北极熊是生活在寒冷地带的一种哺乳动物。下图为持续寒冷刺激下北极熊机体调节褐色脂肪组织细胞(BAT细胞)产热过程的示意图。请据图分析回答:
(1)图中①~③体现了激素分泌的__________调节机制。
(2)BAT细胞内的UCP-1基因的表达与________的共同调节有关。
(3)有氧呼吸所需的ATP合成酶大量分布在线粒体内膜上,能在跨膜H+浓度梯度的推动下合成ATP。进入线粒体的UCP-1蛋白,导致H+外渗而消除胯膜的H+梯度,线粒体虽能继续产生CO2和H2O,但有氧呼吸释放的能量却大部分转变成为热能。造成上述结果的原因可能是_______________。
(4)综上所述,在持续寒冷的环境中,北极熊通过上述________调节方式引起BAT细胞内的__________,从而实现了产热增加,维持了体温的稳定。
闰绍细胞脊髓内的一种抑制中间神经元,其活动经轴突回返作用于运动神经元,抑制开始发动兴奋的神经元和其他神经元(如右下图,箭头表示兴奋传递方向)。
(1)运动神经元1兴奋时,通过闰绍细胞 (填促进或抑制)自身的活动。
(2)图中神经元之间存在环状联系,属于 (填“正“或 “负”)反馈,其意义是 。
(3)突触后膜 内流,使突触后膜的静息电位变为动作电位,突触后神经元兴奋;抑制性递质作用于突触后膜,引起突触后膜上的Cl-内流,突触后膜的膜电位变化是 ,突触后神经元被抑制;兴奋由侧支传来时,图中被抑制的神经元是 。
(4)兴奋在闰绍细胞与运动神经元2之间传递需要借助神经递质,其存在于突触前膜的 中,研究发现,释放到突触间隙的部分神经递质可通过形成囊泡“回流”到突触前膜,从神经调节的角度分析,其意义是 。
(12分,每空1分)机体内环境稳态是进行正常生命活动的必要条件。请回答下列有关问题:
(1)肾上腺素既是一种神经递质,也是一种激素。从功能上看,它是体内的一种 分子。药物V和肾上腺素具有相似的结构,都能直接作用于心脏,调节心率。由此推测,心脏细胞表面与药物V和肾上腺素结合的 可能是相同的。
(2)人们用肾上腺素和药物V进行有关研究。下表为分组实验结果,请完善实验报告。
实验目的:探究药物V和肾上腺素对小鼠耗氧量的影响。
材料用具:小鼠若干只,注射器,耗氧检测装置若干(如下右图),肾上腺素溶液和药物V溶液(用生理盐水配制)。
方法步骤:
①选取大小、生长状况相同的小鼠若干,均分为四组。每组小鼠按表中所示注射药剂,其中A组注射 。
组 别 |
注射药剂种类 |
耗氧量 (×103mL) |
|
药物V |
肾上腺素 |
||
A |
|
|
2.0 |
B |
+ |
|
1.7 |
C |
|
+ |
2.5 |
D |
+ |
+ |
2.1 |
注:“+”表示注射该药剂
②将每组小鼠分别放入装置中,开始时大烧杯内外的液面等高;并将装置放在相同环境中,10分钟后记录 ,计算耗氧量并求出各组的平均值。根据表中实验结果可知,药物V和肾上腺素分别具有 小鼠耗氧量的作用,因而两者作用的效应则是相互 的。
(3)除了控制相同的环境条件外,实验中应再设置一个不放入小鼠的对照装置,其设置目的是用于 ,从而使测得的数值更精确。
(4)当细菌感染小鼠皮肤伤口时,小鼠机体首先发起攻击的免疫细胞是___________。未被清除的病原体经过一系列过程,其抗原会刺激B细胞增殖分化为______________。
(5)当给小鼠饲喂过咸的食物后,小鼠机体对细胞外液渗透压的调节过程是:
下图甲表示内环境稳态的调节机制;图乙是a-银环蛇毒影响兴奋传递的部分示意图。请据图回答:
(1)图中③⑤可以代表的物质依次是 , 。
(2)水是内环境的主要成分之一。在正常生理条件下,机体对水的摄入量和排出量基本上是平衡的,其中控制水的摄入需求的神经中枢是 ,水的排出主要取决于血浆中 激素的浓度。
(3)若⑧表示促甲状腺激素,对⑧的分泌具有调节作用的激素有________________。
(4)兴奋在图乙所示结构中只能单向传递,这是因为 。
(5)当兴奋传导到⑥处时,其膜内的电位变为 。由图乙可知,a-银环蛇毒影响兴奋传递的原因是 。
(6)研究表明,不少重症肌无力患者是由于受病毒感染后,机体产生相应的抗体,它除与病毒结合之外,还能与乙酰胆碱的受体结合,阻碍兴奋的传导,导致肌无力。在免疫学上此种重症肌无力属于一种 病。
图甲所示的调节过程是人体稳态的重要组成部分,图乙为细胞间信息传递的几种模式示意图,图丙是图乙局部结构的放大图。甲~丙表示器官,a、b表示激素或大分子物质。请回答下列问题:
(1)温度感受器受到寒冷刺激时,就会出现a→b→激素①分泌的现象,这体现了激素分泌的 特点。人体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡,这是因为 。
(2)若激素①表示雄性激素,其进入靶细胞的方式是________________。物质b是________________。若切除垂体,则物质a含量________(增加、不变、减少)。由此可知,机体通过____________调节以维持激素①的相对稳定。
(3)若图乙细胞3受到刺激产生兴奋,兴奋部位膜外电位的变化是________________;兴奋在细胞3和细胞2间传递的结构如图丙所示,兴奋通过图丙的传递过程中,信号的变化情况是________________。
(4)机体维持稳态的主要调节网络是 ,其中免疫系统是通过它的 等功能,实现它在维持稳态中的作用。
(16分)下图表示人体神经-体液-免疫相互调节的关系模式图。请据图回答:
(1)图中神经-体液调节途径涉及的主要结构是 、肾上腺、甲状腺和性腺。性激素和甲状腺激素的分泌过程存在分级调节过程,当内环境中的性激素和甲状腺激素含量过高,会通过 调节维持相关激素的水平的稳定。
(2)巨噬细胞可参与 免疫,T细胞可参与的特异性免疫是 。
(3)图示表明,甲状腺激素作用的靶器官是骨髓和 ,与图示有关的神经—体液—免疫网络调节机制中,发挥重要作用的生物活性物质除了图中列举的类型外,还有两类有代表性的物质是神经递质和 。
(4)免疫细胞产生的细胞因子、淋巴因子(如白细胞介素、肿瘤坏死因子等)作用于神经细胞并产生兴奋,在此发生的信号转换过程是 。
(5)调查表明,心脑血管疾病、高血压、疲劳综合征甚至过劳死等病症,正在威胁着知识分子的健康和生命。据图分析,过度疲劳可使人体的免疫功能下降的原因可能是 。
运动神经中枢中的多巴胺神经元损伤或死亡会导致帕金森病的发生,多巴胺含量可以指示多巴胺神经元细胞的损伤或死亡程度。研究者认为该病的发生与机体免疫有关,并进行了实验探究。
(1)机体的特异性免疫包括细胞免疫和体液免疫,后者主要通过浆细胞分泌__________发挥免疫效应。
(2)研究发现,效应T细胞表面的CD8受体与其发挥正常免疫功能有关,MPTP可诱导正常小鼠产生帕金森病。给正常小鼠和CD8基因敲除小鼠注射MPTP或生理盐水10天后,分别测定两组小鼠神经元多巴胺含量,结果如下图所示。据图可知,注射MPTP可导致__________,推测MPTP可能导致多巴胺神经元细胞__________。与正常小鼠多巴胺的含量变化相比较,CD8基因敲除小鼠多巴胺含量变化是__________,据此推测__________。
(3)有人假设,帕金森病患者体液免疫也可能导致帕金森病加重。为此,研究者进行了如下体外实验。
|
注射生理盐水的正常小鼠血清 |
注射MPTP的正常小鼠血清 |
注射生理盐水的正常小鼠多巴胺神经元表面蛋白 |
- |
+ |
注射MPTP的正常小鼠多巴胺神经元表面蛋白 |
- |
+ |
注:“+”表示出现抗原抗体反应,“-”表示不出现抗原抗体反应。
依据实验结果可知,注射MPTP的正常小鼠多巴胺神经元表面蛋白 (填“发生了”或“没有发生”)改变,注射MPTP可使正常小鼠产生了____ ______,由此推测,帕金森病小鼠的__________会导致帕金森病加重。
(4)依据上述实验结果判断,下列免疫失调引起的疾病中,与帕金森病最相似的是__________。
a.花粉过敏 b.系统性红斑狼疮
c.先天性免疫缺陷 d.艾滋病
(5)由上述结果分析,帕金森病与__________调节有关。
(11分)布氏田鼠是生活在寒冷地带的一种非冬眠小型哺乳动物。下图为持续寒冷刺激下机体调节褐色脂肪组织细胞(BAT细胞)产热过程的示意图。请分析回答:
(1)寒冷刺激一方面使下丘脑部分传出神经末梢释放 ,导致BAT细胞中cAMP增加,促进部分脂肪分解,其产物进入线粒体参与细胞呼吸。另一方面寒冷刺激还能使下丘脑合成并释放 的量增加,最终导致体内甲状腺激素的量增加。
(2)UCP-1基因的表达要经过 过程实现,BAT细胞内的 能促进该基因的表达。
(3)有氧呼吸过程中大量ATP的合成是在 上完成的,该结构富含ATP合成酶,能在跨膜H+浓度梯度的推动下合成ATP。BAT细胞中,UCP-1蛋白能增大该结构对H+的通透性,消除H+梯度,无法合成ATP,使有氧呼吸的最后阶段释放出来的能量全部变成 。
(4)综上所述,在持续寒冷的环境中,布氏田鼠通过 调节,最终引起BAT细胞中 和ATP合成减少,实现产热增加,维持体温的稳定。
(5)当人体受到某种抗原刺激时,若产生的抗体导致靶细胞膜上甲状腺激素的受体被破坏,由此导致的疾病属于免疫学中的 病。
(6)美国研究人员最新发现认为,成年人大脑中有一种pirb蛋白质能阻止大脑神经元之间生成新的连接,这将可能影响成年人的_ _(瞬时记忆/短时记忆/长时记忆),从而在生理上减缓了成人接受新事物的速度。
2012年国际禁毒日的主题是“抵制毒品,参与禁毒”。目前可卡因是最强的天然中枢兴奋剂,吸毒者把可卡因称作“快乐客”。下图1表示突触结构,图2为毒品可卡因对人脑部突触间神经冲动的传递干扰示意图,请据图分析回答以下问题:
(1)图1中所示突触小体结构复杂,D代表______,由图可以看出,D的形成与[ ]______直接有关。
(2)突触易受药物等外界因素的影响,已知某种药物能阻断突触传递兴奋,但对神经递质的合成、释放和降解或再摄取等都无影响,则导致兴奋不能传递的原因可能是该药物影响了____________的结合,此现象反映了细胞膜具有__________的功能。
(3)多巴胺是脑内分泌的一种神经递质,主要负责大脑的感觉、兴奋及开心的信息传递,也与上瘾有关。由图2可知可卡因的作用机理是________________________________,导致突触间隙中多巴胺含量________,从而增强并延长对脑的刺激,产生“快感”。吸毒“瘾君子”未吸食毒品时,精神萎靡,四肢无力,体内________________________(激素)的含量减少。
图甲显示了脑、脊髓及手臂上的神经的位置关系及①②③④四个位点,图乙是某一反射弧中某一结构的亚显微结构模式图。根据图回答问题:
(1)图甲中,如果在③处给予有效刺激,产生的兴奋沿____ 神经传到突触前膜,导致突触小泡与前膜 ,释放神经递质(Ach); Ach与Ach受体结合后,肌膜发生___ _,引起肌肉收缩。
(2)图甲所示的①、②、③、④为麻醉剂阻断神经冲动的四个可能位点。若刺激病人手指,病人手能动但却没有感觉,那么可能被阻断的位点是____ 。
(3)人的手指意外触到蜡烛火焰会缩手,该缩手反射的神经中枢在 。而消防队员在火海中救人时双手虽触碰火焰,却不会发生缩手反射,这说明 。伤害性刺激产生的信号传到____ 会形成痛觉。
(4)图乙是 的亚显微结构模式,图乙中兴奋在图乙所示结构中的传导方向是 ,并请解释一下为什么在此结构中只能按照这种方向传导 。
甘蔗发霉时滋生的节菱孢霉菌能产生三硝基丙酸(3-NP),引起神经细胞中毒或凋亡。图甲表示突触结构,③表示兴奋性神经递质。图乙表示注射生理盐水配制的1ml3-NP(300umol/L)后,小鼠纹状体细胞合成的与凋亡蛋白相关的mRNA(P53)的总含量。请回答。
(1)甲中结构①发生的代谢过程是 ,④(受体)的功能是 。
(2)胆碱酯酶能够分解兴奋性神经递质,而3-NP能抑制胆碱酯酶的合成,则图甲中物质③的含量会 ,将导致下一个神经元 。
(3)图乙同期对照组中应加入 。在神经细胞凋亡过程中直接起作用的细胞器是 。
(4)据图乙推测小鼠纹状体细胞凋亡数目可能在 时段内增加的最多,原因是 。
分)下图是人体维持内环境稳态的几种调节系统的关系模式图,请据图回答
(1)神经纤维未受刺激时膜外的电位是 。在神经纤维上放置两个电极,连接到一个电表上(如上图),如果在X处给予神经纤维一个适宜的刺激,可观察到电表指针的变化是 ,引起该处膜电位发生改变的原因是 离子内流所致;如果在Y处给予一个相同的刺激,可观察到电表指针的变化是 ,其原因是 。
(2)在Z处给予某种药物后,再刺激轴突X,发现神经冲动的传递被阻断,但检测到Z处神经递质的量与给予药物之前相同,这是由于该药物抑制了突触后膜上 的功能。
(3)如果该图代表人在寒风中瑟瑟发抖时身体内某处的调节示意图,则细胞甲可能是 细胞,分泌物a可代表其分泌的 激素,当血液中的激素b即__ 激素的含量增加到一定程度时,又会反过来抑制细胞甲的活动。该种调节方式也主要体现了细胞膜具有 的功能。
(4)科学研究表明:精神因素(焦虑、紧张等的心理应激)会使T细胞活性下降,对病毒、真菌感染的抵抗能力和对肿瘤细胞的监控能力下降,还间接引起机体生成抗体的能力降低。如果该图中的细胞甲代表T淋巴细胞,则分泌物a是 。该图充分说明 调节网络是机体维持内环境稳态的主要调节机制。
血糖的平衡对于保证机体各种组织和器官的能量供应具有重要的意义,胰岛素
是维持血糖平衡的重要激素。下图表示胰岛素分泌的调节过程及胰岛素作用机理。
(1)当血糖浓度上升时,通过A途径引起胰岛B细胞分泌胰岛素属于 调节。
(2)由图可知,胰岛素与组织细胞膜上的受体结合后,一方面增加细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量,促进组织细胞 葡萄糖;另一方面促进细胞内葡萄糖的利用和储存,图中体现为糖原、脂肪和蛋白质的合成加快。从而使血糖水平降低。
(3)糖尿病病因之一是患者血液中存在异常抗体,抗体是由 细胞分泌的。图中可以通过注射胰岛素来治疗的糖尿病是由抗体 引起的糖尿病。从免疫学的角度分析,这两种异常抗体引起的糖尿病都属于 病。
本大题共两小题,共11分。
Ⅰ.(6分)下图表示下丘脑神经细胞、垂体细胞、甲状腺细胞及它们分泌的激素之间的关系,研究表明物质乙是一种糖蛋白。请回答下列问题。
(1)图中的下丘脑神经细胞除具有神经细胞的功能外,还具有________功能。
(2)如果用物质丙饲喂正常动物,则物质乙的分泌量的变化是_______(增加、不变、减少);如果用物质乙饲喂正常动物,则物质丙的分泌量_______(增加、不变、减少),原因是__________________________________________。
(3)物质乙与甲状腺细胞的细胞膜表面的____________结合,反映出细胞膜能进行____________。
Ⅱ.(5分)棉蚜虫蚜体型微小,能附着于棉花植林上生活繁殖,以吸取棉花汁液为食为了对棉蚜虫害进行监测.科研小组从某年6月lO日开始对某棉田棉蚜种群数量进行调查。调查结果如下图:
调查日期 |
6月l0日 |
6月15日 |
6月20日 |
6月 25日 |
6月 30日 |
7月 5日 |
7月 10日 |
7月 15日 |
7月 20日 |
棉蚜数量(只/株) |
0.42 |
4.79 |
4l.58 |
261.73 |
1181.94 |
1976.96 |
2175.63 |
2171.46 |
2173.23 |
(1)棉蚜与棉花的种间关系是_____________。
(2)调查棉蚜种群数量可采用________________法。据表分析调查期间棉蚜种群数量的增长曲线呈___________型,在_________________(日期)左右棉蚜种群增长率最大。
(3)若长期使用农药防治棉蚜,会导致棉蚜种群的抗药基因频率_________。(增大、不变、减小)。
从植物中提取的苦皮藤素Ⅳ和苦皮藤素Ⅴ具有很好的灭虫作用。它们均对昆虫的突触有影响,能抑制并阻断神经-肌肉兴奋性接点电位(EJPs)。
(1)正常情况下,兴奋沿着昆虫体内的 神经传导到神经-肌肉接点的突触前膜,突触小泡释放谷氨酸。谷氨酸以 方式通过突触间隙,然后与肌肉细胞膜上的特异性受体结合,引起肌肉细胞的兴奋。苦皮藤素Ⅳ增大了细胞膜的膜电位,使细胞更不易兴奋,导致肌肉 ,进而起到杀灭昆虫的作用。
(2)研究人员将果蝇幼虫神经-肌肉标本分别置于图中所示A~F组不同溶液中,电刺激神经并在肌肉细胞处测定电位变化。记录数据并整理如下图。
①上述实验的目的是研究 。为保证神经细胞能维持正常电位变化,实验所用的生理溶液中至少应加入 、K+、Ca2+、Cl-等无机盐离子。
②从图中总体趋势看,不同条件处理下各组的EJPs幅值变化率均比对照组 。图中结果显示,单用苦皮藤素Ⅳ时在 分钟阻断EJPs,而在苦皮藤素Ⅳ:Ⅴ= 时与单用苦皮藤素Ⅳ阻断作用相似,但当苦皮藤素Ⅴ比例 (填“高”或“低”)时,EJPs阻断时间明显延长,说明此时苦皮藤素Ⅴ使苦皮藤素Ⅳ的作用效果 。