内容正文:
第14讲 细胞的分化、衰老和死亡
目录
01 课标达标练
【题型一】细胞的分化与细胞全能性
【题型二】细胞的衰老
【题型三】细胞凋亡与坏死
【题型四】细胞自噬
02 能力突破练(新角度+新情境+新考法)
03 高考溯源练(含2025年高考真题)
题型一 细胞的分化与细胞全能性
1.不同细胞的形态、结构或功能不同是因为不同细胞会合成一些不同的特殊蛋白——“奢侈蛋白”,如表皮细胞合成的角蛋白、透镜状细胞合成的晶体蛋白等。除这些“奢侈蛋白”外,几乎所有细胞中合成的蛋白质都是一些必需的蛋白质——“持家蛋白”。下列相关叙述正确的是( )
A.表皮细胞不能合成晶体蛋白,可能是由于该细胞丢失了晶体蛋白的基因
B.“持家蛋白”基因在细胞的整个生命历程中都表达,使各细胞种类不同
C.红细胞中的血红蛋白、胰岛B细胞中的胰岛素都属于“奢侈蛋白”
D.角蛋白的合成是细胞内特有基因在一定时期选择性表达实现的
【答案】C
【详解】A、表皮细胞未合成晶体蛋白是因为基因选择性表达,而非基因丢失。细胞分化的基础是基因选择性表达,遗传物质未改变,A错误;
B、“持家蛋白”基因在所有细胞中持续表达,维持细胞基本生命活动,但细胞种类不同由“奢侈蛋白”基因选择性表达决定,B错误;
C、血红蛋白和胰岛素均为特定细胞合成的特殊蛋白,属于“奢侈蛋白”,C正确;
D、角蛋白的合成是同一套基因选择性表达的结果,并非“特有基因”表达,所有细胞均含全套遗传信息,D错误。
故选C。
2.如图为某学生建构的细胞生命历程的概念模型。下列叙述错误的是( )
A.多细胞生物的长大主要依靠①过程使细胞的数目增加
B.胰岛素、抗体、血红蛋白等细胞产物的存在均能体现相关细胞已经分化
C.过程③是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程
D.过程④表示癌变,其根本原因是细胞发生基因突变产生了原癌基因
【答案】D
【分析】1、细胞分化:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
2、细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。分裂间期是细胞增殖的物质准备和积累阶段,又人为地分为 G1期、S期和G2期。
【详解】A、①过程为细胞增殖,多细胞生物体的生长,主要靠细胞增殖增加细胞的数量,A正确;
B、胰岛素、抗体、血红蛋白等细胞产物是特定细胞产生的,它们的存在均能体现相关细胞已经分化,B正确;
C、过程③为细胞衰老,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,C正确;
D、过程④表示细胞癌变,其根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变,D错误。
故选D。
3.下图表示不同细胞中各基因的表达情况,下列相关叙述错误的是( )
A.细胞分化过程中,细胞内的A、B、C、D、E等基因所携带的遗传信息保持不变
B.D基因指导合成的蛋白质可能是维持细胞基本生命活动所必需的
C.神经细胞和唾液腺细胞中各种细胞器的数量可能出现差异
D.用动物胚胎干细胞可培育出上述几种细胞,该过程体现了细胞的全能性
【答案】D
【分析】在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,叫作细胞分化。细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
【详解】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达,因此细胞分化过程中,细胞内的A、B、C、D、E等基因所携带的遗传信息保持不变,A正确;
B、D基因指导合成的蛋白质在三种细胞都有,可能是维持细胞基本生命活动所必需的,B正确;
C、从细胞结构水平分析,细胞分化是由于细胞器的数目、形态、结构、功能及细胞质基质成分和功能改变的结果,C正确;
D、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,因此用动物胚胎干细胞可培育出上述几种细胞,并未得到各种细胞,该过程未体现细胞的全能性,D错误。
故选D。
4.下列关于“菊花的组织培养”实验的叙述,正确的是( )
A.由于植物细胞都具有全能性,所以选材不影响实验结果
B.诱导愈伤组织形成及再分化形成芽时,均需要提供适宜光照
C.愈伤组织形成后需转接培养基,主要是为了满足细胞营养需求
D.幼苗移栽入土前,要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中
【答案】D
【分析】植物组织培养的过程:在一定的激素和营养等条件下,离体的植物组织、器官或细胞经过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,长出芽和根,进一步发育形成植株。
【详解】A、虽然植物细胞都具有全能性,但是不同种类的植物细胞全能性表达能力强弱存在差异,因此选材会影响实验结果,A错误;
B、诱导愈伤组织形成一般不需要光照,愈伤组织再分化形成芽时一般需要提供适宜光照,B错误;
C、愈伤组织形成后需转接培养基,主要是为了改变培养基中激素的种类和配比,以诱导愈伤组织再分化,C错误;
D、幼苗移栽入土前,要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中进行炼苗,使幼苗适应外界环境,D正确。
故选D。
5.中药山茱萸的主要活性成分是马钱子苷,其具有活血通络、祛风除湿的功效。为探究不同浓度的马钱子苷对神经干细胞分化的影响,科研人员进行了相关实验,结果如下图。下列有关分析正确的是( )
A.培养神经干细胞时需提供无菌、无毒以及纯氧的培养环境
B.可取山茱萸的外植体进行组织培养以获得大量的马钱子苷
C.神经干细胞分化为其他类型的细胞体现其具有全能性
D.马钱子苷溶液具有低浓度促进分化,高浓度抑制分化的作用
【答案】D
【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
2、植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
【详解】A、培养神经干细胞时需提供无菌、无毒以及含有95%空气、5% CO2气体的培养环境,A错误;
B、可取山茱萸的外植体进行脱分化形成愈伤组织后再进行植物细胞培养以获得大量的马钱子苷,B错误;
C、神经干细胞分化为其他细胞类型的细胞未体现其具有全能性,C错误;
D、由题图可知,马钱子苷溶液对干细胞具有低浓度促进分化,高浓度抑制分化的作用,D正确。
故选D。
题型二 细胞的衰老
6.有研究人员发现,给老年猕猴注射BMSCs(骨髓间充质干细胞)能够降低其皮肤衰老细胞的凋亡率,其作用途径一方面可能是BMSCs自身分化为皮肤细胞,另一方面BMSCs可能通过分泌促细胞生长和分化因子实现皮肤细胞修复或再生作用。下列说法正确的是( )
A.BMSCs自身分化为皮肤细胞体现了细胞的全能性
B.细胞衰老后形态结构发生变化,细胞核中遗传物质会出现收缩状态
C.皮肤细胞的凋亡不利于维持猕猴个体内部环境的稳定
D.注射BMSCs后老年猕猴皮肤细胞中含水量会下降,多种酶活性降低
【答案】B
【分析】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。
【详解】A、BMSCs自身分化为皮肤细胞没有形成完整的个体,不能体现细胞的全能性,A错误;
B、细胞衰老后形态结构发生变化,细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深,细胞核中遗传物质会出现收缩状态,B正确;
C、皮肤细胞的凋亡利于维持猕猴个体内部环境的稳定,C错误;
D、BMSCs可能通过分泌促细胞生长和分化因子实现皮肤细胞修复或再生作用,还能够降低其皮肤衰老细胞的凋亡率,注射BMSCs后老年猕猴皮肤细胞中含水量会上升,多种酶活性提高,D错误。
故选B。
7.如图为三种诱发细胞衰老的机制,下列有关细胞衰老的叙述,错误的是( )
A.细胞衰老与人体衰老是同步的
B.细胞周期阻滞是导致细胞衰老的关键环节
C.ATM等酶的磷酸化可能会引起细胞衰老
D.衰老细胞的DNA会有不同程度的损伤
【答案】A
【详解】A、对于多细胞生物而言,生物体细胞衰老和个体衰老不是同步的,A错误;
B、由图可知,可通过激活DNA损伤反应、端粒功能紊乱、癌基因的激活等三种方式,导致细胞周期阻滞,进一步导致细胞衰老,因此细胞周期阻滞是导致细胞衰老的关键环节,B正确;
C、激活损伤反应会引起ATM等酶的磷酸化,进而引发衰老,C正确;
D、由图可知,衰老细胞的DNA会有不同程度的损伤,D正确。
故选A。
8.研究表明,除个体基因差异外,肠道微生物代谢产物苯乙酰谷氨酰胺(PAGln)可加速宿主细胞衰老。其机制为:PAGln通过激活肾上腺素受体(ADR)-腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路,促使线粒体分裂蛋白DRP1磷酸化,进而导致线粒体碎片化及功能障碍,最终引发DNA损伤和细胞衰老。下列叙述错误的是( )
A.线粒体功能损伤后,细胞分解丙酮酸受阻,导致ATP合成减少
B.随年龄增大,肠道菌群发生改变,血液中PAGIn含量可能增多
C.DNA损伤导致衰老细胞的细胞核体积变小、核膜内折、染色质收缩
D.PAGln诱导的衰老可以通过阻断ADR阻断肾上腺素受体(ADR)-腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路来改善
【答案】C
【详解】A、线粒体功能损伤后,丙酮酸的氧化分解(有氧呼吸第二阶段)在线粒体基质中进行,若线粒体功能障碍,丙酮酸分解受阻,导致后续反应无法生成足够的ATP,A正确;
B、随年龄增大,肠道菌群发生改变,血液中 PAGln 含量可能增多,进而导致细胞的衰老,B 正确;
C、细胞衰老中细胞核体积增大、核膜内折、染色质收缩,C错误;
D、据题干信息可知,PAGln通过激活ADR-AMPK通路引发衰老,阻断ADR受体可抑制该通路,从而改善线粒体功能障碍,D正确。
故选C。
9.SASP是细胞衰老的关键因子,由衰老细胞直接分泌或者外泌体包裹分泌,其分泌过多会导致慢性炎症,在免疫系统中也存在重要作用。它的作用原理如图所示,下列有关细胞衰老正确的是( )
A.乳酸菌在衰老过程中,其细胞中端粒会缩短
B.细胞在衰老过程中部分相关酶的活性可能会升高
C.SASP通过负反馈调节细胞的衰老
D.据图推测SASP具有提高免疫系统的功能的作用
【答案】B
【分析】细胞衰老理论有自由基学说和端粒学说。端粒是真核生物染色体末端的一段特殊DNA序列,由简单的重复核苷酸序列。端粒学说是解释细胞衰老机制的重要学说之一,其核心内容是细胞每次分裂时,染色体末端的端粒不能被完全复制,会随着分裂次数的增加而逐渐缩短。 当端粒缩短到一定临界长度时,细胞就会停止分裂,进入衰老状态,甚至凋亡。
【详解】A、乳酸菌是原核生物,没有染色体,也就没有端粒,端粒是真核生物染色体末端的结构,A错误;
B、细胞在衰老过程中,多种酶活性降低,但也有部分相关酶的活性可能会升高,比如与细胞衰老相关的酶活性可能升高,B正确;
C、从图中可知,SASP分泌过多会促进衰老细胞积累,并导致慢性炎症的发生,慢性炎症又会加剧SASP分泌,进一步使衰老细胞的积累加剧,这是正反馈调节,C错误;
D、图中显示SASP分泌过多会导致慢性炎症,并没有体现SASP具有提高免疫系统功能的作用,D错误。
故选B。
10.下列关于细胞衰老和死亡的叙述,正确的是( )
A.根据自由基学说理论,清除细胞中的自由基可加快细胞衰老
B.植物组织培养的过程中存在细胞分裂、生长,也存在衰老
C.部分细胞可能通过自噬清除受损成分,但过度自噬可能引发细胞坏死
D.高剂量流感病毒感染呼吸道上皮细胞,引起细胞死亡属于细胞凋亡
【答案】B
【分析】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。
【详解】A、根据自由基学说,自由基积累会损伤细胞,加速衰老;清除自由基(如通过抗氧化剂)可延缓衰老,A错误;
B、在植物组织培养过程中,细胞经历分裂(如愈伤组织形成)、生长(分化和发育),同时部分细胞会自然衰老死亡,这是细胞更新和稳态维持的正常现象,B正确;
C、自噬是细胞清除受损成分以维持稳态的机制,过度自噬可能导致细胞凋亡而非细胞坏死,C错误;
D、细胞凋亡是基因控制的程序性死亡,高剂量流感病毒感染呼吸道上皮细胞时,病毒大量复制可直接导致细胞裂解死亡,这属于坏死而非细胞凋亡,D错误。
故选B。
题型三 细胞凋亡与坏死
11.当机体细胞受到缺氧、饥饿、钙代谢紊乱、自由基侵袭及药物等应激原的刺激时,内质网腔内未折叠蛋白增多或钙失衡,可引发内质网应激,细胞对内质网应激会产生未折叠蛋白反应和内质网超载反应来减少蛋白质的合成,促进蛋白质降解,但同时内质网过度应激也激活了半胱天冬酶-12(Caspase-12), 活化的 Caspase-12进一步切割下游蛋白。引发细胞凋亡。下列说法错误的是( )
A.抑制 Caspa se -12的活性,可增加细胞凋亡的发生
B.蛋白质应激所导致的细胞凋亡也是由遗传机制决定的
C.内质网应激时,细胞内蛋白质的合成速率变慢,降解速率加快
D.细胞凋亡过程中,内质网可通过调控酶活性影响细胞凋亡进程
【答案】A
【分析】内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。溶酶体是细胞的“消化车间”,内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。
【详解】A、由题意可知,活化的Caspase - 12进一步切割凋亡蛋白,抑制其活性,会减少细胞凋亡的发生(因为 Caspase -12是促进凋亡的),A错误;
B、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,蛋白质应激所导致的细胞凋亡也受遗传机制控制,B正确;
C、由题意可知,内质网应激时,细胞会减少蛋白质的合成,促进蛋白质降解,所以蛋白质的合成速率变慢,降解速率加快,C正确;
D、内质网应激激活 Caspase-12,影响细胞凋亡进程,说明内质网可通过调控酶活性影响细胞凋亡,D正确。
故选A。
12.苏云金芽孢杆菌产生的Bt毒蛋白,被棉铃虫吞食后活化,与肠道细胞表面受体结合,形成复合体插入细胞膜中,导致细胞膜穿孔,直至细胞死亡。科学家将编码Bt毒蛋白的基因转入棉花植株,获得抗虫棉。但是若转基因棉花植株中Bt毒蛋白含量偏低,取食后的棉铃虫可通过激活肠干细胞分裂产生新的肠道细胞,修复损伤的肠道,导致杀虫效果下降。以下说法错误的是( )
A.Bt毒蛋白引起的细胞死亡属于细胞坏死
B.Bt毒蛋白使棉铃虫对转基因棉花产生抗性
C.抑制棉铃虫肠干细胞的分裂、分化可以提高转基因棉花的杀虫效果
D.将Bt毒蛋白转基因棉花与非转基因棉花混种,可以延缓棉铃虫对转基因棉花产生抗性
【答案】B
【详解】A、Bt毒蛋白导致细胞膜穿孔,引发细胞内容物外流,属于外界因素引起的被动死亡,属于细胞坏死,A正确;
B、在Bt毒蛋白的长期选择作用下,会使肠道细胞表面受体蛋白的结构或数量发生变化,使该受体蛋白无法与Bt毒蛋白结合,导致棉铃虫对Bt毒蛋白产生抗性,而非Bt毒蛋白直接诱导其产生抗性,B错误;
C、抑制肠干细胞分裂可阻断肠道修复,增强Bt毒蛋白的杀虫效果,C正确;
D、种植非转基因的棉花,供棉铃虫取食,这种做法的主要目的是减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度,从而延缓具有抗性基因的棉铃虫新品种的出现,可以延缓棉铃虫对转基因棉花产生抗性,D正确。
故选B。
13.机体细胞内的铜离子可参与多种生理反应,过量的铜能引发程序性细胞死亡(简称“铜死亡”),其机制为:铜离子通过与脂酰化蛋白结合,诱导脂酰化蛋白的聚集并抑制线粒体代谢功能,从而促进细胞发生铜死亡。进一步研究发现,细胞膜上的铜离子载体NSC319726可转运Cu2+进入细胞并促进活性氧物质产生,导致脱氧核苷酸耗尽和DNA合成抑制,使细胞停留在分裂间期。下列叙述正确的是( )
A.在细胞中,微量元素铜主要以化合物的形式存在
B.铜死亡属于细胞凋亡,不受环境因素影响
C.癌细胞发生铜死亡可能与其线粒体氧化分解葡萄糖的效率低有关
D.NSC319726的作用效果为癌症治疗提供了一种新思路
【答案】D
【分析】细胞中的微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,细胞生命活动所需能量大约有95%来自线粒体。细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,而细胞坏死是指在种种不利因素影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
【详解】A、在细胞中,微量元素铜主要以无机盐的形式存在,或者说离子形式,A错误;
B、铜死亡属于细胞凋亡,也受环境因素影响,B错误;
C、铜离子通过与脂酰化蛋白结合,诱导脂酰化蛋白的聚集并抑制线粒体代谢功能,从而促进细胞发生铜死亡,癌细胞发生铜死亡可能与细胞中能量供应中断有关,线粒体不能直接氧化分解葡萄糖,C错误;
D、NSC319726引起的细胞死亡为癌症治疗提供了一种新思路,可通过促进NSC319726的表达,从而导致癌细胞死亡,D正确。
故选D。
14.细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主、有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。下列有关细胞凋亡的叙述,不正确的是( )
A.细胞自噬引起的细胞凋亡有利于内环境稳态的维持
B.细胞凋亡由遗传物质控制,同一生物体不同细胞凋亡速率不同
C.细胞凋亡过程中某些蛋白质会发生水解,同时不再合成蛋白质
D.细胞凋亡有助于多细胞生物进行正常的生长、发育
【答案】C
【详解】A、细胞自噬通过分解自身结构提供物质和能量,在特定条件下可诱导细胞凋亡,而细胞凋亡能清除异常或多余细胞,维持内环境稳态,A正确;
B、细胞凋亡由遗传物质控制,同一生物体不同细胞凋亡速率不同(如胚胎期细胞凋亡速率快于成年细胞),B正确;
C、细胞凋亡需激活相关基因表达,合成执行凋亡的酶(如水解酶),因此凋亡过程中仍有蛋白质合成,C错误;
D、细胞凋亡在个体发育中起关键作用(如胚胎期指间细胞凋亡形成手指),对生物体正常发育至关重要,D正确。
故选C。
15.细胞死亡包括凋亡(apoptosis)和坏死(necrosis)等方式。其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。细胞自噬是指在一定条件下,细胞将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体解后再利用。图1和图2是相关的生理过程。下列关于两者的说法错误的是( )
A.细胞自噬作用受到细胞内相关基因的调控,该生理过程不属于细胞凋亡
B.胰岛素与膜上受体结合与否,是激活或抑制细胞自噬过程的重要因素
C.AKT既能抑制细胞凋亡过程,又能抑制mTor对细胞自噬的抑制作用
D.细胞对细胞凋亡和细胞自噬的调控,涉及基因选择性表达
【答案】C
【解析】A、细胞自噬受基因调控,是细胞 “分解自身结构再利用” 的过程,不属于细胞凋亡(编程性死亡),A正确;
B、图1中胰岛素与受体结合激活 AKT,抑制凋亡、抑制自噬;图2中无胰岛素结合,AKT 失活,自噬解除抑制,故胰岛素与受体结合与否,影响细胞自噬,B正确 ;
C、图1 中 AKT 激活后,抑制凋亡;同时激活mTor抑制细胞自噬,C错误 ;
D、细胞对凋亡和自噬的调控,依赖不同基因(如调控AKT、mTor的基因 )的选择性表达,D正确。
故选C。
题型四 细胞自噬
16.为了调节脂质储存的异常,机体会发生一种选择性的自噬形式——脂噬。这种自噬专门针对脂质储存细胞器——脂滴(LDs)。下图是脂噬机制图,下列叙述错误的是( )
A.在营养过剩的条件下,mTORC1被激活,脂噬过程被抑制
B.在营养供应不足的情况下,脂肪细胞中脂滴的降解会加快
C.脂肪和糖类都是能源物质,在一定条件下可以大量相互转化
D.长时间运动后脂噬被激活,有利于满足细胞的能量需求
【答案】C
【详解】A、由图可知,在营养过剩时,mTORC1被激活,脂噬过程受到抑制,A正确;
B、营养供应不足时,mTORC1被抑制,AMPK被激活,促进脂肪细胞中脂滴的降解,B正确;
C、脂肪和糖类都是能源物质,在一定条件下糖类可以大量转化为脂肪,但脂肪不能大量转化为糖类,C错误;
D、长时间运动后,细胞能量需求增加,脂噬被激活,分解脂滴有利于满足细胞的能量需求,D正确。
故选C。
17.当细胞衰老时,正常代谢和清除机制逐渐失效,导致受损蛋白质和细胞器累积,引发细胞功能衰退,机体可通过细胞自噬清除这些损伤的成分,使得细胞和机体能够延缓衰老。下列叙述错误的是( )
A.细胞衰老引发的细胞自然死亡属于细胞凋亡
B.细胞衰老后会出现细胞核体积减小、所有酶活性降低等特征
C.溶酶体与自噬体融合,降解后的产物可以被细胞再利用
D.溶酶体和自噬体的融合体现了膜的流动性
【答案】B
【分析】组成生物膜的磷脂分子是可以运动的,蛋白质分子大都是可以运动的,生物膜具有一定的流动性,分析题图可知,吞噬细胞吞噬作用存在膜形态的变化,体现了生物膜的流动性特点;线粒体是有氧呼吸的主要场所,氧气进入线粒体后,与还原氢结合形成水,线粒体功能退化,细胞消耗的氧气量减少。
【详解】A、细胞衰老引发的细胞自然死亡属于细胞凋亡,是受基因控制的正常死亡,A正确;
B、细胞衰老后会出现细胞核体积增大、部分酶活性降低等特征,B错误;
C、溶酶体与自噬体融合,降解后的产物可以被细胞再利用,有利于细胞成分的更新,C正确;
D、溶酶体和自噬体的融合体现了膜的流动性,是膜的结构特点,D正确。
故选B。
18.白细胞吞噬和水解细菌的过程与细胞的多种结构有关。下列相关叙述正确的是( )
A.白细胞吞噬细菌需要消耗ATP,但是不需要蛋白质参与
B.白细胞吞噬泡的移动与细胞骨架有关,细胞骨架是一种由纤维素构成的网状结构
C.白细胞水解细菌的过程属于细胞自噬,与溶酶体有关
D.白细胞的高尔基体膜、溶酶体膜和细胞膜的成分可以相互转化
【答案】D
【分析】溶酶体:形态:内含有多种水解酶;膜上有许多糖,防止本身的膜被水解;作用:能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。由蛋白质纤维组成的细胞骨架,与细胞物质运输、能量转换、信息传递等有关。
【详解】A、白细胞吞噬细菌属于胞吞过程,胞吞需要消耗ATP,且该过程中细胞膜的变形等需要蛋白质(如膜上的某些蛋白质参与识别等过程)参与,A错误;
B、细胞骨架是由蛋白质纤维构成的网状结构,而不是纤维素,白细胞吞噬泡的移动与细胞骨架有关,B错误;
C、细胞自噬是指细胞内一些损坏的蛋白或细胞器被双层膜结构的自噬小泡包裹后,送入溶酶体或液泡中进行降解并得以循环利用的过程,白细胞水解细菌不属于细胞自噬,白细胞水解细菌主要是溶酶体发挥作用,溶酶体内含有多种水解酶能水解细菌,C错误;
D、白细胞的高尔基体可以通过形成囊泡与溶酶体融合,溶酶体也可以通过囊泡与细胞膜融合,所以高尔基体膜、溶酶体膜和细胞膜的成分可以相互转化,D正确。
故选D。
19.某科研小组在培养小鼠肺细胞的培养液中加入烟草烟雾提取物(CSE),检测LC3Ⅱ(与自噬有关的蛋白质)的含量,结果如图1所示。科研小组又将培养的肺细胞均分为四组,一组作对照,另外三组分别用CSE、CSE+雷帕霉素(增强细胞自噬的物质)、自噬抑制剂3MA处理肺细胞,6小时后检测培养液中衰老细胞的比例,结果如图2所示。下列叙述正确的是( )
A.图1中不同培养时间下,CSE均能显著提高肺细胞LC3Ⅱ的含量
B.3MA能通过增强细胞自噬而提高衰老细胞的比例
C.CSE可能通过抑制细胞自噬促进细胞的衰老
D.肺细胞溶酶体内合成的多种水解酶参与细胞自噬过程
【答案】C
【分析】根据图1分析,自变量是培养时间和CSE,因变量是LC3-Ⅰ蛋白的相对含量,培养3小时后,CSE能降低LC3−Ⅱ 蛋白含量。图2说明CSE通过抑制细胞自噬促进细胞衰老。
【详解】A、培养3小时后,CSE处理组LC3Ⅱ的含量高于对照组,而随着培养时间增加,CSE处理组LC3Ⅱ的含量都低于对照组,A错误;
B、3MA能抑制细胞自噬,与对照组相比,3MA处理组衰老细胞的比例上升,说明3MA能通过抑制细胞自噬提高衰老细胞的比例,B错误;
C、与对照组相比,CSE处理组衰老细胞比例增加,结合3MA组的结果推测,CSE可能通过抑制细胞自噬促进细胞的衰老,且结合CSE+雷帕霉素处理组的结果可知,具有增强细胞自噬作用的雷帕霉素降低了衰老细胞的比例,说明CSE的作用与雷帕霉素相反,进一步说明CSE通过抑制细胞自噬促进细胞衰老,C正确;
D、肺细胞溶酶体内含有的多种水解酶是在核糖体中合成的,D错误。
故选C。
20.细胞自噬是细胞降解受损细胞器、错误折叠蛋白质和病原体的正常代谢机制,其过程如图所示。下列有关叙述中,正确的是( )
A.真核细胞和原核细胞中均存在图示自噬过程
B.细胞自噬过程与溶酶体合成的多种水解酶有关
C.细胞自噬过程体现了细胞间的信息交流和生物膜的流动性
D.营养缺乏时,细胞可通过自噬获取物质和能量
【答案】D
【分析】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。
【详解】A、图示自噬过程需要溶酶体参与,原核细胞不存在溶酶体,不存在图示自噬过程,A错误;
B、水解酶在核糖体上合成,B错误;
C、自噬过程发生在细胞内,没有体现细胞间的信息交流,C错误;
D、细胞营养缺乏时,可通过自噬分解受损细胞器、错误折叠蛋白质等,获取所需的营养物质和能量,D正确。
故选D。
1.(以“辟谷”为情境)1.“辟谷”是道家学者崇尚的一种养生方式,它是指一段时间内不摄取谷类食物,仅以水、果汁等为食,以增强身体健康或减脂为目的。现代医学认为,“辟谷”期间,细胞自噬活动会加强,其原理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.“辟谷”期间,细胞可通过自噬清除损伤的线粒体,维持细胞内部环境稳定
B.错误折叠的蛋白质可通过与泛素结合,经自噬途径被溶酶体降解
C.自噬体与溶酶体融合,体现了生物膜的流动性
D.“辟谷”期间因脂肪是细胞的直接能源物质,所以能起到很好的减脂效果
【答案】D
【分析】题图分析,细胞内由内质网形成一个双膜的杯形结构,衰老的细胞器从杯口进入,杯形结构形成双膜的小泡,后其与溶酶体结合,自噬溶酶体内的物质被水解后,其产物的去向是排出细胞或在细胞内被利用。
【详解】A、从图中可以看到,在“辟谷”期间,损伤的线粒体可被自噬受体识别,然后被包裹形成自噬体,最终在溶酶体中降解。这一过程有助于清除细胞内损伤的线粒体,维持细胞内部环境的稳定,A正确;
B、由图可知,错误折叠的蛋白质可以与泛素结合,然后通过自噬途径,被包裹进自噬体,再与溶酶体融合,在溶酶体中被降解,B正确;
C、自噬体与溶酶体融合的过程,涉及到膜的融合,而生物膜具有流动性,这使得膜能够发生融合等变化,所以自噬体与溶酶体融合体现了生物膜的流动性,C正确;
D、细胞的直接能源物质是ATP,而不是脂肪。脂肪是细胞内良好的储能物质,在“辟谷”期间,细胞可通过分解脂肪来获取能量,但这并不是因为脂肪是直接能源物质,D错误。
故选D。
2.(2025·湖南·模拟预测)角膜缘干细胞是位于角膜缘基底层的一类具有自我复制能力和多向分化潜能的细胞,是维持角膜上皮组织稳定和修复的重要细胞来源。角膜缘干细胞的功能对于维持正常的眼表功能具有重要的作用,角膜缘干细胞缺乏(LSCD)将影响角膜上皮细胞的正常生理功能,甚至引发角膜盲,影响视力。下列叙述正确的是( )
A.角膜上皮细胞的自然更新靠角膜上皮细胞的分裂和凋亡共同维持
B.角膜缘干细胞属于成体干细胞,具有组织特异性
C.分化形成的角膜上皮细胞的细胞核不再具有全能性
D.角膜缘干细胞分化成角膜上皮细胞的过程中遗传物质发生了改变
【答案】B
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质:基因的选择性表达。
【详解】A、角膜上皮细胞的自我更新能力来源于角膜缘干细胞。角膜上皮受损后,可以通过角膜缘干细胞的增殖、分化、迁移而完全修复,角膜上皮组织的自然更新靠细胞的分裂和分化共同维持,A错误;
B、角膜缘干细胞属于成体干细胞,具有组织特异性,它们具有自我更新和分化的能力,负责维持角膜上皮细胞的稳态和修复,B正确;
C、已分化的角膜上皮细胞的细胞核中含有全套的遗传物质,因而具有全能性,C错误;
D、角膜缘干细胞分化成角膜上皮细胞的过程中,遗传物质(DNA)没有发生改变,只是发生了基因的选择性表达,D错误。
故选B。
3.(2025·湖南邵阳·一模)科研人员从小鼠的皮肤细胞中提取出干细胞,并将这些干细胞重新编程为原始态的胚胎干细胞(ESCs)。随后将ESCs分化成为原始内胚层细胞和滋养层干细胞,并混合胚胎干细胞,将这三种细胞按照一定比例置于培养基培养3天,构建出胚胎模型,然后将其置于“人造机械子宫”中进行培养。下列叙述正确的是( )
A.ESCs的培养需要在培养基中加入血清并提供95%的氧气和5%的CO2的气体环境
B.ESCs分化成原始内胚层细胞和滋养层干细胞是基因选择性表达的过程
C.构建出的胚胎模型相当于囊胚期胚胎,可对其进行移植、分割或保存
D.该胚胎模型的构建用到了胚胎工程的全部理论基础
【答案】B
【分析】动物细胞培养的过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】A、ESCs的培养需要在培养基中加入血清并提供95%的空气和5%的CO2的气体环境,A错误;
B、细胞分化的实质是基因选择性表达,ESCs分化成原始内胚层细胞和滋养层干细胞是基因选择性表达的过程,B正确;
C、囊胚期胚胎具有内细胞团、滋养层细胞和囊胚腔等结构。题干中仅提到三种细胞混合培养构建胚胎模型,未明确其结构与囊胚期胚胎完全一致。不能简单认为相当于囊胚期胚胎,也就不能直接进行移植、分割或保存,C错误;
D、胚胎工程的理论基础包括体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植、胚胎分割等多方面。该胚胎模型构建仅涉及部分环节,未用到胚胎工程全部理论基础,D错误。
故选B。
4.(2025·湖南株洲·一模)乳腺干细胞分裂时线粒体不均等分配,形成的两个子细胞,一个继续保持“干细胞”特征,另一个分化成乳腺组织细胞。与乳腺干细胞相比,乳腺组织细胞代谢需要更多的能量。下列说法正确的是( )
A.乳腺组织细胞代谢需要的能量全部来自于线粒体
B.细胞分裂产生的两个子细胞的DNA数目相同
C.获得较少线粒体的子细胞将继续保持“干细胞”特征
D.乳腺干细胞分化为乳腺组织细胞的过程体现了细胞的全能性
【答案】C
【分析】线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,生命活动所需要的能量,大约95%来自线粒体,是细胞的“动力车间”。
【详解】A、乳腺组织细胞代谢需要的能量大部分由线粒体提供,还可以来自于细胞质基质,A错误;
B、乳腺干细胞分裂时线粒体不均等分配,而线粒体中也含有DNA,所以细胞分裂产生的两个子细胞的DNA数目不同,B错误;
C、与乳腺干细胞相比,乳腺组织细胞代谢需要更多的能量,说明乳腺组织细胞中线粒体比乳腺干细胞更多,所以获得较少线粒体的子细胞将继续保持“干细胞”特征 ,C正确;
D、乳腺干细胞分化为乳腺组织细胞的过程没有形成完成个体,所以不能体现了细胞的全能性,D错误。
故选C。
5.(2025·湖南长沙·二模)CpG二核苷酸是由一个胞嘧啶脱氧核苷酸和一个鸟嘌呤脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的二核苷酸。在基因组中,CpG二核苷酸通常成串出现在基因的启动子区域。CpG甲基化后与MeCP1蛋白结合,从而招募细胞中的阻遏物影响基因表达。增强子是DNA上的一段特殊序列,通过与BRD4蛋白结合,增强相应基因启动子的活性。为探究CpG甲基化程度与启动子活性对基因表达的影响,科学家将人α-珠蛋白基因、小鼠α-珠蛋白基因和人γ-珠蛋白基因分别导入人HeLa细胞进行了如下实验。下列说法错误的是( )
注:无:没有甲基化;部:部分甲基化;全:全部甲基化。“+”:有;“-”:无。
A.检测β-珠蛋白mRNA的含量作为对照,用于排除无关变量对基因表达的影响
B.无增强子时三种基因甲基化后均不能表达,引入增强子后三种基因均恢复表达
C.CpG与MeCP1蛋白结合能力与基因表达强度呈正相关
D.通过提高BRD4蛋白的活性可以促进相关基因的表达
【答案】BC
【分析】表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,即基因型未发生变化而表型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,导致无法进行转录产生mRNA,进而使翻译不能进行,最终无法合成相应的蛋白质,从而抑制了基因的表达。
【详解】A、检测β-珠蛋白mRNA的含量作为对照,可排除实验中细胞自身其他因素等无关变量对基因表达检测的影响,A正确;
B、观察实验结果可知,引入增强子后,人α-珠蛋白基因全甲基化时仍未表达,B错误;
C、CpG甲基化后与MeCP1蛋白结合会招募阻遏物影响基因表达,即CpG与MeCP1蛋白结合能力越强,基因表达强度越弱,二者呈负相关,C错误;
D、增强子通过与BRD4蛋白结合增强基因启动子活性,提高BRD4蛋白活性可促进其与增强子结合,进而促进相关基因表达,D正确。
故选BC。
6.(2025·湖南·一模)铜是细胞色素c氧化酶(位于线粒体内膜)、超氧化物歧化酶的金属中心离子,铜转运蛋白(CTR1)和ATP酶(ATP7A/7B)对维持细胞内铜的正常水平起到至关重要的作用,过程如下图。相关叙述正确的是( )
A.细胞中缺铜会导致自由基增多,从而加速细胞的衰老
B.铜缺乏会影响有氧呼吸的第三阶段,导致ATP合成增多
C.铜过量时,促进CTR1基因的表达,从而增加细胞对铜的吸收
D.ATP7A/7B通过主动运输将过量铜排出细胞,此过程需消耗能量
【答案】AD
【分析】铜是细胞色素c氧化酶、超氧化物歧化酶的金属中心离子,结合图示可知,铜可影响呼吸作用和细胞衰老;铜转运蛋白(CTR1)和ATP酶(ATP7A/7B)对维持细胞内铜的正常水平起到至关重要的作用,说明铜通过ATP7A/7B排出细胞的过程为主动运输。
【详解】A、由题意可知,铜是超氧化物歧化酶的金属中心离子,超氧化物歧化酶可清除自由基,细胞中缺铜会导致自由基增多,加速细胞衰老,A正确;
B、铜是细胞色素c氧化酶(位于线粒体内膜)的金属中心离子,有氧呼吸第三阶段的场所是线粒体内膜,细胞中缺铜会抑制有氧呼吸第三阶段,影响细胞产生能量,导致ATP合成减少,B错误;
C、铜转运蛋白(CTR1)和ATP酶(ATP7A/7B)对维持细胞内铜的正常水平起到至关重要的作用,细胞中铜过量时,CTR1的表达量降低,铜的吸收减少,C错误;
D、ATP酶(ATP7A/7B)通过水解ATP完成物质运输,说明铜通过ATP7A/7B排出细胞的过程为主动运输,需要消耗能量,D正确。
故选AD。
7.(2025·湖南岳阳·模拟预测)蓝莓富含多种维生素、花青素(一种强效抗氧化剂,能够中和自由基)、多酚(能杀菌具有抗炎作用)等天然活性成分,被赞为浆果之王。现以蓝莓为原料,尝试发酵制作蓝莓酒、蓝莓醋等。下列有关叙述错误的是( )
A.经常食用一定量的蓝莓可能会提高人体肠道对钙和磷的吸收能力
B.蓝莓所含的多酚进入机体后,诱发特异性免疫产生抗体起抗炎作用
C.经常食用蓝莓可减缓细胞内蛋白质活性的下降从而延缓细胞衰老
D.以蓝莓汁为原料制作蓝莓醋时,需向发酵装置不断地补充无菌空气
【答案】B
【分析】参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、蓝莓富含多种维生素,其中维生素D可以提高人体肠道对钙和磷的吸收能力,A正确;
B、多酚能杀菌具有抗炎作用,属于非特异性免疫过程,B错误;
C、蓝莓含有花青素(一种强效抗氧化剂,能够中和自由基),经常食用蓝莓可较长时间保持细胞内蛋白质活性而延缓细胞衰老,C正确;
D、制作蓝莓醋所利用的微生物是醋酸菌,属于异养需氧细菌,以蓝莓汁为原料制作蓝莓醋时,需向发酵装置不断地补充无菌空气,D正确。
故选B。
8.(2025·湖南长沙·三模)近年来,很多消费者通过多种方法来去除身体多余的角质(角质层细胞是人体表层的因衰老而死亡的细胞),让自己的肌肤焕然一新,下列有关说法错误的是( )
A.人体衰老的细胞形态发生变化 B.人体衰老的细胞黑色素增加
C.细胞衰老可能与端粒或自由基有关 D.老年白发与细胞衰老有关
【答案】B
【分析】细胞衰老是指细胞在执行生命活动过程中,随着时间的推移,细胞增殖与分化能力和生理功能逐渐发生衰退的变化过程。细胞衰老在形态学上表现为细胞结构的退行性变,如在细胞核,核膜凹陷,最终导致核膜崩解,染色质结构变化;细胞膜选择性通透能力下降,膜受体种类、数目和对配体的敏感性等发生变化;脂褐素在细胞内堆积,多种细胞器和细胞内结构发生退行性变化;细胞内酶活性降低,蛋白质合成下降等。
【详解】A、人体衰老的细胞形态发生变化,A正确;
B、衰老的细胞中脂褐素在细胞内堆积,B错误;
C、端粒学说提出细胞染色体端粒缩短的衰老生物钟理论,认为细胞染色体末端特殊结构-端粒的长度决定了细胞的寿命,氧自由基学说认为细胞衰老是机体代谢产生的氧自由基对细胞损伤的积累,C正确;
D、老年白发与衰老细胞中酪氨酸酶活性降低有关,D正确。
故选B。
9.(2025·湖南岳阳·一模)下列有关细胞生命历程的叙述,正确的是( )
A.控制细胞凋亡的ced基因甲基化会导致基因突变
B.脑部血液循环障碍导致局部神经元死亡属于细胞坏死
C.胰岛细胞不能合成血红蛋白是因为没有与血红蛋白合成有关的基因
D.自由基学说认为自由基通过攻击磷脂直接导致核糖体损伤从而使细胞衰老
【答案】B
【分析】自由基学说:各种氧化反应产生自由基,辐射以及有害物质入侵也会产生自由基,这些自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,对生物膜损伤比较大,如当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时,产物同样是自由基;自由基还会攻击DNA,可能引起基因突变;攻击蛋白质,使蛋白质活性下降,导致细胞衰老。
【详解】A、抑癌基因甲基化不会导致基因碱基序列改变,不会导致基因突变,但会影响基因的表达,进而引起表型改变,A错误;
B、细胞凋亡是细胞自动结束生命的过程,故靶细胞与细胞毒性T细胞结合后裂解属于细胞凋亡属于细胞凋亡,B正确;
C、胰岛细胞不能合成血红蛋白是因为与血红蛋白合成有关的基因没有表达,C错误;
D、自由基学说认为,自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,如磷脂、DNA、蛋白质等引起细胞衰老,核糖体无膜结构不含磷脂,D错误。
故选B。
10.(2025·湖南永州·二模)在细胞的生命历程中,不同的细胞可能会经历分裂、分化、衰老、凋亡、坏死和癌变等过程,下列叙述错误的是( )
A.异常活泼的带电分子或基团可称为自由基,水在电离辐射下便会产生自由基
B.氧气浓度较低时线粒体受损会释放自由基,细胞自噬消除过多受损线粒体可导致细胞坏死
C.自由基攻击生物膜上的磷脂时,可产生新的自由基,由此引发雪崩式的反应
D.细胞在分裂、分化、衰老、凋亡和癌变等过程都会发生基因的选择性表达
【答案】B
【分析】细胞衰老学说:
(1)自由基学说:我们通常把异常活泼的带电分于或基团称为自由基。自由基含有未配对电子,表现出高度的反应活泼性。在生命活动中,细胞不断进行各种氧化反应,在这些反应中很容易产生自由基。此外,辐射以及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基。自由基产生后,即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。最为严重的是,当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时,产物同样是自由基。这些新产生的自由基又会去攻击别的分子,由此引发雪崩式的反应,对生物膜损伤比较大。此外,自由基还会攻击DNA,可能引起基因突变;攻击蛋白质,使蛋白质活性下降,导致细胞衰老。
(2)端粒学说:每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体,称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加,截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被“截”短后,端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤,结果使细胞活动渐趋异常。
【详解】A、异常活泼的带电分子或基团可称为自由基,自由基含有未配对电子,表现出高度的反应活泼性,在生命活动中,细胞不断进行各种氧化反应,在这些反应中很容易产生自由基,水在电离辐射下会发生电离产生自由基,A正确;
B、有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡,细胞自噬消除过多受损线粒体可导致细胞凋亡,B错误;
C、当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时,产物同样是自由基。这些新产生的自由基又会去攻击别的分子,由此引发雪崩式的反应,对生物膜损伤比较大,C正确;
D、细胞在分裂、分化、衰老、凋亡和癌变等过程中,不同的细胞需要执行不同的功能,这些过程都会发生基因的选择性表达,D正确。
故选B。
11.(2025·湖南·一模)秀丽隐杆线虫在发育成熟的过程中,有131个细胞将通过细胞凋亡的方式被去除,其凋亡过程与基因表达的关系如图。以下相关说法错误的是( )
A.秀丽隐杆线虫的细胞凋亡是多个基因共同调控的结果
B.秀丽隐杆线虫细胞在凋亡过程中有基因的选择性表达
C.被病原体感染的秀丽隐杆线虫细胞的清除是通过细胞凋亡实现的
D.用某种药物来抑制秀丽隐杆线虫CED-9基因的表达,其细胞凋亡可能会变慢
【答案】D
【分析】1、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控所以也被称为程序性死亡。
2、细胞自然更新、被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的,细胞凋亡对于多细胞生物完成正常发育,维持内部环境的稳定以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
【详解】A、分析题图可知,秀丽隐杆线虫的细胞凋亡是多个基因共同调控的结果,受到严格的由遗传机制决定的,A正确;
B、正常情况下,发生凋亡的细胞内基因会进行选择性表达,即选择控制凋亡的基因进行表达,B正确;
C、细胞自然更新、被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的,细胞凋亡对于多细胞生物完成正常发育,维持内部环境的稳定以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用,因此被病原体感染的秀丽隐杆线虫细胞的清除是通过细胞凋亡实现的,C正确;
D、由图可知,CED-9通过抑制 CED-4的功能抑制细胞凋亡,EGL-1能解除 CED-9对CED-4的抑制作用而促进细胞凋亡,CED-4、CED-3 促进细胞凋亡。用某种药物来抑制秀丽隐杆线虫CED-9基因的表达,其细胞凋亡可能会变快,D错误。
故选D。
12.(24-25高三下·湖南长沙·阶段练习)细胞自噬是细胞组分在溶酶体或液泡中降解和再利用的过程,广泛存在于真核细胞中,如图表示某细胞溶酶体形成及发挥作用的过程。下列相关叙述中正确的是( )
A.线粒体嵴损伤,直接影响有氧呼吸的第三阶段,该过程可以产生CO2
B.图中甲过程属于胞吞过程,该过程与细胞膜的流动性有关,不需要消耗能量
C.图中乙过程属于细胞自噬途径,包裹着待降解物质的泡状结构的运输与细胞骨架有关
D.合成、加工、转运溶酶体内水解酶所经过的细胞器依次为核糖体、高尔基体、内质网
【答案】C
【分析】1、溶酶体形态:内含有多种水解酶;膜上有许多糖,防止本身的膜被水解;作用:能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
2、分泌蛋白的合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】A、线粒体嵴损伤,直接影响有氧呼吸的第三阶段,该过程可以产生H2O,A错误;
B、图中甲过程属于胞吞过程,该过程与细胞膜的流动性有关,需要消耗能量,B错误;
C、图中乙过程属于细胞自噬途径,细胞骨架与细胞内物质运输等生命活动密切相关,包裹着待降解物质的泡状结构的运输与细胞骨架有关,C正确;
D、合成、加工、转运溶酶体内水解酶所经过的细胞器依次为核糖体、内质网、高尔基体,D错误。
故选C。
13.(2024·重庆·一模)在葡萄糖饥饿或缺氧压力下,细胞中自由基(ROS)含量会上升,进而导致自噬通路蛋白(Beclinl)磷酸化,阻碍Beclin1与Bcl-2结合,最终诱导细胞自噬。相关过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.葡萄糖饥饿或缺氧压力会导致细胞内能量供应减少
B.ROS会攻击生物膜产生ROS,最终引发雪崩式反应
C.降低细胞中p-ATM或p-CHK2含量可增强细胞自噬
D.细胞自噬也可以清除入侵的微生物,维持细胞内部环境稳定
【答案】C
【分析】溶酶体是“消化车间”,内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。被溶酶体分解后的产物,如果是对细胞有用的物质,细胞可以再利用,废物则被排出细胞外。溶酶体中的水解酶是蛋白质,在核糖体上合成。
【详解】A、葡萄糖是主要的能源物质,有氧呼吸是主要的产能方式,葡萄糖含量减少或氧气减少都会使细胞呼吸产生的能量减少,A正确;
B、ROS为自由基攻击生物膜磷脂分子时,产物同样是自由基会引发雪崩式的反应,产生更多的自由基,B正确;
C、由图可知,在葡萄糖饥饿或缺氧压力下,细胞中自由基(ROS)含量会上升,p-ATM或p-CHK2水平升高会使自噬通路蛋白(Beclinl)磷酸化,阻碍Beclin1与Bol-2结合,最终诱导细胞自噬,因此提高细胞中p-ATM或p-CHK2含量可增强细胞自噬,C错误;
D、通过细胞自噬可以清除入侵的微生物,从而维持细胞内部环境的稳定,D正确。
故选C。
14.(2025·湖南邵阳·一模)研究发现多种癌细胞高表达MCT1、MCT4载体,连接以糖酵解(葡萄糖分解为丙酮酸)为主要产能方式和以线粒体氧化(有氧呼吸第二阶段:TCA循环即三羧酸循环)为主要产能方式的两种癌细胞,形成协同代谢,如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.A、B型癌细胞的合作有助于其抢夺到更多的葡萄糖
B.TCA循环需要消耗H2O,同时产生CO2和大量ATP
C.A型细胞和B型细胞中的核基因和mRN均相同
D.可以通过促进MCT1和MCT4的作用来杀死癌细胞
【答案】A
【分析】无氧呼吸的二阶段:第一阶段:和有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段:在细胞质基质中丙酮酸重新生成乳酸,一般植物细胞内生成酒精和二氧化碳。
【详解】A、由图可知,A型癌细胞呼吸产生的产物可为B型癌细胞增殖过程提供原材料,A、B型癌细胞的合作有助于其抢夺到更多的葡萄糖,A正确;
B、TCA循环为有氧呼吸的第二阶段,消耗H2O,同时产生CO2,但产生少量ATP,B错误;
C、A型细胞和B型细胞存在不同的载体蛋白,则mRNA不完全相同,C错误;
D、癌细胞高表达MCT1、MCT4载体有助于癌细胞的代谢,可以通过抑制MCT1和MCT4的作用来杀死癌细胞,D错误。
故选A。
15.(2025·湖南·二模)研究人员在水稻细胞中发现了M蛋白,并对其功能进行了多方面的研究,请按要求回答下列相关问题。
(1)研究人员对M基因在不同器官中的表达量的测定结果如图所示,则对其所作推测可靠的有______。
A.M蛋白是一种只能在叶绿体中表达的蛋白质
B.M蛋白可能与植物体内有机物的合成和转化有关
C.M蛋白无需内质网和高尔基体加工即可分泌到细胞外
D.不能确定M蛋白是附着在膜结构上还是存在于基质中
(2)为揭示M蛋白的功能,研究人员分别通过基因工程和基因编辑技术构建了M基因过表达的突变体MK-1和M基因敲除突变体MK-C,并测定不同环境条件下光合作用速率,得到下表结果(CK为正常水稻的对照组,光合速率采用相对值表示):
环境条件
CK(%)
MK-1(%)
MK-C(%)
低CO2条件
100
102.7
97.4
缺氮条件
100
132.2
74.3
①上述MK-1突变体的构建过程中,若只有一个外源M基因被导入水稻细胞核,则其自交后代中,由于M基因数量增加而呈现过表达的比例为 。
②由于低CO2条件下的光合作用速率差值较小,有人猜测M蛋白并不影响暗反应,你是否赞同该观点? ,并请说明理由: 。
(3)为进一步揭示M蛋白的作用机制,研究人员对其进行了亚细胞定位,发现M蛋白几乎全部分布于一种单层膜的囊泡状细胞结构,该结构中还同时存在线粒体、叶绿体等多种细胞器的残余结构和特征性成分。综合上述研究结果,可以推测M蛋白通过 作用回收利用氮元素来改善缺氮条件对光合作用的限制,从而提高光合作用速率。
【答案】(1)BD
(2) 3/4 不赞同 此时低CO2条件是暗反应的限制因素,使得M蛋白的影响难以体现
(3)细胞自噬
【分析】基因自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)题中没有信息表明M蛋白是叶绿体中的蛋白质或分泌蛋白,也没有办法确认M蛋白的具体位置,因此AC错误,D正确;M蛋白在叶中表达较多,推测存在B项这种可能性也较为合理。
故选BD。
(2)①无论外源M基因被导入水稻内源M基因的同源染色体上( )还是非同源染色体上( ),自交后代M基因数量未增加的比例为1/2×1/2=1/4,则M基因数量增加而呈现过表达的比例为1-1/4=3/4。
②由于此时低CO2条件是光合作用的限制因素,使得其他无关因素对于光合作用的影响难以体现,因此M蛋白并不影响暗反应的结论不可靠。
(3)单层膜的囊泡状细胞结构中还同时存在线粒体、叶绿体等多种细胞器的残余结构和特征性成分,可以确定该细胞结构应该是对损伤、衰老细胞器进行吞噬降解的溶酶体,其作用包括在营养缺乏条件下,获取维持生存所需的物质和能量。因此,可以推测M蛋白通过细胞自噬作用回收利用氮元素来改善缺氮条件对光合作用的限制,从而提高光合作用速率。
(2025·江苏·高考真题)
1.图示小肠上皮组织,a~c表示3类不同功能的细胞。下列相关叙述错误的是( )
A.a类干细胞分裂产生的子细胞都继续分化成b类或c类细胞
B.压力应激引起a类干细胞质膜通透性改变,可促使干细胞衰老
C.c类细胞凋亡和坏死,对细胞外液的影响不同
D.3类不同功能的细胞都表达细胞骨架基因
【答案】A
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性 差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。
【详解】A 、a 类干细胞分裂产生的子细胞,一部分继续保持干细胞的状态,另一部分分化成 b 类或 c 类细胞,并非都继续分化成 b 类或 c 类细胞,A错误;
B、压力应激引起 a 类干细胞质膜通透性改变,会影响细胞内的正常代谢等,可促使干细胞衰老,B正确;
C、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,对机体是有利的,细胞坏死是在种种不利因素影响下,由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡,对机体是有害的,所以 c 类细胞凋亡和坏死对细胞外液的影响不同,C正确;
D、细胞骨架是真核细胞中由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输等多种生命活动密切相关,3 类不同功能的细胞都需要细胞骨架发挥作用,都表达细胞骨架基因,D正确。
故选A。
(2025·河南·高考真题)
2.导管是被子植物木质部中运输水分和无机盐的主要输导组织,由导管的原始细胞分裂、分化、死亡后形成。下列叙述正确的是( )
A.细胞坏死形成导管的过程是一种自然的生理过程
B.分化成熟后的导管仍具备脱分化和再分化的能力
C.导管的原始细胞与叶肉细胞的基因表达情况存在差异
D.细胞骨架在维持导管的形态及物质的运输中发挥作用
【答案】C
【分析】1、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,细胞分化的结果:使细胞的种类增多,功能趋于专门化。
2、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程,细胞凋亡是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。
【详解】A、形成导管的细胞死亡属于细胞凋亡,是一种基因决定的自然的生理过程,不是细胞坏死,A错误;
B、分化成熟后的导管是死细胞,不具备脱分化和再分化的能力,B错误;
C、导管原始细胞与叶肉细胞的遗传物质相同,但结构、形态和功能的差异源于细胞分化过程中的基因选择性表达,C正确;
D、成熟的导管分子为长管状的死细胞,没有细胞骨架,D错误。
故选C。
(2025·陕晋青宁卷·高考真题)
3.细胞衰老表现为细胞形态、结构和功能的改变。下列叙述错误的是( )
A.细胞持续分裂过程中端粒缩短可引起细胞衰老
B.皮肤生发层新形成细胞替代衰老细胞过程中有新蛋白合成
C.哺乳动物成熟红细胞的程序性死亡会导致机体的衰老
D.衰老小肠上皮细胞的膜通透性改变,物质吸收效率降低
【答案】C
【分析】衰老细胞的特征: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;细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;有些酶的活性降低;呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【详解】A、端粒随细胞分裂逐渐缩短,当端粒缩短到临界值时,细胞停止分裂并衰老,符合端粒学说,A正确;
B、皮肤生发层细胞分裂产生新细胞时,需合成DNA复制所需的酶及结构蛋白,故有新蛋白生成,B正确;
C、哺乳动物成熟红细胞的程序性死亡是机体细胞的自然更新过程,即使是新生个体,也会通过成熟红细胞的程序性死亡更新机体细胞,故哺乳动物成熟红细胞的程序性死亡会导致机体的衰老说法不正确,C错误;
D、衰老细胞的细胞膜通透性改变,载体蛋白减少或功能下降,物质吸收效率降低,D正确;
故选C。
(2024·河北·高考真题)
4.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
【答案】D
【分析】细胞衰老的学说:自由基学说、端粒学说。
自由基:通常把异常活跃的带电分子或基团称为自由基。
【详解】A、依据题干信息,当核DNA受到损伤时,ATM蛋白与受损部位结合,可诱导抗氧化酶基因H的表达,即提高了其抗氧化能力,A正确;
B、ATM属于胞内蛋白,所以在细胞质合成、加工后,经核孔进入细胞核发挥作用,B正确;
C、H蛋白是抗氧化酶基因H表达的产物,可以减缓氧化过程中所产生的自由基导致的细胞衰老,C正确;
D、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,ATM基因表达增强的个体受辐射后不易患癌,D错误。
故选D。
(2024·湖南·高考真题)
5.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
【答案】C
【分析】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。
【详解】A、根据细胞衰老的端粒学说,染色体中端粒缩短,A正确;
B、染色体中端粒缩短,会造成端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤,细胞活动渐趋异常,导致细胞衰老,B正确;
C、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;
D、根据细胞衰老的自由基学说,细胞代谢产生的自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,引起细胞衰老,D
(2024·贵州·高考真题)
6.蝌蚪长出四肢,尾巴消失,发育成蛙。下列叙述正确的是( )
A.四肢细胞分裂时会发生同源染色体分离
B.四肢的组织来自于干细胞的增殖分化
C.蝌蚪尾巴逐渐消失是细胞坏死的结果
D.蝌蚪发育成蛙是遗传物质改变的结果
【答案】B
【分析】在“蝌蚪长出四肢,尾巴消失,发育成蛙”的过程中,涉及到细胞的增殖、凋亡、分化。
【详解】A、四肢细胞分裂属于有丝分裂,不会发生同源染色体分离,同源染色体分离发生在减数分裂过程中,A错误;
B、动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞叫作干细胞,四肢的组织细胞是来自于干细胞的增殖分化,B正确;
C、蝌蚪尾巴逐渐消失是细胞凋亡的结果,C错误;
D、蝌蚪发育成蛙是细胞分化的结果,细胞分化是细胞中基因选择性表达,而不是遗传物质改变,D错误。
故选B。
(2024·浙江·高考真题)
7.同一个体的肝细胞和上皮细胞都会表达一些组织特异性的蛋白质。下列叙述错误的是( )
A.肝细胞和上皮细胞没有相同的蛋白质
B.肝细胞和上皮细胞所含遗传信息相同
C.肝细胞的形成是细胞分裂、分化的结果
D.上皮细胞的形成与基因选择性表达有关
【答案】A
【分析】细胞分化实质是基因的选择性表达,同一个体的不同细胞是由同一受精卵分裂、分化而来的,所含遗传物质相同。
【详解】A、肝细胞和上皮细胞有相同的蛋白质,如呼吸酶,A错误;
BCD、肝细胞和上皮细胞的形成是细胞分裂、分化的结果,是基因选择性表达的结果,二者是由同一受精卵分化而来的,所含遗传信息相同,BCD正确。
故选A。
(2024·安徽·高考真题)
8.在多细胞生物体的发育过程中,细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是( )
A.细胞对该信号分子的特异应答,依赖于细胞内的相应受体
B.酶联受体是质膜上的蛋白质,具有识别、运输和催化作用
C.ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合,使其去磷酸化而有活性
D.活化的应答蛋白通过影响基因的表达,最终引起细胞定向分化
【答案】D
【分析】信号分子与特异性受体结合后发挥调节作用。图中信号分子与膜外侧酶联受体识别、结合,ATP水解产生的磷酸基团结合到激酶区域使之具有活性,有活性的激酶区域能将应答蛋白转化为有活性的应答蛋白。
【详解】A、由题图可知,细胞对该信号分子的特异应答,依赖于细胞外侧的酶联受体,A错误;
B、酶联受体位于质膜上,化学本质是蛋白质,能识别相应的信号分子,磷酸化的酶联受体具有催化作用,但不具有运输作用,B错误;
C、ATP水解产生ADP和磷酸基团,磷酸基团与其他物质如靶蛋白结合,使其磷酸化而有活性,C错误;
D、细胞分化的实质是基因的选择性表达,故信号分子调控相关蛋白质,活化的应答蛋白通过影响基因的表达,最终引起细胞定向分化,D正确。
故选D。
(2024·吉林·高考真题)
9.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
【答案】D
【分析】细胞的全能性是指细胞分裂分裂和分化后,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。
【详解】A、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;
B、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;
C、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;
D、细胞的全能性是指细胞分裂分裂和分化后,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。
故选D。
(2024·北京·高考真题)
10.学习以下材料,回答(1)~(4)题。
筛选组织特异表达的基因
筛选组织特异表达的基因,对研究细胞分化和组织、器官的形成机制非常重要。“增强子捕获”是筛选组织特异表达基因的一种有效方法。
真核生物的基本启动子位于基因5'端附近,没有组织特异性,本身不足以启动基因表达。增强子位于基因上游或下游,与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子,实际上包含增强子和基本启动子。
很多增强子具有组织特异的活性,它们与特定蛋白结合后激活基本启动子,驱动相应基因在特定组织中表达(图A)。基于上述调控机理,研究者构建了由基本启动子和报告基因组成的“增强子捕获载体”(图B),并转入受精卵。捕获载体会随机插入基因组中,如果插入位点附近存在有活性的增强子,则会激活报告基因的表达(图C)。
获得了一系列分别在不同组织中特异表达报告基因的个体后,研究者提取每个个体的基因组DNA,通过PCR扩增含有捕获载体序列的DNA片段。对PCR产物进行测序后,与相应的基因组序列比对,即可确定载体的插入位点,进而鉴定出相应的基因。
研究者利用各种遗传学手段,对筛选得到的基因进行突变、干扰或过表达,检测个体表型的改变,研究其在细胞分化和个体发育中的作用,从而揭示组织和器官形成的机理。
(1)在个体发育中,来源相同的细胞在形态、结构和功能上发生 的过程称为细胞分化,分化是基因 的结果。
(2)对文中“增强子”的理解,错误的是________。
A.增强子是含有特定碱基序列的DNA片段
B.增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上
C.一个增强子只能作用于一个基本启动子
D.很多增强子在不同组织中的活性不同
(3)研究者将增强子捕获技术应用于斑马鱼,观察到报告基因在某幼体的心脏中特异表达。鉴定出捕获载体的插入位点后,发现位点附近有两个基因G和H,为了确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因,应检测 。
(4)真核生物编码蛋白的序列只占基因组的很少部分,因而在绝大多数表达报告基因的个体中,增强子捕获载体的插入位点位于基因外部,不会造成基因突变。研究者对图B所示载体进行了改造,期望改造后的载体随机插入基因组后,在“捕获”增强子的同时,也造成该增强子所调控的基因发生突变,以研究基因功能。请画图表示改造后的载体,并标出各部分名称 (略)。
【答案】(1) 稳定性差异 选择性表达
(2)C
(3)各组织器官中G和H的mRNA
(4)
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
细胞分化
细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程
分化是基因选择性表达的结果
基因表达
包括转录和翻译
若要确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因,可通过PCR等技术检测其他器官细胞中G和H两个基因是否转录出相应的mRNA
(2)逻辑推理与论证
【详解】(1)细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。分化是基因选择性表达的结果。
(2)AB、依据题干“增强子位于基因上游或下游,与基本启动子共同组成基因 表达的调控序列”可知,增强子是含有特定碱基序列的DNA片 段,增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体 上,AB正确;
C、由图C可知,一个增强子可作用于多个基本启动子,C错误;
C、依据题干“很多增强子具有组织特异的活性”可知,很多增强子在不同组织中的活性不同,D正确。
故选C。
(3)若要确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因,可通过PCR等技术检测其他器官细胞中G和H两个基因是否转录出相应的 mRNA。
(4)增强子位于基因上游或下游,与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子,实际上包含增强子和基本启动子。增强子捕获载体的插入位点位于基因外部,不会造成基因突变。而当增强子捕获载体的插入位点位于基因内部,会引起造成该增强子所调控的基因发生突变,为研究某目的基因的功能,可将图B所示载体去掉基本启动子,则该载体插入基因内部后才会发挥作用,图如下:
。
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第14讲 细胞的分化、衰老和死亡
目录
01 课标达标练
【题型一】细胞的分化与细胞全能性
【题型二】细胞的衰老
【题型三】细胞凋亡与坏死
【题型四】细胞自噬
02 能力突破练(新角度+新情境+新考法)
03 高考溯源练(含2025年高考真题)
题型一 细胞的分化与细胞全能性
1.不同细胞的形态、结构或功能不同是因为不同细胞会合成一些不同的特殊蛋白——“奢侈蛋白”,如表皮细胞合成的角蛋白、透镜状细胞合成的晶体蛋白等。除这些“奢侈蛋白”外,几乎所有细胞中合成的蛋白质都是一些必需的蛋白质——“持家蛋白”。下列相关叙述正确的是( )
A.表皮细胞不能合成晶体蛋白,可能是由于该细胞丢失了晶体蛋白的基因
B.“持家蛋白”基因在细胞的整个生命历程中都表达,使各细胞种类不同
C.红细胞中的血红蛋白、胰岛B细胞中的胰岛素都属于“奢侈蛋白”
D.角蛋白的合成是细胞内特有基因在一定时期选择性表达实现的
2.如图为某学生建构的细胞生命历程的概念模型。下列叙述错误的是( )
A.多细胞生物的长大主要依靠①过程使细胞的数目增加
B.胰岛素、抗体、血红蛋白等细胞产物的存在均能体现相关细胞已经分化
C.过程③是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程
D.过程④表示癌变,其根本原因是细胞发生基因突变产生了原癌基因
3.下图表示不同细胞中各基因的表达情况,下列相关叙述错误的是( )
A.细胞分化过程中,细胞内的A、B、C、D、E等基因所携带的遗传信息保持不变
B.D基因指导合成的蛋白质可能是维持细胞基本生命活动所必需的
C.神经细胞和唾液腺细胞中各种细胞器的数量可能出现差异
D.用动物胚胎干细胞可培育出上述几种细胞,该过程体现了细胞的全能性
4.下列关于“菊花的组织培养”实验的叙述,正确的是( )
A.由于植物细胞都具有全能性,所以选材不影响实验结果
B.诱导愈伤组织形成及再分化形成芽时,均需要提供适宜光照
C.愈伤组织形成后需转接培养基,主要是为了满足细胞营养需求
D.幼苗移栽入土前,要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中
5.中药山茱萸的主要活性成分是马钱子苷,其具有活血通络、祛风除湿的功效。为探究不同浓度的马钱子苷对神经干细胞分化的影响,科研人员进行了相关实验,结果如下图。下列有关分析正确的是( )
A.培养神经干细胞时需提供无菌、无毒以及纯氧的培养环境
B.可取山茱萸的外植体进行组织培养以获得大量的马钱子苷
C.神经干细胞分化为其他类型的细胞体现其具有全能性
D.马钱子苷溶液具有低浓度促进分化,高浓度抑制分化的作用
题型二 细胞的衰老
6.有研究人员发现,给老年猕猴注射BMSCs(骨髓间充质干细胞)能够降低其皮肤衰老细胞的凋亡率,其作用途径一方面可能是BMSCs自身分化为皮肤细胞,另一方面BMSCs可能通过分泌促细胞生长和分化因子实现皮肤细胞修复或再生作用。下列说法正确的是( )
A.BMSCs自身分化为皮肤细胞体现了细胞的全能性
B.细胞衰老后形态结构发生变化,细胞核中遗传物质会出现收缩状态
C.皮肤细胞的凋亡不利于维持猕猴个体内部环境的稳定
D.注射BMSCs后老年猕猴皮肤细胞中含水量会下降,多种酶活性降低
7.如图为三种诱发细胞衰老的机制,下列有关细胞衰老的叙述,错误的是( )
A.细胞衰老与人体衰老是同步的
B.细胞周期阻滞是导致细胞衰老的关键环节
C.ATM等酶的磷酸化可能会引起细胞衰老
D.衰老细胞的DNA会有不同程度的损伤
8.研究表明,除个体基因差异外,肠道微生物代谢产物苯乙酰谷氨酰胺(PAGln)可加速宿主细胞衰老。其机制为:PAGln通过激活肾上腺素受体(ADR)-腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路,促使线粒体分裂蛋白DRP1磷酸化,进而导致线粒体碎片化及功能障碍,最终引发DNA损伤和细胞衰老。下列叙述错误的是( )
A.线粒体功能损伤后,细胞分解丙酮酸受阻,导致ATP合成减少
B.随年龄增大,肠道菌群发生改变,血液中PAGIn含量可能增多
C.DNA损伤导致衰老细胞的细胞核体积变小、核膜内折、染色质收缩
D.PAGln诱导的衰老可以通过阻断ADR阻断肾上腺素受体(ADR)-腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路来改善
9.SASP是细胞衰老的关键因子,由衰老细胞直接分泌或者外泌体包裹分泌,其分泌过多会导致慢性炎症,在免疫系统中也存在重要作用。它的作用原理如图所示,下列有关细胞衰老正确的是( )
A.乳酸菌在衰老过程中,其细胞中端粒会缩短
B.细胞在衰老过程中部分相关酶的活性可能会升高
C.SASP通过负反馈调节细胞的衰老
D.据图推测SASP具有提高免疫系统的功能的作用
10.下列关于细胞衰老和死亡的叙述,正确的是( )
A.根据自由基学说理论,清除细胞中的自由基可加快细胞衰老
B.植物组织培养的过程中存在细胞分裂、生长,也存在衰老
C.部分细胞可能通过自噬清除受损成分,但过度自噬可能引发细胞坏死
D.高剂量流感病毒感染呼吸道上皮细胞,引起细胞死亡属于细胞凋亡
题型三 细胞凋亡与坏死
11.当机体细胞受到缺氧、饥饿、钙代谢紊乱、自由基侵袭及药物等应激原的刺激时,内质网腔内未折叠蛋白增多或钙失衡,可引发内质网应激,细胞对内质网应激会产生未折叠蛋白反应和内质网超载反应来减少蛋白质的合成,促进蛋白质降解,但同时内质网过度应激也激活了半胱天冬酶-12(Caspase-12), 活化的 Caspase-12进一步切割下游蛋白。引发细胞凋亡。下列说法错误的是( )
A.抑制 Caspa se -12的活性,可增加细胞凋亡的发生
B.蛋白质应激所导致的细胞凋亡也是由遗传机制决定的
C.内质网应激时,细胞内蛋白质的合成速率变慢,降解速率加快
D.细胞凋亡过程中,内质网可通过调控酶活性影响细胞凋亡进程
12.苏云金芽孢杆菌产生的Bt毒蛋白,被棉铃虫吞食后活化,与肠道细胞表面受体结合,形成复合体插入细胞膜中,导致细胞膜穿孔,直至细胞死亡。科学家将编码Bt毒蛋白的基因转入棉花植株,获得抗虫棉。但是若转基因棉花植株中Bt毒蛋白含量偏低,取食后的棉铃虫可通过激活肠干细胞分裂产生新的肠道细胞,修复损伤的肠道,导致杀虫效果下降。以下说法错误的是( )
A.Bt毒蛋白引起的细胞死亡属于细胞坏死
B.Bt毒蛋白使棉铃虫对转基因棉花产生抗性
C.抑制棉铃虫肠干细胞的分裂、分化可以提高转基因棉花的杀虫效果
D.将Bt毒蛋白转基因棉花与非转基因棉花混种,可以延缓棉铃虫对转基因棉花产生抗性
13.机体细胞内的铜离子可参与多种生理反应,过量的铜能引发程序性细胞死亡(简称“铜死亡”),其机制为:铜离子通过与脂酰化蛋白结合,诱导脂酰化蛋白的聚集并抑制线粒体代谢功能,从而促进细胞发生铜死亡。进一步研究发现,细胞膜上的铜离子载体NSC319726可转运Cu2+进入细胞并促进活性氧物质产生,导致脱氧核苷酸耗尽和DNA合成抑制,使细胞停留在分裂间期。下列叙述正确的是( )
A.在细胞中,微量元素铜主要以化合物的形式存在
B.铜死亡属于细胞凋亡,不受环境因素影响
C.癌细胞发生铜死亡可能与其线粒体氧化分解葡萄糖的效率低有关
D.NSC319726的作用效果为癌症治疗提供了一种新思路
14.细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主、有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。下列有关细胞凋亡的叙述,不正确的是( )
A.细胞自噬引起的细胞凋亡有利于内环境稳态的维持
B.细胞凋亡由遗传物质控制,同一生物体不同细胞凋亡速率不同
C.细胞凋亡过程中某些蛋白质会发生水解,同时不再合成蛋白质
D.细胞凋亡有助于多细胞生物进行正常的生长、发育
15.细胞死亡包括凋亡(apoptosis)和坏死(necrosis)等方式。其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。细胞自噬是指在一定条件下,细胞将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体解后再利用。图1和图2是相关的生理过程。下列关于两者的说法错误的是( )
A.细胞自噬作用受到细胞内相关基因的调控,该生理过程不属于细胞凋亡
B.胰岛素与膜上受体结合与否,是激活或抑制细胞自噬过程的重要因素
C.AKT既能抑制细胞凋亡过程,又能抑制mTor对细胞自噬的抑制作用
D.细胞对细胞凋亡和细胞自噬的调控,涉及基因选择性表达
题型四 细胞自噬
16.为了调节脂质储存的异常,机体会发生一种选择性的自噬形式——脂噬。这种自噬专门针对脂质储存细胞器——脂滴(LDs)。下图是脂噬机制图,下列叙述错误的是( )
A.在营养过剩的条件下,mTORC1被激活,脂噬过程被抑制
B.在营养供应不足的情况下,脂肪细胞中脂滴的降解会加快
C.脂肪和糖类都是能源物质,在一定条件下可以大量相互转化
D.长时间运动后脂噬被激活,有利于满足细胞的能量需求
17.当细胞衰老时,正常代谢和清除机制逐渐失效,导致受损蛋白质和细胞器累积,引发细胞功能衰退,机体可通过细胞自噬清除这些损伤的成分,使得细胞和机体能够延缓衰老。下列叙述错误的是( )
A.细胞衰老引发的细胞自然死亡属于细胞凋亡
B.细胞衰老后会出现细胞核体积减小、所有酶活性降低等特征
C.溶酶体与自噬体融合,降解后的产物可以被细胞再利用
D.溶酶体和自噬体的融合体现了膜的流动性
18.白细胞吞噬和水解细菌的过程与细胞的多种结构有关。下列相关叙述正确的是( )
A.白细胞吞噬细菌需要消耗ATP,但是不需要蛋白质参与
B.白细胞吞噬泡的移动与细胞骨架有关,细胞骨架是一种由纤维素构成的网状结构
C.白细胞水解细菌的过程属于细胞自噬,与溶酶体有关
D.白细胞的高尔基体膜、溶酶体膜和细胞膜的成分可以相互转化
19.某科研小组在培养小鼠肺细胞的培养液中加入烟草烟雾提取物(CSE),检测LC3Ⅱ(与自噬有关的蛋白质)的含量,结果如图1所示。科研小组又将培养的肺细胞均分为四组,一组作对照,另外三组分别用CSE、CSE+雷帕霉素(增强细胞自噬的物质)、自噬抑制剂3MA处理肺细胞,6小时后检测培养液中衰老细胞的比例,结果如图2所示。下列叙述正确的是( )
A.图1中不同培养时间下,CSE均能显著提高肺细胞LC3Ⅱ的含量
B.3MA能通过增强细胞自噬而提高衰老细胞的比例
C.CSE可能通过抑制细胞自噬促进细胞的衰老
D.肺细胞溶酶体内合成的多种水解酶参与细胞自噬过程
20.细胞自噬是细胞降解受损细胞器、错误折叠蛋白质和病原体的正常代谢机制,其过程如图所示。下列有关叙述中,正确的是( )
A.真核细胞和原核细胞中均存在图示自噬过程
B.细胞自噬过程与溶酶体合成的多种水解酶有关
C.细胞自噬过程体现了细胞间的信息交流和生物膜的流动性
D.营养缺乏时,细胞可通过自噬获取物质和能量
1.(以“辟谷”为情境)1.“辟谷”是道家学者崇尚的一种养生方式,它是指一段时间内不摄取谷类食物,仅以水、果汁等为食,以增强身体健康或减脂为目的。现代医学认为,“辟谷”期间,细胞自噬活动会加强,其原理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.“辟谷”期间,细胞可通过自噬清除损伤的线粒体,维持细胞内部环境稳定
B.错误折叠的蛋白质可通过与泛素结合,经自噬途径被溶酶体降解
C.自噬体与溶酶体融合,体现了生物膜的流动性
D.“辟谷”期间因脂肪是细胞的直接能源物质,所以能起到很好的减脂效果
2.(2025·湖南·模拟预测)角膜缘干细胞是位于角膜缘基底层的一类具有自我复制能力和多向分化潜能的细胞,是维持角膜上皮组织稳定和修复的重要细胞来源。角膜缘干细胞的功能对于维持正常的眼表功能具有重要的作用,角膜缘干细胞缺乏(LSCD)将影响角膜上皮细胞的正常生理功能,甚至引发角膜盲,影响视力。下列叙述正确的是( )
A.角膜上皮细胞的自然更新靠角膜上皮细胞的分裂和凋亡共同维持
B.角膜缘干细胞属于成体干细胞,具有组织特异性
C.分化形成的角膜上皮细胞的细胞核不再具有全能性
D.角膜缘干细胞分化成角膜上皮细胞的过程中遗传物质发生了改变
3.(2025·湖南邵阳·一模)科研人员从小鼠的皮肤细胞中提取出干细胞,并将这些干细胞重新编程为原始态的胚胎干细胞(ESCs)。随后将ESCs分化成为原始内胚层细胞和滋养层干细胞,并混合胚胎干细胞,将这三种细胞按照一定比例置于培养基培养3天,构建出胚胎模型,然后将其置于“人造机械子宫”中进行培养。下列叙述正确的是( )
A.ESCs的培养需要在培养基中加入血清并提供95%的氧气和5%的CO2的气体环境
B.ESCs分化成原始内胚层细胞和滋养层干细胞是基因选择性表达的过程
C.构建出的胚胎模型相当于囊胚期胚胎,可对其进行移植、分割或保存
D.该胚胎模型的构建用到了胚胎工程的全部理论基础
4.(2025·湖南株洲·一模)乳腺干细胞分裂时线粒体不均等分配,形成的两个子细胞,一个继续保持“干细胞”特征,另一个分化成乳腺组织细胞。与乳腺干细胞相比,乳腺组织细胞代谢需要更多的能量。下列说法正确的是( )
A.乳腺组织细胞代谢需要的能量全部来自于线粒体
B.细胞分裂产生的两个子细胞的DNA数目相同
C.获得较少线粒体的子细胞将继续保持“干细胞”特征
D.乳腺干细胞分化为乳腺组织细胞的过程体现了细胞的全能性
5.(2025·湖南长沙·二模)CpG二核苷酸是由一个胞嘧啶脱氧核苷酸和一个鸟嘌呤脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的二核苷酸。在基因组中,CpG二核苷酸通常成串出现在基因的启动子区域。CpG甲基化后与MeCP1蛋白结合,从而招募细胞中的阻遏物影响基因表达。增强子是DNA上的一段特殊序列,通过与BRD4蛋白结合,增强相应基因启动子的活性。为探究CpG甲基化程度与启动子活性对基因表达的影响,科学家将人α-珠蛋白基因、小鼠α-珠蛋白基因和人γ-珠蛋白基因分别导入人HeLa细胞进行了如下实验。下列说法错误的是( )
注:无:没有甲基化;部:部分甲基化;全:全部甲基化。“+”:有;“-”:无。
A.检测β-珠蛋白mRNA的含量作为对照,用于排除无关变量对基因表达的影响
B.无增强子时三种基因甲基化后均不能表达,引入增强子后三种基因均恢复表达
C.CpG与MeCP1蛋白结合能力与基因表达强度呈正相关
D.通过提高BRD4蛋白的活性可以促进相关基因的表达
6.(2025·湖南·一模)铜是细胞色素c氧化酶(位于线粒体内膜)、超氧化物歧化酶的金属中心离子,铜转运蛋白(CTR1)和ATP酶(ATP7A/7B)对维持细胞内铜的正常水平起到至关重要的作用,过程如下图。相关叙述正确的是( )
A.细胞中缺铜会导致自由基增多,从而加速细胞的衰老
B.铜缺乏会影响有氧呼吸的第三阶段,导致ATP合成增多
C.铜过量时,促进CTR1基因的表达,从而增加细胞对铜的吸收
D.ATP7A/7B通过主动运输将过量铜排出细胞,此过程需消耗能量
7.(2025·湖南岳阳·模拟预测)蓝莓富含多种维生素、花青素(一种强效抗氧化剂,能够中和自由基)、多酚(能杀菌具有抗炎作用)等天然活性成分,被赞为浆果之王。现以蓝莓为原料,尝试发酵制作蓝莓酒、蓝莓醋等。下列有关叙述错误的是( )
A.经常食用一定量的蓝莓可能会提高人体肠道对钙和磷的吸收能力
B.蓝莓所含的多酚进入机体后,诱发特异性免疫产生抗体起抗炎作用
C.经常食用蓝莓可减缓细胞内蛋白质活性的下降从而延缓细胞衰老
D.以蓝莓汁为原料制作蓝莓醋时,需向发酵装置不断地补充无菌空气
8.(2025·湖南长沙·三模)近年来,很多消费者通过多种方法来去除身体多余的角质(角质层细胞是人体表层的因衰老而死亡的细胞),让自己的肌肤焕然一新,下列有关说法错误的是( )
A.人体衰老的细胞形态发生变化 B.人体衰老的细胞黑色素增加
C.细胞衰老可能与端粒或自由基有关 D.老年白发与细胞衰老有关
9.(2025·湖南岳阳·一模)下列有关细胞生命历程的叙述,正确的是( )
A.控制细胞凋亡的ced基因甲基化会导致基因突变
B.脑部血液循环障碍导致局部神经元死亡属于细胞坏死
C.胰岛细胞不能合成血红蛋白是因为没有与血红蛋白合成有关的基因
D.自由基学说认为自由基通过攻击磷脂直接导致核糖体损伤从而使细胞衰老
10.(2025·湖南永州·二模)在细胞的生命历程中,不同的细胞可能会经历分裂、分化、衰老、凋亡、坏死和癌变等过程,下列叙述错误的是( )
A.异常活泼的带电分子或基团可称为自由基,水在电离辐射下便会产生自由基
B.氧气浓度较低时线粒体受损会释放自由基,细胞自噬消除过多受损线粒体可导致细胞坏死
C.自由基攻击生物膜上的磷脂时,可产生新的自由基,由此引发雪崩式的反应
D.细胞在分裂、分化、衰老、凋亡和癌变等过程都会发生基因的选择性表达
11.(2025·湖南·一模)秀丽隐杆线虫在发育成熟的过程中,有131个细胞将通过细胞凋亡的方式被去除,其凋亡过程与基因表达的关系如图。以下相关说法错误的是( )
A.秀丽隐杆线虫的细胞凋亡是多个基因共同调控的结果
B.秀丽隐杆线虫细胞在凋亡过程中有基因的选择性表达
C.被病原体感染的秀丽隐杆线虫细胞的清除是通过细胞凋亡实现的
D.用某种药物来抑制秀丽隐杆线虫CED-9基因的表达,其细胞凋亡可能会变慢
12.(24-25高三下·湖南长沙·阶段练习)细胞自噬是细胞组分在溶酶体或液泡中降解和再利用的过程,广泛存在于真核细胞中,如图表示某细胞溶酶体形成及发挥作用的过程。下列相关叙述中正确的是( )
A.线粒体嵴损伤,直接影响有氧呼吸的第三阶段,该过程可以产生CO2
B.图中甲过程属于胞吞过程,该过程与细胞膜的流动性有关,不需要消耗能量
C.图中乙过程属于细胞自噬途径,包裹着待降解物质的泡状结构的运输与细胞骨架有关
D.合成、加工、转运溶酶体内水解酶所经过的细胞器依次为核糖体、高尔基体、内质网
13.(2024·重庆·一模)在葡萄糖饥饿或缺氧压力下,细胞中自由基(ROS)含量会上升,进而导致自噬通路蛋白(Beclinl)磷酸化,阻碍Beclin1与Bcl-2结合,最终诱导细胞自噬。相关过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.葡萄糖饥饿或缺氧压力会导致细胞内能量供应减少
B.ROS会攻击生物膜产生ROS,最终引发雪崩式反应
C.降低细胞中p-ATM或p-CHK2含量可增强细胞自噬
D.细胞自噬也可以清除入侵的微生物,维持细胞内部环境稳定
14.(2025·湖南邵阳·一模)研究发现多种癌细胞高表达MCT1、MCT4载体,连接以糖酵解(葡萄糖分解为丙酮酸)为主要产能方式和以线粒体氧化(有氧呼吸第二阶段:TCA循环即三羧酸循环)为主要产能方式的两种癌细胞,形成协同代谢,如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.A、B型癌细胞的合作有助于其抢夺到更多的葡萄糖
B.TCA循环需要消耗H2O,同时产生CO2和大量ATP
C.A型细胞和B型细胞中的核基因和mRN均相同
D.可以通过促进MCT1和MCT4的作用来杀死癌细胞
15.(2025·湖南·二模)研究人员在水稻细胞中发现了M蛋白,并对其功能进行了多方面的研究,请按要求回答下列相关问题。
(1)研究人员对M基因在不同器官中的表达量的测定结果如图所示,则对其所作推测可靠的有______。
A.M蛋白是一种只能在叶绿体中表达的蛋白质
B.M蛋白可能与植物体内有机物的合成和转化有关
C.M蛋白无需内质网和高尔基体加工即可分泌到细胞外
D.不能确定M蛋白是附着在膜结构上还是存在于基质中
(2)为揭示M蛋白的功能,研究人员分别通过基因工程和基因编辑技术构建了M基因过表达的突变体MK-1和M基因敲除突变体MK-C,并测定不同环境条件下光合作用速率,得到下表结果(CK为正常水稻的对照组,光合速率采用相对值表示):
环境条件
CK(%)
MK-1(%)
MK-C(%)
低CO2条件
100
102.7
97.4
缺氮条件
100
132.2
74.3
①上述MK-1突变体的构建过程中,若只有一个外源M基因被导入水稻细胞核,则其自交后代中,由于M基因数量增加而呈现过表达的比例为 。
②由于低CO2条件下的光合作用速率差值较小,有人猜测M蛋白并不影响暗反应,你是否赞同该观点? ,并请说明理由: 。
(3)为进一步揭示M蛋白的作用机制,研究人员对其进行了亚细胞定位,发现M蛋白几乎全部分布于一种单层膜的囊泡状细胞结构,该结构中还同时存在线粒体、叶绿体等多种细胞器的残余结构和特征性成分。综合上述研究结果,可以推测M蛋白通过 作用回收利用氮元素来改善缺氮条件对光合作用的限制,从而提高光合作用速率。
(2025·江苏·高考真题)
1.图示小肠上皮组织,a~c表示3类不同功能的细胞。下列相关叙述错误的是( )
A.a类干细胞分裂产生的子细胞都继续分化成b类或c类细胞
B.压力应激引起a类干细胞质膜通透性改变,可促使干细胞衰老
C.c类细胞凋亡和坏死,对细胞外液的影响不同
D.3类不同功能的细胞都表达细胞骨架基因
(2025·河南·高考真题)
2.导管是被子植物木质部中运输水分和无机盐的主要输导组织,由导管的原始细胞分裂、分化、死亡后形成。下列叙述正确的是( )
A.细胞坏死形成导管的过程是一种自然的生理过程
B.分化成熟后的导管仍具备脱分化和再分化的能力
C.导管的原始细胞与叶肉细胞的基因表达情况存在差异
D.细胞骨架在维持导管的形态及物质的运输中发挥作用
(2025·陕晋青宁卷·高考真题)
3.细胞衰老表现为细胞形态、结构和功能的改变。下列叙述错误的是( )
A.细胞持续分裂过程中端粒缩短可引起细胞衰老
B.皮肤生发层新形成细胞替代衰老细胞过程中有新蛋白合成
C.哺乳动物成熟红细胞的程序性死亡会导致机体的衰老
D.衰老小肠上皮细胞的膜通透性改变,物质吸收效率降低
(2024·河北·高考真题)
4.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
(2024·湖南·高考真题)
5.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
(2024·贵州·高考真题)
6.蝌蚪长出四肢,尾巴消失,发育成蛙。下列叙述正确的是( )
A.四肢细胞分裂时会发生同源染色体分离
B.四肢的组织来自于干细胞的增殖分化
C.蝌蚪尾巴逐渐消失是细胞坏死的结果
D.蝌蚪发育成蛙是遗传物质改变的结果
(2024·浙江·高考真题)
7.同一个体的肝细胞和上皮细胞都会表达一些组织特异性的蛋白质。下列叙述错误的是( )
A.肝细胞和上皮细胞没有相同的蛋白质
B.肝细胞和上皮细胞所含遗传信息相同
C.肝细胞的形成是细胞分裂、分化的结果
D.上皮细胞的形成与基因选择性表达有关
(2024·安徽·高考真题)
8.在多细胞生物体的发育过程中,细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是( )
A.细胞对该信号分子的特异应答,依赖于细胞内的相应受体
B.酶联受体是质膜上的蛋白质,具有识别、运输和催化作用
C.ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合,使其去磷酸化而有活性
D.活化的应答蛋白通过影响基因的表达,最终引起细胞定向分化
(2024·吉林·高考真题)
9.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
(2024·北京·高考真题)
10.学习以下材料,回答(1)~(4)题。
筛选组织特异表达的基因
筛选组织特异表达的基因,对研究细胞分化和组织、器官的形成机制非常重要。“增强子捕获”是筛选组织特异表达基因的一种有效方法。
真核生物的基本启动子位于基因5'端附近,没有组织特异性,本身不足以启动基因表达。增强子位于基因上游或下游,与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子,实际上包含增强子和基本启动子。
很多增强子具有组织特异的活性,它们与特定蛋白结合后激活基本启动子,驱动相应基因在特定组织中表达(图A)。基于上述调控机理,研究者构建了由基本启动子和报告基因组成的“增强子捕获载体”(图B),并转入受精卵。捕获载体会随机插入基因组中,如果插入位点附近存在有活性的增强子,则会激活报告基因的表达(图C)。
获得了一系列分别在不同组织中特异表达报告基因的个体后,研究者提取每个个体的基因组DNA,通过PCR扩增含有捕获载体序列的DNA片段。对PCR产物进行测序后,与相应的基因组序列比对,即可确定载体的插入位点,进而鉴定出相应的基因。
研究者利用各种遗传学手段,对筛选得到的基因进行突变、干扰或过表达,检测个体表型的改变,研究其在细胞分化和个体发育中的作用,从而揭示组织和器官形成的机理。
(1)在个体发育中,来源相同的细胞在形态、结构和功能上发生 的过程称为细胞分化,分化是基因 的结果。
(2)对文中“增强子”的理解,错误的是________。
A.增强子是含有特定碱基序列的DNA片段
B.增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上
C.一个增强子只能作用于一个基本启动子
D.很多增强子在不同组织中的活性不同
(3)研究者将增强子捕获技术应用于斑马鱼,观察到报告基因在某幼体的心脏中特异表达。鉴定出捕获载体的插入位点后,发现位点附近有两个基因G和H,为了确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因,应检测 。
(4)真核生物编码蛋白的序列只占基因组的很少部分,因而在绝大多数表达报告基因的个体中,增强子捕获载体的插入位点位于基因外部,不会造成基因突变。研究者对图B所示载体进行了改造,期望改造后的载体随机插入基因组后,在“捕获”增强子的同时,也造成该增强子所调控的基因发生突变,以研究基因功能。请画图表示改造后的载体,并标出各部分名称 (略)。
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