層級二關鍵突破提升練學生用書P217

突破點探究實驗的設計、分析及評價1.(2024·湖南岳陽一模)(8分)下丘腦—垂體—靶腺軸在激素分泌穩態中具有重要作用。長環反饋是指調節環路中終末靶腺或組織分泌的激素對上位腺體活動的反饋影響。短反饋是指垂體分泌的激素對下丘腦分泌活動的反饋影響。而超短反饋則為下丘腦神經元活動受其自身分泌的調節肽的影響,如下丘腦神經元可調節自身受體的數量等。據圖回答問題。(1)圖中D過程屬于上述3種反饋類型中的。

(2)由圖可知,三種反饋類型都可以影響下丘腦細胞,則下丘腦細胞接受信號分子的受體位置可位于;當靶腺體為性腺且其分泌的性激素減少時,會使得C和D反饋調節作用(填“增強”或“減弱”)。

(3)某同學利用正常小白鼠和病鼠分成若干小組完成了下表的一系列實驗。組別處理方式測量的激素類型激素y(注射前)激素y(注射后)正常鼠1注射激素x6mU/L16mU/L病鼠甲注射激素x2mU/L14mU/L病鼠乙注射激素x1mU/L2mU/L正常鼠2不注射激素TRH正常鼠3(摘除垂體)注射較高濃度的ATRH正常鼠4(摘除甲狀腺)注射較高濃度的TSHTRH已知垂體和下丘腦的病變都可以引起腎上腺皮質功能異常。本實驗中甲和乙兩病鼠都表現為腎上腺皮質激素水平低下,通過注射適量的激素x,然后分別測定注射前后30min的激素y濃度變化來鑒定病變部位,分析表格數據可知甲的病變部位為,激素y為。給小白鼠注射TSH以后,會使得下丘腦的TRH分泌減少。有人認為TSH通過短反饋過程進行負反饋調節,有人認為TSH促進分泌TH(甲狀腺激素)后通過長環反饋進行負反饋調節。某同學利用正常鼠進行了2、3、4組實驗來確認哪種觀點正確。表格中的“A”處應該是。

答案(1)長環反饋(2)細胞膜上或細胞內減弱(3)下丘腦促腎上腺皮質激素甲狀腺激素解析(1)根據題意可知,長環反饋是指調節環路中終末靶腺或組織分泌的激素對上位腺體活動的反饋影響。圖中D過程表示終末靶腺分泌的激素對腺垂體的反饋作用,屬于長環反饋。(2)由圖可知,三種反饋類型都可以影響下丘腦細胞,則下丘腦細胞接受信號分子的受體位置可位于細胞膜上或細胞內;當靶腺體為性腺且其分泌的性激素減少時,會使得C和D反饋調節作用減弱。(3)已知垂體和下丘腦的病變都可以引起腎上腺皮質功能異常。本實驗中甲和乙兩病鼠都表現為腎上腺皮質激素水平低下,通過注射適量的激素x,然后分別測定注射前和注射后30min的激素y濃度變化來鑒定病變部位,從表格中可以看出,正常鼠1注射激素x后,激素y的濃度從6mU/L增加到16mU/L,說明激素x能刺激激素y的分泌。病鼠甲注射激素x后,激素y的濃度從2mU/L增加到14mU/L,說明病鼠甲的病變部位在下丘腦。由此可知,激素x由下丘腦分泌,為促腎上腺皮質激素釋放激素,激素y由垂體分泌,為促腎上腺皮質激素。根據題意:有兩種觀點,①認為TSH通過短反饋過程進行負反饋調節;②認為TSH促進分泌TH(甲狀腺激素)后通過長環反饋進行負反饋調節。在表格中,正常鼠2不注射激素,正常鼠3摘除垂體后注射較高濃度的A,正常鼠4(摘除甲狀腺)后注射較高濃度的TSH,最后檢測TRH的水平檢驗其反饋調節,因此正常鼠3摘除垂體后注射的較高濃度的A應該是甲狀腺激素。2.(2024·山東聊城二模)(11分)睡眠是一種減少運動和感覺反應的體內平衡調節的狀態。人體的生物鐘調節中樞位于下丘腦視交叉上核(SCN),它對調節激素水平、睡眠需求等具有重要作用。血清素(5HT)是褪黑素的前體物質,褪黑素具有夜晚分泌量多,而白天分泌量少的特點,它能使人入睡時間明顯縮短,睡眠持續時間延長,從而起到調整睡眠的作用。褪黑素的分泌機制如圖所示。回答下列問題。(1)當人感到疲倦時,通過睡眠精力可以得到快速的恢復。但是,有人常常在疲勞狀態下聽著輕音樂而睡著,長此以往,輕音樂響起時自然犯困,形成了反射,該反射的神經中樞位于。

(2)由圖中信息可知,光周期信號影響褪黑素的分泌,該反射弧的效應器是。

熬夜玩游戲會使生物鐘紊亂,嚴重影響睡眠質量,原因是。長期睡眠不足還會導致體液NO含量增加,進而影響樹突狀細胞和輔助性T細胞分泌免疫活性物質,使機體(填“體液免疫”“細胞免疫”或“體液免疫和細胞免疫”)能力下降。

(3)非眼球快速運動睡眠(NREM)中因有深睡期,可使人的呼吸變緩、心率變慢、全身肌肉放松,大腦皮層得到充分休息。科學家經研究推測:5HT是由大腦中縫核神經細胞產生的,并通過作用于中腦網狀結構誘導產生NREM。請根據所給實驗材料設計實驗驗證上述推測。實驗材料:健康狀況相同的小鼠若干、直流電探針(可損毀神經細胞)、5HT注射液。實驗思路:

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預期結果:

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答案(1)條件大腦皮層(2)傳出神經末梢及其支配的松果體發出的光線使夜間褪黑素分泌減少,入睡時間明顯延長,睡眠持續時間縮短,睡眠質量下降甚至失眠體液免疫和細胞免疫(3)將健康狀況相同的小鼠平均分為甲、乙、丙三組,甲組用直流電探針損毀小鼠大腦中縫核神經細胞,一段時間后,向小鼠腦中注射5HT;乙組用直流電探針損毀小鼠中腦網狀結構,一段時間后,向小鼠腦中注射5HT;丙組不做處理。監測三組小鼠各項處理后的睡眠狀況甲組小鼠損毀處理后不產生NREM,注射5HT后,NREM可以完全恢復;乙組小鼠損毀處理后不產生NREM,注射5HT后無變化;丙組小鼠正常睡眠解析(1)輕音樂響起時自然犯困是后天形成的,屬于條件反射,條件反射的神經中樞位于大腦皮層。(2)效應器由傳出神經末梢及其支配的肌肉或腺體組成,光周期信號影響褪黑素的分泌,該反射弧的效應器是傳出神經末梢及其支配的松果體。熬夜玩游戲會使生物鐘紊亂,發出的光線使夜間褪黑素分泌減少,入睡時間明顯延長,睡眠持續時間縮短,睡眠質量下降甚至失眠。樹突狀細胞和輔助性T細胞參與體液免疫和細胞免疫,因此長期睡眠不足會導致體液NO含量增加,影響體液免疫和細胞免疫。(3)要證明5HT是由大腦中縫核神經細胞產生的,并通過作用于中腦網狀結構誘導產生NREM,可將健康狀況相同的小鼠平均分為甲、乙、丙三組,甲組用直流電探針損毀小鼠大腦中縫核神經細胞,一段時間后,向小鼠腦中注射5HT;乙組用直流電探針損毀小鼠中腦網狀結構,一段時間后,向小鼠腦中注射5HT;丙組不做處理。監測三組小鼠各項處理后的睡眠狀況。甲組小鼠損毀處理后不產生NREM,注射5HT后,NREM可以完全恢復。乙組小鼠損毀處理后不產生NREM,注射5HT后無變化。丙組小鼠正常睡眠。3.(2024·湖南二模)(9分)甲狀腺分泌的甲狀腺激素包括四碘甲狀腺原氨酸(T4)和三碘甲狀腺原氨酸(T3),對高等哺乳動物應激狀態下(例如驚嚇)相關活動的形成有重要調節作用,下圖1為受到驚嚇時甲狀腺分泌活動的調控示意圖。下圖2表示小鼠在受到驚嚇刺激時,血液中甲狀腺激素含量的實時變化。結合所學知識回答以下問題。圖1圖2(1)為實時監測小鼠血液中甲狀腺激素含量的變化,研究小組可利用的放射性同位素標記甲狀腺激素,進而通過相關儀器即可實時監測小鼠血液中放射性強度。

(2)根據圖1可推測圖2中引起t1、t2時刻甲狀腺激素含量上升的信號分子分別是。

(3)請在已有實驗基礎上增加甲、乙兩組實驗,利用自變量控制的減法原理來驗證(2)中假說,并在下圖坐標軸上畫出預測的實驗現象。①實驗方案:

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②結果預測:如圖3所示。甲乙圖3答案(1)碘(2)神經遞質和促甲狀腺激素(3)①取同種生理狀態相似的小鼠均分為甲、乙兩組,手術切除甲組小鼠通向甲狀腺的傳出神經,手術切除乙組小鼠的垂體,手術恢復后分別給予甲、乙兩組小鼠驚嚇刺激并實時監測血液中甲狀腺激素含量的變化②甲乙解析(1)碘是合成甲狀腺激素的必需元素,故可利用碘的放射性同位素標記甲狀腺激素,進而通過相關儀器監測血液中放射性強度,即可實時監測小鼠血液中甲狀腺激素含量的變化。(2)分析題圖,t1時受到驚嚇,機體會通過神經調節釋放神經遞質作用于甲狀腺,使甲狀腺分泌甲狀腺激素;t2時主要是下丘腦產生促甲狀腺激素釋放激素作用于垂體,垂體產生促甲狀腺激素作用于甲狀腺,使甲狀腺分泌甲狀腺激素。(3)①