新教材人教版高中生物选择性必修1稳态与调节2022高考生物一轮复习学案
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选择性必修1稳态与调节学案 第1课 第2课 第3课 第4课 第5课 人体的内环境与稳态 ...................................................................................... - 1 - 神经调节.......................................................................................................... - 9 - 体液调节........................................................................................................ - 25 - 免疫调节........................................................................................................ - 44 - 植物生命活动的调节 .................................................................................... - 58 - 第1课 人体的内环境与稳态 一、内环境的组成及其作用 1.体液的组成及其相互关系 (1)体液的组成 (2)体液各部分的相互转化关系 2.内环境的概念、化学成分及理化性质 概念 主要成分 主要差别 渗透压 理化性质 pH 温度 3.内环境的作用 (1)完善下图所示内容 由细胞外液构成的液体环境 水、蛋白质、无机盐、经血液运输的营养物质、代谢废物、激素等 血浆中含有较多的蛋白质 血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关 血浆pH为7.35~7.45,与HCO-3、H2CO3等物质有关 人体细胞外液的温度一般维持在37 ℃左右 成分 (2)内环境的功能 ①细胞生存的直接环境; ②细胞与外界环境进行物质交换的媒介。 二、内环境的稳态 1.由细胞外液构成的液体环境叫作内环境 (1)消化道内的液体属于体液。 (2)血红蛋白不属于内环境的成分。 (3)可与组织液进行双向物质交换的体液只有血浆。 (4)血细胞和心肌细胞所需的营养物质都是直接来自血浆。 (×) (√) (×) (×) 2.正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态叫稳态 (1)只要内环境保持稳态,人体一定不会患病。 (2)组织液中的蛋白质浓度低于血浆中的蛋白质浓度。 (3)机体内环境pH的相对稳定仅通过呼吸系统就可以维持稳定。 (4)人体剧烈运动时无氧呼吸所产生的乳酸使血浆pH明显降低。 (5)内环境的化学成分保持相对稳定,不一定能保持内环境的稳态。 (×) (√) (×) (×) (√) 内环境的组成及其相互关系 血浆渗透压可分为胶体渗透压和晶体渗透压,其中,由蛋白质等大分子物质形成的渗透压称为胶体渗透压,由无机盐等小分子物质形成的渗透压称为晶体渗透压。回答下列问题: (1)举例说明血浆中的大分子蛋白质主要包括哪些物质?无机盐主要包括哪种物质? 答案:大分子蛋白质主要是血浆蛋白、蛋白质类激素、抗体等。无机盐主要是Na+、Cl-等。 (2)0.9%的生理盐水是血浆的等渗溶液,可维持血细胞正常的形态,血浆中NaCl的浓度是否等于0.9%? 答案:不是。血浆渗透压分为胶体渗透压和晶体渗透压,二者之和与0.9%的生理盐水的渗透压相同,血浆中NaCl的浓度应低于0.9%。 (3)若某人严重偏食,蛋白质摄入量远不能满足正常生命活动的需要,出现组织水肿现象,为什么? 答案:人体血浆蛋白含量显著降低时,血浆胶体渗透压降低,从而导致水分由血浆进入组织液,引起组织水肿。 1.巧用“箭头走向”分析内环境物质交换示意图 (1)分析 (2)结论:甲是细胞内液,乙是组织液,丙是血浆,丁是淋巴液。 2.认清4类内环境的物质 3.组织水肿的成因 考向1| 内环境的组成及其相互关系 1.(2019·全国卷Ⅲ)下列关于人体组织液的叙述,错误的是( ) A.血浆中的葡萄糖可以通过组织液进入骨骼肌细胞 B.肝细胞呼吸代谢产生的CO2可以进入组织液中 C.组织液中的O2可以通过自由扩散进入组织细胞中 D.运动时,丙酮酸转化成乳酸的过程发生在组织液中 D 解析:骨骼肌细胞生存的内环境是组织液,血浆中的葡萄糖可以通过组织液进入骨骼肌细胞,A正确;肝细胞呼吸代谢产生的CO2可通过自由扩散的方式进入组织液,B正确;组织液中的O2可通过自由扩散的方式进入组织细胞,C正确;人体细胞无氧呼吸产生乳酸的过程发生在细胞质基质中,D错误。 【方法规律】“四看法”排除不属于内环境的成分 考向2| 内环境的理化性质 2.(2020·山东德州模拟)白蛋白是血浆中含量最多的蛋白质,临床上可以将人血白蛋白静脉注射到患者体内,用于治疗多种疾病。下列说法正确的是( ) A.白蛋白增多,会引起组织水肿 B.白蛋白减少,会使机体尿量减少 C.注射白蛋白,可治疗肝腹水 D.注射白蛋白,可缓解高原反应 C 解析:白蛋白增多,血浆的渗透压升高,可吸收组织液中的水,组织液减少,不会引起组织水肿,A错误;白蛋白减少,血浆渗透压下降,抗利尿激素的分泌量减少,会使机体尿液增多,B错误;注射白蛋白,可使血浆渗透压升高,组织液减少,可治疗肝腹水,C正确;白蛋白没有运输氧气的能力,不能缓解高原反应,D错误。 内环境的稳态 1.神经系统、内分泌系统和免疫系统与内环境稳态的联系 (1)神经调节:稳态调节的主要方式,如体温调节、水盐平衡调节和血糖平衡调节的中枢均位于下丘脑。 (2)体液调节:某些化学物质(如激素、CO2、H+等)通过体液传送对机体进行调节,其中主要是激素调节。 (3)免疫调节:免疫系统通过清除异物、外来病原微生物等对内环境的稳态起调节作用。 2.内环境稳态失调引起的疾病 3.人体维持pH稳定的机制 -2-(1)维持的因素:血浆中存在很多缓冲对,如HCO- 3/H2CO3、HPO4/H2PO4等。(2)维持机制:酸性或碱性物质进入血浆后,可以和缓冲物质发生反应,反应产物可以通过肺或肾脏排出体外,从而使血浆的酸碱度保持相对稳定(以HCO3/H2CO3缓冲对为例)。 - 考向1| 内环境稳态的实质及其意义 1.(2021·山东济南模拟)在连续恒速给药(如静脉输液)的过程中血药浓度会逐渐增高,一段时间后可达稳定而有效的血药浓度,此时药物吸收速率与消除速率达到平衡,这时的血药浓度称为稳态血药浓度。结合相关知识判断下列说法错误的是( ) A.稳态是内环境的各种化学成分维持相对稳定的状态,注射药物一般不影响稳态 B.注射量相同的情况下,通常静脉注射比肌肉注射会使药物更快到达全身各部位 C.理想的给药剂量应能够使稳态血药浓度维持在最低中毒浓度与最低有效浓度之间 D.当治疗效果不满意或发生不良反应时,可通过测定稳态血药浓度对给药剂量加以调整 A 解析:人体内环境的各种化学成分和理化性质随着外界环境因素的变化和体内细胞代谢活动的进行不断发生着变化,注射药物会影响稳态,A错误;药物静脉注射直接进入血浆,肌肉注射先进入组织液,再进入血浆,因此静脉注射的药效更快,B正确;药物在人体内发挥治疗作用时,该药物的血药浓度应介于最低有效浓度和最低中毒浓度之间,C正确;注射药物会影响内环境的稳态,当治疗效果不满意或发生不良反应时,可通过测定稳态血药浓度对给药剂量加以调整,D正确。 考向2| 内环境稳态的维持机制 2.下图表示内环境稳态的部分调节机制。下列表述错误的是( ) A.若①表示免疫分子,则①包括抗体、细胞因子等 B.内环境稳态的调节机制有神经和体液调节等 C.寒冷时,控制骨骼肌不自主战栗的神经中枢是大脑皮层的躯体感觉中枢 D.若②表示促甲状腺激素,则②的分泌量不只受甲状腺激素的调节 C 解析:抗体、细胞因子、溶菌酶都属于免疫活性物质,即免疫分子;神经、内分泌和免疫系统共同调节内环境的稳态;促甲状腺激素释放激素和甲状腺激素均影响促甲状腺激素的分泌。寒冷时,控制骨骼肌不自主战栗的神经中枢是体温调节中枢,该中枢位于下丘脑。 (1)内环境中的信息分子对于内环境稳态的维持具有重要作用,信息分子为什么只作用于特定的靶细胞?信息分子只能和靶细胞的特定受体结合,从而发挥调节作用。 (2)试举例说明神经系统分泌的信息分子如何调控内分泌腺的分泌。下丘脑可通过神经调节调控胰岛细胞的分泌。 生活 人总有感冒、发烧的时候,病情严重时需要通过药物控制病情。给药实践情境 的方式包括口服、肌肉注射和静脉注射。许多人在病情严重时希望采用“挂吊瓶”的方式快速缓解病情。 命题生长点1 内环境及其化学成分 (1)相比于西药,中药成分较为复杂。多种中药注射液注入人体后患者产生不良反应,被限制使用。为什么中药注射液注入人体后患者会产生不良反应? 答案:中药注射液注入人体后,会使内环境成分发生较大的改变,进而影响细胞代谢。 (2)相对来说,你认为哪一种给药方式对人体可能最安全? 为什么? 答案:口服。有害的物质可能不会被消化道吸收,对内环境的化学成分和理化性质影响相对较小。 命题生长点2 内环境各组分的相互关系 肌肉注射时,药液进入人体后经过的一般途径是(C) A.血浆→组织液→淋巴液→血浆→靶细胞 B.淋巴液→血浆→组织液→血浆→靶细胞 C.组织液→血浆→组织液→靶细胞 D.组织液→淋巴液→血浆→组织液→靶细胞 解析:肌肉注射时,药物首先进入组织液。依据内环境组成部分的物质交换关系可知,C项更为全面。 命题生长点3 内环境稳态的调节机制 患者的精神状态对病毒性感冒患者康复的快慢有着重要影响,如何解释这一现象? 答案:内环境稳态的维持,需要神经系统、内分泌系统和免疫系统的共同作用。 不同注射给药方式,药物的运输途径不同 (1)肌肉注射:组织液→血浆→组织液→细胞 (2)静脉注射:血浆→组织液→细胞 内环境稳态调节机制中涉及的物质分子 调节方式 神经调节 物质分子 神经递质 来源 突触前膜释放 靶细胞或作用部位 突触后膜 体液调节 免疫调节 激素 抗体 细胞因子 内分泌腺细胞 浆细胞 辅助性T细胞 相应靶细胞 抗原 B细胞或细胞毒性T细胞 第2课 神经调节 一、神经调节的结构基础 1.中枢神经系统各部分组成及其功能(连线) 组成 功能 ①大脑 ②小脑 ③脑干 ④下丘脑 ⑤脊髓 a.调节运动的低级中枢 b.有许多维持生命的必要中枢 c.体温调节中枢、水平衡调节中枢 d.维持身体平衡 e.调节机体活动的最高级中枢 提示:①—e ②—d ③—b ④—c ⑤—a 2.外周神经系统 3.神经元 (1)写出图中各字母表示的结构名称 a.树突;b.细胞体;c.轴突;d.神经末梢。 (2)用图中的字母填空 ①接受信息,并将信息传导给细胞体的是a。 ②构成神经纤维的结构是c。 ③将信息从细胞体传向其他神经元、肌肉或腺体的结构是c。 二、神经调节的基本方式 1.反射与反射弧 (1)反射:在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应。 (2)反射弧 2.非条件反射与条件反射 (1)非条件反射:出生后无须训练就具有的反射,是与生俱来的。 (2)条件反射:在非条件反射的基础上通过学习和训练建立的反射。 ①维持:需要非条件刺激的强化。 ②消退:不是条件反射的简单丧失,是一个新的学习过程,需要大脑皮层的参与。 ③意义:使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性,大大提高了动物应对复杂环境变化的能力。 三、神经冲动的产生和传导 1.兴奋在神经纤维上的传导 (1)传导形式:兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导,也叫神经冲动。 (2)传导过程 (3)传导特点:双向传导,即图中a←b→c。 2.兴奋在神经元之间的传递 (1)结构基础——突触 ①突触的结构:由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成。 ②突触的类型:主要有轴突—胞体型、轴突—树突型。 (2)传递过程 (3)传递特点及原因:单向传递,兴奋只能从一个神经元的轴突传到下一个神经元的细胞体或树突。原因是神经递质只存在于突触小泡内,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜上。 3.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害 (1)作用位点:大多是通过突触起作用。 (2)作用机理:促进神经递质的合成和释放速率;干扰神经递质与受体的结合;影响分解神经递质的酶的活性。 (3)毒品和兴奋剂的危害:使人形成瘾癖,对人体的健康带来极大的危害。 四、神经系统的分级调节 1.神经系统对躯体运动的分级调节 (1)大脑皮层 ①位置:大脑的表面。 ②组成:神经元胞体及其树突。 ③结构特点:具有丰富的沟(凹陷部分)回(隆起部分),增大表面积。 ④控制途径:指令通过脑干传递到脊髓。 (2)大脑皮层代表区与躯体的关系 ①躯体运动的精细程度越大,大脑皮层的代表区就越大。 ②大脑皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的。 (3)躯体运动的分级调节 ①分级调节示意图 ②意义:机体的运动在大脑皮层以及其他中枢的分级调节下,变得更加有条不紊与精确。 2.神经系统对内脏活动的分级调节 (1)分级调节示意图 (2)调节内脏活动的低级中枢:脊髓。 (3)低级中枢活动的高级调节者:大脑皮层,使得自主神经系统并不完全自主。 五、人脑的高级功能 1.语言功能(连线) 提示:①—i—c ②—iii—d ③—ii—b ④—iv—a 2.大脑的左右半球的功能 (1)左半球:语言功能,逻辑思维。 (2)右半球:形象思维,如音乐、绘画、空间识别等。 3.学习与记忆 (1)概念 ①参与系统:神经系统的多个脑区和神经通路。 ②结果:获得新行为、习惯和积累经验。 ③实质:条件反射的建立。 (2)记忆过程(填图) 4.情绪 (1)概念:人对环境所作出的反应,是大脑的高级功能之一。 (2)减少情绪波动:积极建立和维系良好的人际关系、适量运动和调节压力。 1.神经调节的结构基础是神经系统 (1)脊髓、脑属于中枢神经系统。 (2)位于大脑皮层的呼吸中枢是维持生命的必要中枢。 (3)自主神经系统是一种传出神经,包括交感神经和副交感神经。 (√) (×) (√) (4)交感神经和副交感神经通常共同调节同一内脏器官,作用一般相反。(√) 2.神经调节的基本方式是反射,其结构基础是反射弧 (1)反射是在大脑皮层参与下,机体对内外刺激作出的规律性应答。 (2)刺激传出神经也会引起效应器作出反应,这种反应也属于反射。 (3)寒冷刺激皮肤引起皮肤血管收缩是条件反射。 (×) (×) (×) (4)如果破坏了反射弧的某一结构(如传出神经),则反射不能发生。 3.神经冲动在神经纤维上双向传导,在神经元之间单向传递 (1)动作电位形成过程中Na+内流的方式是主动运输。 (√) (×) (2)兴奋传递过程中,突触后膜上的信号转换是电信号→化学信号→电信号。 (3)神经递质作用于突触后膜上,就会使下一个神经元兴奋。 4.躯体与内脏器官的活动通常都受到不同中枢的分级调控 (1)高级神经中枢和低级神经中枢对躯体运动都有调控作用。 (√) (×) (×) (2)某同学正在跑步,参与调节这一过程的神经结构有大脑皮层、小脑、下丘脑、脑干和脊髓。 (3)控制排尿反射的高级神经中枢位于大脑皮层。 (4)下丘脑不参与血糖平衡的调节。 5.大脑皮层是整个神经系统中最高级的部位 (1)语言功能是人脑特有的高级功能。 (2)长时记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关。 (√) (×) (√) (√) (×) (3)当盲人用手指“阅读”盲文时,参与此过程的高级神经中枢只有躯体感觉中枢和躯体运动中枢。 (×) 神经调节的结构基础和方式 1.完成“反射”所必备的两个条件 (1)需存在完整的反射弧——凡不经历完整反射弧所引起的反应(如肌肉收缩)不可称为“反射”。 (2)需适宜的刺激——不仅刺激“种类”要适宜,刺激“强度”也要适宜(如给予嗅觉的气味刺激不能引发味觉,反之亦然;刺激强度小于一定“阈值”不能引发动作电位的产生,只有强度达到或超过阈值时方可产生动作电位,且动作电位一旦产生就不会因刺激强度加强而增高)。 2.反射弧中传入神经和传出神经的判断 (1)根据是否具有神经节:具有神经节的是传入神经。 (2)根据脊髓灰质结构判断:与脊髓灰质粗大的前角相连的为传出神经,与后角相连的为传入神经。 (3)根据脊髓灰质内突触结构判断:图示中与“相连的为传出神经。 (4)切断实验法:若切断某一神经,刺激外周段(远离中枢的位置),肌肉不收缩;而刺激向中段(近中枢的位置),肌肉收缩,则切断的为传入神经。反之则为传出神经。 3.“三看法”判断条件反射与非条件反射 ”相连的为传入神经,与“” 考向1| 神经系统的组成 1.交感神经和副交感神经是神经系统的重要组成部分。下列有关它们的叙述正确的是( ) A.它们都属于中枢神经系统中的自主神经系统 B.它们的作用通常是相反的,交感神经促进内脏活动,副交感神经抑制内脏活动 C.它们不受意识的支配,属于传出神经 D.长跑时副交感神经活动占据优势,安静时交感神经活动占据优势 C 解析:交感神经和副交感神经属于外周神经系统的传出神经中的自主神经系统,不受意识的支配,A错误,C正确;它们的作用通常相反,对不同器官的作用不同,比如交感神经促进心脏活动,却抑制消化腺的活动,B错误;长跑时交感神经占据优势,安静时副交感神经占据优势,D错误。 考向2| 反射与反射弧 2.(2019·海南卷)下列与反射弧有关的叙述,错误的是( ) A.效应器的活动包括腺体分泌和肌肉收缩 B.效应器的结构受到损伤会影响反射活动的完成 C.突触后膜上有能与神经递质特异性结合的受体 D.同一反射弧中感受器的兴奋与效应器的反应同时发生 D 解析:效应器包括传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体等,故效应器的活动包括腺体分泌和肌肉收缩,A正确;反射的完成需要经过完整的反射弧,效应器的结构受到损伤会影响反射活动的完成,B正确;突触后膜上有能与神经递质特异性结合的受体,神经递质通过与突触后膜受体的结合引起突触后膜的兴奋或抑制,C正确;同一反射弧中感受器先兴奋,效应器后兴奋,D错误。 神经冲动的产生与传导 兴奋的产生与传导的过程分析 (1)膜电位的测量方法 测量方法 测量图解 测量结果 电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧 电表两极均置于神经纤维膜的外侧 (2)兴奋传导过程中膜电位变化曲线分析 考向1| 兴奋的产生 1.(2020·广东云浮模拟)某神经纤维在产生动作电位的过程中,Na+、K+通过离子通道的流动造成的跨膜电流如图所示(内向电流是指正离子由细胞膜外向膜内流动,外向电流则相反)。下列说法正确的是( ) A.a点之前神经纤维膜内外之间没有正离子的流动 B.ab段Na+通道开放,bc段Na+通道关闭 C.c点时神经纤维的膜内电位等于0 mV D.cd段K+排出细胞不需要消耗ATP D 解析:据图分析可知,a点之前神经纤维处于静息状态,此时有K+外流,A错误;ab段与bc段均是内向电流,此时都是Na+通道开放,B错误;c点时跨膜电流为0 mA,由内向电流转为外向电流,即Na+向膜内流动停止,K+开始向膜外流动,此时膜电位为内正外负,膜内电位不等于0 mV,C错误;cd段K+通过K+通道蛋白排出细胞,是协助扩散,不需要消耗ATP,D正确。 考向2| 兴奋的传导 2.(2020·江苏卷)下图为部分神经兴奋传导通路示意图,相关叙述正确的是( ) A.①、②或④处必须受到足够强度的刺激才能产生兴奋 B.①处产生的兴奋可传导到②和④处,且电位大小相等 C.通过结构③,兴奋可以从细胞a传递到细胞b,也能从细胞b传递到细胞a D.细胞外液的变化可以影响①处兴奋的产生,但不影响③处兴奋的传递 A 解析:兴奋的产生需要受到刺激且达到一定的阈值,①②④均位于神经纤维上,要受到足够强度的刺激才能产生兴奋,A正确。若神经元a产生的是兴奋性神经递质,①处产生的兴奋可以通过神经纤维传导到②处,再经过突触传递到下一神经元④处,但两神经元的细胞膜对Na+、K+的通透能力不一定相同,故②处和④处的电位大小不一定相等;若神经元a产生的是抑制性神经递质,则①处产生的兴奋不能传导到④处,B错误。结构③为突触,在突触处,兴奋只能从突触前膜传递到突触后膜,而不能从突触后膜传递到突触前膜,C错误。突触间隙内的液体为组织液,属于细胞外液,因而细胞外液的变化可以影响③处兴奋的传递,D错误。 兴奋在神经元之间的传递 筒箭毒碱是从南美洲防己科植物中提取的生物碱,现在作为麻醉剂广泛用于外科手术。图示表示神经冲动在神经—肌肉接头(一种突触的结构)之间的传递,Ach即乙酰胆碱,是一种兴奋性的神经递质。 (1)图中X代表什么?它为什么会向突触前膜移动?它含有的物质通过什么方式释放到突触间隙? 答案:突触小泡。当轴突末梢有神经冲动传来时,突触小泡受到刺激,就会向突触前膜移动并与它融合,同时以胞吐的方式释放神经递质。 (2)Ach与突触后膜的受体结合,引起肌细胞膜外侧发生的电位转变是什么?为什么? 答案:由正电位变为负电位,Ach是兴奋性的神经递质。 (3)筒箭毒碱的结构与Ach相似,据此推测,筒箭毒碱麻痹肌肉的机制可能是什么? 答案:与Ach受体结合,抑制Ach与受体结合,阻止兴奋的传递。 (4)若用某化学物质使Ach酯酶失活,则当兴奋由图中的神经传递到肌肉时,出现的现象是什么?为什么? 答案:肌肉持续兴奋(或持续收缩)。乙酰胆碱发挥作用后即被Ach酯酶分解,避免肌肉持续兴奋。Ach酯酶失活,则当兴奋由图中的神经传递到肌肉时,肌肉将持续兴奋(或持续收缩)。 1.突触与突触小体的比较 (1)结构上不同:突触小体是神经元轴突末端的膨大部分,其上的膜构成突触前膜,是突触的一部分;突触涉及两个神经元,包括突触前膜、突触间隙和突触后膜,其中突触前膜与突触后膜分别属于两个神经元。 (2)信号转换不同:在突触小体上的信号变化为电信号→化学信号;在突触中完成的信号变化为电信号→化学信号→电信号。 2.神经递质的性质及作用 化学成分 包括多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、γ氨基丁酸、甘氨酸、乙酰胆碱等多种成分 兴奋性 功能 递质 抑制性 递质 去向 回收再利用 酶解 可导致Na+内流,使突触后膜兴奋,产生动作电位,实现由“内负外正→内正外负”的电位转化 可导致负离子(如Cl-)进入突触后膜,从而强化“内负外正”的静息电位 通过突触前膜运载体的作用将突触间隙中多余的神经递质回收至突触前神经元并贮存于囊泡再利用 被相应的酶分解失活 3.兴奋在神经纤维上传导和在神经元间传递的比较 比较项目 结构基础 信号形式 速度 方向 兴奋在神经纤维上的传导 神经元(神经纤维) 电信号 快 可以双向 考向1| 兴奋传递的机理 1.(2021·山东潍坊模拟)医学研究表明,抑郁症与单胺类神经递质传递功能下降相关。单胺氧化酶是一种单胺类神经递质的降解酶。单胺氧化酶抑制剂(MAOID)是目前一种常用的抗抑郁药。下图是正在传递兴奋的突触结构的局部放大示意图,结合图分析,下列说法错误的是( ) 兴奋在神经元间的传递 突触 电信号→化学信号→电信号 慢 单向传递 A.图中①是突触前膜 B.一定时间内,MAOID能增加突触间隙的单胺类神经递质浓度 C.图中所示的递质释放方式,利用了生物膜的流动性 D.单胺类神经递质与蛋白M结合后,将导致细胞Y膜内电位由正变负 D 解析:由题图可知,突触小泡与①融合后释放神经递质,①是突触前膜,A正确;MAOID能抑制单胺氧化酶的活性,使突触间隙的单胺类神经递质在一定时间内不能分解而积累,B正确;图中所示的递质释放方式是胞吐,利用了生物膜的流动性,C正确;蛋白M是突触后膜上的受体,单胺类神经递质与蛋白M结合后,细胞Y兴奋,膜电位由内负外正变为内正外负,D错误。 (1)神经递质属于小分子物质,却通过胞吐方式释放,这一释放方式有何意义?可以在短时间内释放大量神经递质,使突触后膜发生电位变化。 (2)完成一个反射所需的时间不是决定于神经纤维的长度,而是决定于该过程中突触数目的多少,为什么?兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导,传导速度很快,在突触处发生电信号→化学信号→电信号的转换,消耗时间较长。 考向2| 兴奋传递过程实验分析 2.Ach(乙酰胆碱)是一种神经递质。实验人员欲研究Ach浓度与反应时间的关系(简图如下),在除去突触小泡的前提下自①处注入不同浓度的Ach,②处给予恒定刺激,③④处分别为灵敏感应时间测量点。测得不同浓度Ach条件下,③④两处感受到信号所用时间如表所示。下列各项叙述正确的是( ) Ach浓度/ (mmol·L-1) 0.1 0.2 0.3 0.4 ③处感受到信号 所用的时间/ms 5.00 5.00 5.00 5.00 ④处感受到信号 所用的时间/ms 5.56 5.48 5.31 5.24 A.图中⑤⑥⑦共同构成一个突触 B.实验中除去突触小泡的目的是防止实验结果受到相关因素的干扰 C.表中数据说明高浓度的Ach能促进兴奋在神经纤维上的传导 D.表中数据说明Ach浓度的增加对兴奋在神经元之间的传递无明显影响 B 解析:突触是由突触前膜、突触间隙、突触后膜三部分构成的,而⑤是线粒体,A错误;实验中除去突触小泡的目的是防止实验结果受到突触小泡中神经递质的干扰,B正确;表中数据说明高浓度的Ach对兴奋在神经纤维上的传导无明显影响,但对兴奋在神经元之间的传递有促进作用,C、D错误。 神经系统的分级调节和人脑的高级功能 1.神经系统的分级调节 (1)对躯体运动的分级调节:大脑皮层通过对脊髓传出神经的控制,调节躯体运动。 (2)对内脏活动的分级调节:大脑皮层可调控脊髓,进而通过自主神经系统(交感神经和副交感神经)支配内脏器官的活动。 2.人类大脑皮层的四大功能 (1)一切“感觉”形成的场所——躯体感觉中枢。 (2)躯体运动的最高级中枢——调控支配脊髓低级运动中枢。 (3)记忆、思维能力。 (4)具有语言中枢,如W区、V区、S区、H区等(语言中枢为人类所特有)。 3.学习与记忆的三步曲 (1)第一步:信息输入——学习与记忆的基础。 (2)第二步:注意——信息输入大脑。 (3)第三步:反复运用和强化——长时记忆的唯一途径。 4.与神经调节有关的人体部分生理(或病理)现象 生理或病理现象 考试专心答题时 聋哑人学习舞蹈 植物人 高位截瘫 参与(损伤)神经中枢 大脑皮层V区和W区(高级中枢)参与 大脑皮层视觉中枢、言语区的V区和躯体运动中枢参与 大脑皮层损伤、小脑功能退化,但下丘脑、脑干、脊髓功能正常 脊椎受损伤,大脑皮层、小脑等功能正常 考向1| 神经系统的分级调节 1.(2019·全国卷Ⅰ)人的排尿是一种反射活动。回答下列问题: (1)膀胱中的感受器受到刺激后会产生兴奋。兴奋从一个神经元到另一个神经元的传递是单向的,其原因是_________。 (2)排尿过程的调节属于神经调节,神经调节的基本方式是反射,排尿反射的初级中枢位于________,成年人可以有意识地控制排尿,说明排尿反射也受高级中枢控制,该高级中枢位于____________。 (3)排尿过程中,尿液还会刺激尿道上的______________,从而加强排尿中枢的活动,促进排尿。 解析:(1)兴奋传到神经末梢时,突触前膜内的突触小泡受到刺激,释放神经递质,神经递质经扩散进入突触间隙,然后与突触后膜上的特异性受体结合,引发突触后膜电位变化,兴奋传递到另一个神经元,正是因为神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,所以兴奋从一个神经元到另一个神经元的传递是单向的。(2)排尿反射属于非条件反射,其初级中枢位于脊髓,婴幼儿由于大脑发育尚不完善,不能控制排尿,经常会尿床,而成年人大脑发育完善,可以通过大脑皮层有意识地控制排尿。(3)当膀胱内贮存尿量达到一定程度,膀胱壁内的感受器受到刺激而兴奋,神经冲动沿传入神经传到脊髓的排尿反射低级中枢;同时由脊髓再把膀胱充胀的信息上传至大脑皮层的排尿反射高级中枢,并产生尿意,大脑皮层向下传递神经冲动,将贮存在膀胱内的尿液排出;尿液进入尿道,刺激尿道上的感受器,神经冲动沿传入神经再次传到脊髓排尿中枢,进一步促进排尿。 答案:(1)神经递质由突触前膜释放,作用于突触后膜 (2)脊髓 大脑皮层 (3)感受器 考向2| 大脑的高级功能 2.(2019·北京卷)为探究运动对海马脑区发育和学习记忆能力的影响,研究者将实验动物分为运动组和对照组,运动组每天进行适量的有氧运动(跑步/游泳)。数周后,研究人员发现运动组海马脑区发育水平比对照组提高了1.5倍,靠学习记忆找到特定目标的时间缩短了约40%。根据该研究结果可得出( ) A.有氧运动不利于海马脑区的发育 B.规律且适量的运动促进学习记忆 C.有氧运动会减少神经元间的联系 D.不运动利于海马脑区神经元兴奋 B 解析:由题意可知,运动组每天进行适量的有氧运动(跑步/游泳),数周后,研究人员发现运动组海马脑区发育水平比对照组提高了1.5倍,因此,有氧运动有利于海马脑区的发育,A错误;运动组海马脑区发育水平高,且靠学习记忆找到特定目标的时间缩短了约40%,因此,规律且适量的运动促进学习记忆,B正确;有氧运动有利于学习记忆,而短时记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关,因此,有氧运动会增加神经元之间的联系,C错误;据题意可知,运动组海马脑区发育水平高,且学习记忆能力增强,不运动不利于海马脑区神经元兴奋,D错误。 生活实践情境 夏夜的蚊子令人不堪其扰。当蚊子叮你的脚腕时,你的脚往往会不由自主地抖动一下,然后感觉到刺痛。当你看到一只蚊子落到你的左手背时,你一般会保持左手不动,然后用右手拍死蚊子。 命题生长点1 反射与反射弧 当蚊子叮你的脚腕时,你的脚往往是无意识地抖动,然后才感觉到疼痛,写出上述反射的反射弧。 答案:感受器→传入神经→脊髓(神经中枢)→传出神经→效应器(腿部肌肉)。 命题生长点2 兴奋的产生和传递过程 (1)控制左手的运动神经元接到的“指令”使其抑制(填“兴奋”或“抑制”)。有关机理可能是B。 A.Na+内流 B.Cl-内流 C.K+外流 (2)上述过程中,兴奋在反射弧上的传导是双向的还是单向的?为什么脚往往是先无意识地抖动,然后才感觉到疼痛? 答案:单向的。脚无意识地抖动属于非条件反射,其中枢位于脊髓,该过程经过的突触较少,传递速度较快;疼痛的感觉产生于大脑皮层,兴奋从感受器传到大脑皮层经过的突触较多,传递速度相对较慢。 命题生长点3 神经系统的分级调节 当看到蚊子叮咬时,左右手出现了不同的反应。原因是高级神经中枢对控制左右手的运动神经元发出了不同的“指令”。此处的“指令”指的是神经递质。 巧记神经递质“一·二·二” 关于反射的两个误区 (1)产生反应≠反射:反射必须经过完整的反射弧。当电刺激传出神经或效应器时,都能使效应器产生反应,但不属于反射。 (2)“形成感觉”≠“完成反射” “反射”强调机体对某种刺激作出了“应答”,它必须经过完整的反射弧才能完成——倘若感受器接受相应刺激后,仅是经上行传入路径传至大脑皮层,使其形成诸如疼、酸、辣、苦、甜等的感觉,因其并未经过传出神经作用于效应器从而发生“应答”,故未发生反射。 第3课 体液调节 一、激素与内分泌系统 1.促胰液素的发现 探究者 实验 假设 沃泰默 胰液的分泌受神经调节的控制 斯他林、贝利斯 胰液的分泌受化学物质的调节 实验 步骤 实验 现象 实验 A组、C组中的胰腺能分泌胰液,B组中的胰腺不能分泌胰液 胰腺分泌胰液 小肠上微小的神经难以剔除干净,胰液的分泌受化学物质的调节 结论 胰液的分泌受神经调节的控制 2.激素调节概念:由内分泌器官或细胞分泌的化学物质——激素进行调节的方式。 3.激素研究实例 (1)胰岛素的发现 实验 切除狗的胰腺 结扎狗的胰管,使胰腺萎缩,提取胰岛提取液,注入患糖尿病的狗 抑制胰蛋白酶的活性,直接提取胰腺中的胰岛素,用于糖尿病的治疗 (2)睾丸分泌雄激素的研究 ①研究方法:摘除法、移植法、提取法。 ②结论:睾丸可以分泌雄激素,激发并维持雄性的第二性征。 4.内分泌系统的组成和功能 (1)组成:由相对独立的内分泌腺以及兼有内分泌功能的细胞共同构成。 (2)人体主要的内分泌腺及其分泌的激素 内分泌腺 激素名称 促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素、促肾上腺皮质激素释下丘脑 放激素等 抗利尿激素 生长激素 促甲状腺激素、促性腺激素、促肾主要作用 促进垂体分泌释放相应激素 由垂体释放、促进肾小管和集合管对水的重吸收 调节生长发育 调节相应内分泌腺的活动 实验现象 狗患糖尿病 实验结论 胰腺能分泌某种抗糖尿病的物质 狗的血糖迅速下降 胰岛分泌物可以治疗糖尿病 治疗效果很好 胰岛素的化学本质是蛋白质 垂体 上腺皮质激素等 调节体内有机物代谢、促甲状腺 甲状腺激素 进生长和发育、提高神经的兴奋性等 胰岛 肾上腺 B细胞 A细胞 髓质 皮质 胰岛素 胰高血糖素 肾上腺素 醛固酮、皮质醇等 降低血糖浓度 升高血糖浓度 提高机体的应激能力 调节水盐代谢和有机物代谢 促进男性生殖器官的发睾丸 雄激素 育、精子细胞的生成和男性第二性征的出现等 促进女性生殖器官的发卵巢 雌激素和孕激素 育、卵细胞的生成和女性第二性征的出现等 二、血糖调节 1.血糖的来源和去路 2.参与调节的主要激素 激素 分泌部位 胰岛B 细胞 胰岛A 细胞 作用途径 促进血糖进入组织细胞氧化分解,进入肝、肌肉并合成糖原,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成葡萄糖 主要作用于肝,促进肝糖原分解和非糖物质转变成葡萄糖 胰岛素 胰高血糖素 3.血糖的神经调节 (1)血糖平衡调节中枢:下丘脑。 (2)调节途径:通过调节胰岛细胞、甲状腺和肾上腺的分泌调节血糖含量。 4.反馈调节 (1)概念:在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作。 (2)意义:对于机体维持稳态具有重要意义。 三、甲状腺激素分泌的分级调节 1.甲状腺激素作用 (1)作用范围:几乎作用于体内所有细胞。 (2)作用效果:提高细胞代谢的速率,使机体产生更多的热量。 2.甲状腺激素分泌的调节:通过下丘脑—垂体—甲状腺轴来进行。 3.甲状腺激素分泌的分级调节 (1)三种腺体:a.下丘脑、b.垂体、c.甲状腺。 (2)三种激素:甲——促甲状腺激素释放激素、乙——促甲状腺激素、甲状腺激素。 (3)两种效果:“+”“-”分别表示促进、抑制。 4.激素调节的特点 (1)通过体液运输。 (2)作用于靶器官和靶细胞:通过与靶细胞上的特异性受体相互识别,并发生特异性结合实现。 (3)作为信使传递信息:经靶细胞接受并起作用后失活。 (4)微量和高效。 四、神经调节和体液调节的关系 1.体液调节 2.神经调节与体液调节的关系 比较项目 神经调节 体液调节 作用途径 反应速度 作用范围 作用时间 传递信号 联系 3.体温调节 反射弧 迅速 准确、比较局限 短暂 电信号和化学信号 体液运输 较缓慢 较广泛 比较长 化学信号 不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节;内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能 (1)调节结果:保持体温相对稳定。 (2)稳定原因:机体的产热和散热保持动态平衡。 ①产热途径:安静时肝、脑等器官的活动;运动时骨骼肌是主要的产热器官。 ②散热途径:皮肤是最主要的散热器官,通过辐射、传导、对流、蒸发的方式进行。 (3)调节过程 ①体温调节中枢:下丘脑。 ②调节方式:神经—体液调节。 ③调节途径 4.水盐平衡的调节 (1)来源:水的来源包括饮水、食物中所含有的水和代谢中产生的水。Na+的主要来源是食盐。 (2)主要排出途径:肾脏。 (3)调节途径 ①水平衡调节 ②血钠平衡 a.血钠含量降低→肾上腺皮质→醛固酮分泌增加→促进肾小管和集合管对Na+的重吸收→维持血钠含量的平衡。 b.血钠含量升高→肾上腺皮质→醛固酮分泌减少→减少肾小管和集合管对Na+的重吸收→维持血钠含量的平衡。 (4)调节方式:神经—体液调节。 1.由内分泌器官或细胞分泌的化学物质——激素进行调节的方式,就是激素调节 (1)促胰液素是人们发现的第一种动物激素。 (2)所有的活细胞都能产生酶,但只有内分泌器官才能合成激素。 (3)各种激素都可以用双缩脲试剂进行检测。 (√) (×) (×) (4)人在幼年时缺乏生长激素将患侏儒症,其身材矮小,且智力发育不正常。 2.胰岛素和胰高血糖素共同维持血糖含量的稳定 (1)胰高血糖素可以促进肝糖原和肌糖原的分解,从而使血糖浓度升高。(×) (2)人体皮下注射胰岛素可起到降低血糖的作用。 (3)血糖调节过程中既有神经调节也有激素调节。 3.甲状腺激素分泌的调节是通过下丘脑—垂体—甲状腺轴来进行的 (1)在甲状腺激素分泌的反馈调节中,下丘脑和垂体细胞是甲状腺激素的靶细胞。 (√) (√) (√) (×) (2)垂体分泌的促甲状腺激素,通过体液定向运送到甲状腺。 (3)被阉割的动物血液中的促性腺激素含量将降低。 (×) (×) (4)在甲状腺激素的分级调节过程中,促甲状腺激素释放激素既可以作用于垂体,也可以作用于甲状腺。 (×) 4.体液调节和神经调节紧密联系、密切配合,共同调节机体各种生命活动 (1)除激素外,CO2也是体液调节因子之一。 (2)机体水盐平衡的维持受神经调节和体液调节。 (3)体内血浆渗透压降低,抗利尿激素释放减少。 (4)抗利尿激素是由垂体合成并释放的。 激素和内分泌系统 1.主要内分泌腺及其分泌的激素与靶器官(靶细胞) (1) (2) (3)甲状腺:甲状腺激素靶细胞――→几乎是全身的细胞 (4) (√) (√) (√) (×) 靶细胞(5)睾丸:雄激素――→几乎是全身的细胞 靶细胞卵巢:雌激素――→几乎是全身的细胞 2.动物激素生理功能的探究 (1)一般思路 某种方法处出现相应添加某激素推知相应激⇒⇒⇒ 理实验动物病理症状后恢复正常素生理功能(2)方法示例 ①验证甲状腺激素的功能 a.饲喂法 b.摘除法和注射法 ②验证胰岛素的生理功能 考向1| 激素的种类、作用及化学本质 1.(2020·全国卷Ⅰ)某研究人员以小鼠为材料进行了与甲状腺相关的实验,下列叙述错误的是( ) A.切除小鼠垂体,会导致甲状腺激素分泌不足,机体产热减少 B.给切除垂体的幼年小鼠注射垂体提取液后,其耗氧量会增加 C.给成年小鼠注射甲状腺激素后,其神经系统的兴奋性会增强 D.给切除垂体的小鼠注射促甲状腺激素释放激素,其代谢可恢复正常 D 解析:切除小鼠垂体,小鼠促甲状腺激素缺乏,导致甲状腺激素分泌不足,机体产热减少,A正确;注射的垂体提取液中含有促甲状腺激素,可以促进切除垂体的幼年小鼠的甲状腺分泌甲状腺激素,增加机体耗氧量,B正确;甲状腺激素具有提高神经兴奋性的功能,成年小鼠甲状腺激素含量增加,其神经兴奋性会增强,C正确;注射的促甲状腺激素释放激素缺乏其作用的靶器官——垂体,进而无法影响甲状腺激素的分泌,故切除垂体的小鼠的代谢不能恢复正常,D错误。 考向2| 激素生理功能的实验探究 2.现有一组对胰岛素不敏感的高血糖小鼠X。为验证阿司匹林能恢复小鼠对胰岛素的敏感性,使血糖恢复正常。现将小鼠X随机均分成若干组,下表表示各组处理方法及实验结果。下列叙述正确的是( ) 组别 胰岛素 处理方法 阿司匹林 生理盐水 实验结果(血糖浓度) 1 + - - ? 2 - + - 高于正常 3 + + - ? 4 - - + 高于正常 注:对胰岛素不敏感是指注射胰岛素后血糖浓度无明显变化;“+”表示有添加,“-”表示无添加,胰岛素和阿司匹林均用生理盐水配制。 A.第4组为对照组,该组实验小鼠应选择血糖浓度正常的个体 B.第1、3组的实验结果应分别为高于正常、正常 C.为了控制无关变量,三种试剂都应通过饲喂的方式添加 D.该实验可以同时证明胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素 B 解析:第4组为对照组,该组实验小鼠应选择对胰岛素不敏感的高血糖个体,A错误;高血糖小鼠X对胰岛素不敏感,则第1组血糖浓度高于正常,阿司匹林能恢复小鼠对胰岛素的敏感性,使小鼠X的血糖浓度恢复正常,则第3组血糖浓度正常,B正确;胰岛素的化学本质是蛋白质,不能通过饲喂添加,应注射,C错误;该实验只能证明胰岛素能降血糖,但不能证明胰岛素是唯一降血糖的激素,D错误。 【方法规律】理清几种激素的化学本质 (1)固醇类激素:性激素。 (2)氨基酸衍生物类激素:甲状腺激素、肾上腺素。 (3)多肽类和蛋白质类激素:下丘脑和垂体分泌的激素,胰岛素和胰高血糖素。 血糖调节 某人近一段时间以来饭量明显增大,但身体消瘦。去医院就诊,医生初步判断可能是患有糖尿病。 回答下列问题: (1)确定该患者患有糖尿病,不能只根据出现尿糖现象,还需检测血糖浓度,为什么? 答案:尿糖还有可能是肾小管重吸收功能障碍或一次性吃糖过多引起的。 (2)该病人的症状还表现为多饮、多尿,为什么会出现这些症状? 答案:原尿中含糖量较高导致水分重吸收困难,使尿量增多;尿量增多导致细胞外液渗透压升高,刺激下丘脑的渗透压感受器,进而在大脑皮层产生渴感,使患者饮水增多。 1.血糖平衡调节的模型建构 (1)图示模型 (2)解读 ①血糖平衡的调节是神经调节和激素调节共同作用的结果,其中神经调节通过激素调节发挥作用,如下丘脑通过有关神经作用于胰岛细胞,使其分泌相关激素调节血糖浓度。 ②胰岛素是唯一降低血糖浓度的激素,使血糖浓度升高的激素有胰高血糖素、肾上腺素等。 (3)与血糖平衡调节有关的4种器官 ①下丘脑:血糖平衡调节的神经中枢。 ②胰岛:胰岛B细胞分泌胰岛素,降低血糖浓度;胰岛A细胞分泌胰高血糖素,升高血糖浓度。 ③肝脏:进行肝糖原与葡萄糖的相互转化,进行葡萄糖和非糖物质的转化等。 ④骨骼肌:将葡萄糖转化为肌糖原,暂时储存。 2.人体饭后血糖、胰岛素、胰高血糖素三者之间的相对变化 (1)曲线 (2)分析:进食后→血糖浓度上升→胰岛素浓度升高→血糖浓度降低→胰高血糖素浓度上升→血糖浓度升高。 ①当血糖浓度较高时,胰岛素含量增加,胰高血糖素含量相对降低。 ②当血糖浓度较低时,胰高血糖素含量增加。 3.糖尿病的病因及症状 (1)病因 类型 1型糖尿病 2型糖尿病 病因 胰岛B细胞受损,胰岛素分泌不足 胰岛素受体功能异常或合成不足,但胰岛素分泌正常 (2)症状——“三多一少” 考向1| 血糖平衡调节的基本过程分析 1.(2020·山东聊城模拟)正常人体静脉注射一定量葡萄糖后,可诱导胰岛素分泌呈“双峰曲线”,两个峰分别代表胰岛素分泌的第一时相和第二时相(基线指24小时胰岛细胞持续分泌的微量胰岛素)。下列叙述错误的是( ) A.0~5 min内胰岛素可能来自胰岛B细胞中之前贮存的 B.胰岛素分泌量增加会降低组织细胞吸收葡萄糖的速率 C.血糖调节过程中,胰岛素的作用结果会反过来影响胰岛素的分泌 D.第二时相胰岛素的分泌是神经—体液共同调节的结果,该过程有下丘脑参与 B 解析:据题图分析可知,0~5 min内胰岛素可能来自胰岛B细胞中之前贮存的,A正确;胰岛素的作用是促进组织细胞加速对葡萄糖的摄取、利用和储存,胰岛素分泌量增加会提高组织细胞吸收葡萄糖的速率,B错误;血糖调节过程中,当血糖浓度降低到一定程度时会抑制胰岛素的分泌,即胰岛素的作用结果会反过来影响胰岛素的分泌,C正确;机体对血糖的调节方式为神经—体液调节,下丘脑是血糖平衡的调节中枢,D正确。 考向2| 血糖调节过程中相关激素的作用 2.给实验鼠静脉注射不同剂量的胰岛素,测得血糖的补充速率和消耗速率如下图所示。下列相关分析正确的是( ) A.随着曲线a的下降,非糖物质向葡萄糖转化的速率加快 B.曲线b的上升是胰岛素作用于肝脏、肌肉等细胞的结果 C.当胰岛素浓度为40 μU/mL时,在较长时间内血糖浓度会维持相对稳定 D.高浓度胰岛素条件下,下丘脑中控制胰岛A细胞分泌的神经中枢处于抑制状态 B 解析:胰岛素的作用是降低血糖浓度,通过抑制血糖补充、加速血糖消耗来实现,随着曲线a的下降,肝糖原分解和非糖物质向葡萄糖转化的速率减慢,A错误;曲线b上升是因为胰岛素促进血糖进入肝脏或肌肉合成糖原等,B正确;当胰岛素浓度为40 μU/mL时,血糖消耗速率大于血糖补充速率,血糖不能在较长时间内维持相对稳定,C错误;高浓度胰岛素条件下血糖浓度会急剧下降,下丘脑相关中枢会通过控制胰岛A细胞分泌胰高血糖素来升高血糖浓度,D错误。 甲状腺激素分泌的调节 1.分级调节与反馈调节 (1)分级调节:是一种分层控制的方式,如下丘脑分泌激素控制垂体活动,再通过垂体分泌的激素控制相关腺体活动。 (2)反馈调节:在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式为反馈调节,可分为正反馈调节和负反馈调节。 2.动物激素分泌的调节过程中激素含量变化的分析 (1)在“下丘脑→垂体→相应内分泌腺”的分级调节中,若顺序靠前的腺体被切除,则其后的腺体分泌的激素含量降低,其前的腺体所分泌的激素含量升高。 (2)在“促激素释放激素→促激素→激素”中,若顺序靠前的激素分泌量增加(减少),则其后的激素分泌量增加(减少),其前的激素分泌量减少(增加)。 考向1| 分级调节与反馈调节 1.(2020·浙江7月选考)人体甲状腺分泌和调节的示意图如下,其中TRH表示促甲状腺激素释放激素,TSH表示促甲状腺激素,“+”表示促进作用,“-”表示抑制作用。据图分析,下列叙述正确的是( ) A.寒冷信号能直接刺激垂体分泌更多的TSH B.下丘脑通过释放TRH直接调控甲状腺分泌T3和T4 C.甲状腺分泌的T4直接作用于垂体而抑制TSH的释放 D.长期缺碘会影响T3、T4、TSH和TRH的分泌 D 解析:由题图中看出,寒冷信号直接刺激下丘脑,并不能直接刺激垂体,A错误;下丘脑释放TRH,通过调控垂体而间接调控甲状腺的激素分泌,B错误;由题图可知,甲状腺分泌的T4经过脱碘作用转化为T3后,才能作用于垂体,抑制TSH的释放,C错误;T3和T4均含碘,长期缺碘不利于二者的合成与分泌,使体内T3和T4的含量减少,进而促进TSH和TRH的合成与分泌,D正确。 (1)甲状腺功能亢进时,甲状腺激素分泌增多,甲亢患者体温比正常人偏高,但细胞中ATP含量保持相对稳定,试分析可能的原因:甲状腺激素可促进有机物的氧化分解,有机物氧化分解释放的能量绝大多数以热能的形式释放,而不形成ATP。 (2)从指尖采集的血液中能否检测到促甲状腺激素释放激素?该激素为什么只作用于垂体细胞? 激素随血液运输到全身各处,所以从指尖采集的血液中能检测到促甲状腺激素释放激素。由于只有垂体细胞上存在促甲状腺激素释放激素的受体,所以促甲状腺激素释放激素只作用于垂体细胞。 考向2| 激素调节特点 2.(2020·山东模拟)激素在机体体液调节中发挥重要作用。根据激素作用的过程和原理,下列说法错误的是( ) A.脂溶性激素可以穿过细胞膜进入细胞内发挥作用 B.注射到体内的胰岛素引起机体胰岛素分泌减少属于反馈调节 C.同一种细胞可以受到不同激素的调节而发挥不同的作用 D.细胞对激素刺激所产生反应的强度,与细胞中该激素受体的数量和敏感度有关 B 解析:脂溶性激素与细胞膜的磷脂相似相溶,可以穿过细胞膜进入细胞内发挥作用(自由扩散),A正确;注射到体内的胰岛素引起机体胰岛素分泌减少不属于反馈调节,B错误;不同激素的作用不同,同一种细胞可以受到不同激素的调节而发挥不同的作用,C正确;激素起作用需和特定的受体结合,细胞对激素刺激所产生反应的强度,与细胞中该激素受体的数量和敏感度有关,D正确。 神经调节和体液调节的关系 1.明确水盐调节的四个重要结论 (1)渗透压感受器和渗透压调节中枢在下丘脑,渴觉中枢在大脑皮层。水盐平衡的调节方式为神经—体液调节。 (2)抗利尿激素的产生部位是下丘脑的神经分泌细胞,而释放部位是垂体后叶。 (3)在水盐平衡调节中,下丘脑内既有感受器,又有效应器(分泌激素)。 (4)水和无机盐的平衡是在神经调节和激素调节共同作用下,主要通过肾脏来完成的。 2.理解血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量的关系 血浆渗透压升高,抗利尿激素分泌增多,二者呈正相关;抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收,使尿量减少,二者呈负相关。三者关系如图所示: 3.总结下丘脑在生命活动调节中的作用 从图中可以看出,下丘脑是内分泌系统的总枢纽,具有感受、传导、分泌和调节等多种功能,列举如下: (1)感受:如下丘脑的渗透压感受器可感受机体渗透压升降,调节水盐代谢平衡。 (2)传导:如下丘脑可将渗透压感受器产生的兴奋传至大脑皮层,使人产生渴感。 (3)分泌:如分泌抗利尿激素、促激素释放激素等。 (4)调节:下丘脑中有体温调节中枢、水盐平衡调节中枢和血糖调节中枢等。 考向1| 体温调节 1.(2021·山东烟台模拟)下图表示机体由T1环境进入T2环境的过程中产热量和散热量的变化。下列叙述不正确的是( ) A.根据图示信息可知T2<T1 B.曲线A表示散热量,曲线B表示产热量 C.a~b是因为进入T2环境中散热量增加 D.T2环境中机体产热量和散热量均高于T1环境 B 解析:由题中曲线图可知,机体由温度为T1的环境进入温度为T2的环境时产热量和散热量都增加,所以T2<T1,A正确;进入温度为T2的环境时,短时间内B曲线上升比A曲线迅速,故曲线A表示产热量,曲线B表示散热量,B错误;由题图可知,a~b是由进入T2环境中散热量增加所致,C正确;T2环境中机体产热量和散热量均高于T1环境,D正确。 【易错提醒】明辨体温调节的六个易误点 (1)寒冷条件下的体温调节方式既有神经调节,也有体液调节;高温条件下的体温调节方式主要是神经调节。 (2)寒冷条件下的体温调节既增加产热量,又减少散热量;高温条件下的体温调节主要是增加散热量。 (3)温度感受器感受的刺激是温度的变化,而非绝对温度。 (4)寒冷环境中比炎热环境中散热更快、更多。寒冷环境中机体代谢旺盛,产热也增加,以维持体温的恒定。 (5)在发高烧时,人体的产热不一定大于散热,除非病人的体温在持续升高,如果体温保持不变,则产热等于散热。 (6)温度感受器分布在皮肤、黏膜及内脏器官中,体温调节中枢位于下丘脑,体温感觉中枢位于大脑皮层。 考向2| 水盐平衡的调节 2.(2020·山东潍坊模拟)当你吃完一大袋咸薯片,在未喝水的情况下,机体最可能出现的反应是( ) A.细胞外液渗透压降低 B.大脑皮层作为效应器产生渴觉 C.垂体释放抗利尿激素增多,促进肾小管、集合管重吸收水 D.下丘脑和垂体通过分级调节完成抗利尿激素的分泌和释放 C 解析:当人体饮水不足或吃的食物过咸时,细胞外液渗透压升高,A错误;大脑皮层作为高级神经中枢,产生渴觉,B错误;垂体释放抗利尿激素增多,促进肾小管、集合管重吸收水,C正确;抗利尿激素由下丘脑合成分泌,垂体释放,没有分级调节过程,D错误。 考向3| 神经调节与体液调节的关系 3.正常人体感染病毒会引起发热,发热过程分为体温上升期、高温持续期和体温下降期。下图为体温上升期机体体温调节过程示意图,其中体温调定点是为调节体温于恒定状态,下丘脑体温调节中枢预设的一个温度值,正常生理状态下为37 ℃。请回答下列问题: (1)图中激素甲的名称是____________________,激素乙通过________的途径作用于甲状腺。 (2)体温上升期,人体骨骼肌不自主地节律性收缩,即出现“寒战”,有助于体温_________________________。综合图解分析,体温上升期人体进行体温调节的方式有__________________。 (3)高温持续期,人体产热量________(填“大于”“小于”或“等于”)散热量。此阶段人体有时会出现脱水现象,垂体释放抗利尿激素增加,肾小管和集合管________________________________,从而减少尿量。 (4)体温下降期,机体增加散热的途径有__________。 解析:(1)由题图中下丘脑、垂体和甲状腺之间的关系可以推出,激素甲是促甲状腺激素释放激素,激素乙是促甲状腺激素。激素乙通过体液运输作用于甲状腺。(2)体温上升期产热量大于散热量,“寒战”有助于增加产热,可使体温上升到已上调的体温调定点。由题图可知,下丘脑中的体温调节中枢通过传出神经支配骨骼肌收缩和皮肤血管收缩,这种调节方式属于神经调节;而“下丘脑→垂体→甲状腺→甲状腺激素→细胞代谢增强”这种调节方式属于体液调节。(3)因体温调定点已上调,故高温持续期体温可一直维持在38.5 ℃,这时机体产热量等于散热量。此阶段人体可能出现脱水现象,垂体释放的抗利尿激素增加,肾小管和集合管对水的重吸收能力增强,从而使尿量减少。(4)体温下降期,机体产热量小于散热量,皮肤分泌汗液增加,皮肤血管舒张,血流量增加,从而增加散热量。 答案:(1)促甲状腺激素释放激素 体液运输 (2)上升到已上调的体温调定点(或上升到38.5 ℃) 神经调节、体液调节 (3)等于 重吸收水的能力增强(或重吸收水量增加) (4)汗腺分泌增加,皮肤血管舒张 生活实践情境 “春困秋乏夏打盹”,这是人体对季节变化的自然反应。当感觉困乏时,用凉水洗一把脸,马上能打起精神,并且一段时间内能保持清醒的头脑。冬天的低温环境中,人一般不容易发困。该过程中甲状腺激素发挥了重要作用。 命题生长点1 激素的作用 (1)上述过程中体现了甲状腺激素的什么作用? 答案:甲状腺激素可提高神经的兴奋性。 (2)一少年与同龄人相比,身材较矮小,若是某种激素分泌失调,可能是什么激素分泌障碍?补充激素时,是否均可以采用注射的方法?为什么? 答案:甲状腺激素或生长激素。激素均可以采用注射的方法补充,因为注入体内的激素可通过体液运输,作用于特定的靶细胞。 命题生长点2 水平衡与体温平衡 “春困秋乏夏打盹”与气温较高、体内水分含量相对降低有关。关于该现象的分析,下列说法正确的是(C) A.夏天汗液蒸发较多,抗利尿激素分泌减少 B.通过体液调节即可保持体内水分的相对稳定 C.体内水分减少,生理活动相对减慢 D.皮肤的主要功能是通过分泌汗液调节水平衡 解析:夏天汗液蒸发较多,细胞外液渗透压升高,抗利尿激素分泌增多;仅通过体液调节不能保持体内水分的相对稳定;体内水分减少,生理活动相对减慢;皮肤主要参与体温调节和免疫调节。 命题生长点3 神经系统与体液调节的关系 当感觉困乏时,用凉水洗一把脸,马上能打起精神,并且一段时间内能保持清醒的头脑。该过程体现了生命活动调节的哪一种方式? 答案:神经—体液调节。 针对不同的激素或腺体选择不同的实验方法 (1)切除法:只适用于个体较大的动物。 (2)饲喂法:只适用于甲状腺激素、性激素等小分子激素,多肽和蛋白质类激素不能用饲喂法。 (3)注射法:适用于各种激素。 激素之间的相互作用 第4课 免疫调节 一、免疫系统的组成与功能 1.免疫系统的组成 (1)免疫器官 提示:①—c ②—b ③—c ④—c、d ⑤—a (2)免疫细胞 ①来源:来自骨髓的造血干细胞。 ②种类:包括淋巴细胞、树突状细胞和巨噬细胞等。 (3)免疫活性物质 ①来源:由免疫细胞或其他细胞产生。 ②种类:包括抗体、溶菌酶和细胞因子等。 ③特点:可随血液循环和淋巴循环到达身体各个部位。 2.免疫系统的功能 (1)非特异性免疫与特异性免疫 类型 形成 特点 非特异性免疫 生来就有 无特异性 特异性免疫 后天接触病原体之后获得 有特异性 第一道防线:皮肤、黏膜; 第三道防线:主要由免疫器官和组成 第二道防线:体液中的杀菌物质和吞噬细胞 (2)免疫系统三大功能 ①免疫防御:机体排除外来抗原性异物的一种免疫防护作用,是免疫系统最基本的功能。 免疫细胞借助血液循环和淋巴循环而组成 ②免疫自稳:机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能。 ③免疫监视:机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能。 二、特异性免疫 1.免疫系统对病原体的识别:免疫细胞通过细胞表面的受体识别。 2.体液免疫 (1)B细胞活化的三个条件:病原体与B细胞接触;辅助性T细胞表面特定的分子与B细胞结合;细胞因子的作用。 (2)抗体作用:与抗原特异性结合,抑制病原体的增殖和对人体细胞的黏附。 3.细胞免疫 (1)细胞毒性T细胞的活化条件:需要靶细胞和辅助性T细胞的参与。 (2)记忆T细胞功能:再次遇到相同的抗原时,立即分化为细胞毒性T细胞,迅速、高效地产生免疫反应。 4.体液免疫与细胞免疫的关系 (1)辅助性T细胞在体液免疫和细胞免疫中起着关键的作用。 (2)体液免疫产生的抗体消灭细胞外液中的病原体,细胞免疫裂解病原体侵入的靶细胞,使病原体失去藏身之所。 5.神经系统、内分泌系统和免疫系统的相互作用:三者之间通过信息分子与受体直接接触而相互作用。 三、免疫失调 1.过敏反应 (1)概念:已免疫的机体,在再次接触相同的抗原时,发生的引发组织损伤或功能紊乱的免疫反应。 (2)机理 (3)特点:有快慢之分;有明显的遗传倾向和个体差异。 2.自身免疫病 (1)概念:自身免疫反应对组织和器官造成损伤并出现症状。 (2)常见类型:风湿性心脏病、类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等。 3.免疫缺陷病 (1)概念:机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病。 (2)种类 ①先天性免疫缺陷病:由于遗传而生来就有的免疫缺陷病。 ②获得性免疫缺陷病:由疾病和其他因素引起的免疫缺陷病。 (3)艾滋病 ①病原体:人类免疫缺陷病毒(HIV)。 ②致病机理:主要侵染辅助性T细胞。 ③患者死因:由于免疫功能丧失引起的严重感染或恶性肿瘤等疾病。 (4)传播途径:性接触传播、血液传播、母婴传播。 四、免疫学的应用 1.疫苗 (1)概念:用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。 (2)原理 ①当给机体输入外源抗原时,免疫系统的反应具有特异性。 ②免疫系统具有记忆性,免疫力能维持较长时间。 2.器官移植 (1)存在问题:免疫系统把来自其他人的器官当作“非己”成分进行攻击。 (2)成败关键:供者与受者的组织相容性抗原(也叫人类白细胞抗原,简称HLA)是否一致或相近。 (3)提高器官移植成活率的措施:使用免疫抑制剂。 3.免疫学在临床实践上的应用 (1)免疫预防:疫苗等。 (2)免疫诊断:依据抗原和抗体反应的高度特异性。 (3)免疫治疗:对免疫功能低下者使用免疫增强疗法;对类风湿关节炎、系统性红斑狼疮患者使用免疫抑制疗法。 1.免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质等是免疫调节的结构基础与物质基础 (1)T淋巴细胞和B淋巴细胞都是由造血干细胞发育成的。 (2)巨噬细胞对多种病原菌具有吞噬作用。 (3)唾液中的杀菌物质属于第二道防线。 (4)体内衰老细胞和癌细胞的清除体现了免疫系统的免疫监视功能。 2.特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫 (1)浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原。 (2)抗原呈递细胞加工处理后的抗原可直接传递给B淋巴细胞。 (3)辅助性T细胞既参与体液免疫也参与细胞免疫。 (4)当同一种抗原再次进入机体时,产生的浆细胞均来自记忆细胞。 3.免疫失调和免疫学应用 (1)人体第一次接触过敏原时就会发生过敏反应。 (2)HIV主要攻击B细胞,使人体无法产生抗体。 (×) (×) (√) (×) (√) (×) (√) (√) (×) (×) (3)由于预防接种的疫苗往往是灭活的病毒,所以不会引起疾病的发生,但可以充当抗原引起机体的免疫反应。 (√) (4)使用康复者的血清治疗新 冠 肺 炎 患者,可使其获得较长时间的免疫力。 (×) 免疫系统的组成与功能 1.明辨有关免疫细胞和免疫活性物质的五个“并非” (1)免疫活性物质并非都由免疫细胞产生。如唾液腺、泪腺细胞都可产生溶菌酶。 (2)溶菌酶并非只在第二道防线中发挥作用。如唾液、泪液中的溶菌酶属于第一道防线,体液中的溶菌酶则属于第二道防线,但溶菌酶的杀菌作用一定属于非特异性免疫。 (3)抗原呈递细胞、辅助性T细胞并非只参与体液免疫,也参与细胞免疫。 (4)浆细胞并非只来自 B 细胞。在二次免疫中, 浆细胞的来源有两个, 一是由 B 细胞增殖、分化而来, 二是由记忆细胞增殖、分化而来。 (5)病原体并非由细胞免疫清除,活化的细胞毒性T细胞裂解病原体感染的靶细胞,使病原体被释放出来,然后由体液免疫清除。 2.关注免疫细胞的三个“唯一” 考向1| 免疫系统的组成 1.下列关于人体淋巴细胞的叙述,错误的是( ) A.在胸腺中发育成熟的T细胞可参与细胞免疫 B.细胞毒性T细胞可裂解被病原体感染的宿主细胞 C.T细胞和B细胞都是由造血干细胞发育成的 D.辅助性T细胞释放的细胞因子不能使受到抗原刺激的B细胞增殖 D 解析:T细胞在胸腺中发育成熟后,可参与细胞免疫,A正确;细胞免疫中,细胞毒性T细胞与靶细胞(被病原体感染的宿主细胞)密切接触,致使靶细胞裂解死亡,B正确;造血干细胞可增殖分化为B细胞和T细胞,二者分别在骨髓和胸腺中发育成熟,C正确;体液免疫过程中,辅助性T细胞释放的细胞因子能促进B细胞的增殖和分化,D错误。 考向2| 免疫系统的功能 2.细颗粒物(PM2.5)可影响免疫系统功能。下表相关推论错误的是( ) 选项 A B C D 对长期吸入高浓度PM2.5的研究结果 损害呼吸道黏膜 改变T细胞数目 刺激B细胞增殖分化 导致抗体水平升高 推论 影响非特异性免疫 影响特异性免疫 影响细胞免疫 影响体液免疫 C 解析:呼吸道黏膜是免疫的第一道防线,其参与的免疫属于非特异性免疫,A正确;T细胞参与特异性免疫,即细胞免疫和体液免疫,B正确;抗体、B细胞仅参与体液免疫,C错误,D正确。 【方法规律】“三依据”判断非特异性免疫和特异性免疫 特异性免疫 用无特殊病原体的小鼠进行实验,过程如图1,结果如图2,实验中Ⅰ~Ⅳ组小鼠均感染细菌X。 回答下列问题: (1)该实验中主要利用了血清中的什么成分?T细胞主要参与体液免疫还是细胞免疫? 答案:抗体。T细胞主要参与了细胞免疫。 (2)根据实验分析,细菌X是胞内寄生菌还是胞外寄生菌?为什么? 答案:Ⅰ组小鼠脾脏中细菌X数量远少于其他三组,说明需要细胞免疫参与才能消灭该细菌,因此推知细菌X为胞内寄生菌。 (3)该实验中T细胞是如何发挥作用的? 答案:辅助性T细胞可分泌细胞因子,促进细胞毒性T细胞的活化;记忆T细胞可快速增殖、分化,形成活化的细胞毒性T细胞;活化的细胞毒性T细胞可裂解被细菌X感染的靶细胞。 1.抗原与抗体的区分 (1)成分:抗原并非都是蛋白质,但抗体都是蛋白质。 (2)来源:抗原并非都是外来物质(异物性),体内衰老、癌变的细胞也是抗原;抗体是人体受抗原刺激后产生的,但也可通过免疫治疗输入。 (3)抗体主要分布于血清,也分布于组织液和外分泌液(如乳汁)中。 2.初次免疫与二次免疫的模型构建及判断技巧 (1)图示 (2)“三看法”判断初次免疫与二次免疫 一看 二看 三看 产生抗体的浓度 产生抗体的速度 患病程度 二次免疫比初次免疫产生的抗体量多 初次免疫时机体产生抗体的速度缓慢,二次免疫时机体反应迅速,产生抗体的速度快 初次免疫比二次免疫时的机体患病程度重 考向1| 特异性免疫的过程 1.下图为人体体液免疫的部分过程,下列相关叙述中错误的是( ) A.M细胞被同种抗原再次刺激时分化形成E细胞 B.图中“某物质”最可能是细胞因子 C.人乳头瘤病毒侵入人体后,也需要体液免疫对其发挥作用 D.E细胞接触被抗原入侵的靶细胞,导致靶细胞裂解 D 解析:根据题图箭头方向可知M细胞是记忆B细胞,E细胞是浆细胞。参与体液免疫的辅助性T细胞能产生细胞因子,加强免疫效应;人乳头瘤病毒在进入宿主细胞前和在靶细胞裂解后被释放到体液中,都需要抗体对其发挥作用;只有活化的细胞毒性T细胞能与靶细胞紧密接触,导致靶细胞裂解后释放出抗原。 (1)图中所有细胞中具有相同的遗传物质,机体是如何保证它们具有相同的遗传物质的?图示所有细胞均来自造血干细胞的增殖、分化,造血干细胞通过有丝分裂增殖,保证了母细胞和子细胞遗传物质的相同。 (2)显微镜下观察,巨噬细胞和E细胞中观察不到染色体,原因是巨噬细胞和E细胞高度分化,不再进行细胞分裂。 【方法规律】“三看法”判断体液免疫和细胞免疫 考向2| 二次免疫的特点及应用 2.下图为在疫苗注射前后、不同时间采血所测得的抗体水平(向上的箭头为疫苗注射时间)。下列有关叙述错误的是( ) A.a与d时间所注射的为不同种疫苗,甲、乙两种抗体由不同浆细胞产生 B.甲曲线表明每个抗体分子可以多次与同种抗原结合发挥作用 C.甲、乙两曲线表明,不同种类的抗体在体内存留的时间长短可能有较大的差异 D.c时间段抗体水平突然上升,可能是受到了与a时间注射的疫苗相类似的抗原的刺激 B 解析:一种浆细胞只能产生一种抗体,由题图可以看出,甲、乙两种抗体产生的时间、含量达到最大值所需要的时间、存留时间各不相同,二者是由不同疫苗刺激后形成的不同浆细胞产生的,A、C正确;抗体与抗原结合后,被吞噬细胞吞噬消化,不能再与抗原结合,B错误;题图中c时间段甲抗体的产生比b时间段更快、更多,这是二次免疫反应的特征,即可能受到与a时间注射疫苗相类似抗原的刺激,D正确。 考向3| 有关特异性免疫的探究实验分析 3.(2021·广东清远模拟)美国学术期刊《免疫》报道,记忆T细胞会储存在脂肪组织中。下图是研究人员进行的有关实验,相关叙述错误的是( ) A.记忆T细胞是由细胞毒性T细胞或记忆T细胞增殖、分化形成的 B.接受脂肪组织移植前的实验鼠B应接种相应的病原体 C.实验鼠B不患病是非特异性免疫和特异性免疫共同作用的结果 D.仅图示实验还不足以证明移植脂肪组织中有记忆T细胞 B 解析:记忆T细胞是由细胞毒性T细胞或记忆T细胞增殖、分化形成的,A正确;接受脂肪组织移植前的实验鼠B不应接种相应的病原体,以排除自身记忆细胞的影响,B错误;实验鼠B不患病是非特异性免疫和特异性免疫共同作用的结果,C正确;仅题图实验还不足以证明移植脂肪组织中有记忆T细胞,D正确。 【备选案例】 巨噬细胞可将侵入人体的病原体吞噬,处理后将抗原呈递在细胞表面,抗原可被某些淋巴细胞识别。下列相关叙述正确的是( ) A.降解病原体的过程需要溶酶体参与 B.B细胞与病原体接触后即可快速增殖、分化 C.抗原能被浆细胞识别 D.上述过程属于非特异性免疫 A 解析:在免疫调节中,病原体的清除需要溶酶体的参与,A正确;B细胞活化需要三种信号的刺激:B细胞与病原体接触、B细胞与辅助性T细胞表面特定的分子结合,还需要辅助性T细胞分泌的细胞因子的作用,B错误;浆细胞不能识别抗原,C错误;特异性免疫中也会出现上述过程,D错误。 免疫失调症及免疫学应用 1.免疫预防与免疫治疗的区别 2.过敏反应与体液免疫的比较 比较内容 激发因素 反应时机 抗体分布 反应结果 过敏反应 过敏原 机体再次接触过敏原 吸附在某些细胞的表面 体液免疫 抗原 机体第一次或再次接触抗原 血清、组织液、外分泌液 使细胞释放组织胺,从而引发使抗原沉淀或形成细胞集团,被吞过敏反应 噬或中和失效 考向1| 免疫失调症 1.下图表示人体内某种免疫失调病的致病机理。据图判断下列叙述正确的是( ) A.a细胞是浆细胞,a细胞及分泌的抗体均具有识别功能 B.红细胞膜上的抗原与抗红细胞抗体特异性结合 C.b细胞是细胞毒性T细胞,特异性地裂解抗原—抗体复合物 D.青霉素过敏反应与该免疫失调病的致病机理相同 B 解析:a细胞是分泌抗体的浆细胞,其不能识别抗原,A错误;抗红细胞抗体与红细胞膜上的抗原特异性结合形成细胞集团或沉淀,B正确;b细胞是巨噬细胞,能够吞噬消化抗原—抗体复合物,C错误;题图免疫失调病为自身免疫病,与青霉素过敏反应致病机理不同,D错误。 【方法规律】免疫异常的判断方法 考向2| 免疫学应用 2.人感染乳头瘤病毒(HPV)可诱发宫颈癌等恶性肿瘤。研究机构为评估某种HPV疫苗的效果,在志愿者中进行接种。一段时间后,统计宫颈出现癌前病变(癌变前病理变化,可发展为恶性肿瘤)的人数,结果见表。 组别 A(接种前未检出HPV DNA) B(接种前检出HPV DNA) A1 A2 B1 B2 接种物 对照剂 疫苗 对照剂 疫苗 总人数 7 863 7 848 1 125 1 121 癌前病变人数 83 4 126 125 (1)为制备该疫苗,将HPV外壳蛋白L1基因与__________连接,导入受体细胞。受体细胞将目的基因转录,再以__________为原料翻译出L1蛋白。这样就获得了疫苗的有效成分。 (2)人体接种该疫苗后,______________作为抗原刺激机体产生特异性抗体。一旦HPV侵入机体,________________会迅速增殖、分化,产生大量抗体。这些抗体与游离HPV结合,阻止HPV____________。所以A2组出现癌前病变比例明显低于对照组。 (3)B1组人群中出现癌前病变比例显著高于________组,据此推测感染HPV是诱发癌前病变的因素之一。 (4)B2组与B1组人群中出现癌前病变的比例没有明显差异,原因可能是该疫苗未能明显诱导__________清除体内HPV。 (5)综上所述,该疫苗可用于宫颈癌的__________。 解析:(1)外壳蛋白L1基因作为目的基因与载体连接,形成基因表达载体后再导入受体细胞,目的基因经转录、翻译形成L1蛋白,翻译时的原料为氨基酸。(2)接种疫苗后,HPV侵入机体时,属于二次免疫,故记忆(B)细胞会迅速增殖、分化产生浆细胞,浆细胞产生大量抗体。抗体与体液中的HPV结合,阻止病毒侵染细胞,所以A2组出现癌前病变的比例低于对照组。(3)由表格信息可知,B1组出现癌前病变的比例明显高于A1组。(4)B2组和B1组的结果没有明显差异,B组在接种疫苗前检出HPV DNA,由此可说明该疫苗未能明显诱导细胞免疫清除体内的HPV。(5)综上所述,接种前未检出HPV DNA的人群注射疫苗后可降低宫颈癌的发病率,所以该疫苗可用于宫颈癌的预防。 答案:(1)载体 氨基酸 (2)L1蛋白 记忆(B)细胞 吸附宿(寄)主细胞 (3)A1 (4)细胞免疫 (5)预防 2020年初开始,新 冠 状 病毒 引起的肺 炎 疫 情在世界各地开始蔓延。该病毒感染引起的肺炎会使该病患者肺功能受损,从而引起血氧饱和度下降,该病主要表现为发热、咳嗽、乏力、浑身酸痛等症状。患学习探索情境 者病情严重与细胞因子风暴(简称CS)相关。病毒入侵机体后,受感染的上皮细胞和免疫细胞产生约15种细胞因子帮助抵御病毒,细胞因子会引起更多免疫细胞透过毛细血管并激活这些免疫细胞,被激活的免疫细胞则会产生更多的细胞因子,即细胞因子风暴(CS)。由于肺部毛细血管极为丰富,故血管通透性增加后将产生极其严重的后果,除此以外CS还会引起多种器官的衰竭,甚至导致患者的死亡。 命题生长点1 特异性免疫 (1)新型 冠 状 病 毒感染人体后,抗原呈递细胞起到了怎样的作用? 答案:吞噬、消化、呈递抗原。 (2)仅通过体液免疫,能否彻底清除侵入人体内的新 型 冠 状病毒?为什么? 答案:不能。体液免疫仅能清除细胞外液中的病毒,侵入人体细胞中的病毒首先需要通过细胞免疫使之释放出来,然后再由体液免疫清除。 (3)体液免疫过程中哪些细胞不能特异性识别新 型 冠 状 病毒? 答案:巨噬细胞等抗原呈递细胞和浆细胞。 命题生长点2 免疫学的应用 (1)有关新 冠 肺炎的叙述错误的是(C) A.新 冠 肺炎患者产生细胞因子风暴(CS)是一个正反馈调节过程 B.新 冠 肺 炎患者肺部毛细血管通透性增加会导致肺部组织水肿 C.该病毒先引起机体产生体液免疫,侵入宿主细胞后,才引起机体产生细胞免疫 D.服用使免疫细胞增殖受阻的药物(如类固醇)可缓解患者的症状 解析:由题干信息“病毒入侵机体后,受感染的上皮细胞和免疫细胞产生约15种细胞因子帮助抵御病毒,细胞因子会引起更多免疫细胞透过毛细血管并激活这些免疫细胞,被激活的免疫细胞则会产生更多的细胞因子”,说明细胞因子风暴(CS)是一个正反馈调节过程,A正确;新 冠 肺炎患者肺部毛细血管通透性增加,血浆中的某些物质如大分子蛋白质可进入组织液,导致肺部组织水肿,B正确;当抗原传递到辅助性T细胞时可产生细胞因子刺激B细胞增殖、分化,同时细胞毒性T细胞增殖、分化进行细胞免疫,故该病毒入侵后,体液免疫和细胞免疫是同时产生的,C错误;服用使免疫细胞增殖受阻的药物可减少细胞因子的产生,因此可缓解患者的症状,D正确。 (2)从免疫学的角度看,最好的预防手段是研制出能预防新 型 冠 状 病毒的疫苗。疫苗的作用是什么? 答案:刺激机体产生抗体和记忆细胞。 细胞识别作用的判断技巧 (1)辅助性T细胞、B细胞、记忆细胞、细胞毒性T细胞都具有特异性识别抗原的功能。 (2)巨噬细胞无特异性识别功能,但能识别“非己”成分。 (3)浆细胞不能识别抗原。 体液免疫与细胞免疫的区别 免疫类型 体液免疫 细胞免疫 被抗原侵入的宿主细胞、自身突作用对象 游离于体液中的抗原 变细胞和来自异体的移植组织器官等 免疫细胞 作用方式 主要是B细胞 浆细胞产生的抗体与相应主要是T细胞 细胞毒性T细胞与靶细胞密切接的抗原特异性结合 触 第5课 植物生命活动的调节 一、植物生长素 1.生长素的发现过程(经典实验分析) (1) (2) (3) (4) (5)1946年,确认生长素的化学本质是吲哚乙酸。 2.植物激素的概念 3.生长素的合成、运输和分布 二、生长素的生理作用 1.作用方式:给细胞传达信息,调节细胞生命活动。 2.作用效果 (1)细胞水平:促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等。 (2)器官水平:影响器官的生长、发育,如促进侧根和不定根发生,影响花、叶和果实发育等。 (3)作用特点:因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。 ①根、芽、茎对生长素的敏感程度由大到小为根>芽>茎。 ②在浓度较低时促进生长,在浓度过高时抑制生长,如顶端优势现象。 ③幼嫩细胞对生长素敏感,衰老细胞比较迟钝;不同器官对生长素的敏感程度也不同。 三、其他植物激素 1.其他植物激素的合成部位和主要作用(连线) 提示:①—C—d ②—A—c ③—D—b ④—B—a 2.植物激素间的相互作用 (1)协同作用:如生长素主要促进细胞核分裂,细胞分裂素主要促进细胞质分裂。 (2)拮抗作用 ①在调节种子萌发的过程中,赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发。 ②当生长素浓度升高到一定值时,会促进乙烯的合成,进而抑制生长素的作用。 3.作用特点 (1)与浓度关系:决定器官生长、发育的,往往是不同激素的相对含量。如黄瓜茎端脱落酸与赤霉素比值较高时,有利于分化形成雌花。 (2)调节顺序:在植物生长发育过程中,不同种激素的调节往往表现出一定的顺序性。 四、植物生长调节剂的应用 1.概念:人工合成的对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。 2.优点:原料广泛、容易合成、效果稳定等。 3.类型 (1)根据分子结构 ①与植物激素类似:如吲哚丁酸与生长素结构类似。 ②与植物激素完全不同:如α萘乙酸、矮壮素等。 (2)根据作用 植物激素 赤霉素 对应生长调节剂 赤霉素 应用 用赤霉素处理大麦,生产α淀粉酶 脱落酸 生长素 乙烯 青鲜素 2,4D 乙烯利 抑制发芽 促进扦插枝条生根 对果实催熟 4.植物生长调节剂施用效果的决定因素:施用浓度、时间、部位以及施用时植物的生理状态和气候条件等。 5.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度 (1)实验原理:生长素类调节剂的作用与其浓度有很大关系。如适宜浓度的2,4D可以促进插条生根。 (2)实验设计 ①预实验目的:为进一步的实验摸索条件;检验实验设计的科学性和可行性。 ②插条处理方法 a.浸泡法:要求溶液浓度较小,并且最好在遮阴和空气湿度较高的地方进行。处理时间较长。 b.沾蘸法:要求溶液浓度较高,处理时间较短。 (3)变量控制:自变量为调节剂的不同浓度,无关变量为处理时间长短、植物材料条件等。 (4)确定因变量:根的数目。 五、环境因素参与调节植物的生命活动 1.光对植物生长发育的调节 (1)实例:光照影响植物的种子萌发和形态变化;昼夜长短影响植物的开花。 (2)机理:受到光照射时,光敏色素结构发生变化,这一变化的信息经过信息传递系统传导到细胞核内,影响特定基因的表达。 2.温度 (1)通过影响植物的代谢,影响植物的生长。 (2)影响植物的开花,如低温的春化作用。 (3)决定植物分布的地域性。 3.重力:调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。 (1)具体表现:根的向地性和茎的背地性。 (2)影响机制:植物的根、茎中有感受重力的物质和细胞,可以将重力信号转换成运输生长素的信号,造成生长素分布的不均衡,从而调节植物的生长方向。 4.植物生长发育的整体调控机制:基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同组成的调控网络。 (1)基因表达调控:植物的各项生命活动处在基因适时选择性表达的调控之下。 (2)激素调节:激素作为信息分子,会影响基因的表达;激素的产生和分布是基因表达调控的结果。 (3)环境因素:调控基因表达以及激素的产生、分布。 1.植物激素是由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物生长发育有显著影响的微量有机物 (1)植物幼嫩叶片中的色氨酸可转变为生长素。 (2)成熟茎韧皮部中的生长素可以进行非极性运输。 (3)顶芽合成的生长素通过自由扩散运输到侧芽。 (4)横向运输发生在尖端,发生效应的部位也在尖端。 2.生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时则会抑制生长 (1)施用IAA对诱导侧根的作用表现为低浓度促进、高浓度抑制。 (2)杨树顶芽的快速生长需要侧芽提供生长素。 (3)生长素对果实的发育和成熟没有影响。 (√) (×) (×) (√) (√) (×) (×) (4)不同种类的植物对生长素的敏感性不同,同一种植物的不同器官对生长素的敏感性也不同。 3.植物体内多种激素之间具有复杂的相互关系 (1)赤霉素施用过多可引起水稻植株疯长。 (2)乙烯在果实生长和成熟中起抑制作用。 (3)脱落酸能够调控细胞的基因表达。 (4)生长素和细胞分裂素可以在同一细胞中起作用。 (√) (×) (√) (√) (√) 4.由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质,为植物生长调节剂 (1)苹果树开花后,喷施适宜浓度的脱落酸可防止果实脱落。 (2)用赤霉素处理马铃薯块茎,可延长其休眠时间以利于储存。 (3)用一定浓度的乙烯利处理采摘后未成熟的香蕉,可促使其成熟。 (4)用生长素类调节剂处理二倍体番茄幼苗,可得到多倍体番茄。 (×) (×) (√) (×) 生长素的发现过程 1.胚芽鞘向光性原理的模型构建与解读 2.明晰极性运输和横向运输 (1)极性运输只能由形态学上端向形态学下端运输,是一种逆浓度梯度的主动运输过程,需要消耗ATP,与细胞呼吸强度有关。 (2)横向运输发生在根尖、茎尖等生长素产生部位。这些部位在受到单一方向的外界刺激(如单侧光、重力等)时会发生横向运输。 (3)失重状态下水平放置的植物的根、芽中生长素分布是均匀的,植物会水平生长。 考向1| 胚芽鞘生长、弯曲判断 1.如图所示,a、b、c为对胚芽鞘做不同处理的实验,d为一植株被纸盒罩住,纸盒的一侧开口,有单侧光照。下列对实验结果的描述,正确的是( ) A.a、b向光弯曲生长,c背光弯曲生长 B.a直立生长,b、c向光弯曲生长 C.图d中如果固定植株,旋转纸盒,一段时间后,植株向左弯曲生长 D.图d中如果将纸盒和植株一起旋转,则植株向纸盒开口方向弯曲生长 D 解析:题图a中由于生长素不能透过玻璃片,故a直立生长;图b中生长素能透过琼脂片,单侧光照使b向光弯曲生长;图c中由于胚芽鞘没有尖端,对光不产生反应,c向右侧弯曲生长;图d中固定植株,旋转纸盒,植株向右弯曲生长;如果将纸盒和植株一起旋转,光只能从开口进入,因此植株弯向纸盒开口方向生长。 【方法规律】胚芽鞘系列实验的5个结论 (1)生长素的产生部位:胚芽鞘尖端,产生不需要光。 (2)生长素的作用部位:胚芽鞘尖端下部伸长区。 (3)感光部位:胚芽鞘尖端。 (4)生长素横向运输的部位:胚芽鞘尖端。 (5)胚芽鞘弯曲生长的原因——生长素分布不均匀。 考向2| 生长素的产生、运输与分布 2.(2019·江苏卷)下图为燕麦胚芽鞘经过单侧光照射后,甲、乙两侧的生长情况,对照组未经单侧光处理。下列叙述正确的是( ) A.甲为背光侧,IAA含量低于乙侧和对照组 B.对照组的燕麦胚芽鞘既不生长也不弯曲 C.若光照前去除尖端,甲、乙两侧的生长状况基本一致 D.IAA先极性运输到尖端下部再横向运输 C 解析:甲侧为背光侧,其生长素(IAA)的含量高于乙侧和对照组,A错误;对照组的燕麦胚芽鞘没有受到单侧光的照射,因此不弯曲,但是其尖端可以产生生长素,因此其应该直立生长,B错误;若光照前去除尖端,则没有尖端感受单侧光刺激,则甲、乙两侧生长情况应该基本一致,C正确;生长素先在尖端进行横向运输,再向下进行极性运输,D错误。 (1)用题中所用胚芽鞘,应进行怎样的实验,来验证生长素促进细胞的伸长,而不是促进细胞的分裂? 对题中所用胚芽鞘沿单侧光方向进行纵切,在显微镜下观察向光侧和背光侧的细胞长度和细胞数目。 (2)怎样设计实验,验证生长素的极性运输需要消耗能量?(写出大致思路即可)用呼吸抑制剂处理胚芽鞘,检测胚芽鞘中生长素的极性运输情况。 生长素的生理作用 下图为不同浓度的生长素对某一植物器官生长的影响曲线,据图回答以下问题: (1)若曲线表示不同浓度生长素对植物幼苗的作用,幼苗出现向光性时,测得其向光侧生长素浓度为m,则其背光侧生长素浓度范围是大于m,且小于M。 (2)若曲线表示不同浓度生长素对植物茎的作用,植物水平放置时,表现出茎的背地性时,测得其茎的近地侧生长素浓度为M,则茎的远地侧生长素浓度范围是大于0,且小于m。 (3)若曲线表示不同浓度生长素对植物根的作用,植物水平放置时,表现出根的向地性时,测得其根的远地侧生长素浓度为m,则根的近地侧浓度范围是大于i。 (4)上述(1)(2)(3)中,能体现生长素低浓度促进,高浓度抑制的生理作用的是(3)。 1.不同器官对生长素的敏感程度曲线分析 (1)对于各种器官,生长素的功能均具有在一定浓度范围内促进植物器官生长,浓度过高则抑制植物器官生长的特性。 (2)同一浓度的生长素作用于不同器官,引起的生理效应不同,这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小:根>芽>茎)。 2.不同植物对生长素的敏感程度曲线分析 从图中可以看出,双子叶植物比单子叶植物对生长素敏感。用适当浓度的生长素类调节剂来杀死单子叶农田里的双子叶杂草,同时促进单子叶植物的生长。 考向1| 生长素的生理作用 1.下图为去顶芽对拟南芥主根生长影响的实验结果,分析正确的是( ) A.去顶芽能促进主根生长 B.去顶芽植株不能合成生长素 C.生长素由顶芽向下非极性运输 D.外源生长素能替代顶芽促进主根生长 D 解析:由题图可知,去顶芽植株和正常植株相比,主根长度短,说明顶芽能促进主根生长;去顶芽植株+外源生长素与正常植株相比,主根长度大致相同,说明外源生长素能替代顶芽促进主根生长;去顶芽植株的主根还能生长,说明去顶芽植株仍能合成少量生长素;生长素由顶芽向下运输属于极性运输。 考向2| 生长素的作用特点 2.下图表示不同浓度的生长素对芽生长的作用效应和植物的芽在不同浓度生长素溶液中的生长情况。图甲中的a、b、c、d点所对应的图乙中生长状况,正确的是( ) A.a—① B.b—② C.c—③ D.d—④ C 解析:题图乙中无生长素处理的作为空白对照,a、b点对应浓度的生长素均促进生长,但b点对应浓度的生长素促进生长作用最强,对应①,a点对应④;c点对应浓度的生长素既不促进生长也不抑制生长,对应③;d点对应浓度的生长素抑制生长,对应②。 其他植物激素 1.理清植物激素的生理作用 2.植物激素间的协同作用与拮抗作用的归纳 (1)具协同作用的激素 (2)具拮抗作用的激素 作用 细胞分裂 器官衰老 种子萌发 起促进作用的激素 细胞分裂素 脱落酸 赤霉素 考向1| 其他植物激素的作用 1.通常,叶片中叶绿素含量下降可作为其衰老的检测指标。为研究激素对叶片衰老的影响,将某植物离体叶片分组,并分别置于蒸馏水、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、CTK+ABA溶液中,再将各组置于光下。一段时间内叶片中叶绿素含量变化趋势如图所示。据图判断,下列叙述错误的是( ) 起抑制作用的激素 脱落酸 细胞分裂素、生长素、赤霉素 脱落酸 A.细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老 B.本实验中CTK对该植物离体叶片的作用可被ABA削弱 C.可推测ABA组叶绿体中NADPH合成速率大于CTK组 D.可推测施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程 C 解析:据题图分析可知,与蒸馏水处理的对照组相比,用一定浓度的细胞分裂素(CTK)溶液处理叶片,一段时间内叶片中叶绿素含量较高,故CTK能延缓离体叶片的衰老,A正确;用一定浓度的细胞分裂素(CTK)溶液处理叶片,一段时间内叶片中叶绿素含量较高,而用一定浓度的脱落酸(ABA)溶液处理,叶片中叶绿素含量较低,二者同时使用时叶片中叶绿素含量介于二者单独使用的之间,说明本实验中CTK对该植物离体叶片的作用可被ABA削弱,B正确;由于叶绿素能通过吸收和利用光,将水光解成NADPH和氧气,根据CTK组比ABA组的叶绿素含量高可知,ABA组叶绿体中NADPH合成速率小于CTK组,C错误;秋天银杏树的叶由绿变黄,是由于叶绿素含量下降,使得类胡萝卜素的颜色凸显出来,据题图ABA组叶绿素含量低可推测,施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程,D正确。 考向2| 植物激素间的相互作用 2.下图表示植物激素对某植物果实发育、成熟、衰老和脱落的调节作用,A、B、C代表不同的植物激素。下列说法正确的是( ) A.激素A对细胞伸长生长具有促进作用 B.低浓度的生长素可以促进落花落果 C.果实成熟时激素B含量减少 D.激素C在幼嫩的组织和器官中含量较多 A 解析:根据题图分析可知,激素A是赤霉素,对细胞伸长生长具有促进作用,A正确;高浓度的生长素可以促进落花落果,B错误;激素B是乙烯,在果实成熟时含量增多,C错误;激素C是脱落酸,在萎蔫的叶片和将要脱落的果实和器官中含量较多,D错误。 探究植物生长调节剂的应用 1.插条的选择与处理 (1)插条选择:以1年生枝条为最好(形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活),插条部位以枝条中部剪取的插条为最好,基部较差。 (2)扦插枝条的处理:枝条的形态学上端削成平面,下端削成斜面,这样在扦插后可增大枝条吸水面积,促进成活;每一枝条留3~4个芽,所选枝条的芽数尽量一样多。 2.实验变量分析 (1)本实验的自变量是生长素类调节剂的浓度,所以需要配制一系列浓度梯度的生长素类调节剂溶液。 (2)处理时间、实验材料、处理时的温度等为无关变量,各组实验应保持相同且适宜。 (3)实验的测量指标应是枝条的生根数目。 3.为了保证实验设计的严谨性,还需要设置重复实验和一定的对照实验 (1)平行重复实验:每组枝条数应为多个,统计数据取每组枝条生根数或生根长度的平均值。 (2)对照实验:预实验时需要设置清水的空白对照,在预实验的基础上再次实验时可不设置空白对照。 4.实验结果处理与异常原因分析 (1)对实验结果进行处理时,要根据实验数据,以生长素类调节剂的浓度为横坐标,根的数目为纵坐标,绘制曲线图,确定最适浓度范围。 (2)可能出现的问题及原因分析 ①不能生根:一是枝条所带叶片较多,蒸腾作用过强,失水太多;二是配制的营养液缺乏某种营养元素或缺氧;三是没有分清形态学的上端与下端。 ②生根过少:配制生长素类调节剂溶液时,浓度梯度要密一些,组别要多一些,浓度梯度过稀、组别过少易错过最适浓度范围,导致生根过少。 考向1| 植物生长调节剂的应用 1.(2021·北京模拟)某实验小组探究一定浓度的萘乙酸(NAA)溶液和激动素(KT)溶液对棉花主根长度及单株侧根数的影响,结果如下图所示。据此分析,下列叙述正确的是( ) A.空白对照中主根长度大于侧根数,说明在生长过程中主根具有顶端优势 B.乙、丙分别与甲组比较,说明NAA抑制主根生长和侧根发生,KT则相反 C.丙、丁组的实验结果与甲组比较,可以说明KT对侧根的发生具有低浓度促进,高浓度抑制的作用 D.甲、乙、丁组实验结果比较,说明KT能增强NAA对侧根生长的促进作用 D 解析:顶端优势是顶芽(主根)优先生长,而侧芽(侧根)受抑制的现象,空白对照中主根长度与侧根数量是两种量,无可比性,因此不能体现主根的顶端优势,A错误;乙、丙分别与甲组比较,说明NAA抑制主根生长和促进侧根发生,KT则相反,B错误;丙、丁组的实验结果与甲组比较,不能说明KT对侧根的发生具有低浓度促进,高浓度抑制的作用,C错误;甲、乙、丁组对比可知,一定浓度的KT对NAA促进侧根生长的效应具有促进作用,D正确。 考向2| 探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度 2.(2018·江苏卷)下图为一种植物扦插枝条经不同浓度IAA浸泡30 min后的生根结果(新生根粗细相近),对照组为不加IAA的清水。下列叙述正确的是( ) A.对照组生根数量少是因为枝条中没有IAA B.四组实验中,300 mg/L IAA诱导茎细胞分化出根原基最有效 C.100 mg/L IAA与300 mg/L IAA处理获得的根生物量相近 D.本实验结果体现了IAA对根生长作用的两重性(低浓度促进生长,高浓度抑制生长) B 解析:对照组生根数量少是因为枝条中IAA较少,A错误;据题图分析可知,四组实验中,300 mg/L的IAA浓度下平均生根数最多,说明诱导茎细胞分化出根原基最有效,B正确;100 mg/L IAA与300 mg/L IAA处理获得的根的长度相近,但是数量不相等,因此二者获得的根的生物量不相等,C错误;与对照组相比,高浓度下没有体现抑制生根数和根生长的现象,因此不能体现IAA对根生长低浓度促进,高浓度抑制的作用,D错误。 环境因素对植物生命活动的调节 1.光对植物生长发育的调节 (1)光对植物颜色的影响:叶绿素的形成需要光。种子在黑暗中萌发,长成的幼苗叶片中缺乏叶绿素,表现为“黄化苗”。 (2)光对植物形态的影响:单侧光照使向光侧的生长素向背光侧转移,导致背光侧生长较快,从而使植物向光生长。 (3)光对植物开花的影响 ①长日照植物:只有当日照长度超过临界日长(14~17小时),或者说暗期必须短于某一时长才能形成花芽,否则不能形成花芽,只停留在营养生长阶段的植物。如冬小麦、大麦、油菜、萝卜等,纬度超过60°的地区,多数植物是长日照植物。 ②短日照植物:只有当日照长度短于其临界日长(少于12小时,但不少于8小时)时才能开花的植物。在一定范围内,暗期越长,开花越早,如果在长日照下则只进行营养生长而不能开花。许多热带、亚热带和温带春秋季开花的植物多属于短日照植物,如大豆、玉米、水稻、紫花地丁等。 2.低温的春化作用 经历低温诱导促使植物开花的作用。 (1)春化过程中,感受低温的部位分生组织中的RNA和蛋白质含量增加,代谢也发生顺序性变化。春化效应还可经细胞分裂传递给子细胞。 (2)赤霉素处理能使许多冬性一年生植物和二年生植物(如天仙子、胡萝卜、甘蓝、萝卜等)不经低温而抽薹成花。菊、延龄草等多种植物经春化后赤霉素含量增加。而且用赤霉素生物合成的抑制剂处理植株,会抑制春化作用。 3.根的向地性和茎的背地性的模型构建与解读 (1)图示 (2)解读 考向1| 光对植物生长发育的调节 1.自然界中,植物开花需要光信息刺激,当日照时间达到一定长度时,植物才能开花。下列相关说法错误的是( ) A.植物对日照时间的感知与光敏色素有关,与植物激素无关 B.该现象说明信息的来源可以是外界环境 C.日照时间对植物开花的调节本质上是对基因程序性表达的调控 D.可以通过人为控制光照时间达到使花卉分批上市的目的 A 解析:植物对日照时间的感知与光敏色素有关,通过调节植物激素的含量影响植物开花,A错误;题目中的现象说明信息(光)可来源于外界环境,B正确;日照时间的长短变化是环境因素,外界环境因素的变化通过影响植物的代谢而影响植物的开花,而植物代谢的调节本质上是由基因来调控的,C正确;根据题意可知,通过人为控制光照时间控制植物开花的时间,可以达到使花卉分批上市的目的,D正确。 考向2| 重力等因素对植物生命活动的调节 2.下图为横放萌发后的玉米种子,据图分析种子萌发过程中激素调节的相关内容,以下描述正确的是( ) A.在黑暗环境中一段时间后,根、茎分别出现不同的向性,此时生长受到抑制的是A、D侧 B.玉米种子萌发成幼苗过程中受赤霉素和生长素的调节作用且调节作用的原理相同 C.根、芽合成的生长素能从C运输到D、从A运输到B,反映了生长素极性运输的特点 D.玉米种子萌发初期,赤霉素含量增加,促进了淀粉的水解,为种子的萌发提供物质和能量 D 解析:在黑暗环境中一段时间后,根、茎分别出现不同的向性。但由于根和茎对生长素的敏感程度不同,只有根的近地侧为抑制作用,此时,生长受到抑制的是D侧,A错误。玉米种子萌发初期,赤霉素含量增加,能诱导淀粉酶的产生,促进了淀粉的水解。然后细胞分裂素含量增加,细胞的分裂加快;生长素含量增加,细胞的体积增大。故玉米种子萌发成幼苗的过程中受赤霉素和生长素等多种激素的调节,但调节作用的原理不同,B错误。根、芽合成的生长素能从C运输到D、从A运输到B,是生长素的横向运输,不能反映生长素极性运输的特点,C错误。玉米种子萌发初期,赤霉素含量增加,能诱导淀粉酶的产生,促进了淀粉的水解,为种子的萌发提供物质和能量,D正确。 事例1 植物在单侧光照射下,会发生向光弯曲生长;倒伏的植物幼生活实践情境 苗会发生茎的背地生长和根的向地生长。这些现象可以使植物更好地接受光照、更好地从土壤中吸收水分和无机盐,有利于植物光合作用的进行,有利于植物体内有机物的积累,从而有利于植物的生长。 事例2 黄瓜开花以后,如果雌蕊未能正常受粉,则不能形成种子,子房一段时间后会萎缩、脱落;若给未受粉的黄瓜雌蕊柱头涂抹一定量的生长素类调节剂,则子房会继续发育,形成无子黄瓜。 命题生长点1 提出假设 设计实验 (1)若已经确定芽的尖端可以产生生长素,生长素可以促进植物的生长,你能对植物的向光性提出哪些可能的解释? 答案:单侧光使生长素在背光侧分布较多,可能是单侧光使向光侧的生长素向背光侧运输,也可能是使向光侧的生长素分解。 (2)用胚芽鞘做实验,在不破坏胚芽鞘结构的前提下,如何证明胚芽鞘的生长部位主要是尖端下面一段? 答案:用记号笔在胚芽鞘上划等距离的横线,一段时间后观察、测量尖端部分和尖端下面一段横线间的距离。 (3)事例1中,哪些现象不能体现生长素低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特性? 答案:植物的向光性和茎的背地性。 命题生长点2 生长素的生理作用 (1)根据事例2,推测种子和果实发育之间的联系。 答案:发育的种子可产生生长素,促进果实的发育。 (2)某同学将豌豆幼苗横放几小时后,将一段弯曲部位制成临时装片,观察到细胞大小如图所示。检测到Ⅰ侧生长素的浓度低于Ⅱ侧(图中“·”表示生长素的分布状况)。下列有关叙述错误的是(A) A.该部位是靠近尖端的分生区 B.该区段不可能取自根尖 C.Ⅱ侧为茎的近地侧 D.生长素在该区段未体现低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特性 解析:由题意可知,该部位为弯曲部位,属于尖端下部的伸长区,A错误;如果是取自根尖,Ⅰ侧生长受抑制,生长素的浓度应该高于Ⅱ侧, B正确;Ⅱ侧生长素浓度较高,生长较快,为近地侧,C正确;该区段是取自茎尖,Ⅰ侧和Ⅱ侧的生长素都起促进作用,未体现低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特性,D正确。 “两看法”判断植物“长不长、弯不弯” 利用“三看法”判断生长素作用的特性 利用模型与建模理清静息电位和动作电位测量方法及其应用 (2020·山东模拟)人和高等动物的小肠肠壁内分布着由大量神经元构成的黏膜下神经丛,该神经丛可以接受来自脑干的神经支配,同时也参与腺体分泌等局部反射活动,如图所示。 (1)当来自脑干的兴奋传导到神经丛时,通过神经末梢释放__________,引起神经元③产生兴奋,当兴奋传到m点时,m点膜外电位的变化过程是__________________________。神经元③兴奋不能引起神经元④出现电位变化,即兴奋在神经元之间的传递是单向的,原因是____________________。 (2)小肠肠腔的酸度增加,可通过局部反射活动引起腺体的分泌。若图中腺体对小肠肠腔的酸度增加无法作出反应,但来自脑干的兴奋仍可使其分泌,现已确定上述现象出现的原因是某突触异常,则由图可知,出现异常的突触在神经元________(填图中序号)之间。已知用电极刺激神经元可使其产生兴奋,请设计实验证明该突触异常,简要写出实验思路并预期实验现象:________________________。 解析:(1)神经末梢含突触小泡,兴奋时会释放神经递质。m点静息状态下膜外为正电位,膜内为负电位,兴奋时膜外为负电位,膜内为正电位,因此膜外电位的变化过程是由正电位变为负电位。神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,即兴奋在神经元之间的传递是单向的,因此神经元③兴奋不能引起神经元④出现电位变化。(2)由题图可知,出现异常的突触在神经元⑥和②之间,小肠肠腔的酸度增加,腺体无法作出反应,但是腺体与脑干之间的神经传递正常,因此来自脑干的兴奋仍可使其分泌。用电极刺激神经元⑥的轴突末梢,腺体不分泌;用电极刺激神经元②的胞体,腺体分泌,说明⑥和②之间的突触异常。 答案:(1)神经递质 由正电位变为负电位 神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜(或神经递质只能由神经元④中的突触小体释放,作用于神经元③的胞体) (2)⑥和② 用电极刺激神经元⑥的轴突末梢,腺体不分泌(或用电极刺激神经元⑥的轴突末梢,腺体不分泌;用电极刺激神经元②的胞体,腺体分泌) 1.在神经纤维上的电流表偏转问题 (1)刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电流表指针发生两次方向相反的偏转。 (2)刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电流表指针不发生偏转。 2.在神经元之间的电流表偏转问题 (1)刺激b点(ab=bd),由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋,d点后兴奋,电流表指针发生两次方向相反的偏转。 (2)刺激c点,兴奋不能传至a点,a点不兴奋,d点可以兴奋,电流表指针只发生一次偏转。 3.膜电位测量的应用 (1)探究兴奋在神经纤维上传导的实验 方法设计:电刺激图中①处,观察A的变化,同时测量②处的电位有无变化。 结果分析:若A有反应,且②处电位改变,说明兴奋在神经纤维上的传导是双向的;若A有反应,而②处无电位变化,则说明兴奋在神经纤维上的传导是单向的。 (2)探究兴奋在神经元之间传递的实验 方法设计:先电刺激图中①处,测量③处电位变化;再电刺激③处,测量①处的电位变化。 结果分析:若两次实验的测量部位均发生电位变化,说明兴奋在神经元之间的传递是双向的;若只有一处电位改变,则说明兴奋在神经元之间的传递是单向的。 1.某神经纤维静息电位的测量装置及结果如图1所示,其中甲位于膜内,乙位于膜外,图2是将同一测量装置的微电极均置于膜外。下列相关叙述正确的是( ) A.图1中K+浓度甲处比乙处低 B.图2测量装置所测电压为+70 mV C.图2中若在①处给予适宜刺激(②处未处理),电表的指针会发生两次偏转 D.图2中若在③处给予适宜刺激,②处用药物阻断电流通过,则测不到电位变化 C 解析:题图1中两个微电极一个在膜内,一个在膜外,测得的膜电位是外正内负的静息电位,在静息时,K+的分布是内高外低,A错误;图2是将同一测量装置的微电极均置于膜外,且没有兴奋传导,则图2测量装置所测电压为0 mV,B错误;若在①处给予适宜刺激,由于②处未处理,局部电流先传导到左侧微电极,后传导到右侧微电极,所以电表指针会发生两次偏转,C正确;图2中若在③处给予适宜刺激,②处用药物阻断电流通过,则当兴奋传导到右侧微电极时能测到电位变化,而兴奋不能传导到左侧微电极,故电表指针会偏转一次,D错误。 2.下图为神经元结构模式图,电流计A1和A2的两极a、c、d、e分别接在神经纤维外膜上,在b、f两点给予适宜强度的刺激,则电流计的偏转情况为( ) A.在b点与f点刺激时,A1、A2各偏转两次,且方向相反 B.在b点刺激时,A1偏转两次,A2偏转一次;在f点刺激时,A1不偏转,A2偏转一次 C.在b点刺激时,A1不偏转,A2偏转一次;在f点刺激时,A1不偏转,A2偏转一次 D.在b点刺激时,A1不偏转,A2偏转两次;在f点刺激时,A1不偏转,A2偏转一次 D 解析:在b点刺激时,兴奋同时到达a和c处,因此A1不偏转;当兴奋继续向右传递时,先到达d处,后到达e处,因此A2偏转两次,且方向相反。在f点刺激时,兴奋能传导到e处,但不能传递到a、c和d处,因此A1不偏转,A2偏转一次。 3.(2020·山东模拟)用微电极记录细胞膜上的电位变化是研究神经冲动产生、传导和突触传递原理的常用方法。根据以下实验方法和结果,分析和解决相关问题: (1)当图1中的微电极M记录到动作电位时,突触小泡将依次产生的反应是___________________________________。 突触后膜上将依次产生的反应是__________________。 (2)研究表明,在突触小体未产生动作电位的情况下,微电极N上也会记录到随机产生的、幅度几乎相等的微小电位变化,如图2所示。结合突触的结构和突触传递的过程,分析导致该电位变化产生的原因:______________。 (3)在某些突触中,突触小体产生动作电位后,微电极N上记录到电位负值增大的抑制性突触后电位(IPSP),如图3所示。已知K+和Cl-通道都参与了IPSP的形成,IPSP产生的原理是________________________。 (4)已知从刺激开始到动作电位产生有一短暂的延迟,且与刺激强度有关。为了规避该延迟对测量精度的影响,请利用微电极记录技术设计实验,精确测量动作电位在神经轴突上的传导速度:______________________。 (实验仪器:微电极记录设备、刺激器、计时器、刻度尺等) 解析:(1)当题图1中的微电极M记录到动作电位时,即兴奋传导到轴突末梢时,突触小泡逐渐向突触前膜移动,与突触前膜融合后,以胞吐的方式释放神经递质。突触后膜上受体结合神经递质后,引起突触后膜上发生电位变化。(2)在突触小体未产生动作电位的情况下,微电极N上也会记录到如图2所示的随机产生的、幅度几乎相等的微小电位变化,说明有神经递质作用于突触后膜,但不能引发动作电位,推测可能原因是发挥作用后的神经递质没有被彻底降解,极微量的神经递质作用于突触后膜上的受体,引起微小的电位变化,但不足以引起动作电位。(3)正常情况下,静息时神经细胞膜对K+的通透性大,K+大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对Na+的通透性增大,Na+内流,因此形成内正外负的动作电位。如题图3所示,微电极N上记录到电位负值增大的抑制性突触后电位(IPSP),已知K+和Cl-通道都参与了IPSP的形成,则在电位负值增大的过程中膜内负电位增强,是K+外流和Cl-内流的结果。(4)已知从刺激开始到动作电位产生有一短暂的延迟,且与刺激强度有关。若要规避该延迟对测量精度的影响,精确测量动作电位在神经轴突上的传导速度,可通过测量两个电极之间的距离,同时测量电极记录到的动作电位起始点的时间差即可,即先用刻度尺测量两个微电极之间的距离,用刺激器刺激1次,同时用计时器记录两个微电极记录设备发生变化的时间差,从而根据时间和距离的关系式计算出传导速率。 答案:(1)突触小泡向突触前膜移动,与突触前膜融合,突触前膜以胞吐的方式释放神经递质 突触后膜上受体与神经递质结合,引起突触后膜产生动作电位 (2)发挥完作用的神经递质没有被彻底降解,极微量的神经递质引起微小的电位变化,但不足以引起动作电位 (3)K+外流和Cl-内流 (4)先用刻度尺测量两个微电极之间的距离,用刺激器刺激1次,同时用计时器记录两个微电极记录设备发生变化的时间差,再计算出传导速率 利用模型与建模分析生命活动的调节方式 (2020·天津模拟)人和高等动物胰液的分泌受神经—体液调节,进食可引起胰液大量分泌,过程如图: (1)食物刺激通过①③途径分泌胃泌素,该过程的调节方式是________调节。胃酸刺激小肠黏膜细胞分泌促胰液素,通过________运输,作用于胰腺。 (2)图中反映出胰腺细胞接受调节信号分子的受体至少有________种,这些信号分子都能促进胰腺分泌胰液,这是____________作用。 (3)最近科学家从小肠分离出一种多肽——CKK释放肽,进食后,在蛋白质的消化产物作用下,通过CKK释放肽引起胆囊收缩素释放和胰蛋白酶分泌增加;而分泌的胰蛋白酶又可使CKK释放肽水解,胆囊收缩素和胰蛋白酶分泌减少,这种调节机制是________调节,此种调节是生命系统中非常普遍的调节机制。 解析:(1)食物刺激通过①③途径调节胃窦分泌胃泌素,属于神经调节;促胰液素是由小肠黏膜细胞分泌的,通过体液运输,作用于胰腺,促进胰腺分泌胰液。(2)根据题图分析可知,图中胰腺接受了胃泌素、神经递质、促胰液素、胆囊收缩素共4种信号分子的协同刺激,促进了胰腺分泌胰液。(3)根据题意分析,CKK释放肽引起胆囊收缩素释放和胰蛋白酶分泌增加,而分泌的胰蛋白酶又可使CKK释放肽水解,使得胆囊收缩素和胰蛋白酶分泌减少,这个过程属于负反馈调节的过程;这种调节机制使得相关激素和酶的含量维持在正常范围内,保证了生命活动的正常进行。 答案:(1)神经 体液 (2)4 协同 (3)负反馈 生命活动调节方式的判定方法 (1)完全依赖反射弧完成,仅涉及“神经递质”这种信号分子——神经调节 模型:举例:膝跳反射、缩手反射等。 (2)仅涉及“激素”或其他化学物质——体液调节 模型: 实例:人进食后血糖升高,引起胰岛B细胞分泌胰岛素,使血糖降低。 (3)既有神经系统调节,又有相关激素或其他化学物质的参与,涉及“神经递质”与“激素”两类信号分子——神经—体液调节。 ①模型Ⅰ 举例:血糖降低,下丘脑通过有关神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,使血糖升高。 ②模型Ⅱ 举例:日照长短变化刺激鸟类的神经系统,下丘脑分泌促性腺激素释放激素作用于垂体,垂体分泌促性腺激素作用于性腺,性腺分泌的性激素增加,促使鸟类产卵。 1.下面为人体的生命活动调节示意图,下列相关叙述中不正确的是( ) A.饮水过少时,激素d作用的靶器官主要是肾小管和集合管 B.血糖平衡调节过程中的a→c→d→e属于体液调节 C.人的手被针扎时,其调节过程是通过a→b→e来实现的,属于神经调节 D.体温调节过程中的内分泌腺c包括下丘脑、胸腺、肾上腺和甲状腺 D 解析:饮水过少时,细胞外液渗透压升高,作用于下丘脑的渗透压感受器,使垂体释放抗利尿激素增加,该激素的靶器官主要是肾小管和集合管,A正确;血糖平衡调节过程中,a是血糖浓度的变化,c是胰岛细胞,d是胰岛素或胰高血糖素,此过程属于体液调节,B正确;人的手被针扎时,a是感受器,b是神经中枢,e是效应器,此过程属于神经调节,C正确;体温调节过程中的相关内分泌腺c包括下丘脑(促甲状腺激素释放激素)、垂体(促甲状腺激素)、肾上腺(肾上腺素)和甲状腺(甲状腺激素),胸腺与体温调节没有直接关系,D错误。 2.春天日照逐渐延长时,鸟类大多进入繁殖季节。调节鸟类繁殖活动的图解如下: 请回答: (1)鸟类的繁殖活动是通过机体的____________调节完成的;激素调节的特点是___________________________________。 (2)鸟类接受日照延长的信息进入繁殖季节,体现了生态系统中信息传递有利于________________。 (3)据图判断,若要验证B的生理作用,不能用去除性腺的鸟作为实验动物,其原因是_________________________。有同学提出了以下设计思路,请完善。取发育状况一致的雌鸟均分为甲、乙、丙三组,甲组不破坏垂体,并注射一定量的生理盐水;乙组破坏垂体,并注射等量的生理盐水;丙组破坏垂体,并注射等量且适宜浓度的激素B。相同且适宜条件下饲养一段时间后测定________________________________________________________。 解析:(1)据题图分析,鸟类的繁殖有传入神经的参与,说明有神经调节;与性腺相关,说明有性激素的参与,说明有体液调节;激素调节具有通过体液进行运输,作用于靶器官、靶细胞,作为信使传递信息,微量和高效等特点。(2)生态系统中信息传递有利于生物种群的繁衍,如鸟类接受日照延长的信息进入繁殖季节。(3)若去除了鸟的性腺,则失去了促性腺激素(B)作用的器官,无法验证该激素的生理作用,因此不能用去除性腺的鸟作为实验动物来验证B的生理作用。激素B是促性腺激素,可以促进性腺分泌性激素(C),因此根据实验设计过程,对实验组进行处理后,应该分别检测三组实验动物的激素C含量。 答案:(1)神经—体液 通过体液进行运输,微量和高效,作为信使传递信息,作用于靶器官、靶细胞 (2)生物种群的繁衍 (3)若去除性腺,激素B没有靶器官,无法验证该激素的生理作用 三组实验动物的激素C含量 河豚味道极鲜,肌肉组织可以食用,但卵巢、肝脏等多部位均含大量河豚毒素(TTX),远超过肌肉组织食用标准(10 mU/g),如果误食会先后引起感觉神经和运动神经麻痹,甚至导致呼吸衰竭,需要作为有毒废弃物处理。研究小组用TTX及某动物的神经组织,在适宜的条件下进行研究,处理方法及结果见下表。 微电极刺激突触前神经组号 对神经组织的处理 元,随后测得细胞膜两侧的电位差/mV 0.5 ms后测得突触后神经元细胞膜两侧的电位差/mV Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 浸在生理盐水中 浸在含一定浓度TTX的生理盐水中 5 min后 10 min后 15 min后 35 30 20 10 35 25 10 -70 根据以上实验数据,回答相关问题: (1)第Ⅰ组实验中测得突触前神经元细胞膜两侧的电位差为35 mV,这一电位差的形成是由于______________导致的。0.5 min后,才能测到突触后神经元的电位变化,造成延迟的原因之一是神经元在通过突触时需要进行转变:在突触前膜信号的转变是______________,转变后的信号(神经递质)通过突触间隙,作用于突触后膜上的__________________,进而使突触后膜产生电位变化。 (2)医疗中TTX可作为麻醉剂使用,其最可能影响__________________(填“兴奋在神经纤维上的传导”或“兴奋在细胞间的传递”) 。 (3)由Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组的实验数据分析推测,TTX作用机理最可能是关闭/阻断________通道。突触前神经元膜两侧电位差逐渐降低的原因是__________________________。 (4)第Ⅳ组的突触后膜依然保持静息电位,说明TTX不改变神经元细胞膜对____________的通透性。 (5)TTX引起感觉神经麻痹和呼吸衰竭,其对应的神经中枢分别为______________和________________。 【思路导引】 解析:(1)据表分析可知,第Ⅰ组实验中测得突触前神经元细胞膜两侧的电位差为35 mV,为动作电位,是由于Na+内流导致的。兴奋经过突触结构时,需要将电信号转变为化学信号,再转变为电信号,所以存在突触延搁,在突触前膜处的信号变化为电信号转变为化学信号。突触前膜中神经递质以物理扩散的方式通过突触间隙作用于突触后膜上的特异性受体,使突触后膜产生电位变化。(2)手术时河豚毒素作为麻醉剂使用的原因是TTX可抑制兴奋在神经纤维上的传导,使神经冲动无法传达到大脑皮层的感觉中枢。(3)据Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组的实验结果分析可知,随着时间的延长,河豚毒素对Na+通道的抑制作用逐渐加强,导致突触前神经元膜两侧电位差逐渐降低。(4)第Ⅳ组的突触后膜依然保持静息电位,静息电位是由K+外流引起的,说明TTX不改变神经元细胞膜对K+的通透性。(5)感觉神经中枢位于大脑皮层,呼吸中枢位于脑干。 答案:(1)Na+内流(使膜内侧阳离子的浓度高于膜外侧) 电信号变为化学信号 (特异性)受体 (2)兴奋在神经纤维上的传导 (3)Na+ 随着时间的延长,河豚毒素对Na+通道的抑制作用逐渐加强 (4)K+ (5)大脑皮层 脑干 实验结论作答技巧总结 1.大鼠脊髓损伤后无法自主控制排尿。研究人员用截瘫平面以上健存的神经重新建立人工膀胱反射弧,如下图所示。其中S1和S2表示神经纤维连接处。该项研究有望实现截瘫患者自主性排尿,请回答下列问题: (1)分析上图可知,在重建的人工膀胱反射弧中膀胱属于______________,根据上图中的反射弧,请用数字和箭头的方式描述排尿反射的过程:____________________________________。 (2)伤害性刺激作用于神经纤维后,膜外的________引起膜电位改变而产生兴奋,此时神经细胞支配的肾上腺分泌的肾上腺素的增多,导致呼吸和心率加快。以上生理活动的调节方式是____________。大鼠脊髓损伤后,排尿反射仍可发生,但机体无法自主排尿,原因是_______________________________________。 (3)实验后某只大鼠不能正常排尿,可能原因是S1或S2 连接处异常。实验小组在反射弧的 b、c 处分别连接灵敏电流计,然后刺激 a 点,发现 b 处的电流表偏转,c 处的电流表不偏转,则可推测_________________。 解析:(1)根据题意分析可知,膀胱既属于感受器,又属于效应器。排尿反射的过程为1→2→3→4→5→6→1。(2)动作电位的产生是由于Na内流,在调节过程中,有神经和肾上腺素的参与,所以其调节方式是神经—体液调节。机体的排尿反射受到脊髓中的低级中枢和大脑皮层中高级中枢的控制,因此脊髓损伤后高级中枢大脑皮层失去对脊髓中低级中枢的控制。(3)刺激a点,发现b处的电流计偏转,c处的电流计不偏转,说明S1 连接处正常,S2 连接处异常。 答案:(1)感受器和效应器 1→2→3→4→5→6→1 (2)Na+内流 神经—体液调节 脊髓损伤后高级中枢大脑皮层失去对脊髓中低级中枢的控制 (3)S1连接处正常,S2连接处异常 2.哺乳动物血液中 CO2含量变化能够作用于神经系统,调节呼吸运动的频率和强度,为了研究该反射过程中感受器的存在部位,科研人员进行了一系列实验研究。请回答下列问题: (1)哺乳动物因剧烈运动产生的________等酸性物质能与血浆中 HCO-3反应,使血液中CO2含量升高。CO2浓度变化可以使一些特定的感受器兴奋,兴奋以______________的形式沿传入神经传导至呼吸中枢,使呼吸运动加深加快。这种+维持内环境 pH 稳态的过程是在________________调节的作用下,通过各系统的协调活动实现的。 (2)20 世纪初,科学界认为CO2感受器可能位于脑部,也可能位于躯体的动脉管壁上。为探究这一问题,科研工作者将连接头部与躯干的血管断开,只保留由动脉传向脑的传入神经,同时将 A 狗的颈动脉和颈静脉分别与 B 狗相应血管相连,A 狗躯干的呼吸运动靠人工呼吸机维持。 ①实验过程中,始终保持 B 狗处于呼吸平稳状态,目的是保证 A 狗脑部______________________________________________。 ②科研人员将呼吸机暂停一小段时间,A 狗血液中的 CO2含量____________,发现 A 狗鼻部呼吸运动加深加快,该实验结果说明________________。该结果________(填“能”或“不能”)说明脑部不存在 CO2感受器。 (3)基于上述研究,请你为 CO(煤气)中毒的紧急治疗提供一种思路:__________________________________________。 解析:(1)哺乳动物因剧烈运动,部分细胞进行无氧呼吸产生乳酸等酸性物质,能与血浆中HCO-使血液中CO2含量升高,CO2浓度变化可以使一些特定的3反应,感受器兴奋,兴奋以神经冲动(动作电位)的形式沿传入神经传导至呼吸中枢,使呼吸运动加深加快,这种维持内环境pH稳态的过程是在神经—体液调节的作用下,通过各系统的协调活动实现的。(2)该实验是探究CO2感受器是位于脑部还是位于躯体的动脉管壁上。①实验过程中,为保证A狗脑部血液中CO2含量保持稳定,需要始终保持B狗处于呼吸平稳状态。②科研人员将呼吸机暂停一小段时间,呼出的CO2减少,A狗血液中的CO2含量升高,发现A狗鼻部呼吸运动加深加快,该实验结果只能说明狗躯干部血管壁上有CO2感受器,由于没有单独做脑部接受高浓度CO2的实验,故不能说明脑部不存在CO2感受器。(3)基于上述的实验结果,可以考虑给CO中毒的病人进行输氧时,用含一定浓度CO2的氧气混合气体给病人吸氧治疗,因为混入CO2能刺激呼吸中枢,使呼吸运动加深加快,让病人能够得到足够的氧气;也可以用药物刺激动脉中的化学感受器,使之产生兴奋,呼吸运动加深加快。 答案:(1)乳酸 神经冲动(或动作电位) 神经—体液 (2)①血液中CO2含量保持稳定 ②升高 狗躯干部血管壁上有CO2感受器 不能 (3)用含一定浓度CO2的氧气混合气体给病人吸氧治疗;用药物刺激动脉中的化学感受器,使之产生兴奋 保水剂是一类高分子聚合物,可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物兴趣小组探究“保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响”,进行了以下实验: 材料用具:相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干,保水剂,氮肥等。 方法步骤:①选取长势一致的小麦幼苗若干,平均分为A、B、C三组,分别施用适量的保水剂(60 kg·hm2)、氮肥(255 kg·hm2)、保水剂(60 kg·hm2)+氮肥(255 ---kg·hm-2),置于相同的轻度干旱条件下培养,其他培养条件相同且适宜。 ②在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午,于10:00~11:00从每组选取相同数量的叶片,进行CO2吸收量及叶绿素含量的测定。结果(均值)如下表: 组号 A B C CO2吸收量/(μmol·m-2·s-1) 10.66 13.04 15.91 叶绿素含量/(mg·g-1) 3.07 3.02 3.05 实验结论:适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度。 (1)请指出上述方法步骤的缺陷并改正: 步骤①:_____________________________________________; 步骤②:______________________________________________。 (2)如不考虑方法步骤中的缺陷,从影响光合作用的内在因素分析,保水剂与氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是______________________________。 (3)实验测得的CO2吸收量________(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用过程中CO2实际消耗量,理由是____________________________。光合作用强度可通过测定CO2吸收量,也可以通过测定________释放量计算。 【思路导引】 解析:(1)实验中要遵循对照原则和单一变量原则,所以步骤①应该增加正常生长,不作特殊处理只浇水的对照实验;步骤②要保证无关变量相同,所以应取相同部位的叶片。(2)影响光合作用的内在因素有色素和酶。根据题目表格信息,叶绿素含量几乎没有差别,所以保水剂和氮肥配施影响了酶的数量和活性。(3)实验测得的CO2吸收量是光合作用过程中CO2实际消耗量与呼吸作用CO2释放量之差,故实验测得的CO2吸收量小于光合作用过程中CO2实际消耗量。根据光合作用的化学反应式,光合作用强度可以是单位时间反应物CO2的消耗量或生成物O2的释放量。 答案:(1)缺少对照实验,应另设不施保水剂和氮肥的实验作为对照组 取材方法不科学,选取的叶片应取自植株的相同部位 (2)提高了光合作用有关酶的数量和活性 (3)小于 实验测得的CO2吸收量是光合作用过程中CO2实际消耗量与呼吸作用CO2释放量之差 O2 “五看法”评价实验设计 1.下面是某研究性学习小组的同学为证明农田土壤中的微生物对某种农药具有分解作用而提出的实验方案。(如何检测农药的含量不作要求) A:他们在同一块农田的不同地点取等量的土壤,将其标记为甲、乙两组;将甲组土壤进行灭菌,待用。 B:实验开始时向两组分别加入等量的用无菌水配制的某种农药,并与土壤混匀,放在自然条件下(暴露在空气中)。 C:一段时间后,取样检测甲、乙两组土壤中农药的浓度,比较两组农药含量的差异。 请指出并改正实验中三处明显的错误,并说明原因或目的。 (1)错误一:____________________,改正:______________________,原因是_____________________________。 (2)错误二:____________________,改正:______________________,目的是_________________________。 (3)错误三:____________________,改正:______________________,目的是_______________________。 解析:选择不同地点的土壤,由于湿度、有机物含量的差异等可能导致土壤中含有的微生物含量和种类有差异。空气中含有大量的微生物,为了使实验结果准确,必须在无菌条件下进行实验。一次取样可能因为偶然因素的影响导致实验结果不准确,应该多次取样求平均值,比较平均值的差异。 答案:(1)不同地点取土壤样品 同一地点取土壤样品 不同地点的土壤微生物含量和种类可能有差异,可能对实验结果造成干扰 (2)放在自然条件下 放在无菌条件下 防止空气中的微生物对实验结果造成干扰 (3)一段时间后,取样检测甲、乙两组土壤中农药的浓度 定期分别取样检测甲、乙两组土壤中农药的浓度,求平均值 避免偶然因素影响,使实验结果更准确 2.(2020·四川成都模拟)番茄灵(化学名为“对氯苯氧乙酸”,简称PCPA)可有效防止落花落果,提高坐果率(坐果指经受精形成的幼果能正常生长发育而不脱落)。番茄灵的使用浓度一般为2×10-5~5×10-5 mol·L-1。如果在花未开放时用番茄灵蘸花,坐果率约为40%;花半开放或盛开时蘸花,坐果率几乎达100%;花后蘸花,坐果率约为60%。 (1)番茄细胞中________(填“含”或“不含”)控制合成番茄灵的基因,理由是____________________________________。 (2)番茄灵的生理作用与下列________类似。 A.脱落酸 C.生长激素 B.乙烯利 D.2,4D (3)研究小组甲欲探究温度对番茄灵作用效果的影响,并初步设计了如下实验思路:在花未开放时,用适量的浓度为3×10-5 mol·L-1的番茄灵对足够数量的盆栽番茄进行蘸花,然后分别搬至温度为5 ℃、10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃的温室大棚内种植(其他环境条件相同且适宜)。 请对其中的主要不合理之处进行修改完善: ①________________________________________________; ②________________________________________________。 (4)已知一定浓度的赤霉素(GA)也能提高坐果率。研究小组乙欲探究一定浓度的番茄灵和赤霉素联合处理对番茄坐果率的影响,通过实验得出了如图所示的结果。 ①B组处理方法为_____________________________________。 ②实验还应该增加一组(D组)。该组处理方法应为 _____________________________________________________。 请在图中补充相应的曲线并预测该组实验结果。 ③由实验结果可知PCPA和GA对提高番茄坐果率具有____________作用。 解析:(1)番茄灵是人工合成的植物生长调节剂,不属于植物激素,所以番茄细胞中不含控制合成番茄灵的基因。(2)2,4D是生长素类调节剂,一定浓度的2,4D可以防止落花落果,所以2,4D与番茄灵的生理作用类似,故D正确,A、B、C错误。(3)花半开放或盛开时用番茄灵蘸花,坐果率几乎达100%,实验现象明显,因此蘸花时间应在花半开放或盛开时。不同温度处理的对象应为番茄灵,如果将番茄在不同温度下栽培,会因温度直接影响番茄生长和代谢而导致实验失败,番茄的栽培温度应相同且适宜,因此正确的做法是应先用一定梯度的不同温度处理番茄灵,再进行蘸花;蘸花后的番茄应在相同且适宜的温度下种植。(4)①②探究一定浓度的番茄灵和赤霉素联合处理对番茄坐果率的影响时,除了设计GA处理组、PCPA+GA处理组,还需设计PCPA处理组和蒸馏水对照组。由于PCPA也能提高坐果率,所以B组的处理方法不可能是蒸馏水处理,而应该是一定浓度的PCPA处理。另外还需增加一组等量的蒸馏水作对照组,补充曲线图如答案所示。③由于PCPA+GA联合处理比单独使用GA或PCPA处理时坐果率高,所以PCPA和GA对提高番茄坐果率具有协同作用。 答案:(1)不含 番茄灵为人工合成的植物生长调节剂,不属于植物激素 (2)D (3)①蘸花时间应在花半开放或盛开时 ②应先用一定梯度的不同温度处理番茄灵,再进行蘸花;蘸花后的番茄应在相同且适宜的温度下种植 (4)①一定浓度的番茄灵(PCPA)处理 ②用等量的蒸馏水处理 曲线如图所示 ③协同 生命个体的结构与功能相适应,各结构协调统一共同完成复杂的生命活动,并通过一定的调节机制保持稳态 学业要求1 运用图示和模型等方法,表征并阐释内环境为机体细胞提供适宜的生存环境并与外界环境进行物质交换(生命观念、科学思维)。 【通关训练】 1.根据体内细胞与外界环境进行物质交换的模型判断下列相关说法中正确的是( ) A.在图中①~⑤处应当用双箭头表示的有①④⑤ B.血浆蛋白、葡萄糖和呼吸酶均属于内环境成分 C.神经系统与内分泌系统不参与图中所示的物质交换过程 D.组织液、淋巴液和血浆在含量及成分上完全相同 A 解析:呼吸酶位于细胞内,不属于内环境成分,B错误;神经—体液调节可参与题图中的物质交换过程,C错误;与组织液和淋巴液相比,血浆中含有较多的蛋白质,D错误。 2.下图是人体某组织结构示意图,①②③④分别表示人体内不同部位的液体。据图判断下列说法正确的是( ) A.内环境的稳态就是指①②③中温度、渗透压及pH的相对稳定 B.③中的水都来自② C.④中的细胞呼吸的产物既可能影响内环境稳态,又可以参与体液调节 D.②中渗透压的大小主要与蛋白质含量有关 C 解析:内环境稳态是指内环境的成分和理化性质的相对稳定,A错误;③中的水来自②和④,B错误;④中细胞呼吸的产物有二氧化碳等,二氧化碳既可以使细胞外液pH改变而影响内环境稳态,又可以通过刺激呼吸中枢参与体液调节,C正确;②中渗透压的大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关,D错误。 3.(多选)下图为人体内环境甲、乙、丙三大成分之间的转化模式图。下列叙述中,正确的是( ) A.内环境中含有多种酶,是细胞代谢的主要场所 B.镰状细胞贫血是因为甲中的血红蛋白异常 C.丙中蛋白质和氧气含量均低于甲 D.胰岛细胞分泌的胰岛素、胰高血糖素均通过甲运往全身各处 CD 解析:细胞质基质是细胞代谢的主要场所,A错误;镰状细胞贫血是基因突变造成红细胞中血红蛋白异常引起的,而甲表示血浆,其中没有血红蛋白,B错误;丙和乙中蛋白质含量均低于甲(血浆),氧气是由血液中通过自由扩散进入组织液中的,所以组织液中氧气含量低于血浆,C正确;胰岛细胞分泌的激素通过血液运往全身各处,但只作用于靶细胞,D正确。 【概念升华】 1.考查范畴:体液组成→内环境各成分之间的关系→内环境的化学成分和理化性质 2.生物学视角:稳态与平衡观 3.思维链条 体内细胞与外界环境进行物质交换的过程 (1)营养物质进入组织细胞 (2)O2进入细胞内被利用 (3)CO2排出体外与O2进入细胞内所经历的途径正好相反。 (4)尿素等代谢废物排出体外 学业要求2 结合日常生活中的情境,分析说明人体通过神经系统、内分泌系统以及免疫系统的调节作用对内外环境的变化作出反应,以维持内环境稳态(生命观念、科学思维)。 【通关训练】 4.(2020·山东模拟)2型糖尿病患者体内的胰岛素浓度比正常人高,但摄入糖后,体内血糖浓度很难降至正常水平,导致患者尿中出现葡萄糖。下列叙述不正确的是( ) A.患者摄糖后血糖水平高的主要原因是胰高血糖素分泌量增多 B.患者细胞膜上的胰岛素受体可能受损而导致胰岛素含量升高 C.患者的原尿中葡萄糖未能被完全重吸收会导致尿量增加 D.患者难以通过注射胰岛素的治疗方法使血糖恢复正常值 A 解析:患者摄糖后血糖水平高的主要原因是胰岛素不能发挥降血糖作用,A错误;患者细胞膜上的胰岛素受体可能受损,胰岛素不能与受体进行特异性结合,从而导致胰岛素含量升高,B正确;患者的原尿中葡萄糖未能被完全重吸收,从而导致原尿中含有的葡萄糖增加,原尿中的渗透压增大,肾小管和集合管对水的重吸收能力降低,从而导致尿量增加,C正确;患者是因为胰岛素无法发挥作用导致血糖含量升高,所以通过注射胰岛素的治疗方法不能使血糖恢复正常值,D正确。 5.人是恒温动物,在一定范围内能够随外界温度变化来调整自身的产热和散热,从而维持体温的相对稳定。假如正常个体处于0 ℃环境中时,产热为a1,散热为b1;处于30 ℃的环境中时,产热为a2,散热为b2。下列关于体温调节的叙述,错误的是( ) A.同30 ℃环境相比,人处于0 ℃环境中时要通过增加产热,减少散热以维持体温稳定,因此a1>a2,b1<b2 B.体温调节中枢在下丘脑,但冷的感觉是在大脑皮层形成的 C.从30 ℃的环境中进入0 ℃的环境中,人体甲状腺激素和肾上腺素的分泌会增多 D.从30 ℃的环境中进入0 ℃的环境中,皮肤会起鸡皮疙瘩,这属于非条件反射 A 解析:人处于0 ℃环境中时要通过增加产热,减少散热以维持体温稳定,但总体上产热量≈散热量,因此a1>a2,b1>b2,A错误。 6.(多选)人体各器官、系统协调一致地正常运行,是维持内环境稳态的基础,如果某器官的功能出现障碍就可能会引起稳态失调。下列对相关实例的分析,错误的是( ) A.某人长期通过节食减肥,不会引起组织水肿 B.患急性肠胃炎的病人脱水时,肾小管和集合管对水的重吸收作用增强 C.肺气肿病人呼吸不畅,会使其内环境中的pH变小 D.肾脏是形成尿液的器官,肾功能衰竭时出现的尿毒症与内环境稳态失调无关 AD 解析:若某人长期通过节食减肥,会出现营养不良,导致血浆蛋白含量降低,进而会引起组织水肿,A错误。患急性肠胃炎的病人脱水时,血浆渗透压升高,下丘脑渗透压感受器感受到刺激后促进抗利尿激素的合成和分泌,进而促进肾小管和集合管对水分的重吸收,B正确。肺气肿病人呼吸不畅,体内氧气供应不足,会引起组织细胞进行无氧呼吸而产生乳酸;同时呼吸不畅,又会影响CO2的排出,从而导致内环境中的pH变小,C正确。尿毒症是由肾脏病导致肾脏功能减退,甚至丧失引起的,属于内环境稳态失调引起的病症,D错误。 【概念升华】 1.考查范畴 2.生物学视角:稳态与平衡观 3.思维链条(以病毒入侵机体引起的发热为例) 学业要求3 评估多种生活方案,认同并采纳健康文明的生活方式,远离毒品,向他人宣传毒品的危害及传染病的防控措施等(科学思维、社会责任)。 【通关训练】 7.日常生活中,很多因素会引起内环境发生变化。下列相关叙述中错误的是( ) A.严重腹泻,会导致内环境渗透压变化 B.食物中长期缺少蛋白质,会导致血浆蛋白含量下降进而引起组织水肿 C.剧烈运动中,内环境的pH会明显降低 D.佝偻病与内环境的稳态失衡有一定的关系 C 解析:严重腹泻会导致水和无机盐的丢失,而无机盐又会导致内环境渗透压的变化,A正确;食物中长期缺少蛋白质,会导致血浆蛋白含量下降,组织液的渗透压相对上升,进而引起组织水肿,B正确;剧烈运动中,细胞会进行无氧呼吸产生乳酸,由于血浆中有缓冲对的存在,会维持内环境pH的相对稳定,C错误;缺钙会导致佝偻病,其发病与内环境稳态的失衡有关,D正确。 8.下图是甲、乙、丙三个神经元(部分)构成的突触结构。神经元兴奋时,Ca2+通道开放,使Ca2+内流,触发突触小泡前移并释放神经递质。下列相关分析错误的是( ) A.引起甲神经元膜上Ca2+通道打开的原因是膜电位变化 B.若适度增加细胞外液Na+浓度,甲神经元兴奋时,乙神经元膜电位变化幅度增大 C.若图中乙神经元兴奋,会引起丙神经元抑制 D.若对甲神经元施加钙离子通道阻断剂,一定会引起乙神经元膜电位发生变化 D 解析:题图中当兴奋传导到甲神经元时,甲神经元上膜电位发生变化,引起Ca2+通道开放,使Ca2+内流,A正确;适度增加细胞外液Na+浓度,膜内外电位差增加,动作电位幅度会增大,甲神经元释放的乙酰胆碱增加,导致乙神经元膜电位变化幅度增大,B正确;若乙神经元兴奋,释放5-羟色胺,抑制丙神经元兴奋的发生,C正确;若甲神经元上的Ca2+通道被阻断,乙酰胆碱不能正常释放,不会引起乙神经元膜电位发生变化,D错误。 9.(多选)T细胞易被HIV破坏,与其表面的CCR5(特殊蛋白质由CCR5基因编码)有关。某医疗团队从一名天生抗HIV且CCR5基因异常的捐献者身上取得骨髓,并将其移植到一名患有白血病并感染HIV十多年的患者身上。结果不但治愈了白血病,而且彻底清除了患者身上的所有HIV。下列叙述正确的是( ) A.患者感染HIV后,更易患白血病的原因是免疫功能下降 B.捐献者感染HIV后,T细胞表面无CCR5蛋白,HIV无法进入 C.患者HIV不侵染B细胞的原因是B细胞内编码CCR5的基因异常 D.共用注射器和文身器械是传播艾滋病的危险行为 ABD 解析:HIV侵入人体后与T细胞结合,破坏T细胞,使免疫调节受到抑制,导致免疫功能下降,因此HIV患者更易患白血病,A正确;根据题意分析,捐献者的CCR5基因异常,其T细胞表面无CCR5蛋白,导致HIV无法识别,因此HIV不会进入T细胞内,B正确;HIV不侵染B细胞的原因是B细胞内编码CCR5的基因不表达,C错误;艾滋病的主要传播途径有性接触传播、血液传播、母婴传播,因此共用注射器和文身器械是传播艾滋病的危险行为,D正确。 【概念升华】 1.考查范畴:神经—免疫调节 2.生物学视角:稳态与平衡观、社会责任 3.思维链条 (1)神经调节→兴奋的传递过程→药物、毒品的作用机理 ①正常情况下,神经递质与突触后膜上受体结合引起突触后膜兴奋或抑制后,立即被相应酶分解而失活。 ②突触后膜会持续兴奋或抑制的原因:若某种有毒有害物质将分解神经递质的相应酶变性失活或占据,则突触后膜会持续兴奋或抑制。 ③药物或有毒有害物质作用于突触从而阻断神经冲动的传递的三大原因: (2)免疫调节→免疫缺陷病→艾滋病 学业要求4 基于植物激素在生产生活中应用的相关资料,结合植物激素和其他因素对植物生命活动的调节,分析并尝试提出生产实践方案(科学探究、社会责任)。 【通关训练】 10.2,4D是一种植物生长调节剂,具有与生长素相似的生理效应。某一浓度的2,4D既能有效促进小麦的生长,又能使灰菜倒伏而死亡。某同学欲设计实验探究这一浓度,为小麦田间去除灰菜提供依据。下面是该同学的实验方案: ①室内盆栽:甲组为小麦,乙组为灰菜,丙组模拟田间,为小麦和灰菜3∶1混栽; 本文来源:https://www.wddqw.com/doc/6cd86dcfbbf67c1cfad6195f312b3169a451ea0a.html