Question

【題目】2017年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎揭示了人體除了下丘腦視交叉上核（SCN）的主生物鐘外，還有存在于肝臟、胰臟等器官和脂肪組織中的局部生物鐘，它們對調節(jié)激素水平、睡眠需求、體溫和新陳代謝等具有重要作用。如果任何一個外周生物鐘和主生物鐘不同步，就有可能導致肥胖、糖尿病，抑郁癥等疾病。下圖為哺乳動物生物鐘及其雄性動物生殖調控示意圖，請回答下列問題：

（1）外界環(huán)境的光照變化刺激視網(wǎng)膜上感光細胞，會使接受刺激部位的膜外電位發(fā)生的變化是_____________________（用文字和箭頭表示），該反射弧的效應器是__________________。黑暗環(huán)境中，圖中所示的神經(jīng)纖維末梢釋放去甲腎上腺素的方式是_________________。

（2）褪黑素俗稱腦白金，其分泌有晝夜節(jié)律，晚上分泌的多，白天分泌得少，具有調整睡眠的作用。褪黑素由松果體細胞分泌后，通過體液運輸，抑制下丘腦視交叉上核的活動，此種調節(jié)方式屬于_____________。個別同學熬夜玩手游，從而擾亂了生物鐘，推測其原因是手機光線________________（“促進”或“抑制”）褪黑素的分泌，從而干擾睡眠。

（3）研究表明褪黑素能影響睪丸分泌雄性激素。某同學為驗證此結論，設計了如下的實驗：

a.取生長健康、發(fā)育狀況相同的雄性成年小白鼠20只，隨機分成甲、乙兩組。

b.甲組去除松果體細胞，注射適量的褪黑素，乙組去除松果體細胞，注射等量生理鹽水。

c.在相同且適宜條件下飼養(yǎng)一段時間，每天定時測量小白鼠血液中雄性激素的含量。

有人認為該同學的實驗設計不嚴謹，理由是：__________________________。

Answer 1

【答案】正電位→負電位 傳出神經(jīng)末梢及其所支配的松果體 胞吐 （負）反饋調節(jié) 抑制 沒有排除下丘腦和垂體對睪丸分泌雄性激素的干擾

【解析】

1、分析圖解：光周期信號通過“視網(wǎng)膜一松果體”途徑對生物鐘的調控，該調控過程包括神經(jīng)調節(jié)和體液調節(jié)，其中神經(jīng)調節(jié)的反射弧為：視網(wǎng)膜為感受器、傳入神經(jīng)、下丘腦視交叉上核（或SCN）為神經(jīng)中樞、傳出神經(jīng)、傳出神經(jīng)末梢及其支配的松果體為效應器。

2、圖中松果體分泌的褪黑素能夠通過體液運輸反作用于下丘腦。

（1）外界環(huán)境的光照變化刺激視網(wǎng)膜上感光細胞，會使接受刺激部位的膜外電位發(fā)生的變化是正電位→負電位，該反射弧的效應器是傳出神經(jīng)未梢及其所支配的松果體細胞。圖中去甲腎上腺素屬于神經(jīng)遞質，黑暗環(huán)境中，圖中所示的神經(jīng)纖維末梢釋放去甲腎上腺素的方式是胞吐。

（2）激素由體液運輸，并作用于靶細胞，故褪黑素由松果體細胞分泌后，通過體液運輸，抑制下丘腦視交叉上核的活動，此種調節(jié)方式屬于（負）反饋調節(jié)。長期熬夜玩手機或電腦，手機或電腦的光線抑制了褪黑素的分泌，進而影響睡眠，擾亂了生物鐘。

（3）分析圖解可知，性激素的調節(jié)受褪黑素的影響，同時受下丘腦和垂體分泌激素的影響，而實驗的自變量僅僅為是否注射褪黑素，而不能排除下丘腦和垂體對睪丸分泌性激素的影響，因此不能得出正確的實驗結論。