限時(shí)練20穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析(選擇題每小題3分)一、選擇題1.(2025·四川卷)為模擬大腦控制骨骼肌運(yùn)動(dòng)的生理過程,科學(xué)家將人干細(xì)胞誘導(dǎo)分化成三種細(xì)胞(圖甲),并分別培養(yǎng)成具有相應(yīng)功能的細(xì)胞團(tuán),再將不同細(xì)胞團(tuán)組合培養(yǎng)一段時(shí)間后,觀察骨骼肌細(xì)胞團(tuán)(簡(jiǎn)稱肌)的收縮頻率(圖乙)。下列推斷最合理的是()甲乙注:谷氨酸和乙酰膽堿為兩種神經(jīng)元釋放的神經(jīng)遞質(zhì)。A.若在③培養(yǎng)液中加入谷氨酸,肌收縮頻率不會(huì)發(fā)生變化B.若將④中乙酰膽堿受體阻斷,刺激X會(huì)增加肌收縮頻率C.分析②③④可知,X需要通過Y與肌發(fā)生功能上的聯(lián)系D.由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,肌與神經(jīng)元共培養(yǎng)時(shí)收縮頻率均增加二、非選擇題2.(11分)(2025·河南卷)生物體的所有活細(xì)胞都具有靜息電位,而動(dòng)作電位僅見于神經(jīng)元、肌細(xì)胞和部分腺細(xì)胞。回答下列問題。(1)刺激神經(jīng)元,胞外Na+內(nèi)流使細(xì)胞興奮,興奮以的形式沿細(xì)胞膜傳導(dǎo)至軸突末梢,激活Ca2+通道,Ca2+內(nèi)流觸發(fā)突觸小泡釋放神經(jīng)遞質(zhì)。去除細(xì)胞外液中的Ca2+,刺激該神經(jīng)元仍可觸發(fā)Na+內(nèi)流產(chǎn)生動(dòng)作電位,釋放的神經(jīng)遞質(zhì)(填“增加”“減少”或“不變”)。

圖1(2)最新研究發(fā)現(xiàn)某種腫瘤細(xì)胞也可產(chǎn)生動(dòng)作電位。如圖1所示,刺激腫瘤細(xì)胞,記錄該細(xì)胞的膜電位和細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度變化。結(jié)果顯示隨著刺激強(qiáng)度的增大,動(dòng)作電位幅度、細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度的變化是。在體外培養(yǎng)條件下,用Na+通道阻斷劑TTX處理該細(xì)胞,使該細(xì)胞膜兩側(cè)的電位表現(xiàn)為,進(jìn)而抑制其增殖生長(zhǎng)。根據(jù)以上機(jī)制,若降低培養(yǎng)液中的K+濃度,可(填“促進(jìn)”或“抑制”)該腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。

(3)若細(xì)胞間有突觸結(jié)構(gòu),突觸前細(xì)胞興奮,突觸后細(xì)胞可記錄到相應(yīng)的膜電位變化,細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度變化可作為判斷腫瘤細(xì)胞間信息交流的指標(biāo)。研究證實(shí)這種腫瘤細(xì)胞間無突觸結(jié)構(gòu),通過體液調(diào)節(jié)方式實(shí)現(xiàn)信息交流。為驗(yàn)證上述研究結(jié)論,應(yīng)選擇圖2中組(填“一”“二”或“三”)的細(xì)胞為研究對(duì)象設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路及預(yù)期結(jié)果。。

圖23.(11分)(2025·陜晉寧青卷)攝食行為受神經(jīng)—體液調(diào)節(jié),長(zhǎng)期睡眠不足會(huì)影響攝食,易導(dǎo)致體重增加,引發(fā)肥胖等代謝問題?；卮鹣铝袉栴}。(1)胃腸道管壁感受器接受食物刺激后,產(chǎn)生興奮,在腦干、脊髓等中樞參與下,胃腸平滑肌收縮,屬于(填“非條件”或“條件”)反射,該過程也受大腦皮層的調(diào)控,屬于神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。

(2)我國(guó)科研人員新發(fā)現(xiàn)一種激素R,夜間分泌量高,白天分泌量低,表明激素R分泌具有性。分別對(duì)不同人群、睡眠效率與激素R含量的關(guān)系進(jìn)行分析,結(jié)果如圖(a),可知(答出2點(diǎn)即可)。

圖(a)(3)利用R基因(控制合成激素R)敲除小鼠開展研究,結(jié)果如圖(b),該實(shí)驗(yàn)的目的是。

圖(b)圖(c)(4)研究人員針對(duì)激素R的受體GRM3開展了相關(guān)研究,結(jié)果如圖(c)。與甲組相比,乙組將小鼠下丘腦攝食抑制神經(jīng)元上的GRM3敲除,使突觸前膜以方式釋放的神經(jīng)遞質(zhì)減少,興奮傳遞效率降低,小鼠食欲增加;丙組將小鼠胃運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元上的GRM3敲除,胃運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元釋放的(填“興奮性”或“抑制性”)遞質(zhì)減少,使胃平滑肌收縮增強(qiáng)。據(jù)此推測(cè)激素R緩解肥胖的機(jī)制是

。

4.(11分)(2025·福建莆田二模)油菜素內(nèi)酯(BRs)和脫落酸(ABA)調(diào)控著植物的生長(zhǎng)發(fā)育以及逆境響應(yīng)(應(yīng)對(duì)干旱、寒冷等不良環(huán)境的系列反應(yīng))。科研人員以番茄植株為實(shí)驗(yàn)材料,對(duì)BRs和ABA在應(yīng)對(duì)低溫脅迫中的關(guān)系展開研究?；卮鹣铝袉栴}。(1)BRs和ABA均作為分子,通過與靶細(xì)胞上的結(jié)合實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng)。

(2)研究發(fā)現(xiàn),植物在低溫脅迫下,體內(nèi)的BRs含量會(huì)升高?？蒲腥藛T檢測(cè)了野生型植株(WT)、BRs合成缺失突變株(dwf)及BRs合成過量突變株(OE)在常溫(23℃)和低溫(4℃)下處理24h后的ABA含量,結(jié)果如圖所示。圖示結(jié)果表明:低溫下,。

(3)已知NCED1蛋白是ABA合成的關(guān)鍵酶?？蒲腥藛T推測(cè)低溫下,BRs通過促進(jìn)NCED1基因的表達(dá)影響番茄植株中ABA的含量。請(qǐng)?jiān)谏鲜鰧?shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上增設(shè)一組實(shí)驗(yàn)(M組),驗(yàn)證推測(cè)。實(shí)驗(yàn)思路:。

預(yù)期結(jié)果:若,則推測(cè)成立。

(4)科研人員通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了上述推測(cè)。綜合以上研究,表明植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控是由共同完成的。

參考答案1.C解析由圖甲可知,運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元Y釋放乙酰膽堿,運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元X釋放谷氨酸,由圖乙中②中X+肌的收縮頻率和①中肌單獨(dú)培養(yǎng)時(shí)的收縮頻率一致,推斷運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元X釋放谷氨酸不能直接作用于骨骼肌細(xì)胞團(tuán),結(jié)合③Y+肌與④X+Y+肌收縮頻率差異推斷,谷氨酸應(yīng)可以作用于運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元Y,從而提高收縮頻率,故在③培養(yǎng)液中加入谷氨酸,肌收縮頻率應(yīng)發(fā)生變化,A項(xiàng)不合理。由圖乙可知,②培養(yǎng)液中是X+肌,肌收縮頻率較低,而④培養(yǎng)液中是X+Y+肌,肌收縮頻率較高,所以將④中乙酰膽堿受體阻斷,Y釋放的乙酰膽堿無法發(fā)揮作用,刺激X會(huì)降低肌收縮頻率,B項(xiàng)不合理。①中肌單獨(dú)培養(yǎng),②中是X+肌,②的收縮頻率和①的收縮頻率一致,而③中是Y+肌,④中是X+Y+肌,④中的肌收縮頻率較高,因此說明X需要通過Y與肌發(fā)生功能上的聯(lián)系,C項(xiàng)合理。從圖乙可知,②中X+肌的收縮頻率和①中肌單獨(dú)培養(yǎng)時(shí)的收縮頻率一致,并沒有增加,所以并不是肌與神經(jīng)元共培養(yǎng)時(shí)收縮頻率均增加,D項(xiàng)不合理。2.答案(1)電信號(hào)/神經(jīng)沖動(dòng)減少(2)動(dòng)作電位幅度不變,細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度逐漸增加內(nèi)負(fù)外正抑制(3)三刺激細(xì)胞1或2,檢測(cè)到細(xì)胞2或1的膜電位無變化;刺激細(xì)胞3,檢測(cè)到細(xì)胞1和2的Ca2+濃度升高,刺激細(xì)胞1或2,均檢測(cè)到細(xì)胞3的Ca2+濃度升高解析(1)興奮在神經(jīng)元上以電信號(hào)(神經(jīng)沖動(dòng))的形式沿細(xì)胞膜傳導(dǎo)。分析題意,Ca2+內(nèi)流觸發(fā)突觸小泡釋放神經(jīng)遞質(zhì),即Ca2+是神經(jīng)遞質(zhì)釋放的關(guān)鍵信號(hào),去除細(xì)胞外Ca2+后,突觸小泡無法與突觸前膜融合釋放神經(jīng)遞質(zhì),因此神經(jīng)遞質(zhì)的釋放量減少。(2)據(jù)圖1分析,隨著刺激強(qiáng)度的增大,膜電位都是50mV左右,說明動(dòng)作電位幅度不變,而細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度不斷升高。動(dòng)作電位產(chǎn)生與Na+內(nèi)流有關(guān),在體外培養(yǎng)條件下,用Na+通道阻斷劑TTX處理該細(xì)胞,則Na+內(nèi)流減少,導(dǎo)致動(dòng)作電位產(chǎn)生受阻,使該細(xì)胞膜兩側(cè)的電位維持內(nèi)負(fù)外正的靜息狀態(tài)。靜息電位的產(chǎn)生與K+外流有關(guān),若降低培養(yǎng)液中的K+濃度,會(huì)加大細(xì)胞內(nèi)外的K+濃度差,從而導(dǎo)致靜息電位絕對(duì)值增加,細(xì)胞不易興奮,從而抑制腫瘤細(xì)胞增殖。(3)由題干“研究證實(shí)這種腫瘤細(xì)胞間無突觸結(jié)構(gòu),通過體液調(diào)節(jié)方式實(shí)現(xiàn)信息交流”可知,為驗(yàn)證上述研究結(jié)論,應(yīng)選擇圖2中組三的細(xì)胞為研究對(duì)象設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。若細(xì)胞間有突觸結(jié)構(gòu),則突觸前細(xì)胞興奮,突觸后細(xì)胞可記錄到相應(yīng)的膜電位變化,細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度變化可作為判斷腫瘤細(xì)胞間信息交流的指標(biāo)。故實(shí)驗(yàn)思路及預(yù)期結(jié)果見答案。3.答案(1)非條件分級(jí)(2)周期(節(jié)律)隨睡眠效率的提高,激素R分泌增加;在相同睡眠效率下,肥胖人群比體重正常人群激素R的分泌量少(3)探究激素R對(duì)小鼠體重的影響(4)胞吐抑制性激素R與下丘腦攝食抑制神經(jīng)元上的GRM3受體結(jié)合,促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,提高興奮傳遞效率,使機(jī)體的食欲減退;激素R與胃運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元上的GRM3受體結(jié)合,促進(jìn)抑制性神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,抑制胃腸蠕動(dòng),減少攝食解析(1)胃腸道管壁感受器接受食物刺激后,產(chǎn)生興奮,在腦干、脊髓等中樞參與下,胃腸平滑肌收縮,屬于生來就具有的反射,為非條件反射。高級(jí)中樞大腦皮層對(duì)低級(jí)中樞腦干、脊髓的調(diào)控屬于神經(jīng)系統(tǒng)的分級(jí)調(diào)節(jié)。(2)據(jù)題干信息可知,激素R夜間分泌量高,白天分泌量低,表明激素R分泌具有周期(節(jié)律)性。由圖(a)可知,隨著睡眠效率的提高,激素R分泌增加;在相同睡眠效率下,肥胖人群的血漿激素R含量低于體重正常人群的,說明肥胖人群比體重正常人群激素R的分泌量少。(3)據(jù)圖(b)可知,該實(shí)驗(yàn)探究了是否敲除R基因以及敲除后是否添加激素R不同處理?xiàng)l件下小鼠的體重隨時(shí)間的變化,可推測(cè)該實(shí)驗(yàn)的目的是探究激素R對(duì)小鼠體重的影響。(4)突觸前膜以胞吐的方式釋放神經(jīng)遞質(zhì)。據(jù)題干信息可知,丙組將小鼠胃運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元(傳出神經(jīng)元)上的GRM3(激素R受體)敲除,使激素R無法起作用,導(dǎo)致胃平滑肌收縮增強(qiáng),說明胃運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元釋放的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)減少。據(jù)圖(c)可知,敲除激素R的受體GRM3,乙、丙兩組小鼠的攝食量均增加,說明激素R會(huì)使小鼠減少攝食。激素R分別通過:①與下丘腦攝食抑制神經(jīng)元上的GRM3受體結(jié)合,促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,提高興奮傳遞效率,使機(jī)體的食欲減退;②與胃運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元上的GRM3受體結(jié)合,促進(jìn)抑制性神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,抑制胃腸蠕動(dòng),減少攝食。4.答案(1)信息特異性受體(2)BRs促進(jìn)番茄植株中ABA含量的增加(3)取OE植株(或WT植株),抑制NCED1基因的表達(dá),在低溫(4℃)下處理24h后檢測(cè)ABA含量M組植株的ABA含量低于OE(或WT)(4)基因表達(dá)調(diào)控、激素調(diào)節(jié)和環(huán)境因素調(diào)節(jié)解析(1)植物激素是對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物,是信息分子,通過與靶細(xì)胞上的特異性受體結(jié)合來調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng)。(2)從圖中可以看出,在低溫條件下,BRs合成過量突變株(OE)中ABA含量最高,野生型植株(WT)次之,BRs合成缺失突變株(dwf)中ABA含量最低。這表明低溫下,BRs促進(jìn)番茄植株中ABA的合成。(3)要驗(yàn)證低溫下BRs通過促進(jìn)NCED1基因的表達(dá)影響番茄植株中ABA的含量,可在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,取O