2025届高三生物学二轮复习课件：细胞增殖、分化、衰老和死亡等生命进程

细胞通过分裂实现增殖，并经历分化、衰老和死亡等生命进程 大概念 三 细胞增殖、分化、衰老和死亡等生命进程 课 时 思维导图 完成DNA的复制 纺锤体 漂洗、 染色 同源染色体分离 着丝粒分裂 基因的选择性表达 全套遗传物质 原癌基因和抑癌基因 无限增殖 降低 由基因所决定的细胞自动结束生命 目 录 热点1 细胞周期调控与细胞增殖的同步化 细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 热点2 细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 热点3 5 热点1　 细胞周期调控与细胞增殖的同步化 D 1.(2022·浙江1月选考，18)某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白(cyclin)和多种细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)，两者可组成多种有活性的CDK－cyclin复合体，细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK－cyclin复合体调控。细胞周期如图所示，下列叙述错误的是(　　) A.同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异 B.细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK－cyclin复合体调控 C.抑制某种CDK－cyclin复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段 D.一个细胞周期中，调控不同阶段的CDK－cyclin复合体会同步发生周期性变化 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 深研真题·领悟考法 2.(2023·重庆卷，14)药物甲常用于肿瘤治疗，但对正常细胞有一定毒副作用，某小组利用试剂K(可将细胞阻滞在细胞周期某时期)研究药物甲毒性与细胞周期关系，实验流程和结果如图所示，下列推测正确的是(　　) 注：G1：DNA合成前期　S：DNA合成期　G2：分裂准备期　M：分裂期 A.试剂K可以将细胞阻滞在G1期 B.试剂K对细胞周期的阻滞作用不可逆 C.药物甲主要作用于G2＋M期，Ⅱ组凋亡率应最低 D.在机体内，药物甲对浆细胞的毒性强于造血干细胞 C 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 深研真题·领悟考法 情境素材1　细胞周期调控 研究证明MPF可促使细胞进入分裂期(M期)，表明MPF是M期的正常诱导物。MPF是由Cdc2蛋白和一种周期蛋白构成，Cdc2蛋白为其催化亚基，周期蛋白为其调节亚基，当两者结合后，可以使多种蛋白质底物磷酸化，促使细胞进行有丝分裂。芽殖酵母中Cdc2蛋白在整个细胞周期中始终是稳定的，周期蛋白呈周期性波动，推动细胞周期的进行，如图1为MPF及其调控示意图。 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 情境探疑·拓展应用 1.据情境素材1和所学知识分析： (1)MPF中有两种蛋白质，其中Cdc2蛋白的作用机理是____________________________， 判断的理由是__________________________ ____________________________________。 降低化学反应的活化能 Cdc2蛋白具有催化功能， 是一种酶 (2)M周期蛋白在________期合成，在________(均填“分裂”或“分裂间”)期被分解。 分裂间 分裂 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 情境探疑·拓展应用 (3)当Cdc2蛋白和____________结合时，可以起始DNA复制；而当Cdc2蛋白与M周期蛋白结合时，可以促进_______________________ _____________________________，从而使细胞进入分裂期。 S周期蛋白 染色质高度螺旋；形成纺 锤体；核仁解体、核膜消失 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 情境探疑·拓展应用 情境素材2　细胞周期检验点 在细胞周期内有一些检验点，监测细胞分裂过程，并在发现错误时中止细胞周期。例如，若在G1期末端检验点1发现DNA损伤，则会阻止细胞进入S期；G2期检验点3要检查DNA是否完成复制，细胞是否已生长到合适大小，环境因素是否有利于细胞分裂等。只有当所有利于细胞分裂的因素得到满足以后，细胞才能顺利实现从G2期向M期的转化。在有丝分裂中也有纺锤体检验点，一旦发现纺锤丝的形成出现故障，细胞周期就会在细胞质分裂前停止。科学家常用秋水仙素(一种生物碱)影响纺锤丝的形成，使植物细胞分裂停止在M期。 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 情境探疑·拓展应用 2.据情境素材2和所学知识分析： (1)检验着丝粒是否正确连接到纺锤体上的是检验点4，为什么？ 纺锤体组装完成是在有丝分裂的前期，因此检验点4可检验纺锤体是否组装完成，着丝粒是否正确连接到纺锤体上。 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 情境探疑·拓展应用 (2)在处于快速生长的细胞培养基中加入过量的胸腺嘧啶核苷(TdR)，能可逆地抑制DNA合成，而不影响其他时期细胞的生长。TdR双阻断法可使细胞周期同步化，若G1、S、G2、M期依次为10 h、7 h、3 h、1 h，经过一次阻断，S期细胞立刻被抑制，其余细胞最终停留在G1/S交界处；洗去TdR可恢复正常的细胞周期，若要使所有的细胞均停留在G1/S交界处，第二次阻断应该在第一次洗去TdR之后哪个时间段内进行？请说明原因。 第二次阻断应该在第一次洗去TdR之后7～14 h内进行。经第一次阻断，S期细胞立刻被抑制，则细胞至少停留在G1/S交界处，至多停留在S/G2交界处，前者通过7 h到达后者，后者通过3＋1＋10＝14(h)到达下一个周期的前者，因此若要使所有的细胞均停留在G1/S交界处，第二次阻断应该在第一次洗去TdR之后7～14 h内进行。 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 情境探疑·拓展应用 (3)若将同步培养的G1期的HeLa细胞(一种癌细胞)与S期的HeLa细胞(预先紫外线照射去核)进行电融合，结果发现G1期细胞的细胞核受到S期细胞的激活，启动了DNA复制。这一实验结果证明：____________________________________________________________________。 S期细胞的细胞质中含有能促进G1期细胞进行DNA复制的调节因子 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 情境探疑·拓展应用 情境素材3　有丝分裂中存在如下图所示的检验机制，SAC蛋白是该机制的重要蛋白质。如图所示，一开始SAC蛋白位于染色体的②上，如果染色体与纺锤体连接并排列在赤道板上，SAC蛋白会很快失活并脱离②。当所有的SAC蛋白都脱离后，细胞进入图D所示的时期，APC被激活。 注：APC：后期促进因子。 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 情境探疑·拓展应用 3.情境素材3中图A细胞处于有丝分裂的哪个时期？若此机制出现异常，经常会导致子细胞中染色体数目改变，请结合已有知识解释本检验机制对有丝分裂正常进行的意义。 有丝分裂前期。本检验机制能保证所有染色体的着丝粒都与纺锤体连接并排列在赤道板上，才能激活APC，使细胞进入后期，保证复制的染色体都能平均进入子细胞，在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 情境探疑·拓展应用 实现动物细胞周期同步化的三种方法 (1)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。 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 思维建模·触类旁通 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除去抑制剂，更换新鲜培养液，细胞将继续沿细胞周期运行，运行时间既要保证处于G1/S期交界处的细胞经过S期(7 h)进入G2期，又要保证处于S期的细胞不能再次进入S期，即运行时间应控制在7～15 h。 ④再加入DNA合成可逆抑制剂，培养适当时间后，则可实现全部细胞都被阻断在G1/S期交界处，实现细胞周期同步化。 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 思维建模·触类旁通 (2)秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，使细胞周期被阻断，从而实现细胞周期同步化。 (3)血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 思维建模·触类旁通 D 1.(2024·北京朝阳区模拟)APC/C复合物促进有丝分裂进入后期，为研究其蛋白修饰对细胞周期调控的影响，利用药物对细胞进行同步化处理，测定洗去药物后不同时间的细胞周期时相，结果如图所示。 下列分析错误的是(　　) A.G1、S、G2期为M期进行物质准备 B.药物使大部分细胞停滞在G1/S期 C.APC/C蛋白修饰缺失会阻碍细胞周期顺利完成 D.APC/C复合物可能在后期将同源染色体拉向细胞两极 解题觉醒·融会贯通 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 A 2.(2024·浙江杭州模拟)细胞周期是靠细胞内部一系列精确调控实现的。在此过程中各种周期蛋白与不同的蛋白激酶结合形成复合物，促进细胞进入下一个阶段。如复合物(乙)负责检查G1到S期，检查通过则细胞周期继续进行，不通过则细胞进入G0期(不生长、不增殖)，不同时期细胞中各种蛋白复合体的含量变化如图所示。据图分析错误的是(　　) A.若将G2期细胞与M期细胞融合，使融合 的细胞进入M期的时间延后 B.复合物(甲)的合成被抑制，会影响复合物(乙)的量，进而影响到DNA复制 C.复合物(丁)量增多可能有助于染色体的螺旋化和纺锤体的形成 D.可设计药物通过抑制蛋白(乙)基因的表达来治疗癌症 解题觉醒·融会贯通 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 C 3.(2024·河北唐山模拟)CDK1(周期蛋白依赖性蛋白激酶)对细胞周期起着核心性调控作用，激活的CDK1可以使组蛋白磷酸化，促进染色质凝缩，其活性的调节过程如图所示。下列说法错误的是(　　) 注：cyclin B/A为周期蛋白，Thr14、Tyr15和Thr161分别对应CDK1第14位的苏氨酸、第15位的酪氨酸和第161位的苏氨酸。 A.激活后的CDK1在细胞有丝分裂前期起作用 B.抑制Thr161的磷酸化可能会影响CDK1发挥作用 C.CDK1发挥作用之后会被相关酶降解 D.磷酸化的CDK1携带的磷酸基团可能来自ATP 解题觉醒·融会贯通 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 热点2　 细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 A 1.(2024·广东卷，9)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是(　　) A.精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离 B.精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离 C.卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离 D.卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离 热点2　细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 深研真题·领悟考法 2.(2024·浙江1月选考，10)大肠杆菌在含有3H－脱氧核苷培养液中培养，3H－脱氧核苷掺入到新合成的DNA链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入3H－脱氧核苷的DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，局部示意图如图。DNA双链区段①、②、③对应的显色情况可能是(　　) B A.深色、浅色、浅色 B.浅色、深色、浅色 C.浅色、浅色、深色 D.深色、浅色、深色 热点2　细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 深研真题·领悟考法 C 3.(2023·山东卷，6)减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体可分别将自身两端粘在—起，着丝粒分开后，2个环状染色体互锁在一起，如图所示。2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开，分别进入2个子细胞，交换的部分大小可不相等，位置随机。某卵原细胞的基因组成为Ee，其减数分裂可形成4个子细胞。不考虑其他突变和基因被破坏的情况，关于该卵原细胞所形成子细胞的基因组成，下列说法正确的是(　　) A.卵细胞基因组成最多有5种可能 B.若卵细胞为Ee，则第二极体可能为EE或ee C.若卵细胞为E且第一极体不含E，则第二极体最多有4种可能 D.若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E，则第一极体最多有3种可能 热点2　细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 深研真题·领悟考法 C 4.(2024·浙江6月选考，18)某二倍体动物(2n＝4)精原细胞DNA中的P均为32P，精原细胞在不含32P的培养液中培养，其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后，产生甲～丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如下图所示。 不考虑染色体变异的情况下，下列叙述 正确的是(　　) A.该精原细胞经历了2次DNA复制和2次着丝粒分裂 B.4个细胞均处于减数第二次分裂前期，且均含有一个染色体组 C.形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对和交叉互换 D.4个细胞完成分裂形成8个细胞，可能有4个细胞不含32P 热点2　细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 深研真题·领悟考法 (1)一个精原细胞基因型为AaBb，A、B位于一条染色体上，a、b位于该染色体的同源染色体上，经减数分裂，该精原细胞产生了基因型为AB、Ab、ab、ab的四个配子，产生这种现象的原因最可能是_________________________________ ____________________________________________________________________。 减数分裂Ⅰ前的间期，DNA分子复制过程中一条染色单体上的B基因突变为b基因 (2)家猫的体色由X染色体上的一对等位基因B、b控制，只含基因B的个体为黑猫，只含基因b的个体为黄猫，其他个体为玳瑁猫。现有基因型为XBXbY的雄猫，其父本的毛色为黄色，母本的毛色为黑色，则变异来源于____________________________________________________________________。 父本减数分裂Ⅰ后期同源染色体X、Y未分离 热点2　细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 情境探疑·拓展应用 (3)某二倍体植物高茎(H)对矮茎(h)为显性，基因H、h在4号染色体上，则基因型为Hh的植株减数分裂时，出现了一部分处于减数分裂Ⅱ中期的基因型为Hh的细胞，最可能的原因是___________________________________________________ ____________________________________________________________________。 若缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时，偶然出现了一个基因型为HH的配子，最可能的原因是_________________________________________________ ______________________________________。 在减数分裂Ⅰ前期，四分体中的非姐妹染色单体间发生 了片段互换 减数分裂Ⅱ时，基因H所在的姐妹染色单体未分开或分 开后形成的两条染色体移向了细胞同一极 热点2　细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 情境探疑·拓展应用 1.细胞分裂中标记染色体去向的分析方法 热点2　细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 思维建模·触类旁通 (1)有丝分裂中染色体的标记情况 用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行两次有丝分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)： 热点2　细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 思维建模·触类旁通 注：体细胞染色体为2n条。 热点2　细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 思维建模·触类旁通 1个细胞经两次有丝分裂产生的4个子细胞中有2或3或4个细胞含有15N标记的染色体；每个子细胞含15N标记的染色体为0～2n条。 (2)减数分裂中染色体的标记情况 用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行正常减数分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)： 由图可以看出，子细胞中的所有染色体都含15N。 热点2　细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 思维建模·触类旁通 (3)先进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行一次有丝分裂，再继续在含14N的培养液中进行正常减数分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)： 若该生物的正常体细胞的核DNA为2n，则经上述过程形成的子细胞中含15N标记DNA的个数为0～n个。 热点2　细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 思维建模·触类旁通 2.XXY与XYY异常个体的成因 (1) (2)XXY成因 热点2　细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 思维建模·触类旁通 3.根据配子类型判断变异原因 假设亲本的基因型为AaXBY，不考虑基因突变或互换： 热点2　细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 思维建模·触类旁通 A 1.(2024·湖北卷，13)芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(图1)，出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响，实验结果如图2所示。下列叙述错误的是(　　) A.芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽 B.基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命 C.成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同 D.该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路 热点2　细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 解题觉醒·融会贯通 2.(2024·华师一附中调研)某男性的基因型为AABb，两对等位基因的相对位置如图1所示，图2～图5分别表示该男性产生的几种精细胞的基因型。不考虑除图示外的其他突变，下列相关叙述错误的是(　　) A.图2精细胞的出现是减数分裂Ⅰ前期发生互换的结果 B.图3精细胞中因基因突变产生的a基因可能与A基因的碱基数目不同 C.图4、图5精细胞的出现可能是发生了染色体结构变异 D.产生图3精细胞的次级精母细胞同时产生的另一个精细胞的基因型可能为AB A 热点2　细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 解题觉醒·融会贯通 D 3.(2024·广东肇庆调研)如图为雄性动物体内细胞分裂过程中，部分染色体发生的某种行为(A/a、B/b表示相关基因且不考虑其他基因)。下列相关叙述正确的是(　　) A.该行为发生在减数第一次分裂中期 B.此种变异属于染色体结构变异中的易位 C.该行为实现了非等位基因的自由组合 D.该细胞经减数分裂能产生四种精细胞 热点2　细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 解题觉醒·融会贯通 A 4.(2024·浙江绍兴模拟)用15N标记某基因型为AaXbY的动物精原细胞甲(2n＝10)的所有DNA双链，将甲放在不含15N的培养基中进行培养，发现了一个含XY的异常精子，若无其他染色体变异、基因突变和染色体交换片段发生，则下列叙述错误的是(　　) A.与异常精子同时产生的另外三个精子的基因型可能是AXbY、A、a B.产生该异常精子的初级精母细胞中被标记的染色体不会多于10条 C.产生该异常精子的次级精母细胞中被标记的核DNA分子最多有12个 D.若在某初级精母细胞中发现含15N的DNA分子占一半，说明甲至少进行了一次有丝分裂 热点2　细胞分裂与变异、DNA半保留复制的联系 解题觉醒·融会贯通 热点3　 细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 D 1.(2022·辽宁卷17，改编)Fe3＋通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞，最终以Fe2＋形式进入细胞质基质，相关过程如图所示。细胞内若Fe2＋过多会引发膜脂质过氧化，导致细胞发生铁依赖的程序性死亡，称为铁死亡。下列叙述错误的是(　　) 注：早期内体和晚期内体是溶酶体形成前的结构形式。 A.铁死亡和细胞自噬都受基因调控 B.运铁蛋白结合与释放Fe3＋的环境pH不同 C.细胞膜的脂质过氧化会导致膜流动性降低 D.运铁蛋白携带Fe3＋进入细胞不需要消耗能量 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 深研真题·领悟考法 2.(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 C 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 深研真题·领悟考法 3.(2023·山东卷，3)研究发现，病原体侵入细胞后，细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定的复合体，经过一系列过程，最终导致该细胞炎症性坏死，病原体被释放，该过程属于细胞焦亡。下列说法错误的是(　　) A.蝌蚪尾的消失不是通过细胞焦亡实现的 B.敲除编码蛋白酶L的基因不影响细胞焦亡 C.细胞焦亡释放的病原体可由体内的巨噬细胞吞噬消化 D.细胞焦亡释放的病原体可刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化 B 热点1　细胞周期调控与细胞增殖的同步化 深研真题·领悟考法 情境素材1　线粒体胞吐 清华大学俞立团队在国际顶尖学术期刊《Cell》发表的论文中提到：他们发现并命名了细胞内一种现象——线粒体胞吐。用低浓度的CCCP(诱导线粒体自噬的物质)处理线粒体，受损的线粒体会被转运到一种囊泡状的细胞器——迁移体中，再被迁移体运送到细胞外。 1.结合情境素材1和所学知识分析： (1)线粒体胞吐作用可清除损伤的线粒体，有利于细胞内____________________________________________________________________。 线粒体数目和细胞内部稳态的维持 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 情境探疑·拓展应用 (2)细胞自噬可以将自身物质降解，为细胞提供____________，当细胞营养物质缺乏时，细胞自噬作用可能增强。 (3)自噬性死亡是细胞的程序性死亡，属于细胞凋亡，这与细胞内的________(填细胞器)的功能有关。 物质和能量 溶酶体 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 情境探疑·拓展应用 情境素材2　端粒与端粒酶 端粒是存在于真核细胞线状染色体末端的一小段DNA—蛋白质复合体，它与端粒结合蛋白一起构成了特殊的“帽子”结构，作用是保持染色体的完整性和控制细胞分裂周期。据研究，端粒的长度与端粒酶的活性有关，端粒酶由RNA和蛋白质组成，是一种逆转录酶，能以自身的RNA为模板合成端粒DNA。在分裂旺盛的细胞，如肿瘤细胞中，端粒酶有较高的活性，细胞能无限增殖，没有衰老现象；而正常体细胞中端粒酶的活性很低，呈抑制状态。所以随细胞分裂次数的增加，细胞会衰老、死亡。 2.据情境素材2，从染色体水平分析癌细胞无限增殖的原因。 癌细胞能激活端粒酶的活性，合成出DNA序列后添加到染色体的末端并与蛋白质结合，从而稳定染色体的结构。 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 情境探疑·拓展应用 情境素材3　端粒位于染色体两端，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，端粒酶和端粒蛋白复合物能够调节端粒的长度。 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 情境探疑·拓展应用 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治疗GBM提供新的靶点。请在图中补画出预期的实验结果，并作简要解释：_____________________________________________________ __________________________________________________________________。 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 情境探疑·拓展应用 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的神经胶质母细胞瘤(GBM)数目减少，肿瘤区域会减小 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 情境探疑·拓展应用 1.细胞自噬 (1)概念 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，这就是细胞自噬。 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 思维建模·触类旁通 (2)类型与过程图解 ①巨自噬 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 思维建模·触类旁通 ②微自噬 ③分子伴侣介导自噬 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 思维建模·触类旁通 (3)细胞自噬的意义 ①处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量。 ②在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定。 ③有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 思维建模·触类旁通 2.铁死亡与细胞焦亡 (1)铁死亡 铁死亡是一种铁依赖性的，区别于细胞凋亡、细胞坏死、细胞自噬的新型的细胞程序性死亡方式。铁死亡的主要机制是在二价铁或酯氧合酶的作用下，催化细胞膜上高表达的不饱和脂肪酸，发生脂质过氧化，从而诱导细胞死亡。细胞形态方面，铁死亡会导致细胞线粒体变小，膜密度增高，嵴减少。细胞核中形态变化不明显，核体积正常且无核浓缩现象。 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 思维建模·触类旁通 (2)细胞焦亡 细胞焦亡是近年来发现并证实的一种新的细胞程序性死亡方式，其特征为依赖于炎性半胱天冬酶，并伴有大量促炎症因子的释放。电镜下，可以清楚地看到在细胞膜破裂前，焦亡的细胞形成大量小泡，即焦亡小体。之后细胞膜上会形成孔隙，细胞膜破裂，内容物流出。因此，细胞焦亡使细胞膜的通透性改变，会引发炎症反应，与细胞内基因的表达调控有关，但细胞核遗传物质未发生改变。 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 思维建模·触类旁通 3.细胞衰老的原因 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 思维建模·触类旁通 C 1.(2024·广东汕尾市调研)细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制。研究发现，AKT和mTor是抑制细胞凋亡和自噬的两种关键蛋白激酶。当葡萄糖充足时，胰岛素与细胞表面受体结合，激活AKT来抑制凋亡；当ATP充足时，激活的mTor抑制自噬。下列叙述错误的是(　　) A.细胞自噬需要溶酶体的水解酶参与 B.细胞凋亡受遗传机制决定，与环境相关 C.细胞饥饿时mTor被激活促进细胞自噬 D.饥饿癌细胞可为治疗癌症提供新思路 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 解题觉醒·融会贯通 B 2.(2024·广州二中等联考)肿瘤细胞主要依赖无氧呼吸产生ATP，这使得肿瘤细胞内pH降低。在该环境下，进入细胞的由光敏剂组装成的纳米颗粒带正电并可以与细胞内的核酸结合，光敏剂被光激发后产生的自由基(ROS)对细胞造成损伤并导致细胞衰老，因此该光敏剂组装成的纳米颗粒可用于肿瘤的治疗。下列说法错误的是(　　) A.与正常细胞相比癌细胞需要吸收大量的葡萄糖来为生命活动供能 B.光敏剂被光激发后会导致肿瘤细胞核减小和细胞膜通透性改变 C.光敏剂组装成的纳米颗粒可能会与染色质和核糖体结合 D.光敏剂被光激发产生的ROS会降低肿瘤细胞的分裂能力 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 解题觉醒·融会贯通 B 3.(2024·湖南长郡中学联考)“铁死亡”是一种铁依赖的程序性死亡，其本质为细胞内亚铁离子含量增多引发膜脂质过氧化物大量积累，破坏膜结构的完整性及部分生物大分子导致细胞死亡。下列叙述正确的是(　　) A.“铁死亡”与细胞凋亡类似，均属于由遗传机制决定的细胞坏死 B.巨噬细胞吞噬衰老的红细胞释放亚铁离子，可实现铁元素的循环利用 C.膜脂质过氧化物大量积累后，会增强生物膜的流动性 D.与细胞自噬不同，“铁死亡”不利于生物体稳态的维持 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 解题觉醒·融会贯通 D 4.(2024·河北邯郸一模)细胞焦亡是近年来人们发现的一种新的细胞程序性死亡方式，由机体受到病理性刺激而产生，表现为细胞不断涨大直至破裂，细胞内容物溢出后可促进白细胞介素的释放，加重炎症反应。下列说法错误的是(　　) A.人类胚胎发育过程中尾部的消失属于细胞凋亡 B.细胞焦亡过程中，细胞膜的通透性会发生变化 C.细胞凋亡和细胞焦亡都与细胞内基因的表达调控有关 D.细胞焦亡过程中，细胞的核遗传物质发生了改变 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 解题觉醒·融会贯通 A 5.(2024·辽宁沈阳二中质检)细胞焦亡是由消皮素(GSDM)介导的细胞程序性死亡，执行蛋白消皮素D(GSDMD)既是具有膜成孔活性的GSDM家族的一员，也是Caspase家族的底物。Caspase是一组存在于细胞质中具有类似结构的蛋白酶，可直接裂解GSDMD。GSDMD被裂解后，C末端结构域与具有成孔活性的N末端结构域分离，释放的N末端结构域与细胞膜结合形成直径为10～33 nm的孔，进而引起细胞膜溶解，从而诱导细胞焦亡。下列叙述正确的是(　　) A.细胞焦亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程 B.GSDMD结构正常时才具备使细胞膜成孔的作用 C.Caspase可催化GSDMD彻底水解形成氨基酸 D.焦亡细胞的细胞膜溶解可激活机体的免疫监视功能 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 解题觉醒·融会贯通 D 6.(2024·湖南岳阳市模拟)端粒学说认为，端粒是位于染色体末端的一种结构，正常细胞染色体端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一部分，从而抑制细胞分裂、加快细胞衰老；而端粒酶能以其携带的RNA为模板使端粒DNA延伸，进而修复缩短的端粒。下列相关叙述错误的是(　　) A.端粒和端粒酶的化学本质不完全相同 B.正常细胞端粒酶的活性小于癌细胞端粒酶的活性 C.端粒酶修复端粒主要发生在细胞周期的分裂间期 D.适当提高端粒酶的活性能抑制肿瘤细胞的增殖 热点3　细胞自噬、铁死亡与细胞焦亡等 解题觉醒·融会贯通 注：表示15N标记的DNA链，表示14N标记的DNA链。 第一次 有丝分 裂中期 第一次 有丝分 裂后期 第二次 有丝分 裂中期 第二次 有丝分 裂后期 15N标记的 染色体数 2n 4n 2n 2n 15N标记 的染色 单体数 4n 0 2n 0 注：表示15N标记的DNA链，表示14N标记的DNA链。 注：表示15N标记的DNA链，表示14N标记的DNA链。 $$