第1章 人体的内环境和稳态(单元自测卷)生物沪科版选择性必修1
2026-09-09
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摘要:
**基本信息**
沪科版选择性必修一“内环境稳态”单元卷,以铜死亡、威尔逊病等前沿情境整合跨膜运输、遗传调节等知识,考查生命观念与科学思维,适配单元复习。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|解答题|4道(34+24+22+20分)|跨膜运输、内环境成分、遗传系谱、神经-体液-免疫调节|以铜死亡机制考查结构与功能观,结合AD病等科技前沿,从基础判断到机制分析形成梯度,体现稳态调节学科特色|
内容正文:
2026-2027学年沪科版选择性必修一单元自测
第一章 内环境稳态
建议用时:90分钟,满分:100分
1、 解答题
1.(34分)铜是人体中不可或缺的微量元素之一,当机体内环境遭到破坏时可引起细胞内铜代谢失调,从而诱发疾病。铜死亡是指由于细胞内铜超载导致且受调控的程序性细胞死亡,是一种新型的细胞死亡途径,其机制过程发生在图1结构甲中。
注:FDX1为铁氧还蛋白1,可将Cu2+还原成更具毒性的Cu+;DLAT为二氢硫辛酰转乙酰基酶,可催化丙酮酸转化为乙酰辅酶A;LIAS为硫辛酸合成酶,可催化DLAT脂酰化。
(1)(2分)小肠上皮细胞质膜上的CTR1蛋白可不依赖ATP实现对铜的跨膜转运,据已学知识判断,铜被转运入细胞的方式为_______。
A.自由扩散 B.协助扩散
C.主动运输 D.胞吞
(2)(3分)以下物质可存在于内环境的有_______。(编号选填)
①CTR1蛋白 ②Cu2+ ③FDX1 ④LIAS ⑤DLAT ⑥葡萄糖 ⑦CO2 ⑧ATP合酶
(3)(2分)据图1判断,以下关于铜死亡机制过程解释较合理的是________。
A.DLAT一旦脂酰化后就会导致铜死亡
B.Cu+只能通过促使脂酰化DLAT聚集导致细胞铜死亡
C.Cu2+能直接促使Fe-S簇蛋白不稳定从而导致细胞铜死亡
D.DLAT聚集后可能间接影响了细胞三羧酸循环过程而导致细胞铜死亡
(4)(3分)根据题意并结合已学知识判断,以下叙述正确的有________。
A.图1中结构甲是细胞有氧呼吸的主要场所
B.铜死亡是受调控的程序性细胞死亡,因此属于细胞坏死
C.通过抑制FDX1基因的表达能一定程度地避免细胞铜死亡
D.成熟红细胞没有结构甲,因此在高浓度铜的诱导下较淋巴细胞更容易发生铜死亡
威尔逊病是一种隐性遗传病(B、b),由人体13号染色体上的ATP7B基因的突变引起,质膜上功能障碍的ATP7B蛋白不能有效地将肝细胞内多余的铜排出而引发肝细胞铜死亡,从而导致肝硬化。图2为甲、乙、丙、丁为四个家系遗传系谱图。
(5)(2分)上述遗传系谱图中,不可能属于威尔逊病家系遗传系谱图的家族是_______。
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
(6)(3分)若甲家族患有此病,则Ⅱ-4的基因型是_______;若丙家族患有此病,该系谱图中Ⅱ-4和Ⅱ-5准备生二胎,为避免患病儿的出生,Ⅱ-4怀孕后应对胎儿进行_______。
A.性别检测
B.染色体数量检测
C.染色体结构检测
D.基因检测
研究发现ATP7B基因的突变类型较多,表表示其中三种突变类型的ATP7B蛋白的变化情况。
突变类型
氨基酸序列
氨基酸数目变化
ATP7B蛋白铜转运功能
Ⅰ
一个氨基酸发生替换
数目不变
不变
Ⅱ
一段氨基酸发生错乱
数目改变
丧失
Ⅲ
一个氨基酸发生替换
数目不变
丧失
(7)(3分)表中突变类型Ⅰ、Ⅱ发生的原因可能依次是_______、_______。(编号选填)
①ATP7B基因中某个碱基对发生替换
②ATP7B基因中增加了一个碱基对
③ATP7B基因中减少了一个碱基对
④13号染色体中ATP7B基因缺失
⑤13号染色体中ATP7B基因重复
⑥13号染色体三体
(8)(3分)表中突变类型III的ATP7B蛋白铜转运功能丧失的原因是_______。
(9)(2分)由题意可知,威尔逊病患者的内环境中Cu2+浓度可能______。
A.偏高 B.偏低 C.正常 D.不能确定
(10)(3分)以下治疗威尔逊病的方案中,可行的有______(编号选填)
①口服ATP7B蛋白 ②注射ATP7B蛋白 ③铜螯合剂治疗(促进尿液排铜) ④口服铜制剂 ⑤基因治疗 ⑥口服锌盐(减少肠道吸收铜离子)
阿尔茨海默病(AD)的主要病理学标志是大脑受损区域细胞外β-淀粉样蛋白(Aβ)斑块沉积及细胞内Tau蛋白过度磷酸化形成的神经纤维缠结,最终导致神经元死亡,铜代谢障碍与AD的发生密切相关,其机制如图3。图中脂蛋白受体相关蛋白1(LRP1)能清除大脑内多余的Aβ。
(11)(2分)AD患者大脑出现的Aβ斑块会引发持续的炎症反应,进而加剧神经元损伤。下列关于此过程叙述,正确的是______。
A.该炎症反应属于免疫系统的第一道防线
B.主要由T淋巴细胞介导,属于获得性免疫
C.主要通过释放炎症因子等机制发挥作用,属于非特异性免疫
D.炎症时局部组织肿胀主要是由于毛细血管收缩、血管通透性减弱
(12)(3分)AD患者神经元损伤会导致出现脑部突触丢失等异常现象。结合已学知识,下列叙述错误的是______
A.神经递质通过胞吞作用进入突触后神经元
B.AD患者可能出现痛觉减弱、基本的排尿排便反射消失等症状
C.神经冲动在突触处传递时,会发生电信号→化学信号→电信号的转变
D.动作电位到达突触前膜,引起钠离子内流,从而触发突触小泡与前膜融合
(13)(6分)研究发现,LRP1基因在脑毛细血管内皮细胞中大量表达,脑内局部可溶性Aβ可通过LRP1转移出大脑。结合图3及所学知识,解释脑组织Cu2+超载导致AD的生物学机制_______。
【答案】(1)(2分)B
(2)(3分)②⑥⑦
(3)(2分)D
(4)(3分)AC
(5)(2分)D
(6)(3分) 1/3BB或2/3Bb D
(7)(3分) ① ②③
(8)(3分)ATP7B基因中某碱基对发生替换,表达出ATP7B蛋白的氨基酸序列发生改变,导致其空间结构 发生改变而铜转运功能丧失
(9)(2分)B
(10)(3分)③⑤⑥
(11)(2分)C
(12)(3分)ABD
(13)(6分)过量Cu2+ 会抑制LRP1清除出大脑中的AP,造成Aβ在脑内沉积,一方面AB与Cu2+ 结合后会促使TaU蛋白过度磷酸化及形成神经纤维缠结,引起AD;另一方面AB沉积还可以促进Cu2+ 还原为Cu+ 并伴随H2O2的产生,二者共同作用导致羟基自由基的产生,使神经元内核酸、蛋白质以及脂质发生氧化,引起AD。
【详解】(1)根据题干,CTR1蛋白是载体蛋白,且不依赖ATP,故铜的跨膜运输属于协助扩散,A、C、D错误,B正确。
(2)①CTR1蛋白位于细胞膜上,不属于内环境成分;
②Cu²⁺可存在于血浆等体液中,属于内环境成分;
③FDX1位于线粒体中,不属于内环境;
④LIAS位于线粒体中,不属于内环境;
⑤DLAT位于线粒体中,不属于内环境;
⑥葡萄糖可存在于血浆中,属于内环境成分;
⑦CO2可存在于血浆和组织液中,属于内环境成分;
⑧ATP合酶位于细胞质基质中、线粒体内、叶绿体类囊体膜上,不属于内环境。
综上,②⑥⑦符合要求。
(3)A、DLAT脂酰化后需聚集才能引发蛋白质毒性应激,进而导致铜死亡,A错误;
B、Cu+不仅可促使脂酰化DLAT聚集,还可导致Fe-S簇蛋白不稳定,B错误;
C、Cu2+需先被FDX1还原为Cu⁺,才能间接导致Fe-S簇蛋白不稳定,C错误;
D、DLAT可催化丙酮酸转化为乙酰辅酶A,若DLAT聚集,可能影响三羧酸循环,进而导致细胞代谢紊乱,最终引发铜死亡,D正确。
(4)A、结构甲是线粒体,是细胞有氧呼吸的主要场所(第二、三阶段),A正确;
B、铜死亡是程序性细胞死亡,属于细胞凋亡,而非细胞坏死,B错误;
C、抑制FDX1基因表达可减少Cu²⁺还原为Cu⁺,从而减轻铜毒性,避免铜死亡,C正确;
D、成熟红细胞无线粒体,铜死亡主要与线粒体内Cu⁺导致的Fe-S簇蛋白不稳定及DLAT聚集有关,淋巴细胞含有线粒体,因此在高浓度铜的诱导下淋巴细胞更容易发生铜死亡,D错误。
(5)分析可知,威尔逊病是一种隐性遗传病(B、b),由人体13号染色体上的ATP7B基因的突变引起,属于常染色体隐性遗传病。甲图、乙图、丙图均是双亲正常生出有病的后代,可能属于常染色体隐性遗传病;而丁图,双亲患病生出正常的后代,说明该病为显性遗传病,故选D。
(6)威尔逊病是一种常染色体隐性遗传病(B、b),若甲家族患有此病,则I-1和I-2基因型为Bb,后代II-4基因型为1/3BB或2/3Bb。若丙家族患有此病,分析可知II-4基因型1/3BB或2/3Bb,Ⅱ-5基因型为bb,后代可能生出基因型为bb的患儿,为避免患病儿的出生,Ⅱ-4怀孕后应对胎儿进行基因检测,故选D。
(7)突变类型Ⅰ:一个氨基酸替换,数目不变 → 说明密码子改变但长度未变 → 最可能是碱基对替换(①); 突变类型Ⅱ:一段氨基酸错乱,数目改变 → 说明阅读框移位 → 可能是碱基对增添(②)或缺失(③); 因此,Ⅰ对应①,Ⅱ对应②③。
(8)虽然仅一个氨基酸被替换、蛋白长度未变,但该氨基酸位于ATP7B蛋白的关键功能区(如铜结合位点或转运结构域),其替换导致蛋白质空间构象改变活性中心功能受损无法正常转运Cu2+ ,最终导致铜转运功能丧失。
(9)ATP7B蛋白负责铜转运,质膜上功能障碍的ATP7B蛋白不能有效地将肝细胞内多余的铜排出而引发肝细胞铜死亡,导致内环境中Cu2+⁺浓度偏低,故选B。
(10)①口服ATP7B蛋白:蛋白质会被消化分解,无效;
②注射ATP7B蛋白:外源蛋白难进入细胞,且可能被免疫系统清除,无效;
③铜螯合剂治疗:促进铜排泄,降低体内铜含量,可行;
④口服铜制剂:加重铜积累,不可行;
⑤基因治疗:修复或替换突变基因,恢复蛋白功能,可行;
⑥口服锌盐:减少肠道铜吸收,降低铜负荷,可行。
可行方案为③⑤⑥。
(11)A、第一道防线是皮肤和黏膜,而炎症反应属于第二道防线,A错误;
B、T淋巴细胞介导的免疫属于获得性免疫,但Aβ斑块引发的炎症反应主要由巨噬细胞、小胶质细胞等介导,属于非特异性免疫,B错误;
C、炎症反应主要通过释放炎症因子(如细胞因子)等机制发挥作用,是与生俱来的,属于非特异性免疫,C正确;
D、炎症时局部组织肿胀是由于毛细血管扩张、血管通透性增强,导致血浆蛋白和液体渗出,D错误。
(12)A、神经递质与突触后膜受体结合后,通常被降解或回收,而不是通过胞吞作用进入突触后神经元,A错误;
B、AD患者大脑皮层受损,可能导致高级中枢对低级中枢的控制减弱,出现痛觉减弱;排尿、排便反射位于低级中枢脊髓,故排尿排便反射仍然存在,B错误;
C、突触处信号转换为电信号→化学信号→电信号,C正确;
D、动作电位到达突触前膜,引起Ca²⁺内流,而非Na⁺内流,Ca²⁺内流触发突触小泡与前膜融合,释放神经递质,D错误。
(13)Cu2+超载抑制LRP1功能,减少Aβ外排,导致Aβ在大脑中积累,形成Aβ斑块, Aβ与Cu2+结合形成Aβ-Cu2+⁺复合物,促进Tau蛋白过度磷酸化,形成神经纤维缠结, Cu2+被还原为Cu+,与H2O2反应生成羟基自由基,引发氧化应激,导致神经元损伤, 上述过程共同促进AD的发生与发展。
2.(24分)Glut1DS通常是由SLC2A1基因突变引起的影响大脑能量代谢的遗传性疾病。患者在生长发育过程中大脑无法获得足够的葡萄糖,导致出现头部发育迟缓,癫痫,及智力、运动及语言障碍。图1为脑部细胞获取葡萄糖的模式图。
(1)(2分)图1中脑脊液属于内环境_____组分(单选)。
A.血浆 B.组织液 C.淋巴 D.细胞内液
(2)(2分)图1中葡萄糖从内皮细胞到脑脊液的运输方式属于_____(编号选填)。
①自由扩散②协助扩散③主动运输④胞吐
在一个Glut1DS家系中,父母体细胞的SLC2A1基因序列均正常,某男性患者SLC2A1基因的部分测序结果及基于序列的翻译结果推测,如图2所示。正常葡萄糖转运蛋白1由492个氨基酸组成。
(3)(2分)该家系中Glut1DS最可能为_____性遗传病(单选)。
A.显 B.隐
(4)(3分)以下对该家系中患者致病基因的说法,合理的是_____(多选)。
A.致病基因可能由患者母亲的初级卵母细胞复制时发生基因突变产生
B.致病基因可能由患者父亲的次级精母细胞复制时发生基因突变产生
C.致病基因可能是患者胚胎发育早期发生基因突变产生
D.患者所有的细胞都会出现能量供应不足
(5)(3分)患者异常基因的编码链存在单核苷酸突变,该突变可能是_____(编号选填)。
①A→G的替换②C→A的替换③插入④缺失
(6)(2分)图2中SLC2A1某条编码链中间省略了_____个脱氧核苷酸。
(7)(6分)结合图2分析患者患病的机制_____。
(8)(4分)从预防和治疗Glut1DS的角度,以下说法合理的是_____(编号选填)。
①患者婚育前进行遗传咨询
②尽早发现并及时介入治疗
③成人患者经治疗可以彻底恢复正常
④将正常的SLC2A1基因导入患者脑部细胞
【答案】(1)B
(2)②
(3)B
(4)ABC
(5)③④
(6)1443
(7)患者的SLC2A1基因发生碱基突变,使转录的mRNA密码子序列改变,导致翻译出的葡萄糖转运蛋白1的氨基酸序列(或长度)异常,转运蛋白的空间结构改变,无法正常介导脑部细胞摄取葡萄糖;大脑因葡萄糖供应不足,能量代谢障碍,进而出现头部发育迟缓、癫痫、智力运动及语言障碍等Glut1DS症状
(8)①②④
【详解】(1)内环境包括血浆、组织液和淋巴等。脑脊液是脑细胞生活的直接环境,属于组织液的一种,它和组织液的成分和性质相似,起到为脑细胞提供营养物质和排出代谢废物等作用,B正确,ACD错误。
(2)从图中可以看出,葡萄糖从内皮细胞到脑脊液是顺浓度梯度进行的,并且需要蛋白的协助,自由扩散不需要转运蛋白协助,主动运输是逆浓度梯度且需要能量,而协助扩散是顺浓度梯度、需要转运蛋白协助、不需要能量,所以葡萄糖从内皮细胞到脑脊液的运输方式属于协助扩散,②正确,①③④错误。
(3)父母的SLC2A1基因序列均正常,却生育出患病子女,符合隐性遗传病的遗传特点,B正确,A错误。
(4)A、初级卵母细胞发生基因突变,可形成携带致病基因的卵细胞,受精后使子代患病,A正确;
B、次级精母细胞发生基因突变,可形成携带致病基因的精子,受精后使子代患病,B正确;
C、患者胚胎发育早期发生基因突变,可导致全身细胞(或关键细胞)携带致病基因,引发疾病,C正确;
D、并非所有细胞都依赖该葡萄糖转运蛋白摄取葡萄糖,如红细胞通过协助扩散摄取葡萄糖,不会出现能量供应不足,D错误。
(5)异常氨基酸序列与正常氨基酸序列相比,起始密码子后移,氨基酸序列整体改变,不是单碱基替换,最可能是插入或缺失,③④正确,①②错误。
(6)正常葡萄糖转运蛋白1由492个氨基酸组成,已经列出的:起始M算1,然后G、V两个,然后P、W、S、P、A、A、R、S八个,1+2+8=11,492-11=481个氨基酸,每个氨基酸对应基因编码链3个脱氧核苷酸,所以481×3=1443。
(7)患者的SLC2A1基因发生碱基突变,使转录的mRNA密码子序列改变,导致翻译出的葡萄糖转运蛋白1的氨基酸序列(或长度)异常,转运蛋白的空间结构改变,无法正常介导脑部细胞摄取葡萄糖;大脑因葡萄糖供应不足,能量代谢障碍,进而出现头部发育迟缓、癫痫、智力运动及语言障碍等Glut1DS症状。
(8)①婚育前遗传咨询可评估子代患病风险,属于合理的预防措施,①正确;
②尽早发现并介入治疗,能减轻疾病对大脑发育的损害,属于合理的治疗手段,②正确;
③成人患者的大脑发育已完成,损伤不可逆,经治疗无法恢复正常,③错误;
④将正常SLC2A1基因导入患者细胞,可使其表达正常的葡萄糖转运蛋白1,属于基因治疗的合理思路,④正确。
3.(22分)应激状态下,机体可通过神经-体液-免疫调节以恢复生理稳态。最新研究发现,短期轻度压力引发的适度免疫激活会促进细胞因子IL-22的产生,从而减轻焦虑并对精神健康产生保护作用,部分机制如图1所示。
(1)(2分)压力会使“下丘脑-垂体-肾上腺”轴活动增强,进而激活肠道相关细胞的炎症和凋亡信号。下列表述中正确的是_______。
A.压力状态下通过交感神经,促进肾上腺皮质激素的分泌
B.肾上腺皮质激素含量较高时,对下丘脑的抑制作用会增强
C.无压力的状态下,小肠上皮细胞不会发生细胞凋亡现象
D.压力状态下,肠道蠕动加速,有利于吸收更多营养物质
(2)(3分)压力状态会增加小鼠肠道的通透性,从而激活免疫系统,由图1及所学,辅助性T细胞及其分泌的细胞因子可以参与_______过程。(编号选填)
①特异性免疫②非特异性免疫③细胞免疫④体液免疫
(3)(3分)据图1写出IL-22从产生部位到发挥作用过程中依次经过的内环境:____。(编号选填并排序)
①消化液②组织液③血浆④脑脊液
(4)(3分)实验证明,IL-22之所以能够穿过血脑屏障进入大脑隔区,是由于在压力状态下血脑屏障会出现局部的暂时性破坏,与此有关的因素可能包括血管内皮细胞_______。
A.遗传信息发生改变 B.细胞骨架发生重构
C.胞间连接蛋白降解 D.连接蛋白表达量下降为了研究IL-22的抗抑郁作用,研究人员开展了对小鼠进行药物干预相关实验。将IL-22粉剂用PBS缓冲液溶解,得到稀释液后进行注射,并通过社交互动率评估抑郁样行为。分组处理和实验结果如表和图2。
组别
处理
1
对照组+_______
2
社交挫败模型组+_______
3
对照组+IL-22稀释液
4
社交挫败模型组+IL-22稀释液
(5)(2分)表中空格所对应的实验处理方式应该是____。
A.不做处理 B.蒸馏水 C.生理盐水 D.PBS缓冲液
(6)(3分)实验结果表明,注射外源性IL-22可以显著缓解社交挫败应激所导致的小鼠抑郁样行为。据此推测图2中与第4组实验数据存在显著差异的组别是_____。(编号选填)
①第1组②第2组③第3组
(7)(6分)据题意和已有知识,分析长期滥用抗生素可能会引发的不良后果:_____。
【答案】(1)B
(2)①③④
(3)②→③→④
(4)BCD
(5)D
(6)②
(7)长期滥用抗生素破坏肠道菌群,降低微生物刺激免疫细胞产生IL-22的能力。压力状态下,IL-22释放不足,削弱其对隔区神经元的抑制作用,从而易引发焦虑、抑郁。同时,抗生素滥用还可能破坏机体正常菌群的平衡,并可能促使耐药细菌的产生
【分析】肾上腺皮质激素的调节过程:下丘脑→促肾上腺皮质激素释放激素→垂体→促肾上腺皮质激素→肾上腺→肾上腺皮质激素,同时肾上腺皮质激素还能对下丘脑和垂体进行负反馈调节.
【详解】(1)A、压力状态下通过交感神经,促进的是肾上腺髓质激素的分泌,而非肾上腺皮质激素,A错误;
B、肾上腺皮质激素含量较高时,对下丘脑的抑制作用会增强,符合负反馈调节,B正确;
C、细胞凋亡是细胞正常的生命现象,无压力状态下,小肠上皮细胞也会发生细胞凋亡,C错误;
D、压力状态下,肠道蠕动加速,不利于吸收更多营养物质,D错误。
故选B。
(2)判断压力状态激活的免疫及辅助性T细胞参与的过程,压力状态会增加小鼠肠道的通透性,激活的是第二道防线和第三道防线;辅助性T细胞可以参与特异性免疫、细胞免疫和体液免疫。
(3)确定IL-22从产生部位到发挥作用过程中依次经过的内环境IL-22由肠道辅助性T细胞产生,先进入组织液再进入血浆,最后进入脑脊液。
(4)分析血脑屏障出现局部暂时性破坏有关的因素,血管内皮细胞细胞骨架发生重构、胞间连接蛋白降解、连接蛋白表达量下降都可能使血脑屏障出现局部暂时性破坏,而遗传信息发生改变与血脑屏障的暂时性破坏无直接关系。
(5)实验中将IL-22粉剂用PBS缓冲液溶解,对照组应注射等量的PBS缓冲液。
(6)注射外源性IL-22可以显著缓解社交挫败应激所导致的小鼠抑郁样行为,第4组是社交挫败模型组+IL-22稀释液,与第2组社交挫败模型组+不含IL-22稀释液的差异显著。
(7)长期滥用抗生素破坏肠道菌群,降低微生物刺激免疫细胞产生IL-22的能力,压力状态下,IL-22释放不足,削弱其对隔区神经元的抑制作用,从而易引发焦虑、抑郁。同时,抗生素滥用还可能破坏机体正常菌群的平衡,并可能促使耐药细菌的产生。
4.(20分)APLAID是由PLCG2基因突变引起的一种罕见遗传病。患者通常在没有感染的情况下出现炎症反应,反复出现严重皮肤水疱等症状。研究人员对某个家系中部分成员的PLCG2基因进行测序,差异序列如图1。
(1)(3分)根据图1信息,患者PLCG2基因发生了碱基________,APLAID属于________性遗传病。(编号选填)
①插入 ②缺失 ③替换 ④显 ⑤隐
(2)(2分)关于该家系的下列分析合理的是________。(单选)
A.PLCG2基因突变导致突变位点赖氨酸变为精氨酸
B.患者的次级卵母细胞可能含有2个突变基因
C.患者的突变基因不可能来自于父母
D.患者的突变基因不可能传给子代
(3(3分))患者出现严重的皮肤水疱与________有关。(编号选填)
①皮肤组织液渗透压高 ②毛细血管壁通透性增大 ③肾脏水的重吸收 ④非特异性免疫过强 ⑤细菌感染
研究人员发现,细胞因子G-CSF能促进中性粒细胞的产生。APLAID患者体内的G-CSF含量显著高于正常人,且与病症严重程度呈正相关,而其他细胞因子无特异性升高。研究人员构建了与该家系中相同突变的小鼠模型(甲),做了进一步的研究,结果如图2。
注:p<0.05代表比较的数据组间的差异有统计学意义。
(4)(4分)以下有关图2结果的分析,合理的是________。(编号选填)
①G-CSF抗体与G-CSF受体结合抑制中性粒细胞分裂
②G-CSF促进造血干细胞向中性粒细胞分化
③G-CSF抗体是治疗APLAID患者皮肤水疱的潜在药物
④对照组应注射与实验组等量的无关抗体
⑤PLCG2基因突变可能导致表达G-CSF增加
造血细胞(单核细胞和巨噬细胞等)和非造血细胞(成纤维细胞和内皮细胞等)均可以产生G-CSF。为确定引起APLAID过度炎症的G-CSF的来源,研究人员开展了小鼠骨髓移植实验(图3),相关结果如表所示。
检测指标实验组别
骨髓移植后18天
骨髓移植后70天
皮肤炎症
血浆G-CSF
皮肤炎症
血浆G-CSF
组一
严重
极高
组二
无
极低
开始出现
低
注:“”表示数据因死亡而无法测定。
(5)(4分)根据图3,骨髓移植前,实验用的小鼠乙与丙的差异在于________不同;骨髓移植后,组一的小鼠乙体内能表达G-CSF的细胞有________,组二的小鼠丙体内能表达G-CSF的细胞有________。结合表分析,由________产生的G-CSF是引发APLAID过度炎症的主要因素。(编号选填)
①造血细胞 ②非造血细胞
(6)(4分)关于APLAID遗传病预防和治疗的下列策略,合理的是________。(编号选填)
①禁止近亲结婚 ②第三代试管婴儿 ③基因检测 ④基因治疗
【答案】(1) ③ ④
(2)B
(3)①②④
(4)②③④⑤
(5) ② ①② ① ②
(6)②③④
【分析】DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,叫做基因突变。
【详解】(1)依据图1可知,患者PLCG2基因发生了碱基的替换,C替换了T,结合题干信息可知,APLAID是由PLCG2基因突变引起的一种罕见遗传病,依据系谱图,Ⅰ-1、Ⅰ-2正常,且碱基序列正常,Ⅱ-2个体患病,且碱基序列发生碱基的替代,可知该病为显性遗传病。
(2)A、依据图1右图可知,基因序列中的TCT对应的氨基酸为丝氨酸,丝氨酸的密码子为UCU,可知该碱基序列为编码序列,结合Ⅱ-2的碱基序列突变前对应的密码子为CUU,编码亮氨酸,突变后对应的密码子为CCU,编码脯氨酸,A错误;
B、若该病的致病基因为A、a,结合小问1可知患者的基因型为Aa,其次级卵母细胞中的基因为a或A,但由于含有姐妹染色单体,或由于姐妹染色单体分离,导致染色体数目加倍,故患者的次级卵母细胞可能含有2个突变基因,B正确;
C、依据图1右图可知,Ⅰ-1、Ⅰ-2不含致病基因,患者的突变基因可能来自于父母产生的生殖细胞,C错误;
D、患者的突变基因可随生殖细胞遗传给子代,D错误。
故选B。
(3)皮肤水疱,即组织水肿,当皮肤组织液渗透压升高、皮肤毛细血管壁通透性增大,都会导致组织液增多,引起组织水肿;非特异性免疫过强时,可能引起组织水肿;患者通常在没有感染的情况下出现炎症反应,反复出现严重皮肤水疱等症状,与细菌感染无关;肾脏对水的重吸收不会引起组织水肿,①②④正确。
故选①②④。
(4)①G-CSF抗体与G-CSF结合进而抑制中心粒细胞的分裂,G-CSF不能与G-CSF受体结合,①错误;
②依据题干信息,细胞因子G-CSF能促进中性粒细胞的产生,中性粒细胞的产生来自造血干细胞的增殖分化, 所以G-CSF促进造血干细胞向中性粒细胞分化,②正确;
③依据图2可知,G-CSF抗体组与对照组相比较,皮肤炎症严重程度明显减轻,所以G-CSF抗体是治疗APLAID患者皮肤水疱的潜在药物,③正确;
④对照组应注射与实验组等量的无关抗体,以排除抗体本身的作用,④正确;
⑤APLAID是由PLCG2基因突变引起的一种罕见遗传病,PLCG2基因突变可能会导致G-CSF的表达量增加,进而导致机体患病,⑤正确。
综上,②③④⑤正确。
故选②③④⑤。
(5)依据图3可知,实验用的小鼠乙与丙均用射线杀死骨髓中的干细胞,二者差异在于①非造血细胞的不同,乙组小鼠为骨髓中的干细胞,丙组小鼠为骨髓中干细胞的G-CSF基因敲除;骨髓移植后,组一的小鼠乙体内能表达G-CSF的细胞有①造血细胞和②非造血细胞,组二中的干细胞G-CSF基因已敲除,所以组二的小鼠丙体内能表达G-CSF的细胞为②非造血细胞。结合表格信息可知,组一的炎症反应明显高于组二,可知,由②非造血细胞产生的G-CSF是引发APLAID过度炎症的主要因素。
(6)①禁止近亲结婚,是为了降低隐性遗传病的发病率,而该病为显性遗传病,①错误;
②第三代试管婴儿即设计试管婴儿,可用于APLAID遗传病预防和治疗,②正确;
③基因检测可用于APLAID遗传病预防,③正确;
④基因治疗可以在基因水平上用于APLAID遗传病的治疗,④正确。
故选②③④。
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第1章 内环境稳态
参考答案
1.
【答案】(1)(2分)B
(2)(3分)②⑥⑦
(3)(2分)D
(4)(3分)AC
(5)(2分)D
(6)(3分) 1/3BB或2/3Bb D
(7)(3分) ① ②③
(8)(3分)ATP7B基因中某碱基对发生替换,表达出ATP7B蛋白的氨基酸序列发生改变,导致其空间结构 发生改变而铜转运功能丧失
(9)(2分)B
(10)(3分)③⑤⑥
(11)(2分)C
(12)(3分)ABD
(13)(6分)过量Cu2+ 会抑制LRP1清除出大脑中的AP,造成Aβ在脑内沉积,一方面AB与Cu2+ 结合后会促使TaU蛋白过度磷酸化及形成神经纤维缠结,引起AD;另一方面AB沉积还可以促进Cu2+ 还原为Cu+ 并伴随H2O2的产生,二者共同作用导致羟基自由基的产生,使神经元内核酸、蛋白质以及脂质发生氧化,引起AD。
2.
【答案】(1)B
(2)②
(3)B
(4)ABC
(5)③④
(6)1443
(7)患者的SLC2A1基因发生碱基突变,使转录的mRNA密码子序列改变,导致翻译出的葡萄糖转运蛋白1的氨基酸序列(或长度)异常,转运蛋白的空间结构改变,无法正常介导脑部细胞摄取葡萄糖;大脑因葡萄糖供应不足,能量代谢障碍,进而出现头部发育迟缓、癫痫、智力运动及语言障碍等Glut1DS症状
(8)①②④
3.
【答案】(1)B
(2)①③④
(3)②→③→④
(4)BCD
(5)D
(6)②
(7)长期滥用抗生素破坏肠道菌群,降低微生物刺激免疫细胞产生IL-22的能力。压力状态下,IL-22释放不足,削弱其对隔区神经元的抑制作用,从而易引发焦虑、抑郁。同时,抗生素滥用还可能破坏机体正常菌群的平衡,并可能促使耐药细菌的产生
4.
【答案】(1) ③ ④
(2)B
(3)①②④
(4)②③④⑤
(5) ② ①② ① ②
(6)②③④
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此卷只装订不密封
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第一章 内环境稳态
建议用时:90分钟,满分:100分
1、 解答题
1.(34分)铜是人体中不可或缺的微量元素之一,当机体内环境遭到破坏时可引起细胞内铜代谢失调,从而诱发疾病。铜死亡是指由于细胞内铜超载导致且受调控的程序性细胞死亡,是一种新型的细胞死亡途径,其机制过程发生在图1结构甲中。
注:FDX1为铁氧还蛋白1,可将Cu2+还原成更具毒性的Cu+;DLAT为二氢硫辛酰转乙酰基酶,可催化丙酮酸转化为乙酰辅酶A;LIAS为硫辛酸合成酶,可催化DLAT脂酰化。
(1)(2分)小肠上皮细胞质膜上的CTR1蛋白可不依赖ATP实现对铜的跨膜转运,据已学知识判断,铜被转运入细胞的方式为_______。
A.自由扩散 B.协助扩散
C.主动运输 D.胞吞
(2)(3分)以下物质可存在于内环境的有_______。(编号选填)
①CTR1蛋白 ②Cu2+ ③FDX1 ④LIAS ⑤DLAT ⑥葡萄糖 ⑦CO2 ⑧ATP合酶
(3)(2分)据图1判断,以下关于铜死亡机制过程解释较合理的是________。
A.DLAT一旦脂酰化后就会导致铜死亡
B.Cu+只能通过促使脂酰化DLAT聚集导致细胞铜死亡
C.Cu2+能直接促使Fe-S簇蛋白不稳定从而导致细胞铜死亡
D.DLAT聚集后可能间接影响了细胞三羧酸循环过程而导致细胞铜死亡
(4)(3分)根据题意并结合已学知识判断,以下叙述正确的有________。
A.图1中结构甲是细胞有氧呼吸的主要场所
B.铜死亡是受调控的程序性细胞死亡,因此属于细胞坏死
C.通过抑制FDX1基因的表达能一定程度地避免细胞铜死亡
D.成熟红细胞没有结构甲,因此在高浓度铜的诱导下较淋巴细胞更容易发生铜死亡
威尔逊病是一种隐性遗传病(B、b),由人体13号染色体上的ATP7B基因的突变引起,质膜上功能障碍的ATP7B蛋白不能有效地将肝细胞内多余的铜排出而引发肝细胞铜死亡,从而导致肝硬化。图2为甲、乙、丙、丁为四个家系遗传系谱图。
(5)(2分)上述遗传系谱图中,不可能属于威尔逊病家系遗传系谱图的家族是_______。
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
(6)(3分)若甲家族患有此病,则Ⅱ-4的基因型是_______;若丙家族患有此病,该系谱图中Ⅱ-4和Ⅱ-5准备生二胎,为避免患病儿的出生,Ⅱ-4怀孕后应对胎儿进行_______。
A.性别检测
B.染色体数量检测
C.染色体结构检测
D.基因检测
研究发现ATP7B基因的突变类型较多,表表示其中三种突变类型的ATP7B蛋白的变化情况。
突变类型
氨基酸序列
氨基酸数目变化
ATP7B蛋白铜转运功能
Ⅰ
一个氨基酸发生替换
数目不变
不变
Ⅱ
一段氨基酸发生错乱
数目改变
丧失
Ⅲ
一个氨基酸发生替换
数目不变
丧失
(7)(3分)表中突变类型Ⅰ、Ⅱ发生的原因可能依次是_______、_______。(编号选填)
①ATP7B基因中某个碱基对发生替换
②ATP7B基因中增加了一个碱基对
③ATP7B基因中减少了一个碱基对
④13号染色体中ATP7B基因缺失
⑤13号染色体中ATP7B基因重复
⑥13号染色体三体
(8)(3分)表中突变类型III的ATP7B蛋白铜转运功能丧失的原因是_______。
(9)(2分)由题意可知,威尔逊病患者的内环境中Cu2+浓度可能______。
A.偏高 B.偏低 C.正常 D.不能确定
(10)(3分)以下治疗威尔逊病的方案中,可行的有______(编号选填)
①口服ATP7B蛋白 ②注射ATP7B蛋白 ③铜螯合剂治疗(促进尿液排铜) ④口服铜制剂 ⑤基因治疗 ⑥口服锌盐(减少肠道吸收铜离子)
阿尔茨海默病(AD)的主要病理学标志是大脑受损区域细胞外β-淀粉样蛋白(Aβ)斑块沉积及细胞内Tau蛋白过度磷酸化形成的神经纤维缠结,最终导致神经元死亡,铜代谢障碍与AD的发生密切相关,其机制如图3。图中脂蛋白受体相关蛋白1(LRP1)能清除大脑内多余的Aβ。
(11)(2分)AD患者大脑出现的Aβ斑块会引发持续的炎症反应,进而加剧神经元损伤。下列关于此过程叙述,正确的是______。
A.该炎症反应属于免疫系统的第一道防线
B.主要由T淋巴细胞介导,属于获得性免疫
C.主要通过释放炎症因子等机制发挥作用,属于非特异性免疫
D.炎症时局部组织肿胀主要是由于毛细血管收缩、血管通透性减弱
(12)(3分)AD患者神经元损伤会导致出现脑部突触丢失等异常现象。结合已学知识,下列叙述错误的是______
A.神经递质通过胞吞作用进入突触后神经元
B.AD患者可能出现痛觉减弱、基本的排尿排便反射消失等症状
C.神经冲动在突触处传递时,会发生电信号→化学信号→电信号的转变
D.动作电位到达突触前膜,引起钠离子内流,从而触发突触小泡与前膜融合
(13)(6分)研究发现,LRP1基因在脑毛细血管内皮细胞中大量表达,脑内局部可溶性Aβ可通过LRP1转移出大脑。结合图3及所学知识,解释脑组织Cu2+超载导致AD的生物学机制_______。
2.(24分)Glut1DS通常是由SLC2A1基因突变引起的影响大脑能量代谢的遗传性疾病。患者在生长发育过程中大脑无法获得足够的葡萄糖,导致出现头部发育迟缓,癫痫,及智力、运动及语言障碍。图1为脑部细胞获取葡萄糖的模式图。
(1)(2分)图1中脑脊液属于内环境_____组分(单选)。
A.血浆 B.组织液 C.淋巴 D.细胞内液
(2)(2分)图1中葡萄糖从内皮细胞到脑脊液的运输方式属于_____(编号选填)。
①自由扩散②协助扩散③主动运输④胞吐
在一个Glut1DS家系中,父母体细胞的SLC2A1基因序列均正常,某男性患者SLC2A1基因的部分测序结果及基于序列的翻译结果推测,如图2所示。正常葡萄糖转运蛋白1由492个氨基酸组成。
(3)(2分)该家系中Glut1DS最可能为_____性遗传病(单选)。
A.显 B.隐
(4)(3分)以下对该家系中患者致病基因的说法,合理的是_____(多选)。
A.致病基因可能由患者母亲的初级卵母细胞复制时发生基因突变产生
B.致病基因可能由患者父亲的次级精母细胞复制时发生基因突变产生
C.致病基因可能是患者胚胎发育早期发生基因突变产生
D.患者所有的细胞都会出现能量供应不足
(5)(3分)患者异常基因的编码链存在单核苷酸突变,该突变可能是_____(编号选填)。
①A→G的替换②C→A的替换③插入④缺失
(6)(2分)图2中SLC2A1某条编码链中间省略了_____个脱氧核苷酸。
(7)(6分)结合图2分析患者患病的机制_____。
(8)(4分)从预防和治疗Glut1DS的角度,以下说法合理的是_____(编号选填)。
①患者婚育前进行遗传咨询
②尽早发现并及时介入治疗
③成人患者经治疗可以彻底恢复正常
④将正常的SLC2A1基因导入患者脑部细胞
3.(22分)应激状态下,机体可通过神经-体液-免疫调节以恢复生理稳态。最新研究发现,短期轻度压力引发的适度免疫激活会促进细胞因子IL-22的产生,从而减轻焦虑并对精神健康产生保护作用,部分机制如图1所示。
(1)(2分)压力会使“下丘脑-垂体-肾上腺”轴活动增强,进而激活肠道相关细胞的炎症和凋亡信号。下列表述中正确的是_______。
A.压力状态下通过交感神经,促进肾上腺皮质激素的分泌
B.肾上腺皮质激素含量较高时,对下丘脑的抑制作用会增强
C.无压力的状态下,小肠上皮细胞不会发生细胞凋亡现象
D.压力状态下,肠道蠕动加速,有利于吸收更多营养物质
(2)(3分)压力状态会增加小鼠肠道的通透性,从而激活免疫系统,由图1及所学,辅助性T细胞及其分泌的细胞因子可以参与_______过程。(编号选填)
①特异性免疫②非特异性免疫③细胞免疫④体液免疫
(3)(3分)据图1写出IL-22从产生部位到发挥作用过程中依次经过的内环境:____。(编号选填并排序)
①消化液②组织液③血浆④脑脊液
(4)(3分)实验证明,IL-22之所以能够穿过血脑屏障进入大脑隔区,是由于在压力状态下血脑屏障会出现局部的暂时性破坏,与此有关的因素可能包括血管内皮细胞_______。
A.遗传信息发生改变 B.细胞骨架发生重构
C.胞间连接蛋白降解 D.连接蛋白表达量下降为了研究IL-22的抗抑郁作用,研究人员开展了对小鼠进行药物干预相关实验。将IL-22粉剂用PBS缓冲液溶解,得到稀释液后进行注射,并通过社交互动率评估抑郁样行为。分组处理和实验结果如表和图2。
组别
处理
1
对照组+_______
2
社交挫败模型组+_______
3
对照组+IL-22稀释液
4
社交挫败模型组+IL-22稀释液
(5)(2分)表中空格所对应的实验处理方式应该是____。
A.不做处理 B.蒸馏水 C.生理盐水 D.PBS缓冲液
(6)(3分)实验结果表明,注射外源性IL-22可以显著缓解社交挫败应激所导致的小鼠抑郁样行为。据此推测图2中与第4组实验数据存在显著差异的组别是_____。(编号选填)
①第1组②第2组③第3组
(7)(6分)据题意和已有知识,分析长期滥用抗生素可能会引发的不良后果:_____。
4.(20分)APLAID是由PLCG2基因突变引起的一种罕见遗传病。患者通常在没有感染的情况下出现炎症反应,反复出现严重皮肤水疱等症状。研究人员对某个家系中部分成员的PLCG2基因进行测序,差异序列如图1。
(1)(3分)根据图1信息,患者PLCG2基因发生了碱基________,APLAID属于________性遗传病。(编号选填)
①插入 ②缺失 ③替换 ④显 ⑤隐
(2)(2分)关于该家系的下列分析合理的是________。(单选)
A.PLCG2基因突变导致突变位点赖氨酸变为精氨酸
B.患者的次级卵母细胞可能含有2个突变基因
C.患者的突变基因不可能来自于父母
D.患者的突变基因不可能传给子代
(3(3分))患者出现严重的皮肤水疱与________有关。(编号选填)
①皮肤组织液渗透压高 ②毛细血管壁通透性增大 ③肾脏水的重吸收 ④非特异性免疫过强 ⑤细菌感染
研究人员发现,细胞因子G-CSF能促进中性粒细胞的产生。APLAID患者体内的G-CSF含量显著高于正常人,且与病症严重程度呈正相关,而其他细胞因子无特异性升高。研究人员构建了与该家系中相同突变的小鼠模型(甲),做了进一步的研究,结果如图2。
注:p<0.05代表比较的数据组间的差异有统计学意义。
(4)(4分)以下有关图2结果的分析,合理的是________。(编号选填)
①G-CSF抗体与G-CSF受体结合抑制中性粒细胞分裂
②G-CSF促进造血干细胞向中性粒细胞分化
③G-CSF抗体是治疗APLAID患者皮肤水疱的潜在药物
④对照组应注射与实验组等量的无关抗体
⑤PLCG2基因突变可能导致表达G-CSF增加
造血细胞(单核细胞和巨噬细胞等)和非造血细胞(成纤维细胞和内皮细胞等)均可以产生G-CSF。为确定引起APLAID过度炎症的G-CSF的来源,研究人员开展了小鼠骨髓移植实验(图3),相关结果如表所示。
检测指标实验组别
骨髓移植后18天
骨髓移植后70天
皮肤炎症
血浆G-CSF
皮肤炎症
血浆G-CSF
组一
严重
极高
组二
无
极低
开始出现
低
注:“”表示数据因死亡而无法测定。
(5)(4分)根据图3,骨髓移植前,实验用的小鼠乙与丙的差异在于________不同;骨髓移植后,组一的小鼠乙体内能表达G-CSF的细胞有________,组二的小鼠丙体内能表达G-CSF的细胞有________。结合表分析,由________产生的G-CSF是引发APLAID过度炎症的主要因素。(编号选填)
①造血细胞 ②非造血细胞
(6)(4分)关于APLAID遗传病预防和治疗的下列策略,合理的是________。(编号选填)
①禁止近亲结婚 ②第三代试管婴儿 ③基因检测 ④基因治疗
试题 第3页(共8页) 试题 第4页(共8页)
试题 第1页(共8页) 试题 第2页(共8页)
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第一章 内环境稳态
建议用时:90分钟,满分:100分
1、 解答题
1.(34分)铜是人体中不可或缺的微量元素之一,当机体内环境遭到破坏时可引起细胞内铜代谢失调,从而诱发疾病。铜死亡是指由于细胞内铜超载导致且受调控的程序性细胞死亡,是一种新型的细胞死亡途径,其机制过程发生在图1结构甲中。
注:FDX1为铁氧还蛋白1,可将Cu2+还原成更具毒性的Cu+;DLAT为二氢硫辛酰转乙酰基酶,可催化丙酮酸转化为乙酰辅酶A;LIAS为硫辛酸合成酶,可催化DLAT脂酰化。
(1)(2分)小肠上皮细胞质膜上的CTR1蛋白可不依赖ATP实现对铜的跨膜转运,据已学知识判断,铜被转运入细胞的方式为_______。
A.自由扩散 B.协助扩散
C.主动运输 D.胞吞
(2)(3分)以下物质可存在于内环境的有_______。(编号选填)
①CTR1蛋白 ②Cu2+ ③FDX1 ④LIAS ⑤DLAT ⑥葡萄糖 ⑦CO2 ⑧ATP合酶
(3)(2分)据图1判断,以下关于铜死亡机制过程解释较合理的是________。
A.DLAT一旦脂酰化后就会导致铜死亡
B.Cu+只能通过促使脂酰化DLAT聚集导致细胞铜死亡
C.Cu2+能直接促使Fe-S簇蛋白不稳定从而导致细胞铜死亡
D.DLAT聚集后可能间接影响了细胞三羧酸循环过程而导致细胞铜死亡
(4)(3分)根据题意并结合已学知识判断,以下叙述正确的有________。
A.图1中结构甲是细胞有氧呼吸的主要场所
B.铜死亡是受调控的程序性细胞死亡,因此属于细胞坏死
C.通过抑制FDX1基因的表达能一定程度地避免细胞铜死亡
D.成熟红细胞没有结构甲,因此在高浓度铜的诱导下较淋巴细胞更容易发生铜死亡
威尔逊病是一种隐性遗传病(B、b),由人体13号染色体上的ATP7B基因的突变引起,质膜上功能障碍的ATP7B蛋白不能有效地将肝细胞内多余的铜排出而引发肝细胞铜死亡,从而导致肝硬化。图2为甲、乙、丙、丁为四个家系遗传系谱图。
(5)(2分)上述遗传系谱图中,不可能属于威尔逊病家系遗传系谱图的家族是_______。
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
(6)(3分)若甲家族患有此病,则Ⅱ-4的基因型是_______;若丙家族患有此病,该系谱图中Ⅱ-4和Ⅱ-5准备生二胎,为避免患病儿的出生,Ⅱ-4怀孕后应对胎儿进行_______。
A.性别检测
B.染色体数量检测
C.染色体结构检测
D.基因检测
研究发现ATP7B基因的突变类型较多,表表示其中三种突变类型的ATP7B蛋白的变化情况。
突变类型
氨基酸序列
氨基酸数目变化
ATP7B蛋白铜转运功能
Ⅰ
一个氨基酸发生替换
数目不变
不变
Ⅱ
一段氨基酸发生错乱
数目改变
丧失
Ⅲ
一个氨基酸发生替换
数目不变
丧失
(7)(3分)表中突变类型Ⅰ、Ⅱ发生的原因可能依次是_______、_______。(编号选填)
①ATP7B基因中某个碱基对发生替换
②ATP7B基因中增加了一个碱基对
③ATP7B基因中减少了一个碱基对
④13号染色体中ATP7B基因缺失
⑤13号染色体中ATP7B基因重复
⑥13号染色体三体
(8)(3分)表中突变类型III的ATP7B蛋白铜转运功能丧失的原因是_______。
(9)(2分)由题意可知,威尔逊病患者的内环境中Cu2+浓度可能______。
A.偏高 B.偏低 C.正常 D.不能确定
(10)(3分)以下治疗威尔逊病的方案中,可行的有______(编号选填)
①口服ATP7B蛋白 ②注射ATP7B蛋白 ③铜螯合剂治疗(促进尿液排铜) ④口服铜制剂 ⑤基因治疗 ⑥口服锌盐(减少肠道吸收铜离子)
阿尔茨海默病(AD)的主要病理学标志是大脑受损区域细胞外β-淀粉样蛋白(Aβ)斑块沉积及细胞内Tau蛋白过度磷酸化形成的神经纤维缠结,最终导致神经元死亡,铜代谢障碍与AD的发生密切相关,其机制如图3。图中脂蛋白受体相关蛋白1(LRP1)能清除大脑内多余的Aβ。
(11)(2分)AD患者大脑出现的Aβ斑块会引发持续的炎症反应,进而加剧神经元损伤。下列关于此过程叙述,正确的是______。
A.该炎症反应属于免疫系统的第一道防线
B.主要由T淋巴细胞介导,属于获得性免疫
C.主要通过释放炎症因子等机制发挥作用,属于非特异性免疫
D.炎症时局部组织肿胀主要是由于毛细血管收缩、血管通透性减弱
(12)(3分)AD患者神经元损伤会导致出现脑部突触丢失等异常现象。结合已学知识,下列叙述错误的是______
A.神经递质通过胞吞作用进入突触后神经元
B.AD患者可能出现痛觉减弱、基本的排尿排便反射消失等症状
C.神经冲动在突触处传递时,会发生电信号→化学信号→电信号的转变
D.动作电位到达突触前膜,引起钠离子内流,从而触发突触小泡与前膜融合
(13)(6分)研究发现,LRP1基因在脑毛细血管内皮细胞中大量表达,脑内局部可溶性Aβ可通过LRP1转移出大脑。结合图3及所学知识,解释脑组织Cu2+超载导致AD的生物学机制_______。
2.(24分)Glut1DS通常是由SLC2A1基因突变引起的影响大脑能量代谢的遗传性疾病。患者在生长发育过程中大脑无法获得足够的葡萄糖,导致出现头部发育迟缓,癫痫,及智力、运动及语言障碍。图1为脑部细胞获取葡萄糖的模式图。
(1)(2分)图1中脑脊液属于内环境_____组分(单选)。
A.血浆 B.组织液 C.淋巴 D.细胞内液
(2)(2分)图1中葡萄糖从内皮细胞到脑脊液的运输方式属于_____(编号选填)。
①自由扩散②协助扩散③主动运输④胞吐
在一个Glut1DS家系中,父母体细胞的SLC2A1基因序列均正常,某男性患者SLC2A1基因的部分测序结果及基于序列的翻译结果推测,如图2所示。正常葡萄糖转运蛋白1由492个氨基酸组成。
(3)(2分)该家系中Glut1DS最可能为_____性遗传病(单选)。
A.显 B.隐
(4)(3分)以下对该家系中患者致病基因的说法,合理的是_____(多选)。
A.致病基因可能由患者母亲的初级卵母细胞复制时发生基因突变产生
B.致病基因可能由患者父亲的次级精母细胞复制时发生基因突变产生
C.致病基因可能是患者胚胎发育早期发生基因突变产生
D.患者所有的细胞都会出现能量供应不足
(5)(3分)患者异常基因的编码链存在单核苷酸突变,该突变可能是_____(编号选填)。
①A→G的替换②C→A的替换③插入④缺失
(6)(2分)图2中SLC2A1某条编码链中间省略了_____个脱氧核苷酸。
(7)(6分)结合图2分析患者患病的机制_____。
(8)(4分)从预防和治疗Glut1DS的角度,以下说法合理的是_____(编号选填)。
①患者婚育前进行遗传咨询
②尽早发现并及时介入治疗
③成人患者经治疗可以彻底恢复正常
④将正常的SLC2A1基因导入患者脑部细胞
3.(22分)应激状态下,机体可通过神经-体液-免疫调节以恢复生理稳态。最新研究发现,短期轻度压力引发的适度免疫激活会促进细胞因子IL-22的产生,从而减轻焦虑并对精神健康产生保护作用,部分机制如图1所示。
(1)(2分)压力会使“下丘脑-垂体-肾上腺”轴活动增强,进而激活肠道相关细胞的炎症和凋亡信号。下列表述中正确的是_______。
A.压力状态下通过交感神经,促进肾上腺皮质激素的分泌
B.肾上腺皮质激素含量较高时,对下丘脑的抑制作用会增强
C.无压力的状态下,小肠上皮细胞不会发生细胞凋亡现象
D.压力状态下,肠道蠕动加速,有利于吸收更多营养物质
(2)(3分)压力状态会增加小鼠肠道的通透性,从而激活免疫系统,由图1及所学,辅助性T细胞及其分泌的细胞因子可以参与_______过程。(编号选填)
①特异性免疫②非特异性免疫③细胞免疫④体液免疫
(3)(3分)据图1写出IL-22从产生部位到发挥作用过程中依次经过的内环境:____。(编号选填并排序)
①消化液②组织液③血浆④脑脊液
(4)(3分)实验证明,IL-22之所以能够穿过血脑屏障进入大脑隔区,是由于在压力状态下血脑屏障会出现局部的暂时性破坏,与此有关的因素可能包括血管内皮细胞_______。
A.遗传信息发生改变 B.细胞骨架发生重构
C.胞间连接蛋白降解 D.连接蛋白表达量下降为了研究IL-22的抗抑郁作用,研究人员开展了对小鼠进行药物干预相关实验。将IL-22粉剂用PBS缓冲液溶解,得到稀释液后进行注射,并通过社交互动率评估抑郁样行为。分组处理和实验结果如表和图2。
组别
处理
1
对照组+_______
2
社交挫败模型组+_______
3
对照组+IL-22稀释液
4
社交挫败模型组+IL-22稀释液
(5)(2分)表中空格所对应的实验处理方式应该是____。
A.不做处理 B.蒸馏水 C.生理盐水 D.PBS缓冲液
(6)(3分)实验结果表明,注射外源性IL-22可以显著缓解社交挫败应激所导致的小鼠抑郁样行为。据此推测图2中与第4组实验数据存在显著差异的组别是_____。(编号选填)
①第1组②第2组③第3组
(7)(6分)据题意和已有知识,分析长期滥用抗生素可能会引发的不良后果:_____。
4.(20分)APLAID是由PLCG2基因突变引起的一种罕见遗传病。患者通常在没有感染的情况下出现炎症反应,反复出现严重皮肤水疱等症状。研究人员对某个家系中部分成员的PLCG2基因进行测序,差异序列如图1。
(1)(3分)根据图1信息,患者PLCG2基因发生了碱基________,APLAID属于________性遗传病。(编号选填)
①插入 ②缺失 ③替换 ④显 ⑤隐
(2)(2分)关于该家系的下列分析合理的是________。(单选)
A.PLCG2基因突变导致突变位点赖氨酸变为精氨酸
B.患者的次级卵母细胞可能含有2个突变基因
C.患者的突变基因不可能来自于父母
D.患者的突变基因不可能传给子代
(3(3分))患者出现严重的皮肤水疱与________有关。(编号选填)
①皮肤组织液渗透压高 ②毛细血管壁通透性增大 ③肾脏水的重吸收 ④非特异性免疫过强 ⑤细菌感染
研究人员发现,细胞因子G-CSF能促进中性粒细胞的产生。APLAID患者体内的G-CSF含量显著高于正常人,且与病症严重程度呈正相关,而其他细胞因子无特异性升高。研究人员构建了与该家系中相同突变的小鼠模型(甲),做了进一步的研究,结果如图2。
注:p<0.05代表比较的数据组间的差异有统计学意义。
(4)(4分)以下有关图2结果的分析,合理的是________。(编号选填)
①G-CSF抗体与G-CSF受体结合抑制中性粒细胞分裂
②G-CSF促进造血干细胞向中性粒细胞分化
③G-CSF抗体是治疗APLAID患者皮肤水疱的潜在药物
④对照组应注射与实验组等量的无关抗体
⑤PLCG2基因突变可能导致表达G-CSF增加
造血细胞(单核细胞和巨噬细胞等)和非造血细胞(成纤维细胞和内皮细胞等)均可以产生G-CSF。为确定引起APLAID过度炎症的G-CSF的来源,研究人员开展了小鼠骨髓移植实验(图3),相关结果如表所示。
检测指标实验组别
骨髓移植后18天
骨髓移植后70天
皮肤炎症
血浆G-CSF
皮肤炎症
血浆G-CSF
组一
严重
极高
组二
无
极低
开始出现
低
注:“”表示数据因死亡而无法测定。
(5)(4分)根据图3,骨髓移植前,实验用的小鼠乙与丙的差异在于________不同;骨髓移植后,组一的小鼠乙体内能表达G-CSF的细胞有________,组二的小鼠丙体内能表达G-CSF的细胞有________。结合表分析,由________产生的G-CSF是引发APLAID过度炎症的主要因素。(编号选填)
①造血细胞 ②非造血细胞
(6)(4分)关于APLAID遗传病预防和治疗的下列策略,合理的是________。(编号选填)
①禁止近亲结婚 ②第三代试管婴儿 ③基因检测 ④基因治疗
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