【学霸笔记:同步精讲】22 第四章 第三节 细胞凋亡是编程性死亡 讲义 生物浙科版 高中必修一 (学生版+教师版)

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【学霸笔记:同步精讲】22 第四章 第三节 细胞凋亡是编程性死亡 讲义 生物浙科版 高中必修一 (学生版+教师版)

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第三节 细胞凋亡是编程性死亡
描述在正常情况下,细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。 举例说明细胞的分化、衰老、死亡等生命现象。(生命观念、科学探究、社会责任)
一、衰老细胞的结构和代谢产生异常
1.衰老的概念
衰老又称老化,通常指生物个体________后,随着年龄的增加,机能________,内环境稳定性________,趋向死亡的________的现象。
2.衰老现象
衰老和死亡是生命的________现象,生命的更新、种族的延续就是在生与死的交替中进行的。细胞衰老是细胞生命活动的必然规律。
3.衰老的意义
生物体内的细胞不断地衰老和死亡,同时又有________________来代替它们。
4.衰老的特征
衰老细胞各种结构及其功能总体上呈________变化。例如,膜脂氧化导致细胞膜流动性________;细胞质色素________、空泡形成;细胞核体积________,染色________,核膜内陷,染色质凝聚、碎裂、溶解;DNA的功能受________,RNA含量________;蛋白质合成下降,酶的活性________;线粒体的数量随年龄增大而减少,体积则随年龄增加而________;呼吸________等。
5.细胞衰老的机制
总的来说,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________,使遗传物质的“差错”________所致。引起细胞衰老的内、外因素很多,例如,DNA分子中某些片段的长度,与细胞增殖次数密切相关的“________”长度;一些与衰老相关基因的活化;细胞代谢产物积累到一定量后会危害细胞,引起衰老,如哺乳动物脂褐质的沉积;化学性质活泼的________攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂类等大分子物质,造成损伤。
二、衰老细胞的死亡受基因的调控
1.细胞凋亡的概念
细胞凋亡,是由某种________引发的,这种严格________的死亡,属于正常的生理性变化,不同于病变或伤害导致的________死亡。
2.细胞凋亡的表现
细胞凋亡的表现包括:染色质聚集、分块、位于________上;胞质凝缩;DNA被有规律地________________,最后核断裂,细胞通过________的方式形成许多凋亡小体;凋亡小体内有结构完整的__________,还有凝缩的________,可被邻近细胞吞噬、消化。细胞凋亡因始终有________,没有内含物释放,故不会引起________。
3.细胞凋亡的意义
动物的正常发育中都有细胞凋亡现象。例如,蝌蚪在发育过程中,________都在一定时期消失,就是通过细胞凋亡实现的。再如,人胚胎发育过程中会产生过量的神经细胞,需要调整神经细胞的数量,使之与受神经细胞支配的细胞数量相适应,以保证神经系统对生命活动的________调节。这种调整也是通过细胞凋亡实现的。
4.细胞凋亡的普遍性
在发育过程中或成熟组织中,发生凋亡的细胞数量是惊人的。细胞凋亡在植物体内也普遍存在。
(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.细胞衰老的过程中,细胞的形态、结构、生理和生化等方面均发生变化。
(  )
2.机体自我修复能力在一生中不会发生改变。 (  )
3.细胞死亡与机体死亡同步进行。 (  )
4.脊椎动物神经系统的发育过程中,没有细胞凋亡。 (  )
5.植物胚发育过程中胚柄的退化、单性植物中花器官的退化等属于细胞凋亡。 (  )
 细胞的衰老
1.衰老细胞特征的归纳
一大:细胞核变大,染色质收缩、染色加深。
一小:细胞内水分减少,体积变小,代谢速率减慢。
一多:细胞内色素逐渐积累、增多。
两低:膜的物质运输功能降低,有些酶的活性降低。
2.个体衰老与细胞衰老的对应关系
个体衰老表现 对应的细胞衰老原因
皮肤干燥、发皱 细胞内水分减少,体积减小
头发变白 细胞内的酶活性降低
老年斑 细胞内色素(脂褐素)的累积
无力 细胞内呼吸速率减慢
吸收能力下降 细胞膜通透性功能改变
由表看出:人体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
科学家为了探究影响细胞衰老的因素,进行了如下实验。
实验Ⅰ:分别在相同的条件下,体外培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞,结果如表所示。
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2~4
实验Ⅱ:分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外培养,结果如图所示。
实验Ⅲ:将年轻细胞的细胞核移植到去核的年老细胞中,在体外培养重组细胞,结果重组细胞分裂活动增强;将年老细胞的细胞核移植到去核的年轻细胞中,在相同条件下培养重组细胞,结果重组细胞分裂活动减弱。
(1)实验Ⅰ说明了什么?
                                    
                                    
(2)实验Ⅱ说明了什么?
                                    
                                    
(3)实验Ⅲ说明了什么?
                                    
                                    
(4)根据上述实验可知影响细胞衰老的因素有哪些?
                                    
                                    
1.细胞衰老是一种正常的生命现象。人的肠道上皮细胞在衰老过程中不会出现的变化是(  )
A.细胞内有些酶活性降低
B.细胞内线粒体数量增多
C.细胞内细胞核体积增大
D.细胞内呼吸速率减慢
2.下列关于人体细胞的叙述,错误的是(  )
A.人的正常体细胞的分裂次数是有限的
B.自由基攻击蛋白质可以引起细胞衰老
C.细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除
D.衰老细胞代谢速率加快是细胞内水分减少引起的
3.在检测某种生物个体的某组织时,发现该组织细胞内的水分减少,多种酶的催化效率降低,那么该组织细胞最可能出现的变化还有(  )
①细胞呼吸速率减慢,细胞核体积增大
②细胞体积变大,细胞内色素积累
③细胞膜通透性改变,物质运输功能降低
④能继续分化,具有发育成完整个体的潜能
A.①②   B.③④
C.①③ D.②③
 细胞的凋亡
1.细胞凋亡的表现
2.细胞凋亡与人体健康
(1)正常的细胞凋亡可以保证人体的正常发育和身体各个器官功能的正常发挥。
(2)不正常的细胞凋亡会导致许多疾病的发生。
①肿瘤的发生、自身免疫疾病等与细胞凋亡不足有关。
②帕金森氏综合征、再生障碍性贫血等与细胞凋亡过度有关。
3.判断细胞凋亡与细胞坏死的技巧
(1)从方式看
(2)从结果看
分析细胞死亡的两种类型:
(1)某人因长期吸烟,导致肺部局部细胞病变死亡,属于细胞凋亡吗?
                                    
                                    
                                    
(2)影响细胞凋亡和细胞坏死的因素相同吗?若不同,分析影响两者的主要因素分别是什么。
                                    
                                    
                                    
1.下列叙述与细胞凋亡无关的是(  )
A.胚胎发育中神经细胞的形成
B.胚胎发育中神经细胞数量调整
C.植物通气组织的形成
D.单性植物花器官退化
2.IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质,其作用原理是与细胞凋亡酶结合从而达到抑制细胞凋亡的目的。IAPs的核心结构是RING区域,如果去掉该区域,则能有效地促进更多的细胞凋亡。下列相关说法中,错误的是(  )
A.细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡
B.去掉癌细胞中IAPs的RING区域,可有效地促进癌细胞凋亡
C.IAPs的合成可以不受基因的控制
D.细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的
3.研究表明某些细胞被病毒感染后,某种蛋白激酶PKR会被激活,从而导致被感染细胞发生凋亡。下列叙述正确的是(  )
A.被感染细胞发生凋亡可能引发炎症 
B.被感染细胞凋亡过程没有基因的选择性表达
C.PKR激活剂有可能成为抗病毒药物
D.PKR的大量激活有利于身体健康
如图是青蛙的变态发育示意图。蝌蚪在发育过程中,长出的尾巴又逐渐消失,请分析下列问题:
由图分析可知,青蛙在发育过程中,由受精卵发育形成幼蛙时发生了一系列变化,尤其是尾部的出现和消失,这与溶酶体导致的细胞凋亡密切相关;而细胞凋亡与细胞病理性死亡又有区别,由此形成生命观念和科学思维的学科素养。
(1)蝌蚪尾巴的消失与哪种细胞器有直接关系?为什么?(生命观念)
                                    
                                    
                                    
(2)将蝌蚪尾部用浓盐酸处理后,尾部溃烂消失,这与上述现象相同吗?(科学思维)
                                    
                                    
                                    
(3)机体主动清除被病原体感染的细胞属于细胞凋亡吗?(生命观念)
                                    
                                    
[课堂小结]
 
1.衰老又称老化,通常指生物个体发育成熟后,随着年龄的增加,机能减退,内环境稳定性下降,趋向死亡的不可逆的现象。
2.衰老和死亡是生命的基本现象,生命的更新、种族的延续就是在生与死的交替中进行的。细胞衰老是细胞生命活动的必然规律。
3.衰老细胞各种结构及其功能总体上呈衰退变化。例如,膜脂氧化导致细胞膜流动性降低;细胞质色素积累、空泡形成;细胞核体积增大;DNA的功能受抑制,RNA含量降低;蛋白质合成下降,酶的活性降低;线粒体的数量随年龄增大而减少,体积则随年龄增加而变大;呼吸变慢等。
4.总的来说,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,使遗传物质的“差错”积累所致。
5.细胞凋亡,是由某种基因引发的,这种严格受基因调控的死亡,属于正常的生理性变化,不同于病变或伤害导致的病理性死亡。
6.动物的正常发育中都有细胞凋亡现象。在发育过程中或成熟组织中,发生凋亡的细胞数量是惊人的。细胞凋亡在植物体内也普遍存在。
1.下列不属于细胞衰老特征的是(  )
A.多种酶活性降低  B.线粒体体积减小
C.呼吸变慢 D.细胞核体积增大
2.植物在胚胎发育过程中,胚柄的退化属于(  )
A.细胞分化 B.细胞衰老
C.细胞凋亡 D.细胞癌变
3.下列关于细胞凋亡的叙述,错误的是(  )
A.细胞凋亡虽是细胞发育过程中的必然步骤,但是可以通过一定的手段避免
B.所有动物的正常发育中都有一些细胞要发生凋亡
C.细胞凋亡对于完成人体的正常发育具有重要作用
D.蝌蚪在发育过程中,尾部细胞将发生凋亡,从而使其能转变成正常的成体蛙
4.下列有关细胞衰老与凋亡的叙述中,正确的是(  )
A.环境中的某些物质导致机体细胞死亡就是凋亡
B.凋亡的细胞中基因不再表达
C.衰老的细胞酶活性下降,代谢减弱
D.细胞衰老就意味着个体的衰老
5.如图为细胞重要的生命活动图解。请据图回答下面的问题。
(1)A、B、C、D中,染色体结构动态变化主要发生在________________过程中。
(2)细胞分化是个体发育的基础,就同一个个体来说,乳腺细胞与心肌细胞的遗传信息________________,形态、结构和生理功能不同,这是因为________________。
(3)李白有诗云:“君不见高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪。”导致这种变化的原因是____________________________________。
(4)对于人体来说,在A、B、C、D四项生命活动中,有积极意义的是________________。
9/9第三节 细胞凋亡是编程性死亡
描述在正常情况下,细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。 举例说明细胞的分化、衰老、死亡等生命现象。(生命观念、科学探究、社会责任)
一、衰老细胞的结构和代谢产生异常
1.衰老的概念
衰老又称老化,通常指生物个体发育成熟后,随着年龄的增加,机能减退,内环境稳定性下降,趋向死亡的不可逆的现象。
2.衰老现象
衰老和死亡是生命的基本现象,生命的更新、种族的延续就是在生与死的交替中进行的。细胞衰老是细胞生命活动的必然规律。
3.衰老的意义
生物体内的细胞不断地衰老和死亡,同时又有增殖产生的新细胞来代替它们。
4.衰老的特征
衰老细胞各种结构及其功能总体上呈衰退变化。例如,膜脂氧化导致细胞膜流动性降低;细胞质色素积累、空泡形成;细胞核体积增大,染色加深,核膜内陷,染色质凝聚、碎裂、溶解;DNA的功能受抑制,RNA含量降低;蛋白质合成下降,酶的活性降低;线粒体的数量随年龄增大而减少,体积则随年龄增加而变大;呼吸变慢等。
5.细胞衰老的机制
总的来说,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,使遗传物质的“差错”积累所致。引起细胞衰老的内、外因素很多,例如,DNA分子中某些片段的长度,与细胞增殖次数密切相关的“端粒DNA”长度;一些与衰老相关基因的活化;细胞代谢产物积累到一定量后会危害细胞,引起衰老,如哺乳动物脂褐质的沉积;化学性质活泼的自由基攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂类等大分子物质,造成损伤。
二、衰老细胞的死亡受基因的调控
1.细胞凋亡的概念
细胞凋亡,是由某种基因引发的,这种严格受基因调控的死亡,属于正常的生理性变化,不同于病变或伤害导致的病理性死亡。
2.细胞凋亡的表现
细胞凋亡的表现包括:染色质聚集、分块、位于核膜上;胞质凝缩;DNA被有规律地降解为大小不同的片断,最后核断裂,细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体;凋亡小体内有结构完整的细胞器,还有凝缩的染色质,可被邻近细胞吞噬、消化。细胞凋亡因始终有膜封闭,没有内含物释放,故不会引起炎症。
3.细胞凋亡的意义
动物的正常发育中都有细胞凋亡现象。例如,蝌蚪在发育过程中,尾和鳃都在一定时期消失,就是通过细胞凋亡实现的。再如,人胚胎发育过程中会产生过量的神经细胞,需要调整神经细胞的数量,使之与受神经细胞支配的细胞数量相适应,以保证神经系统对生命活动的精确调节。这种调整也是通过细胞凋亡实现的。
4.细胞凋亡的普遍性
在发育过程中或成熟组织中,发生凋亡的细胞数量是惊人的。细胞凋亡在植物体内也普遍存在。
(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.细胞衰老的过程中,细胞的形态、结构、生理和生化等方面均发生变化。 (  )
2.机体自我修复能力在一生中不会发生改变。 (  )
3.细胞死亡与机体死亡同步进行。 (  )
4.脊椎动物神经系统的发育过程中,没有细胞凋亡。 (  )
5.植物胚发育过程中胚柄的退化、单性植物中花器官的退化等属于细胞凋亡。 (  )
提示:1.√
2.× 随着年龄的增加,机体自我修复能力下降。
3.× 正常的组织中,经常发生“正常”的细胞死亡。
4.× 约有50%的细胞凋亡。
5.√
 细胞的衰老
1.衰老细胞特征的归纳
一大:细胞核变大,染色质收缩、染色加深。
一小:细胞内水分减少,体积变小,代谢速率减慢。
一多:细胞内色素逐渐积累、增多。
两低:膜的物质运输功能降低,有些酶的活性降低。
2.个体衰老与细胞衰老的对应关系
个体衰老表现 对应的细胞衰老原因
皮肤干燥、发皱 细胞内水分减少,体积减小
头发变白 细胞内的酶活性降低
老年斑 细胞内色素(脂褐素)的累积
无力 细胞内呼吸速率减慢
吸收能力下降 细胞膜通透性功能改变
由表看出:人体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
科学家为了探究影响细胞衰老的因素,进行了如下实验。
实验Ⅰ:分别在相同的条件下,体外培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞,结果如表所示。
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2~4
实验Ⅱ:分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外培养,结果如图所示。
实验Ⅲ:将年轻细胞的细胞核移植到去核的年老细胞中,在体外培养重组细胞,结果重组细胞分裂活动增强;将年老细胞的细胞核移植到去核的年轻细胞中,在相同条件下培养重组细胞,结果重组细胞分裂活动减弱。
(1)实验Ⅰ说明了什么?
提示:实验Ⅰ说明随着生物体年龄的增长,细胞分裂能力减弱。
(2)实验Ⅱ说明了什么?
提示:实验Ⅱ说明细胞分裂次数与物种特异性有关,一般寿命越长的物种体细胞分裂的次数越多。
(3)实验Ⅲ说明了什么?
提示:实验Ⅲ说明细胞核是决定细胞衰老的重要因素。
(4)根据上述实验可知影响细胞衰老的因素有哪些?
提示:根据上述实验可知影响细胞衰老的因素有生物体的年龄、物种和细胞核等。
1.细胞衰老是一种正常的生命现象。人的肠道上皮细胞在衰老过程中不会出现的变化是(  )
A.细胞内有些酶活性降低
B.细胞内线粒体数量增多
C.细胞内细胞核体积增大
D.细胞内呼吸速率减慢
B [根据分析可知,人的肠道上皮细胞在衰老过程中有些酶活性降低,但部分与细胞凋亡有关的酶活性增强;细胞内线粒体数量减少,导致呼吸速率减慢;细胞内细胞核体积增大,染色质固缩。]
2.下列关于人体细胞的叙述,错误的是(  )
A.人的正常体细胞的分裂次数是有限的
B.自由基攻击蛋白质可以引起细胞衰老
C.细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除
D.衰老细胞代谢速率加快是细胞内水分减少引起的
D [人的正常体细胞最大分裂次数为50~260次,A正确;自由基攻击蛋白质可引起细胞衰老,B正确;细胞中衰老的细胞器会被溶酶体清除,C正确;衰老细胞代谢速率减慢,D错误。]
3.在检测某种生物个体的某组织时,发现该组织细胞内的水分减少,多种酶的催化效率降低,那么该组织细胞最可能出现的变化还有(  )
①细胞呼吸速率减慢,细胞核体积增大 ②细胞体积变大,细胞内色素积累 ③细胞膜通透性改变,物质运输功能降低 ④能继续分化,具有发育成完整个体的潜能
A.①②   B.③④   C.①③   D.②③
C [该组织细胞内的水分减少,多种酶的催化效率降低,说明该组织细胞为衰老细胞。细胞呼吸速率减慢,细胞核体积增大是衰老细胞的特征,①正确;细胞体积变小,细胞内色素积累是衰老细胞的特征,②错误;细胞膜通透性改变,物质运输功能降低是衰老细胞的特征,③正确;衰老细胞为已分化的细胞,不能继续分化,④错误。]
 细胞的凋亡
1.细胞凋亡的表现
2.细胞凋亡与人体健康
(1)正常的细胞凋亡可以保证人体的正常发育和身体各个器官功能的正常发挥。
(2)不正常的细胞凋亡会导致许多疾病的发生。
①肿瘤的发生、自身免疫疾病等与细胞凋亡不足有关。
②帕金森氏综合征、再生障碍性贫血等与细胞凋亡过度有关。
3.判断细胞凋亡与细胞坏死的技巧
(1)从方式看
(2)从结果看
分析细胞死亡的两种类型:
(1)某人因长期吸烟,导致肺部局部细胞病变死亡,属于细胞凋亡吗?
提示:不属于,属于细胞坏死。
(2)影响细胞凋亡和细胞坏死的因素相同吗?若不同,分析影响两者的主要因素分别是什么。
提示:不同。细胞凋亡的主要因素是内因——遗传物质控制;细胞坏死则是外因——种种不利因素引起的。
1.下列叙述与细胞凋亡无关的是(  )
A.胚胎发育中神经细胞的形成
B.胚胎发育中神经细胞数量调整
C.植物通气组织的形成
D.单性植物花器官退化
A [胚胎发育中神经细胞的形成是细胞分化的结果,与细胞凋亡无关,A符合题意;人胚胎发育过程中对产生过量的神经细胞进行调整是通过细胞凋亡实现的,B不符合题意;细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,植物体内通气组织的形成与细胞凋亡有关,C不符合题意;单性植物中花器官的退化属于细胞凋亡,通过细胞凋亡完成正常发育,D不符合题意。]
2.IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质,其作用原理是与细胞凋亡酶结合从而达到抑制细胞凋亡的目的。IAPs的核心结构是RING区域,如果去掉该区域,则能有效地促进更多的细胞凋亡。下列相关说法中,错误的是(  )
A.细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡
B.去掉癌细胞中IAPs的RING区域,可有效地促进癌细胞凋亡
C.IAPs的合成可以不受基因的控制
D.细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的
C [细胞内物质的合成和分解都受到细胞内基因的控制,既然IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质,那么其合成也受基因的控制,C错误。]
3.研究表明某些细胞被病毒感染后,某种蛋白激酶PKR会被激活,从而导致被感染细胞发生凋亡。下列叙述正确的是(  )
A.被感染细胞发生凋亡可能引发炎症 
B.被感染细胞凋亡过程没有基因的选择性表达
C.PKR激活剂有可能成为抗病毒药物
D.PKR的大量激活有利于身体健康
C [凋亡是细胞的程序性死亡不会引发炎症,A错误;被感染细胞凋亡也是细胞的程序性死亡,过程也存在基因的选择性表达,B错误;PKR激活能导致细胞凋亡,PKR激活剂如果能定向给药,能使被病毒感染的细胞凋亡,所以PKR激活剂有可能成为抗病毒药物,C正确;PKR大量激活,会导致大量正常细胞凋亡,不利于身体健康,D错误。]
如图是青蛙的变态发育示意图。蝌蚪在发育过程中,长出的尾巴又逐渐消失,请分析下列问题:
由图分析可知,青蛙在发育过程中,由受精卵发育形成幼蛙时发生了一系列变化,尤其是尾部的出现和消失,这与溶酶体导致的细胞凋亡密切相关;而细胞凋亡与细胞病理性死亡又有区别,由此形成生命观念和科学思维的学科素养。
(1)蝌蚪尾巴的消失与哪种细胞器有直接关系?为什么?(生命观念)
提示:溶酶体。溶酶体内含有多种水解酶,能够分解凋亡小体内的细胞结构。
(2)将蝌蚪尾部用浓盐酸处理后,尾部溃烂消失,这与上述现象相同吗?(科学思维)
提示:不相同。因为用浓盐酸处理后的尾部溃烂消失是细胞受到伤害导致的病理性死亡,而蝌蚪在发育过程中的尾巴逐渐消失是正常的生理变化,属于细胞凋亡。
(3)机体主动清除被病原体感染的细胞属于细胞凋亡吗?(生命观念)
提示:属于。
[课堂小结]
1.衰老又称老化,通常指生物个体发育成熟后,随着年龄的增加,机能减退,内环境稳定性下降,趋向死亡的不可逆的现象。
2.衰老和死亡是生命的基本现象,生命的更新、种族的延续就是在生与死的交替中进行的。细胞衰老是细胞生命活动的必然规律。
3.衰老细胞各种结构及其功能总体上呈衰退变化。例如,膜脂氧化导致细胞膜流动性降低;细胞质色素积累、空泡形成;细胞核体积增大;DNA的功能受抑制,RNA含量降低;蛋白质合成下降,酶的活性降低;线粒体的数量随年龄增大而减少,体积则随年龄增加而变大;呼吸变慢等。
4.总的来说,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,使遗传物质的“差错”积累所致。
5.细胞凋亡,是由某种基因引发的,这种严格受基因调控的死亡,属于正常的生理性变化,不同于病变或伤害导致的病理性死亡。
6.动物的正常发育中都有细胞凋亡现象。在发育过程中或成熟组织中,发生凋亡的细胞数量是惊人的。细胞凋亡在植物体内也普遍存在。
1.下列不属于细胞衰老特征的是(  )
A.多种酶活性降低 B.线粒体体积减小
C.呼吸变慢 D.细胞核体积增大
B [衰老的细胞内多种酶的活性降低,例如,头发基部的黑色素细胞衰老时,细胞内的酪氨酸酶活性降低使黑色素合成减少,出现白发,A不符合题意;衰老细胞的线粒体体积不一定减小,B符合题意;衰老细胞的细胞呼吸速率会减慢,线粒体数量减少,C不符合题意;衰老的细胞中,细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深,D不符合题意。]
2.植物在胚胎发育过程中,胚柄的退化属于(  )
A.细胞分化 B.细胞衰老
C.细胞凋亡 D.细胞癌变
C [植物在胚胎发育过程中,胚柄的退化是正常的生命现象,是基因控制下的编程性死亡,所有的植物都会发生,属于细胞凋亡,C正确。]
3.下列关于细胞凋亡的叙述,错误的是(  )
A.细胞凋亡虽是细胞发育过程中的必然步骤,但是可以通过一定的手段避免
B.所有动物的正常发育中都有一些细胞要发生凋亡
C.细胞凋亡对于完成人体的正常发育具有重要作用
D.蝌蚪在发育过程中,尾部细胞将发生凋亡,从而使其能转变成正常的成体蛙
A [细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,是细胞发育过程中的正常的生命活动,因此不能通过一定的手段避免,A错误;所有动物的正常发育中都有一些细胞要发生凋亡,细胞凋亡贯穿于整个生命历程,B正确;细胞凋亡对生物正常的个体发育、生命活动稳定状态的维持以及抵御外界各种因素的干扰等方面,具有重要作用,C正确;蝌蚪尾的消失是通过尾部细胞凋亡实现的,从而使其能转变成正常的成体蛙,D正确。]
4.下列有关细胞衰老与凋亡的叙述中,正确的是(  )
A.环境中的某些物质导致机体细胞死亡就是凋亡
B.凋亡的细胞中基因不再表达
C.衰老的细胞酶活性下降,代谢减弱
D.细胞衰老就意味着个体的衰老
C [环境中的某些物质,如重金属、酸、碱等导致的细胞非正常死亡,称为细胞坏死,A错误;细胞凋亡是细胞编程性死亡,是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,也有基因的表达,B错误;衰老的细胞酶的活性降低,代谢速率减慢,C正确;对单细胞生物来说,细胞的衰老就是个体的衰老,但对多细胞生物来说,细胞的衰老并不意味着个体的衰老,D错误。]
5.如图为细胞重要的生命活动图解。请据图回答下面的问题。
(1)A、B、C、D中,染色体结构动态变化主要发生在________________过程中。
(2)细胞分化是个体发育的基础,就同一个个体来说,乳腺细胞与心肌细胞的遗传信息________________,形态、结构和生理功能不同,这是因为________________。
(3)李白有诗云:“君不见高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪。”导致这种变化的原因是____________________________________。
(4)对于人体来说,在A、B、C、D四项生命活动中,有积极意义的是________________。
解析:(1)在细胞增殖、分化、衰老和凋亡的过程中,只有细胞增殖的时候染色体在发生着规律性的动态变化。(2)细胞分化是个体发育的基础,实质是基因的选择性表达,但细胞分化过程中遗传信息不会发生改变,所以就同一个个体来说,乳腺细胞与心肌细胞的遗传信息相同,形态、结构和生理功能不同是因为基因的选择性表达。(3)这种变化是因为细胞衰老,酶的活性降低,所以黑发变白发。(4)细胞增殖、细胞分化、细胞衰老和细胞凋亡对机体都是有积极意义的,只有细胞坏死和癌变对机体是不利的,故选A、B、C、D。
答案:(1)A (2)相同 不同细胞的遗传信息执行情况不同(基因的选择性表达) (3)细胞的衰老,酶的活性降低 (4)A、B、C、D
课时分层作业(18) 细胞凋亡是编程性死亡
题组一 细胞衰老
1.下列有关多细胞生物衰老现象的叙述正确的是(  )
A.细胞衰老时,所有的酶活性都降低
B.细胞衰老时,细胞核体积明显缩小
C.从总体上看,衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程
D.衰老意味着组成个体的细胞脱离了正常的生命历程
C [衰老细胞内大部分酶的活性降低,A错误;细胞衰老后,细胞核体积增大,B错误;从总体上看,衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程,C正确;正常情况下,细胞衰老属于正常的生命历程,D错误。]
2.科学家对衰老起因的研究仍在摸索前行,《衰老生物学》中将衰老的定义修正为“衰老是由时间推移,以及与环境相互作用而引起的分子、细胞和机体结构与功能的随机改变,衰老增加死亡的可能性”。下列说法正确的是(  )
A.衰老细胞的细胞膜通透性降低,物质运输能力也减弱
B.细胞的死亡不利于机体更好地实现自我更新
C.衰老细胞酶活性都降低,导致新陈代谢速率降低
D.细胞衰老后细胞体积变小,细胞核体积增大
D [细胞衰老导致一些膜蛋白的数目和活性发生变化,从而使细胞膜通透性改变,但不一定降低,物质运输能力减弱,A错误;细胞死亡包括细胞凋亡和细胞坏死,细胞凋亡是一种正常的生命现象,细胞凋亡有利于机体更好地实现自我更新,B错误;细胞衰老并不会导致所有酶活性降低,C错误;细胞衰老后细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深,细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,D正确。]
3.下列关于细胞衰老的叙述,错误的是(  )
A.细胞衰老是细胞生命活动的必然规律
B.细胞衰老过程中,各种酶的活性均降低
C.线粒体的体积随细胞衰老而增大
D.细胞衰老过程中,核膜不断向内折叠
B [细胞衰老是细胞生命活动的必然规律,属于细胞正常的生命历程,A正确;细胞衰老过程中,很多种酶的活性降低,但与细胞衰老有关的酶活性升高,B错误;细胞衰老过程中细胞内线粒体的体积随细胞衰老而增大,C正确;细胞衰老过程中,核膜不断向内折叠,D正确。]
4.下列关于细胞分化与衰老的叙述,正确的是(  )
A.细胞分化仅发生在胚胎发育时期
B.细胞分化过程中遗传物质发生改变
C.细胞的衰老与机体的衰老总是同步的
D.细胞衰老过程中,线粒体的数量减少而体积增大
D [细胞分化发生在个体发育的各个时期,A错误;细胞分化的实质是基因的选择性表达,分化过程中遗传物质未发生改变,B错误;对单细胞生物来说,细胞的衰老就是个体的衰老,但对多细胞生物来说,细胞的衰老并不意味着个体的衰老,C错误;衰老细胞线粒体的数量减少而体积增大,酶活性下降、呼吸功能下降,D正确。]
5.人体胎盘素是当前高端美容产品,其功效主要有全面促进新生角质层细胞的增殖与生长,加速死皮细胞的脱落,对各类因衰老产生的色素沉着、面部各类色斑(遗传类色斑除外)有很强的淡化作用;迅速溶解衰老皮肤点状、片状色素堆积,使皮肤肤质细腻、洁净无瑕。据此回答下列问题。
(1)衰老的细胞内水分________________(填“增加”或“减少”),那么所有生物细胞内水分出现这种情况一定是衰老的细胞吗?________________。
(2)细胞衰老后细胞核________________,核膜内折。那么人体内所有细胞衰老都会出现这种情况吗?________________,为什么?_________________________
___________________________________________________________________。
(3)现有衰老的肝细胞和新生的肝细胞,用龙胆紫染液能将染色质染色,染色深浅的比较情况是_____________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)注射人体胎盘素以后,新生的角质层细胞的细胞周期将________________(填“缩短”或“延长”)。
解析:(1)细胞衰老后,细胞内水分减少。所有生物细胞内水分出现这种情况不一定是衰老细胞,如晒干种子。(2)细胞衰老后细胞核体积变大,核膜内折。但人体内并不是所有细胞衰老都会出现这种情况,如成熟的红细胞没有细胞核,其衰老后不会出现该现象。(3)染色质易被龙胆紫等碱性染料染成深色,由于衰老细胞的染色质固缩,因此衰老的肝细胞和新生的肝细胞相比,衰老肝细胞的细胞核染色较深。(4)胎盘素能全面促进新生角质层细胞的增殖与生长,因此注射人体胎盘素以后,新生的角质层细胞的细胞周期将缩短。
答案:(1)减少 不一定 (2)体积增大 不会 因为人成熟的红细胞没有细胞核 (3)衰老的肝细胞细胞核染色较深 (4)缩短
题组二 细胞凋亡
6.下列关于细胞凋亡的叙述错误的是(  )
A.植物胚胎发育过程中胚柄的退化属于细胞凋亡
B.细胞凋亡是细胞编程性死亡的过程
C.烫伤引起的细胞异常死亡不属细胞凋亡
D.幼嫩组织中不会发生细胞的凋亡
D [细胞凋亡是基因控制下细胞的编程性死亡,植物胚胎发育过程中胚柄的退化属于细胞凋亡,A、B正确;烫伤引起的细胞异常死亡不属于细胞凋亡,而属于细胞坏死,C正确;幼嫩组织中也会发生细胞的凋亡,D错误。]
7.人早期胎儿的手指间有组织相连,到56天时手指才完全分开,与“手指分开”直接相关的细胞器是(  )
A.内质网   B.高尔基体
C.溶酶体 D.线粒体
C [根据题意,手指间组织细胞的消失属于细胞编程性死亡,与其直接相关的细胞器是溶酶体,C正确。]
8.下列选项中,不属于细胞凋亡的是(  )
A.骨折时造成细胞死亡
B.人胚胎发育过程中过量的神经细胞减少
C.蝌蚪变态发育过程中尾部的消失
D.植物体内通气组织的形成
A [骨折时造成细胞死亡是外界因素引起的,不是在遗传机制的控制下自动结束生命的过程,属于细胞坏死,A符合题意;细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程,如人胚胎发育过程中过量的神经细胞减少,B不符合题意;蝌蚪变态发育过程中尾部消失,是受遗传物质控制的正常死亡,属于细胞凋亡,C不符合题意;植物体内通气组织的形成是通过细胞凋亡实现的,D不符合题意。]
9.下列关于细胞凋亡的叙述,正确的是(  )
A.细胞凋亡与基因表达无关,是胚胎发育中的正常现象
B.病变造成的细胞死亡也是细胞凋亡
C.溶酶体中水解酶将吞噬泡中物质降解的过程属于细胞凋亡
D.脊椎动物神经系统的发育过程中一定有许多细胞凋亡
D [细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程,A错误;病变造成的细胞死亡属于细胞坏死,B错误;溶酶体中水解酶将吞噬泡中物质降解的过程不一定是细胞凋亡,如正在吞噬杀死侵入细胞的病毒或病菌,C错误;脊椎动物神经系统的发育过程中也有细胞凋亡,D正确。]
10.下列关于蝌蚪发育成青蛙的叙述,正确的是(  )
A.蝌蚪发育成青蛙的过程体现了细胞全能性
B.尾和鳃在一定时期消失,是通过细胞凋亡实现的
C.细胞分化是细胞生命活动的必然规律,而细胞衰老不是
D.青蛙体细胞的表面积与体积之比明显大于蝌蚪体细胞的相应比值
B [蝌蚪发育成青蛙的过程是正常的生长发育,不能体现全能性,A错误;细胞凋亡是指由基因控制的细胞自动结束生命的过程,尾和鳃在一定时期消失属于细胞凋亡,B正确;细胞衰老是正常的生命活动,C错误;青蛙是蝌蚪发育而来,随着细胞数目的增多,体积增大,青蛙体细胞的相对表面积明显小于蝌蚪体细胞,D错误。]
11.科学家利用细胞结构完全被破坏后的HeLa细胞匀浆为实验对象,研究了细胞色素C(线粒体中与需氧呼吸有关的一种蛋白质)和dATP(三磷酸脱氧腺苷)与细胞凋亡的关系,结果如图所示:
(1)根据图可判断,________________________的存在能促进细胞凋亡,且当其他条件合适时,在一定浓度范围内,随着________________的含量增加,促细胞凋亡的效果增加。
(2)已知细胞色素C的功能是参与[H]和氧气的结合,可判断细胞色素C分布于________________。
(3)由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以也称为________________。当HIV病毒侵入机体的淋巴细胞后,会导致淋巴细胞大量死亡。淋巴细胞大量死亡是否属于细胞凋亡____________,理由是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析:(1)分析柱形图可知,有dATP的实验组的促凋亡效果高于无dATP的对照组,细胞色素C浓度大于零的实验组的促凋亡效果高于细胞色素C浓度等于零的对照组,说明dATP和细胞色素C的存在均能促进细胞凋亡。当其他条件合适时,在一定浓度范围内,促细胞凋亡的效果随着细胞色素C含量的增加而增加。(2)发生在线粒体内膜上的需氧呼吸的第三阶段,其过程是[H]和氧气结合生成水,同时释放大量能量。可见,若细胞色素C的功能是参与[H]和氧气的结合,则可判断细胞色素C分布于线粒体内膜。(3)由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以也称为细胞编程性死亡。细胞坏死是在种种不利因素的影响下,由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡,可见,HIV病毒侵入机体的淋巴细胞后而导致的淋巴细胞大量死亡,这是由于不利的因素影响导致的细胞坏死,不属于细胞凋亡。
答案:(1)dATP和细胞色素C 细胞色素C (2)线粒体内膜 (3)细胞编程性死亡 不是(或否) 它是由于种种不利因素影响导致的细胞损伤和死亡
12.Dnase酶和Caspase酶是细胞凋亡的两种关键酶,在凋亡诱导因子与细胞膜受体结合后,通过细胞内信号传导激活凋亡相关基因。这两种酶一旦被激活,Dnase酶能将DNA切割形成DNA片段,Caspase酶能将细胞内蛋白降解成多肽,使细胞裂解形成凋亡小体,进而被吞噬细胞吞噬清除。下列相关分析,错误的是(  )
A.Dnase酶和Caspase酶被激活,是不同细胞遗传信息执行情况不同的结果
B.吞噬细胞以胞吞方式吞噬凋亡小体并利用自身溶酶体合成的水解酶将其水解
C.通过促进癌细胞中控制Caspases酶合成的相关基因的表达可以促进其凋亡
D.癌细胞膜上的糖蛋白减少可能使其无法识别凋亡诱导因子而不能启动凋亡
B [由题意可知,Dnase酶、Caspase酶被激活,导致细胞凋亡,细胞凋亡是基因的程序性表达,是不同细胞遗传信息执行情况不同的结果,A正确;吞噬细胞的溶酶体中含有大量的水解酶,能吞噬并水解凋亡小体,但水解酶是在核糖体上合成,不是在溶酶体内,B错误;Caspases酶合成的相关基因的表达导致细胞凋亡,通过促进癌细胞中控制Caspases酶合成的相关基因的表达可以促进其凋亡,C正确;癌细胞结构改变,因为识别具有特异性,很可能无法识别凋亡诱导因子,而不能启动凋亡程序,D正确。]
13.科学家利用胚胎干细胞在实验室中培育出了“微型人脑”组织,该组织具备了9周胎儿大脑的发育水平,但不能独立思考。下列相关叙述正确的是(  )
A.该培育过程体现了动物细胞的全能性
B.该培育过程中不会发生细胞衰老
C.该培育过程中遗传物质会发生改变引起细胞分化
D.该培育过程中细胞会发生基因控制下的编程性死亡
D [由胚胎干细胞培育成“微型人脑”,但没有形成完整个体,因此不能体现动物细胞的全能性,A错误;由胚胎干细胞培育出“微型人脑”的过程中,发生了细胞分裂、分化、衰老过程,B错误;细胞分化是基因的选择性表达,遗传物质不会发生改变,C错误;该培育过程中会发生细胞凋亡,细胞凋亡属于基因控制下的编程性死亡,D正确。]
14.每条染色体两端都有一段特殊序列的DNA,称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截,当短到一定程度时,端粒内侧正常的DNA序列会受到损伤,使细胞开始衰老。下列叙述不正确的是(  )
A.细菌中端粒缩短,细胞将会激活衰老机制
B.端粒缩短影响了染色体结构的完整性
C.无限增殖的癌细胞中端粒一般不缩短
D.细胞衰老除与端粒相关,还可能与自由基有关
A [细菌是原核生物,细胞内没有染色体,所以没有端粒,A错误;端粒是染色体的一部分,其缩短影响了染色体结构的完整性,B正确;癌细胞能够无限增殖,所以端粒一般不缩短,C正确;细胞衰老除与端粒相关,还可能与自由基有关,D正确。]
15.研究表明,线粒体功能异常与衰老的发生和发展密切相关。科研人员研究中药党参对某种衰老模型小鼠肝细胞线粒体中酶活性的影响,以此了解其对延缓衰老的作用及机制,实验结果如下表。下列相关分析不合理的是(  )
组别 a酶活性相对值 b酶活性相对值
正常小鼠组 11.76 52.44
模型小鼠组 7.66 38.57
党参提取物低剂量组 7.75 38.93
党参提取物中剂量组 9.81 43.15
党参提取物高剂量组 11.02 49.63
(注:a酶存在于线粒体基质中,b酶存在于线粒体内膜上,二者均与细胞呼吸相关。)
A.细胞呼吸中a酶与b酶催化的反应均需消耗氧气
B.本实验中的正常小鼠组和模型小鼠组均为对照组
C.随着党参提取物剂量的升高,a酶和b酶的活性逐渐增强
D.高剂量党参提取物可通过增强酶活性改善衰老小鼠的线粒体功能
A [根据题干信息分析,a酶和b酶都是线粒体中的酶,a酶存在于线粒体基质中,b酶存在于线粒体内膜上,因此两种酶催化的分别是需氧呼吸的第二阶段和第三阶段,其中b酶催化的第三阶段需要氧气的参与,A错误;该实验的自变量是党参提取物剂量,正常小鼠组和模型小鼠组均为对照组,B正确;与模型小鼠组相比,随着党参提取物剂量的升高,a酶和b酶的活性逐渐增强,C正确;与模型小鼠组相比,党参提取物高剂量组两种酶的活性相对最高,说明高剂量党参提取物可通过增强酶活性改善衰老小鼠的线粒体功能,D正确。]
易错点 不能区别细胞凋亡和细胞坏死
16.下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中,错误的是(  )
A.细胞凋亡是主动的,细胞坏死是被动的
B.细胞凋亡是生理性的,细胞坏死是病理性的
C.细胞凋亡是基因调控的,细胞坏死是外界因素引起的
D.细胞凋亡是急性的,细胞坏死是慢性的
D [细胞凋亡是基因控制的细胞主动死亡,细胞坏死是在不利因素下导致的细胞被动死亡,A、C正确。细胞凋亡是正常的生理现象,细胞坏死属于病理现象,B正确。细胞凋亡和细胞坏死没有急性和慢性之分,D错误。]
阶段综合测评(三) (第四章)
一、选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列有关细胞的叙述正确的是(  )
A.一般来说,细胞体积越大,细胞核的DNA越多
B.细胞体积越大,相对表面积越大,物质运输效率越高
C.在一个细胞周期中,染色体复制和中心体复制发生在同一时期
D.细胞周期是一个与代谢有关的过程,温度越高所需要的时间越短
C [细胞体积大小与细胞核的DNA多少没有关系,A错误;细胞体积越大,相对表面积越小,物质运输效率越低,B错误;在一个细胞周期中,染色体复制和中心体复制均发生在间期,C正确;温度过高会导致细胞周期中所需要的酶失活,使细胞周期延长,D错误。]
2.洋葱根尖分生区细胞在分裂过程中不会出现的是(  )
A.在细胞分裂间期,核糖体合成蛋白质功能增强
B.在细胞分裂前期,细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
C.在细胞分裂中期,细胞内ATP的含量明显减少
D.在细胞分裂末期,高尔基体合成多糖功能增强
C [在细胞分裂间期,要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,所以核糖体合成蛋白质功能增强,A正确;在细胞分裂前期,高等植物细胞由两极发出纺锤丝形成纺锤体,B正确;在细胞分裂中期,细胞内消耗ATP,但由于ATP与ADP的相互转化,所以ATP含量基本保持相对平衡,C错误;由于高尔基体与细胞壁的形成有关,所以在细胞分裂末期,高尔基体为细胞壁的形成合成多糖,D正确。]
3.下列关于植物细胞有丝分裂的叙述错误的是(  )
A.间期DNA加倍的原因是DNA复制
B.前期出现染色体的原因是染色质螺旋化
C.中期染色体便于观察的原因是染色体都在细胞板上
D.后期染色体数目加倍的原因是着丝粒分裂
C [分裂间期进行了DNA的复制,DNA加倍,A正确;进入分裂前期的细胞由于染色质高度螺旋化而形成染色体,B正确;有丝分裂中期,植物细胞中染色体上的着丝粒排列在赤道面上,便于观察,而不是细胞板,C错误;有丝分裂后期,植物细胞中着丝粒一分为二,染色体数目加倍,D正确。]
4.如图表示细胞周期,下列有关叙述不正确的是(  )
A.按箭头所示方向由a→a或由b→b表示一个细胞周期
B.染色体的平均分配发生于a→b段
C.细胞中核DNA含量的加倍发生在b→a段
D.将癌细胞的细胞周期阻断在b→a段可以治疗癌症
A [分析细胞周期图,a→b为分裂期,b→a为分裂间期,细胞周期是从分裂间期开始,b→b为一个细胞周期,A错误;染色体的平均分配发生在分裂期,即a→b段,B正确;DNA含量加倍发生在分裂间期,即b→a时期,C正确;将癌细胞的DNA复制阻断,可以治疗癌症,即阻断在b→a段,D正确。]
5.如图所示为细胞有丝分裂过程中核DNA数目、核染色体数目的变化曲线,下列有关叙述不正确的是(  )
甲          乙
A.图甲和图乙的纵坐标分别为核DNA数目和核染色体数目
B.图甲中ac段过程和图乙中ac段过程代表细胞有丝分裂的同一时期
C.图乙中b点到c点是着丝粒分裂的结果
D.图甲中的cd段和图乙中的de段表示的是同一个过程
B [分析细胞有丝分裂过程中核DNA数目、核染色体数目的变化可知,由于间期DNA复制导致核内DNA含量加倍,末期核DNA随染色体平分到两个子细胞中导致细胞内核DNA含量减半,所以图甲的纵坐标为核DNA数目;由于染色体数目的判断依据是着丝粒数,后期由于着丝粒分裂导致染色体数目加倍,末期染色体平分到两个子细胞中导致细胞内染色体数目减半,所以图乙的纵坐标为核染色体数目,A正确;图甲中ac段过程表示有丝分裂的间期、前期、中期和后期,图乙中ac段过程代表有丝分裂的间期、前期、中期,B错误;图乙中b点到c点是后期着丝粒分裂的结果,C正确;图甲中的cd段和图乙中的de段表示的是末期核DNA随染色体平分到两个子细胞中,是同一个过程,D正确。]
6.如图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像,对图像的描述正确的是(  )
甲      乙      丙
A.该生物可能是低等植物
B.甲、乙、丙三细胞内染色体、染色单体与DNA分子数比例都为1∶2∶2
C.甲细胞进行中心体复制,发出纺锤丝,形成了纺锤体
D.甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
D [由于该生物体细胞不含细胞壁,因此,该生物不可能是低等植物,A错误;甲、丙两细胞中,细胞核中均含有4条染色体,每条染色体含两条姐妹染色单体,含两个DNA分子,故染色体∶染色单体∶DNA分子数比例为1∶2∶2,乙细胞核中染色体∶染色单体∶DNA分子数比例为1∶0∶1,因细胞质中的线粒体中含少量DNA,若论细胞内上述比例均无法确定,B错误;甲细胞位于前期,中心体在间期已复制完成,C错误;甲细胞染色体散乱分布为前期,乙细胞染色体着丝粒分裂为后期,丙细胞着丝粒整齐地排列在赤道面中央为中期,D正确。]
7.用不同浓度的药物X处理洋葱根尖分生区细胞若干天后,分别制片观察统计有丝分裂指数[有丝分裂指数(%)=分裂期细胞数/观察细胞数×100%],结果如图所示,下列相关叙述正确的是(  )
A.药物X浓度为0时有丝分裂指数只有10%,是由于大多数细胞没有进入细胞周期
B.制作装片过程中使用解离液的主要目的是固定细胞的形态
C.高浓度的药物X严重抑制根尖分生区细胞有丝分裂
D.细胞分裂间期开始时与分裂结束时相比,物质运输效率相同
C [药物X浓度为0时,有丝分裂指数只有10%,表明多数细胞处于分裂间期,少数细胞处于分裂期,A错误;制作装片过程中使用解离液的目的是使得组织细胞分散开来,B错误;据图分析,高浓度的药物X使得细胞有丝分裂指数减少,严重抑制根尖分生区细胞有丝分裂,C正确;分裂间期开始,细胞体积略微增大,细胞内开始进行DNA的复制,与分裂间期相比,分裂结束时细胞体积减小,物质运输效率高,D错误。]
8.现有未贴标签且染色体数目相同的6块装片,编成1~6号,已知1号、3号为同一生物体的两个细胞有丝分裂的两个时期,其他4块装片来自另两个生物体的细胞有丝分裂的不同时期,某同学按顺序观察其结构,结果如下:
编号 观察结果
1、5 中心体发出纺锤丝,染色体散乱排列
2 细胞中部凹陷
3、6 细胞中部形成了细胞板
4 细胞两极发出纺锤丝,染色体散乱排列
则其中可表示动物细胞有丝分裂前期与末期的装片依次是(  )
A.1号、3号  B.4号、6号
C.5号、2号 D.4号、2号
C [1号与5号细胞中含有中心体,可能为动物细胞或低等植物细胞。2号细胞中部凹陷,为动物细胞。3号与6号细胞中部形成细胞板,为植物细胞。4号细胞两极发出纺锤丝,为植物细胞。根据题干信息“1号、3号为同一生物体的两个细胞有丝分裂的两个时期,其他4块装片来自另两个生物体的细胞有丝分裂的不同时期”可知,1号也为植物细胞。因此,可表示动物细胞有丝分裂前期与末期的装片依次是5号和2号。C正确。]
9.图1表示某种体外培养细胞的细胞周期及各阶段(用字母表示)的时间,图2表示姐妹染色单体及着丝粒、动粒结构,其中动粒有驱动染色单体分离的作用。姐妹染色单体分离与黏连蛋白解聚有关,分离酶能使黏连蛋白解聚。以下说法错误的是(  )
图1      图2
A.脱氧核苷酸被消耗发生在S期
B.在电镜下观察若发现纺锤丝正在缩短,则此时细胞处于G2期
C.姐妹染色单体的分离与纺锤丝的活动无关,但需要酶的参与
D.根尖成熟区细胞不会出现动粒结构
B [脱氧核苷酸是合成DNA的原料,DNA的合成是在分裂间期的S期,A正确;纺锤丝的形成是在分裂期,纺锤丝正在缩短,说明此时细胞处于分裂期,B错误;据题意可知,动粒有驱动染色单体分离的作用,姐妹染色单体分离与黏连蛋白解聚有关,分离酶能使黏连蛋白解聚,C正确;根尖成熟区细胞高度分化,不会进行细胞分裂,动粒结构是在细胞分裂过程中参与的,D正确。]
10.科学家将处于有丝分裂间期的细胞与分裂期的细胞进行融合,结果发现:在融合完成的初期,细胞内出现染色体和细胞核并存的现象,随后核膜开始解体,染色质缩短变粗,成为染色体。对该实验的分析,错误的是(  )
A.融合过程依赖于细胞膜的流动性
B.该结果表明分裂期细胞中有能使核变化的物质
C.融合细胞内染色体与DNA数量比为1∶2
D.染色质凝缩成染色体,其化学成分并未发生改变
C [细胞融合包括细胞膜融合,以细胞膜的流动性为基础,A正确;根据题干信息“在融合完成的初期,细胞内出现染色体和细胞核并存的现象,随后核膜开始解体,染色质缩短变粗,成为染色体”可知,分裂期细胞中有能使核变化的物质,B正确;因为不确定分裂期的细胞的具体时期,所以融合细胞内染色体与DNA数量比无法确定,C错误;染色体与染色质是同一种物质,因此染色质凝缩成染色体,其化学成分并未发生改变,D正确。]
11.下列有关动物细胞有丝分裂的叙述,正确的是(  )
A.分裂间期有DNA和中心体的复制
B.分裂间期DNA含量和染色体数都加倍
C.纺锤体形成于分裂前期,消失于分裂后期
D.染色单体形成于分裂前期,消失于分裂末期
A [在有丝分裂间期既有DNA分子的复制和蛋白质的合成,同时中心体也发生了复制,A正确;分裂间期DNA含量加倍,但是细胞的染色体数目不变,B错误;纺锤体形成于分裂前期,消失于分裂末期,C错误;染色单体形成于分裂间期,后期着丝粒分裂时消失,D错误。]
12.下列有关细胞生命历程的叙述,正确的是(  )
A.细胞癌变的实质是基因突变,能无限增殖,并且失去了原细胞的所有特点
B.细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异,导致细胞的形态和功能各不相同
C.细胞的寿命与分裂能力无关,但与其功能有关
D.受伤的细胞死亡与细胞的衰老死亡均属于细胞凋亡
C [细胞癌变的实质是基因突变,能无限增殖,但没有失去原来细胞的所有特点,A错误;细胞分化各种细胞的遗传物质没有改变,是基因选择性表达导致的,B错误;细胞的寿命与分裂能力无关,但与其功能有关,C正确;因损伤导致的细胞死亡属于细胞坏死,D错误。]
13.涡虫是具有较强再生能力的雌雄同体动物,其80%的基因与人类同源。实验表明,将2 cm长的涡虫切成200多块,每块都能很快发育成一条完整的涡虫。下列叙述错误的是(  )
A.离体涡虫切块的细胞具有较高的全能性
B.涡虫体内组织中干细胞的比例较高
C.涡虫生活史中的细胞增殖方式都属于有丝分裂
D.研究涡虫的再生基因有利于寻找延缓人体器官衰老的方法
C [将2 cm长的涡虫切成200多块,每块都能很快发育成一条完整的涡虫,说明涡虫体内组织中干细胞的比例较高,再生能力较强,全能性较高,A、B正确;根据题意分析,涡虫是具有较强再生能力的雌雄同体动物,说明其可以进行有性生殖,可以进行减数分裂,C错误;涡虫再生能力强,研究涡虫的再生基因,有利于人类研究并寻找延缓人体器官衰老的方法,D正确。]
14.下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是(  )
A.玉米种子萌发长成新植株
B.胡萝卜根韧皮部细胞经植物组织培养发育成新植株
C.蜜蜂没有经过受精作用的卵细胞直接发育成雄蜂
D.人骨髓中的造血干细胞形成各种血细胞
B [玉米种子萌发长成新植株过程中发生了细胞分化,但没有体现细胞的全能性,A错误;胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株过程中发生了细胞分化,该过程也体现了体细胞(胡萝卜根韧皮部细胞)的全能性,B正确;孤雌生殖是有性生殖中的一种特殊生殖方式,是指卵细胞不经过受精作用直接发育成新个体的生殖方式,不能体现全能性,C错误;人骨髓造血干细胞形成各种血细胞是细胞分化形成的,但该过程没有体现细胞的全能性,D错误。]
15.下列关于细胞增殖、分化、衰老和凋亡的叙述中,不合理的是(  )
A.细胞总体的衰老导致个体的衰老,但细胞衰老不等同于机体的衰老
B.体内正常细胞的寿命受分裂次数的限制
C.细胞分化是基因选择性表达的结果,分化过程中遗传物质发生了改变
D.被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡完成的
C [对多细胞生物来说,细胞总体的衰老导致个体的衰老,但细胞衰老与机体的衰老不是一回事,A正确;体内正常细胞的寿命受分裂次数的限制,人的细胞一般只能分裂50~60次,B正确;细胞分化是基因选择性表达的结果,分化过程中遗传物质没有发生改变,C错误;被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡完成的,D正确。]
16.如图是干细胞发育过程中的三个途径,下列说法正确的是(  )
A.由图可知,干细胞具有自我更新和分化的潜能
B.干细胞分化成组织细胞时,遗传物质将发生改变
C.组织细胞的衰老受基因调控,细胞的体积变大
D.组织细胞的凋亡不受基因调控,细胞内溶酶体的功能增强
A [分析题图可知,干细胞通过细胞分裂产生新的干细胞,并通过细胞分化形成不同的组织细胞,A正确;干细胞分化成组织细胞是基因选择性表达的结果,遗传物质没有发生改变,B错误;组织细胞的衰老受基因调控,细胞的体积变小,细胞衰老的细胞核体积增大,染色加深,C错误;细胞凋亡是受基因调控的细胞编程性死亡,D错误。]
17.据《临床肿瘤学杂志》报道,肝癌组织中的核因子kB(核内转录调控因子)异常活化后可抑制肝癌细胞凋亡,促进肝癌细胞存活。下列对此研究的理论依据及意义的描述不科学的是(  )
A.核因子kB可能参与肿瘤的启动、发生及发展
B.核因子kB异常活化后可使正常机体细胞增殖和细胞凋亡保持平衡状态
C.通过抑制核因子kB的表达,可促进肝癌细胞的凋亡
D.阻断核因子kB信号通路的激活,将可能有助于抑制肝癌细胞的增殖
B [根据题干信息可知,核因子kB活化后可抑制肝癌细胞凋亡,促进肝癌细胞存活,因此其可能参与了肿瘤的启动、发生及发展,A正确;正常机体细胞增殖和细胞凋亡保持平衡状态时不至于发生癌变,而核因子kB异常活化可抑制肝癌细胞的凋亡,破坏平衡状态,B错误;核因子kB为核内转录调控因子,其异常活化后可抑制肝癌细胞凋亡,促进肝癌细胞存活,因此抑制核因子kB的表达,可促进肝癌细胞的凋亡,C正确;阻断核因子kB信号通路的激活,即阻断了其转录,使其不能表达,因此可能有助于抑制肝癌细胞的增殖,D正确。]
18.诺贝尔生理学或医学奖获得者英国科学家苏尔斯顿教授发现了存在于高等生物细胞中的nuc-1基因,它所编码的蛋白质能使DNA降解,故该基因被称为“死亡基因”。下列有关叙述中不正确的是(  )
A.蝌蚪尾的自溶现象是细胞凋亡的具体表现
B.若能激活癌细胞的“死亡基因”,则可特异性地杀死癌细胞
C.某人部分脑细胞由于缺氧而死亡是该基因控制的结果
D.成熟生物个体中,细胞的产生和死亡可保持动态平衡
C [蝌蚪尾的自溶属于细胞凋亡,是nuc-1基因表达产物所致,A正确;nuc-1基因表达能使细胞凋亡,所以激活癌细胞的“死亡基因”,可特异性地杀死癌细胞,B正确;某人部分脑细胞由于缺氧而死亡属于细胞坏死,不是该基因控制的结果,C错误;成熟的生物个体中细胞的产生和死亡可保持动态平衡,对于生物体内环境的稳态有重要意义,D正确。]
19.通过特定方法,科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。下列有关分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述,正确的是(  )
A.类胚胎干细胞能够分化成多种细胞
B.分化的体细胞丢失了某些基因
C.二者功能有差异,但形态没有差异
D.二者基因组相同,且表达的基因相同
A [干细胞,指的是体内保持分裂和分化能力的细胞,命名为“类胚胎干细胞”,也具有了分裂和分化能力,A正确;细胞分化的过程遗传物质不变,B错误;功能与结构是相适应的,功能有差异,其形态也有差异,C错误;分化,即为基因的选择性表达,表达的基因也就不同,D错误。]
20.如图所示为哺乳动物机体中位于小肠绒毛基部的上皮细胞(a),不断增殖、分化形成吸收细胞(b)后向上迁移,补充小肠绒毛顶端凋亡的细胞(c)。下列相关叙述错误的是(  )
A.a、b细胞含有相同的遗传物质,但细胞中基因的执行情况不同
B.已分化的b细胞在形态、结构和生理功能上发生改变,但细胞核仍具有全能性
C.b细胞衰老后细胞核体积会增大,但细胞新陈代谢的速率减慢
D.c细胞凋亡有利于吸收细胞更新,但不利于机体内部环境的稳定
D [a、b细胞均来自受精卵的有丝分裂,故含有相同的遗传物质,但由于a、b细胞是不同种类的细胞,因此细胞中基因的执行情况不同,A正确;已分化的b细胞在形态、结构和生理功能上发生改变,但其细胞核中具有完整的遗传信息,因此其细胞核仍具有全能性,B正确;b细胞衰老后细胞核体积会增大,呼吸速率变慢,故细胞新陈代谢的速率减慢,C正确;c细胞凋亡是机体的主动行为,有利于吸收细胞更新,也有利于机体内部环境的稳定,D错误。]
二、非选择题(本大题共5小题,共60分)
21.(10分)下图为某生物细胞有丝分裂模式图和细胞有丝分裂过程中相关物质的数量变化曲线,请据图回答下列问题。

乙        丙
(1)图乙所示细胞表示有________条脱氧核苷酸链。
(2)图乙中,与①的大小、形态完全相同的染色体为________(填序号),原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)图乙所示的细胞分裂时期对应于图甲中的______________段,图丙对应于图甲中的___________________________________________________________段。
解析:(1)图乙所示细胞着丝粒分裂,为有丝分裂的后期,染色体不含染色单体,每条染色体上含1个DNA分子,1个DNA分子含2条脱氧核苷酸链,该细胞中有8条染色体,故含8×2=16(条)脱氧核苷酸链。(2)图乙中,①⑤是经复制形成的,分离之前二者存在于同一条染色体上,是姐妹染色单体,分开后成为2条大小、形状相同的染色体。(3)图乙所示的细胞处于后期,对应于图甲中的fg段,图丙包括C12期、前期和中期,对应于图甲中的cf段。
答案:(每空2分)(1)16 (2)⑤ 它们是同一条染色体复制后分离形成的 (3)fg cf
22.(15分)如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请据图回答下列问题。
(1)在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因________________的结果。
(2)某患者不能产生正常的白细胞,通过骨髓移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将题图中的________________细胞移植到患者体内。
(3)若要克隆某种哺乳动物,从理论上分析,红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能选为供体细胞的是成熟的________________,其原因是_____________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制,使用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期的____________期。
解析:(1)在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因选择性表达的结果。(2)骨髓是人体的造血组织,存在造血干细胞,骨髓移植治疗的实质是将题图的造血干细胞移植到患者体内。(3)若要克隆某种哺乳动物,从理论上分析,红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能选为供体细胞的是成熟的红细胞,其原因是成熟的红细胞中无细胞核。(4)DNA复制发生在间期,所以抑制肝肿瘤细胞DNA的复制,可使肝肿瘤细胞停留在细胞周期的间期,从而有效地抑制肿瘤细胞的增殖。
答案:(每空3分)(1)选择性表达 (2)造血干 (3)红细胞 成熟的红细胞中无细胞核 (4)间
23.(10分)蜂毒素是工蜂毒腺分泌的一种多肽,具有抗菌、抗病毒效应。研究发现,蜂毒素对多种癌细胞具有诱导凋亡作用。
(1)毒腺细胞合成蜂毒素的细胞器是____________________________________。
(2)癌细胞的产生是由于染色体上与癌相关的基因发生________________而导致的。取人体的组织细胞在显微镜下检查可确定有无癌细胞,这是因为癌细胞与正常细胞相比________________发生变化,且癌细胞表面的糖蛋白________________(填“增加”或“减少”),使癌细胞之间的黏着性降低,容易在生物体内分散和转移。
(3)细胞凋亡也称为________________。蜂毒素诱导细胞凋亡与细胞中产生凋亡蛋白Q有关,可推测在无限增殖的癌细胞中,控制凋亡蛋白Q合成的基因处于________________(填“活动”或“关闭”)状态,由此可知,凋亡细胞与癌细胞遗传信息的执行情况是____________(填“相同”或“不同”)的。
解析:(1)蜂毒素是多肽,故毒腺细胞合成蜂毒素的细胞器是核糖体。(2)癌细胞的产生是由于染色体上与癌相关的基因发生突变而导致的。取人体的组织细胞在显微镜下检查可确定有无癌细胞,这是因为癌细胞与正常细胞相比形态、结构发生变化,且癌细胞表面的糖蛋白减少,使癌细胞之间的黏着性降低,容易在生物体内分散和转移。(3)细胞凋亡也称为细胞编程性死亡。蜂毒素诱导细胞凋亡与细胞中产生凋亡蛋白Q有关,则在无限增殖的癌细胞中,控制凋亡蛋白Q合成的基因处于关闭状态,由此可知,凋亡细胞与癌细胞遗传信息的执行情况是不同的。
答案:(除注明外,每空1分)(1)核糖体(2分) (2)突变 形态、结构(2分) 减少
(3)细胞编程性死亡(2分) 关闭 不同
24.(10分)为了研究从植物中提取的可可碱是否可以作为除草剂,某科研小组开展了可可碱对鬼针草根尖细胞有丝分裂影响的实验探究并在显微镜下观察到部分细胞图像(下图所示)。请回答有关问题。
(1)在观察鬼针草根尖细胞有丝分裂的实验中,装片制作的流程为___________________________________________________________________。
实验中,解离液的作用是______________________________________________;
龙胆紫溶液属于________________性染料,能够使细胞中的________着色。
(2)为了更好地获得观察视野,镜检时正确的操作方法是先在________________,缓慢移动装片,发现理想视野后________________。图中箭头所指的细胞处于分裂期的________________期。
(3)研究人员用提取的可可碱作用于鬼针草根尖细胞有丝分裂,实验结果与对照组比较发现:当可可碱浓度达到某一较高浓度时,细胞分裂过程中处于后期和末期的数目相对减少。产生这种结果的原因可能是可可碱能够________________,导致染色体无法移向细胞两极。
解析:(1)观察有丝分裂过程制片流程为解离→漂洗→染色→制片,在制作根尖细胞有丝分裂装片过程中,根尖解离需要用到的试剂是盐酸(或盐酸和酒精混合液),该试剂的作用是使组织中的细胞相互分离;在染色时,用到的龙胆紫溶液属于碱性染料,能够使细胞中的染色体着色。
(2)在使用高倍镜时,应先在低倍镜下找到观察的物像,再转换到高倍镜,图示箭头所指的细胞呈现的特点是:每条染色体的着丝粒排列在赤道面上,据此可判断该细胞处于分裂期的中期。
(3)由题意可知产生这种结果的可能原因是可可碱能够抑制纺锤体的形成,导致染色体无法移向细胞两极。
答案:(除注明外,每空1分)(1)解离→漂洗→染色→制片(2分) 使组织中的细胞相互分离 碱 染色体 (2)低倍镜下观察 换用高倍镜 中 (3)抑制纺锤体的形成(2分)
25.(15分)癌症是人类健康的大敌,为研究冬虫夏草提取物和鬼臼类木脂素的抗癌机理,科研小组做了大量实验,过程和结果如下:
①抽取小鼠肝腹水癌细胞培养液均分为3组,填号A、B、C。
②A组加入一定量的冬虫夏草提取物溶液,B组加入等量的鬼臼类木脂素溶液,C组加入等量的生理盐水,置于37 ℃、5%CO2培养箱中培养48 h。
③将3组培养液分别离心。取各组上清液测得几种物质的相对量,计数沉淀物中小鼠肝腹水癌细胞数目,检测细胞中Bcl-2蛋白相对量。结果如下表:
组别 培养液中物质的相对量 肝腹水癌 细胞数目 Bcl-2蛋白 相对量
胸腺嘧啶 尿嘧啶 葡萄糖
A ++ ++ ++++ + +
B +++++ +++++ ++ + +
C + + + +++++ +++++
(注:+的数量表示相对量的大小。)
请回答下列问题:
(1)三组培养液中葡萄糖的相对量是______________________变量。
(2)冬虫夏草提取物的作用机理是抑制______________进入癌细胞,导致癌细胞死亡。鬼臼类木脂素的作用机理是抑制癌细胞对________________的摄取,从而抑制________________的合成。
(3)经研究Bcl-2蛋白是一种调控细胞凋亡的蛋白,据实验结果分析Bcl-2蛋白是一种________________(填“促”或“抗”)细胞凋亡蛋白。
解析:(1)由题意知,三组培养液中葡萄糖的相对量属于因变量。(2)分析表格中信息可知,三组实验中,A组实验培养液中葡萄糖含量最高,说明冬虫夏草提取物是通过抑制癌细胞吸收葡萄糖,导致癌细胞能源物质供应不足而死亡;B组培养液中的胸腺嘧啶和尿嘧啶含量最高,说明鬼臼类木脂素是通过抑制癌细胞吸收胸腺嘧啶和尿嘧啶,影响DNA和RNA的合成进而影响蛋白质的合成,来抑制癌细胞增殖。(3)分析表格中信息可知,A组、B组实验癌细胞数目少,细胞中Bcl-2蛋白相对量少,C组癌细胞数量多,细胞中Bcl-2蛋白相对量多,这说明Bcl-2蛋白是一种抗细胞凋亡的蛋白质。
答案:(每空3分)(1)因 (2)葡萄糖(C6H12O6) 胸腺嘧啶和尿嘧啶(或T、U) DNA、RNA和蛋白质(或DNA和RNA) (3)抗
模块综合测评
一、选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.植物吸收Mg2+用于合成(  )
A.叶黄素 B.胡萝卜素
C.叶绿素 D.叶绿素a
C [叶黄素组成元素为C、H、O,不含Mg元素,A错误;胡萝卜素组成元素为C、H,不含Mg元素,B错误;叶绿素a和叶绿素b的组成元素都是C、H、O、N、Mg,故植物吸收Mg2+用于合成叶绿素,C正确;植物吸收Mg2+用于合成叶绿素a和叶绿素b,D错误。]
2.下列关于水在生物体内的主要作用的叙述,错误的是(  )
A.水是细胞内化学反应的介质
B.水是某些复杂化合物的组成成分
C.水使细胞内温度的变化比较缓和
D.水是生物体内物质运输的主要介质
B [细胞中的水分为自由水和结合水,其中自由水是细胞内化学反应的介质,A正确;无机盐是某些复杂化合物的组成成分,而不是水,B错误;水使细胞内温度的变化比较缓和,C正确;水是生物体内物质运输的主要介质,D正确。]
3.下列有关酶的叙述正确的是(  )
A.核酶的本质是蛋白质
B.酶的活性只受温度和pH影响
C.不同温度下酶的活性不同
D.不同的酶最适的pH范围宽窄可能不同
D [核酶的本质是RNA,A错误;酶的活性受温度、pH、重金属等因素的影响,B错误;在一定温度范围内,随着温度的升高,酶的活性先升高后降低,因此不同温度下酶的活性可能相同,C错误;不同的酶最适的pH范围宽窄可能不同,D正确。]
4.下列关于高等动物细胞有丝分裂的叙述,正确的是(  )
A.前期核膜解体成磷脂分子和蛋白质分子
B.中期是观察染色体数目和形态的最佳时期
C.后期着丝粒断裂导致染色单体数目加倍
D.末期囊泡聚集成的细胞板形成新的细胞膜
B [前期核膜开始解体成碎片,而不是解体成磷脂分子和蛋白质分子,A错误;有丝分裂中期染色体形态固定、数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期,B正确;有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,染色体数目加倍,而染色单体消失,C错误;有丝分裂末期,囊泡聚集成的细胞板形成新的细胞壁,D错误。]
5.下列有关物质鉴定的描述错误的是(  )
A.加有植物油和苏丹Ⅲ染液的试管会出现橙黄色
B.加有淀粉溶液和碘-碘化钾溶液的试管会出现蓝色
C.加有蛋白质、蛋白酶和双缩脲试剂的试管会出现紫色
D.加有葡萄糖溶液和本尼迪特试剂的试管振荡后会出现红黄色
D [植物油中的脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橙黄色,A正确;淀粉遇碘变蓝,B正确;蛋白质被蛋白酶水解成多肽,多肽和蛋白酶中都含有肽键,都能与双缩脲试剂产生紫色反应,C正确;在含还原糖的组织样液中加入本尼迪特试剂后,需要水浴加热,试管内液体才会呈现红黄色,D错误。]
6.下列关于细胞器的叙述,正确的是(  )
A.液泡能储存细胞自身产生的碎渣
B.叶绿体的主要功能是贮存脂质和淀粉
C.高尔基体将分拣的蛋白质都送到细胞外
D.粗面内质网内的蛋白质会送到高尔基体及细胞其他部位
D [液泡具有储藏功能,但是不能储存细胞自身产生的碎渣,细胞自身产生的碎渣一般会被溶酶体酶水解掉,A错误;叶绿体的主要功能是进行光合作用,B错误;高尔基体将分拣的蛋白质有的分泌到细胞外,有的留在细胞内,C错误;粗面内质网内的蛋白质会送到高尔基体及细胞其他部位,D正确。]
7.图甲是渗透装置示意图,乙、丙两曲线图的横坐标代表时间,下列叙述中不正确的是(  )
甲        乙     丙
A.水分子由半透膜外进入半透膜内的速率变化可用曲线乙表示
B.玻璃管内的液面高度变化可用曲线丙表示
C.半透膜内外浓度差的变化可用曲线乙表示
D.半透膜内溶液A的浓度变化可用曲线丙表示
D [图甲中漏斗A内30%的蔗糖溶液,浓度大于B处蒸馏水的浓度,水分从总体上表现为由B处运输到A处直至平衡。水分运输的速度与A、B两处浓度差呈正相关,随着水分不断通过半透膜进入漏斗,导致漏斗内蔗糖溶液的浓度与漏斗外的浓度差减小,水分子由半透膜外进入半透膜内的速率随时间的变化曲线可用曲线乙表示,A正确;根据以上分析可知水分子进入半透膜,则玻璃管内的液面越来越高直至平衡,其液面高度随时间变化的曲线可以用图丙表示,B正确;根据题意分析可知,随水分子进入漏斗,半透膜内溶液A的浓度越来越低,所以半透膜内外浓度差越来越小,故半透膜内外浓度差随时间变化的曲线可用曲线乙表示,C正确;图甲中漏斗内蔗糖溶液浓度大于蒸馏水,所以水分通过半透膜进入漏斗,则半透膜内溶液A的浓度越来越低,直至平衡,可用曲线乙表示,D错误。]
8.下列关于光合色素的叙述正确的是(  )
A.叶绿素不吸收绿光从而呈绿色
B.吸收光谱的纵坐标为光的波长
C.类胡萝卜素的颜色只有黄色
D.类胡萝卜素可存在于叶片外的器官中
D [叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,几乎不吸收绿光(不能说完全不吸收),绿光被反射回来,从而使叶片呈现绿色,A错误;吸收光谱的横坐标为光的波长,B错误;类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素,颜色分别是橙色和黄色,C错误;类胡萝卜素可存在于叶片外的器官中,如胡萝卜的根部细胞,D正确。]
9.某种病毒侵入人体时,骨髓中有106个成熟的B淋巴细胞有机会与之接触。但只有很少一部分带有相应受体的B淋巴细胞会被致敏,其余细胞会很快凋亡。下列叙述正确的是(  )
A.致敏细胞含有与未致敏细胞不同的基因
B.未致敏细胞的凋亡有利于对抗病毒入侵
C.未致敏细胞凋亡时各基因的表达均减弱
D.未致敏细胞凋亡时各类酶的活性均降低
B [致敏细胞含有与未致敏细胞相同的基因,因为它们都是由同一受精卵细胞分裂、分化得到的,A错误;根据题干信息,“但只有很少一部分带有相应受体的B淋巴细胞会被致敏,其余细胞会很快凋亡”,说明未致敏细胞的凋亡有利于对抗病毒入侵,B正确;未致敏细胞凋亡时绝大多数基因的表达减弱,但与凋亡有关的基因表达增强,C错误;未致敏细胞凋亡时绝大多数酶的活性降低,但与凋亡有关的酶活性增强,D错误。]
10.下列关于“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动的叙述,正确的是(  )
A.用稀盐酸解离可使细胞松散
B.用水漂洗可洗去碱性染料以便于观察
C.常用苏丹Ⅲ染液使染色体着色以利于观察
D.可用高倍镜观察植物细胞连续分裂的过程
A [用稀盐酸解离的目的是使植物细胞之间的果胶质层松散,A正确;染色之前要通过漂洗洗去解离液,而解离液是酸性的,B错误;染色体用龙胆紫染液等碱性染料进行染色,而苏丹Ⅲ染液是用来鉴定脂肪的,C错误;解离过程细胞已失去活性,不能观察植物细胞连续的分裂过程,D错误。]
11.下列关于细胞核结构和功能的叙述中,错误的是(  )
A.蛋白质是细胞核中染色质的组成成分
B.哺乳动物的横纹肌细胞含有多个细胞核
C.核孔的存在使核膜不具有选择透过性
D.有丝分裂过程中存在核膜解体和重建的现象
C [染色质主要由DNA和蛋白质组成,A正确;哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,而横纹肌细胞含有多个细胞核,B正确;核膜具有选择透过性,核孔能控制某些生物大分子如RNA聚合酶等出入细胞核,C错误;有丝分裂过程中,核膜和核仁在前期解体,在末期重现,D正确。]
12.下列关于生物膜结构和功能的叙述错误的是(  )
A.衰老细胞的核膜不断向内折叠
B.细胞膜是由两层单位膜构成的
C.某些膜蛋白能够识别细胞内外的化学信号
D.胆固醇使具有一定流动性的脂双层比较坚实
B [衰老细胞的细胞核增大,核膜内折,染色质固缩,染色加深,A正确;细胞膜是由一层单位膜构成的,含有两层磷脂分子,B错误;某些细胞膜上的蛋白质能识别来自细胞内部或外部的化学信号,C正确;胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,胆固醇在脂双层中所占比例较大,存在于动物细胞膜的脂双层内部的胆固醇,可以防止磷脂的碳氢链相互接触或结晶,因而可使膜的流动性不致在温度降低时降低,从而使细胞膜比较坚实,D正确。]
13.真核细胞存在多种具有膜的结构,下列叙述错误的是(  )
A.叶绿体内基粒的存在,利于分布更多光合色素
B.线粒体内膜向内折叠形成嵴,利于分布更多糖酵解的酶
C.高尔基体由扁平的小囊和小泡组成,有利于物质运输
D.内质网与核膜、细胞膜相连形成复杂的膜系统
B [叶绿体内基粒是由单层膜的类囊体薄膜堆叠而成的,增大了光合色素分布的面积,A正确;线粒体内膜向内折叠形成嵴,利于分布更多柠檬酸循环的酶,而糖酵解的酶分布于细胞溶胶中,B错误;高尔基体由扁平的小囊和小泡组成,有利于物质运输,C正确;内质网与核膜、细胞膜相连形成复杂的膜系统,D正确。]
14.下列关于植物叶片的叙述中,正确的是(  )
A.高度分化的叶肉细胞不具有全能性
B.类囊体膜上的色素易溶于95%的酒精中
C.叶片在秋天呈黄色,是因为类胡萝卜素的合成增多
D.光合作用碳反应产物三碳糖大部分在叶绿体内转变成蔗糖
B [细胞的全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能,所以高度分化的叶肉细胞仍具有全能性,A错误;叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂,所以可以在叶片被磨碎以后用95%的酒精提取叶绿体中的色素,B正确;叶片在秋天呈黄色,是因为叶绿素被分解,显现出类胡萝卜素的颜色,C错误;光合作用碳反应产物三碳糖大部分运输到叶绿体外,并且转变成蔗糖,D错误。]
15.生活在干旱地区的景天科植物具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸贮存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。下列关于这类植物的叙述正确的是(  )
A.在干旱条件下,景天科植物白天进行光反应,夜晚进行碳反应
B.这类植物光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和呼吸作用释放的CO2
C.给这类植物提供标记的CO2,14C会依次出现在苹果酸→C5→(CH2O)中
D.白天突然降低外界的CO2浓度,这类植物叶肉细胞中C3的含量在短时间内会降低
B [CO2参与碳反应,由题可知白天CO2可用于光合作用,说明白天会进行碳反应,A错误;光合作用所需的CO2来源于自身呼吸作用释放和外界环境,此类植物光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧就是从外界环境吸收CO2生成苹果酸,再脱羧释放,B正确;碳反应阶段中CO2与C5固定成C3,故14C出现在C3中,而不是C5中,C错误;由于这类植物白天气孔关闭,碳反应所需的CO2是由苹果酸脱羧释放提供,故白天降低外界CO2浓度,对这类植物叶肉细胞碳反应基本无影响,D错误。]
16.下列关于人体厌氧呼吸的叙述,错误的是(  )
A.肌细胞的厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施
B.厌氧呼吸释放出的能量大部分以热能形式散失
C.厌氧呼吸的两个阶段都发生在细胞溶胶中
D.厌氧呼吸产生的乳酸或酒精可以运至肝细胞继续代谢
D [肌细胞正常进行需氧呼吸,其厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施,A正确;厌氧呼吸释放出的能量大部分以热能形式散失了,只有一小部分用于合成ATP,B正确;厌氧呼吸的两个阶段都发生在细胞溶胶中,C正确;人体厌氧呼吸的产物是乳酸,没有酒精,D错误。]
17.如图为ATP—ADP循环示意图,下列有关叙述正确的是(  )
A.葡萄糖分解产生的能量①可用于光反应
B.能量②可以使得肌肉中的能量增加
C.该循环速度很快可以合成大量ATP
D.ATP的合成不会产生水分子
B [光反应需要的能量来源于光合色素吸收的光能,A错误;能量②来源于ATP水解过程,可用于各项生命活动,因此ATP水解可以使得肌肉中的能量增加,B正确;ATP在生物体内可以迅速合成和分解,不会存在大量ATP,C错误;ATP的合成会产生水分子,D错误。]
18.以下对有关实验的描述,正确的是(  )
A.利用光学显微镜可观察到细胞膜的脂双层
B.观察洋葱根尖细胞有丝分裂时,细胞重叠在一起是由于解离不充分或没有压片
C.在叶绿体色素分离实验中,扩散速度最快的是叶黄素
D.在鉴定油脂时可用50%盐酸洗去多余的染料
B [细胞膜的脂双层属于亚显微结构,需要在电子显微镜下观察,A错误;解离和压片都可以使得细胞分散成单层,便于观察,因此观察洋葱根尖细胞有丝分裂时,细胞重叠在一起是由于解离不充分或没有压片,B正确;在叶绿体色素分离实验中,胡萝卜素在层析液中溶解度最大,在滤纸条上的扩散速度最快,位于滤纸条的最上方,C错误;在鉴定油脂时可用50%酒精洗去多余的染料,D错误。]
19.红细胞膜中的Na+/K+-ATPase(ATP水解酶)的功能是水解ATP吸收K+ ,用一定的技术手段将红细胞细胞质置换成高浓度的K+溶液,并将其置于极高浓度Na+的环境中,就发生了如图所示的生理过程。下列相关叙述正确的是(  )
A.图示过程中,Na+、K+跨膜运输方式属于主动转运
B.Na+/ K+-ATPase既有催化功能,又有运输功能
C.发生图示过程中,红细胞内外的渗透压不相等
D.该实验中ATP的合成不需要能量
B [据图可知K+和Na+均顺浓度梯度进行跨膜运输,且此过程没有ATP的水解,只有ATP的合成,因此该过程没有消耗能量,不属于主动转运,A错误;红细胞膜中的K+/Na+-ATPase(ATP水解酶)可水解ATP吸收K+,在实验所示环境下可以催化ATP的合成,B正确;图示过程只表示了细胞内外不同离子浓度不等,但不代表细胞内外渗透压不等,C错误;该实验中ATP的合成需要能量,由离子浓度差提供,D错误。]
20.在玻璃温室中,研究小组分别用三种单色光对某种绿叶蔬菜进行补充光源(补光)试验,结果如图所示。补光的光强度为150 μ mol·m-2·s-1,补光时间为上午7:00~10:00,温度适宜。下列叙述正确的是(  )
A.植物的光合速率随着补光的光强度增强而加快
B.450 nm补光组的光饱和点小于对照组
C.若580 nm补光组在9:00时突然停止补光,三碳酸的含量会瞬时减少
D.对照组在8:00到11:00时从温室吸收的CO2总量大于450 nm补光组在补光时间内吸收的CO2总量
C [根据题图分析可知,植物的光合速率随着补光的波长不同而加快或降低,A错误;图示补光组的曲线只到10:00,且都没有达到平衡点,因此无法比较450 nm补光组的光饱和点与对照组的大小关系,B错误;580 nm补光组在9:00时突然停止补光,三碳酸的来源减少,短时间内其去路不变,最终导致三碳酸含量减少,C正确;据图分析,对照组在8:00到11:00时,从温室吸收的CO2总量小于450 nm补光组在补光时间内吸收的CO2总量,D错误。]
二、非选择题(本大题共5小题,共60分)
21.(15分)细胞具有精巧的结构,是一个既有分工又高度统一的整体。请回答下列与细胞结构有关的问题。
(1)细胞种类很多,不同细胞差别________(填“大”或“小”)。
(2)真核细胞的核糖体数目多达数万,其中一部分连接在________________上。
(3)液泡中的色素具有________(填“脂溶性”或“水溶性”)。
(4)线粒体的两层膜之间以及嵴的周围具有________。
(5)对保证细胞结构完整性具有重要意义的结构是________________。
解析:(1)细胞的种类很多,不同的细胞差异较大。(2)细胞中的核糖体一部分游离在细胞溶胶中,一部分吸附在粗面内质网上。(3)液泡中的色素是水溶性的。(4)线粒体的两层膜之间以及嵴的周围的液体是基质。(5)溶酶体含有大量的水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,杀死侵入细胞的病毒或病菌,对保证细胞结构完整性具有重要意义。
答案:(每空3分)(1)大 (2)粗面内质网
(3)水溶性 (4)基质 (5)溶酶体
22.(15分)法囊藻是分布于热带、亚热带海域的多细胞绿藻,如图是某研究小组对法囊藻细胞内外部分离子浓度分析的结果。已知部分离子会影响溶液中水的电离平衡,请据图回答下列问题。
(1)法囊藻细胞对离子吸收的差异很可能与细胞膜上的________________种类有关。
(2)K+和Cl-进入细胞的转运方式最可能是________________,Na+和Ca2+进入细胞最可能采用的转运方式是________________。
(3)狐面鱼食用法囊藻后需要通过______________________________________
的方式分泌消化酶进而消化食物。
(4)在人工生态环境下培养法囊藻,培养液的pH逐渐降低,对此现象的最可能的解释是______________________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析:(1)据图分析,K+和Cl-在细胞内含量高,而Ca2+和Mg2+在细胞内含量较低,说明细胞的生命活动对不同离子的需求不同,这一事实表明细胞对矿质元素离子的吸收具有选择性,很可能与细胞膜上的载体蛋白种类有关。(2)K+和Cl-在细胞内的浓度大于海水,K+和Cl-进入细胞的运转方向是逆浓度梯度由海水向细胞中运输,属于主动转运;Na+和Ca2+在细胞外的浓度高于细胞内的浓度,因此Na+和Ca2+进入细胞内的方式最可能是易化扩散。(3)狐面鱼分泌消化酶的方式是胞吐。(4)在人工生态环境下培养法囊藻,培养液的pH逐渐降低,可能是因为细胞对离子的选择性吸收使培养液的H+浓度增高。
答案:(每空3分)(1)载体蛋白 (2)主动转运 易化扩散 (3)胞吐 (4)细胞对离子的选择性吸收使培养液的H+浓度增高
23.(10分)为研究酵母菌发酵的产物,某研究小组设计了如图所示的装置图。①号、②号试管中均加入3 mL蒸馏水和少许0.1%溴麝香草酚蓝(简称BTB)溶液,直至溶液呈蓝绿色时为止(当环境偏酸性时,BTB溶液呈黄色)。请回答下列问题。
图甲
图乙
(1)在实验过程中,①号试管中溶液发生的变化是________________,其原因是___________________________________________________________________。
(2)图乙中哪条曲线能正确表示玻璃管释放气泡速率的变化?________________。
(3)若要证明释放的气泡是酵母菌所产生的,就需要设置一个对照实验,该对照实验可在原设计的实验基础上如何改动?_________________________________。
(4)实验中使用的干酵母菌需要用______________化开,葡萄糖溶液________________(填“需要”或“不需要”)煮沸后冷却再使用。
解析:(1)酵母菌呼吸作用过程中产生了二氧化碳,使得溶液呈酸性,所以①号试管中溶液由蓝绿色变为黄色。(2)分析气泡(二氧化碳)释放的速率时,不仅要考虑酵母菌的呼吸过程,还要考虑呼吸底物的量的变化,开始底物充足,气泡释放的速率逐渐增加;当底物被大量消耗后,气泡释放的速率逐渐减慢,甚至停止,故选B。(3)因为锥形瓶中是含酵母菌的葡萄糖溶液,不能排除葡萄糖溶液本身等因素有产生气泡的可能,所以要设置对照组,对照组中除了不加酵母菌外,其他操作和图中实验一致。(4)实验中使用的干酵母菌需要使用温水化开,使其恢复活性;葡萄糖溶液需要煮沸(杀死葡萄糖溶液中原有的微生物)后冷却再使用,以免烫死酵母菌。
答案:(除注明外,每空2分)(1)由蓝绿色变为黄色 有CO2生成使溶液呈酸性 (2)B (3)不加酵母菌 (4)温水(1分) 需要(1分)
24.(10分)芦荟具有一种特殊的CO2同化方式:夜间气孔开放,吸收CO2转化成苹果酸储存在液泡中(如图一);白天气孔关闭,液泡中的苹果酸分解释放CO2参与光合作用(如图二)。而植物常见的CO2利用过程如图三所示。请据图回答下列问题。
图一     图二      图三
(1)白天,影响芦荟光合作用强度的主要环境因素无________________。
(2)芦荟在夜晚不能合成三碳糖,原因是缺少碳反应必需的____________________。白天芦荟进行光合作用利用的CO2来源有____________________________________________________________________
和____________________。
(3)在上午10:00时,若突然降低环境中CO2的浓度,短时间内芦荟中3-磷酸甘油酸含量的变化和常见植物细胞中3-磷酸甘油酸含量的变化分别是____________、____________。
解析:(1)根据题干分析已知,芦荟白天虽然气孔关闭,但是储存在液泡中的苹果酸可以释放二氧化碳供光合作用利用,因此影响芦荟光合作用强度的主要环境因素最可能是温度、光照强度等,而无CO2。(2)光反应为碳反应提供了NADPH、ATP,夜晚无光不能进行光反应,碳反应因缺少NADPH、ATP而不能进行,所以芦荟在夜晚不能合成三碳糖;分析题图可知,白天芦荟光合作用利用的二氧化碳来自苹果酸分解释放和细胞呼吸产生。(3)在上午10:00时,若突然降低环境中CO2的浓度,由于白天芦荟的气孔关闭,二氧化碳不能进入叶肉细胞,芦荟细胞内3-磷酸甘油酸的含量不受环境中二氧化碳浓度的影响,基本不变;而常见植物的光合作用因为二氧化碳的减少而下降,所以3-磷酸甘油酸含量下降。
答案:(除注明外,每空2分)(1)CO2(1分) (2)ATP、NADPH 苹果酸分解释放 细胞呼吸产生 (3)基本不变 下降(1分)
25.(10分)某植物的体细胞染色体数为 6 对,其根尖细胞有丝分裂的细胞周期为 20 小时,各时期所占比例如图 1 所示;图 2 表示处于某分裂时期的根尖细胞示意图(仅显示部分染色体);图3表示细胞分裂过程中不同时期每条染色体上 DNA 的数目,请回答:
图1      图2
图3
(1)构成染色体的蛋白质在细胞质中合成,通过________(填结构)进入细胞核。
(2)下列生命活动中,发生在 G1 期的是__________。
A.染色质丝螺旋缠绕变成染色体
B.合成 DNA 复制需要的酶
C.核膜解体
D.合成组装纺锤体的蛋白质
(3)据图1分析,若将该植株刚进入分裂期的细胞放入培养液中培养 15 小时后,一个细胞内染色体数有________条。
(4)若细胞内染色体缩短到最小的程度时,则细胞处于有丝分裂________期。植物有丝分裂末期,细胞壁的形成与________(细胞器)有关。
(5)图2细胞所处时期对应图3的________(填罗马数字)阶段,图3中cd段形成的原因是____________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(6)与高等植物细胞不同,动物细胞在有丝分裂前期的特点是___________________________________________________________________。
[解析] (1)构成染色体的蛋白质在细胞质中合成之后经过核孔进入细胞核与DNA结合。
(2)有丝分裂G1期为S期DNA的复制做准备,所以负责合成DNA复制需要的酶。
(3)将该植株刚进入分裂期即处于G2期和M期交界处的细胞放入培养液中培养15小时后该处于有丝分裂G2期,该时期染色体数目与体细胞一致,所以一个细胞内染色体数有12条。
(4)有丝分裂过程染色体缩短到最小的程度时,细胞正处于分裂中期,在植物细胞中高尔基体与多糖纤维素的合成有关,所以植物细胞有丝分裂末期细胞壁的形成与高尔基体有关。
(5)图2细胞处于有丝分裂中期对应图3中Ⅲ阶段,cd过程每条染色体上的DNA数目由2变成1,产生的原因是着丝粒断裂,姐妹染色单体分离形成两条染色体。
(6)与高等植物细胞不同,动物细胞有丝分裂前期产生纺锤体的方式为:动物细胞通过中心体发出纺锤丝形成纺锤体。
答案:(除注明外,每空1分)(1)核孔 (2)B (3)12 (4)中 高尔基体 (5)Ⅲ 着丝粒断裂,姐妹染色单体分离形成两条染色体(2分) (6)由中心体发出纺锤丝形成纺锤体(2分)
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