北京市豐臺區(qū)2024屆高三下學期二模試題 生物變式題20-21 含解析

1.學習以下材料，回答下面題。病毒的“逃逸”，植物病毒主要侵染植物細胞，它們的生物學特性和分子機制通常是為了適應植物細胞內的生活環(huán)境而特化的。然而，這并不意味著植物病毒完全不能侵染動物細胞。在某些特定情況下，植物病毒或其組分可在動物細胞中表達或進行某些功能。自然界中近70%的植物病毒需要依靠介體昆蟲傳播，這些介體昆蟲對植物病毒的持久性傳播是導致植物病害的關鍵。介體昆蟲可以通過自噬途徑降解病毒顆粒起到一定的防御作用，過程如圖1。病毒也可以劫持或破壞自噬途徑，在介體昆蟲體內持續(xù)增殖。南方水稻黑條矮縮病毒（SDV）進入白背飛虱（介體昆蟲）的腸道上皮細胞，通過血液循環(huán)到達其唾液腺，白背飛虱進食植物時將病毒傳播。中國農業(yè)科學院某研究團隊發(fā)現(xiàn)SDV侵染介體昆蟲后“逃逸”的新機制，如圖2。SDV侵染白背飛虱后，促進Atgs基因的表達激活了自噬，其中Atg8Ⅱ蛋白與早期自噬體膜結合，參與早期自噬體的延伸和閉合。進一步研究發(fā)現(xiàn)在自噬體膜上有很多正在組裝和成熟的病毒顆粒，且病毒外殼蛋白P10可以與溶酶體膜上的LAMP1互作，操縱白背飛虱自噬，使SDV逃過防御，促進其持久傳播。這解釋了為什么病毒可以在特定的介體昆蟲中存活并高效持久傳播，同時為阻斷病毒的持久傳播提供了新策略。（1）自噬體具有雙層膜結構，白背飛虱中具有雙層膜的結構還有______。自噬體與溶酶體融合的過程體現(xiàn)了細胞膜具有______的結構特點。（2）寫出SDV在白背飛虱細胞內遺傳信息的傳遞過程______（用文字和箭頭表示）。（3）依據(jù)文中信息，下列敘述正確的是（）（多選）A.SDV與ITGB3結合后以胞吐的方式進入細胞B.自噬體膜為病毒蛋白P10的大量聚集提供了場所C.Atg8Ⅱ基因表達有助于SDV病毒量的下降D.介體昆蟲細胞自噬有利于SDV的增殖和傳播（4）綜合文中信息，概括病毒在特定的介體昆蟲中存活并高效持久傳播的適應性對策____?！敬鸢浮浚?）①.線粒體、細胞核②.流動性（2）（3）BD（4）病毒利用未與溶酶體融合的自噬體進行組裝和大量積累；病毒通過阻斷自噬體與溶酶體融合，使病毒避免被介體昆蟲自噬降解【解析】【分析】1、真核細胞最典型的特征是具有雙層生物膜構成的核膜為界限的細胞核。真核細胞細胞質中有眾多復雜的細胞器，其中葉綠體和線粒體是雙層膜的細胞器，內質網(wǎng)、高爾基體、溶酶體以及液泡是單層膜的細胞器，中心體和核糖體為無膜的細胞器。2、病毒無細胞結構，只能在宿主細胞中完成病毒的增殖，病毒的生活史：吸附、注入、合成、組裝、釋放?！拘?詳解】白背飛虱屬于真核生物，真核動物細胞中具有雙層膜的結構有線粒體和細胞核；自噬體與溶酶體融合的過程依賴于生物膜的結構特點，具有一定的流動性?！拘?詳解】由圖2可知，SDV屬于RNA病毒，侵入白背飛虱的腸道上皮細胞后，在細胞中進行RNA復制合成子代RNA，并且以病毒的RNA為翻譯模板合成蛋白質，即SDV在白背飛虱細胞內遺傳信息的傳遞過程為?！拘?詳解】A、由圖2可知，SDV與ITGB3結合后以胞吞的方式進入細胞，A錯誤；B、由圖2可知，病毒的P10蛋白合成中主要集中與自噬體膜上，即自噬體膜為P10蛋白提供了聚集場所，B正確；C、自噬體膜上有很多正在組裝和成熟的病毒顆粒，Atg8Ⅱ蛋白參與早期自噬體的延伸，即Atg8Ⅱ蛋白能增大自噬體的膜面積，病毒顆粒提供更多的附著位點，有助于SDV病毒量的上升，C錯誤；D、根據(jù)題意，介體昆蟲細胞自噬，使SDV逃過防御，有利于SDV的增殖和傳播，D正確。故選BD?！拘?詳解】由圖2可知，SDV在介質細胞中進行RNA復制和相關蛋白質合成后，附著于介體細胞中未成形的自噬體上，進行組裝和病毒的大量積累，同時阻斷自噬體與溶酶體的融合，避免病毒被介體昆蟲自噬降解，細胞同時通過指導合成的病毒外殼蛋白P10與溶酶體膜上的LAMP1互作，操縱白背飛虱自噬，使SDV逃過防御，促進其持久傳播。2.溶酶體在細胞裂解和細胞自噬中發(fā)揮著不同的作用。研究發(fā)現(xiàn)，結核分歧桿菌（TB）感染肺部細胞，會導致線粒體內產生大量的活性氧組分（ROS），然后通過如圖1所示的過程，激活BAX蛋白復合物，從而使內質網(wǎng)內的鈣離子通過鈣離子通道（RyR）流入線粒體，進而誘導線粒體自噬，啟動肺部細胞裂解，釋放出來的TB感染更多的宿主細胞，引起肺結核。如圖2為溶酶體對細胞內受損、異常的蛋白質和衰老的細胞器進行降解的過程，稱為細胞自噬，被溶酶體降解后的產物，如果是對細胞有用的物質，細胞可以再利用，廢物則被排出細胞外。請回答下列問題：（1）TB屬于_________________生物，請列舉該生物在細胞結構方面區(qū)別于巨噬細胞的特點有_________________________（列出兩點即可）。（2）圖1中具有兩層磷脂雙分子層的細胞結構是_____________。（3）通過提高溶酶體內水解酶活性，使BAX蛋白復合物水解，可以阻止肺結核病進程，這為藥物開發(fā)提供了思路，請根據(jù)題中信息為藥物開發(fā)人員提出其他思路_____________（兩項即可）。（4）研究表明，若抑制肝癌發(fā)展期大鼠的細胞自噬，其腫瘤的體積和數(shù)量都比沒有抑制細胞自噬的對照組小，說明在肝癌發(fā)展期，細胞自噬會_____________（填“促進”或“抑制”）腫瘤的發(fā)生，推測其原因可能是________________________?！敬鸢浮竣?原核②.無核膜包被的細胞核，除核糖體外沒有其他細胞器③.細胞核、線粒體④.降低線粒體內的Ca2+濃度、抑制內質網(wǎng)上的RyR開放、抑制線粒體內ROS的水平（合理即可）⑤.促進⑥.癌細胞可利用自噬過程的降解產物作為自身細胞代謝的原料，以滿足其持續(xù)增殖和生長的需要【解析】【分析】自噬作用是細胞的一種自我保護機制，是真核細胞通過形成“自噬體”用于清除細胞內聚物及受損細胞器，進而維持細胞內穩(wěn)態(tài)的一種途徑。根據(jù)題干信息可以得出：TB感染巨噬細胞后，導致噬細胞裂解的機制為：TB感染巨噬細胞→導致線粒體內產生大量的活性氧組分（ROS）→激活溶酶體內的BAX復合物→促使內質網(wǎng)內的鈣離子通過鈣離子通道（RyR）流入線粒體→線粒體自噬→巨噬細胞裂解【詳解】（1）結核分歧桿菌（TB）是原核細胞。巨噬細胞是真核細胞，原核細胞與真核細胞的區(qū)別是：無核膜包被的細胞核，除核糖體外沒有其他細胞器。（2）有兩層磷脂雙分子層即兩層生物膜是線粒體和細胞核。（3）根據(jù)題干信息“線粒體內產生大量的活性氧組分（ROS），激活BAX蛋白復合物，從而使內質網(wǎng)內的鈣離子通過鈣離子通道（RyR）流入線粒體，進而誘導線粒體自噬，啟動肺部細胞裂解，釋放出來的TB感染更多的宿主細胞”，結核病的而產生，是由于Ca2+進入細胞內引起的，所以為阻止肺結核病，可以降低線粒體內的Ca2+濃度、抑制內質網(wǎng)上的RyR開放、抑制線粒體內ROS的水平。（4）抑制肝癌發(fā)展期大鼠的細胞自噬，則理論上腫瘤的體積和數(shù)量會減小，但沒有達到預期結果，說明肝癌發(fā)展期細胞自噬并沒有抑制腫瘤的發(fā)生，結合圖2和題干信息“被溶酶體降解后的產物，如果是對細胞有用的物質，細胞可以再利用，廢物則被排出細胞外”，因此可能因為癌細胞可利用自噬過程的降解產物作為自身細胞代謝的原料，以滿足其持續(xù)增殖和生長的需要?！军c睛】本題以“TB感染巨噬細胞后導致噬細胞裂解的機制”為載體，主要考查細胞器的結構和功能、原核細胞與真核細胞的異同等相關知識，考查學生對相關基礎知識的識記和理解能力，以及能夠從背景材料中獲取有效信息、分析問題的能力。3.學習以下材料，請回答（1）～（3）題。細胞色素C引發(fā)細胞凋亡細胞色素C（Cytc）是有氧呼吸第三階段的重要蛋白，該階段發(fā)生的主要生理過程如下圖所示。NADH等有機物中的電子經相關物質傳遞至氧氣生成水，電子傳遞過程中釋放的能量用于建立膜兩側H+濃度差，使能量轉換成H+電化學勢能，進而驅動ATP合成。人體細胞處于適度低氧條件下可正常存活。嚴重低氧時，線粒體會產生并積累活性氧從而損傷線粒體，使其結構和功能發(fā)生改變。大量的活性氧會改變線粒體外膜的通透性，使原本松散結合的細胞色素C從線粒體釋放。細胞色素C與蛋白A結合后使C-9酶活化，進而激活C-3酶，激活的C-3酶作用于靶蛋白引起細胞的程序性死亡。由此可見，細胞色素C是引發(fā)細胞凋亡的關鍵因素。（1）細胞色素C位于______膜外表面，復合體IV向膜外運輸H+的方式是_____。據(jù)圖分析，復合體IV與ATP合酶都具有的功能包括____。（答出兩點）（2）低氧條件下，損傷的線粒體可被細胞中的____（細胞器）降解，從而維持細胞內部環(huán)境的穩(wěn)定。當細胞自噬過于激烈，可誘導細胞凋亡。（3）關于細胞色素C引發(fā)細胞凋亡的過程理解正確的是______（多選）。A.線粒體外膜通透性增大會加速細胞色素C釋放到細胞質基質中B.衰老細胞釋放的細胞色素C可能較少，C-9酶更容易被活化C.細胞凋亡有利于機體抵御外界的干擾和維持機體自身的穩(wěn)定D.激活無限增殖的癌細胞中的C-3酶有可能是治療癌癥的思路【答案】（1）①.線粒體內②.主動運輸③.運輸和催化（2）溶酶體（3）ACD【解析】【分析】由圖可知，細胞色素C位于線粒體內膜上。由題意可知，細胞損傷時線粒體外膜的通透性發(fā)生了改變，細胞色素C會從線粒體中釋放出來，釋放出來的細胞色素C能促進C-9酶前體轉化為活化的C-9酶，活化的C-9酶能激活C-3酶，C-9酶和C-3酶的活化能促進細胞凋亡?！拘?詳解】由圖可知，細胞色素C位于線粒體內膜外表面，復合體IV向膜外運輸H+的需要載體，電子傳遞過程中釋放的能量用于建立膜兩側H+濃度差，說明該過程需要消耗能量，屬于主動運輸。據(jù)圖分析，復合體IV與ATP合酶都具有的功能包括運輸（運輸H+）和催化（前者催化水的形成，后者催化ATP的形成）功能?！拘?詳解】溶酶體可降解衰老和受損的細胞或細胞器?！拘?詳解】A、由圖可知，細胞色素C位于線粒體內膜上，增大線粒體膜通透性，有利于細胞色素c釋放到細胞質基質中，A正確；B、由題意可知，細胞色素C能促進C-9酶前體轉化為活化的C-9酶，即細胞色素C較多時C-9酶更容易被活化，B錯誤；C、細胞凋亡包括清除衰老損傷的細胞以及吞噬一些病原體，因此細胞凋亡有利于機體抵御外界因素的干擾和維持內部環(huán)境的穩(wěn)定，C正確；D、由題意可知，C-9酶和C-3酶的活化能促進細胞凋亡，故激活癌細胞的C-9酶或C-3酶有可能是治療癌癥的思路，D正確。故選ACD。4.學習以下材料，回答（1）～（4）題。尋找SARS-CoV-2的藥物靶點SARS-CoV-2是一組具包膜的正義單鏈RNA病毒。病毒顆粒由外層的包膜和內層的核衣殼構成。包膜與細胞膜結構相似，核衣殼則由N蛋白和病毒RNA組裝而成。SARS-CoV-2包膜中的結構蛋白有S蛋白、E蛋白和M蛋白等。S蛋白由S1亞基和S2亞基組成，S1亞基的受體結合域（RBD）與宿主膜受體ACE2結合，觸發(fā)S2亞基的構象變化，使病毒和宿主細胞膜接近并融合，從而以胞內體途徑侵入宿主細胞（圖1）。E蛋白是一種小型膜結合蛋白，參與病毒裝配和出芽等。M蛋白是冠狀病毒最豐富的結構蛋白，主要功能是維持病毒包膜的形狀，并可將其他結構蛋白募集到“內質網(wǎng)-高爾基中間室（ERGIC）”以介導病毒組裝和出芽。NN蛋白的主要作用是與病毒基因組RNA結合并形成螺旋狀核糖核蛋白，參與基因組保護、病毒ARNA復制、病毒體組裝和免疫逃逸。SARS-CoV-2的非結構蛋白由ORF1a和ORF1b編碼。ORF1a/b翻譯出多聚蛋白被木瓜蛋白酶樣蛋白酶（PLpro）和3-胰凝乳樣蛋白酶（3CLpro）分割產生多個非結構蛋白，如參與病毒轉錄和復制的RNA依賴性RNA聚合酶（RdRp）和解旋酶等。進而形成轉錄復制復合物（E-RTC），負責病毒的轉錄復制與RNA的加帽過程。E-RTC附著在內質網(wǎng)膜上，病毒基因組RNA的全長正鏈轉錄形成全長負鏈模板，負鏈模板用于合成新的全長基因組和亞基因組（圖2）。新合成RNA將會在5′端形成與宿主細胞RNA相似的一段短鏈——“帽子”結構。理論上說，藥物作用于病毒的靶點包括病毒自身靶點和與病毒密切相關的宿主靶點。研究發(fā)現(xiàn)，靶向宿主內參與病毒入侵的膜受體和蛋白酶的藥物雖可抑制病毒進入宿主細胞，從而發(fā)揮抗病毒作用，但會給宿主帶來副作用。（1）從病毒侵染宿主細胞的過程分析，封閉狀態(tài)和開放狀態(tài)S蛋白區(qū)別是_____不同，SARS-CoV-2的包膜與細胞膜都具有_____功能。（2）“參與病毒轉錄和復制的RNA依賴性RNA聚合酶（RdRp）和解旋酶”，這兩種酶的作用是不同的，請根據(jù)所學知識做出合理解釋：_____。（3）下列有關藥物開發(fā)原理的分析，合理的是_____。A.研發(fā)以S蛋白RBD為靶點的單克隆抗體，可以阻止病毒侵入細胞B.突變可能導致單一靶點空間結構改變，2種或以上靶點的藥物更有研發(fā)價值C.阻礙SARS-CoV-2RNA“帽子”形成的藥物，可抑制病毒在宿主細胞內增殖D.以宿主膜受體和蛋白酶為靶點的藥物往往會破壞正常機體的結構與功能（4）根據(jù)圖文信息，除了（3）所列之外，還有哪些藥物研發(fā)的方向？_____（至少寫出兩條）?！敬鸢浮浚?）①.空間結構②.識別##信息交流（2）RNA依賴性RNA聚合酶催化RNA復制的過程，解旋酶催化氫鍵斷裂，從而使RNA復制過程中形成的雙鏈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，干擾病毒RNA的形成（摻入核苷酸的類似物等），抑制ERGIC的形成（PLpro、3CLpro、RdRp、M、N、E、S寫出一個即可）【解析】【分析】病毒是一類沒有細胞結構的特殊生物，只有蛋白質外殼和內部的遺傳物質構成，不能獨立的生活和繁殖，只有寄生在其他生物的活細胞內才能生活和繁殖，一旦離開了活細胞，病毒就無法進行生命活動?！拘?詳解】蛋白質的結構決定其功能，故封閉狀態(tài)和開放狀態(tài)S蛋白區(qū)別是空間結構不同；結合題意可知，包膜與細胞膜結構相似，且病毒能夠侵入宿主細胞，故SARS-CoV-2的包膜與細胞膜都具有信息交流的功能?！拘?詳解】RNA聚合酶分為DNA依賴性的RNA聚合酶和RNA依賴性的RNA聚合酶，RNA依賴性的RNA聚合酶催化以RNA為模板合成RNA的過程；解旋酶可以斷開RNA復制過程中雙鏈RNA之間的氫鍵，從而使雙鏈RNA解旋?！拘?詳解】A、結合題意可知，S1亞基的受體結合域（RBD）與宿主膜受體ACE2結合，觸發(fā)S2亞基的構象變化，使病毒和宿主細胞膜接近并融合，故研發(fā)以S蛋白RBD為靶點的單克隆抗體，可以阻止病毒侵入細胞，A正確；B、突變可能導致單一靶點空間結構改變，且結合題意“藥物作用于病毒的靶點包括病毒自身靶點和與病毒密切相關的宿主靶點”可知，2種或以上靶點的藥物對于病毒的殺傷作用更強，故更有研發(fā)價值，B正確；C、新合成RNA將會在5′端形成與宿主細胞RNA相似的一段短鏈——“帽子”結構，阻礙SARS-CoV-2RNA“帽子”形成的藥物，可抑制病毒在宿主細胞內增殖，C正確；D、生物膜的主要結構是蛋白質和脂質，蛋白酶會破壞膜蛋白，故以宿主膜受體和蛋白酶為靶點的藥物往往會破壞正常機體的結構與功能，D正確。故選ABCD?！拘?詳解】據(jù)圖文信息可知，藥物研發(fā)可以通過抑制PLpro、3CLpro、RdRp活性，抑制E-RTC的形成，抑制M、N、E、S的合成，干擾病毒RNA的形成（摻入核苷酸的類似物等），抑制ERGIC的形成。5.學習以下材料，回答（1）～（4）題。溶酶體快速修復機制溶酶體是細胞的“消化車間”，內含多種水解酶。研究發(fā)現(xiàn)溶酶體還具有參與細胞免疫、清除受損細胞組分等功能。溶酶體損傷是許多疾病的標志，尤其像阿爾茨海默病等神經退行性疾病。為此，科研人員對溶酶體修復機制進行了探索。溶酶體膜通透化（LMP）是溶酶體損傷的重要標志，嚴重的LMP會引發(fā)溶酶體自噬。研究者利用生物素標記，通過蛋白質組學方法篩選溶酶體受損后膜表面特異性富集的蛋白質，來研究與溶酶體損傷修復相關的蛋白，并弄清了溶酶體損傷的快速修復機制，即PITT途徑（如圖1）。一般的情況下，內質網(wǎng)和溶酶體幾乎不接觸，而當溶酶體發(fā)生膜損傷時，外溢的Ca2+迅速招募PI4K2A激酶，從而在受損的溶酶體膜上產生較高水平的PI4P。而PI4P招募ORP使內質網(wǎng)廣泛包裹受損溶酶體，并介導PS轉移進溶酶體。與此同時，PI4P還可以招募OSBP，將膽固醇轉運到受損溶酶體。膽固醇含量升高可以提高溶酶體膜的穩(wěn)定性。而PS的積累會激活ATG2將大量脂質運送到溶酶體，修復溶酶體膜。研究表明PITT途徑的關鍵酶缺失，會導致嚴重的神經退行性疾病和早衰，該途徑的發(fā)現(xiàn)為我們研究與溶酶體功能障礙相關的衰老和疾病提供了新思路。（1）真核細胞中的膜結構共同構成了______。當溶酶體受損時，內質網(wǎng)將其包裹，體現(xiàn)了內質網(wǎng)膜具有______的結構特點。（2）為篩選與溶酶體損傷修復相關的蛋白，將生物素連接酶T靶向連接在溶酶體表面，再用物質L引發(fā)溶酶體損傷，實驗組處理如圖2。對照組步驟Ⅰ和步驟Ⅱ的處理分別為______（選填選項前的字母）。選擇______的蛋白質作為候選蛋白。a．+生物素b．+Lc．不處理注：生物素連接酶T可將臨近的蛋白質標記上生物素（3）研究人員利用紅色熒光標記溶酶體，利用綠色熒光標記內質網(wǎng)，通過顯微鏡觀察溶酶體與內質網(wǎng)的作用情況（圖3），根據(jù)文中信息預期3、4組熒光的結果（“A”或“B”）填入表格。分組材料處理結果1正常細胞不處理A2正常細胞+LB3敲除PI4K2A基因細胞不處理①______4敲除PI4K2A基因細胞+L②______（4）根據(jù)本文信息，在答題卡上完善溶酶體修復的PITT途徑_________?！敬鸢浮浚?）①.生物膜系統(tǒng)②.一定流動性（2）①.c、a②.實驗組含量顯著高于對照組（3）①.A②.A（4）PI4K2A激酶→膜上PI4P↑→招募ORP→PS進入溶酶體→激活ATG2→將大量脂質輸送到溶酶體、同時膜上PI4P↑→招募OSBP→將膽固醇轉運到受損的溶酶體【解析】【分析】1、溶酶體：（1）內含有多種水解酶。（2）作用：通過自噬作用能分解衰老、損傷的細胞器，吞噬并殺死侵入細胞的病毒或病菌。（3）溶酶體的內部為酸性環(huán)境，與細胞質基質（pH≈7.2）顯著不同。2、生物膜系統(tǒng)；細胞膜、細胞器膜和核膜等結構，共同構成細胞的生物膜系統(tǒng)。這些生物膜的組成成分和結構很相似，在結構和功能上緊密聯(lián)系，進一步體現(xiàn)了細胞內各種結構之間的協(xié)調與配合。【小問1詳解】真核細胞中的細胞膜、細胞器膜和核膜等膜結構共同構成了生物膜系統(tǒng)。當溶酶體受損時，內質網(wǎng)將其包裹，體現(xiàn)了內質網(wǎng)膜具有一定的流動性的結構特點?！拘?詳解】根據(jù)題意，該實驗的目的是篩選與溶酶體損傷修復相關的蛋白，因此實驗的自變量是溶酶體是否損傷，根據(jù)圖2可知，實驗組的處理為生物素連接酶T靶向連接在溶酶體表面，步驟Ⅰ用物質L引發(fā)溶酶體損傷，步驟Ⅱ用生物素處理后一段時間收集用生物素標記的蛋白質；因此對照組的步驟Ⅰ不用物質L處理，使溶酶體保持正常，步驟Ⅱ同樣用生物素處理（無關變量保持相同），處理后一段時間收集用生物素標記的蛋白質，對照組與實驗組結果進行比較，選擇實驗組含量顯著高于對照組的蛋白質作為候選蛋白，從而篩選與溶酶體損傷修復相關的蛋白。綜上所述，對照組步驟Ⅰ和步驟Ⅱ的處理分別為c、a。【小問3詳解】根據(jù)資料中的信息可知，一般的情況下，內質網(wǎng)和溶酶體幾乎不接觸，而當溶酶體發(fā)生膜損傷時，外溢的Ca2+迅速招募PI4K2A激酶，從而在受損的溶酶體膜上產生較高水平的PI4P。而PI4P招募ORP使內質網(wǎng)廣泛包裹受損溶酶體，并介導PS轉移進溶酶體。研究人員利用紅色熒光標記溶酶體，利用綠色熒光標記內質網(wǎng)，通過顯微鏡觀察溶酶體與內質網(wǎng)的作用情況，分析表中信息可知，1組正常細胞不用物質L處理，因此溶酶體保持正常，那么1組情況下，內質網(wǎng)和溶酶體幾乎不接觸，出現(xiàn)了結果A；2組組正常細胞用物質L處理，因此溶酶體被損傷，那么2組情況下，當溶酶體發(fā)生膜損傷時，外溢的Ca2+迅速招募PI4K2A激酶，從而在受損的溶酶體膜上產生較高水平的PI4P。而PI4P招募ORP使內質網(wǎng)廣泛包裹受損溶酶體，因此出現(xiàn)結果B。3組中敲除PI4K2A基因細胞，但是該組不用物質L處理，因此溶酶體保持正常，故該情況下內質網(wǎng)和溶酶體幾乎不接觸，因此預期3組熒光的結果與1組相同，即為A；而4組中敲除PI4K2A基因細胞，該組用物質L處理，那么溶酶體受到損傷，但是由于敲除PI4K2A基因，缺乏PI4K2A激酶，不能在受損的溶酶體膜上產生較高水平的PI4P，不能招募ORP，因此內質網(wǎng)和溶酶體幾乎不接觸，因此預期4組熒光的結果與1組相同，即為A?！拘?詳解】根據(jù)資料信息可知，溶酶體損傷的快速修復機制，即PITT途徑為：當溶酶體發(fā)生膜損傷時，外溢的Ca2+迅速招募PI4K2A激酶，從而在受損的溶酶體膜上產生較高水平的PI4P。而PI4P招募ORP使內質網(wǎng)廣泛包裹受損溶酶體，并介導PS轉移進溶酶體。與此同時，PI4P還可以招募OSBP，將膽固醇轉運到受損溶酶體。膽固醇含量升高可以提高溶酶體膜的穩(wěn)定性。而PS的積累會激活ATG2將大量脂質運送到溶酶體，修復溶酶體膜。綜上所述，溶酶體修復的PITT途徑：PI4K2A激酶→膜上PI4P↑→招募ORP→PS進入溶酶體→激活ATG2→將大量脂質輸送到溶酶體、同時膜上PI4P↑→招募OSBP→將膽固醇轉運到受損的溶酶體。6.中性粒細胞是白細胞一種，具有吞噬病原體的能力。分化過程中涉及到多種轉錄因子的調控，如P蛋白和M蛋白。研究者以斑馬魚（幼體透明）為材料研究二者的關系。（1）中性粒細胞既參與免疫的第二道防線，也可作為________發(fā)揮攝取、加工、處理和呈遞抗原的功能，參與第三道防線。（2）為了探究P蛋白對M基因的調控作用，研究者用P基因低表達斑馬魚突變體作為實驗材料，利用帶有標記的核酸分子探針，通過______技術，在發(fā)育3天的胚胎中檢測M基因的轉錄情況，結果如圖1所示。實驗結果表明P蛋白______M基因的表達。產生以上結果的原因可能有二：①P基因減少，________；②已知M基因是原癌基因，其產生的蛋白質是_______所必需的，過表達導致細胞過度增殖，引起陽性細胞數(shù)量增加。請從下列選項中選出實驗組材料及結果，為上述結論提供新證據(jù)_______。A.野生型B.P基因低表達突變體C.導入P基因D.導入M基因E.敲低M基因F.M基因陽性信號及陽性細胞數(shù)量增加G.M基因陽性信號及陽性細胞數(shù)量減少H.M基因陽性信號及陽性細胞數(shù)量不變（3）為進一步探究P基因調控M基因表達的具體方式，研究者對P蛋白與M基因結合位點進行預測，找出10個可能的位點如圖2.研究者將M基因啟動子10個位點分成3個部分，構建3種啟動子突變質粒，分別與GFP（綠色熒光蛋白）基因相連接：含有①~⑤多位點突變的A、⑥~⑨多位點突變的B以及⑩號位點突變的C.將三種質粒和無突變的質粒D分別注射到野生型和P基因低表達突變體中，結果發(fā)現(xiàn)________，說明P蛋白通過結合⑩位點，調控M基因的表達，而與其他位點無關?！敬鸢浮浚?）抗原呈遞細胞（2）①.核酸分子雜交②.抑制③.P蛋白減少，對M基因的抑制作用下降，從而導致M基因過表達④.細胞正常生長和增殖⑤.BCG（3）注射A、B、D質粒的野生型細胞中熒光強度小于突變體，注射C質粒的野生型與突變體熒光強度相差不大，且亮度較高。【解析】【分析】據(jù)題意可知，中性粒細胞是白細胞的一種，具有吞噬病原體的能力，說明其既參與免疫的第二道防線，也可作為抗原呈遞細胞發(fā)揮攝取、加工、處理和呈遞抗原的功能。據(jù)圖1可知，突變體（P基因低表達）M基因陽性較強，說明P蛋白抑制M基因的表達。【小問1詳解】據(jù)題意可知，中性粒細胞是白細胞的一種，具有吞噬病原體的能力，說明其既參與免疫的第二道防線，也可作為抗原呈遞細胞發(fā)揮攝取、加工、處理和呈遞抗原的功能，參與第三道防線。【小問2詳解】利用帶有標記的核酸分子探針，檢測特定基因的轉錄情況，該技術為核酸分子雜交，其原理是堿基互補配對原則。據(jù)圖1可知，突變體（P基因低表達）M基因陽性較強，說明P蛋白抑制M基因的表達。①P基因低表達，可能導致P蛋白減少，對M基因的抑制作用下降，從而導致M基因過表達。②原癌基因是調控細胞正常生長和增殖的必要基因，說明其產生的蛋白質是調控細胞正常生長和增殖必需蛋白。為了驗證上述結論，可將P基因導入P基因低表達突變體，導入P基因前后進行對比，若較導入P基因前，M基因陽性信號及陽性細胞數(shù)量減少，即可得到驗證，BCG正確。故選BCG?！拘?詳解】由（2）可知，P蛋白抑制M基因的表達，若注射A、B、D質粒（⑩號位點正常）的野生型細胞中熒光強度小于突變體，注射C質粒（⑩號位點突變）的野生型與突變體熒光強度相差不大，且亮度較高，則可說明P蛋白通過結合⑩位點，調控M基因的表達，而與其他位點無關。7.腫瘤細胞的典型特征是代謝發(fā)生改變，為探究低溫對腫瘤細胞代謝的影響，研究者進行了相關實驗。（1）多數(shù)腫瘤細胞主要通過無氧呼吸產生ATP和_______。由于腫瘤細胞膜上的_______等物質減少，使其在體內容易分散和轉移。（2）研究者將結腸癌細胞（CRC）植入小鼠的皮下組織構建皮下荷瘤小鼠，將其置于不同溫度條件下培養(yǎng)，實驗結果如下圖及表，由此分析低溫影響腫瘤生長的機制是_______。研究者將CRC植入小鼠肝臟，并重復上述實驗，測量腫瘤體積，從而排除________對皮下腫瘤的直接影響。CRC細胞占（%）4℃30℃死細胞0．160．78靜止期+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）將18F-FDG注射皮下荷瘤小鼠靜脈，一段時間后發(fā)現(xiàn)：30℃條件下，18F-FDG主要聚集在腫瘤組織中；4℃條件下，18F-FDG主要聚集在棕色脂肪組織（BAT）中。據(jù)此推測，低溫通過_______，進而抑制腫瘤的生長。注：18F為放射性核素、FDG為葡萄糖類似物（4）為驗證上述推測，研究者檢測皮下荷瘤小鼠體內腫瘤細胞中葡萄糖運載體（GLUT4）基因表達水平，若4℃條件下，GLUT4基因表達水平低于30℃條件下，則上述推測正確。請修正該實驗方案并寫出預期結果________。【答案】（1）①.乳酸②.糖蛋白（2）①.低溫通過抑制CRC中DNA的復制從而抑制CRC的增殖②.低溫/低溫接觸/體表低溫（3）促進BAT細胞對葡萄糖攝取從而減少腫瘤細胞對葡萄糖的攝?。?）增加“BAT細胞中GLUT4基因表達水平”的檢測，預期結果為：4℃條件下，GLUT4基因表達水平高于30℃條件下【解析】【分析】1、癌細胞是指受到致癌因子的作用，細胞中遺傳物質發(fā)生變化，變成不受機體控制的、連續(xù)進行分裂的惡性增殖細胞。2、細胞癌變的原因包括外因和內因，外因是各種致癌因子，內因是原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變。3、癌細胞的特征：能夠無限增殖；形態(tài)結構發(fā)生顯著改變；細胞表面發(fā)生變化，細胞膜的糖蛋白等物質減少。4、細胞有氧呼吸過程釋放大量能量，細胞無氧呼吸過程釋放少量能量【小問1詳解】動物細胞無氧呼吸產生乳酸，所以多數(shù)腫瘤細胞主要通過無氧呼吸產生ATP和乳酸。細胞膜上的糖蛋白，具有識別潤滑作用，由于腫瘤細胞膜上的糖蛋白等物質減少，使其在體內容易分散和轉移。【小問2詳解】低溫通過抑制CRC中DNA的復制從而抑制CRC的增殖，所以低溫影響腫瘤生長。為了排除低溫/低溫接觸/體表低溫對皮下腫瘤的直接影響，研究者將CRC植入小鼠肝臟，并重復上述實驗，測量腫瘤體積，【小問3詳解】18F為放射性核素、FDG為葡萄糖類似物，將18F-FDG注射皮下荷瘤小鼠靜脈，一段時間后發(fā)現(xiàn)，30℃條件下，18F-FDG主要聚集在腫瘤組織中；4℃條件下，18F-FDG主要聚集在棕色脂肪組織（BAT）中。說明低溫通過促進BAT細胞對葡萄糖攝取從而減少腫瘤細胞對葡萄糖的攝取，進而抑制腫瘤的生長?！拘?詳解】為驗證上述推測，研究者檢測皮下荷瘤小鼠體內腫瘤細胞中葡萄糖運載體（GLUT4）基因表達水平，若4℃條件下，GLUT4基因表達水平低于30℃條件下。則需要增加“BAT細胞中GLUT4基因表達水平”的檢測，預期結果為：由于18F-FDG主要聚集在棕色脂肪組織（BAT）中，則4℃條件下，GLUT4基因表達水平高于30℃條件下。8.細胞周期受到一系列蛋白的精準調控，細胞分裂周期蛋白CDC6是其中之一，這些蛋白決定細胞能否正常增殖。（1）細胞在分裂間期完成______，為后續(xù)的細胞分裂提供物質準備。（2）科研人員檢測了正常細胞株系（甲）和結直腸癌細胞株系（乙）中CDC6的含量，結果如圖1所示。據(jù)圖1分析，CDC6基因屬于______（原癌/抑癌）基因，結合原癌或抑癌基因的概念說明判斷的理由______。（3）為進一步探究CDC6基因的功能，科研人員設計實驗干擾細胞株系乙中該基因的表達，實驗處理如下：I組：細胞株系乙II組：細胞株系乙+無關小RNAID組：細胞株系乙+與CDC6mRNA互補的小RNA①II組中“無關小RNA”的序列最佳設計為：與Ⅲ組小RNA相比，______。②與CDC6mRNA互補的小RNA能促使mRNA降解從而干擾翻譯過程，因此可檢測和比較各組中______的含量以確定干擾是否成功。（4）C酶調控細胞周期從G1向S期過渡，但需要與細胞周期蛋白D1結合后才具有活性，磷酸化的E酶可誘導D1的表達。科研人員分別統(tǒng)計了以上三組實驗中各時期細胞占比情況，并檢測了E酶表達量，結果如圖2。請結合以上信息及圖2實驗結果，用“文字+箭頭+連接詞”的方式從分子水平．闡明CDC6基因與細胞增殖的關系______?！敬鸢浮浚?）DNA的復制和有關蛋白質的合成

（2）①.原癌

②.原癌基因維持細胞正常增殖，過量表達導致癌變，而CDC6在癌細胞乙中表達量明顯高于正常細胞

（3）①.堿基數(shù)目相同，順序不同

②.（CDC6基因mRNA和）CDC6蛋白（4）【解析】【分析】分裂間期為分裂期進行活躍的物質準備，完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成，同時細胞有適度的生長；原癌基因主要負責調節(jié)細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程，原癌基因表達的蛋白質是細胞正常生長和增殖所必需的，這類基因一旦突變或過量表達而導致相應蛋白質活性過強，就可能引起細胞癌變?！拘?詳解】分裂間期為分裂期進行活躍的物質準備，完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成，同時細胞有適度的生長?！拘?詳解】原癌基因主要負責調節(jié)細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程，原癌基因表達的蛋白質是細胞正常生長和增殖所必需的，這類基因一旦突變或過量表達而導致相應蛋白質活性過強，就可能引起細胞癌變，圖1中結直腸癌細胞株系（乙）中CDC6的含量高于正常細胞株系（甲），故CDC6基因屬于原癌基因?！拘?詳解】①為了盡量保證實驗的準確性和嚴謹性，所加入的無關小RNA和與CDC6mRNA互補的小RNA除了堿基序列不同，其他均要相同，即無關小RNA與Ⅲ組小RNA相比，堿基數(shù)目相同，順序不同。②結合題干“與CDC6mRNA互補的小RNA能促使mRNA降解從而干擾翻譯過程”可知，若干擾成功則CDC6基因mRNA和CDC6蛋白的含量均減少，故可檢測和比較各組中（CDC6基因mRNA和）CDC6蛋白的含量以確定干擾是否成功?！拘?詳解】分析題圖以及題干中相關信息可知：CDC6基因表達可以促進E酶的磷酸化，結合題干，磷酸化的E酶可以誘導D1蛋白質的合成，從而激活C酶，C酶進一步促進細胞周期中G1向S期過渡，從而啟動DNA的復制，促進細胞的增殖，若用“文字+箭頭+連接詞”的方式從分子水平，表述CDC6基因與細胞增殖的關系為：9.惡性腫瘤往往先向淋巴結初始轉移形成淋巴結轉移瘤，再經淋巴結實現(xiàn)遠端轉移?？茖W家開展實驗探索腫瘤初始轉移的機制以及淋巴結轉移對遠端轉移的影響。（1）正常情況下，原位瘤細胞轉移至淋巴結會激活NK細胞和細胞毒性T細胞，前者非特異性殺傷瘤細胞，后者則在輔助T細胞分泌的_____________的作用下，經_____________過程產生新的細胞毒性T細胞裂解瘤細胞。（2）將原位瘤細胞FO和淋巴結轉移的瘤細胞LN6等量接種于同一健康小鼠體內進行研究，過程如圖1。①已知FO和LN6的增殖能力無顯著差異，圖1結果說明_____________向淋巴結轉移的能力更強。②為排除紅綠熒光蛋白可能存在的檢測差異干擾實驗結果，需增設一組實驗，大致思路為____________。（3）為探究原位瘤細胞初始轉移的機制，科研人員又開展了如下實驗：①將FO中編碼MHC-1分子關鍵蛋白的基因敲除，再將其接種于小鼠體內，發(fā)現(xiàn)其向淋巴結轉移的能力降低，但去除該小鼠的NK細胞后其轉移能力恢復。說明NK細胞通過識別_____________（高表達/低表達）的MHC-1殺傷瘤細胞。②PD-L1可與T細胞表面的特定蛋白結合，抑制其殺傷作用。進一步研究表明原位瘤細胞通過調節(jié)MHC-1分子和PD-L1的表達量，抑制NK和T細胞的殺傷作用，以增強轉移能力。請在表格中填寫“高”或“低”，將支持上述結論的實驗結果補充完整______。腫瘤細胞的類型MHC-1分子表達量PD-L1分子表達量來自于正常小鼠的淋巴結轉移瘤來自于T細胞缺失小鼠的淋巴結轉移瘤低來自于T和NK細胞缺失小鼠的淋巴結轉移瘤低（4）細胞因子TCF-β能促進調節(jié)性T細胞的增殖，從而加強后者對輔助T細胞的抑制作用。科研人員將FO和LN6接種在野生型小鼠體內，檢測該小鼠血清中的TGF-β濃度和瘤細胞遠端轉移率（圖2）；又將不同類型的瘤細胞混合DT毒素（可清除調節(jié)性T細胞）接種于小鼠體內，檢測瘤細胞的遠端轉移率（圖3）。綜合上述相關信息和免疫學相關知識可知，淋巴結轉移可____________（促進/抑制）遠端轉移，其可能的機制是_____________?！敬鸢浮浚?）①細胞因子②.分裂（增殖）分化（2）①.LN6②.對F0轉入紅色熒光蛋白基因，對LN6轉入綠色熒光蛋白基因，重復上述實驗。（3）①.低表達②.腫瘤細胞的類型MHC-1分子表達量PD-L1分子表達量來自于正常小鼠的淋巴結轉移瘤高高來自于T細胞缺失小鼠的淋巴結轉移瘤高低（給出）來自于T和NK細胞缺失小鼠的淋巴結轉移瘤低（給出）低（4）①.促進②.原位瘤細胞發(fā)生淋巴結轉移后誘導機體釋放的TGF-β增多，TGF-β促進調節(jié)性T細胞增殖，后者抑制輔助T細胞的功能，抑制機體的體液免疫和細胞免疫功能，從而促進瘤細胞的遠端轉移?！窘馕觥俊痉治觥枯o助性T細胞能分泌細胞因子，加強免疫效應，輔助性T細胞即能參加體液免疫和細胞免疫。NK細胞通過識別低表達的MHC-1殺傷瘤細胞，所以正常小鼠的淋巴結轉移瘤MHC-1分子表達量高，從而抑制NK和T細胞的殺傷作用，PD-L1可與T細胞表面的特定蛋白結合，抑制其殺傷作用。圖2可知:種LN6野生型小鼠體內小鼠血清中的TGF-β濃度和瘤細胞遠端轉移率高于接種FO野生型小鼠?！拘?詳解】輔助性T細胞能分泌細胞因子，加強免疫效應，細胞毒性T細胞在輔助性T細胞分泌的細胞因子的作用下，經分裂（增殖)分化過程產生新的細胞毒性T細胞裂解瘤細胞?！拘?詳解】①由圖1可知，每組小鼠的紅色熒光細胞的百分比都比綠色熒光蛋白細胞的百分比高，F(xiàn)O和LN6的增殖能力無顯著差異，圖1結果說明LN6向淋巴結轉移的能力更強。②為排除紅綠熒光蛋白可能存在的檢測差異干擾實驗結果，需增設一組實驗，大致思路為對F0轉入紅色熒光蛋白基因，對LN6轉入綠色熒光蛋白基因，重復上述實驗?！拘?詳解】(①F0中編碼MHC-1分子關鍵蛋白的基因敲除，MHC-1分子關鍵蛋白減少，發(fā)現(xiàn)其向淋巴結轉移的能力降低，但去除該小鼠的NK細胞后其轉移能力恢復。說明NK細胞通過識別低表達的MHC-1殺傷瘤細胞。②NK細胞通過識別低表達的MHC-1殺傷瘤細胞。所以來自于T細胞缺失小鼠的淋巴結轉移瘤和來自于正常小鼠的淋巴結轉移瘤中MHC-1分子表達量高，從而抑制NK細胞的殺傷作用，PD-L1可與T細胞表面的特定蛋白結合，抑制其殺傷作用，所以來自于T細胞缺失小鼠的淋巴結轉移瘤和來自于T和NK細胞缺失小鼠的淋巴結轉移瘤中PD-L1分子表達量,來自于正常小鼠的淋巴結轉移瘤中PD-L1分子表達量高。表格如下所示。腫瘤細胞的類型MHC-1分子表達量PD-L1分子表達量來自于正常小鼠的淋巴結轉移瘤高高來自于T細胞缺失小鼠的淋巴結轉移瘤高低（給出）來自于T和NK細胞缺失小鼠的淋巴結轉移瘤低（給出）低【小問4詳解】接種LN6野生型小鼠體內小鼠血清中的TGF-β濃度和瘤細胞遠端轉移率高于接種FO野生型小鼠，所以淋巴結轉移可促進遠端轉移,其可能的機制是原位瘤細胞發(fā)生淋巴結轉移后誘導機體釋放的TGF-3增多，TGF-3促進調節(jié)性T細胞