新高考适用2024版高考生物一轮总复习练案13必修1分子与细胞第四单元细胞的生命历程第3讲细胞的分化衰老和死亡

练案[13]必修1　第四单元　细胞的生命历程

 第3讲　细胞的分化、衰老和死亡

A组

一、选择题

1．(2023·河南名校联盟)如图显示成纤维细胞在调控过程中的定向转化，关于①②③过程中细胞发生的变化，下列描述正确的是( B )

A．①过程中可发生的变异类型有基因突变、基因重组、染色体变异

B．由图推测在调控过程中细胞分化实现了可逆

C．在③过程中，细胞的遗传物质发生了改变

D．成纤维细胞中的蛋白质与神经细胞中的完全不同

解析：①(有丝分裂过程)中可发生的变异类型有基因突变、染色体变异，不会发生基因重组，A错误；由图示可知，在调控过程中，成纤维细胞经处理，变成了干细胞，最终又被定向诱导成神经细胞，实现了可逆，B正确；③过程为细胞分化过程，遗传物质并未发生改变，C错误；成纤维细胞与神经细胞有相同的蛋白质，如呼吸酶等，D错误。

2．(2023·江苏扬州质检)下列数据是人体部分器官中所表达基因的数目，下列有关叙述正确的是( D )

A.人体各器官所表达的基因数目不同，种类也完全不同

B．血细胞所表达的基因数目最多，说明其遗传物质相对含量较高

C．人体各器官表达的基因数目有差异，说明不同细胞内所含基因不同

D．不同功能的细胞表达的基因数目不相同，这与不同种类细胞具有不同的功能相适应

解析：人体各器官所表达的基因种类有所不同，而不是完全不同，如人体所有器官都表达呼吸酶基因，A错误；由同一个受精卵发育而来的各个细胞含有相同的基因，但表达的基因不同，人体所有体细胞中遗传物质的相对含量相同，B、C错误；不同种类细胞表达的基因数目不同，使细胞趋于专门化，这与不同种类细胞完成不同的功能相适应，D正确。

3．细胞凋亡对于多细胞生物维持机体内部环境稳定、抵御外界各种因素干扰具有非常重要的作用。下图表示细胞凋亡过程中的系列变化，下列相关叙述错误的是( C )

A．细胞凋亡既受基因调控、又受环境影响，是正常细胞必经的生命历程

B．细胞凋亡过程不发生细胞膜的破裂，细胞膜仍具一定流动性

C．细胞凋亡产生的凋亡小体会引起炎症反应，导致组织损伤

D．细胞凋亡过程紊乱可能导致良性肿瘤和恶性肿瘤的发生

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，既受基因调控、又受环境影响，是正常细胞必经的生命历程，A正确；细胞凋亡产生的凋亡小体没有发生细胞膜的破裂，细胞膜仍然具有流动性，凋亡小体更易被吞噬细胞吞噬分解，不会引起炎症反应，B正确、C错误；细胞凋亡过程紊乱会导致细胞无限增殖，从而导致良性肿瘤和恶性肿瘤的发生，D正确。

4．如图所示，哺乳动物机体中位于小肠绒毛基部的上皮细胞a不断增殖、分化，形成具吸收功能的细胞b后向上迁移，补充小肠绒毛顶端凋亡的细胞c。下列叙述错误的是( C )

A．细胞a、b中基因的执行情况不同，但仍有相同的mRNA产生

B．细胞b不具有细胞周期，但细胞核仍具有全能性

C．细胞c与细胞a相比，核仁和细胞核体积都会增大

D．细胞c凋亡有利于具有吸收功能的细胞b更新，也有利于机体内部环境的稳定

解析：凋亡细胞c会发生核质浓缩，核膜、核仁破碎，DNA降解等过程，C错误。

5．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( B )

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．细胞凋亡是由基因决定的细胞死亡过程，属于细胞坏死

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错误；小肠上皮细胞自然更新过程中存在细胞凋亡，B正确；清除被病原体感染的细胞的过程属于细胞凋亡，C错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，不同于细胞坏死，D错误。

6．(2023·安徽蚌埠质检)如图是哺乳动物红细胞的部分生命历程，图中除成熟红细胞外，其余细胞中均有核基因转录的RNA。下列有关叙述错误的是( A )

―→―→凋亡

A．幼红细胞与造血干细胞相比遗传物质发生改变

B．网织红细胞仍然能够合成核基因编码的蛋白质

C．造血干细胞与幼红细胞中基因的表达情况不同

D．红细胞在成熟过程中控制其凋亡的基因已表达

解析：幼红细胞由造血干细胞分化而来，遗传物质不发生改变，A错误；网织红细胞中含有核基因转录形成的mRNA和核糖体，仍能够合成核基因编码的蛋白质，B正确；细胞分化的不同阶段，被选择性表达的基因有所不同，所以造血干细胞与幼红细胞中基因的表达情况不同，C正确；成熟红细胞无细胞核，已丧失控制其凋亡的基因，因此控制成熟红细胞凋亡的基因可能在幼红细胞期就开始表达，D正确。

二、非选择题

7．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，二者的关系是个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。

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体积增大、核膜内折、染色质收缩、染色加深的特征。

(2)研究发现，衰老细胞中NAD＋的含量明显降低。通常情况下，哺乳动物细胞的细胞质基质和线粒体基质(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延缓细胞衰老的机制是NAMPT通过促进NAD＋的合成来延缓细胞衰老。

(3)NAMPT合成后分泌到细胞外的方式是胞吐。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血液中的pH等影响了蛋白质的空间结构。

解析：(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、染色加深。(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。

B组

一、选择题

1．(2023·山东济宁高三模拟)MyoD基因是一个控制肌细胞发育的主导基因，其表达产物MyoD蛋白可以调控其他与肌肉发生相关基因的转录，还能促进MyoD基因的表达，最终使前体细胞分化为肌细胞。以下叙述不正确的是( C )

A．前体细胞分化为肌细胞的过程是不可逆的

B．与肌细胞相比，前体细胞的分化程度较低

C．含有MyoD基因的细胞只能分化为肌细胞

D．MyoD蛋白对MyoD基因的表达存在正反馈调节

解析：细胞分化的标志是基因的选择性表达，含有MyoD基因的细胞能分化为其他细胞，C错误。

2．将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化出“胰岛样”细胞，以代替损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列说法正确的是( C )

A．骨髓干细胞和“胰岛样”细胞的基因组成不同，基因表达情况也不同

B．骨髓干细胞可分化出“胰岛样”细胞，说明骨髓干细胞具有全能性

C．可通过检测糖尿病患者的胰岛素含量判断植入的骨髓干细胞是否成功分化出“胰岛样”细胞

D．若将“胰岛样”细胞提取出来后植入骨髓，会恢复成骨髓干细胞

解析：自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化出“胰岛样”细胞，故骨髓干细胞和“胰岛样”细胞的基因组成一样，但不同细胞选择表达的基因不同，因此这两种细胞中的基因表达产物不完全相同，A错误；骨髓干细胞可分化出“胰岛样”细胞，说明胰腺组织的环境造成骨髓干细胞基因选择性表达，没有体现出全能性，B错误；自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化出“胰岛样”细胞，一般而言，细胞分化过程在生物体内是不可逆的，故将“胰岛样”细胞提取出来后植入骨髓，不会恢复成骨髓干细胞，D错误。

3．(2023·广东高三摸底)“命运女神”Klotho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，Klotho基因缺陷的小鼠寿命缩短了80%，而过度表达Klotho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( D )

A．高等动物衰老的细胞内Klotho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Klotho基因，从而引起基因突变，导致细胞衰老

D．将更多的Klotho基因转入细胞后就能完全阻止细胞衰老

解析：研究发现，Klotho基因缺陷的小鼠寿命缩短了80%，而过度表达Klotho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Klotho基因有关，且基因的表达具有一定的调控作用，并非转入的Klotho基因越多，表达形成的蛋白质越多，故将更多的Klotho基因转入细胞后不能完全阻止细胞衰老，D错误。

4．细胞凋亡指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。线粒体是细胞凋亡的调控中心。实验表明了细胞色素c从线粒体释放是细胞凋亡的关键步骤。释放到细胞质基质的细胞色素c在dATP存在的条件下能与凋亡相关因子结合，从而诱导细胞凋亡。如图显示了细胞色素c和dATP与细胞凋亡的关系，相关叙述错误的是( C )

A．在一定浓度范围内，随着细胞色素c的含量增加，促进细胞凋亡的效果增加

B．dATP和细胞色素c的存在能促进细胞凋亡

C．埃博拉病毒入侵导致人体细胞死亡属于细胞凋亡

D．细胞凋亡时，细胞内有些基因的表达可能增强

解析：根据图示，在一定浓度范围内，随着细胞色素c的含量增加，促进细胞凋亡的效果增加，A正确；与无dATP相比，dATP和细胞色素c的存在能促进细胞凋亡，B正确；埃博拉病毒入侵导致人体细胞死亡是由不利的因素导致的细胞坏死，不属于细胞凋亡，C错误；细胞凋亡时，细胞内与凋亡相关基因的表达会增强，D正确。

5．(2023·山东枣庄调研)脊椎动物在胚胎发育中产生了过量的运动神经元，它们竞争肌细胞所分泌的神经生长因子，只有接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存，并与靶细胞建立连接，其他的神经元则发生凋亡。下列叙述正确的是( D )

A．脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期

B．一个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接

C．神经元凋亡是不受环境影响的细胞程序性死亡

D．神经元凋亡是由基因控制的、自动的细胞死亡

解析：细胞凋亡伴随个体发育的整个过程，A错误；只有接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存，并与靶细胞建立连接，但不是一个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接，B错误；神经元凋亡除了受基因控制外，也受环境影响，是基因与环境相互作用的结果，C错误；神经元凋亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程，即细胞的程序性死亡，D正确。

6．科学家首次鉴定出人源的间充质干细胞中存在“年轻因子”——多梳蛋白4(CBX4)，并对其功能进行了验证。同年轻的间充质干细胞相比，CBX4在衰老细胞中的表达量明显降低，提示其在细胞衰老调控中起关键作用。下列说法不支持该观点的是( A )

A．表达CBX4基因的细胞不会凋亡

B．利用基因编辑技术敲除CBX4基因，可导致间充质干细胞加速衰老

C．通过一定技术使CBX4基因过量表达，可延缓细胞衰老

D．CBX4可能通过抑制与衰老相关酶的活性而发挥作用

解析：由题意知，在衰老细胞中，CBX4基因的表达量降低，说明其对细胞衰老有调控作用，但对细胞凋亡的作用不确定，A错误；将CBX4基因敲除，即细胞中无表达产物，可以加速细胞衰老，B正确；由题可知，CBX4基因表达产物对细胞衰老有抑制作用，可延缓细胞衰老，C正确；CBX4基因表达可抑制细胞衰老，说明其可能是抑制与细胞衰老相关酶的活性来延缓细胞衰老的，D正确。

二、非选择题

7．(2023·山东济宁质检)细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制。细胞面临代谢压力时，可通过降解自身大分子物质或细胞器为生存提供能量。如图1、图2表示酵母细胞自噬的信号调控过程，其中AKT和mTor分别是抑制酵母细胞凋亡和自噬的两种关键蛋白激酶。请回答下列问题：

(1)与细胞自噬有关的细胞器主要是溶酶体，该细胞器的主要功能是分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。

(2)据图1表示，当营养物质充足时，胰岛素与特异性受体结合，激活AKT来抑制细胞凋亡，激活的该酶一方面可促进葡萄糖进入细胞，另一方面可促进葡萄糖分解成的丙酮酸和[H]进入线粒体产生大量ATP，并且进一步激活了mTor，从而抑制细胞自噬。

(3)据图2所示，当环境中营养物质或胰岛素缺乏时，mTor失活，酵母细胞会启动细胞自噬过程，其意义是为细胞生命活动提供ATP(能量)；如果上述过程无法满足细胞代谢需要，酵母细胞则启动细胞凋亡程序。

(4)总结细胞自噬和细胞凋亡的共同点：都贯穿于正常细胞生长发育的全过程；都在生命活动过程中发挥积极作用。(答出两点即可)

解析：(1)由题意“细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制”可知，与细胞自噬有关的细胞器主要是溶酶体。溶酶体的主要功能是：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。(2)分析图1可知，当营养物质充足时，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，另一方面可促进葡萄糖分解成的丙酮酸和[H]进入线粒体产生大量ATP，并且进一步激活了mTor，从而抑制细胞自噬的发生。(3)分析图2可知，当环境中营养物质或胰岛素缺乏时，mTor失活，酵母细胞会启动细胞自噬过程，其意义是为细胞生命活动提供ATP(能量)。(4)细胞自噬和细胞凋亡的共同点是：都受基因控制；都贯穿于正常细胞生长发育的全过程；都在细胞生命活动过程中发挥积极作用。