2017卓越学案高考总复习·生物第8单元生命活动的调节学案

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2017卓越学案高考总复习·生物第8单元生命活动的调节学案

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第29讲 植物的激素调节
[考纲点击] 1.植物生长素的发现和作用(Ⅱ) 2.其他植物激素(Ⅱ) 3.植物激素的应用(Ⅱ) 4.实验:探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用
一、生长素的发现
科学家
实验
实验结论
达尔文
胚芽鞘尖端能产生某种影响,单侧光照射使该影响传递到下部伸长区时,造成背光面比向光面生长的快
鲍森·詹森
胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部
拜尔
胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的
温特
造成胚芽鞘弯曲的是一种化学物质,并命名为生长素
 


植物生长趋势
长不长——有没有(生长素)
弯不弯——均不均(生长素分布)
均不均——光和力
二、生长素的产生、运输和分布
1.合成部位:主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
2.分布部位:植物体各器官中都有,相对集中地分布在生长旺盛的部分。
3.运输
(1)极性运输:从形态学的上端运输到形态学的下端。
(2)非极性运输:成熟组织中可以通过韧皮部进行。
三、生长素的生理作用
1.生理作用
2.生理作用的两重性:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
3.实例——顶端优势
(1)现象:顶芽优先生长,侧芽受到抑制。
(2)原因:顶芽产生的生长素向下运输,侧芽附近生长素浓度高,发育受到抑制。
(3)解除:去掉顶芽。
(4)应用:果树整形修剪、茶树摘心、棉花打顶等以增加分枝,提高产量。
4.生长素类似物及其应用
(1)概念
(2)应用
四、其他植物激素[连一连]
五、植物生长调节剂的应用
1.植物生长调节剂
(1)概念
(2)优点:容易合成、原料广泛、效果稳定。
2.应用实例
(1)用乙烯利催熟凤梨。
(2)用一定浓度的赤霉素溶液处理芦苇,使其纤维长度增加。
(3)用赤霉素处理大麦种子,可简化酿酒流程、降低成本。
1.对胚芽鞘向光弯曲生长的五点归纳
(1)生长素的产生部位——胚芽鞘的尖端。
(2)生长素发挥作用的部位——尖端下面一段。
(3)感光部位——胚芽鞘尖端。
(4)单侧光的作用——引起生长素分布不均匀。
(5)弯曲原因——生长素分布不均匀,导致生长不均匀。
2.生长素的三个主要作用:促进细胞的伸长生长;促进扦插枝条生根;促进子房发育成果实。
3.生长素的两重性:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
4.生长素作用的敏感性
根>芽>茎;双子叶植物>单子叶植物。
5.其他四种植物激素的主要作用
(1)赤霉素:促进细胞的伸长;解除种子、块茎的休眠并促进其萌发。
(2)细胞分裂素:促进细胞分裂;诱导芽的分化;防止植物衰老。
(3)脱落酸:抑制植物细胞的分裂和种子的萌发;促进植物进入休眠;促进叶和果实的衰老、脱落。
(4)乙烯:促进果实成熟;促进器官的脱落;促进多开雌花。
考法一 植物的向性运动
1.不同处理方法下植物向性运动的结果图解分析
类别
图解条件
相关结果
遮盖类
①直立生长,②向光生长
暗箱类
①直立生长,②向光(小孔)
生长
插入类
①向右侧生长,②直立生长,③向光生长,④向光生长
移植类
①直立生长,②向左侧生长,③④中IAA的含量a=b+c,b>c
旋转类
①直立生长,②向光生长,③向小孔生长,④向中央弯曲生长
横置类
①②中IAA含量及作用:①a=b,c=d,都促进生长;②a梯度类
得出相应的最适宜的生长素浓度
支架类
琼脂块中生长素分布的量:A3>A2>A1=a1>a2>a3;胚芽鞘弯曲程度:A3>A2>A1=a1>a2>a3
2.植物具有向光性的原因分析
(1)原因
(2)结论:外因为单侧光照射,内因为生长素分布不均匀。
3.茎的负向重力性、根的向重力性的原理分析
原因:地心引力→生长素分布不均匀→近地侧浓度高→
植物激素的几个拓展实验
1.验证生长素的产生部位在尖端
实验组:取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块,置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图甲)。
对照组:取未放置过胚芽鞘尖端的空白琼脂块,置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图乙)。
2.验证生长素的极性运输只能是从形态学上端向下端
(1)实验操作(如图)
(2)实验现象:A组去掉尖端的胚芽鞘向右弯曲生长,B组去掉尖端的胚芽鞘不生长不弯曲。
3.探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度
(1)实验操作:如图所示(注:A盒下侧有开口,可以进光)。
(2)结果预测及结论
①若A、B中幼苗都向上弯曲生长,只是B向上弯曲程度大,说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。
②若A中幼苗向下弯曲生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。
③若A中幼苗平行生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响等于重力。
视角1  以示意图分析的形式考查植物生长方向的判断
1.用燕麦胚芽鞘及幼苗⑦⑧进行如图所示的实验(箭头表示单侧光),一段时间后,会引起弯曲现象的是
(  )
A.②⑤⑦        
B.①②③⑤⑧
C.①③④⑥⑦
D.②⑤⑧
解析:选D。①中匀速转,a、b浓度相等,对称放置→直立生长;②含外源生长素的琼脂块放偏→弯曲生长;③戴锡箔帽,不透光,无横向运输→直立生长;④阻断横向运输,均匀分布→直立生长;⑤左侧极性运输,右侧阻断→弯曲生长;⑥极性运输全阻断→不生长不弯曲;⑦花盆转,光照均匀→直立生长;⑧装置转,间歇单侧光→向光源弯曲生长。
视角2  以判断或示意图分析的形式考查生长素的运输方式及实验验证
2.(原理分析类)科学家温特做了如下实验:把切下的燕麦尖端放在琼脂块上,几小时后,移去胚芽鞘尖端,将琼脂块切成小块。再将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧,结果胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。但是,如果放上的是没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块,胚芽鞘则既不生长也不弯曲。该实验证明了(  )
A.生长素只能从形态学上端运输到形态学下端
B.造成胚芽鞘弯曲的刺激是某种化学物质
C.生长素的化学本质是吲哚乙酸
D.胚芽鞘会弯向光源生长
解析:选B。解答本题时要将题干信息与教材中的相关实验结合起来,尤其要抓住题干第三句描述的对照组中的关键信息,通过分析得出正确的实验结论。本实验的实验组和对照组的区别是放置的琼脂块是否接触过胚芽鞘尖端,或者是否含有胚芽鞘尖端所产生的化学物质,所以通过对照实验可以得出的实验结论是造成胚芽鞘弯曲的刺激是某种化学物质,因此B项正确。
3.(示意图类)将生长状况相同的胚芽鞘尖端切下来,用不能透过生长素的薄玻璃片分割,放在琼脂切块上,实验处理如图1所示,收集到的生长素(IAA)的含量如图2所示。下列说法正确的是(  )
A.a与b对照说明薄玻璃片不影响生长素的横向运输
B.b与c对照说明琼脂切块影响生长素的运输
C.c与d对照说明单侧光照射促使生长素向背光侧转移
D.该实验说明了生长素的产生部位是胚芽鞘尖端
解析:选C。该实验重点探讨了生长素的横向运输。a与b对照说明有无光照不影响生长素向下运输。b与c对照说明琼脂切块不影响生长素的运输。而c与d对照说明单侧光照射能促使生长素向背光侧转移。
视角3  以案例分析或实验的形式考查向性运动的原理
4.(图示分析类)(2016·山东文登模拟)科学研究发现,某植物茎段再生时,根总是由近根端长出,叶从近苗端长出(见下图),这种现象被称为极化再生。下列说法不合理的是(  )
A.茎段近根端属于形态学的下端,近苗端属于形态学的上端
B.茎段截取后近根端的生长素向着近苗端运输
C.极化再生过程中发生了细胞分裂与细胞分化
D.生长素对离体茎段细胞的生长具有重要调节作用
解析:选B。生长素只能从形态学上端向形态学下端运输,即从近苗端向近根端运输。
5.(实验探究类)为了探究不同环境下生长素对植物生长的影响,设计了如下实验:装置A花盆侧放在某一光照强度的地方;装置B花盆侧放在一个不透光的木箱内;装置C花盆摆放在一个有小孔的木箱中(G、E、G′、E′表示近地侧,L、F、L′、F′表示远地侧)。请回答下列问题:
(1)上述实验结果可以看出生长素对根作用使根弯曲向________生长,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)用植物生长素调节机理解释,装置A、B幼苗茎向上弯曲生长的原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在装置C中,若固定光源位置,让花盆和木箱一起绕d轴匀速转动,则一段时间后,箱内幼苗的生长状况是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若A、B为对照性实验,A、B实验探究的课题可表述为________________________________________________________________________,
所选的植物必须是________________________________________________________________________。
解析:花盆侧放,由于受重力影响,近地侧G、E、G′、E′生长素分布多于远地侧,根对生长素敏感,向地生长,茎对生长素没有根敏感,背地生长;装置C中由于光源固定,花盆和木箱匀速转动过程中,幼苗面对小孔处接受光照,背光侧生长素分布多,幼苗弯向光源生长;A、B的单一变量为有无光照处理,实验探究的课题可表述为探究光照对生长素运输的影响,所选植物必须是同一物种长势相同的幼苗。
答案:(1)下 在重力作用下G、G′侧生长素分布多,根对生长素敏感
(2)在重力作用下E、E′侧生长素分布多,茎对生长素没有根敏感
(3)向小孔弯曲生长
(4)探究光照对生长素运输的影响(其他合理答案也可) 同一物种长势相同的幼苗
考法二 生长素的生理作用及特性曲线分析
1.生理作用:主要是促进细胞的生长,特别是细胞的伸长,对细胞分裂没有影响。
2.作用特点——两重性
(1)原因
(2)表现
3.生长素作用的两重性曲线分析
(1)曲线区间代表的含义
①OH段:随生长素浓度升高,促进生长作用增强。
②HC段:随生长素浓度升高,促进生长作用减弱(但仍为促进生长)。
(2)曲线特殊点的含义
①H点:促进生长的最适浓度为g。
②C点:表示促进生长的“阈值”,浓度大于C点抑制生长,小于C点促进生长。
(3)应用
①若植物幼苗出现向光性,且测得其向光一侧生长素浓度为m,则其背光一侧生长素浓度大于m小于M。
②若植物水平放置,表现出根的向地性、茎的背地性,且测得其茎的近地侧生长素浓度为M,则茎的远地侧生长素浓度小于m。
4.根、芽、茎对生长素的反应敏感程度曲线分析
(1)不同浓度的生长素作用于同一器官上,引起的生理功效不同(促进效果不同或抑制效果不同)。
(2)同一浓度的生长素作用于不同器官上,引起的生理功效也不同,这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小:根>芽>茎),也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度不同。
(3)曲线在a、b、c点以上的部分体现了不同浓度生长素不同的促进效果,而且A、B、C三点代表最佳促进效果点。
(4)“高浓度”生长素是指分别大于a、b、c点对应的浓度,“低浓度”是指分别小于a、b、c点对应的浓度,高和低是相对而言。
(5)不要将Aa、Bb、Cc段理解为抑制阶段,这些阶段仍体现生长素的促进作用,只是促进作用逐渐降低。
(6)a、b、c点既不促进生长,也不抑制生长。
5.单子叶、双子叶植物对生长素的反应敏感程度曲线分析
通常不同种类的植物对生长素的敏感程度不同,双子叶植物较单子叶植物敏感,所以可用较高浓度的生长素类似物来杀死单子叶作物地里的双子叶杂草。
 生长素浓度、分布和作用效果的关系
(1)浓度高低和分布多少没有必然关系。生长素的分布是一个相对概念,低浓度下也有分布较多的部位。
(2)作用效果和浓度有关。生长素作用中的高浓度和低浓度是和作用效果联系在一起的概念,高浓度一般表现为抑制,低浓度一般表现为促进。
视角1  以基础判断的形式,考查生长素的化学本质及生理作用
1.(2016·贵州贵阳检测)下列关于植物生长素生理作用的叙述,错误的是(  )
A.生长素浓度越低对植物生长的促进作用越明显
B.摘除顶芽可以解除较高浓度生长素对侧芽的抑制
C.生长素与其他植物激素共同作用调节植物的生长
D.生长素不直接参与细胞代谢,而是给细胞传达一种调节代谢的信息
解析:选A。
在生长素浓度小于最适浓度的范围内,浓度越低,对植物生长的促进作用越弱,A错误;摘除顶芽后,顶芽产生并向侧芽处运输的生长素减少,导致侧芽处生长素浓度降低从而促进生长,B正确;植物的生长往往是生长素等多种激素共同调节的结果,C正确;生长素是调节植物生长的一类信息分子,其本身并不参与细胞代谢,D正确。
视角2  以图示分析或曲线分析的形式,考查生长素生理作用的两重性
2.(曲线图信息类)(2016·山东潍坊模拟)如图表示生长素浓度对某植物根和茎生长的影响,下列判断错误的是(  )
A.生长素对这两种器官的作用都具有两重性
B.植株倒伏一段时间后,根尖近地侧生长素浓度应大于c点所示浓度
C.若植物茎向光一侧生长素浓度为b点所示浓度,则背光侧浓度一定在d~e所示浓度范围
D.该植物茎对生长素的敏感性小于根
解析:选C。由图可知,生长素对这两种器官既具有促进作用,又具有抑制作用,所以生长素的作用具有两重性,A正确;植株倒伏一段时间后,根的近地侧抑制根生长,所以生长素浓度应大于c点所示浓度,B正确;植物茎具有向光性,背光一侧促进效果比向光一侧强,若植物茎向光一侧生长素浓度为b点所示浓度,则背光一侧浓度一定在b~e所示浓度范围,C错误;植物茎的敏感性小于根,D正确。
3.(实验装置图及曲线图类)(2016·四川绵阳诊断)根部的生长素在单侧光照射下会向背光一侧运输,下图为研究单侧光的光照强度与根弯曲角度关系的实验装置和实验结果。结合所学知识,分析下列有关说法错误的是(  )
A.该实验可以验证生长素对根部生理作用具有两重性
B.光照强度越强,根部生长素向背光一侧运输得越多
C.单侧光照强度越强,向光侧的生长素促进作用越强
D.根背光弯曲生长是环境影响基因组程序性表达的结果
解析:选C。根部的生长素在单侧光照射下会向背光一侧运输,因此根背光侧生长素浓度高于向光侧,根背光生长,说明生长素对根部生理作用具有两重性;由题中曲线可以看出光照强度越强,根部生长素向背光一侧运输的越多;单侧光照强度越强,根背光弯曲的角度越大,是根背光侧生长素过多抑制作用过强所致;根背光弯曲生长是环境影响基因组的程序性表达所致。
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考法三 植物激素的作用
1.植物生命活动的调节——多种激素的共同调节
不同发育时期植物激素的种类和数量不同,体现了植物的基因在不同时间和空间上进行了程序性表达。
2.植物激素间的相互作用
(1)相互促进方面
①促进植物生长:生长素、赤霉素、细胞分裂素。
②延缓叶片衰老:生长素、细胞分裂素。
③诱导愈伤组织分化成根或芽:生长素、细胞分裂素。
④促进果实成熟:脱落酸、乙烯。
⑤调节种子发芽:赤霉素、脱落酸。
⑥促进果实坐果和生长:生长素、细胞分裂素、赤霉素。
(2)相互拮抗方面
①顶端优势:生长素促进顶芽生长,细胞分裂素和赤霉素促进侧芽生长。
②种子萌发
③器官脱落
④叶子衰老:生长素、细胞分裂素抑制,脱落酸促进。
3.植物激素及其类似物的应用
植物激素
生长素
赤霉素
细胞分裂素
乙烯
脱落酸
对应生长调节剂 
萘乙酸,2,4 D
赤霉素
青鲜素
乙烯利
矮壮素
应用
①促进扦插枝条的生根;②促进果实发育,防止落花落果;③农业除草剂;④培育无子番茄等无子果实
①促进植物茎秆伸长;②解除种子和其他部位休眠,提早用来播种
蔬菜贮藏中,常用它来保持蔬菜鲜绿,延长贮存时间
①用于瓜果的催熟;②处理瓜类幼苗,能增加雌花形成率,增产
减少棉铃在未成熟前的大量脱落
 植物激素对植物生长的影响分析
(1)植物生长与多种植物激素之间的关系
(2)赤霉素与生长素在促进茎秆的伸长方面的关系
视角  以图表信息分析的形式,考查植物激素的生理作用及其关系
1.(柱状图类)(2016·四川宜宾模拟)不同浓度的生长素会影响植物体乙烯的生成和成熟叶片的脱落,实验结果如图所示。下列叙述中正确的是(  )
A.脱落率随生长素和乙烯浓度的增加而不断提高
B.生产上喷施高浓度生长素类似物可提高脱落率
C.生长素和乙烯对叶片脱落的作用是相互对抗的
D.一定浓度的生长素可以促进乙烯的生成
解析:选D。随生长素和乙烯浓度升高,成熟叶片脱落率先升高后降低,A错误;据图可知生长素浓度过高时脱落率反而降低,B错误;从图中可知,随生长素浓度的升高,乙烯浓度也升高,故生长素和乙烯对叶片脱落的作用是相似的,C错误;据图示可知,随生长素浓度的升高,乙烯浓度也升高,故一定浓度的生长素可以促进乙烯的生成,D正确。
2.(表格信息类)(2016·浙江温州一测)为研究赤霉素、乙烯对花芽性别分化和茎生长的影响,以雌雄同株异花的苎麻为材料进行相关实验,结果统计如下表所示。
赤霉素或乙烯浓度(mg/L)
雌花率=雌花数/开花总数
茎生长的增高率=(实验组-对照组)/对照组
赤霉素
乙烯
赤霉素
乙烯
0
0.495
0.495
0
0
50
0.181
0.589
0.379
-0.0083
100
0.217
0.628
0.575
-0.0765
下列对该实验结果的分析中,正确的是(  )
A.赤霉素可促进苎麻雄花分化和茎的生长
B.乙烯对苎麻茎生长具有低浓度促进的特点
C.乙烯能抵消赤霉素促进苎麻雌花分化的作用
D.赤霉素、乙烯对苎麻细胞的基因表达均无影响
解析:选A。分析题表各种数据可知,与对照组相比,赤霉素浓度高时,雌花率减少,茎的高度增大,说明赤霉素可以促进雄花的分化和茎的生长,A正确;表格中的乙烯浓度都会造成茎的高度变矮,不能说明低浓度对茎的促进作用,B错误;该实验没有设置二者共同作用的实验组,不能说明二者共同作用的效果,C错误;赤霉素和乙烯都可以通过影响基因的表达影响植物的性状,D错误。
3.(曲线图实验类)科学家开展了一项实验来探究两种植物激素对烟草细胞的不同效果。如图表示加入不同激素处理后48
h内的实验结果,分析结果可知(  )
A.生长素缺乏会导致淀粉在48
h内都没有积累
B.在48
h内,细胞分裂素刺激了烟草细胞中淀粉的积累
C.每种激素的加入都会对烟草细胞淀粉积累量发挥即时效应
D.细胞分裂素处理后第二个12
h期间的淀粉增加量多于任何其他12
h期间的增加量
解析:选B。依图示信息,生长素基本不影响淀粉积累量,故A项、C项错误;细胞分裂素能够促进淀粉的积累,故B项正确;用细胞分裂素处理时,第四个12
h(即36~48
h)期间曲线斜率最大,说明这段时间内淀粉增加量最多,故D项错误。
  探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度
1.实验原理
(1)生长素类似物对植物插条的生根情况有很大的影响。
(2)生长素类似物在不同浓度、不同时间下处理插条,其影响程度不同。
(3)存在一个最适浓度,在此浓度下植物插条的生根数量最多,生长最快。
2.实验步骤
制作插条:把形态、大小一致的插条分成10组,每组3枝

配制梯度溶液:取生长素类似物按照不同的比例稀释成9份,第10份用蒸馏水作为空白对照

处理插条:(1)浸泡法:把插条的基部浸泡在配制好的溶液中,深约3
cm,处理几个小时至一天。(要求溶液的浓度较低,并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理)
(2)沾蘸法:把插条基部在浓度较高的药液中蘸一下(约5
s),深约1.5
cm即可

实验培养:把每组处理过的枝条下端依浓度梯度从小到大分别放入盛清水的托盘中浸泡,放在适宜温度下培养,每天观察一次,记录生根情况

记录实验结果

分析结果,得出结论:可对小组得出的实验结果以表格或者曲线的形式分析,并分析实验结果和实验预测是否一致,得出实验结论
3.实验成功的关键点
(1)本实验中,取材、处理时间、蒸馏水、光照、温度、通气状况等都属于无关变量。无关变量在实验中的处理要采用等量性的原则。如用相同的花盆,选用相同的植物材料等。
(2)配制生长素类似物溶液时,浓度梯度要小,组别要多。
(3)在确定了最适浓度的大致范围后,可在此范围内利用更小梯度的系列溶液以获得更精确的最适浓度范围。
(4)促进扦插枝条生根是指刺激枝条的下端生出不定根,而不是刺激根生长。
(5)以平均生根数为纵坐标,以生长素类似物浓度为横坐标绘制曲线,根据曲线的变化趋势确定生长素类似物促进该种植物插条生根的最适浓度。
「典例引领」
(2016·河北廊坊质量监测)下列对“探究生长素类似物促进扦插枝条生根”实验的分析,正确的是(  )
A.实验的无关变量为生根的数目、生长素类似物处理的时间等
B.用不同浓度的生长素类似物处理可以获得相同的生根数目
C.低浓度的生长素类似物溶液处理的插条生根数目总是最多
D.为了减小实验误差,通过预实验来确定生长素类似物促进插条生根的浓度范围
[解析] 扦插枝条的生根数量是因变量,生长素类似物处理的时间等是无关变量,A错误;根据生长素促进生长的作用特点可知,获得相同的生根数目的生长素类似物的浓度可能有两个,B正确;在小于最适浓度的范围内,随着生长素类似物浓度的升高,促进生根的作用加强,生根数目增多,C错误;做预实验不是为了减小实验误差,而是为进一步的实验摸索条件,避免造成浪费,D错误。
[答案] B
「对位训练」
1.花农在“探究IBA促进月季插条生根的最适浓度”实验中获得了如图所示的结果。关于该实验的分析,正确的是(  )
A.用于实验的月季插条一定要去芽
B.该实验一定要设置蒸馏水处理的空白对照组
C.促进月季插条生根的最适浓度一定是c
D.若要达到实验目的,一定要继续进行实验
解析:选D。该实验所用插条不一定要去芽,但要确保芽的数量相同,芽可产生生长素,若数量不同则会影响实验结果,A错误;本实验的目的是探究IBA促进插条生根的最适浓度,实验中可不设置蒸馏水处理的空白对照组,B
错误;由题图不能确定促进插条生根的最适浓度是c,若要确定促进插条生根的最适浓度,还应继续进行实验,C错误,D正确。
2.(2016·辽宁大连模拟)某同学探索萘乙酸促进某种柳树插条生根的最适浓度,下表记录了所做实验处理及萘乙酸处理插条生根数与无萘乙酸处理插条生根数的比值。据表分析不能确定的是(  )
萘乙酸(mg/L)
0
100
500
1
000
1
500
2
000
2
500
插条平均生根数比值
1
1.2
3.45
2.95
1
0.45
0
A.无萘乙酸处理的插条生根是自身激素作用的结果
B.浓度低于50
mg/L的萘乙酸将会促进插条生根
C.插条生根处理的最适萘乙酸浓度为500
mg/L
D.浓度为1
500
mg/L以上的萘乙酸将会抑制插条生根
解析:选C。插条自身含有植物激素,则没有萘乙酸处理,插条也可能会生根,A正确;从表格中数据可以看出,当萘乙酸浓度低于1
500
mg/L时,都会促进插条生根,B正确;从表格中数据可以看出,当萘乙酸浓度为500
mg/L时插条生根数目最多,但该浓度不一定是最适浓度,C错误;当萘乙酸浓度为1
500
mg/L以上时,插条生根条数比不用萘乙酸处理生根条数还少,说明对生根有抑制作用,D正确。
[误区补短]
易错点1 对植物生长素的作用与应用误解
[点拨] (1)生长素能够促进扦插枝条生根和果实发育的原因是生长素能够改变植物体内的营养物质分配。
(2)生长素与秋水仙素:①前者为植物激素,后者为植物次生代谢产物——生物碱。②前者可促进植物的生长,促进果实发育,后者则抑制植物细胞有丝分裂过程中纺锤体的生成。
(3)生长素对趋向衰老的组织是不起作用的。
(4)扬花期受到大风袭击,影响了传粉,对于茄果类作物,喷洒一定浓度的生长素可以避免减产;对于收获种子的作物,由于没有受精不能形成种子,因而会造成减产。
(5)促进果实发育和成熟的激素是不同的;果实发育主要是生长素的作用结果,果实成熟主要是乙烯的作用结果。
(6)生长素与细胞分裂素促进生长的作用原理是不同的:生长素促进细胞伸长,即体积增大;细胞分裂素促进细胞分裂,即细胞数目增多,二者共同促进植株生长。
易错点2 对无子果实的形成机理不清楚
[点拨] 自然情况下,果实一般是在两性结合的基础上发育而成的。如果由于人为或自然因素的影响,没有发生受精现象,此时由子房发育成果实的过程叫单性结实。无子果实是单性结实的结果。下面介绍几种无子果实:
项目
原理
方法处理
无子番茄
生长素促进果实发育
用一定浓度的生长素溶液处理未受粉的番茄花蕾
香蕉
香蕉是三倍体,不能形成正常的配子
不能受精发育成种子,需子房产生一定量的生长素并自我刺激,发育成无子果实
无子西瓜
染色体变异形成的三倍体,不能产生正常的配子
通过多倍体育种方法获得,其子房需用正常花粉刺激(产生生长素)才能发育成无子果实
用赤霉素处理植株,也可诱导单性结实,形成无子果实,如无子葡萄。
微观清障
1.判断下列有关植物向性运动的相关叙述
(1)(2014·四川卷
T1B改编)生长素在胚芽鞘中的极性运输,只能单向进行。(  )
(2)生长素分布不均匀是胚芽鞘弯曲生长的根本原因,单侧光照仅仅是影响生长素分布不均匀的原因。(  )
(3)单侧光照射后,胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧,因而引起两侧的生长不均,从而造成向光弯曲生长。(  )
(4)单侧光照射下,金丝雀草胚芽鞘向光弯曲生长,去尖端的胚芽鞘不生长也不弯曲说明生长素具有极性运输的特点。(  )
(5)当某植物顶芽比侧芽生长快时会产生顶端优势,其主要原因是侧芽附近的生长素浓度过高,其生长受抑制。(  )
(6)幼苗的左侧给予光照,结果幼苗向光弯曲,幼苗产生这一现象的原因是光照会影响生长素的分布,使背光侧的生长素比向光侧多;背光侧比向光侧生长快。(  )
答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)√
2.判断下列有关植物激素生理作用及应用的叙述
(1)(2015·全国卷Ⅰ
T2A)植物幼嫩叶片中的色氨酸可转变为生长素。(  )
(2)(2015·全国卷Ⅰ
T2B)成熟茎韧皮部中的生长素可以进行非极性运输。(  )
(3)(2015·全国卷Ⅰ
T2C)幼嫩细胞和成熟细胞对生长素的敏感程度相同。(  )
(4)用一定浓度的生长素处理番茄花蕾得到无子番茄,属于不可遗传的变异;多倍体育种(秋水仙素处理)得到三倍体无子西瓜,属于可遗传的变异。(  )
(5)(2015·山东卷
T1D)用生长素类似物处理二倍体番茄幼苗,可得到多倍体番茄。(  )
(6)(2015·全国卷Ⅰ
T2D)豌豆幼苗切段中乙烯的合成受生长素浓度的影响。(  )
(7)(2015·山东卷
T1B)用赤霉素处理马铃薯块茎,可延长其休眠时间以利于储存。(  )
(8)植物激素主要有生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸等5类,它们对植物各种生命活动起着不同的调节作用。同种植物激素在不同情况下作用也有差别。(  )
(9)(2015·山东卷
T1A)苹果树开花后,喷施适宜浓度的脱落酸可防止果实脱落。(  )
(10)同一植株根和芽生长所需的最适生长素浓度相同。(  )
(11)细胞分裂素在果实生长中起促进作用。(  )
(12)喷施生长素类似物可以保花保果但不能疏花疏果。(  )
(13)草莓果实自然发育成熟与激素作用无关。(  )
答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)√ (9)× (10)× (11)√ (12)× (13)×
[能力培优]
 以植物激素的作用为载体进行实验设计、实验分析的方法
(1)掌握植物激素的生理作用及特点,掌握科学实验的一般方法和原则,认真分析题目信息,综合分析得出结论是解题的关键。
(2)对实验操作的分析,要关注操作技术中的细节,明确每一操作的作用及对实验结果带来的影响。
(3)对实验结论的分析,要依据假设推测出实验结果,然后根据推测的结果分析假设是否成立,如实验结果与预期结果一致则假设成立,即可得出结论。
强化训练
1.(2016·广西柳州测试)实验人员用脱落酸(ABA)和脱落酸抑制剂(ABAI)处理“百丽”桃,分析其果实成熟过程中硬度、乙烯释放量和呼吸速率的变化,得到如图结果。据图分析,下列推测正确的是(  )
A.由图可推测ABA处理能够使果实细胞中纤维素酶和果胶酶的活性降低
B.由图可知长距离运输水果可用ABA处理,短距离运输可用ABAI处理
C.ABA能够促进呼吸速率的原因是ABA在促进细胞分裂时需要更多能量
D.乙烯释放量和细胞呼吸速率呈正相关,且ABA可使两者峰值提前出现
解析:选D。由图可知用ABA处理能降低果实的硬度,所以应是纤维素酶和果胶酶的活性升高,A错误;长距离运输要保证水果的硬度应用ABAI处理,B错误;ABA能够促进呼吸速率的原因可能是乙烯释放量增加,C错误;由图可知乙烯释放量和细胞呼吸速率呈正相关,并且ABA可使两者峰值提前出现,D正确。
2.(2016·浙江台州模拟)棉花幼铃(幼果)获得光合产物不足会导致其脱落。为研究外源赤霉素对棉花光合产物调配的影响,某课题小组选择生长整齐的健壮植株,按图1步骤进行实验,激素处理方式和实验结果如图2所示(上述处理不影响叶片光合与呼吸强度),下列说法错误的是(  )
图1
图2
A.正确使用该激素可改善光合产物的调配,减少棉铃脱落
B.该激素能促进植物茎的伸长和果实的发育,且具有两重性
C.若增设D组(激素处理叶片),则幼铃的脱落最显著
D.实验中放射性物质中被标记的元素最可能是C
解析:选B。从图中C组可以发现,用激素处理幼铃,能使幼铃的放射性强度增加,即光合产物增多,减少棉铃脱落,A正确;该激素是赤霉素,能促进植物茎伸长和果实的发育,但不具有两重性,B错误;若该激素处理植物的叶片,则光合产物主要存在于叶片中,很少调配到幼铃,则幼铃脱落最显著,C正确;饲喂叶片的物质是二氧化碳,由于光合作用的原料有水和二氧化碳,因此标记碳要比标记氧好,D正确。
考点一 植物向性运动及生长素的生理作用
1.下列有关生长素的叙述,正确的是(  )
A.缺乏氧气会影响植物体内生长素的极性运输
B.细胞的成熟情况不会影响生长素作用的发挥
C.植物向光生长能够说明生长素作用的两重性
D.生长素运送到作用部位会对代谢起催化作用
[导学号29520496] 解析:选A。生长素的极性运输是主动运输,主动运输需要消耗ATP,缺乏氧气时,有氧呼吸会受到影响,细胞中产生的ATP减少,从而影响生长素的极性运输,A正确;植物细胞的成熟情况会影响生长素作用的发挥,B错误;由于向光侧和背光侧的生长素均促进植物生长,因而植物向光生长不能说明生长素作用的两重性,C错误;生长素不具有催化作用,对植物的生命活动只起调节作用,D错误。
2.用不同实验材料分别对燕麦的胚芽鞘进行以下研究实验,若图中箭头所指表示实验进行一段时间后胚芽鞘的生长情况,实验结果正确的是(  )
[导学号29520497] 解析:选C。锡箔小帽光线不能透过,因此A项中的胚芽鞘直立生长,A错误;生长素不能通过云母片,因此B选项中的胚芽鞘向右弯曲生长,B错误;生长素能透过琼脂块,故C选项中的胚芽鞘向右弯曲生长,C正确;D选项中,含有生长素的琼脂块放到切去尖端的胚芽鞘的一侧,引起尖端以下生长素分布不均匀,故胚芽鞘向左弯曲生长,D错误。
考点二 其他激素的生理作用、植物激素间的相互作用
3.植物的生长发育与激素调节息息相关。下列关于植物激素调节的叙述,正确的是(  )
A.顶芽的幼嫩细胞可利用苏氨酸经一系列反应转变成生长素
B.果实发育过程中仅生长素发挥重要作用,而促进果实成熟的主要是乙烯
C.高浓度的生长素能通过促进乙烯合成抑制植物生长
D.休眠的种子经脱落酸溶液处理后,种子的休眠期将会被打破
[导学号29520498] 解析:选C。生长素是由色氨酸经一系列反应转变而来,A错误;果实发育过程中需要多种激素共同参与调节,B错误;高浓度的生长素能通过促进乙烯合成抑制植物生长,C正确;脱落酸会抑制种子的萌发,D错误。
4.(2015·高考江苏卷)瓶插鲜花鲜重的变化与衰败相关,鲜重累积增加率下降时插花衰败。
下图所示为细胞分裂素和蔗糖对插花鲜重的影响,下列叙述错误的是(  )
A.蔗糖和细胞分裂素都有延缓衰败的作用
B.蔗糖可为花的呼吸作用提供更多的底物
C.同时添加蔗糖和细胞分裂素更利于插花保鲜
D.第5天花中脱落酸的含量应该是清水组最低
[导学号29520499] 解析:选D。A项,分析曲线可知,与清水组相比,蔗糖和细胞分裂素都具有延缓鲜花衰败的作用。B项,蔗糖是能源物质,水解为单糖后可作为花呼吸作用的底物,为花的代谢提供能量。C项,由图可知,蔗糖和细胞分裂素的作用有累加效应,更利于插花的保鲜。D项,脱落酸能促进花的衰败,第5天花中的脱落酸含量应是清水组最高。
考点三 植物激素调节相关实验设计
5.某校生物兴趣小组的同学们以“探究生长素与细胞分裂素的相对含量对植物生长发育的影响”为课题进行了实验,实验结果如图,以下所得结论合理的是(  )
A.植物是否发芽主要取决于生长素的浓度
B.细胞分裂素能促进根的分化
C.细胞分裂素/生长素的比值高时,可促进发芽;当该比值低时,可促进生根
D.当两种激素浓度相等时,不能促进生根和发芽
[导学号29520500] 解析:选C。当细胞分裂素浓度较低时,无论生长素的浓度高或低,都不发芽,可知植物是否发芽主要取决于细胞分裂素的浓度;细胞分裂素可以促进芽的分化;当两种激素浓度适中且相等时,既可促进生根也能促进发芽。
6.选取相同的剪去顶芽的葡萄插条进行实验,各组处理方式及结果如图所示
,下列分析正确的是(  )
A.由甲组和乙组可知,侧芽合成的吲哚乙酸能促进插条产生不定根
B.由乙组和丙组推知,该种葡萄插条,保留三个侧芽时产生不定根最多
C.由丙组和丁组可知,葡萄插条侧芽合成的促进生根的物质具有极性运输的特点
D.以上实验结果表明,扦插中,侧芽发挥的作用与外源吲哚乙酸作用相同或相似
[导学号29520501] 解析:选D。甲组与乙组比较可知,侧芽能够促进插条产生不定根,但不能确定侧芽产生的物质是什么;乙组与丙组比较可知,保留三个侧芽比保留一个侧芽产生不定根的数量多,但不能说明保留三个侧芽时产生的不定根最多;丙组和丁组比较不能说明葡萄插条侧芽合成的促进生根的物质具有极性运输的特点;通过题图四组实验可知,侧芽与外源吲哚乙酸处理均可以促进葡萄插条生根。
7.如图表示黄化燕麦幼苗中生长素相对含量的分布,根据所学知识和图中信息判断,下列叙述错误的是(  )
A.生长素主要在生长活跃的部位合成
B.b点所对应的幼苗部位的细胞体积比a点所对应的幼苗部位的细胞体积大
C.a点生长素浓度相对较高,是由b、c点对应的细胞合成的生长素运输到a点所致
D.若将a点对应浓度的生长素作用于d点对应的细胞,可能会抑制d点细胞的生长
[导学号29520502] 解析:选C。生长素主要合成于茎尖分生区和根尖分生区等生长活跃的部位,A正确。图中b点为茎尖下部的伸长区,细胞体积由于细胞的伸长而比a点部位的细胞体积大,B正确。a点是生长素产生的部位,经过极性运输运输至b、c点,C错误。由于根对生长素的敏感性强于芽,所以相同浓度下在a点发挥促进作用,在d点可能会发挥抑制作用,D正确。
8.(2016·山东临沂月考)某研究小组用玉米进行了相关的实验,图1是对玉米胚芽鞘进行的单侧光处理,一段时间后,将胚芽鞘尖端下部纵切,切面如图2所示,图3示意的是一株倒伏的玉米植株。以下分析正确的是(  )
A.图2中的c处细胞对应图1的a部位
B.由图分析可知,生长素通过促进细胞分裂使植物生长
C.图2中的d部位的效果相当于图3中的e部位
D.图2中的c部位的效果相当于图3中的g部位
[导学号29520503] 解析:选C。在单侧光下,生长素由向光侧运输到背光侧,故a侧生长素浓度高于b侧,a侧细胞生长较快,对应图2的d侧,A错误;由图1、图2可知,生长素通过促进细胞伸长促进植物生长,B错误;图3中在重力作用下,生长素由远地侧运输到近地侧,e侧生长素多于f侧,e侧生长较快,对应图2的d侧,C正确;在重力作用下,g侧生长素多于h侧,h侧生长较快,故对应图2的d侧,D错误。
9.(2016·广东韶关调研)下图是大豆幼苗不同部位生长素的测试结果,a~f表示大豆幼苗地上部分的不同部位。有关叙述正确的是(  )
A.该研究结果不能支持顶端优势
B.只有e点才能合成生长素
C.达到b点的生长素,不需消耗ATP
D.幼叶f细胞中的生长素能对基因组的表达进行调节
[导学号29520504] 解析:选D。分析题图可知,g点生长素浓度高于e点,g部位生长受抑制,因此支持顶端优势,A错误;生长素的主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,分析题图可知,e是幼嫩的顶芽,生长素的合成最多,B错误;生长素由顶芽运输到侧芽部位是主动运输过程,需要消耗ATP提供的能量,C错误;幼叶f细胞中的生长素能对基因组的表达进行调节,D正确。
10.(2016·江苏南通调研)科研人员研究了不同浓度的吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)和α 萘乙酸(NAA)对大豆根系生长的影响,结果如图所示。据此结果作出的判断,正确的是(  )
A.IAA、IBA和NAA都是植物细胞合成的微量有机物
B.促进大豆根系生长的最适浓度IAA>NAA>IBA
C.IAA、IBA和NAA对大豆根系的生长作用都表现出两重性
D.随浓度增大,NAA对大豆根系生长的抑制作用比IBA更显著
[导学号29520505] 解析:选D。IAA和IBA都是植物细胞合成的微量有机物,NAA是人工合成的生长素类似物,A错误;图示的结果不能得出促进大豆根系生长的最适浓度IAA>NAA>IBA,B错误;总根长高于对照的浓度为促进,低于对照的为抑制,图示的实验结果只有IAA对大豆根系的生长作用表现出两重性,C错误;图中所示的IBA和NAA的浓度均表现为抑制,相同浓度下,NAA对大豆根系生长的抑制作用比IBA更显著,D正确。
11.(2016·陕西西安开学摸底)在农业生产中,单子叶作物的农田中常会生长一些双子叶杂草,它们会影响农作物的生长,使粮食减产。在实际生产中,农户常用一定浓度的生长素类似物除去与单子叶农作物混生的双子叶杂草。如图表示不同浓度的生长素类似物对单子叶植物和双子叶植物的影响,请据图分析回答:
(1)生长素类似物作为除草剂的原理是:生长素对植物生长的作用具有__________,即(填“高”或“低”)______________浓度促进生长,________浓度抑制生长。
(2)图中代表单子叶农作物的曲线是______(填序号)。
(3)所用的生长素类似物的浓度最好在图中______左右(用字母表示)。
(4)当生长素类似物的浓度在B~C段时,其对曲线①所代表的植物的作用是______________。
(5)植物的顶芽优先生长,而侧芽生长受到抑制的现象叫做____________。造成顶端优势的原因是________________________________________。农业生产活动中,可以通过适时摘除棉花的____________,解除________________,提高产量。
[导学号29520506] 解析:(1)生长素的作用具有两重性,即低浓度起促进作用,高浓度起抑制作用。(2)由题意可知,一定浓度的生长素类似物能除去与单子叶农作物混生的双子叶杂草,由此可以推出双子叶植物对生长素更敏感,分析题图曲线可知,①对生长素敏感,是双子叶植物,②对生长素较不敏感,是单子叶植物。(3)分析题图可知,D点对应的生长素浓度能有效抑制双子叶植物的生长,且对单子叶植物具有促进作用,因此所用的生长素类似物的浓度最好在图中D点。(4)生长素类似物的浓度在B~C段时,其对曲线①所代表的植物的作用是促进作用。(5)顶端优势是由于顶芽产生的生长素在侧芽部位积累,使侧芽部位的生长素浓度过高,抑制侧芽生长,顶芽生长素浓度低,优先生长;摘除顶芽,侧芽部位生长素的来源暂时受阻,侧芽部位生长素浓度降低,顶端优势解除。
答案:(1)两重性 低 高
(2)②
(3)D
(4)促进生长
(5)顶端优势 顶芽产生的生长素向下运输在侧芽处积累,抑制侧芽生长 顶芽 顶端优势
12.(2015·高考四川卷)植物侧芽的生长受生长素(IAA)及其他物质的共同影响。有人以豌豆完整植株为对照进行了以下实验:
实验一:分组进行去除顶芽、去顶并在切口涂抹IAA处理后,定时测定侧芽长度,见下图1;
实验二:用14CO2饲喂叶片,测定去顶8
h时侧芽附近14C
放射性强度和IAA含量,见下图2。
(1)IAA是植物细胞之间传递________的分子,顶芽合成的IAA通过________方式向下运输。
(2)实验一中,去顶32
h时Ⅲ组侧芽长度明显小于Ⅱ组,其原因是________________________________________________________________________。
(3)实验二中,14CO2进入叶绿体后,首先能检测到含14C
的有机物是________,该物质被还原成糖类需要光反应提供________。a、b两组侧芽附近14C信号强度差异明显,说明去顶后往侧芽分配的光合产物________。
(4)综合两个实验的数据推测,去顶8
h时Ⅰ组和Ⅲ组侧芽附近的IAA浓度关系为:Ⅰ组________(大于/小于/等于)Ⅲ组;去顶8
h时Ⅱ组侧芽长度明显大于Ⅰ组,请对此结果提出合理的假设:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[导学号29520507] 解析:(1)激素与靶细胞的受体结合后,对靶细胞起调节作用,所以激素是细胞之间传递信息的分子;顶芽合成的IAA能定向向形态学下方运输,这种运输方式称为极性运输,极性运输是主动运输。
(2)与Ⅱ组相比,Ⅲ组去除顶芽后涂抹了IAA,IAA仍能由顶端向下运输并在侧芽处积累,抑制了侧芽生长,故侧芽长度明显小于Ⅱ组。
(3)在暗反应中,CO2被五碳化合物固定生成三碳化合物,三碳化合物被还原成糖类需要光反应提供[H]和ATP。由实验二a、b两组数据可知,b组14C信号强度较大,说明去顶后往侧芽分配的光合产物增多。
(4)由实验一可知,去顶8
h时Ⅱ组和Ⅲ组侧芽的长度相等,而根据实验二可知,去顶8
h时a组和b组IAA浓度相等,因a组等同于Ⅰ组,b组等同于Ⅱ组,故推测Ⅰ组IAA浓度等于Ⅲ组。比较Ⅰ组和Ⅱ组的差异,以及a组和b组的差异可知,去顶8
h时Ⅱ组侧芽长度明显大于Ⅰ组的原因主要是光合产物的分配能影响侧芽的生长。
答案:(1)信息 主动运输 (2)涂抹的IAA运输到侧芽附近,高浓度的IAA抑制了侧芽的生长 (3)三碳化合物 [H]和ATP 增多 (4)等于 Ⅱ组去顶后往侧芽分配的光合产物增多,促进侧芽生长
13.(2016·湖北仙桃月考)油菜素内酯是植物体内一种重要的激素,为探究油菜素内酯(BL)对生长素(IAA)生理作用的影响,研究人员做了如下实验。
(1)实验一:利用不同浓度的BL和IAA处理油菜萌发的种子,观察其对主根伸长的影响,结果如图所示:
由图可知,单独IAA处理,对主根伸长的影响是____________________________;BL与IAA同时处理,在IAA浓度为________nM时,BL对主根伸长的抑制作用逐渐增强;当IAA浓度继续增加时,BL对主根伸长的影响是____________________。
(2)实验二:用放射性碳标记的IAA处理主根,检测油菜素内酯对于生长素运输的影响,实验方法及结果如下:
上图表明BL可以________(促进/抑制)生长素运输,且对__________(运输方向)的作用更显著。
[导学号29520508] 解析:(1)分析图形可知,BL含量为0的实线即单独IAA处理的曲线,表明生长素的作用具有双重性,对主根伸长的影响是低浓度促进伸长,高浓度抑制伸长;BL含量为100
nM的虚线即BL与IAA同时处理的虚线,在IAA浓度为0~10
nM时,虚线明显低于实线,说明BL对主根伸长的抑制作用逐渐增强;当IAA浓度继续增加时,BL对主根伸长的影响是抑制作用减弱。(2)分析图形可知,两种实验条件下都检测到了放射性碳标记的IAA,说明生长素在根尖可以双向
运输;与空白对照组相比,BL处理的组别放射性碳标记的IAA含量都升高,说明BL可以促进生长素运输;右侧的柱状图显示,BL处理的组别比对照组的放射性碳标记的IAA含量明显升高,说明生长素从尖端向中部运输的促进作用更显著。
答案:(1)低浓度促进伸长,高浓度抑制伸长 0~10 抑制作用减弱
(2)促进 极性运输(尖端向中部)第27讲 通过激素的调节 神经调节与体液调节的关系
[考纲点击] 1.脊椎动物激素的调节(Ⅱ) 2.脊椎动物激素在生产中的应用(Ⅱ) 3.神经、体液调节在维持稳态中的作用(Ⅱ) 4.体温调节、水盐调节和血糖调节(Ⅱ) 5.实验:模拟尿糖的检测
一、激素调节
1.促胰液素的发现
(1)斯他林和贝利斯的假设:在盐酸的作用下,小肠黏膜产生了能促进胰腺分泌胰液的化学物质。
(2)实验验证过程
稀盐酸小肠黏膜提取液静脉―→促进胰腺分泌胰液
2.激素调节的概念:由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行的调节。
3.人体内的主要内分泌腺及其分泌激素[连一连]


激素的化学本质
激素大多为多肽和蛋白质类激素,可着重记住性激素、甲状腺激素和肾上腺素这三类非蛋白质类激素。
二、激素调节的实例
1.血糖调节
(1)促进肝糖原和肌糖原合成的激素是胰岛素,产生该激素的细胞是胰岛B细胞。
(2)促进肝糖原分解的激素是胰高血糖素,它与胰岛素的关系是拮抗作用。
2.激素的分泌调节——反馈调节(以甲状腺激素为例)
3.体温调节
(1)人体热量的主要来源:细胞中有机物的氧化放能。
(2)主要的产热器官:骨骼肌和肝脏。
(3)炎热环境中体温调节的效应器:汗腺、毛细血管等。
(4)体温平衡的实质:人体的产热量和散热量的动态平衡。
(5)调节中枢:下丘脑。
(6)调节方式:神经—体液调节。
4.水盐调节
(1)调节中枢:下丘脑。
(2)调节途径
①渴感的产生与饮水:下丘脑渗透压感受器→大脑皮层→产生渴感,主动饮水
②水分的重吸收:下丘脑渗透压感受器→垂体抗利尿激素肾小管、集合管尿量减少
三、神经调节和体液调节
1.区别
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、比较局限
较广泛
作用时间
短暂
比较长
2.联系
(1)不少内分泌腺直接或间接受中枢神经系统的调节。
(2)内分泌腺所分泌的激素可以影响神经系统的发育和功能。
1.甲状腺激素的分级调节
(1)甲状腺激素的分泌是分级调节,又存在负反馈调节。
(2)甲状腺激素浓度过高对下丘脑、垂体具有抑制作用。
2.血糖调节
(1)胰岛素是唯一降血糖的激素。胰岛素能促进组织细胞对血糖的摄取、利用和储存。
(2)胰岛A细胞、胰岛B细胞既能接受血糖浓度刺激,也能接受神经递质的刺激。
(3)糖尿病的三多一少:多饮、多食、多尿和体重减少。
3.体温调节机制
(1)体温平衡决定于产热和散热平衡,健康的恒温动物产热始终等于散热。
(2)人体的热量主要来自有机物的氧化分解。
(3)人体热量散失主要通过汗液的蒸发、皮肤血管散热。
4.抗利尿激素的分泌、作用
(1)下丘脑内分泌细胞分泌,垂体释放。
(2)作用于肾小管、集合管。
(3)促进肾小管、集合管对水分的重吸收。
考法一 以实验为基础,考查脊椎动物的激素调节
1.激素的种类、特点及功能
(1)高等动物主要激素的分泌器官、功能及相互关系
(2)激素调节的特点
①微量和高效;②通过体液运输;③作用于靶器官、靶细胞。
(3)激素间的相互作用
①协同作用:不同激素对同一生理效应都发挥相同作用,如生长激素和甲状腺激素在促进生长发育方面具有协同作用。
②拮抗作用:不同激素对同一生理效应发挥相反作用,如胰岛素和胰高血糖素在调节血糖方面具有拮抗作用。
(4)动物激素在生产中的应用
类别
例子
原理及作用
催情激素
鱼类脑垂体激素、促性腺激素
诱发鱼类的发情和产卵,提高鱼类的受精率
昆虫外激素
性引诱剂(性外激素类似物)
干扰雌、雄昆虫正常交配,用于农业害虫的防治和监测
高等动物激素
生长激素、性激素
促进奶牛、猪、羊的生长;缩短猪等动物的生长周期,提高产量
2.激素的分泌调节
(1)神经调节
下丘脑
由模式图可知:在此种调节方式中,某些内分泌腺本身就是反射弧效应器的一部分。胰岛素和胰高血糖素的分泌除直接感知血糖变化的刺激外,也可直接接受有关神经的调控。
(2)分级调节
由模式图可知:下丘脑能够控制垂体,垂体控制相关腺体,这种分层控制的方式称为分级调节。
(3)反馈调节
①正反馈调节
②负反馈调节
 激素功能的常见实验验证方法
(1)一般思路

(2)方法示例
①验证甲状腺激素的功能
a.饲喂法
b.摘除法和注射法
②验证胰岛素的生理功能
小白鼠
视角1  通过分析判断或实验考查激素的种类、作用及其化学本质的辨析
1.(原理分析类)下列物质可以在人体同一个细胞中合成的是(  )
A.胰岛素和胰高血糖素
B.甲状腺激素和促甲状腺激素
C.胰岛素和胰蛋白酶
D.抗利尿激素和RNA聚合酶
解析:选D。A项:胰岛素在胰岛B细胞中合成,胰高血糖素在胰岛A细胞中合成。B项:甲状腺激素是甲状腺合成的,而促甲状腺激素是垂体合成的。C项:胰蛋白酶是由胰腺中的外分泌腺合成的,而胰岛素是胰腺中的内分泌腺合成的。D项:抗利尿激素是下丘脑分泌细胞合成的,下丘脑分泌细胞中一定含有RNA聚合酶,控制相关蛋白质的合成。
2.(实验判断类)科研人员分别给三只大白鼠注射了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种激素,下表表示的是注射相应激素一段时间后出现的生理反应:
注射的激素
生理反应

出现低血糖症状,甚至昏迷

蛋白质合成加快,软骨生长明显

呼吸、心率加快,体内产热量增加
据此判断Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种激素的化学名称分别是(  )
A.胰岛素、生长激素、甲状腺激素
B.生长激素、胰岛素、甲状腺激素
C.甲状腺激素、胰岛素、生长激素
D.胰高血糖素、生长激素、甲状腺激素
解析:选A。胰岛素具有降低血糖浓度的作用,体内含量过高时,血糖浓度过度降低,会出现低血糖症状;生长激素具有促进蛋白质的合成与骨的生长的作用;甲状腺激素具有促进新陈代谢的作用,可以增加产热量。
视角2  以示意图分析的形式,考查激素的分级调节和反馈调节
3.(概念模型类)(2016·浙江宁波一检)下图为人体甲状腺激素分泌的调节示意图,图中①②③为激素。下列叙述不正确的是(  )
A.含量甚微的①经过分级调节作用,可明显增加③的分泌
B.激素②是调节甲状腺细胞分泌功能的主要激素
C.血液中③的浓度过低时,对下丘脑和垂体的促进作用减弱
D.③几乎作用于全身的靶细胞,促进其细胞代谢
解析:选C。该图为甲状腺激素分泌的分级调节和反馈调节示意图。下丘脑通过分泌促甲状腺激素释放激素①促进垂体分泌促甲状腺激素②,垂体分泌的促甲状腺激素②促进甲状腺分泌甲状腺激素③,且激素在体内含量极少,故含量甚微的①经过分级调节作用,可明显增加③的分泌,A正确;由前面分析可知,激素②促甲状腺激素是调节甲状腺细胞分泌功能的主要激素,B正确;当血液中甲状腺激素③的含量低于正常值时,甲状腺激素对下丘脑、垂体的抑制作用会减弱,下丘脑、垂体通过增加激素①②的分泌量,促进甲状腺激素③的分泌,C错误;甲状腺激素③随血液运到全身,几乎作用于体内所有的细胞,提高细胞代谢的速率,D正确。
4.(模式图类)(2016·吉林实验中学模拟)下图表示信号传导的一种方式。X表示产生信息分子Z的细胞,Y是Z的靶细胞。下列对应关系合理的是(  )
A.X是传入神经元,Y是肌细胞,Z使Y发生膜电位的变化
B.X是下丘脑细胞,Y是垂体细胞,Z促进Y分泌促激素
C.X是胰岛A细胞,Y是肌细胞,Z促进Y中储能物质水解
D.X是甲状腺细胞,Y是垂体细胞,Z促进Y分泌作用于X的激素
解析:选B。神经元产生的神经递质不经过血液运输,而是通过特殊的突触结构作用于肌细胞;下丘脑细胞分泌的促激素释放激素,作用于垂体,促使垂体产生促激素,通过血液运输后,到达靶细胞并作用于靶细胞;胰岛A细胞产生胰高血糖素,只能作用于肝细胞;若X是甲状腺细胞,Y是垂体细胞,则X产生的甲状腺激素会抑制垂体分泌促激素。
5.(坐标曲线实验类)(2016·福建福州质检)对小鼠按下列步骤进行实验:①注射放射性碘,②注射一定量促甲状腺素。定时进行甲状腺放射性强度检测,结果如图所示,下列分析正确的是(  )
A.放射性碘经协助扩散进入甲状腺细胞
B.若不注射促甲状腺激素,曲线下降速率加大
C.图示时间内,小鼠血液中甲状腺激素不含放射性碘
D.曲线下降段,小鼠代谢终产物中能检测到放射性碘解析:选D。碘是合成甲状腺激素的原料,甲状腺细胞通过主动运输逆浓度梯度吸收碘,A错误;注射促甲状腺激素能够促进甲状腺细胞利用更多的放射性碘来合成甲状腺激素,导致甲状腺放射性强度下降,故若不注射促甲状腺激素,曲线下降速度减小,B错误;图示时间内,小鼠甲状腺细胞能够利用放射性碘来合成甲状腺激素释放到血液,C错误;血液中的含放射性碘甲状腺激素会分解释放放射性碘,D正确。
考法二 以模式图为载体,考查人体血糖调节
1.探究血糖调节机制
(1)血糖平衡的调节
①调节方式:神经—体液调节。
②过程
2.糖尿病的发病机理及其治疗
(1)发病机理
病症:“三多一少”,即多饮、多食、多尿,身体消瘦、体重减轻。
(2)糖尿病的防治
较轻患者可通过控制饮食,配合降血糖药物进行治疗,对于较重患者,可静脉注射胰岛素进行治疗。
 胰岛素和胰高血糖素分泌的调节
血糖调节过程中的核心问题是胰岛素和胰高血糖素分泌的调节,其中既有神经调节途径也有体液调节途径,总结如下:
(1)影响胰岛素分泌的因素
①血糖含量的调节(最主要);
②胰高血糖素的影响:胰高血糖素可直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,又可通过升高血糖含量而间接促进胰岛素的分泌;
③神经调节。
(2)影响胰高血糖素分泌的因素
①血糖含量的调节(最主要);
②胰岛素的影响:胰岛素可直接作用于胰岛A细胞,抑制胰高血糖素的分泌;
③神经调节。
视角1  通过图解考查血糖的来源和去路
1.下列有关糖类代谢及调节的叙述,正确的是(  )
A.在肌肉、肝脏细胞中,②过程均可发生
B.胰岛B细胞分泌的激素促进①③过程
C.胰岛A细胞分泌的激素促进④过程
D.胰岛素促进④⑤⑥等过程
解析:选D。在肌肉细胞中,不发生②过程,A错误;胰岛B细胞分泌的激素是胰岛素,它的作用是降低血糖,B错误;胰岛A细胞分泌的激素是胰高血糖素,它的作用是升高血糖,C错误。④⑤⑥三个过程都是使血糖降低的过程,胰岛素能促进这些过程的进行,D正确。
视角2  以模型分析、实验分析的形式,考查对血糖调节的理解
2.(概念模型类)(2016·河北保定模拟)下图是血糖调节的部分过程图。甲、乙表示器官,a、b表示相应激素。下列说法中正确的是(  )
A.器官甲、乙的名称分别是胰岛、肾上腺
B.激素a能够促进过程①,抑制过程②
C.激素b是唯一能够升高血糖的激素
D.激素b的作用结果反过来会影响激素b的分泌
解析:选D。器官甲、乙依次表示胰腺和肝脏(胰岛素能够促进葡萄糖合成肝糖原,胰高血糖素能促进肝糖原的分解,可知乙为肝脏),A错误;激素a能够降血糖,为胰岛素,激素b为胰高血糖素,激素a对过程①和②均为促进作用,B错误;升血糖的激素还有肾上腺素,C错误;胰高血糖素的分泌量与血糖浓度之间存在负反馈调节,D正确。
3.(实验分析类)(2016·北京十二校综测)实验室内有一群基因突变的老鼠,这些老鼠只要按时喂食并且不让它们运动,它们就能维持正常生活,当它们进食后,它们的血糖浓度会轻微上升,然后下降至一个恒定水平;然而只要让老鼠运动或禁食一餐,它们的血糖浓度就会迅速下降,进而昏迷。这些突变老鼠出现上述状况的原因最可能是(  )
A.胰岛B细胞受损
B.胰岛A细胞中胰高血糖素基因缺失
C.无法将血糖合成肝糖原
D.体内细胞缺乏胰高血糖素的受体
解析:选D。进食后血糖轻微上升,后降至一个恒定状态,说明胰岛B细胞正常,A错误;基因突变不会导致基因缺失,B错误;若无法将血糖合成肝糖原,则进食后血糖浓度无法下降,C错误;最可能的原因是体内细胞缺乏胰高血糖素的受体,靶细胞无法识别结合胰高血糖素,无法接受上升血糖的信息,血糖浓度无法上升,D正确。
视角3  以坐标曲线分析的形式,考查对血糖调节过程中各种量的变化关系
4.(2016·北京朝阳检测)如图是血糖调节模型,有关叙述正确的是(  )
A.曲线ab段与曲线ef段血糖浓度上升的原因相同
B.曲线bc段与曲线de段血液中胰岛素变化趋势相同
C.fg段血糖维持相对稳定是神经—激素调节的结果
D.当血糖偏低时,胰高血糖素可促进肝糖原和肌糖原的水解
解析:选C。ab段血糖浓度上升是由于食物中糖类的消化吸收引起的,而ef段血糖浓度上升是由于肝糖原的分解和非糖物质转化导致,A错误;bc段血糖浓度偏高,导致胰岛素分泌增多,de段血糖浓度偏低,导致胰岛素分泌减少,B错误;肌糖原不能直接水解产生葡萄糖,血糖浓度偏低时胰高血糖素可促进肝糖原分解和非糖物质转化来补充血糖,D错误。
考法三 以过程图为载体,考查人体体温调节和水盐调节
1.探究体温调节机制
(1)低温环境
(2)高温环境
2.探究水盐平衡调节机制
(1)调节机制:神经—体液调节机制。
(2)参与的激素:主要为抗利尿激素。
①产生:下丘脑产生。
②释放:垂体后叶释放。
③作用部位:肾小管和集合管。
④功能:促进肾小管和集合管对水分的重吸收。
(3)调节过程
 巧判激素分泌调节的三种类型
(1)甲状腺激素、性激素等分泌调节属于甲类型,即:
(2)抗利尿激素的分泌调节属于乙类型,即由下丘脑合成,垂体分泌。
(3)胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素等的分泌调节属于丙类型,即:
视角1  以案例分析或曲线分析的形式,考查体温调节
1.(曲线图类)(2016·浙江嘉兴测试)某成年人从25
℃环境来到10
℃环境中,体温维持正常,其散热变化如下图所示。下列叙述正确的是(  )
A.a~b段的散热量少于产热量
B.b~c段散热加快是由于汗液分泌增加
C.c~d段皮肤血管逐渐舒张
D.d~e段的产热速率大于a~b段
解析:选D。a~b段,体温维持正常,散热量等于产热量;b~c段散热加快是由于温度降低,温差增大;c~d段由于温度降低,皮肤血管收缩,散热减少;d~e段表示机体经调节后,产热散热相对稳定,且产热速率大于a~b段。
2.(概念模型图类)如图是人体体温调节部分示意图。冬天,一个健康男子在室外静静地等车,下列有关其体温调节的说法,不正确的是(  )
A.该男子体温调节中枢一直处于调节体温稳定的较兴奋状态
B.该男子体内热量主要来自④的产热
C.②③、②⑤均属于神经调节
D.⑦⑧的活动增强,会引起③④⑤⑥的活动相应增强
解析:选D。由于该男子一直处于较低温度下,所以其体温调节中枢一直接受来自①的兴奋,故一直处于较兴奋状态。安静状态下,机体产生的热量主要来自内脏。下丘脑可通过有关神经控制皮肤血管及骨骼肌,故②③、②⑤均属神经调节。肾上腺分泌的肾上腺素和甲状腺分泌的甲状腺激素可促进机体细胞代谢,但是并不能支配汗腺的分泌及皮肤血管的收缩(二者受神经支配)。
视角2  以案例分析或曲线分析的形式,考查水盐平衡调节
3.(生理过程图类)(2016·江苏南通调研)下图为人体细胞外液渗透压升高时的部分调节过程示意图,其中甲、乙、丙表示结构。下列相关叙述错误的是(  )
―→―→―→―→
A.食物过咸会导致细胞外液渗透压升高
B.结构甲、乙分别是下丘脑和垂体
C.抗利尿激素在结构甲细胞中合成
D.结构丙对水的重吸收减少,尿量减少
解析:选D。饮水不足、体内失水过多或食物过咸都会导致细胞外液渗透压升高,A正确;分析图示可知,结构甲、乙分别是下丘脑(渗透压感受器)和垂体,B正确;抗利尿激素由下丘脑的内分泌细胞合成,C正确;结构丙为肾小管和集合管,对水的重吸收减少,尿量增加,D错误。
4.(多曲线坐标类)下列是关于抗利尿激素调节的曲线图,下列叙述正确的是(  )
A.图甲可表示食物过咸时,抗利尿激素分泌量与渗透压变化的关系
B.图乙可表示饮水过多时,抗利尿激素分泌量与渗透压变化的关系
C.图丙可表示渗透压升高时,抗利尿激素分泌量的变化
D.图丁中a点时注射的不可能是抗利尿激素
解析:选C。食物过咸时,细胞外液渗透压升高,抗利尿激素分泌增加,图甲不符合,图丙符合。饮水过多时,细胞外液渗透压下降,抗利尿激素分泌减少,图乙不符合。尿液中尿素、Na+、K+浓度都升高,可能是因为抗利尿激素含量增多,肾小管和集合管对水的重吸收能力增强,尿量减少,从而使尿液中的溶质浓度升高。
5.(表格信息类)给实验用的大鼠静脉注射大量的低渗食盐水后,分别从其膀胱(暂时贮存尿液)和动脉采集尿液和血液并进行成分分析,结果如表。据此结果可以推测注射食盐水后(  )
血浆
尿液
体积(mL/单位时间)
Na+(mg/kg)
K+(mg/kg)
Na+(mg/kg)
K+(mg/kg)
注射食盐水前
25
15
35
155
45
注射食盐水后
40
12
30
135
37
A.细胞外液渗透压升高
B.垂体释放抗利尿激素减少
C.肾小管重吸收水能力增强
D.胰岛B细胞分泌胰岛素增加
解析:选B。由表格数据分析,注射大量的低渗食盐水后血浆中Na+浓度降低了,所以细胞外液渗透压降低;由表中数据知,注射食盐水后尿液增多,说明抗利尿激素的分泌减少,肾小管重吸收水能力减弱;胰岛B细胞分泌胰岛素与该过程无关。
  模拟尿糖的检测
1.实验原理
(1)葡萄糖试纸是一种酶试纸,由葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和某种无色的化合物固定于滤纸上制成的。
(2)当尿液滴加到酶试纸上时,尿液中的葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下生成葡萄糖酸和过氧化氢,过氧化氢在过氧化氢酶的催化作用下形成水和氧,氧可以将滤纸上无色的化合物氧化成有色的化合物,使试纸呈现特定的颜色,再与标准比色卡相比对,即可知道尿液中葡萄糖的含量。
2.实验流程
3.实验注意事项
(1)取液过程中滴管不能混用。
(2)在现实中,医生不能仅凭一份尿液样本就断定某人是否患糖尿病,因为在一次性大量食用糖的时候,也会使尿中含有少量的糖。在判断是否患糖尿病时,要根据尿糖检测结果结合病人的饮食来综合判断。
「典例引领」
人体内的血糖浓度总是维持在一个适当的水平。当血糖代谢失去平衡时,人体就会患低血糖病或糖尿病。某学校的学生兴趣小组作了以下的模拟尿糖的检测实验和问题讨论,请根据以下材料完成相关的内容:
(1)实验材料:试管,试管架,滴管,清水,葡萄糖溶液,蛋白质溶液,葡萄糖试纸(遇葡萄糖会出现一定的颜色),模拟的尿液样本甲、乙两份。
(2)实验目的:学会用葡萄糖试纸检测尿液中是否存在葡萄糖的方法。
(3)实验步骤
①取________支试管,分别编号,并放在试管架上。
②在上述试管中________________________________________________________________________
________________________________________________________________________

③将葡萄糖试纸放到干净的纸巾上。
④然后用1支干净的滴管,从1号试管中吸取适量液体滴2滴在葡萄糖试纸上。
⑤________________________________________________________________________。
⑥________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
⑦将5张试纸进行比较分析,得出实验结论。
(4)问题讨论
①某同学实验所得的5张试纸的现象没有很大区别,最可能的原因是什么?________________________________________________________________________。
②除了用葡萄糖试纸检验糖尿病病人的尿液中是否含有葡萄糖外,还可以用什么方法?________________________________________________________________________。
[解析] 本题考查模拟尿糖的检测实验的相关问题。根据提供的实验材料,可知用葡萄糖试纸进行检测。实验材料中“清水,葡萄糖溶液,蛋白质溶液,模拟的尿液样本甲、乙两份”提示将5份样本做对照。在设计实验步骤时,要注意运用单一变量和等量原则。
[答案] (3)①5 ②1~5号分别加入等量的清水、葡萄糖溶液、蛋白质溶液、甲尿液、乙尿液 ⑤观察和记录葡萄糖试纸的颜色变化 ⑥重复步骤④,用葡萄糖试纸测试另外4种溶液,记录每次测试的葡萄糖试纸的颜色变化
(4)①可能是用同1支滴管取液体样本(其他合理的答案也可以) 
②斐林试剂水浴加热出现砖红色沉淀(其他合理的答案也可以)
「对位训练」
1.尿液检查是诊断泌尿系统疾病的重要依据,对于某些全身性病变以及身体其他脏器影响尿液改变的疾病,如糖尿病、血液病、肝胆病等的诊断也有重要的参考价值。尿糖检测的原理如下图所示。下列有关叙述正确的是(  )
A.过程④为比色,若试纸呈深棕色,说明形成了较多的氧化亚铜沉淀,可推出此人尿液中含较多的葡萄糖
B.刚采集的尿液与双缩脲试剂反应后若呈紫色,说明尿中含有蛋白质
C.某人经尿糖检测后有有色物质生成,可确定患有糖尿病
D.为确诊患有糖尿病,还应检测血液中胰岛素浓度
解析:选D。若试纸呈深棕色,可推出尿液中含较多的葡萄糖,但不是形成了较多的氧化亚铜;双缩脲试剂用于鉴定蛋白质,是由于蛋白质含有肽键,可以与双缩脲试剂反应产生紫红色的络合物,尿液中的尿素含有类似肽键的结构,所以也能与双缩脲试剂反应;尿中含糖并不等于其患糖尿病。
2.医生怀疑张某尿糖的病因是肾脏病变而不是糖尿病。提供胰岛素等实验所需用品,在高中实验室的现有条件下,设计一个简单实验,以验证医生对张某病因的猜想。(胰岛素的给药量、给药时间及药物作用时间不作要求)
(1)实验原理:病变肾脏的________功能下降,会导致尿糖;糖尿病患者是________________,导致血糖过高,超过肾糖阈而尿糖。
(2)请续写实验步骤
①早餐后2
h,收集张某尿液2
mL装入试管A;________________,次日早餐后2
h,收集张某尿液2
mL装入试管B。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)结果分析
若试管中溶液显色情况为________________________,则张某为肾病患者;
若试管中溶液显色情况为________________________,则张某为糖尿病患者。
解析:本题考查模拟尿糖的检测实验的拓展和实验探究能力。设计的基本思路是:肾脏病变引起的尿糖与胰岛素无关,注射胰岛素前后都出现尿糖症状;糖尿病与胰岛素有关,注射一定量胰岛素后,尿糖症状消失。因此可通过注射胰岛素前后对照进行检测。检测尿糖的方法限定在高中实验室的现有条件下,可用斐林试剂(或班氏试剂等)进行检测。
答案:(1)重吸收 胰岛素分泌不足 (2)①向张某注射一定量胰岛素
②向A、B两试管中均加入等量新配制的斐林试剂,60
℃水浴加热2
min,观察显色情况 (3)A、B均显砖红色 A显砖红色、B显蓝色
[误区补短]
易错点1 下丘脑在人体生命活动调节中的功能辨析不清
[点拨] (1)作为神经中枢
①调节血糖平衡:下丘脑内有血糖调节中枢,该中枢通过神经直接作用于胰岛细胞,调节胰岛素和胰高血糖素的分泌。
②调节体温恒定:体温调节中枢主要位于下丘脑中。
③调节水盐平衡:水盐平衡的调节中枢位于下丘脑。
(2)作为感受器:下丘脑中有渗透压感受器,可以感受人体内环境中渗透压的改变。
(3)作为效应器:下丘脑可以合成抗利尿激素。
(4)具有分泌功能:下丘脑是内分泌平衡的调节中枢,通过分泌多种促激素释放激素作用于垂体,通过控制垂体的功能来控制其他内分泌腺的活动。
易错点2 有关血糖调节的几个易错问题
[点拨] (1)胰岛素和胰高血糖素是血糖调节的主要激素。(2)胰岛素抑制胰高血糖素的分泌,胰高血糖素促进胰岛素的分泌。(3)血糖调节以体液调节为主,胰岛素是唯一降低血糖浓度的激素。(4)在升高血糖浓度方面,胰高血糖素和肾上腺素有协同作用;在加快代谢方面,肾上腺素和甲状腺激素有协同作用。
易错点3 关于体温及体温调节的几个易错点归纳
[点拨] (1)分清体温感觉中枢、调节中枢及感受器
①体温感觉中枢——即产生“冷觉”“热觉”的场所,位于大脑皮层,体温调节中枢,位于下丘脑。②温度感受器——为感觉温度变化的神经末梢,广泛分布于皮肤、黏膜及内脏器官中。
(2)高温、低温条件下体温调节机理不完全相同
①在寒冷环境中,下丘脑通过有关神经支配肾上腺分泌肾上腺素,使代谢加强,产热增多,这属于神经—体液调节;下丘脑通过分泌促甲状腺激素释放激素,促进垂体分泌促甲状腺激素,进而促进甲状腺分泌甲状腺激素,增加产热,属于体液调节;另外,下丘脑还可通过有关神经调节使骨骼肌战栗、皮肤血管收缩、立毛肌收缩等,这属于神经调节,故在寒冷环境中的体温调节属于神经—体液调节。②在高温环境中的体温调节则无激素调节,仅由下丘脑通过神经支配皮肤中的血管、汗腺进行调节,即仅有神经调节。
易错点4 对反馈调节的答题不准确
[点拨] (1)若为“调节机制”一般答(负)反馈调节,一般不答分级调节;若为“调节方式”一般答神经调节或神经—体液调节或神经—体液—免疫调节。
(2)垂体分泌的促激素作用于相应腺体,并使该腺体分泌相应的激素,但不能负反馈于下丘脑。
微观清障
1.判断下列有关脊椎动物激素调节及其应用的叙述
(1)(2014·全国卷Ⅰ
T1D)细胞产生的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递。(  )
(2)(2014·海南卷
T11D)垂体分泌促甲状腺激素受下丘脑调控。(  )
(3)胰岛素和胰高血糖素的化学本质是蛋白质。(  )
(4)激素被特异性运输到靶细胞或靶器官,因此激素只能作用于靶细胞或靶器官。(  )
(5)激素和酶都具有高效性,在非细胞条件下也能发挥作用。(  )
(6)胰高血糖素可为靶细胞提供能量。(  )
(7)垂体功能受损的幼犬会出现抗寒能力减弱等现象。(  )
答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)√
2.判断下列有关血糖、体温、水盐平衡调节过程的叙述
(1)(2015·天津卷
T3D)小鼠体内血糖浓度对胰高血糖素的分泌存在反馈调节。(  )
(2)(2015·上海卷
T1C改编)当环境温度接近体温时,人体维持体温恒定的散热方式是辐射。(  )
(3)胰岛A细胞与胰岛B细胞分泌的激素不同,但细胞核基因相同。(  )
(4)胰岛B细胞分泌胰岛素受血糖浓度和神经递质双重调节。(  )
(5)(2015·海南卷
T14D)下丘脑有体温调节中枢,也有感受体温变化的功能。(  )
(6)细胞外液渗透压升高时,垂体分泌的抗利尿激素增加。(  )
(7)(2014·四川卷
T1C)肝细胞中糖原与葡萄糖的转化只能单向进行。(  )
(8)外界温度降低→哺乳动物体温调节中枢兴奋→体温稳定。(  )
(9)下丘脑分泌的抗利尿激素可引起尿量增加。(  )
(10)内环境的渗透压下降会刺激下丘脑分泌抗利尿激素增加。(  )
答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)× (7)× (8)√ (9)× (10)×
[能力培优]
血糖平衡调节曲线模式图
 [信息解读]
(1)图1表示正常人和糖尿病患者的胰岛素浓度变化曲线,判断的依据是根据含量和变化波动幅度,含量多而且波动幅度大的A为正常人,B为糖尿病患者。
(2)图2表示正常人和血糖异常患者的血糖浓度变化曲线。根据初始浓度和波动范围去判断,波动范围在0.8~1.2
g/L且起点也在该范围中的b为正常人,a为高血糖或糖尿病患者,c为低血糖患者。
(3)图3表示人体饭后血糖、胰岛素和胰高血糖素三者之间的变化关系。血糖浓度升高时,能降低血糖浓度的胰岛素含量增加,而能升高血糖浓度的胰高血糖素的含量降低,当血糖浓度较低时,胰高血糖素含量增加。血糖浓度变化引起胰岛素、胰高血糖素浓度的变化,因此胰岛素、胰高血糖素浓度的变化稍落后于血糖浓度的变化。
强化训练
1.(2016·安徽芜湖模拟)下图是某人在摄食后及运动过程中血糖平衡调节示意图,其相关分析正确的是(  )
A.摄食后血糖浓度升高,与胰岛A细胞有关
B.血糖浓度正常水平的维持是通过反馈调节达成的
C.A点后血糖浓度降低,是因为胰岛素抑制肾小管对葡萄糖的重吸收
D.B点后血糖浓度升高,是因为胰高血糖素可以促进肌糖原的分解
解析:选B。分析图示可知,分泌物甲为胰岛素,分泌物乙为胰高血糖素。摄食后血糖浓度升高,与食物中的糖类经过消化、吸收有关,A错误;血糖浓度正常水平的维持是通过反馈调节达成的,B正确;A点后血糖浓度降低,是因为胰岛素促进组织细胞加速摄取、利用储存葡萄糖,C错误;胰高血糖素不能促进肌糖原分解,D错误。
2.糖尿病发病率近年来在全球多个国家呈上升趋势,糖尿病已成为威胁人类健康的十大杀手之一,图中甲为糖尿病患者,乙为健康人,下列相关叙述错误的是(  )
A.甲AB段与乙ab段相比,甲的胰岛B细胞中高尔基体和内质网的活动较弱
B.用斐林试剂对B、b点时尿液进行检查,一般情况下,水浴加热后只有B点出现砖红色
C.乙cd段血糖浓度下降的直接原因是血糖大量参与氧化供能
D.运动时,甲状腺激素的分泌量明显增多,随之胰高血糖素浓度降低
解析:选D。糖尿病患者体内胰岛素分泌异常,因此摄取葡萄糖后,糖尿病患者胰岛B细胞中高尔基体和内质网活动较弱;乙为正常人,开始运动后体内血糖大量参与氧化供能导致血糖浓度下降;人体运动时,甲状腺激素的分泌量增多,糖氧化分解加强,血糖浓度降低,因此胰高血糖素浓度增加。
考点一 脊椎动物激素的作用与调节
1.(2015·高考海南卷)关于动物体液调节的叙述,错误的是(  )
A.机体内甲状腺激素的分泌受反馈调节
B.与神经调节相比,体液调节迅速而准确
C.血液中某激素的浓度可反映该激素的分泌量
D.激素的分泌量可随内、外环境的改变而变化
[导学号29520466] 解析:选B。甲状腺激素分泌增多,可抑制下丘脑和垂体的分泌活动,从而减少甲状腺激素的分泌,此为反馈调节,A项正确;神经调节与体液调节相比,前者具有迅速、准确的特点,后者具有反应慢、作用范围广的特点,B项错误;激素产生后通过血液循环运输,血液中激素的浓度可反映该激素的分泌量,C项正确;环境温度及体内血糖浓度等条件的改变均可影响相关激素的分泌,D项正确。
2.(2016·安徽安庆模拟)动物被运输过程中,体内皮质醇激素的变化能调节其对刺激的适应能力。如图为皮质醇分泌的调节示意图。据图分析,下列叙述错误的是(  )
A.运输刺激使下丘脑分泌激素增加的结构基础是反射弧
B.图中M促进皮质醇分泌的过程属于神经—体液调节
C.皮质醇作用的靶细胞还包括下丘脑细胞和垂体细胞
D.动物被运输过程中,体内皮质醇含量先升高后逐渐恢复
[导学号29520467] 解析:选B。运输刺激对下丘脑的调节属于神经调节,其结构基础是反射弧,A正确;图中M促进皮质醇分泌的过程属于体液调节,B错误;皮质醇过多会通过负反馈调节下丘脑和垂体的活动,C正确;由于反馈调节,体内皮质醇含量先升高后逐渐恢复,D正确。
考点二 血糖调节
3.(2015·高考重庆卷)下表为某人血液化验的两项结果:
项目
测定值
参考范围
单位
甲状腺激素
10.0
3.1-6.8
p
mol/L
胰岛素
1.7
5.0-20.0
m
IU/L
据此分析,其体内最可能发生的是(  )
A.神经系统的兴奋性降低
B.血糖含量低于正常
C.促甲状腺激素分泌减少
D.组织细胞摄取葡萄糖加速
[导学号29520468] 解析:选C。A项,化验结果显示此人的甲状腺激素水平高于正常值,可能患有甲亢,甲状腺激素能提高神经系统的兴奋性,则此人神经系统的兴奋性较高。B项,此人血液中胰岛素含量低于正常值,可能患有糖尿病,所以此人的血糖含量要高于正常。C项,由于甲状腺激素的分级调节存在着负反馈调节机制,较高水平的甲状腺激素会抑制垂体分泌促甲状腺激素,导致促甲状腺激素分泌减少。D项,由于胰岛素含量低,组织细胞吸收利用葡萄糖的速度减慢。
4.(2016·江苏镇江模拟)给实验鼠静脉注射不同剂量的胰岛素,测得血糖的补充速率和消耗速率如图所示。下列相关分析正确的是(  )
A.随着曲线a的下降,非糖物质向葡萄糖转化的速率加快
B.曲线b的上升是胰岛素作用于肝脏、肌肉等细胞的结果
C.当胰岛素浓度为40
μU/mL时,在较长时间内血糖浓度会维持相对稳定
D.高浓度胰岛素条件下,下丘脑中控制胰岛A细胞分泌的神经中枢处于抑制状态
[导学号29520469] 解析:选B。分析曲线可知,随着血浆胰岛素含量升高,曲线a下降,即血糖补充速率下降,非糖物质向葡萄糖转化的速率降低,A错误;曲线b为血糖消耗速率,b的上升是胰岛素作用于肝脏、肌肉等细胞的结果,B正确;当胰岛素浓度为40
μU/mL时,血糖补充速率和血糖消耗速率相等,血糖浓度会维持暂时相对稳定,C错误;高浓度胰岛素条件下,血糖含量降低,下丘脑中控制胰岛A细胞分泌的神经中枢处于兴奋状态,D错误。
考点三 神经调节与体液调节
5.(2015·高考海南卷)关于人体生命活动调节的叙述,错误的是(  )
A.除激素外,CO2也是体液调节因子之一
B.肾上腺髓质的分泌活动不受神经纤维的支配
C.机体水盐平衡的维持受神经调节和体液调节
D.血糖浓度可影响胰岛素和胰高血糖素的分泌量
[导学号29520470] 解析:选B。本题考查人体生命活动调节的相关内容。除激素外,CO2、H+等也是体液调节因子,A正确;肾上腺髓质分泌肾上腺素受神经调节,B错误;机体水盐平衡的维持受抗利尿激素等的调节,而抗利尿激素的合成和分泌又受神经调节,C正确;血糖浓度升高会促进胰岛素的分泌,而血糖浓度降低会促进胰高血糖素的分泌,D正确。
考点四 体温调节与水盐调节
6.(2016·湖南长沙联考)成年健康小白鼠下丘脑的部分结构被破坏后,其代谢状况与环境温度的关系如下图,可能出现的情况是(  )
[导学号29520471] 解析:选D。小白鼠是恒温动物,下丘脑是体温调节中枢,若小白鼠下丘脑部分结构被破坏后,小白鼠不能维持正常体温,其耗氧量随环境温度的变化而变化,其中在最适温度时耗氧量最高,D项符合题意。
7.(2016·安徽合肥一检)TORC2蛋白与血糖的调节有关,当血糖浓度降低时,胰高血糖素可以活化该蛋白从而开启葡萄糖制造基因的表达,当血糖浓度升高到一定值时,该蛋白也可以促使相关基因关闭。下列相关说法正确的是(  )
A.葡萄糖制造基因表达时能促进化能合成作用合成葡萄糖
B.TORC2蛋白分子开关的功能与血糖的负反馈调节机制有关
C.TORC2蛋白是位于细胞膜上的胰高血糖素特异性受体
D.调节葡萄糖制造基因的TORC2蛋白在体细胞中都存在
[导学号29520472] 解析:选B。化能合成作用是自养型生物利用无机物合成有机物的方式,不能存在于动物体内,A错误;血糖浓度降低时,TORC2蛋白开启基因表达,使血糖浓度升高,血糖浓度升高到一定值时,该蛋白关闭相关基因,该过程属于负反馈调节,B正确;TORC2蛋白通过开启和关闭基因的表达发挥作用,可能位于细胞内,不可能是细胞膜上胰高血糖素的受体,C错误;TORC2蛋白只与血糖调节有关的基因表达有关,并不存在于所有细胞内,D错误。
8.(2016·四川联测促改二测)正常人的体温能维持在37
℃,是因为下丘脑体温调节中枢的“调定点”为37
℃,若“调定点”改变,体温将随之改变。流感病毒侵入某人机体后,机体发热至39
℃,持续一段时间后自动恢复正常,下列叙述错误的是(  )
A.体温由37
℃上升至39
℃的过程中,机体汗腺分泌减少
B.体温由37
℃上升至39
℃以后,体温调定点开始上升
C.体温由39
℃降至37
℃的过程中,机体散热大于产热
D.体温恢复正常是神经—体液—免疫调节网络作用的结果
[导学号29520473] 解析:选B。体温由37
℃升至39
℃的过程中,说明体内产热大于散热,所以机体汗腺分泌减少,A正确;体温由37
℃上升至39
℃以后,体温不再上升,说明体温调定点变为39
℃而不再升高,B错误;体温下降过程中,机体散热大于产热,C正确;体温恢复正常是神经—体液—免疫调节网络作用的结果,D正确。
9.下表是某患者血液中激素水平检验报告单的部分内容,据表分析错误的是(  )
检验名称
结果
单位
参考范围
甲状腺激素
98.5
pmol/L
9.01~19.5
促甲状腺激素
0.09
pmol/L
0.35~4.94
A.患者的细胞代谢速率高于正常水平
B.患者神经系统的兴奋性较正常人高
C.患者促甲状腺激素释放激素的含量低于正常水平
D.患者促甲状腺激素含量较低可能是缺碘造成的
[导学号29520474] 解析:选D。患者血液中甲状腺激素的含量明显高于参考范围,甲状腺激素能促进物质代谢、提高神经系统的兴奋性,因此,患者的细胞代谢速率高于正常水平,神经系统的兴奋性较高,A、B正确;血液中甲状腺激素含量偏高会抑制下丘脑和垂体的分泌活动,从而使患者下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素和垂体分泌的促甲状腺激素的量低于正常水平,C正确;缺碘时甲状腺激素的合成量减少,促甲状腺激素含量会升高,D错误。
10.(2016·福建厦门质检)GLUT 4是细胞膜上转运葡萄糖的载体。胰岛素浓度升高时,GLUT 4从细胞内的囊泡转移到细胞膜上;胰岛素浓度降低时,GLUT 4通过细胞膜内陷重新回到囊泡。下图为胰岛素作用机理模式图。下列说法正确的是(  )
A.胰岛素可以通过调控细胞膜上GLUT 4的数量来调节血糖的浓度
B.胰岛素作为信息分子,可直接参与细胞内的代谢过程
C.GLUT 4从囊泡转移到细胞膜上的过程,体现了生物膜的选择透过性
D.GLUT 4合成障碍的糖尿病患者,可通过注射胰岛素进行治疗
[导学号29520475] 解析:选A。结合题干信息:“胰岛素浓度升高时,GLUT 4从细胞内的囊泡转移到细胞膜上;胰岛素浓度降低时,GLUT 4通过细胞膜内陷重新回到囊泡”,A正确。胰岛素作为信号分子,只能传递调节细胞代谢的信息,其本身不直接参与细胞代谢,B错误。GLUT 4从囊泡转移到细胞膜上的过程,体现了生物膜的流动性,C错误。GLUT 4是细胞膜上转运葡萄糖的载体,一旦缺少,葡萄糖无法进入细胞内,这是胰岛素无法替代的,D错误。
11.
(2016·陕西西安模拟)如图表示正常成年人血液中化学物质(X)随时间变化的情况,相关叙述错误的是(  )
A.如果X代表血糖,在a→b时段血糖浓度的升高主要是因为肝糖原分解,则b→c的变化过程与血液中胰高血糖素的上升有关
B.如果X代表抗利尿激素,c→d时段肾小管和集合管细胞对水的通透性增大
C.如果X代表CO2,c→d时段,呼吸强度增加
D.如果X代表甲状腺激素,则分级调节过程可表示为下丘脑→垂体→甲状腺
[导学号29520476] 解析:选A。如果X代表血糖,在a→b时段血糖浓度的升高主要是因为肝糖原的分解,则b→c时段血糖含量下降主要是胰岛素发挥了作用;如果X表示抗利尿激素,c→d时段表示抗利尿激素分泌增多,抗利尿激素的作用是促进肾小管和集合管对水分的重吸收,因此该时段肾小管和集合管细胞对水的通透性增大;如果X表示CO2,c→d时段CO2浓度增大,表明呼吸作用增强;如果X表示甲状腺激素,则分级调节过程可表示为下丘脑→垂体→甲状腺。
12.(2016·四川德阳三联)如图为人体内某些信息分子作用的示意图,a、b、c、d表示信息分子,据图分析,下列叙述错误的是(  )
A.a、b、c、d都是通过血液循环到达靶细胞
B.c激素由下丘脑分泌,e表示水的重吸收过程
C.d表示胰岛素,通过促进葡萄糖的利用和转化降低血糖浓度
D.a、b、c、d都是与受体结合来发挥作用的
[导学号29520477] 解析:选A。由图分析可知,a是激素,b是神经递质,c是抗利尿激素,d是胰岛素,神经递质不需要通过血液传送,A错误;c是抗利尿激素,由下丘脑分泌,作用于肾小管和集合管,促进水的重吸收,B正确;d表示胰岛素,作用于胰岛,通过促进葡萄糖的利用和转化降低血糖浓度,C正确;激素和神经递质都需要和受体结合才能发挥作用,D正确。
13.(2016·广东广州摸底)如图为人体激素作用于靶细胞的两种机理示意图,根据所学生物学知识回答下列问题:
(1)若激素B是生长激素,则它是由________细胞合成的。
(2)若激素B是胰岛素,能与受体b特异性结合,产生生理效应,这体现了细胞膜的________________功能,如果受体b发生缺陷而不能与该激素结合,则可能引起血糖浓度______________。
(3)若该图表示下丘脑细胞,则细胞膜上除了有与激素结合的受体外,还可能具有与________
相结合的受体。
(4)若激素A是甲状腺激素,则它进入细胞后与受体结合,促使细胞合成特定的mRNA,再经过________过程合成新的蛋白质,进而促进细胞代谢。在维持内环境的相对稳定过程中,甲状腺激素含量的增加会抑制促甲状腺激素释放激素的分泌,这种调节方式属于________调节。
[导学号29520478] 解析:(1)生长激素是由垂体合成的。(2)与胰岛素特异性结合的受体b发生缺陷,胰岛素不能有效降低血糖,从而使血糖浓度升高。(3)下丘脑接受的信息分子除了激素外,还有神经递质。(4)mRNA与核糖体结合经翻译过程合成蛋白质。
答案:(1)垂体
(2)信息交流(信息传递) 升高
(3)(神经)递质
(4)翻译 负反馈
14.(2015·高考安徽卷)右图为人体生长激素分泌的调节示意图。
(1)细胞a分泌的激素对细胞c的分泌具有促进作用,而细胞b分泌的激素对细胞c的分泌具有抑制作用,则这两种激素对细胞c分泌生长激素的调节呈________关系。若生长激素分泌增多,将________(填“促进”或“抑制”)细胞b的分泌。
(2)下丘脑是神经系统和内分泌系统联系的枢纽。如发生急性低血糖时,对血糖浓度敏感的神经元可通过细胞a促进细胞c的分泌。在这个调节过程中,下丘脑神经内分泌细胞的作用是将__________________________转变为________________________。
(3)激素的作用范围较广泛,如生长激素可与全身脂肪细胞和软骨细胞等靶细胞的受体结合并发挥作用,这是因为________________________________________________________________________。
(4)运动能提高机体免疫功能,原因之一是生长激素可作用于胸腺,促进________分化。
[导学号29520479] 解析:(1)根据题意可知,细胞a和细胞b分泌的两种激素对细胞c分泌生长激素分别起促进和抑制作用,因此,这两种激素的调节呈拮抗关系。若生长激素分泌增多,将促进细胞b的分泌,进而抑制生长激素的分泌,从而维持生长激素含量的相对稳定。
(2)当发生急性低血糖时,该信息会刺激相应的神经元发出信息作用于下丘脑的a细胞,引起细胞c的分泌活动增强。在这个调节过程中,下丘脑神经内分泌细胞的作用是完成电信号到化学(激素)信号的转变。
(3)激素可通过体液运输到全身各处,所以激素的作用范围较广泛。
(4)在骨髓造血干细胞中产生的淋巴细胞一部分进入胸腺形成T细胞,在抗原刺激下,T细胞可以分化为效应T细胞和记忆细胞,从而显著增强人体免疫力。据此可知,运动能提高机体免疫功能是因为生长激素可作用于胸腺,促进T细胞的分化。
答案:(1)拮抗 促进 (2)神经系统活动的电信号 调节内分泌系统活动的激素信号 (3)激素通过体液运输到全身各处 (4)T细胞
15.(2016·福建厦门质检)尿液的形成和排出是在神经和体液的调节下完成的,其中排尿反射受脊髓和大脑皮层共同控制。平时,膀胱逼尿肌舒张,尿道内括约肌收缩,使膀胱贮存的尿液不致外流。下图为相关反射弧的部分示意图,请分析回答:
(1)大量饮水后,细胞外液渗透压________,导致垂体释放的________激素减少,使肾小管和集合管的重吸收作用________,导致尿量增多。
(2)当尿液充盈到一定程度时,膀胧壁内的感受器兴奋,神经冲动沿着________(填图中字母)传入低级神经中枢,并进一步传至________产生“尿意”
(3)条件允许时,在神经调节下,逼尿肌收缩,内括约肌舒张,将尿液排出膀胱,尿液流经尿道时,刺激尿道内的感受器,导致逼尿肌进一步收缩,直至尿液排空。这种调节方式属于________调节。
(4)一般成年人可以有意识地控制排尿,但婴儿经常尿床,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[导学号29520480] 解析:(1)大量饮水后,细胞外液溶质浓度下降,所以渗透压下降,导致垂体释放的抗利尿激素减少,对肾小管和集合管的重吸收作用减弱,产尿量增多。
(2)神经冲动沿着传入神经传入低级神经中枢,再结合图中反射弧的神经节可知,a是传入神经,b是传出神经。“尿意”是一种思维意识,只能在大脑皮层产生。
(3)分析题中信息,排尿系统中,开始排尿后会促使系统加速排尿直到尿液排空,属于正反馈调节机制。
(4)由于人体内高级中枢对低级中枢有控制作用,成年人可以有意识地控制排尿,是成年人的大脑在有意识的控制,而婴儿不能控制,说明婴儿的大脑皮层尚未发育完全,对脊髓中的排尿中枢(低级中枢)的控制能力较弱。
答案:(1)下降 抗利尿 减弱
(2)a 大脑皮层
(3)(正)反馈
(4)与成年人相比,婴儿的大脑尚未发育完全,对脊髓中的排尿中枢(低级中枢)的控制能力较弱第26讲 通过神经系统的调节
[考纲点击] 1.人体神经调节的结构基础和调节过程(Ⅱ) 2.神经冲动的产生和传导(Ⅱ) 3.人脑的高级功能(Ⅰ)
一、神经调节的结构基础和反射
1.写出图中标号代表的含义
①感受器,②传入神经,③神经中枢,④传出神经,
⑤效应器,⑥神经节。
2.图中有3个神经元。
3.直接刺激④,能够引起肌肉收缩,这不属于(属于,不属于)反射。
二、兴奋在神经纤维上的传导
1.传导形式:兴奋在神经纤维上以电信号形式传导。
2.静息电位和动作电位
膜电位
产生原因
静息电位
外正内负
K+外流
动作电位
外负内正
Na+内流
3.局部电流:在兴奋部位和未兴奋部位之间存在电位差,形成了局部电流。
4.传导方向:双向传导。
三、兴奋在神经元之间的传递
1.写出图甲中标号代表的结构
①轴突,②线粒体,③突触小泡,④突触前膜,⑤突触间隙,⑥突触后膜。
2.突触间隙内的液体为组织液(填内环境成分)。
3.图乙中A、B的突触类型:A:轴突—胞体型、B:轴突—树突型。
四、人脑的高级功能[连一连]
1.反射弧的结构
感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器。
2.兴奋在神经纤维上的传导
(1)兴奋是以电信号的形式沿神经纤维传导的。
(2)兴奋传导是双向的,由兴奋区向未兴奋区传导。
(3)膜内电流方向:由兴奋区向未兴奋区传导;膜外电流方向:由未兴奋区向兴奋区传导。
3.突触与突触小体的区别
(1)突触小体:轴突末梢膨大,呈杯状或球状,称为突触小体,突触前膜、突触小泡等属于突触小体。
(2)突触:由突触前膜、突触间隙、突触后膜构成。
4.神经冲动在神经元之间的传递
(1)神经冲动在传递过程中的信号转化:电信号→化学信号→电信号。
(2)传递方向:神经冲动在神经元之间单向传递。
考法一 透析反射和反射弧
1.反射
(1)分为先天性的非条件反射和后天形成的条件反射。
(2)准确区分非条件反射与条件反射
一看是不是“先天性”:如果是先天性的(即生来就形成的)则为非条件反射,如果是后天形成的则为条件反射。
二看是否需要大脑皮层的参与:如果需要大脑皮层的参与则为条件反射,否则为非条件反射。
2.反射弧的结构与功能分析
结构名称
结构特点
功能
结构破坏对功能的影响
感受器
感觉神经元轴突末梢的特殊结构
将内外刺激信息转变为神经兴奋
既无感觉又无效应
传入神经
感觉神经元的突起
将兴奋由感受器传入神经中枢
既无感觉又无效应
神经中枢
调节某一特定生理功能的神经元群
对传入的兴奋进行分析与综合
既无感觉又无效应
传出神经
运动神经元突起
将兴奋由神经中枢传至效应器
只有感觉无效应
效应器
运动神经元末梢和它所支配的肌肉或腺体
接受神经兴奋,发生相应的活动
只有感觉无效应
相互联系
反射弧中任何一个环节中断,反射不能发生,必须保证反射弧的完整性
3.反射弧中传入神经和传出神经的判断方法
(1)根据是否具有神经节:有神经节的是传入神经。
感觉(传入)神经元的细胞体位于脑和脊髓外,构成神经节,因此在传入神经上都有神经节;而中间神经元和运动(传出)神经元的细胞体位于脑和脊髓中,构成灰质。
(2)根据脊髓灰质内突触结构判断。
兴奋在突触中的传递是单向的,突触结构简图为,则兴奋传递方向为轴突末梢→胞体或树突,图示中与“”(轴突末梢)相连的为传入神经,与“”(胞体)相连的为传出神经。
(3)切断实验法。
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(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。
 反射正常进行的两点提醒
(1)完整的反射弧:反射是完整反射弧进行的活动,若反射弧结构不完整,进行人为刺激,尽管能够引起效应器的活动,但不属于反射。
(2)需要适宜的刺激:反射的进行需要适宜的刺激,若刺激过强或过弱,都将导致反射活动无法进行。
视角1  以模式图的形式,考查神经元的结构与功能
1.(2016·四川德阳一诊)如图表示人体神经元的结构,以下相关叙述正确的是(  )
A.突触一般不含有Ⅰ部位的结构
B.发生反射时,神经冲动在Ⅱ上以局部电流的形式双向传导
C.只有兴奋时,才能合成神经递质
D.神经冲动传到Ⅲ部位时,电信号转变为化学信号
解析:选D。突触后膜是下一个神经元的树突膜或胞体膜,所以可以含有Ⅰ部位的结构,A错误;神经冲动在神经纤维上可以以局部电流的形式双向传导,但在发生反射时,神经冲动在Ⅱ上以局部电流的形式单向传导,B错误;神经递质是细胞中合成的物质,与是否兴奋无关,C错误;神经冲动传到Ⅲ部位时,在突触小体中的信号转变是电信号→化学信号,D正确。
视角2  以案例分析考察反射的概念及类型
2.(2016·四川资阳模拟)下列有关人体对刺激做出反应的表述,错误的是(  )
A.病原体感染人体后,被感染细胞的清除是通过细胞凋亡完成的
B.叩击膝盖下的韧带,小腿前踢,此过程中有化学物质传递信息
C.寒冷刺激皮肤引起皮肤血管收缩的过程没有经过完整的反射弧,此过程不属于反射
D.某人缩手反射弧中的传出神经受损,其手指皮肤被刺破时的反应是有感觉但不会缩手
解析:选C。病原体感染人体后,被感染细胞的清除是细胞自动结束生命的过程,属于细胞凋亡,A正确;叩击膝盖下的韧带,小腿前踢,此过程为非条件反射,兴奋在相邻的两个神经元之间的传递需借助于神经递质,所以此过程中有化学物质传递信息,B正确;寒冷刺激皮肤引起皮肤血管收缩的过程属于反射,其结构基础是完整的反射弧,C错误;某人缩手反射弧中的传出神经受损,手指皮肤被刺破时,其相应的感受器受到刺激产生的兴奋,能够通过传入神经以及脊髓的低级神经中枢传到大脑皮层,此人有感觉,但大脑皮层发出的神经冲动传到脊髓的低级神经中枢后,不能通过传出神经传到相应的效应器,所以此人不会缩手,D正确。
视角3  通过图示分析反射弧的组成
3.下图为某一神经冲动传递过程的简图,若在P点给予适宜强度的刺激,其中甲为肌肉,则下列叙述正确的是(  )
A.图中共有3个神经元,乙为效应器
B.丙神经元的细胞体通常位于脑或脊髓中
C.刺激后神经冲动的方向为丁→戊→乙
D.肌肉将发生收缩,该反应称为反射
解析:选B。图中共显示3个神经元,根据突触的结构可知甲是效应器,乙是感受器。P点受到刺激后,兴奋将沿丙传到甲,甲会发生收缩,由于没有经过完整的反射弧,该反应不属于反射。传出神经元的细胞体一般位于中枢神经系统内。
视角4  反射弧各部分的作用及异常分析
4.(2016·辽宁葫芦岛高三测试)下图示意一个反射弧的结构,就此图分析,下面的说法不正确的是(  )
A.直接刺激肌肉可以引起其兴奋收缩,但不能在g、f、e处检测到膜电位变化
B.刺激皮肤引起肌肉收缩时,可在e、f、g处检测到膜电位变化
C.若g以下处受损,针刺皮肤能够在f处检测到膜电位变化
D.若f处受损,针刺皮肤能在肌肉处检测到膜电位变化
解析:选D。该反射弧中皮肤为感受器,肌肉为效应器,兴奋由皮肤传至神经元中枢再传至肌肉,若g以下处受损,不影响皮肤向神经中枢的传递,故f处可检测到膜电位变化,若f处受损,会阻断兴奋向肌肉的传递。
考法二 以模式图为载体,考查兴奋的传导
1.兴奋在神经纤维上的传导过程
2.膜电位的测量
(1)静息电位的测量
灵敏电流计一极与神经纤维膜外侧连接,另一极与膜内侧连接,只观察到指针一次偏转。两极都与神经纤维膜外侧(或膜内侧)相连接时,指针不偏转。
(2)动作电位的测量
灵敏电流计的两极都连接在神经纤维膜外(或内)侧,可观察到指针发生两次方向相反的偏转。下面图中a点受刺激产生动作电位“”,动作电位沿神经纤维传导依次通过“a→b→c→c右侧”时灵敏电流计的指针变化细化图:
3.兴奋传导过程中膜电位变化曲线分析
a点——静息电位,K+通道开放;
b点——0电位,动作电位形成过程中,Na+通道开放;
bc段——动作电位,Na+通道继续开放;
cd段——静息电位恢复形成;
de段——静息电位。
视角1  以基础判断或图示分析的形式,考查静息电位和动作电位的特点及成因分析
1.(原理判断类)(2016·湖北荆州模拟)某哺乳动物处于静息状态的神经元内、外K+浓度分别是140
mmol/L和5
mmol/L。在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有K+排出细胞,膜电位恢复过程中有K+流入细胞。下列叙述错误的是(  )
A.该过程中,K+排出细胞是主动运输,流入细胞是被动运输
B.该过程表明,神经元兴奋时,膜两侧K+的浓度差会缩小
C.该过程表明,神经元细胞膜对K+的通透性会发生改变
D.神经元细胞膜外侧,兴奋部位比未兴奋部位的电位低
解析:选A。K+排出是被动运输,K+流入是主动运输,A错误;神经元兴奋时,K+排出可使两侧K+浓度差减小,B正确;静息时K+不排出,受刺激后K+排出,说明细胞膜对K+的通透性会发生改变,C正确;外侧兴奋时由正电位→负电位,兴奋两侧还是正电位,D正确。
2.(曲线分析类)(2016·湖南师大附中月考)如图显示的是正常神经元和受到一种药物处理后的神经元膜电位变化,则此药物的作用可能是(  )
A.阻断了部分Na+通道
B.阻断了部分K+通道
C.阻断了部分神经递质的释放
D.阻断了部分神经递质酶的作用
解析:选A。用药物处理后动作电位小于正常时动作电位,可推知Na+内流减少,进一步推测该药物可能阻断了部分Na+通道,A正确。
视角2  膜电位的测定
3.(曲线与实验装置图类)用下图甲装置测量神经元的膜电位,测得的膜电位变化如图乙所示,下列选项正确的是(  )
①图乙显示的是膜外电位变化 ②钠离子大量内流发生在cd段 ③a~b段为静息电位 ④将刺激点移到X处,显示的膜电位变化相反
A.①②
   B.①③   C.②④
   D.③④
解析:选B。静息状态时,膜电位是外正内负,受到刺激时,膜电位变为外负内正,从电位的变化特点结合题图可知,图乙显示的是膜外电位的变化,①正确;bc段是钠离子大量内流导致的,而cd段是由于大量钾离子外流导致的,②错误;ab段膜外电位一直保持正电位,是静息电位,③正确;将刺激点移到X处,膜外电位依然是由正电位变为负电位,再变回正电位,④错误。
4.(曲线图细胞膜模式图综合类)左图为神经纤维受到刺激后的膜电位变化图,右图表示相应的生理变化。其中右图中的图甲可以对应左图①④⑥。据图分析,下列说法正确
的是(  )
A.右图中的图乙对应左图中的⑤
B.右图中的图丙对应左图中的③
C.由图可知,在静息状态下K+通道通透性更高
D.左图③中Na+进入细胞中的方式为主动运输
解析:选C。由动作电位产生的机理可知,左图中③膜电位上升,原因是Na+大量内流,对应右图中的乙。⑤时K+大量外流恢复静息电位,对应右图中的丙。由图可知静息状态下,K+通道通透性更高。③中Na+以协助扩散的方式大量内流产生动作电位。
考法三 兴奋在神经元之间的传递
1.突触的结构与类型
(1)结构:由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成。
(2)主要类型:a.轴突—细胞体型:;
b.轴突—树突型:。
2.兴奋传递的过程
3.兴奋传递的特点
单向传递,只能从一个神经元的轴突传到下一个神经元的细胞体或树突。原因是神经递质只存在于突触前膜的突触小泡内,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
4.神经递质的释放及去向
(1)神经递质释放方式为胞吐,体现了生物膜的结构特点——具有一定的流动性。递质被突触后膜上的受体(糖蛋白)识别,其作用效果为促进或抑制。
(2)递质的去向:神经递质发生效应后,就被酶破坏而失活,或被移走而迅速停止作用。
(3)在一个反射活动的完成过程中,同时存在兴奋在神经纤维上和兴奋在神经元之间的传导,突触数量的多少决定着该反射所需时间的长短。
 突触影响神经冲动传递情况的判断与分析
高考中常以药物或有毒有害物质作用于突触为信息载体,考查对突触后膜的兴奋或抑制情况作出判断以及原因分析的能力。重点掌握以下几点:
(1)正常情况下,神经递质与突触后膜上受体结合引起突触后膜兴奋或抑制后,立即被相应酶分解而失活。
(2)突触后膜会持续兴奋或抑制的原因:若某种有毒有害物质将分解神经递质的相应酶变性失活或占据,则突触后膜会持续兴奋或抑制。
(3)药物或有毒有害物质作用于突触从而阻断神经冲动的传递,可能的原因有:①药物或有毒有害物质阻断神经递质的合成或释放;②药物或有毒有害物质使神经递质失活;③突触后膜上受体位置被某种有毒物质占据,使神经递质不能和后膜上的受体结合;④药物或有毒有害物质使分解神经递质与受体结合体的酶活性丧失,神经递质不能与受体结合,突触后膜不会产生电位变化,阻断信息。
视角1  以图示分析的形式,考查兴奋在神经元之间的传递
1.(2015·高考江苏卷)下图表示当有神经冲动传到神经末梢时,神经递质从突触小泡内释放并作用于突触后膜的机制,下列叙述错误的是(  )
A.神经递质存在于突触小泡内可避免被细胞内其他酶系破坏
B.神经冲动引起神经递质的释放,实现了由电信号向化学信号的转变
C.神经递质与受体结合引起突触后膜上相应的离子通道开放
D.图中离子通道开放后,Na+和Cl-同时内流
解析:选D。A项,神经递质存在于轴突末梢突触小体内的突触小泡中,生物膜的分隔作用可避免其被细胞内的其他酶系破坏。B项,神经细胞上的神经冲动属于电信号,神经递质属于化学信号,神经冲动引起神经递质的释放,实现了由电信号向化学信号的转变。C项,从图中可以看出,神经递质与受体结合的效应是引起相应的离子通道开放,使下一个神经元兴奋或抑制。D项,图中离子通道开放后,该神经元膜外侧Na+大量内流,从而导致膜内侧阳离子浓度高于膜外侧,
Cl-内流会使神经细胞受到抑制,两者不能同时发生。
视角2  以实验分析的形式,验证兴奋在突触中传导的机理
2.突触前抑制是指通过改变突触前膜的活动,使其下一个神经元兴奋性降低,递质释放减少,从而引起抑制的现象。下图甲中A~D表示相应神经元,①~③构成突触;图乙表示相关神经元受到刺激后在神经元D上所测得的膜内电位变化情况。分析回答:
(1)图甲中结构③称为______________,结构②处的液体为__________。
(2)在图甲箭头处给予一次适宜的刺激,则刺激部位膜外的电位变化是____________(用文字和箭头表示)。此兴
奋可传导到神经元D,但不能由神经元D传导到神经元C,这是因为________________________________________________________________________。
(3)从图乙可知,同时刺激神经元B和C比单独刺激神经元C在神经元D微电极处测得的膜内电位变化峰值低,这是由于________________________________________________________________________。
解析:(1)图甲中①为突触前膜,②为突触间隙,充满组织液,③为突触后膜。(2)在神经纤维上给予适宜刺激,受刺激部位由静息电位变为动作电位,最后再恢复为静息电位,在这一过程中,刺激部位膜外的电位变化为正电位→负电位→正电位。在神经元之间,神经冲动只能单向传递,原因是神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜。(3)由图乙可知,神经元A、C构成的突触为兴奋性突触,神经元B构成的突触为抑制性突触。由于神经元B兴奋,使神经元C兴奋性降低,递质释放减少,因此同时刺激神经元B和C比单独刺激神经元C在神经元D微电极测得膜内电位变化峰值低。
答案:(1)突触后膜 组织液
(2)正电位→负电位→正电位 神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜 (3)神经元B兴奋,使神经元C兴奋性降低,递质释放减少
[误区补短]
易错点1 忽视离体和生物体内神经纤维上兴奋传导的差别
[点拨] (1)离体神经纤维上兴奋的传导是双向的。
(2)在生物体内,神经纤维上的神经冲动只能来自感受器。因此在生物体内,兴奋在神经纤维上是单向传导的。
易错点2 对静息电位和动作电位的测量方法不清楚
[点拨] 检测是否发生兴奋,电表的两个电极都应该放在神经纤维膜表面;检测静息电位的大小时,需将一个电极放在膜内,另一个电极放在膜外;检测动作电位的大小时,需将两个电极都放在膜外。
易错点3 突触小体≠突触
[点拨] (1)组成不同:突触小体是上一个神经元轴突末端的膨大部分,其上的膜构成突触前膜,是突触的一部分;突触由两个神经元构成,包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。
(2)信号转变不同:在突触小体上的信号变化为电信号→化学信号;在突触中完成的信号转变为电信号→化学信号→电信号。
易错点4 对神经递质认识不足
[点拨] (1)产生:位于突触前神经元的轴突末梢突触小体中,其形成与高尔基体有关。
(2)释放:神经递质的释放是通过胞吐的方式完成的,依赖于细胞膜的流动性。只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
(3)①作用结果:神经递质有兴奋性递质和抑制性递质,与相应的受体结合后使突触后神经元兴奋或抑制。若神经递质与突触后膜上受体结合后,引起阳离子(如Na+)内流,则使突触后膜兴奋(膜电位:外正内负→外负内正);若神经递质与突触后膜上受体结合后,引起阴离子(如Cl-)内流,则使突触后膜抑制(膜电位仍维持外正内负,但电位差发生改变)。
②作用后去向:神经递质发生效应后,会被酶分解而失活,或被移走而迅速停止作用。如果因某种原因神经递质不能失活,则会引起突触后神经元持续兴奋或抑制。
微观清障
1.判断下列有关反射与反射弧的相关叙述
(1)(2015·上海卷T13D)感受器的功能是将各种不同的感觉信息转换为神经冲动并产生感觉。
(  )
(2)反射活动由一定的刺激引起,其发生需要反射弧结构完整。(  )
(3)酸梅色泽直接刺激神经中枢引起唾液分泌。(  )
答案:(1)× (2)√ (3)×
2.判断下列有关兴奋产生、传导与传递的叙述
(1)(2015·全国卷ⅡT3D)突触小泡中神经递质释放到突触间隙的过程不属于胞吐作用。(  )
(2)(2015·山东卷T4C)神经纤维膜内K+/Na+的比值,动作电位时比静息电位时高。(  )
(3)突触后膜的表面积与突触前膜的相同。(  )
(4)有机磷农药可抑制胆碱酯酶(分解乙酰胆碱的酶)的作用,对于以乙酰胆碱为递质的突触来说,中毒后会发生乙酰胆碱持续作用于突触后膜的受体。(  )
(5)神经纤维上兴奋的传导方向与膜内的电流方向相同。(  )
(6)静息状态的神经细胞膜两侧的电位表现为内正外负。(  )
(7)突触前神经元在静息时能释放神经递质。(  )
(8)神经纤维的兴奋以局部电流的方式在神经元之间单向传递。(  )
(9)跳水运动员在很短时间内作出复杂的动作,只是通过神经调节来完成的。(  )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)× (8)× (9)×
3.判断下列有关神经系统的分级调节及人脑的高级功能的叙述
(1)大脑皮层语言H区损伤,导致人不能听懂别人讲话。(  )
(2)某人不能正确写字,可能是由于言语区的W区受损造成的。(  )
(3)位于大脑皮层的呼吸中枢是维持生命的必要中枢。(  )
(4)高级神经中枢和低级神经中枢对身体运动都有调节作用。(  )
答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)√
[能力培优]
电流表指针偏转问题典图分析
  
图1           图2
 [信息解读]
(1)图1在神经纤维上
①刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电流计不发生偏转。
(2)图2在神经元之间
①刺激b点,由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点,兴奋不能传至a点,a点不兴奋,d点可兴奋,电流计只发生一次偏转。
强化训练
1.(2016·江苏启东模拟)下图表示三个通过突触相连接的神经元,电表的电极连接在神经纤维膜的外表面。刺激a点,以下分析不正确的是(  )
A.a点受刺激时膜外电位由正变负
B.电表①会发生两次方向不同的偏转
C.电表②只能发生一次偏转
D.该实验不能证明兴奋在神经纤维上的传导是双向的
解析:选D。a点受刺激时,膜外由于Na+内流导致其电位变化是由正变负,电表①会发生两次方向不同的偏转,而由于兴奋在突触处是单向传递,电表②只能发生一次偏转。由于刺激a点后,电表①②都发生了偏转,该实验能证明兴奋在神经纤维上的传导是双向的。
2.如图为神经纤维受刺激后所测得的膜电位变化,A、B、C、D为四种测量方式,其中能测出这种膜电位变化的是(  )
解析:选A。曲线图中所示为指针偏转1次所测得膜电位的结果;图B、C中指针将发生两次方向相反的偏转,图D中不能测到指针偏转。
考点一
 人体神经调节的结构基础和调节过程
1.(2016·河北邯郸摸底)下列有关反射弧的说法,正确的是(  )
A.突触前膜发生的信号变化是电信号→化学信号→电信号
B.切断传入神经、刺激传出神经,不会引起效应器的规律性应答
C.兴奋在神经纤维和突触的传导方式相同
D.反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分组成
[导学号29520452] 解析:选D。突触前膜发生的信号变化是电信号→化学信号,A错误;切断传入神经、刺激传出神经,会引起效应器的规律性应答,B错误;兴奋在神经纤维上以电信号的形式进行传导,兴奋在突触的传导方式为化学信号,C错误;反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分,D正确。
2.(2016·广东揭阳模拟)将青蛙脑破坏,保留脊髓,暴露其屈腿反射的反射弧(如右图),图中的1、2、3表示神经元, 、 表示连接在神经纤维上的电位计。下列说法错误的是(  )
A.神经元1属于传入神经元
B.在正常情况下,神经元3的活动可受大脑皮层控制
C.刺激3的神经纤维可引起后肢屈腿,属于反射活动
D.刺激3的神经纤维,可观察到后肢屈腿而 无电位变化
[导学号29520453] 解析:选C。由图可知,1属于传入神经元(有神经节),A正确;低级中枢会受到高级中枢支配,B正确;刺激3的神经纤维可引起后肢屈腿,但不属于反射,因为没有经过完整的反射弧,C错误;刺激3的神经纤维,可观察到后肢屈腿而 无电位变化,因为兴奋在突触中只能单向传递,D正确。
考点二 兴奋的产生与传递
3.(2016·安徽合肥质检)下列哪项检测方法可以测定神经纤维上的静息电位(  )
[导学号29520454] 解析:选C。在未受刺激时,神经纤维处于静息状态,膜两侧的电位表现为内负外正,称为静息电位,图示C选项电流表的一极放置在膜外,一极放置在膜内,符合测定标准。
4.(2016·江苏镇江模拟)如图为两个神经细胞间相互联系的结构图,下列有关叙述错误的是(  )
A.①和②之间充满组织液,说明神经细胞间兴奋的传递离不开内环境
B.若在X处给予一个适宜刺激,在结构①和②实现相同的信号转换
C.兴奋的单向传递与结构②上的特异性受体有关
D.③中的物质以胞吐的形式排出细胞,需要消耗能量
[导学号29520455] 解析:选B。图中①是突触前膜,②是突触后膜,二者间充满组织液,说明神经细胞间兴奋的传递离不开内环境,A正确;若在X处给予一个适宜刺激,突触前膜先兴奋,突触后膜后兴奋,其信号转换为电信号→化学信号→电信号,B错误;兴奋的单向传递与突触后膜上的特异性受体有关,C正确;③是突触小泡,其含有的神经递质以胞吐的形式排出细胞,需要消耗能量,D正确。
考点三 人脑的高级功能
5.(2016·河北衡水联考)右图为各级中枢示意图。相关叙述不正确的是(  )
A.成年人有意识“憋尿”的相关中枢是③,婴儿经常尿床的相关中枢是⑤
B.①中有体温调节中枢、水平衡的调节中枢,还与生物的节律控制有关
C.某人因撞击损伤了②部位可导致呼吸骤停
D.③中某些神经元发出的神经纤维能支配①、②、④和⑤中的某些中枢
[导学号29520456] 解析:选A。由图可知①是下丘脑,②是脑干,③是大脑皮层,④是小脑,⑤是脊髓。成年人有意识地“憋尿”,说明脊髓低级中枢受大脑皮层的高级中枢调节,相关中枢是③和⑤,婴儿尿床是由于大脑发育不完善造成的,A错误;下丘脑中有体温调节中枢、水平衡调节中枢,还与生物的节律控制有关,B正确;脑干中有呼吸中枢,故损伤②部位可导致呼吸骤停,C正确;大脑皮层是最高级的神经中枢,能支配低级的神经中枢,D正确。
考点四 神经生理的研究方法及相关题型分析
6.(2016·北京大兴模拟)如图是某海洋动物完成某反射的反射弧模式图。下列叙述不正确的是(  )
A.a处接受适宜的电刺激,b处能检测到电位变化
B.b处接受适宜的电刺激,引起②的反应不属于反射
C.①能接受各种刺激,引起②的反应
D.图中a处兴奋传导的速率大于c处
[导学号29520457] 解析:选C。据图分析,图中有3个神经元,①为感受器,②为效应器,a处接受适宜的电刺激,b处能测到电位变化,作出相应的应答,A正确;刺激b处,引起效应器反应,由于反射弧不完整,不属于反射,B正确;不同的感受器有适宜的刺激种类,不能对各种刺激都能发生反应,不同的感受器也有不同的刺激值,刺激强度太弱,不能引起感受器的兴奋,C错误;兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导,速度较快,兴奋在突触间传递时由于有电信号与化学信号之间的信号转换,时间较长,速度较慢,D正确。
7.(2016·浙江衢州质检)图1是测量离体神经纤维膜内外电位的装置,图2是测得的膜电位变化。下列有关叙述正确的是(  )
A.图1中B测出的电位大小相当于图2中A点的电位
B.若细胞外钠离子浓度适当降低,在适宜条件刺激下图2中A点下移
C.图2中B点钠离子通道开放,是由于乙酰胆碱与钠离子通道相结合
D.神经纤维的状态由B转变为A的过程中,膜对钾离子的通透性增大
[导学号29520458] 解析:选D。图1中B为动作电位,相当于图2中C点的电位,A错误;若细胞外钠离子浓度适当降低,则适宜条件刺激下,膜外钠离子内流量下降,造成动作电位偏低,故图2中C点下移,B错误;图2中B点钠离子通道开放,是由于一定强度刺激,乙酰胆碱是神经递质作用于突触后膜上相应的受体,C错误;动作电位恢复为静息电位,是由于膜对钾离子的通透性增大,钾离子外流,导致膜外电位高于膜内电位,D正确。
8.(2016·福建厦门高三联考)如图所示为神经元之间传递信息图解,下列有关说法正确的是(  )
A.①与③融合,将②释放到④的过程需ATP供能
B.⑥与②特异性结合并将其运进细胞
C.②在④中能够长时间存在且持续作用于⑥
D.在⑤处可完成“电信号→化学信号→电信号”的转变
[导学号29520459] 解析:选A。神经元之间传递信息通过突触,①突触小泡与③突触前膜融合,将神经递质②释放到④突触间隙的过程需ATP供能,A正确;⑥突触后膜特异性受体与②神经递质特异性结合并传递相关信息,没有将神经递质运进细胞,B错误;正常情况下,神经递质在突触间隙中不能够长时间存在,且不能持续作用于突触后膜上的特异性受体,C错误;兴奋以神经递质化学信号形式到达⑤突触后膜转化为膜电流形式,在⑤处可完成“化学信号→电信号”的转变,D错误。
9.人接触辣椒后,往往产生“热辣辣”或“烫口”的感觉,即把辣椒刺激和热刺激产生的感觉等同起来。在口腔或皮肤的感觉神经末梢中,存在对辣椒素敏感的受体——香草酸受体,它们能被辣椒素或较高温度刺激激活。下列说法错误的是(  )
A.香草酸受体位于突触后膜
B.辣椒素可与香草酸受体结合,导致Na+内流
C.上述感觉的神经中枢位于大脑皮层
D.吃辣椒时喝热饮会加重疼痛
[导学号29520460] 解析:选A。香草酸受体位于感觉神经末梢的细胞膜上,感觉神经末梢的细胞膜不属于突触后膜;由题意可知,辣椒素可与香草酸受体结合,导致Na+内流产生神经冲动,进而传至大脑皮层产生“热辣辣”或“烫口”的感觉;形成热觉、痛觉的神经中枢是大脑皮层;由于高温也能刺激香草酸受体,因此吃辣椒时喝热饮会加重疼痛。
10.(2016·北京房山入学摸底)如图是人体缩手反射的反射弧结构:图中表示从树突到胞体再到轴突,方框甲、乙代表神经中枢。当手被尖锐的物体刺痛时,先缩手后产生痛觉。对此生理过程的分析正确的是(  )
A.图中E为感受器,A为效应器,痛觉在图中的甲方框处形成
B.未受刺激时,神经纤维D处的电位分布是膜内为正电位,膜外为负电位
C.图中共有5个突触,当手被尖锐的物体刺痛发生缩手反射时,反射弧为A→B→C→D→E
D.由甲发出的传出神经纤维末端释放的神经递质一定能引起乙的兴奋
[导学号29520461] 解析:选C。题图中A是感受器,E是效应器,反射弧为A→B→C→D→E,痛觉在大脑皮层(甲处)形成,而不是脊髓(乙处)。未受刺激时神经纤维D处电位是外正内负。由甲发出的传出神经纤维末端释放的神经递质能引起乙的兴奋或抑制。
11.(2016·河北衡水调研)下图甲表示动作电位产生过程示意图,图乙、图丙表示动作电位传导示意图,下列叙述正确的是(  )
A.若将离体神经纤维放在高于正常海水Na+浓度的溶液中,图甲的c点将降低
B.图甲、乙、丙中发生Na+内流的过程分别是b、②、⑦
C.图甲、乙、丙中c、③、⑧点时细胞膜外侧钠离子高于细胞膜内侧
D.复极化过程中K+外流需要消耗能量
[导学号29520462] 解析:选C。动作电位的产生是由于Na+内流导致的,因此将离体神经纤维放在高于正常海水Na+浓度的溶液中,膜两侧Na+浓度差变大,甲图的c点将升高,A错误;由图中乙和丙动作电位传导的方向可知,图乙中②表示形成动作电位过程,发生Na+内流,图丙中⑦表示动作电位恢复过程,发生K+外流,B错误;形成动作电位时,当达到Na+平衡电位时,Na+通道关闭,K+通道开放,但此时膜外Na+浓度仍高于膜内,C正确;复极化过程中K+外流通过的是K+通道,顺浓度梯度运输,不需要消耗能量,D错误。
12.(2016·福建四校联考)如图是离体实验条件下神经突触后膜的膜电位变化示意图,下列各项中,不会引发异常膜电位的是(  )
A.突触前膜的乙酰胆碱释放量减少
B.突触间隙中乙酰胆碱未及时分解
C.部分受体与乙酰胆碱的结合受阻
D.该神经突触处于低Na+溶液中
[导学号29520463] 解析:选B。突触前膜的乙酰胆碱释放量少,对后膜的刺激减弱,进而影响突触后膜膜电位的变化,A错误;突触间隙中乙酰胆碱未及时分解导致的作用是可持续作用于突触后膜,使突触后膜持续兴奋,没有引发异常膜电位,B正确;部分受体与乙酰胆碱受体结合受阻,进而影响突触后膜电位的变化,引发异常膜电位,C错误;若神经突触处于Na+溶液中,动作电位的幅值会减小,引发异常膜电位,D错误。
13.(2016·江苏南通调研)牵张反射是指骨骼肌在受到外力牵拉时引起受牵拉的同一肌肉收缩的反射活动。下图表示牵张反射的过程,请分析回答:
(1)牵张反射属于________反射,其反射弧的神经中枢位于________。
(2)肌肉受牵拉时肌梭兴奋,兴奋以________形式沿传入神经传到神经中枢。兴奋再由α传出神经传至肌肉,引起收缩,α传出神经末梢与肌肉细胞的接头部位类似于突触,兴奋在此部位只能单向传递的原因是__________________________________________________。同时兴奋也经γ传出神经引起肌梭再兴奋,使肌肉收缩更有力,这种调节机制属于
____________调节。
(3)举重运动员在比赛中举起杠铃并维持一定的时间,这主要是由于大脑发出的冲动能作用于α和γ传出神经的结果,这说明____________________________________________。
(4)在骨骼肌被过度牵拉时,会引起骨骼肌另一种感受器兴奋,通过脊髓中抑制性中间神经元的作用,抑制α传出神经的活动,使相应肌肉________,其生理意义是________________________。
[导学号29520464] 解析:(1)依题意并结合图示分析可知,牵张反射属于非条件反射,其反射弧的神经中枢位于脊髓。(2)兴奋是以电信号的形式沿神经纤维传导的,这种电信号也叫神经冲动。兴奋在突触处只能单向传递的原因是:神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。肌肉受牵拉时肌梭产生的兴奋,通过一定路径的传递经γ传出神经引起肌梭再兴奋,使肌肉收缩更有力,说明这种调节机制属于正反馈(或反馈)调节。(3)大脑发出的冲动通过脊髓才能作用于α和γ传出神经,这说明高级神经中枢可以调控低级神经中枢。(4)依题意可知,在骨骼肌被过度牵拉时,α传出神经的活动受到抑制,导致相应肌肉舒张,以防止肌肉受到损伤。
答案:(1)非条件 脊髓
(2)电信号(或神经冲动) 神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜 正反馈(或反馈)
(3)高级神经中枢可以调控低级神经中枢
(4)舒张 防止肌肉受到损伤
14.(2016·苏北四市模拟)河豚毒素(tetrodotoxin,简称TTX),是一种能麻痹神经的非蛋白类毒素,通常少量TTX就可以致人于死地,中毒的人会因神经麻痹而窒息死亡。研究者为了研究河豚毒素的作用机制,选用枪乌贼的神经组织进行实验,实验处理及结果见下表。
实验组号
处理
微电极刺激突触前神经元测得动作电位(mV)
室温,0.5
ms后测得突触后神经元动作电位(mV)

未加河豚毒素(对照)
75
75

浸润在河豚毒素中
5
min后
65
65

10
min后
50
25

15
min后
40
0
(1)神经细胞受到刺激时可产生动作电位的原因是__________________________________,由表中数据可知,将神经组织浸润在河豚毒素中后,突触前神经元动作电位降低,分析原因是________________________________________________________________________。
(2)突触前神经元通过__________的方式将神经递质释放到突触间隙,神经递质可与突触后神经元突触后膜上的__________结合。从Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组推断,突触后神经元动作电位降低应该是因为作用于突触后膜的________________减少,由此可知河豚毒素对神经兴奋的传递起__________作用。
(3)某生物兴趣小组利用如图所示的装置进行了与河豚毒素相关的其他实验。(所用实验材料与上实验相同)
①在未用河豚毒素浸润时,刺激c点0.6
ms后观察到肌肉收缩,若刺激a点,在不考虑神经冲动在神经纤维上传导需要时间的前提下,至少需要________ms才能观察到肌肉收缩。
②若要证明某种药物只能阻断神经冲动在突触部位的传递,而不能阻断神经冲动在神经纤维上的传导,应选择的刺激点为________点,放药点分别为________点。(填a、b、c)
[导学号29520465] 解析:(1)动作电位产生的原因是神经细胞受到刺激时,细胞膜上的Na+通道打开,Na+内流。分析表中数据可知,浸润在河豚毒素中的神经组织,其突触前神经元动作电位降低,推断河豚毒素可能会抑制Na+通过神经细胞膜。(2)突触前膜以胞吐的方式释放神经递质,神经递质经扩散通过突触间隙,然后与突触后膜上的受体结合。从表格中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组数据可知,突触后神经元的动作电位降低,可能是因为河豚毒素抑制了神经递质在突触处的传递,导致作用于突触后膜的神经递质的数量减少。(3)①依装置图可知,a、c点之间存在2个突触,结合表格数据,兴奋通过一个突触需要0.5
ms,故至少需要0.6+2×0.5=1.6(ms)才能观察到肌肉收缩。②要证明某种药物只能阻断神经冲动在突触部位的传递,刺激部位应在突触前,即图中的a点,药物作用部位应分别在突触和神经纤维上,即b点和c点。
答案:(1)钠离子通道开放,钠离子内流 河豚毒素抑制钠离子通过神经细胞膜 (2)胞吐 受体 神经递质的数量 抑制 (3)①1.6 ②a b、c第25讲 人体的内环境与稳态
[考纲点击] 稳态的生理意义(Ⅱ)
一、内环境及各组成成分之间的关系
1.体内细胞生活在细胞外液中
2.体液各组分间的相互转化关系
如图为人体体液中物质交换示意图
①请写出图中各标号表示的液体名称
a血浆,b组织液,c细胞内液,d淋巴。
②内环境是由图中a+b+d等共同组成的细胞生活的液体环境。
二、内环境的成分及理化性质
1.填写血浆主要成分示意图
2.组织液、淋巴的成分
二者的成分和含量与血浆相近,最主要的差别是血浆中蛋白质含量较高。


内环境成分的记忆口诀
营养废物和气体,激素抗体与递质,
胞内物质都不是,血浆血红要区分。
3.内环境的理化性质
(1)渗透压:血浆渗透压大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。
(2)酸碱度:正常人血浆近中性,pH为7.35~7.45。
(3)温度:人体细胞外液的温度一般维持在37_℃左右。
三、稳态的生理意义
1.内环境的动态变化
(1)动态变化:内环境的成分和理化性质都处于动态平衡中。
(2)稳态: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。
2.对稳态调节机制的认识
(1)稳态的调节机制:神经—体液—免疫调节网络。
(2)人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。
3.生理意义:机体进行正常生命活动的必要条件。
1.内环境特点的3个方面
(1)成分:血浆、组织液、淋巴等是内环境的成分,内环境也称细胞外液。
(2)理化性质:渗透压、温度、酸碱度体现了内环境的理化性质。
(3)功能:内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
2.内环境稳态的5个重点
(1)含义: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叫做稳态。
(2)实质:内环境的每一种成分和理化性质处于动态平衡。
(3)调节机制:神经—体液—免疫调节网络。
(4)特征:稳态的调节能力是有一定限度的。
(5)意义:内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
考法一 以模式图为载体,考查细胞生活的内环境及各组分之间的关系
1.内环境的成分
(1)血浆、组织液和淋巴的比较
项目
血浆
组织液
淋巴
存在部位
成分来源
①从消化道吸收而来②从组织液中回渗而来③淋巴在左右锁骨下静脉汇入
①血浆透过毛细血管壁进入②组织细胞代谢产物透过细胞膜进入
①组织液渗入毛细淋巴管形成②由消化道吸收而来
三者之间的转化关系
(2)几种细胞生活的内环境举例
细胞名称
所处内环境
组织细胞
组织液
毛细血管壁细胞
血浆、组织液
毛细淋巴管壁细胞
淋巴、组织液
血细胞
血浆
淋巴细胞和吞噬细胞
淋巴、血浆
2.高等动物体内细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
(1)内环境中存在和不存在的物质
①存在的物质主要有
②不存在的物质主要有
a.只存在于细胞内的物质:血红蛋白及与细胞呼吸、复制、转录、翻译有关的酶等。
b.存在于消化道中的食物及分泌到消化道中的消化酶。
(2)在内环境中发生和不发生的生理过程
①发生的生理过程(举例)
a.乳酸与碳酸氢钠作用生成乳酸钠和碳酸,实现pH的稳态。
b.兴奋传导过程中神经递质与受体结合。
c.免疫过程中抗体与相应的抗原特异性结合。
d.激素调节过程中激素与靶细胞的结合。
②不发生的生理过程(举例)
a.细胞呼吸的各阶段反应。
b.细胞内蛋白质、递质和激素等物质的合成。
c.消化道等外部环境所发生的淀粉、脂质和蛋白质的消化水解过程。
1.根据成分判断体液种类的方法
(1)根据K+和Na+的多少判断细胞内液和细胞外液:细胞内液中K+浓度远大于细胞外液,而Na+正好相反,细胞外液中的Na+浓度远大于细胞内液。
(2)根据蛋白质含量判断血浆:血浆中含蛋白质较多,所以蛋白质含量较多的细胞外液为血浆。
2.葡萄糖和氧气进入组织细胞的途径分析
(1)葡萄糖经过的膜层数至少为:进、出小肠黏膜上皮细胞(两层)+进、出毛细血管壁细胞(两次)(四层)+进组织细胞(一层)=7层。
(2)O2经过的膜层数至少为:进、出肺泡壁细胞(两层)+进、出毛细血管壁细胞(两次)(四层)+进、出红细胞(两层)+进组织细胞(一层)+进线粒体(两层)=11层。
视角1  以基础判断或表格信息的形式,考查内环境的成分
1.(原理判断类)(2015·高考海南卷)人体中血浆、组织液和淋巴等构成了细胞赖以生存的内环境,下列叙述错误的是(  )
A.血浆和组织液都有运输激素的作用
B.血浆和淋巴都是免疫细胞的生存环境
C.血红蛋白主要存在于血浆和组织液中
D.组织液中的蛋白质浓度低于血浆中的蛋白质浓度
解析:选C。激素通过体液进行运输,A项正确;淋巴细胞属于免疫细胞,其生活的内环境是血浆和淋巴,B项正确;血红蛋白存在于红细胞内,不属于内环境成分,C项错误;与组织液相比,血浆中含有较多的蛋白质,D项正确。
2.(表格信息类)(2016·北京丰台模拟)下表为人体细胞外液和细胞内液的物质组成和含量的测定数据,相关叙述错误的是(  )
成分(mmol/L)
Na+
K+
Ca2+
Mg2+
Cl-
HCO
蛋白质
其他


153.0
4.3
2.7
1.1
111.0
27.0
18.0
9.0

145.0
4.0
1.5
1.0
117.0
28.0

9.0

10.0
159.0
0.5
20.0
3.0
7.0
45.0
155.0
A.②属于血浆,其渗透压大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关
B.若③属于组织液,②的蛋白质含量减少将导致③增多
C.③与④的成分存在差异的主要原因是细胞膜的选择透过性
D.机体中①比④的含量多,①是人体新陈代谢的主要场所
解析:选D。分析题表可知,①中Na+的含量明显高于④,④中K+的含量明显高于①,因此①为细胞外液,④为细胞内液。又由于②的蛋白质含量高,故②为血浆,③为组织液或淋巴液。血浆渗透压大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关,A正确;若③属于组织液,②的蛋白质含量减少可使③的渗透压增加,血浆中的水扩散到③中,导致③的含量增多,B正确;③与④的成分存在差异的主要原因是细胞膜的选择透过性,C正确;机体中①细胞外液的含量比④细胞内液的含量少,①细胞外液是人体新陈代谢的主要场所,D错误。
视角2  以图示分析的形式,考查内环境中物质转化关系的判断
3.(概念模型类)(2016·湖北武汉模拟)根据体内细胞与外界环境进行物质交换模型来判断,下列相关说法中正确的是(  )
A.在图中①~⑤处应当用双箭头表示的有①④⑤
B.血浆蛋白、葡萄糖和呼吸酶均属于内环境成分
C.神经系统与内分泌系统不参与图中所示的物质交换过程
D.组织液、淋巴和血浆在含量及成分上完全相同
解析:选A。血浆中的物质也会到外界环境,血浆和组织液可以相互渗透,组织液和细胞内液也可以相互渗透,A正确;血浆蛋白、葡萄糖属于内环境,而呼吸酶是位于细胞内的,不属于内环境,B错误;神经系统与内分泌系统也会参与图中所示的物质交换过程,C错误;组织液、淋巴和血浆在含量及成分上是有所差别的,血浆中的蛋白质高,D错误。
4.(模式图信息类)(2016·辽宁沈阳质量检测)如图表示分布有毛细血管和毛细淋巴管的某组织局部,相关叙述错误的是(  )
A.①处与③处血浆所含的CO2浓度相等
B.结构②内溶液中蛋白质含量低于③处
C.④处进出血管的物质可能分别是废物和营养
D.若结构②管道阻塞,则⑤处溶液含量将增多
解析:选A。根据血流方向判断,③处的血液流向①处,则③处的CO2浓度低于①处,A错误;②处为淋巴,③处为血浆,血浆中蛋白质的含量高于淋巴,B正确;④处组织液和血浆发生物质交换,进出血管的物质可能分别为废物和营养物质,C正确;结构②为淋巴管,⑤为组织液,淋巴管阻塞,组织液进入淋巴受阻,造成组织液增多,D正确。
5.(关系图信息类)(2016·山东烟台月考)下图表示人体中部分体液的关系图,则下列叙述不正确的是(  )
A.肌肉细胞中CO2
从产生处进入甲至少需穿越6层膜
B.乙表示组织液,丁表示细胞内液
C.T细胞、B细胞可以存在于甲和丙中
D.丁中O2浓度不可能比甲中的高
解析:选D。据图分析,乙表示组织液,甲表示血浆,丙表示淋巴液,丁表示细胞内液。当肌肉细胞中CO2穿越双层线粒体膜、肌肉细胞以及毛细血管壁细胞进入血浆时,至少需穿越6层膜。组织液与血浆之间可双向交换,组织液可进入淋巴,淋巴不能进入组织液,血浆与细胞内液间是双向交换。淋巴可进入血浆,淋巴细胞可存在于淋巴和血浆中。O2由红细胞运输,当丁表示红细胞时,丁中O2浓度比甲中的高。
考法二 内环境稳态的调节
1.内环境的稳态
(1)内涵:稳态并不是指内环境的各种化学成分和理化性质维持在一个固定不变的值,而是在一定范围内维持相对稳定的状态。
(2)调节机制:神经—体液—免疫调节网络。
①神经调节:稳态调节的主要方式,如体温调节中枢、血糖调节中枢、渗透压调节中枢都在下丘脑。
②体液调节:某些化学物质(如激素、CO2、H+等)通过体液传送对机体的调节,主要为激素调节。
③免疫调节:分为非特异性免疫和特异性免疫,二者共同抵御外来异物和病原微生物的入侵。
2.人体pH稳态的维持
(1)稳态维持的原因:血浆中存在缓冲物质,如NaHCO3—H2CO3、NaH2PO4—Na2HPO4等。
(2)维持机制
酸性或碱性物质进入血浆后,可以和缓冲物质发生反应,反应产物可以通过肺或肾脏排出体外,从而使血浆的酸碱度保持相对稳定。
3.常见的稳态的理化性质失调
(1)pH失调——酸中毒、碱中毒。
(2)渗透压失调(如呕吐等)——细胞形态、功能异常。
(3)体温失调——发热等。
(4)血糖平衡失调——低血糖、糖尿病等。
 组织水肿及其产生的原因
组织间隙中积聚的组织液过多将导致组织水肿,其引发原因包括2大层面,5项原因,如图所示:
视角1  以基础判断或模式图分析的形式,考查内环境稳态的调节机制
1.(原理判断类)人体内细胞外液构成的液体环境称为内环境,内环境的稳态是细胞生活所必需的。下列说法错误的是(  )
A.渗透压的稳定遭到破坏,必然会引起代谢紊乱
B.pH和温度的稳定,都给酶正常发挥催化作用创造了条件
C.免疫系统识别并清除异物、外来病原微生物也是维持内环境稳态的机制
D.内环境稳态是在神经和体液调节的共同作用下维持的,体液调节占主导地位
解析:选D。内环境稳态的维持需要神经—体液—免疫调节网络的调节。内环境渗透压、pH和温度等保持在适宜范围之内,为组织细胞的正常代谢创造了条件,这种稳态遭到破坏后,酶就不能正常发挥催化作用,会引起细胞代谢紊乱。
2.(模式图信息类)下图表示内环境稳态的调节机制。据图分析,下列说法正确的是(  )
A.内环境主要包括血浆、淋巴和组织液,内环境是机体代谢的主要场所
B.图中③、⑤、⑧可以代表的物质依次是神经递质、淋巴因子和激素
C.⑧可表示垂体产生的抗利尿激素,当细胞外液渗透压升高时,⑧分泌量增加
D.若⑥表示某抗原入侵,则不能识别该抗原的细胞有浆细胞、效应T细胞等
解析:选B。内环境是细胞生活的液体环境,而细胞才是新陈代谢的主要场所,A错误;通过神经系统调节一定会经过突触,突触上信号分子③神经递质是经细胞间的组织液发挥作用的,免疫系统产生的免疫活性物质⑤淋巴因子等会进入内环境中,内分泌系统分泌的激素也会进入内环境中,B正确;当细胞外液渗透压升高时,内环境中的抗利尿激素会增加,但抗利尿激素是由下丘脑产生,经垂体释放的,C错误;浆细胞不能识别抗原,但效应T细胞能识别抗原,D错误。
视角2  以实例分析的形式,考查内环境稳态的调节及意义
3.(原理判断类)
(2016·福建泉州周考)下列不属于内环境稳态实例的是(  )
A.HCO与HPO等离子共同作用,使血浆pH维持在7.35~7.45
B.人体内的吞噬细胞清除衰老、破损和异常的细胞
C.进行高强度的体育锻炼一星期,肌细胞内肌蛋白的含量基本不变
D.剧烈运动出很多汗后,上厕所的次数会比平时少
解析:选C。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叫做稳态。神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。HCO与HPO等离子共同作用,使血浆pH维持在7.35~7.45之间,属于机体对内环境酸碱度的调节,A正确;人体内的吞噬细胞清除衰老、破损和异常的细胞,属于免疫调节,B正确;肌细胞内肌蛋白不属于内环境的成分,其含量变化不属于内环境稳态的实例,C错误;剧烈运动出很多汗后,排尿量比平时少属于内环境稳态中水盐平衡调节的实例,D正确。
4.(坐标曲线类)(2016·山东济南月考)某同学以清水、缓冲液和血浆分别为实验材料进行“探究血浆是否具有维持pH稳定的功能”的实验,实验结果如图所示。下列相关叙述中,错误的是(  )
A.起对照作用的是清水组和缓冲液组
B.所得结果不合理的是清水组
C.该实验结果说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有限的
D.图中的结果表明缓冲液组维持pH稳定的能力强于血浆组
解析:选D。本实验探究的是血浆是否具有维持pH稳定的功能,所以血浆组为实验组,清水组和缓冲液组为对照组,A正确;加入HCl后,清水组的pH应降低,所以从图中结果可知,所得结果不合理的是清水组,B正确;从坐标曲线中可以看出,当加入的HCl达到一定量后,无论是血浆组还是缓冲液组,都不能继续维持pH的相对稳定,说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有限的,C正确;从坐标曲线图可以看出,缓冲液组的曲线较血浆组先下降,说明缓冲液组维持pH稳定的能力低于血浆组,D错误。
[误区补短]
易错点1 血液、血浆与血清辨识不清
[点拨] (1)血液——一种疏松结缔组织,由三种血细胞(红细胞、白细胞、血小板)和“细胞间质”——血浆组成。
(2)血浆——血液的“细胞间质”,属于细胞外液,是血细胞赖以生存的直接环境(内环境),其内含有各种营养成分(水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、血浆蛋白等)和代谢废物(CO2、尿素等)。
(3)血清——血液凝集后,上层淡黄色的液体即是血清(下层是血块)。血清与血浆的区别是血浆中含有纤维蛋白原,而血清中不含,其余成分相同。
易错点2 血液≠体液,血浆≠内环境
[点拨] 体液包括细胞外液(内环境)和细胞内液,细胞外液主要包括血浆、组织液和淋巴,而血液包括血浆和血细胞。所以血液并不全是体液,血浆只是内环境的一部分。
易错点3 体内液体≠内环境
[点拨] 一切与外界相通的管腔、囊腔(如呼吸道、消化道、膀胱、子宫等)及与外界相通的液体(如尿液、泪液、汗液、消化液等),不属于内环境。
易错点4 细胞内的成分≠内环境的成分
[点拨] 一切只能存在于细胞内的物质,如血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白、胞内酶(如呼吸氧化酶)等,不属于内环境的成分。
微观清障
1.判断下列关于内环境及各组分之间关系的叙述
(1)(2015·全国卷Ⅰ
T3A改编)输入实验兔静脉中的生理盐水会从血浆进入组织液。(  )
(2)(2014·全国卷ⅠT3A)内环境保持相对稳定有利于机体适应外界环境的变化。(  )
(3)(2014·全国卷ⅠT3B)内环境稳态有利于新陈代谢过程中酶促反应的正常进行。(  )
(4)淋巴液中蛋白质含量高于血浆。(  )
(5)内环境成分中含有CO2、尿素、神经递质。(  )
(6)内环境是机体进行正常生命活动和细胞代谢的场所。(  )
答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)×
2.判断下列关于内环境理化性质的叙述
(1)(2015·四川卷
T5B)患者血浆蛋白减少使血浆渗透压升高,可出现组织水肿。(  )
(2)(2015·江苏卷
T5B改编)通常情况下,人体组织细胞的细胞内液与组织液的生理指标最接近的是渗透压。(  )
(3)外界环境变化不大时,机体一定能维持内环境的稳态。(  )
(4)人体剧烈运动后,由于无氧呼吸产生乳酸,使血浆pH明显降低。(  )
(5)血浆中的HCO参与维持血浆pH的稳定。(  )
(6)血浆渗透压的大小主要取决于血浆中无机盐和蛋白质的含量。(  )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√
[能力培优]
利用单(双)箭头示意图判断转化关系
 [信息解读]
(1)组织液与血浆及细胞内液间都是双向交换,组织液与淋巴以及淋巴与血浆之间都是单向交换,因此图1中甲是细胞内液,乙是组织液,丙是血浆,丁是淋巴。
(2)在激素分泌的分级调节中,下丘脑可分泌促激素释放激素作用于垂体,促进垂体分泌促激素作用于其他内分泌腺(如甲状腺、肾上腺等),其他内分泌腺分泌的激素(如甲状腺激素、肾上腺素等)又可通过负反馈调节作用于下丘脑和垂体,抑制其分泌相应的激素。故图2中1是下丘脑,2是垂体,3是其他腺体如甲状腺、肾上腺等。
(3)在碳循环中,只有生产者与无机环境间是双向交换的,而且生产者、消费者、分解者都会通过呼吸作用向大气中释放CO2,因此图3中A是生产者,B是无机环境(大气),C是消费者,D是分解者。
强化训练
1.(2016·吉林延边模拟)如图表示人体内的细胞与外界环境之间进行物质交换的过程。下列叙述正确的是(  )
A.①~③分别代表血浆、淋巴和组织液,共同构成人体内环境
B.①中无机盐浓度过高时,垂体释放的相关激素会减少
C.正常情况下,①~③的稳态维持只与神经和体液调节有关
D.当人体蛋白质长期供应不足时,①处渗透压下降,③处的渗透压明显上升
解析:选A。血浆与组织液之间是双向箭头,组织液可以形成淋巴,淋巴通过淋巴循环可以回流到血浆,因此①~③分别代表血浆、淋巴、组织液,共同构成人体内环境;血浆中无机盐浓度过高,导致血浆渗透压升高,垂体释放的抗利尿激素增多;内环境稳态的维持机制是神经—体液—免疫调节网络;当人体蛋白质长期供应不足时,血浆渗透压下降,导致组织液增多,因此③处的渗透压也会下降。
2.下列有关生态系统中的碳循环和人体体液中物质交换的模式图的描述中,正确的是(  )
A.图1中的丁是生态系统中的主要成分
B.在因捕食关系建立的食物链中,能量最少的是图1中的乙所处的营养级
C.人体内氧气浓度最高的是图2中的乙
D.人体产生过敏反应时,图2中的甲增加导致组织水肿
解析:选D。图1中甲为生产者,乙为分解者,丙为消费者,丁为大气中CO2库,其中甲是生态系统中的主要成分,乙不参与食物链的构成。图2中甲为组织液,乙为淋巴,丙为血浆,丁为细胞内液,其中氧气浓度最高的是血浆。
考点一 细胞生活的环境
1.(2016·福建厦门质检)下列各组物质中,属于内环境成分的一组是(  )
A.K+、血浆蛋白、淋巴因子
B.唾液淀粉酶、溶菌酶、抗利尿激素
C.CO2、解旋酶、Cl-、尿素
D.Ca2+、载体、神经递质
[导学号29520437] 解析:选A。内环境含有各种离子、血浆蛋白、抗体、淋巴因子、葡萄糖、氧气、二氧化碳等成分,A正确;唾液淀粉酶分泌到消化道,不是内环境,B错误;解旋酶在细胞内促进DNA解旋,不是内环境成分,C错误;载体是细胞膜运载物质的工具,不是内环境成分,D错误。
2.(2016·四川宜宾模拟)如图是细胞与内环境进行物质交换的示意图,a、b处的箭头表示血液流动的方向。下列说法正确的是(  )
A.③是人体内细胞代谢的主要场所
B.若②为肝脏细胞,则a处的氧气浓度高于b处
C.①③中的蛋白质可以通过毛细淋巴管壁相互交换
D.毛细血管管壁细胞生活的具体内环境是②③④
[导学号29520438] 解析:选B。②细胞内液是细胞代谢的主要场所。①是淋巴,③是组织液,组织液中的小分子物质可进入淋巴,淋巴和组织液间蛋白质不能相互交换。毛细血管管壁细胞生活的内环境是④血浆、③组织液。
3.(2016·辽宁锦州质检)下列关于人体内环境及其稳态的叙述,正确的是(  )
A.内环境的温度可以随气温变化而变化
B.生成与回流的组织液中二氧化碳的含量相等
C.正常人体的组织液、血浆和淋巴所含有的成分差别不大
D.抗体、激素、H2O、乳酸、血清蛋白等物质均可存在于内环境中
[导学号29520439] 解析:选D。内环境的温度会维持在相对稳定的范围,不会随气温变化而变化,A错误;血浆部分渗透到组织间隙形成组织液,含有的二氧化碳量较低,由于组织细胞代谢产生二氧化碳释放到组织液,故回流到血浆的组织液中二氧化碳量较高,B错误;血浆的大分子蛋白无法进入组织液,其余成分可以,组织液成分可以进入毛细淋巴管形成淋巴,故组织液和淋巴含有的成分差别不大,二者与血浆成分差别较大,C错误;内环境中可存在抗体、激素、H2O、乳酸、血清蛋白等物质,D正确。
考点二 稳态及其调节
4.(2016·四川成都摸底)白蛋白是健康人血浆中含量最多的蛋白质,白蛋白在肝细胞内合成后,分泌进入血液循环而分布到身体各处,下列有关白蛋白的叙述中,正确的是(  )
A.白蛋白越多,血浆渗透压越低
B.白蛋白增多,会引起组织水肿
C.白蛋白含量影响血浆理化性质
D.白蛋白减少,会使尿液减少
[导学号29520440] 解析:选C。白蛋白的含量会影响血浆渗透压,进而影响血浆的理化性质;血浆中白蛋白越多,血浆渗透压越高,渗入组织液的水分就越少,不会引起组织水肿;血浆中白蛋白减少,会引起尿量增加。
5.(2016·河北保定月考)请在下图空白框处填写适当的名词。①~④依次为(  )
A.血浆  组织液 内环境  渗透压
B.组织液 血浆  循环系统 细胞内液渗透压
C.组织液 血浆  内环境  酸碱度
D.血浆  组织液 循环系统 细胞内液渗透压
[导学号29520441] 解析:选C。细胞外液中,淋巴来自于组织液,通过淋巴循环回到血浆,故①是组织液,②是血浆,它们和淋巴构成③内环境;内环境的稳态包括组成成分和理化性质的稳态,理化性质又包括温度、渗透压和酸碱度等,故④为酸碱度。
6.(2016·吉林长春质检)下列关于人体内环境的叙述,错误的是(  )
A.内环境与外界环境进行物质交换不依赖细胞也能完成
B.尿素和CO2从内环境排到外界环境中的途径一般是不同的
C.神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制
D.血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关
[导学号29520442] 解析:选A。内环境与外界环境进行物质交换必须依赖细胞,细胞是生物体结构与功能的基本单位,A错误;尿素主要通过泌尿系统排到外界环境,CO2通过呼吸系统排到外界环境,B正确;神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制,C正确;血浆渗透压的大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关,D正确。
7.(2016·安徽马鞍山质检)如图为人体体液物质交换示意图。下列叙述有几项正确(  )
①淋巴细胞只存在于D中
②葡萄糖分解只发生在C中
③A的渗透压升高会导致组织水肿
④胰岛素、神经递质可以存在于B中
A.1项   B.2项   C.3项    D.4项
[导学号29520443] 解析:选B。A与B可以相互渗透,B与C可以相互渗透,可推知A为血浆、B为组织液、C为细胞内液、D为淋巴。淋巴细胞既可以存在于淋巴液中,也可进入血浆中,①错误;葡萄糖的分解只能发生在细胞内液中,②正确;血浆渗透压降低会导致组织水肿,③错误;胰岛素可以在血浆、组织液或者淋巴中,神经递质只能在突触间隙的组织液中或者突触小体的突触小泡内,④正确。
8.(2016·广东潮州质检)如图所示,A表示某人剧烈运动2分钟理论所需的氧量,B表示运动及恢复过程的氧耗量。据图分析不正确的是(  )
A.剧烈运动过程需氧量高说明剧烈运动耗能多,有氧呼吸产能多
B.在运动过程中血浆中乳酸的含量会增加,原因是肌细胞进行了无氧呼吸,在图中可通过2分钟内实际供氧量少于理论需氧量来说明
C.剧烈运动过程中有一半C6H12O6发生以下反应:C6H12O6→C3H6O3+能量
D.如果在运动过程中测定血液pH,发现无大的变化,原因是血浆中有多对缓冲物质调节pH
[导学号29520444] 解析:选C。分析图形可知,剧烈运动过程需氧量高,说明剧烈运动耗能多,有氧呼吸产能比无氧呼吸多,A正确;在运动过程中血浆中乳酸的含量会增多,原因是肌细胞进行了无氧呼吸,在图中可通过2分钟实际供氧量少于理论需氧量来说明,B正确;剧烈运动过程实际耗氧量大于理论所需氧量的一半,说明不足一半的C6H12O6发生以下反应:C6H12O6→C3H6O3+能量,C错误;如果在运动过程中测定血液pH,发现无大的变化,原因是血浆中有多对缓冲物质调节pH,D正确。
9.(2016·湖南长沙月考)下图表示人体内的细胞与外界环境进行物质交换的过程,下列叙述错误的是(  )
A.若某人长期营养不良,将会导致①渗透压降低,②增多
B.从外界环境摄入的K+进入细胞的途径为:外界环境→消化系统→A→①→②→组织细胞
C.①中若无机盐浓度过高,下丘脑分泌的抗利尿激素将增多
D.淋巴细胞生活的内环境只有③
[导学号29520445] 解析:选D。图中①为血浆、②为组织液、③为淋巴,长期营养不良,导致血浆蛋白合成不足,血浆渗透压降低,组织液增多,A说法正确;K+从食物中获得,食物中的K+首先进入消化道,被小肠上皮细胞吸收进入血浆,随血液循环运输到全身组织,然后由血浆进入组织液,最后进入组织细胞,B说法正确;血浆无机盐浓度过高,导致细胞外液渗透压升高,下丘脑分泌的抗利尿激素增多,促进肾小管对水的重吸收,使细胞外液渗透压降低,C说法正确;淋巴细胞主要分布在血液、淋巴中,所以其生活的内环境有血浆、淋巴等,D说法错误。
10.(2016·辽宁重点中学模拟)下列现象可能会导致全身或局部组织液减少的是(  )
A.长期蛋白质摄入不足
B.局部皮肤接触过敏原
C.淋巴管中有丝虫寄生
D.体内产生大量抗利尿激素的抗体
[导学号29520446] 解析:选D。长期蛋白质摄入不足会导致血浆渗透压降低,导致组织液增多,A不符合题意;局部皮肤接触过敏原会因过敏反应导致组织水肿,B不符合题意;淋巴管中有丝虫寄生会影响组织液回流,导致组织水肿,C不符合题意;体内产生大量抗利尿激素的抗体,导致抗利尿激素作用减弱,肾小管和集合管对水的重吸收减少,尿量增多,组织液减少,D符合题意。
11.
(2016·贵州贵阳检测)下列关于人体内环境稳态的叙述,不正确的是(  )
A.Na+、CO2、葡萄糖、血浆蛋白、尿素、激素、抗体、H2O属于内环境的成分
B.饮食过咸食物致血浆渗透压过高可引起组织水肿
C.血浆成分渗出毛细血管可形成组织液,组织液渗入毛细淋巴管可形成淋巴
D.内环境稳态的调节包括水和无机盐平衡的调节、pH的调节、血糖的调节等
[导学号29520447] 解析:选B。抗体、激素及人体细胞代谢所需营养成分及代谢废物均可成为内环境成分,A正确;血浆渗透压过低时可引起组织水肿,B错误;血浆渗出毛细血管可形成组织液,组织液渗入毛细淋巴管可形成淋巴,C正确;水盐平衡的调节、pH的调节及血糖的调节等均属于内环境稳态的调节,D正确。
12.(2016·湖南长浏宁模拟)下列关于人体内环境的叙述,正确的是(  )
A.饮水不足,抗利尿激素增加会导致内环境稳态失调
B.内环境是一个主要由H2PO/HPO构成的缓冲体系
C.内环境中的血浆、淋巴、组织液等成分稳定时,机体达到稳态
D.细胞内外液Na+、K+分布不均匀是神经纤维兴奋传导的基础
[导学号29520448] 解析:选D。饮水不足会造成细胞外液渗透压升高,抗利尿激素分泌增多,促进肾小管和集合管重吸收水分,从而使细胞外液渗透压下降,维持内环境稳态,A错误;内环境含有的缓冲体系主要是H2CO3/HCO,B错误;内环境的稳态的实质是成分和理化性质保持相对稳定,C错误;静息电位与K+外流有关,动作电位与Na+内流有关,D正确。
13.(2015·高考海南卷)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。
(2)Na+可与________等无机盐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____________。
[导学号29520449] 解析:(1)0.9%的NaCl溶液是成熟红细胞的等渗溶液,细胞形态不会改变。
(2)Na+可与HCO、HPO等无机盐离子共同存在于血浆中,一起参与缓冲物质的构成,维持血浆pH值相对稳定。人血浆pH的正常范围是7.35~7.45。
(3)神经细胞受到刺激时Na+内流,产生兴奋。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电位变化,形成动作电位。
答案:(1)不会 (2)HCO、HPO 7.35~7.45
(3)内流 电位变化
14.(2016·福建泉州周考)下图表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示直接参与的几种系统或器官,①、②、③、④、⑤表示相关物质,甲、乙、丙表示三种液体,A、B表示相关过程。请据图回答:
(1)图中三种液体共同组成了人体细胞生活的________________,图中的Ⅳ是指__________系统,若A过程受阻,会引起__________(症状)。
(2)③中的__________(物质)对Ⅲ的活动有调节作用,最终能使乙的pH稳定在一定范围内。
(3)若图中的细胞为肝细胞,则其生活的具体内环境是________(用“甲”“乙”或“丙”回答),大多数物质②从体外最终进入肝细胞并被利用至少需要穿过________层磷脂分子层。
[导学号29520450] 解析:(1)图中甲表示淋巴、乙表示血浆、丙表示组织液,三种细胞外液共同组成了人体细胞生活的内环境;据图可知,图中的Ⅳ可以将细胞产生的代谢废物排出体外,且有B(重吸收)过程,所以Ⅳ是指泌尿系统;A表示淋巴回流过程,若A过程受阻,会引起组织水肿。
(2)③表示由呼吸系统Ⅲ排出代谢废物CO2和水蒸气等,其中的CO2对呼吸系统Ⅲ的活动有调节作用,最终能使乙的pH稳定在一定范围内。
(3)若图中的细胞为肝细胞,则其生活的具体内环境是丙(组织液)。物质②表示O2,大多数物质②从体外最终进入肝细胞并被利用,要依次穿过以下结构:在肺泡处进行气体交换时要穿过2层肺泡壁细胞膜、2层毛细血管壁细胞膜和1层红细胞细胞膜共5层细胞膜;在组织处进行气体交换时要依次穿过1层红细胞细胞膜、2层毛细血管壁细胞膜、1层肝细胞膜和2层线粒体膜共6层生物膜,因此大多数物质②从体外最终进入肝细胞并被利用至少需要穿过11层生物膜,22层磷脂分子层。
答案:(1)内环境 泌尿 组织水肿
(2)CO2
(3)丙 22
15.稳态是机体进行正常新陈代谢等生命活动的必要条件,稳态的维持需要调节。请利用活鸡血完成下列与稳态调节有关的问题:
(1)为了验证血浆中的无机盐含量对红细胞形态的影响,现提供加入柠檬酸钠溶液的活鸡血,生理盐水,10%NaCl溶液,蒸馏水,试管,滴管,显微操作器材等,请设计实验,并预期结果。
方法步骤:
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
预期结果:________________________________________________________________________。
________________________________________________________________________
(2)为了研究血浆能否维持pH稳定,某同学将血浆等量分装到2支洁净的试管甲、乙中,分别测定pH并记录,再向甲试管中滴1滴5%的盐酸溶液,乙试管中滴1滴1%的氢氧化钠溶液,振荡1
min,再分别测定pH并记录,观察各管颜色变化。
①试评价并完善此方案:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②有同学猜想血浆通过缓冲作用来维持pH的相对稳定,他需要的实验证据是:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[导学号29520451] 解析:设计实验步骤时要遵循对照和单一变量的基本原则,所以首先应该分组、编号(如:甲、乙、丙),在取用实验材料和设计步骤的时候要注意“三等”——等量、等浓度,还有一个就是等条件。等条件是指除了自变量外其他条件都相等,保证单一变量。
答案:(1)①取3支试管,编号甲、乙、丙,分别加入生理盐水、10%
NaCl溶液、蒸馏水各2
mL ②在3支试管中分别滴入1滴活鸡血,振荡摇匀,放置5
min ③分别取3支试管内的混合液各1滴置于3张洁净的载玻片上(编号),做成临时装片 ④显微镜检查红细胞的形态,并记录结果 预期结果:生理盐水中的红细胞保持正常形态;10%
NaCl溶液中的红细胞皱缩;蒸馏水中的红细胞破裂
(2)①缺少对照。应再增设两个蒸馏水对照组,处理方法同甲、乙两组 ②增设两个缓冲液对照组,处理方法同甲、乙两组,加入盐酸、氢氧化钠溶液前后的pH值也基本不变第28讲 免疫调节
[考纲点击] 1.人体免疫系统在维持稳态中的作用(Ⅱ) 2.艾滋病的流行和预防(Ⅰ)
一、免疫系统的组成
二、免疫系统的调节
1.非特异性免疫
(1)组成
①第一道防线:皮肤、黏膜。
②第二道防线:体液中的杀菌物质(如溶菌酶)和吞噬细胞。
(2)特点:人生来就有,不具有特异性。
2.特异性免疫(第三道防线)
(1)组成:细胞免疫和体液免疫。
(2)过程
①体液免疫:由B淋巴细胞主要靠产生抗体实现免疫效应的免疫方式。


体液免疫过程
一吞(吞噬细胞)、二T(T细胞)、三B(B细胞),牢牢将(浆细胞)你记忆(记忆细胞)。
②细胞免疫:T细胞主要靠直接接触靶细胞发挥免疫效应的方式。
三、免疫失调疾病的类型、特点及实例[连一连]
1.免疫系统的三个组成:免疫器官、免疫细胞、免疫活性物质。
2.免疫系统的两个作用
(1)防卫
(2)监控、清除:监控体内衰老、坏死和癌变的细胞并清除。
3.免疫的两种类型:非特异性免疫和特异性免疫,特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫。
4.具有识别功能的细胞:吞噬细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞、效应T细胞,这些细胞除吞噬细胞外均具有特异性识别功能。
5.三种免疫失调病
(1)过敏反应:免疫系统对外来物质过度敏感引起。
(2)自身免疫病:由于免疫系统异常敏感、反应过度、“敌我不分”地将自身物质当做外来异物攻击引起。
(3)免疫缺陷病(先天性免疫缺陷病、获得性免疫缺陷病)。
考法一 以归纳比较为基点,考查免疫细胞的起源、分化及功能
1.淋巴细胞的起源和分化
2.淋巴细胞的种类与功能
细胞名称
来源
功能
吞噬细胞
造血干细胞
摄取和处理、呈递抗原,吞噬抗体—抗原结合体
B细胞
造血干细胞,在骨髓中成熟
识别抗原,分化成为浆细胞、记忆细胞
T细胞
造血干细胞,在胸腺中成熟
识别抗原,分化成效应T细胞、记忆细胞;产生淋巴因子
浆细胞
B细胞或记忆B细胞
分泌抗体
效应T细胞
T细胞或记忆T细胞
与靶细胞结合发挥免疫效应
记忆细胞
B细胞或T细胞
识别抗原,分化成相应的效应细胞
(1)T细胞和B细胞的形成不需要抗原的刺激,而浆细胞和效应T细胞的形成需要抗原的刺激。
(2)吞噬细胞不仅参与非特异性免疫,还在特异性免疫中发挥重要作用。
(3)淋巴因子是由T淋巴细胞产生的,淋巴因子有很多种,常见的有干扰素和白细胞介素等。
 细胞识别作用的判断技巧
(1)T细胞、B细胞、记忆细胞、效应T细胞都具有特异性识别抗原的功能。
(2)吞噬细胞无特异性识别功能,但能识别“非己”成分。
(3)浆细胞不能识别抗原。
以上三点可以总结为两个唯一:
视角1  以概念图、模式图分析的形式,考查免疫细胞的起源、分化及功能
1.(原理判断类)(2014·高考大纲全国卷)下列关于人体淋巴细胞的叙述,错误的是(  )
A.在胸腺中发育成熟的T淋巴细胞可参与细胞免疫
B.效应T淋巴细胞可攻击被病原体感染的宿主细胞
C.T淋巴细胞和B淋巴细胞都是由造血干细胞发育成的
D.T细胞释放的淋巴因子不能使受到抗原刺激的B细胞增殖
解析:选D。A项,T淋巴细胞在胸腺中发育成熟后,可参与细胞免疫。B项,细胞免疫中,效应T淋巴细胞与靶细胞(被病原体感染的宿主细胞)密切接触,致使靶细胞裂解死亡。C项,造血干细胞可增殖分化为B淋巴细胞和T淋巴细胞,两者分别在骨髓和胸腺中发育成熟。D项,体液免疫过程中,T淋巴细胞释放的淋巴因子能促进B淋巴细胞的增殖和分化。
2.(图解分析类)(2016·豫南九校联考)如图表示淋巴细胞的起源和分化过程(其中a、b、c、d表示不同种类的细胞,①和②表示有关过程),下列有关叙述正确的是(  )
A.只有a、b、c三类细胞能识别抗原
B.产生抗体的细胞只能由b细胞直接分化形成
C.①和②过程都需要抗原的刺激才能发生
D.c、d细胞功能不同的根本原因是DNA不同
解析:选C。由题图信息可推出,a、b、c、d分别为T细胞、B细胞、效应T细胞和浆细胞,其中浆细胞不能识别抗原,除a、b、c三类细胞能识别抗原外,记忆细胞也能识别抗原。记忆细胞在接受同一种抗原刺激后,也能分化成产生抗体的浆细胞。B细胞和T细胞分别由造血干细胞在骨髓和胸腺中分化、发育而成,暂时处于不增殖状态,
在接受抗原刺激后,才能继续增殖、分化。c、d细胞是由同一个受精卵经有丝分裂而来的,两者的DNA相同,其功能不同的根本原因是基因的选择性表达。
视角2  以实验形式考查免疫细胞的来源
3.甲、乙、丙三组小鼠不同的免疫器官被破坏,其中甲组仅有体液免疫功能,乙组和丙组丧失了特异性免疫功能。现给三组小鼠分别输入造血干细胞,发现仅有乙组恢复了细胞免疫功能,出现这些现象的原因是(  )
A.甲组骨髓被破坏,乙组胸腺被破坏,丙组骨髓和胸腺均被破坏
B.甲组胸腺被破坏,乙组骨髓被破坏,丙组骨髓和胸腺均被破坏
C.乙组骨髓被破坏,丙组胸腺被破坏,甲组骨髓和胸腺均被破坏
D.丙组骨髓被破坏,甲组胸腺被破坏,乙组骨髓和胸腺均被破坏
解析:选B。造血干细胞在骨髓中分化发育成B细胞,在胸腺中分化发育成T细胞。B细胞主要用于体液免疫,T细胞参与细胞免疫和体液免疫。甲组仅有体液免疫功能,说明胸腺被破坏。输入造血干细胞后,乙组恢复了细胞免疫,说明骨髓被破坏;输入造血干细胞后丙组仍然丧失特异性免疫功能,说明骨髓和胸腺均被破坏。
考法二 利用过程图,分析比较体液免疫和细胞免疫
1.体液免疫与细胞免疫关系图解
2.体液免疫与细胞免疫的区别和联系
免疫类型
体液免疫
细胞免疫
作用对象
游离于体液中的抗原
被抗原侵入的宿主细胞、自身突变细胞和来自异体的移植组织器l官
免疫细胞
主要是B细胞
主要是T细胞
免疫时间
过程较迅速,所需时间短
过程较缓慢,所需时间长
作用方式
浆细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合
效应T细胞与靶细胞密切接触
关系
二者各有其独特的作用又相互配合:①对外毒素:体液免疫发挥作用;②对细胞内寄生生物:体液免疫先起作用,阻止寄生生物的散播感染,当寄生生物进入细胞后,细胞免疫将抗原释放,再由体液免疫最后清除;③若T细胞被破坏,则细胞免疫不存在,体液免疫也将大部分丧失
3.二次免疫及其特点
(1)二次免疫的特点:从上图中可以看出,二次免疫与初次免疫相比,产生抗体又快又多,从而使患病程度大大降低。
(2)二次免疫的基础:在初次免疫过程中产生的记忆细胞,当接受相同的抗原刺激时,会迅速地增殖、分化成浆细胞,从而更快更多地产生抗体。
 “三看法”识别体液免疫和细胞免疫
视角1  以原理判断、示意图的形式,考查特异性免疫的过程
1.(原理判断类)(2015·高考天津卷)鸡霍乱病原菌易致鸡死亡。1880年,巴斯德用久置的鸡霍乱病原菌对鸡群进行注射,意外发现全部鸡存活。再次培养新鲜病原菌,并扩大鸡的注射范围,结果仅有部分鸡存活。进一步调查发现,存活鸡均接受过第一次注射。下列分析正确的是(  )
A.第一次注射时,所用的鸡霍乱病原菌相当于抗体
B.第一次注射后,鸡霍乱病原菌诱导存活鸡产生了抗性变异
C.第二次注射后,存活鸡体内相应记忆细胞参与了免疫反应
D.第二次注射后,死亡鸡体内没有发生特异性免疫反应
解析:选C。A项,第一次注射时,所用的久置的鸡霍乱病原菌起到了疫苗的作用,属于抗原。B项,第一次注射后,存活鸡体内发生特异性免疫,产生记忆细胞,并不是病原菌诱导鸡产生抗性变异。C项,第二次注射后,存活鸡体内的记忆细胞受抗原刺激后快速增殖分化产生浆细胞及效应T细胞,发挥免疫效应。D项,第二次注射后,死亡鸡体内同样发生特异性免疫,但由于未注射过“疫苗”,其体内没有抗体和记忆细胞,抗体产生得较慢、较少,导致其死亡。
2.(生理过程图解类)(2016·四川绵阳二诊)下图为人体免疫系统清除流感病毒(RNA病毒)的部分过程示意图。结合所学知识,分析下列推测最准确的是(  )
A.细胞甲为B细胞,其与细胞乙、丙都能接受抗原刺激
B.有细胞丙参与的免疫过程一定属于人体的特异性免疫
C.与细胞乙相比,细胞丙的高尔基体和溶酶体都更发达
D.细胞丙消化抗原—抗体得到的部分产物可被细胞核利用
解析:选D。分析过程图可知:细胞甲是B细胞或者记忆细胞,细胞乙是浆细胞,细胞丙是吞噬细胞。细胞乙(浆细胞)没有识别作用,不能接受抗原刺激,A错误;吞噬细胞可以参与特异性免疫和非特异性免疫,B错误;细胞乙能分泌抗体,比细胞丙的高尔基体发达,细胞丙的溶酶体比细胞乙发达,C错误;细胞丙消化抗原—抗体得到的部分产物如氨基酸等可被细胞核利用,D正确。
视角2  以图解分析的形式,考查免疫类型的判断
3.(2016·甘肃调研)下图表示人体的特异性免疫过程,请据图判断下列说法正确的是(  )
A.⑤⑥两种免疫依次表示体液免疫和细胞免疫
B.能特异性识别抗原的细胞有a、b、c、d、f
C.HIV侵入人体对⑤⑥尤其是对⑤有破坏作用
D.细胞e→细胞d→③作用的过程发生在机体首次接触抗原时
解析:选C。分析题图可知,细胞a为吞噬细胞、细胞b为T细胞、细胞c为B细胞、细胞d为效应T细胞、细胞e为记忆T细胞、细胞f为浆细胞、细胞g为记忆B细胞。其中对抗原具有特异性识别作用的细胞有b、c、d、e、g,⑤代表的是细胞免疫、⑥代表的是体液免疫,A、B错误;HIV主要破坏T细胞,没有T细胞,细胞免疫将不能进行,但还可保留部分体液免疫,C正确;记忆细胞发挥作用,至少是相同抗原第二次入侵机体,D错误。
视角3  以曲线形式,考查二次免疫的特征
4.(2016·浙江宁波二检)疫苗是指为了预防、控制传染病的发生、流行,用于人体预防接种的预防性生物制品。下图所示为人体接种疫苗(箭头为疫苗接种时间)后,体内测得的抗体水平。下列有关叙述中不正确的是(  )
A.甲与丁所接种的是不同种疫苗,识别它们的B细胞特异性不同
B.丙时间抗体水平突然上升,可能是受到类似甲疫苗的抗原的刺激
C.两次或更多次的接种可以使机体产生更多的效应细胞和吞噬细胞
D.甲、丁两曲线表明,不同种类的抗体在体内存留的时间长短可有较大的差异
解析:选C。根据题意和图示分析:当注射丁时,注射甲产生的抗体没有增多,所以甲与丁所注射的为不同种疫苗,A正确;丙时间抗体水平突然上升,是受到了类似甲疫苗的抗原的刺激,体内的记忆细胞迅速增殖分化,产生浆细胞从而产生抗体,B正确;不同的抗原会产生不同的特异性抗体,多次接种不同的抗原可使浆细胞种类增多,C错误;丁曲线表示的抗体短时间内消失可以说明同种类的抗体在体内存留的时间长短可有较大的差异,D正确。
考法三 免疫失调与人体健康
1.过敏反应、自身免疫病与免疫缺陷病
过敏反应
自身免疫病
免疫缺陷病
概念
已免疫的机体再次接受相同物质刺激时所发生的组织损伤或功能紊乱
免疫反应对自身的组织和器官造成损伤
由于机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病,可分为两类:先天性免疫缺陷病、获得性免疫缺陷病
发病机理
相同过敏原再次进入机体时与吸附在细胞表面的相应抗体结合使细胞释放组织胺而引起
抗原结构与正常细胞物质表面结构相似,抗体消灭抗原时,也消灭正常细胞
人体免疫系统功能先天不足(遗传缺陷)或遭病毒等攻击破坏而致
举例
消化道、呼吸道过敏反应,皮肤过敏反应等
类风湿性关节炎、风湿性心脏病、系统性红斑狼疮
先天性胸腺发育不良、艾滋病
2.免疫预防和免疫治疗
(1)免疫预防:患病前的预防,即把疫苗接种到人体内,使人产生对传染病的抵抗能力,增强了人的免疫力。通过预防接种,人们能够积极地预防多种传染病,但不能预防所有传染病。
(2)免疫治疗:患病后的治疗,即在人体患病条件下,通过输入抗体、胸腺素、淋巴因子等调整人的免疫功能,使机体抵抗疾病的能力增强,达到治疗疾病的目的。
快速界定三类免疫失调病
视角1  以案例分析的形式,考查免疫功能异常的机理
1.(过敏反应类)(2016·江苏淮安模拟)如图为过敏反应的原理图,下列有关叙述正确的是(  )
A.过敏反应为抗原首次进入机体引起的免疫反应,表现为发作迅速,反应强烈
B.图中首次进入人体的过敏原与再次进入的过敏原的类型可相同,也可不同
C.过敏反应属于特异性免疫中的细胞免疫,其调节方式为神经—体液调节
D.过敏反应有明显的个体差异和遗传倾向,图中靶细胞释放的组织胺等物质可引起毛细血管扩张,平滑肌收缩等
解析:选D。抗原首次进入机体并不能引起过敏反应,而是产生抗体结合在某些细胞的表面形成致敏靶细胞,A错误;图中再次进入的过敏原与首次进入的应是相同的,否则不能引起组织胺的释放,B错误;过敏反应属于特异性免疫中的体液免疫,其调节方式为体液调节,C错误;过敏反应有明显的个体差异和遗传倾向,图中靶细胞释放的组织胺等物质可引起毛细血管扩张,平滑肌收缩等,D正确。
2.(自身免疫类)(2015·高考福建卷)有一种胰岛素依赖型糖尿病是由于患者体内某种T细胞过度激活为效应T细胞后,选择性地与胰岛B细胞密切接触,导致胰岛B细胞死亡而发病。下列叙述正确的是(  )
A.这种胰岛素依赖型糖尿病属于自身免疫病
B.患者血液中胰岛素水平高于正常生理水平
C.效应T细胞将抗原传递给胰岛B细胞致其死亡
D.促进T细胞增殖的免疫增强剂可用于治疗该病
解析:选A。A项,患者体内某种T细胞被过度激活为效应T细胞后,与胰岛B细胞接触,使胰岛B细胞裂解死亡,这是损伤了自身正常的组织细胞,因此此病属于自身免疫病。B项,患者体内的胰岛B细胞死亡,胰岛素分泌减少,患者体内胰岛素水平较正常人低。C项,效应T细胞不能呈递抗原,而是把胰岛B细胞作为抗原(自身靶细胞),并与之结合,使其裂解死亡,呈递抗原的细胞为吞噬细胞。D项,用免疫增强剂促进T细胞增殖后,效应T细胞仍会与胰岛B细胞接触使其死亡,此方法不能治疗该病,治疗该病应抑制T细胞被过度激活。
视角2  以案例分析的形式,考查免疫学的应用
3.(曲线图信息类)利用免疫学原理既可以预防疾病,也可以治疗疾病。如图是某人获得抗SARS病毒抗体的两种途径及其抗体的变化情况。下列有关说法正确的是(  )
A.途径①注射的是SARS病毒疫苗,途径②注射的是抗SARS病毒抗体
B.途径①通常用于免疫预防,途径②通常用于免疫治疗
C.途径①曲线下降的原因可能是抗SARS病毒抗体与SARS病毒结合凝集沉淀
D.途径②曲线在0~7天期间逐渐上升的原因可能是SARS病毒逐渐增多的结果
解析:选C。途径①注射的是抗病毒抗体,通常用于免疫治疗,曲线下降的原因可能是抗病毒抗体与病毒结合凝集沉淀,也可能是由抗病毒抗体的存活时间决定的;途径②注射的是病毒疫苗,通常用于免疫预防,曲线在0~7天期间逐渐上升的原因是机体发生了特异性免疫过程,产生了合成分泌抗病毒抗体的浆细胞。
4.(原理判断类)(2016·安徽淮南一模)免疫治疗是应用免疫制剂调节机体的免疫状态,使机体对疾病产生恰当的免疫应答,从而防治疾病的治疗方法。如注射疫苗、抗体以预防和治疗慢性疾病,应用免疫抑制剂及免疫增强剂以控制机体的免疫状态等。下列叙述正确的是(  )
A.免疫抑制剂能使T细胞增殖受阻,不利于器官移植
B.利用免疫增强剂可增强体液免疫对癌变细胞的清除
C.吞噬细胞对抗原处理后可以呈递抗原信息给其他淋巴细胞
D.接种疫苗后,被相同病原体再次感染后记忆细胞产生大量抗体将其清除
解析:选C。免疫抑制剂能使T细胞的增殖受阻,从而使免疫系统暂时处于无应答或弱应答状态,从而提高器官移植成活率,A错误;利用免疫增强剂可增强细胞免疫对癌变细胞的清除,B错误;吞噬细胞对抗原处理可以暴露出隐藏的抗原信息,再呈递给其他淋巴细胞,C正确;记忆细胞接受抗原信息后增殖分化出大量浆细胞,再由浆细胞产生抗体,D错误。
[误区补短]
易错点1 抗原、抗体及淋巴因子易于混淆
[点拨]
项目
抗原
抗体
淋巴因子
来源
大分子“非己”成分、自身衰老或病变的细胞
由浆细胞产生并分泌
由T细胞或效应T细胞产生并分泌
本质
蛋白质或其他
球蛋白
蛋白质
作用
刺激机体产生抗体或效应细胞,并和相应的抗体或效应细胞发生特异性结合反应
识别抗原表面的抗原决定簇,对抗原起作用
促进B细胞增殖、分化,加强各种有关细胞的作用以发挥免疫效应。如促进B细胞的增殖、分化,增强效应T细胞对靶细胞的裂解作用等
举例
外毒素、凝集原
抗毒素、凝集素
干扰素、白细胞介素
易错点2 对骨髓和胸腺破坏后,机体的免疫类型分析不清
[点拨] (1)切除胸腺——T细胞、记忆T细胞和效应T细胞将不能产生,细胞免疫全部丧失,保留少部分体液免疫。
(2)骨髓遭破坏,造血干细胞不能产生,其他免疫细胞都将不能产生,一切特异性免疫全丧失,但输入造血干细胞,细胞免疫恢复。
(3)若两者都遭破坏,丧失一切特异性免疫,再输入造血干细胞,特异性免疫并不能恢复。
易错点3 对HIV的繁殖方式不清易造成错误
[点拨] 艾滋病病毒(HIV)是以RNA作为遗传物质的病毒,当它侵入人体后,通过逆转录合成DNA,然后将逆转录的DNA整合到人的DNA上,随着人的DNA的复制而进行复制。
微观清障
1.判断下列有关免疫系统组成的叙述
(1)抗体、血浆蛋白、淋巴因子和溶菌酶都属于免疫活性物质。(  )
(2)(2014·江苏卷
T21D改编)人体内的吞噬细胞只参与非特异性免疫过程。(  )
(3)淋巴细胞包括B细胞、T细胞和吞噬细胞。(  )
(4)非特异性免疫只对一种特定的病原体起作用。(  )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)×
2.判断下列关于免疫系统功能的叙述
(1)(2015·全国卷Ⅱ
T5B)抗体抵抗病毒的机制与溶菌酶杀灭细菌的机制相同。(  )
(2)(2015·全国卷Ⅱ
T5D)人体感染HIV后的症状与体内该病毒浓度和T细胞数量有关。
(  )
(3)(2014·江苏卷
T21A)T细胞受到抗原刺激后可直接转变为效应T细胞。(  )
(4)体液免疫中,抗原的呈递是细胞间的直接接触,T细胞分泌的淋巴因子经过体液作用于B细胞。(  )
(5)体液免疫与细胞免疫中,吞噬细胞免疫初与免疫末都发挥作用。(  )
(6)在H7N9禽流感病毒侵入人体时,机体在免疫应答过程中不会发生T细胞合成并分泌淋巴因子。(  )
(7)免疫系统不会清除自身的衰老或异常细胞。(  )
(8)效应T细胞可诱导靶细胞发生凋亡。(  )
(9)浆细胞能增殖分化成具有分裂能力的记忆细胞。(  )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)√ (9)×
3.判断下列关于免疫功能异常及免疫应用的叙述
(1)(2014·江苏卷
T21C)过敏反应是人体特异性免疫应答的一种异常生理现象。(  )
(2)青霉素过敏反应的主要原因是机体免疫防御功能低下。(  )
(3)HIV病毒主要攻击T细胞导致免疫功能严重缺陷。(  )
答案:(1)√ (2)× (3)√
[能力培优]
关于特异性免疫过程的热图解读
 [信息解读]
解读本图的核心是正确识别图中的细胞,A~G分别是吞噬细胞、T细胞、B细胞、记忆B细胞、浆细胞、记忆T细胞和效应T细胞。识别该图中的细胞有两种方法:
(1)关注细胞的来源,如细胞B是由造血干细胞分化而来,且在胸腺中成熟,所以该细胞为T细胞,进一步可以判断细胞F和细胞G;而细胞C也来自造血干细胞且在骨髓中发育成熟,所以该细胞为B细胞,进一步可以判断细胞D和细胞E。
(2)根据免疫的结果进行判断,如细胞G作用于靶细胞,所以该免疫过程为细胞免疫,细胞G为效应T细胞,进一步可以判断细胞F和细胞B;而细胞E可以分泌抗体,据此可以判断该细胞为浆细胞,进一步可以判断细胞D和细胞C。
强化训练
1.如图是有关接受器官移植的人体内的免疫过程示意图,下列说法中正确的是(  )
A.若发生感染,HIV进入人体后,主要侵染图中的细胞B
B.移植的器官在受体体内主要通过⑩发生排斥反应
C.⑨和⑩两种免疫方式分别为人体的第二、三道防线
D.人体细胞C受到抗原刺激后,可增殖、分化为细胞E,这个过程与细胞B没关系
解析:选A。图中A为吞噬细胞,B为T细胞,C为B细胞,D为记忆B细胞,E为浆细胞,G为效应T细胞,F为记忆T细胞;⑨、⑩分别为细胞免疫和体液免疫。HIV进入人体后,主要侵染图中的T细胞(细胞B),A项正确;移植的器官在受体体内主要通过细胞免疫(⑨)发生排斥反应,B项错误;⑨和⑩两种免疫方式都是人体的第三道防线,C项错误;绝大多数抗原需经T细胞(细胞B)的呈递后刺激B细胞(细胞C),D项错误。
2.如图表示人体内发生的某种特异性免疫过程,下列叙述正确的是(  )
A.图中甲、乙、丙、丁、戊分别代表各种免疫细胞,其中能特异性识别1的包括甲、丙、戊、丁
B.丙→丁、丙→戊以及戊→丁的过程都存在基因的选择性表达,并且当1的种类不同时,选择表达的基因也存在差异
C.2作用于1的过程中存在特异性识别,而且1的清除与细胞的凋亡有关
D.1可以是某些蛋白质,每一次的侵入都可以通过作用于戊,使免疫的速度加快,强度更强
解析:选B。由题图可知该过程表示体液免疫的过程,1代表抗原,生物大分子、病毒、细菌等都可以成为抗原,甲代表吞噬细胞,乙代表T细胞,丙代表B细胞,丁代表浆细胞,戊代表记忆B细胞,2代表抗体,其中甲(吞噬细胞)吞噬抗原不具有特异性,丁(浆细胞)不能直接识别抗原,A错误;体液免疫是通过抗体清除游离在细胞外液中的抗原,与细胞凋亡无直接关系,C错误。抗原初次入侵时不能作用于戊,D错误。
考点一 免疫类型、免疫器官、免疫细胞及免疫物质
1.(2016·吉林长春模拟)下列有关免疫的叙述正确的是(  )
A.吞噬细胞只参与非特异性免疫,淋巴细胞只在特异性免疫中发挥重要作用
B.吞噬细胞和淋巴细胞都来自造血干细胞
C.二次免疫反应中抗体直接由记忆细胞分泌,因此抗体产生量更大,反应更快更强
D.免疫活性物质都是由淋巴细胞产生的,并且都具有特异性
[导学号29520481] 解析:选B。吞噬细胞在非特异性免疫和特异性免疫中都发挥作用,淋巴细胞只在特异性免疫中发挥重要作用,A错误;吞噬细胞和淋巴细胞都起源于骨髓中的造血干细胞,B正确;二次免疫反应中,记忆细胞在相应抗原的刺激下迅速增殖分化为大量的浆细胞,进而由浆细胞产生大量的抗体,因此抗体产生量更大,反应更快更强,C错误;免疫活性物质包括抗体、淋巴因子、溶菌酶等,前二者是由淋巴细胞产生,抗体具有特异性,D错误。
2.下图表示人体免疫反应的某些过程,对a、b、c、d四种细胞的判断,正确的是(  )
A.a细胞表示吞噬细胞,能对多种病原体起防御作用,具有特异性识别抗原的能力
B.b细胞接受抗原刺激后能增殖分化
C.c细胞的裂解死亡属于非特异性免疫
D.d细胞通过产生抗体消灭抗原
[导学号29520482] 解析:选B。由题图可知,a表示吞噬细胞,不具有特异性识别抗原的能力;b为B细胞,接受抗原刺激后能增殖分化形成浆细胞和记忆细胞;c为靶细胞,其在效应T细胞的作用下裂解死亡,为特异性免疫中的细胞免疫;d为效应T细胞,通过与靶细胞的密切接触来发挥作用。
考点二 体液免疫与细胞免疫
3.下图表示机体的免疫反应清除抗原的过程示意图。下列说法不正确的是(  )
A.抗原刺激机体后,T细胞和B细胞会分化,但不会增殖
B.浆细胞与效应T细胞相比,具有更加丰富的内质网和高尔基体
C.抗体能够与相应抗原结合,形成抗原—抗体复合物
D.效应T细胞引起靶细胞的死亡属于细胞凋亡
[导学号29520483] 解析:选A。抗原刺激机体后,T细胞和B细胞会增殖、分化为相应的效应细胞和记忆细胞。浆细胞由于要形成分泌蛋白——抗体,所以内质网和高尔基体的含量更多。多数情况下,抗体与相应抗原形成沉淀或细胞集团,最终被吞噬细胞吞噬。靶细胞的死亡对机体具有积极意义,属于细胞凋亡。
4.(2016·江苏泰州高三联考)下图甲表示人体内免疫细胞的起源和分化,图乙表示一正常人注射疫苗以及再次接触抗原后体内产生抗体的反应。下列分析正确的是(  )
A.图甲①~⑥中不需抗原刺激就能进行的只有①②③
B.图甲②受一些类固醇药物阻碍可出现细胞免疫力降低
C.图乙d时表示抗原直接刺激浆细胞,快速产生大量抗体
D.图乙中抗体浓度由n上升到m,表示出现过敏反应
[导学号29520484] 解析:选A。图甲不需要抗原刺激也能进行①③过程,A正确;B细胞不参与细胞免疫,故图甲②过程受一些类固醇药物阻碍,并不会出现细胞免疫力降低,B错误;图乙d时表示抗原直接刺激记忆细胞,快速分化浆细胞,产生大量抗体,C错误;图乙中抗体浓度由n上升到m,表示机体的二次免疫,不属于过敏反应,D错误。
考点三 艾滋病的流行和预防及免疫失调症
5.(2015·高考浙江卷)下列有关艾滋病(AIDS)的叙述,正确的是(  )
A.某些逆转录酶抑制剂可用于治疗艾滋病
B.艾滋病主要是通过唾液、食物和昆虫传播的
C.HIV的遗传物质直接整合到宿主细胞的染色体中
D.患者的细胞免疫功能严重减退而体液免疫功能不受影响
[导学号29520485] 解析:选A。HIV为RNA病毒,主要攻击人体的T细胞,进入人体细胞后以自身RNA为模板逆转录形成DNA,然后整合到细胞染色体DNA上,该过程需要逆转录酶的参与,所以逆转录酶抑制剂可用于治疗艾滋病,A项正确。艾滋病的主要传播途径是血液传播、母婴传播和性接触传播,一般不通过唾液、食物和昆虫传播,B项错误。HIV是RNA病毒,其遗传物质(RNA)不可能直接整合到人体细胞的染色体中,C项错误。HIV主要攻击人体的T细胞,由于大部分的体液免疫需要T细胞的参与,在细胞免疫中T细胞分化形成效应T细胞,所以患者全部的细胞免疫和大部分的体液免疫丧失,D项错误。
6.如图为某人被狗咬后的处理和治疗情况。下列叙述不正确的是(  )
A.清理伤口,不包扎,能减少人被狂犬病病毒、厌氧菌等感染的机会
B.狂犬病病毒具有一定的潜伏期,注射狂犬疫苗,是为了刺激机体产生抗体和记忆细胞
C.每隔一定时间注射狂犬疫苗,对机体抗体和记忆细胞的产生起到增强作用
D.注射狂犬免疫球蛋白能直接消灭侵入细胞内的狂犬病病毒
[导学号29520486] 解析:选D。被狗咬后,首先要清理伤口,目的是减少人被狂犬病病毒感染的机会,不包扎是为了促进细胞的有氧呼吸,抑制厌氧菌的繁殖,A正确。注射疫苗,即注射特定的抗原,能刺激机体产生特定的记忆细胞和抗体,使机体产生免疫力。每隔几天加强注射狂犬疫苗,机体产生大量的抗体和记忆细胞,B、C正确。注射狂犬免疫球蛋白,即注射抗体,能和抗原发生特异性结合,减少被感染的机会,但抗体不能消灭细胞内的抗原,D错误。
7.(2016·重庆第二次调研)下列有关免疫的说法中,正确的是(  )
A.血浆和泪液中的溶菌酶属于人体的第一道防线
B.体液免疫和细胞免疫均可以有吞噬细胞和T细胞的参与
C.发生过敏反应的人在初次接触过敏原时不会发生免疫反应
D.HIV能攻击人体的免疫系统,特别是侵入T细胞,引起自身免疫病
[导学号29520487] 解析:选B。血浆中的溶菌酶属于人体的第二道防线,A错误;体液免疫和细胞免疫中均可以有吞噬细胞摄取、处理和呈递抗原,把抗原呈递给T细胞,B正确;机体初次接触过敏原,只是产生了抗体,会发生免疫反应,不会发生过敏反应,C错误;HIV能攻击人体的免疫系统,特别是能够侵入T淋巴细胞,使T淋巴细胞大量死亡,导致患者几乎丧失一切免疫功能,这属于免疫缺陷症,而不是自身免疫病,D错误。
8.假设某地区发生了新传染病。一个月内,患病人数与易感者人数变化的曲线见右图。据图分析下列叙述错误的是(  )
A.与d相比,b处更易爆发该传染病的流行
B.b处患者病愈后,取其血清接种到易感者体内,使其得到免疫力的方法属于被动免疫
C.易感者人数变化的可能原因是有抵抗该病抗体的人数增多
D.第10
d时患者特异性免疫功能普遍比第5
d时的低
[导学号29520488] 解析:选D。从图示可看出,b和d点患病人数差不多,但b点易感者多,故b处更易爆发该传染病的流行;b处患者的病愈后,取其血清接种到易感者体内,使其得到免疫力的方法属于被动免疫;患者病愈后获得免疫力,人群中建立免疫屏障,抵抗该病的人数增多,使易感人数下降;通过免疫反应,第10
d时患者特异性免疫功能普遍比第5
d时患者的高。
9.(2016·吉林长春模拟)下图为某病的发病原理。结合所学知识,判断下列说法不正确的是(  )
A.该病属于人体免疫疾病中的自身免疫病
B.激素A能够促进垂体细胞代谢,使激素B合成增加
C.图中所示抗体和激素B对甲状腺的作用效应可能相同
D.使用免疫抑制剂能够有效缓解该病患者的病症
[导学号29520489] 解析:选B。根据图中信息可以看出该病是抗体作用于自身组织细胞导致的,所以该病是自身免疫病;激素A为甲状腺激素,可以促进垂体细胞的代谢,但是甲状腺激素会通过反馈调节抑制垂体分泌激素B(促甲状腺激素);从图中可以看出抗体和激素B作用于甲状腺细胞上的相同受体,故推断抗体可能和激素B一样可以促进甲状腺激素的分泌;使用免疫抑制剂可以抑制细胞甲分泌抗体,使该病的病情得到缓解。
10.(2016·山西太原月考)埃博拉病毒是一种RNA病毒,感染人体后会出现发烧、呕吐、腹泻等症状,死亡率高达90%。下列有关说法错误的是(  )
A.该病毒可通过逆转录直接合成其遗传物质
B.被病毒感染的宿主细胞可以被相应的效应T细胞识别
C.患者频繁的呕吐和腹泻会引起细胞外液渗透压的改变
D.发烧患者在体温恢复正常的过程中,体内散热量大于产热量
[导学号29520490] 解析:选A。RNA病毒的遗传物质是RNA,而逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程,A错误;被病毒感染的宿主细胞为靶细胞,在细胞免疫过程中效应T细胞能识别靶细胞并与靶细胞密切接触引起其裂解死亡,B正确;患者频繁的呕吐和腹泻会造成细胞外液中水分减少,从而使细胞外液渗透压升高,C正确;发烧患者体温恢复正常过程中散热量大于产热量,体温逐渐下降,D正确。
11.(过程示意图类)编码乙肝病毒(HBV)表面S蛋白的基因疫苗,被小白鼠骨骼肌细胞吸收后可表达出S蛋白。S蛋白(抗原)引发系列的体液免疫和细胞免疫。图甲中数字代表细胞,字母代表生理过程,细胞⑦可诱导靶细胞裂解;图乙中抗体效价用衡量免疫效果的数量单位表示。有关分析错误的是(  )
 
A.图甲中细胞①和⑤均是T细胞,细胞⑦是效应T细胞
B.树突状细胞的功能是识别和处理抗原,呈递抗原S蛋白
C.经图甲中N过程形成的细胞③与细胞⑦细胞膜上均缺少抗原S蛋白的受体
D.图乙是用50
μg空基因载体作对照组,两周后抽取小鼠血清检测抗体含量得到的
[导学号29520491] 解析:选C。据图可知图甲中细胞①和⑤均是T细胞,细胞⑦是效应T细胞,A正确;树突状细胞是吞噬细胞,其功能是识别和处理抗原,呈递抗原S蛋白,B正确;经图甲中N过程形成的细胞③是浆细胞,细胞膜上缺少抗原S蛋白的受体,细胞⑦是效应T细胞,细胞膜上有受体,C错误;图乙是用50
μg空基因载体作对照组,两周后抽取小鼠血清检测抗体含量得到的,D正确。
12.(2016·江苏南通调研)下列关于人体免疫调节的叙述,正确的是(  )
A.吞噬细胞缺失的人,非特异性免疫受损而特异性免疫不受影响
B.胸腺先天性缺失的人,细胞免疫受损而体液免疫不受影响
C.体液免疫过程中,T细胞产生的淋巴因子可促进B细胞的增殖分化
D.细胞免疫过程中,浆细胞产生的抗体能与抗原发生特异性结合
[导学号29520492] 解析:选C。吞噬细胞在非特异性免疫和特异性免疫中都会发挥作用,因此吞噬细胞缺失的人,非特异性免疫受损,而特异性免疫也会受影响,A错误;T细胞在胸腺中发育成熟,胸腺先天性缺失的人,因缺乏T细胞,细胞免疫受损而体液免疫也会受影响,B错误;体液免疫过程中,B细胞受到刺激后,在T细胞产生的淋巴因子的作用下,开始一系列的增殖、分化,大部分分化为浆细胞,小部分形成记忆细胞,浆细胞产生的抗体能与抗原发生特异性结合,C正确,D错误。
13.如图表示初次应答和再次应答时机体产生抗体的特征。下列叙述中错误的是(IgG:免疫球蛋白G,一种抗体;IgM:免疫球蛋白M,一种抗体)(  )
A.初次应答主要产生抗体IgM,两种抗体总量低,亲和力低
B.抗体和记忆细胞一旦产生就会终身存在
C.抗体亲和力的大小可能与其空间结构有关
D.再次应答时,记忆B细胞能迅速增殖分化产生浆细胞,导致短期内产生大量抗体
[导学号29520493] 解析:选B。从图中可看出,初次应答主要产生抗体IgM,抗体总量低(两种抗体量之和),亲和力低,A正确。抗体在体内存留时间有限,记忆细胞有寿命,寿命有长也有短,B错误。抗体的化学本质是蛋白质,其亲和力的大小可能与其空间结构有关,C正确。B细胞在接触抗原刺激时,产生浆细胞和记忆细胞,当遇到同种抗原再次刺激后,记忆细胞迅速增殖分化形成浆细胞,产生大量的抗体,使得第二次免疫反应快而强,D正确。
14.(2016·河北南宫测试)科学家研究发现一种树突状细胞(DC细胞),能参与人体的免疫过程(如下图所示),请回答下列问题:
(1)由图可知,DC细胞在免疫调节中的具体功能是____________________。
(2)DC细胞处理抗原后,细胞外出现特定的结构能与T细胞有识别作用的受体相结合,激活信号分子(S1、S2)从而激发T细胞出现免疫效应,此过程称为细胞间的________。
(3)免疫调节不仅积极应对外来抗原的入侵,同时也随时应对体内的异常细胞,这体现了免疫系统的______________________功能。
(4)艾滋病病毒(HIV)通过T淋巴细胞表面的特异性CD4受体识别T淋巴细胞并侵染,从而破坏人类免疫系统。科学家正在研究将病毒引诱到能导致其死亡的人体“陷阱”细胞中,以防止病毒增殖。其研究思路是:利用HIV可识别__________________________细胞,让HIV识别并侵染,侵染这种细胞后的HIV病毒却无法增殖。请简要说明HIV在这种“陷阱”细胞中无法增殖的原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[导学号29520494] 解析:(1)由图可知,DC细胞在免疫调节中的具体功能是:摄取处理抗原、呈递抗原给T细胞。
(2)DC细胞与T细胞通过细胞膜的接触,传递信息,体现细胞膜的信息交流功能。
(3)免疫调节应对外来抗原的入侵体现防卫功能,应对体内的异常细胞,这体现了免疫系统的监控和清除功能。
(4)让人体“陷阱”细胞具有CD4受体,被HIV识别入侵,而“陷阱”细胞没有细胞核、核糖体和核苷酸、氨基酸等HIV增殖需要的场所和原料,应选用成熟的红细胞。
答案:(1)摄取、处理和呈递抗原
(2)信息交流
(3)防卫、监控和清除
(4)CD4受体修饰的成熟的红 成熟的红细胞无细胞核、核糖体等结构,HIV病毒的遗传物质无法扩增,其蛋白质也无法合成
15.(2015·高考全国卷Ⅰ)HIV属于逆转录病毒,是艾滋病的病原体。回答下列问题:
(1)用基因工程方法制备HIV的某蛋白(目的蛋白)时,可先提取HIV中的______,以其作为模板,在________的作用下合成________,获取该目的蛋白的基因,构建重组表达载体,随后导入受体细胞。
(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白,该蛋白作为抗原注入机体后,刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是________,该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV,检测的原理是________________________________________________________________________。
(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见,但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分________细胞,降低了患者免疫系统的防卫功能。
(4)人的免疫系统有________癌细胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷,易发生恶性肿瘤。
[导学号29520495] 解析:(1)HIV的遗传物质是RNA,所以要想获得相应的目的基因,应以HIV的RNA为模板,在逆转录酶的作用下合成cDNA(或DNA)。
(2)目的蛋白注入机体后相当于抗原。在抗原的刺激下,机体进行体液免疫,由浆细胞产生相应抗体(分泌蛋白),由于该抗体能与目的蛋白(抗原)发生特异性结合,所以可通过抗体检测出有无目的蛋白,从而确定体内有无HIV。
(3)HIV主要攻击人体的T(或T淋巴)细胞,从而降低机体免疫系统的防卫功能。
(4)癌细胞在机体中属于抗原,人体的免疫系统能够监控和清除癌细胞。
答案:(1)RNA 逆转录酶 cDNA(或DNA) (2)抗体 抗原抗体特异性结合 (3)T(或T淋巴) (4)监控和清除单元能力提升
1.人和其他高等动物的生命活动调节
2.植物的生命活动调节
1.兴奋在完整反射弧中的传导方向判断与分析
由于兴奋在神经元之间的传递是单向的,导致兴奋在完整反射弧中的传导也是单向的,只能由传入神经传入,传出神经传出。
2.反射弧中兴奋传导特点的实验探究
(1)探究冲动在神经纤维上的传导
方法设计:电刺激图①处,观察A的变化,同时测量②处的电位有无变化。
结果分析:若A有反应,且②处电位改变,说明冲动在神经纤维上的传导是双向的;若A有反应而②处无电位变化,则说明冲动在神经纤维上的传导是单向的。
(2)探究冲动在神经元之间的传递
方法设计:先电刺激图①处,测量③处电位变化;再电刺激③处,测量①处的电位变化。
结果分析:若两次实验的检测部位均发生电位变化,说明冲动在神经元间的传递是双向的;若只有一处电位改变,则说明冲动在神经元间的传递是单向的。
  (2016·安徽安庆模拟)下面是从蛙体内剥离出的某反射弧结构的模式图,其中甲表示神经中枢,乙、丙未知。神经元A、B上的1、2、3、4为四个实验位点。现欲探究神经元A是传出神经元还是传入神经元,结合所给器材完成以下内容。
材料:从蛙体内剥离出的某反射弧(反射弧结构未被破坏)。供选择仪器:剪刀,电刺激仪,微电流计。
(1)如果该反射弧的效应器为传出神经末梢及其连接的肌肉。探究神经元A是传出神经元还是传入神经元的方法步骤(只在神经元A上完成):
①先用剪刀在神经元A的________将其剪断。
②再用电刺激仪刺激神经元A上的实验位点________,若____________________,则神经元A为传入神经元,反之则为传出神经元。
(2)如果在实验过程中要保证神经元A和神经元B的完整性,探究神经元A是传出神经元还是传入神经元的方法步骤(每个实验位点只能用一次):
①将微电流计的两个电极分别搭在实验位点2和实验位点3的神经纤维膜外。
②用电刺激仪刺激实验位点________,若微电流计的指针偏转________次,则神经元A为传出神经元;若微电流计的指针偏转________次,则神经元A为传入神经元。该实验结果表明兴奋在神经元间传递的特点为________,具有这种特点的原因是________________________________________________________________________。
[解析] (1)反射弧的效应器为运动神经末梢及其连接的肌肉,可通过效应器是否运动来判断,可在1、2之间将神经纤维剪断,刺激1,如发生肌肉收缩则A是传出神经,若肌肉无收缩则A是传入神经。
(2)由于兴奋在神经细胞间传递的特点是单向传递,因为神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜受体,可根据电流表偏转情况进行判断,将微电流计的两个电极分别搭在实验位点2和实验位点3的神经纤维膜外,若A是传入神经,刺激1则发生两次方向相反的偏转,或刺激4发生一次偏转,若A是传出神经,刺激1则发生一次偏转,若刺激4则发生两次方向相反的偏转。
[答案] (1)①1、2之间
②1 肌肉无收缩现象
(2)②1 1 2(答“4
2
1”也可) 单向传递 神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜
[突破训练1] (2016·浙江宁波一检)下图为某反射弧的部分模式图(c为组织液)。下列叙述正确的是(  )
A.与a端相连接的效应器指的是传出神经末梢及它所支配的肌肉或腺体
B.兴奋在反射弧上传递时,c处发生的信号变化是电信号→化学信号→电信号
C.刺激d点,在e处测到电位变化,不能说明兴奋在神经元之间的传递是单方向的
D.将某药物放在c处,刺激e点,d处没电位变化,说明该药物对兴奋在神经元之间的传递有阻断作用
解析:选C。根据图示可判断出a是感受器,与b端相连的效应器是传出神经末梢及它所支配的肌肉或腺体,A错误。c为组织液,存在于突触间隙,兴奋在反射弧上传递时,c处发生的信号变化是化学信号→电信号,B错误。d点位于传入神经上,刺激d点,在e处测到电位变化,不能说明兴奋在神经元之间的传递是单方向的;刺激e点,在d处未测到电位变化,说明兴奋在神经元之间的传递是单方向的,C正确。由于神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜,因此刺激e点,e点的兴奋不能传至d点,因此将某药放在c处,不能证明该药物对兴奋在神经元之间的传递有阻断作用,D错误。
[突破训练2] 如图为反射弧结构示意图,a、b为电表。请回答:
(1)图中①相当于反射弧结构中的________。当刺激①时,传入神经纤维细胞膜内外电位变为________。
(2)若在神经中枢注射某种药物(只在内环境中起作用),刺激皮肤,电表a指针偏转,电表b指针不偏转,骨骼肌不收缩。其原因可能是药物导致________。
A.突触小体中不能合成递质
B.突触前膜释放的递质不能分解
C.递质不能与突触后膜上的受体结合
(3)如果刺激________(填图中序号)后,电表a、b均偏转;刺激________(填图中序号)后,电表a不偏转、电表b偏转,则证明兴奋在反射弧中单向传递。
解析:(1)①是感受器,②是传入神经,③是神经中枢,④是传出神经,⑤是效应器,判断的依据是②上有神经节;
神经纤维上的静息电位是外正内负,当受刺激后会变成外负内正。(2)刺激①,兴奋会通过传入神经传向神经中枢,再从神经中枢经传出神经到达效应器,由于药物的作用(只在内环境中起作用),电表b指针不偏转,说明该药物导致神经递质不能与相关受体结合,兴奋传递中断。(3)电表a位于传入神经上,电表b位于传出神经上,所以刺激感受器或感受器与电表a之间的传入神经,2个电表都会偏转;刺激神经中枢或传出神经,电表b会偏转,而电表a不会偏转。由此说明兴奋在反射弧中的传递是单向的。
答案:(1)感受器 外负内正 (2)C
(3)①(或②) ③(或④)
免疫调节与细胞结构和功能的综合考查
1.(2016·江西五校联考)下图表示病原体侵入人体时,吞噬细胞加工、处理、传递抗原的过程。(注:数字代表细胞结构),下列相关叙述不正确的是(  )
A.吞噬细胞吞噬病原体,如果能够在溶酶体作用下彻底分解清除,则属于非特异性免疫
B.MHC Ⅱ是细胞质基质中游离的核糖体合成后,再经内质网和高尔基体加工形成的
C.吞噬细胞将加工、处理后的抗原传递给T细胞是细胞间信息传递的一种
D.MHC Ⅱ与吞噬溶酶体中的抗原形成MHC Ⅱ抗原复合物,该复合物最终移动到细胞膜的表面,被T细胞识别,启动细胞免疫和体液免疫
解析:选B。吞噬细胞吞噬病原体,如果能够在溶酶体作用下彻底分解清除,则属于非特异性免疫,A正确;MHC Ⅱ为分泌蛋白,是由细胞质中内质网上的核糖体合成后,再经内质网和高尔基体加工形成的,B错误;吞噬细胞将加工、处理后的抗原传递给细胞是细胞间信息传递的一种,C正确;MHC Ⅱ是吞噬细胞产生的一种蛋白质,与吞噬溶酶体中的抗原形成MHC Ⅱ抗原复合物,移动到细胞膜的表面,被细胞识别,启动特异性免疫,D正确。
免疫调节与神经调节的综合考查
2.(2016·河北邢台月考)人类重症肌无力的病因是患者免疫系统把乙酰胆碱(Ach)受体当作抗原。如图为反射弧中神经—肌肉接头的结构及其生理变化示意图。下列说法正确的是(  )
A.图中的突触前膜和肌膜构成突触
B.重症肌无力患者体内的T淋巴细胞激活而增殖、分化,从而产生Ach受体抗体
C.临床上治疗重症肌无力的重度患者,可采用胸腺切除法,目的是抑制造血干细胞发育成B淋巴细胞
D.肌膜上Ach受体是一种糖蛋白,具有细胞通讯功能
解析:选D。突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成,A错误。抗体是由浆细胞分泌的,B错误。切除胸腺的目的是抑制造血干细胞发育成T淋巴细胞,C错误。受体的本质是糖蛋白,具有传递信息的功能,D正确。
植物激素与细胞代谢的综合考查
3.(2016·北京重点中学开学测试)某种蔬菜离体叶片在黑暗中不同温度条件下呼吸速率和乙烯产生量的变化如图所示,t1、t2表示10~30
℃之间的两个不同温度。下列分析正确的是
(  )
A.与t1相比,t2时呼吸速率高峰出现时间推迟且峰值低,不利于叶片贮藏
B.与t2相比,t1时乙烯产生量高峰出现时间提前且峰值高,有利于叶片贮藏
C.t1、t2条件下呼吸速率的变化趋势相似,t1>t2,t1时不利于叶片贮藏
D.t1、t2条件下乙烯产生量的变化趋势相似,t1解析:选C。与t1相比,t2时呼吸速率高峰出现时间推迟且峰值低,有利于叶片储藏,A错误;乙烯能促进果实成熟,与t2相比,t1时乙烯产生量高峰出现时间提前且峰值高,不利于叶片贮藏,B错误;由图可知,t1、t2条件下呼吸速率的变化趋势相似,t1>t2,t1时呼吸速率快,不利于叶片贮藏,C正确;由图可知,t1、t2条件下乙烯产生量的变化趋势相似,但t1植物激素与基因表达的综合考查
4.(2016·甘肃兰州诊断考试)科研人员将离体的植物细胞用一定浓度的生长素类似物处理,测得细胞内DNA、RNA、蛋白质三者物质含量比值的变化如图。分析可知,生长素类似物作用于植物细胞的分子机制是(  )
A.调节基因的转录,从而促进相关基因的表达
B.加速DNA的复制,从而促进细胞的增殖
C.改变基因的结构,使细胞纵向伸长
D.增加tRNA的种类和数量,使蛋白质含量增加
解析:选A。由图可知,处理后RNA和蛋白质含量明显比处理前高,DNA含量是不变的,说明生长素类似物是通过促进转录来促进基因表达的,A正确;DNA含量和处理前一样,不是加速DNA复制的,B错误;由图和题干不能看出改变了基因的结构,C错误;应是增加mRNA的种类和数量,使蛋白质含量增加,D错误。
(建议用时:60分钟)
一、选择题
1.(2016·山东四市联考)以下关于动物内环境和稳态的叙述,错误的是(  )
A.葡萄糖、生长激素、抗体属于人体内环境的成分
B.若内环境稳态不能维持,机体的正常生命活动就会受到威胁
C.血浆渗透压的大小主要取决于血浆中无机盐和蛋白质的含量
D.人体剧烈运动时产生的乳酸会导致血浆pH显著下降
[导学号29520509] 解析:选D。葡萄糖、生长激素、抗体都可以存在于细胞外液中,因此属于内环境的成分;内环境稳态的维持是机体进行正常生命活动的基础;血浆中含有多种物质如水分、血浆蛋白、无机盐等,其中血浆蛋白和无机盐的含量是决定血浆渗透压的主要因素;人体剧烈运动时会产生大量乳酸,但是在血浆中缓冲物质的作用下,血浆pH维持在7.35~7.45,不会显著下降。
2.(原创题)使下一个神经元产生兴奋的为兴奋性突触,对下一个神经元产生抑制效应(抑制效应是指下一个神经元的膜电位仍为内负外正)的为抑制性突触。如图为某种动物体内神经调节的局部图(带圈数字代表不同的突触小体)。下列说法正确的是(  )
A.①的突触小泡中是兴奋性神经递质
B.当兴奋传至突触3时,其突触后膜的电位变为内正外负
C.图中的突触类型有轴突—树突型、轴突—肌肉型
D.突触2和突触3的作用相同,均是抑制肌肉兴奋
[导学号29520510] 解析:选A。据图可知,突触1为兴奋性突触,因此,①的突触小泡中的神经递质也应该是兴奋性神经递质,A正确;突触3为抑制性突触,因此,当兴奋传至突触3时,其突触后膜的膜电位仍为内负外正,B错误;由图可知,突触1和3为轴突—肌肉型,突触2是轴突—轴突型,C错误
;突触2的作用是抑制①处的轴突兴奋,突触3则是抑制肌肉细胞兴奋,D错误。
3.(2015·高考重庆卷)我国古代劳动人民积累的丰富农业生产经验,至今许多仍在实践中应用。下列叙述与植物激素作用无直接关系的是(  )
A.适时打顶去心,可促棉株开花结实。(据《农桑辑要》)
B.肥田之法,种绿豆最佳,小豆、芝麻次之。(据《齐民要术》)
C.正月种白稻,五月收获后,根茬长新稻,九月又成熟。(据《广志》)
D.新摘未熟红柿,每篮放木瓜两三枚,得气即发,涩味尽失。(据《格物粗谈》)
[导学号29520511] 解析:选B。A项,棉花适时打顶,可以解除棉株的顶端优势,降低侧芽部位的生长素浓度,促进棉株侧枝的生长发育,进而提高棉花产量。B项,存在于豆科植物根部的根瘤菌可固氮,通过种豆科植物,可以增加土壤中氮元素含量,达到肥田的目的,这是作物轮作的优势之一,仅与作物种类有关,与植物激素无直接关系。C项,此句是对再生稻的描述,再生稻即种一茬收两季的水稻,再生时利用其根、茎,重新发苗,在水稻的生长发育和成熟过程中有多种植物激素起作用。D项,乙烯具有促进果实成熟的作用,成熟木瓜可释放乙烯,促进红柿果实成熟。
4.(原创题)如图是激素分级调节示意图。下列有关叙述中,不正确的是(  )
A.中枢神经系统中的下丘脑可受多种激素的反馈调节
B.分级调节是分层控制的方式,反馈调节是一种系统自我调节的方式
C.血液中甲状腺激素浓度低时会反馈作用于下丘脑和垂体
D.TSH特异性地运输到下丘脑和腺体并发挥生理效应
[导学号29520512] 解析:选D。从图中可看出,下丘脑受TRH、TSH和功能激素的反馈调节,A正确;分级调节是分层控制的方式,反馈调节是一种系统自我调节的方式,B正确;血液中甲状腺激素浓度低时会通过反馈调节解除抑制,使下丘脑分泌TRH,垂体分泌TSH,C正确;激素随体液运输,无特异性,激素与特异性受体结合后发挥作用,D错误。
5.(2016·江西南昌调研)长跑运动员进行马拉松比赛时,血液中胰岛素和胰高血糖素含量的变化情况如表所示。下列说法正确的是(  )
时间/h
0
1
2
3
4
胰岛素含量/
(pg·mL-1)
14.2
12.0
8.9
7.5
6.2
胰高血糖素含量/
(pg·mL-1)
65
100
153
220
420
A.胰岛B细胞分泌的激素增多时,血液中胰高血糖素含量增加
B.胰高血糖素能促进肝糖原和脂肪的分解,满足机体对能量的需要
C.胰岛素和胰高血糖素含量发生变化,说明人体内环境处于不稳定状态
D.长时间运动机体消耗大量能量,因而血糖浓度会不断降低
[导学号29520513] 解析:选B。根据表格中的信息可以看出,胰岛素分泌减少时,胰高血糖素的分泌增加,A错误;胰高血糖素可通过促进肝糖原分解和非糖物质转化,从而维持血糖浓度平衡,以满足机体对能量的需要,B正确;内环境处于一个相对稳定的状态,通过胰岛素和胰高血糖素的共同作用,可以维持血糖浓度的相对稳定,C、D错误。
6.(原创题)如图为下丘脑参与的人体生命活动调节的部分示意图,其中字母代表有关器官或细胞,数字代表有关激素。据图分析下列说法正确的是(  )
A.下丘脑既参与了神经调节,又参与了激素调节
B.C表示胰岛A细胞,D、E分别表示垂体和肾脏
C.激素②④之间和激素④⑦之间均具有协同作用
D.寒冷条件下,激素④⑦分泌增多,⑤⑥分泌减少
[导学号29520514] 解析:选A。下丘脑通过传出神经,控制A、B、C的分泌活动,属于神经调节,下丘脑分泌的激素①⑤,调节有关生命活动,属于激素调节,A正确。图中A、B、C分别表示胰岛B细胞、胰岛A细胞、肾上腺,D、E分别表示垂体、肾脏,B错误。激素①②③④分别表示抗利尿激素、胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素,激素⑤⑥⑦分别表示促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素、甲状腺激素,故激素②④在维持血糖稳定方面具有拮抗作用,激素④⑦在促进产热方面具有协同作用,C错误。寒冷条件下,激素④⑤⑥⑦的分泌均增多,D错误。
7.下图表示大鼠皮肤冷觉感受器和温觉感受器在不同温度时的传入神经放电频率(敏感程度),相关说法不正确的是(  )
A.不同的温度感受器有其特定的敏感温度范围
B.环境温度为28
℃时冷觉感受器最敏感
C.大鼠的正常体温接近于两个曲线交点对应的温度
D.当温度偏离感受器的敏感温度时,传入神经放电频率增大
[导学号29520515] 解析:选D。由图可知冷觉感受器的敏感温度范围在10~40
℃之间,温觉感受器敏感温度范围在36~47
℃之间,故不同的温度感受器有其特定的敏感温度范围;由图可知,环境温度为28
℃时冷觉感受器最敏感,环境温度为40
℃时温觉感受器最敏感;大鼠进行正常体温调节,温度变化在曲线交叉之间,即37
℃左右;敏感程度越大,放电频率越大,若偏离敏感温度,放电频率减小。
8.(2015·高考全国卷Ⅱ)下列与病原体有关的叙述,正确的是(  )
A.抗体可以进入细胞消灭寄生在其中的结核杆菌
B.抗体抵抗病毒的机制与溶菌酶杀灭细菌的机制相同
C.Rous肉瘤病毒不是致癌因子,与人的细胞癌变无关
D.人感染HIV后的症状与体内该病毒浓度和T细胞数量有关
[导学号29520516] 解析:选D。A项,抗体主要分布在体液中,是体液免疫中发挥作用的主要物质,不能进入细胞;寄生在细胞内的结核杆菌依靠效应T细胞与靶细胞结合,使靶细胞裂解后将结核杆菌释放出来,与抗体结合后被消灭。B项,抗体依靠与病毒结合形成沉淀或细胞集团的形式消灭病毒,溶菌酶是体液中的杀菌物质,属于人体免疫的第二道防线,它的作用主要是把病原体溶解掉。C项,Rous肉瘤病毒属于病毒致癌因子,能诱发细胞癌变。D项,人感染HIV后不会立即表现出症状,因为HIV有一定的潜伏期,随着感染时间的延长,HIV浓度增加,T细胞数量减少,使人体逐渐丧失免疫能力,即人感染HIV后的症状和HIV的浓度以及T细胞的数量密切相关。
9.(2016·福建宁德模拟)为研究人的T细胞对B细胞的影响,研究人员将来自同一个体的B细胞等分为三组,实验操作和结果如下所示。(“+”表示加入该细胞、“-”表示未加入该细胞)下列分析不正确的是(  )



B细胞



T细胞



受抗原刺
激的T细胞



A.乙组培养液中可能产生了记忆细胞
B.甲、丙两组没有检测到抗体的原因不同
C.受抗原刺激的T细胞能刺激B细胞增殖分化产生浆细胞
D.第4~12天随着培养时间的延长,乙组抗体量逐渐增加
[导学号29520517] 解析:选B。从题图中可以看出,只有乙组培养液中产生了抗体,说明乙组的B细胞增殖分化形成了记忆细胞和浆细胞,A正确;甲、丙两组没有检测到抗体是因为B细胞没有增殖分化,B错误;乙组能检测到抗体是因为受抗原刺激的T细胞能刺激B细胞增殖分化成浆细胞,C正确;从曲线中可以看出,在4~12天,随着培养时间的延长,抗体的合成量逐渐增加,D正确。
10.(2016·湖南株洲月考)长跑比赛中,运动员体内多种生理过程发生了改变。下列说法正确的是(  )
A.运动过程中在大脑皮层的调控下,汗腺分泌增加,散热增强,从而维持体温的相对恒定
B.比赛结束后,运动员可适量补充淡的食盐水,来维持体液中渗透压的相对稳定
C.骨骼肌细胞的直接供能物质是葡萄糖,当血糖含量降低时,胰岛A细胞的分泌功能增强
D.运动过程中机体会大量出汗,因而肾小管、集合管重吸收水分的能力降低
[导学号29520518] 解析:选B。长跑比赛中,产热增加,下丘脑的体温调节中枢通过传出神经作用于皮肤的毛细血管,使毛细血管舒张,进行散热,同时汗腺分泌增加,散热增强,从而维持体温的相对恒定,A错误;由于出汗多,水盐丢失,适量补充淡的食盐水,维持细胞外液中渗透压的相对稳定,B正确;在长跑比赛中,细胞的直接供能物质是ATP,C错误;由于运动丢失大量的水分,导致血浆渗透压升高,下丘脑分泌垂体释放抗利尿激素增加,肾小管、集合管重吸收水分的能力增强,D错误。
11.(2016·广东佛山四校三联)用外源脱落酸(ABA)及其合成抑制剂(fluricbne)分别处理采摘后的番茄,番茄的乙烯释放量变化如图所示(CK为对照处理),下列有关分析不正确的是(  )
A.外源脱落酸可以诱导乙烯的生成
B.脱落酸合成抑制剂可以抑制乙烯的生物合成
C.脱落酸与乙烯对果实成熟的调控有协同作用
D.采摘后番茄果实内乙烯的生成需要外源脱落酸的诱导
[导学号29520519] 解析:选D。根据图示,外源脱落酸处理和CK组相比,两条曲线同步增减,可以推测外源脱落酸(ABA)可以诱导乙烯的生成,A正确;脱落酸合成抑制剂处理组的曲线在CK组曲线下,说明脱落酸合成抑制剂可抑制乙烯的生物合成,B正确;脱落酸与乙烯对果实成熟的调控属相互协同,C正确;外源脱落酸可以诱导乙烯的生成,但自然采摘后番茄果实内乙烯的生成不一定是ABA诱导的,D错误。
二、非选择题
12.(2016·山东济南模拟)下图为某同学“饥寒交迫”时体内的一些生理变化过程示意图(A~D为器官或细胞,①~④为激素)。结合所学知识,回答下列问题:
(1)人体的体温调节中枢位于__________,兴奋在传入神经纤维上以__________形式传导,在神经元之间完成信号传递的物质是__________。产生冷觉的A是____________。
(2)激素④的主要靶器官(细胞)是________,与其在血糖调节方面相互拮抗的激素是________。
(3)相同饮水量的情况下,体内________减少导致冬天的尿液比夏天多。
(4)当激素③以B为靶细胞时。体现了激素的________调节,③对B的作用效应有______________________、______________________。
[导学号29520520] 解析:(1)人体的体温调节中枢、血糖调节中枢和水盐平衡调节中枢均位于下丘脑;兴奋在神经纤维上以电信号(神经冲动)的形式进行传导;兴奋在神经元之间传递时,产生的化学信号是神经递质;大脑皮层是躯体感觉中枢,是冷觉产生的部位。
(2)饥寒交迫时,通过机体会调节使血糖浓度升高,所以C为胰岛A细胞,④为胰高血糖素,D为胰高血糖素的靶器官或靶细胞,主要为肝脏细胞;胰岛素和胰高血糖素之间的作用为相互拮抗。
(3)人体的摄水量和排水量处于动态平衡中,相同饮水的情况下,冬天几乎不排汗,基本依靠排尿来排水,故冬天的抗利尿激素分泌减少,导致排尿量增多。
(4)分析题图可知,图中B为垂体,①②③分别为促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素和甲状腺激素,当③(甲状腺激素)作用于下丘脑和B(垂体)时,是一种反馈调节机制;③(甲状腺激素)作用于B(垂体)的效应为:抑制垂体合成和分泌促甲状腺激素,促进垂体细胞提高代谢速率。
答案:(1)下丘脑 电信号(局部电流) 神经递质 大脑皮层
(2)肝脏 胰岛素
(3)抗利尿激素
(4)反馈(负反馈) 抑制垂体产生促甲状腺激素 提高细胞代谢速率(或促进物质氧化分解,或促进细胞呼吸)
13.(2016·重庆调研)乙酰胆碱是一种可引起受体膜产生动作电位的神经递质,能特异性地作用于各类乙酰胆碱受体。当人体被银环蛇咬了后会引起机体出现一系列反应。下图甲是α 银环蛇毒引发机体免疫效应的部分示意图。图乙是α 银环蛇毒影响兴奋传递的部分示意图。
请分析回答:
(1)图甲中细胞①的名称是______________,物质A是________,细胞③通过______________过程产生细胞④⑤。
(2)在图甲中的①~⑤细胞中,不能识别α 银环蛇毒的细胞是________(填代号),物质B与α 银环蛇毒结合的部位是________。
(3)人被毒蛇咬伤后会产生恐惧感,同时体内甲状腺激素和肾上腺素的含量也增加,使机体出现上述变化的调节方式有________________________。
(4)当兴奋传导到图乙⑥处时,其膜内的电位是________________。由图乙可知,α 银环蛇毒影响兴奋传递的原因是α 银环蛇毒代替乙酰胆碱与________________结合,阻碍兴奋的传递。
(5)在野外工作的科研人员,为防止银环蛇伤害,一般要进行预防接种。右图曲线A、B表示甲、乙两人第一次注射α 银环蛇毒的抗体血清、α 银环蛇毒疫苗后血液中的α 银环蛇毒的抗体含量,请在图中分别画出第二次两人均注射等量α 银环蛇毒疫苗后,血液中α 银环蛇毒的抗体含量变化曲线(曲线线形按A、B线形)。
[导学号29520521] 解析:(1)观察图甲可知,细胞⑤能产生抗体,可知其为浆细胞,该过程为体液免疫,④为记忆细胞,③为B细胞,②为T细胞;细胞①能摄取抗原,并将抗原处理后呈递给②T细胞,可知细胞①为吞噬细胞;T细胞产生的物质A能作用于B细胞,可知物质A为淋巴因子;B细胞接受抗原刺激后,通过增殖、分化产生浆细胞和记忆细胞。(2)图甲中不能识别抗原的细胞为浆细胞,即细胞⑤;抗体与α 银环蛇毒结合的部位为人体的内环境。(3)人体在恐惧时产生较多的甲状腺激素和肾上腺素,该过程为神经调节和体液调节。(4)⑥为神经纤维的轴突末梢,当兴奋传导到该部位时,膜内电位由负电位变为正电位;分析图乙可知,α 银环蛇毒能代替乙酰胆碱与突触后膜上的乙酰胆碱受体结合,阻碍兴奋的传递。(5)甲第一次注射的为α 银环蛇毒抗体血清,而乙注射的是α 银环蛇毒疫苗,故第二次注射相同抗原后,甲的机体为初次接触该种抗原,免疫反应为初次免疫,曲线等同于乙第一次注射疫苗的曲线B,而乙机体注射相同抗原后产生二次免疫反应,反应速率更快,产生抗体更多。
答案:(1)吞噬细胞 淋巴因子 增殖、分化(或分裂、分化) (2)⑤ 内环境 (3)神经调节和体液调节
(4)正电位 突触后膜乙酰胆碱受体
(5)见下图:
14.某生物兴趣小组为研究生长素和细胞分裂素对侧芽萌动及侧芽生长的影响进行了相关实验。下图为去掉顶芽前后,侧芽部位两种植物激素的浓度变化及侧芽长度变化的曲线图,据图分析:
(1)激素发挥作用时首先要与细胞膜上的________结合,这体现了细胞膜具有__________的功能。
(2)在植物组织培养中,可通过控制甲、乙激素的含量来控制组织分化的方向。若培养基中甲含量/乙含量较大,则可诱导愈伤组织分化出____________。细胞的分化从根本上来说是________________________________________________________________________的结果。
(3)研究表明,在1.0
mg/L的甲激素溶液中加入1~5
mg/L的乙激素能有效促进侧芽萌动。为进一步了解乙激素的最适用量(要求精确到1
mg/L),请完成下列实验思路:
①在1
L浓度为1.0
mg/L的甲激素溶液中分别加入______________________________的乙激素;
②用所得混合液分别处理具有相同侧芽数量的枝条的__________________部位;
③一段时间后,统计________________________。
(4)在上述实验中,应确保____________________等条件均适宜。
[导学号29520522] 解析:(1)激素发挥作用时首先要与细胞膜上的特异性受体结合(激素的受体并不是都位于细胞膜上,也可能存在于细胞内),这体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。(2)细胞分化的实质是基因的选择性表达。图中甲激素为生长素,乙为细胞分裂素,在植物组织培养中,若培养基中甲含量/乙含量较大,则可诱导愈伤组织分化出根,相反则诱导芽的形成,若两者相等有利于愈伤组织的形成。(3)在1.0
mg/L的甲激素溶液中加入1~5
mg/L的乙激素能有效促进侧芽萌动。因此实验应设置5组,即乙激素的浓度分别为1
mg/L、2
mg/L、3
mg/L、4
mg/L、5
mg/L,混合液处理的部位为侧芽部位,统计发生萌动的侧芽数量。(4)实验中,要排除无关变量的干扰,应确保光照和温度等条件均适宜。
答案:(1)(特异性)受体 进行细胞间信息交流
(2)根 基因的选择性表达
(3)①1
mg/L、2
mg/L、3
mg/L、4
mg/L、5
mg/L ②侧芽 ③发生萌动的侧芽数量
(4)光照和温度

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