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热考主题·真题集训(四) 融合新情境的细胞生命历程题
命题分析:细胞是生命活动的基本单位,一切生命活动都离不开细胞,探索生物“生老病死”的奥秘就要从研究细胞的生命历程开始。借助生理现象和科研成果等素材命制细胞生命历程类题目是近年高考命题的重要趋势。准确理解题目提供的情境信息,将情境信息与生命历程的特征有机结合起来是解答此类试题的关键。
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1.(2024·湖南高考)部分肺纤维化患者的肺泡上皮细胞容易受损衰老。下列叙述错误的是 ( )
A.患者肺泡上皮细胞染色体端粒可能异常缩短
B.患者肺泡上皮细胞可能出现DNA损伤积累
C.患者肺泡上皮细胞线粒体功能可能增强
D.患者肺泡上皮细胞中自由基可能增加
解析:染色体端粒异常缩短、DNA损伤积累和自由基增加均会引起细胞衰老,A、B、D正确;衰老细胞的呼吸速率减慢,表明其线粒体功能可能减弱,C错误。
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2.(2024·江苏高考)我国科学家利用人的体细胞制备多能干细胞,再用小分子TH34成功诱导衍生成胰岛B细胞。下列相关叙述错误的是 ( )
A.基因选择性表达被诱导改变后,可使体细胞去分化成多能干细胞
B.在小分子TH34诱导下,多能干细胞发生基因突变,获得胰岛素基因
C.衍生的胰岛B细胞在葡萄糖的诱导下能表达胰岛素,才可用于移植治疗糖尿病
D.若衍生的胰岛B细胞中凋亡基因能正常表达,细胞会发生程序性死亡
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解析:体细胞可以通过特定的因子导入和改变培养条件,使其基因的调控和表达模式的改变,使得原本专一功能的体细胞去分化成为多能干细胞,A正确;小分子药物通常是通过调节现有的生物通路和基因表达来实现其功能,而胰岛素基因在人体所有细胞中都存在,但只有在胰岛细胞中才会表达,所以多能干细胞在诱导分化的过程中不是因为发生基因突变来获得胰岛素基因,B错误;胰岛B细胞在较高的血糖浓度下分泌胰岛素,降低血糖,所以衍生的胰岛B细胞需在葡萄糖的诱导下成功表达胰岛素,以确保衍生的胰岛B细胞能够正常发挥功能,才可用于移植治疗糖尿病,C正确;凋亡基因的正常表达会导致衍生的胰岛B细胞发生程序性死亡,也就是发生细胞凋亡,D正确。
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3.(2024·山东高考)心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞,随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低,生成NADH的速率减小,引起有机酸ITA的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是 ( )
A.细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量
B.转运ITA时,载体蛋白L的构象会发生改变
C.该巨噬细胞清除死亡细胞后,有氧呼吸产生CO2的速率增大
D.被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解
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解析:巨噬细胞通过胞吞作用吞噬死亡细胞,该过程需要细胞呼吸提供能量,A正确;载体蛋白转运物质过程中,其构象会发生改变,B正确;该巨噬细胞清除死亡细胞后,生成NADH的速率减小,说明有氧呼吸速率减慢,产生CO2的速率减小,C错误;溶酶体是细胞内的“消化车间”,内部含有多种水解酶,巨噬细胞中的溶酶体能分解吞噬的死亡细胞,D正确。
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4.(2024·黑吉辽高考)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
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解析:肝细胞的增殖方式为有丝分裂,在有丝分裂前的间期需要进行DNA复制和有关蛋白质的合成,A正确;肝细胞的自然更新是通过细胞凋亡和细胞增殖等实现的,B正确;根据题意,卵圆细胞分化形成新的肝细胞,细胞的形态、结构和功能发生改变,其实质是基因的选择性表达,C正确;卵圆细胞形成新的肝细胞,既没有产生完整的有机体,也没有分化出其他各种细胞,因此不能证明其具有全能性,D错误。
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5.(2024·重庆高考)科研小组以某种硬骨鱼为材料在鱼鳍(由不同组织构成)“开窗”研究组织再生的方向性和机制(题图所示),下列叙述不合理的是 ( )
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A.“窗口”愈合过程中,细胞之间的接触会影响细胞增殖
B.对照组“窗口”远端,细胞不具有增殖和分化的潜能
C.“窗口”再生的方向与两端H酶的活性高低有关,F可抑制远端H酶活性
D.若要比较尾鳍近、远端的再生能力,则需沿鳍近、远端各开“窗口”观察
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解析: “窗口”愈合过程中存在细胞增殖以增加细胞的数量,正常细胞增殖过程中存在接触抑制,即细胞之间的接触会影响细胞增殖,A正确;处理组与对照组比较发现,添加F后,“窗口”远端的细胞继续增殖和分化,说明对照组“窗口”远端的细胞保留了增殖分化的能力,B错误;由图可知,“窗口”再生的方向与两端H酶的活性高低有关,由活性低的向活性高的方向再生,添加F后可抑制远端H酶活性,使组织再生的方向往中间延伸,C正确;图中的近端和远端为同一个“窗口”,只能判断出再生的方向,若要判断出再生的能力,则需沿鳍近、远端各开“窗口”分别观察,D正确。
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6.(2024·湖北高考)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 ( )
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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
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解析:核DNA在分裂间期进行复制,由题干“出芽与核DNA复制同时开始”可知,芽殖酵母在细胞分裂前的间期开始出芽,A错误;由题图2实验结果可知,与对照组相比,基因甲超量表达组的最大分裂次数明显提高,敲除基因乙组和溶液丙处理组的最大分裂次数降低,结合题意可知,芽殖酵母最大分裂次数与其寿命呈正相关,因此基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命,该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路,B、D正确;芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖,故成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同,C正确。
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7.(2024·江西高考)与减数分裂相关的某些基因发生突变,会引起水稻花粉母细胞分裂失败而导致雄性不育。依据下表中各基因突变后引起的效应,判断它们影响减数分裂的先后顺序是( )
A.M-P-O-W B.M-P-W-O
C.P-M-O-W D.P-M-W-O
基因 突变效应
M 影响联会配对
O 影响姐妹染色单体分离
P 影响着丝粒与纺锤丝结合
W 影响同源染色体分离
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解析:减数分裂Ⅰ开始不久,初级精母细胞中同源染色体配对(M基因突变影响该过程)。随后,同源染色体排列在赤道板两侧,每条染色体的着丝粒都附着有纺锤丝(P基因突变影响该过程)。不久,在纺锤丝的牵引下,配对的两条同源染色体彼此分离(W基因突变影响该过程)。在减数分裂Ⅱ后期,每条染色体的着丝粒分裂,两条姐妹染色单体随之分开(O基因突变影响该过程),故B符合题意。
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8.(2024·福建高考)Bax蛋白和Bak蛋白在T淋巴细胞凋亡过程中发挥特定作用。为探究相关机制,科研人员分别用凋亡诱导试剂a和b处理不同基因型的T淋巴细胞,计算细胞的存活率,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
注:“+”表示有相应的基因;“-”表示无相应的基因。
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A.T淋巴细胞数量异常会影响机体的特异性免疫
B.试剂a诱导T淋巴细胞凋亡的效果优于试剂b
C.试剂a依赖Bax蛋白和Bak蛋白诱导T淋巴细胞的凋亡
D.Bax蛋白和Bak蛋白协同参与试剂b诱导的T淋巴细胞凋亡
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解析:T淋巴细胞的种类和数量直接影响机体特异性免疫的强弱,A正确;由题图可知,试剂a处理不同基因型的T淋巴细胞后,细胞的存活率相同且均低于试剂b处理后的,说明试剂a诱导T淋巴细胞凋亡的效果优于试剂b,B正确;不论Bax基因或Bak基因是否存在,试剂a诱导下的T淋巴细胞存活率均相同,故试剂a不依赖Bax蛋白和Bak蛋白发挥作用,C错误;通过比较题图中试剂b诱导的不同基因型的T淋巴细胞存活率可知,Bax蛋白和Bak蛋白均参与试剂b诱导的T淋巴细胞凋亡,D正确。
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9.(2023·湖南高考)基因Bax和Bcl-2分别促进和抑制细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达,研究其对细胞凋亡的影响,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
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A.细胞衰老和细胞凋亡都受遗传信息的调控
B.TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡
C.TRPM7基因可能通过促进Bcl-2基因的表达来抑制细胞凋亡
D.可通过特异性促进癌细胞中TRPM7基因的表达来治疗相关癌症
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解析:细胞衰老和细胞凋亡都是由基因控制的细胞正常的生命活动,都受遗传信息的调控,A正确。据题意和题图可知,与对照组相比,siRNA干扰TRPM7基因实验组的细胞凋亡率增加,而siRNA可降低TRPM7基因表达,说明TRPM7基因可抑制细胞凋亡;与对照组相比,siRNA干扰TRPM7基因实验组的Bax基因表达量增加、Bcl-2基因表达量降低,推测TRPM7基因可能通过抑制Bax基因表达、促进Bcl-2基因表达来抑制细胞凋亡, B、C正确。结合以上分析可知,可以通过特异性抑制癌细胞中TRPM7基因表达来治疗相关癌症,D错误。
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10.(2023·海南高考)根边缘细胞是从植物根冠上游离下来的一类特殊细胞,可合成并向胞外分泌多种物质形成黏胶层。用DNA酶或蛋白酶处理黏胶层会使其厚度变薄。将物质A加入某植物的根边缘细胞悬液中,发现根边缘细胞的黏胶层加厚,细胞出现自噬和凋亡现象。下列有关叙述错误的是 ( )
A.根边缘细胞黏胶层中含有DNA和蛋白质
B.物质A可导致根边缘细胞合成胞外物质增多
C.根边缘细胞通过自噬可获得维持生存所需的物质和能量
D.物质A引起的根边缘细胞凋亡,是该植物在胚发育时期基因表达的结果
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解析:根据题干信息“用DNA酶或蛋白酶处理黏胶层会使其厚度变薄”,说明边缘细胞黏胶层中含有DNA和蛋白质,A正确;根据题干信息“物质A加入某植物的根边缘细胞悬液中,发现根边缘细胞的黏胶层加厚”,说明物质A可导致根边缘细胞合成胞外物质增多,B正确;细胞通过自噬,分解细胞中部分物质和结构,可获得维持生存所需的物质和能量,C正确;物质A引起细胞凋亡是在外界不良环境下引起的,不是在胚发育时期基因表达的结果,D错误。
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11.(2022·重庆高考)某化合物可使淋巴细胞分化为吞噬细胞。实验小组研究了该化合物对淋巴细胞的影响,结果见表。下列关于实验组的叙述,正确的是 ( )
分组 细胞特征 核DNA含量增加
的细胞比例 吞噬细菌
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对照组 均呈球形 59.20% 4.61%
实验组 部分呈扁平状,溶酶体增多 9.57% 18.64%
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A.细胞的形态变化是遗传物质改变引起的
B.有9.57%的细胞处于细胞分裂期
C.吞噬细菌效率的提高与溶酶体增多有关
D.去除该化合物后扁平状细胞会恢复成球形
解析:细胞的形态变化是细胞分化引起的,该过程中遗传物质没有发生改变,A错误。实验组有9.57%的细胞核DNA含量增加,这些细胞处于分裂间期的S期、G2期及分裂期,B错误。与对照组相比,实验组溶酶体增多,吞噬细菌效率较高,推测吞噬细菌效率的提高与溶酶体增多有关,C正确。细胞分化一般具有不可逆性,去除该化合物后扁平状细胞也不会恢复成球形,D错误。
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12.(2022·湖北高考)BMI1基因具有维持红系祖细胞分化为成熟红细胞的能力。体外培养实验表明,随着红系祖细胞分化为成熟红细胞,BMI1基因表达量迅速下降。在该基因过量表达的情况下,一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍。根据以上研究结果,下列叙述错误的是 ( )
A.红系祖细胞可以无限增殖分化为成熟红细胞
B.BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖
C.该研究可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路
D.红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关
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解析:随着红系祖细胞分化为成熟红细胞,BMI1基因表达量迅速下降,而BMI1基因具有维持红系祖细胞分化的能力,因此红系祖细胞不能无限增殖分化为成熟红细胞,A错误;由题干信息“该BMI1基因过量表达的情况下,一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍”,推测BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖和分化,B正确;若使BMI1基因过量表达,则可在短时间内获得大量成熟红细胞,可见红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关,该过程可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路,C、D正确。
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