二、简答题(共40分)
13.(16分)(2014·山东卷)研究者将空腹的大鼠置于冷水中,探究冷水刺激对大鼠生理功能的影响。
(1)冷水刺激引起实验大鼠皮肤________产生兴奋,兴奋沿传入神经到达神经中枢,经神经中枢处理,使传出神经末梢释放________,引起皮肤血管________,减少皮肤散热量;同时引起________(填激素名称)分泌增加,细胞代谢加快,产热量增加,以维持体温稳定。
(2)冷水刺激产生的兴奋还可以通过神经中枢作用于胰岛,引起________分泌增加,该激素促进________分解,血糖水平升高,以对抗冷水刺激。
(3)冷水刺激引起胃黏膜内的HCO减少,从而对H+缓冲作用减弱,会使胃黏膜组织液的________降低,可引起胃黏膜损伤。
(4)胃黏膜可抵御致病微生物对机体的侵害,在机体________(填“特异性”或“非特异性”)免疫中发挥重要作用。
解析 (1)冷水刺激即寒冷刺激,寒冷刺激会引起皮肤的冷觉感受器兴奋,兴奋传到下丘脑体温调节中枢而产生相应效应。若效应器是传出神经末梢和它所支配的皮肤毛细血管,则传出神经末梢释放的神经递质就会引起皮肤毛细血管收缩,以减少皮肤散热量。同时,寒冷还可以引起甲状腺激素和肾上腺素分泌增加,通过促进细胞代谢增加产热量。
(2)根据题中血糖水平升高的提示,推知冷水刺激会引起胰高血糖素分泌增加,胰高血糖素能够促进肝糖原的分解。
(3)根据题目中HCO减少且对H+缓冲作用减弱,推出“弱碱减少导致无法中和弱酸”的结论,因此胃黏膜内的HCO减少会导致胃黏膜组织液pH下降,从而引起胃黏膜损伤。
(4)胃黏膜属于消化道的表面,是人体的第一道防线,在机体的非特异性免疫中发挥重要作用。
答案 (1)(冷觉)感受器 神经递质 收缩 甲状腺激素(和肾上腺素)
(2)胰高血糖素 肝糖原(元)
(3)pH(或酸碱度)
(4)非特异性
14.(14分)(2014·安徽卷)胰岛细胞的内分泌活动的协调有利于维持血糖平衡。
(1)支配胰岛细胞的交感神经兴奋时,其末梢释放的去甲肾上腺素促进胰岛A细胞的分泌,却抑制胰岛B细胞的分泌,原因是________________________________________________________________________。
(2)胰岛素可通过作用于下丘脑神经元抑制胰高血糖素的分泌,验证此现象的实验思路是:将大鼠随机分成两组,一组在其下丘脑神经元周围施加适量的胰岛素溶液,另一组施加________,测定并比较施加试剂前后血液中胰高血糖素的浓度。为使实验结果更明显,实验过程中应将血糖维持在比正常浓度________(填“稍高”或“稍低”)的水平。
(3)用高浓度的糖溶液饲喂一只动物后,每隔30 min检测其血糖浓度,结果见下表。请在下方的坐标图上绘制血糖浓度变化的曲线图,并根据血糖浓度变化在同一坐标图上画出胰岛素浓度变化趋势的曲线图。
时间/min 0 30 60 90 120 150 血糖浓度/mg·mL-1 0.75 1.25 1.10 0.90 0.75 0.75
(4)胰岛B细胞含有与某病毒相似的________,若人体感染该病毒,自身免疫系统在消灭病毒时可破坏胰岛B细胞,引起Ⅰ型糖尿病,该病可通过注射胰岛素治疗。用基因工程技术生产胰岛素的主要步骤:获取胰岛素A、B链基因,构建________,将其导入________的大肠杆菌,筛选可稳定表达的菌株。
解析 (1)同种神经递质与不同种的细胞上的不同受体结合引起的作用不同。(2)作为空白对照组,另一组应施加等量的生理盐水。低血糖是诱导胰高血糖素分泌的重要因素,故血糖应维持稍低的水平,实验结果才会更明显。(3)根据表格中的数据,直接把时间对应的血糖浓度点标出,连接成线,即可得血糖浓度变化曲线图;胰岛素是降低血糖的一种激素,其浓度比血糖浓度低,随血糖浓度的升高而升高,血糖浓度下降是由胰岛素浓度升高所致,所以胰岛素浓度的峰值应落后于血糖浓度的峰值,随血糖浓度的降低而降低,然后再维持不变。(4)由于胰岛B细胞与某些病毒有相似的抗原,自身免疫系统不能分辨二者,在消灭病毒时可破坏胰岛B细胞,引起Ⅰ型糖尿病;基因工程的步骤包括:①获取目的基因,②目的基因与运载体结合,③将目的基因导入受体细胞,④目的基因的检测与鉴定;大肠杆菌常用Ca2+处理,使其处于感受态,以利于目的基因的进入。
答案 (1)胰岛A、B细胞与去甲肾上腺素结合的受体不同
(2)等体积生理盐水 稍低
(3)如图所示
(4)抗原 含目的基因的表达载体 感受态