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专题14 细胞分化、衰老、凋亡和癌变
一、细胞的分化与细胞的全能性
1．细胞分化
概念
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
时间
发生在整个生命进程中，胚胎时期达到最大限度
结果
形成不同的组织和器官
特点
持久性、不可逆性、普遍性
意义
是生物个体发育的基础；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
原因
细胞中基因的选择性表达
2．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。
(2)原因：细胞具有发育成完整个体所需的全套遗传物质。
(3)干细胞：动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞。
二、细胞的衰老
1．细胞衰老的特征
细胞结构
的变化
细胞膜：通透性改变，使物质运输功能降低；细胞核：体积增大，核膜内
折，染色质收缩、染色加深
细胞内物质
变化
水分：减少，细胞萎缩，体积变小；酶：多种酶的活性降低，呼吸速率减
慢，新陈代谢速率减慢；色素：积累，妨碍细胞内物质的交流和传递
2．细胞衰老机制的学说
自由
基学
说
自由基
通常指异常活泼的带电分子或基团
自由基
的来源
细胞内的氧化反应产生；细胞受到辐射及有害物质入侵的刺激后产生
衰老
机制
自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。如攻击磷脂分
子导致生物膜损伤，攻击DNA 导致基因突变，攻击蛋白质使其活性下
降，导致细胞衰老
端粒
学说
端粒
每条染色体两端具有的一段特殊序列的DNA—
蛋白质
复合体
衰老
端粒DNA 序列随细胞分裂次数增加而逐渐缩短，最后导致端粒内侧正
1
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机制
常基因的DNA
序列
受到损伤，结果使细胞活动趋向异常
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：个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。细胞衰老是人体内发生的正常
生命现象，正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。
三、细胞的死亡
1．细胞凋亡
概念
是指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程
类型
①个体发育中细胞的程序性死亡；②成熟个体中细胞的自然更新；③被病原体感染
的细胞的清除
意义
①保证多细胞生物体完成正常发育；②维持内部环境的稳定；③抵御外界各种因素
的干扰
2.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。
四、细胞癌变
机理
与癌变相关的原癌基因和抑癌基因发生了突变
特征
能够无限增殖；形态结构发生显著变化；细胞膜上的糖蛋白等物质减少；细胞之间
的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移
2.基因突变的概念、发生时间和原因
(1)概念：DNA 分子中发生碱基的替换、增添或缺失而引起的基因碱基序列的改变。
(2)时间：主要发生于有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期。
(3)诱发基因突变的因素(连线)
一、单选题
1．他莫昔芬（Tamoxifen）是一种抗雌激素药，它扩散进入细胞后与胞质溶胶中的雌激素竞争结合靶细胞
的雌激素受体，形成的药物-受体复合物可以转入细胞核内， 阻止染色体上的某个基因（记为R）表达，
2
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从而抑制肿瘤细胞生长。下列叙述正确的是（ ）
A．在细胞癌变前后，细胞内的基因结构相同
B．对于内源雌激素水平较高的癌症患者，他莫昔芬的抑癌作用不佳
C．基因R 表达会导致正常细胞的生长和分裂失控，属于抑癌基因
D．他莫昔芬与细胞膜上的受体结合后形成的复合物经核孔进入细胞核
【答案】B
【分析】癌变细胞与正常细胞相比，它有一些独具的特征。1、 能够无限增殖。在适宜的条件下，癌细胞
能够无限增殖。在人的一生中，体细胞能够分裂50 次—60 次， 而癌细胞却不受限制，可以长期增殖下去。
2、癌细胞的形态结构发生了变化。例如，培养中的正常的成纤维细胞呈扁平梭形，当这种细胞转化成癌
细胞后就变成球形了。3、癌细胞的表面也发生了变化。由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得细胞彼
此之间的粘着性减小，导致癌细胞容易在有机体内分散和转移。
【详解】A、癌变是基因突变的结果，癌变前后细胞内的基因发生了改变，A 错误；
B、他莫昔芬能与雌激素竞争受体， 对内源雌激素水平高的患者来说，他莫昔芬与受体结合的机会减少，
抑制肿瘤细胞生长的效果弱，B 正确；
C、阻止基因R 表达，从而抑制癌细胞的增殖，说明基因R 不是抑癌基因，C 错误；
D、他莫昔芬与细胞质中的受体结合，D 错误。
故选B。
2．为探讨干扰NBS1 基因表达对肝癌细胞(HepG2)增殖的影响，研究人员将NBS1 特异性小干扰
RNA( siNBSl)转染至HepG2 中,实验结果如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．干扰NBS1 基因的表达可以抑制HepG2 细胞的增殖并诱导细胞凋亡
B．题中不同浓度siNBSl 均能抑制HepG2 细胞中的NBS1 基因mRNA 相对水平
C．肝癌细胞易分散转移的原因与其细胞膜上的糖蛋白减少有关
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D．分析图2 可知48h 为siNBSl 的较适宜的转染时间
【答案】A
【分析】分析题图可知，随着siNBS1 浓度的增加，NBS1 基因转录的mRNA 水平逐渐下降，细胞增殖率也
降低，因此可以说明干扰NBS1 基因的表达，会导致细胞的增殖率降低。
【详解】A、据图2 可知，干扰NBS 基因的表达可以抑制HepG2 细胞的增殖，但无法判断是否会诱导细胞
凋亡，A 错误；
B、据图1 可知，与对照组相比，不同浓度siNBSl 均能抑制HepG2 细胞中的NBS1 基因mRNA 水平，B 正
确；
C、肝癌细胞具有无限增殖、形态结构改变、细胞膜上的糖蛋白减少，易分散转移的特点，C 正确；
D、分析图2 可知，与对照组相比，各组细胞增殖率下降趋势基本一致，在48h 均出现低谷，故48h 为
siNBS1 的较适宜转染时间，D 正确。
故选A。
3．人乳腺细胞（M）和乳腺癌细胞（MC）葡萄糖摄取情况如图甲所示，用特异性作用于线粒体内膜的呼
吸酶抑制剂分别处理M 和 MC，与对照组（未用抑制剂处理）细胞数的比例如图乙所示。下列说法正确的
是（ ）
A．MC细胞膜上糖蛋白的数量多于M 细胞
B．MC细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量少于M 细胞
C．该呼吸酶抑制剂在细胞有氧呼吸第二阶段起作用
D．实验组MC 细胞呼吸产生乳酸的速率高于M 细胞
【答案】D
【分析】分析题图：由图甲可知，乳腺癌细胞（MC）比人乳腺细胞（M）摄取的葡萄糖更多；由图乙可知，
M 细胞对呼吸抑制剂更敏感。
【详解】A、乳腺癌细胞（MC）细胞膜上糖蛋白的数量少于乳腺细胞（M），易扩散和转移，A 错误；
B、由图甲可知，MC 细胞对葡萄糖的摄取量多于M 细胞，说明MC 细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量多于
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M 细胞，B 错误；
C、该呼吸酶抑制剂作用于线粒体内膜，说明该抑制剂抑制的是有氧呼吸的第三阶段，C 错误；
D、实验组MC 对葡萄糖的摄取能力高于M，MC 细胞对呼吸抑制剂不太敏感，则MC 细胞呼吸产生乳酸
的速率高于M 细胞，D 正确。
故选D。
4．女性乳腺癌是常见的癌症之一。癌症治疗失败的一个主要原因是癌细胞通过患者的血液和淋巴管广泛
转移。癌症化疗期间，“头皮冷却”（用冷却装置对头皮进行持续性冷敷）是预防脱发的最有效方法。研
究发现，周期蛋白D1是调控细胞周期G1期的关键蛋白，有利于细胞周期的启动。下列叙述正确的是（
）
A．冷却使毛囊细胞附近的血管舒张，毛囊吸收化疗药物会增加
B．癌细胞通过血液和淋巴管转移与细胞表面的糖蛋白增多有关
C．若使用药物促进周期蛋白D1基因的表达，则有利于癌症的治疗
D．乳腺上皮细胞中的DNA 存在与癌变相关的原癌基因和抑癌基因
【答案】D
【分析】癌细胞与正常细胞相比，具有以下特征：能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上的糖
蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性降低，容易在体内分散和转移，等等。
【详解】A、冷却使毛囊细胞附近的血管急速收缩，减少血流量，降低化疗药物被毛囊吸收的程度，A 错
误；
B、癌细胞的细胞膜表面的糖蛋白减少，细胞之间的黏着性降低，导致容易通过血液和淋巴管转移，B 错
误；
C、癌细胞有无限增殖的特点，促进周期蛋白D1 基因的表达，会促进癌细胞的增殖，C 错误；
D、人和动物细胞中的DNA 上存在与癌变相关的基因：原癌基因和抑癌基因，D 正确。
故选D。
5．人体正常细胞中的P53 蛋白能促进丙酮酸进入线粒体，以维持正常的代谢途径。癌细胞中的P53 蛋白功
能异常，从而影响了细胞呼吸过程。下列说法错误的是（ ）
A．与正常细胞相比，癌细胞生命活动消耗的能量较少
B．丙酮酸在细胞质基质中转化为乳酸的过程不生成ATP
C．正常细胞和癌细胞中均含有P53 蛋白基因
D．P53 蛋白功能异常会导致癌细胞从内环境中摄取更多的葡萄糖
【答案】A
【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼
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吸第一 阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和
[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。
2、无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同
生物体中相关的酶不同，在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。
【详解】A、癌细胞的代谢旺盛，与正常细胞相比，癌细胞生命活动消耗的能量较多，A 错误；
B、丙酮酸在细胞质基质中转化为乳酸属于无氧呼吸第二阶段，该阶段不产生ATP，B 正确；
C、多细胞生物体中所有细胞都是有受精卵通过细胞分裂产生，正常细胞和癌细胞中均含有P53 蛋白基因，
C 正确；
D、P53 蛋白功能异常会导致癌细胞从内环境中摄取更多的葡萄糖，以满足自身对能量的需求，D 正确。
故选A。
6．人乳腺细胞（M）和乳腺癌细胞（Mc）葡萄糖摄取情况如图甲所示，用特异性作用于线粒体内膜的呼
吸酶抑制剂分别处理M 和Mc，与对照组（未用抑制剂处理）细胞数的比例如图乙所示。下列说法正确的
是（ ）
A．M 细胞和Mc细胞形态虽然相同，但是功能不同
B．根据实验结果可知，M 细胞无氧呼吸的能力比Mc细胞强
C．Mc细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量可能多于M 细胞
D．该呼吸酶抑制剂在细胞有氧呼吸第二阶段起作用
【答案】C
【分析】据图分析：图甲显示乳腺癌细胞每天摄取葡萄糖（Mc）的量多于人乳腺细胞（M），说明乳腺癌
细胞比乳腺细胞消耗的葡萄糖多，代谢更旺盛；图乙中，用特异性作用于线粒体内膜的呼吸酶抑制剂分别
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处理M 和Mc，与对照组（未用抑制剂处理）细胞数的比例Mc 高得多，说明呼吸抑制剂对人乳腺细胞的
抑制作用更大。
【详解】A、癌细胞的特征之一是癌细胞形态不同于正常细胞，故M 细胞和Mc 细胞形态不同，A 错误；
B、图乙中，用特异性作用于线粒体内膜的呼吸酶抑制剂分别处理M 和Mc，与对照组（未用抑制剂处
理）细胞数的比例Mc 高得多，说明呼吸抑制剂对人乳腺细胞的抑制作用更大，而对乳腺癌细胞的抑制作
用较小；且呼吸抑制剂作用于线粒体内膜，说明呼吸抑制剂抑制的是有氧呼吸，进而说明乳腺癌细胞可以
更多的利用无氧呼吸供能，因此实验组Mc 细胞无氧呼吸产生乳酸的速率高于M 细胞，B 错误；
C、图甲显示乳腺癌细胞每天摄取葡萄糖（Mc）的量多于人乳腺细胞（M），说明Mc 细胞膜上葡萄糖转
运蛋白的数量多于M 细胞，C 正确；
D、该呼吸酶抑制剂作用于线粒体内膜，说明其在细胞有氧呼吸第三阶段起作用，D 错误。
故选C。
7．某研究团队体外研究IL-4-X（X 为某种细胞毒素）对淋巴癌细胞的杀伤作用，结果如图所示。下列有
关叙述错误的是（ ）
A．癌细胞在体内易转移与其膜上糖蛋白减少有关
B．正常细胞表面可能没有识别该细胞毒素的受体
C．治疗癌症时最好选用40ng·mL-1的IL-4-X
D．致癌病毒可将其基因组整合到宿主细胞引起癌变
【答案】C
【分析】癌细胞的主要特征：①细胞形态发生显著改变；②细胞表面的糖蛋白减少；③获得无限增殖的能
力。
【详解】A、癌细胞的细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使癌细胞彼此之间的黏着性显著降低，容易在体内
分散和转移，A 正确；
B、由图可知，IL-4-X 对正常细胞几乎没有杀伤作用，可能是因为正常细胞表面没有识别IL-4-X 的受体，
7
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IL-4-X 无法发挥作用，B 正确；
C、该实验是体外培养细胞时选用的药物浓度，而不是体内治疗时的数据，C 错误；
D、致癌因子包括物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子三大类，其中致癌病毒可将其基因组整合
到宿主细胞，进而引起细胞癌变，D 正确。
故选C。
8．下列有关细胞生命历程的叙述，正确的是（ ）
A．细胞凋亡过程中细胞内mRNA 的种类会发生变化
B．有丝分裂过程中染色体数目加倍和核DNA 数目加倍发生在同一时期
C．目前已有相关实验证明动物细胞具有全能性
D．原癌基因发生突变一定会导致细胞癌变
【答案】A
【分析】细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变，其中原癌基因负责调节细胞周期，控
制细胞生长和分裂的过程，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
【详解】A、细胞凋亡过程中有新蛋白质的合成，说明细胞凋亡过程中细胞内mRNA 的种类会发生改变，
A 正确；
B、核DNA 数目加倍发生在有丝分裂前的间期，染色体数目加倍发生在有丝分裂的后期，B 错误；
C、目前已有相关实验证明动物细胞核具有全能性，如克隆羊的出现，但不能说明动物细胞具有全能性，C
错误；
D、细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变，原癌基因发生突变不一定导致细胞癌变，D
错误。
故选A。
9．成体果蝇的神经干细胞（NSC）对维持机体细胞数量稳定或修复有重要作用。在早期胚胎发育时，NSC
可能进入暂不增殖的状态（即处于停滞期）。如图是NSC 进入或解除停滞状态的机制，其中Trbl、Akt、
dILPs 都是蛋白质分子，M 属于分裂期。下列说法错误的是（ ）
A．NSC 可以分化成神经细胞，但没有全能性
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B．Trbl 可促进NSC 进入停滞期，并抑制Akt 的作用
C．如果Trbl、Akt 均不能合成，则NSC 最可能停止于停滞期
D．dILPs 可以促进NSC 进入M 期，并抑制NSC 进入停滞期
【答案】C
【分析】干细胞的分类：（1）全能干细胞：具有形成完整个体的分化潜能；（2）多能干细胞：具有分化
出多种细胞组织的潜能；（3）专能干细胞：只能向一种或两种密切相关的细胞类型分化。
【详解】A、NSC 可以分化成神经细胞，说明其为专能干细胞，没有全能性，A 正确；
B、由图可知，Trbl 可促进NSC 进入停滞期，并抑制Akt 的作用，从而使NSC 可能进入暂不增殖的状态，
B 正确；
C、由图可知，Trbl 可促进NSC 进入停滞期，若无Trbl 合成，则NSC 不能进入停滞期，C 错误；
C、dILPs 通过激活细胞内信号，从而激活Akt，可以促进NSC 进入M 期，Akt 通过抑制Trbl 的的作用，从
而抑制NSC 进入停滞期，D 正确。
故选C。
10．2018 年3 月14 日物理学家霍金去世，他曾经患有肌肉萎缩性侧索硬化症即“渐冻症”。有研究表明
该病是由于突变的基因导致神经元合成了某种毒蛋白，从而阻碍了轴突内营养物质的流动；也有最新研究
结果表明，利用诱导多功能干细胞（iPS 细胞）制作前驱细胞，然后移植给渐冻症实验鼠，能延长其寿命。
下列相关描述错误的是（ ）
A．诱导多功能干细胞的分化实质是基因的选择性表达，细胞种类增多
B．诱导多功能干细胞分化成的多种细胞中核酸相同，蛋白质却不完全相同
C．将控制合成破坏运动神经元的毒蛋白基因替换，可以起到良好治疗作用
D．植入神经干细胞，使受损的运动功能得到恢复，可以一定程度改善“渐冻症”
【答案】B
【分析】1、细胞分化的实质是基因的选择性表达。
2、胚胎干细胞的主要用途是：
①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；
②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就
可以诱导ES 细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段；
③可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合征、少年糖尿病等；
④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES 细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正
常功能；
⑤随着组织工程技术的发展，通过ES 细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解
9
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决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
【详解】A、诱导多能干细胞的分化实质是基因的选择性表达，细胞分化使细胞种类增多，A 正确；
B、细胞分化的实质是基因的选择性表达，分化形成的多种细胞中DNA 相同，但mRNA 不同，蛋白质不
完全相同，B 错误；
C、根据题干信息“病是由于突变的基因导致神经元合成了某种毒蛋白，从而阻碍了轴突内营养物质的流
动”，若将控制运动神经元合成毒蛋白的基因替换，或许可以起到治疗该病的作用，C 正确；
D、由“有最新研究结果表明，利用诱导多功能干细胞（iPs 细胞）制作前驱细胞，然后移植给渐冻症实验
鼠，能延长其寿命”可推测植入神经干细胞，使受损的运动功能得到恢复，可以一定程度改善“渐冻症”，
D 正确。
答案B。
11．下列关于细胞分化的描述，正确的是（ ）
A．细胞的高度分化改变了物种的遗传信息
B．可以通过检测细胞中呼吸酶基因是否表达，来确定细胞是否分化
C．一个人肝细胞和肌细胞结构和功能不同的根本原因是基因的选择性表达
D．神经细胞特有的基因决定了神经递质的精准释放位置
【答案】C
【分析】关于“细胞分化”，考生可以从以下几方面把握：（1）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。（2）细胞分化的特点：
普遍性、稳定性、不可逆性。（3）细胞分化的实质：基因的选择性表达。（4）细胞分化的结果：使细胞
的种类增多，功能趋于专门化。
【详解】A、细胞分化过程中，遗传物质没有变化，A 错误；
B、所有细胞中呼吸酶基因都表达，因此不能据此确定细胞是否分化，B 错误；
C、人肝细胞和肌细胞是细胞分化形成的，而细胞分化的实质是基因的选择性表达，C 正确；
D、神经细胞和其他体细胞均来自同一个受精卵，遗传物质相同，基因也都相同，并不是神经细胞特有的
基因决定了神经递质的精准释放位置，而是基因选择性表达的结果，D 错误。
故选C。
12．三位科学家因发现了“细胞如何感知以及对氧气供应的适应性”而获得2019 年诺贝尔生理学奖。当氧
气不足时，细胞内的氧气含量下降，原本需要被清除的转录调控因子HIF-1 无法降解，从而让低氧应答元
件能指导细胞大量合成促红细胞生成素，进而制造更多的红细胞来运输更多的氧气。下列有关叙述错误的
是（ ）
10
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A．氧气进入红细胞的过程不需要载体蛋白
B．红细胞的生成是基因选择性表达的结果
C．HIF-1 无法降解与细胞内氧气浓度上升有关
D．细胞中的氧气主要用于有氧呼吸的第三阶段
【答案】C
【分析】1、自由扩散：水、氧气、二氧化碳、脂溶性物质。
2、细胞分化是基因选择性表达的结果。
【详解】A、氧气进入红细胞的方式为自由扩散，不需要载体蛋白，A 正确；
B、红细胞的产生是细胞分化的结果，细胞分化的实质是基因选择性表达，B 正确；
C、依题意可知，细胞内氧气浓度下降，导致HIF-1 无法降解，C 错误；
D、细胞中的氧气主要用于有氧呼吸的第三阶段，D 正确。
故选C。
13．毛发的形成和生长依赖于毛囊干细胞的增殖和分化。研究发现，慢性压力会使毛囊干细胞长期保持静
止状态，肥胖则导致其易分化成皮肤表面的其他细胞。下列叙述错误的是（ ）
A．保持愉悦的心情并及时排解压力有助于减少脱发
B．毛囊干细胞与其他干细胞一样都有一定的分裂能力
C．长期高脂肪饮食可能会使毛囊干细胞分化方向改变而使头发脱落
D．毛囊干细胞分化的过程中细胞的形态、结构、遗传物质均发生了改变
【答案】D
【分析】干细胞是指已分化但仍保持有分裂能力的细胞，分为全能干细胞，多能干细胞和专能干细胞，毛
囊干细胞属于专能干细胞。
【详解】A、分析题意可知，长期处于慢性压力会使毛囊干细胞保持静止状态，不会发生分裂分化毛发再
生减少且易脱落，故保持愉悦的心情并及时排解压力，可减少脱发，A 正确；
B、毛囊干细胞与其他干细胞一样都有一定的分裂能力，B 正确；
C、根据题干信息：肥胖可通过激活某些信号改变毛囊干细胞的分化方向，使其分化成皮肤表面的其他细
胞，而不是头发生长所必需的毛囊，由此判断高脂肪饮食或遗传导致的肥胖可能会因毛囊干细胞分化方向
改变而使头发脱落，C 正确；
D、细胞分化不改变细胞内的遗传物质，D 错误。
故选D。
14．人体不同细胞的寿命和分裂能力不同（见表）。请分析表中有关数据，下列分析正确的是（ ）
细胞种类
寿命
能否分裂
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平滑肌细胞
很长
能
小肠上皮细胞
1~2d
能
神经细胞
很长
大多数不能
心肌细胞
很长
不能
白细胞
5~7d
能
A．细胞的寿命与分裂能力之间存在对应关系
B．寿命短的细胞都不能进行分裂
C．细胞的寿命和分裂能力与它们各自的功能有关
D．皮肤表皮细胞的寿命较短，由此表可推出它也具有分裂能力
【答案】C
【分析】分析表格：人体细胞的寿命和分裂能力的对比，小肠上皮细胞寿命短，能分裂；平滑肌细胞寿命
很长，也能分裂．从表中无法得出细胞的寿命与分裂能力之间存在对应关系的结论．
【详解】A、小肠上皮细胞寿命短，能分裂；平滑肌细胞寿命很长，也能分裂。从表中无法得出细胞的寿
命与分裂能力之间存在对应关系的结论，A 错误；
B、寿命短的细胞也能进行分裂，如白细胞，B 错误；
C、人体不同组织细胞的分裂能力、寿命不同，是由遗传物质决定，与其各自的功能有关，C 正确；
D、皮肤表皮细胞的寿命较短，但不能推测它是否具有分裂能力，D 错误。
故选C。
15．下图所示为来自同一人体的3 种细胞，下列叙述正确的是（ ）
A．虽然各细胞中携带的基因相同，由于基因选择性表达，所以形态、功能不同
B．因为来自同一人体，所以各细胞中的DNA、蛋白质种类相同
C．虽然各细胞大小不同，但各个细胞物质运输效率相同
D．葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式是协助扩散
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【答案】A
【分析】1、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。
2、细胞分化的实质：基因的选择性表达。
3、细胞分化的结果：使细胞的种类增多，功能趋于专门化。
【详解】A、因为来自同一人体，所以，各细胞中携带的基因相同，由于基因选择性表达，所以形态、功
能不同，A 正确；
B、因为来自同一人体，所以各细胞中的DNA 相同，但蛋白质种类不完全相同，B 错误；
C、细胞大小不同，但各个细胞物质运输效率不同，细胞越大，相对表面积越小，细胞物质运输效率越低，
C 错误；
D、小肠上皮细胞以主动运输方式吸收葡萄糖，D 错误。
故选A。
16．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，科研人员通过植入胚胎干细胞的方式，帮助断尾壁虎长出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．胚胎干细胞与构成尾巴的组织细胞中基因的执行情况不同
B．胚胎干细胞分化成尾部细胞前后，蛋白质的种类完全不同
C．该研究无法体现胚胎干细胞具有全能性
D．该研究给人类实现受损器官原位再生带来新希望
【答案】B
【分析】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和各种细胞的潜能。
【详解】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达，即同一个体不同细胞中基因的执行情况不同，A 正确；
B、细胞分化的根本原因为基因的选择性表达，胚胎干细胞分化成尾部细胞前后，其DNA 不变，也有相同
的表达基因，如呼吸酶基因、ATP 合成酶基因等，所以蛋白质种类不完全相同，B 错误；
C、壁虎断尾的再生只体现胚胎干细胞可以分化尾部的相关组织、器官，无法说明其可以分化成各种细胞
的能力或发育成个体的能力，C 正确；
D、科研人员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，说明人类实现受损
器官原位再生也有可能实现，D 正确。
故选B。
17．下图表示动物细胞生命历程，下列叙述错误的是（ ）
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A．真核生物的①过程的方式有有丝分裂、减数分裂和无丝分裂
B．在个体发育过程中，有序的②过程能够增加细胞的类型
C．③过程中细胞含水量增加，代谢降低，细胞核体积增大，细胞相对表面积减小
D．④过程是由基因决定的过程，对生物体的生长发育具有积极意义
【答案】C
【分析】细胞正常的生命历程包括生长、增殖、分化、衰老和凋亡，对生物体的生长发育都是有积极意义
的，其中细胞增殖导致细胞数量增加而形态结构不变，细胞分化导致细胞种类增加而数目不变。
【详解】A、真核生物的①细胞增殖过程，主要方式有有丝分裂也存在减数分裂和无丝分裂，A 正确；
B、②为细胞分化，在个体发育过程中，细胞分化的结果是细胞种类增加而数量不变，B 正确；
C、③过程为细胞衰老，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，C 错误；
D、④过程是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，对生物体的生长发育具有积极意义，D 正确。
故选C。
18．细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质，最终形成的降解产物氨基酸、脂肪酸等可被细胞再用。细
胞自噬时，自噬标志物LC3-I 被酶解转化成为LC3-Ⅱ，LC3-Ⅱ的数量与自噬溶酶体的量呈正相关，过程如
图所示。下列说法错误的是（ ）
A．自噬体和溶酶体融合后形成自噬溶酶体的过程依赖生物膜的流动性
B．营养缺乏的细胞，可通过细胞自噬获得维持生存所需的物质和能量
C．激烈的细胞自噬可能会促进特定基因的表达，从而诱导细胞凋亡
D．细胞中的LC3-Ⅱ/LC3-I 值越小，说明细胞自噬越强
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【答案】D
【分析】细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。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。
【详解】A、自噬体和溶酶体通过膜融合后形成自噬溶酶体，依赖生物膜的流动性，A 正确；
B、细胞自噬产生的氨基酸、脂肪酸等降解产物可被细胞再利用，营养缺乏的细胞，可以通过细胞自噬获
得维持生存所需的物质和能量，B 正确；
C、激烈的细胞自噬可能会促进特定基因（与细胞凋亡有关的基因）的表达，从而诱导细胞凋亡，C 正确；
D、细胞自噬时，LC3-Ⅰ被酶解转化为LC3-Ⅱ，LC3-Ⅱ的数量与自噬溶酶体的数量呈正相关，细胞中的
LC3-Ⅱ/ LC3-Ⅰ值越小，则LC3-Ⅱ数量越少，自噬溶酶体的数量越少，说明细胞自噬越弱，D 错误。
故选D。
19．线粒体参与细胞凋亡的机理如下图，当细胞衰老或DNA 损伤不可修复时，线粒体会释放细胞色素c
（线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c 的参与）并经过一系列反应引起细胞凋亡。下列相关叙
述错误的是（ ）
A．细胞色素c 位于线粒体内膜，参与有氧呼吸
B．细胞凋亡是一个耗能过程，需要多种酶的参与
C．细胞凋亡时细胞呼吸速率降低，酶活性降低
D．和衰老细胞相比，幼嫩细胞中C-3 酶的活性较低
【答案】C
【分析】分析题图可知，当细胞衰老或受不可修复的DNA 损伤时,线粒体会释放其内膜上的细胞色素c。
释放出来的细胞色素c 能促进C-9 酶前体转化为活化的C-9 酶，进而激活C-3 酶促进细胞凋亡。
【详解】A、分析题意可知，线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c 的参与，故细胞色素c 位于
线粒体内膜，参与有氧呼吸第三阶段，A 正确；
B、分析题意可知，细胞凋亡是一个耗能过程，需要ATP 和多种酶的参与，B 正确；
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C、细胞凋亡时细胞呼吸速率降低，有的酶活性增高，如C-3 酶，C 错误；
D、激活C-3 酶促进细胞凋亡，和衰老细胞相比，幼嫩细胞中C-3 酶的活性较低，D 正确。
故选C。
20．在人的一生中，体细胞一般能够分裂50～60 次。科学家利用分裂了40 次的男性成纤维细胞和分裂了
10 次的女性成纤维细胞进行如下实验。依据实验结果能够得出的结论是（ ）
实验方案
继续培养10～20 代实验结果
两种细胞等量混合培养
女性细胞的分裂依旧旺盛，男性细胞逐渐停止分裂
将女性细胞核注入到男性去核细胞
中
融合细胞分裂依旧旺盛
将男性细胞核注入到女性去核细胞
中
融合细胞逐渐停止分裂
A．在稳定的培养环境下，细胞衰老由细胞自身因素决定
B．细胞分裂潜力主要取决于细胞核和细胞质
C．随着分裂次数增加，细胞质中自由基积累，导致细胞衰老
D．随着分裂次数增加，核染色体端粒逐渐缩短，导致细胞衰老
【答案】A
【分析】衰老细胞的特征：（1）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；（2）细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低；（3）细胞色素随着细胞衰老逐渐累积；
（4）有些酶的活性降低；（5）呼吸速度减慢，新陈代谢减慢。
【详解】A、由第一组实验结果可知，两种细胞在同样条件下培养结果不同，故细胞衰老是由细胞自身因
素决定的，A 正确；
B、对比第二组、第三组实验结果可知，男性细胞核使细胞分裂停止，女性细胞核使细胞分裂旺盛，实验
能说明细胞分裂潜力主要取决于细胞核而非细胞质，B 错误；
CD、 本实验没有涉及自由基、端粒的比较，无法得出细胞质中自由基积累，核染色体端粒逐渐缩短，导
致细胞衰老的结论，C、D 错误。
故选A。
21．下列关于人体细胞生命历程的说法，正确的是（ ）
A．衰老细胞体积变小，相对表面积增大，物质运输能力增强
B．衰老细胞中染色体两端的端粒DNA 序列可能较短
C．无丝分裂过程中核膜消失后也不会出现纺锤丝和染色体的变化
D．若在细胞中发现血红蛋白基因，说明该细胞已经发生了分化
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【答案】B
【分析】细胞衰老学说：
（1）自由基学说：我们通常把异常活泼的带电分于或基团称为自由基。自由基含有未配对电子，表现出
高度的反应活泼性。在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中很容易产生自由基。此外，
辐射以及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基。自由基产生后，即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能
的生物分子。最为严重的是，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。此外，自由基还会攻击
DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老。
（2）端粒学说：每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，称为端粒。端粒DNA 序列
在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒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，结果使细胞活动渐趋异常。
【详解】A、衰老细胞膜的通透性改变，其物质运输的效率降低，A 错误；
B、端粒DNA 序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。
在端粒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，结果使细胞活动渐趋异常，
细胞就走向衰老，因此，衰老细胞中染色体两端的端粒DNA 序列可能较短，B 正确；
C、无丝分裂过程中核膜和核仁都不消失，C 错误；
D、人体所有细胞都含有血红蛋白基因，D 错误。
故选B。
22．由于脑部血管突然破裂或血管阻塞引起卒中，卒中导致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的急性脑
血管疾病。利用多能干细胞（iPS 细胞）可制备血管内皮前体细胞（EPC）原液，使卒中患者在短时间内修
建组织细胞，进而促进神经修复。下列有关叙述正确的是（ ）
A．由于卒中引起脑神经细胞死亡属于细胞凋亡
B．由于iPS 细胞可修复脑中多种细胞，所以体现了iPS 细胞具有全能性
C．利用iPS 细胞制备（EPC）原液的过程中既有有丝分裂也有细胞分化
D．卒中不改变脑细胞周围组织液的成分及血压
【答案】C
【分析】1、胚胎干细胞简称ES 或EK 细胞，来源于早期胚胎或原始性腺（即囊胚期的内细胞团）。
2、胚胎干细胞的特点：在形态上，体积较小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可
分化为成年动物任何一种组织细胞。另一方面，在体外培养条件下，ES 细胞可不断增殖而不发生分化，可
进行冷冻保存，也可以进行某些遗传改造。
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【详解】A、卒中患者体内因缺血导致的神经元死亡属于细胞坏死，A 错误；
B、iPS 细胞经过定向诱导分化产生EPC，该过程iPS 细胞并没有发育成完整个体，故没有体现iPS 细胞的
全能性，B 错误；
C、iPS 细胞制备EPC 的过程既进行进行丝分裂（细胞数目增加），也进行细胞分化（细胞种类增加），C
正确；
D、脑部血管突然破裂或血管阻塞引起卒中，卒中会改变脑细胞周围组织液的成分及血压，D 错误。
故选C。
二、多选题
23．异常活泼的带电分子或基团称为自由基，自由基学说是一种解释细胞衰老原因的假说，相关内容如图
所示。下列叙述正确的是（ ）
A．②①过程引起的作用效果属于正反馈调节
B．②过程可能直接导致血红蛋白的合成场所受损
C．③过程会使线粒体内丙酮酸的氧化分解速率减慢
D．④过程中DNA 被攻击后可能导致细胞发生癌变
【答案】ACD
【分析】细胞衰老特征：细胞内水分减少、新陈代谢速率减慢、细胞内有些酶活性降低、细胞内色素积累、
细胞内呼吸速度下降、细胞核体积增大、细胞膜通透性下降、物质运输功能下降。
【详解】A、自由基通过②过程攻击磷脂分子，磷脂分子通过①过程产生更多的自由基继续攻击磷脂分子、
蛋白质、DNA 等，而磷脂分子、蛋白质是生物膜的主要组成成分，因此对生物膜损伤较大；在一个系统中，
系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式称为反馈调节，正反馈的效果
是结果对过程产生促进作用，由图示可知②①过程引起的作用效果属于正反馈调节，A 正确；
B、自由基通过②过程攻击磷脂分子，因此对生物膜损伤较大，血红蛋白的合成场所为核糖体，核糖体为
无膜结构，所以②过程不可能直接导致血红蛋白的合成场所受损，B 错误；
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C、线粒体内丙酮酸的氧化分解需要酶，大多数的酶是蛋白质，③过程会导致蛋白质活性下降，所以③过
程会使线粒体内丙酮酸的氧化分解速率减慢，C 正确；
D、④过程自由基攻击DNA，其上的基因可能会发生突变，导致细胞发生癌变，D 正确。
故选ACD。
24．细胞增殖异常活跃是肿瘤的显著特征之一。研究发现，谷氨酰胺合成酶（GS）是生物体内唯一催化谷
氨酰胺生成的关键酶，可推动肿瘤细胞自有丝分裂中期到后期的转化进而促进细胞增殖，最终推动细胞分
裂的进程。下列相关叙述正确的是（ ）
A．原癌基因突变导致其表达的蛋白质活性过强，可能引起细胞发生癌变
B．肿瘤细胞在适宜条件下能进行无限增殖，GS 的存在可缩短肿瘤细胞的细胞周期
C．在肿瘤组织中免疫细胞清除癌细胞的过程属于细胞坏死，与细胞内的基因无关
D．欲彻底消灭癌症患者体内的肿瘤细胞，可采用抑制细胞内GS 基因表达的方法
【答案】AB
【分析】1、癌细胞是指受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进
行分裂的恶性增殖细胞。
2、细胞癌变的原因包括外因和内因，外因是各种致癌因子，内因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。
【详解】A、原癌基因主要负责调节细胞周期，其过量表达而导致相应蛋白质活性过强，也可能引起细胞
癌变，A 正确；
B、肿瘤细胞在适宜条件下具有无限增殖的能力，GS 可促进细胞增殖，从而缩短肿瘤细胞的细胞周期，B
正确；
C、免疫细胞清除癌细胞的过程属于细胞凋亡，是细胞内特定基因表达的结果，C 错误；
D、如果抑制GS 基因的表达，则正常细胞的代谢也会受到影响，因此不能采取抑制GS 基因表达的方法消
灭癌细胞，D 错误。
故选AB。
25．内质网膜包裹损伤的线粒体形成自噬体时，LC3－Ⅰ蛋白被修饰形成LC3－Ⅱ蛋白，LC3－Ⅱ蛋白促
使自噬体与溶酶体融合，完成损伤的线粒体降解。将大鼠随机分为对照组、中等强度运动组和大强度运动
组，测量细胞中LC3－Ⅰ蛋白和LC3－Ⅱ蛋白的相对含量，结果如图。下列叙述正确的是（ ）
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A．自噬体与溶酶体融合依赖膜的选择透过性
B．LC3－Ⅱ/LC3－Ⅰ的比值随运动强度增大而增大
C．运动可以抑制大鼠细胞的线粒体自噬
D．推测LC3－Ⅱ蛋白应在自噬体膜上，向溶酶体发出“吃我”的信号
【答案】BD
【分析】根据柱形图分析，自变量是运动强度，因变量是大鼠细胞内LC3-Ⅰ蛋白和LC3-Ⅱ蛋白的相对含量，
与对照组相比，大强度运动LC3-Ⅰ蛋白被修饰形成LC3-Ⅱ蛋白，LC3-Ⅱ蛋白促使自噬体与溶酶体融合，完
成损伤的线粒体降解。
【详解】A、内质网膜包裹损伤的线粒体形成自噬体，与溶酶体融合依赖膜的流动性，A 错误；
B、根据柱形图分析，对照组两种蛋白的比例相同，随运动强度增大，LC3－Ⅰ蛋白被修饰形成LC3－Ⅱ蛋
白，LC3－Ⅱ/LC3－Ⅰ的比值增大，B 正确；
C、据图分析可知：运动可使LC3－Ⅱ蛋白增加，可以促进大鼠细胞的线粒体自噬，C 错误；
D、由题干信息“LC3－Ⅱ蛋白促使自噬体与溶酶体融合，完成损伤的线粒体降解”可推测LC3－Ⅱ蛋白
应在自噬体膜上，向溶酶体发出“吃我”的信号，进而完成自噬过程，D 正确。
故选BD。
26．祖细胞属于成体干细胞，分别存在于生物的各种成体组织中。由于祖细胞具有帮助组织器官修复再生
的“神奇”功能，因此科学家们正尝试培养祖细胞并将其移植到患者体内，用来治疗多种退行性疾病。下
列关于人体祖细胞的叙述，正确的是（ ）
A．患者自身的祖细胞与小肠上皮细胞的基因组成不同，基因表达情况也不同
B．祖细胞存在于成体组织中，可形成多种组织细胞，不能体现其具有全能性
C．祖细胞形成的红细胞在衰老的过程中，细胞的核质比会逐渐增大
D．祖细胞的凋亡是受基因控制的程序性死亡，但其遗传信息不会改变
【答案】BD
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序
性调控，是一种程序性死亡。
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【详解】A、祖细胞与小肠上皮细胞都来自同一个受精卵，基因组成一样，由于分化的过程中，基因的选
择性表达，基因表达情况不同，A 错误；
B、祖细胞存在于成体组织中，如血液祖细胞、皮肤祖细胞、小肠祖细胞，祖细胞可形成多种组织细胞，
但不能形成个体或其他各种细胞，故不能体现其具有全能性，B 正确；
C、祖细胞形成的红细胞在成熟后细胞器和细胞核都会退化，无细胞器和细胞核，C 错误；
D、细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，是一种程序性死亡，细胞凋亡是一种自然地生理
过程，遗传信息没有发生改变，D 正确。
故选BD。
27．自由基的产生可引起细胞衰老。细胞产生的自由基会攻击磷脂和蛋白质分子而损伤细胞，当自由基攻
击生物膜的组成成分磷脂分子时，会产生更多的自由基。某小组分别在正常温度、中度高温和极端高温条
件下处理组织细胞，这三组细胞内的自由基产生速率情况如图所示。下列分析错误的是（ ）
A．自由基攻击生物膜的磷脂分子引起细胞损伤的过程体现了负反馈调节
B．在处理时间相同的情况下，三组中极端高温组细胞的物质运输功能最强
C．正常温度下细胞也会产生自由基，说明正常温度下细胞也会衰老
D．该实验结果可说明，高温环境与细胞衰老的速率呈负相关
【答案】ABD
【分析】1、细胞衰老：细胞衰老是机体在退化时期生理功能下降和紊乱的综合表现，是不可逆的生命过
程。人体是由细胞组织起来的，组成细胞的化学物质在运动中不断受到内外环境的影响而发生损伤，造成
功能退行性下降而老化。细胞的衰老与死亡是新陈代谢的自然现象。
2、细胞衰老的原因探究细胞衰老是各种细胞成分在受到内外环境的损伤作用后，因缺乏完善的修复，使
“差错”积累，导致细胞衰老。根据对导致“差错”的主要因子和主导因子的认识不同，可分为不同的学
说，这些学说各有实验证据。
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【详解】A、自由基会攻击磷脂和蛋白质分子而损伤细胞，当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，
会产生更多的自由基，这体现了正反馈调节，A 错误；
B、从图中结果可以看出，处理1~11d，三组中极端高温组细胞内自由基产生速率最大，其细胞的物质运输
功能受破坏最严重，B 错误。
C、正常温度下细胞也会产生自由基，说明正常温度下细胞也会衰老，C 正确；
D、高温诱导细胞产生的自由基会攻击磷脂和蛋白质分子，使蛋白质的活性下降，导致细胞衰老加快，高
温环境与细胞衰老的速率呈正相关，D 错误。
故选ABD。
28．人类造血干细胞前体可分裂分化为白细胞、红细胞和血小板等。下列关于造血干细胞前体的叙述，正
确的是（ ）
A．造血干细胞前体进行有丝分裂过程中，在赤道板位置不出现细胞板
B．造血干细胞前体具有分化能力，具有自我更新能力与自我维持能力
C．造血干细胞前体中，由纤维素形成的细胞骨架参与细胞分裂、细胞分化
D．造血干细胞前体属于未分化的全能干细胞，在骨髓中完成血细胞的分化
【答案】AB
【分析】对于健康人来说，造血干细胞主要存在于骨髓中，这些干细胞分化为红细胞、白细胞和血小板。
【详解】A、造血干细胞前体在细胞有丝分裂末期细胞中部向内凹陷，最后分裂成两个细胞，植物细胞分
裂末期会形成细胞板，A 正确；
B、造血干细胞前体具有自我更新能力与自我维持能力，同时具有细胞分化能力，B 正确；
C、细胞骨架由细胞中蛋白质纤维形成，C 错误；
D、造血干细胞前体是一种分化程度较低的多能干细胞，可在骨髓中分化形成各种血细胞，D 错误。
故选AB。
29．科学家将某种iPS 细胞与心肌细胞融合，获得杂交细胞H，并在一定条件下分别诱导iPS 细胞和细胞H
向心肌细胞分化，统计其分化率，结果如图。下列有关叙述正确的是（ ）
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A．可以利用向细胞中导入特定基因或特定蛋白质等方法诱导形成iPS 细胞
B．iPS 细胞和H 细胞向心肌细胞分化的实质是基因的选择性表达
C．iPS 细胞和H 细胞向心肌细胞分化所需要的时间大约是20d，超过该时间不能再分化
D．H 细胞比iPS 细胞分化率更高，可能与其中含有心肌细胞特有的物质有关
【答案】ABD
【分析】细胞分化：
（1）概念：在个体发育过程中，相同细胞的后代在形态结构和功能上形成稳定性差异的过程。结果是产
生不同类型的细胞。
（2）意义：细胞分化是动物和植物发育的基础，使生物体能正常地生长发育。细胞分化提高了生理机能
效率。
（3）实质：基因的选择性表达。
（4）特点：持久性、稳定性、不可逆性、普遍性等。
【详解】A、制备iPS 细胞时，可以借助载体将特定基因导入细胞而获得，也可以直接将特定蛋白导入细
胞中获得，A 正确；
B、细胞分化的实质是基因的选择性表达，B 正确；
C、诱导20d 后，iPS 细胞和H 细胞都具有较高的分化率，曲线图中显示，超过该时间分化率仍较高，iPS
细胞和H 细胞还可以再分化，C 错误；
D、H 细胞是iPS 细胞与心肌细胞融合形成的，其中含有心肌细胞特有的物质，由图可知，H 细胞比iPS 细
胞分化率高，这可能与其细胞中含有心肌细胞特有的物质有关，D 正确。
故选ABD。
30．细胞分化是由于基因选择性地表达各自特有的蛋白质而导致细胞形态、结构与功能的差异。从鸡的输
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卵管细胞、幼红细胞（具细胞核）、肌肉细胞分别提取细胞总DNA 和细胞总RNA，再用编码三种蛋白的
基因作探针分别对其进行杂交实验，检测结果如表所示（“+”表示阳性结果、“-”表示阴性结果）。下列
分析错误的是（ ）
细胞总DNA
细胞总RNA
输卵管细胞
幼红细
胞
肌肉细胞
输卵管细
胞
幼红细胞
肌肉细胞
β 珠蛋白基因
+
+
+
-
+
-
卵清蛋白基因
+
+
+
+
-
-
ATP 合成酶基因
+
+
+
+
+
+
A．鸡的三种细胞的总DNA 和总RNA 均不完全相同
B．DNA 和RNA 检测利用碱基互补配对原则，配对类型不完全相同
C．提取总RNA 时添加RNA 聚合酶抑制剂有利于RNA 的提取
D．三种蛋白质的基因都选择性表达，赋予三种细胞功能的专门化
【答案】ACD
【分析】分析表格：输卵管细胞、幼红细胞、肌肉细胞都含有卵清蛋白基因、β-珠蛋白基因和ATP 合成酶
基因，但卵清蛋白基因只在输卵管细胞中表达，β-珠蛋白基因只在幼红细胞中表达，ATP 合成酶基因在输
卵管细胞、幼红细胞、肌肉细胞中都表达。
【详解】A、鸡的三种细胞的总DNA 都相同，总RNA 不完全相同，A 错误；
B、DNA 和RNA 检测利用碱基互补配对原则，但配对方式不完全相同，例如DNA 配对中能发生A 与T 配
对，RNA 配对中能发生A 与U 配对，B 正确；
C、提取总RNA 时，如果添加RNA 聚合酶抑制剂，不利于RNA 的合成，不利于RNA 的提取，C 错误；
D、ATP 合成酶基因在三种细胞中都表达，D 错误。
故选ACD。
三、综合题
31．肿瘤细胞的典型特征是代谢发生改变，为探究低温对肿瘤细胞代谢的影响，研究者进行了相关实验。
(1)多数肿瘤细胞主要通过无氧呼吸产生ATP 和 。由于肿瘤细胞膜上的 等物质减少，使其在
体内容易分散和转移。
(2)研究者将结肠癌细胞（CRC）植人小鼠的皮下组织构建皮下荷瘤小鼠，将其置于不同温度条件下培养，
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实验结果如下图及表，由此分析低温影响肿瘤生长的机制是 。研究者将CRC 植入小鼠肝脏，并重
复上述实验，测量肿瘤体积，从而排除 对皮下肿瘤的直接影响。
CRC
细胞占（%）
4℃
30℃
死细胞
0．16
0．78
静止期+DNA 合成前期
80．8
69．2
DNA 合成期
8．7
16．2
DNA 合成后期+分裂期
10．2
13．3
(3)将
18F-FDG 注射皮下荷瘤小鼠静脉，一段时间后发现：30℃条件下，
18F-FDG 主要聚集在肿瘤组织中；
4℃条件下，
18F-FDG 主要聚集在棕色脂肪组织（BAT）中。据此推测，低温通过 ，进而抑制肿瘤
的生长。注：
18F 为放射性核素、FDG 为葡萄糖类似物
(4)为验证上述推测，研究者检测皮下荷瘤小鼠体内肿瘤细胞中葡萄糖运载体（GLUT4）基因表达水平，若
4℃条件下，GLUT4 基因表达水平低于30℃条件下，则上述推测正确。请修正该实验方案并写出预期结果
。
【答案】(1) 乳酸 糖蛋白
(2) 低温通过抑制CRC 中DNA 的复制从而抑制CRC 的增殖 低温/低温接触/体表低温
(3)促进BAT 细胞对葡萄糖摄取从而减少肿瘤细胞对葡萄糖的摄取
(4)增加“BAT 细胞中GLUT4 基因表达水平”的检测，预期结果为：4℃条件下，GLUT4 基因表达水平高
于30℃条件下
【分析】1、癌细胞是指受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进
行分裂的恶性增殖细胞。
2、细胞癌变的原因包括外因和内因，外因是各种致癌因子，内因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。
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3、癌细胞的特征：能够无限增殖；形态结构发生显著改变；细胞表面发生变化，细胞膜的糖蛋白等物质
减少。
4、细胞有氧呼吸过程释放大量能量，细胞无氧呼吸过程释放少量能量。
【详解】（1）动物细胞无氧呼吸产生乳酸，所以多数肿瘤细胞主要通过无氧呼吸产生ATP 和乳酸。细胞
膜上的糖蛋白，具有识别润滑作用，由于肿瘤细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使其在体内容易分散和转移。
（2）低温通过抑制CRC 中DNA 的复制从而抑制CRC 的增殖，所以低温影响肿瘤生长。为了排除低温/低
温接触/体表低温对皮下肿瘤的直接影响，研究者将CRC 植入小鼠肝脏，并重复上述实验，测量肿瘤体积，
（3）18F 为放射性核素、FDG 为葡萄糖类似物，将18F-FDG 注射皮下荷瘤小鼠静脉，一段时间后发现，
30℃条件下，18F-FDG 主要聚集在肿瘤组织中；4℃条件下，18F-FDG 主要聚集在棕色脂肪组织（BAT）
中。说明低温通过促进BAT 细胞对葡萄糖摄取从而减少肿瘤细胞对葡萄糖的摄取，进而抑制肿瘤的生长。
（4）为验证上述推测，研究者检测皮下荷瘤小鼠体内肿瘤细胞中葡萄糖运载体（GLUT4）基因表达水平，
若4℃条件下，GLUT4 基因表达水平低于30℃条件下。则需要增加“BAT 细胞中GLUT4 基因表达水平”
的检测，预期结果为：由于18F-FDG 主要聚集在棕色脂肪组织（BAT）中，则4℃条件下，GLUT4 基因表
达水平高于30℃条件下。
32．下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。据图分析回答：
(1)图中过程a、b 过程分别表示 和 。
(2)与细胞①相比，细胞②的物质运输效率下降，原因是 。过程b 产生的子细
胞③和④与原来的母细胞②具有相同的特征，这是因为 。
(3)图中⑤⑥细胞的全能性与受精卵相比，相对较 。
(4)细胞衰老与凋亡是生物界的普遍规律。一部分发生衰老的细胞会被机体自身清除，但另一些衰老的细胞
会随着时间的推移在体内积累增多，并分泌一些免疫刺激因子，导致低水平炎症发生，引起周围组织衰老
或癌变。实验揭示，衰老细胞不仅是衰老过程的产物，也可能是组织器官进一步衰退的重要原因。最近科
学家通过研究表明，清除衰老细胞可延缓小鼠的衰老进程，该成果有望开辟出一条对抗衰老的新途径。
①衰老细胞的特征主要有 减少，细胞萎缩； 的活性降低，代谢速率减慢；细胞膜
，使物质运输功能降低等。
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②细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。参与细胞自噬的重要细胞器是 。
③在成熟的生物体内，衰老细胞以及被病原体感染的细胞的清除，都是通过 完成的。
(5)某些致癌因子的作用下细胞也可能癌变，其根本原因是 ，癌细胞的特征主要包括三个方面
分别是 。
【答案】(1) 细胞生长 细胞分裂
(2) 细胞②体积增大，细胞的表面积与体积的比值减小，与外界环境进行物质交换的能力减弱 细
胞③和④是由细胞②经有丝分裂产生的，子细胞与母细胞含有相同的遗传物质，且两个子细胞还未分化
(3)低
(4) 细胞含水量 酶 通透性改变 溶酶体 细胞凋亡
(5) 致癌因子导致原癌基因以及抑癌基因突变 无限增殖；形态结构发生显著改变；细胞表面发生
变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，易转移
【分析】题图分析：图中①~②的a 过程表示细胞生长，体积增大；②~③、④的b 过程表示细胞分裂；
③~⑤和④~⑥的c 过程表示细胞分化。
【详解】（1）图中①~②，即a 过程表示细胞生长，细胞体积增大，②~③、④，即b 过程表示细胞分裂，
细胞数目加倍，所以过程a、b 分别表示细胞生长和细胞分裂。
（2）与细胞①相比，细胞②体积增大，细胞的表面积与体积的比值减小，与外界环境进行物质交换的能
力减弱，所以细胞②的物质运输效率下降。细胞③和④是由细胞②经有丝分裂产生的，间期复制的染色体
在分裂期平均分配到两个子细胞中，使子细胞与母细胞含有相同的遗传物质，且两个子细胞还未分化，所
以子细胞③和④与原来的母细胞②具有相同的特征。
（3）⑤⑥细胞的全能性与受精卵相比，由于发生了细胞分化，因此全能性较低。
（4）①衰老细胞在形态和功能上表现出一些特征，主要有细胞含水量减少，细胞萎缩；酶的活性降低，
代谢速率减慢；细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低等。
②细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。有些激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡，溶酶体是细胞中的
消化车间，其中有多种水解酶，因此参与细胞自噬的重要细胞器是溶酶体。
③在成熟的生物体内，衰老细胞以及被病原体感染的细胞的清除，都是通过细胞凋亡实现的，细胞凋亡是
细胞正常的生命活动，对机体本身是由积极意义的。
（5）细胞癌变的根本原因是致癌因子导致原癌基因以及抑癌基因突变，从而使得正常细胞的分类与生长
病变，形成癌细胞。癌细胞的特征主要包括三个方面：①无限增殖；②形态结构发生显著改变；③细胞表
面发生变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，易转移。
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33．细胞分裂分化及其调控：果蝇成体中的神经干细胞（NSC）可在机体需要时增殖，也可分化为神经细
胞、神经胶质细胞等以达到稳定细胞数量或修复机体的目的。研究证明果蝇胚胎早期发育时NSC 中，Trbl
基因的表达会使NSC 进入暂不增殖的状态，且有相当部分（约75%）的细胞停滞在了G2期。图1 显示了
果蝇胚胎发育早期NSC 细胞进入或解除停滞状态的分子机理，其中Trbl、Akt、dILPs 都是蛋白质分子。
(1)据题信息推断，神经干细胞属于 ______。
A．胚胎干细胞
B．单能干细胞
C．多能干细胞
D．全能干细胞
(2)根据图1 中的信息以及学习过的知识，处于增殖期Ⅰ的细胞和停滞期的细胞，在 方面（填下面
的编号）可能存在差异。
①DNA 含量 ②mRNA 种类 ③蛋白质种类 ④细胞形态 ⑤细胞核相对大小
(3)Trbl 可促进并维持NSC 细胞进入停滞期，dILPs 则可以解除细胞的停滞状态，结合图1 的信息，判断以
下表述正确的是______（多选）。
A．Trbl 基因在增殖期Ⅰ开始转录
B．Trbl 蛋白质分子的氨基酸序列由Trbl 基因的碱基序列决定
C．Akt 可以促进NSC 脱离停滞期、能促进细胞分裂
D．dILPs 可能是一种激素分子，通过与细胞内的Akt 结合可抑制Trbl 发挥作用
(4)一般认为，细胞处于暂不增殖状态时，所处的时期应为G0期。最近研究发现了一种全新的细胞周期停
滞方式。通过对比分析处于不同暂不增殖状态下的细胞重新进入细胞周期的比例差异，得到了如图2 的结
果。有人提出“处于G2期NSC 细胞是更好的修复神经损伤的材料”，你是否同意这种观点？ 。请根据
图2 中的信息，结合所学的知识阐述理由
(5)NSC 细胞累积一定的数量并在合适的时候进行分化是保持内环境稳态以及修复神经系统损伤的关键。科
研人员认为可选择dILPs 作为“分子开关”控制细胞的增殖和分化状态，选择的理由是 。
【答案】(1)C
(2)①②③④⑤
(3)ABC
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(4) 同意。 根据图2 可知，培养8-20 小时，停滞于G2 期的NSC 进入细胞周期的比例就显著高于
G0 期细胞，由此可见利用处于G2 期的NSC 细胞能够更快恢复损伤区域细胞的数量起到治疗作用。
(5)增加dILPs 的含量，dILPs 可通过细胞内信号激活Akt 蛋白，促进NSC 细胞由停滞期进入增殖期，开始
分裂增殖。减少dILPs 的含量，则促进NSC 细胞进入暂不增殖的状态，从而影响细胞增殖和分化的状态。
【分析】1、干细胞是具有分裂和分化能力的细胞。
2、干细胞的分类：
（1）全能干细胞：具有形成完整个体的分化潜能；
（2）多能干细胞：具有分化出多种组织细胞的潜能；
（3）专能干细胞（单能干细胞）：只能向一种或两种密切相关的细胞类型分化。
3、图1 增殖期Ⅰ：Trbl 表达使NSC 进入暂时不增殖状态或部分细胞停滞；停滞期：Trbl 对Akt 起抑制作用；
增殖期II：dILPs 通过与细胞内的信号激活Akt，从而抑制Trbl 作用。图2 横坐标表示培养时间，纵坐标表
示进入细胞周期的百分比，培养时间为8 到20 小时之间时，进入细胞周期的百分比有显著性差异，培养时
间相同情况下，停滞于G2 期的NSC 细胞进入细胞周期的比例较高，培养时间为16-20 小时时，有超过
80%的细胞进入了G2 期。。
【详解】（1）神经干细胞可在机体需要时增殖，分化为神经细胞、神经胶质细胞和胶质细胞等多种细胞，
因此神经干细胞属于多能干细胞，ABD 错误，故选C。
（2）Trbl 基因的表达会使NSC 进入暂时不增殖的状态，且有相当部分的细胞停滞在G2 期，所以停滞期的
细胞可能停滞在多个不同阶段，推测停滞期的细胞有些完成DNA 的复制，有些没有，故增殖期的细胞和
停滞期的细胞在DNA 含量上有差异，其次不同时期的细胞进行不同的活动，RNA 种类、蛋白质种类、细
胞形态、细胞核相对大小也会有差异，故选①②③④⑤。
（3）Trbl 会使NSC 进入暂不增殖的状态，所以Trbl 基因在增殖期阶段表达，A 正确；基因指导蛋白质的
合成，Trbl 基因的碱基序列决定Trbl 蛋白质分子的氨基酸序列，B 正确；图1 可知，Akt 会抑制Trbl 的作
用，可以使NSC 细胞继续分裂，C 正确；激素被受体细胞识别，发挥作用后会灭活，而dILPs 是蛋白质分
子，通过激活Akt 去发挥抑制Trbl 作用，所以dILPs 不是激素。
（4）由图2 可知，培养相同的时间，停滞于G2 期的NSC 细胞进入细胞周期的比例较高，自培养8 小时开
始，停滞于G2 期的NSC 进入细胞周期的比例就显著高于G0 期细胞，培养至20 小时G2 期细胞有超过
80%的比例进入细胞周期而G0 期细胞仅为20%。处于G2 期的NSC 细胞能够在需要的时候更快的进入细胞
周期进行增殖，所以利用处于G2 期的NSC 细胞能够更快恢复损伤区域细胞的数量，从而达到修复神经损
伤的治疗作用。
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（5）题干中给出的Trbl、Akt、dILPs 三种蛋白质分子在调控细胞分裂的过程中均起到了关键作用，三者
都具备作为“分子开关”来控制细胞的增殖和分化状态的潜能。例如：Trbl 可以使得细胞从增殖期进入不
增殖的状态，因此可以通过控制Trbl 控制细胞是否增殖达到控制NSC 数量的目的；Akt 可以直接影响细胞
是否脱离不增殖的状态，开始分裂增殖，因此可以通过控制Akt 控制细胞是否增殖达到控制NSC 数量的目
的；dILPs 可以通过细胞内信号影响Akt，间接控制细胞是否脱离不增殖的状态，开始分裂增殖；因此可以
通过dILPs 控制细胞是否增殖达到控制NSC 数量的目的。
34．慢性阻塞性肺疾病（COPD）的典型症状为气管管腔狭窄。银杏叶提取物（GBE）对COPD 具有一定
的效果，科研人员对此机制开展了相关研究。
(1)将构建的COPD 模型大鼠分为两组，其中GBE 组连续多日腹腔注射GBE 进行治疗。六周后，显微镜下
观察各组大鼠支气管结构，如下图所示。
据图分析，GBE 的作用是 。
(2)自噬是一种真核细胞降解受损细胞器、错误折叠蛋白和病原体的正常代谢机制。自噬过程中，自噬体与
溶酶体融合后形成自噬性溶酶体，溶酶体内含有 ，可降解受损的细胞器。电镜结果显示，与
COPD 模型组相比，GBE 组细胞中自噬体数量较少，自噬性溶酶体数量较多，GBE 可通过 促进自
噬，及时清除衰老损伤的细胞器。
(3)研究表明，PI3K 蛋白的表达水平下降，会导致自噬程度增强。为验证GBE 可以通过PI3K 蛋白来促进细
胞自噬，下表为进行研究的实验处理和预期结果。请对表中不合理之处进行修改： 。
组别
实验材料
检测指标
预期结果
对照
组
正常组大鼠肺泡巨噬细胞
PI3K 蛋白含量
实验组高于对照组
实验
组
GBE 组大鼠肺泡巨噬细胞
【答案】(1)可以缓解COPD 患者的支气管管腔狭窄
(2) 多种水解酶 促进自噬体和溶酶体融合
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(3)对照组应选用COPD 组大鼠肺泡巨噬细胞；预期结果应为实验组低于对照组
【分析】题图分析：比较图1 正常组、COPD 模型组和GBE 组控可知，COPD 模型组支气管管腔狭窄，而
GBE 可以缓解COPD 导致的支气管管腔狭窄等症状。
【详解】（1）由图1 看出，GBE 组连续多日腹腔注射GBE 进行治疗，与COPD 模型组相比，支气管管腔
狭窄程度明显减缓，说明GBE 可以缓解COPD 导致的支气管管腔狭窄等症状。
（2）溶酶体内含有多种水解酶，可降解受损、衰老的细胞器。研究表明，COPD 模型组大鼠由于细胞内自
噬体和溶酶体正常融合受阻，导致受损细胞器降解受阻而异常堆积，影响细胞正常代谢；与COPD 模型组
相比较，GBE 组细胞中自噬体数量减少，自噬性溶酶体数量增多，据此推测，GBE 可能是通过促进自噬体
和溶酶体正常融合进一步促进自噬。
（3）本实验目的是验证GBE 可以通过PI3K 蛋白来促进细胞自噬，实验的自变量是是否使用GBE，作用
的对象是COPD 组大鼠，即实验设计过程是用GBE 处理COPD 组大鼠肺泡巨噬细胞，而对照组则不做处
理，即对照组应选用COPD 组大鼠的大鼠肺泡巨噬细胞。PI3K 蛋白的表达水平下降，会导致自噬程度增强，
推测PI3K 蛋白抑制自噬作用，GBE 可以通过降低PI3K 蛋白来促进细胞自噬，预期结果应为实验组低于对
照组。
35．研究人员研究青年鼠和老年鼠心肌细胞ATP 的合成能力，结果发现老年鼠ATP 合成能力明显下降，推
测心肌细胞衰老的过程中会发生线粒体损伤。心脏作为人体的重要器官，延缓心肌衰老对改善老年人生活
质量具有非常重要的意义。
(1)ATP 可为细胞生命活动提供能量，ATP 的三个磷酸基团所处的位置（A—Pα～Pβ～Pγ）中， （填
“α”“β”或“γ”）位磷酸基团可使蛋白质磷酸化，导致蛋白质的 发生变化，活性也被改变。心肌细胞
代谢旺盛，每天能产生相当于自身重量70 倍的ATP，但细胞中ATP 含量却很低，对此现象合理的解释是
。
(2)在青年健康心肌细胞中，损伤线粒体可以通过自噬机制被清除（如图），a 形成囊泡包裹损伤的线粒体
并与b 融合，b 中的酸性水解酶可以将线粒体水解。图中a 来源于 （填细胞器名称），b 代表的细胞
器是 。这种融合过程反映了生物膜在结构上具有 特点。有研究表明心肌细胞线粒体自
噬水平 （填“升高”或“降低”）会导致受损线粒体堆积，进而产生炎症反应，加速心肌细胞衰老。
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(3)适量运动可延缓心肌衰老，请基于上述研究提出一个合理的解释： 。
【答案】(1) γ 空间结构 A 正常生活的细胞中ATP 与ADP 的相互转化是时刻不停地发生并
且处于动态平衡之中，且ATP 与ADP 之间的转化十分迅速
(2) 内质网 溶酶体 （一定的）流动性 降低
(3)适量运动可以提高线粒体自噬水平从而延缓心肌衰老
【分析】1、正常生活的细胞中ATP 与ADP 的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，所以细
胞中ATP 的含量很少。
2、细胞自噬通俗地说， 细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。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。研究表明，人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生障碍有关，因此，细
胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。
【详解】（1）ATP 可为细胞生命活动提供能量，ATP 的三个磷酸基团所处的位置（A—Pα～Pβ～Pγ）中，
γ 位磷酸基团可使蛋白质磷酸化，导致蛋白质的空间结构发生变化，活性也被改变。心肌细胞代谢旺盛，
每天能产生相当于自身重量70 倍的ATP，但细胞中ATP 含量却很低，对此现象合理的解释是正常生活的
细胞中ATP 与ADP 的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，且ATP 与ADP 之间的转化十分
迅速，从而保证了细胞能量的持续供应。
（2）分析图可知，图中a 来源于内质网，b 代表溶酶体，溶酶体中有多种水解酶，可以将线粒体水解。这
种融合过程反映了生物膜在结构上具有一定的流动性的特点。受损线粒体需要溶酶体清除，若心肌细胞线
粒体自噬水平降低会导致受损线粒体堆积，进而产生炎症反应，加速心肌细胞衰老。
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