北京市第四中学2024-2025学年高二上学期期中考试生物试题(解析版)-A4
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这是一份北京市第四中学2024-2025学年高二上学期期中考试生物试题(解析版)-A4,共21页。试卷主要包含了单项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
(试卷满分为100分,考试时间为90分钟)
一、单项选择题(本大题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)
1. 人体内含有大量以水为基础的液体,这些液体统称为体液。图为体液的含量关系,与其有关的叙述中错误的是( )
A. ②、③和④组成细胞直接生活的液体环境。
B. 渗透压、酸碱度和温度是②、③和④理化性质的三个主要方面
C. ①是人体内大多数新陈代谢过程发生场所
D. ②、③和④之间可以相互转换,它们的物质组成彼此相同
【答案】D
【解析】
【分析】体液是由细胞内液和细胞外液组成,细胞内液是指细胞内的液体,而细胞外液即细胞的生存环境,它包括血浆、组织液、淋巴液等,也称为内环境,内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
【详解】A、②血浆、③组织液和④淋巴组成细胞直接生活的液体环境即内环境,A正确;
B、渗透压、酸碱度和温度是②血浆、③组织液和④淋巴理化性质的三个主要方面,B正确;
C、①细胞内液是人体内大多数新陈代谢过程发生的场所,C正确;
D、②血浆、③组织液和④淋巴之间可以相互转换,但是它们的物质组成并不完全相同,例如血浆中含有较多的蛋白质,而组织液和淋巴中蛋白质含量较少,D错误。
故选D。
2. 下列有关内环境稳态叙述正确的是( )
A. 高原环境下人体血氧较高是稳态失衡的结果
B. 肾脏形成尿液能够清空内环境中的尿素,肾衰竭患者会出现尿素升高,全身水肿等一系列症状
C. 内环境温度在适宜范围内,酶才能正常发挥作用
D. 内稳态的维持需要消化、呼吸、循环、泌尿系统共同的协调活动,不需要组织细胞的参与
【答案】C
【解析】
【分析】内环境稳态是指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,内环境稳态是机体进行生命活动的必要条件。
【详解】A、高原环境下人体血氧处于较高水平是人体可适应外界环境的改变而建立新稳态的结果,A错误;
B、肾脏能够有效地清除血液中的尿素,使其浓度维持在正常范围内,但肾脏形成尿液不能够清空内环境中的尿素,B错误;
C、内环境稳态是进行正常生命活动的必要条件,只有温度、pH等都在适宜的范围内,酶才能正常发挥催化作用,C正确;
D、内环境稳态是指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,由此可知内稳态的维持需要消化、呼吸、循环、泌尿系统共同的协调活动,也需要组织细胞的参与,D错误。
故选C。
3. 科研人员分别给三只大白鼠注射了①②③三种激素后,观察到的相应反应是:①可引起低血糖,甚至昏迷;②促进蛋白质的合成,并使软骨生长明显;③使呼吸、心率加快,并使体内产热量增加。据此判断激素①②③的化学名称依次是( )
A. 甲状腺激素、胰岛素、生长激素
B. 胰高血糖素、生长激素、甲状腺激素
C. 胰岛素、生长激素、甲状腺激素
D. 生长激素、胰岛素、甲状腺激素
【答案】C
【解析】
【分析】甲状腺激素可以促进新陈代谢和生长发育,提高神经系统的兴奋性;胰岛分泌的胰岛素具有促进血糖合成糖原,促进血糖的氧化分解,促进血糖转化为非糖物质,抑制非糖物质转化为血糖,使血糖降低的作用;生长激素促进生长特别是骨的生长和蛋白质的合成;据此分析解答。
【详解】引起血糖降低,是胰岛素的作用;促进蛋白质的合成,并使软骨生长明显,是生长激素的作用;使呼吸、心率加快,并使体内产热量增加,是甲状腺激素的作用,综上C正确,ABD错误。
故选C。
4. 下列选项中,属于通过长期经验积累而形成的条件反射是( )
A. 缩手反射B. 望梅止渴C. 眨眼反射D. 吮吸反射
【答案】B
【解析】
【分析】反射的类型:(1)简单的反射(非条件反射):人生来就有,如缩手反射、眨眼反射、排尿反射、膝跳反射。(2)复杂的反射(条件反射):通过长期生活经验的积累形成的。语言是人类所特有的复杂反射。
【详解】ACD、缩手反射、吮吸反射、眨眼反射是生来就有的,是简单反射(非条件反射),A CD错误;
B、望梅止渴是通过长期生活经验的积累形成的,是复杂反射(条件反射),B正确。
故选B。
5. 下列关于动作电位产生的叙述中,正确的是( )
A. 泵使Na+内流和K+外流,该过程属于主动运输
B. 动作电位的产生与Na+内流有关,该过程属于协助扩散
C. 膜外K+浓度升高将引起动作电位峰值升高
D. 膜外Na+浓度增大,则神经元的静息电位减小
【答案】B
【解析】
【分析】神经细胞主要由于K+外流,形成外正内负的静息电位;神经细胞主要由于Na+内流,形成外负内正的动作电位,即动作电位的产生与钠离子内流有关,而静息电位的产生与钾离子外流有关。
【详解】A、Na+- K+泵使Na+外流和K+内流的过程需要消耗能量,逆浓度梯度运输且需要载体蛋白,属于主动运输,A错误;
B、动作电位的产生与钠离子内流有关,而静息电位的产生与钾离子外流有关,二者均是顺浓度梯度运输的,即Na+、K+的跨膜运输属于协助扩散,B正确;
C、动作电位的峰值与Na+的浓度梯度相关,因此膜外K+浓度升高将不会引起动作电位峰值升高,C错误;
D、静息电位的大小与K+的浓度梯度相关,因此膜外Na+浓度升高将不会引起静息电位减小,D错误。
故选B。
6. 下列关于支配心脏跳动的神经的叙述,不正确的是( )
A. 心脏跳动受交感神经和副交感神经的双重支配
B. 支配心脏跳动的交感神经和副交感神经作用相反
C. 副交感神经占优势时心脏跳动加快
D. 支配心脏跳动的自主神经系统可受高级中枢调控
【答案】C
【解析】
【分析】神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统,中枢神经系统由脑和脊髓组成,脑分为大脑、小脑和脑干;外周神经系统包括脊神经、脑神经。自主神经系统包括交感神经和副交感神经。交感神经和副交感神经是调节人体内脏功能的神经装置,所以也叫内脏神经系统,因为其功能不完全受人类的意识支配,所以又叫自主神经系统。
【详解】A、自主神经系统的交感神经和副交感神经共同控制心脏跳动,A正确;
B、支配心脏跳动的交感神经和副交感神经作用相反,犹如汽车的油门和刹车,交感神经占优势时心脏跳动加快,副交感神经活动占据优势时心跳减慢,B正确;
C、兴奋时,自主神经系统的交感神经占优势,心脏跳动加快,当人体处于安静状态时,副交感神经活动占据优势,心跳减慢,C错误;
D、自主神经系统活动会受大脑等高级中枢调控,D正确。
故选C。
7. 如图表示人动脉血压维持相对稳定的一种反射过程。动脉血压正常时,过高过紧的衣领会直接刺激颈动脉窦压力感受器,引起后续的反射过程,使人头晕甚至晕厥,即“衣领综合征”。下列叙述错误的是( )
A. 窦神经受损时,颈动脉窦压力感受器仍可产生兴奋
B. 该反射弧的效应器是运动神经末梢及其支配的心脏和血管
C. “衣领综合征”是反射启动后引起血压升高所致
D. 动脉血压维持相对稳定的过程体现了负反馈调节作用
【答案】C
【解析】
【分析】1、反射:在中枢神经系统的参与下,动物体或人体对外界环境变化作出的规律性应答。
2、反射弧是反射活动的结构基础,包括5部分:①感受器:感受刺激,将外界刺激的信息转变为神经的兴奋;②传入神经:将兴奋传入神经中枢;③神经中枢:对兴奋进行分析综合;④传出神经:将兴奋由神经中枢传至效应器;⑤效应器:对外界刺激作出反应。
【详解】A、感受器的功能是感受刺激,将外界刺激的信息转变为神经的兴奋,窦神经是传入神经,连接在感受器之后,故窦神经受损时,颈动脉窦压力感受器仍可产生兴奋,A正确;
B、效应器由传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体构成,由图可知,该反射弧的效应器是运动神经末梢及其支配的心脏和血管,B正确;
C、“衣领综合征”是血压升高启动反射,使动脉血压下降所致,C错误;
D、在一个系统中,系统本身工作的效果可以反过来作为信息调节该系统的工作,这种方式叫反馈调节,由图可知,动脉血压维持相对稳定的过程体现了负反馈调节作用,D正确。
故选C。
8. 阿尔兹海默症(简称AD) 属于神经退行性疾病,患者神经元渐进性死亡,早期症状是记忆丧失,之后逻辑和语言等其他认知功能丧失,情感淡漠,性格改变,最终出现尿失禁等现象,丧失生活自理能力。下列相关叙述错误的是( )
A. 记忆和认知功能丧失都是大脑皮层受损的结果
B. 如果患者无法听懂对话,可能是大脑皮层的H区功能障碍
C. 尿失禁的原因是下丘脑对脊髓低级中枢的调控发生障碍
D. 积极治疗能够有效延缓AD病程进展,提高患者生存质量
【答案】C
【解析】
【分析】人脑可以感知外部世界以及控制机体的反射活动,还具有语言、学习和记忆、思维等方面的高级功能。脑的高级功能使人类能够主动适应环境,创造出灿烂的人类文明。
【详解】A、大脑皮层是最高级中枢,具有语言、学习和记忆、思维等功能,记忆和认知功能丧失都是大脑皮层受损的结果,A正确;
B、如果患者无法听懂对话,可能是大脑皮层的H区功能障碍,B正确;
C、尿失禁的原因是大脑皮层对于脊髓低级中枢的调控发生障碍,C错误;
D、分析题意可知,AD患者神经元渐进性死亡,早期症状是记忆丧失,之后逻辑和语言等其他认知功能丧失,情感淡漠,性格改变,最终出现尿失禁等现象,丧失生活自理能力,故积极治疗能够有效延缓AD病程进展,提高患者生存质量,D正确。
故选C。
9. 从炎热的室外进入冷库后,机体可通过分泌糖皮质激素调节代谢(如下图) 以适应冷环境。综合激素调节的机制,下列说法正确的是( )
A. 当糖皮质激素含量低时,能促进垂体分泌促肾上腺皮质激素
B. 糖皮质激素能增强机体产热是通过其自身分解代谢供能实现的
C. 促肾上腺皮质激素释放激素也可直接作用于肾上腺
D. 图中所示调节系统方式能放大激素的调节效应
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图可知:人体内存在“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”,在肾上腺分泌糖皮质激素的过程中,既存在分级调节,也存在反馈调节。
【详解】A、当糖皮质激素含量低时,其不能促进垂体分泌促肾上腺皮质激素;当糖皮质激素含量高时,能抑制垂体分泌促肾上腺皮质激素,A错误;
B、糖皮质激素属于信息分子,不参与代谢反应,其能增强机体产热是通过促进肝细胞将氨基酸转化为葡萄糖,然后葡萄糖氧化分解导致机体产热,B错误;
C、促肾上腺皮质激素释放激素是下丘脑分泌的,不可直接作用于肾上腺,C错误;
D、由图可知:下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体,促使垂体分泌促肾上腺皮质激素,促肾上腺皮质激素作用于肾上腺,促使肾上腺分泌糖皮质激素,表明了糖皮质激素的分泌存在分级调节,能放大激素的调节效应,D正确。
故选D。
10. 机体内血糖浓度受多种激素共同调节。某实验小组探究了三种激素单独或联合作用调节血糖的效应,实验前血糖浓度为5.0mml/L,血糖浓度随激素处理时间的变化如图。下列有关叙述正确的是( )
A. 激素单独作用时,0.5h内升高血糖最快的激素是肾上腺素
B. 3h时,三种激素联合作用升高血糖的效应大于各自效应的总和
C. 肾上腺素和胰高血糖素对血糖的调节作用表现出相抗衡的关系
D. 血糖浓度受肾上腺素、胰高血糖素和皮质醇调节,不受甲状腺激素调节
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,肾上腺素、胰高血糖素具有升高血糖的生理作用,皮质醇升高血糖的作用不明显,三种激素共同使用升高血糖的作用最明显。
【详解】A、据图分析,激素单独作用时,0.5 h 内升高血糖最快的激素是胰高血糖素, A错误;
B、3h时,三种激素联合作用升高血糖的效应为12.8-5.0=7.8( mml / L ),三种激素各自效应的总和为(6.9-5.0)+(5.7-5.0)+(5.2-5.0)=2.8( mml / L ),前者明显大于后者, B正确;
C、肾上腺素和胰高血糖素都能升高血糖,二者在调节血糖方面表现出协同作用, C错误;
D、实验结果可证明血糖浓度受肾上腺素、胰高血糖素和皮质醇调节,但实验结果不能证明血糖浓度不受甲状腺激素调节, D错误。
故选B。
11. 下图是正常人处在不同环境温度条件下皮肤血管血流量随时间变化的示意图,相关分析正确的是( )
A. 与0-5分钟内相比,因皮肤血管血流量减少,所以10-15分钟内人体散热量更小
B. ab段引起皮肤血管血流量减少的神经中枢在下丘脑
C. ab段导致肾上腺素分泌增加的结构基础是内分泌系统
D. d点以后机体大量出汗,只需及时补充大量水分即可
【答案】B
【解析】
【分析】体温调节过程:(1)寒冷环境→皮肤冷觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加产热(骨骼肌战栗、立毛肌收缩、甲状腺激素分泌增加),减少散热(毛细血管收缩、汗腺分泌减少)→体温维持相对恒定。(2)炎热环境→皮肤温觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加散热(毛细血管舒张、汗腺分泌增加)→体温维持相对恒定。
【详解】A、与0-5分钟内相比,10-15分钟内温度更低,产热量更大,散热量也更大;故与0-5分钟内相比,因皮肤血管血流量减少,所以10-15分钟内人体散热量更大,A错误;
B、ab段皮肤血管血流量减少是皮肤毛细血管收缩导致的,受下丘脑的体温调节中枢调控,B正确;
C、肾上腺素由肾上腺髓质分泌的,其直接受交感神经支配,ab段导致肾上腺素分泌增加的结构基础是神经系统,C错误;
D、d点以后汗腺的分泌活动增强,所以要及时补充水和无机盐,D错误。
故选B。
12. 将小鼠B 细胞注入家兔体内,产生免疫反应后,家兔血清能使小鼠T 细胞凝集成细胞集团。而未经免疫的家兔血清不能使小鼠T 细胞凝集成团。T 细胞凝集现象的出现是因为( )
A. 小鼠B 细胞诱导家兔产生细胞免疫
B. 小鼠T 细胞诱导家兔产生体液免疫
C. 小鼠B 细胞和小鼠T 细胞有相同抗原
D. 小鼠T 细胞和家兔T 细胞有相同抗原
【答案】C
【解析】
【分析】小鼠B细胞作为抗原被注射到家兔体内引起特异性免疫反应,使得家兔血清中含有针对小鼠B细胞的抗体,此过程属于体液免疫;未经免疫的家兔血清不含针对小鼠B细胞的抗体,同时不能使小鼠T细胞凝集成团,已免疫家兔血清与未免疫家兔血清的区别就是否含有针对小鼠B细胞的抗体。
【详解】A、小鼠B细胞没有进入到家兔的细胞内部,不会诱导家兔产生细胞免疫,A错误;
B、注射的是小鼠B细胞,所以材料中能得出的是小鼠B细胞诱导家兔产生体液免疫,B错误;
C、根据分析可知:小鼠B细胞和小鼠T细胞有相同抗原,C正确;
D、小鼠和家兔属于不同的生物,小鼠T细胞和家兔T细胞不具有相同抗原,D错误。
故选C。
13. 以下关于流感病毒引起人体免疫的叙述正确的是( )
A. 吞噬细胞都能够特异性识别流感病毒B. 流感病毒不能激发人体的细胞免疫
C. 流感病毒感染会导致病人患自身免疫疾病D. 康复的病人体内会有相应的记忆T、记忆B细胞
【答案】D
【解析】
【分析】人体的三道防线包括第一道防线:皮肤、黏膜等;第二道防线:吞噬细胞和体液中的杀菌物质等;第三道防线:特异性免疫,包括体液免疫和细胞免疫。自身免疫病是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病。如:风湿性心脏病、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等。
【详解】A、吞噬细胞能识别外来病原体,但不具有特异性识别功能,A错误;
B、流感病毒入侵人体后,会激发人体的细胞免疫,T细胞会增殖分化为效应T细胞来发挥作用,B错误;
C、流感病毒感染人体后,一般不会导致病人患自身免疫病,自身免疫病是免疫系统错误地攻击自身组织和器官导致的,C错误;
D、康复的病人体内会有相应的记忆 T 细胞、记忆B细胞,当再次遇到相同病原体时,记忆细胞能迅速增殖分化产生相应的效应细胞,D正确。
故选D。
14. 破伤风是一种威胁生命的可致死性疾病,创口的低氧微环境是有利于破伤风杆菌生长的环境,下列相关说法不正确的是( )
A. 破伤风杆菌进行厌氧呼吸
B. 创伤导致破伤风杆菌突破了人体第一道防线
C. 免疫系统对破伤风杆菌作出的反应属于免疫监视功能
D. 破伤风杆菌进入人体后可能引起多种抗体的分泌
【答案】C
【解析】
【分析】1、免疫系统的功能主要有以下三大类:免疫防御、免疫监视和免疫自稳。免疫防御是机体排除外来抗原性异物的一种免疫防护作用。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。免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤的发生。
2、人体免疫系统的第一道防线是皮肤和体内的各种黏膜,第二道防线是人体体液中的吞噬细胞和杀菌物质,第二道防线和第一道防线的防御作用针对多种病原体和异物,不具有特异性。第三道防线是免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环组成的,其防御功能并不是先天的,而是人体在后天逐渐建立起来的
【详解】A,由于题目中说低氧环境有利于破伤风杆菌的生长,从而证明破伤风杆菌是厌氧菌,进行厌氧呼吸,A正确;
B、人体的第一道防线是皮肤和黏膜,由于创伤导致破伤风杆菌穿过第一道防线,B正确;
C、免疫监视指的是机体识别和清除突变细胞,而清除破伤风杆菌属于排除外来抗原性异物,属于免疫防御,C错误;
D、破伤风杆菌进入人体后产生外毒素作为抗原能引起体液免疫,抗原会使机体产生相应的抗体,因此可能引起多种抗体的分泌,D正确。
故选C。
15. 下列关于人体免疫系统的叙述,正确的有( )
A. T细胞都能识别并裂解被病毒感染的细胞B. B细胞产生的抗体能识别并结合抗原
C. 巨噬细胞具有吞噬消化但无呈递功能D. 骨髓是B细胞和T细胞成熟的场所
【答案】B
【解析】
【分析】1、体液免疫的过程为,当病原体侵入机体时,一些病原体可以和B细胞接触,这为激活B细胞提供了第一个信号。一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取。抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞。辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号;B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆细胞,细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程;浆细胞产生和分泌大量抗体,抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合。在多数情况下,抗体与病原体结合后会发生进一步的变化,如形成沉淀等,进而被其他免疫细胞吞噬消化。记忆细胞可以在抗原消失后存活,当再接触这种抗原时,能迅速增殖分化,分化后快速产生大量抗体。
2、细胞免疫的过程:被病毒感染的靶细胞膜表面的某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别变化的信号,开始分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。同时辅助性T细胞分泌细胞因子加速细胞毒性T细胞的分裂、分化。新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞,靶细胞裂解、死亡后,病原体暴露出来,抗体可以与之结合,或被其他细胞吞噬掉。
【详解】A、细胞毒性T细胞能识别并裂解被病毒感染的细胞,记忆T细胞、辅助性T细胞不能裂解被病毒感染的细胞,A错误;
B、B细胞(浆细胞)产生的抗体能识别并结合抗原,形成沉淀等,进而被其他免疫细胞吞噬消化,B正确;
C、巨噬细胞是抗原呈递细胞,具有吞噬消化呈递等功能,C错误;
D、胸腺是T细胞成熟的场所,骨髓是B细胞成熟的场所,D错误。
故选B。
二、非选择题(本大题共6小题,共70分)
16. 甲状腺是人体重要的内分泌腺,完成以下关于甲状腺的相关问题。
(1)内分泌腺没有导管,分泌的激素通过_____运输到全身。某甲状腺功能障碍患者,检测到体内有一种促甲状腺激素(TSH)受体的抗体,该抗体阻断TSH与受体的结合,则该患者血液中TSH含量比正常值_____,患者甲状腺的质量和体积_____(大于/等于/小于) 正常的甲状腺。
(2)有人提出了如图所示的甲状腺相关激素反馈调节,为验证是否存在激素对下丘脑的长反馈和短反馈作用,有同学设计了如下实验:
①选取生理状态相同的小鼠若干,随机均分为甲、乙两组,分别测定他们的TRH基础含量。
②甲组小鼠摘除垂体 注射适量甲状腺激素,测定 TRH的含量;乙组小鼠摘除_____, 注射适量TSH,测定TRH含量。
③结果分析:若_____,则两种反馈均存在。
【答案】(1) ①. 体液(血液、内环境、细胞外液) ②. 高 ③. 小于
(2) ①. 甲状腺 ②. TRH 分泌量均明显减少
【解析】
【分析】甲状腺激素的调节过程:下丘脑→促甲状腺激素释放激素→垂体→促甲状腺激素→甲状腺→甲状腺激素,同时甲状腺激素还能对下丘脑和垂体进行负反馈调节。
【小问1详解】
内分泌腺没有导管,分泌的激素通过体液(血液、内环境、细胞外液)运输到全身。某甲状腺功能障碍患者,检测到体内有一种促甲状腺激素(TSH)受体的抗体,该抗体阻断TSH与受体的结合,导致甲状腺激素分泌量下降,甲状腺激素对下丘脑和垂体的反馈抑制减弱,则该患者血液中TSH含量比正常值偏高,由于甲状腺无法对促甲状腺激素做出反应,因而患者甲状腺的质量和体积小于 正常的甲状腺。
【小问2详解】
据图可知,TSH直接对下丘脑进行反馈调节属于短反馈调节,TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素,甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节属于长反馈调节,两者的区别在于有没有通过甲状腺,因此实验设计中的自变量为切除腺体的种类,故实验设计如下:
①选取生理状态相同的小鼠若干,随机均分为甲、乙两组,分别测定他们的TRH基础含量,作为实验后对照的数据。
②甲组小鼠摘除垂体,注射适量甲状腺激素,测定TRH的含量(检测是否存在长反馈),乙组小鼠摘除甲状腺,注射适量TSH,测定TRH含量(检测是否存在短反馈)。
③若垂体分泌的 TSH 对下丘脑分泌 TRH 具有负反馈作用,则甲组(不含垂体,不分泌 TSH )的 TRH 的减少量不明显,乙组(含 TSH )的 TRH 分泌量明显减少;若甲状腺激素对下丘脑分泌 TRH 具有负反馈调节作用,则甲组含有甲状腺, TRH 的分泌量会明显减少.而乙组不含甲状腺,TRH分泌量减少不明显;如果TSH和甲状腺激素对下丘脑分泌TRH都有反馈调节作用,则两组TRH分泌量均明显减少。
17. 为探究药物X对糖尿病脑病的治疗作用,研究者进行了如下研究。
(1)糖尿病是由于_____分泌不足等原因引起的代谢紊乱综合征。长期高血糖会引起某些大脑神经元损伤,这些神经元释放的乙酰胆碱是一种兴奋性的_____,其释放量减少会导致大脑认知功能下降,出现糖尿病脑病。
(2)研究者将若干只生长状况相同的大鼠均分为6组,其中1组大鼠作为空白对照组,2-6组大鼠用特定药物处理。一段时间后,分别给6组大鼠注射等量生理盐水、不同浓度的药物X和药物D(用于糖尿病脑病治疗的常规药物),21天后检测1-5组大鼠的血糖和体重,结果如下表。
①实验中2-6组大鼠用特定药物处理的目的是_____。
②实验结果说明,_____。
(3)研究发现,出现糖尿病脑病的大鼠学习记忆能力下降,乙酰胆碱酯酶是学习记忆功能调节的关键酶。为进一步研究药物X的治疗效果,研究者检测上述1-6组大鼠大脑神经组织中乙酰胆碱酯酶的活性,结果见下图。
药物X_____(能/不能)作为用于临床治疗人类糖尿病脑病的新型药物,判断的依据是_____。
【答案】(1) ①. 胰岛素 ②. 神经递质
(2) ①. 获得糖尿病模型大鼠(或“获得患糖尿病的大鼠”) ②. 药物X能够使大鼠血糖浓度升高和体重降低的现象得到明显缓解,且随药物X浓度升高作用效果越明显
(3) ①. 能 ②. 药物X的治疗效果(或“第5组的胆碱酯酶活性”)与药物D相近
【解析】
【分析】1、糖尿病主要是由于胰岛素分泌不足引起的血糖持续升高,或者组织细胞胰岛素受体损伤引起的疾病,而乙酰胆碱是一种最常见的兴奋类的神经递质。
2、用药物处理是为了获得糖尿病的小鼠,X药物有治疗糖尿病作用。
3、对照组实验为标准溶液,如果所示第五组和第六组最近接,第六组为D组药物,所以为第五组。
【小问1详解】
糖尿病是由于胰岛素分泌不足等原因引起的代谢紊乱综合征。长期高血糖会引起某些大脑神经元损伤,这些神经元释放的乙酰胆碱是一种兴奋性的神经递质。
【小问2详解】
①实验中2~6组大鼠用特定药物处理的目的是获得患糖尿病的大鼠。
②第3~5组结果说明,药物X能够使大鼠血糖浓度升高和体重降低的现象得到明显缓解,且随药物X浓度升高作用效果增强。
【小问3详解】
由0.35mg•kg-1药物X的治疗效果(或“第5组的胆碱酯酶活性”)与药物D相近判断,药物X可能作为治疗糖尿病脑病的新型药物。
18. 研究人员发现,当以弱刺激施加于海兔的喷水管皮肤时,海兔的鳃很快缩入外套腔内,这是海兔的缩鳃反射(鳃部肌肉收缩)。若每隔1分钟重复此种弱刺激,海兔的缩鳃反射将逐渐减弱甚至消失,这种现象称为习惯化。图1表示海兔缩鳃反射习惯化的神经通路示意图,图2表示习惯化前后轴突末梢模型。请回答下列问题:
(1)图1中共有_____个突触。
(2)为研究海兔重复受到喷水管刺激产生习惯化的原因,科研人员进行了如下实验。
①神经元受到适宜刺激时,受刺激部位膜内电位变化是_____。表中“?”处应填写_____,原因是_____。
②根据该实验结果,科学家推测海兔喷水管重复受到刺激产生习惯化是由于兴奋在感觉神经元和运动神经元之间的突触信号传递减弱或受阻。并进行了相应机制研究,根据图2可知,习惯化产生的原因是:_____。
【答案】(1)4/四 (2) ①. 由负变正 ②. 无变化/不变 ③. 神经元间兴奋的传导是单向的 ④. 轴突末梢处Ca²⁺内流减少,导致神经递质释放量减少,突触后膜所在的运动神经元兴奋性降低
【解析】
【分析】由图1可知,此反射弧包含了感觉神经元、中间神经元和运动神经元三种神经元,效应器指传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等,即效应器是传出神经末梢及其所支配的鳃;由图2可知,习惯化后Ca2+进入神经细胞减少,导致神经递质释放量减少。
【小问1详解】
突触是神经元与神经元、肌细胞、腺细胞之间的接触点,由此可知图1中共有4个突触。
【小问2详解】
①神经元受到适宜刺激后,受刺激部位细胞膜对钠离子的通透性增加,钠离子内流,导致兴奋部位膜内的阳离子浓度高于膜外,表现为内正外负,膜内电位变化是负电位→正电位。连续刺激运动神经元,感觉神经元不产生动作电位,因为神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜,即神经元间兴奋的传导是单向的。
②习惯化后,海兔的缩鳃反射将逐渐减弱甚至消失,据此结合图2分析可知,习惯化产生的原因是:轴突末梢处Ca2+内流减少,导致神经递质释放减少,突触后膜所在的运动神经元兴奋性降低。
19. 学习以下材料,回答下列小题。
“遗忘”和“记忆”有着一种持续纠扯的微妙关系,对于“遗忘”机制的科学研究,也在混沌中艰难前行。早在1885年,德国心理学家艾宾浩斯就描绘出了人类大脑对新习得事物的遗忘曲线,这是人类第一次用科学的方法证明了遗忘的存在。
2010年我国科学家开创性的提出“主动遗忘”的概念并发现了调控短时程记忆的主动遗忘机制。即学习过程本身会激活遗忘信号分子通路来主动地遗忘所形成的记忆。这种主动遗忘机制并不影响学习自身效果的好坏,而是特异影响已经学会的记忆的遗忘速度的快慢。这种主动遗忘的机制存在的意义很可能是为了及时抹除不需要的记忆,保证大脑留取足够的存储空间,从而不影响下一次的学习效果。之前科学家普遍认为,重复学习主要是通过提高学习的质量来延长记忆的维持时间。但是,该研究提出:重复学习能延长记忆的维持时间并不是因为提高了学习的质量,而是通过抑制主动遗忘过程来完成的。
此项研究发现学习会激活小G蛋白家族中的 Rac1蛋白来调控短期记忆的遗忘。Rac1介导的主动遗忘机制可以很好地解释为什么短期记忆会被很快速地遗忘,但是即使阻断Rac1介导的遗忘,研究者们还是发现短期记忆仍然会发生一定程度的遗忘。
2018年该团队还报道了学习/训练自身会通过激活 Raf信号通路来主动地保护所新形成的短期记忆,以阻止记忆由于意外干扰而快速遗忘。换句话说,不管是生理性的或通过药物激活这个机制,你刚记住的英语单词就不会因为突然来的电话或是一场火灾而忘掉。
我们常见的自闭症就是因为无法启动主动遗忘机制,使得社会交往、认知灵活性等受损。自闭症是“忘不了”,而阿尔茨海默症患者是遗忘机制太活跃,“忘得快”。作为世界性难题的阿尔兹海默病会使得患者发生严重的记忆能力损伤而影响正常的工作与生活。过去针对该病的药物开发,关注点在于改善记忆形成。独立于记忆形成的遗忘机制的发现为我们提供了新的药物开发角度。
(1)人脑的高级功能除了记忆以外,还有_____(列举2个)。
(2)记忆的形成从第一级记忆到第二级记忆需要_____过程。短时记忆到长时记忆则需要反复重复运用。根据本文,这种重复运用能延长记忆时间主要是通过_____来实现的。
(3)研究者们发现Rac1能够促进主动遗忘的过程,而学习过程还会主动激活 Raf信号通路,从而介导记忆的主动保护机制。因此他们提出猜想,Raf信号是否是通过抑制Rac1介导的主动遗忘过程来实现主动保护的。他们用 Raf+/Rac1-小鼠和对照组小鼠进行一次记忆训练,并检测该记忆保持的程度与时间。得到如图所示实验结果,该结果_____(能/不能)证明Raf通过抑制Rac1来实现记忆的主动保护。请完成①或②的分析。
注:Raf+表示在体内过量表达 Raf蛋白, Rac1-表示在体内抑制Rac1 功能。Raf+/Rac1-表示同时在体内过量表达 Raf蛋白和抑制Rac1 功能。
①若能证明,请说明理由_____。
②若不能证明,请补充下面表格中的实验设计,并预期实验结果。
若Raf不通过Rac1通路来实现记忆保护,实验结果预期:_____。
(4)请你提出一种自闭症的治疗思路_____。
【答案】(1)学习、情绪、语言
(2) ①. 运用 ②. 抑制主动遗忘过程
(3) ①. 不能 ②. Rac1- ③. ④组比③组记忆保持的程度更好、时间更长,且④组与③组记忆保持的程度、时间差值和②组与①组的差值相同。
(4)激活Rac1介导的主动遗忘机制,或者抑制 Raf介导的记忆保护机制
【解析】
【分析】语言、学习、记忆和思维都属于脑的高级功能,学习是神经系统不断地接受刺激,获得新的行为、习惯和积累经验的过程,记忆是将已获信息进行贮存和再现的过程。
【小问1详解】
语言功能、学习和记忆、情绪是人脑的高级功能,其中语言功能是人脑特有的高级功能。
【小问2详解】
一般情况下,第一级记忆经过反复运用强化,才有可能转化为第二级记忆;
若想长久的记住某些信息,则需要反复重复,并将新信息与已有的信息整合,有些信息经过常年累月的运用则不易遗忘,就储存在第三级记忆中,成为永久记忆,即短时记忆到长时记忆则需要反复重复运用。根据题意“该研究提出:重复学习能延长记忆的维持时间并不是因为提高了学习的质量,而是通过抑制主动遗忘过程来完成的”可知这种重复运用能延长记忆时间主要是通过抑制主动遗忘过程来实现的。
【小问3详解】
Raf+/Rac1-小鼠和对照组小鼠之间存在Raf是否过量表达和Rac1是否被抑制两个自变量,不遵循实验的单一变量原则,因此实验结果不能证明Raf通过抑制Rac1来实现记忆的主动保护。②实验过程应该遵循单一变量原则,若要证明Raf通过抑制Rac1来实现记忆的主动保护,则实验组应设置三组,Raf+组、Rac1-组和Raf+/Rac1-组,若Raf不通过Rac1通路来实现记忆保护,则Rac1通路是否被抑制不影响记忆程度,但存在Raf+会加强记忆,因此预期实验结果为④组比③组记忆保持的程度更好、时间更长,且④组与③组记忆保持的程度、时间差值和②组与①组的差值相同。
【小问4详解】
根据材料可知,我们常见的自闭症就是因为无法启动主动遗忘机制,使得社会交往、认知灵活性等受损。自闭症是“忘不了”,因此治疗自闭症就是增加遗忘,因此可通过激活Rac1介导的主动遗忘机制,或者抑制 Raf介导的记忆保护机制,从而使其遗忘加快,进而得到治疗。
20. 研究者以小鼠为实验材料研究动物脑中VMN区域与血糖调节的关系。
(1)①向正常小鼠VMN区神经元中转入特定的基因(此类小鼠称为D鼠),该基因指导合成的蛋白会被光激活,进而激活氯离子通道蛋白,使氯离子流入细胞内。当向 D鼠 VMN区神经元照光后,VMN区神经元_____(不兴奋/兴奋),原因是_____。
②用胰岛素处理小鼠,创设低血糖条件。照光一段时间,检测小鼠的血糖含量,结果如图1。在正常血糖含量下,对VMN区神经元照光,检测小鼠的血糖含量,结果如图2。
实验结果表明,_____。
(2)进一步研究VMN。区神经元对血糖含量的影响。向正常小鼠VMN区神经元中转入另一基因表达载体(此类小鼠称为S鼠) ,指导合成的蛋白可被光激活使得此区神经元产生兴奋,以S鼠为实验材料,验证正常血糖浓度下,若VMN区神经无兴奋,则机体血糖含量会升高这一推测。
①实验方案:对照组用胰岛素处理后的低血糖S鼠,适宜的光照VMN区神经元一段时间; 实验组用血糖含量正常的S鼠,适宜的光照VMN区神经元一段时间; 随时间推移检测两组鼠的血糖含量。
请指出实验方案不当之处,并做修正。_____
②支持推测的结果是_____。
③VMN区神经元兴奋可能导致_____(请选出3项) ,使得血糖含量升高。
a.胰岛素分泌增加b.胰岛素分泌减少c.胰高血糖素分泌增加d.胰高血糖素分泌减少e.肝糖原分解增加f.肝糖原分解减少
(3)脑中储存的糖极少,脑的活动几乎全部依赖从血液中摄取葡萄糖供能。结合神经调节的特点,请谈一谈 VMN区神经元参与血糖调节的意义_____。
【答案】(1) ①. 不兴奋 ②. 氯离子内流,静息电位增大,未出现动作电位 ③. VMN区神经元参与低血糖条件下血糖含量的恢复;在血糖浓度正常时,VMN区神经元不参与血糖调节(VMN区神经元对血糖含量无影响)
(2) ①. 该实验方案的自变量设置不对;对照组应用血糖含量正常的S鼠,VMN区神经元不照光 ②. (两组鼠初始血糖含量相同) 一段时间后,与初始血糖含量相比,对照组无明显差异,实验组显著升高 ③. b、c、e
(3)保证低血糖条件下,迅速升高机体血糖浓度,从而保障脑的能量供应
【解析】
【分析】体内血糖平衡调节过程如下:当血糖浓度升高时,血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放,同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动,使胰岛B细胞合成并释放胰岛素,胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存,从而使血糖下降;当血糖下降时,血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放,同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动,使胰高血糖素合成并分泌,胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升,并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动,使肾上腺素分泌增强,肾上腺素也能促进血糖上升。
【小问1详解】
①由于向正常小鼠VMN区神经元中转入特定的基因,指导合成的蛋白会被光激活,进而激活氯离子通道蛋白,使氯离子流入细胞内,静息电位的绝对值增大,未产生动作电位,表现为不兴奋,即当向VMN区神经元照光后,VMN区神经元不兴奋。
②结合分析:图1中用胰岛素处理的低血糖小鼠,在照光条件下30~90分钟血糖含量逐渐下降,90~120分钟缓慢上升;而不照光条件下,30~120分钟缓慢上升,并且照光条件下,血糖浓度始终低于不照光。图2在正常血糖含量下,对VMN区神经元照光,检测小鼠的血糖含量,二者基本相同,说明VMN区神经元参与低血糖条件下血糖含量的恢复;在血糖浓度正常时,VMN区神经元不参与血糖调节。
【小问2详解】
①实验目的为“验证正常血糖浓度下,若VMN区神经元兴奋,则机体血糖含量会升高”,则实验自变量为VMN是否兴奋,因变量为机体血糖含量,实验应遵循对照与单一变量原则,故该实验方案的自变量设置不对:对照组应用血糖含量正常的S鼠,VMN区神经元不照光。
②若两组鼠初始血糖含量相同;一段时间后,与初始血糖含量相比,对照组无明显差异,实验组显著升高,则支持“正常血糖浓度下,若VMN区神经元兴奋,则机体血糖含量会升高”这一推测。
③血糖含量的升高与胰岛素和胰高血糖素的拮抗调节有关,故若VMN区神经元兴奋,.则胰岛素分泌减少、胰高血糖素分泌增加、肝糖原分解增加,从而使得血糖含量升高。
故选bce。
【小问3详解】
由于“脑中储存的糖极少,脑的活动几乎全部依赖从血液中摄取葡萄糖供能”,则结合上述实验可推断VMN区神经元参与血糖调节的意义是:保证低血糖条件下,迅速升高机体血糖浓度,从而保障脑的能量供应。
21. 研究发现,人类基因组中有大约8%的序列来自病毒,据推算,这是我们的灵长类祖先在数百万年前遭受病毒感染留下的“后遗症”。
(1)受病毒感染的细胞膜表面某些分子通常会发生变化,细胞毒性T细胞识别这些变化信号,在_____细胞分泌的细胞因子的作用下,分裂分化成_____和记忆T细胞,前者可以_____靶细胞。偶然的情况下,当病毒感染的是生殖细胞,插入细胞基因组的病毒基因会传给子代,即成为“内源性病毒”(ERV)。研究发现,ERV中的一些基因(如抑制素基因) 可使细胞具有抵抗其他病毒侵染的能力。
(2)为探究抑制素对人体细胞抗病毒能力的作用,科学家设计了以下实验:选取易感细胞作为受体细胞,分别转入空载体(作为对照组)、抑制素基因、RDR-env基因(表达产物可抗 RDR病毒),检测细胞的抗RDR病毒能力。实验结果如图1所示,表明_____。
(3)研究人员选取另一种细胞——胎盘干细胞(抑制素表达量高) 进行实验。实验组将一段特定RNA片段转入胎盘干细胞,通过特异性结合抑制素 mRNA使其降解,从而下调抑制素的表达; 对照组应转入_____,检测两组细胞的抗病毒能力。实验结果发现实验组的细胞变得易感染。
(4)RDR病毒通过与细胞膜上ASCT2 识别并进入细胞。根据图2所示,抑制素协助人细胞抵抗 RDR 病毒的机制为_____。
【答案】(1) ①. 辅助性T ②. 新的/活化的细胞毒性T细胞 ③. 识别、接触、裂解
(2)抑制素使易感细胞获得抗RDR病毒的能力
(3)无关RNA片段(或相同大小的不能降解抑制素mRNA 的RNA片段)
(4)抑制素与ASCT2受体在胞内或细胞膜上特异性结合,竞争性抑制RDR 与ASCT2受体的识别结合和侵染。
【解析】
【分析】细胞免疫过程:①被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别变化的信号。②细胞毒性T细胞分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。细胞因子能加速这一过程。③新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,它们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞。④靶细胞裂解、死亡后,病原体暴露出来,抗体可以与之结合;或被其他细胞吞噬掉。
【小问1详解】
受病毒感染的细胞膜表面某些分子通常会发生变化,而细胞毒性T细胞能识别这些变化,并在辅助性T细胞分泌的细胞因子的作用下,分裂分化成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞,细胞毒性T细胞可以识别、接触、裂解靶细胞,使其中的抗原暴露,而后被抗体特异性结合后被其他细胞消灭。偶然的情况下,当病毒感染的是生殖细 胞,插入细胞基因组的病毒基因会传给子代,即成为“内源性病毒(ERV)”。研究发现,ERV中的一些基因(如抑制素基因)可使细胞具有抵抗其他病毒侵染的能力。
【小问2详解】
为探究抑制素对人体细胞抗病毒能力的作用,科学家设计了以下实验:选取易感细胞作为受体细胞,分别转入空载体、抑制素基因、RDR-env基因(表达产物可抗 RDR 病毒), 其中转入空载体的易感染受体细胞作为空白对照组,转入抑制素基因的易感染受体细胞作为实验组,转入RDR-env基因的易感染受体细胞作为条件对照,根据实验结果可知,空白对照组感染病毒程度最高,而实验组和条件对照组感染程度基本相似,说明抑制素使易感细胞获得抗RDR 病毒的能力。
【小问3详解】
研究人员选取另一种细胞——胎盘干细胞(抑制素表达量高)进行实验。实验组将一段特定RNA片段转入胎盘干细胞,通过特异性结合抑制素mRNA使其降解,从而下调抑制素表达;对照组应转入一段无关的RNA片段(或相同大小的RNA片段不能降解抑制素mRNA),检测两组细胞的抗病毒能力。
【小问4详解】
组别
前期处理
注射的物质
(1次/日)
体重平均值
(g)
血糖浓度平均值(mg/dL)
1
无药物处理
等量生理盐水
331.25
119.25
2
药物处理
等量生理盐水
116.25
589.15
3
药物处理
0.014mg·kg⁻'药物X
236.36
299.12
4
药物处理
0.07mg·kg⁻¹药物X
259.43
265.60
5
药物处理
0.35mg·kg⁻'药物X
269.36
231.25
连续电刺激部位
测量指标及现象
喷水管皮肤
感觉神经元
运动神经元
感觉神经元电位变化
持续产生
持续产生
?
运动神经元电位变化
逐渐减弱
逐渐减弱
持续产生
肌肉收缩程度
逐渐减弱
逐渐减弱
一直正常
组别
操作
检测
①对照组
一次记忆训练
该记忆保持的程度与时间
②Raf+
③
④Raf+/Rac1-
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