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专题3 个体稳态的维持——调节
一图纵览主干知识
第1讲 人体和高等动物稳态的调节
1.判断下列有关内环境及其稳态叙述的正误:
【易错点点通】
(1)用钠-钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞,会使其摄碘能力减弱。(2020·山东卷,T8) ( √ )
(2)通常新冠肺炎患者的症状之一是发烧,因此可以通过体温测量初步排查。(2020·全国卷Ⅲ,T5) ( √ )
(3)血浆中的葡萄糖可以通过组织液进入骨骼肌细胞。(2019·全国卷 Ⅲ,T5) ( √ )
(4)运动时,丙酮酸转化成乳酸的过程发生在组织液中。(2019·全国卷 Ⅲ,T5) ( × )
分析:丙酮酸转化成乳酸发生在细胞质基质中。
(5)通常情况下,Na+浓度、渗透压、K+浓度、O2浓度中,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O2浓度。 ( × )
分析:组织液中O2大于细胞内液。
(6)血浆和组织液相比,组织液中蛋白质的含量较多。 ( × )
分析:血浆中蛋白质含量多于组织液。
(7)人在剧烈运动时,大量乳酸进入血液,血浆由弱碱性变为弱酸性。 ( × )
分析:剧烈运动所产生的乳酸经过缓冲物质作用,不至于使血浆pH变为弱酸性。
(8)食物中的蛋白质被消化成氨基酸发生于内环境中。 ( × )
分析:食物中的蛋白质被消化成氨基酸发生于消化道中。
(9)患者血浆蛋白减少使血浆渗透压升高,可出现组织水肿。 ( × )
分析:血浆蛋白减少会导致血浆渗透压降低。
(10)内环境的变化会引起机体自动地调节器官和系统的活动。 ( √ )
(11)血浆的成分稳定时,机体达到稳态。 ( × )
分析:机体的稳态体现在内环境的成分及理化性质等保持相对稳定。
【易混对对碰】
易混1
A:血红蛋白是内环境的重要成分。 (×)
B:血浆蛋白是内环境的重要成分。 (√)
易混2
A:血液是血细胞赖以生存的内环境。 (×)
B:血液不全是体液,血浆属于体液。 (√)
易混3
A:载体蛋白、受体蛋白属于内环境的成分。 (×)
B:消化液、泪液来源于体液,但不属于体液。 (√)
易混4
A:丙酮酸的分解反应发生在内环境中。 (×)
B:神经递质与受体的结合发生在内环境中。 (√)
易混5
A:血浆渗透压大小取决于无机盐,与蛋白质无关。 (×)
B:细胞外液的渗透压90%以上来源于钠离子和氯离子。 (√)
2.判断下列有关神经调节叙述的正误:
【易错点点通】
(1)在神经调节中反射弧是完成反射活动的结构基础。(2019·海南卷,T13) ( √ )
(2)同一反射弧中感受器的兴奋与效应器的反应同时发生。(2019·海南卷,T15) ( × )
分析:同一反射弧中感受器先兴奋,效应器后作出反应。
(3)大脑皮层受损的患者,膝跳反射不能完成。(2017·全国卷Ⅱ,T5) ( × )
分析:膝跳反射的中枢在脊髓,反射可正常完成。
(4)刺激支配肌肉的神经,引起该肌肉收缩的过程属于反射。 ( × )
分析:只有通过完整的反射弧发生的反应才能称为反射。
(5)Na+内流导致动作电位的形成,Na+运出细胞的方式是主动运输。 ( √ )
(6)K+在细胞外的浓度高于细胞内的浓度,所以在静息电位形成过程中K+运输的方式是主动运输。 ( × )
分析:K+在细胞外的浓度低于细胞内的浓度,所以在静息电位形成过程中K+运输的方式是协助扩散。
(7)在人体内发生某种反射的时候,传入神经和传出神经上的兴奋传导都是双向的。 ( × )
分析:在人体内反射发生的过程中,兴奋在神经元间的传导是单向的。
(8)兴奋传递过程中,突触小体处发生的信号转换是:电信号→化学信号→电信号。 ( × )
分析:兴奋传递过程中,突触小体处发生的信号转换是:电信号→化学信号。
(9)神经纤维膜内K+/Na+的值,动作电位时比静息电位时高。 ( × )
分析:与静息电位时相比,动作电位时神经纤维膜内K+/Na+的值因Na+更多进入膜内而降低。
(10)神经递质发挥作用之后如果不能分解、运走或失活,则会引起突触后神经元持续兴奋。 ( × )
分析:神经递质发挥作用之后,应及时分解、运走或失活,否则会持续发挥作用,如果是兴奋性神经递质,则会引起突触后神经元持续兴奋;如果是抑制性神经递质,则突触后神经元会持续受到抑制。
(11)大脑皮层语言H区损伤,导致人不能听懂别人讲话。 ( √ )
【易混对对碰】
易混1
A:条件反射由后天学习获得,部分在大脑皮层的参与下完成。 (×)
B:非条件反射是生来具有的,不需要大脑皮层的参与。 (√)
易混2
A:兴奋传导的方向与神经细胞膜外局部电流的方向一致。 (×)
B:兴奋在反射弧中只能由感受器方向传向效应器方向。 (√)
易混3
A:因为神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜的受体上,所以兴奋在突触处是单向传导的。 (√)
B:反射弧中兴奋传导的快慢主要与神经纤维的长短有关。 (×)
易混4
A:神经递质释放的过程涉及的信号转化是:电信号→化学信号→电信号。 (×)
B:神经递质一般是通过胞吐的方式释放到突触间隙,是消耗能量的。 (√)
易混5
A:神经递质是在核糖体内合成的。 (×)
B:神经递质的种类很多,有乙酰胆碱、多巴胺、肾上腺素、氨基酸类等。 (√)
3.判断下列有关血糖调节、水盐调节及体温调节叙述的正误:
【易错点点通】
(1)血糖浓度可影响胰岛素和胰高血糖素的分泌量。 ( √ )
(2)胰高血糖素分泌量上升,促进肝糖原和肌糖原分解。 ( × )
分析:肌糖原不能再分解为血糖。
(3)血糖调节中,血糖浓度变化可以刺激相关细胞或下丘脑中的相关部位,所以葡萄糖也可以是信息分子。 ( √ )
(4)哺乳动物长时间未饮水导致机体脱水时,会导致肾小管和集合管对水的重吸收作用减弱。 ( × )
分析:哺乳动物脱水,细胞外液的渗透压会升高,最终会促进肾小管和集合管重吸收水分。
(5)在我国北方,游泳爱好者冬泳入水后,身体立即发生一系列生理反应,以维持体温稳定。此时,机体不会发生的反应是抑制垂体活动导致甲状腺激素分泌减少。 ( √ )
(6)人在突然受到寒冷刺激时,骨骼肌收缩而引起打寒颤。这一反射的感受器主要分布于身体的皮肤中,效应器为骨骼肌,而神经中枢应包括大脑皮层、下丘脑和垂体。 ( × )
分析:骨骼肌战栗这一反射的反射弧的神经中枢应为下丘脑,而不是大脑皮层和垂体。
(7)下丘脑具有内分泌功能,能调节产热和散热,维持体温的相对恒定,还能感受细胞外液渗透压变化,调节动物体内的水盐平衡。 ( √ )
【易混对对碰】
易混1
A:高温条件下的体温调节方式只有神经调节。 (×)
B:寒冷条件下的体温调节方式既有神经调节又有体液调节。 (√)
易混2
A:温度感受器只分布在皮肤、黏膜等处。 (×)
B:体温调节中枢在下丘脑,体温感觉中枢在大脑皮层。 (√)
易混3
A:渗透压感受器、渗透压调节中枢以及渴觉中枢在下丘脑。 (×)
B:下丘脑在水盐平衡调节中,既充当感受器也作为效应器。 (√)
易混4
A:生物体中可以降低血糖的激素有胰岛素和肾上腺素。 (×)
B:胰岛素是生物体内唯一可以降低血糖的激素。 (√)
易混5
A:在调节血糖平衡方面,胰岛素和胰高血糖素起到协同作用。 (×)
B:当血糖降低时,胰高血糖素分泌增多,会促进胰岛素的分泌。 (√)
4.判断下列有关免疫调节的叙述正误:
【易错点点通】
(1)非特异性免疫可针对所有的抗原,而特异性免疫只针对特定的抗原,所以非特异性免疫的功能更强大。 ( × )
分析:非特异性免疫和特异性免疫类型和作用范围不同,不能说谁更强大。
(2)淋巴细胞包括B细胞、T细胞和吞噬细胞。 ( × )
分析:淋巴细胞包括B细胞和T细胞,吞噬细胞为免疫细胞,但它不是淋巴细胞。
(3)浆细胞能增殖分化成具有分裂能力的记忆细胞。 ( × )
分析:浆细胞是高度分化的细胞,不能再继续分裂、分化。
(4)特异性免疫过程中,只有T细胞产生记忆细胞。 ( × )
分析:在特异性免疫的过程中,B细胞也可以产生记忆细胞。
(5)淋巴因子不仅可以促进B细胞的增殖和分化,还可以和抗体一样将抗原清除。 ( × )
分析:淋巴因子不能将抗原清除。
(6)已免疫的机体再次接触青霉素后会发生自身免疫反应。 ( × )
分析:已免疫的机体再次接触青霉素后可引起过敏反应,而不是自身免疫反应。
(7)艾滋病患者的细胞免疫功能严重减退而体液免疫功能不受影响。 ( × )
分析:艾滋病病毒攻击T细胞,不但细胞免疫功能严重减退,部分体液免疫功能也会下降。
【易混对对碰】
易混1
A:抗原和抗体的本质都是蛋白质。 (×)
B:抗原可以是外来物质,也可以是自身物质。 (√)
易混2
A:当胸腺功能受损时,细胞免疫能力降低,体液免疫几乎不受影响。 (×)
B:T细胞既参与细胞免疫又参与体液免疫。 (√)
易混3
A:免疫活性物质是由免疫细胞产生的。 (×)
B:溶菌酶是免疫活性物质,可由唾液腺、泪腺细胞产生。 (√)
易混4
A:唾液、泪液中的溶菌酶属于第二道防线。 (×)
B:体液中的吞噬细胞和杀菌物质属于第二道防线。 (√)
易混5
A:外来病原体的入侵所引起的免疫反应体现了免疫系统的监控和清除功能。 (×)
B:机体对衰老和病变细胞的杀灭体现的是免疫系统的监控和清除功能。 (√)
高频考点一 兴奋的传导和传递
1.静息电位和动作电位的产生机制:
(1)静息电位的产生:
(2)动作电位的产生:
2.膜电位变化曲线解读:
3.抑制性突触后电位的产生机制:
(1)产生机制:
突触前神经元轴突末梢兴奋,引起突触小泡释放抑制性递质,抑制性递质与后膜受体结合后,提高了后膜对Cl-、K+的通透性,Cl-进细胞或K+出细胞(抑制性突触后电位的产生主要与Cl-内流有关)。
(2)结果:
使膜内外的电位差变得更大,突触后膜更难以兴奋。
突触影响兴奋传递情况的判断技巧
(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或迅速被移走。
(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使分解神经递质的相应酶变性失活,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传递的三大原因:
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药物或某种有毒有害物质结合,使神经递质不能与后膜上的受体结合。
【典例】(2021·全国乙卷)在神经调节过程中,兴奋会在神经纤维上传导和神经元之间传递。下列有关叙述错误的是 ( )
A.兴奋从神经元的细胞体传导至突触前膜,会引起Na+外流
B.突触前神经元兴奋可引起突触前膜释放乙酰胆碱
C.乙酰胆碱是一种神经递质,在突触间隙中经扩散到达突触后膜
D.乙酰胆碱与突触后膜受体结合,引起突触后膜电位变化
关键信息
解题突破口
兴奋
受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对Na+的通透性增大,Na+内流,形成内正外负的动作电位。
兴奋在神经纤维上传导
兴奋部位和未兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋传导的方向与膜内电流方向一致。
兴奋在神经元之间传递
兴奋以电流的形式传到轴突末梢时,突触小泡释放神经递质(化学物质),神经递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
【解析】选A。本题主要考查神经调节的过程。当兴奋从神经元的细胞体传至突触前膜时,突触前膜对Na+的通透性增加,引起Na+内流产生动作电位,A错误;突触前神经元兴奋可以引起突触前膜释放乙酰胆碱到突触间隙,B正确;乙酰胆碱是神经递质,在突触间隙中通过扩散到达突触后膜,并与突触后膜上的特异性受体结合,C正确;乙酰胆碱与突触后膜上的特异性受体结合后,引发突触后膜上的电位发生变化,D正确。
为什么兴奋在神经元细胞体之间的传递是单向的?
由于神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
1.(2021·杭州二模)如图为蛙坐骨神经腓肠肌标本在生理盐水中进行的相关操作,下列关于实验操作及对应的现象和结论的叙述,错误的是 ( )
A.逐次增强A点刺激强度并观察甲电流表的偏转幅度,可证明坐骨神经由许多神经纤维构成
B.在A点给予一个适宜强度的刺激,可观察到甲、乙电流表都发生偏转但时间不一致
C.在B点给予一个适宜强度的刺激,可观察到乙电流表发生偏转的同时腓肠肌收缩
D.若将标本放入低钠的生理盐水中重复实验,电流表的偏转幅度和速度将变小变慢
【解析】选C。逐次增强A点刺激强度,发现甲电流表的偏转幅度逐步增大,证明坐骨神经由许多神经纤维构成,A正确;在A点给予一个适宜强度的刺激,兴奋在神经纤维上双向传导,故甲、乙电流表都可发生偏转,由于甲、乙两电流表与刺激点距离不同,发生偏转的时间不一致,B正确;B点位于肌肉上,在B点给予一个适宜强度的刺激,腓肠肌会收缩,但乙电流表不会发生偏转,C错误;在低钠溶液中,钠离子内流减少,兴奋性降低,电流表的偏转幅度和速度将变小变慢,D正确。
【知识拓展】兴奋的传导方向
(1)在神经纤维上(离体条件下)某一点受到刺激后产生兴奋,兴奋会以局部电流的方式双向传导。
(2)在突触处,兴奋单向传递,由上一个神经元的轴突传递到下一个神经元的细胞体或树突。
(3)正常反射活动中,只能是感受器接受刺激,兴奋沿着反射弧传导,所以正常机体内兴奋在神经纤维上的传导是单向的。
2.(2021·河北选择考)下列关于神经细胞的叙述,错误的是 ( )
A.大脑皮层言语区的H区神经细胞受损伤,患者不能听懂话
B.主动运输维持着细胞内外离子浓度差,这是神经细胞形成静息电位的基础
C.内环境K+浓度升高,可引起神经细胞静息状态下膜电位差增大
D.谷氨酸和一氧化氮可作为神经递质参与神经细胞的信息传递
【解析】选C。本题考查的是神经调节的相关知识。大脑皮层言语区的H区受损,患者会患听觉型失语症,即不能听懂话,A正确;K+外流,是神经细胞产生和维持静息电位的主要原因。细胞膜上的Na+-K+泵通过主动运输把K+运进细胞,从而维持着细胞内外K+的浓度差,使K+外流形成静息电位,B正确;内环境K+浓度升高,会导致细胞内外K+的浓度差减小,影响K+的协助扩散,使K+的外流量减少,引起静息状态下膜电位差减小,C错误;谷氨酸和一氧化氮都为神经递质,D正确。
【加固训练】
(2021·宁波二模)神经中枢产生抑制的机制可分为三种模式,如图所示,下列叙述错误的是 ( )
A.模式Ⅰ体现了神经调节中存在负反馈调节机制
B.模式Ⅱ中,④兴奋,使其末梢释放神经递质进入突触间隙,导致⑤兴奋,③抑制
C.模式Ⅲ中,若⑦兴奋会导致⑨兴奋,但⑧兴奋后⑨却不兴奋,其机理是⑧释放抑制性神经递质会抑制⑦释放递质
D.在缩手反射中,肱二头肌因兴奋而收缩的同时,肱三头肌则受到抑制而舒张,该神经调节属于模式Ⅱ
【解析】选B。模式Ⅰ中神经元②释放神经递质导致①兴奋,①释放抑制性神经递质,反过来抑制神经元②的作用,属于负反馈调节,A正确;模式Ⅱ中,④兴奋,使其末梢释放神经递质进入突触间隙,导致③⑤兴奋,③兴奋后,释放抑制性神经递质,使下一个神经元不会兴奋,B错误;模式Ⅲ中,若⑦兴奋会导致⑨兴奋,但⑧兴奋后⑨却不兴奋,其机理是⑧释放抑制性神经递质会抑制⑦释放神经递质,C正确;在缩手反射中,肱二头肌因兴奋而收缩的同时,肱三头肌则受到抑制而舒张,该神经调节属于模式Ⅱ,D正确。
3.(新情境挑战题)食物过咸时,人体会产生强烈喝纯水的欲望;但在剧烈运动大量出汗后,却需要更多含电解质的饮料而不是纯水。如图1是相关机理,请据图回答问题:
图1
(1)当人体摄入过多咸的食物后,引起血浆渗透压 ,下丘脑神经分泌细胞分泌的 增多并作用于 细胞,促进其对水的重吸收。
(2)兴奋从SFO区域传到MnPO区域,神经元兴奋传递的信息分子是 ,当人们摄入过咸食物后,喝水的行为一般不会一直持续下去。根据图1中信息和所学知识分析,判断的理由是:因为摄入水后血浆渗透压下降,图中 会减弱,纯水摄取欲望下降;同时大量喝水会产生 ,作用于MnPO相应的区域,并负反馈作用于SFO,从而抑制纯水摄取欲望。
(3)如图2表示SFO与MnPO区域多个神经元之间联系示意图。为研究神经元之间的相互作用,分别用同强度的电刺激进行实验:Ⅰ、单次电刺激B;Ⅱ、连续电刺激B;Ⅲ、单次电刺激C,用微电极分别记录A神经元的电位变化表现如图3(注:阈电位是能引起动作电位的临界电位值)。据图回答:
①静息电位的数值是以 作为参照,因此静息时膜内电位为负电位。由图3中Ⅰ可知,神经元A未能产生动作电位的原因是 。
②由Ⅱ可知,连续电刺激B,神经元A产生动作电位,结合Ⅰ、Ⅱ可得出的结论是
___________________________________________________________________。
由Ⅲ可知,神经元A电位低于静息电位的-70 mV,原因可能是____________。
【解析】(1)当人体摄入过多咸的食物后,引起血浆渗透压升高,下丘脑神经分泌细胞合成、分泌的抗利尿激素增多,通过体液运输作用于肾小管和集合管细胞,促进其对水的重吸收。
(2)神经元兴奋传递的信息分子是神经递质。当人们摄入水后血浆渗透压下降,图中高渗透压刺激会减弱,纯水摄取欲望下降;同时大量喝水会产生饱腹感,作用于MnPO相应的区域,并负反馈作用于SFO,从而抑制纯水摄取欲望。因此当人们摄入过咸食物后,喝水的行为一般不会一直持续下去。
(3)①静息电位的数值是以细胞膜外侧0 mV作为参照,因此静息时膜内电位为负电位。阈电位是能引起动作电位的临界电位值,由图3中Ⅰ可知,由于刺激强度过低未达到阈电位,神经元A未能产生动作电位。②由Ⅱ可知,连续电刺激B,神经元A产生动作电位,结合Ⅰ、Ⅱ可得出的结论是在同一部位连续给予多个阈下刺激可以产生叠加效应。由Ⅲ可知,可能是刺激C引起B释放抑制性神经递质,导致神经元A电位低于静息电位的-70 mV。
答案:(1)升高 抗利尿激素 肾小管和集合管 (2)神经递质 高渗透压刺激 饱腹感 (3)①细胞膜外侧0 mV 刺激强度过低未达到阈电位
②在同一部位连续给予多个阈下刺激可以产生叠加(加强)效应 刺激C引起B释放抑制性神经递质
高频考点二 神经、体液调节的协调配合
1.常见激素及其相互关系:
(1)激素不组成细胞结构、不提供能量、不起催化作用,属于信息分子,只起调节作用。
(2)激素运输无特异性,通过体液运输到全身各处,与特定受体结合后才发挥作用。
(3)激素的受体有的在细胞膜表面,有的在细胞内部(如性激素的受体)。
2.生命活动调节方式的辨析:
分级调节和反馈调节
(1)在大脑皮层的影响下,下丘脑可以通过垂体调节和控制某些内分泌腺中激素的合成与分泌(属于分级调节)。
(2)激素进入血液后,又可以反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成与分泌(属于反馈调节),如图所示:
【典例】(2021·广东选择考)太极拳是我国的传统运动项目,其刚柔并济、行云流水般的动作是通过神经系统对肢体和躯干各肌群的精巧调控及各肌群间相互协调而完成。如“白鹤亮翅”招式中的伸肘动作,伸肌收缩的同时屈肌舒张。如图为伸肘动作在脊髓水平反射弧基本结构的示意图。
回答下列问题:
(1)图中反射弧的效应器是 及其相应的运动神经末梢。若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至a处时,a处膜内外电位应表现为 。
(2)伸肘时,图中抑制性中间神经元的作用是_______________________________
____________________________________________________,使屈肌舒张。
(3)适量运动有益健康。一些研究认为太极拳等运动可提高肌细胞对胰岛素的敏感性,在胰岛素水平相同的情况下,该激素能更好地促进肌细胞 ,降低血糖浓度。
(4)有研究报道,常年坚持太极拳运动的老年人,其血清中TSH、甲状腺激素等的浓度升高,因而认为运动能改善老年人的内分泌功能,其中TSH水平可以作为评估 (填分泌该激素的腺体名称)功能的指标之一。
关键信息
转化成已有知识
反射弧结构
反射弧包括五个环节:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器。其中效应器是指传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体
抑制性神经元
抑制性神经元释放抑制性神经递质,进而抑制下一个神经元的生理活动
胰岛素的敏感性
胰岛素能促进葡萄糖的去路,即加速组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存,抑制肝糖原的分解和非糖物质的转化,从而降低血糖。肌细胞对胰岛素的敏感性增强,有利于胰岛素发挥其功能
【解析】本题以打太极拳过程中伸肘动作为载体,主要考查神经调节和体液调节。(1)效应器是传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体;神经系统兴奋时,Na+内流,形成内正外负的动作电位。(2)抑制性中间神经元兴奋后,释放抑制性神经递质,使屈肌运动神经元被抑制,从而造成屈肌舒张。(3)胰岛素的作用可以概括为促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖。(4)TSH是促甲状腺激素,该激素是由垂体分泌的。
答案:(1)伸肌、屈肌 内正外负
(2)释放抑制性神经递质,使屈肌运动神经元被抑制
(3)摄取、利用和储存葡萄糖
(4)垂体
1.(2021·济南二模)GLUT-4是一种葡萄糖转运蛋白,仅存在于胰岛素敏感的骨骼肌、心肌和脂肪细胞中。细胞膜上GLUT-4的量受胰岛素调节,在没有胰岛素刺激时主要位于细胞内的贮存囊泡内。在胰岛素刺激下,细胞内会激发一系列生理反应,使细胞膜上的GLUT-4增加,进而引起血糖浓度下降,其机理如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.正常人进食后,血糖升高后会通过一定的途径作用于下丘脑,从而使胰岛素含量升高,这是一种神经—体液调节
B.某糖尿病患者体内的胰岛素含量正常,该病人脂肪细胞中GLUT-4的合成体系和转运体系均正常,据图分析其患病的可能原因是信号传导过程受阻
C.由图可知,胰岛素与靶细胞上的胰岛素受体结合后,经过一系列的信号传导,促进GLUT-4基因表达和含GLUT-4的囊泡向细胞膜移动
D.若体内的某种抗体会识别和结合胰岛素受体,则该病人免疫功能过强
【解析】选A。正常人进食后血糖浓度上升,通过血管内侧等部位的感受器,作用于下丘脑中的血糖平衡调节中枢,反射性地引起胰岛素分泌,这种调节方式是神经调节,A错误;某糖尿病患者体内的胰岛素含量正常,该病人脂肪细胞中GLUT-4的合成体系和转运体系均正常,患病的可能原因是胰岛素受体结构异常,信号传导过程受阻,无法降低血糖,B正确;胰岛素与靶细胞上的胰岛素受体结合后,经过一系列的信号传导途径,通过促进GLUT-4基因表达和GLUT-4 的囊泡向细胞膜移动,使细胞膜上的GLUT-4增加,进而促进组织细胞摄取葡萄糖,C正确;若体内的某种抗体会识别和结合胰岛素受体,则该病人免疫功能过强,属于自身免疫病,D正确。
2.(2021·包头二模)褪黑素是哺乳动物松果体分泌的一种内源激素。褪黑素的分泌呈现 24小时规律性波动,白天分泌减少而夜间分泌增加。在淋巴细胞中含有褪黑素的特异性受体。研究发现,切除小鼠的松果体会引起甲状腺增生肥大,注射褪黑素会使甲状腺重量减轻。下列叙述错误的是 ( )
A.某人长期睡前玩手机扰乱了生物钟,这与光线刺激引起褪黑素分泌减少有关
B.褪黑素可能作用于下丘脑,使垂体分泌促甲状腺激素减少,抑制甲状腺的发育
C.有一只双目失明的小鼠,其褪黑素分泌量明显低于正常小鼠
D.在有光环境中熬夜可能减少褪黑素的分泌,影响淋巴细胞的作用,进而可能导致人体免疫力下降
【解析】选C。随着日照周期变化,褪黑素白天分泌减少,晚上分泌增多,某人长期睡前玩手机,手机会发出光线扰乱生物钟,这与光线刺激引起褪黑素分泌减少有关,A正确;切除小鼠的松果体会引起甲状腺增生肥大,注射褪黑素会使甲状腺重量减轻,说明褪黑素可能作用于下丘脑,抑制下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素,从而使垂体分泌促甲状腺激素减少,抑制甲状腺的发育,B正确;褪黑素白天分泌减少,晚上分泌增多,如果小鼠失明,则不能感受到白天的光线,所以褪黑素分泌增多,C错误;在淋巴细胞中含有褪黑素的特异性受体,可以接受褪黑素的刺激,在有光环境中熬夜可能减少褪黑素的分泌,影响淋巴细胞的作用,进而导致人体免疫力下降,D正确。
【知识拓展】 激素分泌调节的三种模型
(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,经垂体释放。
(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:
3.(新情境挑战题)胰岛B细胞内K+浓度为细胞外的28倍,而细胞外Ca2+浓度为细胞内的15 000倍。与神经细胞一样,胰岛B细胞在静息状态下膜电位呈外正内负。当血糖浓度增加时,葡萄糖进入胰岛B细胞能引起胰岛B细胞和组织细胞的一系列生理反应,如图所示:
(1)据图判断,以协助扩散方式进入细胞的物质是 。胰岛B细胞膜内外K+和Ca2+存在浓度差,其浓度差的建立和维持主要依靠的跨膜运输方式是 。
(2)据图可知,进食后血糖浓度升高,对胰岛B细胞的葡萄糖供应增加。葡萄糖进入胰岛B细胞后,首先使细胞内的 过程加强,同时导致ATP/ADP的值上升,进而影响图示ATP敏感的K+通道和Ca2+通道的开闭状态,此时胰岛B细胞的膜两侧电荷分布为 。若图中胰岛 B细胞葡萄糖载体蛋白存在缺陷,相对于正常状态下,推测胰岛 B细胞内Ca2+将 (填“增多”“减少”或“不变”)。
(3)根据图示信息,写出胰岛素与组织细胞膜上的受体结合后降低血糖浓度的途径:_______________________________________________________。
(4)图中血糖升高后胰岛 B细胞中贮存的胰岛素释放完成需 3~5 min,血糖升高15 min 后胰岛素释放再次出现高峰,推测 Ca2+的内流对于增加胰岛素含量的作用是_______________________________________________________。
【解析】(1)根据分析可知,葡萄糖、Ca2+以协助扩散方式进入细胞,K+以协助扩散方式流出细胞。胰岛B细胞通过主动运输,逆浓度梯度运输K+和Ca2+,以维持其细胞内外的浓度差。
(2)据图可知,葡萄糖进入胰岛B细胞后,首先参与细胞内的有氧呼吸,释放更多的能量,导致ATP/ADP的值上升,从而使图示ATP敏感的K+通道关闭,进而触发Ca2+通道打开,此时Ca2+内流导致胰岛B细胞的膜两侧电荷分布为内正外负。根据上述分析可知,若胰岛 B细胞葡萄糖载体蛋白存在缺陷,则胰岛 B细胞吸收利用葡萄糖的能力下降,Ca2+内流减少,胰岛 B细胞内Ca2+将相对于正常状态下减少。
(3)由图示信息分析可知,胰岛素与组织细胞膜上的受体结合后,增加组织细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量,促进葡萄糖进入组织细胞;加速组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,使血糖降低。
(4)由图中信息分析可知,Ca2+内流可以促进囊泡运输和分泌;因为胰岛素有两次释放高峰,可推测Ca2+内流还可以促进胰岛素基因的表达及囊泡的形成。
答案:(1)葡萄糖、Ca2+ 主动运输 (2)有氧呼吸(或葡萄糖彻底氧化分解) 内正外负 减少
(3)增加组织细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量,促进葡萄糖进入组织细胞;加速组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,使血糖降低 (4)Ca2+促进囊泡运输和分泌,促进胰岛素基因的表达及囊泡的形成
【加固训练】
1.(2021·山东二模)抗利尿激素(ADH)能促进集合管上皮细胞中含水通道蛋白的小泡可逆性移至并整合到管腔膜上,以调节管腔膜对水的通透性,而水在基侧膜可自由通过。如图为该激素作用机制示意图,下列说法正确的是 ( )
A.细胞外液渗透压升高时,由垂体释放的ADH增多,并定向运输
B.ADH与图中X发生特异性结合,并成为基侧膜的一部分
C.图中水的跨膜运输方式有自由扩散和协助扩散两种
D.含水通道蛋白的小泡整合到管腔膜,体现了膜的选择透过性
【解析】选C。当细胞外液渗透压升高时,抗利尿激素释放增多,但不能定向运输,A错误;抗利尿激素的作用是调节生物体的代谢过程,不参与构成生物机体,不能成为基侧膜的一部分,B错误;根据ADH能促进集合管上皮细胞中含水通道蛋白的小泡可逆性移至并整合到管腔膜上,以调节管腔膜对水的通透性,而水在基侧膜可自由通过可知水分子通过管腔膜的方式是协助扩散,通过基侧膜的方式是自由扩散,C正确;含水通道蛋白的小泡整合到管腔膜的过程体现了膜具有一定的流动性,不能体现膜的选择透过性,D错误。
2.人体的体温调定点,在正常生理状态下为37 ℃。如果体温偏离这个数值,则通过反馈系统将信息传回下丘脑体温调节中枢,此中枢会整合这些信息并与调定点比较,相应地调节散热机制或产热机制,维持体温的相对稳定。体温调定点不是一成不变的,如正常人体因病毒感染引
起的发热过程分为体温上升期、高温持续期和体温下降期。如图为发热体温上升期机体体温调节过程。下列说法正确的是 ( )
A.病毒感染导致机体通过增加产热和减少散热使体温调定点升高
B.体温上升期,人体下丘脑会产生“寒冷”的感觉
C.体温升高后的高温持续期,人体的产热量大于散热量
D.体温调节过程体现了神经调节和体液调节是相互联系的
【解析】选D。据图分析可知,病毒感染导致机体体温调定点升高,从而增加产热和减少散热,A错误;体温上升期,人体的大脑皮层会产生“寒冷”的感觉,B错误;体温升高后的高温持续期,人体的产热量等于散热量,C错误;体温调节过程是神经-体液调节的过程,该过程神经调节和体液调节是相互联系的,D正确。
高频考点三 特异性免疫及应用
1.体液免疫和细胞免疫:
(1)免疫细胞的三个“唯一”。
①唯一能产生抗体的细胞:浆细胞。
②唯一不能识别抗原的免疫细胞:浆细胞。
③唯一能识别抗原但没有特异性的免疫细胞:吞噬细胞,既参与非特异性免疫,又参与特异性免疫。
(2)T细胞既参与体液免疫,又参与细胞免疫。T细胞缺失,细胞免疫功能完全丧失,体液免疫功能几乎完全丧失。
(3)病毒感染先引发体液免疫,阻止病毒的散播感染,当病毒进入细胞后,再引发细胞免疫,将抗原释放,再由体液免疫最后清除抗原。
(4)免疫活性物质:抗体、淋巴因子、溶菌酶。
2.区分三类免疫失调症:
(1)自身免疫病(防卫过强):将自身物质当作异物进行攻击,如类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮。
(2)过敏反应(防卫过强):过敏反应的病理如图所示,属于异常的体液免疫。
(3)免疫缺陷病:防卫功能过弱,分先天性免疫缺陷病和后天获得的免疫缺陷病,如HIV导致的获得性免疫缺陷综合征。
3.“免疫预防”与“免疫治疗”:
(1)免疫预防——重在“预防”,注射物为经处理的丧失致病性却具抗原性的抗原即疫苗,目的是刺激机体主动产生抗体,尤其是产生记忆细胞,以防备真正病原体感染(防患于未然)。
(2)免疫治疗——重在“治疗”,注射物是抗体或免疫增强剂等,目的是“立竿见影”地直接消灭病原体。
【典例】(2021·河北选择考)水痘是由水痘-带状疱疹病毒(VZV)引起的急性呼吸道传染病,多见于儿童,临床特征为全身出现丘疹、水疱。接种VZV减毒活疫苗(VarV)是预防水痘流行的有效方法。2019年,研究者对某地2007~2015年出生儿童的VarV接种率及水痘发病率进行了调查,结果如图。
回答下列问题:
(1)感染初期患者皮肤表面形成透明的水疱,其中的液体主要来自内环境中的 。
(2)呼吸道黏膜受损者更易被VZV感染,原因是___________________________
__________________________________________________________________。
VZV感染引发机体的 (填“特异性”或“非特异性”)免疫,被感染的细胞统称为 。
(3)水痘临床诊断时,须注意与荨麻疹相区分。与水痘的发病机理不同,某些花粉引起的荨麻疹属于机体的 反应,是免疫系统的 功能过强的表现。
(4)图中统计结果显示,随VarV接种率的提高,水痘发病率呈下降趋势。接种VarV后,B淋巴细胞的作用是 。
(5)2014年、2015年出生儿童的接种率与发病率数据提示,应及时接种第二剂VarV,原因是第一剂疫苗接种一段时间后,_____________________________________________________。
关键信息
解题突破口
丘疹、水疱
水疱中的液体主要来自组织液
接种VZV减毒活疫苗
免疫预防、初次免疫、二次免疫,二次免疫特点是①强度更强②更迅速③持续时间更长
荨麻疹
过敏反应是指已经免疫的机体再次接触相同抗原时发生的组织损伤或功能紊乱,是由机体免疫防卫功能过强造成的
【解析】本题考查免疫调节的相关知识。
(1)水疱是因为皮下组织受到某种形式的刺激或损伤后,组织液渗出后在皮下形成的包,里面的主要成分是组织液。
(2)人体有三道免疫防线:皮肤、黏膜是保卫人体的第一道防线;体液中的杀菌物质和吞噬细胞是保卫人体的第二道防线;免疫器官和免疫细胞构成了保卫人体的第三道防线。呼吸道黏膜受损者更易被VZV感染,原因是第一道防线受损,病毒更容易侵染机体,寄生在人体正常活细胞中,引发机体产生特异性免疫,被感染的细胞统称为靶细胞。
(3)荨麻疹属于过敏症状,是机体免疫系统的防卫功能过强的表现。
(4)接种疫苗后,会引发机体的体液免疫,B淋巴细胞增殖分化成浆细胞和记忆细胞,浆细胞可以合成和分泌抗体,来抵御病毒的侵染。
(5)从图中可以看出,第二剂次VarV接种率下降,水痘的发病率上升。原因是接种疫苗后,机体会产生大量的抗体和记忆细胞,但若长期不接触抗原,抗体和记忆细胞的数量会越来越少,病毒侵染机体时,不足以对抗病毒,因此必须及时接种第二剂疫苗以保证抗体和记忆细胞的数量。
答案:(1)组织液
(2)呼吸道黏膜是保卫人体的第一道防线,受损后病毒易进入机体(免疫系统的第一道防线被破坏,防卫功能减弱) 特异性 靶细胞
(3)过敏 防卫
(4)增殖分化为浆细胞和记忆细胞 (5)如果不及时接种第二剂疫苗,记忆细胞、抗体的数量会减少
1.(2021·朝阳二模)寨卡病毒是一种RNA病毒,该病毒会攻击胎儿的神经元,引起新生儿神经系统发育缺陷。为了预防寨卡病毒,科学家研制出了DNA疫苗——含有一段根据病原体设计的DNA片段,导入到体内后,某些细胞会分泌出很多类似病原体的分子。实验证明,一定时间内间隔注射该疫苗3次效果更好。下列叙述不正确的是 ( )
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