2024届高考生物一轮复习专项练习（6）稳态与调节

这是一份2024届高考生物一轮复习专项练习（6）稳态与调节，共14页。
（6）稳态与调节  1.太极拳是我国的传统运动项目，其刚柔并济、行云流水般的动作时通过神经系统对肢体和躯干各肌群的精巧调控及各肌群间相互协调而完成。如“白鹤亮翅”招式中的伸肘动作，伸肌收缩的同时屈肌舒张。如图为伸肘动作在脊髓水平反射弧基本结构的示意图。回答下列问题：（1）图中反射弧的效应器是_____________及其相应的运动神经末梢。若肌梭受到适宜刺激，兴奋传至a处时，a处膜内外电位应表现为_____________。（2）伸肘时，图中抑制性中间神经元的作用是_____________，使屈肌舒张。（3）适量运动有益健康，一些研究认为太极拳等运动可提高肌细胞对胰岛素的敏感性，在胰岛素水平相同的情况下，该激素能更好地促进肌细胞_____________，降低血糖浓度。（4）有研究报道，常年坚持太极拳运动的老年人，其血清中TSH、甲状腺激素等的浓度升高，因而认为运动能改善老年人的内分泌功能，其中TSH水平可以作为评估_____________（填分泌该激素的腺体名称）功能的指标之一。2.神经细胞外的Ca2+能竞争性结合Na+载体，对Na+内流具有抑制作用，称为膜屏障作用。适宜的血钙浓度对保持神经系统的正常兴奋性发挥着重要作用，当血钙浓度低于2.25mmol/L时，机体会发生抽搐或肌肉痉挛（俗称抽筋）；当高于2.75mmol/L时会患高钙血症，患者表现出肌无力等症状。（1）在血钙浓度过低时，肌肉发生抽筋的病理原因是____；高钙血症患者表现出肌无力的原因是____由此可见，维持内环境稳态的意义是____。（2）为验证膜屏障作用，请简要写出实验思路，并预测实验结果。实验材料及试剂：正常Ca2+浓度任氏液（含有Na+、K+、Ca2+、Cl-等）浸润中的蛙坐骨神经—腓肠肌标本，生物信号采集仪（能记录电极处的电位变化）等。可根据实验需要对任氏液中相关离子浓度进行调整。实验思路：________。实验结果（绘制膜电位变化的大致曲线图）：________。（3）为使实验结果更可靠、更准确，实验中还需测定________进一步验证。3.目前研制的新冠疫苗有多种，其中mRNA疫苗备受关注。研究发现脂质纳米颗粒（LNP）能使mR-NA疫苗在体内以非侵入性的方式进行靶向递送。mRNA疫苗由胞外递送到胞内后可能面临内体逃逸和胞内免疫两个难点，如图所示。请回答下列问题：（1）封装在LNP中的编码新冠病毒抗原蛋白的mRNA疫苗以______的方式进入靶细胞，形成内体小泡，之后从内体小泡逃逸，利用宿主细胞的核糖体进行______，产生的抗原蛋白分泌到细胞外激活宿主的免疫应答，产生相应的抗体和______，从而获得对新冠病毒的免疫力。（2）若内体小泡内的mRNA未实现逃逸，则会被______识别，使该外来mRNA降解；若逃逸成功，则也需逃避______的识别，以免被降解。（3）DNA疫苗通过抗原蛋白基因在动物细胞中的表达，引起机体免疫应答。与DNA疫苗相比，mRNA疫苗的安全性更高，这是因为_____。（4）为了更好地预防感染新冠病毒，国家提倡注射新冠疫苗加强针，从体液免疫的角度分析这样做的意义是_____注射新冠疫苗加强针也不能够保证不会被新冠病毒感染，请阐述理由：_____。4.造血干细胞（HSC）在骨髓中产生，可分化和发育为血细胞和免疫细胞。当受到某些细胞因子刺激后，骨髓中的HSC释放到外周血中，此过程称为HSC动员。收集外周血中的HSC，可用于干细胞移植及血液疾病治疗。（1）图1表示HSC动员的机制。由图可知，粒细胞集落刺激因子（G-CSF）刺激骨髓中的伤害性感受神经元，促进神经纤维末梢中的______与突触前膜融合，释放神经肽（CGRP），CGRP作为一种______可作用于HSC的______上的受体，促进HSC迁移至血管中。（2）R蛋白是HSC上受体的组分之一。为研究HSC动员对骨髓造血的影响，研究人员以野生型小鼠及敲除编码R蛋白基因的小鼠为实验材料，实验处理及检测结果如图2和图3所示。①图2结果表明R蛋白是受体响应CGRP信号所必需的，依据是______。②图3结果说明HSC动员对骨髓中HSC的存储量______（填“无影响”或“有影响”）。③综合图2和图3实验数据可知，G-CSF刺激后，野生型小鼠体内HSC总量明显高于敲除组，推测原因可能是______。（3）研究人员从辣椒素会触发伤害性神经元活化这一原理中，提出了辣椒素会引起造血干细胞动员的设想。为探索这种可能性，以野生型小鼠等为材料，写出实验思路：_____。5.2020年诺贝尔生理学或医学奖颁给了三位科学家，以表彰他们在发现丙型肝炎病毒上作出的贡献。丙型肝炎病毒HCV是一种单股正链RNA病毒，其宿主细胞是肝细胞，现有证据表明仅丙型肝炎病毒就能导致肝炎。请回答下列问题。（1）图1中B的腺嘌呤+尿嘧啶数量____（填“=”或“≠”）A中腺嘌呤+尿嘧啶数量，原因是____在图1中B的作用是_____。（2）图2是巨噬细胞与辅助性T细胞进行细胞间信息传递的方式，直接参与该信息传递过程的物质有_____（按图2中的名称填写）。在MHC-Ⅱ形成过程中，①②均有加工的功能，两者之间_____（填写“可以”或“不可以”）相互替代，原因是_____。（3）病毒进入肝脏细胞后，_____细胞会与其密切接触，该细胞的来源包括_____，该细胞与被侵染的肝脏细胞间发生图3过程，其中b与c_____（填“是”或“不是”）同一种物质，判断依据是_____细胞毒性T细胞可以合成穿孔素，辅助性T细胞则不能，原因是_____。6.糖尿病是以多饮、多尿、多食及消瘦、疲乏、尿甜为主要表现的代谢综合征，其发病率呈逐年上升趋势。请回答问题:(1)正常人进食后血糖浓度上升，胰岛素分泌增多。胰岛素可促进血糖进入组织细胞进行_____。进入肝、肌细胞并合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为____，并抑制____和非糖物质转化为葡萄糖，促使血糖浓度降低。胰岛素的作用效果反过来又会影响胰岛素的分泌，这种调节方式叫_____调节。(2)据图1分析，当胰岛素与蛋白M结合之后，经过细胞内信号转导，引起_____的融合，从而促进葡萄糖以____方式进入组织细胞。(3)2型糖尿病的典型特征是出现胰岛素抵抗，即胰岛素功效_____，进而导致血糖水平居高不下，持续的高血糖又进一步刺激胰岛素分泌，形成恶性循环。(4)科研人员发现了一种新型血糖调节因子—成纤维细胞生长因子(FGF1)，并利用胰岛素抵抗模型鼠开展了相关研究。实验结果如图2、3所示。①图2的实验结果说明_____。②根据图2与图3可以得出的结论为FGF1可改善胰岛素抵抗，得出该结论的依据是_____。(5)综合上述信息，请推测FGF1改善胰岛素抵抗的可能机制_____。7.水稻根系能够吸收水分和营养，茁壮的根系能提高水稻的产量。脱落酸（ABA）作为植物生长发育中的一种重要激素，在调控水稻根的生长发育中扮演着重要角色。为探究ABA对水稻初生根生长的影响，某科研小组将六种萌发程度一致的水稻种子用不同浓度的ABA处理，3d后测量并统计各品种水稻初生根的长度，结果如下图。回答下列问题：（1）ABA合成的主要部位是____，主要作用是____。（2）由图可以得出的结论是ABA对水稻初生根的生长起____（填“促进”或“抑制”）作用，判断的理由是____。（3）根据以上结果及后续研究，科研人员得出结论：ABA通过促进生长素的合成对初生根造成了以上效应。已知YUCCA是生长素合成过程中的一种关键限速酶，请利用以下实验材料设计实验验证这一结论。简要写出实验设计思路并预期实验结果。实验材料：萌发程度一致的某种水稻种子若干、一定浓度的ABA溶液和YUCCA活性抑制剂（该活性抑制剂能抑制YUCCA活性，但不会使YUCCA变性失活）等。实验设计思路：_____。预期实验结果：_____。8.如图是人体稳态调节机制的示意图，①~④表示相关的激素。请据图回答下列问题:（1）某同学长跑时心跳加速，血压升高，压力感受器激活心血管中枢，传出神经释放神经递质，递质作用于心脏及血管细胞膜上的________，从而降低血压，该调节方式属于________调节。（2）该同学因运动大量出汗，血浆渗透压升高，激活位于________的神经元A，促使其合成和分泌________(填①的名称)，进而促进肾脏对水的重吸收，该调节方式属于________调节。（3）该同学因运动体温升高，体温调节中枢通过调节皮肤血管和汗腺，增加散热；运动后，神经元B合成和分泌②减少，导致③、④合成和分泌________，减少产热，维持体温相对稳定。激素②的名称是________，其生理作用是________。


  答案以及解析1.答案：（1）伸肌、屈肌（或传出神经末梢及其支配的屈肌、伸肌）；外负内正（2）释放神经递质，抑制屈肌运动神经元处于抑制状态（3）加速摄取、利用和储存葡萄糖（4）垂体解析：本题考查神经调节和体液调节的相关知识。（1）效应器是指传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体；神经系统兴奋时，Na+内流，形成外负内正的动作电位。（2）抑制性中间神经元兴奋后，释放抑制性神经递质，抑制屈肌运动神经元，从而造成屈肌舒张。（3）胰岛素的作用是促进肌细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，降低血糖浓度。（4）TSH是促甲状腺激素，该激素是由垂体分泌的。2.答案：（1）Ca2+对Na+内流的抑制作用减弱，神经细胞容易产生兴奋而使肌肉持续收缩表现出抽筋；Ca2+对Na+内流的抑制作用增强，神经细胞不易产生兴奋，无法完成肌肉正常收缩；保证机体进行正常的生命活动（2）连接正常Ca2+浓度任氏液中的神经纤维与生物信号采集仪，对坐骨神经施加一定强度的刺激，记录采集仪所显示的电位变化；然后降低任氏液中Ca2+浓度，其他条件不变，重复实验（合理即可）；图示详见解析（合理即可）（3）膜内外Na+含量的变化解析：（1）血钙较低，肌肉易抽搐痉挛，其原因是Ca2+较少，对Na+内流的抑制作用减弱，神经细胞的兴奋性过强，很容易产生兴奋而使肌肉收缩；高钙血症患者表现出肌无力的原因是神经细胞不易产生兴奋，无法完成肌肉正常收缩；由此可见，维持内环境稳态的意义是保证机体进行正常的生命活动。（2）动作电位的产生主要是钠离子内流的结果，分析题意可知，膜屏障是指神经细胞外的Ca2+能竞争性结合Na+载体，对Na+内流具有抑制作用，为验证膜屏蔽作用，则实验的自变量是细胞外Ca2+浓度，因变量是膜电位情况，可通过膜电位情况进行测定，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：连接正常Ca2+浓度任氏液中的神经纤维与生物信号采集仪，对坐骨神经施加一定刺激记录采集仪所显示的电位变化，然后降低任氏液中Ca2+浓度，其他条件不变，重复实验。由于Ca2+浓度对Na+内流具有抑制作用，故降低钙离子浓度后膜电位升高，预期实验结果为。（3）由于膜屏蔽的结果是钠离子内流情况，故为使实验结果更可靠、准确，实验中还需测定膜内外Na+含量的变化。3.答案：（1）胞吞；翻译；记忆细胞（2）TLR3和TLR7/8；NLRs（3）RNA疫苗不会进入细胞核内，无整合到宿主细胞基因组中的风险（合理即可）（4）刺激机体产生更多的抗体和记忆细胞；因为抗体和记忆细胞具有一定的时效性和特异性，且新冠病毒变异性强（合理即可）解析：（1）由图可知，封装在LNP中的编码新冠病毒抗原蛋白的mRNA疫苗以胞吞的方式进入靶细胞。翻译是以mRNA为模板，在核糖体上合成相应蛋白质的过程。产生的抗原蛋白分泌到细胞外激活宿主的免疫应答，产生相应的抗体和记忆细胞，从而获得对新冠病毒的免疫力。（2）若mRNA未从内体小泡逃逸将引起胞内免疫，被TLR3和TLR7/8识别后被降解，即使逃逸成功也要逃避NLRs的识别，防止被降解后无法翻译产生相应的抗原蛋白；第三步：构建模型，本模型描述了mRNA发挥作用的过程，以及内体逃逸和胞内免疫导致mRNA疫苗无法起效的原理。（3）与DNA疫苗相比，mRNA疫苗可以在细胞质中的核糖体上合成抗原蛋白，不需要进入细胞核，因此没有整合到宿主细胞基因组中的风险。（4）注射新冠疫苗加强针的目的是让机体产生更多的记忆细胞和杭体，更好地抵御病毒。因为记忆细胞和杭体具有一定的时效性和特异性，且新冠病毒变异性强，所以注射新冠疫苗加强针也不能够保证不会被新冠病毒感染。4.答案：（1）突触小泡；神经递质（或信号分子）；细胞膜（2）①注射G-CSF刺激后，敲除组外周血中HSC数量显著低于野生型组②无影响③HSC迁移至外周血导致骨髓中HSC增殖，维持骨髓中HSC的存储量在一个稳定水平，从而使体内HSC总量增加（合理即可）（3）给野生型小鼠分别喂食等量含辣椒素的食物和不含辣椒素的同种食物，检测并比较两组小鼠外周血中HSC的数量解析：（1）根据图示可以看出G-CSF刺激突触前膜后，引起了神经纤维末梢中的突触小泡与突触前膜融合，释放神经肽，因此可判定CGRP为一种神经递质（或信号分子），可作用于HSC细胞膜上的受体，促进HSC迁移至血管中。（2）①图2中注射G-CSF后，对照组（野生型）可以引起外周血中HSC的相对量升高，与之相比，敲除了R基因的敲除组外周血中HSC的相对量较少，可确定R基因表达的R蛋白是受体响应CGRP信号所必须的。②图3中可以看出无论是否注射G-CSF，已经是否有R基因的表达产物，单位体积骨髓中HSC存储数量基本不变，因此可确定HSC动员对骨髓中HSC的存储量无影响。③综合图2和图3实验数据可知，G-CSF刺激后，野生型小鼠体内HSC总量明显高于敲除组，可以推测该机制可能是受G-CSF刺激后， HSC迁移至外周血导致骨髓中HSC增殖，维持骨髓中HSC的储存量，从而使体内HSC总量增加。（3）该实验的实验目的为探究辣椒素能否增强由G-CSF刺激引起的造血干细胞动员，因此自变量为是否喂食辣椒素，因变量为造血干细胞动员程度，但该过程需要由G-CSF刺激，因此需要对喂食辛辣食物与普通食物的野生型小鼠分别注射G-CSF，而因变量需要检测两组小鼠外周血中HSC的数量，题中实验方案需补充完善2点：1、实验处理：需要对喂食辛辣食物与普通食物的野生型小鼠分别注射G-CSF。2、检测指标：需要检测两组小鼠外周血中HSC的数量。5.答案：（1）=；以+RNA为模板合成-RNA的过程中遵循碱基互补配对原则；B是A的互补链，可以作为模板合成与A完全相同的C（2）MHC-Ⅱ抗原复合物、识别受体；不可以；结构②为内质网，能加工、折叠肽链，使之形成具有一定空间结构的蛋白质；而结构①为高尔基体，对来自内质网的蛋白质进行进一步的修饰加工（3）细胞毒性T；细胞毒性T细胞、记忆T细胞；不是；两者作用不同；辅助性T细胞中虽然也有合成穿孔素的基因，但该基因不能表达，不能合成穿孔素解析：（1）以+RNA为模板合成-RNA的过程中遵循碱基互补配对原则，碱基配对决定信息的准确传递，因此B（-RNA）中A+U数量等于A（+RNA）中A+U数量。据图1分析可知，-RNA可作为模板合成新病毒的核酸。（2）对图2进行分析。第一步：标识起点和终点起点为巨噬细胞吞噬病原体，终点为巨噬细胞与辅助性T细胞细胞膜接触、进行信息传递第二步：分析逻辑关系巨噬细胞以胞吞的形式吞噬病原体，形成吞噬体；巨噬细胞中①②分别为高尔基体、内质网，高尔基体部分断裂形成溶酶体，溶酶体和吞噬体融合形成吞噬溶酶体，抗原被消化；细胞器利用线粒体提供的能量，合成细胞膜上蛋白MHC-Ⅱ；MHC-Ⅱ与抗原组合成MHC-Ⅱ抗原复合物，MHC-Ⅱ抗原复合物与识别受体相互识别，巨噬细胞将抗原呈递给辅助性T细胞第三步：构建模型模式图描述了巨噬细胞吞噬抗原并将抗原呈递给辅助性T细胞的过程。由以上分析可知， MHC-Ⅱ抗原复合物和识别受体参与了巨噬细胞通过接触将抗原呈递给辅助性T细胞的过程；在合成MHC-Ⅱ的过程中内质网和高尔基体对蛋白质的加工作用不同，内质网对肽链进行加工、折叠，使之形成具有一定空间结构的蛋白质，高尔基体则对来自内质网的蛋白质进行进一步的修饰、加工（3）病毒进入肝脏细胞后，细胞毒性T细胞与其密切接触，使其裂解死亡，细胞毒性T细胞来源于记忆T细胞和细胞毒性T细胞。据图可知，穿孔素为细胞毒性T细胞释放的一种蛋白质，一定条件下在物质b的作用下可发生聚合并插入靶细胞的细胞膜上，形成多聚穿孔素管道，使Ca2+发生内流，细胞毒性T细胞释放的酶即物质c可诱导靶细胞调亡，多聚穿孔素管道在诱导靶细胞调亡中的作用是为细胞毒性T细胞释放的物质c进入靶细胞诱导细胞凋亡提供管道。由于物质c和物质b的功能不同，因此物质c和物质b不是同一种物质。细胞毒性T细胞和辅助性T细胞都含有合成穿孔素的基因，但在辅助性T细胞中该基因不能表达，不能合成穿孔素。6.答案：（1）氧化分解；甘油三酯（脂肪）；肝糖原分解；反馈（2）含GLUT4的囊泡与细胞膜；协助扩散（3）降低（4）①.FGF1发挥降血糖作用时必须依赖胰岛素②.使用FGF1可使胰岛素抵抗模型鼠的血糖浓度降低，且随FGF1浓度的增加，胰岛素抵抗模型鼠的胰岛素含量也降低（5）FGF1可通过促进胰岛素与受体结合（或促进信号传导，促进胰岛素受体合成，增加膜上胰岛素受体数量等），从而提高胰岛素的功效，改善胰岛素抵抗解析：（1）胰岛素的分泌量明显增加，体内胰岛素水平的上升，促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，促进血糖进入肝、肌肉并合成糖原，促进血糖进入脂肪组织细胞转变为脂肪，使血糖浓度降低；胰岛素的作用效果反过来又会影响胰岛素的分泌，这种调节方式叫负反馈调节。（2）胰岛素与受体结合后，经过一系列信号传导，可引起如图1所示的变化：含GLUT4的囊泡和细胞膜的融合，促进囊泡将GLUT4转运至细胞膜，细胞膜上葡萄糖转运载体增多，有利于葡萄糖以协助扩散的方式进入组织细胞。（3）Ⅱ型糖尿病的典型特征是出现胰岛素抵抗，即胰岛素功效降低，即表现为胰岛素无法起到相应的调节作用，因而血糖水平居高不下，而表现为糖尿病，而持续的高血糖又进一步刺激胰岛素分泌，形成恶性循环。（4）科研人员发现了一种新型血糖调节因子——成纤维细胞生长因子（FGF1），并利用胰岛素抵抗模型鼠开展了相关研究。图2结果显示成纤维细胞生长因子（FGF1）的使用能使血糖水平降低，而成纤维细胞生长因子和胰岛素抑制剂的联合使用，却未能使血糖水平下降，因此可说明使用FGF1可使胰岛素抵抗模型鼠的血糖浓度降低，且FGF1发挥降血糖作用时必须依赖胰岛素，实验3结果显示随着FGF1浓度的增加，实验鼠的胰岛素浓度下降并接近正常值，据此可知使用FGF1可使胰岛素抵抗模型鼠的血糖浓度降低，且随FGF1浓度的增加，胰岛素抵抗模型鼠的胰岛素含量也降低。（5）结合胰岛素的作用机理可知，FGF1可通过促进胰岛素与受体结合（或促进信号传导，促进胰岛素受体合成，增加膜上胰岛素受体数量等），从而提高胰岛素的功效，改善胰岛素抵抗，达到治疗糖尿病的目的。7.答案：（1）根冠、萎蔫的叶片等；抑制细胞分裂：促进叶和果实的衰老和脱落；促进气孔关闭；维持种子休眠（2）抑制；与不添加ABA（对照组）相比，ABA处理后各品种水稻初生根的长度都减小，且随着ABA浓度的升高，抑制作用更明显（3）取萌发一致的某种水稻种子若干，随机分成三组，编号为A、B、C,A组单独用一定浓度的ABA处理，B组单独用YUCCA活性抑制剂处理，C组用一定浓度的ABA和YUCCA活性抑制剂联合处理。一段时间后，测量并统计各组水稻初生根的长度并进行比较各组水稻初生根的长度为A组<C组<B组解析：（1）脱落酸（ABA）主要在根冠、萎蔫的叶片等部位合成，其主要作用是抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落。（2）由图可知，任何一个品种的水稻，与不添加ABA（对照组）相比，ABA处理后各品种水稻初生根的长度都减小，且随着ABA浓度的升高，抑制作用越明显。（3）由题意可知，该实验的自变量是有无ABA和YUCCA，因变量是初生根的长度，设计实验时遵循单一变量原则和对照原则，故设计实验思路为：取萌发一致的某种水稻种子若干，随机分为三组，编号为A、B、C,A组单独用一定浓度的ABA处理，B组单独用相同体积的YUCCA活性抑制剂处理，C组用相同体积的一定浓度的ABA和YUCCA活性抑制剂联合处理。一段时间后，测量并统计各组水稻初生根的长度并进行比较。因为该实验是验证性实验，要符合假设，即ABA通过促进生长素的合成而对初生根造成了以上效应，A组的ABA能促进生长素的合成，从而抑制初生根的长，B组加入的YUCCA活性抑制剂不影响初生根的生长，C组加入了YUCCA活性抑制剂，则抑制了生长素的合成，但是ABA本身对初生根的生长有一定的抑制作用，因此各组水稻初生根的长度为A组<C组<B组。8.（1）答案：（特异性）受体；神经（或负反馈）解析：神经递质在兴奋传递中是担当“信使”的特定化学物质，神经递质只有和相应的受体结合后才能发挥作用。结合题图分析，长跑时心跳加速，血压升高，压力感受器激活心血管中枢，传出神经释放神经递质，作用于心脏及血管细胞膜上的特异性受体，从而使血压下降，该过程是神经调节。反馈调节是指在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作。长跑时，心跳加快、血压升高，机体通过神经调节作用于血管和心脏，该调节方式为负反馈调节。（2）答案：下丘脑；抗利尿激素；神经—体液（或负反馈）解析：抗利尿激素是由下丘脑合成、垂体释放的，作用于肾小管和集合管。抗利尿激素的主要作用是提高肾小管和集合管对水的通透性，促进水的重吸收。运动时大量出汗，血浆渗透压升高，激活位于下丘脑的神经元A，促使其合成和分泌抗利尿激素，进而促进肾脏对水的重吸收，该调节过程既有神经系统的参与，又有激素的参与，称为神经—体液调节，该调节也属于负反馈调节。（3）答案：下降；促甲状腺激素释放激素；促进（腺）垂体合成与分泌促甲状腺激素解析：促甲状腺激素释放激素的生理作用是促进垂体合成和分泌促甲状腺激素。运动后，下丘脑中的神经元B合成和分泌②（促甲状腺激素释放激素）减少，导致③（促甲状腺激素）和④（甲状腺激素）合成和分泌减少，减少产热。