浙科版（2019）生物必修一 第四章第三节 细胞凋亡是编程性死亡学案（含解析）

第三节　细胞凋亡是编程性死亡
　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。
　1.基于结构与功能观,分析衰老细胞的特征,认同细胞衰老是细胞正常的生命历程。
　2.基于实例的分析与整合,分析细胞凋亡的含义,并认同细胞凋亡是细胞正常的生命历程。
一、衰老细胞的结构和代谢产生异常
1.衰老的概念
衰老又称老化,通常指生物个体发育成熟后,随着年龄的增加,机能减退,内环境稳定性下降,趋向死亡的不可逆的现象。
2.细胞衰老的特征
(1)膜脂氧化导致细胞膜流动性降低。
(2)细胞质色素积累、空泡形成。
(3)细胞核体积增大,染色加深,核膜内陷,染色质凝聚、碎裂、溶解。
(4)DNA的功能受抑制,RNA含量降低。
(5)蛋白质合成下降,酶的活性降低。
(6)线粒体的数量随年龄增大而减少,体积随年龄增大而增大。
(7)呼吸变慢等。
3.衰老的原因
细胞衰老是各种细胞成分在受到内、外环境的损伤作用后,因缺乏完善的修复,使遗传物质的“差错”积累所致。
4.引发细胞衰老的内、外因素
(1)“端粒DNA”长度。
(2)衰老相关基因的活化。
(3)细胞代谢产物积累。
(4)自由基攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂类等大分子物质,造成损伤。
(5)机体自我修复能力下降,导致遗传物质发生改变时不能完全修复,“错误”累积等。
二、衰老细胞的死亡受基因的调控
1.细胞凋亡概念
由某种基因引发,严格受基因调控的死亡,是细胞发育过程中的必然步骤。
2.细胞凋亡的特征
(1)染色质聚集、分块、位于核膜上。
(2)胞质凝缩。
(3)DNA被有规律地降解为大小不同的片段,最后核断裂,细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体。
(4)凋亡小体内有结构完整的细胞器,还有凝缩的染色质,可被邻近细胞吞噬、消化。
3.细胞凋亡的实例
蝌蚪尾和鳃的消失;人神经细胞数量的调整;植物胚发育过程中胚柄的退化。
并指症是指相邻手指互相融合连为一体,为较常见的先天性畸形,尝试从胚胎发育的角度分析并指形成的可能原因。
提示:在胚胎发育过程中,手指细胞出现不正常的凋亡,导致出现并指。
[自主学习检测]——教材基础熟记于心
1.衰老细胞中各种酶的活性均显著降低。(　×　)
提示:细胞衰老过程中大部分酶的活性降低,少部分酶活性增强,如促进衰老的酶。
2.对于多细胞生物来说,细胞的衰老就是个体的衰老。(　×　)
提示:单细胞生物的细胞衰老与个体衰老同步;多细胞生物的细胞衰老与个体衰老不同步,但当个体衰老时,大部分细胞处于衰老状态。
3.植物胚在发育过程中,胚柄退化,胚体逐渐长大、发育,其中植物胚柄的退化属于衰老现象。(　×　)
提示:植物胚在发育过程中,胚柄退化,胚体逐渐长大、发育,其中植物胚柄的退化属于细胞凋亡现象。
4.细胞衰老的过程中,细胞的形态、结构、生理和生化等方面均发生变化。衰老细胞各种结构及其功能总体上呈衰退变化。(　√　)
5.细胞凋亡是细胞发育过程中的必然步骤,是由某种基因引发的,是受基因调控的死亡,属于正常的生理性变化,不同于病变或伤害导致的病理性死亡。(　√　)
6.衰老、凋亡、癌变的细胞,形态和结构均发生显著的变化。(　√　)
7.细胞凋亡时DNA被有规律地降解为大小不同的片段,最后核断裂,细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体,凋亡小体会引起炎症。(　×　)
提示:细胞凋亡因始终有膜封闭,没有内含物释放,故不会引起炎症。
任务一　探究细胞衰老的特点
[任务突破1]
运用结构与功能观分析衰老细胞的特征
图示更能说明组成、结构、功能的关系。衰老细胞的结构执行正常功能的能力降低,从分子水平上看,有用的功能分子含量降低,而色素或有害分子出现并增加。
[迁移应用]
[典例1-1] (2022·温州高一期末)早衰综合征是一类遗传病,患者发生大面积细胞衰老进而出现一系列早衰的特征。下列有关细胞衰老特征的叙述,错误的是(　D　)
A.质膜物质交换能力下降
B.细胞内许多酶活性下降
C.细胞质中色素积累
D.细胞核体积变小
解析:衰老细胞质膜(细胞膜)通透性改变,使物质运输功能降低;衰老细胞的细胞内许多酶活性下降,新陈代谢速度减慢;衰老细胞内的细胞质中色素积累,所以老年人容易出现老年斑;衰老细胞的细胞内水分减少,细胞体积变小,但细胞核体积变大。
[任务突破2]
细胞衰老机制分析
主要衰老假说 主要观点
自由基学说 细胞衰老是机体代谢产生的自由基攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂类等大分子物质,造成细胞损伤
端粒学说 细胞染色体端粒缩短的衰老生物钟理论,认为细胞染色体末端特殊结构——端粒的长度决定了细胞的寿命
DNA损伤衰老学说 细胞衰老是DNA损伤积累的结果
基因衰老学说 细胞衰老受衰老相关基因的调控
[迁移应用]
[典例1-2] 端粒是染色体两端特定序列的DNA-蛋白质复合体,端粒DNA序列在每次细胞分裂后都会缩短一截,当短到一定程度时,端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤,使细胞衰老。下列叙述错误的是(　D　)
A.人体正常体细胞的分裂次数是有限的
B.端粒DNA序列缩短到一定程度时,细胞可能会激活凋亡机制
C.无限增殖的癌细胞中可能存在延伸端粒DNA序列的机制
D.同一生物体内各种细胞中端粒的长度是相同的
解析:根据端粒学说可知,人体正常体细胞的分裂次数是有限的;由题干信息“端粒DNA序列在每次细胞分裂后都会缩短一截,当短到一定程度时,端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤,使细胞衰老”可知,端粒缩短,细胞可能会激活凋亡机制;由以上分析可知,无限增殖的癌细胞中可能存在延伸端粒DNA序列的机制;由题干信息可知,同一生物体内各种细胞中端粒的长度不一定相同。
任务二　综合比较细胞生命历程
[任务突破]
项目 细胞分化 细胞衰老 细胞凋亡 细胞坏死 细胞癌变
实质 基因有选择地发挥作用 内因、外因共同作用的结果 严格受基因调控的死亡 电、热、冷、机械等不利因素引起的,不受基因控制 致癌因素影响下,原癌基因和抑癌基因发生突变
结果 形成不同细胞、组织、器官 细胞正常死亡 正常 死亡 伤害周围细胞,引发炎症 形成癌细胞
遗传物质 不变 改变
联系
[迁移应用]
[典例2] 如图为“细胞的生命历程”的概念图,下列叙述错误的是(　B　)
A.②过程和细胞凋亡是正常的生命现象
B.细胞分化形成①的过程中遗传物质发生改变
C.细胞经历②过程后细胞膜流动性下降
D.③细胞会出现线粒体功能障碍的现象
解析:②表示细胞衰老过程,和细胞凋亡一样都属于正常的生命现象;细胞分化形成①过程中遗传物质没有发生改变;②表示细胞衰老过程,细胞膜的通透性发生改变,流动性下降;③细胞表示癌细胞,其存在线粒体功能障碍现象,在有氧或缺氧的条件下都主要依靠糖酵解途径获取能量。
基础达标练
1.(2022·丽水高一期末)人体胚胎发育到第五周时,指间的蹼消失。这种细胞减少的原因是(　A　)
A.细胞凋亡 B.细胞分化
C.细胞衰老 D.细胞坏死
解析:细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程,人体胚胎发育到第五周时,指间的蹼消失,这是由基因控制的,是细胞凋亡的结果。
2.(2022·金华十校高一期末)下列现象中不会出现凋亡小体的是(　C　)
A.蝌蚪发育过程中尾和鳃的消失
B.植物胚发育过程中胚柄的退化
C.烫伤引发部分的细胞病理性死亡
D.人胚胎发育过程中过量神经元的清除
解析:蝌蚪发育过程中尾和鳃的消失、植物胚发育过程中胚柄的退化、人胚胎发育过程中过量神经元的清除都属于细胞凋亡,均会出现凋亡小体;烫伤引发部分的细胞病理性死亡属于细胞坏死,不会出现凋亡小体。
(2022·嘉兴高一期末)阅读下列材料,完成下面3～5小题:
秀丽隐杆线虫是一种在土壤中自由生活的多细胞动物,成体仅1.5 mm长。其生命周期短,全身透明,易于观察。科学家发现秀丽隐杆线虫生长发育过程中,全部1 090个细胞中的131个细胞以一种不变的方式,在固定的发育时间和固定位置消失后,长成具有959个细胞的雌雄同体成虫。
3.在线虫发育过程中,下列生命历程未必发生的是(　D　)
A.细胞增殖 B.细胞分化
C.细胞衰老 D.细胞癌变
4.仅1.5 mm的线虫也是由多个细胞形成的生物,而不是由单个细胞长大形成,原因是(　C　)
A.单细胞生物形态单一
B.多细胞生物更易存活
C.细胞越大,物质交换效率越低
D.细胞越小,结构和功能越多样
5.线虫发育过程中部分细胞会按“计划”消失,对此过程分析错误的是(　B　)
A.细胞消失过程受细胞内遗传物质的控制
B.细胞因衰老死亡而消失
C.细胞消失前具有相同的遗传信息
D.部分细胞消失有利于线虫生长发育
解析:3.生物会经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老直至最后死亡的生命历程,细胞也一样。细胞的生命历程会发生细胞增殖、分化和衰老。当细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变,细胞才会发生癌变,故在线虫发育过程中未必会经历癌变。
4.仅1.5 mm的线虫不是由单个细胞长大形成是因为细胞与外界环境进行物质交换的速率与其体积大小有关,细胞体积越大,物质交换效率越低。
5.线虫发育过程中部分细胞会按“计划”消失,说明细胞发生了凋亡。细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,是一种编程性死亡,即受细胞内遗传物质的控制;个体细胞都是由同一个受精卵发育而来,故细胞消失前具有相同的遗传信息;由于细胞发生凋亡,部分细胞会消失,细胞凋亡是一种编程性死亡,有利于线虫生长发育。
6.(2022·浙江9+1高中联盟高一期中)下列关于细胞生命历程的叙述正确的是(　B　)
A.细胞分化的结果是产生了遗传物质不同的多种细胞
B.生物体中细胞的自然更新与细胞凋亡密切相关
C.衰老细胞内染色质收缩但不影响DNA的复制
D.细胞衰老时,细胞膜通透性改变,使物质运输功能增强
解析:细胞分化的实质是遗传物质有选择地发挥作用,其遗传物质相同;细胞凋亡是细胞的编程性死亡,对于机体是有利的,生物体中细胞的自然更新与细胞凋亡密切相关;衰老细胞的染色质收缩影响解旋,进而影响DNA的复制;细胞衰老时,细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。
7.(2022·湖州高一期末)衰老和凋亡是生命的基本现象,下列关于细胞衰老与凋亡的叙述,错误的是(　C　)
A.细胞衰老过程中细胞核体积会增大
B.细胞衰老过程中蛋白质的合成能力下降
C.细胞的凋亡只由基因控制而与环境无关
D.蝌蚪在发育过程中,尾的消失与细胞凋亡有关
解析:细胞衰老过程中细胞体积变小,但细胞核的体积增大;细胞衰老过程中多种酶的活性降低,蛋白质的合成能力下降;细胞的凋亡既由基因控制又与环境有关,环境因素可能会诱导细胞凋亡;蝌蚪在发育过程中,尾的消失是由遗传机制决定的编程性死亡,是通过细胞凋亡实现的。
8.(2022·北斗联盟高一期中)细胞生命活动有关的叙述,错误的是(　C　)
A.癌细胞表面粘连蛋白减少,使其容易在组织间转移
B.水稻和小麦的秸秆是中空的,这是通过细胞编程性死亡实现的
C.胚胎干细胞分化形成多种类型的细胞,是因为细胞的遗传物质产生了差异
D.在婴幼儿时期也存在细胞的衰老和凋亡
解析:细胞分化的实质是遗传物质有选择地发挥作用,细胞内的遗传物质不发生改变。
9.(2022·七彩阳光新高考研究联盟联考)下列关于细胞衰老过程中形态和结构发生变化的叙述,错误的是(　A　)
A.质膜不断向内折叠
B.细胞核体积不断增大
C.许多种酶活性降低,呼吸变慢
D.线粒体的数量随着年龄的增大而减少
解析:细胞衰老的过程中并未出现质膜不断向内折叠;细胞衰老的过程中细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深;细胞衰老的过程中细胞内多种酶的活性降低,细胞体积变小,细胞新陈代谢的速率减慢;线粒体是需氧呼吸的主要场所,是“动力车间”,细胞衰老的过程中线粒体的数量随着年龄的增大而减少,细胞新陈代谢的速率减慢。
10.(2022·七彩阳光新高考研究联盟高一期中)在细胞衰老和凋亡过程中,细胞会发生一系列的变化。现将细胞衰老和细胞凋亡的内容比较和归纳如下表所示,其中不正确的选项是(　B　)
选项 比较内容 细胞衰老 细胞凋亡
A DNA 功能被抑制 被有规律地降解
B 质膜 流动性增大,通过性变小 出芽方式形成凋亡小体
C 细胞质 色素积累,空泡形成,线粒体变大 胞质凝缩,细胞器完整
D 细胞核 体积变大,核膜内陷,染色质凝聚 染色质聚集、分块,位于核膜上
解析:细胞凋亡时染色质聚集、分块、位于核膜上,胞质凝缩,最后细胞核断裂;细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体;细胞衰老时细胞内水分减少、新陈代谢速率减慢、细胞内大多数酶活性降低、细胞内色素积累、细胞内呼吸变慢、细胞核体积增大、细胞膜通透性下降、物质运输功能下降,流动性下降。
11.相关研究表明,蜂毒素可引起胃癌细胞凋亡。科研人员为进一步研究蜂毒素对人胃癌细胞的影响及作用机制,进行了以下实验。请完善相关实验步骤并回答问题。
(1)实验步骤:
①取4个相同的培养瓶,编号,分别加入等量的完全培养液和　　　。
②1号培养瓶为空白对照,向2～4号培养瓶中分别加入　 。
③培养48 h后,检测并统计　　　　　　　　　　　　　　　,结果如图所示。
(2)分析与讨论:
①图1表明: 　。
②图1、图2表明:促进胃癌细胞凋亡的是　　　 　,抑制胃癌细胞凋亡的是　 。
因此,从基因水平上看,蜂毒素诱导胃癌细胞凋亡的原理是
　。
解析:(1)①本实验是研究蜂毒素对人胃癌细胞的影响及作用机制,故应在各组中培养相同数量的胃癌细胞,具体操作为取4个相同的培养瓶,编号,分别加入等量的完全培养液并接种等量(离体)胃癌细胞。
②图1所示自变量为蜂毒素浓度,由图中曲线可知,四组的蜂毒素浓度分别为0、2、4、6(单位是μg/mL),1号培养瓶为空白对照,故应向2～4号培养瓶中分别加入等量的2 μg/mL、4 μg/mL、6 μg/mL蜂毒素溶液。
③根据图1、图2的纵坐标可知,培养48小时之后,检测并统计胃癌细胞的凋亡率及BAX蛋白、Bel2 蛋白的含量。
(2)①由图1的横坐标与纵坐标的含义可知,蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡,一定范围内随着蜂毒素浓度增大诱导效应增强。
②图1、图2表明:蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡,从分子水平上看,细胞凋亡过程中BAX蛋白增多,Bel2 蛋白减少,故推测促进胃癌细胞凋亡的是BAX蛋白,抑制胃癌细胞凋亡的是Bel2蛋白。从基因水平上看,蜂毒素诱导胃癌细胞凋亡与BAX基因表达增强和 Bel2 基因表达减弱有关,即蜂毒素通过促进BAX基因的表达,抑制Bel2基因的表达来促进细胞凋亡。
答案:(1)①等量的(离体)胃癌细胞
②等量2 μg/mL、4 μg/mL、6 μg/mL蜂毒素溶液
③胃癌细胞凋亡率及BAX蛋白、Bel2蛋白的含量
(2)①蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡,一定范围内随蜂毒素浓度增大诱导效应增强
②BAX蛋白　Bel2蛋白　能够促进BAX基因的表达、抑制Bel2基因的表达
12.科学家为了进一步探究细胞衰老的影响因素,进行了如下实验。
实验一　分别在相同的条件下,体外培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞,结果见表。
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2～4
实验二　分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外进行培养,结果见图。
实验三　将老年男性细胞和年轻女性细胞混合培养,当老年男性细胞停止分裂时,年轻女性细胞依然旺盛分裂。
实验四　将年轻人体细胞去核后与老年人的完整细胞融合,另将老年人体细胞去核后与年轻人的完整细胞融合,分别在体外培养,结果前者不分裂,后者能够旺盛分裂。
分析以上实验,回答下列问题。
(1)分析以上四个实验中的变量,并依据实验结果得出实验结论,填写下表。
项目 自变量 因变量 结论
实验一 年龄 增殖代数 　　　 　　　 　　　 　　　
实验二 　　　 细胞最高分裂次数、物种的最长寿命 细胞最高分裂次数与具体物种的寿命呈正相关
实验三 年龄、性别 细胞是否进行分裂 细胞的衰老与年龄、性别有关
实验四 细胞核 的年龄 　　　 　　　 细胞核是决定细胞衰老的重要因素
(2)根据实验分析影响细胞衰老的内在因素有哪些 　 。
(3)实验三的设计不严密,需进行改进,应增加两个　　　　组。
第一组:
一起混合培养,然后观察实验结果,以探究性别对细胞分裂能力的
影响。
第二组:同性别的男性或女性细胞分不同年龄一起混合培养,探究在同一条件下年龄对细胞分裂能力的影响。
解析:(1)分析四个实验可得:
项目 自变量 因变量 结论
实验一 年龄 增殖代数 细胞分裂能力随着生物体年龄的增长而减弱
实验二 物种 细胞最高分裂次数、物种的最长寿命 细胞最高分裂次数与具体物种的寿命呈正相关
实验三 年龄、性别 细胞是否进行分裂 细胞的衰老与年龄、性别有关
实验四 细胞核的年龄 细胞分裂情况 细胞核是决定细胞衰老的重要因素
(2)根据实验一至实验四分析可知,影响细胞衰老的内在因素有生物的物种、年龄、性别、细胞核的年龄等。
(3)实验设计应该遵循对照原则,因此实验三的设计不严密,应增加两个对照组。
第一组:同年龄男性体细胞和女性体细胞一起混合培养,然后观察实验结果,以探究性别对细胞分裂能力的影响。
第二组:同性别的男性或女性细胞分不同年龄一起混合培养,探究在同一条件下年龄对细胞分裂能力的影响。
答案:(1)细胞分裂能力随着生物体年龄的增长而减弱　物种　细胞分裂情况
(2)生物的物种、年龄、性别、细胞核的年龄等
(3)对照　同年龄男性体细胞和女性体细胞
综合提升练
13.(2022·宁波高一期末)下列关于细胞生命历程的叙述,正确的是(　D　)
A.细胞衰老的过程中,有些酶活性降低,细胞核体积减小,代谢减弱
B.分化过程中细胞的数量和种类都增加,且遗传物质发生改变
C.细胞分化发生在胚胎发育过程中,一般是不可逆的
D.自由基学说提出自由基会攻击破坏细胞内执行功能的生物分子,比如DNA和蛋白质等
解析:衰老细胞中有些酶的活性降低,细胞核体积增大,代谢减弱;细胞分化的实质是遗传物质有选择地发挥作用,细胞的遗传物质并没有改变,分化过程中细胞种类发生改变,数量不变;细胞分化贯穿于整个生命历程,一般是不可逆的;自由基学说提出自由基产生后,即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,如DNA和蛋白质等。
14.(2022·宁波高一期末)为研究毒品海洛因的危害,将受孕7天的大鼠按下表随机分组进行实验,结果如下。
　　　处理 检测项目　　 对照组 (零剂量) 连续9天给予海洛因
低剂 量组 中剂 量组 高剂 量组
活胚胎数/胚胎总数(%) 100 76 65 55
脑畸形胚胎数/活胚胎数(%) 0 33 55 79
脑中凋亡蛋白BAX含量(μg·L-1) 6.7 7.5 10.0 12.5
以下分析不合理的是(　C　)
A.低剂量海洛因即可严重影响胚胎的正常发育
B.海洛因促进脑中凋亡蛋白BAX含量提高会导致脑细胞凋亡
C.对照组胚胎的发育过程中不会出现细胞凋亡
D.结果提示孕妇吸毒有造成子女智力障碍的风险
解析:据表分析,低剂量组的脑畸形胚胎数/活胚胎数为33%,与对照组(0)相比明显升高,故低剂量海洛因即可严重影响胚胎的正常发育; BAX为脑中凋亡蛋白,分析表格数据可知,与对照组相比,海洛因处理组的BAX含量升高,故海洛因促进BAX含量提高会导致脑细胞凋亡;细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡,是一种正常的生理现象,且据表可知,对照组的BAX含量为6.7,故对照组胚胎的发育过程中也会出现细胞凋亡;据表格数据可知,海洛因处理组的活胚胎数降低,脑畸形胚胎数和脑中凋亡蛋白BAX含量均升高,故推测孕妇吸毒有造成子女智力障碍的风险。
15.科学家利用细胞结构完全被破坏后的海拉细胞匀浆,研究了细胞色素c(线粒体中与需氧呼吸有关的一种蛋白质)和dATP(脱氧腺苷三磷酸)与细胞凋亡的关系,结果如图所示。
(1)根据图可判断,　　　　　　　　　的存在能促进细胞凋亡,且当其他条件合适时,在一定浓度范围内,随着　　　　的含量增加,促细胞凋亡的效果增加。
(2)已知细胞色素c的功能是参与[H]和氧气的结合,可判断细胞色素c分布于　 。
(3)由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以也称为　　　　　　　　　。当HIV侵入机体的淋巴细胞后,会导致淋巴细胞大量死亡。淋巴细胞大量死亡是否属于细胞凋亡 　　　　,理由是　 　。
解析:(1)分析柱形图可知,有dATP的实验组的促凋亡效果高于无dATP的对照组,细胞色素c浓度大于零的实验组的促凋亡效果高于细胞色素c浓度等于零的对照组,说明dATP和细胞色素c的存在均能促进细胞凋亡。当其他条件合适时,在一定浓度范围内,促细胞凋亡的效果随着细胞色素c含量的增加而增加。(2)发生在线粒体内膜上的需氧呼吸的第三阶段,其过程是[H]和氧气结合生成水,同时释放大量能量。若细胞色素c的功能是参与[H]和氧气的结合,则可判断细胞色素c分布于线粒体内膜。(3)细胞凋亡是受严格的遗传机制决定的程序性死亡,所以也称为细胞编程性死亡。细胞坏死是在种种不利因素的影响下,由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡,可见,HIV侵入机体的淋巴细胞后导致的淋巴细胞大量死亡,是由不利因素影响导致的细胞坏死,不属于细胞凋亡。
答案:(1)dATP和细胞色素c　细胞色素c (2)线粒体内膜　(3)细胞编程性死亡　不是(或否)　它是由不利因素影响导致的细胞损伤和死亡
第四章综合检测
一、选择题(每小题3分,共60分)
1.构成人体的200多种细胞均来源于1个受精卵细胞。受精卵分裂产生的子细胞在形态、结构和功能上发生差异的过程属于(　A　)
A.细胞分化 B.细胞凋亡
C.细胞癌变 D.细胞坏死
解析:细胞分化使细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异,产生不同类型的细胞;细胞凋亡和坏死都不会产生不同种类的细胞;细胞癌变能使癌细胞不断增殖,增加细胞的数目,不能增加细胞的
种类。
2. 某植物细胞有丝分裂后期有32条染色体,其正常体细胞中染色体数目为(　B　)
A.8条 B.16条
C.32条 D.64条
解析:有丝分裂后期着丝粒分裂,染色体数目加倍,因此某植物细胞有丝分裂后期有32条染色体,其正常体细胞中染色体数目为16条。
3.研究表明,激活某种蛋白激酶PKR,可诱导被病原体感染的细胞发生编程性死亡。该过程严格受到基因调控,这种编程性死亡属于(　B　)
A.细胞衰老 B.细胞凋亡
C.细胞坏死 D.细胞分裂
解析:被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡实现的。题中显示激活某种蛋白激酶PKR,可诱导被病原体感染的细胞发生编程性死亡。该过程的发生对生物体是有积极意义的,且该过程严格受到基因调控,这种编程性死亡属于细胞凋亡。
4.在动物细胞有丝分裂的一个细胞周期中,最可能发生在同一时期的是(　C　)
A.核仁解体和核膜的重建
B.纺锤体的出现和中心体复制
C.着丝粒的分裂和姐妹染色单体的分离
D.染色体复制和染色体数目加倍
解析:核仁解体发生在前期,核膜重建发生在末期;纺锤体在前期出现,中心体在间期复制;着丝粒的分裂和姐妹染色单体的分离都发生在后期;染色体在间期复制,染色体数目加倍发生在后期。
根据以下资料完成5、6小题:
造血干细胞是指主要存在于骨髓中的干细胞,它们具有良好的分化增殖能力(如图所示)。白血病是一类造血干细胞异常引起的疾病,俗称“血癌”。其致病机理是比较早期的造血干细胞演变为增殖失控、分化障碍、凋亡受阻、更新能力变得非常强的“白血病细胞”。
5.下列关于图中细胞特点的叙述,正确的是(　D　)
A.图中所有细胞都具有分化能力
B.图中的红细胞和白细胞中的蛋白质完全不同
C.图中红细胞中存在血红蛋白基因说明已经发生细胞分化
D.图中红细胞和造血干细胞相比,核酸已经发生改变
6.下列关于“白血病细胞”的叙述,正确的是(　B　)
A.“白血病细胞”容易在体内转移的原因是其细胞膜上的粘连蛋白
增多
B.造血干细胞演变为“白血病细胞”的过程中,遗传物质发生了改变
C.“白血病细胞”凋亡受阻的主要原因是该细胞的凋亡基因不能复制
D.细胞凋亡过程中基因不能表达,代谢活动停止
解析:5.图中的红细胞、白细胞和血小板都已高度分化,不具有分化能力;因为遗传物质有选择地发挥作用,所以图中的红细胞和白细胞中的蛋白质并不是完全不同;成熟的红细胞细胞核解体,不存在血红蛋白基因,另外细胞分化不会改变遗传物质,因此图中红细胞中即使存在血红蛋白基因也无法说明已经发生细胞分化;红细胞是由造血干细胞分化而来的,和造血干细胞相比,核酸已经发生改变。
6.“白血病细胞”即发生了癌变的细胞,细胞膜上的粘连蛋白很少或缺失,导致细胞间的粘着性降低,容易分散和转移;造血干细胞演变为“白血病细胞”的过程中,细胞发生了癌变,原癌基因和抑癌基因发生了改变,故该过程中遗传物质发生了改变;“白血病细胞”凋亡受阻的主要原因是凋亡基因的表达受到抑制,而不是凋亡基因不能复制;细胞凋亡过程中,基因发生选择性表达,代谢活动还没有完全停止。
7.下列关于高等动物胚胎干细胞分裂过程的叙述,错误的是(　D　)
A.间期,细胞摄取核苷酸可能会加快
B.前期,细胞中具有一对中心体
C.中期,细胞内存在核膜解体产生的小泡
D.末期,细胞中央出现小囊泡聚集且相互融合
解析:间期要进行DNA的复制,所以细胞摄取核苷酸可能会加快;中心体在间期复制完成,故前期细胞中具有一对中心体;前期核膜解体、核仁消失,所以中期细胞内存在核膜解体产生的小泡;植物细胞末期出现小囊泡且相互融合,形成新的细胞壁,动物细胞中不会出现此现象。
8.下列关于细胞结构的变化,除哪项以外都是有利于染色体均分的(　D　)
A.核膜的周期性消失和重建
B.染色质形态的周期性变化
C.着丝粒排列在细胞中央平面上
D.大液泡使细胞处于坚挺状态
解析:核膜的周期性消失和重建有利于染色体移向细胞两极,从而有利于染色体均分;过长的染色质容易相互纠缠,不利于染色体均分,染色质螺旋化成染色体有利于染色体均分,即染色质形态的周期性变化有利于染色体均分;着丝粒排列在细胞中央平面上,有利于纺锤丝将染色体同时拉向细胞两极,从而有利于染色体均分;大液泡使细胞处于坚挺状态,这与染色体是否均分无关。
9.下列关于“制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片,或观察其永久装片”活动的叙述,错误的是(　D　)
A.盐酸解离使细胞间的果胶质层松散,有利于细胞彼此间的分开
B.用清水漂洗的目的是洗去解离液,便于染色
C.染色的目的是使染色体着色,便于观察
D.观察到分生区处于分裂间期的细胞多,原因是多数细胞不进行细胞分裂
解析:观察到分生区处于分裂间期的细胞多,原因是分裂间期比分裂期时间长,大部分细胞处于分裂间期。
10.下列关于细胞全能性的叙述错误的是(　B　)
A.植物组织培养证明了已分化的植物细胞具有全能性
B.用花粉培育成的植株往往高度不育,说明花粉细胞不具有全能性
C.壁虎断尾后可以重新长出尾不能说明动物细胞具有全能性
D.多莉羊的成功克隆证明了动物细胞核的全能性
解析:植物组织培养证明了已分化的植物细胞具有全能性;用花粉培育成植株说明花粉细胞具有全能性;壁虎断尾后可以重新长出新的尾部,但是没有形成新的个体,故不能说明动物细胞具有全能性;克隆羊多莉的诞生,说明高度分化的动物体细胞核具有全能性。
11.某同学在制作和观察洋葱根尖细胞有丝分裂临时装片时,发现装片中细胞相互重叠。导致这一现象的可能原因是(　C　)
A.漂洗后未经染色
B.显微镜放大倍数过低
C.染色前未经解离或解离时间过短
D.取根尖尖端5～7 mm区段用于制片
解析:解离后没有漂洗可能会导致解离过度,虽然会影响后续的染色,但不会导致细胞相互重叠;显微镜放大倍数过低可能看不清楚细胞内的结构,不会导致细胞相互重叠;染色前未经解离或解离时间过短可能使根尖细胞没有分散开,因此观察到的细胞相互重叠;取根尖尖端5～7 mm区段用于制片会导致找不到根尖分生区的细胞,不会导致观察到的细胞相互重叠。
12.人体胚胎干细胞可分化成形态、结构与功能不同的神经细胞、骨骼肌细胞等多种类型的细胞。神经细胞和骨骼肌细胞中的遗传物质,有些处于活动状态,有些则表现不同的活动状态。由此推测,细胞分化的根本原因是(　D　)
A.细胞数量不断增多
B.位于生物体的不同部位
C.基因的结构不同
D.遗传物质有选择地发挥作用
解析:细胞分化使得细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异,其根本原因是遗传物质有选择地发挥作用。
13.下列关于洋葱根尖分生区细胞增殖的叙述中,正确的是(　B　)
A.分裂间期,细胞核中完成DNA的复制,染色体数目随之加倍
B.分裂前期,染色质丝螺旋缠绕形成染色体,核膜、核仁解体
C.分裂中期,染色体的着丝粒都排列在细胞中央的细胞板上
D.若用DNA合成抑制剂处理,则M期细胞的比例明显增大
解析:分裂间期,细胞中主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成,但DNA复制后染色体数目不变;分裂前期,染色质丝螺旋缠绕形成染色体,核膜、核仁解体;分裂中期,染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道面上,植物细胞有丝分裂末期才出现细胞板;DNA复制发生在分裂间期,因此若用DNA合成抑制剂处理,则间期细胞的比例明显增大。
14.如图为人体细胞生命历程的示意图,图中①～⑥为各个时期的细胞,a～c表示细胞所进行的生理过程。据图分析,下列叙述正确的是(　C　)
A.②较①的相对表面积大,与外界进行物质交换的能力强
B.细胞衰老、细胞凋亡就会引起人体的衰老与死亡
C.⑤⑥细胞已失去分裂能力,所以不具有细胞周期
D.c过程后⑤⑥细胞的遗传物质相同,蛋白质的种类也相同
解析:与①相比,②细胞的体积变大,但其相对表面积变小,与外界环境进行物质交换的能力减弱;细胞衰老并不等于个体衰老,年幼的个体体内也有衰老和凋亡的细胞,年老的个体体内也有新生的细胞;⑤⑥细胞发生了细胞分化,已失去分裂能力,所以不具有细胞周期;⑤与⑥细胞是由同一个受精卵发育而来的,它们的遗传物质相同,但⑤与⑥细胞发生了细胞分化形成了不同功能类型的细胞,可推测细胞中的蛋白质种类有所区别。
15.细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于细胞凋亡的叙述,正确的是(　A　)
A.细胞凋亡是正常的生理性变化
B.细胞凋亡因没有膜封闭,会释放出内含物,故会引起炎症
C.人胚胎发育过程中需要调整神经细胞的数量,这种调整无法通过细胞凋亡实现
D.细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程,属于细胞坏死
解析:细胞凋亡是基因决定的正常的生命现象,是细胞内发生的正常的生理性变化,不会引起炎症反应;人体胚胎发育过程中需调整神经细胞的数量,这种调整受细胞内基因的控制,是通过细胞凋亡实现的;细胞坏死是在种种不利因素的影响下导致的细胞非正常死亡,不受基因控制。
16.科学家通过模拟实验探究细胞大小与物质运输的关系,结果如图所示。网格部分表示NaOH扩散的区域,空白部分表示琼脂块未被NaOH扩散的区域。下列叙述正确的是(　D　)
A.浸泡时用勺子翻动琼脂块,若挖动其表面对实验结果亦无影响
B.NaOH在边长1 cm的琼脂块内扩散的速率最快
C.本实验可说明,细胞体积越小,其相对表面积越小,物质运输的效率就越高
D.NaOH扩散进琼脂块的体积与琼脂块总体积之比可以反映细胞的物质运输效率
解析:用勺子挖动琼脂块表面会导致琼脂块表面破损,这会影响NaOH扩散的体积,从而影响实验结果;NaOH在不同的琼脂块中扩散的速率是相同的;本实验可说明,细胞体积越小,其相对表面积越大,物质运输的效率就越高;NaOH扩散进琼脂块的体积与琼脂块总体积之比可以反映细胞的物质运输效率。
17.对洋葱根尖分生区细胞进行某些处理会影响细胞周期,下列相关叙述正确的是(　D　)
A.用纺锤体合成抑制剂处理细胞,细胞将停留在分裂间期
B.用呼吸抑制剂处理细胞,细胞分裂进程不受影响
C.用蛋白质合成抑制剂处理细胞,不影响核DNA复制
D.用DNA合成抑制剂处理细胞,部分细胞停留在S期
解析:用纺锤体合成抑制剂处理细胞,则染色体着丝粒分裂后不能正常移向细胞两极,无法进入末期,所以细胞将停留在细胞分裂期的后期;细胞分裂的过程需要消耗能量,因此用呼吸抑制剂处理细胞,会影响细胞分裂进程;DNA复制需多种蛋白质的参与,因此用蛋白质合成抑制剂处理细胞,会影响核DNA复制;S期进行DNA的复制,因此用DNA合成抑制剂处理细胞,处于S期的细胞将停止DNA复制,即部分细胞停留在S期。
18.如图是某同学用光学显微镜观察到的洋葱根尖分生区的图像,下列叙述正确的是(　D　)
A.制作该装片时染色前后都需要漂洗
B.持续观察细胞②,可观察到染色体的变化顺序是①→④→③→
⑥→⑤
C.③细胞中的染色体数目与核DNA数都是④细胞中的2倍
D.①时期细胞的核膜逐渐解体利于纺锤丝牵引染色体
解析:制作该装片时染色前需要漂洗,目的是洗掉解离液,便于染色体着色,染色后不需要漂洗;由于经过解离后细胞已经死亡,所以不能看到染色体的连续变化;③细胞处于有丝分裂后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍,但核DNA数与④细胞(中期)相同;①时期为前期,细胞的核膜逐渐解体利于纺锤丝牵引染色体移动。
19.依据某生物体染色体数、核DNA数的数量关系绘制成细胞类型的柱状图如下。下列有关叙述正确的是(　C　)
A.细胞a处于有丝分裂前期
B.细胞c处于有丝分裂后期
C.细胞a中染色体数目最多
D.细胞b中染色单体数为4n
解析:细胞a中染色体∶核DNA=4n∶4n=1∶1,处于有丝分裂后期,此时细胞中染色体数目最多;细胞c中染色体∶核DNA=2n∶4n=1∶2,
处于有丝分裂G2期、前期、中期;细胞b中不含染色单体。
20.某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白(cyclin)和多种细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK),两者可组成多种有活性的CDK-cyclin复合体,细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin复合体调控。细胞周期如图所示,下列叙述错误的是(　D　)
A.同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异
B.细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK-cyclin复合体调控
C.抑制某种CDK-cyclin复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段
D.一个细胞周期中,调控不同阶段的CDK-cyclin复合体会同步发生周期性变化
解析:同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期持续时间一般不同;根据题意“细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin复合体调控”可知,细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK-cyclin复合体调控;由于细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin复合体调控,因此抑制某种CDK-cyclin复合体的活性可使特定阶段之间的转换受抑制,从而使细胞周期停滞在特定阶段;由于一个细胞周期中不同阶段的变化不是同步的,因此调控不同阶段的CDK-cyclin复合体不会同步发生周期性变化。
二、非选择题(共40分)
21.(12分)观察分裂期的细胞装片,是人们研究细胞周期规律的基础。下图是某同学在显微镜下观察到的洋葱根尖细胞有丝分裂图像(320×),图中序号①～⑤代表不同时期的细胞。
回答下列问题。
(1)图中视野中的细胞取自根尖的　　　　区,制作根尖细胞有丝分裂临时装片时,需要用质量分数为10%的盐酸解离,破坏细胞间的果胶,目的是　　　　　　　　　　　　　。若往临时装片中滴加DNA合成抑制剂后,装片中处于分裂期的细胞所占比例将　　　　(填“增加”“减少”或“不变”)。
(2)根据细胞周期的发生顺序,图中各细胞的排序是　　　　　　　(填序号)。
(3)细胞②中能被龙胆紫染液染成深色的结构是　　　　　,其组成成分是　　　　　　　　　　　和少量RNA。
(4)该同学在观察了洋葱根尖细胞有丝分裂临时装片后做了如下
统计:
细胞周期 分裂间期 前期 中期 后期 末期
细胞数/个 85 6 4 2 3
处于分裂间期的细胞数最多,其原因是　　　　　　 　　　　　　。若洋葱细胞完成一个细胞周期需要20 h,那么其分裂期的平均持续时间约是　　　　h。
(5)从生物遗传的角度分析,有丝分裂的意义是什么
解析:(1)分生区的细胞才进行分裂,因此图中视野中的细胞来自根尖的分生区;植物细胞之间有果胶层粘连,盐酸可以使果胶层松散,从而使细胞分离开来;临时装片中的细胞均为死细胞(盐酸解离时已死亡),因此往临时装片中滴加DNA合成抑制剂后,装片中处于分裂期的细胞所占比例将不变。
(2)①为后期,②为中期,③为末期,④为前期,⑤为间期,排序为⑤④②①③。
(3)②为中期,能被龙胆紫染液染成深色的结构是染色体;染色体的组成成分是DNA和蛋白质,还有少量的RNA。
(4)分裂间期比分裂期持续时间长,因此处于分裂间期的细胞数最多;细胞的数目与时长成正比,因此完成一个细胞周期需要20 h,那么分裂期的时间约为20 h×[(6+4+2+3)÷(85+6+4+2+3)]=3 h。
(5)有丝分裂将亲代细胞的染色体(DNA)经过复制后,精确地平均分配到两个子细胞中,从而保证亲子代细胞遗传性状的稳定性。
答案:(1)分生　使细胞分离,利于观察(写出“使细胞分离”即给分,写“分散”不给分)　不变
(2)⑤④②①③　
(3)染色体(写“染色质”不给分)　DNA、蛋白质　
(4)分裂间期比分裂期持续时间长或分裂间期所占时间最长　3　
(5)将亲代细胞的染色体(DNA)经过复制后,精确地平均分配到两个子细胞中,从而保证亲子代细胞遗传性状的稳定性。
22.(12分)酗酒及长期服用某些药物会使肝脏受损。科学家们发现可以抽取扁桃体中的干细胞来修复受损的肝脏,且全程无需手术便可实施。请回答下列问题。
(1)利用扁桃体中的干细胞修复肝脏时,干细胞通过　　　　　　　　的过程成为一定量肝脏细胞。干细胞内不存在肝脏细胞所特有的转氨酶,与遗传物质有　　　　　　地发挥作用有关。
(2)人体扁桃体干细胞中有23对染色体,图1为干细胞有丝分裂部分时期的细胞图,图2是干细胞分裂过程中每条染色体上DNA数量曲
线图。
①干细胞进入甲时期最明显的变化是　　　　　　　 　　。
②图2中BC时期细胞内有　　 　　条染色体,对应于图1中的　　　 　细胞。发生CD时期变化的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)用某种药物处理大鼠,其肝细胞受到刺激开始分裂,导致肝体积增大。当药物作用停止后,发生凋亡的肝细胞数量会明显增加,使得一周内大鼠的肝就恢复到原来的大小,由此可知机体可通过调节　　　　　和　　　　　的速率来维持肝细胞数量的稳定。肝细胞凋亡　　　　(填“会”或“不会”)引起炎症。
解析:(1)干细胞可以通过细胞的分裂和分化成为肝脏细胞;干细胞和肝脏细胞所含的遗传信息相同,但是干细胞内不存在肝脏细胞所特有的转氨酶,这是因为二者细胞中遗传物质的表达情况不同,与遗传物质有选择地发挥作用有关。
(2)①甲是有丝分裂前期,此时核仁、核膜解体,出现染色体和纺锤体。
②分析图2,AB时期表示DNA复制,处于有丝分裂间期,BC时期每条染色体上有两个DNA,处于有丝分裂前期和中期,此时染色体数与体细胞一致,是46条(23对),对应图1的甲和乙细胞;CD时期恢复每条染色体只有一个DNA,说明着丝粒分裂,姐妹染色单体分离成为子染色体。
(3)由题干信息,用药后肝细胞先增殖后凋亡,一周内肝细胞数量基本恢复(肝恢复到原来大小),说明机体可以通过调节细胞凋亡和细胞增殖的速率来维持肝细胞数量的稳定。肝细胞凋亡属于生理性死亡,是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,不会引起炎症。
答案:(1)细胞的分裂、分化　选择　(2)①核仁、核膜解体,出现染色体和纺锤体　②46　甲、乙　着丝粒分裂,姐妹染色单体分离成为子染色体　(3)细胞凋亡　细胞增殖　不会
23.(8分)如图甲表示某动物细胞的生命历程;图乙为动物细胞的细胞周期示意图,1、2、3、4、5为细胞周期中的各个时期。据图回答下列问题。
(1)图甲中③过程称为　　 　　,该过程使多细胞生物体中的细胞在　　　　 　　　　　方面发生差异性变化。
(2)⑤过程在生物学上称为 　　　　　,该过程形成的细胞,细胞周期会 　　　(填“延长”“缩短”或“不变”)。
(3)图乙中,观察染色体形态和数目的最佳时期是　 　(用图中数字回答)。一个完整的细胞周期可用图中字母和箭头表示为 　　 　　。
(4)在观察根尖分生区细胞的有丝分裂实验中,如果观察到的细胞重叠不清,则可能是临时装片制作过程中　　 　时间不足造成的。
解析:(1)图甲中③过程称为细胞分化,该过程使多细胞生物体中的细胞在形态、结构、功能方面发生差异性变化。
(2)⑤过程在生物学上称为细胞癌变,该过程形成的细胞,细胞周期会缩短。
(3)观察染色体形态和数目的最佳时期是有丝分裂中期,对应图乙中的3。图中A→A(或A→B→A)可表示一个完整的细胞周期。
(4)在观察根尖分生区细胞的有丝分裂实验中,如果观察到的细胞重叠不清,则可能是临时装片制作过程中解离时间不足造成的。
答案:(1)细胞分化　形态、结构、功能
(2)细胞癌变　缩短
(3)3　A→A(或A→B→A)
(4)解离
24.(8分)科研人员以人膀胱细胞、膀胱癌细胞等为材料,进行了系列实验。
实验材料:正常膀胱细胞,膀胱癌细胞,细胞培养瓶,生理盐水,含有全部营养物质的细胞培养液,显微镜,吸管,传统药物A、B、C,新药M等。
(要求与说明:CcO是线粒体中的细胞色素c氧化酶,参与氧气生成水的过程;传统药物A、B、C均可促使癌细胞凋亡;实验条件适宜)
实验过程与结果或结论:
项目 过程 结果或结论
实 验 1 ①取细胞培养瓶若干,均分为三组,标记为甲、乙、丙;②向各培养瓶中各加入等量且适量的细胞培养液,甲、乙两组加入等量正常膀胱细胞,丙组加入等量的膀胱癌细胞;③甲组破坏膀胱细胞的线粒体CcO蛋白亚基,乙和丙不作处理,三组培养瓶在相同且适宜条件下培养,一段时间后观察细胞形态。请设计一个表格,用于记录实验结果 结果:存在有缺陷CcO的甲组细胞表现出癌细胞的所有特征。 结论:　　　　 　　 　　　　 　　　　　 　
实 验 2 ①取细胞培养瓶若干,分组如下:　　　　　　　(写出给药方案即可);②按照以上分组情况,向各培养瓶中各加入等量且适量的细胞培养液和膀胱癌细胞及相应药物;③在相同条件下培养36小时后,收集各培养瓶中的细胞,观察并测定　　　　 　　　　　　　　 结果: 结论:　　　　　　　　　　　
回答下列问题。
(1)请设计一个表格,用于记录实验1的结果。
(2)根据实验1的结果,可得出的结论是　　　　　　　　　　　　。CcO发挥作用的场所为　　　　　　,破坏CcO蛋白亚基后细胞表现出癌细胞的所有特征,这些特征包括　　　　　　　　　　　　　　 (写出两点即可)。
(3)补充完善实验2的过程:①分组如下:　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　;③观察并测定　　　　　　　 　　　。
(4)根据实验2结果,可以得出的结论为　　　　　　　　　　 　。为进一步探究新药M的最适浓度,可取培养瓶均分为若干组,各加入等量且适量的细胞培养液、膀胱癌细胞及传统药物　　　 　,再加入　　　　　　　　　　 　　后进行探究。
解析:(1)甲组是有缺陷CcO的正常膀胱细胞,乙组是正常膀胱细胞,丙组是膀胱癌细胞,甲、乙、丙三组可探究有CcO缺陷的细胞是否表现出癌细胞的特征,因此表格可设计为组别和细胞形态,组别为甲、乙、丙三组,细胞形态是区分正常细胞和癌细胞的特征之一,表格还需要有标题,记录表设计见答案。
(2)根据实验1可得出结论为线粒体功能障碍可导致细胞癌变或CcO功能缺陷可导致细胞癌变;由题干信息知CcO是线粒体中的细胞色素c氧化酶,参与氧气生成水的过程,该过程发生在线粒体内膜;癌细胞的特征有无限增殖、易扩散转移、没有接触抑制、线粒体功能障碍、核形态不一等。
(3)结合实验2的结果示意图可知,该实验是研究新药M对癌细胞凋亡率的影响,因此分组情况为a.传统药物A不加M,b.传统药物A加M,c.传统药物B不加M,d.传统药物B加M,e.传统药物C不加M,f.传统药物C加M,g.不加传统药物且不加M,h.不加传统药物加M。实验因变量为癌细胞凋亡率,因此测定结果时需测定癌细胞凋亡率。
(4)根据实验2的结果可知,不加传统药物加M药物不能提高细胞凋亡率,因此可知新药M单独使用无明显抗癌效果,但药物M与传统药物共同作用时,可提高传统药物的效果。结合图示结果可知,C组凋亡率最高,因此探究新药M最适浓度,选择加入传统药物C,再加入一系列浓度梯度的M药物。
答案:(1)破坏CcO蛋白亚基对细胞形态影响的实验结果记录表
组别 甲组 乙组 丙组
细胞形态
(2)线粒体功能障碍可导致细胞癌变或CcO功能缺陷可导致细胞癌变　线粒体内膜　无限增殖、易扩散转移、没有接触抑制、线粒体功能障碍、核形态不一等
(3)传统药物A不加M、传统药物A加M、传统药物B不加M、传统药物B加M、传统药物C不加M、传统药物C加M、不加传统药物且不加M、不加传统药物加M(其他表示方式合理也可)　癌细胞凋亡率
(4)新药M单独使用无明显抗癌效果,但可提高传统药物的效果　C　一系列浓度梯度的新药M