专题六 作业（五） 动物生理实验题的分析与设计

专题六作业（五）动物生理实验题的分析与设计1．(2022·湖北高考)胃酸由胃壁细胞分泌。已知胃液中H＋的浓度大约为150mmol/L，远高于胃壁细胞中H＋浓度，胃液中Cl－的浓度是胃壁细胞中的10倍。回答下列问题：(1)胃壁细胞分泌Cl－的方式是__________。食用较多的陈醋后，胃壁细胞分泌的H＋量将________。(2)图1是胃蛋白酶的活力随pH变化的曲线。在弥漫性胃黏膜萎缩时，胃壁细胞数量明显减少。此时，胃蛋白酶的活力将__________。(3)假饲是指让动物进食后，食物从食管瘘口流出而不能进入胃。常用假饲实验来观察胃液的分泌。假饲动物进食后，用胃瘘口相连的引流瓶来收集胃液，如图2所示。科学家观察到假饲动物进食后，引流瓶收集到了较多胃液，且在愉悦环境下给予假饲动物喂食时，动物分泌的胃液量明显增加。根据该实验结果，能够推测出胃液分泌的调节方式是______________。为证实这一推测，下一步实验操作应为_____________________________，预期实验现象是________________________________________________。解析：(1)根据题干信息可知，胃壁细胞分泌Cl－是由低浓度到高浓度，方式是主动运输。食用较多的陈醋后，胃液中H＋浓度升高，因此为维持胃液中H＋浓度的相对稳定，胃壁细胞分泌的H＋量将减少。(2)在弥漫性胃黏膜萎缩时，胃壁细胞数量明显减少，导致胃液中H＋数量减少，pH升高。此时，胃蛋白酶的活力将降低。(3)在愉悦环境下给予假饲动物喂食时，动物分泌的胃液量明显增加，说明胃液分泌的调节方式是神经调节，即胃液的分泌受到相关神经元的支配。为证实这一推测，下一步实验操作应为切除通向胃壁细胞的神经，使神经系统无法支配胃液的分泌，预期实验现象是无胃液分泌(或收集不到胃液等)。答案：(1)主动运输减少(2)降低(3)神经调节切除通向胃壁细胞的神经无胃液分泌(或收集不到胃液等)2．(2022·全国乙卷)甲状腺激素在促进机体新陈代谢和生长发育过程中发挥重要作用。为了研究动物体内甲状腺激素的合成和调节机制，某研究小组进行了下列相关实验。实验一：将一定量的放射性碘溶液经腹腔注射到家兔体内，一定时间后测定家兔甲状腺的放射性强度。实验二：给甲、乙、丙三组家兔分别经静脉注射一定量的生理盐水、甲状腺激素溶液、促甲状腺激素溶液。一定时间后分别测定三组家兔血中甲状腺激素的含量，发现注射的甲状腺激素和促甲状腺激素都起到了相应的调节作用。回答下列问题。(1)实验一中，家兔甲状腺中检测到碘的放射性，出现这一现象的原因是_____________________________________________________________________________________________。(2)根据实验二推测，丙组甲状腺激素的合成量______(填“大于”或“小于”)甲组。乙组和丙组甲状腺激素的合成量______(填“相同”或“不相同”)，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)碘是合成甲状腺激素的原料，将一定量的放射性碘溶液注射到家兔体内，碘经体液运输到甲状腺滤泡上皮细胞被吸收，参与甲状腺激素的合成。(2)甲组注射生理盐水，对甲状腺的活动没有明显的影响，甲状腺激素的合成与释放维持原来的水平；乙组注射外源甲状腺激素，使机体甲状腺激素含量超过正常水平，会反馈给下丘脑和垂体，从而抑制两者的活动，使机体甲状腺激素合成减少；丙组注射促甲状腺激素，可以促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素，导致甲状腺激素合成增加，故三种情况下，丙组甲状腺激素的合成量大于甲组，乙组和丙组甲状腺激素的合成量不相同。答案：(1)甲状腺吸收碘合成甲状腺激素(2)大于不相同乙组注射外源甲状腺激素，通过负反馈调节使甲状腺激素合成减少，丙组注射促甲状腺激素会促进甲状腺激素的合成3．(2023·太原一模)非酒精性脂肪肝(NAFLD)患者的肝细胞内脂肪过度沉积会使肝细胞受损，导致血液中转氨酶水平增高，辛伐他汀是治疗NAFLD的常用药物，但对肝脏存在一定的副作用。黄芪多糖是中药材黄芪的主要有效成分，具有调节血脂、保护肝细胞等作用。为了深入研究黄芪多糖对NAFLD的作用效果，某研究小组以生理状况相同的健康大鼠40只、黄芪多糖提取液、辛伐他汀溶液、生理盐水等为材料开展了如下实验。(1)实验步骤：①将40只健康大鼠随机均分为甲、乙、丙、丁四组，每组10只，其中甲组饲喂普通饲料，连续饲喂6周；乙、丙、丁组饲喂高脂饲料，连续饲喂6周以获得NAFLD大鼠。②甲、乙组大鼠各灌胃生理盐水5mL/d；丙组大鼠灌胃__________________，作为对照组；丁组大鼠灌胃____________________。四组大鼠连续灌胃4周。③在7、8、9和10周各测一次血脂浓度(mmol/L)和转氨酶浓度(U/L)，统计并分析数据。(2)实验数据显示，丙、丁两组的血脂浓度明显低于乙组，由此说明__________________________；乙、丙两组转氨酶浓度差异不大，且都明显高于丁组，由此说明___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若要将黄芪多糖用于NAFLD的临床治疗，还需进一步探究黄芪多糖对NAFLD治疗效果的最佳用量，实验过程中，需用__________________________________分别处理NAFLD大鼠。(4)研究表明：适度运动疗法能减轻NAFLD患者肝脏变性的程度，请结合该研究结果尝试提出一个相关的研究课题名称：_________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)②辛伐他汀溶液5mL/d黄芪多糖提取液5mL/d(2)辛伐他汀和黄芪多糖均能降低血脂浓度辛伐他汀在降低转氨酶浓度方面效果不明显，而黄芪多糖能明显降低转氨酶浓度，对肝细胞可能有一定的保护作用(3)一系列等浓度梯度的黄芪多糖提取液(4)适度运动影响非酒精性脂肪肝的机制；运动疗法减缓非酒精性脂肪肝患病程度的大小；减轻NAFLD患者肝脏变性的运动类型(或最佳运动强度或运动时间或运动时长)4．(2023·兰州二模)科研人员发现一组来自下丘脑的“饥饿神经元P”不仅能够控制大脑对饥饿做出反应，同时还能控制热量的消耗。回答下列问题：(1)科研人员敲除了野生型小鼠饥饿神经元P中的A基因，从而制备出实验小鼠。将野生型小鼠及实验小鼠饲养在相同且适宜条件下，发现实验组小鼠每周的食物剩余量都比野生型多，记录体重后结果如图1所示。由此可知，实验小鼠体重小于野生型小鼠的原因是______________________________________，推测A基因的表达产物与______________________________________________________有关。(2)研究发现，当能量缺乏时，饥饿神经元Р被激活，释放谷氨酸作用于下一个神经元，最终引起进食行为，这属于________反射，谷氨酸发挥完效应后将被____________。(3)在给实验小鼠饥饿处理后，发现其下丘脑中的谷氨酸含量与野生型小鼠无显著差异，但进食量减少，推测A基因的表达产物很可能是谷氨酸的__________________________。(4)为验证上述推测，科研人员进一步开展了实验。依据图2所示的实验结果初步判断上述推测成立，则图2中第2、3两组的处理分别是________________、________________。解析：(1)该实验的自变量是是否敲除野生型小鼠饥饿神经元P中的A基因，因变量是体重，图1中实验小鼠的体重比野生型小鼠的轻，且每周的食物剩余量都比野生型多，可知实验小鼠的摄食次数少或者每次的摄食量少，推测A基因的表达产物与促进小鼠产生饥饿反应，引起摄食行为有关。(2)题干所述反射是先天就有的，不需要训练形成，是非条件反射。谷氨酸是神经递质，发挥作用后被降解或回收进细胞。(3)实验小鼠饥饿处理后，发现其下丘脑中的谷氨酸含量与野生型小鼠无显著差异，但进食量减少，推测A基因的表达产物很可能是谷氨酸的特异性受体。(4)图2中有4组实验，因变量是P神经元动作电位的频率，第1组是正常小鼠正常处理，第2组P神经元动作电位的频率明显升高，这是正常小鼠饥饿处理的结果，第3组是实验小鼠正常处理，和第4组作为对照。答案：(1)实验小鼠的摄食次数或摄食量减少促进小鼠产生饥饿反应，引起摄食行为(2)非条件降解或回收进细胞(3)特异性受体(或受体)(4)正常小鼠饥饿处理实验小鼠正常处理5．(2023·榆林模拟)某实验室培养的若干小鼠出现反应迟钝、嗜睡等症状，研究人员欲通过实验探究出现该症状的原因。回答下列问题：(1)若研究人员给该小鼠注射葡萄糖溶液后其症状得到缓解，则小鼠出现反应迟钝、嗜睡等症状的原因可能是小鼠的________细胞受损。(2)研究人员推测，小鼠出现反应迟钝、嗜睡等症状的原因也可能是其体内甲状腺激素(TH)含量较低。他得出此推论的理由是甲状腺激素具有__________________的功能。研究人员欲通过检测血液中相关激素含量来判定病变部位，激素含量是否异常可通过血液检测的原因是________________________。(3)TH的分泌过程中存在______________调节。小鼠体内促甲状腺激素释放激素(TRH)、促甲状腺激素(TSH)和TH的正常范围如下表中对照值所示(相对含量)。TRH测量值TSH测量值TH测量值TRH对照值TSH对照值TH对照值病例一68.12.125.110～503～635～40病例二5.21.823.2病例三65.27.525.6据表可推知，病例一小鼠的病变部位可能为____________，可通过注射____________来验证该结论；若小鼠的病变部位为甲状腺，则其血液中TRH、TSH和TH浓度可能如病例______所示。解析：(1)若给该小鼠注射葡萄糖溶液后反应迟钝、嗜睡等症状得到缓解，则说明该小鼠出现上述症状的原因是血糖偏低，故可能是小鼠的胰岛A细胞受损，导致分泌的胰高血糖素不足引起的。(2)小鼠出现反应迟钝、嗜睡等症状的另一种可能原因是体内甲状腺激素(TH)含量较低，因为甲状腺激素具有提高神经系统兴奋性的功能。激素通过血液(或体液)运输，且正常情况下激素的含量在一个相对稳定的范围内，因此激素含量是否异常可通过血液检测。(3)TH的分泌过程中存在分级调节和反馈调节。依据下丘脑—垂体—甲状腺轴推测，病例一血液中TRH含量偏高，TSH和TH含量偏低，则说明病变部位可能为垂体，可通过注射垂体分泌的TSH，观察症状是否缓解来验证；若病变部位为甲状腺，则TH分泌减少，对下丘脑和垂体的抑制作用减弱，会导致TRH和TSH分泌量增加，血液中TRH和TSH含量都偏高，如病例三所示。答案：(1)胰岛A(2)提高神经系统兴奋性激素通过血液(或体液)运输(3)分级调节和反馈垂体TSH(促甲状腺激素)三6．(2023·德州高三期末)黑素细胞存在于皮肤底层并且能合成、分泌黑素。白癜风是一种较常见的因皮肤缺乏黑素而出现白斑的疾病。科学家揭示了IFN­γ—CXCL­9/10—CRCX3通路相关蛋白可以在表皮募集并介导CD8＋T淋巴细胞(CTL)杀伤黑素细胞，在白癜风病程进展中发挥着重要的作用，其机理如图1所示。(1)CD8＋T淋巴细胞起源于______。从免疫学的角度分析，白癜风属于免疫系统的________功能紊乱导致的自身免疫病。(2)由图1可知，CTL特异性识别黑素细胞的同时会产生IFN­γ，IFN­γ作用于表皮细胞促使其分泌________________，促进黑素细胞特异性CTL在表皮处募集，从而诱导更多的黑素细胞凋亡，该过程属于______(填“正”或“负”)反馈调节。(3)为研究IFN­γ在黑素缺失过程中的特异性作用，科研人员向黑色皮肤和毛发的小鼠体内接种______________细胞获得白癜风模型鼠，以正常小鼠作为对照组，连续数周测量IFN­γ的表达水平，结果如图2，结果显示__________________________________________________________________________________________________。(4)科研人员进一步向模型鼠腹膜内注射______的中和性抗体，对皮肤中CTL和黑素细胞进行检测，结果如图3。据此可推测__________________________________________________________________________________________________________________________