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第3练　细胞的分化、衰老和死亡
A级·大概念对点练
概念点1　细胞的分化和细胞的全能性
1．科学家把在生物体不同类型的细胞中都表达的基因称为管家基因，将只在某类细胞中特异性表达的基因称为奢侈基因。基于以上定义判断，下列说法正确的是(　　)
A．人体的胰岛素基因、核糖体蛋白基因都是管家基因
B．生物体各种细胞具有相同的管家基因和不同的奢侈基因
C．细胞分化的本质是不同的细胞表达了不同的奢侈基因
D．奢侈基因是管家基因通过基因突变形成的等位基因
2．科学家将4个关键基因移植入已分化的肌肉细胞中并表达，使这个细胞成为多能干细胞(iPS细胞)。如图为该实验示意图，下列有关叙述正确的是(　　)
A．应用该技术可提高器官移植的成功率
B．iPS细胞所携带遗传信息与肌肉细胞相同
C．关键基因表达使细胞功能趋向专门化，降低了细胞的分化程度
D．图示过程体现了iPS细胞的全能性
3．[2024·成都七中检测]关于细胞的全能性的叙述，错误的是(　　)
A．离体的植物细胞在一定条件下培养能表现出全能性
B．在生物体所有的细胞中，受精卵的全能性最高
C．克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞具有全能性
D．在生物体内细胞没有表现出全能性，是基因在特定时空下选择性表达的结果
概念点2　细胞的衰老与死亡
4．端粒学说认为，端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短导致细胞的衰老。端粒长度的维持与端粒酶活性有关，端粒酶以其携带的RNA为模板使端粒DNA延伸。下列叙述正确的是(　　)
A．每条染色体只有一个端粒
B．端粒酶中的RNA与核酶(有催化功能的RNA)作用相似
C．端粒的修复仅发生在细胞分裂中期
D．端粒酶在人体恶性肿瘤细胞中活性较高
5．细胞毒性T细胞(简称CTL)，对靶细胞的杀伤作用有多种方式。方式一：CTL与靶细胞接触后释放大量穿孔素，穿孔素插入靶细胞膜上，并多聚化形成孔径较大的穿膜通道，这种通道迅速改变了细胞膜的通透性和细胞渗透压，最终导致内容物大量溢出，细胞溶解死亡。方式二：CTL表达信息分子，它被释放到细胞外与靶细胞表面的受体结合，引起靶细胞内相关基因表达，靶细胞演变成许多囊泡状结构并被吞噬细胞摄取。当细胞坏死时会溢出细胞质，影响到周围细胞，而细胞凋亡并不危及相邻细胞。综合分析，CTL杀伤靶细胞的方式一、方式二分别属于(　　)
A．细胞凋亡、细胞凋亡 B．细胞坏死、细胞凋亡
C．细胞凋亡、细胞坏死 D．细胞坏死、细胞坏死
6．nuc l基因被称为高等动物细胞的“死亡基因”，该基因控制合成的DNA酶能使细胞中的DNA水解。据此分析，下列叙述错误的是(　　)
A．衰老细胞内nuc l基因会被激活 B．nuc l基因可在某些胚胎细胞中表达
C．高尔基体参与DNA酶的加工、运输和分泌 D．该事实说明细胞凋亡是由基因控制的
7．如图是人体重大生命活动图示，下列说法错误的是(　　)
A．细胞识别是细胞信号传导的前提，它是通过细胞膜结构实现的，细胞识别的物质基础是该结构上有糖蛋白
B．在A、B、C、D中，染色体结构动态变化主要发生在A
C．在A、B、C、D中，对于生物体有积极意义的过程是A、B
D．细胞分化过程中，由于某种因子的作用，正常细胞有可能发生癌变转化为癌细胞
8．嫁接是把一株植物的枝或芽，接到另一株植物的基或根上，使接在一起的两个部分长成一个完整的植株。油桃和毛桃都是高等植物，油桃枝条可嫁接到毛桃的主干上发育成油桃树。下列关于嫁接后的油桃树的说法，正确的是(　　)
A．油桃枝条发育成油桃树体现了植物细胞的全能性
B．发育成熟的油桃树每个细胞都可以在离体条件下表达出全能性
C．油桃枝条细胞和毛桃主干细胞不同的根本原因是基因的选择性表达
D．要判断是否有细胞分化，可比较枝条上新生细胞和原有细胞所含的蛋白质种类
B级·素养提能练
9.在细胞分裂时，微丝(一种细胞骨架)会突然把线粒体向各个方向弹射出去，实现线粒体的运动和均匀分配；但一些特定种类的干细胞会进行非对称分裂，分裂出两个不同功能的子细胞，这时线粒体会被不均等地分配到子细胞中。与乳腺干细胞相比，成熟的乳腺组织细胞代谢需要更多的能量。下列说法正确的是(　　)
A．微丝的成分是蛋白质，在动物细胞中微丝的形成与中心体有关
B．非对称分裂的细胞中，DNA分子能平均分配到两个子细胞中
C．在乳腺干细胞分裂时，接受较多线粒体的子细胞可能会保持干细胞特征
D．细胞可根据功能需求借助微丝调控线粒体的分布和分配
10．[2024·临沂模拟]凋亡诱导因子与细胞膜受体结合，通过细胞内信号传导激活凋亡相关基因的表达，使细胞凋亡的关键因子DNase酶和Caspase酶被激活。DNase酶能切割DNA形成DNA片段，Caspase酶能选择性切割某些蛋白质形成不同长度的多肽，导致细胞裂解形成凋亡小体，被吞噬细胞吞噬清除。下列说法错误的是(　　)
A．凋亡小体被吞噬细胞清除的过程需要载体蛋白、ATP和水解酶
B．同一生物个体骨骼肌细胞中都有控制DNase酶和Caspase酶合成的基因
C．凋亡诱导因子与膜受体结合体现了细胞膜具有信息交流功能
D．细胞凋亡过程中细胞内有蛋白质的水解以及新蛋白质的合成
11．[2024·成都模拟]分别用β 珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶(与细胞呼吸相关的酶)基因的片段为探针，与鸡的成红细胞、输卵管细胞和胰岛细胞中提取的总RNA进行分子杂交，结果见下表。下列叙述不正确的是(　　)
探针 细胞总RNA β 珠蛋 白基因 卵清蛋 白基因 丙酮酸激 酶基因
成红细胞 ＋ － ＋
输卵管细胞 － ＋ ＋
胰岛细胞 － － ＋
注：“＋”表示阳性，“－”表示阴性
A．在成红细胞中，β 珠蛋白基因处于活动状态，卵清蛋白基因处于关闭状态
B．输卵管细胞的基因组DNA中存在卵清蛋白基因，缺少β 珠蛋白基因
C．丙酮酸激酶基因的表达产物对维持鸡细胞的基本生命活动很重要
D．上述不同类型细胞的生理功能差异与基因的选择性表达有关
12．如图为中科院发现的一种诱导细胞凋亡的新机制。在H2O2和细胞因子TNF α等因素的诱导下，鼠肝细胞内的溶酶体释放微量的胰凝乳蛋白酶，将细胞质内的Bid蛋白分解成更多、更小的cBid，后者与线粒体膜、溶酶体膜结合，诱导内容物释放，最终导致细胞凋亡。请结合所学知识分析，下列叙述正确的是(　　)
A.细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程，属于细胞坏死
B．该过程主要与细胞膜的结构特点有关
C．线粒体、溶酶体内容物的释放是细胞凋亡的根本原因
D．这种诱导细胞凋亡的新机制属于正反馈调节
13．[2024·山东检测]自由基学说是一种细胞衰老假说。如图是自由基学说示意图，下列有关叙述正确的是(　　)
A．自由基可能引起细胞衰老，一定不会引起细胞癌变
B．由图可知，过程②①引起的作用效果属于负反馈调节
C．若过程③攻击的是酪氨酸酶，则会引起人体患白化病
D．过程④可能导致细胞膜上蛋白质的种类或数量发生改变
14．细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制。细胞面临代谢压力时，可通过降解自身大分子物质或细胞器为生存提供能量。下图1、图2表示酵母细胞自噬的信号调控过程，其中AKT和mTor是抑制酵母细胞凋亡和自噬的两种关键蛋白激酶。请回答下列问题：
　
(1)与细胞自噬有关的细胞器主要是____________，该细胞器的主要功能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)据图1所示，当营养物质充足时，胰岛素与特异性受体结合，激活AKT来抑制凋亡，激活的该酶一方面可促进葡萄糖进入细胞，并且进一步促进________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，另一方面可激活mTor，从而抑制____________________。
(3)细胞凋亡是指___________________________________________________________。
(4)据图2所示，当环境中营养物质或胰岛素缺乏时，mTor失活，酵母细胞会启动细胞自噬过程，其意义是__________________________；如果上述过程无法满足细胞代谢需要，酵母细胞则启动细胞凋亡程序。
(5)总结细胞自噬和细胞凋亡的共同点：_________________________________________
________________________________________________________________________(答出两点即可)。
C级·真题实战练
15.[2023·湖北卷]快速分裂的癌细胞内会积累较高浓度的乳酸。研究发现，乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，进而加快有丝分裂后期的进程。下列叙述正确的是(　　)
A．乳酸可以促进DNA的复制
B．较高浓度乳酸可以抑制细胞的有丝分裂
C．癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸
D．敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平
16．[2023·海南卷]根边缘细胞是从植物根冠上游离下来的一类特殊细胞，可合成并向胞外分泌多种物质形成黏胶层。用DNA酶或蛋白酶处理黏胶层会使其厚度变薄。将物质A加入某植物的根边缘细胞悬液中，发现根边缘细胞的黏胶层加厚，细胞出现自噬和凋亡现象。下列有关叙述错误的是(　　)
A．根边缘细胞黏胶层中含有DNA和蛋白质
B．物质A可导致根边缘细胞合成胞外物质增多
C．根边缘细胞通过自噬可获得维持生存所需的物质和能量
D．物质A引起的根边缘细胞凋亡，是该植物在胚发育时期基因表达的结果
第3练　细胞的分化、衰老和死亡
1．答案：C
解析：人体的胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达，属于奢侈基因，A项错误；生物体各种细胞管家基因和奢侈基因都相同，只是奢侈基因发生了选择性表达，B项错误；细胞分化的本质是不同的细胞奢侈基因选择性表达的结果，C项正确；奢侈基因和管家基因不互为等位基因，D项错误。
2．答案：A
解析：诱导iPS细胞分化成所需器官后进行自体移植，避免发生免疫排斥反应，能提高器官移植的成功率，A项正确；向肌肉细胞中移入4个关键基因，关键基因表达可使肌肉细胞成为iPS细胞，故iPS细胞所携带遗传信息与肌肉细胞不完全相同，B项错误；关键基因表达使高度分化的细胞成为干细胞，降低了细胞的分化程度，C项错误；图示过程中iPS细胞只是分化形成神经细胞等不同的细胞，没有形成个体或分化成其他各种细胞，故没有体现iPS细胞的全能性，D项错误。
3．答案：C
解析：处于离体状态的植物细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件下，可培养成完整植株，体现了植物细胞的全能性，A正确；在生物体所有的细胞中，受精卵的分化程度最低，全能性最高，B正确；高度分化的动物细胞，其全能性受到限制，不容易表达，克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，C错误；在生物体内细胞没有表现出全能性，是基因在特定时空下选择性表达的结果，D正确。
4．答案：D
解析：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，染色体复制后含有两条染色单体，因此每条染色体含有2个或4个端粒，A项错误；端粒酶中的RNA与核酶（有催化功能的RNA）作用不同，前者是逆转录的模板，后者起催化作用，B项错误；端粒的修复仅发生在细胞分裂间期，C项错误；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，端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。由此可知，癌变的细胞在细胞分裂时端粒可能不会缩短，据此可推测，端粒酶在人体恶性肿瘤细胞中活性较高，D项正确。
5．答案：B
解析：据题意可知，CTL杀伤靶细胞的方式一，CTL与靶细胞接触后释放大量穿孔素，在穿孔素的作用下，细胞膜的通透性和细胞渗透压改变，最终导致内容物大量溢出，细胞溶解死亡，而且溢出的细胞内容物会影响到周围细胞，故方式一属于细胞坏死；方式二，CTL表达信息分子，它被释放到细胞外与靶细胞表面的受体结合，引起靶细胞内相关基因表达，最终被吞噬细胞摄取，导致细胞死亡，可见该细胞死亡并不危及相邻细胞，故方式二属于细胞凋亡。A、C、D错误，B正确。
6．答案：C
解析：依题意可知，nuc l基因控制合成的DNA酶能使细胞中的DNA水解，属于细胞凋亡过程。而衰老细胞最终的结果是凋亡，所以衰老细胞内nuc l基因会被激活，A正确；某些胚胎细胞也会凋亡，所以nuc l基因可在某些胚胎细胞中表达，B正确；DNA酶属于胞内蛋白，不会分泌到细胞外，不需要高尔基体“加工、运输和分泌”，C错误；该事实说明细胞凋亡是由基因控制的，D正确。
7．答案：C
解析：细胞识别是细胞信号传导的前提，它是通过细胞膜结构实现的，细胞识别的物质基础是该结构上有糖蛋白，A项正确；染色体结构动态变化指的是染色质形成染色体，染色体发生相应的行为变化，然后染色体重新解旋形成染色质的过程，主要发生在有丝分裂和减数分裂过程中，在A、B、C、D中，染色体结构动态变化主要发生在A，B项正确；细胞分裂有助于细胞数目的增多，对生物体的生长是有利的，细胞分化有助于形成功能不同的细胞，衰老的细胞可被新细胞替代，能够更好地执行相应的功能，细胞凋亡有利于生物结构的形成等，A、B、C、D过程对生物体都有积极意义，C项错误；细胞分化过程中，如果在致癌因子的作用下，原癌基因突变或过量表达、抑癌基因突变，则正常细胞可能会转变为癌细胞，D项正确。
8．答案：D
解析：油桃枝条嫁接后发育成油桃树是正常的分裂、分化过程，不能体现植物细胞的全能性，A项错误；筛管细胞等细胞的细胞核退化，无法表达出全能性，B项错误；两个品种的遗传物质不同是导致油桃枝条细胞和毛桃主干细胞不同的根本原因，C项错误；从蛋白质分子角度分析，细胞分化可体现在蛋白质种类、数量改变，D项正确。
9．答案：D
解析：结合题干，微丝是一种细胞骨架，细胞骨架的成分是蛋白质纤维，所以微丝是蛋白质，蛋白质的合成与核糖体有关，在细胞分裂时，中心体发出星射线形成纺锤体，A项错误；非对称分裂的细胞中，细胞质DNA（即线粒体DNA）不均等分配，核DNA均等分配，因此DNA不均等分配到两个子细胞中去，B项错误；据题干可知，成熟的乳腺组织细胞代谢需要更多的能量，因此在乳腺干细胞分裂时，接受较多线粒体的子细胞将发育为乳腺组织细胞，C项错误；结合题意“一些特定种类的干细胞会进行非对称分裂”及“与乳腺干细胞相比，成熟的乳腺组织细胞代谢需要更多的能量”可知，细胞可根据功能需求借助微丝调控线粒体的分布和分配，D项正确。
10．答案：A
解析：凋亡小体被吞噬细胞吞噬的过程属于胞吞，不需要载体蛋白，但需要能量，清除的过程需要水解酶将凋亡小体内的物质分解，此过程也需要能量，A项错误；与凋亡相关的基因每个细胞都有，但是需要凋亡诱导因子与细胞膜受体结合，才能激活凋亡相关基因的表达，使凋亡关键因子DNase酶和Caspase酶被激活，因此控制DNase酶和Caspase酶合成的基因，每个细胞都有，B项正确；凋亡诱导因子和膜受体结合，给细胞传递信息，激活凋亡基因表达，体现了细胞膜具有信息交流功能，C项正确；细胞凋亡过程中，激活某些基因表达，合成新的蛋白质，凋亡小体被吞噬细胞清除的过程中，有水解酶分解蛋白质，分解得到的氨基酸可以用于新蛋白质的合成，D项正确。
11．答案：B
解析：细胞分化的实质是基因的选择性表达，即由受精卵分化形成的不同组织细胞中，虽然DNA（基因）的种类和数量是相同的，但转录产生的RNA、翻译产生的蛋白质是不完全相同的。一些对细胞的基本生命活动极为重要的基因则不存在表达的选择性，而是在所有细胞中均表达，如题目中的丙酮酸激酶基因。据题表分析，β 珠蛋白基因只在成红细胞中处于活动状态，而卵清蛋白基因则只在输卵管细胞中处于活动状态。
12．答案：D
解析：细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，不属于细胞坏死，A错误；该过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能，该过程与细胞膜的结构特点无关，B错误；细胞凋亡的根本原因是细胞内与细胞凋亡相关基因的表达，C错误；据题意可知，溶酶体释放的胰凝乳蛋白酶可将细胞内的Bid蛋白分解成更多、更小的cBid，cBid与线粒体膜、溶酶体膜结合，诱导其释放内容物，最终导致细胞凋亡，这种诱导细胞凋亡的新机制属于正反馈调节，D正确。
13．答案：D
解析：由题图可知，自由基可攻击DNA，引起碱基对缺失、替换等，故能引起细胞癌变，A项错误；由题图可知，自由基攻击磷脂会产生更多的自由基，该过程属于正反馈调节，B项错误；白化病是由基因突变导致酪氨酸酶不能合成引起的，而不是由酪氨酸酶活性降低引起的，C项错误；过程④自由基攻击DNA可能会引起基因突变，基因突变可能会导致蛋白质种类或数量发生改变，D项正确。
14．答案：（1）溶酶体　分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌　（2）葡萄糖分解成的丙酮酸和[H]进入线粒体产生大量ATP　细胞自噬的发生　（3）由基因决定的细胞自动结束生命的过程　（4）为细胞生命活动提供ATP（能量）　（5）都受基因控制；都贯穿正常细胞生长发育全过程；都在细胞生命活动过程中发挥积极作用
解析：（1）由“细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制”可知，与细胞自噬有关的细胞器主要是溶酶体。溶酶体的主要功能是：分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。（2）分析图1可知：当营养物质充足时，胰岛素与特异性受体结合，激活AKT来抑制凋亡，激活的该酶一方面可促进葡萄糖进入细胞，并且进一步促进葡萄糖分解生成的丙酮酸和[H]进入线粒体产生大量ATP，另一方面可激活mTor，从而抑制细胞自噬的发生。（3）细胞凋亡是指由基因决定的细胞自动结束生命的过程。（4）据图2所示，当环境中营养物质或胰岛素缺乏时，mTor失活，酵母细胞会启动细胞自噬过程，为细胞生命活动提供能量。（5）细胞自噬和细胞凋亡的共同点是：都受基因控制；都贯穿于正常细胞生长发育的全过程；都在细胞生命活动过程中发挥积极作用。
15．答案：D
解析：根据题目信息可知乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，进而加快有丝分裂后期的进程，而DNA复制发生在间期，所以乳酸不能促进DNA复制，A错误；乳酸能促进有丝分裂后期，进而促进分裂，B错误；无氧呼吸发生在细胞质基质，不发生在线粒体中，C错误；根据题目信息，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，故敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平，D正确。
16．答案：D
解析：根据题干信息“用DNA酶或蛋白酶处理黏胶层会使其厚度变薄”可推知，黏胶层中含有DNA和蛋白质，A正确；根据题干信息“将物质A加入某植物的根边缘细胞悬液中，发现根边缘细胞的黏胶层加厚”可推知，物质A可导致根边缘细胞合成胞外物质增多，B正确；在营养缺乏条件下，细胞可通过细胞自噬获得维持生存所需的物质和能量，C正确；根边缘细胞是从植物根冠上游离下来的一类特殊细胞，物质A引起的根边缘细胞凋亡是外界环境引起的，不是该植物在胚发育时期基因表达的结果，D错误。

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