如图为细胞吸水力随质壁分离程度变化曲线,下列相关叙述正确的是( )
A.在质壁分离复原过程中,细胞吸水力应逐渐升高
B.细胞吸水力与质壁分离程度呈负相关
C.细胞不发生质壁分离就没有吸水力
D.如果增大外界溶液的浓度,则细胞的质壁分离程度可能更高
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:________。