第6章 细胞的生命历程(培优专练)(4考点15考向)生物人教版必修1
2026-08-20
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版必修1 分子与细胞 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第6章 细胞的生命历程 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.50 MB |
| 发布时间 | 2026-08-20 |
| 更新时间 | 2026-08-20 |
| 作者 | hongyan |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-08-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59277584.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以细胞生命历程为主线,通过分级考点与多元题型构建知识网络,强化生命观念与科学思维的系统性训练。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|细胞增殖|24题|含模式图分析、实验设计、曲线辨析|从细胞周期调控到有丝分裂过程,构建"过程-规律-应用"逻辑链|
|细胞分化和全能性|11题|新情境信息题、图表分析题|以分化本质为核心,关联全能性表达与干细胞应用|
|细胞衰老|4题|实验情境题、机制分析题|从衰老特征到分子机制,体现结构与功能观|
|细胞死亡|12题|科研情境题、概念辨析题|整合凋亡、自噬等死亡方式,构建生命历程完整闭环|
内容正文:
第6章 细胞的生命历程
高分考点·精准突破
考点一 细胞的增殖(重难)(高频)
考向01 细胞周期
拓展考向02 细胞周期调控及同步化
考向03 动、植物细胞有丝分裂各时期特征及图像(核心重难点)
考向04 细胞周期中染色体与核DNA数量变化规律(核心重难点)
考向05 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
考向06 有丝分裂意义
考向07 无丝分裂
考点二 细胞的分化和全能性(高频必考)
考向01 细胞分化的概念和意义
考向02 细胞分化的特征
考向03 细胞全能性的概念及表达(核心重难点)
考点三 细胞的衰老(常考)
考向01 衰老细胞的特征
考向02 细胞衰老的原因
考点四 细胞的死亡(高频)
考向01 细胞凋亡
拓展考向02 其他细胞程序性死亡方式
考向03 细胞自噬
培优冲刺·拓展拔高
高频考点·精准突破
考点一 细胞的增殖
考向01 细胞周期
1.【模式图・不同植物细胞周期扇形图】(25-26高一下·江西抚州·阶段检测)在实验室培养甲、乙、丙、丁四种不同的二倍体植物细胞(染色体数为2n),它们的细胞周期如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.一个完整的细胞周期可表示为a→b→a
B.a→b,同源染色体对数变化情况为n→2n→n
C.最适合用来观察有丝分裂的材料是乙细胞
D.甲、丙细胞的分裂期的时长一定不相同
2.(25-26高二下·河北衡水·阶段检测)科学家用15N的硝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,下列叙述正确的是( )
A.蚕豆根尖分生区细胞分裂的一个细胞周期为19.3h
B.蚕豆根尖成熟区细胞比分生区细胞的增殖周期长
C.蚕豆根尖细胞的DNA分子结构稳定性最低的时期有0~2 h、19.3~21.3 h、38.6~40.6 h
D.间期细胞核中的主要变化是DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
3.(25-26高一下·福建莆田·开学考试)下列是细胞周期常用的表示方法,叙述正确的是( )
A.图1中甲→甲可表示一个完整的细胞周期
B.有丝分裂过程中染色体数目加倍是发生在图2的c时期
C.叶肉细胞的细胞周期染色体存在的时间比染色质的长
D.图3中处于DNA复制期的是C
拓展考向02 细胞周期调控及同步化
4.【模式图・细胞周期检验点】(25-26高二下·吉林长春·期末)细胞周期各时期的顺序是DNA合成前期→DNA合成期→DNA合成后期→分裂期。细胞周期检验点是保证DNA复制和染色体精确分配的细胞内自我检查机制。下图为细胞周期中的主要检验点位置,每个检验点的作用主要是检验细胞是否具备进入下一阶段的条件,如检验点3作用为检验纺锤体是否组装完成。下列叙述错误的是( )
注:图中I~IV表示细胞周期各时期。
A.检验点1和检验点4所处时期用光学显微镜均不能观察到染色体
B.若检验点2通过,说明该细胞具备了进入分裂期的条件
C.若检验点3未通过,则此时细胞处于染色体数目暂时加倍状态
D.若检验点5未通过,该细胞不能启动DNA的复制
5.【模式图・CDK1cyclinB 细胞周期调控】(25-26高二下·辽宁沈阳·期末)细胞周期可分为分裂间期(包括G1、S和G2期)和分裂期(M期),细胞周期的有序进行与蛋白CDK1活性密切相关,部分调控机制如图所示。CDK1与cyclinB结合,进而发生磷酸化后被激活。下列说法不正确的是( )
A.cyclinB在G2期大量积累,为分裂期提供物质准备
B.磷酸化的CDK1可能促进染色质螺旋化形成染色体
C.使用CDK1活性抑制剂处理会使细胞停留在M期的后期
D.肿瘤细胞中cyclinB基因的表达水平会高于正常细胞
6.【新情境・G2/M 期药物阻滞】(25-26高二下·河南·期末)分裂间期依次包括G1、S、G2期,M期是分裂期。细胞周期蛋白与激酶A结合形成的复合物可推动细胞周期从G2期进入M期,药物N可抑制激酶A的活性。使用药物N处理某植物(2n=10),下列叙述正确的是( )
A.当细胞周期从G2期进入M期时细胞周期蛋白开始合成
B.用药物N处理后细胞停滞在G2/M期交界处,无法进入M期
C.分裂间期主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成,染色体数目加倍
D.该植物正常分裂后期时细胞中染色体有20条且排列在赤道板这一细胞结构上
7.【实验情境・TdR 双阻断法细胞周期同步化】(25-26高一下·江西南昌·阶段检测)(多选)一个完整的细胞周期依次经历G1期、S期、G2期和M期,其中G1期、S期、期属于分裂间期,M期为分裂期。胸苷(TdR)是合成DNA的原料,在细胞培养液中过量加入会抑制核苷酸代谢,阻断DNA复制,进而使处于S期的细胞停止增殖,其他时期不受影响。利用TdR使细胞周期同步化的具体流程:
第一步:第一次向细胞培养液中加入过量胸苷,培养T1小时;
第二步:洗脱胸苷,正常培养T2小时;
第三步:第二次向细胞培养液中加入过量胸苷,培养T3小时,细胞几乎全部集中在G1与S期的交界处
第四步:洗脱胸苷,细胞周期几乎同步化。
某动物细胞的细胞周期中,G1期、S期、G2期和M期所经历的时间分别为3.5小时、7.8小时、2.2小时、2.5小时,利用上述流程使该动物细胞的细胞周期同步化。下列相关叙述正确的是( )
A.第一步的培养时间小时
B.第二步的培养时间:7.8小时:小时
C.第三步的培养时间与第二步的培养时间无关联
D.第四步洗脱胸苷后,核DNA即完成复制
考向03 动、植物细胞有丝分裂各时期特征及图像
8.(25-26高一下·四川广安·期中)正常人体细胞含有46条染色体。下列关于人体细胞增殖过程中有关时期的叙述正确的是( )
A.间期,在细胞核内完成DNA复制和有关蛋白质的合成
B.前期,每条染色体进行复制,形成了含2条姐妹染色单体的染色体
C.后期,纺锤丝的牵引导致着丝粒分裂,染色单体分开移向细胞两极
D.末期,细胞膜向内凹陷缢裂成两个子细胞,这体现了细胞膜的流动性
9.【显微照片・昆虫细胞有丝分裂实拍图】(25-26高二下·河南许昌·期末)如图为某昆虫进行有丝分裂的细胞处于不同分裂时期的显微照片,①~④表示不同时期。下列叙述错误的是( )
A.①时期染色体的着丝粒排列在细胞中央,可判断为分裂后期
B.统计处于各时期的细胞数量,处于②时期的细胞数量最多
C.③时期着丝粒分裂,姐妹染色单体分开并移向细胞的两极
D.④时期核膜消失,染色质高度螺旋化成为染色体
10.【显微图像・洋葱根尖有丝分裂】(25-26高一下·浙江宁波·期末)某同学在做“观察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验时,观察拍摄到图①~⑤的图像。下列叙述正确的是( )
A.解离后要进行漂洗,便于细胞接下来染色
B.细胞分裂顺序为①→⑤→②→④→③
C.在图①时期细胞已完成中心体的复制
D.图⑤染色体接下来会被纺锤丝拉向两极
11.【模式图・动物细胞有丝分裂局部】(25-26高一下·广东揭阳·期末)下图是某生物体细胞有丝分裂的局部图像。下列叙述正确的是( )
A.①为中心体,图中有4个中心体
B.②为染色体,图中有4条染色体
C.③为细胞板,在细胞分裂后期出现
D.④为纺锤丝,可牵拉着丝粒分裂
12.【双模式图・动物、高等植物有丝分裂对比】(25-26高一下·广东惠州·期中)某同学观察了动物细胞和高等植物细胞的有丝分裂装片,并绘制了以下两个示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.图1细胞中有4条染色体,此时每条染色体包含2个DNA分子
B.图1细胞中染色体的着丝粒排列在赤道板上,便于观察计数
C.图2中结构H的形成与高尔基体无关,而是由中心体发出星射线形成
D.图2细胞分裂结束后,子细胞中的染色体数目与图1细胞相同
考向04 细胞周期中染色体与核DNA数量变化规律
13.(25-26高二下·山东德州·期末)某动物(2n=24)的体细胞在有丝分裂过程中染色单体、核DNA的数量变化如图1所示。染色体的周期性形态变化如图2所示。下列说法错误的是( )
A.①→⑤→①可表示一个细胞周期
B.①对应c时期,此时细胞内染色体数目为48
C.②→③对应a→b时期,此过程中细胞有适度生长
D.③→⑤处于b时期,此过程中每条染色体上的DNA数不变
14.【曲线图・植物细胞周期核 DNA 变化】(25-26高一下·辽宁朝阳·期中)如图表示某植物体细胞一个细胞周期中,一个细胞内核DNA含量变化的曲线。下列叙述错误的是( )
A.O~a段内,DNA完成复制
B.b~c段细胞中观察不到核膜和核仁
C.c~d段细胞中无细胞板
D.d~e段细胞中染色体数:核DNA分子数:染色单体数=1∶1∶1
15.(25-26高一上·北京·期中)甲~丙依次表示某二倍体动物(2n=4)的细胞周期相关图示,下列叙述中正确的是( )
A.图甲所示细胞对应于图乙中的DE段、图丙中的②
B.图甲所示时期核糖体、中心体上进行活跃的代谢反应
C.图乙中BC段只与图丙中的②对应
D.图丙中引起②→①变化的原因是染色体的复制
16.【曲线图・染色单体数目变化】(25-26高一下·内蒙古巴彦淖尔·期末)大蒜根尖某区域的细胞中染色单体的数目变化情况如图所示,下列有关分析正确的是( )
A.ac阶段主要进行DNA复制和染色体数目加倍
B.d时期出现着丝粒分裂,细胞中部会向内凹陷
C.一般来说,cd段该细胞中会出现染色体、纺锤体和赤道板等结构
D.一条染色体上可能有1个或2个DNA分子,可能有0条或2条染色单体
考向05 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
17.【表格实验・根尖细胞各时期细胞计数】(25-26高二下·浙江舟山·期末)某实验室研究大蒜根尖细胞的细胞周期,在显微镜下随机观察并统计1000个细胞,结果如下。已知该细胞一个完整周期为12h。下列叙述正确的是( )
时期
间期
前期
中期
后期+末期
细胞数
840
80
30
50
A.本实验选用根尖的伸长区细胞作为实验材料
B.本实验的制片流程为:解离→染色→漂洗→制片
C.前期中心体移向细胞两极并发出纺锤丝形成纺锤体
D.据表可推测间期持续时间约为10.08h
18.【显微图・植物有丝分裂不同时期】(25-26高二下·吉林·期末)某同学“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动中,观察到的细胞如下图,其中A~E为处于不同时期的细胞。下列叙述正确的是( )
A.D细胞所处时期DNA和染色体数量均因复制而加倍
B.C细胞中各染色体的着丝粒仅与来自一极的纺锤丝相连
C.E细胞中的染色体和核DNA数目是C细胞的2倍
D.细胞周期中各时期的顺序是D→B→C→E→A
19.(25-26高二下·北京海淀·期末)使用显微镜观察非洲血百合胚乳细胞的有丝分裂过程,得到下列图像。相关分析不正确的是( )
A.图a细胞在进行DNA复制和相关蛋白质合成
B.图c细胞中染色体数与DNA数之比为1∶2
C.图d细胞形成细胞板,最终形成细胞壁
D.图中有丝分裂的正确顺序为a→c→b→d
20.(25-26高一下·湖北咸宁·期末)洋葱根尖细胞染色体数为8对,细胞周期约12小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂,拍摄照片如图所示。下列分析正确的是( )
A.解离时间越长,越有利于获得图中所示的分裂相
B.a为分裂后期细胞,含染色体32条,核DNA分子32个
C.b为分裂中期细胞,出现赤道板,染色体排列在赤道板上
D.根据图中中期细胞数的比例,可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
考向06 有丝分裂意义
21.(25-26高一下·湖北咸宁·期中)下图为有关真核生物细胞分裂的部分概念图,下列说法正确的是( )
A.②方式有利于维持亲子代细胞遗传物质的稳定性
B.①方式中无纺锤体和染色体出现,不发生DNA复制
C.蛙的红细胞能通过①方式增殖,人的成熟红细胞能通过②方式增殖
D.②方式发生在真核细胞中,均需要依赖中心体才能完成
22.【新科研情境・有丝分裂染色体分配不均】(25-26高三下·湖南岳阳·模拟)某研究组发现,高等动物的体细胞在分裂时存在“分配不均”现象:DNA无损伤的染色体移向一个子代细胞甲,而DNA损伤的染色体都被“隔离”到另一个子代细胞乙中,并倾向于发生细胞周期阻滞或细胞凋亡。根据该发现,下列叙述错误的是( )
A.“分配不均”现象可以发生在有丝分裂过程中
B.年龄较大的动物体细胞中更容易发生“分配不均”现象
C.“分配不均”产生的健康细胞甲不能进入下一个分裂周期
D.“分配不均”现象可以保证亲子代之间遗传物质的稳定性,有利于个体正常的生长发育
考向07 无丝分裂
23.(25-26高一下·辽宁朝阳·期中)细胞分裂是重要的生命活动。下列叙述错误的是( )
A.细胞体积越大,表面积与体积的比值越小,物质在细胞中的扩散速率就越低
B.洋葱根尖分生区细胞的细胞周期中,处于分裂间期的细胞最多
C.观察洋葱根尖细胞有丝分裂时,解离液可以使分生区中的细胞相互分离开
D.蛙的红细胞通过无丝分裂增殖,其过程中没有纺锤体和染色体的出现
24.【新概念・动物细胞分裂收缩环】(25-26高二下·重庆·期末)微丝是一种细胞骨架,在动物细胞的增殖末期,微丝组成收缩环,收缩环不断收缩最终使细胞缢裂。下列关于收缩环的叙述,正确的是( )
A.收缩环的成分是纤维素和果胶,推动细胞膜向内凹陷
B.纺锤体和收缩环的形成均与中心体有关
C.抑制收缩环的形成可使细胞中染色体数目加倍
D.推测蛙的红细胞在无丝分裂过程中不会出现纺锤丝和收缩环
考点二 细胞的分化和全能性
考向01 细胞分化的概念和意义
25.【新情境・内外信号调控细胞分化】(24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期中)(多选)在多细胞生物体的发育过程中,细胞的分化依赖于细胞分泌的或体外摄入的信号分子的作用,其分化方向是由细胞内、外信号分子共同决定的。下列叙述正确的是( )
A.细胞分化过程中可能涉及细胞膜上的受体参与
B.细胞分化细胞内的DNA和RNA会发生改变
C.细胞分化可能同时受外界因素和自身因素影响
D.细胞分化过程具有稳定性,一定不可逆
26.【科研情境・祖细胞对称 / 不对称分裂分化】(24-25高一上·江西南昌·期末)(多选)科学家研究果蝇胚胎发育早期的祖细胞分裂分化形成神经元的过程发现,祖细胞分裂方式包括对称分裂和不对称分裂。前者又分为非终末对称分裂和终末对称分裂,祖细胞进行非终末对称分裂可生成两个细胞,扩大祖细胞池;进行终末对称分裂可生成两个分化的神经元,从而逐渐耗尽祖细胞池。通过不对称分裂,祖细胞可生成一个祖细胞和一个分化的神经元,能维持祖细胞池和生成分化子细胞。相关叙述不正确的是( )
A.胚胎发育过程中细胞分化是细胞分裂的基础
B.通过对称分裂可能扩大或耗尽祖细胞池
C.细胞分裂之前只需进行遗传物质的复制
D.形成不同子细胞的原因是各祖细胞的基因不同
27.【模式图・肝脏细胞修复】(25-26高一下·安徽蚌埠·阶段检测)科学家在研究中发现,多数动物肝损伤后,其部分成熟肝细胞会在发生一定的变化后,再进一步的进行增殖,以修复受损的肝组织。如图所示为某动物肝脏受损后,机体的自我修复机制。这一机制的发现有助于人们了解高等脊椎动物器官的自我修复能力。下列相关叙述正确的是( )
A.胆管上皮细胞的遗传物质发生改变导致细胞去分化
B.再生为新的肝脏细胞的过程是基因选择性表达的结果
C.胆管上皮细胞最终再生为肝脏细胞体现了细胞的全能性
D.双潜能的肝前体细胞分化程度较肝脏细胞高
考向02 细胞分化的特征
28.(25-26高一下·江西九江·期末)下列关于细胞分化和全能性的说法,正确的是( )
A.细胞分化是一种持久性的变化,分化后的细胞失去了分裂能力
B.细胞分化的程度越高,遗传物质的变化越大
C.细胞分化导致基因的选择性表达,细胞种类增多
D.胚胎干细胞能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型,这是细胞全能性的体现
29.【新情境・壁虎断尾再生】(25-26高一下·湖北襄阳·阶段检测)自然界包括壁虎、海星、蜥蜴在内的许多生物有部分肢体可以完全再生,这就给人类肢体再生提供了研究方向。研究发现,壁虎尾部横隔处的细胞依然保留着干细胞功能,可以在断尾后发育成尾巴。下列叙述正确的是( )
A.断尾后新形成的尾巴细胞内蛋白质与其他部位细胞内的蛋白质相同
B.断尾后尾部横隔处的细胞呼吸酶基因处于关闭状态
C.壁虎断尾后可以再长出尾巴,是因为其横隔处的细胞进行了增殖和分化
D.断尾后尾部横隔处的细胞继续发育成尾巴体现了动物细胞的全能性
30.【模式图・肝细胞胆管细胞相互转化修复损伤】(25-26高一下·重庆·期中)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者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,下列叙述错误的是( )
A.过程③产生的细胞,其分化程度比胆管细胞低
B.过程④⑤中均存在基因的选择性表达
C.过程④没有体现干细胞具有全能性
D.过程①②为细胞增殖,细胞在分裂间期时核DNA及染色体数目均会加倍
31.【柱状图・不同细胞基因表达检测】(25-26高一上·黑龙江鸡西·期末)(多选)有人选取同种生物的不同细胞,检测其基因表达,结果如图所示。下列分析不正确的是( )
A.若基因1~8中有一个是控制细胞呼吸酶的基因,则最可能是基因2
B.细胞分化使不同细胞中的蛋白质完全不同,导致细胞的形态和功能各不相同
C.功能最为近似和差异最大的细胞分别是1与6、5与7
D.不同的细胞功能越相近,表达的相同基因越少
考向03 细胞全能性的概念及表达
32.(25-26高一下·广东揭阳·期中)下列有关细胞全能性的说法,正确的是( )
A.配子不能表现出全能性的原因是它所含的基因比体细胞减少一半
B.高度分化的细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
C.动物细胞的全能性是指细胞具有发育成完整个体的潜能
D.从一粒玉米种子长成一棵植株体现了细胞具有全能性
33.【新情境・植物导管细胞分化】(25-26高一下·湖北咸宁·期末)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.导管的原始细胞能进行细胞分裂,具有细胞全能性
B.分化成熟后的导管仍具备脱分化和再分化的能力
C.导管原始细胞的DNA、RNA、蛋白质与叶肉细胞的都存在差异
D.无机盐在导管中以主动运输方式向上运输
34.【生活情境・脐带血干细胞储存】(25-26高二下·云南·期末)近年来,许多父母会为新生儿储存脐带血,具体做法是:婴儿出生后十分钟,医生从与胎盘相连的脐带中抽取少量血液,立即用液态氮冷冻储存。脐带血中有多种类型的干细胞,能够产生不同种类的体细胞,如骨细胞、神经细胞、肝脏细胞、内皮细胞和成纤维细胞等。下列说法错误的是( )
A.脐带血干细胞能分化成不同种类的体细胞,是基因选择性表达的结果
B.脐带血中的造血干细胞可以分化成各种血细胞,体现了细胞的全能性
C.细胞分化使得细胞中的蛋白质、RNA都发生了稳定性变化
D.动物体细胞的细胞核具有全能性,是因为细胞核含有该动物几乎全部的遗传物质
35.【科研情境・蝾螈组织再生、去分化】(25-26高一下·重庆九龙坡·期末)蝾螈具有极强的组织再生能力,其四肢、心脏等器官受损后可通过体细胞去分化实现修复。分化成熟的体细胞在损伤信号刺激下,可逆转发育状态成为具有增殖能力的类胚胎前体细胞,再重新分化为各类功能细胞完成修复。下列叙述错误的是( )
A.蝾螈分化的体细胞经去分化、再分化形成组织器官的过程,体现了动物细胞的全能性
B.体细胞去分化为前体细胞的过程中,细胞内的mRNA 和蛋白质种类会发生变化
C.蝾螈的去分化修复机制为人类组织损伤的自体修复治疗提供了新的研究方向
D.类胚胎前体细胞再分化为神经细胞的过程中,细胞的核遗传物质通常保持不变
考点三 细胞的衰老
考向01 衰老细胞的特征
36.(25-26高一下·内蒙古包头·阶段检测)(多选)细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,随着时间的推移,细胞增殖与分化能力和生理功能逐渐发生衰退的变化过程。下列叙述错误的是( )
A.衰老细胞核膜内折,染色质收缩、染色加深导致出现老年斑
B.头发变白均与酪氨酸酶有关,属于细胞衰老的表现
C.延缓细胞的衰老,通过促进端粒的延长可能会得以实现
D.细胞衰老可能与自由基攻击和破坏磷脂、蛋白质等生物大分子有关
37.【模式生物情境・秀丽隐杆线虫】(25-26高一上·湖南郴州·期末)(多选)秀丽隐杆线虫是一种可以独立生存的线虫,长度约1毫米,秀丽隐杆线虫常作为研究细胞衰老、凋亡等生命活动的模式生物。下列相关叙述正确的是( )
A.细胞衰老过程中,细胞核体积变小,核膜内折,染色质收缩,染色加深
B.细胞衰老可能是由于细胞分裂次数增加导致端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤
C.营养缺乏条件下,秀丽隐杆线虫可通过细胞自噬获得物质和能量
D.在严重病理或伤害条件下,细胞正常代谢可能受损或中断从而引起细胞坏死
考向02 细胞衰老的原因
38.【实验情境・X 射线诱导细胞衰老】(25-26高一下·内蒙古包头·期末)(多选)成纤维细胞经适当剂量X射线处理后进入衰老状态,细胞内自由基水平上升,衰老相关β-半乳糖苷酶活性升高,染色质形成致密团块。下列叙述正确的是( )
A.高剂量X射线可引起细胞坏死
B.清除过量的自由基有助于延缓细胞衰老进程
C.β-半乳糖苷酶活性升高表明细胞代谢活动增强
D.染色质收缩是形成染色质致密团块的重要原因
39.【科研情境・M 蛋白调控端粒缩短】(25-26高一上·湖南衡阳·期末)(多选)研究发现,小鼠的M蛋白可影响端粒状态:M蛋白含量较低的小鼠,端粒缩短速度加快,细胞衰老进程提前;M蛋白含量较高的小鼠,端粒缩短速度减慢,细胞衰老延迟。下列说法正确的是( )
A.端粒学说认为,正常体细胞的端粒DNA序列会随细胞分裂次数增加而逐渐缩短
B.自由基会攻击M蛋白,使M蛋白活性下降,加速细胞衰老
C.端粒酶能催化端粒的延长,可通过修复端粒来减缓细胞因端粒缩短引发的衰老
D.M蛋白可直接修复端粒的DNA序列损伤,从而逆转已启动的细胞衰老进程
40.(25-26高一下·湖北襄阳·期末)以下关于细胞衰老的描述正确的是( )
A.细胞衰老原因之一是生物氧化过程中产生的自由基引起的生物膜和DNA分子的损伤
B.端粒酶活性异常会使得细胞加快衰老,有利于损伤细胞的清除
C.细胞自噬是衰老病变的细胞被吞噬细胞“吃掉”,所以该功能异常之后会引起细胞衰老
D.衰老细胞的生物膜通透性降低,细胞内所有酶活性降低
考点四 细胞的死亡
考向01 细胞凋亡
41.【模式图・哺乳动物红细胞生命历程】(25-26高一上·河北沧州·期末)(多选)哺乳动物红细胞的部分生命历程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.网织红细胞不再具有细胞分裂能力
B.造血干细胞具有分化成各种血细胞的能力
C.成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达
D.造血干细胞与幼红细胞中遗传信息的表达情况相同
42.【新情境・Bax 蛋白介导细胞凋亡】(25-26高一上·辽宁·期末)(多选)细胞衰老或损伤时,会激活细胞内的BaX蛋白,被激活的BaX蛋白可定向运输到线粒体外膜并在外膜“打孔”,使原本被“封印”在线粒体内外膜间隙的细胞色素c释放出来,提高与细胞凋亡密切相关的蛋白酶caspase的活性,引起细胞凋亡。下列叙述正确的是( )
A.与正常细胞相比,衰老细胞染色体端粒更长
B.增强BaX蛋白的活性,可增加线粒体外膜的通透性
C.增强肿瘤细胞caspase活性,可抑制肿瘤的增长
D.线粒体外膜“孔洞”增加,有利于葡萄糖进入线粒体氧化供能
43.【新情境・Bcl2 家族调控线粒体介导细胞凋亡】(25-26高二下·河北保定·期末)(多选)线粒体是细胞凋亡调控中心,含BH3结构的Bcl-2家族成员与另外的结合在线粒体外膜面或存在于细胞质基质中(胞浆)的Bcl-2家族成员相互作用,导致后者形成聚合体并插入线粒体膜,释放细胞色素C(Cytc),Cytc与凋亡相关因子结合诱导细胞凋亡。下列相关叙述正确的是( )
A.Cytc结合凋亡相关因子诱导细胞凋亡属于基因控制的细胞主动死亡过程
B.BH3能与存在于胞浆中的Bcl-2家族成员相互识别,依赖于蛋白质的专一性
C.聚合体插入线粒体膜会引起膜通透性改变,使Cytc与凋亡相关因子的合成增加
D.线粒体调控的细胞凋亡能使细胞实现自然更新,有利于细胞进行正常的生命活动
拓展考向02 其他细胞程序性死亡方式
44.【新概念情境・双硫死亡】(24-25高二下·山东德州·期末)(多选)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”
45.【新概念情境・铁死亡】(24-25高一上·山东德州·期末)(多选)当细胞内铁离子超载时,过量的铁离子会诱发细胞产生自由基,最终导致细胞膜破裂,该过程称为铁死亡。已知该过程中细胞核的各种结构保持正常,但是线粒体的嵴会减少甚至消失。下列说法错误的是( )
A.自由基会攻击细胞膜的磷脂分子进而产生更多的自由基
B.铁死亡过程中,细胞的染色质处于收缩凝集和染色加深的状态
C.铁死亡过程中,细胞内的丙酮酸含量上升且无法合成ATP
D.铁死亡是一种不同于细胞凋亡的细胞死亡方式
考向03 细胞自噬
46.【模式图・泛素介导细胞自噬】(24-25高一上·山东菏泽·期中)(多选)细胞自噬是细胞成分降解和回收利用的基础,对生物生长发育有重要意义。泛素是真核细胞内的一种多肽,细胞中错误折叠的蛋白质或损伤的细胞器被泛素标记后最终被溶酶体降解,以维持细胞内部环境稳定,部分机制如图所示。下列说法正确的是( )
A.有些细胞凋亡可能与细胞自噬过于激烈有关
B.吞噬泡可以直接识别被泛素标记的蛋白质
C.细胞进入衰老时期后,被溶酶体降解的线粒体增多
D.在长期饥饿状态下,细胞自噬减弱以避免浪费物质和能量
47.【文字信息・线粒体自噬调控机制】(25-26高一上·山东滨州·期末)(多选)线粒体自噬是细胞自噬的一种,其发生的机制是,葡萄糖氧化分解产生的乙酰辅酶A可抑制线粒体表面蛋白NLRX1的活性细胞饥饿状态下NLRX1的抑制状态被解除,从而启动线粒体自噬。下列说法正确的是( )
A.细胞饥饿时乙酰辅酶A浓度升高,发生线粒体自噬以维持细胞的能量供应
B.乙酰辅酶A与NLRX1的结合是启动线粒体自噬的必要条件
C.当细胞长时间处在饥饿状态时,激烈的细胞自噬可能会引起细胞凋亡
D.适度饥饿可能通过上述机制清除受损线粒体以维持细胞内部环境的稳定
综合攻坚·知能拔高
1.【曲线图・温度对有丝分裂指数影响】(25-26高二下·河北沧州·期末)(多选)如图表示不同温度对蚕豆子叶细胞有丝分裂指数(分裂期细胞数/被观察细胞总数)的影响,下列相关叙述正确的是( )
A.在显微镜下视野中处于分裂期的细胞数量较少
B.自变量是温度,被观察的细胞数目可不相同
C.35℃下蚕豆子叶细胞有丝分裂分裂期时间最长
D.该实验还可精确研究细胞不同分裂时期的时长
2.【模式图・动物细胞有丝分裂图像识别】(24-25高一下·浙江杭州·期中)某同学制作了某二倍体生物(2n)的有丝分裂临时装片,部分图像如图所示。下列叙述错误的是( )
A.图中细胞在细胞周期中正确排序为②③④①
B.②细胞时期已经完成中心体的复制
C.③细胞时期因染色体缩短到最小的程度而便于观察
D.④细胞时期细胞中央出现细胞板,最终完成胞质分裂
3.(25-26高一下·江西南昌·阶段检测)科研人员观察了低等植物衣藻和哺乳动物上皮细胞的有丝分裂。下列关于两者分裂过程的叙述,正确的是( )
A.分裂间期,两者均完成染色体的复制,DNA和染色体的数量均倍增
B.有丝分裂前期,两者形成纺锤体的方式不同
C.有丝分裂后期,同源染色体彼此分离导致等位基因分离
D.有丝分裂末期,衣藻细胞中央会出现细胞板,哺乳动物上皮细胞则是细胞膜缢裂
4.【新情境・中后期转换、微核形成】(25-26高一下·河北石家庄·期中)纺锤丝在细胞有丝分裂过程中起着重要的作用,若某纺锤丝被破坏,未能移向两极的整条染色体可形成微核,即没有进入子细胞核而残留在细胞核外的微小染色质块。动物细胞在有丝分裂过程中,母细胞中的姐妹染色单体均附着于纺锤丝上,才能启动中—后期转换,转换过程的部分图解如下。下列相关分析正确的是( )
A.真核细胞完成细胞增殖都会发生上述过程
B.有丝分裂中—后期转换由活化的APC启动,最终使姐妹染色单体数目加倍
C.活化的APC能够降解蛋白S使分离酶活化,进而黏连蛋白被切割使姐妹染色单体分离
D.细胞质分裂时微核随机进入其中一个子细胞,母细胞产生的子细胞中DNA含量减少
5.【多图组合・染色体形态、DNA 曲线、根尖结构、分裂图像】(25-26高一下·湖北襄阳·期末)甲图表示细胞分裂过程中染色体的形态变化,乙图表示细胞周期各时期一个细胞中核DNA数量的变化,丙图表示洋葱根尖的结构示意图,丁图为某细胞有丝分裂某一时期示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.甲图中染色体主要由DNA和脂质组成,可使用龙胆紫溶液进行染色
B.乙图a时期发生染色体的复制导致细胞中染色体数目加倍
C.观察有丝分裂的最佳材料是丙图分生区细胞,特点是细胞呈正方形、排列紧密
D.丁图细胞处于有丝分裂后期,细胞中不含染色单体
6.【曲线图片段・人体细胞有丝分裂物质变化辨析】25-26高一下·安徽芜湖·期中)如图表示人体细胞有丝分裂过程中,细胞内物质变化曲线图形的一部分,下列叙述正确的是( )
A.若该图形表示细胞核内DNA数量变化,则BC段中染色体数:染色单体数=1:2
B.若该图形表示细胞内染色体数量变化,则在D时刻细胞中无姐妹染色单体
C.若该图形表示染色单体数量变化,则CD时刻细胞核完成重建
D.若该图形表示细胞内染色体数量变化,则CD时刻已出现细胞板
7.【流程图・iPS 细胞重编程】(25-26高二下·河北张家口·期末)研究人员针对先天性胰岛发育缺陷型幼鼠开展修复实验,操作流程如下图,最终实现在体外再造胰岛组织并移植,成功治愈胰岛发育缺陷的糖尿病实验鼠。下列相关叙述错误的是( )
A.成纤维细胞重编程形成iPS细胞和iPS细胞分化实质都是基因的选择性表达
B.iPS细胞形成胰岛组织细胞体现了动物细胞的全能性
C.选择幼鼠成纤维细胞进行实验,体外再造的胰岛组织移植时不易发生免疫排斥
D.iPS细胞和胰岛组织细胞中的核酸不完全相同
8.【科研新情境・拟南芥体细胞重编程】(25-26高一下·广东韶关·期末)2025年9月,我国科研团队于《Cell》发表研究成果,以拟南芥为研究材料,首次完整阐明单个体细胞经基因重编程发育为完整植株的分子调控机制。下列有关叙述错误的是( )
A.拟南芥细胞发生分化时,基因的碱基序列一般不发生改变
B.拟南芥单个体细胞经重编程发育为完整植株,可证明植物体细胞具有全能性
C.细胞分化程度越低,细胞全能性越弱,重编程恢复全能状态越困难
D.该研究为作物遗传改良提供理论支撑,有望提高作物组织培养的成功率
9.【生活情境・纹身与细胞生命历程】(25-26高一下·广东深圳·期末)纹身是将惰性色素颗粒通过针刺注入皮肤真皮层,使其长期存留体内。研究发现,多年后纹身部位活检,仍可见大量巨噬细胞围绕色素颗粒聚集。下列叙述错误的是( )
A.巨噬细胞由造血干细胞分化而来,遗传物质未发生改变
B.衰老的巨噬细胞代谢速率减慢,细胞内色素积累较多
C.纹身针刺破皮肤引发炎症,受损细胞的死亡属于细胞凋亡
D.外来色素长期滞留真皮层,干扰局部细胞正常的生命历程
10.【科研情境・铁过载、脂质过氧化、衰老干预】(25-26高二下·四川内江·期末)细胞内铁过载易产生活性氧,攻击细胞膜上含多不饱和脂肪酸的磷脂,引发脂质过氧化。2026年《细胞代谢》刊登的中国科学院研究成果显示:维生素C可抑制ACSL4酶(负责将多不饱和脂肪酸转化为更易被氧化的形式)的活性,降低铁过载引发的脂质过氧化,从而“逆转”灵长类的大脑、肌肉等生物学年龄。下列推论合理的是( )
A.铁过载引发脂质过氧化会损伤细胞膜,加速细胞衰老
B.ACSL4酶可以直接导致细胞内铁过载,加速细胞衰老
C.维生素C通过竞争性结合ACSL4酶的底物结合位点抑制其活性
D.人体摄入适量维生素C后,体内衰老细胞可直接逆转为年轻细胞
11.【分子机制・AIF 蛋白介导细胞凋亡】(24-25高三上·辽宁·期末)(多选)凋亡诱导因子(AIF)是一种位于线粒体膜间隙的蛋白质。在正常生理状态下,AIF能作为线粒体氧化还原酶,参与NAD⁺的电子传递。当细胞受到凋亡刺激(如DNA 损伤、氧化应激等)时,线粒体外膜通透性增加,AIF从线粒体膜间隙释放到细胞质中,并进一步转移到细胞核内。在细胞核内,AIF与染色体DNA结合,引起染色质的凝聚和DNA片段的断裂,从而引起细胞凋亡。下列叙述错误的是( )
A.抑制AIF的功能可能会导致大肠杆菌的线粒体合成的ATP减少
B.A1F释放到细胞质中引起的细胞凋亡不受基因表达的调控
C.促进癌细胞线粒体膜间隙的AIF释放到细胞质中,可能有助于癌症的治疗
D.AIF引起的染色质凝聚和DNA片段断裂,可导致某些基因不能表达,造成细胞功能紊乱
12.【模型・细胞周期示意图 + 流式细胞仪检测结果】(25-26高二下·广西南宁·期末)某高等植物(2n=12)的一个细胞周期如图1所示,细胞周期包括分裂间期和分裂期(M期),其中分裂间期包括G1期、S期和G2期。G1期主要完成RNA和某些酶的合成,S期主要完成DNA的复制,G2期主要完成纺锤体蛋白合成。用流式细胞仪测得其连续分裂的细胞群体中各个时期的细胞数目如图2所示。回答下列问题:
(1)与G1期细胞相比,G2期核DNA数目的变化是________________。
(2)若用某药物处理该细胞群体后b变小,推测该药物可能作用于________(“G1”、“S”或“G2”)期,通过________________________________来发挥作用。
(3)研究发现Numb蛋白参与调控细胞周期。研究者对实验组(通过RNA干扰降低Numb蛋白的含量)和对照组(不做处理)中处于各时期的细胞统计结果如表所示:
G1
S
G2
M(分裂期)
实验组
43%
29%
19%
9%
对照组
43%
29%
25%
3%
推测Numb蛋白________(“促进”或“抑制”)细胞进入M期,依据是________________________。
(4)细胞内有一种调控细胞分裂进程的SGO蛋白,该蛋白可与着丝粒结合。研究发现若细胞分裂时SGO蛋白的表达量显著提高,细胞分裂停止在中期,推测其功能是________________________________。
13.【模式图・细胞衰老与凋亡综合】(25-26高二下·河南驻马店·期末)生长和衰老,出生和死亡,都是生物界的正常现象,生物个体如此,细胞也是如此。细胞衰老和凋亡大致过程如图所示。回答下列问题:
(1)对于人体来说,细胞衰老__________(填“等于”或“不等于”)个体衰老。细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,最终表现为细胞的__________发生变化。
(2)细胞衰老和凋亡均对机体有积极意义。细胞衰老有利于机体更好地实现__________。细胞凋亡是指__________的过程。
(3)细胞衰老会出现多种变化,结合自由基学说,分析细胞衰老会出现细胞内水分减少的原因是__________。
(4)研究发现,衰老细胞中NAD⁺的含量明显降低。NAMPT(NAD⁺合成的关键限速酶)处理后,小鼠的脂肪细胞、心肌细胞等处均检测出了高水平的NAD⁺。由此推测NAMPT延缓细胞衰老的机制是__________。
(5)研究表明,线粒体功能异常与衰老的发生和发展密切相关。科研人员研究中药党参对某种衰老模型小鼠肝细胞线粒体中酶活性的影响,以此证明党参在动物实验中显示出延缓衰老的潜力。
实验材料:正常小鼠20只、衰老模型小鼠40只、生理盐水配制的党参提取液、生理盐水、蒸馏水等
实验思路:__________。
预期结果:__________。
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第6章 细胞的生命历程
高频考点·精准突破
考点一 细胞的增殖
考向01 细胞周期
1.B
2.A
3.D
拓展考向02 细胞周期调控及同步化
4.C
5.C
6.B
7.AB
考向03 动、植物细胞有丝分裂各时期特征及图像
8.D
9.A
10.A
11.B
12.A
考向04 细胞周期中染色体与核DNA数量变化规律
13.A
14.D
15.C
16.D
考向05 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
17.D
18.D
19.A
20.B
考向06 有丝分裂意义
21.A
22.C
考向07 无丝分裂
23.A
24.C
考点二 细胞的分化和全能性
考向01 细胞分化的概念和意义
25.AC
26.ACD
27.B
考向02 细胞分化的特征
28.D
29.C
30.D
31.BD
考向03 细胞全能性的概念及表达
32.B
33.A
34.B
35.A
考点三 细胞的衰老
考向01 衰老细胞的特征
36.AD
37.BCD
考向02 细胞衰老的原因
38.ABD
39.ABC
40.A
考点四 细胞的死亡
考向01 细胞凋亡
41.CD
42.BC
43.ABD
拓展考向02 其他细胞程序性死亡方式
44.AB
45.BC
考向03 细胞自噬
46.AC
47.CD
综合攻坚·知能拔高
1.AB
2.D
3.D
4.C
5.C
6.B
7.B
8.C
9.C
10.A
11.AB
12.【答案】(1)由12变为24(加倍)
(2) S 抑制DNA的复制
(3) 抑制 实验组Numb蛋白含量降低后,M期细胞比例明显高于对照组
(4)SGO蛋白可能会抑制着丝粒分裂
13.【答案】(1) 不等于 形态、结构和功能
(2) 自我更新 由基因所决定的细胞自动结束生命
(3)自由基攻击细胞膜上水通道蛋白导致其活性降低;自由基攻击DNA导致水通道蛋白的表达量降低
(4)通过促进NAD+的合成来延缓细胞衰老
(5) 将衰老模型小鼠40只随机均分为甲、乙两组,正常小鼠20只为丙组。给甲组小鼠注射一定量的生理盐水配制的党参提取液,乙、丙两组小鼠均注射等量的生理盐水,在相同且适宜的条件下培养一段时间,检测各组小鼠肝细胞线粒体中酶的活性并记录 乙组小鼠肝细胞线粒体中酶活性最低,甲组肝细胞线粒体中酶活性较高但仍低于丙组正常小鼠或与丙组相似
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第6章 细胞的生命历程
高分考点·精准突破
考点一 细胞的增殖(重难)(高频)
考向01 细胞周期
拓展考向02 细胞周期调控及同步化
考向03 动、植物细胞有丝分裂各时期特征及图像(核心重难点)
考向04 细胞周期中染色体与核DNA数量变化规律(核心重难点)
考向05 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
考向06 有丝分裂意义
考向07 无丝分裂
考点二 细胞的分化和全能性(高频必考)
考向01 细胞分化的概念和意义
考向02 细胞分化的特征
考向03 细胞全能性的概念及表达(核心重难点)
考点三 细胞的衰老(常考)
考向01 衰老细胞的特征
考向02 细胞衰老的原因
考点四 细胞的死亡(高频)
考向01 细胞凋亡
拓展考向02 其他细胞程序性死亡方式
考向03 细胞自噬
培优冲刺·拓展拔高
高频考点·精准突破
考点一 细胞的增殖
考向01 细胞周期
1.【模式图・不同植物细胞周期扇形图】(25-26高一下·江西抚州·阶段检测)在实验室培养甲、乙、丙、丁四种不同的二倍体植物细胞(染色体数为2n),它们的细胞周期如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.一个完整的细胞周期可表示为a→b→a
B.a→b,同源染色体对数变化情况为n→2n→n
C.最适合用来观察有丝分裂的材料是乙细胞
D.甲、丙细胞的分裂期的时长一定不相同
【答案】B
【详解】A、细胞周期从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,包括占时更长的分裂间期和占时更短的分裂期,图中空白部分为分裂间期,阴影为分裂期,完整细胞周期应表示为b→a→b,A错误;
B、a→b为有丝分裂分裂期,二倍体体细胞同源染色体对数为n,有丝分裂后期着丝粒分裂,染色体数目加倍,同源染色体对数变为2n,末期结束细胞一分为二,子细胞同源染色体对数回到n,变化为n→2n→n,B正确;
C、观察有丝分裂需选择分裂期占细胞周期比例最高的材料,图中丁的分裂期占比最大,最适合作为实验材料,C错误;
D、图中仅显示甲、丙分裂期占细胞周期的比例不同,二者的细胞周期总时长未知,因此分裂期时长可能相同,D错误。
2.(25-26高二下·河北衡水·阶段检测)科学家用15N的硝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,下列叙述正确的是( )
A.蚕豆根尖分生区细胞分裂的一个细胞周期为19.3h
B.蚕豆根尖成熟区细胞比分生区细胞的增殖周期长
C.蚕豆根尖细胞的DNA分子结构稳定性最低的时期有0~2 h、19.3~21.3 h、38.6~40.6 h
D.间期细胞核中的主要变化是DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
【答案】A
【详解】A、细胞周期是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的总时长,分裂间期时间长、分裂期时间短,结合题图计算可知一个细胞周期时长为21.3h-2h=19.3h,A正确;
B、蚕豆根尖成熟区细胞是高度分化的细胞,不具备分裂能力,不存在细胞周期,B错误;
C、DNA分子结构稳定性最低的时期是DNA复制的分裂间期,其最低的时期有2~19.3、21.3~38.6h,C错误;
D、有关蛋白质的合成场所是细胞质中的核糖体,细胞核内不能合成蛋白质,因此间期细胞核中的主要变化只有DNA分子的复制,D错误。
3.(25-26高一下·福建莆田·开学考试)下列是细胞周期常用的表示方法,叙述正确的是( )
A.图1中甲→甲可表示一个完整的细胞周期
B.有丝分裂过程中染色体数目加倍是发生在图2的c时期
C.叶肉细胞的细胞周期染色体存在的时间比染色质的长
D.图3中处于DNA复制期的是C
【答案】D
【详解】A、细胞周期从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,其中间期占时更长(对应图1的白色大区域),分裂期占时短(对应阴影甲区域),完整细胞周期应为乙→乙,A错误;
B、图2中时长更长的a、c为分裂间期,较短的b、d为分裂期,染色体数目加倍发生在有丝分裂后期,属于分裂期,c为间期,仅发生DNA复制,染色体数目不加倍,B错误;
C、叶肉细胞是高度分化的细胞,不具备连续分裂的能力,没有细胞周期,高度分化的细胞中不会出现染色体形态,C错误;
D、图3中DNA相对含量为2的B组是DNA复制前的细胞,DNA含量在2~4之间的C组是正在进行DNA复制的细胞,DNA含量为4的D组是复制完成的细胞,因此DNA复制期对应C,D正确。
拓展考向02 细胞周期调控及同步化
4.【模式图・细胞周期检验点】(25-26高二下·吉林长春·期末)细胞周期各时期的顺序是DNA合成前期→DNA合成期→DNA合成后期→分裂期。细胞周期检验点是保证DNA复制和染色体精确分配的细胞内自我检查机制。下图为细胞周期中的主要检验点位置,每个检验点的作用主要是检验细胞是否具备进入下一阶段的条件,如检验点3作用为检验纺锤体是否组装完成。下列叙述错误的是( )
注:图中I~IV表示细胞周期各时期。
A.检验点1和检验点4所处时期用光学显微镜均不能观察到染色体
B.若检验点2通过,说明该细胞具备了进入分裂期的条件
C.若检验点3未通过,则此时细胞处于染色体数目暂时加倍状态
D.若检验点5未通过,该细胞不能启动DNA的复制
【答案】C
【详解】A、图中检验点3的作用为检验纺锤体是否组装完成,由此可推测Ⅱ表示有丝分裂的分裂期,则Ⅲ、Ⅳ、I分别表示DNA合成前期、DNA合成期、DNA合成后期。检验点1和检验点4所处时期属于分裂间期,此时期染色质呈细丝状,不易用光学显微镜观察到,A正确;
B、若检验点2通过,说明该细胞完成了DNA合成后期,具备了进入分裂期的条件,B正确;
C、若检验点3未通过,则此时细胞停留在分裂前期,而染色体暂时加倍发生在分裂后期,C错误;
D、若检验点5未通过,则细胞不能进入DNA合成期,说明该细胞不能启动DNA的复制,D正确。
5.【模式图・CDK1cyclinB 细胞周期调控】(25-26高二下·辽宁沈阳·期末)细胞周期可分为分裂间期(包括G1、S和G2期)和分裂期(M期),细胞周期的有序进行与蛋白CDK1活性密切相关,部分调控机制如图所示。CDK1与cyclinB结合,进而发生磷酸化后被激活。下列说法不正确的是( )
A.cyclinB在G2期大量积累,为分裂期提供物质准备
B.磷酸化的CDK1可能促进染色质螺旋化形成染色体
C.使用CDK1活性抑制剂处理会使细胞停留在M期的后期
D.肿瘤细胞中cyclinB基因的表达水平会高于正常细胞
【答案】C
【详解】A、细胞在G2期进行物质储备,cyclinB在此时期大量积累是为了后续与CDK1结合驱动细胞进入分裂期,A正确;
B、CDK1的活性峰值与M期启动时间吻合,推测其作为关键激酶,可能通过磷酸化相关蛋白直接诱导染色质螺旋化,B正确;
C、CDK1是推动细胞从G2期进入M期的核心动力。若抑制其活性,细胞将无法完成G2到M的过渡,也就无法启动分裂程序,因此细胞会被阻断在G2/M交界点,C错误;
D、肿瘤细胞的典型特征是无限增殖。细胞分裂越旺盛,对cyclinB的需求就越高。 为了维持高速增殖,肿瘤细胞中cyclinB基因的表达水平通常会高于正常细胞(正常细胞cyclinB表达受严格调控,肿瘤细胞常异常高表达),D正确。
6.【新情境・G2/M 期药物阻滞】(25-26高二下·河南·期末)分裂间期依次包括G1、S、G2期,M期是分裂期。细胞周期蛋白与激酶A结合形成的复合物可推动细胞周期从G2期进入M期,药物N可抑制激酶A的活性。使用药物N处理某植物(2n=10),下列叙述正确的是( )
A.当细胞周期从G2期进入M期时细胞周期蛋白开始合成
B.用药物N处理后细胞停滞在G2/M期交界处,无法进入M期
C.分裂间期主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成,染色体数目加倍
D.该植物正常分裂后期时细胞中染色体有20条且排列在赤道板这一细胞结构上
【答案】B
【详解】A、细胞周期蛋白需在G2期合成,才能与激酶A结合形成复合物推动细胞从G2期进入M期,并非G2期进入M期时才开始合成,A错误;
B、药物N可抑制激酶A活性,导致细胞周期蛋白与激酶A无法形成有功能的复合物,细胞不能从G2期进入M期,会停滞在G2/M期交界处,B正确;
C、分裂间期完成DNA复制和有关蛋白质合成,核DNA数目加倍,但染色体数目不变(染色体数目加倍发生在有丝分裂后期着丝粒分裂时),C错误;
D、赤道板是人为假想的平面,并非真实存在的细胞结构,且分裂后期染色体在纺锤丝牵引下移向细胞两极,并不排列在赤道板位置,D错误。
7.【实验情境・TdR 双阻断法细胞周期同步化】(25-26高一下·江西南昌·阶段检测)(多选)一个完整的细胞周期依次经历G1期、S期、G2期和M期,其中G1期、S期、期属于分裂间期,M期为分裂期。胸苷(TdR)是合成DNA的原料,在细胞培养液中过量加入会抑制核苷酸代谢,阻断DNA复制,进而使处于S期的细胞停止增殖,其他时期不受影响。利用TdR使细胞周期同步化的具体流程:
第一步:第一次向细胞培养液中加入过量胸苷,培养T1小时;
第二步:洗脱胸苷,正常培养T2小时;
第三步:第二次向细胞培养液中加入过量胸苷,培养T3小时,细胞几乎全部集中在G1与S期的交界处
第四步:洗脱胸苷,细胞周期几乎同步化。
某动物细胞的细胞周期中,G1期、S期、G2期和M期所经历的时间分别为3.5小时、7.8小时、2.2小时、2.5小时,利用上述流程使该动物细胞的细胞周期同步化。下列相关叙述正确的是( )
A.第一步的培养时间小时
B.第二步的培养时间:7.8小时:小时
C.第三步的培养时间与第二步的培养时间无关联
D.第四步洗脱胸苷后,核DNA即完成复制
【答案】AB
【详解】A、第一次加TdR后,需要让所有原本处于非S期的细胞都运转到S期被阻断,其中原本刚进入G2期的细胞,需要经过G2→M→G1共8.2小时才能到达S期入口,因此培养时间T1≥8.2h才能保证所有细胞都被阻断,A正确;
B、洗脱TdR后需要满足两个条件:①所有停在S期的细胞都离开S期:最晚离开S的是停在G1/S交界处的细胞,需要7.8小时才能走完S期出S,因此T2≥7.8h;②最早出S的细胞不能提前回到S期:最早出S的细胞(原本停在S期最后阶段,洗脱后很快出S)出S后,需要经过G2+M+G1共8.2小时才能回到S期入口,因此T2≤8.2h,即7.8≤T2≤8.2,B正确;
C、第二步结束后所有细胞都分布在S期结束到G1/S交界处之间的区间,第三步加入TdR后,只要培养时长足够长,所有细胞最终都会停在G1/S交界处,无论T2在要求范围内取何值,第三步仅需满足最低培养时长即可,和第二步的培养时间无关联,C正确;
D、第三次加TdR结束后,细胞几乎全部集中在G1与S期交界处,还未开始S期DNA复制,洗脱后细胞才开始进入S期复制DNA,因此核DNA并未完成复制,D错误。
考向03 动、植物细胞有丝分裂各时期特征及图像
8.(25-26高一下·四川广安·期中)正常人体细胞含有46条染色体。下列关于人体细胞增殖过程中有关时期的叙述正确的是( )
A.间期,在细胞核内完成DNA复制和有关蛋白质的合成
B.前期,每条染色体进行复制,形成了含2条姐妹染色单体的染色体
C.后期,纺锤丝的牵引导致着丝粒分裂,染色单体分开移向细胞两极
D.末期,细胞膜向内凹陷缢裂成两个子细胞,这体现了细胞膜的流动性
【答案】D
【详解】A、间期DNA复制主要在细胞核内完成,但蛋白质的合成场所是细胞质中的核糖体,不能在细胞核内完成蛋白质的合成,A错误;
B、染色体的复制发生在分裂间期,前期时染色体已经完成复制,每条染色体含有2条姐妹染色单体,B错误;
C、着丝粒分裂是相关酶催化的结果,并非纺锤丝牵引导致,纺锤丝的作用是牵引分裂后形成的子染色体向细胞两极移动,C错误;
D、人体细胞有丝分裂末期细胞膜向内凹陷,将细胞缢裂为两个子细胞,细胞膜的形态变化体现了细胞膜具有一定流动性的结构特点,D正确。
9.【显微照片・昆虫细胞有丝分裂实拍图】(25-26高二下·河南许昌·期末)如图为某昆虫进行有丝分裂的细胞处于不同分裂时期的显微照片,①~④表示不同时期。下列叙述错误的是( )
A.①时期染色体的着丝粒排列在细胞中央,可判断为分裂后期
B.统计处于各时期的细胞数量,处于②时期的细胞数量最多
C.③时期着丝粒分裂,姐妹染色单体分开并移向细胞的两极
D.④时期核膜消失,染色质高度螺旋化成为染色体
【答案】A
【详解】A、①时期染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上,这是有丝分裂中期的特征,并非分裂后期,A错误;
B、②为分裂间期,分裂间期占细胞周期的时间比例远大于分裂期,因此视野中处于②时期的细胞数量最多,B正确;
C、③为有丝分裂后期,该时期着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为两条子染色体,在纺锤丝牵引下移向细胞两极,C正确;
D、④为有丝分裂前期,该时期染色质高度螺旋化成为染色体,核膜逐渐消失、核仁逐渐解体,纺锤体形成,D正确。
10.【显微图像・洋葱根尖有丝分裂】(25-26高一下·浙江宁波·期末)某同学在做“观察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验时,观察拍摄到图①~⑤的图像。下列叙述正确的是( )
A.解离后要进行漂洗,便于细胞接下来染色
B.细胞分裂顺序为①→⑤→②→④→③
C.在图①时期细胞已完成中心体的复制
D.图⑤染色体接下来会被纺锤丝拉向两极
【答案】A
【详解】A、解离后漂洗的目的是洗去多余解离液,既防止解离过度,也可避免解离液中的酸性物质影响碱性染料染色,便于后续染色操作,A正确;
B、分析各图分裂时期:③为分裂间期(有完整细胞核)、①为前期(染色体散乱分布)、⑤为中期(染色体着丝粒排列在赤道板上)、②为后期(着丝粒分裂,染色体移向两极)、④为末期(染色体到达细胞两极,核膜重建),正确分裂顺序为③→①→⑤→②→④,B错误;
C、洋葱是高等植物,根尖分生区细胞不存在中心体,C错误;
D、解离步骤中细胞已经被解离液杀死,停留在当前的分裂时期,无法继续进行分裂过程,因此图⑤的染色体不会再发生被纺锤丝拉向两极的变化,D错误。
11.【模式图・动物细胞有丝分裂局部】(25-26高一下·广东揭阳·期末)下图是某生物体细胞有丝分裂的局部图像。下列叙述正确的是( )
A.①为中心体,图中有4个中心体
B.②为染色体,图中有4条染色体
C.③为细胞板,在细胞分裂后期出现
D.④为纺锤丝,可牵拉着丝粒分裂
【答案】B
【详解】A、①为中心体,1个中心体由2个互相垂直的中心粒及周围物质组成,图中共有2个中心体、4个中心粒,A错误;
B、②为染色体,染色体数目通过着丝粒的数量判断,图中共有4个着丝粒,即4条染色体,B正确;
C、该细胞含中心体、无细胞壁结构,属于动物细胞,不会形成细胞板;且③是赤道板,是虚拟的位置结构,细胞板是植物细胞有丝分裂末期才会出现的结构,C错误;
D、④为纺锤丝,功能是牵拉染色体向细胞两极移动,着丝粒的分裂是相关酶作用的结果,与纺锤丝牵拉无关,D错误。
12.【双模式图・动物、高等植物有丝分裂对比】(25-26高一下·广东惠州·期中)某同学观察了动物细胞和高等植物细胞的有丝分裂装片,并绘制了以下两个示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.图1细胞中有4条染色体,此时每条染色体包含2个DNA分子
B.图1细胞中染色体的着丝粒排列在赤道板上,便于观察计数
C.图2中结构H的形成与高尔基体无关,而是由中心体发出星射线形成
D.图2细胞分裂结束后,子细胞中的染色体数目与图1细胞相同
【答案】A
【详解】A、图1细胞共有4个着丝粒,即4条染色体,此时每条染色体含2条姐妹染色单体,因此每条染色体包含2个DNA分子,A正确;
B、只有有丝分裂中期,染色体的着丝粒才整齐排列在赤道板上,图1是前期,染色体散乱分布,B错误;
C、结构H是细胞板,细胞板形成植物细胞壁,植物细胞壁的形成与高尔基体有关;中心体发出星射线形成纺锤体,不是细胞板,C错误;
D、图2细胞是有丝分裂末期,分裂结束后子细胞染色体数目与体细胞相同,为6条;而图1细胞有丝分裂前期的染色体数目为4条,D错误。
考向04 细胞周期中染色体与核DNA数量变化规律
13.(25-26高二下·山东德州·期末)某动物(2n=24)的体细胞在有丝分裂过程中染色单体、核DNA的数量变化如图1所示。染色体的周期性形态变化如图2所示。下列说法错误的是( )
A.①→⑤→①可表示一个细胞周期
B.①对应c时期,此时细胞内染色体数目为48
C.②→③对应a→b时期,此过程中细胞有适度生长
D.③→⑤处于b时期,此过程中每条染色体上的DNA数不变
【答案】A
【详解】A、细胞周期从一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止,②→⑤→②可表示一个细胞周期,A错误;
B、①着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,染色体数目暂时加倍,此时染色体数目为48,核DNA数为48,为有丝分裂后期,对应c时期,B正确;
C、②→③进行DNA复制,对应a→b时期,分裂间期细胞有适度生长,体积增大,C正确;
D、③→⑤过程中染色体始终含有姐妹染色单体,每条染色体上DNA数均为2,保持不变,该阶段对应b时期,D正确。
14.【曲线图・植物细胞周期核 DNA 变化】(25-26高一下·辽宁朝阳·期中)如图表示某植物体细胞一个细胞周期中,一个细胞内核DNA含量变化的曲线。下列叙述错误的是( )
A.O~a段内,DNA完成复制
B.b~c段细胞中观察不到核膜和核仁
C.c~d段细胞中无细胞板
D.d~e段细胞中染色体数:核DNA分子数:染色单体数=1∶1∶1
【答案】D
【详解】A、O~a段内核DNA含量从2N上升至4N,说明该阶段完成了DNA复制,A正确;
B、b~c段对应有丝分裂前期、中期,前期核膜、核仁已经解体消失,中期也不会重新出现,因此该阶段观察不到核膜和核仁,B正确;
C、c~d段对应有丝分裂后期,细胞板是植物细胞有丝分裂末期才形成的结构,因此该阶段无细胞板,C正确;
D、d~e段对应有丝分裂末期,有丝分裂后期着丝粒已经断裂,染色单体消失,因此该阶段染色单体数为0,三者比例应为1∶1∶0,D错误。
15.(25-26高一上·北京·期中)甲~丙依次表示某二倍体动物(2n=4)的细胞周期相关图示,下列叙述中正确的是( )
A.图甲所示细胞对应于图乙中的DE段、图丙中的②
B.图甲所示时期核糖体、中心体上进行活跃的代谢反应
C.图乙中BC段只与图丙中的②对应
D.图丙中引起②→①变化的原因是染色体的复制
【答案】C
【详解】A、首先明确各图对应时期:甲为二倍体生物(2n=4)有丝分裂后期细胞,着丝粒分裂,无姐妹染色单体,染色体数为8;乙图AB段为DNA复制,BC段每条染色体含2个DNA(存在姐妹染色单体),CD段为着丝粒分裂,DE段每条染色体含1个DNA;丙图①对应有丝分裂后期/末期(染色体8、核DNA8、无染色单体),②对应有丝分裂G2期/前期/中期(染色体4、核DNA8、染色单体8),③对应G1期或有丝分裂子细胞(染色体4、核DNA4、无染色单体)。图甲为有丝分裂后期,对应乙图DE段,但对应丙图的①,并非②,A错误;
B、核糖体合成蛋白质、中心体复制的活跃时期为分裂间期,图甲为有丝分裂后期,二者无活跃代谢,B错误;
C、图乙BC段为有丝分裂中每条染色体含2个DNA的时期,该时期染色体数为4、核DNA数为8、有8条染色单体,仅与丙图②对应,C正确;
D、丙图②→①的变化原因是着丝粒分裂,染色体复制只会使核DNA加倍、出现染色单体,不会使染色体数目加倍,D错误。
16.【曲线图・染色单体数目变化】(25-26高一下·内蒙古巴彦淖尔·期末)大蒜根尖某区域的细胞中染色单体的数目变化情况如图所示,下列有关分析正确的是( )
A.ac阶段主要进行DNA复制和染色体数目加倍
B.d时期出现着丝粒分裂,细胞中部会向内凹陷
C.一般来说,cd段该细胞中会出现染色体、纺锤体和赤道板等结构
D.一条染色体上可能有1个或2个DNA分子,可能有0条或2条染色单体
【答案】D
【详解】A、ac阶段为分裂间期,主要进行DNA复制和有关蛋白质合成,该过程使DNA数目加倍,但染色体数目不变,染色体数目加倍发生在有丝分裂后期着丝粒分裂时,A错误;
B、d时期着丝粒分裂,染色单体消失,进入有丝分裂后期,大蒜是植物细胞,植物细胞有丝分裂不会出现细胞中部向内凹陷的现象,该特征属于动物细胞有丝分裂末期的特点,B错误;
C、cd段对应有丝分裂前期、中期,细胞中会出现染色体、纺锤体,但赤道板是人为定义的虚拟平面,不是真实存在的细胞结构,C错误;
D、染色体未复制时,1条染色体上有1个DNA分子,0条染色单体;染色体复制后、着丝粒分裂前,1条染色体上有2个DNA分子,2条染色单体,D正确。
考向05 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
17.【表格实验・根尖细胞各时期细胞计数】(25-26高二下·浙江舟山·期末)某实验室研究大蒜根尖细胞的细胞周期,在显微镜下随机观察并统计1000个细胞,结果如下。已知该细胞一个完整周期为12h。下列叙述正确的是( )
时期
间期
前期
中期
后期+末期
细胞数
840
80
30
50
A.本实验选用根尖的伸长区细胞作为实验材料
B.本实验的制片流程为:解离→染色→漂洗→制片
C.前期中心体移向细胞两极并发出纺锤丝形成纺锤体
D.据表可推测间期持续时间约为10.08h
【答案】D
【详解】A、观察细胞有丝分裂需选择分裂旺盛的根尖分生区细胞,伸长区细胞高度分化,不再进行有丝分裂,不能作为实验材料,A错误;
B、观察有丝分裂的制片流程为解离→漂洗→染色→制片,解离后需先漂洗去除残留的解离液,既避免解离过度,也防止解离液影响后续染色效果,B错误;
C、大蒜是高等植物,细胞中不存在中心体,其纺锤体是由细胞两极直接发出纺锤丝形成的,C错误;
D、细胞周期中各时期的时长与该时期细胞数占统计总细胞数的比例呈正相关,因此间期持续时间为(840 ÷1000)×12h=10.08h,D正确。
18.【显微图・植物有丝分裂不同时期】(25-26高二下·吉林·期末)某同学“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动中,观察到的细胞如下图,其中A~E为处于不同时期的细胞。下列叙述正确的是( )
A.D细胞所处时期DNA和染色体数量均因复制而加倍
B.C细胞中各染色体的着丝粒仅与来自一极的纺锤丝相连
C.E细胞中的染色体和核DNA数目是C细胞的2倍
D.细胞周期中各时期的顺序是D→B→C→E→A
【答案】D
【详解】A、D为分裂间期,DNA经复制后数目加倍,但复制后两条姐妹染色单体仍连接在同一个着丝粒上,染色体数目不变,A错误;
B、C为有丝分裂中期,各染色体的着丝粒两侧分别与来自细胞两极的纺锤丝相连,从而被牵引排列在赤道板上,B错误;
C、E为有丝分裂后期,着丝粒分裂使染色体数目加倍,是C细胞染色体数的2倍,但二者核DNA数目相等(核DNA仅在间期复制,末期细胞一分为二前数目不变),C错误;
D、细胞周期的顺序为分裂间期→前期→中期→后期→末期,即对应D→B→C→E→A,D正确。
19.(25-26高二下·北京海淀·期末)使用显微镜观察非洲血百合胚乳细胞的有丝分裂过程,得到下列图像。相关分析不正确的是( )
A.图a细胞在进行DNA复制和相关蛋白质合成
B.图c细胞中染色体数与DNA数之比为1∶2
C.图d细胞形成细胞板,最终形成细胞壁
D.图中有丝分裂的正确顺序为a→c→b→d
【答案】A
【详解】A、据题图可知,DNA复制和相关蛋白质合成是有丝分裂间期的生理活动,图a染色体已经螺旋凝集,属于有丝分裂前期,已完成间期的物质准备,不再进行DNA复制,A错误;
B、图c染色体整齐排列在赤道板,是有丝分裂中期,此时每条染色体含有2条姐妹染色单体、2个DNA分子,染色体数:DNA数=1:2,B正确;
C、非洲血百合是植物,图d为有丝分裂末期,细胞中央会形成细胞板,最终扩展形成新的细胞壁,C正确;
D、有丝分裂的顺序为前期→中期→后期→末期,对应图中顺序为a(前期)→c(中期)→b(后期,染色体分离移向两极)→d(末期),D正确。
20.(25-26高一下·湖北咸宁·期末)洋葱根尖细胞染色体数为8对,细胞周期约12小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂,拍摄照片如图所示。下列分析正确的是( )
A.解离时间越长,越有利于获得图中所示的分裂相
B.a为分裂后期细胞,含染色体32条,核DNA分子32个
C.b为分裂中期细胞,出现赤道板,染色体排列在赤道板上
D.根据图中中期细胞数的比例,可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
【答案】B
【详解】A、解离的目的是使组织细胞相互分离,解离时间需要保持适宜,解离时间过长会导致细胞解离过度、根尖酥软,不利于制片,还会破坏染色体结构,影响染色,不利于观察,A错误;
B、洋葱根尖细胞染色体数为8对,共16条,a为有丝分裂后期细胞,着丝粒分裂后染色体数目加倍,因此染色体数为32条,此时每条染色体携带1个核DNA分子,核DNA分子数也为32个,B正确;
C、b为有丝分裂中期细胞,此时染色体的着丝粒排列在赤道板上,但赤道板是人为假想的空间位置,不是真实存在的细胞结构,不会在分裂过程中出现,C错误;
D、计算分裂中期时长需要统计多个视野中所有分生区(可连续分裂)细胞的总数和中期细胞数,仅靠单个视野的细胞比例,样本量不足,统计得到的比例误差极大,无法准确计算中期时长,D错误。
考向06 有丝分裂意义
21.(25-26高一下·湖北咸宁·期中)下图为有关真核生物细胞分裂的部分概念图,下列说法正确的是( )
A.②方式有利于维持亲子代细胞遗传物质的稳定性
B.①方式中无纺锤体和染色体出现,不发生DNA复制
C.蛙的红细胞能通过①方式增殖,人的成熟红细胞能通过②方式增殖
D.②方式发生在真核细胞中,均需要依赖中心体才能完成
【答案】A
【详解】A、有丝分裂过程中,亲代细胞的遗传物质复制后平均分配给子细胞,有利于维持亲子代细胞遗传物质的稳定性,A正确;
B、无丝分裂过程中虽然不出现纺锤体和染色体,但仍然会发生DNA复制,B错误;
C、蛙的红细胞进行无丝分裂(①),但人的成熟红细胞高度分化,没有细胞核,不能进行细胞分裂,C错误;
D、高等植物属于真核生物,其细胞进行有丝分裂不需要中心体参与,只有动物细胞和低等植物细胞的有丝分裂依赖中心体,D错误。
22.【新科研情境・有丝分裂染色体分配不均】(25-26高三下·湖南岳阳·模拟)某研究组发现,高等动物的体细胞在分裂时存在“分配不均”现象:DNA无损伤的染色体移向一个子代细胞甲,而DNA损伤的染色体都被“隔离”到另一个子代细胞乙中,并倾向于发生细胞周期阻滞或细胞凋亡。根据该发现,下列叙述错误的是( )
A.“分配不均”现象可以发生在有丝分裂过程中
B.年龄较大的动物体细胞中更容易发生“分配不均”现象
C.“分配不均”产生的健康细胞甲不能进入下一个分裂周期
D.“分配不均”现象可以保证亲子代之间遗传物质的稳定性,有利于个体正常的生长发育
【答案】C
【详解】A、题意显示,DNA损伤的染色体都被“隔离”到了另一个子代细胞中,说明“分配不均”现象可以发生在有丝分裂过程中,A正确;
B、年龄较大的动物体细胞中更容易发生“分配不均”现象,因为年龄较大的细胞相较于年龄较小的细胞存在更多的DNA损伤,B正确;
C、健康细胞既可以继续分裂进入下一个细胞周期,也可暂不分裂或不再分裂,C错误;
D、DNA无损伤的染色体移向一个子代细胞甲,DNA损伤的染色体都被“隔离”到另一个子代细胞乙并倾向于死亡,据此可推测,染色体“分配不均”可以保证亲子代之间遗传物质的稳定性,有利于个体正常的生长发育,D正确。
考向07 无丝分裂
23.(25-26高一下·辽宁朝阳·期中)细胞分裂是重要的生命活动。下列叙述错误的是( )
A.细胞体积越大,表面积与体积的比值越小,物质在细胞中的扩散速率就越低
B.洋葱根尖分生区细胞的细胞周期中,处于分裂间期的细胞最多
C.观察洋葱根尖细胞有丝分裂时,解离液可以使分生区中的细胞相互分离开
D.蛙的红细胞通过无丝分裂增殖,其过程中没有纺锤体和染色体的出现
【答案】A
【详解】A、细胞体积越大,表面积与体积的比值(相对表面积)越小,会降低细胞的物质运输效率,但物质在细胞中的扩散速率由物质性质、温度等因素决定,和细胞体积无关,不会随细胞体积增大而降低,A错误;
B、细胞周期中分裂间期占总时长的90%~95%,远长于分裂期,因此洋葱根尖分生区的细胞周期中处于分裂间期的细胞数量最多,B正确;
C、观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中,解离液的作用就是破坏细胞间的连接,使分生区的细胞相互分离开,便于后续制片观察,C正确;
D、无丝分裂的典型特征是分裂过程中不出现纺锤体和染色体的变化,蛙的红细胞的增殖方式就是无丝分裂,D正确。
24.【新概念・动物细胞分裂收缩环】(25-26高二下·重庆·期末)微丝是一种细胞骨架,在动物细胞的增殖末期,微丝组成收缩环,收缩环不断收缩最终使细胞缢裂。下列关于收缩环的叙述,正确的是( )
A.收缩环的成分是纤维素和果胶,推动细胞膜向内凹陷
B.纺锤体和收缩环的形成均与中心体有关
C.抑制收缩环的形成可使细胞中染色体数目加倍
D.推测蛙的红细胞在无丝分裂过程中不会出现纺锤丝和收缩环
【答案】C
【详解】A、由题干可知,收缩环由微丝构成,微丝属于细胞骨架,细胞骨架的成分是蛋白质纤维。纤维素和果胶是植物细胞壁的主要成分,不存在于动物细胞中,无法推动动物细胞膜凹陷,A错误;
B、动物细胞中纺锤体的形成与中心体有关,但收缩环是微丝组成的结构,其形成与中心体无关,B错误;
C、若抑制收缩环形成,在增殖末期,动物细胞无法缢裂为两个子细胞,已经完成复制加倍的染色体会留在同一个细胞中,导致细胞中染色体数目加倍,C正确;
D、蛙的红细胞无丝分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化,但最终细胞也需要缢裂形成两个子细胞,因此该过程也存在收缩环发挥作用,D错误。
考点二 细胞的分化和全能性
考向01 细胞分化的概念和意义
25.【新情境・内外信号调控细胞分化】(24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期中)(多选)在多细胞生物体的发育过程中,细胞的分化依赖于细胞分泌的或体外摄入的信号分子的作用,其分化方向是由细胞内、外信号分子共同决定的。下列叙述正确的是( )
A.细胞分化过程中可能涉及细胞膜上的受体参与
B.细胞分化细胞内的DNA和RNA会发生改变
C.细胞分化可能同时受外界因素和自身因素影响
D.细胞分化过程具有稳定性,一定不可逆
【答案】AC
【分析】关于“细胞分化”,考生可以从以下几方面把握:(1)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;(2)细胞分化的特点:普遍性、稳定性、不可逆性;(3)细胞分化的实质:基因的选择性表达.(4)细胞分化的结果:使细胞的种类增多,功能趋于专门化。
【详解】A、细胞分化依赖信号分子,这些信号分子的受体可能在细胞膜上,A正确;
B、细胞分化过程中遗传物质DNA不发生改变,B错误;
C、细胞的分化依赖于细胞分泌的或体外摄入的信号分子的作用,所以细胞分化受体内和体外因素的共同作用,C正确;
D、细胞分化过程具有稳定性,但也可能可逆,如植物组织培养的脱分化过程,D错误。
26.【科研情境・祖细胞对称 / 不对称分裂分化】(24-25高一上·江西南昌·期末)(多选)科学家研究果蝇胚胎发育早期的祖细胞分裂分化形成神经元的过程发现,祖细胞分裂方式包括对称分裂和不对称分裂。前者又分为非终末对称分裂和终末对称分裂,祖细胞进行非终末对称分裂可生成两个细胞,扩大祖细胞池;进行终末对称分裂可生成两个分化的神经元,从而逐渐耗尽祖细胞池。通过不对称分裂,祖细胞可生成一个祖细胞和一个分化的神经元,能维持祖细胞池和生成分化子细胞。相关叙述不正确的是( )
A.胚胎发育过程中细胞分化是细胞分裂的基础
B.通过对称分裂可能扩大或耗尽祖细胞池
C.细胞分裂之前只需进行遗传物质的复制
D.形成不同子细胞的原因是各祖细胞的基因不同
【答案】ACD
【详解】A、胚胎发育过程中细胞分裂是细胞分化的基础,A错误;
B、祖细胞进行非终末对称分裂可生成两个细胞,扩大祖细胞池;进行终末对称分裂可生成两个分化的神经元,从而逐渐耗尽祖细胞池,非终末对称分裂和终末对称分裂都是对称分裂,B正确;
C、细胞分裂之前需进行遗传物质的复制,还需要进行相关蛋白质的合成,C错误;
D、形成不同子细胞的原因不是各祖细胞的基因不同,而是细胞中发生了基因的选择性表达,D错误。
27.【模式图・肝脏细胞修复】(25-26高一下·安徽蚌埠·阶段检测)科学家在研究中发现,多数动物肝损伤后,其部分成熟肝细胞会在发生一定的变化后,再进一步的进行增殖,以修复受损的肝组织。如图所示为某动物肝脏受损后,机体的自我修复机制。这一机制的发现有助于人们了解高等脊椎动物器官的自我修复能力。下列相关叙述正确的是( )
A.胆管上皮细胞的遗传物质发生改变导致细胞去分化
B.再生为新的肝脏细胞的过程是基因选择性表达的结果
C.胆管上皮细胞最终再生为肝脏细胞体现了细胞的全能性
D.双潜能的肝前体细胞分化程度较肝脏细胞高
【答案】B
【详解】A、细胞去分化的本质是基因的表达模式发生改变,细胞的遗传物质并未发生改变,A错误;
B、胆管上皮细胞经去分化、再分化形成新肝脏细胞的过程属于细胞分化,细胞分化的实质是基因的选择性表达,B正确;
C、细胞全能性是指已经分化的细胞发育成完整个体的潜能,该过程仅形成肝脏细胞,并未发育为完整个体,不能体现细胞全能性,C错误;
D、双潜能的肝前体细胞可分化为肝脏细胞,分化程度越低的细胞分化能力越强,因此肝前体细胞的分化程度较肝脏细胞低,D错误。
考向02 细胞分化的特征
28.(25-26高一下·江西九江·期末)下列关于细胞分化和全能性的说法,正确的是( )
A.细胞分化是一种持久性的变化,分化后的细胞失去了分裂能力
B.细胞分化的程度越高,遗传物质的变化越大
C.细胞分化导致基因的选择性表达,细胞种类增多
D.胚胎干细胞能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型,这是细胞全能性的体现
【答案】D
【详解】A、细胞分化是持久性的变化,但并非所有分化后的细胞都失去分裂能力,例如造血干细胞属于分化程度较低的细胞,仍保留分裂和分化能力,A错误;
B、细胞分化的实质是基因的选择性表达,分化过程中细胞的遗传物质不会发生改变,B错误;
C、基因的选择性表达是细胞分化的原因,细胞分化是基因选择性表达的结果,选项逻辑因果倒置,C错误;
D、细胞全能性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,胚胎干细胞能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型,体现了细胞全能性,D正确。
29.【新情境・壁虎断尾再生】(25-26高一下·湖北襄阳·阶段检测)自然界包括壁虎、海星、蜥蜴在内的许多生物有部分肢体可以完全再生,这就给人类肢体再生提供了研究方向。研究发现,壁虎尾部横隔处的细胞依然保留着干细胞功能,可以在断尾后发育成尾巴。下列叙述正确的是( )
A.断尾后新形成的尾巴细胞内蛋白质与其他部位细胞内的蛋白质相同
B.断尾后尾部横隔处的细胞呼吸酶基因处于关闭状态
C.壁虎断尾后可以再长出尾巴,是因为其横隔处的细胞进行了增殖和分化
D.断尾后尾部横隔处的细胞继续发育成尾巴体现了动物细胞的全能性
【答案】C
【详解】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达,新尾巴的细胞与其他部位细胞功能存在差异,细胞内的蛋白质不完全相同,A错误;
B、呼吸酶是活细胞进行生命活动必需的酶,尾部横隔处的活细胞中呼吸酶基因处于表达状态,B错误;
C、壁虎横隔处的干细胞先通过增殖增加细胞数量,再通过分化形成不同类型的组织细胞,最终发育为新的尾巴,C正确;
D、细胞全能性是指已经分化的细胞发育成完整个体的潜能,断尾处细胞仅发育成尾巴(器官),没有发育为完整个体,不能体现动物细胞的全能性,D错误。
30.【模式图・肝细胞胆管细胞相互转化修复损伤】(25-26高一下·重庆·期中)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者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,下列叙述错误的是( )
A.过程③产生的细胞,其分化程度比胆管细胞低
B.过程④⑤中均存在基因的选择性表达
C.过程④没有体现干细胞具有全能性
D.过程①②为细胞增殖,细胞在分裂间期时核DNA及染色体数目均会加倍
【答案】D
【详解】A、过程③是胆管细胞脱分化形成具有干细胞特性的细胞,干细胞的分化程度低于高度分化的胆管细胞,A正确;
B、过程④⑤都属于细胞分化过程,细胞分化的实质是基因的选择性表达,因此两个过程均存在基因的选择性表达,B正确;
C、细胞全能性是指已分化的细胞具备发育成完整个体或分化为其他各种细胞的潜能,过程④仅形成肝细胞这一种细胞,不能体现全能性,C正确;
D、过程①②为细胞有丝分裂过程,分裂间期完成DNA复制和相关蛋白质合成,核DNA数目加倍,但染色体数目不变(染色体数目由着丝粒数目决定,间期着丝粒未分裂,染色体数目不变,其加倍发生在有丝分裂后期),D错误。
31.【柱状图・不同细胞基因表达检测】(25-26高一上·黑龙江鸡西·期末)(多选)有人选取同种生物的不同细胞,检测其基因表达,结果如图所示。下列分析不正确的是( )
A.若基因1~8中有一个是控制细胞呼吸酶的基因,则最可能是基因2
B.细胞分化使不同细胞中的蛋白质完全不同,导致细胞的形态和功能各不相同
C.功能最为近似和差异最大的细胞分别是1与6、5与7
D.不同的细胞功能越相近,表达的相同基因越少
【答案】BD
【详解】A、每个细胞都要进行呼吸作用,为生命活动提供能量,因此细胞呼吸酶基因在所有的活细胞中都表达,图中基因2在每种细胞中都表达,所以控制细胞呼吸酶的基因最有可能是基因2,A正确;
B、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,B错误;
C、判断图中细胞功能近似程度的依据是表达的相同基因最多,差异表达的基因最少,由图可知,细胞1表达1~5基因,细胞6表达2~5基因,表达的相同基因最多,差异表达的基因最少,则细胞1和6中基因表达最相似,差异最大的是5和7,表达的相同基因最少,只有2和6基因,其余的都是差异表达,即差异表达的基因最多,C正确;
D、不同的细胞功能越相近,由于蛋白质是生命活动的主要承担者,所以蛋白质种类越相近,表达的相同基因就越多,D错误。
考向03 细胞全能性的概念及表达
32.(25-26高一下·广东揭阳·期中)下列有关细胞全能性的说法,正确的是( )
A.配子不能表现出全能性的原因是它所含的基因比体细胞减少一半
B.高度分化的细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
C.动物细胞的全能性是指细胞具有发育成完整个体的潜能
D.从一粒玉米种子长成一棵植株体现了细胞具有全能性
【答案】B
【详解】A、配子含有本物种生长发育的全套遗传信息,具备全能性的基础,比如蜜蜂的卵细胞可直接发育为雄蜂,就体现了配子的全能性;配子通常未表现全能性是因为未满足离体等适宜条件,A错误;
B、高度分化的细胞在生物体内受机体调控,会发生基因选择性表达,无法表现全能性,只有处于离体状态,且提供适宜的营养、激素等条件时,才有可能表现出全能性,B正确;
C、高度分化的动物体细胞的全能性受到严格限制,目前仅证实动物体细胞的细胞核具有全能性,大部分动物细胞无法独立发育成完整个体,C错误;
D、玉米种子中的胚已经是新植物的幼体,种子长成植株是幼体的正常生长发育过程,不是单个已分化细胞发育为完整个体的过程,不能体现细胞全能性,D错误。
33.【新情境・植物导管细胞分化】(25-26高一下·湖北咸宁·期末)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.导管的原始细胞能进行细胞分裂,具有细胞全能性
B.分化成熟后的导管仍具备脱分化和再分化的能力
C.导管原始细胞的DNA、RNA、蛋白质与叶肉细胞的都存在差异
D.无机盐在导管中以主动运输方式向上运输
【答案】A
【详解】A、导管的原始细胞为植物活体细胞,含有本物种全套遗传物质,具有发育为完整个体的潜能,因此具备细胞全能性,A正确;
B、分化成熟的导管是原始细胞死亡后形成的中空结构,属于死细胞,不具有生命活性,无法进行脱分化和再分化,B错误;
C、导管原始细胞和叶肉细胞均由受精卵经有丝分裂、分化而来,二者的DNA完全相同,仅因基因的选择性表达,RNA和蛋白质存在差异,C错误;
D、主动运输是活细胞的跨膜运输方式,导管为死细胞构成的中空管道,无机盐在导管中随水分依靠蒸腾拉力向上运输,不属于主动运输,D错误。
34.【生活情境・脐带血干细胞储存】(25-26高二下·云南·期末)近年来,许多父母会为新生儿储存脐带血,具体做法是:婴儿出生后十分钟,医生从与胎盘相连的脐带中抽取少量血液,立即用液态氮冷冻储存。脐带血中有多种类型的干细胞,能够产生不同种类的体细胞,如骨细胞、神经细胞、肝脏细胞、内皮细胞和成纤维细胞等。下列说法错误的是( )
A.脐带血干细胞能分化成不同种类的体细胞,是基因选择性表达的结果
B.脐带血中的造血干细胞可以分化成各种血细胞,体现了细胞的全能性
C.细胞分化使得细胞中的蛋白质、RNA都发生了稳定性变化
D.动物体细胞的细胞核具有全能性,是因为细胞核含有该动物几乎全部的遗传物质
【答案】B
【详解】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达,脐带血干细胞分化形成不同种类体细胞的过程,正是不同基因选择性表达的结果,A正确;
B、细胞全能性的定义是已经分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能,造血干细胞仅分化形成各种血细胞,没有发育为完整个体,因此不能体现细胞的全能性,B错误;
C、细胞分化是基因选择性表达的结果,分化过程中不同细胞表达的基因存在差异,因此细胞中的RNA、蛋白质都会发生稳定性的、不可逆的变化,C正确;
D、动物体细胞的细胞核中含有该物种的全套遗传信息,仅细胞质中的线粒体等结构含少量遗传物质,因此细胞核含有该动物几乎全部的遗传物质,具备发育为完整个体的潜能,即动物体细胞核具有全能性,D正确。
35.【科研情境・蝾螈组织再生、去分化】(25-26高一下·重庆九龙坡·期末)蝾螈具有极强的组织再生能力,其四肢、心脏等器官受损后可通过体细胞去分化实现修复。分化成熟的体细胞在损伤信号刺激下,可逆转发育状态成为具有增殖能力的类胚胎前体细胞,再重新分化为各类功能细胞完成修复。下列叙述错误的是( )
A.蝾螈分化的体细胞经去分化、再分化形成组织器官的过程,体现了动物细胞的全能性
B.体细胞去分化为前体细胞的过程中,细胞内的mRNA 和蛋白质种类会发生变化
C.蝾螈的去分化修复机制为人类组织损伤的自体修复治疗提供了新的研究方向
D.类胚胎前体细胞再分化为神经细胞的过程中,细胞的核遗传物质通常保持不变
【答案】A
【详解】A、蝾螈分化的体细胞经去分化、再分化仅形成了组织器官,未发育为完整个体或其他各种细胞,因此不能体现动物细胞的全能性,A错误;
B、体细胞去分化为前体细胞的过程存在基因的选择性表达,不同基因转录产生的mRNA、翻译产生的蛋白质存在差异,因此细胞内的mRNA和蛋白质种类会发生变化,B正确;
C、蝾螈可通过体细胞去分化实现自体组织器官的修复,该机制对人类组织损伤的自体修复治疗有参考价值,是新的研究方向,C正确;
D、细胞分化的实质是基因的选择性表达,该过程中细胞核的遗传物质通常不会发生改变,因此类胚胎前体细胞再分化为神经细胞时核遗传物质保持不变,D正确。
考点三 细胞的衰老
考向01 衰老细胞的特征
36.(25-26高一下·内蒙古包头·阶段检测)(多选)细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,随着时间的推移,细胞增殖与分化能力和生理功能逐渐发生衰退的变化过程。下列叙述错误的是( )
A.衰老细胞核膜内折,染色质收缩、染色加深导致出现老年斑
B.头发变白均与酪氨酸酶有关,属于细胞衰老的表现
C.延缓细胞的衰老,通过促进端粒的延长可能会得以实现
D.细胞衰老可能与自由基攻击和破坏磷脂、蛋白质等生物大分子有关
【答案】AD
【详解】A、衰老细胞具有细胞核体积增大,核膜内折、染色质收缩,染色加深的特征,但老年斑的出现是由于细胞膜的通透性改变导致物质转运速率下降引起的,A错误;
B、头发变白的原因是相关细胞衰老后酪氨酸酶活性降低,是细胞衰老的表现,B正确;
C、位于染色体两端的端粒随细胞分裂次数的增加而缩短,缩短到一定程度后其内侧正常基因的DNA序列会损伤,引起细胞衰老,故延缓细胞衰老,可通过促进端粒的延长得以实现,C正确;
D、细胞衰老可能与自由基攻击和破坏磷脂、蛋白质等分子有关,但磷脂不是生物大分子,D错误。
37.【模式生物情境・秀丽隐杆线虫】(25-26高一上·湖南郴州·期末)(多选)秀丽隐杆线虫是一种可以独立生存的线虫,长度约1毫米,秀丽隐杆线虫常作为研究细胞衰老、凋亡等生命活动的模式生物。下列相关叙述正确的是( )
A.细胞衰老过程中,细胞核体积变小,核膜内折,染色质收缩,染色加深
B.细胞衰老可能是由于细胞分裂次数增加导致端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤
C.营养缺乏条件下,秀丽隐杆线虫可通过细胞自噬获得物质和能量
D.在严重病理或伤害条件下,细胞正常代谢可能受损或中断从而引起细胞坏死
【答案】BCD
【详解】A、细胞衰老过程中,细胞核体积变大,核膜内折,染色质收缩,染色加深,A错误;
B、每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA,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,端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤,B正确;
C、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,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,C正确;
D、病理或伤害条件下的细胞死亡属于细胞坏死(被动过程),D正确。
考向02 细胞衰老的原因
38.【实验情境・X 射线诱导细胞衰老】(25-26高一下·内蒙古包头·期末)(多选)成纤维细胞经适当剂量X射线处理后进入衰老状态,细胞内自由基水平上升,衰老相关β-半乳糖苷酶活性升高,染色质形成致密团块。下列叙述正确的是( )
A.高剂量X射线可引起细胞坏死
B.清除过量的自由基有助于延缓细胞衰老进程
C.β-半乳糖苷酶活性升高表明细胞代谢活动增强
D.染色质收缩是形成染色质致密团块的重要原因
【答案】ABD
【详解】A、高剂量X射线属于强烈的外界不利刺激,会对细胞造成严重的不可逆损伤,可引起细胞坏死,A正确;
B、根据细胞衰老的自由基学说,自由基会攻击破坏细胞内多种执行正常功能的生物分子,导致细胞衰老,因此清除过量的自由基有助于延缓细胞衰老进程,B正确;
C、β-半乳糖苷酶活性升高是细胞衰老的特征之一,衰老细胞的整体代谢活动减慢,并非代谢活动增强,C错误;
D、细胞衰老时会出现染色质收缩、染色加深的特征,染色质收缩是形成染色质致密团块的重要原因,D正确。
39.【科研情境・M 蛋白调控端粒缩短】(25-26高一上·湖南衡阳·期末)(多选)研究发现,小鼠的M蛋白可影响端粒状态:M蛋白含量较低的小鼠,端粒缩短速度加快,细胞衰老进程提前;M蛋白含量较高的小鼠,端粒缩短速度减慢,细胞衰老延迟。下列说法正确的是( )
A.端粒学说认为,正常体细胞的端粒DNA序列会随细胞分裂次数增加而逐渐缩短
B.自由基会攻击M蛋白,使M蛋白活性下降,加速细胞衰老
C.端粒酶能催化端粒的延长,可通过修复端粒来减缓细胞因端粒缩短引发的衰老
D.M蛋白可直接修复端粒的DNA序列损伤,从而逆转已启动的细胞衰老进程
【答案】ABC
【详解】A、端粒学说的核心内容就是正常体细胞的端粒 DNA 序列会随细胞分裂次数增加而逐渐缩短,这是细胞衰老的重要机制之一,A正确;
B、根据自由基学说,自由基会攻击细胞内的蛋白质(包括M蛋白),使其活性下降。结合题干信息,M蛋白活性下降会加快端粒缩短速度,从而加速细胞衰老,B正确;
C、端粒酶的功能是催化端粒DNA的延长,通过修复端粒可以减缓因端粒缩短引发的细胞衰老,这是端粒酶的明确作用,C正确;
D、题干仅表明M蛋白可影响端粒缩短的速度,并未提及它能直接修复端粒的DNA序列损伤,也无法逆转已启动的细胞衰老进程,D错误。
40.(25-26高一下·湖北襄阳·期末)以下关于细胞衰老的描述正确的是( )
A.细胞衰老原因之一是生物氧化过程中产生的自由基引起的生物膜和DNA分子的损伤
B.端粒酶活性异常会使得细胞加快衰老,有利于损伤细胞的清除
C.细胞自噬是衰老病变的细胞被吞噬细胞“吃掉”,所以该功能异常之后会引起细胞衰老
D.衰老细胞的生物膜通透性降低,细胞内所有酶活性降低
【答案】A
【详解】A、细胞衰老的自由基学说认为,生物氧化过程中产生的自由基会攻击生物膜的磷脂成分造成膜损伤,也会攻击DNA、蛋白质等生物大分子造成损伤,是细胞衰老的原因之一,A正确;
B、端粒酶的作用是修复、延长细胞分裂过程中缩短的端粒,若端粒酶活性异常升高,细胞会突破分裂次数限制无限增殖(如癌细胞),并不会加快衰老,B错误;
C、细胞自噬是细胞自身将胞内受损的细胞器、异常大分子包裹后降解回收的过程,并非被吞噬细胞吞噬,C错误;
D、衰老细胞的生物膜通透性改变(物质运输功能下降),且只是多种酶活性降低,并非所有酶活性都降低,例如和衰老、凋亡相关的水解酶活性可能升高,D错误。
考点四 细胞的死亡
考向01 细胞凋亡
41.【模式图・哺乳动物红细胞生命历程】(25-26高一上·河北沧州·期末)(多选)哺乳动物红细胞的部分生命历程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.网织红细胞不再具有细胞分裂能力
B.造血干细胞具有分化成各种血细胞的能力
C.成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达
D.造血干细胞与幼红细胞中遗传信息的表达情况相同
【答案】CD
【详解】A、图中看出,网织红细胞中不含有细胞核,所以不再具有细胞分裂能力,A正确;
B、造血干细胞为正常的干细胞,具有分化成各种血细胞的能力,B正确;
C、成熟红细胞衰老后,其细胞中没有细胞核、核糖体等结构,不能发生基因的表达,C错误;
D、细胞分化的根本原因是基因的选择性表达的结果,即造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同,D错误。
42.【新情境・Bax 蛋白介导细胞凋亡】(25-26高一上·辽宁·期末)(多选)细胞衰老或损伤时,会激活细胞内的BaX蛋白,被激活的BaX蛋白可定向运输到线粒体外膜并在外膜“打孔”,使原本被“封印”在线粒体内外膜间隙的细胞色素c释放出来,提高与细胞凋亡密切相关的蛋白酶caspase的活性,引起细胞凋亡。下列叙述正确的是( )
A.与正常细胞相比,衰老细胞染色体端粒更长
B.增强BaX蛋白的活性,可增加线粒体外膜的通透性
C.增强肿瘤细胞caspase活性,可抑制肿瘤的增长
D.线粒体外膜“孔洞”增加,有利于葡萄糖进入线粒体氧化供能
【答案】BC
【详解】A、与正常细胞相比,衰老细胞染色体端粒更短,A错误;
B、被激活的BaX蛋白可定向运输到线粒体外膜并在外膜“打孔”,所以增强BaX蛋白的活性,可增加线粒体外膜的通透性,B正确;
C、蛋白酶caspase与细胞凋亡密切相关,增强肿瘤细胞caspase活性,可促进肿瘤细胞凋亡,从而抑制肿瘤的增长,C正确;
D、葡萄糖不能进入线粒体氧化供能,而是在细胞质基质中分解为丙酮酸后,丙酮酸进入线粒体进一步氧化分解,D错误。
43.【新情境・Bcl2 家族调控线粒体介导细胞凋亡】(25-26高二下·河北保定·期末)(多选)线粒体是细胞凋亡调控中心,含BH3结构的Bcl-2家族成员与另外的结合在线粒体外膜面或存在于细胞质基质中(胞浆)的Bcl-2家族成员相互作用,导致后者形成聚合体并插入线粒体膜,释放细胞色素C(Cytc),Cytc与凋亡相关因子结合诱导细胞凋亡。下列相关叙述正确的是( )
A.Cytc结合凋亡相关因子诱导细胞凋亡属于基因控制的细胞主动死亡过程
B.BH3能与存在于胞浆中的Bcl-2家族成员相互识别,依赖于蛋白质的专一性
C.聚合体插入线粒体膜会引起膜通透性改变,使Cytc与凋亡相关因子的合成增加
D.线粒体调控的细胞凋亡能使细胞实现自然更新,有利于细胞进行正常的生命活动
【答案】ABD
【详解】A、Cytc结合凋亡相关因子诱导细胞凋亡属于基因控制的细胞主动死亡过程,A正确;
B、含BH3结构的Bcl-2家族成员会与胞浆的Bcl-2家族成员相互识别,说明蛋白质具有专一性,B正确;
C、聚合体插入线粒体膜会引起线粒体膜通透性改变,释放Cytc与凋亡相关因子结合,诱导凋亡,但不能得出Cytc与凋亡相关因子合成增加的结论,C错误;
D、线粒体调控的细胞凋亡能使细胞实现自然更新,有利于细胞进行正常的生命活动,D正确。
拓展考向02 其他细胞程序性死亡方式
44.【新概念情境・双硫死亡】(24-25高二下·山东德州·期末)(多选)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。
45.【新概念情境・铁死亡】(24-25高一上·山东德州·期末)(多选)当细胞内铁离子超载时,过量的铁离子会诱发细胞产生自由基,最终导致细胞膜破裂,该过程称为铁死亡。已知该过程中细胞核的各种结构保持正常,但是线粒体的嵴会减少甚至消失。下列说法错误的是( )
A.自由基会攻击细胞膜的磷脂分子进而产生更多的自由基
B.铁死亡过程中,细胞的染色质处于收缩凝集和染色加深的状态
C.铁死亡过程中,细胞内的丙酮酸含量上升且无法合成ATP
D.铁死亡是一种不同于细胞凋亡的细胞死亡方式
【答案】BC
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制,在成熟的生物体内,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,是通过细胞凋亡完成的。
【详解】A、化学性质活泼的自由基会攻击细胞膜的磷脂分子,对细胞膜造成损伤,同时会产生更多的自由基,A正确;
B、已知铁死亡过程中细胞核的各种结构保持正常,因此细胞的染色质不会处于收缩凝集和染色加深的状态,B错误;
C、铁死亡过程中,线粒体内膜形成的嵴会减少甚至消失,会影响有氧呼吸的第三阶段,但有氧呼吸呼吸第一阶段和第二阶段能产生ATP,C错误;
D、细胞凋亡是指由基因控制的细胞自主的程序性死亡,过量的铁离子诱发细胞产生自由基,最终导致细胞膜破裂引起的细胞死亡,即铁死亡,所以铁死亡不属于细胞凋亡,属于细胞坏死,D正确。
考向03 细胞自噬
46.【模式图・泛素介导细胞自噬】(24-25高一上·山东菏泽·期中)(多选)细胞自噬是细胞成分降解和回收利用的基础,对生物生长发育有重要意义。泛素是真核细胞内的一种多肽,细胞中错误折叠的蛋白质或损伤的细胞器被泛素标记后最终被溶酶体降解,以维持细胞内部环境稳定,部分机制如图所示。下列说法正确的是( )
A.有些细胞凋亡可能与细胞自噬过于激烈有关
B.吞噬泡可以直接识别被泛素标记的蛋白质
C.细胞进入衰老时期后,被溶酶体降解的线粒体增多
D.在长期饥饿状态下,细胞自噬减弱以避免浪费物质和能量
【答案】AC
【详解】A、细胞自噬过于激烈会导致有些细胞凋亡,A正确;
B、吞噬泡是通过自噬受体与泛素的识别,进而识别被泛素标记的蛋白质,B错误;
C、细胞进入衰老时期后,损伤的线粒体增多,从而使被溶酶体降解的线粒体增多,C正确;
D、受损或功能退化的细胞结构等通过溶酶体降解后再利用,能为细胞提供物质和能量,在长期饥饿或不利条件下,细胞自噬会增强,可以避免浪费物质和能量,D错误。
47.【文字信息・线粒体自噬调控机制】(25-26高一上·山东滨州·期末)(多选)线粒体自噬是细胞自噬的一种,其发生的机制是,葡萄糖氧化分解产生的乙酰辅酶A可抑制线粒体表面蛋白NLRX1的活性细胞饥饿状态下NLRX1的抑制状态被解除,从而启动线粒体自噬。下列说法正确的是( )
A.细胞饥饿时乙酰辅酶A浓度升高,发生线粒体自噬以维持细胞的能量供应
B.乙酰辅酶A与NLRX1的结合是启动线粒体自噬的必要条件
C.当细胞长时间处在饥饿状态时,激烈的细胞自噬可能会引起细胞凋亡
D.适度饥饿可能通过上述机制清除受损线粒体以维持细胞内部环境的稳定
【答案】CD
【详解】A、细胞饥饿时葡萄糖供应不足,乙酰辅酶A(葡萄糖氧化分解产物)浓度应降低,导致对NLRX1的抑制解除,从而启动线粒体自噬以提供能量。选项描述乙酰辅酶A浓度升高与题干逻辑矛盾,A错误;
B、乙酰辅酶A通过抑制NLRX1活性阻止自噬启动,而非通过结合NLRX1启动自噬。饥饿时乙酰辅酶A减少,NLRX1抑制解除才是启动自噬的关键,B错误;
C、长时间饥饿导致过度自噬,可能破坏细胞结构完整性,进而触发细胞凋亡(程序性死亡),这是细胞自噬与凋亡关联性的核心知识点,C正确;
D、适度饥饿可激活线粒体自噬,清除受损或衰老线粒体,维持细胞内部环境(如能量代谢、氧化应激平衡)的稳定,符合自噬的生理意义,D正确。
综合攻坚·知能拔高
1.【曲线图・温度对有丝分裂指数影响】(25-26高二下·河北沧州·期末)(多选)如图表示不同温度对蚕豆子叶细胞有丝分裂指数(分裂期细胞数/被观察细胞总数)的影响,下列相关叙述正确的是( )
A.在显微镜下视野中处于分裂期的细胞数量较少
B.自变量是温度,被观察的细胞数目可不相同
C.35℃下蚕豆子叶细胞有丝分裂分裂期时间最长
D.该实验还可精确研究细胞不同分裂时期的时长
【答案】AB
【详解】A、显微镜下,视野中处于间期的细胞较多,处于分裂期的细胞较少,A正确;
B、由于此实验最终的计算结果是一个比值,所以被观察的细胞总数可以不相等,B正确;
C、有丝分裂指数高,说明该温度下分裂旺盛的细胞数相对较多,但是不能说明分裂期时间最长,C错误;
D、该实验可以通过统计并计算不同分裂时期的细胞数比例而得出不同分裂时期在整个细胞周期中所占比例,无法精确得出每一个时期的时长,D错误。
2.【模式图・动物细胞有丝分裂图像识别】(24-25高一下·浙江杭州·期中)某同学制作了某二倍体生物(2n)的有丝分裂临时装片,部分图像如图所示。下列叙述错误的是( )
A.图中细胞在细胞周期中正确排序为②③④①
B.②细胞时期已经完成中心体的复制
C.③细胞时期因染色体缩短到最小的程度而便于观察
D.④细胞时期细胞中央出现细胞板,最终完成胞质分裂
【答案】D
【详解】A、①有丝分裂末期,②为有丝分裂前期,③为有丝分裂中期,④为有丝分裂后期,细胞周期排序为前期→中期→后期→末期,即②③④①,A正确;
B、中心体的复制在间期完成,前期(②)时已经完成复制,B正确;
C、中期(③)染色体缩短到最小程度,形态稳定、数目清晰,便于观察,C正确;
D、细胞板是植物细胞有丝分裂末期出现的结构,该细胞是动物细胞,不会出现细胞板,D错误。
3.(25-26高一下·江西南昌·阶段检测)科研人员观察了低等植物衣藻和哺乳动物上皮细胞的有丝分裂。下列关于两者分裂过程的叙述,正确的是( )
A.分裂间期,两者均完成染色体的复制,DNA和染色体的数量均倍增
B.有丝分裂前期,两者形成纺锤体的方式不同
C.有丝分裂后期,同源染色体彼此分离导致等位基因分离
D.有丝分裂末期,衣藻细胞中央会出现细胞板,哺乳动物上皮细胞则是细胞膜缢裂
【答案】D
【详解】A、分裂间期完成DNA复制和有关蛋白质合成,DNA数量倍增,但染色体数目由着丝粒数目决定,复制后着丝粒数目未增加,因此染色体数量不变,A错误;
B、低等植物衣藻和哺乳动物上皮细胞都含有中心体,有丝分裂前期均由中心体发出星射线形成纺锤体,二者纺锤体形成方式相同,B错误;
C、同源染色体彼此分离、等位基因分离是减数第一次分裂后期的特征,有丝分裂过程中不发生同源染色体分离,也不会发生等位基因分离,C错误;
D、衣藻是低等植物,含有细胞壁,有丝分裂末期细胞中央的赤道板位置会出现细胞板,向四周扩展形成新细胞壁,将细胞一分为二;哺乳动物上皮细胞是动物细胞,无细胞壁,有丝分裂末期细胞膜向内凹陷,将细胞缢裂为两个子细胞,D正确。
4.【新情境・中后期转换、微核形成】(25-26高一下·河北石家庄·期中)纺锤丝在细胞有丝分裂过程中起着重要的作用,若某纺锤丝被破坏,未能移向两极的整条染色体可形成微核,即没有进入子细胞核而残留在细胞核外的微小染色质块。动物细胞在有丝分裂过程中,母细胞中的姐妹染色单体均附着于纺锤丝上,才能启动中—后期转换,转换过程的部分图解如下。下列相关分析正确的是( )
A.真核细胞完成细胞增殖都会发生上述过程
B.有丝分裂中—后期转换由活化的APC启动,最终使姐妹染色单体数目加倍
C.活化的APC能够降解蛋白S使分离酶活化,进而黏连蛋白被切割使姐妹染色单体分离
D.细胞质分裂时微核随机进入其中一个子细胞,母细胞产生的子细胞中DNA含量减少
【答案】C
【详解】A、真核细胞的增殖方式包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂,无丝分裂不出现纺锤丝和染色体的变化,不会发生上述过程,A错误;
B、有丝分裂中—后期转换由活化的APC启动,但最终的结果是姐妹染色单体分离,染色体数目加倍,而姐妹染色单体数目变为0,B错误;
C、从图中可以看出,活化的APC能够降解蛋白S,使分离酶活化,分离酶进而切割黏连蛋白,让姐妹染色单体分离,C正确;
D、细胞质分裂时,微核只是没有进入子细胞核,它仍然会随细胞质进入其中一个子细胞,子细胞的DNA总量并没有减少,只是染色体分布不同,D错误。
5.【多图组合・染色体形态、DNA 曲线、根尖结构、分裂图像】(25-26高一下·湖北襄阳·期末)甲图表示细胞分裂过程中染色体的形态变化,乙图表示细胞周期各时期一个细胞中核DNA数量的变化,丙图表示洋葱根尖的结构示意图,丁图为某细胞有丝分裂某一时期示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.甲图中染色体主要由DNA和脂质组成,可使用龙胆紫溶液进行染色
B.乙图a时期发生染色体的复制导致细胞中染色体数目加倍
C.观察有丝分裂的最佳材料是丙图分生区细胞,特点是细胞呈正方形、排列紧密
D.丁图细胞处于有丝分裂后期,细胞中不含染色单体
【答案】C
【详解】A、染色体主要由DNA和蛋白质组成,不含脂质,龙胆紫属于碱性染料可对染色体染色,A错误;
B、乙图a时期为分裂间期,染色体复制后,每条染色体包含2条姐妹染色单体,着丝点数量未变,因此染色体数目不加倍,仅核DNA数目加倍,B错误;
C、观察有丝分裂需要选择分裂旺盛的细胞,丙图分生区细胞是最佳材料,其特点为细胞呈正方形、排列紧密,C正确;
D、丁图细胞中染色体的着丝点整齐排列在赤道板位置,属于有丝分裂中期,每条染色体都含有2条姐妹染色单体,D错误。
6.【曲线图片段・人体细胞有丝分裂物质变化辨析】25-26高一下·安徽芜湖·期中)如图表示人体细胞有丝分裂过程中,细胞内物质变化曲线图形的一部分,下列叙述正确的是( )
A.若该图形表示细胞核内DNA数量变化,则BC段中染色体数:染色单体数=1:2
B.若该图形表示细胞内染色体数量变化,则在D时刻细胞中无姐妹染色单体
C.若该图形表示染色单体数量变化,则CD时刻细胞核完成重建
D.若该图形表示细胞内染色体数量变化,则CD时刻已出现细胞板
【答案】B
【详解】A、若该图形表示细胞核内DNA数量变化,BC段可表示有丝分裂前期、中期、后期和末期,BC段中染色体数:染色单体数=1:2或染色体数:染色单体数=1:0,A错误;
B、若该图形表示细胞内染色体数量变化,CD段表示有丝分裂末期细胞一分为二,姐妹染色单体在后期分开成为染色体,所以D时刻后细胞中无姐妹染色单体,B正确;
C、若该图形表示染色单体数量变化,CD段表示染色单体消失,发生在后期,而细胞核完成重建发生在有丝分裂末期,此时染色单体已经消失,所以CD时刻不是细胞核完成重建的时期,C错误;
D、人体细胞有丝分裂过程中不会出现细胞板,细胞板是植物细胞有丝分裂末期形成的,D错误。
7.【流程图・iPS 细胞重编程】(25-26高二下·河北张家口·期末)研究人员针对先天性胰岛发育缺陷型幼鼠开展修复实验,操作流程如下图,最终实现在体外再造胰岛组织并移植,成功治愈胰岛发育缺陷的糖尿病实验鼠。下列相关叙述错误的是( )
A.成纤维细胞重编程形成iPS细胞和iPS细胞分化实质都是基因的选择性表达
B.iPS细胞形成胰岛组织细胞体现了动物细胞的全能性
C.选择幼鼠成纤维细胞进行实验,体外再造的胰岛组织移植时不易发生免疫排斥
D.iPS细胞和胰岛组织细胞中的核酸不完全相同
【答案】B
【详解】A、成纤维细胞重编程为iPS细胞是通过调控基因表达使细胞恢复多能性,iPS细胞分化是基因选择性表达形成特定功能细胞,二者实质均为基因的选择性表达,A正确;
B、细胞全能性是指已经分化的细胞具有发育成完整个体的潜能,本实验中iPS细胞仅分化形成胰岛组织细胞,未发育为完整个体,不能体现动物细胞的全能性,B错误;
C、体外再造的胰岛组织来自幼鼠自身的成纤维细胞,其抗原与幼鼠自身组织一致,移植时不易发生免疫排斥,C正确;
D、核酸包括DNA和RNA,iPS细胞和胰岛组织细胞来自同一个体,核DNA相同,但由于基因的选择性表达,二者的RNA存在差异,因此核酸不完全相同,D正确。
8.【科研新情境・拟南芥体细胞重编程】(25-26高一下·广东韶关·期末)2025年9月,我国科研团队于《Cell》发表研究成果,以拟南芥为研究材料,首次完整阐明单个体细胞经基因重编程发育为完整植株的分子调控机制。下列有关叙述错误的是( )
A.拟南芥细胞发生分化时,基因的碱基序列一般不发生改变
B.拟南芥单个体细胞经重编程发育为完整植株,可证明植物体细胞具有全能性
C.细胞分化程度越低,细胞全能性越弱,重编程恢复全能状态越困难
D.该研究为作物遗传改良提供理论支撑,有望提高作物组织培养的成功率
【答案】C
【详解】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达,分化过程中遗传物质不会发生改变,即基因的碱基序列一般不发生改变,A正确;
B、细胞全能性指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体或分化为各类细胞的潜能,拟南芥单个体细胞经重编程发育为完整植株,可证明植物体细胞具有全能性,B正确;
C、细胞分化程度越低,细胞全能性越高,重编程恢复全能状态越容易,C错误;
D、该研究阐明了体细胞重编程发育为完整植株的分子调控机制,可为作物遗传改良提供理论支撑,有望提高作物组织培养的成功率,D正确。
9.【生活情境・纹身与细胞生命历程】(25-26高一下·广东深圳·期末)纹身是将惰性色素颗粒通过针刺注入皮肤真皮层,使其长期存留体内。研究发现,多年后纹身部位活检,仍可见大量巨噬细胞围绕色素颗粒聚集。下列叙述错误的是( )
A.巨噬细胞由造血干细胞分化而来,遗传物质未发生改变
B.衰老的巨噬细胞代谢速率减慢,细胞内色素积累较多
C.纹身针刺破皮肤引发炎症,受损细胞的死亡属于细胞凋亡
D.外来色素长期滞留真皮层,干扰局部细胞正常的生命历程
【答案】C
【详解】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达,分化过程中遗传物质不发生改变,巨噬细胞由造血干细胞分化而来,遗传物质未改变,A正确;
B、衰老细胞的特征包括代谢速率减慢、细胞内色素积累,衰老的巨噬细胞也符合该特点,B正确;
C、纹身针刺破皮肤导致的受损细胞死亡,是外界不利因素损伤引发的细胞坏死;细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的程序性死亡,二者本质不同,C错误;
D、外来色素属于异物,长期滞留真皮层会持续引发局部免疫反应等过程,干扰局部细胞正常的生命历程,D正确。
10.【科研情境・铁过载、脂质过氧化、衰老干预】(25-26高二下·四川内江·期末)细胞内铁过载易产生活性氧,攻击细胞膜上含多不饱和脂肪酸的磷脂,引发脂质过氧化。2026年《细胞代谢》刊登的中国科学院研究成果显示:维生素C可抑制ACSL4酶(负责将多不饱和脂肪酸转化为更易被氧化的形式)的活性,降低铁过载引发的脂质过氧化,从而“逆转”灵长类的大脑、肌肉等生物学年龄。下列推论合理的是( )
A.铁过载引发脂质过氧化会损伤细胞膜,加速细胞衰老
B.ACSL4酶可以直接导致细胞内铁过载,加速细胞衰老
C.维生素C通过竞争性结合ACSL4酶的底物结合位点抑制其活性
D.人体摄入适量维生素C后,体内衰老细胞可直接逆转为年轻细胞
【答案】A
【详解】A、铁过载产生的活性氧会攻击细胞膜上的磷脂,引发脂质过氧化,造成细胞膜损伤,根据细胞衰老的自由基学说,该过程会加速细胞衰老,A正确;
B、ACSL4酶的功能是将多不饱和脂肪酸转化为更易被氧化的形式,仅会促进脂质过氧化过程,不能直接导致细胞内铁过载,B错误;
C、题干仅说明维生素C可抑制ACSL4酶的活性,并未提及抑制的具体机制,无法推论出是通过竞争性结合底物结合位点实现的抑制,C错误;
D、题干中“逆转生物学年龄”是指改善大脑、肌肉等组织的衰老相关状态,并非衰老细胞直接逆转为年轻细胞,D错误。
11.【分子机制・AIF 蛋白介导细胞凋亡】(24-25高三上·辽宁·期末)(多选)凋亡诱导因子(AIF)是一种位于线粒体膜间隙的蛋白质。在正常生理状态下,AIF能作为线粒体氧化还原酶,参与NAD⁺的电子传递。当细胞受到凋亡刺激(如DNA 损伤、氧化应激等)时,线粒体外膜通透性增加,AIF从线粒体膜间隙释放到细胞质中,并进一步转移到细胞核内。在细胞核内,AIF与染色体DNA结合,引起染色质的凝聚和DNA片段的断裂,从而引起细胞凋亡。下列叙述错误的是( )
A.抑制AIF的功能可能会导致大肠杆菌的线粒体合成的ATP减少
B.A1F释放到细胞质中引起的细胞凋亡不受基因表达的调控
C.促进癌细胞线粒体膜间隙的AIF释放到细胞质中,可能有助于癌症的治疗
D.AIF引起的染色质凝聚和DNA片段断裂,可导致某些基因不能表达,造成细胞功能紊乱
【答案】AB
【详解】A、大肠杆菌是原核生物,没有线粒体,不存在线粒体合成ATP的过程,所以抑制AIF的功能不会导致大肠杆菌线粒体合成的ATP减少,A错误;
B、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,AIF释放到细胞质中引起的细胞凋亡同样受基因表达的调控,B错误;
C、促进癌细胞线粒体膜间隙的AIF释放到细胞质中,会使AIF进一步转移到细胞核内,引起染色质的凝聚和DNA片段的断裂,从而导致癌细胞凋亡,有助于癌症的治疗,C正确;
D、AIF引起染色质凝聚和DNA片段断裂,会破坏基因结构,导致某些基因不能表达,进而造成细胞功能紊乱,D正确。
12.【模型・细胞周期示意图 + 流式细胞仪检测结果】(25-26高二下·广西南宁·期末)某高等植物(2n=12)的一个细胞周期如图1所示,细胞周期包括分裂间期和分裂期(M期),其中分裂间期包括G1期、S期和G2期。G1期主要完成RNA和某些酶的合成,S期主要完成DNA的复制,G2期主要完成纺锤体蛋白合成。用流式细胞仪测得其连续分裂的细胞群体中各个时期的细胞数目如图2所示。回答下列问题:
(1)与G1期细胞相比,G2期核DNA数目的变化是________________。
(2)若用某药物处理该细胞群体后b变小,推测该药物可能作用于________(“G1”、“S”或“G2”)期,通过________________________________来发挥作用。
(3)研究发现Numb蛋白参与调控细胞周期。研究者对实验组(通过RNA干扰降低Numb蛋白的含量)和对照组(不做处理)中处于各时期的细胞统计结果如表所示:
G1
S
G2
M(分裂期)
实验组
43%
29%
19%
9%
对照组
43%
29%
25%
3%
推测Numb蛋白________(“促进”或“抑制”)细胞进入M期,依据是________________________。
(4)细胞内有一种调控细胞分裂进程的SGO蛋白,该蛋白可与着丝粒结合。研究发现若细胞分裂时SGO蛋白的表达量显著提高,细胞分裂停止在中期,推测其功能是________________________________。
【答案】(1)由12变为24(加倍)
(2) S 抑制DNA的复制
(3) 抑制 实验组Numb蛋白含量降低后,M期细胞比例明显高于对照组
(4)SGO蛋白可能会抑制着丝粒分裂
【详解】(1)分裂间期的S期完成DNA复制,G1期DNA尚未复制,G2期DNA复制已完成,因此与G1期相比,G2期核DNA数目的变化是由12变为24(加倍)。
(2)图2中a对应核DNA含量未加倍的G1期细胞,b对应核DNA含量加倍的G2期和M期细胞。药物处理后b变小,说明DNA完成复制的细胞数目减少,因此药物作用于S期,通过抑制DNA复制来发挥作用。
(3)对比表格数据:实验组Numb蛋白含量降低后,M期细胞比例明显高于对照组,因此推测Numb蛋白抑制细胞进入M期。
(4)细胞分裂中期到后期的关键事件是着丝粒分裂、姐妹染色单体分离。SGO蛋白可与着丝粒结合,其表达量升高后细胞分裂停留在中期,无法进入后期,说明SGO蛋白的功能是抑制着丝粒分裂,使细胞停滞在分裂中期。
13.【模式图・细胞衰老与凋亡综合】(25-26高二下·河南驻马店·期末)生长和衰老,出生和死亡,都是生物界的正常现象,生物个体如此,细胞也是如此。细胞衰老和凋亡大致过程如图所示。回答下列问题:
(1)对于人体来说,细胞衰老__________(填“等于”或“不等于”)个体衰老。细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,最终表现为细胞的__________发生变化。
(2)细胞衰老和凋亡均对机体有积极意义。细胞衰老有利于机体更好地实现__________。细胞凋亡是指__________的过程。
(3)细胞衰老会出现多种变化,结合自由基学说,分析细胞衰老会出现细胞内水分减少的原因是__________。
(4)研究发现,衰老细胞中NAD⁺的含量明显降低。NAMPT(NAD⁺合成的关键限速酶)处理后,小鼠的脂肪细胞、心肌细胞等处均检测出了高水平的NAD⁺。由此推测NAMPT延缓细胞衰老的机制是__________。
(5)研究表明,线粒体功能异常与衰老的发生和发展密切相关。科研人员研究中药党参对某种衰老模型小鼠肝细胞线粒体中酶活性的影响,以此证明党参在动物实验中显示出延缓衰老的潜力。
实验材料:正常小鼠20只、衰老模型小鼠40只、生理盐水配制的党参提取液、生理盐水、蒸馏水等
实验思路:__________。
预期结果:__________。
【答案】(1) 不等于 形态、结构和功能
(2) 自我更新 由基因所决定的细胞自动结束生命
(3)自由基攻击细胞膜上水通道蛋白导致其活性降低;自由基攻击DNA导致水通道蛋白的表达量降低
(4)通过促进NAD+的合成来延缓细胞衰老
(5) 将衰老模型小鼠40只随机均分为甲、乙两组,正常小鼠20只为丙组。给甲组小鼠注射一定量的生理盐水配制的党参提取液,乙、丙两组小鼠均注射等量的生理盐水,在相同且适宜的条件下培养一段时间,检测各组小鼠肝细胞线粒体中酶的活性并记录 乙组小鼠肝细胞线粒体中酶活性最低,甲组肝细胞线粒体中酶活性较高但仍低于丙组正常小鼠或与丙组相似
【详解】(1)人体是多细胞生物,少数细胞发生衰老,机体依旧可以维持年轻状态,当体内细胞普遍衰老,才标志个体衰老,因此对于人体来说,细胞衰老不等于个体衰老。细胞衰老最终体现为细胞形态、结构和功能发生一系列变化。
(2)细胞衰老能够清除生理功能下降的细胞,有利于机体实现自我更新。细胞凋亡的定义为由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
(3)依据自由基学说,自由基能够攻击细胞膜上的蛋白质(水通道蛋白)使其活性降低,也可攻击DNA,导致水通道蛋白的表达量降低,因此细胞吸水能力下降,细胞内水分减少。
(4)NAMPT是NAD⁺合成的关键限速酶,NAMPT处理后,小鼠的脂肪细胞、心肌细胞等处均检测出了高水平的NAD⁺,而衰老细胞NAD⁺含量偏低,由此推断NAMPT延缓细胞衰老的机制是NAMPT通过促进NAD⁺的合成来延缓细胞衰老。
(5)实验自变量为小鼠类型、是否施加党参提取液,因变量为线粒体中的酶活性,设置三组实验:正常小鼠组、衰老模型生理盐水组、衰老模型党参处理组,遵循单一变量与等量原则处理后检测肝细胞线粒体酶活性,故实验思路为:将衰老模型小鼠40只随机均分为甲、乙两组,正常小鼠20只为丙组。给甲组小鼠注射一定量的生理盐水配制的党参提取液,乙、丙两组小鼠均注射等量的生理盐水,在相同且适宜的条件下培养一段时间,检测各组小鼠肝细胞线粒体中酶的活性并记录。党参具备延缓衰老作用,可提升衰老小鼠线粒体中的酶活性,因此预期乙组小鼠肝细胞线粒体中酶活性最低,甲组肝细胞线粒体中酶活性较高(高于乙组)但仍低于丙组正常小鼠或与丙组相似。
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