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备战2025届高考生物一轮总复习第4单元细胞的生命历程课时规范练18细胞的分化衰老和死亡
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这是一份备战2025届高考生物一轮总复习第4单元细胞的生命历程课时规范练18细胞的分化衰老和死亡，共8页。
考点一 细胞的分化与细胞的全能性
1.研究人员在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。下列叙述错误的是( )
A.同一个体的干细胞与间充质细胞具有完全相同的遗传信息
B.间充质细胞诱导分化过程中蛋白质的种类和数量发生改变
C.与干细胞相比,肌肉细胞和脂肪细胞更容易表达出全能性
D.理论上促进蛋白质M的合成是治疗肥胖症的有效途径之一
2.(2024·广东潮州联考)实验发现向小鼠的体细胞中转入四种基因就可以诱导产生一种与胚胎干细胞功能类似的诱导多能干细胞(iPS细胞)(下图)。科学家将获得的iPS细胞分化为其他细胞以期用于某些疾病的治疗。下列叙述正确的是( )
A.诱导iPS细胞的过程中,细胞发生形态、结构的改变
B.诱导体细胞分化成iPS细胞体现了细胞的全能性
C.上图表示的所有过程,仅涉及图中这四种基因的表达
D.KLF4基因能够促进细胞凋亡和衰老,从而实现细胞的更新
3.人体骨髓中存在少量属于多能干细胞的间充质干细胞(MSC),下列叙述正确的是( )
A.MSC具有多向分化潜能,可通过定向诱导分化,用于治疗组织细胞损伤类的疾病
B.MSC具有增殖分化的能力,也正是由于不断分裂使其比组织细胞更易衰老
C.MSC分化成脂肪、骨、肌肉等多种组织细胞的过程中,胞内DNA和RNA逐渐发生改变
D.MSC可分化形成多种类型的细胞,体现了动物细胞的全能性
4.(2023·湖南模拟)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,叫作细胞分化。下列有关细胞分化说法错误的是( )
A.细胞分化有利于多细胞生物体提高各种生理功能的效率
B.细胞分化导致细胞内的DNA、mRNA和蛋白质种类都有不同
C.一般来说,细胞分化是一种持久性的变化,分化了的细胞一直保持分化后的状态
D.细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象
5.(2023·江苏扬州模拟)B细胞分化为浆细胞的过程中,细胞中有限的抗体基因经过DNA的断裂、丢失与重排,形成多样性的抗体可变区序列,理论上可形成数百亿种抗体。下列叙述错误的是( )
A.该分化过程中细胞的形态、结构、功能发生了稳定性的变化
B.该分化过程有利于细胞趋向专门化,提高生理功能的效率
C.该分化过程中遗传信息未发生改变,基因进行选择性表达
D.细胞中有限的抗体基因的可变表达有利于抵抗多种病原体
考点二 细胞的衰老和死亡
6.(2023·海南海口一模)下列有关细胞分化、衰老、凋亡及细胞全能性的叙述,正确的是( )
A.体外诱导小鼠成纤维细胞获得诱导多能干细胞,这属于细胞分化
B.患者神经细胞中累积大量无法降解的蛋白质,是由细胞衰老导致的
C.克隆动物发育过程中,产生不同的组织、器官与基因的选择性表达无关
D.细胞衰老的原因可能是自由基攻击DNA,引起基因突变
7.(2023·河北沧州三模)衰老细胞的体积减小,细胞核体积却增大,并发生核膜内折,以下对该现象形成的原因,解释不合理的是( )
A.细胞核对细胞代谢的控制能力降低,体积增大可在一定程度上缓解此矛盾
B.核孔和核膜的通透性增大,离子内流将导致核内液体的渗透压下降
C.支撑细胞核的蛋白质纤维合成减少,支撑作用减小,导致核膜内折
D.衰老细胞的表面积与体积比增大,有利于细胞与外界进行物质交换
8.(2024·广东佛山联考)下列关于细胞在其生命历程中变化的叙述,正确的是( )
A.细胞生长时,细胞膜中蛋白质的种类和数量增加,物质运输的效率提高
B.细胞凋亡时,细胞核和细胞质之间需进行信息交流,基因发生选择性表达
C.细胞分化时,细胞的形态、结构、功能发生改变,细胞的种类和数量都会增加
D.细胞衰老时,细胞核的体积增大、染色质收缩、端粒逐渐缩短,所有酶活性下降
9.(2023·广东模拟)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。下列叙述错误的是( )
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
10.端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。研究发现,端粒缺失会激活癌前病变细胞自噬从而抑制细胞癌变。下列叙述错误的是( )
A.正常细胞每次增殖都能使端粒DNA上的碱基缺失
B.端粒损伤会导致细胞衰老,使细胞中酶活性均降低
C.端粒缺失可能会导致癌前病变细胞的溶酶体代谢旺盛
D.癌细胞中可能存在修复端粒的机制
关键能力提升练
1.下图表示人体部分细胞的形成过程,PU、GATA为两种蛋白质,是细胞内的调控因子。下列说法错误的是( )
A.图中自然发育过程是基因选择性表达的结果
B.图中单核细胞和幼红细胞的核DNA序列存在差异
C.从理论上讲,生物体的每一个具核体细胞都具有全能性
D.细胞分化有利于提高人体细胞生理功能的效率
2.人的幼红细胞经多次分裂后细胞核浓缩,血红蛋白逐渐增加,将细胞核排出细胞后成为网织红细胞。约24小时后核糖体、线粒体等细胞器开始解体,网织红细胞逐渐变为成熟红细胞。下列叙述正确的是( )
A.幼红细胞与成熟红细胞在形态、结构和功能上有稳定性差异
B.网织红细胞比成熟红细胞在结构上更适合为机体运输氧气
C.成熟红细胞衰老后,控制其凋亡的基因开始转录
D.网织红细胞没有细胞核,细胞内不能进行多肽链的合成
3.(2024·广东广州统考)毛发的形成和生长依赖于毛囊干细胞的增殖和分化。研究发现,慢性压力会使毛囊干细胞长期保持静止状态,肥胖则导致其易分化成皮肤表面的其他细胞。下列叙述错误的是( )
A.保持愉悦的心情并及时排解压力有助于减少脱发
B.毛囊干细胞与其他干细胞一样都有一定的分裂能力
C.长期高脂肪饮食可能会使毛囊干细胞分化方向改变,从而导致头发脱落
D.毛囊干细胞分化的过程中细胞的形态、结构、遗传物质均发生了改变
4.(2023·山东潍坊模拟)转分化是指一种类型的分化细胞转变成其他类型分化细胞的现象。如水母的横纹肌细胞经转分化可形成神经细胞、平滑肌细胞和上皮细胞等多种细胞;人的肝脏星状细胞转分化却只能形成肌纤维细胞。下列说法错误的是( )
A.在分化和转分化过程中,细胞内的遗传物质都没发生改变
B.在分化和转分化过程中,细胞都发生了基因的选择性表达
C.高等动物成熟细胞发生转分化的能力可能低于低等动物细胞
D.水母横纹肌细胞、神经细胞和平滑肌细胞中蛋白质种类完全不同
5.(2023·山东青岛调研)秀丽隐杆线虫身体微小透明、易饲养、繁殖快,成虫仅含有959个体细胞,常作为发育生物学的模式生物。它的整个发育过程要经过四次蜕皮。研究发现,lin-14基因参与调控线虫蜕皮过程。下列相关叙述错误的是( )
A.该线虫发育过程经历了分裂、分化、衰老和凋亡等过程
B.该线虫发生细胞分化的原因是遗传物质发生改变
C.lin-14基因表达异常,可能会导致线虫发育迟缓
D.该线虫不同细胞含有的RNA和蛋白质不完全相同
6.(2024·广东联考)研究发现,人体皮肤细胞中的p53蛋白可通过抑制Bc12基因表达并促进Bax基因表达来诱导细胞凋亡。下列有关叙述正确的是( )
A.人体肌肉细胞中不含有p53、Bc12和Bax基因
B.Bc12基因的表达产物可能是细胞凋亡促进剂
C.Bax基因的表达产物可能是细胞凋亡抑制剂
D.促进p53基因的表达是一种治疗皮肤癌的新思路
7.为研究黄芪甲苷(黄芪的主要活性成分)延缓细胞衰老的机制,研究者用培养至不同细胞分裂次数(细胞代数)的小鼠进行了如下实验。据表回答下列问题。
注:0.1%黄芪甲苷由黄芪甲苷溶于DMSO中配制而成。
(1)实验中设置第1组为整个实验提供了 。第3组实验使用的A液为 ,设置该组实验的目的是 。
(2)已知SOD是细胞内能清除具有强氧化性自由基的酶,丙二醇是生物膜脂过氧化的产物。由实验结果可知,黄芪甲苷延缓衰老的机理是 。
(3)显微镜观察各组细胞发现,与第1组相比,第2、3组细胞具有体积 、细胞核 、染色质 等特点。
(4)细胞凋亡是 的过程,因其受到严格的遗传机制调控,也常常被称为细胞程序性死亡。
答案：
必备知识基础练
1.C 解析 细胞分化并不改变遗传信息,因此同一个体的干细胞与间充质细胞具有完全相同的遗传信息,A项正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,因此间充质细胞诱导分化过程中蛋白质的种类和数量发生改变,B项正确;干细胞比肌肉细胞和脂肪细胞更容易表达出全能性,C项错误;据题干信息可知,促进蛋白质M的合成可抑制间充质细胞分化为脂肪细胞,从而达到治疗肥胖症的目的,D项正确。
2.A 解析 iPS细胞是由体细胞诱导分化而成的,该过程中有细胞形态、结构的改变,A项正确;诱导体细胞分化成iPS细胞没有形成完整个体或其他各种细胞,不能体现细胞的全能性,B项错误;该过程中还有其他基因的表达,如控制ATP合成的基因、控制呼吸酶合成的基因等,C项错误;据图可知,KLF4基因能够抑制细胞凋亡和衰老,可实现细胞的无限增殖,D项错误。
3.A 解析 MSC属于多能干细胞,通过定向诱导分化后,可分化成不同的组织细胞,用于治疗某些组织细胞损伤的疾病,A项正确;MSC具有增殖分化的能力,分化程度低,不易衰老,B项错误;MSC分化成不同组织细胞的过程中,细胞中的DNA不发生改变,但RNA不完全相同,C项错误;细胞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,MSC分化成多种类型细胞没有体现动物细胞的全能性,D项错误。
4.B 解析 细胞分化的意义是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,A项正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,不会导致细胞内的DNA不同,B项错误;细胞分化的特点是普遍性、稳定性、不可逆性,一般来说,分化了的细胞会一直保持分化后的状态,C、D两项正确。
5.C 解析 细胞分化可以使多细胞生物体中的细胞趋于专门化,形成各种不同细胞,进而形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官,有利于提高多细胞生物进行各种生理功能的效率,A、B两项正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,但细胞中有限的抗体基因经过DNA的断裂、丢失与重排,形成多样性的抗体可变区序列,说明遗传信息发生了改变,C项错误;细胞中有限的抗体基因的可变表达理论上可形成数百亿种抗体,有利于抵抗多种病原体,D项正确。
6.D 解析 体外诱导小鼠成纤维细胞获得诱导多能干细胞,是从分化能力高的细胞向分化能力低的细胞过渡,类似于植物的脱分化过程,A项错误;患者神经细胞中累积大量无法降解的蛋白质,是患者细胞自噬障碍,与细胞衰老无直接关系,B项错误;克隆动物发育过程中,产生不同的组织、器官是细胞分化的结果,原因是基因的选择性表达,C项错误;根据细胞衰老的自由基学说,自由基能攻击和破坏细胞内多种执行正常功能的生物分子,引起基因突变,最终导致细胞衰老,D项正确。
7.B 解析 细胞核是细胞代谢的控制中心,细胞衰老后细胞核对细胞的控制能力降低,体积增大可在一定程度上缓解此矛盾,A项合理;细胞衰老后核孔和核膜的稳定性降低,通透性增大,而离子内流将导致核内液体的渗透压升高,B项不合理;细胞衰老时细胞内大部分蛋白质的合成减少,支撑核膜的蛋白质纤维合成减少,从而导致核膜内折,C项合理;衰老细胞的体积减小,表面积与体积的比值增大,有利于其与外界进行物质交换,D项合理。
8.B 解析 细胞生长时,细胞膜中蛋白质的种类和数量增加,但细胞体积增大,相对表面积减小,物质运输的效率降低,A项错误;细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,细胞凋亡是由遗传物质控制的,所以细胞核和细胞质之间需要进行信息交流,基因会发生选择性表达,B项正确;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,因此细胞分化时,细胞的形态、结构、功能发生改变,细胞的种类会增加,但细胞数量不会增加,C项错误;细胞衰老时,细胞核的体积增大、染色质收缩、端粒逐渐缩短,绝大多数酶的活性下降,但与衰老有关的酶活性上升,D项错误。
9.B 解析 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,因此②①过程引起的作用效果属于正反馈调节,A项正确;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项错误;线粒体内丙酮酸的氧化分解需要酶,大多数酶的化学本质是蛋白质,③过程会导致蛋白质的活性下降,所以③过程会使线粒体内丙酮酸的氧化分解速率减慢,C项正确;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项正确。
10.B 解析 端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截,因此正常细胞每次增殖都能使端粒DNA上的碱基缺失,A项正确;端粒损伤会导致细胞衰老,衰老的细胞内多种酶的活性降低,并非所有酶的活性都降低,B项错误;细胞自噬是在一定条件下,细胞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的过程,由题意可知,端粒缺失会激活癌前病变细胞自噬,因此端粒缺失可能会导致癌前病变细胞的溶酶体代谢旺盛,C项正确;癌细胞能够无限增殖,说明其端粒可能不随着细胞分裂次数的增加而缩短,癌细胞中可能存在修复端粒的机制,D项正确。
关键能力提升练
1.B 解析 细胞分化的实质是基因选择性表达,个体自然发育过程包括细胞分裂和细胞分化过程,是基因选择性表达的结果,A项正确;图中单核细胞和幼红细胞都是由N细胞分化形成的,细胞分化不改变细胞内的遗传物质,因此图中单核细胞和幼红细胞的核DNA序列不存在差异,B项错误;从理论上讲,每一个具有细胞核的生物体细胞都有全套基因,都具有全能性,C项正确;细胞分化使细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异,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,D项正确。
2.A 解析 幼红细胞变为成熟红细胞是分化的过程,分化前后的细胞在形态、结构和功能上有稳定性差异,A项正确;成熟红细胞没有细胞核和各种细胞器,含有更多的血红蛋白,比网织红细胞更适合运输氧气,B项错误;成熟红细胞没有细胞核和各种细胞器,无法进行基因的转录,C项错误;网织红细胞含有细胞器,可以利用细胞核排出之前转录的mRNA进行翻译(多肽链合成),D项错误。
3.D 解析 分析题意可知,慢性压力会使毛囊干细胞保持静止状态,不会发生分裂、分化,毛发再生减少,故保持愉悦的心情并及时排解压力可减少脱发,A项正确;毛囊干细胞与其他干细胞一样都有一定的分裂能力,B项正确;由题意可知,肥胖可通过激活某些信号改变毛囊干细胞的分化方向,使其分化成皮肤表面的其他细胞,由此判断长期高脂肪饮食可能会使毛囊干细胞分化方向改变,从而导致头发脱落,C项正确;细胞分化不改变细胞内的遗传物质,D项错误。
4.D 解析 转分化是指一种类型的分化细胞在结构和功能上转变成另一种分化细胞的过程,所以转分化的实质与细胞分化一致,都是基因的选择性表达,细胞内的遗传物质都没发生改变,A、B两项正确;高等动物成熟细胞是高度分化的细胞,其转分化能力可能低于低等动物细胞,C项正确;由于基因的选择性表达,水母横纹肌细胞、神经细胞和平滑肌细胞中蛋白质种类不完全相同,D项错误。
5.B 解析 该线虫发育过程经历了细胞分裂、分化、衰老和凋亡等过程,A项正确;线虫细胞分化的原因是基因的选择性表达,其遗传物质未改变,B项错误;lin-14基因参与调控线虫蜕皮过程,lin-14基因表达异常,可能会导致线虫发育迟缓,C项正确;由于不同细胞发生了不同基因的选择性表达,但不同细胞中存在均会表达的基因,如呼吸酶基因、核糖体蛋白基因等,所以不同细胞含有的RNA和蛋白质不完全相同,D项正确。
6.D 解析 人体的各种组织细胞均由受精卵发育而来,故人体肌肉细胞中也含有p53、Bc12和Bax基因,A项错误;p53蛋白可通过抑制Bc12基因表达并促进Bax基因表达来诱导细胞凋亡,故Bc12基因的表达产物可能是细胞凋亡抑制剂,Bax基因的表达产物可能是细胞凋亡促进剂,B、C两项错误;癌细胞能无限增殖,通过促进p53基因的表达可诱导癌细胞凋亡,是治疗皮肤癌的新思路,D项正确。
7.答案 (1)对照 DMSO 作为对照,排除DMSO对实验结果的干扰
(2)通过提高细胞内SOD活性,降低丙二醇含量,进而延缓衰老
(3)小 增大 收缩
(4)由基因所决定的细胞自动结束生命
解析 (1)分析表格可知,第1组是整个实验的空白对照组。第3组是第4组的对照组,A液应该是0.1%黄芪甲苷溶液的溶剂,即DMSO,可以排除DMSO对实验结果的干扰。
(2)已知SOD是细胞内能清除具有强氧化性自由基的酶,丙二醇是生物膜脂过氧化的产物,根据表格信息可知,黄芪甲苷能提高细胞内SOD活性,使细胞内生物膜系统的丙二醇含量降低,从而延缓了衰老。
(3)显微镜下观察各组细胞发现,与第1组相比,第2、3组细胞出现衰老现象,衰老细胞具有细胞体积小、细胞核增大、染色质收缩、酶的活性降低等特点。
(4)细胞凋亡是由基因(遗传物质)所决定的细胞自动结束生命的过程,因其受到严格的遗传机制调控,也常常被称为细胞程序性死亡。小鼠细胞
实验处理(8天)
SOD活性相对值
丙二醇含量相对值
1
<35代
培养液
12.84
153.8
2
>50代
培养液
6.83
210.5
3
>50代
培养液+
适量A液
6.78
211.2
4
>50代
培养液+等量0.1%黄芪甲苷
9.58
161.6
考点一 细胞的分化与细胞的全能性
1.研究人员在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。下列叙述错误的是( )
A.同一个体的干细胞与间充质细胞具有完全相同的遗传信息
B.间充质细胞诱导分化过程中蛋白质的种类和数量发生改变
C.与干细胞相比,肌肉细胞和脂肪细胞更容易表达出全能性
D.理论上促进蛋白质M的合成是治疗肥胖症的有效途径之一
2.(2024·广东潮州联考)实验发现向小鼠的体细胞中转入四种基因就可以诱导产生一种与胚胎干细胞功能类似的诱导多能干细胞(iPS细胞)(下图)。科学家将获得的iPS细胞分化为其他细胞以期用于某些疾病的治疗。下列叙述正确的是( )
A.诱导iPS细胞的过程中,细胞发生形态、结构的改变
B.诱导体细胞分化成iPS细胞体现了细胞的全能性
C.上图表示的所有过程,仅涉及图中这四种基因的表达
D.KLF4基因能够促进细胞凋亡和衰老,从而实现细胞的更新
3.人体骨髓中存在少量属于多能干细胞的间充质干细胞(MSC),下列叙述正确的是( )
A.MSC具有多向分化潜能,可通过定向诱导分化,用于治疗组织细胞损伤类的疾病
B.MSC具有增殖分化的能力,也正是由于不断分裂使其比组织细胞更易衰老
C.MSC分化成脂肪、骨、肌肉等多种组织细胞的过程中,胞内DNA和RNA逐渐发生改变
D.MSC可分化形成多种类型的细胞,体现了动物细胞的全能性
4.(2023·湖南模拟)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,叫作细胞分化。下列有关细胞分化说法错误的是( )
A.细胞分化有利于多细胞生物体提高各种生理功能的效率
B.细胞分化导致细胞内的DNA、mRNA和蛋白质种类都有不同
C.一般来说,细胞分化是一种持久性的变化,分化了的细胞一直保持分化后的状态
D.细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象
5.(2023·江苏扬州模拟)B细胞分化为浆细胞的过程中,细胞中有限的抗体基因经过DNA的断裂、丢失与重排,形成多样性的抗体可变区序列,理论上可形成数百亿种抗体。下列叙述错误的是( )
A.该分化过程中细胞的形态、结构、功能发生了稳定性的变化
B.该分化过程有利于细胞趋向专门化,提高生理功能的效率
C.该分化过程中遗传信息未发生改变,基因进行选择性表达
D.细胞中有限的抗体基因的可变表达有利于抵抗多种病原体
考点二 细胞的衰老和死亡
6.(2023·海南海口一模)下列有关细胞分化、衰老、凋亡及细胞全能性的叙述,正确的是( )
A.体外诱导小鼠成纤维细胞获得诱导多能干细胞,这属于细胞分化
B.患者神经细胞中累积大量无法降解的蛋白质,是由细胞衰老导致的
C.克隆动物发育过程中,产生不同的组织、器官与基因的选择性表达无关
D.细胞衰老的原因可能是自由基攻击DNA,引起基因突变
7.(2023·河北沧州三模)衰老细胞的体积减小,细胞核体积却增大,并发生核膜内折,以下对该现象形成的原因,解释不合理的是( )
A.细胞核对细胞代谢的控制能力降低,体积增大可在一定程度上缓解此矛盾
B.核孔和核膜的通透性增大,离子内流将导致核内液体的渗透压下降
C.支撑细胞核的蛋白质纤维合成减少,支撑作用减小,导致核膜内折
D.衰老细胞的表面积与体积比增大,有利于细胞与外界进行物质交换
8.(2024·广东佛山联考)下列关于细胞在其生命历程中变化的叙述,正确的是( )
A.细胞生长时,细胞膜中蛋白质的种类和数量增加,物质运输的效率提高
B.细胞凋亡时,细胞核和细胞质之间需进行信息交流,基因发生选择性表达
C.细胞分化时,细胞的形态、结构、功能发生改变,细胞的种类和数量都会增加
D.细胞衰老时,细胞核的体积增大、染色质收缩、端粒逐渐缩短,所有酶活性下降
9.(2023·广东模拟)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。下列叙述错误的是( )
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
10.端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。研究发现,端粒缺失会激活癌前病变细胞自噬从而抑制细胞癌变。下列叙述错误的是( )
A.正常细胞每次增殖都能使端粒DNA上的碱基缺失
B.端粒损伤会导致细胞衰老,使细胞中酶活性均降低
C.端粒缺失可能会导致癌前病变细胞的溶酶体代谢旺盛
D.癌细胞中可能存在修复端粒的机制
关键能力提升练
1.下图表示人体部分细胞的形成过程,PU、GATA为两种蛋白质,是细胞内的调控因子。下列说法错误的是( )
A.图中自然发育过程是基因选择性表达的结果
B.图中单核细胞和幼红细胞的核DNA序列存在差异
C.从理论上讲,生物体的每一个具核体细胞都具有全能性
D.细胞分化有利于提高人体细胞生理功能的效率
2.人的幼红细胞经多次分裂后细胞核浓缩,血红蛋白逐渐增加,将细胞核排出细胞后成为网织红细胞。约24小时后核糖体、线粒体等细胞器开始解体,网织红细胞逐渐变为成熟红细胞。下列叙述正确的是( )
A.幼红细胞与成熟红细胞在形态、结构和功能上有稳定性差异
B.网织红细胞比成熟红细胞在结构上更适合为机体运输氧气
C.成熟红细胞衰老后,控制其凋亡的基因开始转录
D.网织红细胞没有细胞核,细胞内不能进行多肽链的合成
3.(2024·广东广州统考)毛发的形成和生长依赖于毛囊干细胞的增殖和分化。研究发现,慢性压力会使毛囊干细胞长期保持静止状态,肥胖则导致其易分化成皮肤表面的其他细胞。下列叙述错误的是( )
A.保持愉悦的心情并及时排解压力有助于减少脱发
B.毛囊干细胞与其他干细胞一样都有一定的分裂能力
C.长期高脂肪饮食可能会使毛囊干细胞分化方向改变,从而导致头发脱落
D.毛囊干细胞分化的过程中细胞的形态、结构、遗传物质均发生了改变
4.(2023·山东潍坊模拟)转分化是指一种类型的分化细胞转变成其他类型分化细胞的现象。如水母的横纹肌细胞经转分化可形成神经细胞、平滑肌细胞和上皮细胞等多种细胞;人的肝脏星状细胞转分化却只能形成肌纤维细胞。下列说法错误的是( )
A.在分化和转分化过程中,细胞内的遗传物质都没发生改变
B.在分化和转分化过程中,细胞都发生了基因的选择性表达
C.高等动物成熟细胞发生转分化的能力可能低于低等动物细胞
D.水母横纹肌细胞、神经细胞和平滑肌细胞中蛋白质种类完全不同
5.(2023·山东青岛调研)秀丽隐杆线虫身体微小透明、易饲养、繁殖快,成虫仅含有959个体细胞,常作为发育生物学的模式生物。它的整个发育过程要经过四次蜕皮。研究发现,lin-14基因参与调控线虫蜕皮过程。下列相关叙述错误的是( )
A.该线虫发育过程经历了分裂、分化、衰老和凋亡等过程
B.该线虫发生细胞分化的原因是遗传物质发生改变
C.lin-14基因表达异常,可能会导致线虫发育迟缓
D.该线虫不同细胞含有的RNA和蛋白质不完全相同
6.(2024·广东联考)研究发现,人体皮肤细胞中的p53蛋白可通过抑制Bc12基因表达并促进Bax基因表达来诱导细胞凋亡。下列有关叙述正确的是( )
A.人体肌肉细胞中不含有p53、Bc12和Bax基因
B.Bc12基因的表达产物可能是细胞凋亡促进剂
C.Bax基因的表达产物可能是细胞凋亡抑制剂
D.促进p53基因的表达是一种治疗皮肤癌的新思路
7.为研究黄芪甲苷(黄芪的主要活性成分)延缓细胞衰老的机制,研究者用培养至不同细胞分裂次数(细胞代数)的小鼠进行了如下实验。据表回答下列问题。
注:0.1%黄芪甲苷由黄芪甲苷溶于DMSO中配制而成。
(1)实验中设置第1组为整个实验提供了 。第3组实验使用的A液为 ,设置该组实验的目的是 。
(2)已知SOD是细胞内能清除具有强氧化性自由基的酶,丙二醇是生物膜脂过氧化的产物。由实验结果可知,黄芪甲苷延缓衰老的机理是 。
(3)显微镜观察各组细胞发现,与第1组相比,第2、3组细胞具有体积 、细胞核 、染色质 等特点。
(4)细胞凋亡是 的过程,因其受到严格的遗传机制调控,也常常被称为细胞程序性死亡。
答案：
必备知识基础练
1.C 解析 细胞分化并不改变遗传信息,因此同一个体的干细胞与间充质细胞具有完全相同的遗传信息,A项正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,因此间充质细胞诱导分化过程中蛋白质的种类和数量发生改变,B项正确;干细胞比肌肉细胞和脂肪细胞更容易表达出全能性,C项错误;据题干信息可知,促进蛋白质M的合成可抑制间充质细胞分化为脂肪细胞,从而达到治疗肥胖症的目的,D项正确。
2.A 解析 iPS细胞是由体细胞诱导分化而成的,该过程中有细胞形态、结构的改变,A项正确;诱导体细胞分化成iPS细胞没有形成完整个体或其他各种细胞,不能体现细胞的全能性,B项错误;该过程中还有其他基因的表达,如控制ATP合成的基因、控制呼吸酶合成的基因等,C项错误;据图可知,KLF4基因能够抑制细胞凋亡和衰老,可实现细胞的无限增殖,D项错误。
3.A 解析 MSC属于多能干细胞,通过定向诱导分化后,可分化成不同的组织细胞,用于治疗某些组织细胞损伤的疾病,A项正确;MSC具有增殖分化的能力,分化程度低,不易衰老,B项错误;MSC分化成不同组织细胞的过程中,细胞中的DNA不发生改变,但RNA不完全相同,C项错误;细胞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,MSC分化成多种类型细胞没有体现动物细胞的全能性,D项错误。
4.B 解析 细胞分化的意义是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,A项正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,不会导致细胞内的DNA不同,B项错误;细胞分化的特点是普遍性、稳定性、不可逆性,一般来说,分化了的细胞会一直保持分化后的状态,C、D两项正确。
5.C 解析 细胞分化可以使多细胞生物体中的细胞趋于专门化,形成各种不同细胞,进而形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官,有利于提高多细胞生物进行各种生理功能的效率,A、B两项正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,但细胞中有限的抗体基因经过DNA的断裂、丢失与重排,形成多样性的抗体可变区序列,说明遗传信息发生了改变,C项错误;细胞中有限的抗体基因的可变表达理论上可形成数百亿种抗体,有利于抵抗多种病原体,D项正确。
6.D 解析 体外诱导小鼠成纤维细胞获得诱导多能干细胞,是从分化能力高的细胞向分化能力低的细胞过渡,类似于植物的脱分化过程,A项错误;患者神经细胞中累积大量无法降解的蛋白质,是患者细胞自噬障碍,与细胞衰老无直接关系,B项错误;克隆动物发育过程中,产生不同的组织、器官是细胞分化的结果,原因是基因的选择性表达,C项错误;根据细胞衰老的自由基学说,自由基能攻击和破坏细胞内多种执行正常功能的生物分子,引起基因突变,最终导致细胞衰老,D项正确。
7.B 解析 细胞核是细胞代谢的控制中心,细胞衰老后细胞核对细胞的控制能力降低,体积增大可在一定程度上缓解此矛盾,A项合理;细胞衰老后核孔和核膜的稳定性降低,通透性增大,而离子内流将导致核内液体的渗透压升高,B项不合理;细胞衰老时细胞内大部分蛋白质的合成减少,支撑核膜的蛋白质纤维合成减少,从而导致核膜内折,C项合理;衰老细胞的体积减小,表面积与体积的比值增大,有利于其与外界进行物质交换,D项合理。
8.B 解析 细胞生长时,细胞膜中蛋白质的种类和数量增加,但细胞体积增大,相对表面积减小,物质运输的效率降低,A项错误;细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,细胞凋亡是由遗传物质控制的,所以细胞核和细胞质之间需要进行信息交流,基因会发生选择性表达,B项正确;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,因此细胞分化时,细胞的形态、结构、功能发生改变,细胞的种类会增加,但细胞数量不会增加,C项错误;细胞衰老时,细胞核的体积增大、染色质收缩、端粒逐渐缩短,绝大多数酶的活性下降,但与衰老有关的酶活性上升,D项错误。
9.B 解析 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,因此②①过程引起的作用效果属于正反馈调节,A项正确;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项错误;线粒体内丙酮酸的氧化分解需要酶,大多数酶的化学本质是蛋白质,③过程会导致蛋白质的活性下降,所以③过程会使线粒体内丙酮酸的氧化分解速率减慢,C项正确;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项正确。
10.B 解析 端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截,因此正常细胞每次增殖都能使端粒DNA上的碱基缺失,A项正确;端粒损伤会导致细胞衰老,衰老的细胞内多种酶的活性降低,并非所有酶的活性都降低,B项错误;细胞自噬是在一定条件下,细胞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的过程,由题意可知,端粒缺失会激活癌前病变细胞自噬,因此端粒缺失可能会导致癌前病变细胞的溶酶体代谢旺盛,C项正确;癌细胞能够无限增殖,说明其端粒可能不随着细胞分裂次数的增加而缩短,癌细胞中可能存在修复端粒的机制,D项正确。
关键能力提升练
1.B 解析 细胞分化的实质是基因选择性表达,个体自然发育过程包括细胞分裂和细胞分化过程,是基因选择性表达的结果,A项正确;图中单核细胞和幼红细胞都是由N细胞分化形成的,细胞分化不改变细胞内的遗传物质,因此图中单核细胞和幼红细胞的核DNA序列不存在差异,B项错误;从理论上讲,每一个具有细胞核的生物体细胞都有全套基因,都具有全能性,C项正确;细胞分化使细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异,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,D项正确。
2.A 解析 幼红细胞变为成熟红细胞是分化的过程,分化前后的细胞在形态、结构和功能上有稳定性差异,A项正确;成熟红细胞没有细胞核和各种细胞器,含有更多的血红蛋白,比网织红细胞更适合运输氧气,B项错误;成熟红细胞没有细胞核和各种细胞器,无法进行基因的转录,C项错误;网织红细胞含有细胞器,可以利用细胞核排出之前转录的mRNA进行翻译(多肽链合成),D项错误。
3.D 解析 分析题意可知,慢性压力会使毛囊干细胞保持静止状态,不会发生分裂、分化,毛发再生减少,故保持愉悦的心情并及时排解压力可减少脱发,A项正确;毛囊干细胞与其他干细胞一样都有一定的分裂能力,B项正确;由题意可知,肥胖可通过激活某些信号改变毛囊干细胞的分化方向,使其分化成皮肤表面的其他细胞,由此判断长期高脂肪饮食可能会使毛囊干细胞分化方向改变,从而导致头发脱落,C项正确;细胞分化不改变细胞内的遗传物质,D项错误。
4.D 解析 转分化是指一种类型的分化细胞在结构和功能上转变成另一种分化细胞的过程,所以转分化的实质与细胞分化一致,都是基因的选择性表达,细胞内的遗传物质都没发生改变,A、B两项正确;高等动物成熟细胞是高度分化的细胞,其转分化能力可能低于低等动物细胞,C项正确;由于基因的选择性表达,水母横纹肌细胞、神经细胞和平滑肌细胞中蛋白质种类不完全相同,D项错误。
5.B 解析 该线虫发育过程经历了细胞分裂、分化、衰老和凋亡等过程,A项正确;线虫细胞分化的原因是基因的选择性表达,其遗传物质未改变,B项错误;lin-14基因参与调控线虫蜕皮过程,lin-14基因表达异常,可能会导致线虫发育迟缓,C项正确;由于不同细胞发生了不同基因的选择性表达,但不同细胞中存在均会表达的基因,如呼吸酶基因、核糖体蛋白基因等,所以不同细胞含有的RNA和蛋白质不完全相同,D项正确。
6.D 解析 人体的各种组织细胞均由受精卵发育而来,故人体肌肉细胞中也含有p53、Bc12和Bax基因,A项错误;p53蛋白可通过抑制Bc12基因表达并促进Bax基因表达来诱导细胞凋亡,故Bc12基因的表达产物可能是细胞凋亡抑制剂,Bax基因的表达产物可能是细胞凋亡促进剂,B、C两项错误;癌细胞能无限增殖,通过促进p53基因的表达可诱导癌细胞凋亡,是治疗皮肤癌的新思路,D项正确。
7.答案 (1)对照 DMSO 作为对照,排除DMSO对实验结果的干扰
(2)通过提高细胞内SOD活性,降低丙二醇含量,进而延缓衰老
(3)小 增大 收缩
(4)由基因所决定的细胞自动结束生命
解析 (1)分析表格可知,第1组是整个实验的空白对照组。第3组是第4组的对照组,A液应该是0.1%黄芪甲苷溶液的溶剂,即DMSO,可以排除DMSO对实验结果的干扰。
(2)已知SOD是细胞内能清除具有强氧化性自由基的酶,丙二醇是生物膜脂过氧化的产物,根据表格信息可知,黄芪甲苷能提高细胞内SOD活性,使细胞内生物膜系统的丙二醇含量降低,从而延缓了衰老。
(3)显微镜下观察各组细胞发现,与第1组相比,第2、3组细胞出现衰老现象,衰老细胞具有细胞体积小、细胞核增大、染色质收缩、酶的活性降低等特点。
(4)细胞凋亡是由基因(遗传物质)所决定的细胞自动结束生命的过程,因其受到严格的遗传机制调控,也常常被称为细胞程序性死亡。小鼠细胞
实验处理(8天)
SOD活性相对值
丙二醇含量相对值
1
<35代
培养液
12.84
153.8
2
>50代
培养液
6.83
210.5
3
>50代
培养液+
适量A液
6.78
211.2
4
>50代
培养液+等量0.1%黄芪甲苷
9.58
161.6
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