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专题三 细胞的生命历程
【题型1 细胞分裂过程中的变异类型】
【题型2 细胞死亡】
【题型1 细胞分裂过程中的变异类型】
【紧扣教材】
基因突变
有丝分裂：姐妹染色单体含等位基因的唯一来源
减数分裂：无染色体互换的情形下，姐妹染色单体含等位基因的原因
基因重组
减数分裂I 前期（同源染色体的非姐妹染色单体间的互换）
减数分裂I 前期（非同源染色体自由组合）
染色体变异
染色体结构变异：倒位、易位、重复、缺失
染色体数目变异：①纺锤体形成受阻导致子细胞染色体数目加倍
②减数分裂I 后期同源染色体未分离导致全部配子异常
③减数分裂II后期姐妹染色单体分离后形成的两条染色体移向细胞同一
极，导致一个次级性母细胞产生的配子异常
【题型突破】
【例1】某实验室将载人飞船带回地球的“延丹1 号”培育成了网红爆品鲜花，首次大规模面市就获得了
成功。“延丹1 号”父本花籽曾升上太空，后经原生质体融合形成该新品种。下列叙述正确的是（ ）
A．“延丹1 号”与其父本的体细胞中可能含有不同的染色体组数
B．太空环境可提高“延丹1 号”父本花籽的突变率，使其向有利方向突变
C．太空环境会使“延丹1 号”发生基因突变，从而改变基因的数目和种类
D．若返回地球的父本种子萌发后性状未发生改变，则说明其未发生变异
【变式1-1】药物阿昔洛韦是一种嘌呤类似物，能干扰DNA 聚合酶的作用过程。阿昔洛韦可能对下列哪种
病症最有效（ ）
A．21 三体综合征
B．乙肝病毒(DNA 病毒)感染
C．艾滋病
D．镰状细胞贫血
【变式1-2】无论细胞分裂与否，在长期接受紫外线照射时，细胞内DNA 上的部分胸腺嘧啶会形成胸腺嘧
啶二聚体（这种变化在DNA 链上的相邻胸腺嘧啶间易发生），会造成DNA 损伤，进而使得DNA 复制受
阻，如图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
1
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A．紫外线引起的基因突变仅发生在细胞分裂前的间期
B．DNA 片段中含腺嘌呤数量越高，变异概率越低
C．DNA 损伤后，引物的合成将停止在二聚体处
D．紫外线引起的基因突变改变了DNA 上的碱基数目
【变式1-3】同源重组是减数分裂的核心事件（过程如图）。同源重组起始于程序性DNA 双链断裂
（DSB），断裂部位会形成单链末端（图Ⅱ），两单链末端入侵同源染色体同源区并以同源区为模板延伸
子链并连接断口（图Ⅲ、图IV），最终形成图V 所示结构。V 中DNA 每个阴影位置都有①和②两个剪接
位点，若两位置中都在②剪切，两DNA 分开后重新连接断口得到的DNA 如图甲；若两位置中左侧在②处
剪切，右侧在①处 剪切，则得到的DNA 如图乙。下列说法错误的是（ ）
A．同源重组发生于减数分裂I 的前期
B．入侵的单链末端相当于子链合成的引物
C．同源重组有利于增加物种的多样性
D．甲、乙所示DNA 中 DSB 区域两侧均发生了基因的重新组合
2
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【题型2 细胞死亡】
【紧扣教材】
1.细胞凋亡与细胞坏死的比较
细胞凋亡
细胞坏死
方式
自动结束生命活动
被动结束生命活动
机制
受“基因控制”,“程序性”死亡
由不利因素诱发,不受基因控制
结果
对生物体是有利的
对生物体是有害的
2.细胞自噬
本质：在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体讲解后再利用的过程
自噬对象：处于营养缺乏条件下的细胞；收到损伤、微生物入侵或衰老的细胞
【题型突破】
【例2】细胞内出现凋亡小体是细胞凋亡的重要特征。当归多糖(ASP)是中药当归的主要成分，具有多种药
理作用。研究人员以小鼠为研究对象，探究ASP 是否具有抗脑组织衰老的作用，实验过程中取脑组织制备
切片，显微观察，统计细胞凋亡的情况。实验处理及结果如表所示。下列叙述错误的是（ ）
组别
剂量(mg/ kg)
样本数(片)
凋亡细胞数(个)
正常组
—
10
11.50
模型组
—
10
51.00
ASP 高剂量组
200
10
12.30
ASP 中剂量组
150
10
20.70
ASP 低剂量组
100
10
42.70
A．模型组细胞凋亡数明显高于正常组，说明衰老模型小鼠构建成功
B．显微镜下观察到细胞中有凋亡小体形成，说明该细胞处于凋亡状态
C．实验结果表明，ASP 能抑制脑组织细胞的凋亡，且具有剂量依赖性
D．实验结果表明，200 mg/kg 的ASP 是抗脑组织细胞衰老的最佳剂量
【变式2-1】PINK1-Parkin 信号通路具有保护细胞和促进凋亡的双重功能。线粒体出现轻度、可逆的损伤
时，PINK1-Parkin 可通过促进线粒体自噬，阻止细胞凋亡；线粒体出现严重、不可修复的损伤时，PINK1
激活并磷酸化Parkin 蛋白，激活的Parkin 蛋白能促使Mcl-1 蛋白降解，加速细胞凋亡。下列有关叙述错误
的是（ ）
A．细胞自噬能为细胞的生命活动提供营养物质
B．抑制Parkin 蛋白的磷酸化能抑制细胞凋亡
3
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C．PINK1-Parkin 信号通路受阻会引起细胞呼吸异常
D．Mcl-1 蛋白可能是一种能促进细胞凋亡的物质
【变式2-2】科研人员做实验探究苦参碱对某患病小鼠脑细胞凋亡的影响，结果如下表。下列相关的叙述
错误的是（ ）
苦参碱浓度（mg/kg）
0
4
8
16
促凋亡蛋白Bax 表达情况
103.77
90.43
70.55
62.81
脑细胞凋亡率（%）
12.3
9.8
7.2
4.5
A．脑细胞凋亡的过程受基因控制
B．脑细胞凋亡是程序性死亡
C．苦参碱抑制Bax 表达的最适浓度为16mg/kg
D．苦参碱可抑制Bax 表达进而抑制脑细胞凋亡
【变式2-3】Bax 蛋白和Bak 蛋白在T 淋巴细胞凋亡过程中发挥特定作用。为探究相关机制，科研人员分别
用凋亡诱导试剂a 和b 处理不同基因型的T 淋巴细胞，计算细胞的存活率，结果如图所示。下列相关叙述
中正确的是（ ）
A．T 淋巴细胞凋亡是由基因决定的正常的生命现象
B．试剂b 诱导T 淋巴细胞凋亡的效果优于试剂a
C．试剂a 依赖Bak 和Bax 蛋白诱导T 淋巴细胞的凋亡
D．Bak 蛋白和Bax 蛋白协同参与T 淋巴细胞凋亡
1．活性氧自由基（ROS）增加会导致端粒功能障碍、DNA 损伤，并导致线粒体功能降低而引起细胞衰老。
长时间使用手机，屏幕的蓝光可促进ROS 生成，加速视网膜色素上皮细胞的衰老。已知端粒酶能延长细胞
4
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分裂过程中缩短的端粒，下列叙述错误的是（ ）
A．细胞衰老与端粒酶活性降低、端粒被截短有关
B．ROS 可攻击细胞中的DNA、蛋白质和生物膜等
C．视网膜色素上皮细胞的加速衰老，就会引起人的衰老
D．避免过度使用手机可减少ROS 的产生并利于细胞修复
2．2023 年9 月中国科学院院士卞修武提出：干细胞是一类具有自我复制能力的“种子”，可以分化成多
种功能的细胞来参与细胞替代和组织再生，有利于人体健康的维持和对损伤的修补。端粒酶可以修复受损
的染色体DNA 两端的端粒序列，下列关于人体干细胞的叙述错误的是（ ）
A．干细胞在分裂间期会发生中心体的倍增
B．干细胞的蛋白质骨架会影响其增殖过程
C．干细胞在进行人体皮肤修复的过程中会发生基因选择性表达
D．推测肝细胞中的端粒酶的活性比干细胞中端粒酶活性高
3．细胞凋亡诱导因子与细胞膜上的受体结合后，激活与细胞凋亡相关的基因，使细胞凋亡的关键因子
Dnase 酶和Caspase 酶被激活。Dnase 酶能切割DNA 形成DNA 片段，Caspase 酶能选择性地切割某些蛋白
质形成不同长度的多肽，导致细胞裂解形成凋亡小体，进而被吞噬细胞吞噬清除。下列说法正确的是（
）
A．Dnase 酶和Caspase 酶的作用部位分别是氢键和肽键
B．细胞凋亡过程中某些蛋白质会发生水解，细胞中不再合成蛋白质
C．通过促进癌细胞中Caspase 酶合成的相关基因的表达可以促进其凋亡
D．细胞裂解形成凋亡小体的过程称为细胞自噬
4．巨自噬是细胞自噬的一种类型。巨自噬启动时，ULK1 复合物受到mTOR 蛋白和AMPK 信号通路的严
格调控。当营养物质缺乏时，mTOR 活性被抑制，其对ULK1 磷酸化的抑制作用减弱，ULK1 复合物被激
活并由溶酶体完成巨自噬。在能量缺乏的情况下，AMPK 能够感受到细胞内AMP（腺苷一磷酸）和ATP
的比例变化而被激活，活化的AMPK 能磷酸化ULK1 复合物，从而激活巨自噬。下列说法错误的是（
）
A．mTOR 活性增强有利于细胞自噬
B．AMP/ATP 比例降低不利于细胞自噬
C．AMP 可以参与构成核糖核酸
D．大肠杆菌不能发生巨自噬
5．2023 年4 月28 日，广州南方医科大学南方医院烧伤科杨磊教授课题组在 Cell Death Discovery 上发表
5
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了团队研究成果。研究发现衰老成纤维细胞虫，N 基因表达减少影响铁蛋白自噬过程，阻碍了衰老成纤维
细胞的清除。下列有关叙述正确的是（ ）
A．衰老成纤维细胞的功能没有变化
B．细胞自噬过程与溶菌酶有关
C．细胞衰老不利于维持内部环境稳定
D．自噬机制发生障碍可能会引起疾病
6．在胁迫条件下，植物体内活性氧（ROS）增加，导致线粒体膜的通透性增加，诱导细胞发生程序性死
亡（PCD）。研究人员筛选出1 个叶绿体功能缺陷突变体（mod1），mod1 中的MOD1 基因缺陷，导致叶
绿体中的脂肪酸合酶合成缺陷，存在明显的ROS 积累，诱导植物发生PCD（如图所示）；若直接使用苹
果酸处理人类HeLa 细胞，也能够诱导 ROS 产生和细胞死亡，下列有关说法错误的是（ ）
A．若编码酶2 的基因发生突变，可抑制mod1 发生PCD
B．据题意可知，动物细胞具有类似的凋亡机制
C．叶绿体中MOD1 功能缺失，导致苹果酸从叶绿体向线粒体的转运量增加
D．图示细胞死亡的机制对于机体是不利的
7．线粒体和内质网均可介导细胞发生凋亡，常见途径为线粒体膜电位下降→线粒体膜通透性改变→呼吸
链与氧化磷酸化的偶联遭到破坏而导致ATP 合成大量减少→释放细胞色素c→激活Caspase-3→细胞凋亡；
内质网积累错误折叠或非折叠蛋白→内质网应激使其内部钙离子异常→激活Caspase-12→激活Caspase-3→
细胞凋亡。下列叙述错误的是（ ）
A．呼吸链和氧化磷酸化与线粒体内膜的功能密切相关
B．发生内质网应激时，转移至高尔基体的蛋白质减少
6
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C．Caspase-3 的抑制剂可作为细胞凋亡的抑制剂
D．两种细胞器介导细胞发生凋亡与基因的作用无关
8．恶性肿瘤细胞能高水平表达一氧化氮合酶（NOS），NOS 能催化NO 的合成。为探究NO 与癌细胞迁移
的关系，研究人员以体外培养的乳腺癌细胞为材料进行实验。通过基因工程的方式敲低乳腺癌细胞基因
MRTF 的表达量，并用NO 处理癌细胞，检测细胞中MRTF 和细胞迁移相关基因MYH9、CYR61 的mRNA
含量，结果如图。下列说法正确的是（ ）
A．原癌基因和抑癌基因发生突变一定会引发癌症
B．乳腺癌细胞核中所含的RNA 种类和数量均相同
C．NO 通过促进MRTF 表达，进而促进MYH9、CYR61 的表达
D．抑制乳腺癌细胞中NOS 的活性可以有效避免乳腺癌细胞的产生
9．最近我国植物学家在某植物园培育出一个三倍体植物新品种（3n），其叶形、叶色、花形、花色4 种性
状较为特别，具有较高的观赏价值，且研究发现决定这4 种性状的基因遵循自由组合规律。下列相关说法
错误的是（ ）
A．该植物的叶肉细胞可能含有3 个决定花色性状的基因
B．该植物的叶肉细胞应含有至少4 种形态和功能各不相同的染色体
C．培育该植物新品种的过程，可能会使用低温处理或秋水仙素等方法
D．假设该植物新品种能完成减数分裂，则只能产生染色体数目为n 和2n 的配子
10．“77-2”和“77-4”是广泛种植的三倍体橡胶树新品种。三倍体橡胶树由减数分裂正常形成的雄配子
（n）和异常形成的雌配子（2n）结合产生。为研究雌配子（2n）产生的原因，对三倍体及其亲本的基因
型进行分析，结果如表所示。下列叙述错误的是（ ）
实验材料
基因型
GT1（母本）
Ee
7
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PR107（父本）
Ee
77-2
EEe
77-4
EEE
A．两个新品种的育成均利用了染色体数目变异的原理
B．父本与母本杂交不会产生基因型为eee 的橡胶树品种
C．形成“77-2”时的雌配子Ee（2n）可源自减数分裂Ⅰ同源染色体未分离
D．形成“77-4”时的雌配子EE（2n）可源自减数分裂Ⅱ姐妹染色单体未均分
11．科研人员做了这样一个实验：让老鼠先闻甜杏仁的气味，然后电击它们的爪子，老鼠很快就会对杏仁
气味产生恐惧。当这些老鼠生育后，虽然幼鼠从来没被电击过，但仍旧害怕相同的气味，幼鼠长大后再生
的孙辈鼠也这样。下列相关分析最合理的是（ ）
A．电击导致亲本老鼠发生了基因突变，从而性状遗传给子代
B．电击导致亲本老鼠发生了可遗传变异，从而性状遗传给子代
C．电击可能导致亲本老鼠的基因组发生甲基化而抑制了翻译
D．该实例说明环境能够影响表型，环境导致的变异均属于可遗传变异
12．为探究秋水仙素浓度和处理时间对四倍体草莓诱导率的影响，科研人员在每个实验组中选取50 株二倍
体草莓幼苗，用秋水仙素溶液处理它们的幼芽，结果如下图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A．随着处理时间的延长，可能会得到含有8 个染色体组的细胞
B．用质量分数为0.2%的秋水仙素溶液处理1 天有利于提高诱导率
C．低温和秋水仙素都能抑制纺锤体的形成，导致细胞中染色体数目加倍
D．鉴定四倍体草莓时，宜选用草莓根尖作观察细胞中染色体数目的材料
13．A 基因是野生型拟南芥（T0）中赤霉素合成的关键基因。为确定新单基因突变体T1 是否为A 基因突
变，研究人员构建了A 基因突变体T2，以及将A 基因导入T1 构成株系T3，并进行实验，结果如下表。下
列分析最不合理的是（ ）
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组别
T0
T3
T0×T1 的
T2×T1 的
T1
T2
主根长度（cm）
3.30
3.32
3.40
2.73
2.75
2.10
A．T1 中突变后的赤霉素相关基因是隐性基因
B．T3 的性状为T1 是A 基因突变提供依据
C．T2×T1 的结果支持T1 是A 基因突变
D．对比T2 的性状说明T1 不是A 基因突变
14．婴儿可正常代谢乳糖，随着年龄的增长，人体内乳糖酶的合成不断减少，成年个体会出现乳糖不耐受。
某些族群的成年个体仍可正常代谢乳糖，研究发现这与 MCM6 基因的突变有关。下列叙述错误的是
（ ）
A．突变基因丰富了人类种群的基因库
B．不同族群中 MCM6 基因的突变具有随机性和不定向性
C．婴儿可正常代谢乳糖是生物进化过程中形成的适应性特征
D．突变基因有利于人类利用牛奶中的乳糖，因此决定了人类进化的方向
15．研究发现大量的基因不是通过细胞分裂从母代传到子代，而是直接从一个细胞传递到另一个细胞，从
一种生物传递到另一种生物。我们把这种基因传递叫做“横向基因传递”。下列相关叙述错误的是（
）
A．横向基因传递类似于“转基因”的操作
B．耐药菌的耐药性可能来自横向基因传递
C．横向基因传递导致在亲缘关系很远的生物中，也会有分子结构相似的蛋白质
D．基因的横向传递导致的获得性性状不会遗传
16．分子标记辅助育种是利用分子标记与决定目标性状的基因紧密连锁的特点，通过检测分子标记，即可
检测到目的基因的存在，达到选择目标性状植株的目的。如图为传统杂交育种和分子标记辅助育种得到抗
病栽培土豆的育种过程。回答下列问题：
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(1)请根据育种流程完成横线处的填空：① ，② ，③ 。
(2)传统育种利用母本感病栽培土豆和父本抗病野生土豆杂交时，需要对母本感病栽培土豆进行的操作是
，然后进行人工授粉等操作。与分子标记辅助育种相比，传统育种的明显劣势在于 。
(3)分子标记辅助育种中，可通过检测分子标记来确定目的基因(抗病基因)的存在是因为分子标记
，回交2 代应选择分子标记检测呈 (填“阳性”或“阴性”)的植株。若继续进行多次回交，则
有利于获得抗病且遗传背景(研究某一特定性状的基因时，基因组中其余DNA 组成)与感病栽培土豆一致的
优质土豆。
(4)野生土豆中有许多二倍体。二倍体土豆普遍存在自交不亲和现象(即自花受粉后不产生种子)，科研人员
培育出二倍体自交亲和植株S15 品系，并利用它进行育种。
①科研人员用S15 与野生土豆进行杂交，再用F1自交亲和的植株自交，实验过程如图所示。F2未出现3：1
的性状分离比，可能是因为F1自交时， ，所以分离比发生变化。
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②某有害基因数量较少的二倍体土豆植株M 也具有自交不亲和的特点。请结合传统育种及①的育种手段和
育种材料，将自交不亲和的土豆植株M 改造成自交亲和类型。
概述培育过程： 。
17．斑马鱼（2n=50）是杂食性鱼类，性别决定方式为XY 型，因其繁殖能力强，繁殖周期短，可为遗传研
究提供大量的样本，具有重要科研价值。请回答下列问题：
(1)斑马鱼的一个染色体组内有 条常染色体，染色体组是指 。
(2)斑马鱼体表的条纹花纹和豹斑花纹是由等位基因H/h 控制的，鱼鳍形状的圆润鳍和尖锐鳍是由等位基因
R/r 控制的。用纯合的条纹花纹圆润鳍斑马鱼与豹斑花纹尖锐鳍斑马鱼进行两组杂交实验，如下表所示，
不考虑X、Y 染色体同源区段。
杂交组合
亲本
的表型及其比例
第一组
豹斑花纹尖锐鳍
（♂）
条纹花纹圆润鳍（♀）：条纹花纹圆润鳍（♂）=1：
1
条纹花纹圆润鳍
（♀）
第二组
条纹花纹圆润鳍
（♂）
条纹花纹圆润鳍（♀）：条纹花纹尖锐鳍（♂）=1：
1
豹斑花纹尖锐鳍
（♀）
①等位基因H 和h 的根本区别在于 。
②斑马鱼的体表花纹和鱼鳍形状中，显性性状分别是 。控制这两对相对性状的基因在遗传上
遵循基因的自由组合定律，理由是 。
③第一组杂交组合亲本的基因型为 ，第二组杂交的
雌、雄个体杂交产生的
雄性斑
马鱼中，条纹花纹圆润鳍斑马鱼占 。
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18．野生小鼠毛囊中的P 基因能够表达出P 蛋白，从而使小鼠长出长毛。实验人员对野生小鼠的受精卵进
行紫外线照射后得到两只短毛小鼠甲（P1P1）和乙（P2P2），为了确认短毛小鼠产生的机制，实验人员进行
了相关实验。回答下列问题：
(1)将野生小鼠分别与短毛小鼠甲、短毛小鼠乙杂交，子代小鼠全表现为长毛，说明短毛性状是 性状。
(2)实验人员进一步对短毛小鼠甲进行检测，发现其表达的P1蛋白与正常P 蛋白相比，少了多个氨基酸，不
具有生物活性。与正常的P 基因相比，P1基因中多了一段DNA 序列，其最可能发生了基因突变中的碱基
。由此推测，导致P1蛋白不具有生物活性的原因是 。
(3)实验人员对野生小鼠毛囊中的P 基因和短毛小鼠乙的P2基因进行检测，发现两者的核苷酸序列并未发生
改变，但基因启动子序列发生了甲基化，如图所示。
P
①基因和P2基因携带的遗传信息 （填“发生了”或“未发生”）变化，理由是 。
②短毛小鼠乙表现为短毛的原因可能是 。
(4)若野生小鼠与短毛小鼠甲的杂交子代为A，野生小鼠与短毛小鼠乙的杂交子代为B，则A 与B 杂交，子
代的表型及比例为 。
19．铁死亡是一种铁依赖性的磷脂过氧化作用驱动的独特的细胞死亡方式，下图为铁死亡的分子调节机制
示意图。回答有关问题：
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(1)细胞中的脂质除磷脂外，还有 和 两大类。据图分析，多不饱和脂肪酸经过程①转化为多
不饱和脂肪酸磷脂后，与分子氧反应生成PLOOH，产生的PLOOH 可与Fe2+和Fe3+反应产生 ，其再
与多不饱和脂肪酸、分子氧继续反应又产生大量PLOOH，这是一种 调节。
(2)转铁蛋白需与膜上转铁蛋白受体1 结合，才能将Fe3+转运至细胞内，该过程体现了细胞膜的功能有
。据图可知铁死亡并不属于细胞凋亡，理由是 。
(3)GPX4、LOXs 及FOR 发挥作用的相同机理是 。
(4)据图可知 （填“提高”或“降低”）胱氨酸—谷氨酸转运体的活性可促进铁死亡，试从诱导铁
死亡的角度提出肿瘤症治疗的其他可行性措施： （答出一点）。
20．脓毒症是由感染等引起的全身炎症反应综合征，细菌脂多糖（LPS）会造成脓毒血症的发生。脓毒症
会造成心肌等多器官组织的损害。研究显示，中草药提取物葛根素（Pue）可有效改善脓毒症引起的心肌
损伤，但具体机制研究并不全面，科研人员对该机制展开了研究，分析下列材料并回答问题。
材料一：铁依赖性铁死亡（以下简称“铁死亡”）是一种新的有别于传统模式的细胞死亡，其发生机制主
要是与铁死亡促进剂（Era）间接促进大量Fe2+进入线粒体，产生大量活性氧（ROS），最终导致细胞死亡。
已证实铁死亡在脓毒症心肌损伤中起着关键作用，AMPK 信号通路是其调控通路之一，激活AMPK 磷酸化
可抑制铁死亡的发生。
材料二：将生长状况良好的大鼠随机分为A（对照组）、B（LPS 组）、C（1，PS+Pue 组）和D
（LPS+Pue+Era）4 组，处理一段时间后，对各组心肌细胞进行形态观察。结果如下图。发现A 组心肌细
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胞排列整齐，细胞间隙很小。
(1)与A 组相比，B 组大鼠的心肌组织发生明显的病理改变，心肌细胞 。C 组大鼠心肌组织的病理改
变明显改善，细胞排列较为紧密，细胞间隙介于A 组和B 组之间。D 组大鼠心肌组织表现与B 组无明显差
异。材料二的结果说明 。在实验组中，心肌细胞线粒体中Fe2+含量大小关系最可能是 （选用
B、C、D 和>、=作答）。
(2)葛根素抑制心肌细胞铁死亡的机理是：通过激活AMPK 磷酸化信号通路和抑制Fe2+进入线粒体。请设计
实验验证该机理，要求写出实验设计思路和检测指标。 。
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