内容正文:
《细胞分化、衰老和死亡》练习
一、选择题
1.DNase酶和Caspase酶是细胞凋亡的两种关键酶。当凋亡诱导因子与细胞膜受体结合后,通过细胞内信号转导系统激活这两种酶。这两种酶一旦被激活,DNase酶能将DNA切割形成DNA片段,Caspase酶能将细胞内的蛋白质降解成多肽,最终导致细胞裂解形成凋亡小体,被吞噬细胞吞噬清除。下列相关叙述正确的是( )
A.细胞凋亡过程中存在特定基因的选择性表达
B.病菌入侵细胞不会导致机体产生凋亡诱导因子
C.与细胞坏死相比,细胞凋亡会引起机体炎症反应
D.DNase酶和Caspase酶所作用的化学键相同
2. 细胞分化和凋亡是细胞重要的生命历程。下列关于细胞分化与凋亡的叙述错误的是( )
A.分化过程中细胞器的种类和数量改变
B.分化过程中细胞核酸的种类改变
C.被病原体感染的细胞通过细胞凋亡清除
D.植物筛管的形成与细胞凋亡有关
3. 细胞自噬过程中一些损坏的蛋白质或细胞器被自噬体小泡包裹后,送入溶酶体中进行降解,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.溶酶体能消化细胞从外界吞入的颗粒
B.线粒体中丙酮酸的厌氧分解为细胞自噬供能
C.溶酶体是由高尔基体分泌的小泡逐渐发育形成的
D.溶酶体含有多种水解酶,普遍存在动物细胞中
4.三白草和鱼腥草二者因疗效相近且具有叠加效应常被中医用作“药对”。研究者欲利用原生质体融合技术将复方的配伍(两种或两种以上药物配合使用)提前到杂种细胞,并实现有效成分的工厂化生产,操作如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.①过程可利用盐酸和酒精混合液(1:1)配制的解离液来完成
B.②过程通常在低渗溶液中采用PEG融合法诱导原生质体融合
C.杂种细胞形成愈伤组织的过程中,其特有功能丧失,但结构不变
D.图中所示的生产流程体现了细胞膜的流动性,但未体现植物细胞的全能性
5. 为了加快优良种生的繁殖速度,科学家采用了以下两种方法,请根据图示信息判断下列说法错误的是( )
A.试管牛与克隆牛的培育过程中均用到的技术有动物细胞培养和胚胎移植技术
B.促使B牛超数排卵是通过应用性激素,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子
C.产生F牛的理论依据是动物细胞核的全能性,此种生殖方式是无性生殖
D.对多数哺乳动物而言,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
6. 如图表示人的生殖周期中不同的生理过程,下列有关说法错误的是( )
A.b1、b2发生基因的分离,c发生基因的自由组合
B.c过程使染色体数目又恢复到体细胞的数目,精子和卵细胞各提供一半的染色体
C.b1、d2过程都需要进行DNA复制,不同的是b1过程核DNA减半两次而d2过程核DNA减半一次
D.d1和d2过程涉及细胞的分裂、分化、衰老、凋亡
7. 2021年11月中国科学院动物研究所刘光慧团队找到了“保持细胞年轻态”的分子开关——人类基因中诱导细胞衰老的基因KAT7,该基因失活能使小鼠的寿命与对照组相比得到了明显延长。下列有关细胞衰老的叙述正确的是( )
A.经常熬夜可能会刺激细胞产生自由基,促进细胞衰老
B.细胞的色素积累妨碍物质交流和传递,使人头发变白
C.细胞衰老不利于机体更好地实现自我更新
D.衰老细胞中存在较多基因KAT7,年轻细胞中不含该基因
8. 经研究发现在局部缺血的情况下,大鼠肝细胞转化为细胞质团,并且发现死亡细胞内的溶酶体没有被破坏,死亡细胞被吞噬消化,不发生炎症,下列叙述正确的是( )
A.上述过程属于细胞坏死
B.上述过程没有蛋白质的合成
C.以上过程的发生是受基因控制的
D.胎儿手的发育过程与上述过程不相同
二、多项选择题
9. 如图为烟草植物组织培养过程的流程图。下列有关叙述错误的是( )
A.对过程①获取的根组织块应做较彻底的灭菌处理
B.过程②应根据要求使用适宜的培养基,在避光的环境中进行
C.过程③发生脱分化,其实质是基因的选择性表达
D.定向诱导X细胞可得到有利的突变体
10. 如图表示溶酶体的发生过程和“消化”功能。b是刚形成的溶酶体,它起源于细胞器a,e是包裹着衰老或损伤细胞器d的小泡,它的膜来源于细胞器c,且某些细胞器c上有核糖体的附着。以下叙述不正确的是( )
A.可判断a、c、d分别为内质网、高尔基体和线粒体
B.b和e融合成f的过程反映了生物膜具有流动性
C.溶酶体能合成并储存多种水解酶,是细胞的“消化车间”
D.图中过程体现了溶酶体消化自身衰老、损伤的细胞器的作用
11. 如图为人体部分细胞的生命历程示意图,①-⑥代表各个时期的细胞,a-c代表细胞所进行衰老的生理过程。下列叙述正确的是( )
A.不同动物同类器官存的大小差异主要取决于a过程
B.通常过程b产生的细胞③、④的染色体数目相同
C.细胞⑤的衰老可表现为细胞内水分减少,某些酶活性降低
D.细胞⑤和细胞⑥中的细胞器的种类、数目完全相同
12. 胚胎干细胞是一类来源于胚胎发育早期的细胞,具有很强的全能性。中南大学湘雅医院通过体外诱导人胚胎干细胞定向分化成肝细胞,并利用该肝细胞成功治疗了一位肝衰竭的患者,该患者成为世界首例用此方法治愈成功的病人。下列相关叙述正确的是( )
A.细胞的分化程度越高,表现出来的全能性就越弱
B.胚胎干细胞与肝细胞的基因组成相同,但基因表达情况不同
C.在不同的诱导因素下胚胎干细胞分化形成的组织细胞可能不同
D.定向诱导分化为肝细胞的过程体现了胚胎干细胞的全能性
三、非选择题
13.下图表示干细胞的三个发育途径,请据图回答:
(1)图中B细胞仍然保持着其特有的 能力,与D细胞相比,B细胞的全能性 。B、C、D三个细胞的不同其根本原因是 。
(2)图中若D细胞是唾液腺细胞,则直接参与其唾液淀粉酶加工、转运的细胞器有[ ] 和[ ] 。D细胞排出分泌物的方式是 ,体现了膜的 特点。
(3)如果B细胞以后有部分细胞发生了癌变,往往与 的激活和 功能的丧失有关,癌细胞的主要特点是 。
(4)若D是正在衰老的细胞,则细胞核的体积变化是 (填“变大”“变小”或“不变”)。C细胞凋亡时 (是/否)会引发炎症反应。
14. 科学家用植物体细胞杂交技术,将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合,成功地培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株,培育过程如图所示,其中①~⑤表示过程,a~f表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题:
(1)在自然状态下不能通过杂交育种获得番茄马铃薯的原因是这两种生物之间存在 。在植物体细胞杂交技术中,过程①常用 处理植物细胞的细胞壁。
(2)过程②在化学药剂 的作用下会发生植物原生质体的融合,植物细胞融合成功的标志是 。
(3)与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器是 。过程④⑤的细胞工程技术是 ,依据的原理是 。
(4)幼苗移栽到大田之前需要栽种在消过毒蛭石中炼苗,目的是 。某小组得到的杂种植株幼苗叶片颜色为黄色,可能的原因是培养基中没有添加 元素,也可能是 。
(5)近年来兴起了一种开放式组织培养技术,培养基无需经过灭菌,在接种时也不需超净工作台,可推测在培养基中加入了既不影响植物生长又能 的物质。和传统的植物组织培养技术相比,开放式组织培养的优点是 (答出1点即可)。
15. 人体红细胞的部分生命历程如图所示。BMI1基因能促进造血干细胞分裂和分化为成熟红细胞,体外培养实验表明,随着造血干细胞分化为成熟红细胞,BMI1基因表达量迅速下降。回答下列问题:
(1)造血干细胞与幼红细胞的基因表达情况 (填“相同”或“不同”)。从结构与功能相适应的角度分析,成熟红细胞排出细胞核和丧失细胞器的意义是 。
(2)研究发现,BMI1基因均存在于造血干细胞和心肌细胞中,但只能在造血干细胞中表达,导致这差异的根本原因是
(3)慢性粒细胞白血病(简称“慢粒”),是一种由骨髓造血干细胞恶性增殖引起的疾病。利用射线治疗“慢粒”时,也会导致正常细胞死亡,这些细胞的死亡属于 。我国已将治疗该病的某种特效药列入医保。该种特效药能抑制DNA的复制,在细胞周期的 期发挥作用。
(4)阿霉素对治疗白血病有显著的疗效,为探究药物阿霉素对心肌细胞凋亡是否有影响,研究者设计了如下实验:甲组加入培养液+心肌细胞+生理盐水;乙组加入 (每组设置若干个重复样品,各组样品在相同且适宜的条件下培养),一段时间后统计并计算心肌细胞的存活率。若实验结果是 ,则说明使用阿霉素会导致心肌细胞凋亡。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A、由基因所决定的细胞自动结束生命的过程叫细胞凋亡,细胞凋亡过程中存在特定基因的选择性表达,A正确;
B、病菌入侵细胞会导致机体产生凋亡诱导因子,B错误;
C、细胞坏死会引起机体炎症反应,所以与细胞坏死相比,细胞凋亡不会引起机体炎症反应,C错误;
D、DNase酶能将DNA切割形成DNA片段,作用的化学键是DNA的磷酸二酯键;Caspase酶能将细胞内的蛋白质降解成多肽,作用的化学键是蛋白质的肽键,两者所作用的化学键不同,D错误。
故答案为:A。
【分析】由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡。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。
细胞凋亡和细胞坏死是细胞死亡的两种主要形式,它们在机制、范围、生物学意义和导致原因等方面都有所不同。
细胞凋亡:
细胞凋亡是一种主动的、程序化的细胞死亡过程,由基因调控。细胞凋亡通常涉及单个细胞,对生物体的正常发育和维持内环境稳定具有重要意义。细胞凋亡的机制包括:
1.内源性途径:由细胞内部的信号触发,如DNA损伤、细胞周期调控异常等。
2.外源性途径:由细胞外部的信号触发,如细胞间通讯异常、细胞粘附性丧失等。
3.线粒体途径:由线粒体释放的细胞色素C等因子触发,导致凋亡蛋白酶激活。
细胞坏死:
细胞坏死是一种被动的、非程序化的细胞死亡过程,通常由物理、化学或生物因素引起的细胞损伤导致。细胞坏死通常涉及大片连续细胞,对生物体造成损害,如炎症、组织坏死等。细胞坏死的机制包括:
1.物理性因素:如机械损伤、辐射等。
2.化学性因素:如毒素、药物等。
3.生物性因素:如病原体感染、免疫反应等。
总的来说,细胞凋亡和细胞坏死在机制、范围、生物学意义和导致原因等方面存在显著差异。细胞凋亡是一种正常的生理过程,对生物体的发育和稳态具有重要意义;而细胞坏死通常是一种病理过程,对生物体造成损害。
2.【答案】D
【解析】【解答】A、由于功能和结构密切相关,细胞中细胞器的种类和数量会因分化而改变,例如在同一个植物体中,来自同一群早期胚细胞的叶肉细胞的细胞质中有大量叶绿体,而表皮细胞细胞质中没有叶绿体,A正确;
B、分化过程中由于基因的选择性表达,细胞核酸的种类会改变,B正确;
C、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,C正确;
D、植物筛管的形成是细胞分化的结果,D错误。
故答案为:D
【分析】细胞凋亡:
3.【答案】B
【解析】【解答】A、溶酶体可以将细胞从外界吞入形成的吞噬泡内的物质降解,A正确;
B、丙酮酸在线粒体内降解为有氧呼吸第二阶段,可为细胞自噬提供能量,B错误;
C、高尔基体上,一些水解酶被包裹在膜囊或囊泡中与高尔基体分离即形成溶酶体,C正确;
D、溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中,内含60种以上的水解酶,D正确。
故答案为:B
【分析】①溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中,内含60种以上的水解酶,能催化多糖、蛋白质、脂质DNA和RNA等物质的降解;②溶酶体的主要功能是进行细胞内消化,能消化细胞从外界吞入的颗粒、自身衰老的细胞器和碎片;③一些水解酶被包裹在膜囊或囊泡中与高尔基体脱离,形成溶酶体。
4.【答案】D
【解析】【解答】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此过程①三白草和鱼腥草体细胞杂交过程中要利用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁获得原生质体,盐酸和酒精混合液1比1配制的解离液会杀死细胞,A错误;
B、过程②通常在等渗或略高渗溶液中,不能用低渗溶液,不然原生质体会吸水涨破;可以采用化学法或物理法诱导原生质体融合,B错误;
C、植物细胞的脱分化就是让已分化的细胞,经过诱导后,失去其特有的结构和功能,而转变为未分化的细胞一愈伤组织的过程,因此杂种细胞形成愈伤组织的过程中,其特有功能丧失,结构也发生改变,C错误;
D、图中过程②原生质体融合体现了细胞膜的流动性;将杂种细胞培育成一个完整的新的植物体的过程才体现了植物细胞的全能性,故图中所示的生产流程没有体现植物细胞的全能性,D正确。
故答案为:D
【分析】图示为三白草和鱼腥草体细胞杂交过程,其中①为去除细胞壁,②为原生质体融合,③脱分化形成愈伤组织,④提取代谢产物。
5.【答案】B
【解析】【解答】A、试管牛采用了体外受精、动物细胞培养(早期胚胎培养)和胚胎移植技术,克隆牛采用了体细胞核移植、动物细胞培养(早期胚胎培养)和胚胎移植技术,A正确;
B、用来促进B牛超数排卵的激素是促性腺激素,而不是性激素,B错误;
C、F牛是克隆牛,其产生主要采用了核移植技术,该技术的理论依据是细胞核的全能性,此种生殖方式是无性生殖,C正确;
D、对多数哺乳动物而言,常以在透明带与卵细胞膜之间观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志,D正确。
故答案为:B
【分析】动物细胞培养:
6.【答案】A
【解析】【解答】A、b1、b2表示减数分裂,发生基因的分离和基因自由组合,c表示受精作用,不会发生基因的自由组合,A错误;
B、c受精作用过程是精卵细胞结合,使染色体数目又恢复到体细胞的数目,受精卵中含有精子和卵细胞各提供一半的染色体,B正确;
C、b1表示减数分裂、d2过程存在有丝分裂,b1、d2过程DNA都需要复制,不同的是b过程核DNA减半两次而d,过程核DNA减半一次,C正确;
D、d1和d2表示受精卵分裂、分化形成个体的过程,该过程中细胞的分裂、分化、衰老、凋亡过程均有发生,D正确。
故答案为:A。
【分析】减数分裂是有性生殖生物在生殖细胞成熟过程中发生的特殊分裂方式,该过程包括DNA复制一次和细胞连续分裂两次,结果新细胞的染色体数减半。减数分裂的全过程主要可以划分为四个阶段:间期Ⅰ、减数分裂Ⅰ、间期Ⅱ和减数分裂Ⅱ。以下是减数分裂的主要过程:
1. 间期Ⅰ:
这是原始生殖细胞进入减数分裂之前的物质准备阶段。与有丝分裂间期相似,细胞进行DNA复制和物质积累。但S期明显延长,并且只完成约99.7%的DNA复制,其余0.3%的复制在减数分裂Ⅰ前期的偶线期完成。
2. 减数分裂Ⅰ:
前期Ⅰ:
细线期:染色体浓缩为细线,DNA已复制但难以分辨染色单体。
偶线期:同源染色体开始配对,形成联会复合体,最终并排排列为双价体。
粗线期:染色体变短变粗,每条染色体由两条姐妹染色单体组成,发生非姐妹染色单体之间的交叉互换。
双线期和终变期:交叉数目减少,染色体进一步凝集。
中期Ⅰ:双价体排列在赤道板上,纺锤体形成,同源染色体之间着丝粒逐渐远离,双价体开始分离。
后期Ⅰ:同源染色体分离,非同源染色体自由组合,移向细胞两极。
末期Ⅰ:细胞一分为二,形成次级精母细胞或次级卵母细胞和第一极体。
3. 间期Ⅱ:相对较短,主要是为减数分裂Ⅱ做准备。
4. 减数分裂Ⅱ:
类似于有丝分裂的过程,但不涉及同源染色体的行为。
前期Ⅱ:染色体再次聚集,形成纺锤体。
中期Ⅱ:染色体着丝点排列在赤道板上。
后期Ⅱ:染色体着丝点分离,染色体移向细胞两极。
末期Ⅱ:细胞分裂为四个单倍体细胞。
受精作用是指精子与卵细胞结合的过程,它是生殖过程中的关键步骤,通常发生在雌性体内。在人类和其他哺乳动物中,受精过程主要包括以下几个阶段:
1. 精子获能:精子在雌性生殖道内经过一系列生化变化,获得与卵细胞结合的能力,这一过程称为精子获能。
2. 精子穿过宫颈粘液:精子必须穿过宫颈粘液,这是由雌性体内分泌的化学物质帮助完成的。
3. 精子穿过卵丘细胞层:卵细胞被一层细胞(卵丘细胞)所包围,精子需要释放酶类来溶解这些细胞之间的物质,以便穿过这层保护。
4. 精子与卵细胞接触:精子头部与卵细胞表面接触,并识别特定的分子标记,确保精子与卵细胞之间的正确结合。
5. 精卵融合:精子与卵细胞结合,精子的核与卵细胞的核接近。在哺乳动物中,通常只有一个精子能够成功与卵细胞结合,这被称为单精子受精。
6. 卵子激活:精子进入卵细胞后,会触发一系列生物化学反应,导致卵子被激活,开始进行有丝分裂。
7. 形成受精卵:精子和卵子的核融合,形成受精卵。在人类中,通常发生在排卵后约24小时内。
8. 受精卵分裂:受精卵开始进行有丝分裂,细胞数目不断增加,形成胚胎。
9. 胚胎植入:在分裂过程中,胚胎逐渐发育,最终植入到子宫壁上,开始着床过程。
10. 着床后发育:着床后,胚胎继续发育,逐渐形成胎儿,直到分娩。
受精作用是生殖过程中最关键的步骤之一,它决定了遗传信息的传递和胚胎的发育。在人类和其他哺乳动物中,这个过程受到精细的调控,以确保正常发育和遗传健康。
7.【答案】A
【解析】【解答】A、经常熬夜可能会刺激细胞产生自由基,促进细胞衰老,A正确;
B、头发变白的原因是由于细胞内的酪氨酸酶活性降低所导致的,B错误;
C、多细胞生物个体衰老的过程,也是组成个体的细胞普遍衰老的过程,细胞衰老是正常的人体现象,对于机体是有利的,正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新,C错误;
D、基因KAT7是诱导细胞衰老的基因,故基因KAT7的表达产物的多少可以作为细胞衰老程度的判断依据之一,衰老细胞和年轻细胞中都有KAT7基因,D错误。
故答案为:A
【分析】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。衰老的细胞主要具有以下特征:
8.【答案】C
【解析】【解答】A、死亡细胞内的溶酶体没有被破坏,死亡细胞被吞噬消化,不发生炎症反应,说明肝细胞中的死亡细胞的出现并非细胞坏死造成的,A错误;
BC、死亡细胞被吞噬消化,不发生炎症反应,对个体有利,属于细胞凋亡,细胞凋亡是细胞正常的生理过程,是受基因控制的程序性死亡,所以也存在有与细胞凋亡相关的蛋白质的合成,B错误,C正确;
D、胎儿手的发育过程属于细胞凋亡,与题述细胞死亡方式相同,D错误。
故答案为:C
【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。
细胞坏死是由外界不利因素引起的细胞非正常性死亡。坏死细胞的膜通透性增大,细胞器变形或肿大,后细胞破裂释放出内含物,常引起炎症反应。
9.【答案】A,C,D
【解析】【解答】A、对过程①获取的根组织块应进行消毒处理,如果采用灭菌技术,会使根组织块失去活力,无法进行组织培养,A错误;
B、过程②是脱分化形成愈伤组织的过程,需要在避光的环境中进行,B正确;
C、过程③发生再分化,其实质是基因的选择性表达,C错误;
D、可以通过诱导使细胞产生突变,但突变是不定向的,D错误。
故答案为:ACD。
【分析】图示表示烟草植物组织培养过程的流程图,其中①表示获取外植体,②表示脱分化,③表示再分化,④表示从愈伤组织中获取细胞X,⑤表示进一步发育形成幼苗。
植物组织培养技术是指,在无菌操作条件下,将植物体的各类结构材料--外植体(根尖、茎段、茎尖、幼叶、幼胚、花药等)接种于人工配制的培养基上,在人工控制的环境条件下进行离体培养的技术。
植物组培的明显优势主要有:培养周期短;子代一致保持了亲本原有的优良品质;防止优良品系的退化;优质品种快速选育,快速应用;可以获得无病毒苗;节约经济成本;节约耕地,提高商品出品率。
10.【答案】A,C
【解析】【解答】A、由图可知,a是高尔基体,b表示溶酶体,c是内质网,d是线粒体,A错误;
B、b(溶酶体)与e(膜包裹的衰老细胞器线粒体)融合成f的过程体现了生物膜具有一定的流动性 ,B正确;
C、水解酶的本质是蛋白质,其合成场所是核糖体,C错误;
D、溶酶体能够分解很多物质以及衰老、损伤的细胞器,即图中过程体现了溶酶体消化自身衰老、损伤的细胞器的作用 ,D正确。
故答案为:AC。
【分析】1、细胞自噬的基本过程:细胞中衰老的细胞器或者一些折叠错误的蛋白质被一种双层膜结构包裹,形成自噬小泡,接着自噬小泡的外膜与溶酶体膜融合,释放包裹的物质到溶酶体中,使包裹物在一系列水解酶的作用下降解。损坏的蛋白或细胞器可通过细胞自噬进行降解并得以循环利用,故营养缺乏条件下,细胞可通过细胞自噬获得所需的物质,进而通过新陈代谢获得能量。
2、题图分析:a是高尔基体;b表示溶酶体;c是内质网;d是线粒体;e表示膜包裹的衰老细胞器线粒体;f表示b与e正在融合;g表示溶酶体内的水解酶正在清除衰老的细胞器。
11.【答案】B,C
【解析】【解答】A、图中的a表示细胞生长,不同动物同类器官或组织的细胞大小常无明显差异,器官大小主要取决于细胞数量的多少,A错误;
B、b表示细胞增殖,③、④是细胞增殖的结果,不改变染色体数目,因此过程b产生的细胞③、④的染色体数目相同,B正确;
C、衰老细胞细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,某些酶的活性降低,C正确;
D、细胞⑤和细胞⑥属于细胞分化,细胞分化的实质基因的选择性表达,故⑤和⑥中的细胞器的种类、数目不完全相同,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、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。
2、据图分析,图中的a表示细胞生长,b表示细胞增殖,c表示分化,据此分析作答。
12.【答案】A,B,C
【解析】【解答】A、一般来说,细胞全能性高低与细胞分化程度有关,细胞的分化程度越高,表现出来的全能性就越弱,A正确;
B、胚胎干细胞与肝细胞是由同一个受精卵分化而来,二者的基因组成相同,但基因表达情况不同,B正确;
C、在不同的诱导因素下,胚胎干细胞会进行基因的选择性表达,分化形成的组织细胞可能不同,C正确;
D、胚胎干细胞定向诱导分化为肝细胞的过程没有发育为完整有机体或分化成其他各种细胞,因此不能体现胚胎干细胞的全能性,D错误。
故答案为:ABC。
【分析】关于细胞的“全能性”,可以从以下几方面把握:
(1)概念: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。
(2)细胞具有全能性的原因是:细胞含有该生物全部的遗传物质。
(3)细胞全能性大小:受精卵>干细胞>生殖细胞>体细胞。
(4)细胞表现出全能性的条件:离体、适宜的营养条件、适宜的环境条件。
13.【答案】(1)分裂和分化;高(或大或强);遗传物质有选择地发挥作用
(2)②;内质网;⑦;高尔基体;胞吐;具有一定的流动性
(3)原癌基因;抑癌基因;无限增殖、易扩散、形态结构发生改变
(4)变大;否
【解析】【解答】(1)B细胞为干细胞,其仍然保持着其特有的分裂和分化能力。与D成熟的组织细胞相比,B细胞的全能性高(或大或强),而B、C、D三个细胞的不同是由于发生了细胞分化,细胞分化的根本原因是遗传物质有选择地发挥作用。
(2)图中若D细胞是胰岛细胞,胰岛素是胰岛细胞分泌的,其分泌过程中需要细胞中的内质网和高尔基体对蛋白质进行加工和转运,即分别是图中②和⑦。D细胞排出分泌物的方式是胞吐,该过程体现了细胞膜具有一定流动性。
(3)细胞中原癌基因和抑癌基因发生基因突变导致了恶性增殖的癌细胞的发生,癌细胞的重要特点是无限增殖、易扩散、形态结构发生改变等。
(4)若D是正在衰老的细胞,则细胞中的细胞核的体积变大,细胞体积变小。细胞凋亡是细胞主动结束生命的过程,所以C细胞凋亡时不会引发炎症反应。
【分析】 衰老细胞的特征:
(1)细胞内水分减少,细胞萋缩,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。
图示表示干细胞的三个发育途径,其中A为干细胞,A形成B为干细胞的增殖过程;A到C表示细胞凋亡过程;A到D为细胞分化过程,D细胞中结构①~⑨依次为线粒体、内质网、核糖体、染色质、核仁、核膜、高尔基体、细胞核、细胞膜。
14.【答案】(1)生殖隔离;纤维素酶和果胶酶
(2)聚乙二醇;再生出新的细胞壁
(3)高尔基体;植物组织培养;植物细胞的全能性
(4)使幼苗逐渐适应自然环境;镁/Mg;培养过程中没有给予光照
(5)抑菌(杀菌);使培养程序简化、降低成本
【解析】【解答】(1)在自然状态下不能通过杂交育种获得番茄马铃薯的原因是这两种生物之间存在生殖隔离。
植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原理,过程②可使用纤维素酶和果胶酶处理细胞以除去细胞壁,得到原生质体。
(2)诱导原生质体融合的过程,可采用化学方法(聚乙二醇),也可采用电激、离心、振动等物理方法,则过程②在化学药剂聚乙二醇的作用下会发生植物原生质体的融合,杂种细胞再生出细胞壁是植物细胞融合成功的标志。
(3)过程③是再生出细胞壁,该过程中主要与高尔基体有关,高尔基体是单层膜结构的细胞器。形成杂种细胞后还需要采用植物组织培养技术将其培育成杂种植株,因此图中过程④⑤为植物组织培养过程,其原理是植物细胞具有全能性。
(4)某小组得到的幼苗叶片颜色为黄色,即为类胡萝卜素的颜色,缺少叶绿素,可能的原因是培养基中没有添加镁/Mg元素,也可能是培育过程中没有给予光照,缺乏叶绿素形成的条件。
(5)植物组织培养需要无菌操作以防止杂菌污染培养基,影响愈伤组织的形成和再分化,新的培养技术中培养基无需经过灭菌,在接种时也不需超净工作台,可推测在培养基中加入了既不影响植物生长又能抑菌的物质,综合可知在培养基中加入了既不影响植物生长又能抑菌(杀菌)的物质。和传统的植物组织培养技术相比,开放式组织培养的优点是使培养程序简化、降低成本。
【分析】植物组织培养:
15.【答案】(1)不同;成熟红细胞的功能是运输氧气,其排出细胞核和丧失细胞器可以为运输氧气的血红蛋白腾出空间
(2)基因选择性表达的结果
(3)细胞坏死;分裂间
(4)等量的培养液+等量心肌细胞+等量药物阿霉素;甲组细胞存活率(明显)高于乙组细胞
【解析】【解答】(1)造血干细胞主要存在有骨髓中,造血干细胞通过细胞分化形成不同的血细胞,造血干细胞与幼红细胞的基因表达情况不同,即幼红细胞是造血干细胞通过分裂、分化形成的。从结构与功能相适应的角度分析,成熟红细胞排出细胞核和丧失细胞器的意义是其运输氧气的需要,其排出细胞核和丧失细胞器可以为运输氧气的血红蛋白腾出空间,且此时的相对表面积增大,有利于其功能的发挥。
(2)BMI1基因均存在于造血干细胞和心肌细胞中,但只能在造血干细胞中表达,其根本原因是基因的选择性表达。
(3)慢性粒细胞白血病是一种由骨髓造血干细胞恶性增殖引起的疾病。 利用射线治疗“慢粒”时,也会导致正常细胞死亡,这些细胞的死亡属于细胞坏死,因为这些正常细胞的死亡对机体是不利的。该种特效药能抑制DNA的复制,在细胞周期的分裂间期发挥作用,因为在间期细胞中发生的DNA复制和相关蛋白质的合成。
(4)实验的目的是探究药物阿霉素对心肌细胞凋亡是否有影响,所以实验设计时药物阿霉素是自变量,当甲组给予加入培养液+心肌细胞+生理盐水,乙组应给予等量的培养液+等量心肌细胞+等量药物阿霉素,一段时间后统计并计算心肌细胞的存活率(因变量) ,若甲组细胞存活率(明显)高于乙组实验组,则说明使用阿霉素会导致心肌细胞凋亡。
【分析】细胞坏死指的是长期以来细胞坏死被认为是因病理而产生的被动死亡,如物理性或化学性的损害因子及缺氧与营养不良等均导致细胞坏死。坏死细胞的膜通透性增高,致使细胞肿胀,细胞器变形或肿大,早期核无明显形态学变化,最后细胞破裂。
细胞的分化是个体发育过程中,由一个或者一种细胞增殖产生的后代,在形态结构、生理功能上发生稳定性差异的过程。其实质是基因的选择性表达,故不同的细胞中均含有本物种全套的遗传物质,但细胞内的RNA、蛋白质的种类不完全相同。
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