CAR-T细胞疗法是通过设计CAR基因,并导入癌症患者的T细胞中,使其转化为CAR-T细胞,杀死特定肿瘤细胞的一种疗法。
(1)CAR-T细胞通过____ 肿瘤细胞的抗原,从而清除肿瘤细胞。CAR-T疗法体现了免疫系统的____ 功能。
(2)多发性骨髓瘤(MM)是一种以浆细胞异常增殖为特征的恶性肿瘤,B细胞成熟抗原(BCMA)选择性表达于包括MM肿瘤细胞在内的浆细胞表面,在人体主要器官的细胞上基本不表达。科研人员从健康志愿者外周血中分离出T细胞,均分为两组,实验组T细胞进行转化,构建新型针对BCMA的CAR-T细胞,对照组T细胞不做处理。选人骨髓瘤B细胞为靶细胞,进行CAR-T细胞杀伤实验,结果如表:两组细胞在不同效靶比时对靶细胞的杀伤效率比较(注:效靶比指的是T细胞与靶细胞的浓度比值)。
①根据以上结果,说明已经成功构建出靶向BCMA的CAR-T细胞,理由是____ 。
②T细胞与肿瘤细胞发生反应的另一个关键特征是促炎症细胞因子(IFN-γ)的释放,让CAR-T细胞杀伤相同数量的靶细胞后检测IFN-γ的含量,若____ ,则进一步表明已经成功构建出相应的CAR-T细胞。
(3)CAR-T细胞无法进入肿瘤组织内部,对实体瘤治疗效果不佳。实体瘤组织的核心区缺氧,某种厌氧型细菌可定植在肿瘤的核心区。研究人员对该细菌进行改造获得工程菌,用于提高CAR-T的靶向性。____ ,将CAR-T细胞招募到肿瘤周围,使其发挥免疫功能。
②绿色荧光和红色荧光叠加时显示为黄色荧光。科研人员用红色荧光蛋白标记CAR-T细胞,再将其与肿瘤细胞、靶标分子共同培养,在显微镜下检测荧光分布情况。结果显示____ ,说明靶标分子发挥功能。
③为进一步验证工程菌能否提高CAR-T的靶向性,研究人员向图2所示小鼠静脉注射CAR-T细胞,并在左侧肿瘤内单次注射工程菌。两周后发现双侧肿瘤生长均受到抑制,但左侧肿瘤的治疗效果更明显。请结合上述原理进行解释____ 。
(1)CAR-T细胞通过
(2)多发性骨髓瘤(MM)是一种以浆细胞异常增殖为特征的恶性肿瘤,B细胞成熟抗原(BCMA)选择性表达于包括MM肿瘤细胞在内的浆细胞表面,在人体主要器官的细胞上基本不表达。科研人员从健康志愿者外周血中分离出T细胞,均分为两组,实验组T细胞进行转化,构建新型针对BCMA的CAR-T细胞,对照组T细胞不做处理。选人骨髓瘤B细胞为靶细胞,进行CAR-T细胞杀伤实验,结果如表:两组细胞在不同效靶比时对靶细胞的杀伤效率比较(注:效靶比指的是T细胞与靶细胞的浓度比值)。
组别 | 效靶比 | 靶细胞凋亡率(%) |
实验组 | 1:4 | 16.67 |
1:1 | 41.90 | |
4:1 | 65.05 | |
对照组 | 1:4 | 2.53 |
1:1 | 6.50 | |
4:1 | 17.21 |
②T细胞与肿瘤细胞发生反应的另一个关键特征是促炎症细胞因子(IFN-γ)的释放,让CAR-T细胞杀伤相同数量的靶细胞后检测IFN-γ的含量,若
(3)CAR-T细胞无法进入肿瘤组织内部,对实体瘤治疗效果不佳。实体瘤组织的核心区缺氧,某种厌氧型细菌可定植在肿瘤的核心区。研究人员对该细菌进行改造获得工程菌,用于提高CAR-T的靶向性。
②绿色荧光和红色荧光叠加时显示为黄色荧光。科研人员用红色荧光蛋白标记CAR-T细胞,再将其与肿瘤细胞、靶标分子共同培养,在显微镜下检测荧光分布情况。结果显示
③为进一步验证工程菌能否提高CAR-T的靶向性,研究人员向图2所示小鼠静脉注射CAR-T细胞,并在左侧肿瘤内单次注射工程菌。两周后发现双侧肿瘤生长均受到抑制,但左侧肿瘤的治疗效果更明显。请结合上述原理进行解释
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更新时间:2024-03-11 08:16:35
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名校
【推荐1】为研究胰岛素依赖型糖尿病合并感染患者机体免疫功能的变化,医学工作者进行了300例血液样本采集,将其分为A、B、C、D四组,观察各组抗体(lgG)和T细胞水平,各组统计结果均有效。请分析实验数据回答下列问题:
(1)健康人血糖含量为___________ g/L。胰岛素的生理功能是能够促进组织细胞加速___________ 葡萄糖,从而降低血糖浓度。研究发现,许多免疫细胞上有胰岛素受体,据表分析胰岛素对免疫细胞的功能具有___________ (填“促进”或“抑制”)作用。
(2)据表分析:A、B、C组思者体内___________ 免疫和___________ 免疫功能异常。本实验得出的结论是:_________________________________ 。
组别 | lgG | T细胞 |
A组(糖尿病合并感染) | 12.49 | 38.45 |
B组(糖尿病未合并感染) | 12.62 | 41.77 |
C组(非糖尿病感染) | 13.11 | 41.22 |
D组(健康人) | 13.82 | 43.23 |
(1)健康人血糖含量为
(2)据表分析:A、B、C组思者体内
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【推荐2】某种1型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原,能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱,从而缓解症状。科研人员利用1型糖尿病模型小鼠进行动物实验,使乳酸杆菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原,为此构建了重组表达载体,技术路线如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/15/2636861342941184/2637281942863872/STEM/6757b5a1-7ab9-443a-ba95-e4b3c52fb460.png?resizew=523)
注:信号肽是引导新合成的蛋白质向分泌通路转移的短肽链(长度5-30个氨基酸)
1.为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达,需改造其编码序列。图是改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列。据图分析,转录形成的mRNA中,该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有________ 个。
第一个核苷酸
改造前单链 T T T G T G A A C C A A C A C C T G T G C G G C T C A C A C
改造后单链 T T T G T C A A C C A A C A T T T A T G T G G A T C A C A T
2.在重组表达载体中,SacⅠ和XbaⅠ限制酶仅有图的酶切位点。用这两种酶充分酶切重组表达载体,可形成________ 种DNA片段。
3.检测转化的乳酸杆菌发现,信号肽-重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测,信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是_________。
4.用转化的乳酸杆菌饲喂1型糖尿病模型小鼠一段时间后,小鼠体内出现人胰岛素抗原,能够识别它的免疫细胞有 。
5.1型糖尿病还有可能是因人的第六号染色体短臂上的HLA-D基因损伤引起。该损伤基因的表达使胰岛B细胞表面出现异常的HLA-D抗原,T淋巴细胞被其刺激并激活,攻击胰岛B细胞使其裂解死亡。以下关于该1型糖尿病的说法错误的是 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/15/2636861342941184/2637281942863872/STEM/6757b5a1-7ab9-443a-ba95-e4b3c52fb460.png?resizew=523)
注:信号肽是引导新合成的蛋白质向分泌通路转移的短肽链(长度5-30个氨基酸)
1.为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达,需改造其编码序列。图是改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列。据图分析,转录形成的mRNA中,该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有
第一个核苷酸
改造前单链 T T T G T G A A C C A A C A C C T G T G C G G C T C A C A C
改造后单链 T T T G T C A A C C A A C A T T T A T G T G G A T C A C A T
2.在重组表达载体中,SacⅠ和XbaⅠ限制酶仅有图的酶切位点。用这两种酶充分酶切重组表达载体,可形成
3.检测转化的乳酸杆菌发现,信号肽-重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测,信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是_________。
A.核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜 |
B.核糖体、细胞质基质、细胞膜、细胞壁 |
C.内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜 |
D.核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、细胞壁 |
A.B淋巴细胞 | B.抗体 |
C.巨噬细胞 | D.浆细胞 |
A.上述过程属于体液免疫 | B.上述过程不产生记忆细胞 |
C.该病可能是由基因突变引起的 | D.该病是免疫功能缺失而导致的 |
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(0.4)
【推荐3】下图表示人体细胞受到新冠病毒攻击后发生的部分免疫应答。请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/19/46c9f707-a874-4a1e-8935-1e21ad6dd7b3.png?resizew=354)
(1)细胞Ⅰ的作用是吞噬、处理和_____ 抗原,由此可体现细胞质膜具有的结构特点是_________ 。
(2)过程①-④中,属于体液免疫的是____________ ,属于细胞免疫的是____________ 。
(3)过程④形成的复合体需经细胞____________ (填写图中细胞序号)进行彻底的清除;当相同抗原再次入侵时,主要是细胞____________ (填写图中细胞序号)发挥强烈的二次免疫。
(4)新冠病毒首次进入人体时,激活B细胞的第二信号是___________ ;第二次进入人体时,_________ 细胞可以产生抗体,抵御病毒的侵染。
(5)2021年2月25日,由中国科研团队研发的重组新冠疫苗上市注册申请获得批准。现用若干只健康实验动物、接种物(含各种不同浓度疫苗制剂的溶液)、抗体定量检测仪器等进行实验,检测疫苗接种后动物机体产生抗体的能力。
①对照组具体操作为________ ,一段时间后用抗体定量检测仪器检测新冠病毒抗体水平。
②根据下表信息,请阐述其中接种新冠疫苗的最佳方案:________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/19/46c9f707-a874-4a1e-8935-1e21ad6dd7b3.png?resizew=354)
(1)细胞Ⅰ的作用是吞噬、处理和
(2)过程①-④中,属于体液免疫的是
(3)过程④形成的复合体需经细胞
(4)新冠病毒首次进入人体时,激活B细胞的第二信号是
(5)2021年2月25日,由中国科研团队研发的重组新冠疫苗上市注册申请获得批准。现用若干只健康实验动物、接种物(含各种不同浓度疫苗制剂的溶液)、抗体定量检测仪器等进行实验,检测疫苗接种后动物机体产生抗体的能力。
组别 | 浓度:(单位VP) | 剂量(支) | 间隔时间(周) | 抗体水平 |
1 | 4×105 | 2 | 2 | 94.43 |
2 | 5×105 | 2 | 2 | 96.26 |
3 | 4×105 | 2 | 4 | 97.56 |
4 | 5×105 | 2 | 4 | 98.87 |
②根据下表信息,请阐述其中接种新冠疫苗的最佳方案:
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【推荐1】盐地碱蓬能生活在靠近海滩或者海水与淡水汇合的河口地区,它能在盐胁迫逆境中正常生长,与其根细胞独特的转运机制有关。下图是盐地碱蓬根细胞参与抵抗盐胁迫的示意图(HKT1、AKT1、SOS1和NHX均为转运蛋白)。请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/31/9fd06671-ee4b-4e56-a575-4b3217f22247.png?resizew=546)
(1)盐地碱蓬根细胞的细胞质基质与细胞液、细胞膜外的pH不同,这种差异主要由H+—ATP泵以___ 方式将H+转运到细胞外和液泡内来维持的。这种H+的分布特点为图中的___ 蛋白运输Na+提供了动力,以减少其对细胞代谢的影响。
(2)在高盐胁迫下,当盐浸入到根周围的环境时,Na+以协助扩散的方式大量进入根部细胞,同时抑制了K+进入细胞,导致细胞中Na+、K+的比例异常,使细胞内的酶失活,影响蛋白质的正常合成。盐地碱蓬的根细胞会借助吸收的Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能,进而调节细胞中Na+、K+的比例。由此推测,细胞质基质中的Ca2+对HKT1和AKT1的作用依次为___ 、___ (填“激活”或“抑制”),使细胞内的蛋白质合成恢复正常。另外,一部分离子被运入液泡内,通过调节细胞液的渗透压促进根细胞___ ,从而降低细胞内盐浓度。
(3)为验证Ca2+在高盐胁迫下对盐地碱蓬吸收Na+、K+的调节作用,科研小组进行实验:
①实验材料:盐地碱蓬幼苗、Ca2+转运蛋白抑制剂溶液、一定浓度的NaCl、KCl的高盐培养液等。
②实验步骤:
a.取生长发育基本相同的盐地碱蓬幼苗分成甲、乙两组,放入一定浓度的含NaCl、KCl的高盐培养液中培养;
b.甲组加入2mL蒸馏水,乙组加入___ ;
c.一段时间后测定高盐培养液中Na+、K+浓度。
③预测实验结果及结论:若与甲组比较,乙组___ ,说明Ca2+在一定程度上能调节细胞中Na+、K+的比例。
(4)根据题目所给信息及所学知识,农业生产上促进盐化土壤中耐盐作物增产的措施有___ 。(写出两点)
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(1)盐地碱蓬根细胞的细胞质基质与细胞液、细胞膜外的pH不同,这种差异主要由H+—ATP泵以
(2)在高盐胁迫下,当盐浸入到根周围的环境时,Na+以协助扩散的方式大量进入根部细胞,同时抑制了K+进入细胞,导致细胞中Na+、K+的比例异常,使细胞内的酶失活,影响蛋白质的正常合成。盐地碱蓬的根细胞会借助吸收的Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能,进而调节细胞中Na+、K+的比例。由此推测,细胞质基质中的Ca2+对HKT1和AKT1的作用依次为
(3)为验证Ca2+在高盐胁迫下对盐地碱蓬吸收Na+、K+的调节作用,科研小组进行实验:
①实验材料:盐地碱蓬幼苗、Ca2+转运蛋白抑制剂溶液、一定浓度的NaCl、KCl的高盐培养液等。
②实验步骤:
a.取生长发育基本相同的盐地碱蓬幼苗分成甲、乙两组,放入一定浓度的含NaCl、KCl的高盐培养液中培养;
b.甲组加入2mL蒸馏水,乙组加入
c.一段时间后测定高盐培养液中Na+、K+浓度。
③预测实验结果及结论:若与甲组比较,乙组
(4)根据题目所给信息及所学知识,农业生产上促进盐化土壤中耐盐作物增产的措施有
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(0.4)
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【推荐2】下面是验证镍为植物生活所必需的元素的实验,回答下列问题。
材料用具:完全营养液甲、缺镍的完全营养液乙、适当的容器和固定材料、长势相似的玉米幼苗、含镍的无机盐。
方法步骤:
(1)__________________________________________________ ;
(2)__________________________________________ ;
(3)_______________________________________ 。
实验预期:___________________________________ 。
为进一步验证镍元素一定是必需元素,还应增加的实验步骤及结果是__________
材料用具:完全营养液甲、缺镍的完全营养液乙、适当的容器和固定材料、长势相似的玉米幼苗、含镍的无机盐。
方法步骤:
(1)
(2)
(3)
实验预期:
为进一步验证镍元素一定是必需元素,还应增加的实验步骤及结果是
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【推荐3】光合作用受多种因素影响,为探究氮素供应形态对植物光合作用的影响,研究人员以粳稻为实验材料,在人工气候室利用无土栽培技术进行了相关实验,部分结果如下表所示:
注:SPAD值与叶绿素含量呈正相关,净光合速率单位为[umol/(m2·s)]
请回答下列问题:
(1)在配制无土栽培培养液时除了考虑各种矿质元素的种类和比例外,为保证植物正常生长,还需要考虑_____ 等理化指标(答出两点即可)。
(2)表中X处理措施应为_____ 据表中数据分析,能够显著提高该水稻净光合速率的氮素形态是_____ ,从光合作用的角度分析,该种形态的氮素使净光合速率提高的原因可能是_____ 。
(3)在水稻结实前,农民会适当多施钾肥,促进光合作用产物从叶片运至果实。请以灌浆期(即将结出籽粒)的水稻作为实验材料,用同位素标记法设计实验(写出实验思路即可),验证钾离子具有上述作用。_____
处理措施 检测结果 | 硝态氮正常浓度CO2 | 硝态氮高浓度CO2 | X | 氨态氮高浓度CO2 |
叶绿素SPAD值 | 50 | 51 | 42 | 44 |
净光合速率 | 17.5 | 21.5 | 35 | 42.8 |
请回答下列问题:
(1)在配制无土栽培培养液时除了考虑各种矿质元素的种类和比例外,为保证植物正常生长,还需要考虑
(2)表中X处理措施应为
(3)在水稻结实前,农民会适当多施钾肥,促进光合作用产物从叶片运至果实。请以灌浆期(即将结出籽粒)的水稻作为实验材料,用同位素标记法设计实验(写出实验思路即可),验证钾离子具有上述作用。
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【推荐1】肿瘤细胞可通过大量表达PD-L1,与T细胞表面的PD-1结合,抑制T细胞活化,发生免疫逃逸,临床上常使用PD-1阻断剂进行治疗,但对某些患者疗效不显著,科研人员对此进行研究。
(1)癌细胞具有_____ 特点,机体通过免疫系统对其清除体现了免疫系统的_____ 功能。
(2)研究发现,使用PD-1阻断剂效果显著的患者在联合使用抗生素时治疗效果减弱。由此推测PD-1阻断剂疗效与肠道菌群有关。为验证此推测,研究者操作如表。
①补充实验过程:Ⅰ:_____ ;Ⅱ:_____
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/4/2923dd98-b679-4977-b9a3-6a9d766626fc.jpg?resizew=234)
②检测肿瘤大小结果如图1,实验结果表明治疗效果显著患者的肠道菌群提高了PD-1阻断剂的疗效,依据是_____ 。
③请从下列选项中选择合适的实验操作和预期结果,为上述结论补充新证据。( )
A.从PD-1阻断剂有效病人的肠道中提取主要细菌AKK
B.从PD-1阻断剂无效病人的肠道中提取主要细菌AKK
C.用肠道菌AKK灌胃甲组小鼠
D.用肠道菌AKK灌胃乙组小鼠
E.该组小鼠接受PD-1阻断剂治疗后肿瘤大小不变
F.该组小鼠接受PD-1阻断剂治疗后肿瘤大小明显减小
(3)为进一步研究肠道菌AKK的作用机理,检测肿瘤部位的免疫细胞数量,结果如图2
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/4/4452ed76-08ab-4c57-a310-e66df8f2787e.jpg?resizew=157)
结合(2)相关信息及图2结果阐述肠道菌群提高PD-1阻断剂疗效的机理:_____ 。
(1)癌细胞具有
(2)研究发现,使用PD-1阻断剂效果显著的患者在联合使用抗生素时治疗效果减弱。由此推测PD-1阻断剂疗效与肠道菌群有关。为验证此推测,研究者操作如表。
甲组 | 取PD-1阻断剂无效病人的粪便 | 将粪便移植给用Ⅱ:_____处理的小鼠后接种肿瘤 | 未治疗 |
进行PD-1阻断剂治疗 | |||
乙组 | Ⅰ:_____ | 未治疗 | |
进行PD-1阻断剂治疗 |
①补充实验过程:Ⅰ:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/4/2923dd98-b679-4977-b9a3-6a9d766626fc.jpg?resizew=234)
②检测肿瘤大小结果如图1,实验结果表明治疗效果显著患者的肠道菌群提高了PD-1阻断剂的疗效,依据是
③请从下列选项中选择合适的实验操作和预期结果,为上述结论补充新证据。
A.从PD-1阻断剂有效病人的肠道中提取主要细菌AKK
B.从PD-1阻断剂无效病人的肠道中提取主要细菌AKK
C.用肠道菌AKK灌胃甲组小鼠
D.用肠道菌AKK灌胃乙组小鼠
E.该组小鼠接受PD-1阻断剂治疗后肿瘤大小不变
F.该组小鼠接受PD-1阻断剂治疗后肿瘤大小明显减小
(3)为进一步研究肠道菌AKK的作用机理,检测肿瘤部位的免疫细胞数量,结果如图2
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/4/4452ed76-08ab-4c57-a310-e66df8f2787e.jpg?resizew=157)
结合(2)相关信息及图2结果阐述肠道菌群提高PD-1阻断剂疗效的机理:
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【推荐2】支原体是没有细胞壁的原核生物,图1是支原体侵入人体后发生的免疫反应,①~⑥表示与免疫有关的细胞,字母表示物质。图2为特定mRNA包裹在脂质体中构建成的mRNA疫苗,图3为脂质体中的mRNA(y为假尿嘧啶)。请回答下列问题。
(1)图1体现了免疫系统的_________ 功能。细胞①为_________ ,细胞④和⑥主要在_________ 过程发挥作用。
(2)细胞②的活化一般需要两个信号的刺激:信号1为_________ 和细胞②接触,信号2为细胞①被抗原激活后细胞表面的特定性分子发生变化并与B细胞结合。此外细胞①分泌的_________ (填物质名称)能促进细胞②的分裂、分化。
(3)哺乳动物能识别体外转录的mRNA并释放炎症信号分子,而来自哺乳动物细胞的mRNA却没有引起同样的反应。两位科学家发现当体外mRNA中包含修饰过的碱基时炎症反应几乎被消除。图2脂质体的成分更接近_________ (从“植物”“动物”中选填)细胞质膜。mRNA在脂质体中的位置可推测mRNA与DNA的溶解性_________ (从“相似”“相反”中选填),该mRNA进入人体细胞的方式是_________ 。由图3可知,作为疫苗的mRNA消除炎症反应的修饰方式是_________ 。
(4)十三价肺炎球菌多糖结合疫苗由肺炎链球菌荚膜多糖抗原与白喉类毒素载体蛋白结合构成,该疫苗能预防_________ (从“R型”“S型”中选填)肺炎链球菌引起的肺炎,但该疫苗不能预防由支原体引起的肺炎,原因是_________ 。
(5)抗生素可治疗感染性疾病,不同种类的抗生素治疗感染性疾病的作用机理不同。青霉素和头孢菌素类抗生素抑制细胞壁的形成,阿奇霉素通过与核糖体的亚单位结合,从而干扰蛋白质的合成。这3种药物中能治疗支原体肺炎的是_________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/26/23be6184-8e8e-4654-828d-c5e021061d46.png?resizew=506)
(1)图1体现了免疫系统的
(2)细胞②的活化一般需要两个信号的刺激:信号1为
(3)哺乳动物能识别体外转录的mRNA并释放炎症信号分子,而来自哺乳动物细胞的mRNA却没有引起同样的反应。两位科学家发现当体外mRNA中包含修饰过的碱基时炎症反应几乎被消除。图2脂质体的成分更接近
(4)十三价肺炎球菌多糖结合疫苗由肺炎链球菌荚膜多糖抗原与白喉类毒素载体蛋白结合构成,该疫苗能预防
(5)抗生素可治疗感染性疾病,不同种类的抗生素治疗感染性疾病的作用机理不同。青霉素和头孢菌素类抗生素抑制细胞壁的形成,阿奇霉素通过与核糖体的亚单位结合,从而干扰蛋白质的合成。这3种药物中能治疗支原体肺炎的是
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解题方法
【推荐3】学习以下材料,回答(1)~(4)题。
植物的免疫
植物在与病原物长期的斗争中,逐渐形成了自己的免疫防御机制,通过识别“自我”和“非我”,将信号传递到细胞核内,调控相应基因表达,启动防卫反应抵抗外来入侵。
病原物侵染植物需要通过植物表面的物理屏障。叶片表面的角质层、蜡质层以及植物细胞的细胞壁,均可有效阻止病原物入侵。一旦突破第一层屏障,植物体内的水杨酸和茉莉酸将激活相关基因表达,进行基础性的广谱抗病。茉莉酸可诱导生物碱和酚酸的产生,抑制病原物的生长繁殖;水杨酸可抑制病原物分泌的植物细胞壁降解酶活性,降低其致病力,同时可以诱导几丁质酶和葡聚糖酶的表达,水解真菌细胞壁等。
此外,植物还会启动模式触发免疫(PTI)。PTI是植物通过细胞膜表面的模式识别受体(PR)识别病原物相关分子(PA)所引发的免疫过程。PA是广泛存在于微生物中的保守分子,如细菌的脂多糖、真菌的几丁质等。PR会特异性识别PA并引发相应的免疫应答抑制病原物。PR和PA都具有种间差异,二者虽然相对保守,但在选择压力下都不断进化。
尽管PTI成功抵抗了大多数病原物,但少数病原物进化出效应子抑制植物的PTI,从而继续侵染植物。效应子类型多样,蛋白质、RNA和代谢产物都可作为效应子发挥作用。为应对效应子对PTI的抑制,植物又进化出识别效应子的抗病R蛋白,启动效应子触发免疫反应(ETI),最终导致侵染位点宿主细胞死亡,抑制病原物扩散。
在自然选择的作用下,病原物可通过已有效应子的进化或获取新的效应子来避开植物的ETI,而植物又进化出新的R蛋白来再次触发ETI。植物与病原物之间的互作呈现Z字形的“拉锯战”局面。植物和病原物长期互相选择,形成了病原物致病性和植物抗病性的多样性。
(1)PR在细胞中的加工需要________ (细胞器)的参与。
(2)植物与病原物在长期的互相选择中不断演化,这称为_______ 。根据本文信息将选项前字母排序,概述植物与病原物的互作过程:C→_______ →D。
A.R蛋白识别效应子触发植物ETI免疫反应
B.病原物分泌效应子抑制植物PTI免疫反应
C.PR识别PA触发植物PTI免疫反应
D.植物进化出新的R蛋白
E.病原物获取新的效应子
(3)植物免疫和人体免疫存在相似之处,请从文中找出两点进行类比。______
(4)本文从一定程度上体现了“生物界具有统一性”。请依据高中所学从细胞和分子水平,各提供一个支持该观点的新证据。______
植物的免疫
植物在与病原物长期的斗争中,逐渐形成了自己的免疫防御机制,通过识别“自我”和“非我”,将信号传递到细胞核内,调控相应基因表达,启动防卫反应抵抗外来入侵。
病原物侵染植物需要通过植物表面的物理屏障。叶片表面的角质层、蜡质层以及植物细胞的细胞壁,均可有效阻止病原物入侵。一旦突破第一层屏障,植物体内的水杨酸和茉莉酸将激活相关基因表达,进行基础性的广谱抗病。茉莉酸可诱导生物碱和酚酸的产生,抑制病原物的生长繁殖;水杨酸可抑制病原物分泌的植物细胞壁降解酶活性,降低其致病力,同时可以诱导几丁质酶和葡聚糖酶的表达,水解真菌细胞壁等。
此外,植物还会启动模式触发免疫(PTI)。PTI是植物通过细胞膜表面的模式识别受体(PR)识别病原物相关分子(PA)所引发的免疫过程。PA是广泛存在于微生物中的保守分子,如细菌的脂多糖、真菌的几丁质等。PR会特异性识别PA并引发相应的免疫应答抑制病原物。PR和PA都具有种间差异,二者虽然相对保守,但在选择压力下都不断进化。
尽管PTI成功抵抗了大多数病原物,但少数病原物进化出效应子抑制植物的PTI,从而继续侵染植物。效应子类型多样,蛋白质、RNA和代谢产物都可作为效应子发挥作用。为应对效应子对PTI的抑制,植物又进化出识别效应子的抗病R蛋白,启动效应子触发免疫反应(ETI),最终导致侵染位点宿主细胞死亡,抑制病原物扩散。
在自然选择的作用下,病原物可通过已有效应子的进化或获取新的效应子来避开植物的ETI,而植物又进化出新的R蛋白来再次触发ETI。植物与病原物之间的互作呈现Z字形的“拉锯战”局面。植物和病原物长期互相选择,形成了病原物致病性和植物抗病性的多样性。
(1)PR在细胞中的加工需要
(2)植物与病原物在长期的互相选择中不断演化,这称为
A.R蛋白识别效应子触发植物ETI免疫反应
B.病原物分泌效应子抑制植物PTI免疫反应
C.PR识别PA触发植物PTI免疫反应
D.植物进化出新的R蛋白
E.病原物获取新的效应子
(3)植物免疫和人体免疫存在相似之处,请从文中找出两点进行类比。
(4)本文从一定程度上体现了“生物界具有统一性”。请依据高中所学从细胞和分子水平,各提供一个支持该观点的新证据。
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