美国研究人员发现了一种含有集光绿色体的喜氧罕见细菌，每个集光绿色体含有大量叶绿素，使得细菌能够同其他生物争夺阳光，维持生存。下列有关该菌的叙述，正确的是
A.该菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核
B.该菌是好氧细菌，其生命活动所需能量主要由线粒体提供
C.由该细菌可知，细菌不一定都是分解者，也可以是生产者
D.该菌是光能自养细菌，其光合作用的场所是叶绿体
阅读材料，回答下列问题：
西兰花疗法抗癌是真的吗？
一项发表于《科学》杂志的研究中，科学家发现西兰花含有的 3-吲哚甲醇可以阻碍肿 瘤形成。其抗癌机制的发现有望引导新一代抗肿瘤疗法的研发。
西兰花含有丰富的类胡萝卜素、维生素C，E，K和矿物质，它体内的一种糖苷在料理、咀 嚼以及消化的过程中会形成3-吲哚甲醇，它可以保护细胞不受DNA损伤，抵抗细菌和病毒感 染以及抵抗炎症。
基因与肿瘤发生密切相关，细胞一系列基因和表观遗传物质发生改变后，会造成细胞 功能紊乱，这也是肿瘤形成的主要原因。而这其中关键的基因就是原癌基因和抑癌基因， 原癌基因获得功能或者抑癌基因失去功能都会造成肿瘤生成。目前，许多肿瘤治疗的手段都 是针对原癌基因功能，而抑癌基因这块暂时处于空窗期。
P 基因是一种非常经典的抑癌基因，P 基因表达的 P 蛋白是关键的肿瘤抑制酶。其基因 功能减弱后，立马就会让细胞产生与癌症相关的表征，因此 P 基因作为抑癌的把门人具有重 要意义。同时，P 基因是一种经常在人类癌症中出现突变的抑癌基因，是一种非常经典的抑 癌基因，通常在癌症病人中会下调、抑制或者沉默。
机体中复杂的基因网络中没有一种基因可以独立存在，各基因间必定会互相限制，互相 干扰。P蛋白的构象会特别地吸引到一种W酶，W酶的升高会导致P蛋白降解。这也意味着W酶 会影响P蛋白的功能，而近十几年的研究已经发现，许多癌症类型中W酶都会过度表达。利 用类似基因敲除的干扰技术，降低W酶的表达可以恢复P蛋白的功能。体内还有一类与W酶具 有类似功能的N酶，其同样可以降解P蛋白。但是N蛋白会受到3-吲哚甲醇的调控，也就是开 始提到的西兰花中的分子，3-吲哚甲醇可以嵌入到N酶的功能结构域中起到调节作用。考虑 到M酶与N酶的功能结构域很相似，推测3-吲哚甲醇也可以作用于M酶。通过蛋白晶体分析， 发现3-吲哚甲醇也可以结合到W酶的中心结构域。如果将结合部分突变，即使加入3-吲哚甲 醇，P蛋白的功能仍然会被W蛋白给抑制。
在研究实验中可知，在给予 3-吲哚甲醇处理后，无论是体外还是体内实验，小鼠肿瘤 体的生长速率下降，肿瘤明显变小。采用基因敲除的方法来破坏 W 酶的功能确实看起来不错， 但是具体要使用多少剂量还需要进一步的研究来探讨。文章作者推测想要达到抗癌功效必须 每天吃下 6 磅（相当于 2．7 千克左右）的十字花科蔬菜。尽管现在只是在小鼠中观察到了 这种神奇现象，但研究人员还是相信他们不仅发现了一条调控肿瘤生长的通路，更是提供了 可以轻松抑制癌症的治疗方法。”尽管一天要吃下如此多的蔬菜不可能实现，不过定期食用 西兰花获得的抗癌分子总是聊胜于无的。而且科学家从西兰花中的 3-吲哚甲醇获得的宝贵 启示，或许也将开发出新一代的肿瘤治疗方法，说不定到时候也会被叫做西兰花疗法呢？
（1）细胞发生癌变的机理是什么____________？生活中有哪些致癌因子？____________
（2）画出西兰花治疗癌症的流程图 ____________
（3）如何证明西兰花能够治疗癌症？请设计实验 ____________
（4）综上结果提供预防癌症和治疗癌症的思路。____________
镉（Cd）是人类致癌物，以结肠癌细胞为细胞模型，研究镉与癌细胞增殖的关系。
（1）动物细胞中的一个中心体是由互相垂直的___________以及围绕在其周围的物质共同构 成，是一种
________ 膜结构细胞器。它在人体细胞分裂中的作用是______________________。
（2）取人结肠癌细胞，分别用 20µM 和 40µM 氯化镉处理下培养 0 h、12 h、24 h 后检测细 胞活性，进而反映细胞数目的多少，结果如图 1 所示。测量细胞间的黏附能力，结果如图2 所示。
分析图 1 的结果可以得出__________________________________________________。 由图 2 中的____________________________，可知镉能够促进细胞粘着性下降，且浓度越大 促进作用越强。
（3）为确定癌细胞数目变化的原因，利用仪器检测镉对结肠癌细胞凋亡的影响，结果如下 图所示，横轴为细胞周期的分布，依次为 SubG1 期（指示凋亡细胞）、G1 期、S 期和 G2/M 期，纵轴为细胞数。Cd20 为 20µM 的氯化镉浓度处理组，5-Fu 为阳性对照组。结果显示： 在 20µM 的氯化镉浓度下，Cd20 组___________________， 说明此浓度下癌细胞数目变化与_________无关，可能是因 为___________________。5-F 组的结果可以说明____________________。
（4）为了探究镉是否通过增大中心体的数目来使细胞增殖，设计实验时实验组应该选择的 镉浓度是_____________。结果显示细胞内的中心体数目发生扩增与镉浓度成正比，请你根 据结论补充标注横坐标________。
（5）综合上述实验，分析镉与癌细胞数量变化的关系为 __________________ 。
白洋淀湿地是华北地区重要的湿地生态系统。近年来，由于入淀污水增多，水体重金属污染加剧。研究人员发现可通过定期收割沉水植物地上部分，修复镉等重金属污染水体。
（1）沉水植物属于生态系统组成成分中的________，其根部能从底泥和水中吸收________，净化水体，体现生态系统具有________能力。此湿地由浅水区向陆地方向依次生长着芦苇、破蓬、柽柳等，这体现了群落的________结构。
（2）为筛选适合白洋淀镉污染修复的沉水植物，用不同浓度镉溶液处理本地4种沉水植物4天后，检测其对镉（Cd）的耐受性和富集能力，结果如表和图。
沉水植物 | 半数抑制浓度 （mg•L-1） |
黑藻 | 0.51 |
狐尾藻 | 0.81 |
金鱼藻 | 0.03 |
菹草 | 0.12 |
（半数抑制浓度是指抑制沉水植物半数生长的外部Cd浓度）
表数据显示4种沉水植物中对镉的耐受性最大的是________。结合图1的实验结果，选择黑藻和菹草作为进一步研究的对象，不选用狐尾藻和金鱼藻的原因是_______。
（3）研究者从白洋淀取底泥，将黑藻和菹草分别栽种其中，用自来水培养。测定其生长率（图）和不同部位的富集系数和迁移系数（指由根系向地上部分的迁移能力），结果如表。
沉水 植物 | 富集系数 | 迁移系数 | |
地上部分 | 根部 | ||
黑藻 | 0.33 | 0.41 | 0.79 |
菹草 | 0.21 | 1.01 | 0.21 |
综合分析，研究者认为黑藻是最适合修复Cd污染水体的物种，其重要证据有： ①________；②________。
（4）富集镉的沉水植物必须及时收割并无害化处理，一是因为镉等重金属能够通过________逐级积累和浓缩，在高营养级生物体内富集。二是因为________而造成水体的二次污染。
母亲孕期肥胖或高血糖会增加后代患肥胖和代谢疾病的风险。科学家用小鼠进行实验，研究孕前高脂饮食对子代代谢调节的影响。
（1）从孕前4周开始，实验组雌鼠给予高脂饮食，对照组雌鼠给予正常饮食，食物不限量。测定妊娠第20天两组孕鼠相关代谢指标，结果如下表。
分组 | 体重 （g） | 胰岛素 抵抗指数 | 脂肪含量 （mg/dL） | 瘦素含量 （ng/dL） | 脂联素含量 （μg/dL） |
对照组 | 38.8 | 3.44 | 252 | 3.7 | 10.7 |
实验组 | 49.1 | 4.89 | 344 | 6.9 | 5.6 |
①正常情况下，体脂增加使脂肪细胞分泌的瘦素增多，瘦素经____运输作用于下丘脑饱中枢，抑制食欲，减少脂肪合成，该机制为_____调节。表中结果显示，实验组孕鼠瘦素含量_____，但瘦素并没有发挥相应作用，这种现象称为“瘦素抵抗”。
②脂联素是脂肪细胞分泌的一种多肽激素，能增加细胞对胰岛素的敏感性。据此推测实验组孕鼠出现胰岛素抵抗的原因是________。
（2）24周龄时，给两组子代小鼠空腹注射等量的葡萄糖或胰岛素，检测结果如图1。
图1 结果显示，与对照组相比，________，推测实验组子鼠出现了“胰岛素抵抗”。
（3）研究发现，幼鼠脂肪组织的瘦素和脂联素含量与各自母鼠均呈正相关。测定幼鼠脂联素基因和瘦素基因的表达量、基因启动子所在区域的组蛋白甲基化水平，结果如图2。
①结果显示，实验组通过________脂联素基因启动子所在区域的组蛋白甲基化水平，从而________，影响脂联素的合成，使组织细胞对胰岛素的敏感性降低。
②瘦素基因的表达量与其启动子所在区域的组蛋白甲基化水平呈________相关。但由于血脂过高会抑制瘦素向脑内运输，导致瘦素抵抗，引起肥胖。
（4）根据该项研究结果，对备孕或孕期女性提出合理建议：________。
营养缺陷型大肠杆菌需在基本培养基中添加某些物质才能生长。 A 菌株为甲硫氨酸（met-）和生物素（bio-）缺陷型突变体，B 菌株为苏氨酸（thr-）、亮氨酸（leu-）、硫胺素（thi-）缺陷型突变体。用A、B 两种菌株进行 4组实验，培养条件和结果如下图所示。
（1）培养基为细菌生长提供水、无机盐、________。乙组培养基出现菌落的频率为 10-7， 大肠杆菌单个基因发生突变的几率约为10-7，科学家判断乙组出现菌落不是基因突变 的结果，其理由是________。推测基本培养基出现菌落是由于基因的转移和重组，丁 组实验结果说明这种基因的转移需要两种菌株细胞________。
（2）科学家用某种药物处理A 或 B 菌株使其停止分裂（但不致死）， 混合并培养，过程及 结果如下。
Ⅰ：处理过的 B菌株+未处理的 A菌株→基本培养基上无菌落
Ⅱ：处理过的A 菌株+未处理的 B菌株→基本培养基上有菌落
结果说明两菌株 DNA 转移的方向是________。
a．A→B b．A←B c．A
B d．不确定
（3）进一步研究发现某些菌株拟核上有一段DNA序列（F 因子），其上有复制原点（oriT）。 细菌混合后，F 因子的一条链由供体菌逐步转移至受体菌，在受体菌中复制后整合到拟核 DNA 上，发生基因重组。留在供体菌中的 F 因子单链通过自我复制恢复双链。若无 F 因子则不能发生 DNA 转移。
①由此推测上述（2）中实验 I 基本培养基无菌落的原因是________。
②上述 DNA 转移和复制过程可用下图________表示。
（4）A 菌株（met-、bio-）对链霉素敏感，B 菌株（thr-、leu-、thi-）具有链霉素抗性。将 A、 B 菌株混合，在不同时间点搅拌混合菌液，以中断DNA 转移。之后将各时间点中断转移的菌液接种在含如下物质的基本培养基上选择培养，分别记录出现菌落的短混合时间。
培养基 | 所含物质 | 最短混合时间 |
1 | 链霉素+亮氨酸（leu））+硫胺素（thi） | 9min |
2 | 链霉素+苏氨酸（thr）+硫胺素（thi） | 11 min |
3 | 链霉素+苏氨酸（thr） +亮氨酸（leu） | 18 min |
①培养基中均加入链霉素的目的是________。1号培养基出现菌落的原因是________。
②在选择培养基上出现菌落所需的短混合时间反映了相关基因与oriT 间的距离。在下图中 oriT右侧画出 A 菌株 thr+ 、leu+ 、thi+基因在拟核上的位置。
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