第14讲 细胞的分化、衰老 和死亡（培优专练）（26年高考真题+强化训练+限时模拟）（全国通用）2027年高考生物一轮复习高效培优系列

**基本信息** 以高考真题为引领，通过分层训练构建“概念辨析-情境应用-综合建模”的方法体系，系统覆盖细胞分化、衰老和死亡的核心逻辑。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |真题·命题感知|3道高考真题|基础直判法、易混概念区分法、过程逻辑分析法|从细胞全能性表达切入，构建分化本质（基因选择性表达）→衰老特征（自由基积累、染色质收缩）→死亡类型（凋亡/坏死）的递进关系| |进阶·强化演练|情景探究15题、图表分析15题、实验探究7题|概念对比法、特征归纳法、实验变量控制法|结合前沿科研情境（如生物人工肾、肿瘤治疗），深化分化调控（信号通路）、衰老机制（自噬）、死亡调控（炎症小体）的应用逻辑| |拔高·限时模拟|15选择+5非选择|综合建模法、逆向排除法|整合细胞生命历程与代谢、遗传调控的交叉联系，强化知识迁移与实验设计能力|

第14讲 细胞的分化、衰老 和死亡（一轮培优练） 目 录 真题·命题感知（含2026高考真题） 1 进阶·强化演练（含情景探究、图表分析、实验探究类） 4 拔高·限时模拟（75分钟 100分） 47 真题·命题感知 1．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）研究人员将调控根尖干细胞微环境的P、W基因过表达系统导入某植物根尖外植体，在无外源激素条件下诱导外植体形成胚状体，并最终发育为完整植株。下列叙述正确的是（　　） A．P、W基因过表达诱导组织形成新植株需经历细胞分化 B．将流水充分冲洗后的外植体用无菌水反复冲洗进行灭菌 C．使用无激素培养基时不涉及激素对植物分化的调节作用 D．导入P、W基因过表达系统使根尖细胞具备了全能性 命题情境 本题依托植物基因工程 + 植物组织培养技术创设科研实验情境，围绕外源基因诱导植物外植体不添加外源激素即可再生完整植株的实验展开，结合干细胞调控、植物全能性、外植体消毒灭菌、植物激素调控分化等知识点命题，贴合高考以现代生物育种、细胞工程科研实验为载体的命题风格，聚焦植物细胞全能性与组织培养实操、分子调控机制。 考点解读 核心考点：植物组织培养、细胞分化、植物细胞全能性、外植体消毒与灭菌区分、植物内源激素调控分化。 植物组织培养形成完整植株必经脱分化、再分化（细胞分化）过程； 无菌水冲洗仅为消毒，灭菌需高压蒸汽灭菌、酒精、次氯酸钠等手段，二者概念不可混淆； 培养基无外源激素，但植物细胞自身可合成内源激素，依然调控细胞分裂与分化； 植物根尖体细胞本身已具备全套遗传物质，天生拥有全能性；P、W 基因只是激活全能性表达，而非赋予全能性。 解题方法 基础直判法 A：胚状体发育为完整植株存在形态、结构、功能差异化，一定发生细胞分化，表述正确； B：无菌水冲洗只能减少微生物，无法彻底灭菌，错误； C：植物细胞内源激素持续调控分化，有无外源激素不代表无激素调节，错误； D：根尖细胞原本就有全能性，基因仅诱导其表达，错误。 易混概念区分法 区分「消毒」与「灭菌」、「细胞本身具有全能性」和「全能性表达」、「外源激素」与「内源激素」三组高频易混概念。 过程逻辑分析法 梳理组织培养完整流程：外植体→脱分化→胚状体→再分化→完整植株，全程伴随细胞分化，直接锁定 A 正确。 答案：A 2．（2026·安徽·高考真题）东方蝾螈附肢切除后，伤口处部分细胞死亡，多数细胞如骨骼肌细胞和软骨细胞等重新进入细胞周期，成为有特定分化潜能的前体细胞团——芽基，芽基继续发育成完整附肢。下列叙述错误的是（　　） A．从附肢切除到再生的过程中存在细胞凋亡和细胞坏死 B．芽基形成和继续发育的过程中都有基因的选择性表达 C．前体细胞比骨骼肌细胞和软骨细胞的分化程度高 D．再生附肢细胞中的染色体数目与原附肢细胞相同 命题情境 本题以动物蝾螈附肢再生这一生理热点为素材，结合动物损伤修复、细胞死亡、细胞分化、细胞全能性相关机制命题，属于动物发育生物学真实情境，贴合高考利用动物再生、损伤修复等生命现象考查细胞生命历程的命题趋势。 考点解读 考点：细胞坏死与细胞凋亡、细胞分化（基因选择性表达）、细胞分化程度高低判断、有丝分裂染色体稳定性。 机械切除造成伤口细胞被动死亡属于细胞坏死；再生过程中多余细胞程序性清除为细胞凋亡，两种死亡方式均存在； 细胞分化本质是基因选择性表达，芽基形成、附肢发育均存在不同细胞定向分化； 骨骼肌、软骨细胞是高度分化的成熟体细胞；前体细胞可增殖分化形成多种组织，分化程度更低； 整个再生过程依靠体细胞有丝分裂增殖，亲子代细胞染色体数目保持一致。 解题方法 概念对比法 区分细胞坏死（外界损伤被动死亡）、细胞凋亡（基因调控主动死亡）；区分高度分化体细胞、低分化前体细胞。 核心结论记忆法 只要存在细胞形态、功能改变，就存在基因选择性表达；体细胞有丝分裂不改变染色体数目。 逆向排除法 A、B、D 表述均符合细胞生命历程基础规律，C 明显逻辑颠倒，直接判定 C 为错误选项。 答案：C 3．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）成纤维细胞经适当剂量X射线处理后进入衰老状态，细胞内自由基水平上升，衰老相关β-半乳糖苷酶活性升高，染色质形成致密团块。下列叙述错误的是（　　） A．高剂量X射线可引起细胞坏死 B．清除过量的自由基有助于延缓细胞衰老进程 C．β-半乳糖苷酶活性升高表明细胞代谢活动增强 D．染色质收缩是形成染色质致密团块的重要原因 命题情境 本题依托电离辐射诱导细胞衰老的细胞生物学实验情境，围绕细胞衰老自由基学说、衰老细胞形态与酶学特征、辐射对细胞的损伤设置问题，结合医疗辐射、细胞衰老前沿理论，贴合高考以细胞衰老、细胞损伤为背景的命题特点。 考点解读 核心考点：细胞衰老特征、自由基衰老学说、细胞坏死诱因、衰老细胞代谢特点、染色质形态变化。 低剂量 X 射线诱导细胞衰老，高剂量辐射会严重损伤细胞结构，引发细胞坏死； 自由基攻击 DNA、蛋白质、细胞膜，加速细胞衰老，清除自由基可延缓衰老； β- 半乳糖苷酶是细胞衰老标志物，其活性升高是细胞衰老的特征，衰老细胞整体代谢速率减弱，并非代谢增强； 细胞衰老时染色质高度收缩、螺旋化，形成致密团块，降低基因转录效率。 解题方法 知识点直判法 细胞衰老整体代谢减弱，β- 半乳糖苷酶仅为衰老标记酶，不能代表代谢增强，C 错误；A、B、D 均为教材细胞衰老标准结论。 易错点突破法 牢记易混陷阱：衰老相关酶活性上升≠细胞整体代谢旺盛，该酶仅特异性标记衰老，与整体代谢强度无关。 特征归纳法 整合衰老细胞统一特征：自由基积累、染色质收缩、代谢减慢、衰老特异性酶激活，快速判断各选项正误。 答案：C 进阶·强化演练 情境探究类 1．【科技前沿】生物人工肾（BAK）采用“半透膜系统+生物反应器”双模块结构：半透膜系统通过硅纳米孔膜，利用血压差模拟肾小球的滤过功能，形成“人工原尿”；生物反应器内种植了由干细胞分化而来的肾小管上皮细胞，其重吸收葡萄糖的部分过程如图所示，下列分析正确的是（　　） A．硅纳米孔膜的筛选作用依赖于膜上转运蛋白的构象变化 B．肾小球滤过形成的人工原尿中只含有各种代谢废物和水分 C．生物反应器内的肾小管上皮细胞与干细胞中碱基序列相同 D．使用呼吸抑制剂肾小管上皮细胞对葡萄糖的重吸收将减弱 【答案】D 【详解】A、硅纳米孔膜属于人工半透膜，不存在转运蛋白，其筛选作用依赖于膜的孔径大小，和转运蛋白的构象变化无关，A错误； B、肾小球滤过形成的原尿中除了代谢废物和水分外，还含有葡萄糖、无机盐等小分子营养物质，B错误； C、肾小管上皮细胞是干细胞分化形成的，分化的实质是基因的选择性表达，该过程中核DNA的碱基序列不变，但细胞内的mRNA碱基序列存在差异，选项未明确碱基序列对应的物质种类，表述错误，C错误； D、由图可知，肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖依赖钠离子的浓度梯度，而钠离子浓度梯度依靠消耗ATP的钠-钾泵维持。使用呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸产生ATP，导致钠-钾泵功能受抑制，无法维持钠离子浓度梯度，因此肾小管上皮细胞对葡萄糖的重吸收会减弱，D正确。 2．【医疗临床】脑钠肽（BNP）是临床诊断心力衰竭的重要血清标志物，主要由心室肌细胞合成并分泌。当心室负荷增加或心肌受损时，BNP基因表达上调，BNP被释放入血。下列相关叙述正确的是（　　） A．BNP在核糖体上合成后即具有生物活性 B．心室肌细胞分泌BNP时依赖载体蛋白协助 C．心力衰竭患者的血清中BNP含量高于健康人的 D．BNP基因只存在于心室肌细胞中 【答案】C 【详解】A、BNP属于分泌蛋白，核糖体上仅能合成多肽链，多肽链需要经过内质网、高尔基体的加工修饰后才具备生物活性，A错误； B、心室肌细胞分泌BNP的方式为胞吐，该过程依赖细胞膜的流动性，不需要载体蛋白协助，B错误； C、题意显示，心室负荷增加或心肌受损时，BNP基因表达上调、释放入血的量增加，心力衰竭患者存在心室负荷升高、心肌受损的情况，因此其血清中BNP含量高于健康人，C正确； D、人体所有体细胞均由受精卵经有丝分裂产生，核基因完全一致，BNP基因存在于几乎所有人体体细胞中，仅在心室肌细胞中选择性表达，D错误。 3．【生命科学前沿】我国科学家近期发现，血管内皮细胞表面的特定受体蛋白能感知血流产生的机械力。该蛋白受力后构象改变，促进转录因子Casz1（一类调控基因转录的蛋白质）与DNA结合以调控基因表达，在胚胎发育阶段决定血管发育为动脉或静脉。下列叙述正确的是（　　） A．该受体蛋白合成时产生的水中的氢均来自氨基酸的氨基 B．该受体蛋白结构是其感知机械力并传递信号的基础 C．该受体蛋白和Casz1都需经内质网和高尔基体的加工才具有活性 D．动脉与静脉内皮细胞蛋白质种类不同的根本原因是基因种类不同 【答案】B 【详解】A、氨基酸脱水缩合形成蛋白质时，生成的水分子中的氢来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基，A错误； B、蛋白质的结构决定功能，该受体蛋白感知机械力、构象改变后传递信号的功能依赖其特定的结构，B正确； C、Casz1是在细胞核内发挥作用的转录因子，属于胞内蛋白，不需要经过高尔基体加工，C错误； D、动脉与静脉内皮细胞均由受精卵分裂分化而来，所含基因种类相同，蛋白质种类不同的根本原因是基因的选择性表达，D错误。 4．【干细胞衰老前沿】长效造血干细胞（LT-HSCs）延缓细胞衰老的方式有：①表达端粒酶，维持端粒的长度；②激活细胞自噬，清除多余和损伤的线粒体。下列叙述错误的是（　　） A．LT-HSCs通过增殖和分化，可产生多种血细胞补充到血液中 B．端粒酶能延长端粒，使LT-HSCs不易随分裂次数增加而衰老 C．LT-HSCs能通过自噬减少线粒体数量，进而使自由基含量增加 D．LT-HSCs的增殖、分化、衰老和自噬都受到细胞内基因的调控 【答案】C 【详解】A、造血干细胞属于多能干细胞，可通过增殖和分化产生红细胞、白细胞、血小板等多种血细胞，补充到血液中，A正确； B、根据细胞衰老的端粒学说，细胞每次分裂后端粒会缩短，据题可知，端粒酶可以延长端粒长度，维持端粒结构稳定，使LT-HSCs不易随分裂次数增加而衰老，B正确； C、线粒体是细胞产生自由基的主要场所，损伤的线粒体更易释放大量自由基，LT-HSCs通过自噬清除多余和损伤的线粒体，会减少自由基的产生，C错误； D、细胞的增殖、分化、衰老都属于细胞正常的生命历程，受细胞内基因的调控，细胞自噬也是基因控制的细胞自主有序的生理过程，同样受基因调控，D正确。 5．【肿瘤医药研发】急性髓系白血病(AML)是一种致命的恶性血液肿瘤，AML 的显著特征是恶性增殖和分化障碍。研究证明，糖原合成酶激酶GSK3 可提高RAR 蛋白磷酸化修饰水平从而抑制其功能。目前采用组蛋白去甲基化酶LSD1抑制剂和GSK3 抑制剂联合治疗 AML，LSD1 抑制剂驱动STAT1基因转录进而促进白细胞分化。下列分析不合理的是（    ） A．GSK3 会导致癌细胞的细胞周期增长 B．STAT1基因仅在部分白细胞中表达 C．RAR 基因属于抑癌基因，RAR 蛋白可能促进细胞凋亡 D．LSD1 可能会抑制 RNA 聚合酶与部分基因启动子的结合 【答案】A 【详解】A、AML的特征是恶性增殖，GSK3可抑制RAR蛋白功能，进而促进癌细胞增殖，癌细胞增殖速度越快细胞周期越短，因此GSK3会导致癌细胞细胞周期缩短，A错误； B、细胞分化的实质是基因的选择性表达，STAT1基因表达可促进白细胞分化，因此该基因仅在部分白细胞中选择性表达，B正确； C、抑癌基因的功能是抑制细胞异常增殖、促进细胞凋亡或分化，GSK3抑制RAR功能后细胞出现恶性增殖，说明RAR可抑制细胞异常增殖，属于抑癌基因，其蛋白可能促进细胞凋亡，C正确； D、LSD1抑制剂可驱动STAT1基因转录，说明正常情况下LSD1会抑制STAT1基因的转录，转录过程需要RNA聚合酶结合基因的启动子，因此LSD1可能抑制RNA聚合酶与部分基因启动子的结合，D正确。 6．【人体生理生活】某学生打篮球时不小心摔倒，导致膝盖部位皮肤破损，出现渗血、红肿等现象一段时间后，红肿逐渐消失，皮肤得到修复。关于该过程的细胞活动，下列叙述错误的是（    ） A．皮肤破损部位的毛细血管破裂、部分细胞坏死，释放的内容物引发红肿 B．部分干细胞被激活并迁移到损伤部位，增殖分化为修复所需的特定细胞 C．新生表皮层细胞在成熟后逐渐衰老、凋亡、脱落，以维持细胞数量的平衡 D．新增殖的细胞发生基因选择性丢失，仅保留了与其功能相关的遗传信息 【答案】D 【分析】细胞分化的概念 ：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。 【详解】A、外伤导致细胞破裂，内容物释放，部分血细胞和内容物释放到组织液中，引发红肿，A正确； B、干细胞分裂能力强，部分干细胞被激活并迁移到损伤部位，增殖分化为修复所需的特定细胞，B正确； C、细胞一般要经过衰老、死亡阶段，新生表皮层细胞在成熟后逐渐衰老、凋亡、脱落，以维持细胞数量的平衡，C正确； D、新增殖的细胞为有丝分裂而来，遗传物质未变，D错误。 故选D。 7．【农业作物生活】雪莲果又称为安地斯小薯或雪莲根，是一种地下块根植物。其块根多且粗大，形状类似番薯，但不含淀粉，而是多汁，口感与雪梨相似，其果肉晶莹剔透、色泽呈淡黄色，散发着淡淡的清香。下列相关叙述正确的是（    ） A．雪莲果中的储能物质与小麦种子的储能物质相同 B．与雪梨相比，雪莲果更适合作为还原糖的鉴定材料 C．雪莲果中有些蛋白质能与DNA 形成稳定复合物 D．安地斯小薯生长过程中， 有细胞增殖、无细胞分化 【答案】C 【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、雪莲果中不含淀粉，而小麦种子的储能物质主要是淀粉，A错误； B、雪梨富含还原糖且颜色浅，雪莲果呈淡黄色，且材料中看不出其是否含有还原糖，因此雪梨更适合作为还原糖的鉴定材料，B错误； C、雪莲果中有染色体，而染色体主要是由蛋白质和 DNA 形成的稳定复合物，C正确； D、细胞增殖使细胞数目增多，细胞分化使细胞种类增加，安地斯小薯生长过程中，既有细胞的增殖，也有细胞的分化，D错误。 故选C。 8．【病原媒介生物科研】携带病毒的蚊子叮咬人时，会将含有病毒的唾液注入人体皮肤，从而造成病毒感染。清华大学程功团队研究发现伊蚊唾液中特异性表达的AaVA-1蛋白在促进病毒感染中发挥着重要作用，机理如下：AaVA-1蛋白能够与抑制免疫细胞自噬的LRPPRC蛋白结合→激活免疫细胞的自噬过程→促进病毒感染。 结合该项研究，下列说法错误的是（    ） A．AaVA-1蛋白空间构象的形成离不开内质网、高尔基体等结构的加工、修饰 B．AaVA-1蛋白是伊蚊细胞基本生命活动所必需的，该基因表达意味着细胞发生分化 C．为验证是AaVA-1蛋白发挥作用，可分别将伊蚊32种唾液蛋白逐一与病毒注射到小鼠体内，观察小鼠现象 D．敲除伊蚊的AaVA-1蛋白基因，其传播病毒的能力明显降低，可证明AaVA-1蛋白是辅助病毒传播的关键因子 【答案】B 【分析】分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜。 【详解】A、AaVA-1蛋白存在于唾液中，属于分泌蛋白，所以其蛋白空间构象的形成离不开内质网、高尔基体等结构的加工、修饰，A正确； B、AaVA-1蛋白仅在唾液中特异性表达，说明不是细胞基本生命活动所必需的，但该基因表达意味着细胞发生分化，B错误； C、为验证是AaVA-1蛋白发挥作用，可分别将32种唾液蛋白与病毒一同注射到小鼠体内，预期结果为AaVA-1蛋白组的小鼠出现相应病症，C正确； D、敲除伊蚊的AaVA-1蛋白基因，会导致不能产生AaVA-1蛋白，其传播病毒的能力明显降低，所以证明AaVA-1蛋白是辅助病毒传播的关键因子，D正确。 故选B。 9．【农业育种应用】农业生产中常用具有较强耐盐性的南瓜苗作砧木（指嫁接时承受接穗的植株）与黄瓜苗嫁接以提高黄瓜的耐盐性。研究表明盐胁迫下南瓜砧木根系细胞囊泡中CmCNIH1蛋白表达量上升，该蛋白能协助离子转运蛋白CmHKT1；1运输至质膜上，CmHKT1；1能将Na+限制在根系木质部中，从而避免盐胁迫对黄瓜造成伤害，具体机理如图所示。下列说法错误的是（    ）    A．黄瓜苗嫁接后生长发育的过程体现了细胞的全能性 B．盐胁迫是影响CmCNIH1基因选择性表达的环境因素 C．将CmHKT1；1运输至质膜上的过程需要消耗能量 D．通过CmHKT1；1将Na+转运到木质部的跨膜运输方式是主动运输 【答案】A 【分析】1、主动运输是指物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。 2、在物质的跨膜运输过程中，胞吞、胞吐是普遍存在的现象，它们也需要消耗细胞呼吸所释放的能量。 【详解】A、黄瓜苗嫁接后生长发育的过程体现了细胞的分裂和分化，没有体现细胞全能性，A错误； B、由题干信息可知，盐胁迫下南瓜砧木根系细胞囊泡中CmCNIH1蛋白表达量上升，因此盐胁迫是影响CmCNIH1基因选择性表达的环境因素，B正确； C、根系细胞囊泡中CmCNIH1蛋白能协助离子转运蛋白CmHKT1；1运输至质膜上，这个过程囊泡的运输需要消耗能量，C正确； D、由图可以看出木质部Na+浓度高于细胞内Na+，因此通过CmHKT1；1将Na+转运到木质部的跨膜运输方式是主动运输，D正确。 故选A。 10．【人体衰老科研】现实生活中，常说压力大会催生白发。最新的研究表明，压力会激活交感神经系统，产生去甲肾上腺素，使黑素干细胞过度增殖和过早耗竭，导致之后长出的毛发缺少黑色素。下列有关说法错误的是（    ） A．该过程涉及神经系统对细胞生命历程的调节作用 B．该过程中，黑素干细胞中的核酸种类未发生变化 C．黑素干细胞过早耗竭可能与端粒的缩短有关 D．该过程涉及黑素干细胞的分裂、分化、衰老 【答案】B 【分析】细胞衰老的原因：①自由基学说：在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中很容易产生异常活泼的带电分子或基团，即自由基，自由基产生后，会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，还会攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老。②端粒学说：每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA--蛋白质复合体，称为端粒。端粒DNA序列随着细胞分裂次数的增加被“截”短后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。 【详解】A、由题可知，压力会激活交感神经系统，产生去甲肾上腺素，涉及神经系统对细胞生命历程的调节作用，A正确； B、该过程涉及黑素干细胞的分化，在细胞分化过程中，DNA种类不变化，mRNA种类变化，B错误； C、黑素干细胞过早衰老、耗竭，根据端粒学说分析可知，细胞过早衰老可能与细胞增殖过程中的端粒缩短有关，C正确； D、综上所述可知，该过程涉及黑素干细胞的分裂、分化、衰老等生命历程，D正确。 故选B。 11．【细胞衰老炎症前沿】细胞衰老过程中溶酶体内的一种水解酶（组织蛋白酶B）会泄漏到细胞质基质中。研究人员分别向年轻、衰老细胞的细胞质中注射微量组织蛋白酶B，发现只有衰老细胞会迅速激活一种炎症小体蛋白（NLRP3），进而促进白细胞介素等炎性因子释放，并引发强烈的炎症反应。下列分析正确的是（　　） A．衰老细胞中组织蛋白酶B泄漏是溶酶体功能增强的表现 B．该研究揭示了细胞衰老导致炎症反应的一种潜在分子机制 C．向年轻细胞注射该酶也可激活NLRP3，但应答速度较慢 D．组织蛋白酶B作为信号分子可直接调节细胞周期的进展 【答案】B 【详解】A、溶酶体功能增强通常表现为水解酶活性和降解效率提高，且酶被严格局限在溶酶体内，组织蛋白酶B泄漏到细胞质，是溶酶体膜完整性受损、功能紊乱的表现，而非功能增强，A错误； B、该研究明确了细胞衰老过程中，泄漏的组织蛋白酶B在衰老细胞中激活炎症通路、引发炎症的过程，揭示了细胞衰老导致炎症反应的潜在分子机制，B正确； C、依据题干信息“只有衰老细胞会迅速激活NLRP3”，所以年轻细胞注射后不会激活该蛋白，C错误； D、组织蛋白酶B是一种溶酶体水解酶，主要功能是降解蛋白质，并非直接调节细胞周期进展，D错误。 12．【畜牧干细胞育种前沿】牛多能性拓展干细胞（bEPSCs）是育种、培育优质牛肉等应用的核心材料，为建立可长期自我更新的bEPSCs系，科研人员开展系列实验。 (1)bEPSCs可从牛囊胚的______中分离获取，培养过程中需定期更换培养液的目的是补充营养物质、______。 (2)培养的bEPSCs呈致密、饱满的圆顶状克隆生长，细胞克隆边界清晰、结构规整。取部分bEPSCs均分为2组，第1组加入CHIR和XAV试剂，第2组仅添加CHIR。在相同适宜条件下培养一段时间，观察早期传代细胞，第1组细胞呈致密圆顶状克隆，边缘整齐，第2组细胞由致密变扁平、克隆松散。结果表明______。 (3)bEPSCs建系过程中，研究人员比较不同培养条件对长期传代细胞的影响，结果如下表。 组别 培养基成分 POU5F1基因表达 SOX2基因表达 对照组 CHIR+XAV ++ ++ A CHIR ++++ ++++ B iCRT3 +++ +++ C CHIR+iCRT3 +++++ +++++ 注：“+”数量表示相对表达量；POU5F1和SOX2表达量越高，干细胞特性保持越好 ①结果表明CHIR与iCRT3对bEPSCs分化的作用是______关系。 ②Wnt和β-catenin是调控干细胞分化关键通路的信号分子，XAV抑制Wnt/β-catenin通路。TCF1和TCF4均为功能性蛋白，iCRT3特异性破坏β-catenin-TCF1蛋白复合物形成。下图为bEPSCs的Wnt/β-catenin调控机制。 Ⅰ．写出早期传代调节过程中表示调控效应的关键词： 第1组：【Ⅰ+Ⅱ】（调节平衡）→Ⅲ→Ⅴ（b1______）→Ⅶ（c1______） 第2组：【Ⅰ】（a1______）→Ⅲ→Ⅴ（b1______）→Ⅶ（e1______） Ⅱ．写出晚期传代C组实验调节过程中表示调控效应的关键词：d______，b2______，c2______。 （a1和d选填“促进”、“抑制”或“无影响”，b1和b2选填“上调”、“下调”或“不变”，c1和c2选填“维持”或“脱离”）。 【答案】(1) 内细胞团 及时清除代谢废物 (2)单独使用CHIR会诱导早期传代bEPSCs分化，而加入XAV后可逆转这一效应，维持细胞的干细胞特性 (3) 协同 下调 维持 促进 下调 脱离 抑制 上调 维持 【详解】（1）bEPSCs可从牛囊胚的内细胞团分离获取，内细胞团细胞具有发育的全能性，可分化为胎儿的各种组织。动物细胞培养过程中，细胞会不断产生乳酸、氨等代谢废物，这些物质积累会毒害细胞。定期更换培养液既能补充消耗的营养物质，又能及时清除代谢废物，维持细胞正常的生存环境。 （2）本实验的自变量是XAV的有无，因变量是bEPSCs的克隆形态（反映分化状态）。第1组（CHIR+XAV）：细胞呈致密圆顶状、边缘整齐，这是未分化干细胞的典型形态。第2组（仅CHIR）：细胞变扁平、克隆松散，说明细胞发生了分化。对比可知，单独使用CHIR会诱导早期传代bEPSCs分化，而加入XAV后可逆转这一效应，维持细胞的干细胞特性。 （3）①分析表格数据：单独使用 CHIR（A 组）或 iCRT3（B 组），POU5F1 和 SOX2 的表达量均高于对照组（CHIR+XAV）。两者联合使用（C 组）时，表达量显著高于单独使用的任何一组，且达到最高水平。由于 POU5F1 和 SOX2 表达量越高，干细胞特性保持越好（即抑制分化的效果越强），说明 CHIR 和 iCRT3 在抑制 bEPSCs 分化、维持干细胞特性方面具有协同作用（共同作用效果大于单独作用之和）。 ②早期传代 bEPSCs 主要通过β-catenin-TCF1 通路调控，晚期传代主要通过β-catenin-TCF4 通路调控。CHIR：促进Wnt/β-catenin 通路激活，增加细胞内 β-catenin 的含量。XAV：抑制Wnt/β-catenin 通路激活，减少细胞内 β-catenin 的含量。iCRT3：特异性抑制β-catenin 与 TCF1 的结合（破坏 β-catenin-TCF1 复合物形成）。β-catenin-TCF1 复合物：下调POU5F1 和 SOX2 的表达（促进分化）。β-catenin-TCF4 复合物：上调POU5F1 和 SOX2 的表达（维持干细胞特性）。 Ⅰ. 早期传代调节过程 第 1 组（CHIR+XAV）：β-catenin-TCF1 复合物的固有作用是抑制（下调）多能性基因的表达。CHIR（促进通路）与 XAV（抑制通路）达到平衡，β-catenin-TCF1 复合物含量适中，多能性基因表达量足以维持干细胞特性，细胞不分化。 第 2 组（仅 CHIR）：CHIR 的作用是激活（促进）Wnt/β-catenin 通路，使细胞内 β-catenin 含量显著升高。与第 1 组相同，β-catenin-TCF1 复合物仍发挥下调多能性基因的作用。β-catenin 含量升高导致 β-catenin-TCF1 复合物大量积累，多能性基因表达被显著抑制，细胞丧失干细胞特性，发生分化。 Ⅱ. 晚期传代 C 组（CHIR+iCRT3）调节过程 iCRT3 的特异性作用是抑制 β-catenin 与 TCF1 的结合，阻断 β-catenin-TCF1 通路。CHIR 使 β-catenin 含量升高，同时 iCRT3 阻断了 TCF1 通路，因此大量 β-catenin 转向与 TCF4 结合，形成 β-catenin-TCF4 复合物，该复合物显著上调多能性基因的表达。多能性基因表达量达到最高水平，干细胞特性得到最有效的维持，细胞可长期自我更新。 13．【灵长类胚胎工程前沿】中国科学家将导入绿色荧光基因的食蟹猴胚胎干细胞注入核移植获得的桑葚胚，成功构建高比例胚胎干细胞贡献的活嵌合体猴。研究人员分别提取嵌合体猴、甲、乙、丙四只食蟹猴的体细胞线粒体DNA（mtDNA），进行基因测序比对，结果显示：嵌合体猴体细胞中可检测到两种mtDNA序列，一种与甲完全一致（大部分细胞），另一种与丙高度同源（少部分细胞），未检测出乙的mtDNA序列；且两种mtDNA在嵌合体猴不同组织器官中的分布比例存在显著差异。 (1)胚胎干细胞可从囊胚的_______中分离获得，其在体外培养时具有_______的特点，可分化为多种组织细胞。 (2)核移植技术构建桑葚胚时，需将供体细胞的细胞核注入_______的卵母细胞中；甲、乙、丙个体中为代孕母体的是_______。 (3)若要鉴定嵌合体猴中胚胎干细胞的贡献比例，可通过检测_______（填“绿色荧光”或“线粒体DNA序列”）实现，理由是_______。 (4)结合上述实验结果，下列分析正确的有_______。 A．嵌合体猴大部分体细胞中与甲完全一致的mtDNA，来源于核移植获得的桑葚胚细胞 B．嵌合体猴体内两种mtDNA的序列差异，根本原因是基因的选择性表达 C．检测到丙源mtDNA的体细胞，均由导入的胚胎干细胞分裂分化而来 D．两种mtDNA在不同组织中的分布差异，可反映胚胎干细胞的贡献率 E．该实验可证明，胚胎干细胞可与核移植胚胎细胞协同发育形成完整个体 【答案】(1) 内细胞团 增殖能力强 (2) 去核减数分裂Ⅱ中期/MⅡ期 乙 (3) 绿色荧光 绿色荧光基因仅导入胚胎干细胞，其后代细胞会表达绿色荧光，可通过荧光强度/分布判断干细胞贡献比例 (4)ACDE 【详解】（1）胚胎干细胞可从囊胚的内细胞团中分离获得，因为内细胞团具有发育的全能性。其在体外培养时具有增殖能力强的特点，这样才能在需要时分化为多种组织细胞。 （2）核移植技术构建桑葚胚时，需将供体细胞的细胞核注入去核的减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞中，此时卵母细胞的细胞质含有促进细胞核全能性表达的物质。线粒体 DNA（mtDNA）为母系遗传，仅由卵细胞提供，代孕母体仅提供发育的子宫，不贡献任何遗传物质。题干中嵌合体猴未检测到乙的 mtDNA，说明乙是代孕母体。 （3）若要鉴定嵌合体猴中胚胎干细胞的贡献比例，可通过检测绿色荧光实现。理由是绿色荧光基因仅导入胚胎干细胞，其后代细胞会表达绿色荧光，可通过荧光强度/分布判断干细胞贡献比例。 （4）A、嵌合体猴大部分体细胞中与甲完全一致的mtDNA，来源于核移植获得的桑葚胚细胞，因为核移植的桑葚胚细胞提供了这部分mtDNA，A正确； B、嵌合体猴体内两种mtDNA的序列差异，根本原因是遗传物质不同，而不是基因的选择性表达，基因的选择性表达是细胞分化的原因，B错误； C、检测到丙源mtDNA的体细胞，均由导入的胚胎干细胞分裂分化而来，因为是将导入绿色荧光基因的胚胎干细胞注入核移植获得的桑葚胚，C正确； D、两种mtDNA在不同组织中的分布差异，可反映胚胎干细胞的贡献率，因为胚胎干细胞携带特定的mtDNA，其分布情况能体现贡献比例，D正确； E、实验成功获得了活的嵌合体猴，直接证明胚胎干细胞可与核移植胚胎细胞协同发育，共同形成完整个体，E正确。 14．【神经退行性疾病医药情境】帕金森病（PD）是由脑黑质的多巴胺能神经元退化而失灵，多巴胺分泌减少而引起的中枢神经系统退行性疾病，以静止性震颤、肌强直、运动迟缓等运动症状为主要临床表现。请回答下列问题： (1)多巴胺分泌不足会导致脑内运动调节相关的信息传递失衡，若多巴胺分泌不足，使突触后神经元更易兴奋进而引发肢体震颤，则多巴胺在此通路中为__________（填“抑制”或“促进”）性神经递质。 (2)研究发现，PD患者体内肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-1β（IL-1β）水平显著升高进而加剧神经元损伤，这属于__________（填“正反馈”或“负反馈”）调节。从免疫系统组成成分分析，TNF-α、IL-6、IL-1β是由____________________细胞产生的发挥__________作用的物质。 (3)凋亡相关蛋白Bax和Bcl-2与帕金森的发生相关，检测正常小鼠和帕金森模型小鼠脑组织中Bax和 Bcl-2的含量，结果如下表所示（“+”越多表示相关蛋白含量越多）。 蛋白质 正常小鼠 帕金森模型小鼠 Bcl-2 +++ + Bax + +++ 参照蛋白 ++ ++ 凋亡相关蛋白Bax和Bcl-2作用相反，其中__________是促凋亡蛋白。根据结果推测，帕金森的发病原因可能是__________。 (4)酪氨酸羟化酶（TH）是多巴胺合成所必需的酶，其表达水平直接反映了多巴胺能神经元的存活状态，已知天麻钩藤饮对早期帕金森小鼠有一定的治疗作用，综上所述，其发挥作用的机制可能是__________________。 【答案】(1)抑制 (2) 正反馈 免疫细胞或其他细胞 免疫 (3) Bax Bax蛋白过多，使脑黑质多巴胺能神经元退化，多巴胺分泌减少，使突触后神经元更易兴奋进而引发肢体震颤，引发帕金森 (4)天麻钩藤饮促进TH的合成，提高多巴胺能神经元活性进而增加多巴胺的分泌 【详解】（1）抑制性神经递质的作用是抑制突触后神经元兴奋。题干表明多巴胺分泌不足时突触后神经元更易兴奋，说明正常生理状态下多巴胺可抑制突触后神经元兴奋，因此属于抑制性神经递质。 （2）正反馈调节的特点是系统输出的效应反过来强化该过程，使偏离程度不断加剧：PD患者神经元损伤会诱导TNF-α等因子升高，这些因子又进一步加重神经元损伤，符合正反馈特征。TNF-α、IL-6、IL-1β都属于细胞因子，是免疫细胞或其他细胞分泌的免疫活性物质，主要发挥免疫调节作用。 （3）帕金森模型小鼠Bax含量远高于正常小鼠、Bcl-2含量远低于正常小鼠，且PD的核心病理是多巴胺能神经元凋亡退化，两种蛋白作用相反，因此含量随患病升高的Bax为促凋亡蛋白。结合数据可推测PD发病机制是Bcl-2抗凋亡作用减弱、Bax促凋亡作用增强，诱导多巴胺能神经元过量凋亡，多巴胺分泌减少引发病症。 （4）结合题干给出的PD三类病理特征（炎症因子升高加重损伤、促/抗凋亡蛋白表达失衡、多巴胺合成不足），天麻钩藤饮可从减少神经元损伤、抑制神经元凋亡、促进多巴胺合成三个层面逆转病理改变，发挥治疗作用。 15．【运动神经元疾病医疗情境】肌肉萎缩侧索硬化（ALS）是一种运动神经元疾病，主要原因是运动神经元轴突变和细胞死亡，导致神经元和其髓鞘的功能丧失，随着时间推移会发生进一步的恶化，从而导致了机体功能的障碍。下图是某患者病变部位的反射弧结构示意图： (1)若在患者①处给予一适宜刺激，⑤处____（能/不能）做出规律性的应答，原因是__________。 (2)研究中发现在ALS患者的运动神经元中有多个基因发生了突变，如SQSTM1、UBQLN2、TARDBP等基因均有不同程度的突变。下图所示为TARDBP基因发生突变后的模板链部分序列片段： 3’-ATGTCTGAATATACTCGGGTAACCGAAGATGAGAACGATGAGCCATTGAA-5’ （注：起始密码子为AUG，终止密码子为UAG、UAA或UGA） 在基因进行转录时，所需要的酶主要有____，此基因片段能控制合成的肽链最多含有____个氨基酸。 (3)研究发现细胞自噬与ALS有一定的关联，蛋白LC3-I与LC3-Ⅱ的相对值通常作为细胞自噬水平的检测指标，为探究ALS患者中的运动神经元的自噬水平是否发生变化，研究者使用细胞自噬诱导剂进行了多次实验，实验分为三组，其中①使用某促进自噬的药物诱导处理ALS运动神经元，②使用生理盐水处理ALS运动神经元。其结果如图： 从上图中，我们可以得到LC3-Ⅱ与LC3-I的比值越大，细胞的自噬水平越____，推测第③组实验处理方法为____，这说明ALS患者中运动神经元的细胞自噬水平可能发生了____（增强/减弱）。 【答案】(1) 不能 ALS患者的运动（传出）神经元受损，刺激感受器后，兴奋无法传至效应器，故⑤处无应答 (2) RNA聚合酶 11 (3) 高 使用生理盐水处理正常人运动神经元 减弱 【详解】（1）做出规律性的应答即发生了反射，发生反射的条件是有适宜的刺激和完整的反射弧，肌肉萎缩侧索硬化（ALS）患者的运动（传出）神经元受损，刺激感受器后，兴奋无法传至效应器，故⑤处不能做出规律性的应答。 （2）转录是以DNA的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下形成RNA的过程，因此所需要的酶主要有RNA聚合酶。根据模板链序列可知mRNA序列为5’-UACAGACUUAU/AUG/AGC/CCA/UUG/GCU/UCU/ACU/CUU/GCU/ACU/CGG/UAA/CUU-3’，起码密码子是AUG，编码氨基酸，终止密码子是UAA，不编码氨基酸，按照三个连续碱基为一个密码子，代表一个氨基酸，该序列能控制合成的肽链最多含有11个氨基酸。 （3）实验目的是探究ALS患者中的运动神经元的自噬水平是否发生变化，①使用某促进自噬的药物诱导处理ALS运动神经元，作为实验组，一个阴性对照组是②使用生理盐水处理ALS运动神经元，还要有一个空白对照组，就是和正常人运动神经元做对比，因此③是使用生理盐水处理正常人运动神经元。由图可知，①中LC3-Ⅱ条带颜色最深，LC3-I条带颜色较浅，说明LC3-Ⅱ含量高，LC3-I含量低，即LC3-Ⅱ与LC3-I的比值大，由于①是加了促进自噬的药物，所以LC3-Ⅱ与LC3-I的比值越大，细胞的自噬水平越高。②组中LC3-Ⅱ条带颜色比③组要浅，LC3-I条带颜色比③组更深，说明②组的LC3-Ⅱ与LC3-I的比值小于③组，细胞自噬水平更低，说明ALS患者中运动神经元的细胞自噬水平可能发生了减弱。 16．【植物生理园艺生活情境】在较高光照强度的环境下，绿萝（阴生植物）叶片会发生枯萎现象，其机理主要涉及光损伤、水分失衡、呼吸作用受阻及细胞结构破坏等环节。回答下列问题。 (1)光损伤：在较高光照强度的环境下，绿萝光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，如图表示绿萝光合作用的部分过程。与阳生植物相比，绿萝通过①和②过程消耗过剩光能的能力____（填“较强”或“较弱”），这两个过程消耗过剩光能的机理分别是____、____。据图分析，类囊体腔中H+浓度较高的原因是____。 (2)水分失衡：在较高光照强度的环境下，绿萝叶片的温度较高，通过叶片上的____散失过多的水分；当土壤水分供应不足或根系吸水能力受限时，叶片细胞的代谢就会紊乱，进而导致细胞发生____（填“坏死”或“凋亡”）。 (3)呼吸作用受阻：强光导致绿萝细胞呼吸作用受阻，原因可能是____（答出一点）。 【答案】(1) 较弱 途径①通过将过剩的电子传递给氧气，生成超氧化物，进而这些超氧化物被活性氧清除系统（如过氧化氢酶等）清除，从而减轻活性氧对光合系统的损伤 途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而减轻对光合系统的损伤 水的光解发生在类囊体腔一侧，会产生大量H+，另外类囊体膜上的一些蛋白质可将H+从叶绿体基质逆浓度梯度转移至类囊体腔 (2) 气孔 坏死 (3)强光引起叶片温度过高，破坏了线粒体结构，抑制呼吸酶的活性 【详解】（1）光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，由于绿萝在较高光照强度的环境下，容易发生枯萎现象，说明其消耗过剩光能的能力较弱，据图可知，途径①通过将过剩的电子传递给氧气，生成超氧化物，进而这些超氧化物被活性氧清除系统（如过氧化氢酶等）清除，从而减轻活性氧对光合系统的损伤，途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而减轻对光合系统的损伤。据图可知，类囊体腔中H+浓度较高的原因是水的光解发生在类囊体腔一侧，会产生大量H+，另外类囊体膜上的一些蛋白质可将H+从叶绿体基质逆浓度梯度转移至类囊体腔。 （2）植物散失水分主要是通过气孔进行的，水分失衡，引起细胞代谢紊乱，进而导致的细胞死亡，应属于细胞坏死。 （3）强光引起叶片温度过高，破坏了线粒体结构，抑制呼吸酶的活性，进而导致细胞呼吸受阻。 图表分析类 1．【细胞分化（表观遗传）】牛津大学通过超高分辨率染色质成像技术观察到了染色体的精细结构，发现构成染色质的核小体分布可以显著影响到基因的表达，进一步揭示了染色质结构调控的分子机制。下图是研究人员观测的重要调控基因Sox2基因在小鼠两种不同的细胞中的表达情况与对应细胞部分染色质上核小体分布简图，据图分析，下列说法正确的是（    ） A．基因的表达量与染色体上核小体的密度呈正相关 B．核小体通过限制DNA解旋酶的结合来影响Sox2基因的表达 C．核小体耗尽区的存在可能与基因的选择性表达有关 D．两种细胞中构成染色质的核小体分布不同说明发生了染色体的结构变异 【答案】C 【详解】A、Sox2基因区域核小体密度越低，基因表达量越高，因此基因表达量与该基因区域核小体密度呈负相关，A错误； B、启动子是RNA聚合酶的结合位点，核小体占据启动子位点，是通过限制RNA聚合酶（不是DNA解旋酶）的结合影响基因转录，进而影响Sox2基因表达，B错误； C、不同细胞中功能需要表达的基因，其启动子区域形成核小体耗尽区，保证基因正常表达，因此核小体耗尽区的存在和基因选择性表达有关，C正确； D、核小体分布不同只是染色质结构的调控变化，并未改变染色体的结构和DNA的序列，不属于染色体结构变异，属于表观遗传调控，D错误。 2．【蛋白修饰调控细胞分裂分化】肌膜常驻卫星细胞（SCs）在正常情况下处于不分裂的状态，肌肉受损时被激活，一部分自我更新维持体内SCs的数量，一部分分化为成肌细胞。胞内蛋白的糖基化修饰可影响SCs的分裂和分化。某科研小组用糖基化抑制剂OSMI-1（溶于DMSO中）进行实验，结果见下图。下列叙述错误的是（    ） A．SCs的自我更新通过有丝分裂实现 B．本实验控制自变量时利用了减法原理 C．DMSO组属于对照组，可排除DMSO对实验的影响 D．由实验结果可知胞内蛋白糖基化会抑制细胞的分裂和分化 【答案】D 【分析】依据题干信息，Myod和Myhc基因的转录水平与细胞分化水平呈现正相关，据图可知，OSMI-1+DMSO组的Myod和Myhc的基因转录水平明显低于空白组和DMSO组，而不分裂细胞占比高于空白组和DMSO组，而OSMI-1是糖基化抑制剂，说明胞内蛋白糖基化会促进细胞的分裂和分化。 【详解】A、肌膜常驻卫星细胞是体细胞，体细胞的自我更新是通过有丝分裂实现的，A正确； B、OSMI-1是糖基化抑制剂，所以本实验控制自变量时利用了减法原理，B正确； C、OSMI-1溶于DMSO，DMSO是溶剂，所以DMSO组属于对照组，可排除DMSO对实验的影响，C正确； D、依据题干信息，Myod和Myhc基因的转录水平与细胞分化水平呈现正相关，据图可知，OSMI-1+DMSO组的Myod和Myhc的基因转录水平明显低于空白组和DMSO组，而不分裂细胞占比高于空白组和DMSO组，而OSMI-1是糖基化抑制剂，故可推知，胞内蛋白糖基化会促进细胞的分裂和分化，D错误。 故选D。 阅读下列材料，完成下面小题 被子植物的输导组织包括导管和筛管。导管属于死细胞，主要用于运输水和无机盐。导管细胞的形成通常需经历三个过程：①细胞伸长形成长管状；②细胞壁增厚和木质化；③细胞自溶。筛管是无核生活细胞，主要运输蔗糖等有机物，叶细胞合成的蔗糖需先输送到筛管细胞中，再运到植物其他部位；蔗糖从叶细胞输送到筛管细胞的部分机制如下图。 3．【导管细胞分化、细胞凋亡】下列关于导管细胞形成过程的叙述，错误的是（　　） A．过程①细胞只生长，未发生分化 B．过程②体现细胞结构与功能相适应 C．过程①②均与高尔基体有关 D．过程③是受基因控制的程序性死亡 4．【筛管细胞分化、物质跨膜】下列关于蔗糖从叶细胞输送到筛管细胞的机制的叙述，错误的是（　　） A．同一载体能运输不同种物质，不具有特异性 B．H＋—K＋离子交换的跨膜运输属于主动转运 C．蔗糖载体转运蔗糖与H＋的运输方式不同 D．图示机制说明有些膜蛋白可能同时具有不同功能 【答案】3．A 4．A 【分析】细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定的条件下，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。 【详解】3．A、过程①细胞伸长形成长管状，细胞除了生长，还发生了分化，A错误； B、过程②细胞壁增厚和木质化，为物质的运输做准备，体现细胞结构与功能相适应，B正确； C、过程①②发生了细胞壁的生长或增厚的过程，高尔基体与植物细胞壁的形成有关，故过程①②均与高尔基体有关，C正确； D、过程③细胞自溶属于细胞凋亡，是受基因控制的程序性死亡，D正确。 故选A。 4．A、同一载体如图示中的蔗糖载体除了运输H+和蔗糖外，不能运输其他物质，所以具有特异性，A错误； B、H＋—K＋离子交换的跨膜运输，需要消耗ATP水解所释放的能量，属于主动转运，B正确； C、蔗糖载体转运蔗糖是通过主动运输，蔗糖载体转运H＋是通过协助扩散，方式不同，C正确； D、依据图示信息可知，有些膜蛋白如ATP水解酶同时具有催化和载体运输的作用， D正确。 故选A。 5．【内环境调控细胞分裂凋亡】细胞内部与外部通过细胞膜进行营养物质和代谢产物的交换，以保障细胞内部环境相对稳定。而细胞的营养物质含量降低就会使细胞内部环境恶化，到一定程度时会触发细胞分裂、凋亡过程，其关系如图所示（横坐标表示细胞内部环境，范围0~1，0为最差，1为最好）。下列相关叙述错误的是（    ） A．图中B点的恶化程度是细胞分裂最旺盛的点 B．随细胞分裂的进行，细胞内部环境的恶化程度会增大 C．细胞内部环境恶化程度会影响基因的表达 D．若细胞内部环境经常大于B，则细胞不易分裂 【答案】A 【分析】图中横坐标是细胞内部环境，0为最差，1为最好，当从1到0的过程是恶化的过程，B点开始发生细胞分裂，随着细胞分裂的进行恶化程度增大，到达A的程度不能分裂，而启动细胞凋亡。 【详解】A、横坐标从1往0分析，B点的恶化程度细胞开始分裂，恶化程度增大，分裂程度先增大后降低，到达A点不再进行分裂，A错误； B、从B到A，随着细胞分裂的进行，细胞内部环境的恶化程度增大，B正确； C、细胞内部环境恶化程度增大，会发生细胞分裂，恶化到一定程度会引发细胞凋亡，细胞分离和细胞凋亡的过程均涉及基因的表达，C正确； D、B点启动分裂，细胞分裂发生在内部环境介于A到B之间，若细胞内部环境经常大于B，则细胞不易分裂，D正确。 故选A。 6．【基因调控癌细胞分裂凋亡】科研团队探究基因X对肺癌细胞株（NCI-H1299）分裂和凋亡的影响，设置正常体细胞、NCI-H1299、NCI-H1299+基因X过量表达三组实验，结果如表。下列说法正确的是（    ） 组别 G1期比例（%） S期比例（%） G2+M期比例（%） 细胞凋亡率（%） 正常体细胞 52 31 17 9.2 NCI-H1299 41 38 21 7.5 NCI-H1299+基因X过量表达 25 45 30 5.1 A．基因X可抑制NCI-H1299细胞分裂，促进其凋亡 B．NCI-H1299中基因X的表达水平低于正常体细胞 C．NCI-H1299体外培养可表现出全能性 D．抑制NCI-H1299中基因X的表达，可促进其凋亡 【答案】D 【详解】A、与NCI-H1299组相比，NCI-H1299+X过量表达组期比例下降，S期、期比例上升，说明基因X促进细胞分裂；同时凋亡率下降，说明基因X抑制细胞凋亡，A错误； B、正常体细胞凋亡率更高，可推测其基因X的表达水平更低；NCI-H1299凋亡率较低，说明其基因X的表达水平高于正常体细胞，B错误； C、动物细胞的全能性需要通过核移植等技术才能体现，体外培养的癌细胞不能发育为完整个体或者分化出各种细胞，无法表现全能性，C错误； D、基因X抑制凋亡，因此抑制基因X的表达，会解除其对凋亡的抑制，促进细胞凋亡，D正确。 7．【自由基与细胞衰老】当细胞中的蛋白质受到自由基高度氧化时，它们之间会发生广泛的交联和聚集，成为难以被降解的物质，即老年色素，又称脂褐质，相关过程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．自由基会攻击磷脂和DNA，攻击磷脂会引发雪崩式反应 B．细胞自身具有修复氧化蛋白质的机制，这说明蛋白质的变性都是可逆的 C．氧化的蛋白质通过降解，可防止其交联聚集，并为合成新的蛋白质提供原料 D．衰老细胞可能对氧化蛋白质的修复、降解和裂解的功能较弱 【答案】B 【详解】A、根据细胞衰老的自由基学说，自由基可攻击磷脂、DNA等物质，攻击磷脂时会产生新的自由基，引发雪崩式的反应，A正确； B、细胞自身可修复部分氧化的蛋白质，只能说明部分蛋白质的变性是可逆的，蛋白质的变性不都是可逆的，如高温导致的蛋白质空间结构发生不可逆改变，无法恢复，B错误； C、由图可知，氧化的蛋白质降解为氨基酸，可避免其发生交联聚集，同时氨基酸可作为原料合成新的蛋白质，C正确； D、衰老细胞中脂褐质（老年色素）堆积，说明衰老细胞对氧化蛋白质的修复、降解和裂解功能较弱，导致氧化蛋白质交联聚集后堆积，D正确。 8．【干细胞调控肿瘤细胞增殖凋亡】人脐带间充质干细胞不仅能向肿瘤部位定向迁移，还能分泌外泌体（膜性小囊泡）影响肿瘤细胞的生物学行为。科研人员研究了体外培养条件下该外泌体对肺癌细胞增殖、迁移和凋亡的影响，结果见下图。下列叙述错误的是（    ） 注：吸光度值越大，细胞数量越多。 A．人脐带间充质干细胞可作为靶向治癌的载体 B．外泌体可能会抑制肺癌细胞数目减少 C．外泌体可能会造成肺癌细胞发生扩散 D．外泌体的作用还需在动物模型中进一步验证 【答案】B 【详解】A、由题干“人脐带间充质干细胞不仅能向肿瘤部位定向迁移”可知，人脐带间充质干细胞可作为靶向治癌的载体，A正确； B、 从“外泌体对肺癌细胞增殖的影响”图来看，吸光度值越大细胞数量越多，外泌体组吸光度值低于对照组，这表明外泌体可能会抑制肺癌细胞增殖，并促进肺癌细胞凋亡，故会使肺癌细胞数目减少，B错误； C、依据“外泌体对肺癌细胞迁移和凋亡的影响”图，外泌体组细胞迁移数量多于对照组，所以外泌体可能会造成肺癌细胞发生扩散，C正确； D、因为该实验是在体外培养条件下进行的，所以外泌体的作用还需在动物模型中进一步验证，D正确。 9．【线粒体自噬、细胞衰老癌变】资料一：KRAS蛋白参与细胞增殖与代谢，其突变体可促进细胞恶性增殖、加快肿瘤细胞代谢并大量生成乙酰辅酶A（AcCoA）；KRAS抑制剂能靶向抑制突变KRAS蛋白。资料二：老化线粒体会产生自由基加速细胞衰老；AcCoA为有氧呼吸中间产物，可结合线粒体外膜受体NLRX1调控线粒体自噬，清除受损或多余线粒体。根据上述资料，下列叙述正确的是（    ） A．KRAS基因属于原癌基因，只能参与肿瘤细胞生长和增殖的调控 B．长期使用KRAS抑制剂会导致肿瘤细胞通过增强线粒体自噬来获得能量 C．自由基攻击蛋白质分子会产生更多自由基，引发雪崩式反应加剧细胞衰老 D．经常高脂高糖饮食的人群细胞内NLRX1更容易与LC3结合 【答案】B 【详解】A、原癌基因不仅参与肿瘤细胞生长和增殖的调控，正常的KRAS基因（原癌基因）在正常细胞中也参与细胞增殖与代谢的调控，A错误； B、据题分析可知，KRAS抑制剂能靶向抑制突变KRAS蛋白，使肿瘤细胞AcCoA生成减少，低浓度的AcCoA能促进线粒体自噬，肿瘤细胞在AcCoA（能量代谢中间产物）不足时，会通过线粒体自噬分解受损或多余线粒体，获取能量维持生存，B正确； C、自由基攻击磷脂分子（生物膜的主要成分）时，会产生更多自由基，引发雪崩式连锁反应，加剧细胞衰老，C错误； D、经常高脂高糖饮食的人，细胞内AcCoA浓度高，从图中可知，高浓度AcCoA会结合NLRX1，抑制NLRX1与LC3结合，低浓度AcCoA时NLRX1才更容易与LC3结合，因此这类人群细胞内NLRX1更不容易与LC3结合，D错误。 10．【干细胞分裂分化、细胞增殖调控】再生是动物体应对结构损伤的重要过程。研究者对水螅的再生机制展开研究。 (1)图1水螅截断后，其再生端（HR）的干细胞需要经历______过程，完成再生。 (2)胸腺嘧啶类似物BrdU能够进入细胞参与细胞分裂中的______过程，未参与到该过程的BrdU会被快速降解。截断后立即使用BrdU标记，结果如图2。分析可知，截断主要促进______区域的细胞增殖。 (3)截断后，HR1区域的细胞分泌大量信号蛋白Wnt3。检测截断2h后HR区域干细胞中调控细胞增殖的关键蛋白β-cat与BrdU的荧光标记情况如图3，结果表明Wnt3能促进细胞分裂，但不是通过影响β-cat的含量来实现的，依据是____________。进一步观察到Wnt3敲低组细胞中β-cat分布在细胞质，对照组被BrdU标记的细胞中β-cat分布在细胞核，可最终确定Wnt3是通过______促进细胞增殖。 (4)水螅的Wnt3/β-cat再生通路在人类中也存在，能在组织受损后被快速激活。某些个体在创伤修复时成纤维细胞过度增殖，易形成高出皮肤的瘢痕组织。请结合上述研究，对瘢痕组织的成因提出合理猜想________________________。 【答案】(1)分裂、分化 (2) DNA复制 HR2 (3) Wnt3敲低组未检测到BrdU的荧光，对照组可检测到；Wnt3敲低组与对照组的β-cat荧光亮度无显著差异 促进干细胞中β-cat从细胞质转运进入细胞核 (4)某些个体的创伤部位Wnt3异常高表达或持续表达时间更长；某些个体成纤维细胞中进入细胞核的β-cat的量增加 【详解】（1）水螅再生需要干细胞先通过分裂增加细胞数量，再通过分化形成不同功能的组织细胞，重新构建完整的结构，完成再生。 （2）BrdU是胸腺嘧啶类似物，胸腺嘧啶是DNA合成的原料，细胞分裂间期会发生DNA复制，因此BrdU会参与DNA复制过程，可标记发生增殖的细胞。BrdU标记指数越高说明该区域增殖细胞越多；由图2可知，与未截断的对照组（标记指数约30%）相比，HR2区域的BrdU标记指数远高于对照组，升高幅度最大，因此截断主要促进HR2区域的细胞增殖。 （3）题干说明荧光亮度代表物质含量，Wnt3敲低组未检测到BrdU的荧光，对照组可检测到；Wnt3敲低组与对照组的β-cat荧光亮度无显著差异，因此说明Wnt3不是通过改变β-cat的含量促进细胞分裂。对比两组结果：Wnt3敲低后β-cat停留在细胞质，对照组增殖细胞的β-cat位于细胞核，说明Wnt3通过促进干细胞中β-cat从细胞质转运进入细胞核，进而促进细胞增殖。 （4）结合本研究结论，某些个体的创伤部位Wnt3异常高表达或持续表达时间更长；某些个体成纤维细胞中进入细胞核的β-cat的量增加，就会导致成纤维细胞过度增殖，最终形成高出皮肤的瘢痕组织。 11．【iPS 细胞诱导、细胞分化癌变】阿尔茨海默病（AD）是一种中枢神经系统退行性疾病。研究表明，诱导多能干细胞（iPS细胞）干预可有效改善AD症状。请回答下列问题： (1)C-Myc基因是一种原癌基因，科学家曾将包含其在内的4种特异性基因导入小鼠成纤维细胞中，诱导形成了iPS细胞。实验如下： 实验步骤 分析 ①小鼠成纤维细胞的分离与原代培养 原代培养过程中，与悬浮细胞相比较，贴壁生长的细胞分裂受阻的原因可能是发生了____________。 ②利用特定病毒将目的基因导入成纤维细胞并培养 选用的特定病毒往往需要携带绿色荧光蛋白基因（GFP基因），该基因在基因工程中的作用可能是__________。 ③目的基因检测与鉴定 利用__________等技术和__________技术分别检测4个特异性基因的转录和翻译状况。 ④判断iPS细胞是否诱导成功 与ES细胞的形态、基因表达情况、分化能力等方面进行比较，判断小鼠成纤维细胞是否被诱导为iPS细胞。 (2)将上述iPS细胞诱导为神经干细胞移植到小鼠体内后，小鼠存在发生恶性肿瘤的风险。2013年，我国科学家利用小分子化合物将小鼠成纤维细胞诱导为化学诱导多能干细胞（CiPS细胞），可以有效降低该风险。试分析，小鼠体内恶性肿瘤产生的原因可能是c-Myc基因发生___________，导致相应蛋白质活性过强。 (3)2022年，我国科学家进一步利用小分子化合物诱导人体细胞形成人体化学诱导多能干细胞（hCiPS），属于全能胚胎样细胞，是目前体外培养的“最年轻的人类细胞”。与上述两项研究相比，该研究的优势是___________。 【答案】(1) 接触抑制 作为标记基因，便于重组DNA的筛选 PCR 抗原-抗体杂交 (2)突变或过量表达 (3)减少免疫排斥、规避转基因操作引发的安全问题、降低恶性肿瘤发生的风险等 【分析】动物细胞培养条件： （1）无菌无毒环境： ①无菌：对培养液和所有培养用具进行无菌处理；在细胞培养液中添加一定量的抗生素。 ②无毒：定期更换培养液，防止细胞代谢产物积累对自身造成危害。 （2）营养：所需营养物质与体内基本相同，例如需要糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清等天然成分。 （3）温度和pH值：哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜，多数细胞生存的适宜pH为7.2-7.4。 （4）气体环境：置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养，O2是细胞代谢所必需的，CO2主要作用是维持培养液的pH。 【详解】（1）①细胞在贴壁生长的过程中会出现接触抑制的现象，即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖。 ②选用的特定病毒是基因进入细胞的载体，其携带的绿色荧光蛋白基因在基因工程中的作用是作为标记基因，便于重组DNA的筛选。 ③检测目的基因的转录和翻译状况，通常利用PCR（扩增相关片段）等技术和抗原-抗体杂交技术（检验是否翻译出蛋白质）。 （2）C-Myc基因是一种原癌基因，一般来说，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的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。 （3）人体化学诱导多能干细胞（hCiPS），属于全能胚胎样细胞，可分化为各种细胞，如神经细胞等，该研究可减少免疫排斥、规避转基因操作引发的安全问题、降低恶性肿瘤发生的风险等。 12．【肿瘤细胞增殖、细胞凋亡】免疫细胞与肿瘤 研究发现在肿瘤细胞中。KEAP1基因可调控蛋白质P的分泌，从而影响机体的免疫应答反应。部分机制如图。 (1)如图中免疫细胞Ⅰ的名称为 _____，免疫细胞Ⅲ名称为 _____。 (2)免疫细胞Ⅰ完成的免疫反应属于 _____，免疫细胞Ⅲ完成的免疫反应属于 _____。（用下面编号答题） ①特异性免疫②非特异性免疫③细胞免疫④体液免疫 (3)来源于同种干细胞的免疫细胞Ⅰ和Ⅲ，两者相同的是　。 A．形态和功能 B．遗传信息 C．mRNA种类 D．蛋白质种类 (4)据如图可知P蛋白可以　。 A．与免疫细胞Ⅰ的受体结合 B．促进免疫细胞Ⅰ分泌抗体 C．与免疫细胞Ⅲ的受体结合 D．促进免疫细胞Ⅲ释放淋巴因子 (5)据题意和如图信息，推测下列情况可抑制肿瘤发展的是　。 A．KEAP1基因缺失 B．EMSY蛋白减少 C．蛋白质P分泌量减少 D．淋巴因子分泌量增加 【答案】(1) 巨噬细胞 T淋巴细胞 (2) ② ③ (3)B (4)AD (5)BD 【分析】免疫调节包括非特异性免疫和特异性免疫，非特异性免疫指有由人体的一、二道防线构成；特异性免疫由人体的第三道防线构成。特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫。 【详解】（1）图中免疫细胞Ⅰ可吞噬肿瘤细胞的碎片，因此为巨噬细胞，免疫细胞Ⅲ可以释放淋巴因子，因此为T淋巴细胞； （2）免疫细胞Ⅰ为巨噬细胞完成的免疫反应是②非特异性免疫，免疫细胞Ⅲ为T淋巴细胞完成的免疫反应是③细胞免疫； （3）来源于同种干细胞的免疫细胞Ⅰ和Ⅲ，两者都是由同一受精卵分裂分化形成的，因此所含遗传信息相同，由于细胞分化，导致细胞结构和功能不同，mRNA和蛋白质种类不完全相同，B正确； （4）据如图可知P蛋白可以与免疫细胞Ⅰ的受体结合，与免疫细胞Ⅱ的受体结合，最终促进促进免疫细胞Ⅲ释放淋巴因子，AD正确； （5）据题意和如图信息EMSY蛋白减少和淋巴因子分泌量增加，可抑制肿瘤的发展，BD正确。 13．【肿瘤细胞增殖、凋亡与坏死区分】研究表明前列腺素E2（PGE2）在多种肿瘤微环境中升高，提示PGE2可能与这些肿瘤的发生、发展密切相关。为进一步探究PGE2对肿瘤细胞增殖的影响，研究人员添加不同浓度的PGE2培养人肝癌细胞Hep3B，在24h、48h和72h进行三次检测，得到实验结果如下图（细胞增殖活性可代表细胞分裂能力） (1)Hep3B增殖过程中，与保证亲子代细胞遗传信息一致性无关的是_________。 A．DNA的复制 B．染色质螺旋化为染色体 C．纺锤丝的牵引 D．同源染色体的分离 (2)100μmol/LPGE2处理Hep3B后，显微镜检发现Hep3B细胞体积变小、细胞质透明度下降等细胞毒性现象，推测细胞的变化类似于发生了_________。（细胞凋亡/细胞坏死） (3)结合相关信息，简述PGE2对Hep3B细胞增殖活性的影响________。 【答案】(1)D (2)细胞坏死 (3)在一定浓度范围内，随着PGE浓度升高，对于细胞增殖具有促进作用，但当PGE达到一定浓度后，PGE对于肝癌细胞的增殖起抑制作用，且与对照组有显著差异 【分析】分析题意，本实验目的是探究PGE2对肿瘤细胞增殖的影响，实验的自变量是处理时间和PGE浓度，因变量是细胞增殖活性，据此分析作答。 【详解】（1）ABC、Hep3B属于体细胞，体细胞的增殖方式是有丝分裂，有丝分裂可以证亲子代细胞遗传信息一致性，主要与DNA分子复制并经细胞分裂后平均分配到两个子细胞中有关，该过程涉及染色质螺旋化为染色体和纺锤丝牵引的过程，ABC不符合题意； D、有丝分裂过程中无同源染色体的分离，D符合题意。 故选D。 （2）PGE2处理Hep3B后，显微镜检发现Hep3B细胞体积变小、细胞质透明度下降等细胞毒性现象，该过程对于细胞是不利的，不是由基因决定的细胞死亡过程，故类似于发生了细胞坏死。 （3）据图可知，与对照（PGE2浓度为0）相比，一定浓度的PGE处理后，在一定浓度范围内（0.1-10umol/L），随着PGE浓度升高，对于细胞增殖具有促进作用，但当PGE达到一定浓度（100umol/L）后，PGE对于肝癌细胞的增殖起抑制作用，且与对照组有显著差异。 14．【基因选择性表达（细胞分化）、细胞增殖】肾素由肾脏球旁颗粒细胞（JG细胞）合成并分泌，在调控血压稳态的肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）中可促进血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）的生成，AngⅡ可引起血管收缩导致血压上升，也可促进醛固酮分泌导致血压上升。PIEZO2是机械敏感阳离子通道蛋白，为探究PIEZO2如何调控肾素分泌并影响血压，科研人员开展如下研究。 (1)PIEZO2存在于肾脏JG细胞、外周血管壁细胞中，而皮质及髓质等部位的细胞中不存在，其原因是_______________。 (2)科研人员构建PIEZO2缺失小鼠，检测RAAS系统的相关指标，结果如下表。 组别 肾素（ng/mL） AngⅡ（pg/mL） 醛固酮（pg/mL） 全身血压mmHg 对照组 + + + + 实验组 ++ + + ++ 注：“+”数量多少代表数值大小 实验结果表明_____________。 (3)为进一步明确PIEZO2调节血压的机制，科研人员继续进行实验，结果如下图。 已知ACE2酶可将AngⅡ转化为Ang（1-7），后者可激活入球小动脉上的特异性受体（MAS），从而调控肾小球滤过率（GFR）；钙离子浓度变化与肾素分泌有关；高GFR可触发全身外周血管代偿性轻度收缩，使外周阻力升高，最终导致血压轻度上升。请构建缺失PIEZO2引起血压升高的调节通路：______（用关键词、箭头、“+”和“-”等符号表示）。 (4)已知交感神经通路和致密斑前列腺素通路是刺激肾素合成与分泌的两大通路。 ①单独或联合阻断交感神经通路、致密斑前列腺素通路，均无法逆转或纠正PIEZO2缺失所引发的肾素升高等异常，证明PIEZO2对肾素的调控通路具有______性。 ②综上所述，血压稳态是_______调节的结果。 【答案】(1)基因的选择性表达 (2)PIEZO2对肾素分泌起负调控作用，PIEZO2缺失可不依赖RAAS升高全身血压 (3) (4) 独立 神经-体液 【详解】（1）不同细胞产生特异性蛋白的根本原因是细胞分化过程中基因的选择性表达，PIEZO2蛋白只在特定细胞中合成，说明其编码基因只在这些细胞中表达。 （2）分析题意可知，在调控血压稳态的肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）中可促进血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）的生成，AngⅡ可引起血管收缩导致血压上升，也可促进醛固酮分泌导致血压上升，对比表格数据，实验组（PIEZO2缺失）仅肾素、血压高于对照组，AngⅡ和醛固酮含量与对照组无差异，由此得出结论：PIEZO2对肾素分泌起负调控作用（缺失后血压升高），而PIEZO2缺失可不依赖RAAS（与醛固酮相关）升高全身血压。 （3）结合题图和题干信息推导，PIEZO2是阳离子通道，缺失后细胞内钙离子浓度降低，低钙同时促进肾素分泌、提升ACE2活性，肾素促进AngⅡ生成，ACE2将多余AngⅡ转化为Ang(1-7），因此总AngⅡ含量不变，Ang(1-7)激活MAS受体使GFR升高，最终触发外周血管收缩、外周阻力升高，血压上升。故绘制图形如下： （4）①阻断已知的两条调控肾素分泌的通路，仍不能逆转PIEZO2缺失导致的异常，说明PIEZO2对肾素的调控不依赖这两条通路，具有独立性。 ② 该调节过程既有交感神经参与的神经调节，又有肾素、醛固酮等激素参与的体液调节，因此血压稳态是神经-体液调节的结果。 15．【基因调控细胞自噬、衰老、凋亡】细胞衰老、自噬与凋亡是细胞生命历程中的重要调控过程。科研人员为探究某关键基因X对细胞衰老和自噬的影响及作用机制，以人肝癌细胞为材料进行了相关实验，实验结果如图所示。该实验涉及许多与衰老、自噬有关的物质：β-半乳糖苷酶（SA-β-Gal）活性与细胞衰老水平呈正相关；LC3-Ⅱ蛋白参与自噬体形成，其表达量与自噬水平呈正相关；基因X编码的蛋白可激活mTOR信号通路，mTOR是自噬的负调控因子；3-MA为自噬抑制剂；Caspase-3活性升高标志着细胞凋亡进程加速。 请回答下列问题。 (1)图1结果表明，基因X过表达对细胞衰老的影响是________。结合已知信息推测，基因X过表达导致细胞自噬水平__________（填“升高”或“降低”），其可能的机制是___________。 (2)分析图2结果，自噬抑制对细胞凋亡的影响是_________，导致这一影响的可能原因是________。 (3)若要进一步验证“基因X通过抑制自噬促进衰老”，请利用人肝癌细胞、自噬诱导剂、过表达X基因质粒等材料补充实验方案。简要思路：__________；预期结果：_____________。 【答案】(1) 促进细胞衰老 降低 基因X激活mTOR信号通路，mTOR作为自噬负调控因子，其磷酸化水平升高抑制了自噬；同时，基因X过表达导致LC3-Ⅱ表达量下降，也抑制了自噬体的形成 (2) 加速细胞凋亡 细胞自噬受抑制，损伤结构堆积，影响细胞正常生理功能而促进凋亡 (3) 选取若干生理状况良好的人肝癌细胞均分为四组，编号A、B、C、D，A组细胞导入空质粒，B组细胞导入过表达X基因质粒，C组在细胞培养液中加入自噬诱导剂，D组细胞导入过表达X基因质粒并在培养液中加入自噬诱导剂，在相同且适应的条件下培养一段时间后，检测SA-β-Gal活性 A组SA-β-Gal活性约为15；B组SA-β-Gal活性约为35%；D组SA-β-Gal活性接近A组15%水平 【详解】（1）β- 半乳糖苷酶（SA-β-Gal）活性与细胞衰老水平呈正相关。对照组（A 组）活性为 15%，过表达基因 X 组（B 组）活性为 35%，显著升高，说明基因X过表达会促进细胞衰老。LC3-Ⅱ蛋白表达量与自噬水平呈正相关，A组LC3-Ⅱ相对表达量为1.2，B组为0.6，显著降低，说明基因X过表达导致细胞自噬水平降低，其可能的机制是基因X激活mTOR信号通路，mTOR作为自噬负调控因子，其磷酸化水平升高抑制了自噬；同时，基因X过表达导致LC3-Ⅱ表达量下降，也抑制了自噬体的形成。 （2）图2中B组（过表达基因 X）和B+3-MA 组（过表达基因X+自噬抑制剂）的SA-β-Gal活性均为35%（衰老水平无变化）。Caspase-3活性升高标志着细胞凋亡进程加速，B组活性为0.4，B+3-MA 组为0.8，显著升高， 说明抑制自噬会加速细胞凋亡进程，导致这一影响的可能原因是细胞自噬受抑制，损伤结构堆积，影响细胞正常生理功能而促进凋亡。 （3）要验证 “自噬被抑制” 是基因 X 促进衰老的关键环节，选取若干生理状况良好的人肝癌细胞均分为四组，编号A、B、C、D，A组细胞导入空质粒，B组细胞导入过表达X基因质粒，C组在细胞培养液中加入自噬诱导剂，D组细胞导入过表达X基因质粒并在培养液中加入自噬诱导剂，在相同且适应的条件下培养一段时间后，检测SA-β-Gal活性。预期结果为A组SA-β-Gal活性约为15；B组SA-β-Gal活性约为35%；D组SA-β-Gal活性接近A组15%水平。 实验探究类 1．【细胞自噬、铁死亡（细胞死亡）】研究人员用棕榈酸（PA）诱导肾小管上皮细胞（HK-2）构建体外高脂细胞模型，对肥胖引起的肾损伤机制进行探索。请回答： (1)生物体内脂肪的功能有______________。（写出一项） (2)铁死亡是一种铁依赖性的，有别于细胞凋亡、坏死以及自噬的细胞死亡方式。选择合适的材料，完善下表实验方案以判断肥胖相关性肾损伤是否主要由铁死亡引起。 A．HK-2        B．脂肪细胞        C．细胞培养基        D．添加PA的细胞培养基 E.细胞凋亡抑制剂Z-VAD        F.铁死亡抑制剂Fer-1 组别 甲 乙 丙 丁 材料 A+C _______ A+D+E _______ 检测 一段时间后检测各组细胞存活率 预期结果及结论 结果为_____，说明肥胖相关性肾损伤主要由铁死亡引起 (3)正常细胞中异常的线粒体会形成自噬体，通过与溶酶体结合被降解，即发生自噬过程，从而维持细胞内稳态。研究人员用红绿双色荧光标记细胞内自噬体并检测，自噬体与溶酶体融合后，溶酶体内酸性环境使绿色荧光淬灭，保留红色荧光；而未发生自噬时，绿色荧光与红色荧光重叠区显示为黄色荧光。 ①PA诱导的HK-2线粒体形态异常，经红绿双色荧光标记并检测可见大量的黄色荧光。据此推测该HK-2的自噬体______。用自噬激活剂处理后观察到HK-2内______且细胞存活率高，则该推测成立； ②研究人员开展进一步研究，对正常培养和高脂培养条件下的HK-2进行相应蛋白质表达情况检查，结果如下图所示。 注：p62随着自噬的进行而被降解。 LC3Ⅰ含量及转变成的LC3Ⅱ含量代表自噬进行。 FUNDC1为线粒体膜蛋白，与LC3相互作用参与诱导线粒体自噬。 Tubulin作为内参蛋白，用于参照细胞中目的蛋白的提取率。 据图判断，在高脂条件下培养的为______组，依据是______________________。 【答案】(1)细胞内良好的储能物质    保温作用    缓冲和减压（答出1点即可） (2) 乙组：A+D 丁组：A+D+F（乙组和丁组答案可以对调，则本小问③中的乙和丁须相应对调） 各组细胞存活率大小为 甲>丁>丙>乙（或甲>丁>丙≈乙 ） (3) 无法与溶酶体融合，未发生自噬过程（导致细胞内稳态失调，细胞存活率降低） 黄色荧光减少，红色荧光变多（或仅出现红色荧光或黄色荧光较弱，红色荧光较强） 甲组 甲组p62含量高于乙组，LC3Ⅰ含量和LC3Ⅱ含量以及FUNDC1含量低于乙组 【详解】（1）脂肪是生物体内细胞内良好的储能物质，其次还具有保温作用、缓冲和减压等功能。 （2）欲判断肥胖相关性肾损伤是否主要由铁死亡引起，自变量为铁死亡，因变量为细胞的存活率。甲组为空白对照组，乙组为高脂模型组（A+D），丙组可作为阳性对照组（判断肥胖相关性肾损伤是否由细胞凋亡导致），丁组为实验组A+D+F（判断肥胖相关性肾损伤是否主要由铁死亡）。若肥胖相关性肾损伤是否主要由铁死亡引起，则与细胞凋亡关系不大，细胞存活率甲组最高而乙组最低，各组细胞存活率大小为甲>丁>丙>乙（或甲>丁>丙≈乙） （3）①自噬体与溶酶体融合后，溶酶体内酸性环境使绿色荧光淬灭，保留红色荧光；而未发生自噬时，绿色荧光与红色荧光重叠区显示为黄色荧光。PA诱导的HK-2线粒体形态异常，经红绿双色荧光标记并检测可见大量的黄色荧光，推测HK-2的自噬体无法与溶酶体融合，未发生自噬过程。若该推测成立，用自噬激活剂处理后自噬增加，则HK-2内黄色荧光减少，红色荧光变多。 ②据上述信息，高脂条件下HK-2线粒体形态异常且经红绿双色荧光标记并检测可见大量的黄色荧光，说明未发生自噬过程。p62随着自噬的进行而被降解，未发生自噬过程则含量增高，LC3Ⅰ含量和LC3Ⅱ含量以及FUNDC1含量均与自噬的发生呈正相关，由于甲组p62含量高于乙组，LC3Ⅰ含量和LC3Ⅱ含量以及FUNDC1含量低于乙组，说明甲组细胞自噬过程较弱，判断其为高脂条件下培养。 2．【线粒体自噬、细胞衰老】为探讨间歇有氧运动对D-半乳糖致衰老模型大鼠前额叶皮质线粒体自噬及空间学习记忆能力的影响，将大鼠分为对照组、衰老模型组、衰老运动组，分别进行正常饲养、D-半乳糖致衰老、D-半乳糖致衰老并进行间歇有氧运动，8周后进行相关检测、回答下列问题： (1)前额叶皮质是一种薄层结构，位于脑中____________部位，与大鼠学习和记忆有关。学习和记忆也不是由单一脑区控制的，而是由______________________参与。 (2)各组大鼠处理8周后，进行水迷宫实验（找到隐藏在水中的平台）检测小鼠的记忆能力。连续6天测量3组小鼠的逃避潜伏期，结果见图1，逃避潜伏期与记忆能力呈负相关。 ①分析各组内数据，可得到结论： ____________________________。 ②分析对照组和衰老模型组数据可知，D-半乳糖致衰老可导致逃避潜伏期________，学习记忆能力下降；对比3组数据可知，运动能够_________ （填“加重”或“缓解”）衰老导致的学习和记忆能力下降。 (3)目前普遍认为线粒体自噬减弱是导致学习和记忆能力下降的主要原因，实验检测了大鼠前升皮质细胞中PINKI基因和Parkin基因的相对表达量，结果见图2。 科学研究发现，参与线粒体自噬的基因大约有几十个，可划分为：自噬诱导基因和自噬抑制基因分别参与了线粒体的自噬诱导与自噬抑制。由图2数据推测，PINK1基因和 Farkin基因可能参与了___________ (（填“自噬诱导”或“自噬抑制”）过程，运动通过_______________（填“激活”或“抑制”）PINK1基因和Parkin基因的表达，进而缓解学习和记忆能力下降。 (4)线粒体氧化损伤会通过信号转导途径诱导线粒体自噬，加剧学习和记忆能力下降。研究人员测定大鼠前额叶皮质细胞中超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和丙二醛（膜脂过氧化的产物，其含量越高，生物膜受损越严重），结果见下表。 组别 SCD(x103U/g) GSH-Px(x10°U/g) 丙二醛(μmol/g) 对照组 140.85 26.29 0.46 衰老模型组 110.61 18.31 0.65 衰老运动组 146.30 29.51 0.47 综合上述研究，推测D-半乳糖致衰老模型组学习记忆能力下降的可能机制： _____________。 【答案】(1) 大脑皮层 多个脑区和神经通路（答多个脑区，即可得分） (2) 随着训练次数的增加，逃避潜伏期缩短 延长（或增大） 缓解 (3) 自噬诱导 激活 (4)D-半乳糖通过抑制超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的合成（或降低含量），导致过氧化物积累，引起线粒体氧化损伤，进而通过抑制PINK1基因和Parkin等基因参与的自噬诱导过程的 表达（或通过信号转导途径抑制自噬诱导基因表达）导致线粒体自噬减少，导致学习和记忆能力下降 【分析】学习和记忆也是人脑的高级功能，是指神经系统不断地接受刺激，获得新的行为、习惯和积累经验的过程。如同人脑的其他高级功能一样，学习和记忆也不是由单一脑区控制的，而是由多个脑区和神经通路参与。 【详解】（1）学习和记忆是由大脑皮层参与的高级功能，因此前额叶皮质应位于大脑皮层。学习和记忆是脑的高级功能，不是由单一脑区控制的，而是由多个脑区和神经通路参与。 （2）①依据各组内数据可知，随着训练次数不断增加，逃避潜伏期缩短。 ②对比3组数据，对照组在同一天测定的均较小，衰老模型组最大，衰老运动组比衰老模型组小，但略高于对照组，由此可得出运动可在一定程度上减少逃避潜伏期，提高学习和记忆能力，即D-半乳糖致衰老可导致逃避潜伏期延长，学习记忆能力下降；对比3组数据可知，运动能够缓解衰老导致的学习和记忆能力下降。 （3）题干指出，线粒体自噬减弱导致学习和记忆能力下降，对比3组数据，衰老模型组中PINK1基因和 Parkin 基因的相对表达量下降，可推测出，PINK1基因和Parkin基因可能属于自噬诱导基因。衰老运动组PINK1基因和Parkin基因的相对表达量升高，因此可得出，运动能够激活PINK1基因和Parkin基因等自噬诱导基因的表达，诱导线粒体自噬，进而缓解学习和记忆能力下降。 （4）对比3组数据，衰老模型组超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSII-Px）含量低于对照组和衰老运动组，而丙二醛含量高于对照组和衰老运动组，故D-半乳糖通过抑制超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的合成，导致过氧化物不能被及时分解而积累，进而引起线粒体氧化损伤。结合（3）探究结果，可得出结论D-半乳糖通过抑制超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的合成（或降低含量），导致过氧化物积累，引起线粒体氧化损伤，进而通过抑制P／VK1基因和Parkin基因等基因参与的自噬诱导过程（或通过信号转导途径抑制自噬诱导基因表达）导致线粒体自噬减少，导致学习和记忆能力下降。 3．【造血细胞分化、细胞表型转换】巨噬细胞是血液、淋巴和所有哺乳动物组织中常见的吞噬细胞，是造血系统中可塑性最强的一种细胞。近年来人们研究发现，巨噬细胞可以根据微环境的变化而改变其表型，从而具有多样的功能，即为巨噬细胞的表型转换。微环境变化所产生的巨噬细胞的表型是多样的，但有两种主要表型，即M1型和M2型巨噬细胞。M1型巨噬细胞即为经典活化巨噬细胞，具有吞噬杀菌、释放炎症介质、呈递抗原和启动适应性免疫应答的功能，是机体抵御外来异物的重要防线。M2型巨噬细胞是一群具有抗炎作用的异质性巨噬细胞，与抗炎反应、寄生虫感染、组织重构、纤维化以及肿瘤疾病发展相关。 （1）巨噬细胞由_______分化而来；M1型巨噬细胞在机体中既能参与非特异性免疫，又能参与特异性免疫，做出此判断依据是____________ （2）肥胖被认为是导致多种疾病的危险因素。科学研究显示，从瘦人的白色脂肪组织中分离的巨噬细胞表现出M2型的特征；在肥胖人群的脂肪组织中发现M1型巨噬细胞数目增加，且它的数量与肥胖水平呈正相关。这表明肥胖可导致巨噬细胞发生_____的表型转换。M1型和M2型巨噬细胞功能出现差异的根本原因是_____________。 （3）M2型巨噬细胞能分泌含有提高胰岛素敏感性的微小核糖核酸（MiR-690）的胞外产物，即外泌体（Exos）。研究证实了Exos中的MiR-690可提高肥胖导致的Ⅱ型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性。现有肥胖导致的Ⅱ型糖尿病小鼠若干（血糖浓度基本相同）、注射器、外泌体提取液、RNA酶等，请利用上述材料设计实验，验证MiR-690可提高肥胖导致的Ⅱ型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性____________（要求写出实验思路及预期结果）。 【答案】 造血干细胞 具有吞噬杀菌，呈递抗原和启动适应性免疫应答的功能 从M2向MI 细胞中遗传物质的执行情况不同(基因的选择性表达) 实验思路:将肥胖导致的I型糖尿病小鼠均分甲、乙两组，甲组注射适量的外泌体提取液，乙组注射等量的用RNA酶处理过的外泌体提取液，相同条件下饲喂一段时间后，检测甲、乙两组小鼠血糖浓度，并进行比较 预期结果:甲组血糖浓度低于乙组 【分析】1、体液免疫过程为：除少数抗原可以直接刺激B细胞外，大多数抗原被吞噬细胞摄取和处理，并暴露出其抗原决定簇；吞噬细胞将抗原呈递给T细胞，再由T细胞呈递给B细胞；B细胞接受抗原刺激后，开始进行一系列的增殖、分化，形成记忆细胞和浆细胞；浆细胞分泌抗体与相应的抗原特异性结合，发挥免疫效应。 2、细胞免疫过程为：吞噬细胞摄取和处理抗原，并暴露出其抗原决定簇，然后将抗原呈递给T细胞；T细胞接受抗原刺激后增殖、分化形成记忆细胞和效应T细胞，同时T细胞能合成并分泌淋巴因子，增强免疫功能；效应T细胞发挥效应。 【详解】（1）巨噬细胞是吞噬细胞的一类，是由造血干细胞分化而来的；结合题干信息“M1型巨噬细胞即为经典活化巨噬细胞，具有吞噬杀菌、释放炎症介质、呈递抗原和启动适应性免疫应答的功能，是机体抵御外来异物的重要防线”可知，MI型细胞能参与非特异性免疫（吞噬杀菌、释放炎症介质），又能参与特异性免疫（呈递抗原和启动适应性免疫应答）。 （2）据题干信息“巨噬细胞可以根据微环境的变化而改变其表型”及“瘦人的白色脂肪组织中分离的巨噬细胞表现出M2型的特征、在肥胖人群的脂肪组织中发现M1型巨噬细胞数目增加”可推测，肥胖（可看做微环境）可导致巨噬细胞发生从M2向MI的表型转换；M1型和M2型巨噬细胞来源相同，其表型不同的根本原因是基因的选择性表达。 （3）结合题意分析可知，本实验目的为“验证MiR-690可提高肥胖导致的Ⅱ型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性”，则实验的自变量为MiR-690（外泌体）的有无，因变量为胰岛素的敏感性，可通过血糖浓度进行测定，实验设计应遵循对照原则与单一变量原则，故可设计实验如下： 实验思路：将肥胖导致的I型糖尿病小鼠均分甲、乙两组（分组并编号）；甲组注射适量的外泌体提取液，乙组注射等量的用RNA酶处理过的外泌体提取液（单一变量）；相同条件下饲喂一段时间后（无关变量等量且适宜），检测甲、乙两组小鼠血糖浓度，并进行比较。 由于实验假设是MiR-690可提高肥胖导致的Ⅱ型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性，故预期结果为:甲组血糖浓度低于乙组。 【点睛】本题旨在考查学生理解细胞免疫、体液免疫、免疫异常病等知识要点，把握知识的内在联系形成知识网络的能力，并应用相关知识结合信息综合解答问题的能力。 4．【植物细胞脱分化（细胞分化）】植物组织培养技术应用广泛，科研人员用拟南芥探索获得大量愈伤组织的途径。 (1)组培的理论基础是植物细胞具有_____，即细胞经过分裂分化后，仍具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的____。切取外植体时的损伤可促进内源生长素（IAA）合成并运输到受伤部位，诱导细胞分裂分化。因此，组培时常添加2，4-D、NAA等生长素类调节剂。 (2)含较高浓度2，4-D的培养基（2，4-D-CIM）可促进愈伤组织增殖，但在实践中发现，2，4-D-CIM中的外植体脱分化形成愈伤组织延迟。为探究其原因，进行相关实验。 ①检测不同培养基中叶片外植体细胞中IAA合成酶基因（YUC）的表达量，由图1结果可知：较高浓度2，4-D______IAA的合成。 ②研究者推测，一定量IAA有利于愈伤组织的形成。为此，在2，4-D-CIM的基础上，再分别添加IAA、NAA、检测接种后外植体细胞IAA响应基因W1的表达情况，结果如图2所示，同时还测量了各组______，结果显示其与W1表达量正相关，证明推测成立。添加NAA组是为了进一步确认______。 (3)根据上述所有实验结果，在答题卡方框中填相关基因，括号中填“+”（表示促进）或“-”（表示抑制），完善在愈伤组织形成和增殖过程中相关物质的关系模式图______。 【答案】(1) 全能性 潜能 (2) 抑制 愈伤组织形成量 影响愈伤组织形成的是生长素类激素的种类而非含量 (3) 【分析】植物体各部分的组织细胞，有着不同的结构和功能，当被接种在人工培养基上，受到植物激素等物质和外界条件的作用，一般先脱分化，成为一团没有特定结构和功能的分生状态的细胞（愈伤组织），然后在一定条件下再分化长出根和芽，形成完整植株。植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。 【详解】（1）植物组培的一般过程是剪接植物器官或组织→经过脱分化（也叫去分化）形成愈伤组织→再经过再分化形成组织或器官→经过培养发育成一颗完整的植株，植物组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性，全能性是指细胞经过分裂分化后，仍具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能； （2）①观察图1，与对照组相比，在2，4-D-CIM组中IAA合成酶基因（YUC）的表达量明显降低，说明较高浓度2，4-D抑制IAA的合成； ②因为研究者推测一定量IAA有利于愈伤组织的形成，并且要证明IAA响应基因W1的表达情况与某一指标正相关来确认推测成立，所以同时还测量了各组愈伤组织的形成量；添加NAA组是为了进一步确认影响愈伤组织形成的是生长素类激素的种类而非含量； （3）根据实验结果可知，较高浓度2，4-D抑制IAA合成酶基因（YUC）的表达，从而抑制IAA合成，而IAA有利于愈伤组织形成，所以模式图为：。 5．【自由基诱发细胞衰老、细胞抗氧化】热应激是影响奶牛生产性能与健康的主要因素之一。奶牛遭受热应激时，体内下丘脑—垂体—肾上腺轴（HPA轴）被激活，进而导致糖皮质激素生成被激活，过程如图1所示。回答下列问题： 注：PVN为下丘脑脑室旁核，CRH为促肾上腺皮质激素释放激素，ACTH为促肾上腺皮质激素。 (1)受到热应激刺激后，奶牛相关感受器兴奋，其膜电位发生的变化为________，引起这一变化的原因是________。兴奋传递到PVN，PVN中的神经元释放CRH，CRH作用于垂体，而不能直接作用于肾上腺皮质促进糖皮质激素生成的原因是________。 (2)糖皮质激素是一类由肾上腺产生的类固醇激素，经血液循环运输后，可通过________的跨膜运输方式进入靶细胞发挥作用。在短期热应激时期，糖皮质激素可通过增强________（填“交感”或“副交感”）神经系统对非皮肤区域血管的收缩作用，间接增强皮肤血流分配和促进皮肤血管舒张。此时奶牛的甲状腺功能也将受到抑制，其意义是________。 (3)热应激会导致奶牛乳腺上皮细胞中的活性氧过度生成，进而产生过多的自由基，自由基通过攻击________（答出2点）分子，最终导致乳腺上皮细胞衰老甚至死亡。Nrf2是细胞内抗氧化反应的主要调控因子。Nrf2在正常情况下被Keap1抑制，不能进入细胞核激活抗氧化基因如HO-1和NQO1的表达。研究表明，姜黄素对热应激诱导的奶牛乳腺上皮细胞氧化应激过程中起保护作用，为进一步研究姜黄素增强抗氧化能力的机制，研究人员进行了相关实验并电泳检测相关蛋白的表达情况，结果如图2所示，据此推测，姜黄素增强抗氧化能力的机制是________。 注：β-actin在所有细胞中的表达量相对稳定。 【答案】(1) 从“外正内负”变为“外负内正” 钠离子内流 垂体细胞上有CRH受体，而肾上腺皮质细胞上没有CRH受体 (2) 自由扩散 交感 降低血浆中的甲状腺激素含量，从而减弱肝脏及其他组织细胞的代谢活动，减少热量产生，帮助维持机体的正常体温 (3) 磷脂、DNA、蛋白质 通过降低Keap1的含量、提高Nrf2的含量，可以激活抗氧化基因HO-1和NQO1的表达，增强细胞的抗氧化能力 【详解】（1）静息状态神经纤维膜电位为外正内负，感受器兴奋时，钠离子顺浓度梯度内流，使膜电位变为外负内正；激素只能作用于特定靶细胞，原因是只有靶细胞膜上存在该激素的特异性受体，CRH的靶细胞是垂体细胞，垂体细胞上有CRH受体，而肾上腺皮质细胞上没有CRH受体，因此不能直接作用于肾上腺皮质。 （2）糖皮质激素是脂溶性类固醇小分子，可通过自由扩散穿过细胞膜；热应激属于应急刺激，此时交感神经兴奋，收缩非皮肤区域血管，增加皮肤血流量，促进散热。甲状腺激素可促进细胞代谢、增加产热，热应激时抑制甲状腺功能，可减少产热，利于奶牛维持体温稳定。 （3）自由基会破坏磷脂分子，损害生物膜结构；还会攻击DNA，导致基因突变；同时也会破坏蛋白质的结构，使蛋白质失去活性。这些都会导致乳腺上皮细胞衰老甚至死亡。 根据自由基学说，自由基可攻击DNA（引发基因突变）、蛋白质（降低蛋白质活性）、磷脂（破坏生物膜结构），最终导致细胞衰老；结合图2结果：添加姜黄素后Keap1表达量降低，Nrf2、抗氧化蛋白HO-1和NQO1表达量升高，结合题干信息“Keap1抑制Nrf2，Nrf2激活抗氧化基因表达”，可推测姜黄素的作用机制是：通过降低Keap1的含量、提高Nrf2的含量，可以激活抗氧化基因HO-1和NQO1的表达，增强细胞的抗氧化能力。 6．【基因调控细胞衰老】人工构建“基因振荡器”，可以在微生物细胞内精准控制基因周期性地表达。 (1)研究者合成了如图1所示的PB-A、PC-B、PA-C、PB-GFP（GFP为绿色荧光蛋白基因）四种目的基因，将这些基因插入质粒，构建了表达载体。 构建表达载体的过程中，需要用到的工具酶有限制酶和________。切割目的基因时常用两种不同的限制酶。除了切割产生不同的黏性末端外，限制酶还应满足的条件是在目的基因和其他基因内部________。 (2)检测发现，与稳定表达的红色荧光蛋白相比，GFP的表达量出现明显的周期性波动，反映出细胞内基因表达的“振荡”。具体机制可以解释为：在一个波动周期内，当基因B表达量增加时，________，基因B表达量减少；相似的机制又会使基因B表达量重新增加。 (3)研究者设计了一段人工合成的DNA序列（海绵序列），该序列中有多个重复单元，每个单元不表达任何蛋白，但能够被B蛋白特异性识别并结合。在图1表达载体中插入海绵序列，可以通过________，使振荡周期延长。 (4)野生型酵母菌有相互抑制的两个衰老基因Sir和Hap，Sir或Hap基因高表达会导致酵母菌以不同途径衰老（如图2）。请在图3虚线框内绘制重构思路，建立基因Sir和Hap之间的振荡关系，以延缓酵母菌衰老________。 【答案】(1) DNA连接酶 不含有相应的识别序列 (2)蛋白B积累抑制PB启动子而阻碍基因A表达，蛋白A减少解除其对PA启动子的抑制而 使基因C得以表达，蛋白C结合并抑制Pc启动子 (3)竞争性结合B蛋白，抑制其与PB启动子的结合 (4) 【详解】（1）DNA连接酶构建基因表达载体，限制酶切割目的基因和质粒，DNA连接酶将二者连接形成重组质粒。除了切割产生不同的黏性末端外，限制酶可能对目的基因切割，破坏目的基因，因此在目的基因、其他基因内部不含有相应的识别序列、切割位点。 （2）在一个波动周期内，当基因B表达量增加时，蛋白B积累抑制PB启动子而阻碍基因A表达，蛋白A减少解除其对PA启动子的抑制而使基因C得以表达，蛋白C结合并抑制Pc启动子，使基因B表达量降低，形成周期振荡。 （3）根据题意，DNA序列（海绵序列），该序列中有多个重复单元，每个单元不表达任何蛋白，但能够被B蛋白特异性识别并结合，因此，海绵序列可竞争性结合B蛋白，抑制其与PB启动子的结合，负反馈抑制变慢，完成一次振荡的时间变长，振荡周期延长。 （4）野生型酵母菌有相互抑制的两个衰老基因Sir和Hap，Sir或Hap基因高表达会导致酵母菌以不同途径衰老，降低两个衰老基因的表达量，可以延缓衰老，重构思路如图所示：，Sir抑制Hap的表达，使途径2减弱，Hap的低表达使Sir表达减弱，使途径1减弱。 7．【细胞自噬与神经元凋亡（细胞衰老、死亡）】甲醛是一种常见的室内空气污染物，主要来源于装修材料。研究表明，长期暴露于超过国家标准的甲醛环境，可能对青少年神经系统和智力发育产生不良影响，存在造成持续性损伤的风险。为探究其具体机制，某科研团队以健康幼年小鼠为实验材料，研究了甲醛暴露对学习记忆能力的影响及其与海马体神经元凋亡、自噬的关系。 实验Ⅰ：甲醛暴露对小鼠学习记忆能力的影响 研究人员将生理状态一致的健康幼年小鼠随机分为四组，每组10只，置于不同环境中饲养8周（各组环境温度、湿度等无关变量保持一致）。A组：正常空气环境（空白对照）。B组：含有与C组等体积蒸馏水蒸汽的环境（溶剂对照，甲醛易溶于水，此处溶剂为蒸馏水）。C组：含有0.09mg/m3甲醛蒸汽的环境。D组：含有0.09mg/m3甲醛蒸汽+mTOR特异性抑制剂的环境。8周后，采用水迷宫实验检测各组小鼠的学习记忆能力（实验中，小鼠找到水下隐藏平台的潜伏期越短，学习记忆能力越强）。实验结果显示，与A、B组相比，C组小鼠找到水下隐藏平台的平均潜伏期显著延长；而D组小鼠的潜伏期较C组明显缩短。 实验Ⅱ：甲醛暴露对小鼠海马体神经元凋亡及自噬的影响 实验一结束后，取各组小鼠的海马体组织，检测神经元的凋亡率和细胞自噬的相对水平，结果如图所示。 请回答下列问题。 (1)水迷宫实验依赖于小鼠的空间学习记忆能力，而空间记忆的形成与海马体神经元之间的信息传递密切相关。神经元之间通过_____结构传递信息，该结构中信号的转换方式为_____。 (2)实验设计中设置B组作为溶剂对照，其具体目的是_____。 (3)综合实验Ⅰ和实验Ⅱ的结果，可得出“0.09mg/m3甲醛暴露会损害小鼠的学习记忆能力”这一推论。请结合题干信息和图中数据，写出得出该推论的依据：_____。 (4)已知mTOR信号通路是细胞内调控自噬的关键“开关”，且mTOR特异性抑制剂能够选择性地、有效地阻断mTOR的激酶活性。请结合C组与D组的实验结果，推导甲醛导致小鼠海马体神经元损伤的分子机制。在推导过程中，请明确回答以下两个问题。 ①甲醛暴露对mTOR活性的影响是_____（填“激活”或“抑制”），判断依据是_____。 ②请阐述甲醛导致“神经元凋亡增加”的具体路径：_____。 【答案】(1) 突触 电信号→化学信号→电信号 (2)排除溶剂（蒸馏水蒸汽）对实验结果的干扰 (3)0.09mg/m3甲醛暴露（C组）使小鼠找到平台的潜伏期显著延长，且海马体神经元凋亡率显著升高、细胞自噬水平显著降低 (4) 激活 D组使用mTOR抑制剂后，自噬水平较C组显著回升（或C组自噬水平低于D组，说明甲醛作用下mTOR活性较高，抑制了自噬） 甲醛激活mTOR活性，抑制了细胞自噬（或导致细胞自噬水平降低），使得受损的细胞器和蛋白质无法被及时清除，进而引发神经元凋亡 【详解】（1）神经元之间通过突触传递信息，突触处信号转换为电信号→化学信号→电信号。 （2）对照实验作用：本实验中甲醛溶解在蒸馏水中，设置溶剂对照的目的是排除溶剂（蒸馏水蒸汽）对实验结果的干扰，确保实验差异来自甲醛。 （3）结合两组实验结果，0.09mg/m3甲醛暴露（C组）使小鼠找到平台的潜伏期显著延长，且海马体神经元凋亡率显著升高、细胞自噬水平显著降低，支撑甲醛损害学习记忆的结论。 （4）D组使用mTOR抑制剂后，自噬水平较C组显著回升（或C组自噬水平低于D组，说明甲醛作用下mTOR活性较高，抑制了自噬），说明甲醛激活了mTOR。甲醛导致“神经元凋亡增加”的具体路径：甲醛激活mTOR活性，抑制了细胞自噬（或导致细胞自噬水平降低），使得受损的细胞器和蛋白质无法被及时清除，进而引发神经元凋亡。 拔高·限时模拟 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。 1．细胞更生是指通过干预手段实现衰老细胞年轻化、重现细胞活力的过程。研究者鉴定出一系列促更生因子，其中SOX5蛋白为全新、强效的更生因子，该蛋白可通过靶向激活HMGB2的表达来重塑衰老细胞、重启细胞活力。下列说法错误的是（    ） A．SOX5蛋白可能在不改变细胞身份的前提下促进人类细胞更生 B．敲除细胞中SOX5基因或HMGB2基因，细胞可能表现出加速衰老 C．在老年个体体内不存在表达SOX5基因或HMGB2基因的细胞 D．若细胞处于年轻化进程中，有丝分裂后的子代细胞中端粒可能不缩短 【答案】C 【分析】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；（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。 【详解】AB、分析题意，SOX5蛋白为全新、强效的更生因子，该蛋白可通过靶向激活HMGB2的表达来重塑衰老细胞、重启细胞活力，据此推测SOX5蛋白可能在不改变细胞身份的前提下促进人类细胞更生，而敲除细胞中SOX5基因或HMGB2基因，细胞可能表现出加速衰老，AB正确； C、老年个体体内也存在表达SOX5基因或HMGB2基因的细胞，如一些具有分裂能力的细胞，C错误； D、端粒缩短与细胞衰老有关，若细胞处于年轻化进程中，有丝分裂后的子代细胞中端粒可能不缩短，D正确。 故选C。 2．“铜死亡”是细胞中 Cu2+含量异常造成的细胞死亡，具体机制如下图，其中 FDX1 和DLAT 都是发挥特定功能的蛋白质。据此推断，下列叙述正确的是（　　） A．铜以离子形式参与多种生理反应，是组成细胞的大量元素 B．在高浓度铜的诱导下，人成熟的红细胞更易发生铜死亡 C．促进ATP7A/B基因的表达可在一定程度上缓解铜死亡 D．敲除 FDX1 基因后，细胞中的丙酮酸含量和脂酰化DLAT 蛋白的寡聚化水平都升高 【答案】C 【详解】A、铜属于微量元素，A错误； B、人成熟的红细胞没有线粒体，不易发生铜死亡，B错误； C、铜含量过多会促进细胞死亡，促进ATP7A/B基因的表达可将过多的铜排出细胞，在一定程度上缓解铜死亡，C正确； D、结合图示可知，脂酰化DLAT 蛋白的合成需要FDX1参与，因此敲除 FDX1 基因后，细胞中的脂酰化DLAT 蛋白的寡聚化水平降低，D错误。 3．在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述错误的是（　　） A．细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞膜上相应的受体 B．酶联受体是质膜上的蛋白质，具有识别、运输和催化作用 C．ATP水解释放的磷酸基团与靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性 D．活化应答蛋白可能通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化 【答案】B 【详解】A、由题图可知，细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞外侧的酶联受体，A正确； B、酶联受体位于质膜上，化学本质是蛋白质，能识别相应的信号分子，磷酸化的酶联受体具有催化作用，但不具有运输作用，B错误； C、ATP水解产生ADP和磷酸基团，磷酸基团与其他物质如应答蛋白结合，使其磷酸化而有活性，C正确； D、细胞分化的实质是基因的选择性表达，故信号分子调控相关蛋白质，活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化，D正确。 故选B。 4．导管和筛管是被子植物主要输导组织。导管主要运输水分和无机盐，由导管的原始细胞分裂、分化、死亡后形成。筛管主要运输有机物，由筛管的原始细胞分裂、分化后形成，成熟后细胞核退化但仍为活细胞。下列叙述正确的是（　　） A．细胞骨架在维持导管和筛管的形态中发挥重要作用 B．细胞程序性死亡形成导管有利于水分和无机盐运输 C．筛管细胞成熟后通过主动转运加快生长素的运输 D．筛管细胞成熟后仍具备脱分化和再分化的能力 【答案】B 【详解】A、导管细胞成熟后死亡，细胞骨架解体，无法维持形态；筛管为活细胞，细胞骨架仍起作用。但导管形态的维持不再依赖细胞骨架，A错误； B、导管细胞通过细胞程序性死亡（凋亡）形成中空结构，便于水和无机盐的运输，B正确； C、筛管成熟后细胞核退化，无法合成主动转运所需的载体和酶，生长素在筛管中的运输依赖被动运输或协同转运，C错误； D、筛管细胞成熟后失去细胞核，无法进行基因选择性表达，不具备脱分化和再分化能力，D错误。 故选B。 5．研究发现，若切除成年大鼠的一部分肝脏，剩余肝细胞会增殖以弥补所遭受的损失。若让大鼠服用能刺激肝细胞分裂的药物——苯巴比妥，大鼠的肝会发生肿大，停止药物处理后，肝细胞死亡会加剧，并使肝脏在一周内恢复原状。下列相关叙述错误的是（    ） A．肝脏的形成是细胞增殖和分化的结果，成熟的肝脏中仍保留着干细胞 B．凋亡肝细胞膜表面发生特定的变化，可吸引吞噬细胞将其迅速清除 C．停用药物后肝脏在一周内恢复原状，是部分肝细胞发生破裂坏死导致 D．通过对细胞死亡率与生成率的综合调节，肝脏保持着稳定的大小 【答案】C 【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。癌细胞的产生是由于原癌基因或抑癌基因突变的结果。细胞凋亡受到的遗传机制决定的程序性调控，所以常常被称为细胞编程性死亡。 【详解】A、器官的形成依赖于细胞的分裂和分化，因此肝脏的形成是细胞增殖和分化的结果，成熟的肝脏中仍保留着干细胞，A正确； B、凋亡肝细胞膜表面发生特定的变化，可吸引吞噬细胞将其迅速清除，保证生命活动的正常进行，B正确； C、细胞坏死可能不会加快肝细胞的再生，停用药物后肝脏在一周内恢复原状，是因为机体通过细胞分裂增大器官体积，通过细胞凋亡恢复器官体积，C错误； D、在生理稳态过程中，肝脏细胞衰老死亡的速度和再生的速度相当，才能保证肝脏正常的大小和功能，D正确。 故选C。 6．心力衰竭患者心肌细胞中DRP1蛋白含量升高，导致线粒体过度分裂及功能障碍，进而引起心肌细胞凋亡。研究发现，DDX17蛋白可抑制DRP1基因转录。下列叙述错误的是（    ） A．心肌细胞凋亡是凋亡相关基因选择性表达的结果 B．可通过抑制DRP1基因的表达减少心肌细胞凋亡 C．线粒体功能障碍导致线粒体氧化分解葡萄糖受阻 D．特异性过表达DDX17基因可抑制心力衰竭的发展 【答案】C 【详解】A、细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡，本质是凋亡相关基因的选择性表达，A正确； B、题干表明DRP1蛋白含量升高会导致线粒体功能障碍，进而引发心肌细胞凋亡，因此抑制DRP1基因的表达可减少DRP1蛋白合成，减少心肌细胞凋亡，B正确； C、有氧呼吸过程中，葡萄糖的初步分解发生在细胞质基质，葡萄糖无法进入线粒体，线粒体直接氧化分解的底物是丙酮酸，因此线粒体功能障碍不会导致葡萄糖氧化分解受阻，C错误； D、DDX17蛋白可抑制DRP1基因的转录，降低DRP1蛋白含量，避免线粒体过度分裂及功能障碍，因此特异性过表达DDX17基因可抑制心力衰竭的发展，D正确。 7．适度低氧下细胞可正常存活，严重低氧可导致细胞死亡。当氧含量低时，线粒体会产生并积累活性氧从而损伤大分子物质和细胞。科研人员用常氧（20%O2）、低氧（10%O2、0.3%O2）分别处理大鼠肿瘤细胞，24h后检测肿瘤细胞的线粒体自噬水平，结果如图1所示。用线粒体自噬抑制剂3MA处理肿瘤细胞，检测肿瘤细胞的活性氧含量，结果如图2所示。相关说法错误的是（    ） A．有氧呼吸第三阶段NADH经过一系列化学反应与O2结合释放的能量，大部分以热能形式散失 B．缺氧时，大鼠肿瘤细胞进行无氧呼吸，从而提高利用葡萄糖产生ATP的效率 C．损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的溶酶体降解 D．严重低氧导致肿瘤细胞死亡的原因可能是线粒体自噬不足以清除细胞中的活性氧 【答案】B 【详解】A、有氧呼吸第三阶段中，NADH经过一系列化学反应与O₂结合生成水，释放的能量大部分以热能形式散失，只有少部分储存在ATP中，A正确； B、分析题图可知，在低氧条件下，线粒体自噬水平相对值高于常氧（即线粒体数目较少），可推知肿瘤细胞主要进行无氧呼吸，其利用葡萄糖产生ATP的效率比正常细胞低，B错误； C、溶酶体可吞噬并降解损伤的细胞器，故损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的溶酶体降解，C正确； D、分析图1，20%、10%、0.3%氧含量降低，相比于常氧含量，线粒体自噬水平的相对值在氧含量0.3%最低，因此严重低氧导致肿瘤细胞死亡的原因可能是线粒体自噬不足以清除细胞中的活性氧，D正确。 8．在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的，某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述错误的是（　　） A．细胞对该信号分子的特异应答依赖相应受体 B．图中酶联受体具有识别、运输和催化作用 C．ATP水解使应答蛋白磷酸化而具有活性 D．活化的应答蛋白影响基因表达，最终引起细胞定向分化 【答案】B 【分析】信号分子与特异性受体结合后发挥调节作用。图中信号分子与膜外侧酶联受体识别、结合，ATP水解产生的磷酸基团结合到激酶区域使之具有活性，有活性的激酶区域能将应答蛋白转化为有活性的应答蛋白。 【详解】A、由题图可知，细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞外侧的酶联受体，A正确； B、酶联受体位于质膜上，化学本质是蛋白质，能识别相应的信号分子，磷酸化的酶联受体具有催化作用，但不具有运输作用，B错误； C、ATP水解产生ADP和磷酸基团，磷酸基团与其他物质如应答蛋白结合，使其磷酸化而有活性，C正确； D、细胞分化的实质是基因的选择性表达，故信号分子调控相关蛋白质，活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化，D正确。 故选B。 9．壁虎自然再生出的尾巴只是一堆由脂肪、肌肉和皮肤组成的同心管，缺少了原生尾巴的脊椎、神经组织等，科研人员通过植入胚胎干细胞的方式，帮助断尾壁虎长出一条接近于原装版本的尾巴，实现了2.5亿年来断尾壁虎都没能自行完成的“进化”。下列相关叙述错误的是（    ） A．胚胎干细胞与构成尾巴的组织细胞中基因的执行情况不同 B．胚胎干细胞分化成尾部细胞前后，蛋白质的种类完全不同 C．该研究无法体现胚胎干细胞具有全能性 D．该研究给人类实现受损器官原位再生带来新希望 【答案】B 【分析】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和各种细胞的潜能。 【详解】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达，即同一个体不同细胞中基因的执行情况不同，A正确； B、细胞分化的根本原因为基因的选择性表达，胚胎干细胞分化成尾部细胞前后，其DNA不变，也有相同的表达基因，如呼吸酶基因、ATP合成酶基因等，所以蛋白质种类不完全相同，B错误； C、壁虎断尾的再生只体现胚胎干细胞可以分化尾部的相关组织、器官，无法说明其可以分化成各种细胞的能力或发育成个体的能力，C正确； D、科研人员通过植入胚胎干细胞的方式，帮助壁虎拥有一条接近于原装版本的尾巴，说明人类实现受损器官原位再生也有可能实现，D正确。 故选B。 10．急性电离辐射会导致细胞DNA损伤，进而引发细胞凋亡。最新研究发现，细胞凋亡过程中存在STING蛋白介导的新通路：DNA损伤激活PARP1酶，促使PAR过度合成，STING直接与PAR结合后，启动凋亡程序。下列分析错误的是（　　） A．电离辐射诱导的细胞凋亡属于由基因决定的细胞编程性死亡 B．STING与PAR的结合，可能是启动凋亡信号传导的关键步骤 C．STING缺陷小鼠抵抗辐射能力减弱，辐射后存活率显著下降 D．PARP1抑制剂阻断PAR合成，能抑制STING介导的凋亡通路 【答案】C 【详解】A、细胞凋亡的本质是由基因决定的细胞编程性死亡，电离辐射只是凋亡的诱因，不改变凋亡的本质，A正确； B、根据题干信息，STING与PAR结合后才会启动凋亡程序，因此该结合过程是启动凋亡信号传导的关键步骤，B正确； C、STING是该凋亡通路的必需蛋白，STING缺陷小鼠的该凋亡通路受阻，辐射后细胞凋亡减少，抵抗辐射的能力会增强，存活率上升，C错误； D、该通路中PARP1酶促进PAR合成，PARP1抑制剂会阻断PAR合成，STING没有结合的底物，因此可以抑制STING介导的凋亡通路，D正确。 11．近期，科研人员运用神经干细胞进行脑内移植治疗缺血性中风取得了一定的进展，中风患者局部神经结构损伤、功能缺失得到了一定程度的修复和重建。下列叙述错误的是（　　） A．神经干细胞合成了多种mRNA，不一定表明细胞已经分化 B．神经干细胞在参与损伤部位修复过程中发生了细胞分裂、分化、衰老等过程 C．脑部血液循环障碍导致局部神经细胞死亡属于细胞凋亡 D．神经干细胞与神经细胞形态、结构、功能不同的根本原因是基因的选择性表达 【答案】C 【分析】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。细胞分化的实质是基因的选择性表达。 2、细胞凋亡与细胞坏死的区别：细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，属于正常的生命现象，对生物体有利；细胞坏死是由外界环境因素引起的，属于不正常的细胞死亡，对生物体有害。 【详解】A、mRNA是以基因为单位经转录而成的，增殖的细胞和分化的细胞中都有mRNA的合成，故神经干细胞能够合成多种mRNA不能表明细胞已经分化，A正确； B、神经干细胞具有分裂、分化的能力，故在参与损伤部位修复过程中发生了细胞分裂、分化、衰老等过程，B正确； C、细胞坏死是在种种不利因素的影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。脑部血液循环障碍导致局部神经细胞死亡是一种由病理性刺激引起的死亡，属于细胞坏死，C错误； D、神经细胞是由神经干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，造成这种差异的根本原因是基因的选择性表达，D正确。 故选C。 12．研究发现，衰老细胞会分泌多种与衰老相关的分泌物（SASP），SASP可影响周围细胞，导致更多细胞衰老，形成“衰老放大效应”。下列有关推测错误的是（    ） A．“衰老放大效应”是机体反馈调节的结果 B．SASP可能促使周围细胞中端粒的缩短 C．一般幼龄动物体细胞间不含有SASP D．SASP可能通过影响DNA促进邻近细胞衰老 【答案】C 【详解】A、反馈调节指系统工作效果反作用于系统本身，SASP导致周围细胞衰老是机体反馈调节的结果，A正确； B、端粒缩短是细胞衰老的原因之一，SASP可能加速周围细胞端粒缩短，B正确； C、SASP主要由衰老细胞分泌，幼龄动物体内也有衰老细胞，幼龄动物体细胞间也含有SASP，C错误； D、SASP可能通过诱导DNA损伤促进邻近细胞衰老，符合细胞衰老的DNA损伤学说，D正确。 故选C。 13．细胞程序性死亡是基因调控作用的结果。凋亡过程中细胞膜反折并包围细胞碎片，形成许多泡状或芽状凋亡小体，如下图所示。凋亡小体膜表面会暴露出“将我吃掉”的信号分子，并逐渐被邻近的吞噬细胞吞噬消化，但凋亡小体中的内容物不会逸散到胞外。下列叙述错误的是（    ） A．细胞凋亡的调控环节包括信号转导、基因表达、蛋白质生物合成和代谢过程等 B．细胞凋亡的首要条件是信号刺激，该信号可来自细胞毒性T细胞 C．原癌基因、抑癌基因都参与了细胞的程序性死亡过程 D．凋亡小体被邻近吞噬细胞吞噬，会引起炎症反应 【答案】D 【分析】细胞凋亡指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同，细胞凋亡不是一件被动的过程，而是主动过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用，它并不是病理条件下，自体损伤的一种现象，而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。 【详解】A、细胞凋亡是受凋亡有关基因调控的，存在相关基因的表达和代谢过程，A 正确； B、在细胞免疫过程中，细胞毒性T细胞识别靶细胞膜上的抗原信息，使靶细胞裂解死亡，B 正确； C、抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或促进细胞凋亡，参与了细胞凋亡的过程，C正确； D、凋亡小体中的内容物不会逸散到胞外环境中，所以不会引起炎症反应，D错误。 故选D。 14．可立氏循环是指在激烈运动时，肌肉细胞有氧呼吸产生NADH的速度超过其再形成的速度，这时肌肉中产生的丙酮酸由乳酸脱氢酶转变为乳酸，使再生，保证葡萄糖到丙酮酸能够继续产生ATP。肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝细胞，在肝细胞内通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖。下列说法正确的是（   ） A．肌细胞产生的乳酸需在肝细胞中重新合成葡萄糖，根本原因是相关基因的选择性表达 B．机体进行可立氏循环时，肌细胞消耗的氧气量小于产生的二氧化碳量 C．有氧呼吸过程中，NADH在细胞质基质中产生，在线粒体基质和内膜处被消耗 D．丙酮酸被还原为乳酸的过程中，产生和少量ATP 【答案】A 【详解】A、肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝细胞，在肝细胞内通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖，根本原因是葡萄糖异生途径相关基因的选择性表达，A正确； B、人体激烈运动时，肌细胞中既存在有氧呼吸，也存在无氧呼吸，有氧呼吸产生的CO2与消耗的O2相等，无氧呼吸不消耗O2，也不产生CO2，因此总产生的CO2与总消耗的O2的比值等于1，B错误； C、有氧呼吸过程中，NADH在细胞质基质和线粒体基质中产生，在线粒体内膜处被消耗，C错误； D、丙酮酸被还原为乳酸为无氧呼吸的第二阶段，该阶段生成NAD+，不产生ATP，D错误。 故选A。 15．某研究团队通过短期血清饥饿处理猪骨骼肌卫星细胞（简称SMSCs），细胞自噬水平显著升高。研究发现雷帕霉素靶蛋白（mTOR）是细胞感知营养物质状态的重要蛋白质，丰富的营养物质会激活mTOR通过磷酸化抑制细胞自噬。下列叙述错误的是（　　） A．血清饥饿导致细胞自噬增强，可为细胞维持生存提供物质和能量 B．血清饥饿处理SMSCs会激活mTOR磷酸化，加速受损细胞器的分解 C．细胞自噬和凋亡的调控机制不同，激烈的细胞自噬可诱导细胞凋亡 D．在血清饥饿处理条件下，SMSCs内的溶酶体数量和酶活性可能会增加 【答案】B 【分析】当环境中营养物质缺乏时，内质网或高尔基体会产生膜泡包围细胞内容物形成自噬体，自噬体和溶酶体融合，促进内容物水解。 【详解】A、血清饥饿导致细胞自噬增强，细胞自噬过程中会分解一些物质，这些物质可以为细胞维持生存提供物质和能量，该说法符合细胞自噬的功能特点，A正确； B、题干明确提到丰富的营养物质会激活mTOR通过磷酸化抑制细胞自噬，而血清饥饿处理会使细胞自噬水平显著升高，说明血清饥饿处理不会激活mTOR磷酸化，而是抑制其磷酸化，从而促进细胞自噬，加速受损细胞器的分解，B错误； C、细胞自噬和凋亡是不同的调控机制，在一定条件下，激烈的细胞自噬可诱导细胞凋亡，这是细胞生命活动中的常见现象，C正确； D、细胞自噬需要溶酶体参与，在血清饥饿处理条件下，细胞自噬水平升高，那么SMSCs内的溶酶体数量和酶活性可能会增加，以满足自噬过程的需求，D正确。 故选B。 二、非选择题：本题共5题，共55分。 16．（每空1分，共8分）人的受精卵经过细胞分裂和分化形成各种组织和器官，进而发育成胎儿。某些组织细胞的形成过程如图甲所示，肠上皮细胞亚显微结构模式图如图乙所示。 (1)全能干细胞数目的增多通过______（填分裂方式）实现。造血干细胞的子细胞在形态、结构和功能上出现稳定性差异的过程称为______，其根本原因是基因的______。 (2)部分肠上皮细胞具有增殖能力，在其增殖过程中，核DNA的复制发生在细胞周期的______期。图乙中所表示的细胞器______（填序号）在细胞分裂过程中发出星射线形成纺锤体。多数肠上皮细胞成熟后1～2天会自主有序地死亡，该过程称为______。 (3)肠上皮细胞的______（填序号）较多，可为吸收营养物质提供充足的能量，细胞膜褶皱形成微绒毛，扩大吸收面积；成熟红细胞呈两面凹的圆饼状，有利于氧气的交换和运输。上述事实体现了______相适应的观点。 【答案】(1) 有丝分裂 细胞分化 选择性表达 (2) 分裂间（或间） ② 细胞凋亡 (3) ③ 结构与功能 【详解】（1）全能干细胞属于体细胞，体细胞增殖的方式为有丝分裂，可实现细胞数目的增多；细胞分化的定义是同一来源的细胞子代为适应不同功能，在形态、结构、功能上出现稳定性差异的过程，该过程的根本原因是不同细胞中基因发生了选择性表达，遗传物质本身没有改变。 （2）细胞周期分为分裂间期和分裂期，核DNA的复制和相关蛋白质的合成都发生在分裂间期；动物细胞中②中心体在分裂前期发出星射线，牵引染色体形成纺锤体；由基因调控的、细胞自主有序的生理性死亡过程称为细胞凋亡。 （3）③线粒体是细胞的能量供应车间，肠上皮细胞主动吸收营养物质需要消耗大量能量，因此线粒体数量较多；肠上皮细胞的微绒毛结构扩大吸收面积、哺乳动物成熟红细胞两面凹的圆饼状结构提升氧气运输效率，都体现了生物学中结构与功能相适应的核心观点。 17．当光照强度大于光饱和点(植物达到最大光合速率的光照强度)时，常引起光抑制或光损伤。科研人员探究了某植物对强光的生理响应变化及机制。光反应过程中的光合电子传递链主要由光系统等光合复合体组成，如图所示(活性氧：ROS，一种自由基；铁氰化钾能吸收e⁻)。回答下列问题： (1)图中的细胞膜和叶绿体膜均属于生物膜，它们的___________很相似。图中的光系统分布在___________上。 (2)据图分析，强光导致光抑制的原因是___________(从物质的转化角度分析)。适度增加铁氰化钾可能会___________(填“解除”或“促进”或“不影响”)光抑制。 (3)与正常光照强度相比，在强光条件下，植物细胞衰老的速率会加快，从自由基学说的角度解释，原因是___________。 (4)光合作用与细胞呼吸过程都会产生ATP，一棵马铃薯植株在生长过程中，光合作用产生ATP的量远大于细胞呼吸产生的ATP的量，原因是___________。 【答案】(1) 组成成分和结构 叶绿体类囊体薄膜 (2) 强光导致光反应过强，NADPH和电子累积，导致活性氧大量增多，自由基会攻击细胞，导致细胞结构受损，造成光合速率下降，导致光抑制(答案合理即可) 解除 (3)强光导致光反应过强，会导致活性氧大量增多，攻击蛋白质、磷脂等，使蛋白质、磷脂等活性下降速率加快，导致植物细胞衰老的速率加快 (4)光合作用产生的ATP中的能量转移到有机物中，植物体中的有机物只有部分通过细胞呼吸氧化分解释放能量，且释放的能量也只有部分转移到ATP中 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收光照，传递光能，并将一部分光能用于水的光解生成H+、e-和氧气，H+和 NADP+合成NADPH，另一部分光能用于合成ATP。暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生CO2的固定，即CO2和C5结合形成两分子的C3，然后C3利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【详解】（1）生物膜的组成成分和结构相似。图中的光系统参与光反应，位于类囊体薄膜上。 （2）据图分析，强光导致光反应过强，NADPH和电子累积，导致活性氧大量增多，自由基会攻击细胞，导致细胞结构受损，造成光合速率下降，导致光抑制；铁氰化钾能吸收电子，适度增加铁氰化钾可能会解除光抑制。 （3）与正常光照强度相比，强光导致光反应过强，会导致活性氧大量增多，攻击蛋白质、磷脂等，使蛋白质、磷脂等活性下降速率加快，导致植物细胞衰老的速率加快，故在强光条件下，植物细胞衰老的速率会加快。 （4）光合作用产生的ATP中的能量转移到有机物中，植物体中的有机物只有部分通过细胞呼吸氧化分解释放能量，且释放的能量也只有部分转移到ATP中，所以一棵马铃薯植株在生长过程中，光合作用产生ATP的量远大于细胞呼吸产生的ATP的量。 18．（每空2分，共16分）研究人员用棕榈酸（PA）诱导肾小管上皮细胞（HK-2）构建体外高脂细胞模型，对肥胖引起的肾损伤机制进行探索。请回答： (1)生物体内脂肪的功能有______________。（写出一项） (2)铁死亡是一种铁依赖性的，有别于细胞凋亡、坏死以及自噬的细胞死亡方式。选择合适的材料，完善下表实验方案以判断肥胖相关性肾损伤是否主要由铁死亡引起。 A．HK-2        B．脂肪细胞        C．细胞培养基        D．添加PA的细胞培养基 E.细胞凋亡抑制剂Z-VAD        F.铁死亡抑制剂Fer-1 组别 甲 乙 丙 丁 材料 A+C _______ A+D+E _______ 检测 一段时间后检测各组细胞存活率 预期结果及结论 结果为_____，说明肥胖相关性肾损伤主要由铁死亡引起 (3)正常细胞中异常的线粒体会形成自噬体，通过与溶酶体结合被降解，即发生自噬过程，从而维持细胞内稳态。研究人员用红绿双色荧光标记细胞内自噬体并检测，自噬体与溶酶体融合后，溶酶体内酸性环境使绿色荧光淬灭，保留红色荧光；而未发生自噬时，绿色荧光与红色荧光重叠区显示为黄色荧光。 ①PA诱导的HK-2线粒体形态异常，经红绿双色荧光标记并检测可见大量的黄色荧光。据此推测该HK-2的自噬体______。用自噬激活剂处理后观察到HK-2内______且细胞存活率高，则该推测成立； ②研究人员开展进一步研究，对正常培养和高脂培养条件下的HK-2进行相应蛋白质表达情况检查，结果如下图所示。 注：p62随着自噬的进行而被降解。 LC3Ⅰ含量及转变成的LC3Ⅱ含量代表自噬进行。 FUNDC1为线粒体膜蛋白，与LC3相互作用参与诱导线粒体自噬。 Tubulin作为内参蛋白，用于参照细胞中目的蛋白的提取率。 据图判断，在高脂条件下培养的为______组，依据是______________________。 【答案】(1)细胞内良好的储能物质    保温作用    缓冲和减压（答出1点即可） (2) 乙组：A+D 丁组：A+D+F（乙组和丁组答案可以对调，则本小问③中的乙和丁须相应对调） 各组细胞存活率大小为 甲>丁>丙>乙（或甲>丁>丙≈乙 ） (3) 无法与溶酶体融合，未发生自噬过程（导致细胞内稳态失调，细胞存活率降低） 黄色荧光减少，红色荧光变多（或仅出现红色荧光或黄色荧光较弱，红色荧光较强） 甲组 甲组p62含量高于乙组，LC3Ⅰ含量和LC3Ⅱ含量以及FUNDC1含量低于乙组 【详解】（1）脂肪是生物体内细胞内良好的储能物质，其次还具有保温作用、缓冲和减压等功能。 （2）欲判断肥胖相关性肾损伤是否主要由铁死亡引起，自变量为铁死亡，因变量为细胞的存活率。甲组为空白对照组，乙组为高脂模型组（A+D），丙组可作为阳性对照组（判断肥胖相关性肾损伤是否由细胞凋亡导致），丁组为实验组A+D+F（判断肥胖相关性肾损伤是否主要由铁死亡）。若肥胖相关性肾损伤是否主要由铁死亡引起，则与细胞凋亡关系不大，细胞存活率甲组最高而乙组最低，各组细胞存活率大小为甲>丁>丙>乙（或甲>丁>丙≈乙） （3）①自噬体与溶酶体融合后，溶酶体内酸性环境使绿色荧光淬灭，保留红色荧光；而未发生自噬时，绿色荧光与红色荧光重叠区显示为黄色荧光。PA诱导的HK-2线粒体形态异常，经红绿双色荧光标记并检测可见大量的黄色荧光，推测HK-2的自噬体无法与溶酶体融合，未发生自噬过程。若该推测成立，用自噬激活剂处理后自噬增加，则HK-2内黄色荧光减少，红色荧光变多。 ②据上述信息，高脂条件下HK-2线粒体形态异常且经红绿双色荧光标记并检测可见大量的黄色荧光，说明未发生自噬过程。p62随着自噬的进行而被降解，未发生自噬过程则含量增高，LC3Ⅰ含量和LC3Ⅱ含量以及FUNDC1含量均与自噬的发生呈正相关，由于甲组p62含量高于乙组，LC3Ⅰ含量和LC3Ⅱ含量以及FUNDC1含量低于乙组，说明甲组细胞自噬过程较弱，判断其为高脂条件下培养。 19．（除标注外，每空1分，共9分）研究发现，随着年龄增长髓核细胞的线粒体功能发生障碍，导致细胞能量供应不足并发生凋亡，这是椎间盘退变的核心病理过程。科研人员利用细胞因子（IL-lβ）处理髓核细胞导致其线粒体受损，建立体外髓核细胞退变模型，并开展相关研究。回答下列问题： (1)线粒体是细胞进行_______的主要场所。髓核细胞中线粒体功能障碍，一方面会导致_______（填物质名称）合成减少，使细胞能量供应不足；另一方面会促使活性氧（ROS）过量产生，攻击_______等生物大分子，进一步加剧细胞衰老损伤。 (2)研究人员检测了模型组和正常组细胞中与线粒体分裂相关的蛋白和融合相关的蛋白的表达量，结果如图1、2所示。 （注：活性氧水平高低和线粒体损伤程度成正相关） 据图1和图2结果分析，在退变髓核细胞中，线粒体倾向于发生________（填“分裂”或“融合”）。该现象的发生会加快髓核细胞的凋亡，推测原因可能是________（答出一点）。 (3)已知线粒体中的去乙酰化酶3（Sirt3）是维持线粒体功能的关键蛋白。研究者将Sirt3基因导入退变髓核细胞中使其过表达（实验组），检测发现细胞内活性氧（ROS）含量显著降低（如图3所示）。上述结果表明，过表达Sirt3可以_______。进一步检测发现，实验组细胞中磷酸化AMPK（p-AMPK，活性形式）含量升高，而磷酸化Drp1（p-Drp1，活性形式）含量降低。据此推测，Sirt3可能通过激活AMPK的活性从而抑制Drpl活化，减少线粒体分裂，降低活性氧含量。为验证该推测，研究人员在实验组细胞中加入AMPK抑制剂。若推测正确，则加入抑制剂后细胞内_______含量应回升至与模型组相近水平。 (4)综合上述研究，为延缓椎间盘退变，可采取的治疗思路是________（填序号）。 ①促进髓核细胞中Sirt3基因的表达 ②抑制髓核细胞中AMPK的活性 ③降低髓核细胞中Drpl的磷酸化水平 【答案】(1) 有氧呼吸（或细胞呼吸） ATP DNA（或蛋白质） (2) 分裂 线粒体过度分裂导致其结构碎片化，功能受损，使ATP合成减少（或线粒体过度分裂导致活性氧（ROS）大量产生，加速细胞损伤和凋亡）（2分） (3) 降低髓核细胞中线粒体的损伤（或降低髓核细胞的凋亡速率） 活性氧（ROS） (4)①③ 【详解】（1）线粒体是细胞进行有氧呼吸（细胞呼吸）的主要场所。线粒体功能障碍直接导致ATP合成减少，细胞能量供应不足。线粒体功能障碍时，电子传递链异常会导致活性氧（ROS）过量产生。ROS可攻击DNA、蛋白质等生物大分子，破坏其结构和功能，加剧细胞损伤。 （2）图1显示，模型组（退变细胞）中促分裂蛋白Drp1的表达量显著高于正常组。图2显示，模型组中促融合蛋白的表达量显著低于正常组。两图对比表明，退变细胞中促分裂因子占优势，促融合因子受抑制。线粒体过度分裂导致其结构碎片化、功能丧失，一方面加剧ATP合成障碍，另一方面碎片化线粒体更易产生ROS，形成恶性循环，最终加速细胞凋亡。 （3）由题干和图3可知，过表达Sirt3后退变髓核细胞的活性氧含量显著降低，结合题干注释“活性氧水平和线粒体损伤正相关”，可知过表达Sirt3可通过降低活性氧含量，减轻线粒体损伤，维持线粒体正常功能，缓解髓核细胞退变。根据推测：Sirt3激活AMPK后，抑制Drp1活化（磷酸化的p-Drp1是活性形式），进而减少线粒体分裂，降低活性氧含量。若加入AMPK抑制剂，AMPK活化被抑制，对Drp1的抑制作用消失，p-Drp1（活性Drp1）含量升高，线粒体分裂增加，活性氧（ROS）含量也会回升，恢复到接近模型组的水平。 （4）①促进Sirt3基因表达，可发挥其维持线粒体功能、降低活性氧的作用，延缓椎间盘退变，①正确； ②AMPK活化可抑制Drp1、减少线粒体分裂，降低活性氧，因此抑制AMPK活性会加重退变，②错误； ③磷酸化Drp1是活性形式，降低Drp1磷酸化水平可减少线粒体分裂，减少活性氧生成，延缓退变，③正确。 综上所述，①③正确，②错误。 20．芍药切花市场需求旺盛，自然花期短且集中，生产上常用低温贮藏延长货架期，但易使其发生冷害。某研究团队以芍药切花为材料，利用蔗糖、褪黑素等配制出复合保鲜液（CVS），旨在探究CVS对芍药切花采后保鲜的调控机制。请回答下列问题。 (1)芍药切花离体后，呼吸作用的主要底物是花瓣细胞中储存的_______，切花细胞中彻底氧化分解底物的场所是_______。呼吸作用对储存底物的过度消耗，是导致切花衰老萎蔫的关键原因之一。 (2)芍药切花花瓣衰老与呼吸作用失衡密切相关：一方面，有氧呼吸产生的过氧化物等活性氧（ROS）大量积累，会引发膜脂过氧化，导致细胞膜的_________，进而造成细胞内容物外渗；另一方面，若贮藏环境通风不良，会引发切花无氧呼吸，其积累的__________会直接毒害细胞，加速花瓣衰老。 (3)该团队进一步研究了CVS的作用机制：对低温贮藏30d后的芍药切花进行瓶插处理，检测其花瓣细胞膜透性及抗氧化能力，结果如图所示。 综合上述信息，分析实验结果： ①CVS处理组花瓣细胞中的过氧化氢酶（CAT）活性高于对照组，据此推测，CVS的作用机制可能是______________________________。 ②电解质泄漏率（EL）常用于衡量细胞膜的完整性。由图可知，在瓶插期间，CVS处理组______________（填“能”或“不能”）完全阻止EL值升高，其原因可能是______________。 (4)综上分析，CVS在芍药切花产业的应用优势是______________________。 【答案】(1) 淀粉 细胞质基质、线粒体 (2) 通透性增加 酒精 (3) CVS处理提高过氧化氢酶（CAT）活性，降低过氧化氢的含量，减轻膜脂过氧化，减少内容物外渗（2分） 不能 CVS中的蔗糖等也会被利用，浓度和比例降低，达不到应有的效果（2分） (4)延缓花瓣衰老，有利于鲜花保鲜 【详解】（1）淀粉是植物细胞特有的储能物质，芍药切花离体后，呼吸作用的主要底物是花瓣细胞中储存的淀粉；需氧呼吸能将有机物彻底氧化分解，切花细胞中彻底氧化分解底物的场所是细胞质基质和线粒体。 （2）膜脂过氧化，导致细胞膜的通透性增大，细胞内容物外渗；切花无氧呼吸产生酒精和CO2，而酒精会直接毒害细胞，加速花瓣衰老。 （3）①CVS处理组过氧化氢酶（CAT）活性高于对照组，增强对过氧化氢的降解，降低过氧化氢的积累，减少膜脂过氧化，降低对细胞膜通透性的改变，降低电解质泄漏率，提高抗氧化能力。 ②结合图乙可知，随着时间的延长，CVS处理组的电解质泄漏率逐渐升高接近对照组，因此CVS处理组不能完全阻止EL值升高，复合保鲜液（CVS）为蔗糖、褪黑素等配制而成，随着时间的延长，蔗糖等有机物被利用，保鲜液中的成分改变，无法达到保鲜的作用。 （4）结合以上分析，CVS处理，有助于延缓花瓣细胞衰老，从而有利于芍药切花采后保鲜。 第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第14讲 细胞的分化、衰老 和死亡（一轮培优练）参考答案 真题·命题感知 题号 1 2 3 答案 A C C 进阶·强化演练 情境探究类 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C B C A D C B A B 题号 11 答案 B 12.(1) 内细胞团 及时清除代谢废物 (2)单独使用CHIR会诱导早期传代bEPSCs分化，而加入XAV后可逆转这一效应，维持细胞的干细胞特性 (3) 协同 下调 维持 促进 下调 脱离 抑制 上调 维持 13.(1) 内细胞团 增殖能力强 (2) 去核减数分裂Ⅱ中期/MⅡ期 乙 (3) 绿色荧光 绿色荧光基因仅导入胚胎干细胞，其后代细胞会表达绿色荧光，可通过荧光强度/分布判断干细胞贡献比例 (4)ACDE 14.(1)抑制 (2) 正反馈 免疫细胞或其他细胞 免疫 (3) Bax Bax蛋白过多，使脑黑质多巴胺能神经元退化，多巴胺分泌减少，使突触后神经元更易兴奋进而引发肢体震颤，引发帕金森 15.(1) 不能 ALS患者的运动（传出）神经元受损，刺激感受器后，兴奋无法传至效应器，故⑤处无应答 (2) RNA聚合酶 11 (3) 高 使用生理盐水处理正常人运动神经元 减弱 16.(1) 较弱 途径①通过将过剩的电子传递给氧气，生成超氧化物，进而这些超氧化物被活性氧清除系统（如过氧化氢酶等）清除，从而减轻活性氧对光合系统的损伤 途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而减轻对光合系统的损伤 水的光解发生在类囊体腔一侧，会产生大量H+，另外类囊体膜上的一些蛋白质可将H+从叶绿体基质逆浓度梯度转移至类囊体腔 (2) 气孔 坏死 (3)强光引起叶片温度过高，破坏了线粒体结构，抑制呼吸酶的活性 图表分析类 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 C D A A A D B B B 10(1)分裂、分化 (2) DNA复制 HR2 (3) Wnt3敲低组未检测到BrdU的荧光，对照组可检测到；Wnt3敲低组与对照组的β-cat荧光亮度无显著差异 促进干细胞中β-cat从细胞质转运进入细胞核 (4)某些个体的创伤部位Wnt3异常高表达或持续表达时间更长；某些个体成纤维细胞中进入细胞核的β-cat的量增加 11.(1) 接触抑制 作为标记基因，便于重组DNA的筛选 PCR 抗原-抗体杂交 (2)突变或过量表达 (3)减少免疫排斥、规避转基因操作引发的安全问题、降低恶性肿瘤发生的风险等 12.(1) 巨噬细胞 T淋巴细胞 (2) ② ③ (3)B (4)AD (5)BD 13.(1)D (2)细胞坏死 (3)在一定浓度范围内，随着PGE浓度升高，对于细胞增殖具有促进作用，但当PGE达到一定浓度后，PGE对于肝癌细胞的增殖起抑制作用，且与对照组有显著差异 14.(1)基因的选择性表达 (2)PIEZO2对肾素分泌起负调控作用，PIEZO2缺失可不依赖RAAS升高全身血压 (3) (4) 独立 神经-体液 15.(1) 促进细胞衰老 降低 基因X激活mTOR信号通路，mTOR作为自噬负调控因子，其磷酸化水平升高抑制了自噬；同时，基因X过表达导致LC3-Ⅱ表达量下降，也抑制了自噬体的形成 (2) 加速细胞凋亡 细胞自噬受抑制，损伤结构堆积，影响细胞正常生理功能而促进凋亡 (3) 选取若干生理状况良好的人肝癌细胞均分为四组，编号A、B、C、D，A组细胞导入空质粒，B组细胞导入过表达X基因质粒，C组在细胞培养液中加入自噬诱导剂，D组细胞导入过表达X基因质粒并在培养液中加入自噬诱导剂，在相同且适应的条件下培养一段时间后，检测SA-β-Gal活性 A组SA-β-Gal活性约为15；B组SA-β-Gal活性约为35%；D组SA-β-Gal活性接近A组15%水平 实验探究类 1.(1)细胞内良好的储能物质    保温作用    缓冲和减压（答出1点即可） (2) 乙组：A+D 丁组：A+D+F（乙组和丁组答案可以对调，则本小问③中的乙和丁须相应对调） 各组细胞存活率大小为 甲>丁>丙>乙（或甲>丁>丙≈乙 ） (3) 无法与溶酶体融合，未发生自噬过程（导致细胞内稳态失调，细胞存活率降低） 黄色荧光减少，红色荧光变多（或仅出现红色荧光或黄色荧光较弱，红色荧光较强） 甲组 甲组p62含量高于乙组，LC3Ⅰ含量和LC3Ⅱ含量以及FUNDC1含量低于乙组 2.(1) 大脑皮层 多个脑区和神经通路（答多个脑区，即可得分） (2) 随着训练次数的增加，逃避潜伏期缩短 延长（或增大） 缓解 (3) 自噬诱导 激活 (4)D-半乳糖通过抑制超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的合成（或降低含量），导致过氧化物积累，引起线粒体氧化损伤，进而通过抑制PINK1基因和Parkin等基因参与的自噬诱导过程的 表达（或通过信号转导途径抑制自噬诱导基因表达）导致线粒体自噬减少，导致学习和记忆能力下降 3. 造血干细胞 具有吞噬杀菌，呈递抗原和启动适应性免疫应答的功能 从M2向MI 细胞中遗传物质的执行情况不同(基因的选择性表达) 实验思路:将肥胖导致的I型糖尿病小鼠均分甲、乙两组，甲组注射适量的外泌体提取液，乙组注射等量的用RNA酶处理过的外泌体提取液，相同条件下饲喂一段时间后，检测甲、乙两组小鼠血糖浓度，并进行比较 预期结果:甲组血糖浓度低于乙组 4.(1) 全能性 潜能 (2) 抑制 愈伤组织形成量 影响愈伤组织形成的是生长素类激素的种类而非含量 (3) 5.(1) 从“外正内负”变为“外负内正” 钠离子内流 垂体细胞上有CRH受体，而肾上腺皮质细胞上没有CRH受体 (2) 自由扩散 交感 降低血浆中的甲状腺激素含量，从而减弱肝脏及其他组织细胞的代谢活动，减少热量产生，帮助维持机体的正常体温 (3) 磷脂、DNA、蛋白质 通过降低Keap1的含量、提高Nrf2的含量，可以激活抗氧化基因HO-1和NQO1的表达，增强细胞的抗氧化能力 6.(1) DNA连接酶 不含有相应的识别序列 (2)蛋白B积累抑制PB启动子而阻碍基因A表达，蛋白A减少解除其对PA启动子的抑制而 使基因C得以表达，蛋白C结合并抑制Pc启动子 (3)竞争性结合B蛋白，抑制其与PB启动子的结合 (4) 7.(1) 突触 电信号→化学信号→电信号 (2)排除溶剂（蒸馏水蒸汽）对实验结果的干扰 (3)0.09mg/m3甲醛暴露（C组）使小鼠找到平台的潜伏期显著延长，且海马体神经元凋亡率显著升高、细胞自噬水平显著降低 (4) 激活 D组使用mTOR抑制剂后，自噬水平较C组显著回升（或C组自噬水平低于D组，说明甲醛作用下mTOR活性较高，抑制了自噬） 甲醛激活mTOR活性，抑制了细胞自噬（或导致细胞自噬水平降低），使得受损的细胞器和蛋白质无法被及时清除，进而引发神经元凋亡 拔高·限时模拟 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C B B C C B B B C 题号 11 12 13 14 15 答案 C C D A B 16．（每空1分，共8分） (1) 有丝分裂 细胞分化 选择性表达 (2) 分裂间（或间） ② 细胞凋亡 (3) ③ 结构与功能 17．（每空2分，共12分） (1) 组成成分和结构 叶绿体类囊体薄膜 (2) 强光导致光反应过强，NADPH和电子累积，导致活性氧大量增多，自由基会攻击细胞，导致细胞结构受损，造成光合速率下降，导致光抑制(答案合理即可) 解除 (3)强光导致光反应过强，会导致活性氧大量增多，攻击蛋白质、磷脂等，使蛋白质、磷脂等活性下降速率加快，导致植物细胞衰老的速率加快 (4)光合作用产生的ATP中的能量转移到有机物中，植物体中的有机物只有部分通过细胞呼吸氧化分解释放能量，且释放的能量也只有部分转移到ATP中 18．（每空2分，共16分） (1)细胞内良好的储能物质    保温作用    缓冲和减压（答出1点即可） (2) 乙组：A+D 丁组：A+D+F（乙组和丁组答案可以对调，则本小问③中的乙和丁须相应对调） 各组细胞存活率大小为 甲>丁>丙>乙（或甲>丁>丙≈乙 ） (3) 无法与溶酶体融合，未发生自噬过程（导致细胞内稳态失调，细胞存活率降低） 黄色荧光减少，红色荧光变多（或仅出现红色荧光或黄色荧光较弱，红色荧光较强） 甲组 甲组p62含量高19．（除标注外，每空1分，共9分） (1) 有氧呼吸（或细胞呼吸） ATP DNA（或蛋白质） (2) 分裂 线粒体过度分裂导致其结构碎片化，功能受损，使ATP合成减少（或线粒体过度分裂导致活性氧（ROS）大量产生，加速细胞损伤和凋亡）（2分） (3) 降低髓核细胞中线粒体的损伤（或降低髓核细胞的凋亡速率） 活性氧（ROS） (4)①③ 20．（除标注外，每空1分，共10分） (1) 淀粉 细胞质基质、线粒体 (2) 通透性增加 酒精 (3) CVS处理提高过氧化氢酶（CAT）活性，降低过氧化氢的含量，减轻膜脂过氧化，减少内容物外渗（2分） 不能 CVS中的蔗糖等也会被利用，浓度和比例降低，达不到应有的效果（2分） (4)延缓花瓣衰老，有利于鲜花保鲜 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第14讲 细胞的分化、衰老 和死亡（一轮培优练） 目 录 真题·命题感知（含2026高考真题） 1 进阶·强化演练（含情景探究、图表分析、实验探究类） 4 拔高·限时模拟（75分钟 100分） 27 真题·命题感知 1．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）研究人员将调控根尖干细胞微环境的P、W基因过表达系统导入某植物根尖外植体，在无外源激素条件下诱导外植体形成胚状体，并最终发育为完整植株。下列叙述正确的是（　　） A．P、W基因过表达诱导组织形成新植株需经历细胞分化 B．将流水充分冲洗后的外植体用无菌水反复冲洗进行灭菌 C．使用无激素培养基时不涉及激素对植物分化的调节作用 D．导入P、W基因过表达系统使根尖细胞具备了全能性 命题情境 本题依托植物基因工程 + 植物组织培养技术创设科研实验情境，围绕外源基因诱导植物外植体不添加外源激素即可再生完整植株的实验展开，结合干细胞调控、植物全能性、外植体消毒灭菌、植物激素调控分化等知识点命题，贴合高考以现代生物育种、细胞工程科研实验为载体的命题风格，聚焦植物细胞全能性与组织培养实操、分子调控机制。 考点解读 核心考点：植物组织培养、细胞分化、植物细胞全能性、外植体消毒与灭菌区分、植物内源激素调控分化。 植物组织培养形成完整植株必经脱分化、再分化（细胞分化）过程； 无菌水冲洗仅为消毒，灭菌需高压蒸汽灭菌、酒精、次氯酸钠等手段，二者概念不可混淆； 培养基无外源激素，但植物细胞自身可合成内源激素，依然调控细胞分裂与分化； 植物根尖体细胞本身已具备全套遗传物质，天生拥有全能性；P、W 基因只是激活全能性表达，而非赋予全能性。 解题方法 基础直判法 A：胚状体发育为完整植株存在形态、结构、功能差异化，一定发生细胞分化，表述正确； B：无菌水冲洗只能减少微生物，无法彻底灭菌，错误； C：植物细胞内源激素持续调控分化，有无外源激素不代表无激素调节，错误； D：根尖细胞原本就有全能性，基因仅诱导其表达，错误。 易混概念区分法 区分「消毒」与「灭菌」、「细胞本身具有全能性」和「全能性表达」、「外源激素」与「内源激素」三组高频易混概念。 过程逻辑分析法 梳理组织培养完整流程：外植体→脱分化→胚状体→再分化→完整植株，全程伴随细胞分化，直接锁定 A 正确。 答案：A 2．（2026·安徽·高考真题）东方蝾螈附肢切除后，伤口处部分细胞死亡，多数细胞如骨骼肌细胞和软骨细胞等重新进入细胞周期，成为有特定分化潜能的前体细胞团——芽基，芽基继续发育成完整附肢。下列叙述错误的是（　　） A．从附肢切除到再生的过程中存在细胞凋亡和细胞坏死 B．芽基形成和继续发育的过程中都有基因的选择性表达 C．前体细胞比骨骼肌细胞和软骨细胞的分化程度高 D．再生附肢细胞中的染色体数目与原附肢细胞相同 命题情境 本题以动物蝾螈附肢再生这一生理热点为素材，结合动物损伤修复、细胞死亡、细胞分化、细胞全能性相关机制命题，属于动物发育生物学真实情境，贴合高考利用动物再生、损伤修复等生命现象考查细胞生命历程的命题趋势。 考点解读 考点：细胞坏死与细胞凋亡、细胞分化（基因选择性表达）、细胞分化程度高低判断、有丝分裂染色体稳定性。 机械切除造成伤口细胞被动死亡属于细胞坏死；再生过程中多余细胞程序性清除为细胞凋亡，两种死亡方式均存在； 细胞分化本质是基因选择性表达，芽基形成、附肢发育均存在不同细胞定向分化； 骨骼肌、软骨细胞是高度分化的成熟体细胞；前体细胞可增殖分化形成多种组织，分化程度更低； 整个再生过程依靠体细胞有丝分裂增殖，亲子代细胞染色体数目保持一致。 解题方法 概念对比法 区分细胞坏死（外界损伤被动死亡）、细胞凋亡（基因调控主动死亡）；区分高度分化体细胞、低分化前体细胞。 核心结论记忆法 只要存在细胞形态、功能改变，就存在基因选择性表达；体细胞有丝分裂不改变染色体数目。 逆向排除法 A、B、D 表述均符合细胞生命历程基础规律，C 明显逻辑颠倒，直接判定 C 为错误选项。 答案：C 3．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）成纤维细胞经适当剂量X射线处理后进入衰老状态，细胞内自由基水平上升，衰老相关β-半乳糖苷酶活性升高，染色质形成致密团块。下列叙述错误的是（　　） A．高剂量X射线可引起细胞坏死 B．清除过量的自由基有助于延缓细胞衰老进程 C．β-半乳糖苷酶活性升高表明细胞代谢活动增强 D．染色质收缩是形成染色质致密团块的重要原因 命题情境 本题依托电离辐射诱导细胞衰老的细胞生物学实验情境，围绕细胞衰老自由基学说、衰老细胞形态与酶学特征、辐射对细胞的损伤设置问题，结合医疗辐射、细胞衰老前沿理论，贴合高考以细胞衰老、细胞损伤为背景的命题特点。 考点解读 核心考点：细胞衰老特征、自由基衰老学说、细胞坏死诱因、衰老细胞代谢特点、染色质形态变化。 低剂量 X 射线诱导细胞衰老，高剂量辐射会严重损伤细胞结构，引发细胞坏死； 自由基攻击 DNA、蛋白质、细胞膜，加速细胞衰老，清除自由基可延缓衰老； β- 半乳糖苷酶是细胞衰老标志物，其活性升高是细胞衰老的特征，衰老细胞整体代谢速率减弱，并非代谢增强； 细胞衰老时染色质高度收缩、螺旋化，形成致密团块，降低基因转录效率。 解题方法 知识点直判法 细胞衰老整体代谢减弱，β- 半乳糖苷酶仅为衰老标记酶，不能代表代谢增强，C 错误；A、B、D 均为教材细胞衰老标准结论。 易错点突破法 牢记易混陷阱：衰老相关酶活性上升≠细胞整体代谢旺盛，该酶仅特异性标记衰老，与整体代谢强度无关。 特征归纳法 整合衰老细胞统一特征：自由基积累、染色质收缩、代谢减慢、衰老特异性酶激活，快速判断各选项正误。 答案：C 进阶·强化演练 情境探究类 1．【科技前沿】生物人工肾（BAK）采用“半透膜系统+生物反应器”双模块结构：半透膜系统通过硅纳米孔膜，利用血压差模拟肾小球的滤过功能，形成“人工原尿”；生物反应器内种植了由干细胞分化而来的肾小管上皮细胞，其重吸收葡萄糖的部分过程如图所示，下列分析正确的是（　　） A．硅纳米孔膜的筛选作用依赖于膜上转运蛋白的构象变化 B．肾小球滤过形成的人工原尿中只含有各种代谢废物和水分 C．生物反应器内的肾小管上皮细胞与干细胞中碱基序列相同 D．使用呼吸抑制剂肾小管上皮细胞对葡萄糖的重吸收将减弱 2．【医疗临床】脑钠肽（BNP）是临床诊断心力衰竭的重要血清标志物，主要由心室肌细胞合成并分泌。当心室负荷增加或心肌受损时，BNP基因表达上调，BNP被释放入血。下列相关叙述正确的是（　　） A．BNP在核糖体上合成后即具有生物活性 B．心室肌细胞分泌BNP时依赖载体蛋白协助 C．心力衰竭患者的血清中BNP含量高于健康人的 D．BNP基因只存在于心室肌细胞中 3．【生命科学前沿】我国科学家近期发现，血管内皮细胞表面的特定受体蛋白能感知血流产生的机械力。该蛋白受力后构象改变，促进转录因子Casz1（一类调控基因转录的蛋白质）与DNA结合以调控基因表达，在胚胎发育阶段决定血管发育为动脉或静脉。下列叙述正确的是（　　） A．该受体蛋白合成时产生的水中的氢均来自氨基酸的氨基 B．该受体蛋白结构是其感知机械力并传递信号的基础 C．该受体蛋白和Casz1都需经内质网和高尔基体的加工才具有活性 D．动脉与静脉内皮细胞蛋白质种类不同的根本原因是基因种类不同 4．【干细胞衰老前沿】长效造血干细胞（LT-HSCs）延缓细胞衰老的方式有：①表达端粒酶，维持端粒的长度；②激活细胞自噬，清除多余和损伤的线粒体。下列叙述错误的是（　　） A．LT-HSCs通过增殖和分化，可产生多种血细胞补充到血液中 B．端粒酶能延长端粒，使LT-HSCs不易随分裂次数增加而衰老 C．LT-HSCs能通过自噬减少线粒体数量，进而使自由基含量增加 D．LT-HSCs的增殖、分化、衰老和自噬都受到细胞内基因的调控 5．【肿瘤医药研发】急性髓系白血病(AML)是一种致命的恶性血液肿瘤，AML 的显著特征是恶性增殖和分化障碍。研究证明，糖原合成酶激酶GSK3 可提高RAR 蛋白磷酸化修饰水平从而抑制其功能。目前采用组蛋白去甲基化酶LSD1抑制剂和GSK3 抑制剂联合治疗 AML，LSD1 抑制剂驱动STAT1基因转录进而促进白细胞分化。下列分析不合理的是（    ） A．GSK3 会导致癌细胞的细胞周期增长 B．STAT1基因仅在部分白细胞中表达 C．RAR 基因属于抑癌基因，RAR 蛋白可能促进细胞凋亡 D．LSD1 可能会抑制 RNA 聚合酶与部分基因启动子的结合 6．【人体生理生活】某学生打篮球时不小心摔倒，导致膝盖部位皮肤破损，出现渗血、红肿等现象一段时间后，红肿逐渐消失，皮肤得到修复。关于该过程的细胞活动，下列叙述错误的是（    ） A．皮肤破损部位的毛细血管破裂、部分细胞坏死，释放的内容物引发红肿 B．部分干细胞被激活并迁移到损伤部位，增殖分化为修复所需的特定细胞 C．新生表皮层细胞在成熟后逐渐衰老、凋亡、脱落，以维持细胞数量的平衡 D．新增殖的细胞发生基因选择性丢失，仅保留了与其功能相关的遗传信息 7．【农业作物生活】雪莲果又称为安地斯小薯或雪莲根，是一种地下块根植物。其块根多且粗大，形状类似番薯，但不含淀粉，而是多汁，口感与雪梨相似，其果肉晶莹剔透、色泽呈淡黄色，散发着淡淡的清香。下列相关叙述正确的是（    ） A．雪莲果中的储能物质与小麦种子的储能物质相同 B．与雪梨相比，雪莲果更适合作为还原糖的鉴定材料 C．雪莲果中有些蛋白质能与DNA 形成稳定复合物 D．安地斯小薯生长过程中， 有细胞增殖、无细胞分化 8．【病原媒介生物科研】携带病毒的蚊子叮咬人时，会将含有病毒的唾液注入人体皮肤，从而造成病毒感染。清华大学程功团队研究发现伊蚊唾液中特异性表达的AaVA-1蛋白在促进病毒感染中发挥着重要作用，机理如下：AaVA-1蛋白能够与抑制免疫细胞自噬的LRPPRC蛋白结合→激活免疫细胞的自噬过程→促进病毒感染。 结合该项研究，下列说法错误的是（    ） A．AaVA-1蛋白空间构象的形成离不开内质网、高尔基体等结构的加工、修饰 B．AaVA-1蛋白是伊蚊细胞基本生命活动所必需的，该基因表达意味着细胞发生分化 C．为验证是AaVA-1蛋白发挥作用，可分别将伊蚊32种唾液蛋白逐一与病毒注射到小鼠体内，观察小鼠现象 D．敲除伊蚊的AaVA-1蛋白基因，其传播病毒的能力明显降低，可证明AaVA-1蛋白是辅助病毒传播的关键因子 9．【农业育种应用】农业生产中常用具有较强耐盐性的南瓜苗作砧木（指嫁接时承受接穗的植株）与黄瓜苗嫁接以提高黄瓜的耐盐性。研究表明盐胁迫下南瓜砧木根系细胞囊泡中CmCNIH1蛋白表达量上升，该蛋白能协助离子转运蛋白CmHKT1；1运输至质膜上，CmHKT1；1能将Na+限制在根系木质部中，从而避免盐胁迫对黄瓜造成伤害，具体机理如图所示。下列说法错误的是（    ）    A．黄瓜苗嫁接后生长发育的过程体现了细胞的全能性 B．盐胁迫是影响CmCNIH1基因选择性表达的环境因素 C．将CmHKT1；1运输至质膜上的过程需要消耗能量 D．通过CmHKT1；1将Na+转运到木质部的跨膜运输方式是主动运输 10．【人体衰老科研】现实生活中，常说压力大会催生白发。最新的研究表明，压力会激活交感神经系统，产生去甲肾上腺素，使黑素干细胞过度增殖和过早耗竭，导致之后长出的毛发缺少黑色素。下列有关说法错误的是（    ） A．该过程涉及神经系统对细胞生命历程的调节作用 B．该过程中，黑素干细胞中的核酸种类未发生变化 C．黑素干细胞过早耗竭可能与端粒的缩短有关 D．该过程涉及黑素干细胞的分裂、分化、衰老 11．【细胞衰老炎症前沿】细胞衰老过程中溶酶体内的一种水解酶（组织蛋白酶B）会泄漏到细胞质基质中。研究人员分别向年轻、衰老细胞的细胞质中注射微量组织蛋白酶B，发现只有衰老细胞会迅速激活一种炎症小体蛋白（NLRP3），进而促进白细胞介素等炎性因子释放，并引发强烈的炎症反应。下列分析正确的是（　　） A．衰老细胞中组织蛋白酶B泄漏是溶酶体功能增强的表现 B．该研究揭示了细胞衰老导致炎症反应的一种潜在分子机制 C．向年轻细胞注射该酶也可激活NLRP3，但应答速度较慢 D．组织蛋白酶B作为信号分子可直接调节细胞周期的进展 12．【畜牧干细胞育种前沿】牛多能性拓展干细胞（bEPSCs）是育种、培育优质牛肉等应用的核心材料，为建立可长期自我更新的bEPSCs系，科研人员开展系列实验。 (1)bEPSCs可从牛囊胚的______中分离获取，培养过程中需定期更换培养液的目的是补充营养物质、______。 (2)培养的bEPSCs呈致密、饱满的圆顶状克隆生长，细胞克隆边界清晰、结构规整。取部分bEPSCs均分为2组，第1组加入CHIR和XAV试剂，第2组仅添加CHIR。在相同适宜条件下培养一段时间，观察早期传代细胞，第1组细胞呈致密圆顶状克隆，边缘整齐，第2组细胞由致密变扁平、克隆松散。结果表明______。 (3)bEPSCs建系过程中，研究人员比较不同培养条件对长期传代细胞的影响，结果如下表。 组别 培养基成分 POU5F1基因表达 SOX2基因表达 对照组 CHIR+XAV ++ ++ A CHIR ++++ ++++ B iCRT3 +++ +++ C CHIR+iCRT3 +++++ +++++ 注：“+”数量表示相对表达量；POU5F1和SOX2表达量越高，干细胞特性保持越好 ①结果表明CHIR与iCRT3对bEPSCs分化的作用是______关系。 ②Wnt和β-catenin是调控干细胞分化关键通路的信号分子，XAV抑制Wnt/β-catenin通路。TCF1和TCF4均为功能性蛋白，iCRT3特异性破坏β-catenin-TCF1蛋白复合物形成。下图为bEPSCs的Wnt/β-catenin调控机制。 Ⅰ．写出早期传代调节过程中表示调控效应的关键词： 第1组：【Ⅰ+Ⅱ】（调节平衡）→Ⅲ→Ⅴ（b1______）→Ⅶ（c1______） 第2组：【Ⅰ】（a1______）→Ⅲ→Ⅴ（b1______）→Ⅶ（e1______） Ⅱ．写出晚期传代C组实验调节过程中表示调控效应的关键词：d______，b2______，c2______。 （a1和d选填“促进”、“抑制”或“无影响”，b1和b2选填“上调”、“下调”或“不变”，c1和c2选填“维持”或“脱离”）。 13．【灵长类胚胎工程前沿】中国科学家将导入绿色荧光基因的食蟹猴胚胎干细胞注入核移植获得的桑葚胚，成功构建高比例胚胎干细胞贡献的活嵌合体猴。研究人员分别提取嵌合体猴、甲、乙、丙四只食蟹猴的体细胞线粒体DNA（mtDNA），进行基因测序比对，结果显示：嵌合体猴体细胞中可检测到两种mtDNA序列，一种与甲完全一致（大部分细胞），另一种与丙高度同源（少部分细胞），未检测出乙的mtDNA序列；且两种mtDNA在嵌合体猴不同组织器官中的分布比例存在显著差异。 (1)胚胎干细胞可从囊胚的_______中分离获得，其在体外培养时具有_______的特点，可分化为多种组织细胞。 (2)核移植技术构建桑葚胚时，需将供体细胞的细胞核注入_______的卵母细胞中；甲、乙、丙个体中为代孕母体的是_______。 (3)若要鉴定嵌合体猴中胚胎干细胞的贡献比例，可通过检测_______（填“绿色荧光”或“线粒体DNA序列”）实现，理由是_______。 (4)结合上述实验结果，下列分析正确的有_______。 A．嵌合体猴大部分体细胞中与甲完全一致的mtDNA，来源于核移植获得的桑葚胚细胞 B．嵌合体猴体内两种mtDNA的序列差异，根本原因是基因的选择性表达 C．检测到丙源mtDNA的体细胞，均由导入的胚胎干细胞分裂分化而来 D．两种mtDNA在不同组织中的分布差异，可反映胚胎干细胞的贡献率 E．该实验可证明，胚胎干细胞可与核移植胚胎细胞协同发育形成完整个体 14．【神经退行性疾病医药情境】帕金森病（PD）是由脑黑质的多巴胺能神经元退化而失灵，多巴胺分泌减少而引起的中枢神经系统退行性疾病，以静止性震颤、肌强直、运动迟缓等运动症状为主要临床表现。请回答下列问题： (1)多巴胺分泌不足会导致脑内运动调节相关的信息传递失衡，若多巴胺分泌不足，使突触后神经元更易兴奋进而引发肢体震颤，则多巴胺在此通路中为__________（填“抑制”或“促进”）性神经递质。 (2)研究发现，PD患者体内肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-1β（IL-1β）水平显著升高进而加剧神经元损伤，这属于__________（填“正反馈”或“负反馈”）调节。从免疫系统组成成分分析，TNF-α、IL-6、IL-1β是由____________________细胞产生的发挥__________作用的物质。 (3)凋亡相关蛋白Bax和Bcl-2与帕金森的发生相关，检测正常小鼠和帕金森模型小鼠脑组织中Bax和 Bcl-2的含量，结果如下表所示（“+”越多表示相关蛋白含量越多）。 蛋白质 正常小鼠 帕金森模型小鼠 Bcl-2 +++ + Bax + +++ 参照蛋白 ++ ++ 凋亡相关蛋白Bax和Bcl-2作用相反，其中__________是促凋亡蛋白。根据结果推测，帕金森的发病原因可能是__________。 (4)酪氨酸羟化酶（TH）是多巴胺合成所必需的酶，其表达水平直接反映了多巴胺能神经元的存活状态，已知天麻钩藤饮对早期帕金森小鼠有一定的治疗作用，综上所述，其发挥作用的机制可能是__________________。 15．【运动神经元疾病医疗情境】肌肉萎缩侧索硬化（ALS）是一种运动神经元疾病，主要原因是运动神经元轴突变和细胞死亡，导致神经元和其髓鞘的功能丧失，随着时间推移会发生进一步的恶化，从而导致了机体功能的障碍。下图是某患者病变部位的反射弧结构示意图： (1)若在患者①处给予一适宜刺激，⑤处____（能/不能）做出规律性的应答，原因是__________。 (2)研究中发现在ALS患者的运动神经元中有多个基因发生了突变，如SQSTM1、UBQLN2、TARDBP等基因均有不同程度的突变。下图所示为TARDBP基因发生突变后的模板链部分序列片段： 3’-ATGTCTGAATATACTCGGGTAACCGAAGATGAGAACGATGAGCCATTGAA-5’ （注：起始密码子为AUG，终止密码子为UAG、UAA或UGA） 在基因进行转录时，所需要的酶主要有____，此基因片段能控制合成的肽链最多含有____个氨基酸。 (3)研究发现细胞自噬与ALS有一定的关联，蛋白LC3-I与LC3-Ⅱ的相对值通常作为细胞自噬水平的检测指标，为探究ALS患者中的运动神经元的自噬水平是否发生变化，研究者使用细胞自噬诱导剂进行了多次实验，实验分为三组，其中①使用某促进自噬的药物诱导处理ALS运动神经元，②使用生理盐水处理ALS运动神经元。其结果如图： 从上图中，我们可以得到LC3-Ⅱ与LC3-I的比值越大，细胞的自噬水平越____，推测第③组实验处理方法为____，这说明ALS患者中运动神经元的细胞自噬水平可能发生了____（增强/减弱）。 16．【植物生理园艺生活情境】在较高光照强度的环境下，绿萝（阴生植物）叶片会发生枯萎现象，其机理主要涉及光损伤、水分失衡、呼吸作用受阻及细胞结构破坏等环节。回答下列问题。 (1)光损伤：在较高光照强度的环境下，绿萝光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，如图表示绿萝光合作用的部分过程。与阳生植物相比，绿萝通过①和②过程消耗过剩光能的能力____（填“较强”或“较弱”），这两个过程消耗过剩光能的机理分别是____、____。据图分析，类囊体腔中H+浓度较高的原因是____。 (2)水分失衡：在较高光照强度的环境下，绿萝叶片的温度较高，通过叶片上的____散失过多的水分；当土壤水分供应不足或根系吸水能力受限时，叶片细胞的代谢就会紊乱，进而导致细胞发生____（填“坏死”或“凋亡”）。 (3)呼吸作用受阻：强光导致绿萝细胞呼吸作用受阻，原因可能是____（答出一点）。 图表分析类 1．【细胞分化（表观遗传）】牛津大学通过超高分辨率染色质成像技术观察到了染色体的精细结构，发现构成染色质的核小体分布可以显著影响到基因的表达，进一步揭示了染色质结构调控的分子机制。下图是研究人员观测的重要调控基因Sox2基因在小鼠两种不同的细胞中的表达情况与对应细胞部分染色质上核小体分布简图，据图分析，下列说法正确的是（    ） A．基因的表达量与染色体上核小体的密度呈正相关 B．核小体通过限制DNA解旋酶的结合来影响Sox2基因的表达 C．核小体耗尽区的存在可能与基因的选择性表达有关 D．两种细胞中构成染色质的核小体分布不同说明发生了染色体的结构变异 2．【蛋白修饰调控细胞分裂分化】肌膜常驻卫星细胞（SCs）在正常情况下处于不分裂的状态，肌肉受损时被激活，一部分自我更新维持体内SCs的数量，一部分分化为成肌细胞。胞内蛋白的糖基化修饰可影响SCs的分裂和分化。某科研小组用糖基化抑制剂OSMI-1（溶于DMSO中）进行实验，结果见下图。下列叙述错误的是（    ） A．SCs的自我更新通过有丝分裂实现 B．本实验控制自变量时利用了减法原理 C．DMSO组属于对照组，可排除DMSO对实验的影响 D．由实验结果可知胞内蛋白糖基化会抑制细胞的分裂和分化 阅读下列材料，完成下面小题 被子植物的输导组织包括导管和筛管。导管属于死细胞，主要用于运输水和无机盐。导管细胞的形成通常需经历三个过程：①细胞伸长形成长管状；②细胞壁增厚和木质化；③细胞自溶。筛管是无核生活细胞，主要运输蔗糖等有机物，叶细胞合成的蔗糖需先输送到筛管细胞中，再运到植物其他部位；蔗糖从叶细胞输送到筛管细胞的部分机制如下图。 3．【导管细胞分化、细胞凋亡】下列关于导管细胞形成过程的叙述，错误的是（　　） A．过程①细胞只生长，未发生分化 B．过程②体现细胞结构与功能相适应 C．过程①②均与高尔基体有关 D．过程③是受基因控制的程序性死亡 4．【筛管细胞分化、物质跨膜】下列关于蔗糖从叶细胞输送到筛管细胞的机制的叙述，错误的是（　　） A．同一载体能运输不同种物质，不具有特异性 B．H＋—K＋离子交换的跨膜运输属于主动转运 C．蔗糖载体转运蔗糖与H＋的运输方式不同 D．图示机制说明有些膜蛋白可能同时具有不同功能 5．【内环境调控细胞分裂凋亡】细胞内部与外部通过细胞膜进行营养物质和代谢产物的交换，以保障细胞内部环境相对稳定。而细胞的营养物质含量降低就会使细胞内部环境恶化，到一定程度时会触发细胞分裂、凋亡过程，其关系如图所示（横坐标表示细胞内部环境，范围0~1，0为最差，1为最好）。下列相关叙述错误的是（    ） A．图中B点的恶化程度是细胞分裂最旺盛的点 B．随细胞分裂的进行，细胞内部环境的恶化程度会增大 C．细胞内部环境恶化程度会影响基因的表达 D．若细胞内部环境经常大于B，则细胞不易分裂 6．【基因调控癌细胞分裂凋亡】科研团队探究基因X对肺癌细胞株（NCI-H1299）分裂和凋亡的影响，设置正常体细胞、NCI-H1299、NCI-H1299+基因X过量表达三组实验，结果如表。下列说法正确的是（    ） 组别 G1期比例（%） S期比例（%） G2+M期比例（%） 细胞凋亡率（%） 正常体细胞 52 31 17 9.2 NCI-H1299 41 38 21 7.5 NCI-H1299+基因X过量表达 25 45 30 5.1 A．基因X可抑制NCI-H1299细胞分裂，促进其凋亡 B．NCI-H1299中基因X的表达水平低于正常体细胞 C．NCI-H1299体外培养可表现出全能性 D．抑制NCI-H1299中基因X的表达，可促进其凋亡 7．【自由基与细胞衰老】当细胞中的蛋白质受到自由基高度氧化时，它们之间会发生广泛的交联和聚集，成为难以被降解的物质，即老年色素，又称脂褐质，相关过程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．自由基会攻击磷脂和DNA，攻击磷脂会引发雪崩式反应 B．细胞自身具有修复氧化蛋白质的机制，这说明蛋白质的变性都是可逆的 C．氧化的蛋白质通过降解，可防止其交联聚集，并为合成新的蛋白质提供原料 D．衰老细胞可能对氧化蛋白质的修复、降解和裂解的功能较弱 8．【干细胞调控肿瘤细胞增殖凋亡】人脐带间充质干细胞不仅能向肿瘤部位定向迁移，还能分泌外泌体（膜性小囊泡）影响肿瘤细胞的生物学行为。科研人员研究了体外培养条件下该外泌体对肺癌细胞增殖、迁移和凋亡的影响，结果见下图。下列叙述错误的是（    ） 注：吸光度值越大，细胞数量越多。 A．人脐带间充质干细胞可作为靶向治癌的载体 B．外泌体可能会抑制肺癌细胞数目减少 C．外泌体可能会造成肺癌细胞发生扩散 D．外泌体的作用还需在动物模型中进一步验证 9．【线粒体自噬、细胞衰老癌变】资料一：KRAS蛋白参与细胞增殖与代谢，其突变体可促进细胞恶性增殖、加快肿瘤细胞代谢并大量生成乙酰辅酶A（AcCoA）；KRAS抑制剂能靶向抑制突变KRAS蛋白。资料二：老化线粒体会产生自由基加速细胞衰老；AcCoA为有氧呼吸中间产物，可结合线粒体外膜受体NLRX1调控线粒体自噬，清除受损或多余线粒体。根据上述资料，下列叙述正确的是（    ） A．KRAS基因属于原癌基因，只能参与肿瘤细胞生长和增殖的调控 B．长期使用KRAS抑制剂会导致肿瘤细胞通过增强线粒体自噬来获得能量 C．自由基攻击蛋白质分子会产生更多自由基，引发雪崩式反应加剧细胞衰老 D．经常高脂高糖饮食的人群细胞内NLRX1更容易与LC3结合 10．【干细胞分裂分化、细胞增殖调控】再生是动物体应对结构损伤的重要过程。研究者对水螅的再生机制展开研究。 (1)图1水螅截断后，其再生端（HR）的干细胞需要经历______过程，完成再生。 (2)胸腺嘧啶类似物BrdU能够进入细胞参与细胞分裂中的______过程，未参与到该过程的BrdU会被快速降解。截断后立即使用BrdU标记，结果如图2。分析可知，截断主要促进______区域的细胞增殖。 (3)截断后，HR1区域的细胞分泌大量信号蛋白Wnt3。检测截断2h后HR区域干细胞中调控细胞增殖的关键蛋白β-cat与BrdU的荧光标记情况如图3，结果表明Wnt3能促进细胞分裂，但不是通过影响β-cat的含量来实现的，依据是____________。进一步观察到Wnt3敲低组细胞中β-cat分布在细胞质，对照组被BrdU标记的细胞中β-cat分布在细胞核，可最终确定Wnt3是通过______促进细胞增殖。 (4)水螅的Wnt3/β-cat再生通路在人类中也存在，能在组织受损后被快速激活。某些个体在创伤修复时成纤维细胞过度增殖，易形成高出皮肤的瘢痕组织。请结合上述研究，对瘢痕组织的成因提出合理猜想________________________。 11．【iPS 细胞诱导、细胞分化癌变】阿尔茨海默病（AD）是一种中枢神经系统退行性疾病。研究表明，诱导多能干细胞（iPS细胞）干预可有效改善AD症状。请回答下列问题： (1)C-Myc基因是一种原癌基因，科学家曾将包含其在内的4种特异性基因导入小鼠成纤维细胞中，诱导形成了iPS细胞。实验如下： 实验步骤 分析 ①小鼠成纤维细胞的分离与原代培养 原代培养过程中，与悬浮细胞相比较，贴壁生长的细胞分裂受阻的原因可能是发生了____________。 ②利用特定病毒将目的基因导入成纤维细胞并培养 选用的特定病毒往往需要携带绿色荧光蛋白基因（GFP基因），该基因在基因工程中的作用可能是__________。 ③目的基因检测与鉴定 利用__________等技术和__________技术分别检测4个特异性基因的转录和翻译状况。 ④判断iPS细胞是否诱导成功 与ES细胞的形态、基因表达情况、分化能力等方面进行比较，判断小鼠成纤维细胞是否被诱导为iPS细胞。 (2)将上述iPS细胞诱导为神经干细胞移植到小鼠体内后，小鼠存在发生恶性肿瘤的风险。2013年，我国科学家利用小分子化合物将小鼠成纤维细胞诱导为化学诱导多能干细胞（CiPS细胞），可以有效降低该风险。试分析，小鼠体内恶性肿瘤产生的原因可能是c-Myc基因发生___________，导致相应蛋白质活性过强。 (3)2022年，我国科学家进一步利用小分子化合物诱导人体细胞形成人体化学诱导多能干细胞（hCiPS），属于全能胚胎样细胞，是目前体外培养的“最年轻的人类细胞”。与上述两项研究相比，该研究的优势是___________。 12．【肿瘤细胞增殖、细胞凋亡】免疫细胞与肿瘤 研究发现在肿瘤细胞中。KEAP1基因可调控蛋白质P的分泌，从而影响机体的免疫应答反应。部分机制如图。 (1)如图中免疫细胞Ⅰ的名称为 _____，免疫细胞Ⅲ名称为 _____。 (2)免疫细胞Ⅰ完成的免疫反应属于 _____，免疫细胞Ⅲ完成的免疫反应属于 _____。（用下面编号答题） ①特异性免疫②非特异性免疫③细胞免疫④体液免疫 (3)来源于同种干细胞的免疫细胞Ⅰ和Ⅲ，两者相同的是　。 A．形态和功能 B．遗传信息 C．mRNA种类 D．蛋白质种类 (4)据如图可知P蛋白可以　。 A．与免疫细胞Ⅰ的受体结合 B．促进免疫细胞Ⅰ分泌抗体 C．与免疫细胞Ⅲ的受体结合 D．促进免疫细胞Ⅲ释放淋巴因子 (5)据题意和如图信息，推测下列情况可抑制肿瘤发展的是　。 A．KEAP1基因缺失 B．EMSY蛋白减少 C．蛋白质P分泌量减少 D．淋巴因子分泌量增加 13．【肿瘤细胞增殖、凋亡与坏死区分】研究表明前列腺素E2（PGE2）在多种肿瘤微环境中升高，提示PGE2可能与这些肿瘤的发生、发展密切相关。为进一步探究PGE2对肿瘤细胞增殖的影响，研究人员添加不同浓度的PGE2培养人肝癌细胞Hep3B，在24h、48h和72h进行三次检测，得到实验结果如下图（细胞增殖活性可代表细胞分裂能力） (1)Hep3B增殖过程中，与保证亲子代细胞遗传信息一致性无关的是_________。 A．DNA的复制 B．染色质螺旋化为染色体 C．纺锤丝的牵引 D．同源染色体的分离 (2)100μmol/LPGE2处理Hep3B后，显微镜检发现Hep3B细胞体积变小、细胞质透明度下降等细胞毒性现象，推测细胞的变化类似于发生了_________。（细胞凋亡/细胞坏死） (3)结合相关信息，简述PGE2对Hep3B细胞增殖活性的影响________。 14．【基因选择性表达（细胞分化）、细胞增殖】肾素由肾脏球旁颗粒细胞（JG细胞）合成并分泌，在调控血压稳态的肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）中可促进血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）的生成，AngⅡ可引起血管收缩导致血压上升，也可促进醛固酮分泌导致血压上升。PIEZO2是机械敏感阳离子通道蛋白，为探究PIEZO2如何调控肾素分泌并影响血压，科研人员开展如下研究。 (1)PIEZO2存在于肾脏JG细胞、外周血管壁细胞中，而皮质及髓质等部位的细胞中不存在，其原因是_______________。 (2)科研人员构建PIEZO2缺失小鼠，检测RAAS系统的相关指标，结果如下表。 组别 肾素（ng/mL） AngⅡ（pg/mL） 醛固酮（pg/mL） 全身血压mmHg 对照组 + + + + 实验组 ++ + + ++ 注：“+”数量多少代表数值大小 实验结果表明_____________。 (3)为进一步明确PIEZO2调节血压的机制，科研人员继续进行实验，结果如下图。 已知ACE2酶可将AngⅡ转化为Ang（1-7），后者可激活入球小动脉上的特异性受体（MAS），从而调控肾小球滤过率（GFR）；钙离子浓度变化与肾素分泌有关；高GFR可触发全身外周血管代偿性轻度收缩，使外周阻力升高，最终导致血压轻度上升。请构建缺失PIEZO2引起血压升高的调节通路：______（用关键词、箭头、“+”和“-”等符号表示）。 (4)已知交感神经通路和致密斑前列腺素通路是刺激肾素合成与分泌的两大通路。 ①单独或联合阻断交感神经通路、致密斑前列腺素通路，均无法逆转或纠正PIEZO2缺失所引发的肾素升高等异常，证明PIEZO2对肾素的调控通路具有______性。 ②综上所述，血压稳态是_______调节的结果。 15．【基因调控细胞自噬、衰老、凋亡】细胞衰老、自噬与凋亡是细胞生命历程中的重要调控过程。科研人员为探究某关键基因X对细胞衰老和自噬的影响及作用机制，以人肝癌细胞为材料进行了相关实验，实验结果如图所示。该实验涉及许多与衰老、自噬有关的物质：β-半乳糖苷酶（SA-β-Gal）活性与细胞衰老水平呈正相关；LC3-Ⅱ蛋白参与自噬体形成，其表达量与自噬水平呈正相关；基因X编码的蛋白可激活mTOR信号通路，mTOR是自噬的负调控因子；3-MA为自噬抑制剂；Caspase-3活性升高标志着细胞凋亡进程加速。 请回答下列问题。 (1)图1结果表明，基因X过表达对细胞衰老的影响是________。结合已知信息推测，基因X过表达导致细胞自噬水平__________（填“升高”或“降低”），其可能的机制是___________。 (2)分析图2结果，自噬抑制对细胞凋亡的影响是_________，导致这一影响的可能原因是________。 (3)若要进一步验证“基因X通过抑制自噬促进衰老”，请利用人肝癌细胞、自噬诱导剂、过表达X基因质粒等材料补充实验方案。简要思路：__________；预期结果：_____________。 实验探究类 1．【细胞自噬、铁死亡（细胞死亡）】研究人员用棕榈酸（PA）诱导肾小管上皮细胞（HK-2）构建体外高脂细胞模型，对肥胖引起的肾损伤机制进行探索。请回答： (1)生物体内脂肪的功能有______________。（写出一项） (2)铁死亡是一种铁依赖性的，有别于细胞凋亡、坏死以及自噬的细胞死亡方式。选择合适的材料，完善下表实验方案以判断肥胖相关性肾损伤是否主要由铁死亡引起。 A．HK-2        B．脂肪细胞        C．细胞培养基        D．添加PA的细胞培养基 E.细胞凋亡抑制剂Z-VAD        F.铁死亡抑制剂Fer-1 组别 甲 乙 丙 丁 材料 A+C _______ A+D+E _______ 检测 一段时间后检测各组细胞存活率 预期结果及结论 结果为_____，说明肥胖相关性肾损伤主要由铁死亡引起 (3)正常细胞中异常的线粒体会形成自噬体，通过与溶酶体结合被降解，即发生自噬过程，从而维持细胞内稳态。研究人员用红绿双色荧光标记细胞内自噬体并检测，自噬体与溶酶体融合后，溶酶体内酸性环境使绿色荧光淬灭，保留红色荧光；而未发生自噬时，绿色荧光与红色荧光重叠区显示为黄色荧光。 ①PA诱导的HK-2线粒体形态异常，经红绿双色荧光标记并检测可见大量的黄色荧光。据此推测该HK-2的自噬体______。用自噬激活剂处理后观察到HK-2内______且细胞存活率高，则该推测成立； ②研究人员开展进一步研究，对正常培养和高脂培养条件下的HK-2进行相应蛋白质表达情况检查，结果如下图所示。 注：p62随着自噬的进行而被降解。 LC3Ⅰ含量及转变成的LC3Ⅱ含量代表自噬进行。 FUNDC1为线粒体膜蛋白，与LC3相互作用参与诱导线粒体自噬。 Tubulin作为内参蛋白，用于参照细胞中目的蛋白的提取率。 据图判断，在高脂条件下培养的为______组，依据是______________________。 2．【线粒体自噬、细胞衰老】为探讨间歇有氧运动对D-半乳糖致衰老模型大鼠前额叶皮质线粒体自噬及空间学习记忆能力的影响，将大鼠分为对照组、衰老模型组、衰老运动组，分别进行正常饲养、D-半乳糖致衰老、D-半乳糖致衰老并进行间歇有氧运动，8周后进行相关检测、回答下列问题： (1)前额叶皮质是一种薄层结构，位于脑中____________部位，与大鼠学习和记忆有关。学习和记忆也不是由单一脑区控制的，而是由______________________参与。 (2)各组大鼠处理8周后，进行水迷宫实验（找到隐藏在水中的平台）检测小鼠的记忆能力。连续6天测量3组小鼠的逃避潜伏期，结果见图1，逃避潜伏期与记忆能力呈负相关。 ①分析各组内数据，可得到结论： ____________________________。 ②分析对照组和衰老模型组数据可知，D-半乳糖致衰老可导致逃避潜伏期________，学习记忆能力下降；对比3组数据可知，运动能够_________ （填“加重”或“缓解”）衰老导致的学习和记忆能力下降。 (3)目前普遍认为线粒体自噬减弱是导致学习和记忆能力下降的主要原因，实验检测了大鼠前升皮质细胞中PINKI基因和Parkin基因的相对表达量，结果见图2。 科学研究发现，参与线粒体自噬的基因大约有几十个，可划分为：自噬诱导基因和自噬抑制基因分别参与了线粒体的自噬诱导与自噬抑制。由图2数据推测，PINK1基因和 Farkin基因可能参与了___________ (（填“自噬诱导”或“自噬抑制”）过程，运动通过_______________（填“激活”或“抑制”）PINK1基因和Parkin基因的表达，进而缓解学习和记忆能力下降。 (4)线粒体氧化损伤会通过信号转导途径诱导线粒体自噬，加剧学习和记忆能力下降。研究人员测定大鼠前额叶皮质细胞中超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和丙二醛（膜脂过氧化的产物，其含量越高，生物膜受损越严重），结果见下表。 组别 SCD(x103U/g) GSH-Px(x10°U/g) 丙二醛(μmol/g) 对照组 140.85 26.29 0.46 衰老模型组 110.61 18.31 0.65 衰老运动组 146.30 29.51 0.47 综合上述研究，推测D-半乳糖致衰老模型组学习记忆能力下降的可能机制： _____________。 3．【造血细胞分化、细胞表型转换】巨噬细胞是血液、淋巴和所有哺乳动物组织中常见的吞噬细胞，是造血系统中可塑性最强的一种细胞。近年来人们研究发现，巨噬细胞可以根据微环境的变化而改变其表型，从而具有多样的功能，即为巨噬细胞的表型转换。微环境变化所产生的巨噬细胞的表型是多样的，但有两种主要表型，即M1型和M2型巨噬细胞。M1型巨噬细胞即为经典活化巨噬细胞，具有吞噬杀菌、释放炎症介质、呈递抗原和启动适应性免疫应答的功能，是机体抵御外来异物的重要防线。M2型巨噬细胞是一群具有抗炎作用的异质性巨噬细胞，与抗炎反应、寄生虫感染、组织重构、纤维化以及肿瘤疾病发展相关。 （1）巨噬细胞由_______分化而来；M1型巨噬细胞在机体中既能参与非特异性免疫，又能参与特异性免疫，做出此判断依据是____________ （2）肥胖被认为是导致多种疾病的危险因素。科学研究显示，从瘦人的白色脂肪组织中分离的巨噬细胞表现出M2型的特征；在肥胖人群的脂肪组织中发现M1型巨噬细胞数目增加，且它的数量与肥胖水平呈正相关。这表明肥胖可导致巨噬细胞发生_____的表型转换。M1型和M2型巨噬细胞功能出现差异的根本原因是_____________。 （3）M2型巨噬细胞能分泌含有提高胰岛素敏感性的微小核糖核酸（MiR-690）的胞外产物，即外泌体（Exos）。研究证实了Exos中的MiR-690可提高肥胖导致的Ⅱ型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性。现有肥胖导致的Ⅱ型糖尿病小鼠若干（血糖浓度基本相同）、注射器、外泌体提取液、RNA酶等，请利用上述材料设计实验，验证MiR-690可提高肥胖导致的Ⅱ型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性____________（要求写出实验思路及预期结果）。 4．【植物细胞脱分化（细胞分化）】植物组织培养技术应用广泛，科研人员用拟南芥探索获得大量愈伤组织的途径。 (1)组培的理论基础是植物细胞具有_____，即细胞经过分裂分化后，仍具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的____。切取外植体时的损伤可促进内源生长素（IAA）合成并运输到受伤部位，诱导细胞分裂分化。因此，组培时常添加2，4-D、NAA等生长素类调节剂。 (2)含较高浓度2，4-D的培养基（2，4-D-CIM）可促进愈伤组织增殖，但在实践中发现，2，4-D-CIM中的外植体脱分化形成愈伤组织延迟。为探究其原因，进行相关实验。 ①检测不同培养基中叶片外植体细胞中IAA合成酶基因（YUC）的表达量，由图1结果可知：较高浓度2，4-D______IAA的合成。 ②研究者推测，一定量IAA有利于愈伤组织的形成。为此，在2，4-D-CIM的基础上，再分别添加IAA、NAA、检测接种后外植体细胞IAA响应基因W1的表达情况，结果如图2所示，同时还测量了各组______，结果显示其与W1表达量正相关，证明推测成立。添加NAA组是为了进一步确认______。 (3)根据上述所有实验结果，在答题卡方框中填相关基因，括号中填“+”（表示促进）或“-”（表示抑制），完善在愈伤组织形成和增殖过程中相关物质的关系模式图______。 5．【自由基诱发细胞衰老、细胞抗氧化】热应激是影响奶牛生产性能与健康的主要因素之一。奶牛遭受热应激时，体内下丘脑—垂体—肾上腺轴（HPA轴）被激活，进而导致糖皮质激素生成被激活，过程如图1所示。回答下列问题： 注：PVN为下丘脑脑室旁核，CRH为促肾上腺皮质激素释放激素，ACTH为促肾上腺皮质激素。 (1)受到热应激刺激后，奶牛相关感受器兴奋，其膜电位发生的变化为________，引起这一变化的原因是________。兴奋传递到PVN，PVN中的神经元释放CRH，CRH作用于垂体，而不能直接作用于肾上腺皮质促进糖皮质激素生成的原因是________。 (2)糖皮质激素是一类由肾上腺产生的类固醇激素，经血液循环运输后，可通过________的跨膜运输方式进入靶细胞发挥作用。在短期热应激时期，糖皮质激素可通过增强________（填“交感”或“副交感”）神经系统对非皮肤区域血管的收缩作用，间接增强皮肤血流分配和促进皮肤血管舒张。此时奶牛的甲状腺功能也将受到抑制，其意义是________。 (3)热应激会导致奶牛乳腺上皮细胞中的活性氧过度生成，进而产生过多的自由基，自由基通过攻击________（答出2点）分子，最终导致乳腺上皮细胞衰老甚至死亡。Nrf2是细胞内抗氧化反应的主要调控因子。Nrf2在正常情况下被Keap1抑制，不能进入细胞核激活抗氧化基因如HO-1和NQO1的表达。研究表明，姜黄素对热应激诱导的奶牛乳腺上皮细胞氧化应激过程中起保护作用，为进一步研究姜黄素增强抗氧化能力的机制，研究人员进行了相关实验并电泳检测相关蛋白的表达情况，结果如图2所示，据此推测，姜黄素增强抗氧化能力的机制是________。 注：β-actin在所有细胞中的表达量相对稳定。 6．【基因调控细胞衰老】人工构建“基因振荡器”，可以在微生物细胞内精准控制基因周期性地表达。 (1)研究者合成了如图1所示的PB-A、PC-B、PA-C、PB-GFP（GFP为绿色荧光蛋白基因）四种目的基因，将这些基因插入质粒，构建了表达载体。 构建表达载体的过程中，需要用到的工具酶有限制酶和________。切割目的基因时常用两种不同的限制酶。除了切割产生不同的黏性末端外，限制酶还应满足的条件是在目的基因和其他基因内部________。 (2)检测发现，与稳定表达的红色荧光蛋白相比，GFP的表达量出现明显的周期性波动，反映出细胞内基因表达的“振荡”。具体机制可以解释为：在一个波动周期内，当基因B表达量增加时，________，基因B表达量减少；相似的机制又会使基因B表达量重新增加。 (3)研究者设计了一段人工合成的DNA序列（海绵序列），该序列中有多个重复单元，每个单元不表达任何蛋白，但能够被B蛋白特异性识别并结合。在图1表达载体中插入海绵序列，可以通过________，使振荡周期延长。 (4)野生型酵母菌有相互抑制的两个衰老基因Sir和Hap，Sir或Hap基因高表达会导致酵母菌以不同途径衰老（如图2）。请在图3虚线框内绘制重构思路，建立基因Sir和Hap之间的振荡关系，以延缓酵母菌衰老________。 7．【细胞自噬与神经元凋亡（细胞衰老、死亡）】甲醛是一种常见的室内空气污染物，主要来源于装修材料。研究表明，长期暴露于超过国家标准的甲醛环境，可能对青少年神经系统和智力发育产生不良影响，存在造成持续性损伤的风险。为探究其具体机制，某科研团队以健康幼年小鼠为实验材料，研究了甲醛暴露对学习记忆能力的影响及其与海马体神经元凋亡、自噬的关系。 实验Ⅰ：甲醛暴露对小鼠学习记忆能力的影响 研究人员将生理状态一致的健康幼年小鼠随机分为四组，每组10只，置于不同环境中饲养8周（各组环境温度、湿度等无关变量保持一致）。A组：正常空气环境（空白对照）。B组：含有与C组等体积蒸馏水蒸汽的环境（溶剂对照，甲醛易溶于水，此处溶剂为蒸馏水）。C组：含有0.09mg/m3甲醛蒸汽的环境。D组：含有0.09mg/m3甲醛蒸汽+mTOR特异性抑制剂的环境。8周后，采用水迷宫实验检测各组小鼠的学习记忆能力（实验中，小鼠找到水下隐藏平台的潜伏期越短，学习记忆能力越强）。实验结果显示，与A、B组相比，C组小鼠找到水下隐藏平台的平均潜伏期显著延长；而D组小鼠的潜伏期较C组明显缩短。 实验Ⅱ：甲醛暴露对小鼠海马体神经元凋亡及自噬的影响 实验一结束后，取各组小鼠的海马体组织，检测神经元的凋亡率和细胞自噬的相对水平，结果如图所示。 请回答下列问题。 (1)水迷宫实验依赖于小鼠的空间学习记忆能力，而空间记忆的形成与海马体神经元之间的信息传递密切相关。神经元之间通过_____结构传递信息，该结构中信号的转换方式为_____。 (2)实验设计中设置B组作为溶剂对照，其具体目的是_____。 (3)综合实验Ⅰ和实验Ⅱ的结果，可得出“0.09mg/m3甲醛暴露会损害小鼠的学习记忆能力”这一推论。请结合题干信息和图中数据，写出得出该推论的依据：_____。 (4)已知mTOR信号通路是细胞内调控自噬的关键“开关”，且mTOR特异性抑制剂能够选择性地、有效地阻断mTOR的激酶活性。请结合C组与D组的实验结果，推导甲醛导致小鼠海马体神经元损伤的分子机制。在推导过程中，请明确回答以下两个问题。 ①甲醛暴露对mTOR活性的影响是_____（填“激活”或“抑制”），判断依据是_____。 ②请阐述甲醛导致“神经元凋亡增加”的具体路径：_____。 拔高·限时模拟 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。 1．细胞更生是指通过干预手段实现衰老细胞年轻化、重现细胞活力的过程。研究者鉴定出一系列促更生因子，其中SOX5蛋白为全新、强效的更生因子，该蛋白可通过靶向激活HMGB2的表达来重塑衰老细胞、重启细胞活力。下列说法错误的是（    ） A．SOX5蛋白可能在不改变细胞身份的前提下促进人类细胞更生 B．敲除细胞中SOX5基因或HMGB2基因，细胞可能表现出加速衰老 C．在老年个体体内不存在表达SOX5基因或HMGB2基因的细胞 D．若细胞处于年轻化进程中，有丝分裂后的子代细胞中端粒可能不缩短 2．“铜死亡”是细胞中 Cu2+含量异常造成的细胞死亡，具体机制如下图，其中 FDX1 和DLAT 都是发挥特定功能的蛋白质。据此推断，下列叙述正确的是（　　） A．铜以离子形式参与多种生理反应，是组成细胞的大量元素 B．在高浓度铜的诱导下，人成熟的红细胞更易发生铜死亡 C．促进ATP7A/B基因的表达可在一定程度上缓解铜死亡 D．敲除 FDX1 基因后，细胞中的丙酮酸含量和脂酰化DLAT 蛋白的寡聚化水平都升高 3．在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述错误的是（　　） A．细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞膜上相应的受体 B．酶联受体是质膜上的蛋白质，具有识别、运输和催化作用 C．ATP水解释放的磷酸基团与靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性 D．活化应答蛋白可能通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化 4．导管和筛管是被子植物主要输导组织。导管主要运输水分和无机盐，由导管的原始细胞分裂、分化、死亡后形成。筛管主要运输有机物，由筛管的原始细胞分裂、分化后形成，成熟后细胞核退化但仍为活细胞。下列叙述正确的是（　　） A．细胞骨架在维持导管和筛管的形态中发挥重要作用 B．细胞程序性死亡形成导管有利于水分和无机盐运输 C．筛管细胞成熟后通过主动转运加快生长素的运输 D．筛管细胞成熟后仍具备脱分化和再分化的能力 5．研究发现，若切除成年大鼠的一部分肝脏，剩余肝细胞会增殖以弥补所遭受的损失。若让大鼠服用能刺激肝细胞分裂的药物——苯巴比妥，大鼠的肝会发生肿大，停止药物处理后，肝细胞死亡会加剧，并使肝脏在一周内恢复原状。下列相关叙述错误的是（    ） A．肝脏的形成是细胞增殖和分化的结果，成熟的肝脏中仍保留着干细胞 B．凋亡肝细胞膜表面发生特定的变化，可吸引吞噬细胞将其迅速清除 C．停用药物后肝脏在一周内恢复原状，是部分肝细胞发生破裂坏死导致 D．通过对细胞死亡率与生成率的综合调节，肝脏保持着稳定的大小 6．心力衰竭患者心肌细胞中DRP1蛋白含量升高，导致线粒体过度分裂及功能障碍，进而引起心肌细胞凋亡。研究发现，DDX17蛋白可抑制DRP1基因转录。下列叙述错误的是（    ） A．心肌细胞凋亡是凋亡相关基因选择性表达的结果 B．可通过抑制DRP1基因的表达减少心肌细胞凋亡 C．线粒体功能障碍导致线粒体氧化分解葡萄糖受阻 D．特异性过表达DDX17基因可抑制心力衰竭的发展 7．适度低氧下细胞可正常存活，严重低氧可导致细胞死亡。当氧含量低时，线粒体会产生并积累活性氧从而损伤大分子物质和细胞。科研人员用常氧（20%O2）、低氧（10%O2、0.3%O2）分别处理大鼠肿瘤细胞，24h后检测肿瘤细胞的线粒体自噬水平，结果如图1所示。用线粒体自噬抑制剂3MA处理肿瘤细胞，检测肿瘤细胞的活性氧含量，结果如图2所示。相关说法错误的是（    ） A．有氧呼吸第三阶段NADH经过一系列化学反应与O2结合释放的能量，大部分以热能形式散失 B．缺氧时，大鼠肿瘤细胞进行无氧呼吸，从而提高利用葡萄糖产生ATP的效率 C．损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的溶酶体降解 D．严重低氧导致肿瘤细胞死亡的原因可能是线粒体自噬不足以清除细胞中的活性氧 8．在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的，某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述错误的是（　　） A．细胞对该信号分子的特异应答依赖相应受体 B．图中酶联受体具有识别、运输和催化作用 C．ATP水解使应答蛋白磷酸化而具有活性 D．活化的应答蛋白影响基因表达，最终引起细胞定向分化 9．壁虎自然再生出的尾巴只是一堆由脂肪、肌肉和皮肤组成的同心管，缺少了原生尾巴的脊椎、神经组织等，科研人员通过植入胚胎干细胞的方式，帮助断尾壁虎长出一条接近于原装版本的尾巴，实现了2.5亿年来断尾壁虎都没能自行完成的“进化”。下列相关叙述错误的是（    ） A．胚胎干细胞与构成尾巴的组织细胞中基因的执行情况不同 B．胚胎干细胞分化成尾部细胞前后，蛋白质的种类完全不同 C．该研究无法体现胚胎干细胞具有全能性 D．该研究给人类实现受损器官原位再生带来新希望 10．急性电离辐射会导致细胞DNA损伤，进而引发细胞凋亡。最新研究发现，细胞凋亡过程中存在STING蛋白介导的新通路：DNA损伤激活PARP1酶，促使PAR过度合成，STING直接与PAR结合后，启动凋亡程序。下列分析错误的是（　　） A．电离辐射诱导的细胞凋亡属于由基因决定的细胞编程性死亡 B．STING与PAR的结合，可能是启动凋亡信号传导的关键步骤 C．STING缺陷小鼠抵抗辐射能力减弱，辐射后存活率显著下降 D．PARP1抑制剂阻断PAR合成，能抑制STING介导的凋亡通路 11．近期，科研人员运用神经干细胞进行脑内移植治疗缺血性中风取得了一定的进展，中风患者局部神经结构损伤、功能缺失得到了一定程度的修复和重建。下列叙述错误的是（　　） A．神经干细胞合成了多种mRNA，不一定表明细胞已经分化 B．神经干细胞在参与损伤部位修复过程中发生了细胞分裂、分化、衰老等过程 C．脑部血液循环障碍导致局部神经细胞死亡属于细胞凋亡 D．神经干细胞与神经细胞形态、结构、功能不同的根本原因是基因的选择性表达 12．研究发现，衰老细胞会分泌多种与衰老相关的分泌物（SASP），SASP可影响周围细胞，导致更多细胞衰老，形成“衰老放大效应”。下列有关推测错误的是（    ） A．“衰老放大效应”是机体反馈调节的结果 B．SASP可能促使周围细胞中端粒的缩短 C．一般幼龄动物体细胞间不含有SASP D．SASP可能通过影响DNA促进邻近细胞衰老 13．细胞程序性死亡是基因调控作用的结果。凋亡过程中细胞膜反折并包围细胞碎片，形成许多泡状或芽状凋亡小体，如下图所示。凋亡小体膜表面会暴露出“将我吃掉”的信号分子，并逐渐被邻近的吞噬细胞吞噬消化，但凋亡小体中的内容物不会逸散到胞外。下列叙述错误的是（    ） A．细胞凋亡的调控环节包括信号转导、基因表达、蛋白质生物合成和代谢过程等 B．细胞凋亡的首要条件是信号刺激，该信号可来自细胞毒性T细胞 C．原癌基因、抑癌基因都参与了细胞的程序性死亡过程 D．凋亡小体被邻近吞噬细胞吞噬，会引起炎症反应 14．可立氏循环是指在激烈运动时，肌肉细胞有氧呼吸产生NADH的速度超过其再形成的速度，这时肌肉中产生的丙酮酸由乳酸脱氢酶转变为乳酸，使再生，保证葡萄糖到丙酮酸能够继续产生ATP。肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝细胞，在肝细胞内通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖。下列说法正确的是（   ） A．肌细胞产生的乳酸需在肝细胞中重新合成葡萄糖，根本原因是相关基因的选择性表达 B．机体进行可立氏循环时，肌细胞消耗的氧气量小于产生的二氧化碳量 C．有氧呼吸过程中，NADH在细胞质基质中产生，在线粒体基质和内膜处被消耗 D．丙酮酸被还原为乳酸的过程中，产生和少量ATP 15．某研究团队通过短期血清饥饿处理猪骨骼肌卫星细胞（简称SMSCs），细胞自噬水平显著升高。研究发现雷帕霉素靶蛋白（mTOR）是细胞感知营养物质状态的重要蛋白质，丰富的营养物质会激活mTOR通过磷酸化抑制细胞自噬。下列叙述错误的是（　　） A．血清饥饿导致细胞自噬增强，可为细胞维持生存提供物质和能量 B．血清饥饿处理SMSCs会激活mTOR磷酸化，加速受损细胞器的分解 C．细胞自噬和凋亡的调控机制不同，激烈的细胞自噬可诱导细胞凋亡 D．在血清饥饿处理条件下，SMSCs内的溶酶体数量和酶活性可能会增加 二、非选择题：本题共5题，共55分。 16．（每空1分，共8分）人的受精卵经过细胞分裂和分化形成各种组织和器官，进而发育成胎儿。某些组织细胞的形成过程如图甲所示，肠上皮细胞亚显微结构模式图如图乙所示。 (1)全能干细胞数目的增多通过______（填分裂方式）实现。造血干细胞的子细胞在形态、结构和功能上出现稳定性差异的过程称为______，其根本原因是基因的______。 (2)部分肠上皮细胞具有增殖能力，在其增殖过程中，核DNA的复制发生在细胞周期的______期。图乙中所表示的细胞器______（填序号）在细胞分裂过程中发出星射线形成纺锤体。多数肠上皮细胞成熟后1～2天会自主有序地死亡，该过程称为______。 (3)肠上皮细胞的______（填序号）较多，可为吸收营养物质提供充足的能量，细胞膜褶皱形成微绒毛，扩大吸收面积；成熟红细胞呈两面凹的圆饼状，有利于氧气的交换和运输。上述事实体现了______相适应的观点。 17．当光照强度大于光饱和点(植物达到最大光合速率的光照强度)时，常引起光抑制或光损伤。科研人员探究了某植物对强光的生理响应变化及机制。光反应过程中的光合电子传递链主要由光系统等光合复合体组成，如图所示(活性氧：ROS，一种自由基；铁氰化钾能吸收e⁻)。回答下列问题： (1)图中的细胞膜和叶绿体膜均属于生物膜，它们的___________很相似。图中的光系统分布在___________上。 (2)据图分析，强光导致光抑制的原因是___________(从物质的转化角度分析)。适度增加铁氰化钾可能会___________(填“解除”或“促进”或“不影响”)光抑制。 (3)与正常光照强度相比，在强光条件下，植物细胞衰老的速率会加快，从自由基学说的角度解释，原因是___________。 (4)光合作用与细胞呼吸过程都会产生ATP，一棵马铃薯植株在生长过程中，光合作用产生ATP的量远大于细胞呼吸产生的ATP的量，原因是___________。 18．（每空2分，共16分）研究人员用棕榈酸（PA）诱导肾小管上皮细胞（HK-2）构建体外高脂细胞模型，对肥胖引起的肾损伤机制进行探索。请回答： (1)生物体内脂肪的功能有______________。（写出一项） (2)铁死亡是一种铁依赖性的，有别于细胞凋亡、坏死以及自噬的细胞死亡方式。选择合适的材料，完善下表实验方案以判断肥胖相关性肾损伤是否主要由铁死亡引起。 A．HK-2        B．脂肪细胞        C．细胞培养基        D．添加PA的细胞培养基 E.细胞凋亡抑制剂Z-VAD        F.铁死亡抑制剂Fer-1 组别 甲 乙 丙 丁 材料 A+C _______ A+D+E _______ 检测 一段时间后检测各组细胞存活率 预期结果及结论 结果为_____，说明肥胖相关性肾损伤主要由铁死亡引起 (3)正常细胞中异常的线粒体会形成自噬体，通过与溶酶体结合被降解，即发生自噬过程，从而维持细胞内稳态。研究人员用红绿双色荧光标记细胞内自噬体并检测，自噬体与溶酶体融合后，溶酶体内酸性环境使绿色荧光淬灭，保留红色荧光；而未发生自噬时，绿色荧光与红色荧光重叠区显示为黄色荧光。 ①PA诱导的HK-2线粒体形态异常，经红绿双色荧光标记并检测可见大量的黄色荧光。据此推测该HK-2的自噬体______。用自噬激活剂处理后观察到HK-2内______且细胞存活率高，则该推测成立； ②研究人员开展进一步研究，对正常培养和高脂培养条件下的HK-2进行相应蛋白质表达情况检查，结果如下图所示。 注：p62随着自噬的进行而被降解。 LC3Ⅰ含量及转变成的LC3Ⅱ含量代表自噬进行。 FUNDC1为线粒体膜蛋白，与LC3相互作用参与诱导线粒体自噬。 Tubulin作为内参蛋白，用于参照细胞中目的蛋白的提取率。 据图判断，在高脂条件下培养的为______组，依据是______________________。 19．（除标注外，每空1分，共9分）研究发现，随着年龄增长髓核细胞的线粒体功能发生障碍，导致细胞能量供应不足并发生凋亡，这是椎间盘退变的核心病理过程。科研人员利用细胞因子（IL-lβ）处理髓核细胞导致其线粒体受损，建立体外髓核细胞退变模型，并开展相关研究。回答下列问题： (1)线粒体是细胞进行_______的主要场所。髓核细胞中线粒体功能障碍，一方面会导致_______（填物质名称）合成减少，使细胞能量供应不足；另一方面会促使活性氧（ROS）过量产生，攻击_______等生物大分子，进一步加剧细胞衰老损伤。 (2)研究人员检测了模型组和正常组细胞中与线粒体分裂相关的蛋白和融合相关的蛋白的表达量，结果如图1、2所示。 （注：活性氧水平高低和线粒体损伤程度成正相关） 据图1和图2结果分析，在退变髓核细胞中，线粒体倾向于发生________（填“分裂”或“融合”）。该现象的发生会加快髓核细胞的凋亡，推测原因可能是________（答出一点）。 (3)已知线粒体中的去乙酰化酶3（Sirt3）是维持线粒体功能的关键蛋白。研究者将Sirt3基因导入退变髓核细胞中使其过表达（实验组），检测发现细胞内活性氧（ROS）含量显著降低（如图3所示）。上述结果表明，过表达Sirt3可以_______。进一步检测发现，实验组细胞中磷酸化AMPK（p-AMPK，活性形式）含量升高，而磷酸化Drp1（p-Drp1，活性形式）含量降低。据此推测，Sirt3可能通过激活AMPK的活性从而抑制Drpl活化，减少线粒体分裂，降低活性氧含量。为验证该推测，研究人员在实验组细胞中加入AMPK抑制剂。若推测正确，则加入抑制剂后细胞内_______含量应回升至与模型组相近水平。 (4)综合上述研究，为延缓椎间盘退变，可采取的治疗思路是________（填序号）。 ①促进髓核细胞中Sirt3基因的表达 ②抑制髓核细胞中AMPK的活性 ③降低髓核细胞中Drpl的磷酸化水平 20．芍药切花市场需求旺盛，自然花期短且集中，生产上常用低温贮藏延长货架期，但易使其发生冷害。某研究团队以芍药切花为材料，利用蔗糖、褪黑素等配制出复合保鲜液（CVS），旨在探究CVS对芍药切花采后保鲜的调控机制。请回答下列问题。 (1)芍药切花离体后，呼吸作用的主要底物是花瓣细胞中储存的_______，切花细胞中彻底氧化分解底物的场所是_______。呼吸作用对储存底物的过度消耗，是导致切花衰老萎蔫的关键原因之一。 (2)芍药切花花瓣衰老与呼吸作用失衡密切相关：一方面，有氧呼吸产生的过氧化物等活性氧（ROS）大量积累，会引发膜脂过氧化，导致细胞膜的_________，进而造成细胞内容物外渗；另一方面，若贮藏环境通风不良，会引发切花无氧呼吸，其积累的__________会直接毒害细胞，加速花瓣衰老。 (3)该团队进一步研究了CVS的作用机制：对低温贮藏30d后的芍药切花进行瓶插处理，检测其花瓣细胞膜透性及抗氧化能力，结果如图所示。 综合上述信息，分析实验结果： ①CVS处理组花瓣细胞中的过氧化氢酶（CAT）活性高于对照组，据此推测，CVS的作用机制可能是______________________________。 ②电解质泄漏率（EL）常用于衡量细胞膜的完整性。由图可知，在瓶插期间，CVS处理组______________（填“能”或“不能”）完全阻止EL值升高，其原因可能是______________。 (4)综上分析，CVS在芍药切花产业的应用优势是______________________。 第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $