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2020-2024年五年高考真题分类汇编PAGEPAGE1专题11神经调节五年考情考情分析神经调节2024年北京卷第19题2023年北京卷第7题2022年北京卷第8题2020年北京卷本模块考查内环境稳态及其调节的相关知识,培养学生根据题干信息,综合运用所学知识,理解、说明和分析解决现实生活中的问题的能力以情境考查激素的分级调节和反馈调节,情境设计贴近考生学习活动和日常生活,引导考生综合运用所学知识解释或解决与生物学相关的学习、生活中的问题。同时考查考生的理解能力、解决问题能力等关键能力。1、(2024·北京·高考真题)灵敏的嗅觉对多数哺乳动物的生存非常重要,能识别多种气味分子的嗅觉神经元位于哺乳动物的鼻腔上皮。科学家以大鼠为材料,对气味分子的识别机制进行了研究。(1)嗅觉神经元的树突末梢作为感受器,在气味分子的刺激下产生___________,经嗅觉神经元轴突末端与下一个神经元形成的___________将信息传递到嗅觉中枢,产生嗅觉。(2)初步研究表明,气味受体基因属于一个大的基因家族。大鼠中该家族的各个基因含有一些共同序列(保守序列),也含有一些有差异的序列(非保守序列)。不同气味受体能特异识别相应气味分子的关键在于___________序列所编码的蛋白区段。(3)为了分离鉴定嗅觉神经元中气味受体基因,科学家依据上述保守序列设计了若干对引物(图甲),利用PCR技术从大鼠鼻腔上皮组织mRNA的逆转录产物中分别扩增基因片段,再用限制酶HinfⅠ对扩增产物进行充分酶切。图乙显示用某对引物扩增得到的PCR产物(A)及其酶切片段(B)的电泳结果。结果表明酶切片段长度之和大于PCR产物长度,推断PCR产物由___________组成。(4)在上述实验基础上,科学家们鉴定出多种气味受体,并解析了嗅觉神经元细胞膜上信号转导的部分过程(图丙)。如果钠离子通道由气味分子直接开启,会使嗅觉敏感度大大降低。根据图丙所示机制,解释少量的气味分子即可被动物感知的原因______。【答案】(1)①.兴奋②.突触(2)非保守(3)长度相同但非保守序列不同的DNA片段(4)少量的气体分子通过活化的G蛋白、活化的C酶,在C酶的催化下合成大量的cAMP使Na+通道打开,Na+内流,神经元细胞膜上产生动作电位,气味分子被动物感知【解析】〖祥解〗兴奋在神经元之间的传递:(1)神经元之间的兴奋传递就是通过突触实现的。(2)兴奋的传递方向:单向传递。【小问1详析】气味分子刺激感受器产生兴奋。嗅觉神经元轴突末端、神经元间隙与下一个神经元组成突触,包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。【小问2详析】不同气味受体能特异性识别相应气味分子的关键在于蛋白质中结构不同的部分,由非保守序列编码。【小问3详析】由图可知,PCR产物含保守序列和非保守序列,若非保守序列不同,酶切产物的长度可能不同,导致酶切片段长度之和大于PCR产物长度,因此PCR产物由长度相同但非保守序列不同的DNA片段组成。【小问4详析】由图丙可知,少量的气体分子通过活化G蛋白使得C酶活化,在C酶的催化下,由ATP合成大量的cAMP,促使Na+通道打开,Na+内流,导致神经元细胞膜上产生动作电位,气味分子被动物感知。2、(2023·北京·高考真题)人通过学习获得各种条件反射,这有效提高了对复杂环境变化的适应能力。下列属于条件反射的是()A.食物进入口腔引起胃液分泌 B.司机看见红色交通信号灯踩刹车C.打篮球时运动员大汗淋漓 D.新生儿吸吮放入口中的奶嘴【答案】B〖祥解〗反射一般可以分为两大类:非条件反射和条件反射。非条件反射是指人生来就有的先天性反射,是一种比较低级的神经活动,由大脑皮层以下的神经中枢(如脑干、脊髓)参与即可完成;条件反射是人出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是在非条件反射的基础上,在大脑皮层参与下完成的,是高级神经活动的基本方式。【详析】A、食物进入口腔引起胃液分泌是人类先天就有的反射,不需要经过大脑皮层,因此属于非条件反射,A错误;B、司机看到红灯刹车这一反射是在实际生活中习得的,因此受到大脑皮层的控制,属于条件反射,B正确;C、运动时大汗淋漓来增加散热,这是人类生来就有的反射,属于非条件反射,C错误;D、新生儿吸吮放入口中的奶嘴是其与生俱来的行为,该反射弧不需要大脑皮层参与,因此属于非条件反射,D错误。故选B。3、(2022·北京·高考真题)神经组织局部电镜照片如下图。下列有关突触的结构及神经元间信息传递的叙述,不正确的是()A.神经冲动传导至轴突末梢,可引起1与突触前膜融合B.1中的神经递质释放后可与突触后膜上的受体结合C.2所示的细胞器可以为神经元间的信息传递供能D.2所在的神经元只接受1所在的神经元传来的信息【答案】D〖祥解〗兴奋在神经元之间的传递过程:轴突→突触小体→突触小泡→神经递质→突触前膜→突触间隙→突触后膜(与突触后膜受体结合)→另一个神经元产生兴奋或抑制。题图分析,图中1表示突触小泡,2表示线粒体。【详析】A、神经冲动传导至轴突末梢,可引起突触小泡1与突触前膜融合,从而通过胞吐的方式将神经递质释放到突触间隙,A正确;B、1中的神经递质释放后可与突触后膜上的受体发生特异性结合,从而引起下一个神经元兴奋或抑制,B正确;C、2表示的是线粒体,线粒体是细胞中的动力工厂,其可以为神经元间的信息传递供能,C正确;D、2所在的神经元可以和周围的多个神经元之间形成联系,因而不只接受1所在的神经元传来的信息,D错误。故选D。4、(2020·北京·高考真题)食欲肽是下丘脑中某些神经元释放的神经递质,它作用于觉醒中枢的神经元,使人保持清醒状态。临床使用的药物M与食欲肽竞争突触后膜上的受体,但不发挥食欲肽的作用。下列判断不合理的是(
)A.食欲肽以胞吐的形式由突触前膜释放B.食欲肽通过进入突触后神经元发挥作用C.食欲肽分泌不足机体可能出现嗜睡症状D.药物M可能有助于促进睡眠【答案】B〖祥解〗由题可知,食欲肽是一种神经递质,神经递质是由突触前膜以胞吐的方式释放进入突触间隙,作用于突触后膜上的特异性受体,引起下一个神经元的兴奋或抑制。【详析】A、食欲肽是一种神经递质,神经递质以胞吐的方式由突触前膜释放,A正确;B、神经递质发挥作用需要与突触后膜上的蛋白质受体特异性结合,并不进入下一个神经元,B错误;C、由题“食欲肽它作用于觉醒中枢的神经元,使人保持清醒状态”可推断,食欲肽分泌不足机体可能出现嗜睡症状,C正确;D、由题“食欲肽使人保持清醒状态,而药物M与食欲肽竞争突触后膜上的受体,但不发挥食欲肽的作用”可推断,药物M可能有助于促进睡眠,D正确。故选B。一、单选题1.(2024·北京昌平·二模)机体再次摄入食物过敏原后,大脑相应区域会被激活,个体产生厌恶反应行为,该过程机理如下图。相关叙述错误的是(
)A.初次接触过敏原会引发体液免疫B.肥大细胞产生的抗体与过敏原结合C.部分细胞因子可引发神经电位变化D.厌恶反应行为需神经系统和免疫系统共同调节【答案】B〖祥解〗过敏反应:过敏原第一次进入人体后,人体内产生抗体吸附在皮肤、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些细胞的表面。当相同过敏原再次进入机体时,就会与吸附在细胞表面的相应抗体结合,使上述细胞释放组胺等物质,引起毛细血管扩张,血管壁通透性增强,平滑肌收缩,腺体分泌增多等,引发各种过敏反应。【详析】A、初次接触过敏原会引发体液免疫,产生的抗体吸附在皮肤、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些细胞的表面,A正确;B、抗体不是肥大细胞产生的,而是浆细胞产生的,B错误;C、据图可知,细胞因子可将信号传递到大脑皮层,使大脑皮层产生厌恶反应行为,因此可说明部分细胞因子可引发神经电位变化,C正确;D、据图可知,厌恶反应行为的产生存在细胞因子和大脑皮层的参与,说明厌恶反应行为需神经系统和免疫系统共同调节,D正确。故选B。2.(2024·北京海淀·二模)研究发现果蝇复眼的一种感光细胞同时释放组胺和乙酰胆碱两种神经递质,其中组胺与精细的运动视觉信号传递有关,乙酰胆碱则通过作用于伞形神经元来调节昼夜节律,其形成的突触结构及作用机理如下图。据此分析不正确的是()
A.伞形神经元、视神经元膜上的受体与不同的神经递质结合,可引发不同的生理效应B.两种神经递质均以胞吐形式通过突触前膜释放C.两种神经递质均只与突触后膜上的受体结合D.感光细胞通过负反馈调节维持突触间隙适宜的组胺浓度【答案】C〖祥解〗兴奋在神经纤维上的传导形式是电信号,在神经元之间是化学信号,兴奋在神经元之间的传递是单方向的,兴奋在突触之间单向传递的原因是神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜。【详析】A、根据题意可知,组胺与精细的运动视觉信号传递有关,乙酰胆碱则通过作用于伞形神经元来调节昼夜节律,则伞形神经元、视神经元膜上的受体与不同的神经递质结合,可引发不同的生理效应,A正确;B、据图分析可知,神经递质以胞吐形式通过突触前膜释放到突触间隙,B正确;C、据图分析可知,组胺可以与突触后膜和突触前膜上的受体结合,乙酰胆碱可以与突触后膜上的受体结合,C错误;D、据图分析可知,感光细胞释放的组胺,作用于后膜上的视神经元上的受体,又通过作用于前膜上的受体来抑制感光细胞释放组胺,说明感光细胞通过负反馈调节维持突触间隙适宜的组胺浓度,D正确。故选C。3.(2024·北京顺义·一模)ChatGPT是目前人工智能技术驱动的自然语言处理工具。在学习和理解人类语言的基础上,ChatGPT可与人类聊天交流,回答各领域专业知识,完成撰写论文等任务。下列关于人脑与ChatGPT的叙述错误的是()A.ChatGPT在处理复杂、不确定任务上远不如人脑B.ChatGPT不能产生情感、情绪和主观意识C.人脑能够基于经验和多种环境刺激不断学习和适应D.二者均通过电信号和化学信号的传递来构建认知功能【答案】D〖祥解〗大脑皮层除了对外部世界感知(感觉中枢在大脑皮层)还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。语言文字是人类进行思维的主要工具,是人类特有的高级功能(在言语区)。下丘脑具有调节垂体和其它腺体的活动的功能。【详析】A、人脑是非常复杂的,而ChatGPT是目前人工智能技术驱动的自然语言处理工具,ChatGPT在处理复杂、不确定任务上远不如人脑,A正确;B、只有大脑才产生情感、情绪和主观意识,ChatGPT不能产生情感、情绪和主观意识,B正确;C、学习和记忆也是脑的高级功能,是指神经系统不断地接受刺激,获得新的行为、习惯和积累经验的过程,C正确;D、ChatGPT不能通过化学信号来构建认知功能,D错误。故选D。4.(2024·北京丰台·二模)有些地区有食用草乌炖肉的习惯,如果加工不当,草乌中的乌头碱会作用于迷走神经,使其持续兴奋,引起呼吸衰竭、心律失常等症状,严重时可导致死亡。下列判断不合理的是()A.脑干会对传入的信号进行分析和综合后发出指令控制呼吸B.乌头碱通过与钠离子通道蛋白结合从而抑制钠离子内流C.交感神经和副交感神经共同参与呼吸反射的调节作用D.乌头碱可能影响神经递质的释放从而使心肌异常兴奋【答案】B〖祥解〗自主神经系统:(1)概念:支配内脏、血管和腺体的传出神经,它们的活动不受意识支配,称为自主神经系统。(2)功能:当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张,但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱;当人处于安静状态时,副交感神经活动占据优势,此时,心跳减慢,但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收。【详析】A、脑干是呼吸中枢,脑干会对传入的信号进行分析和综合后发出指令控制呼吸,A正确;B、Na+内流产生兴奋,乌头碱通过与钠离子通道蛋白结合使Na+通道持续开放,促进钠离子内流,使神经元持续处于兴奋的状态,B错误;C、交感神经和副交感神经对同一器官作用通常相反,有利于维持内环境稳态,交感神经和副交感神经共同参与呼吸反射的调节作用,C正确;D、草乌中的乌头碱会作用于迷走神经,可能影响抑制性神经递质的释放,从而使心肌异常兴奋,D正确。故选B。5.(2024·北京房山·一模)小鼠被多次攻击后会出现“社交挫败应激”(SDS),SDS会引起小鼠脑部与情绪相关的神经元活性增强、糖皮质激素水平升高、抑制T淋巴细胞活化。据此无法得出的推论是(
)A.相关的神经系统信号传递增强B.对食物的消化吸收能力增强C.糖皮质激素作为信息分子发挥作用D.免疫系统功能下降【答案】B〖祥解〗1、由题意可知,SDS会引起小鼠脑部与情绪相关的神经元活性增强、糖皮质激素水平升高、抑制T淋巴细胞活化;2、肾上腺皮质激素的调节过程:下丘脑→促肾上腺皮质激素释放激素→垂体→促肾上腺皮质激素→肾上腺→肾上腺皮质激素,同时肾上腺皮质激素还能对下丘脑和垂体进行负反馈调节。【详析】A、由题意可知,SDS会引起小鼠脑部与情绪相关的神经元活性增强,相关神经系统信号传递增强,A正确;B、由题意无法得出SDS对食物的消化吸收能力增强,B错误;C、由题意可知,SDS会引起小鼠糖皮质激素水平升高,作为信号分子抑制T淋巴细胞活化,C正确;D、肾上腺皮质激素可以作为信号分子抑制T淋巴细胞活化,抑制T淋巴细胞活化,使免疫系统的功能减弱,D正确。故选B。6.(2024·北京门头沟·一模)某团队用果蝇研究了高蛋白饮食促进深度睡眠的机制,发现肠道中的蛋白质促进肠道上皮细胞分泌神经肽Y,最终Y作用于大脑相关神经元,利于果蝇保持睡眠状态。下列叙述错误的是(
)A.肠道中的蛋白质作用于肠道上皮细胞的过程发生在内环境B.肠道上皮细胞分泌神经肽Y会使其细胞膜的表面积增加C.神经肽Y与其受体结合后,可改变细胞膜对离子的通透性D.若果蝇大脑神经元上Y受体减少,则容易从睡眠中醒来【答案】A〖祥解〗内环境是指细胞外液,主要由血浆、组织液和淋巴(液)组成。【详析】A、肠道属于外界环境,故肠道中的蛋白质作用于肠道上皮细胞的过程不是发生在内环境,A错误;B、肠道上皮细胞通过胞吐的方式分泌Y的过程中一部分细胞中的囊泡与细胞膜融合,会使细胞膜的表面积增大,B正确;C、由题意“Y作用于大脑相关神经元,利于果蝇保持睡眠状态”可推测,神经肽Y与其受体结合后,可改变突触后膜对离子的通透性,导致阴离子内流,进而使静息电位的绝对值更大,表现为抑制作用,从而使果蝇保持睡眠状态,C正确;D、神经肽Y作用于大脑相关神经元,进而促进深度睡眠,故若果蝇神经元上Y的受体减少,则Y不能发挥作用,容易从睡眠中醒来,D正确。故选A。7.(2024·北京朝阳·一模)V8是由金黄色葡萄球菌分泌的蛋白酶。小鼠皮肤表皮破损感染金黄色葡萄球菌后,会发生强烈的瘙痒和搔抓。研究者探究金黄色葡萄球菌诱发上述反应的机制,结果如下图。已知缺失V8的金黄色葡萄球菌不再引发瘙痒和搔抓。
以下推断错误的是()A.对照组在小鼠表皮内注射与V8等量生理盐水B.金黄色葡萄球菌通过释放V8引发小鼠瘙痒C.V8处理使瘙痒感觉神经元膜电位发生变化D.V8引发瘙痒和搔抓过程中必须有F2r参与【答案】D〖祥解〗分析题意可知,金黄色葡萄球菌分泌的蛋白酶会使小鼠发生强烈的瘙痒和搔抓,缺失V8的金黄色葡萄球菌不再引发瘙痒和搔抓。【详析】A、实验组注射一定量的V8,对照组应注射等剂量的生理盐水,A正确;B、鼠皮肤表皮破损感染金黄色葡萄球菌后,金黄色葡萄球菌分泌的蛋白酶即V8,会发生强烈的瘙痒和搔抓。而缺失V8的金黄色葡萄球菌不再引发瘙痒和搔抓,B正确;C、V8处理使瘙痒感觉神经元膜电位发生变化,从而产生瘙痒和骚抓,C正确;D、根据图2分析,给瘙痒感觉神经元F2r基因敲除小鼠和野生型小鼠注射一定量的V8,瘙痒感觉神经元F2r基因敲除小鼠搔抓次数低于野生鼠,故V8引发瘙痒和搔抓过程中F2r不是必须参与的,D错误。故选D。8.(2024·北京海淀·一模)GLP-1是肠道L细胞分泌的一种化学物质。GLP-1可受甲状腺激素调控并参与血糖调节,相关机制如下图。
下列相关叙述,正确的是(
)A.图中甲状腺激素通过神经和体液共同调节GLP-1的分泌B.激活肝脏的甲状腺激素受体可能有助于治疗糖尿病C.甲状腺激素促进GLP-1分泌引发血糖升高D.胰岛素分泌引起的血糖变化刺激下丘脑,引发副交感神经兴奋【答案】B〖祥解〗1、分析题图可知:甲状腺激素能促进肝脏合成胆汁酸,抑制FXR蛋白的合成和GLP-1的合成,GLP-1可增强胰岛素的合成和分泌,从而降低血糖浓度;2、胰岛素的作用是机体内唯一降低血糖的激素,胰岛素可促进组织细胞加速、摄取、利用存储葡萄糖,从而降低血糖浓度;胰高血糖素能促进肝糖原的分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。【详析】A、由图可知,甲状腺激素能促进肝脏合成胆汁酸,抑制FXR蛋白的合成和GLP-1的合成,GLP-1可增强胰岛素的合成和分泌,这是体液调节的结果,A错误;B、激活肝脏的甲状腺激素受体能与甲状腺激素结合,能促进胰岛素的分泌,从而降低血糖,可能有助于治疗糖尿病,B正确;C、由图可知,甲状腺激素能促进肝脏合成胆汁酸,抑制FXR蛋白的合成和GLP-1的合成,促进胰岛B细胞分泌胰岛素,使血糖的浓度降低,C错误;D、高血糖刺激下丘脑,通过副交感神经释放乙酰胆碱作用于胰岛B细胞和肝细胞,使血糖浓度降低,D错误。故选B。9.(2024·北京东城·一模)人体心脏和肾上腺所受神经支配的方式如图所示。当动脉血压降低时,神经中枢接受压力感受器的信息,通过通路A和通路B使心跳加快。下列说法错误的是()A.图中效应器为传出神经末梢及其所支配的肾上腺、心肌和血管B.该调节过程中的去甲肾上腺素和乙酰胆碱属于神经递质C.肾上腺素和去甲肾上腺素发挥作用均需与受体结合D.图中所示心血管活动的调节方式为神经-体液调节【答案】A〖祥解〗1、神经调节与体液调节的特点比较如下:神经调节:迅速、准确;作用范围比较窄;作用时间短;体液调节:比较缓慢;作用范围比较广;作用时间比较长。2、神经调节的基本方式是反射,反射活动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。【详析】A、效应器由传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体构成,由图可知,效应器由传出神经末梢及其支配的肾上腺或心脏构成,A错误;B、在通路A中释放的去甲肾上腺素和乙酰胆碱属于神经递质,B正确;C、据图信息可知,去甲肾上腺素属于神经递质,肾上腺素属于激素,其发挥作用,均需要与受体结合,C正确;D、通路B调节心血管活动的过程中,既有神经中枢通过释放神经递质(乙酰胆碱)的神经调节过程,也有肾上腺素参与的激素(体液)调节过程,经过通路B调节心血管活动的调节方式有神经调节和体液调节,D正确。故选A。10.(2024·北京西城·一模)谷氨酸是维持正常脑功能所必需的兴奋性神经递质,而癫痫病患者脑组织液中谷氨酸浓度显著升高。图为谷氨酸在神经组织细胞间的部分代谢过程,下列叙述不正确的是(
)A.突触前神经元以胞吐的方式释放谷氨酸B.突触后神经元的细胞膜上有谷氨酸受体C.健康人过量摄入谷氨酸会导致癫痫病D.谷氨酸转运蛋白不足可能导致癫痫病【答案】C〖祥解〗神经递质释放的方式是胞吐,神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放作用于突触后膜,神经递质发挥完作用后去向:迅速被降解或被重新回收到突触小体。【详析】A、谷氨酸是维持正常脑功能所必需的兴奋性神经递质,神经递质释放的方式是胞吐,A正确;B、神经递质存在于突触小泡中,由突触前膜释放作用于突触后膜的特异性受体上,因此突触后神经元的细胞膜上有谷氨酸受体,B正确;C、健康人过量摄入谷氨酸可以正常代谢,不会导致癫痫病,C错误;D、由图可知,谷氨酸发挥作用后会通过谷氨酸转运蛋白进入星形胶质细胞,因此谷氨酸转运蛋白不足可能导致组织液中谷氨酸浓度显著升高,导致癫痫病,D正确。故选C。11.(23-24高三下·北京延庆·阶段练习)将枪乌贼巨大轴突浸泡在海水中,记录到的动作电位如图中1所示;当把海水换成33%海水加67%葡萄糖的等渗溶液时,记录到的动作电位为2;把溶液换回海水时,记录到的动作电位为3,下列说法正确的是(
)A.葡萄糖溶液损伤轴突膜,导致其动作电位的幅度变小B.葡萄糖抑制轴突膜上的离子通道,导致动作电位的幅度变小C.轴突外Cl-浓度降低是影响动作电位幅度的关键原因D.轴突外Na+浓度降低是影响动作电位幅度的关键原因【答案】D〖祥解〗神经纤维未受到刺激时,为静息电位,机理为K+外流,细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负;当受到适宜刺激时,形成动作电位,机理为Na+内流,其膜电位为外负内正。【详析】A、当把海水换成33%海水加67%葡萄糖的等渗溶液时,轴突膜内外的Na+浓度差降低,导致其动作电位的幅度变小,A错误;B、葡萄糖分子通过主动运输进入细胞,主动运输需要载体蛋白的协助,而不是离子通道,动作电位的幅度变小的原因是海水中Na+浓度降低,Na+内流减少,B错误;CD、当轴突受到适宜刺激时,细胞外的Na+内流形成动作电位,所以轴突外钠离子浓度降低是影响动作电位的幅度的关键原因,C错误,D正确。故选D。12.(2024·北京石景山·一模)如图表示在正常情况下及河豚毒素处理后,离体神经纤维上某点接受相同强度刺激时的电位变化。下列叙述不正确的是()
A.降低培养液中K+浓度会提高B点的绝对值B.神经纤维膜内K+/Na+比值从B→A时会增加C.河豚毒素可能抑制Na+内流使动作电位无法形成D.临床上可将河豚毒素作为镇定剂或麻醉剂【答案】B〖祥解〗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。题图分析:河豚毒素能阻止钠离子进入细胞,使神经细胞不能产生动作电位。【详析】A、适当降低培养液中钾离子浓度,静息时钾离子外流增多,静息电位变大,可以提高曲线的B点绝对值,即B点下移,A正确;B、图中A处为动作电位,B处为静息电位,受刺激后,Na+内流产生动作电位,神经纤维膜内Na+变多,故图中B处神经纤维膜内K+/Na+的比值比A处的高,即神经纤维膜内K+/Na+比值从B→A时会降低,B错误;C、钠离子内流形成动作电位,加入河豚毒素后不能形成动作电位,应是河豚毒素抑制了兴奋的传导,即可能是抑制了钠离子内流的过程,C正确;D、由于河豚毒素可抑制兴奋的传导,因此临床上可将河豚毒素作为镇定剂或麻醉剂,抑制兴奋的传导和传递,D正确。故选B。13.(2024·北京丰台·一模)突触前膜释放兴奋性递质使突触后神经元产生的局部电位变化称为兴奋性突触后电位(EPSP),EPSP足够大时能触发动作电位。图1中刺激单个感觉神经元时能在运动神经元胞体记录到一个EPSP;刺激多个感觉神经元,则会激起一个足够大的EPSP。图2中①为动作电位,②③为EPSP。下列叙述错误的是(
)
A.感觉神经元兴奋后释放递质会提高突触后膜对Na+的通透性B.刺激单个感觉神经元时电极记录到的电位变化最可能为③C.突触后神经元的膜电位可受到神经递质释放量的影响D.EPSP传导到运动神经元轴突末梢会引发效应器兴奋【答案】D〖祥解〗突触的结构是由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成的;神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。【详析】A、感觉神经元兴奋后释放递质会引起突触后膜兴奋,提高突触后膜对Na+的通透性,A正确;B、刺激单个感觉神经元时能在运动神经元胞体记录到一个EPSP,只有当EPSP足够大时能触发动作电位,图2中①为动作电位,故刺激单个感觉神经元时电极记录到的电位变化最可能为③,B正确;C、神经递质的释放量影响突触后神经元的膜电位,C正确;D、EPSP传导到运动神经元树突或胞体会引发效应器兴奋,D错误。故选D。14.(23-24高三下·北京平谷·阶段练习)人在运动时会发生一系列生理变化,机体可通过神经调节和体液调节维持内环境的稳态。下列有关说法错误的是()A.运动过程涉及一系列反射活动B.运动出汗失水,抗利尿激素分泌增加C.大脑皮层调控运动过程,自主神经系统不参与D.运动时葡萄糖消耗加快,胰高血糖素等激素分泌增加【答案】C〖祥解〗当人体失水过多或吃的食物过咸,细胞外液渗透压升高,刺激下丘脑渗透压感受器,由下丘脑产生、垂体释放的抗利尿激素增加,促进肾小管、集合管重新吸收水分,减少量的排出同时大脑皮层渴觉中枢兴奋产生渴觉,主动饮水,以降低细胞外液渗透压。【详析】A、人体参与的每一项活动大多都要经过反射弧,属于反射活动,A正确;B、机体失水时,血浆渗透压升高,抗利尿激素分泌增加,B正确;C、自主神经系统也叫做植物神经系统,由交感神经系统和副交感神经系统组成,能平衡协调和控制人体的生理活动,包括人体内脏器官、平滑肌、心肌、腺体等活动,这些功能的发挥都受大脑皮层控制,主要是受大脑皮层和下丘脑的支配和调节,C错误;D、运动时葡萄糖消耗加快,就会刺激胰岛A细胞合成分泌胰高血糖素,使血糖浓度升高,D正确。故选C。15.(23-24高三上·北京房山·期末)吗啡是常用的镇痛剂,也是毒品的主要成分。研究者给重量大致相同的雌性大鼠按照20mg⋅kg⁻¹剂量的吗啡腹腔给药,注射乙醇5min后检测大鼠肝细胞的吗啡浓度,分组及结果如下图。据图无法得出的结论是(
)
A.肝细胞内吗啡浓度随着时间延长逐渐降低B.添加乙醇使吗啡代谢速率减缓C.乙醇对吗啡代谢的影响并非随浓度增加而单调减缓D.适度饮酒可降低吗啡对人体损伤【答案】D〖祥解〗题图分析:实验的自变量为不同浓度的乙醇,因变量是肝细胞中的吗啡浓度。【详析】A、根据图示信息,肝细胞内吗啡浓度随着时间的延长逐渐降低,A正确;B、根据图示信息,注射乙醇的三组大鼠肝细胞内吗啡浓度均高于对照组(未注射酒精的大鼠),肝细胞内吗啡浓度越高,说明其代谢速率越慢,说明添加乙醇使吗啡的代谢速率减缓,B正确;C、根据图示可以得出,随着乙醇浓度的增加肝细胞中吗啡浓度逐渐下降,但是乙醇作为刺激因素,也会对肝功能的活动造成影响,所以乙醇对吗啡代谢的影响并非随浓度增加而单调减缓,C正确;D、根据乙醇注射组与对照的对比,肝细胞内的吗啡含量均高于对照组,说明适度饮酒会加重肝细胞负担,对人体的损伤有增无减,D错误。故选D。16.(23-24高三上·北京房山·期末)反射是在中枢神经系统的参与下,对内外刺激所产生的规律性应答反应。下列不属于反射活动的是(
)A.人遇到强光照射时眨眼B.司机看到行人过人行道停车让行C.手被磕碰产生痛觉D.抽血化验时控制手臂不动【答案】C〖祥解〗神经调节的基本方式是反射,反射活动的结构基础称为反射弧,包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。【详析】A、人遇到强光照射时眨眼,属于眨眼反射,A不符合题意;B、司机看到行人过人行道停车让行,属于条件反射,B不符合题意;C、手被磕碰产生痛觉,感觉的产生没有经过完整的反射弧,不属于反射,C符合题意;D、抽血化验时控制手臂不动,属于反射,体现高级中枢对低级中枢的控制,D不符合题意。故选C。17.(23-24高三上·北京丰台·期末)肾上腺素是肾上腺分泌的一种激素,交感神经末梢也能释放肾上腺素,有关肾上腺素的说法错误的是()A.肾上腺素由肾上腺分泌后直接进入内环境B.交感神经末梢释放的肾上腺素进入突触间隙中C.肾上腺素可放大交感神经的收缩支气管的作用D.寒冷环境下肾上腺素分泌增加,细胞代谢增强【答案】C〖祥解〗交感神经和副交感神经的区别是:两者对同一器官的作用不同。交感神经兴奋时,腹腔内脏及末梢血管收缩,心跳加快加强;支气管平滑肌扩张;胃肠运动和胃分泌受到抑制;新陈代谢亢进;瞳孔散大等。副交感神经兴奋时,心跳减慢减弱;支气管平滑肌收缩;胃肠运动加强促进消化液的分泌;瞳孔缩小等。【详析】A、肾上腺素由肾上腺分泌后直接进入内环境,进行体液的运输,A正确;B、交感神经末梢释放的肾上腺素,作为神经递质,进入突触间隙中,B正确;C、肾上腺素可放大交感神经的扩张支气管的作用,C错误;D、寒冷环境下肾上腺素分泌增加,细胞代谢增强,增加产热,D正确。故选C。18.(23-24高三上·北京石景山·期末)神经毒性物质积累会使谷氨酸堆积在神经细胞之间,造成细胞损伤,导致肌萎缩侧索硬化(ALS),又称“渐冻症”。分布于突触后膜上的受体——NMDA不仅能识别神经递质,还是一种通道蛋白。下图中①~④为兴奋传递过程。下列叙述不正确的是(
)A.图中①过程兴奋以电信号的形式沿着神经纤维传导至轴突末梢B.图中②过程突触小泡释放谷氨酸,体现了细胞膜的选择透过性C.由图中③与④过程可知谷氨酸可引起突触后膜所在的神经元兴奋D.ALS患者服用抑制谷氨酸释放的药物可缓解病症【答案】B〖祥解〗突触小体中有突触小泡,突触小泡中有神经递质,神经递质只能由突触前膜释放到突触后膜,使后膜产生兴奋(或抑制),所以兴奋在突触处是单向传递的。【详析】A、图中①过程发生在轴突上,兴奋以电信号的形式沿着神经纤维传导至轴突末梢,A正确;B、图中②发生突触前膜向突触间隙胞吐释放神经递质的过程,胞吐过程体现细胞膜的流动性,B错误;C、谷氨酸与突触后膜特异性受体结合,引起Na+内流,是一种兴奋性神经递质,C正确;D、神经毒性物质积累使谷氨酸堆积在神经细胞之间,造成神经细胞受到损伤,ALS患者服用抑制谷氨酸释放的药物可减少突触间隙的谷氨酸数量,缓解病症,D正确。故选B。19.(23-24高三上·北京东城·期末)通过微电极测定细胞的膜电位,如图所示,PSP1和PSP2分别表示突触a和突触b的后膜电位。下列叙述错误的是()
A.突触a前膜释放的递质与后膜上的受体形成递质—受体复合物B.突触b前膜释放的递质使突触后膜对离子的通透性减小C.Na+内流会形成PSP1,Cl-内流会形成PSP2D.PSP1和PSP2共同影响突触后神经元动作电位的产生【答案】B〖祥解〗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、突触后膜,其具体的传递过程为: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。【详析】A、突触a前膜释放的递质与后膜上的受体结合形成递质—受体复合物,A正确;B、神经递质是神经元之间传递信息的物质,突触b前膜释放的递质,使突触b后膜通透性增大,B错误;CD、图中PSP1中膜电位增大,可能是Na+等阳离子内流形成的,PSP2中膜电位减小,可能是Cl-内流形成的,共同影响突触后神经元动作电位的产生,CD正确。故选B。20.(23-24高三上·北京朝阳·期末)多细胞生物的细胞间可借助激素、神经递质、细胞因子等信号分子进行信息交流,从而使生物体作为一个整体完成生命活动。有关信号分子的叙述正确的是(
)A.激素都是由特定的内分泌腺分泌到机体内环境中B.同一细胞可同时存在多种激素及神经递质的受体C.T细胞分泌的细胞因子促进浆细胞的分裂和分化D.这三类信号分子都通过与胞内受体结合发挥作用【答案】B〖祥解〗激素和神经递质是信息分子,需要与特定的受体分子结合。激素作用于靶细胞,调节靶细胞代谢,之后激素会被分解;神经递质作用于突触后神经元,引起突触后神经元兴奋或抑制,之后神经递质被分解或重新利用;细胞因子是免疫活性物质,由辅助性T细胞合成和分泌,包括白细胞介素、干扰素及肿瘤坏死因子等。【详析】A、激素是由内分泌腺和内分泌细胞合成和分泌的,A错误;B、同一细胞可同时存在多种激素及神经递质的受体,如甲状腺激素可促进肌肉细胞内物质氧化分解、胰岛素可促进肌肉细胞内肌糖原的合成,神经递质可作用于肌肉细胞使其收缩,B正确;C、浆细胞是高度分化的细胞,不能分裂和分化,C错误;D、神经递质的受体在细胞膜上,有些激素的受体也在细胞膜上,细胞因子的受体也在细胞膜上,D错误。故选B。21.(23-24高三上·北京朝阳·期末)肌萎缩侧索硬化症(ALS)的发病机制如下:患者体内突触小体处的部分C5蛋白被激活后裂解为C5a和C5b。C5a可激活巨噬细胞攻击运动神经元而致其损伤;C5b参与形成的膜攻击复合物可引起Ca2+和Na+内流进入肌细胞,导致肌细胞破裂。有关分析错误的是(
)A.运动神经元通过释放神经递质影响肌细胞的活动B.C5a、C5b作为神经递质影响神经元和肌细胞活性C.吞噬细胞攻击可能导致神经-肌细胞处的突触减少D.使用C5a的抗体可以延缓ALS的发生及病情加重【答案】B〖祥解〗神经递质是指神经末梢释放的特殊化学物质,它能作用于支配的神经元或效应器细胞膜上的受体,从而完成信息传递功能。【详析】A、运动神经元通过释放神经递质影响肌细胞的活动,A正确;B、由题干可知突触小体处的部分C5蛋白被激活后裂解为C5a和C5b,C5a、C5b不是神经递质,B错误;C、C5a可激活巨噬细胞攻击运动神经元而致其损伤,故吞噬细胞攻击可能导致神经一肌细胞处的突触减少,C正确;D、使用C5a的抗体可与C5a结合,抑制巨噬细胞的激活,减少巨噬细胞对运动神经元的损伤,所以可以延缓ALS的发生及病情加重,D正确;故选B。22.(23-24高三上·北京海淀·期末)小鼠受到社交挫败刺激后,通过下图所示的调节过程改变睡眠时间及激素分泌,从而在一定程度上缓解焦虑。下列分析不正确的是(
)A.若LH区神经元异常兴奋,会导致睡眠时间缩短B.人为抑制VTA区神经元活性,可能导致小鼠焦虑行为无法得到缓解C.VTA区神经元通过垂体分泌的促肾上腺激素使肾上腺皮质激素分泌增加D.应对社交挫败刺激的调节过程中,下丘脑存在效应器【答案】C〖祥解〗由图可知,VTA区神经元抑制PVH区神经元和LH区兴奋,LH区神经元兴奋,会抑制睡眠,导致睡眠时间缩短,PVH区神经元通过垂体分泌的促肾上腺激素使肾上腺皮质激素分泌增加,但VTA区神经元会抑制该神经元。【详析】A、据图分析,若LH区神经元异常兴奋,会抑制睡眠,导致睡眠时间缩短,A正确;B、人为抑制VTA区神经元活性,PVH区神经元和LH区神经元兴奋,会使肾上腺皮质激素分泌增加以及睡眠时间缩短,可能导致小鼠焦虑行为无法得到缓解,B正确;C、由图可知,PVH区神经元通过垂体分泌的促肾上腺皮质激素使肾上腺皮质激素分泌增加,但VTA区神经元会抑制该神经元,C错误;D、应对社交挫败刺激的调节过程中,VTA区神经元抑制下丘脑PVH区神经元合成促肾上腺皮质激素释放激素,该神经调节过程中下丘脑存在效应器,D正确。故选C。23.(23-24高三上·北京大兴·期末)尼古丁对人体有害。H和P是脑中两个不同区域,机体通过H-P通路对尼古丁产生厌恶反应。将尼古丁分别注入野生型大鼠和T基因突变大鼠的H区,检测P区神经元兴奋性电流变化,结果如图。下列说法错误的是()A.P区兴奋时,其神经细胞膜对Na+的通透性降低B.H-P通路调节过程中,既有电信号也有化学信号C.T基因突变后,P神经元兴奋性电流频率降低D.提高T基因的表达量可能有助于戒除烟瘾【答案】A〖祥解〗1、当神经纤维某一部位受到刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加,Na+内流,这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化,表现为内正外负的兴奋状态,此时的膜电位称为动作电位。2、突触小体可以与其他神经元的胞体或树突等相接近,共同形成突触。兴奋传递至时,突触前膜释放神经递质作用于突触后膜,使突触后膜发生电位变化,从而信号由前膜传递至后膜。【详析】A、P区兴奋时,产生动作电位,其神经细胞膜对Na+的通透性升高,A错误;B、依题意,H和P是脑中两个不同区域,机体通过H-P通路对尼古丁产生厌恶反应,则H-P通路涉及多个神经元间的联系,因此,H-P通路调节过程中,既有电信号也有化学信号,B正确;C、据图可知,T基因突变大鼠相比与野生型大鼠,电流幅度不变,但电流频率降低了,C正确;D、据图比较野生型和T基因突变大鼠,提高T基因的表达量,可提高脑P区的兴奋性,机体可通过H-P通路对尼古丁产生厌恶反应,从而可能有助于戒除烟瘾,D正确。故选A。二、非选择题24.(2024·北京东城·二模)哺乳动物幼崽的母亲依恋行为是生命历程中的第一种社会行为,近期我国科学家揭示了该行为的调控机制。(1)神经调节的基本方式是。母亲气味作为刺激,使幼崽的相关感受器产生兴奋,兴奋沿着传入神经向传导,经过综合处理最终使幼崽表现出母亲依恋行为。(2)基因T表达产物是神经递质5-羟色胺(5-HT)合成必需的酶。为探究5-HT对幼鼠母亲依恋行为的影响,取一对基因T缺失突变杂合小鼠(+/-)进行杂交,利用杂交子代幼鼠进行如下实验。①如图1.在测试盒子的两侧分别放置来自幼鼠母亲的巢穴物品(A)和未使用过的巢穴物品(B),幼鼠放置在中间空白处,统计幼鼠在两侧的停留时间,结果如图2所示。实验结果说明。②为进一步证实上述结论,研究人员对①操作进行了改进:将未使用过的巢穴物品替换为其他雌鼠的巢穴物品,其余处理均相同。所得实验结果支持上述结论。改进的目的是。(3)母亲气味可激活幼鼠脑中的5-HT能神经元(释放的神经递质为5-HT)和催产素能神经元(释放的神经递质为催产素)。研究人员提出假设:5-HT能神经元对幼鼠母亲依恋行为的调控需通过催产素能神经元。利用图1装置进行实验以验证该假设,实验组应选择的幼鼠和试剂分别为(填字母序号),预期实验结果为。a.基因T缺失纯合突变体
b.催产素受体基因缺失纯合突变体
c.5-HT
d.催产素【答案】(1)反射神经中枢(2)5-HT是幼鼠产生母亲依恋行为所必需的明确5-HT影响的是幼鼠对母亲气味的特异性反应(3)b,c幼鼠在A和B的停留时间无显著差异〖祥解〗神经调节的基本方式是反射,结构基础是反射弧。【详析】(1)神经调节的基本方式是反射。母亲气味作为刺激,使幼崽的相关感受器产生兴奋,兴奋沿着传入神经向神经中枢传导,经过综合处理最终使幼崽表现出母亲依恋行为。(2)由图2实验结果可知,基因T缺失突变纯合小鼠在两侧的停留时间无明显差异,有基因T的幼鼠在两侧的停留时间均有明显差异,说明基因T表达产物5-HT是幼鼠产生母亲依恋行为所必需的。将未使用过的巢穴物品替换为其他雌鼠的巢穴物品,可排除雌性非母亲的气味的影响,明确5-HT影响的是幼鼠对母亲气味的特异性反应。(3)要验证5-HT能神经元对幼鼠母亲依恋行为的调控需通过催产素能神经元,实验组可选择催产素受体基因缺失纯合突变体和5-HT,若实验结果为幼鼠在A和B的停留时间无显著差异,说明:5-HT能神经元对幼鼠母亲依恋行为的调控需通过催产素能神经元,无法接受到催产素的信息就无法调控幼鼠母亲依恋行为。25.(2024·北京·模拟预测)学习以下材料,回答(1)~(4)题。神经干细胞的“内卷”之战“本是同根生,相煎何太急”——小小细胞也会“内卷”,这是真的吗?人体在胚胎发育期,为了争夺有限的空间、能量以及营养因子,高速分裂的细胞很可能会发生激烈的“内卷之战”。高等级细胞会剥夺大量的资源,甚至剥夺底层细胞的生存权利。对于生命体来说,大脑是最复杂、最重要的器官,而且在大脑发有期间,往往会产生过量的细胞。因此研究人员推测大脑的神经干细胞之间也存在激烈的竞争。研究人员在小鼠中利用不同荧光嵌合标记的原理,开发了新的标记和追踪系统,这样就可以在这种基因嵌合体胚胎小鼠的大脑中,使不同基因型的神经干细胞分别表达不同的荧光蛋白。特别是在同一母细胞分裂形成的相邻“姐妹干细胞”中实现了不同基因嵌合诱导表达并评价其生理效应。经过短期和长期的追踪,研究人员发现那些携带不同基因型、散发不同荧光色的神经干细胞,展示出不同的命运。有的干细胞发生明显的克隆性扩增,有的干细胞则走向凋亡甚至被临近的细胞吞噬。研究人员进一步鉴定出两个驱动神经干细胞竞争的因子——Axin2和p53(如图),并证明二者之间至少存在上下游因果调控关系。进一步研究发现Axin2和p53的同时缺失在削弱神经干细胞之间的竞争之后,小鼠大脑皮层的面积和厚度均显著增加,且神经元数目也明显增多。这表明Axin2和p53可能在神经发育过程中协调测量细胞适应性,调节自然细胞竞争,优化大脑大小。这也是首次在哺乳动物中证明细胞竞争对于组织器官大小存在着调控作用。有趣的是,研究人员并未在p53缺失的小鼠中观察到大脑的明显变化,说明削弱干细胞竞争所导致脑器官变大还需进一步深入探究。(1)在胚胎发育早期,动物和人的神经干细胞经过增殖分化发育形成细胞,组成了神经系统。(2)研究人员首次揭示干细胞竞争在大脑发育中发挥的潜在作用,为脑发育尤其是大脑皮层发育带来了全新概念,在此过程中失败者干细胞会被清除掉,而优胜者干细胞则会发生显著的扩增,决定神经干细胞生存的正负调控因子分别是。(3)关于调控因子的表达对干细胞竞争以及大脑发有的调控机制,研究人员提出了以下4种模型:注:→表示促进,表示抑制。请根据上述研究判断哪个模型是最合理的,并阐述理由:。(4)一些科学家认为:干细胞竞争仅是在基因嵌合体小鼠相邻神经干细胞中由人工诱导出的基因型差异所导致的。请提出在自然发育的胚胎小鼠中也存在通过上述机制调控干细胞竞争的简要实验思路。【答案】(1)神经元、神经胶质/神经胶质细胞、神经元(2)Axin2,p53(3)模型4。理由:双缺失神经干细胞能够存活并增殖,与p53缺失细胞相似,说明p53位于Axin2下游;Axin2和Trp53同时缺失的小鼠大脑皮层的面积和厚度显著增加,但p53缺失小鼠中没有观察到大脑的明显变化,说明Axin2存在对大脑发育的单独调控机制(4)分析野生型小鼠神经干细胞的细胞竞争情况与Axin2、p53基因的表达情况〖祥解〗1、组成神经系统的细胞主要包括神经元和神经胶质细胞两大类。2、分析图可知,Axin2缺失会导致神经干细胞凋亡,p53缺失会导致神经干细胞发生明显的克隆性扩增,说明在神经干细胞的生存中,Axin2是作为正调控因子起作用的,p53是作为负调控因子起作用。【详析】(1)神经干细胞经过增殖分化发育形成神经元和神经胶质细胞,组成了神经系统。(2)Axin2缺失会导致神经干细胞凋亡,成为失败者干细胞;p53缺失会导致神经干细胞发生成为优胜者干细胞,说明决定神经干细胞生存的正负调控因子分别是Axin2、p53。(3)根据题干和图分析可知,双缺失神经干细胞能够存活并增殖,且与p53缺失细胞相似,说明p53位于Axin2下游;Axin2和p53同时缺失的小鼠大脑皮层的面积和厚度显著增加,但p53缺失小鼠中没有观察到大脑的明显变化,说明Axin2存在对大脑发育的单独调控机制。因此最合理的模型为模型4。(4)若要验证自然发育的胚胎小鼠中也存在通过上述机制调控干细胞竞争,可分析野生型小鼠神经干细胞的细胞竞争情况与Axin2、p53基因的表达情况26.(2024·北京通州·模拟预测)为研究夜间白光暴露(光暴露)对小鼠血糖调节的机制,科研人员开展了以下研究。(1)正常情况下小鼠血糖升高、胰岛素促进组织细胞,使血糖浓度降低。(2)研究者把小鼠置于黑暗和光暴露环境中进行血糖代谢测定,方法如下:将小鼠原始血糖值和实验测定的血糖值做差值,再通过计算每个时间点的相对血糖值绘制曲线,计算曲线与横纵坐标包围的而积数值(AUC),量化小鼠的血糖代谢能力,如下图。
图AUC量化图和不同条件下AUC相对值①综上分析,AUC数值越大,小鼠血糖代谢能力。②依据上图的柱状图分析,说明。(3)①小鼠视网膜上存在三种感光细胞,分别为Cones,Rods和ipRGCS,为探究是哪种感光细胞介导上述过程,研究者获得了不同细胞功能异常的小鼠进行AUC检测,结果如下表所示,推测小鼠视网膜上感受光暴露刺激的是。功能异常小鼠AUC检测组别处理黑暗AUC光暴露AUCipRGCS功能异常小鼠3532Cones,Rods功能异常小鼠3357Cones,Rods,ipRGCS功能异常小鼠7069②已知小体内棕色脂肪细胞可利用血糖进行产热。根据上述结果,补充该研究中光暴露对血糖的调节通路:光暴露→→传入神经→激活下丘脑SON区→传出神经→。【答案】(1)摄取、利用和储存葡萄糖(2)越差光暴露抑制小鼠的血糖代谢能力(3)ipRGCS细胞ipRGCS细胞兴奋棕色脂肪细胞利用葡萄糖减少〖祥解〗据题意可知:光调节葡萄糖代谢的机制:光可通过神经调节的方式影响糖代谢,其信号传导途径是:光→视网膜ipRGC细胞→传入神经→下丘脑SON区→传出神经→棕色脂肪细胞利用葡萄糖减少。【详析】(1)胰岛素作用包括促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉细胞并合成糖原,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;抑制肝糖原的分解和非糖物质转变为葡萄糖。因此对于组织细胞来说胰岛素可以促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖。(2)①题意表明,将小鼠原始血糖值和实验测定的血糖值做差值,再通过计算每个时间点的相对血糖值绘制曲线,计算曲线与横纵坐标包围的而积数值(AUC),量化小鼠的血糖代谢能力,因此AUC数值越大代表小鼠血糖恢复越慢,因此AUC数值越大,小鼠血糖代谢能力越差。②依据柱状图分析可知,光暴露组AUC数值更大,因此可推测光暴露抑制小鼠的血糖代谢能力。(3)①Cones,Rods功能异常小鼠黑暗AUC和光暴露AUC差值较大,说明光暴露正常发挥抑制小鼠的血糖代谢能力,而ipRGCS功能异常小鼠和Cones,Rods,ipRGCS功能异常小鼠黑暗AUC和光暴露AUC差值较小,表明光暴露无法发挥作用,因此小鼠视网膜上感受光暴露刺激的是ipRGCS细胞。②根据表格信息可知,光暴露对血糖的调节通路为:光→视网膜ipRGC细胞→传入神经→下丘脑SON区→传出神经→棕色脂肪细胞利用葡萄糖减少。27.(2024·北京昌平·二模)三叉神经痛是一种临床上常见的神经系统疾病,研究者对其发病机制开展系列研究。(1)受到外界刺激,感觉传入神经元TG将兴奋传递到引发痛觉。(2)研究者手术结扎相关神经,构建对机械性疼痛敏感的三叉神经痛模型小鼠。利用不同质量纤维丝刺激小鼠面部特定区域,检测引发小鼠逃避发应的机械痛阈值(最小纤维丝质量),结果如图1。推测神经调节肽B的受体(NMBR)参与三叉神经痛的发生,检测TG的NMBR表达量,结果如图2。①据图1可知,与假手术组相比,模型组小鼠,说明三叉神经痛模型小鼠构建成功。②综合图1、图2结果说明。(3)小鼠TG存在一种A-型钾离子通道。研究者推测神经调节肽B(NMB)激活NMBR后通过A-型钾离子通道影响小鼠机械疼痛敏感性。为验证这一推测,研究者设计如下实验。组别处理方式实验结果A-型钾离子通道的电流密度(pA/pF)小鼠机械痛阈值(g)1生理盐水XY2?低于X低于Y3加NMBR阻断剂,再加生理盐水??4加A-型钾离子通道阻断剂,再加生理盐水??5?与X无显著差异与Y无显著差异6?低于X低于Y注:电流密度大小等于单位时间内通过单位面积的电量①A-型钾离子通道受到(促进/抑制)会降低细胞膜内外电势差,提高神经系统兴奋性。②实验中2、5、6组的实验处理分别是。③3、4组实验结果分别为。综合全部实验结果,证实推测合理。【答案】(1)大脑皮层(2)机械痛阈值降低在一定范围内,NMBR的含量升高,会降低小鼠机械痛阈值,使得小鼠三叉神经痛更敏感(3)抑制2组加NMB;5组加NMBR阻断剂,再加NMB;6组加A-型钾离子通道阻断剂,再加NMB(2、6组可互换)3组与1组无显著差异,4组电流密度和机械痛阈值均低于1组〖祥解〗兴奋在神经元之间的传递:(1)神经元之间的兴奋传递就是通过突触实现的。突触:包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。(2)兴奋的传递方向:由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡内,所以兴奋在神经元之间(即在突触处)的传递是单向的,只能是:突触前膜→突触间隙→突触后膜(上个神经元的轴突→下个神经元的细胞体或树突)。(3)传递形式:电信号→化学信号→电信号。【详析】(1)大脑皮层是所有感觉的形成部位,受到外界刺激,感觉传入神经元TG将兴奋传递到大脑皮层引发痛觉。(2)①据图1可知,实验的自变量是手术后时间和不同组别,因变量是机械痛阈值,与假手术组相比,模型组小鼠机械痛阈值降低,说明三叉神经痛模型小鼠构建成功。②图2是TG的NMBR表达量,据图可知,假手术组的GAPDH与模型组差别不大,但假手术组的NMBR表达量较少,综合图1、图2结果说明在一定范围内,NMBR的含量升高,会降低小鼠机械痛阈值,使得小鼠三叉神经痛更敏感。(3)①兴奋的产生与钠离子通道开放,钠离子内流有关,据此推测,A-型钾离子通道受到抑制会降低细胞膜内外电势差,提高神经系统兴奋性。②分析题意,本实验目的是验证神经调节肽B(NMB)激活NMBR后通过A-型钾离子通道影响小鼠机械疼痛敏感性,实验的自变量是NMB及NMBR的有无,因变量是小鼠的机械疼痛敏感性,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故据实验处理可知,2组加NMB;5组加NMBR阻断剂,再加NMB;6组加A-型钾离子通道阻断剂,再加NMB(2、6组可互换)。③3组加NMBR阻断剂,再加生理盐水,则NMBR无法起作用,故预期结果应与对照组加生理水无明显差异;4组加A-型钾离子通道阻断剂,再加生理盐水,由于实验预期是神经调节肽B(NMB)激活NMBR后通过A-型钾离子通道影响小鼠机械疼痛敏感性,且实验结果应与预期一致,故4组应为电流密度和机械痛阈值均低于1组。28.(2024·北京顺义·一模)星形胶质细胞中的T蛋白与动物学习记忆能力有关。科研人员对T蛋白的作用机理进行了系列研究。(1)星形胶质细胞的末梢与神经元胞体或树突相接近形成,其形态、功能和数量会影响学习记忆能力。(2)科研人员获得星形胶质细胞中敲除T基因的小鼠X,进行两组实验。实验一:在水槽中放置一平台,对小鼠进行5天平台实验,测定野生型和小鼠X到达平台所用时间,结果如图1。实验二:将野生型和小鼠X置于暗箱中,记录运动轨迹(运动轨迹可反映小鼠运动能力),结果如图2。①图1显示,与野生型相比,小鼠X到达平台的时间更长。请提出两种合理的假设解释实验结果。假设一:。假设二:。②图2实验结果排除了假设。(3)科学家显微拍摄野生型和小鼠X的神经细胞,发现小鼠X诲马区的突触数量显著降低。为研究T蛋白缺失导致突触数量降低的原因,还需在细胞水平上进一步观察记录。(4)钙波指细胞内的钙在某个区域瞬时性增高,并以很快的速度在细胞内传播。钙波强度可调节星形胶质细胞与神经元间的交流,以及神经细胞的发育。A蛋白位于星形胶质细胞的细胞膜上,敲除A基因,钙波强度减弱。敲除T基因的小鼠,A基因启动子区域维持甲基化修饰。请综合分析,完善T蛋白影响学习记忆的机理(使用文字、箭头和“+、-”表示)。【答案】(1)轴突突触(2)T蛋白可维持小鼠的学习记忆能力(或敲除T蛋白后会导致小鼠学习记忆能力下降)T蛋白可维持小鼠的运动能力;T蛋白可维持小鼠的正常精神状态(或敲除T蛋白后会导致小鼠运动能力下降或出现精神障碍)二(3)海马区神经细胞的数量和突起(或轴突、树突)数量(4)〖祥解〗1、学习是神经系统不断地接受刺激,获得新的行为、习惯和积累经验的过程,记忆则是将获得的经验进行贮存和再现。2、学习和记忆的机理:①学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成;②短期记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关;③长期记忆可能与新突触的建立有关。【详析】(1)学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成,短期记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关,长期记忆可能与新突触的建立有关,因此星形胶质细胞的轴突末梢与神经元胞体或树突相接近形成突触,其形态、功能和数量会影响学习记忆能力。(2)①图1显示,与野生型相比,小鼠X到达平台的时间更长,可能是小鼠X缺乏T蛋白,使小鼠学习记忆能力下降,也有可能是可能是小鼠X缺乏T蛋白使小鼠的运动能力下降,因此可做出假设:假设一:T蛋白可维持小鼠的学习记忆能力(或敲除T蛋白后会导致小鼠学习记忆能力下降);假设二:T蛋白可维持小鼠的运动能力;T蛋白可维持小鼠的正常精神状态(或敲除T蛋白后会导致小鼠运动能力下降或出现精神障碍);②由图2可以看出,小鼠X的运动轨迹与野生型的运动轨迹差别不大,说明缺乏T蛋白对小鼠的运动能力影响不大,因此排除假设二。(3)研究T蛋白缺失导致突触数量降低的原因,还需在细胞水平上进一步观察记录小鼠X海马区神经细胞的数量和突起(或轴突、树突)数量,并与野生型进行比较;(4)由题意可知,A蛋白位于星形胶质细胞的细胞膜上,敲除A基因,钙波强度减弱。敲除T基因的小鼠,A基因启动子区域维持甲基化修饰,可以得出T蛋白影响学习记忆的机理为:T蛋白促进A基因去甲基化,促进A蛋白的合成,使钙波强度增强,增加突触的数量,从而增强学习记忆能力。29.(2024·北京房山·一模)在非人类灵长类、啮齿类等动物中,个体之间的互相梳理行为对于加强和维持社会联系、减少社交孤立至关重要。为研究该现象的产生机制做了相关实验。(1)愉悦的触摸引起感觉神经元产生,通过传入神经在产生舒适感。当小鼠总在特定环境位置被抚摸时,小鼠会对该位置形成位置偏好,该应答反应被称为反射。(2)有研究表明,感觉神经元K可能与此应答反应有关。荧光标记K神经元,显微镜下观察野生型和K神经元缺失模型小鼠(ABL)神经元,结果如图1所示。ABL模型鼠构建成功的依据是。(3)为研究K神经元的作用,研究人员通过检测野生型小鼠和ABL的行动轨迹来反映位置偏好,实验过程如图2。①Ⅰ、Ⅱ处所需的实验处理分别是。(填图下的字母)②Ⅲ、Ⅳ处支持感觉神经元K参与位置偏好应答反应的运动轨迹分别是。(填图下的字母)(4)请基于上述研究,提出一个可进一步研究的问题。【答案】(1)兴奋(神经冲动)大脑皮层条件(2)与野生型小鼠相比,ABL中的K神经元显著减少(3)C、DB、A(4)合理得分(如:验证K神经元是否是传入神经元;如何使ABL恢复具有位置偏好功能)〖祥解〗机体神经调节的基本方式是反射,机体反射分为条件反射和非条件反射,条件反射的完成需要大脑皮层的参与。反射的基础是反射弧,完整的反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五大部分,反射的完成需要完整的反射弧的参与。【详析】(1)触摸作为适宜的刺激,使感觉神经元末梢产生动作电位,产生兴奋,兴奋通过传入神经传至大脑皮层,产生舒适感。当小鼠总在特定环境位置被抚摸时,小鼠会对该位置形成位置偏好,反射弧的建立需要经过后天的学习训练,神经中枢位于大脑皮层,属于条件反射。(2)模型小鼠的特点为K神经缺失,通过荧光标记K神经元后,模型小鼠与野生型小鼠相比,显微镜下模型小鼠的被荧光标记的K神经元明显减少。(3)①该实验思路为:选择野生型小鼠和ABL小鼠,分别置于两个箱子中,经常在小鼠生活区域的左侧进行愉悦的触摸处理,再将小鼠置于两个箱子之间,观察小鼠的活动轨迹是向左还是向右(C图);再选择生理状态相同的野生型小鼠随机均分为两组,一组在箱子标记侧(左侧)进行愉悦的触摸处理,另一组不进行处理;同时选择多只ABL小鼠,重复上述实验(D图)。观察各组小鼠的活动轨迹;多次处理之后,将各组小鼠置于两个箱子之间,观察小鼠的活动轨迹是向左还是向右。②若支持感觉神经元K参与位置偏好应答反应,则野生型小鼠K神经元含量及功能均正常,位置偏好应答反应能正常完成,活动轨迹更偏好与箱子左侧,图B与此结果相符;ABL小鼠因缺失K神经元,无法完成位置偏好应答反应,其活动轨迹没有明显偏好性,图A与此结果相符。(4)上述研究核心为K神经元是否参与K参与位置偏好应答反应,若与题(3)结果结论相符,则可进一步研究K神经元是如何参与该应答反应的,在完成该反射的反射弧中充当什么结构;或进一步探究如何使ABL恢复具有位置偏好功能等。30.(2024·北京门头沟·一模)长期饮酒会引起酒精成瘾,当停止饮酒时,患者可表现出酒精戒断综合征(AWS),若不加以干预,严重时患者会出现惊厥等症状。为了给AWS的治疗提供科学依据,科研人员开展了相关研究。(1)人体摄入的酒精通过的方式进入细胞,酒精降解产生的乙醛能促进大脑中相关神经元分泌去甲肾上腺素(NE),NE与心肌细胞上的结合,使心跳加快。(2)研究者选取成年雄性大鼠随机分为对照组和饮酒组,饮酒组连续28天饮用酒精水溶液,对照组饮用清水。饮酒组大鼠分三组,分别于不同时间进行AWS戒断症状评分(症状越严重评分越高),结果如图1。评分结束后,分别给每组大鼠再次饮酒并记录饮酒量,结果如图2。结果表明,停止饮酒后6h戒断症状达到高峰,判断依据为。(3)为探究药物右美托咪定(DEX)对酒精依赖大鼠AWS的影响,研究者给予组大鼠不同浓度DEX腹腔注射,结果如图3,结果表明。(4)若将DEX用于辅助治疗人AWS,请你提出一个需进一步研究的问题。【答案】(1)自由扩散NE受体(2)与对照组相比,停止饮酒后6h组AWS评分最高,再次饮酒量最多(3)停止饮酒6hDEX能改善大鼠酒精戒断症状,且浓度为10μg·kg-1时效果最好(4)DEX在人体中的安全性/DEX对人体AWS的有效性/DEX对人体AWS有效的剂量〖祥解〗1、甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有机物也较易通过自由扩散进出细胞。物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式,叫作自由扩散,也叫简单扩散。2、突触小体中含有神经递质,突触小体兴奋时,神经递质经胞吐释放至突触间隙,神经递质经扩散通过突触间隙,与突触后膜上的特异性受体结合,形成递质-受体复合物,从而改变了突触后膜对离子的通透性,引发突触后膜电位变化,这样,信号就从一个神经元通过突触传递到了另一个神经元。【详析】(1)细胞膜主要成分是蛋白质和脂质,甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有机物通过自由扩散的方式进出细胞。去甲肾上腺素由神经元分泌,属于神经递质,神经递质要与特异性受体结合,形成递质-受体复合物起作用。(2)据图1可知,停止饮酒后6小时,AWS评分最高。据图2可知,停止饮酒后6小时,再次饮酒量最多。综合以上分析可舌知,停止饮酒后6h戒断症状达到高峰,判断依据为与对照组相比,停止饮酒后6h组AWS评分最高,再次饮酒量最多。(3)依题意,实验的目的是探究药物右美托咪定(DEX)对酒精依赖大鼠AWS的影响,因此,实验的对象应是停止饮酒6h组的大鼠。据图3可知,与对照组相比,注射DEX的实验组AWS评分都更低,且浓度为10μg·kg-1时AWS评分都最低。由此可知,DEX能改善大鼠酒精戒断症状,且浓度为10μg·kg-1时效果最好。(4)以上实验已经证明DEX能改善大鼠酒精戒断症状,且浓度为10μg·kg-1时效果最好,但药物在应用于人的临床时,还要做药物对人的安全性的评估及有效剂量等研究,因此,需进一步研究DEX在人体中的安全性/DEX对人体AWS的有效性/DEX对人体AWS有效的剂量。31.(2024·北京海淀·一模)高等动物的学习、记忆功能与海马脑区神经元的突触联系有关。(1)小鼠海马脑区神经元突触后膜上分布A受体和N受体,二者均为离子通道(图1甲)。对突触前神经元施加单次刺激后,传入神经末梢释放的与两种受体结合(图1乙),Na+通过A通道内流导致突触后膜的电位变化,促进K⁺解除N通道处Mg2+的阻碍,进而K+,引发Na+和Ca2+
通过N通道内流。(2)基于上述机理,研究人员对突触前神经元施加高频强刺激(TBS),测量TBS施加前后,给予单次刺激时A受体及N受体引发的突触后膜电位最大值,结果如图2。①图2结果显示,表明该突触传递的信号强度在施加TBS后增强,这种现象称为LTP。②进一步研究发现,LTP出现的原因是:施加TBS,A受体被激活进而引发的膜电位变化持续时间增长,引起更多流入突触后神经元,引发镶嵌有N和A受体的囊泡转运至突触后膜并与细胞膜融合,从而的数量。(3)研究人员推测N受体向突触后膜的转运影响A受体及N受体引发的LTP,A受体向突触后膜的转运仅影响A受体引发的LTP。为验证该推测,利用离体培养的海马区神经元进行下表所示实验。组别处理I处理Ⅱ及检测指标实验结果对照组无i.测量A受体引发的膜电位:进行相关处理,检测施加TBS前后的膜电位最大值。ii.测量N受体引发的膜电位:加入_②③_,检测施加TBS前后的膜电位最大值。i.升高ii.升高实验组1bi._④_
ii.⑤实验组2①i.⑥_
ii.⑦a.N受体膜转运抑制剂
b.A受体膜转运抑制剂c.N受体抑制剂
d.A受体抑制剂e.低浓度Mg2+的人工脑脊液
f.正常浓度Mg2+的人工脑脊液请将上述选项依次填入表格的①~③处:(选填选项前的字母),以完善该实验。若该推测正确,则④~⑦处实验结果依次为。(4)基于以上研究,说明LTP的生物学意义。【答案】(1)神经递质外流(2)TBS刺激后,A受体及N受体施加单次刺激引发的突触后膜电位最大值增大Ca2+(或“Ca2+和Na+”)增加突触后膜A受体和N受体(3)ade略升高、升高、略升高、不变(4)促进学习和记忆,有利于更好地适应环境〖祥解〗1、静息电位表现为内负外正,受到刺激后钠离子内流,动作电位表现为内正外负,随后钾离子外流,恢复静息电位;2、兴奋在两个神经元之间传递是通过突触进行的,突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组成,神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,进入突触间隙,作用于突触后膜上的特异性受体,引起下一个神经元兴奋或抑制,所以兴奋在神经元之间的传递是单向的;突触可完成“电信号→化学信号→化学信号”的转变。【详析】(1)由图1可知,对突触前神经元施加单次刺激后,传入神经末梢释放的神经递质会与两种受体结合,引起Na+通过A通道内流,导致突触后膜的电位变化,促进K+解除N通道处Mg2+的阻碍,进而K+外流,引发Na+和Ca2+通过N通道内流;(2)①由图2可知,TBS刺激后,A受体及N受体施加单次刺激引发的突触后膜电位最大值逐渐增大,表明该突触传递的信号强度在施加TBS后增强;②LTP出现的原因是:施加TBS,A受体被激活进而引发的膜电位变化持续时间增长,引起更多Ca2+(或“Ca2+和Na+”)流入突触后神经元,引发镶嵌有N和A受体的囊泡转运至突触后膜并与细胞膜融合,从而增加突触后膜A受体和N受体的数量;(3)该实验的目的是验证N受体向突触后膜的转运影响A受体及N受体引发的LTP,A受体向突触后膜的转运仅影响A受体引发的LTP。因此实验的自变量是N受体、A受体的有无,由实验的单一变量原则和对照原则可推断出①N受体膜转运抑制剂、②是加入A受体抑制剂、③是加入低浓度Mg2+的人工脑脊液;若该推测正确,则④~⑦处实验结果依次为略升高、升高、略升高、不变;(4)通过以上研究可以看出,LTP能促进学习和记忆,有利于生物能更好地适应环境。32.(2024·北京密云·模拟预测)调查显示,夜间过多光源暴露会显著提高患糖尿病等代谢疾病风险。研究发现,视网膜上的感光细胞ipRGC在蓝光刺激下可作用于小鼠脑中的相关神经通路,使得空腹小鼠在食用葡萄糖后的血糖浓度上升幅度高于红光刺激的小鼠。此外,该神经通路还与脂肪细胞的代谢有关,如图1所示。
(1)视网膜上的感光细胞ipRGC能将光刺激转变为电信号,属于反射弧中的。(2)科研人员研究光调节葡萄糖代谢与下丘脑SCN区、SON区关系的实验及结果如图2所示(AUC为血糖含量曲线与横坐
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