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高中生物一轮复习讲练第13讲细胞的分化、衰老、凋亡含解析答案
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这是一份高中生物一轮复习讲练第13讲细胞的分化、衰老、凋亡含解析答案,共33页。试卷主要包含了细胞的全能性等内容,欢迎下载使用。
1.说明在个体发育过程中,细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化,形成了复杂的多细胞生物体。2.描述在正常情况下,细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。
考点一 细胞分化与细胞的全能性
1.细胞分化
(1)概念: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)特点
①普遍性:多细胞生物普遍具有。
②持久性:贯穿于生物体整个生命进程中。
③稳定性:已分化的细胞将一直保持分化后的状态,直至死亡。
④不可逆性:一般来说,细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞,不能反向进行。
(3)实质:在个体发育过程中,不同细胞中遗传信息的执行情况不同,即基因的选择性表达。
(4)意义
2.细胞的全能性
情境长句·练思维
1.细胞分化实质的实质是 。细胞分化的标志:从分子水平看,是 。从细胞水平看,是形成了不同种类的细胞。
2.已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性的原因是 。
3.不能用肌细胞代替干细胞在体外培育出组织器官用于器官移植等,原因是 。
典型例题1 围绕细胞分化考查生命观念与科学思维
[2023·河南漯河期末]
4.研究发现,来自胎盘的Cdk2细胞能够在心脏病发作时再生形成健康心脏细胞。Cdk2细胞中除含有胚胎干细胞中所有的蛋白质外,还含有其他的蛋白质,使得这种细胞直接迁移到受损的部位进行修复。下列有关叙述正确的是( )
A.Cdk2细胞再生形成健康心脏细胞的过程中核酸分子不会发生改变
B.Cdk2细胞再生形成健康的心脏细胞的过程遗传物质发生改变
C.Cdk2细胞再生形成的健康心脏细胞的过程是不可逆的
D.Cdk2细胞与健康心脏细胞中的蛋白质完全不同
5.分别用β-珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶(与细胞呼吸相关的酶)基因的片段与鸡的成红细胞、输卵管细胞和胰岛细胞中提取的总RNA进行碱基互补配对,结果见下表(注:“+”表示能发生碱基互补配对)。下列叙述错误的是( )
A.在成红细胞中,β-珠蛋白基因处于活动状态,卵清蛋白基因处于关闭状态
B.输卵管细胞的DNA中存在卵清蛋白基因,缺少β-珠蛋白基因
C.丙酮酸激酶基因的表达产物对维持鸡细胞的基本生命活动很重要
D.上述不同类型细胞的生理功能差异与基因的选择性表达有关
典型例题2 围绕细胞的全能性与干细胞考查生命观念与社会责任
[2023·辽宁锦州质检]
6.研究人员研究肥胖机理时发现了一种与脂肪细胞的分化形成有关的蛋白质M,其细胞分化过程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.已分化的细胞不可能继续分化为其他类型的细胞
B.肌肉细胞与脂肪细胞中均含控制蛋白质M合成的基因
C.促进蛋白质M的合成是解决肥胖问题的一条途径
D.间充质细胞是一种成体干细胞,其分化过程具有组织特异性
7.我国科学家裴端卿团队成功将人尿液细胞诱导转变为功能完善的神经干细胞,并在适当条件下分化为神经元、少突胶质细胞和星形细胞。下列叙述正确的是( )
A.神经干细胞分化为功能正常的神经细胞的过程中遗传物质发生了改变
B.神经干细胞在自我更新过程中会出现纺锤体和染色体
C.人体内的少突胶质细胞可分化为神经干细胞
D.大多数神经干细胞的染色体数目是神经细胞的两倍
1.澄清四个易错易混点
(1)分化的细胞不一定不再进行分裂,如B淋巴细胞等,接受抗原刺激后仍可再分裂。
(2)并非所有干细胞都要发生分化。干细胞分裂后一部分细胞发生分化,成为具有特定功能的组织细胞;还有一部分保持分裂能力,用于干细胞本身的自我更新。
(3)分化程度高的细胞其全能性不一定低。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,全能性越高,但卵细胞的分化程度较高,其全能性也较高。
(4)分化一般不会改变遗传物质。细胞分化是基因选择性表达的结果,一般不会导致遗传物质改变。已分化的细胞一般都含有保持该物种遗传性所需要的全套遗传物质,因而都具有全能性。
2.细胞分化的标志与分化的“变”与“不变”
(1)细胞分化的标志
①分子水平:合成了某种细胞特有的蛋白质,如唾液淀粉酶、胰岛素等。
②细胞水平:形成不同种类的细胞。
(2)细胞分化的“变”与“不变”
①不变:DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目。
②改变:mRNA、蛋白质的种类,细胞的形态、结构和功能。
3.“三看法”确认细胞“全能性”
(2)基因重组细胞图像的判定方法
①若细胞图像中的四分体时期体现出交叉互换现象,则一定发生了基因重组。
②若为减数分裂图像,同一染色体上出现诸如B、b的不同,则可能是基因突变或交叉互换导致的。
③若为有丝分裂图像,同一染色体上出现诸如B、b的不同,则不必考虑基因重组。
(3)染色体变异细胞图像的判定方法
①图像中染色体形态(包括长度)发生了变化或染色体上标记的基因数目、位置发生了改变,可判定为结构变异。
②图像中染色体出现个别增减(也可能是成倍地增减),则判定为发生了染色体数目变异。
考点二 细胞的衰老
1.细胞衰老的特征
细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。具有以下特征:
(1)形态结构方面
①细胞萎缩,体积变小。
②细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。
③细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深。
(2)细胞内的物质方面
①水:水分减少。
②酶:多种酶的活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢。
③色素:细胞内的色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递。可以总结为:
2.细胞衰老的原因
(1)自由基学说
①自由基本质:异常活泼的带电分子或基团。
②自由基来源:氧化反应、辐射以及有害物质入侵都能产生。
③作用机理:攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。
a。攻击磷脂分子,产生更多自由基,损伤生物膜。
b。攻击DNA,可能引起基因突变。
c。攻击蛋白质,使蛋白质活性下降。
(2)端粒学说
①端粒:一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体。
②端粒位置:染色体两端。
③作用机理:端粒DNA序列被截短后,端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤,使细胞活动渐趋异常。
3.细胞衰老与个体衰老的关系
(1)单细胞生物:细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
(2)多细胞生物:细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡不是一回事;从总体上看,个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
4.细胞衰老的结果
(1)细胞衰老是个体体内发生的正常生命现象,正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。
(2)众多细胞及组织的衰老会引起个体衰老,导致个体出现免疫力下降、适应环境能力减弱等现象。
(2023·湖南衡阳高三模拟)
8.我国科学家筛选鉴定出能促进细胞衰老的基因—组蛋白乙酰转移酶编码基因kat7,研究表明,kat7基因失活会延缓细胞衰老,从而延长实验动物的寿命。下列说法正确的是( )
A.衰老的细胞中细胞核体积减小,染色质呈收缩状态
B.衰老细胞中呼吸酶的活性降低,组蛋白乙酰转移酶的活性升高
C.细胞正常的衰老和细胞坏死有利于机体更好地实现自我更新
D.通过转基因技术将kat7基因导入受体细胞并表达有助于治疗老年性痴呆
(2023·江苏南通高三期末)
9.异常活泼的带电分子或基团称为自由基,自由基学说是一种解释细胞衰老原因的假说,相关内容如图所示。下列叙述正确的是( )
A.②①过程引起的作用效果属于正反馈调节
B.②过程可能直接导致血红蛋白的合成场所受损
C.③过程会使线粒体内丙酮酸的氧化分解速率减慢
D.④过程中DNA被攻击后可能导致细胞发生癌变
考点三 细胞的死亡
1.细胞死亡的方式:细胞凋亡、细胞坏死、细胞自噬。
2.细胞凋亡
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。
4.细胞凋亡和细胞坏死的区别
5.细胞自噬
(1)概念: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,这就是细胞自噬。
(2)意义
①处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量。
②在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。
③有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
④细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。
1.衰老细胞特征的归纳
一大:细胞核变大,染色质收缩、染色加深。
一小:细胞内水分减少,体积变小,代谢速率减慢。
一多:细胞内色素逐渐积累、增多。
两低:细胞质膜的物质运输功能降低,有些酶的活性降低。
2.细胞衰老与细胞坏死、细胞凋亡的内容比较
资料一 DNase酶和Caspase酶是细胞凋亡的两种关键酶,在凋亡诱导因子与细胞膜受体结合后,通过细胞内信号转导激活凋亡相关基因。这两种酶一旦被激活,DNase酶能将DNA切割形成DNA片段,Caspase酶能将细胞内蛋白降解成多肽,导致细胞裂解形成凋亡小体,进而被吞噬细胞吞噬清除。
资料二 通俗地说,细胞自噬就是细胞“吃掉”自身的结构和物质。在一定条件下,细胞可通过溶酶体的作用,分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌,其局部过程如下图所示。
1.比较细胞凋亡和细胞自噬的区别
(1)形态学上的区别:凋亡会使细胞膜内陷形成凋亡小体,最后细胞解体;自噬是形成双层膜的自噬泡,包裹细胞质内的物质,然后与溶酶体融合消化掉内容物。
(2)生理意义上的区别:凋亡一定(填“一定”或“不一定”)引起细胞死亡;自噬不一定(填“一定”或“不一定”)引起细胞死亡。
2.细胞凋亡与细胞自噬的联系:有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
3.自噬体内的物质被水解后,其产物可以被细胞重新利用。由此推测,当细胞养分不足时,细胞自噬作用会增强(填“增强”“不变”或“减弱”)。
4.随着年龄增长,肌肉细胞的自噬作用减弱(填“增强”“不变”或“减弱”),使肌肉细胞衰老、凋亡,肌肉功能下降。
10.下列与细胞凋亡有关的说法正确的是( )
A.细胞被病原体感染后的死亡均属于细胞凋亡
B.人的成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达
C.凋亡细胞体积变大,线粒体数量减少,细胞核体积变小
D.在细胞凋亡时,细胞的内容物通常不会释放到内环境中
11.细胞的自噬作用是依赖溶酶体清除细胞内变性或错误折叠的蛋白质、衰老或损伤的细胞器的过程。下列有关分析错误的是( )
A.细胞的自噬作用普遍存在于真核细胞中
B.细胞的自噬作用有利于细胞内稳态的维持
C.溶酶体内合成的水解酶能水解衰老的线粒体
D.胞内异常蛋白质的降解产物可以留在细胞内再利用
[2023·天津卷]
12.在肌神经细胞发育过程中,肌肉细胞需要释放一种蛋白质,其进入肌神经细胞后,促进其发育以及与肌肉细胞的联系;如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡。下列说法错误的是( )
A.这种蛋白质是一种神经递质
B.肌神经细胞可以与肌肉细胞形成突触
C.凋亡是细胞自主控制的一种程序性死亡
D.蛋白合成抑制剂可以促进肌神经细胞凋亡
[2023·山东卷]
13.研究发现,病原体侵入细胞后,细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定的复合体,经过一系列过程,最终导致该细胞炎症性坏死,病原体被释放,该过程属于细胞焦亡。下列说法错误的是( )
A.蝌蚪尾的消失不是通过细胞焦亡实现的
B.敲除编码蛋白酶L的基因不影响细胞焦亡
C.细胞焦亡释放的病原体可由体内的巨噬细胞吞噬消化
D.细胞焦亡释放的病原体可刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化
[2023·湖南卷]
14.基因Bax和Bcl-2分别促进和抑制细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达,研究其对细胞凋亡的影响,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.细胞衰老和细胞凋亡都受遗传信息的调控
B.TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡
C.TRPM7基因可能通过促进Bcl-2基因的表达来抑制细胞凋亡
D.可通过特异性促进癌细胞中TRPM7基因的表达来治疗相关癌症
[2023·海南卷]
15.根边缘细胞是从植物根冠上游离下来的一类特殊细胞,可合成并向胞外分泌多种物质形成黏胶层。用DNA酶或蛋白酶处理黏胶层会使其厚度变薄。将物质A加入某植物的根边缘细胞悬液中,发现根边缘细胞的黏胶层加厚,细胞出现自噬和凋亡现象。下列有关叙述错误的是( )
A.根边缘细胞黏胶层中含有DNA和蛋白质
B.物质A可导致根边缘细胞合成胞外物质增多
C.根边缘细胞通过自噬可获得维持生存所需的物质和能量
D.物质A引起的根边缘细胞凋亡,是该植物在胚发育时期基因表达的结果
(2022·海南,2)
16.人体细胞会经历增殖、分化、衰老和死亡等生命历程。下列有关叙述错误的是( )
A.正常的B淋巴细胞不能无限增殖
B.细胞分化只发生在胚胎发育阶段
C.细胞产生的自由基可攻击蛋白质,导致细胞衰老
D.细胞通过自噬作用可清除受损的细胞器,维持细胞内部环境的稳定
(2021·江苏,2)
17.下列关于人体细胞生命历程的叙述正确的是( )
A.组织细胞的更新包括细胞分裂、分化等过程
B.造血干细胞是胚胎发育过程中未分化的细胞
C.细胞分化使各种细胞的遗传物质发生改变
D.凋亡细胞被吞噬细胞清除属于细胞免疫
(2021·山东,3)
18.细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列 KFERQ 的目标蛋白形成复合体,该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化。下列说法错误的是( )
A.α-酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用
B.α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞的分化
C.抑制 L 基因表达可降低细胞内α-酮戊二酸的含量
D.目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能
(2021·河北,5)
19.关于细胞生命历程的叙述,错误的是( )
A.细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质
B.清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老
C.紫外线照射导致的DNA损伤是皮肤癌发生的原因之一
D.已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性
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。
20.多细胞生物个体发育过程中,细胞增殖与分化相伴随。下列叙述正确的是( )
A.肝细胞和肌细胞的形态、核DNA序列和生理功能均存在差异
B.体细胞克隆猴实验说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性
C.白血病患者血液中出现大量红细胞异常增殖,可通过骨髓移植治疗
D.人体中大多数乳腺细胞仍然具有分裂和分化能力
21.下列关于细胞分化的叙述,错误的是( )
A.人和动物体内仍然保留着大量未分化的细胞,叫作干细胞
B.与抗体合成有关基因在B细胞中处于活动状态而在口腔上皮细胞中处于关闭状态
C.细胞分化使细胞的功能趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率
D.克隆羊“多莉”的培育说明了高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性
22.秀丽隐杆线虫是一种多细胞真核生物,其个体发育过程中先后有131个细胞发生凋亡。下列有关叙述正确的是( )
A.分化形成的细胞中,遗传物质、形态、结构及功能各不相同
B.细胞的分化导致不同种类的细胞中遗传信息表达的情况相同
C.细胞凋亡会使部分细胞提前被动结束生命,不利于个体发育
D.衰老细胞的清除、幼体器官的缩小和退化都与细胞凋亡有关
23.下表为人体不同细胞的寿命和分裂能力的比较,下列说法错误的是( )
A.白细胞的凋亡比红细胞快,可能与白细胞吞噬病原体有关
B.细胞的分裂能力越强,细胞的寿命就越长
C.癌细胞的无限增殖是原癌基因和抑癌基因突变累积的结果
D.小肠上皮细胞寿命最短,这与基因控制的细胞凋亡有关
24.“命运女神”Klth基因是一种与衰老密切相关的基因,它通过调控离子通道、信号通路或其他基因的表达而发挥抗衰老、保护肾脏和保护心血管等作用。研究发现,Klth基因缺陷的小鼠寿命缩短了80%,而过度表达Klth基因后能够延长雄鼠30.8%、雌鼠19.0%的寿命。下列有关叙述错误的是( )
A.高等动物衰老的细胞内Klth基因的表达可能受到了抑制
B.衰老的细胞萎缩,体积变小,细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩
C.细胞代谢产生的自由基可能会攻击Klth基因引起基因突变,导致细胞衰老
D.将更多的Klth基因转入细胞后就能完全阻止细胞衰老
25.端粒是存在于真核细胞染色体末端的一小段DNA—蛋白质复合体,细胞的每次分裂都会使端粒长度缩短,当端粒不能再缩短时,细胞就无法继续分裂,而端粒酶能延伸端粒DNA,其过程如下图所示。下列叙述不正确的是( )
A.端粒酶的RNA作为新合成端粒DNA的模板
B.端粒酶是一种逆转录酶,在细胞核和线粒体中均起作用
C.端粒酶能够延长的重复序列为TTAGGG
D.细胞衰老与染色体DNA随复制次数增加而缩短有关
(2023·山东日照高三期末)
26.凋亡抑制蛋白(IAPs)可以与细胞凋亡酶结合,抑制细胞凋亡。研究发现,IAPs的核心结构是RING区域,如果去掉该区域,能促进更多的细胞凋亡。下列有关叙述错误的是( )
A.细胞的寿命不同可能与IAPs含量有关
B.基因的表达有空间但无时间上的选择性
C.IAPs能够调节人体细胞的数量
D.这一发现为肿瘤治疗提供了新思路
(2022·江苏连云港高三模拟)
27.下列有关细胞生命历程的说法,正确的是( )
A.已经分化的体细胞不再具有分裂能力
B.细胞分化过程中遗传物质没有变化,但mRNA种类和数量完全不同
C.细胞凋亡被称为细胞程序性死亡,细胞自噬属于细胞凋亡
D.研究表明细胞的衰老与细胞内端粒酶的活性有关
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。
(2023·湖南怀化高三期末)
28.下列有关细胞增殖、分化、衰老、死亡和癌变的叙述,正确的是( )
A.细胞有丝分裂受到精确调控,调控的基因突变可导致癌症
B.基因选择性表达与细胞分化有关,与生物的生存环境无关
C.衰老细胞的细胞膜通透性发生改变,物质的运输功能降低
D.凋亡细胞的细胞核体积变小,细胞膜破裂细胞质基质流出
29.自噬意为自体吞噬,是真核细胞在自噬相关基因的调控下利用溶酶体降解自身细胞质蛋白和受损细胞器 的过程。在鼻咽癌细胞中抑痛基因 NOR1 的启动子呈高度甲基化状态,NOR1 蛋白含量低,而用 DNA 甲基化抑 制剂处理后的鼻咽癌细胞,NOR1 基因的表达得到恢复,自噬体囊泡难以形成,癌细胞增殖受到抑制。下列 叙述正确的是( )
A.细胞自噬在细胞废物清除、结构重建、生长发育中发挥着重要作用
B.鼻咽细胞癌变后,NOR1 基因转录受到抑制,自噬作用增强
C.细胞自噬作用受到相关基因调控,与细胞编程性死亡无关
D.癌细胞增殖迅速,当处于营养缺乏状态时,可通过细胞自噬获得维持生存所需要的物质和能量
(2023·河北石家庄高三检测)
30.人类基因组中8%的DNA由于高度螺旋化不易测序,曾被科学家认定是“垃圾DNA”。但随着测序手段的提升,发现这些片段与衰老、癌变、分化等的调控密切相关。下列叙述正确的是( )
A.人类基因组计划就是测定24条染色体上DNA的碱基序列
B.最初科学家认定8%片段为“垃圾DNA”的依据是其高度螺旋化,难以转录
C.细胞癌变很可能是由8%片段中某些基因突变产生原癌基因和抑癌基因导致
D.8%片段中存在的某些调控序列可能使不同细胞基因的表达存在差异
(2023·山东济宁高三期末)
31.线粒体不仅是细胞的能量工厂,还在细胞凋亡的调控中起重要作用。某高等动物体内线粒体膜通透性改变,细胞色素c被释放到细胞质基质,通过一系列反应,促进细胞核中部分基因选择性表达,参与调控细胞凋亡过程,如图所示。据图分析,下列相关说法错误的是( )
A.细胞色素c和催化有氧呼吸第三阶段的酶在线粒体中所处的场所相同
B.该高等动物体内所有细胞核中均含有控制C-3酶合成的基因
C.向血液中注射蛋白A的抗体,图示细胞凋亡过程就会被抑制
D.细胞色素c参与的细胞凋亡过程伴随着ATP的消耗
三、非选择题
32.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 。
33.细胞自噬是细胞在基因的调控下利用溶酶体降解自身受损的细胞器和大分子物质的过程,对更新某些细胞器、保障细胞代谢、维持细胞稳态有重要作用。如图为细胞外葡萄糖浓度变化时,细胞内发生的过程。请回答以下问题:
注:AKT和mlTr为蛋白激酶。
(1)据图分析,AKT被激活后,抑制了细胞凋亡过程,同时激活 mTr抑制细胞自噬,除此之外,AKT还具有 作用。
(2)两图中显示的细胞自噬与细胞凋亡过程的共同之处是 。
(3)图中显示,在细胞外葡萄糖浓度较低时,发生细胞自噬,而葡萄糖充足时,自噬过程被抑制,试分析其中的意义可能是 。
[2024·福建三明模拟]
34.研究人员研究青年鼠和老年鼠心肌细胞ATP的合成能力,结果发现老年鼠ATP合成能力明显下降,推测心肌细胞衰老的过程中会发生线粒体损伤。心脏作为人体的重要器官,延缓心肌衰老对改善老年人生活质量具有非常重要的意义。
(1)ATP可为细胞生命活动提供能量,ATP的三个磷酸基团所处的位置(A—Pα~Pβ~Pγ)中, (填“α”“β”或“γ”)位磷酸基团可使蛋白质磷酸化,导致蛋白质的 发生变化,活性也被改变。心肌细胞代谢旺盛,每天能产生相当于自身重量70倍的ATP,但细胞中ATP含量却很低,对此现象合理的解释是 。
(2)在青年健康心肌细胞中,损伤线粒体可以通过自噬机制被清除(如图),a形成囊泡包裹损伤的线粒体并与b融合,b中的酸性水解酶可以将线粒体水解。图中a来源于 (填细胞器名称),b代表的细胞器是 。这种融合过程反映了生物膜在结构上具有 特点。有研究表明心肌细胞线粒体自噬水平 (填“升高”或“降低”)会导致受损线粒体堆积,进而产生炎症反应,加速心肌细胞衰老。
(3)适量运动可延缓心肌衰老,请基于上述研究提出一个合理的解释: 。
3种细胞的总RNA
β-珠蛋白基因
卵清蛋白基因
丙酮酸激酶基因
成红细胞
+
―
+
输卵管细胞
―
+
+
胰岛细胞
―
―
+
比较内容
细胞衰老
细胞坏死
细胞凋亡
影响因素
基因、端粒酶等
细胞受到严重损伤
细胞内部基因调控
细胞体积
萎缩变小
肿胀变大
萎缩变小
细胞核
体积增大、核膜皱折,染色质固缩
染色质不凝集,核膜破裂等
染色质凝集,并沿核膜分布
细胞质、细胞器
多种酶活性降低、色素积累等
线粒体膨大
细胞器完整
细胞质膜
通透性改变
破裂
包裹细胞器等碎片形成凋亡小体
炎症反应
无
有
无
细胞种类
小肠.上皮细胞
癌细胞
红细胞
白细胞
寿命
1~2天
不死性(无限增殖)
120天左右
5~7天
能否分裂
能
能
不能
大多数不能
《第13讲细胞的分化、衰老、凋亡》参考答案:
1. 基因的选择性表达 合成了某种细胞特有的蛋白质
【解析】略
2.已分化的动物体细胞的细胞核中含有该动物几乎全部的遗传物质
【解析】略
3.
动物细胞特别是高等动物细胞随着胚胎的发育,细胞分化潜能变小。由于肌细胞是已分化的细胞,它通常不能转化为其他类型的细胞,而干细胞可以分裂分化成其它组织细胞。
【解析】略
4.C
【分析】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。细胞分化的实质:基因的选择性表达。细胞分化的结果:使细胞的种类增多,功能趋于专门化。
【详解】AB、Cdk2细胞再生形成的健康的心脏细胞属于细胞分化,细胞分化过程中遗传物质DNA分子未发生变化,但由于基因的选择性表达,RNA分子会发生变化,AB错误;
C、Cdk2细胞再生形成的健康心脏细胞是细胞分化的结果,该过程通常是不可逆的,C正确;
D、由于基因的选择性表达不同,Cdk2细胞与健康心脏细胞中的蛋白质不完全相同,也有共同的蛋白质,如呼吸酶等,D错误。
故选C。
5.B
【分析】1、人体内所有体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂形成,都含有该生物全部的遗传物质。
2、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.细胞分化的实质是基因的选择性表达,即不同细胞选择表达的基因不完全相同。
【详解】A、分析表格可知,在成红细胞中,存在β-珠蛋白基因的mRNA,不存在卵清蛋白基因的mRNA,说明β-珠蛋白基因处于活动状态,转录形成了mRNA,而卵清蛋白基因处于关闭状态,A正确;
B、生物体所有的体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂形成的,含有该生物体所有的基因,因此输卵管细胞的基因组DNA中存在β-珠蛋白基因,B错误;
C、每个细胞都有丙酮酸激酶,说明丙酮酸激酶基因的表达产物对维持鸡细胞的基本生命活动很重要,C正确;
D、上述不同类型细胞是细胞分化的结果,其生理功能的差异与基因的选择性表达有关,D正确。
故选B。
6.A
【分析】1、细胞分化的实质是基因的选择性表达,该过程不影响基因的种类。
2、分析题文:肌肉细胞和脂肪细胞都是由间充质细胞分化而来。
【详解】A、已分化的细胞也可能再转化为其他功能的细胞,如人体的干细胞可在分化为其它类型的细胞,A错误;
B、肌肉细胞和脂肪细胞都是由间充质细胞分化而来的,细胞分化过程中遗传物质不变,所以二者都含有控制蛋白质M合成的基因,B正确;
C、据图可知,蛋白质M存在时,间充质细胞可转化为肌肉细胞,而蛋白质M消失时,间充质细胞可转化为脂肪细胞,因此促进蛋白质M的表达,可促进间充质细胞更多的转化为肌肉细胞,而抑制其转化形成脂肪细胞,从而解决肥胖问题,C正确;
D、成体干细胞是已经分化组织中的未完全分化的细胞,因此间充质细胞是一种成体干细胞,其分化过程具有组织特异性,D正确。
故选A。
7.B
【分析】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。
【详解】A、神经干细胞分化是基因的选择性表达,但遗传物质没有发生改变,A错误;
B、神经干细胞的自我更新方式是有丝分裂,在有丝分裂过程中会出现纺锤体和染色体,B正确;
C、生物体内的细胞分化,一般不可逆,C错误;
D、大多数神经干细胞处在分裂间期,而分裂间期细胞中染色体数目与神经细胞相等,D错误。
故选B。
【点睛】并非所有干细胞都要发生分化。干细胞分裂后一部分细胞发生分化,成为具有特定功能的组织细胞;还有一部分保持分裂能力,用于干细胞本身的自我更新。
8.B
【分析】衰老细胞的特征:
(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;
(2)细胞膜通透性功能改变,物质运输速率降低;
(3)细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;
(4)有些酶的活性降低;
(5)呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【详解】A、衰老细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深,A错误;
B、衰老细胞呼吸酶的活性降低,呼吸速度减慢,据题意可知组蛋白乙酰转移酶的活性升高,B正确;
C、正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新,细胞坏死是指细胞在受到不利因素影响时死亡的现象,不是实现机体的自我更新的途径,C错误;
D、组蛋白乙酰转移酶编码基因kat7能促进细胞衰老,因此不能通过转基因技术治疗老年性痴呆,D错误。
故选B。
9.ACD
【分析】细胞衰老特征:细胞内水分减少、新陈代谢速率减慢、细胞内有些酶活性降低、细胞内色素积累、细胞内呼吸速度下降、细胞核体积增大、细胞膜通透性下降、物质运输功能下降。
【详解】A、自由基通过②过程攻击磷脂分子,磷脂分子通过①过程产生更多的自由基继续攻击磷脂分子、蛋白质、DNA等,而磷脂分子、蛋白质是生物膜的主要组成成分,因此对生物膜损伤较大;在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式称为反馈调节,正反馈的效果是结果对过程产生促进作用,由图示可知②①过程引起的作用效果属于正反馈调节,A正确;
B、自由基通过②过程攻击磷脂分子,因此对生物膜损伤较大,血红蛋白的合成场所为核糖体,核糖体为无膜结构,所以②过程不可能直接导致血红蛋白的合成场所受损,B错误;
C、线粒体内丙酮酸的氧化分解需要酶,大多数的酶是蛋白质,③过程会导致蛋白质活性下降,所以③过程会使线粒体内丙酮酸的氧化分解速率减慢,C正确;
D、④过程自由基攻击DNA,其上的基因可能会发生突变,导致细胞发生癌变,D正确。
故选ACD。
10.D
【分析】衰老细胞的特征:(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;(2)细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;(3)细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;(4)有些酶的活性降低;(5)呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【详解】A、细胞被病原体感染后的死亡属于细胞坏死,A错误;
B、人的红细胞成熟前,与凋亡有关的基因就已经表达,B错误;
C、凋亡的细胞体积变小,细胞核体积变大,C错误;
D、细胞凋亡属于程序性死亡,细胞的内容物通常不会释放到内环境中,D正确。
故选D。
11.C
【分析】细胞的自噬依靠溶酶体内的水解酶,水解酶是在核糖体合成。细胞通过自噬清除细胞内不用的物质和结构,既可以维持细胞内的稳态,又可以产生小分子重新利用。
【详解】A、细胞的自噬作用依赖溶酶体,普遍存在于真核细胞中,A正确;
B、细胞自噬能够清除细胞内变性或错误折叠的蛋白质、衰老或损伤的细胞器,因此有利于细胞内稳态的维持,B正确;
C、溶酶体内不合成水解酶,水解酶是核糖体合成的,C错误;
D、胞内异常蛋白质的降解产物为氨基酸,可以留在细胞内再利用,D正确。
故选C。
12.A
【详解】分析题意可知,该蛋白质进入肌神经细胞后,会促进其发育以及与肌肉细胞的联系,而神经递质需要与突触后膜上的受体结合后起作用,不进入细胞,故这种蛋白质不是神经递质,A错误;肌神经细胞可以与肌肉细胞形成突触,两者之间通过神经递质传递信息,B正确;凋亡是基因决定的细胞自动结束生命的过程,是一种程序性死亡,C正确;结合题意,如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡,故蛋白合成抑制剂可以促进肌神经细胞凋亡,D正确。
13.B
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础,能维持组织细胞数目的相对稳定,是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,是通过细胞凋亡完成的。
【详解】A、蝌蚪尾的消失是通过细胞凋亡实现的,A正确;
B、根据题干信息“细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定的复合体,经过一系列过程,最终导致该细胞炎症性坏死,病原体被释放,该过程属于细胞焦亡”,说明了蛋白酶L基因影响细胞焦亡,所以如果敲除编码蛋白酶L的基因会影响细胞焦亡,B错误;
C、细胞焦亡后,病原体被释放,可以被体内的巨噬细胞吞噬消化,C正确;
D、细胞焦亡释放的病原体可作为抗原刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化,D正确。
故选B。
14.D
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础,能维持组织细胞数目的相对稳定,是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,是通过细胞凋亡完成的。
【详解】A、细胞衰老和细胞凋亡都是由基因控制的细胞正常的生命活动,都受遗传信息的调控,A正确;
B、据题图可知,siRNA干扰TRPM7基因实验组的TRPM7基因表达量下降,Bax基因表达量增加,细胞凋亡率增加,由此可以得出,TRPM7基因可能通过抑制Bas基因的表达来抑制细胞凋亡,B正确;
C、siRNA干扰TRPM7基因实验组细胞凋亡率高,Bcl-2基因表达量降低,而Bcl-2基因抑制细胞凋亡,故TRPM7基因可能通过促进Bel-2基因的表达来抑制细胞凋亡,C正确;
D、由题图可知,siRNA干扰TRPM7基因实验组,Bax基因表达量增加,Bdl-2基因表达量减少,细胞凋亡率增加,所以可以通过抑制癌细胞中TRPM7基因表达来治疗相关癌症,D错误。
故选D。
15.D
【分析】自噬作用是细胞的一种自我保护机制,是真核细胞通过形成“自噬体”用于清除细胞内聚物及受损细胞器,进而维持细胞内稳态的一种途径。
【详解】A、根据题干信息“用DNA酶或蛋白酶处理黏胶层会使其厚度变薄”,说明边缘细胞黏胶层中含有DNA和蛋白质,A正确;
B、根据题干信息“物质A加入某植物的根边缘细胞悬液中,发现根边缘细胞的黏胶层加厚”,说明物质A可导致根边缘细胞合成胞外物质增多 ,B正确;
C、细胞通过自噬,分解部分细胞中的物质和结构,获得维持生存所需的物质和能量,C正确;
D、物质A引起细胞凋亡是在外界不良环境下引起的,不是在胚发育时期基因表达的结果,D错误。
故选D。
16.B
【分析】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稳定性差异的过程。细胞分化的实质:基因的选择性表达。
【详解】A、正常的B淋巴细胞受到抗原刺激后,能发生分裂和分化,但不能无限增殖,癌细胞具有无限增殖的能力,A正确;
B、细胞分化发生在个体发育中的各个阶段,B错误;
C、细胞产生的自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,攻击蛋白质,使蛋白质的活性下降,导致细胞衰老,C正确;
D、细胞通过自噬作用可清除受损的细胞器,从而维持细胞内部环境的稳定,D正确。
故选B。
17.A
【分析】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。细胞分化的实质:基因的选择性表达。细胞分化过程中遗传物质不变。
【详解】A、人体内组织细胞的更新包括组织细胞的产生和凋亡,新组织细胞的形成需要经过细胞分裂、分化,A正确;
B、造血干细胞是已分化的细胞,但仍能继续分化形成血细胞和淋巴细胞等,B错误;
C、细胞分化的实质是基因的选择性表达,遗传物质不变,C错误;
D、凋亡细胞被吞噬细胞清除属于非特异性免疫,D错误。
故选A。
18.C
【分析】根据题干信息“该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化”,可以得出相应的过程,α-酮戊二酸合成酶先形成复合体,与受体L结合,进入溶酶体被降解,导致α-酮戊二酸含量降低,促进细胞分化。
【详解】A、α-酮戊二酸合成酶被溶酶体降解,所以其降解产物可被细胞再利用,A正确;
B、根据题干信息“该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化”,说明α-酮戊二酸含量降低促进细胞分化,而含量升高不利于胚胎干细胞的分化,B正确;
C、根据题干信息“该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解”,所以如果抑制 L 基因表达,则复合体不能与受体L结合,不利于降解α-酮戊二酸合成酶,细胞中α-酮戊二酸的含量会升高,C错误;
D、目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能,D正确。
故选C。
【点睛】
19.A
【分析】1、细胞凋亡是指由基因决定的细胞自动结束生命的过程,是严格由遗传机制决定的程序性调控,是一种程序性死亡;
2、体内产生的自由基是导致细胞衰老的重要原因之一;
3、紫外线是物理致癌因子,长期暴露在过强的紫外线下会导致细胞癌变;
4、细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
【详解】A、细胞凋亡是指由基因决定的细胞自动结束生命的过程,细胞凋亡过程中有控制凋亡的基因表达,需要新合成蛋白质,A错误;
B、在生命活动中,细胞会产生自由基,自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,导致细胞衰老,所以清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老,B正确;
C、细胞癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发生突变,紫外线是一种物理致癌因子,紫外线照射会导致DNA损伤,引起基因突变,导致细胞癌变,是皮肤癌发生的原因之一,C正确;
D、克隆羊“多莉”的诞生、以及我国科学家于2017年获得的世界上首批体细胞克隆猴“中中”和“华华”,就是将体细胞移植到去核的卵细胞中培育成的,说明已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性,D正确。
故选A。
20.B
【分析】白血病又称血癌,病人产生大量的异常白细胞,而正常的白细胞、红细胞和血小板产生量减少.移植骨髓中的造血干细胞可以增殖分化形成各种血细胞和淋巴细胞,因此骨髓移植是目前治疗白血病的一种比较有效的方法
【详解】A、肝细胞和肌细胞是经细胞分裂和分化形成的,它们的形态生理功能均存在差异,但核DNA序列相同,A错误;
B、体细胞克隆猴实验只能说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性,但动物细胞的全能性受到限制,B正确;
C、白血病患者血液中出现大量异常白细胞,可通过骨髓移植治疗,C错误;
D、人体中大多数乳腺细胞是高度分化细胞,已失去分裂和分化能力,D错误。
故选B。
21.A
【分析】关于“细胞分化”,考生可以从以下几方面把握:(1)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。(2)细胞分化的特点:普遍性、稳定性、不可逆性。(3)细胞分化的实质:基因的选择性表达。(4)细胞分化的结果:使细胞的种类增多,功能趋于专门化。
【详解】A、人和动物体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,称为干细胞,干细胞属于分化的细胞,只是分化的程度低,A错误;
B、细胞分化的实质是基因选择性表达,如与抗体合成有关基因在B细胞中处于活动状态而在口腔上皮细胞中处于关闭状态,B正确;
C、细胞分化使细胞的种类增多,功能趋于专门化,有利于提高各种生理功能的效率,C正确;
D、克隆羊“多莉”的培育说明了高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性,故可将核移植的细胞培育为完整个体,D正确。
故选A。
22.D
【分析】1、细胞分化是指在个体发育中,相同细胞的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化过程遗传物质不变,只是基因选择性表达的结果。
2、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。
【详解】A、由于基因的选择性表达,细胞发生分化,分化后的不同细胞中遗传物质相同,A错误;
B、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,即发生基因的选择性表达,B错误;
C、细胞凋亡是基因的编程性死亡,对于个体发育是有利的,C错误;
D、细胞凋亡贯穿于整个生命历程,衰老细胞的清除、幼体器官的缩小和退化都与细胞凋亡有关,细胞凋亡是生物体正常的生命活动,D正确。
故选D。
23.B
【分析】细胞的分裂能力与分化程度有关,一般分化了的细胞不再分裂,未分化的细胞如分生组织的细胞具有很强的分裂能力,据图示数据可知,细胞的寿命与分裂能力无关,与细胞种类有关。
【详解】A、白细胞吞噬病原体,会被免疫细胞裂解,从表格中可以发现,白细胞的凋亡比红细胞快,A正确;
B、根据表格数据可知,细胞的寿命与分裂能力无关,B错误;
C、原癌基因负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的过程,抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖,癌细胞的无限增殖是原癌基因和抑癌基因突变引起的,C正确;
D、细胞凋亡是基因所决定的细胞自动结束生命的过程,小肠上皮细胞寿命最短,与细胞凋亡有关,D正确。
故选B。
24.D
【分析】细胞衰老的特征:(1)水少:细胞内水分减少,结果使细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢速率减慢;(2)酶低:细胞内多种酶的活性降低;(3)色累:细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐累积,它们会妨碍细胞内物质的交流和传递,影响细胞正常的生理功能;(4)核大:细胞内呼吸速度减慢,细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深;(5)透变:细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低。
【详解】A、Klth基因是一种与衰老密切相关的基因,它通过调控离子通道、信号通路或其他基因的表达而发挥抗衰老的作用,所以高等动物衰老的细胞内Klth基因的表达可能受到了抑制,使细胞易衰老,A正确;
B、根据分析可知,衰老的细胞水分减少,细胞萎缩、体积变小,但细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩,B正确;
C、根据分析可知,Klth基因的表达可抵抗衰老,而细胞代谢产生的自由基可导致细胞衰老,可能是细胞代谢产生的自由基会攻击Klth基因引起基因突变,导致细胞衰老,C正确;
D、研究发现,Klth基因缺陷的小鼠寿命缩短了80%,而过度表达Klth基因后能够延长雄鼠30.8%、雌鼠19.0%的寿命,说明细胞衰老不只与Klth基因有关,且基因的表达具有一定的调控作用,并非转入的Klth基因越多,表达形成的蛋白质越多,故将更多的Klth基因转入细胞后不能完全阻止细胞衰老,D错误。
故选D。
25.B
【分析】控制细胞分裂次数的时钟,是位于染色体两端名为端粒的结构,它会随着细胞分裂而变短.而癌细胞中有延长端粒的端粒酶,由此可见,体细胞不能无限分裂的根本原因是控制端粒酶合成的基因没有表达,导致体细胞缺少端粒酶,不能延长端粒。
【详解】A、通过图示可知,通过端粒酶中的RNA作为逆转录的模板,逆转录出端粒DNA,A正确;
B、端粒酶能使染色体延长,线粒体中不存在染色体,端粒酶不能在线粒体中起作用,B错误;
C、端粒酶RNA为AAUCCCAAU,所以端粒酶能延长的重复序列为TTAGGG,C正确;
D、根据题意可知,细胞衰老与染色体DNA随复制次数增加而缩短有关,D正确。
故选B。
26.B
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,也叫细胞的程序性死亡;在成熟的生物体中,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的。
【详解】A、通过题干信息可知,凋亡抑制蛋白(IAPs)可以与细胞凋亡酶结合,抑制细胞凋亡,故细胞的寿命不同可能与IAPs含量有关,A正确;
B、基因表达具有空间和时间上的选择性,从而精确的调控细胞的分化、衰老与凋亡,故控制IAps合成的基因表达有空间和时间上的选择性,B错误;
C、通过题干信息可知,IAPs能够调节人体细胞的数量,C正确;
D、通过C选项可知,这一发现为肿瘤治疗提供了新思路,D正确。
故选B。
27.D
【分析】1、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。细胞分化的意义:使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
2、衰老细胞的特征:①细胞内水分减少,体积变小,新陈代谢速度减慢;②细胞内酶的活性降低;③细胞内的色素会积累;④细胞内呼吸速度减慢,细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩,颜色加深.线粒体数量减少,体积增大;⑤细胞膜通透性功能改变,使物质运输功能降低。
3、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。在成熟的生物体内,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,是通过细胞凋亡完成的。
【详解】A、部分已经分化的细胞仍具有分裂和分化的能力,如造血干细胞,A错误;
B、细胞分化的本质是基因的选择性表达,该过程中遗传物质不发生变化,但表达的mRNA种类和数量不完全相同,B错误;
C、细胞自噬指细胞内部发生的变化,不属于细胞凋亡,当自噬情况严重时可能诱导细胞凋亡,C错误;
D、端粒学说认为,细胞衰老与染色体上的端粒有关,端粒变短,细胞就衰老;如果端粒酶活性很高,端粒的 长度就能得到保持,细胞的衰老就被延缓,因此细胞的衰老与细胞内端粒酶的活性有关,D正确。
故选D。
28.AC
【分析】1、细胞分化:是基因选择性表达的结果。
2、细胞衰老特征:细胞内水分减少,新陈代谢速率减慢;细胞内酶活性降低;细胞内色素积累;细胞内呼吸速度下降,细胞核体积增大;细胞膜通透性下降,物质运输功能下降。
3、细胞凋亡:指基因决定的细胞自动结束生命的过程,是一种正常的自然生理过程,如蝌蚪尾消失。
【详解】A、细胞周期受到一系列分子的精确调控,调控异常会引起细胞增殖异常,从而导致癌症的发生,A正确;
B、基因选择性表达与细胞分化有关,同时受生存环境的影响,B错误;
C、衰老细胞细胞膜通透性下降,物质运输功能下降,C正确;
D、凋亡是细胞的编程性死亡,其细胞核体积不一定变小,细胞膜也不一定破裂,有可能是细胞内部的溶酶体裂解,细胞从内部被自噬,D错误。
故选AC。
29.ABD
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,为细胞编程性死亡。
题意分析,“在鼻咽癌细胞中抑癌基因NOR1的启动子呈高度甲基化状态,NOR1蛋白含量低,而用DNA 甲基化抑制剂处理后的鼻咽癌细胞,NOR1基因的表达得到恢复,自噬体囊泡难以形成,癌细胞增殖受到抑制”。
【详解】A、细胞自噬实现了细胞中物质的重新利用,因此细胞自噬在细胞废物清除、结构重建、生长发育中发挥着重要作用,A正确;
B、鼻咽细胞癌变后,NOR1的启动子呈高度甲基化状态,NOR1基因转录受到抑制,NOR1蛋白含量低,自噬体囊泡得以形成,自噬作用增强,B正确;
C、细胞自噬是真核细胞在自噬相关基因的调控下利用溶酶体降解自身细胞质蛋白和受损细胞器 的过程,显然细胞自噬作用受到相关基因调控,与细胞编程性死亡有关,C错误;
D、细胞自噬形成的产物对细胞有用则会被再利用,癌细胞增殖迅速,需要消耗更多的营养物质,当处于营养缺乏状态时,可通过细胞自噬获得维持生存所需要的物质和能量,D正确。
故选ABD。
【点睛】
30.ABD
【分析】人类基因组计划的目的:测定人类基因组的全部DNA序列,解读其中包含的遗传信息。
【详解】A、人类基因组计划是测定22条常染色体、l条X染色体和l条Y染色体上的DNA碱基序列,即24条染色体上的DNA碱基序列,A正确;
B、最初科学家认定8%片段为“垃圾DNA”的依据是其高度螺旋化,不易解旋,难以转录,B正确;
C、原癌基因和抑癌基因是细胞中的正常基因,不是基因突变而来,C错误;
D、由题干可知,8%片段与衰老、癌变、分化等的调控密切相关,故8%片段中存在的某些调控序列可能使不同细胞基因的表达存在差异,D正确。
故选ABD。
31.C
【分析】题图分析:图中显示细胞色素c分布于线粒体内膜上,当细胞损伤时,线粒体外膜的通透性发生改变,细胞色素c被释放到细胞质基质中,与蛋白A结合,在ATP的作用下,使C-9酶前体转化为活化的C-9酶,活化的C-9酶激活C-3酶,引起细胞凋亡。
【详解】A、线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段,因此细胞色素c和催化有氧呼吸第三阶段的酶均分布在线粒体内膜上,A正确;
B、该高等动物体内所有细胞均源自同一受精卵,所含核基因相同,因此体内所有细胞核中均含有控制C-3酶合成的基因,B正确;
C、蛋白质A与细胞色素c在细胞质基质完成反应,向血液中注射蛋白A的抗体,抗体无法进入细胞内与蛋白质A完成抗原-抗体结合,不能抑制细胞凋亡,C错误;
D、蛋白质A与细胞色素c的结合过程需要消耗ATP,因此细胞色素c参与的细胞凋亡过程伴随着ATP的消耗,D正确。
故选C。
32. 个体衰老的过程是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) 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 胞吐 血液中的pH等影响了蛋白质的空间结构
【分析】衰老细胞的特征:(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;(2)细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;(3)细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;(4)有些酶的活性降低;(5)呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【详解】(1)对哺乳动物而言,个体衰老的过程是细胞普遍衰老的过程。衰老的细胞中细胞核体积增大、核膜内折、染色质收缩。
(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。
【点睛】有氧呼吸的第一、第二阶段产生NADH,第三阶段消耗NADH。
33. 促进葡萄糖进入细胞;促进葡萄糖分解为丙酮酸和NADH 细胞自噬与细胞凋亡这两过程都受到细胞内酶(或者基因)的调控;两过程都可以发生在细胞可利用的能源物质短缺时(或者细胞外葡萄糖浓度较低时):胰岛素与受体的结合可抑制两过程的发生 自噬过程的水解产物作为自身细胞代谢的原料,以保证细胞生存
【分析】分析图一:营养物质充足时,胰岛素与特异性受体结合,激活AKT来抑制凋亡。激活的该酶一方面可促进葡萄糖进入细胞,另一方面可以促进葡萄糖分解为丙酮酸和[H](有氧呼吸的第一阶段)进入线粒体产生大量ATP,在ATP充足时通过激活mTr来抑制自噬的发生;
分析图二:当环境中营养物质或胰岛素缺乏时,mTr失活,细胞通过启动细胞自噬过程为细胞提供ATP;如果上述过程无法满足代谢需要,酵母细胞则启动细胞凋亡程序。
【详解】(1)据图1所示,营养物质充足时,胰岛素 与受体结合,激活AKT来抑制凋亡;同时激活的 mTr酶抑制自噬的发生。除此之外,还促进葡萄糖进入细胞,促进葡萄糖分解为丙酮酸和[H],进入线粒体产生大量ATP;
(2)根据图中信息,细胞自噬和细胞凋亡两个过程都受到细胞内酶(或者基因)的调控;都可以发生在细胞可利用的能源物质短缺时(或者细胞外葡萄糖减少时)胰岛素与 受体的结合可抑制两过程的发生;
(3)自噬作用是细胞对胞质蛋白和细胞器进行降解和再利用的一种过程。某些情况下,细胞可通过自噬作用降解自身的非必需成分来提供营养和能量。
【点睛】本题结合图解,考查细胞呼吸、细胞凋亡等知识,要求考生识记细胞呼吸作用类型,能正确分析题图,判断不同条件下的细胞凋亡和自噬作用,同时结合图中信息准确答题。
34.(1) γ 空间结构 A正常生活的细胞中ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,且ATP与ADP之间的转化十分迅速
(2) 内质网 溶酶体 (一定的)流动性 降低
(3)适量运动可以提高线粒体自噬水平从而延缓心肌衰老
【分析】1、正常生活的细胞中ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,所以细胞中ATP的含量很少。
2、细胞自噬通俗地说, 细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用,这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量;在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。研究表明,人类许多疾病的发生,可能与细胞自噬发生障碍有关,因此,细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。
【详解】(1)ATP可为细胞生命活动提供能量,ATP的三个磷酸基团所处的位置(A—Pα~Pβ~Pγ)中,γ位磷酸基团可使蛋白质磷酸化,导致蛋白质的空间结构发生变化,活性也被改变。心肌细胞代谢旺盛,每天能产生相当于自身重量70倍的ATP,但细胞中ATP含量却很低,对此现象合理的解释是正常生活的细胞中ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,且ATP与ADP之间的转化十分迅速,从而保证了细胞能量的持续供应。
(2)分析图可知,图中a来源于内质网,b代表溶酶体,溶酶体中有多种水解酶,可以将线粒体水解。这种融合过程反映了生物膜在结构上具有一定的流动性的特点。受损线粒体需要溶酶体清除,若心肌细胞线粒体自噬水平降低会导致受损线粒体堆积,进而产生炎症反应,加速心肌细胞衰老。
(3)由(2)可知,心肌细胞线粒体自噬水平降低会导致受损线粒体堆积,进而产生炎症反应,加速心肌细胞衰老,因此推测适量运动可延缓心肌衰老的原因是适量运动可以提高线粒体自噬水平从而延缓心肌细胞衰老。
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