资源简介

(共24张PPT)
专题五 稳态和生命活动的调节
专题突破
第1讲 人体的内环境和稳态
【思维导图】
【考点梳理】
考点1 内环境
细胞外液是细胞直接生活的环境。
毛细血管管壁细胞直接生活的环境是血浆和组织液。
毛细淋巴管管壁细胞直接生活的环境是淋巴和组织液。
②血浆、组织液、淋巴之间的关系
由细胞外液构成的液体环境叫作内环境。
内环境;细胞外液;血浆、组织液、淋巴等,这三个概念基本上是等同的。
(2)内环境的化学成分
组织液、淋巴、血浆的成分和含量相近,但血浆中含有较多的蛋白质(血浆蛋白)。
血浆蛋白是血浆特有的蛋白质,属于内环境成分;血红蛋白是红细胞内的,不属于内环境成分。
90%：水
10%：蛋白质(约7%~9%)，无机盐(约1%)血液运送的
各种营养物质(如葡萄糖)、各种代谢废物、气
体、激素、抗体等
血浆
(4)内环境的作用
内环境是细胞直接生活的环境,是细胞与外界进行物质交换的媒介。
物质交换过程直接参与的系统:消化、呼吸、循环和泌尿系统。
调节系统:神经、内分泌、免疫系统。
(5)内环境的稳态
①概念: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。
基础:各个器官、系统协调活动。
特点:相对稳定,保持动态平衡。
实质:内环境的成分和理化性质处于动态平衡。
影响因素:细胞代谢活动和外界环境的变化。
调节机制:神经—体液—免疫。
②意义:内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
③稳态失调:稳态的调节能力是有一定限度的,超过一定限度稳态会失调,会导致各种疾病的发生。发烧、腹泻、高原反应、空调病等都是稳态失调导致的疾病。
典例示范
(2021·广州一模)下列有关人体内环境及稳态的叙述,正确的是 (　　)
A.内环境是细胞代谢的主要场所,成分有尿素氮、二氧化
碳等
B.健康人体内环境的渗透压、温度、pH均保持不变
C.患者体温维持在39 ℃时,机体产热量大于散热量
D.神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调
节机制
【答案】　D
【重点归纳】　内环境,细胞外液,血浆、组织液、淋巴等,这几个概念基本上是等同的。内环境是细胞直接生活的环境;是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。内环境稳态的实质是内环境的成分和理化性质处于动态平衡,是相对稳定,不是恒定不变。
【详解】　细胞代谢的主要场所是细胞质,不是内环境,A错误;内环境理化性质是动态平衡的,并不是保持不变,B错误;患者体温维持在39 ℃时,产热等于散热量,C错误;机体维持稳态的主要调节机制是神经—体液—免疫调节网络,D正确。
变式训练
1.(2021·广州二模)下列有关人体内环境的叙述,正确的是(　　)
A.小肠腔内的消化液和垂体细胞间隙的液体都属于内环境
B.内环境的渗透压与细胞内液的渗透压的大小基本相等
C.剧烈运动所产生的乳酸会导致内环境pH持续大幅下降
D.内环境的渗透压、酸碱度和温度等理化性质保持不变
【答案】　B
【详解】　小肠腔内的消化液位于消化道,与外界环境直接相通,不属于内环境,A错误;人体细胞生活的直接环境是内环境,细胞内液渗透压和内环境渗透压几乎相同,有利于维持细胞的基本形态,B正确;正常情况下,人体剧烈运动时产生乳酸通过血浆中缓冲物质的缓冲作用,pH会保持在相对稳定的状态,C错误;内环境的渗透压、酸碱度和温度等理化性质处于相对稳定的状态,而不是保持不变,D错误。
2.(2021·深圳一模)某人到高原旅游时,感觉呼吸困难,同时伴有发热、排尿量减少等现象。医院检查发现其肺部细胞间隙和肺泡渗出液中有蛋白质、红细胞等成分。下列说法错误的是(　　)
A.该患者发热是人体稳态失衡的表现
B.该患者肺部组织液的渗透压会升高
C.尿量随肾小管和集合管吸水减少而减少
D.该人可能因为散热受阻而伴有发热症状
【答案】　C
【详解】　正常人体通过调节作用,可以维持内环境稳态,该患者发烧是人体稳态失衡的表现,A正确;该患者肺部出现感染,肺组织间隙和肺泡渗出液中有蛋白质,红细胞等成分,使得肺部组织液的渗透压升高,B正确;肾小管、集合管对水分的重吸收增加,使得尿量减少,C错误;人体体温恒定机理是产热和散热保持动态平衡,该人可能因为散热受阻而伴有发热症状,D正确。
3.(2022·广州二模)“酸碱体质理论”认为大部分疾病都是由酸性体质造成的,人若要健康,应多摄入碱性食物,但该理论并没有坚实的科学依据。下列叙述正确的是 (　　)
A.测得某人的唾液pH为6.5,则可判断其内环境呈弱酸性
B.喝“碱性水”后,人体内环境的pH将从酸性转变成碱性
C.丙酮酸在组织液中转化成乳酸会导致人体血浆的pH降低
D.内环境pH稳态是机体进行正常生命活动的必要条件之一
【答案】　D
【详解】　唾液不属于内环境,因此测得某人的唾液pH为6.5,不能说明其内环境呈弱酸性,A错误;喝“碱性水”后,一般不会明显改变人体内环境的酸碱度,因为内环境中存在缓冲物质,能维持内环境的酸碱平衡,B错误;丙酮酸转化成乳酸是无氧呼吸的第二阶段,场所是细胞质基质,C错误;内环境pH稳态是机体进行正常生命活动的必要条件之一,如适当的pH可保证机体酶促反应的正常进行,D正确。
真题回顾
1.(2021·海南卷)肾病综合征患者会随尿丢失大量白蛋白,导致血浆白蛋白减少,出现水肿。有的患者血浆中某些免疫球蛋白也会减少。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.患者体内的水分在血浆与组织液之间不能相互渗透
B.长期丢失大量的蛋白质可导致患者营养不良
C.免疫球蛋白减少可导致患者免疫力低下
D.临床上通过静脉输注适量的白蛋白可减轻水肿症状
【答案】　A
【解析】　水的运输方式为自由扩散,因此患者体内的水分在血浆与组织液之间可以相互渗透,A错误;蛋白质是生命活动的主要承担者,因此长期丢失大量的蛋白质可导致患者营养不良,B正确;抗体属于免疫球蛋白,可参与体液免疫,因此免疫球蛋白减少可导致患者免疫力低下,C正确;根据题干“肾病综合征患者会随尿丢失大量白蛋白,导致血浆白蛋白减少,出现水肿”可知:临床上通过静脉输注适量的白蛋白可减轻水肿症状,D正确。
2.(2020·海南卷)正常人体体温的昼夜周期性波动称为体温日节律。下列有关体温日节律的叙述,错误的是 (　　)
A.因年龄和性别不同而存在差异
B.是机体内环境稳态的一种表现
C.通过神经调节来维持
D.有利于机体适应昼夜变化
【答案】　C
【解析】　正常人的体温因年龄性别不同存在差异,同一个人的体温在一日内也有变化,A正确;内环境通过各器官、系统协调合作使内环境的每一种成分和理化指标处于动态平衡中,是内环境稳态的一种表现,B正确;体温的调节需要神经调节和体液调节共同维持,C错误;人体体温昼夜周期性波动,有利于机体适应昼夜温度变化,D正确。
3.(2022·广东卷)在2022年的北京冬奥会上,我国运动健儿取得了骄人的成绩。在运动员的科学训练和比赛期间需要监测一些相关指标,下列指标中不属于内环境组成成分的是 (　　)
A.血红蛋白 B.血糖
C.肾上腺素 D.睾酮
【答案】　A
【解析】　血红蛋白位于红细胞内,细胞内的物质不属于内环境成分,A符合题意;血糖属于营养物质,可存在于内环境中,属于内环境的组成成分,B不符合题意;肾上腺素属于激素,作为调节物质(信号分子)可存在于内环境中,属于内环境的组成成分,C不符合题意;睾酮属于雄激素,可作为调节物质(信号分子)存在于内环境中,属于内环境的组成成分,D不符合题意。故选A。
4.(2015·海南卷)Na+在人体的内环境稳态维持和细胞兴奋过程中具有重要作用。回答下列问题:
(1)Na+和Cl-对维持血浆渗透压起重要作用,将红细胞放入0.9%的NaCl溶液中,细胞形态　　　(填“会”或“不会”)改变。
不会
【详解】　0.9%的NaCl溶液是成熟红细胞的等渗溶液,将红细胞放入0.9%的NaCl溶液中,水分进出平衡,细胞形态不会改变。
(2)Na+可与　　　　 　等无机负离子共同存在于血浆中,一起参与缓冲物质的构成。人血浆pH的正常范围是　　　 　。
(3)神经细胞受到刺激产生兴奋主要是由于Na+　　　引起膜电位改变而产生的。当兴奋沿细胞膜传导时,整个细胞膜都会经历与受刺激点相同的　 。
7.35~7.45
内流
电位变化,从而形成动作电位(共116张PPT)
专题五 稳态和生命活动的调节
专题突破
第2讲 动物及人体生命活动的调节
【思维导图】
【考点梳理】
考点1 神经调节
1.神经调节的结构基础——神经系统
(1)神经系统的基本结构
神经系统
不同状态下交感神经与副交感神经的活动。
自主神经:支配内脏、血管和腺体的传出神经,它们的活动不受意识支配。
自主神经包括交感神经与副交感神经,交感神经与副交感神经对于同一器官的作用一般是相反的。
状态 优势 表现
兴奋状态 交感神经活动占优势 心跳加快,支气管扩张,瞳孔扩张,血管收缩,但胃肠蠕动和消化腺的分泌活动减弱
安静状态 副交感神经活动占优势 心跳减慢,支气管收缩,瞳孔收缩,但胃肠蠕动和消化腺的分泌活动加强
(2)组成神经系统的细胞——神经元和神经胶质细胞
神经元:即神经细胞,是神经系统结构和功能的基本单位。包括细胞体、树突和轴突等,树突和轴突统称为突起。
细胞体:神经元膨大部分,内有细胞核。
树突:接受信息,将其传导到细胞体。
轴突:将信息从细胞体传向其他神经元、肌肉或腺体。
神经元结构模式图
神经纤维:神经元的轴突+髓鞘。
神经:许多神经纤维集结成束,外面包着由结缔组织形成的膜,构成一条神经。
神经胶质细胞:广泛分布于神经元之间,具有支持、保护、营养、修复神经元等多种功能;在外周神经系统中,神经胶质细胞参与构成神经纤维表面的髓鞘。
2.神经调节的基本方式——反射
(1)反射的概念:在中枢神经系统的参与下,动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答。
(2)反射的结构基础——反射弧
反射弧包括:a.感受器,b.传入神经,c.神经中枢,d.传出神经,e.效应器(传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体)。
兴奋是指动物体或人体内的某些细胞或组织(如神经组织)感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
兴奋传导途径:①在反射弧中传导,②在脑与脊髓等中枢神经系统中传导。
(3)反射的过程:感受器接受刺激后产生的兴奋沿着反射弧传到效应器,效应器对刺激作出应答。
完成反射活动的条件:完整的反射弧和刺激;反射弧任何一个环节受损,反射不能完成。
(4)反射的种类:非条件反射和条件反射。
非条件反射:出生后无须训练就具有的反射。与生俱来的,无意识的,神经中枢在脊髓、脑干等,数量有限。
条件反射:出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射。有意识的,神经中枢在大脑皮层,数量无限。
非条件刺激(食物)产生非条件反射
↓
无关刺激(铃声)不产生非条件反射
↓
先无关刺激再非条件刺激,重复若干次
↓
无关刺激转化为条件刺激产生条件反射
条件反射是在非条件反射的基础上,通过学习和训练而建立的。
条件反射的维持:需要非条件刺激的强化
条件反射的消退:如果反复应用条件刺激而不给予非条件刺激,条件反射就会逐渐减弱,以至最终完全不出现。条件反射的消退不是条件反射的简单丧失,是一个新的学习过程,需要大脑皮层的参与。
条件反射的意义:使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性,大大提高了动物应对复杂环境变化的能力。
3.兴奋在神经纤维上的传导
(1)静息电位:内负外正(K+外流),兴奋电位:内正外负(Na+内流)。兴奋部位和未兴奋部位存在电位差,就形成了局部电流。
(2)传导形式:电信号(神经冲动、局部电流)。
(3)传导特点:双向传导,传导方向与膜内电流方向相同,与膜外电流方向相反。
4.兴奋在神经元之间的传递
(1)连接两个神经元的结构:突触。突触的类型:主要有轴突—细胞体型、轴突—树突型和轴突—肌肉或腺体细胞型(效应器)。
突触
(3)兴奋在突触处的信号转化:电信号→化学信号→电信号。
(4)兴奋在神经元之间传递的特点:单向传递,原因是神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜。
(5)兴奋在突触中的传递体现了细胞间的信息交流,神经递质、激素等属于信号分子。
(2)兴奋在神经元之间的传递形式:化学信号(神经递质)。
神经递质分为兴奋性递质(如乙酰胆碱、肾上腺素等)与抑制性递质(如甘氨酸等),作用于突触后膜受体后使后膜兴奋或抑制,释放方式为胞吐,神经递质作用后被降解或回收进细胞。
(6)兴奋剂和毒品
兴奋剂指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物;毒品指鸦片、海洛因、冰毒、吗啡、大麻、可卡因以及其他能使人形成瘾癖的麻醉药品和精神药品。
作用位点:突触。
作用机理:促进神经递质的合成和释放速率;干扰神经递质与受体的结合;影响分解神经递质的酶的活性。
毒品和兴奋剂的危害:使人形成瘾癖,对人体的健康带来极大的危害。
5.神经系统的分级调节
(1)神经系统对躯体运动的分级调节
大脑皮层与躯体运动的关系:躯体各部分的运动机能在皮层的第一运动区内都有它的代表区,而且皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的。
低级中枢受相应的高级中枢控制。
机体的运动在大脑皮层以及其他中枢的分级调节下,变得更加有条不紊与精确。
(2)神经系统对内脏活动的分级调节
排尿反射的分级调节示意图
脊髓是调节内脏活动的低级中枢。如排尿排便、血管收缩等的中枢。
脑干是调节内脏活动的基本中枢。如调节呼吸、心跳等的中枢。
下丘脑是调节内脏活动的较高级中枢。如调节体温、水盐平衡、内分泌等的中枢。
大脑皮层是许多低级中枢活动的高级调节者,它对各级中枢的活动起调整作用,使得自主神经系统并不完全自主。
6.人脑的高级功能
大脑皮层除了感知外部世界及控制机体外,还具有语言、学习、记忆和思维等高级功能。
大脑的左右半球的功能:主导语言功能、逻辑思维的区域在左半球;主导形象思维(如音乐、绘画、空间识别等)的区域在右半球。
语言中枢(在大脑左半球)
W区:书写中枢,此区发生障碍,不能写字。
V区:阅读中枢,此区发生障碍,不能看懂文字。
S区:说话中枢,此区发生障碍,不能讲话。
H区:听觉性语言中枢,此区发生障碍,不能听懂话。
考点2　激素调节和神经—体液调节实例
1.激素调节
(1)概念:由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行调节的方式。
激素的作用:调节生命活动。
(2)激素调节的特点:①通过体液运输;②作用于靶器官靶细胞;③作为信使传递信息;④微量高效。
激素分泌后进入血液,随血液流到全身各处,但只作用于其相应的靶器官靶细胞。
激素既不组成细胞结构,不提供能量,也不起催化作用,而是作为一种信息分子,调节生命活动。
激素作用后会失活,因此体内需要源源不断地合成激素。
(3)激素研究的方法:结扎法、摘除法(减法原理)和移植法(加法原理)等。
(4)人体内的主要内分泌腺及其分泌的激素:
内分泌腺 主要激素 化学本质 主要作用
下
丘
脑 促甲状腺/性腺/
肾上腺皮质激素
释放激素 蛋白质 促进垂体分泌促甲状腺/性腺/肾上腺皮质激素
抗利尿激素 蛋白质 促进肾小管和集合管对水的重吸收
垂
体 促甲状腺/性腺/
肾上腺皮质激素 蛋白质 促进甲状腺/性腺/肾上腺皮质分泌相应激素
生长激素 蛋白质 促进生长发育
甲状腺 甲状腺激素 氨基酸
类似物 促进生长发育、新陈代谢和智力发育,提高神经系统的兴奋性(三促进一提高)
胸腺 胸腺激素 蛋白质 与免疫有关
续表
内分泌腺 主要激素 化学本质 主要作用
胰
岛 胰岛B
细胞 胰岛素 蛋白质 一方面促进组织细胞摄取、利用、储存和转化葡萄糖;另一方面抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖;从而降低血糖
胰岛A
细胞 胰高血糖素 蛋白质 促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,从而升高血糖
肾上腺 皮质 醛固酮、皮质醇 固醇 醛固酮调节水盐代谢
皮质醇调节有机物代谢
髓质 肾上腺素 氨基酸
类似物 升高血糖,促进新陈代谢,加快呼吸和心跳
性
腺 睾丸 雄激素 固醇 促进生殖器官的发育和生殖细胞的生成,激发并维持第二性征
卵巢 雌激素、
孕激素等 固醇
促进生长发育:生长激素和甲状腺激素。
升高血糖:胰高血糖素和肾上腺素。
促进新陈代谢,增加产热:甲状腺激素和肾上腺素。
拮抗作用:胰高血糖素(肾上腺素)和胰岛素。
能口服的激素:甲状腺激素、肾上腺素和性激素等。
人类发现的第一种激素:促胰液素,由小肠黏膜分泌。
2.神经—体液调节的实例
(1)血糖平衡的调节
参与的主要激素:胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素等。
胰岛素:一方面促进组织细胞摄取、利用、储存和转化葡萄糖;另一方面抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖;从而降低血糖。
胰高血糖素:促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,从而升高血糖。
肾上腺素:升高血糖,促进新陈代谢,加快呼吸心跳。
胰岛素和胰高血糖素(肾上腺素)的拮抗作用使血糖维持相对稳定。
血糖的平衡还受到神经系统的调节,下丘脑可通过控制胰岛、甲状腺和肾上腺的分泌来调节血糖。
(2)甲状腺激素分泌的分级调节
促甲状腺激素释放激素(TRH):促进垂体分泌促甲状腺激素。
促甲状腺激素(TSH):促进甲状腺分泌甲状腺激素。
甲状腺激素:促进生长发育、新陈代谢和智力发育,提高神经系统的兴奋性。
促进新陈代谢,增加产热的激素:甲状腺激素和肾上腺素。
调节机制:神经—体液调节、分级调节和反馈调节。
除了“下丘脑—垂体—甲状腺轴”,还有“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”“下丘脑—垂体—性腺轴”等分级调节。
(3)体温平衡的调节
体温调节中枢:下丘脑。体温感觉中枢:大脑皮层。体温感受器:包括冷觉感受器和温觉感受器,主要分布在皮肤、黏膜和内脏器官。
体温平衡:产热≈散热。代谢产热是机体热量的主要来源,安静时主要靠肝、脑等产热,运动时骨骼肌为主要产热器官。皮肤是人体最主要的散热器官,主要通过辐射、传导、对流和蒸发等方式散热。
参与的主要激素:甲状腺激素、肾上腺素等。
调节机制:神经—体液调节、反馈调节。人体调节体温的能力是有限的。
(4)水盐平衡的调节
调节中枢:下丘脑。渴觉中枢:大脑皮层。渗透压感受器:下丘脑。
参与的主要激素:抗利尿激素、醛固酮等。
抗利尿激素:促进肾小管和集合管对水的重吸收;由下丘脑分泌,但由垂体释放。
醛固酮:促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠的平衡。
调节机制:神经—体液调节、反馈调节。
3.神经调节和体液调节的关系
(1)体液调节:激素等化学物质,通过体液传送的方式对生命活动进行调节。激素调节是体液调节的主要内容。除激素外,还有其他调节因子,如组胺、NO、CO、CO2等。
(2)神经调节和体液调节的比较
比较项目 神经调节 体液调节
作用途径 反射弧 体液运输
反应速度 迅速 较缓慢
作用范围 准确,较局限 较广泛
作用时间 短暂 较长
(3)神经调节和体液调节的关系
一方面,大多数内分泌腺本身直接或间接的受中枢神经系统的控制,体液调节是神经调节的一个环节。
另一方面,内分泌腺分泌的激素可以影响神经系统的发育和功能。
考点3 免疫调节
(2)免疫系统的功能
功能 定义 功能正常 功能异常
免疫
防御 机体排除外来抗原性异物的功能。最基本的功能 机体能抵抗病原体的入侵 过强、过弱或缺失,可能会导致组织损伤或易被病原体感染等
免疫
自稳 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 免疫系统对自身的抗原物质不产生免疫反应 过强容易发生自身免疫病
免疫
监视 指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能 识别和调动一切免疫因素消除突变的肿瘤细胞 功能低下或失调,机体会有肿瘤发生或持续的病毒感染
(3)体液免疫和细胞免疫过程
激活B细胞的条件:①病原体与B细胞接触;②辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合;③辅助性T细胞分泌细胞因子的促进作用。
激活细胞毒性T细胞的条件:①细胞毒性T细胞识别靶细胞膜表面的分子变化;②辅助性T细胞分泌细胞因子的促进作用。
辅助性T细胞既参与体液免疫又参与细胞免疫。
细胞因子主要由辅助性T细胞分泌,作用是促进B细胞和细胞毒性T细胞的分裂、分化。
只有浆细胞才能产生抗体,抗体可以随体液在全身循环并与病原体结合。
浆细胞的来源:①B细胞增殖分化;②记忆B细胞增殖分化。
二次免疫(再次免疫):当相同抗原再次侵入机体,初次免疫产生的记忆B细胞会迅速增殖分化为浆细胞,浆细胞产生大量的抗体;记忆T细胞迅速分化为细胞毒性T细胞;从而迅速高效地产生免疫反应。
(4)内环境稳态的调节网络——神经—体液—免疫调节网络
神经系统、内分泌系统与免疫系统之间存在着相互调节,通过信息分子(如神经递质、激素和细胞因子等)构成一个复杂网络,共同维持内环境的稳态。
信息分子(如神经递质、激素和细胞因子等)直接与受体(一般为蛋白质)接触。
4.免疫失调
(1)免疫过强
①过敏反应(对外来物质过度敏感)
概念:已免疫的机体,在再次接触相同抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱的免疫反应。
过敏原:能引起过敏反应的抗原物质。
特点:有快慢之分,有明显的遗传倾向和个体差异。
②自身免疫病(对自身物质过度敏感)
概念:对自身成分发生免疫反应,对组织、器官造成损伤并出现了症状。
常见的自身免疫病:风湿性心脏病、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮。
(2)免疫过弱
免疫缺陷病的概念:由机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病。
免疫缺陷病种类:先天性免疫缺陷病(如重症联合免疫缺陷病、先天性胸腺发育不良等)和获得性免疫缺陷病(艾滋病等)。
HIV与艾滋病
艾滋病毒又名人类免疫缺陷病毒(HIV):能够攻击人体的免疫系统,主要侵染辅助性T细胞。
艾滋病的传播主要有性接触传播、血液传播和母婴传播。
5.免疫学的应用
(1)疫苗
概念:通常是用灭活或减毒的病原体制成的生物制品。
作用:接种疫苗后,人体内可以产生相应的抗体,从而对特定的传染病具有抵抗力。
(2)器官移植
主要问题:①每个人的人类白细胞抗原(HLA)不同,移植的器官会被识别出HLA不同而被免疫系统攻击从而出现免疫排斥;②器官短缺。
解决办法:①使用免疫抑制剂;②利用干细胞技术培养组织、器官。
(3)免疫诊断、免疫治疗
典例示范一
(2020·全国乙卷)在神经调节过程中,兴奋会在神经纤维上传导和神经元之间传递。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.兴奋从神经元的细胞体传导至突触前膜,会引起Na+外流
B.突触前神经元兴奋可引起突触前膜释放乙酰胆碱
C.乙酰胆碱是一种神经递质,在突触间隙中经扩散到达突
触后膜
D.乙酰胆碱与突触后膜受体结合,引起突触后膜电位变化
【答案】　A
【重点归纳】　本题重点考查兴奋在神经纤维的传导和在神经元之间的传递。
(1)兴奋在神经纤维的传导:静息时,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋传导的方向与膜内电流方向一致。
(2)兴奋在神经元之间的传递:突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】　A.神经细胞膜外Na+浓度高于细胞内,兴奋从神经元的细胞体传导至突触前膜,会引起Na+内流,A错误;B.突触前神经元兴奋可引起突触前膜释放神经递质,如乙酰胆碱,B正确;C.乙酰胆碱是一种兴奋性神经递质,在突触间隙中经扩散到达突触后膜,与后膜上的特异性受体相结合,C正确;D.乙酰胆碱与突触后膜受体结合,引起突触后膜电位变化,即引发一次新的神经冲动,D正确。故选A。
变式训练一
1.(2021·广州二模)下列关于兴奋的传导和传递的叙述,错误的是 (　　)
A.神经纤维上产生动作电位时Na+内流需要ATP直接提供
能量
B.一个神经元的轴突末梢能形成多个突触小体用于兴奋
的传递
C.突触小泡通过与突触前膜发生融合,释放其所储存的神
经递质
D.神经递质引发突触后膜电位变化,不一定引发新的神经
冲动
【答案】　A
【详解】　神经细胞上钠离子内流的跨膜运输方式是协助扩散,不需要消耗ATP,A错误;轴突末梢经过多次分支,最后每个分支末端膨大形成突触小体,因此一个神经元的轴突末梢能形成多个突触小体用于兴奋的传递,B正确;当兴奋传至突触小体时,引起突触小泡与突触前膜融合,并以胞吐方式释放神经递质,C正确;神经递质分为兴奋性递质和抑制性递质,是由突触前膜释放进入突触间隙,作用于突触后膜上的特异性受体,可引发突触后膜电位变化,导致下一个神经元兴奋或者抑制,故不一定引发新的神经冲动,D正确。
2.(2021·广东省一模)下图为蛙的离体神经纤维在用河豚毒素处理前后膜上动作电位的变化曲线,相关叙述错误的是 (　　)
A.a点时膜电位表现为外正内负
B.b点形成的主要原因是细胞外Na+内流
C.河豚毒素阻断了部分K+通道
D.河豚毒素具有开发为局部麻醉药物的潜在价值
【答案】　C
【详解】　a是静息电位,膜电位表现为外正内负,A正确;b处于动作电位,形成的原因是细胞外Na+内流,B正确;河豚毒素抑制了动作电位的产生,所以阻断了部分Na+通道,C错误;河豚毒素会抑制兴奋的产生,具有开发为局部麻醉药物的潜在价值,D正确。
3.下列关于神经系统的叙述,正确的是 (　　)
A.神经系统由大脑、脊髓以及它们发出的神经组成
B.大脑、小脑和脑干组成中枢神经系统
C.脊髓和脊神经组成周围神经系统
D.脑干中有些部位可以调节人体的呼吸、心跳等生命活动
【答案】　D
【详解】　神经系统是由脑、脊髓和它们所发出的神经组成的。脑包括大脑、小脑和脑干三部分,A错误;脑和脊髓是神经系统的中枢部分,组成中枢神经系统,B错误;脑神经和脊神经是神经系统的周围部分,组成周围神经系统,C错误;脑干位于大脑的下方和小脑的前方,它的最下面与脊髓相连,脑干中有专门调节人体心跳、呼吸、血压等基本生命活动的中枢,D正确。故选D。
4.下列与神经调节有关的叙述,错误的是 (　　)
①静息电位产生后膜外钾离子浓度大于膜内钾离子浓度
②神经递质可以作用于神经细胞、肌肉细胞或腺体细胞等细胞
③“电信号→化学信号→电信号”的转换发生于突触位置
④脊髓中有膝跳反射的中枢,该中枢受脑中相应的高级中枢调控
⑤某人能读书看报,也可以写文章,但听不懂别人说的话,大脑受损伤的区域是V区
⑥在反射弧中兴奋以神经冲动的形式进行传导和传递
⑦在神经纤维上,兴奋传导方向与膜内局部电流方向相同
⑧反射弧中的效应器仅由肌肉或腺体组成
⑨刺激某一反射弧的感受器或传出神经,可使效应器产生相同的反应
⑩所有反射弧都由感受器、传入神经元、中间神经元、传出神经元和效应器组成
A.①⑤⑥⑧⑩ B.①⑤⑦⑩
C.④⑥⑧ D.①②⑤⑦⑧
【答案】　A
【详解】　①静息时,神经细胞膜对K+的通透性大,K+大量外流,形成内负外正的静息电位,此时膜外钾离子浓度仍小于膜内钾离子浓度,①错误;②神经递质作用于突触后膜,因此该细胞可以是神经细胞、肌肉细胞或腺体细胞等细胞,②正确;③“电信号→化学信号→电信号”的转换发生于突触位置,③正确;④脊髓中有膝跳反射的中枢,该中枢受脑中相应的高级中枢调控,④正确;⑤某人能读书看报,也可以写文章,但听不懂别人说的话,大脑受损伤的区域是H区,⑤错误;⑥兴奋在神经纤维上是以神经冲动的形式传导,在突触间是以化学信号的形式传递,⑥错误;⑦在神经纤维上,兴奋传导方向与膜内局部电流方向相同,与膜外局部电流方向相反,⑦正确;⑧反射弧中的效应器由传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体组成,⑧错误;⑨刺激某一反射弧的感受器或传出神经,可使效应器产生相同的反应,⑨正确;⑩并非所有反射弧都由感受器、传入神经元、中间神经元、传出神经元和效应器组成,如膝跳反射的反射弧由感受器、传入神经元、传出神经元和效应器组成,⑩错误。故选A。
典例示范二
(2021·广东卷)太极拳是我国的传统运动项目,其刚柔并济、行云流水般的动作是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。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　　　　　。
伸肌、屈肌
内正外负
【详解】　图中有两条反射弧:感受器(肌梭)→传入神经→脊髓→伸肌运动神经元→伸肌;感受器(肌梭)→传入神经→脊髓→屈肌运动神经元→屈肌;故图中反射弧的效应器为伸肌、屈肌及其相应的传出神经末梢;若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至抑制性中间神经元时,使得抑制性神经元上有兴奋的传导,发生电位变化,从而使a处膜内外电位表现为外负内正。
释放抑制性神经递质,导致屈肌运动神经元抑制
(2)伸肘时,图中抑制性中间神经元的作用是_______________
　 ,使屈肌舒张。
【详解】　 伸肘时,图中抑制性中间神经元接受上一个神经元传来的兴奋,从而发生电位变化,释放抑制性神经递质,从而使屈肌运动神经元无法产生动作电位,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。
加速摄取、利用和储存葡萄糖
【详解】　胰岛素能促进葡萄糖的去路,即加速组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存,抑制肝糖原的分解和非糖物质的转化,从而降低血糖。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加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而降低血糖浓度。
(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。
垂体
【详解】　甲状腺激素的分泌存在分级调节,下丘脑分泌TRH(促甲状腺激素释放激素)作用于垂体,促使垂体分泌TSH(促甲状腺激素)作用于甲状腺,从而使甲状腺分泌TH(甲状腺激素)。激素通过体液运输,可通过检测血液中TSH、TH、TRH等激素的含量评估相应分泌器官的功能,从而判断老年人的内分泌功能。其中TSH水平可以作为评估垂体功能的指标之一。
【重点归纳】　本题考查了神经调节、血糖调节和甲状腺激素的分级调节等基础知识,同时还考查了读图获取关键信息从而找出答案的能力。
神经调节的基本方式是反射,完成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,效应器是指传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体。静息电位为内负外正(K+外流,协助扩散),动作电位为内正外负(Na+内流,协助扩散),Na+-K+泵吸K+排Na+,为主动运输。
血糖调节中,胰岛素和胰高血糖素由什么细胞分泌及其作用很重要,一定要记牢。
甲状腺激素的分级调节中,促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素和甲状腺激素由什么细胞分泌及其作用很重要,一定要记牢。甲状腺激素的分泌存在神经体液调节、分级调节和反馈调节。
变式训练二
1.(2020·海南卷)人体内甲状腺激素几乎作用于全身细胞,环境变化及相关部位病变都可影响血液中的甲状腺激素水平,引起机体生理活动的变化。回答下列问题:
(1)冬季气温降低时,寒冷刺激的信号传入位于　　　 的体温调节中枢,通过调节使甲状腺激素分泌量增多,细胞代谢速率提高,使机体产生的热量　　　,以抵御外界寒冷。但血液中的甲状腺激素水平不会过高,这与甲状腺激素的分级调节存在　　　调节机制有关。
下丘脑
【详解】　体温调节中枢位于下丘脑。甲状腺激素的作用是提高细胞代谢的速率,使机体产热量增加。甲状腺激素的调节存在分级调节和反馈调节。
增加
反馈
(2)患者甲因身体不适就医,医生根据其病史初步判定下丘脑、垂体和甲状腺中有一个部位发生病变。经检测,甲状腺激素和促甲状腺激素(TSH)水平都明显低于正常范围,据此可排除的病变部位是　　 　,理由是____________________________________
　 　 ;给患者注射适量促甲状腺激素释放激素后,测得TSH水平仍然低于正常范围,说明该患者的病变部位是　　　。
甲状腺
【详解】　甲状腺激素和促甲状腺激素(TSH)水平都明显低于正常范围,据此可排除的病变部位是甲状腺,理由是如果病变部位为甲状腺,则促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素水平应高于正常范围;给患者注射适量促甲状腺激素释放激素后,测得TSH水平仍然低于正常范围,说明该患者的病变部位是垂体。
如果病变部位为甲状腺,则促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素水平应高于正常范围
垂体
(3)患者乙由于体内甲状腺激素水平下降,出现行动迟缓、少动嗜睡的症状,这与该患者神经系统的　　　　降低有关。
兴奋性
【详解】　甲状腺激素可以提高神经系统的兴奋性。甲状腺激素水平下降会引起神经系统的兴奋性降低。
2.(2021·汕头一模)下图是甲状腺分泌甲状腺激素的调节及甲状腺激素作用的示意图,PB为甲状腺激素的血浆运载蛋白、THB为甲状腺激素受体,请回答下列问题:
(1)当寒冷刺激身体的冷觉感受器时,相应的神经冲动传到下丘脑,下丘脑就会分泌　　　 　　并运输到垂体,促使垂体分泌　　　 　　随血液运输到甲状腺,促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌,这说明甲状腺激素分泌存在　 　调节机制。机体需要通过源源不断产生激素来维持正常生命活动,原因是　 　。
【详解】　寒冷的刺激下,下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素作用于垂体,使垂体分泌促甲状腺激素作用于甲状腺,从而使甲状腺激素分泌增加,这体现了激素的分级调节机制。激素一经靶细胞接受并起作用后,就被灭活了,因此机体需要通过源源不断产生激素来维持正常生命活动。
促甲状腺激素释放激素(TRH)
促甲状腺激素(TSH)
分级
激素一经靶细胞接受并起作用后,就被灭活了
(2)多聚核糖体是指一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,试分析多聚核糖体的生物学意义是______________________
　。
【详解】　一个mRNA上连接多个核糖体叫作多聚核糖体,多聚核糖体形成可以使少量mRNA能迅速合成较多的蛋白质。
少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质
(3)THB与功能蛋白基因结合时,造成该基因不能转录,据图分析,甲状腺激素发挥生理功能的机制为:______________________
_______________________________________________________
　。
【详解】　由图可知,THB与功能蛋白基因结合,使功能基因不能转录,甲状腺激素与THB特异性结合,改变了THB的空间结构,解除了THB对功能蛋白基因的抑制作用,功能蛋白基因得以表达,功能蛋白发挥相应的生物效应。
甲状腺激素与THB特异性结合,改变了THB的空间结构,解除了THB对功能蛋白基因的抑制作用,功能蛋白基因得以表达,功能蛋白发挥相应的生物效应
3.(2021·佛山一模)卡介苗(BCG)是应用最广泛的结核病疫苗,常作为免疫佐剂,可增强机体免疫功能。研究发现2型糖尿病(T2DM)是免疫功能异常而导致对胰岛素不敏感的代谢性疾病。某实验小组研究BCG免疫对小鼠血糖的影响,对四组不同处理的小鼠进行灌胃葡萄糖溶液试验,实验处理和结果如下表。
组别 实验处理 空腹 葡萄糖溶液灌胃后不同
时间段血糖(mmol·L-1)
60 min后 120 min后
① 正常小鼠+注射生理盐水 5.12 12.91 6.35
② 正常小鼠+注射接种BCG 5.03 13.87 6.27
③ 患T2DM小鼠+注射
生理盐水 15.63 33.21 24.57
④ 患T2DM小鼠+注射
接种BCG 5.10 28.53 16.54
回答下列问题:
(1)正常小鼠的正常血糖值是一个变化范围,而不是一个固定值。这说明了___________________________________________
　。 小鼠空腹时血糖的主要来源是 　　　　　 ,①②组小鼠可通过　　　 　　调节使其在灌胃120 min后血糖恢复到正常水平。
【详解】　不同的正常小鼠之间血糖值存在差异,正常血糖值会在一定范围内波动。小鼠空腹时血糖的主要来源是肝糖原的分解和非糖物质的转化。机体通过特定的激素和神经系统来调节血糖的平衡,所以①②组小鼠可通过神经—体液调节使其在灌胃120 min后血糖恢复到正常水平。
小鼠血液中葡萄糖含量不是恒定不变的,而是在一定范围内波动(不同个体存在一定的差异)　
肝糖原的分解和非糖物质的转化
神经—体液
(2)取②④组的小鼠血清,加入结核杆菌后会出现沉淀或细胞集团,原因是____________________________________________
　。
【详解】　②④组的小鼠都注射了接种BCG,体内会发生免疫反应产生相应的抗体,加入结核杆菌后会与血清中抗结核杆菌抗体产生沉淀或细胞集团。
注射接种BCG使机体产生相应抗体,血清中抗结核杆菌抗体与结核杆菌结合产生沉淀或细胞集团
(3)由上述实验结果分析,可得出的结论有:
①　 ;
②__________________________________________________
　 。
【详解】　对比①②两组小鼠,相应血糖浓度差别不大,注射接种BCG(BCG免疫)对正常小鼠血糖几乎无影响;对比③④两组小鼠,注射接种BCG(BCG免疫)可缓解患2型糖尿病小鼠血糖的升高程度,但与正常小鼠相比,血糖仍然偏高,未恢复到正常值。
注射接种BCG(BCG免疫)对正常小鼠血糖几乎无影响　
注射接种BCG(BCG免疫)可缓解患2型糖尿病小鼠血糖的升高程度,但未恢复正常
4.(2021·深圳二模)毒性弥漫性甲状腺肿(GD)是一种自身免疫病,是由自身产生的“促甲状腺激素受体刺激性抗体(TSAb)”持续刺激甲状腺分泌过多甲状腺激素所致。该病由遗传因素和环境诱因(放射、碘摄入、压力、环境毒物等)相互作用引起,回答下列问题:
(1)促甲状腺激素作为一种信息分子,由　　　细胞合成并分泌到胞外,通过血液运输与促甲状腺激素受体结合,作用后往往被　　　。
【详解】　促甲状腺激素由垂体合成并分泌到细胞外,通过血液运输,和甲状腺表面的相关受体结合后发挥作用,作用后被灭活。
垂体
灭活
(2)GD患者分泌甲状腺激素过多的原因是:体内　　细胞产生TSAb,与促甲状腺激素受体结合后,会　　　促甲状腺激素与受体的结合。且TSAb会持续性刺激甲状腺,分泌大量甲状腺激素,据此推测GD患者的体重一般会　　　。
【详解】　根据题意,GD是一种自身免疫病,由浆细胞产生了相应的抗体持续刺激甲状腺导致甲状腺激素分泌增加,TSAb与甲状腺受体结合后会抑制促甲状腺激素与受体的结合,分泌大量甲状腺激素,促进细胞的代谢,因此GD患者体重一般会下降。
浆
抑制
下降
(3)与GD患者相比,地方性甲状腺肿(俗称大脖子病,由缺碘引起)患者的 　　　　　　　 　含量明显更高。
【详解】　GD是自身免疫疾病,不受到TRH(促甲状腺激素释放激素)和TSH(促甲状腺激素)的调节,地方性甲状腺肿(俗称大脖子病,由缺碘引起),由于反馈调节的存在,TRH(促甲状腺激素释放激素)和TSH(促甲状腺激素)含量会显著升高。
促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素
典例示范三
(2021·珠海一模)下图是人体感染新型冠状病毒(2019-nCoV)后所引起的机体部分生理活动变化示意图。请回答下列问题:
(1)发热是感染新型冠状病毒后的一个重要临床表现,位于人体　　　　的体温调节中枢通过___________________________
　 　等信号分子可以调节体温。
【详解】　下丘脑是体温调节中枢。体温调节通过神经—体液调节,下丘脑作为神经中枢,会分泌神经递质这个信号分子调节体温,下丘脑作为内分泌中心会分泌甲状腺激素释放激素调节体温。
下丘脑
促甲状腺激素释放激素(TRH)、神经递质
(2)据图分析,对垂体分泌ACTH具有直接调节作用的物质有　 。
【详解】　 据图分析,下丘脑分泌的CRH和肾上腺分泌的糖皮质激素可调节垂体分泌ACTH。
CRH、糖皮质激素
(3)细胞因子风暴是由机体感染微生物后引起免疫胞分泌细胞因子急剧升高而引发的过度免疫反应。细胞因子风暴会引起多脏器衰竭,是导致许多新型冠状病毒感染者死亡的重要原因,用糖皮质激素可进行治疗,请据图分析其治疗原理可能是__________
　 。 糖皮质激素与胰岛素具有拮抗作用,推测其可能的副作用是_____________________________________
　 。
糖皮质激素抑制免疫系统的作用
抑制细胞对葡萄糖的摄取利用和储存(或血糖升高)
【详解】　 据图分析可知,糖皮质激素可抑制免疫系统的作用,减少细胞因子的释放,避免因细胞因子过多导致机体出现过度免疫反应,故用糖皮质激素可进行治疗细胞因子风暴引起的多脏器衰竭。糖皮质激素与胰岛素具有拮抗作用,而胰岛素能促进组织细胞对葡萄糖的摄取利用和储存,使血糖浓度降低。据此可以推测,该激素的副作用可能是抑制细胞对葡萄糖的摄取利用和储存,导致血糖升高。
(4)接种疫苗是预防传染病最有效的手段。若接种了新冠疫苗,是否意味着不会被传染 　 。请简述理由:__________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
　 　 (答出1种理由即可)。
否
对疫苗没有应答或应答弱,不能产生抗体或抗体浓度很低(抗体的寿命有限,时间久了会失去作用或新冠病毒容易发生变异,变异后体内产生的抗体和记忆细胞就失去作用)(答1种即可)
【详解】　接种疫苗是预防传染病最有效的手段,其原理是疫苗中的抗原物质可以刺激机体产生相应的记忆细胞和抗体。当机体受到相同的病原体(抗原)感染时,抗体可及时清除抗原,记忆细胞可以快速增殖分化产生大量的浆细胞,合成分泌大量抗体,清除抗原,以达到预防疾病的作用。而新冠病毒是RNA病毒,单链的RNA结构不稳定,容易发生变异,一旦病毒变异,机体内产生的针对变异前病毒的抗体和记忆细胞就没有作用,故接种了新冠疫苗,并不意味着不会被传染。
【重点归纳】　本题综合考查了神经体液免疫调节的相关知识和读图获取关键信息从而找出答案的能力[第(2)题、第(3)题]。
下丘脑是体温调节中枢。体温调节通过神经—体液调节,下丘脑作为神经中枢,会分泌神经递质这个信号分子调节体温,下丘脑作为内分泌中心会分泌甲状腺激素释放激素调节体温。
注射疫苗可以刺激机体产生相应的记忆细胞和抗体,当受到相同的病原体(抗原)感染时,抗体可及时清除抗原,记忆细胞快速增殖分化产生大量的浆细胞,合成分泌大量抗体,清除抗原,这是二次免疫(再次免疫)。
变式训练三
1.图甲是特异性免疫的部分过程图,图乙为一种树突状细胞(DC细胞)参与免疫过程的示意图。请据图回答:
(1)图甲所示的免疫过程为　 　免疫,物质Ⅱ为　　　。
(2)细胞B、C、D中分化程度最高的是　　,具有特异性识别功能的是　　 　。(填字母)
【详解】　(1)由图示中抗体的形态可知图甲所示的免疫过程为体液免疫,物质Ⅱ为抗体。
(2)细胞B、C、D依次为辅助性T细胞、B淋巴细胞和浆细胞,其中浆细胞没有分裂能力,故分化程度最高的是细胞D,即浆细胞,具有特异性识别功能的是B淋巴细胞和辅助性T细胞,即B和C。
体液
抗体
D
B、C
(3)DC细胞处理抗原后,细胞外出现特定的物质能与辅助性T细胞外具有　　　 　　作用的受体相结合,激活信号分子(S1、S2),从而激发辅助性T细胞出现免疫效应,此过程说明了细胞膜具有　　　　　的功能。具有摄取、处理及呈递抗原能力的细胞,除DC细胞外还有图甲中细胞　　　 (填字母)等。
【详解】　 DC细胞处理抗原后,细胞外出现特定的物质能与辅助性T细胞外具有特异性识别作用的受体发生结合,进而激活信号分子,从而激发辅助性T细胞出现免疫效应,此过程说明了细胞膜具有信息交流的功能。抗原呈递细胞具有摄取、处理及呈递抗原的能力,且B细胞属于抗原呈递细胞,即图甲中的细胞A和细胞C具有摄取、处理及呈递抗原的能力。
(特异性)识别
信息交流
A、C
(4)DC免疫疗法是通过采集患者自体的外周血液,在体外诱导培养出大量DC细胞,使之负载上肿瘤抗原信息后再回输给患者。这些DC细胞进入患者体内后,还可诱导细胞毒性T细胞迅速产生
　　　　 　精确杀伤肿瘤细胞,同时,还能使机体产生免疫记忆,具有防止肿瘤复发的功效,该免疫过程属于　 　免疫。
【详解】　DC免疫疗法是通过采集患者自体的外周血液,在体外诱导培养出大量DC细胞,使之负载上肿瘤抗原信息后再回输给患者。这些DC细胞进入患者体内后,还可诱导细胞毒性T细胞迅速产生新的细胞毒性T细胞,从而能精确杀伤肿瘤细胞,同时,还能使机体产生免疫记忆,具有防止肿瘤复发的功效,该免疫过程属于细胞免疫。
(新的)细胞毒性T细胞
细胞
2.(2021·广东省一模)中药多糖是现代药物开发的热点。为研究金银花多糖对肿瘤的影响,科研人员选取50只生理状况一致的肿瘤模型小鼠进行了为期10天的实验,结果如下表。请回答:
组别 腹腔注射溶液 体重增
加量/g 脾脏指数
/(mg·g-1) 肿瘤重
量/g 肿瘤抑
制率/%
A 生理盐水 4.31 8.61 2.47 —
B 环磷酰胺(抗肿缩药) 0.87 6.31 1.22 50.71
C 低剂量金银花多糖 3.86 8.05 2.12 14.24
D 中剂量金银花多糖 4.07 8.93 1.88 23.95
E 高剂量金银花多糖 4.28 11.16 1.73 30.02
注:脾脏指数=小鼠的脾重(mg)/小鼠的体重(g)
(1)实验小鼠需随机分组,且每组10只而不是1只,原因是______
　 。
因此,每组实验数据的处理方法是　 。
【详解】　在实验过程中,挑选样本时,为了避免偶然性,需要选取数量适宜的样本;同时对实验数据进行平均处理,求平均值,减小误差。
避免偶然性(减小误差)
求平均值
(2)体内出现肿瘤往往是体内免疫系统的　 　功能下降所导致的。从免疫系统的组成来看,脾脏属于　　　　 。据表分析,金银花多糖能有效抑制肿瘤的机理可能是___________________
　 　 。
【详解】　免疫系统有防御、自稳和监视功能,防御一般针对外来抗原,自稳一般针对体内衰老或破坏的细胞,监视一般针对突变的肿瘤细胞,因此体内出现肿瘤往往是体内免疫系统监视功能下降所导致的。从免疫系统的组成来看,脾脏属于免疫器官。由表中数据可知,随着金银花多糖剂量的升高,脾脏指数升高,肿瘤重量下降,可以推出,金银花多糖能提升脾脏指数,生成和成熟更多的免疫细胞,增强监控和清除功能。
监视
免疫器官
提升脾脏指数,生成和成熟更多的免疫细胞,增强监控和清除功能
(3)环磷酰胺的肿瘤抑制率虽然较高,但与金银花多糖相比存在明显的副作用,主要表现在　 。
为进一步探索提升肿瘤的综合治疗效果,科研人员可在本实验的基础上增设F组,向小鼠腹腔注_________________________
　 ,观察并记录相关数据。
【详解】　由表可知,环磷酰胺处理的小鼠体重增加量少,脾脏指数低。为了进一步探索提升肿瘤的综合治疗效果可使用环磷酰胺和金银花多糖混合液处理小鼠,可向小鼠腹腔注射环磷酰胺和金银花多糖混合液,观察并记录相关数据。
体重增加量少、脾脏指数低　
环磷酰胺和金银花多糖混合液(或更高剂量的金银花多糖)
3.(2021·华附、省实、广雅、深中四校联考)目前,新型冠状病毒仍在全球肆虐横行,各国研制的疫苗相继进入临床阶段并有望投入市场。我国研制出某种疫苗,初步实验得知该疫苗总剂量8 μg为最佳剂量,为了确定最佳接种方案,进一步进行了临床实验研究,如下表所示,请回答以下相关问题:
组别 A1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2
接种试剂剂量
(μg/针) 疫苗 a — 4 — 4 — 4 —
X — a — 4 — 4 — 4
第一针接种时间 第0天
第二针接种时间 不接种 第14天 第21天 第28天
相应抗体相对含量 14.7 0 169.5 0 282.7 0 218.0 0
注: A1、B1、C1、D1组分别接种该疫苗,A2、B2、C2、D2组分别接种X试剂
(1)从表中可看出,该实验的自变量有_____________________
　 。
(2)表中试剂X是　　 　　　,a的剂量应该为　 。
【详解】　(1)从表中可看出,该实验里的自变量有是否接种疫苗、第一针和第二针的接种时间间隔,以及是否接种第二针,故自变量可概括为是否接种疫苗、疫苗接种次数、两次接种间隔时间。
(2)实验设计应遵循对照原则,注射疫苗为实验组,则对照组X应选取生理盐水(不含疫苗成分的试剂);实验组和对照组应遵循无关变量一致原则,故a的剂量应该为8 μg。
是否接种疫苗、疫苗接种次数、两次接种间隔时间
生理盐水(不含疫苗成分的试剂)
8
(3)A1组中产生抗体的细胞来自　　 　的增殖分化。
(4)根据实验结果分析:
①疫苗接种两次组的抗体含量均明显高于接种一次组,原因是_____________________________________________________
　 。
【详解】　 (3)A1组中是初次接种疫苗,故其中产生抗体的细胞来自B细胞增殖分化后产生的效应B细胞。
(4)①若机体再次接触相同抗原,机体会发生二次免疫反应,记忆细胞迅速增殖分化,产生大量抗体,故疫苗接种两次组的抗体含量均明显高于接种一次组。
B细胞
机体再次接触相同抗原,记忆细胞迅速增殖分化,产生了大量抗体
②疫苗两次接种时间间隔　　　的效果最好,间隔时间过短影响效果的原因可能是__________________________________
_____________ ___。
【详解】　 (4)②分析表格数据可知:疫苗两次接种时间间隔为21天时相应抗体的相对含量最高,为282.7,效果最好;间隔时间过短影响效果的原因可能是疫苗中的抗原与初次免疫后存留的抗体结合后被迅速清除。
21天
疫苗中的抗原与初次免疫后产生的抗体结合后被迅速清除
真题回顾
1.(2020·全国Ⅰ卷)某研究人员用药物W进行了如下实验:给甲组大鼠注射药物W,乙组大鼠注射等量生理盐水,饲养一段时间后,测定两组大鼠的相关生理指标。实验结果表明:乙组大鼠无显著变化;与乙组大鼠相比,甲组大鼠的血糖浓度升高,尿中葡萄糖含量增加,进食量增加,体重下降。回答下列问题:
(1)由上述实验结果可推测,药物W破坏了胰腺中的　 　　细胞,使细胞失去功能,从而导致血糖浓度升高。
【详解】　(1)由于甲组大鼠注射药物W后,血糖浓度升高,可推知药物W破坏了胰腺中的胰岛B细胞,使胰岛素的分泌量减少,从而导致血糖浓度升高。
胰岛B
(2)由上述实验结果还可推测,甲组大鼠肾小管液中的葡萄糖含量增加,导致肾小管液的渗透压比正常时的　　,从而使该组大鼠的排尿量　　　。
【详解】　 由题干信息可知,甲组大鼠肾小管液中的葡萄糖含量增加,会导致肾小管液的渗透压比正常时的高,因此导致肾小管、集合管对水分的重吸收减少,进而导致尿量增加。
高
增加
(3)实验中测量到甲组大鼠体重下降,推测体重下降的原因是
_______________________________________________________
　 。
(4)若上述推测都成立,那么该实验的研究意义是___________
_______________________________________________________
　 (答出1点即可)。
【详解】　 (3)甲组大鼠注射药物W后,由于胰岛素分泌不足,使机体不能充分利用葡萄糖来获得能量,导致机体脂肪和蛋白质的分解增加,体重下降。
(4)由以上分析可知,药物W破坏了胰腺中的胰岛B细胞,使大鼠因胰岛素缺乏而患糖尿病,这种动物可以作为实验材料用于研发治疗这类糖尿病的药物。
甲组大鼠胰岛素缺乏,使机体不能充分利用葡萄糖来获得能量,导致机体脂肪和蛋白质的分解增加
获得了因胰岛素缺乏而患糖尿病的动物,这种动物可以作为实验材料用于研发治疗这类糖尿病的药物
2.(2020·全国Ⅱ卷)人在剧烈奔跑运动时机体会出现一些生理变化。回答下列问题:
(1)剧烈奔跑运动时肌细胞会出现　　　　　,这一呼吸方式会导致肌肉有酸痛感。
【详解】　剧烈奔跑时肌细胞会进行无氧呼吸产生乳酸,从而使肌肉有酸痛感。
无氧呼吸
(2)当进行较长时间剧烈运动时,人体还会出现其他一些生理变化。例如,与运动前相比,胰岛A细胞的分泌活动会加强,分泌
　　　 　 ,该激素具有__________________________________
(答出2点即可) 等生理功能,从而使血糖水平升高。
(3)人在进行剧烈运动时会大量出汗,因此在大量出汗后,为维持内环境的相对稳定,可以在饮水的同时适当补充一些　　　 。
【详解】　(2)胰岛A细胞能分泌胰高血糖素,其作用是促进糖原分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。
(3)汗液中除含有水分外,还会含有无机盐,故大量出汗后除了补充水分外,还应补充无机盐。
胰高血糖素
促进糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖
无机盐
3.(2020·全国Ⅲ卷)给奶牛挤奶时其乳头上的感受器会受到刺激,产生的兴奋沿着传入神经传到脊髓能反射性地引起乳腺排乳;同时该兴奋还能上传到下丘脑促使其合成催产素,进而促进乳腺排乳。回答下列问题:
(1)在完成一个反射的过程中,一个神经元和另一个神经元之间的信息传递是通过　　　这一结构来完成的。
【详解】　兴奋在神经元之间需要通过突触(突触前膜、突触后膜和突触间隙)这个结构传递信息。
突触
(2)上述排乳调节过程中,存在神经调节和体液调节。通常在哺乳动物体内,这两种调节方式之间的关系是________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
　 。
【详解】　 一方面,大多数内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的控制,体液调节是神经调节的一个环节;另一方面,内分泌腺分泌的激素可以影响神经系统的发育和功能。
一方面,大多数内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的控制,体液调节是神经调节的一个环节;另一方面,内分泌腺分泌的激素可以影响神经系统的发育和功能
(3)牛奶的主要成分有乳糖和蛋白质等,组成乳糖的2种单糖是　　 　　　。牛奶中含有人体所需的必需氨基酸,必需氨基酸是指　 　 。
【详解】　组成乳糖的单糖是葡萄糖和半乳糖;必需氨基酸是指人体细胞不能合成的,必须从外界环境中直接获取的氨基酸。
葡萄糖和半乳糖
人体细胞自身不能合成,必须从食物中获取的氨基酸
4.(2022·广东卷)迄今新型冠状病毒仍在肆虐全球,我国始终坚持“人民至上,生命至上”的抗疫理念和动态清零的防疫总方针。图a表示免疫力正常的人感染新冠病毒后,体内病毒及免疫指标的变化趋势。
a b
回答下列问题:
(1)人体感染新冠病毒初期,　　　 免疫尚未被激活,病毒在其体内快速增殖(曲线①、②上升部分)。曲线③、④上升趋势一致,表明抗体的产生与T细胞数量的增加有一定的相关性,其机理是
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
　 　　　　 　　　　　　　　。此外,T细胞在抗病毒感染过程中还参与　 　　　 过程。
特异性
体液免疫中,抗原呈递细胞将抗原处理后呈递给辅助性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,激活B细胞,同时辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子,促进B细胞增殖分化为记忆细胞和浆细胞,浆细胞分泌抗体
细胞免疫
【详解】　分析图a曲线可知,人体感染新冠病毒初期,曲线①、②上升,说明病毒在其体内快速增殖,但抗体还未产生,说明此时特异性免疫尚未被激活。体液免疫中,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,激活B细胞;同时辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子,促进B细胞增殖分化为记忆细胞和浆细胞,浆细胞分泌抗体,故抗体的产生与T细胞的数量的增加有一定相关性,即曲线③、④上升趋势一致。此外,T细胞在抗病毒感染过程中还参与细胞免疫过程。
(2)准确、快速判断个体是否被病毒感染是实现动态清零的前提。目前除了核酸检测还可以使用抗原检测法,因其方便快捷可作为补充检测手段,但抗原检测的敏感性相对较低,据图a分析,抗原检测在　　时间段内进行才可能得到阳性结果,判断的依据是此阶段　 　。
【详解】　分析图a可知,在甲乙丙时间段内,体内都有病毒核酸,故核酸检测准确、快速判断个体是否被病毒感染。乙时间段内含有病毒抗原,且病毒抗原含量先增加后减少,故抗原检测在乙时间段内进行才可能得到阳性结果。
乙
含有病毒抗原,且病毒抗原含量先增加后减少
(3)接种新冠病毒疫苗能大幅降低重症和死亡风险。图b表示一些志愿受试者完成接种后,体内产生的抗体对各种新冠病毒毒株中和作用的情况。据图分析,当前能为个体提供更有效保护作用的疫苗接种措施是　 。
【详解】　分析图b可知,完成全程接种+加强针的志愿受试者体内的抗体中和各种新冠病毒毒株的能力均明显高于全程接种的志愿受试者,故能为个体提供更有效保护作用的疫苗接种措施是全程接种+加强针。
全程接种+加强针
5.(2022·全国甲卷)人体免疫系统对维持机体健康具有重要作用。机体初次和再次感染同一种病毒后,体内特异性抗体浓度变化如图所示。回答下列问题:
(1)免疫细胞是免疫系统的重要组成成分,人体T细胞成熟的场所是　 　;体液免疫过程中,能产生大量特异性抗体的细胞是
　　 。
(2)体液免疫过程中,抗体和病毒结合后病毒最终被清除的方式是　 。
【详解】　(1)免疫细胞是免疫系统的重要组成成分,包括淋巴细胞、树突状细胞、巨噬细胞等,其中T细胞成熟的场所是胸腺。体液免疫过程中,只有浆细胞能产生特异性的抗体。
(2)体液免疫过程中,抗体和病毒特异性结合后形成沉淀,再被吞噬细胞吞噬消化。
胸腺
浆细胞
抗体与病毒特异性结合形成沉淀,被其他免疫细胞吞噬消化
(3)病毒再次感染使机体内抗体浓度激增且保持较长时间(如图所示),此时抗体浓度激增的原因是________________________
_______________________________________________________
　 。
(4)依据图中所示的抗体浓度变化规律,为了获得更好的免疫效果,宜采取的疫苗接种措施是　　　　　。
【详解】　 (3)记忆细胞可以在病毒消失后存活几年甚至几十年,当同一种病毒再次感染机体,记忆细胞能迅速增殖分化为浆细胞,浆细胞快速产生大量抗体,使抗体浓度激增。
(4)分析图示可知,二次免疫比初次免疫产生的抗体更多,故为了获得更好的免疫效果,接种疫苗时可多次接种,使机体产生更多的抗体和记忆细胞。
相同病毒再次感染时,机体内相应的记忆细胞迅速增殖分化为浆细胞,浆细胞快速产生大量抗体
多次接种
6.(2021·全国乙卷)哺乳动物细胞之间的信息交流是其生命活动所必需的。请参照表中内容,围绕细胞间的信息交流完成下表,以体现激素和靶器官(或靶细胞)响应之间的对应关系。
内分泌腺或
内分泌细胞 激素 激素运输 靶器官或靶细胞 靶器官或靶细胞
的响应
肾上腺 肾上腺素 (3)通过
　　　
运输 (4)　 　　 心率加快
胰岛B细胞 (1)　　　　 肝细胞 促进肝糖原的合成
垂体 (2)　　　　
___________ 甲状腺 (5)　 　　　
__________________
胰岛素　　
促甲状腺激素
体液　　
心脏(心肌细胞)
促进甲状腺分泌甲状腺激素
【详解】　(1)胰岛B细胞分泌胰岛素,胰岛素是机体唯一的降血糖激素,通过体液运输,作用于肝细胞,促进肝糖原的合成,使血糖水平降低。
(2)由题干垂体作用的靶器官是甲状腺可知,垂体可以分泌促甲状腺激素。
(3)激素运输是通过体液运输。
(4)由题干可知,肾上腺素的靶器官或靶细胞的响应是使心率加快,故作用的对象是心脏(心肌细胞)。
(5)促甲状腺激素作用于甲状腺,促进甲状腺分泌甲状腺激素。
7.(2020·全国Ⅰ卷)某研究人员以小鼠为材料进行了与甲状腺相关的实验,下列叙述错误的是 (　　)
A.切除小鼠垂体,会导致甲状腺激素分泌不足,机体产热减少
B.给切除垂体的幼年小鼠注射垂体提取液后,其耗氧量会
增加
C.给成年小鼠注射甲状腺激素后,其神经系统的兴奋性会
增强
D.给切除垂体的小鼠注射促甲状腺激素释放激素,其代谢
可恢复正常
【答案】　D
【详解】　若切除垂体,则垂体分泌的促甲状腺激素减少,会导致甲状腺激素分泌不足,产热减少,A正确;给切除垂体的幼年小鼠注射垂体提取液后,该提取液中含有促甲状腺激素,可以促进甲状腺激素的分泌,故小鼠的耗氧量会增加,B正确;甲状腺激素可以影响神经系统的功能,故给成年小鼠注射甲状腺激素后,神经系统的兴奋性会增强,C正确;促甲状腺激素释放激素作用的靶器官是垂体,故切除垂体后,注射促甲状腺激素释放激素不能让代谢恢复正常,D错误。
8.(2020·全国Ⅲ卷)下列有关人体免疫调节的叙述,合理的是(　　)
A.若病原体不具有细胞结构,就不会使人体产生抗体
B.病原体裂解后再注射到人体,就不会使人体产生抗体
C.病原体表面若不存在蛋白质分子,就不会使人体产生抗体
D.病原体经吞噬细胞处理后暴露出的抗原可使人体产生
抗体
【答案】　D
【详解】　病原体是指可造成人或动植物感染疾病的微生物、寄生虫或其他媒介,如细菌、病毒,病毒不具细胞结构,但也能使人体通过体液免疫产生抗体,A错误;病原体裂解后仍含有能引起机体产生免疫反应的抗原物质,因此会使人体产生抗体,B错误;抗原不一定是蛋白质,病原体含有的大分子多糖、黏多糖等特异性化学物质,也能引起机体发生免疫反应产生抗体,C错误;大多数病原体经过吞噬细胞等的摄取和处理,暴露出病原体特有抗原,将抗原传递给T细胞,刺激T细胞产生淋巴因子,少数抗原直接刺激B细胞,使B细胞增殖分化成浆细胞,分泌相应抗体,D正确。
　　9.(2022·广东卷)研究多巴胺的合成和释放机制,可为帕金森病(老年人多发性神经系统疾病)的防治提供实验依据,最近研究发现在小鼠体内多巴胺的释放可受乙酰胆碱调控,该调控方式通过神经元之间的突触联系来实现(如图)。据图分析,下列叙述错误的是 (　　)
A.乙释放的多巴胺可使丙膜的电位发生改变
B.多巴胺可在甲与乙、乙与丙之间传递信息
C.从功能角度看,乙膜既是突触前膜也是突触后膜
D.乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放
【答案】　B
【详解】　多巴胺是乙释放的神经递质,与丙上的受体结合后会使其膜发生电位变化,A正确;分析题图可知,多巴胺可在乙与丙之间传递信息,不能在甲与乙之间传递信息,B错误;分析题图可知,乙膜既是乙酰胆碱作用的突触后膜,又是释放多巴胺的突触前膜,C正确;多巴胺的释放受乙酰胆碱的调控,故乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放,D正确。(共51张PPT)
专题五 稳态和生命活动的调节
专题突破
第3讲 植物生命活动的调节
【思维导图】
【考点梳理】
考点1 生长素的发现
(1)科学家的实验
达尔文实验:尖端产生某种影响。
詹森实验:尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。
拜尔实验:尖端产生的影响在其下部分布不均匀(背光侧比向光侧多)。
温特实验:尖端产生的影响是一种化学物质,称之为生长素。
郭葛等实验:生长素的化学本质是吲哚乙酸(IAA),吲哚乙酸是色氨酸经过一系列反应转变而来的。
(2)植物向光性的原因
单侧光(外因)→横向运输→极性运输→尖端下部生长素分布不均匀:背光侧比向光侧多(内因)→背光侧比向光侧生长快→向光弯曲生长(向光性)
横向运输:向光侧→背光侧。
极性运输:生长素从形态学上端运输到形态学下端,不能倒过来运输。极性运输是一种主动运输。
形态学上端(靠近尖端处)和形态学下端(远离尖端处)是一种生理结构,跟放置的位置无关。
(3)植物激素
①概念:在植物体内合成,从产生部位运输到作用部位,并且对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,统称为植物激素。
植物激素一定在植物体内合成。
植物激素作为信息分子传递信息,几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。
②种类:生长素、赤霉素、细胞分裂素、油菜素内酯、脱落酸、乙烯等。
(1)作用方式:作为信息分子传递信息,调节生命活动。不起催化作用,不提供能量,不直接参与细胞代谢。
(2)作用机制:生长素首先与细胞内某些蛋白质——生长素受体特异性结合,引发细胞内发生一系列信号传导过程,进而诱导特定基因的表达,从而产生效应。
(3)生理作用
细胞水平上:促进细胞伸长生长,诱导细胞分化等作用。
器官水平上:影响器官的生长发育。如促进根侧根和不定根发生,影响花、叶、果实发育等。
考点2　生长素的生理作用
(4)作用特点
不同器官对生长素敏感性不同:根>芽>茎。
不同植物对生长素的敏感性不同:双子叶植物>单子叶植物。
生长素的生理作用具有两重性:对于同一器官,生长素低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
体现生长素的两重性的实例:顶端优势和根的向地性。
①顶端优势:顶芽产生的生长素向下运输到侧芽,使得顶芽生长素浓度低,优先生长;侧芽生长素浓度高,生长缓慢甚至受到抑制。
②根的向地性:高浓度抑制了根的生长,低浓度促进根的生长,体现了生长素生理作用的两重性。
(1)植物激素的种类和作用
考点3　其他植物激素和植物生长调节剂
植物激素 合成部位 主要作用
生长素 幼嫩的芽、叶和
发育中的种子 促进生长发育 促进细胞伸长、分裂分化,促进花、叶、果实发育,促进生根
赤霉素 幼芽、幼根和
未成熟的种子 促进细胞的伸长,促进种子萌发和果实的发育
细胞分裂素 根尖 促进细胞分裂,促进芽的分化和种子萌发
油菜素内酯 促进茎、叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发
脱落酸 根冠、萎蔫
的叶片等 抑制生长发育 抑制细胞分裂,抑制种子萌发,促进气孔关闭,促进叶和果实的衰老、脱落
乙烯 植物体的
各个部位 促进果实成熟
促进生长发育的植物激素:生长素、赤霉素、油菜素内酯和细胞分裂素。
抑制生长发育的植物激素:脱落酸、乙烯。
促进种子萌发的激素:赤霉素和细胞分裂素。
抑制种子萌发的激素:脱落酸。
(2)植物激素的相互作用
①多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
协同作用:生长素主要促进细胞核的分裂,细胞分裂素主要促进细胞质的分裂,作用效果相似。
拮抗作用:在调控种子萌发的过程中,赤霉素促进萌发,脱落酸抑制萌发,二者作用效果相反。
相互作用:当生长素浓度升高到一定值时,会促进乙烯的合成;乙烯含量的升高会反过来抑制生长素的作用。
②决定植物器官生长发育的是激素的相对含量。
黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高时,有利于分化形成雌花,比值较低则有利于分化形成雄花。
生长素>细胞分裂素:有利于根的分化。
生长素<细胞分裂素:利于芽的分化。
③不同种激素的调节往往表现出一定的顺序性。
总之,植物生长、发育是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的。
(3)植物生长调节剂
①概念:人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
优点:原料广泛、容易合成、效果稳定。
②类型
分子结构和生理效应与植物激素类似:如吲哚丁酸(IBA)。
分子结构与植物激素完全不同,但生理效应类似:如α-萘乙酸(NAA)、矮壮素等。
③应用:防止果实和叶片的脱落、促进结实、培育无子果实、促进扦插枝条生根等。
④探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度。
预实验的意义:可以为进一步的实验摸索条件,也可以检验实验设计的科学性和可行性。
常用的生长素类调节剂:NAA、2,4-D、吲哚丙酸、IBA。
原理:适当浓度的2,4-D可以促进插条生根,浓度过高时会抑制生根,甚至会杀死双子叶植物。
处理插条的方法:
方法 时间 NAA浓度
浸泡法 长 小
沾蘸法 短 大
1.光对植物生长发育的调节
(1)光的作用
间接作用:光作为能量来源,通过影响光合作用间接影响植物的生长发育。
直接作用:光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。
(2)光敏色素——接受光信号的分子
本质:蛋白质(色素-蛋白复合体)。
分布:植物的各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富。
功能:主要吸收红光、远红光。
考点4　环境因素参与调节植物的生命活动
(3)光调控植物生长发育的反应机制
光既能作为植物细胞的能量来源,又能通过影响光敏色素等蛋白质的结构,引起光信号传导,改变植物激素水平和基因表达水平。
2.参与调节植物生命活动的其他环境因素
(1)温度
春化作用:经历低温诱导促使植物开花的作用。
温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动,从而参与调节植物的生长发育。
植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。
(2)重力
重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。
根的向地性和茎的背地性。
植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞,可以将重力信号转换成运输生长素的信号,造成生长素分布的不均衡,从而调节植物的生长方向。
3.植物生长发育的整体调控
植物生长发育的调控,是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。
典例示范一
(2021·珠海一模)下图是不同浓度生长素(IAA)对某植物幼苗茎切段长度及其中乙烯含量影响的实验结果。据实验结果分析错误的是 (　　)
A.不同浓度生长素对茎切段长度的作用效果可能相同
B.一定浓度的生长素可以促进茎切段中乙烯的生成
C.上图结果体现了生长素对茎切段伸长作用的两重性
D.乙烯含量的增高可能抑制了生长素促进茎切段伸长
【答案】　C
【重点归纳】　本题考查植物激素的相关知识和识图能力。关键在于理解图中随着生长素浓度的变化对茎切段长度及其中乙烯含量的影响。生长素低浓度促进生长,高浓度抑制生长,这体现了生长素生理作用的两重性;判断生长素是促进生长还是抑制生长,一定要跟空白对照组进行比较。
【详解】　A.由曲线图可知,随着生长素浓度的增加,茎切段的长度先增加后减少,呈现倒“U”曲线,但都是促进作用,故不同浓度的生长素对茎切段长度的作用效果可能相同,A正确;B.由曲线图可知,随着生长素浓度的增加,生成乙烯的含量也随着增加,故一定浓度的生长素可以促进乙烯的生成,B正确;C.与不加生长素比较,加了生长素的茎切段长度都增加,只体现了促进作用,没有体现抑制作用,体现不了两重性,C错误;D.由曲线图可知,生长素对茎切段的伸长具有促进作用,而随着乙烯含量的增高,茎切段的长度增加减少,故乙烯含量的增高可能抑制了生长素促进茎切段伸长,D正确。故选C。
变式训练一
1.(2021·佛山一模)胺鲜酯是一种新型植物生长调节剂。科研人员通过实验,探究胺鲜酯对菠菜根系生长的影响,结果如下表所示。以下说法错误的是(　　)
施用方式 胺鲜酯浓度/(mg·kg-1) 根长/cm 根系表面积/cm2
底施 0 1302 116
5 1700 165
10 2566 234
喷施 0 1226 104
5 359 30
10 218 18
A.该实验的自变量是胺鲜酯的浓度和施用方式
B.与底施相比,喷施对菠菜根系生长有抑制作用
C.喷施实验结果表明胺鲜酯对菠菜根系生长具有两重性
D.表中促进菠菜根系生长的最佳处理方式是底施10
mg·kg-1的胺鲜酯
【答案】　C
【详解】　人为改变的变量称为自变量,该实验的自变量是胺鲜酯的浓度和施用方式,A正确;与底施相比,在同等条件下喷施时,根长、根系表面积数值都减小,因此喷施对菠菜根系生长有抑制作用,B正确;喷施实验结果表明胺鲜酯对菠菜根系生长具有抑制作用,C错误;表中底施胺鲜酯浓度为0 mg·kg-1、5 mg·kg-1、10 mg·kg-1,这三个浓度相比较,促进菠菜根系生长的最佳处理方式是底施10 mg·kg-1的胺鲜酯,D正确。
2.(2021·广东省二模)某学校兴趣小组以豌豆完整植株为材料,研究生长素(IAA)浓度对侧芽生长的影响,结果如下图。下列叙述正确的是 (　　)
A.Ⅰ组与Ⅱ组对照,说明去顶可以解除顶端优势
B.Ⅰ组与Ⅱ组对照,说明侧芽的生长受抑制是顶芽产生
IAA影响的结果
C.Ⅲ组去顶后在切口涂抹的IAA浓度大于Ⅰ组顶芽产生的
IAA浓度
D.Ⅱ组与Ⅲ组对照,说明IAA在豌豆植株内的运输方向是
只能从形态学上端到形态学下端
【答案】　A
【详解】　Ⅰ组的顶芽完整,Ⅱ组去顶芽,Ⅱ组的侧芽长度明显高于Ⅰ组,说明去顶可以解除顶端优势,A正确;Ⅰ组与Ⅱ组、Ⅲ组对照,Ⅲ组去顶后在切口涂抹的IAA,说明侧芽的生长受抑制是顶芽产生IAA影响的结果,B错误;Ⅲ组侧芽长度明显大于Ⅰ组,说明Ⅲ组去顶后在切口涂抹的IAA浓度小于Ⅰ组顶芽产生的IAA浓度,C错误;Ⅱ组与Ⅲ组对照,说明IAA在豌豆植株内的运输方向能从形态学上端到形态学下端,但由于缺乏从形态学下端到上端的对照实验,故不能得出IAA在豌豆植株内的运输方向只能从形态学上端到形态学下端的结论,D错误。
3.(2021·深圳一模)将一盆植物固定在一个以较快速度匀速旋转的圆形转盘外侧,然后置于光照均匀的环境下一段时间,结果发现该植物的茎尖向圆盘中心生长,根尖向圆盘外侧生长。下列分析合理的是(　　)
A.该植物茎尖的生长与光导致的生长素分布不均有关
B.茎尖生长素较多的部位是远离圆心侧,根尖则相反
C.该植物根尖的生长情况体现了生长素作用的两重性
D.该植物的茎尖与根尖比较,茎尖对生长素更加敏感
【答案】　C
【详解】　该植物置于光照均匀的环境中,转盘转动会导致生长素分布不均匀,植物远离圆心侧的生长素浓度高,圆心侧生长素浓度低,从而导致茎尖向圆盘中心生长,A错误;植物茎尖和根尖都是远离圆心侧的生长素浓度高,圆心侧生长素浓度低,B错误;生长素浓度高会抑制根生长,该植物根尖远离圆心侧生长素浓度高抑制生长,圆心侧生长素浓度低促进生长,导致根尖向圆盘外侧生长,体现了生长素作用的两重性,C正确;该植物的茎尖与根尖比较,根尖对生长素更加敏感,D错误。
典例示范二
为了探究生长素的作用,将去尖端的玉米胚芽鞘切段随机分成两组,实验组胚芽鞘上端一侧放置含有适宜浓度IAA的琼脂块,对照组胚芽鞘上端同侧放置不含IAA的琼脂块,两组胚芽鞘下端的琼脂块均不含IAA。两组胚芽鞘在同样条件下,在黑暗中放置一段时间后,对照组胚芽鞘无弯曲生长,实验组胚芽鞘发生弯曲生长,如图所示。根据实验结果判断,下列叙述正确的是 (　　)
A.胚芽鞘b侧的IAA含量与b'侧的相等
B.胚芽鞘b侧与胚芽鞘c侧的IAA含量不同
C.胚芽鞘b'侧细胞能运输IAA而c'侧细胞不能
D.琼脂块d'从a'中获得的IAA量小于a'的输出量
【答案】　D
【重点归纳】　本题考查了生长素的运输、植物弯曲生长的内因。解答本题的关键是抓住问题的实质:①有生长素的可能生长;②琼脂块中的生长素只能沿着与胚芽鞘的接触面向下运输;③生长素分布均匀,则直立生长;生长素分布不均匀,多的一侧比少的一侧长得快,则会弯曲生长。
【详解】　根据题意可知,琼脂块a不含生长素,所以胚芽鞘b侧和c侧均不含生长素;琼脂块a'含生长素,所以胚芽鞘b'侧含生长素,而c'侧不含生长素;故A、B错误。胚芽鞘细胞均能运输生长素,故C错误。生长素在运输过程中会被消耗和水解,所以琼脂块d'从a'中获得的IAA量小于a'的输出量,故D正确。
变式训练二
(2020·深圳一模)为了探究向光性是否都是由生长素分布不均匀所致,科学家对向光弯曲生长的绿色向日葵下胚轴(a)和黄化燕麦胚芽鞘(b)进行生长素含量测定,结果如下表。相关叙述,不合理的是 (　　)
A.植物的向光性有利于其适应环境的变化
B.胚芽鞘尖端在黑暗环境下也能合成IAA
C.向光性的原因是向光侧生长素分布较多
D.向光侧可能积累了较多的生长抑制物质
器官 IAA分布/%
向光一侧 背光一侧
a 51 49
b 49.5 50.5
【答案】　C
【详解】　植物的向光性有利于其适应环境的变化,生长素向背光侧运输,使背光侧生长加快,A正确;达尔文父子(胚芽鞘尖端套上不透明的帽子)及温特实验(黑暗条件下进行)均证明胚芽鞘尖端在黑暗环境下也能合成IAA,B正确;向光性的原因是背光侧生长素分布较多,导致背光侧生长较快,向光弯曲,C错误;向光侧可能积累了较多的生长抑制物质,导致向光侧生长较慢,D正确。
典例示范三
(2022·广州一模)下列关于植物激素的叙述,正确的是 (　　)
A.赤霉素促进种子休眠
B.脱落酸延缓叶片衰老
C.生长素促进果实成熟
D.植物的生长发育受多种激素共同调节
【答案】　D
【重点归纳】　本题考查了各种植物激素在器官水平上的作用。生长素促进花、叶、果实发育,促进生根;赤霉素促进种子萌发和果实的发育;细胞分裂素促进芽的分化和种子萌发;脱落酸抑制种子萌发,促进气孔关闭,促进叶和果实的衰老、脱落;乙烯促进果实成熟。
【详解】　A.赤霉素抑制种子休眠,A错误;B.脱落酸是植物生长抑制剂,它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,能促进叶片和果实的衰老和脱落,B错误;C.生长素可以促进植株的生长,能促进果实的发育,乙烯促进果实成熟,C错误;D.植物的生长发育受到赤霉素、细胞分裂素和生长素等多种激素的共同调节,D正确。
变式训练三
下列关于植物激素之间关系的叙述,错误的是 (　　)
A.在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,某种激素
的含量会发生变化
B.植物生长发育和适应环境的过程中一般需要多种激素
共同参与
C.生长素主要促进细胞质的分裂,细胞分裂素主要促进细
胞核的分裂
D.当生长素浓度升高到一定值后会促进乙烯的合成,乙烯
含量升高后又会抑制生长素的作用
【答案】　C
【详解】　植物不同的生长发育阶段,发挥主要作用的植物激素不同,所以在植物的生长发育和适应环境变化的过程中某种激素的含量会发生变化,A正确;在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,多种激素共同起作用,B正确;生长素主要促进细胞核的分裂,细胞分裂素主要促进细胞质的分裂,C错误;当生长素浓度升高到一定值时,就会促进乙烯的合成,乙烯含量的升高反过来会抑制生长素的作用,D正确。故选C。
真题回顾
1.(2020·全国Ⅲ卷)取燕麦胚芽鞘切段,随机分成三组,第1组置于一定浓度的蔗糖(Suc)溶液中(蔗糖能进入胚芽鞘细胞),第2组置于适宜浓度的生长素(IAA)溶液中,第3组置于IAA+Suc溶液中,一定时间内测定胚芽鞘长度的变化,结果如图所示。用KCl代替蔗糖进行上述实验可以得到相同的结果。下列说法不合理的是(　　)
A.KCl可进入胚芽鞘细胞中调节细胞的渗透压
B.胚芽鞘伸长生长过程中,伴随细胞对水分的吸收
C.本实验中Suc是作为能源物质来提高IAA作用效果的
D.IAA促进胚芽鞘伸长的效果可因加入Suc或KCl而提高
【答案】　C
【详解】　K+、Cl-是植物所需要的矿质离子,可被植物细胞主动吸收,进入细胞后能使细胞渗透压上升,A正确;水是细胞生命活动所需的重要物质,胚芽鞘伸长生长的过程伴随着细胞的吸水过程,B正确;由题干信息可知,用KCl代替蔗糖可得到相同的实验结果,而KCl不能作为能源物质,因此不能说明蔗糖作为能源物质来提高IAA的作用效果,C错误;由以上分析可知,IAA+Suc组胚芽鞘伸长率明显高于IAA组,而KCl代替Suc也可达到相同结果,因此说明IAA促进胚芽鞘伸长的效果可因加入Suc或KCl而提高,D正确。
2.(2022·广东卷)我国自古“以农立国”,经过悠久岁月的积累,形成了丰富的农业生产技术体系。下列农业生产实践中,与植物生长调节剂使用直接相关的是 (　　)
A.秸秆还田 B.间作套种
C.水旱轮作 D.尿泥促根
【答案】　D
【解析】　农田生态系统中秸秆还田有利于提高土壤的储碳量,该过程主要是利用了物质循环的特点,与植物生长调节剂无直接关系,A不符合题意;采用间作、套种的措施可以提高植物产量,其原理是保证作物叶片充分接收阳光,提高光能利用率,与植物生长调节剂无直接关系,B不符合题意;水旱轮作改变了生态环境和食物链,使害虫难以生存,能减少病虫害的发生,与植物生长调节剂无直接关系,C不符合题意;尿泥促根与生长素(类似物)密切相关,与题意相符,D符合题意。故选D。
3.(2021·全国甲卷)生长素具有促进植物生长等多种生理功能。下列与生长素有关的叙述,错误的是 (　　)
A.植物生长“顶端优势”现象可以通过去除顶芽而解除
B.顶芽产生的生长素可以运到侧芽附近从而抑制侧芽生长
C.生长素可以调节植物体内某些基因的表达从而影响植
物生长
D.在促进根、茎两种器官生长时,茎是对生长素更敏感的
器官
【答案】　D
【解析】　顶端优势产生的原因是顶芽产生的生长素向下运输,枝条上部的侧芽部位生长素浓度较高,侧芽对生长素浓度比较敏感,因而使侧芽的发育受到抑制,可以通过摘除顶芽的方式解除植株顶端优势,A、B正确;生物的性状是由基因控制的,生长素能引起生物性状的改变,是通过调控某些基因的表达来影响植物生长的,C正确;根、茎两种器官对生长素的反应敏感程度有明显差异,其中根对生长素最敏感,D错误。
4.(2021·广东卷)乙烯可促进香蕉果皮逐渐变黄、果肉逐渐变甜变软的成熟过程。同学们去香蕉种植合作社开展研学活动,以乙烯利溶液为处理剂,研究乙烯对香蕉的催熟过程,设计的技术路线如图。下列分析正确的是 (　　)
A.对照组香蕉果实的成熟不会受到乙烯影响
B.实验材料应选择已经开始成熟的香蕉果实
C.根据实验安排第6次取样的时间为第10天
D.处理组3个指标的总体变化趋势基本一致
【答案】　C
【解析】　对照组香蕉果实的成熟会受到乙烯影响,因为对照组香蕉会产生内源乙烯,A错误;实验材料应尽量选择未开始成熟的香蕉果实,这样内源乙烯对实验的影响较小,B错误;图示表明每两天取样一次,共6次,为了了解香蕉实验前本身的还原糖量、淀粉量、果皮色素量,应该从0天开始,故第6次取样的时间为第10天,C正确;处理组3个指标的总体变化趋势不一致,应该是还原糖量增加,淀粉量下降,果皮黄色色素增加,D错误。
5.(2020·海南卷)植物体内乙烯生物合成的基本途径如下:
甲硫氨酸 S-腺苷甲硫氨酸
1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC) 乙烯
其中,①代表ACC合成酶,淹水会诱导ACC合成酶基因的表达或激活该酶活性;②代表ACC氧化酶,缺氧会抑制该酶活性。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.细胞中合成的乙烯通过自由扩散方式运输
B.植物体内乙烯的合成受自身基因组控制
C.抑制ACC合成酶和ACC氧化酶的活性,可以促进果实成熟
D.陆生植物淹水后,植物体内合成的ACC增多
【答案】　C
【解析】　乙烯跨膜运输的方式为自由扩散,A正确;据图分析可知,甲硫氨酸经过一系列过程合成乙烯的过程需要多种酶的催化,而酶是由基因控制合成的,说明植物体内乙烯的合成受自身基因组控制,B正确;抑制ACC合成酶和ACC氧化酶的活性,会抑制乙烯的合成,导致果实成熟延迟,C错误;陆生植物淹水后,植物体内合成的ACC增多,进而增加乙烯的生物合成,促进果实成熟,D正确。
6.(2019·海南卷)生长素及其类似物能够调节植物的生长发育。下列相关叙述错误的是 (　　)
A.棉花栽培过程中去除顶芽可促进侧芽生长,提高棉花产量
B.给果树适宜喷施适量的NAA有利于保果,提高果实产量
C.用适宜浓度的IAA处理未受粉番茄雌蕊,可得到大量正
常的番茄种子
D.带有芽和幼叶的柳条扦插时容易生根,是因为芽和幼叶
均能产生IAA
【答案】　C
【解析】　棉花栽培过程中去除顶芽可降低侧芽的生长素含量,解除顶端优势,促进侧芽生长,提高棉花产量,A正确;给果树适宜喷施适量的NAA有利于保果,提高果实产量,若浓度过高会造成落果,B正确;用适宜浓度的IAA处理未受粉番茄雌蕊,可得到无子番茄,C错误;芽和幼叶均能产生IAA,可以促进生根,因此带有芽和幼叶的柳条扦插时容易生根,D正确。
7.植物激素通常与其受体结合才能发挥生理作用。喷施某种植物激素,能使某种作物的矮生突变体长高。关于该矮生突变体矮生的原因,下列推测合理的是 (　　)
A.赤霉素合成途径受阻 B.赤霉素受体合成受阻
C.脱落酸合成途径受阻 D.脱落酸受体合成受阻
【答案】　A
【解析】　赤霉素具有促进细胞伸长的功能,该作用的发挥需要与受体结合后才能完成,故喷施某种激素后作物的矮生突变体长高,说明喷施的为赤霉素,矮生突变体矮生的原因是缺乏赤霉素而非受体合成受阻(若受体合成受阻,则外源激素也不能起作用),A正确,B错误;脱落酸抑制植物细胞的分裂和种子的萌发,与植物矮化无直接关系,C、D错误。故选A。

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