内容正文:
专题06 细胞的生命历程
3大高频考点概览
考点01 细胞的增殖
考点02 细胞的分化
考点03 细胞的衰老和死亡
考点01
细胞的增殖
一、单选题
1.(23-24高一上·北京·期末)研究发现,胸腺嘧啶脱氧核苷(TdR)能特异性地抑制DNA合成,但不影响处于其他时期的细胞进行细胞周期运转,对细胞无毒害。去除TdR后所有细胞会继续进行细胞周期的运转。在某动物体细胞培养液中加入一定剂量的TdR培养一段时间,然后洗脱掉TdR,重新更换培养液,第二次加入TdR培养一段时间,可使所有细胞完成同步化。已知其细胞周期的G1期、S期、G2期、M期分别为8h、6h、5h、1h。下列说法错误的是( )
A.开始培养时,处于G2期的细胞约占1/4
B.S期是DNA复制及DNA数目加倍的时期
C.第1次加入TdR处理8h,可使所有细胞都处于G1/S交界或S期
D.第2次加入TdR处理14h,可使所有细胞都处于G1/S交界处
2.(24-25高一上·北京海淀·期末)下列关于细胞周期的叙述,正确的是( )
A.生物体所有的细胞都具有细胞周期
B.细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂开始到分裂完成时为止
C.细胞分裂期较分裂间期的时间要短
D.子代细胞产生后均立即进入下一个细胞周期
3.(24-25高一上·北京海淀·期末)植物细胞不一定具有的生理过程是( )
A.[H]的生成
B.染色体的复制
C.ATP与ADP转换
D.蛋白质的合成
4.(24-25高一上·北京房山·期末)通常动物细胞有丝分裂区别于植物细胞有丝分裂的过程是( )
A.核膜、核仁消失 B.形成纺锤体
C.中心粒周围发出星射线 D.着丝粒分裂
5.(24-25高一上·北京延庆·期末)科学家用含32P的磷酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗,追踪蚕豆根尖细胞分裂情况,得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如下,下列相关分析不正确的是( )
A.32P主要标记了蚕豆幼苗细胞中的DNA
B.蚕豆根尖细胞的一个细胞周期可以用A→C或B→D表示
C.蚕豆根尖细胞分裂时,分裂间期是17.3小时
D.已知蚕豆体细胞的染色体为12条,则有丝分裂后期的染色体有24条
6.(24-25高一上·北京昌平·期末)高等植物细胞有丝分裂过程与动物细胞不同的是( )
A.两极发出星射线形成纺锤体
B.分裂中期着丝粒整齐排列在赤道板上
C.赤道板位置出现细胞板
D.细胞膜向内凹陷把细胞缢裂成两部分
7.(24-25高一上·北京丰台·期末)下表实验操作顺序正确的是( )
选项
实验内容
操作步骤
A
检测生物组织中的还原糖
向待测样液中先加溶液,再加溶液
B
观察细胞质流动
用低倍镜找到特定区域的黑藻叶肉细胞,再换高倍镜观察
C
探究pH对酶活性的影响
将过氧化氢溶液与肝脏研磨液混匀后,再在不同pH下反应一定时间
D
观察根尖分生区细胞有丝分裂
将解离后的根尖用甲紫溶液染色,再用清水漂洗
A.A B.B C.C D.D
8.(24-25高一上·北京丰台·期末)下图为某生物(2n=2)细胞分裂模式图,下列分析错误的是( )
A.图中显示的是动物细胞的有丝分裂
B.乙细胞中着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
C.丙细胞出现细胞板实现胞质分裂
D.甲细胞中核DNA分子数是染色体数目的2倍
9.(24-25高一上·北京丰台·期末)下列有关细胞增殖的叙述错误的是( )
A.在有丝分裂后期,染色体数目加倍
B.分裂中期染色体着丝粒排列在赤道板上
C.在细胞周期中每条染色体都有姐妹染色单体
D.染色体数目加倍和DNA分子数目加倍发生在不同时期
10.(24-25高一上·北京西城·期末)下图为盐胁迫处理后,鹰嘴豆根尖细胞有丝分裂后期的一些异常分裂的图像,下列说法错误的是( )
A.甲紫染色后持续观察染色体行为的动态变化
B.①产生的两个子细胞中染色体数目可能不同
C.②显示盐胁迫可能影响染色体行为的同步性
D.③可能是盐胁迫影响纺锤体形成或功能导致
11.(24-25高一上·北京西城·期末)下图为芽殖酵母细胞分裂某时期的模式图,下列说法错误的是( )
A.①②形态、大小相同,是姐妹染色单体
B.该细胞处于分裂后期,染色体数目加倍
C.动、植物细胞在该分裂时期不具有核膜
D.芽殖酵母图示分裂方式属于有丝分裂
12.(24-25高一上·北京朝阳·期末)DIC是治疗恶性黑色素瘤的化疗药物,能干扰嘌呤的合成。下列相关叙述错误的是( )
A.嘌呤是合成DNA和RNA的原料之一
B.注射DIC不会影响核糖体的形成
C.DIC使黑色素瘤细胞分裂停滞在间期
D.靶向输送DIC可降低化疗的副作用
13.(24-25高一上·北京朝阳·期末)以下关于动物细胞有丝分裂的叙述,正确的是( )
A.前期,细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
B.中期,染色体的着丝粒排列在细胞板上
C.后期,染色体与DNA数目之比为2:1
D.末期,细胞膜向内凹陷将细胞缢裂成两部分
14.(21-22高一上·北京朝阳·期末)下图是洋葱根尖分生区细胞有丝分裂不同时期的图像。对图像的描述正确的是( )
A.①所示细胞中染色体和DNA的数量比为1∶2
B.②所示细胞中染色体的着丝粒排列在赤道板上
C.③所示细胞依靠细胞膜向内凹陷分裂
D.④所示细胞内正在进行DNA的复制
二、非选择题
15.(24-25高一上·北京延庆·期末)桉树是世界三大造林树种之一,其产生的挥发油对周围农作物具有较强的影响。科研人员提取蓝桉挥发油,研究其对蚕豆根生长的影响。请回答问题:
(1)用挥发油分别处理萌发的蚕豆种子24h、48h、72h,每个处理时间设置5个浓度梯度(T1~T5浓度逐渐增加),实验结果如图1.
由图可知,随着处理浓度增加、_______,挥发油对蚕豆根生长的_______加剧。
(2)显微观察经挥发油处理的蚕豆根尖有丝分裂装片,部分结果如图2。
①图2中观察的是蚕豆根尖_______区的细胞,a处于中期,判断的依据是_______。
②图中箭头所指位置出现了落后的染色体。有丝分裂过程中,染色体在_______的牵引下运动,落后染色体的出现很可能是其结构异常导致的。
③c代表分裂间期,该时期发生的主要变化是_____。此时可观察到3个异常微小核,猜测其是由______形成的。
16.(24-25高一上·北京西城·期末)科研人员研究了苦荞麦槲皮素对人胃癌细胞SGC-7901(简称为“SG细胞”)增殖及细胞周期的影响。
(1)图1为细胞周期的示意图,图中从______________→______________(填字母)为一个细胞周期。可根据______________行为,来判断细胞所处细胞周期的阶段。一般情况下,分裂间期又可以分为G1期、S期(完成DNA复制)和G2期。
(2)科研人员检测了不同浓度的苦荞麦槲皮素分别作用于SG细胞后,细胞的增殖情况,实验结果如图2。结果表明,苦荞麦槲皮素对SG细胞的增殖具有______________作用,且作用效果______________。
(3)研究人员检测对照组与用100μmol·L1的苦荞麦槲皮素处理的实验组,处于细胞周期中所有SG细胞的DNA相对含量,并计算各时期细胞所占百分比(图3)。
①图3中DNA相对含量为1024的细胞处于图1中的______________期。
②p53是一种抑癌基因,它具有抑制细胞增殖和诱导细胞凋亡的生物学功能。测得两组的p53基因相对表达情况如图4。综上推测苦荞麦槲皮素通过______________(填选项前字母),实现抑癌效果。
A.将细胞周期阻断于G1期
B.将细胞周期阻断于S期
C.将细胞周期阻断于G2+M期
D.促进细胞凋亡
(4)欲将苦荞麦槲皮素用于胃癌的治疗,还要进行多方面的研究,请提出一个研究问题。___________。
考点02
细胞的分化
一、单选题
1.(24-25高一上·北京海淀·期末)医学上把已经消除体细胞“记忆”,且恢复到胚胎细胞状态的细胞称为“重编程”细胞。研究发现,将通透性强的纤维原细胞短暂地暴露于鼠胚胎干细胞提取物中能获得“重编程”细胞。下列有关叙述正确的是( )
A.提取物一定通过改变细胞的遗传物质获得“重编程”细胞
B.“重编程”细胞的获得过程会改变细胞的形态、结构和功能
C.“重编程”细胞的获得过程体现了纤维原细胞的全能性
D.该项研究表明正常机体内细胞的分化过程是可逆的
2.(24-25高一上·北京丰台·期末)神经干细胞是一种具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞。下列有关神经干细胞分化的叙述正确的是( )
A.神经干细胞具有多向分化潜能的根本原因是基因选择性表达
B.由神经干细胞分化形成的大脑新神经元其全能性升高
C.神经干细胞是高度分化的细胞,通常具有较强的分裂能力
D.分化过程中DNA和蛋白质的结构均会发生稳定性的改变
3.(24-25高一上·北京丰台·期末)下列有关细胞分化的叙述正确的是( )
A.细胞分化只发生在胚胎发育阶段
B.细胞分化导致细胞的功能趋向于专门化
C.细胞分化过程体现动物细胞核的全能性
D.细胞分化过程中细胞的遗传物质发生改变
4.(24-25高一上·北京顺义·期末)在多细胞生物体内,存在形态、结构和生理功能各异的细胞,其根本原因是( )
A.不同细胞的基因不同 B.某些细胞失去了全能性
C.不同细胞中的基因选择性表达 D.遗传物质发生了改变
5.(24-25高一上·北京东城·期末)下列人体细胞中,具有细胞周期的是( )
A.口腔上皮细胞 B.心肌细胞
C.神经细胞 D.造血干细胞
6.(24-25高一上·北京朝阳·期末)我国科学家研制的干细胞药物——“人脐带间充质干细胞治疗心衰注射液”,已经进入临床试验阶段。据此推测合理的是( )
A.人脐带间充质干细胞进入人体后可以分化为心肌细胞
B.人脐带间充质干细胞与心肌细胞的基因表达情况相同
C.人脐带间充质干细胞与心肌细胞的形态结构相同
D.人脐带间充质干细胞比心肌细胞的分化程度高
7.(24-25高一上·北京·期末)2022年8月,中南大学湘雅医院体外诱导人胚胎干细胞定向分化成肝细胞,利用该肝细胞成功治疗一位肝衰竭病人。这是世界首例用此方法治愈成功的病人。相关叙述正确的是( )
A.诱导分化过程中蛋白质的种类均发生改变
B.诱导分化过程中基因发生选择性的激活和关闭
C.胚胎干细胞和肝细胞在结构和功能上相同
D.诱导分化过程体现了胚胎干细胞的全能性
8.(23-24高一上·北京朝阳·期末)中国科学家发现了一种全新的细胞类型——收缩细胞。下图是斑叶草的收缩细胞(Aa)和薄壁细胞(Ab)。
下列叙述不合理的是( )
A.Ab可用作观察质壁分离的实验材料
B.Aa、Ab均有细胞壁、细胞膜和内质网
C.Aa中蛋白质的合成活动可能非常活跃
D.Aa、Ab细胞内蛋白质种类均不同
9.(23-24高一上·北京石景山·期末)下列生命过程中,没有发生细胞分化的是( )
A.种子萌发长成植株
B.胚胎发育过程中神经元数量减少
C.造血干细胞形成多种血细胞
D.胡萝卜韧皮部细胞体外培养为植株
10.(23-24高一上·北京海淀·期末)人的骨髓中有许多造血干细胞,这些造血干细胞( )
A.能分化形成人体所有类型的细胞
B.与受精卵具有相同的DNA 信息
C.分化形成的细胞形态结构没有差异
D.分化形成的细胞遗传信息完全不同
11.(23-24高一上·北京海淀·期末)科研人员将拟南芥根段作为组织培养材料,在激素诱导下形成愈伤组织,并进一步发育为植株。下列叙述正确的是( )
A.激素诱导会改变根细胞的遗传物质
B.愈伤组织细胞只能分化不能分裂
C.高度分化的植物细胞具有全能性
D.植物组织培养利于增加拟南芥的多样性
12.(22-23高一上·北京·期末)下列关于细胞全能性的叙述,不正确的是( )
A.种子萌发长成新植株体现了细胞全能性
B.受精卵能在自然状态下发育成个体,因此全能性最高
C.已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能
D.细胞全能性表现的难易程度会随着细胞分化程度增高而降低
13.(22-23高一上·北京昌平·期末)2022年8月,中南大学湘雅医院体外诱导人胚胎干细胞定向分化成肝细胞,利用该肝细胞成功治疗一位肝衰竭病人。这是世界首例用此方法治愈成功的病人。相关叙述错误的是( )
A.诱导分化过程中蛋白质的种类和数量发生改变
B.诱导分化过程中基因发生选择性表达
C.胚胎干细胞和肝细胞在结构和功能上都存在差异
D.诱导分化过程体现了胚胎干细胞的全能性
14.(22-23高一上·北京朝阳·期末)细胞的全能性是指( )
A.细胞具有各项生理功能
B.已分化的细胞全部能再进一步分化
C.已分化的细胞能恢复到分化前的状态
D.已分化的细胞仍具有产生完整个体或分化成其他各种细胞的潜能
二、非选择题
15.(23-24高一上·北京朝阳·期末)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
果蝇神经干细胞的不对称分裂
干细胞的分裂分化必须维持一种精确的平衡,其分裂不足会导致发育缺陷,而过度增殖则可能导致肿瘤的发生。对神经干细胞的深入研究有望被用来治疗多种神经系统疾病,如阿尔茨海默病、神经肿瘤等。与哺乳动物相比,模式生物果蝇生活周期短,繁殖能力强,遗传学背景清晰,研究技术手段成熟,中枢神经系统结构简单且又相对完整,是研究神经发育的良好模型。
果蝇神经干细胞(NB)通过不对称分裂形成两个大小不同的子细胞,大细胞继续维持干性,实现NB的自我更新;小细胞成为趋于分化的神经节母细胞(CMC),最终分裂分化为神经元或神经胶质细胞。研究发现,果蝇神经干细胞不对称分裂机制如下图:顶端的Par复合物定位于神经干细胞的顶部,决定细胞的极性。Par复合物通过转运蛋白Insc连接Pins/Gαi/Mud复合物,后者结合星状微管,引导纺锤体方向的确定。同时,细胞命运决定因子Pros、Brat和Numb由于顶端复合物的作用,被不对称分布于细胞底部,使得底部的子细胞趋向于分化为GMC;而顶部的子细胞没有细胞命运决定因子的作用,依旧保持干性,由此实现自我更新。
值得一提的是,参与果蝇神经干细胞不对称分裂的蛋白因子,从果蝇到哺乳类几乎都有同源基因,在进化上有保守性。但果蝇神经干细胞只在发育过程中存在,成体中没有;而哺乳动物神经干细胞则长期存在。另外,果蝇NB不对称分裂是内源性机制,不受外部微环境影响;而哺乳动物神经干细胞则需要外源和内源的信号相互作用来调控不对称分裂。
(1)神经干细胞是一类具有___能力的细胞,其经历一次不对称分裂,干细胞的数量将___。
(2)结合已有知识判断,果蝇NB与GMC细胞在___方面可能存在差异。
A.DNA种类 B.蛋白质种类
C.细胞形态 D.细胞器数量
(3)果蝇神经干细胞不对称分裂过程中,四个关键步骤相互偶联,顺序依次是___。
A.纺锤体方向的正确定位
B.神经干细胞极性的确定
C.细胞命运决定因子的不对称分布
D.转接蛋白连接Par和Pins/Gαi/Mud复合物
E.细胞命运决定因子被不均等地分入子细胞
(4)文中内容从___水平揭示了果蝇神经干细胞不对称分裂的机制,为进一步探究生物体内调控细胞极性的规律提供了支持。
16.(23-24高一上·北京西城·期末)随着年龄增长,肌肉损伤的恢复能力不断下降。其原因与蛋白质Gas1有关,该蛋白质会影响肌肉干细胞的相关行为。
(1)肌肉干细胞可以通过____产生更多的干细胞,还能通过____形成成熟的肌肉细胞,从而实现肌肉损伤的恢复。
(2)研究发现随着年龄增长表达Gas1基因的肌肉干细胞所占比例增加,据此推测,Gas1蛋白可能____(填“促进”或“抑制”)肌肉损伤修复。为进一步明确Gas1蛋白在肌肉损伤修复过程中的作用,分别检测4组小鼠肌肉损伤前后肌肉干细胞的数量变化,结果如下图所示,请在图中补充支持上述推测的结果____。
(3)已知Ret蛋白能够促进肌肉修复。科研人员根据相关研究提出假设:Gas1蛋白通过与Ret蛋白结合而影响肌肉修复。支持该假设的证据包括____。
A.Gas1蛋白和Ret蛋白在肌肉干细胞中定位区域相同
B.Gas1基因的全面表达能导致Ret基因表达量的降低
C.用Gas1蛋白特异性结合物质处理细胞匀浆获得的复合物中能检测到Ret蛋白
D.Gas1蛋白去除某区域后无法结合Ret蛋白,其对肌肉修复的影响作用消失
(4)根据以上研究提出一种治疗“肌肉衰退症”的思路____。
考点03
细胞的衰老和死亡
一、单选题
1.(24-25高一上·北京房山·期末)为研究毒品海洛因的危害,将受孕7天的大鼠按下表随机分组进行实验,结果如下。以下分析不合理的是( )
处理
检查项目
处理
对照组
低剂量组
中剂量组
高剂量组
活胚胎数/胚胎总数(%)
100
76
65
55
脑畸形胚胎数/活胚胎数(%)
0
33
55
79
脑中促凋亡蛋白Bax含量(μg·L-1)
6.7
7.5
10.0
12.5
A.低剂量海洛因即可严重影响胚胎的正常发育
B.海洛因促进Bax含量提高会导致脑细胞凋亡
C.对照组胚胎的发育过程中不会出现细胞凋亡
D.结果提示孕妇吸毒有造成子女智力障碍的风险
2.(24-25高一上·北京房山·期末)人的胚胎发育早期经历过有尾阶段,后来尾部消失是因为发生了( )
A.细胞分化 B.细胞生长 C.细胞凋亡 D.细胞分裂
3.(24-25高一上·北京海淀·期末)蝌蚪发育为花背蟾蜍的过程中,其尾部细胞发生的变化主要为( )
A.细胞增殖 B.细胞衰老 C.细胞坏死 D.细胞凋亡
4.(24-25高一上·北京延庆·期末)衰老细胞在生理功能上会发生明显变化,下列有关细胞衰老特征的叙述,不正确的是( )
A.细胞内水分减少 B.有些酶的活性降低
C.细胞膜的物质运输功能降低 D.新陈代谢速率加快
5.(24-25高一上·北京昌平·期末)下列关于细胞衰老的叙述,错误的是( )
A.草履虫细胞的衰老意味着草履虫个体的衰老
B.细胞衰老过程会发生生理状态和化学反应的复杂变化
C.衰老细胞水分减少,细胞核体积变小,染色质染色加深
D.衰老细胞内多种酶活性降低,呼吸速率减慢
6.(24-25高一上·北京丰台·期末)下列关于细胞衰老的叙述正确的是( )
A.衰老细胞内的色素积累较少
B.端粒受损不可能导致细胞衰老
C.细胞的形态、结构、功能不会发生改变
D.细胞皱缩,水分减少,物质运输功能降低
7.(24-25高一上·北京顺义·期末)在多细胞生物体发育的过程中,下列关于细胞分裂、分化、衰老和死亡的叙述,正确的是( )
A.所有细胞都不断地进行细胞分裂
B.细胞衰老与个体衰老同步发生
C.细胞分化仅发生于胚胎发育早期
D.细胞的衰老和凋亡是正常的生命现象
8.(24-25高一上·北京朝阳·期末)当核仁的体积增大到一定阈值时,酵母细胞的寿命就会进入倒计时。下列说法不合理的是( )
A.正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新
B.年轻酵母细胞比衰老酵母细胞核仁的体积大
C.细胞的衰老和凋亡都是基因程序性表达的结果
D.减缓核仁的增大,可能延迟酵母细胞的衰老
9.(24-25高一上·北京·期末)正常情况下,下列关于细胞增殖、分化、衰老和死亡的叙述中,正确的是( )
A.所有的体细胞都不断地进行细胞分裂
B.细胞分化发生于个体发育的整个生命过程
C.细胞衰老和个体衰老是同步进行的
D.细胞的衰老和坏死是正常的生理过程
10.(22-23高一上·北京怀柔·期末)与个体衰老一样,细胞衰老会表现出明显的特征。下列不属于细胞衰老特征的是( )
A.细胞内水分增多 B.多种酶的活性降低
C.细胞内色素积累较多 D.新陈代谢速率减慢
11.(23-24高一上·北京密云·期末)鸡爪趾骨间没有蹼状结构而鸭掌有,但在胚胎时期,这两种动物的趾间都有蹼状结构。科学家进行了如下实验:①将鸭胚胎中预定形成鸭掌部分的细胞移植到鸡胚胎相应部位,结果鸡爪长成了鸭掌;②将鸡胚胎中预定形成鸡爪部分的细胞移植到鸭胚胎相应部位,结果鸭掌长成了鸡爪。下列叙述错误的是( )
A.鸡爪璞的消失过程不会出现细胞衰老和坏死
B.鸡爪璞的消失过程有细胞分裂和细胞分化
C.实验①和实验②结果表明凋亡是由基因决定的
D.实验表明细胞凋亡有利于多细胞生物体的生存
12.(23-24高一上·北京昌平·期末)研究者对人角质细胞分别进行不同时长的紫外线照射,然后进行细胞培养,得到如图所示的细胞凋亡情况。有关说法错误的是( )
A.培养6h后,细胞凋亡率明显增加
B.培养12h时,细胞凋亡率与紫外线照射时间成正相关
C.细胞凋亡是由遗传机制决定的程序性死亡
D.细胞凋亡是由于紫外线照射引起的细胞坏死
13.(23-24高一上·北京朝阳·期末)下图表示个体生长、发育过程中细胞的生命历程,下列说法错误的是( )
A.过程A、B产生的细胞中DNA数目相同
B.过程D是由基因决定的细胞的程序性死亡
C.个体可通过E过程清除被病原体感染的细胞
D.处于青春期的年轻人,体内可发生C、E过程
14.(23-24高一上·北京西城·期末)在鸡胚的趾原基发育到一定阶段时,趾间部分细胞消失并最终形成具有一定形状的鸡爪。在此阶段之前,无论把这些趾间细胞移植到鸡胚的哪一部位,这些细胞仍会按时消失。趾间部分细胞消失的现象属于( )
A.细胞分化 B.细胞坏死
C.细胞衰老 D.细胞凋亡
二、非选择题
15.(24-25高一上·北京丰台·期末)柑橘一般采用嫁接的方式进行繁殖,其中砧木是果树生长的基础(图1),为探究缺铁胁迫对柑橘砧木幼苗的影响,科研人员进行了系列研究。
(1)铁元素主要以___________形式被植物根细胞从土壤中通过___________方式逆浓度吸收。
(2)为探究缺铁对枳壳和枳橙两种砧木的影响,将上述砧木幼苗放在缺铁(-Fe)和正常铁(+Fe)培养液中培养。选取各植株顶端完全展开、成熟的第3~4片叶,提取并计算总叶绿素的含量,结果如图2,推测缺铁对枳橙叶片光合色素的影响较大,依据是___________。
(3)为进一步探究缺铁的影响,观察上述材料的叶绿体超微结构,结果如图3。a、b为不同条件下砧木幼苗类囊体片层的亚显微结构典型照片,推测___________是枳橙缺铁胁迫下的照片,理由是___________。
(4)培养3个月后,检测不同材料的蔗糖和淀粉含量,结果如下所示,缺铁条件下___________的含量明显上升,可能的原因是光合作用产物运输受阻。
砧木
处理
蔗糖
淀粉
枳壳
-Fe
0.27
1.12
+Fe
1.49
1.80
枳橙
-Fe
4.87
1.51
+Fe
2.88
2.12
(5)综合以上研究,缺铁胁迫导致枳橙砧木幼苗光合作用明显降低的因素可能是___________。(写出两点)
16.(23-24高一上·北京通州·期末)福橘是我国的传统名果,科研人员以航天搭载的福橘茎尖为材料进行了研究。请回答问题:
(1)福橘茎尖经组织培养后可形成完整的植株,原因是植物细胞具有___________性。此过程发生了细胞的增殖和___________。
(2)为探索航天搭载对细胞有丝分裂的影响,科研人员对组织培养的福橘茎尖细胞进行显微观察。
①制作茎尖临时装片需要经过___________、漂洗、___________和制片等步骤。
②观察时拍摄的两幅显微照片如图。照片a和b中的细胞分别处于有丝分裂的___________期和后期。正常情况下,染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面上,之后着丝粒分裂,___________分开,成为两条染色体,分别移向两极。
③图中箭头所指位置出现了落后的染色体。有丝分裂过程中,染色体在___________的牵引下运动,平均分配到细胞两极,落后染色体的出现很可能是其结构异常导致的。
(3)研究人员发现,变异后的细胞常会出现染色质凝集等现象,最终自动死亡,这种现象称为细胞___________。因此,若要保留更多的变异类型,还需进一步探索适当的方法。
17.(24-25高一上·北京东城·期末)学习下列材料,回答(1)~(4)题。
为衰老按下“慢放键”
人类间充质干细胞(hMSC)是机体内部分组织细胞再生的重要来源。新生儿脐带中的hMSC具有更新快、抗炎、病菌少、易迁移等优点,经移植后可用于受损器官的修复。但因其在体外大规模培养若干代后易自发衰老,限制了它在临床的应用。
细胞衰老时,往往伴随着异常蛋白质的积累,导致细胞损伤。泛素一蛋白酶体系统是细胞内清除异常蛋白质的主要途径之一、泛素(Ub)是真核细胞内的小分子蛋白质,可在酶的作用下结合到目标蛋白上进行标记,被标记的蛋白质会被引导进入含有大量水解酶的蛋白酶体中被降解。泛素与目标蛋白的结合需要多种酶家族的协同作用。科研人员发现,hMSC中属于酶家族成员之一的CUL2蛋白缺失可以诱发最强烈的衰老现象。CUL2通过什么机制抵抗hMSC衰老呢?目前已知蛋白质T2可通过调节细胞周期相关蛋白P21的含量影响细胞衰老,而CUL2参与了T2的降解(如图)。
研究还发现,hMSC细胞线粒体中的S3蛋白一方面可通过抑制自由基的形成从而维持线粒体结构和功能的稳定;另一方面可进入细胞核中与相关蛋白结合,抑制染色质两端结构的分解,从而延缓细胞衰老。
研究脐带hMSC衰老的分子机制,找到相应策略实现延缓hMSC衰老,对于再生医学等领域具有重要意义。
(1)hMSC之所以能作为机体部分组织细胞再生的重要来源,是因其具有___________能力。在特定条件下将脐带hMSC诱导为神经元、软骨细胞和肝细胞等多种细胞的过程,这是基因___________的结果,该过程体现了细胞的___________。
(2)自发衰老是限制脐带hMSC在临床应用的主要因素,细胞衰老会表现出___________、___________等特征。
(3)下列关于CUL2和S3抗衰机制的推断正确的是___________(选填字母)。
A.CUL2缺失细胞中,T2更多
B.T2可降低P21的含量
C.细胞周期相关蛋白P21可能抑制有丝分裂
D.S3有助于细胞中能量的充足供应
E.S3缺失的细胞可能由于端粒长度的缩短而衰老
(4)为延缓脐带hMSC衰老,根据文中信息,尝试从分子水平提出一条解决思路。
18.(23-24高一上·北京密云·期末)福橘是我国的传统名果,科研人员以航天搭载的福橘茎尖为材料进行了研究。请回答问题:
(1)福橘茎尖经组织培养后可形成完整的植株,原因是植物细胞具有___性。此过程发生了细胞的___。
(2)为探索航天搭载对细胞有丝分裂的影响,科研人员对组织培养的福橘茎尖细胞进行显微观察。
①制作茎尖临时装片需要经过___、漂洗、染色和制片等步骤。
②观察时拍摄的两幅显微照片如图。照片a和b中的细胞分别处于有丝分裂的___期和后期。正常情况下,染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面上,之后着丝粒分裂,___分开,成为两条染色体,分别移向两极。
③图中箭头所指位置出现了落后的染色体。落后染色体的出现很可能是___结构异常导致的。
(3)研究人员发现,变异后的细胞常会出现染色质凝集等现象,最终自动死亡,这种现象称为___。
试卷第36页,共37页
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专题06 细胞的生命历程
3大高频考点概览
考点01 细胞的增殖
考点02 细胞的分化
考点03 细胞的衰老和死亡
考点01
细胞的增殖
一、单选题
1.(23-24高一上·北京·期末)研究发现,胸腺嘧啶脱氧核苷(TdR)能特异性地抑制DNA合成,但不影响处于其他时期的细胞进行细胞周期运转,对细胞无毒害。去除TdR后所有细胞会继续进行细胞周期的运转。在某动物体细胞培养液中加入一定剂量的TdR培养一段时间,然后洗脱掉TdR,重新更换培养液,第二次加入TdR培养一段时间,可使所有细胞完成同步化。已知其细胞周期的G1期、S期、G2期、M期分别为8h、6h、5h、1h。下列说法错误的是( )
A.开始培养时,处于G2期的细胞约占1/4
B.S期是DNA复制及DNA数目加倍的时期
C.第1次加入TdR处理8h,可使所有细胞都处于G1/S交界或S期
D.第2次加入TdR处理14h,可使所有细胞都处于G1/S交界处
【答案】C
【解析】A、G2期时间为5h,总周期20h,比例为5/20=1/4,A正确;
B、S期进行DNA分子复制,复制后核DNA数目加倍,B正确;
C、第一次处理8h不足以让所有细胞进入S期。例如,原G2期细胞需5h进入M期,1h完成M期,剩余2h处于G1期,未达S期,C错误;
D、第二次处理14h(G2+M+G1=5+1+8=14h),所有细胞完成周期后再次进入S期时被阻断于G1/S交界,D正确。
故选C。
2.(24-25高一上·北京海淀·期末)下列关于细胞周期的叙述,正确的是( )
A.生物体所有的细胞都具有细胞周期
B.细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂开始到分裂完成时为止
C.细胞分裂期较分裂间期的时间要短
D.子代细胞产生后均立即进入下一个细胞周期
【答案】C
【解析】A、并非所有细胞都有细胞周期,只有连续分裂的细胞(如某些生发层细胞)才具有细胞周期,而高度分化的细胞(如神经细胞)无细胞周期,A错误;
B、细胞周期应从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,而非“从一次分裂开始”,B错误;
C、分裂间期占细胞周期的90%~95%,时间远长于分裂期,因此分裂期较分裂间期短,C正确;
D、子代细胞可能会进行分化,并非立即进入下一周期,D错误。
故选C。
3.(24-25高一上·北京海淀·期末)植物细胞不一定具有的生理过程是( )
A.[H]的生成
B.染色体的复制
C.ATP与ADP转换
D.蛋白质的合成
【答案】B
【解析】A、[H]的生成可发生在呼吸作用(所有活细胞)和光合作用光反应(含叶绿体的细胞)。即使无叶绿体的细胞(如根尖细胞)仍可通过呼吸生成[H],A不符合题意;
B、染色体复制仅发生在进行有丝分裂或减数分裂的细胞中。成熟植物细胞(如叶肉细胞、导管细胞)若不再分裂,则无此过程,B符合题意;
C、ATP与ADP的转换是所有活细胞维持生命活动的能量代谢基础,C不符合题意;
D.蛋白质合成在核糖体中进行,所有活细胞均需合成蛋白质以维持功能,D不符合题意。
故选B。
4.(24-25高一上·北京房山·期末)通常动物细胞有丝分裂区别于植物细胞有丝分裂的过程是( )
A.核膜、核仁消失 B.形成纺锤体
C.中心粒周围发出星射线 D.着丝粒分裂
【答案】C
【解析】A、核膜、核仁消失发生在有丝分裂前期,动植物细胞均会发生,A错误;
B、形成纺锤体是动植物细胞共有的过程,只是形成方式不同,B错误;
C、动物细胞在前期通过中心粒周围发出星射线形成纺锤体,而植物细胞通过细胞两极直接形成纺锤丝,C正确;
D、着丝粒分裂发生在有丝分裂后期,所有真核细胞均相同,D错误。
故选C。
5.(24-25高一上·北京延庆·期末)科学家用含32P的磷酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗,追踪蚕豆根尖细胞分裂情况,得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如下,下列相关分析不正确的是( )
A.32P主要标记了蚕豆幼苗细胞中的DNA
B.蚕豆根尖细胞的一个细胞周期可以用A→C或B→D表示
C.蚕豆根尖细胞分裂时,分裂间期是17.3小时
D.已知蚕豆体细胞的染色体为12条,则有丝分裂后期的染色体有24条
【答案】B
【解析】A、DNA的组成元素有C、H、O、N、P,细胞分裂间期有DNA复制过程,因此,32P主要为了标记蚕豆幼苗细胞中的DNA,进而通过放射性检测明确DNA在细胞分裂过程中的走向,A正确;
B、由于分裂间期在前,分裂期在后,因此蚕豆根尖细胞的一个细胞周期不可以用B→D或D→F表示,B错误;
C、分裂间期主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,时间较长,图中BC和DE都可表示细胞间期,时长为19.3-2=17.3h,C正确;
D、已知蚕豆体细胞的染色体为12条,在有丝分裂后期着丝粒分裂,染色单体变成染色体,染色体数目加倍,故染色体有24条,D正确。
故选B。
6.(24-25高一上·北京昌平·期末)高等植物细胞有丝分裂过程与动物细胞不同的是( )
A.两极发出星射线形成纺锤体
B.分裂中期着丝粒整齐排列在赤道板上
C.赤道板位置出现细胞板
D.细胞膜向内凹陷把细胞缢裂成两部分
【答案】C
【解析】A、两极发出纺锤丝形成纺锤体是高等植物细胞有丝分裂前期与动物细胞的区别之一,动物细胞和低等植物细胞分裂的前期是由星射线形成纺锤体,A错误;
B、动植物细胞有丝分裂中期都存在着丝粒整齐排列在赤道板上,B错误;
CD、高等植物细胞有丝分裂末期赤道板位置出现细胞板,形成细胞壁,动物细胞是细胞膜向内凹陷缢裂,C正确,D错误。
故选C。
7.(24-25高一上·北京丰台·期末)下表实验操作顺序正确的是( )
选项
实验内容
操作步骤
A
检测生物组织中的还原糖
向待测样液中先加溶液,再加溶液
B
观察细胞质流动
用低倍镜找到特定区域的黑藻叶肉细胞,再换高倍镜观察
C
探究pH对酶活性的影响
将过氧化氢溶液与肝脏研磨液混匀后,再在不同pH下反应一定时间
D
观察根尖分生区细胞有丝分裂
将解离后的根尖用甲紫溶液染色,再用清水漂洗
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A、检测还原糖使用的检测试剂是斐林试剂。斐林试剂中甲液为溶液,乙液为溶液,使用时甲、乙两液应等量混匀后再使用,A错误;
B、观察细胞质流动时可以使用黑藻叶肉细胞,先在低倍镜下找到特定区域的黑藻叶肉细胞后,再换高倍镜观察,B正确;
C、可以使用过氧化氢和过氧化氢酶来探究pH对酶活性的影响。肝脏研磨液中含有过氧化氢酶,在操作时应先设置一系列不同的pH梯度,将过氧化氢溶液和肝脏研磨液分别调至设定pH后再混合,并在设定的pH下反应一定时间,C错误;
D、观察根尖分生区细胞有丝分裂的实验中,制作载玻片的操作步骤为解离→漂洗→染色→制片,解离后的根尖先用清水漂洗后才能用甲紫溶液染色,D错误。
故选B。
8.(24-25高一上·北京丰台·期末)下图为某生物(2n=2)细胞分裂模式图,下列分析错误的是( )
A.图中显示的是动物细胞的有丝分裂
B.乙细胞中着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
C.丙细胞出现细胞板实现胞质分裂
D.甲细胞中核DNA分子数是染色体数目的2倍
【答案】C
【解析】A、图中细胞无细胞壁,有中心体,细胞分裂方式是细胞膜从细胞的中部向内凹陷,最终将细胞缢裂成两部分,所以图中显示的是动物细胞的有丝分裂,A正确;
B、乙细胞为有丝分裂后期,此时着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍,B正确;
C、细胞板是植物细胞中出现的,图中是动物细胞的有丝分裂,不会出现细胞板,C错误;
D、甲细胞为有丝分裂中期,1条染色体中含有2个染色单体、2个DNA分子,所以甲细胞中核DNA分子数是染色体数目的2倍,D正确。
故选C。
9.(24-25高一上·北京丰台·期末)下列有关细胞增殖的叙述错误的是( )
A.在有丝分裂后期,染色体数目加倍
B.分裂中期染色体着丝粒排列在赤道板上
C.在细胞周期中每条染色体都有姐妹染色单体
D.染色体数目加倍和DNA分子数目加倍发生在不同时期
【答案】C
【解析】A、在有丝分裂后期,着丝粒分裂,染色单体分开成为两条染色体,染色体的数目加倍,A正确;
B、有丝分裂中期,纺锤丝牵引着染色体运动,染色体的着丝粒整齐的排列在赤道板上,B正确;
C、在细胞周期中并不是每条染色体都有姐妹染色单体,如有丝分裂的后期和末期,不存在染色单体,C错误;
D、染色体数目加倍发生在有丝分裂后期,DNA分子数目加倍发生在间期,两者发生在不同时期,D正确。
故选C。
10.(24-25高一上·北京西城·期末)下图为盐胁迫处理后,鹰嘴豆根尖细胞有丝分裂后期的一些异常分裂的图像,下列说法错误的是( )
A.甲紫染色后持续观察染色体行为的动态变化
B.①产生的两个子细胞中染色体数目可能不同
C.②显示盐胁迫可能影响染色体行为的同步性
D.③可能是盐胁迫影响纺锤体形成或功能导致
【答案】A
【解析】A、解离时,细胞已经死亡,无法持续观察染色体行为的动态变化,A错误;
B、①中染色体的分离出现异常,可能导致产生的两个子细胞中染色体数目不同,B正确;
C、②中染色体的行为不同步,显示盐胁迫可能影响染色体行为的同步性,C正确;
D、③中染色体的分布异常,可能是盐胁迫影响纺锤体形成或功能导致,D正确。
故选A。
11.(24-25高一上·北京西城·期末)下图为芽殖酵母细胞分裂某时期的模式图,下列说法错误的是( )
A.①②形态、大小相同,是姐妹染色单体
B.该细胞处于分裂后期,染色体数目加倍
C.动、植物细胞在该分裂时期不具有核膜
D.芽殖酵母图示分裂方式属于有丝分裂
【答案】A
【解析】A、①②是染色体,不是姐妹染色单体,姐妹染色单体是染色体复制后由同一个着丝粒连接的两条相同的染色单体,而图中①②是两条独立的染色体,A错误;
B、由图中染色体移向细胞两极,可判断该细胞处于分裂后期,此时着丝粒分裂,染色体数目加倍,B正确;
C、动、植物细胞在有丝分裂前期核膜就已经解体,而该细胞处于分裂后期,所以不具有核膜,C正确;
D、芽殖酵母图示分裂方式中染色体复制后平均分配到两个子细胞中,属于有丝分裂,D正确。
故选A。
12.(24-25高一上·北京朝阳·期末)DIC是治疗恶性黑色素瘤的化疗药物,能干扰嘌呤的合成。下列相关叙述错误的是( )
A.嘌呤是合成DNA和RNA的原料之一
B.注射DIC不会影响核糖体的形成
C.DIC使黑色素瘤细胞分裂停滞在间期
D.靶向输送DIC可降低化疗的副作用
【答案】B
【解析】A、嘌呤(腺嘌呤和鸟嘌呤)是合成核酸(DNA和RNA)的原料之一,A正确;
B、核糖体由rRNA和蛋白质组成,rRNA的合成需要嘌呤等原料,DIC干扰嘌呤合成,会影响rRNA的合成,进而影响核糖体的形成,B错误;
C、由于DIC干扰嘌呤合成,嘌呤是合成DNA的原料,DNA的合成在细胞分裂间期,所以会使黑色素瘤细胞分裂停滞在间期,C正确;
D、靶向输送DIC可以使药物更精准地作用于癌细胞,减少对正常细胞的影响,从而降低化疗的副作用,D正确。
故选B。
13.(24-25高一上·北京朝阳·期末)以下关于动物细胞有丝分裂的叙述,正确的是( )
A.前期,细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
B.中期,染色体的着丝粒排列在细胞板上
C.后期,染色体与DNA数目之比为2:1
D.末期,细胞膜向内凹陷将细胞缢裂成两部分
【答案】D
【解析】A、在动物细胞有丝分裂前期,是由中心体发出星射线形成纺锤体,而植物细胞才是细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体,A错误;
B、中期时,染色体的着丝粒排列在赤道板上,细胞板是植物细胞有丝分裂末期形成细胞壁的结构,B错误;
C、后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,此时染色体数加倍,DNA数不变,所以染色体与DNA数目之比为1:1,C错误;
D、末期,动物细胞通过细胞膜向内凹陷将细胞缢裂成两部分,D正确。
故选D。
14.(21-22高一上·北京朝阳·期末)下图是洋葱根尖分生区细胞有丝分裂不同时期的图像。对图像的描述正确的是( )
A.①所示细胞中染色体和DNA的数量比为1∶2
B.②所示细胞中染色体的着丝粒排列在赤道板上
C.③所示细胞依靠细胞膜向内凹陷分裂
D.④所示细胞内正在进行DNA的复制
【答案】B
【解析】A、①为有丝分裂后期,染色体和DNA的数量比为1∶1,A错误;
B、②为有丝分裂中期,染色体的着丝粒排列在赤道板上,B正确;
C、植物细胞有丝分裂末期,在赤道板的位置出现一个细胞板,细胞板逐渐扩展,形成新的细胞壁,将细胞一分为二,C错误;
D、④为有丝分裂前期,DNA的复制发生在有丝分裂间期,D错误。
故选B。
二、非选择题
15.(24-25高一上·北京延庆·期末)桉树是世界三大造林树种之一,其产生的挥发油对周围农作物具有较强的影响。科研人员提取蓝桉挥发油,研究其对蚕豆根生长的影响。请回答问题:
(1)用挥发油分别处理萌发的蚕豆种子24h、48h、72h,每个处理时间设置5个浓度梯度(T1~T5浓度逐渐增加),实验结果如图1.
由图可知,随着处理浓度增加、_______,挥发油对蚕豆根生长的_______加剧。
(2)显微观察经挥发油处理的蚕豆根尖有丝分裂装片,部分结果如图2。
①图2中观察的是蚕豆根尖_______区的细胞,a处于中期,判断的依据是_______。
②图中箭头所指位置出现了落后的染色体。有丝分裂过程中,染色体在_______的牵引下运动,落后染色体的出现很可能是其结构异常导致的。
③c代表分裂间期,该时期发生的主要变化是_____。此时可观察到3个异常微小核,猜测其是由______形成的。
【答案】(1) 处理时间延长 抑制
(2) 分生 着丝粒整齐排列在赤道板上 纺锤体 进行DNA的复制和相关蛋白质的合成 纺锤体结构异常
【解析】(1)由图1可知,该实验的自变量是挥发油浓度及处理时间,因变量是蚕豆根长,随着挥发油浓度的增加、处理时间延长,挥发油对蚕豆根生长的抑制加剧。
(2)①由图2可知,a着丝粒整齐排列在赤道板上,表示中期;b染色体均分到细胞两极,表示后期;c表示间期,该时期进行DNA的复制和相关蛋白质的合成。由此说明细胞进行分裂,所以观察的为根尖分生区细胞。
②有丝分裂过程中,染色体在纺锤体的牵动下运动。
③由题意可知,由于纺锤体结构异常,导致部分染色体落后,形成异常微小核。
16.(24-25高一上·北京西城·期末)科研人员研究了苦荞麦槲皮素对人胃癌细胞SGC-7901(简称为“SG细胞”)增殖及细胞周期的影响。
(1)图1为细胞周期的示意图,图中从______________→______________(填字母)为一个细胞周期。可根据______________行为,来判断细胞所处细胞周期的阶段。一般情况下,分裂间期又可以分为G1期、S期(完成DNA复制)和G2期。
(2)科研人员检测了不同浓度的苦荞麦槲皮素分别作用于SG细胞后,细胞的增殖情况,实验结果如图2。结果表明,苦荞麦槲皮素对SG细胞的增殖具有______________作用,且作用效果______________。
(3)研究人员检测对照组与用100μmol·L1的苦荞麦槲皮素处理的实验组,处于细胞周期中所有SG细胞的DNA相对含量,并计算各时期细胞所占百分比(图3)。
①图3中DNA相对含量为1024的细胞处于图1中的______________期。
②p53是一种抑癌基因,它具有抑制细胞增殖和诱导细胞凋亡的生物学功能。测得两组的p53基因相对表达情况如图4。综上推测苦荞麦槲皮素通过______________(填选项前字母),实现抑癌效果。
A.将细胞周期阻断于G1期
B.将细胞周期阻断于S期
C.将细胞周期阻断于G2+M期
D.促进细胞凋亡
(4)欲将苦荞麦槲皮素用于胃癌的治疗,还要进行多方面的研究,请提出一个研究问题。___________。
【答案】(1) b b 染色体
(2) 抑制 与苦荞麦槲皮素的浓度及作用时间呈正相关
(3) G1 CD
(4)苦荞麦槲皮素对人体的副作用/苦荞麦槲皮素对正常细胞的增殖和凋亡的影响/苦荞麦槲皮素在体内的作用效果
【解析】(1)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。结合图1可知,从b(分裂期结束)到b(下一次分裂期结束)为一个细胞周期。可根据染色体的行为(如染色体的形态、位置、数目等变化)来判断细胞所处细胞周期的阶段,因为在细胞周期的不同阶段,染色体有着不同的特征表现。
(2)由图2可知,随着苦荞麦槲皮素浓度的增加以及药物作用时间的延长,细胞增殖数量逐渐减少,所以苦荞麦槲皮素对SG细胞的增殖具有抑制作用,且作用效果与药物浓度和作用时间呈正相关,浓度越高、作用时间越长,抑制效果越明显。
(3)①细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期又分为G1期、S期和G2期。G1期细胞内DNA含量为2n,S期进行DNA复制,DNA含量由2n逐渐增加到4n,G2期细胞内DNA含量为4n。图3中DNA相对含量为1024,结合对照组和实验组中DNA相对含量的分布情况,可知1024对应的是2n,所以图3中DNA相对含量为1024的细胞处于图1中的G1期。
②由题意可知,p53是一种抑癌基因,具有抑制细胞增殖和诱导细胞凋亡的生物学功能。图4中数据显示,处理组与未处理组相比,处理组中处于G1期和S期的细胞所占比例下降,而处于(G2+M)期的细胞所占比例明显增加,故推测槲皮素可将胃癌细胞的分裂阻断在(G2 +M)期,从而抑制其增殖。同时p53基因的另一功能是促进细胞凋亡,因此可推测出苦荞麦槲皮素通过将细胞周期阻断于G2+M期或促进细胞凋亡,实现抑癌效果。即CD正确,AB错误。
故选CD。
(4)欲将苦荞麦槲皮素用于胃癌的治疗,还要进行多方面的研究,可以研究苦荞麦槲皮素对人体的副作用(或苦荞麦槲皮素对正常细胞的增殖和凋亡的影响或苦荞麦槲皮素在体内的作用效果)。
考点02
细胞的分化
一、单选题
1.(24-25高一上·北京海淀·期末)医学上把已经消除体细胞“记忆”,且恢复到胚胎细胞状态的细胞称为“重编程”细胞。研究发现,将通透性强的纤维原细胞短暂地暴露于鼠胚胎干细胞提取物中能获得“重编程”细胞。下列有关叙述正确的是( )
A.提取物一定通过改变细胞的遗传物质获得“重编程”细胞
B.“重编程”细胞的获得过程会改变细胞的形态、结构和功能
C.“重编程”细胞的获得过程体现了纤维原细胞的全能性
D.该项研究表明正常机体内细胞的分化过程是可逆的
【答案】B
【解析】A、提取物可通过调控基因表达(如表观遗传修饰改变)使纤维原细胞重编程,但遗传物质未改变,A错误;
B、纤维原细胞分化为“重编程”细胞时,形态、结构和功能发生改变(如从分化状态恢复为未分化状态),B正确;
C、细胞全能性需发育为完整个体,而“重编程”仅恢复多能性,未体现全能性,C错误;
D、题干实验为体外人工干预,无法说明正常机体内分化可逆,D错误。
故选B。
2.(24-25高一上·北京丰台·期末)神经干细胞是一种具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞。下列有关神经干细胞分化的叙述正确的是( )
A.神经干细胞具有多向分化潜能的根本原因是基因选择性表达
B.由神经干细胞分化形成的大脑新神经元其全能性升高
C.神经干细胞是高度分化的细胞,通常具有较强的分裂能力
D.分化过程中DNA和蛋白质的结构均会发生稳定性的改变
【答案】A
【解析】A、细胞具有多向分化潜能的根本原因是细胞中基因的选择性表达,使得细胞能分化形成不同功能的细胞。神经干细胞具有多向分化潜能也是因为基因选择性表达,A正确;
B、 一般来说,细胞分化程度越高,全能性越低。由神经干细胞分化形成的大脑新神经元,其分化程度升高,全能性降低,B 错误;
C、神经干细胞不是高度分化的细胞,具有较强的分裂和分化能力,高度分化的细胞通常失去分裂能力,C错误;
D、分化过程中DNA的结构一般不会发生改变,细胞分化的实质是基因的选择性表达,会导致蛋白质的种类和数量发生改变,D错误。
故选A。
3.(24-25高一上·北京丰台·期末)下列有关细胞分化的叙述正确的是( )
A.细胞分化只发生在胚胎发育阶段
B.细胞分化导致细胞的功能趋向于专门化
C.细胞分化过程体现动物细胞核的全能性
D.细胞分化过程中细胞的遗传物质发生改变
【答案】B
【解析】A、高等动物细胞的分化发生在生物体的整个生命进程中,在胚胎时期达到最大限度,A错误;
B、细胞分化使细胞趋向专门化,有利于提高细胞代谢的效率,B正确;
C、细胞分化是在个体发育中,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,没有体现动物细胞核的全能性,C错误;
D、细胞分化过程中遗传物质没有发生改变,D错误;
故选B。
4.(24-25高一上·北京顺义·期末)在多细胞生物体内,存在形态、结构和生理功能各异的细胞,其根本原因是( )
A.不同细胞的基因不同 B.某些细胞失去了全能性
C.不同细胞中的基因选择性表达 D.遗传物质发生了改变
【答案】C
【解析】A、在多细胞生物体内,不同细胞中的基因相同,A错误;
B、某些细胞失去了全能性,不是多细胞生物体内,存在形态、结构和生理功能各异的细胞的根本原因,B错误;
C、在一个多细胞的生物体内,存在着各种在形态、结构和生理功能上具有差异的细胞,其根本原因是不同细胞中的基因选择性地表达的结果,即细胞分化,C正确;
D、在多细胞生物体内,存在的形态、结构和生理功能各异的细胞中,遗传物质不变,D错误。
故选C。
5.(24-25高一上·北京东城·期末)下列人体细胞中,具有细胞周期的是( )
A.口腔上皮细胞 B.心肌细胞
C.神经细胞 D.造血干细胞
【答案】D
【解析】A、口腔上皮细胞高度分化,不再继续分裂,没有细胞周期,A错误;
B、心肌细胞属于高度分化的细胞,没有分裂能力,不具有周期性,B错误;
C、神经细胞属于高度分化的细胞,不再继续分裂,不具有周期性,C错误;
D、造血干细胞通过不断的有丝分裂增加自身的细胞数目,具有细胞周期,D正确。
故选D。
6.(24-25高一上·北京朝阳·期末)我国科学家研制的干细胞药物——“人脐带间充质干细胞治疗心衰注射液”,已经进入临床试验阶段。据此推测合理的是( )
A.人脐带间充质干细胞进入人体后可以分化为心肌细胞
B.人脐带间充质干细胞与心肌细胞的基因表达情况相同
C.人脐带间充质干细胞与心肌细胞的形态结构相同
D.人脐带间充质干细胞比心肌细胞的分化程度高
【答案】A
【解析】A、人脐带间充质干细胞作为干细胞的一种,具有自我更新和分化为多种细胞类型的潜能。在特定的条件下,它们可以分化为心肌细胞,这对于治疗心衰等心脏疾病具有重要意义,A正确;
B、细胞分化是基因选择性表达的结果,即不同类型的细胞会选择性地表达其基因组中的不同基因,从而形成特定的细胞类型和功能。由于人脐带间充质干细胞和心肌细胞是两种不同类型的细胞,它们的基因表达情况必然存在差异,B错误;
C、细胞分化不仅涉及基因表达的差异,还伴随着细胞形态和结构的改变。人脐带间充质干细胞和心肌细胞作为两种不同类型的细胞,它们的形态和结构通常也会有所不同,C错误;
D、细胞分化的程度通常与其功能特化和形态结构的复杂性成正比。心肌细胞作为高度特化的细胞类型,其分化程度通常要高于未分化的干细胞,D错误。
故选A。
7.(24-25高一上·北京·期末)2022年8月,中南大学湘雅医院体外诱导人胚胎干细胞定向分化成肝细胞,利用该肝细胞成功治疗一位肝衰竭病人。这是世界首例用此方法治愈成功的病人。相关叙述正确的是( )
A.诱导分化过程中蛋白质的种类均发生改变
B.诱导分化过程中基因发生选择性的激活和关闭
C.胚胎干细胞和肝细胞在结构和功能上相同
D.诱导分化过程体现了胚胎干细胞的全能性
【答案】B
【解析】AB、胚胎干细胞定向分化成肝细胞发生了基因的选择性表达,在诱导分化过程中蛋白质的种类和数量发生改变,部分蛋白质如呼吸酶在不同细胞中均表达,A错误,B正确;
C、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,因此胚胎干细胞和肝细胞在结构和功能上都存在差异,C错误;
D、由胚胎干细胞定向分化成肝细胞,由于没有发育为完整的个体,故不能体现胚胎干细胞的全能性,D错误。
故选B。
8.(23-24高一上·北京朝阳·期末)中国科学家发现了一种全新的细胞类型——收缩细胞。下图是斑叶草的收缩细胞(Aa)和薄壁细胞(Ab)。
下列叙述不合理的是( )
A.Ab可用作观察质壁分离的实验材料
B.Aa、Ab均有细胞壁、细胞膜和内质网
C.Aa中蛋白质的合成活动可能非常活跃
D.Aa、Ab细胞内蛋白质种类均不同
【答案】D
【解析】A、根据图示可知,Ab含有细胞壁和CV大液泡,为成熟的植物细胞,可用作观察质壁分离的实验材料,A不符合题意;
B、收缩细胞(Aa)和薄壁细胞(Ab)均为斑叶草的细胞,均有细胞壁、细胞膜和内质网,B不符合题意;
C、Aa中含有丰富的RER内质网,而内质网是蛋白质合成和加工的场所,因此该细胞蛋白质的合成活动可能非常活跃,C不符合题意;
D、由于细胞分化为基因选择性表达,因此不同类型的细胞内蛋白质的种类不完全相同,但不同细胞也存在相同的蛋白质,如呼吸酶,D符合题意。
故选D。
9.(23-24高一上·北京石景山·期末)下列生命过程中,没有发生细胞分化的是( )
A.种子萌发长成植株
B.胚胎发育过程中神经元数量减少
C.造血干细胞形成多种血细胞
D.胡萝卜韧皮部细胞体外培养为植株
【答案】B
【解析】A、种子萌发长成新植株过程中发生了细胞增殖和细胞分化,A正确;
B、胚胎发育过程中神经元数量减少是细胞凋亡过程,没有涉及到细胞分化,B错误;
C、造血干细胞通过细胞分化形成多种血细胞,C正确;
D、胡萝卜韧皮部细胞体外培养为植株的过程涉及细胞的分裂和分化,D正确。
故选B。
10.(23-24高一上·北京海淀·期末)人的骨髓中有许多造血干细胞,这些造血干细胞( )
A.能分化形成人体所有类型的细胞
B.与受精卵具有相同的DNA 信息
C.分化形成的细胞形态结构没有差异
D.分化形成的细胞遗传信息完全不同
【答案】B
【解析】A、造血干细胞不能分化形成人体所有类型的细胞,只能分化成血细胞和免疫细胞,A错误;
B、分化过程不改变细胞的遗传物质,因此造血干细胞和受精卵具有相同的DNA 信息,B正确;
C、分化形成的细胞形态结构、功能都有差异,C错误;
D、分化过程不改变细胞的遗传信息,D错误。
故选B。
11.(23-24高一上·北京海淀·期末)科研人员将拟南芥根段作为组织培养材料,在激素诱导下形成愈伤组织,并进一步发育为植株。下列叙述正确的是( )
A.激素诱导会改变根细胞的遗传物质
B.愈伤组织细胞只能分化不能分裂
C.高度分化的植物细胞具有全能性
D.植物组织培养利于增加拟南芥的多样性
【答案】C
【解析】A、激素诱导会影响基因的表达,但是不会改变根细胞的遗传物质,A错误;
B、愈伤组织细胞分化程度低,既能分化也能分裂,B错误;
C、高度分化的植物细胞具有全能性,因为其含有该物种整套的遗传信息,C正确;
D、植物组织培养属于无性繁殖,不利于增加拟南芥的多样性,D错误。
故选C。
12.(22-23高一上·北京·期末)下列关于细胞全能性的叙述,不正确的是( )
A.种子萌发长成新植株体现了细胞全能性
B.受精卵能在自然状态下发育成个体,因此全能性最高
C.已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能
D.细胞全能性表现的难易程度会随着细胞分化程度增高而降低
【答案】A
【解析】A、种子萌发长成新植株属于自然生长过程,不能体现细胞全能性,A错误;
B、受精卵能在自然状态下发育成个体,表现出了全能性,因此全能性最高,B正确;
C、细胞全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体或其它各种细胞的潜能,因为分化的细胞含有该生物全部的遗传物质,C正确;
D、随着细胞的分化程度的增加,细胞表现出全能性就越困难,细胞全能性大小为受精卵>干细胞>生殖细胞>体细胞,D正确。
故选A。
13.(22-23高一上·北京昌平·期末)2022年8月,中南大学湘雅医院体外诱导人胚胎干细胞定向分化成肝细胞,利用该肝细胞成功治疗一位肝衰竭病人。这是世界首例用此方法治愈成功的病人。相关叙述错误的是( )
A.诱导分化过程中蛋白质的种类和数量发生改变
B.诱导分化过程中基因发生选择性表达
C.胚胎干细胞和肝细胞在结构和功能上都存在差异
D.诱导分化过程体现了胚胎干细胞的全能性
【答案】D
【解析】AB、胚胎干细胞定向分化成肝细胞发生了基因的选择性表达,在诱导分化过程中蛋白质的种类和数量发生改变,AB正确;
C、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,因此胚胎干细胞和肝细胞在结构和功能上都存在差异,C正确;
D、由胚胎干细胞定向分化成肝细胞,由于没有发育为完整的个体,故不能体现胚胎干细胞的全能性,D错误。
故选D。
14.(22-23高一上·北京朝阳·期末)细胞的全能性是指( )
A.细胞具有各项生理功能
B.已分化的细胞全部能再进一步分化
C.已分化的细胞能恢复到分化前的状态
D.已分化的细胞仍具有产生完整个体或分化成其他各种细胞的潜能
【答案】D
【解析】全能性是指已分化的细胞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,根本原因是细胞具有该生物生长发育的全套的遗传物质。
故选D。
二、非选择题
15.(23-24高一上·北京朝阳·期末)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
果蝇神经干细胞的不对称分裂
干细胞的分裂分化必须维持一种精确的平衡,其分裂不足会导致发育缺陷,而过度增殖则可能导致肿瘤的发生。对神经干细胞的深入研究有望被用来治疗多种神经系统疾病,如阿尔茨海默病、神经肿瘤等。与哺乳动物相比,模式生物果蝇生活周期短,繁殖能力强,遗传学背景清晰,研究技术手段成熟,中枢神经系统结构简单且又相对完整,是研究神经发育的良好模型。
果蝇神经干细胞(NB)通过不对称分裂形成两个大小不同的子细胞,大细胞继续维持干性,实现NB的自我更新;小细胞成为趋于分化的神经节母细胞(CMC),最终分裂分化为神经元或神经胶质细胞。研究发现,果蝇神经干细胞不对称分裂机制如下图:顶端的Par复合物定位于神经干细胞的顶部,决定细胞的极性。Par复合物通过转运蛋白Insc连接Pins/Gαi/Mud复合物,后者结合星状微管,引导纺锤体方向的确定。同时,细胞命运决定因子Pros、Brat和Numb由于顶端复合物的作用,被不对称分布于细胞底部,使得底部的子细胞趋向于分化为GMC;而顶部的子细胞没有细胞命运决定因子的作用,依旧保持干性,由此实现自我更新。
值得一提的是,参与果蝇神经干细胞不对称分裂的蛋白因子,从果蝇到哺乳类几乎都有同源基因,在进化上有保守性。但果蝇神经干细胞只在发育过程中存在,成体中没有;而哺乳动物神经干细胞则长期存在。另外,果蝇NB不对称分裂是内源性机制,不受外部微环境影响;而哺乳动物神经干细胞则需要外源和内源的信号相互作用来调控不对称分裂。
(1)神经干细胞是一类具有___能力的细胞,其经历一次不对称分裂,干细胞的数量将___。
(2)结合已有知识判断,果蝇NB与GMC细胞在___方面可能存在差异。
A.DNA种类 B.蛋白质种类
C.细胞形态 D.细胞器数量
(3)果蝇神经干细胞不对称分裂过程中,四个关键步骤相互偶联,顺序依次是___。
A.纺锤体方向的正确定位
B.神经干细胞极性的确定
C.细胞命运决定因子的不对称分布
D.转接蛋白连接Par和Pins/Gαi/Mud复合物
E.细胞命运决定因子被不均等地分入子细胞
(4)文中内容从___水平揭示了果蝇神经干细胞不对称分裂的机制,为进一步探究生物体内调控细胞极性的规律提供了支持。
【答案】(1) 分裂、分化 不变
(2)BCD
(3)BACE
(4)分子与细胞
【解析】(1)干细胞是一类具有分裂、分化能力的细胞。根据题干可知,果蝇神经干细胞(NB)通过不对称分裂形成两个大小不同的子细胞,大细胞继续维持干性,实现NB的自我更新;小细胞成为趋于分化的神经节母细胞(GMC),则神经干细胞经历一次不对称分裂,干细胞的数量将不变。
(2)果蝇NB与趋于分化的神经节母细胞(GMC细胞)分化程度不同,细胞分化的本质是基因的选择性表达,蛋白质种类、细胞形态和细胞器数量均会发生相应的变化。
(3)根据题干可知果蝇神经干细胞的不对称分裂过程:①顶端的Par复合物定位于神经干细胞的顶部,决定细胞的极性。②Par复合物通过转运蛋白Insc连接Pins/Gαi/Mud复合物,后者结合星状微管,引导纺锤体方向的确定。③同时,细胞命运决定因子Pros、Brat和Numb由于顶端复合物的作用,被不对称分布于细胞底部,使得底部的子细胞趋向于分化为GMC;而顶部的子细胞没有细胞命运决定因子的作用,依旧保持干性,由此实现自我更新。故选BACE。
(4)文中内容描述了转运蛋白Insc等相关生物分子在神经干细胞(NB)不对称分裂过程中的作用机制,从分子与细胞水平揭示了果蝇神经干细胞不对称分裂的机制。
16.(23-24高一上·北京西城·期末)随着年龄增长,肌肉损伤的恢复能力不断下降。其原因与蛋白质Gas1有关,该蛋白质会影响肌肉干细胞的相关行为。
(1)肌肉干细胞可以通过____产生更多的干细胞,还能通过____形成成熟的肌肉细胞,从而实现肌肉损伤的恢复。
(2)研究发现随着年龄增长表达Gas1基因的肌肉干细胞所占比例增加,据此推测,Gas1蛋白可能____(填“促进”或“抑制”)肌肉损伤修复。为进一步明确Gas1蛋白在肌肉损伤修复过程中的作用,分别检测4组小鼠肌肉损伤前后肌肉干细胞的数量变化,结果如下图所示,请在图中补充支持上述推测的结果____。
(3)已知Ret蛋白能够促进肌肉修复。科研人员根据相关研究提出假设:Gas1蛋白通过与Ret蛋白结合而影响肌肉修复。支持该假设的证据包括____。
A.Gas1蛋白和Ret蛋白在肌肉干细胞中定位区域相同
B.Gas1基因的全面表达能导致Ret基因表达量的降低
C.用Gas1蛋白特异性结合物质处理细胞匀浆获得的复合物中能检测到Ret蛋白
D.Gas1蛋白去除某区域后无法结合Ret蛋白,其对肌肉修复的影响作用消失
(4)根据以上研究提出一种治疗“肌肉衰退症”的思路____。
【答案】(1) 细胞分裂(分裂) 细胞分化(分化)
(2) 抑制
(3)ACD
(4)激活 Ret 蛋白的活性/抑制 Gas1 基因的表达/增强 Ret 基因的表达/抑制 Gas1 蛋白与 Ret 蛋白的结合
【解析】(1)细胞通过细胞分裂进行增殖,因此肌肉干细胞可以通过细胞分裂产生更多的干细胞。通过细胞分化会使细胞种类增多,故肌肉干细胞通过细胞分化形成成熟的肌肉细胞。
(2)随着年龄增长表达Gas1基因的肌肉干细胞所占比例增加,且肌肉损伤的恢复能力不断下降,由此推测,Gas1蛋白可能抑制肌肉损伤修复。分析左图,幼龄鼠中肌肉干细胞分裂能力较强,在损失后,对照组幼龄鼠肌肉中肌肉干细胞中只有一部分表达Gas1基因,而全面表达Gas1基因的幼龄鼠全部表达Gas1基因,Gas1蛋白可能抑制肌肉损伤修复,因此全面表达Gas1基因的幼龄鼠中肌肉干细胞的含量低于对照组幼龄鼠。分析右图,老年鼠中肌肉干细胞分裂能力较弱,因此对照组老年鼠肌肉干细胞的分裂较少,敲除Gas1基因的老年鼠由于不能表达出Gas1基因,因此,肌肉中肌肉干细胞分裂较多,由此所述:4组小鼠肌肉损伤前后肌肉干细胞的数量变化如图所示: 。
(3)A、Gas1蛋白通过与Ret蛋白结合而影响肌肉修复,由此分析,Gas1蛋白和Ret蛋白在肌肉干细胞中定位区域相同,A正确;
B、Gas1基因的全面表达会导致Gas1蛋白与Ret蛋白的结合增加,但无法说明Gas1基因的全面表达能导致Ret基因表达量的降低,B错误;
C、Gas1蛋白会与Ret蛋白结合,因此用Gas1蛋白特异性结合物质处理细胞匀浆获得的复合物中能检测到Ret蛋白,C正确;
D、Gas1蛋白通过与Ret蛋白结合而影响肌肉修复,因此,如果Gas1蛋白去除某区域后无法结合Ret蛋白,Gas1蛋白对肌肉损伤修复的抑制作用会消失,D正确。
故选ACD。
(4)Gas1蛋白通过与Ret蛋白结合而影响肌肉修复,且Gas1蛋白可能抑制肌肉损伤修复,Ret蛋白能够促进肌肉修复,因此通过激活 Ret 蛋白的活性、抑制 Gas1 基因的表达、增强 Ret 基因的表达、抑制 Gas1 蛋白与 Ret 蛋白的结合。
考点03
细胞的衰老和死亡
一、单选题
1.(24-25高一上·北京房山·期末)为研究毒品海洛因的危害,将受孕7天的大鼠按下表随机分组进行实验,结果如下。以下分析不合理的是( )
处理
检查项目
处理
对照组
低剂量组
中剂量组
高剂量组
活胚胎数/胚胎总数(%)
100
76
65
55
脑畸形胚胎数/活胚胎数(%)
0
33
55
79
脑中促凋亡蛋白Bax含量(μg·L-1)
6.7
7.5
10.0
12.5
A.低剂量海洛因即可严重影响胚胎的正常发育
B.海洛因促进Bax含量提高会导致脑细胞凋亡
C.对照组胚胎的发育过程中不会出现细胞凋亡
D.结果提示孕妇吸毒有造成子女智力障碍的风险
【答案】C
【解析】A、低剂量组活胚胎率为76%(对照组100%),脑畸形率为33%(对照组0%),说明低剂量已对胚胎发育产生显著影响,A正确;
B、Bax是促凋亡蛋白,其含量随海洛因剂量增加而升高,且脑畸形率同步上升,表明海洛因通过提高Bax含量促进脑细胞凋亡,B正确;
C、细胞凋亡是胚胎正常发育的必要过程(如器官形成),对照组虽无海洛因影响,但仍存在生理性细胞凋亡,C错误;
D、海洛因导致脑畸形率升高,可能损害胎儿脑发育,增加智力障碍风险,D正确。
故选C。
2.(24-25高一上·北京房山·期末)人的胚胎发育早期经历过有尾阶段,后来尾部消失是因为发生了( )
A.细胞分化 B.细胞生长 C.细胞凋亡 D.细胞分裂
【答案】C
【解析】A、细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程,但不会直接导致结构消失,A错误;
B、细胞生长指细胞体积增大,与尾部消失无关,B错误;
C、细胞凋亡是由基因调控的主动的细胞死亡过程,胚胎尾部细胞程序性死亡导致结构消失,C正确;
D、细胞分裂使细胞数量增加,与尾部退化无关,D错误。
故选C。
3.(24-25高一上·北京海淀·期末)蝌蚪发育为花背蟾蜍的过程中,其尾部细胞发生的变化主要为( )
A.细胞增殖 B.细胞衰老 C.细胞坏死 D.细胞凋亡
【答案】D
【解析】A、细胞增殖指细胞通过分裂增加数量的过程,而蝌蚪尾部消失是结构退化,并非细胞分裂,A错误;
B、细胞衰老是细胞生理功能衰退的现象,虽可能伴随部分细胞衰老,但尾部整体消失的主因并非衰老,B错误;
C、细胞坏死是由外界因素导致的被动死亡,属于病理性损伤,而蝌蚪尾部消失是发育中的主动过程,C错误;
D、细胞凋亡是由基因调控的主动的、程序性死亡,是生物体正常发育的必要过程。蝌蚪尾部退化属于细胞凋亡,D正确。
故选D。
4.(24-25高一上·北京延庆·期末)衰老细胞在生理功能上会发生明显变化,下列有关细胞衰老特征的叙述,不正确的是( )
A.细胞内水分减少 B.有些酶的活性降低
C.细胞膜的物质运输功能降低 D.新陈代谢速率加快
【答案】D
【解析】A、细胞内水分减少,导致细胞萎缩、体积变小,是细胞衰老的特征之一,A正确;
B、细胞衰老时,部分酶(如与呼吸相关的酶)的活性降低,导致代谢减慢,B正确;
C、细胞膜的物质运输功能因膜流动性下降而降低,C正确;
D、细胞衰老时,新陈代谢速率应减慢而非加快,D错误。
故选D。
5.(24-25高一上·北京昌平·期末)下列关于细胞衰老的叙述,错误的是( )
A.草履虫细胞的衰老意味着草履虫个体的衰老
B.细胞衰老过程会发生生理状态和化学反应的复杂变化
C.衰老细胞水分减少,细胞核体积变小,染色质染色加深
D.衰老细胞内多种酶活性降低,呼吸速率减慢
【答案】C
【解析】A、草履虫是单细胞生物,细胞衰老即个体衰老,A正确;
B、在细胞衰老的过程中,细胞的生理状态和化学反应都会发生复杂的变化,B正确;
C、衰老细胞细胞核体积变大,染色质收缩染色加深,C错误;
D、衰老细胞内多种酶活性降低,呼吸速率减慢,D正确。
故选C。
6.(24-25高一上·北京丰台·期末)下列关于细胞衰老的叙述正确的是( )
A.衰老细胞内的色素积累较少
B.端粒受损不可能导致细胞衰老
C.细胞的形态、结构、功能不会发生改变
D.细胞皱缩,水分减少,物质运输功能降低
【答案】D
【解析】A、衰老细胞内的色素积累较多,出现“老年斑”,A错误;
B、根据端粒学说可知,端粒DNA序列受损导致细胞衰老,B错误;
C、细胞衰老后,其细胞的形态、结构、功能都会发生改变,如细胞体积变小,代谢减慢等,C错误;
D、衰老细胞皱缩,细胞体积减小,水分减少,细胞膜通透性改变,物质运输功能降低,D正确。
故选D。
7.(24-25高一上·北京顺义·期末)在多细胞生物体发育的过程中,下列关于细胞分裂、分化、衰老和死亡的叙述,正确的是( )
A.所有细胞都不断地进行细胞分裂
B.细胞衰老与个体衰老同步发生
C.细胞分化仅发生于胚胎发育早期
D.细胞的衰老和凋亡是正常的生命现象
【答案】D
【解析】A、高度分化的细胞不再分裂,如神经细胞,A错误;
B、多细胞生物体细胞的衰老与个体衰老不同步,B错误;
C、细胞分化发生在整个生命进程中,C错误;
D、细胞的分裂、分化、衰老和凋亡是正常的生命现象,D正确。
故选D。
8.(24-25高一上·北京朝阳·期末)当核仁的体积增大到一定阈值时,酵母细胞的寿命就会进入倒计时。下列说法不合理的是( )
A.正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新
B.年轻酵母细胞比衰老酵母细胞核仁的体积大
C.细胞的衰老和凋亡都是基因程序性表达的结果
D.减缓核仁的增大,可能延迟酵母细胞的衰老
【答案】B
【解析】A、细胞衰老是正常的生命现象,正常的细胞衰老有利于机体实现自我更新,对机体正常生命活动是有利的,A正确;
BD、当核仁的体积增大到一定阈值时,酵母细胞的寿命就会进入倒计时,据此推测年轻酵母细胞比衰老酵母细胞核仁的体积小,减缓核仁的增大,可能延迟酵母细胞的衰老,B错误,D正确;
C、细胞的衰老和凋亡属于细胞正常的生命历程,都是基因程序性表达的结果,C正确;
故选B。
9.(24-25高一上·北京·期末)正常情况下,下列关于细胞增殖、分化、衰老和死亡的叙述中,正确的是( )
A.所有的体细胞都不断地进行细胞分裂
B.细胞分化发生于个体发育的整个生命过程
C.细胞衰老和个体衰老是同步进行的
D.细胞的衰老和坏死是正常的生理过程
【答案】B
【解析】A、已高度分化的体细胞不再分裂,A错误;
B、细胞分化贯穿于整个生命历程,在胚胎时期达到最大限度,B正确;
C、对于单细胞生物来说,细胞衰老和个体衰老是同步进行的,对于多细胞生物来说,细胞衰老与个体衰老并非同步的,生长发育的不同时期均有细胞的衰老,C错误;
D、细胞的坏死不是正常的生理过程,D错误。
故选B。
10.(22-23高一上·北京怀柔·期末)与个体衰老一样,细胞衰老会表现出明显的特征。下列不属于细胞衰老特征的是( )
A.细胞内水分增多 B.多种酶的活性降低
C.细胞内色素积累较多 D.新陈代谢速率减慢
【答案】A
【解析】A、细胞衰老时细胞内含水量下降,A错误;
B、细胞衰老时有些酶的活性降低,所以代谢变慢,B正确;
C、细胞衰老时,代谢变慢造成色素积累,C正确;
D、细胞衰老时有些酶的活性降低,所以代谢变慢,D正确。
故选A。
11.(23-24高一上·北京密云·期末)鸡爪趾骨间没有蹼状结构而鸭掌有,但在胚胎时期,这两种动物的趾间都有蹼状结构。科学家进行了如下实验:①将鸭胚胎中预定形成鸭掌部分的细胞移植到鸡胚胎相应部位,结果鸡爪长成了鸭掌;②将鸡胚胎中预定形成鸡爪部分的细胞移植到鸭胚胎相应部位,结果鸭掌长成了鸡爪。下列叙述错误的是( )
A.鸡爪璞的消失过程不会出现细胞衰老和坏死
B.鸡爪璞的消失过程有细胞分裂和细胞分化
C.实验①和实验②结果表明凋亡是由基因决定的
D.实验表明细胞凋亡有利于多细胞生物体的生存
【答案】A
【解析】AB、胚胎发育过程中存在细胞的分裂、细胞的分化和细胞的衰老以及细胞的死亡,胚胎培养过程中,营养物质充足,不会发生细胞坏死,但会发生生细胞凋亡,因此鸡爪璞的消失过程有细胞分裂、细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡等过程,A错误,B正确;
C、实验①中预定形成鸭掌部分的细胞移植到鸡胚胎相应部位,结果鸡爪长成了鸭掌,没有发生细胞凋亡,实验②预定形成鸡爪部分的细胞移植到鸭胚胎相应部位,结果鸭掌长成了鸡爪,发生了细胞凋亡,实验①和②形成对比实验,说明细胞凋亡是由基因决定的,C正确;
D、细胞凋亡是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,如鸡爪蹼的消失可以适应陆地生活,由此可见,细胞凋亡有利于多细胞生物体的生存,D正确。
故选A。
12.(23-24高一上·北京昌平·期末)研究者对人角质细胞分别进行不同时长的紫外线照射,然后进行细胞培养,得到如图所示的细胞凋亡情况。有关说法错误的是( )
A.培养6h后,细胞凋亡率明显增加
B.培养12h时,细胞凋亡率与紫外线照射时间成正相关
C.细胞凋亡是由遗传机制决定的程序性死亡
D.细胞凋亡是由于紫外线照射引起的细胞坏死
【答案】D
【解析】A、由图可知,各紫外线照射时间下,培养6h后,细胞凋亡率明显增加,A正确;
B、培养12h时,紫外线照射时间越长,其细胞凋亡率越高,即细胞凋亡率与紫外线照射时间成正相关,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,C正确;
D、细胞凋亡不属于细胞坏死,D错误。
故选D。
13.(23-24高一上·北京朝阳·期末)下图表示个体生长、发育过程中细胞的生命历程,下列说法错误的是( )
A.过程A、B产生的细胞中DNA数目相同
B.过程D是由基因决定的细胞的程序性死亡
C.个体可通过E过程清除被病原体感染的细胞
D.处于青春期的年轻人,体内可发生C、E过程
【答案】B
【解析】A、细胞分裂和分化产生的细胞中(核)DNA数目相同,A正确;
B、细胞坏死是指在不利因素影响下,细胞正常代谢活动受损或中断引起细胞损伤和死亡,B错误;
C、通过凋亡被病原体感染的细胞,可以抵御外界因素的干扰,维持内部环境的稳定,C正确;
D、虽然处于是青春期的年轻人,但体内细胞也会出现正常的衰老和凋亡,D正确。
故选B。
14.(23-24高一上·北京西城·期末)在鸡胚的趾原基发育到一定阶段时,趾间部分细胞消失并最终形成具有一定形状的鸡爪。在此阶段之前,无论把这些趾间细胞移植到鸡胚的哪一部位,这些细胞仍会按时消失。趾间部分细胞消失的现象属于( )
A.细胞分化 B.细胞坏死
C.细胞衰老 D.细胞凋亡
【答案】D
【解析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程,鸡爪胚胎发育时期趾间细胞的消失属于细胞凋亡,D正确,ABC错误。
故选D。
二、非选择题
15.(24-25高一上·北京丰台·期末)柑橘一般采用嫁接的方式进行繁殖,其中砧木是果树生长的基础(图1),为探究缺铁胁迫对柑橘砧木幼苗的影响,科研人员进行了系列研究。
(1)铁元素主要以___________形式被植物根细胞从土壤中通过___________方式逆浓度吸收。
(2)为探究缺铁对枳壳和枳橙两种砧木的影响,将上述砧木幼苗放在缺铁(-Fe)和正常铁(+Fe)培养液中培养。选取各植株顶端完全展开、成熟的第3~4片叶,提取并计算总叶绿素的含量,结果如图2,推测缺铁对枳橙叶片光合色素的影响较大,依据是___________。
(3)为进一步探究缺铁的影响,观察上述材料的叶绿体超微结构,结果如图3。a、b为不同条件下砧木幼苗类囊体片层的亚显微结构典型照片,推测___________是枳橙缺铁胁迫下的照片,理由是___________。
(4)培养3个月后,检测不同材料的蔗糖和淀粉含量,结果如下所示,缺铁条件下___________的含量明显上升,可能的原因是光合作用产物运输受阻。
砧木
处理
蔗糖
淀粉
枳壳
-Fe
0.27
1.12
+Fe
1.49
1.80
枳橙
-Fe
4.87
1.51
+Fe
2.88
2.12
(5)综合以上研究,缺铁胁迫导致枳橙砧木幼苗光合作用明显降低的因素可能是___________。(写出两点)
【答案】(1) 离子 主动运输
(2)枳橙总叶绿素含量下降程度大于枳壳
(3) a 与b相比a的类囊体的膜结构受损,自噬体增多、增大(细胞自噬增强)
(4)枳橙蔗糖
(5)总叶绿素含量降低、类囊体膜结构受损、光合作用生成的糖转运障碍
【解析】(1)主动运输一般是逆浓度梯度运输,铁元素主要以离子的形式被植物根细胞从土壤中通过主动运输方式逆浓度吸收。
(2)分析图2可知,与正常铁(+Fe)相比,缺铁(-Fe)组枳橙总叶绿素含量下降程度大于枳壳,因此推测缺铁对枳橙叶片光合色素的影响较大。
(3)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。分析图3可知,与b相比a组的自噬体增多、增大,说明a组类囊体的膜结构受损,因此推测a是枳橙缺铁胁迫下的照片。
(4)分析表格可知,与正常铁(+Fe)相比,缺铁(-Fe)组枳橙中蔗糖增加量最大,即缺铁条件下枳橙蔗糖的含量明显上升,可能的原因是光合作用产物运输受阻。
(5)由(2)可知,缺铁使枳橙总叶绿素含量下降,因此缺铁胁迫导致枳橙砧木幼苗光合作用明显降低;由(3)可知,缺铁使枳橙类囊体的膜结构受损,类囊体的膜是光反应的场所,因此缺铁胁迫导致枳橙砧木幼苗光合作用明显降低;由(4)可知,缺铁使枳橙光合作用生成的糖转运障碍,因此缺铁胁迫导致枳橙砧木幼苗光合作用明显降低。
16.(23-24高一上·北京通州·期末)福橘是我国的传统名果,科研人员以航天搭载的福橘茎尖为材料进行了研究。请回答问题:
(1)福橘茎尖经组织培养后可形成完整的植株,原因是植物细胞具有___________性。此过程发生了细胞的增殖和___________。
(2)为探索航天搭载对细胞有丝分裂的影响,科研人员对组织培养的福橘茎尖细胞进行显微观察。
①制作茎尖临时装片需要经过___________、漂洗、___________和制片等步骤。
②观察时拍摄的两幅显微照片如图。照片a和b中的细胞分别处于有丝分裂的___________期和后期。正常情况下,染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面上,之后着丝粒分裂,___________分开,成为两条染色体,分别移向两极。
③图中箭头所指位置出现了落后的染色体。有丝分裂过程中,染色体在___________的牵引下运动,平均分配到细胞两极,落后染色体的出现很可能是其结构异常导致的。
(3)研究人员发现,变异后的细胞常会出现染色质凝集等现象,最终自动死亡,这种现象称为细胞___________。因此,若要保留更多的变异类型,还需进一步探索适当的方法。
【答案】(1) 全能 分化
(2) 解离 染色 中 姐妹染色单体 纺锤丝
(3)凋亡
【解析】(1)福橘茎尖经组织培养后可形成完整的植株,原因是植物细胞具有全能性,在福橘茎尖形成完整植株的过程中,既有细胞数量的增多也有细胞种类的增多,即此过程发生了细胞的增殖和分化。
(2)①制作茎尖临时装片流程:解离→漂洗→染色→制片,即制作茎尖临时装片需要经过解离、漂洗、染色和制片等步骤。
②分析图a可知,着丝粒整齐的排列在赤道板的两侧,所以照片a的细胞处于有丝分裂的中期。有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,分别移向两极。
③有丝分裂过程中,染色体在纺锤丝的牵引下运动,平均分配到细胞两极。
(3)细胞凋亡指由基因决定的细胞自动结束生命的过程,所以研究人员发现,变异后的细胞常会出现染色质凝集等现象,最终自动死亡,这种现象称为细胞凋亡。
17.(24-25高一上·北京东城·期末)学习下列材料,回答(1)~(4)题。
为衰老按下“慢放键”
人类间充质干细胞(hMSC)是机体内部分组织细胞再生的重要来源。新生儿脐带中的hMSC具有更新快、抗炎、病菌少、易迁移等优点,经移植后可用于受损器官的修复。但因其在体外大规模培养若干代后易自发衰老,限制了它在临床的应用。
细胞衰老时,往往伴随着异常蛋白质的积累,导致细胞损伤。泛素一蛋白酶体系统是细胞内清除异常蛋白质的主要途径之一、泛素(Ub)是真核细胞内的小分子蛋白质,可在酶的作用下结合到目标蛋白上进行标记,被标记的蛋白质会被引导进入含有大量水解酶的蛋白酶体中被降解。泛素与目标蛋白的结合需要多种酶家族的协同作用。科研人员发现,hMSC中属于酶家族成员之一的CUL2蛋白缺失可以诱发最强烈的衰老现象。CUL2通过什么机制抵抗hMSC衰老呢?目前已知蛋白质T2可通过调节细胞周期相关蛋白P21的含量影响细胞衰老,而CUL2参与了T2的降解(如图)。
研究还发现,hMSC细胞线粒体中的S3蛋白一方面可通过抑制自由基的形成从而维持线粒体结构和功能的稳定;另一方面可进入细胞核中与相关蛋白结合,抑制染色质两端结构的分解,从而延缓细胞衰老。
研究脐带hMSC衰老的分子机制,找到相应策略实现延缓hMSC衰老,对于再生医学等领域具有重要意义。
(1)hMSC之所以能作为机体部分组织细胞再生的重要来源,是因其具有___________能力。在特定条件下将脐带hMSC诱导为神经元、软骨细胞和肝细胞等多种细胞的过程,这是基因___________的结果,该过程体现了细胞的___________。
(2)自发衰老是限制脐带hMSC在临床应用的主要因素,细胞衰老会表现出___________、___________等特征。
(3)下列关于CUL2和S3抗衰机制的推断正确的是___________(选填字母)。
A.CUL2缺失细胞中,T2更多
B.T2可降低P21的含量
C.细胞周期相关蛋白P21可能抑制有丝分裂
D.S3有助于细胞中能量的充足供应
E.S3缺失的细胞可能由于端粒长度的缩短而衰老
(4)为延缓脐带hMSC衰老,根据文中信息,尝试从分子水平提出一条解决思路。
【答案】(1) 分裂和分化 选择性表达 全能性
(2) 细胞膜通透性改变,物质运输功能降低;细胞核体积增大,核膜内折、染色质收缩、染色加深;细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小; 细胞内多种酶活性降低,呼吸速率减慢﹐代谢速率减慢;细胞内的色素累积;异常蛋白质积累增多
(3)ACDE
(4)增加CUL2(或S3)的含量/减少P21(或T2)的含量。
【解析】(1)干细胞是已经分化但还保留有分裂能力的细胞,所以hMSC之所以能作为机体部分组织细胞再生的重要来源,是因其具有分裂和分化的能力,在特定条件下将脐带hMSC诱导为神经元、软骨细胞和肝细胞等多种细胞的过程是细胞分化,细胞分化的实质是基因的选择性表达,脐带hMSC诱导为神经元、软骨细胞和肝细胞等多种细胞体现了细胞全能性。
(2)衰老的细胞具有细胞膜通透性改变,物质运输功能降低;细胞核体积增大,核膜内折、染色质收缩、染色加深;细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小;细胞内多种酶活性降低,呼吸速率减慢﹐代谢速率减慢;细胞内的色素累积;异常蛋白质积累增多等特点。
(3)A、CUL2参与了T2的降解,所以CUL2缺失细胞中,T2降解能力弱,所以数量更多,A正确;
B、从图中看出,衰老的细胞中,有T2的参与,P21数量更多,B错误;
C、衰老的细胞分裂能力弱,从图中看出,衰老细胞P21更多,所以细胞周期相关蛋白P21可能抑制有丝分裂,C正确;
D、hMSC细胞线粒体中的S3蛋白可通过抑制自由基的形成从而维持线粒体结构和功能的稳定,而线粒体为细胞提供能量,所以S3有助于细胞中能量的充足供应,D正确;
E、S3蛋白可进入细胞核中与相关蛋白结合,抑制染色质两端结构的分解,从而延缓细胞衰老,如果S3缺失,细胞可能由于端粒长度的缩短而衰老,E正确。
故选ACDE。
(4)根据题干信息,衰老细胞中CUL2减少,S3蛋白可以抑制细胞衰老,所以可增加CUL2(或S3)的含量延缓衰老,同时P21或T2增多使细胞衰老,因此可以减少P21(或T2)的含量延缓衰老。
18.(23-24高一上·北京密云·期末)福橘是我国的传统名果,科研人员以航天搭载的福橘茎尖为材料进行了研究。请回答问题:
(1)福橘茎尖经组织培养后可形成完整的植株,原因是植物细胞具有___性。此过程发生了细胞的___。
(2)为探索航天搭载对细胞有丝分裂的影响,科研人员对组织培养的福橘茎尖细胞进行显微观察。
①制作茎尖临时装片需要经过___、漂洗、染色和制片等步骤。
②观察时拍摄的两幅显微照片如图。照片a和b中的细胞分别处于有丝分裂的___期和后期。正常情况下,染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面上,之后着丝粒分裂,___分开,成为两条染色体,分别移向两极。
③图中箭头所指位置出现了落后的染色体。落后染色体的出现很可能是___结构异常导致的。
(3)研究人员发现,变异后的细胞常会出现染色质凝集等现象,最终自动死亡,这种现象称为___。
【答案】(1) 全能 增殖和分化
(2) 解离 中 姐妹染色单体 纺锤丝
(3)凋亡
【解析】(1)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。福橘茎尖经组织培养后可形成完整的植株,原因是植物细胞具有全能性,在福橘茎尖形成完整植株的过程中,既有细胞数量的增多也有细胞种类的增多,即此过程发生了细胞的增殖和分化。
(2)①制作茎尖临时装片流程:解离→漂洗→染色→制片,即制作茎尖临时装片需要经过解离、漂洗、染色和制片等步骤。
②分析图a可知,着丝粒整齐的排列在赤道板的两侧,所以照片a的细胞处于有丝分裂的中期。有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,分别移向两极。
③有丝分裂过程中,染色体在纺锤丝的牵引下运动,平均分配到细胞两极。落后染色体的出现很可能是纺锤丝异常导致的。
(3)细胞凋亡指由基因决定的细胞自动结束生命的过程,所以研究人员发现,变异后的细胞常会出现染色质凝集等现象,最终自动死亡,这种现象称为细胞凋亡。
试卷第36页,共37页
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