Question

【題目】免疫系統(tǒng)會(huì)影響代謝系統(tǒng)，而代謝系統(tǒng)也會(huì)反作用于免疫系統(tǒng)�？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境中代謝環(huán)境的變化，會(huì)壓制免疫系統(tǒng)，促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)。對(duì)此科學(xué)家了探索葡萄糖代謝對(duì)免疫因子—干擾素反應(yīng)的影響做了一系列實(shí)驗(yàn)。

（1）干擾素的化學(xué)本質(zhì)是____________。某些信號(hào)分子與細(xì)胞表面或內(nèi)部的___________結(jié)合后，便能激活細(xì)胞產(chǎn)生干擾素，啟動(dòng)免疫反應(yīng)。_______作為細(xì)胞能量的最主要來(lái)源，其代謝過(guò)程中產(chǎn)生的各種代謝產(chǎn)物，也會(huì)參與到干擾素的免疫反應(yīng)中。

（2）科學(xué)家做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，給一組小鼠禁食，降低其血糖水平；給另一組小鼠喂高糖食物，升高其血糖。然后分別給兩組小鼠感染病毒，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 1，可知，__________________________

（3）為進(jìn)一步研究代謝對(duì)免疫的影響，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組為敲除免疫細(xì)胞的葡萄糖代謝過(guò)程的關(guān)鍵酶 HK，結(jié)果如圖 2，處理 1 應(yīng)是____________，干擾素的含量上升，說(shuō)明____________________。

（4）葡萄糖的分解分兩種，一種是_____呼吸；另一種是_____呼吸。到底是哪種代謝途徑抑制干擾素產(chǎn)生呢？寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路并給出預(yù)期結(jié)果_____。

（5）以上實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果給你的生活啟示是：_______________________________________。

Answer 1

【答案】蛋白質(zhì) 受體 糖類(lèi)（葡萄糖） 血糖水平升高可能會(huì)抑制干擾素基因的表達(dá)過(guò)程，進(jìn)而使得免疫系統(tǒng)功能下降 未敲除HK的免疫細(xì)胞 糖代謝過(guò)程能夠抑制干擾素基因的表達(dá) 無(wú)氧 有氧 實(shí)驗(yàn)思路：將實(shí)驗(yàn)用的免疫細(xì)胞隨機(jī)均分為兩組，在給與病毒侵染的情況下，一組提供正常的氧氣供應(yīng)，另一組提供無(wú)氧環(huán)境，然后將兩組細(xì)胞置于相同且適宜的環(huán)境下培養(yǎng)，一段時(shí)間后測(cè)定細(xì)胞中干擾素的mRNA的含量。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論：若氧氣供應(yīng)組免疫細(xì)胞中的干擾素的mRNA的含量高于無(wú)氧組處理的免疫細(xì)胞，則說(shuō)明葡萄糖的無(wú)氧呼吸過(guò)程抑制了干擾素基因的表達(dá)；若無(wú)氧組處理的免疫細(xì)胞中干擾素的mRNA的含量高于氧氣供應(yīng)組免疫細(xì)胞，則說(shuō)明葡萄糖的有氧呼吸過(guò)程抑制了干擾素基因的表達(dá)。 要注意低糖飲食，同時(shí)對(duì)做有氧運(yùn)動(dòng)，以提高機(jī)體內(nèi)干擾素的表達(dá)水平，增強(qiáng)免疫系統(tǒng)的功能。

【解析】

題意給一組小鼠禁食，降低其血糖水平；然后給另一組小鼠喂高糖食物，提高其血糖。然后分別給兩組小鼠感染病毒，發(fā)現(xiàn)低血糖組的小鼠，干擾素水平更高，病毒數(shù)量更少；而高血糖組的小鼠，干擾素水平更低，病毒數(shù)量更多。

（1）某些信號(hào)分子與細(xì)胞表面或內(nèi)部的受體結(jié)合后，便能激活細(xì)胞產(chǎn)生干擾素，啟動(dòng)免疫反應(yīng)，干擾素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。糖類(lèi)是細(xì)胞的主要能源物質(zhì)，作為細(xì)胞能量的最主要來(lái)源，其代謝過(guò)程中產(chǎn)生的各種代謝產(chǎn)物，也會(huì)參與到干擾素的免疫反應(yīng)中。

（2）圖1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在給兩組小鼠感染病毒的情況下，低血糖組小鼠體內(nèi)干擾素mRNA含量高于高血糖組小鼠，并且低血糖組小鼠體內(nèi)病毒的含量低于高血糖組含量，故可推測(cè)血糖水平升高可能會(huì)抑制干擾素基因的表達(dá)過(guò)程，進(jìn)而使得免疫系統(tǒng)功能下降。

（3）為進(jìn)一步研究代謝對(duì)免疫的影響，實(shí)驗(yàn)的自變量應(yīng)該為有無(wú)糖代謝過(guò)程，故設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組為敲除免疫細(xì)胞的葡萄糖代謝過(guò)程的關(guān)鍵酶 HK，對(duì)照組處理 1 應(yīng)為未敲除HK的免疫細(xì)胞，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明敲除HK的免疫細(xì)胞在病毒侵染時(shí)，干擾素的mRNA水平上升，說(shuō)明糖代謝過(guò)程能夠抑制干擾素基因的表達(dá)。

（4）葡萄糖的分解分兩種，一種是無(wú)氧呼吸，另一種是有氧呼吸；基于上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，要探究到底是葡萄糖的無(wú)氧呼吸還是有氧呼吸過(guò)程抑制了干擾素基因的表達(dá)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�，自變量�?yīng)為是否給與氧氣供應(yīng)，因變量為干擾素的mRNA的含量。為此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：將實(shí)驗(yàn)用的免疫細(xì)胞隨機(jī)均分為兩組，在給與病毒侵染的情況下，一組提供正常的氧氣供應(yīng)，另一組提供無(wú)氧環(huán)境，然后將兩組細(xì)胞置于相同且適宜的環(huán)境下培養(yǎng)，一段時(shí)間后測(cè)定細(xì)胞中干擾素的mRNA的含量，若氧氣供應(yīng)組免疫細(xì)胞中的干擾素的mRNA的含量高于無(wú)氧組處理的免疫細(xì)胞，則說(shuō)明葡萄糖的無(wú)氧呼吸過(guò)程抑制了干擾素基因的表達(dá)；若無(wú)氧組處理的免疫細(xì)胞中干擾素的mRNA的含量高于氧氣供應(yīng)組免疫細(xì)胞，則說(shuō)明葡萄糖的有氧呼吸過(guò)程抑制了干擾素基因的表達(dá)。

（5）研究結(jié)果表明高糖飲食會(huì)導(dǎo)致血糖水平較高，而血糖水平上升會(huì)抑制免疫細(xì)胞中干擾素基因的表達(dá)，進(jìn)而表現(xiàn)為免疫系統(tǒng)功能低下，故此要注意低糖飲食，同時(shí)對(duì)做有氧運(yùn)動(dòng)，以提高機(jī)體內(nèi)干擾素的表達(dá)水平，增強(qiáng)免疫系統(tǒng)的功能。