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施一公最新研究：手机辐射影响发育
（热点背景
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· 热点小测）
西湖大学校长施一公及其团队深入探究了电磁信号的影响，得到了“惊心”的结论——24 小时的低频
电磁刺激明显改变了细胞的生长状态，也就是说，电脑、手机等电子设备所包含的10kHz 电磁信号恐会显
著影响细胞生长！该研究发表在Bioelectrochemistry 上。
研究团提出了一种微制造的、配备3D 三维晶体管的低频电磁刺激芯片实验室，可用于显微镜下观察
电磁对细胞系的影响。
紧接着，研究者使用任意波形发生器给两组细胞施加10Vpp（电压）10kHz（频率）的电磁信号，并
保持在37oC、5%CO2 和100%湿度的环境下培养24 小时；另外；两组在五电磁刺激下培养。
显微镜下显示，经过24 小时的电磁刺激后，细胞密度明显低于对照组。这意味着，在10 kHz 信号的
影响下，细胞生长收到了明显抑制。因此，特定的电磁刺激可能会影响到细胞的死亡或增殖过程。
不仅如此，研究者还进一步观察了细胞形态的变化情况。在电磁刺激下，细胞的集合形状并未出现明
显的变化；但研究者观察到，在电极片之间存在大量的碎片，很可能是死亡细胞产生的。
可见，细胞对低频电磁信号非常敏感，特定的电磁刺激与细胞之间恐存在千丝万缕的联系。
10kHz 的电磁辐射在生活中很常见，无论是大自然的闪电中，还是我们日常使用的手机或者电脑辐射
中，均包含了10kHz 频段。因此，探明电磁辐射对生物体的影响，包括细胞层面的破碎、死亡和凋亡等等，
具有非常重要的意义。
先前，施一公及其团队还曾深入探究了RF EMR 对大脑中特定细胞的影响。结果显示：RF EMR 以波
形和细胞类型依赖的方式调节了大脑中少突胶质细胞的转录因子C/EBPβ 表达和功能，可能会产生意想不
到的生物效应。在中枢神经系统中，神经元是神经系统最基本的结构和功能单位，亦是负责信息传递的重
要细胞。从结构来看，在神经元细胞的轴突外面包绕着的一层膜称为髓鞘，它决定了神经元动作电位的速
度和效率。髓鞘主要由少突胶质细胞构成，但后者的作用远不止于此。除了轴突绝缘能力外，少突胶质细
胞还为神经元提供新陈代谢的支持，并诱导钠通道的聚集，为跳跃传导打下基石。此外，少突胶质细胞在
肌萎缩性脊髓侧索硬化症等神经退行性疾病中发挥着重要功能，同时能够调节抑郁障碍、睡眠和觉醒以及
胶质母细胞瘤等。而在少突胶质细胞中，存在着这样一个转录因子——C/EBPβ。它能够调节多种生理活动，
包括自噬、髓系分化、炎症、突触可塑性以及胶质母细胞瘤的病因。C/EBPβ，也是本论文中的重点研究对
象。
神经元的结构长时间暴露于常见的无线电子设备释放出来的2.4GHz 电磁辐射，会减少非快速眼动睡
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眠（NREM）和快速眼动睡眠（REM）时间，并相应增加清醒时间。可见，长期无线范围的电磁辐射暴露
确实能够引起生物体的特定生理反应，但不同频率的电磁辐射可能存在着不同的生物效应，比如10kHz 恐
限制细胞生长，而2.4GHz 可能会诱发脑肿瘤以及影响睡眠。
1. 考察神经系统。
①神经调节的基本结构
中枢神经
系统
脑
大脑、小脑、脑干、下丘脑
脊髓
有调节躯体运动的低级中枢
外周神经
系统
脑神经
都有传入
神经和传
出神经→
内脏运动神经
分为交感神经
和副交感神经
脊神经
躯体运动神经
②传出神经的作用特点
a.身体运动由躯体运动神经支配，明显受意识支配。
b.心跳与呼吸的变化由内脏运动神经控制，是不随意的，不受意识支配。
c.几乎所有的内脏都依靠交感神经和副交感神经支配，调节内脏机能。副交感神经是促进内脏机能；交感
神经是抑制内脏机能，并且支持运动器官的机能。
③组成神经系统的细胞
a.组成神经系统的细胞分为神经元和神经胶质细胞
b.神经元的结构和功能
c.神经胶质细胞：在外周神经系统中，神经胶质细胞参与构成神经纤维表面的髓鞘。
功能：分布于神经元之间，是对神经元起辅助作用的细胞，有支持、保护、营养和修复神经元的功能。
2.考察神经调节
①
兴奋在神经纤维上的传导
兴奋在神经元之间的传递
传导形式
兴奋在神经纤维上是以电信号或局部
电流的形式传导的
不同部位的信号转化形式
①突触小体：电信号→化学信号。
②突触后膜：化学信号→电信号。
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传导过程
神经冲动→轴突末梢→突触小泡，并
向突触前膜移动，经胞吐释放神经递
质→通过突触间隙→神经递质与突触
后膜上的特异性受体结合→引起下一
神经元兴奋或抑制
传导特点
双向传导，即刺激神经纤维上的任何
一点，所产生的兴奋可沿神经纤维向
两侧同时传导。兴奋与膜内的局部电
流传导方向相同，与膜外的局部电流
传导方向相反。
单向传递。即：只能由一个神经元的
轴突传到下一个神经元的树突或胞
体。其原因是递质只存在于突触前膜
内，只能由突触前膜释放，作用于突
触后膜
一、单选题
1．谷氨酸是中枢神经系统最主要的兴奋性神经递质，细胞外没有能分解它的酶，若突触间隙中的谷氨酸
回收受阻，则可能诱发癫痫。谷氨酸在脑内的代谢过程如图。下列说法错误的是（ ）
A．谷氨酸可能使神经元乙兴奋或抑制
B．神经胶质细胞丙能对神经元甲起辅助作用
C．癫痫发作可能与某些神经元持续兴奋有关
D．可以通过上调EAAT 的表达量治疗癫痫
2．人体的一切生命活动都离不开神经系统的调节和控制。下列有关神经调节的叙述正确的是（
）
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A．人体内一个完整的反射弧至少需要两个神经元的参与
B．兴奋时神经细胞膜上动作电位的形成与Na⁺外流有关
C．神经细胞接受到的刺激强度越大，动作电位的峰值越高
D．细胞外液K⁺浓度升高时，神经细胞受到刺激后不易兴奋
3．交感神经和副交感神经是神经系统的重要组成部分。下列是它们的相关叙述，其中正确的是（
）
A．当人体处于兴奋状态时，交感神经占优势，支气管扩张，瞳孔收缩
B．当人体处于安静状态时，副交感神经占优势，支气管收缩，瞳孔扩张
C．交感神经和副交感神经活动不受意识支配，但也接受大脑皮层的调整作用
D．它们在支配内脏、血管、腺体和躯体运动时，一般作用相反
4．研究表明，抑郁症与某单胺类神经递质传递功能下降有关。单胺氧化酶是降解该单胺类神经递质的酶，
药物M 是一种抗抑郁药物，可抑制单胺氧化酶的作用。下列推断中一定正确的是（ ）
A．该单胺类神经递质的释放导致突触后膜内外的电位差变大
B．抑郁症患者体内单胺氧化酶的活性比正常人的高
C．药物M 可促进该单胺类神经递质回收和释放
D．药物M 可增加突触间隙中该单胺类神经递质的含量
5．ChatGPT 是目前人工智能技术驱动的自然语言处理工具。在学习和理解人类语言的基础上，ChatGPT
可与人类聊天交流，回答各领域专业知识，完成撰写论文等任务。下列关于人脑与ChatGPT 的叙述错误的
是（ ）
A．ChatGPT 在处理复杂、不确定任务上远不如人脑
B．ChatGPT 不能产生情感、情绪和主观意识
C．人脑能够基于经验和多种环境刺激不断学习和适应
D．二者均通过电信号和化学信号的传递来构建认知功能
6．针灸是一种非药物治疗方法。科研工作者利用动物模型，阐明了针灸治疗发挥抗炎症作用的神经生物
学机制。针灸刺激“足三里”穴位，经信号传导最终通过肾上腺素、去甲肾上腺素等发挥抗炎症作用（如
下图所示）。下列叙述，错误的是（ ）
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A．针炙治疗过程中，兴奋在神经纤维上的传导是双向的
B．脊髓等低级神经中枢通过脑干与高级神经中枢连接
C．刺激足三里穴位引起肾上腺分泌肾上腺素属于非条件反射
D．神经-体液-免疫调节是针灸治疗发挥抗炎症作用的调节机制
7．神经细胞突触小泡中的乙酰胆碱浓度高于细胞质中的乙酰胆碱浓度，其转运机制如下图所示。若将突
触小泡离体培养在与神经元细胞质成分相似的培养液中，下列叙述正确的是（ ）
A．相同物质进出相同生物膜，其跨膜运输方式可能不同
B．突触小泡的呼吸作用强度将影响乙酰胆碱的摄取速率
C．若适当升高培养液 pH，突触小泡对乙酰胆碱的摄取速率将降低
D．突触小泡对乙酰胆碱的摄取属于胞吞，乙酰胆碱分泌出突触前膜属于胞吐
8．麻醉性镇痛药（如吗啡等）通过激活感觉神经突触前膜上的相关受体等一系列反应，使P 物质（镇痛
物质）释放减少、突触后膜超极化，最终减弱或阻滞痛觉信号的传递，产生镇痛作用，但具有成瘾性。科
学家们利用河豚毒素（TTX，河豚体内含有的一种生物碱毒素）可以特异性且快速阻断Na+通道的特点，
开发了TTX 镇痛剂。通过阻止动作电位的产生和传导从而达到较好的镇痛效果。相关作用机制如图，下列
相关叙述错误的是（ ）
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A．TTX 作为镇痛剂有特异性强、见效快速且无成瘾性等优点
B．C 物质和受体结合后，可以将化学信号转化为电信号，引起突触后神经元兴奋
C．推测A、B、C 代表的三类物质分别为TTX（河豚毒素）、P 物质、吗啡类镇痛药
D．产生痛觉的过程中，Na+进入膜内的运输方式为协助扩散，膜内电位变化为由负变正
9．帕金森病的主要临床表现为静止性震颤（主动肌与拮抗肌交替收缩引起的节律性震颤，常见手指搓丸
样动作）、运动迟缓、肌强直和姿势步态障碍。图甲中脑内纹状体通过抑制黑质影响神经元a 释放多巴胺，
而黑质也可以通过抑制纹状体而影响神经元b 释放乙酰胆碱，以上两种途径作用于脊髓运动神经元，产生
兴奋或抑制（“-”表示抑制）；图乙表示患者服用某种特效药后的效果图。
关于帕金森病的相关说法，错误的是（ ）。
A．患者静止性震颤时突触后膜上的K+通道打开，K+外流增加
B．图中脊髓运动神经元的胞体部分位于脊髓中
C．患者常表现的静止性震颤可能与神经元b 释放较多乙酰胆碱有关
D．降低脊髓运动神经元对乙酰胆碱的敏感性有助于治疗帕金森病
10．兰伯特—伊顿综合征患者体内能产生针对神经—肌肉接头处突触前膜
通道的抗体，使
不能进
入神经末梢，导致突触前膜释放的乙酰胆碱（Ach）明显减少，进而导致骨骼肌无力和植物神经功能障碍，
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其发病机理如下图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．抗原通过①过程激活细胞毒性T 细胞，刺激其分泌淋巴因子并呈递抗原
B．
通道的结构可能与图中抗原的结构相似，导致抗体无法区分它们
C．Ach 受体与Ach 结合后，突触后膜膜外电位由负电位变为正电位
D．突触前膜分泌Ach 和T 细胞分泌淋巴因子都体现了细胞膜信息交流的功能
二、非选择题
11．淄博烧烤是淄博饮食文化的重要组成部分，它保留有独立小炉纯炭有烟烧烤的烹调方式。先在炭火上
将食物烹调至可食用，再配上辣椒等调料，辣椒素是红辣椒的活性成分。人体某些感觉神经元细胞膜上存
在辣椒素受体TRPV1（Ca2＋离子通道受体），会被辣椒素或43℃以上的高温激活引起“痛觉”，其过程
如图所示。回答下列问题：
为探究被辣椒素或炎热条件激活引起“痛觉”的原因，研究者作出下列假设：
(1)假设一：此类型个体辣椒素受体基因突变，使其敏感性加强。为验证该假设，研究者对患者的辣椒素受
体基因进行 ，并与 中的正常辣椒素受体基因序列进行比对。检测结果显示基因未发生突变，在此
基础上作出假设二。
(2)假设二：此类型个体辣椒素受体基因被激活，使其产生“痛觉”，其作用机理如下：①是神经元的
（A．树突B．轴突）结构。吃辣椒时，辣椒素与受体TRPV1 结合后因为 使神经元产生兴奋，兴奋以
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形式沿 （“躯体运动神经”或“植物性神经”）传至神经末梢，后传至 产生“热痛感”。
(3)吃辣椒同时喝热饮会 （填“加重”“减轻”或“不影响”）“热痛感”，该过程 （“是”或
“否”）属于反射，理由是 。
(4)据图分析，吃辣椒时人们往往脸红出汗、心跳加快，通过 （“交感”或“副交感”）神经活动引起
心跳加快，其中脸红还与 的释放增加有关。
12．长期夜间长时间使用手机会对人的健康造成一定的影响。科研人员以小鼠为实验材料进行研究发现：
①手机光线刺激使得空腹小鼠在食用葡萄糖后的血糖浓度上升幅度高于对照小鼠；②夜间长时间手机光线
刺激会扰乱小鼠的生物钟；③适当光照下，切除雌鼠松果体后，卵巢会增生变肥大，而注射褪黑素则会使
卵巢重量减轻。光信号引起的部分调节如图所示。回答下列问题。
(1)检测发现，手机光线刺激不影响小鼠体内糖原、脂肪含量以及与血糖平衡有关的激素含量。光信号对棕
色脂肪组织产热的调节属于 调节；综合分析，出现①结果的原因可能是
(2)褪黑素具有促进睡眠、使小鼠和人等生物形成生物钟的作用。当褪黑素的分泌量过多时，会抑制SCN
的兴奋，该调节过程的意义是 。夜间长时间使用手机会 （填“促进”或“抑制”）人体褪黑素的
分泌，进而扰乱人体生物钟。
(3)为探究褪黑素是怎样调节性腺发育的，研究人员结合人体下丘脑、垂体和性腺功能的分级调节系统与③
结果提出几种假设，并以小鼠为实验对象，利用褪黑素试剂等在适当光照条件进行实验验证。他们提出的
其中一种假设是褪黑素可以直接调节性腺的发育，提出的假设还可能是 ，写出验证后一假设是否正确
的实验思路： 。
13．人和高等动物摄食和胃肠道活动受神经、体液等多种方式调节，调节摄食行为的摄食中枢和饱中枢位
于下丘脑的不同区域，摄食中枢兴奋促进进食，饱中枢兴奋使食欲下降，部分调节过程如下图。请回答下
列问题：
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(1)调节过程a 和b 中，后天形成的是过程 。摄食中枢兴奋后产生饥饿感，促进进食，并引起 (填
“交感神经”或“副交感神经”)兴奋促进胃肠道活动。
(2)下丘脑中NPY/AgRP 神经元能释放神经肽Y(NPY),若去除小鼠NPY/AgRP 神经元，小鼠食欲下降，说明
该神经元位于下丘脑 中枢，NPY 可能会 (填“促进”或“抑制”)交感神经兴奋。
(3)摄食和胃肠道活动还受多种激素调节。
①人体进食后胰岛素分泌增加，促进 (至少答两点)，从而使血糖水平下降。胰岛素还可与脑部毛细血
管壁细胞膜上的受体作用而透过血脑屏障，进而与下丘脑中NPY/AgRP 神经元上的受体结合,使
NPYmRNA 的表达量 。该过程中脑部毛细血管壁细胞膜上胰岛素受体的功能是 。
②瘦素主要是由白色脂肪组织合成并分泌的一种蛋白质类激素，可通过抑制相关神经元活动减少进食。多
数肥胖者常伴有血清瘦素水平升高且出现瘦素抵抗现象，该现象可能与瘦素受体 有关。
(4)过度进食障碍患者对合理饮食的控制能力变弱，在短时间内摄入大量食物，引起诸多慢性健康问题。科
研人员利用小鼠进行相关实验，用适量 清除健康小鼠肠道微生物，小鼠表现出过度进食症状，将健
康小鼠的粪便微生物移植到过度进食障碍模型小鼠肠道中，观察 ，并进一步测定小鼠 ，为过度
进食障碍相关疾病提供治疗方向与策略。
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