冲刺2025年高考生物大题突破+限时集训(新高考)大题03 生命活动的调节(解析版)_第1页
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文档简介

大题03生命活动的调节【高考真题分布】考点考向高考考题分布生命活动的调节动物神经调节、体液调节、免疫调节等共同维持内环境的稳态。动物生命活动的实验设计。生长素及其他植物激素的关系及应用。植物生命活动调节的实验分析。2023湖北卷2023天津卷2024北京卷2024山西卷2024浙江卷2024河北卷2024年海南卷2024年浙江卷2024年安徽卷2024年福建卷2024年甘肃卷2024年吉林卷2024年江西卷2024年天津卷2024年山东卷2024年江苏卷【题型解读】一、个体生命活动调节:动物神经调节、体液调节、免疫调节等共同维持内环境的稳态是每年的必考题,其中对神经调节和体液调节考查较多,近年对免疫与健康部分也有较多考查。除了对神经-体液-免疫调节网络的基础知识进行考查外,还对课本涉及的实验过程进行深度考查,侧重考查学生在具体情境中解决问题的能力,提升考生的科学探究能力。植物生命活动的调节常结合代谢部分进行深度考查,主要考查考生结合农业生产时的具体应用和实验探究能力。二、动物生命活动与人的生活和人体健康密不可分,在生活、生产实践中,与动物生命活动相关的情景比比皆是。动物生命活动是高考命题的热点。通过分析近几年试题,发现机体对环境的适应性调节(血糖调节、体温调节、甲状腺激素的分级调节等),免疫的具体应用及分析、脊椎动物激素在生产和生活中的应用等,通过具体的生活、生产实践以及科研成果等情境在高考试题中得以考查,是本部分内容中的高频考点。科学研究对人体健康的探索从未停止,相关的论文也成为试题体情境,多以实验过程、结果分析的形式呈现,对考生的综合能力要求较高。三、预测2025年可能从兴奋在神经细胞间的传递、针对某一稳态事例的分析、特异性免疫过程、传染病的预防、激素调节、环境因素对植物生命活动的调节结合光合作用的具体实例等方面选择素材命题,这些都可以借助生活、生产实践及科研成果等情景进行考查。因此,在复习时要关注最新的科研成果,明确与生物学相关的内容,从生活、生产实践入手,以实践强化知识的系统化、条理化和综合化。要从不同渠道搜集相应的资料、文献、数据等创设情景,进行相关的实验探究及分析推理等。典例一:神经-体液-免疫调节网络基本过程1.(2024·安徽·高考真题)短跑赛场上,发令枪一响,运动员会像离弦的箭一样冲出。该行为涉及机体的反射调节,其部分通路如图。

回答下列问题。(1)运动员听到发令枪响后起跑属于反射。短跑比赛规则规定,在枪响后0.1s内起跑视为抢跑,该行为的兴奋传导路径是填结构名称并用箭头相连)。(2)大脑皮层运动中枢发出的指令通过皮层下神经元④和⑤控制神经元②和③,进而精准调控肌肉收缩,体现了神经系统对躯体运动的调节是。中枢神经元④和⑤的兴奋均可引起b结构收缩,可以推断a结构是反射弧中的;若在箭头处切断神经纤维,b结构收缩强度会。(3)脑机接口可用于因脊髓损伤导致瘫痪的临床康复治疗。原理是脑机接口获取(填图中数字)发出的信号,运用计算机解码患者的运动意图,再将解码信息输送给患肢,实现对患肢活动的控制。【答案】(1)条件神经中枢→传出神经→效应器(肌肉)(2)分级调节效应器和感受器减弱(3)⑥【分析】【关键能力】(1)信息获取与加工题干关键信息所学知识信息加工反射类型及反射发生时兴奋传递途径反射发生在反射弧上,非条件反射是生来就有,条件反射是经后天学习形成,需大脑皮层参与抢跑时兴奋传导路径神经系统对躯体运动的调节机制大脑皮层是神经调节的高级中枢,通过控制机体各低级中枢控制相应的生命活动大脑皮层运动中枢通过控制脊髓控制肌肉运动反射与反射弧关系反射的发生需要完整的反射弧,完整的反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经及效应器组成连接A的①是传入神经元,②是传出神经元;在箭头处切断神经纤维,则①被切断,感受器产生的兴奋无法向神经中枢传递神经调节的应用大脑皮层是最高级中枢,收集低级中枢传递而来的信号,并产生信号返回低级中枢,从而实现分组调节脊髓损伤,大脑皮层产生的信号无法传递至患肢,可利用脑机接口获取该信号,再传递至患肢(2)逻辑推理与论证:【详解】(1)运动员听到发令枪响后起跑需要大脑皮层的参与,属于条件反射。运动员听到枪响到作出起跑反应,信号的传导需要经过了耳(感受器)、传入神经(听觉神经)、神经中枢(大脑皮层—脊髓)、传出神经、效应器(神经所支配的肌肉和腺体)等结构,但信号传导从开始到完成需要时间,如果不超过0.1s,说明运动员在开枪之前已经起跑,属于“抢跑”,此时没有听到声音已经开始跑了,该行为的兴奋传导路径是神经中枢→传出神经→效应器(肌肉)。(2)大脑皮层运动中枢发出的指令通过皮层下神经元④和⑤控制神经元②和③,进而精准调控肌肉收缩,这体现了神经系统对躯体运动的分级调节。中枢神经元④和⑤的兴奋均可引起b结构(效应器)收缩,推断可能是⑤的兴奋通过③传到b,且④的兴奋通过②传到a(此时a是效应器),然后a通过①传到③再传到b,此时a是感受器,由此推断a结构是反射弧中的效应器和感受器。若在箭头处切断神经纤维,a的兴奋不能通过①传到③再传到b,因此b结构收缩强度会减弱。(3)根据给出的知识背景,我们知道脑机接口技术可以用于因脊髓损伤导致瘫痪的临床康复治疗。其原理是首先通过脑机接口获取⑥大脑皮层(或大脑皮层运动中枢)发出的信号。在这里,这些信号可以被视为大脑对运动的意图或命令,运用计算机解码患者的运动意图,再将解码信息输送给患肢,实现对患肢活动的控制。2.人体受到低血糖和危险等刺激时,神经系统和内分泌系统作出相应反应,以维持人体自身稳态和适应环境。其中肾上腺发挥了重要作用,调节机制如图。

回答下列问题:(1)遭遇危险时,交感神经促进肾上腺髓质分泌儿茶酚胺类激素,引起心跳加快、血压升高、肌肉血流量等生理效应,有助于机体做出快速反应。从反射弧的组成分析,交感神经属于。交感神经纤维末梢与形成突触,支配肾上腺髓质的分泌。(2)危险引起的神经冲动还能传到,该部位的某些神经细胞分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于腺垂体,最终促进糖皮质激素水平上升,该过程体现了糖皮质激素的分泌具有调节的特点。(3)儿茶酚胺类激素和糖皮质激素均为小分子有机物。儿茶酚胺类激素具有较强的亲水性,不进入细胞,其受体位于。糖皮质激素属于脂溶性物质,进入细胞后与受体结合,产生的复合物与DNA特定位点结合,从而影响相关基因的。糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,在血糖浓度调节方面与胰岛素具有(填“协同”或“拮抗”)作用。(4)去甲肾上腺素属于肾上腺髓质分泌的儿茶酚胺类激素,也是某些神经元分泌的神经递质。下列关于激素和神经递质的叙述,错误的是哪一项?_____A.均可作为信号分子 B.靶细胞都具有相应受体C.都需要随血流传送到靶细胞 D.分泌受机体内、外因素的影响(5)长期较大剂量使用糖皮质激素,停药前应逐渐减量。下列分析合理的有哪几项?_____A.长期较大剂量用药可引起肾上腺皮质萎缩B.立即停药可致体内糖皮质激素不足C.停药前可适量使用促肾上腺皮质激素D.逐渐减量用药有利于肾上腺皮质功能恢复【答案】(1)增加传出神经肾上腺髓质(2)下丘脑分级(3)细胞膜上转录(表达)拮抗(4)C(5)ABCD【分析】【关键能力】(1)信息获取与加工题干关键信息所学知识信息加工心跳加快、血压升高交感神经占主导地位心跳加快、血压升高、肌肉血流量增加说明交感神经占主导低温,肌肉血流量增加某些神经细胞分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于腺垂体,最终促进糖皮质激素水平上升激素调节存在分级调节和负反馈调节诶下丘脑分泌促XX激素释放激素作用于垂体,垂体分泌促XX激素作用于相应的腺体,相应腺体分泌具体激素,可反作用抑制下丘脑和垂体分泌相关激素儿茶酚胺类激素具有较强的亲水性,不进入细胞激素必须与受体结合后才能发挥作用,有的激素受体在细胞膜上,有的受体在细胞内儿茶酚胺类激素受体位于细胞内(2)逻辑推理与论证:【详解】(1)遭遇危险时,交感神经促进肾上腺髓质分泌儿茶酚胺类激素,引起心跳加快、呼吸加深、血压升高、肌肉血流量增加等生理效应,有助于机体做出快速反应。从反射弧的组成分析,交感神经属于传出神经。交感神经纤维末梢与肾上腺髓质形成突触,支配肾上腺髓质的分泌。(2)促肾上腺皮质激素释放激素由下丘脑分泌,因此危险引起的神经冲动还能传到下丘脑,使其分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于腺垂体,使肾上腺皮质分泌糖皮质激素,最终促进糖皮质激素水平上升,该过程中存在下丘脑-垂体-靶腺体轴,体现了糖皮质激素的分泌具有分级调节的特点。(3)儿茶酚胺类激素具有较强的亲水性,不进入细胞,故其受体位于细胞膜上。糖皮质激素属于脂溶性物质,进入细胞后与受体结合,产生的复合物与DNA特定位点结合,从而影响相关基因的表达。胰岛素具有降血糖的作用,糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,因此在血糖浓度调节方面与胰岛素具有拮抗作用。(4)A、激素和神经递质都可作为信号分子,A正确;B、激素和神经递质都与相关受体结合,引起靶细胞相关的生理活动,B正确;C、激素随血流传送到靶细胞,神经递质通过组织液到达靶细胞,C错误;D、激素和神经递质的分泌都受机体内、外因素的影响,D正确。故选C。(5)A、长期较大剂量用药,体内糖皮质激素的浓度很高,可通过负反馈调节导致自身激素合成减少,如促肾上腺皮质激素减少,可引起肾上腺皮质萎缩,A正确;B、由于长期较大剂量使用糖皮质激素,自身促肾上腺皮质激素释放激素和促肾上腺皮质激素减少,肾上腺皮质功能较弱,自身分泌糖皮质激素不足,立即停药会导致体内糖皮质激素不足,B正确;C、由于体内促肾上腺皮质激素水平较低,停药前可适量使用促肾上腺皮质激素,C正确;D、为了避免血中糖皮质激素水平的突然降低,逐渐减量用药以促使自身肾上腺皮质功能的恢复,D正确。故选ABCD。3.(2024·江苏·高考真题)免疫检查点阻断疗法已应用于癌症治疗,机理如图1所示。为增强疗效,我国科学家用软件计算筛到Taltirelin(简称Tal),开展实验研究Tal与免疫检查分子抗体的联合疗效及其作用机制。请回答下列问题:(1)肿瘤细胞表达能与免疫检查分子特异结合的配体,抑制T细胞的识别,实现免疫逃逸。据图1可知,以为抗原制备的免疫检查分子抗体可阻断肿瘤细胞与细胞的结合,解除肿瘤细胞的抑制。(2)为评估Tal与免疫检查分子抗体的联合抗肿瘤效应,设置4组肿瘤小鼠,分别用4种溶液处理后检测肿瘤体积,结果如图2。设置缓冲液组的作用是。据图2可得出结论:。(3)Tal是促甲状腺激素释放激素(TRH)类似物。人体内TRH促进分泌促甲状腺激素(TSH),TSH促进甲状腺分泌甲状腺激素。这些激素可通过运输,与靶细胞的受体特异结合,发挥调控作用。(4)根据(3)的信息,检测发现T细胞表达TRH受体,树突状细胞(DC)表达TSH受体。综上所述,关于Tal抗肿瘤的作用机制,提出假设:①Tal与结合,促进T细胞增殖及分化;②Tal能促进,增强DC的吞噬及递呈能力,激活更多的T细胞。(5)为验证上述假设,进行下列实验:①培养T细胞,分3组,分别添加缓冲液、Tal溶液和TRH溶液,检测;②培养DC,分3组,分别添加,检测DC的吞噬能力及递呈分子的表达量。【答案】(1)免疫检查分子T(2)作为对照组,排除缓冲液作用的影响Tal与免疫检查分子抗体都有抗肿瘤效果,二者联合使用可明显增强抗肿瘤效果(3)垂体体液(4)T细胞表面的TRH受体TSH作用于DC细胞上的受体(5)T细胞的数量和毒性T细胞的比例缓冲液、Tal+TSH溶液和TSH溶液【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。【详解】(1)肿瘤细胞表达能与免疫检查分子特异结合的配体,抑制了T细胞的识别,从而实现免疫逃逸。免疫检查分子抗体的作用是阻断肿瘤细胞与免疫细胞的结合。以免疫检查分子为抗原制备的免疫检查分子抗体,可阻断肿瘤细胞与T细胞的结合,解除肿瘤细胞对T细胞的抑制。(2)设置缓冲液组的作用是作为对照组,用于排除其他无关因素对实验结果的干扰,从而更准确地评估Tal与免疫检查分子抗体的联合抗肿瘤效应。据图2可知,与缓冲液组相比,免疫检查分子抗体组、Tal组和Tal+免疫检查分子抗体组的肿瘤体积都有所减小,其中Tal+免疫检查分子抗体组的肿瘤体积减小最为明显。故得出结论:Tal与免疫检查分子抗体都有抗肿瘤效果,二者联合使用可明显增强抗肿瘤效果。(3)人体内TRH促进垂体分泌促甲状腺激素(TSH),TSH促进甲状腺分泌甲状腺激素。这些激素可通过体液运输,与靶细胞的受体特异结合,发挥调控作用。(4)①Tal与T细胞表面的TRH受体结合,促进T细胞增殖及分化。因为受体与相应配体结合才能发挥作用,而题目中已知T细胞表达TRH受体,所以推测Tal可能与该受体结合。②Tal能促进TSH作用于DC细胞上的受体,增强DC的吞噬及递呈能力,激活更多的T细胞。已知DC表达TSH受体,所以推测TSH作用于DC细胞上的受体。(5)①培养T细胞,分3组,分别添加缓冲液、Tal溶液和TRH溶液,检测T细胞的增殖及分化情况,即T细胞的数量和毒性T细胞的比例。通过对比添加不同物质后T细胞的数量和毒性T细胞的比例,来验证Tal与TRH受体结合促进T细胞增殖及分化的假设。②培养DC,分3组,分别添加缓冲液、Tal+TSH溶液和TSH溶液,检测DC的吞噬能力及递呈分子的表达量。通过对比添加不同物质后DC的相关指标,来验证Tal促进TSH作用于DC细胞上的受体,从而增强其功能的假设。第一组:添加缓冲液的组作为对照组。第二组:添加Tal+TSH溶液的组,观察其对DC功能的影响。第三组:添加TSH溶液的组,用于与添加Tal+TSH溶液的组对比,以确定Tal是否促进TSH作用于DC细胞。一、神经调节(1)兴奋的产生机制(2)兴奋的传导与传递(3)“二看法”判断电流计指针偏转(两电极均在神经细胞膜外)二、体液调节相关知识归纳(1)辨析人体生命活动调节的三种方式(2)理清激素调节的几个关键点三、下丘脑参与的血糖、体温、水盐平衡的调节机制(1)血糖平衡调节①胰岛B(A)细胞→胰岛素(胰高血糖素)分泌增加→血糖降低(升高)。胰高血糖素分泌增加→刺激胰岛B细胞→胰岛素分泌增加→血糖降低。②神经—体液调节途径:血糖含量升高(降低)时→刺激下丘脑有关神经细胞→胰岛B细胞(肾上腺和胰岛A细胞)→分泌胰岛素(肾上腺素和胰高血糖素)→血糖含量降低(升高)。③影响胰岛素分泌的信号分子有葡萄糖、神经递质和胰高血糖素;影响胰高血糖素分泌的信号分子有葡萄糖、神经递质和胰岛素。(2)体温平衡调节(3)水盐平衡调节①神经调节途径:细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器→大脑皮层→产生渴感→主动饮水,补充水分。②神经—体液调节途径:细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器→垂体eq\o(→,\s\up7(释放))抗利尿激素→肾小管和集合管重吸收水增多→尿量减少。四、免疫调节(1)体液免疫、细胞免疫过程(2)免疫调节要点归纳(3)信号分子相关知识归纳1.(2024·河南·三模)进食时唾液分泌明显增多,唾液分泌的调节过程如图所示。回答下列问题:(1)系统由交感神经和副交感神经两部分组成,除了支配腺体外,还可支配和。(2)食物进入口腔,刺激舌、口腔和咽部黏膜的感受器,冲动沿脑神经传至延髓唾液分泌中枢,然后通过第Ⅶ、Ⅸ对脑神经的副交感和交感神经纤维到达唾液腺,引起唾液分泌,该过程属于反射,该反射的效应器是。(3)进食过程中,食物的形状、颜色以及进食环境等引起唾液分泌的调节中枢位于。(4)副交感神经兴奋时释放ACh,使唾液腺细胞膜内发生的电位变化,引起细胞内IP₃生成,触发细胞内钙库释放Ca²⁺,使唾液腺分泌稀薄唾液。唾液腺还受的支配,其末梢释放NE,引起细胞内cAMP增高,使唾液腺分泌黏稠唾液。由此可知,交感神经和副交感神经对唾液腺分泌的唾液量的作用是(填“相反”或“一致”)的。【答案】(1)自主神经内脏血管(2)非条件传出神经(交感神经和副交感神经)末梢和它所支配的唾液腺(3)大脑皮层(4)由负到正交感神经一致【分析】反射是神经调节的基本方式,反射是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答。反射的结构基础是反射弧,反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。高等动物的反射活动有两种,条件反射和非条件反射。【详解】(1)控制内脏器官的传出神经称为植物性神经,也称自主神经,自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成,除了支配腺体外,还可支配内脏和血管,一般不会被我们的意识所支配。(2)反射包括了条件反射和非条件反射,食物进入口腔,刺激舌、口腔和咽部黏膜的感受器,冲动沿脑神经传至延髓唾液分泌中枢,然后通过第Ⅶ、Ⅱ对脑神经的副交感和交感神经纤维到达唾液腺,引起唾液分泌,该过程的调节中枢位于大脑皮层以下的中枢,因此属于非条件反射。该反射的效应器是传出神经(交感神经和副交感神经)末梢和它所支配的唾液腺。(3)进食过程中,食物的形状、颜色以及进食环境等引起唾液分泌的过程属于条件反射,因此调节中枢位于大脑皮层。(4)副交感神经兴奋时释放ACh,使唾液腺细胞兴奋,其膜内发生由负到正的电位变化。据图可知唾液腺还受交感神经的支配。副交感神经兴奋,使唾液腺分泌稀薄唾液。交感神经兴奋时,使唾液腺分泌黏稠唾液。由此可知,交感神经和副交感神经对唾液腺分泌的唾液量的作用是一致的,都可促进唾液腺分泌唾液。2.(2025·山西·一模)胰岛素在血糖平衡调节中发挥着重要作用,它的分泌受到葡萄糖等多种物质的影响,作用机制如图所示,请回答下列问题:

GLUT:葡萄糖载体蛋白;GLP-1:胰高血糖素样肽-1;GIP:抑胃肽;+:促进;-:抑制(1)由图可知,当血糖浓度升高时,葡萄糖与GLUT结合进行转运,GLUT会发生的改变;当葡萄糖进入胰岛B细胞后,经一系列信号转导,可促进胰岛素分泌,其根本原因是;血糖浓度升高还会使下丘脑的某个区域兴奋,通过副交感神经支配胰岛B细胞,说明胰岛B细胞表面还有的受体。(2)胰岛素作用于靶细胞后,一方面促进靶细胞对葡萄糖的摄取和利用,另一方面,从而使血糖浓度降低。(3)在血糖调节过程中,当血糖浓度下降到一定程度时,胰岛素分泌减少,这种调节方式是。随着血糖含量的下降,胰岛A细胞分泌增多,神经系统还通过控制的分泌及活动来调节血糖含量。(4)请据图设计一种降糖效果持久的药物,并阐明其降糖机理。【答案】(1)自身构象促进胰岛素基因选择性表达神经递质(2)抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖(3)负反馈调节(或反馈调节)胰高血糖素肾上腺(或甲状腺)(4)方法1:可人工合成抑胃肽(GIP)或胰高血糖素样肽-1(GLP-1)的类似物(或受体激动剂),它可以和GIP受体或GLP-1受体结合,促进胰岛素的分泌,且体内没有分解它的酶,故效果持久或方法2:可人工合成肾上腺素受体或生长抑素受体拮抗剂,通过抑制肾上腺素或生长抑素与受体的结合,促进胰岛素的分泌,且体内没有分解它的酶,故效果持久【分析】胰岛A细胞分泌胰高血糖素,能升高血糖,只有促进效果没有抑制作用,即促进肝糖原的分解和非糖类物质转化;胰岛B细胞分泌胰岛素是唯一能降低血糖的激素,其作用分为两个方面:促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质;抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。【详解】(1)据图可知,葡萄糖通过葡萄糖载体蛋白(GLUT)转运进入细胞,GLUT作为载体蛋白,转运时会发生自身构象的改变;当葡萄糖进入胰岛B细胞后,经一系列信号转导,可以促进该细胞内胰岛素基因选择性表达,从而促进胰岛素分泌,因此根本原因是促进胰岛素基因的选择性表达;血糖浓度升高还会使下丘脑的某个区域兴奋,通过副交感神经支配胰岛B细胞,说明胰岛B细胞能接受神经元释放的神经递质调节,因此胰岛B细胞表面具有神经递质的受体。(2)胰岛素一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖。这样既增加了血糖的去向,又减少了血糖的来源,使血糖浓度恢复到正常水平。(3)在血糖调节的过程中,胰岛素的作用结果会反过来影响胰岛素的分泌,例如:当血糖浓度下降到一定程度时,胰岛素分泌减少。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,这种调节方式叫作反馈调节;若工作的效果反过来抑制系统工作,叫做负反馈调节。随着血糖含量的下降,具有升血糖作用的胰岛A细胞分泌胰高血糖素增多,可维持血糖水平的稳定。此外,神经系统还通过控制肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素等的分泌及活动直接或间接调节血糖含量。(4)据图可知,胰高血糖素样肽-1(GLP-1)受体与抑胃肽(GIP)受体激活后可促进胰岛素的合成与释放;而肾上腺素受体与生长抑素受体激活却抑制胰岛素的合成与释放。因此,可以设计一种药物,该药物能够与GLP-1受体或GIP受体结合并持续激活该受体(模拟GLP-1的作用)。降糖机理为:当药物与GLP-1受体结合并激活后,会促进胰岛素的合成与释放,若体内不存在分解该药物的酶,药物将持续作用于受体,可以延长在体内的半衰期,减少给药频率,从而达到持久降糖的效果。也可以合成与肾上腺素受体或生长抑素受体特异性结合的药物,抑制肾上腺素或生长抑素与受体结合,从而解除二者对胰岛素合成与释放的抑制作用,降低血糖。3.(2025·河北张家口·一模)下图所示为人体感染甲型H3N2流感病毒后的相关免疫过程,请据图回答下列问题:(1)图中既能参与非特异性免疫又能参与特异性免疫的细胞是,不能识别甲型H3N2病毒的细胞有(用图中字母表示)。(2)流感来袭,人体内首先可通过免疫过程阻止甲型H3N2流感病毒的散播,该过程起主要作用的是物质(用图中字母表示),b细胞的作用是。(3)先天性胸腺发育不良的患儿抵抗该流感的免疫功能低下,是因为其分化出的(用图中字母表示)细胞数量太少,释放的过少不足以诱导B细胞大量增殖分化。(4)接种疫苗后,若有相应病原体再次侵入人体,则人体会短时间内产生较强的免疫应答,与图中的、细胞有关(用图中字母表示)。(5)若人感染酿脓链球菌,因其表面的抗原决定簇与人心脏瓣膜上的一种物质的表面结构十分相似,物质d向心脏瓣膜发起进攻,使人患上风湿性心脏病,这属于免疫失调中的病。【答案】(1)吞噬细胞e(2)体液g与靶细胞结合使其裂解释放其中的病原体(病毒)(3)a细胞因子(4)cf(5)自身免疫病【分析】图示分析:a是T细胞,c是记忆T细胞,b是效应T细胞;d是B细胞,f是记忆B细胞,e是浆细胞,g是抗体。【详解】(1)图中既能参与非特异性免疫,又能参与特异性免疫的细胞是吞噬细胞,不能识别甲型H3N2病毒的细胞是e(浆细胞);(2)病毒在内环境,还未进入细胞,人体内可通过体液免疫过程阻止甲型H3N2流感病毒的散播,该过程起主要作用的是g抗体;b是效应T细胞,其作用是与靶细胞结合使其裂解释放其中的病原体(病毒);(3)胸腺是T细胞成熟的场所,故先天性胸腺发育不良的患儿抵抗该流感的免疫功能低下,是因为胸腺分化出的(a)T细胞数量太少,释放的细胞因子过少不足以诱导B细胞大量增殖分化;(4)相应病原体再次侵入人体,相应的记忆细胞快速的增殖分化成相应细胞,人体会短时间内产生较强的二次免疫应答,故与图中的c记忆T细胞,f记忆B细胞有关;(5)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.若图中所示的抗原为酿脓链球菌,因其表面的抗原决定簇与人心脏瓣膜上的一种物质的表面结构十分相似,抗体向心脏瓣膜发起进攻,使人患上风湿性心脏病,这属于免疫失调中的自身免疫病。典例二:动物个体生命调节实验探究与分析1.(2023·湖北·高考真题)我国科学家研制出的脊髓灰质炎减毒活疫苗,为消灭脊髓灰质炎作出了重要贡献。某儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸后,其血清抗体浓度相对值变化如图所示。回答下列问题:(1)该疫苗保留了脊髓灰质炎病毒的。(2)据图判断,该疫苗成功诱导了机体的免疫反应,理由是。(3)研究发现,实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后,发生了肢体运动障碍。为判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致,以电刺激的方法设计实验,实验思路是,预期实验结果和结论是。(4)若排除了脊髓灰质炎病毒对该动物骨骼肌的直接侵染作用,确定病毒只侵染了脊髓灰质前角(图中部位①)。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器,与未感染动物相比,感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是:,神经-肌肉接头部位③处的信息传递变化是:。【答案】(1)抗原性(2)体液血清中相关抗体浓度增多了(3)用适宜大小的电刺激该动物的效应器(骨骼肌)部位,观察该动物的肢体运动情况(或骨骼肌是否收缩)若骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),则脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤;若骨骼肌收缩(或肢体运动正常),则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤。(4)电信号传导受阻不能产生化学信号【分析】1、反射是神经调节的基本方式,反射的结构基础是反射弧,反射弧由感受器、传入神经、神经中枢和传出神经及效应器组成。2、兴奋在反射弧中经过突触进行传递时,神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,使突触后膜发生电位变化。3、减毒疫苗是将病原微生物(细菌和病毒)在人工条件下使其丧失致病性,但仍保留其繁衍能力和免疫原性,以此制成减毒活疫苗。【详解】(1)脊髓灰质炎减毒活疫苗保留了该病毒的抗原性,能引起机体产生特异性免疫。(2)据图判断,该疫苗成功诱导了机体的体液免疫反应,理由是儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸一段时间后,血清中相关抗体浓度增多了。(3)实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后,发生了肢体运动障碍。为了判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致,若骨骼肌功能损伤,则用电刺激骨骼肌(效应器),则骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),否则收缩(或肢体运动正常)。因此实验思路是用适宜大小的电刺激该动物的肢体效应器(骨骼肌)部位,观察该动物的肢体运动情况(或骨骼肌是否收缩)。若骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),则脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤;若骨骼肌收缩(或肢体运动正常),则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤。(4)脊髓灰质炎病毒只侵染了脊髓灰质前角,即运动神经元功能损伤,失去传递电信号以及产生神经递质的功能。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器,与未感染动物相比,感染动物的神经纤维②受到损伤,不能接受上一个神经元释放的神经递质(化学信号的刺激),从而导致神经纤维②不能传递电信号(或神经冲动),故感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是电信号传导受阻。正常情况下,神经-肌肉接头部位③相当于一个突触,会发生电信号-化学信号-电信号的转变,感染感染脊髓灰质炎病毒的动物的神经纤维②功能受损,不能释放神经递质,故神经-肌肉接头部位③处的信息传递变化是不能产生化学信号。2.(2024·河北·高考真题)心率为心脏每分钟搏动的次数。心肌P细胞可自动产生节律性动作电位以控制心脏搏动。同时,P细胞也受交感神经和副交感神经的双重支配。受体阻断剂A和B能与各自受体结合,并分别阻断两类自主神经的作用,以受试者在安静状态下的心率为对照,检测了两种受体阻断剂对心率的影响,结果如图。回答下列问题:(1)调节心脏功能的基本中枢位于。大脑皮层通过此中枢对心脏活动起调节作用,体现了神经系统的调节。(2)心肌P细胞能自动产生动作电位,不需要刺激,该过程涉及的跨膜转运。神经细胞只有受刺激后,才引起离子跨膜转运的增加,进而形成膜电位为的兴奋状态。上述两个过程中离子跨膜转运方式相同,均为。(3)据图分析,受体阻断剂A可阻断神经的作用。兴奋在此神经与P细胞之间进行传递的结构为。(4)自主神经被完全阻断时的心率为固有心率。据图分析,受试者在安静状态下的心率(填“大于”“小于”或“等于”)固有心率。若受试者心率为每分钟90次,比较此时两类自主神经的作用强度:。【答案】(1)脑干分级(2)Na+外负内正协助扩散(3)副交感突触(4)小于交感神经和副交感神经都起作用,副交感神经作用更强【分析】(1)信息获取与加工题干关键信息所学知识信息加工细胞受交感神经和副交感神经的双重支配自主神经系统自主神经系统包括交感神经和副交感神经,都是传出神经,人体处于应激状态时交感神经兴奋大脑皮层通过低级中枢对心脏活动起调节作用神经系统的分级调节脑干是调节心跳、呼吸的低级中枢,大脑皮层可通过对脑干的调节实现分级调节神经细胞兴奋时膜电位的变化兴奋在神经纤维上的传导兴奋产生时,由于钠离子通道开放,导致钠离子内流了,膜电位变为内正外负的状态(2)逻辑推理与论证:【详解】(1)调节心脏功能的基本中枢位于脑干。大脑皮层通过此中枢对心脏活动起调节作用,体现了神经系统的分级调节。(2)神经细胞只有受刺激后,才引起Na+跨膜转运的增加,进而形成膜电位为外负内正的兴奋状态。上述两个过程中离子跨膜转运方式相同,均为协助扩散。(3)交感神经可以使心跳加快、加强,副交感神经使心跳减慢、减弱,据图分析可知,与对照组相比,当受体阻断剂A与受体结合后,心率比安静时明显加快,而受体阻断剂B与受体结合后,心率下降,所以受体阻断剂A可阻断副交感神经的作用,受体阻断剂B可阻断交感神经的作用。此神经与P细胞之间在反射弧中可以作为效应器,故兴奋在此神经与P细胞之间进行传递的结构为突触。(4)自主神经被完全阻断时的心率为固有心率,与固有心率(即自主神经完全被阻断也就是最后一组的心率100)相比,心率90较低。如果只有交感神经作用,则应该为115(即第二组副交感被阻断的心率);如果只有副交感神经作用,则应该为50(即第三组交感神经被阻断的心率),现在为90,说明既有交感神经也有副交感神经作用,且副交感神经作用更强。3.(2024·福建·高考真题)海马是与记忆相关的脑区。雌鼠在老年期会出现海马萎缩,为研究这一现象与雌激素分泌减少的关系,科研人员利用正常雌鼠和性成熟时切除卵巢的雌鼠(GDX雌鼠)进行相关实验,部分结果如图所示。回答下列问题:(1)小鼠雌激素的分泌受到轴的分级调节。(2)据图分析,影响雌鼠海马中突触数量和海马体积的因素是;推测GDX雌鼠中年期会出现记忆障碍,依据是。(3)进一步的实验证实雌激素调控海马萎缩的靶细胞是海马星形胶质细胞。已知激素与受体结合后,可通过特定基因影响靶细胞的生物学效应。为确定雌激素调控的特定基因,对敲除雌激素受体基因的海马星形胶质细胞进行(填“基因组”或“mRNA”)测序,将测序数据与细胞相应的测序数据进行比对分析,并结合其他实验最终确认雌激素调控海马体积的基因为Enol。(4)根据上述结果,除补充雌激素外,提出一种治疗雌鼠海马萎缩的思路。【答案】(1)下丘脑—垂体—卵巢(2)年龄、卵巢GDX雌鼠中年期海马体积减小,突触数量减少(3)mRNA正常的海马星形胶质(4)调控海马星形胶质细胞中Enol的表达量/调节海马星形胶质细胞中Enol蛋白活性【分析】下丘脑分泌促性腺激素释放激素,促性腺激素释放激素作用于垂体,垂体合成和分泌促性腺激素,促性腺激素作用于性腺,性腺分泌性激素,性激素对下丘脑和垂体具有负反馈调节。【详解】(1)下丘脑分泌促性腺激素释放激素,促性腺激素释放激素作用于垂体,垂体合成和分泌促性腺激素,促性腺激素作用于卵巢,其分泌雌激素,小鼠雌激素的分泌受到下丘脑—垂体—卵巢轴的分级调节。(2)据图分析,青年和中年的正常雌鼠的海马中突触相对数量比老年正常雌鼠更多,青年和中年正常雌鼠的海马体积比老年正常雌鼠更大;性成熟时切除卵巢后,中年GDX雌鼠的海马中突触相对数量(以及海马体积)与老年GDX雌鼠相同,中年正常雌鼠的海马中突触相对数量比中年GDX雌鼠的更少,中年正常雌鼠的海马体积比中年GDX雌鼠的更大,因此,影响雌鼠海马中突触数量和海马体积的因素是年龄、卵巢。GDX雌鼠中年期会出现记忆障碍,依据是相比正常雌鼠中年期,GDX雌鼠中年期海马体积减小,突触数量减少。(3)由题意可知,雌激素与海马星形胶质细胞的受体结合后,会引起海马星形胶质细胞中的特定基因转录产生特定的mRNA,从而翻译出特定的蛋白质,敲除雌激素受体基因的海马星形胶质细胞不会产生该特定的mRNA,而正常的海马星形胶质细胞能产生该mRNA,因此,为确定雌激素调控的特定基因,对敲除雌激素受体基因的海马星形胶质细胞进行mRNA测序,将测序数据与正常的海马星形胶质细胞相应的测序数据进行比对分析,得出相关结论。(4)已经确认雌激素调控海马体积的基因为海马星形胶质细胞中的Enol,可推测雌鼠在老年期会出现海马萎缩,这与海马星形胶质细胞中Enol的表达量(减少)以及Enol的表达的蛋白质(活性降低)有关,因此除补充雌激素外,治疗雌鼠海马萎缩的另外措施可以调控海马星形胶质细胞中Enol的表达量或调节海马星形胶质细胞中Enol蛋白活性。一、反射弧中各结构的判断方法根据以上方法,可以判断出A为感受器,B为传入神经,C为神经中枢,D为传出神经,E为效应器。二、探究兴奋的传导和传递特点(1)探究兴奋在神经纤维上的传导(2)探究兴奋在神经元之间的传递三、动物激素相关的实验(1)一般思路(2)方法示例①验证甲状腺激素的生理功能a.饲喂法b.摘除法和注射法②验证胰岛素的生理功能(3)实验成功关键点①根据激素的化学本质,选择不同的实验方法:下丘脑、垂体和胰岛分泌的激素多为多肽类或蛋白质类,多肽类、蛋白质类激素易被消化酶所分解,故一般采用注射法,不宜口服。雄激素、雌激素、孕激素等固醇类激素和甲状腺激素、肾上腺素等氨基酸衍生物类激素既可以口服,也可以注射。②动物分组的基本要求:选择性别、年龄、体重、生长状况相似的动物平均分组,每组要有数量相等的多只动物。③实验设计时要注意设置对照实验,控制变量个数,保证单一变量。④进行注射实验时空白对照组应注射生理盐水(不可用蒸馏水),进行饲喂实验时,空白对照组可使用蒸馏水。四、免疫相关的实验探究(1)验证T细胞起细胞免疫作用①将大小、健康状况等相同的实验动物随机均分为三组,对照组(A组)和实验组(B1组、B2组)。②实验组:切除胸腺,同时给B1组再注入适量T细胞,进行异体皮肤移植。对照组:做切除手术操作,但是不切除胸腺,进行异体皮肤移植。③观察移植皮肤生长状况,A组、B1组移植皮肤被排斥,B2组移植皮肤未被排斥。(2)抗体专一性证明①实验动物(大小、年龄、健康状况等相同)随机均分为A、B两组,同时注射某种流感疫苗。②一段时间后,对A组注射一定量该种流感病毒、B组注射等量不同种流感病毒,观察两组实验动物的患病情况。(3)证明血清抗体有治疗作用(以破伤风为例)①实验鼠(大小、年龄、健康状况等相同)随机均分为A、B两组。②A、B组注射等量的破伤风毒素,A组再注射从已经获得破伤风免疫力的小鼠体内分离的血清,B组注射等量生理盐水。③观察两组小鼠的患病情况。(4)疫苗免疫预防的有效性检验①将大小、年龄、健康状况等相同的实验动物随机均分为对照组和多个实验组,每组若干只动物。②对照组的处理:接种不含疫苗的接种剂,一段时间后再接种病毒。实验组的处理:接种疫苗,和对照组等待相同时间后再接种等量病毒。为确定该疫苗的有效浓度,不同实验组动物需接种不同浓度的病毒疫苗。③分析实验结果:统计实验组和对照组动物的发病率或检测抗体的生成情况。1.(2025·黑龙江吉林·模拟预测)食物中毒后,身体将启动恶心和呕吐等一系列防御反应,将摄入的有毒食物排出消化道。为研发更有效的止吐药,中国科研工作者建立了小鼠模型研究“恶心—呕吐”反应的机制(如图),发现Tacl+DVD、LPB、rVRG等关键神经元经Tacl+DVC—LPB和Tac1+DVC—rVRG两条神经通路分别参与恶心和呕吐的相关反射形成。回答下列问题:(1)由图可知,胃肠道上有毒素感受器,病原体释放的毒素与肠嗜铬细胞上的结合,导致钙离子内流,从而使肠嗜铬细胞分泌5—HT作用于迷走神经,产生神经冲动,这一过程的信号变化是。(2)通过迷走神经将兴奋传递至,从而产生恶心相关的厌恶情绪,并激活脑干的呼吸中枢,调节膈肌和腹肌同时收缩引发呕吐,排出有毒食物,请完成呕吐形成的反射弧:。(3)研究者利用所给实验材料进行了实验,并设计了如下实验结果记录表。实验材料:若干正常适龄小鼠、Tacl+DVC—LPB通路阻断剂X和Tacl+DVC—rVRG通路阻断剂Y、生理盐水、肠毒素(实验中涉及的剂量不作具体要求)。实验结果记录表:组别小鼠表现测量时间点生理盐水阻断剂X阻断剂Y饲喂肠毒素前饲喂肠毒素后根据上述信息分析,实验的目的是。(4)根据以上分子机制,请为研发止吐药提供思路:(答出1点即可)。【答案】(1)受体(特异性受体)化学信号→电信号(2)大脑皮层胃肠道毒素感受器→迷走神经(或传入神经)→呼吸中枢→传出神经→膈肌和腹肌(3)研究神经通路Tacl+DVC—LPB和Tacl+DVC—rVRG对“恶心—呕吐”的作用(4)减少肠嗜铬细胞或迷走神经上相关受体的数目;增加能与5—HT竞争迷走神经上受体的物质【分析】神经纤维未受到刺激时,K+外流,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,Na+内流,其膜电位变为外负内正。由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡中,只能由突触前膜释放作用于突触后膜,使下一个神经元产生兴奋或抑制,因此兴奋在神经元之间的传递只能是单向的。【详解】(1)结合题干和题图信息,毒素与肠嗜铬细胞上的特异性受体结合,导致钙离子内流,引起囊泡释放5—HT并作用于迷走神经,产生神经冲动,这一过程的信号变化是化学信号→电信号。(2)情绪产生于大脑皮层。依据题设可知,呕吐形成的反射弧为胃肠道毒素感受器→迷走神经(或传入神经)→呼吸中枢→传出神经→膈肌和腹肌。(3)依据题表可知,自变量为阻断剂的种类,因变量为小鼠表现(“恶心”或“呕吐”情况),可推知该实验的目的是研究神经通路Tacl+DVC—LPB和Tacl+DVC—rVRG对“恶心—呕吐”的作用。(4)根据题图信息,止吐药的研发可以通过阻断信号通路实现,可以减少信号分子或受体的数量,也可以增加能与信号分子竞争受体的物质,或通过阻断剂抑制神经冲动的产生等。2.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)第九届亚洲冬季运动会于北京时间2025年2月7日至2月14日在冰城哈尔滨举行,这是继2022年北京冬奥会后中国举办的又一重大国际综合性冰雪盛会。在赛场上我国运动员努力拼搏,勇夺奖牌,为国争光。回答下列有关问题:(1)运动员在比赛过程中会出现面部发红,呼吸急促的现象,这是神经活动占据优势的结果,请写出此时该神经控制的其他部位器官的变化(写出一条即可)。在运动结束后运动员通常需要及时披上外衣来维持体温的相对稳定,这属于(填“行为性”或“生理性”)调节,除此以外还可以通过等激素的释放以增强产热,维持体温正常。(2)亚冬会严禁运动员使用兴奋剂,兴奋剂会对神经系统产生影响,大多是通过(结构)发挥作用。促进蛋白质合成的类固醇是一种常见兴奋剂,服用过量类固醇药物会影响运动员生殖器官的发育和功能,请用生物学术语从反馈的角度解释上述现象。(3)在热烈的气氛感染下,运动员和观众的血压往往会上升,但血压过高对人体健康有显著影响。研究表明辅助剂H不能直接降低血压但能加强药物K的降压效果。为验证这一结论,科研人员用小鼠进行实验研究,请完善表格中的实验方案并预测实验结果。组别甲组乙组丙组丁组处理方式高血压模型鼠+生理盐水高血压模型鼠+生理盐水+①高血压模型鼠+生理盐水+药物K高血压模型鼠+生理盐水+②检测③预测结果:(横线上补全实验结果,并用“=”“<”“>”表示血压高低关系)。【答案】(1)交感瞳孔扩张、心跳加快、肠胃蠕动减慢行为性甲状腺激素和肾上腺素(2)突触性激素的本质也为类固醇,当外源类固醇含量增多,会加强对下丘脑和垂体的负反馈作用,使得分泌的促性腺激素释放激素和促性腺激素含量减少,影响生殖器官发育和功能(3)辅助剂H辅助剂H+药物K一段时间后测量各组小鼠的血压变化甲=乙>丙>丁【分析】自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成,它们对同一器官的作用通常是相反的,当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,而人处于安静状态时,副交感神经活动则占据优势,这样的作用可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。【详解】(1)运动员在比赛过程中处于兴奋状态,运动员在比赛过程中会出现面部发红,呼吸急促的现象,这是交感神经活动占据优势的结果,此时交感神经控制的其他部位器官的变化为瞳孔扩张、心跳加快、肠胃蠕动减慢等。在运动结束后运动员通常需要及时披上外衣来维持体温的相对稳定,这属于行为性调节(使用空调、增减衣物),除此以外还可以通过甲状腺激素和肾上腺素等激素的释放以增强产热,维持体温正常。(2)某些化学物质能够对神经系统产生影响,其作用位点往往是突触,故亚冬会严禁运动员使用兴奋剂,兴奋剂会对神经系统产生影响,大多是通过突触这一结构发挥作用。促进蛋白质合成的类固醇是一种常见兴奋剂,服用过量类固醇药物会影响运动员生殖器官的发育和功能,原因是性激素的本质也为类固醇,当外源类固醇含量增多,会加强对下丘脑和垂体的负反馈作用,使得分泌的促性腺激素释放激素和促性腺激素含量减少,影响生殖器官发育和功能。(3)结合题干“研究表明辅助剂H不能直接降低血压但能加强药物K的降压效果”可知,甲组的处理为空白对照,丙组为高血压模型鼠+生理盐水+药物K,故乙组为高血压模型鼠+生理盐水+辅助剂H,而丁组为高血压模型鼠+生理盐水+辅助剂H+药物K,实验的因变量为血压变化,故可检测一段时间后各组小鼠的血压变化,由于辅助剂H不能直接降低血压但能加强药物K的降压效果,故预测实验结果为:甲=乙>丙>丁。3.(2025·四川德阳·二模)T细胞表面存在着一类负调节分子,其被激活后能下调T细胞的免疫能力。如T细胞表面存在一种名为程序性细胞死亡蛋白(PD-1)受体分子,癌症患者体内的肿瘤细胞正是利用这类受体分子逃脱免疫系统的攻击,目前免疫疗法在肿瘤的治疗中具有重要意义。请分析回答:

(1)肿瘤的产生表明免疫的功能缺失,负调节分子可以防止自身免疫病等免疫过激现象发生。(2)研究发现,肿瘤细胞高度表达PD-L1的配体分子,该分子可被PD-1识别并结合,现常利用单克隆抗体来打破肿瘤的细胞免疫逃逸机制,其可能的作用机理是。(3)T细胞按照表面受体分子和的不同分别分为细胞和细胞。细胞主要是分泌细胞因子增强免疫应答,则它为辅助性T细胞。推测清除肿瘤细胞的主要免疫细胞是(填“细胞”或“细胞”)(4)为了验证(3)中清除肿瘤细胞的主要免疫细胞类型,实验人员的操作手段包括利用PD-1抑制剂联合粒子植入对癌症进行治疗,进行T细胞耗竭实验(人为操作消耗某种T细胞),请结合上述技术手段利用下列材料简要写明实验设计思路和预期实验结果。实验材料:若干肺腺癌模型小鼠、抗抗体、抗抗体、缓冲液、PD-1抑制剂联合粒子(简称为PD-1抑制剂+治疗)。实验思路:。预期实验结果:。【答案】(1)监视(2)单克隆抗体特异性与PD-1(或PD-L1)结合,阻止PD-1与PD-L1结合,激活T细胞对癌细胞的杀伤能力(3)细胞(4)实验思路:将若干肺腺癌模型小鼠随机均分为3组,编号为第一、二、三组,第一组利用PD-1抑制剂治疗模型小鼠,注射等量抗抗体;第二组利用PD-1抑制剂治疗模型小鼠,注射等量抗抗体;第三组利用PD-1抑制剂治疗模型小鼠,注射等量缓冲液,3组小鼠置入相同适宜环境中一段时间后,测量各组小鼠肿瘤的平均体积(或测定各组小鼠死亡率,或检查各组的治疗效果)(合理即可)预期实验结果:小鼠肿瘤平均体积大小依次为第一组>第二组>第三组(或小鼠死亡率第一组>第二组>第三组,或小鼠治疗效果第三组>第二组>第一组)【分析】1、细胞免疫:细胞毒性T细胞识别到被感染的宿主细胞后,增殖分化形成新的细胞毒性T细胞和记忆细胞,细胞毒性T细胞和靶细胞接触,将靶细胞裂解。2、体液免疫:病原体可以直接和B细胞接触,树突状细胞作为抗原呈递细胞,可对抗原进行加工、处理后呈递至辅助性T淋巴细胞,随后在抗原、激活的辅助性T细胞表面的特定分子双信号刺激下,B淋巴细胞活化,再接受细胞因子刺激后增殖分化成记忆细胞和浆细胞,浆细胞产生抗体,和病原体结合。【详解】(1)肿瘤的产生说明机体免疫系统不能及时识别和清除肿瘤细胞,这表明免疫系统的监控功能缺失。(2)肿瘤细胞高度表达PD-L1配体分子,该分子可被PD-1识别并结合,从而使T细胞活性受抑制。单克隆抗体可与PD-1或PD-L1特异性结合,阻断它们的识别和结合,解激活T细胞对癌细胞的杀伤能力(3)CD8+T细胞能识别并杀伤靶细胞,在清除肿瘤细胞方面发挥主要作用,而CD4+T细胞主要是辅助性T细胞,分泌细胞因子增强免疫应答。(4)实验思路:将若干肺腺癌模型小鼠随机均分为3组,编号为第一、二、三组,第一组利用PD-1抑制剂治疗模型小鼠,注射等量抗抗体;第二组利用PD-1抑制剂治疗模型小鼠,注射等量抗抗体;第三组利用PD-1抑制剂治疗模型小鼠,注射等量缓冲液,3组小鼠置入相同适宜环境中一段时间后,测量各组小鼠肿瘤的平均体积(或测定各组小鼠死亡率,或检查各组的治疗效果)。预期实验结果:小鼠肿瘤平均体积大小依次为第一组>第二组>第三组(或小鼠死亡率第一组>第二组>第三组,或小鼠治疗效果第三组>第二组>第一组)。典例三:生长素和其他植物激素的作用1.(2023·天津·高考真题)研究人员探究植物根部生长素运输情况,得到了生长素运输方向示意图(图1)

(1)生长素从根尖分生区运输到伸长区的运输类型是。(2)图2是正常植物和某蛋白N对应基因缺失型的植物根部大小对比及生长素分布对比,据此回答:(i)N蛋白基因缺失,会导致根部变短,并导致生长素在根部处(填“表皮”或“中央”)运输受阻。(ii)如图3,在正常植物细胞中,PIN2蛋白是一种主要分布在植物顶膜的蛋白,推测其功能是将生长素从细胞运输到细胞,根据图3,N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白分布特点为:。(3)根据上述研究,推测N蛋白的作用是:,从而促进了伸长区细胞伸长。【答案】(1)极性运输(主动运输)(2)表皮内外除了顶膜还大量分布于侧膜和细胞质(3)③维持PIN2在表皮细胞膜上的正确定位,保证生长素沿正确方向运输【分析】生长素的产生:生长素的主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,由色氨酸经过一系列反应转变而成。运输:胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中:生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端,而不能反过来运输,称为极性运输;在成熟组织中:生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。【详解】(1)据图可知,生长素从根尖分生区运输到伸长区的运输是从形态学的上端向形态学的下端运输,属于极性运输,运输方式是主动运输。(2)(i)分析图2,N蛋白缺失型个体的根部明显缩短,且据生长素的分布情况可知,伸长区生长素较少,据此可推测生长素在根部表皮运输受阻。(ii)据图3可知,正常型个体和N蛋白缺失型个体顶膜的PIN2蛋白含量相同,侧膜和细胞质中没有分布,结合图1推测,推测其功能是将生长素从细胞内运输至细胞外;而N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白分布特点为:顶膜处最多,侧膜和细胞质中也有分布,但是相等较少,其中细胞质中含量最少。(3)根据上述研究,正常型个体只有顶膜有PIN蛋白分布,而N蛋白缺失型个体则在多处都有分布,推测N蛋白的作用是:维持PIN2在表皮细胞膜上的正确定位,保证生长素沿正确方向运输。2.(2023·山西·高考真题)植物的生长发育受多种因素调控。回答下列问题。(1)细胞增殖是植物生长发育的基础。细胞增殖具有周期性,细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备,物质准备过程主要包括。(2)植物细胞分裂是由生长素和细胞分裂素协同作用完成的。在促进细胞分裂方面,生长素的主要作用是,细胞分裂素的主要作用是。(3)给黑暗中生长的幼苗照光后幼苗的形态出现明显变化,在这一过程中感受光信号的受体有(答出1点即可),除了光,调节植物生长发育的环境因素还有(答出2点即可)。【答案】(1)DNA分子复制和有关蛋白质的合成(2)促进细胞核的分裂促进细胞质的分裂(3)光敏色素温度、重力【分析】光敏色素是一类蛋白质(色素-蛋白复合体)分布在植物的各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富。受到光照射后→光敏色素结构会发生变化→这一变化的信息传导到细胞核内→基因选择性表达→表现出生物学效应。【详解】(1)细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备,物质准备过程主要包括DNA分子复制和有关蛋白质的合成。(2)在促进细胞分裂方面,生长素的主要作用是促进细胞核的分裂,而细胞分裂素主要表现在促进细胞质的分裂,二者协调促进细胞分裂的完成,表现出协同作用。(3)植物能对光作出反应,是因为其具有能接受光信号的分子,给黑暗中生长的幼苗照光后幼苗的形态出现明显变化,在这一过程中感受光信号的受体有光敏色素,光敏色素接受光照后,结构发生改变,该信息传导到细胞核,进而调控基因的表达,表现出生物学效应;除了光,温度(如植物代谢会随温度不同而有旺盛和缓慢之分)、重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育。一、有关生长素的要点整合(1)生长素的三种运输(2)根的向地性和茎的背地性(3)利用“三看法”判断生长素的作用特点二、植物激素间的相互关系(1)明确植物激素的两大作用(2)生长素与乙烯的相互作用机理(3)生长素与赤霉素的相互作用机理三、环境因素参与调节植物的生命活动四.植物生命活动中多个影响因素之间的关系1.(2024·河南·模拟预测)研究生长素的作用机制对认识植物生长发育有重要意义。(1)生长素作为一种植物产生的信息物质,与特异性结合后引发细胞内一系列信号转导过程,影响特定基因的表达,表现出生物学效应。(2)生长素具有“酸生长”调节机制,即生长素低浓度时引起原生质体外(细胞膜外)pH降低,促进根生长;高浓度时引起原生质体外pH升高,抑制根生长。如图1所示,细胞膜上的P1结合生长素后激活H+-ATP酶,产生(填“促进”或“抑制”)根生长的效应。(3)位于细胞质中的F1和细胞核中的T1均能与生长素结合(如图1)。分别对野生型拟南芥、F1缺失突变体、T1缺失突变体施加高浓度生长素,统计根生长增长率(施加生长素组根长增长量/未施加生长素组根长增长量),结果如图2。据图判断F1和T1均参与生长素抑制根生长的过程,依据是。(4)综上所述,完善生长素的“酸生长”调控机制的流程图。【答案】(1)受体(2)促进(3)1h后两种突变体的根生长增长率均高于野生型(4)【分析】分析图1可知,细胞膜上的P1结合生长素后激活H+-ATP酶,促进H+运出细胞,导致原生质体外(细胞膜外)pH降低,促进根生长;F1位于细胞质,与生长素结合后激活H+转运蛋白将H+运出细胞,导致原生质体外(细胞膜外)pH降低,促进根生长;T1位于细胞核,与生长素结合后促进基因表达,激活H+转运蛋白将H+运出细胞,导致原生质体外(细胞膜外)pH降低,促进根生长。【详解】(1)生长素首先与细胞内的生长素受体特异性结合,引发细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱导特定基因的表达,从而产生效应。(2)如图1所示,细胞膜上的P1结合生长素后激活H+-ATP酶,促进H+运出细胞,导致原生质体外(细胞膜外)pH降低,促进根生长。(3)分析图2,1h后两种突变体的根生长增长率均高于野生型,由此可知,F1和T1均参与生长素抑制根生长的过程。(4)分析图1可知,细胞膜上的P1结合生长素后激活H+-ATP酶,促进H+运出细胞,导致原生质体外(细胞膜外)pH降低,促进根生长;F1位于细胞质,与生长素结合后激活H+转运蛋白将H+运进细胞,导致原生质体外(细胞膜外)pH升高,抑制根生长;T1位于细胞核,与生长素结合后促进基因表达,激活H+转运蛋白将H+运进细胞,导致原生质体外(细胞膜外)pH升高,抑制根生长;综上所述,生长素的“酸生长”调控机制的流程图见答案。。典例四:植物激素相关实验分析1.(2024·北京·高考真题)植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应(应对不良环境的系列反应)的关系,研究者对其分子机制进行了探索。(1)生长素(IAA)具有促进生长的作用,脱落酸(ABA)可提高抗逆性并抑制茎叶生长,两种激素均作为分子,调节植物生长及逆境响应。(2)TS基因编码的蛋白(TS)促进IAA的合成。研究发现,拟南芥受到干旱胁迫时,TS基因表达下降,生长减缓。研究者用野生型(WT)和TS基因功能缺失突变株(ts)进行实验,结果如图甲。

图甲结果显示,TS基因功能缺失导致。(3)为了探究TS影响抗旱性的机制,研究者通过实验,鉴定出一种可与TS结合的酶BG。已知BG催化ABA-葡萄糖苷水解为ABA。提取纯化TS和BG,进行体外酶活性测定,结果如图乙。由实验结果可知TS具有抑制BG活性的作用,判断依据是:。

(4)为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平,可检测野生型和三种突变株中的ABA含量。请在图丙“(______)”处补充第三种突变株的类型,并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果。

(5)综合上述信息可知,TS能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。请完善TS调节机制模型(从正常和干旱两种条件任选其一,以未选择的条件为对照,在方框中以文字和箭头的形式作答)(略)。【答案】(1)信息(2)IAA含量下降,在干旱条件下ts的生存率高于WT(3)在0~2μg的浓度范围内,随着TS浓度的升高,BG活性逐渐降低(4)

(5)

【分析】【关键能力】(1)信息获取与加工题干关键信息所学知识信息加工生长素生长素在植物体各器官中都有分布,但相对集中分布在生长旺盛的部分,如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等激素种类多、量极微,既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,只是起调节作用的信息分子脱落酸脱落酸在根冠、萎蔫的叶片等部委合成,具有抑制细胞分裂,促进气孔关闭,促进叶和果实的衰老和脱落,维持种子休眠的作用为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平,可检测野生型和三种突变株中的ABA含量实验目的是通过检测野生型和三种突变株中的ABA含量证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平TS是通过BG发挥调节功能,如果BG无法发挥功能,是否存在TS对实验结果几乎没有影响,ts+bg组与bg组结果相同(2)逻辑推理与论证【详解】(1)两种植物激素均作为信息分子,参与调节植物生长及逆境响应。(2)由图甲可知,TS基因缺失会导致IAA含量降低,植株生长减缓,同时在干旱条件下,TS基因功能缺失突变株(ts)生存率比正常植株生存率更高。(3)由图乙可知,在0~2μg的浓度范围内,随着TS浓度的升高,BG活性逐渐降低,证明TS具有抑制BG活性的作用。(4)根据图可知,还需要在图丙中补充TS、BG功能缺失突变株(ts+bg)实验组,因为TS是通过BG发挥调节功能,所以如果BG无法发挥功能,是否存在TS对实验结果几乎没有影响,该组与bg组结果相同,相应的图如下:

(5)由上述信息可知,TS基因能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。图如下:

2.(2024·甘肃·高考真题)类胡萝卜素不仅参与光合作用,还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体,其种子大部分为黄色,少部分呈白色,白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定,白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下(400μmol·m-2•s-1),纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光(1μmol·m-2•s-1)下培养一周,提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量,结果如图所示。回答下列问题。(1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是,加入少许碳酸钙可以。(2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高,其原因是。(3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子,因为。(4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关,本研究中支持此结论的证据有:①纯合体种子为白色;②。(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷,X最可能是。若以上推断合理,则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量,但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设,请完成下面的实验设计:①植物培养和处理:取野生型和纯合突变体种子,萌发后在条件下培养一周,然后将野生型植株均分为A、B两组,将突变体植株均分为C、D两组,A、C组为对照,B、D组干旱处理4小时。②测量指标:每组取3-5株植物的叶片,在显微镜下观察、测量并记录各组的。③预期结果:。【答案】(1)无水乙醇防止研磨中色素被破坏(2)叶绿素的形成需要光照,正常光下更有利于叶绿素的形成(3)纯合突变体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低,光合作用极弱,无法满足植株生长对有机物的需求,(4)与野生型相比,纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低(几乎为零)。(5)脱落酸弱光及其他条件适宜且相同气孔开度或气孔大小预期结果:B组气孔开度小于A组。CD组气孔开度基本相同,且大于AB组【分析】影响植物光合作用的因素有光合色素的含量、光照、水等。细胞分裂素能够促进叶绿素的合成。【详解】(1)叶片中的叶绿素和类胡萝卜素都能溶解在有机溶剂中,所以常使用无水乙醇提取。加入少许碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。(2)叶绿素的形成需要光照,正常光下更有利于叶绿素的形成,所以野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高。(3)在正常光照下(400μmol·m-2•s-1),纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失,叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低,分别为0.3和0.1,说明纯合突变体的光合作用极弱,无法满足植株生长对有机物的需求,使得植株难以生长,因此正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子。(4)由图可知:与野生型相比,纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低(几乎为零),说明此突变体与类胡萝卜素合成有关。(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷,白色种子未完全成熟即可在母体上萌发,脱落酸具有抑制种子萌发的作用,据此可推知:X最可能是脱落酸。若以上推断合理,则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量,但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设,并结合题意“在正常光照下,纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失”可知:该实验的自变量是植株的种类和培养条件,因变量是气孔开度或气孔大小,而在实验过程中对植株的生长有影响的无关变量应控制相同且适宜。据此,依据实验设计遵循的对照原则和单一变量原则和题干中给出的不完善的实验设计可推知,补充完

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