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文档简介
大题04动物生命活动调节
LII型糖尿病是一种遗传和环境因素共同作用而形成的多基因遗传病。下图1是胰岛素的
作用机制,图2是胰岛素受体突变的可能类型。回答下列问题:
00
图1图2
(1)胰岛素受体由■B亚单位通过键相连形成的跨膜蛋白,该受体的合成和加工
离不开核糖体、、线粒体等细胞器。
⑵胰岛素的作用是通过一系列信号蛋白活化和信号转导过程,从而产生降血糖效应。胰岛
素与靶细胞膜上胰岛素受体的亚单位结合,进而胰岛素体6亚单位上的酪氨酸激
酶被激活,引起酶(含IRS)的再经过相关途径,最终引起生物学效应,包括
生长激素基因表达、合成、转化成等。
(3)胰岛素受体I型基因突变会导致终止密码子提前出现,例如胰岛素受体基因的突变发生于
121或133或372位点对应的碱基序列,引起所编码的胰岛素受体只有正常的——亚
单位,因而不能形成正常的胰岛素受体。
(4)为探讨薯粥改善H型糖尿病糖代谢和胰岛素抵抗的可能作用机制,科研工作者利用40只
生理状况相同的健康雄性大鼠进行了相关实验。结果表明,薯粥能有效改善II型糖尿病模型
大鼠的糖代谢及胰岛素功能,薯菽粥联合二甲双服的效果更佳。下表为部分实验步骤,请完
成表格。
(注:n型糖尿病往往与生活方式和饮食习惯有关,主要表现为胰岛素抵抗和高胰岛素血症;
二甲双服为治疗U型糖尿病的药物,与胰岛素合用,可减少胰岛素用量。)
实验步骤的目的简要操作过程
随机选择32只大鼠建立n型
给予________饲料喂养6周获得造模组。
糖尿病大鼠模型。
造模成功的32只大鼠随机分为模型组、一—、二甲
对实验组、对照组进行分组
双胭组、联合用药组,每组8只。
实验组、对照组进行实验处理二甲双眼组给予二甲双肌片100mg/(kg-d)灌胃,空白组、
(右栏只列出部分实验组)_________给予10mL/(kg-d)生理盐水灌胃。
干预6周后各组大鼠进行口服葡萄糖耐量试验,记录相关
观察记录实验数据
数据。
【答案】(1)二硫键内质网、高尔基体
⑵a磷酸化糖原脂肪
⑶B
(4)高糖高脂薯薪粥组联合用药组和薯获粥组
【解析】
1、分泌蛋白的合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质-内质网进行粗加工-内质网铝芽”
形成囊泡f高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质f高尔基体铝芽”形成囊泡一细胞膜,整
个过程还需要线粒体提供能量
2、血糖含量高时,胰岛B细胞分泌胰岛素增多,胰岛素能促进血糖进入组织细胞进行氧化
分解、合成肝糖原、肌糖原、转化成脂肪和某些氨基酸等,抑制肝糖原分解和非糖物质转化
成血糖。当血糖含量低时,胰岛A细胞分泌胰高血糖素增多,胰高血糖素能促进肝糖原分
解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。
⑴根据题中图1所示,胰岛素受体由aB亚单位通过二硫键相连形成的跨膜蛋白,该受体
的合成和加工离不开核糖体、内质网和高尔基体、线粒体等细胞器。
(2)根据题中图1所示,胰岛素与靶细胞膜上胰岛素受体的a亚单位结合,进而胰岛素体B
亚单位上的酪氨酸激酶被激活,引起酶(含IRS)的磷酸化,再经过相关途径,最终引起生
物学效应,包括生长激素基因表达、合成糖原、转化成脂肪等。
⑶胰岛素受体基因121或133或372位点发生突变,导致终止密码子提前出现,根据题中
图2可知,影响的是a亚单位,因此胰岛素受体只有正常的B亚单位,因而不能形成正常的
胰岛素受体。
(4)为了建立II型糖尿病大鼠模型,因此需要所以给与高糖高脂饲料喂养;探究薯粥的作用,
所以需要设置一组为薯藤粥组,故32只大鼠随机分为模型组、薯获粥组、二甲双胭组、联
合用药组,每组8只。二甲双胭组给予二甲双胭片100mg/(kg-d)灌胃,为了控制单一变
量,空白组、联合用药组和薯藤粥组给予10mL/(kgY)生理盐水灌胃。
2.(10分)有研究表明:10.2%的新冠重症患者体内出现攻击干扰素的“内鬼”抗体。干扰
素(IFN)是哺乳动物细胞受病毒或其他病原体刺激后产生的一类具有高度生物活性的蛋白
质,如图模拟了干扰素作用于邻近细胞,并刺激其产生AVP分子和MHC分子,进而发挥
抗病毒作用的过程(甲为一种细胞器,a、b表示物质),请回答下列问题:
(1)新冠病毒感染后最典型的症状就是发热,人体热量的来源主要是,入侵的病毒会
在细胞器甲的作用下释放出短肽碎片和RNA,推测该细胞器甲应为。
(2)结合题干,分析图提供的信息,可知IFN抗病毒的机理是(至少写出两点);临
床上可以用康复者血清治疗新冠肺炎重症患者,因为康复者血清中有抗新冠病毒抗体,结合
题图,写出优化''康复者血清疗法”方案的建议:0
(3)我国正在大力推行新冠疫苗,目前市面上大家接受度较高的是灭活疫苗(在体外培养
新冠病毒,然后将其灭活,使之没有毒性,但这些病毒的“尸体”仍能刺激人体产生抗体,
使免疫细胞记住病毒的模样),请用文字和箭头描述第一次接种疫苗后人体内的免疫过程。
【答案】(1)细胞中有机物的氧化放能(1分);溶酶体(1分)
(2)抑制病毒蛋白的合成、促进细胞降解病毒RNA、加快免疫细胞对感染细胞的识别;检
测康复者血清中是否有抗干扰素的抗体,选用不含抗干扰素抗体的血清
(3)
与抗
H记忆B细胞原
发
结合
I
疫
挥免
效应
4分7^
【解析】(1)人体热量的来源主要是细胞中有机物的氧化放能;由题可知该细胞器为溶酶体。
(2)根据图和题意可知,干扰素作用于邻近细胞,并刺激其产生AVP分子和MHC分子,
进而发挥抗病毒作用的过程中,AVP可以抑制核糖体的功能,从而抑制病毒蛋白的合成、
促进细胞降解病毒RNA,MHC可以加快免疫细胞对感染细胞的识别;优化“康复者血清疗
法”方案的建议是选用不含抗干扰素抗体的血清。
(3)灭活病毒不具备感染细胞的能力,题干也有提示免疫过程会产生抗体,只需要写出第
一次的体液免疫过程即可,具体见答案。
3.(n分)图1是健康者和2型糖尿病患者的胰岛B细胞对血糖变化的反应曲线,图2是血
糖浓度、神经递质(乙酰胆碱)和某些激素等对胰岛B细胞分泌活动的部分调节机理。请
据图回答问题。
:GCGR:腆高也倚家受悻
:GLNI:胰肉血糖腐样嘛T
胰高::受体
▲血的索GLP-1RGLP-1
;cAMP:坏硬酸旭音
电压门校[PKA:微白激前A
-建育子通迫
!,
・0
3GLP-1
/ATPttfS
%怦通迫
组CLP-1R
黑
糕2XOOC0前翻桁
日胶岛重噩为
胰岛B细胞
图1图2
(1)据图1可知,与健康者相比2型糖尿病患者胰岛素分泌的特点有(2分)。
(2)健康者胰岛素分泌过程第一时相”快速产生的主要机理是:血糖升高,位于
中的血糖调节中枢兴奋,后者通过迷走神经释放乙酰胆碱作用于胰岛B细胞,导致胰岛B
细胞兴奋,
(3)图2中,胰高血糖素通过与结合激活细胞膜上腺甘酸环化酶,后者催化合成
细胞内
第二信使cAMP,经过信号转导加快过程⑤,参与过程⑤的酶是,胰岛素mRNA通
过进入细胞质,在(细胞器,2分)完成胰岛素分子的合成、加工、
包装等。
(4)胰高血糖素样肽―1受体激动剂(GLP-1RA)是一种新型降糖药,结合图2分析,GLP-1RA
降糖的主要机理是。(2分)。
【答案】(1)缺失第一时相;第二时相出现迟且胰岛素分泌量少(2分)。
(2)①,下丘脑②.(引起Ca2+大量内流,)使贮存在分泌囊泡中的胰岛素迅速释
放(或囊泡中的胰岛素迅速释放)
(3)①.GCGR(或胰高血糖素受体)②.RNA聚合酶③.核孔④.核糖
体、内质网和高尔基体(2分)
(4)GLP1RA与GLP-1R结合,经信号转导促进胰岛素基因表达和胰岛素的分泌(2分)
【解析】据图分析,静脉注射20g葡萄糖后,正常人的胰岛素含量先升高后有两个时相的变
化,2型糖尿病患者注射血糖后胰岛素水平有升高过程,但仍相对较少。
(1)据图1可知,与健康者相比:2型糖尿病患者胰岛素分泌的特点有缺失第一时相;第
二时相出现迟且胰岛素分泌量少。
(2)血糖调节中枢位于下丘脑;结合题图可知,下丘脑血糖调节中枢兴奋,通过迷走神经
神经释放乙酰胆碱作用于胰岛B细胞,导致胰岛B细胞兴奋,引起Ca2+大量内流,使贮存
在分泌囊泡中的胰岛素迅速释放,从而降低血糖。
(3)激素需要与受体结合后起作用,图2中胰高血糖素需要与胰高血糖素受体(GCGR)
结合并起作用;⑤是胰岛素基因指导mRNA合成的过程,表示转录,转录过程需要RNA聚
合酶催化;mRNA通过核孔进入细胞质;由于胰岛素的本质是分泌蛋白,其合成、加工、
包装需要核糖体、内质网和高尔基的参与。
(4)结合图2分析,GLP-1RA降糖的主要机理是:GLP1RA与GLP-1R结合,经信号转导
促进胰岛素基因表达和胰岛素的分泌。
4.(11分)我国科学家自主研制的新冠病毒mRNA疫苗(ARCoV)已进入临床试验。下
图是mRNA疫苗作用模式图,请据图回答下列问题:
(1)ARCoV携带mRNA的碱基序列主要依据▲设计,mRNA疫苗通常要装入脂质
体中注入人体内,以防止mRNA在内环境中与接触而被水解。
(2)mRNA疫苗在细胞内表达合成病毒S蛋白后,经▲水解产生抗原肽,抗原肽与
镶嵌在▲.膜上的MHCI结合,最终呈递到细胞表面,诱导特异性免疫。
(3)图中过程⑤同时会产生特异的▲细胞。结合图示从引起特异性免疫类型分析,
与传统灭活病毒疫苗和重组蛋白疫苗相比,mRNA疫苗的优势是▲。
(4)疫苗的保护效力与人体内中和抗体浓度密切相关,但随着时间延长,疫苗接种者体内
抗体水平会下降,这是因为▲(2分)。为加强免疫屏障,我国已全面启动加强
接种,有研究证明打“加强针”后,血浆中特外抗体浓度会迅速增加若干情,人体能快速产
生大量特异抗体的原因是。
(5)为探究加强免疫时接种疫苗种类的速择,研究人员开展相关研究:按结础免疫接种的
疫苗种类将志愿人群分组(编号A、B),每组人群随机分成3小组(A1-3.B1-3),测定各
小组人群血浆中特异中和抗体浓度;Al、B1组人群接种与基础免疫接种疫苗相同的疫苗,
A(2分);2周后测定各组人群特异抗体浓度非计算平均值。
【答案】(1)S蛋白基因序列RNA酶(2)蛋白酶体内质网(3)记
忆B细胞mRNA
疫苗能同时诱导体液免疫和细胞免疫,而传统疫苗一般仅能诱导体液免疫(4)由于浆细胞
具有一定寿命,新的特异抗体合成减少;同时,抗体是蛋白质,分子结构不稳定可被分解(2
分)注射加强针后,同种抗原会刺激记忆细胞迅速增殖分化形成浆细胞,后者合成并分泌
大量抗体(5)A2、B2组接种与基础免疫不同种类疫苗,A3、B3组接种等量生理盐水(2
分)
【解析】(1)根据图示注射ARCoV后,人体细胞会产生病毒S蛋白,因此疫苗mRNA
的设计应主要依据S蛋白基因序列。疫苗mRNA用脂质体包裹的目的防止进入人体内环境
(血浆、组织液)中被RNA酶催化水解。
(2)根据图示,疫苗mRNA进入细胞后,先在核糖体.上翻译合成S蛋白,后者在蛋白酶
体作用下水解产生抗原肽,抗原肽可能被分泌出细胞诱导体液免疫,也可能与内质网。上的
MHCI(组织相容性复合体I)结合,形成复合物并呈递到细胞表面,诱导发生细胞免疫。
(3)传统灭活病毒疫苗和重组蛋白疫苗,一般都只能诱导体液免疫(抗原肽不能侵入人体
细胞内,仅在内环境中发挥抗原作用),而mRNA疫苗在人体细胞内表达,可同时诱导体液
免疫和细胞免疫。
(4)人体内抗体和记忆细胞均具有一定寿命,且不具有增殖能力,因此,随着时间的延长,
人体内抗体和记忆细胞均会减少。加强免疫的目的是利用体内剩余的特异性记忆细胞在抗原
刺激下,迅速增殖分化形成浆细胞,合成分泌大量抗体,同时还可以诱导新记忆细胞的产生。
(5)根据实验目的,确定实验自变量是,加强免疫接种的疫苗种类是否与基础免疫接种疫
苗相同,实验中需要同时设置对照组(注射生理盐水)。
5.人体内血浆、组织液和淋巴液通过动态的有机联系,共同构成机体内细胞生活的直接环
境即内环境。机体通过调节作用,各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的稳态。如人
体血糖、血脂的相对稳定就是内环境稳态的重要指标。
(1)体检时测定血糖必须空腹8〜10小时,一般不吃早餐且在上午8:30以前完成抽血。
测定血糖不能选择饭后和更长时间饥饿后的原因是:O
(2)血液中的低密度脂蛋白(LDL)是运输胆固醇的载体,在血液中LDL与胆固醇结合形
成低密度脂蛋白胆固醇(LDL-CXLDL-C结构如右图。请推测:图中蛋白分子是—
(填①②③④)。
(3)血浆中LDL的浓度与动脉硬化性心血管疾病发病率明显正相关。所以,血浆中LDL
的浓度是血脂检查的重要指标。血浆中的LDL可进入细胞被降解和转化,其过程如下图所
示。目前,临床上首选他汀类药物降血脂。他汀类药物可同时促进LDLR和PCSK9蛋白的
合成,而PCSK9蛋白升高则有阻碍他汀进一步降低患者体内LDL含量的作用。据题意及图
分析,他汀类药物降血脂的作用机理是:_他汀类药物降血脂作用有一定局限性
的原因是:°
(4)为更有效降低患者血浆中LDL浓度,研究者正在努力研发新一代降血脂药物。据图文
信息推断,可尝试从或等方面来研发降血脂新药。
【答案】(1)饭后、更长时间饥饿后都(会)使血糖偏离正常值(此时血糖浓度处于相对恒
定)
(2)④(3)①.他汀能增加LDLR的合成,使细胞膜上LDLR数量增加,结合更
多的LDL内吞进入细胞,LD代谢而被降解,从而降低血液中LDL含量②.他汀也能
增加PCSK9蛋白合成,LDLR和PCSK9蛋白结合后,LDLR被肝细胞内的溶酶体酶分解,
细胞表面的LDLR减少,阻碍LDL的代谢,因而他汀降脂作用有一定的局限性
(4)①.减少LDLR与PCSK9蛋白结合②.研制PCSK9抑制剂
【解析】L人体内参与血糖调节的激素主要是胰岛素和胰高血糖素:胰岛素能促进组织细胞
加速摄取、利用和储存葡萄糖,并抑制非糖物质转化为葡萄糖,从而降低血糖水平;胰高血
糖素能促进肝糖原分解、一些非糖物质转化为葡萄糖,从而升高血糖水平。
2.分析题图过程,血浆中的LDL与细胞膜上的受体LDLR结合,以胞吞的方式进入细胞,
LDL进入溶酶体内被溶酶体酶分解,LDLR重新回到细胞膜表面循环使用。PCSK9蛋白也
能与细胞膜上的受体LDLR结合,二者会进入溶酶体内被溶酶体酶分解。
(1)正常人体空腹8〜10小时血糖也能维持在一定范围内。饭后血糖升高(胰岛素分泌增
多,降低血糖浓度,从而使之保持稳定),饭后较长一段时间后,血糖浓度降低。所以,饭
后和饭后较长一段时间(特别是更长时间饥饿)后,血糖都(会)偏离正常值。所以,就在
应在空腹8〜10小时内完成抽血、采样,此时血糖浓度处于相对恒定。
(2)如题图LDL-C结构中,④是多肽链构成的蛋白部分。
(3)血浆中的LDL进入细胞被降解和转化如图,LDLR蛋白是LDL的受体,LDL与LDLR
蛋白结合后进一步进入肝细胞,LDL进入溶酶体内被溶酶体酶分解,LDLR重新回到细胞膜
表面循环使用。因此他汀类药物降血脂的作用机理:他汀能增加LDLR的合成,使细胞膜
上LDLR数量增加,以结合更多的LDL内吞进入细胞进行代谢,从而降低血液中LDL含量。
他汀类药物降血脂作用有一定局限性原因:他汀也能增加PCSK9蛋白合成,PCSK9蛋白结
合LDLR后被肝细胞内的溶酶体中分解,使细胞表面的LDLR减少,阻碍LDL的代谢,因
而其降脂作用有一定的局限性。
(4)为更有效降低患者体内LDL水平,研究者正在努力研发新一代降血脂药物。据图文信
息,根据PCSK9蛋白会与LDLR结合,有阻碍他汀进一步降低患者体内LDL含量的作用,
推断研发的新药要进一步降低LDL含量的机理:减少LDLR与PCSK9蛋白结合或研制
PCSK9抑制剂等。
6.(11分)国家卫健委在《新型冠状病毒肺炎诊疔方案(第七版)》中提出,#SARS-CoV-2
特异性抗体列为疑似病例确诊的病原学证据之一。常用的血清抗体检测方法的原理如下图所
示。待检血样加到试纸条一端的样本垫,通过毛细作用向前移动,金标垫上吸附有胶体金(聚
集后呈红色)标记的特异性抗原I,若样本中含有病毒特异性抗体,则二者相互作用形成金
标记抗原I-抗体复合物,然后继续向前移动,与固定在检测线(T线)的抗原II结合而被
截留,聚集在检测线上,产生红色条带。游离的金标记抗原I则继续向前到达质量控制区(C
线),与此处固定的抗特异性抗原I的抗体(图中简称抗-抗体)结合,从而使C线发生颜
色变化。
金标记特芹性
杭原r-抗体
复合物
在对新型冠状病毒抗体进行检测时,将血样与稀释剂混合后,直接添加到样品垫,等待15min
左右,就可以通过T线与C线的颜色来判断结果。T线与C线都变红色,则为阳性,说明
血样中含有SARS-CoV-2特异性抗体。同时这种方法也可以用于检测疫苗的有效性。回答
下面的问题:
(1)文中提到核酸检测是诊断的金标准”,理由是_—。进行新冠病毒的核酸检测,
需要将病毒的RNA成cDNA,再进行PCR。
(2)血清抗体检测方法的灵敏度高,是因为检测过程中反复进行了的特异性结合。
根据文中叙述,若检测结果为阳性,则这种结合有次。若待测血样中无SARS-CoV-2
特异性抗体,则为阴性,显色结果应为O
(3)检测新冠病毒抗体时,采用的抗原I和n为同种抗原,则应选作为抗原。
(4)请写出注射新冠疫苗后机体产生抗体的过程
【答案】(除特殊说明外,每空1分)(1)核酸是病毒的遗传物质,有核酸就意味着病毒的
存在(2分)逆转录(2)抗原和抗体3T线不变色、C线变红(3)新
冠病毒的S蛋白(其他蛋白)(4)疫苗中的抗原成分被吞噬细胞摄取和处理,暴露出
抗原-MHC复合体(或特有抗原),激活(辅助)T细胞产生淋巴因子。B细胞接受抗原的
刺激,并在淋巴因子作用下增殖分化为浆细胞(或效应B细胞)和记忆细胞,浆细胞产生
特异性抗体。(4分)
或用流程图表示:
【解析】(1)核酸是病毒的遗传物质,有核酸就意味着病毒的存在,因此核酸检测是诊断
的金标准”。由RNA形成DNA的过程,称为逆转录。进行新冠病毒的核酸检测,需要将病
毒的RNA逆转录成cDNA,再进行PCR。
(2)抗体和抗原能特异性结合,根据题意可知,血清抗体检测方法过程中反复进行了抗体
和抗原的特异性结合,因此检测的灵敏性高。根据文中叙述,若检测结果为阳性,则这种结
合有3次,第一次是与金标垫上的特异性抗原I结合,第二次与与固定在检测线(T线)的
抗原H结合,第三次是与质量控制区(C线)的抗特异性抗原I的抗体结合。若待测血样
中无SARS-CoV-2特异性抗体,则不会与金标垫上的特异性抗原I结合,检测线(T线)不
变色,游离的金标记抗原I则继续向前到达质量控制区(C线),与此处固定的抗特异性抗
原I的抗体结合,从而使C线变红。T线不变色、C线变红,检测结果则为阴性。
(3)检测新冠病毒抗体时,采用的抗原I和n为同种抗原,根据题意,新型冠状病毒
(SARS-CoV-2)的S蛋白与宿主细胞表面的ACE2受体特异性结合,从而介导病毒进入宿
主细胞,引发新型冠状病毒肺炎(COVID-19),因此则应选新冠病毒的S蛋白(其他蛋白)
作为抗原。
(4)注射新冠疫苗后机体产生抗体的过程是:疫苗中的抗原成分被吞噬细胞摄取和处理,
暴露出抗原-MHC复合体(或特有抗原),激活(辅助)T细胞产生淋巴因子。B细胞接受
抗原的刺激,并在淋巴因子作用下增殖分化为浆细胞(或效应B细胞)和记忆细胞,浆细
胞产生特异性抗体。
7.内分泌系统是由内分泌腺以及兼有内分泌功能的细胞共同构成的,它们分泌的各类激素
激素分泌的调节存在着不同的调节方式,如图的下丘脑垂体一靶
腺轴的调节模式和图2的血糖平衡调节模式等,其中图1中的①、②、③表示激素或生理过
程,④表示生理过程;图2中的①、②表示生理过程,甲、乙表示器官,a、b表示激素。
结合图形和相关知识回答下列问题:
图1图2
(1)当人体摄取的碘过少时,机体会进行图1的下丘脑一垂体一靶腺轴的调节模式,该调
节方式表现为——的特点;当人体出现甲亢症状时,图1中的__(填序号)
途径加强。
(2)糖皮质激素的分泌要经过图1的调节模式,长期精神压力过大会引起图1的—
(填内分泌腺及部位)分泌的糖皮质激素持续升高,引起心境低落;糖皮质激素持续升高的
原因是与细胞上的糖皮质激素受体数量(填“增加”或“减少”)有关。
(3)人在剧烈运动过程中会消化大量的葡萄糖,导致血糖浓度降低,此时可以通过图2甲
的分泌的(名称)促进乙中的分解,使血糖升高。
(4)在血糖调节过程中,胰岛素和胰高血糖素存在关系,胰岛素作用的结果会反过
来影响胰岛素的分泌,这体现了调节特点,这种调节对于维持稳态具有重要意义。
【答案】(1)①.分级调节和反馈调节②.④
(2)①.肾上腺皮质②.下丘脑和垂体③.碱少
(3)①.胰岛A细胞②.胰高血糖素③.肝糖原
(4)①.拮抗②.反馈
【解析】胰岛素的作用是促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存,促进肝细胞合成肝糖
原,促进葡萄糖转化为非糖物质,最终使血糖浓度降低。胰高血糖素的作用是抑制肝细胞合
成肝糖原和葡萄糖转化为非糖物质,最终使血糖浓度升高。
(1)下丘脑一一垂体一一靶腺轴的调节模式显著特点是分级调节和反馈调节,当人体摄取
的碘过少时,③甲状腺激素合成分泌少,图1的下丘脑和垂体活动加强,①②分泌增多,促
进了甲状腺的分泌;甲亢症状是甲状腺机能亢进,甲状腺激素分泌增多引起的,通过反馈调
节,途径④抑制作用加强。
(2)糖皮质激素的分泌要经过图1的下丘脑一一垂体一一肾上腺轴调节模式,长期精神压
力过大会造成图1的肾上腺皮质分泌的糖皮质激素持续升高,引起持久的心境低落,糖皮质
激素持续升高的原因是与下丘脑和垂体细胞的糖皮质激素受体数量减少有关,因为受体数量
少,糖皮质激素对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,通过分级调节导致糖皮质激素释放量增大。
)人在剧烈运动后,消耗大量葡萄糖,导致血糖降低。图2中的甲是胰岛,血糖降低引
起胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增加,促进肝糖原分解,使血糖升高。
(4)在血糖调节过程中,胰岛素和胰高血糖素存在拮抗关系,胰岛素作用的结果会反过来
影响胰岛素的分泌,这体现了反馈调节特点,该调节对于维持稳态具有重要意义。
8.胰岛素对血糖的平衡发挥重要的调节作用,其调节的部分机理示意图如下。请回答下列
⑴下丘脑调节胰岛素分泌的过程所属反射类型为。
(2)图中符号代表的物质是_蛋白M和蛋白N体现细胞膜具有——功能。
(3溷中结构A属于反射弧中的_结构B、C直接来自于__(细胞器)。过程
I发生的主要场所是。
(4时程n释放的Pi使胰岛B细胞膜上K+通道磷酸化,使——,K+外流受阻,引起膜
电位改变而促进Ca2+内流;Ca2+内流的效果是促进的分泌。
(5)GLUT4是一种对胰岛素敏感的葡萄糖转运载体。据图分析,胰岛素的作用机理是
经过细胞内的信号传导,促进与细胞膜的融合,从而提高了细胞对
的转运能力。
【答案】(1)非条件反射
(2)葡萄糖信息交流
(3)传出神经高尔基体线粒体
(4)钾离子通道蛋白磷酸化胰岛素
(5)与蛋白N结合含GLUT4的囊泡葡萄糖
【解析】由图可知,血糖浓度升高,会通过下丘脑作用于胰岛B细胞,促进胰岛素的分泌,
胰岛素作用于靶细胞,会促进含葡萄糖转运蛋白的囊泡与细胞膜的融合,促进组织细胞加速
摄取、利用葡萄糖。
(1)下丘脑调节胰岛素分泌的过程是人生下来就有的,属于非条件反射。
(2溷中符号“嘀萄糖。蛋白M和N均能与信息分子结合,体现了细胞膜具有信息传递的
功能。
(3注构A属于传出神经,结构B和C均为囊泡,来自于高尔基体。过程I表示细胞呼吸,
(4时程II释放的Pi使胰岛B细胞膜上K+通道磷酸化,使Pi与钾离子通道结合,使钾离子
通道磷酸化,导致钾离子外流受阻,引起膜电位改变,促进钙离子内流,进而促进胰岛素的
分泌。
(5油图可知,胰岛素可以与靶细胞上的蛋白N结合,促进含GLUT4的囊泡与细胞膜的融
合,增加细胞膜上GLUT4的数目,进而提高细胞对葡萄糖的转运能力。
9.新冠病毒(SARS-CoV-2)囊膜上的刺突蛋白(S蛋白)与细胞膜上的血管紧张素转换酶
2(ACE2)特异性结合后,跨膜丝氨酸蛋白酶2(TMPRSS2)切割S蛋白和ACE2,促进病
毒与靶细胞融合。ACE2广泛分布在肝细胞、肺泡细胞和肾细胞等上皮细胞的细胞膜上,因
此新冠病毒可以入侵多种上皮细胞。下图为人体被新冠病毒感染后,启动的白细胞介素-6
(IL-6)免疫信号通路机制。请回答下列问题:
*ACE2IL-6R
VTMPRSS2•H.-6
密SARS-CoV-2
(1)人体热量的来源主要是,新冠病毒进入人体后,引起白细胞释放致热原,致热原
作用于中枢,使体温调定点上移,,从而导致发热。
(2)肺部上皮细胞中的分泌细胞上ACE2相对较多,因此这种细胞更(填容易”或不
容易”)受到新冠病毒的侵入。当病毒攻击肺叶时,肺泡损伤弥漫,刺激位于的呼吸中
枢,引起咳嗽,同时病变范围扩大、融合,造成'白肺”现象。
(3)被病毒激活后的细胞释放IL-6,与上皮细胞膜上的结合,在STAT的作用
下合成ACE2,从而利于更多的病毒感染,该过程体现了IL-6与ACE2间的__(填任反
馈”或负反馈”)调节作用,IL-6等多种细胞因子可引起急性呼吸窘迫综合征和多器官脏器
衰竭。
(4)最新研究表明,新冠病毒也可穿过血脑屏障进入内环境中的,再感染脑细胞,可
损伤的部分区域,引起嗅觉消失等症状。
)糖皮质激素有抗炎、抗过敏、免疫抑制等作用,可使用低至中等剂量的糖皮质激素救
治新冠肺炎重症患者,以降低死亡率。糖皮质激素可由肾上腺皮质细胞分泌,分泌过程受到
(器官)的分级调控。
【答案】(1)细胞中有机物的氧化放能下丘脑体温调节中枢产热上升,散热
下降(2)容易脑干(3)T细胞(或效应T细胞)IL6R正反馈
(4)组织液大脑皮层(5)下丘脑和垂体
【解析】1、新冠病毒(SARS-CoV-2)为RNA病毒,由RNA与蛋白质构成。
2、图示为人体被新冠病毒感染后,启动的白细胞介素-6(IL-6)免疫信号通路机制,当肝
细胞、肺泡细胞和肾细胞等上皮细胞被新冠病毒侵染后,会被免疫细胞(淋巴细胞和吞噬细
胞)识别,引起T淋巴细胞产生白细胞介素-6(IL-6),白细胞介素-6(IL-6)进而与被侵染
细胞的细胞膜上相应受体结合,引起被侵染上皮细胞发生相应的反应。
(1)人体热量主要来自细胞中有机物的氧化放能,新冠病毒进入人体后,引起白细胞释放
致热原,致热原作用于下丘脑体温调节中枢,使体温调定点上移,机体的产热上升,散热下
降,从而导致发热。
(2)新冠病毒囊膜上的刺突蛋白与细胞膜上的ACE2特异性结合后会使得病毒与靶细胞融
合,故肺部上皮细胞中的分泌细胞上ACE2相对较多,更容易受到新冠病毒的侵入。呼吸中
枢位于脑干。
(3)白细胞介素-6(IL-6)是淋巴因子的一种,由T淋巴细胞产生。由图示分析,IL-6与
上皮细胞膜上的IL6R(IL6受体)结合,在STAT的作用下合成ACE2,从而利于更多的病
毒感染,该过程体现了IL-6与ACE2间的正反馈调节作用。
(4)脑细胞生活的环境为组织液,嗅觉产生部位在大脑皮层。故新冠病毒也可穿过血脑屏
障进入内环境中的组织液,再感染脑细胞,可损伤大脑皮层的部分区域,引起嗅觉消失等症
状。
(5)糖皮质激素可由肾上腺皮质细胞分泌,分泌过程受到下丘脑和垂体的分级调控。
10.研究发现某些肠道微生物的代谢产物会通过不同的生理过程影响机体的生命活动。下图
是部分机制,其中血清素是能够给人带来愉悦感的一种信号分子。请据图回答问题:
(1)90%以上来自于肠道,肠道中上皮细胞产生的血清素到达并进入脑部神经
元,依次经过的主要内环境是O
(2)血清素与脑部神经元上的结合,钠离子大量内流,引起部位产生愉悦感。结
合本题题意可知长期服用抗生素的危害之一是o
(3)人长期处于精神紧张状态时,大脑通过交感神经使肠道蠕动减慢,肠道不能,使人
降低了愉悦感,进而加剧焦虑。
(4X用富含膳食纤维的食物有利于改善血糖水平,据图可知,某些肠道益生菌能分解人体
难以消化的膳食纤维并产生乙酸、丁酸等短链脂肪酸。后者激活结肠L细胞内的酶P,启动
GLP-1与胰岛B细胞膜上的受体结合,通过细胞内的一系列过程,引起细胞膜电位改
变,,促进胰岛素释放,胰岛素通过从而降低血糖。
(5)为进一步验证富含膳食纤维的食物辅助糖尿病治疗的效果,我国科研人员将43位糖尿病
患者随机分为两组进行实验。请填写表格,完成实验方案。
分组实验对象实验处理1实验处理2检测
对照组16位糖尿病患者©_____常规膳食
处理前后患者空腹血
糖水平
实验组27位糖尿病患者阿卡波糖(一种口服降血糖药物)②_____
【答案】(19织液、血浆、组织液
(2)血清素受体大脑皮层肠内菌群数量减少,血清素产生量减少,影响人体
情绪
(3)产生足够的血清素传递给大脑
(4)GLP-1基因表达Ca2+通道打开使Ca2+进入细胞促进组织细胞对葡萄糖的
摄取、利用、储存(和转化)
(5)阿卡波糖高纤维膳食(或富含膳食纤维的食物)
【解析】1、兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、
兴奋在神经元之间的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小
泡释放递质(化学信号),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。、人体内的液体都叫体液,可以分成细胞内液和细胞外液,
其中细胞外液是人体细胞直接生存的环境,又叫内环境。内环境主要由血浆、组织液和淋巴
液组成。内环境的作用是:细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
(1)据图可知,肠道上皮细胞产生的血清素到达并进入脑部神经元依次经过的内环境是组织
液、血浆、组织液。
(2)血清素是信号分子,需要与脑部神经元上的血清素受体结合。产生感觉的部位在大脑皮
层。长期服用抗生素,肠内菌群数量减少,不利于肠道产生更多的血清素,影响人体情绪。
(3)当人长期处于紧张状态时,交感神经兴奋性占主导,大脑通过交感神经使肠道蠕动减弱,
不利于食物的消化吸收,同时肠道也不能产生足够的血清素传递给大脑,使人降低了愉悦感,
进而加剧焦虑。
(4)根据题图分析,乙酸或丁酸与结肠L细胞上的受体结合,激活细胞内的酶P,进而启动
GLP-1基因表达产生GLP-1;GLP-1与胰岛B细胞(细胞)膜上的受体结合,通过细胞内
的一系列过程,引起细胞膜电位改变,Ca2+通道打开,Ca2+进入细胞,促进胰岛素释放,胰
岛素通过促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用、储存葡萄糖,从而降低血糖。
(5)在对照实验中,应该做到随机将实验对象分成两组,一组为对照组,另一组为实验组。
本实验的目的是验证富含膳食纤维的食物辅助糖尿病治疗的效果,所以两组患者都需要服用
阿卡波糖。本实验的自变量是食物的类型,对照组应服用常规膳食,实验组则应服用高纤维
膳食。
11.(14分)人类众多的行为和生理现象如觉醒、血压、心率、体温等都具有昼夜周期性,
这种间隔大约24小时重复一次的生理现象称为生理节律。当人体受到光照时,人体内的生
物钟系统将引导并启动从光信号到生理信号的连锁放大过程,从而调节人的行为和生理活
动,影响人体的生理节律。人体除了下丘脑视交叉上核(SCN)的主生物钟外,还存在肝脏、
胰腺等器官局部生物钟。如图是人体生物钟调节示意图,褪黑素的分泌具有明显的昼夜节律,
白天分泌受抑制,晚上分泌活跃,能明显改善睡眠。请回答:
(-)
(1)在光暗信号引起体内褪黑素的周期性变化的反射中,感光细胞受到光的刺激后,细胞
膜外的电位变化过程是,该反射的效应器是,该反射是(填“条件”或“非
条件”)反射。
(2)图中去甲肾上腺素是一种,去甲肾上腺素发挥作用后,大部分由突触前膜再摄取,
回收到突触前膜处的轴浆内并重新加以利用,这样可以防止松果体细胞。
(3)接受光照刺激后,视神经将神经冲动传递到下丘脑视交叉上核中后,会引起下一个神
经元的,此过程中存在的信号转换过程是o下丘脑还能接受褪黑素的刺激,从图
中看,这是一个调节过程,其意义是0
(4)褪黑素能通过传送到肝脏、胰腺等器官,引起这些器官活动的生理性节律。
(5)熬夜打游戏会扰乱生物钟,严重影响人的睡眠质量,原因是o
【答案】(1)正电位一负电位一正电位;传出神经末梢及其支配的松果体(细胞);非条件
(2)神经递质;持续处于兴奋状态
(3)抑制;电信号一化学信号-电信号(2分);负反馈;防止产生的褪黑素过多(2分)
(4)体液运输
(5)光照抑制了松果体细胞产生褪黑素(2分)
【解析】(1)本题主要考查神经调节与体液调节的相关知识。静息时,神经细胞的膜电位表
现为外正内负,兴奋时,膜电位表现为外负内正,光暗信号刺激视网膜上感光细胞,会使接
受刺激部位的膜外电位发生的变化是正电位一负电位一正电位;该反射的效应器是传出神经
末梢及其支配的松果体;该反射是先天就有的,不需要大脑皮层参与,属于非条件反射。
(2)图中去甲肾上腺素由下丘脑神经细胞分泌,是一种神经递质;去甲肾上腺素发挥作用
后,大部分由突触前膜再摄取,回收到轴浆内并重新加以利用,这样可以防止松果体细胞一
直处于兴奋状态。
(3)分析题图可知接受光照刺激后,视神经将神经冲动传递到下丘脑视交叉上核中后,会
引起下一个神经元的抑制;此过程通过突触完成,存在的信号转换过程是电信号一化学信号
一电信号。下丘脑还能接受褪黑素的刺激,褪黑素属于激素,通过体液运输,从而抑制下丘
脑视交叉上核的活动,这是一个负反馈调节过程,防止产生的褪黑素过多,使其稳定在一定
的正常范围内。
(4)褪黑素由松果体细胞分泌后,能通过体液运输传送到肝脏、胰腺等器官,引起这些器
官活动的生理性节律。
(5)熬夜打游戏会扰乱生物钟,严重影响人的睡眠质量,推测其原因是光照抑制了松果体
细胞产生褪黑素,进而影响睡眠。
12.下图是血糖调节的部分机理,图中GLUT2/4是细胞膜表面的葡萄糖转运蛋白,PI3K是
存在于肝脏细胞中的一种激酶,是胰岛素发挥作用的信号通路,也是促进胰岛B细胞增殖
的信号通路。请回答问题:
美昏(R淞作田
(1)图中细胞①是胰脏中细胞,判断依据是O
(2)胰岛素通过促进促进糖原合成与抑制糖原分解、抑制非糖物质转化等
发挥降血糖作用,在血糖调节中与其有拮抗作用的激素有。
⑶下列①®)是图中的物质或结构,其中存在于内环境的有。(填写数字序
号)
①葡萄糖②胰岛素③GLUT4@IRS⑤PI3K⑥mRNA
(4)血糖浓度过低或过度兴奋时,会引起下丘脑血糖中枢的反射性兴奋,下列人体调节的主
要过程与其相似的是。
A.寒冷环境中甲状腺激素增多B.机体失水时抗利尿激素分泌增多
C.寒冷环境中骨骼肌颤栗D.进餐导致血糖浓度升高
(5弦吉合已有知识,据图分析PI3K抑制剂会导致糖尿病的类型是(I型/II
型)。
(6)IA是人工研制的一种智能''胰岛素,为检测IA调节血糖的效果,研究者给糖尿病小鼠和
正常小鼠均分别注射适量普通胰岛素和IA,测量血糖浓度的变化,结果如下图。
实验结果表明:对机体血糖调节更具优势的是,据图解释原因
【答案】(1)胰岛B胰岛素基因能表达(或能分泌)胰岛素
(2)血糖进入组织细胞氧化分解(或葡萄糖摄取氧化分解)、转化为非糖物质胰高血糖
素和肾上腺素
(3XD②
(4)C
(5)11型
(6)IAIA降血糖的效果更久且能避免引发低血糖的风险
【解析】1、血糖平衡调节:当血糖浓度升高到一定程度时,胰岛B细胞的活动增强,胰岛
素的分泌量明显增加,体内胰岛素水平的上升,一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,
进入肝脏、肌肉并合成糖原,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面又能抑制肝糖原
的分解和非糖物质转变成葡萄糖,这样既增加了血糖的去向,又减少了血糖的来源,使血糖
浓度恢复到正常水平。当血糖浓度降低时,胰岛A细胞的活动增强,胰高血糖素的分泌量
增加,胰高血糖素主要作用于肝脏,促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液,促进非糖物质转变
成糖,使血糖浓度回升到正常水平。
2、血糖浓度正常范围:70-100mg.dL-o
(1据图可知,在细胞①中,胰岛素基因能表达出(或能分泌)胰岛素,因此细胞①是胰脏
中的胰岛B细胞。
(2)当血糖浓度升高时,血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放,同时也会引
起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动,使胰岛B细胞合成并释放胰岛
素,胰岛素通过促进血糖进入组织细胞氧化分解(或葡萄糖摄取氧化分解)、转化为非糖物
质,促进糖原合成与抑制糖原分解、抑制非糖物质转化等发挥降血糖作用。
胰高血糖素和肾上腺素能够升高血糖,与胰岛素有拮抗作用。
(3据图可知,③GLUT4位于肝脏细胞的细胞膜上,不在内环境;④IRS位于肝脏细胞的细
胞膜上,不在内环境内;⑤PI3K位于肝脏细胞内,不在内环境;⑥mRNA是由细胞核合成,
进入细胞质与核糖体结合,不在内环境。①葡萄糖和②胰岛素都可以进入血浆,位于内环境。
因此存在于内环境的有①②。
⑷血糖浓度过低或过度兴奋时,会引起下丘脑糖中枢的反射性兴奋,属于神经调节。
A、寒冷环境中甲状腺激素增多,属于神经麻液调节,A不符合题意;
B、机体失水时抗利尿激素分泌增多,属于神经咻液调节,B不符合题意;
C、寒冷环境中骨骼肌颤栗,属于神经调节,C符合题意;
D、进餐导致血糖浓度升高,是食物消化吸收的结果,D不符合题意。
故选C。
(5珈入PI3K抑制剂后,胰岛素与肝细胞膜受体(IRS)结合后,无法激活PI3K,无法促进葡
萄糖转运蛋白基因GLUT4的转录翻译,不能增加细胞膜上的葡萄糖转运蛋白的数量,无法
使更多葡萄糖进入细胞,无法促进葡萄糖转变为肝糖原,导致血液中的葡萄糖无法下降,血
液中高浓度的葡萄糖会继续进入胰岛B细胞,促进ATP的合成,进而促进胰岛素基因的转
录翻译,以胞吐的形式释放胰岛素于组织液,再进入到血液,最终导致血液中胰岛素浓度高,
血糖浓度也高,胰岛素无法降低血糖,出现胰岛素抵抗,导致II型糖尿病。
(6疥析题图,对比两幅图可知,胰岛素会将血糖降至60mg.dL-(低血糖),而IA能将血糖
降至lOOmg.dL-左右;IA能将血糖维持在正常水平约10个小时,而胰岛素只能维持2小时
左右,故该实验结果表明IA对血糖水平的调节比普通胰岛素更具优势,体现在IA降血糖
的效果更久,且能避免低血糖的风险。
13.回答下列有关生命调节的问题
哺乳动物的下丘脑存在着与食欲有关的中枢。其中,摄食中枢决定发动摄食活动,饱中枢决
定停止进食活动。瘦素是一种蛋白质类的激素,会对下丘脑的特定神经元起作用,调节食欲,
相关调节过程见下图,其中甲~丁表示神经元,X〜Z表示信号分子。瘦素能引起甲兴奋并分
泌X,但抑制丙的兴奋并使Y、Z分泌量减少。
(1)除食欲中枢外,下丘脑中的调节中枢还有—(答出2个即可)
(2)正常情况下,人进食后,瘦素释放量增加,导致饱中枢兴
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