高三二轮生物细胞代谢作业 12
基础题1.研究发现，myoD基因在黄颡鱼的心、脑、肌肉等不同组织中均有表达，在肌肉组织中表达量最高。下列分析正确的是（ ）
A．myoD基因在肌肉组织中表达量最高，说明肌肉细胞的分化程度最高
B．同一个体不同细胞中核酸的种类相同，但蛋白质种类不一定相同
C．基因的表达种类和数量都可能影响细胞的分化
D．通过检测组织细胞的myoD基因或呼吸酶基因是否表达，均可确定细胞是否分化
基础题2.下列关于细胞分化与全能性的叙述,错误的是( )
A.细胞分化具有持久性、普遍性,且一般不可逆
B.造血干细胞分化成各种淋巴细胞时核DNA不变
C.马铃薯块茎长出大量的不定根体现了细胞的全能性
D.肌细胞的分化程度高于受精卵,而全能性低于受精卵
3.细胞凋亡对维持个体的正常生长发育及生命活动具有重要意义。下列叙述错误的是( )
A.在人体发育过程中，一定存在着细胞凋亡 B.被病原体感染的细胞可能发生凋亡
C.细胞凋亡就是细胞坏死 D.凋亡是细胞编程性死亡的过程
4.CD34+细胞是一种主要分布在骨髓、外周血和脐带血中的造血干细胞，也称为内皮祖细胞，在血管维持和心脏修复中起着至关重要的作用。CD34+细胞经体外培养后能够转移到对应的缺血心肌组织，促进血管生成和组织再生。下列说法错误的是（ ）
A．CD34+细胞属于成体干细胞，可从成体组织、器官中获取
B．胚胎干细胞和CD34+细胞形态和功能的差异主要是因为基因的不同
C．CD34+细胞发挥作用具有靶向性，可能与细胞特异性表达的某些糖蛋白有关
D．对心衰患者通过注射来源于自身的CD34+细胞进行治疗，可避免免疫排斥反应
易错题5.拟南芥发育早期的叶肉细胞中，未成熟叶绿体发育所需ATP须借助其膜上的转运蛋白H由细胞质基质进入。发育到一定阶段，叶肉细胞H基因表达量下降，细胞质基质中的ATP向成熟叶绿体转运受阻。成熟叶绿体方可正常行使其功能。下列叙述错误的是（ ）
A．成熟叶绿体行使其功能所需ATP在类囊体膜上合成
B．H基因表达量的变化，表明叶肉细胞正在发生细胞分化
C．细胞质基质中的ATP进入未成熟叶绿体主要参与暗反应
D．ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
6.“不知明镜里，何处得秋霜”生动地描述了岁月催人老的自然现象。随着年龄的增长，头发会逐渐变白，手、面部皮肤上出现“老年斑”，还会出现皮肤干燥、皱纹增多、行动迟缓等情况。下列有关叙述不正确的是( )
A. “老年斑”是衰老细胞中脂褐素沉积导致的
B. 头发变白是因为细胞中呼吸酶活性降低所致
C. 行动迟缓与酶活性降低及代谢速率下降有关
D. 皮肤干燥、皱纹增多与细胞内水分减少有关
易错题7.端粒是染色体末端一段高度简单重复的核苷酸序列和蛋白质组成的复合体，在分裂的细胞中，端粒核苷酸序列的合成只能由端粒酶（由RNA和蛋白质组成）催化完成。相关叙述正确的是（ ）
A．每条染色体均含两个端粒，随细胞分裂端粒不断延长
B．端粒和端粒酶的基本组成单位是脱氧核苷酸和氨基酸
C．端粒酶能为端粒核苷酸序列的合成提供所需的活化能
D．研发提高端粒酶活性的药物有望延缓机体细胞的衰老
8.细胞呼吸时，氧接受电子传递链传递的电子并与H 结合生成水。在此过程中，电子传递链的中间复合物会直接将电子传给氧形成自由基（ROS）。正常情况下，ROS可被超氧化物歧化酶（SOD）清除。下列说法错误的是（ ）
A．上述的电子传递链存在于真核细胞的线粒体内膜上
B．ROS攻击线粒体膜上的磷脂分子后会抑制自由基的产生
C．一般情况下，线粒体DNA发生突变的概率高于细胞核DNA
D．功能受损的线粒体可能会启动自噬程序，避免在细胞内堆积
9.下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是( )
A.蜥蜴断尾后再生出新的尾部 B.胡萝卜韧皮部细胞经组织培养发育成新植株
C.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞 D.小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株
10.坏死性凋亡是一种不同于凋亡的新型细胞死亡方式，当细胞凋亡不能正常发生而细胞必须死亡时，坏死性凋亡作为凋亡的“替补”方式被采用。坏死性凋亡与细胞凋亡类似，是一系列基因控制下的程序性死亡。下列说法错误的是（ ）
A．细胞坏死性凋亡不利于维持生物内环境稳态
B．细胞凋亡受自身遗传机制调控，同时也受环境因素的影响
C．坏死性凋亡的过程中存在着基因的选择性表达
D．极端的物理、化学因素或严重病理性刺激，会导致细胞坏死
11.第七次全国人口普查结果显示，我国60岁及以上也人口占18.70%，因此对衰老相关的研究具有显著的社会价值和医学价值，下列关于细胞衰老的叙述中错误的是( )
A.衰老细胞内可能会发生核膜内折、线粒体减少等变化
B.衰老细胞内基因的转录、物质运输功能可能会受影响
C.细胞衰老以后可能会发生细胞凋亡、细胞自噬等现象
D.细胞衰老、细胞坏死、细胞癌变均不受细胞基因调控
12.人体细胞有时会处于低氧环境。适度低氧下细胞可正常存活，严重低氧可导致细胞死亡。研究者以PC12细胞系为材料，研究了低氧影响细胞存活的机制。下图甲表示用不同浓度的O2处理PC12细胞，24h后检测到的线粒体自噬水平，图乙表示用线粒体自噬抑制剂3-MA处理PC12细胞，一定时间后检测到的细胞活性氧含量。下列说法错误的是（ ）
A．严重低氧可导致细胞死亡，是因为低氧时线粒体自噬水解的概率高
B．低氧时线粒体可能会产生较多损伤大分子和细胞器的活性氧
C．损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的溶酶体降解
D．图甲和乙结果表明，适度低氧可激活线粒体自噬来清除活性氧
13.如图为人体细胞的分裂、分化、衰老和凋亡过程的示意图，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( )
A.⑤与⑥中的蛋白质种类相同 B.细胞的衰老与凋亡一定会引起人体衰老与死亡
C.⑤与⑥已失去分裂能力，则其细胞内不会出现核DNA的复制
D.与①相比，②的表面积与体积的比值增大，与外界环境进行物质交换的能力增强
14.有实验证明中药提取物补骨脂异黄酮（corylin）通过抑制mTOR（一种与自噬活动有关的特异性蛋白）通路来延长寿命，可减缓人脐静脉内皮细胞的衰老过程。实验表明，在饮食中添加corylin可显著延长高脂饲料喂养的老年小鼠的寿命，与对照组小鼠相比，corylin喂养组小鼠在102周时的死亡率降低了20%，且corylin喂养组小鼠随着年龄的增长具有更好的运动能力，小鼠的血脂参数也降低了。下列有关叙述错误的是（ ）
A．细胞衰老的过程中会出现物质运输功能降低等现象
B．corylin喂养可能会改善衰老过程中与代谢有关的不良状况
C．若抑制mTOR基因的表达，则可能会加速细胞的衰老
D．corylin可用于缓解高脂饮食引起的肥胖、高脂血症等
15.姐妹染色单体通过粘连蛋白相互黏附而不能分离。分离酶(SEP)可水解粘连蛋白，其活性受核基因编码的两种蛋白调控：SCR蛋白与SEP结合抑制其活性，而APC蛋白可催化SCR蛋白水解。下列说法错误的是（ ）
A．SCR蛋白基因和APC蛋白基因可能在分裂间期表达
B．SEP的功能异常可能导致子细胞染色体数目异常
C．APC蛋白失活会导致姐妹染色单体不能正常分离
D．SCR蛋白基因和APC蛋白基因的表达说明细胞发生了分化
16.细胞可通过溶酶体“自噬”自身的部分结构和物质，降解后再利用。细胞自噬主要有三种形式，如图所示。请回答下列问题：
(1)溶酶体内pH≈5.0，而细胞质基质pH≈7.2，H+从细胞质基质进入溶酶体需要的条件有 （答出两点）。
(2)图中的自噬体是一种囊泡，囊泡的结构不固定，不能称之为细胞器，但对细胞的生命活动至关重要。动物细胞能产生囊泡的结构有很多，如内质网、 （答出两点）等。
(3)由图可知，自噬体的膜来源于 ，自噬体与溶酶体的融合体现了生物膜的 性。小分子营养物质可通过溶酶体膜运输到细胞质基质，而溶酶体内部的水解酶及残渣则不能通过其膜结构，这体现了生物膜的 性。
(4)当环境中营养物质缺乏时，细胞的自噬作用会 （填“增强”“减弱”或“不变”），其原因是 。
(5)分子伴侣介导的自噬（CMA）过程中，分子伴侣帮助目标蛋白去除折叠，由位于溶酶体膜上的受体蛋白识别目标蛋白暴露出的特定氨基酸序列（如KFERQ），目标蛋白进入溶酶体降解。阿尔茨海默病（AD）患者的神经细胞中常出现CMA活性降低，Tau蛋白积累（Tau蛋白积累会导致记忆障碍）。下列说法正确的有______________。
A．细胞自噬的三种形式均需要膜蛋白的参与
B．含有KFERQ序列的异常蛋白不一定被溶酶体膜上的受体蛋白识别
C．降低CMA活性的药物可能会减缓AD发病进程
17.为研究30Kc6蛋白对家蚕细胞凋亡的抑制作用，请根据以下提供材料与用具，以家蚕细胞的细胞数目变化和DNA碎片化为测定指标，完善实验思路，预测实验结果并进行分析与讨论。
材料与用具：家蚕细胞悬液、一定浓度的H2O2溶液、30Kc6蛋白溶液、培养液、培养瓶、血细胞计数板、显微镜、DNA碎片化测定试剂盒等。
（要求与说明：细胞计数的具体操作过程和DNA碎片化测定试剂盒的具体操作不作要求，不考虑加入溶液对体积的影响，实验条件适宜）
回答下列问题：
（1）实验思路：
①取家蚕细胞悬液加入含培养液的培养瓶中，用血细胞计数板在显微镜下计数，用DNA碎片化测定试剂盒检测DNA碎片化情况，并记录。
②将各瓶细胞悬液随机均分为A、B、C、D4组，A、B组用适量且等量的一定浓度的H2O2溶液处理，C、D组不作处理。
③ 。 ④_________________________。
⑤重复步骤3，统计并分析所得的数据。
（2）预测实验结果（以坐标曲线图形式表示DNA碎片化程度变化情况，并标出加入药物的时间点）。
（3）分析讨论：
①细胞凋亡过程除了DNA碎片化外，同时还伴随着线粒体的破裂现象，这些现象都是基因_____________________________________的结果。
②实验用H2O2需要控制特定浓度的原因是_____________________。
若想建立细胞凋亡模型除了要考虑H2O2浓度外，还需要考虑_______________。为获得这两个因素的最佳组合需要设计怎样的实验方案？___________________（简要方案说明）。
1.答案：C
解析：A、不同细胞中基因是选择性表达的，myoD基因在肌肉组织中表达量最高，不能说明该细胞分化程度最高，A错误；B、心、脑、肌肉细胞中DNA相同（均由同一个受精卵有丝分裂而来），但是RNA和蛋白质是不完全相同的，B错误；C、细胞分化的实质是基因的选择性表达，基因的表达种类和数量都可能影响细胞的分化，C正确；D、所有细胞中呼吸酶基因都表达，因此不能通过检测组织细胞的呼吸酶基因是否表达确定细胞是否分化，D错误。故选C。
2.答案：C
解析：本题考查细胞分化与全能性的相关分析。细胞分化具有持久性、普遍性，且一般不可逆，这是细胞分化的特点，A正确；细胞分化的实质是基因选择性表达，不改变遗传物质，则造血干细胞分化成各种淋巴细胞时核DNA不变，B正确；全能性的起点是细胞，终点为个体，则马铃薯块茎长出大量的不定根(器官)不能体现细胞的全能性，C错误；肌细胞的分化程度高于受精卵，受精卵发育成完整个体的潜能最大，即受精卵的全能性最高，故肌细胞全能性低于受精卵，D正确。
3.答案：C
解析：A、在人体发育过程中，一定存在着细胞凋亡，比如胚胎发育过程中尾部的消失，A正确；
B、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的，B正确；C、细胞凋亡与细胞坏死不同，C错误；D、细胞凋亡是指由基因控制的细胞自动结束生命的过程，又称为细胞编程性死亡，D正确。
故选C。
4.答案：B
解析：A、CD34+细胞是一种主要分布在骨髓、外周血和脐带血中的造血干细胞，CD34+细胞属于成体干细胞，可从成体组织、器官中获取，A正确；B、胚胎干细胞和CD34+细胞的基因是相同的，二者形态和功能的差异主要是因为基因的选择性表达，B错误；C、糖蛋白与细胞识别作用有密切关系，CD34+细胞发挥作用具有靶向性，可能与细胞特异性表达的某些糖蛋白有关，C正确；D、CD34+细胞可以来源于病人自身的体细胞，将其移植回患心衰病人体内后，可以避免免疫排斥反应，D正确。
故选B。
5.答案:C
解析：A、成熟叶绿体行使其功能（光合作用）所需ATP在类囊体膜上合成，用于暗反应阶段C3的还原，A正确；B、H基因表达量的变化，属于基因的选择性表达，表明叶肉细胞正在发生细胞分化，B正确；C、细胞质基质中的ATP进入未成熟叶绿体主要用于生长发育，C错误；D、ATP与ADP快速转化保证了生命活动的正常进行，ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带，D正确。故选C。
6.答案：C
解析：A、“老年斑”是衰老细胞中色素积累的结果，不是黑色素沉积，A错误；
B、头发变白是因为细胞中酪氨酸酶活性降低所致，B错误；
C、行动迟缓与酶活性降低及代谢速率下降有关，C正确；
D、皮肤干燥、皱纹增多与细胞保水能力降低有关，D错误。
7.答案：D
解析：A、分析题意，端粒是染色体末端一段高度简单重复的核苷酸序列和蛋白质组成的复合体，每条染色体均含两个端粒，随细胞分裂端粒不断缩短，A错误；B、分析题意，端粒酶由RNA和蛋白质组成，其中RNA的基本单位是核糖核苷酸，蛋白质的基本单位是氨基酸，B错误；C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，但不能为化学反应提供能量，C错误；D、根据端粒学说可知，细胞的衰老与端粒缩短有关，而端粒核苷酸序列的合成只能由端粒酶催化完成，故研发提高端粒酶活性的药物有望延缓机体细胞的衰老，D正确。故选D。
8.答案：B
解析：A、据题意可知，氧接受电子传递链传递的电子并与H 结合生成水，这是有氧呼吸第三阶段的生理过程，该场所在线粒体内膜上，A正确；B、根据自由基学说，ROS攻击线粒体膜上的磷脂分子后会促进自由基的产生，B错误；C、线粒体DNA是裸露的，不与蛋白质结合，发生突变的概率高于细胞核中的双链DNA，C正确；D、功能受损的线粒体可能会启动自程序，形成自噬小泡被溶酶体包裹进而降解，避免在细胞内堆积，D正确。故选B。
9.答案：B
解析：蜥蜴断尾后再生出新尾部的过程中发生了细胞分化，但没有体现体细胞的全能性，A错误；胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株的过程中发生了细胞分化，该过程也体现了体细胞的全能性，B正确；小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞体现的是基因的选择性表达，C错误；小麦花粉是生殖细胞，不是体细胞，D错误。
10.答案：A
解析：A、当细胞凋亡不能正常发生而细胞必须死亡时，坏死性凋亡作为凋亡的“替补”方式被采用，故细胞坏死性凋亡有利于维持生物内环境稳态，A错误；B、细胞凋亡受自身遗传机制调控，同时也受到环境因素的影响，B正确；C、坏死性凋亡是一系列基因控制下的程序性死亡，存在着基因的选择性表达，C正确；D、极端的物理、化学因素或严重病理性刺激，会导致细胞坏死，D正确。
11.答案：D
解析：衰老细胞在结构和功能上会发生一系列变化，如核膜内折、线粒体和内质网减少、染色质收缩影响基因的转录，细胞膜通透性改变使物质运输效率降低，A、B正确；细胞衰老以后在相关调控因子的作用下可能会发生细胞的凋亡、细胞的自噬等，C正确；细胞坏死不受细胞的基因调控，但细胞衰老、细胞癌变受细胞基因的调控，D错误。
12.答案：A
解析：A、图甲结果表明，适度的低氧条件下（10%氧气含量时），线粒体自噬水平相对值最高，A错误；B、根据图乙结果可以看出，低氧时活性氧含量高，据此推测，此时线粒体可能会产生较多损伤大分子和细胞器的活性氧，B正确；C、溶酶体中含有多种水解酶，损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径被细胞中的溶酶体降解，C正确；D、图甲表明，适度的低氧条件下（10%氧气含量时），线粒体自噬水平相对值最高；图2结果表明，在低氧条件下与对照组相比，使用线粒体自噬抑制剂3-MA处理后细胞活性氧含量增加。故可知适度低氧可激活线粒体自噬来清除细胞的活性氧，D正确。
13.答案：C
解析：图示分析：a表示细胞生长，b表示细胞有丝分裂过程，c表示细胞分化过程。⑤与⑥是由同一个受精卵经有丝分裂而来的，因此它们的遗传物质相同，但⑤与⑥发生了细胞分化，即基因发生了选择性表达，所以细胞中的蛋白质种类有所区别，A项错误。对于人体而言，细胞的衰老与凋亡不等于个体的衰老和死亡，细胞衰老和凋亡是伴随生物体一生的，年幼的时候也有衰老和凋亡的细胞，年老的时候也有新生的细胞，B项错误。⑤与⑥是高度分化的细胞，细胞已不能分裂，所以核DNA不能复制，C项正确。与①相比，②的体积变大，表面积与体积的比值减小，D项错误。
14.答案：C
解析：A、 细胞衰老的过程中，细胞膜通透性会改变使物质运输功能降低，A正确；
B、与对照组小鼠相比，corylin喂养组小鼠随着年龄的增长具有更好的运动能力，小鼠的血脂参数也降低了，说明corylin喂养可能会改善衰老过程中与代谢有关的不良状况，有利于延缓生理性衰老的正常进程，B正确；C、mTOR是一种与自噬活动有关的特异性蛋白，若抑制mTOR基因的表达，则将有助于延缓细胞的衰老，C错误；D、与对照组小鼠相比，corylin喂养组小鼠随着年龄的增长具有更好的运动能力，小鼠的血脂参数也降低了，说明corylin喂养可用于缓解高脂饮食引起的肥胖、高脂血症等，D正确。故选C。
15.答案：D
解析;A、由题意可知，分离酶(SEP)可水解粘连蛋白，其活性受核基因编码的SCR蛋白和APC蛋白调控，间期进行染色体复制，形成姐妹染色单体，SCR蛋白基因和APC蛋白基因可能在分裂间期表达，A正确；B、SEP的功能异常，导致粘连蛋白不能正常水解，可能导致子细胞染色体数目异常，B正确；
C、APC蛋白可催化SCR蛋白水解，而SCR蛋白与SEP结合抑制其活性，APC蛋白失活会导致姐妹染色单体不能正常分离，C正确；D、SCR蛋白基因和APC蛋白基因是与姐妹染色体单体形成和分离相关的基因，二者表达说明细胞发生了增殖，D错误。
故选D。
16.【答案】(1)能量（或ATP）、载体（或转运蛋白）
(2)高尔基体、细胞膜
(3) 内质网 流动 选择透过
(4) 增强 营养缺乏条件下，细胞通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量
(5)AB
【详解】（1）已知细胞质基质的pH约为7.0，溶酶体内部的pH约为5.0，那么细胞质基质中的H+进入溶酶体的方式是逆浓度梯度的主动运输，需要的条件有能量（或ATP）和载体（或转运蛋白）。
（2）动物细胞中内质网、高尔基体、细胞膜都可以产生囊泡结构。
（3）由图可知，自噬体的膜来源于内质网，自噬体与溶酶体的融合体现了生物膜的流动性。小分子营养物质可通过溶酶体膜运输到细胞质基质，溶酶体内部的水解酶及残渣则不能通过其膜结构，这说明生物膜具有选择透过性的特点。
（4）当环境中营养物质缺乏时，细胞的自噬作用会增强，原因是营养缺乏条件下，细胞通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量。
（5）A、细胞自噬的三种形式均需要膜蛋白对目标蛋白或细胞器进行识别，A正确；
B、根据题干信息，含有KFERQ序列的蛋白质需要在分子伴侣的帮助下去除折叠，把该序列暴露出来，才能被受体蛋白识别，B正确；
C、Tau蛋白积累会导致记忆障碍，CMA活性降低导致Tau蛋白累积，故提高CMA活性的药物可能会减缓AD发病进程，C错误。
故选AB。
17.答案：（1）每隔一段时间，分别取上述4组培养瓶内的培养物，用血细胞计数板在显微镜下计数，用DNA碎片化测定试剂盒检测DNA碎片化情况，并记录 当细胞数量和DNA碎片化程度达到一定值时向B、C组加入适量且等量的30Kc6蛋白溶液
（2）
（3）选择性表达 H2O2引起细胞凋亡的作用效应与浓度有关 过氧化氢的作用时间 设置不同浓度以及每个浓度的不同作用时间处理组，观察各组细胞的凋亡率
解析：（1）根据实验目的和的实验材料，结合给出的部分实验步骤，完善实验思路如下：
①取家蚕细胞悬液加入含培养液的培养瓶中，用血细胞计数板在显微镜下计数，用DNA碎片化测定试剂盒检测DNA碎片化情况，并记录。②将各瓶细胞悬液随机均分为A、B、C、D4组，A、B组用适量且等量的一定浓度的H2O2溶液处理（H2O2使细胞凋亡），C、D组不作处理（对照组）。
③每隔一段时间，分别取上述4组培养瓶内的培养物，用血细胞计数板在显微镜下计数，用DNA碎片化测定试剂盒检测DNA碎片化情况，并记录。
④当细胞数量和DNA碎片化程度达到一定值时，向B、C组分别加入等量且适量的30Kc6蛋白溶液（30Kc6蛋白对家蚕细胞凋亡的有抑制作用，A、B组中需要有一组加入30Kc6蛋白进行比较，C、D组中需要有一组加入30Kc6蛋白进行比较）。
⑤重复步骤3，统计并分析所得的数据。
（2）预测实验结果：四组曲线的起点相同，A、B两组经一定浓度的H2O2溶液处理后，细胞凋亡，且处理时间越长凋亡数目越多，DNA碎片化程度随时间延长而增加，C、D两组不作处理故无细胞凋亡。
（3）①细胞凋亡是细胞中基因编程性死亡，即与凋亡有关的基因会选择性表达，细胞凋亡过程中，除了DNA碎片化外，同时还伴随着线粒体的破裂现象，这些现象都是基因选择性表达的结果。
②由H2O2引起细胞凋亡的作用效应与浓度以及作用时间有关，因此实验用的H2O2需要控制特定浓度。要想建立细胞凋亡模型，除了要考虑H2O2浓度外，还需要考虑H2O2作用时间。为获得这两个因素的最佳组合，该实验的自变量为H2O2浓度和作用时间，需要设计的实验方案为：设置不同浓度以及每个浓度的不同作用时间处理，观察各组细胞的细胞凋亡率。
