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·1·第13讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变一、选择题:1.(2013皖南八校第一次联考)下列关于细胞分化概念分析的叙述不正确的是()A.细胞分化的主要标志首先是细胞内开始合成新的特异性的蛋白质B.细胞分化进程是细胞原有的高度可塑性潜能逐渐增加的过程C.细胞分化的分子基础是细胞固有基因的正常的严格有序的表达过程D.细胞分化是细胞由非专一性的状态向形态和功能的专一性状态转变的过程2.李白诗云:“君不见,高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪。”从细胞学的角度分析,这个过程中不会出现下列哪项()A.细胞内的色素逐渐积累,从而妨碍物质交流和信息传递B.细胞内的水分增多C.多种酶的活性降低,细胞内呼吸速率减慢D.细胞膜通透性改变3.“细胞程序性死亡”学说认为,生物在发育过程中受到基因控制,许多细胞会正常死亡。下列现象中属于细胞程序性死亡的是()A.噬菌体的侵染使细菌破裂B.病原菌被吞噬细胞吞噬C.人胚胎时期的尾后来消失D.造血干细胞产生红细胞4.(2013浙江温州龙湾中学高三第一次月考)美国研究人员发现了一种命名为RhoCD12的基因,带有该基因的癌细胞会失去转移能力。对该基因的作用最可能的解释是()A.在癌细胞中表达产生一种糖蛋白,由此阻止癌细胞入侵其他组织器官B.在癌细胞中表达产生一种蛋白质,由此使癌细胞迅速分化为其他组织器官C.在癌细胞中表达产生一种蛋白质,使癌细胞迅速衰老D.在癌细胞中表达产生一种蛋白质,使癌细胞迅速凋亡5.(2014甘肃甘谷模拟)下列实验中能体现细胞全能性的有()①玉米花粉粒培育出植株②转入某蛋白基因的向日葵细胞培育出植株③烧伤病人的健康细胞培育出皮肤④核移植获得的重组细胞培育出鲤鲫移核鱼⑤植物用种子繁殖后代⑥用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成可育的植株A.②③④⑤⑥B.①②⑥C.②③④⑤D.①②③④⑤⑥6.(2013四川成都第三次模拟)与正常细胞相比,癌细胞要吸收更多的葡萄糖才能维持其生长和增殖。研究发现,如果限制体内谷氨酞胺(一种氨基酸)的含量,就可以使癌细胞无法正常吸收葡萄糖。下列相关叙述正确的是()A.癌细胞的形态结构发生显著变化但遗传物质没有发生变化B.癌细胞膜上的糖蛋白减少是由于谷氨酞胺减少而导致的C.癌细胞在增殖过程中正常基因突变为原癌基因和抑癌基因D.癌细胞在合成吸收葡萄糖的载体蛋白时可能需要谷氨酞胺7.(2014北京海淀期中)下图表示干细胞的三个发育途径,有关说法正确的是()A.a→b经过有丝分裂,b具有多向分化潜能B.a→c经过细胞分化,c的遗传信息发生改变C.a→d受到信号调节,d内高尔基体的功能增强D.c→d不受基因调控,c的细胞结构不发生改变8.(2013安徽名校联盟第二次联考)提供肿瘤营养的血管,其生长与肿瘤生长密切相关,而血管内皮生长因子蛋白VEGF是血管生长必需的蛋白质。为了研究HIF1基因与肿瘤生长的关系,将肿瘤细胞中的HIF1基因敲除后进行相关研究,结果如图,该研究说明()·2·A.HIF1基因表达产物抑制肿瘤的生长B.抑制HIF1基因的表达可抑制肿瘤生长C.VEGF蛋白是HIF1基因的表达产物D.缺氧环境诱导HIF1基因的表达9.(2014江苏无锡第一次质量检测)如图表示动物机体细胞凋亡及清除示意图,下列分析不符合图示含义的是()凋亡诱导因子膜受体凋亡信号凋亡相关基因细胞凋亡清除凋亡细胞A.识别凋亡诱导因子的细胞会进入编程性死亡B.凋亡的细胞中只有蛋白质的分解,没有蛋白质的合成C.凋亡相关基因是机体本身就具有的D.如果能够激活癌细胞中的凋亡相关基因,则可以抑制肿瘤的生长二、非选择题:10.(15分)如图表示人体骨髓造血干细胞的生命历程。请据图回答下列问题:(1)区分①细胞与植物细胞最主要的依据是,细胞②不能无限长大的原因有、。(2)c过程的实质是,请用箭头和文字简要表明该过程中遗传信息的流动途径:。(3)镰刀型细胞贫血症患者的红细胞形状发生改变的直接原因是。(4)若白细胞发生了癌变,根本原因是细胞中的发生了突变,癌细胞无限增殖过程中直接参与a、b过程的无膜细胞器依次主要是。·3·解析:(1)区分动物细胞与植物细胞最主要的依据是有无细胞壁。细胞不能无限长大的原因有两个:细胞核中的DNA不会随细胞的增大而增加;细胞表面积和体积的比例限制了细胞的长大。(2)图中的c过程是细胞分化,细胞分化的实质是基因的选择性表达。在细胞分化的过程中存在遗传信息的转录和翻译,没有DNA的复制。(3)镰刀型细胞贫血症患者的红细胞的形状发生改变的直接原因是血红蛋白分子中发生了氨基酸的替换。(4)细胞癌变的根本原因是细胞中的原癌基因和抑癌基因发生了突变,在细胞增殖过程中直接参与a、b过程的无膜细胞器依次主要是核糖体、中心体。答案:(1)有无细胞壁细胞核中DNA不会随细胞增大而增加细胞表面积与体积的比例关系限制了细胞的长大(2)基因的选择性表达DNAmRNA蛋白质(3)血红蛋白分子中发生了氨基酸的替换(4)原癌基因和抑癌基因核糖体、中心体11.(2014湖北荆州中学质检)(15分)如图表示细胞内发生的一系列重大生命活动,据图回答有关问题。(1)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。(2)B过程表示一个细胞增殖的后代,在形态、结构和生理功能上发生的过程。(3)该生物为生物,其中A过程的方式可能有。(4)在细胞有丝分裂末期染色体的动态变化是指,在高度分化的生物体细胞中基因的表达特点是。(5)下列关于细胞凋亡的说法正确的是。A.效应T细胞与靶细胞结合,可导致靶细胞凋亡B.肿瘤细胞能够无限增殖,与细胞凋亡不足有关C.AIDS是获得性免疫缺陷综合症,与T细胞过度凋亡有关D.细胞凋亡属于程序性死亡,对机体有积极的意义解析:(1)细胞的分裂、分化和衰老都具有积极的意义,细胞癌变对人体无积极意义。(2)细胞分化是细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。(3)该细胞具有染色体,可判断该细胞为真核细胞,根据其具有的生命活动判断为多细胞生物;真核细胞增殖的方式有无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。(4)有丝分裂末期,染色体形成染色质;高度分化的生物体细胞中基因选择性表达。(5)衰老或者病变的细胞可以被自身的免疫细胞清除;肿瘤细胞能无限增殖,成为不死性的细胞和细胞凋亡不足有关;HIV攻击T细胞,造成T细胞过度凋亡;细胞凋亡是基因控制的程序性死亡,对机体有积极意义。答案:(1)ABC(2)稳定性差异(3)多细胞真核有丝分裂、无丝分裂和减数分裂(4)染色体解螺旋形·4·成染色质基因选择性表达(5)ABCD12.(15分)癌细胞通常是由正常细胞的遗传物质(基因)发生改变后形成的。某生物兴趣小组的同学从资料上获知:二氯二乙胺能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。他们推测:二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖,能作为一种癌症的化疗药物,并就此问题设计实验进行了探究。实验材料:肝部长有肿瘤的小鼠,二氯二乙胺溶液,蒸馏水,生理盐水,含有全部营养物质的细胞培养液,显微镜,血细胞计数板,试管,吸管等。(1)通常能够引起基因改变的因素可能有(填写序号)。A.紫外线B.甘油C.肝炎病毒D.焦油E.葡萄糖F.尼古丁G.丙酮酸H.核辐射(2)化疗时采用的烷化剂,如二氯二乙胺能够与DNA分子发生反应,从而阻止参与DNA复制的酶与DNA的相互作用。此类药品作用于癌细胞周期的期。(3)在进行实验探究时其中某位同学的实验操作如下:(请将实验内容补充完整)①取洁净的培养皿一个,加入适量的培养液,从小鼠肝部切取肿瘤组织,剪碎,并用胰蛋白酶处理,使其分散开来,置于培养皿中培养。②取洁净的试管5支,加入等量的培养液,编号1、2、3、4、5,并在1～4号试管中加入等量的不同浓度的二氯二乙胺溶液。5号试管中加入。③从培养皿中吸取等量的培养液置于1～5号试管中,振荡后,在冰箱中培养一段时间。④从静置的5支试管中吸取适量的培养液置于内,在显微镜下计数,记录数据。⑤请你纠正上面这位同学操作上的两处错误:a.;b.。(4)另一位同学按照正确的方法进行实验探究,得到的结果如下:实验组别12345二氯二乙胺溶液浓度(mg/mL)0.10.20.30.40细胞数目(个/mL)32027518696560①在该实验中,遵循了实验设计的原则和原则。②根据实验结果,你能得出的结论是。解析:(1)能够引起基因改变的因素有化学致癌因子,如焦油、尼古丁等;物理致癌因子,如紫外线和核辐射等;病毒致癌因子,如肝炎病毒等。(2)由于烷化剂能够与DNA分子发生反应,从而阻止参与DNA复制的酶与DNA的相互作用,使DNA复制不能正常进行,DNA的复制发生在分裂间期。(3)分析题目可知,癌细胞的增殖应在“适宜温度下”或“恒温箱中”才可完成,试管静置时,其内的溶液会出现沉淀,吸取培养液时所得每毫升中细胞的数目不准确,因此应摇匀后再吸取。(4)由题干可知,实验的自变量是二氯二乙胺溶液浓度,因变量是癌细胞的数量。实验设计遵循了对照原则和单一变量原则。由表中数据可知,二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖,且抑制效果与浓度有关。答案:(1)A、C、D、F、H(2)间(3)②等量生理盐水④血细胞计数板⑤a.在“冰箱中”应改为在“适宜温度下”或“恒温箱中”b.“从静置的5支试管中吸取适量的培养液”应改为“振荡摇匀后,从5支试管中吸取适量的培养液”(4)①对照单一变量②二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖,且在一定范围内,随二氯二乙胺溶液浓度的增大,抑制作用逐渐增强【教师备用】1.如图为人体细胞所经历的生长发育各个阶段,图中①～⑦为不同的细胞,a～c表示不同的生理过程。·5·下列叙述正确的是(D)A.与①相比,②③④的分裂增殖能力加强,分化能力减弱B.②③④的形成过程中发生了基因分离和自由组合C.⑤⑥⑦的核基因相同,蛋白质种类和数量相同D.进入c过程的细胞酶活性降低,代谢减慢解析:a过程属于细胞的增殖,b过程属于细胞的分化,与①相比,②③④的分裂增殖能力不会增强,A错误;②③④细胞形成过程中进行的分裂属于有丝分裂,不发生基因分离和自由组合,B错误;⑤⑥⑦的核基因相同,但由于基因的选择性表达,其细胞内的蛋白质种类和数量并不完全相同,C错误。2.科学家为了探究细胞衰老的影响因素,进行了如下实验。实验Ⅰ:在相同的条件下,体外分别培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞,结果如下表所示:细胞来源胎儿中年人老年人增殖代数50202～4实验Ⅱ:分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外培养,结果如下图所示。实验Ⅲ:将老年男性体细胞和年轻女性体细胞混合培养,当老年男性体细胞停止分裂时,年轻女性体细胞依然分裂旺盛。实验Ⅳ:将年轻人体细胞去核后与老年人的完整细胞融合;另将老年人体细胞去核后与年轻人的完整细胞融合,分别在体外培养,结果前者不分裂,后者分裂旺盛。分析以上实验,回答下列问题。(1)实验结论:实验Ⅰ:;实验Ⅱ:;实验Ⅲ:;实验Ⅳ:。(2)影响细胞衰老的内在因素有哪些?。(3)实验Ⅲ的设计是否严谨?应怎样改进?。·6·解析:(1)由实验Ⅰ表中数据显示细胞分裂代数随着生物体年龄的增大而减弱,实验Ⅱ显示,细胞分裂次数与具体物种的特异性有关,一般寿命越长的物种,体细胞分裂的最高次数越高;实验Ⅲ表明,细胞衰老速度不仅与年龄有关,也与性别有关;实验Ⅳ表明细胞核与细胞衰老密切相关。(2)分析题中实验可知影响细胞衰老的内在因素有生物物种、年龄、性别及细胞核的变化等。(3)实验Ⅲ因缺乏对照组而不够严谨。答案:(1)细胞分裂能力(或寿命)随着生物体年龄的增大而减弱细胞分裂次数与具体物种的特异性有关,一般来讲,寿命越长的物种,体细胞分裂的最高次数越高细胞的衰老速度与年龄及性别有关细胞核是决定细胞衰老的重要因素(2)生物的物种、年龄、性别、细胞核的变化等(3)不严谨,应该增加两个对照组,第一组:同年龄的男性体细胞和女性体细胞混合培养,探究在同一条件下性别对细胞分裂能力的影响;第二组:同性别的男性体细胞或女性体细胞分不同年龄一起混合培养,探究在同一条件下年龄对细胞分裂能力的影响14.癌细胞通常是由正常细胞的遗传物质(基因)发生改变后形成的。某生物兴趣小组