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【高考真题解密】高考生物真题题源-专题10《人体稳态与调节,从神经—体液—免疫调节中溯源》母题解密(全国通用)
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专题10 人体稳态与调节,从神经—体液—免疫调节中溯源
考向一 物质输入和输出的结构基础——细胞膜的结构和功能
【母题来源】2022年海南卷
【母题题文】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60mmHg降至20mmHg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
【试题解析】
正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态叫作稳态。稳态不是恒定不变,而是一种动态的平衡,神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
A、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;
B、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;
C、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;
D、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。
【命题意图】本题主要考查内环境与稳态,要求学生掌握内环境的组成及相互关系,以及内环境的理化性质及其稳态,还要求会分析题目信息,运用所学知识分析缺氧环境中维持稳态的方式。
【命题方向】内环境稳态是高考的重要考点之一,考查的内容为:内环境的组成以及各个组分之间的转化关系,还有内环境的理化性质,以及维持人体内环境稳态的机制。展望2023年高考生物试题呈现会以选择题或者结合后面神经——体液—免疫调节一起考查考。
【得分要点】
1.体液:体液是体内各种液体的统称,包括细胞外液和细胞内液。细胞外液是细胞生活的直接液体环境,是体液的一部分。两者的关系如下:
2.内环境各组成成分之间的关系
(1)概念:由细胞外液构成的液体环境叫作内环境。内环境是细胞直接浸浴和生活的环境,包括血浆、组织液和淋巴等。内环境三种成分之间的关系主要体现在它们之间的物质交换上。如图所示:
(2)血浆、组织液和淋巴的比较
项目
血浆
组织液
淋巴
存在部位
血管内
组织细胞之间
淋巴管内
成分来源
①从消化道吸收而来;
②从组织液中回渗而来;
③由淋巴在左右锁骨下静脉汇入
①血浆透过毛细血管壁渗入;
②由组织细胞代谢产生
①由组织液渗入毛细淋巴管形成;②由消化道吸收而来
化学成分
含有较多蛋白质
蛋白质含量低
蛋白质含量低
生活的细胞
各种血细胞
体内绝大多数细胞
淋巴细胞、吞噬细胞
联系
①三者成分相似,实质都是一种盐溶液;②三者共同构成体内细胞生活的环境
3.细胞外液成分
(1)血浆的主要成分:血浆中水最多,约为90%,各种无机盐离子(约为1%);Na+、K+、Ca2+、Cl-、HCO3-、HPO4-的含量最多,蛋白质(约为7%~9% )、脂质、氨基酸、葡萄糖、核甘酸、维生素等。
(2)常考的不属于内环境成分的物质:细胞膜上的血红蛋白、载体蛋白;细胞内酶类,如H2O2酶、与细胞呼吸有关的酶、转氨酶,还有与复制、转录、翻译有关的酶等。
(3)内环境成分的判断方法
①一看是否属于血浆、组织液或者淋巴中的成分,若是,则属于内环境的成分(如血浆蛋白、水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、脂质、氧气、二氧化碳、激素和代谢废物等:)
②二看是否只存在于细胞内或细胞壁上,若是,则不属于内环境的成分(如血红蛋白、呼吸氧化酶、解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶和载体蛋白等。)
③三看是否只存在于与外界环境相通的管道中,若是,则不属于内环境的成分(如消化液、尿液、泪液和汗液等)。
注意说明:血液,血浆和血清的比较
(1)血液由血浆和血细胞组成。
(2)血清是指在血浆中除去纤维蛋白原,分离出的淡黄色透明液体。其主要作用是为细胞的生理活动提供基本营养物质、激素和各种生长因子等,也可为培养中的细胞提供促接触和伸展因子,使细胞贴壁免受机械损伤,起到某些保护作用。
(3)血浆可以理解为没有血细胞的血液,是呈淡黄色的液体(因含有胆红素),其中水分占90% ~92%,其他10%以血浆蛋白为主,并含有电解质、营养素、酶类、激素类、胆固醇和其他重要组成部分。血浆的主要作用是运载血细胞,还可以运输维持人体生命活动所需的物质和体内产生的废物等。
4.细胞外液的理化性质主要包括渗透压、酸碱度和温度三个方面。
(1)渗透压:溶液中溶质微粒对水的吸引力。在37℃时,人的血浆渗透压约为770 kPa,相当于细胞内液的渗透压。渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,血浆渗透压的大小主要与无机盐和蛋白质的含量多少有关。细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl—,但细胞内液的渗透压主要与K+有关。
①糖尿病患者的血糖浓度比较高,导致血浆渗透压升高,所以糖尿病患者常常会感觉口渴。
②质量分数为0.9%的NaCl溶液或5%的葡萄糖溶液的渗透压与血浆渗透压大致相等,故它们为血浆的等渗溶液。质量分数为0.9%的NaCl溶液又叫生理盐水,医院里给病人输液时经常使用,如果输液时使用的NaCl溶液的质量分数低于或高于0.9 %(低渗溶液或高渗溶液),则会造成组织细胞吸水或失水。
(2)酸碱度:正常人的血浆接近中性,pH为7.35~7.45。血液中存在许多对酸碱度起缓冲作用的缓冲物质,如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。酸性或碱性物质进入血浆后,可以和缓冲物质发生反应,反应产物可以通过肺或肾脏排出体外,从而使血浆的酸碱度保持相对稳定。
(3)温度:人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右,所以人体内大多数酶的最适宜温度也是37℃左右。体温:幼年>成年>老年;女性>男性。
5.内环境与外界环境的物质交换
内环境与外界环境进行物质交换的过程需要消化、呼吸、循环、排泄等系统的参与。同时,细胞与内环境之间也是相互影响、相互作用的。细胞不仅依赖于内环境,也参与内环境的形成和维侍。总体过程如下图所示。
知识拓展:
(1)葡萄糖和氧气进入内环境并最终被组织细胞吸收利用的途径如图所示。
①由图可看出葡萄糖和氧气由外界到最终被细胞利用分别穿过了7层和11层生物膜。
②氧气和二氧化碳浓度最高的部位分别是肺泡和组织细胞。
③二氧化碳由细胞内到外界要穿过9层生物膜。
(2)引起组织水肿的原因
组织水肿是由组织液增多引起的。血浆中的蛋白质在正常情况下是不能通过毛细血管壁细胞进入组织液的,血浆与组织液之间的渗透压差主要取决于血浆与组织液之间的蛋白质分子的浓度差。如果因为某种原因导致血浆中的蛋白质含量减少或组织液中的蛋白质含量增加,就会相应地造成血浆渗透压降低或组织液的渗透压增加,这时组织液生成增多、回流减少,总量增加,就会出现组织水肿现象。
6.内环境的稳态:正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态。神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。三者的相互关系如图所示:
①神经调节是稳态调节的主要方式,如体温调节中枢在下丘脑。
②体液调节:某些化学物质,如激素、CO2,H+等通过体液的传送对机体的生命活动进行调节,其中主要是激素调节。
③免疫调节:免疫系统通过清除异物、外来病原微生物等对内环境的稳态起调节作用。
7.内环境稳态的重要意义:内环境的稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。内环境的稳态保证了内环境的成分和理化性质的相对稳定,使各种生化反应能够正常地进行;另外,一个相对稳定的内环境,能使细胞少受、甚至不受外界环境变化的干扰,使机体更好地适应变化较大的外部环境。
考向二 神经调节
【母题来源】2022浙江卷
【母题题文】听到上课铃声,同学们立刻走进教室,这一行为与神经调节有关。该过程中,其中一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。下列关于该过程的叙述,错误的是( )
A.此刻①处Na+内流,②处K+外流,且两者均不需要消耗能量
B.①处产生的动作电位沿神经纤维传播时,波幅一直稳定不变
C.②处产生的神经冲动,只能沿着神经纤维向右侧传播出去
D.若将电表的两个电极分别置于③④处,指针会发生偏转
【试题解析】
神经纤维未受到刺激时,细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负,当某一部位受刺激时,其膜电位变为外负内正。在反射弧中,兴奋在神经纤维上的传导是单向的。
[解析]A、根据兴奋传递的方向为③→④,则①处恢复静息电位,为K+外流,②处Na+内流,A错误;
B、动作电位沿神经纤维传导时,其电位变化总是一样的,不会随传导距离而衰减,B正确;
C、反射弧中,兴奋在神经纤维的传导是单向的,由轴突传导到轴突末梢,即向右传播出去,C正确;
D、将电表的两个电极置于③④处时,由于会存在电位差,指针会发生偏转,D正确。
故选A。
【命题意图】本题考查神经调节,需要学生掌握兴奋产生和兴奋在神经纤维上的传导,并且会结合实际生活情景分析兴奋的传递过程。
【命题方向】神经调节是高考的重要考点之一,考查的内容为:神经调节的结构基础和反射,兴奋在神经纤维上与神经元之间的传导与传递,神经系统的分级调节等这几个方向。经常会结合实际生活情景,要求学生要理解好知识点,并且会应用到生活中。展望2023年高考生物试题呈现会以选择题或者结合内环境与体液免疫调节以填空题的形式考查。
【得分要点】
1.神经调节的基本方式——反射:指在中枢神经系统参与下,动物和人体对内外环境的变化作出的规律性应答。
(1)反射的类型:条件反射和非条件反射。区分条件反射与非条件反射最关键的是分清楚引起反射的刺激。引起非条件反射的刺激是非条件刺激,即这种刺激是一些具体的事物(食物、敲击、电流),与反射有直接关系,比如:缩手反射、眨眼反射、膝跳反射、排尿反射、蛙的搔扒反射。引起条件反射的刺激是条件刺激,也叫信号刺激,这种刺激是某些事物的一些信号(声音、语言),这种刺激与反射之间没有直接联系,必须经过日常生活中的“学习”才能引起反射。比如:画饼充饥、望梅止渴。
(2)“二看法”判断反射的类型:一看是不是先天性的:如果是先天性的(即生来就形成的)则为非条件反射,如果是后天性的,则为条件反射。二看是否需要大脑皮层的参与:如果需要大脑皮层的参与,则为条件反射,否则为非条件反射。
2.反射的结构基础——反射弧
(1)概念:反射弧是从接受刺激到发生反应的全部神经传导途径,是反射活动的结构基础。
(2)反射弧的组成:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器
感受器:接受一定的刺激后产生兴奋
传入神经:传导兴奋至神经中枢
神经中枢:对传入的信息进行分析和综合
传出神经:传导兴奋至效应器
效应器
(3)反射发生的必要条件:①完整的反射弧和一定条件的刺激。若反射弧不完整,如传入神经损伤,刺激传出神经或效应器,仍能使效应器产生反应,但该过程不叫反射;②能发生反射的生物:反射是有神经系统的生物具备的特征,并不是所有生物都具备。
注意说明:
①产生反应≠反射:反射必须经过完整的反射弧。当电刺激传出神经或效应器时,都能使效应器产生反应,但不属于反射。
②感受器、传入神经和神经中枢破坏后,产生的结果相同,但机理不同:感受器破坏,无法产生兴奋;传入神经破坏,无法传导兴奋;神经中枢破坏,无法分析和综合兴奋,也不能向大脑传导兴奋。
③最简单的反射弧至少包括2个神经元——传入(感觉)神经元和传出(运动)神经元。
④非条件反射的完成可以不需要大脑皮层的参与,但条件反射的完成却必须有大脑皮层的参与
3.兴奋产生和兴奋在神经纤维上的传导
(1)传导形式:兴奋是以动作电位,即电信号的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也叫神经冲动。
(2)传导过程
膜外
膜内
兴奋方向
兴奋区→未兴奋区
兴奋区→未兴奋区
电流方向
未兴奋区→兴奋区
兴奋区→未兴奋区
方向比较
相反
相同
①静息电位:神经纤维在未受到刺激时,细胞膜内外电位是外正内负,主要是由K+外流形成的。
②动作电位:当神经纤维某一部位受到刺激后,细胞膜内外电位变为外负内正,主要是由Na+内流形成的。
4.兴奋在神经纤维上的传导特点
①生理完整性:兴奋传导要求神经纤维在结构上和生理功能上都是完整的。如果神经纤维被切断,结构完整性遭到破坏,则神经冲动不能通过缺口,传导终止。
②双向传导:即刺激神经纤维上的任何一点,所产生的神经冲动可沿神经纤维向两侧同时传导。在膜外,兴奋传导方向与局部电流方向相反;在膜内,兴奋传导方向与局部电流方向相同。
③单向传导:神经纤维接受胞体传导的兴奋时,神经冲动由胞体出发、沿轴突向轴突末端传导。
④绝缘性:一条神经包含着许多神经纤维,各条神经纤维上传导的兴奋基本上互不干扰,被称为传导的传导的绝缘性。
⑤相对不疲劳性:与肌肉组织相比,神经纤维相对不容易疲劳(研究显示,在实验条件下用每秒50~100次的电刺激神经9~12 h,观察神经纤维始终保持其传导能力),这对于动物适应外界环境的变化具有重要意义。
5.膜电位的测量
测量项目
测量方法
测量结果
静息电位
动作电位
6.膜电位变化曲线解读
a点——由于K+外流,产生内负外正的静息电位
b点——受到刺激,Na+通道开放,Na+内流
bc段(不包括c点)——Na+内流→形成动作电位
cd段(不包括c点)——K+外流→静息电位恢复过程
de段——静息电位恢复后,Na+—K+泵活动加强,排Na+吸K+,使膜内外离子分布恢复到初始静息水平
7.兴奋在神经元之间的传递
(1)结构基础——突触:神经元的轴突末梢经过多次分支,最后每个小枝末端膨大,呈杯状或球状,叫作突触小体。突触小体与其他神经元的细胞体、树突或肌肉细胞、腺体细二、兴奋在神经元间的传递胞等可兴奋细胞间相接触,共同形成突触。兴奋在神经元之间的传递是通过突触完成的。
(2)突触的常见类型
①从结构上看:根据连接方式不同可分为四种,最常见的为A、B两种。
A:轴突—细胞体
B:轴突—树突
C:轴突—轴突
D:树突—树突
也可以表示为
②从功能上分:根据突触的功能可分为兴奋性突触和抑制性突触。突触前神经元电信号通过突触传递,影响突触后神经元的活动,使突触后膜发生兴奋的突触称为兴奋性突触,使突触后膜发生抑制的称为抑制性突触。突触的兴奋或抑制不仅取决于神经递质的种类,还取决于其受体的种类。
(3)突触的结构
①突触前膜:上一个神经元突触小体顶端的细胞膜。
②突触间隙:间隙内的液体是组织液(属于内环境)。
③突触后膜:下一个神经元与突触前膜相对应的树突膜或细胞体膜。
(4)信号分子——神经递质:神经递质是神经细胞的突触小泡释放的一种化学信使物,对相应的受体的神经细胞产生特异性反应(兴奋或抑制)。与突触后膜上的受体蛋白结合,引起下一个神经元兴奋或抑制。
①递质释放方式:胞吐,体现了生物膜的流动性。②受体的化学本质为糖蛋白,突触小泡的形成与高尔基体密切相关。③递质去向:迅速被酶分解或被重吸收到突触小体或扩散离开突触间隙,为下一次兴奋作准备。
(5)兴奋在神经元之间的传递过程
(6)传递特点:单向传递,原因是神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
8.神经系统的组成及功能
(1)组成:神经系统可分为中枢神经系统和周围神经系统。中枢神经系统包括脑和脊髓。周围神经系统是指中枢神经系统以外的神经元和神经纤维。
(2)功能:神经系统在人体的一切活动中处于主导地位,是人体生命活动的控制着和调节者。神经系统既调节人体各系统的活动,维持内环境的相对稳定,使人成为一个统一的整体,又能通过各种感受器接受外界刺激,并做出相应的反应,使人体与外界环境保持和平和统一
①大脑皮层:调节机体活动的最高级中枢,其不同部位具有不同的功能。
②下丘脑:有体温调节中枢、水平衡调节中枢,还与生物节律等的控制有关。
③脑干:有许多维持生命必要的中枢,如呼吸中枢、心血管运动中枢等。
④小脑:有维持身体平衡的中枢。
⑤脊髓:有调躯体体运动的低级中枢,如排尿、排便等低级反射活动中枢。
注意说明:
①脊髓具有传导功能,同时还是很多简单反射活动的低级中枢。因此,分析脊髓受损的病人大小便失禁时,即应考虑脊髓的传导功能受损,还应考虑其具有反射功能。
②人体的所有感觉都是在大脑皮层形成的
③脑干是脊髓与大脑间的上下通路。脑干的功能主要是维持个体生命,如呼吸、心血管运动、消化、体温、睡眠等重要生理功能。
④一般来说,位于脊髓的低级中枢受脑中相应高级中枢的调控。
9.神经系统的分级调节
(1)分级调节
①中枢神经系统周围神经系统
②高级中枢低级中枢
③最高级神经中枢为大脑皮层
知识拓展:
(1)中枢神经系统与神经中枢是两个不同的概念,中枢神经系统包括脑与脊髓的结构,神经中枢是指中枢神经系统中负责调控某一特定生理功能的区域。
(2)中枢神经系统中含有许多神经中枢,它们分别负责调控某一特定的生理功能;同一生理功能可以分别由不同的神经中枢来调控,这些不同的神经中枢之间相互联系与调控,但一般情况下,低级中枢受高级中枢的调控,如脊髓中控制排尿的低级中枢受到大脑皮层中相应的高级中枢的调控。
10.人脑的高级功能
大脑皮层是整个神经系统中最高级的中枢,它除了对外部世界进行感知以及控制机体的反射活动,还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。
考向三 体液调节
【母题来源】2022湖北卷
【母题题文】奋战在抗击新冠疫情一线的医护人员是最美逆行者。因长时间穿防护服工作,他们汗流浃背,饮水受限,尿量减少。下列关于尿液生成及排放的调节,叙述正确的是( )
A.抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对NaCl的重吸收
B.医护人员紧张工作后大量饮用清水有利于快速恢复水一盐平衡
C.医护人员工作时高度紧张,排尿反射受到大脑皮层的抑制,排尿减少
D.医护人员工作时汗流浃背,抗利尿激素的分泌减少,水的重吸收增加
【试题解析】
抗利尿激素是由下丘脑神经细胞分泌、由垂体释放的。在渗透压降低时,下丘脑分泌抗利尿激素,并由垂体释放抗利尿激素进入血液,促进肾小管、集合管对水分的重吸收。抗利尿激素增多,重吸收能力增强,排尿减少;反之,重吸收能力减弱,排尿增多。
[解析]A、抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对水的重吸收,A错误;
B、医护工作者因长时间穿防护服工作,他们汗流浃背,饮水受限,这个过程丢失了水分和无机盐,故医护人员紧张工作后应适量饮用淡盐水有利于快速恢复水一盐平衡,B错误;
C、排尿反射中枢位于脊髓,排尿反射中枢属于低级中枢,受控于大脑皮层的高级中枢,当医护人员工作时高度紧张,排尿反射受到大脑皮层的抑制,使排尿减少,C正确;
D、医护人员工作时汗流浃背,使细胞外液的渗透压增高,抗利尿激素的分泌增多,水的重吸收增加,排尿减少,D错误。
故选C。
【命题意图】本题主要是考查体液调节重的水盐调节,激素调节是体液调节的主要内容,要求先识记体液调节的基本内容,理解过程,并结合实际生活进行分析。
【命题方向】体液调节是高考考查的重要实验之一,考查的内容为:识记人体内激素的种类及其生理作用,理解血糖、体温、水盐调节的基本过程,激素调节的特点和激素在生活、生产中的应用。展望2023年高考生物试题,还是会结合社会热门热点话题,以人为本,分析不同情况下人体内各种变化情况。涉及知识较广,也可延伸考查与激素相关相关实验,或结合图表分析,考查学生从图表中获取信息分析信息的能力。
【得分要点】
1.激素调节:由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质调节人和动物体的生命活动,这就是激素调节。
(1)人体内激素的种类及其生理作用
知识拓展:激素的化学本质与使用方式:有些激素的化学本质是蛋白质或多肤,其进入消化道后能被消化酶降解而失去作用,一般只能注射不能口服;也有些激素的化学本质是氨基酸衍生物或固醇,可口服。
腺体:(1)腺体由具有分泌功能的细胞构成,是独立存在约器官或是存在于某些器官内。
(2)外分泌腺又称“有管腺”,其分泌物通过腺导管输送到相应的组织或器官发挥作用,如唾液腺、胃腺、肠腺、汗腺、皮脂腺、乳腺、泪腺、肝脏等。
(3)内分泌腺又称“无管腺”,没有导管,其分泌物—激素直接进入血管和淋巴,通过血液循环和淋巴循环输送到靶细胞、靶器官,调节身体的生长发育、物质代谢等生命活动,如垂体、甲状腺、肾上腺、性腺、胸腺、胰岛等
(4)胰腺分为内分泌部和外分泌部,胰腺的大部分属于外分泌部,只有胰岛属于内分泌部。
2.血糖平衡的调节
(1)血糖的来源和去路:正常情况下,人体的血糖来源和去路能够保持动态平衡,从而使血糖含量在0.8~1.2 g/L的范围内保持相对稳定。
知识拓展:肌糖原不能直接分解产生葡萄糖的原因
肌肉缺乏葡萄糖—6—磷酸酶,当肌糖原分解为6—磷酸葡萄糖后,经糖酵解途径产生乳酸,乳酸进入血液循环到肝脏,以乳酸为原料经糖异生途径转变为葡萄糖并释放入血补充血糖(间接)。肝细胞含有葡萄糖—6—磷酸酶,所以肝糖原分解为6—磷酸葡萄糖后,可直分解为葡萄糖补充血糖。
(2)血糖平衡的调节过程
胰岛素是唯一降血糖的激素。胰高血糖素和肾上腺素可升高血糖浓度,其中起主要作用的是胰高血糖素。胰岛素和胰高血糖素在血糖调节中的作用是相互拮抗的,二者依靠这种拮抗作用共同维持血糖的稳定。血糖平衡的调节是神经—体液调节共同作用的结果,存在着反馈调节,调节中枢在下丘脑。
3.人体的体温调节
(1)人体热量的来源和散出:人体主要的产热器官是骨骼肌和肝脏,其次是心脏和脑,其他器官在总产热量中所占的比例较小。人体在剧烈运动状态下,骨骼肌产热量剧增,可占总产热量的75%~80%。人体散热主要是通过皮肤实现的,此外有少部分热量通过呼吸道加温空气和蒸发水分散失,极少部分热量随着尿和粪便的排出散失。
(2)体温调节的过程:通过神经—体液的反馈调节,机体实现了产热和散热的动态平衡,从而维持了体温的恒定。
①人的体温调节中枢在下丘脑,体温感觉中枢在大脑皮层,温度感受器(分为温觉感受器和冷觉感受器)分布于皮肤、黏膜和内脏器官中。
②体温调节的方式既有神经调节又有体液调节。当外界环境温度降低时,神经调节和体液调节共同起作用;在外界环境温度接近或高于体温时,仅神经调节起作用
③参与产热的激素主要有甲状腺激素和肾上腺素。甲状腺激素和肾上腺素在产热方面起协同作用,而且肾上腺素通过促进肝糖原的分解,既升高血糖浓度又增加产热。
④增加产热的两条途径(产热方式):立毛肌收缩(产生鸡皮疙瘩)、骨骼肌战栗。产热的根本原因是体内物质的氧化分解,释放热量。增加散热的两条途径:汗腺分泌加强,血管舒张、血流量增大。
4.人体内水盐平衡的调节
(1)水的来源和去路
摄人量/ml
排出量/ml
来自饮水 1300
来自食物 900
来自物质代谢 300
由肾以尿液形式排出 1500
由皮肤以汗液形式排出 500
由肺以呼出气体形式排出 400
由大肠以类便形式排出 100
共计 2500
共计 2500
(2)盐平衡的调节
①人体内Na+的来源主要是食物,Na+的排出包括汗液、粪便、尿液;K+的来源主要是食物,K+的排出包括粪便、尿液。
②Na+和K+主要是通过肾脏排出的,其排出特点分别是Na+表现为多吃多排,少吃少排,不吃不排;K+表现为多吃多排,少吃少排,不吃也排。
③正常情况下,人体对K+需求量较少,对Na+需求量较大,因此人体内更容易缺Na+,而病理状态(长期不进食)下则会缺K+。
④水平衡的调节既有神经调节又有体液调节;而盐平衡的调节只有体液调节。
(3)水盐平衡调节机制:水盐调节是神经调节和体液调节共同作用的结果,属于负反馈调节。
①细胞外液渗透压升高时,表示机体相对缺水;渗透压降低时,水则相对过剩。
②水盐平衡的调节中枢位于下丘脑,渴觉中枢位于大脑皮层,参与水盐平衡调节的主要器官是肾脏。
③神经调节途径:下丘脑渗透压感受器→大脑皮层→产生渴觉。
④体液调节途径:下丘脑渗透压感受器→垂体释放抗利尿激素→作用于肾小管、集合管,使其重吸收水分→尿量减少。
⑤调节激素:抗利尿激素它是由下丘脑神经细胞分泌,储藏于垂体中,在适宜刺激的作用下,由垂体后叶释放进入血液,能促进肾小管、集合管对水分的重吸收。抗利尿激素增多,肾小管、集合管对水分的重吸收能力增强,排尿减少;反之,重吸收能力减弱,排尿增多
5.激素调节的特点:微量和高效,通过体液运输,作用于靶器官、靶细胞,具有特异性。
注意说明:①激素的本质是有机物,功能上是一种信息分子,激素既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,只是起调节作用,改变靶细胞的代谢。
②激素发挥调节作用后即被灭活,同时又源源不断地产生,从而保证机体适应多变的环境。
③激素随血液循环运输到全身器官、细胞,但只有靶器官、靶细胞能识别并接受信息,产生相应的生理活动。
④激素作用于靶细胞的原因:只有靶细胞表面才有相应的受体与之特异性结合
(1)激素凋节中,对某一生理活动的调节是多种激素相互协调、相互作用共同完成的,包括协同作用和拮抗作用。
①协同作用:生长激素和甲状腺激素对生长发育的作用。肾上腺素和胰高血糖素在提高血糖含量的调节中是协同作用;肾上腺素和甲状腺激素在体温调节中是协同作用。
②拮抗作用:以胰岛素和胰高血糖素对血糖含量的调节来说明。
6.激素在生活、生产中的应用
(1)动物激素在人体健康中的应用
①促进人体健康:如人体适量补碘是为了防止因甲状腺激素合成不足而患地方性甲状腺肿。
②治疗疾病:注射胰岛素治疗糖尿病。
③避孕等。
(2)动物激素在生产中的应用
①给人工养殖的雌、雄亲鱼注射促性激素类似物,促进亲鱼的卵子和精子的成熟,从而进行人工授精。
②让蝌蚪快速发育为一只小青蚌的原理:甲状腺激素有促进生长发育的作用。
③阉割催肥的原理:割除牲畜生殖腺,使其不具有性行为和生殖能力,易驯良,利育肥。
④给牲畜注射生长激素以促进生长,缩短生长周期。
(3)激素的不正当应用
①使用瘦肉精(激素类物质)提高猪的瘦肉率,人食用该物质后,会引起心悸、肌肉震颤、头晕、乏力、心动过速、室性早搏等症状
②运动员服用睾酮衍生物(一种兴奋剂),可增强肌肉的力量,提高比赛成绩,但会引起内分泌系统紊乱。
7.体液调节
激素等化学物质(除激素外,还有其他调节因子,如CO2等),通过体液传送的方式对生命活动进行调节,称为体液调节。激素调节是体液调节的主要内容。
注意说明:
①激素调节的研究对象只有激素;体液调节的研究对象不仅包括激素,还包括参与机体生命活动调节的其他调节因子,如CO2—、H+、组织胺等。
②激素调节是体液调节的主要形式。
③在体液调节过程中,传送化学物质的体液是细胞外液,包括血液、组织液和淋巴等;在激素调节过程中,传送激素的体液主要是血浆
8.神经调节和体液调节的区别
比较项目
神经调节
体液调节
作用途径
反射弧
体液运输
反应速度
迅速
较缓慢
作用范围
准确、比较局限
较广泛
作用时间
短暂
比较长
结构基础
反射弧
主要是内分泌腺
9.神经调节和体液调节的联系
(1)不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节,在这种情况下,体液调节可以看作神经调节的一个环节。这种情况又称为神经—体液调节。
(2)内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能:①甲状腺激素影响幼年动物大脑的发育,影响神经系统的兴奋性;②性激素水平的高低可以影响神经系统对动物性行为的控制。
(3)机体的生命活动常常既受神经调节,又受体液调节,一般神经调节占主导地位。
10.动物激素功能的实验探究
(1)一般思路:⇒⇒⇒
(2)方法示例:
①验证甲状腺激素的功能:
a.饲喂法:
b.摘除法和注射法:
②验证胰岛素的生理功能:
小白鼠
考向四 免疫
【母题来源】2022全国甲卷
【母题题文】人体免疫系统对维持机体健康具有重要作用。机体初次和再次感染同一种病毒后,体内特异性抗体浓度变化如图所示。回答下列问题。
(1)免疫细胞是免疫系统的重要组成成分,人体T细胞成熟的场所是_____________;体液免疫过程中,能产生大量特异性抗体的细胞是_____________。
(2)体液免疫过程中,抗体和病毒结合后病毒最终被清除的方式是_____________。
(3)病毒再次感染使机体内抗体浓度激增且保持较长时间(如图所示),此时抗体浓度激增的原因是_____________。
(4)依据图中所示的抗体浓度变化规律,为了获得更好的免疫效果,宜采取的疫苗接种措施是_____________。
【试题解析】
体液免疫过程:抗原被吞噬细胞处理呈递给T淋巴细胞,T细胞产生淋巴因子作用于B细胞,B细胞再接受淋巴因子的刺激和抗原的刺激后,增殖分化成浆细胞和记忆B细胞,浆细胞产生抗体作用于抗原。
(1)免疫细胞是免疫系统的重要组成成分,包括淋巴细胞和吞噬细胞等,其中T细胞成熟的场所是胸腺。体液免疫过程中,只有浆细胞能产生特异性的抗体。
(2)体液免疫过程中,抗体和病毒特异性结合后形成沉淀,再被吞噬细胞吞噬消化。
(3)记忆细胞可以在病毒消失后存活几年甚至几十年,当同一种病毒再次感染机体,记忆细胞能迅速增殖分化,快速产生大量抗体,使抗体浓度激增。
(4)分析图示可知,二次免疫比初次免疫产生的抗体更多,故为了获得更好的免疫效果,接种疫苗时可多次接种,使机体产生更多的抗体和记忆细胞。
【命题意图】本题考查人体的免疫调节,要求学生掌握细胞免疫与体液免疫的基本过程,以及免疫学的基本应用。
【命题方向】免疫调节是高考的重要考点,考查的内容为: 免疫系统的组成与功能、免疫功能异常与免疫学应用,经常结合社会热门热点话题(新冠肺炎、艾滋病)等,分析不同情况下人体免疫系统的应对措施。展望2023年高考生物试题需要综合分析题目信息,理解题目意思,再结合所学知识解题。
【得分要点】
1.免疫的概念:免疫是指机体识别和排除异物的生理功能,是机体的一种保护性生理反应,其作用在于通过免疫系统识别“自己”和排除“非己”,以维持机体内环境的相对稳定。
2.免疫调节是成靠免疫系统来实现的。免疫系统是脊椎动物和人的防御系统,组成如下:
免疫系统
3.免疫的功能
4.人体的三道防线
项目类型
组成
作用对象
作用方式
第一道防线
(非特异性免疫)
皮肤、黏膜及其分泌物
准备侵入人体的病原体
皮肤阻挡、黏膜纤毛的清扫作用、分泌物的黏附作用等
第二道防线
(非特异性免疫)
内环境中的杀菌物质(如溶菌酶)和吞噬细胞
已侵入人体的病原体
病原体被体液中的杀菌物质直接消灭或被吞噬细胞吞噬后消灭
第三道防线
(特异性免疫)
体液免疫
内环境中的病原体
产生抗体与抗特异性原结合,将抗原清除
细胞免疫
侵入细胞内的病原体
效应T细胞使被感染的靶细胞裂解死亡,将抗原释放出来
5.人体免疫的第三道防线——特异性免疫
(1)体液免疫过程:
(2)细胞免疫
(3)免疫细胞的种类和功能
细胞名称
来源
功能
吞噬细胞
造血干细胞
直接吞噬消灭各种病原体和异物,吞噬、处理、传递抗原,吞噬抗原抗体结合体
B细胞
骨髓中的造血干细胞,并在骨髓中发育成熟
识别抗原,分化成浆细胞、记忆细胞
T细胞
骨髓中的造血干细胞,并在胸腺中发育成熟
识别抗原,分化成效应T细胞、记忆细胞,分泌淋巴因子
浆细胞
B细胞或记忆细胞
合成并分泌抗体
效应T细胞
T细胞或记忆细胞
识别靶细胞并与之发生特异性结合,使靶细胞裂解死亡,释放出抗原
记忆细胞
B细胞或T细胞或记忆细胞
当抗原再次入侵时,能迅速增殖分化成相应的效应细胞
注意说明:
关于免疫细胞的生理作用:①吞噬细胞既可参与非特异性免疫,又可参与特异性免疫,吞噬细胞在人体第二道防线中吞噬处理抗原,在第三道防线中对抗原进行加工处理并呈递,吞噬细胞对抗原的识别没有特异性;另外,吞噬细胞对抗体与抗原的特异性结合体进行吞噬并消灭。②B细胞、T细胞、效应T细胞和记忆细胞具有特异性识别抗原(靶细胞)的功能;T细胞既参与体液免疫又参与细胞免疫;浆细胞不能识别抗原,但浆细胞分泌的抗体能特异性结合抗原。③浆细胞和效应T细胞不具有增殖、分化能力,而B细胞、T细胞和记忆细胞都能进行增殖分化,三者受到抗原刺激后,细胞周期会缩短。④唯一能产生抗体的细胞是浆细胞;唯一没有识别功能的细胞是浆细胞;唯一能识别抗原但没有特异性的免疫细胞是吞噬细胞。⑤T细胞和B细胞的形成不需要抗原的刺激,而浆细胞和效应T细胞的形成需要抗原的刺激。
(4)抗原、抗体和淋巴因子的比较
项目
抗原
抗体
淋巴因子
来源
大分子“非己”成分、自身衰老或病变的细胞
由浆细胞产生并分泌
由T细胞等产生并分泌
本质
蛋白质或其他
球蛋白
蛋白质
作用
刺激机体产生抗体或效应细胞,并和相应的抗体或效应细胞发生特异性结合
识别抗原,对抗原起作用
促进B细胞增殖、分化,加强各种有关细胞的作用以发挥免疫效应。如增强效应T细胞对靶细胞的裂解作用等
举例
外毒素、凝集原
抗毒素、凝集素
干扰素、白细胞介素
(5)体液免疫与细胞免疫的区别与联系
免疫类型
体液免疫
细胞免疫
作用对象
侵入内环境中的抗原
被抗原侵入的宿主细胞、自身突变细胞和来自异体的移植组织器官
免疫细胞
主要是B细胞
主要是T细胞
产生效应的方式
浆细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合
效应T细胞与靶细胞密切接触
举例
外毒素
结核杆菌、麻风杆菌
联系
二者各有其独特的作用又相互配合:①对外毒素:体液免疫发挥作用;②对细胞内寄生生物:体液免疫先起作用,阻止寄生生物的散播感染,当寄生生物进入细胞后,细胞免疫将抗原释放,再由体液免疫最后清除;③若T细胞被破坏,则细胞免疫不存在,体液免疫也将大部分丧失
6.免疫功能失调引起的疾病
(1)免疫缺陷病:由于机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病。可分为先天性免疫缺陷病(先天性胸腺发育不良)和获得性免疫缺陷病艾滋病(AIDS)是由人类免疫缺陷病毒(HIV)引起的,HIV侵入人体后,攻击T细胞,破坏人体第三道防线,并最终使人体的免疫系统瘫痪。
(2)自身免疫病:由于免疫系统异常敏感、反应过度,“敌我不分”地将自身物质当作外来异物进行攻击而引起的疾病,如类风湿性关节炎、风湿性心脏病、系统性红斑狼疮等。
(3)过敏反应
①概念:过敏反应是指已产生免疫的机体,在再次接受相同的抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱,引起过敏反应的物质称为过敏原,如花粉、牛奶、青霉素等。
②过程
③过敏反应的特点:发作迅速、反应强烈、消退较快。一般不会破坏组织细胞,也不会引起组织严重损伤。有明显的遗传倾向和个体差异。
④防治措施:找出过敏原,避免再次接触;若已发生过敏反应,要及时到医院就诊。
7.免疫预防
免疫预防主要通过预防接种实现。预防接种是重要的特异性免疫措施之一,即针对传染病的易感人群,在患病前,把人工制备的各种免疫制剂(菌苗、疫苗或血清等)接种到人体内,使人产生对传染病的特异性免疫,增强了人的抵抗力。
免疫预防包括人工主动免疫(注射抗原)和人工被动免疫(注射抗体),用于人工主动免疫的抗原有菌苗(用活的或灭活的细菌制成)、疫苗(用活的或灭活的病毒和立克次氏体制成)、类毒素(将细菌外毒素用甲醛处理,使其失去毒性而仍然保持着抗原性的制品)。用于人工被动免疫的物质有免疫血清和免疫球蛋白。
8.免疫治疗:免疫治疗是患病后的治疗,即在人体患病的情况下,通过输入抗体、胸腺素、淋巴因子等以提高人体的免疫功能,使机体抵抗疾病的能力增强,达到治疗疾病的目的。
9.器官移植:医学上用正常的器官置换丧失功能的器官,以重建其生理功能的技术叫作器官移植。但是如果将别人的器官移植到病人身上,病人的免疫系统就会认出这是“非己”成分而加以排斥。器官移植的成败主要取决于器官供者与受者的人体组织相容性抗原(HLA)是否一致或相近。免疫抑制剂的使用大大提高了器官移植的成活率。
1.(2022·黑龙江·三模)今年在我国首都北京举办的冬奥会上各国运动员展现了自信开放、迎难而上、追求卓越、共创未来的冬奥精神。运动员在寒冷赛场上进行着体力和毅力的比拼,超越自己,为国争光。如图所示为某比赛项目中运动员运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗率的关系,结合所学知识,下列分析正确的是( )
A.运动强度大于b后,产生大量乳酸,导致血浆pH值明显降低
B.运动强度大于c后,肌肉细胞CO2的产生量将大于O2的消耗量
C.此比赛项目为长距离赛事,若运动强度长时间超过d身体会因产生乳酸积累使肌肉酸胀乏力
D.运动员ab段为有氧呼吸,bc段为有氧呼吸和无氧呼吸,cd段为无氧呼吸
2.(2022·湖南·新宁崀山实验学校三模)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,产生组织胺等其他化学物质,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
3.(2022·湖北·恩施市第一中学模拟预测)内环境稳态是维持机体正常生命活动的必要条件。某同学早上经常来不及吃早餐就去上学。下列叙述错误的是( )
A.该同学不吃早餐时,血浆流经肝脏细胞后血糖浓度会升高
B.该同学气喘吁吁赶到学校时,呼吸系统加快排出CO2并获取O2,维持机体正常
C.该同学即便来不及喝水,90%以上的血浆渗透压也能靠血浆中含量最多的有机物来维持稳定
D.该同学的血浆pH在7.35~7.45之间波动,与HCO3-等物质有关
4.(2022·安徽淮北·二模)2022年2月第24届冬季奥运会在北京盛大举行。下列有关运动员体内生理过程的叙述,错误的是( )
A.运动员各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的稳态
B.运动员在比赛中,身体的产热量大于散热量以维持体温恒定
C.比赛时肌肉细胞无氧呼吸产生大量乳酸,但血浆pH无明显变化
D.运动员注射新冠疫苗,可以增强免疫系统的防卫功能
5.(2022·湖北·华中师大一附中模拟预测)脑卒中又称中风,是一类突发且发展迅速的脑缺血性或脑出血性疾病,其发病率及死亡率均较高,并发症多样,是严重威胁人类生命安全和生活质量的三大疾病之一。研究表明脑卒中出现血浆渗透压升高、呼吸性碱中毒和代谢性酸中毒的患者死亡率明显增高,机体内环境稳态失调是脑卒中的主要死因。下列相关表述错误的是( )
A.内环境酸碱平衡的维持与肺和肾两种器官密切相关
B.抗利尿激素分泌增加可能是脑卒中死亡的诱因之一
C.血液中含氧不足可能是引起呼吸性碱中毒的重要原因
D.静脉注射碳酸氢钠可能会纠正患者酸碱失衡的状态
6.(2022·广东·深圳市光明区高级中学模拟预测)如图为血液流经人体某器官的模式图。①表示进器官的血液,②表示出器官的血液,甲、乙为两种体液。下列分析正确的是( )
A.甲、乙分别为组织液和血浆,甲、乙构成了人体的内环境
B.若该器官是肺,则运动状态下的O2浓度①处高于②处
C.若该器官是胰腺,则饥饿状态下胰高血糖素浓度②处高于①处
D.若该器官是肾脏,则正常人尿素的浓度②处高于①处
7.(2022·上海松江·二模)2022年“春晚”上,我国宇航员在“天宫”向全国人民拜年。航天员在执行任务期间,会出现多尿、面部和上身浮肿、太空“晕车”等问题。下列说法错误的是( )
A.太空“晕车”可能与前庭器的功能有关
B.航天员面部和上身浮肿可能与微重力下全身体液的再分布有关
C.多尿的原因是太空中航天员垂体合成、分泌的抗利尿激素增多
D.在微重力环境中,航天员的内环境成分和理化性质仍然维持相对稳定状态
8.(2022·山东·德州市教育科学研究院三模)稳态揭示了内环境的相对稳定是生命活动及其功能调节的基础;适稳态是指人体可适应外环境的持续改变而建立新稳态以维持健康,强调机体同时具有稳定性和灵活性。下列说法错误的是( )
A.适稳态是机体的一种适应和保护性调节机制
B.适稳态现象表明人体稳态的调节能力是有一定限度的
C.稳态与适稳态的调节过程都存在反馈调节机制
D.移居高原后人体血氧处于较高水平是机体适稳态调节的结果
9.(2022·福建省福州第一中学模拟预测)下列关于内环境稳态的叙述中,正确的是( )
A.剧烈运动时大量乳酸进入血液,会使血浆呈弱酸性
B.偶尔吃咸的食物不会长时间影响血浆渗透压的稳定
C.新冠病毒侵入人体后会在内环境中大量增殖,从而破坏人体稳态
D.寒冷刺激时,垂体分泌的TSH增多,定向运输到甲状腺,使甲状腺激素分泌增多
10.(2022·湖北·模拟预测)心肌细胞产生静息电位和动作电位的机制与骨骼肌、神经细胞相似。如图A、B曲线分别是心房肌细胞和心室肌细胞产生动作电位时的膜电位变化,每次动作电位可分为0~4期。下列相关分析错误的是( )
A.某些神经递质的作用效果可增加心肌细胞膜对Na+的通透性,产生0期的膜电位变化
B.相比心房肌细胞,心室肌细胞动作电位2期的电位变化与细胞K+外流较慢有关
C.相比心房肌细胞,心室肌细胞动作电位的变化幅度更大,整个动作电位的时程更短
D.动作电位的3~4期,细胞膜内呈负电位与多处Na+通道关闭,多处K+通道开放有关
11.(2022·湖北·模拟预测)俗话说“苦尽甘来”,但我们都有这样的体验:即便在苦药里加糖,仍会感觉很苦。研究发现,甜味和苦味分子首先被味细胞(TRC)识别,经一系列传导和传递,最终抵达大脑皮层的CeA和GCbt区域,产生甜味和苦味(如下图,图中“+”表示促进,“-”表示抑制)。下列叙述正确的是( )
A.GCbt产生的苦觉会抑制脑干中甜味神经元,因此“苦尽”才能“甘来”
B.神经冲动在①处传递和②处传导形式分别为化学信号和电信号
C.CeA产生的甜觉能传至苦味中枢GCbt,所以“甜不压苦”
D.甜味和苦味分子引起大脑皮层产生相应感觉的过程属于非条件反射
12.(2022·湖北·模拟预测)下图为某同学注射疫苗时,缩手反射弧某突触的局部结构示意图(5-羟色胺为抑制性递质)。下列说法正确的是( )
A.若该同学咬紧牙关仍发生了缩手,说明C神经元的Na+内流大于Cl-内流
B.若该同学在注射疫苗时没有缩手,说明神经元A没有产生兴奋
C.突触前膜的Ca2+触发递质小泡移动并与前膜融合,此过程不消耗能量
D.此人因紧张而出汗,是因为体内抗利尿激素增多
13.(2022·新疆·三模)受到广泛好评的北京2022年冬奥会刚刚结束,下列对比赛过程中运动员机体调节活动的叙述,正确的是( )
A.运动员听到发令枪响产生兴奋,兴奋以局部电流形式直接传到相应肌肉引起收缩
B.在室外寒冷环境行比赛时,运动员机体的产热量要等于散热量
C.女子10km个人滑雪比赛中,运动员体内胰岛素的分泌量增加以保证血糖稳定
D.滑雪比赛时,通过下丘脑一垂体一甲状腺的分级调节,甲状腺激素的分泌量持续增加
14.(2022·浙江·模拟预测)眼镜蛇的毒液是神经性毒素,这种毒液具有神经—肌肉(神经—肌肉的接头相当于突触)传递阻滞作用,会引起横纹肌弛缓性瘫痪,可导致呼吸肌麻痹。对这种毒液作用机理的推测不合理的是( )
A.毒液可能作用于突触后膜上的神经递质受体,从而阻断神经—肌肉传递
B.毒液可能作用于突触小体,抑制突触小泡释放神经递质
C.毒液可能作用于突触间隙,抑制神经递质的正常分解
D.毒液可能作用于突触后膜上的Na+通道,影响突触后膜的兴奋
15.(2022·河南·新安县第一高级中学模拟预测)吸烟有害健康。香烟中的主要有害物质是尼古丁,其对神经系统的影响,如下图所示。
下列叙述错误的是( )
A.尼古丁与尼古丁受体结合后可能会使POMC神经元产生动作电位
B.戒烟前,POMC神经元的兴奋程度上升,食欲下降,肾上腺素的释放增多
C.吸烟时脂肪细胞产热增加,机体的散热量也会相应增加
D.下丘脑神经元通过交感神经控制肾上腺分泌肾上腺素属于分级调节
16.(2022·湖北·天门市教育科学研究院模拟预测)抑郁症是一种精神疾病,以显著而持久的心境低落为主要临床特征,严重困扰患者的生活和工作。研究证明抑郁症的发生与5-羟色胺(5-HT)等物质的含量降低有关。5-HT是一种能使人产生愉悦情绪的信号分子,神经细胞泌出的5-HT有一部分会被突触前膜重新摄取。SSRI是一种抗抑郁药,其作用机制如图1所示。SSRI的疗效通常在几周后才显现,如图2所示。下列分析错误的是( )
A.5-HT作用于突触后膜后,膜电位会发生由“外正内负”到“外负内正”的变化
B.使用5-HT合成酶基因表达的抑制剂将有助于症状的缓解
C.SSRI可以与5-HT转运体结合并抑制其功能,以增加突触间隙中5-HT含量
D.SSRI的疗效具有滞后效应的原因可能与5-HT受体敏感性下降有关
17.(2022·湖北·恩施市第一中学模拟预测)研究发现抑郁症患者的5-羟色胺含量不足。5-羟色胺是一种能使人产生愉悦情绪的信号分子。在健康人体中,5-羟色胺在大脑皮层神经突触内含量很高。根据信息和所学知识分析,下列叙述错误的是( )
A.抑郁症患者可以通过使用5-羟色胺再摄取抑制剂缓解抑郁症症状
B.抑郁时间若超过两周,应及时咨询精神卫生科医生进行抑郁症的诊断
C.5-羟色胺是一种神经递质,其通过主动运输的方式被分泌至突触间隙
D.有些神经递质的抑制或兴奋作用取决于它所作用的受体种类
18.(2022·湖北·恩施市第一中学模拟预测)全蝎作为传统的动物性中药,在中国已有上千年历史。据有关文献介绍:“全蝎辛,平;有毒。归肝经。息风镇痉,攻毒散结,通络止痛。”研究表明,蝎毒液中的毒素多肽能够与可兴奋细胞的钠通道特异性结合,并对其活性进行调控。下列说法正确的是( )
A.蝎毒液中的毒素多肽可以通过提高Na+通道活性,大幅缓解癫痫症状
B.蝎毒液制成药物干粉时,为确保药效应选择其活性最高时的温度进行炮制
C.研究中发现蝎毒液能降低细胞外的K+浓度,则其静息电位绝对值减小
D.毒素多肽能与离子通道特异性结合,有助于研究离子通道的结构与功能
19.(2022·内蒙古·海拉尔第二中学模拟预测)啮齿动物有一种糖偏好行为,糖成瘾的小鼠要获得与之前相同的愉悦感需要摄入更多的糖。研究表明,激活大脑中的cNST 细胞是产生糖偏好所必需的。可以通过标记神经活动的替代物来检测cNST区域是否被激活,有显著标记信号即被激活。为验证这一结论,研究人员进行了如下实验:把多只健康小鼠随机均分成三组,分别在饮用瓶中加入清水、人造甜味剂(非糖物质)和葡萄糖水,定期交替放置瓶子的位置,一段时间后,检查它们大脑是否出现显著标记区域。下列说法正确的是( )
A.只有接触清水组为对照组,瓶子交换位置以消除位置偏爱的可能性
B.动物将葡萄糖的信息通过有关神经传到大脑皮层形成糖偏好
C.接触清水和人造甜味剂的小鼠大脑的cNST区域有显著标记
D.糖成瘾的小鼠因食糖量增多导致神经元兴奋性增加
20.(2022·福建漳州·一模)某研究团队从尚未发病的糖尿病小鼠的胰岛导管中分离出胰岛干细胞,并在体外成功将这些细胞诱导分化成胰岛B细胞。之后研究人员用小鼠进行相关移植实验,实验结果如下表。下列叙述错误的是( )
分组
小鼠
处理
血糖含量
组1
糖尿病小鼠
移植适量由胰岛干细胞分化成的肤岛B细胞
正常范围
组2
糖尿病小鼠
不处理
居高不下
组3
正常小鼠
不处理
正常范围
A.组2、组3为对照组
B.糖尿病小鼠血糖的降低与移植胰岛B细胞有关
C.胰岛干细胞与胰岛B细胞中基因的执行情况不同
D.该实验证明了移植人胰岛干细胞是治疗人类糖尿病的有效途径
21.(2022·湖南·宁乡市教育研究中心模拟预测)下列关于生命活动中“抑制”现象的叙述,正确的是( )
A.植物体内低浓度的生长素可诱导乙烯的合成,进而抑制细胞的伸长生长
B.长期使用同种抗生素抑制某种细菌的增殖会导致该细菌群体中抗药基因频率下降
C.器官移植手术后服用免疫抑制剂主要抑制患者的细胞免疫功能,也会影响其体液免疫功能
D.人体内的甲状腺激素浓度过高时可抑制下丘脑分泌促甲状腺激素,这体现了激素的分级调节
22.(2022·江苏连云港·模拟预测)有的激素受体存在于胞浆和细胞核内,这类激素的作用机制如图所示,下列说法错误的是( )
A.激素与受体结合后,诱发受体构象改变,使之具有与染色质DNA结合的能力
B.细胞内受体数量减少,可能会导致该细胞对激素的敏感度下降
C.此类激素的调节作用原理是激素-受体复合物与基因上游序列结合催化转录过程
D.此类激素到达细胞核内可能穿过2层或6层磷脂分子
23.(2022·湖南·雅礼中学一模)人体体温、水盐和血糖平衡的部分调节过程如下图所示。据下图分析,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
24.(2022·湖北·恩施市第一中学模拟预测)2021年诺贝尔生理学或医学奖授予在发现温度和触觉感受器方面做出贡献的两位科学家。温度感受器中的关键蛋白——TRPV1通道,揭示了人吃辣椒同时感到痛和热的分子机制。TRPV1通道属于TRPs蛋白家族,具有高度的Ca2+通透性,能够被辣椒素特异性激活,同时也能被42℃以上的高温激活。下列说法错误的是( )
A.TRPV1通道蛋白所介导Ca2+的运输不需要消耗能量
B.TRPs通道的激活,使温度感受器能够感觉冷热变化
C.该研究成果有利于开发治疗慢性疼痛的药物
D.TRPV1通道是将温度刺激转化为电信号的关键蛋白
25.(2022·湖北·襄阳五中模拟预测)人体肠道菌群对机体健康具有重要作用。科研人员利用长爪沙鼠开展实验,对甲状腺功能亢进(甲亢)引起体温偏高过程中肠道菌群的作用进行研究,主要流程(见下图1)及结果(见下图2)。下列相关叙述正确的是( )
A.甲亢动物甲状腺激素浓度一般高于正常值,导致安静状态下的代谢速率偏高,机体的产热量大于散热量
B.图1中Ⅰ、Ⅱ处所需的实验材料和处理分别为含有甲状腺激素的食物、不移植菌群
C.实验结果显示第0周,B组鼠安静状态下的代谢速率显著高于A组;第1~6周,B2组安静状态下的代谢速率低于B1组,可推测甲状腺激素通过改变肠道菌群,提高代谢水平
D.肠道菌群数量或数量不能作为进一步验证上述推测的检测指标
26.(2022·湖北·荆州中学三模)寒冷地带生活的布氏田鼠是一种小型非冬眠哺乳动物。下图为持续寒冷刺激下机体调节BAT细胞的产热过程图,已知UCP—1增加会导致ATP合成减少。以下分析错误的是( )
A.去甲肾上腺激素与膜受体结合后可影响胞内cAMP,以促进脂肪分解
B.持续寒冷使BAT细胞中的UCP-1、cAMP、线粒体增加,进而增加ATP量
C.甲状腺激素进入靶细胞后,可通过调节基因的表达来调节产热活动
D.持续寒冷环境中的布氏田鼠是通过神经-体液调节来增加产热抵御寒冷
27.(2022·湖南·宁乡市教育研究中心模拟预测)S蛋白是新冠病毒识别并感染靶细胞的重要蛋白,作为抗原被宿主免疫系统识别并应答,因此S蛋白是新冠疫苗研发的重要靶点。下表是常见几种不同类型新冠疫苗研发策略比较。据表分析,可引发细胞免疫且自身不含S蛋白的疫苗是( )
类型
研发策略
灭活疫苗
新冠病毒经培养、增殖,用理化方法灭活后制成疫苗。
亚单位疫苗
通过基因工程方法,在体外合成S蛋白,制成疫苗。
核酸疫苗
将编码S蛋白的核酸包裹在纳米颗粒中,制成疫苗。接种后,在人体内产生S蛋白。
减毒流感病毒载体疫苗
利用减毒流感病毒作为载体,带S蛋白基因,并在载体病毒表面表达S蛋白,制成疫苗。
A.灭活疫苗 B.亚单位疫苗
C.核酸疫苗 D.减毒流感病毒载体疫苗
28.(2022·黑龙江·一模)研究表明,T细胞借助其表面的蛋白质PD-1来识别癌细胞。但有的癌细胞能合成一种分布于细胞膜表面的PD-L1蛋白,该蛋白与T细胞表面的PD-1结合后,会抑制T细胞的活性和增殖,从而使肿瘤细胞逃过免疫细胞的攻击。临床实验证明,PD-1抑制剂药物,附着于T细胞表面,通过阻断PD-1与PD-L1结合,阻断了癌细胞的隐藏能力,使T细胞能识别癌细胞,进而被免疫系统摧毁,这种治疗癌症的方法叫做癌症免疫疗法。下列有关叙述正确的是( )
A.T细胞能特异性识别癌细胞并密切接触,直接使其发生细胞凋亡
B.T细胞在胸腺中分化、发育、成熟,参与细胞免疫和体液免疫
C.癌细胞表面的PD-L1蛋白与T细胞表面的PD-1结合后,使T细胞的细胞周期变短
D.T细胞能识别癌细胞,癌细胞进而被免疫系统摧毁体现了免疫系统的防卫功能
29.(2022·河南开封·模拟预测)为快速检测新冠病毒感染者,在病毒核酸检测和抗体检测的基础上,国家又推出新冠病毒抗原自测试剂。如图为某人感染新冠病毒后病毒的RNA及抗原蛋白(N蛋白和S蛋白)、两种抗体在患者体内随时间变化的曲线图。下列相关分析错误的是( )
A.无症状阶段新冠病毒会大量出现在人体的上呼吸道,此时感染者具有传染性
B.核酸和抗原检测都是针对新冠病毒的检测,呈阳性者不一定出现新冠肺炎的症状
C.抗体检测的原理是抗体与抗原能特异性结合,其能最先检测到感染者血清中的IgG抗体
D.IgM、IgG抗体均由浆细胞产生,患者体内IgM抗体量少作用时间短, IgG抗体量多作用时间长
30.(2022·湖北武汉·模拟预测)放射性免疫分析法可用于检测微量的激素,原理如下:利用激素作为抗原制备抗体(Ab),再利用同位素标记的激素(Ag+)检测未被标记的待测激素(Ag)。当Ag+与Ab结合时,会使Ab处的放射性强度增加;当加入Ag时,Ag+与Ag竞争抗体的结合位点,使放射性强度发生变化,利用该变化的数值可计算Ag的含量。下列叙述正确的是( )
A.用荧光物质代替放射性同位素来标记抗原,同样可测定激素含量
B.在含有Ab与Ag+的溶液中加入Ag后,Ab处的放射性强度会增加
C.化学本质为蛋白质的激素,才可用放射性免疫分析法来检测含量
D.Ag+和Ag都能与抗体(Ab)结合,说明该抗体的特异性并不强
31.(2022·福建·三明一中模拟预测)肾内集合管细胞膜上具有AQP2、AQP3、AQP4等多种水通道蛋白。抗利尿激素(ADH)会通过调控AQP2的数量来调节水的重吸收,有关过程如下图所示,其中①~③表示体液成分,a、b表示囊泡的不同转运途径。请据图回答下列问题。
(1)图中①~③中属于内环境的有_______;集合管细胞之间通过封闭小带紧密连接,有效防止了________。
(2)若图中“某种刺激”引起尿量减少,则该刺激可能为_________,此时ADH的释放量将_______________,并与集合管细胞膜上的X特异性结合,引发细胞内一系列反应,据此推测X的化学本质是__________,此过程下丘脑的作用有_____(至少写出两点)
(3)水分子通过AQP快速通过细胞膜的运输方式是_________。集合管细胞中,AQP2与分泌蛋白都能通过囊泡进行转运,它们在囊泡的位置区别是__________。若正常人一次性快速饮用1000mL纯净水,b过程将会_____(填“增强”、“减弱”或“基本不变”)。
(4)若人体在正常饮水情况下尿量超过3L/d,则可能患有尿崩症。据图分析引发人体尿崩的原因有_______________(至少写出两点)。
32.(2022·辽宁·模拟预测)抑郁症的主要特征为显著而持久的情感低落、常会产生无助感或无用感,严重者会出现幻觉、妄想等症状。5-羟色胺(5-HT)是一种能使人产生愉悦情绪的神经递质,为探索抑郁症的发生与5-HT含量的关系,科研人员进行了相关研究。
(1)突触前神经元将5-HT释放到突触间隙,与_____结合引发突触后膜电位变化。5-HT发挥作用后少部分被_____,大部分通过转运蛋白(SERT)摄取回突触前神经元。
(2)研究者提出的假设为:抑郁症的发生是突触间隙中5-HT的含量下降所致。下列能支持此观点的现象是_____。
A.抑郁症患者脑神经元间5-HT含量降低
B.抑郁症患者突触前膜SERT表达量提高
C.5-HT受体基因的突变对抑郁症发病无影响
D.抑制突触前膜5-HT的释放会导致实验动物出现抑郁症表现
E.症状改善的抑郁症患者突触间隙中5-HT含量逐步提高
(3)释放5-HT的神经元主要聚集在大脑的中缝核部位。为进一步探究抑郁症患者突触间隙中的5-HT含量下降的原因,研究人员利用抑郁症模型鼠进行了研究,得到的结果如下表。表中结果可归纳为_____。
组别
数量
中缝核miR-16相对含量
中缝核SERT相对含量
对照组
10只
0.84
0.59
模型组
10只
0.65
0.99
(4)研究者进一步测定了中缝核处miR-16与SERT含量的相关性,结果如下图。据图可知中缝核miR-16可_____SERT的表达。推测原因是_____。
(5)综上研究,请写出抑郁症患者产生情感低落等抑郁行为的分子机制:_____。
33.(2022·江苏·阜宁县东沟中学模拟预测)I.糖尿病(DM)主要有2种类型:Ⅰ型和Ⅰ型。II型糖尿病主要表现为胰岛素抵抗和胰岛B细胞功能缺陷,引发Ⅱ型糖尿病的主要因素有肥胖、高热量饮食、缺乏运动等。尿崩症(DI)是由于抗利尿激素(ADH)缺乏,或肾脏对ADH敏感性缺陷,导致肾小管重吸收水的功能障碍的一种临床综合征。
(1)ADH通过调控______的多少实现对人体水平衡的调节。正常情况下,促进ADH分泌增多的因素是__________________升高。
II.MacArthur和Wilson(1967)从物种适应性出发,认为物种总是面对两个相互对立的进化途径,各自只能择其一才能在竞争中生存下来:一种是高生育力但无亲代抚育(r选择);一种是低生育力但有亲代抚育(K选择)。Southwood(1974)用图解(如图)表述了它们的区别,图中横坐标为某物种在时间t的个体数量(N),纵坐标为时间t+1的个体数量(Nt+1),虚线(45°角)表示N t+1/Nt=1.回答下列问题:
(2)在自然界,当一种生物迁入一个条件适宜的新分布地时,初始阶段一般会出现较快增长,但由于空间、资源总是有限的,当种群密度增大时,______就会加剧,这就会使种群的出生率降低,死亡率升高。这种对种群数量调节的机制称为______。
(3)K选择曲线与虚线有两个交点(X和S)。S处的两个收敛箭头表示个体数量高于或低于S点时,都要趋向于S,故该点可视为种群的______。X处的两个发散箭头表示个体数量高于X时还可回升到S,但低于X时,则必然走向灭亡。
(4)r选择生物的种群死亡率主要是由环境变化引起的;K选择生物的种群死亡率主要是由密度制约因素引起。由此推测:细菌、昆虫及小型的哺乳动物如鼠类等,属于______选择。对于r选择物种来说,生物防治手段如天敌因素对控制种群数量所起的作用是______的(显著/不显著)。
34.(2022·黑龙江·佳木斯一中三模)2020年初,新型冠状病毒(2019nCoV)引发的新冠肺炎疫情逐渐蔓延全球,对人们的健康和生活造成极大的影响。人体感染新冠病毒后会引起肺炎,患者肺功能受损,出现发热、咳嗽、乏力、肌肉乏力和腹泻等症状,接种新冠疫苗进行免疫预防是目前最为有效的预防手段。
(1)感染新冠病毒会引起咳嗽反射,咳嗽反射过程中,兴奋在传入神经纤维上的传导方向是______(填“单向的”或者“双向的”),在突触小体上发生的信号转换形式是_____,在一般情况下,人可以有意识的控制咳嗽反射,说明_______________。
(2)抵御新型冠状病毒的攻击,人体有三道防线,第三道防线是由免疫器官和_____借助血液循环和淋巴循环而组成,属于_______________免疫,疫苗的原理就是利用该免疫过程中_________细胞再次接触抗原后,产生的更强免疫效果。
(3)为检测某种灭活疫苗的安全性,某研究所选择了15只生理状况相同的大鼠,随机分为5组。A组每只注射0.5μg疫苗;B组每只注射5μg;C组每只注射50μg;D组每只注射5mg;E组进行X操作。第1次免疫后,第7d加强免疫,第21d攻毒,第35d解剖检验。A、B、C、D均出现抗新冠病毒抗体、且均未出现免疫病理反应。
①该实验的自变量是疫苗注射的剂量,因变量是__________________;对E组的X操作是______________________。
②该实验结果证明在注射该种灭活疫苗剂量不大于5mg时是安全的,能有效预防新冠病毒传染且无免疫病理反应。
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