北京市丰台区2024届高三下学期二模试题 生物变式题20-21 含解析

1.学习以下材料，回答下面题。病毒的“逃逸”，植物病毒主要侵染植物细胞，它们的生物学特性和分子机制通常是为了适应植物细胞内的生活环境而特化的。然而，这并不意味着植物病毒完全不能侵染动物细胞。在某些特定情况下，植物病毒或其组分可在动物细胞中表达或进行某些功能。自然界中近70%的植物病毒需要依靠介体昆虫传播，这些介体昆虫对植物病毒的持久性传播是导致植物病害的关键。介体昆虫可以通过自噬途径降解病毒颗粒起到一定的防御作用，过程如图1。病毒也可以劫持或破坏自噬途径，在介体昆虫体内持续增殖。南方水稻黑条矮缩病毒（SDV）进入白背飞虱（介体昆虫）的肠道上皮细胞，通过血液循环到达其唾液腺，白背飞虱进食植物时将病毒传播。中国农业科学院某研究团队发现SDV侵染介体昆虫后“逃逸”的新机制，如图2。SDV侵染白背飞虱后，促进Atgs基因的表达激活了自噬，其中Atg8Ⅱ蛋白与早期自噬体膜结合，参与早期自噬体的延伸和闭合。进一步研究发现在自噬体膜上有很多正在组装和成熟的病毒颗粒，且病毒外壳蛋白P10可以与溶酶体膜上的LAMP1互作，操纵白背飞虱自噬，使SDV逃过防御，促进其持久传播。这解释了为什么病毒可以在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播，同时为阻断病毒的持久传播提供了新策略。（1）自噬体具有双层膜结构，白背飞虱中具有双层膜的结构还有______。自噬体与溶酶体融合的过程体现了细胞膜具有______的结构特点。（2）写出SDV在白背飞虱细胞内遗传信息的传递过程______（用文字和箭头表示）。（3）依据文中信息，下列叙述正确的是（）（多选）A.SDV与ITGB3结合后以胞吐的方式进入细胞B.自噬体膜为病毒蛋白P10的大量聚集提供了场所C.Atg8Ⅱ基因表达有助于SDV病毒量的下降D.介体昆虫细胞自噬有利于SDV的增殖和传播（4）综合文中信息，概括病毒在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播的适应性对策____。【答案】（1）①.线粒体、细胞核②.流动性（2）（3）BD（4）病毒利用未与溶酶体融合的自噬体进行组装和大量积累；病毒通过阻断自噬体与溶酶体融合，使病毒避免被介体昆虫自噬降解【解析】【分析】1、真核细胞最典型的特征是具有双层生物膜构成的核膜为界限的细胞核。真核细胞细胞质中有众多复杂的细胞器，其中叶绿体和线粒体是双层膜的细胞器，内质网、高尔基体、溶酶体以及液泡是单层膜的细胞器，中心体和核糖体为无膜的细胞器。2、病毒无细胞结构，只能在宿主细胞中完成病毒的增殖，病毒的生活史：吸附、注入、合成、组装、释放。【小问1详解】白背飞虱属于真核生物，真核动物细胞中具有双层膜的结构有线粒体和细胞核；自噬体与溶酶体融合的过程依赖于生物膜的结构特点，具有一定的流动性。【小问2详解】由图2可知，SDV属于RNA病毒，侵入白背飞虱的肠道上皮细胞后，在细胞中进行RNA复制合成子代RNA，并且以病毒的RNA为翻译模板合成蛋白质，即SDV在白背飞虱细胞内遗传信息的传递过程为。【小问3详解】A、由图2可知，SDV与ITGB3结合后以胞吞的方式进入细胞，A错误；B、由图2可知，病毒的P10蛋白合成中主要集中与自噬体膜上，即自噬体膜为P10蛋白提供了聚集场所，B正确；C、自噬体膜上有很多正在组装和成熟的病毒颗粒，Atg8Ⅱ蛋白参与早期自噬体的延伸，即Atg8Ⅱ蛋白能增大自噬体的膜面积，病毒颗粒提供更多的附着位点，有助于SDV病毒量的上升，C错误；D、根据题意，介体昆虫细胞自噬，使SDV逃过防御，有利于SDV的增殖和传播，D正确。故选BD。【小问4详解】由图2可知，SDV在介质细胞中进行RNA复制和相关蛋白质合成后，附着于介体细胞中未成形的自噬体上，进行组装和病毒的大量积累，同时阻断自噬体与溶酶体的融合，避免病毒被介体昆虫自噬降解，细胞同时通过指导合成的病毒外壳蛋白P10与溶酶体膜上的LAMP1互作，操纵白背飞虱自噬，使SDV逃过防御，促进其持久传播。2.溶酶体在细胞裂解和细胞自噬中发挥着不同的作用。研究发现，结核分歧杆菌（TB）感染肺部细胞，会导致线粒体内产生大量的活性氧组分（ROS），然后通过如图1所示的过程，激活BAX蛋白复合物，从而使内质网内的钙离子通过钙离子通道（RyR）流入线粒体，进而诱导线粒体自噬，启动肺部细胞裂解，释放出来的TB感染更多的宿主细胞，引起肺结核。如图2为溶酶体对细胞内受损、异常的蛋白质和衰老的细胞器进行降解的过程，称为细胞自噬，被溶酶体降解后的产物，如果是对细胞有用的物质，细胞可以再利用，废物则被排出细胞外。请回答下列问题：（1）TB属于_________________生物，请列举该生物在细胞结构方面区别于巨噬细胞的特点有_________________________（列出两点即可）。（2）图1中具有两层磷脂双分子层的细胞结构是_____________。（3）通过提高溶酶体内水解酶活性，使BAX蛋白复合物水解，可以阻止肺结核病进程，这为药物开发提供了思路，请根据题中信息为药物开发人员提出其他思路_____________（两项即可）。（4）研究表明，若抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬，其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小，说明在肝癌发展期，细胞自噬会_____________（填“促进”或“抑制”）肿瘤的发生，推测其原因可能是________________________。【答案】①.原核②.无核膜包被的细胞核，除核糖体外没有其他细胞器③.细胞核、线粒体④.降低线粒体内的Ca2+浓度、抑制内质网上的RyR开放、抑制线粒体内ROS的水平（合理即可）⑤.促进⑥.癌细胞可利用自噬过程的降解产物作为自身细胞代谢的原料，以满足其持续增殖和生长的需要【解析】【分析】自噬作用是细胞的一种自我保护机制，是真核细胞通过形成“自噬体”用于清除细胞内聚物及受损细胞器，进而维持细胞内稳态的一种途径。根据题干信息可以得出：TB感染巨噬细胞后，导致噬细胞裂解的机制为：TB感染巨噬细胞→导致线粒体内产生大量的活性氧组分（ROS）→激活溶酶体内的BAX复合物→促使内质网内的钙离子通过钙离子通道（RyR）流入线粒体→线粒体自噬→巨噬细胞裂解【详解】（1）结核分歧杆菌（TB）是原核细胞。巨噬细胞是真核细胞，原核细胞与真核细胞的区别是：无核膜包被的细胞核，除核糖体外没有其他细胞器。（2）有两层磷脂双分子层即两层生物膜是线粒体和细胞核。（3）根据题干信息“线粒体内产生大量的活性氧组分（ROS），激活BAX蛋白复合物，从而使内质网内的钙离子通过钙离子通道（RyR）流入线粒体，进而诱导线粒体自噬，启动肺部细胞裂解，释放出来的TB感染更多的宿主细胞”，结核病的而产生，是由于Ca2+进入细胞内引起的，所以为阻止肺结核病，可以降低线粒体内的Ca2+浓度、抑制内质网上的RyR开放、抑制线粒体内ROS的水平。（4）抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬，则理论上肿瘤的体积和数量会减小，但没有达到预期结果，说明肝癌发展期细胞自噬并没有抑制肿瘤的发生，结合图2和题干信息“被溶酶体降解后的产物，如果是对细胞有用的物质，细胞可以再利用，废物则被排出细胞外”，因此可能因为癌细胞可利用自噬过程的降解产物作为自身细胞代谢的原料，以满足其持续增殖和生长的需要。【点睛】本题以“TB感染巨噬细胞后导致噬细胞裂解的机制”为载体，主要考查细胞器的结构和功能、原核细胞与真核细胞的异同等相关知识，考查学生对相关基础知识的识记和理解能力，以及能够从背景材料中获取有效信息、分析问题的能力。3.学习以下材料，请回答（1）～（3）题。细胞色素C引发细胞凋亡细胞色素C（Cytc）是有氧呼吸第三阶段的重要蛋白，该阶段发生的主要生理过程如下图所示。NADH等有机物中的电子经相关物质传递至氧气生成水，电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差，使能量转换成H+电化学势能，进而驱动ATP合成。人体细胞处于适度低氧条件下可正常存活。严重低氧时，线粒体会产生并积累活性氧从而损伤线粒体，使其结构和功能发生改变。大量的活性氧会改变线粒体外膜的通透性，使原本松散结合的细胞色素C从线粒体释放。细胞色素C与蛋白A结合后使C-9酶活化，进而激活C-3酶，激活的C-3酶作用于靶蛋白引起细胞的程序性死亡。由此可见，细胞色素C是引发细胞凋亡的关键因素。（1）细胞色素C位于______膜外表面，复合体IV向膜外运输H+的方式是_____。据图分析，复合体IV与ATP合酶都具有的功能包括____。（答出两点）（2）低氧条件下，损伤的线粒体可被细胞中的____（细胞器）降解，从而维持细胞内部环境的稳定。当细胞自噬过于激烈，可诱导细胞凋亡。（3）关于细胞色素C引发细胞凋亡的过程理解正确的是______（多选）。A.线粒体外膜通透性增大会加速细胞色素C释放到细胞质基质中B.衰老细胞释放的细胞色素C可能较少，C-9酶更容易被活化C.细胞凋亡有利于机体抵御外界的干扰和维持机体自身的稳定D.激活无限增殖的癌细胞中的C-3酶有可能是治疗癌症的思路【答案】（1）①.线粒体内②.主动运输③.运输和催化（2）溶酶体（3）ACD【解析】【分析】由图可知，细胞色素C位于线粒体内膜上。由题意可知，细胞损伤时线粒体外膜的通透性发生了改变，细胞色素C会从线粒体中释放出来，释放出来的细胞色素C能促进C-9酶前体转化为活化的C-9酶，活化的C-9酶能激活C-3酶，C-9酶和C-3酶的活化能促进细胞凋亡。【小问1详解】由图可知，细胞色素C位于线粒体内膜外表面，复合体IV向膜外运输H+的需要载体，电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差，说明该过程需要消耗能量，属于主动运输。据图分析，复合体IV与ATP合酶都具有的功能包括运输（运输H+）和催化（前者催化水的形成，后者催化ATP的形成）功能。【小问2详解】溶酶体可降解衰老和受损的细胞或细胞器。【小问3详解】A、由图可知，细胞色素C位于线粒体内膜上，增大线粒体膜通透性，有利于细胞色素c释放到细胞质基质中，A正确；B、由题意可知，细胞色素C能促进C-9酶前体转化为活化的C-9酶，即细胞色素C较多时C-9酶更容易被活化，B错误；C、细胞凋亡包括清除衰老损伤的细胞以及吞噬一些病原体，因此细胞凋亡有利于机体抵御外界因素的干扰和维持内部环境的稳定，C正确；D、由题意可知，C-9酶和C-3酶的活化能促进细胞凋亡，故激活癌细胞的C-9酶或C-3酶有可能是治疗癌症的思路，D正确。故选ACD。4.学习以下材料，回答（1）～（4）题。寻找SARS-CoV-2的药物靶点SARS-CoV-2是一组具包膜的正义单链RNA病毒。病毒颗粒由外层的包膜和内层的核衣壳构成。包膜与细胞膜结构相似，核衣壳则由N蛋白和病毒RNA组装而成。SARS-CoV-2包膜中的结构蛋白有S蛋白、E蛋白和M蛋白等。S蛋白由S1亚基和S2亚基组成，S1亚基的受体结合域（RBD）与宿主膜受体ACE2结合，触发S2亚基的构象变化，使病毒和宿主细胞膜接近并融合，从而以胞内体途径侵入宿主细胞（图1）。E蛋白是一种小型膜结合蛋白，参与病毒装配和出芽等。M蛋白是冠状病毒最丰富的结构蛋白，主要功能是维持病毒包膜的形状，并可将其他结构蛋白募集到“内质网-高尔基中间室（ERGIC）”以介导病毒组装和出芽。NN蛋白的主要作用是与病毒基因组RNA结合并形成螺旋状核糖核蛋白，参与基因组保护、病毒ARNA复制、病毒体组装和免疫逃逸。SARS-CoV-2的非结构蛋白由ORF1a和ORF1b编码。ORF1a/b翻译出多聚蛋白被木瓜蛋白酶样蛋白酶（PLpro）和3-胰凝乳样蛋白酶（3CLpro）分割产生多个非结构蛋白，如参与病毒转录和复制的RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）和解旋酶等。进而形成转录复制复合物（E-RTC），负责病毒的转录复制与RNA的加帽过程。E-RTC附着在内质网膜上，病毒基因组RNA的全长正链转录形成全长负链模板，负链模板用于合成新的全长基因组和亚基因组（图2）。新合成RNA将会在5´端形成与宿主细胞RNA相似的一段短链——“帽子”结构。理论上说，药物作用于病毒的靶点包括病毒自身靶点和与病毒密切相关的宿主靶点。研究发现，靶向宿主内参与病毒入侵的膜受体和蛋白酶的药物虽可抑制病毒进入宿主细胞，从而发挥抗病毒作用，但会给宿主带来副作用。（1）从病毒侵染宿主细胞的过程分析，封闭状态和开放状态S蛋白区别是_____不同，SARS-CoV-2的包膜与细胞膜都具有_____功能。（2）“参与病毒转录和复制的RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）和解旋酶”，这两种酶的作用是不同的，请根据所学知识做出合理解释：_____。（3）下列有关药物开发原理的分析，合理的是_____。A.研发以S蛋白RBD为靶点的单克隆抗体，可以阻止病毒侵入细胞B.突变可能导致单一靶点空间结构改变，2种或以上靶点的药物更有研发价值C.阻碍SARS-CoV-2RNA“帽子”形成的药物，可抑制病毒在宿主细胞内增殖D.以宿主膜受体和蛋白酶为靶点的药物往往会破坏正常机体的结构与功能（4）根据图文信息，除了（3）所列之外，还有哪些药物研发的方向？_____（至少写出两条）。【答案】（1）①.空间结构②.识别##信息交流（2）RNA依赖性RNA聚合酶催化RNA复制的过程，解旋酶催化氢键断裂，从而使RNA复制过程中形成的双链RNA解旋（3）ABCD（4）抑制PLpro、3CLpro、RdRp的活性，抑制E-RTC的形成，抑制M、N、E、S的合成，干扰病毒RNA的形成（掺入核苷酸的类似物等），抑制ERGIC的形成（PLpro、3CLpro、RdRp、M、N、E、S写出一个即可）【解析】【分析】病毒是一类没有细胞结构的特殊生物，只有蛋白质外壳和内部的遗传物质构成，不能独立的生活和繁殖，只有寄生在其他生物的活细胞内才能生活和繁殖，一旦离开了活细胞，病毒就无法进行生命活动。【小问1详解】蛋白质的结构决定其功能，故封闭状态和开放状态S蛋白区别是空间结构不同；结合题意可知，包膜与细胞膜结构相似，且病毒能够侵入宿主细胞，故SARS-CoV-2的包膜与细胞膜都具有信息交流的功能。【小问2详解】RNA聚合酶分为DNA依赖性的RNA聚合酶和RNA依赖性的RNA聚合酶，RNA依赖性的RNA聚合酶催化以RNA为模板合成RNA的过程；解旋酶可以断开RNA复制过程中双链RNA之间的氢键，从而使双链RNA解旋。【小问3详解】A、结合题意可知，S1亚基的受体结合域（RBD）与宿主膜受体ACE2结合，触发S2亚基的构象变化，使病毒和宿主细胞膜接近并融合，故研发以S蛋白RBD为靶点的单克隆抗体，可以阻止病毒侵入细胞，A正确；B、突变可能导致单一靶点空间结构改变，且结合题意“药物作用于病毒的靶点包括病毒自身靶点和与病毒密切相关的宿主靶点”可知，2种或以上靶点的药物对于病毒的杀伤作用更强，故更有研发价值，B正确；C、新合成RNA将会在5´端形成与宿主细胞RNA相似的一段短链——“帽子”结构，阻碍SARS-CoV-2RNA“帽子”形成的药物，可抑制病毒在宿主细胞内增殖，C正确；D、生物膜的主要结构是蛋白质和脂质，蛋白酶会破坏膜蛋白，故以宿主膜受体和蛋白酶为靶点的药物往往会破坏正常机体的结构与功能，D正确。故选ABCD。【小问4详解】据图文信息可知，药物研发可以通过抑制PLpro、3CLpro、RdRp活性，抑制E-RTC的形成，抑制M、N、E、S的合成，干扰病毒RNA的形成（掺入核苷酸的类似物等），抑制ERGIC的形成。5.学习以下材料，回答（1）～（4）题。溶酶体快速修复机制溶酶体是细胞的“消化车间”，内含多种水解酶。研究发现溶酶体还具有参与细胞免疫、清除受损细胞组分等功能。溶酶体损伤是许多疾病的标志，尤其像阿尔茨海默病等神经退行性疾病。为此，科研人员对溶酶体修复机制进行了探索。溶酶体膜通透化（LMP）是溶酶体损伤的重要标志，严重的LMP会引发溶酶体自噬。研究者利用生物素标记，通过蛋白质组学方法筛选溶酶体受损后膜表面特异性富集的蛋白质，来研究与溶酶体损伤修复相关的蛋白，并弄清了溶酶体损伤的快速修复机制，即PITT途径（如图1）。一般的情况下，内质网和溶酶体几乎不接触，而当溶酶体发生膜损伤时，外溢的Ca2+迅速招募PI4K2A激酶，从而在受损的溶酶体膜上产生较高水平的PI4P。而PI4P招募ORP使内质网广泛包裹受损溶酶体，并介导PS转移进溶酶体。与此同时，PI4P还可以招募OSBP，将胆固醇转运到受损溶酶体。胆固醇含量升高可以提高溶酶体膜的稳定性。而PS的积累会激活ATG2将大量脂质运送到溶酶体，修复溶酶体膜。研究表明PITT途径的关键酶缺失，会导致严重的神经退行性疾病和早衰，该途径的发现为我们研究与溶酶体功能障碍相关的衰老和疾病提供了新思路。（1）真核细胞中的膜结构共同构成了______。当溶酶体受损时，内质网将其包裹，体现了内质网膜具有______的结构特点。（2）为筛选与溶酶体损伤修复相关的蛋白，将生物素连接酶T靶向连接在溶酶体表面，再用物质L引发溶酶体损伤，实验组处理如图2。对照组步骤Ⅰ和步骤Ⅱ的处理分别为______（选填选项前的字母）。选择______的蛋白质作为候选蛋白。a．+生物素b．+Lc．不处理注：生物素连接酶T可将临近的蛋白质标记上生物素（3）研究人员利用红色荧光标记溶酶体，利用绿色荧光标记内质网，通过显微镜观察溶酶体与内质网的作用情况（图3），根据文中信息预期3、4组荧光的结果（“A”或“B”）填入表格。分组材料处理结果1正常细胞不处理A2正常细胞+LB3敲除PI4K2A基因细胞不处理①______4敲除PI4K2A基因细胞+L②______（4）根据本文信息，在答题卡上完善溶酶体修复的PITT途径_________。【答案】（1）①.生物膜系统②.一定流动性（2）①.c、a②.实验组含量显著高于对照组（3）①.A②.A（4）PI4K2A激酶→膜上PI4P↑→招募ORP→PS进入溶酶体→激活ATG2→将大量脂质输送到溶酶体、同时膜上PI4P↑→招募OSBP→将胆固醇转运到受损的溶酶体【解析】【分析】1、溶酶体：（1）内含有多种水解酶。（2）作用：通过自噬作用能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。（3）溶酶体的内部为酸性环境，与细胞质基质（pH≈7.2）显著不同。2、生物膜系统；细胞膜、细胞器膜和核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调与配合。【小问1详解】真核细胞中的细胞膜、细胞器膜和核膜等膜结构共同构成了生物膜系统。当溶酶体受损时，内质网将其包裹，体现了内质网膜具有一定的流动性的结构特点。【小问2详解】根据题意，该实验的目的是筛选与溶酶体损伤修复相关的蛋白，因此实验的自变量是溶酶体是否损伤，根据图2可知，实验组的处理为生物素连接酶T靶向连接在溶酶体表面，步骤Ⅰ用物质L引发溶酶体损伤，步骤Ⅱ用生物素处理后一段时间收集用生物素标记的蛋白质；因此对照组的步骤Ⅰ不用物质L处理，使溶酶体保持正常，步骤Ⅱ同样用生物素处理（无关变量保持相同），处理后一段时间收集用生物素标记的蛋白质，对照组与实验组结果进行比较，选择实验组含量显著高于对照组的蛋白质作为候选蛋白，从而筛选与溶酶体损伤修复相关的蛋白。综上所述，对照组步骤Ⅰ和步骤Ⅱ的处理分别为c、a。【小问3详解】根据资料中的信息可知，一般的情况下，内质网和溶酶体几乎不接触，而当溶酶体发生膜损伤时，外溢的Ca2+迅速招募PI4K2A激酶，从而在受损的溶酶体膜上产生较高水平的PI4P。而PI4P招募ORP使内质网广泛包裹受损溶酶体，并介导PS转移进溶酶体。研究人员利用红色荧光标记溶酶体，利用绿色荧光标记内质网，通过显微镜观察溶酶体与内质网的作用情况，分析表中信息可知，1组正常细胞不用物质L处理，因此溶酶体保持正常，那么1组情况下，内质网和溶酶体几乎不接触，出现了结果A；2组组正常细胞用物质L处理，因此溶酶体被损伤，那么2组情况下，当溶酶体发生膜损伤时，外溢的Ca2+迅速招募PI4K2A激酶，从而在受损的溶酶体膜上产生较高水平的PI4P。而PI4P招募ORP使内质网广泛包裹受损溶酶体，因此出现结果B。3组中敲除PI4K2A基因细胞，但是该组不用物质L处理，因此溶酶体保持正常，故该情况下内质网和溶酶体几乎不接触，因此预期3组荧光的结果与1组相同，即为A；而4组中敲除PI4K2A基因细胞，该组用物质L处理，那么溶酶体受到损伤，但是由于敲除PI4K2A基因，缺乏PI4K2A激酶，不能在受损的溶酶体膜上产生较高水平的PI4P，不能招募ORP，因此内质网和溶酶体几乎不接触，因此预期4组荧光的结果与1组相同，即为A。【小问4详解】根据资料信息可知，溶酶体损伤的快速修复机制，即PITT途径为：当溶酶体发生膜损伤时，外溢的Ca2+迅速招募PI4K2A激酶，从而在受损的溶酶体膜上产生较高水平的PI4P。而PI4P招募ORP使内质网广泛包裹受损溶酶体，并介导PS转移进溶酶体。与此同时，PI4P还可以招募OSBP，将胆固醇转运到受损溶酶体。胆固醇含量升高可以提高溶酶体膜的稳定性。而PS的积累会激活ATG2将大量脂质运送到溶酶体，修复溶酶体膜。综上所述，溶酶体修复的PITT途径：PI4K2A激酶→膜上PI4P↑→招募ORP→PS进入溶酶体→激活ATG2→将大量脂质输送到溶酶体、同时膜上PI4P↑→招募OSBP→将胆固醇转运到受损的溶酶体。6.中性粒细胞是白细胞一种，具有吞噬病原体的能力。分化过程中涉及到多种转录因子的调控，如P蛋白和M蛋白。研究者以斑马鱼（幼体透明）为材料研究二者的关系。（1）中性粒细胞既参与免疫的第二道防线，也可作为________发挥摄取、加工、处理和呈递抗原的功能，参与第三道防线。（2）为了探究P蛋白对M基因的调控作用，研究者用P基因低表达斑马鱼突变体作为实验材料，利用带有标记的核酸分子探针，通过______技术，在发育3天的胚胎中检测M基因的转录情况，结果如图1所示。实验结果表明P蛋白______M基因的表达。产生以上结果的原因可能有二：①P基因减少，________；②已知M基因是原癌基因，其产生的蛋白质是_______所必需的，过表达导致细胞过度增殖，引起阳性细胞数量增加。请从下列选项中选出实验组材料及结果，为上述结论提供新证据_______。A.野生型B.P基因低表达突变体C.导入P基因D.导入M基因E.敲低M基因F.M基因阳性信号及阳性细胞数量增加G.M基因阳性信号及阳性细胞数量减少H.M基因阳性信号及阳性细胞数量不变（3）为进一步探究P基因调控M基因表达的具体方式，研究者对P蛋白与M基因结合位点进行预测，找出10个可能的位点如图2.研究者将M基因启动子10个位点分成3个部分，构建3种启动子突变质粒，分别与GFP（绿色荧光蛋白）基因相连接：含有①~⑤多位点突变的A、⑥~⑨多位点突变的B以及⑩号位点突变的C.将三种质粒和无突变的质粒D分别注射到野生型和P基因低表达突变体中，结果发现________，说明P蛋白通过结合⑩位点，调控M基因的表达，而与其他位点无关。【答案】（1）抗原呈递细胞（2）①.核酸分子杂交②.抑制③.P蛋白减少，对M基因的抑制作用下降，从而导致M基因过表达④.细胞正常生长和增殖⑤.BCG（3）注射A、B、D质粒的野生型细胞中荧光强度小于突变体，注射C质粒的野生型与突变体荧光强度相差不大，且亮度较高。【解析】【分析】据题意可知，中性粒细胞是白细胞的一种，具有吞噬病原体的能力，说明其既参与免疫的第二道防线，也可作为抗原呈递细胞发挥摄取、加工、处理和呈递抗原的功能。据图1可知，突变体（P基因低表达）M基因阳性较强，说明P蛋白抑制M基因的表达。【小问1详解】据题意可知，中性粒细胞是白细胞的一种，具有吞噬病原体的能力，说明其既参与免疫的第二道防线，也可作为抗原呈递细胞发挥摄取、加工、处理和呈递抗原的功能，参与第三道防线。【小问2详解】利用带有标记的核酸分子探针，检测特定基因的转录情况，该技术为核酸分子杂交，其原理是碱基互补配对原则。据图1可知，突变体（P基因低表达）M基因阳性较强，说明P蛋白抑制M基因的表达。①P基因低表达，可能导致P蛋白减少，对M基因的抑制作用下降，从而导致M基因过表达。②原癌基因是调控细胞正常生长和增殖的必要基因，说明其产生的蛋白质是调控细胞正常生长和增殖必需蛋白。为了验证上述结论，可将P基因导入P基因低表达突变体，导入P基因前后进行对比，若较导入P基因前，M基因阳性信号及阳性细胞数量减少，即可得到验证，BCG正确。故选BCG。【小问3详解】由（2）可知，P蛋白抑制M基因的表达，若注射A、B、D质粒（⑩号位点正常）的野生型细胞中荧光强度小于突变体，注射C质粒（⑩号位点突变）的野生型与突变体荧光强度相差不大，且亮度较高，则可说明P蛋白通过结合⑩位点，调控M基因的表达，而与其他位点无关。7.肿瘤细胞的典型特征是代谢发生改变，为探究低温对肿瘤细胞代谢的影响，研究者进行了相关实验。（1）多数肿瘤细胞主要通过无氧呼吸产生ATP和_______。由于肿瘤细胞膜上的_______等物质减少，使其在体内容易分散和转移。（2）研究者将结肠癌细胞（CRC）植入小鼠的皮下组织构建皮下荷瘤小鼠，将其置于不同温度条件下培养，实验结果如下图及表，由此分析低温影响肿瘤生长的机制是_______。研究者将CRC植入小鼠肝脏，并重复上述实验，测量肿瘤体积，从而排除________对皮下肿瘤的直接影响。CRC细胞占（%）4℃30℃死细胞0．160．78静止期+DNA合成前期80．869．2DNA合成期8．716．2DNA合成后期+分裂期10．213．3（3）将18F-FDG注射皮下荷瘤小鼠静脉，一段时间后发现：30℃条件下，18F-FDG主要聚集在肿瘤组织中；4℃条件下，18F-FDG主要聚集在棕色脂肪组织（BAT）中。据此推测，低温通过_______，进而抑制肿瘤的生长。注：18F为放射性核素、FDG为葡萄糖类似物（4）为验证上述推测，研究者检测皮下荷瘤小鼠体内肿瘤细胞中葡萄糖运载体（GLUT4）基因表达水平，若4℃条件下，GLUT4基因表达水平低于30℃条件下，则上述推测正确。请修正该实验方案并写出预期结果________。【答案】（1）①.乳酸②.糖蛋白（2）①.低温通过抑制CRC中DNA的复制从而抑制CRC的增殖②.低温/低温接触/体表低温（3）促进BAT细胞对葡萄糖摄取从而减少肿瘤细胞对葡萄糖的摄取（4）增加“BAT细胞中GLUT4基因表达水平”的检测，预期结果为：4℃条件下，GLUT4基因表达水平高于30℃条件下【解析】【分析】1、癌细胞是指受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。2、细胞癌变的原因包括外因和内因，外因是各种致癌因子，内因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。3、癌细胞的特征：能够无限增殖；形态结构发生显著改变；细胞表面发生变化，细胞膜的糖蛋白等物质减少。4、细胞有氧呼吸过程释放大量能量，细胞无氧呼吸过程释放少量能量【小问1详解】动物细胞无氧呼吸产生乳酸，所以多数肿瘤细胞主要通过无氧呼吸产生ATP和乳酸。细胞膜上的糖蛋白，具有识别润滑作用，由于肿瘤细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使其在体内容易分散和转移。【小问2详解】低温通过抑制CRC中DNA的复制从而抑制CRC的增殖，所以低温影响肿瘤生长。为了排除低温/低温接触/体表低温对皮下肿瘤的直接影响，研究者将CRC植入小鼠肝脏，并重复上述实验，测量肿瘤体积，【小问3详解】18F为放射性核素、FDG为葡萄糖类似物，将18F-FDG注射皮下荷瘤小鼠静脉，一段时间后发现，30℃条件下，18F-FDG主要聚集在肿瘤组织中；4℃条件下，18F-FDG主要聚集在棕色脂肪组织（BAT）中。说明低温通过促进BAT细胞对葡萄糖摄取从而减少肿瘤细胞对葡萄糖的摄取，进而抑制肿瘤的生长。【小问4详解】为验证上述推测，研究者检测皮下荷瘤小鼠体内肿瘤细胞中葡萄糖运载体（GLUT4）基因表达水平，若4℃条件下，GLUT4基因表达水平低于30℃条件下。则需要增加“BAT细胞中GLUT4基因表达水平”的检测，预期结果为：由于18F-FDG主要聚集在棕色脂肪组织（BAT）中，则4℃条件下，GLUT4基因表达水平高于30℃条件下。8.细胞周期受到一系列蛋白的精准调控，细胞分裂周期蛋白CDC6是其中之一，这些蛋白决定细胞能否正常增殖。（1）细胞在分裂间期完成______，为后续的细胞分裂提供物质准备。（2）科研人员检测了正常细胞株系（甲）和结直肠癌细胞株系（乙）中CDC6的含量，结果如图1所示。据图1分析，CDC6基因属于______（原癌/抑癌）基因，结合原癌或抑癌基因的概念说明判断的理由______。（3）为进一步探究CDC6基因的功能，科研人员设计实验干扰细胞株系乙中该基因的表达，实验处理如下：I组：细胞株系乙II组：细胞株系乙+无关小RNAID组：细胞株系乙+与CDC6mRNA互补的小RNA①II组中“无关小RNA”的序列最佳设计为：与Ⅲ组小RNA相比，______。②与CDC6mRNA互补的小RNA能促使mRNA降解从而干扰翻译过程，因此可检测和比较各组中______的含量以确定干扰是否成功。（4）C酶调控细胞周期从G1向S期过渡，但需要与细胞周期蛋白D1结合后才具有活性，磷酸化的E酶可诱导D1的表达。科研人员分别统计了以上三组实验中各时期细胞占比情况，并检测了E酶表达量，结果如图2。请结合以上信息及图2实验结果，用“文字+箭头+连接词”的方式从分子水平．阐明CDC6基因与细胞增殖的关系______。【答案】（1）DNA的复制和有关蛋白质的合成

（2）①.原癌

②.原癌基因维持细胞正常增殖，过量表达导致癌变，而CDC6在癌细胞乙中表达量明显高于正常细胞

（3）①.碱基数目相同，顺序不同

②.（CDC6基因mRNA和）CDC6蛋白（4）【解析】【分析】分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长；原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。【小问1详解】分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。【小问2详解】原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变，图1中结直肠癌细胞株系（乙）中CDC6的含量高于正常细胞株系（甲），故CDC6基因属于原癌基因。【小问3详解】①为了尽量保证实验的准确性和严谨性，所加入的无关小RNA和与CDC6mRNA互补的小RNA除了碱基序列不同，其他均要相同，即无关小RNA与Ⅲ组小RNA相比，碱基数目相同，顺序不同。②结合题干“与CDC6mRNA互补的小RNA能促使mRNA降解从而干扰翻译过程”可知，若干扰成功则CDC6基因mRNA和CDC6蛋白的含量均减少，故可检测和比较各组中（CDC6基因mRNA和）CDC6蛋白的含量以确定干扰是否成功。【小问4详解】分析题图以及题干中相关信息可知：CDC6基因表达可以促进E酶的磷酸化，结合题干，磷酸化的E酶可以诱导D1蛋白质的合成，从而激活C酶，C酶进一步促进细胞周期中G1向S期过渡，从而启动DNA的复制，促进细胞的增殖，若用“文字+箭头+连接词”的方式从分子水平，表述CDC6基因与细胞增殖的关系为：9.恶性肿瘤往往先向淋巴结初始转移形成淋巴结转移瘤，再经淋巴结实现远端转移。科学家开展实验探索肿瘤初始转移的机制以及淋巴结转移对远端转移的影响。（1）正常情况下，原位瘤细胞转移至淋巴结会激活NK细胞和细胞毒性T细胞，前者非特异性杀伤瘤细胞，后者则在辅助T细胞分泌的_____________的作用下，经_____________过程产生新的细胞毒性T细胞裂解瘤细胞。（2）将原位瘤细胞FO和淋巴结转移的瘤细胞LN6等量接种于同一健康小鼠体内进行研究，过程如图1。①已知FO和LN6的增殖能力无显著差异，图1结果说明_____________向淋巴结转移的能力更强。②为排除红绿荧光蛋白可能存在的检测差异干扰实验结果，需增设一组实验，大致思路为____________。（3）为探究原位瘤细胞初始转移的机制，科研人员又开展了如下实验：①将FO中编码MHC-1分子关键蛋白的基因敲除，再将其接种于小鼠体内，发现其向淋巴结转移的能力降低，但去除该小鼠的NK细胞后其转移能力恢复。说明NK细胞通过识别_____________（高表达/低表达）的MHC-1杀伤瘤细胞。②PD-L1可与T细胞表面的特定蛋白结合，抑制其杀伤作用。进一步研究表明原位瘤细胞通过调节MHC-1分子和PD-L1的表达量，抑制NK和T细胞的杀伤作用，以增强转移能力。请在表格中填写“高”或“低”，将支持上述结论的实验结果补充完整______。肿瘤细胞的类型MHC-1分子表达量PD-L1分子表达量来自于正常小鼠的淋巴结转移瘤来自于T细胞缺失小鼠的淋巴结转移瘤低来自于T和NK细胞缺失小鼠的淋巴结转移瘤低（4）细胞因子TCF-β能促进调节性T细胞的增殖，从而加强后者对辅助T细胞的抑制作用。科研人员将FO和LN6接种在野生型小鼠体内，检测该小鼠血清中的TGF-β浓度和瘤细胞远端转移率（图2）；又将不同类型的瘤细胞混合DT毒素（可清除调节性T细胞）接种于小鼠体内，检测瘤细胞的远端转移率（图3）。综合上述相关信息和免疫学相关知识可知，淋巴结转移可____________（促进/抑制）远端转移，其可能的机制是_____________。【答案】（1）①细胞因子②.分裂（增殖）分化（2）①.LN6②.对F0转入红色荧光蛋白基因，对LN6转入绿色荧光蛋白基因，重复上述实验。（3）①.低表达②.肿瘤细胞的类型MHC-1分子表达量PD-L1分子表达量来自于正常小鼠的淋巴结转移瘤高高来自于T细胞缺失小鼠的淋巴结转移瘤高低（给出）来自于T和NK细胞缺失小鼠的淋巴结转移瘤低（给出）低（4）①.促进②.原位瘤细胞发生淋巴结转移后诱导机体释放的TGF-β增多，TGF-β促进调节性T细胞增殖，后者抑制辅助T细胞的功能，抑制机体的体液免疫和细胞免疫功能，从而促进瘤细胞的远端转移。【解析】【分析】辅助性T细胞能分泌细胞因子，加强免疫效应，辅助性T细胞即能参加体液免疫和细胞免疫。NK细胞通过识别低表达的MHC-1杀伤瘤细胞，所以正常小鼠的淋巴结转移瘤MHC-1分子表达量高，从而抑制NK和T细胞的杀伤作用，PD-L1可与T细胞表面的特定蛋白结合，抑制其杀伤作用。图2可知:种LN6野生型小鼠体内小鼠血清中的TGF-β浓度和瘤细胞远端转移率高于接种FO野生型小鼠。【小问1详解】辅助性T细胞能分泌细胞因子，加强免疫效应，细胞毒性T细胞在辅助性T细胞分泌的细胞因子的作用下，经分裂（增殖)分化过程产生新的细胞毒性T细胞裂解瘤细胞。【小问2详解】①由图1可知，每组小鼠的红色荧光细胞的百分比都比绿色荧光蛋白细胞的百分比高，FO和LN6的增殖能力无显著差异，图1结果说明LN6向淋巴结转移的能力更强。②为排除红绿荧光蛋白可能存在的检测差异干扰实验结果，需增设一组实验，大致思路为对F0转入红色荧光蛋白基因，对LN6转入绿色荧光蛋白基因，重复上述实验。【小问3详解】(①F0中编码MHC-1分子关键蛋白的基因敲除，MHC-1分子关键蛋白减少，发现其向淋巴结转移的能力降低，但去除该小鼠的NK细胞后其转移能力恢复。说明NK细胞通过识别低表达的MHC-1杀伤瘤细胞。②NK细胞通过识别低表达的MHC-1杀伤瘤细胞。所以来自于T细胞缺失小鼠的淋巴结转移瘤和来自于正常小鼠的淋巴结转移瘤中MHC-1分子表达量高，从而抑制NK细胞的杀伤作用，PD-L1可与T细胞表面的特定蛋白结合，抑制其杀伤作用，所以来自于T细胞缺失小鼠的淋巴结转移瘤和来自于T和NK细胞缺失小鼠的淋巴结转移瘤中PD-L1分子表达量,来自于正常小鼠的淋巴结转移瘤中PD-L1分子表达量高。表格如下所示。肿瘤细胞的类型MHC-1分子表达量PD-L1分子表达量来自于正常小鼠的淋巴结转移瘤高高来自于T细胞缺失小鼠的淋巴结转移瘤高低（给出）来自于T和NK细胞缺失小鼠的淋巴结转移瘤低（给出）低【小问4详解】接种LN6野生型小鼠体内小鼠血清中的TGF-β浓度和瘤细胞远端转移率高于接种FO野生型小鼠，所以淋巴结转移可促进远端转移,其可能的机制是原位瘤细胞发生淋巴结转移后诱导机体释放的TGF-3增多，TGF-3促进调节性T细胞