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专题十七人和高等动物的神经调节高考生物(北京市选考专用)A组自主命题·北京卷题组五年高考1.(2019北京理综,2,6分)为探究运动对海马脑区发育和学习记忆能力的影响,研究者将实验动物分为运动组和对照组,运动组每天进行适量的有氧运动(跑步/游泳)。数周后,研究人员发现运动组海马脑区发育水平比对照组提高了1.5倍,靠学习记忆找到特定目标的时间缩短了约40%。根据该研究结果可得出 ()A.有氧运动不利于海马脑区的发育B.规律且适量的运动促进学习记忆C.有氧运动会减少神经元间的联系D.不运动利于海马脑区神经元兴奋素养解读本题借助神经系统相关知识,考查考生获取信息、解决生物学问题的能力;通过对影响海马脑区发育和学习记忆能力的因素分析,体现了科学思维素养中的演绎与推理要素。答案B根据“运动组海马脑区发育水平比对照组提高了1.5倍”,推知有氧运动有利于海马脑区的发育和增加神经元间的联系,A、C错误;根据“靠学习记忆找到特定目标的时间缩短了约40%”,推知规律且适量的运动可促进学习记忆且有利于海马脑区神经元兴奋,B正确,D错误。2.(2010北京理综,3,6分)以下依据神经细胞功能作出的判断,不正确的是 ()A.膝跳反射弧中传出(运动)神经元的轴突较长B.膝跳反射弧中传入(感觉)神经元的树突较多C.突触前膜释放的递质(如乙酰胆碱)始终不被酶分解D.分泌肽类激素旺盛的神经细胞核糖体较多答案C膝跳反射中的传出神经元和传入神经元属于典型的神经元,一个典型的神经元具有一条长而分枝少的轴突和多条短而分枝多的树突,因此A项和B项正确。突触前膜释放的递质通过突触间隙作用于突触后膜,使下一个神经元兴奋或抑制,发挥作用后递质会被酶分解,C项错误。肽类激素合成的场所是核糖体,因而分泌肽类激素旺盛的神经细胞核糖体较多,D项正确。3.(2017北京理综,29,16分)学习、记忆是动物适应环境、使个体得到发展的重要功能。通过电刺激实验,发现学习、记忆功能与高等动物的海马脑区(H区)密切相关。(1)在小鼠H区的传入纤维上施加单次强刺激,传入纤维末梢释放的作用于突触后膜的相关受体,突触后膜出现一个膜电位变化。(2)如果在H区的传入纤维上施加100次/秒、持续1秒的强刺激(HFS),在刺激后几小时之内,只要再施加单次强刺激,突触后膜的电位变化都会比未受过HFS处理时高2~3倍,研究者认为是HFS使H区神经细胞产生了“记忆”。如图为这一现象可能的机制。如图所示,突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+会以方式进入胞内。Ca2+与共同作用,使C酶的发生改变,C酶被激活。(3)为验证图中所示机制,研究者开展了大量工作,如:①对小鼠H区传入纤维施以HFS,休息30分钟后,检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加。该结果为图中的(填图中序号)过程提供了实验证据。②图中A受体胞内肽段(T)被C酶磷酸化后,A受体活性增强。为证实A受体的磷酸化位点位于T上,需将一种短肽导入H区神经细胞内,以干扰C酶对T的磷酸化。其中,实验组和对照组所用短肽分别应与T的氨基酸。A.数目不同序列不同B.数目相同序列相反C.数目相同序列相同③为验证T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”这一假设,将T的磷酸化位点发生突变的一组小鼠,用HFS处理H区传入纤维,30分钟后检测H区神经细胞突触后膜A受体能否磷酸化。请评价该实验方案并加以完善。(4)图中内容从水平揭示了学习、记忆的一种可能机制,为后续研究提供了理论基础。答案(1)神经递质(2)易化扩散/协助扩散钙调蛋白空间结构(3)①Ⅱ②C、B③该实验方案存在两处缺陷。第一,应补充一组对未突变小鼠同样处理的对照实验。第二,应补充施加HFS后检测和比较以上两组小鼠突触后膜电位变化的实验(4)细胞和分子解析本题主要考查神经调节及实验设计的相关知识。(1)传入纤维末梢释放的神经递质(谷氨酸)作用于突触后膜的相关受体,突触后膜出现膜电位变化。(2)分析图示可知:突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+会通过离子通道以协助扩散的方式进入胞内,进而与钙调蛋白共同作用,使C酶的空间结构发生改变,C酶被激活。(3)①对小鼠H区传入纤维施以HFS,休息30分钟后,H区神经细胞的A受体总量无明显变化,但细胞膜上的A受体数量明显增加,说明发生了图中的Ⅱ过程,即胞内的A受体转移到了细胞膜上。②实验设计应遵循对照原则和单一变量原则,对照组所用短肽应与T的氨基酸数目相同但序列相反(C酶正常磷酸化胞内肽段T),实验组所用短肽应与T的氨基酸数目相同序列相同(C酶磷酸化导入H区神经细胞内的短肽,从而干扰C酶对T的磷酸化)。③实验设计应遵循对照原则,为验证假设,应补充一组对未突变小鼠用HFS处理的对照实验,并补充施加HFS后检测和比较两组小鼠突触后膜电位变化的实验。(4)图中内容从细胞水平(神经细胞)和分子水平(蛋白质分子)揭示了学习、记忆的可能机制。素养解读本题通过相陌生情境的实验探究的形式考查辨认、比较、解读的理解能力,推理、归因的应用能力,论证、评价的思辨能力和设计的创新能力,突出体现稳态与平衡观、结构与功能观以及科学思维与科学探究的核心素养。规律总结实验方案评价试题解题的一般思路一看对照(有无对照及对照设计是否合理);二看步骤(步骤的顺序是否合理,是否完整);三看验证(实验结果的验证目标、验证方法是否得当);四看材料(生物学材料、实验器材、药剂选择是否得当);五看条件(是否需要搅拌、加热等)。4.(2015北京理综,29,17分)为探索治疗机体对某种药物依赖的有效途径,我国科研人员进行了如下研究。 (1)将大鼠置于自身给药箱中(如图)。当大鼠按压非给药杆时指示灯不亮,药泵不给药;按压给药杆时指示灯亮,药泵通过静脉导管向大鼠注射一定量药物。灯亮时,光刺激大鼠视网膜,引起视神经细胞产生,传至末梢,释放,作用于突触上的受体。信息传至视中枢,产生视觉。多次重复训练后,大鼠在光信号与给药之间建立联系。当单位时间内大鼠按压给药杆的次数达到一定程度时,即可被视为对该药物形成依赖。以下将这种大鼠简称D鼠。(2)研究发现,D鼠相关脑区内酶A含量和活性均明显升高。为探讨酶A活性对药物依赖的影响,在两组D鼠相关脑区注射酶A活性抑制剂或生理盐水后,再分别放入自身给药箱,记录单位时间内两组D鼠。与对照组相比,若抑制剂组的D鼠,则表明抑制酶A的活性可以降低D鼠对药物的依赖。(3)研究者设计了一种能与编码酶A的mRNA互补结合的,含22个核苷酸的RNA,它能进入细胞,促进编码酶A的mRNA降解。将这种小RNA用溶剂M溶解后,注射到D鼠相关脑区,引起酶A含量明显下降,D鼠对药物的依赖降低。进行本实验时,要同时进行一个对照处理,将一段小RNA用(填“生理盐水”或“蒸馏水”或“溶剂M”)溶解,注射到D鼠的相关脑区。这段小RNA的最佳设计为:与实验组使用的小RNA相比,其核苷酸的(多选,只填序号)。a.种类相同b.种类不同c.数目相同d.数目不同e.序列完全相同f.序列完全不同若此对照组D鼠相关脑区内酶A含量无明显变化,则可以证明等因素对实验组结果无影响。答案(1)神经冲动/兴奋神经递质后膜(2)按压给药杆的次数按压给药杆次数明显少(3)溶剂Ma、c、f溶剂M、不能和编码酶A的mRNA形成互补结合的小RNA、给药方法解析(1)灯光刺激大鼠视网膜细胞,引起视神经细胞产生兴奋,传至下一神经元时,需通过突触结构,突触前膜释放的神经递质作用于突触后膜上的受体,引起突触后神经元的膜电位变化。(2)为探讨酶A活性对D鼠药物依赖的影响,需设计对照实验,实验组注射酶A活性抑制剂,对照组注射生理盐水,比较两组D鼠单位时间内按压给药杆的次数,若实验组D鼠按压给药杆次数明显少于对照组,则表明抑制酶A活性可以降低D鼠对药物的依赖。(3)探究特定RNA对D鼠药物依赖性的影响实验中,为排除无关变量的干扰,需设置对照实验,即使用核苷酸种类、数目相同但序列完全不同的另一段小RNA用溶剂M溶解后注射到D鼠相关脑区。若对照组D鼠相关脑区内酶A含量无明显变化,则可以证明溶剂M、不能和编码酶A的mRNA形成互补结合的小RNA、给药方法等因素对实验结果无影响。素养解读本题通过相陌生情境的实验探究的形式考查辨认、比较、解读的理解能力,论证、评价的思辨能力和设计的创新能力,突出体现科学思维与科学探究的核心素养。解后反思本题以药物依赖治疗为背景,考查神经系统结构、神经传导路径与感觉产生的机理,核酸分子结构与功能,综合考查考生的实验与探究能力和获取信息能力。需要学生在平时的实验题训练中,关注单一变量原则,注重对无关变量的控制等。B组统一命题、省(区、市)卷题组考点1反射和人脑的高级功能1.(2018天津理综,1,6分)下列关于人体神经调节的叙述,正确的是 ()A.结构基础是反射弧B.不受激素影响C.不存在信息传递D.能直接消灭入侵病原体答案A本题主要考查神经调节的相关知识。人体神经调节的基本方式是反射,完成反射的结构基础是反射弧,A正确;神经调节可受激素影响,如甲状腺激素可提高神经系统的兴奋性,B错误;神经元之间通过神经递质传递信息,C错误;直接消灭入侵病原体的系统是免疫系统,D错误。知识归纳神经调节与体液调节的关系(1)部分内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节。(2)内分泌腺分泌的激素影响神经系统的发育和功能。2.(2017课标全国Ⅱ,5,6分)下列与人体生命活动调节有关的叙述,错误的是 ()A.皮下注射胰岛素可起到降低血糖的作用B.大脑皮层受损的患者,膝跳反射不能完成C.婴幼儿缺乏甲状腺激素可影响其神经系统的发育和功能D.胰腺受反射弧传出神经的支配,其分泌胰液也受促胰液素调节答案B本题考查人体生命活动调节的相关知识。皮下注射胰岛素可起到降低血糖的作用,A正确;膝跳反射为非条件反射,其神经中枢位于脊髓,不在大脑皮层,B错误;甲状腺激素对中枢神经系统的发育和功能具有重要影响,C正确;胰腺的生理活动既受神经支配,也受激素的调节,D正确。3.(2016上海单科,10,2分)如图显示恐惧反射的建立过程。将建立反射后的小鼠放回反射箱时,小鼠体内不会发生的是() A.胃肠蠕动加速B.血糖升高C.呼吸加速D.心跳加快答案A将建立反射后的小鼠放回反射箱时,小鼠会发生条件反射,体内的肾上腺素会增加,从而引起血糖升高,新陈代谢加快,呼吸加速,心跳也加快,但小鼠体内胃肠蠕动不会加速。4.(2015浙江理综,4,6分)血液中K+浓度急性降低到一定程度会导致膝反射减弱,下列解释合理的是 ()A.伸肌细胞膜的动作电位不能传播到肌纤维内部B.传出神经元去极化时膜对K+的通透性增大C.兴奋在传入神经元传导过程中逐渐减弱D.可兴奋细胞静息膜电位的绝对值增大答案D静息电位的产生主要是K+的外流所致,血液中K+浓度急性降低,使神经细胞外K+浓度下降,K+外流增多,静息膜电位绝对值增大,当受刺激时,就可能导致Na+内流不足以引起内负外正电位的逆转或动作电位值偏小的情况发生,D正确。解后反思本题的知识点是兴奋在神经纤维上的传导,静息电位和动作电位的产生和维持机理,对于兴奋在神经纤维上的传导的理解是解题的关键。5.(2019课标全国Ⅰ,30,8分)人的排尿是一种反射活动。回答下列问题。(1)膀胱中的感受器受到刺激后会产生兴奋。兴奋从一个神经元到另一个神经元的传递是单向的,其原因是。(2)排尿过程的调节属于神经调节,神经调节的基本方式是反射。排尿反射的初级中枢位于。成年人可以有意识地控制排尿,说明排尿反射也受高级中枢控制,该高级中枢位于。(3)排尿过程中,尿液还会刺激尿道上的,从而加强排尿中枢的活动,促进排尿。答案(1)神经递质由突触前膜释放,作用于突触后膜(2)脊髓大脑皮层(3)感受器解析本题借助神经调节的相关知识,考查考生运用所学知识,解释生物学问题的能力;通过对排尿反射过程的分析,体现了生命观念素养中的结构与功能观。(1)兴奋经突触传递时,神经递质只能由突触前膜释放,通过突触间隙作用于突触后膜,所以兴奋从一个神经元到另一个神经元的传递是单向的。(2)排尿反射的初级中枢