新教材2024高考生物二轮专题复习整合训练6细胞的分化衰老死亡和癌变

这是一份新教材2024高考生物二轮专题复习整合训练6细胞的分化衰老死亡和癌变，共9页。试卷主要包含了21，88等内容，欢迎下载使用。
1.[2023·江苏无锡高三模拟]下列关于细胞生命历程的叙述，正确的是( )
A．细胞分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果
B．目前解释细胞凋亡机制的学说主要有自由基学说和端粒学说
C．衰老细胞代谢速率明显降低但细胞内各种基因的表达水平不变
D．细胞内原癌基因和抑癌基因都发生突变是癌细胞形成的必要条件
2．[2023·山东菏泽二模]促黑激素(α­MSH)能够促进黑色素合成，使皮肤及毛发颜色加深；烟酰胺和茶多酚是化妆品中常见的成分，具有美白等作用。科研人员研究了α­MSH、烟酰胺以及茶多酚对酪氨酸酶活性的影响，相关实验结果如图所示。下列说法正确的是( )
A．人体中酪氨酸酶积累过多会引起雀斑以及少白头等问题
B．茶多酚和烟酰胺通过抑制α­MSH的作用使酪氨酸酶活性降低
C．实验结果表明烟酰胺在低浓度时能提高酪氨酸酶活性，高浓度时降低其活性
D．实验结果表明烟酰胺和茶多酚均能在一定程度上降低酪氨酸酶的活性
3．[2023·湖北省高三适应性模拟]内质网膜上的PERK蛋白，正常情况下与Bip结合，处于失活状态。当内质网腔内积累大量异常蛋白时，PERK蛋白恢复活性，最终引发细胞凋亡，其机理如图所示。下列分析错误的是( )
A．异常蛋白质增多的原因之一可能与细胞内自由基增多有关
B．在细胞凋亡过程中存在基因选择性表达，此过程是在转录和翻译水平上调控细胞凋亡
C．BCL­2基因和Bax基因存在于所有的细胞中，其表达产物可以促使细胞凋亡
D．通过药物提高PERK活性可以促进细胞凋亡进而抑制肿瘤发生
4．[2023·广东省茂名市高三综合]研究发现，3型β微管蛋白(TUBB3)基因在多种肿瘤组织中的表达高于正常组织，且siRNA可调节基因的表达，结果如下表。下列叙述正确的是( )
A.TUBB3蛋白可能具有促进胃癌细胞凋亡的作用
B．TUBB3mRNA的合成标志着细胞已经发生异常分化
C．TUBB3蛋白的氨基酸序列中一定含有21种氨基酸
D．siRNA调节机理可能是通过抑制TUBB3基因的转录
5．[2023·山东青岛二模]热量限制是指在提供充分的营养成分、保证不发生营养不良的情况下，限制每日摄取的总热量。研究表明，热量限制不但能延缓肿瘤生长，还能延缓细胞衰老、延长生物体的寿命。下列叙述正确的是( )
A．热量限制的前提是保证非必需氨基酸、维生素等的摄入以维持细胞的正常代谢活动
B．热量限制可以降低肿瘤细胞的能量供应和延长肿瘤细胞的细胞周期
C．热量限制可以促进癌细胞原癌基因向抑癌基因进行转化
D．实验动物寿命的延长意味着每个细胞的存活时间延长，细胞的分裂能力增强
6．[2023·湖北高三适应性模拟]人体细胞有时会处于低氧环境。适度低氧下细胞可正常存活，严重低氧可导致细胞死亡。以PC12细胞系为材料，研究了低氧影响细胞存活的机制。
(1)在人体细胞呼吸过程中，O2参与反应的场所是______________。当细胞中O2含量低时，线粒体通过电子传递链产生更多活性氧，活性氧积累过多会损伤大分子和细胞器。
(2)分别用常氧(20%O2)、适度低氧(10%O2)和严重低氧(0.3%O2)处理PC12细胞，24h后检测线粒体自噬水平，结果如图1。用线粒体自噬抑制剂3－MA处理PC12细胞，检测细胞活性氧含量，结果如图2。
①损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的____________(结构)降解。
②图1、图2结果表明：适度低氧可__________________________。
(3)研究表明，上调BINP3基因的表达可促进线粒体自噬。检测不同氧气浓度下BINP3基因表达情况，结果如图3。
eq \(\s\up7(),\s\d5(图3))
综合上述信息，解释适度低氧下细胞可正常存活、严重低氧导致细胞死亡的原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)该研究的意义是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
重点选做题
7.[2023·山东烟台二中校联考]细胞决定指细胞在发生可识别的形态变化之前，就已受到“约束”而向特定方向分化。细胞在这种决定状态下，沿特定类型分化的能力已经稳定下来，一般不会中途改变。最新研究发现，利用基因编辑方法关闭基因Brm(控制蛋白Brahma的合成)，这些干细胞不再分化成正常的心脏细胞前体细胞而分化为脑细胞前体细胞。下列有关叙述错误的是( )
A．细胞决定先于细胞分化发生
B．细胞决定与基因选择性表达有关
C．Brahma可激活心脏细胞所需基因，而关闭脑细胞所需基因
D．上述研究发现与细胞决定相矛盾，但对细胞健康和疾病有借鉴意义
8．[2023·广东省茂名市高三综合]细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列KFERQ的目标蛋白形成的复合体，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。下列叙述错误的是( )
A．α－酮戊二酸合成酶中可能含有短肽序列KFERO
B．α－酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞的分化
C．胚胎干细胞分化期间，受体L基因表达受到抑制
D．目标蛋白进入溶酶体的过程体现生物膜物质运输的功能
9．[2023·湖南岳阳高三适应性考试]机体产生的自由基具有高度的反应活泼性，可攻击DNA、蛋白质和生物膜等多种成分。自由基学说认为自由基引起组织和器官的氧化损伤累积，而导致细胞衰老。下列说法错误的是( )
A．自由基攻击DNA可能引起基因突变
B．蛋白质遭自由基攻击后就会丧失活性
C．正常细胞内含有清除自由基的相关酶
D．抑制自由基的产生将有助于缓解人体衰老
10．[2023·山东烟台二中校联考](不定项)最新研究表明，胸腺上皮细胞通过制造不同的蛋白质，模拟整个机体的各种组织细胞来“教育”未成熟的T细胞区分敌我，即胸腺上皮细胞通过呈现不同的“身份”为未成熟的T细胞预演了它们一旦离开胸腺将会遇到的自我蛋白，错误的自我蛋白训练形成的T细胞会收到自我毁灭的命令。下列叙述正确的是( )
A．若T细胞不能正确地区分敌我，则会引起免疫失调
B．胸腺上皮细胞模拟机体不同组织细胞的过程是细胞分化
C．T细胞在胸腺中起源、分化、发育、成熟，并参与到特异性免疫过程中
D．T细胞自我毁灭的过程是基因程序性表达的过程，可维持机体内部环境的稳定
11.[2023·北京市昌平区高三月考]研究发现，果糖的过量摄入与肠肿瘤有关，研究人员以小鼠为动物模型，进行了如下实验。
(1)果糖不能水解，可直接被细胞吸收，属于糖类中的________________。实验组以正常膳食和25%的果糖溶液喂养小鼠，对照组以____________________喂养小鼠，测定小鼠的肠绒毛长度，结果如图1。
(2)肠绒毛长度增加常引发肿瘤发生，肠上皮细胞增殖和死亡的平衡决定了肠绒毛长度。正常情况下，肠道干细胞经过________________产生新的肠上皮细胞，肠上皮细胞在向末端迁移的过程中，逐渐远离血液供应导致末端细胞缺氧凋亡。研究人员利用肠细胞系进行研究，图2结果表明果糖______________________________，从而解释了图1产生的现象。
(3)HIF－1α是细胞缺氧适应的关键转录因子，丙酮酸激酶(PKM2)与细胞代谢密切相关，研究人员继续进行了实验，结果如图3。
缺氧影响细胞存活的机制存在图4所示通路，据图3可知①处应为________(填“升高”或“降低”)。研究人员推测果糖能影响上述通路，且主要在________(填“a”或“b”)环节发挥作用，做出推测的理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
12．[2023·重庆市八中高考适应性考卷]科学家已获得的共识是端粒具有稳定染色体的功能，端粒长度是细胞衰老、死亡和癌变的重要标志。端粒位于染色体末端，由端粒DNA和端粒蛋白复合物组成，端粒蛋白复合物包括TRF1、TRF2、POT1、TPP1、TIN2等蛋白质。研究表明端粒酶和端粒蛋白能够调节端粒的长度。请回答下列相关问题：
(1)端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内部的________________________就会受到损伤，进而使细胞表现衰老。衰老细胞的体积会________，细胞核的体积会________，染色质收缩、染色加深。
(2)细胞分裂时端粒缩短，端粒酶可重新形成端粒加帽来补偿。据此分析成年细胞逐渐衰老的原因是端粒酶____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)研究发现端粒复合蛋白TRF1对保护端粒至关重要，科研人员使用大脑神经干细胞TRF1基因特异性敲除小鼠作为实验模型进行TRF1基因与神经胶质母细胞瘤(GBM)发生、发展的相关性研究(表达TRF1基因的小鼠用作对照)，该研究有希望为人类GBM提供新的治疗靶点。如果你是该项目科研人员，你对下图所示结果预期如何？请在图中补画出你的预期。并做简要解释：______________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)另一项研究显示，TRF1基因缺陷的雄性小鼠不育，睾丸变小且几乎没有成熟精子产生。经进一步实验发现，TRF1基因缺陷小鼠精原细胞分裂大量阻滞在减Ⅰ前期，一部分细胞中也因染色体末端黏连而最终“死亡”。下列最可能是由“染色体末端黏连”所导致的后果是__________(填序号)。
A．中心体倍增异常
B．着丝粒分裂异常
C．纺锤丝形成异常
D．染色体分离异常
整合训练（六）
1．解析：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程，叫做细胞分化，其本质为基因的选择性表达，A正确；目前解释细胞衰老机制的学说主要有自由基学说和端粒学说，B错误；细胞衰老的特征是细胞代谢速率降低，且细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，相关基因的表达水平降低，C错误；原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖，癌变是因为原癌基因突变或过量表达、抑癌基因突变，D错误。
答案：A
2．解析：人体中酪氨酸酶积累过多会引起雀斑和黑色素沉积等皮肤病，而头发变白是因为酪氨酸酶的活性降低，A错误；分析实验结果可知，与对照组相比，添加α­MSH后酪氨酸酶活性升高，而与M组相比，施加烟酰胺或茶多酚后酪氨酸酶活性有所降低，结果表明烟酰胺和茶多酚均能在一定程度上降低酪氨酸酶的活性，但其与α­MSH的作用机制无法得知，B错误，D正确；据图可知，烟酰胺浓度与酪氨酸酶活性之间无明显的相关性，如在不添加茶多酚的条件下，2g/L的烟酰胺降低酪氨酸酶活性的效果低于5g/L时，C错误。
答案：D
3．解析：细胞内自由基增多，可导致异常蛋白质增多，A正确；由图可知，在异常蛋白与PERK结合后，阻止新生蛋白质的合成，抑制BCL­2基因转录，促进Bax基因转录，是在转录和翻译水平上调控细胞凋亡的过程，B正确；由题干信息可知，BCL­2基因是与细胞凋亡相关基因，（＋）表示促进，（－）表示抑制，说明BCL­2基因会抑制细胞凋亡，Bax基因会促进细胞凋亡，且BCL­2基因和Bax基因存在于所有的细胞中，C错误；结合题干信息可知，内质网膜上的PERK蛋白，正常情况下与Bip结合，处于失活状态，当其恢复活性时，能促进细胞凋亡过程，可见通过药物提高PERK活性可以促进细胞凋亡进而抑制肿瘤发生，D正确。
答案：C
4．解析：由表格分析可知：加入siRNA组，TUBB3mRNA/表达量降低，所以siRNA调节机理可能是通过抑制TUBB3基因的转录进而影响翻译的过程，TUBB3蛋白可能具有抑制胃癌细胞凋亡的作用，A错误，D正确；正常组织也会表达TUBB3基因，TUBB3mRNA的合成不能说明细胞已经发生异常分化，B错误；TUBB3蛋白的氨基酸序列中不一定含有21种氨基酸，C错误。
答案：D
5．解析：必需氨基酸是必需从食物中获得的氨基酸，非必需氨基酸可以从食物获得，也可以体内转化，热量限制的前提是保证必需氨基酸、维生素等的摄入以维持细胞的正常代谢活动，A错误；热量限制可以减少细胞的能量来源，降低肿瘤细胞的能量供应和延长肿瘤细胞的细胞周期，延缓肿瘤生长，B正确；癌细胞的形成是原癌基因和抑制基因发生基因突变的结果，热量限制可减少癌细胞的能量来源，从而延缓肿瘤生长，不能抑制原癌基因向抑癌基因转化，C错误；实验动物寿命的延长可能是细胞的代谢活动减慢，导致细胞存活的时间延长，细胞的分裂能力因能量的供应不足而减弱，D错误。
答案：B
6．解析：（1）在人体细胞呼吸过程中，O2参与的反应是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜。（2）①由题意分析知，损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的溶酶体降解；②图1中适度低氧（10%O2）情况下线粒体自噬水平相对值升高，严重低氧（0.3%O2）情况下线粒体自噬水平相对值下降，图2用线粒体自噬抑制剂3－MA处理PC12细胞，检测细胞活性氧含量结果，适度低氧（10%O2）情况下实验组与对照组相差最多，说明适度低氧可以激活线粒体自噬来清除活性氧。（3）由图可知，适度低氧上调BINP3基因的表达，使BINP3蛋白增加，促进了线粒体自噬以清除细胞中的活性氧，活性氧处于正常水平，细胞可正常存活。严重低氧上调BINP3基因的表达（转录），可能由于严重低氧下BINP3蛋白降解加快，使BINP3蛋白在增加后很快下降。严重低氧下BINP3蛋白的增加促进了线粒体自噬，但还不足以清除细胞中的活性氧，活性氧在细胞中积累，最终导致细胞死亡。（4）该研究的意义是有助于人们对缺氧性疾病发病机理的认识；促进缺氧性疾病的预防和治疗。
答案：（1）线粒体内膜
（2）①溶酶体 ②激活线粒体自噬来清除活性氧
（3）适度低氧上调BINP3基因的表达，使BINP3蛋白增加，促进了线粒体自噬以清除细胞中的活性氧，活性氧处于正常水平，细胞可正常存活。严重低氧上调BINP3基因的表达（转录），可能由于严重低氧下BINP3蛋白降解加快，使BINP3蛋白在增加后很快下降。严重低氧下BINP3蛋白的增加促进了线粒体自噬，但还不足以清除细胞中的活性氧，活性氧在细胞中积累，最终导致细胞死亡
（4）有助于人们对缺氧性疾病发病机理的认识；促进缺氧性疾病的预防和治疗
7．解析：题中显示，细胞在这种决定状态下，沿特定类型分化的能力已经稳定下来，一般不会中途改变，可见，细胞决定先于细胞分化发生，A正确；最新研究发现，利用基因编辑方法关闭基因Brm，这些干细胞不再分化成正常的心脏细胞前体细胞而分化为脑细胞前体细胞，该现象说明，细胞决定与基因选择性表达有关，B正确；关闭基因Brm（控制蛋白Brahma的合成），这些干细胞不再分化成正常的心脏细胞前体细胞而分化为脑细胞前体细胞，据此可推测，Brahma可激活心脏细胞所需基因，而关闭脑细胞所需基因，C正确；上述研究发现调控相关基因的表达能改变细胞分化的方向，这一发现并不能说明与细胞决定相矛盾但能说明细胞决定与基因表达有关，同时这一研究对细胞健康和疾病有借鉴意义，D错误。
答案：D
8．解析：由“细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列KFERQ的目标蛋白形成的复合体”可知，α－酮戊二酸合成酶中可能含有短肽序列KFERO，A正确；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；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；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。
答案：C
9．解析：机体产生的自由基具有高度的反应活泼性，若自由基攻击DNA可能引起基因突变，A正确；自由基攻击蛋白质会导致蛋白质结构发生改变，降低活性，B错误；正常细胞内含有清除自由基的相关酶，如过氧化氢酶，C正确；据题意“自由基学说认为自由基引起组织和器官的氧化损伤累积，而导致细胞衰老”，故抑制自由基的产生将有助缓解人体衰老，D正确。
答案：B
10．解析：T细胞作为细胞免疫的中心细胞，若T细胞不能正确地区分敌我，则会引起免疫失调，表现为自身免疫病，A正确；胸腺上皮细胞模拟机体不同组织细胞的过程不属于细胞分化，因为细胞的种类没有发生改变，B错误；T细胞在骨髓中由造血干细胞分裂、分化，而后迁移至胸腺中发育成熟，即可参与到特异性免疫过程中，C错误；T细胞自我毁灭的过程是基因程序性表达的过程，属于细胞凋亡，可维持机体内部环境的稳定，D正确。
答案：AD
11．解析：（1）单糖是指不能水解，可直接被细胞吸收的糖类，因此果糖属于糖类中的单糖。根据题干可知，本实验的自变量为果糖有无，实验应遵循对照原则、等量原则和单一变量原则，因此对照组以等量的正常膳食和清水喂养小鼠。（2）肠道干细胞和肠上皮细胞在形态结构和功能上不同，故肠道上皮细胞经过有丝分裂和分化产生新的肠上皮细胞。由图2可知，缺氧条件＋果糖曲线和缺氧条件曲线相比，细胞凋亡相对值明显降低，可知果糖可降低缺氧条件下肠上皮细胞的凋亡数量，即图2结果表明果糖能减轻缺氧造成的肠上皮细胞凋亡情况。（3）根据题干“丙酮酸激酶（PKM2）与细胞代谢密切相关”可知，细胞缺氧时，PKM2活性下降。根据图3可知，缺氧条件下，组2的HIF－1α表达量显著高于组1，说明果糖影响上述通路；但组3和组4无显著差异，说明PKM2处于激活状态时，果糖无法发挥作用，因此果糖主要在a环节发挥作用。
答案：（1）单糖 等量的正常膳食和清水
（2）有丝分裂和分化 减轻缺氧造成的肠上皮细胞凋亡情况
（3）降低 a 缺氧条件下，组2的HIF－1α表达量显著高于组1，说明果糖影响上述通路；但组3和组4无显著差异，说明PKM2处于激活状态时，果糖无法发挥作用，果糖主要在a环节发挥作用
12．解析：（1）细胞衰老的端粒学说认为，端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内部的正常基因的DNA序列就会受到损伤，进而使细胞表现衰老。衰老细胞的体积会变小，细胞核的体积会增大，染色质收缩、染色加深。（2）细胞分裂时端粒缩短，端粒酶可重新形成端粒加帽来补偿。当端粒酶活性被激活，可维护端粒的长度，细胞将会延缓衰老，避免癌变。成年细胞逐渐衰老过程中端粒变短，因为端粒酶不能合成（或含量减少、活性降低），不能重新形成端粒导致变短。（3）端粒复合蛋白TRF1对保护端粒至关重要，TRF1基因缺失不能保护端粒，端粒会在细胞分裂过程中被逐渐缩短，细胞趋向衰老死亡，因此大脑神经干细胞TRF1基因特异性敲除的小鼠神经胶质母细胞瘤（GBM）数目减小，肿瘤区域会减少。画图表示为：
（4）中心体倍增发生在间期，此时还没有出现染色体，不可能是“染色体末端黏连”所导致的后果，A不符合题意；着丝粒分裂与酶有关，着丝粒分裂异常可能与酶的异常有关，不可能是“染色体末端黏连”所导致的后果，B不符合题意；纺锤丝形成与中心体有关，纺锤丝形成异常不可能是“染色体末端黏连”所导致的后果，C不符合题意；染色体末端黏连可能导致染色体分离异常，D符合题意。
答案：（1）正常基因的DNA序列（基因、DNA） 变小 增大
（2）不能合成（或含量减少、活性降低）
（3）
小鼠大脑神经干细胞TRF1基因缺失，不能表达出TRF1蛋白，缺乏TRF1蛋白对端粒的保护，端粒易缩短，相关瘤细胞易衰老死亡，进而抑制肿瘤发生
（4）D
组别
TUBB3mRNA/表达量
TUBB3蛋白/表达量
细胞凋亡率/%
人胃癌细胞组
1.02
0.31
2.21
siRNA＋人胃癌细胞组
0.34
0.21
19.88