高效作业30 与细胞生命历程有关的情境分析-【精彩三年】2024-2025学年高中生物必修1课程探究与巩固Word教参（浙科版2019）

高效作业30 [与细胞生命历程有关的情境分析](见学生用书P187) 　　　　　　　　　　　　　 1．生物体内的绝大多数细胞，都要经过分化、衰老、死亡等阶段。研究表明，人类面临着三种衰老：第一种是生理性衰老，是指随着年龄增长所出现的生理性退化；第二种是病理性衰老，即由内在或外在的原因使人体发生病理性变化，使衰老现象提前发生；第三种是心理性衰老，人类由于体力或精神负担过重等各种原因，导致产生“未老先衰”的心理状态而影响机体的整体功能。下列叙述错误的是(　C　) A．个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程 B．焦虑、紧张等精神因素会使免疫力下降，加速病理性衰老的发生 C．随着细胞分裂次数的增加，端粒DNA被截短导致的衰老属于病理性衰老 D．“早衰”和“未老先衰”说明环境因素会影响人体细胞衰老的进程 【解析】生物体是由细胞组成的，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程，A正确；病理性衰老是由内在的或外在的原因使人体发生病理性变化，使衰老现象提前发生，焦虑、紧张等精神因素会使免疫力下降，加速病理性衰老的发生，B正确；生理性衰老是指随着年龄增长所出现的生理性退化，随着细胞分裂次数的增加，端粒DNA被截短导致的衰老属于生理性衰老，C错误；细胞衰老不仅与基因有关，还会受到环境因素的影响，所以“早衰”和“未老先衰”说明了环境因素会影响人体细胞衰老的进程，D正确。 2．2024·新昌中学高一下图表示某动物细胞的细胞周期各阶段的相对时长及核DNA含量的变化。若向该种细胞的培养液中加入过量的胸苷，处于S期的细胞立刻会被抑制，处于其他时期的细胞不受影响。下列叙述正确的是(　D　) A.①时期细胞中已有一对中心体，慢慢移向两极 B．加入过量胸苷后，所有细胞即停留在②时期 C．③时期核DNA已经完成复制，染色体数量加倍 D．④时期占比越大，越适合作为观察细胞有丝分裂的材料 【解析】①时期是G1期，细胞中的中心体没有完成复制，A错误；加入过量胸苷后，处于S期的细胞立刻会被抑制，处于S期的细胞即停留在②时期，B错误；③时期是G2期，核DNA已经完成复制，染色体数量不变，C错误；④时期是分裂期，其占比越大，越适合作为观察细胞有丝分裂的材料，D正确。 3．科学家从一种迁徙鸟类眼睛里的感光细胞中分离出一种名为隐花色素4的蛋白质(CRY4)，该蛋白质具有作为光依赖性磁罗盘所需的磁性潜质，是各种迁徙动物“导航设备”的组成部分。CRY4能参与光驱动的化学反应，该反应诱导的量子效应或能放大磁信号，使鸟类完成空间定向和迁徙路线导航。下列有关叙述正确的是(　C　) A．CRY4中含有铁元素，因此才具有磁性潜质 B．CRY4基因只存在于迁徙鸟类的感光细胞中 C．迁徙鸟类眼睛里的非感光细胞中可能无法合成CRY4 D．只有鸟类眼睛里的感光细胞中才能成功分离出CRY4 【解析】从题干信息无法确定CRY4中是否含有铁元素，A错误；CRY4基因存在于迁徙鸟类的所有细胞中，可能只在感光细胞中表达，B错误；CRY4是从迁徙鸟类眼睛里的感光细胞中分离出来的，且是鸟类“导航设备”的组成部分，迁徙鸟类眼睛里的其他细胞可能与鸟类的导航无关，细胞中CRY4基因不表达，则不能合成CRY4，C正确；依题意可知，CRY4是动物“导航设备”的组成部分，进行迁徙的动物并非只有鸟类，且并不是所有的鸟类都进行迁徙，因此并非只有鸟类眼睛里的感光细胞中才能成功分离出CRY4，D错误。 4．脂肪干细胞包含三个亚群——P1 、P2和P3，P1中CD34和Ly6a基因显著表达，促进P1分化成脂肪细胞，P2有助于成脂分化(脂肪干细胞分化为脂肪细胞)，而P3则显著抑制成脂分化。脂肪细胞停止分裂后，如果脂肪一直增多，脂肪细胞就会逐渐变大并超出承载上限，进而将脂肪排到血液，在肌肉和肝脏等部位积累后会影响健康，新的脂肪细胞则可将脂肪禁锢起来。下列相关叙述错误的是(　C　) A．P1、P2和P3功能不同的根本原因是基因的选择性表达 B．脂肪干细胞亚群分化成脂肪细胞时遗传物质不发生改变 C．欲将脂肪禁锢起来可通过促进干细胞分化形成P3来实现 D．促进肥胖症患者体内增加新的脂肪细胞，可降低脂肪对健康的影响 【解析】脂肪干细胞包含三个亚群——P1 、P2和P3，三者由细胞分化形成，P1、P2和 P3三者功能不同的根本原因是基因的选择性表达，A正确；脂肪干细胞亚群分化成脂肪细胞时遗传物质不发生变化，只发生了基因的选择性表达，B正确；P3能显著抑制成脂分化(脂肪干细胞分化为脂肪细胞)，因此将脂肪禁锢起来可以通过抑制 P3 的形成来实现，C错误；新的脂肪细胞可将脂肪禁锢起来，所以促进肥胖症患者增加新的脂肪细胞，可以降低脂肪对健康的影响，D正确。 5．下图为动物细胞有丝分裂过程中纺锤丝对染色体附着的连续过程示意图，据图分析正确的是(　D　) A.图1发生在前期，此时细胞中有2个中心粒 B．图2发生在后期，染色体移向两极 C．图3发生在中期，染色体在纺锤丝的牵引下整齐地排列在细胞板上 D．图1～3过程保证了姐妹染色单体分开后移向两极 【解析】图1中染色体已经复制，中心体发出纺锤丝形成纺锤体，发生在有丝分裂前期，此时细胞中有4个中心粒，A错误；图2中每条染色体上有2条姐妹染色单体，而有丝分裂后期着丝粒分裂，细胞中不存在姐妹染色单体，B错误；图3发生在中期，染色体在纺锤丝的牵引下整齐地排列在赤道面上，C错误；在中心体和纺锤丝的作用下，姐妹染色单体分开后移向两极，实现了染色体的平均分配，D正确。 6．科学家把整个细胞群体处于细胞周期同一时期的现象称为细胞周期同步化。昆虫产下一批卵后同时受精，会出现所有受精卵同时卵裂的现象，这是一种自然同步化；通过人工选择或诱导可使受精卵都停在分裂中期，这是一种人工同步化。下列叙述正确的是(　D　) A．连续分裂的细胞，从分裂前期开始到末期为止为一个完整的细胞周期 B．根据裂殖酵母不同时期细胞体积和重量不同，采用离心法分离出处于某一时期的细胞，这是一种自然同步化 C．将DNA合成抑制剂加入细胞培养液中，可让所有细胞都停留在间期 D．细胞周期同步化后更有助于研究调控细胞周期的内在机制和影响细胞周期的外在因素 【解析】细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止所经历的全过程，A错误；根据裂殖酵母不同时期细胞体积和重量不同，采用离心法分离出处于某一时期的细胞，是通过人工选择处于某一时期的细胞，这是一种人工同步化，B错误；将DNA合成抑制剂加入细胞培养液中，处于S期的细胞立刻被抑制，处于G1期的细胞停留在G1期与S期交界处，S期后的细胞经过一次有丝分裂后，再分裂时会停留在G1期与S期交界处，C错误；细胞周期同步化后使细胞处于同一时期，更有助于研究调控细胞周期的内在机制和影响细胞周期的外在因素，D正确。 7．2024·新昌中学高一坏死性凋亡是一种受调节的细胞死亡，它表现出细胞坏死的形态特征，但又与细胞凋亡类似，由确定的信号通路控制。细胞凋亡与坏死性凋亡的区别如表所示，下列叙述错误的是(　B　) 细胞死 亡方式 表型 诱发因素 关键调节因子 坏死性 凋亡 细胞体积增大，细胞器肿胀、细胞膜穿孔、破裂，细胞内容物外泄、细胞核和细胞质分解 胞外信号(TNF·α、Fas配体、IFN等)或胞内信号(核酸) RIPK1、RIPK3、caspase——8、MIKL等 细胞 凋亡 细胞膜完整，细胞体积固缩变小，DNA降解呈片段化，凋亡小体形成 生理性诱导因子(TFG——B等)、理化应激因子、微生物等 caspase、Fas、Bax、p53等 A.根据电子显微镜下细胞的形态特征可初步区分细胞凋亡与坏死性凋亡 B．坏死性凋亡的细胞体积增大会导致细胞内渗透压升高 C．坏死性凋亡是由众多信号分子和蛋白质参与的程序性死亡 D．坏死性凋亡有利于生物维持内部环境的相对稳定 【解析】由题表可知，坏死性凋亡的细胞体积增大、细胞膜穿孔、破裂等，但是细胞凋亡时，细胞体积固缩变小，细胞膜完整，因此在显微镜下通过观察细胞的形态特征可初步区分细胞凋亡与坏死性凋亡，A正确；分析题表可知，坏死性凋亡的细胞体积增大，细胞器肿胀、细胞膜穿孔、破裂，推测可能是由于细胞渗透压升高导致上述形态变化，选项中因果倒置，B错误；分析题表可知，坏死性凋亡是一种受调节的细胞程序性死亡，此过程由TNF·α、Fas配体、IFN等信号分子和RIPK1、RIPK3等多种蛋白质分子参与，C正确；坏死性凋亡是一种受调节的程序性死亡，对机体有利，可以维持生物体内部环境的相对稳定，D正确。 8．2024·丽水中学高一细胞周期的调控关键有两个起决定作用的控制点：从G1期进入S期、从G2期进入M期，这两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。MPF由激酶(cdc2)和细胞周期蛋白(cyclins)组成，其中cyclins有两种：S——cyclin、M——cyclin，其调控过程如下图所示。下列叙述错误的是(　C　) A.M——cyclin与cdc2结合导致细胞从G2期进入M期 B．若S——cyclin与cdc2结合受阻会导致细胞滞留于G1期 C．cdc2可反复起作用，在细胞周期过程中无须重新合成 D．细胞周期中不同时期MPF的空间结构会发生周期性变化 【解析】由题意可知，从G1期进入S期和从G2期进入M期，由一种MPF的蛋白质复合体所触发，MPF由两种蛋白组成：激酶cdc2和细胞周期蛋白(S——cyclin和M——cyclin)，由题图可知，M——cyclin和cdc2结合成具有活性的MPF，MPF触发系列酶促反应，使细胞从G2期进入M期，A正确。由题图可知，S——cyclin和cdc2结合成具有活性的MPF，MPF触发系列酶促反应，使细胞从G1期进入S期，导致DNA合成。若S——cyclin与cdc2结合受阻会导致DNA不能合成，细胞滞留于G1期，B正确。据题图可知，反复起作用的是激酶cdc2和细胞周期蛋白(S——cyclin和M——cyclin)结合成的MPF，cdc2单独存在无活性，cdc2发挥作用后，会被分解，而cdc2蛋白的浓度在细胞周期过程中始终是稳定的，所以细胞周期过程中需要不断重新合成，C错误。从G1期进入S期和从G2期进入M期，这两个转变过程都是由MPF的蛋白质复合体所触发的，细胞周期中不同时期MPF的空间结构会发生周期性变化，D正确。 9．动物细胞有丝分裂阶段，中心体负责纺锤体的组装，并受蛋白激酶(PLK4)的调控，多功能骨架蛋白(CEP192)参与纺锤体的形成。PLK4失活后，许多癌细胞和正常细胞可通过PLK4凝聚体招募其他成分充当中心体的作用，使细胞分裂可在无中心体复制的条件下进行。细胞中泛素连接酶(TRIM37)的含量过多会抑制PLK4凝聚、促进CEP192的降解。下列分析错误的是(　C　) A．在PLK4的正常调控下，中心体在每个细胞周期的间期复制一次 B．PLK4失活后，非中心体型纺锤体的组装与TRIM37的含量水平有关 C．在PLK4失活的情况下，TRIM37的含量减少可能使癌细胞分裂终止 D．在TRIM37含量过多的细胞中可能观察到染色体数目加倍 【解析】中心体与纺锤体的形成有关，在PLK4的正常调控下，中心体在每个细胞周期的间期复制一次，A正确；PLK4失活后，PLK4凝聚体可招募其他成分充当中心体的作用，而泛素连接酶(TRIM37)可抑制PLK4凝聚、促进CEP192的降解，故非中心体型纺锤体的组装取决于TRIM37的水平，B正确；在PLK4失活的情况下，泛素连接酶(TRIM37)的含量过多可抑制PLK4凝聚、促进CEP192的降解，故TRIM37的含量增多可使癌细胞分裂终止，C错误；在TRIM37基因过度表达的细胞中，PLK4凝聚体不能形成，故不可招募其他成分充当中心体的作用，所以染色体不能平均移向两极，染色体数目加倍，D正确。 10．2024·仙居中学高一为研究K＋通道开放剂对缺血、缺氧条件下脑细胞凋亡的保护作用机制，研究人员进行了实验。回答下列问题。 (1)有研究发现，脑细胞代谢非常旺盛，耗氧量大，因此缺血、缺氧时脑细胞主要依赖于__厌氧呼吸__过程产生ATP，不仅ATP生成量少，也会造成__乳酸__在脑细胞中积累。缺血、缺氧还会诱发脑细胞表达出某些信号分子，在这些分子的调控下，细胞出现一系列变化，最终凋亡。 (2)科研人员利用离体培养的神经元进行实验，处理及结果如下图所示。 ①本实验乙的处理是培养液中不加入血清，并在无氧条件下培养。丙组除加入图中所示物质外，其他培养条件与__乙__(填“甲”或“乙”)组相同。 ②由实验结果可知，正常培养条件下，细胞凋亡率__很低且无明显增长__。乙组结果与甲组结果比较，说明缺血、缺氧能够__明显诱导细胞凋亡，且凋亡率随培养时间增加而提高__。由实验结果判断，K＋通道开放剂能__部分缓解__缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。 【解析】(1)动物细胞在缺氧条件下，需氧呼吸受抑制，此时细胞进行厌氧呼吸，释放少量能量，合成少量ATP，厌氧呼吸的产物是乳酸，故会造成乳酸在脑细胞中积累。 (2)①由柱形图可知，甲组是对照组，乙、丙、丁组是实验组；乙组表示缺血、缺氧，因此乙培养液中不能加入血清，且要在无氧条件下培养；丙、丁组自变量是加入物质不同，除加入图中所示物质外，其他属于无关变量，应该与乙组相同。②由柱形图可知，甲组是正常培养条件，细胞凋亡率很低，且随着时间变化无明显增长现象；与甲组对照，乙组凋亡率高，且随着培养时间延长，凋亡率增大，说明缺血、缺氧能够明显诱导细胞凋亡，且凋亡率随培养时间增加而提高；与乙组对照，丙组K＋通道开放，细胞凋亡率下降，说明K＋通道开放剂能部分缓解缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。 学科网（北京）股份有限公司 $$