稿件来源:高途
高中 | 第1节 神经调节的结构基础题目答案及解析如下,仅供参考!
选择性必修一 稳态与调节
第二章 神经调节
第1节 神经调节的结构基础
脂肪组织是参与能量代谢的重要组织,根据细胞构成和生物学功能不同,分为白色脂肪组织($\rm WAT$)和棕色脂肪组织($\rm BAT$)。$\rm BAT$是非颤抖性产热的主要场所,对维持动物的体温和能量平衡起重要作用,对幼龄哺乳动物尤为重要。$\rm BAT$最早发现于冬眠的动物和婴儿中,成年动物的$\rm BAT$主要分布在肩胛间区、颈背、腋窝等区域。回答下列问题。
寒冷条件下,$\rm BAT$被激活,储存的脂肪被水解为 。与$\rm WAT$相比,$\rm BAT$细胞中脂滴小而多,同时含有大量线粒体,这些特点有利于细胞高效进行 ,产生热量。
脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯,寒冷条件下,$\rm BAT$被激活,储存的脂肪被水解为甘油和脂肪酸。
线粒体是细胞的动力车间,是细胞有氧呼吸的主要场所,$\rm BAT$细胞中脂滴小而多,同时含有大量线粒体,这些特点有利于细胞高效进行有氧呼吸,增强细胞代谢,产生热量。
将小鼠置于$\rm 4^\circ\rm C$环境下,小鼠体温短暂下降,一段时间后恢复到对照水平。其原因是 感知寒冷刺激,产生信号并传导至位于 的体温调节中枢,在中枢完成信号 后,影响通路下游的一系列体温调节过程。如通过 (填“神经”、“体液”、“神经$\rm -$体液”)调节使皮肤毛细血管收缩,减少散热;通过促进 (填激素名称)分泌增加产热。
在寒冷环境中,散热加快,当局部体温低于正常体温时,冷觉感受器受到刺激并产生兴奋,兴奋传递到下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的分析、综合,再使有关神经兴奋,进而引起皮肤血管收缩,皮肤的血流量减少,散热量也相应减少;同时,通过促进甲状腺激素和肾上腺素分泌增加产热。
$\rm BAT$对维持动物的体温起重要作用,科研人员以室温饲养的小鼠为材料,将实验组小鼠肩胛间的$\rm BAT$通过手术切除,对照组采取 的操作,然后将两组小鼠转移至低温环境中饲养$\rm 72\;\rm h$,期间体温变化如图$\rm 1$所示。由图可知,与对照组相比,实验组的低温适应更 (填“快”或“慢”)。检测肝脏细胞中参与糖异生(非糖物质向葡萄糖转化)过程的关键基因$\rm Pgc-1\alpha$、$\rm G6\;\rm Pa\;\rm se$和$\rm Pepck$的表达情况(如图$\rm 2$所示),猜测$\rm BAT$的激活可能通过 (填“促进”或“抑制”)寒冷应激下肝脏糖异生直接影响肝脏糖代谢。
该实验的自变量是$\rm BAT$的有无,为排除无关变量对实验的影响,实验组小鼠肩胛间的 $\rm BAT$ 通过手术切除,对照组采取只手术但不切除$\rm BAT$的操作;由图$\rm 1$可知,与对照组相比,实验组的低温适应更慢。由图$\rm 2$可知,与对照组相比,在低温环境中实验组的$\rm Pgc-1\alpha$、$\rm G6\;\rm Pa\;\rm se$ 和$\rm Pepck$ 的表达情况均下降,说明$\rm BAT$是促进$\rm Pgc-1\alpha$、$\rm G6\;\rm Pa\;\rm se$ 和$\rm Pepck$ 表达的关键因素,推测$\rm BAT$的激活可能通过促进寒冷应激下肝脏糖异生直接影响肝脏糖代谢。
进一步研究发现,寒冷激活的$\rm BAT$,其分泌的细胞外囊泡($\rm EVs$)数量显著增加,且分泌的$\rm EVs$能被肝脏细胞摄取。科研人员推测,寒冷激活的$\rm BAT$通过分泌$\rm EVs$发挥作用。请完成实验,验证专家的推测。
①请选择合适的受试对象: 。
$\rm a$.室温饲养的小鼠 $\rm b$.低温饲养的小鼠
②对实验组采取的相应操作: 。
$\rm a$.静脉注射室温饲养小鼠的肩胛间$\rm BAT$细胞
$\rm b$.静脉注射低温饲养小鼠的肩胛间$\rm BAT$细胞
$\rm c$.静脉注射室温$\rm BAT$分泌的$\rm EVs$
$\rm d$.静脉注射寒冷激活的$\rm BAT$分泌的$\rm EVs$
③该实验要监测指标的是: 。
$\rm a$.检测小鼠肩胛间$\rm BAT$分泌$\rm EVs$的数量
$\rm b$.检测小鼠肝脏$\rm Pgc-1\alpha$,$\rm G6\;\rm Pa\;\rm se$和$\rm Pepck$基因的表达情况
④最终实验结果验证了这一推测。
①分析题意,本实验目的是验证寒冷激活的 $\rm BAT$ 通过分泌 $\rm EVs$ 发挥作用,为更好的验证该结论,则选择的小鼠是室温饲养的小鼠以便前后对照观察。$\rm a$正确,$\rm b$错误。
故选$\rm a$。
②本实验目的是验证寒冷激活的 $\rm BAT$ 通过分泌 $\rm EVs$ 发挥作用,实验组采取的相应操作是静脉注射寒冷激活的$\rm BAT$分泌的$\rm EVs$。$\rm d$正确,$\rm abc$错误。
故选$\rm d$。
③由($\rm 3$)可知在寒冷条件下,$\rm BAT$通过促进$\rm Pgc-1\alpha$、$\rm G6\;\rm Pa\;\rm se$ 和$\rm Pepck$ 的表达来促进肝脏糖异生,因此,因变量是检测小鼠肝脏 $\rm Pgc-1\alpha$,$\rm G6\;\rm Pa\;\rm se$ 和 $\rm Pepck$ 基因的表达情况。$\rm b$正确,$\rm a$错误。故选$\rm b$。
研究人员还观察到光能显著降低小鼠体内棕色脂肪组织的温度。进一步实验发现,若在黑暗条件下刺激支配棕色脂肪组织的交感神经使其兴奋,棕色脂肪组织的温度明显降低;若给小鼠注射了去甲肾上腺素(交感神经释放的神经递质)受体阻断剂,则光照条件下棕色脂肪组织温度不降低。这一系列现象说明光调节棕色脂肪组织代谢的机制是光照使 。
交感神经兴奋,释放去甲肾上腺素,抑制棕色脂肪组织分解脂肪,产热量减少
"]]据题意可知,棕色脂肪组织可通过分解葡萄糖产热,光能显著降低小鼠体内棕色脂肪组织的温度,在黑暗条件下使支配棕色脂肪组织的交感神经兴奋,则棕色脂肪组织的温度明显降低,推测光照可使交感神经兴奋;若给小鼠注射了去甲肾上腺素受体阻断剂,则光照条件下棕色脂肪组织温度不降低,推测交感神经兴奋,释放去甲肾上腺素,抑制棕色脂肪组织葡萄糖分解,减少产热,综上所述:光调节棕色脂肪组织代谢的机制是光照可使交感神经兴奋,释放去甲肾上腺素,抑制棕色脂肪组织葡萄糖分解,减少产热。
高中 | 第1节 神经调节的结构基础题目答案及解析(完整版)