人体的稳态和免疫
精选大题
例:(2018北京卷)癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病。研究人员利用与癌细胞在某些方面具有相似性的诱导多能干细胞(iPSC)进行了抗肿瘤的免疫学研究。
(1)癌细胞具有无限___________的特点。当体内出现癌细胞时,可激发机体的_________系统发挥清除作用。
(2)研究人员进行的系列实验如下:
免疫组小鼠:每周注射1次含失去增殖活性的iPSC悬液,连续4周;
空白组小鼠:每周注射1次不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液,连续4周。
实验一:取免疫组和空白组小鼠的血清分别与iPSC、DB7(一种癌细胞)和MEF(一种正常体细胞)混合,检测三种细胞与血清中抗体的结合率,结果见下表。
细胞与抗体的结合率(%)
细胞
iPSC
DB7
MEF
血清
免疫组
77
82
8
空白组
10
8
9
①比较表中iPSC与两组小鼠血清作用的结果可知,免疫组的数值明显________空白组的数值,说明iPSC刺激小鼠产生了特异性抗体。
②表中DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异,说明DB7有____________。
③综合表中全部数据,实验结果表明_____________________。
实验二:给免疫组和空白组小鼠皮下注射DB7,一周后皮下形成肿瘤。随后空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大,免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小。由此推测:iPSC还能刺激机体产生特异性抗肿瘤的___________免疫。
(3)研究人员另取小鼠进行实验,验证了上述推测。下图为实验组的实验过程及结果示意图。请在下图中选择A或B填入④处,从C~F中选择字母填入①~③处。
(4)该系列研究潜在的应用前景是iPSC可以用于___________________________。
【答案】(1)分裂/增殖免疫
(2)①高于②可以与抗iPSC的抗体结合的抗原③抗iPSC的抗体可以与DB7上的抗原特异性结合,而不能与MEF上的抗原结合/iPSC与DB7有共同的抗原,与MEF无共同的抗原细胞
(3)FDCB
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(4)抑制或治疗肿瘤生长
【解析】(1)癌细胞具有无限增殖的特点;机体的免疫系统能监控和清除体内衰老、死亡或损伤的细胞以及癌细胞;(2)实验一:免疫组和空白组小鼠的主要区别是:一个注射含失去增殖活性的iPSC悬液,一个注射不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液,主要区别在于是否含有iPSC。①由表可知,免疫组细胞与抗体的结合率的数值明显高于空白组的数值,免疫组含失去增殖活性的iPSC悬液,从而说明iPSC作为抗原,刺激小鼠的B细胞增殖分化成浆细胞和记忆细胞,浆细胞产生了能与iPSC结合的特异性抗体;②由表可知,表中DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异但都高于空白组,iPSC刺激小鼠产生了能与iPSC结合的特异性抗体,而DB7与免疫组的血清混合的结合率到82%,说明血清中能与iPSC结合的特异性抗体也可与DB7结合,推知DB7有与iPSC相似的抗原可与iPSC刺激小鼠产生的特异性抗体结合;③综合表中全部数据可以看出,注射含失去增殖活性的iPSC悬液的免疫组细胞可以刺激小鼠产生特异性抗体,实验结果表明iPSC有与癌细胞表面类似的抗原,而正常细胞表面没有;实验二:空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大,免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小。由此推测:iPSC进入机体,被吞噬细胞处理后呈递给T淋巴细胞,T细胞分化出效应T细胞和记忆细胞,效应T细胞和肿瘤细胞接触,使其裂解死亡,这属于细胞免疫;(3)由上述实验过程可知:DB7有与iPSC相似的抗原,因此上面一组小鼠用DB7处理,下面一组小鼠用失去增殖活性的iPSC处理,上面一组小鼠发生肿瘤病变,下面一组小鼠产生特异性抗体,在四周后提取第二组小鼠的血清,注射到第一组小鼠体内,从而第一组小鼠产生能与肿瘤细胞结合的效应T细胞,与肿瘤细胞接触,使其裂解死亡,肿瘤逐渐缩小,故答案为:④B、①F、②D、③C;(4)由上述实验结果可知,iPSC既能刺激小鼠产生了特异性抗体,又能刺激机体产生能与肿瘤细胞接触并使其裂解死亡的效应T细胞,因此该系列研究潜在的应用前景是iPSC可以用于抑制或治疗肿瘤生长。
模拟精做
1.(2018届湖南师范大学附属中学高考二模)2017年10月美国三位遗传学家因为发现了昼夜节律的分子机制荣获诺贝尔生理或医学奖。正常的昼夜节律行为有利于维持机体内环境的稳态。褪黑素是哺乳动物和人类的松果体产生的一种内源激素,可以改善睡眠质量。请回答下列问题:
(1)内环境是由组织液、血浆、淋巴等 __共同构成的液体环境。内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,目前科学界普遍认为, __调节网络是维持稳态的主要调节机制。
(2)褪黑素的合成分泌与日照周期同步。实验发现持续光照可造成小鼠松果体重量减轻,细胞缩小,而人为致盲小鼠的松果体细胞内的褪黑素合成酶的活性增强。请推测一昼夜中,人体内的褪黑素分泌量变化规律是
。
(3)有人喜欢长期熬夜玩手机或电脑,从而扰乱了生物钟,推测其原因是。熬夜时还会导致免疫力下降,褪黑素能通过多种途径来调节免疫功能,研究表明在淋巴细胞中含有特异性褪黑素受体,说明了_____。
(4)通过实验人们发现,切除雌鼠松果体后,卵巢会增生变肥大,而注射褪黑素则会使卵巢重量减轻,据此可以判断褪黑素能_____(填“促进”或“抑制”)性腺发育,原因可能是褪黑素作用于下丘脑,进而引起垂体分泌的_____激素减少所致。
【答案】(1)细胞外液神经—体液—免疫_
(2)白天分泌较少,夜间分泌较多
(3)手机或电脑的光线抑制了褪黑素的分泌,进而影响睡眠褪黑素能作用于淋巴细胞,从而影响免疫力
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(4)抑制促性腺
【解析】 (1) 内环境是由组织液、血浆、淋巴等细胞外液共同构成的液体环境。目前科学界普遍认为,神经—体液—免疫调节网络是维持稳态的主要调节机制。(2)松果体分泌褪黑素。持续光照可造成小鼠松果体重量减轻,细胞缩小,而人为致盲小鼠的松果体细胞内的褪黑素合成酶的活性增强,据此可推知,一昼夜中,人体内的褪黑素分泌量变化规律是:白天分泌较少,夜间分泌较多。(3)长期熬夜玩手机或电脑,扰乱了生物钟,原因最可能是手机或电脑的光线抑制了褪黑素的分泌,进而影响睡眠。根据题意“熬夜时还会导致免疫力下降,在淋巴细胞中含有特异性褪黑素受体”可知,褪黑素能直接作用于淋巴细胞,从而影响免疫力。(4)切除雌鼠松果体后,卵巢会增生变肥大,而注射褪黑素则会使卵巢重量减轻,据此可以判断褪黑素能抑制性腺发育,原因可能是褪黑素作用于下丘脑,进而引起垂体分泌的促性腺激素减少。
2.(2019届河北省唐山市高三上学期期末考试)某种致病性极强的细菌外毒素由α和β两个亚单位组成,其中β亚单位无毒性,但能促进α亚单位进入小肠上皮细胞发挥毒性,导致肠黏膜细胞分泌大量的HCO3-、水等进入肠腔而发生剧烈腹泻、代谢性酸中毒(血浆pH