2025年高二下学期生物节律调节试题

2025年高二下学期生物节律调节试题一、单项选择题（每题2分，共30分）人体生物钟的核心调控中枢位于：A.大脑皮层B.下丘脑视交叉上核（SCN）C.松果体D.垂体解析：下丘脑视交叉上核（SCN）通过整合光暗信号，调控褪黑素分泌等节律性生理活动，是生物节律的"总司令部"。大脑皮层负责高级神经活动，松果体是褪黑素分泌器官，垂体主要参与激素分泌调节，故答案为B。下列生理过程中，体现昼夜节律最显著的是：A.女性月经周期B.候鸟季节性迁徙C.体温昼夜波动（约0.5-1℃）D.血糖浓度餐后升高解析：昼夜节律是24小时周期性变化，体温在清晨最低、午后最高的波动符合这一特征。月经周期为月节律，迁徙为年节律，血糖升高是即时调节，故答案为C。光照通过视网膜感光细胞影响生物节律的信号传递路径是：A.视网膜→视神经→下丘脑SCN→松果体→褪黑素分泌B.视网膜→动眼神经→垂体→甲状腺激素分泌C.视网膜→三叉神经→大脑皮层→肾上腺素分泌D.视网膜→迷走神经→肾上腺髓质→皮质醇分泌解析：视网膜感光细胞感知光暗后，通过视神经将信号传入下丘脑SCN，SCN再调控松果体的褪黑素分泌（白天抑制、夜间激活），形成节律调节的核心通路，故答案为A。长期熬夜导致生物节律紊乱的主要原因是：A.血糖浓度异常波动B.褪黑素分泌节律被打乱C.甲状腺激素分泌过多D.生长激素分泌减少解析：熬夜时的人造光会抑制松果体分泌褪黑素，导致入睡困难、睡眠周期紊乱，这是节律紊乱最直接的机制。其他激素变化多为继发效应，故答案为B。下列关于褪黑素生理作用的叙述，错误的是：A.促进睡眠，缩短入睡潜伏期B.调节免疫功能，增强抗炎能力C.抑制下丘脑-垂体-性腺轴，降低性激素水平D.促进细胞分裂，增加肿瘤发生风险解析：褪黑素具有抗氧化、抑制细胞异常增殖的作用，反而可能降低肿瘤风险。其对生殖轴的抑制作用可用于避孕研究，故答案为D。生物节律的分子机制中，核心时钟基因不包括：A.CLOCK基因B.BMAL1基因C.PER基因D.INS基因解析：CLOCK、BMAL1、PER、CRY等基因构成负反馈调节环路，是节律的分子基础。INS基因为胰岛素基因，与血糖调节相关，故答案为D。时差反应中，人体需要逐渐调整节律以适应新时区，主要依赖的调节方式是：A.神经调节（快速）B.体液调节（缓慢）C.神经-体液共同调节D.免疫调节解析：时差调整需SCN重新设定节律（神经调节），同时伴随褪黑素、皮质醇等激素分泌的渐进性变化（体液调节），二者协同作用，故答案为C。下列哪项不属于生物节律紊乱导致的健康问题：A.睡眠-觉醒障碍（如失眠、嗜睡）B.代谢综合征（如肥胖、糖尿病）C.抑郁症等情绪障碍D.骨质疏松症解析：节律紊乱可通过影响睡眠、代谢、神经递质（如5-羟色胺）导致A、B、C选项中的问题。骨质疏松主要与钙代谢、雌激素水平相关，与节律关联较弱，故答案为D。实验发现，敲除小鼠的PER2基因（节律基因）后，其活动周期从24小时变为22小时，这说明生物节律具有：A.内源性B.外源性C.可塑性D.遗传性解析：即使在恒定环境中，生物仍能维持近似24小时的节律（如PER2基因调控的周期），体现了节律的内源性（由基因决定）。敲除实验直接证明了基因的核心作用，故答案为A。下列生活方式中，不利于维持生物节律稳定的是：A.每天固定时间起床（包括周末）B.睡前1小时避免使用电子设备C.晚餐后进行高强度运动D.保持卧室黑暗、安静、适宜温度解析：高强度运动可升高体温、激活交感神经，干扰入睡过程，导致节律紊乱。A、B、D选项均为节律调节的有效措施，故答案为C。糖皮质激素（如皮质醇）的分泌节律表现为：A.清晨最高，午夜最低B.清晨最低，午夜最高C.餐后升高，空腹降低D.无明显节律解析：皮质醇的分泌呈昼夜节律，清晨6-8点达峰值（帮助唤醒身体），午夜12点最低，这一模式受SCN调控，故答案为A。视网膜中参与节律光感知的特殊细胞是：A.视锥细胞（感知颜色）B.视杆细胞（感知弱光）C.视网膜神经节细胞（含melanopsin蛋白）D.双极细胞解析：传统感光细胞（视锥/杆细胞）负责视觉成像，而少数视网膜神经节细胞表达melanopsin蛋白，专门感知光暗信号并传入SCN，调控节律，故答案为C。生物节律的"同步器"（zeitgeber）不包括：A.光照B.进食时间C.社交活动D.基因突变解析：同步器是指环境中能校准节律的因素，如光照、进食、社交等。基因突变属于内在因素，可改变节律周期，但不属于同步器，故答案为D。下列关于睡眠时相的叙述，错误的是：A.快速眼动睡眠（REM）与梦境相关B.非快速眼动睡眠（NREM）分为浅睡期和深睡期C.生长激素在深睡期分泌达到高峰D.REM睡眠占比随年龄增长逐渐增加解析：婴儿REM睡眠占比约50%，成人仅20-25%，随年龄增长逐渐减少。其他选项均为睡眠时相的正确特征，故答案为D。某患者因下丘脑损伤导致生物节律完全紊乱，可能出现的症状是：A.体温持续升高B.24小时内无规律的睡眠-觉醒交替C.无法分泌胰岛素D.听力丧失解析：下丘脑SCN是节律调控中枢，损伤后节律彻底紊乱，表现为睡眠-觉醒周期碎片化（无固定模式）。体温仍可波动但无规律，胰岛素由胰岛分泌，听力与内耳相关，故答案为B。二、多项选择题（每题3分，共15分）生物节律的基本特征包括：A.内源性（由基因调控）B.可调节性（受环境因素影响）C.周期性（如昼夜、月、年节律）D.普遍性（从单细胞生物到人类均存在）解析：生物节律具有内源性（基因控制）、可调节性（如光照重置）、周期性（不同时间尺度）和普遍性（广泛存在于生物界）四大特征，故答案为ABCD。光照对生物节律的影响机制包括：A.抑制褪黑素合成酶（AANAT）的活性B.调节时钟基因（如CLOCK、PER）的表达C.直接影响甲状腺激素的分泌D.激活视网膜感光细胞的电信号传导解析：光照通过视网膜感光细胞（D正确），抑制褪黑素合成酶（A正确），并调控时钟基因表达（B正确），但甲状腺激素分泌主要受下丘脑-垂体轴调控，与光照无直接关系，故答案为ABD。长期夜班工作可能导致的健康风险有：A.心血管疾病发病率升高B.胰岛素抵抗增加C.认知功能下降D.生殖系统功能异常解析：夜班打乱节律，可升高血压、血糖（A、B正确），影响海马体功能（C正确），并通过抑制性激素分泌导致生殖问题（D正确），故答案为ABCD。下列哪些激素的分泌受生物节律调控：A.褪黑素B.胰岛素C.生长激素D.肾上腺素解析：褪黑素（昼夜节律）、生长激素（深睡期高峰）、胰岛素（进餐相关节律）均受节律调控。肾上腺素主要在应激时分泌，无固定节律，故答案为ABC。关于生物节律研究的应用领域，正确的有：A.优化癌症化疗时间（节律化疗）B.开发褪黑素受体激动剂治疗失眠C.设计"时间疗法"调节抑郁症患者的情绪D.指导宇航员在空间站维持节律稳定解析：节律化疗（A）利用肿瘤细胞增殖节律提高疗效；褪黑素药物（B）可调节睡眠；时间疗法（C）通过光照等重置节律改善抑郁；空间站环境（D）需人工节律维持，故答案为ABCD。三、非选择题（共55分）（一）填空题（每空1分，共10分）生物节律按周期长短可分为________（24小时左右）、（约29天）和（以年为单位）。答案：昼夜节律；月节律；年节律褪黑素的合成原料是________，其分泌高峰通常出现在________（时间段）。答案：色氨酸；夜间（或22:00-2:00）时钟基因的表达产物通过________调节机制，形成近似24小时的节律振荡。答案：负反馈（二）简答题（每题10分，共20分）简述下丘脑视交叉上核（SCN）在生物节律调节中的作用。答案：SCN是生物节律的核心调控中枢，其作用包括：（1）接收外界信号：通过视网膜-下丘脑通路感知光暗变化，整合环境信息；（2）内源性节律产生：通过CLOCK、BMAL1、PER、CRY等核心时钟基因的负反馈调节，产生约24小时的自主节律；（3）调控外周节律：通过神经、体液信号（如自主神经、褪黑素、皮质醇）协调肝脏、心脏等外周器官的节律活动；（4）节律同步化：将内源性节律与外界环境（如光照）同步，维持机体与环境的协调。分析长期使用电子设备（如手机、电脑）导致失眠的机制，并提出3条改善建议。答案：机制：电子设备屏幕发出的蓝光可穿透视网膜，抑制下丘脑SCN对褪黑素合成的激活，导致褪黑素分泌延迟、峰值降低，进而延长入睡潜伏期，减少深睡眠时间，破坏睡眠-觉醒节律。建议：（1）睡前1-2小时避免使用电子设备，或开启设备的"蓝光过滤"模式；（2）保持卧室黑暗，必要时使用遮光窗帘，营造适宜的睡眠环境；（3）每天固定时间入睡和起床，通过规律作息强化节律稳定性。（三）实验分析题（15分）为研究光照周期对小鼠活动节律的影响，科研人员将小鼠分为三组，分别置于：A组：12小时光照/12小时黑暗（LD12:12，正常节律）B组：24小时持续光照（LL）C组：24小时持续黑暗（DD）记录各组小鼠的活动频率（以转轮运动次数表示），结果如下表：组别活动周期（小时）活动强度（次/天）A组24.0±0.5800±50B组25.2±0.8600±40C组23.5±0.6750±30回答下列问题：（1）A组结果说明，在正常光暗周期下，小鼠的活动节律有何特点？（3分）（2）比较B组与C组的活动周期，分析持续光照和持续黑暗对小鼠内源性节律的影响。（6分）（3）推测B组活动强度降低的可能原因。（6分）答案：（1）A组小鼠的活动周期为24小时左右，与外界光暗周期完全同步，说明正常光照可将小鼠的内源性节律校准为精确的24小时周期，且活动强度较高，节律稳定。（2）B组（持续光照）的活动周期延长至25.2小时，C组（持续黑暗）缩短至23.5小时，表明：①小鼠具有内源性节律（即使在恒定环境中仍有周期），但其周期不等于24小时（B组>24h，C组<24h）；②持续光照和黑暗均使内源性节律偏离24小时，但光照的影响更显著（B组周期变化更大），可能是因为光照通过SCN抑制了某些时钟基因的表达，导致周期延长。（3）B组活动强度降低的原因可能包括：①持续光照抑制褪黑素分泌，导致睡眠质量下降，小鼠疲劳感增加；②光照可能升高皮质醇水平，长期应激导致能量消耗增加，活动能力下降；③节律紊乱影响代谢效率，使小鼠能量供应不足，进而减少活动。（四）论述题（10分）结合生物节律的分子机制，论述"顺应节律、健康生活"的科学依据。答案：生物节律的分子基础是时钟基因（如CLOCK、PER）的表达产物通过负反馈调节形成的24小时振荡。这些基因不仅存在于下丘脑SCN，还广泛表达于肝脏、肌