資源簡介 第12講 細胞的分化、衰老、凋亡與癌變課程內容 核心素養(yǎng)——提考能1.說明細胞分化。2.說明細胞的全能性。3.探討細胞的衰老和死亡與人類健康的關系。4.說出癌細胞的主要特征,討論惡性腫瘤的防治。5.搜集有關干細胞研究進展和應用的資料。6.搜集惡性腫瘤防治方面的資料。 生命觀念 通過討論細胞的分化、衰老、凋亡、癌變的內容,能較好地理解相關概念并能解釋相關問題。科學思維 通過對分化、衰老、凋亡、癌變等概念進行歸納與概括,形成良好的生活習慣。社會責任 通過對干細胞和癌變的有關問題分析,養(yǎng)成學以致用,關注科技發(fā)展和人體健康的態(tài)度。考點一 細胞的分化與細胞的全能性1.細胞分化2.細胞的全能性(1)概念:已經分化的細胞,仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。(3)干細胞:動物和人體內少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞。(4)把實例與相應的原理或過程[連線]1.基因選擇性表達機理的模型構建與解讀(1)如圖所示,經過有絲分裂、分化得到的心肌細胞、神經細胞和唾液腺細胞中所含遺傳物質與親代細胞的相同(均用A、B、C、D、E代表)。分化時,心肌細胞中A、D基因處于活躍狀態(tài)(能表達的狀態(tài)),神經細胞中C、D基因處于活躍狀態(tài),唾液腺細胞中D、E基因處于活躍狀態(tài)。(2)由于表達的基因不同,因此指導合成的蛋白質有差異,每種細胞中含有自身特有的蛋白質,如心肌細胞中,A基因指導合成了肌動蛋白;唾液腺細胞中,E基因指導合成了唾液淀粉酶。(3)細胞中D基因都表達了,這說明D基因指導合成的蛋白質可能是細胞基礎生命活動所必需的,如與呼吸作用有關的酶。2.“三看”法確認細胞“全能性”3.若用胰島素基因作探針檢測胰島B細胞、肝細胞、口腔上皮細胞這三類細胞的DNA分子,則其雜交帶狀況如何?若將探針改作檢測胰島素基因的mRNA,其雜交帶狀況如何?提示 這三類細胞中均含胰島素基因,但該基因只有在胰島B細胞中才能轉錄產生mRNA,故用胰島素基因作探針,三類細胞均可形成雜交帶,若將探針改為檢測胰島素基因的mRNA,則只有胰島B細胞能產生雜交帶。教材高考1.真題重組 判斷正誤(1)葉肉細胞和根尖細胞在結構和功能上的差異是細胞分化的結果(2016·海南,T9D)( )(2)哺乳動物造血干細胞分化為成熟紅細胞的過程不可逆(2018·全國Ⅲ,T2D)( )(3)同一個體莖分生組織細胞的分化能力比葉肉細胞的強(2013·海南,T6D)( )(4)高度分化的成熟葉肉細胞不具備發(fā)育成完整植株的潛能(2016·海南卷,T9A)( )(5)造血干細胞分化形成的紅細胞和白細胞壽命不同(2015·海南,T6D)( )提示 (1)√ (2)√ (3)√(4)× 高度分化的成熟葉肉細胞仍然具有發(fā)育成完整植株的潛能。(5)√2.深挖教材(1)教材P119“側欄思考題”:動物的細胞核為什么具有全能性?可通過什么實驗來證實?提示 它含有保持本物種遺傳特性所需要的全套基因,并沒有因細胞分化而失去基因,因此,高度分化的細胞核仍然具有全能性。這可以從細胞核移植實驗以及其他的實驗證據中得到證實。(2)教材必修1P120“拓展題2改編”:可否用肌細胞代替干細胞在體外培育出組織器官用于器官移植等,實現(xiàn)對臨床疾病的治療?提示 動物細胞特別是高等動物細胞隨著胚胎的發(fā)育,細胞分化潛能變窄。肌細胞是已分化的細胞,它通常不能轉化為其他類型的細胞,因而不能用肌細胞代替干細胞在體外培育組織和器官。 圍繞細胞分化考查生命觀念1.(2014·全國卷Ⅱ,2)同一動物個體的神經細胞與肌細胞在功能上是不同的,造成這種差異的主要原因是( )A.二者所處的細胞周期不同B.二者合成的特定蛋白不同C.二者所含有的基因組不同D.二者核DNA的復制方式不同解析 同一動物個體的神經細胞與肌細胞在功能上不同是細胞分化的結果,其實質是基因的選擇性表達,合成了特定的蛋白質,從而表現(xiàn)出特定的生理功能,B正確;二者都是高度分化的細胞,均不具有分裂能力,所以二者均沒有細胞周期,核DNA也不能進行復制,A、D錯誤;細胞分化過程中基因組不變,所以二者基因組相同,C錯誤。答案 B2.(2019·北京海淀模擬)研究表明myoD基因在黃顙魚雌雄成體的心、腦、肌肉等不同組織中均有表達,在肌肉組織中表達量最高。下列分析正確的是( )A.myoD基因在肌肉組織中表達量最高,說明肌肉細胞的分化程度最高B.心、腦、肌肉細胞中DNA和RNA相同,但蛋白質種類不一定相同C.myoD基因在雌雄黃顙魚肌肉中表達量不同,可能導致雌雄個體出現(xiàn)生長差異D.通過檢測組織細胞的myoD基因和呼吸酶基因是否表達,可確定細胞是否分化解析 不同細胞中基因是選擇性表達的,myoD基因在肌肉組織中表達量最高,不能說明該細胞分化程度最高,A錯誤;心、腦、肌肉細胞中DNA相同,但是RNA和蛋白質是不完全相同的,B錯誤;myoD基因在雌雄黃顙魚肌肉中表達量不同,可能導致雌雄個體出現(xiàn)生長差異,C正確;所有細胞中呼吸酶基因都表達,因此不能通過檢測組織細胞的呼吸酶基因是否表達確定細胞是否分化,D錯誤。答案 C 圍繞細胞的全能性和干細胞考查生命觀念及社會責任3.(新題快遞)上海生命科學研究院誘導人成纖維細胞重編程為肝細胞(hiHep細胞)獲得成功,hiHep細胞具有肝細胞的許多功能,包括分泌血清白蛋白、積累糖原、代謝藥物等。下列相關敘述中錯誤的是( )A.該項成果表明,分化了的細胞其分化后的狀態(tài)是可以改變的B.人成纖維細胞與hiHep細胞的核DNA完全相同C.人成纖維細胞重編程為hiHep細胞,并未體現(xiàn)細胞的全能性D.hiHep細胞通過主動運輸方式將血清白蛋白運出細胞解析 血清白蛋白是大分子物質,因此hiHep細胞是通過胞吐的方式將血清白蛋白運出細胞。答案 D4.關于人體造血干細胞的敘述,錯誤的是( )A.造血干細胞與成熟紅細胞中的酶存在差異B.造血干細胞分化為成熟紅細胞的過程是可逆的C.健康成年人的造血干細胞主要存在于其骨髓中D.造血干細胞分化形成的紅細胞和白細胞壽命不同解析 造血干細胞可增殖分化為成熟紅細胞,由于在細胞分化過程中基因的選擇性表達,導致造血干細胞與成熟紅細胞中的酶存在差異,A正確;造血干細胞分化為成熟紅細胞的過程是不可逆的,B錯誤;健康成年人的造血干細胞主要存在于其骨髓中,C正確;造血干細胞分化形成的紅細胞和白細胞壽命不同,是細胞分化的結果,D正確。答案 B考點二 細胞的衰老、凋亡和癌變1.細胞衰老的特征2.細胞凋亡3.細胞的癌變■助學巧記1.利用數(shù)字巧記細胞衰老的特征2.“三看法”判斷細胞凋亡與細胞壞死3.細胞癌變的原理與特征的歸納整合(1)細胞癌變的原理(2)癌細胞特征的歸納“不死” 在適宜條件下能無限增殖“變態(tài)” 形態(tài)結構發(fā)生改變(各種形態(tài)―→球形)“擴散” 細胞表面的糖蛋白減少,細胞間黏著性降低,易在體內擴散和轉移研究發(fā)現(xiàn),青蒿素能抗癌,并有可能徹底改變癌癥的治療方法。研究人員從青蒿中提取出青蒿素,加入細胞培養(yǎng)液中培養(yǎng)人乳腺癌細胞,檢測青蒿素對癌細胞增殖的影響。青蒿素濃度和實驗結果如圖1所示。(1)此實驗中還應有一組對照實驗,應做怎樣的處理?提示 培養(yǎng)液中不添加青蒿素。(2)圖1結果說明了什么?提示 青蒿素能抑制人乳腺癌細胞(癌細胞、腫瘤細胞)的增殖,且青蒿素作用的效果受青蒿素的濃度和作用時間的影響。(3)研究發(fā)現(xiàn),人體內大多數(shù)癌細胞都表現(xiàn)出較高的端粒酶活性。選用青蒿素濃度為40(μg·mL-1)的培養(yǎng)液培養(yǎng)癌細胞,測定端粒酶活性,結果如圖2所示。綜合兩個實驗結果,可以得出什么結論?提示 青蒿素通過抑制端粒酶的活性來抑制乳腺癌細胞(癌細胞、腫瘤細胞)的增殖。教材高考1.真題重組 判斷正誤(1)當細胞衰老時,其細胞膜的通透性會發(fā)生改變(2014·全國Ⅰ,T1B)( )(2)細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程(2017·全國Ⅲ,T2D)( )(3)癌細胞是動物體內具有自養(yǎng)能力并快速增殖的細胞(2017·全國Ⅲ,T2C)( )(4)動物細胞間的黏著性與細胞膜上的糖蛋白有關(2014·全國Ⅱ,T1B)( )提示 (1)√ (2)√(3)× 癌細胞是營異養(yǎng)生活的。(4)√2.深挖教材(1)教材P123“資料搜集和分析”:評價一個國家步入社會老齡化的依據是什么?提示 60歲以上人口所占比例達到或超過總人口的10%,或者65歲以上人口達到或超過總人口的7%。(2)教材P127“資料分析”:說出不恰當飲食引發(fā)癌癥的原因。提示 發(fā)霉的、熏制的、燒烤的以及高脂肪的食品中含有較多的致癌物質,如黃曲霉素、亞硝酸鹽等。 圍繞細胞的衰老與凋亡考查生命觀念1.(2018·11月浙江選考)人體細胞凋亡和衰老是細胞生命活動的必然規(guī)律。下列敘述正確的是( )A.細胞凋亡僅發(fā)生在衰老細胞中B.細胞凋亡由機械損傷引發(fā)C.衰老細胞中所有酶的活性降低D.衰老細胞的有氧呼吸變慢解析 細胞凋亡發(fā)生在生物體的整個生命進程中,A錯誤;細胞凋亡是由基因決定的細胞編程性死亡,并非由機械損傷引發(fā),B錯誤;衰老細胞中許多酶活性下降,但并非所有酶的活性降低,C錯誤;衰老細胞中由于細胞呼吸相關酶活性下降,有氧呼吸變慢,D正確。答案 D2.(2019·山東臨沂模擬)細胞凋亡與細胞壞死是兩個不同的過程,如圖所示。下列有關敘述錯誤的是( )A.細胞凋亡是由基因控制的,對生物的個體生長發(fā)育和機體穩(wěn)態(tài)的維持具有重要作用B.細胞壞死最終細胞以細胞膜破裂、胞漿外溢而死亡C.吞噬細胞吞噬凋亡小體與溶酶體有關D.在成人體內,被病原體感染的細胞的清除是通過細胞壞死實現(xiàn)的解析 細胞凋亡是由基因控制的,對生物的個體生長發(fā)育和機體穩(wěn)態(tài)的維持具有重要作用。由圖可知,細胞壞死是細胞膜被破壞、胞漿外溢造成死亡。吞噬細胞吞噬凋亡小體后在細胞內的溶酶體中將其消化。成人體內,被病原體感染的細胞的清除是通過細胞凋亡實現(xiàn)的。答案 D 圍繞細胞的癌變考查生命觀念與社會責任3.(2018·全國卷Ⅱ,6)在致癌因子的作用下,正常動物細胞可轉變?yōu)榘┘毎S嘘P癌細胞特點的敘述錯誤的是( )A.細胞中可能發(fā)生單一基因突變,細胞間黏著性增加B.細胞中可能發(fā)生多個基因突變,細胞的形態(tài)發(fā)生變化C.細胞中的染色體可能受到損傷,細胞的增殖失去控制D.細胞中遺傳物質可能受到損傷,細胞表面的糖蛋白減少解析 根據大量的病例分析,癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結果,至少在一個細胞中發(fā)生5~6個基因突變,才能賦予癌細胞所有的特征,這是一種累積效應;癌細胞中遺傳物質可能受到損傷,細胞表面的糖蛋白減少使得癌細胞之間的黏著性顯著降低,A錯誤、D正確;癌細胞的形態(tài)結構發(fā)生顯著變化,細胞中可能發(fā)生多個基因突變,B正確;癌細胞中的染色體可能受到損傷,癌細胞具有無限增殖能力,C正確。答案 A4.研究者將乳腺細胞(M)誘導成為乳腺癌細胞(記為Me),研究細胞癌變后的代謝水平變化(如圖所示),其中圖2是在培養(yǎng)液中加入線粒體內膜呼吸酶抑制劑后測得的相關數(shù)據。下列分析正確的是( )A.M中的原癌基因和抑癌基因選擇性表達導致Me產生B.M對該呼吸酶抑制劑的敏感性大于MeC.Me的線粒體對葡萄糖的攝取能力高于MD.Me的培養(yǎng)液中酒精含量要高于M的培養(yǎng)液解析 乳腺癌細胞(Me)的產生是M中的原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變的結果,A錯誤;據圖2分析,加入線粒體內膜呼吸酶抑制劑后,M數(shù)量減少較多,說明M對該呼吸酶抑制劑的敏感性大于Me,B正確;葡萄糖的氧化分解發(fā)生在細胞質基質,線粒體沒有攝取葡萄糖的能力,C錯誤;動物細胞無氧呼吸產生的是乳酸,M對呼吸酶抑制劑的敏感性大,因此其培養(yǎng)液中乳酸含量要高于Me的培養(yǎng)液,D錯誤。答案 B澄清易錯易混·強化科學思維[易錯易混]易錯點1 對細胞分化理解不清點撥 (1)分化的細胞不一定不再進行分裂,如B淋巴細胞等,接受抗原刺激后仍可再分裂。(2)并非所有干細胞都要發(fā)生分化。干細胞分裂后一部分細胞發(fā)生分化,成為具有特定功能的組織細胞;還有一部分保持分裂能力,用于干細胞本身的自我更新。(3)同一個體不同類型細胞的RNA不完全相同。同一個體的體細胞中核遺傳物質相同,但由于不同細胞選擇性表達的基因不完全相同,因而轉錄生成的RNA及翻譯生成的蛋白質不完全相同。(4)分化程度高的細胞其全能性不一定低。一般來說,細胞分化程度越高,全能性越難以表達,細胞分化程度越低,全能性越高,但卵細胞的分化程度較高,其全能性也較高。(5)分化不會改變遺傳物質。細胞分化是基因的選擇性表達,不會導致遺傳物質改變。已分化的細胞都含有保持該物種遺傳性所需要的全套遺傳物質,因而都具有全能性。易錯點2 對細胞分化與全能性表達的標志把握不準點撥 (1)細胞分化的標志:在所有細胞中都表達的基因與細胞分化無關,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等不能證明細胞已經發(fā)生分化;只有在特定細胞中選擇性表達的基因控制細胞分化,如胰島素基因的表達、血紅蛋白基因的表達可以證明細胞發(fā)生了分化。(2)由體細胞發(fā)育成一個個體能證明體細胞的全能性。判斷全能性表達的標志是能否發(fā)育成“個體”。易錯點3 對原癌基因、抑癌基因與癌細胞的關系理解不清點撥 人和動物細胞的染色體上本來就存在著與癌有關的基因——原癌基因和抑癌基因。環(huán)境中的致癌因子會損傷細胞中的DNA分子,使原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變,導致正常細胞的生長和分裂失控而變成癌細胞。根據大量的病例分析,癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結果,至少在一個細胞中發(fā)生5~6個基因突變,才能賦予癌細胞所有的特征,這是一種累積效應。[深度糾錯]1.(針對易錯點1)下列關于細胞分化的敘述,錯誤的是( )A.從個體水平分析,分化是生物個體發(fā)育的基礎B.從細胞水平分析,細胞功能趨向專門化C.從細胞器水平分析,細胞器數(shù)目可發(fā)生改變D.從分子水平分析,分化的本質是DNA發(fā)生改變解析 細胞分化是生物個體發(fā)育的基礎,A項不符合題意;細胞分化使細胞功能趨向專門化,B項不符合題意;細胞分化會產生不同的細胞、組織和器官,細胞中的細胞器數(shù)目可發(fā)生改變,C項不符合題意;細胞分化是基因的選擇性表達,其DNA沒有發(fā)生改變,D項符合題意。答案 D2.(針對易錯點2)有關細胞全能性的敘述,正確的是( )A.植物體只有體細胞才具有發(fā)育成完整個體所必需的全套基因B.高度分化的植物細胞只有處于離體狀態(tài)時才有可能表現(xiàn)出全能性C.植物體內某些體細胞沒有表現(xiàn)出全能性,其原因是所含基因發(fā)生了改變D.紫色糯性玉米種子培育成植株,這反映植物種子具有全能性解析 細胞具有全能性的原因是細胞具有發(fā)育成完整個體所必需的全套基因,而配子也具有這樣的全套基因,同樣具有全能性,A錯誤;植物細胞表現(xiàn)出全能性的前提條件是離體,B正確,植物體內細胞沒有表現(xiàn)出全能性是細胞內基因在特定時間和空間條件下選擇性表達的結果,C錯誤;種子是器官,種子發(fā)育成植株是個體正常發(fā)育的過程,不能反映全能性,D錯誤;細胞表達全能性的前提是處于離體狀態(tài),B正確。答案 B3.(針對易錯點3)導致正常細胞發(fā)生癌變的根本原因是( )A.染色體上存在原癌基因B.致癌因子導致原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變C.原癌基因和抑癌基因協(xié)調表達D.原癌基因和抑癌基因以外的其他基因突變解析 正常細胞的染色體上存在原癌基因,A錯誤;致癌因子引起原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變,從而導致正常細胞的分裂和生長失控而變成癌細胞,B正確;細胞癌變是原癌基因和抑癌基因突變,不能正常表達的結果,C錯誤,D錯誤。答案 B隨堂·真題&預測1.(2018·11月浙江選考)下列關于細胞癌變與癌細胞的敘述,正確的是( )A.癌細胞的分裂失去控制,但其增殖是有限的B.癌細胞表面糖蛋白的增加,使其易擴散轉移C.有些物理射線可誘發(fā)基因突變,導致細胞癌變D.癌變是細胞異常分化的結果,此分化大多可逆解析 本題考查的是癌細胞的主要特征和引起細胞癌變的因素。癌細胞是由正常細胞轉化而來的,最重要的特點是無限增殖,A錯誤;癌細胞表面的糖蛋白很少或缺失,所以癌細胞容易在組織間轉移,B錯誤;引起癌變的致癌因素有物理因素(各種射線)、化學因素(許多種無機或有機化合物—如吸煙時煙霧中的物質)、生物因素(許多病毒),C正確;正常細胞發(fā)生突變而成為癌細胞的過程稱為癌變,細胞的癌變可看作是細胞異常分化的結果,正常情況下,細胞分化是不可逆的,D錯誤。答案 C2.(2016·全國卷Ⅱ,1)在細胞的生命歷程中,會出現(xiàn)分裂、分化等現(xiàn)象。下列敘述錯誤的是( )A.細胞的有絲分裂對生物性狀的遺傳有貢獻B.哺乳動物的造血干細胞是未經分化的細胞C.細胞分化是細胞內基因選擇性表達的結果D.通過組織培養(yǎng)可將植物葉肉細胞培育成新的植株解析 細胞增殖是重要的細胞生命活動,是生物體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎,而細胞增殖的主要方式是有絲分裂,A正確;哺乳動物的造血干細胞是已經分化的多能干細胞,B錯誤;細胞分化的實質是:在個體發(fā)育中,在遺傳物質的控制下合成特異性蛋白質的過程,即細胞分化是細胞內基因選擇性表達的結果,C正確;植物細胞具有全能性,借助植物組織培養(yǎng)技術,可將離體的植物葉肉細胞培育成新的植株,D正確。答案 B3.(2015·全國卷Ⅱ,2)端粒酶由RNA和蛋白質組成,該酶能結合到端粒上,以自身的RNA為模板合成端粒DNA的一條鏈。下列敘述正確的是( )A.大腸桿菌擬核的DNA中含有端粒B.端粒酶中的蛋白質為RNA聚合酶C.正常人細胞的每條染色體兩端都含有端粒DNAD.正常體細胞的端粒DNA隨細胞分裂次數(shù)增加而變長解析 依據端粒學說,端粒酶存在于染色體的兩端,大腸桿菌無染色體,A錯誤,C正確;依據端粒酶以自身RNA為模板合成端粒DNA判定端粒酶應該是逆轉錄酶而非RNA聚合酶,B錯誤;正常細胞的端粒DNA序列在每次分裂后會縮短一截,D錯誤。答案 C4.(2016·海南卷,4)下列關于人體細胞的敘述,錯誤的是( )A.人的正常體細胞的分裂次數(shù)是有限的B.自由基攻擊蛋白質可以引起細胞衰老C.細胞中衰老的線粒體可被溶酶體分解清除D.衰老細胞代謝速率加快是細胞內水分減少引起的解析 衰老細胞代謝速率應“減慢”而不是“加快”。答案 D5.(2020·選考預測)2018年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予了美國的詹姆斯·艾利森(James P Allison)與日本的本庶佑(Tasuku Honjo),以表彰他們發(fā)現(xiàn)了負性免疫調節(jié)治療癌癥的療法。下列有關癌細胞與免疫的說法,正確的是( )A.與正常細胞相比,癌變細胞中自由水含量會減少,彼此之間的黏著性降低B.致癌因子會導致原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變,使正常細胞變成癌細胞C.機體的免疫系統(tǒng)對自身癌變細胞無法監(jiān)控和清除,所以癌細胞能夠無限增殖D.對體外培養(yǎng)的癌細胞使用低劑量的秋水仙素處理較短時間,將使其不再進行分裂解析 癌變細胞可快速生長、分裂,細胞代謝旺盛,細胞內自由水含量一般不會減少,A錯誤;癌細胞形成的原因是致癌因子導致原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變,B正確;機體免疫系統(tǒng)具有監(jiān)控和清除的功能,能夠對自身癌變細胞進行監(jiān)控和清除,C錯誤;秋水仙素可抑制紡錘體的形成,誘導細胞染色體加倍,加倍后的細胞仍可能具有分裂能力,D錯誤。答案 B(時間:35分鐘)1.(2019·山東省實驗中學一診)航天員景海鵬和陳冬天在天宮二號空間實驗室進行實驗時發(fā)現(xiàn),生菜種子能夠萌發(fā)并發(fā)育成具有根、莖、葉的幼苗。這說明在太空生菜種子萌發(fā)成幼苗的過程中能發(fā)生( )A.受精作用 B.細胞分化C.減數(shù)分裂 D.性狀分離解析 生菜種子萌發(fā)過程中并沒有發(fā)生受精作用,也沒有發(fā)生減數(shù)分裂,A、C錯誤;細胞分化是生物個體發(fā)育的基礎,生菜種子能夠萌發(fā)并發(fā)育成具有根、莖、葉的幼苗,這說明在太空生菜種子萌發(fā)成幼苗的過程中能發(fā)生細胞分化,B正確;生菜種子萌發(fā)過程中細胞通過有絲分裂增殖,該過程中不會發(fā)生等位基因的分離,所以也就不會發(fā)生性狀分離,D錯誤。答案 B2.(2019·山東淄博模擬)下列有關細胞分化和細胞衰老的敘述,錯誤的是( )A.細胞分化導致不同功能的細胞中RNA和蛋白質種類發(fā)生差異B.細胞分化使機體細胞功能趨向專門化,有利于提高生理功能的效率C.衰老細胞呼吸速率減慢,核體積減小,染色質染色加深D.細胞分化和細胞衰老貫穿于多細胞生物個體發(fā)育的全過程解析 衰老細胞呼吸速率減慢,細胞核體積變大,核膜內折,染色質收縮,染色加深。答案 C3.(2019·北京海淀模擬)下圖為進行有性生殖生物的生活史示意圖,下列說法正確的是( )A.①過程精子和卵細胞結合使同源染色體聯(lián)會B.②過程由于細胞分化使細胞全能性喪失C.②過程不會發(fā)生細胞的衰老、凋亡和死亡D.③過程基因重組是生物多樣性的重要原因解析 聯(lián)會發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過程中,而①過程為精子和卵細胞的受精作用,不會發(fā)生同源染色體聯(lián)會,A錯誤;②個體發(fā)育過程存在細胞的增殖、分化,細胞全能性沒有喪失,B錯誤;②個體發(fā)育過程存在細胞的衰老、凋亡和死亡,C錯誤;③為減數(shù)分裂產生配子的過程,由于該過程基因能重組,形成的配子組合具有多樣性,而導致生物具有多樣性,D正確。答案 D4.(2019·北京石景山模擬)細胞凋亡誘導因子(AIF)是線粒體內膜上的跨膜蛋白,當細胞受到輻射等外界刺激因子作用后,AIF釋放到細胞質,然后進入細胞核,使DNA斷裂并最終誘發(fā)細胞凋亡。下列敘述錯誤的是( )A.沒有輻射等刺激,細胞不能合成AIFB.細胞凋亡的過程受相關基因控制C.DNA斷裂可能導致部分RNA聚合酶識別位點缺失D.正常細胞受到大劑量輻射后細胞核內AIF蛋白的含量會增加解析 細胞凋亡誘導因子(AIF)是線粒體內膜上的跨膜蛋白,沒有輻射等刺激,細胞也能合成AIF。答案 A5.(2019·山東煙臺模擬)下列關于細胞的分化、衰老、凋亡和癌變的敘述,正確的是( )A.在成熟生物體中,被病原體感染的細胞的清除,是通過細胞凋亡完成的B.惡性腫瘤細胞有無限增殖的特性,所以不會被化療藥物殺死C.細胞的分化程度越高,全能性越強D.線蟲發(fā)育過程中細胞數(shù)量減少,是細胞衰老死亡的結果解析 在成熟的生物體中,細胞的自然更新、被病原體感染的細胞的清除,是通過細胞凋亡完成的,A正確;惡性腫瘤細胞容易轉移、能無限增殖,且適應不良環(huán)境的能力強,所以不易被化療藥物殺死,B錯誤;細胞的分化程度越高,全能性越低,C錯誤;線蟲發(fā)育過程中細胞數(shù)量減少,是細胞分化、衰老、凋亡的結果,D錯誤。答案 A6.(2019·山東威海模擬)近日,來自華盛頓大學醫(yī)學院的研究人員將兩種小RNA和其他轉錄因子加入培養(yǎng)液中,成功將來自健康成年人機體中的皮膚細胞直接轉化成了運動神經元。運動神經元能夠驅動肌肉收縮,其損傷會導致脊肌萎縮癥等嚴重疾病,最終致人癱瘓甚至早亡。下列有關說法正確的是( )A.該研究中皮膚細胞表現(xiàn)出了全能性B.RNA和轉錄因子使皮膚細胞的遺傳物質發(fā)生改變C.該轉化過程中蛋白質種類和數(shù)量未發(fā)生改變D.這種技術能幫助開發(fā)新型療法來治愈神經退行性疾病解析 根據提供信息分析,該研究只是將皮膚細胞直接轉化成了運動神經元,并沒有形成完整的個體,因此不能體現(xiàn)細胞的全能性,A錯誤;RNA和轉錄因子使皮膚細胞的遺傳物質選擇性表達,但是遺傳物質并沒有改變,B錯誤;該轉化過程中蛋白質種類和數(shù)量都發(fā)生了改變,C錯誤;根據題干中神經元的功能分析可知,這種技術能幫助開發(fā)新型療法來治愈神經退行性疾病,D正確。答案 D7.如圖表示細胞內發(fā)生的一系列重大生命活動,請據圖回答下列問題:(1)對人體來說,在A、B、C、D、E五項生命活動中,有積極意義的是 。(2)B過程表示一個細胞增殖的后代,在形態(tài)、結構和功能上發(fā)生 的過程。(3)在真核生物中,A過程的方式可能有___________________________________(4)在細胞有絲分裂末期染色體的動態(tài)變化是指 ,在高度分化的生物體細胞中基因表達的特點是 。(5)由于某種原因,正常細胞發(fā)生了D過程,細胞中的遺傳物質是否發(fā)生變化? 。解析 (1)對于人體來說,細胞分化、細胞分裂、細胞衰老和細胞凋亡都屬于正常的生命歷程,對有機體是有利的,因此圖中對生命活動有積極意義的是A、B、C、E。(2)B為細胞分化,指一個細胞增殖的后代,在形態(tài)、結構和功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程,其實質是基因的選擇性表達。(3)A為細胞分裂,真核生物細胞分裂方式有:有絲分裂、減數(shù)分裂和無絲分裂。(4)有絲分裂末期,染色體解螺旋化形成染色質;高度分化的生物體細胞中基因是選擇性表達的。(5)D為細胞癌變,是基因突變的結果,說明細胞癌變過程中,遺傳物質發(fā)生了改變。答案 (1)A、B、C、E (2)穩(wěn)定性差異 (3)有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂 (4)染色體解螺旋形成染色質 選擇性表達 (5)是8.(2019·北京通州模擬)肥胖對人類健康的影響日益嚴重,多數(shù)肥胖者難以抵御食物的誘惑。科學家提出了兩種不同的觀點來解釋這一現(xiàn)象,觀點①:肥胖者擁有較多的味蕾,且味蕾敏感度高,能產生比正常人更多的愉悅感;觀點②:肥胖者比正常人味蕾少,敏感度低,需要攝入更多的食物,才能獲得與正常人同等的愉悅感。為了檢驗兩種觀點的合理性,科學家利用小鼠進行了相關實驗,實驗記錄如下表(表中數(shù)值均是與對照組比的相對值):0天 20天 40天 60天 80天A組體重正常小鼠 正常飼料 進食量 1 1 1 1 1舌味蕾數(shù) 1 1 1 1 1B組快速催肥小鼠 正常飼料 進食量 1.09 1.23 1.36 1.52 1.70舌味蕾數(shù) 0.97 0.94 0.81 0.65 0.45(1)實驗數(shù)據支持了觀點 。為了探究小鼠味蕾數(shù)量減少是肥胖導致的,還是進食量增加導致的,研究人員設計了一項巧妙的實驗:選取具有抗肥胖基因的小鼠,填喂與 (填“ A組”或“B組”)等量的正常飼料,結果這批小鼠沒有出現(xiàn) 的現(xiàn)象,說明味蕾減少的原因是肥胖導致的。實驗中設置對照組的目的是_______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)進一步研究發(fā)現(xiàn),肥胖小鼠味蕾細胞減少的原因有兩個方面:一方面是在積極的控制下, 的細胞增多;另一方面是干細胞通過 形成新的味蕾細胞的速率下降,導致肥胖小鼠的味蕾細胞逐漸減少。解析 (1)據表中數(shù)據可知,快速催肥小鼠與對照組相比,進食量增加的同時,舌味蕾數(shù)下降,實驗數(shù)據支持觀點②。本實驗的自變量是正常體重小鼠與肥胖小鼠的比較,實驗中設置對照組的目的是排除除了肥胖以外的其他因素對本實驗結果的影響。探究小鼠味蕾數(shù)量減少是肥胖導致的,還是進食量增加導致的,選取具有抗肥胖基因的小鼠,可填喂與B組等量的正常飼料,使之進食量增加。這批小鼠由于含有抗肥胖基因不會出現(xiàn)肥胖現(xiàn)象,若味蕾減少的原因是肥胖導致的,則它們不會出現(xiàn)味蕾減少的現(xiàn)象。(2)肥胖小鼠味蕾細胞減少的原因,可從味蕾細胞的來源和去路兩個角度考慮分析,凋亡的味蕾細胞增多會使原有的味蕾細胞減少,干細胞通過細胞分裂和細胞分化形成新的味蕾細胞的速率下降,也會導致肥胖小鼠的味蕾細胞逐漸減少。答案 (1)② B組 味蕾減少 排除除了肥胖以外的其他因素對本實驗結果的影響(其他合理答案均可) (2)凋亡 分裂和分化9.(2019·山東青島模擬)下圖表示某生物純合個體(2N=8)的細胞分裂、分化示意圖,下列敘述錯誤的是( )A.僅過程①③發(fā)生了核DNA分子的復制B.過程①能發(fā)生染色體結構與數(shù)目變異C.過程②形成的細胞其蛋白質不完全相同D.過程③A、a形成的原因可能是基因重組解析 據圖可知,過程①是有絲分裂,過程③是減數(shù)分裂,在細胞分裂的間期發(fā)生了DNA的復制,A正確;在有絲分裂中能發(fā)生染色體結構與數(shù)目變異,B正確;過程②是細胞分化,細胞分化是基因選擇性表達的結果,分化后的細胞的蛋白質不完全相同,C正確;據題意可知某生物體為純合體,因此過程③A、a形成的原因可能是基因突變,D錯誤。答案 D10.(2019·山師附中模擬)2018年3月14日物理學家霍金去世,他曾經患有肌肉萎縮性側索硬化癥即“漸凍癥”。有研究表明該病是由于突變的基因使神經元合成了某種毒蛋白,從而阻礙了軸突內營養(yǎng)物質的流動;也有最新研究結果表明,利用誘導多功能干細胞(iPS細胞)制作前驅細胞,然后移植給漸凍癥實驗鼠,能延長其壽命。下列相關描述錯誤的是( )A.將控制合成破壞運動神經元的毒蛋白基因替換,可以起到一定的治療作用B.植入神經干細胞,使受損的運動功能得到恢復,也可以起到一定的治療作用C.誘導多功能干細胞分化成多種細胞中核遺傳物質不完全相同D.誘導多功能干細胞的分化實質是基因的選擇性表達,細胞種類增多解析 替換毒蛋白基因,導致神經元不能合成破壞神經元的毒蛋白,從而達到治療的目的,A正確;植入神經干細胞,可增殖分化形成相應的運動神經元,使受損的運動功能得到恢復,B正確;誘導多功能干細胞分化成多種細胞屬于細胞分化過程,細胞分化的實質是基因的選擇性表達,細胞中的遺傳物質不變,C錯誤,D正確。答案 C11.(2019·山東濟南模擬)在培養(yǎng)人食管癌細胞的實驗中,加入青蒿琥酯(Art),隨著其濃度升高,凋亡蛋白Q表達量增多,癌細胞凋亡率升高。下列敘述錯誤的是( )A.為初步了解Art對癌細胞的影響,可用顯微鏡觀察癌細胞的形態(tài)變化B.在癌細胞培養(yǎng)液中加入用放射性同位素標記的Art,可確定Art能否進入細胞C.用凋亡蛋白Q飼喂患癌鼠,可確定該蛋白能否在動物體內誘導癌細胞凋亡D.為檢測Art對凋亡蛋白Q表達的影響,須設置不含Art的對照實驗解析 由于癌細胞的形態(tài)結構會發(fā)生顯著變化,所以可用顯微鏡觀察癌細胞的形態(tài)變化,初步了解Art對癌細胞的影響,A正確;在癌細胞培養(yǎng)液中加入用放射性同位素標記的Art,如果細胞內含有放射性,則可確定Art已進入細胞,B正確;用凋亡蛋白Q飼喂患癌鼠,由于消化道內蛋白酶的分解作用,凋亡蛋白Q被水解成氨基酸而失去作用,因而不能確定該蛋白能否在動物體內誘導癌細胞凋亡,C錯誤;生物實驗的原則之一是對照原則,所以為檢測Art對凋亡蛋白Q表達的影響,需要設置不含Art的對照實驗,進行對照,以便得出結論,D正確。答案 C12.(2019·山東棗莊模擬)核心物質β-1,3-D-葡聚糖能強烈抗腫瘤,在誘導凋亡過程中,能促進bax基因表達,抑制bcl-2基因表達,同時促進TNF分泌,從而誘導腫瘤自然凋亡。以下敘述正確的是( )A.細胞癌變使原癌基因發(fā)生了突變,抑癌基因正常B.bax基因和bcl-2基因表達產物的增加都能加速腫瘤細胞凋亡C.β-1,3-D-葡聚糖誘導腫瘤細胞凋亡時,只有凋亡基因表達D.β-1,3-D-葡聚糖和TNF可能具有促進免疫細胞的免疫能力解析 細胞癌變是因為原癌基因和抑癌基因均發(fā)生突變,導致正常細胞的生長和分裂失控而變成癌細胞,A錯誤;根據題意可知,在誘導凋亡過程中,β-1,3-D-葡聚糖能促進bax基因表達,抑制bcl-2基因表達,從而誘導腫瘤自然凋亡,由此可推知,bax基因表達產物的增加,bcl-2基因表達產物的減少,都能加速腫瘤細胞凋亡,B錯誤;β-1,3-D-葡聚糖具有強烈抗腫瘤活性,誘導腫瘤細胞凋亡時,相關凋亡基因及細胞代謝所必需的基因均表達,C錯誤;β-1,3-D-葡聚糖能強烈抗腫瘤,同時促進TNF分泌,由此可推知,β-1,3-D-葡聚糖和TNF可能具有促進免疫細胞的免疫能力,D正確。答案 D13.(2019·北京四中模擬)著名科學家奧托·瓦博格提出,“為什么癌細胞大量消耗葡萄糖卻不能高效產能?”該疑問被稱為“瓦博格效應”。為解決該疑問,科學家對大量癌細胞做了研究。請據此回答下列問題:(1)由于無氧呼吸產能相對較少,有科學家提出“瓦博格效應”是由缺氧導致的。為驗證該結論,科學家將癌細胞放入克服上述條件的情況下培養(yǎng),發(fā)現(xiàn) ,因此,否定了該推論。(2)研究發(fā)現(xiàn),癌細胞會選擇性地抑制線粒體上丙酮酸載體(MPC)或使其部分缺失,從而間接抑制有氧呼吸第 階段,同時可推斷癌細胞所需能量主要來自細胞呼吸第 階段。(3)進一步研究發(fā)現(xiàn),癌細胞線粒體上丙酮酸載體(MPC)受抑制或部分缺失會激活癌細胞無限增殖,為驗證該結論,可將 重新引入癌細胞,對該癌細胞進行培養(yǎng),若 ,則符合該推論。解析 (1)根據題干信息分析,要否定“‘瓦博格效應’是由缺氧導致的”推論,可將癌細胞放入氧氣充足條件下培養(yǎng),如果癌細胞依然不能高效產能,說明此推論不成立。(2)癌細胞選擇性地抑制線粒體上丙酮酸載體(MPC)或使其部分缺失,將影響有氧呼吸第二、三階段,同時可推斷癌細胞所需能量主要來自細胞呼吸第一階段。(3)據題干信息分析,為驗證該結論,可將線粒體上丙酮酸載體(MPC)重新引入癌細胞,對該癌細胞進行培養(yǎng),若癌細胞增殖受抑制或不增殖,則符合該推論。答案 (1)(氧氣充足條件下)癌細胞依然不能高效產能(2)二、三 一 (3)線粒體上丙酮酸載體(MPC) 癌細胞增殖受抑制或者不增殖亮劍高考8 細胞分化、衰老、凋亡、癌變與人體健康(時間:15分鐘)[規(guī)律方法][方法體驗]1.近日,來自華盛頓大學醫(yī)學院的研究人員將兩種RNA和其他轉錄因子加入培養(yǎng)液中,成功將取自健康成年人的皮膚細胞直接轉化成了運動神經元。運動神經元能夠驅動肌肉收縮,其損傷會導致脊肌萎縮癥等嚴重疾病,最終致人癱瘓甚至死亡。下列有關說法正確的是( )A.該研究中皮膚細胞表現(xiàn)出了全能性B.RNA和其他轉錄因子使皮膚細胞的遺傳物質發(fā)生改變C.該轉化過程中蛋白質種類和數(shù)量未發(fā)生改變D.這種技術能幫助開發(fā)新型療法來治愈神經退行性疾病解析 細胞的全能性是指已經分化的細胞仍具有發(fā)育成完整個體的潛能,而該研究中皮膚細胞轉化成運動神經元,只發(fā)生了細胞分化,未表現(xiàn)出全能性,A錯誤;由題干信息可知,RNA和其他轉錄因子使皮膚細胞轉化成運動神經元,即發(fā)生了細胞分化,其實質是基因的選擇性表達,該過程沒有改變其遺傳物質,但細胞中的蛋白質種類和數(shù)量發(fā)生了改變,B、C錯誤;神經退行性疾病主要是由運動神經元功能喪失引起的,依據題干信息,RNA和其他轉錄因子可誘導皮膚細胞轉化成運動神經元,故該技術將有助于神經退行性疾病的治療,D正確。答案 D2.自由基學說是大家普遍接受的解釋細胞衰老的假說之一,如圖表示了這一學說的內容,下列有關敘述錯誤的是( )A.人的受精卵發(fā)育到胚胎過程中不會產生衰老的細胞B.自由基會引起原癌基因和抑癌基因等基因發(fā)生突變C.自由基會使細胞膜受損進而影響物質進出、能量轉換和信息交流D.細胞衰老過程中也會有基因選擇性表達過程,且部分酶的活性會增加解析 人的受精卵發(fā)育到胚胎過程中會產生衰老的細胞,A錯誤;圖中產生的自由基會引起原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變,導致正常細胞的生長和分裂失控而變成癌細胞,B正確;自由基可以使細胞膜受損,使機體處于亞健康狀態(tài),而細胞膜具有控制物質進出、能量轉換和信息交流的功能,C正確;細胞衰老是細胞正常的生命歷程,與基因控制有關,衰老時細胞內多種酶的活性會降低,但部分與衰老有關酶的活性會增加,D正確。答案 A3.細胞凋亡與細胞壞死是兩個不同的過程,如下圖所示。下列有關敘述錯誤的是( )A.細胞凋亡是基因控制的,對生物的個體生長發(fā)育和機體穩(wěn)態(tài)的維持具有重要作用B.細胞壞死最終以細胞膜破壞,胞漿外溢而死亡,往往會引起組織炎癥C.吞噬細胞吞噬消化凋亡小體以及清除被病原體感染的細胞都與溶酶體有關D.吞噬細胞吞噬消化凋亡小體以及清除被病原體感染的細胞不能體現(xiàn)細胞膜的信息交流功能解析 細胞凋亡是細胞編程性死亡,對生物的個體生長發(fā)育和機體穩(wěn)態(tài)的維持具有重要作用,A正確;圖中細胞壞死最終表現(xiàn)為細胞膜破壞,內容物釋放,引發(fā)炎癥,B正確;溶酶體中含有多種水解酶,能消化凋亡小體以及清除被病原體感染的細胞,C正確;吞噬細胞清除被病原體感染的細胞,與糖蛋白的識別有關,能體現(xiàn)細胞膜的信息交流功能,D錯誤。答案 D4.近期,《自然》證實基因甲基化缺失是致癌的重要原因,基因甲基化是指在基因調控過程中,基因內部的甲基基團通過酶的作用激活基因,使其表達出相應的蛋白質。若甲基基團缺失,則基因表達出異常的蛋白質,可導致細胞癌變。下列相關說法正確的是( )A.體細胞內的基因都會發(fā)生甲基化B.基因表達時以解旋后的任意一條鏈作為轉錄的模板鏈C.甲基基團缺失可能導致原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變D.癌細胞內的基因甲基化明顯解析 由題意可知,基因甲基化發(fā)生在基因調控過程中,則體細胞內的基因并非都會發(fā)生甲基化,A錯誤;基因表達時,模板鏈是特定的,B錯誤;由題干信息可知,若甲基基團缺失,可導致細胞癌變,故可推測甲基基團缺失可能使原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變,C正確;癌細胞內甲基基團缺失,因此基因甲基化并不明顯,D錯誤。答案 C5.“清除衰老細胞”被美國《科學》雜志評為2016年十大科學突破之一,清除衰老細胞對延緩機體衰老、防治癌癥具有重大意義。下列關于細胞的分化、衰老、凋亡、癌變的敘述錯誤的是( )A.細胞代謝產生的自由基會攻擊和破壞細胞內各種執(zhí)行正常功能的生物分子導致細胞衰老B.若某細胞中存在胰島素基因,證明該細胞已分化C.細胞凋亡,有的基因活動加強,有利于個體的生長發(fā)育D.細胞癌變的過程中,細胞膜成分發(fā)生改變,有的產生甲胎蛋白、癌胚抗原等物質解析 自由基是異常活潑的帶電分子或基團,會攻擊和破壞細胞內各種執(zhí)行正常功能的生物分子,導致細胞衰老,A正確;人體所有正常細胞均有胰島素基因,因此不能證明該細胞已分化,若檢測到胰島素基因轉錄的mRNA或胰島素,則證明該細胞已分化,B錯誤;細胞凋亡,有的基因(如控制水解酶合成的基因)活動加強,有利于個體的生長發(fā)育,C正確;細胞癌變的過程中,細胞膜有的產生甲胎蛋白、癌胚抗原等物質,D正確。答案 B6.如圖顯示成纖維細胞在調控過程中的定向轉化,關于①②③過程中細胞發(fā)生的變化,下列描述正確的是( )A.①過程中可發(fā)生的變異類型有基因突變、基因重組、染色體變異B.由圖可知細胞分化是可逆的C.在③過程中,細胞的遺傳物質發(fā)生了改變D.成纖維細胞中的蛋白質與神經細胞中的完全不同解析 ①有絲分裂過程中可發(fā)生的變異類型有基因突變、染色體變異,A錯誤;圖示在人工調控過程中,成纖維細胞經處理,變成了干細胞,最終又被定向誘導成神經細胞,實現(xiàn)了可逆,B正確;③過程為細胞分化過程,遺傳物質并未發(fā)生改變,C錯誤;成纖維細胞與神經細胞有相同的蛋白質,如呼吸酶等,D錯誤。答案 B7.2018年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予了發(fā)現(xiàn)癌癥免疫療法的詹姆斯·艾利森和本庶佑。相關研究揭示癌細胞表面的PD-L1蛋白能與T淋巴細胞表面的PD-1結合,關閉T細胞的抗癌反應,從而使癌細胞逃過人體的免疫系統(tǒng)。藥物X能抑制上述結合過程,從而起到顯著的治療作用,如圖表示該種藥物作用后的情況:(1)細胞癌變是細胞中原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變的結果,原癌基因的主要功能是 。人體免疫系統(tǒng)能夠及時消滅機體產生的癌細胞體現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的 功能。(2)由圖可知,T細胞識別癌細胞是通過 相結合實現(xiàn)的。癌細胞表面的PI蛋白能與T淋巴細胞表面的PD-1結合依賴于細胞膜具有 的功能。(3)結合圖示分析藥物X可能的作用機理:_________________________________,從而恢復T細胞的抗癌反應。(4)藥物X能使T細胞識別癌細胞的能力加強,但同時也可能會出現(xiàn)人體免疫能力過強導致的 病,可通過某些藥物進行控制。目前治療癌癥常用的化療是通過抑制DNA的復制來控制癌細胞增殖,其毒副作用主要體現(xiàn)在 。答案 (1)調節(jié)細胞周期,控制細胞生長和分裂的進程 監(jiān)控和清除(2)T細胞表面受體與癌細胞表面抗原 進行細胞間信息交流(3)該藥物中的PD-1抑制劑(或PD-1抗體)和PD-1結合,阻止PD-1和PD-L1結合;或該藥物中的PD-L1抑制劑(或PD-L1抗體)和PD-L1結合,阻止PD-L1與PD-1結合(答出一個途徑即可)(4)自身免疫 會抑制正常細胞的DNA復制,導致正常細胞大量減少 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫