内容正文:
专题07 细胞的生命历程
细胞增殖
考点1
题号
1
2
3
4
5
6
答案
D
D
B
B
A
ACD
7.【答案】(1) 两个互相垂直排列的中心粒及周围物质 发出星射线,形成纺锤体 可以 G2
(2) 稳定性差异 选择性表达
(3) 细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低 完成个体正常发育;维持内部环境的稳定;抵御外界各种因素的干扰
8.【答案】(1) 呈正方形、排列紧密 漂洗、染色
(2) 乙→丙→甲 1:2
(3) 3H-TdR是胸腺嘧啶脱氧核苷酸(dTMP)的前体,而胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA的基本组成单位之一 11 7/22
细胞的分化、衰老和死亡
考点2
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
B
D
A
C
B
D
A
BD
题号
11
12
答案
AB
ABD
13.【答案】(1) 高尔基体 选择透过性
(2)核糖体
(3)线粒体异常导致细胞能量供应不足,影响神经元的正常功能,导致神经元细胞异常死亡
(4) 培养条件中的糖含量 C组 B组 B组为低糖培养,自噬水平升高,且自噬体能够与溶酶体融合并被分解,从而回收物质和能量,而C组自噬体不能与溶酶体融合,无法回收物质和能量
14.【答案】(1) 脂质结合域 亲水性
(2) 线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体 CD44
(3) 会 自由基可以攻击蛋白质,核糖体和中心体含有蛋白质
(4)与癌细胞相比,正常细胞CD44低表达会减少铁离子的内吞,导致溶酶体内铁含量不足,Fento - 1无法有效激活铁死亡
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专题07 细胞的生命历程
2大高频考点概览
考点01 细胞增殖
考点02 细胞的分化、衰老和死亡
地 城
考点01
细胞增殖
一、单选题
1.(2025高二下·山东东营·期末)人体细胞中核仁组织区是核仁中富含rRNA基因的染色质区域。下列说法正确的是( )
A.细胞中的核仁组织区仅由RNA和蛋白质组成
B.细胞核内只有染色质会在细胞分裂中发生周期性变化
C.唾液腺细胞与皮肤细胞相比,核仁小,核孔少
D.核膜和核孔都可以控制物质进出,具有选择性
2.(2025高二下·山东威海·期末)某研究小组从蝗虫精巢中提取部分细胞,根据染色体的数目将其分为三组,每组细胞数如下图所示。不考虑染色体变异的发生,下列说法错误的是( )
A.甲乙两组细胞中均可能存在次级精母细胞
B.乙组细胞中可能发生同源染色体的联会
C.乙组细胞中核DNA数可能与丙组细胞相同
D.孟德尔遗传定律发生在乙到丙的过程中
3.(2025高二下·山东泰安·期末)分裂期细胞的细胞质中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质。将某种动物的分裂期细胞与G1期(DNA复制前期)细胞融合后可能出现的情况是( )
A.来自G1期细胞的染色质开始复制
B.来自G1期细胞的染色质开始凝集
C.融合细胞DNA含量是G1期细胞的2倍
D.融合后两细胞仍按各自的细胞周期运转
4.(2025高二下·山东泰安·期末)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中,某同学制作的装片效果非常好,他将其中的某个视野放大拍照,发给5位同学观察细胞并计数,结果如下表(单位:个)。关于表中记录结果的分析,下列说法错误的是( )
学生
分裂间期
分裂期
总计
前期
中期
后期
末期
甲
5
6
3
2
6
22
乙
5
6
3
3
5
22
丙
5
6
3
2
6
22
丁
7
6
3
2
5
23
戊
7
7
3
2
6
25
A.甲、乙计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程,某些细胞所处时期易混淆
B.五位同学记录的间期细胞数不多,原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段
C.五位同学记录的中期细胞数一致,原因是中期染色体排列在细胞中央,易区分
D.戊统计的细胞数量较多,可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同
5.(2025高二下·山东滨州·期末)体外培养的某动物体细胞(2n = 8),经诱导可以进行有丝分裂或减数分裂。若其所有染色体的所有DNA均被3H标记,在不含放射性标记的培养液中培养,细胞连续分裂2次形成4个子细胞。测得某个子细胞中含放射性标记的染色体数目为3。不考虑染色体片段的交换及染色体数目变异。则这两次细胞分裂方式可能是( )
A.全部为有丝分裂
B.第一次为有丝分裂,第二次为减数分裂Ⅰ
C.减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ
D.不确定两次细胞分裂方式
二、多选题
6.(2025高二下·山东烟台·期末)如图为某植物根尖连续分裂的细胞中染色体数与核DNA分子数的关系图像,其中①~⑤表示不同时期。下列说法错误的是( )
A.②和③时期细胞正在进行DNA复制,复制后染色体数目加倍
B.观察染色体形态和数目最佳时期的细胞位于④
C.细胞由⑤→①相对表面积变小,物质运输效率提高
D.有丝分裂将亲代细胞内的DNA精确地平均分配到两个子细胞中去
三、解答题
7.(2025高二下·山东淄博·期末)生长、增殖、衰老、死亡……细胞的生命历程大都短暂,却对个体的生命有一份贡献。科研人员对细胞的生命历程进行了一系列研究。
(1)中心体在细胞周期中具有复制一分离一复制周期,这一过程称为中心体循环。 细胞分裂间期依次划分为 期、 期(DNA 合成期)、 期。将处于不同时期的细胞进行融合, 实验结果如图。其中灰色的部分是细胞核, 黑点代表中心体。
①中心体由_____组成,在有丝分裂中的作用是_____。
②中心体和 DNA 的复制_____(填“可以”或“不可以”)同时进行,引发中心体复制的物质持续存在到_____期。
(2)研究发现,可以抽取自体扁桃体中的干细胞,通过细胞增殖和细胞分化形成新的干细胞, 来修复受损的肝脏。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_____的过程称为细胞分化,分化是基因_____的结果。
(3)研究发现,长期睡眠不足会加速角膜上皮细胞的衰老和凋亡的进程,造成角膜严重受损。在细胞衰老的过程中,细胞膜的变化是_____。细胞凋亡过程对人体的意义有_____(答出两点即可)。
8.(2025高二下·山东烟台·期末)图1是观察到的洋葱(2n=16)根尖细胞有丝分裂显微图像。分裂间期依次分为G1期、S期(DNA复制时期)、G2期,M表示分裂期。正常分裂过程中,每百个细胞中处于M期的细胞总数为a。TdR是胸腺嘧啶脱氧核苷酸(dTMP)的前体,过量TdR会导致DNA复制受阻。在不含3H的培养液中,加入过量的3H-TdR,细胞被抑制在S期或G1与S期交界处,且细胞被3H标记。解除抑制,细胞继续沿细胞周期运行。图2表示解除抑制后,每百个细胞中标记细胞进入M期的细胞数占a的比例(PLM)随时间的变化。
(1)图1能观察到有丝分裂部位的细胞上具有___________的特点。制作洋葱根尖临时装片时,需要经过解离、___________和制片等步骤。
(2)若将图1中标号的细胞图像按细胞周期的时期进行排序,则最合理的顺序为:___________。丙细胞中染色体数与核DNA分子数之比为___________。
(3)3H-TdR可标记DNA的原因是___________。根据图2中曲线分析G1期时长为___________h,S期细胞约占细胞总数的比例为___________。
地 城
考点02
细胞的分化、衰老和死亡
一、单选题
1.(2025高二下·山东德州·期末)溶酶体起源于高尔基体,含有多种酸性水解酶。Ⅱ型糖原贮积症(GSDⅡ)患者的溶酶体内酸性麦芽糖酶(GAA)缺乏或活性降低,糖原无法在溶酶体中正常分解而大量积累,导致溶酶体破裂,释放大量酸性水解酶,损伤细胞,进而引发多器官功能障碍。下列说法错误的是( )
A.GAA的合成起始于游离的核糖体,需要内质网和高尔基体的加工
B.GSDⅡ患者的溶酶体因糖原堆积导致内部渗透压上升,吸水涨破
C.溶酶体破裂后释放酶类损伤细胞,说明溶酶体酶仍可发挥作用
D.GSDⅡ患者溶酶体破裂可导致细胞自噬功能增强,进而损伤细胞
2.(2025高二下·山东临沂·期末)科学家通过体外诱导角膜损伤患者的体细胞,获得了诱导多能干细胞(iPS细胞),再将iPS细胞定向分化为角膜上皮细胞,从而修复受损组织。干细胞分化和增殖依赖生长因子的调控,生长因子与细胞膜上受体结合后激活细胞内信号通路,推动细胞周期进程。下列叙述错误的是( )
A.可将特定的基因导入患者的体细胞诱导其突变为iPS细胞
B.iPS细胞分化为角膜上皮细胞并未体现细胞的全能性
C.生长因子相关信号传递受阻会导致细胞周期阻滞
D.iPS细胞与角膜上皮细胞的DNA相同,mRNA和蛋白质不完全相同
3.(2025高二下·山东临沂·期末)胰腺导管腺癌(PDAC)患者的五年生存率仅为13%,是目前已知最致命的肿瘤之一。近年来研究发现,抑制PIKfyve(一种脂激酶)活性会干扰细胞自噬和溶酶体功能,并能够削弱PDAC细胞的代谢,甚至导致细胞死亡,为开发新型治疗方案提供了可能性。下列有关叙述错误的是( )
A.分离细胞中的溶酶体常用的方法是差速离心法
B.溶酶体通过自噬作用清除衰老损伤的细胞和细胞器
C.推测抑制PIKfyve活性能够抑制癌细胞的生长和增殖
D.PDAC患者的细胞在营养缺乏时,可通过细胞自噬获得维持生存所需的物质和能量
4.(2025高二下·山东烟台·期末)某研究团队通过短期血清饥饿处理猪骨骼肌卫星细胞(简称SMSCs),细胞自噬水平显著升高。研究发现,雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是细胞感知营养物质状态的重要蛋白质,丰富的营养物质会激活mTOR的磷酸化,从而抑制细胞自噬。下列说法错误的是( )
A.细胞自噬和凋亡的调控机制不同,激烈的细胞自噬可诱导细胞凋亡
B.在血清饥饿处理条件下,SMSCs内的溶酶体数量和酶活性可能会增加
C.血清饥饿导致细胞自噬增强,可为细胞维持生存提供物质和能量
D.血清饥饿处理SMSCs会激活mTOR磷酸化,加速受损细胞器的分解
5.(2025高二下·山东泰安·期末)人体细胞会经历增殖、分化、衰老和死亡等生命历程。下列有关叙述错误的是( )
A.胰岛A细胞和胰岛B细胞基因组成相同,基因表达完全不同
B.被HIV病毒感染的辅助性T细胞的裂解死亡属于细胞坏死
C.细胞产生的自由基可攻击磷脂分子,导致细胞衰老
D.细胞通过自噬作用可清除受损的细胞器,维持细胞内部环境的稳定
6.(2025高二下·山东烟台·期末)端粒酶是一种由催化蛋白和RNA模板组成的酶,它以RNA为模板,来维持端粒DNA的长度。人体血液中含有一种名为“GDF11”的蛋白质,其含量减少可导致神经干细胞中端粒酶的活性下降。下列说法正确的是( )
A.有丝分裂中期人神经干细胞内有92个端粒
B.端粒和端粒酶中的核酸彻底水解后共有7种化合物
C.血液中GDF11的减少可导致端粒变短,使细胞衰老
D.GDF11减少会导致各种酶的活性降低,使细胞代谢减慢
7.(2025高二下·山东烟台·期末)人体皮肤组织有较强的修复能力。研究发现,当皮肤受到损伤后,巨噬细胞会分泌TGF-β(蛋白质类因子)以激活角质形成细胞增殖、分化,产生新的表皮细胞,使伤口愈合。下列说法正确的是( )
A.皮肤细胞因受损伤而死亡属于细胞凋亡
B.巨噬细胞和角质形成细胞中都有合成TGF-β的基因
C.角质形成细胞形成表皮细胞的过程说明细胞具有全能性
D.巨噬细胞分泌TGF-β的过程与膜蛋白无关
8.(2025高二下·山东滨州·期末)植物组织培养技术是对木兰等珍稀濒危植物的繁殖、保护性开发利用的有效途径。下列说法错误的是( )
A.幼嫩的外植体分化程度低、全能性高,用于组织培养可提高成功率
B.外植体失去其结构和功能形成愈伤组织的过程中会发生基因的选择性表达
C.根分化和再分化阶段培养基中生长素和细胞分裂素的比例和浓度一般不同
D.植物组织培养技术提高了木兰的有性繁殖能力
9.(2025高二下·山东淄博·期末)细胞凋亡过程中蛋白酶 caspase 可对其他蛋白起活化或失活的作用。CAD 蛋白一般与 ICAD 结合处于失活状态,凋亡启动后, caspase 降解 ICAD,释放出 CAD 切割 DNA 形成片段。RARP 蛋白能识别损伤的 DNA,使组蛋白从 DNA 上脱离,进而使修复蛋白与 DNA 结合修复损伤,凋亡过程中 RARP 被 caspase 降解。下列说法错误的是( )
A.细胞凋亡时会发生基因的选择性表达,也属于细胞分化
B.caspase 对 CAD 起活化作用, caspase 对 RARP 起失活作用
C.RARP 被 caspase 切割后, 损伤的 DNA 难以修复
D.若 caspase 失活或者被抑制,细胞凋亡往往不能发生
二、多选题
10.(2025高二下·山东滨州·期末)为探究一定程度的代谢压力和基因A、B对细胞自噬的影响,科学家利用野生型(wt)、A基因功能缺失突变体(a)、B基因功能缺失突变体(b)和A/B双基因功能缺失突变体(a/b)进行了相关实验,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.细胞可通过细胞自噬获得生存所需的物质和能量
B.溶酶体可通过合成自噬相关蛋白来调控自噬程度
C.B基因产物在代谢压力条件下促进细胞自噬
D.A基因和B基因在细胞自噬中的作用是相互独立的
11.(2025高二下·山东德州·期末)胱氨酸经细胞膜上的胱氨酸载体蛋白(SLC7A1)运入细胞后,会被葡萄糖——戊糖磷酸途径(ppp)生成的 NADPH 还原为两个半胱氨酸。若胱氨酸在细胞内积累过多,会导致细胞骨架蛋白中的二硫键异常增加,最终引起细胞死亡,称为“双硫死亡”。下列说法正确的是( )
A.胱氨酸积累会影响细胞的物质运输、信息传递等生命活动
B.二硫键与其它化学键维持着细胞骨架蛋白中肽链间的结合
C.增强细胞内的 ppp 过程可促进细胞发生“双硫死亡”
D.抑制 SLC7A1 基因的表达可促进细胞发生“双硫死亡”
12.(2025高二下·山东聊城·期末)胚胎干细胞存在于哺乳动物的早期胚胎中,具有自我更新能力,在科学和医学领域具有极高的研究价值。胚胎干细胞的发育和自我更新受多个基因调控(如图)。下列说法正确的是( )
A.胚胎干细胞可分化为成年动物体内任何一种类型的细胞
B.Nanog基因突变可能使胚胎干细胞自我更新受阻
C.促进Stat3和Oct3/4的表达会促进胚胎干细胞向滋养层分化
D.将干细胞用于疾病的临床治疗可能存在导致肿瘤发生的风险
三、解答题
13.(2025高二下·山东泰安·期末)自噬是一种真核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,自噬的简要过程如图所示。
(1)由图可知,溶酶体直接来源于_____,小分子营养物质可通过溶酶体膜运输到细胞质基质,溶酶体内部的水解酶及残渣则不能通过其膜结构,这说明生物膜具有______。
(2)图中被消化的细胞器为线粒体,部分线粒体蛋白由其自身合成,由此推测线粒体内部含有_____。
(3)科学实验证明,在帕金森病和其他神经元细胞异常死亡的疾病中都可观察到线粒体异常现象,请从线粒体功能角度分析帕金森病的发病原因是_____。
(4)已知低糖培养可使细胞的自噬水平升高,有机化合物氯喹可抑制自噬体和溶酶体的融合,但对自噬体的产生无明显影响。科研人员进行有关实验,具体操作如表所示,请分析
A组
B组
C组
培养条件
正常糖
低糖
低糖
是否加入氯喹
否
否
是
影响A、B两组细胞内自噬体含量多少的因素是______,B、C两组细胞内自噬体含量较多的是________;总体分析A、B、C三组,通过细胞自噬回收物质和能量最多的是_______,理由是_______。
14.(2025高二下·山东滨州·期末)化疗后存活的癌细胞常高表达膜蛋白CD44,其可促进铁离子内吞,从而增强自身存活和转移能力。科学家设计了一种新型药物Fentor -1,其能激活溶酶体中的铁离子,通过诱导铁死亡(一种依赖铁的细胞死亡方式)杀伤癌细胞。下图为Fentor -1作用机制示意图:
(1)Fentor -1的结构分为两部分,脂质结合域和铁反应域,则图中A部分是______,B部分具有______(填“亲水性”或“疏水性”)。
(2)Fentor -1与铁离子结合后,加速产生自由基攻击具膜细胞器,若发现癌细胞对铁离子的吸收速率降低,说明自由基攻击的细胞器有______(写出两种);癌细胞对铁离子的吸收速率降低的原因是______(填图中物质)减少。
(3)自由基______(填“会”或“不会”)攻击核糖体和中心体,理由是______。
(4)Fentor -1对正常细胞毒性较低,分析其原因是______。
试卷第1页,共3页
1 / 2
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专题07 细胞的生命历程
2大高频考点概览
考点01 细胞增殖
考点02 细胞的分化、衰老和死亡
地 城
考点01
细胞增殖
一、单选题
1.(2025高二下·山东东营·期末)人体细胞中核仁组织区是核仁中富含rRNA基因的染色质区域。下列说法正确的是( )
A.细胞中的核仁组织区仅由RNA和蛋白质组成
B.细胞核内只有染色质会在细胞分裂中发生周期性变化
C.唾液腺细胞与皮肤细胞相比,核仁小,核孔少
D.核膜和核孔都可以控制物质进出,具有选择性
【答案】D
【分析】核膜是双层膜,作用是把核内物质与细胞质分开。染色质主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体。核仁的作用是与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。核孔的作用是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
【详解】A、核仁组织区属于染色质的一部分,主要成分为DNA和蛋白质,而rRNA基因位于DNA上,因此核仁组织区含有DNA、蛋白质,并非仅由RNA和蛋白质组成,A错误;
B、细胞分裂时,染色质会周期性变化形成染色体,同时核膜和核仁也会解体并重建,因此并非只有染色质发生周期性变化,B错误;
C、唾液腺细胞因合成大量分泌蛋白(如唾液淀粉酶),核仁较大(参与rRNA合成)且核孔较多(便于运输mRNA等物质),而皮肤细胞(如表皮细胞)代谢较弱,核仁较小、核孔较少,C选项描述相反,C错误;
D、核膜通过双层膜结构控制物质进出,核孔复合体允许特定大分子物质(如RNA聚合酶、mRNA)选择性通过,两者均具有选择性,D正确。
故选D。
2.(2025高二下·山东威海·期末)某研究小组从蝗虫精巢中提取部分细胞,根据染色体的数目将其分为三组,每组细胞数如下图所示。不考虑染色体变异的发生,下列说法错误的是( )
A.甲乙两组细胞中均可能存在次级精母细胞
B.乙组细胞中可能发生同源染色体的联会
C.乙组细胞中核DNA数可能与丙组细胞相同
D.孟德尔遗传定律发生在乙到丙的过程中
【答案】D
【详解】A、甲组细胞中染色体数目为N,可以是处于减数第二次分裂的前期或中期,乙组细胞染色体数目为2N,可以是处于减数第二次分裂后期,因此甲乙两组细胞均可能为次级精母细胞,A正确;
B、乙组细胞中染色体数目为2N,可能是初级精母细胞,则乙组细胞中可能有同源染色体联会行为,B正确;
C、丙组细胞中染色体数目为4N,说明细胞处于有丝分裂后期,核DNA数为4N,乙组细胞中染色体数目为2N,细胞可能处于有丝分裂前期或中期,核DNA数为4N,因此乙组细胞中核DNA数可能与丙组细胞相同,C正确;
D、孟德尔遗传定律的细胞学基础是减数第一次分裂后期,同源染色体分离,同时非同源染色体自由组合,而丙组细胞处于有丝分裂后期,故孟德尔两大遗传定律不可能发生在丙组细胞中,D错误。
故选D。
3.(2025高二下·山东泰安·期末)分裂期细胞的细胞质中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质。将某种动物的分裂期细胞与G1期(DNA复制前期)细胞融合后可能出现的情况是( )
A.来自G1期细胞的染色质开始复制
B.来自G1期细胞的染色质开始凝集
C.融合细胞DNA含量是G1期细胞的2倍
D.融合后两细胞仍按各自的细胞周期运转
【答案】B
【详解】AB、根据题意可知,分裂期细胞中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质,分裂期细胞与G1期细胞融合,来自G1期细胞染色质可能凝集为染色体,但不会发生复制(S期进行染色体复制),A错误,B正确;
C、分裂期细胞已经完成DNA的复制,因此融合细胞DNA含量是G1期细胞的3倍,C错误;
D、两个细胞融合后变成一个细胞,不会再按各自的细胞周期运转,D错误。
故选B。
4.(2025高二下·山东泰安·期末)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中,某同学制作的装片效果非常好,他将其中的某个视野放大拍照,发给5位同学观察细胞并计数,结果如下表(单位:个)。关于表中记录结果的分析,下列说法错误的是( )
学生
分裂间期
分裂期
总计
前期
中期
后期
末期
甲
5
6
3
2
6
22
乙
5
6
3
3
5
22
丙
5
6
3
2
6
22
丁
7
6
3
2
5
23
戊
7
7
3
2
6
25
A.甲、乙计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程,某些细胞所处时期易混淆
B.五位同学记录的间期细胞数不多,原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段
C.五位同学记录的中期细胞数一致,原因是中期染色体排列在细胞中央,易区分
D.戊统计的细胞数量较多,可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同
【答案】B
【分析】细胞分裂包括有丝分裂前的间期和有丝分裂过程。有丝分裂包括前、中、后和末期。间期持续时间长。
【详解】A、甲、乙在分裂期各阶段的计数差异可能源于有丝分裂过程的连续性,导致某些细胞所处时期(如末期与后期)不易明确区分,A正确;
B、间期在细胞周期中占比最大,理论上间期细胞应最多。表中间期计数少并非因材料分裂旺盛,而是可能统计的细胞总数少或视野选择偏差,B错误;
C、中期染色体排列在赤道面(板),形态稳定易辨认,因此五位同学中期计数一致,C正确;
D、戊统计的细胞总数较多,可能是计数规则不同(如统计了视野边缘细胞),D正确。
故选B。
5.(2025高二下·山东滨州·期末)体外培养的某动物体细胞(2n = 8),经诱导可以进行有丝分裂或减数分裂。若其所有染色体的所有DNA均被3H标记,在不含放射性标记的培养液中培养,细胞连续分裂2次形成4个子细胞。测得某个子细胞中含放射性标记的染色体数目为3。不考虑染色体片段的交换及染色体数目变异。则这两次细胞分裂方式可能是( )
A.全部为有丝分裂
B.第一次为有丝分裂,第二次为减数分裂Ⅰ
C.减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ
D.不确定两次细胞分裂方式
【答案】A
【详解】细胞分裂过程中DNA是半保留复制。有丝分裂是DNA复制一次,产生的是体细胞。减数分裂DNA.复制一次,分裂两次,产生的是配子。
【分析】A、若进行两次有丝分裂,DNA复制方式为半保留复制。第一次有丝分裂后,每个子细胞中的每条染色体的DNA都有一条链被³H标记。第二次有丝分裂DNA复制后,每条染色体含有两条姐妹染色单体,其中一条染色单体的DNA有一条链被³H标记,另一条染色单体的DNA两条链都不含³H。在有丝分裂后期,姐妹染色单体分开随机移向两极,所以第二次分裂形成的子细胞中含放射性标记的染色体数目是0 - 8条都有可能,有可能出现含放射性标记的染色体数目为3条的子细胞,A正确;
B、 若第一次为有丝分裂,第二次为减数分裂Ⅰ。第一次有丝分裂后,每个子细胞中的每条染色体的DNA都有一条链被³H标记。进行减数分裂Ⅰ时,DNA不复制,同源染色体分离,由于染色体是随机分配到子细胞中,每个子细胞中含放射性标记的染色体数目应该是偶数(因为同源染色体成对存在,且每条染色体都有标记),不可能是3条,B错误;
C、若进行减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ,由于减数分裂过程中DNA只在减数分裂Ⅰ前的间期复制一次,且是半保留复制,经过减数分裂Ⅰ同源染色体分离,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离,形成的子细胞中含放射性标记的染色体数目应该是4条(体细胞2n = 8,减数分裂后染色体数目减半,且每条染色体都有标记),不可能是3条,C错误;
D、由前面分析可知,A选项情况是可能的,并非不确定,D错误。
故选A。
二、多选题
6.(2025高二下·山东烟台·期末)如图为某植物根尖连续分裂的细胞中染色体数与核DNA分子数的关系图像,其中①~⑤表示不同时期。下列说法错误的是( )
A.②和③时期细胞正在进行DNA复制,复制后染色体数目加倍
B.观察染色体形态和数目最佳时期的细胞位于④
C.细胞由⑤→①相对表面积变小,物质运输效率提高
D.有丝分裂将亲代细胞内的DNA精确地平均分配到两个子细胞中去
【答案】ACD
【分析】由题干信息和图可知:②③为分裂间期(DNA 复制阶段),④为分裂期(前期、中期),⑤为分裂后期、末期结束前,①为分裂末期结束后(子细胞形成)。
【详解】A、②和③时期细胞正在进行DNA复制,复制的结果是DNA数目加倍,染色体数目不变,A错误;
B、④为分裂期(前期、中期),有丝分裂中期染色体形态稳定、数目清晰,是观察的最佳时期,B正确;
C、⑤→①表示细胞分裂结束(一个细胞分裂为两个子细胞),细胞体积变小,相对表面积(表面积 / 体积)增大,物质运输效率提高,C错误;
D、有丝分裂过程中DNA复制一次,细胞分裂一次,将亲代细胞内的核DNA精确地平均分配到两个子细胞中去,D错误。
故选ACD。
三、解答题
7.(2025高二下·山东淄博·期末)生长、增殖、衰老、死亡……细胞的生命历程大都短暂,却对个体的生命有一份贡献。科研人员对细胞的生命历程进行了一系列研究。
(1)中心体在细胞周期中具有复制一分离一复制周期,这一过程称为中心体循环。 细胞分裂间期依次划分为 期、 期(DNA 合成期)、 期。将处于不同时期的细胞进行融合, 实验结果如图。其中灰色的部分是细胞核, 黑点代表中心体。
①中心体由_____组成,在有丝分裂中的作用是_____。
②中心体和 DNA 的复制_____(填“可以”或“不可以”)同时进行,引发中心体复制的物质持续存在到_____期。
(2)研究发现,可以抽取自体扁桃体中的干细胞,通过细胞增殖和细胞分化形成新的干细胞, 来修复受损的肝脏。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_____的过程称为细胞分化,分化是基因_____的结果。
(3)研究发现,长期睡眠不足会加速角膜上皮细胞的衰老和凋亡的进程,造成角膜严重受损。在细胞衰老的过程中,细胞膜的变化是_____。细胞凋亡过程对人体的意义有_____(答出两点即可)。
【答案】(1) 两个互相垂直排列的中心粒及周围物质 发出星射线,形成纺锤体 可以 G2
(2) 稳定性差异 选择性表达
(3) 细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低 完成个体正常发育;维持内部环境的稳定;抵御外界各种因素的干扰
【分析】中心体由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成。细胞分化的实质是基因选择性表达。细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,又被称为细胞编程性死亡。
【详解】(1)中心体由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成。在有丝分裂中,中心体的作用是发出星射线形成纺锤体,牵引染色体运动,从而保证细胞分裂过程中染色体能够平均分配到两个子细胞中。 从图中可以看到,当G1期细胞与S期细胞融合后,G1期细胞可以进行中心体复制,说明中心体和DNA的复制可以同时进行。 因为G1期细胞与S期细胞融合后能引发中心体复制,且G1期细胞与G2期细胞融合后G1期细胞也能进行中心体复制,所以引发中心体复制的物质持续存在到G2期。
(2)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称为细胞分化。细胞分化是基因选择性表达的结果,即不同细胞中遗传物质相同,但表达的基因不同,从而导致细胞在形态、结构和生理功能上出现差异。
(3)在细胞衰老的过程中,细胞膜的通透性改变,物质运输功能降低。这是细胞衰老时细胞膜的典型变化。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育,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。例如,在胚胎发育过程中,手指间细胞的凋亡使得手指分开;细胞凋亡还可以清除被病原体感染的细胞等。
8.(2025高二下·山东烟台·期末)图1是观察到的洋葱(2n=16)根尖细胞有丝分裂显微图像。分裂间期依次分为G1期、S期(DNA复制时期)、G2期,M表示分裂期。正常分裂过程中,每百个细胞中处于M期的细胞总数为a。TdR是胸腺嘧啶脱氧核苷酸(dTMP)的前体,过量TdR会导致DNA复制受阻。在不含3H的培养液中,加入过量的3H-TdR,细胞被抑制在S期或G1与S期交界处,且细胞被3H标记。解除抑制,细胞继续沿细胞周期运行。图2表示解除抑制后,每百个细胞中标记细胞进入M期的细胞数占a的比例(PLM)随时间的变化。
(1)图1能观察到有丝分裂部位的细胞上具有___________的特点。制作洋葱根尖临时装片时,需要经过解离、___________和制片等步骤。
(2)若将图1中标号的细胞图像按细胞周期的时期进行排序,则最合理的顺序为:___________。丙细胞中染色体数与核DNA分子数之比为___________。
(3)3H-TdR可标记DNA的原因是___________。根据图2中曲线分析G1期时长为___________h,S期细胞约占细胞总数的比例为___________。
【答案】(1) 呈正方形、排列紧密 漂洗、染色
(2) 乙→丙→甲 1:2
(3) 3H-TdR是胸腺嘧啶脱氧核苷酸(dTMP)的前体,而胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA的基本组成单位之一 11 7/22
【分析】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称为细胞周期。G1期为DNA合成前的时期,合成RNA和核糖体。S期:DNA复制期,主要是遗传物质的复制,即DNA、组蛋白和复制所需要酶的合成。G2期是DNA合成后的时期,也是有丝分裂的准备期,主要是RNA和蛋白质(包括微管蛋白等)的大量合成。M期为细胞分裂期。
【详解】(1)根尖分生区细胞是能进行有丝分裂的部位,其特点是排列紧密、呈正方形,这样的结构利于细胞分裂活动。制作洋葱根尖临时装片,解离后需漂洗(洗去解离液,防止解离过度 ),再进行染色(使染色体着色,便于观察 ),最后制片,故步骤为解离、漂洗、染色、制片,这里填漂洗、染色。
(2) 图中乙染色体呈染色质状态,为有丝分裂前的间期,甲中染色体明显移向两级,为有丝分裂后期。丙细胞染色体排列比较散乱,是有丝分裂前期,此时染色体数与核DNA 分子数之比为1:2,所以排序为乙→丙→甲 。
(3)TdR是胸腺嘧啶脱氧核苷酸(dTMP)的前体,而胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA的基本组成单位之一,所以可标记 DNA。分裂间期依次分为G1期、S期(DNA复制时期)、G2期,如图,在3h时,细胞开始进入M期,说明G2期为3小时,1小时后M期被标记细胞比例达到最大,说明M期为1小时;在10h时,M期被标记细胞数开始减少,说明标记时处于S期开始阶段的细胞进入分裂期,S期共7h。3-25为M+G1+S+G2期,共22h,故G1为11h,S期占7h,比例为7/22。
地 城
考点02
细胞的分化、衰老和死亡
一、单选题
1.(2025高二下·山东德州·期末)溶酶体起源于高尔基体,含有多种酸性水解酶。Ⅱ型糖原贮积症(GSDⅡ)患者的溶酶体内酸性麦芽糖酶(GAA)缺乏或活性降低,糖原无法在溶酶体中正常分解而大量积累,导致溶酶体破裂,释放大量酸性水解酶,损伤细胞,进而引发多器官功能障碍。下列说法错误的是( )
A.GAA的合成起始于游离的核糖体,需要内质网和高尔基体的加工
B.GSDⅡ患者的溶酶体因糖原堆积导致内部渗透压上升,吸水涨破
C.溶酶体破裂后释放酶类损伤细胞,说明溶酶体酶仍可发挥作用
D.GSDⅡ患者溶酶体破裂可导致细胞自噬功能增强,进而损伤细胞
【答案】D
【详解】A、GAA酶属于溶酶体内的酸性水解酶,其合成路径为核糖体→内质网加工→高尔基体转运→溶酶体,其合成起始于游离的核糖体,而后核糖体转移到内质网上,A正确;
B、题意显示,Ⅱ型糖原贮积症(GSDⅡ)患者的溶酶体内酸性麦芽糖酶(GAA)缺乏或活性降低,糖原无法在溶酶体中正常分解而大量积累,导致溶酶体破裂,释放大量酸性水解酶,损伤细胞,据此推测,GSDⅡ患者的溶酶体可能因糖原堆积导致内部渗透压上升,吸水涨破,B正确;
C、题意显示,溶酶体破裂后释放的酸性水解酶损伤细胞,说明这些酶在破裂后仍具有活性,C正确;
D、溶酶体是自噬过程中分解自噬体的关键结构。若溶酶体破裂,自噬体无法被分解,导致自噬体积累,表现为自噬功能减弱,D错误。
故选D。
2.(2025高二下·山东临沂·期末)科学家通过体外诱导角膜损伤患者的体细胞,获得了诱导多能干细胞(iPS细胞),再将iPS细胞定向分化为角膜上皮细胞,从而修复受损组织。干细胞分化和增殖依赖生长因子的调控,生长因子与细胞膜上受体结合后激活细胞内信号通路,推动细胞周期进程。下列叙述错误的是( )
A.可将特定的基因导入患者的体细胞诱导其突变为iPS细胞
B.iPS细胞分化为角膜上皮细胞并未体现细胞的全能性
C.生长因子相关信号传递受阻会导致细胞周期阻滞
D.iPS细胞与角膜上皮细胞的DNA相同,mRNA和蛋白质不完全相同
【答案】A
【详解】A、iPS细胞的诱导是通过向体细胞中导入特定基因、或直接将特定蛋白导入细胞或者用小分子化合物等来诱导形成,这一过程属于基因表达的调控,而非基因突变。基因突变是基因中碱基序列的改变,而iPS细胞的诱导未涉及此,A错误;
B、细胞全能性需发育为完整个体,而iPS细胞分化为角膜上皮细胞仅形成单一类型细胞,未体现全能性,B正确;
C、生长因子通过信号通路激活细胞周期进程,若信号传递受阻,细胞无法完成周期进程,导致周期阻滞,C正确;
D、iPS细胞通过细胞分化形成角膜上皮细胞,分化过程中遗传物质不变,因此iPS细胞与角膜上皮细胞的DNA相同,但由于分化过程中基因选择性表达,故mRNA和蛋白质种类不完全相同,D正确。
故选A。
3.(2025高二下·山东临沂·期末)胰腺导管腺癌(PDAC)患者的五年生存率仅为13%,是目前已知最致命的肿瘤之一。近年来研究发现,抑制PIKfyve(一种脂激酶)活性会干扰细胞自噬和溶酶体功能,并能够削弱PDAC细胞的代谢,甚至导致细胞死亡,为开发新型治疗方案提供了可能性。下列有关叙述错误的是( )
A.分离细胞中的溶酶体常用的方法是差速离心法
B.溶酶体通过自噬作用清除衰老损伤的细胞和细胞器
C.推测抑制PIKfyve活性能够抑制癌细胞的生长和增殖
D.PDAC患者的细胞在营养缺乏时,可通过细胞自噬获得维持生存所需的物质和能量
【答案】B
【详解】A、分离细胞器常用差速离心法,溶酶体作为细胞器之一,分离方法正确,A正确;
B、溶酶体通过水解酶分解自噬体中的内容物,但自噬作用由细胞启动,并非溶酶体直接“通过自噬作用”清除,B错误;
C、抑制PIKfyve会干扰自噬和溶酶体功能,削弱癌细胞代谢并导致死亡,C正确;
D、PDAC患者细胞在营养缺乏时,仍可通过自噬分解自身物质获取能量,D正确。
故选B。
4.(2025高二下·山东烟台·期末)某研究团队通过短期血清饥饿处理猪骨骼肌卫星细胞(简称SMSCs),细胞自噬水平显著升高。研究发现,雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是细胞感知营养物质状态的重要蛋白质,丰富的营养物质会激活mTOR的磷酸化,从而抑制细胞自噬。下列说法错误的是( )
A.细胞自噬和凋亡的调控机制不同,激烈的细胞自噬可诱导细胞凋亡
B.在血清饥饿处理条件下,SMSCs内的溶酶体数量和酶活性可能会增加
C.血清饥饿导致细胞自噬增强,可为细胞维持生存提供物质和能量
D.血清饥饿处理SMSCs会激活mTOR磷酸化,加速受损细胞器的分解
【答案】D
【分析】根据题干,血清饥饿导致细胞自噬增强,而mTOR的磷酸化在营养物质丰富时被激活,从而抑制自噬。
【详解】A、细胞自噬和凋亡的调控机制不同,如自噬由自噬相关基因调控,凋亡由凋亡相关基因调控;过度自噬可能导致细胞凋亡,A正确;
B、血清饥饿时自噬增强,溶酶体需分解自噬体内容物,其数量和酶活性可能增加以支持分解功能,B正确;
C、血清饥饿导致细胞自噬增强,细胞自噬过程中会分解一些物质,这些物质可以为细胞维持生存提供物质和能量,该说法符合细胞自噬的功能特点,C正确;
D、题干明确“丰富的营养物质激活mTOR磷酸化”,而血清饥饿时mTOR磷酸化应被抑制,自噬增强,D错误。
故选D。
5.(2025高二下·山东泰安·期末)人体细胞会经历增殖、分化、衰老和死亡等生命历程。下列有关叙述错误的是( )
A.胰岛A细胞和胰岛B细胞基因组成相同,基因表达完全不同
B.被HIV病毒感染的辅助性T细胞的裂解死亡属于细胞坏死
C.细胞产生的自由基可攻击磷脂分子,导致细胞衰老
D.细胞通过自噬作用可清除受损的细胞器,维持细胞内部环境的稳定
【答案】A
【详解】A、胰岛A细胞和胰岛B细胞由同一受精卵分裂、分化而来,核基因组成相同,但基因选择性表达导致功能不同,即基因表达不完全相同,A错误;
B、被HIV感染的辅助性T细胞裂解死亡是由于病毒大量增殖导致细胞结构破坏,非正常死亡,属于细胞坏死,B正确;
C、自由基攻击生物膜中的磷脂分子,导致细胞膜损伤,进而加速细胞衰老,C正确;
D、细胞通过自噬作用可清除受损的细胞器,从而维持细胞内部环境的稳定,有利于细胞正常的生命活动进程,D正确。
故选A。
6.(2025高二下·山东烟台·期末)端粒酶是一种由催化蛋白和RNA模板组成的酶,它以RNA为模板,来维持端粒DNA的长度。人体血液中含有一种名为“GDF11”的蛋白质,其含量减少可导致神经干细胞中端粒酶的活性下降。下列说法正确的是( )
A.有丝分裂中期人神经干细胞内有92个端粒
B.端粒和端粒酶中的核酸彻底水解后共有7种化合物
C.血液中GDF11的减少可导致端粒变短,使细胞衰老
D.GDF11减少会导致各种酶的活性降低,使细胞代谢减慢
【答案】C
【详解】A、有丝分裂中期,每条染色体含有两个姐妹染色单体,但每条染色单体的两端各有一个端粒,因此神经干细胞内共有46条染色体×2条染色单体×2个端粒=184个端粒,A错误;
B、端粒中的核酸是DNA,水解产物为脱氧核糖、磷酸、A、T、C、G;端粒酶中的核酸是RNA,水解产物为核糖、磷酸、A、U、C、G。两者彻底水解后共有脱氧核糖、核糖、磷酸、A、T、U、C、G,共8种化合物,B错误;
C、GDF11减少导致端粒酶活性下降,端粒无法延长,随细胞分裂逐渐缩短,最终引发细胞衰老,C正确;
D、GDF11减少仅影响端粒酶活性,而非“各种酶”的活性,细胞衰老时部分酶活性降低,但并非全部,D错误;
故选C。
7.(2025高二下·山东烟台·期末)人体皮肤组织有较强的修复能力。研究发现,当皮肤受到损伤后,巨噬细胞会分泌TGF-β(蛋白质类因子)以激活角质形成细胞增殖、分化,产生新的表皮细胞,使伤口愈合。下列说法正确的是( )
A.皮肤细胞因受损伤而死亡属于细胞凋亡
B.巨噬细胞和角质形成细胞中都有合成TGF-β的基因
C.角质形成细胞形成表皮细胞的过程说明细胞具有全能性
D.巨噬细胞分泌TGF-β的过程与膜蛋白无关
【答案】B
【分析】1、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。2、细胞凋亡指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。
【详解】A、皮肤细胞因损伤而死亡属于细胞坏死,细胞凋亡是主动的、由基因调控的死亡,A错误;
B、巨噬细胞和角质形成细胞均为体细胞,遗传物质相同,均含有合成TGF-β的基因,B正确;
C、角质形成细胞分化为表皮细胞仅体现细胞分化,未发育为完整个体,不能说明细胞全能性,C错误;
D、TGF-β为分泌蛋白,分泌过程依赖囊泡运输(胞吐),需膜蛋白参与(如膜融合相关蛋白),D错误。
故选B。
8.(2025高二下·山东滨州·期末)植物组织培养技术是对木兰等珍稀濒危植物的繁殖、保护性开发利用的有效途径。下列说法错误的是( )
A.幼嫩的外植体分化程度低、全能性高,用于组织培养可提高成功率
B.外植体失去其结构和功能形成愈伤组织的过程中会发生基因的选择性表达
C.根分化和再分化阶段培养基中生长素和细胞分裂素的比例和浓度一般不同
D.植物组织培养技术提高了木兰的有性繁殖能力
【答案】D
【分析】幼嫩的外植体细胞分化程度低,细胞全能性较高,脱分化更容易,因此成功率更高
【详解】A、幼嫩的外植体细胞分化程度低,细胞全能性较高,脱分化更容易,因此成功率更高,A正确;
B、外植体脱分化形成愈伤组织时,细胞失去原有结构和功能,该过程由基因选择性表达调控,B正确;
C、根分化(再分化阶段)与芽分化时,生长素与细胞分裂素的比例不同(如高生长素/细胞分裂素促进根形成),C正确;
D、植物组织培养属于无性繁殖,未涉及有性生殖过程,因此提高的是无性繁殖能力,D错误。
故选D。
9.(2025高二下·山东淄博·期末)细胞凋亡过程中蛋白酶 caspase 可对其他蛋白起活化或失活的作用。CAD 蛋白一般与 ICAD 结合处于失活状态,凋亡启动后, caspase 降解 ICAD,释放出 CAD 切割 DNA 形成片段。RARP 蛋白能识别损伤的 DNA,使组蛋白从 DNA 上脱离,进而使修复蛋白与 DNA 结合修复损伤,凋亡过程中 RARP 被 caspase 降解。下列说法错误的是( )
A.细胞凋亡时会发生基因的选择性表达,也属于细胞分化
B.caspase 对 CAD 起活化作用, caspase 对 RARP 起失活作用
C.RARP 被 caspase 切割后, 损伤的 DNA 难以修复
D.若 caspase 失活或者被抑制,细胞凋亡往往不能发生
【答案】A
【分析】细胞凋亡过程受基因控制,通过凋亡基因的表达,使细胞发生程序性死亡,它是一种主动的细胞死亡过程,对生物的生长发育起重要作用;首先凋亡诱导因子与细胞膜上的受体结合,发出凋亡信息,激活细胞中的凋亡基因,执行细胞凋亡,凋亡细胞最后变成小泡被吞噬细胞吞噬,并在细胞内完成分解。
【详解】A、细胞凋亡是由基因调控的主动死亡过程,涉及基因选择性表达,但细胞凋亡是细胞生命历程的终点,而细胞分化是形成不同种类细胞的过程,两者属于不同的生命现象,A错误;
B、caspase通过降解ICAD使CAD活化,同时降解RARP使其失活,B正确;
C、RARP被降解后无法识别和修复损伤DNA,导致DNA难以修复,C正确;
D、caspase是凋亡的关键执行者,若其失活或被抑制,凋亡过程往往不能发生,D正确。
故选A。
二、多选题
10.(2025高二下·山东滨州·期末)为探究一定程度的代谢压力和基因A、B对细胞自噬的影响,科学家利用野生型(wt)、A基因功能缺失突变体(a)、B基因功能缺失突变体(b)和A/B双基因功能缺失突变体(a/b)进行了相关实验,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.细胞可通过细胞自噬获得生存所需的物质和能量
B.溶酶体可通过合成自噬相关蛋白来调控自噬程度
C.B基因产物在代谢压力条件下促进细胞自噬
D.A基因和B基因在细胞自噬中的作用是相互独立的
【答案】BD
【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、细胞可通过细胞自噬获得生存所需的物质和能量,因为细胞自噬产生的小分子物质可以被细胞重新利用,A正确;
B、溶酶体参与细胞自噬过程,但溶酶体是细胞中的消化车间,其中含有的与自噬相关的蛋白是在核糖体上合成的,B错误;
C、与野生型相比,B基因功能缺失突变体(b)的细胞自噬程度没有因为代谢压力的提高而增加,因而推测,B基因产物在代谢压力条件下促进细胞自噬,C正确;
D、与野生型相比,A基因功能缺失突变体(a)的细胞自噬程度在正常条件下表现为增加,说明A基因的代谢产物在正常条件下具有抑制细胞自噬的作用,而在代谢压力增加的条件下没有表现出明显的作用,且A/B双基因功能缺失突变体(a/b)和A基因功能缺失突变体(a)在代谢压力改变的情况下,表现出的反应相同,因而推测,B基因对细胞自噬的促进作用需要在A基因存在的条件下表现出来,可见二者在细胞自噬中的作用不是相互独立的,D错误。
故选BD。
11.(2025高二下·山东德州·期末)胱氨酸经细胞膜上的胱氨酸载体蛋白(SLC7A1)运入细胞后,会被葡萄糖——戊糖磷酸途径(ppp)生成的 NADPH 还原为两个半胱氨酸。若胱氨酸在细胞内积累过多,会导致细胞骨架蛋白中的二硫键异常增加,最终引起细胞死亡,称为“双硫死亡”。下列说法正确的是( )
A.胱氨酸积累会影响细胞的物质运输、信息传递等生命活动
B.二硫键与其它化学键维持着细胞骨架蛋白中肽链间的结合
C.增强细胞内的 ppp 过程可促进细胞发生“双硫死亡”
D.抑制 SLC7A1 基因的表达可促进细胞发生“双硫死亡”
【答案】AB
【详解】A、胱氨酸积累导致细胞骨架蛋白中二硫键异常增加,破坏细胞骨架结构。细胞骨架参与物质运输、信息传递等生命活动,因此其异常必然影响这些功能,A正确;
B、细胞骨架蛋白是由肽链盘曲折叠形成的具有一定空间结构的蛋白质,维持细胞骨架蛋白中肽链间结合的化学键主要是二硫键,B正确;
C、增强ppp途径会生成更多NADPH,促进胱氨酸还原为半胱氨酸,减少胱氨酸积累,从而抑制“双硫死亡”,C错误;
D、抑制SLC7A1基因表达会减少胱氨酸进入细胞,降低其积累,进而减少“双硫死亡”,D错误。
故选AB。
12.(2025高二下·山东聊城·期末)胚胎干细胞存在于哺乳动物的早期胚胎中,具有自我更新能力,在科学和医学领域具有极高的研究价值。胚胎干细胞的发育和自我更新受多个基因调控(如图)。下列说法正确的是( )
A.胚胎干细胞可分化为成年动物体内任何一种类型的细胞
B.Nanog基因突变可能使胚胎干细胞自我更新受阻
C.促进Stat3和Oct3/4的表达会促进胚胎干细胞向滋养层分化
D.将干细胞用于疾病的临床治疗可能存在导致肿瘤发生的风险
【答案】ABD
【详解】A、胚胎干细胞具有发育的全能性,可分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,A正确;
B、Nanog基因促进胚胎干细胞的增殖,Nanog基因突变可能使胚胎干细胞自我更新受阻,B正确;
C、Stat3抑制胚胎干细胞的增殖和原始内胚层的形成,OCT3/4能抑制胚胎干细胞表达形成滋养层,则促进Stat3和Oct3/4的表达会抑制胚胎干细胞的增殖和分化过程,C错误;
D、由于干细胞可无限增殖,将干细胞用于疾病的临床治疗可能存在导致肿瘤发生的风险,D正确。
故选ABD。
三、解答题
13.(2025高二下·山东泰安·期末)自噬是一种真核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,自噬的简要过程如图所示。
(1)由图可知,溶酶体直接来源于_____,小分子营养物质可通过溶酶体膜运输到细胞质基质,溶酶体内部的水解酶及残渣则不能通过其膜结构,这说明生物膜具有______。
(2)图中被消化的细胞器为线粒体,部分线粒体蛋白由其自身合成,由此推测线粒体内部含有_____。
(3)科学实验证明,在帕金森病和其他神经元细胞异常死亡的疾病中都可观察到线粒体异常现象,请从线粒体功能角度分析帕金森病的发病原因是_____。
(4)已知低糖培养可使细胞的自噬水平升高,有机化合物氯喹可抑制自噬体和溶酶体的融合,但对自噬体的产生无明显影响。科研人员进行有关实验,具体操作如表所示,请分析
A组
B组
C组
培养条件
正常糖
低糖
低糖
是否加入氯喹
否
否
是
影响A、B两组细胞内自噬体含量多少的因素是______,B、C两组细胞内自噬体含量较多的是________;总体分析A、B、C三组,通过细胞自噬回收物质和能量最多的是_______,理由是_______。
【答案】(1) 高尔基体 选择透过性
(2)核糖体
(3)线粒体异常导致细胞能量供应不足,影响神经元的正常功能,导致神经元细胞异常死亡
(4) 培养条件中的糖含量 C组 B组 B组为低糖培养,自噬水平升高,且自噬体能够与溶酶体融合并被分解,从而回收物质和能量,而C组自噬体不能与溶酶体融合,无法回收物质和能量
【分析】溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器:细胞内的细胞器会随着时间推移衰老或受损,溶酶体可通过其中的水解酶将这些细胞器分解,实现细胞内部结构的更新; 吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌:当病毒、细菌等病原体侵入细胞时,溶酶体可与包裹病原体的囊泡融合,释放水解酶将病原体分解清除,起到细胞防御的作用。
【详解】(1)由图可知,溶酶体直接来源于高尔基体,高尔基体以囊泡的形式形成溶酶体。小分子营养物质可通过溶酶体膜运输到细胞质基质,而溶酶体内部的水解酶及残渣则不能通过其膜结构,这说明生物膜具有选择透过性,即生物膜可以让某些物质通过,而阻止其他物质通过。
(2)蛋白质的合成场所是核糖体,部分线粒体蛋白由线粒体自身合成,由此推测线粒体内部含有核糖体。
(3) 线粒体是有氧呼吸的主要场所,能为细胞生命活动提供能量。在帕金森病和其他神经元细胞异常死亡的疾病中都可观察到线粒体异常现象,从线粒体功能角度分析,帕金森病的发病原因是线粒体异常导致细胞能量供应不足,进而影响神经元的正常功能,导致神经元细胞异常死亡。
(4)A组培养条件为正常糖,B组培养条件为低糖,所以影响A、B两组细胞内自噬体含量多少的因素是培养条件中的糖含量。 B组为低糖培养,自噬水平升高,C组在低糖培养的基础上加入了氯喹,氯喹可抑制自噬体和溶酶体的融合,使自噬体不能被分解,所以B、C两组细胞内自噬体含量较多的是C组。 A组为正常糖培养,自噬水平相对较低;B组为低糖培养,自噬水平升高,能回收物质和能量;C组虽然自噬体含量多,但由于氯喹抑制了自噬体和溶酶体的融合,自噬体不能被分解,物质和能量无法回收。所以总体分析A、B、C三组,通过细胞自噬回收物质和能量最多的是B组,理由是B组为低糖培养,自噬水平升高,且自噬体能够与溶酶体融合并被分解,从而回收物质和能量,而C组自噬体不能与溶酶体融合,无法回收物质和能量。
14.(2025高二下·山东滨州·期末)化疗后存活的癌细胞常高表达膜蛋白CD44,其可促进铁离子内吞,从而增强自身存活和转移能力。科学家设计了一种新型药物Fentor -1,其能激活溶酶体中的铁离子,通过诱导铁死亡(一种依赖铁的细胞死亡方式)杀伤癌细胞。下图为Fentor -1作用机制示意图:
(1)Fentor -1的结构分为两部分,脂质结合域和铁反应域,则图中A部分是______,B部分具有______(填“亲水性”或“疏水性”)。
(2)Fentor -1与铁离子结合后,加速产生自由基攻击具膜细胞器,若发现癌细胞对铁离子的吸收速率降低,说明自由基攻击的细胞器有______(写出两种);癌细胞对铁离子的吸收速率降低的原因是______(填图中物质)减少。
(3)自由基______(填“会”或“不会”)攻击核糖体和中心体,理由是______。
(4)Fentor -1对正常细胞毒性较低,分析其原因是______。
【答案】(1) 脂质结合域 亲水性
(2) 线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体 CD44
(3) 会 自由基可以攻击蛋白质,核糖体和中心体含有蛋白质
(4)与癌细胞相比,正常细胞CD44低表达会减少铁离子的内吞,导致溶酶体内铁含量不足,Fento - 1无法有效激活铁死亡
【分析】题意分析:铁离子通过CD44进入癌细胞,新型药物Fentor -1能激活溶酶体中的铁离子,通过诱导铁死亡杀伤癌细胞,图中Fentor -1A端嵌入溶酶体膜的磷脂双分子层中,具有疏水性,B部分与铁离子结合,应为铁反应域,且B部分位于细胞内部,铁反应域具有亲水性。
【详解】(1)据题干信息和题图可知,Fentor-1的结构分为脂质结合域和铁反应域,图中A部分嵌入溶酶体膜的磷脂双分子层中,应为脂质结合域,B部分与铁离子结合,应为铁反应域,且B部分位于溶酶体内部,所以铁反应域具有亲水性。
(2)Fentor -1与铁离子结合后,加速产生自由基攻击具膜细胞器,若发现癌细胞对铁离子的吸收速率降低,说明自由基攻击的细胞器有溶酶体(Fentor-1激活铁离子的场所,攻击后影响铁离子利用)、内质网(CD44的合成场所,攻击后导致CD44减少,铁离子内吞能力下降)、高尔基体(CD44的加工运输场所,攻击后影响CD44膜定位)、线粒体(为铁离子内吞和CD44合成提供能量);由图可知,癌细胞对铁离子的吸收需要膜蛋白CD44,自由基攻击具膜细胞器,会导致膜蛋白CD44减少,从而使癌细胞对铁离子的吸收速率降低。
(3)自由基可以攻击蛋白质,核糖体和中心体含有蛋白质,故自由基会攻击核糖体和中心体。
(4)与癌细胞相比,正常细胞CD44低表达会减少铁离子的内吞,导致溶酶体内铁含量不足,Fento - 1无法有效激活铁死亡,因此Fentor -1对正常细胞毒性较低。
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