2027届高三生物人教版一轮复习讲义第四单元　第19课时　细胞的分化、衰老和死亡

该高中生物学讲义聚焦细胞分化、全能性及衰老、死亡等高考核心考点，依据课标要求和考情分析，按“概念解析-易错提醒-真题案例”逻辑架构知识点，通过考点梳理、方法指导、分层训练等环节，帮助学生系统构建知识网络，突破高频难点。 资料创新采用“对比辨析+情境探究”教学策略，如通过归纳细胞分化的“变与不变”培养科学思维，结合胰岛类器官分化案例落实探究实践，基础排查与课时精练结合保障复习效果，助力学生形成生命观念，提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指引。

第19课时 细胞的分化、衰老和死亡 课标要求 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的分化,形成了复杂的多细胞生物体。2.描述在正常情况下,细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。 考情 分析 1.细胞的分化与细胞的全能性:2025 安徽 T3 2024 重庆 T8 2024 安徽 T4 2024 浙江6月选考 T4 2023 海南 T7 2022 重庆 T6 2022 湖北 T5 2022 河北 T14 2022 辽宁 T8 2021 山东 T3 2021 辽宁 T18 2021 重庆 T5 2021 辽宁 T9 2.细胞衰老、死亡和自噬:2025 山东 T3 2025 四川 T3 2025 北京 T4 2025 甘肃 T4 2025 陕晋宁青 T4 2025 湖北 T13 2024 湖南 T4 2024 河北 T3 2024 山东 T2 2024 甘肃 T4 2023 海南 T4 2023 湖南 T7 2023 山东 T3 2023 天津 T4 2022 福建 T2 3.细胞的生命历程综合:2025 江苏 T9 2025 河南 T5 2024 贵州 T2 2024 江苏 T11 2024 黑吉辽 T2 2023 江苏 T1 2022 江苏 T2 2022 海南 T2 2021 江苏 T2 2021 河北 T5 考点一 细胞的分化与细胞的全能性 1.细胞分化 提醒 (1)细胞分化程度越高,细胞分裂的能力一般就越低。 (2)分化的细胞不一定不再进行分裂,如B淋巴细胞,接受抗原和细胞因子等刺激后仍可再分裂。 2.细胞的全能性 提醒 分化程度高的细胞其全能性不一定低。一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以表达,但花粉、卵细胞的分化程度较高,其全能性也较高。 3.干细胞 (1)概念: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。 (2)类型 项目 胚胎干细胞 成体干细胞 来源 来自早期胚胎 来自各式各样的组织 功能 可以分化成各种组织和器官 具有分化成特定功能的组织或细胞的能力 举例 来自囊胚的内细胞团细胞 精原干细胞、造血干细胞、神经干细胞 提醒 干细胞分裂后一部分细胞发生分化,成为具有特定功能的组织细胞;还有一部分保持分裂能力,用于干细胞的自我更新。 (1)细胞分化只发生在胚胎发育阶段(2022 海南,2)( ) 提示 细胞分化发生在个体发育的任何阶段。 (2)细胞分化使各种细胞的遗传物质发生改变(2021 江苏,2)( ) 提示 细胞分化的实质是基因的选择性表达,遗传物质不变。 (3)造血干细胞是胚胎发育过程中未分化的细胞(2021 江苏,2)( ) 提示 造血干细胞是已分化的细胞,但仍能继续分化形成各种血细胞。 (4)高度分化的细胞执行特定的功能,不能再分裂增殖(2020 江苏,4)( ) 提示 有些高度分化的细胞能再分裂增殖,如肝细胞、记忆细胞。 (5)愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的(2021 福建,11)( ) 提示 愈伤组织是幼嫩叶片通过脱分化形成的。 细胞的分化 血红蛋白的主要生理功能是运输氧气。人的血红蛋白基因位于第 11 号和第 16 号染色体上,其编码基因有 、 、 、 等,在人的不同发育阶段,血红蛋白由不同分子组成。 (1)在人的不同发育时期,血红蛋白分子组成不同的原因是同一种细胞在人的不同发育时期会表达不同的基因。 (2)请分析以下基因在不同分化细胞内的表达情况并将其进行分类。 ①胰岛素基因 ②ATP合成酶基因 ③血红蛋白基因 ④呼吸酶基因 ⑤抗体基因 ⑥核糖体合成酶基因 管家基因(所有细胞均表达的一类基因):②④⑥。 奢侈基因(不同类型细胞特异性表达的一类基因):①③⑤。 (3)下列①~④过程能说明人体中某细胞已经发生分化的是③,你的推断理由是所有细胞都能合成ATP,几乎所有细胞都能转录合成mRNA,几乎所有细胞中都存在纤维蛋白原基因,所以①②④均不能判断细胞已经分化;只有甲状腺细胞才能合成甲状腺激素,可判断细胞已经分化。 ①进行ATP的合成 ②进行mRNA的合成 ③存在甲状腺激素 ④存在纤维蛋白原基因 归纳总结 细胞分化的“变”与“不变” 注:某些细胞在分化过程中遗传物质会发生改变,如B淋巴细胞分化为浆细胞的过程中部分基因会发生重排,遗传物质发生改变。 考向一 细胞的分化 1.(2025 安徽,3)胰岛类器官是由干细胞在体外诱导分化形成的具有器官特性的细胞集合体,可模拟胰岛的结构和功能,具有广泛的应用价值。下列叙述错误的是( ) A.胰岛类器官中不同细胞在结构和功能上存在差异,这是基因选择性表达的结果 B.胰岛类器官中胰岛A细胞是由干细胞诱导分化而来的,其细胞核不具有全能性 C.对胰岛类器官中细胞的mRNA序列进行分析,可判断其细胞类型 D.胰岛类器官模型可应用于胰岛发育和糖尿病发病机制等研究 答案 B 解析 胰岛类器官中不同细胞在结构和功能上存在差异,这是细胞分化的结果,其实质是基因选择性表达,A正确;干细胞诱导分化的胰岛A细胞,其细胞核仍含全套遗传信息,具有全能性,B错误;不同细胞的mRNA差异反映基因表达情况,可判断细胞类型,C正确;胰岛类器官可模拟胰岛结构和功能,因此可应用于胰岛发育和糖尿病发病机制等研究,D正确。 2.(2024 重庆,8)科研小组以某种硬骨鱼为材料在鱼鳍(由不同组织构成)“开窗”研究组织再生的方向性和机制(题图所示),下列叙述不合理的是( ) A.“窗口”愈合过程中,细胞之间的接触会影响细胞增殖 B.对照组“窗口”远端,细胞不具有增殖和分化的潜能 C.“窗口”再生的方向与两端H酶的活性高低有关,F可抑制远端H酶活性 D.若要比较尾鳍近、远端的再生能力,则需沿鳍近、远端各开“窗口”观察 答案 B 解析 “窗口”愈合过程中存在细胞增殖以增加细胞的数量,正常细胞增殖过程中存在接触抑制,即细胞之间的接触会影响细胞增殖,A正确;处理组与对照组比较发现,添加F后,“窗口”远端的细胞继续增殖和分化,说明对照组“窗口”远端的细胞保留了增殖分化的能力,B错误;由图可知,“窗口”再生的方向与两端H酶的活性高低有关,由活性低的向活性高的方向再生,添加F后可抑制远端H酶活性,使组织再生的方向往中间延伸,C正确;图中的近端和远端为同一个“窗口”,只能判断出再生的方向,若要判断出再生的能力,则需沿鳍近、远端各开“窗口”分别观察,D正确。 考点二 细胞的衰老和死亡 1.细胞衰老 (1)特征 (2)原因 ①自由基学说 ②端粒学说 点拨 癌细胞内端粒酶(成分是蛋白质和RNA),可修复和延长端粒,从而促进癌细胞恶性增殖。 (3)细胞衰老与个体衰老的关系 (4)意义:细胞衰老是人体内发生的正常生命现象,正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。 2.细胞死亡 点拨 注意区分与病原体感染有关的细胞死亡的不同情况:若是被病原体感染而死亡,则属于细胞坏死;若感染后被机体免疫系统清除,则属于细胞凋亡。 归纳总结 细胞凋亡和细胞坏死的区别 3.细胞自噬 (1)概念:在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用,这就是细胞自噬。 (2)意义 ①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。 ②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。 ③细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。 (1)哺乳动物成熟红细胞的程序性死亡会导致机体的衰老(2025 陕晋宁青,4)( ) 提示 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。 (2)抑制细胞端粒酶的活性有助于延缓细胞衰老(2023 江苏,1)( ) 提示 提高端粒酶的活性有助于延缓细胞衰老。 (3)人体各组织细胞的衰老总是同步的(2022 浙江6月选考,4)( ) 提示 人体各组织细胞的衰老通常是不同步的。 (4)细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质(2021 河北,5)( ) 提示 细胞凋亡过程中与凋亡有关的基因需要表达,即有相应蛋白质的合成。 1.细胞凋亡 细胞凋亡的过程和机理如图所示,请分析回答相关问题: (1)过程A体现了生物膜具有进行细胞间的信息交流的功能,说明细胞凋亡有特异性,在特定时期凋亡特定细胞。 (2)从过程B中可以看出,细胞凋亡是相关基因选择性表达的结果,该过程中形成具膜的凋亡小体,体现了膜的流动性。 (3)过程C中凋亡小体被吞噬消化,此过程需要溶酶体(细胞器)的参与。 2.细胞自噬 通俗地说,细胞自噬就是细胞“吃掉”自身的结构和物质。在一定条件下,细胞可通过溶酶体的作用,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,其局部过程如图所示。 (1)细胞凋亡一定(填“一定”或“不一定”)引起细胞死亡;细胞自噬不一定(填“一定”或“不一定”)引起细胞死亡。 (2)细胞凋亡与细胞自噬的联系:有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。 (3)自噬体内的物质被水解后,其产物可以被细胞重新利用。由此推测,当细胞养分不足时,细胞自噬作用会增强(填“增强”“不变”或“减弱”)。 (4)研究显示,细胞自噬能力的减弱导致了细胞内有毒物质的积累,从而使细胞进入衰老状态。随着年龄增长,肌肉细胞的自噬作用减弱(填“增强”“不变”或“减弱”),肌肉功能下降。 考向二 细胞衰老与细胞死亡 3.(2025 四川,3)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 答案 D 解析 溶酶体含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器等,可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(ATP),B正确;细胞自噬分解衰老细胞器等产生氨基酸,氨基酸可作为原料参与蛋白质合成,实现物质再利用,C正确;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,D错误。 4.(2025 甘肃,4)绝大多数细胞在经历有限次数的分裂后,不再具有增殖能力而是进入衰老状态。癌细胞具有较高的端粒酶活性,能防止端粒缩短,体外培养时可无限增殖不衰老。关于细胞衰老,下列叙述错误的是( ) A.衰老的细胞中细胞核形态异常,核质间的物质交换频率降低 B.细胞产生的自由基可以通过攻击DNA和蛋白质引起细胞衰老 C.体外培养癌细胞时,培养液中加入端粒酶抑制剂可诱导癌细胞衰老 D.将衰老细胞与去细胞核的年轻细胞融合,获得的融合细胞可以增殖 答案 D 解析 衰老细胞的细胞核体积增大,核膜内折,染色质固缩,导致核质间物质交换频率降低,A正确;自由基学说指出,自由基攻击DNA、蛋白质等生物大分子,引起结构和功能损伤,导致细胞衰老,B正确;癌细胞依赖端粒酶维持端粒长度以无限增殖,抑制端粒酶活性会导致端粒缩短,最终引发癌细胞衰老,C正确;衰老与细胞核密切相关,融合细胞的核来自衰老细胞,即使细胞质年轻,仍无法恢复增殖能力,D错误。 考向三 细胞的生命历程 5.(2025 河南,5)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 解析 导管由导管的原始细胞分裂、分化、死亡后形成,这种死亡方式属于细胞凋亡,并非细胞坏死,A错误;分化成熟后的导管细胞是死细胞,已丧失生物活性,不具备脱分化和再分化的能力,B错误;导管的原始细胞和叶肉细胞在形态、结构、生理功能上等存在差异,是基因选择性表达的结果,C正确;导管是死细胞,其中的细胞骨架已失去活性,在维持导管的形态及物质运输中不再发挥作用,D错误。 6.(2025 江苏,9)如图表示小肠上皮组织,a~c表示3类不同功能的细胞。下列叙述错误的是( ) 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 解析 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,A错误;压力应激引起 a 类干细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低,会影响细胞内的正常代谢等,可促使干细胞衰老,B正确;细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,不释放内含物,对机体是有利的,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,释放内含物,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;细胞骨架是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。 一、基础排查 1.判断下列关于细胞分化的叙述 (1)已分化的细胞仍可具有细胞分裂能力( √ ) (2)细胞分化的实质是基因的选择性表达,而选择性表达的基因包括ATP水解酶基因( ) 提示 控制ATP水解酶合成的基因在所有细胞中都表达,因此选择性表达的基因不包括ATP水解酶基因。 (3)基因的选择性表达只发生在细胞分化的过程中( ) 提示 基因的选择性表达不仅发生在细胞分化的过程中,也发生在细胞分裂、细胞衰老、细胞凋亡等过程中。 (4)细胞分化使不同细胞中蛋白质完全不同,导致细胞的形态和功能各不相同( ) 提示 细胞分化的实质是基因的选择性表达,使不同细胞中的蛋白质不完全相同,而不是完全不同。 (5)同一细胞内往往含有不同种类的蛋白质,这是基因选择性表达的结果( ) 提示 同一个细胞中蛋白质不同,是因为控制不同蛋白质的基因不同。 (6)胚胎干细胞发育为不同细胞时的遗传物质发生了变化( ) 提示 胚胎干细胞发育为不同细胞时涉及细胞分化,细胞分化的实质是基因的选择性表达,遗传物质并未发生变化。 (7)精原干细胞是未经分化的细胞,在体外被诱导分化为精细胞体现了细胞的全能性( ) 提示 精原干细胞是已分化的细胞,在体外被诱导分化为精细胞,但没有发育成完整个体或其他各种组织细胞,不能体现细胞的全能性。 (8)分化程度高的细胞,其全能性不一定低( √ ) (9)已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性( √ ) 2.判断下列关于细胞衰老、细胞凋亡、细胞坏死的叙述 (1)衰老细胞内染色质收缩、染色加深,这样会影响DNA复制和转录( √ ) (2)细胞衰老过程中,细胞体积变小、细胞核体积增大,细胞内各种酶活性降低,呼吸速率减慢,细胞代谢速率减慢( ) 提示 细胞衰老过程中,细胞体积变小、细胞核体积增大,细胞内多种酶的活性降低。 (3)衰老细胞的细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低,衰老细胞中酪氨酸酶活性升高,导致老人出现白头发( ) 提示 衰老细胞内酪氨酸酶的活性降低,黑色素合成减少,因此老年人头发变白。 (4)细胞衰老可能与自由基攻击磷脂分子、DNA和蛋白质有关,端粒受损可能会导致细胞衰老( √ ) (5)细胞死亡均受到严格的由遗传机制决定的程序性调控( ) 提示 细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控。细胞坏死指在种种不利因素影响下,如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。 (6)细胞凋亡的过程是机体的正常现象,涉及基因的选择性表达( √ ) (7)清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象,小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象( ) 提示 被病原体感染的细胞属于靶细胞,机体通过细胞免疫将靶细胞裂解死亡,释放抗原,属于细胞凋亡。 (8)细胞凋亡过程中既有新蛋白质的合成也有蛋白质的降解( √ ) (9)细胞衰老和凋亡过程是必然的,对机体是有利的( √ ) (10)“饥饿状态”下的细胞自噬可使细胞获得所需的物质和能量,有利于细胞内部环境的稳定( √ ) (11)细胞自噬可以清除受损细胞器或感染的微生物等,有些激烈的细胞自噬可能会诱导细胞凋亡( √ ) 二、要语必背 1.(必修1 P119)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.(必修1 P121)细胞的全能性:细胞经分裂和分化后,仍然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。 3.(必修1 P121)干细胞:动物和人体内仍保留着的少数具有分裂和分化能力的细胞。 4.(必修1 P123)细胞衰老的特征:细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低;细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积变小;细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深;细胞内多种酶的活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢;细胞内的色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递。 5.(必修1 P124)自由基学说: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。 6.(必修1 P124)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。 7.(必修1 P126)细胞凋亡:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,也常常被称为细胞程序性死亡。 8.(必修1 P126)细胞凋亡的意义: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。 9.(必修1 P126)细胞坏死是指在种种不利因素影响下,如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。 10.(必修1 P126)细胞自噬:在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用,这就是细胞自噬。 发生条件: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。 不利后果:有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。 课时精练 [分值:100分] [1~10题,每题5分;11~13题,每题6分。共68分] 一、选择题 1.(2025 广州越秀一模)如图表示人体(23对染色体)内红细胞的发育、分化过程,其中④过程中会出现核糖体丢失现象。下列叙述错误的是( ) A.①过程存在基因的选择性表达,也存在细胞的增殖 B.②过程中部分细胞会同时含92条染色体、92条染色单体、92个核DNA分子 C.③过程中细胞核消失,但细胞内仍存在少量核酸 D.④过程中形成的红细胞不能再进行有丝分裂 答案 B 解析 干细胞具有分裂分化的能力,经过过程①形成有核红细胞,该过程表示细胞分裂分化,存在基因的选择性表达,也存在细胞的增殖,A正确;②为细胞增殖过程,增殖方式为有丝分裂,在有丝分裂后期细胞中染色体数加倍,但该时期姐妹染色单体消失,不会同时存在加倍的染色体和染色单体,B错误;核酸分布在细胞核和细胞质中,有核红细胞经过③形成网织红细胞,该过程中细胞核消失,但细胞质中仍存在少量核酸,C正确;④过程中形成的红细胞为成熟的红细胞,成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器,不能再进行有丝分裂,D正确。 2.(2021 广东,4)研究表明,激活某种蛋白激酶PKR,可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡。下列叙述正确的是( ) A.上述病毒感染的细胞凋亡后其功能可恢复 B.上述病毒感染细胞的凋亡不是程序性死亡 C.上述病毒感染细胞的凋亡过程不受基因控制 D.PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究 答案 D 解析 被病毒感染的细胞凋亡后,丧失其功能且不可恢复,A错误;细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,是程序性死亡,B、C错误;由题意可知,激活蛋白激酶PKR,可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡,故PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究,D正确。 3.(2025 湛江一模)人在衰老过程中某些性状会发生改变。科研人员对染色质开展了相关研究,研究表明一些区域发生了DNA甲基化会影响相关基因的表达并引发更紧密的染色质结构的形成,细胞衰老时常伴随细胞周期阻滞。人类个体由年轻走向衰老过程中,相关染色质变化如图所示。下列叙述正确的是( ) A.个体衰老时,染色质结构松散,紧密连接蛋白增多 B.个体衰老时,染色质结构松散可能会促进基因表达 C.细胞衰老时,细胞周期阻滞可能与端粒的延长有关 D.细胞衰老时,衰老的细胞被免疫系统清除属于细胞坏死 答案 B 解析 由图可知,个体衰老时紧密连接蛋白减少,某些染色质结构松散,A错误;衰老时染色质结构松散有利于DNA解旋并进行转录,会促进基因表达,B正确;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,当端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤,会使细胞活动渐趋异常,所以细胞衰老时常伴随细胞周期阻滞,可能与端粒的缩短有关,C错误;细胞衰老时,衰老的细胞被免疫系统清除属于细胞凋亡,D错误。 4.(2024 甘肃,4)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 答案 C 解析 由题干信息可知,饥饿状态下细胞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,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环境因素刺激后表现出的应激性反应,以支持细胞基本的生命活动,从而维持细胞内部环境的稳定,D正确。 5.科学家们在研究成体干细胞的分裂时提出这样的假说:成体干细胞总是将含有相对古老的DNA链(永生化链)的染色体分配给其中一个子代细胞,使其成为成体干细胞,同时将含有相对新的合成链的染色体分配给另一个子代细胞,这个细胞分化并最终衰老凋亡,如图所示。下列推测错误的是( ) A.成体干细胞通过图中分裂方式,将含有永生化链的染色体保留于子代干细胞中 B.成体干细胞分裂形成的子细胞,若获得的染色体不含永生化链,则最终走向衰老、凋亡 C.图中分配机制可通过减少干细胞DNA损伤积累,来维持长期增殖潜力 D.有丝分裂后期染色体随机分配使成体干细胞的数量保持相对稳定 答案 D 解析 由题干信息可知,成体干细胞分裂时染色体不是随机分配的,而是按照一定规则将含有永生化链和新合成链的染色体分别分配给不同子代细胞,D错误。 6.(2026 广东六校联考)毛囊干细胞属于成体干细胞,毛发的形成和生长依赖其增殖和分化。研究发现,慢性压力会使毛囊干细胞长期保持静止状态,肥胖则导致其易分化成皮肤表面的其他细胞。下列叙述错误的是( ) A.在增殖周期中,大多数毛囊干细胞处于分裂间期 B.毛囊干细胞分化为不同种类细胞的过程中遗传物质发生选择性改变 C.保持愉悦的心情并及时排解压力有助于减少脱发 D.长期高脂饮食可能会改变毛囊干细胞的分化方向而使头发稀疏 答案 B 解析 在增殖周期中,分裂间期持续的时间远长于分裂期,因此,大多数毛囊干细胞处于分裂间期,A正确;毛囊干细胞分化为不同种类细胞的过程属于细胞分化,细胞分化的本质为基因的选择性表达,不改变细胞内的遗传物质,B错误;慢性压力会使毛囊干细胞长期保持静止状态,不会发生分裂分化、毛发再生,故保持愉悦的心情并及时排解压力,可减少脱发,C正确;肥胖会导致毛囊干细胞易分化成皮肤表面的其他细胞,故长期高脂饮食可能会改变毛囊干细胞的分化方向而使头发稀疏,D正确。 7.(2024 黑吉辽,2)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 解析 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,卵圆细胞能形成新的肝细胞,未证明其具有全能性,D错误。 8.(2025 重庆,2)在中国文化中,“肝胆相照”用来比喻朋友之间真心相待。研究表明,当某实验动物的肝脏或胆管受到严重损伤时,机体可通过如图所示的相互转化机制进行修复。据图分析,下列叙述正确的是( ) A.肝、胆严重损伤时,内环境稳态的破坏是细胞凋亡所致 B.过程①、②为细胞增殖,在细胞分裂中期染色体数目会加倍 C.过程③产生的细胞,其分化程度比胆管细胞高 D.过程④、⑤中均存在基因的选择性表达 答案 D 解析 肝、胆严重损伤是由外界因素导致的细胞坏死,而不是细胞凋亡(细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程),所以内环境稳态的破坏不是细胞凋亡所致,A错误;过程①、②为细胞增殖,在细胞分裂后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍,B错误;过程③产生的细胞具有干细胞特性,其分化程度比胆管细胞低,C错误;过程④、⑤是细胞分化过程,细胞分化的实质是基因的选择性表达,所以过程④、⑤中均存在基因的选择性表达,D正确。 9.转分化是一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞的现象。研究人员对诱导成年小鼠胰腺腺泡细胞转分化为胰岛B细胞进行了相关研究,部分过程如图所示,图中指针表示 Dnmt3a基因的表达量。下列叙述正确的是( ) A.转分化过程体现了动物细胞的全能性 B.转分化过程与植物组织细胞脱分化过程相同 C.胰腺腺泡细胞和胰岛B细胞中的蛋白质种类完全不同 D.适当降低 Dnmt3a基因的表达,可提高胰岛B细胞的比例 答案 D 解析 转分化是一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞的现象,不能体现动物细胞的全能性,A错误;脱分化为已分化的细胞经脱分化失去其特有的结构和功能,转变成未分化的细胞,与转分化不同,B错误;胰腺腺泡细胞经转分化形成胰岛B细胞,细胞分化的本质为基因的选择性表达,因此两种细胞中的蛋白质种类不完全相同,C错误;结合题图分析可知,当Dnmt3a基因的表达量中等时可转化成胰岛B细胞,当Dnmt3a基因的表达量过高时导致未成功转化的细胞增多,因此适当降低 Dnmt3a基因的表达,可提高胰岛B细胞的比例,D正确。 10.(2025 深圳龙岗期末)端粒酶是一种核糖核酸—蛋白复合物,可利用其自身携带的RNA为模板,在相关组分的催化下,在染色体末端合成缺失端粒的末端序列,延长或稳定了随着细胞分裂而进行性缩短的端粒,保护染色体末端免于被化学修饰或被核酶降解。下列叙述正确的是( ) A.端粒酶、端粒和染色体的化学本质相同 B.端粒延长过程会出现RNA—DNA杂合区段 C.染色体末端被修饰或降解引发细胞坏死 D.人体细胞中每条染色体都含有2个端粒 答案 B 解析 端粒酶是核糖核酸—蛋白复合物,端粒和染色体主要由DNA和蛋白质组成,它们的化学本质不同,A错误;端粒酶以自身携带的RNA为模板合成端粒DNA序列,过程中会出现RNA—DNA杂合区段,B正确;染色体末端被修饰或降解可能引发细胞凋亡,而非细胞坏死,C错误;人体细胞复制后着丝粒分裂前,一条染色体有4个端粒,D错误。 11.(2025 广州一模)线粒体可通过融合、分裂及自噬来修复受损线粒体,满足细胞的能量需求。线粒体融合与分裂的动态平衡过程称为线粒体动力学(如图所示)。在糖尿病状态下,线粒体动力学失衡引发线粒体变小和片段化、活性氧自由基堆积等,最终导致糖尿病肾病的发生、发展。下列叙述错误的是( ) A.糖尿病患者细胞内线粒体变小和片段化可能与能量供应不足有关 B.线粒体内活性氧自由基堆积,可能会促进线粒体DNA发生突变 C.Opa1、Mfn1和Mfn2含量下降不利于受损线粒体的融合和修复 D.可开发提高Drp1表达量的药物改善线粒体功能,延缓糖尿病肾病的发展 答案 D 解析 在糖尿病状态下,线粒体动力学失衡引发线粒体变小和片段化,活性氧自由基堆积,自由基会攻击线粒体膜的磷脂分子,使线粒体进行有氧呼吸的速率下降,导致能量供应不足,A正确;自由基会攻击DNA,可能引起DNA突变,B正确;从图中可知,Opa1、Mfn1和Mfn2参与线粒体融合过程,它们含量下降不利于受损线粒体的融合和修复,C正确;Drp1参与线粒体分裂过程,糖尿病状态下线粒体变小和片段化,若提高Drp1表达量,促进线粒体分裂,可能会加重线粒体的变小和片段化,不利于改善线粒体功能,D错误。 12.(2025 广州二模)有研究指出,细胞衰老是由各种压力源触发的细胞周期停滞稳定状态,其过程如图所示。研究表明,miR-302b通过调控Cdkn1a蛋白来逆转衰老细胞中的细胞周期停滞,从而促进增殖并实现整体年轻化。下列叙述正确的是( ) A.在压力源触发下,衰老细胞中的各种酶活性降低导致细胞周期停滞 B.据图分析,控制CDK和Cyclin蛋白合成的基因可能属于抑癌基因 C.miR-302b可通过促进衰老细胞中Cdkn1a的表达恢复其增殖 D.miR-302b可延缓衰老,也可能会增加致癌风险 答案 D 解析 在压力源触发下,衰老细胞中部分酶活性降低,而不是各种酶活性都降低,比如与加速细胞衰老有关的酶活性可能不会下降,A错误;抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,若抑癌基因突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞癌变,而CDK和Cyclin蛋白形成的复合物可促进细胞周期进行,所以控制其合成的基因不属于抑癌基因,B错误;根据题意,miR-302b通过调控Cdkn1a蛋白来逆转衰老细胞中的细胞周期停滞,是抑制衰老细胞中Cdkn1a的表达,从而解除对CDK和Cyclin复合物的抑制作用,恢复细胞增殖,而不是促进Cdkn1a的表达,C错误;因为miR-302b可促进细胞增殖实现整体年轻化,延缓衰老,但细胞过度增殖可能会增加致癌风险,D正确。 13.(2025 湖北,13)科研人员以SA- -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 答案 C 解析 由题图可知,对照组中SA- -Gal含量不为0,而SA- -Gal为细胞衰老的分子标志,所以对照组中也有衰老的细胞,A正确;AP2A1基因过表达组中p53蛋白含量明显比对照组多,所以蛋白质AP2A1可能促进了细胞中p53蛋白积累,B正确;据图可知,衰老细胞中与衰老有关的蛋白质表达量增加,但不是各种蛋白质的表达量都会增加,C错误;EdU作为细胞DNA复制的标记,而细胞增殖过程中会发生DNA复制,所以含EdU标记的细胞所占比例越大,细胞增殖越旺盛,D正确。 二、非选择题 14.(18分)(2025 华附、省实、广雅、深中四校联考)科学家发现了端粒和端粒酶对染色体的保护机制。染色体的两端各含有一个端粒,会随着细胞分裂次数增多而缩短,端粒酶(TERT)可以修复加长端粒。研究者对调节端粒酶活性的分子进行了筛选和研究。请回答下列问题: (1)在正常情况下,处于有丝分裂后期的一个小鼠(2n=40)肾脏细胞有_个端粒。研究发现,随着细胞不断增殖,细胞中端粒酶活性逐渐_(填“升高”或“降低”),端粒逐渐缩短。当端粒缩短至一定程度时,会损伤染色体上正常基因的DNA序列,使细胞停止分裂,从而引发细胞_(填“凋亡”或“坏死”)。 (2)研究者筛选出TERT的调节物质TAC,研究TAC对端粒的影响。图1显示对小鼠注射TAC后4小时,成纤维细胞中TERT含量。其中对照组的处理为_,结果显示TAC处理组小鼠的TERT蛋白含量_(填“增加”或“减少”),说明TAC可以_(填“促进”或“抑制”)TERT基因的表达。 (3)研究者进一步做图2实验,该实验目的为_,请在图2中补充TAC处理组预期的实验结果(用空白柱子表示出高度即可,不用涂黑)。 (4)为进一步探究TAC对小鼠衰老的影响机制,研究人员构建了TERT基因敲除模型鼠(老年)与野生型小鼠(老年),在用TAC治疗前(对照)和治疗一周后,分别对不同器官进行相关指标的检测(如图3),综合前面的信息,推测TAC影响小鼠个体衰老的机制是_ _。 答案 (1)160 降低 凋亡 (2)注射等量DMSO 增加 促进 (3)探究TAC处理对端粒长度的影响 (4)TAC促进TERT基因的表达,使TERT蛋白数量增加,促进端粒酶活性,修复加长端粒,使p16的数量减少,延缓小鼠个体的衰老 解析 (1)端粒为每条染色体的两端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体,小鼠体细胞含有40条染色体,有丝分裂后期染色体数目加倍,为80条,含有的端粒数目为160个;端粒酶(TERT)可以修复加长端粒,活性越强,端粒越长,研究发现,随着细胞不断增殖,细胞中端粒酶活性逐渐降低,导致端粒逐渐缩短;当端粒缩短至一定程度时,会损伤染色体上正常基因的DNA序列,使细胞停止分裂,细胞活动渐趋异常,引发细胞凋亡,细胞凋亡是由基因决定的细胞自动死亡的过程,而细胞坏死是指在不利因素影响下,如极端的物理、化学因素或严重病理性刺激的情况下,引起的细胞损伤和死亡。(2)本实验目的是研究TAC对端粒的影响,自变量为TAC的有无,因变量为端粒酶(TERT)表达量,实验组处理:TAC处理(溶于DMSO),为排除DMSO对实验结果的影响,对照组处理应为:注射等量DMSO;分析图1,电泳条带越宽,说明该条带对应的蛋白质含量越多,与对照组相比,实验组(TAC处理组小鼠)的TERT蛋白含量增加,说明TAC可以促进TERT基因的表达,使得相关蛋白质增多。(3)分析图2,对照组和实验组处理与图1相同,即自变量相同,为TAC,但因变量为测定端粒相对长度,由此可知,图2实验目的为探究TAC对端粒长度的影响;端粒酶(TERT)可以修复加长端粒,TAC处理组中小鼠的TERT蛋白含量增加,说明TAC处理组端粒相对长度比对照组要长,画图见答案。(4)分析图3,TAC处理野生型小鼠(含TERT基因),不同器官中p16 mRNA的相对水平均明显下降,合成的p16减少;TAC处理TERT基因敲除模型鼠(不含TERT基因),不同器官中p16 mRNA的相对水平下降不明显,合成的p16较多,说明TERT基因抑制p16 mRNA的合成,进而翻译形成的p16减少,细胞衰老程度减弱,结合前面的信息,推测TAC影响小鼠个体衰老的机制:TAC促进TERT基因的表达,使TERT蛋白数量增加,端粒酶活性增强,修复加长端粒,同时,TERT基因的表达产物抑制p16 mRNA的合成,使p16的数量减少,延缓小鼠个体的衰老。 15.(14分)(2025 佛山一模)细胞内铜离子过量会阻断线粒体内的有氧呼吸过程,干扰细胞的能量供应并引起蛋白质毒性应激反应,导致细胞死亡,这种现象称为铜死亡。肝脏是人体内储存和排出铜离子的主要器官。研究显示,铜代谢和铜死亡与肝细胞癌(HCC)的发生发展密切相关。如图表示铜死亡的分子机制。回答下列问题: 注:ES是一种人工合成的铜离子载体药物。FDX1是一种酶,其含量受FDX1基因的调控。铁硫簇蛋白和DLAT在线粒体内的有氧呼吸过程中具有重要作用。 (1)根据在细胞中的含量划分,铜属于_元素。正常情况下,铜以Cu+的形式被铜转运蛋白吸收进入细胞,发挥多种生理作用,例如能与在_(填场所)处的细胞色素氧化酶结合,促进ATP的大量合成。 (2)当细胞中的Cu+超过一定含量时,细胞膜上的铜转运ATP酶能通过_方式将Cu+转出细胞,从而维持细胞内Cu+的相对稳定。 (3)(4分)据图分析,过量的Cu+进入细胞后,能干扰有氧呼吸并导致细胞死亡的原因是_ _。 (4)(4分)研究表明HCC细胞主要通过无氧呼吸产生ATP。根据以上信息,提出利用铜死亡治疗HCC的新思路:_ _ _ (提示:HCC细胞呼吸方式可通过诱导剂诱导转变)。 答案 (1)微量 线粒体内膜 (2)主动运输 (3)DLAT的聚集和铁硫簇蛋白的丢失,引起铜死亡 (4)诱导癌细胞从无氧呼吸向有氧呼吸转化,同时促进铜转运蛋白基因的表达(或抑制铜转运ATP酶基因的表达,或利用ES直接将Cu2+送进细胞、促进FDX1基因表达) 解析 (1)从题干信息“促进ATP的大量合成”可知,Cu+参与有氧呼吸第三阶段,即Cu+能与线粒体内膜处的细胞色素氧化酶结合,促进ATP的合成。(2)铜转运ATP酶既有运输Cu+的作用,也能催化ATP水解,说明Cu+通过铜转运ATP酶运输的过程消耗ATP提供的能量,属于主动运输。(3)分析题图可知,当过量的Cu+进入细胞后,Cu+进入线粒体增多,线粒体中的Cu+一方面会使铁硫簇蛋白丢失,另一方面使DLAT聚集,引起铜死亡。(4)利用铜死亡治疗HCC(肝细胞癌),即通过使HCC细胞内Cu+过量来阻断线粒体内有氧呼吸过程来减少ATP供应,导致HCC细胞死亡,但是HCC细胞主要通过无氧呼吸产生ATP,因此,首先需要用诱导剂诱导HCC细胞由无氧呼吸供能转变为有氧呼吸,再使该细胞内铜离子过量增多来诱导铜死亡,诱导细胞内铜离子过量增多的方法总结如图: 学科网(北京)股份有限公司 $