1选择题
某同学参加学校运动会,赛后出现饥饿、出汗、心率加快等现象。下列关于人体在运动过程中生命活动调节的叙述,正确的是( )
- A. 运动中骨骼肌细胞产生的乳酸进入血浆,说明乳酸属于内环境成分,故血红蛋白也属于内环境成分
- B. 运动时交感神经兴奋,其末梢释放的神经递质经突触间隙扩散到突触后膜,若某种药物抑制突触间隙中分解该递质的酶的活性,突触后神经元将持续兴奋或抑制
- C. 运动中血糖浓度降低,胰岛 B 细胞分泌胰高血糖素增加,促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,使血糖升高
- D. 运动后机体通过神经—体液—免疫调节网络维持稳态,其中细胞免疫可直接裂解并清除侵入细胞外液中的病毒
答案:B
解析:本题综合考查内环境成分、突触传递、血糖调节与免疫调节,重在推理判断。
A 项:乳酸由骨骼肌细胞产生后进入血浆,属于内环境成分;但血红蛋白位于红细胞内,属于细胞内液成分,不属于内环境,且「存在于血液中」不等于「属于血浆成分」。故 A 错误。
B 项:神经递质由突触前膜释放后经突触间隙扩散,与突触后膜受体结合发挥作用;若抑制分解递质的酶的活性,递质不能被及时失活,将持续与受体结合,使突触后神经元持续兴奋或持续抑制(取决于递质种类),信号传递紊乱。故 B 正确。
C 项:胰高血糖素由胰岛 A 细胞分泌,而非胰岛 B 细胞;胰岛 B 细胞分泌胰岛素,作用是降低血糖。该项混淆了两种激素的分泌细胞与功能。故 C 错误。
D 项:细胞免疫中细胞毒性 T 细胞识别并裂解的是被病毒侵染的靶细胞(抗原位于细胞内),使病毒释放到体液中,再由体液免疫清除;细胞免疫不能直接裂解并清除细胞外液中的游离病毒。故 D 错误。
综上,故选 B。
2选择题
校田径队在校园农场进行运动后拉伸与恢复训练时,观察到一株盆栽植物的顶芽被摘除后,侧芽迅速萌发并长成枝条。科研小组为探究生长素浓度对该植物幼苗茎段伸长的影响,设置了一系列浓度梯度的生长素(IAA)溶液处理去尖端的茎段,其他条件相同且适宜。已知信息:在一定范围内,随IAA浓度升高,茎段伸长量先增大后减小;当IAA浓度为10⁻⁸ mol/L时,茎段伸长量最大;当IAA浓度为10⁻⁴ mol/L时,茎段伸长量低于不加IAA的对照组。下列叙述正确的是( )
- A. 顶芽摘除后侧芽萌发,是因为侧芽处生长素浓度降低,解除了高浓度生长素对侧芽的抑制作用,体现了生长素作用的两重性
- B. 10⁻⁴ mol/L的IAA抑制茎段伸长,说明该浓度的IAA对植物任何器官都起抑制作用
- C. 茎段伸长量随IAA浓度升高先增大后减小,说明生长素浓度越高促进作用越强
- D. 该实验中IAA促进茎段伸长的最适浓度一定是10⁻⁸ mol/L
答案:A
解析:顶端优势的成因是顶芽产生的生长素向下运输,使侧芽处生长素浓度过高而受到抑制;摘除顶芽后侧芽处生长素浓度降低,抑制解除,侧芽萌发,这正体现了生长素低浓度促进、高浓度抑制的两重性,A正确。生长素作用具有两重性,且不同器官对生长素的敏感程度不同(根>芽>茎),10⁻⁴ mol/L对茎段起抑制作用,但对更敏感的根可能更早被抑制,不能说对任何器官都抑制,B错误。曲线先升后降说明存在最适浓度,超过最适浓度后促进作用减弱直至抑制,并非浓度越高促进作用越强,C错误。实验只给出10⁻⁸ mol/L时伸长量最大,但取样浓度是梯度的,最适浓度可能位于10⁻⁸ mol/L附近的某一未测浓度,不能断定恰好是10⁻⁸ mol/L,D错误。故选A。
3选择题
某校开展"运动与健康"主题活动,学生在长跑后感到肌肉酸胀、呼吸加深加快。已知信息:①长跑时骨骼肌细胞无氧呼吸产生乳酸,乳酸进入血浆后与血浆中的NaHCO₃反应生成乳酸钠和H₂CO₃,H₂CO₃分解为CO₂和H₂O,CO₂经肺排出;②运动过程中,交感神经兴奋使心跳加快,同时肾上腺髓质分泌肾上腺素增多,二者共同促进心率升高;③运动后大量出汗,血浆渗透压升高,下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增多,促进肾小管和集合管对水的重吸收。下列关于上述过程的叙述,错误的是( )
- A. 血浆中NaHCO₃/H₂CO₃等缓冲对的存在,使长跑后血浆pH仍能保持相对稳定,说明稳态并非恒定不变而是一种相对稳定的状态
- B. 心跳加快受交感神经和肾上腺素共同调节,体现了神经调节和体液调节相互配合,二者协调统一于维持内环境稳态
- C. 抗利尿激素由下丘脑合成、垂体释放,通过体液运输作用于肾小管和集合管,体现了激素通过体液运输并作用于靶器官的特点
- D. 长跑后血浆pH的相对稳定主要依靠肺排出CO₂这一单一途径维持,缓冲物质只起辅助作用
答案:D
解析:血浆pH的相对稳定依赖缓冲物质的化学缓冲作用(如乳酸与NaHCO₃反应生成乳酸钠和H₂CO₃,H₂CO₃分解为CO₂经肺排出),同时肺和肾也参与酸碱平衡的维持,是多系统、多机制共同作用的结果,并非仅靠肺排出CO₂这一单一途径,D项将复杂调节机制简单化,错误。A项正确:缓冲对使pH保持相对稳定,稳态是相对稳定状态而非恒定不变。B项正确:心跳加快既受交感神经(神经调节)又受肾上腺素(体液调节)影响,二者协调配合。C项正确:抗利尿激素由下丘脑合成、垂体释放,经血液运输作用于肾小管和集合管,体现了激素通过体液运输并作用于靶器官靶细胞的特点。本题为选错误项,故选D。
4选择题
马拉松运动员在长时间训练后,体内会发生多种生理变化以维持稳态。下列关于人体神经调节与免疫调节的叙述,错误的是( )
- A. 神经元的树突主要接受信息,轴突末梢将信息传向其他神经元或效应器,兴奋在神经元上的传导方向是从树突或胞体传向轴突末梢
- B. 髓鞘包裹在神经纤维外,具有绝缘作用,并能加快兴奋在神经纤维上的传导速度
- C. 某运动员脑部 S 区(运动性语言中枢)受损后,能听懂他人讲话、能发声,但不能用语言表达自己的意思
- D. 免疫系统清除体内衰老、损伤的细胞属于免疫监视功能,识别和清除突变的肿瘤细胞属于免疫自稳功能
答案:D
解析:本题将体育运动情境与神经调节、免疫调节的基础知识结合,考查结构与功能的对应关系及免疫三大功能的区分。
A 项:神经元的树突和胞体接受信息,轴突末梢将信息传向下一个神经元或效应器,因此兴奋在神经元上的传导方向是树突/胞体→轴突末梢,为单向传导,叙述正确。
B 项:髓鞘由神经胶质细胞形成,包裹轴突,起绝缘作用,可防止兴奋扩散并加快传导(跳跃式传导),叙述正确。
C 项:S 区为运动性语言中枢,受损导致运动性失语症,表现为能听懂、能发声但不能用语言表达,叙述正确。
D 项:免疫自稳是清除体内衰老、损伤的细胞,维持内环境稳定;免疫监视是识别和清除突变的肿瘤细胞。该项将二者功能对调,叙述错误。
易错点:① 混淆树突(接收)与轴突(传出)的功能;② 认为兴奋在神经元内可双向传导(实际上是从树突/胞体传向轴突末梢);③ 混淆免疫自稳(清除衰老、损伤细胞)与免疫监视(清除突变细胞)的对象。
故选D。
5填空题
为探究生长素类调节剂促进扦插枝条生根的最适浓度,某同学设置了一系列浓度梯度的生长素类调节剂溶液处理月季插条,实验结果如下(数据均为处理若干天后每条插条生根的平均数):
生长素类调节剂浓度(mg/L) 0 10⁻⁸ 10⁻⁶ 10⁻⁴ 10⁻²
-------------------------- --- ---- ---- ---- ----
平均生根数(条) 2.0 5.5 8.2 3.1 0.8
请回答下列问题:
(1)本实验的自变量是________,因变量是________;设置浓度为 0 的组的作用是________。
(2)与对照组相比,浓度为 10⁻² mg/L 时插条生根数明显减少,说明该浓度对插条生根起________作用,这体现了生长素作用的________性。
(3)由表中数据推测,促进月季插条生根的最适浓度在________mg/L 与________mg/L 之间;若要进一步确定最适浓度,应采取的做法是________。
答案:(1)生长素类调节剂的浓度;插条的平均生根数(生根情况);作为对照(空白对照),排除溶剂等无关变量对实验结果的影响。
(2)抑制;两重(低浓度促进生长、高浓度抑制生长)。
(3)10⁻⁶;10⁻⁴;在 10⁻⁶ mg/L 与 10⁻⁴ mg/L 之间设置更小的浓度梯度,重复上述实验,平均生根数最多时对应的浓度即为最适浓度。
解析:本题考查生长素作用的两重性及预实验/进一步实验设计的推理。
(1)实验中人为改变的是生长素类调节剂浓度,检测的是插条生根情况,故自变量为浓度、因变量为平均生根数;浓度为 0 的组不加生长素类调节剂,起空白对照作用,以排除溶剂等无关变量干扰。易错点:把「插条种类」「处理时间」误当作自变量(它们是无关变量,应保持一致)。
(2)10⁻² mg/L 时平均生根数 0.8 条,少于对照组 2.0 条,说明高浓度抑制生根,而低浓度(10⁻⁸、10⁻⁶)促进生根,这正是生长素「低浓度促进、高浓度抑制」的两重性。易错点:误认为只要加了生长素就一定促进生长,忽视高浓度的抑制作用。
(3)表中 10⁻⁶ mg/L 时生根数最多(8.2 条),其两侧的 10⁻⁸ 与 10⁻⁴ 均较低,故最适浓度应在 10⁻⁶ 与 10⁻⁴ 之间(或 10⁻⁸ 与 10⁻⁶ 之间亦可从趋势判断,但因 10⁻⁶ 处最大且 10⁻⁴ 已明显下降,最适浓度应在 10⁻⁶~10⁻⁴ 之间更合理)。确定最适浓度需在该区间内设置更小的浓度梯度重复实验。易错点:直接写「10⁻⁶ mg/L 就是最适浓度」,忽视浓度梯度较粗、还需进一步缩小梯度精确定位。
6解答题
为探究生长素类似物 2,4-D 促进某植物插条生根的最适浓度,某校田径队在体育场馆的植物绿化区开展了探究实验,以丰富课余训练之余的科学实践。
已知信息:① 2,4-D 溶液浓度设为 0(蒸馏水对照)、10⁻⁸ mol/L、10⁻⁶ mol/L、10⁻⁴ mol/L、10⁻² mol/L 五个组;② 每组均取生长状况一致的同种插条 20 根,在相同且适宜的条件下处理相同时间后,统计各组生根的平均数;③ 实验结果依次为:0 mol/L 组平均生根 2.1 条,10⁻⁸ mol/L 组平均生根 8.4 条,10⁻⁶ mol/L 组平均生根 12.6 条,10⁻⁴ mol/L 组平均生根 5.2 条,10⁻² mol/L 组平均生根 0.7 条。
回答下列问题:
(1)本实验中,因变量是__________;设置 0 mol/L 组的作用是__________。
(2)由实验结果分析,2,4-D 对插条生根的作用具有__________性,判断依据是__________。
(3)若要进一步确定促进插条生根的最适浓度,应在__________范围内设置更小的浓度梯度继续实验,理由是__________。
(4)生产实践中常用生长素类似物处理扦插枝条以促进生根,请写出该应用所依据的生长素的生理作用特点。
答案:(1)因变量:插条生根的平均数(或生根数量)。设置 0 mol/L 组的作用:作为空白对照,以确定 2,4-D 处理对插条生根是否有促进或抑制作用。
(2)两重。依据:与对照组(0 mol/L,生根 2.1 条)相比,低浓度(10⁻⁸ mol/L、10⁻⁶ mol/L)时插条平均生根数明显增多,表现为促进作用;而高浓度(10⁻² mol/L)时平均生根数(0.7 条)低于对照组,表现为抑制作用,即低浓度促进、高浓度抑制,体现了生长素作用的两重性。
(3)应在 10⁻⁸ mol/L~10⁻⁴ mol/L 之间(更准确地说在 10⁻⁸ mol/L~10⁻⁶ mol/L 与 10⁻⁶ mol/L~10⁻⁴ mol/L 之间,重点围绕 10⁻⁶ mol/L 附近)设置更小的浓度梯度继续实验。理由:10⁻⁶ mol/L 组生根数最多,说明最适浓度在其左右相邻浓度之间,只有缩小浓度梯度才能更精确地确定最适浓度。
(4)生长素的生理作用具有两重性:低浓度促进生长(促进插条生根),高浓度抑制生长;生产上用适宜的低浓度生长素类似物处理扦插枝条,正是利用低浓度促进生根的作用。
解析:本题以体育场馆绿化区的扦插实验为情境,考查生长素类似物促进插条生根的探究实验及两重性。
(1)易错点:混淆自变量(2,4-D 浓度)与因变量(生根数);忘记对照组的作用是提供比较基准。
(2)易错点:只看到「低浓度促进」就答「促进作用」,忽略 10⁻² mol/L 组生根数低于对照组这一抑制证据,因而答不出「两重性」。判断两重性必须同时有促进和抑制两种表现,且抑制的判断标准是与对照组比较(不是与最高组比较)。
(3)易错点:答成「在 10⁻⁶ mol/L~10⁻² mol/L 之间」,此时 10⁻² mol/L 已是抑制浓度,最适浓度不可能在促进作用减弱并转为抑制的范围之外;正确思路是围绕促进作用最强的 10⁻⁶ mol/L 两侧缩小梯度。
(4)易错点:把「促进生根」简单等同于「浓度越高越好」,与两重性原理相悖。
7解答题
某中学田径队为提高训练效果,尝试用不同浓度的生长素类似物(2,4-D)溶液处理同种植物的扦插枝条,统计生根情况;同时在校园农场观察到:校园花坛中一行月季的顶芽被修剪后,侧芽迅速萌发长成侧枝;秋季果园中,喷施乙烯利(乙烯类似物)处理的苹果果实提前变红变软,而喷施赤霉素的幼果明显增大,喷施脱落酸较多的叶片提前变黄脱落。
已知信息:生长素由色氨酸转变而来,能促进细胞伸长;生长素的作用具有两重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长;赤霉素促进生长,脱落酸抑制生长、促进休眠,乙烯促进果实成熟。
(1)若设置 5 组浓度分别为 0 mg/L(清水对照)、10 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、500 mg/L 的 2,4-D 溶液处理扦插枝条,一段时间后各组平均生根数分别为 2 条、6 条、12 条、8 条、1 条。请以清水组为对照,判断促进生根效果最好的浓度,并说明 500 mg/L 组生根数低于清水组的原因(用生长素作用的两重性作答)。
(2)请解释修剪月季顶芽后侧芽萌发的原因(用顶端优势与生长素作用特点作答)。
(3)请分别说明喷施乙烯利、赤霉素、脱落酸后果实或叶片出现相应变化的生理依据。
(4)若某同学据此认为"生长素浓度越高,促进生根效果越好",请指出该结论的错误之处。
答案:(1)促进生根效果最好的是 50 mg/L 组(平均生根 12 条,显著高于清水对照组的 2 条)。500 mg/L 组生根数低于清水组,是因为该浓度的生长素类似物浓度过高,抑制了枝条生根,体现了生长素作用具有两重性:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
(2)顶芽产生的生长素向下运输并积累在侧芽部位,使侧芽处生长素浓度过高而受到抑制(顶端优势);修剪顶芽后,侧芽处生长素来源减少,浓度降低到促进生长的范围内,侧芽解除抑制,迅速萌发生长。
(3)乙烯利在植物体内释放乙烯,促进果实成熟,故苹果提前变红变软;赤霉素促进细胞伸长和生长,故幼果明显增大;脱落酸抑制生长、促进叶片衰老脱落,故叶片提前变黄脱落。
(4)该同学结论错误。生长素的作用具有两重性,只有在一定浓度范围内才表现为促进,超过最适浓度后促进作用减弱,浓度过高时反而抑制生根;实验中 100 mg/L、500 mg/L 组生根数均低于 50 mg/L 组,说明并非浓度越高促进效果越好,应存在一个最适浓度。
解析:本题考查生长素作用的两重性、顶端优势以及几种植物激素的功能区分。易错点:①把"浓度越高促进越强"当作正比关系,忽略两重性中"高浓度抑制"这一半;②误认为修剪顶芽后侧芽萌发是因为"生长素增多促进侧芽",实际上恰恰是侧芽处生长素浓度降低解除抑制;③激素功能混淆:促进果实成熟的是乙烯(不是赤霉素),抑制生长、促进休眠的是脱落酸,促进生长的是赤霉素。答题时应先判断浓度与效应的关系(低浓度促进、高浓度抑制),再对应各激素的生理功能,注意对照组的设置意义(清水组作为空白对照)。
8解答题
体育课上,某同学进行 1000 m 长跑测试,起跑前因紧张出现心跳加快、呼吸急促;跑步过程中大汗淋漓,体温略有升高;冲过终点后数分钟,呼吸、心跳逐渐恢复正常。已知信息:人体体温调节、水盐平衡调节和血糖调节中,下丘脑是内分泌调节的枢纽,可分泌促激素释放激素作用于垂体,垂体分泌促激素作用于相应腺体(如甲状腺、肾上腺皮质),此为分级调节;当血液中相关激素含量过高时,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌,此为(负)反馈调节。反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分组成,反射弧结构完整是完成反射的条件。
(1)起跑前紧张时心跳加快,属于神经调节。若某同学因脊髓胸段受损,导致下肢不能运动但仍有感觉,请分析可能受损的反射弧结构,并说明理由。
(2)寒冷冬季清晨在操场集合时,人体甲状腺激素分泌增加。请用文字和箭头写出下丘脑—垂体—甲状腺轴的分级调节过程,并指出其中存在的反馈调节。
(3)长跑过程中血糖浓度趋于下降,请写出胰高血糖素调节血糖升高的主要途径(写出关键器官与物质变化即可)。
(4)冲过终点后呼吸、心跳逐渐恢复,说明机体可通过调节维持内环境稳态。请写出上述甲状腺激素分级调节中负反馈调节的生理意义。
答案:(1)有感觉,说明感受器、传入神经以及脊髓中与感觉相关的上行传导通路正常;下肢不能运动,说明反射弧的传出部分或效应器或脊髓低级运动中枢受损。结合受伤部位在脊髓胸段,可能是脊髓中的低级运动中枢或由其发出的传出神经受损,导致下肢肌肉(效应器)不能接受神经冲动而瘫痪。
(2)分级调节过程:下丘脑→分泌促甲状腺激素释放激素(TRH)→垂体→分泌促甲状腺激素(TSH)→甲状腺→分泌甲状腺激素。反馈调节:当血液中甲状腺激素含量过高时,会抑制下丘脑分泌 TRH 和垂体分泌 TSH,使甲状腺激素含量下降,此为负反馈调节。
(3)胰高血糖素主要作用于肝脏,促进肝糖原分解为葡萄糖进入血液,并促进非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖浓度回升。
(4)负反馈调节的生理意义:使血液中甲状腺激素的含量维持在相对稳定的水平,从而维持内环境稳态,避免激素过多或过少对机体造成不利影响。
解析:本题以体育运动与健康生活情境综合考查反射弧结构分析、激素的分级与反馈调节。易错点:①认为"有感觉就代表整个反射弧完整",忽略了传出神经/效应器/脊髓低级中枢这一传出环节,且不会结合"腰椎、脊髓胸段"的损伤部位推断受损结构;②分级调节与反馈调节箭头方向写反——分级调节是自上而下(下丘脑→垂体→靶腺),负反馈是结果(甲状腺激素)反过来抑制源头(下丘脑、垂体);③忽略下丘脑是内分泌调节的枢纽,或把 TRH、TSH 的名称与作用腺体对应错;④对胰高血糖素升血糖的途径记忆不全,应答出"肝糖原分解"与"非糖物质转化"两条。答题时应先分清现象(有无感觉、能否运动)对应的反射弧结构,再按"下丘脑→垂体→靶腺"的顺序写分级调节,最后补上负反馈及其意义(维持激素含量相对稳定、维持稳态)。