新教材2023年高中生物第6章细胞的生命历程第3节细胞的衰老和死亡夯基提能作业新人教版必修1

第6章　第3节

A　级·基础达标练

一、选择题

1．个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程，以下叙述正确的是（　B　）

A．老年斑出现的原因是酪氨酸酶活性降低

B．衰老细胞的细胞核体积增大，染色质收缩

C．衰老细胞不会发生基因的选择性表达

D．衰老细胞中的自由基只会攻击DNA

解析：衰老细胞中老年斑出现的原因是色素积累所致，酪氨酸酶活性降低会导致头发变白，A错误；衰老细胞萎缩，体积变小，但细胞核体积增大，染色质收缩，染色加深，B正确；衰老细胞也会发生基因的选择性表达，与衰老有关的基因表达增加，C错误；衰老细胞中的自由基除了攻击DNA，也会攻击蛋白质等成分，D错误。故选B。

2．研究表明某些细胞被病毒感染后，某种蛋白激酶PKR会被激活，从而导致被感染细胞发生凋亡。下列叙述正确的是（　C　）

A．被感染细胞发生凋亡可能引发炎症

B．被感染细胞凋亡过程没有基因的选择表达

C．PKR激活剂有可能成为抗病毒药物

D．PKR的大量激活有利于身体健康

解析：凋亡是细胞的程序性死亡不会引发炎症，A错误；被感染细胞凋亡也是细胞的程序性死亡，过程也存在基因的选择表达，B错误；PKR激活能导致细胞凋亡，PKR激活剂如果能定向给药，能使被病毒感染的细胞凋亡，那么PKR激活剂有可能成为抗病毒药物，C正确；PKR大量激活，会导致大量正常细胞凋亡，不利于身体健康，D错误。故选C。

3．下列有关细胞生命历程的叙述，正确的是（　A　）

A．有丝分裂过程中，染色体的行为变化有利于保持亲子代细胞之间遗传的稳定性

B．人的成熟红细胞可以进行无丝分裂，分裂过程中没有染色体和纺锤体的形成

C．衰老细胞内黑色素积累形成老年斑，这会影响细胞内的物质交流和信息传递

D．细胞增殖和细胞凋亡是两个不同的过程，不能在多细胞生物体中同时发生

解析：有丝分裂过程中，通过间期的染色体正确复制和分裂期的平均分配，保证亲子代细胞的遗传物质保持一致，因此有丝分裂过程中，染色体的行为变化有利于保持亲子代细胞之间遗传的稳定性，A正确；人的成熟红细胞不进行分裂，无丝分裂过程中没有染色体和纺锤体的形成，B错误；老年斑是由于脂褐素积累形成的，色素积累会影响细胞内的物质交流和信息传递，C错误；细胞增殖和细胞凋亡虽然是两个不同的过程，但可以在多细胞生物体不同细胞中同时发生，D错误。故选A。

4．下图为人体细胞的分裂、分化、衰老和死亡过程的示意图，图中①～⑥为各个时期的细胞，abc表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述错误的是（　C　）

A．⑤与⑥的遗传物质相同，蛋白质的种类不完全相同

B．图中a阶段表示细胞生长，b阶段表示细胞分裂

C．细胞的衰老与死亡就会引起人体的衰老与死亡

D．与①相比，②的表面积与体积的比值变小，与外界环境进行物质交换的能力降低

解析：⑤与⑥细胞是由同一个受精卵有丝分裂而来的，因此它们的遗传物质相同，但⑤⑥细胞发生了细胞分化，即基因发生了选择性表达，所以细胞中的蛋白质种类有所区别，A正确；图中a阶段表示细胞生长，b阶段表示细胞分裂，B正确；多细胞生物，细胞的衰老和凋亡不等同于个体的衰老和凋亡，C错误；细胞体积越大，其相对表面积越小，与外界环境进行物质交换的能力越弱，所以与①相比，②与外界环境进行物质交换的能力弱，D正确。故选C。

5．下列关于细胞的分化、衰老和凋亡的叙述，正确的有（　B　）

①细胞的分化和衰老对于生物体都是有积极意义的

②细胞分化使多细胞生物中的细胞功能趋向全面化，有利于提高细胞代谢的效率

③人胚胎发育过程中尾的消失是细胞坏死的结果

④细胞衰老表现为细胞核体积变小、色素含量增加、细胞膜的通透性降低

⑤细胞凋亡受遗传物质的严格控制，并且在凋亡的过程中存在基因表达

A．一项　　　　 B．两项

C．三项 D．四项

解析：细胞的分化、衰老都是细胞正常的生命历程，对于生物体都是有积极意义的，①正确；细胞分化使多细胞生物中的细胞功能趋向专门化，有利于提高细胞代谢的效率，②错误；人胚胎发育过程中尾的消失是细胞凋亡的结果，③错误；衰老的细胞内细胞核的体积变大、细胞内的色素逐渐积累、细胞膜的通透性改变，使物质运输功能降低，④错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，因此受遗传物质的严格控制，并且在凋亡的过程中存在基因表达，⑤正确。综上分析，B正确，ACD错误。故选B。

6．体外培养的脂肪干细胞（ADSCs）可在不同分化诱导剂的作用下，定向分化为成脂肪细胞、成骨细胞或成软骨细胞；另有研究发现注射ADSCs可显著减少某些疾病中的细胞凋亡。下列叙述错误的是（　C　）

A．连续分裂的ADSCs大部分时间处于分裂间期

B．ADSCs具有分裂和分化能力

C．ADSCs在诱导剂作用下定向分化的根本原因是基因发生定向突变

D．注射ADSCs能减少细胞凋亡，可能是通过抑制某些基因的表达实现的

解析：在细胞周期中，间期占比为90%～95%，故连续分裂的ADSCs大部分时间处于分裂间期，A正确；干细胞是动物或人体内保留着分裂分化能力的细胞，由题意可知：ADSCs具有分裂和分化能力，B正确；ADSCs在诱导剂作用下定向分化的根本原因是基因的选择性表达，C错误；细胞凋亡是由基因决定的编程性死亡，故推测注射ADSCs能减少细胞凋亡，可能是通过抑制某些基因的表达实现的，D正确。故选C。

二、非选择题

7．脑缺血会引起局部脑神经缺氧导致轻度受损，甚至造成脑神经细胞死亡而产生不可逆损伤，最终导致患者永久性残疾甚至死亡。骨髓基质细胞（M）是存在于骨髓中具有多种分化潜能的干细胞，它可以诱导生成心肌细胞、成骨细胞和神经细胞等。运用干细胞疗法有可能实现对缺血坏死神经结构与功能的修复和重建，将成为缺血性脑损伤治疗的有效策略。

（1）脑缺血所导致的神经细胞死亡不属于细胞凋亡（选填“细胞凋亡”或“细胞坏死”）。

（2）M可通过分裂和分化增加神经细胞的种类和数量，从而在脑缺血的治疗中发挥作用。

（3）研究发现，M的线粒体可转移到缺氧损伤脑神经细胞（N）中，实现细胞供能机制的修复。为进一步探究M的线粒体转移对N的影响，进行了如下实验。

①第3组为正常对照组，请将实验补充完整：正常（或未受损）的脑神经细胞。

②检测得到各组神经细胞内的ATP水平相对值如图。

由图分析比较可知，第1组神经细胞内ATP水平高于（或多于或大于）正常水平，第2组在实验中起对照作用。

③综合上述研究资料和实验结果，推测M对脑缺血损伤后恢复的可能作用机制M的线粒体可转移到脑缺血神经细胞中，增加损伤细胞中线粒体数量，使有氧呼吸加强产生更多ATP，为损伤细胞修复提供充足的能量。

解析：（1）细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，而细胞坏死是由外界不利因素引起的细胞被动死亡，因此脑缺血所导致的神经细胞死亡属于细胞坏死。（2）干细胞的特点为分裂能力强，全能性高，具有分化成多种细胞甚至完整个体的潜能；M可通过增殖和分化以达到增加神经细胞的数量和种类的目的。（3）该实验的目的是探究M的线粒体转移对N的影响，该实验的自变量是培养基是否含有M线粒体以及脑神经细胞是否正常。①第3组为正常对照组，则培养的应该是正常脑神经细胞。②第3组的ATP水平属于正常水平，则第1组神经细胞内ATP水平高于正常水平；第2组在实验中起对照作用。③根据上述实验可知M的线粒体转移可提高缺氧损伤脑神经细胞（N）的ATP水平，由此可推测M对脑缺血损伤后恢复的可能作用机制为：M的线粒体可转移到脑缺血神经细胞中，增加损伤细胞中线粒体数量，使有氧呼吸加强产生更多ATP，为损伤细胞修复提供充足的能量。

B　级·合格达标练

一、选择题

1．《自然》杂志发表文章提出，由胶原蛋白COL17A1驱动的干细胞间竞争对于维持小鼠的“年轻态”皮肤至关重要，COL17A1基因的表达水平较低的干细胞容易被淘汰，随着年龄的增长，COL17A1基因的表达水平较低的干细胞增多。以下叙述正确的是（　D　）

A．小鼠皮肤细胞的衰老就是个体的衰老过程

B．衰老的皮肤细胞水分减少，细胞核体积变小

C．COL17A1基因表达水平越高的干细胞分化程度越高

D．COL17A1基因表达水平的高低可作为皮肤是否衰老的标志之一

解析：多细胞生物个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程，部分细胞衰老不是个体衰老，A错误；衰老的皮肤细胞中，水含量减少，细胞体积减小，但细胞核体积变大，B错误；题中信息未给出COL17A1基因表达水平与干细胞分化程度的关系，C错误。由题意“随着年龄的增长，COL17A1基因的表达水平较低的干细胞增多”可知，年龄越大，COL17A1基因的表达水平较低的干细胞越多，所以COL17A1基因表达水平的高低可以作为皮肤是否衰老的标志之一，D正确。故选D。

2．细胞衰老是机体在退化时期生理功能下降和紊乱的综合表现，是不可逆的生命过程。最新研究表明，现代人类面临着三种衰老：生理性衰老（随着年龄增长所出现的生理性退化）、病理性衰老（即早衰，由于内在或外在的原因使人体发生病理性变化，使衰老现象提前发生）及心理性衰老（由于精神或体力负担过重而导致过早衰老，常表现为“未老先衰”）。下列有关叙述错误的是（　D　）

A．衰老细胞的核膜内折、染色质收缩细胞核体积增大

B．“早衰”及“未老先衰”说明环境因素会影响细胞衰老

C．衰老细胞中某些酶的活性会上升，细胞膜通透性改变

D．老年人头发变白的原因是细胞内不能合成酪氨酸酶

解析：衰老细胞的核膜内折、染色质收缩、细胞核体积增大，A正确；细胞衰老不仅与基因有关，还会受到环境因素的影响，B正确；衰老细胞中某些酶的活性不降反升，如合成与衰老有关物质的酶活性增大，衰老细胞的细胞膜通透性发生改变，物质运输速率降低，C正确；老年人头发变白的原因与细胞内酪氨酸酶的活性下降有关，并非不能合成酪氨酸酶，D错误。故选D。

3．（2021·湖南岳阳高三月考）下图为人体细胞生命历程示意图，图中①～⑥为不同时期的细胞，a～d表示生理过程。下列有关叙述，正确的是（　D　）

A．过程a中细胞的表面积与体积的比增大

B．过程c中细胞的形态、结构和生理功能发生显著变化的原因是细胞内的基因发生了改变

C．过程a～d受基因控制，但是细胞凋亡不受基因控制

D．过程d中细胞核体积增大，细胞膜的通透性改变

解析：过程a表示细胞的生长，该过程中细胞的表面积与体积的比减小，A项错误；分化过程中遗传物质不变，B项错误；细胞凋亡是受基因控制的细胞程序性死亡，C项错误；过程d表示细胞的衰老，衰老细胞的细胞核体积增大，细胞膜通透性改变，D项正确。

4．（2022·四川资阳期末）科学家将120只健康成年雄性小鼠均分为4组，分别供给等体积的含不同浓度醋酸铅的饮用水，饲养12周后，测定各组小鼠胸腺细胞的凋亡率，结果如下表所示。下列分析不正确的是（　C　）

A．在实验中甲组为对照组，乙、丙、丁三组为实验组

B．实验中醋酸铅的浓度是自变量，胸腺细胞的凋亡率是因变量

C．小鼠在正常的生活环境中，胸腺细胞不会发生凋亡

D．小鼠体内铅离子引起胸腺细胞的凋亡说明细胞膜控制物质进出细胞的作用是有限的

解析：实验中甲组为对照组，乙、丙、丁三组为实验组；实验的自变量是醋酸铅的浓度，因变量是胸腺细胞的凋亡率；当醋酸铅浓度为0时，胸腺细胞的凋亡率为（0.35±0.05）×10－4，说明小鼠在正常的生活环境中，胸腺细胞也会发生凋亡；铅离子会引起胸腺细胞的凋亡，说明铅离子进入了小鼠细胞，进而说明细胞膜控制物质进出细胞的作用是有限的。

5．（不定项）研究人员将老年实验鼠的细胞核移入幼年实验鼠去核的体细胞，将幼年实验鼠的细胞核移入老年实验鼠去核的体细胞后，分别进行体外培养。结果发现前者不分裂而后者分裂旺盛。下列叙述正确的是（　BC　）

A．老年实验鼠的细胞核中遗传物质发生了变化

B．老年实验鼠可能比幼年实验鼠的染色体端粒变短

C．老年实验鼠的染色体可能高度螺旋化从而影响了染色体的复制和蛋白质的合成

D．上述实验说明细胞质对细胞分裂的影响比细胞核更大

解析：老年实验鼠的细胞核中遗传物质并未发生变化，A错误；根据衰老的端粒学说，老年实验鼠的细胞分裂次数多，可能比幼年实验鼠的染色体端粒短，B正确；老年实验鼠的染色体可能高度螺旋化从而影响了染色体的复制和蛋白质的合成，C正确；上述实验说明细胞核对细胞分裂的影响比细胞质更大，D错误。故选BC。

6．（不定项）凋亡诱导因子（AIF）是一种具有凋亡诱导活性的蛋白质，该蛋白位于线粒体的膜间隙，其基因定位于X染色体上。当凋亡信号刺激线粒体时，线粒体膜的通透性增强，导致AIF分子从线粒体释放到细胞质，然后再转移到细胞核，与染色体DNA结合，使染色体凝集和DNA断裂成片段，进而引发细胞凋亡过程的发生。AIF还可催化相关物质发生氧化反应，使体内产生自由基。如图为AIF发挥作用的部分过程示意图。下列说法正确的是（　BD　）

A．细胞凋亡与X染色体上的基因和线粒体中的基因均有关

B．AIF催化反应所产生的自由基会引起细胞的衰老、凋亡

C．AIF与凋亡基因的mRNA可通过核孔自由进出细胞核

D．凋亡信号刺激时，AIF出线粒体膜的方式不是自由扩散

解析：分析题意可知，AIF基因位于X染色体上，故细胞凋亡与X染色体上的基因有关，与线粒体中的基因无关，A错误；AIF还可催化相关物质发生氧化反应，使体内产生自由基，说明AIF催化反应所产生的自由基会引起细胞的衰老、凋亡，B正确；核孔具有选择性，AIF与凋亡基因的mRNA不能通过核孔自由进出细胞核，C错误；AIF是一种蛋白质，是大分子物质，凋亡信号刺激时，AIF出线粒体膜的方式不是自由扩散，D正确。故选BD。

二、非选择题

7．如图表示细胞内发生的一系列重大生命活动，请据图回答下列问题：

（1）该图可以用来表示下列哪些生物细胞的重大生命活动？⑤⑥⑦⑧（填序号）。

①噬菌体　②酵母菌　③乳酸菌　④变形虫　⑤海带　⑥蚯蚓　⑦玉米　⑧蘑菇

（2）A、B、C、D四项生命活动中，在人幼年时期能够发生的是A、B、C、D（填字母），对人体有积极意义的是A、B、C、D（填字母），染色体结构动态变化主要发生在A。

（3）B过程的实质是基因的选择性表达结果，导致细胞在形态、结构、生理功能等方面发生了改变，但是细胞中的遗传物质未发生（填“发生”或“未发生”）改变。

（4）在真核生物中，A过程的方式包括无丝分裂、减数分裂和有丝分裂。

（5）细胞衰老原因假说之一是“端粒学说”，在2009年10月5日，瑞典卡罗林斯卡医学院宣布将2009年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家伊丽莎白·布莱克本、卡罗尔·格雷德和杰克·绍斯塔克，以表彰他们发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的。细胞衰老可能与端粒截短有关，每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA即端粒。人体细胞分裂的次数与特异染色体端粒的长短有关。细胞每分裂一次，端粒的长度都要缩短一些，一旦达到“关键长度”，细胞增殖就会结束。然而，人的骨髓细胞和癌细胞在端粒酶的作用下，会伸长已缩短的染色体末端。因此，这些染色体就能快速地进行细胞分裂而不会达到“关键长度”，细胞就会持续增殖。细胞衰老可能是因端粒DNA序列“截短”后，端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。

①请指出端粒酶、端粒长度和细胞分裂次数的关系。端粒酶可使端粒伸长，端粒伸长有利于细胞分裂。

②请根据上述材料写出延缓细胞衰老的方法。利用基因工程对产生端粒酶的基因进行修饰，使之在部分或全部细胞中表达高活性的端粒酶；用脂质体包裹高活性端粒酶导入到某些细胞中，延缓其衰老。

解析：（1）①噬菌体是非细胞生物，②酵母菌、③乳酸菌和④变形虫是单细胞生物，⑤海带、⑥蚯蚓、⑦玉米和⑧蘑菇是多细胞生物。该图可以用来表示多细胞生物的重大生命活动，故选⑤⑥⑦⑧。（2）在人幼年时期能够发生的是A细胞增殖、B细胞分化、C细胞衰老和D细胞凋亡。细胞分裂有助于细胞数目的增多，对生物个体的生长有利，细胞分化有助于细胞形成功能不同的细胞，衰老的细胞被新细胞替代，能够更好的执行相应的功能，细胞凋亡有利于细胞的自然更新，有利于多细胞生物完成正常发育。因此对人体有积极意义的是A、B、C、D。在A细胞增殖过程中，会发生染色体结构的动态变化。（3）细胞分化是相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上产生稳定性差异的过程，细胞分化的实质是基因的选择性表达，但是细胞中的遗传物质未发生改变。（4）真核细胞的增殖方式有：无丝分裂、减数分裂和有丝分裂。（5）①据题意可知，端粒酶可使端粒伸长，端粒伸长有利于细胞分裂。②根据提供信息，可利用基因工程对产生端粒酶的基因进行修饰，使之在部分或全部细胞中表达高活性的端粒酶；或用脂质体包裹高活性端粒酶导入到某些细胞中，延缓其衰老。