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专题4 细胞的生命历程
(30分钟 100分)
一、单项选择题(共10小题,每小题6分,共60分)
1.下列对某些生命现象及其生物学意义的叙述中,不正确的是 ( )
A.细菌代谢旺盛,与其细胞体积较小有关
B.草履虫体积相对较大,它通过增大细胞核的体积,来满足细胞核对细胞质的控制
C.卵细胞体积相对较大,储存了大量营养物质,减少了对外界物质的需求
D.草履虫通过伸缩泡收集废物,连通胞外,提高了其排出废物的效率
【解析】选B。在一定范围内,细胞体积越小,相对表面积越大,细胞的物质运输效率越高,细胞代谢越旺盛,A正确;草履虫细胞体积较大,细胞内有两个细胞核,是为了保证细胞正常的核质比,满足细胞核对细胞质的控制,B错误;卵黄中储存了卵裂初期所需的营养物质,减少了对外界物质的需求,C正确;草履虫通过伸缩泡收集代谢废物,并通过表膜将代谢废物排出体外,提高了其排出废物的效率,D正确。
2.(2018·南昌二模)如图所示为某种生物的甲、乙细胞,两细胞中都含有两对同源染色体,下列叙述正确的是 ( )
A.细胞甲、乙的染色体数目都与亲代体细胞的相同
B.细胞乙发生联会形成四分体
C.细胞甲中的同源染色体成对地排列在细胞板的两侧
D.细胞甲、乙继续分裂都能形成含有8条染色体的细胞
【解析】选A。依据细胞中的染色体的行为特点可知,细胞甲、乙分别处于减数第一次分裂的中期、有丝分裂的中期,二者的染色体数目都与亲代体细胞的相同,A正确;联会、形成四分体发生在减数第一次分裂的前期,而细胞乙进行的是有丝分裂,B错误;细胞甲中的同源染色体成对地排列在赤道板的两侧,C错误;细胞甲继续分裂能形成含有2条染色体的子细胞,细胞乙继续分裂,进入到后期,因着丝点分裂,能形成含有8条染色体的细胞,D错误。
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【易错提醒】
本题易错选C项,出错的原因是混淆了相似的概念“赤道板”和“细胞板”。
3.(新题预测)如图为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。据图分析,下列相关叙述错误的是 ( )
A.①过程表明细胞凋亡是特异性的,体现了生物膜的信息传递功能
B.②过程中凋亡细胞被吞噬,表明细胞凋亡是细胞被动死亡过程
C.癌细胞不能进行正常的分化,机体清除癌细胞与细胞凋亡有关
D.干细胞培育过程中出现了细胞癌变,则癌变细胞内的呼吸速率相对较快
【解析】选B。由题图可知,①是凋亡诱导因子与膜受体结合,受体具有特异性,因此①过程表明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;细胞凋亡是细胞的编程性死亡,是主动死亡的过程,B错误;癌细胞不能进行正常的分化而无限增殖,机体清除癌细胞属于细胞凋亡,C正确;干细胞培育过程中出现了细胞癌变,由于癌细胞的新陈代谢旺盛,因此其呼吸速率较快,D正确。
4.细胞自噬是依赖溶酶体对细胞内受损异常的蛋白质和衰老细胞器进行降解的过程。如果抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬,其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小。下列有关此内容说法错误的是 ( )
A.自噬过程依赖于溶酶体内的水解酶
B.细胞自噬有利于维持细胞的稳态平衡
C.肝癌发展期细胞自噬会抑制肿瘤的发生
D.细胞自噬贯穿于正常细胞生长、分化、衰老、凋亡的全过程
【解析】选C。由题可知,自噬过程依赖于溶酶体内的水解酶,A正确;细胞自噬是依赖溶酶体对细胞内受损异常的蛋白质和衰老细胞器进行降解的过程,有利于维持细胞的稳态平衡,B正确;如果抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬,其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小,说明肝癌发展期细胞自噬会促进肿瘤的发生,C错误;在正常细胞生长、分化、衰老、凋亡的全过程都会有受损、变性、衰老的蛋白质或细胞器,所以细胞自噬贯穿于全过程,D正确。
5.(2018·江苏高考改编)人体骨髓中存在少量属于多能干细胞的间充质干细胞(MSC),如图为MSC分裂、分化成多种组织细胞的示意图,下列叙述正确的是 ( )
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A.组织细胞中的DNA和RNA与MSC中的相同
B.MSC不断增殖分化,所以比组织细胞更易衰老
C.MSC中的基因都不能表达时,该细胞开始凋亡
D.不同诱导因素使MSC分化形成不同类型的细胞
【解析】选D。本题考查细胞分裂、分化的相关知识。组织细胞是MSC细胞分裂、分化的结果,本质是其基因选择性表达,各组织细胞中DNA相同,但RNA不一定相同,A项错误;MSC细胞分化以后才会出现衰老现象,分化前不易衰老,B项错误;MSC细胞的凋亡也是基因选择性表达的结果,C项错误;MSC细胞分化成不同细胞是受不同诱导因素诱导的结果,D项正确。
6.下列关于细胞的分裂、分化、衰老和凋亡的叙述,正确的是 ( )
A.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
B.个体发育过程中细胞的分裂、分化、凋亡对于生物体都是有积极意义的
C.细胞分裂存在于个体整个生命过程中,细胞分化仅发生于胚胎发育阶段
D.多细胞生物细胞的衰老与个体的衰老总是同步进行的
【解析】选B。细胞分化过程中细胞的遗传物质没有改变,基因的选择性表达导致细胞的形态和功能各不相同,A错误;个体发育过程中细胞的分裂、分化、凋亡是生物体生命活动中的正常现象,对生物体都是有积极意义的,B正确;细胞分化发生在生物体的整个生命进程中,但在胚胎时期达到最大程度,C错误;多细胞生物的细胞衰老和个体衰老不是同步的,二者是不同的过程,因为不同组织的细胞的寿命是不同的,因此生物体内每天都有大量的细胞衰老死亡,而个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程,D错误。
7.如图为人体某早期胚胎细胞生长发育示意图,图中甲～戊为各个时期的细胞,a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是 ( )
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A.丁与戊因遗传物质不同而发生分化
B.乙和丙的染色体组成不同
C.a过程是有丝分裂,b过程是细胞分化
D.甲、丁、戊中的蛋白质完全不相同
【解析】选C。a过程使细胞数目增加,属于有丝分裂,b过程使细胞种类增加,属于细胞分化,丁与戊的遗传物质相同,形态、结构和功能不同是细胞分化的结果,原因是基因选择性表达,故A错误,C正确;有丝分裂过程中染色体复制后平均分配到两个子细胞中,所以乙和丙染色体组成相同,B错误;由于基因的选择性表达,甲、丁、戊中信使RNA和蛋白质不完全相同,D错误。
8.(2018·衡水二模)下列对于细胞周期及细胞生命历程的相关叙述,正确的是
( )
A.人体内正常的细胞周期受原癌基因调控,与抑癌基因无关
B.秋水仙素处理后的植物顶芽细胞仍然有完整的细胞周期
C.衰老细胞内黑色素的积累会影响细胞内的物质交流和信息传递
D.细胞在分化的过程中不能发生分裂,而分裂的细胞都没有分化
【解析】选C。人体内正常的细胞周期受原癌基因与抑癌基因的共同调控,原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长与分裂的进程;抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖,A错误;秋水仙素处理后的植物顶芽细胞抑制了纺锤体的形成,其没有完整的细胞周期,B错误;衰老细胞内色素的积累会影响细胞内的物质交流和信息传递,C正确;分化的细胞也可能分裂,分裂的细胞也可能发生分化,D错误。
【加固训练】
细胞的分化、衰老和凋亡是普遍存在的现象。下列有关叙述正确的是
( )
A.皮肤色素沉积出现的“老年斑”是细胞分化的结果
B.衰老细胞细胞膜的通透性改变,使物质运输效率增强
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C.成熟的生物体中,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞清除,是通过细胞凋亡完成的
D.造血干细胞分化出各种血细胞说明已分化的细胞具有全能性
【解析】选C。皮肤色素沉积出现的“老年斑”是细胞衰老的结果,A错误;衰老细胞的细胞膜的通透性改变,使物质运输效率降低,B错误;成熟的生物体中,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞清除,是通过细胞凋亡完成的,C正确;造血干细胞分化出各种血细胞不能说明已分化的细胞具有全能性,D错误。
9.(新题预测)下表中人体不同细胞的寿命和分裂能力不同,以下说法错误的是 ( )
细胞种类
寿命
能否分裂
小肠上皮细胞
1～2天
能
癌细胞
不死性
能
红细胞
120天
不能
白细胞
5～7天
大多数不能
A.白细胞的凋亡比红细胞快,这与白细胞吞噬病原体有关
B.癌细胞的无限增殖是由正常基因突变为原癌基因引起的
C.通常情况下,细胞的分化程度越高,细胞分裂能力越弱
D.小肠上皮细胞寿命最短,这与基因控制的衰老和凋亡有关
【解析】选B。细胞凋亡的速率与它们的功能有关系,白细胞能吞噬进入人体的细菌和病毒以及代谢产生的对人体有害的“异物”,吞噬后就死亡并被排出,所以其凋亡的速率很快,A正确;癌细胞的无限增殖是由原癌基因及抑癌基因突变引起的,B错误;通常情况下,细胞的分化程度越高,其全能性就越低,细胞分裂能力就越弱,C正确;人体不同组织的细胞寿命不同,是由遗传物质决定的,与基因控制的衰老和凋亡有关,D正确。
10.(新题预测)TGF-β1-Smads是一条抑制肿瘤的信号传递途径。研究表明胞外蛋白TGF-β1与靶细胞膜上受体结合,激活胞内信号分子Smads,生成复合物转移到细胞核内,诱导靶基因的表达,最终阻止细胞异常增殖,抑制恶性肿瘤的发生。根据细胞癌变的有关知识和上述材料分析,下列叙述错误的是 ( )
A.恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少,因此易分散转移
B.从功能来看,复合物诱导的靶基因属于抑癌基因
C.复合物的转移实现了细胞质向细胞核的信息传递
D.若该受体蛋白基因不表达,靶细胞仍能正常凋亡
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【解析】选D。恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少,使癌细胞间黏着性降低,易在体内分散和转移,A正确;细胞中的抑癌基因的作用是阻止细胞不正常增殖,从功能来看,复合物诱导的靶基因属于抑癌基因,B正确;复合物通过核孔转移到细胞核内,实现了细胞质向细胞核的信息传递,C正确;若该受体蛋白基因不表达,靶细胞将无限增殖,不能正常凋亡,D错误。
二、非选择题(共2小题,共40分)
11.(20分)(2018·宝鸡二模)图甲、乙是某种基因型为AaBb的雌性动物体内细胞的分裂示意图,图丙表示该动物细胞分裂时期核DNA数量变化曲线。请据图回答:
(1)甲细胞处于____________分裂的______________期,发生在图丙中的____________阶段。
(2)乙细胞的名称为______________,此细胞中含有________个染色体组,基因B与b的分离发生在图丙中的__________阶段。
(3)若图乙细胞在进行减数第一次分裂时,③和④没有分离,减数第二次分裂正常,最终形成了四个子细胞,其中一个极体的基因型为AaB,则卵细胞的基因型是________________。
【解题指导】解答本题的关键:
(1)分析图甲:细胞含有同源染色体,且着丝点分裂,处于有丝分裂后期。
(2)分析图乙:含有同源染色体,且同源染色体正在联会,处于减数第一次分裂前期。
(3)分析图丙:ad表示有丝分裂,dg表示减数分裂。
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【解析】(1)据图分析可知,甲细胞处于有丝分裂后期,发生在图丙中的bc段。
(2)乙细胞处于减数第一次分裂前期,因此乙细胞为初级卵母细胞,细胞中含有2个染色体组;B与b位于同源染色体上,在减数第一次分裂后期分离,发生在图丙中的ef段。
(3)根据题意分析,减数第一次分裂时③和④没有分离,减数第二次分裂正常,产生了一个AaB的极体,则卵细胞的基因型可能是AaB,也可能是b。
答案:(1)有丝 后 bc (2)初级卵母细胞 2 ef
(3)AaB或b
【加固训练】
为研究K+通道开放剂对缺血、缺氧条件下脑细胞凋亡的保护作用机制,研究人员进行了实验:
(1)有研究发现,脑细胞代谢非常旺盛,耗氧量大,因此缺血、缺氧时脑细胞主要依赖于____________过程产生ATP,不仅ATP生成量少,也会造成____________在脑细胞中积累。缺血、缺氧还会诱发脑细胞表达出某些__________分子,在这些分子的调控下,细胞出现一系列变化,最终凋亡。
(2)科研人员利用离体培养的神经元进行实验,处理及结果如图所示。
①本实验乙组的处理是培养液中不加入__________,并在无氧条件下培养。丙、丁组除加入图中所示物质外,其他培养条件与__________(填“甲”或“乙”)组相同。
②由实验结果可知,正常培养条件下,细胞凋亡率________,乙组结果与甲组结果比较,说明缺血、缺氧能够__________________________________________ ____________________________________________。由实验结果判断,K+通道开放剂能________缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。
(3)A蛋白是细胞凋亡调控过程中一种重要蛋白。科研人员提取上述各组细胞的________,用逆转录酶合成cDNA,以cDNA为模板扩增各组细胞的A基因,由于不同细胞的微管蛋白基因表达量基本相同,在结果分析时,以各组细胞A基因扩增产物量和微管蛋白基因扩增产物量的比值反映各组细胞中A基因的________水平,这样可以校准和消除________的差异对实验结果的影响。结果显示丙组比值高于乙组,推测K+通道开放剂可以_______________________________________
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___________________________________________________________________________。
(4)有人推测,K+通道开放剂会通过A基因影响B基因表达,B蛋白与X蛋白竞争,从C-X蛋白复合体上夺取C蛋白,释放游离的X蛋白,引起细胞凋亡。为了验证上述推测,实验组可选择的实验材料及检测指标是____________。
a.正常的神经元细胞
b.缺血、缺氧条件下的神经元细胞
c.K+通道开放剂
d.K+通道阻断剂
e.A蛋白水平
f.B-C蛋白复合体水平
g.C-X蛋白复合体水平
【解析】(1)人体细胞在缺氧时,进行无氧呼吸,产物是乳酸;缺氧、缺血等条件能诱发脑细胞表达出信号分子,诱导脑细胞凋亡。
(2)①由题图可以知道,甲是对照组,乙、丙、丁是实验组;乙组缺血、缺氧,因此乙组的培养液中不能加血清,且要在无氧条件下培养;丙、丁组自变量是加入物质不同,除加入图中所示物质外,其他属于无关变量,应该与乙组相同。
②由柱形图可以知道,甲组是正常培养条件,细胞凋亡率低,且随着时间变化无明显增长现象;与甲组对照,乙组凋亡率高,且随着培养时间延长,凋亡率增大,说明缺血、缺氧能够明显诱导细胞凋亡,且凋亡率随培养时间延长而提高;与乙组对照,丙组K+通道开放,细胞凋亡率下降,说明K+通道开放剂能部分缓解缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。
(3)逆转录的模板是RNA,因此可以用该细胞的mRNA为模板逆转录形成相应的基因;因为不同细胞的微管蛋白基因表达量基本相同,在结果分析时,以各组细胞A基因扩增产物量和微管蛋白基因扩增产物量的比值反映各组细胞中A基因的转录水平,以校准和消除细胞取样量差异对实验结果的影响。如果丙组比值高于乙组,则可推测K+通道开放剂可以通过促进A基因转录来抑制缺血、缺氧条件下的细胞凋亡。
(4)根据题意知,该实验的自变量是K+通道开放剂,因变量是B-C蛋白复合体水平和C-X蛋白复合体水平,按照实验设计的对照原则,选用的实验材料是缺血、缺氧条件下的神经元细胞、K+通道开放剂,检测指标是B-C蛋白复合体水平和C-X蛋白复合体水平
答案:(1)无氧呼吸(糖酵解) 乳酸 信号
(2)①血清 乙
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②很低且无明显增长 明显诱导细胞凋亡,且凋亡率随培养时间延长而提高 部分缓解
(3)mRNA 转录 细胞取样量 通过促进A基因转录来抑制缺血、缺氧条件下的细胞凋亡
(4)b、c、f、g
12.(20分)(2018·江苏高考)如图为真核细胞中3种结构的示意图,请回答下列问题:
(1)甲的名称为________,处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞具有________(在甲、乙、丙中选择)。
(2)蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c较大,而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c很小,这表明结构c与________(填序号)的形成直接有关。
①内质网 ②高尔基体 ③中心体 ④核糖体
(3)许多重要的化学反应在生物膜上进行,乙、丙分别通过________(用图中字母填空)扩大了膜面积,从而为这些反应需要的________提供更多的附着场所。
(4)在细胞分裂间期,结构乙的数目增多,对其增多的方式有3种假设:Ⅰ.细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成;Ⅱ.细胞利用其他生物膜装配形成;Ⅲ.结构乙分裂增殖形成。
有人通过放射性标记实验,对上述假设进行了探究,方法如下:首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养,然后转入另一种培养基中继续培养,定期取样,检测细胞中结构乙的放射性。结果如下:
标记后细胞增殖的代数
1
2
3
4
测得的相对放射性
2.0
1.0
0.5
0.25
①与野生型相比,实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是_________ _______________________。
②实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是___________________ _______________________________。
③通过上述实验,初步判断3种假设中成立的是______(在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中选择)。
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【解析】(1)观察细胞的结构图示可以辨认出甲图为细胞核,乙图为线粒体,丙图为叶绿体。在洋葱根尖细胞中没有叶绿体,有丝分裂前期核膜消失,后期核膜形成,中期时无细胞核结构,故细胞分裂中期只能看到线粒体。
(2)在蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体数量较多,而核糖体的合成与核仁有关。
(3)线粒体是通过内膜凸起形成嵴增大膜面积,叶绿体通过类囊体薄膜堆叠增大膜面积,所以选e、h。膜上可以附着大量的酶,有利于生化反应的进行。
(4)通过设计的实验来探究线粒体增殖的方式,为了保证同位素标记的物质的量不变,其与野生型相比,实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是自身不能合成胆碱,而且要求再次培养的培养基成分种类不变,且胆碱没有3H标记,否则会干扰实验结果。由实验表格可以看出,随着细胞增殖的代数增加,细胞线粒体上标记的胆碱含量依次减半,由此可以推断线粒体是通过增殖方式形成的。
答案:(1)细胞核 乙 (2)④ (3)e、h 酶
(4)①自身不能合成胆碱
②成分与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有3H标记 ③Ⅲ
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