資源簡介

(共24張PPT)
專題五 穩態和生命活動的調節
專題突破
第1講 人體的內環境和穩態
【思維導圖】
【考點梳理】
考點1 內環境
細胞外液是細胞直接生活的環境。
毛細血管管壁細胞直接生活的環境是血漿和組織液。
毛細淋巴管管壁細胞直接生活的環境是淋巴和組織液。
②血漿、組織液、淋巴之間的關系
由細胞外液構成的液體環境叫作內環境。
內環境;細胞外液;血漿、組織液、淋巴等,這三個概念基本上是等同的。
(2)內環境的化學成分
組織液、淋巴、血漿的成分和含量相近,但血漿中含有較多的蛋白質(血漿蛋白)。
血漿蛋白是血漿特有的蛋白質,屬于內環境成分;血紅蛋白是紅細胞內的,不屬于內環境成分。
90%：水
10%：蛋白質(約7%~9%)，無機鹽(約1%)血液運送的
各種營養物質(如葡萄糖)、各種代謝廢物、氣
體、激素、抗體等
血漿
(4)內環境的作用
內環境是細胞直接生活的環境,是細胞與外界進行物質交換的媒介。
物質交換過程直接參與的系統:消化、呼吸、循環和泌尿系統。
調節系統:神經、內分泌、免疫系統。
(5)內環境的穩態
①概念:正常機體通過調節作用,使各個器官、系統協調活動,共同維持內環境的相對穩定狀態。
基礎:各個器官、系統協調活動。
特點:相對穩定,保持動態平衡。
實質:內環境的成分和理化性質處于動態平衡。
影響因素:細胞代謝活動和外界環境的變化。
調節機制:神經—體液—免疫。
②意義:內環境穩態是機體進行正常生命活動的必要條件。
③穩態失調:穩態的調節能力是有一定限度的,超過一定限度穩態會失調,會導致各種疾病的發生。發燒、腹瀉、高原反應、空調病等都是穩態失調導致的疾病。
典例示范
(2021·廣州一模)下列有關人體內環境及穩態的敘述,正確的是 (　　)
A.內環境是細胞代謝的主要場所,成分有尿素氮、二氧化
碳等
B.健康人體內環境的滲透壓、溫度、pH均保持不變
C.患者體溫維持在39 ℃時,機體產熱量大于散熱量
D.神經—體液—免疫調節網絡是機體維持穩態的主要調
節機制
【答案】　D
【重點歸納】　內環境,細胞外液,血漿、組織液、淋巴等,這幾個概念基本上是等同的。內環境是細胞直接生活的環境;是細胞與外界環境進行物質交換的媒介。內環境穩態的實質是內環境的成分和理化性質處于動態平衡,是相對穩定,不是恒定不變。
【詳解】　細胞代謝的主要場所是細胞質,不是內環境,A錯誤;內環境理化性質是動態平衡的,并不是保持不變,B錯誤;患者體溫維持在39 ℃時,產熱等于散熱量,C錯誤;機體維持穩態的主要調節機制是神經—體液—免疫調節網絡,D正確。
變式訓練
1.(2021·廣州二模)下列有關人體內環境的敘述,正確的是(　　)
A.小腸腔內的消化液和垂體細胞間隙的液體都屬于內環境
B.內環境的滲透壓與細胞內液的滲透壓的大小基本相等
C.劇烈運動所產生的乳酸會導致內環境pH持續大幅下降
D.內環境的滲透壓、酸堿度和溫度等理化性質保持不變
【答案】　B
【詳解】　小腸腔內的消化液位于消化道,與外界環境直接相通,不屬于內環境,A錯誤;人體細胞生活的直接環境是內環境,細胞內液滲透壓和內環境滲透壓幾乎相同,有利于維持細胞的基本形態,B正確;正常情況下,人體劇烈運動時產生乳酸通過血漿中緩沖物質的緩沖作用,pH會保持在相對穩定的狀態,C錯誤;內環境的滲透壓、酸堿度和溫度等理化性質處于相對穩定的狀態,而不是保持不變,D錯誤。
2.(2021·深圳一模)某人到高原旅游時,感覺呼吸困難,同時伴有發熱、排尿量減少等現象。醫院檢查發現其肺部細胞間隙和肺泡滲出液中有蛋白質、紅細胞等成分。下列說法錯誤的是(　　)
A.該患者發熱是人體穩態失衡的表現
B.該患者肺部組織液的滲透壓會升高
C.尿量隨腎小管和集合管吸水減少而減少
D.該人可能因為散熱受阻而伴有發熱癥狀
【答案】　C
【詳解】　正常人體通過調節作用,可以維持內環境穩態,該患者發燒是人體穩態失衡的表現,A正確;該患者肺部出現感染,肺組織間隙和肺泡滲出液中有蛋白質,紅細胞等成分,使得肺部組織液的滲透壓升高,B正確;腎小管、集合管對水分的重吸收增加,使得尿量減少,C錯誤;人體體溫恒定機理是產熱和散熱保持動態平衡,該人可能因為散熱受阻而伴有發熱癥狀,D正確。
3.(2022·廣州二模)“酸堿體質理論”認為大部分疾病都是由酸性體質造成的,人若要健康,應多攝入堿性食物,但該理論并沒有堅實的科學依據。下列敘述正確的是 (　　)
A.測得某人的唾液pH為6.5,則可判斷其內環境呈弱酸性
B.喝“堿性水”后,人體內環境的pH將從酸性轉變成堿性
C.丙酮酸在組織液中轉化成乳酸會導致人體血漿的pH降低
D.內環境pH穩態是機體進行正常生命活動的必要條件之一
【答案】　D
【詳解】　唾液不屬于內環境,因此測得某人的唾液pH為6.5,不能說明其內環境呈弱酸性,A錯誤;喝“堿性水”后,一般不會明顯改變人體內環境的酸堿度,因為內環境中存在緩沖物質,能維持內環境的酸堿平衡,B錯誤;丙酮酸轉化成乳酸是無氧呼吸的第二階段,場所是細胞質基質,C錯誤;內環境pH穩態是機體進行正常生命活動的必要條件之一,如適當的pH可保證機體酶促反應的正常進行,D正確。
真題回顧
1.(2021·海南卷)腎病綜合征患者會隨尿丟失大量白蛋白,導致血漿白蛋白減少,出現水腫。有的患者血漿中某些免疫球蛋白也會減少。下列有關敘述錯誤的是 (　　)
A.患者體內的水分在血漿與組織液之間不能相互滲透
B.長期丟失大量的蛋白質可導致患者營養不良
C.免疫球蛋白減少可導致患者免疫力低下
D.臨床上通過靜脈輸注適量的白蛋白可減輕水腫癥狀
【答案】　A
【解析】　水的運輸方式為自由擴散,因此患者體內的水分在血漿與組織液之間可以相互滲透,A錯誤;蛋白質是生命活動的主要承擔者,因此長期丟失大量的蛋白質可導致患者營養不良,B正確;抗體屬于免疫球蛋白,可參與體液免疫,因此免疫球蛋白減少可導致患者免疫力低下,C正確;根據題干“腎病綜合征患者會隨尿丟失大量白蛋白,導致血漿白蛋白減少,出現水腫”可知:臨床上通過靜脈輸注適量的白蛋白可減輕水腫癥狀,D正確。
2.(2020·海南卷)正常人體體溫的晝夜周期性波動稱為體溫日節律。下列有關體溫日節律的敘述,錯誤的是 (　　)
A.因年齡和性別不同而存在差異
B.是機體內環境穩態的一種表現
C.通過神經調節來維持
D.有利于機體適應晝夜變化
【答案】　C
【解析】　正常人的體溫因年齡性別不同存在差異,同一個人的體溫在一日內也有變化,A正確;內環境通過各器官、系統協調合作使內環境的每一種成分和理化指標處于動態平衡中,是內環境穩態的一種表現,B正確;體溫的調節需要神經調節和體液調節共同維持,C錯誤;人體體溫晝夜周期性波動,有利于機體適應晝夜溫度變化,D正確。
3.(2022·廣東卷)在2022年的北京冬奧會上,我國運動健兒取得了驕人的成績。在運動員的科學訓練和比賽期間需要監測一些相關指標,下列指標中不屬于內環境組成成分的是 (　　)
A.血紅蛋白 B.血糖
C.腎上腺素 D.睪酮
【答案】　A
【解析】　血紅蛋白位于紅細胞內,細胞內的物質不屬于內環境成分,A符合題意;血糖屬于營養物質,可存在于內環境中,屬于內環境的組成成分,B不符合題意;腎上腺素屬于激素,作為調節物質(信號分子)可存在于內環境中,屬于內環境的組成成分,C不符合題意;睪酮屬于雄激素,可作為調節物質(信號分子)存在于內環境中,屬于內環境的組成成分,D不符合題意。故選A。
4.(2015·海南卷)Na+在人體的內環境穩態維持和細胞興奮過程中具有重要作用。回答下列問題:
(1)Na+和Cl-對維持血漿滲透壓起重要作用,將紅細胞放入0.9%的NaCl溶液中,細胞形態　　　(填“會”或“不會”)改變。
不會
【詳解】　0.9%的NaCl溶液是成熟紅細胞的等滲溶液,將紅細胞放入0.9%的NaCl溶液中,水分進出平衡,細胞形態不會改變。
(2)Na+可與　　　　 　等無機負離子共同存在于血漿中,一起參與緩沖物質的構成。人血漿pH的正常范圍是　　　 　。
(3)神經細胞受到刺激產生興奮主要是由于Na+　　　引起膜電位改變而產生的。當興奮沿細胞膜傳導時,整個細胞膜都會經歷與受刺激點相同的　 。
7.35~7.45
內流
電位變化,從而形成動作電位(共116張PPT)
專題五 穩態和生命活動的調節
專題突破
第2講 動物及人體生命活動的調節
【思維導圖】
【考點梳理】
考點1 神經調節
1.神經調節的結構基礎——神經系統
(1)神經系統的基本結構
神經系統
不同狀態下交感神經與副交感神經的活動。
自主神經:支配內臟、血管和腺體的傳出神經,它們的活動不受意識支配。
自主神經包括交感神經與副交感神經,交感神經與副交感神經對于同一器官的作用一般是相反的。
狀態 優勢 表現
興奮狀態 交感神經活動占優勢 心跳加快,支氣管擴張,瞳孔擴張,血管收縮,但胃腸蠕動和消化腺的分泌活動減弱
安靜狀態 副交感神經活動占優勢 心跳減慢,支氣管收縮,瞳孔收縮,但胃腸蠕動和消化腺的分泌活動加強
(2)組成神經系統的細胞——神經元和神經膠質細胞
神經元:即神經細胞,是神經系統結構和功能的基本單位。包括細胞體、樹突和軸突等,樹突和軸突統稱為突起。
細胞體:神經元膨大部分,內有細胞核。
樹突:接受信息,將其傳導到細胞體。
軸突:將信息從細胞體傳向其他神經元、肌肉或腺體。
神經元結構模式圖
神經纖維:神經元的軸突+髓鞘。
神經:許多神經纖維集結成束,外面包著由結締組織形成的膜,構成一條神經。
神經膠質細胞:廣泛分布于神經元之間,具有支持、保護、營養、修復神經元等多種功能;在外周神經系統中,神經膠質細胞參與構成神經纖維表面的髓鞘。
2.神經調節的基本方式——反射
(1)反射的概念:在中樞神經系統的參與下,動物體或人體對內外環境變化作出的規律性應答。
(2)反射的結構基礎——反射弧
反射弧包括:a.感受器,b.傳入神經,c.神經中樞,d.傳出神經,e.效應器(傳出神經末梢和它所支配的肌肉或腺體)。
興奮是指動物體或人體內的某些細胞或組織(如神經組織)感受外界刺激后,由相對靜止狀態變為顯著活躍狀態的過程。
興奮傳導途徑:①在反射弧中傳導,②在腦與脊髓等中樞神經系統中傳導。
(3)反射的過程:感受器接受刺激后產生的興奮沿著反射弧傳到效應器,效應器對刺激作出應答。
完成反射活動的條件:完整的反射弧和刺激;反射弧任何一個環節受損,反射不能完成。
(4)反射的種類:非條件反射和條件反射。
非條件反射:出生后無須訓練就具有的反射。與生俱來的,無意識的,神經中樞在脊髓、腦干等,數量有限。
條件反射:出生后在生活過程中通過學習和訓練而形成的反射。有意識的,神經中樞在大腦皮層,數量無限。
非條件刺激(食物)產生非條件反射
↓
無關刺激(鈴聲)不產生非條件反射
↓
先無關刺激再非條件刺激,重復若干次
↓
無關刺激轉化為條件刺激產生條件反射
條件反射是在非條件反射的基礎上,通過學習和訓練而建立的。
條件反射的維持:需要非條件刺激的強化
條件反射的消退:如果反復應用條件刺激而不給予非條件刺激,條件反射就會逐漸減弱,以至最終完全不出現。條件反射的消退不是條件反射的簡單喪失,是一個新的學習過程,需要大腦皮層的參與。
條件反射的意義:使機體具有更強的預見性、靈活性和適應性,大大提高了動物應對復雜環境變化的能力。
3.興奮在神經纖維上的傳導
(1)靜息電位:內負外正(K+外流),興奮電位:內正外負(Na+內流)。興奮部位和未興奮部位存在電位差,就形成了局部電流。
(2)傳導形式:電信號(神經沖動、局部電流)。
(3)傳導特點:雙向傳導,傳導方向與膜內電流方向相同,與膜外電流方向相反。
4.興奮在神經元之間的傳遞
(1)連接兩個神經元的結構:突觸。突觸的類型:主要有軸突—細胞體型、軸突—樹突型和軸突—肌肉或腺體細胞型(效應器)。
突觸
(3)興奮在突觸處的信號轉化:電信號→化學信號→電信號。
(4)興奮在神經元之間傳遞的特點:單向傳遞,原因是神經遞質只能由突觸前膜釋放,然后作用于突觸后膜。
(5)興奮在突觸中的傳遞體現了細胞間的信息交流,神經遞質、激素等屬于信號分子。
(2)興奮在神經元之間的傳遞形式:化學信號(神經遞質)。
神經遞質分為興奮性遞質(如乙酰膽堿、腎上腺素等)與抑制性遞質(如甘氨酸等),作用于突觸后膜受體后使后膜興奮或抑制,釋放方式為胞吐,神經遞質作用后被降解或回收進細胞。
(6)興奮劑和毒品
興奮劑指能提高中樞神經系統機能活動的一類藥物;毒品指鴉片、海洛因、冰毒、嗎啡、大麻、可卡因以及其他能使人形成癮癖的麻醉藥品和精神藥品。
作用位點:突觸。
作用機理:促進神經遞質的合成和釋放速率;干擾神經遞質與受體的結合;影響分解神經遞質的酶的活性。
毒品和興奮劑的危害:使人形成癮癖,對人體的健康帶來極大的危害。
5.神經系統的分級調節
(1)神經系統對軀體運動的分級調節
大腦皮層與軀體運動的關系:軀體各部分的運動機能在皮層的第一運動區內都有它的代表區,而且皮層代表區的位置與軀體各部分的關系是倒置的。
低級中樞受相應的高級中樞控制。
機體的運動在大腦皮層以及其他中樞的分級調節下,變得更加有條不紊與精確。
(2)神經系統對內臟活動的分級調節
排尿反射的分級調節示意圖
脊髓是調節內臟活動的低級中樞。如排尿排便、血管收縮等的中樞。
腦干是調節內臟活動的基本中樞。如調節呼吸、心跳等的中樞。
下丘腦是調節內臟活動的較高級中樞。如調節體溫、水鹽平衡、內分泌等的中樞。
大腦皮層是許多低級中樞活動的高級調節者,它對各級中樞的活動起調整作用,使得自主神經系統并不完全自主。
6.人腦的高級功能
大腦皮層除了感知外部世界及控制機體外,還具有語言、學習、記憶和思維等高級功能。
大腦的左右半球的功能:主導語言功能、邏輯思維的區域在左半球;主導形象思維(如音樂、繪畫、空間識別等)的區域在右半球。
語言中樞(在大腦左半球)
W區:書寫中樞,此區發生障礙,不能寫字。
V區:閱讀中樞,此區發生障礙,不能看懂文字。
S區:說話中樞,此區發生障礙,不能講話。
H區:聽覺性語言中樞,此區發生障礙,不能聽懂話。
考點2　激素調節和神經—體液調節實例
1.激素調節
(1)概念:由內分泌器官(或細胞)分泌的化學物質進行調節的方式。
激素的作用:調節生命活動。
(2)激素調節的特點:①通過體液運輸;②作用于靶器官靶細胞;③作為信使傳遞信息;④微量高效。
激素分泌后進入血液,隨血液流到全身各處,但只作用于其相應的靶器官靶細胞。
激素既不組成細胞結構,不提供能量,也不起催化作用,而是作為一種信息分子,調節生命活動。
激素作用后會失活,因此體內需要源源不斷地合成激素。
(3)激素研究的方法:結扎法、摘除法(減法原理)和移植法(加法原理)等。
(4)人體內的主要內分泌腺及其分泌的激素:
內分泌腺 主要激素 化學本質 主要作用
下
丘
腦 促甲狀腺/性腺/
腎上腺皮質激素
釋放激素 蛋白質 促進垂體分泌促甲狀腺/性腺/腎上腺皮質激素
抗利尿激素 蛋白質 促進腎小管和集合管對水的重吸收
垂
體 促甲狀腺/性腺/
腎上腺皮質激素 蛋白質 促進甲狀腺/性腺/腎上腺皮質分泌相應激素
生長激素 蛋白質 促進生長發育
甲狀腺 甲狀腺激素 氨基酸
類似物 促進生長發育、新陳代謝和智力發育,提高神經系統的興奮性(三促進一提高)
胸腺 胸腺激素 蛋白質 與免疫有關
續表
內分泌腺 主要激素 化學本質 主要作用
胰
島 胰島B
細胞 胰島素 蛋白質 一方面促進組織細胞攝取、利用、儲存和轉化葡萄糖;另一方面抑制肝糖原分解和非糖物質轉化為葡萄糖;從而降低血糖
胰島A
細胞 胰高血糖素 蛋白質 促進肝糖原分解和非糖物質轉化為葡萄糖,從而升高血糖
腎上腺 皮質 醛固酮、皮質醇 固醇 醛固酮調節水鹽代謝
皮質醇調節有機物代謝
髓質 腎上腺素 氨基酸
類似物 升高血糖,促進新陳代謝,加快呼吸和心跳
性
腺 睪丸 雄激素 固醇 促進生殖器官的發育和生殖細胞的生成,激發并維持第二性征
卵巢 雌激素、
孕激素等 固醇
促進生長發育:生長激素和甲狀腺激素。
升高血糖:胰高血糖素和腎上腺素。
促進新陳代謝,增加產熱:甲狀腺激素和腎上腺素。
拮抗作用:胰高血糖素(腎上腺素)和胰島素。
能口服的激素:甲狀腺激素、腎上腺素和性激素等。
人類發現的第一種激素:促胰液素,由小腸黏膜分泌。
2.神經—體液調節的實例
(1)血糖平衡的調節
參與的主要激素:胰島素、胰高血糖素、腎上腺素等。
胰島素:一方面促進組織細胞攝取、利用、儲存和轉化葡萄糖;另一方面抑制肝糖原分解和非糖物質轉化為葡萄糖;從而降低血糖。
胰高血糖素:促進肝糖原分解和非糖物質轉化為葡萄糖,從而升高血糖。
腎上腺素:升高血糖,促進新陳代謝,加快呼吸心跳。
胰島素和胰高血糖素(腎上腺素)的拮抗作用使血糖維持相對穩定。
血糖的平衡還受到神經系統的調節,下丘腦可通過控制胰島、甲狀腺和腎上腺的分泌來調節血糖。
(2)甲狀腺激素分泌的分級調節
促甲狀腺激素釋放激素(TRH):促進垂體分泌促甲狀腺激素。
促甲狀腺激素(TSH):促進甲狀腺分泌甲狀腺激素。
甲狀腺激素:促進生長發育、新陳代謝和智力發育,提高神經系統的興奮性。
促進新陳代謝,增加產熱的激素:甲狀腺激素和腎上腺素。
調節機制:神經—體液調節、分級調節和反饋調節。
除了“下丘腦—垂體—甲狀腺軸”,還有“下丘腦—垂體—腎上腺皮質軸”“下丘腦—垂體—性腺軸”等分級調節。
(3)體溫平衡的調節
體溫調節中樞:下丘腦。體溫感覺中樞:大腦皮層。體溫感受器:包括冷覺感受器和溫覺感受器,主要分布在皮膚、黏膜和內臟器官。
體溫平衡:產熱≈散熱。代謝產熱是機體熱量的主要來源,安靜時主要靠肝、腦等產熱,運動時骨骼肌為主要產熱器官。皮膚是人體最主要的散熱器官,主要通過輻射、傳導、對流和蒸發等方式散熱。
參與的主要激素:甲狀腺激素、腎上腺素等。
調節機制:神經—體液調節、反饋調節。人體調節體溫的能力是有限的。
(4)水鹽平衡的調節
調節中樞:下丘腦。渴覺中樞:大腦皮層。滲透壓感受器:下丘腦。
參與的主要激素:抗利尿激素、醛固酮等。
抗利尿激素:促進腎小管和集合管對水的重吸收;由下丘腦分泌,但由垂體釋放。
醛固酮:促進腎小管和集合管對Na+的重吸收,維持血鈉的平衡。
調節機制:神經—體液調節、反饋調節。
3.神經調節和體液調節的關系
(1)體液調節:激素等化學物質,通過體液傳送的方式對生命活動進行調節。激素調節是體液調節的主要內容。除激素外,還有其他調節因子,如組胺、NO、CO、CO2等。
(2)神經調節和體液調節的比較
比較項目 神經調節 體液調節
作用途徑 反射弧 體液運輸
反應速度 迅速 較緩慢
作用范圍 準確,較局限 較廣泛
作用時間 短暫 較長
(3)神經調節和體液調節的關系
一方面,大多數內分泌腺本身直接或間接的受中樞神經系統的控制,體液調節是神經調節的一個環節。
另一方面,內分泌腺分泌的激素可以影響神經系統的發育和功能。
考點3 免疫調節
(2)免疫系統的功能
功能 定義 功能正常 功能異常
免疫
防御 機體排除外來抗原性異物的功能。最基本的功能 機體能抵抗病原體的入侵 過強、過弱或缺失,可能會導致組織損傷或易被病原體感染等
免疫
自穩 機體清除衰老或損傷的細胞,進行自身調節,維持內環境穩態的功能 免疫系統對自身的抗原物質不產生免疫反應 過強容易發生自身免疫病
免疫
監視 指機體識別和清除突變的細胞,防止腫瘤發生的功能 識別和調動一切免疫因素消除突變的腫瘤細胞 功能低下或失調,機體會有腫瘤發生或持續的病毒感染
(3)體液免疫和細胞免疫過程
激活B細胞的條件:①病原體與B細胞接觸;②輔助性T細胞表面的特定分子發生變化并與B細胞結合;③輔助性T細胞分泌細胞因子的促進作用。
激活細胞毒性T細胞的條件:①細胞毒性T細胞識別靶細胞膜表面的分子變化;②輔助性T細胞分泌細胞因子的促進作用。
輔助性T細胞既參與體液免疫又參與細胞免疫。
細胞因子主要由輔助性T細胞分泌,作用是促進B細胞和細胞毒性T細胞的分裂、分化。
只有漿細胞才能產生抗體,抗體可以隨體液在全身循環并與病原體結合。
漿細胞的來源:①B細胞增殖分化;②記憶B細胞增殖分化。
二次免疫(再次免疫):當相同抗原再次侵入機體,初次免疫產生的記憶B細胞會迅速增殖分化為漿細胞,漿細胞產生大量的抗體;記憶T細胞迅速分化為細胞毒性T細胞;從而迅速高效地產生免疫反應。
(4)內環境穩態的調節網絡——神經—體液—免疫調節網絡
神經系統、內分泌系統與免疫系統之間存在著相互調節,通過信息分子(如神經遞質、激素和細胞因子等)構成一個復雜網絡,共同維持內環境的穩態。
信息分子(如神經遞質、激素和細胞因子等)直接與受體(一般為蛋白質)接觸。
4.免疫失調
(1)免疫過強
①過敏反應(對外來物質過度敏感)
概念:已免疫的機體,在再次接觸相同抗原時所發生的組織損傷或功能紊亂的免疫反應。
過敏原:能引起過敏反應的抗原物質。
特點:有快慢之分,有明顯的遺傳傾向和個體差異。
②自身免疫病(對自身物質過度敏感)
概念:對自身成分發生免疫反應,對組織、器官造成損傷并出現了癥狀。
常見的自身免疫病:風濕性心臟病、類風濕性關節炎、系統性紅斑狼瘡。
(2)免疫過弱
免疫缺陷病的概念:由機體免疫功能不足或缺乏而引起的疾病。
免疫缺陷病種類:先天性免疫缺陷病(如重癥聯合免疫缺陷病、先天性胸腺發育不良等)和獲得性免疫缺陷病(艾滋病等)。
HIV與艾滋病
艾滋病毒又名人類免疫缺陷病毒(HIV):能夠攻擊人體的免疫系統,主要侵染輔助性T細胞。
艾滋病的傳播主要有性接觸傳播、血液傳播和母嬰傳播。
5.免疫學的應用
(1)疫苗
概念:通常是用滅活或減毒的病原體制成的生物制品。
作用:接種疫苗后,人體內可以產生相應的抗體,從而對特定的傳染病具有抵抗力。
(2)器官移植
主要問題:①每個人的人類白細胞抗原(HLA)不同,移植的器官會被識別出HLA不同而被免疫系統攻擊從而出現免疫排斥;②器官短缺。
解決辦法:①使用免疫抑制劑;②利用干細胞技術培養組織、器官。
(3)免疫診斷、免疫治療
典例示范一
(2020·全國乙卷)在神經調節過程中,興奮會在神經纖維上傳導和神經元之間傳遞。下列有關敘述錯誤的是 (　　)
A.興奮從神經元的細胞體傳導至突觸前膜,會引起Na+外流
B.突觸前神經元興奮可引起突觸前膜釋放乙酰膽堿
C.乙酰膽堿是一種神經遞質,在突觸間隙中經擴散到達突
觸后膜
D.乙酰膽堿與突觸后膜受體結合,引起突觸后膜電位變化
【答案】　A
【重點歸納】　本題重點考查興奮在神經纖維的傳導和在神經元之間的傳遞。
(1)興奮在神經纖維的傳導:靜息時,鉀離子大量外流,形成內負外正的靜息電位;受到刺激后,鈉離子內流,形成內正外負的動作電位。興奮部位和非興奮部位形成電位差,產生局部電流,興奮傳導的方向與膜內電流方向一致。
(2)興奮在神經元之間的傳遞:突觸包括突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜,其具體的傳遞過程為:興奮以電流的形式傳導到軸突末梢時,突觸小泡釋放遞質(化學信號),遞質作用于突觸后膜,引起突觸后膜產生膜電位(電信號),從而將興奮傳遞到下一個神經元。
【詳解】　A.神經細胞膜外Na+濃度高于細胞內,興奮從神經元的細胞體傳導至突觸前膜,會引起Na+內流,A錯誤;B.突觸前神經元興奮可引起突觸前膜釋放神經遞質,如乙酰膽堿,B正確;C.乙酰膽堿是一種興奮性神經遞質,在突觸間隙中經擴散到達突觸后膜,與后膜上的特異性受體相結合,C正確;D.乙酰膽堿與突觸后膜受體結合,引起突觸后膜電位變化,即引發一次新的神經沖動,D正確。故選A。
變式訓練一
1.(2021·廣州二模)下列關于興奮的傳導和傳遞的敘述,錯誤的是 (　　)
A.神經纖維上產生動作電位時Na+內流需要ATP直接提供
能量
B.一個神經元的軸突末梢能形成多個突觸小體用于興奮
的傳遞
C.突觸小泡通過與突觸前膜發生融合,釋放其所儲存的神
經遞質
D.神經遞質引發突觸后膜電位變化,不一定引發新的神經
沖動
【答案】　A
【詳解】　神經細胞上鈉離子內流的跨膜運輸方式是協助擴散,不需要消耗ATP,A錯誤;軸突末梢經過多次分支,最后每個分支末端膨大形成突觸小體,因此一個神經元的軸突末梢能形成多個突觸小體用于興奮的傳遞,B正確;當興奮傳至突觸小體時,引起突觸小泡與突觸前膜融合,并以胞吐方式釋放神經遞質,C正確;神經遞質分為興奮性遞質和抑制性遞質,是由突觸前膜釋放進入突觸間隙,作用于突觸后膜上的特異性受體,可引發突觸后膜電位變化,導致下一個神經元興奮或者抑制,故不一定引發新的神經沖動,D正確。
2.(2021·廣東省一模)下圖為蛙的離體神經纖維在用河豚毒素處理前后膜上動作電位的變化曲線,相關敘述錯誤的是 (　　)
A.a點時膜電位表現為外正內負
B.b點形成的主要原因是細胞外Na+內流
C.河豚毒素阻斷了部分K+通道
D.河豚毒素具有開發為局部麻醉藥物的潛在價值
【答案】　C
【詳解】　a是靜息電位,膜電位表現為外正內負,A正確;b處于動作電位,形成的原因是細胞外Na+內流,B正確;河豚毒素抑制了動作電位的產生,所以阻斷了部分Na+通道,C錯誤;河豚毒素會抑制興奮的產生,具有開發為局部麻醉藥物的潛在價值,D正確。
3.下列關于神經系統的敘述,正確的是 (　　)
A.神經系統由大腦、脊髓以及它們發出的神經組成
B.大腦、小腦和腦干組成中樞神經系統
C.脊髓和脊神經組成周圍神經系統
D.腦干中有些部位可以調節人體的呼吸、心跳等生命活動
【答案】　D
【詳解】　神經系統是由腦、脊髓和它們所發出的神經組成的。腦包括大腦、小腦和腦干三部分,A錯誤;腦和脊髓是神經系統的中樞部分,組成中樞神經系統,B錯誤;腦神經和脊神經是神經系統的周圍部分,組成周圍神經系統,C錯誤;腦干位于大腦的下方和小腦的前方,它的最下面與脊髓相連,腦干中有專門調節人體心跳、呼吸、血壓等基本生命活動的中樞,D正確。故選D。
4.下列與神經調節有關的敘述,錯誤的是 (　　)
①靜息電位產生后膜外鉀離子濃度大于膜內鉀離子濃度
②神經遞質可以作用于神經細胞、肌肉細胞或腺體細胞等細胞
③“電信號→化學信號→電信號”的轉換發生于突觸位置
④脊髓中有膝跳反射的中樞,該中樞受腦中相應的高級中樞調控
⑤某人能讀書看報,也可以寫文章,但聽不懂別人說的話,大腦受損傷的區域是V區
⑥在反射弧中興奮以神經沖動的形式進行傳導和傳遞
⑦在神經纖維上,興奮傳導方向與膜內局部電流方向相同
⑧反射弧中的效應器僅由肌肉或腺體組成
⑨刺激某一反射弧的感受器或傳出神經,可使效應器產生相同的反應
⑩所有反射弧都由感受器、傳入神經元、中間神經元、傳出神經元和效應器組成
A.①⑤⑥⑧⑩ B.①⑤⑦⑩
C.④⑥⑧ D.①②⑤⑦⑧
【答案】　A
【詳解】　①靜息時,神經細胞膜對K+的通透性大,K+大量外流,形成內負外正的靜息電位,此時膜外鉀離子濃度仍小于膜內鉀離子濃度,①錯誤;②神經遞質作用于突觸后膜,因此該細胞可以是神經細胞、肌肉細胞或腺體細胞等細胞,②正確;③“電信號→化學信號→電信號”的轉換發生于突觸位置,③正確;④脊髓中有膝跳反射的中樞,該中樞受腦中相應的高級中樞調控,④正確;⑤某人能讀書看報,也可以寫文章,但聽不懂別人說的話,大腦受損傷的區域是H區,⑤錯誤;⑥興奮在神經纖維上是以神經沖動的形式傳導,在突觸間是以化學信號的形式傳遞,⑥錯誤;⑦在神經纖維上,興奮傳導方向與膜內局部電流方向相同,與膜外局部電流方向相反,⑦正確;⑧反射弧中的效應器由傳出神經末梢及其所支配的肌肉或腺體組成,⑧錯誤;⑨刺激某一反射弧的感受器或傳出神經,可使效應器產生相同的反應,⑨正確;⑩并非所有反射弧都由感受器、傳入神經元、中間神經元、傳出神經元和效應器組成,如膝跳反射的反射弧由感受器、傳入神經元、傳出神經元和效應器組成,⑩錯誤。故選A。
典例示范二
(2021·廣東卷)太極拳是我國的傳統運動項目,其剛柔并濟、行云流水般的動作是通過神經系統對肢體和軀干各肌群的精巧調控及各肌群間相互協調而完成。如“白鶴亮翅”招式中的伸肘動作,伸肌收縮的同時屈肌舒張。圖為伸肘動作在脊髓水平反射弧基本結構的示意圖。回答下列問題:
(1)圖中反射弧的效應器是　　　　 　及其相應的運動神經末梢。若肌梭受到適宜刺激,興奮傳至a處時,a處膜內外電位應表現為　　　　　。
伸肌、屈肌
內正外負
【詳解】　圖中有兩條反射弧:感受器(肌梭)→傳入神經→脊髓→伸肌運動神經元→伸肌;感受器(肌梭)→傳入神經→脊髓→屈肌運動神經元→屈肌;故圖中反射弧的效應器為伸肌、屈肌及其相應的傳出神經末梢;若肌梭受到適宜刺激,興奮傳至抑制性中間神經元時,使得抑制性神經元上有興奮的傳導,發生電位變化,從而使a處膜內外電位表現為外負內正。
釋放抑制性神經遞質,導致屈肌運動神經元抑制
(2)伸肘時,圖中抑制性中間神經元的作用是_______________
　 ,使屈肌舒張。
【詳解】　 伸肘時,圖中抑制性中間神經元接受上一個神經元傳來的興奮,從而發生電位變化,釋放抑制性神經遞質,從而使屈肌運動神經元無法產生動作電位,使屈肌舒張。
(3)適量運動有益健康。一些研究認為太極拳等運動可提高肌細胞對胰島素的敏感性,在胰島素水平相同的情況下,該激素能更好地促進肌細胞 　 ,降低血糖濃度。
加速攝取、利用和儲存葡萄糖
【詳解】　胰島素能促進葡萄糖的去路,即加速組織細胞對葡萄糖的攝取、利用和儲存,抑制肝糖原的分解和非糖物質的轉化,從而降低血糖。太極拳等運動可提高肌細胞對胰島素的敏感性,在胰島素水平相同的情況下,該激素能更好地促進肌細胞加速攝取、利用和儲存葡萄糖,從而降低血糖濃度。
(4)有研究報道,常年堅持太極拳運動的老年人,其血清中TSH、甲狀腺激素等的濃度升高,因而認為運動能改善老年人的內分泌功能,其中TSH水平可以作為評估　　　(填分泌該激素的腺體名稱)功能的指標之一。
垂體
【詳解】　甲狀腺激素的分泌存在分級調節,下丘腦分泌TRH(促甲狀腺激素釋放激素)作用于垂體,促使垂體分泌TSH(促甲狀腺激素)作用于甲狀腺,從而使甲狀腺分泌TH(甲狀腺激素)。激素通過體液運輸,可通過檢測血液中TSH、TH、TRH等激素的含量評估相應分泌器官的功能,從而判斷老年人的內分泌功能。其中TSH水平可以作為評估垂體功能的指標之一。
【重點歸納】　本題考查了神經調節、血糖調節和甲狀腺激素的分級調節等基礎知識,同時還考查了讀圖獲取關鍵信息從而找出答案的能力。
神經調節的基本方式是反射,完成反射的結構基礎是反射弧,反射弧包括感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經和效應器,效應器是指傳出神經末梢及其所支配的肌肉或腺體。靜息電位為內負外正(K+外流,協助擴散),動作電位為內正外負(Na+內流,協助擴散),Na+-K+泵吸K+排Na+,為主動運輸。
血糖調節中,胰島素和胰高血糖素由什么細胞分泌及其作用很重要,一定要記牢。
甲狀腺激素的分級調節中,促甲狀腺激素釋放激素、促甲狀腺激素和甲狀腺激素由什么細胞分泌及其作用很重要,一定要記牢。甲狀腺激素的分泌存在神經體液調節、分級調節和反饋調節。
變式訓練二
1.(2020·海南卷)人體內甲狀腺激素幾乎作用于全身細胞,環境變化及相關部位病變都可影響血液中的甲狀腺激素水平,引起機體生理活動的變化。回答下列問題:
(1)冬季氣溫降低時,寒冷刺激的信號傳入位于　　　 的體溫調節中樞,通過調節使甲狀腺激素分泌量增多,細胞代謝速率提高,使機體產生的熱量　　　,以抵御外界寒冷。但血液中的甲狀腺激素水平不會過高,這與甲狀腺激素的分級調節存在　　　調節機制有關。
下丘腦
【詳解】　體溫調節中樞位于下丘腦。甲狀腺激素的作用是提高細胞代謝的速率,使機體產熱量增加。甲狀腺激素的調節存在分級調節和反饋調節。
增加
反饋
(2)患者甲因身體不適就醫,醫生根據其病史初步判定下丘腦、垂體和甲狀腺中有一個部位發生病變。經檢測,甲狀腺激素和促甲狀腺激素(TSH)水平都明顯低于正常范圍,據此可排除的病變部位是　　 　,理由是____________________________________
　 　 ;給患者注射適量促甲狀腺激素釋放激素后,測得TSH水平仍然低于正常范圍,說明該患者的病變部位是　　　。
甲狀腺
【詳解】　甲狀腺激素和促甲狀腺激素(TSH)水平都明顯低于正常范圍,據此可排除的病變部位是甲狀腺,理由是如果病變部位為甲狀腺,則促甲狀腺激素釋放激素、促甲狀腺激素水平應高于正常范圍;給患者注射適量促甲狀腺激素釋放激素后,測得TSH水平仍然低于正常范圍,說明該患者的病變部位是垂體。
如果病變部位為甲狀腺,則促甲狀腺激素釋放激素、促甲狀腺激素水平應高于正常范圍
垂體
(3)患者乙由于體內甲狀腺激素水平下降,出現行動遲緩、少動嗜睡的癥狀,這與該患者神經系統的　　　　降低有關。
興奮性
【詳解】　甲狀腺激素可以提高神經系統的興奮性。甲狀腺激素水平下降會引起神經系統的興奮性降低。
2.(2021·汕頭一模)下圖是甲狀腺分泌甲狀腺激素的調節及甲狀腺激素作用的示意圖,PB為甲狀腺激素的血漿運載蛋白、THB為甲狀腺激素受體,請回答下列問題:
(1)當寒冷刺激身體的冷覺感受器時,相應的神經沖動傳到下丘腦,下丘腦就會分泌　　　 　　并運輸到垂體,促使垂體分泌　　　 　　隨血液運輸到甲狀腺,促使甲狀腺增加甲狀腺激素的合成和分泌,這說明甲狀腺激素分泌存在　 　調節機制。機體需要通過源源不斷產生激素來維持正常生命活動,原因是　 　。
【詳解】　寒冷的刺激下,下丘腦分泌的促甲狀腺激素釋放激素作用于垂體,使垂體分泌促甲狀腺激素作用于甲狀腺,從而使甲狀腺激素分泌增加,這體現了激素的分級調節機制。激素一經靶細胞接受并起作用后,就被滅活了,因此機體需要通過源源不斷產生激素來維持正常生命活動。
促甲狀腺激素釋放激素(TRH)
促甲狀腺激素(TSH)
分級
激素一經靶細胞接受并起作用后,就被滅活了
(2)多聚核糖體是指一個mRNA分子上可以相繼結合多個核糖體,試分析多聚核糖體的生物學意義是______________________
　。
【詳解】　一個mRNA上連接多個核糖體叫作多聚核糖體,多聚核糖體形成可以使少量mRNA能迅速合成較多的蛋白質。
少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質
(3)THB與功能蛋白基因結合時,造成該基因不能轉錄,據圖分析,甲狀腺激素發揮生理功能的機制為:______________________
_______________________________________________________
　。
【詳解】　由圖可知,THB與功能蛋白基因結合,使功能基因不能轉錄,甲狀腺激素與THB特異性結合,改變了THB的空間結構,解除了THB對功能蛋白基因的抑制作用,功能蛋白基因得以表達,功能蛋白發揮相應的生物效應。
甲狀腺激素與THB特異性結合,改變了THB的空間結構,解除了THB對功能蛋白基因的抑制作用,功能蛋白基因得以表達,功能蛋白發揮相應的生物效應
3.(2021·佛山一模)卡介苗(BCG)是應用最廣泛的結核病疫苗,常作為免疫佐劑,可增強機體免疫功能。研究發現2型糖尿病(T2DM)是免疫功能異常而導致對胰島素不敏感的代謝性疾病。某實驗小組研究BCG免疫對小鼠血糖的影響,對四組不同處理的小鼠進行灌胃葡萄糖溶液試驗,實驗處理和結果如下表。
組別 實驗處理 空腹 葡萄糖溶液灌胃后不同
時間段血糖(mmol·L-1)
60 min后 120 min后
① 正常小鼠+注射生理鹽水 5.12 12.91 6.35
② 正常小鼠+注射接種BCG 5.03 13.87 6.27
③ 患T2DM小鼠+注射
生理鹽水 15.63 33.21 24.57
④ 患T2DM小鼠+注射
接種BCG 5.10 28.53 16.54
回答下列問題:
(1)正常小鼠的正常血糖值是一個變化范圍,而不是一個固定值。這說明了___________________________________________
　。 小鼠空腹時血糖的主要來源是 　　　　　 ,①②組小鼠可通過　　　 　　調節使其在灌胃120 min后血糖恢復到正常水平。
【詳解】　不同的正常小鼠之間血糖值存在差異,正常血糖值會在一定范圍內波動。小鼠空腹時血糖的主要來源是肝糖原的分解和非糖物質的轉化。機體通過特定的激素和神經系統來調節血糖的平衡,所以①②組小鼠可通過神經—體液調節使其在灌胃120 min后血糖恢復到正常水平。
小鼠血液中葡萄糖含量不是恒定不變的,而是在一定范圍內波動(不同個體存在一定的差異)　
肝糖原的分解和非糖物質的轉化
神經—體液
(2)取②④組的小鼠血清,加入結核桿菌后會出現沉淀或細胞集團,原因是____________________________________________
　。
【詳解】　②④組的小鼠都注射了接種BCG,體內會發生免疫反應產生相應的抗體,加入結核桿菌后會與血清中抗結核桿菌抗體產生沉淀或細胞集團。
注射接種BCG使機體產生相應抗體,血清中抗結核桿菌抗體與結核桿菌結合產生沉淀或細胞集團
(3)由上述實驗結果分析,可得出的結論有:
①　 ;
②__________________________________________________
　 。
【詳解】　對比①②兩組小鼠,相應血糖濃度差別不大,注射接種BCG(BCG免疫)對正常小鼠血糖幾乎無影響;對比③④兩組小鼠,注射接種BCG(BCG免疫)可緩解患2型糖尿病小鼠血糖的升高程度,但與正常小鼠相比,血糖仍然偏高,未恢復到正常值。
注射接種BCG(BCG免疫)對正常小鼠血糖幾乎無影響　
注射接種BCG(BCG免疫)可緩解患2型糖尿病小鼠血糖的升高程度,但未恢復正常
4.(2021·深圳二模)毒性彌漫性甲狀腺腫(GD)是一種自身免疫病,是由自身產生的“促甲狀腺激素受體刺激性抗體(TSAb)”持續刺激甲狀腺分泌過多甲狀腺激素所致。該病由遺傳因素和環境誘因(放射、碘攝入、壓力、環境毒物等)相互作用引起,回答下列問題:
(1)促甲狀腺激素作為一種信息分子,由　　　細胞合成并分泌到胞外,通過血液運輸與促甲狀腺激素受體結合,作用后往往被　　　。
【詳解】　促甲狀腺激素由垂體合成并分泌到細胞外,通過血液運輸,和甲狀腺表面的相關受體結合后發揮作用,作用后被滅活。
垂體
滅活
(2)GD患者分泌甲狀腺激素過多的原因是:體內　　細胞產生TSAb,與促甲狀腺激素受體結合后,會　　　促甲狀腺激素與受體的結合。且TSAb會持續性刺激甲狀腺,分泌大量甲狀腺激素,據此推測GD患者的體重一般會　　　。
【詳解】　根據題意,GD是一種自身免疫病,由漿細胞產生了相應的抗體持續刺激甲狀腺導致甲狀腺激素分泌增加,TSAb與甲狀腺受體結合后會抑制促甲狀腺激素與受體的結合,分泌大量甲狀腺激素,促進細胞的代謝,因此GD患者體重一般會下降。
漿
抑制
下降
(3)與GD患者相比,地方性甲狀腺腫(俗稱大脖子病,由缺碘引起)患者的 　　　　　　　 　含量明顯更高。
【詳解】　GD是自身免疫疾病,不受到TRH(促甲狀腺激素釋放激素)和TSH(促甲狀腺激素)的調節,地方性甲狀腺腫(俗稱大脖子病,由缺碘引起),由于反饋調節的存在,TRH(促甲狀腺激素釋放激素)和TSH(促甲狀腺激素)含量會顯著升高。
促甲狀腺激素釋放激素和促甲狀腺激素
典例示范三
(2021·珠海一模)下圖是人體感染新型冠狀病毒(2019-nCoV)后所引起的機體部分生理活動變化示意圖。請回答下列問題:
(1)發熱是感染新型冠狀病毒后的一個重要臨床表現,位于人體　　　　的體溫調節中樞通過___________________________
　 　等信號分子可以調節體溫。
【詳解】　下丘腦是體溫調節中樞。體溫調節通過神經—體液調節,下丘腦作為神經中樞,會分泌神經遞質這個信號分子調節體溫,下丘腦作為內分泌中心會分泌甲狀腺激素釋放激素調節體溫。
下丘腦
促甲狀腺激素釋放激素(TRH)、神經遞質
(2)據圖分析,對垂體分泌ACTH具有直接調節作用的物質有　 。
【詳解】　 據圖分析,下丘腦分泌的CRH和腎上腺分泌的糖皮質激素可調節垂體分泌ACTH。
CRH、糖皮質激素
(3)細胞因子風暴是由機體感染微生物后引起免疫胞分泌細胞因子急劇升高而引發的過度免疫反應。細胞因子風暴會引起多臟器衰竭,是導致許多新型冠狀病毒感染者死亡的重要原因,用糖皮質激素可進行治療,請據圖分析其治療原理可能是__________
　 。 糖皮質激素與胰島素具有拮抗作用,推測其可能的副作用是_____________________________________
　 。
糖皮質激素抑制免疫系統的作用
抑制細胞對葡萄糖的攝取利用和儲存(或血糖升高)
【詳解】　 據圖分析可知,糖皮質激素可抑制免疫系統的作用,減少細胞因子的釋放,避免因細胞因子過多導致機體出現過度免疫反應,故用糖皮質激素可進行治療細胞因子風暴引起的多臟器衰竭。糖皮質激素與胰島素具有拮抗作用,而胰島素能促進組織細胞對葡萄糖的攝取利用和儲存,使血糖濃度降低。據此可以推測,該激素的副作用可能是抑制細胞對葡萄糖的攝取利用和儲存,導致血糖升高。
(4)接種疫苗是預防傳染病最有效的手段。若接種了新冠疫苗,是否意味著不會被傳染 　 。請簡述理由:__________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
　 　 (答出1種理由即可)。
否
對疫苗沒有應答或應答弱,不能產生抗體或抗體濃度很低(抗體的壽命有限,時間久了會失去作用或新冠病毒容易發生變異,變異后體內產生的抗體和記憶細胞就失去作用)(答1種即可)
【詳解】　接種疫苗是預防傳染病最有效的手段,其原理是疫苗中的抗原物質可以刺激機體產生相應的記憶細胞和抗體。當機體受到相同的病原體(抗原)感染時,抗體可及時清除抗原,記憶細胞可以快速增殖分化產生大量的漿細胞,合成分泌大量抗體,清除抗原,以達到預防疾病的作用。而新冠病毒是RNA病毒,單鏈的RNA結構不穩定,容易發生變異,一旦病毒變異,機體內產生的針對變異前病毒的抗體和記憶細胞就沒有作用,故接種了新冠疫苗,并不意味著不會被傳染。
【重點歸納】　本題綜合考查了神經體液免疫調節的相關知識和讀圖獲取關鍵信息從而找出答案的能力[第(2)題、第(3)題]。
下丘腦是體溫調節中樞。體溫調節通過神經—體液調節,下丘腦作為神經中樞,會分泌神經遞質這個信號分子調節體溫,下丘腦作為內分泌中心會分泌甲狀腺激素釋放激素調節體溫。
注射疫苗可以刺激機體產生相應的記憶細胞和抗體,當受到相同的病原體(抗原)感染時,抗體可及時清除抗原,記憶細胞快速增殖分化產生大量的漿細胞,合成分泌大量抗體,清除抗原,這是二次免疫(再次免疫)。
變式訓練三
1.圖甲是特異性免疫的部分過程圖,圖乙為一種樹突狀細胞(DC細胞)參與免疫過程的示意圖。請據圖回答:
(1)圖甲所示的免疫過程為　 　免疫,物質Ⅱ為　　　。
(2)細胞B、C、D中分化程度最高的是　　,具有特異性識別功能的是　　 　。(填字母)
【詳解】　(1)由圖示中抗體的形態可知圖甲所示的免疫過程為體液免疫,物質Ⅱ為抗體。
(2)細胞B、C、D依次為輔助性T細胞、B淋巴細胞和漿細胞,其中漿細胞沒有分裂能力,故分化程度最高的是細胞D,即漿細胞,具有特異性識別功能的是B淋巴細胞和輔助性T細胞,即B和C。
體液
抗體
D
B、C
(3)DC細胞處理抗原后,細胞外出現特定的物質能與輔助性T細胞外具有　　　 　　作用的受體相結合,激活信號分子(S1、S2),從而激發輔助性T細胞出現免疫效應,此過程說明了細胞膜具有　　　　　的功能。具有攝取、處理及呈遞抗原能力的細胞,除DC細胞外還有圖甲中細胞　　　 (填字母)等。
【詳解】　 DC細胞處理抗原后,細胞外出現特定的物質能與輔助性T細胞外具有特異性識別作用的受體發生結合,進而激活信號分子,從而激發輔助性T細胞出現免疫效應,此過程說明了細胞膜具有信息交流的功能。抗原呈遞細胞具有攝取、處理及呈遞抗原的能力,且B細胞屬于抗原呈遞細胞,即圖甲中的細胞A和細胞C具有攝取、處理及呈遞抗原的能力。
(特異性)識別
信息交流
A、C
(4)DC免疫療法是通過采集患者自體的外周血液,在體外誘導培養出大量DC細胞,使之負載上腫瘤抗原信息后再回輸給患者。這些DC細胞進入患者體內后,還可誘導細胞毒性T細胞迅速產生
　　　　 　精確殺傷腫瘤細胞,同時,還能使機體產生免疫記憶,具有防止腫瘤復發的功效,該免疫過程屬于　 　免疫。
【詳解】　DC免疫療法是通過采集患者自體的外周血液,在體外誘導培養出大量DC細胞,使之負載上腫瘤抗原信息后再回輸給患者。這些DC細胞進入患者體內后,還可誘導細胞毒性T細胞迅速產生新的細胞毒性T細胞,從而能精確殺傷腫瘤細胞,同時,還能使機體產生免疫記憶,具有防止腫瘤復發的功效,該免疫過程屬于細胞免疫。
(新的)細胞毒性T細胞
細胞
2.(2021·廣東省一模)中藥多糖是現代藥物開發的熱點。為研究金銀花多糖對腫瘤的影響,科研人員選取50只生理狀況一致的腫瘤模型小鼠進行了為期10天的實驗,結果如下表。請回答:
組別 腹腔注射溶液 體重增
加量/g 脾臟指數
/(mg·g-1) 腫瘤重
量/g 腫瘤抑
制率/%
A 生理鹽水 4.31 8.61 2.47 —
B 環磷酰胺(抗腫縮藥) 0.87 6.31 1.22 50.71
C 低劑量金銀花多糖 3.86 8.05 2.12 14.24
D 中劑量金銀花多糖 4.07 8.93 1.88 23.95
E 高劑量金銀花多糖 4.28 11.16 1.73 30.02
注:脾臟指數=小鼠的脾重(mg)/小鼠的體重(g)
(1)實驗小鼠需隨機分組,且每組10只而不是1只,原因是______
　 。
因此,每組實驗數據的處理方法是　 。
【詳解】　在實驗過程中,挑選樣本時,為了避免偶然性,需要選取數量適宜的樣本;同時對實驗數據進行平均處理,求平均值,減小誤差。
避免偶然性(減小誤差)
求平均值
(2)體內出現腫瘤往往是體內免疫系統的　 　功能下降所導致的。從免疫系統的組成來看,脾臟屬于　　　　 。據表分析,金銀花多糖能有效抑制腫瘤的機理可能是___________________
　 　 。
【詳解】　免疫系統有防御、自穩和監視功能,防御一般針對外來抗原,自穩一般針對體內衰老或破壞的細胞,監視一般針對突變的腫瘤細胞,因此體內出現腫瘤往往是體內免疫系統監視功能下降所導致的。從免疫系統的組成來看,脾臟屬于免疫器官。由表中數據可知,隨著金銀花多糖劑量的升高,脾臟指數升高,腫瘤重量下降,可以推出,金銀花多糖能提升脾臟指數,生成和成熟更多的免疫細胞,增強監控和清除功能。
監視
免疫器官
提升脾臟指數,生成和成熟更多的免疫細胞,增強監控和清除功能
(3)環磷酰胺的腫瘤抑制率雖然較高,但與金銀花多糖相比存在明顯的副作用,主要表現在　 。
為進一步探索提升腫瘤的綜合治療效果,科研人員可在本實驗的基礎上增設F組,向小鼠腹腔注_________________________
　 ,觀察并記錄相關數據。
【詳解】　由表可知,環磷酰胺處理的小鼠體重增加量少,脾臟指數低。為了進一步探索提升腫瘤的綜合治療效果可使用環磷酰胺和金銀花多糖混合液處理小鼠,可向小鼠腹腔注射環磷酰胺和金銀花多糖混合液,觀察并記錄相關數據。
體重增加量少、脾臟指數低　
環磷酰胺和金銀花多糖混合液(或更高劑量的金銀花多糖)
3.(2021·華附、省實、廣雅、深中四校聯考)目前,新型冠狀病毒仍在全球肆虐橫行,各國研制的疫苗相繼進入臨床階段并有望投入市場。我國研制出某種疫苗,初步實驗得知該疫苗總劑量8 μg為最佳劑量,為了確定最佳接種方案,進一步進行了臨床實驗研究,如下表所示,請回答以下相關問題:
組別 A1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2
接種試劑劑量
(μg/針) 疫苗 a — 4 — 4 — 4 —
X — a — 4 — 4 — 4
第一針接種時間 第0天
第二針接種時間 不接種 第14天 第21天 第28天
相應抗體相對含量 14.7 0 169.5 0 282.7 0 218.0 0
注: A1、B1、C1、D1組分別接種該疫苗,A2、B2、C2、D2組分別接種X試劑
(1)從表中可看出,該實驗的自變量有_____________________
　 。
(2)表中試劑X是　　 　　　,a的劑量應該為　 。
【詳解】　(1)從表中可看出,該實驗里的自變量有是否接種疫苗、第一針和第二針的接種時間間隔,以及是否接種第二針,故自變量可概括為是否接種疫苗、疫苗接種次數、兩次接種間隔時間。
(2)實驗設計應遵循對照原則,注射疫苗為實驗組,則對照組X應選取生理鹽水(不含疫苗成分的試劑);實驗組和對照組應遵循無關變量一致原則,故a的劑量應該為8 μg。
是否接種疫苗、疫苗接種次數、兩次接種間隔時間
生理鹽水(不含疫苗成分的試劑)
8
(3)A1組中產生抗體的細胞來自　　 　的增殖分化。
(4)根據實驗結果分析:
①疫苗接種兩次組的抗體含量均明顯高于接種一次組,原因是_____________________________________________________
　 。
【詳解】　 (3)A1組中是初次接種疫苗,故其中產生抗體的細胞來自B細胞增殖分化后產生的效應B細胞。
(4)①若機體再次接觸相同抗原,機體會發生二次免疫反應,記憶細胞迅速增殖分化,產生大量抗體,故疫苗接種兩次組的抗體含量均明顯高于接種一次組。
B細胞
機體再次接觸相同抗原,記憶細胞迅速增殖分化,產生了大量抗體
②疫苗兩次接種時間間隔　　　的效果最好,間隔時間過短影響效果的原因可能是__________________________________
_____________ ___。
【詳解】　 (4)②分析表格數據可知:疫苗兩次接種時間間隔為21天時相應抗體的相對含量最高,為282.7,效果最好;間隔時間過短影響效果的原因可能是疫苗中的抗原與初次免疫后存留的抗體結合后被迅速清除。
21天
疫苗中的抗原與初次免疫后產生的抗體結合后被迅速清除
真題回顧
1.(2020·全國Ⅰ卷)某研究人員用藥物W進行了如下實驗:給甲組大鼠注射藥物W,乙組大鼠注射等量生理鹽水,飼養一段時間后,測定兩組大鼠的相關生理指標。實驗結果表明:乙組大鼠無顯著變化;與乙組大鼠相比,甲組大鼠的血糖濃度升高,尿中葡萄糖含量增加,進食量增加,體重下降。回答下列問題:
(1)由上述實驗結果可推測,藥物W破壞了胰腺中的　 　　細胞,使細胞失去功能,從而導致血糖濃度升高。
【詳解】　(1)由于甲組大鼠注射藥物W后,血糖濃度升高,可推知藥物W破壞了胰腺中的胰島B細胞,使胰島素的分泌量減少,從而導致血糖濃度升高。
胰島B
(2)由上述實驗結果還可推測,甲組大鼠腎小管液中的葡萄糖含量增加,導致腎小管液的滲透壓比正常時的　　,從而使該組大鼠的排尿量　　　。
【詳解】　 由題干信息可知,甲組大鼠腎小管液中的葡萄糖含量增加,會導致腎小管液的滲透壓比正常時的高,因此導致腎小管、集合管對水分的重吸收減少,進而導致尿量增加。
高
增加
(3)實驗中測量到甲組大鼠體重下降,推測體重下降的原因是
_______________________________________________________
　 。
(4)若上述推測都成立,那么該實驗的研究意義是___________
_______________________________________________________
　 (答出1點即可)。
【詳解】　 (3)甲組大鼠注射藥物W后,由于胰島素分泌不足,使機體不能充分利用葡萄糖來獲得能量,導致機體脂肪和蛋白質的分解增加,體重下降。
(4)由以上分析可知,藥物W破壞了胰腺中的胰島B細胞,使大鼠因胰島素缺乏而患糖尿病,這種動物可以作為實驗材料用于研發治療這類糖尿病的藥物。
甲組大鼠胰島素缺乏,使機體不能充分利用葡萄糖來獲得能量,導致機體脂肪和蛋白質的分解增加
獲得了因胰島素缺乏而患糖尿病的動物,這種動物可以作為實驗材料用于研發治療這類糖尿病的藥物
2.(2020·全國Ⅱ卷)人在劇烈奔跑運動時機體會出現一些生理變化。回答下列問題:
(1)劇烈奔跑運動時肌細胞會出現　　　　　,這一呼吸方式會導致肌肉有酸痛感。
【詳解】　劇烈奔跑時肌細胞會進行無氧呼吸產生乳酸,從而使肌肉有酸痛感。
無氧呼吸
(2)當進行較長時間劇烈運動時,人體還會出現其他一些生理變化。例如,與運動前相比,胰島A細胞的分泌活動會加強,分泌
　　　 　 ,該激素具有__________________________________
(答出2點即可) 等生理功能,從而使血糖水平升高。
(3)人在進行劇烈運動時會大量出汗,因此在大量出汗后,為維持內環境的相對穩定,可以在飲水的同時適當補充一些　　　 。
【詳解】　(2)胰島A細胞能分泌胰高血糖素,其作用是促進糖原分解,并促進一些非糖物質轉化為葡萄糖,從而使血糖水平升高。
(3)汗液中除含有水分外,還會含有無機鹽,故大量出汗后除了補充水分外,還應補充無機鹽。
胰高血糖素
促進糖原分解和非糖物質轉化為葡萄糖
無機鹽
3.(2020·全國Ⅲ卷)給奶牛擠奶時其乳頭上的感受器會受到刺激,產生的興奮沿著傳入神經傳到脊髓能反射性地引起乳腺排乳;同時該興奮還能上傳到下丘腦促使其合成催產素,進而促進乳腺排乳。回答下列問題:
(1)在完成一個反射的過程中,一個神經元和另一個神經元之間的信息傳遞是通過　　　這一結構來完成的。
【詳解】　興奮在神經元之間需要通過突觸(突觸前膜、突觸后膜和突觸間隙)這個結構傳遞信息。
突觸
(2)上述排乳調節過程中,存在神經調節和體液調節。通常在哺乳動物體內,這兩種調節方式之間的關系是________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
　 。
【詳解】　 一方面,大多數內分泌腺本身直接或間接地受中樞神經系統的控制,體液調節是神經調節的一個環節;另一方面,內分泌腺分泌的激素可以影響神經系統的發育和功能。
一方面,大多數內分泌腺本身直接或間接地受中樞神經系統的控制,體液調節是神經調節的一個環節;另一方面,內分泌腺分泌的激素可以影響神經系統的發育和功能
(3)牛奶的主要成分有乳糖和蛋白質等,組成乳糖的2種單糖是　　 　　　。牛奶中含有人體所需的必需氨基酸,必需氨基酸是指　 　 。
【詳解】　組成乳糖的單糖是葡萄糖和半乳糖;必需氨基酸是指人體細胞不能合成的,必須從外界環境中直接獲取的氨基酸。
葡萄糖和半乳糖
人體細胞自身不能合成,必須從食物中獲取的氨基酸
4.(2022·廣東卷)迄今新型冠狀病毒仍在肆虐全球,我國始終堅持“人民至上,生命至上”的抗疫理念和動態清零的防疫總方針。圖a表示免疫力正常的人感染新冠病毒后,體內病毒及免疫指標的變化趨勢。
a b
回答下列問題:
(1)人體感染新冠病毒初期,　　　 免疫尚未被激活,病毒在其體內快速增殖(曲線①、②上升部分)。曲線③、④上升趨勢一致,表明抗體的產生與T細胞數量的增加有一定的相關性,其機理是
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
　 　　　　 　　　　　　　　。此外,T細胞在抗病毒感染過程中還參與　 　　　 過程。
特異性
體液免疫中,抗原呈遞細胞將抗原處理后呈遞給輔助性T細胞,輔助性T細胞表面的特定分子發生變化并與B細胞結合,激活B細胞,同時輔助性T細胞開始分裂、分化,并分泌細胞因子,促進B細胞增殖分化為記憶細胞和漿細胞,漿細胞分泌抗體
細胞免疫
【詳解】　分析圖a曲線可知,人體感染新冠病毒初期,曲線①、②上升,說明病毒在其體內快速增殖,但抗體還未產生,說明此時特異性免疫尚未被激活。體液免疫中,抗原呈遞細胞將抗原處理后呈遞在細胞表面,然后傳遞給輔助性T細胞,輔助性T細胞表面的特定分子發生變化并與B細胞結合,激活B細胞;同時輔助性T細胞開始分裂、分化,并分泌細胞因子,促進B細胞增殖分化為記憶細胞和漿細胞,漿細胞分泌抗體,故抗體的產生與T細胞的數量的增加有一定相關性,即曲線③、④上升趨勢一致。此外,T細胞在抗病毒感染過程中還參與細胞免疫過程。
(2)準確、快速判斷個體是否被病毒感染是實現動態清零的前提。目前除了核酸檢測還可以使用抗原檢測法,因其方便快捷可作為補充檢測手段,但抗原檢測的敏感性相對較低,據圖a分析,抗原檢測在　　時間段內進行才可能得到陽性結果,判斷的依據是此階段　 　。
【詳解】　分析圖a可知,在甲乙丙時間段內,體內都有病毒核酸,故核酸檢測準確、快速判斷個體是否被病毒感染。乙時間段內含有病毒抗原,且病毒抗原含量先增加后減少,故抗原檢測在乙時間段內進行才可能得到陽性結果。
乙
含有病毒抗原,且病毒抗原含量先增加后減少
(3)接種新冠病毒疫苗能大幅降低重癥和死亡風險。圖b表示一些志愿受試者完成接種后,體內產生的抗體對各種新冠病毒毒株中和作用的情況。據圖分析,當前能為個體提供更有效保護作用的疫苗接種措施是　 。
【詳解】　分析圖b可知,完成全程接種+加強針的志愿受試者體內的抗體中和各種新冠病毒毒株的能力均明顯高于全程接種的志愿受試者,故能為個體提供更有效保護作用的疫苗接種措施是全程接種+加強針。
全程接種+加強針
5.(2022·全國甲卷)人體免疫系統對維持機體健康具有重要作用。機體初次和再次感染同一種病毒后,體內特異性抗體濃度變化如圖所示。回答下列問題:
(1)免疫細胞是免疫系統的重要組成成分,人體T細胞成熟的場所是　 　;體液免疫過程中,能產生大量特異性抗體的細胞是
　　 。
(2)體液免疫過程中,抗體和病毒結合后病毒最終被清除的方式是　 。
【詳解】　(1)免疫細胞是免疫系統的重要組成成分,包括淋巴細胞、樹突狀細胞、巨噬細胞等,其中T細胞成熟的場所是胸腺。體液免疫過程中,只有漿細胞能產生特異性的抗體。
(2)體液免疫過程中,抗體和病毒特異性結合后形成沉淀,再被吞噬細胞吞噬消化。
胸腺
漿細胞
抗體與病毒特異性結合形成沉淀,被其他免疫細胞吞噬消化
(3)病毒再次感染使機體內抗體濃度激增且保持較長時間(如圖所示),此時抗體濃度激增的原因是________________________
_______________________________________________________
　 。
(4)依據圖中所示的抗體濃度變化規律,為了獲得更好的免疫效果,宜采取的疫苗接種措施是　　　　　。
【詳解】　 (3)記憶細胞可以在病毒消失后存活幾年甚至幾十年,當同一種病毒再次感染機體,記憶細胞能迅速增殖分化為漿細胞,漿細胞快速產生大量抗體,使抗體濃度激增。
(4)分析圖示可知,二次免疫比初次免疫產生的抗體更多,故為了獲得更好的免疫效果,接種疫苗時可多次接種,使機體產生更多的抗體和記憶細胞。
相同病毒再次感染時,機體內相應的記憶細胞迅速增殖分化為漿細胞,漿細胞快速產生大量抗體
多次接種
6.(2021·全國乙卷)哺乳動物細胞之間的信息交流是其生命活動所必需的。請參照表中內容,圍繞細胞間的信息交流完成下表,以體現激素和靶器官(或靶細胞)響應之間的對應關系。
內分泌腺或
內分泌細胞 激素 激素運輸 靶器官或靶細胞 靶器官或靶細胞
的響應
腎上腺 腎上腺素 (3)通過
　　　
運輸 (4)　 　　 心率加快
胰島B細胞 (1)　　　　 肝細胞 促進肝糖原的合成
垂體 (2)　　　　
___________ 甲狀腺 (5)　 　　　
__________________
胰島素　　
促甲狀腺激素
體液　　
心臟(心肌細胞)
促進甲狀腺分泌甲狀腺激素
【詳解】　(1)胰島B細胞分泌胰島素,胰島素是機體唯一的降血糖激素,通過體液運輸,作用于肝細胞,促進肝糖原的合成,使血糖水平降低。
(2)由題干垂體作用的靶器官是甲狀腺可知,垂體可以分泌促甲狀腺激素。
(3)激素運輸是通過體液運輸。
(4)由題干可知,腎上腺素的靶器官或靶細胞的響應是使心率加快,故作用的對象是心臟(心肌細胞)。
(5)促甲狀腺激素作用于甲狀腺,促進甲狀腺分泌甲狀腺激素。
7.(2020·全國Ⅰ卷)某研究人員以小鼠為材料進行了與甲狀腺相關的實驗,下列敘述錯誤的是 (　　)
A.切除小鼠垂體,會導致甲狀腺激素分泌不足,機體產熱減少
B.給切除垂體的幼年小鼠注射垂體提取液后,其耗氧量會
增加
C.給成年小鼠注射甲狀腺激素后,其神經系統的興奮性會
增強
D.給切除垂體的小鼠注射促甲狀腺激素釋放激素,其代謝
可恢復正常
【答案】　D
【詳解】　若切除垂體,則垂體分泌的促甲狀腺激素減少,會導致甲狀腺激素分泌不足,產熱減少,A正確;給切除垂體的幼年小鼠注射垂體提取液后,該提取液中含有促甲狀腺激素,可以促進甲狀腺激素的分泌,故小鼠的耗氧量會增加,B正確;甲狀腺激素可以影響神經系統的功能,故給成年小鼠注射甲狀腺激素后,神經系統的興奮性會增強,C正確;促甲狀腺激素釋放激素作用的靶器官是垂體,故切除垂體后,注射促甲狀腺激素釋放激素不能讓代謝恢復正常,D錯誤。
8.(2020·全國Ⅲ卷)下列有關人體免疫調節的敘述,合理的是(　　)
A.若病原體不具有細胞結構,就不會使人體產生抗體
B.病原體裂解后再注射到人體,就不會使人體產生抗體
C.病原體表面若不存在蛋白質分子,就不會使人體產生抗體
D.病原體經吞噬細胞處理后暴露出的抗原可使人體產生
抗體
【答案】　D
【詳解】　病原體是指可造成人或動植物感染疾病的微生物、寄生蟲或其他媒介,如細菌、病毒,病毒不具細胞結構,但也能使人體通過體液免疫產生抗體,A錯誤;病原體裂解后仍含有能引起機體產生免疫反應的抗原物質,因此會使人體產生抗體,B錯誤;抗原不一定是蛋白質,病原體含有的大分子多糖、黏多糖等特異性化學物質,也能引起機體發生免疫反應產生抗體,C錯誤;大多數病原體經過吞噬細胞等的攝取和處理,暴露出病原體特有抗原,將抗原傳遞給T細胞,刺激T細胞產生淋巴因子,少數抗原直接刺激B細胞,使B細胞增殖分化成漿細胞,分泌相應抗體,D正確。
　　9.(2022·廣東卷)研究多巴胺的合成和釋放機制,可為帕金森病(老年人多發性神經系統疾病)的防治提供實驗依據,最近研究發現在小鼠體內多巴胺的釋放可受乙酰膽堿調控,該調控方式通過神經元之間的突觸聯系來實現(如圖)。據圖分析,下列敘述錯誤的是 (　　)
A.乙釋放的多巴胺可使丙膜的電位發生改變
B.多巴胺可在甲與乙、乙與丙之間傳遞信息
C.從功能角度看,乙膜既是突觸前膜也是突觸后膜
D.乙膜上的乙酰膽堿受體異常可能影響多巴胺的釋放
【答案】　B
【詳解】　多巴胺是乙釋放的神經遞質,與丙上的受體結合后會使其膜發生電位變化,A正確;分析題圖可知,多巴胺可在乙與丙之間傳遞信息,不能在甲與乙之間傳遞信息,B錯誤;分析題圖可知,乙膜既是乙酰膽堿作用的突觸后膜,又是釋放多巴胺的突觸前膜,C正確;多巴胺的釋放受乙酰膽堿的調控,故乙膜上的乙酰膽堿受體異常可能影響多巴胺的釋放,D正確。(共51張PPT)
專題五 穩態和生命活動的調節
專題突破
第3講 植物生命活動的調節
【思維導圖】
【考點梳理】
考點1 生長素的發現
(1)科學家的實驗
達爾文實驗:尖端產生某種影響。
詹森實驗:尖端產生的影響可以透過瓊脂片傳遞給下部。
拜爾實驗:尖端產生的影響在其下部分布不均勻(背光側比向光側多)。
溫特實驗:尖端產生的影響是一種化學物質,稱之為生長素。
郭葛等實驗:生長素的化學本質是吲哚乙酸(IAA),吲哚乙酸是色氨酸經過一系列反應轉變而來的。
(2)植物向光性的原因
單側光(外因)→橫向運輸→極性運輸→尖端下部生長素分布不均勻:背光側比向光側多(內因)→背光側比向光側生長快→向光彎曲生長(向光性)
橫向運輸:向光側→背光側。
極性運輸:生長素從形態學上端運輸到形態學下端,不能倒過來運輸。極性運輸是一種主動運輸。
形態學上端(靠近尖端處)和形態學下端(遠離尖端處)是一種生理結構,跟放置的位置無關。
(3)植物激素
①概念:在植物體內合成,從產生部位運輸到作用部位,并且對植物的生長發育有顯著影響的微量有機物,統稱為植物激素。
植物激素一定在植物體內合成。
植物激素作為信息分子傳遞信息,幾乎參與調節植物生長、發育過程中的所有生命活動。
②種類:生長素、赤霉素、細胞分裂素、油菜素內酯、脫落酸、乙烯等。
(1)作用方式:作為信息分子傳遞信息,調節生命活動。不起催化作用,不提供能量,不直接參與細胞代謝。
(2)作用機制:生長素首先與細胞內某些蛋白質——生長素受體特異性結合,引發細胞內發生一系列信號傳導過程,進而誘導特定基因的表達,從而產生效應。
(3)生理作用
細胞水平上:促進細胞伸長生長,誘導細胞分化等作用。
器官水平上:影響器官的生長發育。如促進根側根和不定根發生,影響花、葉、果實發育等。
考點2　生長素的生理作用
(4)作用特點
不同器官對生長素敏感性不同:根>芽>莖。
不同植物對生長素的敏感性不同:雙子葉植物>單子葉植物。
生長素的生理作用具有兩重性:對于同一器官,生長素低濃度促進生長,高濃度抑制生長。
體現生長素的兩重性的實例:頂端優勢和根的向地性。
①頂端優勢:頂芽產生的生長素向下運輸到側芽,使得頂芽生長素濃度低,優先生長;側芽生長素濃度高,生長緩慢甚至受到抑制。
②根的向地性:高濃度抑制了根的生長,低濃度促進根的生長,體現了生長素生理作用的兩重性。
(1)植物激素的種類和作用
考點3　其他植物激素和植物生長調節劑
植物激素 合成部位 主要作用
生長素 幼嫩的芽、葉和
發育中的種子 促進生長發育 促進細胞伸長、分裂分化,促進花、葉、果實發育,促進生根
赤霉素 幼芽、幼根和
未成熟的種子 促進細胞的伸長,促進種子萌發和果實的發育
細胞分裂素 根尖 促進細胞分裂,促進芽的分化和種子萌發
油菜素內酯 促進莖、葉細胞的擴展和分裂,促進花粉管生長、種子萌發
脫落酸 根冠、萎蔫
的葉片等 抑制生長發育 抑制細胞分裂,抑制種子萌發,促進氣孔關閉,促進葉和果實的衰老、脫落
乙烯 植物體的
各個部位 促進果實成熟
促進生長發育的植物激素:生長素、赤霉素、油菜素內酯和細胞分裂素。
抑制生長發育的植物激素:脫落酸、乙烯。
促進種子萌發的激素:赤霉素和細胞分裂素。
抑制種子萌發的激素:脫落酸。
(2)植物激素的相互作用
①多種激素共同調控植物的生長發育和對環境的適應。
協同作用:生長素主要促進細胞核的分裂,細胞分裂素主要促進細胞質的分裂,作用效果相似。
拮抗作用:在調控種子萌發的過程中,赤霉素促進萌發,脫落酸抑制萌發,二者作用效果相反。
相互作用:當生長素濃度升高到一定值時,會促進乙烯的合成;乙烯含量的升高會反過來抑制生長素的作用。
②決定植物器官生長發育的是激素的相對含量。
黃瓜莖端的脫落酸與赤霉素的比值較高時,有利于分化形成雌花,比值較低則有利于分化形成雄花。
生長素>細胞分裂素:有利于根的分化。
生長素<細胞分裂素:利于芽的分化。
③不同種激素的調節往往表現出一定的順序性。
總之,植物生長、發育是由多種激素相互作用形成的調節網絡調控的。
(3)植物生長調節劑
①概念:人工合成的對植物的生長發育有調節作用的化學物質。
優點:原料廣泛、容易合成、效果穩定。
②類型
分子結構和生理效應與植物激素類似:如吲哚丁酸(IBA)。
分子結構與植物激素完全不同,但生理效應類似:如α-萘乙酸(NAA)、矮壯素等。
③應用:防止果實和葉片的脫落、促進結實、培育無子果實、促進扦插枝條生根等。
④探索生長素類調節劑促進插條生根的最適濃度。
預實驗的意義:可以為進一步的實驗摸索條件,也可以檢驗實驗設計的科學性和可行性。
常用的生長素類調節劑:NAA、2,4-D、吲哚丙酸、IBA。
原理:適當濃度的2,4-D可以促進插條生根,濃度過高時會抑制生根,甚至會殺死雙子葉植物。
處理插條的方法:
方法 時間 NAA濃度
浸泡法 長 小
沾蘸法 短 大
1.光對植物生長發育的調節
(1)光的作用
間接作用:光作為能量來源,通過影響光合作用間接影響植物的生長發育。
直接作用:光作為一種信號,影響、調控植物生長、發育的全過程。
(2)光敏色素——接受光信號的分子
本質:蛋白質(色素-蛋白復合體)。
分布:植物的各個部位,其中在分生組織的細胞內比較豐富。
功能:主要吸收紅光、遠紅光。
考點4　環境因素參與調節植物的生命活動
(3)光調控植物生長發育的反應機制
光既能作為植物細胞的能量來源,又能通過影響光敏色素等蛋白質的結構,引起光信號傳導,改變植物激素水平和基因表達水平。
2.參與調節植物生命活動的其他環境因素
(1)溫度
春化作用:經歷低溫誘導促使植物開花的作用。
溫度可以通過影響種子萌發、植株生長、開花結果和葉的衰老、脫落等生命活動,從而參與調節植物的生長發育。
植物分布的地域性很大程度上就是由溫度決定的。
(2)重力
重力是調節植物生長發育和形態建成的重要環境因素。
根的向地性和莖的背地性。
植物的根、莖中具有感受重力的物質和細胞,可以將重力信號轉換成運輸生長素的信號,造成生長素分布的不均衡,從而調節植物的生長方向。
3.植物生長發育的整體調控
植物生長發育的調控,是基因表達調控、激素調節和環境因素調節共同構成的網絡。
典例示范一
(2021·珠海一模)下圖是不同濃度生長素(IAA)對某植物幼苗莖切段長度及其中乙烯含量影響的實驗結果。據實驗結果分析錯誤的是 (　　)
A.不同濃度生長素對莖切段長度的作用效果可能相同
B.一定濃度的生長素可以促進莖切段中乙烯的生成
C.上圖結果體現了生長素對莖切段伸長作用的兩重性
D.乙烯含量的增高可能抑制了生長素促進莖切段伸長
【答案】　C
【重點歸納】　本題考查植物激素的相關知識和識圖能力。關鍵在于理解圖中隨著生長素濃度的變化對莖切段長度及其中乙烯含量的影響。生長素低濃度促進生長,高濃度抑制生長,這體現了生長素生理作用的兩重性;判斷生長素是促進生長還是抑制生長,一定要跟空白對照組進行比較。
【詳解】　A.由曲線圖可知,隨著生長素濃度的增加,莖切段的長度先增加后減少,呈現倒“U”曲線,但都是促進作用,故不同濃度的生長素對莖切段長度的作用效果可能相同,A正確;B.由曲線圖可知,隨著生長素濃度的增加,生成乙烯的含量也隨著增加,故一定濃度的生長素可以促進乙烯的生成,B正確;C.與不加生長素比較,加了生長素的莖切段長度都增加,只體現了促進作用,沒有體現抑制作用,體現不了兩重性,C錯誤;D.由曲線圖可知,生長素對莖切段的伸長具有促進作用,而隨著乙烯含量的增高,莖切段的長度增加減少,故乙烯含量的增高可能抑制了生長素促進莖切段伸長,D正確。故選C。
變式訓練一
1.(2021·佛山一模)胺鮮酯是一種新型植物生長調節劑。科研人員通過實驗,探究胺鮮酯對菠菜根系生長的影響,結果如下表所示。以下說法錯誤的是(　　)
施用方式 胺鮮酯濃度/(mg·kg-1) 根長/cm 根系表面積/cm2
底施 0 1302 116
5 1700 165
10 2566 234
噴施 0 1226 104
5 359 30
10 218 18
A.該實驗的自變量是胺鮮酯的濃度和施用方式
B.與底施相比,噴施對菠菜根系生長有抑制作用
C.噴施實驗結果表明胺鮮酯對菠菜根系生長具有兩重性
D.表中促進菠菜根系生長的最佳處理方式是底施10
mg·kg-1的胺鮮酯
【答案】　C
【詳解】　人為改變的變量稱為自變量,該實驗的自變量是胺鮮酯的濃度和施用方式,A正確;與底施相比,在同等條件下噴施時,根長、根系表面積數值都減小,因此噴施對菠菜根系生長有抑制作用,B正確;噴施實驗結果表明胺鮮酯對菠菜根系生長具有抑制作用,C錯誤;表中底施胺鮮酯濃度為0 mg·kg-1、5 mg·kg-1、10 mg·kg-1,這三個濃度相比較,促進菠菜根系生長的最佳處理方式是底施10 mg·kg-1的胺鮮酯,D正確。
2.(2021·廣東省二模)某學校興趣小組以豌豆完整植株為材料,研究生長素(IAA)濃度對側芽生長的影響,結果如下圖。下列敘述正確的是 (　　)
A.Ⅰ組與Ⅱ組對照,說明去頂可以解除頂端優勢
B.Ⅰ組與Ⅱ組對照,說明側芽的生長受抑制是頂芽產生
IAA影響的結果
C.Ⅲ組去頂后在切口涂抹的IAA濃度大于Ⅰ組頂芽產生的
IAA濃度
D.Ⅱ組與Ⅲ組對照,說明IAA在豌豆植株內的運輸方向是
只能從形態學上端到形態學下端
【答案】　A
【詳解】　Ⅰ組的頂芽完整,Ⅱ組去頂芽,Ⅱ組的側芽長度明顯高于Ⅰ組,說明去頂可以解除頂端優勢,A正確;Ⅰ組與Ⅱ組、Ⅲ組對照,Ⅲ組去頂后在切口涂抹的IAA,說明側芽的生長受抑制是頂芽產生IAA影響的結果,B錯誤;Ⅲ組側芽長度明顯大于Ⅰ組,說明Ⅲ組去頂后在切口涂抹的IAA濃度小于Ⅰ組頂芽產生的IAA濃度,C錯誤;Ⅱ組與Ⅲ組對照,說明IAA在豌豆植株內的運輸方向能從形態學上端到形態學下端,但由于缺乏從形態學下端到上端的對照實驗,故不能得出IAA在豌豆植株內的運輸方向只能從形態學上端到形態學下端的結論,D錯誤。
3.(2021·深圳一模)將一盆植物固定在一個以較快速度勻速旋轉的圓形轉盤外側,然后置于光照均勻的環境下一段時間,結果發現該植物的莖尖向圓盤中心生長,根尖向圓盤外側生長。下列分析合理的是(　　)
A.該植物莖尖的生長與光導致的生長素分布不均有關
B.莖尖生長素較多的部位是遠離圓心側,根尖則相反
C.該植物根尖的生長情況體現了生長素作用的兩重性
D.該植物的莖尖與根尖比較,莖尖對生長素更加敏感
【答案】　C
【詳解】　該植物置于光照均勻的環境中,轉盤轉動會導致生長素分布不均勻,植物遠離圓心側的生長素濃度高,圓心側生長素濃度低,從而導致莖尖向圓盤中心生長,A錯誤;植物莖尖和根尖都是遠離圓心側的生長素濃度高,圓心側生長素濃度低,B錯誤;生長素濃度高會抑制根生長,該植物根尖遠離圓心側生長素濃度高抑制生長,圓心側生長素濃度低促進生長,導致根尖向圓盤外側生長,體現了生長素作用的兩重性,C正確;該植物的莖尖與根尖比較,根尖對生長素更加敏感,D錯誤。
典例示范二
為了探究生長素的作用,將去尖端的玉米胚芽鞘切段隨機分成兩組,實驗組胚芽鞘上端一側放置含有適宜濃度IAA的瓊脂塊,對照組胚芽鞘上端同側放置不含IAA的瓊脂塊,兩組胚芽鞘下端的瓊脂塊均不含IAA。兩組胚芽鞘在同樣條件下,在黑暗中放置一段時間后,對照組胚芽鞘無彎曲生長,實驗組胚芽鞘發生彎曲生長,如圖所示。根據實驗結果判斷,下列敘述正確的是 (　　)
A.胚芽鞘b側的IAA含量與b'側的相等
B.胚芽鞘b側與胚芽鞘c側的IAA含量不同
C.胚芽鞘b'側細胞能運輸IAA而c'側細胞不能
D.瓊脂塊d'從a'中獲得的IAA量小于a'的輸出量
【答案】　D
【重點歸納】　本題考查了生長素的運輸、植物彎曲生長的內因。解答本題的關鍵是抓住問題的實質:①有生長素的可能生長;②瓊脂塊中的生長素只能沿著與胚芽鞘的接觸面向下運輸;③生長素分布均勻,則直立生長;生長素分布不均勻,多的一側比少的一側長得快,則會彎曲生長。
【詳解】　根據題意可知,瓊脂塊a不含生長素,所以胚芽鞘b側和c側均不含生長素;瓊脂塊a'含生長素,所以胚芽鞘b'側含生長素,而c'側不含生長素;故A、B錯誤。胚芽鞘細胞均能運輸生長素,故C錯誤。生長素在運輸過程中會被消耗和水解,所以瓊脂塊d'從a'中獲得的IAA量小于a'的輸出量,故D正確。
變式訓練二
(2020·深圳一模)為了探究向光性是否都是由生長素分布不均勻所致,科學家對向光彎曲生長的綠色向日葵下胚軸(a)和黃化燕麥胚芽鞘(b)進行生長素含量測定,結果如下表。相關敘述,不合理的是 (　　)
A.植物的向光性有利于其適應環境的變化
B.胚芽鞘尖端在黑暗環境下也能合成IAA
C.向光性的原因是向光側生長素分布較多
D.向光側可能積累了較多的生長抑制物質
器官 IAA分布/%
向光一側 背光一側
a 51 49
b 49.5 50.5
【答案】　C
【詳解】　植物的向光性有利于其適應環境的變化,生長素向背光側運輸,使背光側生長加快,A正確;達爾文父子(胚芽鞘尖端套上不透明的帽子)及溫特實驗(黑暗條件下進行)均證明胚芽鞘尖端在黑暗環境下也能合成IAA,B正確;向光性的原因是背光側生長素分布較多,導致背光側生長較快,向光彎曲,C錯誤;向光側可能積累了較多的生長抑制物質,導致向光側生長較慢,D正確。
典例示范三
(2022·廣州一模)下列關于植物激素的敘述,正確的是 (　　)
A.赤霉素促進種子休眠
B.脫落酸延緩葉片衰老
C.生長素促進果實成熟
D.植物的生長發育受多種激素共同調節
【答案】　D
【重點歸納】　本題考查了各種植物激素在器官水平上的作用。生長素促進花、葉、果實發育,促進生根;赤霉素促進種子萌發和果實的發育;細胞分裂素促進芽的分化和種子萌發;脫落酸抑制種子萌發,促進氣孔關閉,促進葉和果實的衰老、脫落;乙烯促進果實成熟。
【詳解】　A.赤霉素抑制種子休眠,A錯誤;B.脫落酸是植物生長抑制劑,它能夠抑制細胞的分裂和種子的萌發,能促進葉片和果實的衰老和脫落,B錯誤;C.生長素可以促進植株的生長,能促進果實的發育,乙烯促進果實成熟,C錯誤;D.植物的生長發育受到赤霉素、細胞分裂素和生長素等多種激素的共同調節,D正確。
變式訓練三
下列關于植物激素之間關系的敘述,錯誤的是 (　　)
A.在植物的生長發育和適應環境變化的過程中,某種激素
的含量會發生變化
B.植物生長發育和適應環境的過程中一般需要多種激素
共同參與
C.生長素主要促進細胞質的分裂,細胞分裂素主要促進細
胞核的分裂
D.當生長素濃度升高到一定值后會促進乙烯的合成,乙烯
含量升高后又會抑制生長素的作用
【答案】　C
【詳解】　植物不同的生長發育階段,發揮主要作用的植物激素不同,所以在植物的生長發育和適應環境變化的過程中某種激素的含量會發生變化,A正確;在植物的生長發育和適應環境變化的過程中,多種激素共同起作用,B正確;生長素主要促進細胞核的分裂,細胞分裂素主要促進細胞質的分裂,C錯誤;當生長素濃度升高到一定值時,就會促進乙烯的合成,乙烯含量的升高反過來會抑制生長素的作用,D正確。故選C。
真題回顧
1.(2020·全國Ⅲ卷)取燕麥胚芽鞘切段,隨機分成三組,第1組置于一定濃度的蔗糖(Suc)溶液中(蔗糖能進入胚芽鞘細胞),第2組置于適宜濃度的生長素(IAA)溶液中,第3組置于IAA+Suc溶液中,一定時間內測定胚芽鞘長度的變化,結果如圖所示。用KCl代替蔗糖進行上述實驗可以得到相同的結果。下列說法不合理的是(　　)
A.KCl可進入胚芽鞘細胞中調節細胞的滲透壓
B.胚芽鞘伸長生長過程中,伴隨細胞對水分的吸收
C.本實驗中Suc是作為能源物質來提高IAA作用效果的
D.IAA促進胚芽鞘伸長的效果可因加入Suc或KCl而提高
【答案】　C
【詳解】　K+、Cl-是植物所需要的礦質離子,可被植物細胞主動吸收,進入細胞后能使細胞滲透壓上升,A正確;水是細胞生命活動所需的重要物質,胚芽鞘伸長生長的過程伴隨著細胞的吸水過程,B正確;由題干信息可知,用KCl代替蔗糖可得到相同的實驗結果,而KCl不能作為能源物質,因此不能說明蔗糖作為能源物質來提高IAA的作用效果,C錯誤;由以上分析可知,IAA+Suc組胚芽鞘伸長率明顯高于IAA組,而KCl代替Suc也可達到相同結果,因此說明IAA促進胚芽鞘伸長的效果可因加入Suc或KCl而提高,D正確。
2.(2022·廣東卷)我國自古“以農立國”,經過悠久歲月的積累,形成了豐富的農業生產技術體系。下列農業生產實踐中,與植物生長調節劑使用直接相關的是 (　　)
A.秸稈還田 B.間作套種
C.水旱輪作 D.尿泥促根
【答案】　D
【解析】　農田生態系統中秸稈還田有利于提高土壤的儲碳量,該過程主要是利用了物質循環的特點,與植物生長調節劑無直接關系,A不符合題意;采用間作、套種的措施可以提高植物產量,其原理是保證作物葉片充分接收陽光,提高光能利用率,與植物生長調節劑無直接關系,B不符合題意;水旱輪作改變了生態環境和食物鏈,使害蟲難以生存,能減少病蟲害的發生,與植物生長調節劑無直接關系,C不符合題意;尿泥促根與生長素(類似物)密切相關,與題意相符,D符合題意。故選D。
3.(2021·全國甲卷)生長素具有促進植物生長等多種生理功能。下列與生長素有關的敘述,錯誤的是 (　　)
A.植物生長“頂端優勢”現象可以通過去除頂芽而解除
B.頂芽產生的生長素可以運到側芽附近從而抑制側芽生長
C.生長素可以調節植物體內某些基因的表達從而影響植
物生長
D.在促進根、莖兩種器官生長時,莖是對生長素更敏感的
器官
【答案】　D
【解析】　頂端優勢產生的原因是頂芽產生的生長素向下運輸,枝條上部的側芽部位生長素濃度較高,側芽對生長素濃度比較敏感,因而使側芽的發育受到抑制,可以通過摘除頂芽的方式解除植株頂端優勢,A、B正確;生物的性狀是由基因控制的,生長素能引起生物性狀的改變,是通過調控某些基因的表達來影響植物生長的,C正確;根、莖兩種器官對生長素的反應敏感程度有明顯差異,其中根對生長素最敏感,D錯誤。
4.(2021·廣東卷)乙烯可促進香蕉果皮逐漸變黃、果肉逐漸變甜變軟的成熟過程。同學們去香蕉種植合作社開展研學活動,以乙烯利溶液為處理劑,研究乙烯對香蕉的催熟過程,設計的技術路線如圖。下列分析正確的是 (　　)
A.對照組香蕉果實的成熟不會受到乙烯影響
B.實驗材料應選擇已經開始成熟的香蕉果實
C.根據實驗安排第6次取樣的時間為第10天
D.處理組3個指標的總體變化趨勢基本一致
【答案】　C
【解析】　對照組香蕉果實的成熟會受到乙烯影響,因為對照組香蕉會產生內源乙烯,A錯誤;實驗材料應盡量選擇未開始成熟的香蕉果實,這樣內源乙烯對實驗的影響較小,B錯誤;圖示表明每兩天取樣一次,共6次,為了了解香蕉實驗前本身的還原糖量、淀粉量、果皮色素量,應該從0天開始,故第6次取樣的時間為第10天,C正確;處理組3個指標的總體變化趨勢不一致,應該是還原糖量增加,淀粉量下降,果皮黃色色素增加,D錯誤。
5.(2020·海南卷)植物體內乙烯生物合成的基本途徑如下:
甲硫氨酸 S-腺苷甲硫氨酸
1-氨基環丙烷-1-羧酸(ACC) 乙烯
其中,①代表ACC合成酶,淹水會誘導ACC合成酶基因的表達或激活該酶活性;②代表ACC氧化酶,缺氧會抑制該酶活性。下列有關敘述錯誤的是 (　　)
A.細胞中合成的乙烯通過自由擴散方式運輸
B.植物體內乙烯的合成受自身基因組控制
C.抑制ACC合成酶和ACC氧化酶的活性,可以促進果實成熟
D.陸生植物淹水后,植物體內合成的ACC增多
【答案】　C
【解析】　乙烯跨膜運輸的方式為自由擴散,A正確;據圖分析可知,甲硫氨酸經過一系列過程合成乙烯的過程需要多種酶的催化,而酶是由基因控制合成的,說明植物體內乙烯的合成受自身基因組控制,B正確;抑制ACC合成酶和ACC氧化酶的活性,會抑制乙烯的合成,導致果實成熟延遲,C錯誤;陸生植物淹水后,植物體內合成的ACC增多,進而增加乙烯的生物合成,促進果實成熟,D正確。
6.(2019·海南卷)生長素及其類似物能夠調節植物的生長發育。下列相關敘述錯誤的是 (　　)
A.棉花栽培過程中去除頂芽可促進側芽生長,提高棉花產量
B.給果樹適宜噴施適量的NAA有利于保果,提高果實產量
C.用適宜濃度的IAA處理未受粉番茄雌蕊,可得到大量正
常的番茄種子
D.帶有芽和幼葉的柳條扦插時容易生根,是因為芽和幼葉
均能產生IAA
【答案】　C
【解析】　棉花栽培過程中去除頂芽可降低側芽的生長素含量,解除頂端優勢,促進側芽生長,提高棉花產量,A正確;給果樹適宜噴施適量的NAA有利于保果,提高果實產量,若濃度過高會造成落果,B正確;用適宜濃度的IAA處理未受粉番茄雌蕊,可得到無子番茄,C錯誤;芽和幼葉均能產生IAA,可以促進生根,因此帶有芽和幼葉的柳條扦插時容易生根,D正確。
7.植物激素通常與其受體結合才能發揮生理作用。噴施某種植物激素,能使某種作物的矮生突變體長高。關于該矮生突變體矮生的原因,下列推測合理的是 (　　)
A.赤霉素合成途徑受阻 B.赤霉素受體合成受阻
C.脫落酸合成途徑受阻 D.脫落酸受體合成受阻
【答案】　A
【解析】　赤霉素具有促進細胞伸長的功能,該作用的發揮需要與受體結合后才能完成,故噴施某種激素后作物的矮生突變體長高,說明噴施的為赤霉素,矮生突變體矮生的原因是缺乏赤霉素而非受體合成受阻(若受體合成受阻,則外源激素也不能起作用),A正確,B錯誤;脫落酸抑制植物細胞的分裂和種子的萌發,與植物矮化無直接關系,C、D錯誤。故選A。

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