《Science》2023年十大科學(xué)突破榜單-生物

專題生物熱點事件回顧《Science》2023年十大科學(xué)突破榜單——生物熱點聚焦：減肥藥GLP-1有望戰(zhàn)勝肥胖肥胖被認(rèn)為是Ⅱ型糖尿病、心臟病、關(guān)節(jié)炎、脂肪肝和某些癌癥的誘因。然而，針對肥胖的藥物治療卻有著一段令人遺憾的過去?，F(xiàn)在，一類新的療法正在打破陳規(guī)，一種名為胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）的腸道激素；GLP-1最初是為治療糖尿病開發(fā)的，它可顯著減輕體重，且副作用大多可控。GLP-1的減肥機制是通過與胃腸道GLP-1受體結(jié)合，抑制胃腸蠕動、延緩胃排空；并通過與中樞GLP-1受體結(jié)合，增強飽腹感、抑制食欲。今年，臨床試驗發(fā)現(xiàn)，它們還可以減輕心力衰竭的癥狀以及降低心臟病發(fā)作和中風(fēng)的風(fēng)險。Science2023年十大科學(xué)突破榜單考點提煉糖尿病——類型、表現(xiàn)血糖調(diào)節(jié)——血糖、范圍、來源、去路、過程回歸課本——選擇性必修一P52考點一糖尿病糖尿病成因①1型糖尿?。阂葝uB細(xì)胞受到破壞或免疫損傷導(dǎo)致的胰島素絕對缺乏。②2型糖尿?。簷C體組織細(xì)胞對胰島素敏感性降低(可能與細(xì)胞膜上胰島素受體受損有關(guān))。糖尿病癥狀：“三多一少”多尿：葡萄糖隨尿液排出帶走水分多飲：滲透壓上升，渴覺中樞興奮；多食：滿足能量需求體重減少：糖類供能障礙，脂肪分解增多考點一糖尿病考點二血糖調(diào)節(jié)回歸課本——選擇性必修一P50降血糖的激素。升高血糖的激素有。胰島素胰高血糖素、腎上腺素、甲狀腺激素、糖皮質(zhì)激素回歸課本——選擇性必修一P52考點二血糖調(diào)節(jié)考點二血糖調(diào)節(jié)回歸課本——選擇性必修一P52神經(jīng)----體液調(diào)節(jié)例：《熱辣滾燙》在春節(jié)檔上映，其中賈玲減肥100斤令人印象深刻。研究表明，胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）受體激動劑減肥效果顯著，GLP-1能促進(jìn)胰島素分泌，是一種降糖類藥物，但有其他降糖類藥物沒有的優(yōu)點，GLP-1可以延緩胃排空和誘發(fā)飽腹感從而抑制食欲，下列敘述不正確的是（）A．胰島B細(xì)胞表面存在GLP-1的受體B．GLP-1由胰島B細(xì)胞分泌C．GLP-1作用過程需要大腦皮層參與D．GLP-1可能是促進(jìn)脂肪分解供能而起到減肥作用B例：2型糖尿病的成因和治療是近年的研究熱點。(1)檢測血糖最好在空腹時進(jìn)行，其目的是_______________________________。(2)激素GLP-1具有調(diào)節(jié)胰島素和胰高血糖素分泌等功能。下圖示糖尿病患者被注射一定量的GLP-1后，所檢測出的血糖、胰島素及胰高血糖素的濃度變化。請據(jù)圖回答問題：

具有GLP-1受體的靶細(xì)胞有分析GLP-1對糖尿病患者的生理作用；排除進(jìn)食引起血糖升高的干擾胰島B細(xì)胞、胰島A細(xì)胞GLP-1促使胰島B細(xì)胞分泌胰島素，血液中胰島素含量增加，降低血糖濃度；同時抑制胰島A細(xì)胞分泌胰高血糖素，減少血糖來源(3)研究發(fā)現(xiàn)：①GLP-1發(fā)揮作用后能被DPP4快速滅活并降解。②當(dāng)GLP-1的分泌量不足時，會導(dǎo)致型糖尿病。為開發(fā)生產(chǎn)治療Ⅱ型糖尿?。═2DM）的新型藥物，請基于上述研究提出一條開發(fā)思路、治療機理。生產(chǎn)GLP-1類似物，促使胰島B細(xì)胞分泌胰島素，抑制胰島A細(xì)胞分泌胰高血糖素，降低血糖；生產(chǎn)DPP4的抑制物，抑制DPP4的活性，相應(yīng)提升GLP-1的含量；(4)由于2型糖尿病患者常常較肥胖，有人提出2型糖尿病是一種腸道疾病，是因高糖高脂飲食，導(dǎo)致腸道內(nèi)的一些內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的激素發(fā)生變化。據(jù)此研究人員提出假說，認(rèn)為回腸中的內(nèi)分泌細(xì)胞L細(xì)胞分泌的GLP-1對血糖的控制至關(guān)重要。為驗證該假說，研究者選擇生理狀況良好的同種大鼠若干，隨機平均分為4組，檢測各組小鼠餐后血糖變化。部分實驗方案如下。組別對照組實驗組編號1234大鼠種類及處理正常大鼠

正常大鼠+切回腸手術(shù)

正常大鼠+假手術(shù)正常大鼠+切回腸手術(shù)+GLP-1Science2023年十大科學(xué)突破榜單熱點聚焦：抗體療法在減緩阿爾茨海默病方面取得進(jìn)展阿爾茨海默病(AD)會嚴(yán)重?fù)p傷記憶、思考能力，最終可能導(dǎo)致死亡。AD所致的認(rèn)知功能喪失可能和β淀粉樣蛋白（Aβ）沉積、Tau蛋白過度磷酸化、膽堿能障礙、谷氨酸過度刺激、氧化應(yīng)激和神經(jīng)炎癥等病理途徑有關(guān)；Lecanemab是一種針對Aβ靶點的人源化單克隆抗體，高度靶向可溶性和不可溶性Aβ，可減少腦中Aβ斑塊并預(yù)防其形成；

今年1月，美國監(jiān)管機構(gòu)批準(zhǔn)了第一種針對AD的藥物——lecanemab單克隆抗體，該藥物可使認(rèn)知喪失速度減緩27%。另一種針對大腦淀粉樣蛋白的抗體治療方法——donanemab單抗可使認(rèn)知能力下降速度減緩35%?？键c提煉單克隆抗體——制備、優(yōu)點基因工程+發(fā)酵工程——人源抗體記憶免疫調(diào)節(jié)考點一單克隆抗體概念：是由單一B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的高度均一、僅針對某一特定抗原的抗體；優(yōu)點：特異性強、靈敏度高，可大量制備；應(yīng)用：免疫治療，免疫檢測；制備：見下單克隆抗體：注射特定抗原免疫小鼠培養(yǎng)小鼠骨髓瘤細(xì)胞B淋巴細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞多種細(xì)胞多種雜交瘤細(xì)胞能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞選擇培養(yǎng)基篩選克隆化培養(yǎng)抗體檢測注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖體外培養(yǎng)單克隆抗體融合用特定的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選∶在該培養(yǎng)基上，未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會死亡，只有融合的雜交瘤細(xì)胞才能生長。對上述經(jīng)選擇培養(yǎng)的雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選，就可獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細(xì)胞。考點一單克隆抗體考點二基因工程+發(fā)酵工程基因工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達(dá)的菌類。常見：酵母菌（真核生物，內(nèi)含子)基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生方面的應(yīng)用：對微生物或動植物的細(xì)胞進(jìn)行基因改造生產(chǎn)藥物如：細(xì)胞因子、抗體、疫苗和激素等。重組人干擾素α-1b、血小板生成素、促紅細(xì)胞生成素和粒細(xì)胞集落刺激因子等考點三記憶短時記憶長時記憶學(xué)習(xí)和記憶涉及腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的作用以及某種蛋白質(zhì)的合成短時記憶可能與神經(jīng)元之間即時的信息交流有關(guān)（海馬區(qū)）長時記憶可能與突觸形態(tài)及功能的改變以及新突觸的建立有關(guān)?？键c四免疫調(diào)節(jié)體液免疫

細(xì)胞免疫例：下圖為兩種神經(jīng)元和突觸結(jié)構(gòu)的差異。請回答下列問題：(1)研究發(fā)現(xiàn)，這是由于神經(jīng)元中β-淀粉樣蛋白(Aβ)“漏出”導(dǎo)致周圍神經(jīng)細(xì)胞膜、線粒體膜受損，使神經(jīng)元數(shù)量及神經(jīng)元之間的

（填結(jié)構(gòu)）明顯減少。根據(jù)上述信息推測，患者腦部Aβ積累會引起乙酰膽堿（一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)）的合成和釋放量

（填“增加”、“減少”或“不變”），可能原因是

。突觸減少Aβ積累導(dǎo)致線粒體膜損傷影響了乙酰膽堿的合成與分泌時的能量供應(yīng)；(2)Aβ沉積在大腦皮層相關(guān)神經(jīng)元中，會造成大腦皮層彌漫性萎縮，可能發(fā)生的現(xiàn)象有____。A．基本排尿反射喪失 B．痛覺減弱C．心率減緩 D．肢體僵硬BD例：糖尿病與認(rèn)知障礙：胰島素是體內(nèi)調(diào)節(jié)血糖水平的重要激素。研究表明，當(dāng)腦內(nèi)出現(xiàn)胰島素抵抗（IR）時，會影響細(xì)胞內(nèi)的信號傳導(dǎo)通路，造成神經(jīng)元功能障礙，進(jìn)而引起認(rèn)知損傷。(3)結(jié)合上圖及所學(xué)的知識可知，胰島素與其受體結(jié)合后，下列過程可能加快的有____。A．糖原合成 B．組織細(xì)胞攝取葡萄糖C．脂肪轉(zhuǎn)化為葡萄糖 D．Tau蛋白的磷酸化(4)胰島素抵抗是指靶細(xì)胞對胰島素的敏感性下降?？赡茉斐梢葝u素抵抗的有。①胰島素受體活性降低②存在胰島素自身抗體③胰島素受體數(shù)量減少④胰島素分泌障礙AB①③(5)胰島素抵抗會引起炎癥細(xì)胞因子增多，炎癥細(xì)胞因子會促進(jìn)核轉(zhuǎn)錄因子（NF－kB）信號通路的激活，從而進(jìn)一步增加促炎基因的轉(zhuǎn)錄，放大神經(jīng)炎癥，引起神經(jīng)元損傷。下列關(guān)于炎癥反應(yīng)的敘述正確的是____。A．巨噬細(xì)胞可能參與炎癥反應(yīng)B．炎癥反應(yīng)屬于機體的第一道防線C．細(xì)胞壞死一般不會引起炎癥反應(yīng)D．神經(jīng)炎癥的放大體現(xiàn)了機體的負(fù)反饋調(diào)節(jié)AScience2023年十大科學(xué)突破榜單熱點聚焦：對抗瘧疾新希望瘧疾到目前為止仍然是全球發(fā)病率最高的傳染性疾病之一，幼年兒童發(fā)病率高，若治療不及時則會導(dǎo)致死亡，今年，用疫苗擊退瘧疾的努力得到了雙重推動。對世界上第一種名為Mosquirix的瘧疾疫苗的大規(guī)模評估顯示，它顯著降低了幼兒的死亡率。最近，隨著世界衛(wèi)生組織（世界衛(wèi)生組織）批準(zhǔn)一種名為R21/MatrixM的疫苗，第二種疫苗即將加入這場斗爭，可以更便宜、更大量地生產(chǎn)，有望助力于填補瘧疾疫苗供需之間的巨大缺口，每年有可能防止數(shù)萬兒童死亡?？键c提煉免疫——疫苗的種類、應(yīng)用基因工程+發(fā)酵工程——疫苗的生產(chǎn)原核生物與真核生物——瘧原蟲體溫調(diào)節(jié)——瘧疾高熱瘧疾與鐮狀細(xì)胞貧血疫苗：通常是用滅活的或減毒的病原體制成的生物制品。

免疫系統(tǒng)的功能：免疫防御

應(yīng)用：免疫預(yù)防考點一疫苗疫苗必須包含一個完整的病原體嗎？為什么？

不是。只要具有抗原特性即可。②免疫缺陷病患者能否接種疫苗？為什么？

不能。免疫缺陷病患者特異性免疫功能缺失，而疫苗是通過刺激機體發(fā)生特異性免疫而起到預(yù)防疾病的目的?？键c二疫苗的生產(chǎn)回歸課本——選擇性必修三P22考點四體溫調(diào)節(jié)體溫的生理調(diào)節(jié)過程寒冷皮膚冷覺感受器傳入神經(jīng)傳入神經(jīng)皮膚熱覺感受器炎熱

下丘腦的體溫調(diào)節(jié)中樞（分析、綜合）傳出神經(jīng)甲狀腺激素甲狀腺垂體傳出神經(jīng)減少散熱增加產(chǎn)熱增加散熱腎上腺素釋放骨骼肌戰(zhàn)栗立毛肌收縮皮膚血管收縮汗腺分泌減少皮膚血管舒張汗液分泌增多TRHTSH人體調(diào)節(jié)體溫的能力是有限的調(diào)節(jié)能力有限寒冷環(huán)境高溫環(huán)境停留過久停留過久機體產(chǎn)生的熱量不足以補償散失的熱量體溫降低機體產(chǎn)生的熱量不能及時散出體溫升高①影響物質(zhì)代謝的正常進(jìn)行；②使細(xì)胞、組織和器官發(fā)生功能紊亂；③破壞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)；④嚴(yán)重時危及生命；考點四體溫調(diào)節(jié)回歸課本——必修二P85考點五瘧疾與鐮狀細(xì)胞貧血例．瘧原蟲入侵紅細(xì)胞引起人患瘧疾，同時人體也能夠產(chǎn)生抵抗瘧原蟲感染的免疫力。下列敘述錯誤的是（）A．瘧原蟲入侵人體后會引起細(xì)胞免疫和體液免疫B．確定瘧原蟲的抗原結(jié)構(gòu)有助于疫苗的研制C．抵抗瘧疾只需特異性免疫而不需非特異性免疫D．細(xì)胞因子能夠增強抵抗瘧原蟲的免疫功能E.感染者清除體內(nèi)入侵的瘧原蟲體現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的免疫監(jiān)視功能CE什么是滅活？2．青蒿素（只含C、H、O三種元素）是從黃花蒿莖葉中提取的無色針狀晶體，可用有機溶劑（如無水乙醇、乙醚）進(jìn)行提取。它的抗瘧機理主要在于其活化產(chǎn)生的自由基可