第05講神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)-備戰(zhàn)2023年高考生物核心考點(diǎn)講練

專題三動物生理學(xué)第05講神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)中的信息傳遞【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.從題干文字、曲線等獲取有效信息，運(yùn)用興奮的傳導(dǎo)和傳遞知識，區(qū)分電突觸與化學(xué)突觸，理解兩類突觸對生物適應(yīng)環(huán)境意義；2.通過“減肥”這一生活熱點(diǎn)問題，構(gòu)建神經(jīng)—體液—免疫調(diào)節(jié)過程中信息產(chǎn)生、傳遞、發(fā)揮作用的模型。3.通過對信息產(chǎn)生、傳遞、發(fā)揮作用的情境遷移應(yīng)用，進(jìn)行歸納總結(jié)、建模思維的訓(xùn)練，從系統(tǒng)分析的角度認(rèn)識個體生命活動的穩(wěn)態(tài)?！緦W(xué)習(xí)過程】探究點(diǎn)1神經(jīng)調(diào)節(jié)中的電突觸和化學(xué)突觸【情境引領(lǐng)】神經(jīng)元之間或者神經(jīng)元與效應(yīng)細(xì)胞(如肌細(xì)胞)之間通過突觸完成神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)。突觸包括電突觸(圖1)和化學(xué)突觸(圖2)。電突觸(圖1)是細(xì)胞間形成間隙連接，電沖動可直接通過間隙連接從突觸前向突觸后傳導(dǎo)。形成電突觸的兩個相鄰細(xì)胞間的距離特別小，兩側(cè)的神經(jīng)元膜上都存在一些貫穿質(zhì)膜的蛋白，稱為連接子。突觸前膜和后膜上的連接子相對形成間隙連接。連接子中間形成一個通道，允許小的水溶性分子通過。通過連接子，許多帶電離子可以從一個細(xì)胞直接流入另一個細(xì)胞，形成局部電流和突觸后電位?；瘜W(xué)突觸(圖2)中，從沖動到達(dá)突觸前膜至突觸后細(xì)胞出現(xiàn)電位變化，有接近1ms的延遲(即突觸延遲)。電突觸沒有延遲，電流瞬間從一個細(xì)胞傳遞到下一個細(xì)胞。在多數(shù)情況下，電突觸的傳遞是雙向的。與化學(xué)突觸傳遞信號不同，電突觸具有雙向傳播和速度快等特點(diǎn)。研究人員用細(xì)胞內(nèi)微電極研究雞睫狀神經(jīng)節(jié)中興奮在神經(jīng)元間的傳遞方式，方法如圖3所示。電刺激節(jié)前神經(jīng)，神經(jīng)節(jié)細(xì)胞電位變化如圖4中A所示。先用細(xì)胞內(nèi)微電極給神經(jīng)節(jié)細(xì)胞通一定強(qiáng)度的電流使其膜內(nèi)外電位差增大，再電刺激節(jié)前神經(jīng)，神經(jīng)節(jié)細(xì)胞電位變化如圖4中B所示?！窘滩淖犯竣呕瘜W(xué)突觸的結(jié)構(gòu)包括_________________________。興奮經(jīng)過化學(xué)性突觸有接近1ms的延遲(即突觸延遲的原因是_____________________________________________。⑵從突觸結(jié)構(gòu)、興奮傳遞速度、興奮傳遞方向比較電突觸和化學(xué)突觸的不同。⑶十九世紀(jì)時，有些學(xué)者認(rèn)為“神經(jīng)元是獨(dú)立的單元”；另一些學(xué)者認(rèn)為“神經(jīng)元由原生質(zhì)橋相連形成一個整體”。請結(jié)合文中信息，對這兩種觀點(diǎn)進(jìn)行評價。⑷研究人員根據(jù)圖3和圖4推斷節(jié)前神經(jīng)元與神經(jīng)節(jié)細(xì)胞之間既存在電突觸，又存在化學(xué)突觸。請根據(jù)這一推斷，續(xù)寫以下對曲線B的解釋。節(jié)前神經(jīng)受到刺激產(chǎn)生興奮，通過電突觸迅速傳遞給神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，因?yàn)槟?nèi)外電位差較大，神經(jīng)節(jié)細(xì)胞未能產(chǎn)生興奮；一段時間延遲后，________________________________。⑸利用熒光黃染料和圖3中實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)一步證實(shí)節(jié)前神經(jīng)元與神經(jīng)節(jié)細(xì)胞之間存在電突觸，實(shí)驗(yàn)方法和預(yù)期結(jié)果是____________________________________________________________________。⑹從進(jìn)化與適應(yīng)的觀點(diǎn)分析神經(jīng)調(diào)節(jié)中電突觸存在的積極意義是_______________________________________________________________________。(寫出一項(xiàng))【評價檢測】1.（單選）河豚毒素(TTX)是一種離子通道阻斷劑。用TTX處理突觸前神經(jīng)纖維，然后每隔5min對突觸前神經(jīng)纖維施加一次刺激，分別測量突觸后神經(jīng)元的電位變化，結(jié)果如圖，TTX的作用機(jī)理可能為＋通道，阻斷突觸前神經(jīng)元Na＋內(nèi)流，抑制突觸前膜遞質(zhì)釋放C.吃河豚中毒后可引起興奮傳遞加快，肌肉痙攣D.TTX占據(jù)突觸后膜上受體的位置，使神經(jīng)遞質(zhì)不能與突觸后膜上的受體結(jié)合2.（不定項(xiàng)）圖1呈現(xiàn)的是神經(jīng)元間形成的突觸，圖2表示分別刺激神經(jīng)元1、2＋1(先刺激神經(jīng)元2，再刺激神經(jīng)元1)、神經(jīng)元3時，在N處測定神經(jīng)元4的電位變化，其中閾值指的是引起動作電位產(chǎn)生的最小電位值。錯誤的是A.圖1中由神經(jīng)元1～4構(gòu)成的突觸有4個C.刺激神經(jīng)元3時，神經(jīng)元4會有離子進(jìn)出細(xì)胞探究點(diǎn)2體液調(diào)節(jié)中的信息交流的遷移應(yīng)用【情境引領(lǐng)】資料1肥胖調(diào)節(jié)的因子——瘦素1994年，科學(xué)家在小鼠體內(nèi)證實(shí)了調(diào)節(jié)能量代謝的“飽感因子”的存在，并命名為“瘦素”。瘦素是由脂肪細(xì)胞分泌的蛋白質(zhì)類激素，一方面可刺激下丘腦感受器通過交感神經(jīng)將信號傳遞到下丘腦的攝食中樞，抑制中腦腹側(cè)被蓋區(qū)神經(jīng)元釋放多巴胺，并在大腦皮層產(chǎn)生飽腹感，減少食欲和攝食行為；另一方面可通過自分泌的方式作用于脂肪細(xì)胞，促進(jìn)脂肪的分解、抑制脂肪的合成。近幾年的研究發(fā)現(xiàn)，瘦素還可以參與吞噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的活化、增殖等過程。資料2產(chǎn)生肥胖的原因瘦素能夠促進(jìn)脂肪組織的分解。研究者以小鼠作為實(shí)驗(yàn)材料，探究瘦素該功能的作用機(jī)制。研究者檢測了一系列和脂肪分解有關(guān)的酶在瘦素含量增加時的變化，其中活化的激素敏感性脂肪酶(p-HSL)含量明顯上升。因此，除了直接檢測脂肪組織體積外，還可以選擇p-HSL的含量作為檢測瘦素作用的指標(biāo)。研究者進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，興奮脂肪組織處的交感神經(jīng)也具有與瘦素處理類似的作用。研究者提出以下假設(shè)：假設(shè)1：瘦素通過使交感神經(jīng)興奮促進(jìn)脂肪分解；假設(shè)2：交感神經(jīng)興奮后，會促進(jìn)瘦素分泌，進(jìn)而促進(jìn)脂肪分解；假設(shè)3：瘦素和交感神經(jīng)的興奮引起脂肪分解是兩個獨(dú)立的過程。根據(jù)以上假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如圖：實(shí)驗(yàn)備選材料：A.生理鹽水B.瘦素資料3如何科學(xué)治療肥胖癥間歇性斷食(簡稱IF飲食)是近些年來興起的一些間斷性的飲食策略。有研究表明，IF飲食有減肥功效，并改善了多項(xiàng)健康指標(biāo)。但也有研究表明，IF飲食也會增加機(jī)體氧化應(yīng)激及產(chǎn)生較多的自由基，氧化應(yīng)激和自由基可以加速衰老并損傷DNA增加癌癥發(fā)生的風(fēng)險。另外，長期的IF飲食也會使機(jī)體脂肪酸代謝的中間產(chǎn)物酮酸含量上升，破壞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。因此并不能盲目進(jìn)行IF飲食，尤其是還處于生長發(fā)育階段的青少年?！窘滩淖犯扛鶕?jù)資料1，分析下列問題：1.瘦素在脂肪細(xì)胞合成后，以________的方式分泌出細(xì)胞，通過________運(yùn)輸至下丘腦，并與靶細(xì)胞上的________結(jié)合，引起飽中樞興奮，抑制攝食中樞，降低小鼠的食欲，因此避免肥胖。2.瘦素參與了哪些調(diào)節(jié)方式？涉及哪些信號分子？3.瘦素將調(diào)節(jié)生命活動的信號傳遞給下丘腦時，發(fā)生的信號形式轉(zhuǎn)換是____________。根據(jù)資料2，分析下列問題：4.實(shí)驗(yàn)一：為驗(yàn)證假設(shè)1，在Ⅰ～Ⅳ注射的物質(zhì)(或藥物)分別是：Ⅰ：_________，Ⅱ：_________，Ⅲ：C，Ⅳ：_________(填上述正確選項(xiàng)的字母)。若假設(shè)1成立，預(yù)期結(jié)果是_______________________________________________。5.實(shí)驗(yàn)二：為驗(yàn)證假設(shè)2，在Ⅰ～Ⅳ注射的物質(zhì)(或藥物)分別是：Ⅰ：_________，Ⅱ：_________，Ⅲ：E，Ⅳ：_________(填上述正確選項(xiàng)的字母)。若實(shí)驗(yàn)組脂肪減少量顯著低于對照組2，則假設(shè)2成立。6.綜合以上判斷，若_____________________________________，則假設(shè)3成立。7.經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明假設(shè)1成立，假設(shè)2、3不成立，據(jù)此可知機(jī)體通過______________機(jī)制調(diào)控脂肪含量。多數(shù)肥胖患者體內(nèi)并不缺少瘦素，而是存在“瘦素抵抗”，請你根據(jù)以上研究成果，分析導(dǎo)致“瘦素抵抗”的兩種可能原因。根據(jù)資料3，分析下列問題：8.長期IF飲食會導(dǎo)致身體出現(xiàn)浮腫現(xiàn)象，請分析原因。9.斷食期間，機(jī)體血糖的來源主要來源有哪些？10.人們常說預(yù)防肥胖、減輕體重應(yīng)“管住嘴，邁開腿”，適當(dāng)節(jié)食并適量運(yùn)動比單獨(dú)節(jié)食或運(yùn)動效果更好。為了驗(yàn)證這一說法，并研究適當(dāng)節(jié)食和適量運(yùn)動對瘦素含量的影響，請用常規(guī)飼養(yǎng)(不節(jié)食不增加運(yùn)動)的肥胖模型小鼠為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并寫出簡要的實(shí)驗(yàn)思路?！驹u價檢測】1.（不定項(xiàng)）科學(xué)家選擇了一批各項(xiàng)生理指標(biāo)都相同的健康大鼠開展了三組實(shí)驗(yàn)：甲組大鼠飼喂普通飼料；乙組大鼠飼喂等量高糖、高脂飼料，丙組大鼠飼喂等量高糖、高脂飼料并加強(qiáng)運(yùn)動。實(shí)驗(yàn)持續(xù)6周后，測得數(shù)據(jù)如表所示。正確的是組別體重(g)瘦素(ng/mL)胰島素(mIU/L)血糖(mmol/L)瘦素受體蛋白(OD)甲乙丙A.乙組大鼠血糖明顯高于甲組，可通過注射胰島素進(jìn)行治療B.運(yùn)動能增強(qiáng)細(xì)胞對胰島素的敏感性，加快葡萄糖的利用，降低血糖濃度C.乙組大鼠的瘦素水平高于甲組，但體重沒有降低與瘦素受體蛋白含量有關(guān)D.據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測，糖尿病患者應(yīng)減少糖類等物質(zhì)的攝入量和加強(qiáng)運(yùn)動2.1969年，道格·科曼將實(shí)驗(yàn)室中的兩類體型異常肥碩的小鼠(稱為db鼠和ob鼠)分別與正常鼠進(jìn)行了連體實(shí)驗(yàn)。連體實(shí)驗(yàn)指將兩只鼠從肩膀到盆腔之間的皮膚連在一起，讓兩者的血液循環(huán)聯(lián)通。(1)實(shí)驗(yàn)前，科曼曾設(shè)想兩只小鼠肥胖的原因是血液中缺乏某種可以抑制食欲的物質(zhì)，若設(shè)想成立，則連體小鼠中的肥胖鼠的攝食量變化應(yīng)為________________。(2)連體小鼠經(jīng)過一段時間恢復(fù)后，得到實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表：實(shí)驗(yàn)處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果db鼠和正常鼠連體db鼠攝食量變化不大，正常鼠攝食量明顯減少ob鼠和正常鼠連體ob鼠攝食量明顯減少，正常鼠攝食量變化不大①根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，小鼠肥胖的原因并不一定是血液中缺乏某種抑制食欲的物質(zhì)，科曼重新作出假設(shè)：db鼠血液中存在能抑制食欲的物質(zhì)且比正常鼠血液中濃度高，但db鼠可能________________________________，從而導(dǎo)致肥胖。而ob鼠肥胖的原因可能是缺乏該抑制食欲的物質(zhì)。②新的假設(shè)能完美解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為進(jìn)一步驗(yàn)證，可將db鼠和ob鼠進(jìn)行連體，若實(shí)施實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)____________________________________________，說明新的假設(shè)成立。③為排除手術(shù)等對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，實(shí)驗(yàn)中還需增設(shè)______________________作為對照。(3)1995年，這種能夠抑制食欲的化學(xué)物質(zhì)終于被確認(rèn)且被命名為瘦素。某研究小組分別將兩組小鼠做切除甲狀腺及假手術(shù)處理，發(fā)現(xiàn)切除甲狀腺導(dǎo)致血清瘦素水平上升。欲利用切除甲狀腺的小鼠繼續(xù)實(shí)驗(yàn)證明甲狀腺激素能抑制瘦素分泌，請寫出簡要方案。①分組。實(shí)驗(yàn)組：_____________________________________________________________；對照組：____________________________________________________________。②培養(yǎng)與檢測：___________________________________________________?！靖櫃z測】1.（單選）研究發(fā)現(xiàn)人體體重與一種脂肪細(xì)胞分泌的蛋白類激素——瘦素有關(guān)，有關(guān)結(jié)果如圖。某學(xué)生晝夜節(jié)律紊亂、進(jìn)食頻率過高，導(dǎo)致瘦素分泌增加，形成瘦素抵抗，可能的原因是A．瘦素在①中通過血液運(yùn)輸B．瘦素的分泌存在②反饋調(diào)節(jié)C．靶細(xì)胞上瘦素受體數(shù)量不足D．瘦素對靶細(xì)胞的調(diào)節(jié)速度慢2.（不定項(xiàng)）瘦素是一種由脂肪細(xì)胞分泌的與人體肥胖有關(guān)的蛋白質(zhì)類激素。如圖1表示瘦素通過下丘腦發(fā)揮作用的過程，已知瘦素可使神經(jīng)元A興奮、神經(jīng)元B抑制；圖2為圖1中某局部模式圖。正確的是A.瘦素合成后，以胞吐的方式運(yùn)出細(xì)胞，通過體液定向運(yùn)輸?shù)较虑鹉XB.當(dāng)圖2中神經(jīng)元B釋放物質(zhì)甲，并引起③的抑制時，③處的膜電位無變化C.人體內(nèi)脂肪含量偏高時，神經(jīng)元A、B分別興奮、抑制，可能與其膜上瘦素的受體不同有關(guān)D.若人體血液中瘦素水平?jīng)]有降低，但神經(jīng)元B上缺少相應(yīng)受體，仍可能導(dǎo)致肥胖3.根據(jù)信息轉(zhuǎn)化的類型可將突觸分為化學(xué)突觸和電突觸。圖甲表示一種化學(xué)突觸的興奮傳遞過程，圖乙表示一種電突觸(突觸間隙很窄，前后膜之間有離子通道連接，依賴帶電離子傳遞電信號)的興奮傳遞過程。(1)人體內(nèi)，突觸的連接方式除了軸突—樹突型、軸突—胞體型以外，還有軸突—軸突型、軸突—肌肉型和軸突—腺體型等，由此可知，一個神經(jīng)元上可能存在神經(jīng)遞質(zhì)受體的部位有______________________________。(2)化學(xué)突觸和電突觸在信號轉(zhuǎn)化、信號傳遞方向兩方面的差異在于________________________________________________。(3)若要抑制圖甲所示突觸處興奮的傳遞，則可采取的措施有__________________________________________________________________(答出2點(diǎn)即可)。(4)現(xiàn)有兩個離體的神經(jīng)元(a和b)通過突觸相連，為了確定該突觸類型與圖甲相同還是與圖乙相同，有微電壓計(jì)、微電極等合適的器材可以使用，寫出簡要的實(shí)驗(yàn)思路。4.肥胖是一個日益嚴(yán)重的全球性健康問題。為研究其機(jī)理，科研人員進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。(1)肥胖者常常食欲旺盛，容易引起血糖濃度大幅上升，進(jìn)而________(填激素)分泌增加，同時也加快脂肪細(xì)胞攝取糖類將其轉(zhuǎn)化為_________等，導(dǎo)致肥胖。(2)研究發(fā)現(xiàn)小鼠肥胖和X蛋白有關(guān)?？蒲腥藛T以X基因功能缺失突變體小鼠和正常小鼠為實(shí)驗(yàn)材料，測定其體重如圖1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明___________________________________。(3)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體重的變化還與瘦素密切相關(guān)。瘦素具有抑制食欲，減輕體重等功能。研究人員向上述12周齡不同組小鼠的腹腔內(nèi)連續(xù)5天注射瘦素(5μg/g體重)，檢測小鼠每日體重和攝食量的變化情況，請補(bǔ)充完善下表。組別實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)處理體重?cái)z食量甲①_____________②_____________體重減少減少乙突變體小鼠注射瘦素體重增加③_____________丙正常小鼠注射等量生理鹽水④___________正常乙組突變體小鼠血清瘦素含量檢測結(jié)果明顯增加，但其體重仍增加，推測該現(xiàn)象與瘦素抵抗有關(guān)。(4)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)正常小鼠和突變體小鼠每天的能量消耗總量相近，但代謝方式存在顯著差異，如圖2所示。RER指呼吸交換率，即每分鐘CO2排出量與攝入O2量的比值；RER為1時，代表供能物質(zhì)只有糖類，RER為0.7時，代表供能物質(zhì)只有脂肪。請結(jié)合圖2及已知信息對兩種小鼠的代謝方式差異進(jìn)行分析。(5)綜上所述，完善圖3，闡釋突變體小鼠肥胖的機(jī)理。【歸納建?！客ㄟ^本課題的深入探究，可以構(gòu)建以“神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)中的信息傳遞”為核心的知識網(wǎng)絡(luò)體系，建構(gòu)以下思維模型。請?jiān)诳瞻滋?，拓展需要整理的知識內(nèi)容。參考答案探究點(diǎn)1【教材追根】⑴突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜興奮由突觸前膜傳至突觸后膜，需經(jīng)歷遞質(zhì)的釋放、擴(kuò)散及對突觸后膜作用的過程，所以興奮經(jīng)過化學(xué)突觸有接近1ms的延遲。⑵比較如表化學(xué)突觸電突觸突觸結(jié)構(gòu)突觸前膜與突觸后膜之間由突觸間隙分隔開突觸前膜與突觸后膜通過縫隙連接而連接起來傳遞方向從突觸前膜傳到突觸后膜（或單方向的）雙向傳遞傳遞速度較慢快⑶一些神經(jīng)元之間形成化學(xué)突觸，突觸間隙將神經(jīng)元分隔開；一些神經(jīng)元之間形成電突觸，原生質(zhì)相連通。所以兩種觀點(diǎn)均有一定道理。(都有道理，化學(xué)突觸支持“神經(jīng)元是獨(dú)立單元”的觀點(diǎn)，電突觸支持“神經(jīng)元通過原生質(zhì)橋連接為一個整體”的觀點(diǎn))。⑷化學(xué)突觸的遞質(zhì)作用于神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，鈉離子進(jìn)一步進(jìn)入神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，出現(xiàn)膜外負(fù)內(nèi)正的電位，產(chǎn)生興奮。⑸利用微電極將熒光黃染料注入神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，一段時間后觀察到節(jié)前神經(jīng)元中出現(xiàn)熒光黃。⑹電突觸傳遞速度更快，使躲避反應(yīng)等反射活動更快完成；電突觸比化學(xué)突觸更穩(wěn)定(或其他合理答案)?！驹u價檢測】1.A2.ABD探究點(diǎn)2【教材追根】1.提示：胞吐體液受體2.提示：參與了神經(jīng)調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)和免疫調(diào)節(jié)。涉及了激素、神經(jīng)遞質(zhì)和細(xì)胞因子等信號分子。3.提示：化學(xué)信號→電信號。4.提示：ABB實(shí)驗(yàn)組脂肪減少量與對照組1無顯著差異，但明顯低于對照組25.提示：ADD6.提示：實(shí)驗(yàn)一、二中實(shí)驗(yàn)組脂肪減少量均顯著大于對照組