(2)某同学为验证胰高血糖家能促进胰岛素的分泌,设计如下实验方案,请补充完整。 ①用____________(填“高糖”或“低糖”)的动物细胞培养液培养胰岛B细胞。一段时间后,测定培养液中胰岛素的含量,获取正常的胰岛B细胞。
②重新配制细胞培养液,加入上述胰岛B细胞并分为甲、乙两组,____________。 ③甲组加入适量____________乙组不加。在相同且适宜的环境中培养一段时间后,测定甲、乙两组细胞培养液中的胰岛素含量并分析。
【答案】 (1). 神经调节和体液调节 (2). 迷走神经传出纤维末梢及胰腺 (3). 高糖 (4). 测定记录甲、乙两组细胞培养液中的胰岛素含量 (5). 胰高血糖素 【解析】1、分析题图,此为胰腺分泌胰液的两种调节过程,神经调节中,效应器应是迷走神经传出纤维末梢及胰腺;
2、胰岛素、胰高血糖素的分泌是与血糖浓度有直接关系的两种激素,二者是拮抗关系。 【详解】(1)通过对题图分析,不难看出胰腺分泌胰液的调节方式是神经调节和体液调节两种方式,在神经调节过程中效应器是迷走神经传出纤维末梢及胰腺。
(2)①胰岛素、胰高血糖素的分泌与血糖浓度有直接关系,故应用高糖培养液培养胰岛B细胞,高糖可以促进胰岛素的分泌。
②对上面得到的胰岛B细胞根据对照原则,设置甲乙两组。放在同样的环境培养,并测定培养液中胰岛素含量,记录数据。
③然后甲组加入适量胰高血糖素,乙组不加,一段时间后分别测定甲乙两组胰岛素含量,比较数值变化情况,即可确定胰高血糖素对胰岛素的作用效果。
【点睛】本题考查了激素的生理作用以及神经和体液调节等有关知识,要求学生能够识记反射弧、体液调节的概念;学生能够识记反射弧结构及相关激素的生理作用可准确做答。 7.请回答下列有关生命活动调节的问题。
(1)实验小鼠在被冰水浇湿后,小鼠位于下丘脑的___________会兴奋,并将兴奋传给___________,产生冷觉。
(2)为确定下丘脑在体温调节中的作用,刺激小鼠下丘脑的前部,小鼠有出汗现象;刺激下丘脑的后部出现寒战现象,这说明小鼠产热中枢是在下丘脑的___________〔填“前部”或“后部”)。
(3)将小鼠由25℃环境转移到0℃环境,机体通过调节皮肤血流量,以___________散热量来应对寒冷环境。在0℃环境中,小鼠可能会打寒战,这属于___________反射。
【答案】 (1). 体温调节中枢 (2). 大脑皮层 (3). 后部 (4). 减少 (5). 非条件
【解析】当环境温度较低时,在神经支配下,皮肤血管会收缩,以减少散热,同时骨骼肌会不自主战栗,垂体分泌更多的促甲状腺激素作用于甲状腺使其合成并分泌较多的甲状腺激素,以增加产热。体温调节中枢在下丘脑,产生冷觉的中枢在大脑皮层。
【详解】(1)实验小鼠在被冰水浇湿后,寒冷刺激可使小鼠的冷觉感受器兴奋,通过传入神经将兴奋传至下丘脑的体温调节中枢,下丘脑的体温调节中枢可将兴奋传给大脑皮层,产生冷觉。
(2)小鼠出汗是为了增加散热,是机体处在炎热环境下的调节方式,而小鼠打寒战,是机体在寒冷条件下增加产热的表现,故刺激小鼠下丘脑的前部,小鼠有出汗现象;刺激下丘脑
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的后部出现寒战现象,这说明小鼠产热中枢是在下丘脑的后部。
(3)将小鼠由25℃环境转移到0℃环境,冷觉感受器兴奋,通过传入神经将兴奋传至下丘脑的体温调节中枢,通过传出神经支配血管,使血管收缩,减少皮肤血流量,以减少散热量来应对寒冷环境。小鼠打寒战属于脊髓的低等中枢控制的非条件反射。
【点睛】本题考查神经调节和体液调节的相关知识,要求考生识记下丘脑的具体过程,能对其进行归纳总结;识记水平衡调节、体温调节的具体过程,能结合所学的知识准确判断并解答。
8.动作电位的产生与细胞膜离子通透性的变化直接相关。细胞膜对离子通透性的高低可以用电导 (g)表示,电导大,离子通透性高;电导小,离子通透性低。下图表示神经细胞接受刺激产生动作电位过程中,细胞膜对Na+和K+的通透性及膜电位的变化(gNa+、gK+分别表示Na+、K+的电导情况)。
请据图回答问题:
(1)细胞膜对离子通透性大小的控制是通过控制细胞膜上的__________来实现的。在动作电位的产生过程中,细胞内ADP的含量会__________。
(2)静息状态下神经细胞膜电位的特点是__________。当神经纤维某一部位受到刺激时,这个部位的膜两侧会出现暂时性的__________变化,形成动作电位。
(3)请分析,在接受刺激时,细胞膜对Na+、K+的通透性分别发生了怎样的变化? Na:________________________________________; K:________________________________________。
(4)根据该过程中膜电位的变化和离子通透性的变化可以推测,动作电位的产生主要是由哪种离子如何变化造成的?______________________________。
【答案】 (1). 载体蛋白(离子通道) (2). 增加 (3). 外正内负 (4). 电位 (5). 对Na+的通透性迅速增加,并且增加的幅度较大 (6). 对K+的通透性增加较慢,并且增加的幅度较小 (7). Na+通过细胞膜快速内流
【解析】神经纤维未受到刺激时,细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负,当某一部位受刺激时,其膜电位变为外负内正;静息时,K外流,造成膜两侧的电位表现为内负外正;受刺激后,Na内流,造成膜两侧的电位表现为内正外负,形成动作电位。
【详解】(1)离子一般是通过主动运输进出细胞的,因此细胞膜对离子通透性大小的控制是通过控制细胞膜上的载体蛋白来实现的;动作电位产生时钠离子内流不消耗能量,而钾离子通过主动运输进入细胞需要消耗能量,因此该过程细胞内ADP的含量会增加。
(2)根据以上分析已知,静息电位表现为外正内负;当神经纤维受到刺激时,该部位的电位会发生变化,部位外负内正,形成了动作电位。
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+
+
++
(3)在神经纤维受到刺激时,对Na+的通透性迅速增加,并且增加的幅度较大,而对K+的通透性增加较慢,并且增加的幅度较小。
(4)根据以上分析可知,动作电位的产生主要是Na+通过细胞膜快速内流导致的。 【点睛】解答本题的关键是了解静息电位和动作电位的表现情况以及产生的机理,明确钾离子外流产生静息电位,钠离子内流产生动作电位。
9.反馈在神经网络中广泛存在。闰细胞是脊内的一种抑制性神经元,如图表示脊前角运动神经元、闰绍细胞共同支配肌肉收缩的途径。回答下列有关问题
(1)脊部分在反射弧中属于_______________,图中的效应器是__________。
(2)刺激c处,在图中在_____________(“a、b、d”选填)处能检测到电位变化,在_______(“a、b、d”选填)处不能检测到电位变化。产生后一结果的原因是_________。 (3)闰绍细胞兴奋______________(抑制或促进)肌肉收缩。
【答案】 (1). 神经中枢 (2). 运动神经元末梢及其所支配的肌肉 (3). b,d (4). a (5). 兴奋只能由突触前膜(a侧)向突触后膜(脊髓前脚运动神经元侧)单向传递,不能反向传递 (6). 抑制
【解析】分析题图:a处兴奋时,一方面,脊髓前角运动神经元释放神经递质,引起肌肉收缩;另一方面,兴奋传到润绍细胞,润绍细胞释放抑制性神经递质,抑制脊髓前角运动神经元,通过这两个途径实现对肌肉运动的精准控制,据此分析。
【详解】(1)脊部分在反射弧中属于神经中枢,图中的效应器是运动神经元末梢及其所支配的肌肉。
(2)兴奋在神经纤维上是双向传导的,在神经元之间是单向传递的,故刺激c处,在图中在b、d处能检测到电位变化,在a处不能检测到电位变化,产生后一结果的原因是兴奋只能由突触前膜(a侧)向突触后膜(脊髓前脚运动神经元侧)单向传递,不能反向传递。 (3)据图可知,闰绍细胞兴奋抑制肌肉收缩。
【点睛】解答本题的关键是分析题图,了解通过闰绍细胞会抑制脊髓前角神经元和肌肉细胞,即神经元之间的环状联系可使脊髓前角神经元由兴奋状态恢复为抑制状态。
10.内外环境的改变会引起人体激素分泌水平的变化,从而调节相关的生理活动,以适应变化的环境。请回答下列与生命活动调节相关的问题:
(1)饮水过多会引起血浆渗透压_______,垂体______的抗利尿激素的含量________,尿量增加。
(2)在恐惧、剧痛等紧急情况下,紧急信号通过交感神经作用于肾上腺髓质,促进肾上腺素的合成和分泌,肾上腺素作用于脑和脊髓,提高神经系统的兴奋性,使机体警觉、反应灵敏;同时肾上腺素可使心脏的收缩有力,心率、血流速率及糖原的分解加快等。由此可知,
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机体应对紧急情况的调节方式为________;促进肾上腺素合成与分泌的过程与_______(填信号分子)有关;肾上腺素的靶器官包括_______。在提高神经系统兴奋性上,肾上腺素和_______具有协同作用。
【答案】 (1). 降低 (2). 释放 (3). 减少 (4). 神经—体液调节 (5). 神经递质 (6). 脑、脊髓、心脏、肝脏 (7). 甲状腺激素
【解析】饮水不足或吃的食物过咸,均会引起细胞外液渗透压升高,引起下丘脑渗透压感受器兴奋,机体一方面会促进垂体释放抗利尿激素,促进肾小管和集合管对水的重吸收,减少尿量;另一方面会引起大脑皮层产生渴觉,主动饮水,降低细胞外液渗透压。
【详解】(1)饮水过多会引起血浆渗透压升高,下丘脑分泌垂体释放的抗利尿激素会减少,肾小管和结合管对水的重吸收减少,尿量增加,细胞外液渗透压升高。
(2)在恐惧、剧痛等紧急情况下,紧急信号通过交感神经作用于肾上腺髓质,促进肾上腺素的合成和分泌,肾上腺素作用于脑和脊髓,提高神经系统的兴奋性,使机体警觉、反应灵敏;同时肾上腺素可使心脏的收缩有力,心率、血流速率及糖原的分解加快等。由此可知,机体应对紧急情况的过程中涉及神经系统的参与和相关激素如肾上腺素的作用,故属于神经-体液调节;该调节过程中,肾上腺属于效应器,故促进肾上腺素合成与分泌的过程与神经递质有关;结合题意可知,肾上腺素可以作用于脑、脊髓、心脏(促进心脏收缩)、肝脏(促进肝糖原的分解)。肾上腺素和甲状腺激素均可提高神经系统的兴奋性,具有协同作用。 【点睛】具有协同作用的激素:升血糖方面—肾上腺素和甲状腺激素;促进生长方面—生长激素和甲状腺激素;提高神经系统的兴奋性方面—肾上腺素和甲状腺激素。
11.写作业时间长了,注意力会下降,工作效率不高了。尝试这两种方法:①直直腰做几次深呼吸:②吹吹凉风或用凉湿巾擦擦脸和手。感觉会清爽一些,试分析一下其中的生物学原理 (1)方法①可以充分交换气体,使组织细胞通过 ___________ 产生ATP的速率提高。 (2)方法②可以通过体温调节促进 ___________激素的分泌,该激素能提高 ___________ 。这种调节属于 ___________ 调节。
(3)下面是简化的与写作业相关的反射弧,图中(A)和(B)分别代表大脑皮层语言中枢的___________区和 ___________ 区(每空只写一个英文字母,H、S、V、W)。
【答案】 (1). 有氧呼吸 (2). 甲状腺 (3). 神经系统兴奋性 (4). 神经—体液 (5). V (6). W
【解析】神经调节的基本方式是反射,反射的结构基础是反射弧,反射弧包括:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。
语言中枢:W区发生障碍,不能写字;V区发生障碍,不能看懂文字;S区发生障碍,不能讲话;H区发生障碍,不能听懂话。
【详解】(1)方法①直直腰做几次深呼吸,可以充分交换气体,提高氧气的含量,促进有氧呼吸,提高ATP的合成速率。
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(2)方法②吹吹凉风或用凉湿巾擦擦脸和手,寒冷刺激会刺激到皮肤的冷觉感受器产生兴奋,通过传入神经传至下丘脑体温调节中枢,经分析综合后将兴奋经传出神经传至效应器,促进甲状腺激素的分泌,提高神经系统的兴奋性,缓解疲劳。这种调节属于神经-体液调节。 (3)图中(A)表示视觉语言中枢即V区,(B)表示书写语言中枢即W区。
【点睛】易错点:V区受损,能看见,但看不懂;H区受损,能听见,但是听不懂。 12.欲验证胰岛素的生理作用,根据以下提供的实验材料与用具,提出实验思路,预测实验结果并进行分析。
材料与用具:小鼠若干只,胰岛素溶液,葡萄糖溶液,生理盐水,注射器等。 (要求与说明:血糖浓度的具体测定方法及过程不作要求,实验条件适宜) (1)实验步骤:
①分别测定每只小鼠的血糖浓度,并记录
②将小鼠分为A、B两组,A组注射胰岛素,B组注射生理盐水。每隔一段时间,分别测定两组小鼠的血糖浓度,并记录
③_____________________________, ④对每组所得数据进行统计分析
(2)预测实验结果(设计一个坐标,用柱形图表示至少3次的检测结果)_______: (3)分析与讨论
①正常人尿液中检测不到葡萄糖,其原因是_____________________。 ②当机体血糖水平升高时,胰岛中的内分泌细胞及其分泌的激素变化是
______________________________________________________。此时,机体细胞一方面增加对葡萄糖的摄取、贮存和利用,另一方面__________________________________________。 【答案】 (1). 当岀现低血糖症状后,A组注射葡萄糖溶液,B组注射生理盐水。每隔一段时间,分别测定两组小鼠的血糖浓度,并记录
(2).
(3). 胰岛素促进肾小管对过滤液中葡萄糖的吸收
(4). 胰岛B细胞分泌胰岛素增加,胰岛A细胞分泌胰高血糖素减少 (5). 抑制氨基酸等物质转化为葡萄糖
【解析】验证胰岛素的生理作用,可进行有无胰岛素的对照实验,检测小鼠血糖浓度的变化。实验需要遵循对照原则和单一变量原则。当注射胰岛素的实验组小鼠血糖浓度下降后,可向对照组和实验组小鼠分别注射生理盐水和葡萄糖溶液,进一步验证胰岛素的作用。 【详解】(1)验证胰岛素的生理作用,实验前需要测定各处理组的小鼠的血糖浓度,作为实验前后的对照数据。实验分组遵循单一变量原则,分为两组,一组注射胰岛素,另一组注射等量生理盐水,固定时间检测小鼠的血糖浓度。待小鼠出现低血糖症状后,给低血糖组小鼠
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