抢分12 人体健康与疾病调控（热点抢分必刷）（北京专用）2026年高考生物终极冲刺讲练测

热点02 人体健康与疾病调控 人体健康与疾病调控，是当下生命医学领域极具前沿性、精准性，可依托生理机制靶向干预实现机体稳态定向调节的理论体系与实践过程。传统健康调理与疾病诊疗多依靠症状表征施治、经验性用药调理，干预滞后且发病机制难把控，只能被动缓解临床不适症状，而融合分子医学与精准医学的现代健康调控体系，能够直接对人体生理代谢、基因表达、免疫应答关键通路进行靶向干预，实现遗传病、代谢疾病、免疫疾病的精准预判、高效调控与科学防治。 人体健康与疾病调控依托分子检测、免疫调节、基因干预等精准医学手段，在机体病理关键节点实现生理失衡精准矫正，借助人体自我修复、代谢重塑与免疫稳态重建机制恢复健康状态，进而实现疾病防控与身心状态优化。将精准调控融入健康管理与疾病诊疗全过程，突破了传统诊疗模式治标难治本、易反复发作的局限，可有效干预先天遗传病、慢性代谢疾病及各类自身免疫疾病的发生发展。同时在慢病康养、先天病筛查、免疫功能重塑等领域协同发力，让现代健康调控从临床诊疗走向全周期健康守护，为全民健康保障、慢病防控与精准医疗发展提供了核心支撑，展现出不可替代的应用价值与发展潜力。 猜押1 遗传疾病 1.确定显隐性 无中生有 → 隐性遗传 若双亲均正常，子代出现患病，则该病为隐性遗传病。 有中生无 → 显性遗传 若双亲均患病，子代出现正常，则该病为显性遗传病。 2.判断常染色体还是伴X染色体（关键步骤） 隐性遗传 → “看女病” 找女性患者，若其父亲正常或儿子正常，则必为常染色体隐性； 若女性患者的父亲和所有儿子均患病，则可能为伴X隐性（注意排除其他可能性）。 显性遗传 → “看男病” 找男性患者，若其母亲正常或女儿正常，则必为常染色体显性； 若男性患者的母亲和所有女儿均患病，则可能为伴X显性。 1．（2026·北京通州·一模）一名6岁的儿童就医时被诊断为肌营养不良症，此病是一种会引发肌肉组织退化的遗传性疾病。调查发现，该患儿的父亲同样患病，且为该家系中第一个出现此病的人，故研究者对此病的遗传方式进行了研究。 (1)人类遗传病通常是由_____改变而引起的人类疾病。经调查，研究者绘制了该患儿的家系图谱，如图1。 (2)研究者发现，患儿体内抗肌萎缩蛋白（由DMD基因控制合成）结构异常。正常DMD基因结构如图2，而异常的DMD基因外显子2和8的内部存在两个断裂位点，此处的________键会发生水解，并导致2个断裂位点之间的DNA片段整体发生180°旋转，再重新连接。 (3)为了确定患儿的基因型和遗传方式，研究者使用两对引物组合（见图2）对患儿的DNA进行PCR，得到了长度分别为450kb和660kb的两条带。请你分析，这两对引物应该为________和_______。据此分析，该病的遗传方式是________。 (4)综合以上研究结果，请判断以下说法正确的有_______。 A．该病在此家系中的出现，可能是Ⅱ-1发生了基因突变 B．患儿的DMD基因发生的变化，属于染色体结构变异 C．若患儿的父母再生育一个孩子，有1/2概率为患者 D．常规的产前B超检查，不能判断胎儿是否患有此病 2．（24-25高一下·北京·期中）迟发性脊椎骨骺发育不良（简称SEDL）是一类软骨发育不良遗传病。因其发病较晚（一般10岁后才出现典型症状）而很难对症状前患者进行诊断。研究者对某SEDL家系进行了调查，结果如图1（省略的家系成员均与此病无关），图中除第Ⅴ代个体外其余均已成年。 (1)据图1分析，SEDL是由______性基因控制的遗传病，其致病基因最可能位于______染色体上。图中第Ⅴ代个体中，可以确定为杂合子的是_________。 (2)正常情况下，真核生物基因经转录过程形成的前体mRNA，需剪切去除某些mRNA序列，才能形成成熟mRNA。为了阐明SEDL发病的分子机制，研究人员对SEDL的致病基因和相应正常基因的结构及表达过程进行了研究。 ①根据图2信息，前体mRNA加工过程中，______序列均被完全剪除，一般认为它们与Sedlin蛋白的氨基酸序列不存在对应关系。 ②分别检测患者、携带者和正常人的成熟mRNA长度，结果如下表所示。 成熟mRNA来源 患者 携带者 对照 成熟mRNA长度（碱基数） 567、425 679、567、537、425 679、537 结合图2和表中数据可知，与正常基因相比，致病基因的成熟mRNA_______。由于mRNA的起始密码子位于该序列内，可推测SEDL患者发病的原因是_______。 1．科研人员对猫叫综合征患者进行家系分析和染色体检查，结果如图1和2。 (1)人类遗传病可分为三大类，猫叫综合征属于________遗传病。该病是由于5号染色体断裂后，部分片段丢失引发的疾病。 (2)与猫叫综合征患者相比， Ⅰ1、Ⅱ2、Ⅱ5与正常个体染色体结构不同，但表型正常。请试从结构和功能的角度分析其原因是：_________。 ②Ⅱ5的初级卵母细胞在_________时期，5号和8号两对同源染色体出现图3 所示的联会现象。若减数第一次分裂后期四条染色体随机两两分离（不考虑交叉互换），Ⅱ5会形成________种类型的卵细胞，其中能和Ⅱ6精子结合发育为一个表现型正常孩子占比是_________。 ③若Ⅱ5和Ⅱ6想生一个健康的孩子，请提出可行的建议：___________。 (3)在自身代谢或受到外界环境刺激时，染色体可能会发生不同程度的断裂损伤，这时细胞会启动多种策略来应对，以维持遗传信息的稳定性，在一定程度上避免遗传病的发生。请结合所学知识，尝试提出细胞的一种应对策略，并简要阐明其具体作用机制____________。 2．镰状细胞贫血症是一种遗传病，患者会出现疼痛、贫血、手脚肿胀等症状。 (1)此病是由于编码血红蛋白的。珠蛋白基因中一个碱基对的改变，导致多肽链中某谷氨酸被缬氨酸替换。此种变异属于可遗传变异中的______。 (2)血红蛋白由两两相同的4个珠蛋白亚基构成，不同珠蛋白基因在人体发育过程中的表达情况如下图。 人体在胎儿期和出生后血红蛋白的主要组成分别是______。形成这种差异是基因______的结果。 (3)BCL是成体红细胞中特异表达的转录因子，科研人员推测该转录因子关闭了珠蛋白基因（简称“基因”）的表达，而启动β珠蛋白基因的表达。为证明该推测，实验组应选择的材料和检测指标为______，支持上述推测的预期结果为______。 ①野生型小鼠②BCL基因敲除小鼠③BCL基因过表达小鼠④检测α珠蛋白含量⑤检测β珠蛋白含量⑥检测γ珠蛋白含量 (4)实验结果证实了上述推测。为确定BCL蛋白在基因启动子中的结合位点，科研人员扩增了基因启动子不同长度的片段F1～F5，将这些片段分别构建表达载体（如下图），导入敲除BCL值基因的受体细胞。 成功转化后，检测出含F1～F4的受体细胞有绿色荧光，含F5的受体细胞无荧光。继续向培养液中添加适量的雌激素，含F1～F3受体细胞不再有荧光，而含F4的受体细胞仍有荧光。据此推测，BCL蛋白结合位点位于______（用字母表示）。 (5)科学家还发现，珠蛋白含量多的镰状细胞贫血症患者症状较轻。请结合以上研究，提出利用病人的造血干细胞对镰状细胞贫血症进行基因治疗的思路______。 猜押2 代谢疾病 1.糖尿病 （1）血糖的来源和去向 ①血糖的主要来源是食物中糖类的消化和吸收：主要去向为在机体细胞中被氧化分解，为机体的生命活动提供能量，这体现了糖类是生物体的主要能源物质。 ②肝糖原和葡萄糖可以相互转化，肌糖原无法直接水解生成葡萄糖。 （2）血糖平衡调节的过程 ①调节中枢——下丘脑的相关区域。 ②调节方式——神经－体液调节。 神经调节：下丘脑 体液调节：高浓度血糖→胰岛B细胞→胰岛素；低浓度血糖→胰岛A细胞→胰高血糖素。（提醒：胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素） （3）糖尿病的相关研究 糖尿病是一种由多病因引起的以慢性高血糖为特征的代谢性疾病。1型糖尿病是由胰岛功能减退、分泌胰岛素减少所致；2型糖尿病的发病率与遗传、环境、生活方式等密切相关，但发病机理尚不明确，临床数据发现，大多数2型糖尿病患者血液中胰岛素含量并不低，但组织细胞对胰岛素的敏感性降低，称为胰岛素抵抗。 ①分析糖尿病病人“多尿”的原因。 血糖升高会导致原尿中葡萄糖浓度升高，渗透压增大，肾小管和集合管对水的重吸收减少，尿量增多，因此会出现多尿现象。 ②糖尿病的症状及分析 2.阿尔兹海默症 阿尔茨海默病（简称 AD，俗称老年痴呆），是一种慢性、进行性神经系统退行性疾病，多发于老年人，以认知功能衰退、记忆力丧失、行为性格改变为主要特征，不可逆、逐渐加重。 （1）病变位置与结构变化 ①主要受损区域：大脑皮层（负责学习、记忆、语言、思维、逻辑等高级神经功能）。 ②脑部宏观变化：大脑萎缩、脑沟增宽、脑回变窄，脑组织体积减小。 ③微观细胞结构变化：神经元数量大量减少；突触数量减少、突触间隙结构破坏；神经网络连接断裂，信息传递通路受损。 （2）两大核心病理特征（高考高频） ①β-淀粉样蛋白沉积（细胞外）：正常人体内有该蛋白，可正常降解代谢；患者体内代谢失衡，无法及时分解，在神经元细胞外异常堆积；形成老年斑，压迫、毒害周围神经元，造成神经细胞损伤甚至死亡。 ②Tau蛋白过度磷酸化（细胞内）：Tau蛋白本是维持神经元细胞骨架稳定的结构蛋白；病变时发生过度磷酸化，空间结构改变；在神经元胞体内缠绕成团，形成神经纤维缠结；破坏细胞骨架，物质运输受阻，神经元代谢紊乱、凋亡。 （3）从细胞生命历程角度解析病因 ①细胞衰老：神经细胞提前衰老，代谢能力下降、自由基堆积、细胞器功能衰退，抵抗力变差。 ②细胞凋亡异常：AD患者凋亡相关基因表达异常，神经元过早、过度凋亡。（不是外界损伤导致的细胞坏死，是内在基因调控紊乱引发的主动异常凋亡） ③蛋白质结构与功能异常：β-淀粉样蛋白、Tau蛋白空间结构改变；蛋白质结构决定功能，结构异常→功能丧失+异常沉积→损伤神经细胞。 1．（24-25高二上·北京平谷·期末）依据原胰岛素分子结构，研究者研制了一种能随血糖水平自我调节的新型胰岛素（NNC），并对其展开了系列实验，以期用于糖尿病的治疗。 (1)血糖浓度升高时，胰腺内的______细胞会加速胰岛素的合成和分泌。内环境中的胰岛素分子经过______的传递，可与骨骼肌细胞表面的受体结合，促进葡萄糖______。 (2)在原胰岛素的B链N端引入一个葡萄糖苷分子，在B链C端引入一个大环分子，形成的新型胰岛素（NNC）如图甲。葡萄糖苷分子能够与C端的大环分子结合成环状，导致NNC丧失原有空间结构，葡萄糖与葡萄糖苷分子可竞争结合大环分子，从而创造出根据葡萄糖浓度高低的“信息传递开关”机制。结合图文信息，完善葡萄糖浓度高、葡萄糖浓度低时，NNC“信息传递开关”机制______。（选择一项回答即可） (3)为评估NNC响应葡萄糖浓度“信息传递开关”的效果，研究人员进行体外实验，检测了NNC和原胰岛素与特异性受体的亲和力，结果如图乙。 该实验结果表明：NNC对血糖水平的调节比原普通胰岛素更具优势，体现在______。 (4)为评估NNC对血糖水平的调节效果，研究人员将NNC或原胰岛素静脉输入给糖尿病猪，同时，间断的输入葡萄糖，检测血糖浓度变化如图丙所示。实验结果说明：______。 (5)上述实验者进行的体内实验，有人认为实验设计不合理，无法评估NNC调控血糖的效果，你认为的原因可能是______。 2．（25-26高二下·北京西城·期中）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 阿尔茨海默病早期诊断的新技术 阿尔茨海默病（AD）是一种中枢神经系统的退行性病变。血浆外泌体是由活细胞分泌到血液中的囊泡。与健康人相比，AD患者血浆外泌体上蛋白质Aβ1-42含量显著升高，可作为AD诊断的生物标志物。我国科研人员开发了检测血浆外泌体Aβ1-42水平的新技术——免疫磁珠外泌体聚合酶链式反应（iMEP）技术。 研究者首先将抗Aβ1-42抗体与DNA单链1结合成DNA-抗体偶联物，然后除去未偶联成功的游离抗体，获得纯化的DNA-抗体偶联物，纯化过程如下：单链1上的片段b通过碱基互补配对与预先偶联了纳米颗粒（SA）的单链2上的片段b*结合，偶联物随纳米颗粒沉淀。沉淀物溶解后再加入单链3，单链3与单链1竞争性杂交结合单链2，因此可将DNA-抗体偶联物从纳米颗粒上替换下来（图1）。 CD63是外泌体表面特异性高表达的蛋白，且AD患者外泌体CD63含量与健康人相同。研究者将抗CD63抗体固定在磁珠上，抗体-磁珠偶联物能够结合血液外泌体，使其富集。再利用DNA-抗体偶联物结合外泌体表面的Aβ1-42,最后利用实时荧光定量PCR技术对DNA-抗体偶联物中的DNA进行指数扩增。PCR体系中含有荧光染料，该染料在游离状态不发光，与双链DNA结合后发出荧光，根据产物荧光强度可计算DNA模板量（图2）。 iMEP技术能够灵敏地检测血液样本AD生物标志物的含量，还可以扩展到检测外泌体上其他生物标志物，因此有可能成为复杂临床环境中疾病筛查和进展监测的新工具。 (1)制备抗Aβ1-42单克隆抗体时，多次注射_______到小鼠体内，从小鼠的脾脏中获得B淋巴细胞，与骨髓瘤细胞诱导融合后，先筛选得到杂交瘤细胞，再进行______培养和抗体检测，得到能分泌抗Aβ1-42抗体的杂交瘤细胞。 (2)图1中DNA单链1的5’和3’末端碱基序列为：5’-CATGTT…CGACTA-3’，则DNA单链3的5’末端碱基序列应为__________，沉淀物溶解后加入的DNA单链3的量应_______（多于/等于/少于）溶液中DNA单链1的量。 (3)研究人员用iMEP技术检测比较健康人与AD患者血液样本外泌体中Aβ1-42含量，下列关于该实验的叙述正确的是_______ A．应在两类样本的外泌体CD63总量相等的条件下检测Aβ1-42含量 B．如果DNA-抗体偶联物中混有游离抗体，会导致检测值偏小 C．PCR扩增的模板是单链，因此PCR体系中只需要加入一种引物 D．AD患者血液样本PCR扩增终产物的荧光强度显著高于健康人 (4)iMEP技术的优点之一是灵敏度高，其高灵敏度的原因是________。 (5)在iMEP技术中，同时使用两种DNA-抗体偶联物，并将PCR产物检测环节更改为电泳检测，可以同时检测两种生物标志物分子。此时使用的两种DNA-抗体偶联物之间的区别是_________。 1．胰岛素是调节血糖的重要激素，研究者研制了一种“智能”胰岛素（IA）并对其展开了系列实验，以期用于糖尿病的治疗。 (1)正常情况下，人体血糖浓度升高时，______________细胞分泌的胰岛素增多，经体液运输到靶细胞，促进其对葡萄糖的___________，使血糖浓度降低。 (2)GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白，IA（见图1）中的X能够抑制GT的功能。为测试葡萄糖对IA与GT结合的影响，将足量的带荧光标记的IA加入红细胞膜悬液中处理30分钟，使IA与膜上的胰岛素受体、GT充分结合。之后，分别加入葡萄糖至不同的终浓度，10分钟后检测膜上的荧光强度。图2结果显示：随着葡萄糖浓度的升高，________________。研究表明葡萄糖浓度越高，IA与GT结合量越低。据上述信息，推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为______________。 (3)为评估IA调节血糖水平的效果，研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量胰岛素和IA，测量血糖浓度的变化，结果如图。 该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势，体现在______________。 (4)细胞膜上GT含量呈动态变化，当胰岛素与靶细胞上的受体结合后，细胞膜上的GT增多。若IA作为治疗药物，糖尿病患者用药后进餐，血糖水平会先上升后下降。请从稳态与平衡的角度，完善IA调控血糖的机制图。（在答题纸的相应方框中以文字和箭头的形式作答。） _______ 2．学习以下材料，并回答相关问题。 1907年，在德国法兰克福的一家精神病院有一名51岁妇女，她出现了包括记忆丧失，精神错乱和方向感迷失在内的多种症状。这位妇女去世后，德国精神病学家阿洛伊斯·阿尔兹海默检查了她的大脑，发现了一些关键的现象。首先，该病人的脑容量小于平均值，或者说由于神经元（神经细胞）的丢失，出现了萎缩。除此之外，病人的神经元内存在蛋白质纤维缠结；在脑细胞外，还有另一种蛋白质的沉积。阿尔兹海默发表了一份病理报告，报道了这种会影响大脑皮层的不同寻常的疾病，并将其命名为阿尔茨海默病（简称AD）。在接下来的一个世纪里，两种病理性蛋白——β-淀粉样蛋白（Aβ）和错误折叠的Tau蛋白——成为该疾病病因研究的重点。 阿尔茨海默病有两个独特的分子标志物。第一种是淀粉样蛋白，即Aβ（含有近40个氨基酸的多肽组成的蛋白），这些蛋白存在于细胞间隙中；第二种是扭曲或者错误折叠的Tau蛋白。Tau蛋白会通过一个过度磷酸化的过程，连接上大量的磷酸基团，Tau蛋白磷酸化程度的增加与蛋白的聚集能力和毒性增强有关。以扭曲的团块结构存在于神经元胞体内的Tau蛋白被称为神经原纤维缠结。Tau蛋白本身和Aβ的前体蛋白（APP）在细胞中都具有正常的功能，而在阿尔茨海默病患者体内，这些功能会受到破坏。通过对两种蛋白的病理性进行广泛的研究得出一个结论：应该将阿尔茨海默病分为两个阶段。第一个阶段是症状出现前15-25年，在这个阶段，Aβ会在大脑最外层的大脑皮层中积累，但不会影响认知功能。在第二个阶段，大脑皮层中开始出现神经原纤维缠结，神经元开始退化，随着脑细胞的死亡，患者开始出现认知功能障碍。 目前对于AD的发病机制和病因，主流学说认为Aβ是由APP在β和γ两种分泌酶的作用下被连续水解得到的多肽单体，这些单体可进一步寡聚发生沉淀和聚集，如图所示。Aβ聚集沉积导致脑内大量斑块的形成，直接作用于神经元，产生毒性作用；此外，神经元内Tau蛋白的过度磷酸化处于Aβ过量产生、聚集的下游，进而导致大脑中神经原纤维变性，以致神经元凋亡，最终导致AD型痴呆。 (1)APP是由770个氨基酸组成，定位于细胞膜上。在正常状态下，α分泌酶剪切位点位于__________（选填图中数字），然后再由γ分泌酶在711位氨基酸进行剪切，得到可溶性蛋白，该过程需要破坏蛋白质结构中的__________。在阿尔兹阿尔茨海默病海默病患者体内，由于β分泌酶在__________（选填图中数字）位点的异常剪切，造成蛋白质的__________发生改变而导致功能被破坏，出现聚集现象。 (2)根据文中信息，请用字母将阿尔茨海默病的发病机理表示完整： A．APP合成 B．α分泌酶剪切 C．β分泌酶剪切 D．γ分泌酶剪切 E．神经原纤维缠结出现 F．Tau蛋白过度磷酸化 G．形成淀粉样斑块 H．神经元凋亡 (3)根据文中信息，尝试提出治疗阿尔茨海默病的思路：__________。 猜押3 免疫疾病 1.体液免疫与细胞免疫 2.免疫失调 （1）过敏反应——免疫防御功能过强 （2）自身免疫病——免疫功能过强（风湿性心脏病） （3）免疫缺陷病——机体免疫功能不足或缺乏而引起 类型 3.HIV病毒 项目 详　　解 遗传物质 RNA（HIV为逆转录病毒） 遗传信息 传递过程 特点 由于遗传物质为单链，所以艾滋病病毒突变率高，变异类型多，给疫苗的研制带来困难 分布 血液、精液等 作用机理 HIV能够攻击人体的免疫系统，主要侵入并破坏人体的辅助性T细胞，使其大量死亡，导致患者几乎丧失一切免疫功能，最终死于由免疫功能丧失引起的严重感染或恶性肿瘤等疾病 HIV浓度 和辅助性 T细胞数 量的变化 ①艾滋病病原体（HIV）是逆转录病毒，需要的逆转录酶最初不是宿主细胞提供的，病毒本身就含有逆转录酶。 ②HIV侵染人体细胞时，进入细胞的并不是只有其RNA：HIV是一个囊膜病毒，通过囊膜和宿主细胞膜融合，使囊膜内包括蛋白质外壳在内的所有物质被吞噬进入细胞。 ③感染了HIV不能立即被检测出和发病：艾滋病有较长的潜伏期，可能感染后多年才会发病。 ④艾滋病直接死因：由免疫功能丧失引起的严重感染或恶性肿瘤等。 4.癌症及治疗 （1）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PDL-1(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”。免疫疗法也有一定的局限性，过度阻断PD-1/PD-L1信号通路，可能会引起过强的免疫反应等。 （2）CAR-T疗法是嵌合抗原受体T细胞免疫疗法，是把一个含有能识别肿瘤细胞且激活T细胞的嵌合抗原受体的病毒载体转入T细胞，即把T细胞改造成CAR-T细胞这是一种治疗肿瘤的新型精准靶向疗法。近几年通过优化改良在临床肿瘤治疗上取得很好的效果，是一种非常有前景的，能够精准、快速、高效，且有可能治愈癌症的新型肿瘤免疫治疗方法。 1．（24-25高二上·北京延庆·期末）类风湿性关节炎（RA）是一种自身免疫病，主要病症为关节软组织肿胀、关节骨损伤，属于炎症性疾病。科研人员对RA的发病机制及治疗进行了相关研究。 (1)RA患者关节滑膜中的某些蛋白作为______被树突状细胞摄取并处理，呈递给辅助性T细胞，辅助性T细胞分泌细胞因子促进巨噬细胞和淋巴细胞聚集到关节部位，同时激活______分裂和分化，并与关节组织细胞结合，引起细胞裂解释放细胞内容物，进而引发更严重的炎症反应。 (2)S5蛋白与炎症性疾病有关，为研究S5蛋白对RA的作用及机制，科研人员构建了RA患病大鼠（RA模型鼠），实验材料、处理及检测指标如下表所示。 组别 实验材料及处理 检测指标 1 正常大鼠，注射适量生理盐水 1.大鼠后爪关节肿胀程度2.辅助性T细胞占所有T细胞的比例 2 RA模型鼠，注射适量MTX 3 ______ 4 RA模型鼠，注射含有S5基因的腺病毒 注：MTX是一种可以治疗RA的药物。腺病毒是一种可携带S5基因进入宿主细胞并表达的工具。 实验结果如图1、图2所示。 ①据图1结果可知表中第3组的实验材料及处理是______。 ②图1结果表明S5蛋白对大鼠RA的作用是______。 ③据图2并结合（1）中RA发病机理，推测S5蛋白的作用机制是______。 (3)研究发现，S5蛋白能去除P蛋白上的SU基团。为验证“S5蛋白通过去除P蛋白上的SU基团，影响T细胞分化与细胞因子释放”这一假设，以体内P蛋白带有过量SU基团的若干突变大鼠为实验材料，注射含S5基因的腺病毒，检测P蛋白上SU基团的数量。请评价该实验方案并加以完善______。 2．（25-26高三上·北京朝阳·月考）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 癌细胞的“大义灭亲”灭活的肿瘤细胞能够诱导抗肿瘤免疫反应，可作为癌症疫苗。但是它们不能在诱导免疫反应之前杀死肿瘤细胞，因而存在一定限制。研究人员尝试开发一种双功能的治疗策略，利用基因工程改造肿瘤细胞，使其能够释放肿瘤细胞杀伤物质干扰素β（IFNβ），用以杀死原发性肿瘤；同时刺激免疫系统，预防癌症。该研究团队选用恶性程度高的脑胶质母细胞瘤（GBM）作为测试模型，利用基因编辑技术对活肿瘤细胞进行改造。首先进行某种编辑得到A细胞，随后对A细胞进一步改造，分别得到以下三种工程肿瘤细胞： 细胞种类 细胞功能 IFNβ-TC 释放肿瘤细胞杀伤剂IFNβ，致使肿瘤细胞凋亡 CSF-TC 分泌细胞因子CSF，引起特异性免疫 ThTC 分泌IFNβ和CSF ThTC的制备过程及其作用机制如下图1所示。在体外细胞共培养试验中，ThTC能直接杀伤未经改造的GBM细胞。   为了评估上述三类细胞能否在体内发挥抗肿瘤作用，研究团队构建GBM小鼠模型，分别在颅内注入等量的GBM、IFNβ-TC、CSF-TC和ThTC，统计60天内小鼠的生存率，结果如图2。为了检测ThTC疫苗的效果，选择在第一次实验中存活的小鼠，在其对侧大脑半球再次注射等量GBM细胞，持续监测两个月，发现ThTC组所有小鼠均没有出现肿瘤。这一实验证实了工程肿瘤细胞，特别是ThTC细胞可以诱导小鼠长期抗肿瘤免疫，揭示了工程化改造肿瘤细胞作为肿瘤疫苗的潜力。 (1)注射灭活的肿瘤细胞可以作为_______，刺激机体产生免疫应答。 (2)ThTC疫苗治疗癌症优于另外两种工程肿瘤细胞的原因是_______。 (3)结合文中信息和图1分析，A细胞与GBM细胞的差异是_______，这样改造的目的是_______。 (4)请结合免疫学知识解释ThTC疫苗能有效抑制对侧肿瘤生长的原因。____ (5)有人认为ThTC疫苗存在安全风险，请说明理由_______。 1．学习以下材料，回答（1）~(4）题。 免疫耐受是怎么回事？ 正常情况下，机体的免疫系统对外来抗原的刺激会启动免疫应答，然而对体内自身组织细胞表达的抗原则表现为“免疫无应答”的状态，这被称为免疫耐受。 免疫耐受的提出源于科学家对异卵双生小牛之间能够成功进行皮肤移植的实验研究，他们认为小牛在胚胎期对彼此产生了免疫耐受。后续研究发现，动物在胚胎期能够建立对自身组织的免疫耐受，其机理为针对自身组织的免疫细胞会发生凋亡。自身免疫耐受具有高度特异性，且原则上能够长期持续，不易被打破。 病原微生物、异种组织抗原等在一定条件下可引发机体的免疫耐受。在机体的后天生活中，原本具有应答能力的T、B细胞受多种因素影响，也可能丧失应答能力，进而使机体产生免疫耐受，这类耐受能够持续，也可能随诱导因素的消失而解除。免疫耐受是一种复杂的免疫现象，在肿瘤微环境中，机体对肿瘤细胞也常会表现出免疫耐受。 近年来，科学家发现耐受型树突状细胞（tDCs）可以通过诱导调节性T细胞的产生与活化引起免疫耐受。部分调节过程如图所示，其中初始T细胞指未受抗原刺激的原始T细胞。 免疫耐受的诱导、维持和破坏影响着许多疾病的发生、发展。研究者希望对免疫耐受进行更加深入的研究，用于解决此类免疫相关疾病。 (1)在机体免疫应答中起重要作用的抗原呈递细胞（APC），其功能是_____抗原，并将抗原信息呈递给其他免疫细胞。在正常情况下，将供体器官移植至受体体内会发生免疫排斥反应，这是由于受体产生的活化的细胞毒性T细胞能够_____供体器官细胞。 (2)文中提到“免疫耐受具有高度特异性”，其含义是_____。据图分析IL-10、TGFβ的作用具有多效性，具体表现为_____。 (3)下列关于免疫耐受的说法，不正确的有_____。 a.免疫耐受是机体发育过程中的免疫缺陷病 b.自身免疫耐受机制遭到破坏，可引发自身免疫病 c.胚胎期淋巴细胞接触自身抗原后，其细胞凋亡过程受到抑制 d.机体对肿瘤抗原的免疫耐受会抑制肿瘤的发生和发展 (4)根据文中信息，尝试提出解决异体器官移植免疫排斥现象的思路_____。 2．癌症的免疫疗法通过重新激活抗肿瘤的免疫细胞，克服肿瘤的免疫逃逸，在癌症治疗方法中取得越来越突出的地位，科研人员在不断研究中发现多种免疫治疗方法的结合是提高治疗效果的途径之一。 (1)癌细胞由于______突变导致其表面物质发生改变，如某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA和PD-L1，如图PD-L1能抑制T细胞的活化，使癌细胞发生免疫逃逸。临床上可利用PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗，据图1推测，其原因是______。但此种方法对一些肿瘤无效。 (2)CD28是T细胞表面受体，T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。因此，科研人员尝试构建既能结合PSMA，还能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28，诱导T细胞定向杀伤癌细胞，如下图2。 制备过程为：先将______分别注射到小鼠体内，分离出B淋巴细胞，诱导其与小鼠的______细胞融合，筛选得到两种杂交瘤细胞，再诱导两种细胞融合。成功融合的细胞会表达两种L链和两种H链，由于______而产生多种抗体，因此还需进行筛选才能获得所需的双特异性抗体PSMA×CD28。 (3)科研人员将癌细胞和T细胞共同培养，加入不同抗体，比较不同抗体对T细胞活化的作用。实验各组由活化T细胞产生的细胞因子IL-2含量如下图3，结果说明______。 (4)共同培养癌细胞和T细胞，经处理形成图4所示的细胞结合部位，再均分为两组，A组中加入非阻断性PD-1单抗（与PD-1结合后，PD-1仍可和PD-L1结合），B组加入正常PD-1单抗，两组均加入蓝色荧光标记的CD28单抗，观察荧光分布，结果如下图4。请据此实验解释（3）中双特异性抗体PSMA×CD28与PD-1单抗联合使用对T细胞激活的影响______。 1．（24-25高一下·北京·期中）表皮松解性掌跖角化症（EPPK）是一种单基因（KRT9基因）遗传病。患者表现为掌、跖的整个表皮有弥漫性的角质增厚，手掌和脚掌易皲裂，产生疼痛感，症状加剧时，手指活动困难，严重影响生活质量。患者出生数周到数月即有表征，持续终生，临床上尚无有效的治疗措施。图1为EPPK的一个家系图，已知I-2个体没有该病的致病基因。 请回答问题： (1)据图1及题干信息判断，EPPK为________染色体________性遗传病。 (2)对家系成员的KRT9基因进行检测，通过测序峰图读取该基因的碱基序列，图2为部分序列。由图2可知，与健康人相比，患者KRT9基因中碱基发生的变化是________，转录出的mRNA分子上的________发生改变，KRT9蛋白中的氨基酸由________变为________（可能用到的密码子：GCC丙氨酸；CGG精氨酸；UGG色氨酸；ACC苏氨酸），导致KRT9蛋白的________和功能异常而患EPPK。 (3)II-3已经怀孕，预测III-1患病概率为________。在医生建议下，患者及家属签署知情同意书，产前诊断时采用羊膜穿刺术获得胎儿基因组DNA样本，对胎儿进行________，结果如图3. (4)医生的结论是III-1没有致病基因，II-3可以继续安心妊娠。医生得出这一结论的依据是________。III-1出生后13个月龄时随访，婴儿健康，没有出现EPPK的任何相关临床特征。 2．（22-23高三上·北京通州·期中）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 利用抑制性tRNA进行无义突变遗传病的治疗 无义突变是由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子（UAA、UAG或UGA），从而使肽链合成提前终止，造成蛋白质的功能改变，引发相关疾病。约有10%~15%的人类基因相关遗传疾病是由无义突变引发的。常规的基因治疗是将正常基因的cDNA序列或是有治疗价值的基因（如CRISPR－Cas9相关的基因编辑工具）通过一定的方式导入人体靶细胞内，达到替代或修复缺陷基因、治疗疾病的目的。导入基因插入位置不当、过高或过低表达，都可能会导致副作用。尽管基因编辑可以实现生理水平的基因表达，但基因编辑工具引入外源蛋白可能引发强烈的免疫反应仍然是巨大的挑战。 抑制性tRNA（sup－tRNA）由天然tRNA改造而来，它的反密码子通过碱基配对原则可以识别无义突变的终止密码子，使得mRNA在翻译至无义突变位点时不启动翻译终止而是继续向后进行翻译，获得有功能的全长蛋白。 I型黏多糖贮积症的病因，是相关基因发生无义突变，产生终止密码子UAG。研究者构建小鼠该突变基因mldua和Flag基因融合的载体（图1），以及针对该无义突变设计的sup－tRNA表达载体（产生的sup－tRNA能够识别UAG并携带酪氨酸Tyr，简写作sup－tRNATyr），将其导入细胞进行研究，发现与具有相似作用的化合物G418比较，sup－－tRNA的作用更加显著（图2）；进一步利用重组腺相关病毒作为载体将sup－tRNA导入患病小鼠模型中，实验显示能够降低黏多糖过度积存，实现对该病症的有效治疗，其疗效可以持续半年以上。 从整体来看，G418在促进跨越无义突变位点继续翻译时引入的氨基酸较为随机，而sup－tRNA引入的氨基酸较为单一，且不会影响内源tRNA稳态，所以sup－tRNA在个体治疗中具有很高的安全性，因而在未来基因突变引起的疾病相关治疗中具有非常大的应用前景。 (1)侵染时，作为载体的重组腺相关病毒与靶细胞膜上的____________发生识别，引发内吞，进入细胞后释放单链DNA作为模板，利用宿主细胞的____________催化合成其互补DNA链，再经过____________过程产生sup－tRNA。 (2)除了引入的氨基酸较为单一，不影响内源tRNA稳态，我们还可推断，用于治疗的sup－tRNA在正常终止密码子处_____________（填“能”或“不能”）继续往后翻译，具有很高的安全性。 (3)研究者构建mldua突变基因和Flag基因融合的载体，目的是通过检测____________来确定是否跨越无义突变位点继续向后翻译。实验结果表明，相比于化合物G418，sup－tRNA在促进无义突变位点的翻译方面更加有效，支持这一结论的依据是：____________。 (4)有文献报道，已在近1000个不同的人类基因中发现了7500多个无义突变。常规的基因治疗需要为每种疾病设计独特的治疗策略，这将是一项耗费惊人的项目。据此说明sup－tRNA的应用价值______。 3．（24-25高三上·北京海淀·阶段练习）脆性X综合征（FXS）患者是由于X染色体上编码F蛋白的基因（F基因）序列中，三个核苷酸（CGG）发生多次重复所致。 (1)图1为某FXS患者家系图，该家系部分个体F基因的cDNA片段检测结果如图2所示。 ①在遗传咨询时，通过调查构建图1所示的家系图有助于分析遗传病的______，推算后代再发风险等。图2是提取患者体内总RNA经过______获得cDNA，再利用特异性引物扩增获得的。 ②临床观察发现，FXS的男患者通常比女患者症状严重。据图2推测，FXS患者的CGG发生多次重复，可能会导致男患者的F蛋白______，而女患者症状较轻的原因可能是______。 (2)研究发现，FXS发病严重程度与CGG的重复次数有关。正常的X染色体有6~54次重复，而患者有230~2300甚至更多次的重复。CGG的重复次数有随代际增加的倾向，科研人员提出对这一现象的解释，如图3所示。 ①据图3可知，以含有CGG重复序列的单链为______合成子代DNA链时，子链3′端容易滑落并折叠，随3′方向的继续延伸，会导致子链______。 \ ②哺乳动物中，胞嘧啶甲基化易发生在CG二核苷酸处，已知CGG重复序列紧邻F基因启动子对应的位置。结合图2中cDNA片段检测结果推测，Ⅱ-3的CGG重复序列导致F基因表达情况发生变化的分子机制可能是______。 (3)研究表明，FXS与智力和情绪障碍有关，患者会出现冲动和癫痫等症状。γ-氨基丁酸（GABA）为海马区神经元分泌的抑制性神经递质。有证据表明，F蛋白与神经元上的GABA受体结合后激活受体的功能，使GABA调控通路发挥正常功能。 ①请将下列英文字母填入表格适合的位置，补充实验方案，进一步提供新的证据。 A．野生型小鼠             B．F基因敲除的小鼠         C．生理盐水 D．GABA受体激活剂       E.突触前膜                 F.突触后膜 组别 1 2 3 实验动物 A __________ __________ 海马区内注射物质 C __________ C 检测指标 __________的电位变化 ②实验结果若为______，则说明上述结论成立。 4．（25-26高二上·北京石景山·期末）肥胖和营养过剩是2型糖尿病的主要诱因。为探究肥胖状态下胰岛功能障碍导致高血糖的机制，我国科研团队开展了系列实验。 (1)胰岛素能促进血糖进入细胞进行氧化分解，促进________________________等（答出一项即可），与胰岛A细胞分泌的______共同维持血糖稳态。 (2)巨噬细胞是胰岛中主要的免疫细胞，通过S因子识别外源病原体DNA或内源受损DNA，从而激活相关的______免疫反应以抵御感染。为探究巨噬细胞的S因子信号通路对胰岛功能的影响，将野生型小鼠和敲除S基因的突变小鼠分组，每组都分别饲喂正常饮食和高脂饮食20周。 ①检测结果表明S因子与高脂饮食喂养诱导的胰岛功能障碍有关。支持此结论的证据是：高脂饮食组中突变小鼠体重显著低于野生型小鼠，降血糖能力显著____________；而正常饮食组的两种小鼠体重及其他指标无明显差异。 ②对两种小鼠分离的胰岛进行培养，用不同浓度的葡萄糖处理。检测培养基上清液和胰岛内的胰岛素含量，结果如下图。实验设置不同浓度葡萄糖的目的是________________________。根据结果推测，S因子信号通路主要降低了胰岛B细胞______胰岛素的功能（填“合成”或“分泌”）。 (3)另有研究表明，高脂饮食会导致脂肪细胞、血管上皮细胞中线粒体破碎，线粒体DNA释放到细胞质中。科研人员用饱和脂肪酸处理两种小鼠的胰岛，一段时间后，检测到巨噬细胞的细胞质中积累了线粒体DNA。同时在巨噬细胞中检测到胰岛素颗粒，如图2。结合（2）的研究，推测高脂饮食导致高血糖的原因是______________________________。 5．（23-24高二上·北京·期中）研究者研制了一种“智能”胰岛素（IA），并对其展开了系列实验，以期用于糖尿病的治疗。 (1)正常情况下，人体血糖浓度升高时，________细胞分泌的胰岛素增多，经________运输到靶细胞，促进其对葡萄糖的_____________，使血糖浓度降低。 (2)GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白，IA（见图1）中的X能够抑制GT的功能。为测试葡萄糖对IA与GT结合的影响，将足量的带荧光标记的IA加入红细胞膜悬液中处理30分钟，使IA与膜上的胰岛素受体、GT充分结合。之后，分别加入葡萄糖至不同的终浓度，10分钟后检测膜上的荧光强度。 图2结果显示：随着葡萄糖浓度的升高，___________________。研究表明葡萄糖浓度越高，IA与GT结合量越低。据上述信息，推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为_____________。 (3)为评估IA调节血糖水平的效果，研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量胰岛素和IA，测量血糖浓度的变化，结果如图3。 该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势，体现在______________________________。 (4)细胞膜上GT含量呈动态变化，当胰岛素与靶细胞上的受体结合后，细胞膜上的GT增多。若IA作为治疗药物，糖尿病患者用药后进餐，血糖水平会先上升后下降。请从稳态与平衡的角度，完善IA调控血糖的机制图___________________。（任选一个过程，在方框中以文字和箭头的形式作答。） 6．（2022·北京丰台·二模）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 内质网—线粒体结构偶联与阿尔茨海默症的关联性 β淀粉样蛋白（Aβ）的大量沉积被认为是导致阿尔茨海默症（AD）的一个重要原因。Aβ在大脑神经细胞轴突和神经末梢中形成，会激发一系列连锁反应，包括阻碍神经细胞轴突的运输功能，甚至导致神经细胞的死亡。Aβ由β-淀粉样前体蛋白（APP）先经过加工形成palAPP，再由β分泌酶和y分泌酶切割产生。目前尚无治疗AD的特效药物。 长期以来囊泡运输被认为是内质网与其他细胞器相联系的主要机制，但最近的研究表明内质网膜与线粒体、质膜、高尔基体紧密连接，这种细胞结构间形成的微小膜连接称为膜接触位点。尽管这些接触通常只涉及膜表面的很小部分，但对胞内通信却起着重要的介导作用。最典型的膜接触位点是内质网和线粒体之间的接触部位——线粒体相关内质网膜（MAM）。MAM上存在丰富的蛋白质，这些蛋白质可调节与生理和病理过程相关的细胞信号通路。许多研究表明MAM与AD的发生有密切的联系。 研究显示，在AD模型小鼠中，线粒体内Ca2+的增加与Aβ斑块沉积和神经元死亡有关。MAM是调节Ca2+平衡和氧化还原平衡的关键点。内质网膜上的Ca2+释放通道被激活后，通过MAM控制Ca2+从内质网顺浓度梯度向线粒体转移。线粒体中过量的Ca2+会干扰细胞呼吸，增加活性氧的生成；同时Ca2+浓度异常会触发内质网功能异常，从而导致神经元死亡，引发AD。 新的研究表明，在神经元轴突中的MAM是palAPP受到β分泌酶加工并制造Aβ的场所。基于这一发现，研究人员尝试通过抑制MAM关键基因的表达，或者降低MAM的数量或活性，以期阻止或减缓阿尔茨海默症患者的疾病进展。 (1)APP加工成palAPP后，导致其__________改变，从而被β分泌酶切割产生AB。 (2)由材料可知，细胞器膜、细胞膜和核膜等结构，通过囊泡运输和____________，在结构和功能上紧密联系，共同构成细胞的___________。 (3)根据文中信息，Ca2+浓度异常引发AD的原因是：在MAM的调控下，Ca2+从__________转出，过量的Ca2+干扰了氧气在___________与[H]的反应，产生过多活性氧；同时Ca2+浓度异常会___________，从而导致神经元死亡。 (4)下列能够支持神经元MAM是制造Aβ的场所的证据有____________。 A．Ca2+通过MAM以顺浓度梯度的方式进行运输 B．palAPP主要富集在人和小鼠神经元细胞的MAM中 C．抑制MAM关键基因的表达，会阻碍β分泌酶切割palAPP D．AD模型小鼠神经元的MAM中存在有活性的β和y分泌酶 7．（24-25高二下·北京·期中）抑郁症与肠道菌群之间存在密切的联系。我国科研人员发现某些肠道微生物产生的代谢物高香草酸（HVA）与抑郁症的发生有关，并对其相关机理进行了研究。 (1)抑郁症患者血清HVA水平较低。研究人员取抑郁症患者和健康志愿者粪便样本进行肠道微生物体外培养，培养基中应含有水、________和无机盐等营养物质，接种肠道菌群前，培养基需要经________处理，大部分实验需在________环境下操作才能获得肠道菌，结果发现患者肠道菌群中缺乏能产生HVA的B菌。 (2)检测发现抑郁症模型小鼠血清和脑组织中HVA水平均显著低于对照组健康小鼠，且肠道菌群中也缺乏B菌。研究人员对抑郁症模型小鼠进行HVA给药或肠道移植B菌，获得图1、图2所示实验结果。 ①图1结果表明移植B菌能产生HVA到达脑部，依据是__________。 ②将小鼠在无法逃离的水槽中放置5min，小鼠放弃挣扎、漂浮不动的总时长是评估抑郁症状的重要指标。图2结果表明 _________。 (3)已有研究表明脑部海马区的突触损伤是抑郁症的主要病理基础，而细胞过度自噬参与了突触损伤。细胞自噬过程中，细胞质基质中的LC3-Ⅰ蛋白被剪切转化为LC3-Ⅱ，LC3-Ⅱ定位到自噬体膜上，位于自噬体内膜上的LC3-Ⅱ最终在溶酶体中被降解（图3），因此细胞中两种LC3蛋白含量和两种蛋白的含量比（LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ）是细胞自噬水平的重要指标。研究人员以体外培养的小鼠海马神经细胞为材料，进行相关处理后检测细胞内LC3-Ⅰ、LC3-Ⅱ含量，结果如图4所示。 ①培养基中缺乏葡萄糖时，细胞自噬水平升高，从物质与能量的角度说明该现象对细胞生存的意义：__。 ②图4中自噬抑制剂能够抑制溶酶体功能，第4组与第2组的“LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ”的差异产生原因是_____。 ③实验结果表明，HVA能够通过_______________，从而改善抑郁症状。 8．（25-26高二上·北京海淀·期末）情绪是人脑的高级功能之一，若由于压力等引发的消极情绪长期积累可能会使人患抑郁症，检测发现患者突触间隙神经递质5-羟色胺（5-HT）含量降低。 (1)5-HT主要由大脑DRN神经元合成，如图1所示，当兴奋传至轴突末梢时，______向突触前膜移动并与之融合，以______方式释放5-HT，作用于大脑皮层及海马区突触后膜受体（R），在细胞间传递信号，产生愉悦感。5-HT发挥作用后可被转运体（SERT）回收到突触小体。DRN胞体膜上也有SERT和5-HT受体（R胞 ）。 (2)胞体区（A区）的5-HT也可作用于R胞 ，调控DRN动作电位的发放频率，如图2所示。抗抑郁药物F能与SERT结合，但使用早期效果不佳。检测正常小鼠（甲）、抑郁小鼠（乙）和脑部注射F 2 h后的抑郁小鼠（丙）A区胞外5-HT含量，结果如图3。 下列相关叙述错误的是______。 A．释放到B区5-HT的量与DRN动作电位发放频率正相关 B．药物F作用于SERT，促进释放更多5-HT C．药物F使用早期DRN动作电位发放频率降低 (3)已知胞体内的N蛋白可与SERT结合。为进一步探究抑郁症小鼠A区5-HT增多的原因，将小鼠DRN神经元中的N基因敲低，检测胞体相关物质含量（图4）。结果说明N蛋白能______SERT转移到膜上。研究人员据此设计出阻断N蛋白与SERT结合的药物Z，弥补药物F的缺点。请用文字和箭头完善药物Z快速缓解抑郁的分子机制______。 9．（25-26高二下·北京延庆·开学考试）癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病，科研人员尝试用免疫疗法治疗癌症。 (1)正常情况下，吞噬细胞表面特异性表达B7蛋白，B7与T细胞表面的CD28蛋白结合，使该细胞被活化，从而形成______细胞，结合并裂解靶细胞。B7还能与T细胞表面存在的另一种蛋白CTLA-4结合，但会导致细胞活化被抑制，失去杀伤作用。 (2)科研人员发现，癌细胞膜上出现了大量的B7蛋白，癌细胞能因此逃脱T细胞的杀伤。为探究其机理，科研人员进行如下实验。 科研人员制备接种癌细胞的模型小鼠，均分为三组。实验组分别注射适量使用生理盐水配制的抗CD28抗体和抗CTLA-4抗体溶液，对照组注射等量生理盐水，得到如图所示结果。 ①由于注射的两种抗体分别与相应抗原（CD28和CTLA-4）特异性结合，使B7蛋白与两种抗原的结合能力______。 ②据图推测，癌细胞逃脱T细胞杀伤的原因可能是癌细胞表面的B7蛋白优先与______结合，作出判断的依据是__________。 (3)进一步研究发现，T细胞表面还存在另一种蛋白PD-1，组织细胞表面的PD-L1可与之结合，从而避免自身免疫病的发生，同时也体现了免疫系统的______功能，据此推测PD-1与______（CD28或CTLA-4）的免疫效应相同。癌细胞PD-L1的______（高水平或低水平）表达会降低被免疫系统清除的可能性。 10．（25-26高一上·北京丰台·期中）学习下面材料，回答（1）～（4）题。 调节性T细胞与细胞间的信息交流 2025年诺贝尔生理学或医学奖授予了在免疫调节领域做出突出贡献的三位科学家。他们的研究聚焦于一种称为“调节性T细胞”的细胞，该细胞能抑制过度的免疫反应，维持机体免疫稳态，防止自身免疫病的发生。 调节性T细胞的功能依赖于其细胞膜表面及内部的一系列特定分子。其中，一个名为Foxp3的基因所编码的蛋白质是调节性T细胞发育和行使功能的“主控开关”。Foxp3蛋白在细胞质里合成后，需进入细胞核内调控其他基因的表达。 调节性T细胞通过其细胞膜上的蛋白质与靶细胞膜上的特定蛋白质结合，或通过释放特定的信息分子（如细胞因子），向靶细胞发出“抑制信号”。该信号经过靶细胞内部一系列蛋白质的传递，最终改变靶细胞的代谢与基因表达模式，从而抑制其免疫活性。研究还发现，若Foxp3基因发生突变，将导致其编码的蛋白质无法正常行使功能，引发严重的自身免疫性疾病。 对调节性T细胞作用机制的深入研究，为人类治疗自身免疫病（如类风湿性关节炎）和调控移植器官的免疫排斥反应提供了新的思路与潜在药物靶点。 (1)Foxp3蛋白在细胞质的________上合成，通过________（结构）进入细胞核并调控自身基因表达，这体现细胞核的功能是________。 (2)调节性T细胞膜上的蛋白质能与靶细胞膜上的特定蛋白质直接接触，这种接触依赖于膜上蛋白质的________。该过程体现了细胞膜具有________的功能。 (3)为验证Foxp3基因作为药物靶点的潜力，科研人员构建了Foxp3基因缺陷的模型小鼠，并与正常小鼠进行对照。将一种候选药物X分别作用于两组小鼠的调节性T细胞，检测这些细胞抑制免疫反应的能力，结果如下图所示。请依据实验结果，推测药物X最可能的作用机制________。 A．替代缺陷的Foxp3基因，直接合成功能蛋白 B．增强现有Foxp3蛋白的活性或促进其表达 C．修复突变的Foxp3基因的碱基序列 D．直接抑制免疫细胞的活性，无需调节性T细胞参与 (4)综合材料信息，调节性T细胞对靶细胞的精准调节，体现了细胞的各部分结构之间、细胞与细胞之间在________上的统一性。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 热点02 人体健康与疾病调控 答案版 考点1 遗传疾病 1． 【答案】(1)遗传物质 (2)磷酸二酯 (3)F2+R2 F1+F2 常染色体显性遗传病 (4)ACD 2． 【答案】(1)隐 X 20号 (2)Ⅰ/Ⅰ1〜Ⅰ5 缺失E3序列 无法合成Sedlin蛋白 【分析】据图分析，图中是正常双亲生出了有病的孩子，说明迟发性脊椎骨骺发育不良（简称SEDL）是隐性遗传病，且有病的个体都是男性，则该病最可能为伴X隐性遗传病。 1． 【答案】(1)染色体结构异常 (2)5号染色体缺失的片段与8号染色体增加的片段上的基因功能互补（或缺失的基因在8号染色体增加的片段上存在） 减数第一次分裂前期（联会时期） 6 1/3 进行产前诊断（如染色体核型分析） (3)细胞可启动DNA修复机制，如非同源末端连接，将断裂的染色体末 端直接连接，避免染色体片段丢失；或同源重组修复，以同源染色体为 模板修复断裂处，保证遗传信息完整 2． 【答案】(1)基因突变 (2)胎儿期主要由2个α、2个γ珠蛋白组成，出生后主要由2个α、2个β珠蛋白组成 选择性表达 (3)②⑤⑥ 实验组γ珠蛋白表达量高于对照组，β珠蛋白表达量低于对照组 (4)c~d (5)敲除（或沉默、突变）病人造血干细胞的BCL基因，筛选γ珠蛋白含量多的造血干细胞，体外大量培养后输入病人体内。 考点2 代谢疾病 1． 【答案】(1)胰岛B 体液（血液） 摄取、利用、储存 (2)当血糖水平较低，大环分子与葡萄糖苷结合，使NNC形成一个封闭的状态，抑制了胰岛素活性；当血糖水平较高，大环分子结合血液中的葡萄糖，NNC构象展开，胰岛素骨架得以结合胰岛素受体，发挥降糖作用 (3)NNC能响应血糖浓度变化发挥作用 (4)NNC处理与胰岛素相比，血糖变化范围更为狭窄 (5)没有设置血糖正常猪作为对照组探究NNC的作用 2． 【答案】(1)Aβ1-42 克隆化 (2)CGACTA… 多于 (3)ABD (4)抗CD63抗体-磁珠偶联物能够富集血液中外泌体；抗Aβ1-42单抗灵敏度高；实时荧光定量PCR能够放大信号 (5)抗体不同；DNA单链长度不同 1． 【答案】(1)胰岛B 摄取、利用、储存 (2)膜上荧光强度降低 IA与葡萄糖竞争结合GT (3)IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险 (4) 2． 【答案】(1)② 肽键 ① 空间结构 (2)CDGFE (3)抑制Aβ形成；抑制Tau蛋白过度磷酸化；抑制β分泌酶活性 【分析】根据题干信息可知，阿尔茨海默病（简称AD）与两种病理性蛋白有关，即β-淀粉样蛋白（Aβ）和错误折叠的Tau蛋白；根据图形分析可知，图中左侧非沉积途径（不致病）发挥作用的两种酶是α分泌酶和γ分泌酶，右侧沉积途径（致病性）β分泌酶发挥作用的两种酶是β分泌酶和γ分泌酶，结合两侧产物的类型可以判断γ分泌酶作用的位点是③，β分泌酶作用的位点是①，α分泌酶作用的位点是②。 考点3 免疫疾病 1． 【答案】(1)抗原 细胞毒性T细胞 (2)RA模型鼠，注射适量不含S5基因的腺病毒 一定程度缓解RA症状 通过减少辅助性T细胞的比例，减少细胞因子的释放，减少细胞毒性T细胞的激活，进而减少关节组织细胞的裂解破坏 (3)该实验方案存在两处缺陷：需设置对照组；检测指标不全。第一，应补充注射不含S5基因的腺病毒到突变大鼠；或注射含S5基因的腺病毒到野生型大鼠作为对照。第二，应补充检测两组大鼠中不同类型T细胞的比例及细胞因子释放量 2． 【答案】(1)抗原 (2)既能直接诱导肿瘤细胞凋亡，又能刺激免疫系统引起细胞免疫 (3)A细胞敲除了干扰素β（IFNβ）受体 防止自身体内产生的IFNβ杀死A细胞 (4)第一次注射的ThTC疫苗使机体产生免疫记忆，再次注射GBM细胞引起二次免疫，激活记忆T细胞转化成细胞毒性T细胞杀死GBM细胞 (5)ThTC细胞本身是肿瘤细胞，有可能在体内无限增殖，引发不良反应 1． 【答案】(1)摄取、加工处理 识别并接触、裂解 (2)只对特定的抗原不应答，对其他抗原仍能产生正常的免疫应答 既能作用于初始T细胞促进其活化为调节性T细胞，又能作用于抗原呈递细胞抑制其功能 (3)acd (4)器官移植前，激活tDCs的功能，从而引发机体产生针对移植器官的免疫耐受（结合文中信息，合理即可） 2． 【答案】(1)原癌基因和抑癌基因 PD-1单抗与PD-1的结合，阻断了PD-1和PD-L1结合，避免抑制T细胞活化 (2)PSMA、CD28 骨髓瘤 L链和H链的随机组合 (3)PSMA×CD28和PD-1单抗联合使用能够显著激活T细胞，且随PSMA×CD28浓度增加激活作用增强；单独使用PSMA×CD28或PD-1单抗，都不能显著激活T细胞 (4)PD-1单抗能避免PD-1与PD-L1结合，使CD28可以分布到T细胞和癌细胞的细胞结合部位，PSMA×CD28能更好地实现T细胞与癌细胞的有效结合，显著激活T细胞。 1． 【答案】(1)常 显 (2)C→T 密码子 丙氨酸 苏氨酸 结构 (3)0.5 基因检测 (4)致病基因片段为589bp，Ⅲ-1中不含致病基因片段 2． 【答案】(1)（特异性）受体 DNA聚合酶 转录 (2)不能 (3)Flag蛋白 转入sup－tRNA的细胞翻译产生的Flag蛋白量多于G418处理的细胞 (4)一种sup－tRNA可以治疗由同一种无义突变引起的不同疾病 3． 【答案】(1)传递方式/遗传方式 逆转录 不表达 女性有2条X染色体，一条染色体上F基因可表达出正常蛋白质 (2)模板 CGG重复次数增加 CGG重复序列增多导致CG比例增大，使F基因中胞嘧啶甲基化修饰增多，抑制F基因转录 (3)B B D F 1组和2组不产生动作电位，3组产生动作电位 4． 【答案】(1)肝糖原和肌糖原的合成（或促进血糖转化为脂肪、某些氨基酸等非糖物质） 胰高血糖素 (2)特异性 强于野生型小鼠 探究不同浓度葡萄糖条件下S因子信号通路对胰岛功能的影响 分泌 (3)高脂饮食导致脂肪细胞、血管上皮细胞线粒体破碎，线粒体DNA释放后被巨噬细胞摄取；巨噬细胞被激活并释放S因子，S因子抑制胰岛B细胞分泌胰岛素的功能，使胰岛素分泌不足，血糖升高 5． 【答案】(1)胰岛 B 体液 摄取和利用 (2)膜上的荧光强度降低 葡萄糖与 IA 竞争结合 GT (3)IA能响应血糖浓度变化发挥作用（或IA降血糖的效果更久，且能避免低血糖的风险） (4)   6． 【答案】(1)空间结构 (2)膜接触位点 生物膜系统 (3)内质网向线粒体 线粒体内膜 触发内质网功能异常 (4)BCD 7． 【答案】(1)碳源、氮源 灭菌 厌氧 (2)移植B菌的抑郁症模型小鼠脑组织中HVA水平显著高于抑郁症模型小鼠 移植B菌或HVA给药都能促进抑郁症状改善 (3)为细胞生存提供氨基酸、葡萄糖等必需原料物质和能源物质 第4组自噬抑制剂使自噬小体上LC3-Ⅱ降解速率下降，“LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ”增加 抑制海马神经细胞自噬减轻海马区突触损伤 8． 【答案】(1)突触小泡 胞吐 (2)B (3)抑制 9． 【答案】(1)细胞毒性T (2)降低 CTLA-4 与对照组相比，注射抗CD28抗体组肿瘤面积无明显差异，而抗CTLA-4抗体组肿瘤面积明显减小 (3)免疫自稳 CTLA-4 高水平 10． 【答案】(1)核糖体 核孔 遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心（或控制细胞的代谢和遗传） (2)特异性（或识别作用） 进行细胞间信息交流 (3)B (4)结构和功能 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 热点02 人体健康与疾病调控 人体健康与疾病调控，是当下生命医学领域极具前沿性、精准性，可依托生理机制靶向干预实现机体稳态定向调节的理论体系与实践过程。传统健康调理与疾病诊疗多依靠症状表征施治、经验性用药调理，干预滞后且发病机制难把控，只能被动缓解临床不适症状，而融合分子医学与精准医学的现代健康调控体系，能够直接对人体生理代谢、基因表达、免疫应答关键通路进行靶向干预，实现遗传病、代谢疾病、免疫疾病的精准预判、高效调控与科学防治。 人体健康与疾病调控依托分子检测、免疫调节、基因干预等精准医学手段，在机体病理关键节点实现生理失衡精准矫正，借助人体自我修复、代谢重塑与免疫稳态重建机制恢复健康状态，进而实现疾病防控与身心状态优化。将精准调控融入健康管理与疾病诊疗全过程，突破了传统诊疗模式治标难治本、易反复发作的局限，可有效干预先天遗传病、慢性代谢疾病及各类自身免疫疾病的发生发展。同时在慢病康养、先天病筛查、免疫功能重塑等领域协同发力，让现代健康调控从临床诊疗走向全周期健康守护，为全民健康保障、慢病防控与精准医疗发展提供了核心支撑，展现出不可替代的应用价值与发展潜力。 猜押1 遗传疾病 1.确定显隐性 无中生有 → 隐性遗传 若双亲均正常，子代出现患病，则该病为隐性遗传病。 有中生无 → 显性遗传 若双亲均患病，子代出现正常，则该病为显性遗传病。 2.判断常染色体还是伴X染色体（关键步骤） 隐性遗传 → “看女病” 找女性患者，若其父亲正常或儿子正常，则必为常染色体隐性； 若女性患者的父亲和所有儿子均患病，则可能为伴X隐性（注意排除其他可能性）。 显性遗传 → “看男病” 找男性患者，若其母亲正常或女儿正常，则必为常染色体显性； 若男性患者的母亲和所有女儿均患病，则可能为伴X显性。 1．（2026·北京通州·一模）一名6岁的儿童就医时被诊断为肌营养不良症，此病是一种会引发肌肉组织退化的遗传性疾病。调查发现，该患儿的父亲同样患病，且为该家系中第一个出现此病的人，故研究者对此病的遗传方式进行了研究。 (1)人类遗传病通常是由_____改变而引起的人类疾病。经调查，研究者绘制了该患儿的家系图谱，如图1。 (2)研究者发现，患儿体内抗肌萎缩蛋白（由DMD基因控制合成）结构异常。正常DMD基因结构如图2，而异常的DMD基因外显子2和8的内部存在两个断裂位点，此处的________键会发生水解，并导致2个断裂位点之间的DNA片段整体发生180°旋转，再重新连接。 (3)为了确定患儿的基因型和遗传方式，研究者使用两对引物组合（见图2）对患儿的DNA进行PCR，得到了长度分别为450kb和660kb的两条带。请你分析，这两对引物应该为________和_______。据此分析，该病的遗传方式是________。 (4)综合以上研究结果，请判断以下说法正确的有_______。 A．该病在此家系中的出现，可能是Ⅱ-1发生了基因突变 B．患儿的DMD基因发生的变化，属于染色体结构变异 C．若患儿的父母再生育一个孩子，有1/2概率为患者 D．常规的产前B超检查，不能判断胎儿是否患有此病 【答案】(1)遗传物质 (2)磷酸二酯 (3)F2+R2 F1+F2 常染色体显性遗传病 (4)ACD 【详解】（1）人类遗传病是由遗传物质改变而引起的疾病，单基因遗传病、多基因遗传病、染色体异常遗传病等较为常见。 （2）基因通常是具有遗传效应的DNA片段，在DNA中脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，异常的DMD基因外显子2和8的内部存在两个断裂位点，此处的磷酸二酯键会发生水解。 （3）由图可知，F1位点为60kb，断裂位点1位点为520kb，R1位点为700kb，F2位点为1550kb，断裂位点2位点为1750kb，R2位点为2000kb。对正常基因进行扩增，可产生三种长度的条带，以F1+R1为引物，扩增从60到700，长度是700-60=640kb，以F2+R2为引物，扩增从1550到2000，长度是2000-1550=450kb，以F1+R2为引物，扩增从60到2000，长度是2000-60=1940kb。异常基因是由正常基因的2个断裂位点之间的DNA片段整体发生180°旋转，再重新连接形成，即180（700-520）-850（1550-700）-200（1750-1550）变成200-850-180，F2在下侧，R1在上侧。对异常基因进行扩增，以F1+F2为引物，长度是460（F1到断裂位点1的长度）+200（F2到断裂位点2的长度）=660kb，以R1+R2为引物，长度是180（断裂位点1到R1的长度）+250（断裂位点2到R2的长度）=430kb，以F1+R2为引物，长度是460+200+850+180+250=1940kb。研究者使用两对引物组合（见图2）对患儿的DNA进行PCR，得到了长度分别为450kb和660kb的两条带，所使用的引物是F2+R2和F1+F2。450kb是正常基因扩增所得，660kb是异常基因扩增所得，说明患儿一个是正常基因，一个是异常基因，是一个杂合子，杂合子患病，说明控制该病的基因是显性基因，若该基因在X染色体上，在遗传图谱中，Ⅱ-1的致病基因只会传给女儿，不会传给儿子Ⅲ-2，所以推断该病为常染色体显性遗传病。 （4）A、常染色体显性遗传病中，若家系原本无致病基因，患儿的致病突变可来源于亲代的新发突变。 Ⅱ-1发生基因突变，产生显性致病等位基因，就可能将致病基因传递给子代，导致患儿患病，A正确； B、染色体结构变异是染色体大片段的缺失、重复、倒位、易位等；而DMD基因的变化是单个基因内部的突变，属于基因突变，不属于染色体结构变异， B错误； C、患儿为杂合子（设为Aa，A为致病显性基因，a为正常隐性基因），根据患儿的基因型可以推出患儿的父母中Ⅱ-1的基因型为Aa，Ⅱ-2的基因型为aa，再生一个孩子，子代基因型为Aa（患病）的概率为1/2，aa（正常）的概率为1/2，C正确； D、常规产前B超仅能观察胎儿的形态结构，无法检测基因层面的突变，因此不能判断胎儿是否患有单基因遗传病（如DMD），必须通过基因检测（如羊水穿刺、无创产前基因检测）确诊，D正确。 2．（24-25高一下·北京·期中）迟发性脊椎骨骺发育不良（简称SEDL）是一类软骨发育不良遗传病。因其发病较晚（一般10岁后才出现典型症状）而很难对症状前患者进行诊断。研究者对某SEDL家系进行了调查，结果如图1（省略的家系成员均与此病无关），图中除第Ⅴ代个体外其余均已成年。 (1)据图1分析，SEDL是由______性基因控制的遗传病，其致病基因最可能位于______染色体上。图中第Ⅴ代个体中，可以确定为杂合子的是_________。 (2)正常情况下，真核生物基因经转录过程形成的前体mRNA，需剪切去除某些mRNA序列，才能形成成熟mRNA。为了阐明SEDL发病的分子机制，研究人员对SEDL的致病基因和相应正常基因的结构及表达过程进行了研究。 ①根据图2信息，前体mRNA加工过程中，______序列均被完全剪除，一般认为它们与Sedlin蛋白的氨基酸序列不存在对应关系。 ②分别检测患者、携带者和正常人的成熟mRNA长度，结果如下表所示。 成熟mRNA来源 患者 携带者 对照 成熟mRNA长度（碱基数） 567、425 679、567、537、425 679、537 结合图2和表中数据可知，与正常基因相比，致病基因的成熟mRNA_______。由于mRNA的起始密码子位于该序列内，可推测SEDL患者发病的原因是_______。 【答案】(1)隐 X 20号 (2)Ⅰ/Ⅰ1〜Ⅰ5 缺失E3序列 无法合成Sedlin蛋白 【分析】据图分析，图中是正常双亲生出了有病的孩子，说明迟发性脊椎骨骺发育不良（简称SEDL）是隐性遗传病，且有病的个体都是男性，则该病最可能为伴X隐性遗传病。 【详解】（1）图中是正常双亲生出了有病的孩子，说明迟发性脊椎骨骺发育不良（简称SEDL）是隐性遗传病，由于患病的都是男性，则该病的致病基因最可能位于X染色体上。由于12是患者，则图中第V代个体中，可以确定为杂合子的是20号。 （2）①根据图2分析可知，转录形成的前体mRNA含有E和I序列，经过剪接加工后形成的成熟mRNA只有E序列，因此前体mRNA加工过程中，Ⅰ（Ⅰ1〜Ⅰ5）序列均被完全剪除。 ②结合图2和表中数据可知，正常基因转录出来的成熟mRNA长度为679和537，携带者成熟mRNA长度为679、537、567和425，患者成熟mRNA长度为567和425，说明679和537是正常基因转录出来的，567和425是致病基因转录形成的，679-567=112，537-425=112，图2中E3碱基长度为112，因此致病基因的成熟mRNA缺失E3序列；而mRNA的起始密码子位于E3序列内，起始密码子是翻译的起点，因此患者将无法合成Sedlin蛋白。 1．科研人员对猫叫综合征患者进行家系分析和染色体检查，结果如图1和2。 (1)人类遗传病可分为三大类，猫叫综合征属于________遗传病。该病是由于5号染色体断裂后，部分片段丢失引发的疾病。 (2)与猫叫综合征患者相比， Ⅰ1、Ⅱ2、Ⅱ5与正常个体染色体结构不同，但表型正常。请试从结构和功能的角度分析其原因是：_________。 ②Ⅱ5的初级卵母细胞在_________时期，5号和8号两对同源染色体出现图3 所示的联会现象。若减数第一次分裂后期四条染色体随机两两分离（不考虑交叉互换），Ⅱ5会形成________种类型的卵细胞，其中能和Ⅱ6精子结合发育为一个表现型正常孩子占比是_________。 ③若Ⅱ5和Ⅱ6想生一个健康的孩子，请提出可行的建议：___________。 (3)在自身代谢或受到外界环境刺激时，染色体可能会发生不同程度的断裂损伤，这时细胞会启动多种策略来应对，以维持遗传信息的稳定性，在一定程度上避免遗传病的发生。请结合所学知识，尝试提出细胞的一种应对策略，并简要阐明其具体作用机制____________。 【答案】(1)染色体结构异常 (2)5号染色体缺失的片段与8号染色体增加的片段上的基因功能互补（或缺失的基因在8号染色体增加的片段上存在） 减数第一次分裂前期（联会时期） 6 1/3 进行产前诊断（如染色体核型分析） (3)细胞可启动DNA修复机制，如非同源末端连接，将断裂的染色体末 端直接连接，避免染色体片段丢失；或同源重组修复，以同源染色体为 模板修复断裂处，保证遗传信息完整 【分析】猫叫综合征患是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，因为患病儿童哭声轻、音调高，很像猫叫而得名。图1是一个猫叫综合征患者的家庭系谱图，图中Ⅲ1和Ⅲ3患有猫叫综合征，其他人不患病，但正常，Ⅰ1、Ⅱ2和Ⅱ5仅表型正常，结合图2可知甲是正常个体细胞中的染色体，乙是患者细胞中的染色体，丙是仅表型正常的细胞中的染色体，是因为5号染色体的片段转移到了8号染色体上。图3是图2中丙对应的细胞在减数分裂过程中的联会情况。 【详解】（1）猫叫综合征是由于 5 号染色体断裂后部分片段丢失引发，属于染色体结构异常遗传病（染色体病）。 （2）① Ⅰ1、Ⅱ2、Ⅱ5与正常个体染色体结构不同，但表型正常，是因为5 号染色体缺失的片段与 8 号染色体增加的片段上的基因功能互补（或缺失的基因在8号染色体增加的片段上存在），所以表型正常。 ②Ⅱ5的初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ前期，5号和8号两对同源染色体出现图3所示的联会现象。若减数第一次分裂后期四条染色体随机两两分离（不考虑交叉互换），Ⅱ5会形成①②、③④、①③、②④、①④、②③6种种类型的卵细胞，其中含有编号为①④染色体的配子是正常配子，其余均为异常配子，缺失的基因在8号染色体增加的片段上存在，可使表型正常，能和Ⅱ6精子结合发育为一个表现型正常孩子占比是1/3。 ③若Ⅱ5和Ⅱ6想生一个健康的孩子，建议是进行产前诊断，可帮助生育健康孩子。 （3）从DNA修复机制角度提出 应对策略及作用机制为细胞可启动 DNA 修复机制，如非同源末端连接，将断裂的染色体末 端直接连接，避免染色体片段丢失；或同源重组修复，以同源染色体为 模板修复断裂处，保证遗传信息完整。 2．镰状细胞贫血症是一种遗传病，患者会出现疼痛、贫血、手脚肿胀等症状。 (1)此病是由于编码血红蛋白的。珠蛋白基因中一个碱基对的改变，导致多肽链中某谷氨酸被缬氨酸替换。此种变异属于可遗传变异中的______。 (2)血红蛋白由两两相同的4个珠蛋白亚基构成，不同珠蛋白基因在人体发育过程中的表达情况如下图。 人体在胎儿期和出生后血红蛋白的主要组成分别是______。形成这种差异是基因______的结果。 (3)BCL是成体红细胞中特异表达的转录因子，科研人员推测该转录因子关闭了珠蛋白基因（简称“基因”）的表达，而启动β珠蛋白基因的表达。为证明该推测，实验组应选择的材料和检测指标为______，支持上述推测的预期结果为______。 ①野生型小鼠②BCL基因敲除小鼠③BCL基因过表达小鼠④检测α珠蛋白含量⑤检测β珠蛋白含量⑥检测γ珠蛋白含量 (4)实验结果证实了上述推测。为确定BCL蛋白在基因启动子中的结合位点，科研人员扩增了基因启动子不同长度的片段F1～F5，将这些片段分别构建表达载体（如下图），导入敲除BCL值基因的受体细胞。 成功转化后，检测出含F1～F4的受体细胞有绿色荧光，含F5的受体细胞无荧光。继续向培养液中添加适量的雌激素，含F1～F3受体细胞不再有荧光，而含F4的受体细胞仍有荧光。据此推测，BCL蛋白结合位点位于______（用字母表示）。 (5)科学家还发现，珠蛋白含量多的镰状细胞贫血症患者症状较轻。请结合以上研究，提出利用病人的造血干细胞对镰状细胞贫血症进行基因治疗的思路______。 【答案】(1)基因突变 (2)胎儿期主要由2个α、2个γ珠蛋白组成，出生后主要由2个α、2个β珠蛋白组成 选择性表达 (3)②⑤⑥ 实验组γ珠蛋白表达量高于对照组，β珠蛋白表达量低于对照组 (4)c~d (5)敲除（或沉默、突变）病人造血干细胞的BCL基因，筛选γ珠蛋白含量多的造血干细胞，体外大量培养后输入病人体内。 【分析】人的镰刀型贫血症的发病的根本原因是基因突变，由于血红蛋白基因中碱基对替换造成的蛋白质结构异常，患者的红细胞呈镰刀型，容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。 【详解】（1）镰刀型细胞贫血症是由于基因突变导致的一种单基因遗传病。 （2）分析曲线图可知：胎儿期主要由2个α、2个γ珠蛋白组成，出生后主要由2个α、2个β珠蛋白组成。在不同的发育时期，蛋白质的种类有区别是基因选择性表达的结果。 （3）BCL是成体红细胞中特异表达的转录因子，科研人员推测该转录因子关闭了 γ 珠蛋白基因的表达，而启动β珠蛋白基因的表达。为证明该推测，即证明BCL基因的作用，实验组应选择的材料是②BCL基因敲除小鼠，然后去检测小鼠的β珠蛋白含量和γ珠蛋白含量。如果实验组γ珠蛋白表达量高于对照组，β珠蛋白表达量低于对照组则证明推测正确。 （4）向培养液中添加适量的雌激素，此时重组载体上的BCL基因表达，产生BCL蛋白，BCL蛋白与BCL蛋白结合位点结合后，导致荧光蛋白基因被抑制；含F1～F3受体细胞不再有荧光，则说明BCL蛋白结合位点结合后在引物F3的下游的序列上，而含F4的受体细胞仍有荧光，则说明BCL蛋白结合位点结合后在引物F4的上游序列，故据此结果可推测，BCL 蛋白结合位点位于c~d区段。 （5）根据上述对于BCL基因的研究：可以通过敲除（或沉默、突变）病人造血干细胞的BCL基因，筛选γ珠蛋白含量多的造血干细胞，体外大量培养后输入病人体内进行治疗。 猜押2 代谢疾病 1.糖尿病 （1）血糖的来源和去向 ①血糖的主要来源是食物中糖类的消化和吸收：主要去向为在机体细胞中被氧化分解，为机体的生命活动提供能量，这体现了糖类是生物体的主要能源物质。 ②肝糖原和葡萄糖可以相互转化，肌糖原无法直接水解生成葡萄糖。 （2）血糖平衡调节的过程 ①调节中枢——下丘脑的相关区域。 ②调节方式——神经－体液调节。 神经调节：下丘脑 体液调节：高浓度血糖→胰岛B细胞→胰岛素；低浓度血糖→胰岛A细胞→胰高血糖素。（提醒：胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素） （3）糖尿病的相关研究 糖尿病是一种由多病因引起的以慢性高血糖为特征的代谢性疾病。1型糖尿病是由胰岛功能减退、分泌胰岛素减少所致；2型糖尿病的发病率与遗传、环境、生活方式等密切相关，但发病机理尚不明确，临床数据发现，大多数2型糖尿病患者血液中胰岛素含量并不低，但组织细胞对胰岛素的敏感性降低，称为胰岛素抵抗。 ①分析糖尿病病人“多尿”的原因。 血糖升高会导致原尿中葡萄糖浓度升高，渗透压增大，肾小管和集合管对水的重吸收减少，尿量增多，因此会出现多尿现象。 ②糖尿病的症状及分析 2.阿尔兹海默症 阿尔茨海默病（简称 AD，俗称老年痴呆），是一种慢性、进行性神经系统退行性疾病，多发于老年人，以认知功能衰退、记忆力丧失、行为性格改变为主要特征，不可逆、逐渐加重。 （1）病变位置与结构变化 ①主要受损区域：大脑皮层（负责学习、记忆、语言、思维、逻辑等高级神经功能）。 ②脑部宏观变化：大脑萎缩、脑沟增宽、脑回变窄，脑组织体积减小。 ③微观细胞结构变化：神经元数量大量减少；突触数量减少、突触间隙结构破坏；神经网络连接断裂，信息传递通路受损。 （2）两大核心病理特征（高考高频） ①β-淀粉样蛋白沉积（细胞外）：正常人体内有该蛋白，可正常降解代谢；患者体内代谢失衡，无法及时分解，在神经元细胞外异常堆积；形成老年斑，压迫、毒害周围神经元，造成神经细胞损伤甚至死亡。 ②Tau蛋白过度磷酸化（细胞内）：Tau蛋白本是维持神经元细胞骨架稳定的结构蛋白；病变时发生过度磷酸化，空间结构改变；在神经元胞体内缠绕成团，形成神经纤维缠结；破坏细胞骨架，物质运输受阻，神经元代谢紊乱、凋亡。 （3）从细胞生命历程角度解析病因 ①细胞衰老：神经细胞提前衰老，代谢能力下降、自由基堆积、细胞器功能衰退，抵抗力变差。 ②细胞凋亡异常：AD患者凋亡相关基因表达异常，神经元过早、过度凋亡。（不是外界损伤导致的细胞坏死，是内在基因调控紊乱引发的主动异常凋亡） ③蛋白质结构与功能异常：β-淀粉样蛋白、Tau蛋白空间结构改变；蛋白质结构决定功能，结构异常→功能丧失+异常沉积→损伤神经细胞。 1．（24-25高二上·北京平谷·期末）依据原胰岛素分子结构，研究者研制了一种能随血糖水平自我调节的新型胰岛素（NNC），并对其展开了系列实验，以期用于糖尿病的治疗。 (1)血糖浓度升高时，胰腺内的______细胞会加速胰岛素的合成和分泌。内环境中的胰岛素分子经过______的传递，可与骨骼肌细胞表面的受体结合，促进葡萄糖______。 (2)在原胰岛素的B链N端引入一个葡萄糖苷分子，在B链C端引入一个大环分子，形成的新型胰岛素（NNC）如图甲。葡萄糖苷分子能够与C端的大环分子结合成环状，导致NNC丧失原有空间结构，葡萄糖与葡萄糖苷分子可竞争结合大环分子，从而创造出根据葡萄糖浓度高低的“信息传递开关”机制。结合图文信息，完善葡萄糖浓度高、葡萄糖浓度低时，NNC“信息传递开关”机制______。（选择一项回答即可） (3)为评估NNC响应葡萄糖浓度“信息传递开关”的效果，研究人员进行体外实验，检测了NNC和原胰岛素与特异性受体的亲和力，结果如图乙。 该实验结果表明：NNC对血糖水平的调节比原普通胰岛素更具优势，体现在______。 (4)为评估NNC对血糖水平的调节效果，研究人员将NNC或原胰岛素静脉输入给糖尿病猪，同时，间断的输入葡萄糖，检测血糖浓度变化如图丙所示。实验结果说明：______。 (5)上述实验者进行的体内实验，有人认为实验设计不合理，无法评估NNC调控血糖的效果，你认为的原因可能是______。 【答案】(1)胰岛B 体液（血液） 摄取、利用、储存 (2)当血糖水平较低，大环分子与葡萄糖苷结合，使NNC形成一个封闭的状态，抑制了胰岛素活性；当血糖水平较高，大环分子结合血液中的葡萄糖，NNC构象展开，胰岛素骨架得以结合胰岛素受体，发挥降糖作用 (3)NNC能响应血糖浓度变化发挥作用 (4)NNC处理与胰岛素相比，血糖变化范围更为狭窄 (5)没有设置血糖正常猪作为对照组探究NNC的作用 【分析】1、血糖的来源：食物中的糖类的消化吸收、肝糖原的分解、脂肪等非糖物质的转化；去向：血糖的氧化分解为CO2、H2O和能量、合成肝糖原、肌糖原（肌糖原只能合成不能水解）、血糖转化为脂肪、某些氨基酸。 2、血糖平衡调节：由胰岛A细胞分泌胰高血糖素提高血糖浓度，促进血糖来源；由胰岛B细胞分泌胰岛素降低血糖浓度，促进血糖去路，减少血糖来源，两者激素间是拮抗关系。 【详解】（1）胰岛素是由胰岛B细胞分泌的，所以血糖浓度升高时，胰腺内的胰岛B细胞会加速胰岛素的合成和分泌。内环境中的胰岛素分子经过体液（血液）的传递，可与骨骼肌细胞表面的受体结合，促进葡萄糖被组织细胞摄取、利用、储存，从而降低血糖。 （2）据图可知，当血糖水平较低，大环分子与葡萄糖苷结合，使NNC形成一个封闭的状态，抑制了胰岛素活性；当血糖水平较高，大环分子结合血液中的葡萄糖，NNC构象展开，胰岛素骨架得以结合胰岛素受体，发挥降糖作用，NNC起到“信息传递开关”的作用。 （3）据图可知，随着葡萄糖浓度的上升，NNC与胰岛素受体的亲和力随葡萄糖浓度的上升而上升，降糖效果比胰岛素更明显，所以NNC能响应血糖浓度变化发挥作用。 （4）据图可知，NNC处理与胰岛素相比，血糖变化范围更为狭窄，能够防止低血糖的症状出现。 （5）本实验只探究了糖尿病猪的实验，没有设置血糖正常猪作为对照组探究NNC的作用，所以无法评估NNC调控血糖的效果。 2．（25-26高二下·北京西城·期中）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 阿尔茨海默病早期诊断的新技术 阿尔茨海默病（AD）是一种中枢神经系统的退行性病变。血浆外泌体是由活细胞分泌到血液中的囊泡。与健康人相比，AD患者血浆外泌体上蛋白质Aβ1-42含量显著升高，可作为AD诊断的生物标志物。我国科研人员开发了检测血浆外泌体Aβ1-42水平的新技术——免疫磁珠外泌体聚合酶链式反应（iMEP）技术。 研究者首先将抗Aβ1-42抗体与DNA单链1结合成DNA-抗体偶联物，然后除去未偶联成功的游离抗体，获得纯化的DNA-抗体偶联物，纯化过程如下：单链1上的片段b通过碱基互补配对与预先偶联了纳米颗粒（SA）的单链2上的片段b*结合，偶联物随纳米颗粒沉淀。沉淀物溶解后再加入单链3，单链3与单链1竞争性杂交结合单链2，因此可将DNA-抗体偶联物从纳米颗粒上替换下来（图1）。 CD63是外泌体表面特异性高表达的蛋白，且AD患者外泌体CD63含量与健康人相同。研究者将抗CD63抗体固定在磁珠上，抗体-磁珠偶联物能够结合血液外泌体，使其富集。再利用DNA-抗体偶联物结合外泌体表面的Aβ1-42,最后利用实时荧光定量PCR技术对DNA-抗体偶联物中的DNA进行指数扩增。PCR体系中含有荧光染料，该染料在游离状态不发光，与双链DNA结合后发出荧光，根据产物荧光强度可计算DNA模板量（图2）。 iMEP技术能够灵敏地检测血液样本AD生物标志物的含量，还可以扩展到检测外泌体上其他生物标志物，因此有可能成为复杂临床环境中疾病筛查和进展监测的新工具。 (1)制备抗Aβ1-42单克隆抗体时，多次注射_______到小鼠体内，从小鼠的脾脏中获得B淋巴细胞，与骨髓瘤细胞诱导融合后，先筛选得到杂交瘤细胞，再进行______培养和抗体检测，得到能分泌抗Aβ1-42抗体的杂交瘤细胞。 (2)图1中DNA单链1的5’和3’末端碱基序列为：5’-CATGTT…CGACTA-3’，则DNA单链3的5’末端碱基序列应为__________，沉淀物溶解后加入的DNA单链3的量应_______（多于/等于/少于）溶液中DNA单链1的量。 (3)研究人员用iMEP技术检测比较健康人与AD患者血液样本外泌体中Aβ1-42含量，下列关于该实验的叙述正确的是_______ A．应在两类样本的外泌体CD63总量相等的条件下检测Aβ1-42含量 B．如果DNA-抗体偶联物中混有游离抗体，会导致检测值偏小 C．PCR扩增的模板是单链，因此PCR体系中只需要加入一种引物 D．AD患者血液样本PCR扩增终产物的荧光强度显著高于健康人 (4)iMEP技术的优点之一是灵敏度高，其高灵敏度的原因是________。 (5)在iMEP技术中，同时使用两种DNA-抗体偶联物，并将PCR产物检测环节更改为电泳检测，可以同时检测两种生物标志物分子。此时使用的两种DNA-抗体偶联物之间的区别是_________。 【答案】(1)Aβ1-42 克隆化 (2)CGACTA… 多于 (3)ABD (4)抗CD63抗体-磁珠偶联物能够富集血液中外泌体；抗Aβ1-42单抗灵敏度高；实时荧光定量PCR能够放大信号 (5)抗体不同；DNA单链长度不同 【分析】单克隆抗体制备流程： （1）对小鼠注射特定的抗原使小鼠产生免疫反应； （2）从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞； （3）将小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，再用特定的选择培养基进行筛选； （4）在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长； （5）对上述杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选就可获得足量的能分泌所需抗体的细胞； （6）最后，将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。这样从细胞培养液或小鼠腹水中，就可以提取出大量的单克隆抗体。 【详解】（1）抗体是在相应抗原刺激机体时产生的，该实验的目的是制备抗Aβ1-42单克隆抗体，因此要用多次注射Aβ1-42使小鼠产生免疫反应，以便从小鼠脾脏中获取足够的已经免疫的B淋巴细胞。 由于一个B淋巴细胞只能产生一种抗体，因此，从免疫的小鼠中获取的B淋巴细胞可能产生不同抗体。为了获得单克隆抗体，经选择培养基筛选出来的杂交瘤细胞还要经克隆化培养和抗体检测，才能得到能分泌抗Aβ1-42抗体的杂交瘤细胞。 （2）依题意，单链1上的片段b与单链2上的片段b*通过碱基互补配对结合，单链3与单链1竞争性杂交结合单链2，可知单链1上的片段b与单链3上的片段b碱基序列相同。又知，图1中DNA单链1的5’和3’末端碱基序列为：5’-CATGTT…CGACTA-3’，则DNA单链3的5’末端碱基序列应为CGACTA…。 依题意，单链3与单链1竞争性杂交结合单链2，且要将DNA-抗体偶联物从纳米颗粒上替换下来，则沉淀物溶解后加入的DNA单链3的量应多于溶液中DNA单链1的量，才能成功将单链1从纳米颗粒上替换下来。 （3）A、依题意，与健康人相比，AD患者血浆外泌体上蛋白质Aβ1-42含量显著升高。若要比较健康人与AD患者血液样本外泌体中Aβ1-42含量，则要先保证两类样本的外泌体数量相等。又知，AD患者外泌体CD63含量与健康人相同，因此，用iMEP技术检测比较健康人与AD患者血液样本外泌体中Aβ1-42含量时，应在两类样本的外泌体CD63总量相等的条件下检测Aβ1-42含量，A正确； B、依据检测的原理，若有游离抗体，则游离抗体也会与外泌体结合，但其上无单链DNA片段，无法被检测出来。因此，如果DNA-抗体偶联物中混有游离抗体，会导致检测值偏小，B正确； C、DNA-抗体偶联物上结合的是单链DNA片段，但复制一次后，会出现双链DNA片段，且检测时是检测双链DNA结合的荧光，即检测双链DNA分子的含量，因此，PCR体系中也要加入一对引物，C错误； D、依题意，AD患者血浆外泌体上蛋白质Aβ1-42含量显著升高，DNA-抗体偶联物与蛋白质Aβ1-42结合。则蛋白质Aβ1-42含量越高，结合的DNA-抗体偶联物越多，扩增产物更多。又知，荧光染料与双链DNA结合后发出荧光，因此，AD患者血液样本PCR扩增终产物的荧光强度显著高于健康人，D正确。 故选ABD。 （4）依题意，抗CD63抗体-磁珠偶联物能够富集血液中外泌体、且抗Aβ1-42单抗本身灵敏度高、实时荧光定量PCR技术对DNA-抗体偶联物中的DNA进行指数扩增，因此，iMEP技术灵敏度高。 （5）依题意，在iMEP技术中，要同时使用两种DNA-抗体偶联物分别检测不同的生物标志物，抗原-抗体的结合有特异性，若要检测不同生物标志物，则要使用不同的抗体。电泳的原理是带电粒子在电场的作用下，会向着与它所带电荷相反的电极移动，带电粒子在凝胶中的迁移速率与DNA分子的大小和构象等有关。因此，若要采用电泳法检测不同产物，则此时使用的两种DNA-抗体偶联物上的DNA单链长度要不同。 1．胰岛素是调节血糖的重要激素，研究者研制了一种“智能”胰岛素（IA）并对其展开了系列实验，以期用于糖尿病的治疗。 (1)正常情况下，人体血糖浓度升高时，______________细胞分泌的胰岛素增多，经体液运输到靶细胞，促进其对葡萄糖的___________，使血糖浓度降低。 (2)GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白，IA（见图1）中的X能够抑制GT的功能。为测试葡萄糖对IA与GT结合的影响，将足量的带荧光标记的IA加入红细胞膜悬液中处理30分钟，使IA与膜上的胰岛素受体、GT充分结合。之后，分别加入葡萄糖至不同的终浓度，10分钟后检测膜上的荧光强度。图2结果显示：随着葡萄糖浓度的升高，________________。研究表明葡萄糖浓度越高，IA与GT结合量越低。据上述信息，推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为______________。 (3)为评估IA调节血糖水平的效果，研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量胰岛素和IA，测量血糖浓度的变化，结果如图。 该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势，体现在______________。 (4)细胞膜上GT含量呈动态变化，当胰岛素与靶细胞上的受体结合后，细胞膜上的GT增多。若IA作为治疗药物，糖尿病患者用药后进餐，血糖水平会先上升后下降。请从稳态与平衡的角度，完善IA调控血糖的机制图。（在答题纸的相应方框中以文字和箭头的形式作答。） _______ 【答案】(1)胰岛B 摄取、利用、储存 (2)膜上荧光强度降低 IA与葡萄糖竞争结合GT (3)IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险 (4) 【分析】1、血糖的来源：食物中的糖类的消化吸收、肝糖原的分解、脂肪等非糖物质的转化；去向：血糖的氧化分解为CO2、H2O并释放能量、合成肝糖原和肌糖原、转化为甘油三酯、某些氨基酸。 2、血糖平衡调节：机体是通过一些特定的激素来调节血糖的代谢速率的，其中最主要的是胰岛分泌的胰高血糖素和胰岛素。 【详解】（1）人体血糖浓度升高时，胰岛B细胞分泌的胰岛素增多。体内胰岛素水平的上升，可以促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉并合成糖原，进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等，即促进细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存，从而使血糖浓度降低。 （2）分析图2，随着悬液中葡萄糖浓度越高，细胞膜上的荧光强度越低。由题干分析，带荧光的IA能与GT和胰岛素受体结合位于红细胞膜上，加入葡萄糖，膜上的荧光强度会下降，意味着IA从膜上脱落下来，加入的葡萄糖浓度越高，膜上的IA越少，由于葡萄糖可以与GT结合而不能与胰岛素受体结合，故推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为IA与葡萄糖竞争结合GT。 （3）分析小题（3）左图可知：在糖尿病小鼠体内，IA和外源胰岛素都可以降低血糖，IA能将血糖维持在正常水平约10个小时，而胰岛素只能维持5小时左右；分析小题（3）右图可知：在正常小鼠体内，胰岛素会将血糖降至60mg•dL-1（低血糖），而IA能将血糖降至100mg•dL-1左右；故该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势，体现在IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险。 （4）由题干信息可知，GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白，血糖浓度升高时，GT数量多有利于降血糖，IA可以与GT或胰岛素受体结合，与GT结合会抑制GT的功能。糖尿病患者用药后进餐，由于食物的消化吸收，血糖浓度会先升高，葡萄糖与IA竞争性结合GT增多，故IA与GT结合减少，与胰岛素受体结合增多，导致膜上的GT增多，进一步有利于葡萄糖与GT结合，最终细胞摄取葡萄糖的速率升高。 2．学习以下材料，并回答相关问题。 1907年，在德国法兰克福的一家精神病院有一名51岁妇女，她出现了包括记忆丧失，精神错乱和方向感迷失在内的多种症状。这位妇女去世后，德国精神病学家阿洛伊斯·阿尔兹海默检查了她的大脑，发现了一些关键的现象。首先，该病人的脑容量小于平均值，或者说由于神经元（神经细胞）的丢失，出现了萎缩。除此之外，病人的神经元内存在蛋白质纤维缠结；在脑细胞外，还有另一种蛋白质的沉积。阿尔兹海默发表了一份病理报告，报道了这种会影响大脑皮层的不同寻常的疾病，并将其命名为阿尔茨海默病（简称AD）。在接下来的一个世纪里，两种病理性蛋白——β-淀粉样蛋白（Aβ）和错误折叠的Tau蛋白——成为该疾病病因研究的重点。 阿尔茨海默病有两个独特的分子标志物。第一种是淀粉样蛋白，即Aβ（含有近40个氨基酸的多肽组成的蛋白），这些蛋白存在于细胞间隙中；第二种是扭曲或者错误折叠的Tau蛋白。Tau蛋白会通过一个过度磷酸化的过程，连接上大量的磷酸基团，Tau蛋白磷酸化程度的增加与蛋白的聚集能力和毒性增强有关。以扭曲的团块结构存在于神经元胞体内的Tau蛋白被称为神经原纤维缠结。Tau蛋白本身和Aβ的前体蛋白（APP）在细胞中都具有正常的功能，而在阿尔茨海默病患者体内，这些功能会受到破坏。通过对两种蛋白的病理性进行广泛的研究得出一个结论：应该将阿尔茨海默病分为两个阶段。第一个阶段是症状出现前15-25年，在这个阶段，Aβ会在大脑最外层的大脑皮层中积累，但不会影响认知功能。在第二个阶段，大脑皮层中开始出现神经原纤维缠结，神经元开始退化，随着脑细胞的死亡，患者开始出现认知功能障碍。 目前对于AD的发病机制和病因，主流学说认为Aβ是由APP在β和γ两种分泌酶的作用下被连续水解得到的多肽单体，这些单体可进一步寡聚发生沉淀和聚集，如图所示。Aβ聚集沉积导致脑内大量斑块的形成，直接作用于神经元，产生毒性作用；此外，神经元内Tau蛋白的过度磷酸化处于Aβ过量产生、聚集的下游，进而导致大脑中神经原纤维变性，以致神经元凋亡，最终导致AD型痴呆。 (1)APP是由770个氨基酸组成，定位于细胞膜上。在正常状态下，α分泌酶剪切位点位于__________（选填图中数字），然后再由γ分泌酶在711位氨基酸进行剪切，得到可溶性蛋白，该过程需要破坏蛋白质结构中的__________。在阿尔兹阿尔茨海默病海默病患者体内，由于β分泌酶在__________（选填图中数字）位点的异常剪切，造成蛋白质的__________发生改变而导致功能被破坏，出现聚集现象。 (2)根据文中信息，请用字母将阿尔茨海默病的发病机理表示完整： A．APP合成 B．α分泌酶剪切 C．β分泌酶剪切 D．γ分泌酶剪切 E．神经原纤维缠结出现 F．Tau蛋白过度磷酸化 G．形成淀粉样斑块 H．神经元凋亡 (3)根据文中信息，尝试提出治疗阿尔茨海默病的思路：__________。 【答案】(1)② 肽键 ① 空间结构 (2)CDGFE (3)抑制Aβ形成；抑制Tau蛋白过度磷酸化；抑制β分泌酶活性 【分析】根据题干信息可知，阿尔茨海默病（简称AD）与两种病理性蛋白有关，即β-淀粉样蛋白（Aβ）和错误折叠的Tau蛋白；根据图形分析可知，图中左侧非沉积途径（不致病）发挥作用的两种酶是α分泌酶和γ分泌酶，右侧沉积途径（致病性）β分泌酶发挥作用的两种酶是β分泌酶和γ分泌酶，结合两侧产物的类型可以判断γ分泌酶作用的位点是③，β分泌酶作用的位点是①，α分泌酶作用的位点是②。 【详解】（1）根据以上分析已知，图中的α分泌酶剪切位点位于②，γ分泌酶剪切位点位于③（711位），两种酶进行剪切都会破坏蛋白质结构中的肽键；β分泌酶作用的位点是①，与左侧相比，该位点为异常剪切位点，导致蛋白质的空间结构发生改变，进而导致功能被破坏，出现聚集现象。 （2）结合题干信息分析，阿尔茨海默病的发病机理为：AAPP合成→Cβ分泌酶剪切→Dγ分泌酶剪切→G形成淀粉样斑块→H神经元凋亡、FTau蛋白过度磷酸化→E神经原纤维缠结出现→H神经元凋亡，故顺序为CDGFE。 （3）结合以上分析可知，AD的发病机制和病因与Aβ形成、Tau蛋白过度磷酸化以及β分泌酶活性有关，故治疗阿尔茨海默病可以从以下几点入手：抑制Aβ形成；抑制Tau蛋白过度磷酸化；抑制β分泌酶活性。 猜押3 免疫疾病 1.体液免疫与细胞免疫 2.免疫失调 （1）过敏反应——免疫防御功能过强 （2）自身免疫病——免疫功能过强（风湿性心脏病） （3）免疫缺陷病——机体免疫功能不足或缺乏而引起 类型 3.HIV病毒 项目 详　　解 遗传物质 RNA（HIV为逆转录病毒） 遗传信息 传递过程 特点 由于遗传物质为单链，所以艾滋病病毒突变率高，变异类型多，给疫苗的研制带来困难 分布 血液、精液等 作用机理 HIV能够攻击人体的免疫系统，主要侵入并破坏人体的辅助性T细胞，使其大量死亡，导致患者几乎丧失一切免疫功能，最终死于由免疫功能丧失引起的严重感染或恶性肿瘤等疾病 HIV浓度 和辅助性 T细胞数 量的变化 ①艾滋病病原体（HIV）是逆转录病毒，需要的逆转录酶最初不是宿主细胞提供的，病毒本身就含有逆转录酶。 ②HIV侵染人体细胞时，进入细胞的并不是只有其RNA：HIV是一个囊膜病毒，通过囊膜和宿主细胞膜融合，使囊膜内包括蛋白质外壳在内的所有物质被吞噬进入细胞。 ③感染了HIV不能立即被检测出和发病：艾滋病有较长的潜伏期，可能感染后多年才会发病。 ④艾滋病直接死因：由免疫功能丧失引起的严重感染或恶性肿瘤等。 4.癌症及治疗 （1）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PDL-1(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”。免疫疗法也有一定的局限性，过度阻断PD-1/PD-L1信号通路，可能会引起过强的免疫反应等。 （2）CAR-T疗法是嵌合抗原受体T细胞免疫疗法，是把一个含有能识别肿瘤细胞且激活T细胞的嵌合抗原受体的病毒载体转入T细胞，即把T细胞改造成CAR-T细胞这是一种治疗肿瘤的新型精准靶向疗法。近几年通过优化改良在临床肿瘤治疗上取得很好的效果，是一种非常有前景的，能够精准、快速、高效，且有可能治愈癌症的新型肿瘤免疫治疗方法。 1．（24-25高二上·北京延庆·期末）类风湿性关节炎（RA）是一种自身免疫病，主要病症为关节软组织肿胀、关节骨损伤，属于炎症性疾病。科研人员对RA的发病机制及治疗进行了相关研究。 (1)RA患者关节滑膜中的某些蛋白作为______被树突状细胞摄取并处理，呈递给辅助性T细胞，辅助性T细胞分泌细胞因子促进巨噬细胞和淋巴细胞聚集到关节部位，同时激活______分裂和分化，并与关节组织细胞结合，引起细胞裂解释放细胞内容物，进而引发更严重的炎症反应。 (2)S5蛋白与炎症性疾病有关，为研究S5蛋白对RA的作用及机制，科研人员构建了RA患病大鼠（RA模型鼠），实验材料、处理及检测指标如下表所示。 组别 实验材料及处理 检测指标 1 正常大鼠，注射适量生理盐水 1.大鼠后爪关节肿胀程度2.辅助性T细胞占所有T细胞的比例 2 RA模型鼠，注射适量MTX 3 ______ 4 RA模型鼠，注射含有S5基因的腺病毒 注：MTX是一种可以治疗RA的药物。腺病毒是一种可携带S5基因进入宿主细胞并表达的工具。 实验结果如图1、图2所示。 ①据图1结果可知表中第3组的实验材料及处理是______。 ②图1结果表明S5蛋白对大鼠RA的作用是______。 ③据图2并结合（1）中RA发病机理，推测S5蛋白的作用机制是______。 (3)研究发现，S5蛋白能去除P蛋白上的SU基团。为验证“S5蛋白通过去除P蛋白上的SU基团，影响T细胞分化与细胞因子释放”这一假设，以体内P蛋白带有过量SU基团的若干突变大鼠为实验材料，注射含S5基因的腺病毒，检测P蛋白上SU基团的数量。请评价该实验方案并加以完善______。 【答案】(1)抗原 细胞毒性T细胞 (2)RA模型鼠，注射适量不含S5基因的腺病毒 一定程度缓解RA症状 通过减少辅助性T细胞的比例，减少细胞因子的释放，减少细胞毒性T细胞的激活，进而减少关节组织细胞的裂解破坏 (3)该实验方案存在两处缺陷：需设置对照组；检测指标不全。第一，应补充注射不含S5基因的腺病毒到突变大鼠；或注射含S5基因的腺病毒到野生型大鼠作为对照。第二，应补充检测两组大鼠中不同类型T细胞的比例及细胞因子释放量 【分析】病原体在进入机体后，其表面一些特定的蛋白质等物质，能够与免疫细胞表面的受体结合，从而引发免疫反应。这些能引发免疫反应的物质称为抗原。人体的免疫系统具有分辨“自己”和“非己”成分的能力，一般不会对自身成分发生免疫反应。但是，在某些特殊情况下，免疫系统也会对自身成分发生反应。如果自身免疫反应对组织和器官造成损伤并出现了症状，就称为自身免疫病。 【详解】（1）病原体在进入机体后，其表面一些特定的蛋白质等物质，能够与免疫细胞表面的受体结合，从而引发免疫反应，这些能引发免疫反应的物质称为抗原，RA患者关节滑膜中的某些蛋白作为抗原被树突状细胞摄取并处理，呈递给辅助性T细胞，辅助性T细胞分泌细胞因子促进巨噬细胞和淋巴细胞聚集到关节部位，同时激活细胞毒性T细胞分裂和分化，引起关节组织细胞裂解死亡。 （2）①根据图1分析，1组的关节肿胀增加体积最小，3组最大，说明3组是RA模型鼠，注射适量不含S5基因的腺病毒。 ②4组注射了含有S5基因的腺病毒，与3组比关节肿胀增加体积减小，表明S5蛋白一定程度缓解RA症状。 ③结合图2可知，S5蛋白可能通过减少辅助性T细胞的比例，减少细胞因子的释放， 减少细胞毒性T细胞的激活，进而减少关节组织细胞的裂解破坏。 （3）实验目的是验证“S5蛋白通过去除P蛋白上的SU基团，影响T细胞分化与细胞因子释放”，实验自变量是有无S5蛋白，因变量是P蛋白上的SU基团数量、T细胞的数量、细胞因子的含量；故需设置对照组：注射不含S5基因的腺病毒到突变大鼠；或注射含S5基因的腺病毒到野 生型大鼠。检测指标除P蛋白上SU基团的数量，还应包括两组大鼠中不同类型T细胞的比例及细胞因子释放量。 2．（25-26高三上·北京朝阳·月考）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 癌细胞的“大义灭亲”灭活的肿瘤细胞能够诱导抗肿瘤免疫反应，可作为癌症疫苗。但是它们不能在诱导免疫反应之前杀死肿瘤细胞，因而存在一定限制。研究人员尝试开发一种双功能的治疗策略，利用基因工程改造肿瘤细胞，使其能够释放肿瘤细胞杀伤物质干扰素β（IFNβ），用以杀死原发性肿瘤；同时刺激免疫系统，预防癌症。该研究团队选用恶性程度高的脑胶质母细胞瘤（GBM）作为测试模型，利用基因编辑技术对活肿瘤细胞进行改造。首先进行某种编辑得到A细胞，随后对A细胞进一步改造，分别得到以下三种工程肿瘤细胞： 细胞种类 细胞功能 IFNβ-TC 释放肿瘤细胞杀伤剂IFNβ，致使肿瘤细胞凋亡 CSF-TC 分泌细胞因子CSF，引起特异性免疫 ThTC 分泌IFNβ和CSF ThTC的制备过程及其作用机制如下图1所示。在体外细胞共培养试验中，ThTC能直接杀伤未经改造的GBM细胞。   为了评估上述三类细胞能否在体内发挥抗肿瘤作用，研究团队构建GBM小鼠模型，分别在颅内注入等量的GBM、IFNβ-TC、CSF-TC和ThTC，统计60天内小鼠的生存率，结果如图2。为了检测ThTC疫苗的效果，选择在第一次实验中存活的小鼠，在其对侧大脑半球再次注射等量GBM细胞，持续监测两个月，发现ThTC组所有小鼠均没有出现肿瘤。这一实验证实了工程肿瘤细胞，特别是ThTC细胞可以诱导小鼠长期抗肿瘤免疫，揭示了工程化改造肿瘤细胞作为肿瘤疫苗的潜力。 (1)注射灭活的肿瘤细胞可以作为_______，刺激机体产生免疫应答。 (2)ThTC疫苗治疗癌症优于另外两种工程肿瘤细胞的原因是_______。 (3)结合文中信息和图1分析，A细胞与GBM细胞的差异是_______，这样改造的目的是_______。 (4)请结合免疫学知识解释ThTC疫苗能有效抑制对侧肿瘤生长的原因。____ (5)有人认为ThTC疫苗存在安全风险，请说明理由_______。 【答案】(1)抗原 (2)既能直接诱导肿瘤细胞凋亡，又能刺激免疫系统引起细胞免疫 (3)A细胞敲除了干扰素β（IFNβ）受体 防止自身体内产生的IFNβ杀死A细胞 (4)第一次注射的ThTC疫苗使机体产生免疫记忆，再次注射GBM细胞引起二次免疫，激活记忆T细胞转化成细胞毒性T细胞杀死GBM细胞 (5)ThTC细胞本身是肿瘤细胞，有可能在体内无限增殖，引发不良反应 【分析】相同抗原再次入侵时，记忆细胞比普通的B细胞更快地作出反应，即很快分裂产生新的浆细胞和记忆细胞，浆细胞再产生抗体消灭抗原，此为二次免疫反应。注射疫苗，引起人体的免疫反应，在体内产生抗体和记忆细胞，进而获得了对该抗原的抵抗能力。 【详解】（1）据题意可知，灭活的肿瘤细胞能够诱导抗肿瘤免疫反应，可作为癌症疫苗，据此可知，注射灭活的肿瘤细胞可以作为抗原，刺激机体产生免疫应答。 （2）据题意和表格可知，干扰素β（IFNβ）是肿瘤细胞杀伤剂，CSF属于细胞因子，能引起特异性免疫，ThTC细胞既能分泌IFNβ，又能分泌CSF，而IFNβ-TC细胞和CSF-TC细胞分别只能分泌其中之一物质，因此ThTC疫苗治疗癌症时既能直接诱导肿瘤细胞凋亡，又能刺激免疫系统引起细胞免疫。 （3）据图1可知，GBM细胞含有干扰素β（IFNβ）受体，而A细胞没有，因此推测A细胞与GBM细胞的差异是A细胞敲除了干扰素β（IFNβ）受体。干扰素β（IFNβ）是肿瘤细胞杀伤剂，能与肿瘤细胞表面的干扰素β（IFNβ）受体结合，进而杀死肿瘤细胞，A细胞没有干扰素β（IFNβ）受体，这样可以防止自身体内产生的IFNβ杀死A细胞。 （4）据图1可知，脑胶质母细胞瘤（GBM）细胞敲除了干扰素β（IFNβ）受体形成A细胞后，再改造成能分泌IFNβ和CSF的细胞，即为ThTC细胞，第一次注射的ThTC疫苗时，ThTC细胞能产生干扰素β（IFNβ），刺激肿瘤细胞直接凋亡，同时也能产生CSF，刺激免疫系统引起细胞免疫，导致肿瘤细胞死亡，肿瘤抗原暴露，使机体产生免疫记忆，再次注射GBM细胞引起二次免疫，激活记忆T细胞转化成细胞毒性T细胞杀死GBM细胞，有效抑制对侧肿瘤生长。 （5）ThTC细胞本身是肿瘤细胞，有可能在体内无限增殖，引发不良反应，因此有人认为ThTC疫苗存在安全风险。 1．学习以下材料，回答（1）~(4）题。 免疫耐受是怎么回事？ 正常情况下，机体的免疫系统对外来抗原的刺激会启动免疫应答，然而对体内自身组织细胞表达的抗原则表现为“免疫无应答”的状态，这被称为免疫耐受。 免疫耐受的提出源于科学家对异卵双生小牛之间能够成功进行皮肤移植的实验研究，他们认为小牛在胚胎期对彼此产生了免疫耐受。后续研究发现，动物在胚胎期能够建立对自身组织的免疫耐受，其机理为针对自身组织的免疫细胞会发生凋亡。自身免疫耐受具有高度特异性，且原则上能够长期持续，不易被打破。 病原微生物、异种组织抗原等在一定条件下可引发机体的免疫耐受。在机体的后天生活中，原本具有应答能力的T、B细胞受多种因素影响，也可能丧失应答能力，进而使机体产生免疫耐受，这类耐受能够持续，也可能随诱导因素的消失而解除。免疫耐受是一种复杂的免疫现象，在肿瘤微环境中，机体对肿瘤细胞也常会表现出免疫耐受。 近年来，科学家发现耐受型树突状细胞（tDCs）可以通过诱导调节性T细胞的产生与活化引起免疫耐受。部分调节过程如图所示，其中初始T细胞指未受抗原刺激的原始T细胞。 免疫耐受的诱导、维持和破坏影响着许多疾病的发生、发展。研究者希望对免疫耐受进行更加深入的研究，用于解决此类免疫相关疾病。 (1)在机体免疫应答中起重要作用的抗原呈递细胞（APC），其功能是_____抗原，并将抗原信息呈递给其他免疫细胞。在正常情况下，将供体器官移植至受体体内会发生免疫排斥反应，这是由于受体产生的活化的细胞毒性T细胞能够_____供体器官细胞。 (2)文中提到“免疫耐受具有高度特异性”，其含义是_____。据图分析IL-10、TGFβ的作用具有多效性，具体表现为_____。 (3)下列关于免疫耐受的说法，不正确的有_____。 a.免疫耐受是机体发育过程中的免疫缺陷病 b.自身免疫耐受机制遭到破坏，可引发自身免疫病 c.胚胎期淋巴细胞接触自身抗原后，其细胞凋亡过程受到抑制 d.机体对肿瘤抗原的免疫耐受会抑制肿瘤的发生和发展 (4)根据文中信息，尝试提出解决异体器官移植免疫排斥现象的思路_____。 【答案】(1)摄取、加工处理 识别并接触、裂解 (2)只对特定的抗原不应答，对其他抗原仍能产生正常的免疫应答 既能作用于初始T细胞促进其活化为调节性T细胞，又能作用于抗原呈递细胞抑制其功能 (3)acd (4)器官移植前，激活tDCs的功能，从而引发机体产生针对移植器官的免疫耐受（结合文中信息，合理即可） 【分析】由图可以看出，初始T细胞接受的信号刺激具有差异，不同的信号刺激下初始T细胞内基因的表达出现差异，因此分化为不同的调节性T细胞。IL-10、、TGFβ的作用具有多效性，表现为作用于初始T细胞促进其活化为调节性T细胞，作用于抗原呈递细胞（APC）从而抑制其活化。 【详解】（1）抗原呈递细胞（APC）是一类能够摄取、加工、处理抗原并将抗原信息呈递给其他淋巴细胞的细胞，在机体免疫识别、免疫应答中起重要作用。在免疫排斥反应中，起作用的主要是细胞毒性T细胞，活化的细胞毒性T细胞识别并接触、裂解供体器官，从而引起供体器官受损。 （2）免疫耐受具有高度特异性，即只对特定抗原不应答，对其他抗原仍能产生良好的免疫应答。因此,免疫耐受不影响适应性免疫应答的整体功能。据图分析IL-10、TGFβ的作用具有多效性，表现为作用于初始T细胞促进其活化为调节性T细胞，作用于抗原呈递细胞（APC）从而抑制其活化。 （3）a、正常情况下，机体的免疫系统对外来抗原的刺激会启动免疫应答，然而对体内自身组织细胞表达的抗原则表现为“免疫无应答”的状态，称为免疫耐受，它不是由于免疫系统的缺陷引起的，而是一种正常的生理现象，a错误； b、自身免疫耐受机制遭到破坏，就会引起免疫反应，因而可引发自身免疫病，b正确； c、胚胎期淋巴细胞接触自身抗原后，产生自身免疫耐受，即不会攻击自身抗原，因此可以推测，当其接受抗原刺激后，激活细胞凋亡过程，避免产生攻击自身结构的抗体，c错误； d、机体免疫监视功能发生障碍时，对肿瘤抗原产生免疫耐受，会促进肿瘤的发生和发展，d错误。 故选acd。 （4）由于耐受型树突状细胞（tDCs）可以通过诱导调节性T细胞的产生与活化引起免疫耐受，所以器官移植前，可通过激活tDCs的功能，引发机体产生针对移植器官的免疫耐受，从而解决异体器官移植免疫排斥问题。 2．癌症的免疫疗法通过重新激活抗肿瘤的免疫细胞，克服肿瘤的免疫逃逸，在癌症治疗方法中取得越来越突出的地位，科研人员在不断研究中发现多种免疫治疗方法的结合是提高治疗效果的途径之一。 (1)癌细胞由于______突变导致其表面物质发生改变，如某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA和PD-L1，如图PD-L1能抑制T细胞的活化，使癌细胞发生免疫逃逸。临床上可利用PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗，据图1推测，其原因是______。但此种方法对一些肿瘤无效。 (2)CD28是T细胞表面受体，T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。因此，科研人员尝试构建既能结合PSMA，还能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28，诱导T细胞定向杀伤癌细胞，如下图2。 制备过程为：先将______分别注射到小鼠体内，分离出B淋巴细胞，诱导其与小鼠的______细胞融合，筛选得到两种杂交瘤细胞，再诱导两种细胞融合。成功融合的细胞会表达两种L链和两种H链，由于______而产生多种抗体，因此还需进行筛选才能获得所需的双特异性抗体PSMA×CD28。 (3)科研人员将癌细胞和T细胞共同培养，加入不同抗体，比较不同抗体对T细胞活化的作用。实验各组由活化T细胞产生的细胞因子IL-2含量如下图3，结果说明______。 (4)共同培养癌细胞和T细胞，经处理形成图4所示的细胞结合部位，再均分为两组，A组中加入非阻断性PD-1单抗（与PD-1结合后，PD-1仍可和PD-L1结合），B组加入正常PD-1单抗，两组均加入蓝色荧光标记的CD28单抗，观察荧光分布，结果如下图4。请据此实验解释（3）中双特异性抗体PSMA×CD28与PD-1单抗联合使用对T细胞激活的影响______。 【答案】(1)原癌基因和抑癌基因 PD-1单抗与PD-1的结合，阻断了PD-1和PD-L1结合，避免抑制T细胞活化 (2)PSMA、CD28 骨髓瘤 L链和H链的随机组合 (3)PSMA×CD28和PD-1单抗联合使用能够显著激活T细胞，且随PSMA×CD28浓度增加激活作用增强；单独使用PSMA×CD28或PD-1单抗，都不能显著激活T细胞 (4)PD-1单抗能避免PD-1与PD-L1结合，使CD28可以分布到T细胞和癌细胞的细胞结合部位，PSMA×CD28能更好地实现T细胞与癌细胞的有效结合，显著激活T细胞。 【分析】癌细胞表面蛋白PD-L1与T细胞表面的受体PD-1结合后，会抑制T细胞的激活，若阻止PD-L1与T细胞表面的受体PD-1的结合，则可以解除对T细胞的抑制，有利于T细胞通过细胞免疫清除癌细胞。 【详解】（1）癌细胞是由于原癌基因和抑癌基因改变，导致细胞可以无限分裂；从图中可以看出，癌细胞通过PD-L1与T细胞上的PD-1结合，如果利用PD-1的单克隆抗体，PD-1单抗与PD-1的结合，阻断了PD-1和PD-L1结合，避免抑制T细胞活化。 （2）科学家的目的是构建既能结合PSMA，还能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28，所以PSMA和CD28相当于抗原，需要先注入小鼠体内，获得B淋巴细胞，将B细胞和小鼠的骨髓瘤细胞融合，成功融合的细胞会表达两种L链和两种H链，但L链和H链可以随机组合，所以能够产生多种抗体，因此还需进行筛选才能获得所需的双特异性抗体PSMA×CD28。 （3）结合图3可以明显看出PSMA×CD28和PD-1单抗联合使用能够显著提高细胞因子IL-2的含量，说明其可以显著激活T细胞，且随PSMA×CD28浓度增加激活作用增强；单独使用PSMA×CD28或PD-1单抗，都不能显著激活T细胞。 （4）从图4中看出，蓝色荧光主要分布在T细胞和癌细胞的细胞结合部位，说明PD-1单抗能避免PD-1与PD-L1结合，使CD28可以分布到T细胞和癌细胞的细胞结合部位，而比较上图和下图可以得出，PSMA×CD28能更好地实现T细胞与癌细胞的有效结合，显著激活T细胞。 1．（24-25高一下·北京·期中）表皮松解性掌跖角化症（EPPK）是一种单基因（KRT9基因）遗传病。患者表现为掌、跖的整个表皮有弥漫性的角质增厚，手掌和脚掌易皲裂，产生疼痛感，症状加剧时，手指活动困难，严重影响生活质量。患者出生数周到数月即有表征，持续终生，临床上尚无有效的治疗措施。图1为EPPK的一个家系图，已知I-2个体没有该病的致病基因。 请回答问题： (1)据图1及题干信息判断，EPPK为________染色体________性遗传病。 (2)对家系成员的KRT9基因进行检测，通过测序峰图读取该基因的碱基序列，图2为部分序列。由图2可知，与健康人相比，患者KRT9基因中碱基发生的变化是________，转录出的mRNA分子上的________发生改变，KRT9蛋白中的氨基酸由________变为________（可能用到的密码子：GCC丙氨酸；CGG精氨酸；UGG色氨酸；ACC苏氨酸），导致KRT9蛋白的________和功能异常而患EPPK。 (3)II-3已经怀孕，预测III-1患病概率为________。在医生建议下，患者及家属签署知情同意书，产前诊断时采用羊膜穿刺术获得胎儿基因组DNA样本，对胎儿进行________，结果如图3. (4)医生的结论是III-1没有致病基因，II-3可以继续安心妊娠。医生得出这一结论的依据是________。III-1出生后13个月龄时随访，婴儿健康，没有出现EPPK的任何相关临床特征。 【答案】(1)常 显 (2)C→T 密码子 丙氨酸 苏氨酸 结构 (3)0.5 基因检测 (4)致病基因片段为589bp，Ⅲ-1中不含致病基因片段 【分析】遗传方式的判断依据：无中生有为隐性，隐性遗传看女病，父子都病为伴性；有中生无为显性，显性遗传看男病，母女都病为伴性。 【详解】（1）由图1可知，Ⅰ - 1患病，Ⅰ - 2正常，且Ⅱ - 2个体没有该病的致病基因，但Ⅱ - 3、Ⅱ - 4患病，说明该病不是隐性遗传病（若为隐性，Ⅰ - 2无致病基因则子女不应患病），又因为男女均有患病，且不符合伴性遗传特点（如伴X显性遗传父亲患病女儿必患病等情况不满足），所以判断为常染色体显性遗传病。 （2）对比图2中健康人与患者的基因非模板链序列，可发现碱基由C变为T。基因转录时以DNA一条链为模板，基因碱基变化会使转录出的mRNA上密码子改变。根据给定密码子，健康人基因转录出的mRNA密码子为GCC（对应丙氨酸），患者变为ACC（对应苏氨酸），氨基酸改变会导致蛋白质结构和功能异常。 （3）已知该病为常染色体显性遗传病，设致病基因为A，正常基因为a。Ⅱ - 3患病（其母Ⅰ - 2正常为aa，所以Ⅱ - 3基因型为Aa），Ⅱ - 2正常为aa，Aa×aa后代基因型及比例为Aa : aa = 1 : 1，所以Ⅲ - 1患病概率为1/2。产前对胎儿进行基因检测可判断其是否携带致病基因。 （4）观察图3，Ⅱ - 3和Ⅱ - 4均患病，致病基因片段为589 bp，而Ⅲ - 1不含有致病基因片段，所以医生得出Ⅲ - 1没有致病基因，Ⅱ - 3可以继续安心妊娠的结论。 2．（22-23高三上·北京通州·期中）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 利用抑制性tRNA进行无义突变遗传病的治疗 无义突变是由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子（UAA、UAG或UGA），从而使肽链合成提前终止，造成蛋白质的功能改变，引发相关疾病。约有10%~15%的人类基因相关遗传疾病是由无义突变引发的。常规的基因治疗是将正常基因的cDNA序列或是有治疗价值的基因（如CRISPR－Cas9相关的基因编辑工具）通过一定的方式导入人体靶细胞内，达到替代或修复缺陷基因、治疗疾病的目的。导入基因插入位置不当、过高或过低表达，都可能会导致副作用。尽管基因编辑可以实现生理水平的基因表达，但基因编辑工具引入外源蛋白可能引发强烈的免疫反应仍然是巨大的挑战。 抑制性tRNA（sup－tRNA）由天然tRNA改造而来，它的反密码子通过碱基配对原则可以识别无义突变的终止密码子，使得mRNA在翻译至无义突变位点时不启动翻译终止而是继续向后进行翻译，获得有功能的全长蛋白。 I型黏多糖贮积症的病因，是相关基因发生无义突变，产生终止密码子UAG。研究者构建小鼠该突变基因mldua和Flag基因融合的载体（图1），以及针对该无义突变设计的sup－tRNA表达载体（产生的sup－tRNA能够识别UAG并携带酪氨酸Tyr，简写作sup－tRNATyr），将其导入细胞进行研究，发现与具有相似作用的化合物G418比较，sup－－tRNA的作用更加显著（图2）；进一步利用重组腺相关病毒作为载体将sup－tRNA导入患病小鼠模型中，实验显示能够降低黏多糖过度积存，实现对该病症的有效治疗，其疗效可以持续半年以上。 从整体来看，G418在促进跨越无义突变位点继续翻译时引入的氨基酸较为随机，而sup－tRNA引入的氨基酸较为单一，且不会影响内源tRNA稳态，所以sup－tRNA在个体治疗中具有很高的安全性，因而在未来基因突变引起的疾病相关治疗中具有非常大的应用前景。 (1)侵染时，作为载体的重组腺相关病毒与靶细胞膜上的____________发生识别，引发内吞，进入细胞后释放单链DNA作为模板，利用宿主细胞的____________催化合成其互补DNA链，再经过____________过程产生sup－tRNA。 (2)除了引入的氨基酸较为单一，不影响内源tRNA稳态，我们还可推断，用于治疗的sup－tRNA在正常终止密码子处_____________（填“能”或“不能”）继续往后翻译，具有很高的安全性。 (3)研究者构建mldua突变基因和Flag基因融合的载体，目的是通过检测____________来确定是否跨越无义突变位点继续向后翻译。实验结果表明，相比于化合物G418，sup－tRNA在促进无义突变位点的翻译方面更加有效，支持这一结论的依据是：____________。 (4)有文献报道，已在近1000个不同的人类基因中发现了7500多个无义突变。常规的基因治疗需要为每种疾病设计独特的治疗策略，这将是一项耗费惊人的项目。据此说明sup－tRNA的应用价值______。 【答案】(1)（特异性）受体 DNA聚合酶 转录 (2)不能 (3)Flag蛋白 转入sup－tRNA的细胞翻译产生的Flag蛋白量多于G418处理的细胞 (4)一种sup－tRNA可以治疗由同一种无义突变引起的不同疾病 【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程主要在细胞核中进行，需要解旋酶和RNA聚合酶参与；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和tRNA。 【详解】（1）侵染时，作为载体的重组腺相关病毒与靶细胞膜上的受体识别后，才能发生内吞作用，进入细胞；以DNA为模板合成新的DNA的过程是DNA分子复制，该过程需要的酶是DNA聚合酶；由DNA合成RNA的过程是转录。 （2）密码子是mRNA上编码氨基酸的三个相邻碱基，其中终止密码子是翻译终止的信号，故用于治疗的sup－tRNA在正常终止密码子处不能继续往后翻译。 （3）分析题意可知，抑制性tRNA的反密码子通过碱基配对原则可以识别无义突变的终止密码子，使得mRNA在翻译至无义突变位点时不启动翻译终止而是继续向后进行翻译，图示无义突变位于mldua内部，Flag相当于标记基因，故研究者构建mldua突变基因和Flag基因融合的载体，目的是通过检测Flag蛋白的有无来确定是否跨越无义突变位点继续向后翻译：若能合成Flag，则证明能够继续向后翻译；据图可知，转入sup－tRNA的细胞翻译产生的Flag蛋白量多于G418处理的细胞，故可得相对于化合物G418，sup－tRNA在促进无义突变位点的翻译方面更加有效的结论。 （4）分析题意“已在近1000个不同的人类基因中发现了7500多个无义突变”“常规的基因治疗需要为每种疾病设计独特的治疗策略，这将是一项耗费惊人的项目”可知：一种sup－tRNA可以治疗由同一种无义突变引起的不同疾病，故具有重要的应用价值。 3．（24-25高三上·北京海淀·阶段练习）脆性X综合征（FXS）患者是由于X染色体上编码F蛋白的基因（F基因）序列中，三个核苷酸（CGG）发生多次重复所致。 (1)图1为某FXS患者家系图，该家系部分个体F基因的cDNA片段检测结果如图2所示。 ①在遗传咨询时，通过调查构建图1所示的家系图有助于分析遗传病的______，推算后代再发风险等。图2是提取患者体内总RNA经过______获得cDNA，再利用特异性引物扩增获得的。 ②临床观察发现，FXS的男患者通常比女患者症状严重。据图2推测，FXS患者的CGG发生多次重复，可能会导致男患者的F蛋白______，而女患者症状较轻的原因可能是______。 (2)研究发现，FXS发病严重程度与CGG的重复次数有关。正常的X染色体有6~54次重复，而患者有230~2300甚至更多次的重复。CGG的重复次数有随代际增加的倾向，科研人员提出对这一现象的解释，如图3所示。 ①据图3可知，以含有CGG重复序列的单链为______合成子代DNA链时，子链3′端容易滑落并折叠，随3′方向的继续延伸，会导致子链______。 \ ②哺乳动物中，胞嘧啶甲基化易发生在CG二核苷酸处，已知CGG重复序列紧邻F基因启动子对应的位置。结合图2中cDNA片段检测结果推测，Ⅱ-3的CGG重复序列导致F基因表达情况发生变化的分子机制可能是______。 (3)研究表明，FXS与智力和情绪障碍有关，患者会出现冲动和癫痫等症状。γ-氨基丁酸（GABA）为海马区神经元分泌的抑制性神经递质。有证据表明，F蛋白与神经元上的GABA受体结合后激活受体的功能，使GABA调控通路发挥正常功能。 ①请将下列英文字母填入表格适合的位置，补充实验方案，进一步提供新的证据。 A．野生型小鼠             B．F基因敲除的小鼠         C．生理盐水 D．GABA受体激活剂       E.突触前膜                 F.突触后膜 组别 1 2 3 实验动物 A __________ __________ 海马区内注射物质 C __________ C 检测指标 __________的电位变化 ②实验结果若为______，则说明上述结论成立。 【答案】(1)传递方式/遗传方式 逆转录 不表达 女性有2条X染色体，一条染色体上F基因可表达出正常蛋白质 (2)模板 CGG重复次数增加 CGG重复序列增多导致CG比例增大，使F基因中胞嘧啶甲基化修饰增多，抑制F基因转录 (3)B B D F 1组和2组不产生动作电位，3组产生动作电位 【分析】1、从细胞中提取RNA后，可利用逆转录可获取cDNA后进行PCR扩增，然后进行电泳，可用于判断某基因在该细胞中是否转录。 2、表观遗传是指生物体基因的遗传序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。 【详解】（1）①是某FXS患者家系图，在遗传咨询时，通过调查构建图1所示的家系图有助于分析遗传病的遗传方式、推算后代再发风险等。图2是提取患者体内总RNA，可经过逆转录（反转录）获得cDNA，再利用特异性引物经PCR扩增获得的。 ②图1中，II-3、III-6都为男性患者，II-2、III-5为女性患者，II-4、II-5、III-7、III-8为正常个体。据图2可以看出，II-3、III-6两位男性患者中均无条带，说明男性患者中的F基因没有表达，而II-2、III-5两位女性患者中出现了550bp和308bp两种条带，II-4、II-5、III-7、III-8正常个体中出现了308bp的条带，说明女患者中有F基因正常表达。据此推测，FXS的男患者通常比女患者症状严重的原因是：FXS患者的CGG发生多次重复，可能会导致男患者的F蛋白不表达，女性患者有2条X染色体，一条染色体上F基因异常表达，另一条染色体上的F基因可表达出正常蛋白质，所以女性患者的症状会较轻。 （2）①图3是以含有CGG重复序列的单链为模板合成子代DNA的过程。据图3可知，在合成子代DNA的过程中，子链3′端容易滑落并折叠。子链滑落后，在滑落的地方会重新以CGG重复序列的单链为模板，继续合成子代DNA，最终会导致会导致子链CGG重复次数增加。 ②启动子是RNA聚合酶识别和结合位点，是开始转录的位点，启动子甲基化会影响基因的转录。由图2可知II-3的F基因没有表达，这是因为胞嘧啶甲基化容易发生在CG二核苷酸处，且CGG重复序列紧邻F基因启动子对应的位置，所以CGG重复序列增多导致CG比例增大，使F基因中胞嘧啶甲基化修饰增多，抑制F基因转录。 （3）γ-氨基丁酸（GABA）是海马区神经元分泌的抑制性神经递质，可以作用于突触后膜，抑制突触后膜的兴奋。为了证明“F蛋白与神经元上的GABA受体结合后激活受体的功能，使GABA调控通路发挥正常功能”这一机制，需要设计3组实验，第1组以野生型小鼠(未敲除F基因)为材料，向海马区注射适量生理盐水；第2组以F基因敲除小鼠为材料，向海马区注射适量且等量GABA受体激活剂；3组以F基因敲除小鼠为材料，向海马区注射等量生理盐水。然后给予小鼠适宜刺激，检测突触后膜是否产生动作电位，以判断相应调控机制是否工作。若上述结论成立，由于第1组小鼠含有F基因，能正常合成F蛋白，F蛋白与神经元上的GABA受体结合后激活受体的功能，GABA这种抑制性神经递质与突触后膜上已经被激活的GABA受体结合，会抑制突触后膜产生动作电位，故1组突触后膜上检测不到动作电位；第2组小鼠虽不含F基因，但是向其海马区注射的GABA受体激活剂可以与神经元上的GABA受体结合，激活GABA受体的功能，然后GABA与突触后膜上已经被激活的GABA受体结合，抑制突触后膜兴奋，故2组突触后膜上检测不到动作电位；第3组小鼠不含F基因，无法产生F蛋白，GABA受体的功能不能被激活，所以GABA不能与GABA受体结合，突触后膜可以兴奋产生动作电位。所以，若实验结果为1组和2组不产生动作电位，3组产生动作电位，则说明上述结论成立。 4．（25-26高二上·北京石景山·期末）肥胖和营养过剩是2型糖尿病的主要诱因。为探究肥胖状态下胰岛功能障碍导致高血糖的机制，我国科研团队开展了系列实验。 (1)胰岛素能促进血糖进入细胞进行氧化分解，促进________________________等（答出一项即可），与胰岛A细胞分泌的______共同维持血糖稳态。 (2)巨噬细胞是胰岛中主要的免疫细胞，通过S因子识别外源病原体DNA或内源受损DNA，从而激活相关的______免疫反应以抵御感染。为探究巨噬细胞的S因子信号通路对胰岛功能的影响，将野生型小鼠和敲除S基因的突变小鼠分组，每组都分别饲喂正常饮食和高脂饮食20周。 ①检测结果表明S因子与高脂饮食喂养诱导的胰岛功能障碍有关。支持此结论的证据是：高脂饮食组中突变小鼠体重显著低于野生型小鼠，降血糖能力显著____________；而正常饮食组的两种小鼠体重及其他指标无明显差异。 ②对两种小鼠分离的胰岛进行培养，用不同浓度的葡萄糖处理。检测培养基上清液和胰岛内的胰岛素含量，结果如下图。实验设置不同浓度葡萄糖的目的是________________________。根据结果推测，S因子信号通路主要降低了胰岛B细胞______胰岛素的功能（填“合成”或“分泌”）。 (3)另有研究表明，高脂饮食会导致脂肪细胞、血管上皮细胞中线粒体破碎，线粒体DNA释放到细胞质中。科研人员用饱和脂肪酸处理两种小鼠的胰岛，一段时间后，检测到巨噬细胞的细胞质中积累了线粒体DNA。同时在巨噬细胞中检测到胰岛素颗粒，如图2。结合（2）的研究，推测高脂饮食导致高血糖的原因是______________________________。 【答案】(1)肝糖原和肌糖原的合成（或促进血糖转化为脂肪、某些氨基酸等非糖物质） 胰高血糖素 (2)特异性 强于野生型小鼠 探究不同浓度葡萄糖条件下S因子信号通路对胰岛功能的影响 分泌 (3)高脂饮食导致脂肪细胞、血管上皮细胞线粒体破碎，线粒体DNA释放后被巨噬细胞摄取；巨噬细胞被激活并释放S因子，S因子抑制胰岛B细胞分泌胰岛素的功能，使胰岛素分泌不足，血糖升高 【分析】与血糖调节相关的激素主要是胰岛素和胰高血糖素，其中胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素，胰 岛素能促进全身组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，从而降低血糖浓度。胰高血糖素能促进肝糖原分解，并促进一些非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖水平升高。 【详解】（1）胰岛素的作用是促进血糖进入细胞进行氧化分解，还能促进肝糖原和肌糖原的合成（或促进血糖转化为脂肪、某些氨基酸等非糖物质），与胰岛A细胞分泌的胰高血糖素共同维持血糖稳态。 （2）巨噬细胞可通过识别并吞噬病原体、呈递抗原，激活相关的特异性免疫反应以抵御感染。①高脂饮食组中突变小鼠体重显著低于野生型小鼠，降血糖能力显著强于野生型小鼠；正常饮食组的两种小鼠体重及其他指标无明显差异。②实验设置不同浓度葡萄糖的目的是探究不同浓度葡萄糖条件下S因子信号通路对胰岛功能的影响。根据结果推测：S因子信号通路主要降低了胰岛B细胞分泌胰岛素的功能。 （3）高脂饮食会导致脂肪细胞、血管上皮细胞的线粒体破碎，线粒体DNA释放到细胞质中。释放的线粒体DNA会被巨噬细胞识别并摄取，同时巨噬细胞还会摄入胰岛素颗粒。巨噬细胞被激活后会释放S因子，S因子会抑制胰岛B细胞分泌胰岛素的功能。胰岛素分泌不足，就无法有效降低血糖，最终导致高血糖。故高脂饮食导致高血糖的原因是高脂饮食导致脂肪细胞、血管上皮细胞线粒体破碎，线粒体DNA释放后被巨噬细胞摄取；巨噬细胞被激活并释放S因子，S因子抑制胰岛B细胞分泌胰岛素的功能，使胰岛素分泌不足，血糖升高。 5．（23-24高二上·北京·期中）研究者研制了一种“智能”胰岛素（IA），并对其展开了系列实验，以期用于糖尿病的治疗。 (1)正常情况下，人体血糖浓度升高时，________细胞分泌的胰岛素增多，经________运输到靶细胞，促进其对葡萄糖的_____________，使血糖浓度降低。 (2)GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白，IA（见图1）中的X能够抑制GT的功能。为测试葡萄糖对IA与GT结合的影响，将足量的带荧光标记的IA加入红细胞膜悬液中处理30分钟，使IA与膜上的胰岛素受体、GT充分结合。之后，分别加入葡萄糖至不同的终浓度，10分钟后检测膜上的荧光强度。 图2结果显示：随着葡萄糖浓度的升高，___________________。研究表明葡萄糖浓度越高，IA与GT结合量越低。据上述信息，推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为_____________。 (3)为评估IA调节血糖水平的效果，研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量胰岛素和IA，测量血糖浓度的变化，结果如图3。 该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势，体现在______________________________。 (4)细胞膜上GT含量呈动态变化，当胰岛素与靶细胞上的受体结合后，细胞膜上的GT增多。若IA作为治疗药物，糖尿病患者用药后进餐，血糖水平会先上升后下降。请从稳态与平衡的角度，完善IA调控血糖的机制图___________________。（任选一个过程，在方框中以文字和箭头的形式作答。） 【答案】(1)胰岛 B 体液 摄取和利用 (2)膜上的荧光强度降低 葡萄糖与 IA 竞争结合 GT (3)IA能响应血糖浓度变化发挥作用（或IA降血糖的效果更久，且能避免低血糖的风险） (4)   【分析】1、血糖的来源：食物中的糖类的消化吸收、肝糖原的分解、脂肪等非糖物质的转化；去向：血糖的氧化分解为CO2、H2O和能量、合成肝糖原、肌糖原（肌糖原只能合成不能水解）、血糖转化为脂肪、某些氨基酸。 2、血糖平衡调节：由胰岛A细胞分泌胰高血糖素提高血糖浓度，促进血糖来源；由胰岛B细胞分泌胰岛素降低血糖浓度，促进血糖去路，减少血糖来源，两者激素间是拮抗关系。 【详解】（1）人体血糖浓度升高时，胰岛B细胞分泌的胰岛素增多，运输到全身各处，促进各细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，从而起到降血糖的效果。 （2）分析图2，随着悬液中葡萄糖浓度越高，细胞膜上的荧光强度越低。由题干分析，带荧光的IA能与GT和胰岛素受体结合位于红细胞膜上，加入葡萄糖，膜上的荧光强度会下降，意味着IA从膜上脱落下来，加入的葡萄糖浓度越高，膜上的IA越少，由于葡萄糖可以与GT结合而不能与胰岛素受体结合，故推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为葡萄糖与IA竞争结合GT。 （3）分析图3，对比两幅图可知，胰岛素会将血糖降至60mg•dL-1（低血糖），而IA能将血糖降至100mg•dL-1左右；IA能将血糖维持在正常水平约10个小时，而胰岛素只能维持2小时左右，故该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势，体现在IA能响应血糖浓度变化发挥作用或IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险。 （4）由题干信息可知，GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白，血糖浓度升高时，GT数量多有利于降血糖，IA可以与GT或胰岛素受体结合，与GT结合会抑制GT的功能。糖尿病患者用药后进餐，由于食物的消化吸收，血糖浓度会先升高，葡萄糖与IA竞争性结合GT增多，故IA与GT结合减少，与胰岛素受体结合增多，导致膜上的GT增多，进一步有利于葡萄糖与GT结合，最终细胞摄取葡萄糖的速率升高。血糖下降时，葡萄糖与IA竞争性结合GT减少，IA与GT结合增多，与胰岛素受体结合减少，故膜上的GT减少，能与葡萄糖结合的GT也减少，最终细胞摄取的葡萄糖的速率降低。如图： 6．（2022·北京丰台·二模）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 内质网—线粒体结构偶联与阿尔茨海默症的关联性 β淀粉样蛋白（Aβ）的大量沉积被认为是导致阿尔茨海默症（AD）的一个重要原因。Aβ在大脑神经细胞轴突和神经末梢中形成，会激发一系列连锁反应，包括阻碍神经细胞轴突的运输功能，甚至导致神经细胞的死亡。Aβ由β-淀粉样前体蛋白（APP）先经过加工形成palAPP，再由β分泌酶和y分泌酶切割产生。目前尚无治疗AD的特效药物。 长期以来囊泡运输被认为是内质网与其他细胞器相联系的主要机制，但最近的研究表明内质网膜与线粒体、质膜、高尔基体紧密连接，这种细胞结构间形成的微小膜连接称为膜接触位点。尽管这些接触通常只涉及膜表面的很小部分，但对胞内通信却起着重要的介导作用。最典型的膜接触位点是内质网和线粒体之间的接触部位——线粒体相关内质网膜（MAM）。MAM上存在丰富的蛋白质，这些蛋白质可调节与生理和病理过程相关的细胞信号通路。许多研究表明MAM与AD的发生有密切的联系。 研究显示，在AD模型小鼠中，线粒体内Ca2+的增加与Aβ斑块沉积和神经元死亡有关。MAM是调节Ca2+平衡和氧化还原平衡的关键点。内质网膜上的Ca2+释放通道被激活后，通过MAM控制Ca2+从内质网顺浓度梯度向线粒体转移。线粒体中过量的Ca2+会干扰细胞呼吸，增加活性氧的生成；同时Ca2+浓度异常会触发内质网功能异常，从而导致神经元死亡，引发AD。 新的研究表明，在神经元轴突中的MAM是palAPP受到β分泌酶加工并制造Aβ的场所。基于这一发现，研究人员尝试通过抑制MAM关键基因的表达，或者降低MAM的数量或活性，以期阻止或减缓阿尔茨海默症患者的疾病进展。 (1)APP加工成palAPP后，导致其__________改变，从而被β分泌酶切割产生AB。 (2)由材料可知，细胞器膜、细胞膜和核膜等结构，通过囊泡运输和____________，在结构和功能上紧密联系，共同构成细胞的___________。 (3)根据文中信息，Ca2+浓度异常引发AD的原因是：在MAM的调控下，Ca2+从__________转出，过量的Ca2+干扰了氧气在___________与[H]的反应，产生过多活性氧；同时Ca2+浓度异常会___________，从而导致神经元死亡。 (4)下列能够支持神经元MAM是制造Aβ的场所的证据有____________。 A．Ca2+通过MAM以顺浓度梯度的方式进行运输 B．palAPP主要富集在人和小鼠神经元细胞的MAM中 C．抑制MAM关键基因的表达，会阻碍β分泌酶切割palAPP D．AD模型小鼠神经元的MAM中存在有活性的β和y分泌酶 【答案】(1)空间结构 (2)膜接触位点 生物膜系统 (3)内质网向线粒体 线粒体内膜 触发内质网功能异常 (4)BCD 【分析】生物膜系统： （1）组成：细胞膜、核膜以及各种细胞器膜； （2）功能：①使细胞具有一个相对稳定的内环境，在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递的过程中也起着决定性的作用；②细胞的许多重要的化学反应都生物膜内或者膜表面进行，细胞内的广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件；③细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证了细胞的生命活动高效、有序地进行。 【详解】（1）APP是β-淀粉样前体蛋白，经加工成palAPP后，其空间结构发生改变，从而被β分泌酶切割产生Aβ，其大量沉积会导致阿尔茨海默症。 （2）由材料可知，细胞器膜、细胞膜和核膜等结构，通过囊泡运输和膜接触位点在结构和功能上紧密联系，共同构成细胞的生物膜系统，对胞内通信却起着重要的介导作用。 （3）根据文中信息结合有氧呼吸的过程可知，Ca2+浓度异常引发AD的原因是：在MAM的调控下，Ca2+从内质网转出进入线粒体中，过量的Ca2+干扰了氧气在线粒体内膜上与[H]的反应，产生过多活性氧；同时Ca2+浓度异常会触发内质网功能异常，从而导致神经元死亡，引发AD。 （4）A、MAM是内质网和线粒体之间的接触部位，其上存在丰富的蛋白质，这些蛋白质可调节与生理和病理过程相关的细胞信号通路，通过MAM控制Ca2+从内质网顺浓度梯度向线粒体转移，该信息支持钙离子与AD发生有关，不能说明MAM是palAPP受到β分泌酶加工并制造Aβ的场所，A错误； B、palAPP主要富集在人和小鼠神经元细胞的MAM中，此后被β分泌酶切割产生Aβ，其大量沉积会导致阿尔茨海默症，该事实支持神经元轴突中的MAM是palAPP受到β分泌酶加工并制造Aβ的场所的 结论，B正确； C、抑制MAM关键基因的表达，会阻碍β分泌酶切割palAPP，进而会抑制Aβ的产生，据此可说明MAM是palAPP受到β分泌酶加工并制造Aβ的场所，C正确； D、AD模型小鼠神经元的MAM中存在有活性的β和y分泌酶，而这两种酶是产生Aβ的关键酶，因而该事实支持MAM是palAPP受到β分泌酶加工并制造Aβ的场所，D正确。 故选BCD。 7．（24-25高二下·北京·期中）抑郁症与肠道菌群之间存在密切的联系。我国科研人员发现某些肠道微生物产生的代谢物高香草酸（HVA）与抑郁症的发生有关，并对其相关机理进行了研究。 (1)抑郁症患者血清HVA水平较低。研究人员取抑郁症患者和健康志愿者粪便样本进行肠道微生物体外培养，培养基中应含有水、________和无机盐等营养物质，接种肠道菌群前，培养基需要经________处理，大部分实验需在________环境下操作才能获得肠道菌，结果发现患者肠道菌群中缺乏能产生HVA的B菌。 (2)检测发现抑郁症模型小鼠血清和脑组织中HVA水平均显著低于对照组健康小鼠，且肠道菌群中也缺乏B菌。研究人员对抑郁症模型小鼠进行HVA给药或肠道移植B菌，获得图1、图2所示实验结果。 ①图1结果表明移植B菌能产生HVA到达脑部，依据是__________。 ②将小鼠在无法逃离的水槽中放置5min，小鼠放弃挣扎、漂浮不动的总时长是评估抑郁症状的重要指标。图2结果表明 _________。 (3)已有研究表明脑部海马区的突触损伤是抑郁症的主要病理基础，而细胞过度自噬参与了突触损伤。细胞自噬过程中，细胞质基质中的LC3-Ⅰ蛋白被剪切转化为LC3-Ⅱ，LC3-Ⅱ定位到自噬体膜上，位于自噬体内膜上的LC3-Ⅱ最终在溶酶体中被降解（图3），因此细胞中两种LC3蛋白含量和两种蛋白的含量比（LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ）是细胞自噬水平的重要指标。研究人员以体外培养的小鼠海马神经细胞为材料，进行相关处理后检测细胞内LC3-Ⅰ、LC3-Ⅱ含量，结果如图4所示。 ①培养基中缺乏葡萄糖时，细胞自噬水平升高，从物质与能量的角度说明该现象对细胞生存的意义：__。 ②图4中自噬抑制剂能够抑制溶酶体功能，第4组与第2组的“LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ”的差异产生原因是_____。 ③实验结果表明，HVA能够通过_______________，从而改善抑郁症状。 【答案】(1)碳源、氮源 灭菌 厌氧 (2)移植B菌的抑郁症模型小鼠脑组织中HVA水平显著高于抑郁症模型小鼠 移植B菌或HVA给药都能促进抑郁症状改善 (3)为细胞生存提供氨基酸、葡萄糖等必需原料物质和能源物质 第4组自噬抑制剂使自噬小体上LC3-Ⅱ降解速率下降，“LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ”增加 抑制海马神经细胞自噬减轻海马区突触损伤 【分析】细胞自噬(autophagy)就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用，这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量;在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定。有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。研究表明，人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生障碍有关，因此，细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。 【详解】（1）微生物体外培养，培养基中应含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质。因为微生物生长需要碳源提供碳元素用于合成自身物质和提供能量，氮源用于合成蛋白质等含氮物质。接种肠道菌群前，培养基需要进行高压蒸汽灭菌处理，目的是杀死培养基中的所有微生物（包括芽孢和孢子），保证后续培养的微生物是我们所需要接种的。肠道是一种厌氧的环境，因此欲获得肠道菌，大部分实验需要再厌氧环境下操作。 （2）①图1中的抑郁症模型组+B菌的而小鼠脑组织中HVA水平与抑郁症模型组小鼠相比明显要高，所以可以表明移植B菌产生的HVA到达脑部，使抑郁症模型组+B菌的而小鼠脑组织中HVA水平升高。 ②图2中的抑郁症模型组+B菌的小鼠漂浮不动时长与抑郁症模型组小鼠相比明显要低很多，抑郁症模型组+HVA的小鼠漂浮不动时长与抑郁症模型组小鼠相比明显也低很多，这说明移植B菌或HVA给药都能促进抑郁症状改善。 （3）①处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获取维持生存所需的物质和能量，所以培养基中缺乏葡萄糖时，细胞自噬水平升高，从物质与能量的角度说明该现象对细胞生存的意义是为细胞生存提供氨基酸、葡萄糖等必需原料物质和能源物质。 ②图4中第2组为培养基中缺乏葡萄糖，细胞自噬水平会升高，细胞LC3-Ⅰ含量和LC3-Ⅱ含量都较低，且LC3-Ⅱ含量比LC3-Ⅰ含量还要少。另由题干信息知，细胞自噬过程中，细胞质基质中的LC3-Ⅰ蛋白被剪切转化为LC3-Ⅱ，LC3-Ⅱ定位到自噬体膜上，位于自噬体内膜上的LC3-Ⅱ最终在溶酶体中被降解，图4中第4组为培养基中缺乏葡萄糖且加入自噬抑制剂，题干知自噬抑制剂能够抑制溶酶体功能，从而使自噬体内的物质以及自噬体内膜上的LC3-Ⅱ降解速率减慢，而LC3-Ⅰ蛋白仍可转化为LC3-Ⅱ，从而使LC3-Ⅱ/ LC3-Ⅰ比值增加，并且高于第2组。 ③图4中第1组为培养基中添加有葡萄糖，图中细胞只含有LC3-Ⅰ，说明细胞基本上不发生自噬；图4中第2组为培养基中缺乏葡萄糖，细胞自噬水平会升高，细胞LC3-Ⅰ含量和LC3-Ⅱ含量都较低，且LC3-Ⅱ含量比LC3-Ⅰ含量还要少；图4中第4组为培养基中缺乏葡萄糖且加入自噬抑制剂，题干知自噬抑制剂能够抑制溶酶体功能，从而使自噬体内的物质以及自噬体内膜上的LC3-Ⅱ降解速率减慢，而LC3-Ⅰ蛋白仍可转化为LC3-Ⅱ，从而使LC3-Ⅱ/ LC3-Ⅰ比值增加，并且高于第2组细胞自噬组；图4中第3组为培养基中缺乏葡萄糖且加入HVA，LC3-Ⅱ/ LC3-Ⅰ比值增加，和第4组一样使LC3-Ⅱ/ LC3-Ⅰ比值增加，并且高于第2组细胞自噬组，说明HVA和自噬抑制剂作用一样，能够抑制神经细胞自噬，从而减轻海马区突触损伤，从而改善抑郁症状。 8．（25-26高二上·北京海淀·期末）情绪是人脑的高级功能之一，若由于压力等引发的消极情绪长期积累可能会使人患抑郁症，检测发现患者突触间隙神经递质5-羟色胺（5-HT）含量降低。 (1)5-HT主要由大脑DRN神经元合成，如图1所示，当兴奋传至轴突末梢时，______向突触前膜移动并与之融合，以______方式释放5-HT，作用于大脑皮层及海马区突触后膜受体（R），在细胞间传递信号，产生愉悦感。5-HT发挥作用后可被转运体（SERT）回收到突触小体。DRN胞体膜上也有SERT和5-HT受体（R胞 ）。 (2)胞体区（A区）的5-HT也可作用于R胞 ，调控DRN动作电位的发放频率，如图2所示。抗抑郁药物F能与SERT结合，但使用早期效果不佳。检测正常小鼠（甲）、抑郁小鼠（乙）和脑部注射F 2 h后的抑郁小鼠（丙）A区胞外5-HT含量，结果如图3。 下列相关叙述错误的是______。 A．释放到B区5-HT的量与DRN动作电位发放频率正相关 B．药物F作用于SERT，促进释放更多5-HT C．药物F使用早期DRN动作电位发放频率降低 (3)已知胞体内的N蛋白可与SERT结合。为进一步探究抑郁症小鼠A区5-HT增多的原因，将小鼠DRN神经元中的N基因敲低，检测胞体相关物质含量（图4）。结果说明N蛋白能______SERT转移到膜上。研究人员据此设计出阻断N蛋白与SERT结合的药物Z，弥补药物F的缺点。请用文字和箭头完善药物Z快速缓解抑郁的分子机制______。 【答案】(1)突触小泡 胞吐 (2)B (3)抑制 【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递，突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜，其具体的传递过程为：兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时，突触小泡释放递质（化学信号），递质作用于突触后膜，引起突触后膜产生膜电位（电信号），从而将兴奋传递到下一个神经元。 【详解】（1）据题图分析可知，突触小泡是神经元内储存神经递质的小囊泡，当神经元受到刺激并产生兴奋传至轴突末梢时，这些囊泡会移动到突触前膜并与之融合，以胞吐的方式从突触前膜释放神经递质到突触间隙中。 （2）A、据题干信息和题图1分析可知，DRN胞体膜上也有SERT和5−HT受体（R胞​），胞体区（A区）的5−HT也可作用于R胞​，调控DRN动作电位的发放频率，DRN动作电位发放频率越高，意味着更多的兴奋传至轴突末梢，从而释放更多的5−HT到突触间隙，故释放到B区5-HT的量与DRN动作电位发放频率正相关，A正确； B、根据题干信息分析可知，抗抑郁药物F能与SERT结合，但使用早期效果不佳。SERT的主要功能是将突触间隙中的5-HT回收到突触前膜，以维持神经递质的平衡。如果药物F促进SERT释放更多5-HT，那么它应该会立即提高突触间隙中5-HT的浓度，从而快速产生抗抑郁效果。但实际上，药物F使用早期效果不佳，说明它并没有促进5-HT的释放，而是可能影响了SERT对5-HT的回收，B错误； C、由于药物F与SERT结合后可能影响了SERT对5-HT的回收，导致突触间隙中5-HT的浓度升高。而5-HT是兴奋性的神经递质，它作用于突触后膜受体后可以产生愉悦感，并可能通过某种机制调控DRN动作电位的发放频率。因此，突触间隙中5-HT浓度的降低可能导致DRN动作电位发放频率的降低，C正确。 故选B。 （3）据题干信息和题图4电泳结果分析可知，与对照组相比，敲低N基因组中N蛋白含量少于对照组，而膜上SERT量多于对照组，说明正常的N基因表达的N蛋白能抑制SERT转移到膜上。抗抑郁药物F能与SERT结合，但使用早期效果不佳，而药物Z的设计原理是阻断N蛋白与SERT的结合，从而改变SERT在细胞膜上的分布和数量，来弥补药物F的缺点。结合图2和答案，当N蛋白与SERT的结合被阻断后，DRN胞体膜上的SERT数量会增加，导致A区5-HT的回收增多，5-HT与R胞结合减少，DRN动作电位发放频率恢复正常，释放到B区的5-HT增多，从而改善抑郁症状。因此，药物Z快速缓解抑郁的分子机制可以表述为：。 9．（25-26高二下·北京延庆·开学考试）癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病，科研人员尝试用免疫疗法治疗癌症。 (1)正常情况下，吞噬细胞表面特异性表达B7蛋白，B7与T细胞表面的CD28蛋白结合，使该细胞被活化，从而形成______细胞，结合并裂解靶细胞。B7还能与T细胞表面存在的另一种蛋白CTLA-4结合，但会导致细胞活化被抑制，失去杀伤作用。 (2)科研人员发现，癌细胞膜上出现了大量的B7蛋白，癌细胞能因此逃脱T细胞的杀伤。为探究其机理，科研人员进行如下实验。 科研人员制备接种癌细胞的模型小鼠，均分为三组。实验组分别注射适量使用生理盐水配制的抗CD28抗体和抗CTLA-4抗体溶液，对照组注射等量生理盐水，得到如图所示结果。 ①由于注射的两种抗体分别与相应抗原（CD28和CTLA-4）特异性结合，使B7蛋白与两种抗原的结合能力______。 ②据图推测，癌细胞逃脱T细胞杀伤的原因可能是癌细胞表面的B7蛋白优先与______结合，作出判断的依据是__________。 (3)进一步研究发现，T细胞表面还存在另一种蛋白PD-1，组织细胞表面的PD-L1可与之结合，从而避免自身免疫病的发生，同时也体现了免疫系统的______功能，据此推测PD-1与______（CD28或CTLA-4）的免疫效应相同。癌细胞PD-L1的______（高水平或低水平）表达会降低被免疫系统清除的可能性。 【答案】(1)细胞毒性T (2)降低 CTLA-4 与对照组相比，注射抗CD28抗体组肿瘤面积无明显差异，而抗CTLA-4抗体组肿瘤面积明显减小 (3)免疫自稳 CTLA-4 高水平 【分析】曲线分析：随注射相应溶液浓度的升高，对照组和注射抗CD28抗体的实验组的肿瘤面积都不断增大，并且后者生长较快；而注射抗CTLA-4抗体溶液的实验组肿瘤面积下降后保持不变，说明抗CTLA-4抗体可以抑制肿瘤的生长，抗CD28抗体可以促进肿瘤的生长。 【详解】（1）吞噬细胞表面特异性表达B7蛋白，B7与T细胞表面的CD28蛋白结合，使T细胞被活化，从而形成细胞毒性T细胞，结合并裂解靶细胞。 （2）①由于注射的两种抗体分别与相应抗原（CD28和CTLA-4）特异性结合，使B7蛋白与两种抗原的结合能力降低。 ②据图推测，癌细胞逃脱T细胞杀伤的原因可能是癌细胞表面的B7蛋白优先与CTLA-4结合，作出判断的依据是加入该抗体后，肿瘤面积显著减小。 （3） 细胞表面还存在另一种蛋白PD-1，组织细胞表面的PD-L1可与之结合，从而避免自身免疫病的发生，体现了免疫自稳功能，据此推测PD-1与CTLA-4的免疫效应相同。癌细胞PD-L1的高水平表达会降低癌细胞被免疫系统清除的可能性。 10．（25-26高一上·北京丰台·期中）学习下面材料，回答（1）～（4）题。 调节性T细胞与细胞间的信息交流 2025年诺贝尔生理学或医学奖授予了在免疫调节领域做出突出贡献的三位科学家。他们的研究聚焦于一种称为“调节性T细胞”的细胞，该细胞能抑制过度的免疫反应，维持机体免疫稳态，防止自身免疫病的发生。 调节性T细胞的功能依赖于其细胞膜表面及内部的一系列特定分子。其中，一个名为Foxp3的基因所编码的蛋白质是调节性T细胞发育和行使功能的“主控开关”。Foxp3蛋白在细胞质里合成后，需进入细胞核内调控其他基因的表达。 调节性T细胞通过其细胞膜上的蛋白质与靶细胞膜上的特定蛋白质结合，或通过释放特定的信息分子（如细胞因子），向靶细胞发出“抑制信号”。该信号经过靶细胞内部一系列蛋白质的传递，最终改变靶细胞的代谢与基因表达模式，从而抑制其免疫活性。研究还发现，若Foxp3基因发生突变，将导致其编码的蛋白质无法正常行使功能，引发严重的自身免疫性疾病。 对调节性T细胞作用机制的深入研究，为人类治疗自身免疫病（如类风湿性关节炎）和调控移植器官的免疫排斥反应提供了新的思路与潜在药物靶点。 (1)Foxp3蛋白在细胞质的________上合成，通过________（结构）进入细胞核并调控自身基因表达，这体现细胞核的功能是________。 (2)调节性T细胞膜上的蛋白质能与靶细胞膜上的特定蛋白质直接接触，这种接触依赖于膜上蛋白质的________。该过程体现了细胞膜具有________的功能。 (3)为验证Foxp3基因作为药物靶点的潜力，科研人员构建了Foxp3基因缺陷的模型小鼠，并与正常小鼠进行对照。将一种候选药物X分别作用于两组小鼠的调节性T细胞，检测这些细胞抑制免疫反应的能力，结果如下图所示。请依据实验结果，推测药物X最可能的作用机制________。 A．替代缺陷的Foxp3基因，直接合成功能蛋白 B．增强现有Foxp3蛋白的活性或促进其表达 C．修复突变的Foxp3基因的碱基序列 D．直接抑制免疫细胞的活性，无需调节性T细胞参与 (4)综合材料信息，调节性T细胞对靶细胞的精准调节，体现了细胞的各部分结构之间、细胞与细胞之间在________上的统一性。 【答案】(1)核糖体 核孔 遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心（或控制细胞的代谢和遗传） (2)特异性（或识别作用） 进行细胞间信息交流 (3)B (4)结构和功能 【分析】1、细胞膜的主要功能是物质运输、信号传递、维持细胞形态与保护细胞。 2、细胞核是真核细胞内最大、最重要的细胞结构，是遗传物质储存和复制的场所，是细胞遗传和细胞代谢活动的控制中心，是真核细胞区别于原核细胞最显著的标志之一。细胞核主要由核膜、染色质、核仁、核基质等组成。 【详解】（1）蛋白质的合成场所是核糖体，因此Foxp3蛋白在细胞质的核糖体上合成；细胞质中合成的蛋白质进入细胞核需通过核孔；细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 （2）细胞膜上的蛋白质能特异性结合靶细胞膜上的蛋白，依赖于膜上蛋白质的特异性；细胞间通过膜蛋白直接接触传递信息，体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。 （3）分析实验结果：正常小鼠+药物X后，抑制免疫反应的能力显著增强；Foxp3基因缺陷的小鼠+药物X后，抑制免疫反应的能力无明显变化。这说明药物X的作用依赖于Foxp3蛋白的存在，说明药物能增强现有Feop蛋白的活性或促进其表达，B正确，ACD错误。 故选B。 （4）调节性 T 细胞的各结构（核糖体、核孔、细胞核等）之间相互配合，细胞与细胞之间通过信息交流精准调控，体现了细胞的各部分结构之间、细胞与细胞之间在结构和功能上的统一性。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $