2023北京高三一模生物匯編：遺傳與進(jìn)化（實驗題）

2023北京高三一模生物匯編

遺傳與進(jìn)化(實驗題)

一、實驗題

1.(2023?北京房山?統(tǒng)考一模)腫瘤細(xì)胞可通過大量表達(dá)PD-LL與T匆

活化，發(fā)生免疫逃逸，臨床上常使用PD-1阻斷劑進(jìn)行治療，但對某些痣

行研究。

(1)癌細(xì)胞具有特點，機(jī)體通過免疫系統(tǒng)對其清除體現(xiàn)了免疫系統(tǒng)#

(2)研究發(fā)現(xiàn)，使用PD-1阻斷劑效果顯著的患者在聯(lián)合使用抗生素時治殳

療效與腸道菌群有關(guān)。為驗證此推測，研究者操作如表。

甲取PD-1阻斷劑無效病人的

組糞便進(jìn)行PD-1阻斷劑治

療

將糞便移植給用n：_____處理的小鼠后接

種腫瘤

未治療

乙

I：_____

組進(jìn)行PD-1阻斷劑治

療

①補(bǔ)充實驗過程：I：；II：

②檢測腫瘤大小結(jié)果如圖1,實驗結(jié)果表明治療效果顯著患者的腸道菌群提高了PD-1阻斷劑的療效，依據(jù)

是。

③請從下列選項中選擇合適的實驗操作和預(yù)期結(jié)果，為上述結(jié)論補(bǔ)充新證據(jù)。()

A.從PD-1阻斷劑有效病人的腸道中提取主要細(xì)菌AKK

B.從PD-1阻斷劑無效病人的腸道中提取主要細(xì)菌AKK

C.用腸道菌AKK灌胃甲組小鼠

D.用腸道菌AKK灌胃乙組小鼠

E.該組小鼠接受PD-1阻斷劑治療后腫瘤大小不變

F.該組小鼠接受PD-1阻斷劑治療后腫瘤大小明顯減小

(3)為進(jìn)一步研究腸道菌AKK的作用機(jī)理，檢測腫瘤部位的免疫細(xì)胞數(shù)量，結(jié)果如圖2

30n

記

憶

T

細(xì)2o

胞

比

例

%IO

0-

PD-1治療

AKK

圖2

結(jié)合(2)相關(guān)信息及圖2結(jié)果闡述腸道菌群提高PD-1阻斷劑療效的機(jī)理：。

2.(2023?北京延慶?統(tǒng)考一模)腫瘤患者中有超過1/3的人會遭受疼痛折磨。為了研究腫瘤、癌痛及免疫三

者之間的關(guān)系，研究人員進(jìn)行了系列實驗研究。

(1)正常情況下，細(xì)胞能識別腫瘤細(xì)胞膜表面的一些信號分子后，分裂并分化，一部分新形成的

細(xì)胞可以在體液中循環(huán)，它們可以識別并接觸、所識別的腫瘤細(xì)胞。

(2)研究發(fā)現(xiàn)，傷害感受神經(jīng)元與黑色素腫瘤細(xì)胞共培養(yǎng)后，神經(jīng)元中與癌痛相關(guān)基因表達(dá)明顯上調(diào)。研究

人員進(jìn)而檢測了培養(yǎng)液中神經(jīng)元釋放神經(jīng)肽CGRP濃度，結(jié)果如下圖lo

(

W

/0黑色素瘤細(xì)胞§15

□空白對照

22勿傷害神經(jīng)元-

)&&O

?傷害神經(jīng)元+黑色素瘤細(xì)胞也■CGRP(IOOM)

醛S

國而?傷害神經(jīng)元+KC1(陽性嗎a

一.

舉e的對照)1

睥

驍8

用

圣

s烈S

E嗓守

E

陣

野生型Rampl-/-

實驗結(jié)果說明腫瘤細(xì)胞可提高神經(jīng)元對疼痛的敏感度，并,這可能是神經(jīng)元接受癌痛信號后調(diào)

節(jié)免疫系統(tǒng)的潛在方式。

(3)研究發(fā)現(xiàn)，抗原長期刺激促使細(xì)胞毒性T細(xì)胞進(jìn)入程序性死亡，成為耗竭性T細(xì)胞，其受體PD-1高表

達(dá)?？蒲腥藛T體外培養(yǎng)野生型、Rampl基因(T細(xì)胞表面受體基因)敲除小鼠的細(xì)胞毒性T細(xì)胞，用

CGRP處理后檢測PD-1陽性細(xì)胞毒性T細(xì)胞百分比，結(jié)果如圖2。綜合以上研究，從T細(xì)胞耗竭角度，

解釋癌癥患者免疫衰退的原因：。

(4)為了進(jìn)一步證明癌痛能夠抑制細(xì)胞免疫促進(jìn)腫瘤生長，請從a?h中選擇合適字母填入下表的標(biāo)號上，

并預(yù)期實驗結(jié)果。

a.與甲組生理狀況一致b.敲除痛覺基因Trpvlc.注射生理鹽水d.注射抗CD-8(細(xì)胞毒性T細(xì)胞表面標(biāo)志

抗原)抗體e.注射黑色素瘤細(xì)胞f.腫瘤體積＞400mm3g.200mm3〈腫瘤體積＜400mm3h.腫瘤體積V

200mm3

組別實驗材料處理1處理212天后腫瘤體積

甲1：注射生理鹽水200mm3〈腫瘤體積<400mn?

甲組正常小鼠@

甲2：②腫瘤體積＞400mm3

乙1：同甲1組腫瘤體積＜200mm3

乙組③同上

乙2：同甲2組④

①;②;③___________;④.

(5)傳統(tǒng)上常用抑制細(xì)胞分裂的化學(xué)藥物來治療癌癥?；谏鲜鲅芯?，請?zhí)岢瞿[瘤治療新思路

參考答案

1.(1)無限增殖、細(xì)胞膜上糖蛋白等物質(zhì)減少、細(xì)胞之間黏著性顯著降低免疫監(jiān)視和免疫清除

(2)取PD-1藥物有效病人的糞便抗生素甲組PD-1藥物治療與未治療鼠的腫瘤大小相似，B組

PD-I藥物治療比未治療鼠的腫瘤體積明顯減小ACF

(3)PD-1阻斷藥物可減弱癌細(xì)胞對T細(xì)胞的抑制，增加機(jī)體對抗癌細(xì)胞的細(xì)胞免疫，腸道菌群使記憶T細(xì)

胞在腫瘤部位聚集增加，可增加腫瘤部位細(xì)胞毒性T細(xì)胞的數(shù)量，進(jìn)而增加PD-1阻斷藥物的療效

【分析】1、細(xì)胞癌變的原因：(1)外因：主要是三類致癌因子，即物理致癌因子、化學(xué)致癌因子和病毒

致癌因子；(2)內(nèi)因：原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變，其中原癌基因負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，控制細(xì)胞生

長和分裂的過程，抑癌基因主要是阻止細(xì)胞不正常的增殖。

2、癌細(xì)胞的主要特征：(1)無限增殖；(2)形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著改變；(3)細(xì)胞表面發(fā)生變化，細(xì)胞膜上

的糖蛋白等物質(zhì)減少，易轉(zhuǎn)移。

【詳解】(1)細(xì)胞癌變的根本原因是原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變，癌細(xì)胞的特點：癌細(xì)胞能夠無限

增殖；癌細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，癌細(xì)胞細(xì)胞膜表面的糖蛋白等物質(zhì)減少、細(xì)胞之間黏著性顯著降

低，容易擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移。免疫監(jiān)視可以隨時發(fā)現(xiàn)和清除體內(nèi)出現(xiàn)的病原體成分，如腫瘤、衰老細(xì)胞和凋亡細(xì)

胞，因此機(jī)體通過免疫系統(tǒng)對癌細(xì)胞清除體現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的免疫監(jiān)視和免疫清除功能。

(2)①該實驗要驗證PD-1阻斷劑療效與腸道菌群有關(guān)，自變量為是否有PD-1阻斷劑療效，因此甲組是

取PD-1阻斷劑無效病人的糞便，那么乙組就是取PD-1藥物有效病人的糞便。抗生素能夠破壞腸道菌群穩(wěn)

定，為排除小鼠原本腸道菌群對實驗結(jié)果的影響，因此需要將糞便移植給用抗生素處理的小鼠。

②據(jù)圖1可知，甲組PD-1藥物治療與未治療鼠的腫瘤大小相似，B組PD-1藥物治療比未治療鼠的腫瘤體

積明顯減小，說明治療效果顯著患者的腸道菌群提高了PD-1阻斷劑的療效。

③AB、如果要為“治療效果顯著患者的腸道菌群提高了PD-1阻斷劑的療效”這個結(jié)論補(bǔ)充新證據(jù)，可以從

PD-1阻斷劑有效病人的腸道中提取主要細(xì)菌AKK,A正確，B錯誤；

CD、因為乙組小鼠已經(jīng)用PD-1藥物有效病人的糞便處理過，因此應(yīng)該選擇一個未處理的小鼠，即選擇用

腸道菌AKK灌胃甲組小鼠，C正確，D錯誤；

EF、因為治療效果顯著患者的腸道菌群提高了PD-1阻斷劑的療效，因此該處理效果顯著，應(yīng)該是腫瘤大

小明顯減小，E錯誤，F(xiàn)正確。

故選ACF。

(3)據(jù)圖2可知，腸道菌AKK和PD-1藥物治療同時使用時，腫瘤部位記憶T細(xì)胞的比例明顯升高，腫

瘤細(xì)胞可通過大量表達(dá)PD-L1,與T細(xì)胞表面的PD-1結(jié)合，抑制T細(xì)胞活化，發(fā)生免疫逃逸，據(jù)此可知

腸道菌群提高PD-1阻斷劑療效的機(jī)理：PD-1阻斷藥物可減弱癌細(xì)胞對T細(xì)胞的抑制，增加機(jī)體對抗癌細(xì)

胞的細(xì)胞免疫，腸道菌群使記憶T細(xì)胞在腫瘤部位聚集增加，可增加腫瘤部位細(xì)胞毒性T細(xì)胞的數(shù)量，進(jìn)

而增加PD-1阻斷藥物的療效。

2.(I)細(xì)胞毒性T細(xì)胞裂解

(2)促進(jìn)活化的神經(jīng)元釋放CGRP

(3)腫瘤細(xì)胞可提高神經(jīng)元對疼痛的敏感度，并促進(jìn)傷害感受神經(jīng)元釋放CGRP,進(jìn)而通過CGRP-RAMP1

信號軸誘導(dǎo)細(xì)胞毒性T細(xì)胞耗竭，降低細(xì)胞免疫力，從而促進(jìn)黑色素腫瘤的生長。

（4）edbf

（5）PD-1抗體作為癌癥免疫治療的藥物，T細(xì)胞回輸逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞衰竭，抑制傷害神經(jīng)元興奮，抑制CGRP-

RAMP1結(jié)合

【分析】第三道防線的“作戰(zhàn)部隊”主要是眾多的淋巴細(xì)胞，其中B細(xì)胞主要靠產(chǎn)生抗體“作戰(zhàn)”，這種方式

稱為體液免疫，細(xì)胞毒性T細(xì)胞主要靠直接接觸靶細(xì)胞“作戰(zhàn)”，這種方式稱為細(xì)胞免疫。

【詳解】（1）正常體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞的識別與清除需要依賴細(xì)胞免疫，細(xì)胞免疫中發(fā)揮重要作用的是細(xì)胞毒

性T細(xì)胞，該細(xì)胞能識別腫瘤細(xì)胞膜表面的一些信號分子，然后分裂并分化，其中分化產(chǎn)生的細(xì)胞毒性T

細(xì)胞可以識別并接觸、裂解所識別的腫瘤細(xì)胞，以防止腫瘤細(xì)胞在體內(nèi)大量增殖。

（2）分析圖1可知，傷害感受神經(jīng)元與黑色素腫瘤細(xì)胞共培養(yǎng)后，培養(yǎng)液中神經(jīng)元釋放神經(jīng)肽CGRP濃

度明顯上升，結(jié)合題意“傷害感受神經(jīng)元與黑色素腫瘤細(xì)胞共培養(yǎng)后，神經(jīng)元中與癌痛相關(guān)基因表達(dá)明顯

上調(diào)”可推測，腫瘤細(xì)胞可提高神經(jīng)元對疼痛的敏感度，并促進(jìn)活化的神經(jīng)元釋放CGRP。

（3）分析圖2可知，Rampl基因（T細(xì)胞表面受體基因）敲除小鼠的PD-1陽性細(xì)胞毒性T細(xì)胞百分比低

于野生型小鼠，結(jié)合（2）小問的分析可推測腫瘤細(xì)胞可提高神經(jīng)元對瘩痛的敏感度，并促進(jìn)傷害感受神

經(jīng)元釋放CGRP,進(jìn)而通過CGRP-RAMP1信號軸誘導(dǎo)細(xì)胞毒性T細(xì)胞耗竭，而細(xì)胞毒性T細(xì)胞數(shù)量減少

會降低細(xì)胞免疫能力，腫瘤細(xì)胞不能及時被清除，從而出現(xiàn)癌癥患者免疫衰退、黑色素腫瘤不斷生長的現(xiàn)

象。

（4）實驗?zāi)康氖球炞C癌痛能夠抑制細(xì)胞免疫促進(jìn)腫瘤生長，實驗自變量為癌痛的有無以及細(xì)胞毒性T細(xì)

胞毒性T細(xì)胞的有無，可通過是否敲除痛覺基因Trpvl、是否注射抗CD-8（細(xì)胞毒性T細(xì)胞表面標(biāo)志抗

原）抗體控制自變量。觀測指標(biāo)為12天后腫瘤體積。甲組實驗材料為正常小鼠，將正常小鼠注射黑色素

瘤細(xì)胞，將處理后的小鼠分為兩組，其中一組（甲1）