周测14 细胞的分化、衰老和死亡
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.如图表示人体造血干细胞在离体条件下,经诱导形成神经细胞和肝细胞的过程。下列有关叙述错误的是( )
A.①过程发生了细胞的有丝分裂
B.图中各细胞的遗传信息相同
C.该图说明造血干细胞具有全能性
D.②过程的实质是基因的选择性表达
答案 C
解析 图示说明造血干细胞经诱导具有分裂和分化能力,但没有形成其他各种细胞或完整有机体,因此不能体现细胞具有全能性,C错误。
题点 细胞分化和全能性综合应用
难度 基础题
2.下列关于细胞分化的叙述,正确的是( )
A.细胞分化会导致基因的选择性表达
B.细胞分化可以使细胞的功能趋向专门化
C.造血干细胞是胚胎发育过程中未分化的细胞
D.在多细胞生物中细胞分化只发生在胚胎发育阶段
答案 B
解析 细胞内基因的选择性表达会导致细胞分化,A错误;造血干细胞是已分化的细胞,但仍能继续分化形成血细胞和淋巴细胞等,C错误;细胞分化贯穿于多细胞生物体的整个生命过程中,只是在胚胎发育阶段达到最大限度,D错误。
题点 细胞分化的综合
难度 基础题
3.如图所示为人体内的4种细胞,下列叙述错误的是( )
A.各细胞形态、大小不同,细胞分裂方式也不同
B.各细胞形态、大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同
C.各细胞的生理功能不同,但细胞基本结构相同
D.各细胞携带的遗传信息相同,但同一基因的活动状态可能不同
答案 A
解析 图示各细胞形态、大小不同,分别是由相应的干细胞经过有丝分裂、分化产生的,而图示细胞为高度分化的细胞,一般不再分裂,A错误;各细胞中含量最多的化合物都是水,B正确;图中各细胞的形态、结构不同,因而生理功能不同,但细胞基本结构相同,C正确;图示细胞是由同一个受精卵经过分裂、分化产生的,携带的遗传信息相同,但由于图示细胞的产生是基因选择性表达的结果,因此这些细胞中同一基因的活动状态可能不同,D正确。
题点 细胞分化的实质和意义
难度 基础题
4.手术切除大鼠部分肝脏后,残留的肝细胞可重新进入细胞周期进行增殖;肝脏中的卵圆细胞分化为新的肝细胞,使肝脏恢复到原来体积。下列相关叙述正确的是( )
A.肝脏细胞增殖过程中,中心体在间期复制
B.卵圆细胞与新形成的肝细胞所含遗传信息不同
C.肝细胞的自然更新过程中伴随着细胞坏死的过程
D.卵圆细胞分化成新的肝细胞,证明其具有全能性
答案 A
解析 肝脏中的卵圆细胞分化为新的肝细胞,细胞分化后其遗传物质不发生改变,B错误;肝细胞的自然更新过程中伴随着细胞凋亡的过程,C错误;细胞的全能性是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和特性,卵圆细胞分化成新的肝细胞不能证明其具有全能性,D错误。
题点 细胞分化的综合
难度 基础题
5.小肠干细胞通过增殖分化产生潘氏细胞和小肠上皮细胞。潘氏细胞能合成并分泌溶菌酶等抗菌物质抵抗外来病原体,而小肠上皮细胞与营养吸收有关。下列叙述错误的是( )
A.潘氏细胞和小肠上皮细胞出现功能差异是基因选择性表达的结果
B.潘氏细胞和小肠上皮细胞将保持分化状态直至衰老死亡
C.小肠干细胞分化产生的潘氏细胞能抵抗外来病原体,使细胞趋向专门化
D.小肠干细胞和潘氏细胞都具有细胞周期
答案 D
解析 潘氏细胞是分化后的细胞,在体内将保持分化状态直至衰老死亡,没有细胞周期,D错误。
题点 细胞分化的综合
难度 基础题
6.细胞的衰老和死亡是生物界的正常生理现象。下列关于细胞衰老和死亡的叙述,正确的是( )
A.衰老细胞的细胞核体积增大,细胞体积也增大
B.细胞衰老可能与自由基攻击磷脂分子、DNA和蛋白质有关
C.细胞凋亡是由基因调控的,凋亡过程不需要合成新的蛋白质
D.处于营养缺乏条件下的细胞,发生细胞自噬不利于细胞的正常生命活动
答案 B
解析 衰老细胞的细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深,由于细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积变小,A错误;细胞凋亡是由基因调控的,凋亡过程也需要合成新的蛋白质,C错误;处于营养缺乏条件下的细胞,发生细胞自噬有利于细胞的正常生命活动,有利于维持细胞内部环境的稳定,D错误。
题点 细胞凋亡和细胞衰老
难度 基础题
7.“线粒体衰老学说”认为,细胞内线粒体的普遍衰老、损伤可能是造成生物体衰老的主要原因。下列有关线粒体的说法,正确的是( )
A.线粒体是细胞内唯一的双层膜结构
B.在衰老的生物体内,线粒体的数量增多
C.真核生物所需的ATP均由线粒体提供
D.嵴的损伤可能会影响线粒体的功能
答案 D
解析 线粒体、叶绿体和核膜都具有双层膜结构,A错误;在衰老的生物体内细胞代谢降低,线粒体的数量减少,B错误;真核生物中动物细胞所需ATP由细胞质基质和线粒体提供,C错误;嵴是线粒体内膜折叠形成的,属于内膜的一部分,上面附着了大量的酶,与线粒体的功能密切相关,故嵴的损伤可能会影响线粒体的功能,D正确。
题点 细胞衰老的原因
难度 基础题
8.细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程,如图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A.细胞凋亡是基因控制的,对生物个体的生长发育具有重要作用
B.细胞坏死最终表现为细胞膜破坏,胞浆外溢而死亡
C.吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关
D.在成人体内,被病原体感染的细胞的清除是通过细胞坏死实现的
答案 D
解析 在成人体内,被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡实现的,D错误。
题点 细胞凋亡和细胞坏死
难度 基础题
9.细胞衰老的“自由基学说”认为,在细胞生命活动中,细胞不断地进行各种氧化反应,在这些反应中很容易产生自由基。自由基产生后,会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,如磷脂。根据这一观点,下列叙述错误的是( )
A.自由基的产生不会影响高尔基体产生囊泡
B.自由基的产生可能影响Na+的主动运输
C.自由基产生后可能会导致一些消化酶的分泌量减少
D.自由基也可能会使光反应产生的NADPH、ATP减少
答案 A
解析 自由基会攻击磷脂,高尔基体膜和囊泡膜均由磷脂构成,所以自由基的产生会影响高尔基体产生囊泡,A错误。
题点 细胞衰老的原因
难度 中档题
10.人体细胞会经历增殖、分化、衰老和凋亡等生命历程。下列叙述正确的是( )
A.细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个过程
B.细胞分化会改变细胞的基因
C.细胞衰老会导致细胞代谢加快
D.细胞凋亡对生物体的生长发育不利
答案 A
解析 细胞分化是基因选择性表达的结果,但是细胞中的基因不会发生改变,B错误;细胞衰老过程中代谢减慢,C错误;细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,对于多细胞生物体的生命活动具有积极意义,因此是有利的,D错误。
题点 细胞的生命历程综合
难度 基础题
11.通过骨髓移植治疗白血病的过程中,未涉及的生理过程是( )
A.细胞增殖 B.细胞分化
C.细胞凋亡 D.细胞全能性表达
答案 D
解析 细胞的全能性是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和特性,通过骨髓移植治疗白血病的过程中,未涉及细胞全能性的表达,D符合题意。
题点 细胞的生命历程综合
难度 基础题
12.研究发现,细胞内NAD+的含量下降可导致细胞衰老,烟酰胺磷酸核糖转移酶(NAMPT)是NAD+合成的关键酶,能通过促进NAD+的合成来延缓细胞的衰老。下列有关叙述错误的是( )
A.衰老细胞的呼吸速率变慢、核质比增大
B.NAD+的含量下降会影响细胞的能量供应
C.正常细胞内的NAMPT含量比衰老细胞低
D.促进NAMPT基因的表达可延缓细胞衰老
答案 C
解析 衰老细胞的呼吸速率变慢,细胞体积变小,细胞核增大,核质比增大,A正确;NAD+可转化为NADH,NADH与氧气结合生成水,同时生成大量的ATP,因此,NAD+的含量下降会影响细胞的能量供应,B正确;NAMPT是NAD+合成的关键酶,衰老细胞的NAD+含量少,推测衰老细胞内的NAMPT含量比正常细胞低,C错误;促进NAMPT基因的表达能合成更多的NAMPT,有利于促进NAD+的合成来延缓细胞衰老,D正确。
题点 细胞衰老综合
难度 基础题
13.轻断食又叫“间歇性禁食”,科学的轻断食可以让细胞处于“饥饿”状态,机体积极检查受损的细胞结构、癌变的细胞、异常的线粒体等,并将其包裹形成自噬体。自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体。下列说法错误的是( )
A.当细胞缺乏营养物质时,自噬作用增强
B.溶酶体内合成的酸性水解酶可以水解自噬体内的物质
C.自噬体和溶酶体的融合表明生物膜具有一定的流动性
D.过度减肥时,细胞自噬可能会诱导细胞凋亡
答案 B
解析 自噬作用形成的水解产物被利用或排出细胞外,有利于细胞在缺乏营养的环境中生存,因此,当细胞缺乏营养物质时,自噬作用增强,A正确;溶酶体内水解酶的化学本质是蛋白质,在核糖体上合成,B错误;过度减肥时,细胞自噬增强,通过细胞自噬可清除受损或衰老的细胞器,有些激烈的细胞自噬可能会诱导细胞凋亡,D正确。
题点 细胞自噬
难度 基础题
14.对于多细胞生物体而言,细胞的增殖、分化、衰老和凋亡都有重要意义。下列关于细胞生命历程的叙述,错误的是( )
A.细胞的分化、衰老和凋亡都存在遗传信息的选择性表达
B.细胞骨架由纤维素组成,与细胞的分裂、分化密切相关
C.自由基攻击磷脂分子引起更多细胞损伤可导致细胞衰老
D.细胞的分化、衰老和凋亡都存在细胞形态、结构和功能的改变
答案 B
解析 在细胞的分化、衰老和凋亡过程中都存在某些特定蛋白质的合成,都存在遗传信息的选择性表达,也都存在细胞形态、结构和功能的改变,A、D正确;细胞骨架由蛋白质纤维组成,B错误;当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时,产物同样是自由基,这些新产生的自由基又会去攻击别的分子,由此引发雪崩式的反应,对生物膜损伤比较大,故自由基攻击磷脂分子引起更多细胞损伤可导致细胞衰老,C正确。
题点 细胞的生命历程综合
难度 基础题
15.为研究毒品海洛因的危害,将受孕7天的大鼠按表格随机分组进行实验,结果如表。
处理检测项目 对照组 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
脑中促凋亡蛋白Bax含量/ (μg·L-1) 6.7 7.5 10.0 12.5
下列分析不正确的是( )
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Bax含量提高会导致脑细胞凋亡
C.对照组胚胎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
答案 C
解析 据表格数据分析,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,A正确;Bax为脑中促凋亡蛋白,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,B正确;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,且据表格数据可知,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,C错误;据表格数据可知,海洛因处理组的活胚胎数降低,脑畸形胚胎数和脑细胞凋亡率均升高,故推测孕妇吸毒有造成子女智力障碍的风险,D正确。
题点 细胞凋亡
难度 中档题
二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或多个选项符合题目要求。)
16.某科研团队突破了“肝样细胞”体外培养技术,以“直接转分化”技术将人体自身的成纤维细胞转化为具备清除毒素、合成人体必需蛋白质功能的肝样细胞(hihep细胞)。下列有关说法错误的是( )
A.同一人的成纤维细胞和肝细胞表达的基因完全相同
B.人的成纤维细胞转化为hihep细胞体现了动物细胞的全能性
C.该实验表明已经分化的动物细胞在某些情况下可以重新分化为其他细胞
D.hihep细胞的成功获得有助于人们开展对肝脏病理的相关研究
答案 AB
解析 细胞的全能性是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和特性。人的成纤维细胞转化为hihep细胞未体现细胞的全能性,B错误。
题点 细胞的生命历程综合
难度 基础题
17.下列关于细胞全能性的叙述,正确的是( )
A.克隆羊的诞生可以说明动物细胞具有全能性
B.一粒种子萌发长成一棵植株可以说明植物细胞具有全能性
C.将菠菜的叶肉细胞培养成菠菜植株说明植物细胞具有全能性
D.细胞的全能性是指细胞具有全面的生理功能
答案 C
解析 克隆羊的诞生可以说明动物细胞核具有全能性,A错误;细胞的全能性是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和特性,一粒种子萌发长成一棵植株属于自然生长过程,不能说明植物细胞具有全能性,B、D错误。
题点 细胞全能性的实例
难度 基础题
18.研究表明,衰老细胞中溶酶体膜损伤,H+溢出,H+会促进谷氨酰胺分解产生氨中和H+,以维持衰老细胞的生存和细胞的衰老表型。下列有关叙述正确的是( )
A.抑制谷氨酰胺分解可促进细胞凋亡
B.溶酶体膜损伤导致水解酶溢出,水解酶活性将增强
C.衰老细胞的细胞核体积增大,染色质收缩、染色加深
D.自由基通过攻击磷脂分子损伤溶酶体膜可导致细胞衰老
答案 ACD
解析 谷氨酰胺分解被促进时,可以维持衰老细胞的生存和细胞的衰老表型,所以抑制谷氨酰胺分解可促进细胞凋亡,A正确;溶酶体中含有H+,推测酸性条件更有利于溶酶体水解酶发挥作用,溶酶体膜损伤导致水解酶溢出,水解酶活性将降低,B错误。
题点 细胞的生命历程综合
难度 中档题
19.MyoD基因是一个控制肌细胞发育的主导基因,在前体细胞分化为肌细胞过程中发挥重要作用。下列说法正确的是( )
A.前体细胞和肌细胞具有相同的蛋白质
B.含有MyoD基因的细胞只能分化为肌细胞
C.肌细胞中控制胰岛素合成的基因处于关闭状态
D.高度分化的细胞需进行分裂增殖执行特定的功能
答案 AC
解析 前体细胞分化成肌细胞,分化的实质是基因的选择性表达,因此两者具有相同的蛋白质,A正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,所有细胞都含有MyoD基因,含有MyoD基因的细胞可以分化为其他细胞,B错误;一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,不能再分裂,D错误。
题点 细胞的分化
难度 中档题
20.铁死亡是一种铁依赖性的脂质过氧化物积累引发的细胞死亡。铁死亡的关键调节因子谷胱甘肽过氧化物酶4(GPx4)活性受到抑制时,细胞的抗氧化能力下降,活性氧(ROS)大量堆积,从而引发氧化损伤导致细胞铁死亡;此过程中,线粒体发生萎缩、膜密度增加、嵴减少等重要且独特的形态学现象。下列说法不正确的是( )
A.铁死亡是由活性氧等衍生物破坏生物大分子引起的细胞凋亡
B.维持GPx4的活性有利于脂质过氧化物的积累
C.铁死亡的细胞体积变小,氨基酸等物质运输能力变强
D.可根据线粒体形态学变化来判断细胞死亡方式
答案 ABC
解析 铁死亡是由活性氧等衍生物破坏生物大分子引起的细胞死亡,不属于细胞凋亡,A错误;抑制GPx4的活性有利于脂质过氧化物的积累,B错误;铁死亡的细胞线粒体嵴变少甚至消失,细胞能量供应降低,氨基酸等物质运输能力变弱,C错误。
题点 铁死亡
难度 中档题
三、非选择题(本题包括3小题,共35分。)
21.(12分)绿茶含有丰富的儿茶素,儿茶素被认为在延缓细胞衰老中发挥着重要作用。科学家为探索儿茶素的抗衰老机制,以EGCG(一种儿茶素)为研究对象,进行了相关研究。回答下列问题:
(1)关于细胞衰老的机制,自由基学说认为机体代谢产生的自由基积累过多,会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,例如,使细胞呼吸酶的活性__________,导致有氧呼吸第三阶段氧不能有效利用,从而产生更多的________,加速细胞衰老。
(2)儿茶素一直被认为是一种抗氧化剂,可以中和或防止由氧自由基(ROS)引起的氧化应激反应,从而发挥抗衰老的作用。为验证上述观点的准确性,研究者将秀丽隐杆线虫随机分为4组,利用BHA(常用的抗氧化剂)和EGCG进行相关实验。
①定期检测秀丽隐杆线虫的生存率,结果如图1所示。图中对照组培养在___________________________________________________________________的培养基中。
②据图推测,EGCG不是通过抗氧化的方式来发挥抗衰老的作用,请说明理由:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)为验证上述推测,科学家进一步检测了秀丽隐杆线虫的线粒体呼吸酶活性、细胞呼吸强度和ROS含量,结果如图2所示。
EGCG组处理6 h后,导致ROS含量升高的原因是___________________________
________________________________________________________________________。
培养24 h及120 h后,细胞呼吸强度恢复,ROS水平降低,这表明EGCG首先通过短期内升高ROS的含量,从而__________氧化应激反应来提高身体的防御能力,然后再通过某种途径降低ROS的含量。
答案 (1)下降 自由基 (2)①不含BHA和EGCG ②BHA组和EGCG组的作用效果不同;且同时添加BHA和EGCG后,效果与对照组相似 (3)线粒体呼吸酶活性下降(导致细胞呼吸速率降低),氧不能有效利用 提高
解析 (2)①分析题干可知,该实验的自变量是抗氧化剂的种类,所以对照组培养在不含BHA和EGCG的培养基中。②BHA是常用的抗氧化剂,但是分析题图可知,BHA组和EGCG组的作用效果不同;且同时添加BHA和EGCG后,效果与对照组相似,所以推测EGCG不是通过抗氧化的方式来发挥抗衰老的作用。(3)分析题图可知,EGCG组处理6 h后与对照组相比,线粒体呼吸酶活性下降,细胞呼吸强度减弱,ROS含量增加,所以EGCG组处理6 h后,导致ROS含量升高的原因是线粒体呼吸酶活性下降(导致细胞呼吸速率降低),氧不能有效利用。培养24 h及120 h后,细胞呼吸强度恢复,ROS水平降低,这表明EGCG首先通过短期内升高ROS的含量,从而提高氧化应激反应来提高身体的防御能力,然后再通过某种途径降低ROS的含量。
题点 细胞衰老综合
难度 中档题
22.(10分)人体胆固醇合成后以低密度脂蛋白(LDL)形式进入血液,细胞需要时LDL与细胞膜上的受体结合成LDL-受体复合物进入细胞。如图是某组织细胞部分结构及生理过程的示意图。请回答下列问题:
(1)(2分)胆固醇主要在____________(填细胞器名称)上合成后,以低密度脂蛋白(LDL)形式进入血液。细胞需要时LDL与细胞膜上受体结合成复合物并以____________方式摄入细胞。
(2)图中囊泡能将水解酶准确运输到目的位置并“卸货”,这种运输离不开细胞中由蛋白质纤维构成的____________。
(3)(3分)除了处理LDL-受体复合物获得胆固醇等养分外,图中⑥→⑨过程说明溶酶体还具有____________________功能,这是真核生物细胞内普遍存在的一种自稳机制。当养分不足时,⑥→⑨过程会____________(填“增强”“不变”或“减弱”)。
(4)研究表明,若抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬,其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小,说明在肝癌发展期,细胞自噬会____________(填“促进”或“抑制”)肿瘤的发生。结合示意图,推测其原因可能是________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)内质网 胞吞 (2)细胞骨架 (3)分解衰老、损伤的细胞器 增强 (4)促进 癌细胞可利用自噬过程的降解产物作为自身细胞代谢的原料,以满足其持续增殖和生长的需要
解析 (4)由题意可知,在肝癌发展期,细胞自噬会促进肿瘤的发生。结合图中细胞自噬过程可知,细胞自噬的产物中有用的物质可以再利用,故癌细胞可利用自噬过程的降解产物作为自身细胞代谢的原料,以满足其持续增殖和生长的需要,进而促进癌细胞的增殖。
题点 细胞自噬
难度 中档题
23.(13分)某科研单位欲研究神经调节素对大鼠脑缺血损伤后的神经保护作用,选用大脑动脉闭塞大鼠模型为实验材料,分别在不同缺血时间下对皮质区细胞凋亡指数进行测量,实验组注射适量使用0.1 mol·L-1的PBS缓冲液溶解的神经调节素溶液,结果如图所示。回答下列问题:
(1)由题意可知,实验的自变量为___________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)该科研单位欲在缺血时间为1.5 h的条件下,以0.5%为实验浓度梯度,研究浓度为1%~3%的神经调节素的实验效果,补充完整下列实验步骤。
①取若干同型号细胞培养瓶,均分为__________组,并编号。
②在细胞培养瓶中加入等量的大脑动脉闭塞大鼠的神经中枢皮质区细胞,然后依次在实验组细胞培养瓶中分别加入___________________________________________________
________________________________________________________________________,
对照组细胞培养瓶中加入_________________________________________________
________________________________________________________________________。
③培养一段时间后,检测并计算各组细胞培养瓶中__________________________,并取平均值,结果如表。
浓度 1% 1.5% 2.0% 2.5% 3.0%
皮质区细胞的凋亡指数 5.78 4.80 5.71 5.31 6.52
(3)(3分)为进一步探究1.5%的神经调节素是否为最适浓度,请写出实验思路:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)缺血时间和是否使用神经调节素 (2)①6 ②浓度依次为1%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的等体积的使用0.1 mol·L-1的PBS缓冲液溶解的神经调节素溶液 等体积的0.1 mol·L-1的PBS缓冲液 ③皮质区细胞的凋亡指数 (3)在1%~2%浓度范围内设置更小浓度梯度的多个实验组,在缺血时间为1.5 h的条件下,记录结果并分析大脑动脉闭塞大鼠的皮质区细胞的凋亡指数
解析 (3)由表格数据可知,神经调节素的最适浓度在1%~2%浓度范围内,为进一步探究神经调节素的最适浓度,可以在1%~2%浓度范围内,设置更小浓度梯度的多个实验组,在缺血时间为1.5 h的条件下,记录结果并分析大脑动脉闭塞大鼠的皮质区细胞的凋亡指数。
题点 细胞凋亡
难度 中档题