董玉梅 李杰
近年來無論是全國卷還是其他省份試卷來看,機體穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié)機制相關(guān)試題屢見不鮮,是高考考查重點之一。分析原因可能有以下幾個方面:一是穩(wěn)態(tài)與人體健康密切相關(guān),借此提倡健康生活方式;二是該類內(nèi)容和生活實踐聯(lián)系緊密,為試題提供了良好的素材和情境;三是該類題目可以多形式(模型分析、實驗探究等)深入考查學(xué)生的關(guān)鍵能力和生物學(xué)核心素養(yǎng)。鑒于此我們精心準備了相關(guān)題組,希望對大家高考備考提供一定的方向和幫助。
1. 機體穩(wěn)態(tài)與神經(jīng)調(diào)節(jié)。
【例1】Ca2+ 通道在神經(jīng)調(diào)節(jié)和肌肉收縮過程中起重要作用。當(dāng)興奮傳導(dǎo)至突觸小體時,突觸間隙中的Ca2+ 通過Ca2+通道內(nèi)流,會引起神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。
(1)突觸前膜以___________方式釋放神經(jīng)遞質(zhì)到突觸間隙,在與突觸后膜的受體結(jié)合后,突觸后膜對離子的通透性___________(選填“會”或“不會”)發(fā)生改變。
(2)已知細胞外鈣離子對鈉離子存在“膜屏障作用”(即鈣離子在膜上形成屏障,使鈉離子內(nèi)流減少)。臨床上血鈣含量偏髙,會引起肌無力,原因是____________________。
(3)神經(jīng)骨骼肌接頭屬于反射弧中___________的組成部分;研究發(fā)現(xiàn),刺激大腦皮層的相關(guān)區(qū)域,也會引起腿部肌肉的收縮,此時接受刺激的是反射弧中的___________。
(4)“肉毒毒素美容”已成為時下流行的面部除皺方式。肉毒毒素是肉毒桿菌分泌的—種神經(jīng)毒素,能特異地與突觸前膜上Ca2+通道結(jié)合。分析其美容的原理_______________。
解析:本題關(guān)鍵要抓住題干中有用信息進行分析,如“當(dāng)興奮傳導(dǎo)至突觸小體時,突觸間隙中的Ca2+通過Ca2+通道內(nèi)流,會引起神經(jīng)遞質(zhì)的釋放、“膜屏障作用”(即鈣離子在膜上形成屏障,使鈉離子內(nèi)流減少)、肉毒毒素是肉毒桿菌分泌的—種神經(jīng)毒素,能特異地與突觸前膜上Ca2+ 通道結(jié)合”等。
答案:(1)胞吐;會(2)血鈣過高使鈉離子內(nèi)流減少,降低了神經(jīng)細胞興奮性(3)效應(yīng)器;神經(jīng)中樞(4)肉毒毒素阻止Ca2+內(nèi)流,影響突觸前膜釋放神經(jīng)遞質(zhì),導(dǎo)致面部表情肌松弛。
【例2】體溫調(diào)節(jié)中樞位于下丘腦。最新研究表明,下丘腦視前區(qū)(POA)和下丘腦背內(nèi)側(cè)(DMD)兩個區(qū)域直接參與體溫調(diào)節(jié),兩者分別富含熱敏神經(jīng)元和冷敏神經(jīng)元,而且POA對DMD有顯著抑制作用,如圖1所示。
(1)圖中編號①所示結(jié)構(gòu)的功能是________。
(2)在炎熱環(huán)境下,POA中熱敏神經(jīng)元興奮。POA神經(jīng)元的興奮經(jīng)自主神經(jīng)調(diào)節(jié)散熱,其效應(yīng)包括________。
(3)圖中編號③是連接兩個神經(jīng)元的結(jié)構(gòu),兩者之間的信息分子是________。
(4)當(dāng)興奮傳至腎上腺,后者分泌激素并作用于脂肪細胞上相應(yīng)的________,由此促進的代謝過程有________(填圖中編號)。
(5)進一步研究發(fā)現(xiàn),POA神經(jīng)元持續(xù)興奮會產(chǎn)生“低體溫癥”,而DMD持續(xù)興奮卻不會產(chǎn)生“高體溫癥”,并且這一現(xiàn)象與環(huán)境溫度無關(guān)。據(jù)圖分析其原因________。
解析:題圖分析:①表示感受器,②表示神經(jīng)中樞脊髓的白質(zhì),③表示突觸,④⑤⑥⑦⑧表示脂肪細胞中,甘油三酯、脂肪酸、葡萄糖的相互轉(zhuǎn)化及氧化分解過程。其中POA和DMD是下丘腦中直接參與體溫調(diào)節(jié)的兩個區(qū)域,分別富含熱敏神經(jīng)元和冷敏神經(jīng)元,而且POA對DMD有顯著抑制作用。
答案:(1)感受刺激,產(chǎn)生興奮(2)皮下毛細血管舒張,汗腺分泌增加等(3)神經(jīng)遞質(zhì)/化學(xué)遞質(zhì)(4)受體;④⑥⑦(5)POA持續(xù)興奮,會使散熱增加,同時因其能抑制DMD即抑制產(chǎn)熱,所以體溫持續(xù)降低導(dǎo)致“低體溫癥”;DMD持續(xù)興奮會增加產(chǎn)熱,但DMD不能抑制POA,故產(chǎn)熱增加使體溫升高會導(dǎo)致POA興奮,從而增加散熱,使產(chǎn)熱和散熱達到新的平衡不會出現(xiàn)“高體溫癥”。
2. 機體穩(wěn)態(tài)和體液調(diào)節(jié)。
【例3】細胞通訊通過細胞間或細胞內(nèi)高度精確和高效地發(fā)送與接收信息而實現(xiàn),是一種對環(huán)境作出綜合反應(yīng)的細胞行為。圖2所示細胞通訊方式為人體內(nèi)常見的1種信號分子及其信號傳導(dǎo)方式,圖3表示這種信號分子對靶細胞作用的方式。請據(jù)圖回答相關(guān)問題。
(1)③表示的結(jié)構(gòu)及化學(xué)本質(zhì)分別是________________、_________________。
(2)若②表示的信息分子是抗利尿激素,則其靶細胞為_____________________,功能激活后,靶細胞的滲透壓將會_______________。激素激活靶細胞后將會失活,與神經(jīng)調(diào)節(jié)相比,激素調(diào)節(jié)的速度一般比神經(jīng)調(diào)節(jié)的速度____________。
(3)如果圖2過程表示的是胰島素分子對機體的作用過程,如果胰島素與③結(jié)合,則激酶激活的特殊功能有_______
____________________________________________________。
(4)人類的糖尿病有Ⅰ和Ⅱ兩種主要類型,在Ⅰ型糖尿病患者的血液中可查出如胰島細胞抗體等多種抗體,由此顯示Ⅰ型糖尿病應(yīng)屬于______________ 病;Ⅱ型與靶細胞有關(guān),試根據(jù)上述過程闡述Ⅱ型糖尿病的發(fā)病機理可能是_____________________________。
解析:分析題圖:圖2所示細胞通訊方式為人體內(nèi)某種信號分子及其信號傳導(dǎo)方式,其中①細胞產(chǎn)生的信號分子需要通過體液運輸?shù)郊毎瑧?yīng)屬于體液調(diào)節(jié);圖3表示這種信號分子對靶細胞作用的方式,其中②為信號分子,③為該信號分子的特異性受體。
答案:(1)受體;糖蛋白(2)腎小管和集合管細胞;下降;慢(3)促進糖原的合成、促進血糖的氧化分解、抑制非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化(4)自身免疫;靶細胞受體無法正常識別相關(guān)的激素分子;靶細胞缺少胰島素受體;靶細胞激酶活性下降或失活。
【例4】現(xiàn)有兩只患有甲狀腺功能減退的小鼠,某小組為確定其發(fā)病原因,對正常小鼠和這兩只患病小鼠的促甲狀腺激素釋放激素(TRH)、促甲狀腺激素(TSH)和甲狀腺激素(TH)的量進行了測定,結(jié)果見表1,請回答下列問題。
(1)A小鼠患病的原因可能是______或______。為確定A小鼠患病的具體原因,需進一步實驗,請寫出大概的實驗思路和預(yù)期結(jié)果:__________________。
(2)B小鼠患病的原因是垂體病變,則激素TRH的含量應(yīng)為_______(填“偏高”、“正?!薄捌汀保?。
(3)試用負反饋調(diào)節(jié)理論分析,正常小鼠是調(diào)節(jié)體內(nèi)的甲狀腺含量維持在正常范圍的機制是_____________。
(4)若摘除正常小鼠的垂體,甲狀腺將萎縮,_______激素顯著減少。如果給該小鼠注射垂體提取物,可以部分地恢復(fù)甲狀腺的大小,說明垂體分泌的該激素的作用是________。
(5)若將正常小鼠的下丘腦分泌TRH的區(qū)域損毀,或向該小鼠的_________中注射微量的甲狀腺激素后,血液中的TSH會明顯_______。
解析:A小鼠的促甲狀腺激素釋放激素和促甲狀腺激素含量很多,但甲狀腺激素含量少,原因可能是缺碘或甲狀腺發(fā)生病變;若要排除是由于缺碘引起,則向小鼠靜脈注射適量的碘,然后測定甲狀腺激素的含量,若甲狀腺激素含量上升,則是由于缺碘引起,若甲狀腺激素的含量基本不變,則是由于甲狀腺病變引起。若垂體發(fā)生病變,則下丘腦分泌的促甲狀腺激素釋放激素量增多;甲狀腺激素的分泌存在反饋調(diào)節(jié)。
答案:(1)缺碘;甲狀腺病變;給A鼠靜脈注射適量的碘,一段時間后檢測大鼠血液中的TH的含量,若TH含量比注射碘前明顯上升,說明A小鼠的病因是缺碘,若TH含量與注射碘前相比沒有明顯變化,說明A小鼠的病因是甲狀腺病變(2)偏高(3)當(dāng)血液中的甲狀腺激素含量增加到一定程度時,又反過來抑制下丘腦和垂體分泌相關(guān)激素(TRH和TSH),進而使甲狀腺激素的分泌減少,這樣體內(nèi)的甲狀腺激素含量就不至于過高。(4)促甲狀腺激素;促進甲狀腺的生長發(fā)育(和甲狀腺激素的分泌)(5)減少;垂體
3. 機體穩(wěn)態(tài)與免疫調(diào)節(jié)。
【例5】樹突狀細胞(DC細胞)是具有強大專職呈遞抗原能力的細胞,能攝取、處理及呈遞抗原,啟動T細胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。圖4為DC細胞參與免疫的過程,請回答下列問題:
(1)DC細胞是由________________分化而成的,其根本原因是______________。
(2)DC細胞可通過________的方式將抗原攝入,其表面產(chǎn)生糖蛋白并特異性地與T細胞表面的____結(jié)合產(chǎn)生S1、S2信號分子,最終激發(fā)T細胞增殖分化成_________。這一系列過程體現(xiàn)了細胞膜的_____功能。
(3)T細胞發(fā)生免疫效應(yīng)時,它產(chǎn)生的________可刺激B細胞增殖分化;效應(yīng)T細胞能直接作用于被抗原入侵的靶細胞,發(fā)生________免疫。
(4)由圖知,DC細胞在免疫調(diào)節(jié)中的具體功能是______
____________________________。
(5)免疫調(diào)節(jié)不僅積極應(yīng)對外來抗原的入侵,同時也隨時應(yīng)對體內(nèi)的異常細胞,這體現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的_____________功能。
解析:造血干細胞可以分化成血細胞和免疫細胞。DC細胞是吞噬細胞,吞噬細胞最初是由造血干細胞分化,分化的根本原因是基因的選擇性表達??乖谴蠓肿游镔|(zhì),以胞吞的形式將抗原攝入,由圖可以看出,可以與表面的受體結(jié)合。T細胞可以增值分化成效應(yīng)T細胞和記憶T細胞。能夠體現(xiàn)細胞膜的控制物質(zhì)進出與信息交流的功能。T細胞產(chǎn)生的淋巴因子可以刺激B細胞增殖分化,T細胞與靶細胞密切接觸,屬于細胞免疫。DC細胞在免疫調(diào)節(jié)中的具體功能是吞噬、處理并呈遞抗原。對抗外來抗原的入侵是防衛(wèi)功能,對體內(nèi)異常細胞的處理屬于監(jiān)控和清除。
答案:(1)(骨髓)造血干細胞(只答“骨髓”不可) 基因的選擇性表達(2)胞吞(特異性);受體;效應(yīng)T細胞和記憶T細胞;控制物質(zhì)的進出與信息交流(3)淋巴因子;細胞(4)吞噬、處理并呈遞抗原(5)防衛(wèi)、監(jiān)控、清除
【例6】2018年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予了發(fā)現(xiàn)癌細胞免疫療法的詹姆斯·艾利森和本庶佑。詹姆斯·艾利森在小鼠實驗中發(fā)現(xiàn),T細胞膜上的CTLA-4蛋白能阻止T細胞攻擊癌細胞,因此,這個蛋白被稱作“分子剎車”,使用CTLA-4抗體抑制CTLA-4蛋白后可以在一定程度上激活T細胞,使T細胞持續(xù)攻擊癌細胞?;卮鹣铝袉栴}。
(1)T細胞攻擊癌細胞的過程,是癌細胞表面的抗原刺激T細胞增殖分化形成______,該細胞與癌細胞密切接觸,使其裂解死亡。該過程屬于特異性免疫反應(yīng)中的______(體液或細胞)免疫過程。
(2)CTLA-4抗體的化學(xué)本質(zhì)是______,可以由機體的______細胞產(chǎn)生。
(3)機體在對抗癌細胞時,由于CTLA-4的“剎車”作用,免疫細胞不能發(fā)揮最大的戰(zhàn)斗力。若用藥物解除CTLA-4的“剎車”作用,可讓免疫細胞全力攻擊癌細胞,但可能會引起機體患自身免疫病,其原因是______。
(4)有人認為免疫力低下是患癌的原因之一,請從免疫調(diào)節(jié)的功能解釋該觀點______。
解析:T細胞受到抗原刺激后會增殖分化形成效應(yīng)T細胞,效應(yīng)T細胞與癌細胞密切接觸,使其裂解死亡,這體現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的監(jiān)控和清除功能。該過程屬于特異性免疫反應(yīng)中的細胞免疫過程。CTLA-4抗體的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),可以由機體的漿細胞合成并分泌的。機體在對抗癌細胞時,由于CTLA-4的“剎車”作用,免疫細胞不能發(fā)揮最大的戰(zhàn)斗力。用藥物解除CTLA-4的“剎車”作用,可讓免疫細胞全力攻擊癌細胞,同時由于免疫細胞變得過度活躍,可能攻擊正常的體細胞而使機體患自身免疫病。免疫系統(tǒng)具有防衛(wèi)、監(jiān)控和清除功能。監(jiān)控并清除體內(nèi)已經(jīng)衰老或因其他因素而被破壞的細胞以及癌變的細胞,若免疫能力下降,則監(jiān)控并清除癌細胞的能力下降,導(dǎo)致人體患癌,可認為癌癥的發(fā)生是免疫能力下降引起。
答案:(1)效應(yīng)T細胞;細胞(2)蛋白質(zhì);漿(3)由于免疫細胞變得過度活躍,可能攻擊正常的體細胞而使機體患自身免疫病。(4)免疫系統(tǒng)具有防衛(wèi)、監(jiān)控和清除功能。能監(jiān)控并清除體內(nèi)已經(jīng)衰老或因其他因素而被破壞的細胞以及癌變的細胞,若免疫能力下降,則監(jiān)控并清除癌細胞的能力下降,導(dǎo)致人體患癌。
4. 機體穩(wěn)態(tài)與神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。
【例7】人體感染出現(xiàn)炎癥時,神經(jīng)、體液、免疫機能是相互協(xié)調(diào)的,請回答神經(jīng)一體液一免疫調(diào)節(jié)的相關(guān)問題:
(1)炎癥反應(yīng)時,破損細胞釋放組織胺等化學(xué)物質(zhì),引起鄰近血管擴張并增加了血管的滲透性,使流向傷口的血液增多,組織胺引起鄰近血管擴張等現(xiàn)象屬于________調(diào)節(jié)。
(2)強烈的炎癥反應(yīng)中,白細胞釋放的免疫活性物質(zhì)經(jīng)血液輸送到腦,與細菌內(nèi)毒素共同刺激體溫調(diào)節(jié)中樞,導(dǎo)致體溫上升,白細胞產(chǎn)生的免疫活性物質(zhì)作用于神經(jīng)細胞時發(fā)生的信號轉(zhuǎn)換方式是__________________。
(3)若炎癥部位是感染甲型H1N1流感病毒病人的咽部,該病毒在體液中被________細胞產(chǎn)生的_______清除。如果病毒已侵入細胞內(nèi),則需經(jīng)歷________免疫過程才能被清除。當(dāng)同種抗原再次侵入人體后,漿細胞可由受到抗原刺激的_______________(填細胞名稱)增殖分化產(chǎn)生。
(4)研究表明,由垂體分泌的促腎上腺皮質(zhì)激素作用于腎上腺,使其分泌糖皮質(zhì)激素。糖皮質(zhì)激素可以作為免疫抑制劑,則該激素在器官移植時的作用是__________________。
解析:試題分析:人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機制是神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)機制網(wǎng)絡(luò),回憶神經(jīng)調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)、免疫調(diào)節(jié)的相關(guān)知識點和調(diào)節(jié)過程,根據(jù)提供的信息分析答題。根據(jù)題意分析,炎癥反應(yīng)時,破損細胞釋放組織胺等化學(xué)物質(zhì),引起鄰近血管擴張等,是化學(xué)物質(zhì)引起的調(diào)節(jié),屬于體液調(diào)節(jié)。白細胞產(chǎn)生的免疫活性物質(zhì)作用于神經(jīng)細胞時,使得神經(jīng)細胞的電位由外正內(nèi)負變成外負內(nèi)正,所以該過程中發(fā)生的信號轉(zhuǎn)換方式是化學(xué)信號→為電信號。病毒屬于抗原,在體液中可以被漿細胞分泌的抗體清除;而進入細胞后的病毒則依靠細胞免疫來清除。當(dāng)同種抗原再次侵入人體后,記憶細胞可以迅速增殖分化形成大量的漿細胞,漿細胞產(chǎn)生大量的抗體來對付抗原。已知糖皮質(zhì)激素可以作為免疫抑制劑,說明該激素在器官移植時可以降低免疫排斥反應(yīng)。
答案:(1)體液(2)化學(xué)信號→為電信號(3)漿;抗體;細胞;B細胞和記憶細胞(4)降低免疫排斥反應(yīng)
【例8】腎上腺是人體重要的內(nèi)分泌器官,位于兩側(cè)腎臟的上方。如圖5所示,腺體分腎上腺皮質(zhì)和腎上腺髓質(zhì)兩部分,腎上腺與免疫調(diào)節(jié)和糖代謝關(guān)系密切,如圖6所示。請回答下列問題:
(1)一些人長期精神憂郁,則容易引起感染和腫瘤。從圖6可知,長期精神憂郁可使下丘腦受到剌激后釋放的CRH(促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素)__________(增加、減少),促進垂體分泌ACTH(促腎上腺皮質(zhì)激素),最終導(dǎo)致________增多,從而使免疫系統(tǒng)的功能降低。可見,____________調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)對維持機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)有重要作用。
(2)糖皮質(zhì)激素能限制骨髓和脂肪組織對葡萄糖的攝取和利用,與________(激素)對維持血糖平衡起到拮抗作用。為驗證糖皮質(zhì)激素的分泌存在負反饋調(diào)節(jié),應(yīng)注射________,然后測定血液中________(激素)的含量。
(3)腎上腺的髓質(zhì)分泌腎上腺素,它的分泌活動受內(nèi)臟神經(jīng)的直接支配。在寒冷條件的剌激下,腎上腺素分泌增加,使_________加快,產(chǎn)熱增加,該激素與___________(激素)對維持體溫的穩(wěn)定起協(xié)同作用。
解析:據(jù)圖6分析,下丘腦分泌的促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(CRH),使得垂體分泌促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH),促進腎上腺分泌糖皮質(zhì)激素;糖皮質(zhì)激素分泌增多會反過來抑制下丘腦和垂體的功能,這種調(diào)節(jié)方式稱為反饋調(diào)節(jié)。細胞免疫由效應(yīng)T細胞發(fā)揮效應(yīng)以清除異物的作用,T細胞還能分泌淋巴因子,加強相關(guān)免疫細胞的作用來發(fā)揮免疫效應(yīng)。
答案:(1)增加;糖皮質(zhì)激素;神經(jīng)-體液-免疫(2)胰島素;糖皮質(zhì)激素;CRT和ACTH(3)細胞代謝速率;甲狀腺激素
責(zé)任編輯 李平安