专题08 细胞的生命历程（期末真题汇编，北京专用）高二生物下学期

**基本信息** 汇编北京多区高二期末试题，聚焦细胞增殖和分化死亡两大高频考点，融合实验分析与科研情境，突出对生命观念和科学思维的综合考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|28题|细胞周期、有丝分裂实验、细胞分化本质、凋亡机制|结合北京期末真题，如细胞周期同步化实验设计、外泌体抗衰老研究| |非选择题|5题|细胞增殖调控、干细胞应用、铁死亡机制|以科研情境为载体，如CRISPR技术治疗AIDS、紫杉醇抗癌机制，体现探究实践与创新应用|

专题08 细胞的生命历程 2大高频考点概览 考点01 细胞增殖 考点02 细胞的分化与死亡 地 城 考点01 细胞增殖 1．（24-25高二下·北京通州·期末）生命系统中，各个层次的结构通常都与一定的功能相适应。下列实例不支持这一观点的是（　　） A．叶绿素亲脂性尾部与磷脂尾部亲和有利于其锚定在类囊体膜中 B．内质网中形成的连续的内腔相通的膜性管道系统，有利于物质运输 C．植物的机械组织常具有加厚的细胞壁，有利于发挥其支撑和保护作用 D．细胞的体积增大，有利于细胞与外界环境进行物质与能量的交换 2．（23-24高二下·北京丰台·期末）下列实验操作与实验现象不符的是（　　） 选项 实验操作 实验现象 ① 鉴定花生种子中的脂肪时，未用酒精溶液洗去浮色 橘黄色脂肪颗粒不清晰 ② 分离菠菜叶中色素时，滤液细线浸入层析液 滤纸条上无清晰色素带 ③ 观察植物细胞失水与吸水时撕取紫洋葱鳞片叶内表皮 细胞不会发生质壁分离 ④ 观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，解离时间过短 显微镜下细胞重叠 A．① B．② C．③ D．④ 3．（23-24高二下·北京丰台·期末）细胞周期包括分裂间期和分裂期（M期），分裂间期包括G1期、S期（DNA复制时期）和G2期。若某二倍体生物的精原细胞中一个DNA分子在G1期出现断裂和片段丢失，则下列推断正确的是（　　） A．DNA复制时所需的脱氧核苷酸种类减少 B．在光学显微镜下无法观察到同源染色体 C．该DNA所在染色体形成的2条姐妹染色单体异常 D．经过一次有丝分裂后，其中一个子细胞的染色体数目异常 4．（23-24高二下·北京朝阳·期末）细胞周期的分裂间期分为3个时期：DNA复制前的时期为G1期，DNA复制期为S期，DNA复制完成后的时期为G2期。研究人员用血清浓度不同的培养基培养乳腺癌细胞24h后，检测不同DNA含量的细胞数量，结果如图所示，由此可知低浓度血清培养能使细胞周期同步化，大部分细胞停留的时期是 （    ） A．G1期 B．S期 C．G2期 D．分裂期 5．（23-24高二下·北京朝阳·期末）大肠杆菌是发酵工程和基因工程常用的生物材料。下列关于大肠杆菌的叙述，正确的是（    ） A．以DNA为遗传物质 B．有成形的细胞核 C．通过有丝分裂增殖 D．属于自养型生物 6．（21-22高二下·北京朝阳·期末）有丝分裂过程中SMC3蛋白在着丝粒区大量富集。研究者构建玉米smc3基因突变体，观察野生型和突变体的有丝分裂过程，部分结果如图（A、B同一时期，C、D同一时期），下列叙述正确的是（    ） A．装片的制作步骤为：解离→染色→漂洗→制片 B．秋水仙素主要作用于A图所处时期的下个时期 C．推测SMC3蛋白可维持姐妹染色单体间的粘连 D．C图所示的细胞中可发生基因自由组合现象 7．（21-22高二下·北京海淀·期末）下图为普通光学显微镜观察到的洋葱根尖分生区细胞图像。下列相关叙述正确的是（    ） A．制作临时装片依次经过解离—染色—漂洗—制片 B．甲细胞中每条染色体的着丝粒排列在赤道板上 C．乙细胞中着丝粒分裂后，染色单体的数量加倍 D．甲和乙细胞中，染色体数目与DNA数目均相同 8．（20-21高二下·北京·期末）某同学用紫色洋葱（2n=16）制备临时装片观察细胞的有丝分裂，显微镜下的图像如图所示，下列叙述正确的是（　　） A．取新鲜的洋葱鳞片叶外表皮制作临时装片 B．镜检时需要先在低倍镜下找到分生区细胞 C．图中②所指细胞内染色单体数目加倍 D．应选择图中①所指细胞进行染色体数目计数 9．（24-25高二下·北京海淀·期末）细胞通过分裂增加数量的过程称为细胞增殖，对细胞增殖的研究依赖于技术的发展。 (1)细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、______的基础。 (2)细胞周期包括分裂间期（依次为G1、S和G2）和分裂期（M），各期及对应时长如右图。其中，DNA复制发生在S期，G1和G2期发生的是______。 (3)正常情况下细胞分裂是不同步的。为使不同细胞能够从同一时刻开始分裂，研究者使用DNA合成抑制剂处理周期中的细胞，使细胞停滞在复制过程中，无法继续完成分裂。去除抑制剂后，细胞可从原来的时期继续细胞分裂过程 ①在细胞的培养液中加入DNA合成抑制剂，处于S期的细胞立刻被抑制，继续培养不短于______（使用a、b、c、d表示）时长后，其余各期的所有细胞就都会被抑制在______。若用一个数学表达式来表示此时细胞总数与加入DNA抑制剂之前细胞总数的比值，该表达式为______（使用a、b、c、d表示）。 ②接下来去除抑制剂，细胞继续原有的细胞周期。培养时长在______之间，再加入DNA合成抑制剂，培养一段时间后，可实现细胞周期同步化。 (4)使用上述细胞周期同步化技术需要了解细胞周期各阶段的时长。研究者使用双标记法确定了S期的时长。E和B是两种有机物，能进入细胞并掺入正在复制的DNA中，从而使DNA带上不同的可检测标记，未掺入的E和B短时间内即被降解。研究者先向各组细胞培养液中加入E，随后每隔一定时间依次向一组细胞培养液中加入B，充分标记后收集各组细胞，检测双标记的细胞占全部E标记细胞的百分比。随着加入B的间隔的时间延长，该比例______，所经历的时间即为S期时长。 10．（24-25高二下·北京延庆·期末）科研人员发现了一种与细胞分裂持续时间有关的质量控制机例，称为“有丝分裂秒表”。为揭示这种“秒表”的功能，开展下列研究。 (1)细胞增殖具有周期性，一个细胞周期指的是_____。细胞周期的大部分时间处于分裂间期，此时期主要事件是完成_____，分裂间期包括G1期、S期和G2期三个阶段。 (2)为研究“有丝分裂秒表”的分子机制，科研人员利用正常细胞和P21基因缺失突变体细胞各160个开展研究。实验用细胞的正常有丝分裂时长在100min以内，细胞开始有丝分裂的时间不同。实验过程如图1，实验结果如图2. 研究表明，试剂M抑制有丝分裂前期纺锤体形成。图2实验结果说明：试剂M导致有丝分裂持续时间超过100min时，P21基因_____。 (3)已知p53蛋白能够结合到特定的DNA序列上，调控与细胞周期有关的多种基因的表达，P21基因可被p53蛋白诱导表达。p53以蛋白质复合体的形式存在并能传递给子细胞，监测有丝分裂持续的时间，称为“有丝分裂秒表”。 ①紫杉醇可以通过抑制纺锤体组装来延长有丝分裂时间，从而抑制癌细胞增殖。请结合本研究，解释“某些含p53缺失突变的癌症对紫杉醇不敏感”的可能原因。紫杉醇抑制纺锤体组装，有丝分裂时间延长→_____（补充文字和箭头）。 ②评价细胞周期存在“有丝分裂秒表”这一调控机制的优势_____。 11．（23-24高二下·北京通州·期末）科学家提取了同一只鸡的输卵管细胞、红细胞、胰岛细胞，对这3种细胞中的部分DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示，请分析并回答： 检测的3种细胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因、核糖体蛋白基因 卵清蛋白mRNA 珠蛋白mRNA 胰岛素mRNA 核糖体蛋白mRNA 输卵管细胞 ++++ + - - + 红细胞 ++++ - + - + 胰岛细胞 ++++ - - + + 说明：“+”表示检测发现相应的分子，“-”表示检测未发现相应的分子。 (1)在胚胎发育早期，各个细胞彼此相似，通过______使细胞数量增加，同时通过细胞分化，由一种细胞增殖产生的后代在形态、结构和功能上发生稳定性______，使细胞的种类增加。 (2)这三种细胞中合成的蛋白质种类______。 (3)3种细胞中的______基因都表达了，可以推测该基因指导合成的蛋白质可能是____________。 (4)综合以上，可知细胞分化的本质是______。 12．（22-23高二下·北京海淀·期末）常规种植的棉花（陆地棉）含有棉酚，棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里的许多黑色细小的腺体中。棉酚具有一定毒性，为培育棉酚含量低且品质好的棉花杂种植株，科研人员将某种棉酚含量低的野生棉（2n=2X=26）与品质好的陆地棉（2n=4X=52）进行了不对称体细胞杂交。 (1)科研人员首先制备了野生棉和陆地棉的悬浮细胞，用____________酶分别处理，各自获得有活力的原生质体。 (2)用一定剂量的紫外线处理野生棉原生质体，破坏部分染色体。用流式细胞仪测定上述各种原生质体细胞的DNA含量，结果如图1所示。未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中___________（选填图1中字母）。 (3)将紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体用化学诱导剂____________诱导融合，形成的融合细胞经过____________再生，成为完整细胞，进而分裂和脱分化形成_____________组织，经过____________形成完整的再生植株。 (4)科研人员选取再生植株及双亲的根尖进行____________、___________后用碱性染料染色并制片，显微镜下对___________期的细胞进行观察，比较染色体的形态和数目，分析再生植株的染色体变异类型。 (5)用特异性引物对陆地棉和野生棉基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。图2是用该引物对双亲及再生植株1~6进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株1~6中确定为杂种植株的有___________。 (6)对杂种植株可通过观察___________，筛选出低酚的杂种植物。 13．（24-25高二下·北京西城·期末）外泌体是细胞分泌的内含多种生物活性分子的囊泡。研究表明，干细胞外泌体（Exos）有抗衰老功能。为研究其抗衰老机理，以成纤维细胞和小鼠为材料开展了实验。 (1)在体外培养成纤维细胞时，需要保证环境条件__________。对贴壁生长的细胞进行传代培养时，需要的材料用具有__________（多选）。 A．胰蛋白酶溶液        B．细胞培养液     C．PEG            D．CO2培养箱 (2)成纤维细胞在传代30次（PDL30）时处于年轻状态，在PDL50时完全衰老。用Exos处理成纤维细胞，72h后检测细胞中DNA含量（图1），以及细胞周期抑制因子基因Cdkn1a和Ccng2的表达（图2）。 ① 细胞周期停滞是衰老细胞的基本特征。 图1结果表明Exos可逆转衰老细胞的细胞周期停滞，促进细胞增殖，依据是______。 ② 综合图1和图2结果推测，Exos使衰老细胞恢复活力的机理是__________。 (3)实验表明，Exos中的miR-302b（一种非编码小RNA）在抗衰老中发挥了关键作用。miR-302b可与靶基因mRNA的3'非翻译区（3'UTR）结合，诱导其降解或抑制mRNA的__________，从而调控靶基因表达。 (4)双荧光素酶报告基因技术可用于检验miR-302b的靶基因。其中，萤火虫荧光素酶可催化荧光素氧化发出黄绿色光，海肾荧光素酶可催化腔肠素氧化发出蓝光。将图3所示含有两种荧光素酶基因的表达载体与miR-302b共同转入成纤维细胞系，一段时间后裂解细胞，分别检测两种荧光的强度。并以海肾荧光素酶基因作为内参基因，来校正不同组之间细胞数目、裂解效率的差异。 ① 为研究Cdkn1a是否为miR-302b的靶基因，研究者克隆出Cdkn1a基因中3'UTR序列对应片段，将其插入载体中，插入位置应为图3中的__________位点。 ② 实验结果为__________，说明Cdkn1a是miR-302b的靶基因。 14．（23-24高二下·北京昌平·期末）黑色素细胞癌变导致黑素瘤的形成，黑素瘤患者缺乏合适的治疗手段，因此寻找新的治疗药物十分重要。 (1)黑色素细胞癌变后具有_____的特点，导致肿瘤的迅速生长。 (2)哌柏西利能够抑制多种人类肿瘤细胞增殖，但对黑素瘤的作用尚不明确，科研人员就其治疗效果展开研究。 ①培养人黑素瘤A2058（耐药细胞株）和黑素瘤SK-MEL-5细胞，实验组分别加入一定体积的含不同浓度哌柏西利的培养液，对照组加入_____，置于细胞培养箱中培养24h，检测细胞存活率（图1）。结果表明，哌柏西利明显抑制SK-MEL-5细胞的增殖，且表现为_____。 ②使用流式细胞仪检测部分SK-MEL-5细胞周期（图2），发现哌柏西利可能导致SK-MEL-5细胞周期阻滞在G1期，判断依据是_____。 ③研究显示，特异性蛋白调控细胞周期的过程如图3所示。为探究哌柏西利对SK-MEL-5细胞周期的影响机制，检测了相关蛋白的表达水平（图4）。综合分析可知，哌柏西利通过降低Cyclin D1、CDK4和CDK6含量，影响三种蛋白特异性结合，抑制_____，同时抑制Cip/Kip与蛋白复合体分离，进而阻止_____分离，导致S期相关基因转录受阻，使SK-MEL-5细胞周期阻滞在G1期。 (3)若要利用黑素瘤模型小鼠对哌柏西利的体内抗肿瘤效果及安全性进行检测，可参考的检测指标有_____（两方面各答1点即可）。 地 城 考点02 细胞的分化与死亡 15．（24-25高二下·北京丰台·期末）板蓝根和油菜是两个物种，研究者利用植物体细胞杂交技术培育了携带板蓝根染色体的新品种油菜。相关叙述错误的是（    ） A．板蓝根和油菜之间存在生殖隔离 B．体细胞杂交之前，必须先对母本去雄 C．融合后得到的杂种细胞需诱导成愈伤组织 D．培育新品种油菜的过程能体现植物细胞的全能性 16．（24-25高二下·北京丰台·期末）科学家通过体外培养鸡的干细胞，得到100%细胞培养肉，在色香味以及营养角度与传统鸡肉相差无几。相关叙述错误的是（    ） A．需要先使用胰蛋白酶等处理干细胞 B．后期需诱导干细胞分化成肌肉细胞 C．需置于95%O2+5%CO2混合气体环境 D．未来可根据个人口感或需求实现定制肉 17．（24-25高二下·北京延庆·期末）下列关于细胞生命历程的叙述，错误的是（　　） A．细胞凋亡是基因决定的细胞程序性死亡 B．细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化 C．衰老细胞内多种酶的活性降低，新陈代谢速率减慢 D．细胞体积增大导致细胞与环境的物质交换效率提高 18．（24-25高二下·北京海淀·期末）为了探究胚胎干细胞释放的外泌体与衰老的关系，研究人员设计了实验，结果如表所示。下列叙述正确的是（　　） 组别 实验材料 β - 半乳糖苷酶相对活性（%） 处于DNA复制时期细胞百分比（%） A 年轻小鼠细胞 + 缓冲液 3 33 B 衰老小鼠细胞 + 缓冲液 68 7 C 衰老小鼠细胞 + 外泌体 17 22 注：细胞衰老过程中β - 半乳糖苷酶活性会增加。 A．表中可分析的单因子对照实验有三组 B．外泌体可能通过抑制DNA的复制促进衰老 C．衰老细胞的特征是各种酶活性均降低 D．外泌体可能改变细胞衰老相关基因的表达 19．（24-25高二下·北京海淀·期末）紫杉醇存在于红豆杉属植物体内，具有较强抗癌作用。为保护野生红豆杉资源，科研人员用下图所示方法提取紫杉醇。下列相关叙述正确的是（　　） 红豆杉外植体→①→愈伤组织→②→单个细胞→③→高产细胞群→提取→紫杉醇 A．过程①需使生长素比例远高于细胞分裂素 B．过程①②都需在光照条件下培养 C．过程②③需接种到固体培养基上培养 D．过程①②③未体现红豆杉细胞的全能性 20．（24-25高二下·北京顺义·期末）科研人员模拟胚胎发育过程中的信号通路和微环境，成功诱导iPSC（诱导多能干细胞）成为功能性心肌细胞，用于心肌细胞的修复和再生。下列叙述正确的是（    ） A．此过程需借助动物细胞融合技术 B．iPSC与心肌细胞的基因组成不同 C．此过程中发生了细胞分裂和分化 D．胚胎发育的微环境不影响基因表达 21．（24-25高二下·北京朝阳·期末）血管内皮细胞凋亡与心血管疾病密切相关。研究者以人脐静脉细胞为模型，探究miR-29a-3p（一种非编码小RNA分子）对细胞凋亡的调控作用，实验设计及结果如下表： 组别 细胞凋亡比例% Bak1mRNA表达量 Bcl-2mRNA表达量 第1组：对照组 8.09 1.00 1.00 第2组：H2O2处理组 17.53 1.09 0.80 第3组：H2O2+无关miRNA处理组 16.05 1.11 0.78 第4组：H2O2+miR-29a-3p处理组 9.70 0.67 2.59 下列相关叙述正确的是（　　） A．miR-29a-3p由脱氧核糖核苷酸组成的一种小RNA分子 B．设置第3组的目的是排除无关miRNA对实验结果的干扰 C．细胞凋亡是由环境决定的细胞自动结束生命的过程 D．miR-29a-3p通过促进Bak1基因表达抑制细胞凋亡 22．（24-25高二下·北京昌平·期末）对供体和受体母羊进行同期发情处理，供体母羊配种后收集囊胚，分离培养获得胚胎干细胞（gESCs细胞）。碱性磷酸酶作为检测细胞分化的常用试剂，分化的细胞显示为无色，未分化的细胞显示为紫红色，gESCs细胞检测呈紫红色。相关叙述错误的是（　　） A．对供体母羊注射外源促性腺激素使其超数排卵 B．同期发情处理目的是提高胚胎移植的成功率 C．gESCs细胞来源于囊胚的滋养层细胞 D．gESCs细胞未发生基因的选择性表达 23．（23-24高二下·北京昌平·期末）下列有关干细胞的叙述，正确的是（　　） A．干细胞中的DNA和RNA与组织细胞中的相同 B．干细胞通过有丝分裂保持了亲、子代细胞间遗传的稳定性 C．干细胞中的基因都不能表达时，该细胞开始凋亡 D．干细胞分化程度低导致全能性低 24．（23-24高二下·北京东城·期末）为缓解饲养动物带来的环境、经济压力，与传统肉类感官特性相似的“细胞培养肉”引发人们关注。其生产流程如下图，以下叙述不正确的是（　　） A．技术应用了干细胞能分化成其他类型细胞的原理 B．体外培养干细胞时需置于 CO2培养箱以促进细胞呼吸 C．生物反应器扩大生产时培养基需加入动物血清等物质 D．细胞培养肉进入市场销售前还需进行安全性评估 25．（22-23高二下·北京顺义·期末）植物木质部的导管是死细胞，是运输水和无机盐的结构。管状细胞成熟过程中出现程序性死亡形成了导管，示意图如下。据图分析，下列推测不合理的是（    ） A．管状细胞的凋亡对植物个体的生存没有意义 B．液泡膜破裂会导致细胞中的代谢紊乱 C．管状细胞成熟过程中合成了与DNA断裂相关的酶 D．导管的形成是管状细胞基因选择性表达的结果 26．（22-23高二下·北京海淀·期末）科学家将大鼠的多能干细胞经体外诱导产生的原始生殖细胞样细胞（PGCLCs）移植到无生殖细胞的大鼠体内，可使其产生精子，并得到健康的后代。下列叙述正确的是（    ） A．多能干细胞分化程度高于PGCLCs B．多能干细胞经诱导可发生定向分化 C．PGCLCs分化为精子体现了细胞的全能性 D．多能干细胞内的所有基因都在活跃表达 27．（22-23高二下·北京海淀·期末）E酶是一种DNA损伤修复的关键酶，将敲除编码E酶基因的小鼠或老年野生型小鼠的脾细胞移植到年轻小鼠之后，会加速年轻小鼠的衰老。下列叙述不正确的是（    ） A．降低E酶的表达会阻碍DNA损伤修复 B．DNA损伤可能会导致衰老细胞比例增加 C．衰老细胞内DNA损伤增多，呼吸速率加快 D．增强E酶功能的药物可能有助于减缓衰老 28．（22-23高二下·北京东城·期末）DNA探针是利用放射性同位素等标记的特定DNA片段。用某人的胰岛素基因制成DNA探针，下列各项中，不能与之形成杂交分子的是（    ） A．此人胰岛A细胞中的DNA B．此人胰岛B细胞中的mRNA C．此人肝细胞中的DNA D．此人胰岛A细胞中的mRNA 29．（24-25高二下·北京通州·期末）铁死亡是一种由铁依赖性氧化应激诱导的调节性细胞死亡形式。近年来，科研人员在使用芬托霉素诱导肺癌细胞铁死亡的研究中实现了巨大突破。 (1)Fe3+进入细胞后，被还原为Fe2+，并与铁蛋白结合得以储存。在芬托霉素的作用下，肺癌细胞内游离的Fe2+增多，活性氧（ROS）增多，ROS可以插入到细胞膜的基本骨架——_______ ，造成膜穿孔，进而引发细胞破裂和死亡。 (2)科研人员发现，在芬托霉素诱导肺癌细胞铁死亡的过程中，NCO基因持续高表达，使用荧光对NCO蛋白进行细胞定位的结果如图1所示。为进一步阐明NCO基因的作用，科研人员构建了该基因敲除及过表达的肺癌细胞系，并在添加了Fe3+和芬托霉素的培养基中进行培养，图2显示，NCO基因敲除组与正常肺癌细胞组相比，游离的Fe2+数量__________ ，细胞破裂死亡数量______ 。综上推测，芬托霉素诱导细胞铁死亡的机制是__________ 。 (3)跨膜蛋白TF可以结合Fe3+，并参与其还原过程。科研人员开展了如下实验，证实了TF是Fe3+的受体，请完善以下表格，并预期相应结果（i、ii处填序号，iii、iv处填合适数量的+）_____ 。 组别 细胞 处理 ROS含量 细胞数量 1 正常肺癌细胞系 不含Fe3+的培养液+芬托霉素 + ++++ 2 ⅱ② +++ ++ 3 i① 不含Fe3+的培养液+芬托霉素 + ++++ 4 同ⅱ ⅲ③ ⅳ④ A．正常肺癌细胞系 B．TF基因敲除肺癌细胞系 C．NCO基因敲除肺癌细胞系 D．不含Fe3+的培养液 E．含Fe3+的培养液 F．芬托霉素 (4)科研人员发现，ACS蛋白作为细胞代谢关键酶，其高表达会导致细胞对铁死亡的敏感性增加。用芬托霉素诱导NCO和ACS双敲除肺癌细胞及ACS单敲除肺癌细胞铁死亡，结果如下图。由此可知，ACS位于NCO的_①_（上游/下游），请说明理由__________ ② 。 30．（22-23高二下·北京顺义·期末）学习以下材料，回答（1）~（5）题。 AIDS治疗的新思路 （AIDS）是一种由HIV病毒感染，危害人类健康，致死率极高的传染病。在过去10年间，艾滋病防治取得了较为显著的成就。 HIV能够侵袭人体的T细胞、树突状细胞和巨噬细胞，降低人体细胞免疫功能。HIV 感染人的T细胞需要经过3个阶段。阶段一：HIV识别T细胞表面的CD 4受体，并在辅助共受体CCR5或CXCR4的帮助下入侵T细胞。阶段二：HIV的RNA在酶的催化下逆转录成DNA，DNA被整合到T细胞基因组中，转录出病毒的基因组RNA和mRNA，翻译出衣壳蛋白。阶段三：衣壳蛋白和基因组RNA组装形成新病毒，T细胞裂解， HIV释放到血液，感染新细胞。 CRISPR/Cas9是一种基因组编辑技术，包含一个sgRNA和Cas9核酸酶。研究人员可依据需要设计sgRNA的碱基序列，使其能够特异性识别DNA中的碱基序列。Cas9能对sgRNA识别的DNA位点进行有效准确地切割，从而达到敲除基因中部分碱基序列的目的。 研究人员从人流产的胚胎中获得了胎肝肝脏组织，经胶原蛋白酶处理、洗涤、筛选获得CD34+细胞。利用CRISPR/Cas9技术和转基因技术，将含有sgRNA和Cas9基因的质粒转染CD34+细胞，经筛选、鉴定获得2个CCR5基因均缺失了32bp碱基的纯合细胞（HSPC）。 研究人员同时构建模型小鼠（对人体细胞不会产生免疫反应）。将HSPC注入24小时内新生模型小鼠的肝脏中，在移植后不同时间检测模型小鼠外周血中人淋巴细胞（CD45+）占小鼠外周血淋巴细胞的比例，结果如图。此外在模型小鼠的外周血、脾脏和肝脏中还检测到了人的B细胞、髓系血细胞（可发育为T细胞、巨噬细胞等）。 研究人员用HIV去感染模型小鼠，发现在感染病毒后第8周，移植了HSPC的小鼠外周血中HIV含量明显下降，而对照组中病毒含量依然保持较高水平。此项研究为有效防治艾滋病提供了新的思路。 (1)从实验小鼠体内分离筛选得到人CD45+细胞和人髓系血细胞，对这两种细胞的DNA和蛋白质分别比对，发现___________相同、___________不同。 (2)上述研究成果若用于治疗AIDS，可将HIV阻断在感染的阶段___________。 (3)研究表明，实验中从胎肝肝脏组织中筛选得到的人CD34+细胞属于多能干细胞（ips细胞），下列选项中能为其提供证据的是_。 A．小鼠体内检测到了HSPC B．小鼠体内检测到了多种人细胞 C．CD34+细胞取自胎肝肝脏组织 D．CD34+细胞的CCR5基因发生了突变 (4)用CRISPR/Cas9对CD34+细胞中的CCR5基因进行切割，通过PCR电泳检测切割效率仅为27%，即CRISPR/Cas9技术在实际操作中存在着脱靶问题。依据所学知识推测脱靶的主要原因是__________。 (5)研究人员用HIV去感染注入HSPC的小鼠， 测得其外周血中HIV含量明显低于对照组，原因是______ 31．（24-25高二下·北京海淀·期末）线粒体氧化磷酸化过程障碍会引起神经元损伤乃至凋亡，这是神经退行性疾病发病的重要原因之一。研究者尝试使用人工囊泡改善线粒体功能以治疗疾病。 (1)氧化磷酸化过程即有氧呼吸第三阶段，其场所为______。 (2)通过将原癌基因导入神经干细胞，使其具备______能力，利于大量生产。研究者以改造后的神经干细胞为材料，利用匀浆方法获得了许多包含细胞组分的人工囊泡，通过检测______，从其中分离得到线粒体来源的囊泡，记作S。 (3)将S与损伤的神经细胞混合，以探究S能否改善线粒体功能。实验中可用于作出判断的检测指标有______（至少两个）。 (4)为了进一步探究S抑制细胞损伤和凋亡的机制，研究人员检测了不同处理下蛋白P（可激活凋亡）的含量和线粒体形态，结果如下图1和图2所示。    实验结果表明，S可以______，从而抑制细胞的损伤和凋亡。 (5)若将S用于疾病的治疗，还需解决的问题有______（写出一条）。 32．（24-25高二下·北京顺义·期末）细胞在衰老过程中会逐渐退出细胞周期。科学家以小鼠为材料，研究胚胎干细胞产生的外泌体（HE）对细胞衰老的影响，为缓解与衰老相关的疾病提供了新的治疗策略。 (1)体外培养小鼠细胞时，需用胰蛋白酶处理组织块，目的是获得______。处理后的初次培养称为______，分瓶后的细胞逐渐丧失分裂能力，走向衰老。 (2)科研人员用胚胎干细胞分泌的HE处理培养至50代的细胞，检测细胞衰老标志物SA-β和S期（DNA复制）细胞的比例，结果如图。 实验结果表明______。 (3)进一步研究发现HE中富含miR-302b（一种miRNA）。为确定其主要作用靶点，科研人员开展以下研究。 ①用HE处理小鼠细胞，发现三个细胞周期抑制基因C1、C2、C3的表达发生显著变化。 ②借助生物信息学工具测算miR-302b与Cl、C2、C3的mRNA相互作用的最小自由能ΔG（kcal/mol）分别为-12.84、-6.1、-6.2。（形成氢键越多，ΔG越低，无关序列ΔG约-4~-7） 请基于上述结果，提出假说解释miR-302b调控细胞周期的机理______。 (4)为验证上述假设，科研人员将荧光素酶基因与miR-302b基因连接，转染野生型和靶基因突变体细胞，裂解细胞后加入底物，检测荧光强度。当miR-302b与靶基因mRNA结合后，荧光素酶mRNA被降解，导致荧光值下降。若实验结果为______，则支持上述假设。 受体细胞 荧光强度相对值 对照组（仅导入荧光素酶基因） 实验组 野生型 1.5 A 靶基因突变体 B (5)基于上述研究成果，研究人员设计了一款含miR-302b的保健品，请评估其安全风险______。 33．（23-24高二下·北京朝阳·期末）抑郁症与肠道菌群之间存在密切的联系。我国科研人员发现某些肠道微生物产生的代谢物高香草酸（HVA）与抑郁症的发生有关，并对其相关机理进行了研究。 (1)抑郁症患者血清HVA水平较低。研究人员取抑郁症患者和健康志愿者粪便样本进行肠道微生物体外培养，培养基中应含有水、______和无机盐等营养物质，结果发现患者肠道菌群中缺乏能产生HVA的B菌。 (2)检测发现抑郁症模型小鼠血清和脑组织中HVA水平均显著低于对照组健康小鼠，且肠道菌群中也缺乏B菌。研究人员对抑郁症模型小鼠进行HVA给药或肠道移植B菌，获得图1、图2所示实验结果。 ①图1结果表明移植B菌能产生HVA到达脑部，依据是___________。 ②将小鼠在无法逃离的水槽中放置5min，小鼠放弃挣扎、漂浮不动的总时长是评估抑郁症状的重要指标。图2结果表明________。 (3)已有研究表明脑部海马区的突触损伤是抑郁症的主要病理基础,而细胞过度自噬参与了突触损伤。细胞自噬过程中，细胞质基质中的LC3-Ⅰ蛋白被剪切转化为LC3-Ⅱ，LC3-Ⅱ定位到自噬体膜上，位于自噬体内膜上的LC3-Ⅱ最终在溶酶体中被降解（图3），因此细胞中两种LC3蛋白含量和两种蛋白的含量比（LC3-Ⅱ/ LC3-Ⅰ）是细胞自噬水平的重要指标。研究人员以体外培养的小鼠海马神经细胞为材料，进行相关处理后检测细胞内LC3-Ⅰ、LC3-Ⅱ含量，结果如图4所示。 ①培养基中缺乏葡萄糖时，细胞自噬水平升高，从物质与能量的角度说明该现象对细胞生存的意义：______。 ②图4中自噬抑制剂能够抑制溶酶体功能，第4组与第2组的 “LC3-Ⅱ/ LC3-Ⅰ”的差异产生原因是______。 ③实验结果表明，HVA能够通过___________减轻海马区突触损伤，从而改善抑郁症状。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题08 细胞的生命历程 答案版 地 城 考点01 细胞增殖 1．D 2．C 3．C 4．A 5．A 6．C 7．B 8．B 9．(1)繁殖、遗传 (2)有关蛋白质的合成 (3) a+c+d G1/ S 期交界 （a+b+2c+2d）/（a+b+c+d） b 至 a+c+d (4)从 100%降低到0 10．(1) 连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止 DNA分子的复制和有关蛋白质合成 (2)会导致子代细胞停滞在细胞周期的G1期甚至凋亡 (3) 紫杉醇抑制纺锤体组装，有丝分裂时间延长→p53缺失突变的癌症患者细胞中不能合成p53，无法形成蛋白质复合体传递给子代→不能诱导子代细胞中P21基因的表达→子代细胞不能停滞在G期→癌细胞持续增殖，对紫杉醇不敏感 “有丝分裂秒表”通过对有丝分裂时长的监控，可以及时发现并终止异常细胞的增殖，避免细胞癌变风险；外界条件不利时，可能导致亲代细胞有丝分裂时间延长，“有丝分裂秒表”可使子代细胞获知此信息，并使子代细胞停滞在G1期甚至凋亡，从而有效躲避外界不利条件 11．(1) 细胞分裂 差异 (2)不同 (3) 核糖体蛋白 维持细胞基本生命活动所必需的 (4)基因的选择性表达 12．(1)纤维素酶、果胶酶 (2)B、C、A (3) 聚乙二醇 细胞壁 愈伤 再分化 (4) 解离 漂洗 中 (5)1、3、5、6 (6)茎、叶黑色细小腺体的多少 13．(1) 无菌无毒 ABD (2) 与PDL30-对照组相比，PDL50-对照组处于S期细胞的比例较少；PDL50-Exos处理组S期细胞比例明显多于PDL50-对照 Exos抑制了衰老细胞中Cdkn1a和Ccng2的表达，进而逆转细胞周期停滞 (3)翻译 (4) A 表达载体中转入了3'UTR序列对应片段的成纤维细胞系黄绿光/蓝光的比值显著小于对照组（未转入3'UTR序列对应片段的成纤维细胞系） 14．(1)无限增殖 (2) 等体积的不含哌柏西利的培养液 剂量依赖性趋势/哌柏西利浓度越大，抑制效果越强 与对照组相比，实验组中G1期细胞所占的比例均明显增多 Rb（蛋白）磷酸化 磷酸化Rb（蛋白）与E2F (3)抗肿瘤效果：测量小鼠肿瘤体积/检测肿瘤生长抑制率（%）/检测肿瘤细胞存活率（%）；安全性：检测小鼠致死率/检测是否引发其他疾病/观察精神状态、活动能力等 地 城 考点02 细胞的分化与死亡 15．B 16．C 17．D 18．D 19．D 20．C 21．B 22．C 23．B 24．B 25．A 26．B 27．C 28．D 29．(1)磷脂双分子层 (2) 减少 减少 芬托霉素诱导下，NCO基因高表达，促进溶酶体相关铁代谢（如铁蛋白降解释放Fe2+），使游离Fe2+增多，ROS水平上升，引发肺癌细胞铁死亡 (3) B E+F + ++++ (4) 下游 NCO和ACS双敲除组与ACS单敲除组相比，肺癌细胞中游离Fe2+进一步减少，说明NCO对细胞内铁死亡相关过程的影响依赖于ACS，故ACS位于NCO下游 。 30．(1) DNA 蛋白质 (2)一 (3)B (4)非基因编辑对象也可能含有与sgRNA配对的碱基序列，造成sgRNA选错对象与之错误结合而脱靶 (5)注入HSPC的小鼠不能合成辅助共受体CCR5，而HIV识别T细胞表面的CD 4受体，并在辅助共受体CCR5或CXCR4的帮助下入侵T细胞，导致HIV被阻断在阶段一 31．(1)线粒体内膜 (2) 无限增殖 囊泡膜蛋白的种类和数量 (3)耗氧速率 /ATP；产生速率 / 氧化磷酸化水平 (4)降低 P 蛋白的含量，减少线粒体损伤 (5)人工囊泡能否在体内发挥作用 / 人工囊泡是否会引发人体的免疫反应 / 如何确保人工囊泡只针对特定的靶细胞 32．(1) 单个细胞 原代培养 (2)HE能改善细胞衰老，促进细胞有丝分裂 (3)miR-302b通过与C1 mRNA结合抑制C1基因的表达，解除对细胞周期的抑制 (4)A＜1.5、B≈1.5 (5)可能增加患癌风险 33．(1)碳源、氮源 (2) 移植B菌的抑郁症模型小鼠脑组织中HVA水平显著高于抑郁症模型小鼠 移植B菌或HVA给药都能促进抑郁症状改善 (3) 为细胞生存提供氨基酸、葡萄糖等必需原料物质和能源物质 第4组自噬抑制剂使自噬小体上LC3-Ⅱ降解速率下降，“ LC3-Ⅱ/ LC3-Ⅰ”增加 抑制海马神经细胞自噬 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题08 细胞的生命历程 2大高频考点概览 考点01 细胞增殖 考点02 细胞的分化与死亡 地 城 考点01 细胞增殖 1．（24-25高二下·北京通州·期末）生命系统中，各个层次的结构通常都与一定的功能相适应。下列实例不支持这一观点的是（　　） A．叶绿素亲脂性尾部与磷脂尾部亲和有利于其锚定在类囊体膜中 B．内质网中形成的连续的内腔相通的膜性管道系统，有利于物质运输 C．植物的机械组织常具有加厚的细胞壁，有利于发挥其支撑和保护作用 D．细胞的体积增大，有利于细胞与外界环境进行物质与能量的交换 【答案】D 【详解】1、细胞内的广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件。 2、内质网是一个膜性管道系统，是细胞内蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。 3、线粒体是有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间"。 4、蛋白质是生命活动的主要承担者。 【分析】A、叶绿素亲脂性尾部与生物膜磷脂分子“尾部”的性质相似，二者亲和有利于叶绿素分子插入类囊体薄膜中，这是分子的结构与功能相适应，A正确； B、内质网的膜性管道系统扩大膜面积，便于酶促反应和物质运输，结构适应功能，B正确； C、机械组织加厚的细胞壁增强机械支撑，结构直接服务于功能，C正确； D、细胞体积增大导致相对表面积减小，物质运输效率降低，结构与功能相悖，D错误。 故选D。 2．（23-24高二下·北京丰台·期末）下列实验操作与实验现象不符的是（　　） 选项 实验操作 实验现象 ① 鉴定花生种子中的脂肪时，未用酒精溶液洗去浮色 橘黄色脂肪颗粒不清晰 ② 分离菠菜叶中色素时，滤液细线浸入层析液 滤纸条上无清晰色素带 ③ 观察植物细胞失水与吸水时撕取紫洋葱鳞片叶内表皮 细胞不会发生质壁分离 ④ 观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，解离时间过短 显微镜下细胞重叠 A．① B．② C．③ D．④ 【答案】C 【分析】斐林试剂用于检测还原糖，使用方法：甲液和乙液等量混合、现配现用、水浴加热，实验现象为出现砖红色沉淀。 【详解】A、用苏丹Ⅲ溶液染色时，常用体积分数50%的酒精洗去浮色，脂肪鉴定实验中，发现橘黄色脂肪颗粒不清晰原因是未用50%酒精洗去浮色，A正确； B、层析液是由有机溶剂组成，分离菠菜叶中色素时，滤液细线浸入层析液，色素会溶解在层析液中，导致滤纸条上无清晰色素带，B正确； C、细胞能够发生质壁分离的内因是细胞壁和原生质层的伸缩性不同（原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性)，质壁分离的发生与颜色无关，C错误； D、观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，解离时间过短，会导致显微镜下细胞重叠；而观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，漂洗时间过短会影响染色体的着色，D正确。 故选C。 3．（23-24高二下·北京丰台·期末）细胞周期包括分裂间期和分裂期（M期），分裂间期包括G1期、S期（DNA复制时期）和G2期。若某二倍体生物的精原细胞中一个DNA分子在G1期出现断裂和片段丢失，则下列推断正确的是（　　） A．DNA复制时所需的脱氧核苷酸种类减少 B．在光学显微镜下无法观察到同源染色体 C．该DNA所在染色体形成的2条姐妹染色单体异常 D．经过一次有丝分裂后，其中一个子细胞的染色体数目异常 【答案】C 【分析】G1期进行相关蛋白质的合成，为DNA分子复制做准备；S期进行DNA分子的复制；G2期进行相关蛋白质的合成，为分裂期做准备。 【详解】A、DNA复制时所需的脱氧核苷酸种类为4种，种类不变，A错误； B、某二倍体生物的精原细胞中一个DNA分子在G1期出现断裂和片段丢失，染色体数目未变，在光学显微镜下可以观察到同源染色体，B错误； C、G1期DNA还未复制，该DNA分子片段丢失，经过DNA复制后该DNA所在染色体形成的2条姐妹染色单体均异常，C正确； D、某二倍体生物的精原细胞中一个DNA分子在G1期出现断裂和片段丢失，染色体数目不会发生变化，经过一次有丝分裂后，子细胞的染色体数目均正常，D错误。 故选C。 4．（23-24高二下·北京朝阳·期末）细胞周期的分裂间期分为3个时期：DNA复制前的时期为G1期，DNA复制期为S期，DNA复制完成后的时期为G2期。研究人员用血清浓度不同的培养基培养乳腺癌细胞24h后，检测不同DNA含量的细胞数量，结果如图所示，由此可知低浓度血清培养能使细胞周期同步化，大部分细胞停留的时期是 （    ） A．G1期 B．S期 C．G2期 D．分裂期 【答案】A 【分析】细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。分裂前的间期是细胞增殖的物质准备和积累阶段，又人为地分为 G1期、S期和G2期。 【详解】分裂前的间期是细胞增殖的物质准备和积累阶段，又人为地分为 G1期、S期和G2期，DNA复制前的时期为 G1期，DNA复制期为S期，DNA复制完成后的时期为G2期，分析题图可知，DNA含量在500~1000的细胞处于S期，即DNA复制期，DNA含量为500的细胞处于G1期，DNA含量为1000的细胞处于G2期或分裂期，与对照组相比，低浓度血清培养下，DNA含量为1000的细胞数量明显减少，DNA含量为500的细胞数量增加，说明低浓度血清培养能使大部分细胞停留的G1期，A正确，BCD错误。 故选A。 5．（23-24高二下·北京朝阳·期末）大肠杆菌是发酵工程和基因工程常用的生物材料。下列关于大肠杆菌的叙述，正确的是（    ） A．以DNA为遗传物质 B．有成形的细胞核 C．通过有丝分裂增殖 D．属于自养型生物 【答案】A 【分析】根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类，原核细胞是组成原核生物的细胞，这类细胞主要特征是没有以核膜为界限的细胞核, 同时也没有核膜和核仁, 只有拟核。常见的原核生物有蓝细菌、大肠杆菌、放线菌、支原体等。 【详解】A、大肠杆菌有细胞结构，遗传物质是DNA，A正确； B、大肠杆菌是原核生物，没有成形的细胞核，B错误； C、大肠杆菌是原核生物，以二分裂的方式进行增殖，C错误； D、大肠杆菌不能制造有机物，属于异养型生物，D错误。 故选A。 6．（21-22高二下·北京朝阳·期末）有丝分裂过程中SMC3蛋白在着丝粒区大量富集。研究者构建玉米smc3基因突变体，观察野生型和突变体的有丝分裂过程，部分结果如图（A、B同一时期，C、D同一时期），下列叙述正确的是（    ） A．装片的制作步骤为：解离→染色→漂洗→制片 B．秋水仙素主要作用于A图所处时期的下个时期 C．推测SMC3蛋白可维持姐妹染色单体间的粘连 D．C图所示的细胞中可发生基因自由组合现象 【答案】C 【分析】有丝分裂是是指真核细胞分裂产生体细胞的过程。通过有丝分裂，每条染色体精确复制成的两条染色单体分开成为染色体，再均等地分到两个子细胞中，使子细胞含有同母相同的染色体。 【详解】A、装片的制作步骤为：解离→漂洗→染色→制片，A错误； B、分析题图，A图的染色体具有染色单体，染色体散乱地分布在细胞中央，应该是有丝分裂前期，秋水仙素作用于有丝分裂的前期，即A期，B错误； C、比较都是处于有丝分裂前期的A图和B图，可以发现玉米smc3基因突变体的B图中，姐妹染色单体已经分开，再根据乙肝信息“有丝分裂过程中SMC3蛋白在着丝粒区大量富集”，说明当SMC3蛋白存在时，可维持姐妹染色单体间的粘连，C正确； D、基因自由组合现象发生在件数第一次分裂的后期，而C图是有丝分裂的后期，D错误。 故选C。 7．（21-22高二下·北京海淀·期末）下图为普通光学显微镜观察到的洋葱根尖分生区细胞图像。下列相关叙述正确的是（    ） A．制作临时装片依次经过解离—染色—漂洗—制片 B．甲细胞中每条染色体的着丝粒排列在赤道板上 C．乙细胞中着丝粒分裂后，染色单体的数量加倍 D．甲和乙细胞中，染色体数目与DNA数目均相同 【答案】B 【分析】1、观察细胞有丝分裂实验的步骤：解离（目的是使细胞分散开来）、漂洗（洗去解离液，便于染色）、染色（用甲紫、醋酸洋红等碱性染料）、制片（该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层，使之不相互重叠影响观察）和观察（先低倍镜观察，后高倍镜观察）。 2、有丝分裂染色体复制一次，细胞分裂一次，前期同源染色体不联会，中期染色体排列在赤道板上，后期姐妹染色单体分离，移向两极。 【详解】A、制作临时装片依次经过解离—漂洗—染色—制片，A错误； B、据图可知，甲图中每条染色体的着丝粒排列在赤道板上，处于有丝分裂的中期，B正确； C、乙细胞中着丝粒分裂后，染色体的数量加倍，但染色单体不存在，C错误； D、乙细胞着丝粒分裂后，染色体的数量加倍，是甲细胞染色体数目的2倍，两者的DNA数目相同，D错误。 故选B。 8．（20-21高二下·北京·期末）某同学用紫色洋葱（2n=16）制备临时装片观察细胞的有丝分裂，显微镜下的图像如图所示，下列叙述正确的是（　　） A．取新鲜的洋葱鳞片叶外表皮制作临时装片 B．镜检时需要先在低倍镜下找到分生区细胞 C．图中②所指细胞内染色单体数目加倍 D．应选择图中①所指细胞进行染色体数目计数 【答案】B 【分析】有丝分裂过程：（1）间期：进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，即染色体的复制，DNA数目加倍，但染色体数目不变；（2）前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；（3）中期：染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期；（4）后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，染色体数目加倍；（5）末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。 题图分析：图中①细胞处于分裂间期；②细胞处于有丝分裂后期。 【详解】A、洋葱鳞片叶外表皮细胞已经高度分化，不再分裂，因此不能用于观察细胞的有丝分裂，A错误； B、镜检时需要先在低倍镜下找到分生区细胞，然后再换高倍镜进行观察，B正确； C、图中②处于有丝分裂后期，细胞内染色体数目暂时加倍，不存在染色单体，C错误； D、有丝分裂中期的细胞中染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体形态、数目的最佳时期，而图中①所指细胞处于间期，D错误。 故选B。 【点睛】 9．（24-25高二下·北京海淀·期末）细胞通过分裂增加数量的过程称为细胞增殖，对细胞增殖的研究依赖于技术的发展。 (1)细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、______的基础。 (2)细胞周期包括分裂间期（依次为G1、S和G2）和分裂期（M），各期及对应时长如右图。其中，DNA复制发生在S期，G1和G2期发生的是______。 (3)正常情况下细胞分裂是不同步的。为使不同细胞能够从同一时刻开始分裂，研究者使用DNA合成抑制剂处理周期中的细胞，使细胞停滞在复制过程中，无法继续完成分裂。去除抑制剂后，细胞可从原来的时期继续细胞分裂过程 ①在细胞的培养液中加入DNA合成抑制剂，处于S期的细胞立刻被抑制，继续培养不短于______（使用a、b、c、d表示）时长后，其余各期的所有细胞就都会被抑制在______。若用一个数学表达式来表示此时细胞总数与加入DNA抑制剂之前细胞总数的比值，该表达式为______（使用a、b、c、d表示）。 ②接下来去除抑制剂，细胞继续原有的细胞周期。培养时长在______之间，再加入DNA合成抑制剂，培养一段时间后，可实现细胞周期同步化。 (4)使用上述细胞周期同步化技术需要了解细胞周期各阶段的时长。研究者使用双标记法确定了S期的时长。E和B是两种有机物，能进入细胞并掺入正在复制的DNA中，从而使DNA带上不同的可检测标记，未掺入的E和B短时间内即被降解。研究者先向各组细胞培养液中加入E，随后每隔一定时间依次向一组细胞培养液中加入B，充分标记后收集各组细胞，检测双标记的细胞占全部E标记细胞的百分比。随着加入B的间隔的时间延长，该比例______，所经历的时间即为S期时长。 【答案】(1)繁殖、遗传 (2)有关蛋白质的合成 (3) a+c+d G1/ S 期交界 （a+b+2c+2d）/（a+b+c+d） b 至 a+c+d (4)从 100%降低到0 【分析】细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。分裂间期是细胞增殖的物质准备和积累阶段，又人为地分为 G1期、S期和G2期。 【详解】（1）细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。 （2）分裂间期是细胞增殖的物质准备和积累阶段，又人为地分为 G1期、S期和G2期。DNA复制发生在S期，G1和G2期发生的是有关蛋白质的合成。 （3）①S期进行DNA复制，加入DNA合成抑制剂后，处于S期的细胞立刻被抑制，要保证刚完成S期的细胞再次进入S期培养时长至少要G1+G2+M，此时，所有细胞都会被抑制在G1/ S 期交界处。加入DNA抑制剂之前细胞总数为a+b+c+d，此时，原本处于G2和M期的细胞数目因分裂而加倍，原本处于G1和S期的细胞为数目由于DNA合成被抑制而数目不变，故此时细胞总数为a+b+2c+2d，综上可知，此时细胞总数与加入DNA抑制剂之前细胞总数的比值（a+b+2c+2d）/（a+b+c+d）。 ②去除抑制剂，培养时间应控制在大于S期时长，小于（G1+G2+M）期时长，这样才能保证细胞全部离开S期，且不进入下一个细胞周期的S期，此时再加入DNA合成抑制剂，培养一段时间后，可实现细胞周期同步化 （4）E和B均可在DNA复制中掺入子链，先向各组细胞培养液中加入E，随后每隔一定时间依次向一组细胞培养液中加入B，双标记的细胞占全部E标记细胞的百分比为100%时，细胞开始进入S期，双标记的细胞占全部E标记细胞的百分比为0时，说明细胞均不处于S期，故随着加入B的间隔的时间延长，双标记的细胞占全部E标记细胞的百分比从 100%降低到0，所经历的时间即为S期时长。 10．（24-25高二下·北京延庆·期末）科研人员发现了一种与细胞分裂持续时间有关的质量控制机例，称为“有丝分裂秒表”。为揭示这种“秒表”的功能，开展下列研究。 (1)细胞增殖具有周期性，一个细胞周期指的是_____。细胞周期的大部分时间处于分裂间期，此时期主要事件是完成_____，分裂间期包括G1期、S期和G2期三个阶段。 (2)为研究“有丝分裂秒表”的分子机制，科研人员利用正常细胞和P21基因缺失突变体细胞各160个开展研究。实验用细胞的正常有丝分裂时长在100min以内，细胞开始有丝分裂的时间不同。实验过程如图1，实验结果如图2. 研究表明，试剂M抑制有丝分裂前期纺锤体形成。图2实验结果说明：试剂M导致有丝分裂持续时间超过100min时，P21基因_____。 (3)已知p53蛋白能够结合到特定的DNA序列上，调控与细胞周期有关的多种基因的表达，P21基因可被p53蛋白诱导表达。p53以蛋白质复合体的形式存在并能传递给子细胞，监测有丝分裂持续的时间，称为“有丝分裂秒表”。 ①紫杉醇可以通过抑制纺锤体组装来延长有丝分裂时间，从而抑制癌细胞增殖。请结合本研究，解释“某些含p53缺失突变的癌症对紫杉醇不敏感”的可能原因。紫杉醇抑制纺锤体组装，有丝分裂时间延长→_____（补充文字和箭头）。 ②评价细胞周期存在“有丝分裂秒表”这一调控机制的优势_____。 【答案】(1) 连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止 DNA分子的复制和有关蛋白质合成 (2)会导致子代细胞停滞在细胞周期的G1期甚至凋亡 (3) 紫杉醇抑制纺锤体组装，有丝分裂时间延长→p53缺失突变的癌症患者细胞中不能合成p53，无法形成蛋白质复合体传递给子代→不能诱导子代细胞中P21基因的表达→子代细胞不能停滞在G期→癌细胞持续增殖，对紫杉醇不敏感 “有丝分裂秒表”通过对有丝分裂时长的监控，可以及时发现并终止异常细胞的增殖，避免细胞癌变风险；外界条件不利时，可能导致亲代细胞有丝分裂时间延长，“有丝分裂秒表”可使子代细胞获知此信息，并使子代细胞停滞在G1期甚至凋亡，从而有效躲避外界不利条件 【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次细胞分裂完成时结束的一段时间。细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期包括G1、S、G2，此时期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期做物质准备，此后进入分裂期（M）。 【详解】（1）细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。 （2）研究表明，试剂M抑制有丝分裂前期纺锤体形成。图2实验结果说明：试剂M导致有丝分裂持续时间超过100min时，对照组的细胞停滞在细胞周期的G1期甚至凋亡，实验组的细胞能正常分裂，说明P21基因会导致子代细胞停滞在细胞周期的G1期甚至凋亡。 （3）①“某些含p53缺失突变的癌症对紫杉醇不敏感”的可能原因是有丝分裂的前期延长→p53缺失突变的癌症患者细胞中不能合成p53，无法形成蛋白质复合体传递给子代→不能诱导子代细胞中P21基因的表达→子代细胞不能停滞在G1期→癌细胞持续增殖，对紫杉醇不敏感。 ② “有丝分裂秒表”这一调控机制的优势是机体内异常细胞往往表现为有丝分裂时长增加（或“细胞周期异常”），“有丝分裂秒表”通过对有丝分裂时长的监控，可以及时发现并终止异常细胞的增殖，避免细胞癌变风险；外界条件不利时，可能导致亲代细胞有丝分裂时间延长，“有丝分裂秒表”可使子代细胞获知此信息，并使子代细胞停滞在G1期甚至凋亡，从而有效躲避外界不利条件。 11．（23-24高二下·北京通州·期末）科学家提取了同一只鸡的输卵管细胞、红细胞、胰岛细胞，对这3种细胞中的部分DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示，请分析并回答： 检测的3种细胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因、核糖体蛋白基因 卵清蛋白mRNA 珠蛋白mRNA 胰岛素mRNA 核糖体蛋白mRNA 输卵管细胞 ++++ + - - + 红细胞 ++++ - + - + 胰岛细胞 ++++ - - + + 说明：“+”表示检测发现相应的分子，“-”表示检测未发现相应的分子。 (1)在胚胎发育早期，各个细胞彼此相似，通过______使细胞数量增加，同时通过细胞分化，由一种细胞增殖产生的后代在形态、结构和功能上发生稳定性______，使细胞的种类增加。 (2)这三种细胞中合成的蛋白质种类______。 (3)3种细胞中的______基因都表达了，可以推测该基因指导合成的蛋白质可能是____________。 (4)综合以上，可知细胞分化的本质是______。 【答案】(1) 细胞分裂 差异 (2)不同 (3) 核糖体蛋白 维持细胞基本生命活动所必需的 (4)基因的选择性表达 【分析】1、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，叫作细胞分化。 2、就一个个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息，但形态、结构和功能却有很大差异，这是细胞中的基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。 【详解】（1）细胞分裂可是使细胞数量增加，细胞分化可是细胞种类增多；在胚胎发育早期，各个细胞彼此相似，通过细胞增殖使细胞数量增加，同时通过细胞分化，由一种细胞增殖产生的后代在形态、结构和功能上发生稳定性差异，使细胞的种类增加。 （2）题表可知，三种细胞基因相同，但是产生的mRNA不同，故这三种细胞中合成的蛋白质种类不同。 （3）题表可知，3种细胞中的核糖体蛋白基因都表达了，可以推测该基因指导合成的蛋白质可能是构成核糖体的蛋白质，即核糖体蛋白。 （4）综合以上，可知细胞分化的本质是基因的选择性表达，即遗传物质有选择性地发挥作用。 12．（22-23高二下·北京海淀·期末）常规种植的棉花（陆地棉）含有棉酚，棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里的许多黑色细小的腺体中。棉酚具有一定毒性，为培育棉酚含量低且品质好的棉花杂种植株，科研人员将某种棉酚含量低的野生棉（2n=2X=26）与品质好的陆地棉（2n=4X=52）进行了不对称体细胞杂交。 (1)科研人员首先制备了野生棉和陆地棉的悬浮细胞，用____________酶分别处理，各自获得有活力的原生质体。 (2)用一定剂量的紫外线处理野生棉原生质体，破坏部分染色体。用流式细胞仪测定上述各种原生质体细胞的DNA含量，结果如图1所示。未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中___________（选填图1中字母）。 (3)将紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体用化学诱导剂____________诱导融合，形成的融合细胞经过____________再生，成为完整细胞，进而分裂和脱分化形成_____________组织，经过____________形成完整的再生植株。 (4)科研人员选取再生植株及双亲的根尖进行____________、___________后用碱性染料染色并制片，显微镜下对___________期的细胞进行观察，比较染色体的形态和数目，分析再生植株的染色体变异类型。 (5)用特异性引物对陆地棉和野生棉基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。图2是用该引物对双亲及再生植株1~6进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株1~6中确定为杂种植株的有___________。 (6)对杂种植株可通过观察___________，筛选出低酚的杂种植物。 【答案】(1)纤维素酶、果胶酶 (2)B、C、A (3) 聚乙二醇 细胞壁 愈伤 再分化 (4) 解离 漂洗 中 (5)1、3、5、6 (6)茎、叶黑色细小腺体的多少 【分析】植物体细胞杂交技术的原理：细胞膜的流动性、细胞的全能性。意义;克服了远缘杂交不亲和的障碍，使后代具备两个亲本的遗传物质。 【详解】（1）进行植物体细胞杂交，首先需用纤维素酶和果胶酶处理野生棉和陆地棉的悬浮细胞，去除细胞壁，获得各自获得有活力的原生质体。 （2）一定剂量的紫外线处理野生棉原生质体，可破坏部分染色体。用流式细胞仪测定上述各种原生质体细胞的DNA含量，据图1可知，图A中大多数细胞的DNA含量约为100，图B中大多数细胞的DNA约等于50，图C细胞中DNA含量差异较大，未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中B、C、A。 （3）将紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体用化学诱导剂聚乙二醇（）PEG 诱导融合，形成的融合细胞经过细胞壁再生，成为完整细胞，进而分裂和脱分化形成愈伤组织，经过再分化形成完整的再生植株。 （4）有丝分裂中期染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体的最佳时期。科研人员选取再生植株及双亲的根尖进行解离、漂洗后用碱性染料染色并制片，显微镜下对中期的细胞进行观察，比较染色体的形态和数目，分析再生植株的染色体变异类型。 （5）杂种植株含有两个亲本的遗传物质，据图可知，1、3、5、6含有两个亲本的遗传物质，属于杂种植株。 （6）棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里的许多黑色细小的腺体中，对杂种植株可通过观察茎、叶黑色细小腺体的多少，筛选出低酚的杂种植物。 13．（24-25高二下·北京西城·期末）外泌体是细胞分泌的内含多种生物活性分子的囊泡。研究表明，干细胞外泌体（Exos）有抗衰老功能。为研究其抗衰老机理，以成纤维细胞和小鼠为材料开展了实验。 (1)在体外培养成纤维细胞时，需要保证环境条件__________。对贴壁生长的细胞进行传代培养时，需要的材料用具有__________（多选）。 A．胰蛋白酶溶液        B．细胞培养液     C．PEG            D．CO2培养箱 (2)成纤维细胞在传代30次（PDL30）时处于年轻状态，在PDL50时完全衰老。用Exos处理成纤维细胞，72h后检测细胞中DNA含量（图1），以及细胞周期抑制因子基因Cdkn1a和Ccng2的表达（图2）。 ① 细胞周期停滞是衰老细胞的基本特征。 图1结果表明Exos可逆转衰老细胞的细胞周期停滞，促进细胞增殖，依据是______。 ② 综合图1和图2结果推测，Exos使衰老细胞恢复活力的机理是__________。 (3)实验表明，Exos中的miR-302b（一种非编码小RNA）在抗衰老中发挥了关键作用。miR-302b可与靶基因mRNA的3'非翻译区（3'UTR）结合，诱导其降解或抑制mRNA的__________，从而调控靶基因表达。 (4)双荧光素酶报告基因技术可用于检验miR-302b的靶基因。其中，萤火虫荧光素酶可催化荧光素氧化发出黄绿色光，海肾荧光素酶可催化腔肠素氧化发出蓝光。将图3所示含有两种荧光素酶基因的表达载体与miR-302b共同转入成纤维细胞系，一段时间后裂解细胞，分别检测两种荧光的强度。并以海肾荧光素酶基因作为内参基因，来校正不同组之间细胞数目、裂解效率的差异。 ① 为研究Cdkn1a是否为miR-302b的靶基因，研究者克隆出Cdkn1a基因中3'UTR序列对应片段，将其插入载体中，插入位置应为图3中的__________位点。 ② 实验结果为__________，说明Cdkn1a是miR-302b的靶基因。 【答案】(1) 无菌无毒 ABD (2) 与PDL30-对照组相比，PDL50-对照组处于S期细胞的比例较少；PDL50-Exos处理组S期细胞比例明显多于PDL50-对照 Exos抑制了衰老细胞中Cdkn1a和Ccng2的表达，进而逆转细胞周期停滞 (3)翻译 (4) A 表达载体中转入了3'UTR序列对应片段的成纤维细胞系黄绿光/蓝光的比值显著小于对照组（未转入3'UTR序列对应片段的成纤维细胞系） 【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止所经历的全过程。体外培养细胞需要无菌无毒、适宜的营养、温度和PH、使用含95%空气和5% CO₂的混合气体。 【详解】（1）在体外培养细胞时，需要保证无菌、无毒、适宜的温度和pH、营养充足、气体环境适宜等环境条件。 对贴壁生长的细胞进行传代培养时，需要用胰蛋白酶溶液使细胞分散开来，还需要细胞培养液为细胞提供营养物质，同时要在CO2培养箱中维持适宜的pH和气体环境。PEG一般用于细胞融合，在此处不需要。所以答案为ABD。 （2）①观察图1，与PDL30-对照组相比，PDL50-对照组处于S期细胞的比例较少；PDL50-Exos处理组S期细胞比例明显多于PDL50-对照，这表明Exos可逆转衰老细胞的细胞周期停滞，促进细胞增殖。 ②由图2可知，与PDL50 - 对照相比，PDL50 - Exos处理组中细胞周期抑制因子基因Cdkn1a和Ccng2表达的蛋白减少，结合图1中Exos促进细胞增殖的结果，推测Exos抑制了衰老细胞中Cdkn1a和Ccng2的表达，进而逆转细胞周期停滞，从而促进细胞增殖，恢复活力。 （3）miR - 302b可与靶基因mRNA的3非翻译区（3UTR）结合，诱导其降解或抑制mRNA的翻译，从而调控靶基因表达。 （4）①要研究Cdkn1a是否为miR - 302b的靶基因，因为miRNA是通过与靶基因的3'UTR区域结合来发挥作用的，而萤火虫荧光素酶基因用于检测目的基因（这里假设与Cdkn1a关联）的表达情况，所以应将Cdkn1a基因中3'UTR序列对应片段插入到萤火虫荧光素酶基因的下游，即图3中的A位点。这样如果miR - 302b能与插入的3'UTR序列结合，就会影响萤火虫荧光素酶基因的表达，从而通过荧光强度变化体现出来。 ②实验结果为表达载体中转入了3'UTR序列对应片段的成纤维细胞系黄绿光/蓝光的比值显著小于对照组（未转入3'UTR序列对应片段的成纤维细胞系），则说明Cdkn1a是miR-302b的靶基因。 14．（23-24高二下·北京昌平·期末）黑色素细胞癌变导致黑素瘤的形成，黑素瘤患者缺乏合适的治疗手段，因此寻找新的治疗药物十分重要。 (1)黑色素细胞癌变后具有_____的特点，导致肿瘤的迅速生长。 (2)哌柏西利能够抑制多种人类肿瘤细胞增殖，但对黑素瘤的作用尚不明确，科研人员就其治疗效果展开研究。 ①培养人黑素瘤A2058（耐药细胞株）和黑素瘤SK-MEL-5细胞，实验组分别加入一定体积的含不同浓度哌柏西利的培养液，对照组加入_____，置于细胞培养箱中培养24h，检测细胞存活率（图1）。结果表明，哌柏西利明显抑制SK-MEL-5细胞的增殖，且表现为_____。 ②使用流式细胞仪检测部分SK-MEL-5细胞周期（图2），发现哌柏西利可能导致SK-MEL-5细胞周期阻滞在G1期，判断依据是_____。 ③研究显示，特异性蛋白调控细胞周期的过程如图3所示。为探究哌柏西利对SK-MEL-5细胞周期的影响机制，检测了相关蛋白的表达水平（图4）。综合分析可知，哌柏西利通过降低Cyclin D1、CDK4和CDK6含量，影响三种蛋白特异性结合，抑制_____，同时抑制Cip/Kip与蛋白复合体分离，进而阻止_____分离，导致S期相关基因转录受阻，使SK-MEL-5细胞周期阻滞在G1期。 (3)若要利用黑素瘤模型小鼠对哌柏西利的体内抗肿瘤效果及安全性进行检测，可参考的检测指标有_____（两方面各答1点即可）。 【答案】(1)无限增殖 (2) 等体积的不含哌柏西利的培养液 剂量依赖性趋势/哌柏西利浓度越大，抑制效果越强 与对照组相比，实验组中G1期细胞所占的比例均明显增多 Rb（蛋白）磷酸化 磷酸化Rb（蛋白）与E2F (3)抗肿瘤效果：测量小鼠肿瘤体积/检测肿瘤生长抑制率（%）/检测肿瘤细胞存活率（%）；安全性：检测小鼠致死率/检测是否引发其他疾病/观察精神状态、活动能力等 【分析】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，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，易转移。 【详解】（1）因为癌细胞具有无限增殖的特点，所以肿瘤能迅速生长。 （2）①实验的目的是探究哌柏西利对黑素瘤的作用，则自变量为哌柏西利的有无，因此实验组分别加入一定体积的含不同浓度哌柏西利的培养液，对照组加入等体积的不含哌柏西利的培养液。根据图1可知，SK-MEL-5细胞的存活率明显低于A2058细胞的存活率，且哌柏西利浓度越大，SK-MEL-5细胞的存活率越低，说明哌柏西利明显抑制SK-MEL-5细胞的增殖，且表现为剂量依赖性趋势/哌柏西利浓度越大，抑制效果越强。②细胞间期可分为G1期、S期、G2期。根据图2可知，与对照组相比，实验组G1期细胞所占的比例均明显增多，说明哌柏西利可能导致SK-MEL-5细胞周期阻滞在G1期。③结合图3和图4可知，哌柏西利通过降低Cyclin D1、CDK4和CDK6含量，影响三种蛋白特异性结合，进而抑制Rb（蛋白）磷酸化，同时抑制Cip/Kip与蛋白复合体分离，从而阻止磷酸化Rb（蛋白）与E2F分离，导致S期相关基因转录受阻，使SK-MEL-5细胞周期阻滞在G1期，不能进入S期。 （3）若要利用黑素瘤模型小鼠对哌柏西利的体内抗肿瘤效果及安全性进行检测，在抗肿瘤效果方面，可测量小鼠肿瘤体积/检测肿瘤生长抑制率（%）/检测肿瘤细胞存活率（%）；在安全性方面，可检测小鼠致死率/检测是否引发其他疾病/观察精神状态、活动能力等。 地 城 考点02 细胞的分化与死亡 15．（24-25高二下·北京丰台·期末）板蓝根和油菜是两个物种，研究者利用植物体细胞杂交技术培育了携带板蓝根染色体的新品种油菜。相关叙述错误的是（    ） A．板蓝根和油菜之间存在生殖隔离 B．体细胞杂交之前，必须先对母本去雄 C．融合后得到的杂种细胞需诱导成愈伤组织 D．培育新品种油菜的过程能体现植物细胞的全能性 【答案】B 【详解】A、板蓝根和油菜属于不同物种，不同物种之间存在生殖隔离，A正确； B、植物体细胞杂交技术通过细胞融合实现，属于无性生殖范畴，无需对母本去雄（去雄是防止自花传粉的有性杂交步骤），B错误； C、杂种细胞需在培养基中经脱分化形成愈伤组织，再通过再分化发育成完整植株，C正确； D、杂种细胞最终发育为完整植株，体现了植物细胞的全能性，D正确。 故选B。 16．（24-25高二下·北京丰台·期末）科学家通过体外培养鸡的干细胞，得到100%细胞培养肉，在色香味以及营养角度与传统鸡肉相差无几。相关叙述错误的是（    ） A．需要先使用胰蛋白酶等处理干细胞 B．后期需诱导干细胞分化成肌肉细胞 C．需置于95%O2+5%CO2混合气体环境 D．未来可根据个人口感或需求实现定制肉 【答案】C 【详解】A、胰蛋白酶用于分散细胞，使干细胞分离成单细胞悬液以便培养，A正确； B、干细胞需诱导分化为肌肉细胞才能形成类似肌肉的组织，B正确； C、动物细胞培养的气体环境通常为95%空气和5%CO₂（维持pH），而非95%O₂，高浓度O₂可能抑制细胞呼吸，C错误； D、通过调控干细胞分化可定制肉质，符合技术发展前景，D正确。 故选C。 17．（24-25高二下·北京延庆·期末）下列关于细胞生命历程的叙述，错误的是（　　） A．细胞凋亡是基因决定的细胞程序性死亡 B．细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化 C．衰老细胞内多种酶的活性降低，新陈代谢速率减慢 D．细胞体积增大导致细胞与环境的物质交换效率提高 【答案】D 【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发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。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、细胞分化：在个体发育中，相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化过程遗传物质不变，只是基因选择性表达的结果。 【详解】A、细胞凋亡是由基因调控的自动结束生命的过程，属于程序性死亡，A正确； B、细胞分化使细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异，实现多细胞生物体细胞的专门化，B正确； C、衰老细胞中呼吸酶等活性降低，细胞代谢速率减慢，符合衰老细胞的特征，C正确； D、细胞体积增大时，表面积与体积的比值减小，物质运输效率降低，而非提高，D错误。 故选D。 18．（24-25高二下·北京海淀·期末）为了探究胚胎干细胞释放的外泌体与衰老的关系，研究人员设计了实验，结果如表所示。下列叙述正确的是（　　） 组别 实验材料 β - 半乳糖苷酶相对活性（%） 处于DNA复制时期细胞百分比（%） A 年轻小鼠细胞 + 缓冲液 3 33 B 衰老小鼠细胞 + 缓冲液 68 7 C 衰老小鼠细胞 + 外泌体 17 22 注：细胞衰老过程中β - 半乳糖苷酶活性会增加。 A．表中可分析的单因子对照实验有三组 B．外泌体可能通过抑制DNA的复制促进衰老 C．衰老细胞的特征是各种酶活性均降低 D．外泌体可能改变细胞衰老相关基因的表达 【答案】D 【分析】酶活性指酶催化化学反应的能力，常用酶促反应的速率来表示。 【详解】A、单因子对照实验需保证只有一个自变量不同。表中A组（年轻细胞）与B组（衰老细胞）的自变量为细胞年龄，B组与C组（加外泌体）的自变量为是否添加外泌体，共两组单因子对照，A错误； B、B组（衰老细胞）的DNA复制时期细胞百分比为7%，C组（加外泌体）为22%，说明外泌体促进DNA复制，可能延缓衰老，B错误； C、衰老细胞中部分酶活性降低（如与增殖相关的酶），但β-半乳糖苷酶活性显著升高（表中B组数据），C错误； D、C组加入外泌体后，β-半乳糖苷酶活性降低且DNA复制活跃度提高，表明外泌体可能通过调控衰老相关基因的表达延缓细胞衰老，D正确。 故选D。 19．（24-25高二下·北京海淀·期末）紫杉醇存在于红豆杉属植物体内，具有较强抗癌作用。为保护野生红豆杉资源，科研人员用下图所示方法提取紫杉醇。下列相关叙述正确的是（　　） 红豆杉外植体→①→愈伤组织→②→单个细胞→③→高产细胞群→提取→紫杉醇 A．过程①需使生长素比例远高于细胞分裂素 B．过程①②都需在光照条件下培养 C．过程②③需接种到固体培养基上培养 D．过程①②③未体现红豆杉细胞的全能性 【答案】D 【详解】植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞等，在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。其具体流程为：接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→诱导生根→移栽成活。 【分析】A、过程①为脱分化，通常需要生长素和细胞分裂素的浓度比例适中以诱导愈伤组织形成，而非生长素比例远高于细胞分裂素，A错误； B、过程①（脱分化）需避光培养，B错误； C、过程②③为细胞悬浮培养，需在液体培养基中进行以促进细胞增殖，而非固体培养基，C错误； D、细胞全能性需发育为完整个体或分化为其他各种细胞，而过程①②③仅形成愈伤组织或细胞群，未体现全能性，D正确。 故选D。 20．（24-25高二下·北京顺义·期末）科研人员模拟胚胎发育过程中的信号通路和微环境，成功诱导iPSC（诱导多能干细胞）成为功能性心肌细胞，用于心肌细胞的修复和再生。下列叙述正确的是（    ） A．此过程需借助动物细胞融合技术 B．iPSC与心肌细胞的基因组成不同 C．此过程中发生了细胞分裂和分化 D．胚胎发育的微环境不影响基因表达 【答案】C 【详解】细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞分化的过程中DNA不变，RNA和蛋白质会发生改变。 【分析】A、动物细胞融合技术用于将不同细胞融合，而iPSC分化为心肌细胞属于细胞分化，无需细胞融合，A错误； B、iPSC与心肌细胞由同一来源细胞重编程或分化而来，基因组成相同，但基因表达情况不同，B错误； C、iPSC诱导为心肌细胞需通过细胞分裂增加数量，并通过分化形成特定功能细胞，C正确； D、胚胎微环境中的信号通路可调控基因选择性表达，直接影响细胞分化方向，D错误。 故选C。 21．（24-25高二下·北京朝阳·期末）血管内皮细胞凋亡与心血管疾病密切相关。研究者以人脐静脉细胞为模型，探究miR-29a-3p（一种非编码小RNA分子）对细胞凋亡的调控作用，实验设计及结果如下表： 组别 细胞凋亡比例% Bak1mRNA表达量 Bcl-2mRNA表达量 第1组：对照组 8.09 1.00 1.00 第2组：H2O2处理组 17.53 1.09 0.80 第3组：H2O2+无关miRNA处理组 16.05 1.11 0.78 第4组：H2O2+miR-29a-3p处理组 9.70 0.67 2.59 下列相关叙述正确的是（　　） A．miR-29a-3p由脱氧核糖核苷酸组成的一种小RNA分子 B．设置第3组的目的是排除无关miRNA对实验结果的干扰 C．细胞凋亡是由环境决定的细胞自动结束生命的过程 D．miR-29a-3p通过促进Bak1基因表达抑制细胞凋亡 【答案】B 【详解】细胞凋亡是由基因调控的细胞自动死亡过程。 【分析】A、miRNA属于小分子RNA，其基本组成单位是核糖核苷酸，而非脱氧核糖核苷酸，A错误； B、第3组（H₂O₂+无关miRNA）与第2组（H₂O₂处理）对比，可排除无关miRNA对实验结果的干扰，验证miR-29a-3p的特异性作用，B正确； C、细胞凋亡是由基因调控的细胞自动死亡过程，而非仅由环境决定，C错误； D、第4组中Bak1 mRNA表达量（0.67）低于对照组（1.00），说明miR-29a-3p抑制Bak1基因表达；同时Bcl-2 mRNA表达量升高（2.59），进一步抑制凋亡。miRNA通常通过结合靶mRNA抑制其翻译或降解mRNA，D错误。 故选B。 22．（24-25高二下·北京昌平·期末）对供体和受体母羊进行同期发情处理，供体母羊配种后收集囊胚，分离培养获得胚胎干细胞（gESCs细胞）。碱性磷酸酶作为检测细胞分化的常用试剂，分化的细胞显示为无色，未分化的细胞显示为紫红色，gESCs细胞检测呈紫红色。相关叙述错误的是（　　） A．对供体母羊注射外源促性腺激素使其超数排卵 B．同期发情处理目的是提高胚胎移植的成功率 C．gESCs细胞来源于囊胚的滋养层细胞 D．gESCs细胞未发生基因的选择性表达 【答案】C 【分析】动物胚胎发育的基本过程：(1)受精场所是母体的输卵管。(2)卵裂期:细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积并不增加，或略有减小。(3)桑葚胚:胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。是全能细胞。(4)囊胚:细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高)，聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为囊胚腔。(5)原肠胚:有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔。 【详解】A、促性腺激素可诱导供体母羊超数排卵，注意只能注射，口服会被消化分解，无法发挥作用，A正确； B、同期发情使受体与供体生殖器官生理状态一致，提高胚胎移植成功率，B正确； C、胚胎干细胞（gESCs）来源于囊胚的内细胞团，而非滋养层，C错误； D、未分化的gESCs细胞碱性磷酸酶检测呈紫红色，说明未发生基因选择性表达，D正确。 故选C。 23．（23-24高二下·北京昌平·期末）下列有关干细胞的叙述，正确的是（　　） A．干细胞中的DNA和RNA与组织细胞中的相同 B．干细胞通过有丝分裂保持了亲、子代细胞间遗传的稳定性 C．干细胞中的基因都不能表达时，该细胞开始凋亡 D．干细胞分化程度低导致全能性低 【答案】B 【分析】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。细胞分化的实质：基因的选择性表达。 【详解】A、不同组织细胞都是由干细胞有丝分裂形成的，都具有相同的DNA，但由于基因的选择性表达，不同细胞所含RNA和蛋白质有所区别，A错误； B、不同组织细胞都是由干细胞有丝分裂形成的，干细胞通过有丝分裂保持了亲、子代细胞间遗传的稳定性，B正确； C、干细胞的凋亡是基因控制的细胞程序性死亡，存在基因表达，C错误； D、干细胞分化程度低实际上导致的是全能性高，而不是全能性低。分化程度越高，干细胞的全能性越低，因为它们已经专化为特定类型的细胞，失去了分化成其他类型细胞的能力，D错误； 故选B。 24．（23-24高二下·北京东城·期末）为缓解饲养动物带来的环境、经济压力，与传统肉类感官特性相似的“细胞培养肉”引发人们关注。其生产流程如下图，以下叙述不正确的是（　　） A．技术应用了干细胞能分化成其他类型细胞的原理 B．体外培养干细胞时需置于 CO2培养箱以促进细胞呼吸 C．生物反应器扩大生产时培养基需加入动物血清等物质 D．细胞培养肉进入市场销售前还需进行安全性评估 【答案】B 【分析】动物细胞培养的条件：①营养：一般用液体培养基，要添加血清，以补充动物细胞所需的未知营养物质；②无菌无毒的环境：培养液定期更换以清除代谢物，防止代谢物积累对细胞自身造成危害；③温度、PH和渗透压：温度为36.5±0.5℃、PH为7.2~7.4。④气体环境：95%空气和5%CO2。 【详解】A、分析题图可知，干细胞分化成了肌肉细胞和脂肪细胞，说明技术应用了干细胞能分化成其他类型细胞的原理，A正确； B、体外培养干细胞时需置于含95%空气和5%CO2的培养箱中，其中O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH，B错误； C、生物反应器扩大生产时培养基需加入动物血清等物质，以满足动物细胞对未知营养物质的需求，C正确； D、细胞培养肉进入市场销售前还需进行安全性评估，符合相应标准才能上市，D正确。 故选B。 25．（22-23高二下·北京顺义·期末）植物木质部的导管是死细胞，是运输水和无机盐的结构。管状细胞成熟过程中出现程序性死亡形成了导管，示意图如下。据图分析，下列推测不合理的是（    ） A．管状细胞的凋亡对植物个体的生存没有意义 B．液泡膜破裂会导致细胞中的代谢紊乱 C．管状细胞成熟过程中合成了与DNA断裂相关的酶 D．导管的形成是管状细胞基因选择性表达的结果 【答案】A 【分析】由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以它是一种程序性死亡。在成熟的生物体中，细胞的自然更新，某些被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。 【详解】A、管状细胞的凋亡后有利于水和无机盐的运输，对植物个体的生存有重要意义，A错误； B、完整的细胞结构有利于细胞正常的形态和功能，液泡膜破裂会使液泡内的物质进入细胞质基质，导致细胞中的代谢紊乱，B正确； C、管状细胞成熟过程中细胞核和众多细胞器慢慢退化消失，其中的DNA被分解，故在其成熟过程中合成了与DNA断裂相关的酶，C正确； D、管状细胞成熟过程中出现程序性死亡形成了导管，在此过程中存在基因的选择性表达，D正确。 故选A。 26．（22-23高二下·北京海淀·期末）科学家将大鼠的多能干细胞经体外诱导产生的原始生殖细胞样细胞（PGCLCs）移植到无生殖细胞的大鼠体内，可使其产生精子，并得到健康的后代。下列叙述正确的是（    ） A．多能干细胞分化程度高于PGCLCs B．多能干细胞经诱导可发生定向分化 C．PGCLCs分化为精子体现了细胞的全能性 D．多能干细胞内的所有基因都在活跃表达 【答案】B 【分析】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。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。 【详解】A、多能干细胞经体外诱导可分化为PGCLCs细胞，因此多能干细胞分化程度低于PGCLCs，A错误； B、多能干细胞经体外诱导可产生原始生殖细胞样细胞（PGCLCs），说明多能干细胞经诱导可发生定向分化，B正确； C、PGCLCs分化为精子的过程没有形成个体，不能体现细胞的全能性，C错误； D、多能干细胞含有和受精卵相同的基因，但由于基因表达具有选择性，因此并非多能干细胞内的所有基因都在活跃表达，D错误。 故选B。 27．（22-23高二下·北京海淀·期末）E酶是一种DNA损伤修复的关键酶，将敲除编码E酶基因的小鼠或老年野生型小鼠的脾细胞移植到年轻小鼠之后，会加速年轻小鼠的衰老。下列叙述不正确的是（    ） A．降低E酶的表达会阻碍DNA损伤修复 B．DNA损伤可能会导致衰老细胞比例增加 C．衰老细胞内DNA损伤增多，呼吸速率加快 D．增强E酶功能的药物可能有助于减缓衰老 【答案】C 【分析】衰老细胞的特征：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；细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低；细胞色素随着细胞衰老逐渐累积；有些酶的活性降低；呼吸速度减慢，新陈代谢减慢。 【详解】A、E酶是一种DNA损伤修复的关键酶，降低E酶的表达，E酶含量减少，会阻碍DNA损伤修复，A正确； B、由题意“将敲除编码E酶基因的小鼠或老年野生型小鼠的脾细胞移植到年轻小鼠之后，会加速年轻小鼠的衰老”可知，缺少E酶或E酶活性降低，DNA损伤无法修复，从而引起小鼠衰老，因此DNA损伤可能会导致衰老细胞比例增加而导致个体衰老，B正确； C、衰老细胞内DNA损伤增多，会影响与细胞呼吸有关的酶基因的表达，导致相应酶的含量减少，从而导致呼吸速率减慢，C错误； D、E酶是一种DNA损伤修复的关键酶，增强E酶功能的药物可以缓解细胞的衰老，D正确。 故选C。 28．（22-23高二下·北京东城·期末）DNA探针是利用放射性同位素等标记的特定DNA片段。用某人的胰岛素基因制成DNA探针，下列各项中，不能与之形成杂交分子的是（    ） A．此人胰岛A细胞中的DNA B．此人胰岛B细胞中的mRNA C．此人肝细胞中的DNA D．此人胰岛A细胞中的mRNA 【答案】D 【分析】DNA探针是具有放射性标记的单链DNA分子，可以和相应的DNA片段杂交，也可以和相应的RNA片段杂交。 【详解】AC、体细胞都是受精卵有丝分裂产生的，具有全部的遗传信息，胰岛A细胞和肝脏细胞中含有胰岛素基因，可以和胰岛素基因制成的探针形成杂交分子，AC正确； B、胰岛B细胞中，胰岛素基因转录出mRNA，可以与胰岛素基因制成的探针形成杂交分子，B正确； D、由于基因的选择性表达，胰岛A细胞中胰岛素基因不表达，不含有胰岛素基因的mRNA，不能与胰岛素基因制成的探针形成杂交分子，D错误。 故选D。 29．（24-25高二下·北京通州·期末）铁死亡是一种由铁依赖性氧化应激诱导的调节性细胞死亡形式。近年来，科研人员在使用芬托霉素诱导肺癌细胞铁死亡的研究中实现了巨大突破。 (1)Fe3+进入细胞后，被还原为Fe2+，并与铁蛋白结合得以储存。在芬托霉素的作用下，肺癌细胞内游离的Fe2+增多，活性氧（ROS）增多，ROS可以插入到细胞膜的基本骨架——_______ ，造成膜穿孔，进而引发细胞破裂和死亡。 (2)科研人员发现，在芬托霉素诱导肺癌细胞铁死亡的过程中，NCO基因持续高表达，使用荧光对NCO蛋白进行细胞定位的结果如图1所示。为进一步阐明NCO基因的作用，科研人员构建了该基因敲除及过表达的肺癌细胞系，并在添加了Fe3+和芬托霉素的培养基中进行培养，图2显示，NCO基因敲除组与正常肺癌细胞组相比，游离的Fe2+数量__________ ，细胞破裂死亡数量______ 。综上推测，芬托霉素诱导细胞铁死亡的机制是__________ 。 (3)跨膜蛋白TF可以结合Fe3+，并参与其还原过程。科研人员开展了如下实验，证实了TF是Fe3+的受体，请完善以下表格，并预期相应结果（i、ii处填序号，iii、iv处填合适数量的+）_____ 。 组别 细胞 处理 ROS含量 细胞数量 1 正常肺癌细胞系 不含Fe3+的培养液+芬托霉素 + ++++ 2 ⅱ② +++ ++ 3 i① 不含Fe3+的培养液+芬托霉素 + ++++ 4 同ⅱ ⅲ③ ⅳ④ A．正常肺癌细胞系 B．TF基因敲除肺癌细胞系 C．NCO基因敲除肺癌细胞系 D．不含Fe3+的培养液 E．含Fe3+的培养液 F．芬托霉素 (4)科研人员发现，ACS蛋白作为细胞代谢关键酶，其高表达会导致细胞对铁死亡的敏感性增加。用芬托霉素诱导NCO和ACS双敲除肺癌细胞及ACS单敲除肺癌细胞铁死亡，结果如下图。由此可知，ACS位于NCO的_①_（上游/下游），请说明理由__________ ② 。 【答案】(1)磷脂双分子层 (2) 减少 减少 芬托霉素诱导下，NCO基因高表达，促进溶酶体相关铁代谢（如铁蛋白降解释放Fe2+），使游离Fe2+增多，ROS水平上升，引发肺癌细胞铁死亡 (3) B E+F + ++++ (4) 下游 NCO和ACS双敲除组与ACS单敲除组相比，肺癌细胞中游离Fe2+进一步减少，说明NCO对细胞内铁死亡相关过程的影响依赖于ACS，故ACS位于NCO下游 。 【分析】铁死亡核心：Fe²⁺依赖的 ROS 积累→磷脂双分子层损伤；NCO 基因：促进 Fe²⁺释放，是芬托霉素诱导铁死亡的关键；TF 蛋白：作为 Fe³⁺受体，介导 Fe³⁺进入细胞，为 Fe²⁺生成提供原料；信号通路：NCO→ACS→铁死亡敏感性，ACS 是 NCO 的下游效应分子。 【详解】（1）细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层。 （2）已知芬托霉素会使游离Fe²⁺和ROS增多，而NCO基因在该过程中持续高表达，若敲除NCO基因，其功能缺失会抑制游离Fe²⁺的增多（故数量减少），进而减少ROS产生，最终导致细胞死亡数量减少。芬托霉素诱导下，NCO基因高表达，促进溶酶体相关铁代谢（如铁蛋白降解释放Fe2+），使游离Fe2+增多，ROS水平上升，引发肺癌细胞铁死亡 （3）组别1：正常细胞（A）+ 无Fe³⁺+芬托霉素→作为“无 Fe³⁺”对照（ROS少，细胞多）； 组别2：正常细胞（A）+ 有Fe³⁺+芬托霉素→ 验证正常细胞在有Fe³⁺时的铁死亡（ROS多，细胞少）； 组别3：TF敲除细胞（B）+无 Fe³⁺+芬托霉素→ 验证TF 敲除细胞在“无 Fe³⁺”时的状态（应与组别 1一致，排除TF本身对芬托霉素的影响）； 组别4：TF敲除细胞（B，同组别3 的细胞）+ 有Fe³⁺+芬托霉素→ 验证TF敲除后，即使有Fe³⁺也无法诱导铁死亡（应与组别1、3一致，证明TF是 Fe³⁺受体）。 （4）若ACS位于NCO下游，则敲除ACS会阻断NCO的作用。实验中，双敲除组比ACS单敲除组对铁死亡的敏感性更低，表明NCO的功能依赖ACS，故ACS在下游。 30．（22-23高二下·北京顺义·期末）学习以下材料，回答（1）~（5）题。 AIDS治疗的新思路 （AIDS）是一种由HIV病毒感染，危害人类健康，致死率极高的传染病。在过去10年间，艾滋病防治取得了较为显著的成就。 HIV能够侵袭人体的T细胞、树突状细胞和巨噬细胞，降低人体细胞免疫功能。HIV 感染人的T细胞需要经过3个阶段。阶段一：HIV识别T细胞表面的CD 4受体，并在辅助共受体CCR5或CXCR4的帮助下入侵T细胞。阶段二：HIV的RNA在酶的催化下逆转录成DNA，DNA被整合到T细胞基因组中，转录出病毒的基因组RNA和mRNA，翻译出衣壳蛋白。阶段三：衣壳蛋白和基因组RNA组装形成新病毒，T细胞裂解， HIV释放到血液，感染新细胞。 CRISPR/Cas9是一种基因组编辑技术，包含一个sgRNA和Cas9核酸酶。研究人员可依据需要设计sgRNA的碱基序列，使其能够特异性识别DNA中的碱基序列。Cas9能对sgRNA识别的DNA位点进行有效准确地切割，从而达到敲除基因中部分碱基序列的目的。 研究人员从人流产的胚胎中获得了胎肝肝脏组织，经胶原蛋白酶处理、洗涤、筛选获得CD34+细胞。利用CRISPR/Cas9技术和转基因技术，将含有sgRNA和Cas9基因的质粒转染CD34+细胞，经筛选、鉴定获得2个CCR5基因均缺失了32bp碱基的纯合细胞（HSPC）。 研究人员同时构建模型小鼠（对人体细胞不会产生免疫反应）。将HSPC注入24小时内新生模型小鼠的肝脏中，在移植后不同时间检测模型小鼠外周血中人淋巴细胞（CD45+）占小鼠外周血淋巴细胞的比例，结果如图。此外在模型小鼠的外周血、脾脏和肝脏中还检测到了人的B细胞、髓系血细胞（可发育为T细胞、巨噬细胞等）。 研究人员用HIV去感染模型小鼠，发现在感染病毒后第8周，移植了HSPC的小鼠外周血中HIV含量明显下降，而对照组中病毒含量依然保持较高水平。此项研究为有效防治艾滋病提供了新的思路。 (1)从实验小鼠体内分离筛选得到人CD45+细胞和人髓系血细胞，对这两种细胞的DNA和蛋白质分别比对，发现___________相同、___________不同。 (2)上述研究成果若用于治疗AIDS，可将HIV阻断在感染的阶段___________。 (3)研究表明，实验中从胎肝肝脏组织中筛选得到的人CD34+细胞属于多能干细胞（ips细胞），下列选项中能为其提供证据的是_。 A．小鼠体内检测到了HSPC B．小鼠体内检测到了多种人细胞 C．CD34+细胞取自胎肝肝脏组织 D．CD34+细胞的CCR5基因发生了突变 (4)用CRISPR/Cas9对CD34+细胞中的CCR5基因进行切割，通过PCR电泳检测切割效率仅为27%，即CRISPR/Cas9技术在实际操作中存在着脱靶问题。依据所学知识推测脱靶的主要原因是__________。 (5)研究人员用HIV去感染注入HSPC的小鼠， 测得其外周血中HIV含量明显低于对照组，原因是______ 【答案】(1) DNA 蛋白质 (2)一 (3)B (4)非基因编辑对象也可能含有与sgRNA配对的碱基序列，造成sgRNA选错对象与之错误结合而脱靶 (5)注入HSPC的小鼠不能合成辅助共受体CCR5，而HIV识别T细胞表面的CD 4受体，并在辅助共受体CCR5或CXCR4的帮助下入侵T细胞，导致HIV被阻断在阶段一 【分析】细胞分化过程中DNA不变，其实质是基因的选择性表达，所以同一个体不同类型的细胞核DNA相同，而mRNA和蛋白质不完全相同。 【详解】（1）同一个体的核遗传物质相同，不同细胞是分化产生的，所以人CD45+细胞和人髓系血细胞的DNA相同，蛋白质不同。 （2）由题意可知，移植了HSPC的小鼠其CCR5基因均缺失了32bp碱基，导致其不能合成辅助共受体CCR5，所以可将HIV阻断在感染的阶段一。 （3）多能干细胞能分化成多种细胞，ACD错误，B正确。 故选B。 （4）Cas9能对sgRNA识别的DNA位点进行有效准确地切割，由于非基因编辑对象也可能含有与sgRNA配对的碱基序列，造成sgRNA选错对象与之错误结合而脱靶。 （5）由于注入HSPC的小鼠不能合成辅助共受体CCR5，而HIV识别T细胞表面的CD 4受体，并在辅助共受体CCR5或CXCR4的帮助下入侵T细胞，所以导致其外周血中HIV含量明显低于对照组。 31．（24-25高二下·北京海淀·期末）线粒体氧化磷酸化过程障碍会引起神经元损伤乃至凋亡，这是神经退行性疾病发病的重要原因之一。研究者尝试使用人工囊泡改善线粒体功能以治疗疾病。 (1)氧化磷酸化过程即有氧呼吸第三阶段，其场所为______。 (2)通过将原癌基因导入神经干细胞，使其具备______能力，利于大量生产。研究者以改造后的神经干细胞为材料，利用匀浆方法获得了许多包含细胞组分的人工囊泡，通过检测______，从其中分离得到线粒体来源的囊泡，记作S。 (3)将S与损伤的神经细胞混合，以探究S能否改善线粒体功能。实验中可用于作出判断的检测指标有______（至少两个）。 (4)为了进一步探究S抑制细胞损伤和凋亡的机制，研究人员检测了不同处理下蛋白P（可激活凋亡）的含量和线粒体形态，结果如下图1和图2所示。    实验结果表明，S可以______，从而抑制细胞的损伤和凋亡。 (5)若将S用于疾病的治疗，还需解决的问题有______（写出一条）。 【答案】(1)线粒体内膜 (2) 无限增殖 囊泡膜蛋白的种类和数量 (3)耗氧速率 /ATP；产生速率 / 氧化磷酸化水平 (4)降低 P 蛋白的含量，减少线粒体损伤 (5)人工囊泡能否在体内发挥作用 / 人工囊泡是否会引发人体的免疫反应 / 如何确保人工囊泡只针对特定的靶细胞 【分析】本题围绕线粒体功能修复与神经细胞保护展开，涉及有氧呼吸、细胞工程、细胞代谢检测及实验探究等知识点，考查对线粒体结构与功能、细胞代谢指标、实验设计与结果分析的理解，培养科学思维与探究能力。需运用有氧呼吸场所、细胞增殖特性、线粒体功能检测指标（耗氧速率、ATP 产生等 ）、实验结果分析及治疗应用的伦理与技术问题等知识解题。 【详解】（1）有氧呼吸第三阶段（氧化磷酸化 ）的场所是线粒体内膜， 其上分布着与有氧呼吸相关的酶 。 （2）改造神经干细胞使其具备类似癌细胞的无限增殖能力，可大量生产人工囊泡。线粒体来源的囊泡有特定膜蛋白标记，通过检测囊泡膜蛋白的种类和数量，可以用来分离线粒体来源的囊泡。 （3）线粒体功能可通过耗氧速率、ATP 产生速率、氧化磷酸化水平等指标检测，这些指标直接反映线粒体的能量代谢能力 。 （4）对比图 1 和图 2，S 处理后蛋白 P含量降低，线粒体损伤减少。故 S 可降低 P 蛋白含量，减少线粒体损伤 ，抑制细胞凋亡。 （5）若 S 用于治疗，需解决人工囊泡能否在体内稳定发挥作用、是否引发免疫反应、如何精准靶向神经细胞 等问题，进而保证治疗有效性与安全性 。 32．（24-25高二下·北京顺义·期末）细胞在衰老过程中会逐渐退出细胞周期。科学家以小鼠为材料，研究胚胎干细胞产生的外泌体（HE）对细胞衰老的影响，为缓解与衰老相关的疾病提供了新的治疗策略。 (1)体外培养小鼠细胞时，需用胰蛋白酶处理组织块，目的是获得______。处理后的初次培养称为______，分瓶后的细胞逐渐丧失分裂能力，走向衰老。 (2)科研人员用胚胎干细胞分泌的HE处理培养至50代的细胞，检测细胞衰老标志物SA-β和S期（DNA复制）细胞的比例，结果如图。 实验结果表明______。 (3)进一步研究发现HE中富含miR-302b（一种miRNA）。为确定其主要作用靶点，科研人员开展以下研究。 ①用HE处理小鼠细胞，发现三个细胞周期抑制基因C1、C2、C3的表达发生显著变化。 ②借助生物信息学工具测算miR-302b与Cl、C2、C3的mRNA相互作用的最小自由能ΔG（kcal/mol）分别为-12.84、-6.1、-6.2。（形成氢键越多，ΔG越低，无关序列ΔG约-4~-7） 请基于上述结果，提出假说解释miR-302b调控细胞周期的机理______。 (4)为验证上述假设，科研人员将荧光素酶基因与miR-302b基因连接，转染野生型和靶基因突变体细胞，裂解细胞后加入底物，检测荧光强度。当miR-302b与靶基因mRNA结合后，荧光素酶mRNA被降解，导致荧光值下降。若实验结果为______，则支持上述假设。 受体细胞 荧光强度相对值 对照组（仅导入荧光素酶基因） 实验组 野生型 1.5 A 靶基因突变体 B (5)基于上述研究成果，研究人员设计了一款含miR-302b的保健品，请评估其安全风险______。 【答案】(1) 单个细胞 原代培养 (2)HE能改善细胞衰老，促进细胞有丝分裂 (3)miR-302b通过与C1 mRNA结合抑制C1基因的表达，解除对细胞周期的抑制 (4)A＜1.5、B≈1.5 (5)可能增加患癌风险 【分析】动物细胞培养是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。 【详解】（1）体外培养小鼠细胞时，组织块由多个细胞紧密连接而成。用胰蛋白酶处理组织块，可分解细胞间的蛋白质（如胶原蛋白 ），使细胞分散，获得单个细胞 ，便于后续培养。处理后的细胞初次进行的培养称为原代培养 。 （2）左图（SA - β - gal 阳性率 ）：第 50 代细胞（衰老细胞 ）的 SA - β - gal 阳性率显著高于第 30 代细胞（年轻细胞 ）；而 “第 50 代细胞 + HE” 组的 SA - β - gal 阳性率明显低于 “第 50 代细胞” 组 。右图（S 期细胞比例 ）：第 50 代细胞的 S 期（DNA 复制期 ）细胞比例显著低于第 30 代细胞；而 “第 50 代细胞 + HE” 组的 S 期细胞比例明显高于 “第 50 代细胞” 组 。 综合两图可知：HE 能降低细胞衰老标志 SA - β - gal 的阳性率，提高 S 期细胞比例，说明 HE 可延缓细胞衰老。 （3）已知 “形成氢键越多，ΔG 越低；无关序列 ΔG 约 - 4~ - 7” ，而 miR - 302b 与 C1 的 mRNA 相互作用的 ΔG（ - 12.84 ）远低于与 C2、C3 的 ΔG（ - 6.1、 - 6.2 ），且低于无关序列的 ΔG 。这说明 miR - 302b 与 C1 的 mRNA 结合形成的氢键更多，结合更紧密、特异性更强 。细胞周期抑制基因 C1 的表达变化显著，且 miR - 302b 与 C1 的 mRNA 作用最强，因此假说为：miR - 302b 主要通过与细胞周期抑制基因 C1 的 mRNA 结合，抑制其表达，从而调控细胞周期，延缓细胞衰老 （注：若结合 C2 或 C3 也可，但 C1 的 ΔG 最低，是最可能的主要靶点 ）。 （4）实验原理：若 miR - 302b 与靶基因 mRNA 结合，荧光素酶 mRNA 会被降解，荧光值下降；若靶基因突变，miR - 302b 无法结合，荧光素酶 mRNA 不被降解，荧光值高 。 野生型细胞（靶基因正常）中，miR-302b 与靶基因 mRNA 结合，荧光素酶 mRNA 被降解，实验组荧光强度（A ）低于对照组 。 靶基因突变体细胞（靶基因异常）中，miR-302b 无法与靶基因 mRNA 结合，荧光素酶 mRNA 不被降解 ，实验组荧光强度（B ）接近对照组，且高于野生型实验组 。 （5）miR - 302b 可调控细胞周期，若过量摄入，可能会干扰正常细胞的周期调控 ，导致细胞异常增殖（如诱发肿瘤 ）。 人体与小鼠的生理机制存在差异，miR - 302b 在人体中的作用效果、代谢途径尚不明确，可能引发未知的副作用 。 33．（23-24高二下·北京朝阳·期末）抑郁症与肠道菌群之间存在密切的联系。我国科研人员发现某些肠道微生物产生的代谢物高香草酸（HVA）与抑郁症的发生有关，并对其相关机理进行了研究。 (1)抑郁症患者血清HVA水平较低。研究人员取抑郁症患者和健康志愿者粪便样本进行肠道微生物体外培养，培养基中应含有水、______和无机盐等营养物质，结果发现患者肠道菌群中缺乏能产生HVA的B菌。 (2)检测发现抑郁症模型小鼠血清和脑组织中HVA水平均显著低于对照组健康小鼠，且肠道菌群中也缺乏B菌。研究人员对抑郁症模型小鼠进行HVA给药或肠道移植B菌，获得图1、图2所示实验结果。 ①图1结果表明移植B菌能产生HVA到达脑部，依据是___________。 ②将小鼠在无法逃离的水槽中放置5min，小鼠放弃挣扎、漂浮不动的总时长是评估抑郁症状的重要指标。图2结果表明________。 (3)已有研究表明脑部海马区的突触损伤是抑郁症的主要病理基础,而细胞过度自噬参与了突触损伤。细胞自噬过程中，细胞质基质中的LC3-Ⅰ蛋白被剪切转化为LC3-Ⅱ，LC3-Ⅱ定位到自噬体膜上，位于自噬体内膜上的LC3-Ⅱ最终在溶酶体中被降解（图3），因此细胞中两种LC3蛋白含量和两种蛋白的含量比（LC3-Ⅱ/ LC3-Ⅰ）是细胞自噬水平的重要指标。研究人员以体外培养的小鼠海马神经细胞为材料，进行相关处理后检测细胞内LC3-Ⅰ、LC3-Ⅱ含量，结果如图4所示。 ①培养基中缺乏葡萄糖时，细胞自噬水平升高，从物质与能量的角度说明该现象对细胞生存的意义：______。 ②图4中自噬抑制剂能够抑制溶酶体功能，第4组与第2组的 “LC3-Ⅱ/ LC3-Ⅰ”的差异产生原因是______。 ③实验结果表明，HVA能够通过___________减轻海马区突触损伤，从而改善抑郁症状。 【答案】(1)碳源、氮源 (2) 移植B菌的抑郁症模型小鼠脑组织中HVA水平显著高于抑郁症模型小鼠 移植B菌或HVA给药都能促进抑郁症状改善 (3) 为细胞生存提供氨基酸、葡萄糖等必需原料物质和能源物质 第4组自噬抑制剂使自噬小体上LC3-Ⅱ降解速率下降，“ LC3-Ⅱ/ LC3-Ⅰ”增加 抑制海马神经细胞自噬 【分析】细胞自噬(autophagy)就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用，这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量;在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定。有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。研究表明，人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生障碍有关，因此，细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。 【详解】（1）微生物体外培养，培养基中应含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质。 （2）①图1中的抑郁症模型组+B菌的而小鼠脑组织中HVA水平与抑郁症模型组小鼠相比明显要高，所以可以表明移植B菌产生的HVA到达脑部，使抑郁症模型组+B菌的而小鼠脑组织中HVA水平升高。 ②图2中的抑郁症模型组+B菌的小鼠漂浮不动时长与抑郁症模型组小鼠相比明显要低很多，抑郁症模型组+HVA的小鼠漂浮不动时长与抑郁症模型组小鼠相比明显也低很多，这说明移植B菌或HVA给药都能促进抑郁症状改善。 （3）①处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获取维持生存所需的物质和能量，所以培养基中缺乏葡萄糖时，细胞自噬水平升高，从物质与能量的角度说明该现象对细胞生存的意义是为细胞生存提供氨基酸、葡萄糖等必需原料物质和能源物质 ②图4中第2组为培养基中缺乏葡萄糖，细胞自噬水平会升高，细胞LC3-Ⅰ含量和LC3-Ⅱ含量都较低，且LC3-Ⅱ含量比LC3-Ⅰ含量还要少。另由题干信息知，细胞自噬过程中，细胞质基质中的LC3-Ⅰ蛋白被剪切转化为LC3-Ⅱ，LC3-Ⅱ定位到自噬体膜上，位于自噬体内膜上的LC3-Ⅱ最终在溶酶体中被降解，图4中第4组为培养基中缺乏葡萄糖且加入自噬抑制剂，题干知自噬抑制剂能够抑制溶酶体功能，从而使自噬体内的物质以及自噬体内膜上的LC3-Ⅱ降解速率减慢，而LC3-Ⅰ蛋白仍可转化为LC3-Ⅱ，从而使LC3-Ⅱ/ LC3-Ⅰ比值增加，并且高于第2组。 ③图4中第1组为培养基中添加有葡萄糖，图中细胞只含有LC3-Ⅰ，说明细胞基本上不发生自噬； 图4中第2组为培养基中缺乏葡萄糖，细胞自噬水平会升高，细胞LC3-Ⅰ含量和LC3-Ⅱ含量都较低，且LC3-Ⅱ含量比LC3-Ⅰ含量还要少； 图4中第4组为培养基中缺乏葡萄糖且加入自噬抑制剂，题干知自噬抑制剂能够抑制溶酶体功能，从而使自噬体内的物质以及自噬体内膜上的LC3-Ⅱ降解速率减慢，而LC3-Ⅰ蛋白仍可转化为LC3-Ⅱ，从而使LC3-Ⅱ/ LC3-Ⅰ比值增加，并且高于第2组细胞自噬组； 图4中第3组为培养基中缺乏葡萄糖且加入HVA，LC3-Ⅱ/ LC3-Ⅰ比值增加，并且高于第2组细胞自噬组，和第4组一样使LC3-Ⅱ/ LC3-Ⅰ比值增加，并且高于第2组细胞自噬组，说明HVA和自噬抑制剂作用一样，能够抑制神经细胞自噬，从而减轻海马区突触损伤，从而改善抑郁症状。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $