2025年高考二轮复习生物大单元9实验与探究层级二关键突破提升练3

层级二关键突破提升练学生用书P217

突破点探究实验的设计、分析及评价1.(2024·安徽二模)(10分)生长激素(GH)的分泌受下丘脑分泌的GHRH与GHRIH的双重调控,GHRH促进GH分泌,而GHRIH抑制GH分泌。GH能诱导靶细胞产生促生长因子(IGF1),GH和IGF1对软骨细胞生长均有促进作用。上述调节过程如图所示。回答下列问题。(1)由图可知,IGF1的分泌存在调节机制和反馈调节机制。

(2)GH可以直接作用于骨骼,也可以通过IGF1间接作用于骨骼,促进骨骼的生长。研究人员拟验证GH可通过IGF1促进小鼠软骨细胞生长,以无GH受体的小鼠软骨细胞为实验材料,在细胞培养液中添加不同物质,分组离体培养,A组为对照组,实验设计如表所示。组别ABCDEF培养液中添加的物质无GHIGF1正常小鼠去垂体后的血清正常小鼠去垂体后注射过GH的血清

实验结果预测及分析。①与A组比较,B组小鼠软骨细胞生长无明显变化,主要原因为;E组小鼠软骨细胞生长明显加快,主要原因为。

②有人认为上述实验还不够严密,为增强实验的说服力,应增加组别F,该培养液中添加的物质为

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答案(1)分级(2)培养的小鼠软骨细胞无GH受体,不能促进小鼠软骨细胞生长正常小鼠去垂体后注射GH,能诱导肝脏细胞分泌IGF1,促进小鼠软骨细胞生长IGF1基因缺失小鼠去垂体后注射过GH的血清解析(1)由图可知,IGF1的分泌是通过下丘脑—垂体—肝脏轴来进行的,当血液中的IGF1含量增加到一定程度时,又会反馈调节下丘脑、垂体的分泌,进而使IGF1的分泌减少而不至于浓度过高。可见,IGF1的分泌存在分级调节机制和反馈调节机制。(2)①A组为对照组。以无GH受体的小鼠软骨细胞为实验材料,B组培养液中添加GH,但B组小鼠软骨细胞生长无明显变化,究其原因主要为培养的小鼠软骨细胞无GH受体,GH不能促进小鼠软骨细胞生长。E组培养液中添加了正常小鼠去垂体后注射过GH的血清,由于正常小鼠去垂体后注射GH,能诱导肝脏细胞分泌IGF1,促进小鼠软骨细胞生长,所以E组小鼠软骨细胞生长明显加快。②为增强实验的说服力,应增加一组IGF1基因缺失小鼠去垂体后注射过GH的血清。因为正常小鼠去垂体后注射过GH的血清中含有IGF1,而IGF1基因缺失小鼠去垂体后注射过GH的血清中没有IGF1,小鼠软骨细胞的生长就会有明显的不同。若添加正常小鼠去垂体后注射过GH的血清,小鼠软骨细胞较A组生长明显加快,添加IGF1基因缺失小鼠去垂体后注射过GH的血清,小鼠软骨细胞较A组无明显变化,则说明GH可通过IGF1促进小鼠软骨细胞生长,此实验结果更具说服力。2.(2024·山东聊城二模)(11分)睡眠是一种减少运动和感觉反应的体内平衡调节的状态。人体的生物钟调节中枢位于下丘脑视交叉上核(SCN),它对调节激素水平、睡眠需求等具有重要作用。血清素(5HT)是褪黑素的前体物质,褪黑素具有夜晚分泌量多,而白天分泌量少的特点,它能使人入睡时间明显缩短,睡眠持续时间延长,从而起到调整睡眠的作用。褪黑素的分泌机制如图所示。回答下列问题。(1)当人感到疲倦时,通过睡眠精力可以得到快速的恢复。但是,有人常常在疲劳状态下听着轻音乐而睡着,长此以往,轻音乐响起时自然犯困,形成了反射,该反射的神经中枢位于。

(2)由图中信息可知,光周期信号影响褪黑素的分泌,该反射弧的效应器是。

熬夜玩游戏会使生物钟紊乱,严重影响睡眠质量,原因是。长期睡眠不足还会导致体液NO含量增加,进而影响树突状细胞和辅助性T细胞分泌免疫活性物质,使机体(填“体液免疫”“细胞免疫”或“体液免疫和细胞免疫”)能力下降。

(3)非眼球快速运动睡眠(NREM)中因有深睡期,可使人的呼吸变缓、心率变慢、全身肌肉放松,大脑皮层得到充分休息。科学家经研究推测:5HT是由大脑中缝核神经细胞产生的,并通过作用于中脑网状结构诱导产生NREM。请根据所给实验材料设计实验验证上述推测。实验材料:健康状况相同的小鼠若干、直流电探针(可损毁神经细胞)、5HT注射液。实验思路:

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预期结果:

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答案(1)条件大脑皮层(2)传出神经末梢及其支配的松果体发出的光线使夜间褪黑素分泌减少,入睡时间明显延长,睡眠持续时间缩短,睡眠质量下降甚至失眠体液免疫和细胞免疫(3)将健康状况相同的小鼠平均分为甲、乙、丙三组,甲组用直流电探针损毁小鼠大脑中缝核神经细胞,一段时间后,向小鼠脑中注射5HT;乙组用直流电探针损毁小鼠中脑网状结构,一段时间后,向小鼠脑中注射5HT;丙组不做处理。监测三组小鼠各项处理后的睡眠状况甲组小鼠损毁处理后不产生NREM,注射5HT后,NREM可以完全恢复;乙组小鼠损毁处理后不产生NREM,注射5HT后无变化;丙组小鼠正常睡眠解析(1)轻音乐响起时自然犯困是后天形成的,属于条件反射,条件反射的神经中枢位于大脑皮层。(2)效应器由传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体组成,光周期信号影响褪黑素的分泌,该反射弧的效应器是传出神经末梢及其支配的松果体。熬夜玩游戏会使生物钟紊乱,发出的光线使夜间褪黑素分泌减少,入睡时间明显延长,睡眠持续时间缩短,睡眠质量下降甚至失眠。树突状细胞和辅助性T细胞参与体液免疫和细胞免疫,因此长期睡眠不足会导致体液NO含量增加,影响体液免疫和细胞免疫。(3)要证明5HT是由大脑中缝核神经细胞产生的,并通过作用于中脑网状结构诱导产生NREM,可将健康状况相同的小鼠平均分为甲、乙、丙三组,甲组用直流电探针损毁小鼠大脑中缝核神经细胞,一段时间后,向小鼠脑中注射5HT;乙组用直流电探针损毁小鼠中脑网状结构,一段时间后,向小鼠脑中注射5HT;丙组不做处理。监测三组小鼠各项处理后的睡眠状况。甲组小鼠损毁处理后不产生NREM,注射5HT后,NREM可以完全恢复。乙组小鼠损毁处理后不产生NREM,注射5HT后无变化。丙组小鼠正常睡眠。3.(2024·江苏南通二模)(16分)甲流病毒(IAV)是一种RNA包膜病毒。其表面存在血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)2种糖蛋白,血凝素帮助病毒识别宿主细胞表面的特定受体,而神经氨酸酶促进病毒的包膜(类脂膜)与宿主细胞膜融合,过程如下图所示。请回答下列问题。(1)IAV进入细胞的方式与T2噬菌体侵染大肠杆菌不同,IAV通过方式整体进入细胞,噬菌体侵染大肠杆菌时,只有进入细胞。

(2)甲流病毒进入机体后,能被等细胞摄取和加工处理,将抗原信息暴露在细胞表面,以便呈递给其他细胞。当IAV进入宿主细胞后,需要通过细胞免疫将宿主细胞破裂,释放出病原体,该过程中,细胞毒性T细胞的活化过程需要等参与。

(3)图中IAV繁殖过程中产生的早期蛋白质和晚期蛋白质的场所是。

早期蛋白质的功能主要与的合成有关。

(4)研究者通过体外实验统计不同NA抗体对病毒侵染细胞的抑制作用,实验过程如下表。请补充完成相关内容。实验步骤具体操作易感细胞的培养从犬肾脏组织中分离培养获得一种上皮样细胞,对流感病毒易感获取抗体提取感染流感病毒后63天、21天的两位康复者体内的抗体(分别为D63、D21)和①体内的抗体作为对照抗体,分别配制成0.08,0.26,0.79,2.37,7.11,21.3,64,192μg/mL溶液

分组将培养的易感细胞随机分成②组,每组设3个重复实验

实验处理将抗体分别与流感病毒混合,再感染易感细胞实验结果的检测检测③

实验结果记录和处理实验结果分析实验结果表明:④

答案(1)胞吞DNA(2)巨噬细胞、树突状细胞、B细胞宿主细胞(靶细胞)、辅助性T细胞(3)宿主细胞的核糖体核酸(4)从未感染过流感病毒也未接种过相关疫苗的人24被病毒感染的细胞数量NA抗体能抑制病毒侵染细胞,且在一定浓度范围内浓度越高抑制越强(或低浓度时,影响不大,超过一定浓度,浓度越高抑制越强),D63对病毒侵染细胞的抑制作用强于D21解析(1)由图可知,IAV通过胞吞的方式整体进入细胞,噬菌体侵染大肠杆菌时只有DNA注入细胞,蛋白质外壳留在外面。(2)甲流病毒进入机体后,能被抗原呈递细胞如巨噬细胞、树突状细胞、B细胞等摄取和加工处理,将抗原信息暴露在细胞表面,以便呈递给辅助性T细胞。细胞毒性T细胞的活化需要宿主细胞(靶细胞)、辅助性T细胞等参与。(3)IAV的核酸通过核孔进入细胞核,以宿主细胞的原料直接合成mRNA,在宿主细胞的核糖体上合成早期蛋白质和晚期蛋白质,早期蛋白质进入细胞核中参与RNA的复制,说明这些早期蛋白质主要与核酸的合成有关。(4)实验中使用的对照抗体最可能来自从未感染过流感病毒也未接种过相关疫苗的人。实验分为三组,分别为感染流感病毒后63天的康复者的NA抗体、感染流感病毒后21天的康复者的NA抗体、对照抗体,将