内容正文:
生物个体通过一定的调节机制保持稳态
第一部分 大概念七
专题九 人体的稳态和免疫调节
[课标范围] 1.人体的内环境与稳态。 2.体温调节、水盐调节、血糖调节和甲状腺激素分泌的分级调节。 3.免疫调节的功能、类型及应用。
组织液、血浆、淋巴液等
神经—体液—免疫
下丘脑
神经—体液
甲状腺激素、肾上腺素等
抗利尿激素、醛固酮
免疫活性物质
内容索引
NEIRONGSUOYIN
微专题二 免疫调节
微专题一 人体的稳态(含血糖、体温、水盐调节)
情境进阶(7) 肿瘤细胞的免疫逃逸与免疫治疗
专题提能练
人体的稳态(含血糖、体温、水盐调节)
微专题一
核心要点整合
1.人体的稳态
(1)内环境中的物质和生理过程
乳酸钠
抗体
激素
(2)组织水肿的病理分析
增强
减少
增多
2.下丘脑在体温、水和无机盐及血糖平衡调节中的作用
(1)血糖平衡调节
①胰岛B(A)细胞→胰岛素(胰高血糖素)分泌增加→血糖降低(升高)。
胰高血糖素分泌增加→刺激胰岛B细胞→胰岛素分泌增加→血糖降低。
②神经—体液调节途径:血糖含量升高(降低)时→刺激下丘脑有关神经细胞→胰岛B细胞(肾上腺和胰岛A细胞)→分泌胰岛素(肾上腺素和胰高血糖素)→血糖含量降低(升高)。
③影响胰岛素分泌的信号分子有葡萄糖、神经递质和胰高血糖素;影响胰高血糖素分泌的信号分子有葡萄糖、神经递质和胰岛素。
(2)体温平衡调节
(3)水盐平衡调节
①神经调节途径:细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器→大脑皮层→产生渴感→主动饮水,补充水分。
②神经—体液调节途径:细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器→
垂体 抗利尿激素→肾小管和集合管重吸收水增多→尿量减少。
3.人体生命活动调节的三种方式
(1)
(2)
(3)
提醒:神经系统的调节与激素的分泌调节均存在分级调节和反馈调节。
真题体验感悟
1.(2022·广东卷,3)在2022年的北京冬奥会上,我国运动健儿取得了骄人的成绩。在运动员的科学训练和比赛期间需要监测一些相关指标,下列指标中不属于内环境组成成分的是 ( )
A.血红蛋白 B.血糖
C.肾上腺素 D.睾酮
A
解析:血红蛋白主要存在于红细胞内,不属于内环境的组成成分,A符合题意。
2.(2023·广东卷,8)空腹血糖是糖尿病筛查常用检测指标之一,但易受运动和心理状态等因素干扰,影响筛查结果。下列叙述正确的是( )
A.空腹时健康人血糖水平保持恒定
B.空腹时糖尿病患者胰岛细胞不分泌激素
C.运动时血液中的葡萄糖只消耗没有补充
D.紧张时交感神经兴奋使血糖水平升高
D
解析:空腹时血糖的重要来源是肝糖原分解为葡萄糖进入血液,非糖物质也可以转化为血糖,使血糖水平保持动态平衡,但不是绝对的恒定,A错误;空腹时糖尿病患者的细胞供能不足,糖尿病患者的胰岛A细胞会分泌胰高血糖素促进肝糖原的分解和非糖物质转化为血糖供能,B错误;运动时血液中的葡萄糖消耗的同时,胰高血糖素促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,对血糖进行补充,C错误;紧张时交感神经兴奋,会使胰高血糖素和肾上腺素增多,促进血糖升高,D正确。
【思维拓展·长句表达】
1.(原因分析类)血浆中蛋白质的含量占7%~9%,无机盐的含量约占1%,为什么细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-?
提示:渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,血浆中蛋白质的含量高,但蛋白质的分子量大,微粒数目少,而无机盐的分子量小,虽然含量少,但微粒数目多。
2.(功能表述类)(2021·广东卷,18节选)适量运动有益健康。一些研究认为太极拳等运动可提高肌细胞对胰岛素的敏感性,在胰岛素水平相同的情况下,该激素能更好地促进肌细胞 ,降低血糖浓度。
摄取葡萄糖进行氧化分解并合成糖原
3.(实验原则分析类)将室温(25 ℃)饲养的某种体温为37 ℃的哺乳动物(动物甲)随机分为两组,一组放入41 ℃环境中1 h(实验组)另一组仍置于室温环境中(对照组)。
本实验中设置对照组的目的是__________________________________
。
排除41 ℃以外因素对实验结果的影响,以保证本实验的结果是由41 ℃引起的
4.(完善实验方案及得出结论类)若下丘脑体温调节中枢损毁,机体体温不能维持稳定。已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温。现获得A的结构类似物M,为探究M是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,将A、M分别用生理盐水溶解后,用发热家兔模型进行了以下实验,请完善实验方案并写出实验结论。
②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论: _ ___ ___。
③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论: ____ _ ______
__________________ ____________________。
分组 处理方式 结果
甲 发热家兔模型+生理盐水 发热
乙 发热家兔模型+A溶液 退热
丙 发热家兔模型+M溶液 退热
丁 ①__ _________________________ 发热
损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液
M与药物A一样也具有解热作用
M与药物A一样具有解热作
用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
命题精准预测
角度1 内环境的组成及稳态的分析
1.(2024·惠州市模拟)血液中尿酸含量是一项体检指标,在肝脏、小肠等细胞中,嘌呤在黄嘌呤氧化酶等酶的作用下分解为尿酸,并随尿液排出体外。尿酸含量过高,可能引发痛风。下列叙述错误的是( )
A.健康人体内尿酸含量在一定的范围内波动
B.黄嘌呤氧化酶、尿酸均属于内环境的组成成分
C.尿酸含量过高引发痛风属于稳态失调现象
D.尿酸含量偏高的个体应减少高嘌呤食物的摄入
B
解析:健康人体内各种化学成分的含量保持相对稳定,因此尿酸含量在一定的范围内波动,A正确;黄嘌呤氧化酶属于细胞内的酶,不属于内环境的成分,B错误;人体可通过神经—体液—免疫调节网络调节内环境的稳态,但调节能力是有限的,如果人体内尿酸含量过高,超过调节能力而引发痛风,则属于稳态失调现象,C正确;由题意可知,嘌呤在黄嘌呤氧化酶等酶的作用下分解为尿酸,因此尿酸含量偏高的个体应减少高嘌呤食物的摄入,D正确。
2.(2024·广州市调研)正常情况下,人体内环境的成分和理化性质处于相对稳定状态。由于焦虑或极度悲伤等原因引发的肺过度换气,会排出过多CO2,导致血浆中H2CO3浓度下降,使血浆pH升高,从而引发机体碱中毒,严重时会导致患者昏迷。下列有关叙述,错误的是( )
A.血浆pH大于7就会引起机体碱中毒
B.人体参与血浆pH调节的系统有呼吸系统和泌尿系统等
C.肺过度换气可致碱中毒说明人体维持稳态的调节能力是有一定限度的
D.肺过度换气出现呼吸困难时,吸入一定量的CO2有助于缓解症状
A
解析:由于机体血浆中含有缓冲物质,因此血浆pH大于7不一定会引起机体碱中毒,A错误;人体参与血浆pH调节的系统有呼吸系统和泌尿系统等,B正确;人体维持稳态的调节能力是有一定限度的,肺过度换气可致碱中毒,C正确;肺过度换气会排出过多CO2,导致血浆pH升高,因此可以通过吸入一定量的CO2缓解症状,D正确。
角度2 血糖平衡的调节
3.(2024·湛江市测试)人体血糖调节是一个复杂的过程,主要有如图所示的两个途径,其中参与调节血糖的激素中只有胰岛素具有降低血糖的作用。据此回答下列问题。
(1)途径一中交感神经和副交感神经属于 神经系统的两种类型。交感神经兴奋时,神经细胞膜两侧可测得动作电位,动作电位形成的原因是当神经纤维某一部位受到刺激时, _________ ____________ _
_______________________________________。
自主
细胞膜对Na+的通透性增加,
Na+内流,该部位的膜两侧电位变为内正外负
解析:(1)交感神经和副交感神经属于自主神经系统的两种类型,动作电位形成的原因是当受到一定刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加,Na+内流,该部位的膜两侧电位变为内正外负。
(2)进食半小时后,机体大量吸收葡萄糖,途径一中 神经兴奋,该过程的效应器是_______ 。
剧烈运动过程中,胰高血糖素升高血糖的作用机理是________ _____
_________________。
副交感
传出神经末梢及其所支配的胰岛B细胞
促进肝糖原的分解
和非糖物质的转化
解析: (2)机体大量吸收葡萄糖,会导致胰岛素分泌增加,由途径一可知,调节机理为副交感神经兴奋,该过程的效应器为传出神经末梢及其所支配的胰岛B细胞。胰高血糖素升高血糖的作用机理为促进肝糖原的分解和非糖物质的转化。
(3)途径二中a代表的激素名称是__________________________,该激素经血液运输到全身各处,但只作用于垂体的原因是_____ _ ______
_______________________________________________________。
促肾上腺皮质激素释放激素
只有垂体细胞上有
该激素的特异性受体,该激素与特异性受体结合后才能发挥作用
解析: (3)由途径二可知,a激素是促肾上腺皮质激素释放激素。该激素经血液运输到全身各处,但只作用于垂体细胞的原因是只有垂体细胞上有该激素的特异性受体,该激素通过与特异性受体结合发挥作用。
角度3 体温与水盐平衡调节的分析
4.(2024·惠州市模拟)TCL2024惠州马拉松比赛助力“体育强国建设”,比赛吸引了12 000名运动员参赛,赛程中运动员出现不同程度的出汗、脱水和呼吸加深、加快。下列关于比赛中运动员生理状况的叙述,正确的是 ( )
A.血浆中二氧化碳与乳酸浓度持续升高
B.交感神经兴奋增强,胃肠平滑肌蠕动加快
C.血糖分解加快,储存的ATP增加,产热大于散热
D.血浆渗透压升高,抗利尿激素分泌增加,尿量减少
D
解析:参赛运动员有氧呼吸产生二氧化碳过多时会刺激脑干中的呼吸中枢,使呼吸加深加快,将多余的二氧化碳排出体外,无氧呼吸产生的乳酸会被血浆中的缓冲物质作用而减少,不会持续升高,A错误;剧烈运动会使交感神经兴奋,交感神经兴奋会导致胃肠蠕动变慢,B错误;运动的过程中,血糖分解加快,储存的ATP量维持相对稳定,机体产热等于散热,体温保持相对稳定,C错误;血浆渗透压升高,刺激位于下丘脑的渗透压感受器,使下丘脑分泌的抗利尿激素增加,促进肾小管和集合管对水的重吸收,使尿量减少,D正确。
5.(2024·佛山市质检)下丘脑是人体内环境稳态调节中的重要器官。下列叙述正确的是( )
A.下丘脑是神经中枢,只能接受神经信号的刺激
B.寒冷刺激下,下丘脑分泌促甲状腺激素增加
C.血糖降低时,下丘脑通过交感神经使胰高血糖素分泌增加
D.饮水过多时,下丘脑分泌抗利尿激素增多,尿量增加
C
解析:下丘脑既能接受神经信号的刺激,也能接受激素信号的刺激,A错误;寒冷刺激下,下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素增多,B错误;血糖降低时,下丘脑通过交感神经作用于胰岛A细胞,使胰高血糖素分泌增加,C正确;饮水过多时,细胞外液渗透压降低,下丘脑分泌抗利尿激素减少,尿量增加,D错误。
免疫调节
微专题二
核心要点整合
1.免疫细胞和免疫系统的功能
(1)各种免疫细胞的功能
抗体
(2)免疫系统三大基本功能的判断
防御
自稳
监视
2.体液免疫和细胞免疫
(1)体液免疫和细胞免疫的关系
B细胞
辅助性T细胞
记忆T细胞
细胞毒性T细胞
细胞毒性T细胞
提醒:①体液免疫中,B细胞增殖分化为浆细胞和记忆B细胞的活化一般需要两个条件:抗原的直接刺激和辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,且二者缺一不可。细胞因子能促进B细胞的分裂和分化。
②辅助性T细胞在体液免疫和细胞免疫中都起关键性作用:既参与B细胞的活化,也参与细胞毒性T细胞的活化。
(2)二次免疫的特点与判断方法
①二次免疫的模型
②“三看法”判断初次免疫和二次免疫
(3)神经系统、内分泌系统与免疫系统之间相互调节
①神经系统、内分泌系统与免疫系统通过信息分子相互作用示例
②神经系统、内分泌系统与免疫系统的信号分子类型及三大共性
3.三类免疫失调症的辨析
4.免疫预防与免疫治疗的判断
真题体验感悟
1.(2023·广东卷,14)病原体感染可引起人体产生免疫反应。如图表示某人被病毒感染后体内T细胞和病毒的变化。下列叙述错误的是( )
A.a~b期间辅助性T细胞增殖并分泌细胞因子
B.b~c期间细胞毒性T细胞大量裂解被病毒感染的细胞
C.病毒与辅助性T细胞接触为B细胞的激活提供第二个信号
D.病毒和细菌感染可刺激记忆B细胞和记忆T细胞的形成
C
解析:a~b期间病毒入侵,导致辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子,A正确;b~c期间细胞毒性T细胞大量裂解被病毒感染的细胞,使其释放出病毒并最终被消灭,B正确;抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号,C错误;病毒和细菌感染可刺激机体产生细胞免疫和体液免疫,促使记忆B细胞和记忆T细胞的形成,D正确。
2.(2024·安徽卷,8)羊口疮是由羊口疮病毒(ORFV)感染引起的急性接触性人畜共患传染病,宿主易被ORFV反复感染,影响畜牧业发展,危害人体健康。下列叙述正确的是( )
A.ORFV感染宿主引起的特异性免疫反应属于细胞免疫
B.ORFV感染宿主后被APC和T细胞摄取、处理和呈递
C.ORFV反复感染可能与感染后宿主产生的抗体少有关
D.辅助性T细胞在ORFV和细胞因子的刺激下增殖分化
C
解析:病毒寄生在细胞中会引起细胞免疫,最终需要体液免疫消灭病毒,ORFV感染宿主引起的特异性免疫反应属于细胞免疫和体液免疫,A错误;T细胞不具有摄取、处理、呈递抗原的功能,B错误;ORFV反复感染可能与感染后宿主产生的抗体少,不能彻底消灭相应病毒有关,C正确;B细胞在ORFV和细胞因子的刺激下增殖分化,辅助性T细胞的增殖分化不需要细胞因子,D错误。
3.(2024·甘肃卷,11)乙脑病毒进入机体后可穿过血脑屏障侵入脑组织细胞并增殖,使机体出现昏睡、抽搐等症状。下列叙述错误的是( )
A.细胞毒性T细胞被抗原呈递细胞和辅助性T细胞分泌的细胞因子激活,识别并裂解乙脑病毒
B.吞噬细胞表面受体识别乙脑病毒表面特定蛋白,通过内吞形成吞噬溶酶体消化降解病毒
C.浆细胞分泌的抗体随体液循环并与乙脑病毒结合,抑制该病毒的增殖并发挥抗感染作用
D.接种乙脑疫苗可刺激机体产生特异性抗体、记忆B细胞和记忆T细胞,预防乙脑病毒的感染
A
解析:细胞毒性T细胞的激活需要靶细胞的接触和辅助性T细胞分泌的细胞因子的刺激,不需要抗原呈递细胞的作用,A错误;吞噬细胞表面受体可以识别乙脑病毒表面特定蛋白,并通过内吞形成吞噬溶酶体消化降解病毒,B正确;抗体是浆细胞分泌产生的分泌蛋白,可以通过体液的运输,并与抗原乙脑病毒结合,抑制该病毒的增殖并发挥抗感染作用,C正确;乙脑疫苗是一种抗原,可以刺激机体产生特异性抗体、记忆B细胞和记忆T细胞,预防乙脑病毒的感染,D正确。
【思维拓展·长句表达】
1.(判断依据类)(2021·广东卷,1节选改编)通过理化方法灭活病原体制成的疫苗安全可靠,判断的依据是______________________ ____
____________________________________________________。
2.(原因分析类)破坏骨髓与切除胸腺相比,破坏骨髓对体液免疫和细胞免疫的影响更大,原因是____________________________ ________
_ _________________ _______________________________________。
通过理化方法灭活病原体,使其内部核酸失活,失去繁殖和感染能力,该方法制成的疫苗安全可靠
骨髓是各种免疫细胞的发生地,破坏骨髓,体液免疫和细胞免疫都不能进行;切除胸腺,T细胞无法发育成熟,没有T细胞,体液免疫几乎丧失,细胞免疫完全丧失
3.(批判性思维类)抗原都是蛋白质吗?抗原都是外来异物吗?
提示:抗原不一定都是蛋白质,有的抗原是其他物质,如纤维素、多糖等。抗原一般是外来异物,如病原体、移植的组织或细胞等;抗原也可能是自身的组织或细胞,如癌变的细胞。
4.(机理推断类)采食减少是动物被感染后的适应性行为,可促进脂肪分解,产生β-羟基丁酸(BHB)为机体供能。研究者用流感病毒(IAV)感染小鼠,之后统计其采食量并测定血中葡萄糖和BHB水平,结果见图1。测定BHB对体外培养的CD4+T细胞(一种辅助性T细胞)增殖及分泌干扰素-γ水平的影响,结果见图2。已知干扰素-γ具有促免疫作用。
小鼠感染期采食量下降有利于提高其免疫力。据图分析,其机理为
__________________________________________________________________________ ____。
采食量下降,机体产生BHB增多,促进CD4+T细胞增殖,干扰素-γ分泌量增加,机体免疫力提高
5.(科学探究类)熬夜不仅会破坏人体肾上腺素等分泌的昼夜节律,还会抑制细胞毒性T细胞对靶细胞的黏附能力,从而影响正常的免疫功能。已知机体内Gas偶联受体是抗细胞毒性T细胞对靶细胞的黏附因子,其活性的高低能反映细胞毒性T细胞对靶细胞的黏附能力,请你以相应志愿者为研究对象,设计实验验证“熬夜会抑制细胞毒性T细胞对靶细胞的黏附能力”(仅写出实验设计思路与实验预期结果和结论)。
提示:实验设计思路:将身体状况相似的健康志愿者随机均分为两组,一组正常睡眠(对照组),一组熬夜(实验组),一段时间后检测并比较两组志愿者体内Gas偶联受体的活性。
实验预期结果和结论:若对照组志愿者的Gas偶联受体的活性低于实验组志愿者,则说明熬夜会抑制细胞毒性T细胞对靶细胞的黏附能力。
命题精准预测
角度1 免疫调节过程的分析
1.(2024·汕头市模拟)肠道益生细菌会与致病菌竞争肠黏膜的附着位点,其代谢产物会刺激树突状细胞(DCs)产生细胞因子,进而活化辅助性T细胞(Th),提高肠道免疫力。下列叙述错误的是( )
A.益生细菌可在机体第一道防线中起作用
B.DCs具有摄取、加工和处理抗原的能力
C.激活B细胞需Th呈递抗原作为信号
D.长期滥用抗生素可能会降低机体免疫力
C
解析:由题意可知,益生细菌附着在肠黏膜上,而肠黏膜是人体的第一道防线,A正确;由题意可知,DCs受到刺激会产生细胞因子,进而活化Th,DCs具有摄取、加工和处理抗原的能力,B正确;激活B细胞需病原体直接接触或Th与B细胞结合作为信号,C错误;抗生素一般具有杀菌、抑菌等功效,可以用于治疗细菌感染引起的炎症滥用抗生素,可能会导致体内菌群失调,使机体免疫力下降,D正确。
2.(2024·广州市综测)黏膜能阻挡病原体的入侵,是免疫系统的重要组成部分。如图表示病毒进入小肠肠道,在小肠黏膜处引发的部分免疫过程。下列叙述正确的是( )
A.黏膜上皮细胞排列紧密并产生黏液,可以阻止病毒入侵,属于第二道防线
B.细胞X为细胞毒性T细胞,其分泌的细胞因子是激活B细胞的信号之一
C.细胞Y为记忆B细胞,当同种病毒再次入侵时可快速大量产生抗体
D.抗体可以与病原体特异性结合,从而抑制病毒对人体细胞的入侵
答案:D
解析:黏膜上皮细胞排列紧密并产生黏液,可以阻止病毒入侵,属于第一道防线,A错误;激活B细胞需要抗原和细胞因子双信号刺激,细胞X为辅助性T细胞,其分泌的细胞因子是激活B细胞的信号之一,B错误;细胞Y为记忆B细胞,当同种病毒再次入侵时可快速增殖分化产生大量浆细胞,浆细胞产生抗体,记忆B细胞不能产生抗体,C错误。
角度2 免疫失调及免疫学的应用
3.(2024·广州市执信中学高三月考)某病患有慢性面部化妆品皮炎过敏史。某次涂抹“眼影”一天后,引发眼周皮肤红肿、疼痛而去医院就诊。下列相关叙述错误的是( )
A.该病患因再次接触过敏原而引发了过敏反应
B.该病患产生了针对该过敏原的特异性抗体
C.该病患产生的组胺引发了皮下毛细血管收缩
D.免疫抑制剂类药物可用于过敏反应的治疗
C
解析:过敏反应是指已产生免疫的机体在再次接触相同过敏原时所发生的组织损伤或功能紊乱的反应,A正确;该病患之前已接触过相同过敏原,则其体内含有针对该过敏原的特异性抗体,B正确;当机体再次接触相同过敏原时,被抗体吸附的细胞会释放组胺等物质,导致毛细血管扩张,血管通透性增大,C错误;过敏反应是机体免疫功能过强导致,因此可用免疫抑制剂类药物进行治疗,D正确。
4.2023年,科学家卡塔林·卡里科和德鲁·韦斯曼二人因在mRNA疫苗研究上的突破性贡献被授予诺贝尔生理学或医学奖。如图是某mRNA疫苗作用模式图,下列相关叙述正确的是( )
注:MHCⅠ是一种组织相容性复合体,能够呈递源自各种病原体的外源抗原。
A.mRNA疫苗通过胞吞进入细胞与细胞膜的结构特点无关
B.mRNA疫苗在机体细胞中与细胞基因组整合的风险较低
C.mRNA疫苗翻译产生的病毒S蛋白作为抗原仅引起机体产生细胞免疫
D.图中B细胞、辅助性T细胞、细胞毒性T细胞和MHCⅠ均可特异性识别抗原
答案:B
解析:mRNA疫苗通过胞吞进入细胞体现了细胞膜的结构特点,即细胞膜具有一定的流动性,A错误;mRNA疫苗本身不具感染性,也无需进入细胞核,基本上没有与人的核基因组整合的风险,B正确;由题图可知,病毒S蛋白可同时诱导机体产生体液免疫和细胞免疫,C错误;图中的MHCⅠ能够与抗原肽结合,但无特异性识别功能,D错误。
肿瘤细胞的免疫逃逸与免疫治疗
情境进阶(7)
1.肿瘤免疫逃逸的概念
某些时候肿瘤细胞能通过多种机制逃避机体免疫系统的识别和攻击,在体内生存和增殖,这就是肿瘤免疫逃逸。
2.肿瘤免疫逃逸的原理
研究发现,活化的T细胞表面的PD-1(程序性死亡受体1)与正常细胞表面的PD-L1(程序性死亡配体1)一旦结合,T细胞即可“认清”对方,不触发免疫反应。肿瘤细胞可通过过量表达PD-L1来逃避免疫系统的“追杀”。
3.肿瘤免疫治疗的原理
肿瘤免疫治疗主要通过激活自身免疫机能、阻断PD-1/PD-L1信号通路,避免肿瘤细胞免疫逃逸。
对点演练
1.(2024·佛山市质检)癌细胞表面PD-L1与T细胞表面的PD-1特异性结合后抑制T细胞的活性和功能,进而促进癌细胞逃避免疫系统的监视。我国科学家揭示了OTUB1(酶)-PD-L1信号途径在调节癌细胞免疫逃逸中的关键作用,其调控机制如图所示。下列叙述正确的是( )
A.与正常细胞相比,癌细胞膜表面的PD-L1较少
B.T细胞特异性识别癌细胞表面的PD-L1进而监视、清除癌细胞
C.OTUB1缺失导致免疫细胞的杀伤作用对癌细胞的敏感性增强
D.提高OTUB1的活性会减少癌细胞的免疫逃逸机会
答案:C
解析:据题干信息,癌细胞表面PD-L1与T细胞表面的PD-1特异性结合后抑制T细胞的活性和功能,说明癌细胞细胞膜表面有更多的PD-L1,A错误;肿瘤细胞表面的PD-L1通过与T细胞表面的PD-1蛋白特异性结合,抑制T细胞增殖分化,从而逃避免疫系统的攻击,而OTUB1可以阻止PD-L1降解,癌细胞表面有更多的PD-L1,其与T细胞表面PD-1特异性结合,从而抑制T细胞的活性和功能,促进癌细胞逃避免疫系统的监视,B、D错误,C正确。
2.(2024·广东卷,17)某些肿瘤细胞表面的PD-L1与细胞毒性T细胞(CTL)表面的PD-1结合能抑制CTL的免疫活性,导致肿瘤免疫逃逸。免疫检查点疗法使用单克隆抗体阻断PD-L1和PD-1的结合,可恢复CTL的活性,用于肿瘤治疗。为进一步提高疗效,研究者以黑色素瘤模型小鼠为材料,开展该疗法与化疗的联合治疗研究。部分结果见图。
回答下列问题。
(1)据图分析, 疗法的治疗效果最佳,推测其原因是___ ____
_________________________ _______。
联合
该疗法既发
挥了化疗药物的作用,也增加了活化的CTL数量
解析:(1)由图a可知,联合疗法肿瘤体积最小,据图b可知,采用联合疗法时活化的CTL的数目明显高于单独使用免疫检查点疗法或化疗等,原因是该疗法既发挥了化疗药物的作用,也增加了活化的CTL数量。
(2)黑色素瘤细胞能分泌吸引某类细胞靠近的细胞因子CXCL1。为使CTL响应此信号,可在CTL中导入____________ 基因后再将其回输小鼠体内,从而进一步提高治疗效果。该基因的表达产物应定位于CTL的
(答位置)且基因导入后不影响CTL 的能力。
CXCL1受体
(细胞膜)表面
杀伤肿瘤细胞
解析: (2)由于黑色素瘤细胞能分泌吸引某类细胞靠近的细胞因子CXCL1,故要进一步提高治疗效果,可以在CTL中导入细胞因子CXCL1受体基因,使CTL表达出细胞因子CXCL1受体,达到治疗的效果。由于细胞因子是一类肽类化合物,故该基因的表达产物应定位于CTL的细胞膜上,且基因导入后不影响CTL杀伤肿瘤细胞的能力。
(3)某兴趣小组基于现有抗体—药物偶联物的思路提出了两种药物设计方案。方案一:将化疗药物与PD-L1 单克隆抗体结合在一起。方案二:将化疗药物与PD-1单克隆抗体结合在一起。你认为方案 (填“一”或“二”)可行,理由是_______ ____________________________
______________________________________。
一
方案一的偶联物既可阻断PD-1与PD-L1 结合,恢复CTL的活性,又使化疗药物靶向肿瘤细胞
解析: (3)某肿瘤细胞表面的PD-L1与细胞毒性T细胞(CTL)表面的PD-1结合能抑制CTL的免疫活性,故应该将化疗药物与PD-L1 单克隆抗体结合在一起,即方案一的偶联物既可阻断PD-1与PD-L1 结合,恢复CTL的活性,又使化疗药物靶向肿瘤细胞。
专题提能练(九)
人体的稳态和免疫调节
2
3
5
6
7
8
9
11
12
1
4
10
13
14
一、选择题
1.(2024·惠州市调研)内环境的稳态与机体细胞的正常代谢密不可分,下列做法错误的是 ( )
A.给高烧病人增加衣物“捂汗”,从而降低患者体温
B.给长期卧床的乳酸中毒患者静脉注射合适浓度的NaHCO3溶液
C.给长期卧床营养不良患者膳食中增加易消化吸收的蛋白质
D.给低血糖休克病人静脉缓慢推注50%的葡萄糖溶液
A
2
3
5
6
7
8
9
11
12
1
4
10
13
14
解析:给高烧病人增加衣物,不利于散热,不利于降低体温,A错误;给长期卧床的乳酸中毒患者静脉注射合适浓度的NaHCO3溶液,可中和乳酸,B正确;给长期卧床营养不良患者膳食中增加易消化吸收的蛋白质,可补充营养物质,C正确;给低血糖休克病人静脉缓慢推注50%的葡萄糖溶液,可增加血糖含量,缓解低血糖症状,D正确。
2
3
5
6
7
8
9
11
12
1
4
10
13
14
2.(2024·佛山市质检)食盐是常用的调味剂,但不宜摄入过多。对细菌感染性肾炎小鼠给予高、中和低盐三种饮食饲养,发现高盐饮食小鼠肾脏感染程度明显增加,巨噬细胞对细菌的吞噬能力减弱。实验中高盐饮食小鼠的( )
A.醛固酮分泌减少
B.抗利尿激素分泌减少
C.特异性免疫不受影响
D.细胞内液渗透压下降
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解析:醛固酮的主要作用是促进肾小管和集合管重吸收钠离子,排出钾离子(保钠排钾),高盐饮食小鼠摄入过多的钠离子,因此醛固酮分泌减少,A正确;高盐饮食小鼠细胞外液渗透压升高,刺激下丘脑渗透压感受器,下丘脑分泌、垂体释放抗利尿激素,血液中的抗利尿激素含量增加,加强了肾小管、集合管对水分的重吸收,使尿量减少,B错误;巨噬细胞会参与非特异性免疫和特异性免疫,高盐饮食小鼠肾脏感染程度明显增加,巨噬细胞对细菌的吞噬能力减弱,非特异性免疫和特异性免疫都会受到影响,C错误;高盐饮食小鼠细胞外液渗透压升高,细胞内液与细胞外液之间可通过细胞膜进行物质交换,当细胞外液渗透压升高时,细胞内液渗透压也会升高,D错误。
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3.(2024·惠州市调研)临床上常给脑水肿患者静脉注射20%的甘露醇(不易渗入组织液且不被代谢)高渗水溶液,以消除水肿。下列说法正确的是( )
A.静脉注射20%的甘露醇后,患者血浆渗透压升高,利于水分由组织液向血浆转移
B.静脉注射20%的葡萄糖溶液与静脉注射20%的甘露醇的消肿效果相同
C.甘露醇作为信号分子可引起抗利尿激素分泌减少,从而增加尿量以达到消肿目的
D.甘露醇经肾小球滤过后,被肾小管和集合管重吸收,导致尿量增加,可消除水肿
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解析:由题干信息可知,20%的甘露醇是高渗水溶液,当静脉注射20%的甘露醇后,患者血浆渗透压升高,有利于水分由组织液向血浆转移,进而消除水肿,A正确;由于甘露醇不易渗入组织液且不被代谢,而葡萄糖可以渗入组织液且会被代谢,故静脉注射20%的葡萄糖溶液和静脉注射20%的甘露醇的消肿效果不同,B错误;20%甘露醇能消除水肿的机理:静脉注射20%的甘露醇后,甘露醇不易渗入组织液且不被代谢,血浆渗透压升高,使水分由组织液向血浆转移,达到初步消肿目的;甘露醇经肾小球滤过后,不能被肾小管和集合管重吸收,使肾小管腔内液体的渗透压升高,从而使尿量增加,消除水肿,C、D错误。
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4.(2024·茂名市综测)人体中胰岛素与受体结合后,其复合物可通过胞吞作用向细胞内转移形成囊泡,称为内化。囊泡内pH降低,促使胰岛素与受体分离,分离后的胰岛素主要是被降解,分离后的受体多数可再循环到细胞表面。下列叙述正确的是( )
A.内化几乎只发生于肝脏细胞和肌肉细胞
B.从饱腹到饥饿的过程中内化过程会加剧
C.囊泡内pH降低会导致胰岛素和受体的结构破坏而失活
D.内化作用后短时间内靶细胞对胰岛素的反应下降
D
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解析:胰岛素的靶细胞几乎是全身细胞,因此内化作用几乎会发生于全身细胞,A错误;从饱腹到饥饿的过程中,胰岛素分泌减弱,所以内化过程会减弱,B错误;由题干信息可知,受体分离后会被再利用,所以囊泡内pH降低并没有破坏受体的结构,C错误;内化作用后,靶细胞膜上的胰岛素受体减少,所以短时间内靶细胞对胰岛素的反应下降,D正确。
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5.(2024·东莞市质检)妊娠期间,胰岛素分泌不足会引发孕妇患妊娠糖尿病,对孕妇和胎儿的健康产生不利影响。有学者以小鼠胰岛B细胞为材料,探究雌三醇(E3)及褪黑激素(MLT)对胰岛素分泌的影响,结果如图。相关叙述错误的是 ( )
注:刺激指数与胰岛素分泌呈正相关。
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A.一定量的褪黑激素和雌三醇均能抑制胰岛素的分泌
B.据实验结果可知褪黑激素和雌三醇的受体和作用机制相同
C.一定量的褪黑激素和雌三醇共同作用可促进胰岛素分泌
D.妊娠糖尿病可能与褪黑激素和雌三醇分泌紊乱有关
答案:B
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解析:根据实验结果可知,与对照组相比,单独使用一定量褪黑激素和雌三醇,刺激指数均降低,说明一定量的褪黑激素和雌三醇均能抑制胰岛素的分泌,A正确;根据实验结果不能推测褪黑激素和雌三醇的受体和作用机制是否相同,B错误;根据实验结果可知,与对照组相比,一定量的褪黑激素和雌三醇共同作用可提高刺激指数,促进胰岛素分泌,C正确;妊娠糖尿病可能与褪黑激素和雌三醇分泌紊乱导致的胰岛素分泌不足有关,D正确。
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6.(2024·广东六校联考)以下关于免疫系统的叙述正确的是( )
A.溶菌酶都是由免疫细胞产生的发挥免疫作用的物质
B.胸腺是T淋巴细胞发生、分化和成熟的场所,是机体重要的免疫器官
C.树突状细胞对抗原的识别具有特异性,能摄取、处理和呈递抗原进而启动特异性免疫
D.某患者被确诊为肿瘤,这与该患者免疫监视功能低下有关
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解析:溶菌酶属于免疫活性物质,但溶菌酶不一定都是由免疫细胞产生的,A错误;胸腺是T细胞分化、发育、成熟的场所,但不是T细胞发生的场所,B错误;树突状细胞对抗原的识别没有特异性,C错误;免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能,某患者被确诊为肿瘤,这与该患者免疫监视功能低下有关,D正确。
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7.(2024·茂名市综测)人体被病原体感染后,B细胞会在受到两个信号的刺激后开始分裂和分化。这两个信号刺激直接来自( )
A.病原体和树突状细胞
B.病原体和辅助性T细胞
C.记忆B细胞和树突状细胞
D.抗原呈递细胞和辅助性T细胞
B
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解析:病原体直接与B细胞接触,这为激活B细胞提供了第一个信号,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号,B正确。
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8.(2024·惠州市调研)将人源蛋白质TGFβ-1注入兔体内,一段时间后提取和纯化兔血浆中的特异性抗体,可用于检测人体组织内的TGFβ-1。下列叙述错误的是( )
A.注入兔体内的人源蛋白质TGFβ-1相当于抗原
B.兔被注射TGFβ-1后,其体内会产生体液免疫
C.该特异性抗体由细胞毒性T细胞产生
D.该抗体能和人的TGFβ-1特异性结合
C
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解析:注入兔体内的人源蛋白质TGFβ-1对于兔来说是外来异物,相当于抗原,可引起体液免疫,使兔体内产生能与人源蛋白质TGFβ-1结合的特异性抗体,该抗体由浆细胞产生,A、B、D正确,C错误。
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9.(2024·广东普通高中学业水平选择考模拟测试)科研人员选用西妥昔单抗修饰自然杀伤细胞(NK细胞)),增强其对肿瘤细胞受体蛋白EGFR的靶向性。如图为体内免疫细胞攻击肿瘤细胞的示意图。分析正确的是 ( )
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A.细胞因子、穿孔素和颗粒酶都属于免疫活性物质
B.抗原呈递细胞和细胞毒性T细胞都在胸腺中成熟
C.肿瘤细胞裂解后暴露出肿瘤抗原,被抗原呈递细胞吞噬消灭
D.西妥昔单抗与EGFR结合体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能
答案:A
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解析:细胞因子、穿孔素和颗粒酶都是免疫细胞产生的,具有免疫作用,都属于免疫活性物质,A正确;抗原呈递细胞在骨髓中成熟,B错误;肿瘤细胞裂解后暴露出肿瘤抗原,被抗原呈递细胞识别并呈递给辅助性T细胞,C错误;西妥昔单抗与EGFR结合体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能,D错误。
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10.(2024·深圳市调研)HLA是每个人细胞表面都带有的一组与别人不同的蛋白质。研究表明,受HPV(人乳头瘤病毒)侵染的细胞表面的HLA分子表达水平往往下降,最终可能导致子宫颈癌。下列叙述错误的是 ( )
A.正常情况下人体的免疫细胞能够识别自身的细胞
B.供体与受体的HLA相似性是器官移植成败的关键
C.HLA分子表达水平下降会促进免疫细胞对HPV侵染细胞的攻击
D.HPV侵染的细胞无法被机体的免疫细胞有效识别
C
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解析:HLA是代表细胞身份的标签物质,正常情况下,人体的免疫细胞都认识这些物质,即能识别自身的细胞,A正确;器官移植的成败主要取决于供体与受体的HLA是否相近或相似,B正确;依据题干信息,受HPV侵染的细胞表面的HLA分子表达水平往往下降,最终可能导致子宫颈癌,可推知HLA分子表达水平下降会降低免疫细胞对HPV侵染细胞的攻击,致使免疫系统的免疫监视功能下降,引发癌症,C错误;HPV侵染的细胞(靶细胞)表面HLA分子表达水平下降,所以无法被机体的免疫细胞有效识别,D正确。
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11.(2024·广东省部分重点中学高三联考)2023年9月,受台风“海葵”影响,广东多地发布暴雨预警,暴雨过后出现很多雷暴哮喘患者,究其原因是以蒿属为主的花粉在雷暴天气上扬,被雷击碎成更小的颗粒,容易被人体吸入,从而出现咳嗽、胸闷、气喘等哮喘症状。医生建议患者在该季节常备氯雷他定等抗过敏药物。下列有关叙述错误的是( )
A.雷暴哮喘是机体免疫自稳功能异常导致的
B.雷暴哮喘患者发病前,体内已经产生过相应的抗花粉抗体
C.氯雷他定可能是抗组胺类药物
D.雷暴哮喘患者可能呈家庭聚集倾向
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解析:雷暴哮喘属于过敏反应,是免疫防御功能异常导致的,A错误;过敏反应是指已免疫的机体,在再次接触相同的抗原时,引发组织损伤或功能紊乱的免疫反应,故雷暴哮喘患者发病前体内已产生过相应的抗花粉抗体,B正确;过敏反应中,组胺等物质引起毛细血管扩张、血管壁通透性增强、平滑肌收缩和腺体分泌增多,最终导致患者出现过敏症状,因此氯雷他定可能是抗组胺类药物,C正确;过敏反应有明显的遗传倾向,因此雷暴哮喘患者可能呈家庭聚集倾向,D正确。
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12.(2024·深圳市调研)为了评价甲、乙、丙3种抗体检测试剂对系统性红斑狼疮(SLE)患者的诊断价值,某科研人员分别对SLE组和其他自身免疫病组进行检测,统计出各组阳性数量并计算出相关指标,结果如表。下列分析错误的是 ( )
试剂 SLE组(45例) 其他自身免疫病组(39例) SLE灵敏度 SLE特异度
甲 44 15 97.78% 61.54%
乙 7 2 15.56% 94.87%
丙 29 11 64.44% 71.79%
注:灵敏度=阳性数/SLE患者人数,特异度=非阳性数/其他自身免疫病患者人数。
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A.SLE形成的原因是人体免疫系统对自身成分发生反应
B.其他自身免疫病中阳性数越多则该试剂的特异度越低
C.受试者用乙试剂检测呈阳性,说明患SLE的概率较低
D.检测SLE最有价值的试剂要求灵敏度和特异度都很高
答案:C
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解析:SLE是一种自身免疫病,是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病,A正确;由题意可知,特异度=非阳性数/其他自身免疫病患者人数,其他自身免疫病中阳性数越多则该试剂的特异度越低,B正确;乙试剂的SLE特异度最高,受试者用乙试剂检测呈阳性,说明患SLE的概率较高,C错误;检测SLE最有价值的试剂要求灵敏度和特异度都很高,D正确。
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二、非选择题
13.(2024·广州市模拟)辣椒素是辣椒中的活性成分,对人类和其他哺乳动物都有刺激性并产生灼热感。热敏感的辣椒素受体TRPV1是细胞膜上的一种通道蛋白,辣椒中的辣椒素或43 ℃以上高温均能引起该通道开放,导致感觉神经元兴奋,从而产生痛觉和灼热感。已有研究发现,辣椒素还具有一定的降低血糖功效。回答下列问题。
(1)食用辣椒时,辣椒素与感觉神经元上的TRPV1结合后可促进Ca2+等阳离子内流,此时膜内的电位变化是 ,从而产生兴奋并传至大脑皮层,使人产生痛觉。此时如果喝热饮会 (填“加重”或“减轻”)疼痛。
由负变正
加重
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解析:(1)食用辣椒时,辣椒素与感觉神经元上的TRPV1结合后可促进Ca2+等阳离子内流,膜内的电位变化是由负变正,从而产生兴奋并传至大脑皮层,使人产生痛觉。辣椒中的辣椒素或43 ℃以上高温均能引起该通道开放,导致感觉神经元兴奋,从而产生痛觉和灼热感,所以食用辣椒时,如果喝热饮会加重疼痛。
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(2)吃辣椒后,有些人出现类似于高温下的面部发红现象,是由于皮肤
造成的。
血管舒张,血流量增加
解析: (2)吃辣椒后,由于有些人的皮肤血管舒张,血流量增加,出现类似于高温下的面部发红现象。
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(3)目前,E是针对糖尿病的常用口服临床药物。为研发新药物,科研人员对天然辣椒素的降血糖作用进行了研究。给正常大鼠的腹腔注射STZ
(可诱导形成糖尿病),获得若干只患病的大鼠模型。将其随机分为数量相等的两组,其中一组为模型组,另外一组灌服辣椒素设为治疗组。一段时间后检测相关的指标,结果如图所示。
注:GLUT5是一种葡萄糖转运蛋白,影响回肠中葡萄糖的吸收。
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①与对照组(注射等量生理盐水的正常实验大鼠)相比,模型组的自变量是 。与其他两组比较,设置模型组的目的是 __ ____
__________________________________________________ _。
②根据相关蛋白检测结果,推测辣椒素降低治疗组大鼠血糖含量的原因可能是_____ ___________________
_____________________ _______。
有无注射STZ
和对照组相
比,确定模型制备是否成功;和治疗组相比,说明辣椒素治疗的效果如何
促进胰岛B细胞分泌胰岛素;抑制转运蛋白GLUT5基因的表达
(减少GLUT5的数量),减少通过GLUT5吸收葡萄糖
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解析: (3)①给正常大鼠的腹腔注射STZ(可诱导形成糖尿病),获得若干只患病的大鼠模型,所以与对照组(注射等量生理盐水的正常实验大鼠)相比,模型组的自变量为有无注射STZ。模型组和治疗组用的都是糖尿病小鼠,对照组用的是正常小鼠,遵循单一变量原则,对照组应该注射等量的生理盐水。与对照组比较,设置模型组的目的是确定动物模型的构建是否成功;和治疗组相比,说明辣椒素治疗的效果如何。
②根据相关蛋白检测结果,推测辣椒素能促进胰岛B细胞分泌胰岛素;抑制转运蛋白GLUT5基因的表达(减少GLUT5的数量),减少通过GLUT5吸收葡萄糖等方式降低治疗组大鼠血糖含量。
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14.(2024·佛山市质检)甲型流感病毒(IAV)导致的肺炎严重威胁人类健康,婴幼儿感染IAV后易发展为重症。回答下列问题。
(1)在IAV感染引发的体液免疫中,激活B细胞的信号是______ _
_________________________________________________________。
在IAV感染引发的特异性免疫过程中,辅助性T细胞产生的细胞因子的作用是__________________________。
IAV与B细胞直接接触,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合
促进淋巴细胞的分裂、分化
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解析:(1)一些病原体可以和B细胞接触,这为激活B细胞提供了第一个信号,一些病原体经过抗原呈递细胞摄取、处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号。因此在IAV感染引发的体液免疫中,激活B细胞的信号是IAV与B细胞直接接触,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合。在IAV感染引发的特异性免疫过程中,辅助性T细胞产生的细胞因子的作用是促进淋巴细胞的分裂与分化。
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(2)婴幼儿感染IAV后易发生强烈的应激反应,出现炎症细胞因子风暴,这是其发展为重症的原因之一。磷酸奥司他韦是目前针对上述疾病的常用临床药物。为研发新的药物,研究人员对天然化合物K的治疗效果进行了研究,实验如下。
a.取健康小鼠120只,随机分为正常组、模型组、磷酸奥司他韦组和K组。
b.除正常组外,其余组均用等量IAV滴鼻感染。感染当天开始灌胃给药,连续四天。
c.第5天每组取10只小鼠并解剖,检测并统计肺组织的病毒量和炎症细胞因子含量。
d.在相同且适宜条件下,观察并统计感染后2周内动物的死亡情况。
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结果如表所示:
序号 组别 病毒量
(个/mL) IL-6(pg/mL) TNF-α(pg/mL) 死亡率(%)
1 正常组 0 18 000 220 0
2 模型组 2.0×108 21 000 530 90
3 磷酸奥司他韦组 1.1×108 17 500 210 15
4 K组 1.3×108 12 000 310 35
注:IL-6和TNF-α是两种典型炎症细胞因子。
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①实验中的对照组是 (填序号)。步骤b中正常组和模型组的灌胃处理是 __________________________。
②本实验的结论是 ___ ______________________
________________________________。
1、2、3
均灌胃适量且等量的生理盐水
天然化合物K对IAV导致的炎症细胞因子风暴有治疗效果,但是效果不如磷酸奥司他韦
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③炎症细胞因子可通过NF-κB等信号通路实现免疫调节功能。NF-κB蛋白和TAK1蛋白磷酸化水平提高是NF-κB信号通路活化的标志。研究表明,与磷酸奥司他韦相比,天然化合物K能通过影响NF-κB信号通路发挥治疗作用。请设计实验证明这一结论,写出实验方案。(备选材料:肺炎模型小鼠,写出实验思路即可)
答案: ③将肺炎模型小鼠均分为甲、乙、丙三组,分别灌胃等量且适量的生理盐水、磷酸奥司他韦、天然化合物K,培养一段时间后,收集小鼠血液和肺组织样本,检测NF-κB和TAK1蛋白磷酸化水平并分析数据,比较各组小鼠的蛋白磷酸化水平和病情改善情况。
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解析: (2)①本实验的目的是研究天然化合物K的治疗效果,对照组为正常组、模型组、磷酸奥司他韦组,即1、2、3组;为保证单一变量,步骤b中正常组和模型组的灌胃处理均为灌胃适量且等量的生理盐水。
②通过对实验结果肺组织的病毒量和炎症细胞因子含量以及死亡率的对比可知,天然化合物K对IAV导致的炎症细胞因子风暴有治疗效果,但是效果不如磷酸奥司他韦。
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③
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