资源简介

热点八　血糖、免疫调节的实验探究和分析
[规律方法·会总结]
实验探究题的“五步曲”

[技能提升·会应用]
1．科学工作者为研究饥饿对哺乳动物胰岛素分泌的影响，选择健康大鼠若干分别于禁食0、24、48、72、96 h后，测定血糖和血浆中胰岛素的浓度变化，统计结果如图所示。

(1)饥饿48 h后，血糖主要来源于__________________________，导致血糖浓度升高。
(2)胰岛素是由________细胞合成并分泌到血浆中的。实验数据表明，和正常进食的大鼠相比，饥饿96 h的大鼠胰腺细胞研磨液中胰岛素浓度升高50%～55%，由此可以判断，长期饥饿状态下的大鼠，血浆中胰岛素浓度下降的主要原因是______________________________。
(3)研究表明，哺乳动物下丘脑摄食中枢的细胞中存在着经转录形成的________________________________________________________________________，
据此判断，胰岛素可作为信号分子调节下丘脑摄食中枢，此过程属于________________________________________________________________________。
解析：(1)饥饿48 h后，糖原已经分解完毕，此时血糖主要来源于脂肪等非糖物质转化。(2)胰岛素是由胰岛B细胞合成并分泌到血浆中的。长期饥饿状态下的大鼠胰腺细胞研磨液中胰岛素浓度升高50%～55%，这些胰岛素不分泌到血浆中，主要原因是饥饿抑制胰岛B细胞分泌胰岛素。(3)基因转录的产物是mRNA，由于下丘脑是血糖平衡中枢，故哺乳动物下丘脑摄食中枢的细胞中存在着经转录形成的胰岛素受体mRNA。胰岛素可作为信号分子调节下丘脑摄食中枢，此过程属于激素调节(或体液调节)。
答案：(1)脂肪等非糖物质转化
(2)胰岛B　饥饿抑制胰岛B细胞分泌胰岛素
(3)胰岛素受体mRNA　激素调节(或体液调节)
2．为研究某种糖尿病的发病机理，科研人员选取了3组小鼠进行实验，实验期间均饲喂高糖高脂食物，6周后检测结果如下表。回答下列问题(注：瘦素由脂肪细胞分泌，能促使机体减少摄食，抑制脂肪细胞的合成，使体重减轻)：
比较项目 对照组 甲组(患糖尿病) 乙组(患糖尿病、加强运动)
体重/g 361.75 436.60 348.7
血糖/mmol·L－1 5.06 7.49 5.77
胰岛素/mlU·L－1 13.61 33.57 25.69
瘦素/ng·mL－1 1.28 7.95 4.62
瘦素受体蛋白/OD 0.48 0.10 0.28
(1)肝脏细胞、胰岛B细胞和红细胞中，胰岛素受体数目最多的是________细胞。
(2)据表推测，患糖尿病的小鼠血糖浓度较高的原因是_____________________________
________________________________________________________________________
与对照组相比，甲组小鼠的体重显著增加，原因是________________________________
________________________________________________________________________。
(3依据上述实验结果，此类型糖尿病患者应采取的生活保健措施是________________________________________________________________________
解析：(1)胰岛素能够促进血糖转化为肝糖原储存在肝脏细胞中，所以肝脏细胞、胰岛B细胞和红细胞中，胰岛素受体数目最多的是肝脏细胞。(2)从表中可看出，患糖尿病的小鼠胰岛素浓度远高于对照组而血糖浓度却很高，原因可能是胰岛素不能与靶细胞膜上的受体结合，或靶细胞上缺乏胰岛素的受体。甲组瘦素受体蛋白的含量很低，造成瘦素不能充分起作用，脂肪细胞合成较多，体重增加。(3)从表格中可看出，乙组同样患糖尿病，因为加强运动，身体各项指标接近正常值，故应该加强体育锻炼。
答案：(1)肝脏
(2)胰岛素不能与靶细胞膜上的受体结合、靶细胞上缺乏胰岛素的受体(只答其中一条即可，其他合理答案也可)　甲组小鼠的瘦素受体蛋白少，脂肪细胞合成增多
(3)加强体育锻炼
3．某科研所为了开发痢疾疫苗，利用鼷鼠做了一系列生理实验。实验的主要过程及结果如下表所示：
组别 第一次接种(灭活的痢疾杆菌) 第二次接种(灭活的痢疾杆菌) 抗体合成程度
甲 正常的鼷鼠 未接种 ＋
乙 正常的鼷鼠 接种 ＋＋＋＋＋
丙 幼年摘除胸腺的鼷鼠 未接种 ＋
丁 幼年摘除胸腺的鼷鼠 接种 ＋
戊 摘除胸腺后注入T细胞的鼷鼠 接种 ＋＋＋＋
根据上表中的结果，分析并回答下列问题：
(1)与甲组相比，乙组鼷鼠体内抗体合成程度明显高于甲组的原因是：鼷鼠第一次接种时产生了一定量的____________________，当第二次接种时，其就会在体液免疫的反应阶段迅速增殖、分化产生新的________进而产生更强的特异性免疫反应。
(2)戊组与丁组对照，说明抗痢疾杆菌抗体的合成过程需要________细胞的帮助。与乙组相比，丁组抗体合成程度较低的原因是_____________________________________________。
(3)若将题目的病原体痢疾杆菌换为病毒，接种病毒后正常鼷鼠往往先通过________免疫来阻止病毒通过血液循环而散播，再通过________免疫来彻底消灭它。
(4)为检验T细胞起细胞免疫作用，请补全实验设计思路和结果：切除鼷鼠的胸腺后，移植异体器官，移植器官易保留在小鼠体内；____________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：本题以实验素材为背景，以图表形式呈现免疫生理实验的处理和结果，立足于免疫过程，要求分析体液免疫的过程中二次免疫反应更快、更强的原因。设计实验验证T细胞起细胞免疫作用，需进行如第(4)题中的切除手术，但应该排除手术可能带来的影响，并进一步确认T细胞的功能。实验设计要尽可能多地考虑对照组的设计，以排除无关变量的干扰。
答案：(1)记忆细胞　浆细胞
(2)T　摘除胸腺后，体内的T细胞大量减少，抗原呈递受阻　(3)体液　细胞
(4)对照组做切除手术操作，但不切除胸腺，移植器官被排斥；实验组再注入T细胞，移植器官又被排斥
4．阅读下列材料，回答相关问题：
材料一　HPV(人乳头瘤病毒)是小型DNA病毒，据2015年不完全统计，其亚型超过100种，其中至少13种亚型可引起癌变(又称高风险类型)，而16型和18型引起的宫颈癌和宫颈癌癌前病变占全部的70%；宫颈癌是中国女性第二高发妇科癌症，其在我国人群中的发病率逐年上升；仅2015年我国宫颈癌患者新增约98 900例，死亡约30 500例。
材料二　2006年，全世界第一支HPV疫苗正式获准上市，可帮适龄女性避免罹患宫颈癌；2017年7月31日，“二价”宫颈癌疫苗在中国内地上市，接种对象为9～25岁女孩，“二价”疫苗主要针对HPV中的16型和18型，需要接种3次，三次接种时间间隔为0、2、6个月。
(1)HPV具有100多种亚型是________的结果。HPV是引发宫颈癌的________(填致癌因子类型)，人体宫颈细胞感染HPV后发生癌变而恶性增殖，原因是________________________________________________________________________。
(2)在该病毒核酸类型未知时，科研人员欲通过同位素示踪法，以体外培养的宿主细胞等为材料，检测HPV的核酸类型(假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换)。请写出实验思路并预测结果及结论。
①实验思路：________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②预测结果及结论：___________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)人体参与防卫HPV的免疫活性物质主要有________和________；从免疫学角度来说“二价”疫苗属于____________________________，接种“二价”疫苗可以预防宫颈癌发生的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)HPV只有侵染宫颈细胞后才能繁殖子代，繁殖时亲代HPV仅提供________，其余均来自宿主细胞；在HPV增殖过程中遗传信息传递过程为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：宫颈癌疫苗在中国内地上市是惠及适龄女性的热点新闻，无论是从人体健康角度还是从高考命题的角度来看，其相关内容都是值得考生关注的好素材。本题以宫颈癌疫苗为媒介考查考生对病毒的遗传物质组成、病毒的变异、病毒致癌机理、人体免疫和中心法则等相关知识的理解和应用，考查的知识跨度大，内容综合性高。本题第(1)小题侧重考查基因突变，前者考查HPV自身的基因突变，后者考查HPV作为致癌因子时的致癌机理，同时考查了考生对教材的熟悉程度。第(2)小题以实验设计的形式出现，其考查方式与2017年课标全国Ⅰ卷的第29题高度吻合，可以较好地训练考生对此类情境试题的应对能力。
答案：(1)基因突变　病毒致癌因子　该致癌因子能导致原癌基因和抑癌基因发生突变
(2)①分别用含有放射性标记的尿嘧啶的宿主细胞(甲组)和含有放射性标记的胸腺嘧啶的宿主细胞(乙组)培养HPV，一段时间后收集并检测HPV病毒的放射性②若甲组收集到的病毒具有放射性，乙组无放射性，则HPV的核酸为RNA：若乙组收集到的病毒具有放射性，甲组无放射性，则HPV的核酸为DNA
(3)淋巴因子　抗体　抗原　疫苗刺激人体产生抗体和记忆细胞
(4)DNA作为模板(或DNA)





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