2023届北京高三生物复习名校好题分类汇编04 细胞的生命历程含详解.pdf
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1、专题0 4 细胞的生命历程(北京市海淀区2 0 2 2-2 0 2 3学年高三上学期期中生物试题)1 7.一种源自水稻的RD R蛋白具有抑制人类癌细胞的作用,我国科研人员对此展开研究。(1)在多种癌细胞中,一种小R N A m i R N A的表达量明显下降,导致细胞周期失控,最终使癌细胞具有 的特点。(2)科研人员通过转基因技术将水稻的RD R基因分别转入人类癌细胞和正常细胞中表达,统计细胞周期不同时期的细胞比例,结果如图1.Gl-二-L“603006030丝送?6一一.1 1-.冷炉)l组:未处理2组:转入空质粒3组:转入含RDR基因的质粒注:分裂间期依次包括G l、S和G2期,其中S期进
2、行DNA复制。M期为分裂期。图12组 转 入 空 质 粒 的 目 的 是。据 图1可 得 出 的 结 论 是。(3)研究发现,正常细胞m i R N A的3,末端有2个 碱 基(2-n t),而癌细胞中则大量积累3,末端短一个碱基(1-n t)的异常m i R N A.m i R N A必须与A蛋白结合才能发挥作用。科研人员利用癌细胞探究RD R蛋白的作用,得到图2、3和4所示结果。O l-n t 的 m i R N A 2-n t 的 m i R N A图3(=H-n t 的 m i R N A-2-n t 的 m i R N A200150100500m2阖?lliRNA=3 1-n t
3、的 m i R N A-2-n t 的 m i R N A图4图2结果显示,。请结合图1 4,解释RD R蛋白抑制人类癌细胞增殖的作用机理:。【答案】(1)无限增殖(2).排除转入操作及质粒本身对实验结果的影响 .RD R蛋白抑制癌细胞进入S期(使癌细胞的细胞周期阻断在G 1期),对正常细胞的细胞周期无影响(3).2-n l的m i R N A与A蛋白的亲和力高于1-n t的m i R N A .RD R蛋白结合l-n t的m i R N A,增加易与A蛋白结合的2-n t的m i R N A的相对含量,二者结合抑制癌细胞进入S期(阻断癌细胞在G1 期),从而抑制癌细胞增殖【解析】【分析】1、
4、癌细胞的主要特征:无限增殖:形态结构发生显著改变;细胞表面发生变化。2、原癌基因负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,抑癌基因的作用是阻止细胞不正常的增殖,细胞发生癌变后具有无限增殖的能力。【小 问 1 详解】细胞周期失控,会导致癌细胞的产生,适宜条件下,癌细胞具有无限增殖的特点。【小问2详解】分析题意,本实验目的是研究RD R基因对于癌细胞的影响,则实验的自变量是RD R基因的有无,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故 2组转入空质粒的目的是排除转入操作及质粒本身对实验结果的影响;据 图 1 可知,癌细胞组别的3组中G 1期细胞比例明显增多,而 S期细胞减少,正常细胞组别三组的差异不大
5、,故推测RDR蛋白抑制癌细胞进入S期(使癌细胞的细胞周期阻断在G i 期),对正常细胞的细胞周期无影响。【小问3详解】分析图2 可知,2-nt 的 m i R N A 与 A 蛋白的亲和力高于1-nt 的 m i R N A。图 3显示,1-nt 的 m i R N A 与 RDR蛋白结合力的相对值较高,图4 显示,无 RDR蛋白时,细胞中1-nt 的 m i R N A 较高,而有RDR蛋白时,1-nt 的 m i R N A 含量相对值较低,故据图1-4推测:RDR蛋白结合1-nt 的 m i R N A,增加易与A 蛋白结合的2-nt 的 m i R N A 的相对含量,二者结合抑制癌细
6、胞进入S期(阻断癌细胞在G i 期),从而抑制癌细胞增殖。(北京市大兴区2 0 2 2-2 0 2 3 学年高三上学期期中生物试题)1 7.人参皂昔是人参中重要的活性成分之一,具有抗肿瘤、调节免疫等作用。科研人员利用宫颈癌细胞海拉细胞开展了系列研究。(1)人参皂昔为固静类物质,以 方式进入海拉细胞,影响其生命活动。科研人员分别在正常条件和无血清条件(模拟不良环境)下利用适量 人参皂甘处理海拉细胞,采用荧光染色技术检测细胞凋亡情况,结果如图1。发现在正常条件下人参皂昔几乎不起作用,在无血清条件下可以促进细胞凋亡,依据是。-d正常条件无血清条件注:R3区域表示细胞碎图 1片 R4区域表示凋亡早期细
7、胞 R5区域表示凋亡晚期细胞R6区域表示正常细胞 PI和 AnnexinV代表两种染料图中每个点代表一个细胞(2)研究表明,在环境不良时,癌细胞通过提高自噬作用将内源性蛋白质和细胞器在(填细胞器名称)中降解,为 其 生 存 提 供。已知LC3为细胞自噬程度的指示蛋白,科研人员检测了不同处理下海拉细胞LC3的含量,结果如图2。发现在无血清条件下海拉细胞自噬 人 参 皂 昔 处 理 后 海 拉 细 胞 自 噬。正常条件 无血清条件参考蛋白 (3)综合上述结果可以推测人参LC3-.对照人参皂昔对照人参皂昔图 2皂 昔 对 海 拉 细 胞 作 用 的 机 制 是。(4)欲为上述机制进一步提供证据,请选
8、出合理的方案与对应的结果 o在正常条件下培养海拉细胞并加入适量人参皂普在无血清条件下培养海拉细胞并加入适量人参皂首在无血清条件下培养海拉细胞并加入适量人参皂昔与自噬抑制剂在无血清条件下培养海拉细胞并加入适量人参皂昔与自噬诱导剂细胞凋亡率上升细胞凋亡率下降【答案】(1).自由扩散.无血清条件下,与对照组相比,用人参皂昔处理后位 于 R 5 区域的海拉细胞更多(2).溶酶体.营养物质.增强.被抑制(3)无血清时,人参皂普通过抑制海拉细胞的自噬进而促进其凋亡(4)【解析】【分析】生物实验要遵循单一变量和对照原则,在分析实验结果时,也应该注意每次只分析一个变量。【小 问 1 详解】由题意可知,人参皂甘
9、为固醇类物质,而细胞膜的主要成分是磷脂,根据相似相溶原理,人参皂昔的跨膜运输方式为自由扩散。在 图 1 无血清条件下,用人参皂甘处理组与对照组相比,有更多的细胞处于R 5 区域,即处于凋亡晚期细胞,故可知在无血清条件下人参皂昔可以促进细胞凋亡。【小问2详解】细胞发生自噬时,溶酶体可以分解内源性蛋白质和细胞器,为自身生存提供营养物质。在图2中,与有血清组的对照组比,无血清条件的对照组海拉细胞中L C 3 含量高,自噬增强,人参皂营处理后L C 3 含量少,海拉细胞自噬被抑制。【小问3详解】综合上述结果可以推测,无血清时,海拉细胞通过自噬获得营养物质而存活,此时人参皂昔通过抑制海拉细胞的自噬进而促
10、进海拉细胞凋亡。【小问4详解】通 过(3)人参皂昔的作用机制可知,在无血清条件下,人参皂甘抑制细胞自噬,细胞凋亡率上升,综合实验方案及结果,应该是在无血清条件下培养海拉细胞并加入适量人参皂昔与自噬抑制剂,二者都是抑制海拉细胞自噬,故实验结果应该是细胞凋亡率上升,正确。故选。(北京市大兴区2 0 2 2-2 0 2 3 学年高三上学期期中生物试题)1 8.褪黑素是一种调节昼夜节律的重要激素。近年来发现它还可以影响神经干细胞的分化。(1)神经干细胞是一类来源于中枢神经系统的干细胞,通过 来增加自身数量。在个体发育中,神经干细胞能够分化为神经元和神经胶质细胞,该过程的实质是 o(2)为研究褪黑素对神
11、经干细胞分化的影响,用适宜浓度的褪黑素处理胚胎神经干细胞,在分化阶段检测T u j l 阳性细胞的百分比和m a p 2 基因的转录量,结果如图1,该结果表明403020100Tuj一阳泉胞枭比空白对照0 褪黑素0 1map2基因相对转录量map2基因相对转录量口组1:空白对照 组2:褪黑素口组3:褪黑素+a注.口组4:褪黑素+b 43210早期神经元的特异性标记物,m a p 2 基因表达的蛋白是成熟神经元的标记物(3)为进一步研究褪黑素对神经干细胞分化的影响机制,科研人员分别检测神经干细胞上褪黑素受体Ml和 M2的作用,使用了两种褪黑素受体拮抗剂a 和 b,其中a 对 Ml和 M2都有抑制
12、作用,而 b 能特异性抑制M 2。据图2 结果发现,与组2 相比,说明褪黑素通过Ml受体影响神经干细胞分化为成熟的神经细胞。为使实验结果更具有说服力,还 应 补 充 的 对 照 处 理 是。研究揭示褪黑素通过图3 所示的信号途径促进神经干细胞的分化。请根据图示阐述褪黑素促进神经干细胞分化的机制注:N g n l 是一种转录因子图3【答案】(1).细胞分裂#分裂.基因的选择性表达(2)褪黑素可以增加T u j l 阳性细胞的百分比和m a p 2 基因的转录量(3).组 3.单独使用拮抗剂a .褪 黑 素 与 Ml结合然后促进了 E RK 1/2 磷酸化,磷酸化的ERK1/2通过核孔进入细胞核促
13、进N gnl的作用,促进了 MD1基因的表达,从而促进神经干细胞分化【解析】【分析】关于“细胞分化”,从以下几方面把握:(1)细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。(2)细胞分化的特点:普遍性、稳定性、不可逆性。(3)细胞分化的实质:基因的选择性表达。(4)细胞分化的结果:使细胞的种类增多,功能趋于专门化。小 问 1 详解】神经干细胞是一类来源于中枢神经系统的干细胞,通过细胞分裂来增加自身数量。在个体发育中,神经干细胞能够分化为神经元和神经胶质细胞,该过程的实质是基因的选择性表达。【小问2 详解】据 图 1可知,褪黑素处理的实验
14、组其T ujl阳性细胞的百分比和map2基因的转录量都增加,从而促进了神经干细胞的分化。【小问3 详解】据图2 结果发现,与组2 相比组3 的 map2基因的转录量较低,组 3 与对照组的相差不大,说明褪黑素通过M l受体影响神经干细胞分化为成熟的神经细胞。为了排除褪黑素受体拮抗剂 a 对实验的影响,使实验结果更具有说服力,应单独使用褪黑素受体拮抗剂a 处理的一组作为对照。据图可知,褪黑素与M l结合然后促进了 ERK1/2磷酸化,磷酸化的ERK1/2通过核孔进入细胞核促进N gnl的作用,从而促进了 M D I基因的表达,从而促进神经干细胞分化。(北京师范大学附中实验中学2022-2023学
15、年高三上学期期中生物试题)7.下列关于细胞的癌变、衰老和凋亡过程的叙述,正确的是()A,都是由某些基因发生突变引起的 B.都涉及到某些特定基因的表达C.都对个体的生长发育起有害作用 D.都是细胞生命历程的必经过程【答案】B【解析】【分析】1、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程.在成熟的生物体内,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,是通过细胞凋亡完成的。2、衰老细胞的特征:(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;(2)细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;(
16、3)细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;(4)有些酶的活性降低;(5)呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。3、细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变,其中原癌基因负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的过程,抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。【详解】A、细胞的癌变是由基因突变引起的,而衰老和凋亡不是,A错误;B、细胞的癌变、衰老和凋亡过程中都涉及到某些特定基因的表达,B正确;C、在个体发育中,细胞癌变对机体是有害的,而细胞的衰老和凋亡都是正常的生命现象,对机体是有利的,C错误;D、细胞癌变是细胞畸形分化的结果,不是细胞生命历程的必经过程,D错误。故选B(北京师范大学附中实验中学2 0 2 2-2
17、 0 2 3 学年高三上学期期中生物试题)1 7.研究发现,果糖的过量摄入与肠肿瘤有关,研究人员以小鼠为动物模型,进行了如下实验。(1)果糖不能水解,可直接被细胞吸收,属于糖类中的。实验组以正常膳食和2 5%的果糖溶液喂养小鼠,对照组以 喂养小鼠,测定小鼠的肠绒毛长度,结果如图 1。(2)肠绒毛长度增加常引发肿瘤发生,肠上皮细胞增殖和死亡的平衡决定了肠绒毛长度。正常情况下,肠道干细胞经过 产生新的肠上皮细胞,肠上皮细胞在向末端迁移的过程中,逐渐远离血液供应导致末端细胞缺氧凋亡。研究人员利用肠细胞系进行研究,图 2结果表明果糖,从而解释了图1 产生的现象。正常氧条件在缺氧条件+缺氧条件+果糖5
18、0时间(h)1 00图 2图 1(3)H I F-l a 是细胞缺氧适应的关键转录因子,丙酮酸激酶(P K M 2)与细胞代谢密切相关,研究人员继续进行了实验,结果如图3。考与未友二嚷二,巴工细胞缺氧PKM2活性;bHIF-1a表达升高缓 冲 液PKM2激活剂细胞存活情况改变缺氧图3图4缺氧影响细胞存活的机制存在图4 所示通路,据图3 可知处应为(选填“升高”或“降低”)。研究人员推测果糖能影响上述通路,且主要在_ _ _ _ _ _ _ _ _ (选填 a”或“b )环节发挥作用,做 出 推 测 的 理 由 是。【答案】(1).单糖.等量的正常膳食和清水(2).有丝分裂和分化.减轻缺氧造成的
19、肠上皮细胞调亡情况(3).降低.a .缺氧条件下,组 2 的 H I F-l a 表达量显著高于组1,说明果糖影响上述通路;但组3 和组4 无显著差异,说明P K M 2 处于激活状态时,果糖无法发挥作用,果糖主要在a 环节发挥作用。【解析】【分析】1、糖类由C、H、0 三种元素组成的,分为单糖、二糖和多糖,常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等;植物细胞中常见的二糖是蔗糖和麦芽糖,动物细胞中常见的二糖是乳糖;植物细胞中常见的多糖是纤维素和淀粉,动物细胞中常见的多糖是糖原。2、设计实验时要遵循三大基本原则:单一变量原则、等量原则、对照原则:单一变量原则是指实验中只有一个变量,等量原
20、则是指除单一变量可以变化外,其他的实验条件要是一样的,要保持相同且适宜。【小 问 1 详解】单糖是指不能水解,可直接被细胞吸收的糖类,因此果糖属于糖类中的单糖。根据题干可知,本实验的自变量为果糖有无,实验应遵循对照原则、等量原则和单一变量原则,因此对照组以等量的正常膳食和清水喂养小鼠。【小问2详解】肠道干细胞和肠上皮细胞在形态结构和功能上不同,故肠道上皮细胞经过有丝分裂和分化产生新的肠上皮细胞。由图2可知,缺氧条件+果糖曲线和缺氧条件曲线相比,细胞凋亡相对值明显降低,可知果糖可降低缺氧条件下肠上皮细胞的凋亡数量,即图2结果表明果糖能减轻缺氧造成的肠上皮细胞调亡情况。【小问3详解】根据题干“丙酮
21、酸激酶(PKM2)与细胞代谢密切相关”可知,细胞缺氧时,PKM2活性下降。根据图3可知,缺氧条件下,组2的H lF-la表达量显著高于组1,说明果糖影响上述通路;但组3和组4无显著差异,说明PKM2处于激活状态时,果糖无法发挥作用,因此果糖主要在a环节发挥作用。【点睛】本题以果糖的过量摄入与肠肿瘤的关系为素材,考查单糖的定义和实例、细胞分裂和分化、细胞凋亡等相关知识,解答本题的关键在于遵循实验设计的原则进行相关的实验设计,并能根据实验结果进行分析和作出结论。(北京师范大学附中实验中学2022-2023学年高三上学期期中生物试题)18.学习以下材料,回 答(1)-(5)题。自体移植离我们还远吗?
22、2022年3月,我国科学家通过两个关键因子,诱导DNA去甲基化,将人类多能性干细胞转化为8细胞阶段全能性胚胎样细胞(简称8cL细胞)。这是目前全球通过无转基因、快速和可控的方法,获得的体外培养的“最年轻”的人类细胞。相比于诱导多能干细胞(简称iPS细胞),这些细胞不仅能分化成胎盘组织,还有潜力发育成更成熟的器官。该研究成果,让我们相信自体移植离我们不再遥远。人体许多疾病或意外伤害,都是由组织或器官受到损伤而引起的。器官移植是治疗此类疾病的有效方法之一,但器官移植患者需服用药物降低自身免疫系统的功能,这会增加被病原体感染的几率,甚至出现恶性肿瘤的风险。随着干细胞技术的发展,科研人员探索利用自体器
23、官移植解决上述问题。胚胎干细胞(简称ES细胞)存在于早期胚胎中,具有分化形成机体的所有组织、器官甚至个体的潜能。由于ES细胞的来源有限,限制了它在医学上的应用。2006年,科学家利用病毒将原癌基因(c-Myc)、抑癌基因(KIf4)、Sox2和Oct4等转入高度分化的小鼠成纤维细胞中,获得iPS细胞。在探索肌萎缩侧索硬化(A L S,俗称“渐冻症”)的治疗中,科研人员利用iPS细胞诱导分化成异常的运动神经元建立ALS疾病模型,用于进行大规模药物筛选及药效机制研究。在I型糖尿病的治疗中,i P S细胞定向分化为胰岛B细胞,将其输入患者体内,替代被破坏的胰岛B细胞,显著改善了患者的血糖控制。从E
24、S细胞到i P S细胞,再到8 c L细胞的技术突破,都为早期胚胎发育的基础研究提供了一种新的体外研究系统,有助于我们了解早期胚胎发育和疾病发生之间的关系,以及研究和治疗出生缺陷和各种发育疾病,也使个体化器官再生最终有可能成为现实。(1)E S细胞和8 c L细胞具有 性,其分化过程从分子水平上看是 的结果。(2)利用成纤维细胞获得i P S细胞的过程中,转入c-M y C、K I f 4、S o x 2和O c t 4等的作用是(3)结合文中信息,下列可以应用i P S细胞实现的有。A.利 用i P S细胞研究完整的哺乳动物胚胎发育过程B.利用i P S细胞分化获得神经元,用于治疗阿尔茨海默
25、病C.利用i P S细胞诱导形成疾病模型细胞,对药物的安全性和有效性进行检测D.诱导入的i P S细胞形成囊胚并植入子宫,使其进一步发育成新个体(4)与异体器官移植相比,自 体 器 官 移 植 的 优 势 是。(5)相较于E S细胞和i P S细胞,我国科学家研究获得的8 c L细胞的优势:。【答案】(1).全能 .基因选择性表达(2)诱导已分化细胞转变为未分化细胞(3)B C (4)可避免免疫排斥(5)8 C L细胞比E S细胞和i P S细胞的全能性更高/8 C L细胞比E S细胞和i P S细胞“更年轻”/8 C L细胞来源更多,可以规避伦理问题【解析】【分析】1、胚胎干细胞简称E S细
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