2023年全国高考生物真题汇编7:细胞的增值、分化、衰老与凋亡

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名称 2023年全国高考生物真题汇编7:细胞的增值、分化、衰老与凋亡
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资源类型 试卷
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科目 生物学
更新时间 2023-08-30 19:51:57

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2023年全国高考生物真题汇编7:细胞的增值、分化、衰老与凋亡
一、选择题
1.(2023·山东)细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中,由核rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是(  )
A.原核细胞无核仁,不能合成rRNA
B.真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成
C.rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子
D.细胞在有丝分裂各时期都进行核rDNA的转录
2.(2023·湖北)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中,某同学制作的装片效果非常好,他将其中的某个视野放大拍照,发给5位同学观察细胞并计数,结果如下表(单位:个)。关于表中记录结果的分析,下列叙述错误的是(  )
学生 分裂间期 分裂期 总计
前期 中期 后期 末期
甲 5 6 3 2 6 22
乙 5 6 3 3 5 22
丙 5 6 3 2 6 22
丁 7 6 3 2 5 23
戊 7 7 3 2 6 25
A.丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程,某些细胞所处时期易混淆
B.五位同学记录的中期细胞数一致,原因是中期染色体排列在细胞中央,易区分
C.五位同学记录的间期细胞数不多,原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段
D.戊统计的细胞数量较多,可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同
3.(2023·浙江)为筛选观察有丝分裂的合适材料,某研究小组选用不同植物的根尖,制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述,不合理的是(  )。
A.选用易获取且易大量生根的材料
B.选用染色体数目少易观察的材料
C.选用解离时间短分散性好的材料
D.选用分裂间期细胞占比高的材料
4.(2023·广东)下列叙述中,能支持将线粒体用于生物进化研究的是(  )
A.线粒体基因遗传时遵循孟德尔定律
B.线粒体DNA复制时可能发生突变
C.线粒体存在于各地质年代生物细胞中
D.线粒体通过有丝分裂的方式进行增殖
5.(2023·湖北)快速分裂的癌细胞内会积累较高浓度的乳酸。研究发现,乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性,甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强,进而加快有丝分裂后期的进程。下列叙述正确的是(  )
A.乳酸可以促进DNA的复制
B.较高浓度乳酸可以抑制细胞的有丝分裂
C.癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸
D.敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平
6.(2023·浙江)某动物(2n=4)的基因型为AaXBY,其精巢中两个细胞的染色体组成和基因分布如图所示,其中一个细胞处于有丝分裂某时期。下列叙述错误的是(  )。
A.甲细胞处于有丝分裂中期、乙细胞处于减数第二次分裂后期
B.甲细胞中每个染色体组的DNA分子数与乙细胞的相同
C.若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞
D.形成乙细胞过程中发生了基因重组和染色体变异
7.(2023·海南)某团队通过多代细胞培养,将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除,获得XO胚胎干细胞,再经过一系列处理,使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是(  )
A.营养供应充足时,传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制
B.获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异
C.XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化
D.若某濒危哺乳动物仅存雄性个体,可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
8.(2023·海南)根边缘细胞是从植物根冠上游离下来的一类特殊细胞,可合成并向胞外分泌多种物质形成黏胶层。用DNA酶或蛋白酶处理黏胶层会使其厚度变薄。将物质A加入某植物的根边缘细胞悬液中,发现根边缘细胞的黏胶层加厚,细胞出现自噬和凋亡现象。下列有关叙述错误的是(  )
A.根边缘细胞黏胶层中含有DNA和蛋白质
B.物质A可导致根边缘细胞合成胞外物质增多
C.根边缘细胞通过自噬可获得维持生存所需的物质和能量
D.物质A引起的根边缘细胞凋亡,是该植物在胚发育时期基因表达的结果
9.(2023·天津)在肌神经细胞发育过程中,肌肉细胞需要释放一种蛋白质,其进入肌神经细胞后,促进其发育以及与肌肉细胞的联系;如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡。下列说法错误的是(  )
A.这种蛋白质是一种神经递质
B.肌神经细胞可以与肌肉细胞形成突触
C.凋亡是细胞自主控制的一种程序性死亡
D.蛋白合成抑制剂可以促进肌神经细胞凋亡
10.(2023·山东)研究发现,病原体侵入细胞后,细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定的复合体,经过一系列过程,最终导致该细胞炎症性坏死,病原体被释放,该过程属于细胞焦亡。下列说法错误的是(  )
A.蝌蚪尾的消失不是通过细胞焦亡实现的
B.敲除编码蛋白酶L的基因不影响细胞焦亡
C.细胞焦亡释放的病原体可由体内的巨噬细胞吞噬消化
D.细胞焦亡释放的病原体可刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化
11.(2023·湖南)基因Bax和Bcl-2 分别促进和抑制细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达,研究其对细胞凋亡的影响,结果如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.细胞衰老和细胞凋亡都受遗传信息的调控
B.TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡
C.TRPM7基因可能通过促进Bcl-2基因的表达来抑制细胞凋亡
D.可通过特异性促进癌细胞中TRPM7基因的表达来治疗相关癌症
12.(2023·浙江)紫外线引发的DNA损伤,可通过“核苷酸切除修复(NER)”方式修复,机制如图所示。着色性干皮症(XP)患者的NER酶系统存在缺陷,受阳光照射后,皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病,20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是(  )。
A.修复过程需要限制酶和DNA聚合酶
B.填补缺口时,新链合成以5'到3'的方向进行
C.DNA有害损伤发生后,在细胞增殖后进行修复,对细胞最有利
D.随年龄增长,XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因,可用突变累积解释
13.(2023·广东)中外科学家经多年合作研究,发现cireDNMTI(一种RNA分子)通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌,为解决乳腺癌这一威胁全球女性健康的重大问题提供了新思路。下列叙述错误的是(  )
A.p53基因突变可能引起细胞癌变
B.p53蛋白能够调控细胞的生长和增殖
C.circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变慢
D.circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究
(2023·浙江)阅读下列材料,回答下列小题。
纺锤丝由微管构成,微管由微管蛋白组成。有丝分裂过程中,染色体的移动依赖于微管的组装和解聚。紫杉醇可与微管结合,使微管稳定不解聚,阻止染色体移动,从而抑制细胞分裂。
14.微管蛋白是构成细胞骨架的重要成分之一,组成微管蛋白的基本单位是(  )
A.氨基酸 B.核苷酸 C.脂肪酸 D.葡萄糖
15.培养癌细胞时加入一定量的紫杉醇,下列过程受影响最大的是(  )
A.染色质复制 B.染色质凝缩为染色体
C.染色体向两极移动 D.染色体解聚为染色质
二、非选择题
16.(2023·新课标卷)植物的生长发育受多种因素调控。回答下列问题。
(1)细胞增殖是植物生长发育的基础。细胞增殖具有周期性,细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备,物质准备过程主要包括   。
(2)植物细胞分裂是由生长素和细胞分裂素协同作用完成的。在促进细胞分裂方面,生长素的主要作用是   ,细胞分裂素的主要作用是   。
(3)给黑暗中生长的幼苗照光后幼苗的形态出现明显变化,在这一过程中感受光信号的受体有   (答出Ⅰ点即可)。除了光,调节植物生长发育的环境因素还有   (答出2点即可).
17.(2023·北京)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
调控植物细胞活性氧产生机制的新发现
能量代谢本质上是一系列氧化还原反应。在植物细胞中,线粒体和叶绿体是能量代谢的重要场所。叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要。在细胞的氧化还原反应过程中会有活性氧产生,活性氧可以调控细胞代谢,并与细胞凋亡有关。
我国科学家发现一个拟南芥突变体m(M基因突变为m基因),在受到长时间连续光照时,植株会出现因细胞凋亡而引起的叶片黄斑等表型。M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。与野生型相比,突变体m中M酶活性下降,脂肪酸含量显著降低。
为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因,研究人员以诱变剂处理突变体m,筛选不表现细胞凋亡,但仍保留m基因的突变株。通过对所获一系列突变体的详细解析,发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I(催化有氧呼吸第三阶段的酶)等均参与细胞凋亡过程。由此揭示出一条活性氧产生的新途径(如图):A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质,从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中,在mMDH酶的作用下产生NADH([H])和B酸,NADH被氧化会产生活性氧。活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。
在上述研究中,科学家从拟南芥突变体m入手,揭示出在叶绿体和线粒体之间存在着一条A酸-B酸循环途径。对A酸-B酸循环的进一步研究,将为探索植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思路。
(1)叶绿体通过   作用将CO2转化为糖。从文中可知,叶绿体也可以合成脂肪的组分   。
(2)结合文中图示分析,M基因突变为m后,植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是:   ,A酸转运到线粒体,最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。
(3)请将下列各项的序号排序,以呈现本文中科学家解析“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路:   。
①确定相应蛋白的细胞定位和功能
②用诱变剂处理突变体m
③鉴定相关基因
④筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株
(4)本文拓展了高中教材中关于细胞器间协调配合的内容,请从细胞器间协作以维持稳态与平衡的角度加以概括说明。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】其它细胞器及分离方法;细胞周期
【解析】【解答】A、原核细胞无核仁但存在遗传物质DNA,可以转录合成rRNA,与相应蛋白质构成核糖体,A错误;
B、核糖体是蛋白质合成的场所,细胞内蛋白质合成的场所都是核糖体,核糖体蛋白也是在核糖体上合成的,B正确;
C、mRNA上三个相邻的碱基构成一个密码子,C错误;
D、有丝分裂时只在细胞分裂的间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,故rRNA的转录在有丝分裂的间期进行,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、核糖体存在于动植物细胞中,是无膜结构细胞器,由核糖体RNA与蛋白质构成,是蛋白质的合成的场所。2、密码子是mRNA上相邻的3个碱基。3、细胞周期的大部分时间处于分裂间期,占细胞周期的90%~95%。分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。
2.【答案】C
【知识点】真核细胞的分裂方式;细胞周期;细胞有丝分裂不同时期的特点;观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、丙和丁的差别在于分裂间期和末期的数量不同,在区分两个时期时丙和丁同学判断结果不同,分裂时期发生混淆 ,A正确;
B、有丝分裂中期染色体整齐排列在细胞中央,形态固定数目清晰易区分,因此五位同学记录的中期细胞数一致,B正确;
C、取用的材料正处于旺盛的分裂阶段时观察结果仍应是绝大多数细胞处于分裂间期,只有少数细胞处于分裂期。五位同学记录的间期细胞数不多,可能原因是该同学是将其中的某个视野放大拍照进行记录的,在该区域处于分裂间期的细胞比例相对较低,故五位同学记录的间期细胞数不多,C错误;
D、戊同学的细胞计数规则可能与其他同学不同,导致戊统计的细胞数量较多,D正确。
故答案为:C。
【分析】在高等植物体内,有丝分裂常见于根尖、茎尖等分生区细胞。染色体是细胞核内容易被碱性染料染成深色的物质,用龙胆紫进行染色可观察不同时期染色体形态与数量。在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体的存在状态,以判断细胞所处的时期。
3.【答案】D
【知识点】观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、观察细胞有丝分裂,可选择植物细胞的根尖分生区,选用易获取且易大量生根的材料,A合理;
B、细胞分裂的各个时期染色体的形态和数目不同,实验材料细胞中染色体越少越容易观察到,B合理;
C、解离时间长的话会使细胞过于酥软易破裂,故应选用解离时间短分散性好的材料,C合理;
D、观察细胞有丝分裂主要观察的是分裂期细胞的特征,应选用分裂期细胞占比高的材料,D不合理。
故答案为:D。
【分析】观察植物细胞有丝分裂实验:
(1)解离:剪取根尖2-3mm(最好每天的10-14点取根,因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期),立即放入盛有质量分数为15%的氯化氢溶液和体积分数为95%的酒精溶液的混合液(1:1)的玻璃皿中,在室温下解离3-5min。
(2)漂洗:待根尖酥软后,用镊子取出,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
(3)染色:把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液的培养皿中,染色3-5min。
(4)制片:取一干净载玻片,在中央滴一滴清水,将染色的根尖用镊子取出,放入载玻片的水滴中,并且用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片再加一载玻片。然后,用拇指轻轻地压载玻片。取下后加上的载玻片,既制成装片。
(5)观察:①低倍镜观察把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察,要求找到分生区的细胞,特点是:细胞呈正方形,排列紧密,有的细胞正在分裂。②高倍镜观察找到分生区的细胞后,把低倍镜移走,直接换上高倍镜,用细准焦螺旋和反光镜把视野调整的既清晰又较亮,直到看清细胞物象为止。
4.【答案】B
【知识点】真核细胞的分裂方式;基因的分离规律的实质及应用;现代生物进化理论的主要内容;线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、孟德尔遗传定律适用于细胞核基因遗传,故线粒体基因遗传时不遵循孟德尔定律,A错误;
B、DNA复制时双螺旋解开,结构相对不稳定,易发生碱基的替换、增添和缺失,因此线粒体DNA复制时可能发生突变,为生物进化提供原材料,B正确;
C、原核生物细胞内没有线粒体,因此线粒体不存在各地质年代原核生物细胞中,C错误;
D、 线粒体的增值方式跟细菌差不多,都是一分为二的方式进行分裂,有丝分裂是真核生物细胞的增殖方式,D错误。
故答案为:B。
【分析】线粒体是有氧呼吸的主要场所,通过内膜向内折叠形成嵴,增大膜的面积,为线粒体基质中的酶提供更多的附着点;是一种半自主性的细胞器,基质中含有核糖体、DNA、RNA与多种酶等,可以进行DNA的复制,与基因的表达。
5.【答案】D
【知识点】无氧呼吸的过程和意义;有丝分裂的过程、变化规律及其意义;癌细胞的主要特征
【解析】【解答】A、由题干可知:乳酸与锌离子结合最终加快有丝分裂后期的进程,DNA复制发生在分裂前的间期,A错误;
B、快速分裂的癌细胞内会积累较高浓度的乳酸,乳酸能促进有丝分裂后期的进程进而促进分裂,B错误;
C、无氧呼吸场所为细胞质基质,C错误;
D、蛋白甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强,故敲除蛋白甲基因可提高细胞内蛋白乙的SUMO化水平,D正确。
故答案为:D。
【分析】无氧呼吸分为两个阶段,场所均为细胞质基质。无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸相同,将葡萄糖分解成丙酮酸,释放少量能量,第二阶段丙酮酸转化成乳酸。
6.【答案】B
【知识点】细胞有丝分裂不同时期的特点;减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化;基因重组及其意义;染色体结构的变异;减数分裂与有丝分裂的比较
【解析】【解答】A、由图可知,甲细胞处于有丝分裂的中期,乙细胞处于减数第二次分裂后期,A正确;
B、甲细胞为有丝分裂中期的细胞一个染色体组含有两条染色体,每条染色体含有2个DNA分子,故甲细胞中一个染色体组中含有4个DNA分子,乙细胞是处于减数二次分裂后期,一个染色体上含有1个DNA分子,故一个染色体组含有2条染色体2个DNA分子,二者不同,B错误;
C、甲细胞中一个a基因突变,甲细胞经过有丝分裂形成两种基因型的细胞,C正确;
D、形成乙细胞的过程中发生了同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合,即发生了基因重组和染色体变异,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、有丝分裂过程:(1)间期∶进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期∶核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期∶着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、减数分裂过程:(1)减数分裂Ⅰ前的间期:染色体的复制。(2)减数分裂Ⅰ:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期∶同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数分裂Ⅱ过程∶①前期∶核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期∶着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
7.【答案】A
【知识点】细胞分化及其意义;染色体数目的变异;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、大部分动物细胞在体外培养基中增殖时会发生接触抑制,A符合题意;
B、由题意可知,XO胚胎干细胞是由小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除后制得的,所以获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异,B不符合题意;
C、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,所以XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化,C不符合题意;
D、由题意分析可知,若某濒危哺乳动物仅存雄性个体,则可通过该方法获得有功能的卵母细胞用于繁育,对该种濒危哺乳动物起到保护作用。
故答案为:A。
【分析】1、大部分体外培养的动物细胞会发生接触抑制现象,即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖。
2、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,在整个过程中,染色体数目没有变化,其本质是基因的选择性表达。
8.【答案】D
【知识点】细胞的凋亡;细胞自噬
【解析】【解答】A、由题意可知,用DNA酶或蛋白酶处理黏胶层会使其厚度变薄,可推知根边缘细胞黏胶层中含有DNA和蛋白质,A不符合题意;
B、由题意可知,根边缘细胞可合成并向胞外分泌多种物质形成黏胶层,将物质A加入某植物的根边缘细胞悬液中,发现根边缘细胞的黏胶层加厚,可推知物质A可导致根边缘细胞合成胞外物质增多,进而导致根边缘细胞的凝胶层加厚,B不符合题意;
C、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不符合题意;
D、由题意可知,根边缘细胞发生细胞凋亡是在物质A,即外界环境影响下发生的现象,不是该植物在胚发育时期基因表达的结果,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】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;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,有些激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡。
9.【答案】A
【知识点】细胞的凋亡;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、结合题干信息可知,该蛋白质是由肌细胞合成并分泌的,而神经递质是由神经元合成并分泌的,所以该种蛋白质不是神经递质,A错误;
B、由神经末梢及其支配的肌肉构成的效应器处存在肌神经细胞与肌肉细胞之间形成的突触,B正确;
C、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,是细胞自主控制的一种程序性死亡,C正确;
D、结合题干信息可知,如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡,所以使用蛋白合成抑制剂会抑制该种蛋白质的合成,进而会促进肌神经细胞凋亡,D正确。
故答案为:A。
【分析】细胞死亡包括凋亡和坏死等方式,其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以它是一种程序性死亡。在成熟的生物体中,细胞的自然更新,某些被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的。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。
10.【答案】B
【知识点】细胞的凋亡
【解析】【解答】A、蝌蚪尾的消失是通过细胞凋亡实现的,A正确;
B、细胞内蛋白酶L在无酶活性时会通过参与特定复合体并经过一系列的过程最终导致细胞焦亡,故敲除编码蛋白酶L的基因影响细胞焦亡,B错误;
C、细胞焦亡释放的病原体可作为抗原在体内通过巨噬细胞吞噬消化,C正确;
D、细胞焦亡释放的病原体可作为抗原刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化,D正确。
故答案为:B。
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。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。
11.【答案】D
【知识点】细胞的凋亡;癌症的预防与治疗;细胞衰老的原因探究
【解析】【解答】A、细胞衰老和细胞凋亡都是由基因控制的细胞正常的生命活动,都受遗传信息的调控,A正确;
B、因siRNA干扰技术能降低TRPM7基因表达,所以siRNA干扰TRPM7基因实验组的TRPM7基因表达量下降。由图可知:siRNA干扰TRPM7基因实验组Bax基因表达量增加,细胞凋亡率增加。因此TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡,B正确;
C、siRNA干扰TRPM7基因实验组Bcl-2基因表达量降低,由题干可知Bcl-2基因抑制细胞凋亡,故TRPM7基因可能通过促进Bcl-2基因的表达来抑制细胞凋亡,C正确;
D、siRNA干扰TRPM7基因实验组中Bax基因表达量增加,Bcl-2基因表达量减少,细胞凋亡率增加,因此可以通过抑制癌细胞中TRPM7基因表达来增加凋亡率,从而治疗相关癌症,D错误。
故答案为:D。
【分析】由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以它是一种程序性死亡。在成熟的生物体中,细胞的自然更新,某些被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的。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。
12.【答案】C
【知识点】细胞癌变的原因;DNA分子的复制;基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、由图可知,DNA的修复过程涉及到损伤片段的切除和DNA片段的形成,需要限制酶和DNA聚合酶的参与,A正确;
B、DNA链的合成方向为5'到3'端,所以填补缺口时,新链合成也是5'到3'的方向进行,B正确;
C、DNA有害损伤发生后,在细胞增殖中的DNA复制时进行修复,对细胞最有利,C错误;
D、基因累积突变导致癌症,随年龄增长,XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因,可用突变累积解释,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、DNA分子的复制:
(1)场所:主要在细胞核,此外在线粒体和叶绿体中也能进行.
(2)时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
(3)特点:多起点,边解旋边复制;复制方式为半保留复制。
(4)条件:模板:亲代DNA分子的两条链;原料:游离的4种脱氧核苷酸;能量:ATP;酶:解旋酶、DNA聚合酶 。
(4)原则:碱基互补配对原则。A-T,G-C,C-G,T-A。
2、几种酶的比较:
名称 作用部位 作用结果
限制酶 磷酸二酯键 将DNA切成两个片段
DNA连接酶 磷酸二酯键 将两个DNA片段连接为一个DNA分子
DNA聚合酶 磷酸二酯键 将两个脱氧核苷酸依次连接到单链末端
DNA(水解)酶 磷酸二酯键 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸
解旋酶 碱基对之间的氢键 将双链DNA分子局部解旋为单链,形成两条长链
13.【答案】C
【知识点】细胞癌变的原因;癌症的预防与治疗;基因诊断和基因治疗
【解析】【解答】A、抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖,因此p53基因突变会导致细胞无限增值,可能引起细胞癌变,A正确;
B、抑癌基因 p53 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,B正确;
CD、题干”cireDNMTI(一种RNA分子)通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌“,说明circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变快,解决乳腺癌的新思路也就是可以通过基因编辑技术作用于 circDNMT1 的基因,使其无法转录,或者使其转录产物失活等,C错误,D正确。
故答案为:C。
【分析】环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子,使原癌基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因:原癌基因和抑癌基因。一般来说,原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。相反,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,这类基因一旦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。
【答案】14.A
15.C
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义
【解析】【分析】微管是由微管蛋白和微管结合蛋白组成的中空圆柱状结构。在不同的细胞中微管具有相似的结构特性,对低温、高压和秋水仙素等药物敏感。微管主要存在于细胞质中,呈网状或束状分布。为适应细胞质的变化,它能很快地组装和去组装,表现为动态结构特征。微管具有重要的生物学功能,如维持细胞形态结构、参与细胞运动、细胞内物质运输、信号传导、细胞分裂等,可参与形成纺锤体、基粒、中心粒、轴突、神经管、纤毛、鞭毛等结构。
14.微管蛋白化学本质是蛋白质,蛋白质的基本单位是氨基酸。
故答案为:A。
15.由“紫杉醇可与微管结合,使微管稳定不解聚,阻止染色体移动,从而抑制细胞分裂”可知,紫杉醇主要影响染色体向两极移动。
故答案为:C。
16.【答案】(1)DNA分子复制和有关蛋白质的合成
(2)促进细胞核的分裂;促进细胞质的分裂
(3)光敏色素;温度、重力
【知识点】细胞周期;细胞有丝分裂不同时期的特点;植物激素间的相互关系;环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】(1)细胞间期主要进行物质准备,包括DNA的复制和有关蛋白质的合成。
(2)在促进细胞分裂时,生长素主要促进细胞核的分裂,细胞分裂素主要促进细胞质的分裂。
(3)植物的生长发育受环境因素的调控,如光照,在植物细胞中含有能感受光信号的光敏色素,除此之外还有温度、重力等。
【分析】1、有丝分裂过程:
(1)间期∶进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;
(2)前期∶核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;
(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;
(4)后期∶着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;
(5)末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、生长素和细胞分裂素:生长素促进细胞核分裂,细胞分裂素促进细胞质分裂,二者共同促进细胞分裂,生长素同时促进细胞伸长,从而协同促进植物生长。生长素和赤霉素:赤霉素促进色氨酸合成生长素,抑制生长素的氧化分解,从而协同促进细胞伸长。
3、植物生长发育的整体调控:环境因素调节:调节植物生长的环境因素主要是光、温度、重力。光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程,温度影响植物的各项生命活动,以及植物的地域性分布等,重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。在个体层次,植物生长、发育、繁殖、休眠,实际上是植物响应环境变化,调控基因表达以及激素产生、分布,最终表现在器官和个体水平上的变化。
17.【答案】(1)光合;脂肪酸
(2)长时间光照促进叶绿体产生NADH,M酶活性降低,pMDH酶催化B酸转化为A酸
(3)②④①③
(4)叶绿体产生的A酸通过载体蛋白运输到线粒体,线粒体代谢产生的B酸,又通过载体蛋白返回到叶绿体,从而维持A酸-B酸的稳态与平衡。
【知识点】细胞器之间的协调配合;光合作用的过程和意义;细胞的凋亡
【解析】【解答】(1)叶绿体是光合作用的场所,通过光合作用将CO2转化为糖。因M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶,所以可推测叶绿体也可以合成脂肪的组分脂肪酸。
故填:光合;脂肪酸。
(2)M基因突变为m后,在长时间光照条件下,促进叶绿体产生NADH,M酶活性降低,pMDH酶催化B酸转化为A酸,A酸转运到线粒体,最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。
故填:长时间光照促进叶绿体产生NADH,M酶活性降低,pMDH酶催化B酸转化为A酸。
(3)分析题干内容可知,科学家解析“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路为:用诱变剂处理突变体m,并筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株,通过对所获一系列突变体的详细解析确定相应蛋白的细胞定位和功能并鉴定相关基因,因此正确顺序为②④①③。
故填:②④①③。
(4)据图分析可知:叶绿体中B酸反应产生的A酸通过载体蛋白运入线粒体,发生反应后又产生B酸;线粒体产生的B酸,又通过载体蛋白运回到叶绿体,从而维持A酸-B酸的稳态与平衡。
故填:叶绿体产生的A酸通过载体蛋白运输到线粒体,线粒体代谢产生的B酸,又通过载体蛋白返回到叶绿体,从而维持A酸-B酸的稳态与平衡。
【分析】本实验目的为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因,实验思路为用诱变剂处理突变体m,并筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株,通过对所获一系列突变体的详细解析确定相应蛋白的细胞定位和功能。由此揭示出一条活性氧产生的新途径:A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质,从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中,在mMDH酶的作用下产生NADH([H])和B酸,NADH被氧化会产生活性氧。一旦活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。
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2023年全国高考生物真题汇编7:细胞的增值、分化、衰老与凋亡
一、选择题
1.(2023·山东)细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中,由核rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是(  )
A.原核细胞无核仁,不能合成rRNA
B.真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成
C.rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子
D.细胞在有丝分裂各时期都进行核rDNA的转录
【答案】B
【知识点】其它细胞器及分离方法;细胞周期
【解析】【解答】A、原核细胞无核仁但存在遗传物质DNA,可以转录合成rRNA,与相应蛋白质构成核糖体,A错误;
B、核糖体是蛋白质合成的场所,细胞内蛋白质合成的场所都是核糖体,核糖体蛋白也是在核糖体上合成的,B正确;
C、mRNA上三个相邻的碱基构成一个密码子,C错误;
D、有丝分裂时只在细胞分裂的间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,故rRNA的转录在有丝分裂的间期进行,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、核糖体存在于动植物细胞中,是无膜结构细胞器,由核糖体RNA与蛋白质构成,是蛋白质的合成的场所。2、密码子是mRNA上相邻的3个碱基。3、细胞周期的大部分时间处于分裂间期,占细胞周期的90%~95%。分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。
2.(2023·湖北)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中,某同学制作的装片效果非常好,他将其中的某个视野放大拍照,发给5位同学观察细胞并计数,结果如下表(单位:个)。关于表中记录结果的分析,下列叙述错误的是(  )
学生 分裂间期 分裂期 总计
前期 中期 后期 末期
甲 5 6 3 2 6 22
乙 5 6 3 3 5 22
丙 5 6 3 2 6 22
丁 7 6 3 2 5 23
戊 7 7 3 2 6 25
A.丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程,某些细胞所处时期易混淆
B.五位同学记录的中期细胞数一致,原因是中期染色体排列在细胞中央,易区分
C.五位同学记录的间期细胞数不多,原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段
D.戊统计的细胞数量较多,可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同
【答案】C
【知识点】真核细胞的分裂方式;细胞周期;细胞有丝分裂不同时期的特点;观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、丙和丁的差别在于分裂间期和末期的数量不同,在区分两个时期时丙和丁同学判断结果不同,分裂时期发生混淆 ,A正确;
B、有丝分裂中期染色体整齐排列在细胞中央,形态固定数目清晰易区分,因此五位同学记录的中期细胞数一致,B正确;
C、取用的材料正处于旺盛的分裂阶段时观察结果仍应是绝大多数细胞处于分裂间期,只有少数细胞处于分裂期。五位同学记录的间期细胞数不多,可能原因是该同学是将其中的某个视野放大拍照进行记录的,在该区域处于分裂间期的细胞比例相对较低,故五位同学记录的间期细胞数不多,C错误;
D、戊同学的细胞计数规则可能与其他同学不同,导致戊统计的细胞数量较多,D正确。
故答案为:C。
【分析】在高等植物体内,有丝分裂常见于根尖、茎尖等分生区细胞。染色体是细胞核内容易被碱性染料染成深色的物质,用龙胆紫进行染色可观察不同时期染色体形态与数量。在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体的存在状态,以判断细胞所处的时期。
3.(2023·浙江)为筛选观察有丝分裂的合适材料,某研究小组选用不同植物的根尖,制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述,不合理的是(  )。
A.选用易获取且易大量生根的材料
B.选用染色体数目少易观察的材料
C.选用解离时间短分散性好的材料
D.选用分裂间期细胞占比高的材料
【答案】D
【知识点】观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、观察细胞有丝分裂,可选择植物细胞的根尖分生区,选用易获取且易大量生根的材料,A合理;
B、细胞分裂的各个时期染色体的形态和数目不同,实验材料细胞中染色体越少越容易观察到,B合理;
C、解离时间长的话会使细胞过于酥软易破裂,故应选用解离时间短分散性好的材料,C合理;
D、观察细胞有丝分裂主要观察的是分裂期细胞的特征,应选用分裂期细胞占比高的材料,D不合理。
故答案为:D。
【分析】观察植物细胞有丝分裂实验:
(1)解离:剪取根尖2-3mm(最好每天的10-14点取根,因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期),立即放入盛有质量分数为15%的氯化氢溶液和体积分数为95%的酒精溶液的混合液(1:1)的玻璃皿中,在室温下解离3-5min。
(2)漂洗:待根尖酥软后,用镊子取出,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
(3)染色:把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液的培养皿中,染色3-5min。
(4)制片:取一干净载玻片,在中央滴一滴清水,将染色的根尖用镊子取出,放入载玻片的水滴中,并且用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片再加一载玻片。然后,用拇指轻轻地压载玻片。取下后加上的载玻片,既制成装片。
(5)观察:①低倍镜观察把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察,要求找到分生区的细胞,特点是:细胞呈正方形,排列紧密,有的细胞正在分裂。②高倍镜观察找到分生区的细胞后,把低倍镜移走,直接换上高倍镜,用细准焦螺旋和反光镜把视野调整的既清晰又较亮,直到看清细胞物象为止。
4.(2023·广东)下列叙述中,能支持将线粒体用于生物进化研究的是(  )
A.线粒体基因遗传时遵循孟德尔定律
B.线粒体DNA复制时可能发生突变
C.线粒体存在于各地质年代生物细胞中
D.线粒体通过有丝分裂的方式进行增殖
【答案】B
【知识点】真核细胞的分裂方式;基因的分离规律的实质及应用;现代生物进化理论的主要内容;线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、孟德尔遗传定律适用于细胞核基因遗传,故线粒体基因遗传时不遵循孟德尔定律,A错误;
B、DNA复制时双螺旋解开,结构相对不稳定,易发生碱基的替换、增添和缺失,因此线粒体DNA复制时可能发生突变,为生物进化提供原材料,B正确;
C、原核生物细胞内没有线粒体,因此线粒体不存在各地质年代原核生物细胞中,C错误;
D、 线粒体的增值方式跟细菌差不多,都是一分为二的方式进行分裂,有丝分裂是真核生物细胞的增殖方式,D错误。
故答案为:B。
【分析】线粒体是有氧呼吸的主要场所,通过内膜向内折叠形成嵴,增大膜的面积,为线粒体基质中的酶提供更多的附着点;是一种半自主性的细胞器,基质中含有核糖体、DNA、RNA与多种酶等,可以进行DNA的复制,与基因的表达。
5.(2023·湖北)快速分裂的癌细胞内会积累较高浓度的乳酸。研究发现,乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性,甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强,进而加快有丝分裂后期的进程。下列叙述正确的是(  )
A.乳酸可以促进DNA的复制
B.较高浓度乳酸可以抑制细胞的有丝分裂
C.癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸
D.敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平
【答案】D
【知识点】无氧呼吸的过程和意义;有丝分裂的过程、变化规律及其意义;癌细胞的主要特征
【解析】【解答】A、由题干可知:乳酸与锌离子结合最终加快有丝分裂后期的进程,DNA复制发生在分裂前的间期,A错误;
B、快速分裂的癌细胞内会积累较高浓度的乳酸,乳酸能促进有丝分裂后期的进程进而促进分裂,B错误;
C、无氧呼吸场所为细胞质基质,C错误;
D、蛋白甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强,故敲除蛋白甲基因可提高细胞内蛋白乙的SUMO化水平,D正确。
故答案为:D。
【分析】无氧呼吸分为两个阶段,场所均为细胞质基质。无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸相同,将葡萄糖分解成丙酮酸,释放少量能量,第二阶段丙酮酸转化成乳酸。
6.(2023·浙江)某动物(2n=4)的基因型为AaXBY,其精巢中两个细胞的染色体组成和基因分布如图所示,其中一个细胞处于有丝分裂某时期。下列叙述错误的是(  )。
A.甲细胞处于有丝分裂中期、乙细胞处于减数第二次分裂后期
B.甲细胞中每个染色体组的DNA分子数与乙细胞的相同
C.若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞
D.形成乙细胞过程中发生了基因重组和染色体变异
【答案】B
【知识点】细胞有丝分裂不同时期的特点;减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化;基因重组及其意义;染色体结构的变异;减数分裂与有丝分裂的比较
【解析】【解答】A、由图可知,甲细胞处于有丝分裂的中期,乙细胞处于减数第二次分裂后期,A正确;
B、甲细胞为有丝分裂中期的细胞一个染色体组含有两条染色体,每条染色体含有2个DNA分子,故甲细胞中一个染色体组中含有4个DNA分子,乙细胞是处于减数二次分裂后期,一个染色体上含有1个DNA分子,故一个染色体组含有2条染色体2个DNA分子,二者不同,B错误;
C、甲细胞中一个a基因突变,甲细胞经过有丝分裂形成两种基因型的细胞,C正确;
D、形成乙细胞的过程中发生了同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合,即发生了基因重组和染色体变异,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、有丝分裂过程:(1)间期∶进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期∶核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期∶着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、减数分裂过程:(1)减数分裂Ⅰ前的间期:染色体的复制。(2)减数分裂Ⅰ:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期∶同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数分裂Ⅱ过程∶①前期∶核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期∶着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
7.(2023·海南)某团队通过多代细胞培养,将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除,获得XO胚胎干细胞,再经过一系列处理,使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是(  )
A.营养供应充足时,传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制
B.获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异
C.XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化
D.若某濒危哺乳动物仅存雄性个体,可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
【答案】A
【知识点】细胞分化及其意义;染色体数目的变异;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、大部分动物细胞在体外培养基中增殖时会发生接触抑制,A符合题意;
B、由题意可知,XO胚胎干细胞是由小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除后制得的,所以获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异,B不符合题意;
C、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,所以XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化,C不符合题意;
D、由题意分析可知,若某濒危哺乳动物仅存雄性个体,则可通过该方法获得有功能的卵母细胞用于繁育,对该种濒危哺乳动物起到保护作用。
故答案为:A。
【分析】1、大部分体外培养的动物细胞会发生接触抑制现象,即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖。
2、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,在整个过程中,染色体数目没有变化,其本质是基因的选择性表达。
8.(2023·海南)根边缘细胞是从植物根冠上游离下来的一类特殊细胞,可合成并向胞外分泌多种物质形成黏胶层。用DNA酶或蛋白酶处理黏胶层会使其厚度变薄。将物质A加入某植物的根边缘细胞悬液中,发现根边缘细胞的黏胶层加厚,细胞出现自噬和凋亡现象。下列有关叙述错误的是(  )
A.根边缘细胞黏胶层中含有DNA和蛋白质
B.物质A可导致根边缘细胞合成胞外物质增多
C.根边缘细胞通过自噬可获得维持生存所需的物质和能量
D.物质A引起的根边缘细胞凋亡,是该植物在胚发育时期基因表达的结果
【答案】D
【知识点】细胞的凋亡;细胞自噬
【解析】【解答】A、由题意可知,用DNA酶或蛋白酶处理黏胶层会使其厚度变薄,可推知根边缘细胞黏胶层中含有DNA和蛋白质,A不符合题意;
B、由题意可知,根边缘细胞可合成并向胞外分泌多种物质形成黏胶层,将物质A加入某植物的根边缘细胞悬液中,发现根边缘细胞的黏胶层加厚,可推知物质A可导致根边缘细胞合成胞外物质增多,进而导致根边缘细胞的凝胶层加厚,B不符合题意;
C、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不符合题意;
D、由题意可知,根边缘细胞发生细胞凋亡是在物质A,即外界环境影响下发生的现象,不是该植物在胚发育时期基因表达的结果,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】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;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,有些激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡。
9.(2023·天津)在肌神经细胞发育过程中,肌肉细胞需要释放一种蛋白质,其进入肌神经细胞后,促进其发育以及与肌肉细胞的联系;如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡。下列说法错误的是(  )
A.这种蛋白质是一种神经递质
B.肌神经细胞可以与肌肉细胞形成突触
C.凋亡是细胞自主控制的一种程序性死亡
D.蛋白合成抑制剂可以促进肌神经细胞凋亡
【答案】A
【知识点】细胞的凋亡;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、结合题干信息可知,该蛋白质是由肌细胞合成并分泌的,而神经递质是由神经元合成并分泌的,所以该种蛋白质不是神经递质,A错误;
B、由神经末梢及其支配的肌肉构成的效应器处存在肌神经细胞与肌肉细胞之间形成的突触,B正确;
C、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,是细胞自主控制的一种程序性死亡,C正确;
D、结合题干信息可知,如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡,所以使用蛋白合成抑制剂会抑制该种蛋白质的合成,进而会促进肌神经细胞凋亡,D正确。
故答案为:A。
【分析】细胞死亡包括凋亡和坏死等方式,其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以它是一种程序性死亡。在成熟的生物体中,细胞的自然更新,某些被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的。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。
10.(2023·山东)研究发现,病原体侵入细胞后,细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定的复合体,经过一系列过程,最终导致该细胞炎症性坏死,病原体被释放,该过程属于细胞焦亡。下列说法错误的是(  )
A.蝌蚪尾的消失不是通过细胞焦亡实现的
B.敲除编码蛋白酶L的基因不影响细胞焦亡
C.细胞焦亡释放的病原体可由体内的巨噬细胞吞噬消化
D.细胞焦亡释放的病原体可刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化
【答案】B
【知识点】细胞的凋亡
【解析】【解答】A、蝌蚪尾的消失是通过细胞凋亡实现的,A正确;
B、细胞内蛋白酶L在无酶活性时会通过参与特定复合体并经过一系列的过程最终导致细胞焦亡,故敲除编码蛋白酶L的基因影响细胞焦亡,B错误;
C、细胞焦亡释放的病原体可作为抗原在体内通过巨噬细胞吞噬消化,C正确;
D、细胞焦亡释放的病原体可作为抗原刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化,D正确。
故答案为:B。
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。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。
11.(2023·湖南)基因Bax和Bcl-2 分别促进和抑制细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达,研究其对细胞凋亡的影响,结果如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.细胞衰老和细胞凋亡都受遗传信息的调控
B.TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡
C.TRPM7基因可能通过促进Bcl-2基因的表达来抑制细胞凋亡
D.可通过特异性促进癌细胞中TRPM7基因的表达来治疗相关癌症
【答案】D
【知识点】细胞的凋亡;癌症的预防与治疗;细胞衰老的原因探究
【解析】【解答】A、细胞衰老和细胞凋亡都是由基因控制的细胞正常的生命活动,都受遗传信息的调控,A正确;
B、因siRNA干扰技术能降低TRPM7基因表达,所以siRNA干扰TRPM7基因实验组的TRPM7基因表达量下降。由图可知:siRNA干扰TRPM7基因实验组Bax基因表达量增加,细胞凋亡率增加。因此TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡,B正确;
C、siRNA干扰TRPM7基因实验组Bcl-2基因表达量降低,由题干可知Bcl-2基因抑制细胞凋亡,故TRPM7基因可能通过促进Bcl-2基因的表达来抑制细胞凋亡,C正确;
D、siRNA干扰TRPM7基因实验组中Bax基因表达量增加,Bcl-2基因表达量减少,细胞凋亡率增加,因此可以通过抑制癌细胞中TRPM7基因表达来增加凋亡率,从而治疗相关癌症,D错误。
故答案为:D。
【分析】由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以它是一种程序性死亡。在成熟的生物体中,细胞的自然更新,某些被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的。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。
12.(2023·浙江)紫外线引发的DNA损伤,可通过“核苷酸切除修复(NER)”方式修复,机制如图所示。着色性干皮症(XP)患者的NER酶系统存在缺陷,受阳光照射后,皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病,20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是(  )。
A.修复过程需要限制酶和DNA聚合酶
B.填补缺口时,新链合成以5'到3'的方向进行
C.DNA有害损伤发生后,在细胞增殖后进行修复,对细胞最有利
D.随年龄增长,XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因,可用突变累积解释
【答案】C
【知识点】细胞癌变的原因;DNA分子的复制;基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、由图可知,DNA的修复过程涉及到损伤片段的切除和DNA片段的形成,需要限制酶和DNA聚合酶的参与,A正确;
B、DNA链的合成方向为5'到3'端,所以填补缺口时,新链合成也是5'到3'的方向进行,B正确;
C、DNA有害损伤发生后,在细胞增殖中的DNA复制时进行修复,对细胞最有利,C错误;
D、基因累积突变导致癌症,随年龄增长,XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因,可用突变累积解释,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、DNA分子的复制:
(1)场所:主要在细胞核,此外在线粒体和叶绿体中也能进行.
(2)时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
(3)特点:多起点,边解旋边复制;复制方式为半保留复制。
(4)条件:模板:亲代DNA分子的两条链;原料:游离的4种脱氧核苷酸;能量:ATP;酶:解旋酶、DNA聚合酶 。
(4)原则:碱基互补配对原则。A-T,G-C,C-G,T-A。
2、几种酶的比较:
名称 作用部位 作用结果
限制酶 磷酸二酯键 将DNA切成两个片段
DNA连接酶 磷酸二酯键 将两个DNA片段连接为一个DNA分子
DNA聚合酶 磷酸二酯键 将两个脱氧核苷酸依次连接到单链末端
DNA(水解)酶 磷酸二酯键 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸
解旋酶 碱基对之间的氢键 将双链DNA分子局部解旋为单链,形成两条长链
13.(2023·广东)中外科学家经多年合作研究,发现cireDNMTI(一种RNA分子)通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌,为解决乳腺癌这一威胁全球女性健康的重大问题提供了新思路。下列叙述错误的是(  )
A.p53基因突变可能引起细胞癌变
B.p53蛋白能够调控细胞的生长和增殖
C.circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变慢
D.circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究
【答案】C
【知识点】细胞癌变的原因;癌症的预防与治疗;基因诊断和基因治疗
【解析】【解答】A、抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖,因此p53基因突变会导致细胞无限增值,可能引起细胞癌变,A正确;
B、抑癌基因 p53 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,B正确;
CD、题干”cireDNMTI(一种RNA分子)通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌“,说明circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变快,解决乳腺癌的新思路也就是可以通过基因编辑技术作用于 circDNMT1 的基因,使其无法转录,或者使其转录产物失活等,C错误,D正确。
故答案为:C。
【分析】环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子,使原癌基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因:原癌基因和抑癌基因。一般来说,原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。相反,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,这类基因一旦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。
(2023·浙江)阅读下列材料,回答下列小题。
纺锤丝由微管构成,微管由微管蛋白组成。有丝分裂过程中,染色体的移动依赖于微管的组装和解聚。紫杉醇可与微管结合,使微管稳定不解聚,阻止染色体移动,从而抑制细胞分裂。
14.微管蛋白是构成细胞骨架的重要成分之一,组成微管蛋白的基本单位是(  )
A.氨基酸 B.核苷酸 C.脂肪酸 D.葡萄糖
15.培养癌细胞时加入一定量的紫杉醇,下列过程受影响最大的是(  )
A.染色质复制 B.染色质凝缩为染色体
C.染色体向两极移动 D.染色体解聚为染色质
【答案】14.A
15.C
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义
【解析】【分析】微管是由微管蛋白和微管结合蛋白组成的中空圆柱状结构。在不同的细胞中微管具有相似的结构特性,对低温、高压和秋水仙素等药物敏感。微管主要存在于细胞质中,呈网状或束状分布。为适应细胞质的变化,它能很快地组装和去组装,表现为动态结构特征。微管具有重要的生物学功能,如维持细胞形态结构、参与细胞运动、细胞内物质运输、信号传导、细胞分裂等,可参与形成纺锤体、基粒、中心粒、轴突、神经管、纤毛、鞭毛等结构。
14.微管蛋白化学本质是蛋白质,蛋白质的基本单位是氨基酸。
故答案为:A。
15.由“紫杉醇可与微管结合,使微管稳定不解聚,阻止染色体移动,从而抑制细胞分裂”可知,紫杉醇主要影响染色体向两极移动。
故答案为:C。
二、非选择题
16.(2023·新课标卷)植物的生长发育受多种因素调控。回答下列问题。
(1)细胞增殖是植物生长发育的基础。细胞增殖具有周期性,细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备,物质准备过程主要包括   。
(2)植物细胞分裂是由生长素和细胞分裂素协同作用完成的。在促进细胞分裂方面,生长素的主要作用是   ,细胞分裂素的主要作用是   。
(3)给黑暗中生长的幼苗照光后幼苗的形态出现明显变化,在这一过程中感受光信号的受体有   (答出Ⅰ点即可)。除了光,调节植物生长发育的环境因素还有   (答出2点即可).
【答案】(1)DNA分子复制和有关蛋白质的合成
(2)促进细胞核的分裂;促进细胞质的分裂
(3)光敏色素;温度、重力
【知识点】细胞周期;细胞有丝分裂不同时期的特点;植物激素间的相互关系;环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】(1)细胞间期主要进行物质准备,包括DNA的复制和有关蛋白质的合成。
(2)在促进细胞分裂时,生长素主要促进细胞核的分裂,细胞分裂素主要促进细胞质的分裂。
(3)植物的生长发育受环境因素的调控,如光照,在植物细胞中含有能感受光信号的光敏色素,除此之外还有温度、重力等。
【分析】1、有丝分裂过程:
(1)间期∶进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;
(2)前期∶核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;
(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;
(4)后期∶着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;
(5)末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、生长素和细胞分裂素:生长素促进细胞核分裂,细胞分裂素促进细胞质分裂,二者共同促进细胞分裂,生长素同时促进细胞伸长,从而协同促进植物生长。生长素和赤霉素:赤霉素促进色氨酸合成生长素,抑制生长素的氧化分解,从而协同促进细胞伸长。
3、植物生长发育的整体调控:环境因素调节:调节植物生长的环境因素主要是光、温度、重力。光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程,温度影响植物的各项生命活动,以及植物的地域性分布等,重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。在个体层次,植物生长、发育、繁殖、休眠,实际上是植物响应环境变化,调控基因表达以及激素产生、分布,最终表现在器官和个体水平上的变化。
17.(2023·北京)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
调控植物细胞活性氧产生机制的新发现
能量代谢本质上是一系列氧化还原反应。在植物细胞中,线粒体和叶绿体是能量代谢的重要场所。叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要。在细胞的氧化还原反应过程中会有活性氧产生,活性氧可以调控细胞代谢,并与细胞凋亡有关。
我国科学家发现一个拟南芥突变体m(M基因突变为m基因),在受到长时间连续光照时,植株会出现因细胞凋亡而引起的叶片黄斑等表型。M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。与野生型相比,突变体m中M酶活性下降,脂肪酸含量显著降低。
为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因,研究人员以诱变剂处理突变体m,筛选不表现细胞凋亡,但仍保留m基因的突变株。通过对所获一系列突变体的详细解析,发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I(催化有氧呼吸第三阶段的酶)等均参与细胞凋亡过程。由此揭示出一条活性氧产生的新途径(如图):A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质,从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中,在mMDH酶的作用下产生NADH([H])和B酸,NADH被氧化会产生活性氧。活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。
在上述研究中,科学家从拟南芥突变体m入手,揭示出在叶绿体和线粒体之间存在着一条A酸-B酸循环途径。对A酸-B酸循环的进一步研究,将为探索植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思路。
(1)叶绿体通过   作用将CO2转化为糖。从文中可知,叶绿体也可以合成脂肪的组分   。
(2)结合文中图示分析,M基因突变为m后,植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是:   ,A酸转运到线粒体,最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。
(3)请将下列各项的序号排序,以呈现本文中科学家解析“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路:   。
①确定相应蛋白的细胞定位和功能
②用诱变剂处理突变体m
③鉴定相关基因
④筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株
(4)本文拓展了高中教材中关于细胞器间协调配合的内容,请从细胞器间协作以维持稳态与平衡的角度加以概括说明。
【答案】(1)光合;脂肪酸
(2)长时间光照促进叶绿体产生NADH,M酶活性降低,pMDH酶催化B酸转化为A酸
(3)②④①③
(4)叶绿体产生的A酸通过载体蛋白运输到线粒体,线粒体代谢产生的B酸,又通过载体蛋白返回到叶绿体,从而维持A酸-B酸的稳态与平衡。
【知识点】细胞器之间的协调配合;光合作用的过程和意义;细胞的凋亡
【解析】【解答】(1)叶绿体是光合作用的场所,通过光合作用将CO2转化为糖。因M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶,所以可推测叶绿体也可以合成脂肪的组分脂肪酸。
故填:光合;脂肪酸。
(2)M基因突变为m后,在长时间光照条件下,促进叶绿体产生NADH,M酶活性降低,pMDH酶催化B酸转化为A酸,A酸转运到线粒体,最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。
故填:长时间光照促进叶绿体产生NADH,M酶活性降低,pMDH酶催化B酸转化为A酸。
(3)分析题干内容可知,科学家解析“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路为:用诱变剂处理突变体m,并筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株,通过对所获一系列突变体的详细解析确定相应蛋白的细胞定位和功能并鉴定相关基因,因此正确顺序为②④①③。
故填:②④①③。
(4)据图分析可知:叶绿体中B酸反应产生的A酸通过载体蛋白运入线粒体,发生反应后又产生B酸;线粒体产生的B酸,又通过载体蛋白运回到叶绿体,从而维持A酸-B酸的稳态与平衡。
故填:叶绿体产生的A酸通过载体蛋白运输到线粒体,线粒体代谢产生的B酸,又通过载体蛋白返回到叶绿体,从而维持A酸-B酸的稳态与平衡。
【分析】本实验目的为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因,实验思路为用诱变剂处理突变体m,并筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株,通过对所获一系列突变体的详细解析确定相应蛋白的细胞定位和功能。由此揭示出一条活性氧产生的新途径:A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质,从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中,在mMDH酶的作用下产生NADH([H])和B酸,NADH被氧化会产生活性氧。一旦活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。
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