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2023届高考生物二轮复习神经调节和体液调节作业含答案
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这是一份2023届高考生物二轮复习神经调节和体液调节作业含答案,共15页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
微专题限时集训(九) 神经调节和体液调节
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.(2022·江苏高三期末)太极拳中刚柔并济的动作是通过神经系统对肢体和躯干各肌群的精巧调控使各肌群间相互协调而完成的。如“白鹤亮翅”招式中的伸肘动作,伸肌收缩的同时屈肌舒张。如图为伸肘动作在脊髓水平反射弧基本结构的示意图。下列说法错误的是( )
A.反射弧的效应器是伸肌、屈肌和它所支配的运动神经末梢
B.伸肘动作中伸肌的收缩导致屈肌的舒张,此生理过程属于负反馈调节
C.伸肘时,图中抑制性中间神经元的作用是释放抑制性神经递质使屈肌舒张
D.若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至a处时,a处膜内外电位应表现为外负内正
B [图中运动神经元属于传出神经的部分,故反射弧的效应器是伸肌、屈肌和它所支配的运动神经末梢,A正确;伸肘动作中伸肌收缩的过程中,肌梭感受器兴奋,引发伸肌收缩的同时,会刺激抑制性中间神经元兴奋,释放抑制性神经递质,使屈肌运动神经元抑制,导致屈肌的舒张,即伸肌的收缩和屈肌的舒张都是肌梭兴奋的结果,此生理过程不属于负反馈调节,B错误、C正确;若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至a处时,该部位Na+内流,其膜电位变为外负内正,产生动作电位,D正确。]
2.(2021·江苏选择性考试)在脊髓中央灰质区,神经元a、b、c通过两个突触传递信息(如图所示)。下列相关叙述正确的是( )
A.神经元a兴奋则会引起人的兴奋
B.神经元b兴奋使神经元c内Na+快速外流产生动作电位
C.神经元a和b释放的神经递质均可改变突触后膜的离子通透性
D.失去脑的调控作用,脊髓反射活动无法完成
C [神经元a兴奋可能会使突触前膜释放兴奋性或者抑制性神经递质,则会引起人的兴奋或抑制,A错误;产生动作电位的原因是Na+内流,B错误;神经元b释放的神经递质作用于神经元c,神经元a释放的神经递质作用于神经元b,改变突触后膜的离子通透性,即神经元a和b释放的神经递质均可改变突触后膜的离子通透性,C正确;一些简单的脊髓反射活动,如膝跳反射,不需要大脑皮层的参与,失去脑的调控作用,脊髓反射活动仍然能完成,D错误。]
3.(2022·广东选择性考试)研究多巴胺的合成和释放机制,可为帕金森病(老年人多发性神经系统疾病)的防治提供实验依据,最近研究发现在小鼠体内多巴胺的释放可受乙酰胆碱调控,该调控方式通过神经元之间的突触联系来实现(如图)。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.乙释放的多巴胺可使丙膜的电位发生改变
B.多巴胺可在甲与乙、乙与丙之间传递信息
C.从功能角度看,乙膜既是突触前膜也是突触后膜
D.乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放
B [多巴胺是乙释放的神经递质,与丙上的受体结合后会使其膜发生电位变化,A正确;多巴胺可在乙与丙之间传递信息,不能在甲与乙之间传递信息,B错误;乙膜既是乙酰胆碱作用的突触后膜,又是释放多巴胺的突触前膜,C正确;多巴胺的释放受乙酰胆碱的调控,故乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放,D正确。]
4.(2022·广东茂名高三模拟)肌萎缩侧索硬化(ALS)患者由于运动神经细胞受损,肌肉失去神经支配逐渐萎缩,俗称“渐冻人”。ALS的发病机理是突触间隙谷氨酸过多,持续作用引起Na+过度内流,神经细胞渗透压升高,最终水肿破裂。图甲是ALS患者病变部位在适宜刺激下的有关生理过程,NMDA为膜上的结构;图乙中曲线表示该过程中膜电位和膜内Na+含量变化。下列叙述错误的是( )
甲 乙
A.图甲中NMDA具有识别谷氨酸和运输Na+的作用
B.图乙中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示膜内Na+含量变化和膜电位变化
C.针刺“渐冻人”手部皮肤,患者有感觉但不能完成缩手反射
D.促进突触前膜回收谷氨酸或促进谷氨酸与突触后膜受体结合都能有效缓解病症
D [NMDA是突触后膜上的受体,谷氨酸作为神经递质可与NMDA特异性结合传递信号,使得Na+在NMDA的协助下运入细胞内,A正确;曲线Ⅰ表示膜内Na+含量变化,在AB段Na+内流导致膜内Na+含量增多,引起曲线Ⅱ对应区段产生动作电位,B正确;感觉中枢位于大脑皮层,针刺“渐冻人”手部皮肤产生的兴奋会传到大脑皮层产生感觉,但由于“渐冻人”的运动神经元(传出神经)受损,则兴奋不能传到效应器,无法完成缩手反射,C正确;若促进谷氨酸与突触后膜受体结合,则Na+会更多地流向细胞内,神经细胞渗透压升高幅度更大,会加剧病症,D错误。]
5.(2021·山东等级考)氨基酸脱氨基产生的氨经肝脏代谢转变为尿素,此过程发生障碍时,大量进入脑组织的氨与谷氨酸反应生成谷氨酰胺,谷氨酰胺含量增加可引起脑组织水肿、代谢障碍,患者会出现昏迷、膝跳反射明显增强等现象。下列说法错误的是( )
A.兴奋经过膝跳反射神经中枢的时间比经过缩手反射神经中枢的时间短
B.患者膝跳反射增强的原因是高级神经中枢对低级神经中枢的控制减弱
C.静脉输入抗利尿激素类药物,可有效减轻脑组织水肿
D.患者能进食后,应减少蛋白质类食品摄入
C [膝跳反射一共有2个神经元参与,缩手反射一共有3个神经元参与,膝跳反射的突触数目少,二者都是非条件反射,因此兴奋经过膝跳反射神经中枢的时间比经过缩手反射神经中枢的时间短,A正确;患者由于谷氨酰胺增多,引起脑组织水肿、代谢障碍,所以患者膝跳反射增强的原因是高级神经中枢对低级神经中枢的控制减弱,B正确;抗利尿激素促进肾小管、集合管对水的重吸收,没有作用于脑组织,所以输入抗利尿激素类药物,不能减轻脑组织水肿,C错误;如果患者摄入过多的蛋白质,蛋白质分解产生氨基酸,氨基酸脱氨基产生的氨进入脑组织,进入脑组织的氨与谷氨酸反应生成谷氨酰胺,会加重病情,所以应减少蛋白质类食品摄入,D正确。]
6.(2021·山东等级考改编)体外实验研究发现,γ氨基丁酸持续作用于胰岛A细胞,可诱导其转化为胰岛B细胞。下列说法错误的是( )
A.胰岛A细胞转化为胰岛B细胞是基因选择性表达的结果
B.胰岛A细胞合成胰高血糖素的能力随转化的进行而逐渐增强
C.胰岛B细胞也具有转化为胰岛A细胞的潜能
D.胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞结合并起作用后就被灭活了
B [同一个体胰岛A细胞和胰岛B细胞内的基因是相同的,只是表达的基因不同,因此胰岛A细胞转化为胰岛B细胞是γ氨基丁酸诱导了相关的基因选择性表达的结果,A正确;胰岛A细胞合成胰高血糖素,胰岛B细胞合成胰岛素,因此在转化过程中,合成胰高血糖素的能力逐渐减弱,B错误;由于胰岛A细胞可以转化为胰岛B细胞,所以可以推测在合适的条件下,胰岛B细胞也具有转化为胰岛A细胞的潜能,C正确;胰岛素是动物激素,与靶细胞结合并起作用后就被灭活了,D正确。]
7.(2022·山东滨州高三期末)下图为人和高等动物胰液分泌的调节图解,据图分析错误的是( )
A.食物引起胰腺分泌胰液是神经调节和体液调节共同作用的结果
B.食物刺激通过①②③引起胰腺分泌胰液的调节过程只有神经调节
C.食物通过途径④⑤刺激胰腺分泌胰液的过程属于条件反射
D.胃可以产生2种影响胰腺分泌的物质
B [由图可知,胰腺分泌胰液的过程中有神经中枢和激素的参与,说明食物引起胰腺分泌胰液是神经调节和体液调节共同作用的结果,A正确;食物刺激通过①②③引起胰腺分泌胰液的调节过程既有神经中枢的参与,又有胃泌素的参与,因此该过程除了有神经调节还有体液调节,B错误;食物通过途径④⑤刺激胰腺分泌胰液的过程需要视觉和嗅觉的参与,有大脑皮层的参与,属于条件反射,C正确;胃可以产生胃泌素和胃酸这2种影响胰腺分泌的物质,D正确。]
8.(2022·济南高三一模)小鼠胃的内分泌细胞分泌的Ghrelin可与下丘脑的GHSR1α受体结合,形成Ghrelin—下丘脑GHSR信号通路,促进生长激素分泌,进而通过调节摄食行为和糖脂代谢引起血糖升高。当小鼠血糖升高时,Ghrelin合成减少,会限制血糖进一步上升。下列叙述正确的是( )
A.GHSR1α受体所在的细胞为Ghrelin—下丘脑GHSR信号通路的感受器的一部分
B.长期禁食后,通过Ghrelin—下丘脑GHSR信号通路的调节,血清中Ghrelin含量开始增加
C.在食物刺激下,兴奋传导至下丘脑经垂体促进胰岛素的产生,限制血糖进一步上升
D.通过Ghrelin—下丘脑GHSR信号通路的调节,使生长激素和血糖含量维持相对稳定
D [Ghrelin属于内分泌细胞分泌激素,GHSR1α所在的细胞有Ghrelin的受体,则GHSR1α受体所在的细胞为Ghrelin的靶细胞,A错误。长期禁食后,通过Ghrelin—下丘脑GHSR信号通路的调节,血糖水平升高,血清中Ghrelin含量开始下降,B错误。胰岛是直接受下丘脑控制的,不用经过垂体,C错误。血糖浓度低时,机体通过增加Ghrelin的含量,形成Ghrelin—下丘脑GHSR信号通路,促进生长激素分泌,进而通过调节摄食行为和糖脂代谢引起血糖升高;血糖浓度高时,机体通过降低Ghrelin的含量,降低饥饿感、减少摄食量,从而限制血糖进一步升高,D正确。]
9.(2022·山东昌乐二中模拟预测)生长激素对软骨细胞生长有促进作用,调节过程如下图所示。研究人员利用无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,在细胞培养液中添加不同物质分组离体培养,验证生长激素可通过IGF1促进软骨细胞生长。实验设计如表所示,A组为对照组,已知E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快。下列分析不合理的是( )
组别
A
B
C
D
E
培养液中
添加物质
无
GH
IGF1
正常小鼠去垂体一段时间后的血清
?
A.根据示意图可以确定软骨细胞具有GH受体和IGF1受体
B.促进软骨细胞生长过程中GH和IGF1具有明显的协同作用
C.在B、C、D三组中与A组比较,软骨细胞生长无明显变化的是D组
D.E组培养液中添加物质是正常小鼠去垂体并注射GH一段时间后的血清
C [据示意图可知,生长激素(GH)和胰岛素样生长因子1(IGF1)都可以作用于软骨细胞,促进软骨细胞生长,因此可以确定软骨细胞具有GH受体和IGF1受体,A合理。由A分析可知,促进软骨细胞生长过程中GH和IGF1具有明显的协同作用,B合理。以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,则B组培养液中添加GH,不能促进软骨细胞生长。D组正常小鼠去垂体后一段时间,血清中不含GH,也不含有肝脏细胞分泌的IGF1,软骨细胞也不能生长。C组培养液中添加IGF1,可促进软骨细胞生长。综上可知,与A组比较,软骨细胞生长无明显变化的是B、D组,C不合理。已知E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快,推测E组培养液中添加的物质中应含有IGF1,结合D组可知,添加的物质是正常小鼠去垂体后注射过GH的血清。通过B、C、D、E 4组对照,说明没有垂体分泌的GH或GH不能发挥作用,均不能促进软骨细胞生长,有了IGF1,软骨细胞才能生长,因此,E组培养液中添加物质是正常小鼠去垂体并注射GH一段时间后的血清,可验证生长激素可通过IGF1促进软骨细胞生长,D合理。]
10.(2022·湖北高三质检)为探究不同水流速度对草鱼幼鱼甲状腺激素代谢的影响,研究人员在不同水流速度下对草鱼幼鱼进行运动训练10周,训练结束后测定幼鱼体重、血液中甲状腺激素含量,结果如下表所示。下列有关分析错误的是( )
水流速度相对值
0
0.5
1.0
1.5
平均体重/g
328
342
372.2
371.5
甲状腺激素含量/(ng·mL-1)
62.2
56.8
43.5
40.1
A.几乎全身细胞都含有甲状腺激素的受体
B.运动能抑制草鱼幼鱼体内甲状腺激素的分泌
C.与对照组相比,实验组草鱼幼鱼血液中TSH含量可能较高
D.水流速度相对值1.0~1.5可能是刺激草鱼幼鱼生长的适宜流速
B [甲状腺激素的靶细胞是几乎全身细胞,A正确;甲状腺激素具有促进鱼体生长发育的作用,运动状态下,鱼的生长速度加快,甲状腺激素消耗较多,甲状腺激素含量下降,B错误;运动组甲状腺激素含量较低,由于负反馈调节,TSH的量相应增多,C正确;题中实验数据表明,当水流速度小于1.0时,鱼体重随水流速度增加而增加,水流速度相对值在1.0~1.5时,体重没有明显改变,推测继续增加水流速度不能继续刺激鱼体生长,水流速度相对值1.0~1.5可能是刺激草鱼幼鱼生长的适宜流速,D正确。]
11.尼古丁是一种能使人高度成瘾的物质,主要存在于烟草中。尼古丁具有刺激性气味,可作用于自主神经系统,如图所示。下列相关说法错误的是( )
A.尼古丁能改变受体的形状,从而为Na+的跨膜运输提供通道
B.与不吸烟的人相比,吸烟者体内肾上腺素含量会下降
C.根据图示推测,人在戒烟后很可能会出现体重升高的现象
D.尼古丁通过呼吸系统进入内环境,经过体液运输到靶细胞发挥作用
B [由题图可以直接看出,尼古丁与其受体结合后,受体的空间结构发生改变,形成通道,Na+通过通道进入细胞内, A正确。与不吸烟的人相比,吸烟者体内摄入尼古丁,刺激POMC神经元的兴奋性程度增强,通过“饱腹感”神经元的调节作用使食欲下降,会使机体减少有机物的摄入;同时,由于尼古丁的刺激,交感神经兴奋性增强,肾上腺素的释放增加,即吸烟者体内肾上腺素含量会增加,脂肪细胞产热增加,消耗脂肪增加,故体重会下降,B错误。由B项推测,C正确。烟雾中的尼古丁通过呼吸系统进入内环境,经过体液运输到达全身,在靶细胞处发挥作用,D正确。]
12.(不定项)(2022·河北石家庄模拟)醛固酮是由肾上腺分泌的一种调节血容量的固醇类激素。当血容量下降时,醛固酮分泌增加,与肾小管、集合管上皮细胞内的受体结合后,促进相关基因的表达,基因产物可以增加上皮细胞对Na+的重吸收,进而促进对水的重吸收,使血容量增加。原发性醛固酮增多症患者的肾上腺皮质病变,导致醛固酮分泌过多。下列相关分析错误的是( )
A.醛固酮分泌过少可能导致血液中Na+浓度降低
B.醛固酮与靶细胞膜上受体结合并发挥作用后就会被灭活
C.原发性醛固酮增多症患者的抗利尿激素分泌量可能偏多
D.肾上腺皮质细胞通过胞吐将合成的醛固酮运出细胞
BD [醛固酮能够促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,因此醛固酮分泌过少可能导致血液中Na+浓度降低,A正确;据题干“醛固酮分泌增加,与肾小管、集合管上皮细胞内的受体结合后”可知,醛固酮的受体在细胞内,B错误;醛固酮分泌增多,肾小管、集合管对Na+的重吸收增多,血浆渗透压增大,导致下丘脑合成分泌、垂体释放的抗利尿激素增加,C正确;由题干可知,醛固酮是固醇类激素,具有脂溶性,以自由扩散的方式运出细胞,D错误。]
二、非选择题
13.(2022·潍坊模拟预测)神经递质分为储存于囊泡的典型神经递质和不储存于囊泡的非典型神经递质,NO是一种生物信号分子,在神经系统、体液调节中都有重要作用,具体过程如下图所示。
图1 NO在神经系统中的作用
图2 NO在体液调节中的作用
(1)据图1分析,NO作为脑内的气体分子,属于________神经递质,与另一类神经递质相比,区别是______________________________________________
____________________________________________________________(答两点)。
(2)图1中Glu自突触前膜释放后,与突触后膜上的________________受体结合,使通道打开促使Na+和Ca2+内流,同时________外流。突触后神经元Ca2+升高可激活NOS促进NO合成,NO从突触后神经元以________方式进入突触前神经元,引起Glu长时程释放。
(3)NO作为一种活性物质,可以有效地扩张血管治疗儿童哮喘。据图2分析,NO能够缓解儿童哮喘的过程机理是______________________________________
______________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)研究发现,在乙酰胆碱的作用下,血管中存在着类似NO的信息传递分子可引起血管舒张。请利用如图的实验装置(用压力计观察大动脉扁平条收缩或舒张状态)及一条完整的大动脉扁平条和两条去内皮的大动脉扁平条,设计实验验证大动脉血管在乙酰胆碱的作用下,由大动脉内皮产生某种物质,并通过扩散作用引起血管的肌肉组织舒张。
实验思路:_______________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
______________________________________________________________。
预测结果:_______________________________________________________
_________________________________________________________________
______________________________________________________________。
[解析] (1)根据题图分析可知:NO不储存于囊泡,可以由突触后膜释放,属于非典型神经递质。
(2)据图1分析可知:Glu自突触前膜释放后,与突触后膜上的AMPA和NMDA受体结合,使通道打开促使Na+和Ca2+内流,同时K+外流;NO为气体分子,所以NO从突触后神经元以自由扩散方式进入突触前神经元。
(3)据图2分析可知:NO扩散进入平滑肌细胞内,激活鸟苷酸环化酶,从而使GTP转变为cGMP使肌球蛋白去磷酸化,进而使平滑肌松弛(舒张)、血管扩张,缓解儿童哮喘。
(4)该实验需要验证大动脉血管在乙酰胆碱的作用下,由大动脉内皮产生某种物质,并通过扩散作用引起血管的肌肉组织舒张。该实验的自变量为是否含有完整的大动脉扁平条,根据实验原则和题中实验目的,设计的实验思路为:准备两组完全相同的实验装置,第一组样本是去内皮的大动脉扁平条,第二组样本是将完整的大动脉扁平条与去内皮的大动脉扁平条叠加的扁平条,相同时间后通过压力计观察两组大动脉扁平条的状态。推测的结果为:第一组大动脉扁平条收缩,第二组大动脉扁平条舒张。
[答案] (1)非典型 NO不储存于囊泡;可由突触后膜释放 (2)AMPA和NMDA K+ 自由扩散 (3)NO扩散进入平滑肌细胞内,激活鸟苷酸环化酶,从而使GTP转变为cGMP使肌球蛋白去磷酸化,进而使平滑肌松弛(舒张)、血管扩张,缓解儿童哮喘 (4)准备两组完全相同的实验装置,第一组样本是去内皮的大动脉扁平条,第二组样本是将完整的大动脉扁平条与去内皮的大动脉扁平条叠加的扁平条,相同时间后通过压力计观察两组大动脉扁平条的状态 第一组大动脉扁平条收缩,第二组大动脉扁平条舒张
14.(2022·德州高三一模)褪黑素(MT)主要是由哺乳动物和人类的松果体产生的一种小分子胺类激素,能够缩短睡前觉醒时间和入睡时间,减少睡眠中觉醒次数,改善睡眠质量。白天松果体分泌MT的功能会受到抑制。下图为松果体分泌MT的调节过程。
暗信号→视网膜下丘脑松果体褪黑素
(1)据图分析,暗信号刺激视网膜促进褪黑素分泌的过程属于________调节,视网膜在此调节过程中相当于________。
(2)睡眠障碍和昼夜节律失调是阿尔茨海默病(AD)患者的先兆症状,临床上给AD患者口服MT,试验表明外源MT并未改善AD患者的睡眠质量和昼夜节律性,推断其原因最可能是________________________________________________
______________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)用发情期成年雄鼠进行实验,证实MT可以导致性腺萎缩。有关MT对性腺发育调节的途径,有两种假说:①MT的靶器官是下丘脑,通过调节促性腺激素释放激素的分泌量调节性腺的发育;②MT的靶器官是性腺,直接调节性腺的发育。请设计实验探究发情期成年雄鼠体内MT调节性腺发育的途径。
实验思路:______________________________________________________
________________________________________________________________
______________________________________________________________。
实验结果及结论:______________________________________________
______________________________________________________________。
[解析] (1)暗信号刺激视网膜,在下丘脑的参与下,会导致褪黑素分泌量的变化,因此暗信号刺激视网膜促进褪黑素分泌的过程属于神经调节,视网膜能接受暗信号刺激,相当于感受器。
(2)由题干可知,褪黑素(MT)是一种小分子胺类激素,激素需要与相关受体结合才能发挥作用,褪黑素(MT)能够缩短睡前觉醒时间和入睡时间,减少睡眠中觉醒次数,改善睡眠质量。给AD患者口服外源MT,并未改善AD患者的睡眠质量和昼夜节律性,推断其原因最可能是AD患者细胞的MT受体数量减少,导致褪黑素不能被识别。
(3)该实验的目的是探究褪黑素(MT)直接作用于性腺还是通过下丘脑间接作用于性腺,根据实验的对照原则和单一变量原则可知,本实验自变量为是否摘除下丘脑以及是否灌注褪黑素(MT),由于MT可以导致性腺萎缩,故因变量为性腺质量,题干信息可知,白天松果体分泌MT的功能会受到抑制,故该实验需要白天完成,排除动物自身分泌褪黑素(MT)。
实验思路如下:将生理状况相同的发情期成年雄鼠平均分为A、B、C三组。白天,A组只灌注适量的生理盐水;B组摘除下丘脑,灌注等量MT(溶液);C组只灌注等量MT(溶液)。在相同的条件下饲养一段时间后,称量并比较三组雄鼠的性腺质量。
实验结果及结论如下:
若MT的靶器官是下丘脑而不是性腺,B组摘除下丘脑,MT不能起作用,A组与B组雄鼠的性腺质量相等,即A组=B组,C组没有摘除下丘脑,C组灌注了等量MT(溶液),MT能抑制促性腺激素释放激素的分泌,从而导致垂体分泌的促性腺激素减少,抑制性腺的发育,导致性腺萎缩,C组雄鼠的性腺质量减小,即A组=B组>C组,故可以得出若A组=B组>C组,则MT的靶器官是下丘脑而不是性腺的结论。
若MT的靶器官是性腺而不是下丘脑,B组与C组雄鼠都保留了性腺,MT会抑制性腺的发育,导致性腺萎缩,故B组与C组雄鼠的性腺质量相等且都会减小,即A组>B组=C组,故可以得出若A组>B组=C组,则MT的靶器官是性腺而不是下丘脑的结论。
[答案] (1)神经 感受器 (2)AD患者细胞的MT受体数量减少 (3)将生理状况相同的发情期成年雄鼠平均分为A、B、C三组。白天,A组只灌注适量的生理盐水;B组摘除下丘脑,灌注等量MT(溶液);C组只灌注等量MT(溶液)。在相同的条件下饲养一段时间后,称量并比较三组雄鼠的性腺质量 若A组=B组>C组,则MT的靶器官是下丘脑而不是性腺;若A组>B组=C组,则MT的靶器官是性腺而不是下丘脑
15.(2022·北京高三检测)长期高血糖会引起脑部神经系统受损,导致认知功能出现障碍,引发糖尿病脑病。
(1)胰岛素作为________分子调节血糖。健康人血糖浓度升高时,____________分泌的胰岛素增多。胰岛素与靶细胞膜上的受体结合后,激活细胞内的信号通路,促进血液中的葡萄糖进入细胞。葡萄糖在细胞中通过________过程释放能量,也可合成糖原或转化为______________,从而使血糖浓度降低。
(2)为了探究姜黄素对糖尿病脑病的影响,科研人员对四组大鼠进行持续12周灌胃处理,24周后测定实验结果如下:
组别
实验材料(大鼠)
实验处理(60 mg/d)
体重平
均值(g)
平均血糖
浓度(mg/dL)
水迷宫逃避潜伏期(s)
A
正常
生理盐水
443.8
6.3
18.9
B
正常
姜黄素
444.4
6.2
20.5
C
糖尿病脑病
生理盐水
253.5
27.5
68.7
D
糖尿病脑病
姜黄素
313.2
20.5
34.9
①请参照A组数据,说明设置B组实验的目的_______________________
______________________________________________________________。
②比较A、C、D三组实验结果,可知______________________________
______________________________________________________________。
(3)进一步研究糖尿病脑病大鼠时发现,脑部神经细胞凋亡率和IGF1(胰岛素样生长因子)的含量发生改变,相关数据测定如下图所示。
①据图推测IGF1________神经细胞凋亡。
②综合上述研究,简述姜黄素治疗糖尿病脑病的机理___________________
_________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(4)进一步研究发现,长期高血糖会促进β淀粉样蛋白(Aβ)合成,Aβ积累可以减少突触数量和削弱突触功能,使学习记忆能力下降。请综合上述实验结果,提出治疗糖尿病脑病的措施_____________________________________________
_____________________________________________________________________
________________________________________________________(至少答2点)。
[解析] (1)胰岛素可以降低血糖浓度,该过程中胰岛素作为信号分子调节血糖;健康人血糖浓度升高时,胰岛B细胞分泌的胰岛素增多。葡萄糖在细胞中通过(细胞呼吸)氧化分解过程释放能量,也可合成糖原或转化为(甘油三酯等)非糖物质,从而使血糖浓度降低。
(2)①本实验的目的是探究姜黄素对糖尿病脑病的影响,则实验的自变量为姜黄素的有无,为证明姜黄素本身对正常大鼠无影响,验证姜黄素的安全性(无副作用),故设置B组实验(对正常小鼠注射姜黄素)。
②比较A(正常大鼠+生理盐水)、C(糖尿病脑病大鼠+生理盐水)、D(糖尿病脑病大鼠+姜黄素)三组的体重、血糖浓度和水迷宫逃避潜伏期可知,实验结果说明姜黄素对糖尿病脑病引起的体重减轻和血糖浓度升高具有缓解作用,能改善脑部的认知障碍。
(3)①据图可知,不同组别的IGF1的含量越高,则神经细胞的凋亡率越低,说明IGF1抑制神经细胞凋亡。
②结合上述结果可推测:姜黄素通过增加脑部神经细胞中胰岛素样生长因子(IGF1)的含量,从而抑制神经细胞的凋亡,改善神经系统的功能,提高学习记忆能力。
(4)据题干信息“长期高血糖会促进β淀粉样蛋白(Aβ)合成,Aβ积累可以减少突触数量和削弱突触功能,使学习记忆能力下降”可知,治疗糖尿病脑病的措施有:开发抑制Aβ积累或抑制Aβ作用的药物;开发促进胰岛素样生长因子(IGF1)表达的药物;开发降血糖的药物;吃姜黄素;注射胰岛素等 。
[答案] (1)信号 胰岛B细胞 氧化分解 (甘油三酯等)非糖物质 (2)①证明姜黄素对正常大鼠无影响,验证姜黄素的安全性(或无副作用) ②姜黄素对糖尿病脑病引起的体重减轻和血糖浓度升高具有缓解作用,能改善脑部的认知障碍 (3)①抑制 ②姜黄素通过增加脑部神经细胞中胰岛素样生长因子(IGF1)的含量,从而抑制神经细胞的凋亡,改善神经系统的功能,提高学习记忆能力 (4)开发抑制Aβ积累或抑制Aβ作用的药物;开发促进胰岛素样生长因子(IGF1)表达的药物;开发降血糖的药物;吃姜黄素;注射胰岛素等
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