适用于新教材2024版高考生物一轮总复习课时规范练18细胞的分化衰老和死亡新人教版

课时规范练18

一、选择题

1.研究表明,造血干细胞不仅可分化为包括红细胞在内的各种血细胞,经诱导可以分化为肝细胞、神经细胞、心肌细胞等非造血系统的组织细胞,有望用于多种组织再生和创伤修复治疗,成为现代医学异军突起的重要方向。下列相关叙述正确的是(　　)

A.造血干细胞经诱导分化为多种组织细胞体现了细胞的全能性

B.人的红细胞寿命很短,在其成熟后细胞内与凋亡有关的基因开始表达,最终使细胞凋亡

C.造血干细胞进行有丝分裂的过程中,中心体在前期复制并移向细胞两极

D.血液中的白细胞与造血干细胞遗传物质相同,蛋白质也有部分相同

答案:D

解析:造血干细胞经诱导分化为多种组织细胞不能体现细胞的全能性,A项错误;人的成熟红细胞没有细胞核和细胞器,即没有凋亡基因,不存在凋亡有关基因的表达,B项错误;造血干细胞在进行有丝分裂的过程中,中心体在间期复制,进入分裂期(前期)时移向细胞两极,C项错误;同一个个体中,血液中的白细胞与造血干细胞遗传物质相同,蛋白质也有部分相同(例如呼吸酶),D项正确。

2.(2022青羊期末)在胚胎学研究中,人们注意到细胞间的相互作用对细胞分化和器官构建有一定的影响。还有实验证明,改变细胞所处的位置可导致细胞分化方向的改变。下列关于细胞分化的叙述,正确的是              (　　)

A.细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞分化完全由基因决定

B.已分化的细胞不可能具有细胞分裂能力

C.干细胞分化成多种类型的细胞体现了细胞的全能性

D.细胞分化的方向的改变,可能与周围细胞分泌的信号分子的诱导有关

答案:D

解析:细胞分化是基因选择性表达的结果,分化方向受基因、机体、环境的共同作用,A项错误;已分化的细胞在特定条件下也可以分裂,B项错误;细胞的全能性是指细胞具有分化成一个生物个体或分化成各种类型的细胞的潜能,干细胞分化成多种类型的细胞不能体现细胞的全能性,C项错误;由题意可知,改变细胞所处的位置可导致细胞分化方向改变,可能与周围细胞分泌的信号分子诱导有关,D项正确。

3.(2022淄博模拟)帕金森病(PD)是由于多巴胺(DA)神经元变性导致多巴胺分泌减少,从而引起一系列的神经功能障碍。研究发现,人的多能干细胞(iPS细胞)经定向诱导后能分化为有功能的DA神经元,可用于治疗患PD的大鼠。下列说法错误的是(　　)

A.定向诱导的过程中发生了基因的选择性表达

B.诱导获得iPS细胞的过程无须破坏胚胎,不涉及伦理问题

C.植入神经干细胞也能修复部分DA神经元,可缓解PD的症状

D.用自身iPS细胞进行治疗的病人,需长期服用免疫抑制剂

答案:D

解析:用自身iPS细胞进行治疗的病人,一般不会发生免疫排斥反应,故无需长期服用免疫抑制剂,D项错误。

4.当紫外线、DNA损伤等导致细胞损伤时,线粒体外膜的通透性发生改变,细胞色素c被释放,引起细胞凋亡,如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)

A.细胞色素c主要分布在线粒体内膜,参与有氧呼吸过程中丙酮酸的分解

B.激活癌细胞的C-9酶或C-3酶有可能是治疗癌症的思路

C.活化的C-3酶可作用于线粒体,加速细胞色素c的释放,这属于负反馈调节

D.衰老细胞释放的细胞色素c可能较少,C-9酶更容易被活化

答案:B

解析:线粒体中的细胞色素c嵌入在线粒体内膜的脂双层中,而线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,有氧呼吸第三阶段是[H]和氧气结合形成水,丙酮酸的分解属于有氧呼吸第二阶段,因此细胞色素c不参与丙酮酸的分解,A项错误;据图可知,活化的C-9酶激活C-3酶,引起细胞凋亡,故激活癌细胞的C-9酶或C-3酶进而引起凋亡,有可能是治疗癌症的思路,B项正确;正反馈调节是指某一变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的变化。活化的C-3酶可作用于线粒体,加速细胞色素c的释放,从而加速细胞的凋亡,这是正反馈调节机制,C项错误;衰老细胞更容易凋亡,推测释放的细胞色素c可能较多,D项错误。

5.(2022香洲四模)一种已分化细胞转变成另一种分化细胞的现象称为转分化。将发育中的蝾螈晶状体摘除,虹膜上一部分含黑色素的平滑肌细胞就会失去黑色素和肌纤维蛋白,再转变为能产生晶状体蛋白的晶状体细胞,最终再生晶状体。下列说法错误的是              (　　)

A.晶状体的再生过程发生了细胞的分裂与分化

B.转分化前后细胞中mRNA和蛋白质的种类和数量均发生了变化

C.未摘除晶状体时,平滑肌细胞不转分化为晶状体细胞,说明细胞分化具有稳定性

D.离体的植物组织经培养形成愈伤组织的过程是一种转分化现象

答案:D

解析:离体的植物组织经脱分化形成未分化的愈伤组织,则离体的植物组织经培养形成愈伤组织的过程不是一种转分化现象,D项错误。

6.(2022厦门模拟)研究表明PGC-1α基因缺失会引起线粒体呼吸能力下降,进而导致细胞衰老。下列叙述错误的是(　　)

A.上述研究表明线粒体能量代谢障碍是细胞衰老的原因之一

B.衰老细胞内能量供应不足会导致细胞内所有的代谢速率下降

C.与正常细胞相比,衰老细胞内与有氧呼吸有关的酶活性下降

D.在细胞衰老过程中激活PGC-1α有望改善线粒体功能,延长细胞寿命

答案:B

解析:线粒体是有氧呼吸的主要场所,PGC-1α基因缺失会引起线粒体呼吸能力下降,即线粒体能量代谢障碍,从而导致细胞衰老,故线粒体能量代谢障碍是细胞衰老的原因之一,A项正确;衰老细胞内有些酶的活性降低,衰老细胞内能量供应不足会导致细胞内部分代谢速率下降,而不是所有的代谢速率,B项错误;细胞衰老中线粒体呼吸能力下降,即有氧呼吸强度减弱,与有氧呼吸有关的酶活性下降有关,C项正确;在细胞衰老过程中激活PGC-1α,可以恢复线粒体呼吸能力(线粒体功能),减缓细胞衰老,可以延长细胞寿命,D项正确。

7.细胞质基质中的PDHE1α通过促进磷脂酶PPM1B对IKKβ S177/181的去磷酸化可以削弱NF-κB信号通路的激活,增强炎症因子及细胞毒性T细胞诱导的肿瘤细胞死亡。而某些致癌信号激活会导致PDHE1α上某位点的磷酸化并转位到线粒体,细胞质基质中的PDHE1α水平下降活化了NF-κB信号通路;同时线粒体中的PDHE1α增多间接促进了炎症因子刺激下肿瘤细胞的ROS(活性氧)解毒从而降低其对肿瘤细胞的毒害。NF-κB信号通路活化和ROS的清除共同促进了肿瘤细胞在炎症因子刺激下的存活,增强了肿瘤细胞对细胞毒性T细胞的耐受性,最终促进了肿瘤的免疫逃逸。下列说法错误的是              (　　)

A.炎症因子及细胞毒性T细胞诱导的肿瘤细胞死亡属于细胞坏死

B.磷脂酶PPM1B对IKKβ S177/181的去磷酸化使其空间结构发生变化

C.细胞质基质中的PDHE1α能抑制NF-κB信号通路激活

D.抑制PDHE1α的磷酸化可以阻断肿瘤的免疫逃逸并提高肿瘤免疫治疗的疗效

答案:A

解析:炎症因子及细胞毒性T细胞诱导的肿瘤细胞死亡属于细胞凋亡,受基因的控制,A项错误;根据题意“细胞质基质中的PDHE1α通过促进磷脂酶PPM1B对IKKβS177/181的去磷酸化可以削弱NF-κB信号通路的激活”,说明磷脂酶PPM1B对IKKβS177/181的去磷酸化改变了其功能,而结构决定功能,因此磷脂酶PPM1B对IKKβS177/181的去磷酸化可能使其空间结构发生变化,B项正确;细胞质基质中的PDHE1α通过促进磷脂酶PPM1B对IKKβS177/181的去磷酸化可以削弱NF-κB信号通路的激活,增强炎症因子及细胞毒性T细胞诱导的肿瘤细胞死亡。因此细胞质基质中的PDHE1α能抑制NF-κB信号通路激活,C项正确;某些致癌信号激活会导致PDHE1α上某位点的磷酸化并转位到线粒体,因此细胞质基质中的PDHE1α水平会下降,PDHE1α下降会活化NF-κB信号通路;同时线粒体中的PDHE1α增多间接促进了炎症因子刺激下肿瘤细胞的ROS(活性氧)解毒从而降低其对肿瘤细胞的毒害,促进了肿瘤的免疫逃逸。因此抑制PDHE1α的磷酸化可以促进细胞质基质中PDHE1α增多,从而削弱NF-κB信号通路的激活,阻断肿瘤的免疫逃逸并提高肿瘤免疫治疗的疗效,D项正确。

8.研究发现,来自胎盘的称为Cdk2的细胞能够在心脏病发作时再生形成健康心脏细胞。Cdk2细胞中除含有胚胎干细胞中所有的蛋白质外,还含有其他的蛋白质,使得这种细胞直接迁移到受损的部位进行修复。下列有关叙述错误的是(　　)

A.Cdk2细胞再生形成的健康心脏细胞中核DNA分子不发生改变

B.Cdk2细胞迁移到受损的部位时不发生体内细胞的编程性死亡

C.Cdk2细胞再生形成健康的心脏细胞时发生着ATP与ADP的转化

D.Cdk2 细胞与干细胞形态、结构和功能不同的根本原因是遗传信息表达不同

答案:B

解析:Cdk2细胞再生形成的健康心脏细胞中核DNA分子不发生改变,A项正确;Cdk2细胞迁移到受损的部位时会发生体内细胞的编程性死亡,B项错误;Cdk2细胞再生形成健康的心脏细胞时需要消耗ATP,因此发生着ATP与ADP的转化,C项正确;Cdk2细胞与干细胞形态、结构和功能不同的根本原因是遗传信息表达不同,D项正确。

9.细胞凋亡过程需要多种酶参与,如DNase为内切核酸酶,能够切割DNA形成DNA片段;Caspase是一类蛋白质水解酶,负责选择性地切割某些蛋白质,形成多肽片段。下列说法错误的是(　　)

A.细胞凋亡是基因控制的细胞自动结束生命的过程

B.细胞凋亡过程涉及DNA的复制及一系列基因的激活

C.Caspase能破坏特定蛋白质中的肽键,从而形成多肽片段

D.细胞凋亡过程中有蛋白质的降解,也有蛋白质的合成

答案:B

解析:细胞凋亡过程受基因控制,通过凋亡基因的表达,使细胞发生程序性死亡,它是一种主动的细胞死亡过程,A项正确;DNase为内切核酸酶,能够切割DNA形成DNA片段,据此可推测细胞凋亡过程不涉及DNA的复制过程,但涉及一系列基因的激活从而启动凋亡过程,B项错误;Caspase是一类蛋白质水解酶,可以破坏特定蛋白质中的肽键,从而形成多肽片段,C项正确;细胞凋亡过程中有蛋白质的降解,也有蛋白质的合成,如细胞凋亡过程需要多种酶,D项正确。

二、非选择题

10.(2022和平二模)科学家将小鼠多能干细胞的4种基因Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4,同时导入已分化的小鼠成纤维细胞中,结果后者被诱导成为多能干细胞,称为诱导多能干细胞,此类细胞能分裂并产生皮肤细胞、神经细胞以及可以搏动的心肌细胞等。请分析回答下列问题。

(1)人体干细胞可以分为　　　　　　　　　　　　　两大类。 

(2)④过程表示细胞发生了分化,原因是D、E和F细胞中的　　　　　　　　　　(填2种化合物名称)种类不完全相同。请用箭头和文字简要表明该过程中遗传信息的流动途径:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)动物细胞培养过程中需通入CO2,其作用是　　　　　　　　　　　　。 

(4)艾弗里在证明DNA是遗传物质的实验中,通过分别向不同实验组加入各类酶来确认“转化因子”的化学本质,利用了自变量控制的　　　　原理。参考此方法,如果要了解Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4基因在诱导iPS细胞时,每个基因作用的相对大小,该如何进行实验?请你给出实验设计的思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)胚胎干细胞、成体干细胞

(2)mRNA、蛋白质　DNAmRNA蛋白质

(3)维持培养液的pH

(4)减法　依次去掉1个基因,将其他3个基因转入小鼠成纤维细胞中,通过与转入4个基因的小鼠成纤维细胞的诱导情况进行比较,来推测缺失的基因对诱导iPS细胞的影响,进而判断每个基因作用的相对大小

11.(2022临沂模拟)脑缺血会引起局部脑神经缺氧而受损,甚至造成脑神经细胞死亡而产生不可逆损伤,最终导致患者永久性残疾甚至死亡。骨髓基质细胞(M)是存在于骨髓中具有多种分化潜能的干细胞,它可以诱导生成心肌细胞、成骨细胞、神经细胞等。运用干细胞疗法有可能实现对缺血坏死神经结构与功能的修复和重建,将成为缺血性脑损伤治疗的有效策略。

(1)脑缺血所导致的神经细胞死亡属于　　　　　　　　(填“细胞凋亡”或“细胞坏死”)。 

(2)干细胞的主要特点有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。M可通过　　　　　　　　　　,增加神经细胞的数量和种类,在脑缺血的治疗中发挥作用。 

(3)研究发现,M的线粒体可转移到缺氧损伤脑神经细胞(N)中,实现细胞供能机制的修复。为进一步探究M的线粒体转移对N的影响,进行了如下实验。

①第3组为正常对照组,请将实验补充完整:　　　　　　　　　　　　。 

②检测得到各组神经细胞内的ATP水平相对值如图。由图分析比较可知,第1组神经细胞内ATP水平　　　　正常水平,第2组在实验中起　　　　作用。 

③根据上述实验结果,推测M对脑缺血损伤后恢复的可能作用机制。

答案:(1)细胞坏死

(2)分裂能力强,全能性高,具有分化成多种细胞甚至完整个体的潜能　增殖和分化

(3)①正常脑神经细胞　②高于　对照　③M的线粒体可转移到脑缺血神经细胞中,增加损伤细胞中线粒体数量,使有氧呼吸加强产生更多ATP,为损伤细胞修复提供充足的能量。