必修部分 第五章 第3节 细胞衰老和死亡是自然的生理过程(无答案)-高中生物学等级考学案（配新教材 第2版）

179 180 第 3 节 细胞衰老和死亡是自然的生理过程 一、细胞存在衰老现象 1. 衰老现象 （1）动物细胞衰老：成年人会随着年龄的增加而衰老这种个体衰老的现象与细胞的衰老密切相 关。例如、神经细胞、肌肉细胞的衰老会导致老年人记忆衰退和行动迟缓。这些重要器官的组成细胞 发生衰老是多细胞生物体衰老的直接原因。人的一生中，身体内不断会有一些细胞衰老并死亡，这是 机体自我保护并维持生命的自然现象。细胞的正常衰老对于实现有机体的自我更新非常有利。如红细 胞的快速更新，使血液中始终有足够的新生红细胞来运输氧气。但是细胞异常衰老会威胁人类的健 康，如儿童早哀症就是细胞过早衰老导致的一种疾病。 （2）植物细胞衰老：植物也存在细胞衰老的现象，整株植物的衰老和死亡是植物细胞衰老累积的 结果。“幢幢云树秋，黄叶下山头”描述的便是秋天叶片细胞衰老后导致叶片变黄脱落的景致（必修一， 120页，图 5-14）。这是因为在叶片衰老时，细胞中叶绿体被破坏，叶绿素含量下降，同时细胞光合作 用和呼吸作用的效率也都会下降。多年生植物在季节交替的生活周期中，面对恶劣的生存环境，为维 持植株整体生命，部分细胞也会衰老并死亡。 （3）细胞衰老与机体衰老的关系——不是同步的：对于单细胞生物来说个体衰老就是细胞衰 老，对于多细胞生物来说个体衰老不等于细胞衰老，细胞分裂 50次左右就停止分裂，细胞会随着分 裂次数的增多而衰老。个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。细胞衰老伴随着生物体 一生，甚至是刚出生的婴儿都有细胞的衰老，而机体衰老是生物体生长到一定阶段而产生的机体功能 下降的一种生命现象。 2. 细胞衰老的表现：细胞衰老是普遍存在的、不可逆转的自然现象。在衰老的细胞内水分减少， 结果使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速度减慢。衰老的细胞内，有些酶的活性降低，如头发 变白。细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，如老年斑的形成。衰老的细胞内呼吸速度减慢，细 胞核体积增大染色质固缩、染色加深。细胞膜通透性功能改变，膜结构流动性减小，使物质运输功能 降低，原本分工明确又相互协作的内部结构活性下降，不再有序地工作。细胞核体积增大，染色体固 缩，染色加深。 3. 细胞衰老的原因：细胞衰老可能是多种内因和外因共同作用的结果。 （1）内部原因之一——自由基理论：该理论认为线粒体膜内氧化过程中持续产生的分子碎片（自 由基）会攻击 DNA，可能引起基因突变，攻击蛋白质，使其活性下降，使细胞衰老，损伤并最终破坏了 细胞器官。线粒体功能一旦丧失，细胞内没有任何东西能替代它们。这就导致了能量的巨大丧失，危 害了细胞的功能。 （2）内部原因之二——细胞程序性死亡：端粒是真核生物染色体末端由许多简单 重复序列和相关蛋白组成的复合结构，细胞每有丝分裂一次，就有一段端粒序列丢失， 当端粒长度缩短到一定程度，会使细胞停止分裂，导致衰老与死亡。端粒酶是一种逆转 录酶，由 RNA 和蛋白质组成，是以自身 RNA 为模板，合成端粒重复序列，加到新合成 DNA链末端（必修二，18页，广角镜）。在人体内端粒酶出现在大多数的胚胎组织、生 殖细胞、炎性细胞、更新组织的增生细胞以及肿瘤细胞中。 （3）外部原因：营养物质缺失、温度变化、辐射和化学物质刺激等都会影响细胞的衰老，良好 的外部环境可以延缓细胞的衰老。对人类来说，合理的饮食结构、良好的生活习惯、适宜的体育运动 和乐观的人生态度等都有助于延缓衰老。 例 1 爱美之心人皆有之，然而“老年斑”的出现是无法抗拒的现象，下列说法正确的是是（ ）。 A．“老年斑”的出现是细胞癌变的象征 B．“老年斑”的出现表明细胞呼吸速度加快 C．“老年斑”的出现表明细胞膜通透性降低 D．“老年斑”是细胞代谢增强，色素生成增多引起的 例 2 细胞与生物体一样，都要经历产生、生长、成熟衰老直至死亡的生命历程。现有一种遗传病为 早衰症儿童早老症，患者样貌像老人，器官衰老快，易造成生理机能下降。下列有关叙述错误的是（ ）。 A. 袁老的细胞中水分减少，会导致细胞核体积变小，代谢减慢 B. 早衰症患者的衰老细胞中 RNA的合成受阻 C. 衰老细胞的细胞膜物质运输功能降低 D. 老年人头发变白是由于细胞衰老后酪氨酸酶活性降低从而引起黑色素合成减少 例 3 目前，有关细胞衰老的主流理论有两种：①细胞衰老是细胞生命活动产生的自由基攻击生物 膜、DNA和蛋白质等所致；②细胞衰老是染色体两端的端粒随细胞分裂不断缩短，使 DNA序列受损所 致。根据以上理论，下列相关叙述错误的是（ ）。 A. 自由基攻击细胞膜可能会改变细胞膜的通透性 B. 自由基攻击 DNA分子可能会诱发基因突变 C. 人体细胞和酵母菌细胞的衰老都与端粒缩短有关 D. 细胞癌变后，端粒的缩短速率与细胞的衰老速率均加快 例 4 在人的一生中，体细胞一般能够分裂 50～60次。科学家利用分裂了 40次的男性成纤维细胞 和分裂了 10次的女性成纤维细胞进行如下实验。依据实验结果能够得出的结论是（ ）。 实验方案 继续培养 10～20 代实验结果 两种细胞等量混合培养 女性细胞的分裂依旧旺盛，男性细胞逐渐停止分裂 将女性细胞核注入到男性去核细胞中 融合细胞分裂依旧旺盛 将男性细胞核注入到女性去核细胞中 融合细胞逐渐停止分 A. X染色体数目与细胞分裂次数有关 B. 细胞分裂潜力主要取决于细胞核而非细胞质 C. 随着分裂次数增加，细胞质中自由基积累，导致细胞衰老 D. 随着分裂次数增加，核染色体端粒逐渐缩短，导致细胞衰老 例 5 激活的细胞周期蛋白依赖性激酶（CDKs）抑制因子会造成细胞周期停滞，引发细胞衰老。下图 是一种癌基因诱导激活 CDKs的抑制因子而引起的细胞衰老的过程。下列叙述不正确的是（ ）。 A. 原癌基因突变不-定会导致细胞癌变 B. 衰老细胞中多种酶的活性降低 C. CDKs抑制因子基因属于抑癌基因 D. CDKs有活性就会导致细胞衰老的发生 例 6 科学家针对衰老细胞普遍具有的最典型特征——增强的溶酶体半乳糖苷酶（β-gal）的活 性，设计并合成了被称为 SSK1的化合物。当 SSKI进入小鼠的衰老细胞后，SSK1的 B-半乳糖苷键会 迅速被衰老细胞的 B-gal切割，释放具有杀伤性的毒性分子，诱导衰老细胞死亡；当 SSK1进入非衰 老细胞时，由于细胞中β-gal的活性较低，SSK1 不会被代谢激活，不会产生杀伤作用。下列相关叙 述正确的是（ ）。 A. SSK1能降低小鼠组织器官中衰老细胞的数量 B. 小鼠细胞的衰者是由机体衰老导致的 C. 衰老细胞中的水分减少，酶的活性均降低 激活 突变的基因 RasGTP 酶、Raf 蛋白激酶 抑制因子 CDKs 细胞衰老 表达 抑制 导致 端粒 181 182 D. SSK1 本身不能直接引起衰老细胞死亡 例 7 研究发现，衰老的线粒体内能量生成减少并会向细胞内其他结构发出健康状况不佳的信号， 从而导致细胞衰老。线粒体内的蛋白质受到线粒体未展开蛋白反应 （UPRmt）的保护，当蛋白质在线粒体中错误折叠时（可能由病原体或线 粒体毒素等引起），UPRmt 就会被激活，帮助蛋白质恢复结构和功能。下 列叙述错误的是（ ）。 A．与正常线粒体相比，衰老线粒体内与有氧呼吸有关的酶活性下降 B．病原体或线粒体毒素等外部威胁可能会导致线粒体内蛋白质的空间结构发生改变 C．线粒体向细胞其他部分发出健康状况不佳的信号时，细胞中酶的活性下降 D．在细胞衰老过程中激活 UPRmt 可改善线粒体功能，有利于延长细胞寿命 例 8 自由基学说是一种细胞衰老假说。下图为自由基学说示意图，下列叙述正确的是（ ）。 A. 由图可知，过程②、①的作用效果属于正反馈调节 B. 自由基可能引起细胞衰老，不会引起细胞癌变 C. 若过程③使酪氨酸酶活性降低，会导致衰老细胞内黑色素积累 D. 过程④不可能导致细胞膜上蛋白质的种类或数量发生改变 例 9 研究人员在小鼠模型体内发现了一种波形蛋白，它是神经干细胞蛋白质管理系统的关键组成 部分。他们发现波形蛋白能够将成团的受损蛋白质导入“消化车间”，从而使受损蛋白质得以清除。 此前研究已经表明，神经干细胞在衰老或休眠过程中，以及暴露于有毒化学物质时，会积累受损蛋白 质。下列相关叙述正确的是（ ）。 A. 波形蛋白的积累可能有利于神经干细胞的分裂 B. 神经干细胞在分裂过程中会积累更多受损蛋白质 C. 神经干细胞在衰老过程中，其细胞核及细胞体积会减小 D. 神经干细胞在癌变过程中，其细胞的形态结构不变 例 10 某种干细胞中，进入细胞核的蛋白 APOE 可作用于细胞核骨架和异染色质蛋白，诱导这些蛋 白发生自噬性降解，影响异染色质上的基因的表达，促进该种干细胞的衰老。下列说法错误的是（ ）。 A. 细胞核中的 APOE可改变细胞核的形态 B. 敲除 APOE基因可延缓该种干细胞的衰老 C. 异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解 D. 异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用 例 11 “花有重开日, 人无再少年”，人体的衰老现象从古至今一直在困扰着我们。有学者用秀丽 隐杆线虫研究发现，基因可以影响袁老及寿限，该虫 age-1 单基因突变，可提高平均寿命 65%，提高 最大寿命 110%。age-1突变型有较强的抗氧化酶活性。下列有关说法正确的是（ ）。 A. 衰老细胞的细胞核体积变小，核膜内折，染色质收缩，染色加深 B. age-1基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状 C. 衰老细胞中所有酶的活性降低，新陈代谢速率减慢 D. age-1突变型可能对紫外线的耐受性高于野生型 例 12 超氧化物歧化酶（SOD）是一种源于生命体的活性物质，能消除细胞代谢过程中产生的有害 物质，进而减缓生物体的衰老。某喜温植物幼苗在低温锻炼（10℃、6天）后，接着进行冷胁迫 （2℃、12h），其细胞内 SOD活性的动态变化图如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）。 A. SOD可能催化细胞代谢产生的有害物质的分解 B. 进行低温锻炼可以提高喜温植物中 SOD的含量 C. 冷胁迫后 SOD活性降低，但其空间结构并没有改变 D. 提高细胞中 SOD的活性能一定程度上延缓细胞衰老 例 13 端粒是真核生物染色体末端的一种特殊结构，主要由特定的 DNA序列与蛋白质构成，其主要 生物学功能是保证染色体末端完整复制，使染色体的结构保持稳 定。当端粒酶存在时，在染色体末端才能合成端粒的 DNA，以保持 端粒长度。端粒酶主要由三个部分构成：端粒酶 RNA、端粒酶相关 蛋白和端粒酶逆转录酶。右图为细胞分裂时，在有、无端粒酶情 况下染色体结构变化的示意图。下列表述不正确的是（ ）。 A. 端粒酶以自身的 RNA为模板，在逆转录酶的作用下合成端粒 DNA B. 无端粒酶时端粒逐渐缩短可能导致细胞分裂次数有限 C. 端粒酶的存在使细胞能长久保持分裂能力且不发生癌变 D. 对端粒和端粒酶的研究可能有助于延长人类寿命 二、细胞具有不同的死亡方式 （一）细胞凋亡 1. 细胞凋亡的概念：由基因决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡，是细胞内遗传信息 程序性调控的结果，又叫细胞编程性死亡，是细胞最常见的死亡方式。 2. 细胞凋亡的意义：细胞凋亡是细胞生命活动之一，对生物体正常发育，维持内部环境稳定，抵 御外界因素干扰起关键作用，是一种自然生理过程。 生物体在生命活动过程中会不断地产生许多衰老的细胞，通过启动细胞凋亡程序，可及时清除完 成正常使命的衰老细胞，如血液中的红细胞生存 120天就死亡，肠道上皮细胞平均 1～2天便更新换代 一次。生物体内一些被病毒感染的细胞和某些早期的肿瘤细胞也可以通过细胞凋亡的方式被清除掉。 这是机体利用细胞凋亡进行自身保护的一种机制。在个体发育过程中，特定部位的细胞会发生凋亡， 以清除这些“多余”细胞，这对个体的正常发育是有利的。青蛙是一种无尾两栖类动物，其幼体蝌蚪 有尾，尾的存在与蝌蚪的水生生活相适应；在蝌蚪变态成为青蛙的过程中，尾通过细胞凋亡而消失， 青蛙可以更好地适应陆地生活。 异常的细胞凋亡会导致许多疾病。细胞凋亡不足或凋亡过度都会导致相关疾病。例如，肿瘤的发 生与细胞凋亡不足有关，阿尔茨海默病、再生障碍性贫血等与细胞凋亡过盛有关。 机体内的器官和组织通过细胞凋亡与细胞增殖这两个既相互对立又相互协调的过程，来维持其细 胞数目的相对稳定，以避免器官和组织过分生长或萎缩。如果将大鼠的肝部分切除，肝细胞会加速增 殖，修补被切除的部分。给正常的大鼠注射药物，刺激肝细胞增殖，会使肝异常生长，但停止注射药 物后，肝细胞随即大量凋亡，一周左右，肝又恢复到原来的大小。 （二）细胞坏死 1. 细胞坏死的概念：细胞遭受极端的外界因素刺激（如物理或化学损害因子、致病物质等）而 导致的损伤后死亡，称为细胞坏死，是一种被动性的病理性死亡。 ④攻击 产生 蛋白质 活性下降 ① 产生 辐射、有害物质、胞内氧化反应 自由基 DNA 碱基对确实、替换等 ②攻击 磷脂 ③攻击 0 胁迫前 胁迫后 SOD 活性 A B A：未锻炼 B：锻炼 B A 端粒酶不存在 端粒酶存在时 端粒 183 184 2. 细胞坏死现象：伤口和缺血的组织部位的细胞容易产生坏死。糖尿病患者由于血糖高，容易 引发血管损伤、局部供血障碍，从而导致腿部细胞坏死，严重的甚至需要截肢处理。坏死的细胞被严 重破坏，内容物释放到细胞外，通常会对周围健康的细胞造成影响。因此，在生活中应尽量避免大面 积细胞坏死情况的发生，以免危及生命安全。 例 14 细胞衰老和凋亡对维持个体的正常生长发育及生命活动具有重要意义。下列叙述错误的是 （ ）。 A. 细胞普遍衰老会导致个体衰老 B. 效应 T细胞可诱导靶细胞发生凋亡 C. 细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡 D. 衰老细胞内染色质固缩影响 DNA复制和转录 例 15 人胚胎发育过程中会产生过量的神经细胞，需要调整神经细胞的数量，使之与受神经细胞 支配的细胞数量相适应，以保证神经系统对生命活动的精确调节。这种调整属于（ ）。 A. 细胞分裂 B. 细胞分化 C. 细胞衰老 D. 细胞凋亡 例 16 多细胞真核生物——秀丽隐杆线虫，其成虫只有 959 个体细胞，身体呈透明状，易于观察个 体的整个发育过程，在发育成熟的过程中，该线虫有 131 个细胞通过细胞凋亡的方式被去除，因此它 被作为研究细胞凋亡的最佳研究材料，下列有关细胞凋亡的叙述错误的是（ ）。 A. 细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程 B. 细胞凋亡对多细胞生物体维持内部环境的稳定起着关键作用 C. 细胞凋亡对生物的生存是不利的 D. 细胞凋亡是程序性死亡，细胞坏死是细胞损伤和死亡 例 17 下列对细胞凋亡与细胞坏死的叙述,不正确的是（ ）。 A. 蝌蚪在变态期，尾部细胞将发生凋亡，从而使其能转变成正常的成体蛙 B. 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 C. 细胞凋亡是由致病因子引起的急性损伤，引起细胞破裂，导致炎症反应 D. 脑细胞因缺血而死亡属于细胞坏死，是一种被动死亡 例 18 下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中错误的有（ ）项。 ①细胞凋亡是主动的，细胞坏死是被动的 ②细胞凋亡是生理性的，细胞坏死是病理性的 ③细胞凋亡是基因调控的，细胞坏死是外界因素引起的 ④细胞凋亡是急性的，细胞坏死是慢性的 ⑤细胞坏死的过程存在基因的调控，细胞凋亡不存在 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 例 19 人工合成的二甲基精氨酸能加强细胞中内质网的糖基化功能，促进蛋白质的运输和分泌， 同时能诱导细胞凋亡并促进细胞更新。下列叙述错误的是（ ）。 A．分泌蛋白的合成与分泌和内质网有关 B．二甲基精氨酸对细胞的作用体现了细胞间信息传递的功能 C．使用二甲基精氨酸后，衰老细胞中的溶酶体可能会增多 D．使用二甲基精氨酸后，细胞内的生物膜系统更新速度会加快 例 20 细胞凋亡和细胞坏死是细胞死亡的两种方式。细胞坏死是因病理因素而产生的被动死亡。 近期研究表明，存在于人体内的一种名为 RIP3的蛋白激酶通过调节能量代谢，可以将肿瘤坏死因子 诱导的细胞凋亡转换为细胞坏死。下列有关叙述不正确的是（ ）。 A. 通过调控 RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式 B. 若抑制 RIP3的活性可在一定程度上抑制细胞坏死 C. 以上研究结果证明细胞坏死与部分基因表达有关 D. 人体造血干细胞中不存在控制 RIP3合成的基因 例 21 当细胞受到某些外界刺激后，细胞质基质中的蛋白质 X会与细胞器膜上的抗凋亡蛋白发生作 用，导致抗凋亡蛋白丧失了对细胞凋亡的抑制作用，引起细胞器功能的丧失和各种凋亡因子的释放， 最终导致细胞凋亡。下列有关叙述错误的是（ ）。 A. 细胞凋亡是编程性死亡 B. 蛋白质 X实质上是一种促凋亡蛋白，具有促进细胞凋亡的作用 C. 细胞凋亡是外部因素引起的，不是由基因决定的 D. 凋亡因子引起细胞凋亡有利于机体维持内部环境的相对稳定 例 22 调亡诱导因子与细胞膜受体结合，通过细胞内信号传导激活凋亡相关基因的表达，便细胞凋 C的关键因子 Dnase酶和 Cespase酶被激活。Dnase酶能切割 DNA形成 DNA片段，Caspase酶能选择性 切割某些蛋白质形成不同长度的多肽。导致细胞裂解形成凋亡小体，被吞噬细胞吞噬清除。下列说法 错误的是（ ）。 A. 凋亡小体被吞噬细胞清除的过程需要载体蛋白、ATP和水解酶 B. 同一生物个体骨骼肌细胞中都有控制 Dnase酶和 Caspase酶合成的基因 C. 凋亡诱导因子与膜受体结合体现了细胞膜具有信息交流功能 D. 细胞凋亡过程中细胞内有蛋白质的水解以及新蛋白质的合成 例 23 如右图所示，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、分化形成吸 收细胞（b）后向上迁移，补充小肠绒毛顶端凋亡的细胞（c）。下列叙述错误的是是（ ）。 A．a、b细胞含有相同的遗传物质，但细胞中基因的执行情况不同 B．已分化的 b细胞形态、结构和功能发生改变，但仍具有全能性 C．b细胞衰老后细胞核体积会增大，但细胞新陈代谢的速率减慢 D．c细胞凋亡有利于吸收细胞更新，但不利于机体内部环境稳定 例 24 线粒体结构和功能的改变与细胞凋亡密切相关。当细胞衰老或遭受不可修复的 DNA损伤 时，线粒体会释放细胞色素 c并经过一系列反应引起细胞凋亡，其途径如图所示。下列相关叙述错误 的是（ ）。 A. 细胞凋亡有利于机体抵御外界因素的干扰和维持内部环境的稳定 B. 线粒体膜通透性增大有利于细胞色素 c释放到细胞质基质中 C. 激活癌细胞的 C-9酶或 C-3酶有可能是治疗癌症的思路 D. 衰老细胞释放的细胞色素 c可能较少，C-9酶更容易被活化 例 25 凋亡素基因能选择性诱导黑色素瘤细胞凋亡，而对正常体细胞无影响。研究者将凋亡素基因 导入黑色素癣细胞后，检测黑色素瘤细胞的凋亡率及细胞周期中各阶段所占比例如下，以下相关分析 错误的是（ ）。 ＋ 蛋白 A 活化的 C-9 酶 C-3 酶 细胞凋亡 细胞色素 c 细胞损伤 C-9 酶前体 ATP ADP 激活 185 186 组别 凋亡率（%） DNA 复制准备期（%） DNA 复制期（%） 分裂期（%） 对照组 6.38 66.73 24.68 8.59 实验组 52.09 32.66 48.45 18.59 注：DNA 复制准备期和 DNA 复制期均属于分裂间期 A. 未导入凋亡素基因的黑色素瘤细胞中也存在细胞凋亡基因 B. 凋亡素基因导入黑色素瘤细胞后，具有明显的致凋亡作用 C. 凋亡素将黑色素瘤细胞的分裂阻滞在 DNA复制期或分裂期 D. 数据表明凋亡素通过延长细胞周期来抑制黑色素瘤细胞的分裂 例 26 细胞凋亡是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的、有序的死亡。下图表示细胞 凋亡过程机制示意图，据图推测，下列相关叙述中错误的是（ ）。 A．①过程表明细胞凋亡是特异性的 B．②过程与细胞膜的半流动性有关 C．正常细胞中不存在凋亡相关基因 D．细胞凋亡过程中有新蛋白质合成 例 27 人体细胞中的染色体 DNA会随着复制次数增加而逐渐缩短。在人体生殖细胞中存在端粒 酶，能够将变短的 DNA末端重新加长。端粒酶是由 RNA和蛋白质形成的复合体，作用机理如下图所 示，端粒酶具有的特点是（ ）。 A．能特异性识别 RNA B．与逆转录酶作用相似 C．与限制酶作用相似 D．与 DNA连接酶作用相似 例 28 某科研小组开展了“IL－18（白细胞介素 18，一种淋巴因子）核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡 的抑制作用”的研究，得到细胞凋亡相对值如下表，下列分析错误的是（ ）。 组别 处理方法 0 h 12 h 24 h 48 h 甲 无辐射损伤 0.016 0.056 0.048 0.038 乙 辐射损伤 0.460 0.420 0.530 0.520 丙 辐射损伤＋IL－18 0.239 0.265 0.279 0.269 A. 该实验对照组不仅为甲组 B．从乙、丙两组数据可知，IL－18能够抑制脾细胞凋亡 C．分泌 IL－18的细胞在骨髓中成熟 D．细胞凋亡过程中有特异性 mRNA和蛋白质的生成 例 29 中科院遗传与发育生物学研究所于 2012年 3月 7 日宣布，他们发现了一个对 DNA修复起重 要作用的基因 MRG－1。在线虫 MRG－1突变体的生殖腺中，细胞凋亡明显增多且部分同源染色体无法 正常联会。下列相关说法错误的是（ ）。 A．当 DNA损伤严重到无法正确修复时，细胞会启动凋亡程序 B．MRG－1基因及其突变基因控制不同的性状 C．细胞衰老的原因可能是 MRG－1基因发生了突变 D．线虫 MRG－1突变体产生的生殖细胞可能出现染色体变异 三、细胞的癌变 1. 定义：有的细胞受到致癌因子的作用，不能正常地完成细胞分化，畸形分化，而变成了不受 有机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。 2. 过程图解——结肠癌的发生 3. 癌细胞的特征 （1）永生：能够无限增殖，对不良的环境有一定的抵抗能力。 （2）癌细胞的形态结构发生了变化：从扁平梭形变成球形，细胞膜糖蛋白减少，细胞黏着性降 低，易转移扩散，失去接触抑制。癌变后，细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质，以此可以作为 细胞是否癌变的指标之一。 4. 癌变的原因 （1）外因：环境中的物理（主要是辐射致癌）、化学（砷、苯、煤焦油等）、生物（肿瘤病毒或致 癌病毒）致癌因子可能作用于正常的细胞，导致基因突变，引发癌症。因此在日常生活中应远离致癌 因子，增强体质，保持健康的心态，养成良好的生活习惯。 （2）内因：原癌基因和抑癌基因是两类在动物细胞中具有重要功能的正常基因。在正常细胞中， 原癌基因的表达水平一般较低，其适量表达是细胞正常生长和分裂所必需的。而抑癌基因在细胞增殖 过程中主要起负调控作用，抑制细胞增殖、促进细胞凋亡。原癌基因和抑癌基因的正常表达，协同调 控细胞周期。当原癌基因发生突变导致过度表达，或者抑癌基因发生突变从而不表达时，就可能导致 细胞分裂失控，细胞发生癌变。一般多个原癌基因和抑癌基因突变才能引起细胞的癌变。例如，原癌 基因 ras 的异常激活或抑癌基因 TP53 的功能丧失，与约 30%的人类癌症发生密切相关。最新研究表 面，细胞的癌变也和参与调节细胞周期的蛋白质密切相关（必修一，113页）。 此外，少数癌细胞的基因组 DNA序列并未改变，但由于 DNA 甲基化、组蛋白修饰等发生了变化， 即表观遗传改变导致基因表达模式的改变，从而引起癌症的发生。 5．癌症的治疗 （1）传统方法：当发现癌症并且还未扩散到其他部位时，外科手术通常是最好的方法，如果能 彻底切除肿瘤就能治愈。如果肿瘤已经扩散，或者不能彻底切除，医生通常会采取放疗（用高能 X射 线、电子束或放射性同位素杀死癌细胞）或化疗（利用化学药物杀死肿瘤细胞、抑制肿瘤细胞的生长 繁殖）的方法。 （2）最新方法：嵌合抗原受体 T 细胞免疫疗法（CAR-T 疗法）（本书必修一，第 1 章第 1 节）、 靶向治疗（必修一，65页）等。 例 30 在①②③④四个培养皿中分别加入培养液和不同添加剂，体外培养人体骨髓造血干细胞， 一段时间后，对培养的细胞采用显微镜观察和化学方法分析，结果如下：①中的细胞为圆饼状，无 ② 吞噬细胞 执行 激活 凋亡诱导因子 膜受体 凋亡信号 凋亡相关基因 细胞凋亡 清除凋亡细胞 ① 结合 AAUCCCAAU ……AATCC 3´ RNA 模板 端粒酶 5´ ……TTAGGGTTAGGGTTAGGGTTA 3´ 5´ 畸形分化 恶性增殖 致癌因子 细胞粘性降低 扩散转移 细胞分裂 基因突变 癌变 接受调控分化信号减少 癌细胞 正常细胞 组织器官 个体 正常分化 糖蛋白减少 187 188 核；②中的细胞核膜内折，染色质收缩；③中的细胞裂解，溢出大量细菌；④中细胞的细胞膜上糖蛋 白减少，甲胎蛋白含量增多。①②③④培养皿中细胞发生的变化依次（ ）。 A. 细胞分化、细胞衰老细胞凋亡、细胞癌变 B. 细胞分化、细胞衰老、细胞坏死、细胞癌变 C. 细胞衰老、细胞癌变、细胞坏死、细胞凋亡 D. 细胞衰老、细胞凋亡、细胞坏死、细胞癌变 例 31 癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生 ATP，这种现象称为“瓦堡效 应”。下列说法错误的是（ ）。 A．“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖 B．癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量 ATP C．癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用 D．消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的 NADH比正常细胞少 例 32 研究发现，癌细胞可从周边细胞自噬的产物中获取氨基酸和能量促进肿瘤生长。下列说法 错误的是（ ）。 A．可用显微镜观察来区分正常细胞与癌细胞 B．细胞癌变的根本原因是原癌基因发生突变 C．阻断周边细胞的自噬作用可抑制癌细胞增殖 D．癌细胞的细胞膜中糖蛋白含量比周边细胞的低 例 33 一位科学家因发现了与细胞周期调控机制有关的几种物质，在“细胞周期”研究作出了重 大的贡献，获得了 2001年度诺贝尔生理学及医学奖。他们的研究如下图所示。如将此原理用于癌症 治疗，最佳方法是使某物质的含量降低，该物质是（ ）。 A. ① B. ② C. ③ D. ①③ 例 34 《PNAS》杂志最近在线发表了中国科学院生物物理研究所研究人员在肿瘤药物靶向输送领域 的最新成果（下图）。下列有关肿瘤治疗及细胞癌变的叙述，正确的是（ ）。 A. 恶性肿瘤即细胞发生癌变，此时细胞内的水分含量减少，细胞呼吸速率加快 B. 细胞癌变与细胞凋亡都是基因选择性表达的结果，只是前者是异常表达，后者是正常表达 C. 细胞癌变后，位于细胞膜上的糖蛋白等物质会减少，使癌细胞容易在体内分散和转移 D. 要想控制肿瘤细胞的增殖，肿瘤药物作用的时间最好是细胞分裂前期纺锤体形成时 例 35 核苷酸还原酶能催化核糖核苷酸生成对应的脱氧核苷酸，抗肿瘤药羟基脲可抑制核苷酸还 原酶的活性，由此可知羟基脲抗肿瘤的机理是（ ）。 A. 同时抑制 DNA复制和转录 B. 抑制 DNA复制、对转录无影响 C. 对 DNA复制和转录均无影响 D. 抑制转录、对 DNA复制无影响 例 36 原癌基因导致细胞癌变的几种方式如下图所示。下列有关叙述中不正确的是（ ）。 A．原癌基因存在于正常的细胞中 B．癌细胞一定含有异常的蛋白质 C．染色体变异可能导致细胞癌变 D．癌细胞中不一定都存在癌基因 例 37 下图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列叙述中正确的是 （ ）。 A．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因 B．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果 C．图中染色体上的基因变化说明基因突变是随机和定向的 D．突变基因必将传递给子代个体 E. 通过镜检观察细胞形态不可作为判断细胞癌变的依据 例 38 研究表明，在化疗的同时让实验鼠服用糖尿病治疗药物二甲双胍，可抑制实验鼠体内的乳 腺癌细胞扩散。下列有关描述中正确的是（ ）。 A．正常鼠长期接触患癌鼠，其细胞癌变几率增加 B．癌症是致癌因子引发的，患病几率与实验鼠年龄无关 C．一只切除胸腺的鼠与一只正常鼠患癌症的几率相同 D．二甲双胍不可能使细胞表面的糖蛋白减少 例 39 某种抗癌药可以抑制 DNA的复制，从而抑制癌细胞的增殖，据此判断短期内使用这种药物 对机体产生最明显的副作用是（ ）。 A．影响神经递质的合成，抑制神经系统的兴奋 B．影响胰岛细胞合成胰岛素，造成糖代谢紊乱 C．影响血细胞生成，使机体白细胞数量减少 D．影响脂肪的合成，减少脂肪的贮存 例 40 视网膜母细胞为恶性肿瘤，其发病与 RB基因有关。RB基因编码的蛋白质称为 Rb蛋白，分 布于核内，能抑制细胞增殖。正常人体细胞中含有一对 RB基因，当两个 RB基因同时突变产生突变蛋 白时，会发生视网膜母细胞瘤。下列叙述中正确的是（ ）。 A．上述 RB基因发生的突变属于显性突变 B．RB基因为抑癌基因，能抑制细胞癌变 C．突变蛋白的产生体现了细胞分化的实质 ② 细胞周期的驱动激活状态 失活状态 依赖周期蛋白质激酶 ③ ① 依赖周期蛋白质激酶抑制因子 周期蛋白质 过量的 正常蛋白 过量的 正常蛋白 癌基因 原癌基因 常量的超 活性蛋白 基因多拷贝 基因内突变 DNA 新启动子 位置，处于新的控制之下 基因移动到一个新的 DNA 正常染色体 突变 1 处 突变 2处 突变 3 处 突变 4 处 正常细胞 癌细胞 189 190 ① ② ③ ④ 水分 纤维素 蛋白质 细胞体积 D．突变蛋白可以延长细胞周期 例 41 最新研究发现，通过消除干细胞中自我更新基因（BMI1）可以有效治疗结肠癌。BMI1基因 是结肠癌细胞增殖的驱动器，利用小分子抑制剂阻断 BMI1基因的表达，将造成癌症永久关停。下列 相关叙述中不正确的是（ ）。 A．干细胞具有分裂与分化能力，与细胞内基因调控有关 B．抑制剂通过诱导 BMI1基因发生突变，达到抑制癌细胞增殖的目的 C．结肠癌细胞易扩散与其细胞膜成分变化有关 D．干细胞形成结肠癌细胞并未体现细胞的全能性 例 42 肿瘤绿色疗法给癌症患者带来新选择，该疗法的原理是：从患者外周血、骨髓或脐血中分离 出单个免疫活性细胞——CIK细胞，经过实验室内一定时间的诱导、增殖，回输到患者体内，直接识别 和杀死存在于血液、淋巴中的肿瘤细胞。下列关于该疗法的叙述中不正确的是（ ）。 A．单个 CIK细胞在实验室内以有丝分裂方式增殖 B．CIK细胞靠细胞膜上的糖蛋白识别癌细胞 C．肿瘤绿色疗法与放疗、化疗相比无毒副作用 D．CIK细胞通过增加癌细胞膜上的糖蛋白阻止癌细胞的扩散 例 43 P53 蛋白对细胞分裂起监视作用。P53 蛋白可判断 DNA 损伤的程度，如果损伤较小，该蛋白 就促使细胞自我修复；若 DNA损伤较大，该蛋白则诱导细胞凋亡。下列有关叙述中错误的是（ ）。 A．P53蛋白可使 DNA受损的细胞分裂间期延长 B．P53蛋白可导致细胞内的基因选择性表达 C．抑制 P53蛋白基因的表达，细胞将不能分裂 D．若 P53蛋白基因突变，则可能导致细胞癌变 例 44 许多抗肿瘤药物通过干扰 DNA合成及正常功能从而抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤 药物的主要作用机理。下列叙述不正确的是是（ ）。 药物名称 羟基脲 放线菌素 D 阿糖胞苷 作用机理 阻止脱氧核糖核苷酸的合成 抑制 DNA 的模板功能 抑制 DNA 聚合酶活性 A. 羟基脲处理后，肿瘤细胞中 DNA复制和转录过程都出现原料匮乏 B. 放线菌素 D处理后，肿瘤细胞中 DNA复制和转录过程都受到抑制 C. 阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞 DNA复制过程中子链无法正常延伸 D. 将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响 四、细胞生命周期 1. 生命历程概述：能进行有丝分裂的细胞具有周期 性，通过有丝分裂保证了亲子代细胞染色体数目的恒定 性。细胞分裂产生的子细胞，有的继续保持正常的分裂能 力，有的逐渐失去分裂能力。失去了分裂能力的细胞开始 正常的细胞分化，形成具有一定形态功能的细胞和组织。但是有的细胞受到致癌因子的作用，不能正 常地完成细胞分化，而变成不受有机体控制的恶性增殖细胞即癌细胞，成为无限增殖“不死细胞”。 2. 生命历程：图中①→③表示通过细胞分裂使 细胞数目加倍；③→⑤表示通过细胞生长使细胞体 积增大；①→②和①→④均表示细胞分化过程；⑥ 表示图中④的某些细胞失去了最高分裂次数限制， 无限增殖，发生了细胞癌变；⑦⑧⑨表示从图中②取出的一个细胞经过植物组织培养，获得了完整的 植株，体现了植物细胞的全能性。 例 45 下列关于细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是（ ）。 A. 线虫发育过程中细胞数量减少，是细胞衰老死亡的结果 B. 恶性肿瘤细胞有无限增殖的特性，所以不易被化疗药物杀死 C. 人的造血干细胞是全能干细胞，可以分化为多种细胞 D. 体外培养时，儿童的成纤维细胞传代次数多于成人的成纤维细胞 例 46 下表为一植物细胞在两个不同的阶段细胞大小的一些数据。下列各图中，正确反应从阶段 I 到阶段Ⅱ在植物细胞中发生的变化的是（ ）。 长度（μm） 直径（μm） 细胞壁厚度（μm） 细胞体积（μm 3 ） 液泡体积（μm 3 ） 阶段Ⅰ 26 24 2 12600 600 阶段Ⅱ 36 330 2 336000 273000 A．①和④ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 例 47 下图为人体细胞的形态、数目变化情况，据图分析的下列说法中正确的是（ ）。 A. 图①②③过程中细胞的遗传信息表达过程不同 B. ①②③三个过程中已经发生了基因突变的是②③ C. 过程③使细胞的遗传物质有所差异，但细胞的形态和功能没有变化 D. 与甲相比，乙的表面积/体积的比值增大，与外界环境进行物质交换的能力增强 例 48 下列有关人体细胞生命历程的叙述中，正确的有（ ）项。 ①若某细胞内酶活性降低，则说明该细胞已衰老 ②癌细胞不能进行正常的分化，机体清除癌细胞与细胞凋亡有关 ③受精卵中的所有基因均被表达，因此受精卵具有全能性 ④生物体的所有细胞都处于细胞周期中 ⑤胚胎细胞中存在与细胞凋亡有关的基因 ⑥原癌基因与抑癌基因在正常细胞中不表达 ⑦真核细胞不存在无丝分裂这一细胞增殖方式 ⑧细胞分化过程中蛋白质种类和数量未发生改变 A．2 B．3 C．4 D．5 畸形分化 癌变 生长 分裂 分化 衰老 死亡 191 192 A ① ③ ② 葡萄糖 葡萄糖 … … 丙酮酸 CO2＋H20 细胞膜 乳酸 五碳糖 … ④ 例 49 右图为人体细胞的分裂、分化、衰老和死亡过程示意图，图中①～⑥为各个时期的细胞，a～ c表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述正确的是（ ）。 （1）由①细胞分裂产生③④细胞的方式有三种 （2）⑤与⑥细胞的基因型相同，mRNA的种类不同 （3）⑤和⑥细胞内遗传信息的流动方向为 DNA→RNA→蛋白质 （4）细胞的衰老与死亡就会引起人体的衰老与死亡 （5）细胞死亡受基因控制，细胞癌变不受基因控制 （6）⑤⑥的分化程度比①的分化程度高，全能性也高 （7）细胞坏死，膜通透性降低；细胞癌变，膜黏着性增强 （8）细胞癌变，细胞周期延长；细胞凋亡，细胞周期变短 A．只有一项正确 B．只有两项正确 C．只有三项正确 D．只有四项正确 例 50 运用 DNA电泳分析技术发现，凋亡细胞的 DNA被切割成有规律的小片段，电泳图呈梯状条 带，正常细胞的 DNA未降解，电泳图表现为大分子片段，坏死细胞的 DNA是随机断裂，电泳呈现出连 续分布的弥散条带。下列说法错误的是（ ）。 A．细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程 B．细胞坏死是细胞正常代谢受损或中断引起的损伤和死亡 C．凋亡细胞中可以发现与细胞凋亡有关的酶 D．细胞凋亡过程失控可以延长生物体的寿命 例 51 下图是人体细胞生命历程的概括，下列叙述正确的是（ ）。 A．③过程发生在整个生命历程中，造成不同细胞间蛋白质种类的不同 B．④过程会使细胞膜的通透性改变，导致物质运输功能提高 C．⑤过程形成的细胞周期变短，形成的子细胞核增大，染色较深 D．能进行①、②、⑥过程的细胞都具有细胞周期，并且经历的时间相同 例 52 2002年诺贝尔生理学及医学奖获得者英国科学家约翰·苏尔斯顿，发现了存在于高等生物 细胞中 nuc-1基因（被称为细胞“死亡基因”），它编码的蛋白质能使 DNA降解。下列有关叙述中不正 确的是（ ）。 A. 生物发育过程中,细胞的产生和死亡始终保持动态平衡 B. 如能激活细胞死亡基因，则可特异性杀死癌细胞 C. 蝌蚪尾的自溶现象是细胞程序性死亡的具体表现 D. 细胞中遗传信息表达受阻是细胞死亡的具体表现 例 53 下图为癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程。研究表明，癌细胞和正常分化细胞在 有氧条件下产生的 ATP总量没有明显差异，但癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常 细胞的若干倍，相关叙述正确的是（ ）。 A. 过程④的反应场所是线粒体内膜 B. 癌细胞与正常细胞相比过程②④明显增强 C. M代表一种载体，能运输氨基酸、葡萄糖等物质 D. 过程②所形成的葡萄糖可以作为细胞大量增殖的原料 例 54 英国科学家悉尼布雷内等因发现在器官发育和“程序性细胞死亡”过程中的基因规则而被授 予 2002 年诺贝尔生理学及医学奖。“程序性细胞死亡”是细胞一种生理性、主动性的自觉自杀行为， 这些细胞死得有规律，似乎是按编好了的“程序”进行的，所以这种细胞死亡又称为“细胞凋亡”。以 下说法错误的是（ ）。 A．在人体发育成熟之前的阶段，总体来说细胞诞生的多，死亡的少 B．发育成熟后，人体内细胞的诞生和死亡处于一个动态平衡阶段 C．在人体中，如果该死亡的细胞没有死亡，就可能导致细胞恶性增长，形成癌症。如果不该死亡 的细胞过多地死亡，人体就会出现衰老 D．控制“程序性细胞死亡”的基因有两类，一类是抑制细胞死亡的，另一类是启动或促进细胞死 亡的，两种基因相互作用控制细胞正常死亡 例 55 下列现象中属于细胞编程性死亡的是（ ）。 A. 噬菌体裂解细菌的过程 B. 因创伤引起的细胞坏死 C. 造血干细胞产生红细胞的过程 D. 蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡 例 56 一位科学家因发现了与细胞周期调控机制有关的几种物质，在“细胞周期”研究作出了重 大的贡献，获得了 2001年度诺贝尔生理学及医学奖。他们的研究如下图所示。如将此原理用于癌症 治疗，最佳方法是使某物质的含量降低，该物质是（ ）。 A. ① B. ② C. ③ D. ①③ 例 57 化疗是控制癌细胞生长的方法之一，药物可以杀死癌细胞，上图给出的是一个典型的化疗过 程，每 3周给药 1次（箭头所示），图中记录了化疗过程中正常细胞和癌细胞的数量变化。以下说法错 误的是（ ）。 A. 癌细胞最可能发生于高频率分裂的组织（如器官的上皮组织） B. 癌细胞与正常细胞相比容易分散和转移 C. 据图可知最初给药后两类细胞数量都明显减少，然后又回升， 而每次给药后癌细胞回升数量少于正常细胞 D. 为了使癌细胞得到更有效的控制，可以在化疗过程中不断加大给药的剂量或缩短给药的周期 c c ④ ⑥骨骼肌细胞 衰老、凋亡 a b b ① ② ③ ④ ⑤上皮细胞 依赖周期蛋白质激酶 依赖周期蛋白质激酶抑制因子 周期蛋白质 细胞周期的驱动激活状态 失活状态