《Science》2023年十大科学突破榜单-生物

专题生物热点事件回顾《Science》2023年十大科学突破榜单——生物热点聚焦：减肥药GLP-1有望战胜肥胖肥胖被认为是Ⅱ型糖尿病、心脏病、关节炎、脂肪肝和某些癌症的诱因。然而，针对肥胖的药物治疗却有着一段令人遗憾的过去。现在，一类新的疗法正在打破陈规，一种名为胰高血糖素样肽-1（GLP-1）的肠道激素；GLP-1最初是为治疗糖尿病开发的，它可显著减轻体重，且副作用大多可控。GLP-1的减肥机制是通过与胃肠道GLP-1受体结合，抑制胃肠蠕动、延缓胃排空；并通过与中枢GLP-1受体结合，增强饱腹感、抑制食欲。今年，临床试验发现，它们还可以减轻心力衰竭的症状以及降低心脏病发作和中风的风险。Science2023年十大科学突破榜单考点提炼糖尿病——类型、表现血糖调节——血糖、范围、来源、去路、过程回归课本——选择性必修一P52考点一糖尿病糖尿病成因①1型糖尿病：胰岛B细胞受到破坏或免疫损伤导致的胰岛素绝对缺乏。②2型糖尿病：机体组织细胞对胰岛素敏感性降低(可能与细胞膜上胰岛素受体受损有关)。糖尿病症状：“三多一少”多尿：葡萄糖随尿液排出带走水分多饮：渗透压上升，渴觉中枢兴奋；多食：满足能量需求体重减少：糖类供能障碍，脂肪分解增多考点一糖尿病考点二血糖调节回归课本——选择性必修一P50降血糖的激素。升高血糖的激素有。胰岛素胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素回归课本——选择性必修一P52考点二血糖调节考点二血糖调节回归课本——选择性必修一P52神经----体液调节例：《热辣滚烫》在春节档上映，其中贾玲减肥100斤令人印象深刻。研究表明，胰高血糖素样肽-1（GLP-1）受体激动剂减肥效果显著，GLP-1能促进胰岛素分泌，是一种降糖类药物，但有其他降糖类药物没有的优点，GLP-1可以延缓胃排空和诱发饱腹感从而抑制食欲，下列叙述不正确的是（）A．胰岛B细胞表面存在GLP-1的受体B．GLP-1由胰岛B细胞分泌C．GLP-1作用过程需要大脑皮层参与D．GLP-1可能是促进脂肪分解供能而起到减肥作用B例：2型糖尿病的成因和治疗是近年的研究热点。(1)检测血糖最好在空腹时进行，其目的是_______________________________。(2)激素GLP-1具有调节胰岛素和胰高血糖素分泌等功能。下图示糖尿病患者被注射一定量的GLP-1后，所检测出的血糖、胰岛素及胰高血糖素的浓度变化。请据图回答问题：

具有GLP-1受体的靶细胞有分析GLP-1对糖尿病患者的生理作用；排除进食引起血糖升高的干扰胰岛B细胞、胰岛A细胞GLP-1促使胰岛B细胞分泌胰岛素，血液中胰岛素含量增加，降低血糖浓度；同时抑制胰岛A细胞分泌胰高血糖素，减少血糖来源(3)研究发现：①GLP-1发挥作用后能被DPP4快速灭活并降解。②当GLP-1的分泌量不足时，会导致型糖尿病。为开发生产治疗Ⅱ型糖尿病（T2DM）的新型药物，请基于上述研究提出一条开发思路、治疗机理。生产GLP-1类似物，促使胰岛B细胞分泌胰岛素，抑制胰岛A细胞分泌胰高血糖素，降低血糖；生产DPP4的抑制物，抑制DPP4的活性，相应提升GLP-1的含量；(4)由于2型糖尿病患者常常较肥胖，有人提出2型糖尿病是一种肠道疾病，是因高糖高脂饮食，导致肠道内的一些内分泌细胞分泌的激素发生变化。据此研究人员提出假说，认为回肠中的内分泌细胞L细胞分泌的GLP-1对血糖的控制至关重要。为验证该假说，研究者选择生理状况良好的同种大鼠若干，随机平均分为4组，检测各组小鼠餐后血糖变化。部分实验方案如下。组别对照组实验组编号1234大鼠种类及处理正常大鼠

正常大鼠+切回肠手术

正常大鼠+假手术正常大鼠+切回肠手术+GLP-1Science2023年十大科学突破榜单热点聚焦：抗体疗法在减缓阿尔茨海默病方面取得进展阿尔茨海默病(AD)会严重损伤记忆、思考能力，最终可能导致死亡。AD所致的认知功能丧失可能和β淀粉样蛋白（Aβ）沉积、Tau蛋白过度磷酸化、胆碱能障碍、谷氨酸过度刺激、氧化应激和神经炎症等病理途径有关；Lecanemab是一种针对Aβ靶点的人源化单克隆抗体，高度靶向可溶性和不可溶性Aβ，可减少脑中Aβ斑块并预防其形成；

今年1月，美国监管机构批准了第一种针对AD的药物——lecanemab单克隆抗体，该药物可使认知丧失速度减缓27%。另一种针对大脑淀粉样蛋白的抗体治疗方法——donanemab单抗可使认知能力下降速度减缓35%。考点提炼单克隆抗体——制备、优点基因工程+发酵工程——人源抗体记忆免疫调节考点一单克隆抗体概念：是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体；优点：特异性强、灵敏度高，可大量制备；应用：免疫治疗，免疫检测；制备：见下单克隆抗体：注射特定抗原免疫小鼠培养小鼠骨髓瘤细胞B淋巴细胞骨髓瘤细胞多种细胞多种杂交瘤细胞能分泌所需抗体的杂交瘤细胞选择培养基筛选克隆化培养抗体检测注射到小鼠腹腔内增殖体外培养单克隆抗体融合用特定的选择培养基进行筛选∶在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。考点一单克隆抗体考点二基因工程+发酵工程基因工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。常见：酵母菌（真核生物，内含子)基因工程在医药卫生方面的应用：对微生物或动植物的细胞进行基因改造生产药物如：细胞因子、抗体、疫苗和激素等。重组人干扰素α-1b、血小板生成素、促红细胞生成素和粒细胞集落刺激因子等考点三记忆短时记忆长时记忆学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某种蛋白质的合成短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关（海马区）长时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关。考点四免疫调节体液免疫

细胞免疫例：下图为两种神经元和突触结构的差异。请回答下列问题：(1)研究发现，这是由于神经元中β-淀粉样蛋白(Aβ)“漏出”导致周围神经细胞膜、线粒体膜受损，使神经元数量及神经元之间的

（填结构）明显减少。根据上述信息推测，患者脑部Aβ积累会引起乙酰胆碱（一种兴奋性神经递质）的合成和释放量

（填“增加”、“减少”或“不变”），可能原因是

。突触减少Aβ积累导致线粒体膜损伤影响了乙酰胆碱的合成与分泌时的能量供应；(2)Aβ沉积在大脑皮层相关神经元中，会造成大脑皮层弥漫性萎缩，可能发生的现象有____。A．基本排尿反射丧失 B．痛觉减弱C．心率减缓 D．肢体僵硬BD例：糖尿病与认知障碍：胰岛素是体内调节血糖水平的重要激素。研究表明，当脑内出现胰岛素抵抗（IR）时，会影响细胞内的信号传导通路，造成神经元功能障碍，进而引起认知损伤。(3)结合上图及所学的知识可知，胰岛素与其受体结合后，下列过程可能加快的有____。A．糖原合成 B．组织细胞摄取葡萄糖C．脂肪转化为葡萄糖 D．Tau蛋白的磷酸化(4)胰岛素抵抗是指靶细胞对胰岛素的敏感性下降。可能造成胰岛素抵抗的有。①胰岛素受体活性降低②存在胰岛素自身抗体③胰岛素受体数量减少④胰岛素分泌障碍AB①③(5)胰岛素抵抗会引起炎症细胞因子增多，炎症细胞因子会促进核转录因子（NF－kB）信号通路的激活，从而进一步增加促炎基因的转录，放大神经炎症，引起神经元损伤。下列关于炎症反应的叙述正确的是____。A．巨噬细胞可能参与炎症反应B．炎症反应属于机体的第一道防线C．细胞坏死一般不会引起炎症反应D．神经炎症的放大体现了机体的负反馈调节AScience2023年十大科学突破榜单热点聚焦：对抗疟疾新希望疟疾到目前为止仍然是全球发病率最高的传染性疾病之一，幼年儿童发病率高，若治疗不及时则会导致死亡，今年，用疫苗击退疟疾的努力得到了双重推动。对世界上第一种名为Mosquirix的疟疾疫苗的大规模评估显示，它显著降低了幼儿的死亡率。最近，随着世界卫生组织（世界卫生组织）批准一种名为R21/MatrixM的疫苗，第二种疫苗即将加入这场斗争，可以更便宜、更大量地生产，有望助力于填补疟疾疫苗供需之间的巨大缺口，每年有可能防止数万儿童死亡。考点提炼免疫——疫苗的种类、应用基因工程+发酵工程——疫苗的生产原核生物与真核生物——疟原虫体温调节——疟疾高热疟疾与镰状细胞贫血疫苗：通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。

免疫系统的功能：免疫防御

应用：免疫预防考点一疫苗疫苗必须包含一个完整的病原体吗？为什么？

不是。只要具有抗原特性即可。②免疫缺陷病患者能否接种疫苗？为什么？

不能。免疫缺陷病患者特异性免疫功能缺失，而疫苗是通过刺激机体发生特异性免疫而起到预防疾病的目的。考点二疫苗的生产回归课本——选择性必修三P22考点四体温调节体温的生理调节过程寒冷皮肤冷觉感受器传入神经传入神经皮肤热觉感受器炎热

下丘脑的体温调节中枢（分析、综合）传出神经甲状腺激素甲状腺垂体传出神经减少散热增加产热增加散热肾上腺素释放骨骼肌战栗立毛肌收缩皮肤血管收缩汗腺分泌减少皮肤血管舒张汗液分泌增多TRHTSH人体调节体温的能力是有限的调节能力有限寒冷环境高温环境停留过久停留过久机体产生的热量不足以补偿散失的热量体温降低机体产生的热量不能及时散出体温升高①影响物质代谢的正常进行；②使细胞、组织和器官发生功能紊乱；③破坏内环境稳态；④严重时危及生命；考点四体温调节回归课本——必修二P85考点五疟疾与镰状细胞贫血例．疟原虫入侵红细胞引起人患疟疾，同时人体也能够产生抵抗疟原虫感染的免疫力。下列叙述错误的是（）A．疟原虫入侵人体后会引起细胞免疫和体液免疫B．确定疟原虫的抗原结构有助于疫苗的研制C．抵抗疟疾只需特异性免疫而不需非特异性免疫D．细胞因子能够增强抵抗疟原虫的免疫功能E.感染者清除体内入侵的疟原虫体现了免疫系统的免疫监视功能CE什么是灭活？2．青蒿素（只含C、H、O三种元素）是从黄花蒿茎叶中提取的无色针状晶体，可用有机溶剂（如无水乙醇、乙醚）进行提取。它的抗疟机理主要在于其活化产生的自由基可