内容正文:
课题研习(二) 细胞分化、衰老和死亡
万丈高楼平地起,基础还得靠自己/以下必备基础知识,课下自主记准记牢
1.明确细胞分化的机理和结果 2.识记细胞衰老的特征,理解细胞衰老的机理
3.图解细胞凋亡的机理 4.“三看法”区分细胞凋亡与细胞坏死
5.细胞自噬
任务(一) 端粒、端粒酶与细胞衰老
1.(2025·石家庄模拟)端粒酶是一种由RNA和蛋白质组成的核糖核酸—蛋白复合物,主要功能是延长端粒,防止染色体在细胞分裂过程中逐渐缩短。依据端粒学说,下列关于细胞衰老与端粒酶关系的描述,错误的是 ( )
A.正常体细胞中端粒酶活性较低,随着细胞分裂次数增加,端粒逐渐缩短,细胞走向衰老
B.推测端粒酶属于一种逆转录酶,能以自身携带的RNA为模板合成端粒DNA
C.胚胎干细胞中端粒酶活性较高,这有助于维持其大量的增殖而不发生过早衰老
D.在肿瘤细胞中,端粒酶活性通常被抑制,以防止细胞的无限增殖和肿瘤的恶化
解析:选D 正常体细胞中,由于端粒酶活性低,在细胞分裂过程中,端粒会逐渐缩短,端粒长度达到临界值时,细胞就会走向衰老,A正确;据题干信息推测,端粒酶的本质是逆转录酶,以自身的RNA为模板合成端粒DNA序列,从而补充端粒长度,B正确;胚胎干细胞具有不断增殖分化的能力,胚胎干细胞中端粒酶活性较高,这使得胚胎干细胞能够在分裂多次时仍维持端粒长度,不至于过早衰老,C正确;在肿瘤细胞中,端粒酶活性通常被异常激活,这使得肿瘤细胞在不断分裂的过程中端粒不会缩短,从而实现细胞的无限增殖,使肿瘤恶化,D错误。
2.(2025·哈尔滨二模)端粒的长短与细胞衰老密切相关,端粒酶延长端粒的作用机理如图所示。下列有关叙述错误的是 ( )
A.端粒酶是一种逆转录酶,由RNA和蛋白质共同组成
B.端粒酶发挥作用后在母链中延长的重复序列为5'-TTGGGG-3'
C.每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体即端粒
D.随着端粒酶活性的升高,细胞的分裂能力可能升高、衰老速度可能减慢
解析:选B 由题图可知,通过端粒酶中的RNA作为逆转录的模板,逆转录出端粒DNA,说明端粒酶是一种逆转录酶,由RNA和蛋白质共同组成,A正确;端粒酶发挥作用后在母链中延长的重复序列应是5'-GGGTTG-3',B错误;每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体即端粒,随着细胞分裂次数增多,端粒逐渐变短,C正确;随着端粒酶活性的升高,缩短的端粒被修复,因而细胞的分裂能力可能升高、衰老速度可能减慢,D正确。
深化知能·发展素养 端粒学说与细胞衰老
(1)端粒和端粒酶
①端粒是染色体末端一段高度简单重复的核苷酸序列和蛋白质组成的复合体。在分裂的细胞中,端粒核苷酸序列的合成只能在端粒酶的催化下完成。
②端粒酶是一种逆转录酶,它由RNA和蛋白质组成,以自身RNA为模板,合成端粒核苷酸序列,加到新合成DNA链末端。一般情况下,动物的生殖细胞、干细胞和癌细胞中的端粒酶具有活性。
(2)端粒与细胞衰老
在正常二倍体细胞中,DNA复制完成后,5'端RNA引物一旦切去,就留下一段空缺。由于这些正常二倍体细胞中端粒酶没有活性,因此5'端空缺就无法得到修复。这样,DNA每复制一次,5'端就缩短一截,缩短到一定程度,细胞就不再分裂,于是细胞就进入衰老乃至死亡。
任务(二) 细胞凋亡和细胞自噬
突破点(一) 细胞焦亡、铁死亡和铜死亡
1.(2025·山东高考)利用病毒样颗粒递送调控细胞死亡的执行蛋白可控制细胞的死亡方式。细胞接收执行蛋白后,若激活蛋白P,则诱导细胞发生凋亡,细胞膜突起形成小泡,染色质固缩;若激活蛋白Q,则诱导细胞发生焦亡,细胞肿胀破裂,释放大量细胞因子。下列说法错误的是 ( )
A.细胞焦亡可能引发机体的免疫反应
B.细胞凋亡是由基因所决定的程序性细胞死亡
C.细胞凋亡和细胞焦亡受不同蛋白活性变化的影响
D.通过细胞自噬清除衰老线粒体的过程属于细胞凋亡
解析:选D 由题意可知,细胞焦亡会使细胞肿胀破裂,释放大量细胞因子,细胞因子可作为免疫信号,可能引发机体的免疫反应,A正确。细胞凋亡是由基因决定的程序性细胞死亡,受到严格的遗传机制调控,是细胞主动结束生命的过程,B正确。根据题干信息可知,若激活蛋白P,则诱导细胞发生凋亡;若激活蛋白Q,则诱导细胞发生焦亡,说明二者受不同蛋白活性变化的影响,C正确。细胞自噬主要是细胞对自身内部结构的降解、回收利用的过程,有利于维持细胞内环境稳态;通过细胞自噬清除衰老线粒体,没有导致细胞死亡,故不属于细胞凋亡,D错误。
2.(2025·黄山二模)铁死亡是一种不同于细胞凋亡、细胞自噬性死亡的铁依赖性细胞程序性死亡。铁死亡的主要机制是在二价铁或酯氧合酶作用下,催化细胞膜上的不饱和脂肪酸发生脂质过氧化,从而诱导细胞死亡。此外,还表现为抗氧化体系的调控核心酶——谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)的含量或活性降低。GPX4依赖谷胱甘肽(GSH,由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸组成的三肽)来还原脂质过氧化物,而细胞内GSH正常浓度的维持依赖于细胞转运胱氨酸的Xc-系统。下列叙述正确的是 ( )
A.铁死亡与细胞凋亡、细胞坏死都是由基因调控的细胞死亡
B.细胞内铁异常增多,机体会代偿性降低GPX4的表达水平
C.研制靶向药物抑制癌细胞GPX4活性,是癌症治疗的一种新思路
D.Xc-系统异常引起的神经系统退行性病变患者,可口服GSH来治疗
解析:选C 铁死亡、细胞凋亡都是细胞程序性死亡,是由基因调控的死亡,但细胞坏死是不利因素导致的细胞死亡,不是由基因控制的,A错误;细胞内铁异常增多,会促进脂质过氧化,从而诱导细胞发生铁死亡,而GPX4能还原脂质过氧化物抑制铁死亡,所以机体会代偿性升高GPX4的表达水平,B错误;抑制癌细胞GPX4活性,会使癌细胞内脂质过氧化物积累,诱导癌细胞铁死亡,是癌症治疗新思路,C正确;GSH是三肽,口服会被消化道内蛋白酶水解,不能达到治疗目的,D错误。
3.(2025·本溪模拟)机体内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。研究发现FDX1基因决定细胞铜死亡过程,它的低表达会促进癌症的发生、发展。下列叙述正确的是 ( )
A.在细胞中,大量元素铜主要以离子的形式存在
B.铜死亡属于细胞坏死,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.FDX1基因与细胞癌变有关,属于抑癌基因
解析:选D Cu属于微量元素,组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在,A错误;机体内过量的铜能引发程序性细胞死亡,因此,铜死亡属于细胞凋亡,也受环境因素影响,B错误;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;研究发现FDX1基因决定细胞铜死亡过程,它的低表达会促进癌症的发生、发展,据此可推测,FDX1基因与细胞癌变有关,属于抑癌基因,D正确。
拓展认知
1.细胞凋亡与细胞焦亡
细胞凋亡与细胞焦亡同为细胞程序性死亡,均可出现染色质凝聚、核浓缩等现象,但二者在诸多方面不同,其具体区别如下:
项目
细胞凋亡
细胞焦亡
概念
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程
是由炎症小体引发的一种细胞程序性死亡方式
诱导
刺激
生理性或病理性
病理性刺激
特征
无炎症反应,有凋亡小体形成
有明显的炎症反应,有焦亡小体形成
2.细胞凋亡与铁死亡
(1)铁死亡是一种铁依赖性的细胞程序性死亡方式,与细胞凋亡、焦亡、坏死和自噬等传统细胞死亡方式不同。铁死亡的主要机制是在二价铁作用下,催化细胞膜上高表达的不饱和脂肪酸发生脂质过氧化,从而诱导细胞死亡。
(2)在形态特征上,铁死亡不同于细胞凋亡、坏死和自噬。细胞凋亡会发生染色质浓缩,铁死亡的细胞细胞核大小正常,染色质不凝聚,其主要形态变化是线粒体皱缩、膜密度增加、线粒体嵴减少或消失等。
突破点(二) 溶酶体与细胞自噬
4.(2025·四川高考)通俗地说,细胞自噬就是细胞“吃掉”自身的结构和物质。下列叙述错误的是 ( )
A.溶酶体作为“消化车间”可为细胞自噬过程提供水解酶
B.线粒体作为“动力车间”为细胞自噬过程提供所需能量
C.细胞自噬产生的氨基酸可作为原料重新用于蛋白质合成
D.细胞自噬“吃掉”细胞器不利于维持细胞内部环境稳定
解析:选D 溶酶体含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器等,可作为“消化车间”为细胞自噬提供水解酶,A正确;线粒体是有氧呼吸的主要场所,能为细胞生命活动(包括细胞自噬)提供能量,B正确;通过细胞自噬分解衰老细胞器等产生的氨基酸,可作为原料参与蛋白质合成,C正确;细胞自噬“吃掉”衰老、损伤的细胞器,能维持细胞内部环境稳定,利于细胞正常代谢,D错误。
5.人体细胞自噬的过程如图所示。下列相关叙述错误的是 ( )
A.由图可知,自噬体的膜结构来自内质网
B.细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器
C.细胞自噬诱导的细胞死亡属于细胞坏死
D.细胞自噬机制的相关研究对许多疾病的防治有重要意义
解析:选C 由题图可知,自噬体的生物膜最初来源于内质网,A正确;机体通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以维持机体内部环境的相对稳定,B正确;细胞自噬诱导的细胞死亡属于程序性细胞死亡,即细胞凋亡,C错误;人类许多疾病的发生,可能与细胞自噬发生障碍有关,因此研究细胞自噬对疾病的防治有重要意义,D正确。
6.(2025·哈尔滨二模)细胞可通过自噬清除功能失调的细胞器及多余的代谢物质,产生特定的代谢产物以应对环境变化,促进细胞存活,维持机体健康。根据降解底物进入溶酶体的方式不同,可分为巨自噬、微自噬以及分子伴侣介导的自噬,如图所示。其中巨自噬过程需要LC3(泛素样蛋白)的参与,自噬启动时LC3的一小段多肽被剪切形成LC3-Ⅰ,自噬时LC3-Ⅰ和膜上的PE(磷脂酰乙醇胺)偶联转化为LC3-Ⅱ。下列相关叙述正确的是 ( )
A.巨自噬与微自噬过程都体现了细胞膜的功能特性
B.细胞自噬只在维持细胞内稳态机制中起着关键作用
C.三种自噬过程中特异性最强的是巨自噬
D.巨自噬过程中,细胞内LC3-Ⅰ与LC3-Ⅱ比值会降低
解析:选D 巨自噬是形成自噬体包裹物质与溶酶体融合,微自噬是溶酶体直接吞入物质,都涉及物质运输跨膜,体现细胞膜具有流动性这一结构特点,A错误。细胞自噬不仅维持细胞内稳态,还能应对环境变化、促进细胞存活,B错误。分子伴侣介导的自噬通过分子伴侣(HSPA)识别特定底物,特异性最强;巨自噬是吞噬泡非特异性包裹底物,特异性弱于分子伴侣介导的自噬,C错误。巨自噬过程中,LC3-Ⅰ与膜上PE偶联转化为LC3-Ⅱ,因此LC3-Ⅰ与LC3-Ⅱ比值降低,D正确。
深化知能·发展素养
1.细胞凋亡和自噬的区别与联系
(1)区别
①形态学上的区别:凋亡是细胞膜内陷形成凋亡小体后细胞解体;自噬主要是形成双层膜的自噬泡,包裹细胞质内的物质,然后与溶酶体融合消化掉内容物。
②生理意义上的区别:凋亡一定引起细胞死亡;自噬不一定引起细胞死亡。
(2)联系:有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
2.细胞自噬的意义
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;在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。
[课时训练]
一、选择题
1.(2025·云南高考)研究发现,细胞蛇是一种无膜细胞器,其在果蝇三龄幼虫大脑干细胞中数量较多,而神经细胞中几乎没有;在人类肝癌细胞中数量比正常组织中多。据此推测细胞蛇可能参与的生命活动是 ( )
A.细胞增殖 B.细胞分化
C.细胞凋亡 D.细胞衰老
解析:选A 因为细胞蛇在具有较强增殖能力的果蝇大脑干细胞和异常增殖的人类肝癌细胞中数量较多,所以推测细胞蛇可能参与细胞增殖,A符合题意。
2.(2025·邢台模拟)组成人的细胞的生命历程通常会经历分裂、分化、衰老和凋亡,少数细胞可能会发生坏死或癌变,下列相关叙述正确的是 ( )
A.人的体细胞和成熟的生殖细胞的增殖过程都需要进行DNA复制
B.人的成熟的红细胞和心肌细胞呼吸方式不同,但都具有全能性
C.细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变的过程都受基因的控制
D.人原始的生殖细胞有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期染色体数目相同
解析:选C 人的成熟的生殖细胞不能增殖,A错误;人的成熟的红细胞进行无氧呼吸,心肌细胞为有氧呼吸,两者都高度分化,不具有全能性,B错误;细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变的过程都受基因的控制,C正确;人原始的生殖细胞有丝分裂后期染色体数目为92条,减数分裂Ⅱ后期染色体数目为46条,D错误。
3.(2025·昆明模拟)人体内的骨骼肌肌母细胞在肌肉损伤时能增殖、分化成新的肌纤维,在体外特定培养条件下,肌母细胞可通过激活MyoD基因进行分化并丧失干细胞潜能。下列有关叙述错误的是 ( )
A.受损肌纤维被清除的过程属于细胞坏死
B.肌纤维衰老后,细胞内水分减少、细胞体积减小
C.通过检测肌母细胞中MyoD基因是否表达可确定细胞是否分化
D.肌母细胞与肌纤维中的核DNA相同,RNA、蛋白质种类不完全相同
解析:选A 受损肌纤维的清除属于细胞凋亡,A错误;肌纤维衰老后,细胞内水分减少、细胞体积减小,B正确;肌母细胞可通过激活MyoD基因进行分化,所以通过检测肌母细胞中MyoD基因是否表达可确定细胞是否分化,C正确;肌母细胞在肌肉损伤时能增殖、分化成新的肌纤维,细胞分化是基因选择性表达的结果,分化后的细胞核DNA未改变,但RNA和蛋白质与分化前的细胞存在差异,所以肌母细胞与肌纤维中的核DNA相同,RNA、蛋白质种类不完全相同,D正确。
4.(2025·黄冈模拟)人在衰老过程中某些性状会发生改变。为寻找衰老的原因,科研人员对染色质开展了相关研究(如图)。研究发现,DNA甲基化会抑制转录并引发更紧密的染色质结构的形成。下列有关叙述正确的是 ( )
A.个体衰老与紧密连接蛋白增加有关
B.DNA甲基化会使基因碱基序列发生改变
C.衰老细胞被免疫系统清除属于细胞凋亡
D.衰老细胞中染色质结构松散不利于基因表达
解析:选C 由题图可知,年轻个体染色质是紧密状态,紧密连接蛋白较多;衰老个体染色质松散,紧密连接蛋白减少,所以个体衰老与紧密连接蛋白减少有关,A错误;DNA甲基化不会改变基因的碱基序列,B错误;衰老细胞被免疫系统清除,是机体主动清除衰老细胞的过程,属于细胞凋亡,C正确;染色质结构松散,有利于DNA解旋,进而有利于基因表达,D错误。
5.(2025·广州模拟)如图为细胞的生命历程图,其中甲~辛表示相关生理过程。下列描述中合理的是 ( )
A.甲过程代表有丝分裂,乙过程中细胞的遗传物质发生改变导致不同细胞的产生
B.丙过程的发生是由于致癌因子使抑癌基因突变成原癌基因并表达
C.丁过程与基因表达有关,只发生在胚胎发育过程中,并与戊过程有区别
D.己过程中细胞内水分减少,多种酶活性降低,细胞核体积增大
解析:选D 甲是有丝分裂过程,乙是细胞分化,细胞分化的实质是细胞内基因的选择性表达,其遗传信息不发生改变,A错误;丙过程导致细胞癌变,细胞癌变是由于致癌因子使原癌基因或抑癌基因突变,B错误;丁过程与基因表达有关,细胞凋亡可以发生在多细胞生物的整个生命历程中,C错误;己过程为细胞衰老,细胞内水分减少,多种酶活性降低,细胞核体积增大,D正确。
6.(2025·湖北高考)科研人员以SA-β-Gal作为细胞衰老的分子标志,以EdU作为细胞DNA复制的标记,揭示了AP2A1蛋白通过调节p53蛋白表达量来影响细胞衰老的机制,实验结果如图。下列叙述错误的是 ( )
A.对照组中也有衰老的细胞
B.蛋白质AP2A1促进了细胞中p53蛋白积累
C.据图可推测衰老细胞中各种蛋白质的表达量上升
D.含EdU标记的细胞所占比例越大,表明细胞增殖越旺盛
解析:选C 根据题图可知,对照组中也有含SA-β-Gal(细胞衰老的分子标志)标记的细胞,说明对照组中也有衰老的细胞,A正确。根据题图可知,与对照组相比,AP2A1基因过表达组的p53蛋白相对表达量较高,说明蛋白质AP2A1促进了细胞中p53蛋白积累,B正确。图中仅展示了含SA-β-Gal、EdU标记细胞所占比例和p53蛋白表达量在对照组和AP2A1基因过表达组中的情况,不能据图推测衰老细胞中各种蛋白质的表达量都上升,C错误。根据题意可知,EdU是细胞DNA复制的标记,含EdU标记的细胞所占比例越大,意味着进行DNA复制的细胞越多,表明细胞增殖越旺盛,D正确。
7.(2025·泸州模拟)在动物细胞中,脂质修复酶GPXs可将脂质过氧化物转化为醇,保护细胞免受脂质过氧化物造成的损伤。若细胞中游离Fe2+过多,则GPXs会丧失活性,使细胞内部脂质过氧化物积累,导致细胞发生铁死亡。下列叙述正确的是 ( )
A.动物脂质中的脂肪富含不饱和脂肪酸
B.铁死亡不受环境因素影响,有利于细胞自然更新,属于细胞凋亡
C.若转铁蛋白可将细胞外的Fe2+运至细胞内,该蛋白的减少会阻止铁死亡的发生
D.某物质能提高肿瘤细胞GPXs活性,可诱导铁死亡,用于癌症治疗
解析:选C 动物脂质中的脂肪富含饱和脂肪酸,A错误;铁死亡受环境因素影响,不利于细胞自然更新,不属于细胞凋亡,B错误;转铁蛋白可将细胞外的Fe2+运至细胞内,导致细胞中游离Fe2+过多,则GPXs会丧失活性,使细胞内部脂质过氧化物积累,导致细胞发生铁死亡,可见转铁蛋白的减少会阻止铁死亡的发生,C正确;GPXs丧失活性,使细胞内部脂质过氧化物积累,导致细胞发生铁死亡,可见若某物质能提高肿瘤细胞GPXs活性,不能诱导铁死亡,则不能用于癌症治疗,D错误。
8.(2025·新余模拟)果蝇细胞自噬中,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,Beclin1蛋白参与调控自噬小泡的形成。Rubicon蛋白抑制自噬活动是细胞衰老的标志之一,Rubicon蛋白会结合到PI3K复合物上抑制“自噬体—溶酶体”融合过程以及内吞。下列相关说法错误的是 ( )
A.溶酶体能合成多种水解酶,能吞噬侵入细胞的细菌和病毒
B.Rubicon蛋白表达量增加会抑制自噬物质进入溶酶体
C.自噬过程中自噬物质进入溶酶体的过程需要消耗能量
D.Beclin1蛋白表达可促进细胞自噬,来延缓细胞的衰老
解析:选A 溶酶体中的多种水解酶是蛋白质,是在核糖体上合成的,溶酶体能吞噬侵入细胞的细菌和病毒,A错误;Rubicon蛋白会结合到PI3K复合物上抑制“自噬体—溶酶体”融合过程以及内吞,故Rubicon蛋白表达量增加会抑制自噬物质进入溶酶体,B正确;自噬过程中自噬物质进入溶酶体类似胞吞过程,需要消耗能量,C正确;Beclin1蛋白参与调控自噬小泡的形成,可促进细胞自噬,来延缓细胞的衰老,D正确。
9.IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的蛋白质类物质,其作用原理是与细胞凋亡相关酶结合从而抑制细胞凋亡。IAPs的核心结构是RING区域,如果去掉该区域,则能有效地促进更多的细胞凋亡。IAPs介导的凋亡抑制可能是肿瘤细胞产生耐药性的原因之一。下列有关细胞凋亡的说法,正确的是 ( )
A.在细胞凋亡过程中,所有酶活性都会降低
B.IAPs基因的表达不具有选择性
C.若某药物抑制RING区域功能,则会抑制癌细胞凋亡
D.IAPs蛋白调控机制的研究可能为逆转肿瘤细胞耐药性提供研究思路
解析:选D 在细胞凋亡过程中,与细胞凋亡有关的酶活性会增加,A错误;IAPs能抑制细胞凋亡,推测IAPs基因的表达具有选择性,B错误;结合题干信息分析可知,抑制RING区域功能,则能有效地促进细胞凋亡,C错误;由题意可知,IAPs介导的凋亡抑制可能是肿瘤细胞产生耐药性的原因之一,则IAPs蛋白调控机制的研究可能为逆转肿瘤细胞耐药性提供研究思路,D正确。
10.(2025·赤峰模拟)[多选]中国科学家开发出了全新的基于自噬机制的细胞膜蛋白靶向降解技术,大致过程如图所示。该技术利用聚乙烯亚胺(PEI)诱导细胞自噬,将其与能够特异性识别目标膜蛋白的抗体连接,构建出AUTAB分子,通过自噬—溶酶体路径降解细胞膜蛋白。下列相关叙述错误的是 ( )
A.激烈的细胞自噬引起的细胞死亡属于细胞坏死
B.膜蛋白的降解能为靶细胞的代谢提供营养物质
C.AUTAB分子通过PEI与靶细胞上的膜蛋白精准结合
D.图示过程体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能
解析:选ACD 激烈的细胞自噬可能引起细胞凋亡,而不是细胞坏死,A错误;目标膜蛋白在溶酶体内降解可以为细胞的代谢提供营养物质,即有用的物质可以被重新利用,B正确;AUTAB分子通过能够特异性识别目标膜蛋白的抗体与靶细胞上的膜蛋白精准结合,C错误;AUTAB分子不是来自另一细胞的产物,它与靶细胞上的膜蛋白结合不能体现细胞膜进行细胞间信息交流的功能,D错误。
二、非选择题
11.(2025·龙岩一模)“铜死亡”是一种依赖于铜的细胞死亡方式。研究中发现铜作用的部分过程如图,其中FDX1和DLAT都是特定的功能蛋白。回答下列问题:
(1)铜参与细胞内多种反应,属于 (填“大量”或“微量”)元素。Cu2+需通过膜上铜转运蛋白转运至细胞内,该过程体现了细胞膜具有 功能。
(2)细胞过量吸收Cu2+不仅会使脂酰化DLAT功能丧失,还会导致细胞线粒体发生明显肿胀,线粒体嵴出现断裂甚至消失,使有氧呼吸 (填具体阶段)无法进行,从而出现能量代谢障碍,导致细胞死亡。
(3)从上述研究可推测这种细胞死亡 (填“属于”或“不属于”)细胞凋亡,理由是 。
(4)提高细胞膜上铜转运蛋白的活性和数量可促进“铜死亡”,结合图中信息提出肿瘤治疗的其他可行性措施: (答出一点)。
解析:(1)铜参与细胞内多种反应,属于微量元素。Cu2+需通过膜上铜转运蛋白转运至细胞内,该过程体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。
(2)细胞过量吸收Cu2+不仅会使脂酰化DLAT功能丧失,还会导致细胞线粒体发生明显肿胀,线粒体嵴出现断裂甚至消失,使有氧呼吸第三阶段无法进行,从而出现能量代谢障碍,导致细胞死亡。
(3)细胞过量吸收Cu2+不仅会使脂酰化DLAT功能丧失,还会引起蛋白毒性应激反应,进而引起铜死亡,即该种死亡方式是由铜离子导致的蛋白毒性应激反应和线粒体能量代谢障碍引起的细胞死亡,不涉及相关基因的程序性表达,因而推测该细胞死亡不属于细胞凋亡。
(4)提高细胞膜上铜转运蛋白的活性和数量可导致铜吸收过量,进而促进“铜死亡”,据此可设法诱导肿瘤细胞铜死亡,进而起到治疗肿瘤的目的,具体措施为增加肿瘤细胞中FDX1蛋白的活性或促进肿瘤细胞中FDX1基因表达等。
答案:(1)微量 控制物质进出细胞 (2)第三阶段 (3)不属于 该种死亡方式是由铜离子导致的蛋白毒性应激反应和线粒体能量代谢障碍引起的细胞死亡,应属于细胞坏死 (4)增加肿瘤细胞中FDX1蛋白的活性(或促进肿瘤细胞中FDX1基因表达,合理即可)
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