專(zhuān)題六 作業(yè)（五） 動(dòng)物生理實(shí)驗(yàn)題的分析與設(shè)計(jì)

專(zhuān)題六作業(yè)（五）動(dòng)物生理實(shí)驗(yàn)題的分析與設(shè)計(jì)1．(2022·湖北高考)胃酸由胃壁細(xì)胞分泌。已知胃液中H＋的濃度大約為150mmol/L，遠(yuǎn)高于胃壁細(xì)胞中H＋濃度，胃液中Cl－的濃度是胃壁細(xì)胞中的10倍?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)胃壁細(xì)胞分泌Cl－的方式是__________。食用較多的陳醋后，胃壁細(xì)胞分泌的H＋量將________。(2)圖1是胃蛋白酶的活力隨pH變化的曲線(xiàn)。在彌漫性胃黏膜萎縮時(shí)，胃壁細(xì)胞數(shù)量明顯減少。此時(shí)，胃蛋白酶的活力將__________。(3)假飼是指讓動(dòng)物進(jìn)食后，食物從食管瘺口流出而不能進(jìn)入胃。常用假飼實(shí)驗(yàn)來(lái)觀察胃液的分泌。假飼動(dòng)物進(jìn)食后，用胃瘺口相連的引流瓶來(lái)收集胃液，如圖2所示。科學(xué)家觀察到假飼動(dòng)物進(jìn)食后，引流瓶收集到了較多胃液，且在愉悅環(huán)境下給予假飼動(dòng)物喂食時(shí)，動(dòng)物分泌的胃液量明顯增加。根據(jù)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能夠推測(cè)出胃液分泌的調(diào)節(jié)方式是______________。為證實(shí)這一推測(cè)，下一步實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)為_(kāi)____________________________，預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________________。解析：(1)根據(jù)題干信息可知，胃壁細(xì)胞分泌Cl－是由低濃度到高濃度，方式是主動(dòng)運(yùn)輸。食用較多的陳醋后，胃液中H＋濃度升高，因此為維持胃液中H＋濃度的相對(duì)穩(wěn)定，胃壁細(xì)胞分泌的H＋量將減少。(2)在彌漫性胃黏膜萎縮時(shí)，胃壁細(xì)胞數(shù)量明顯減少，導(dǎo)致胃液中H＋數(shù)量減少，pH升高。此時(shí)，胃蛋白酶的活力將降低。(3)在愉悅環(huán)境下給予假飼動(dòng)物喂食時(shí)，動(dòng)物分泌的胃液量明顯增加，說(shuō)明胃液分泌的調(diào)節(jié)方式是神經(jīng)調(diào)節(jié)，即胃液的分泌受到相關(guān)神經(jīng)元的支配。為證實(shí)這一推測(cè)，下一步實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)為切除通向胃壁細(xì)胞的神經(jīng)，使神經(jīng)系統(tǒng)無(wú)法支配胃液的分泌，預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是無(wú)胃液分泌(或收集不到胃液等)。答案：(1)主動(dòng)運(yùn)輸減少(2)降低(3)神經(jīng)調(diào)節(jié)切除通向胃壁細(xì)胞的神經(jīng)無(wú)胃液分泌(或收集不到胃液等)2．(2022·全國(guó)乙卷)甲狀腺激素在促進(jìn)機(jī)體新陳代謝和生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮重要作用。為了研究動(dòng)物體內(nèi)甲狀腺激素的合成和調(diào)節(jié)機(jī)制，某研究小組進(jìn)行了下列相關(guān)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一：將一定量的放射性碘溶液經(jīng)腹腔注射到家兔體內(nèi)，一定時(shí)間后測(cè)定家兔甲狀腺的放射性強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)二：給甲、乙、丙三組家兔分別經(jīng)靜脈注射一定量的生理鹽水、甲狀腺激素溶液、促甲狀腺激素溶液。一定時(shí)間后分別測(cè)定三組家兔血中甲狀腺激素的含量，發(fā)現(xiàn)注射的甲狀腺激素和促甲狀腺激素都起到了相應(yīng)的調(diào)節(jié)作用?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)實(shí)驗(yàn)一中，家兔甲狀腺中檢測(cè)到碘的放射性，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是_____________________________________________________________________________________________。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)二推測(cè)，丙組甲狀腺激素的合成量______(填“大于”或“小于”)甲組。乙組和丙組甲狀腺激素的合成量______(填“相同”或“不相同”)，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)碘是合成甲狀腺激素的原料，將一定量的放射性碘溶液注射到家兔體內(nèi)，碘經(jīng)體液運(yùn)輸?shù)郊谞钕贋V泡上皮細(xì)胞被吸收，參與甲狀腺激素的合成。(2)甲組注射生理鹽水，對(duì)甲狀腺的活動(dòng)沒(méi)有明顯的影響，甲狀腺激素的合成與釋放維持原來(lái)的水平；乙組注射外源甲狀腺激素，使機(jī)體甲狀腺激素含量超過(guò)正常水平，會(huì)反饋給下丘腦和垂體，從而抑制兩者的活動(dòng)，使機(jī)體甲狀腺激素合成減少；丙組注射促甲狀腺激素，可以促進(jìn)甲狀腺合成和分泌甲狀腺激素，導(dǎo)致甲狀腺激素合成增加，故三種情況下，丙組甲狀腺激素的合成量大于甲組，乙組和丙組甲狀腺激素的合成量不相同。答案：(1)甲狀腺吸收碘合成甲狀腺激素(2)大于不相同乙組注射外源甲狀腺激素，通過(guò)負(fù)反饋調(diào)節(jié)使甲狀腺激素合成減少，丙組注射促甲狀腺激素會(huì)促進(jìn)甲狀腺激素的合成3．(2023·太原一模)非酒精性脂肪肝(NAFLD)患者的肝細(xì)胞內(nèi)脂肪過(guò)度沉積會(huì)使肝細(xì)胞受損，導(dǎo)致血液中轉(zhuǎn)氨酶水平增高，辛伐他汀是治療NAFLD的常用藥物，但對(duì)肝臟存在一定的副作用。黃芪多糖是中藥材黃芪的主要有效成分，具有調(diào)節(jié)血脂、保護(hù)肝細(xì)胞等作用。為了深入研究黃芪多糖對(duì)NAFLD的作用效果，某研究小組以生理狀況相同的健康大鼠40只、黃芪多糖提取液、辛伐他汀溶液、生理鹽水等為材料開(kāi)展了如下實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)驗(yàn)步驟：①將40只健康大鼠隨機(jī)均分為甲、乙、丙、丁四組，每組10只，其中甲組飼喂普通飼料，連續(xù)飼喂6周；乙、丙、丁組飼喂高脂飼料，連續(xù)飼喂6周以獲得NAFLD大鼠。②甲、乙組大鼠各灌胃生理鹽水5mL/d；丙組大鼠灌胃__________________，作為對(duì)照組；丁組大鼠灌胃____________________。四組大鼠連續(xù)灌胃4周。③在7、8、9和10周各測(cè)一次血脂濃度(mmol/L)和轉(zhuǎn)氨酶濃度(U/L)，統(tǒng)計(jì)并分析數(shù)據(jù)。(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，丙、丁兩組的血脂濃度明顯低于乙組，由此說(shuō)明__________________________；乙、丙兩組轉(zhuǎn)氨酶濃度差異不大，且都明顯高于丁組，由此說(shuō)明___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若要將黃芪多糖用于NAFLD的臨床治療，還需進(jìn)一步探究黃芪多糖對(duì)NAFLD治療效果的最佳用量，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需用__________________________________分別處理NAFLD大鼠。(4)研究表明：適度運(yùn)動(dòng)療法能減輕NAFLD患者肝臟變性的程度，請(qǐng)結(jié)合該研究結(jié)果嘗試提出一個(gè)相關(guān)的研究課題名稱(chēng)：_________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)②辛伐他汀溶液5mL/d黃芪多糖提取液5mL/d(2)辛伐他汀和黃芪多糖均能降低血脂濃度辛伐他汀在降低轉(zhuǎn)氨酶濃度方面效果不明顯，而黃芪多糖能明顯降低轉(zhuǎn)氨酶濃度，對(duì)肝細(xì)胞可能有一定的保護(hù)作用(3)一系列等濃度梯度的黃芪多糖提取液(4)適度運(yùn)動(dòng)影響非酒精性脂肪肝的機(jī)制；運(yùn)動(dòng)療法減緩非酒精性脂肪肝患病程度的大??；減輕NAFLD患者肝臟變性的運(yùn)動(dòng)類(lèi)型(或最佳運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度或運(yùn)動(dòng)時(shí)間或運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng))4．(2023·蘭州二模)科研人員發(fā)現(xiàn)一組來(lái)自下丘腦的“饑餓神經(jīng)元P”不僅能夠控制大腦對(duì)饑餓做出反應(yīng)，同時(shí)還能控制熱量的消耗。回答下列問(wèn)題：(1)科研人員敲除了野生型小鼠饑餓神經(jīng)元P中的A基因，從而制備出實(shí)驗(yàn)小鼠。將野生型小鼠及實(shí)驗(yàn)小鼠飼養(yǎng)在相同且適宜條件下，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組小鼠每周的食物剩余量都比野生型多，記錄體重后結(jié)果如圖1所示。由此可知，實(shí)驗(yàn)小鼠體重小于野生型小鼠的原因是______________________________________，推測(cè)A基因的表達(dá)產(chǎn)物與______________________________________________________有關(guān)。(2)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)能量缺乏時(shí)，饑餓神經(jīng)元Р被激活，釋放谷氨酸作用于下一個(gè)神經(jīng)元，最終引起進(jìn)食行為，這屬于________反射，谷氨酸發(fā)揮完效應(yīng)后將被____________。(3)在給實(shí)驗(yàn)小鼠饑餓處理后，發(fā)現(xiàn)其下丘腦中的谷氨酸含量與野生型小鼠無(wú)顯著差異，但進(jìn)食量減少，推測(cè)A基因的表達(dá)產(chǎn)物很可能是谷氨酸的__________________________。(4)為驗(yàn)證上述推測(cè)，科研人員進(jìn)一步開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)。依據(jù)圖2所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步判斷上述推測(cè)成立，則圖2中第2、3兩組的處理分別是________________、________________。解析：(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是是否敲除野生型小鼠饑餓神經(jīng)元P中的A基因，因變量是體重，圖1中實(shí)驗(yàn)小鼠的體重比野生型小鼠的輕，且每周的食物剩余量都比野生型多，可知實(shí)驗(yàn)小鼠的攝食次數(shù)少或者每次的攝食量少，推測(cè)A基因的表達(dá)產(chǎn)物與促進(jìn)小鼠產(chǎn)生饑餓反應(yīng)，引起攝食行為有關(guān)。(2)題干所述反射是先天就有的，不需要訓(xùn)練形成，是非條件反射。谷氨酸是神經(jīng)遞質(zhì)，發(fā)揮作用后被降解或回收進(jìn)細(xì)胞。(3)實(shí)驗(yàn)小鼠饑餓處理后，發(fā)現(xiàn)其下丘腦中的谷氨酸含量與野生型小鼠無(wú)顯著差異，但進(jìn)食量減少，推測(cè)A基因的表達(dá)產(chǎn)物很可能是谷氨酸的特異性受體。(4)圖2中有4組實(shí)驗(yàn)，因變量是P神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢坏念l率，第1組是正常小鼠正常處理，第2組P神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢坏念l率明顯升高，這是正常小鼠饑餓處理的結(jié)果，第3組是實(shí)驗(yàn)小鼠正常處理，和第4組作為對(duì)照。答案：(1)實(shí)驗(yàn)小鼠的攝食次數(shù)或攝食量減少促進(jìn)小鼠產(chǎn)生饑餓反應(yīng)，引起攝食行為(2)非條件降解或回收進(jìn)細(xì)胞(3)特異性受體(或受體)(4)正常小鼠饑餓處理實(shí)驗(yàn)小鼠正常處理5．(2023·榆林模擬)某實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的若干小鼠出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍、嗜睡等癥狀，研究人員欲通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究出現(xiàn)該癥狀的原因?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)若研究人員給該小鼠注射葡萄糖溶液后其癥狀得到緩解，則小鼠出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍、嗜睡等癥狀的原因可能是小鼠的________細(xì)胞受損。(2)研究人員推測(cè)，小鼠出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍、嗜睡等癥狀的原因也可能是其體內(nèi)甲狀腺激素(TH)含量較低。他得出此推論的理由是甲狀腺激素具有__________________的功能。研究人員欲通過(guò)檢測(cè)血液中相關(guān)激素含量來(lái)判定病變部位，激素含量是否異常可通過(guò)血液檢測(cè)的原因是________________________。(3)TH的分泌過(guò)程中存在______________調(diào)節(jié)。小鼠體內(nèi)促甲狀腺激素釋放激素(TRH)、促甲狀腺激素(TSH)和TH的正常范圍如下表中對(duì)照值所示(相對(duì)含量)。TRH測(cè)量值TSH測(cè)量值TH測(cè)量值TRH對(duì)照值TSH對(duì)照值TH對(duì)照值病例一68.12.125.110～503～635～40病例二5.21.823.2病例三65.27.525.6據(jù)表可推知，病例一小鼠的病變部位可能為_(kāi)___________，可通過(guò)注射____________來(lái)驗(yàn)證該結(jié)論；若小鼠的病變部位為甲狀腺，則其血液中TRH、TSH和TH濃度可能如病例______所示。解析：(1)若給該小鼠注射葡萄糖溶液后反應(yīng)遲鈍、嗜睡等癥狀得到緩解，則說(shuō)明該小鼠出現(xiàn)上述癥狀的原因是血糖偏低，故可能是小鼠的胰島A細(xì)胞受損，導(dǎo)致分泌的胰高血糖素不足引起的。(2)小鼠出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍、嗜睡等癥狀的另一種可能原因是體內(nèi)甲狀腺激素(TH)含量較低，因?yàn)榧谞钕偌に鼐哂刑岣呱窠?jīng)系統(tǒng)興奮性的功能。激素通過(guò)血液(或體液)運(yùn)輸，且正常情況下激素的含量在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，因此激素含量是否異?？赏ㄟ^(guò)血液檢測(cè)。(3)TH的分泌過(guò)程中存在分級(jí)調(diào)節(jié)和反饋調(diào)節(jié)。依據(jù)下丘腦—垂體—甲狀腺軸推測(cè)，病例一血液中TRH含量偏高，TSH和TH含量偏低，則說(shuō)明病變部位可能為垂體，可通過(guò)注射垂體分泌的TSH，觀察癥狀是否緩解來(lái)驗(yàn)證；若病變部位為甲狀腺，則TH分泌減少，對(duì)下丘腦和垂體的抑制作用減弱，會(huì)導(dǎo)致TRH和TSH分泌量增加，血液中TRH和TSH含量都偏高，如病例三所示。答案：(1)胰島A(2)提高神經(jīng)系統(tǒng)興奮性激素通過(guò)血液(或體液)運(yùn)輸(3)分級(jí)調(diào)節(jié)和反饋垂體TSH(促甲狀腺激素)三6．(2023·德州高三期末)黑素細(xì)胞存在于皮膚底層并且能合成、分泌黑素。白癜風(fēng)是一種較常見(jiàn)的因皮膚缺乏黑素而出現(xiàn)白斑的疾病。科學(xué)家揭示了IFN-γ—CXCL-9/10—CRCX3通路相關(guān)蛋白可以在表皮募集并介導(dǎo)CD8＋T淋巴細(xì)胞(CTL)殺傷黑素細(xì)胞，在白癜風(fēng)病程進(jìn)展中發(fā)揮著重要的作用，其機(jī)理如圖1所示。(1)CD8＋T淋巴細(xì)胞起源于______。從免疫學(xué)的角度分析，白癜風(fēng)屬于免疫系統(tǒng)的________功能紊亂導(dǎo)致的自身免疫病。(2)由圖1可知，CTL特異性識(shí)別黑素細(xì)胞的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生IFN-γ，IFN-γ作用于表皮細(xì)胞促使其分泌________________，促進(jìn)黑素細(xì)胞特異性CTL在表皮處募集，從而誘導(dǎo)更多的黑素細(xì)胞凋亡，該過(guò)程屬于______(填“正”或“負(fù)”)反饋調(diào)節(jié)。(3)為研究IFN-γ在黑素缺失過(guò)程中的特異性作用，科研人員向黑色皮膚和毛發(fā)的小鼠體內(nèi)接種______________細(xì)胞獲得白癜風(fēng)模型鼠，以正常小鼠作為對(duì)照組，連續(xù)數(shù)周測(cè)量IFN-γ的表達(dá)水平，結(jié)果如圖2，結(jié)果顯示__________________________________________________________________________________________________。(4)科研人員進(jìn)一步向模型鼠腹膜內(nèi)注射______的中和性抗體，對(duì)皮膚中CTL和黑素細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如圖3。據(jù)此可推測(cè)__________________________________________________________________________________________________________________________