13 2022年高考生物一轮复习(新高考版2(鲁辽)适用) 第4单元 第13讲 细胞的分化、衰老和死亡
展开第13讲 细胞的分化、衰老和死亡
[目标要求] 1.细胞的分化。2.细胞的全能性。3.细胞的衰老和死亡以及与人体健康的关系。
考点一 细胞的分化与全能性
1.细胞分化
教材中的隐性知识 源于必修1 P118“思考·讨论”:上皮细胞、骨骼肌细胞、软骨细胞、神经细胞都源自早期胚胎细胞,正常情况下,它们不能(填“能”或“不能”)恢复成早期胚胎细胞;就这四种组织来说,一种组织的细胞不能(填“能”或“不能”)转变成其他组织的细胞。
2.细胞的全能性
3.干细胞
(1)概念:动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞叫作干细胞。
(2)类型
项目
胚胎干细胞
成体干细胞
来源
存在于早期胚胎中
来自各式各样的组织
功能
可以分化成各种组织和器官甚至个体
具有分化成特定功能细胞或组织的能力
举例
囊胚的内细胞团细胞
精原干细胞、造血干细胞、神经干细胞
教材中的隐性知识 源于必修1 P121“与社会的联系”:为什么可以利用干细胞培养组织、器官来修复受到损伤的组织、器官?
提示 因为干细胞具有分裂、分化的能力,可培养出组织或器官。
(1)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同( × )
(2)蛙的红细胞和人的红细胞形态不同的原因是基因选择性表达的结果( × )
(3)同一细胞内往往含有不同的蛋白质,这是基因选择性表达的结果( × )
(4)成熟个体体内的所有细胞都已经高度分化( × )
(5)壁虎断尾后重新长出尾巴体现了细胞的全能性( × )
(6)造血干细胞分化出各种血细胞体现了细胞的全能性( × )
(7)细胞分化程度越高,其全能性一定越低( × )
(8)当某细胞中的基因选择性表达时,则该细胞必发生细胞分化( × )
在生物体所有细胞中均表达的一类基因称为管家基因,其表达产物通常是维持细胞基本生命活动所必需的;在不同类型细胞中特异性表达的一类基因称为奢侈基因,其产物赋予不同细胞特异性的生理功能。下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态,请据图分析:
(1)上述基因属于管家基因的是a,属于奢侈基因的是b、c、d。
(2)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子,有(填“有”“没有”或“不一定有”,下同)杂交带;若用该探针检测胰岛素基因转录出的mRNA,不一定有杂交带。
(3)请解释(2)现象产生的原因:A、B、C三类细胞中均含胰岛素基因,但该基因只有在A细胞中才能转录产生mRNA,故用胰岛素基因作探针检测DNA分子,三类细胞均可形成杂交带,但改为检测胰岛素基因转录出的mRNA,则只有A细胞能产生杂交带。
1.细胞分化的“变”与“不变”
(1)“变”
①从细胞水平分析:细胞的形态、结构和生理功能发生改变。
②从亚显微结构水平分析:细胞器的种类和数目及细胞质基质的成分和功能发生改变。
③从分子水平分析
a.基因角度:基因选择性表达,即遗传信息的表达情况不同,这是细胞分化的根本原因。
b.蛋白质和RNA角度:同一个体不同类型的细胞蛋白质和mRNA不完全相同。
(2)“不变”:细胞数目和细胞内的遗传物质不变。
2.细胞分化与细胞的全能性的比较
项目
细胞分化
细胞的全能性
原理
细胞内基因选择性表达
含有本物种全套遗传物质
特点
①持久性;
②不可逆性;
③普遍性
①高度分化的植物体细胞具有全能性;
②动物已分化的体细胞全能性受限制,但细胞核仍具有全能性
结果
形成形态、结构和功能不同的细胞
形成新的个体
比较
细胞分化程度有高低之分:体细胞>生殖细胞>受精卵
细胞全能性的表达有难易程度之分,由易到难:受精卵>生殖细胞>体细胞
关系
①细胞分化一般不会导致遗传物质改变,除某些特殊情况下,已分化的细胞都含有保持物种遗传特性所需要的全套遗传物质,因而都具有全能性;②一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以表达,细胞分化程度越低,全能性越容易表达
考向一 细胞分化的实质、特点和意义分析
1.如图表示同一个体的5种细胞中5种基因的表达情况,下列分析错误的是( )
A.此图能说明细胞分化的实质
B.基因b可能控制RNA聚合酶的合成
C.细胞中mRNA差异最大的是细胞2和4
D.一般来说,这5种细胞的核遗传物质相同
答案 C
解析 分析题图可知,同一个体的5种细胞中基因表达的情况有差异,说明基因在不同细胞中选择性表达,体现了细胞分化的实质,A项正确;5种细胞中都有相关基因表达,基因表达的转录过程中有RNA聚合酶参与,说明5种细胞中都有RNA聚合酶,基因b在5种细胞中都表达了,故其可能是控制RNA聚合酶合成的基因,B项正确;细胞2和4中mRNA有2种不同,而细胞3和4中mRNA有4种不同,C项错误;5种细胞均最终来源于受精卵,故它们细胞核中的遗传物质一般相同,D项正确。
2.(2020·重庆联考)如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图,图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞,a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述错误的是( )
A.a过程是有丝分裂,b过程是细胞分化
B.丁与戊因遗传物质不同而发生分化
C.乙和丙的染色体组成相同
D.甲、丁、戊的功能不同
答案 B
解析 细胞分化后,遗传物质未发生改变,只是基因的选择性表达。
考向二 细胞的全能性和干细胞
3.下列有关细胞全能性的叙述,正确的是( )
A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因
B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
C.植物体内某些体细胞没有表现出全能性,其原因是所含基因发生了改变
D.将紫色糯性玉米种子培育成植株,反映了植物种子具有全能性
答案 B
解析 细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套遗传信息,而配子也具有这样的全套基因,因此同样具有全能性,A项错误;细胞表现全能性的前提是处于离体状态,B项正确;植物体内某些细胞没有表现出全能性是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果,C项错误;种子属于植物的器官,种子发育成植株是个体正常发育的过程,不能反映全能性,D项错误。
4.2019年9月,日本东京医科齿科大学宣布该校研究人员与美国同行合作,利用诱导多能干细胞(iPS细胞)培育出特定的细胞和脏器,为器官培育研究迎来了新的突破。下列相关叙述正确的是(不定项)( )
A.该研究项目表明iPS细胞可培养成生物体,体现细胞全能性
B.干细胞产生其他各种细胞的过程属于脱分化
C.若在实际生活中依据该技术可提高器官移植的成功率
D.诱导iPS细胞分化成的多种细胞中核酸不完全相同
答案 CD
解析 该研究项目表明iPS细胞培育出特定的细胞和器官,没有表明iPS细胞能培养成生物体,因此不能体现细胞的全能性,A错误;干细胞产生其他各种细胞的过程属于细胞分化,B错误;若在实际生活中依据该技术可进行自体器官移植,避免机体产生免疫排斥反应,从而提高器官移植的成功率,C正确;诱导iPS细胞分化成的多种细胞中核DNA相同,但由于不同细胞选择性表达的基因不同,因此这些细胞中的mRNA不完全相同,D正确。
考点二 细胞的衰老与死亡
1.细胞衰老
(1)个体衰老与细胞衰老的关系
(2)细胞衰老的特征
①代谢变化
②细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深。
(3)细胞衰老的原因
①自由基学说:细胞代谢中产生的自由基会攻击和破坏生物膜、DNA、蛋白质等,致使细胞衰老。
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。端粒会随着细胞分裂次数的增加而缩短,导致正常基因的DNA序列损伤,使细胞逐渐衰老。
2.细胞的死亡
(1)细胞死亡包括凋亡和坏死等方式。
(2)细胞凋亡
①概念:是指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
②类型
(3)细胞坏死:在种种不利因素影响下,如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
教材中的隐性知识 (1)源于必修1 P126:细胞自噬是指在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用。
(2)源于必修1 P127“练习与应用·拓展应用”:同样是血细胞,白细胞和红细胞的功能不同,凋亡的速率也不一样,白细胞凋亡的速率比红细胞快得多,原因是白细胞的主要功能是吞噬病菌等。
(1)细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动( × )
(2)衰老细胞内染色质收缩影响DNA的复制和转录( √ )
(3)细胞凋亡受基因调控,不利于个体生长发育( × )
(4)细胞毒性T细胞裂解含有病毒的组织细胞的过程属于细胞凋亡( √ )
(5)衰老的细胞相对表面积变大,但物质交换效率降低( √ )
完成细胞的生命历程图解,并分析:
(1)除细胞坏死对生物体不利外,其他过程均对生物体有积极意义。
(2)除细胞坏死外,其他过程均与基因有关,即受基因控制。
(3)老年人的白发与白化病患者白发的原因相同吗?不相同。理由是老年人的白发是由于细胞衰老,细胞中酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少所致;白化病患者是由于细胞中控制合成酪氨酸酶的基因异常,不能合成酪氨酸酶所致。
考向一 细胞衰老与细胞死亡的分析
5.关于细胞衰老机制,科学家们提出了许多学说,其中的端粒学说目前被大家普遍接受。端粒是染色体末端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体,端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截,最终使细胞走向衰老。端粒酶能以自身的RNA为模板合成端粒序列DNA加到染色体DNA末端而修复缩短部分,下列说法错误的是( )
A.端粒是真核细胞特有的结构,原核细胞中没有
B.端粒酶是一种DNA聚合酶,能延缓细胞的衰老
C.癌细胞中端粒酶的活性可能高于正常细胞
D.同一个体的不同细胞中端粒的长度可能不相同
答案 B
解析 端粒存在于染色体的末端,而染色体是真核生物特有的结构,原核生物中没有,A正确;由题意“端粒酶能以自身的RNA为模板合成端粒序列DNA加到染色体DNA末端而修复缩短部分”可知,端粒酶是逆转录酶,B错误;癌细胞可以无限增殖,可能是因为端粒酶活性较高,可以修复因分裂而缩短的DNA,C正确;同一个体不同细胞分裂的次数不同,端粒的长度可能不同,D正确。
6.图示为中科院近来发现的一种诱导细胞凋亡的新机制。在H2O2和细胞因子TNFa等因素的诱导下,鼠肝细胞内的溶酶体释放微量的胰凝乳蛋白酶,将细胞质内的Bid蛋白分解成更小的cBid,后者与线粒体、溶酶体的膜结合,诱导内容物释放,最终导致细胞凋亡。请结合所学知识分析,下列叙述正确的是( )
A.抗体与图中H2O2和细胞因子相似,都可以作为信号分子
B.胰凝乳蛋白酶的释放增加了cBid的数量,cBid进一步引起溶酶体内容物的释放是正反馈调节
C.线粒体、溶酶体内容物的释放是导致细胞凋亡的根本原因
D.该过程主要与细胞膜的结构特点有关
答案 B
解析 抗体是与抗原特异性结合,并没有在细胞间或细胞内传递信息,故抗体不属于信息分子,A错误;胰凝乳蛋白酶的释放使Bid分解,增加了cBid的数量,cBid引起溶酶体内容物的释放使细胞凋亡,该过程属于正反馈调节,B正确;导致细胞凋亡的根本原因是凋亡相关基因的表达,C错误;据图示可知,该过程与H2O2和细胞膜表面的受体结合有关,故体现了细胞膜的信息交流功能,D错误。
考向二 细胞生命历程的综合分析
7.下表汇总了人体内部分细胞所发生的四个生理过程及其对应细胞内染色体组数的变化规律和相关描述。据表中信息分析,下列叙述中正确的是( )
生理过程
甲
乙
丙
丁
染色体组数的变化
2→1→2→1
1→2
2→4→2
2→2
相关描述
性激素对该过程有促进作用
该过程能体现细胞膜的某些功能
该过程所形成的子代细胞的遗传信息与亲代相同
该过程使细胞的功能趋向专门化
A.生理过程甲可对应细胞增殖方式——减数分裂,该过程仅四分体时期会发生基因重组
B.生理过程乙能够体现细胞膜的功能——具有细胞间信息交流功能,该功能主要与膜上的糖脂有关
C.生理过程丙对应的细胞增殖过程中,细胞内核DNA复制1次,有的基因可转录多次
D.生理过程丁对应的细胞生命历程为细胞分化,基因表达过程发生在细胞核内
答案 C
解析 减数分裂过程中,四分体时期和减数分裂Ⅰ后期都可发生基因重组,A错误;生理过程乙是受精作用,所体现的细胞膜的信息交流功能与细胞膜上糖蛋白的识别功能有关,B错误;生理过程丙是有丝分裂,有丝分裂过程中核DNA复制1次,有的基因可转录多次,C正确;基因的表达包括转录和翻译两个过程,其中转录的场所主要是细胞核,而翻译的场所是细胞质中的核糖体,D错误。
8.(2021·济南期末)下图表示细胞的生命历程,其中甲~辛表示相关生理过程。下列描述中正确的是(不定项)( )
A.甲过程代表有丝分裂,乙过程中细胞分化并不改变细胞的遗传信息
B.被病原体感染的细胞的清除属于戊过程
C.丁过程与基因表达有关,只发生在胚胎发育过程中,并与戊过程有区别
D.己过程中细胞内水分减少,细胞核体积变大
答案 AD
解析 被病原体感染的细胞的清除属于丁过程,B错误;丁是细胞凋亡,细胞凋亡是基因所决定的细胞自动结束生命的过程,细胞凋亡可以发生在多细胞生物体的整个生命历程中。戊(细胞坏死)是不正常的生命现象,是细胞在种种不利因素影响下由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤或死亡,C错误。
1.核心概念
(1)(必修1 P119)细胞分化: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。
(2)(必修1 P121)细胞的全能性:细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整有机体或分化成各种细胞的潜能和特性。
(3)(必修1 P121)干细胞:动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。
(4)(必修1 P126)细胞凋亡:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,也常常被称为细胞程序性死亡。
2.教材结论性语句
(1)(必修1 P119)细胞分化的实质是基因的选择性表达,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
(2)(必修1 P119)细胞分化的意义:①是个体发育的基础;②使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率。
(3)(必修1 P126)在成熟的生物体中,细胞的自然更新,某些被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的。
1.(2020·海南,11)下列关于细胞生命历程的叙述,正确的是( )
A.细胞分裂和分化均可增加细胞数量
B.细胞分化只发生在胚胎时期
C.细胞衰老时,细胞膜的选择透过性功能提高
D.细胞凋亡过程中既有新蛋白质的合成,又有蛋白质的水解
答案 D
解析 细胞分裂可增加细胞数量,细胞分化可增加细胞种类但不增加细胞数目,A错误;细胞分化发生在个体发育的各个时期,是生物个体发育的基础,B错误;细胞衰老时,细胞膜的通透性改变,使物质运输功能降低,C错误;细胞凋亡过程中既有新蛋白质的合成,又有蛋白质的水解,D正确。
2.(2018·江苏,23)人体骨髓中存在少量属于多能干细胞的间充质干细胞(MSC),下图为MSC分裂、分化成多种组织细胞的示意图。下列叙述错误的是(不定项)( )
A.组织细胞中的DNA和RNA与MSC中的相同
B.MSC不断增殖分化,所以比组织细胞更易衰老
C.MSC中的基因都不能表达时,该细胞开始凋亡
D.不同诱导因素使MSC分化形成不同类型的细胞
答案 ABC
解析 组织细胞中的DNA与MSC中的相同,由于组织细胞和MSC中的基因进行选择性表达,所以两者的RNA不完全相同,A错误;细胞会随着分裂次数的增多而逐渐衰老,组织细胞是MSC分裂、分化后形成的,所以组织细胞更易衰老,B错误;组织细胞中凋亡基因表达,细胞才开始凋亡,C错误;MSC在不同诱导因素的作用下,可分化形成不同类型的细胞,D正确。
3.(2020·江苏,4改编)下列关于细胞生命活动的叙述,正确的是( )
A.高度分化的细胞执行特定的功能,不能再分裂增殖
B.衰老细胞代谢速率加快是细胞内水分减少引起的
C.正常组织细胞在体外长时间培养,一般会走向衰老
D.凋亡细胞内有活跃的基因表达,主动引导走向坏死
答案 C
解析 高度分化的细胞也可以进行增殖,如精原细胞等,A项错误;衰老细胞内水分减少,代谢速率减慢,B项错误;细胞凋亡是由基因控制的细胞程序性死亡,不是细胞坏死,D项错误。
4.(2019·全国Ⅰ,1)细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于人体中细胞凋亡的叙述,正确的是( )
A.胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡
B.小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象
C.清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象
D.细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程,属于细胞坏死
答案 B
解析 胎儿手的发育过程中发生细胞凋亡,才会形成成形手指,A项错误;清除被病原体感染的细胞的过程属于细胞凋亡,C项错误;细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,不同于细胞坏死,细胞坏死是在种种不利因素影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡,D项错误。
课时精练
一、选择题:每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1.(2020·山西省晋中市一模)细胞分化是多细胞生物体的一种正常生命现象。下列能说明细胞已发生分化的依据是( )
A.细胞中存在肌动蛋白基因
B.细胞中合成了胰岛素
C.细胞内多种酶的活性降低
D.细胞进行无氧呼吸合成ATP
答案 B
解析 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,细胞分化的本质是基因的选择性表达。同一生物体所有细胞都含有相同的遗传物质,且都含有该个体的全部基因,因此具有肌动蛋白基因不能说明细胞已经分化,A错误;只有胰岛B细胞能合成胰岛素,其他细胞不能合成胰岛素,细胞中有胰岛素,说明该细胞发生了分化,B正确;细胞内多种酶的活性降低是细胞衰老的特征,不能说明细胞发生分化,C错误;绝大多数细胞在缺氧条件下都能进行无氧呼吸,并合成ATP,与细胞分化无关,D错误。
2.(2020·安徽省五校高三联考)下列关于人体细胞生命历程的相关叙述,错误的是( )
A.细胞中产生的自由基会攻击细胞内的DNA和蛋白质,造成细胞衰老
B.白细胞凋亡速度比红细胞快,因为白细胞不能分裂
C.衰老的细胞会出现核质体积比例增大,染色质收缩,染色加深的现象
D.细胞的分化、衰老、凋亡都与基因的选择性表达有关
答案 B
解析 白细胞凋亡速度比红细胞快与其自身功能密切相关,B错误;衰老细胞的细胞核体积增大,故核质体积比例增大,C正确。
3.细胞凋亡又称细胞程序性死亡,其大致过程如图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A.细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死亡过程
B.细胞凋亡过程中以小泡形式形成凋亡小体,需要消耗能量
C.细胞凋亡发生过程中,细胞内容物不释放出来
D.吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体释放的水解酶密切相关
答案 A
解析 细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,故A项错误;由图示可知,细胞凋亡过程中细胞崩溃,分解成多个凋亡小体,被小泡包裹,使细胞内容物不释放出来,然后被吞噬细胞吞噬,这一过程需要消耗能量,故B、C项正确;吞噬细胞中含有大量的溶酶体,能释放出水解酶消化凋亡小体,故D项正确。
4.(2020·福建省三明市高三5月质量检查)下列关于细胞生命历程的叙述,错误的是( )
A.人体造血干细胞分化为各种血细胞的过程是不可逆的
B.细胞分化会导致mRNA的种类和数量发生改变
C.细胞凋亡是一个被动的过程,细胞坏死是一个主动的过程
D.基因的DNA序列受损可导致细胞衰老
答案 C
解析 细胞分化过程一般是不可逆的,人体造血干细胞分化为各种血细胞的过程是不可逆的,A正确;细胞分化产生的不同细胞内的部分基因会选择性表达,导致mRNA的种类和数量发生改变,B正确;细胞凋亡是一个主动的过程,细胞坏死是一个被动的过程,C错误;端粒学说认为基因的DNA序列丢失或受损可导致细胞衰老,D正确。
5.下列关于细胞生命历程的叙述中,错误的是( )
A.细胞的自然更新是通过细胞凋亡完成的
B.同种生物不同细胞的细胞周期持续时间可能不同
C.同一个体不同细胞的功能差异是在细胞分裂过程中形成的
D.浆细胞和胰岛B细胞中遗传信息的表达情况不同
答案 C
解析 同一个体不同细胞的功能差异是在细胞分化过程中形成的,C错误。
6.(2020·浙江省之江教育联盟高三第一次联考)下图为人体某细胞所经历的生长发育各个阶段示意图,图中①~⑦为不同的细胞,a~c表示细胞所进行的生理过程。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.与①相比,②③④的分裂增殖能力加强,分化能力减弱
B.⑤⑥⑦的核基因相同,细胞内的蛋白质种类和数量也相同
C.②③④细胞的形成过程中发生了基因分离和自由组合
D.进入c过程的细胞,多种酶活性降低,代谢减慢继而出现凋亡
答案 D
解析 分析题图可知,a是细胞增殖,b是细胞分化,随着分裂的进行,细胞的分裂和分化能力都下降,A项错误;细胞在分裂、分化过程中遗传物质保持不变,但在分化过程中基因进行选择性表达,因此不同种类的细胞中蛋白质的种类和数量不同,B项错误;基因分离和自由组合只发生于减数分裂过程中,而①通过有丝分裂形成②③④,C项错误;多种酶活性降低,代谢减慢是细胞衰老的特性,衰老后的细胞将逐渐形成凋亡小体而凋亡,D项正确。
7.北大邓宏魁团队利用7个小分子化合物的组合处理小鼠体细胞。使其重编程为多潜能干细胞(称为CiPS细胞),使得转入外源基因的方法不再是细胞编程所必需的。下列相关叙述错误的是( )
A.小鼠体细胞诱导成CiPS细胞是形态、结构和遗传物质发生稳定性差异的过程
B.与小鼠的体细胞相比,诱导形成的CiPs细胞全能性较高
C.这一过程类似于植物细胞的脱分化过程
D.小鼠的体细胞诱导成CiPS细胞后,细胞周期会变短
答案 A
解析 小鼠体细胞诱导成CiPS细胞,其形态、结构发生了稳定性差异,但遗传物质没有改变,A错误。
二、选择题:每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
8.多细胞生物个体往往是由受精卵经分裂、分化而来。下列关于细胞分化的叙述错误的是( )
A.细胞分化后失去了全能性
B.细胞分化的关键是特异性蛋白质的合成
C.细胞分化使个体产生了不同类型的细胞
D.细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果
答案 A
解析 细胞分化后仍具有该物种的全部遗传信息,仍具有全能性,A错误。
9.秀丽隐杆线虫(2n=12)有雌雄同体和雄性两种性别个体。雌雄同体为XX型,个体发育时长为2.5天。受精卵通过有丝分裂产生体细胞1 090个,发育成熟时体细胞为959个,平均寿命2至3周。雄性为XO型(无Y染色体),只占群体0.2%。下列叙述错误的是( )
A.秀丽隐杆线虫减数分裂时均能观察到6个四分体
B.有丝分裂时体细胞内DNA分子最多可达到24个
C.秀丽隐杆线虫个体发育过程中无细胞凋亡发生
D.秀丽隐杆线虫个体发育过程中由于基因选择性表达出现了大量的分化细胞
答案 ABC
解析 由于雄性个体只含有一条X染色体,体细胞中染色体数为11,所以雄性个体减数分裂时只能看到5个四分体,A错误;雌雄同体的秀丽隐杆线虫含有12条染色体,核DNA含有12个,在细胞周期中,经过间期DNA复制后,体细胞核内DNA分子数可达到24个,但由于细胞质中有少量DNA,所以体细胞中DNA最多时会超过24个,B错误;受精卵通过有丝分裂产生体细胞1 090个,发育成熟时体细胞为959个,可知秀丽隐杆线虫个体发育过程中存在细胞凋亡,C错误。
10.研究表明,线粒体功能异常与衰老的发生和发展密切相关。科研人员研究中药党参对某种衰老模型小鼠肝细胞线粒体中酶活性的影响,以此了解其对延缓衰老的作用及机制,实验结果如表(注:a酶存在于线粒体基质中,b酶存在于线粒体内膜上,二者均与细胞呼吸相关)。相关分析合理的是( )
组别
a酶活性相对值
b酶活性相对值
正常小鼠
11.76
52.44
模型小鼠
7.75
38.57
党参提取物低剂量组
7.66
38.93
党参提取物中剂量组
9.81
43.15
党参提取物高剂量组
11.02
49.63
A.本实验中对照组是正常小鼠组
B.实验结果表明党参提取物有延缓衰老的作用
C.随着党参提取物剂量的升高,逐渐增强衰老小鼠的线粒体功能
D.与a酶相比,党参提取物对b酶的作用更显著
答案 BC
解析 本实验中的正常小鼠组和模型小鼠组均为对照组,A错误;根据表格中数据可知,随着党参提取物剂量的升高,a酶和b酶的活性逐渐增强,表明党参提取物有延缓衰老的作用,B正确;a酶存在于线粒体基质中,b酶存在于线粒体内膜上,两者均与细胞呼吸相关,再结合表中数据可知,随着党参提取物剂量的升高,逐渐增强衰老小鼠的线粒体功能,C正确;党参提取物对a酶和b酶的作用都比较显著,D错误。
三、非选择题
11.烟酰胺磷酸核糖转移酶(NAMPT)是一种蛋白质类物质,它普遍存在于哺乳动物体内,对延缓细胞衰老有重要作用
(1)对哺乳动物而言,细胞衰老与个体衰老并不是一回事,二者的关系是__________________
___________________。细胞衰老是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,最终细胞核会表现出____________________________________的特征。
(2)研究发现,衰老细胞中NAD+的含量明显降低。通常情况下,哺乳动物细胞的__________________________(填场所)中可通过有氧呼吸将NAD+转化成NADH。NAMPT是NAD+合成的关键限速酶(指整条代谢通路中催化反应速度最慢的酶),其可决定代谢中NAD+的水平。为探究细胞衰老与NAMPT之间的关系,研究小组选取了两组健康的小鼠,甲组注射____________补充剂,乙组注射等量生理盐水,结果发现甲组小鼠的平均寿命约为2.8年,乙组小鼠的平均寿命约为2.4年;且与乙组相比较,甲组小鼠的脂肪细胞、心肌细胞等处均检测出了高水平的NAD+。由此推测NAMPT延缓细胞衰老的机制是_______________
_______________________________________________________________________________。
(3)NAMPT合成后分泌到细胞外的方式是________。NAMPT在血液中运输时需包裹在囊泡中,若脱去囊泡则会失去活性。试推测NAMPT在血液中运输时脱掉囊泡会失去活性的原因是__________________________________________________。
答案 (1)个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程 体积增大、核膜内折、染色质收缩、染色加深 (2)细胞质基质和线粒体基质 NAMPT NAMPT通过促进NAD+的合成来延缓细胞衰老 (3)胞吐 血液中的pH等影响了蛋白质的空间结构
解析 (2)哺乳动物细胞有氧呼吸的第一和第二阶段会将NAD+转化成NADH,场所为细胞质基质和线粒体基质。要探究细胞衰老与NAMPT之间的关系,实验的自变量应该是是否注射NAMPT,因变量是小鼠的平均寿命,两组健康的小鼠,甲组注射NAMPT补充剂,乙组注射等量生理盐水,结果发现甲组小鼠的平均寿命约为2.8年,乙组小鼠的平均寿命约为2.4年;且与乙组相比较,甲组小鼠的脂肪细胞、心肌细胞等处均检测出了高水平的NAD+。由此推测NAMPT通过促进NAD+的合成来延缓细胞衰老。(3)NAMPT是大分子物质,其合成后通过胞吐分泌到细胞外。NAMPT在血液中运输时需包裹在囊泡中,若脱去囊泡则会失去活性。可能是血液中的pH等影响了蛋白质的空间结构,进而导致NAMPT在血液中运输时脱掉囊泡会失去活性。
12.2017年11月27日,世界上首只体细胞克隆猴“中中”诞生,10天后,第二只克隆猴“华华”诞生。至此,我国跨越了国际上未解决的问题,成功克隆了与人类最相近的灵长类动物。这意味着中国将率先建立起可有效模拟人类疾病的动物模型。根据材料及所学知识,分析并回答下列问题。
(1)科研人员提取了一个流产猕猴胎儿的体细胞,取其细胞核与若干个去核卵细胞融合,发育成克隆猴,该过程所运用的生物学原理是______________________________具有全能性。
(2)重组细胞在一定条件下要经过细胞分裂和分化,才能发育成克隆猕猴,分裂过程中遗传信息________(“会”或“不会”)发生改变,细胞分化的特点包括________________________。(答出两点即可)
(3)分化过程中,不同细胞的形态、结构和生理功能存在差异,根本原因是_______________________________________________________________________________。
(4)克隆猴与人均属于灵长类动物,但它们不属于同一物种,理由是_____________________
______________________________________________________。
答案 (1)动物体细胞的细胞核 (2)不会 不可逆性、持久性、稳定性 (3)基因的选择性表达(或是遗传信息的表达情况不同) (4)它们之间存在生殖隔离
13.下图为心肌细胞膜上的钠钾泵结构示意图。据图回答下列问题:
(1)钠钾泵的化学本质是________。据图可知钠钾泵除了有与钠、钾离子结合并使其跨膜运输的生理功能外,还有________________的功能。
(2)为探究生物制剂Q对阿霉素所导致的心肌细胞凋亡是否具有抑制作用,研究者设计了如下三组实验:
甲组加入培养液+心肌细胞+生理盐水;
乙组加入培养液+心肌细胞+阿霉素;
丙组加入培养液+心肌细胞+生物制剂Q+阿霉素。
每组设置若干个重复样品,并且每组所加心肌细胞数量相同。各组样品在相同且适宜的条件下培养。该实验的因变量是_______________________。若实验结果是_____________________
_________________,则说明生物制剂Q对阿霉素所导致的心肌细胞凋亡具有抑制作用。为检测生物制剂Q对心肌细胞的凋亡是否有影响,上述实验还应该增加丁组实验。请按照上述格式书写丁组实验:
丁组加入_________________________________________________。
答案 (1)蛋白质 ATP水解酶 (2)心肌细胞的存活率(或心肌细胞的凋亡率) 甲组和丙组心肌细胞的存活率均高于乙组(或“甲组和丙组心肌细胞的凋亡率均低于乙组”) 培养液+心肌细胞+生物制剂Q
5 2022年高考生物一轮复习(新高考版2(鲁辽)适用) 第2单元 第5讲 细胞器和生物膜系统: 这是一份5 2022年高考生物一轮复习(新高考版2(鲁辽)适用) 第2单元 第5讲 细胞器和生物膜系统,共23页。
4 2022年高考生物一轮复习(新高考版2(鲁辽)适用) 第2单元 第4讲 细胞膜和细胞核: 这是一份4 2022年高考生物一轮复习(新高考版2(鲁辽)适用) 第2单元 第4讲 细胞膜和细胞核,共19页。
7 2022年高考生物一轮复习(新高考版2(鲁辽)适用) 第3单元 第7讲 酶: 这是一份7 2022年高考生物一轮复习(新高考版2(鲁辽)适用) 第3单元 第7讲 酶,共22页。