考点14细胞的分化、衰老和死亡（核心考点讲与练）-2023年高考生物一轮复习讲练测（全国通用）（解析版）_通用版（老高考）复习资料_2023年复习资料_一轮复习

考点 14 细胞的分化、衰老和死亡（精讲+精 练） 目 录 一、知识点精准记忆 二、典 型 例 题 剖 析 1、细胞分化的实质、特点和意义 2、细胞的全能性和干细胞 3、细胞衰老与细胞死 4、细胞生命历程的综合 三、易 混 易 错 辨 析 四、2022 高 考 真 题 感 悟 五、高 频 考 点 精 练 第一部分：知 识 点 精 准 记 忆一、细胞的分化与全能性 1．细胞分化的概念 2．细胞分化的特点 (1)持久性：细胞分化是一种持久性的变化。 (2)不可逆性：一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。 (3)普遍性：细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。 3．细胞分化的原因 细胞中基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达 情况不同。 4．细胞分化的意义 (1)是生物个体发育的基础。 (2)使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。 3．细胞分化的“变”与“不变” (1)“变” ①从细胞水平分析：细胞的形态、结构和生理功能发生改变。 ②从亚显微结构水平分析：细胞器的种类和数目及细胞质基质的成分和功能发生改变。 ③从分子水平分析 a．蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。 b．基因角度：基因选择性表达，即遗传信息的表达情况不同，这是细胞分化的根本原因。 (2)“不变”：细胞数目和细胞内的遗传物质不变。 4．细胞分裂和细胞分化的关系 项目 细胞分裂 细胞分化 发生时间 从受精卵开始 发生在整个生命过程中 原因 细胞增殖需要 基因选择性表达 结果 细胞数目增多 细胞种类增多 意义 保持了亲、子代间遗传的稳定性 保证了生物体正常发育 细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的，随分化程度加 联系 大，分裂能力逐渐下降 5．细胞的全能性 (1)概念：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。一些没有分化的细胞，如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细 胞也具有全能性。 (2)植物细胞的全能性 ①植物组织培养：胡萝卜韧皮部细胞→放入特定培养液中→形成细胞团块――→根、茎和叶→新的植株。 ②结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。 (3)动物细胞细胞核的全能性 ①实例：非洲爪蟾的核移植实验、克隆羊“多莉”、体细胞克隆猴“中中”和“华华”。 ②结论：已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的。 6．干细胞 (1)特点 ①具有分裂和分化的能力。 ②在动物和人体内，数量很少。 (2)举例：人骨髓中的造血干细胞能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板。 二、细胞衰老 1．细胞衰老的特征 (1)衰老细胞的代谢的变化 (2)衰老细胞的细胞核的变化 (3)细胞衰老特征记忆口诀 一大：细胞核体积变大，染色质收缩，染色加深。 一小：细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小。 一多：细胞内色素逐渐积累增多。 三低：细胞膜的物质运输功能降低，多种酶的活性降低，新陈代谢速率降低。 2．细胞衰老的原因 (1)自由基学说 ①自由基本质：异常活泼的带电分子或基团。 ②自由基来源 ③作用机理 (2)端粒学说 ①端粒本质：DNA—蛋白质复合体。 ②端粒位置：染色体的两端。 ③作用机理：端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤。 3．细胞衰老与个体衰老的关系 (1)单细胞生物：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。(2)多细胞生物 ①细胞的衰老和死亡不等于个体的衰老和死亡。 ②两者之间的联系：个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。 4．年龄因素与细胞衰老的关系 (1)实验 该实验说明细胞核可以影响细胞的分裂。 (2)细胞核是细胞生命活动的控制中心，随着细胞分裂次数的增多，或者细胞进入衰老状态， 细胞核中的遗传物质会出现收缩状态，细胞中一些酶的活性会下降，从而影响细胞的生活。 三、细胞的死亡 1．细胞死亡包括凋亡和坏死等方式。 2．细胞凋亡 (1)概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。 (2)类型 3．细胞坏死：在种种不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情 况下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。 4．细胞自噬 (1)概念：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。 (2)意义 ①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。 ②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。 ③有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。 第二部分：典 型 例 题 剖 析 细胞分化的实质、特点和意义 1．取同一生物体的不同类型细胞，检测其基因表达，结果如下图所示。下列分析正确的是 ( )A．基因1～6中控制ATP水解酶合成的基因最可能是基因4 B．细胞a～g中生理功能最为近似的应该是细胞b和细胞e C．组成1～6基因的脱氧核苷酸种类、数量和排列方式均不同 D．a～g各个细胞中染色体上所含基因的种类和数量完全不同 【答案】 B 【解析】 任何细胞生命活动都需要ATP供能，所以6个细胞中都能合成ATP水解酶，应 该对应基因2，A项错误；功能越相似的细胞，含有的蛋白质种类越相似，表达的基因越相 似，所以b、e细胞的功能最为相似，B项正确；4种脱氧核苷酸是基因的基本组成单位， 基因不同的原因是脱氧核苷酸的数量和排列顺序不同，C项错误；图中a～g细胞来自同一 生物体，所以细胞内染色体上基因的种类和数量相同，D项错误。 细胞的全能性和干细胞 2.将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化出“胰岛样”细胞，以代替损伤的胰岛 B细胞， 达到治疗糖尿病的目的。下列说法正确的是( ) A．骨髓干细胞和“胰岛样”细胞的基因组成不同，基因表达情况也不同 B．骨髓干细胞可分化出“胰岛样”细胞，说明骨髓干细胞具有全能性 C．可通过检测糖尿病患者的胰岛素含量判断植入的骨髓干细胞是否成功分化出“胰岛样” 细胞 D．若将“胰岛样”细胞提取出来后植入骨髓，会恢复成骨髓干细胞 【答案】 C 【解析】 自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化出“胰岛样”细胞，故骨髓干细胞和 “胰岛样”细胞的基因组成一样，但不同细胞选择表达的基因不同，因此这两种细胞中的 基因表达产物不完全相同，A错误；骨髓干细胞可分化出“胰岛样”细胞，说明胰腺组织 的环境造成骨髓干细胞基因选择性表达，没有体现出全能性，B错误；自体骨髓干细胞植 入胰腺组织后可分化出“胰岛样”细胞，一般而言，细胞分化过程在生物体内是不可逆的 故将“胰岛样”细胞提取出来后植入骨髓，不会恢复成骨髓干细胞，D错误。 细胞衰老与细胞死 3.细胞自噬是指细胞将自身受损、衰老的细胞器及蛋白质等通过溶酶体降解的过程。细胞 自噬能通过激活原癌基因过度表达和抑制p53基因表达来促发肝癌。下图中的甲、乙、丙 过程分别对应细胞自噬中的微自噬、巨自噬和分子伴侣介导型自噬三种类型，且研究发现 丙过程的活性与溶酶体膜上可利用的受体蛋白LAMP－2a的数量呈正相关。下列相关说法正 确的是( )A．细胞自噬会导致肝癌细胞中的原癌基因和p53基因发生突变 B．自吞小泡是由内质网或高尔基体的双层膜脱落后形成的 C．丙过程中待清除的蛋白质需要经过受体蛋白LAMP—2a介导才能进入溶酶体内 D．细胞自噬与细胞坏死不存在本质区别 【答案】 C 【解析】 分析题图可知：图中表示细胞自噬的三种方式，其中方式甲是溶酶体直接胞吞 颗粒物；方式乙是先形成自吞小泡，自吞小泡再与溶酶体融合；方式丙为蛋白质与分子伴 侣结合后通过溶酶体上的膜蛋白进入溶酶体。细胞自噬能通过激活原癌基因过度表达和抑 制p53基因表达来促发肝癌，基因没有发生突变，A错误；自吞小泡是由内质网或高尔基 体的单层膜脱落后形成的，B错误；根据题干信息“丙过程的活性与溶酶体膜上可利用的 受体蛋白LAMP－2a的数量呈正相关”可知丙过程中待清除的蛋白质需要经过受体蛋白 LAMP－2a介导才能进入溶酶体，C正确；细胞坏死是被动的病理性死亡，对机体是有害的； 细胞自噬是指细胞将自身受损衰老的细胞器及蛋白质等通过溶酶体降解的过程，对机体是 有利的，二者有着本质的区别，D错误。 细胞生命历程的综合 4.脑缺血会造成局部脑神经细胞不可逆的损伤，甚至死亡。骨髓基质细胞是骨髓中的干细 胞，经诱导可以生成心肌细胞、成骨细胞、神经细胞等。运用干细胞疗法有可能实现对脑 缺血引起的损伤神经细胞的结构与功能的修复和重建。下列相关叙述错误的是( ) A．脑缺血导致的局部脑神经细胞死亡属于细胞坏死 B．骨髓基质细胞能够合成多种mRNA表明细胞已经分化 C．干细胞参与受损部位修复时，体内细胞同时发生着程序性死亡 D．干细胞与神经细胞形态、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】 增殖和分化的细胞中都能合成多种mRNA，因此存在多种mRNA不能说明细胞已 经分化，B错误。第三部分：易 混 易 错 辨 析 1.与细胞生命历程有关的4个易混点 (1)分化程度高的细胞其全能性不一定低。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表 达，但卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。 (2)细胞分化的判断依据：选择性表达的基因(奢侈基因)得以表达的细胞发生了分化，如胰 岛素基因、血红蛋白基因表达出相应蛋白质可以证明细胞发生了分化。 (3)细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都是有利的，细胞坏死对机体是有害的。 (4)细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。 2.教材结论性语句 (1)(必修1 P )水分减少，呼吸速率、代谢速率减慢，多种酶活性降低，细胞膜通透性改 123 变，物质运输功能降低，色素积累，细胞核体积增大是细胞衰老的特征。 (2)(必修1 P )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， 126 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。 (3)(必修1 P )细胞坏死是指在种种不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的 126 病理性刺激的情况下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。 第四部分：高 考 真 题 感 悟 1．（2022·重庆·高考真题）人脐血含有与骨髓中相同类型的干细胞。关于脐血中的干细 胞，下列叙述错误的是（ ） A．可用来治疗造血功能障碍类疾病 B．分化后，表达的蛋白种类发生变化 C．分化后，细胞结构发生变化 D．具有与早期胚胎细胞相同的分化程度 【答案】D 【解析】脐血中含有与骨髓中相同类型的干细胞，可以增殖、分化为血细胞，用来治疗造 血功能障碍类疾病，A正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，使得细胞中蛋白质种 类有所不同，B正确；基因的选择性表达使得不同组织细胞在形态、结构和功能上发生稳 定性变化，C正确；早期胚胎细胞的全能性高于脐血中的干细胞，其分化程度相对脐血中 的干细胞更低，D错误。 2．（2022·浙江·高考真题）在某些因素诱导下，人体造血干细胞能在体外培养成神经细 胞和肝细胞。此过程主要涉及细胞的（ ） A．分裂与分化 B．分化与癌变 C．癌变与衰老 D．衰老与分裂 【答案】A 【解析】在正常情况下，经过细胞分裂产生的新细胞，在遗传物质的作用下，其形态、结构、功能随着细胞的生长出现了差异，就是细胞的分化，在某些因素诱导下，人体造血干 细胞能在体外培养成神经细胞和肝细胞。此过程主要涉及细胞的分裂和分化，A正确，BCD 错误。 3．（2022·山东·高考真题）某种干细胞中，进入细胞核的蛋白APOE可作用于细胞核骨 架和异染色质蛋白，诱导这些蛋白发生自噬性降解，影响异染色质上的基因的表达，促进 该种干细胞的衰老。下列说法错误的是（ ） A．细胞核中的APOE可改变细胞核的形态 B．敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老 C．异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解 D．异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用 【答案】C 【解析】由“蛋白APOE可作用于细胞核骨架”可知APOE可改变细胞核的形态，A正确； 蛋白APOE可促进该种干细胞的衰老，所以敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老，B正确； 自噬是在溶酶体（如动物）或液泡（如植物、酵母菌）中进行，不在细胞核内，C错误； 异染色质蛋白的自噬性降解产物是氨基酸，可被再利用，D正确。 4．（2022·浙江·高考真题）下列关于细胞衰老和凋亡的叙述，正确的是（ ） A．细胞凋亡是受基因调控的 B．细胞凋亡仅发生于胚胎发育过程中 C．人体各组织细胞的衰老总是同步的 D．细胞的呼吸速率随细胞衰老而不断增大 【答案】A 【解析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程，A正确；细胞凋亡贯穿于整个 生命历程，B错误；人体生长发育的不同时期均有细胞的衰老，C错误；细胞衰老时呼吸速 率减慢，新陈代谢减慢，D错误。 5．（2021·江苏·高考真题）下列关于人体细胞生命历程的叙述正确的是（ ） A．组织细胞的更新包括细胞分裂、分化等过程 B．造血干细胞是胚胎发育过程中未分化的细胞 C．细胞分化使各种细胞的遗传物质发生改变 D．凋亡细胞被吞噬细胞清除属于细胞免疫 【答案】A 【解析】人体内组织细胞的更新包括组织细胞的产生和凋亡，新组织细胞的形成需要经过 细胞分裂、分化，A正确；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，B错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，遗传物质不变，C错误；凋亡细 胞被吞噬细胞清除属于非特异性免疫，D错误。 第五部分：高 频 考 点 精 练 1．壁虎自然再生出的尾巴只是一堆由脂肪、肌肉和皮肤组成的同心管，缺少了原生尾巴的脊椎、神经组织等，科研人员则通过植入胚胎干细胞的方式，帮助壁虎拥有一条接近于原 装版本的尾巴，实现了2.5亿年来断尾壁虎都没能自行完成的“进化”。下列相关叙述错 误的是（ ） A．在胚胎干细胞分化为尾巴的过程中细胞中的遗传物质发生了改变 B．该研究说明胚胎干细胞具有尾巴再生所需要的全套遗传物质 C．肌细胞的分化程度高于受精卵，而全能性低于受精卵 D．该研究可以为人类治疗难以愈合的伤口提供新途径 【答案】A 【解析】细胞分化的实质是基因的选择性表达，但是遗传物质不发生改变，A 错误；胚胎 干细胞具有尾巴再生体现胚胎干细胞具有全能性，已分化的细胞中含有本物种生长发育所 需的全套遗传物质是细胞具有全能性的原因，B 正确；肌细胞是高度分化的体细胞，受精 卵是未分化的细胞，肌细胞分化程度高于受精卵，全能性低于受精卵，C 正确；壁虎自然 再生出来的尾巴“只是一堆由脂肪、肌肉和皮肤组成的同心管”，科学家利用胚胎干细胞 帮助壁虎再生出了更“完美”的尾巴，这为人类治疗难以愈合的伤口提供新途径，D 正确。 2．科研人员利用人类干细胞来源的心肌细胞制造出一种完全自主的“人造鱼”，能通过心 肌收缩，在水中游泳超过100天。这项技术涉及的原理是（ ） A．基因重组 B．基因突变 C．细胞膜半流动性 D．基因选择性表达 【答案】D 【解析】分析题意，本技术中科研人员利用人类干细胞来源的心肌细胞制造出一种完全自 主的“人造鱼”，即该人造鱼是由人类的心肌细胞分化而来，该过程发生了基因的选择性 表达，即分化。 3．造血干细胞在骨髓中只能分化成各种血细胞，在体外某些促分化因子诱导下，还可以分 化成神经细胞。下列相关叙述错误的是（ ） A．造血干细胞内基因的表达受环境因子影响 B．神经细胞不再具有生长、分裂和分化能力 C．同一个体的造血干细胞和神经细胞的遗传信息相同 D．神经细胞内血红蛋白基因处于关闭状态 【答案】B 【解析】根据题干信息，说明基因的表达受环境因子的影响，A正确；神经细胞属于高度 分化的细胞，能生长，虽然不再分裂和分化，但仍具有分裂和分化的潜能，B错误；同一 个体的造血干细胞和神经细胞均为有丝分裂而来，其遗传信息应相同，C正确；神经细胞 属于分化细胞，分化的实质是基因的选择性表达，其血红蛋白基因处于关闭状态，D正确。 4．科学家激活小鼠皮肤细胞中三种在神经前体细胞大量表达的转录因子（调控基因转录的 蛋白质），将小鼠皮肤细胞直接转化为能发育成大脑神经细胞的前体细胞，且该细胞能在 实验室大量培养，该方法为受损神经细胞的再生提供了一条崭新途径。下列相关叙述正确 的是（ ） A．由皮肤细胞转化为神经前体细胞是遗传物质改变的结果 B．皮肤细胞与神经细胞形态不同是由于组成的蛋白质完全不同C．正常状态下皮肤细胞一般不会大量表达这三种转录因子 D．神经前体细胞是一种不再具有分裂、分化能力的细胞 【答案】C 【解析】由皮肤细胞转化为神经前体细胞是发生细胞分化的结果，该过程中并未发生遗传 物质的改变，A错误；皮肤细胞与神经细胞的蛋白质组成不完全相同，有的蛋白质相同， 如ATP合成酶和呼吸酶等，B错误；一般而言，正常的皮肤细胞属于高度分化的细胞，不 再大量表达这三种在神经前体细胞大量表达的转录因子，C正确；结合题意“大脑神经细 胞的前体细胞能在实验室大量培养，该方法为受损神经细胞的再生提供了一条崭新途径” 可知，神经前体细胞能够分裂，故能大量培养，能弥补受损细胞，说明其可以分化，D错 误。 5．科学家将Oct3、Sox2、c-Mye和Klf4等基因导入高度分化的体细胞中，使高度分化的 成熟体细胞重新编程为可发育成身体组织的非成熟细胞，这种细胞与人类胚胎干细胞极其 相似，称为诱导多能干细胞（iPS细胞），iPS细胞能被诱导分化为肝细胞、神经细胞等人 身上几乎所有的细胞类型，被誉为再生医疗的王牌，下列相关叙述错误的是（ ） A．iPS细胞能分化成不同种类细胞的实质是基因的选择性表达 B．iPS细胞与成熟体细胞相比，细胞内的遗传物质未发生变化 C．利用iPS细胞的分化能力，有望成功治愈心脏类疾病 D．iPS细胞有丝分裂后期的染色体数目和核DNA分子数目相同 【答案】B 【解析】iPS细胞能分化成不同种类细胞是细胞分化的结果，细胞分化的本质是基因的选 择性表达，A正确；根据题意“iPS细胞是通过向成熟体细胞导入特定的基因，诱导其转变 为干细胞”，因此iPS细胞与成熟体细胞相比，细胞内的遗传物质发生了变化，B错误； iPS能被诱导分化为肝细胞、神经细胞等人身上几乎所有的细胞类型，因此利用iPS细胞 的分化能力，有望成功治愈心脏类疾病，C正确；有丝分裂后期着丝点分裂，一条染色体 上只含有一个DNA分子，故iPS细胞有丝分裂后期的染色体数目和核DNA分子数目相同，D 正确。 6．细胞结构与功能相适应。下列有关细胞结构与功能的叙述，正确的是（ ） A．线粒体内膜折叠成嵴，增加催化丙酮酸分解酶的附着位点 B．牛、羊等动物精子的线粒体集中分布于头部，有利于精子获能 C．人体成熟的红细胞细胞核和各种细胞器丧失，提高运输氧气效率 D．根尖分生区细胞形成大液泡，有利于从土壤溶液中吸收水分 【答案】C 【解析】有氧呼吸过程丙酮酸分解为CO 发生在线粒体基质，不在线粒体内膜上，A错误； 2 牛、羊等动物精子的线粒体集中分布于尾部，有利于精子游动，B错误；人体成熟红细胞 细胞核和各种细胞器丧失，为运输氧气的血红蛋白腾出了更多的空间，可提高运输氧气的 效率，C正确；根尖分生区细胞为不成熟的植物细胞，没有大液泡，成熟的植物细胞才具 有大液泡，D错误。 7．天津市高新区加快打造“细胞谷”园区，在重组新冠疫苗、嵌合抗原受体T细胞（能够 高效杀灭肿瘤细胞）、干细胞生产和细胞外囊泡创新研究等方面不断取得突破。下列有关叙述错误的是（ ） A．体外培养的干细胞中，新生细胞比衰老细胞或病变细胞的线粒体多 B．T细胞表面的受体可以特异性识别肿瘤细胞，体现细胞膜可以进行细胞间信息交流的功 能 C．囊泡在细胞内穿梭往来，运输“货物”的过程体现了生物膜具有选择透过性 D．利用干细胞修复受损细胞或组织，治疗某些疾病，是因为干细胞具有分裂和分化能力 【答案】C 【解析】线粒体是细胞的“动力车间”，新生细胞新陈代谢旺盛，需要消耗较多的能量， 所以线粒体的数量比衰老或病变的细胞多，A正确；T细胞和肿瘤细胞的细胞膜接触，膜上 的信号分子和受体识别、结合，信息由一个细胞传递给另一个细胞，体现细胞膜可以进行 细胞间信息交流的功能，B正确；由膜构成的囊泡可以由一种膜结构（如内质网膜）形成， 与另一种膜结构（如高尔基体膜）融合，体现了生物膜的流动性，C错误；干细胞具有再 生各种组织、器官的潜能，即具有分裂和分化的能力，可用于修复受损细胞或组织，治疗 某些疾病，D正确。 8．下列关于人体造血干细胞的叙述，错误的是（ ） A．造血干细胞的分化程度比胚胎干细胞高 B．造血干细胞可不断增殖分化，捐献造血干细胞不影响人体健康 C．造血干细胞中含有血红蛋白基因 D．造血干细胞与成熟红细胞中的酶相同 【答案】D 【解析】造血干细胞可以分化成红细胞、白细胞和血小板，胚胎干细胞可以分化为任何一 种组织细胞，所以造血干细胞分化程度更高，A正确；骨髓中的造血干细胞可不断增殖和 分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板，补充到血液中去，所以捐献造血干细胞不影响 人体健康，B正确；造血干细胞内含有人体发育的所有基因，所以造血干细胞中含有血红 蛋白基因，C正确；由于存在基因的选择性表达，造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差 异，D错误。 9．缺氧状态下，金鱼的大部分组织（如大脑、肝脏和心脏）细胞中进行正常的乳酸发酵， 生成的乳酸能够通过血液循环被运输到骨骼肌细胞中进行一系列物质转化，产生的终产物 则是乙醇，其生理机制如图。下列相关分析错误的是（ ） A．金鱼的乳酸转化机制可使其在缺氧环境中生存一段时间 B．图中①②③过程均发生在细胞质基质中 C．金鱼体内同时存在催化产生乳酸和酒精的酶 D．金鱼肌细胞和其他细胞无氧呼吸产物不同的根本原因是基因不同【答案】D 【解析】金鱼的乳酸转化机制可使其在缺氧环境中进行无氧呼吸提供能量，可在缺氧环境 中生存一段时间，A正确；①过程无氧呼吸产生乳酸，发生的场所是细胞质基质，②过程 表示葡萄糖被氧化分解成丙酮酸，发生的场所是细胞质基质；过程③是丙酮酸经过不彻底 的氧化形成变成酒精，发生的场所也是细胞质基质，B正确；据图分析可知，金鱼体内可 产生乳酸和酒精，说明金鱼体内同时存在催化产生乳酸和酒精的酶，C正确；金鱼肌细胞 和其他细胞无氧呼吸产物不同的根本原因是基因的选择性表达，D错误。 10．下列有关细胞结构与功能的叙述，正确的是（ ） A．蛙的红细胞在进行细胞分裂时有核膜、核仁的周期性消失与重现 B．动物细胞膜表面普遍存在受体蛋白，植物细胞膜表面不存在受体蛋白 C．胡萝卜韧皮部细胞无叶绿体，但韧皮部细胞可培养出含叶绿体的个体 D．生物膜上的蛋白质与物质交换有关，而与生物催化作用无关 【答案】C 【解析】蛙的红细胞进行的是无丝分裂，分裂过程中不会出现核膜和核仁的周期性变化，A 错误；动植物细胞膜的表面都有受体蛋白，都可以和信息分子结合，B错误；胡萝卜韧皮 部细胞无叶绿体，但含有控制叶绿体合成所需的基因，因此胡萝卜韧皮部细胞可培养出含 叶绿体的个体，C正确；生物膜上的蛋白质有些与物质交换有关，有些具有生物催化功能， 如附着在生物膜上的酶，D错误。 11．细胞衰老的自由基学说认为，生物体的衰老过程是机体组织细胞不断产生自由基（一 种强氧化性物质）积累的结果（如图）。下列叙述错误的是（ ） A．多摄入抗氧化类食物可延缓细胞衰老 B．自由基可以引起细胞膜的通透性改变 C．自由基可致细胞衰老而不会引起癌变 D．生活中应减少辐射及有害物质的摄入 【答案】C 【解析】细胞内的氧化反应是产生自由基的原因之一，多摄入抗氧化类食物可延缓细胞衰 老，A正确；细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，自由基会攻击磷脂和蛋白质，故自由基 可以引起细胞膜的通透性改变，B正确；从图上看，自由基会攻击DNA，有可能会导致基因 突变而引起癌变，C错误；辐射和有害物质都会产生自由基，生活中应减少辐射及有害物 质的摄入，减少自由基的产生，延缓衰老，D正确。 12．研究发现，胶原蛋白的含量增加有利于保持皮肤的年轻态。进一步研究表明，年轻小 鼠胶原蛋白COL17A1基因表达水平较低的干细胞比表达水平高的干细胞容易被淘汰；随着 年龄的增长，胶原蛋白COL17A1基因表达水平较低的干细胞增多。下列分析正确的是（ ）A．皮肤干细胞能分化为表皮细胞，说明皮肤干细胞具有全能性 B．COL17A1基因含量的高低，可作为判断皮肤是否衰老的依据 C．老年小鼠COL17A1基因的表达水平较低，皮肤细胞都已衰老 D．年轻小鼠体内部分干细胞被淘汰，有利于皮肤年轻态的维持 【答案】D 【解析】皮肤干细胞能分化为表皮细胞，但不能分化成生物个体，不能说明皮肤干细胞具 有全能性。A错误；COL17A1基因表达水平的高低，可作为判断皮肤是否衰老的依据。 COL17A1基因含量在细胞中不变。B错误；老年小鼠COL17A1基因的表达水平较低，但仍存 在干细胞，干细胞能分裂分化，不是衰老细胞。C错误；年轻小鼠体内COL17A1基因表达 水平较低的干细胞被淘汰，表达水平高的干细胞被保留，有利于增加胶原蛋白的含量，有 利于保持皮肤的年轻态。D正确。 13．对生物体而言，细胞的增殖、分化、衰老、凋亡都有重要的意义，下列关于细胞生命 历程的说法错误的是（ ） A．细胞的增殖、分化、衰老、凋亡都是由基因控制的 B．人体内被病原体感染的细胞的清除，属于细胞坏死 C．动物体内仍然保留着少数具有分裂和分化能力的细胞 D．细胞在分化过程中形态、结构和功能会发生稳定性差异 【答案】B 【解析】基因控制了细胞的增殖、分化、衰老、凋亡等生命活动，A正确；被病原体感染 细胞的清除要依靠细胞免疫，属于细胞凋亡，B错误；动物体内保留着的少数具有分裂和 分化能力的细胞称为干细胞，C正确；细胞分化过程中，其形态、结构、生理功能均发生 稳定性的差异，D正确。 14．我国科学家筛选鉴定出能促进细胞衰老的基因—组蛋白乙酰转移酶编码基因kat7，研 究表明，kat7基因失活会延缓细胞衰老，从而延长实验动物的寿命。下列说法正确的是（ ） A．衰老的细胞中细胞核体积减小，染色质呈收缩状态 B．衰老细胞中呼吸酶的活性降低，组蛋白乙酰转移酶的活性升高 C．细胞正常的衰老和细胞坏死有利于机体更好地实现自我更新 D．通过转基因技术将kat7基因导入受体细胞并表达有助于治疗老年性痴呆 【答案】B 【解析】衰老细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，但细胞核体积增大，染色质固缩， 染色加深，A错误；衰老细胞呼吸酶的活性降低，呼吸速度减慢，据题意可知组蛋白乙酰 转移酶的活性升高，B正确；正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新，细胞坏死 是指细胞在受到不利因素影响时死亡的现象，不是实现机体的自我更新的途径，C错误； 组蛋白乙酰转移酶编码基因kat7能促进细胞衰老，因此不能通过转基因技术治疗老年性痴 呆，D错误。 15．细胞焦亡是近年来发现并证实的一种新的细胞程序性死亡方式，其特征是依赖炎性半 胱天冬酶，使细胞不断胀大直至细胞膜破裂，导致细胞内容物释放进而激活强烈的炎症反 应，并伴有大量促炎症因子（可介导多种免疫反应）释放。细胞焦亡的形态学特征、发生及调控机制等均不同于凋亡、坏死等其他细胞死亡方式。下列叙述错误的是（ ） A．细胞焦亡与细胞内基因及其表达调控无关 B．细胞焦亡可以在抗击病原体感染中发挥重要作用 C．细胞焦亡时细胞膜破裂使组织液渗透压升高 D．促炎症因子通过介导免疫反应提高机体免疫力 【答案】A 【解析】细胞焦亡是一种新的细胞程序性死亡方式，与细胞内的基因表达调控有关，A错 误； 细胞焦亡可介导多种免疫反应在抗击病原体感染中发挥重要作用，B正确；细胞焦亡时细 胞膜破裂，细胞内容物释放到组织液，使组织液渗透压升高，C正确；促炎症因子通过激 发免疫系统提高机体免疫力，D正确。 16．广谱抗肿瘤药阿霉素可嵌入DNA而抑制核酸的合成，对各种生长周期的肿瘤细胞都有 杀灭作用，但有可能诱发心肌细胞凋亡导致心律失常。药物福达平对老年人心脏健康有很 好的保健作用。科研人员提出一种假设：福达平对心肌细胞凋亡具有抑制作用，并进行了 如下实验： 第1组：心肌细胞+适宜培养液 第2组：心肌细胞+适宜培养液+阿霉素 第3组：心肌细胞+适宜培养液+阿霉素+福达平 第4组：心肌细胞+适宜培养液+福达平 相同且适宜条件培养一段时间后，统计心肌细胞凋亡率。下列分析错误的是（ ） A．第1组和第2组对照可验证阿霉素是否可以诱导心肌细胞凋亡 B．第2组和第3组对照可验证福达平是否能抑制阿霉素诱导凋亡的作用 C．第1组和第4组对照可以验证福达平是否可抑制心肌细胞凋亡 D．若心肌细胞凋亡率第2组>第3组>第4组>第1组，则假设成立 【答案】D 【解析】第1组和第2组对比，自变量为是否添加阿霉素，两组对照可验证阿霉素是否可 以诱导心肌细胞凋亡，A正确；第2组和第3组对比，两组均添加了阿霉素，自变量为是否 添加福达平，两组对照可验证福达平是否能抑制阿霉素诱导凋亡的作用，B正确；第1组 和第4组，自变量为是否添加福达平，两组对照可以验证福达平是否可抑制心肌细胞凋亡， C正确；若心肌细胞凋亡率第2组>第3组>第1组>第4组，则假设成立，D错误。 17．研究表明，较低水平的活性氧有利于维持干细胞的自我更新及防止可能发生的不利突 变。谷胱甘肽作为细胞内活性氧的主要拮抗分子，在干细胞的功能维持与调节等方面有着 重要功能。下列相关叙述正确的是（ ） A．不同组织细胞中蛋白质种类、数量完全不同 B．不利突变是导致干细胞细胞凋亡的根本原因 C．谷胱甘肽增加可提高干细胞不利突变的频率 D．抑制活性氧的产生，可防止干细胞功能失常 【答案】D 【解析】细胞分化的实质是基因的选择性表达，分化后的细胞中蛋白质的种类、数量不完全相同，A错误；细胞凋亡的实质是细胞的程序性死亡，而不是发生了基因突变，B错误； 谷胱甘肽增加可降低干细胞不利突变的频率，C错误；较低水平的活性氧有利于维持干细 胞的自我更新及防止可能发生的不利突变，据此可推知，抑制干细胞内活性氧分子的产生， 能够防止干细胞功能失常，D正确。 18．下图为高等动物体内的细胞凋亡及清除示意图，下列分析不正确的是（ ） A．①过程体现了生物膜的信息传递功能 B．癌细胞不能正常凋亡有可能与②过程受阻有关 C．在凋亡细胞被清除的过程中，细胞中的溶酶体起重要作用 D．人的红细胞发育成熟后开始启动上述凋亡过程 【答案】D 【解析】①过程是凋亡因子与膜受体结合产生凋亡信号，表明凋亡诱导因子导致的细胞凋 亡是特异性的，体现了生物膜的信息传递功能，A正确；癌细胞不能正常凋亡有可能是凋 亡信号不被激活，即与②过程受阻有关，B正确；溶酶体内部含有多种水解酶，能吞噬衰 老、损伤的细胞或者侵入细胞的病毒或病菌，因此在凋亡细胞被清除的过程中，细胞中的 溶酶体起重要作用，C正确；人的红细胞发育成熟后，没有细胞核和各种细胞器，因此细 胞中不含基因，而细胞凋亡是由基因决定的，说明人的红细胞在发育成熟前就已经启动了 上述凋亡基因，D错误。 19．下列与细胞凋亡有关的说法正确的是（ ） A．细胞被病原体感染后的死亡均属于细胞凋亡 B．人的成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达 C．凋亡细胞体积变大，线粒体数量减少，细胞核体积变小 D．在细胞凋亡时，细胞的内容物通常不会释放到内环境中 【答案】D 【解析】细胞被病原体感染后的死亡属于细胞坏死，A错误；人的红细胞成熟前，与凋亡 有关的基因就已经表达，B错误；凋亡的细胞细胞核体积变大，C错误；细胞凋亡属于程序 性死亡，细胞的内容物通常不会释放到内环境中，D正确。 20．肥胖患者的脂肪细胞由于受到强烈的能量压力会导致线粒体功能丧失，此时脂肪细胞 会快速而有力地释放小的胞外囊泡（sEV），sEV中包含有呼吸能力但氧化受损的线粒体颗 粒，这些颗粒进入循环系统被心肌细胞吸收后会导致自由基的产生。为降低自由基带来的 伤害，心肌细胞会产生大量保护性抗氧化分子。下列说法错误的是（ ） A．sEV进入循环系统的过程需要消耗能量 B．线粒体受损后导致本应在其基质中消耗的氧气参与了心肌细胞中有害自由基的产生 C．吸收了线粒体颗粒的心肌细胞更容易衰老 D．心肌细胞产生的大量保护性抗氧化分子有利于维持机体稳态【答案】B 【解析】大分子和颗粒状物质进出细胞通过胞吞、胞吐的方式，sEV中包含有呼吸能力但 氧化受损的线粒体颗粒，因此sEV进入循环系统的过程属于胞吞作用，需要消耗能量，A 正确； 有氧呼吸的第三阶段需要消耗氧气，场所是线粒体内膜，细胞质基质进行有氧呼吸第二阶 段，不消耗氧气，B错误；吸收了线粒体颗粒的心肌细胞会导致自由基的产生，细胞内自 由基过多会导致细胞衰老，因此吸收了线粒体颗粒的心肌细胞更容易衰老，C正确；为降 低自由基带来的伤害，心肌细胞会产生大量保护性抗氧化分子，从而有利于维持机体稳态， D正确。 21．线粒体不仅是细胞的“能量工厂”，也在细胞凋亡的调控中起重要作用，如下图所示。 (1)线粒体中的细胞色素c嵌入在线粒体内膜的_____中，参与有氧呼吸第_____阶段的化学 反应。 (2)当紫外线、DNA损伤、化学因素等导致细胞损伤时，线粒体外膜的通透性发生改变，细 胞色素c被释放到_____中，与蛋白A结合，在ATP的作用下，使_____，引起细胞凋亡。 (3)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（程序性 死亡），这是_____（正反馈、负反馈）调节机制。凋亡细胞解体后被吞噬细胞吞噬，由细 胞内的_____将其消化。 【答案】(1) 磷脂双分子层 三 (2) 细胞质基质 C-9酶前体转化为活化的C-9酶，活化的C-9酶激活C-3酶 (3) 正反馈 溶酶体 【解析】 (1)线粒体中的细胞色素c嵌入在线粒体内膜的磷脂双分子层中，而线粒体内膜是有氧呼吸 第三阶段的场所，因此其参与有氧呼吸第三阶段的化学反应。 (2)结合图示分析，当紫外线、DNA损伤、化学因素等导致细胞损伤时，线粒体外膜的通透 性发生改变，细胞色素c被释放到细胞细胞质基质中，与蛋白结合，在ATP的作用下，使 C-9酶前体转化为活化的C-9酶，活化的C-9酶激活C-3酶，引起细胞凋亡。 (3)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的现象。图 中线粒体外膜发生的变化最终使C-3酶活化诱发细胞凋亡，同时活化的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。凋亡细胞解 体后被吞噬细胞吞噬，由细胞内的溶酶体将其消化，因为溶酶体是细胞中的消化车间。 22．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。以PC12细胞系为材料，研究了低氧影响细胞存活的机制。 (1)在人体细胞呼吸过程中，O 参与反应的场所是______________。当细胞中O 含量低时， 2 2线粒体通过电子传递链产生更多活性氧，活性氧积累过多会损伤大分子和细胞器。 (2)分别用常氧（20%O）、适度低氧（10%O）和严重低氧（0.3%O）处理PC12细胞，24h 2 2 2 后检测线粒体自噬水平，结果如图1。用线粒体自噬抑制剂3-MA处理PC12细胞，检测细胞 活性氧含量，结果如图2。 ①损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的_____________________（结构）降解。 ②图1、图2结果表明：适度低氧可____________________________。 (3)研究表明，上调BINP3基因的表达可促进线粒体自噬。检测不同氧气浓度下BINP3基因 表达情况，结果如图。 综合上述信息，解释适度低氧下细胞可正常存活、严重低氧导致细胞死亡的原因： _____________________。 【答案】(1)线粒体内膜 (2)溶酶体 激活线粒体自噬来清除活性氧 (3)适度低氧上调BINP3基因的表达，使BINP3蛋白增加，促进了线粒体自噬以清除细胞中 的活性氧，活性氧处于正常水平，细胞可正常存活。严重低氧上调BINP3基因的表达（转 录），可能由于严重低氧下BINP3蛋白降解加快，使BINP3蛋白在增加后很快下降。严重 低氧下BINP3蛋白的增加促进了线粒体自噬，但还不足以清除细胞中的活性氧，活性氧在 细胞中积累，最终导致细胞死亡。 【解析】 (1)在人体细胞呼吸过程中，O 参与反应是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜。 2 (2)①由分析知，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。②图1中适度低氧（10%O）情况下线粒体自噬水平相对值升高，严重低氧（0.3%O）情况 2 2 下线粒体自噬水平相对值下降，图2用线粒体自噬抑制剂3-MA处理PC12细胞，检测细胞 活性氧含量结果，适度低氧（10%O）情况下实验组与对照组相差最多，说明适度低氧可以 2 激活线粒体自噬来清除活性氧。 (3)由图可知，适度低氧上调BINP3基因的表达，使BINP3蛋白增加，促进了线粒体自噬以 清除细胞中的活性氧，活性氧处于正常水平，细胞可正常存活。严重低氧上调BINP3基因 的表达（转录），可能由于严重低氧下BINP3蛋白降解加快，使BINP3蛋白在增加后很快 下降。严重低氧下BINP3蛋白的增加促进了线粒体自噬，但还不足以清除细胞中的活性氧， 活性氧在细胞中积累，最终导致细胞死亡。 23．如图是细胞分化实质的模式图，请回答下列问题： （1）分化会导致由一个或一种细胞增殖产生的后代，在___________、结构和___________ 上发生___________性的差异。 （2）细胞分化的实质是___________。 （3）细胞分化的标志从分子水平看，在细胞中合成了某种特有的___________，该物质是 生命活动的主要承担者。从细胞水平看，形成了不同种类的细胞。 （4）分化细胞表达的基因，可概括为①管家基因：所有细胞均表达的一类基因；②奢侈基 因：不同类型细胞特异性表达的一类基因。图中的A、B、C三个基因可能属于奢侈基因的 是___________。呼吸酶基因、ATP水解酶基因属于___________基因（填“管家”或“奢 侈”）。 （5）细胞含有全套基因，这是细胞全能性的基础，细胞的全能性，是指已经___________ 的细胞，仍然具有发育成___________的潜能。 （6）图中的D基因在左右两个细胞都未表达，原因可能是___________。 【答案】 （1）形态 生理功能 稳定 基因的选择性表 达 蛋白质 A和C 管家 分化 完整个 体 D基因是奢侈基因，在该个体其它细胞表达（2分，其他合理答案都给分，如 “由于基因选择性表达”或“D基因在该个体其它细胞表达”） 【解析】 （1）根据分化概念可知，分化会造成细胞三个方面的变化，形态上（比如红细胞变成双面凹，圆饼状）、结构上（比如叶肉细胞出现叶绿体），功能上（比如神经细胞可以传导兴 奋）的变化，这些变化使得同一细胞的后代之间发生了稳定性的差异。 （2）细胞分化的实质是基因的选择性表达，也可描述为使基因组在一定时间和空间上程序 性表达的结果。 （3）图中显示细胞分化出了两种细胞，图中展示了表达的基因不完全相同，可能形成不同 的mRNA，进而形成不同的蛋白质，因此可以说从分子水平看，在细胞中合成了某种特有的 蛋白质，由于蛋白质是生命活动的主要承担者，进而使细胞担负不同的功能。 （4）据图分析，A基因只在“左侧细胞”中表达，而C基因只在“右侧细胞”中表达，所 以是奢侈基因。而呼吸酶每个细胞都应该有，ATP水解酶每个细胞都有，所以相关基因是 管家基因。 （5）细胞的全能性，是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，原因是这些 分化的细胞中含有本物种全套的遗传信息。 （6）图中的D基因在左右两个细胞都未被选择表达，说明D基因是奢侈基因，可能在该个 体其它细胞表达。 24．在伤口愈合过程中，成纤维细胞通过有丝分裂大量增殖等活动，促进了伤口的愈合。 如图显示成纤维细胞在生物机体内的增殖和转分化过程。 据图分析回答下列问题。 (1)①过程是成纤维细胞进行 _____ 分裂。若证实该过程可观察成纤维细胞中的 _____ 变 化。 (2)②过程是细胞的 _____ 过程，③过程是细胞的 _____ 过程。 (3)转分化与③过程的实质均是遗传物质的 _____ 结果。 【答案】(1)有丝 细胞的分裂次数或分离后的染色体数目变化或分裂过程中的是 否有四分体时期或同源染色体的分离等行为变化 (2)脱分化（或去分化） 再分化（或分化） (3)选择性表达 【解析】（1）①过程产生的2个子细胞与亲代细胞相同，可见该过程是成纤维细胞进行的 有丝分裂。通过观察细胞的分裂次数或分离后的染色体数目变化或分裂过程中的是否有四 分体时期或同源染色体的分离等行为变化可证实该过程。 （2）通过②过程成纤维细胞变成干细胞，其分化程度降低，因此②过程是细胞的脱分化过 程；经过③过程，干细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性差异，形成神经细胞，因此 ③是再分化过程。 （3）细胞分化的实质是遗传物质的选择性表达。 故答案为：（1）有丝 细胞的分裂次数或分离后的染色体数目变化或分裂过程中的是否有四分 体时期或同源染色体的分离等行为变化。 （2）脱分化（或去分化） 再分化（或分化） （3）选择性表达