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2026高考生物学第二轮专题复习
限时练20　稳态与调节相关实验设计与分析
(选择题每小题3分)
一、选择题
1.(2025·四川卷)为模拟大脑控制骨骼肌运动的生理过程,科学家将人干细胞诱导分化成三种细胞(图甲),并分别培养成具有相应功能的细胞团,再将不同细胞团组合培养一段时间后,观察骨骼肌细胞团(简称肌)的收缩频率(图乙)。下列推断最合理的是(　　)
甲
乙
注:谷氨酸和乙酰胆碱为两种神经元释放的神经递质。
A.若在③培养液中加入谷氨酸,肌收缩频率不会发生变化
B.若将④中乙酰胆碱受体阻断,刺激X会增加肌收缩频率
C.分析②③④可知,X需要通过Y与肌发生功能上的联系
D.由实验结果可知,肌与神经元共培养时收缩频率均增加
二、非选择题
2.(11分)(2025·河南卷)生物体的所有活细胞都具有静息电位,而动作电位仅见于神经元、肌细胞和部分腺细胞。回答下列问题。
(1)刺激神经元,胞外Na+内流使细胞兴奋,兴奋以　　　　　　　　　　的形式沿细胞膜传导至轴突末梢,激活Ca2+通道,Ca2+内流触发突触小泡释放神经递质。去除细胞外液中的Ca2+,刺激该神经元仍可触发Na+内流产生动作电位,释放的神经递质　　　　(填“增加”“减少”或“不变”)。
图1
(2)最新研究发现某种肿瘤细胞也可产生动作电位。如图1所示,刺激肿瘤细胞,记录该细胞的膜电位和细胞内Ca2+浓度变化。结果显示随着刺激强度的增大,动作电位幅度、细胞内Ca2+浓度的变化是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在体外培养条件下,用Na+通道阻断剂TTX处理该细胞,使该细胞膜两侧的电位表现为　　　　　　　　,进而抑制其增殖生长。根据以上机制,若降低培养液中的K+浓度,可　　　　(填“促进”或“抑制”)该肿瘤细胞的生长。
(3)若细胞间有突触结构,突触前细胞兴奋,突触后细胞可记录到相应的膜电位变化,细胞内Ca2+浓度变化可作为判断肿瘤细胞间信息交流的指标。研究证实这种肿瘤细胞间无突触结构,通过体液调节方式实现信息交流。为验证上述研究结论,应选择图2中组　　　(填“一”“二”或“三”)的细胞为研究对象设计实验,简要写出实验思路及预期结果。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
图2
3.(11分)(2025·陕晋宁青卷)摄食行为受神经—体液调节,长期睡眠不足会影响摄食,易导致体重增加,引发肥胖等代谢问题。回答下列问题。
(1)胃肠道管壁感受器接受食物刺激后,产生兴奋,在脑干、脊髓等中枢参与下,胃肠平滑肌收缩,属于　　　　　(填“非条件”或“条件”)反射,该过程也受大脑皮层的调控,属于神经系统的　　　　　调节。
(2)我国科研人员新发现一种激素R,夜间分泌量高,白天分泌量低,表明激素R分泌具有　　　　性。分别对不同人群、睡眠效率与激素R含量的关系进行分析,结果如图(a),可知　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。
图(a)
(3)利用R基因(控制合成激素R)敲除小鼠开展研究,结果如图(b),该实验的目的是　　　　　　　　　　　　　　。
图(b)
图(c)
(4)研究人员针对激素R的受体GRM3开展了相关研究,结果如图(c)。与甲组相比,乙组将小鼠下丘脑摄食抑制神经元上的GRM3敲除,使突触前膜以　　　　　方式释放的神经递质减少,兴奋传递效率降低,小鼠食欲增加;丙组将小鼠胃运动神经元上的GRM3敲除,胃运动神经元释放的　　　　(填“兴奋性”或“抑制性”)递质减少,使胃平滑肌收缩增强。据此推测激素R缓解肥胖的机制是　 　。
4.(11分)(2025·福建莆田二模)油菜素内酯(BRs)和脱落酸(ABA)调控着植物的生长发育以及逆境响应(应对干旱、寒冷等不良环境的系列反应)。科研人员以番茄植株为实验材料,对BRs和ABA在应对低温胁迫中的关系展开研究。回答下列问题。
(1)BRs和ABA均作为　　　　分子,通过与靶细胞上的　　　　　　　　　　结合实现调节植物的生命活动。
(2)研究发现,植物在低温胁迫下,体内的BRs含量会升高。科研人员检测了野生型植株(WT)、BRs合成缺失突变株(dwf)及BRs合成过量突变株(OE)在常温(23 ℃)和低温(4 ℃)下处理24 h后的ABA含量,结果如图所示。
图示结果表明:低温下,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)已知NCED1蛋白是ABA合成的关键酶。科研人员推测低温下,BRs通过促进NCED1基因的表达影响番茄植株中ABA的含量。请在上述实验基础上增设一组实验(M组),验证推测。
实验思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
预期结果:若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则推测成立。
(4)科研人员通过实验证实了上述推测。综合以上研究,表明植物生长发育的调控是由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　共同完成的。
参考答案
1.C　解析 由图甲可知,运动神经元Y释放乙酰胆碱,运动神经元X释放谷氨酸,由图乙中②中X+肌的收缩频率和①中肌单独培养时的收缩频率一致,推断运动神经元X释放谷氨酸不能直接作用于骨骼肌细胞团,结合③Y+肌与④X+Y+肌收缩频率差异推断,谷氨酸应可以作用于运动神经元Y,从而提高收缩频率,故在③培养液中加入谷氨酸,肌收缩频率应发生变化,A项不合理。由图乙可知,②培养液中是X+肌,肌收缩频率较低,而④培养液中是X+Y+肌,肌收缩频率较高,所以将④中乙酰胆碱受体阻断,Y释放的乙酰胆碱无法发挥作用,刺激X会降低肌收缩频率,B项不合理。①中肌单独培养,②中是X+肌,②的收缩频率和①的收缩频率一致,而③中是Y+肌,④中是X+Y+肌,④中的肌收缩频率较高,因此说明X需要通过Y与肌发生功能上的联系,C项合理。从图乙可知,②中X+肌的收缩频率和①中肌单独培养时的收缩频率一致,并没有增加,所以并不是肌与神经元共培养时收缩频率均增加,D项不合理。
2.答案 (1)电信号/神经冲动　减少
(2)动作电位幅度不变,细胞内Ca2+浓度逐渐增加　内负外正　抑制
(3)三　刺激细胞1或2,检测到细胞2或1的膜电位无变化;刺激细胞3,检测到细胞1和2的Ca2+浓度升高,刺激细胞1或2,均检测到细胞3的Ca2+浓度升高
解析 (1)兴奋在神经元上以电信号(神经冲动)的形式沿细胞膜传导。分析题意,Ca2+内流触发突触小泡释放神经递质,即Ca2+是神经递质释放的关键信号,去除细胞外Ca2+后,突触小泡无法与突触前膜融合释放神经递质,因此神经递质的释放量减少。
(2)据图1分析,随着刺激强度的增大,膜电位都是50 mV左右,说明动作电位幅度不变,而细胞内Ca2+浓度不断升高。动作电位产生与Na+内流有关,在体外培养条件下,用Na+通道阻断剂TTX处理该细胞,则Na+内流减少,导致动作电位产生受阻,使该细胞膜两侧的电位维持内负外正的静息状态。静息电位的产生与K+外流有关,若降低培养液中的K+浓度,会加大细胞内外的K+浓度差,从而导致静息电位绝对值增加,细胞不易兴奋,从而抑制肿瘤细胞增殖。
(3)由题干“研究证实这种肿瘤细胞间无突触结构,通过体液调节方式实现信息交流”可知,为验证上述研究结论,应选择图2中组三的细胞为研究对象设计实验。若细胞间有突触结构,则突触前细胞兴奋,突触后细胞可记录到相应的膜电位变化,细胞内Ca2+浓度变化可作为判断肿瘤细胞间信息交流的指标。故实验思路及预期结果见答案。
3.答案 (1)非条件　分级
(2)周期(节律)　随睡眠效率的提高,激素R分泌增加;在相同睡眠效率下,肥胖人群比体重正常人群激素R的分泌量少
(3)探究激素R对小鼠体重的影响
(4)胞吐　抑制性　激素R与下丘脑摄食抑制神经元上的GRM3受体结合,促进神经递质的释放,提高兴奋传递效率,使机体的食欲减退;激素R与胃运动神经元上的GRM3受体结合,促进抑制性神经递质的释放,抑制胃肠蠕动,减少摄食
解析 (1)胃肠道管壁感受器接受食物刺激后,产生兴奋,在脑干、脊髓等中枢参与下,胃肠平滑肌收缩,属于生来就具有的反射,为非条件反射。高级中枢大脑皮层对低级中枢脑干、脊髓的调控属于神经系统的分级调节。
(2)据题干信息可知,激素R夜间分泌量高,白天分泌量低,表明激素R分泌具有周期(节律)性。由图(a)可知,随着睡眠效率的提高,激素R分泌增加;在相同睡眠效率下,肥胖人群的血浆激素R含量低于体重正常人群的,说明肥胖人群比体重正常人群激素R的分泌量少。
(3)据图(b)可知,该实验探究了是否敲除R基因以及敲除后是否添加激素R不同处理条件下小鼠的体重随时间的变化,可推测该实验的目的是探究激素R对小鼠体重的影响。
(4)突触前膜以胞吐的方式释放神经递质。据题干信息可知,丙组将小鼠胃运动神经元(传出神经元)上的GRM3(激素R受体)敲除,使激素R无法起作用,导致胃平滑肌收缩增强,说明胃运动神经元释放的抑制性神经递质减少。据图(c)可知,敲除激素R的受体GRM3,乙、丙两组小鼠的摄食量均增加,说明激素R会使小鼠减少摄食。激素R分别通过:①与下丘脑摄食抑制神经元上的GRM3受体结合,促进神经递质的释放,提高兴奋传递效率,使机体的食欲减退;②与胃运动神经元上的GRM3受体结合,促进抑制性神经递质的释放,抑制胃肠蠕动,减少摄食。
4.答案 (1)信息　特异性受体
(2)BRs促进番茄植株中ABA含量的增加
(3)取OE植株(或WT植株),抑制NCED1基因的表达,在低温(4 ℃)下处理24 h后检测ABA含量　M组植株的ABA含量低于OE(或WT)
(4)基因表达调控、激素调节和环境因素调节
解析 (1)植物激素是对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,是信息分子,通过与靶细胞上的特异性受体结合来调节植物的生命活动。
(2)从图中可以看出,在低温条件下,BRs合成过量突变株(OE)中ABA含量最高,野生型植株(WT)次之,BRs合成缺失突变株(dwf)中ABA含量最低。这表明低温下,BRs促进番茄植株中ABA的合成。
(3)要验证低温下BRs通过促进NCED1基因的表达影响番茄植株中ABA的含量,可在上述实验基础上,取OE植株(或WT植株),抑制NCED1基因的表达,在低温(4 ℃)下处理24 h后检测ABA含量。预期结果:若M组植株的ABA含量低于OE(或WT),则说明低温下,BRs确实通过促进NCED1基因的表达影响番茄植株中ABA的含量,即推测成立。
(4)综合以上研究,油菜素内酯(BRs)和脱落酸(ABA)等植物激素通过调节基因的表达,在植物应对低温胁迫等生长发育过程中发挥作用,表明植物生长发育的调控是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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