第1篇专题2 微专题2 细胞的分化、衰老和死亡（PPT课件）-【创新教程】2025年高考生物大二轮专题增分方案（单选）

2024-12-12

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微专题2 细胞的分化、衰老和死亡第一篇专题突破提能增效专题二细胞的生命历程下一页上一页返回导航生物学第一篇专题二细胞的生命历程核心要点 01 命题重点 02 课时作业 04 命题预测 03 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1．明确细胞分化的机理和结果 2．细胞衰老的特征 3．细胞死亡 (1)图解细胞凋亡机理 (2)“三看法”区分细胞凋亡与细胞坏死 (3)细胞自噬本质在一定条件下，细胞会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自噬对象 ①处于营养缺乏条件下的细胞； ②受到损伤、微生物入侵或衰老细胞 (1)细胞被病原体感染而死亡，属于细胞坏死。 (2)若细胞被病原体感染后，被机体免疫系统清除，属于细胞凋亡。 ►[命题点1]　细胞的分化与全能性 1．(2024·黑吉辽卷，2)手术切除大鼠部分肝脏后，残留肝细胞可重新进入细胞周期进行增殖；肝脏中的卵圆细胞发生分化也可形成新的肝细胞，使肝脏恢复到原来体积。下列叙述错误的是(　　) A．肝细胞增殖过程中，需要进行DNA复制 B．肝细胞的自然更新伴随着细胞凋亡的过程 C．卵圆细胞分化过程中会出现基因的选择性表达 D．卵圆细胞能形成新的肝细胞，证明其具有全能性解析：D　[肝细胞增殖过程中，会发生细胞的分裂使得细胞数目增多，需要进行DNA复制，A正确；肝细胞的自然更新伴随着细胞凋亡的过程，有利于维持机体内部环境的相对稳定，B正确；卵圆细胞分化过程中会出现基因的选择性表达，合成承担相应功能的蛋白质，C正确；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，卵圆细胞能形成新的肝细胞，未证明其具有全能性，D错误。] 2．(2024·山东济南高三期末)大部分龟类没有性染色体，其受精卵在较低温度下发育为雄性，在较高温度下发育为雌性；剑尾鱼在pH为7.2时全部发育成雄性，而pH为7.8时绝大多数发育成雌性；鳗鲰在高密度养殖时雄性个体占有较高比例。三类个体完成发育后，不再发生性别转变。下列叙述错误的是(　　) A．温度、酸碱度、种群密度等因素能影响细胞的分化，进而影响生物的个体发育 B．性别被确定后不再发生变化，体现了细胞分化的稳定性和不可逆性 C．随着细胞分化程度的提高，细胞的全能性往往会逐渐降低，但遗传物质通常不发生改变 D．以上三种生物的性别由环境决定，细胞内不含有性染色体和与性别形成有关的基因解析：D　[根据题意“大部分龟类没有性染色体，其受精卵在较低温度下发育为雄性，在较高温度下发育为雌性；剑尾鱼在pH为7.2时全部发育成雄性，而pH为7.8时绝大多数发育成雌性；鳗鲰在高密度养殖时雄性个体占有较高比例”，说明温度、酸碱度、种群密度等因素能影响细胞的分化，进而影响生物的个体发育，A正确；三类个体完成发育后，不再发生性别转变，说明细胞分化具有稳定性和不可逆性，B正确；细胞分化的实质是基因选择性表达，分化后的细胞遗传物质不变，分化后细胞的功能更具体，分化程度提高，但细胞全能性往往会降低，C正确；性别也是一种表型，表型由基因型和环境共同决定，如剑尾鱼有性染色体和与性别形成有关的基因，但性别分化主要与环境中pH有关，D错误。] 3．(2024·广西三新教育联合体模拟)为研究多种血糖调节因子的作用，我国科学家开发出胰岛素抵抗模型黑鼠。为扩增模型鼠数量，科学家通过诱导优良模型鼠体细胞转化获得诱导胚胎干细胞(iPS细胞)，继而利用iPS细胞培育出与模型鼠遗传特性相同的克隆鼠，具体步骤如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．体外培养iPS细胞需置于含有95%空气和5%氧气的培养箱中 B．诱导获得iPS细胞的过程类似于植物组织培养的再分化过程 C．iPS细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞种类增多 D．iPS细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织解析：C　[体外培养iPS细胞需置于含有95%空气和5%二氧化碳的培养箱中，A错误；体细胞诱导转化为iPS细胞以后具备了分化能力，与植物组织培养的脱分化类似，B错误；iPS细胞分化的实质是基因的选择性表达，其结果是形成形态、结构和生理功能不同的细胞，使细胞的种类增多，C正确；iPS细胞具有发育的全能性，在体外培养时可以分化为任何一种组织细胞，D错误。] 4．(2024·湖北武汉模拟)植物通过产生愈伤组织进而分化来实现再生，动物也会发生类似的过程。特定细胞的分化需要相应的调控蛋白才能启动，多细胞生物体内的调控蛋白的种类通常远少于细胞种类。下列叙述错误的是(　　) A．细胞、组织、器官的再生体现了细胞的全能性 B．动物组织、器官的再生需要经过类似脱分化的过程 C．调控蛋白启动特定细胞的分化体现了基因的选择性表达 D．一种调控蛋白可能参与多种类型细胞的形成解析：A　[细胞全能性是发育为完整个体或分化为各种细胞，细胞、组织、器官的再生没有上述结果，不能体现全能性，A错误；动物组织、器官的再生需要经过类似脱分化的过程，使其成为未分化状态，B正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，调控蛋白启动特定细胞的分化体现了基因的选择性表达，C正确；分析题意可知，多细胞生物体内的调控蛋白的种类通常远少于细胞种类，据此推测一种调控蛋白可能参与多种类型细胞的形成，D正确。] ►[命题点2]　细胞的衰老与死亡 5．(2024·河北卷，3)核DNA受到损伤时，ATM蛋白与受损部位结合，被激活后参与DNA修复，同时可诱导抗氧化酶基因H的表达。下列分析错误的是(　　) A．细胞在修复受损的DNA时，抗氧化能力也会提高 B．ATM在细胞质合成和加工后，经核孔进入细胞核发挥作用 C．H蛋白可减缓氧化产生的自由基导致的细胞衰老 D．ATM基因表达增强的个体受辐射后更易患癌解析：D　[本题考查基因的表达。由题意可知，ATM蛋白被激活后参与核DNA的修复，同时诱导抗氧化酶基因H的表达，所以细胞修复受损DNA时，抗氧化能力会提高，故A正确；ATM在细胞质内游离的核糖体上合成，经核孔进入细胞核发挥作用，故B正确；氧化反应很容易产生自由基，自由基会攻击蛋白质使其活性下降，导致细胞衰老，H蛋白是抗氧化酶，可以提高细胞的抗氧化能力，减缓氧化产生的自由基导致的细胞衰老，故C正确；ATM基因表达增强的个体核DNA受到损伤后更易得到修复，可能更不易患癌，故D错误。] 6．(2024·甘肃卷，4)某研究团队发现，小鼠在禁食一定时间后，细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体，随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体，最终脂质小滴在溶酶体内被降解。关于细胞自噬，下列叙述错误的是(　　) A．饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢，使细胞获得所需的物质和能量 B．当细胞长时间处在饥饿状态时，过度活跃的细胞自噬可能会引起细胞凋亡 C．溶酶体内合成的多种水解酶参与了细胞自噬过程 D．细胞自噬是细胞受环境因素刺激后的应激性反应解析：C　[由题干信息可知，小鼠在禁食一定时间后，细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体，随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体，最终脂质小滴在溶酶体内被降解，所以在饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢，使细胞获得所需的物质和能量，来支持基本的生命活动，A正确；细胞长时间处在饥饿状态时，细胞可能无法获得足够的能量和营养素，细胞自噬会过度活跃，导致细胞功能紊乱，可能会引起细胞凋亡，B正确；溶酶体内水解酶的化学本质是蛋白质，其合成场所是核糖体，在溶酶体内发挥作用，参与了细胞自噬过程，C错误；细胞自噬是细胞感应外部环境刺激后表现出的应激性与适应性行为，来支持基本的生命活动，从而维持细胞内部环境的稳定，D正确。] 7．(2024·湖北武汉模拟)人的角膜是覆盖眼睛的透明组织层，角膜干细胞通过增殖分化产生角膜上皮细胞来取代垂死细胞进而维持角膜。短期睡眠不足会加速角膜干细胞的增殖分化，长期睡眠不足则会造成角膜变薄。下列有关叙述正确的是(　　) A．人体对角膜中垂死细胞的清除过程属于细胞凋亡 B．角膜上皮细胞中特有基因的表达使其呈现透明状 C．睡眠不足会加速角膜上皮细胞的增殖分化、衰老凋亡 D．角膜干细胞分化成角膜上皮细胞体现了动物细胞的全能性解析：A　[人体对角膜中垂死细胞的清除过程是免疫系统在起作用，属于细胞凋亡，A正确；一般情况下，角膜上角细胞的遗传物质与其他体细胞相同，不含特有基因，其特殊的透明状是基因选择性表达的结果，B错误；据题意可知，短期睡眠不足增加了角膜干细胞的增殖速度，角膜上皮细胞已经高度分化，不分裂，C错误；细胞的全能性指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体或各种细胞的潜能，角膜干细胞分化成角膜上皮细胞没有体现动物细胞的全能性，D错误。] 8．(2024·浙江绍兴模拟)放射治疗(放疗)是治疗癌症的重要手段，放疗时使用的放射线可通过产生自由基伤害癌细胞。下列有关叙述正确的是(　　) A．放疗可能损伤细胞DNA 导致正常细胞癌变 B．癌细胞膜上的各种蛋白质含量均减少 C．自由基攻击磷脂分子，导致核糖体损伤，细胞衰老 D．自由基导致细胞衰老时，细胞内各种酶活性均降低解析：A　[放射线属于物理致癌因子，会损伤细胞DNA导致细胞癌变，A正确；癌细胞膜上的糖蛋白的含量减少或者是黏连蛋白减少，但并不是各种蛋白质含量都减少，B错误；核糖体没有膜结构，不含磷脂分子，故当自由基攻击磷脂分子时，不会导致核糖体损伤，C错误；自由基导致细胞衰老时，细胞内部分酶活性降低，与衰老有关酶的活性会上升，D错误。] 9．(2024·云南曲靖模拟)科学家最早在秀丽隐杆线虫中发现CED3基因表达的蛋白质参与细胞凋亡的执行，而CED9基因表达的蛋白质会抑制细胞凋亡的进行。之后在哺乳动物体中鉴定出CED3的同源基因Caspase1和CED9的同源基因Bcl2。下列说法错误的是(　　) A．CED9和Bcl2转录得到的mRNA可能有部分序列相同 B．若某药物能促进癌细胞内Bcl2基因表达，则该药物可用于癌症治疗 C．CED3基因发生突变，可能会导致线虫细胞数目增加 D．正常情况下，发生凋亡的细胞内基因也会选择性表达解析：B　[哺乳动物中鉴定出CED9的同源基因Bcl2，且不同物种同源基因的序列具有高度相似性，故CED9和Bcl2基因转录得到的mRNA可能存在部分相同序列，A正确；Bcl2基因作为CED9基因的同源基因，其表达的蛋白质具有抑制细胞凋亡的作用，因此某药物能促进癌细胞内Bcl2基因表达，则会抑制癌细胞凋亡，该药物不可用于癌症治疗，B错误；CED3基因表达的蛋白质参与细胞凋亡的执行，若CED3基因发生突变，线虫细胞凋亡受到抑制，导致线虫细胞数目增加，C正确；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，本质上，细胞凋亡是基因(控制凋亡的基因)选择性表达的结果，D正确。] 一、细胞周期的调控细胞周期检验点负责检查本时期内所执行的“任务”情况，只有完成所有“任务”之后细胞才能被放行进入下一个时期，否则细胞周期将暂停于某个检验点上，以留出时间排除故障或进行修复。每个检验点都有一套监控机制，目前已公认细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)对此发挥了重要调控作用。不同种类的CDK均可与相应的细胞周期蛋白结合而被激活，调控细胞周期的检验点。 1．细胞周期的调控关键在分裂间期。有2个起决定作用的控制点，从G1期进入S期和从G2期进入M期。这2个转变过程都是由一种称为成熟促进因子(MPF)的蛋白质复合体所触发的。组成MPF的是两种蛋白：cdc2的激酶和细胞周期蛋白(cyclin)。cyclin有2种：Scyclin和Mcyclin。其调控过程如图所示，下列说法错误的是(　　) A．Mcyclin与cdc2结合导致细胞进入有丝分裂过程 B．细胞周期循环往复的过程中需要核糖体不断地合成细胞周期蛋白 C．cdc2可以反复起作用，所以细胞周期过程中不需要重新合成 D．受精卵分裂时MPF转化的速度明显快于造血干细胞解析：C　[Mcyclin与cdc2结合细胞进入有丝分裂间期，进入有丝分裂过程，故A正确；细胞周期蛋白在起作用后会被分解，在细胞周期循环往复过程中需要核糖体不断合成细胞周期蛋白，故B正确；细胞周期蛋白质在起作用后会被分解，cdc2不可反复使用，在细胞周期中需要不断合成，故C错误；受精卵分裂速度快于造血干细胞分裂速度，故MPF转化速度更快，故D正确。] 2．(2024·湖南雅礼中学二模)细胞周期控制系统通过周期性激活随后关闭关键蛋白质来调控细胞周期，磷酸化反应和去磷酸化反应是细胞用来改变蛋白质活性开或关的最通用的方法之一。细胞周期控制系统的核心是细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶(Cdk)，它们的活性呈周期性升降。如图所示为推动细胞从G2期进入M期的复合物M－Cdk的活化过程。下列叙述不正确的是(　　 ) A．不同激酶(Weel和Cdk)使M－Cdk的不同位点发生磷酸化，体现了酶的专一性 B．磷酸化的M－Cdk无活性，需要磷酸酶去除Cdk上任意一个磷酸基团才能活化 C．活化的M－Cdk可激活更多的Cdc25，进一步促进M－Cdk的活化，这体现了正反馈调节 D．推测活化的M－Cdk在进入下一个细胞周期之前会失活解析：B　[不同激酶(Weel和Cdk)使M－Cdk的不同位点发生磷酸化，体现了酶的专一性，A正确；分析题图可知，磷酸化的M－Cdk需要磷酸酶去除Cdk上的抑制性磷酸基团才能活化，B错误；活化的M－Cdk能通过促使Cdc25活化性磷酸化，活化性磷酸化又促使活化的M－Cdk生成，该过程属于正反馈调节，C正确；细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶(Cdk)的活性呈周期性升降，M－Cdk的作用是推动细胞从G2期进入M期，因此在进入下一个细胞周期之前会失活，D正确。] 二、动物细胞周期的同步化 DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，会阻断间期的DNA复制过程，使处于间期的细胞停滞在间期；处于分裂期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的间期，从而实现细胞周期同步化的目的。操作过程如下：假设一个细胞周期时长＝G1＋S＋G2＋M ＝10＋7＋3.5＋1.5＝22(h)。 ①向细胞的培养液中加入过量的DNA合成可逆抑制剂，处于S期的细胞立刻被抑制。 ②继续培养G2＋M＋G1＝3.5＋1.5＋10＝15(h)，则处于G2、M、G1期的细胞都将被抑制在G1/S期交界处。 3．(2024·山西长治模拟)众多与细胞周期研究相关的实验对处于“基态”(G0～G1期)的细胞需求很大。研究人员配制了含不同浓度小牛血清的培养液，培养肝细胞研究细胞周期同步化，常规培养液的血清浓度为10.0%。统计细胞周期中各期细胞数的比例，结果如下表。细胞周期分为间期(G1、S、G2)和分裂期(M期)，S期为DNA复制期。已知培养过程细胞的活力不受影响。下列相关叙述错误的是(　　 ) 小牛血清浓度/% 细胞周期中各期细胞数/% G0～G1 S G2＋M 0.5 81.7 14.6 3.7 1.0 73.5 15.6 10.9 2.0 70.7 17.6 11.7 10.0 58.2 26.3 15.5 0 50.8 25.8 23.4 A.细胞在G1期合成的部分蛋白质可在S期用于组装染色质 B．缺乏血清可使染色体复制受阻，导致G2＋M期的细胞比例降低 C．采用血清饥饿法培养细胞可为体外培养大量“基态”细胞提供依据 D．去除血清培养细胞一段时间后再加入血清，不能使细胞同步至M期解析：D　[G1期的细胞中，会进行蛋白质的合成，为进入S期做准备，据此可推测，细胞在G1期合成的部分蛋白质可在S期用于组装染色质，A正确；结合表中数据可知，血清浓度降低，G0～G1细胞的数量增多，S期细胞数量减少，随之进入G2＋M期的细胞减少，即缺乏血清可使染色体复制受阻，导致G2＋M期的细胞比例降低，B正确；图中数据显示，随着血清浓度的增加，基态细胞所占比例减少，据此可推测采用血清饥饿法(降低血清浓度)培养细胞可为体外培养大量“基态”细胞提供依据，C正确；去除血清培养细胞一段时间后，细胞会同步在同一个时期，再加入血清能使细胞同步至M期，D错误。] 4．(2024·湖南衡阳高三联考)三种蛋白质(P16、CDK、Cyclin)调控造血干细胞细胞周期的方式如图1。科研人员探究黄芪多糖对衰老小鼠造血干细胞(HSC)细胞周期相关蛋白的影响，已知其细胞周期的G1期、S期、G2期、M期分别为8 h、6 h、5 h、1 h。现将生理状况相似的60只小鼠随机分成三组：模型组采用D－半乳糖皮下注射建立衰老小鼠模型；干预组在模型组的基础上给予黄芪多糖水溶液灌胃；对照组和模型组给予等剂量水灌胃。细胞周期相关蛋白表达情况如图2。回答下列问题。图1 图2 (1)蛙的红细胞与上述小鼠的造血干细胞分裂相比，其特点为________________________________________________________________________。 (2)细胞周期同步化是使体外培养的细胞都处于相同分裂阶段的技术，胸腺嘧啶脱氧核苷(TdR)双阻断法是其常用方法，原理是高浓度TdR可抑制DNA复制，使处于S期的细胞受到抑制，处于其他时期的细胞不受影响，洗去TdR后S期的细胞又可继续分裂。图3是TdR双阻断法诱导小鼠造血干细胞细胞周期同步化的操作流程。在对HSC进行实验处理前其S期细胞约占　____________　。图3中T1的时长至少为　____________　，T2的时长应为　____________　。经D－半乳糖处理小鼠HSC后，其G1期细胞比例上升，结合图1与图2分析，其原因为____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)据图1与图2分析，黄芪多糖水溶液能使衰老小鼠进入S期的细胞比例　________　(选填“增加”或“减少”)。解析：(1)造血干细胞进行有丝分裂，蛙的红细胞进行无丝分裂，与有丝分裂过程相比，进行无丝分裂时细胞中不出现纺锤丝和染色体的变化。 (2)依题意可知，在对HSC进行实验处理前，其细胞周期的G1期、S期、G2期、M期分别为8 h、6 h、5 h、1 h，其S期所占比例为：eq \f(6,8＋6＋5＋1)＝eq \f(3,10)。图3中T1的时长至少为G2＋M＋G1期的时长，使得位于S与G2交界的细胞也能停在S期，从而保证原本位于S期外的所有细胞都停在S与G1期的交界处，原本处于S期内的细胞停在S期；T2时长应大于S期时长，以保证被阻断在G1/S期交界处的细胞经过S期，进入到G2期。已知其细胞周期的G1期、S期、G2期、M期分别为8 h、6 h、5 h、1 h，因此T1＝8＋5＋1＝14 h，T2＝6 h。由图1可知，GDK促进细胞周期进行，Cyclin激活GDK作用，P16 抑制GDK的作用。由图2分析可知，经D－半乳糖处理后，模型组的P16含量增多，而 CDK和Cyclin减少，推测D－半乳糖可能通过增强衰老小鼠HSC中P16 蛋白的表达，减弱CDK和Cyclin的表达，导致细胞停滞于G1期。 (3)据图2分析，经黄芪多糖干预后衰老小鼠HSC中P16蛋白的表达减弱，CDK4和Cyclin的表达均增强，细胞从G1期进入S期，故进入S期细胞比例增加。答案：(1)分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化 (2)eq \f(3,10)　14 h　6 h　D－半乳糖可能通过增强衰老小鼠HSC中P16蛋白的表达，减弱CDK和Cyclin的表达，导致细胞停滞于G1期 (3)增加 $$

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