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课时4　动物生理实验题的分析与设计
突破1　动物生理实验题的分析与设计
题型一　与内分泌腺和激素有关的实验设计归纳
1.常用实验方法
切除法、饲喂法、注射法
不同激素由于化学本质不同，设计实验时，要根据激素的种类，采取切除、注射或饲喂的方法。
2.动物生理实验材料的选择和处理
（1）实验分组基本要求：选择性别、年龄、体重、生理状况相似的动物平均分组（随机均分），每组要有数量相等的多只动物。
（2）处理：如观察胰岛素、胰高血糖素功能的实验动物一般是先进行饥饿处理。
3.动物激素调节实验设计时的注意事项
（1）根据激素的化学本质，选择不同的实验方法。多肽和蛋白质类激素一般采用注射法，不宜采用饲喂法；固醇类、氨基酸衍生物类激素可以饲喂，也可以注射。
（2）注意设置对照实验：如进行注射实验时空白对照组不作处理或注射生理盐水（不可用蒸馏水），进行饲喂实验时，空白对照组可添加蒸馏水，也可设置自身前后对照、相互对照等。
（3）生理实验中要注意排除无关变量的干扰：手术处理、溶解药物的溶剂、内源激素等。
4.自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
（1）“加法原理”：与常态比较，人为增加某种影响因素。例如，用饲喂法研究甲状腺激素，用注射法研究动物胰岛素和生长激素，用移植法研究性激素等。
（2）“减法原理”：与常态比较，人为去除某种影响因素。例如，用摘除法研究甲状腺激素和生长激素的功能，用阉割法（摘除性腺）研究性激素的功能等。
5.验证性实验操作步骤“四步曲”
[例1] （2024·贵州卷，18）每当中午放学时，同学们结伴而行，有说有笑走进食堂排队就餐。回答下列问题：
（1）同学们看到喜欢吃的食物时，唾液的分泌量会增加，这一现象属于
　　　　（填“条件”或“非条件”）反射。完成反射的条件有
_________________________________________________________________。
（2）食糜进入小肠后，可刺激小肠黏膜释放的激素是　　　　，使胰液大量分泌。为验证该激素能促进胰腺大量分泌胰液，以健康狗为实验对象设计实验。写出实验思路___________________________________________________________
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[例2] （2024·全国甲卷，30）某种病原体的蛋白质A可被吞噬细胞摄入和处理，诱导特异性免疫。回答下列问题。
（1）病原体感染诱导产生浆细胞的特异性免疫方式属于　　　　。
（2）溶酶体中的蛋白酶可将蛋白质A的一条肽链水解成多个片段，蛋白酶切断的化学键是　　　　。
（3）不采用荧光素标记蛋白质A，设计实验验证蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中，简要写出实验思路和预期结果_____________________
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题型二　神经调节实验设计基本方法归纳
1.判断传入神经和传出神经
设计关键：切断实验法确认传入神经与传出神经。
若切断某一神经，刺激外周段（远离中枢的位置），肌肉不收缩，而刺激向中段（靠近中枢的位置），肌肉收缩，则切断的为传入神经；反之则为传出神经。
2.反射弧中兴奋传导（传递）特点的实验探究
（1）探究兴奋在神经纤维上的传导
设计关键：一般选择传出神经中央某点作为实验对象。
（2）探究兴奋在神经元之间的传递
设计关键：在突触两侧找两个刺激位点，一般传入神经和传出神经各一个。
3.“药物阻断”兴奋传导（传递）的实验
设计关键：探究某药物（如麻醉药）是阻断兴奋在神经纤维上传导还是阻断在突触处传递，可分别将药物置于神经纤维上或置于突触处，依据其能否产生“阻断”效果作出合理推断。
[例3] （2024·天津静海一中检测）中枢神经系统中的抑制性神经元能够分泌抑制性神经递质，引起突触后膜发生Cl－内流、K＋外流，从而造成突触后膜膜电位的改变，使突触后神经元受到抑制。图1是与膝跳反射有关的部分结构示意图（图中①～⑧表示细胞或结构）。发生膝跳反射时，伸肌②收缩，屈肌⑦舒张。图2表示膜电位变化曲线。回答下列问题：
（1）在膝跳反射的反射弧中，　　　　（填图1中序号）是传出神经。在膝跳反射过程中，兴奋在该反射弧中　　　　（填“单向”或“双向”）传递。
（2）图1中　　　　（填图中序号）是抑制性神经元。在膝跳反射过程中，位置⑤⑥的膜电位变化曲线分别对应图2中的　　　　（填“甲”“乙”或“丙”）。
（3）若要检测图1中M点在膝跳反射过程中的膜电位变化，正确的操作是　　　　。
A.将电表的两极连接于M点膜外两侧，刺激N点
B.将电表的两极连接于M点膜外两侧，刺激感受器
C.将电表的两极分别连接于M点膜内和膜外，刺激N点
D.将电表的两极分别连接于M点膜内和膜外，刺激感受器
（4）若想用与图1所示相同的离体结构进行一次实验证明兴奋在神经纤维上双向传导，在神经元之间单向传递，则需要将电表的两个电极分别搭在　　　　点（填字母），刺激　　　　点（填字母）。
①若　　　　　　　　，则可证明兴奋在神经纤维上双向传导。
②若　　　　　　　　　　，在神经元之间单向传递。
③兴奋在神经元间单向传递的原因是_________________________________
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突破2　创设情境，突破高考长句
【原因分析类】
1.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。实验中检测到甲组大鼠的体重下降，推测体重下降的原因是______________________________________
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2.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。在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__________________________
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3.下丘脑是人体内环境稳态调节中的重要器官。下图表示不同刺激引起下丘脑对内环境稳态的调节过程。切断下丘脑与垂体的联系，除会影响甲状腺的分泌外，还会影响水和无机盐平衡的调节，请据图分析原因：
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4.研究发现，在脑内尼古丁会与神经元上的烟碱型乙酰胆碱受体结合，使多种中枢神经分泌神经递质，如多巴胺分泌增加，让人产生开心、愉悦的情绪。而大量吸烟会导致烟碱型乙酰胆碱受体减少。吸烟成瘾后，一段时间不吸烟会感到情绪低落并渴求吸烟。该症状形成的原因是
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5.登革热病毒是登革热的病原体，该病毒入侵人体后，人体发生的主要的免疫反应如下图所示：
据图可知，给患者注射　　　　（填“M抗体”“G抗体”或“两种抗体”）有利于患者的康复，请简要分析原因：
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6.研究发现，胰岛A细胞的分泌物也能促进胰岛B细胞分泌胰岛素。请利用细胞体外培养的方法验证该结论，简要写出实验设计思路和预期实验结果。
实验材料及用具：低糖培养液，正常糖培养液，胰岛A细胞，胰岛B细胞，过滤装置，胰岛素定量检测仪器等。
实验设计思路：________________________________________________
________________________________________________________________。
预期实验结果：___________________________________________________
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7.某生物兴趣小组学习了关于植物激素的内容后，欲验证赤霉素能促进种子萌发，脱落酸能促进种子休眠、抑制种子萌发。假如你是其中的一员，请简要写出实验思路和预期实验结果。
实验材料：具有生命力的某种植物种子若干，适宜浓度的赤霉素溶液，适宜浓度的脱落酸溶液，蒸馏水等。
实验思路：________________________________________________________
___________________________________________________________________。
预期实验结果：____________________________________________________
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课时4　动物生理实验题的分析与设计
突破1
[例1]　(1)条件　需要经过完整的反射弧和适宜的刺激
(2)促胰液素　将生理状态相同的未进食正常狗分为A、B两组，A组静脉注射促胰液素，B组静脉注射等量的生理盐水，检测比较两组狗的胰液分泌量
解析　(1)看到喜欢吃的食物时唾液分泌量增加为出生后在生活过程中通过学习和训练形成的条件反射。反射活动需要经过完整的反射弧来实现，同时也需要适宜的刺激。(2)食糜进入小肠后，刺激小肠黏膜释放促胰液素，促进胰腺分泌胰液。要验证促胰液素的功能，可将生理状态相同的未进食正常狗分为A、B两组，A组静脉注射促胰液素，B组静脉注射等量的生理盐水，检测比较两组狗的胰液分泌量即可。
[例2]　(1)体液免疫　(2)肽键
(3)实验思路：用含3H标记的亮氨酸的培养基或细胞培养该病原体，让其蛋白质A带上放射性标记；将蛋白质A带标记的病原体注入健康小白鼠体内，定期取小白鼠的吞噬细胞，检测其吞噬细胞的溶酶体中的放射性情况。预期结果：吞噬细胞的溶酶体中出现放射性
解析　(1)浆细胞是在体液免疫过程中由B细胞增殖、分化形成的。(2)蛋白酶作用的化学键是肽键。(3)题中要求不采用荧光素标记蛋白质A，可以让该病原体的蛋白质A带上放射性标记，可用含有3H标记的亮氨酸的培养基或细胞培养该病原体，让其蛋白质A带上放射性标记。可以参考分泌蛋白的合成和运输过程完成该实验。
[例3]　(1)④⑧　单向　(2)⑤　甲、乙　(3)D
(4)A、N(无顺序)　M　肌肉收缩，电流表偏转　电流表偏转1次　神经递质存在于突触小泡内，神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜
解析　(1)根据A上有神经节，确定③是传入神经，同时发生膝跳反射时，伸肌②收缩，屈肌⑦舒张，由此推断④和⑧为传出神经。膝跳反射涉及多个神经细胞，兴奋在神经细胞间单向传递，所以在膝跳反射过程中，兴奋在该反射弧中单向传递。(2)发生膝跳反射时，屈肌⑦舒张，表示未兴奋，故图1中⑤是抑制性神经元。在膝跳反射过程中，⑤处神经元兴奋，释放抑制性神经递质，抑制⑥细胞兴奋，出现屈肌⑦舒张，故位置⑤的膜电位变化曲线是图2中甲，⑥接受到抑制性神经递质，引起突触后膜发生Cl－内流，不产生兴奋，故位置⑥的膜电位变化曲线是图2中的乙。(3)完成膝跳反射，必须具备完整的反射弧，同时M点兴奋，会发生膜电位的变化，故要检测图1中M点在膝跳反射过程中的膜电位变化，理论上可将电表的两极分别连接于M点膜内和膜外，刺激感受器，观察指针的偏转，故选D。
(4)
实验目的及要求 想用一次实验证明兴奋在神经纤维上双向传导，在神经元之间单向传递
实验操作及结果 将电表的两个电极分别搭在两个神经元上，即A、N点，刺激M点，若肌肉收缩，电流表偏转1次(若在神经元之间是双向传递，则会偏转2次)，则可证明兴奋在神经纤维上双向传导，在神经元之间单向传递
由于神经递质存在于突触小泡内，神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，故兴奋在神经元间单向传递。
突破2
1.提示　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
2.提示　有些内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节；内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能
3.提示　下丘脑的神经内分泌细胞轴突较长，深入到垂体，切断下丘脑与垂体的联系之后，抗利尿激素无法在轴突末梢释放，影响了对水的重吸收
4.提示　吸烟成瘾会导致烟碱型乙酰胆碱受体减少，一段时间不吸烟会导致多巴胺分泌减少，从而使人产生消极情绪
5.提示　G抗体　M抗体能促进病毒在患者体内的复制增殖，从而加重病情；G抗体能中和病毒，有利于患者的康复
6.提示　用低糖培养液(实验组)和正常糖培养液(对照组)分别培养胰岛A细胞，一段时间后过滤得到细胞和滤液，用两组含滤液的培养液分别培养胰岛B细胞，一段时间后测定培养液中胰岛素的含量　低糖培养液组(实验组)的胰岛素含量高于正常糖培养液组(对照组)
7.提示　取上述种子随机均分成3组，编号为A、B、C，依次加入等量的蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液、适宜浓度的脱落酸溶液，在相同且适宜的条件下培养一段时间后，统计每组种子的萌发率　种子的萌发率为B组>A组>C组(共32张PPT)
动物生理实验题的分析与设计
课 时 4
目 录
突破1
动物生理实验题的分析与设计
创设情境，突破高考长句
突破2
突破1　
动物生理实验题的分析与设计
题型一　与内分泌腺和激素有关的实验设计归纳
1.常用实验方法
切除法、饲喂法、注射法
不同激素由于化学本质不同，设计实验时，要根据激素的种类，采取切除、注射或饲喂的方法。
2.动物生理实验材料的选择和处理
(1)实验分组基本要求：选择性别、年龄、体重、生理状况相似的动物平均分组(随机均分)，每组要有数量相等的多只动物。
(2)处理：如观察胰岛素、胰高血糖素功能的实验动物一般是先进行饥饿处理。
3.动物激素调节实验设计时的注意事项
(1)根据激素的化学本质，选择不同的实验方法。多肽和蛋白质类激素一般采用注射法，不宜采用饲喂法；固醇类、氨基酸衍生物类激素可以饲喂，也可以注射。
(2)注意设置对照实验：如进行注射实验时空白对照组不作处理或注射生理盐水(不可用蒸馏水)，进行饲喂实验时，空白对照组可添加蒸馏水，也可设置自身前后对照、相互对照等。
(3)生理实验中要注意排除无关变量的干扰：手术处理、溶解药物的溶剂、内源激素等。
4.自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
(1)“加法原理”：与常态比较，人为增加某种影响因素。例如，用饲喂法研究甲状腺激素，用注射法研究动物胰岛素和生长激素，用移植法研究性激素等。
(2)“减法原理”：与常态比较，人为去除某种影响因素。例如，用摘除法研究甲状腺激素和生长激素的功能，用阉割法(摘除性腺)研究性激素的功能等。
5.验证性实验操作步骤“四步曲”
[例1] (2024·贵州卷，18)每当中午放学时，同学们结伴而行，有说有笑走进食堂排队就餐。回答下列问题：
(1)同学们看到喜欢吃的食物时，唾液的分泌量会增加，这一现象属于
　　　(填“条件”或“非条件”)反射。完成反射的条件有________________________________________________________________。
(2)食糜进入小肠后，可刺激小肠黏膜释放的激素是　　　　，使胰液大量分泌。为验证该激素能促进胰腺大量分泌胰液，以健康狗为实验对象设计实验。写出实验思路______________________________________________________
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条件
需要经过完整的反射弧和适宜的刺激
促胰液素
将生理状态相同的未进食正常狗分为A、B两组，A组静脉注射促胰液素，B组静脉注射等量的生理盐水，检测比较两组狗的胰液分泌量
解析　(1)看到喜欢吃的食物时唾液分泌量增加为出生后在生活过程中通过学习和训练形成的条件反射。反射活动需要经过完整的反射弧来实现，同时也需要适宜的刺激。(2)食糜进入小肠后，刺激小肠黏膜释放促胰液素，促进胰腺分泌胰液。要验证促胰液素的功能，可将生理状态相同的未进食正常狗分为A、B两组，A组静脉注射促胰液素，B组静脉注射等量的生理盐水，检测比较两组狗的胰液分泌量即可。
[例2] (2024·全国甲卷，30)某种病原体的蛋白质A可被吞噬细胞摄入和处理，诱导特异性免疫。回答下列问题。
(1)病原体感染诱导产生浆细胞的特异性免疫方式属于　　　　。
(2)溶酶体中的蛋白酶可将蛋白质A的一条肽链水解成多个片段，蛋白酶切断的化学键是　　　　。
体液免疫
肽键
(3)不采用荧光素标记蛋白质A，设计实验验证蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中，简要写出实验思路和预期结果
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实验思路：用含3H标记的亮氨酸的培养基或细胞培养该病原体，让其蛋白质A带上放射性标记；将蛋白质A带标记的病原体注入健康小白鼠体内，定期取小白鼠的吞噬细胞，检测其吞噬细胞的溶酶体中的放射性情况。预期结果：吞噬细胞的溶酶体中出现放射性
解析　(1)浆细胞是在体液免疫过程中由B细胞增殖、分化形成的。(2)蛋白酶作用的化学键是肽键。(3)题中要求不采用荧光素标记蛋白质A，可以让该病原体的蛋白质A带上放射性标记，可用含有3H标记的亮氨酸的培养基或细胞培养该病原体，让其蛋白质A带上放射性标记。可以参考分泌蛋白的合成和运输过程完成该实验。
题型二　神经调节实验设计基本方法归纳
1.判断传入神经和传出神经
设计关键：切断实验法确认传入神经与传出神经。
若切断某一神经，刺激外周段(远离中枢的位置)，肌肉不收缩，而刺激向中段(靠近中枢的位置)，肌肉收缩，则切断的为传入神经；反之则为传出神经。
2.反射弧中兴奋传导(传递)特点的实验探究
(1)探究兴奋在神经纤维上的传导
设计关键：一般选择传出神经中央某点作为实验对象。
(2)探究兴奋在神经元之间的传递
设计关键：在突触两侧找两个刺激位点，一般传入神经和传出神经各一个。
3.“药物阻断”兴奋传导(传递)的实验
设计关键：探究某药物(如麻醉药)是阻断兴奋在神经纤维上传导还是阻断在突触处传递，可分别将药物置于神经纤维上或置于突触处，依据其能否产生“阻断”效果作出合理推断。
[例3] (2024·天津静海一中检测)中枢神经系统中的抑制性神经元能够分泌抑制性神经递质，引起突触后膜发生Cl－内流、K＋外流，从而造成突触后膜膜电位的改变，使突触后神经元受到抑制。图1是与膝跳反射有关的部分结构示意图(图中①～⑧表示细胞或结构)。发生膝跳反射时，伸肌②收缩，屈肌⑦舒张。图2表示膜电位变化曲线。回答下列问题：
(1)在膝跳反射的反射弧中，　　　　(填图1中序号)是传出神经。在膝跳反射过程中，兴奋在该反射弧中　　　　(填“单向”或“双向”)传递。
(2)图1中　　　　(填图中序号)是抑制性神经元。在膝跳反射过程中，位置⑤⑥的膜电位变化曲线分别对应图2中的　　和___ (两空填“甲”“乙”或“丙”)。
④⑧
单向
⑤
甲
乙
(3)若要检测图1中M点在膝跳反射过程中的膜电位变化，正确的操作是　　　　。
A.将电表的两极连接于M点膜外两侧，刺激N点
B.将电表的两极连接于M点膜外两侧，刺激感受器
C.将电表的两极分别连接于M点膜内和膜外，刺激N点
D.将电表的两极分别连接于M点膜内和膜外，刺激感受器
D
(4)若想用与图1所示相同的离体结构进行一次实验证明兴奋在神经纤维上双向传导，在神经元之间单向传递，则需要将电表的两个电极分别搭在_____________点(填字母)，刺激　　　　点(填字母)。
①若　　　　　　　　　　，则可证明兴奋在神经纤维上双向传导。
A、N(无顺序)
M
肌肉收缩，电流表偏转
②若　　　　　　　　　　，在神经元之间单向传递。
③兴奋在神经元间单向传递的原因是__________________________________
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电流表偏转1次
神经递质存在于突触小泡内，神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜
解析　(1)根据A上有神经节，确定③是传入神经，同时发生膝跳反射时，伸肌②收缩，屈肌⑦舒张，由此推断④和⑧为传出神经。膝跳反射涉及多个神经细胞，兴奋在神经细胞间单向传递，所以在膝跳反射过程中，兴奋在该反射弧中单向传递。
(2)发生膝跳反射时，屈肌⑦舒张，表示未兴奋，故图1中⑤是抑制性神经元。在膝跳反射过程中，⑤处神经元兴奋，释放抑制性神经递质，抑制⑥细胞兴奋，出现屈肌⑦舒张，故位置⑤的膜电位变化曲线是图2中甲，⑥接受到抑制性神经递质，引起突触后膜发生Cl－内流，不产生兴奋，故位置⑥的膜电位变化曲线是图2中的乙。
(3)完成膝跳反射，必须具备完整的反射弧，同时M点兴奋，会发生膜电位的变化，故要检测图1中M点在膝跳反射过程中的膜电位变化，理论上可将电表的两极分别连接于M点膜内和膜外，刺激感受器，观察指针的偏转，故选D。
(4)
实验目的及要求 想用一次实验证明兴奋在神经纤维上双向传导，在神经元之间单向传递
实验操作及结果 将电表的两个电极分别搭在两个神经元上，即A、N点，刺激M点，若肌肉收缩，电流表偏转1次(若在神经元之间是双向传递，则会偏转2次)，则可证明兴奋在神经纤维上双向传导，在神经元之间单向传递
由于神经递质存在于突触小泡内，神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，故兴奋在神经元间单向传递。
突破2　
创设情境，突破高考长句
1.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。实验中检测到甲组大鼠的体重下降，推测体重下降的原因是_____________________________________
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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
2.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。在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________________________________________________________________________________________________________________________________。
有些内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节；内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能
3.下丘脑是人体内环境稳态调节中的重要器官。下图表示不同刺激引起下丘脑对内环境稳态的调节过程。切断下丘脑与垂体的联系，除会影响甲状腺的分泌外，还会影响水和无机盐平衡的调节，请据图分析原因：__________________________________________________________________
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下丘脑的神经内分泌细胞轴突较长，深入到垂体，切断下丘脑与垂体的联系之后，抗利尿激素无法在轴突末梢释放，从而影响机体对水的重吸收
4.研究发现，在脑内尼古丁会与神经元上的烟碱型乙酰胆碱受体结合，使多种中枢神经分泌神经递质，如多巴胺分泌增加，让人产生开心、愉悦的情绪。而大量吸烟会导致烟碱型乙酰胆碱受体减少。吸烟成瘾后，一段时间不吸烟会感到情绪低落并渴求吸烟。该症状形成的原因是_____________________
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吸烟成瘾会导致烟碱型乙酰胆碱受体减少，一段时间不吸烟会导致多巴胺分泌减少，从而使人产生消极情绪
5.登革热病毒是登革热的病原体，该病毒入侵人体后，人体发生的主要的免疫反应如下图所示：
据图可知，给患者注射　　　　(填“M抗体”“G抗体”或“两种抗体”)有利于患者的康复，请简要分析原因：_____________________________________
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G抗体
M抗体能促进病毒在患者体内的复制增殖，从而加重病情；G抗体能中和病毒，有利于患者的康复
6.研究发现，胰岛A细胞的分泌物也能促进胰岛B细胞分泌胰岛素。请利用细胞体外培养的方法验证该结论，简要写出实验设计思路和预期实验结果。
实验材料及用具：低糖培养液，正常糖培养液，胰岛A细胞，胰岛B细胞，过滤装置，胰岛素定量检测仪器等。
实验设计思路：____________________________________________________
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预期实验结果：_____________________________________________________
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用低糖培养液(实验组)和正常糖培养液(对照组)分别培养胰岛A细胞，一段时间后过滤得到细胞和滤液，用两组含滤液的培养液分别培养胰岛B细胞，一段时间后测定培养液中胰岛素的含量
低糖培养液组(实验组)的胰岛素含量高于正常糖培养液组(对照组)
7.某生物兴趣小组学习了关于植物激素的内容后，欲验证赤霉素能促进种子萌发，脱落酸能促进种子休眠、抑制种子萌发。假如你是其中的一员，请简要写出实验思路和预期实验结果。
实验材料：具有生命力的某种植物种子若干，适宜浓度的赤霉素溶液，适宜浓度的脱落酸溶液，蒸馏水等。
实验思路：_______________________________________________________
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预期实验结果：____________________________________________________。
取上述种子随机均分成3组，编号为A、B、C，依次加入等量的蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液、适宜浓度的脱落酸溶液，在相同且适宜的条件下培养一段时间后，统计每组种子的萌发率
种子的萌发率为B组>A组>C组限时练19 动物生理实验题的分析与设计
(时间：40分钟　分值：50分)
【综合提升】　
1.(8分)(2024·武汉市调研)禁食可激活下丘脑—垂体—肾上腺皮质(HPA)轴并使机体释放肾上腺皮质激素，进而引起一系列的生理反应，相关过程如图所示。回答下列问题：
(1)(2分)下丘脑通过垂体调节肾上腺皮质分泌肾上腺皮质激素的体液调节方式为________________。
(2)(2分)肾上腺皮质激素有皮质醇、皮质酮等。皮质醇(属于糖皮质激素)与______________________(至少填2种)等，可通过调节有机物的代谢或影响胰岛素的分泌和作用，直接或间接地提高血糖浓度。皮质酮可诱导淋巴细胞重新进入其发生的场所________，从而降低机体的免疫能力。
(3)(4分)禁食导致的饥饿直接激活下丘脑中的AgRP神经元，并使其释放抑制性神经递质γ－氨基丁酸(GABA)和神经肽Y(NPY)。
①向禁食小鼠的下丘脑区域注射NPY受体拮抗剂后，血浆中肾上腺皮质激素水平仍升高；但在注射GABA受体阻断剂后，血浆中肾上腺皮质激素水平并不升高。该实验结果表明AgRP神经元通过释放________(填“GABA”或“NPY”)激活HPA轴。
②因GABA和NPY均为抑制性神经递质，不能直接激活下丘脑中分泌CRH的神经元(PVH－Crh)，研究人员推测，AgRP和PVH－Crh之间还存在中间神经元。请利用化学遗传学技术(可单独抑制某一类神经元)，以禁食小鼠为材料，设计实验探究BNST或LH是否为中间神经元。请写出实验设计思路(不含预期实验结果)______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
③若经实验探究得知中间神经元为BNST，则AgRP激活PVH－Crh的机制为：(请在下图括号中填上适当的符号，“＋”表示促进，“－”表示抑制)
AgRPBNSTPVH－Crh
2.(6分)(2024·福州市质检)甲状腺功能减退(甲减)患者甲状腺激素分泌减少，患者表现出骨骼生长发育缓慢、体重增加、垂体发育异常等症状。为研究药物在治疗甲减和改善垂体发育方面的效果，需要构建甲减大鼠模型，研究人员开展了系列实验。
(1)(3分)甲减患者垂体中分泌________的细胞增多，导致垂体增生肥大。这种现象与________轴的调节有关。该调节方式的优点是
__________________________________________________________________。
(2)(3分)在实验的准备阶段，建模及其效果评价过程如表，请完善表格。
建模过程 对照组：幼鼠＋生理盐水灌胃；模型组：幼鼠＋丙基硫氧嘧啶灌胃(丙基硫氧嘧啶能抑制甲状腺激素合成)
建模效果检测方法 方法一：比较模型组和对照组的甲状腺激素和促甲状腺激素水平
方法二：①注射________。检测___________________________________________
建模成功判断依据 ②_______________________________________________
模型组的促甲状腺激素浓度升高幅度明显低于对照组
3.(14分)(2024·河北卷，20)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)(2分)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)(4分)心肌P细胞能自动产生动作电位，不需要刺激，该过程涉及Ca2＋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)(4分)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)(4分)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_________________________________________________________________。
4.(10分)(2024·湖南卷，19)葡萄糖进入胰岛B细胞后被氧化，增加ATP的生成，引起细胞膜上ATP敏感性K＋通道关闭，使膜两侧电位差变化，促使Ca2＋通道开放，Ca2＋内流，刺激胰岛素分泌。进食后，由小肠分泌的肠促胰岛素(GLP－1和GIP)依赖于葡萄糖促进胰岛素分泌，称为肠促胰岛素效应。人体内的GLP－1和GIP易被酶D降解，人工研发的类似物功能与GLP－1和GIP一样，但不易被酶D降解。回答下列问题：
(1)(4分)胰岛素需要通过________运输作用于靶细胞。药物甲只能与胰岛B细胞膜表面特异性受体结合，作用于ATP敏感性K＋通道，促进胰岛素分泌。使用药物甲后，胰岛B细胞内________(填“K＋”“Ca2＋”或“K＋和Ca2＋”)浓度增大；过量使用会产生严重不良反应，该不良反应可能是
__________________________________________________________________。
(2)(2分)与正常人比较，患者A和B的肠促胰岛素效应均减弱，血糖异常升高。使用药物甲后，患者A的血糖得到有效控制，而患者B血糖无改善、患者B可能有________分泌障碍。
(3)(4分)研究发现，与正常人比较，患者A的GLP－1表达量较低但其受体数量无变化，而GIP表达量无变化但其受体数量明显下降。若从①GIP类似物；②GLP－1类似物；③酶D激活剂中筛选治疗患者A的候选新药，首选________(填序号)。
若使用该候选药，发生(1)所述不良反应的风险________(填“大于”“等于”或“小于”)使用药物甲，理由是________________________________________
_______________________________________________________________。
5.(12分)(2024·陕西汉中模拟)某实验小组为建立一种自身免疫性脑脊髓炎大鼠模型，用豚鼠的脊髓制备脊髓匀浆作为抗原，取30只生理状态相同的野生大鼠随机均分为3组并进行相应处理，一段时间后结果如表所示。回答下列问题：
症状表现组别　　　　 无任何症状 尾部无力或步态笨拙 尾部无力且后肢无力 肢体完全瘫痪 濒临死亡或死亡
A组(仅注射一次抗原) 4只 4只 2只 0只 0只
B组(先注射一次抗原后隔14天再次注射抗原) 1只 4只 3只 1只 1只
C组(仅注射等量的生理盐水) 10只 0只 0只 0只 0只
(1)(2分)自身免疫病的发生与免疫系统的________功能异常有关。
(2)(4分)制备自身免疫性脑脊髓炎大鼠模型时，以豚鼠的脊髓作为抗原的原因可能是豚鼠的脊髓和大鼠的脊髓存在相同的________，豚鼠的脊髓刺激产生的抗体能与大鼠的脊髓结合。产生抗体的过程中辅助性T细胞的作用是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
和A组相比，B组实验结果有差异，原因是B组的记忆B细胞在机体再次受到同种抗原刺激后，能够_________________________________________________。
(3)(4分)根据实验结果，________(填“A组”“B组”或“C组”)更适合自身免疫性脑脊髓炎大鼠模型的制备。请列举一条制备自身免疫性脑脊髓炎大鼠模型的科研价值：_____________________________________________________。
(4)(2分)试从免疫调节的角度提出自身免疫病治疗的具体措施：注射____________(某种药物)、切除________(某种免疫器官)等。
限时练19　动物生理实验题的分析与设计
1.(1)分级调节　(2)胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素(答出2种即可)　骨髓　(3)①GABA　②将禁食小鼠均分为甲、乙、丙三组，甲组利用化学遗传学技术抑制BNST，乙组利用化学遗传学技术抑制LH，丙组不作处理，作为对照，检测三组小鼠血浆中肾上腺皮质激素水平(若无对照组，只设2组实验组，也可以，但需要检测抑制前后的激素水平；若进行4组实验，即增设了两种神经元均抑制组，也可以)　③－　－
解析　(1)由题图可知，禁食可刺激下丘脑，使其分泌促肾上腺皮质激素释放激素，该激素作用于垂体，可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皮质，可促进肾上腺皮质激素的合成和分泌。据此推测，下丘脑通过垂体调节肾上腺皮质分泌肾上腺皮质激素的体液调节方式为分级调节。(2)人体中能够降低血糖浓度的激素只有胰岛素，能够升高血糖浓度的激素有胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素等。淋巴细胞包括B淋巴细胞和T淋巴细胞，B淋巴细胞和T淋巴细胞均起源于骨髓中的造血干细胞，其中T淋巴细胞迁移到胸腺成熟，B淋巴细胞在骨髓中成熟。(3)①已知禁食可激活下丘脑—垂体—肾上腺皮质(HPA)轴，促进机体释放肾上腺皮质激素。又知禁食导致的饥饿能直接激活下丘脑中的AgRP神经元，并使其释放抑制性神经递质γ－氨基丁酸(GABA)和神经肽Y(NPY)。向禁食小鼠的下丘脑区域注射NPY受体拮抗剂后，血浆中肾上腺皮质激素水平仍升高，说明AgRP神经元不通过释放NPY激活HPA轴；在注射GABA受体阻断剂后，血浆中肾上腺皮质激素水平并不升高，说明AgRP神经元通过释放GABA激活HPA轴。②若要探究BNST或LH是否为中间神经元，结合实验材料和题中技术可设计如下实验：将禁食小鼠均分为甲、乙、丙三组，甲组利用化学遗传学技术抑制BNST，乙组利用化学遗传学技术抑制LH，丙组不作处理，作为对照，检测三组小鼠血浆中肾上腺皮质激素水平。③若中间神经元为BNST，由于AgRP释放的GABA和NPY均为抑制性神经递质，故AgRP可抑制BNST兴奋，即抑制其释放神经递质，通过抑制BNST释放抑制性神经递质激活PVH－Crh神经元，进而促进肾上腺皮质激素的分泌。
2.(1)促甲状腺激素　下丘脑—垂体—甲状腺　可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控
(2)①与对照组相比，模型组的甲状腺激素浓度明显降低，促甲状腺激素浓度明显升高　②促甲状腺激素释放激素　模型组和对照组的促甲状腺激素浓度变化
解析　(1)甲状腺功能减退患者的血液中甲状腺激素减少，通过(负)反馈调节作用，垂体分泌的促甲状腺激素增多，以促进甲状腺分泌甲状腺激素，所以甲减患者垂体中分泌促甲状腺激素的细胞增多，垂体增生肥大，这种现象与下丘脑—垂体—甲状腺轴的调节有关。这种调节方式可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，维持机体的稳态。(2)方法一直接比较模型组和对照组的甲状腺激素和促甲状腺激素水平，若与对照组相比，用丙基硫氧嘧啶灌胃的模型组的甲状腺激素浓度明显降低，而促甲状腺激素浓度明显升高，则甲减大鼠模型建模成功；方法二给对照组和模型组幼鼠注射促甲状腺激素释放激素，检测模型组和对照组的促甲状腺激素浓度变化，若模型组的促甲状腺激素浓度升高幅度明显低于对照组，则甲减大鼠模型建模成功。
3.(1)脑干　分级
(2)钠　内正外负　协助扩散
(3)副交感　突触
(4)小于　副交感神经的作用强度大于交感神经
解析　(1)脑干是连接脊髓和脑其他部分的重要通路，有许多维持生命的必要中枢，如调节呼吸、心脏功能的基本活动中枢。大脑皮层通过脑干对心脏活动起调节作用，体现了神经系统的分级调节。(2)神经细胞受刺激后，Na＋通道开放，
Na＋内流，膜电位由静息状态的内负外正变为内正外负。题中所述Na＋和Ca2＋的跨膜转运都属于协助扩散。(3)交感神经活动占据优势时心跳加快，副交感神经活动占据优势时心跳减慢。分析题图，受体阻断剂A处理组的心率高于对照组，说明该受体阻断剂可阻断副交感神经的作用。副交感神经与P细胞之间进行传递的结构为突触。(4)分析题图，受体阻断剂A＋B组(阻断交感神经和副交感神经)的心率高于对照组，说明受试者在安静状态下的心率小于固有心率。假如副交感神经的作用强度与交感神经的作用强度相同，则受试者心率应与图中固有心率(100)相同，而受试者的心率为每分钟90次，低于固有心率，说明副交感神经的作用强度要大于交感神经。
4.(1)体液　K＋和Ca2＋　机体出现低血糖症状
(2)胰岛素
(3)②　小于　GLP－1发挥作用依赖于葡萄糖，当胰岛素分泌导致血糖浓度下降时，GLP－1不会持续发挥作用
解析　(1)胰岛素是一种激素，在体内激素通过体液运输到身体各处发挥作用。由题可知，胰岛素分泌时ATP敏感性K＋通道关闭，Ca2＋通道开放。药物甲只能与胰岛B细胞膜表面特异性受体结合，促进胰岛素分泌，因此会减少K＋外流，同时会促进Ca2＋内流，从而导致细胞内的K＋和Ca2＋浓度都增大。过量使用药物甲会促使胰岛素大量释放，从而使得血糖浓度持续下降，导致机体可能出现低血糖症状。(2)药物甲的作用是促进胰岛素的分泌，使用药物甲后血糖浓度无改善，说明对于患者B而言药物甲丧失促使胰岛素分泌的作用，因此患者B可能有胰岛素分泌障碍。(3)根据题意分析，该患者体内的GLP－1表达量较低，即含量少，但其受体数量无变化，因此可以选择GLP－1类似物；患者GIP表达量无变化且其受体明显下降，因此使用GIP类似物不会有明显的改善作用；使用酶D激活剂会促使GLP－1和GIP的降解，不利用疾病的治疗。因此，首选的药物是GLP－1类似物。使用GLP－1类似物一般不会导致低血糖症状，其原因是GLP－1发挥作用依赖于葡萄糖，当胰岛素分泌导致血糖浓度下降时，GLP－1不会持续发挥作用，因此不会引起胰岛素持续分泌，避免了低血糖症状的发生。
5.(1)免疫自稳　(2)抗原　其表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，作为激活B细胞的第二个信号；辅助性T细胞分泌细胞因子，促进B细胞增殖、分化　迅速增殖、分化，形成的浆细胞快速产生大量抗体　(3)B组　用于自身免疫性脑脊髓炎药物的研发(合理即可)　(4)免疫抑制剂　胸腺
解析　(1)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。正常情况下，免疫系统对自身的抗原物质不产生免疫反应；若该功能异常，则容易发生自身免疫病，所以自身免疫病的发生与免疫系统的免疫自稳功能异常有关。(2)抗原与抗体的结合具有特异性，制备自身免疫性脑脊髓炎大鼠模型时，以豚鼠的脊髓作为抗原，说明以豚鼠的脊髓作为抗原产生的抗体能够与大鼠脊髓特异性结合，进一步说明豚鼠的脊髓与大鼠的脊髓可能具有相同的抗原。产生抗体的过程中辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，作为激活B细胞的第二个信号；辅助性T细胞分泌的细胞因子能够促进B细胞增殖、分化。B组的记忆B细胞在机体再次受到同种抗原刺激后，能迅速增殖、分化，分化形成的浆细胞快速产生大量抗体，因此，和A组相比，B组实验结果有差异。(3)据表可知，B组大鼠的发病程度分布较广，不同发病程度的大鼠都有，所以B组更适合自身免疫性脑脊髓炎大鼠模型的制备。制备自身免疫性脑脊髓炎大鼠模型的科研价值有：用于自身免疫性脑脊髓炎药物的研发；研究自身免疫病的致病机理；用于免疫抑制剂的研发等。(4)自身免疫病是自身免疫反应对组织和器官造成损伤并出现了症状，可以通过注射免疫抑制剂、切除胸腺等减弱自身免疫力来治疗自身免疫病。

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