内容正文:
细胞的生命历程
第四单元
第4课时 细胞的分化、衰老和死亡
1.说明在个体发育过程中,细胞在形态、结构和功能方面发生特异性分化,形成了复杂的多细胞生物体。2.描述在正常情况下,细胞衰老和凋亡是一种自然的生理过程。
学习要求
演练感悟
考点二
真题
课时
巩固提高
考点一
内容索引
NEIRONGSUOYIN
细胞的分化及全能性
细胞的衰老和死亡
细胞的分化及全能性
考点一
归纳 必备知识
1.细胞分化
形态、结构和生理功能
组织和器官
持久性
普遍性
遗传信息的表达情况
归纳 必备知识
教材拾遗
(必修1 P118“问题探讨”)骨髓移植可以改变血型,但不影响下一代的遗传,原因是移植的造血干细胞通过增殖分化为血细胞改变血型,但不能分化为生殖细胞,不影响下一代的遗传。
2.细胞的全能性
(1)细胞全能性的概念、原因及证明
全套遗
细胞
细胞核
传信息
归纳 必备知识
(2)“三看”法确认细胞“全能性”
归纳 必备知识
3.干细胞
造血
脐带血
归纳 必备知识
归纳 必备知识
教材拾遗
(必修1 P121“与社会的联系”)可以利用干细胞培养组织、器官来修复受到损伤的组织、器官。理由是干细胞具有分裂、分化的能力,可培养出组织或器官。
1.一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,直至死亡。( )
2.肌细胞与红细胞中的基因、mRNA、蛋白质均不同。 ( )
3.受精卵没有分化,故受精卵没有全能性。 ( )
4.脐带血中含有大量的干细胞,可以培养并分化成人体的各种血细胞。
( )
√
×
×
√
错漏诊断
深研 核心问题
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,结果如表。
分组 细胞特征 核DNA含量增加的细胞比例 吞噬细菌效率
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%
(1)细胞的形态变化是遗传物质改变引起的吗?说出理由。
提示:
不是。细胞的形态变化是由于基因的选择性表达,遗传物质没有发生改变。
深研 核心问题
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,结果如表。
分组 细胞特征 核DNA含量增加的细胞比例 吞噬细菌效率
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%
(2)有9.57%的细胞处于细胞分裂期吗?判断的依据是什么?
提示:
不是。由表格信息可知,核DNA含量增加的细胞比例为9.57%,包括G2期、有丝分裂期。
深研 核心问题
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,结果如表。
分组 细胞特征 核DNA含量增加的细胞比例 吞噬细菌效率
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%
(3)去除该化合物后,扁平状细胞会恢复成球形吗?为什么?
提示:
不会。因为细胞分化具有持久性。
1.区分细胞分化的关键点
(1)分化细胞表达的基因
归纳提升
(2)细胞分化的“变”与“不变”
(3)“四看”法判断细胞分化
2.细胞分化与全能性的比较
命题 考向突破
考向1 细胞分化
1.(2024·浙江6月卷)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
A
解析:肝细胞和上皮细胞有相同的蛋白质,如呼吸酶,A错误;肝细胞和上皮细胞的形成是细胞分裂、分化的结果,与基因选择性表达有关,二者是由同一受精卵分化而来的,所含遗传信息相同,B、C、D正确。
2.将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化出胰岛样细胞,以代替损伤的胰岛B细胞,达到治疗糖尿病的目的。下列说法正确的是( )
A.骨髓干细胞和胰岛样细胞的基因组成不同,基因表达情况也不同
B.骨髓干细胞可分化出胰岛样细胞,说明骨髓干细胞具有全能性
C.可通过检测糖尿病患者的胰岛素含量判断植入的骨髓干细胞是否成功分化出胰岛样细胞
D.若将胰岛样细胞提取出来后植入骨髓,会恢复成骨髓干细胞
C
解析:将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化出胰岛样细胞,故骨髓干细胞和胰岛样细胞的基因组成一样,但不同细胞基因的选择表达不同,因此这两种细胞中的基因表达产物不完全相同,A错误;骨髓干细胞可分化出胰岛样细胞,没有分化成其他各种细胞和完整个体,没有体现出全能性,
B错误;自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化出胰岛样细胞,一般而言,细胞分化过程在生物体内是不可逆的,故将胰岛样细胞提取出来后植入骨髓,不会恢复成骨髓干细胞,D错误。
考向2 细胞全能性和干细胞
3.(2021·辽宁卷)被子植物的无融合生殖是指卵细胞、助细胞和珠心细胞等直接发育成胚的现象。助细胞与卵细胞染色体组成相同,珠心细胞是植物的体细胞。下列有关某二倍体被子植物无融合生殖的叙述,错误的是( )
A.由无融合生殖产生的植株有的是高度不育的
B.由卵细胞直接发育成完整个体体现了植物细胞的全能性
C.由助细胞无融合生殖产生的个体保持了亲本的全部遗传特性
D.由珠心细胞无融合生殖产生的植株体细胞中有两个染色体组
C
解析:二倍体被子植物的卵细胞和助细胞中不存在同源染色体,故它们直接发育成的植株是高度不育的,A正确;一个植物细胞(如卵细胞)直接发育成一个完整的个体,这体现了植物细胞的全能性,B正确;助细胞与卵细胞染色体组成相同,染色体数目减半,则由助细胞无融合生殖产生的个体与亲本的遗传特性不完全相同,C错误;珠心细胞是植物的体细胞,发育成的植物为二倍体植株,体细胞中含有两个染色体组,D正确。
4.(多选)(2025·河北秦皇岛模拟)壁虎自然再生出的尾巴只是一堆由脂肪、肌肉和皮肤组成的同心管,缺少了原生尾巴的脊椎、神经组织等,科研人员通过植入胚胎干细胞的方式,帮助断尾壁虎长出一条接近于原装版本的尾巴,实现了断尾壁虎没能自行完成的“进化”。下列相关叙述错误的是( )
A.胚胎干细胞与构成尾巴的组织细胞中基因的执行情况不同
B.胚胎干细胞分化成尾部细胞前后,蛋白质的种类完全不同
C.该研究体现了胚胎干细胞具有全能性
D.该研究给人类实现受损器官原位再生带来新希望
BC
解析:细胞分化的实质是基因的选择性表达,即同一个体不同细胞中基因的执行情况不同,A正确;细胞分化的根本原因为基因的选择性表达,胚胎干细胞分化成尾部细胞前后,其DNA不变,也有相同的表达基因,如呼吸酶基因、ATP合成酶基因等,所以蛋白质种类不完全相同,B错误;壁虎断尾的再生只体现胚胎干细胞可以分化尾部的相关组织、器官,无法说明其具有可以分化成其他各种细胞的能力或发育成个体的能力,C错误;科研人员通过植入胚胎干细胞的方式,帮助壁虎拥有一条接近于原装版本的尾巴,该研究给人类实现受损器官原位再生带来新希望,D正确。
细胞的衰老和死亡
考点二
归纳 必备知识
1.细胞衰老
(1)细胞衰老的特征
①代谢的变化
水分
降低
色素
②细胞核的变化:体积_____、核膜内折,染色质_____、染色加深。
增大
收缩
(2)细胞衰老的原因
①自由基学说
带电
归纳 必备知识
②端粒学说
DNA—蛋白
质复合体
(3)细胞衰老和个体衰老的关系
单
多
归纳 必备知识
2.细胞的死亡
(1)细胞凋亡
基因
程序性死亡
自然更新
稳定
归纳 必备知识
归纳 必备知识
教材拾遗
(必修1 P126正文拓展)人胚胎时期尾的消失、人类指间细胞的自动死亡,这些细胞凋亡现象与细胞中的细胞器溶酶体有直接关系,因为溶酶体内有多种水解酶,能够使自动死亡的细胞发生分解。
(2)细胞坏死
物理、化学
病理性刺激
归纳 必备知识
(3)细胞凋亡和细胞坏死的区别
不利
生理性死亡
主动
被动
有利
有害
归纳 必备知识
(4)细胞自噬
细胞器
微生物和毒素
归纳 必备知识
1.衰老细胞内染色质收缩、染色加深,会影响DNA复制和转录。( )
2.对单细胞生物来说,细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。 ( )
3.正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。 ( )
4.细胞凋亡受基因调控,不利于个体生长发育。 ( )
5.蝌蚪尾的消失、被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡。 ( )
√
√
√
×
√
错漏诊断
深研 核心问题
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,思考并回答下列问题。
(1)细胞衰老和细胞凋亡是否都受遗传信息的调控?为什么?
提示:
是。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,所以都受遗传信息的调控。
深研 核心问题
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,思考并回答下列问题。
(2)TRPM7基因可能通过_____(填“抑制”或“促进”)Bax基因的表达来抑制细胞凋亡,判断的依据是_________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
抑制
siRNA干扰TRPM7基因实验组的TRPM7基因表达量下降,Bax基因表达量增加,细胞凋亡率增加,由此可以得出,TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡
深研 核心问题
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,思考并回答下列问题。
(3)TRPM7基因可能通过______(填“促进”或“抑制”)Bcl⁃2基因的表达来抑 制细胞凋亡,判断的依据是_____________________________________
______________________________________________________________________________________________________。
促进
siRNA干扰TRPM7基因实验组细胞凋亡率高,Bcl⁃2基因表达量降低,而Bcl⁃2基因抑制细胞凋亡,故TRPM7基因可能通过促进Bcl⁃2基因的表达来抑制细胞凋亡
命题 考向突破
考向1 细胞衰老
1.(2024·湖南卷)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
C
解析:根据端粒学说,衰老细胞染色体中端粒可能异常缩短,A正确;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;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;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,如攻击生物膜的磷脂分子时,产物同样是自由基,导致细胞中自由基增加,D正确。
2.(2025·八省联考云南卷)激活沉默信息调节因子1(Sirt 1)可延缓细胞衰老。Sirt 1激活程度与NAD+/NADH的比值呈正相关。下列说法正确的是( )
A.NADH转化为NAD+过程通常伴随O2产生
B.NADH转化成NAD+过程通常伴随磷酸产生
C.科学运动增加NADH相对含量,可以延缓衰老
D.适度寒冷增加NAD+相对含量,可以延缓衰老
D
解析:NADH转化为NAD+过程通常伴随着O2的消耗,A错误;ATP转化为ADP伴随着磷酸的产生,B错误;科学运动增加NADH相对含量,NAD+含量增多可延缓衰老,C错误;适度寒冷增加NAD+相对含量,可以延缓衰老,D正确。
考向2 细胞的死亡和自噬
3.(2024·贵州卷)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
B
解析:四肢细胞分裂为有丝分裂,同源染色体分离只发生在减数分裂过程中,A错误;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,四肢的组织来自干细胞的增殖分化,B正确;蝌蚪尾巴逐渐消失是细胞凋亡的结果,C错误;蝌蚪发育成蛙的过程中发生了细胞增殖和细胞分化,二者均未改变细胞中的遗传物质,D错误。
4.(2024·甘肃卷)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
解析: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,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。
真题 演练感悟
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1
1.(2024·辽宁卷)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
D
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1
解析: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。
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3
1
2.(2022·湖北卷)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
A
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解析:红系祖细胞能分化为成熟红细胞,但不具有无限增殖的能力,A错误;
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,可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路,C正确;当红系祖细胞分化为成熟红细胞后,BMI1基因表达量迅速下降,若使该基因过量表达,则成熟红细胞的数量快速增加,可见红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关,D正确。
2
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1
3.(2024·河北卷)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蛋白可以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
D
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解析: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;ATM在细胞质合成和加工后,经核孔进入细胞核发挥作用,B正确;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;
ATM基因表达增强的个体中,ATM蛋白易与受损部位结合,被激活后参与DNA修复,因此ATM基因表达增强的个体,受辐射后DNA损伤更易被修复,更不易患癌,D错误。
课时 巩固提高
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一、单项选择题
1.下列能说明细胞已发生分化的依据是( )
A.RNA聚合酶结合到DNA上
B.缺氧条件下进行无氧呼吸
C.细胞中有胰岛素的DNA
D.细胞中有胰岛素的mRNA
D
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解析:RNA聚合酶结合到DNA上说明该DNA正在进行转录,不能说明细胞是否分化,A错误;绝大多数细胞在缺氧条件下都能进行无氧呼吸,与细胞是否分化无直接关系,B错误;通常同一生物体所有具核体细胞都含有全套相同的基因,因此具有胰岛素的DNA不能说明细胞已经发生分化,C错误;只有胰岛B细胞能合成胰岛素,其他细胞不能合成胰岛素,故细胞中有胰岛素的mRNA,说明该细胞发生了分化,D正确。
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2.(2025·山东济宁模拟)B细胞分化为浆细胞的过程中,细胞中有限的抗体基因经过DNA的断裂、丢失与重排,形成多样性的抗体可变区序列,理论上可形成数百亿种抗体。下列叙述错误的是( )
A.该分化过程中细胞的形态、结构、功能发生了稳定性的变化
B.该分化过程有利于细胞趋向专门化,提高生理功能的效率
C.该分化过程中遗传信息未发生改变,基因进行选择性表达
D.细胞中有限的抗体基因的可变表达有利于抵抗多种病原体
C
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解析:细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞分化过程中遗传物质一般不发生改变,但B细胞分化为浆细胞过程中,细胞中有限的抗体基因经过DNA的断裂、丢失与重排,形成多样性的抗体可变区序列,说明该分化过程中遗传信息发生了改变,C错误。
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3.(2025·广东揭阳联考)研究人员在研究肥胖机理时发现了一种与脂肪细胞的分化、形成有关的蛋白质M,其细胞分化过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.同一个体的干细胞与间充质细胞具有完全相同的遗传信息
B.间充质细胞诱导分化过程中蛋白质的种类和数量发生改变
C.与干细胞相比,肌肉细胞和脂肪细胞更容易表达出全能性
D.理论上促进蛋白质M的合成是治疗肥胖症的有效途径之一
C
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解析:细胞分化并不改变遗传信息,因此同一个体的干细胞与间充质细胞具有完全相同的遗传信息,A正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,因此间充质细胞诱导分化过程中蛋白质的种类和数量发生改变,B正确;干细胞比肌肉细胞和脂肪细胞更容易表达出全能性,C错误;据题干信息可知,促进蛋白质M的合成可抑制间充质细胞分化为脂肪细胞,从而达到治疗肥胖症的目的,D正确。
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4.(2025·湖北武汉模拟)骨骼肌受牵拉或轻微损伤时,卫星细胞(一种成肌干细胞)被激活,增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合,使肌肉增粗或修复损伤。下列叙述不正确的是( )
A.卫星细胞具有自我更新和分化的能力
B.肌动蛋白在肌细胞中特异性表达,其编码基因不存在于其他类型的细胞中
C.激活的卫星细胞中,多种细胞器分工合作,为细胞分裂进行物质准备
D.适当进行抗阻性有氧运动,有助于塑造健美体型
B
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解析:卫星细胞是一种干细胞,具有自我更新和分化的能力,A正确;因为同一个体的所有细胞最初均来源于受精卵,所以遗传物质相同,肌动蛋白在肌细胞中特异性表达,其编码基因也存在于其他类型的细胞中,只是没有在其他类型细胞中表达,B错误;卫星细胞被激活后会进行增殖、分化,所以激活的卫星细胞中,多种细胞器分工合作,为细胞分裂进行物质准备,如核糖体会合成蛋白质等,C正确;根据题干信息可知,适当进行抗阻性有氧运动,骨骼肌受牵拉或轻微损伤时,可以激活卫星细胞,最后达到使肌肉增粗的作用,有助于塑造健美体型,D正确。
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5.植物细胞存在程序性死亡的现象。下列现象不属于细胞程序性死亡的是( )
A.在植物木质部成熟过程中,管状细胞逐渐空心化成为运输水和无机盐的通道
B.小麦种子萌发过程中糊粉层会慢慢退化直到消失
C.某植物水淹时,茎秆中某些细胞发生自溶现象形成通气组织,时间持久出现烂根现象
D.植物细胞在遭受细菌或真菌感染后发生主动、快速死亡,限制病原体的生长和扩散
C
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解析:在植物木质部成熟过程中,管状细胞逐渐空心化成为运输水和无机盐的通道,是生物体正常的生命现象,对生物体是有利的,属于细胞程序性死亡,A不符合题意;小麦种子萌发过程中糊粉层会慢慢退化直到消失,属于由基因控制的细胞死亡,属于程序性死亡,B不符合题意;某植物水淹时,植物无氧呼吸产生酒精,酒精的毒害作用导致植物死亡属于细胞坏死,C符合题意;植物细胞在遭受细菌或真菌感染后发生主动、快速死亡,限制病原体的生长和扩散,是由遗传机制决定的程序性调控,属于程序性死亡,D不符合题意。
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6.“毛痣”处存在毛发过度生长的现象,这是因为其毛囊周围衰老的黑色素细胞释放的Spp1分子活化了毛囊干细胞,主要机制如图。下列叙述正确的是( )
A.释放Spp1的黑色素细胞物质运输功能上升
B.衰老的黑色素细胞内黑色素会过度积累,导致“老年斑”
C.Spp1分子会诱导毛囊干细胞DNA序列改变,引起细胞分化
D.Spp1分子能够调控毛囊干细胞的细胞周期,加快细胞分裂
D
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解析:Spp1分子是由毛囊周围衰老的黑色素细胞释放的,细胞衰老后,细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低,A错误;黑色素细胞衰老后,细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少,所以老年人的头发会变白,老年人的皮肤上会长出“老年斑”,这是细胞内色素积累的结果,该色素主要为脂褐素,B错误;细胞分化的实质是基因的选择性表达,一般不改变细胞DNA序列,C错误;Spp1分子能够调控毛囊干细胞的细胞周期,加快细胞分裂,D正确。
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7.(2025·江苏镇江模拟)端粒酶是一种含有RNA序列的核糖核蛋白,可利用自身RNA中的一段重复序列作为模板合成端粒DNA的重复序列。下列叙述正确的是( )
A.原核细胞内没有端粒,也不存在RNA—蛋白质复合体
B.端粒酶能够合成端粒DNA重复序列,表现出逆转录酶活性
C.端粒酶的基本组成单位是脱氧核苷酸和氨基酸
D.若降低端粒酶的活性或抑制端粒酶的表达,可延缓细胞衰老
B
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解析:原核细胞没有染色体,因而没有端粒,但是存在RNA—蛋白质复合体,如核糖体,A错误;端粒酶利用自身RNA中的一段重复序列作为模板,逆转录合成端粒DNA重复序列,表现出逆转录酶活性,B正确;端粒酶是一种含有RNA序列的核糖核蛋白,因此,端粒酶的基本组成单位是核糖核苷酸和氨基酸,C错误;细胞会随着细胞分裂次数的增多而衰老,若提高端粒酶的活性或促进端粒酶的表达,可延缓细胞衰老,D错误。
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8.与细胞凋亡类似,铁死亡也是一种细胞程序性死亡。若细胞内Fe2+过多,细胞膜中的不饱和脂肪酸会发生过氧化,从而诱导细胞死亡。下列叙述错误的是( )
A.铁死亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控
B.细胞膜中的不饱和脂肪酸构成磷脂的亲水尾部
C.细胞膜中的脂肪酸过氧化后,其功能受到影响
D.铁死亡可能在维持内部环境的稳定方面起重要作用
B
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解析:铁死亡属于细胞程序性死亡,受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,A正确;细胞膜中的不饱和脂肪酸构成磷脂的疏水尾部,B错误;结构决定功能,因此细胞膜中的脂肪酸过氧化后,其功能受到影响,C正确;当细胞内Fe2+过多时,细胞膜中的不饱和脂肪酸会发生过氧化,诱导细胞死亡,从而发生铁死亡,以维持内部环境的稳定,D正确。
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9.细胞凋亡部分生理过程如图所示。下列叙述不正确的是( )
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A.凋亡诱导因子作为信息分子与细胞膜上的受体结合体现了细胞膜的选择透过性
B.Caspase酶被激活后催化得到的有活性的CAD酶和失活的PARP酶均能促进凋亡过程
C.凋亡诱导因子发挥作用后,细胞内既有新蛋白质的合成,也有蛋白质的水解
D.癌细胞无限增殖可能与凋亡诱导因子受体缺失或功能异常,不能启动凋亡程序有关
答案:A
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解析:凋亡诱导因子作为信息分子与细胞膜上的受体结合是通过膜表面的受体(糖蛋白)进行的,可体现细胞膜具有信息交流的功能,A错误。据题图可知,Caspase酶被激活后催化得到的有活性的CAD酶,能切割DNA分子,促进细胞凋亡;Caspase酶被激活后催化得到失活的PARP酶,导致DNA修复异常,促进凋亡过程,B正确。凋亡诱导因子发挥作用后,凋亡相关基因被激活,细胞会合成相应蛋白质,也会水解失活的相关酶,所以有新蛋白质合成以及蛋白质的水解,C正确。癌细胞结构改变,细胞膜表面的受体(糖蛋白)减少,凋亡诱导因子受体缺失或功能异常,这样可能无法识别凋亡诱导因子而不能启动凋亡程序,癌细胞凋亡受到抑制,进而导致其无限增殖,D正确。
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二、多项选择题
10.成体秀丽隐杆线虫的发育过程共产生1 090个体细胞,其中131个体
细胞凋亡后消失。研究发现了线虫控制细胞凋亡的关键基因(ced⁃3、
ced⁃4、ced⁃9)及其相互作用。下列叙述错误的是( )
A.细胞凋亡过程中会发生基因的选择性表达
B.控制细胞凋亡的关键基因发生突变后就会引起细胞凋亡
C.人在胚胎初期是有尾的,但在胚胎发育成熟时尾消失了是细胞凋亡的结果
D.放射性治疗杀死癌细胞过程属于细胞凋亡
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解析:细胞凋亡过程中,与细胞凋亡有关的基因会选择性表达,A正确;基因突变是不定向的,控制细胞凋亡的关键基因发生突变后可能会促进细胞凋亡,也可能会抑制细胞凋亡,B错误;人在胚胎初期是有尾的,但在胚胎发育成熟时尾消失了是细胞凋亡的结果,C正确;放射性治疗杀死癌细胞过程属于细胞坏死,不属于细胞凋亡,D错误。
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11.细胞自噬是一种真核细胞降解受损细胞器、错误折叠蛋白和病原体的正常代谢机制。研究发现,在不良环境中细胞自噬水平会升高。科研人员研究了低糖环境和药物氯喹对细胞自噬的影响,部分实验过程和结果如表所示。下列分析正确的是( )
项目 A组 B组 C组
培养条件 正常糖 ? 低糖
是否加入氯喹 否 否 是
细胞自噬水平 + +++ ++
注:“+”越多表示细胞自噬水平越高。
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A.设置A组的目的是进行对照
B.B组的培养条件为低糖
C.低糖环境下细胞自噬水平升高
D.药物氯喹对低糖环境造成的细胞自噬具有促进作用
答案:ABC
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解析:本实验探究的是低糖环境和药物氯喹对细胞自噬的影响,因此对照组应该为正常糖培养条件下不加入氯喹,A正确;本实验探究的是低糖环境和药物氯喹对细胞自噬的影响,A、B组没有添加氯喹,A组培养条件为正常糖,则实验B组培养条件应该为低糖,B正确;A、B组相比,B组低糖组的细胞自噬水平升高,即低糖环境下细胞自噬水平升高,C正确;B、C组均为低糖环境下,自变量为是否添加氯喹,C组添加氯喹后细胞自噬水平低于B组,说明药物氯喹对低糖环境造成的细胞自噬具有抑制作用,D错误。
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三、非选择题
12.(2025·湖南张家界模拟)间充质干细胞是一种存在于骨髓中的多能干细胞,具有分化为肌细胞、肝细胞、成骨细胞、神经细胞等多种细胞的能力,对于组织损伤的修复有重要作用。在临床上常用于脑和脊髓神经损伤、肝硬化、骨和肌肉衰退性疾病、阿尔茨海默病等疾病的治疗。回答下列问题。
(1)间充质干细胞能分化为肌细胞、肝细胞、成骨细胞、神经细胞等多种细胞时,这些细胞的遗传信息完全相同,但_________________却有很大的差异,其原因是__________________。
形态、结构、功能
基因的选择性表达
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解析: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,一般来说,分化的细胞仍具有完全相同的遗传信息,但细胞中遗传信息的表达情况不同,即分化是基因选择性表达的结果。
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(2)科研人员发现,在体外诱导间充质干细胞分化为不同细胞时,需要提供不同的微环境。如利用间充质干细胞治疗肝硬化时,需要提供与肝细胞生长发育相同的微环境,微环境的作用可能是___________________________。
诱导间充质干细胞(定向)分化
解析: 在体外诱导间充质干细胞分化为不同细胞时,需要提供不同的微环境,微环境可诱导间充质干细胞进行定向分化,从而在不同的微环境中分化为不同类型的细胞。
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(3)间充质干细胞在分化过程中,APOE蛋白基因的表达量增多,该蛋白可作用于细胞核骨架(与细胞骨架系统相类似),诱导其发生自噬性降解,促进间充质干细胞的衰老、凋亡。细胞衰老后细胞膜的通透性发生改变,物质运输功能降低,细胞核发生的变化有___________________________
_________________。
细胞核体积增大,核膜内折,染色
质收缩,染色加深
解析: 细胞衰老以后,细胞会发生一系列的变化,比如说细胞膜的通透性发生改变,使物质运输功能降低,细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深等。
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(4)间充质干细胞的应用过程中逐渐暴露了不便之处,潜在的肿瘤细胞(畸形分化)污染风险增大。姜黄素是一种中药制剂,对畸形分化细胞的凋亡具有促进作用。为了验证姜黄素的这种作用,科研人员将小鼠肿瘤细胞均分为甲、乙两组,甲组加入含姜黄素的培养液,乙组加入_____________
___________,其他条件相同且适宜,培养一段时间后检测两组肿瘤细胞的凋亡率,实验最可能的结果是_____________________________________
______________。
等量不含姜黄
素的培养液
甲组肿瘤细胞的凋亡率明显高于乙组肿瘤
细胞的凋亡率
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解析: 若要证明姜黄素对畸形分化细胞的凋亡具有促进作用,实验的自变量为姜黄素的有无,因变量为细胞的凋亡率。可将小鼠肿瘤细胞均分为甲、乙两组,甲组加入含姜黄素的培养液,乙组加入等量不含姜黄素的培养液,其他条件相同且适宜,培养一段时间后检测两组肿瘤细胞的凋亡率。如果甲组肿瘤细胞的凋亡率明显高于乙组肿瘤细胞的凋亡率,则表明姜黄素对畸形分化细胞的凋亡具有促进作用。
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