)探究兴奋在反射弧中传导特点的实验方案设计
3.判断电流计指针偏转(两电极均在神经细胞膜外)
4.神经系统的分级调节
(1)神经系统对躯体运动的分级调节
躯体运动分级调节示意图
(2)神经系统对内脏活动的分级调节
①参与调节的神经结构
②实例:排尿反射
常考题型一 兴奋的产生、传导和传递
1. (2024·甘肃卷)图甲是记录蛙坐骨神经动作电位的实验示意图。在图示位置给予一个适宜电刺激,可通过电极1和2在电位记录仪上记录到如图乙所示的电位变化。如果在电极1和2之间的M点阻断神经动作电位的传导,给予同样的电刺激时记录到的电位变化图是( )
【答案】 B
【解析】 在图示位置给予一个适宜电刺激,由于兴奋先后到达电极1和电极2,则电位记录仪会发生两次方向相反的偏转,可通过电极1和2在电位记录仪上记录到如图乙所示的电位变化;如果在电极1和2之间的M点阻断神经动作电位的传导,兴奋只能传导至电极1,无法传至电极2,只发生一次偏转,对应的图形应是图乙中的前半段,B符合题意。故选B。
2. (2024·浙江6月卷)以枪乌贼的巨大神经纤维为材料,研究了静息状态和兴奋过程中,K+、Na+的内向流量与外向流量,结果如图所示。外向流量指经通道外流的离子量,内向流量指经通道内流的离子量。
下列叙述正确的是( )
A.兴奋过程中,K+外向流量大于内向流量
B.兴奋过程中,Na+内向流量小于外向流量
C.静息状态时,K+外向流量小于内向流量
D.静息状态时,Na+外向流量大于内向流量
【答案】 A
【解析】 由图可知:兴奋过程中,K+外向流量大于内向流量,Na+内向流量大于外向流量,A正确,B错误;静息状态时,K+外向流量大于内向流量,Na+外向流量小于内向流量,C、D错误。故选A。
3. (2024·广东卷)轻微触碰时,兴奋经触觉神经元传向脊髓抑制性神经元,使其释放神经递质 GABA。正常情况下,GABA作用于痛觉神经元引起Cl-通道开放,Cl-内流,不产生痛觉;患带状疱疹后,痛觉神经元上Cl- 转运蛋白(单向转运Cl-)表达量改变,引起Cl-的转运量改变,细胞内Cl-浓度升高,此时轻触引起GABA作用于痛觉神经元后,Cl- 经Cl- 通道外流,产生强烈痛觉。针对该过程(如图)的分析,错误的是( )
A.触觉神经元兴奋时,在抑制性神经元上可记录到动作电位
B.正常和患带状疱疹时,Cl-经Cl-通道的运输方式均为协助扩散
C.GABA作用的效果可以是抑制性的,也可以是兴奋性的
D.患带状疱疹后Cl-转运蛋白增多,导致轻触产生痛觉
【答案】 D
【解析】 触觉神经元兴奋时,会释放兴奋性神经递质作用于抑制性神经元,抑制性神经元兴奋,在抑制性神经元上可记录到动作电位,A正确;离子通道进行的跨膜运输方式是协助扩散,故正常和患带状疱疹时,Cl-经Cl-通道的运输方式是协助扩散,B正确;GABA作用于痛觉神经元引起Cl-通道开放,Cl-内流,此时GABA作用的效果可以是抑制性的;患带状疱疹后,Cl-经Cl-通道外流,相当于形成内正外负的动作电位,此时GABA作用的效果是兴奋性的,C正确;据图可知,Cl-转运蛋白会将Cl-运出痛觉神经元,患带状疱疹后痛觉神经元上Cl-转运蛋白(单向转运Cl-)表达量改变,引起Cl-的转运量改变,细胞内Cl-浓度升高,说明运出细胞的Cl-减少,据此推测应是转运蛋白减少所致,D错误。故选D。
4. (2024·浙江1月卷)科学研究揭示,神经、内分泌和免疫系统共享某些信息分子和受体,共同调节机体各器官系统的功能,维持内环境稳态,即神经—体液—免疫网络调节。以家兔为实验动物,进行了一系列相关研究。(注:迷走神经的中枢位于延髓,末梢释放乙酰胆碱;阿托品为乙酰胆碱阻断剂)回答以下问题:
(1)加入抗凝剂的家兔血液在试管里静置一段时间出现分层现象,上层是淡黄色的________,T细胞集中于中层。与红细胞观察和技术不同,T细胞需要先________后才能在显微镜下观察和计数。培养T细胞时提供恒定浓度的CO2,使培养pH维持在中性偏________。
(2)血液T细胞百分率和T细胞增殖能力可以反映细胞免疫功能的强弱。刺激迷走神经,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著上升;剪断迷走神经,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著下降。基于上述结果,迷走神经具有____________________的作用。静脉注射阿托品后,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力显著下降,说明T细胞膜存在____________受体。
(3)剪断一侧迷走神经后,立即分别刺激外周端(远离延髓一端)和中枢端(靠近延髓一端)血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著上升,说明迷走神经含有____________纤维。
(4)用结核菌素接种家兔,免疫细胞分泌的______________作用于迷走神经末梢的受体,将________信号转换成相应的电信号,迷走神经传入冲动显著增加,而____________________传递免疫反应的信息,调节免疫反应。
(5)雌激素能调节体液免疫。雌激素主要由卵巢分泌,受垂体分泌的______________调节,通过检测血液B细胞百分率和________________________________________________(答出两点)等指标来反映外源雌激素对体液免疫的调节作用。
【答案】 (1) 血浆 染色 碱性 (2)增强和维持细胞免疫力 乙酰胆碱 (3)传入和传出 (4)免疫活性物质 化学 神经中枢/延髓等 (5)促性腺激素 抗体和B细胞的增殖能力
【解析】 (1)因加入了抗凝剂,家兔血液在试管里静置一段时间,上层是淡黄色的血浆;红细胞有颜色,T细胞没有颜色,与红细胞观察和技术不同,T细胞需要先染色后才能在显微镜下观察和计数,培养动物细胞适宜的pH为7.2~7.4,所以培养T细胞时培养pH维持在中性偏碱性。(2)由题意可知:刺激迷走神经,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著上升;剪断迷走神经,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力都显著下降,而血液T细胞百分率和T细胞增殖能力可以反映细胞免疫功能的强弱,所以迷走神经具有增强和维持细胞免疫力的作用。阿托品为乙酰胆碱阻断剂,静脉注射阿托品后,血液T细胞百分率和T细胞增殖能力显
著下降,说明T细胞膜存在乙酰胆碱受体。(3)剪断一侧迷走神经后,刺激外周端(远离延髓一端)引起血液T细胞百分率和T细胞增殖能力显著上升,说明迷走神经含有传出纤维,刺激中枢端(靠近延髓一端)血液T细胞百分率和T细胞增殖能力显著上升,说明迷走神经含有传入纤维。(4)用结核菌素接种家兔,免疫细胞分泌的免疫活性物质等作用于迷走神经末梢的受体,将化学信号转换成相应的电信号,迷走神经传入冲动显著增加,而神经中枢(延髓)传递免疫反应的信息,调节免疫反应。(5)雌激素能调节体液免疫。雌激素主要由卵巢分泌,受垂体分泌的促性腺激素调节,前面提到血液T细胞百分率和T细胞增殖能力可以反映细胞免疫功能的强弱,所以通过检测血液B细胞百分率、抗体和B细胞的增殖能力等指标可以反映外源雌激素对体液免疫的调节作用。
【特别提醒】
1.有关静息电位与动作电位的易错点
(1)细胞内外K+浓度、Na+浓度对神经电位的影响不同:细胞内液中K+浓度主要影响神经元静息电位的大小;细胞外液中Na+浓度主要影响受刺激神经元的动作电位大小。
(2)兴奋产生和传导中K+、Na+的运输方式不同:①静息电位产生时,K+由高浓度到低浓度运输,需要转运蛋白的协助,属于协助扩散;②动作电位产生时,Na+内流需要转运蛋白,同时从高浓度到低浓度运输,属于协助扩散;③恢复静息电位时,起初的K+外流是协助扩散,但随后的Na+-K+泵排Na+吸K+是逆浓度梯度运输,为消耗能量的主动运输。
2.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
一切感觉无一不是形成于大脑皮层,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。
常考题型二 神经调节的高级功能和实验分析
5. (2024·全国甲卷)人体消化道内食物的消化和吸收过程受神经和体液调节。下列叙述错误的是( )
A.进食后若副交感神经活动增强可抑制消化液分泌
B.唾液分泌条件反射的建立需以非条件反射为基础
C.胃液中的盐酸能为胃蛋白酶提供适宜的pH环境
D.小肠上皮细胞通过转运蛋白吸收肠腔中的氨基酸
【答案】 A
【解析】 副交感神经活动增强,促进胃肠的蠕动和消化液的分泌,有利于食物的消化和营养物质的吸收,A错误;条件反射是在非条件反射的基础上,通过学习和训练而建立的。即唾液分泌条件反射的建立需以非条件反射为基础,B正确;胃蛋白酶的最适pH为1.5,胃液中的盐酸能为胃蛋白酶提供适宜的pH环境,C正确;小肠上皮细胞吸收氨基酸的方式通常为主动运输,过程中需要转运蛋白,D正确。故选A。
6. (2024·甘肃卷)条件反射的建立提高了人和动物对外界复杂环境的适应能力,是人和高等动物生存必不可少的学习过程。下列叙述正确的是( )
A.实验犬看到盆中的肉时唾液分泌增加是先天具有的非条件反射
B.有人听到“酸梅”有止渴作用是条件反射,与大脑皮层言语区的S区有关
C.条件反射的消退是由于在中枢神经系统内产生了抑制性效应的结果
D.条件反射的建立需要大脑皮层参与,条件反射的消退不需要大脑皮层参与
【答案】 C
【解析】 实验犬看到盆中的肉时唾液分泌增加,是后天性行为,需在大脑皮层的参与下完成的高级反射活动,属于条件反射,A错误;有人听到“酸梅”有止渴作用是条件反射,与大脑皮层言语区的H区(听觉性语言中枢)有关,B错误;条件反射的消退不是条件反射的简单丧失,而是神经中枢把原先引起兴奋性效应的信号转变为产生抑制性效应的信号,使得条件发射逐渐减弱直至消失,因此条件反射的消退是由于在中枢神经系统内产生了抑制性效应的结果,C正确;条件反射的建立需要大脑皮层参与,而条件反射的消退也是一个新的学习过程,也需要大脑皮层的参与,D错误。故选C。
7. (2024·河北卷)心率为心脏每分钟搏动的次数。心肌P细胞可自动产生节律性动作电位以控制心脏搏动。同时,P细胞也受交感神经和副交感神经的双重支配。受体阻断剂A和B能与各自受体结合,并分别阻断两类自主神经的作用,以受试者在安静状态下的心率为对照,检测了两种受体阻断剂对心率的影响,结果如图。
回答下列问题:
(1)调节心脏功能的基本中枢位于________。大脑皮层通过此中枢对心脏活动起调节作用,体现了神经系统的________调节。
(2)心肌P细胞能自动产生动作电位,不需要刺激,该过程涉及Ca2+的跨膜转运。神经细胞只有受刺激后,才引起________跨膜转运的增加,进而形成膜电位为________的兴奋状态。上述两个过程中离子跨膜转运方式相同,均为________。
(3)据图分析,受体阻断剂A可阻断________神经的作用。兴奋在此神经与P细胞之间进行传递的结构为________。
(4)自主神经被完全阻断时的心率为固有心率。据图分析,受试者在安静状态下的心率________(填“大于”“小于”或“等于”)固有心率。若受试者心率为每分钟90次,比较此时两类自主神经的作用强度:_________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1) 脑干 分级 (2) Na+ 外负内正 协助扩散 (3)副交感 突触
(4) 小于 交感神经和副交感神经都起作用,副交感神经作用更强
【解析】 (1)调节心脏功能的基本中枢位于脑干。大脑皮层通过此中枢对心脏活动起调节作用,体现了神经系统的分级调节。(2)神经细胞只有受刺激后,才引起Na+跨膜转运的增加,进而形成膜电位为外负内正的兴奋状态。上述两个过程中离子跨膜转运方式相同,均为协助扩散。(3)交感神经可以使心跳加快、加强,副交感神经使心跳减慢、减弱,据图分析可知,与对照组相比,当受体阻断剂A与受体结合后,心率比安静时明显加快,而受体阻断剂B与受体结合后,心率下降,所以受体阻断剂A可阻断副交感神经的作用,受体阻断剂B可阻断交感神经的作用。此神经与P细胞之间在反射弧中可以作为效应器,故兴奋在此
神经与P细胞之间进行传递的结构为突触。(4)自主神经被完全阻断时的心率为固有心率,与对照组相比,受体阻断剂A和B同时处理时为固有心率,说明安静状态下心率小于固有心率。交感神经可以使心跳加快、加强,副交感神经使心跳减慢、减弱,安静状态下心率为每分钟65次,交感神经能使其每分钟增加115-65=50次,副交感神经能使其每分钟降低65-50=15次,如果两者作用强度相等,理论上应该是每分钟65+50-15=100次,若受试者心率为每分钟90次,与被完全阻断作用时偏低,据此推测交感神经和副交感神经都起作用,副交感神经作用更强。
8. (2024·辽宁卷)“一条大河波浪宽,风吹稻花香两岸……”,熟悉的歌声会让人不由自主地哼唱。听歌和唱歌都涉及到人体生命活动的调节。回答下列问题。
(1)听歌跟唱时,声波传入内耳使听觉感受细胞产生______________,经听神经传入神经中枢,再通过中枢对信息的分析和综合后,由________支配发声器官唱出歌声,该过程属于神经调节的________(填“条件”或“非条件”)反射活动。
(2)唱歌时,呼吸是影响发声的重要因素,需要有意识地控制“呼”与“吸”。换气的随意控制由________和低级中枢对呼吸肌的分级调节实现。体液中CO2浓度变化会刺激中枢化学感受器和外周化学感受器,从而通过神经系统对呼吸运动进行调节。切断动物外周化学感受器的传入神经前后,让动物短时吸入CO2(5%CO2和95%O2),检测肺通气量的变化,结果如图1。据图分析,得出的结论是_______________________ _______________________________________________________________________________________________________________。
(3)失歌症者先天唱歌跑调却不自知,为检测其对音乐的感知和学习能力,对正常组和失歌症组进行“前测—训练—后测”的实验研究,结果如图2。从不同角度分析可知,与正常组相比,失歌症组_______________________________________________________________________________________________(答出2点);仅分析失歌症组后测和前测音乐感知准确率的结果,可得出的结论是_______________ ___________________________________________________,因此,应该鼓励失歌症者积极学习音乐和训练歌唱。
【答案】 (1)神经冲动(兴奋) 传出神经 条件 (2)大脑皮层 肺通气量主要受中枢化学感受器控制
(3) 失歌症组前测和训练后测对音乐感知准确率均较低,失歌症组训练后对音乐感知准确率的提升更大 失歌症组后测比前测音乐感知准确率有一定的提高
【解析】 (1)听歌跟唱时,声波传入内耳使听觉感受细胞产生神经冲动(兴奋),经听神经传入神经中枢,再通过中枢对信息的分析和综合后,由传出神经支配发声器官唱出歌声,该过程属于神经调节的条件反射活动,需要大脑皮层的参与。(2)唱歌时,呼吸是影响发声的重要因素,需要有意识地控制“呼”与“吸”。换气的随意控制由高级中枢(脑干)和低级中枢对呼吸肌的分级调节实现。切断动物外周化学感受器的传入神经前后,让动物短时吸入CO2(5%CO2和95%O2),据图分析,神经切断前后,肺通气量先增加后下降。(3)对正常组和失歌症组进行“前测—训练—后测”的实验研究,结果如图2。从不同角度分析可知,与
正常组相比,失歌症组前测和训练后测对音乐感知准确率均较低,失歌症组训练后对音乐感知准确率的提升更大。仅分析失歌症组后测和前测音乐感知准确率的结果,可得出的结论是失歌症组后测比前测音乐感知准确率有一定的提高,因此,应该鼓励失歌症者积极学习音乐和训练歌唱。
神经系统分级调节概念图
核心考点二
体液调节
1.主要动物激素的来源及关系
2.血糖的调节机制
(1)血糖浓度较高时
(2)血糖浓度较低时
(3)促进胰岛素和胰高血糖素分泌的因素
(4)糖尿病类型及发病原因
3.甲状腺激素分泌的分级调节
(1)图中a、b、c分别为促甲状腺激素释放激素(TRH)、促甲状腺激素(TSH)和甲状腺激素。
(2)下丘脑、垂体和甲状腺之间存在的这种分层调控属于分级调节。
(3)当激素c含量增多时,抑制下丘脑和垂体分泌相应的激素,进而使激素c分泌减少,该调节方式属于(负)反馈调节。
(4)若注射过量激素b,则激素c分泌量增加,激素a分泌量减少。
(5)若切除垂体,则三种激素分泌量减少的是激素b、c。
(6)若将图中的甲状腺改为性腺,则激素a、c分别是促性腺激素释放激素和性激素。
4.下丘脑在体温、水盐和血糖调节中的作用图解
常考题型一 激素调节的特点和原理
1. (2024·辽宁卷)梅尼埃病表现为反复发作的眩晕、听力下降,并伴有内耳淋巴水肿。检测正常人及该病患者急性发作期血清中相关激素水平的结果如下表,临床上常用利尿剂(促进尿液产生)进行治疗。下列关于该病患者的叙述错误的是( )
组别 抗利尿激素浓度/(ng·L-1) 醛固酮浓度/(ng·L-1)
正常对照组 19.83 98.40
急性发病组 24.93 122.82
A.内耳的听觉感受细胞生存的内环境稳态失衡会影响听力
B.发作期抗利尿激素水平的升高使细胞外液渗透压升高
C.醛固酮的分泌可受下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴调控
D.急性发作期使用利尿剂治疗的同时应该保持低盐饮食
【答案】 B
【解析】 内环境稳态是细胞进行正常生命活动的必要条件,内耳的听觉感受细胞生存的内环境稳态失衡会影响听力,A正确;发作期抗利尿激素水平的升高,促进肾小管和集合管对水的重吸收,使细胞外液渗透压降低,B错误;醛固酮的分泌可受下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴调控,存在分级调节,C正确;利尿剂能促进尿液产生,急性发作期使用利尿剂治疗的同时应该保持低盐饮食,避免细胞外液渗透压升高不利于尿液的排出,D正确。故选B。
2. (2024·全国甲卷)甲状腺激素在人体生命活动的调节中发挥重要作用。下列叙述错误的是( )
A.甲状腺激素受体分布于人体内几乎所有细胞
B.甲状腺激素可以提高机体神经系统的兴奋性
C.甲状腺激素分泌增加可使细胞代谢速率加快
D.甲状腺激素分泌不足会使血中TSH含量减少
【答案】 D
【解析】 甲状腺激素几乎可以作用于人体所有细胞,因此其受体分布于人体内几乎所有细胞,A正确;甲状腺激素可以促进中枢神经系统的发育,提高机体神经系统的兴奋性,B正确;甲状腺激素能促进新陈代谢,因此其分泌增加可使细胞代谢速率加快,C正确;甲状腺激素对下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素(TRH)和垂体分泌促甲状腺激素(TSH)存在负反馈调节,因此甲状腺激素分泌不足会使血中促甲状腺激素(TSH)含量增加,D错误。故选D。
3. (2024·河北卷)甲状腺激素在肝脏中激活其β受体,使机体产生激素G,进而促进胰岛素分泌。下列叙述错误的是( )
A.肾上腺素等升高血糖的激素与胰岛素在血糖调节中的作用相抗衡
B.甲状腺激素能升高血糖,也可通过激素G间接降低血糖
C.血糖浓度变化可以调节胰岛素分泌,但不能负反馈调节升高血糖的激素分泌
D.激素G作用于胰岛B细胞促进胰岛素分泌属于体液调节
【答案】 C
【解析】 肾上腺素等升高血糖的激素与胰岛素(降血糖)在血糖调节中的作用相抗衡,A正确;甲状腺激素能升高血糖,由题干信息可知,甲状腺激素也可激活肝脏中的β受体,使机体产生激素G,进而促进胰岛素分泌,间接降低血糖,B正确;血糖浓度降低时,会通过调节作用促进胰高血糖素分泌从而升高血糖,而胰高血糖素的作用结果(血糖升高)会通过负反馈调节胰高血糖素的分泌,C错误;激素G作用于胰岛B细胞促进胰岛素分泌通过体液运输实现,属于体液调节,D正确。故选C。
4. (2024·浙江1月卷)越野跑、马拉松等运动需要大量消耗糖、脂肪、水和无机盐等物质。运动员到达终点时,下列各种激素水平与正常的相比。正确的是( )
A.抗利尿激素水平高,胰高血糖素水平低
B.抗利尿激素水平低,甲状腺激素水平高
C.胰岛素水平高,甲状腺激素水平低
D.胰岛素水平低,胰高血糖素水平高
【答案】 D
【解析】 越野跑、马拉松等运动后,体内血糖大量消耗,血糖降低,胰岛素含量降低,胰高血糖素含量上升,促进肝糖原分解,非糖物质转化为葡萄糖,此时,机体代谢旺盛,甲状腺激素水平高,同时机体大量排汗,导致水分减少,抗利尿激素分泌增加,A、B、C错误,D正确。故选D。
1.激素功能的研究方法归纳
(1)一般思路
(2)方法示例
①验证甲状腺激素的生理功能
a.饲喂法
b.摘除法和注射法
②验证胰岛素的生理功能
(3)实验成功关键点
①根据激素的化学本质,选择不同的实验方法:
下丘脑、垂体和胰岛分泌的激素多为多肽类或蛋白质类,多肽类、蛋白质类激素易被消化酶所分解,故一般采用注射法,不宜口服。雄激素、雌激素、孕激素等固醇类激素和甲状腺激素、肾上腺素等氨基酸衍生物类激素既可以口服,也可以注射。
②动物分组的基本要求:选择性别、年龄、体重、生长状况相似的平均分组,每组要有数量相等的多只动物。
③实验设计时要注意设置对照实验,控制变量个数,保证单一变量。
④进行注射实验时空白对照组应注射生理盐水(不可用蒸馏水),进行饲喂实验时,空白对照组可使用蒸馏水。
2.激素调节中的“四、二、二”
常考题型二 神经调节与体液调节的关系
5. (2024·湖北卷)为探究下丘脑对哺乳动物生理活动的影响,某学生以实验动物为材料设计一系列实验,并预测了实验结果,不合理的是( )
A.若切除下丘脑,抗利尿激素分泌减少,可导致机体脱水
B.若损伤下丘脑的不同区域,可确定散热中枢和产热中枢的具体部位
C.若损毁下丘脑,再注射甲状腺激素,可抑制促甲状腺激素释放激素分泌
D.若仅切断大脑皮层与下丘脑的联系,短期内恒温动物仍可维持体温的相对稳定
【答案】 C
【解析】 下丘脑可合成分泌抗利尿激素,抗利尿激素可作用于肾小管和集合管,促进肾小管和集合管对水的重吸收,减少尿量,若切除下丘脑,抗利尿激素分泌减少,可导致机体脱水,A正确;体温调节中枢位于下丘脑,因此损伤下丘脑的不同区域,可确定散热中枢和产热中枢的具体部位,B正确;甲状腺激素可作用于下丘脑,抑制促甲状腺激素释放激素分泌,若损毁下丘脑,则甲状腺激素无法作用于下丘脑,C错误;体温调节中枢在下丘脑,若仅切断大脑皮层与下丘脑的联系,短期内恒温动物仍可维持体温的相对稳定,D正确。故选C。
6. (2024·安徽卷)人在睡梦中偶尔会出现心跳明显加快、呼吸急促,甚至惊叫。如果此时检测这些人的血液,会发现肾上腺素含量明显升高。下列叙述错误的是( )
A.睡梦中出现呼吸急促和惊叫等生理活动不受大脑皮层控制
B.睡梦中惊叫等应激行为与肾上腺髓质分泌的肾上腺素有关
C.睡梦中心跳加快与交感神经活动增强、副交感神经活动减弱有关
D.交感神经兴奋促进肾上腺素释放进而引起心跳加快,属于神经—体液调节
【答案】 A
【解析】 睡梦中出现呼吸急促和惊叫等生理活动受大脑皮层控制,A错误;睡梦中惊叫属于应激行为,与肾上腺髓质分泌的肾上腺素有关,B正确;交感神经的活动主要保证人体紧张状态时的生理需要,睡梦中心跳加快与交感神经活动增强、副交感神经活动减弱有关,C正确;交感神经兴奋时,肾上腺髓质分泌的肾上腺素增加,可以提高机体的代谢水平,属于神经—体液调节,D正确。故选A。
7. (2024·浙江6月卷)人体受到低血糖和危险等刺激时,神经系统和内分泌系统作出相应反应,以维持人体自身稳态和适应环境。其中肾上腺发挥了重要作用,调节机制如图。
回答下列问题:
(1)遭遇危险时,交感神经促进肾上腺髓质分泌儿茶酚胺类激素,引起心跳加快、血压升高、肌肉血流量________等生理效应,有助于机体做出快速反应。从反射弧的组成分析,交感神经属于________。交感神经纤维末梢与________形成突触,支配肾上腺髓质的分泌。
(2)危险引起的神经冲动还能传到________,该部位的某些神经细胞分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于腺垂体,最终促进糖皮质激素水平上升,该过程体现了糖皮质激素的分泌具有________调节的特点。
(3)儿茶酚胺类激素和糖皮质激素均为小分子有机物。儿茶酚胺类激素具有较强的亲水性,不进入细胞,其受体位于________。糖皮质激素属于脂溶性物质,进入细胞后与受体结合,产生的复合物与DNA特定位点结合,从而影响相关基因的________。糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,在血糖浓度调节方面与胰岛素具有________(填“协同”或“拮抗”)作用。
(4)去甲肾上腺素属于肾上腺髓质分泌的儿茶酚胺类激素,也是某些神经元分泌的神经递质。下列关于激素和神经递质的叙述,错误的是哪一项?________。
A.均可作为信号分子
B.靶细胞都具有相应受体
C.都需要随血流传送到靶细胞
D.分泌受机体内、外因素的影响
(5)长期较大剂量使用糖皮质激素,停药前应逐渐减量。下列分析合理的有哪几项?________。
A.长期较大剂量用药可引起肾上腺皮质萎缩
B.立即停药可致体内糖皮质激素不足
C.停药前可适量使用促肾上腺皮质激素
D.逐渐减量用药有利于肾上腺皮质功能恢复
【答案】 (1) 增加 传出神经 肾上腺髓质 (2)下丘脑 分级 (3)细胞膜上 转录(表达) 拮抗 (4)C (5)ABCD
【解析】 (1)遭遇危险时,交感神经促进肾上腺髓质分泌儿茶酚胺类激素,引起心跳加快、呼吸加深、血压升高、肌肉血流量增加等生理效应,有助于机体做出快速反应。从反射弧的组成分析,交感神经属于传出神经。交感神经纤维末梢与肾上腺髓质形成突触,支配肾上腺髓质的分泌。(2)促肾上腺皮质激素释放激素由下丘脑分泌,因此危险引起的神经冲动还能传到下丘脑,使其分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于腺垂体,使肾上腺皮质分泌糖皮质激素,最终促进糖皮质激素水平上升,该过程中存在下丘脑—垂体—靶腺体轴,体现了糖皮质激素
的分泌具有分级调节的特点。(3)儿茶酚胺类激素具有较强的亲水性,不进入细胞,故其受体位于细胞膜上。糖皮质激素属于脂溶性物质,进入细胞后与受体结合,产生的复合物与DNA特定位点结合,从而影响相关基因的表达。胰岛素具有降血糖的作用,糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,因此在血糖浓度调节方面与胰岛素具有拮抗作用。(4)激素和神经递质都可作为信号分子,A正确;激素和神经递质都与相关受体结合,引起靶细胞相关的生理活动,B正确;激素随血流传送到靶细胞,神经递质通过组织液运输到达靶细胞,C错误;激素和神经递质的分泌都受机体内、外因素的影响,
D正确。故选C。(5)长期较大剂量用药,体内糖皮质激素的浓度很高,可通过负反馈调节导致自身激素合成减少,如促肾上腺皮质激素减少,可引起肾上腺皮质萎缩,A正确;由于长期较大剂量使用糖皮质激素,自身促肾上腺皮质激素释放激素和促肾上腺皮质激素减少,肾上腺皮质功能较弱,自身分泌糖皮质激素不足,立即停药会导致体内糖皮质激素不足,B正确;由于体内促肾上腺皮质激素水平较低,停药前可适量使用促肾上腺皮质激素,C正确;为了避免血中糖皮质激素水平的突然降低,逐渐减量用药以促使自身肾上腺皮质功能的恢复,D正确。故选ABCD。
8. (2024·山东卷)由肝细胞合成分泌、胆囊储存释放的胆汁属于消化液,其分泌与释放的调节方式如图所示。
(1)图中所示的调节过程中,迷走神经对肝细胞分泌胆汁的调节属于神经调节,说明肝细胞表面有______________。肝细胞受到信号刺激后,发生动作电位,此时膜两侧电位表现为____________。
(2)机体血浆中大多数蛋白质由肝细胞合成。肝细胞合成功能发生障碍时,组织液的量________(填“增加”或“减少”)。临床上可用药物A竞争性结合醛固酮受体增加尿量,以达到治疗效果,从水盐调节角度分析,该治疗方法使组织液的量恢复正常的机制为__________________ __________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)为研究下丘脑所在通路胆汁释放量是否受小肠Ⅰ细胞所在通路的影响,据图设计以下实验,已知注射各试剂所用溶剂对实验检测指标无影响。
实验处理:一组小鼠不做注射处理,另一组小鼠注射________(填序号)。
①ACh抑制剂 ②CCK抗体 ③ACh抑制剂+CCK抗体
检测指标:检测两组小鼠的________。
实验结果及结论:若检测指标无差异,则下丘脑所在通路不受影响。
【答案】 (1)乙酰胆碱受体 外负内正
(2) 增加 药物A竞争性结合醛固酮受体,抑制醛固酮的作用,减少肾小管和集合管对钠离子的重吸收,使细胞外液的渗透压降低
(3) ② Ach含量
【解析】 (1)迷走神经对肝细胞分泌胆汁的调节属于神经调节,说明肝细胞表面有神经递质Ach的受体。发生动作电位时膜两侧电位表现为外负内正。(2)肝细胞合成功能发生障碍时,血浆蛋白减少,血浆渗透压降低,水分大量渗透到组织液,组织液的量增加,导致组织水肿。药物A竞争性结合醛固酮受体,减少醛固酮的作用,从而减少肾小管对钠离子的重吸收,增加尿量,使组织液的量恢复正常。(3)由图可知,小肠Ⅰ细胞所在通路相关的物质是CCK,即自变量是是否注射CCK,然后检测两组小鼠的Ach释放量。
人体生命活动调节的三种模型(共87张PPT)
专题七 生命活动的调节
第一讲 内环境稳态与免疫
5.1 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
5.1.1 说明血浆、组织液和淋巴液等细胞外液共同构成高等动物细胞赖以生存的内环境
5.1.2 阐明机体细胞生活在内环境中,通过内环境与外界环境进行物质交换,同时也参与内环境的形成和维持
5.1.3 简述机体通过呼吸、消化、循环和泌尿等系统参与内、外环境间的物质交换
5.2 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
5.2.1 以血糖、体温、pH和渗透压等为例,阐明机体通过调节作用保持内环境的相对稳定,以保证机体的正常生命活动
5.2.2 举例说明机体不同器官、系统协调统一地共同完成各项生命活动,是维持内环境稳态的基础
5.3 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
5.3.1 举例说明免疫细胞、免疫器官和免疫活性物质等是免疫调节的结构与物质基础
5.3.2 概述人体的免疫包括生来就有的非特异性免疫和后天获得的特异性免疫
5.3.3 阐明特异性免疫是通过体液免疫和细胞免疫两种方式,针对特定病原体发生的免疫应答
5.3.4 举例说明免疫功能异常可能引发疾病,如过敏、自身免疫病、艾滋病和先天性免疫缺陷病等
1.心肌细胞内的CO2浓度低于它所生活的内环境中的。 ( )
提示:× 心肌细胞内的CO2需要通过自由扩散进入周围的内环境中,所以心肌细胞内的CO2浓度高于它所生活的内环境中的。
2.运动时,丙酮酸转化成乳酸的过程发生在组织液中。 ( )
提示:× 丙酮酸转化成乳酸的过程属于无氧呼吸的第二阶段,发生在细胞质基质中。
3.组织液中的O2可以通过自由扩散进入组织细胞中。 ( )
提示:√
4.血管中的药物需经组织液进入肌细胞。 ( )
提示:√
5.淋巴细胞是内环境的组成成分。 ( )
提示:× 内环境由细胞外液组成,不包括任何细胞。
6.细胞进行正常代谢的场所是内环境。 ( )
提示:× 细胞代谢是指细胞内的化学反应。
7.内环境稳态是在神经系统的调节下,通过各器官、系统的协调活动来维持的。 ( )
提示:× 内环境稳态的主要调节机制是神经—体液—免疫调节网络。
8.静脉输入白蛋白配合抗利尿剂对于快速缓解组织水肿具有较好的效果。 ( )
提示:× 快速缓解组织水肿应配合使用利尿剂,通过促进排尿排出体内多余水分。
9.血浆蛋白进入组织液会引起组织肿胀。 ( )
提示:√
10.因疾病而切除了甲状腺的患者可通过注射TSH来维持稳态。 ( )
提示:× 切除了甲状腺的患者,TSH就失去了靶器官,注射TSH没有作用。
11.内环境的稳态就是指其理化性质的动态平衡。 ( )
提示:× 内环境的稳态既包括其理化性质的动态平衡,也包括其各种化学成分的相对稳定。
12.病原体表面若不存在蛋白质分子,就不会使人体产生抗体。 ( )
提示:× 能引起人体产生抗体的抗原大多数是蛋白质,但是也有非蛋白类的抗原可引发人体的特异性免疫反应。
13.浆细胞产生的抗体和辅助性T细胞产生的细胞因子都能与抗原特异性结合。 ( )
提示:× 细胞因子在免疫调节中发挥信息分子的作用,不与抗原结合。
14.癌症的发生与免疫系统的免疫自稳功能低下或失调有关。 ( )
提示:× 癌症的发生与免疫系统的免疫监视功能低下或失调有关。
15.与水痘的发病机理不同,某些花粉引起的荨麻疹反应,是免疫系统的监视功能过强的表现。 ( )
提示:× 花粉引起的荨麻疹反应属于过敏反应,是免疫防御功能过强的表现。
16.病原体经吞噬细胞处理后暴露出的抗原可使人体产生抗体。 ( )
提示:√
17.细胞毒性T细胞与靶细胞密切接触使其裂解的过程属于细胞免疫。 ( )
提示:√
18.机体抵抗新冠病毒时,体液免疫和细胞免疫共同发挥作用。 ( )
提示:√
19.接种灭活疫苗一段时间后,人体产生的细胞毒性T细胞开始攻击靶细胞。 ( )
提示:× 灭活疫苗无法侵染到细胞内,不会引起细胞免疫。
20.结核分支杆菌可引发机体的细胞免疫,细胞毒性T细胞与结核分支杆菌直接接触,导致该菌裂解死亡。 ( )
提示:× 结核分支杆菌可寄生在细胞内,因此可引发机体的细胞免疫,但是细胞毒性T细胞裂解靶细胞后,只是将结核分支杆菌暴露出来,抗体进而与之结合,或被其他细胞吞噬掉。
1.组织液、淋巴液的成分和各成分的含量与血浆的相近,但又不完全相同,最主要的差别在于______________________________________ _____________________。
2.稳态让每一个细胞分享,又靠所有细胞共建的含义:_________
___________________________________________________________________________。
3.营养不良导致组织水肿的原因: ___________________________ __________________________________________________________。
血浆中含有较多的蛋白质,而组织液和淋巴液中蛋白质含量很少
细胞和内环境是相互影响、相互作用的。细胞依赖于内环境,也参与内环境的形成和维持
蛋白质摄入不足,血浆蛋白减少,血浆的渗透压下降,组织液渗透压相对升高,导致组织水肿
4.非特异性免疫的特点:___________________________________ __________________________________________。
5.体液免疫和细胞免疫分别是如何体现对某种病原体的特异性的?_________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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一定的防御作用
体液免疫是靠两个信号保证对某种病原体有特异性的,即病原体与B细胞接触形成的第一信号,以及辅助性T细胞传递的第二信号。细胞免疫依靠细胞毒性T细胞识别宿主细胞表面分子的特异性变化,保证针对某种病原体的特异性
6.HIV攻击的对象主要是辅助性T细胞,为什么最终患者会死于严重感染或恶性肿瘤?____________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
因为HIV直接杀死的是在免疫系统中起重要作用的辅助性T细胞,当辅助性T细胞被杀死之后,免疫系统基本处于瘫痪状态,不能有效地清除病原体或癌变的细胞,所以最终患者会死于严重感染或恶性肿瘤
7.疫苗必须包含一个完整的病原体吗?为什么?_____________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
疫苗不必包含一个完整的病原体。一般情况下,引起免疫反应的并不是整个病原体,而是病原体所含有的抗原。因此,可以利用病原体的某些成分(如蛋白质、多糖荚膜类)及其产物制备疫苗。随着免疫学、生物技术等的发展,DNA疫苗已经在临床中使用
8.设计一种用来预防多种疾病的疫苗,这种想法可行吗?理由是什么?_______________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
可行。因为免疫反应具有特异性,不同疫苗可以引发不同的免疫过程,产生不同的记忆细胞。理论上,制备联合疫苗时要保证其中含有不同的有效抗原成分。临床应用中已有不少联合疫苗,如百白破疫苗可以同时预防百日咳、白喉、破伤风
核心考点一
内环境的组成及稳态
1.利用图示理解内环境及其稳态
2.内环境中的成分及生理过程:
(1)内环境中的成分:
(2)内环境中的生理过程:
3.“四看法”排除不属于内环境的成分
4.图解法分析人体维持pH稳定的机制
5.内环境稳态失调引起的健康问题:
常考题型一 内环境的组成与理化性质
1. (2024·辽宁卷)为研究禁食对机体代谢的影响,研究者用大鼠开展持续7天禁食(正常饮水)的实验研究,结果发现血清中尿素、尿酸(嘌呤核苷酸代谢产物)的水平显著升高。下列叙述错误的是( )
A.血清中尿素、尿酸水平可作为检验内环境稳态的指标
B.禁食初期交感神经兴奋,支配胰岛A细胞使血糖回升
C.禁食后血清中的尿酸可来源于组织细胞碎片的分解
D.禁食后血清中高水平的尿素来源于脂肪的分解代谢
【答案】 D
【解析】 内环境的稳态包括化学成分和理化性质的相对稳定,血清中尿素、尿酸作为代谢产物,可作为检验内环境稳态的指标,A正确;禁食初期血糖降低,交感神经兴奋,支配胰岛A细胞使血糖回升,B正确;尿酸为嘌呤核苷酸代谢产物,禁食后血清中的尿酸可来源于组织细胞碎片(DNA、RNA)的分解,C正确;禁食后血清中高水平的尿素来源于蛋白质的分解代谢,D错误。故选D。
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。故选D。
3. (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、睾酮属于激素,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、D不符合题意。故选A。
4. (2024·浙江6月卷)血浆、组织液和淋巴等细胞外液共同构成人体细胞赖以生存的内环境。下列关于淋巴细胞分布的叙述,正确的是( )
A.只存在于淋巴 B.只存在于血浆和淋巴
C.只存在于血浆和组织液 D.存在于血浆、组织液和淋巴
【答案】 D
【解析】 毛细淋巴管内的淋巴液汇集到淋巴管中,经过淋巴循环由左右锁骨下静脉汇入血浆,所以血浆和淋巴液中都有淋巴细胞;细胞免疫过程中,细胞毒性T细胞需要进入组织液裂解被病原体侵染的靶细胞,因此淋巴细胞也可分布在组织液中,D正确,A、B、C错误。故选D。
【特别提醒】 (1)与物质交换直接相关的器官有皮肤,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。
(5)血浆蛋白≠血红蛋白:血浆蛋白是血浆中蛋白质的总称,属于内环境的成分;而血红蛋白存在于红细胞内,不是内环境的成分。
(6)内环境达到稳态时,人未必不得病(如红绿色盲患者)。
(7)注意区分细胞液、细胞内液与细胞外液:①细胞液特指植物细胞大液泡中存在的物质。②细胞内液和细胞外液为针对多细胞动物的两个概念,细胞内液是细胞内的液体,而细胞外液是细胞的生存环境,它包括血浆、组织液、淋巴液等,也称之为内环境。
常考题型二 内环境中的生理、生化反应
B.细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关
C.缓冲体系的成分均通过自由扩散方式进出细胞
D.过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限
【答案】 C
6. (2022·海南卷)缺氧是指组织氧供应减少或不能充分利用氧,导致组织代谢、功能和形态结构异常变化的病理过程。动脉血氧分压与肺泡通气量(基本通气量为1)之间的关系如图。下列有关叙述错误的是( )
A.动脉血氧分压从60 mmHg降至20 mmHg的过程中,肺泡通气量快速增加,以增加组织供氧
B.生活在平原的人进入高原时,肺泡通气量快速增加,过度通气可使血液中CO2含量降低
C.缺氧时,人体肌细胞可进行无氧呼吸产生能量
D.缺氧时,机体内产生的乳酸与血液中的H2CO3发生反应,以维持血液pH的稳定
【答案】 D
【解析】 观察图示,动脉血氧分压从60 mmHg降至20 mmHg的过程中,肺泡通气量迅速增加,吸入的氧气增多,以增加组织供氧,A正确;高原上缺乏氧气,生活在平原的人进入高原时,动脉血氧分压会降低,肺泡通气量会快速增加,过度通气排出CO2,使血液中CO2含量降低,B正确;在缺氧条件下,人体肌细胞可进行无氧呼吸产生乳酸,并释放能量,C正确;缺氧时,机体内产生的乳酸与血液中的NaHCO3发生反应,以维持血液pH的稳定,D错误。故选D。
7. (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增加,使成骨细胞活动增强,导致骨量增加,使血钙下降,A正确;由题图可知,甲状旁腺功能亢进,则PTH增加,破骨细胞活动增强,使骨量下降,引起骨质疏松,B正确;由题图可知,破骨细胞活动异常增强,会导致血钙异常升高,通过负反馈调节使甲状腺C细胞分泌CT增加,C正确;由题图可知,长时间高血钙,会引起负反馈调节,促进甲状腺C细胞分泌增加,而非甲状旁腺增生,D错误。故选D。
8. (2023·浙江1月卷)我们说话和唱歌时,需要有意识地控制呼吸运动的频率和深度,这属于随意呼吸运动;睡眠时不需要有意识地控制呼吸运动,人体仍进行有节律性的呼吸运动,这属于自主呼吸运动。人体呼吸运动是在各级呼吸中枢相互配合下进行的,呼吸中枢分布在大脑皮层、脑干和脊髓等部位。体液中的O2、CO2和H+浓度变化通过刺激化学感受器调节呼吸运动。回答下列问题:
(1)人体细胞能从血浆、__________和淋巴液等细胞外液获取O2,这些细胞外液共同构成了人体的内环境。内环境的相对稳定和机体功能系统的活动,是通过内分泌系统、________系统和免疫系统的调节实现的。
(2)自主呼吸运动是通过反射实现的,其反射弧包括感受器、__________________________________和效应器。化学感受器能将O2、CO2和H+浓度等化学信号转化为________信号。神经元上处于静息状态的部位,受刺激后引发Na+________而转变为兴奋状态。
(3)人屏住呼吸一段时间后,动脉血中的CO2含量增大,pH变________,CO2含量和pH的变化共同引起呼吸加深加快。还有实验发现,当吸入气体中CO2浓度过大时,会出现呼吸困难、昏迷等现象,原因是CO2浓度过大导致呼吸中枢________。
(4)大脑皮层受损的“植物人”仍具有节律性的自主呼吸运动;哺乳动物脑干被破坏,或脑干和脊髓间的联系被切断,呼吸停止。上述事实说明,自主呼吸运动不需要位于________的呼吸中枢参与,自主呼吸运动的节律性是位于________的呼吸中枢产生的。
【答案】 (1)组织液 神经 (2)传入神经、神经中枢、传出神经 电 内流 (3)小 受抑制 (4)大脑皮层 脑干
【解析】 (1)人体的内环境包括血浆、组织液、淋巴液等,人体细胞可从内环境中获取氧气。人体内环境稳态的调节机制是神经—体液—免疫调节,故内环境的相对稳定是通过内分泌系统、神经系统和免疫系统的调节实现的。(2)反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。化学感受器能将化学信号转化为电信号。神经元上处于静息状态的部位,受刺激后引发Na+内流产生动作电位,从而转变为兴奋
状态。(3)动脉血中的CO2含量增大,会导致血浆pH变小。CO2浓度过大会导致呼吸中枢受抑制,从而出现呼吸困难、昏迷等现象。(4)大脑皮层受损仍具有节律性的自主呼吸运动,说明自主呼吸运动不需要位于大脑皮层的呼吸中枢参与,而脑干被破坏或脑干和脊髓间的联系被切断,呼吸停止,说明自主呼吸运动的节律性是位于脑干的呼吸中枢产生的。
组织水肿产生的常见原因分析
核心考点二
免疫调节
1.免疫系统的三道防线及功能
2.三种免疫功能异常类型
3.体液免疫和细胞免疫过程及关系图解
4.六种免疫细胞的功能
5.免疫调节要点归纳
6.信号分子相关知识归纳
常考题型一 免疫系统的组成和功能
1. (2024·辽宁卷)病毒入侵肝脏时,肝巨噬细胞快速活化,进而引起一系列免疫反应,部分过程示意图如下。下列叙述错误的是( )
A.肝巨噬细胞既能参与非特异性免疫,也能参与特异性免疫
B.细胞2既可以促进细胞4的活化,又可以促进细胞1的活化
C.细胞3分泌的物质Y和细胞4均可直接清除内环境中的病毒
D.病毒被清除后,活化的细胞4的功能将受到抑制
【答案】 C
【解析】 肝巨噬细胞能够吞噬病原体,也可以呈递抗原,所以既能参与非特异性免疫,也能参与特异性免疫,A正确;细胞2是辅助性T细胞,在细胞免疫过程中可以促进细胞4细胞毒性T细胞的活化,在体液免疫过程中可以促进细胞1B细胞的活化,B正确;细胞3分泌的物质Y是抗体,抗体与抗原结合形成沉淀或细胞集团,不能将病毒清除;细胞4细胞毒性T细胞可裂解靶细胞,使抗原被释放,但是不能直接清除内环境中的病毒,需要吞噬细胞的吞噬和消化才能清除,C错误;病毒在人体内被清除后,活化的细胞毒性T细胞的功能将受到抑制,机体将逐渐恢复到正常状态,D正确。故选C。
2. (2024·甘肃卷)乙脑病毒进入机体后可穿过血脑屏障侵入脑组织细胞并增殖,使机体出现昏睡、抽搐等症状。下列叙述错误的是( )
A.细胞毒性T细胞被抗原呈递细胞和辅助性T细胞分泌的细胞因子激活,识别并裂解乙脑病毒
B.吞噬细胞表面受体识别乙脑病毒表面特定蛋白,通过内吞形成吞噬溶酶体消化降解病毒
C.浆细胞分泌的抗体随体液循环并与乙脑病毒结合,抑制该病毒的增殖并发挥抗感染作用
D.接种乙脑疫苗可刺激机体产生特异性抗体、记忆B细胞和记忆T细胞,预防乙脑病毒的感染
【答案】 A
【解析】 细胞毒性T细胞的激活需要靶细胞的接触和辅助性T细胞分泌的细胞因子的刺激,不需要抗原呈递细胞的作用,A错误;吞噬细胞表面受体可以识别乙脑病毒表面特定蛋白,并通过内吞形成吞噬溶酶体消化降解病毒,B正确;抗体是浆细胞分泌产生的分泌蛋白,可以通过体液的运输,并与抗原乙脑病毒结合,抑制该病毒的增殖并发挥抗感染作用(或对人体细胞的黏附),C正确;乙脑疫苗是一种抗原,可以刺激机体产生特异性抗体、记忆B细胞和记忆T细胞,预防乙脑病毒的感染,D正确。故选A。
3. (2024·安徽卷)羊口疮是由羊口疮病毒(ORFV)感染引起的急性接触性人畜共患传染病,宿主易被ORFV反复感染,影响畜牧业发展,危害人体健康。下列叙述正确的是( )
A.ORFV感染宿主引起的特异性免疫反应属于细胞免疫
B.ORFV感染宿主后被APC和T细胞摄取、处理和呈递
C.ORFV反复感染可能与感染后宿主产生的抗体少有关
D.辅助性T细胞在ORFV和细胞因子的刺激下增殖分化
【答案】 C
【解析】 病毒寄生在细胞中会引起细胞免疫,最终需要体液免疫消灭病毒,即ORFV感染宿主引起的特异性免疫反应属于细胞免疫和体液免疫,A错误;T细胞不具有摄取、处理、呈递抗原的功能,B错误;ORFV反复感染可能与感染后宿主产生的抗体少,不能彻底消灭相应病毒有关,C正确;B细胞在ORFV和细胞因子的刺激下增殖分化,辅助性T细胞的增殖分化不需要细胞因子,D错误。故选C。
4. (2024·全国甲卷)某种病原体的蛋白质A可被吞噬细胞摄入和处理,诱导特异性免疫。回答下列问题。
(1)病原体感染诱导产生浆细胞的特异性免疫方式属于____________。
(2)溶酶体中的蛋白酶可将蛋白质A的一条肽链水解成多个片段,蛋白酶切断的化学键是____________。
(3)不采用荧光素标记蛋白质A,设计实验验证蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中,简要写出实验思路和预期结果___________________________________________________。
【答案】 (1)体液免疫 (2)肽键
(3)实验思路:以蛋白质A的片段为抗原,制备单克隆抗体,利用差速离心法将吞噬细胞中的溶酶体分离,并提取溶酶体中的蛋白质,利用抗原抗体杂交技术进行检测
预期结果:出现杂交带,表明蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中
【解析】 (1)特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫。病原体感染诱导产生浆细胞的特异性免疫方式属于体液免疫过程中的部分环节。(2)蛋白酶可将蛋白质A的一条肽链水解成多个片段,因此蛋白酶切断的是肽键。(3)为验证蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中,可以以蛋白质A的片段为抗原,制备单克隆抗体,利用差速离心法将吞噬细胞中的溶酶体分离,并提取溶酶体中的蛋白质,利用抗原抗体杂交技术进行检测,若出现杂交带,则表明蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中。
体液免疫与细胞免疫的分析判断
1.一看免疫细胞参与路线
2.二看免疫结果
3.三看抗原的分布或种类
常考题型二 免疫学的应用
5. (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,使病情加重,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。故选B。
6. (2022·湖北卷)某肾病患者需进行肾脏移植手术。针对该患者可能出现的免疫排斥反应,下列叙述错误的是( )
A.免疫排斥反应主要依赖于T细胞的作用
B.患者在术后需使用免疫抑制剂以抑制免疫细胞的活性
C.器官移植前可以对患者进行血浆置换,以减轻免疫排斥反应
D.进行肾脏移植前,无需考虑捐献者与患者的ABO血型是否相同
【答案】 D
【解析】 器官移植后免疫排斥反应主要是细胞免疫的结果,而细胞免疫是以T细胞为主的免疫反应,即免疫排斥反应主要依赖于T细胞的作用,A正确;免疫抑制剂的作用可抑制免疫细胞的活性,所以患者在术后需使用免疫抑制剂,避免引起免疫排斥反应,B正确;血浆置换术可以去除受者体内天然抗体,避免激发免疫反应,所以在器官移植前,可以对患者进行血浆置换,以减轻免疫排斥反应,C正确;实质脏器移植中,供、受者间ABO血型物质不符可能导致强的移植排斥反应,所以在肾脏移植前,应考虑捐献者与患者是否为同一血型,D错误。故选D。
7. (2024·全国甲卷)机体感染人类免疫缺陷病毒(HIV)可导致艾滋病。回答下列问题。
(1)感染病毒的细胞可发生细胞凋亡。细胞凋亡被认为是一种程序性死亡的理由是________________________________________________ ___________________________________________________________。
(2)HIV会感染辅助性T细胞导致细胞凋亡,使机体抵抗病原体、肿瘤的特异性免疫力下降,特异性免疫力下降的原因是________________ __________________________________________________________________________________________________________。
(3)设计实验验证某血液样品中有HIV,简要写出实验思路和预期结果。
_____________________________________________________________________________________________________________________。
(4)接种疫苗是预防传染病的一种有效措施。接种疫苗在免疫应答方面的优点是____________________________________________________ _____________________________________________________________________________(答出2点即可)。
【答案】 (1)由基因控制的细胞自动结束生命的过程
(2)辅助性T细胞参与淋巴细胞的活化,分泌的细胞因子可促进淋巴细胞增殖分化,辅助性T细胞凋亡会影响淋巴细胞的活化与增殖
(3)实验思路一:利用抗HIV抗体,与血液样品进行抗原抗体杂交实验;预期结果:若出现杂交带,则证明血液样品中含有HIV;
实验思路二:使用PCR(聚合酶链反应)技术检测样品中的HIV核酸,产物经电泳与标准DNA进行比对;预期结果:PCR产物经电泳后出现特定条带,则证明血液样品中含有HIV
(4)在不使机体患病的条件下使机体产生免疫力;产生的免疫力针对特定病原体;产生的免疫力可保持一定时间
【解析】 (1)细胞凋亡被认为是一种程序性死亡的理由是因为它是一种由基因控制的细胞自动结束生命的过程。这种过程对于生物体的发育和正常生理功能的维持是必需的。(2)辅助性T细胞在特异性免疫中会接受抗原呈递细胞的信号,并与B细胞结合,将信号传递给B细胞,诱导B细胞活化,同时产生细胞因子,促进B/T细胞的分裂、分化过程,一旦辅助性T细胞受损,会导致体液免疫和细胞免疫都会减弱。(3)验证某血液样品中是否存在HIV,可考虑抗原检测和核酸检测两条途径。实验思路一:利用抗HIV抗体,与血液样品进行抗原抗体杂交实验;预期结果:若出现杂交带,则证明血液样品中含有HIV;实验思路二:使用
PCR(聚合酶链反应)技术检测样品中的HIV核酸,产物经电泳与标准DNA进行比对;预期结果:PCR产物经电泳后出现特定条带,则证明血液样品中含有HIV。(4)疫苗作为抗原,在免疫应答方面,可以在不使机体患病的条件下使机体产生免疫力;产生的免疫力针对特定病原体;疫苗作用下可刺激机体产生抗体和记忆细胞,抗体和记忆细胞可在一定时间内留存,保持对病原体的免疫力。
8. (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:____________________________________。
【答案】 (1)抗原性 (2)体液 血清中相关抗体浓度相对值增大了 (3)用适宜强度大小的电刺激该动物的效应器(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),则脊髓灰质炎病毒可以直接引起骨骼肌功能损伤;若骨骼肌收缩(或肢体运动正常),则脊髓灰质炎病毒不能直接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
【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大了。(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,应以电刺激的方法设计实验,实验思路是用适宜强度大小的电刺激该动物的肢体效应器(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),则该肢体运动障碍是由脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致;若骨骼肌收缩(或肢体运动正常),则该肢体运
动障碍不是脊髓灰质炎病毒引起骨骼肌功能损伤所致。(4)脊髓灰质炎病毒只侵染了脊髓灰质前角,导致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受到损伤,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不能传递电信号(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功能受损,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。
1.免疫相关的实验探究
(1)验证T细胞起细胞免疫作用
①将大小、健康状况等相同的实验动物随机均分为三组,对照组(A组)和实验组(B1组、B2组)。
②实验组:切除胸腺,同时给B1组再注入适量T细胞,进行异体皮肤移植。对照组:做切除手术操作,但是不切除胸腺,进行异体皮肤移植。
③观察移植皮肤生长状况,A组、B1组移植皮肤被排斥,B2组移植皮肤未被排斥。
(2)抗体专一性证明
①实验动物(大小、年龄、健康状况等相同)随机均分为A、B两组,同时注射某种流感疫苗。
②一段时间后,对A组注射一定量该种流感病毒、B组注射等量不同种流感病毒,观察两组实验动物的患病情况。
(3)证明血清抗体有治疗作用(以破伤风为例)
①实验鼠(大小、年龄、健康状况等相同)随机均分为A、B两组。
②A、B组注射等量的破伤风毒素,A组再注射从已经获得破伤风免疫力的小鼠体内分离的血清,B组注射等量生理盐水。
③观察两组小鼠的患病情况。
(4)疫苗免疫预防的有效性检验
①将大小、年龄、健康状况等相同的实验动物随机均分为对照组和多个实验组,每组若干只动物。
②对照组的处理:接种不含疫苗的接种剂,一段时间后再接种病毒。
实验组的处理:接种疫苗,和对照组等待相同时间后再接种等量病毒。为确定该疫苗的有效浓度,不同实验组动物需接种不同浓度的病毒疫苗。
③分析实验结果:统计实验组和对照组动物的发病率或检测抗体的生成情况。
2.免疫预防与免疫治疗