2020-2024年五年高考1年模拟生物真题分类汇编（北京专用） 专题05 细胞的分化、衰老、凋亡及癌变（解析版）

2020-2024年五年高考真题分类汇编PAGEPAGE1专题05细胞的分化、衰老、凋亡及癌变五年考情考情分析细胞的分化、衰老、凋亡及癌变2023年北京卷第20题2022年北京卷第20题2021年北京卷第8题细胞生命历程内容比较琐碎，考查主要以选择题为主，联系同位素标记技术考查学生对细胞增殖各个时期变化的理解，考查学生对细胞分化，细胞衰老和细胞凋亡的机制等相关学科知识，考查学生从试题文字描述和图表中获取信息的能力，并能综合运用细胞周期和有丝分裂过程的相关知识解释相关问题。以考查学生的理解能力、实验探究能力、解决问题能力和创新能力等关键能力的作为考查内容的重心，体现了“立足考查知识与能力，体现学科素养的导向作用，引导高中生物教学”。1、（2023·北京·高考真题）学习以下材料，回答下面问题。调控植物细胞活性氧产生机制的新发现，能量代谢本质上是一系列氧化还原反应。在植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量代谢的重要场所。叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要。在细胞的氧化还原反应过程中会有活性氧产生，活性氧可以调控细胞代谢，并与细胞凋亡有关。我国科学家发现一个拟南芥突变体m（M基因突变为m基因），在受到长时间连续光照时，植株会出现因细胞凋亡而引起的叶片黄斑等表型。M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。与野生型相比，突变体m中M酶活性下降，脂肪酸含量显著降低。为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因，研究人员以诱变剂处理突变体m，筛选不表现细胞凋亡，但仍保留m基因的突变株。通过对所获一系列突变体的详细解析，发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I（催化有氧呼吸第三阶段的酶）等均参与细胞凋亡过程。由此揭示出一条活性氧产生的新途径（如图）：A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质，从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中，在mMDH酶的作用下产生NADH（[H]）和B酸，NADH被氧化会产生活性氧。活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。

在上述研究中，科学家从拟南芥突变体m入手，揭示出在叶绿体和线粒体之间存在着一条A酸-B酸循环途径。对A酸-B酸循环的进一步研究，将为探索植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思路。(1)叶绿体通过作用将CO2转化为糖。从文中可知，叶绿体也可以合成脂肪的组分。(2)结合文中图示分析，M基因突变为m后，植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是：，A酸转运到线粒体，最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。(3)请将下列各项的序号排序，以呈现本文中科学家解析“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路：。①确定相应蛋白的细胞定位和功能②用诱变剂处理突变体m③鉴定相关基因④筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株(4)本文拓展了高中教材中关于细胞器间协调配合的内容，请从细胞器间协作以维持稳态与平衡的角度加以概括说明。【答案】(1)光合脂肪酸(2)M酶活性下降使脂肪酸合成受阻，NADH消耗减少，同时长时间光照促进产生NADH，NADH含量升高，导致A酸合成过多(3)②④③①(4)线粒体与叶绿体之间通过A酸-B酸循环协同合作，将叶绿体中的[H]运输到线粒体氧化，以维持叶绿体内氧化还原稳态〖祥解〗本实验为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因，由此揭示A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质，从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中，在mMDH酶的作用下产生NADH（[H]）和B酸，NADH被氧化会产生活性氧。【详析】（1）叶绿体通过光合作用将CO2转化为糖。由于M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。可推测叶绿体也可以合成脂肪的组分脂肪酸。（2）据图可知，M基因突变为m后，植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是：M酶活性下降使脂肪酸合成受阻，NADH消耗减少，同时长时间光照促进产生NADH，NADH含量升高，导致A酸合成过多。（3）为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因，研究人员以诱变剂处理突变体m，筛选不表现细胞凋亡（不出现叶片黄斑），但仍保留m基因的突变株（叶绿体中脂肪酸含量减低），通过对所获一系列突变体的详细解析，③鉴定相关基因，发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I（催化有氧呼吸第三阶段的酶）等均参与细胞凋亡过程，进而①确定相应蛋白的细胞定位和功能，正确顺序为②④③①。。（4）结合题意和图文，叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要，叶绿体和线体协调配合，维持细胞的稳态与平衡：线粒体与叶绿体之间通过A酸-B酸循环协同合作，将叶绿体中的[H]运输到线粒体氧化，以维持叶绿体内氧化还原稳态。2、（2022·北京·高考真题）人体皮肤损伤时，金黄色葡萄球菌容易侵入伤口并引起感染。清除金黄色葡萄球菌的过程中，免疫系统发挥的基本功能属于（）A．免疫防御 B．免疫自稳 C．免疫监视、免疫自稳 D．免疫防御、免疫监视【答案】A〖祥解〗免疫系统的基本功能：a）免疫防御：防止外界病原体入侵及清除已入侵病原体其害物质异免疫功能低或缺发免疫缺陷病；b）免疫监视：随发现清除体内现非肿瘤细胞及衰老、死亡细胞；c）免疫自稳：通免疫耐受、免疫调节两种机制维持免疫系统内环境稳定。【详析】清除外来物质属于免疫系统的防御功能，因此清除金黄色葡萄球菌的过程中，免疫系统发挥的基本功能属于免疫防御，A正确，BCD错误。故选A。5、（2022·北京·高考真题）人体细胞因表面有可被巨噬细胞识别的“自体”标志蛋白C，从而免于被吞噬。某些癌细胞表面存在大量的蛋白C，更易逃脱吞噬作用。研究者以蛋白C为靶点，构建了可感应群体密度而裂解的细菌菌株，拟用于制备治疗癌症的“智能炸弹”。(1)引起群体感应的信号分子A是一种脂质小分子，通常以的方式进出细胞。细胞内外的A随细菌密度的增加而增加，A积累至一定浓度时才与胞内受体结合，调控特定基因表达，表现出细菌的群体响应。(2)研究者将A分子合成酶基因、A受体基因及可使细菌裂解的L蛋白基因同时转入大肠杆菌，制成AL菌株。培养的AL菌密度变化如图1。其中，AL菌密度骤降的原因是：AL菌密度增加引起A积累至临界浓度并与受体结合，。(3)蛋白K能与蛋白C特异性结合并阻断其功能。研究者将K基因转入AL菌，制成ALK菌株，以期用于肿瘤治疗。为验证ALK菌能产生蛋白K，应以菌株裂解的上清液为对照进行实验。请从下列选项中选取所需材料与试剂的序号，完善实验组的方案。实验材料与试剂：①ALK菌裂解的上清液②带荧光标记的K的抗体③带荧光标记的C的抗体④肿瘤细胞实验步骤：先加入保温后漂洗，再加入保温后漂洗，检测荧光强度。(4)研究者向下图2所示小鼠左侧肿瘤内注射ALK菌后，发现ALK菌只存在于该侧肿瘤内，两周内即观察到双侧肿瘤生长均受到明显抑制。而向肿瘤内单独注射蛋白K或AL菌，对肿瘤无明显抑制作用。请应用免疫学原理解释“智能炸弹”ALK菌能有效抑制对侧肿瘤生长的原因。【答案】(1)自由扩散(2)启动L蛋白表达引起AL菌短时间内大量裂解(3)AL①④②/③(4)注入瘤内的ALK菌群体裂解后释放的蛋白K与蛋白C结合，且释放的细菌产物激活巨噬细胞，从而增强了巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用，巨噬细胞加工呈递肿瘤抗原，激活细胞免疫，肿瘤细胞被特异性杀伤，因此有效抑制对侧肿瘤生长。〖祥解〗1、免疫系统对病原体的识别：在人体所有细胞膜的表面，有一组作为分子标签来起作用的蛋白质，它们能被自身的免疫细胞所识别。病毒、细菌等病原体也带有各自的身份标签，当它们侵入人体后，能被免疫细胞识别出来。免疫细胞是靠细胞表面的受体来辨认它们的。2、体液免疫与细胞免疫的关系：B细胞和细胞毒性T细胞的活化离不开辅助性T细胞的辅助；体液免疫中产生的抗体，能消灭细胞外液中的病原体；而消灭侵入细胞内的病原体，要依靠细胞免疫将靶细胞裂解，使病原体失去藏身之所，此时体液免疫又能发挥作用了。【详析】（1）引起群体感应的信号分子A是一种脂质小分子，脂溶性的小分子物质通常以自由扩散的方式进出细胞。（2）由图可知，AL菌密度达到相应的值后会骤降，而L蛋白可使细菌裂解。可推测AL菌密度骤降的原因是，AL菌密度增加引起A积累至临界浓度并与受体结合，启动L蛋白表达引起AL菌短时间内大量裂解。（3）AL菌株不含K基因，ALK菌株含K基因，因此，为验证ALK菌能产生蛋白K，应以AL菌株裂解的上清液为对照进行实验。某些癌细胞表面存在大量的蛋白C，蛋白K能与蛋白C特异性结合并阻断其功能，为验证ALK菌能产生蛋白K，可用带荧光标记的K的抗体，如果有K蛋白生成，则K蛋白与K的抗体结合，可发出荧光；由于蛋白K能与蛋白C特异性结合，因此也可用带荧光标记的C的抗体，如果有蛋白K生成，对照组与实验组荧光强度会有差异。具体的实验步骤为，先加入①ALK菌裂解的上清液和④肿瘤细胞，保温后漂洗，再加入②带荧光标记的K的抗体或加入③带荧光标记的C的抗体，保温后漂洗，检测荧光强度。（4）“智能炸弹”ALK菌能有效抑制对侧肿瘤生长是因为注入瘤内的ALK菌群体裂解后释放的蛋白K与蛋白C结合，且释放的细菌产物激活巨噬细胞，从而增强了巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用，巨噬细胞加工呈递肿瘤抗原，激活细胞免疫，肿瘤细胞被特异性杀伤，因此有效抑制对侧肿瘤生长。而单独注射蛋白K不能有效激活细胞免疫，单独注射AL菌也无法阻断蛋白C的功能。3、（2021·北京·高考真题）为研究毒品海洛因的危害，将受孕7天的大鼠按下表随机分组进行实验，结果如下。

处理检测项目对照组连续9天给予海洛因低剂量组中剂量组高剂量组活胚胎数/胚胎总数（%）100766555脑畸形胚胎数/活胚胎数（%）0335579脑中促凋亡蛋白Bax含量（ug·L-l）6．77．510．012．5以下分析不合理的是（）A．低剂量海洛因即可严重影响胚胎的正常发育B．海洛因促进Bax含量提高会导致脑细胞凋亡C．对照组胚胎的发育过程中不会出现细胞凋亡D．结果提示孕妇吸毒有造成子女智力障碍的风险【答案】C〖祥解〗分析表格可知，本实验的自变量为海洛因的剂量，对照组为无海洛因的处理，因变量为大鼠的生理状况，主要包括活胚胎数/胚胎总数（%）、脑畸形胚胎数/活胚胎数（%）和脑中促凋亡蛋白Bax含量（ug·L-l）等指标，据此分析作答。【详析】A、据表分析，低剂量组的脑畸形胚胎数/活胚胎数（%）为33%，与对照相比（0）明显升高，故低剂量海洛因即可严重影响胚胎的正常发育，A正确；B、BaX为脑中促凋亡蛋白，分析表格数据可知，与对照相比，海洛因处理组的Bax含量升高，故海洛因促进Bax含量提高会导致脑细胞凋亡，B正确；C、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡，是一种正常的生理现象，且据表可知，对照组的Bax含量为6.7，故对照组胚胎的发育过程中也会出现细胞凋亡，C错误；D、据表格数据可知，海洛因处理组的活胚胎数降低，脑畸形胚胎数和脑细胞凋亡率均升高，故推测孕妇吸毒有造成子女智力障碍的风险，D正确。故选C。一、单选题1．（2024·北京西城·二模）下列关于细胞生命历程的说法错误的是（

）A．细胞增殖可以增加细胞数目B．细胞分化可以增加细胞的种类C．细胞衰老与个体衰老同步D．细胞凋亡是自然的生理过程【答案】C〖祥解〗细胞增殖：是生活细胞的重要生理功能之一，是生物体的重要生命特征，细胞的增殖是生物体生长、发育、繁殖以及遗传的基础，生物体通过细胞的分裂实现细胞的增殖。细胞分化：是指在个体发育中，细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞衰老：是指细胞内发生的生理、生化过程，衰老的细胞在形态、结构和功能上都发生明显的变化。细胞凋亡：是指由基因决定的细胞自动结束生命的过程，也常被称为细胞编程性死亡，是一种自然现象。【详析】A、细胞增殖就是一个细胞分裂成两个细胞的过程，细胞数目增加，A正确；B、细胞通过分化形成组织，细胞通过分化使细胞种类增加，B正确；C、对于单细胞生物体，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡，对于多细胞生物体，细胞总是在不断更新，细胞衰老并不意味着生物个体的衰老；可以说个体衰老的过程就是组成个体的细胞普遍衰老的过程，C错误；D、细胞凋亡是由基因控制的细胞自动结束生命的程序性死亡，是自然的生理过程，D正确。故选D。2．（2024·北京海淀·二模）研究者将M病毒膜蛋白注射小鼠，分离小鼠脾细胞并将其与S细胞融合，通过筛选获得单个稳定分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞。下列相关叙述正确的是（）A．用动物细胞培养液培养M病毒，通过离心可获得膜蛋白作为抗原B．可用M病毒膜蛋白多次免疫小鼠，以获得更多的浆细胞C．S细胞应具备产生抗体和无限增殖的能力D．体外培养单个杂交瘤细胞获得大量抗体体现了细胞的全能性【答案】B〖祥解〗单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。【详析】A、M病毒必须寄生在活细胞中才能完成生命活动，故不能用动物细胞培养液培养M病毒，A错误；B、可用M病毒膜蛋白（抗原）多次免疫小鼠，以获得更多的能产生特异性抗体的浆细胞，B正确；C、S细胞不是杂交瘤细胞，具有无限繁殖的特点，不具有产生抗体的特点，C错误；D、体外培养单个杂交瘤细胞由于没有发育完整有机体或分化为任何细胞，因此不能体现细胞的全能性，D错误。故选B。3．（2024·北京西城·二模）线粒体正常的形态和数量与其融合、裂变相关，该过程受DRP-1和FZO-1等基因的调控。衰老过程中，肌肉细胞线粒体形态数量发生变化、线粒体碎片化增加。下图是研究运动对衰老线虫肌肉细胞线粒体影响的结果。说法正确的是（

）注：颜色越深代表细胞中线粒体碎片化程度越高，drp-1、fzo-1代表相关基因突变体A．线粒体是细胞合成ATP的唯一场所B．运动可减缓衰老引起的线粒体碎片化C．敲除DRP-1基因会加重线粒体碎片化D．线粒体融合与裂变不是运动益处所必需【答案】B〖祥解〗线粒体是有氧呼吸的主要场所。有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上。无氧呼吸只在细胞质基质中进行，有氧呼吸释放的能量远远多于无氧呼吸。【详析】A、除了线粒体可以产生ATP外，线虫肌肉细胞中细胞质基质也可以产生ATP，A错误；B、根据图示信息，颜色越深代表细胞中线粒体碎片化程度越高，无论是10日龄，还是5日龄，运动组与对照组相比较，线粒体的碎片化细胞比例均降低，说明运动可减缓衰老引起的线粒体碎片化，B正确；C、依据图示信息，DRP-1基因突变体，与野生型相比较，线粒体碎片化细胞比例上升，说明DRP-1基因突变会加重线粒体碎片化，但并不能得出敲除DRP-1基因会加重线粒体碎片化的结论，C错误；D、由野生型实验可以看出，无论是10日龄，还是5日龄，运动组与对照组相比较，线粒体的碎片化细胞比例均降低，说明运动可减缓衰老引起的线粒体碎片化，但是线粒体融合与裂变是否为运动益处所必需，无法判断，D错误。故选B。4．（2024·北京顺义·一模）科研工作者在果蝇眼中发现一种蛋白E，将E基因导入即将发育为腿的幼虫细胞中，诱导此处产生了构成眼的不同类型的细胞群，最终在腿的中部形成了眼。据此推测正确的是（）A．发育为腿的幼虫细胞因缺少E基因而不能发育为眼B．构成果蝇眼的不同类型的细胞中所含蛋白质完全相同C．蛋白E启动了不同类型细胞群中特异基因的表达D．蛋白E激活相同基因使发育为腿的细胞转化为眼的不同类型细胞【答案】C〖祥解〗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。细胞分化的实质:基因的选择性表达。【详析】A、发育为腿的幼虫细胞中本来就有E基因，只是没有表达，A错误;B、构成果蝇眼的不同类型的细胞，由于基因的选择性表达，所含蛋白质不完全相同，B错误;C、蛋白E诱导腿部产生了构成眼的不同类型的细胞群，说明蛋白E启动了不同类型细胞群中特异基因的表达，导致细胞分化，C正确;D、蛋白E激活不同基因使发育为腿的细胞转化为眼的不同类型细胞，D错误。故选C。5．（2024·北京丰台·二模）CAR-T细胞免疫疗法是将从患者体内提取的T细胞通过基因工程改造，使其表达肿瘤嵌合抗原受体（CAR），大量扩增后输回患者体内以清除癌细胞。下列有关说法错误的是（）A．CAR-T疗法的T细胞来源于细胞毒性T细胞B．该疗法利用了细胞免疫和基因重组的基本原理C．CAR-T细胞清除癌细胞的过程属于细胞坏死D．CAR-T细胞上的CAR能够精准识别癌细胞【答案】C〖祥解〗细胞免疫的过程：被病毒感染的靶细胞膜表面的某些分子发生变化，细胞毒性T细胞识别变化的信号，开始分裂并分化，形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。同时辅助性T细胞分泌细胞因子加速细胞毒性T细胞的分裂、分化。新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环，识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞，靶细胞裂解、死亡后，病原体暴露出来，抗体可以与之结合，或被其他细胞吞噬掉。【详析】A、细胞毒性T细胞能够识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞，CAR-T疗法的T细胞来源于细胞毒性T细胞，A正确；B、CAR-T细胞免疫疗法是将从患者体内提取的T细胞（细胞毒性T细胞）通过基因工程改造，利用了细胞免疫和基因重组的基本原理，B正确；C、CAR-T细胞清除癌细胞的过程属于细胞凋亡，C错误；D、CAR-T细胞表面有肿瘤嵌合抗原受体（CAR），故可以通过CAR能够精准识别癌细胞，D正确。故选C。6．（2024·北京房山·一模）锰是机体必需的微量元素，研究发现肝癌组织中的锰含量低于癌旁组织和正常组织。为探究锰离子（Mn2+）对肝癌细胞增殖及凋亡的影响，用不同浓度锰离子溶液处理肝癌细胞，结果如图。相关判断不正确的是（

）A．基因选择性表达导致产生肝癌细胞B．随着锰离子浓度的增加，对肝癌细胞增殖的抑制作用增强C．锰离子通过抑制癌细胞增殖，促进癌细胞凋亡抑制肝癌D．锰离子可能增强细胞毒性T细胞对癌细胞的杀伤作用【答案】A〖祥解〗1、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，叫作细胞分化。细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。2、由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡。3、人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因：原癌基因和抑癌基因。一般来说，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。相反，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，可能引起细胞癌变。4、在细胞免疫过程中，当细胞毒性T细胞活化以后，可以识别并裂解癌细胞。【详析】A、癌细胞产生的原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变，A错误；B、据左侧图形可知，随着锰离子浓度的增加，细胞增殖率减小，说明在一定的浓度范围内，随着锰离子浓度的增加，对肝癌细胞增殖的抑制作用增强，B正确；C、据右侧图形可知，随着锰离子浓度的增加，细胞凋亡率增大；据左侧图形可知，随着锰离子浓度的增加，细胞增殖率在减小，说明锰离子通过抑制癌细胞增殖，促进癌细胞凋亡抑制肝癌，C正确；D、当细胞毒性T细胞活化以后，可以识别并裂解癌细胞。据右图可知，随着锰离子浓度的增加，细胞凋亡率增大，锰离子可能通过增强细胞毒性T细胞对癌细胞的杀伤作用，来增加细胞凋亡率，D正确。故选A。7．（2024·北京朝阳·一模）研究者构建敲除B基因的人胚胎干细胞系，诱导其向平滑肌细胞分化，发现敲除B基因明显降低平滑肌细胞标志基因的表达水平。发生形态转变的细胞占比少于对照细胞系。以下关于“人胚胎干细胞”的叙述错误的是（）A．分化为平滑肌细胞过程中遗传物质未改变B．与平滑肌细胞形态差异是由于某些蛋白质不同C．向平滑肌细胞分化过程中B基因起抑制作用D．向平滑肌细胞分化过程中分化潜能逐渐降低【答案】C〖祥解〗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。细胞分化的实质：基因的选择性表达。【详析】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达，分化为平滑肌细胞过程中遗传物质未改变，A正确；B、分化过程中发生了基因的选择性表达，与平滑肌细胞形态差异是由于某些蛋白质不同，B正确；C、分析题意，敲除B基因明显降低平滑肌细胞标志基因的表达水平，发生形态转变的细胞占比少于对照细胞系，说明向平滑肌细胞分化过程中B基因起促进作用，C错误；D、向平滑肌细胞分化过程中分化潜能逐渐降低，分化程度增加，D正确。故选C。8．（2024·北京西城·一模）下列技术能够体现细胞全能性的是（

）A．植物组织培养 B．动物细胞培养 C．动物细胞融合 D．胚胎移植【答案】A〖祥解〗1、植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，其过程为：离体的植物组织，器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织（高度液泡化，无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织），愈伤组织经过再分化过程形成胚状体，进一步发育成为植株。2、动物细胞培养：取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中（原代培养）→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞，制成细胞悬液→转入培养液（传代培养）→放入二氧化碳培养箱培养。【详析】A、植物组织培养体现了植物细胞的全能性，A符合题意；BC、动物细胞培养和动物细胞融合都没有体现细胞的全能性，BC不符合题意；D、胚胎移植没有体现细胞的全能性，D不符合题意。故选A。9．（2024·北京密云·模拟预测）研究发现，内质网膜包裹损伤的线粒体形成自噬体时，LC3-Ⅰ蛋白形成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。科研人员选取大鼠随机分为对照组、中等强度运动组和大强度运动组。训练一段时间后，检测大鼠腓肠肌细胞LC3-Ⅰ蛋白和LC3-Ⅱ蛋白的相对含量，结果如下图。下列叙述不正确的是（）

A．自噬体与溶酶体的融合依赖于膜的流动性B．LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值随运动强度增大而增大C．溶酶体内的水解酶能分解衰老、损伤的线粒体D．运动可以抑制大鼠腓肠肌细胞的线粒体自噬【答案】D〖祥解〗分析题图可知：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，实验数据显示随运动强度增大，LC3-II的含量增加。【详析】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正确；B、根据柱形图分析，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、溶酶体内的水解酶，能分解衰老、损伤的线粒体，C正确；D、运动LC3-Ⅱ蛋白增加，可以促进大鼠细胞的线粒体自噬，D错误。故选D。10．（23-24高三上·北京西城·期末）下图为淋巴细胞诱导癌细胞凋亡的过程，下列说法错误的是（）

A．该过程体现了细胞膜的信息交流功能B．C蛋白被激活后其空间结构发生改变C．细胞凋亡是特定基因表达的结果D．细胞凋亡不利于生物体的生存【答案】D〖祥解〗细胞凋亡过程受基因控制，通过凋亡基因的表达，使细胞发生程序性死亡，它是一种主动的细胞死亡过程，对生物的生长发育起重要作用；由图可知，首先淋巴细胞与细胞膜上的受体结合，发出凋亡信息，激活细胞中的凋亡基因，执行细胞凋亡。【详析】A、细胞膜受体识别淋巴细胞，与淋巴细胞的结合，体现了细胞膜的信息交流功能，A正确；B、由图可知，未激活的C蛋白和激活的C蛋白空间结构不一样，说明C蛋白被激活后其空间结构发生改变，B正确；C、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是特定基因表达的结果，C正确；D、细胞凋亡是由基因决定的,属于正常的生命现象,对生物体有利,D错误。故选D。11．（23-24高三下·北京平谷·阶段练习）营养物和氧气供应不足时心肌细胞会发生自噬，即降解自身细胞部分蛋白质和受损细胞器。据此推测，参与心脏细胞自噬过程的细胞器主要是（）A．中心体 B．内质网 C．核糖体 D．溶酶体【答案】D〖祥解〗1、溶酶体是细胞内具有单层膜结构的细胞器，它含有多种水解酶，能分解多种物质；2、溶酶体的功能有：一是与食物泡融合，将细胞吞噬进的食物或致病菌等大颗粒物质消化成生物大分子，残渣通过外排作用排出细胞；二是在细胞分化过程中，某些衰老细胞器和生物大分子等陷入溶酶体内并被消化掉，这是机体自身重新组织的需要；溶酶体的主要作用是消化作用，是细胞内的消化器官，细胞自溶、防御以及对某些物质的利用均与溶酶体的消化作用有关；3、自噬作用是细胞的一种自我保护机制，是真核细胞通过形成“自噬体”用于清除细胞内聚物及受损细胞器，进而维持细胞内稳态的一种途径。【详析】溶酶体中含有水解酶，自噬体和溶酶体融合后，溶酶体中的水解酶将受损的细胞器和错误折叠的蛋白分解成小分子，即溶酶体与细胞自噬直接有关，ABC错误，D正确。故选D。12．（23-24高三上·北京丰台·期末）再生医学领域在2019年首次利用异源诱导多能干细胞（iPS细胞）培养出的眼角膜组织，移植到病人体内，成功治疗一名失明患者，且未发生免疫排斥反应。下列有关叙述正确的是（）A．造血干细胞和诱导多能干细胞（iPS细胞）的分化程度相同B．体外培养iPS细胞时培养液中通常需要加入血清等物质C．干细胞分化成特定组织细胞后可再受刺激变回原来的干细胞D．患者未发生免疫排斥反应是因为移植细胞与其自身细胞的基因相同【答案】B〖祥解〗胚胎干细胞（ES细胞）具有自我更新及多向分化潜能，为发育学、遗传学、人类疾病的发病机理与替代治疗等研究提供非常宝贵的资源。iPS细胞技术是借助基因导入技术将某些特定因子基因导入动物或人的体细胞，以将其重编程或诱导为ES细胞样的细胞，即iPS细胞。【详析】A、造血干细胞和诱导多能干细胞（iPS细胞）的分化程度不同，前者大于后者，A错误；B、iPS细胞是动物细胞的一种，动物细胞的培养通常需要加入血清等物质，B正确；C、细胞分化具有不可逆性，C错误；D、患者未发生免疫排斥反应是因为移植细胞与其自身细胞的HLA相同，D错误。故选B。13．（23-24高三上·北京石景山·期末）我国科研人员利用人的成纤维细胞培养出可增殖、具有功能的肝样细胞（hihep细胞），成功构建了新型的生物人工肝。下列叙述不正确的是（

）A．培养过程中需要在培养液中添加动物血清B．成纤维细胞与hihep细胞的遗传物质不相同C．成纤维细胞培养成hihep细胞并未体现细胞的全能性D．成纤维细胞培养成hihep细胞的实质是基因的选择性表达【答案】B〖祥解〗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。细胞分化的实质：基因的选择性表达。【详析】A、动物细胞培养需要在培养液中添加一些天然成分，比如动物血清，A正确；B、人的成纤维细胞培养出可增殖、具有功能的肝样细胞（hihep细胞），均由同一个受精卵发育而来，所含遗传物质相同，B错误；C、细胞核具有全能性是指分化为完整个体或其他各种细胞的潜能，成纤维细胞培养成hihep细胞并未体现细胞的全能性，C正确；D、人的成纤维细胞培养出可增殖、具有功能的肝样细胞（hihep细胞）发生了细胞的分化，实质是基因的选择性表达，D正确。故选B。14．（23-24高三上·北京东城·期末）秀丽隐杆线虫是研究个体发育的模式生物，其发育过程中共产生1090个细胞，其中131个细胞会在固定的发育时间和固定位置消失，最终发育成熟的成虫只有959个体细胞。以下说法不正确的是（）A．这1090个细胞是由受精卵分裂和分化而来B．131个细胞的消失是由基因决定的细胞凋亡C．消失的细胞和最终留下的细胞遗传物质不同D．组成成虫的959个体细胞结构和功能不完全相同【答案】C〖祥解〗1、生物会经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老直至最后死亡的生命历程，细胞也一样。2、受精卵分裂形成的众多细胞，经过细胞分化具有不同的形态、结构和功能，进而形成组织和器官。高度分化的植物细胞仍然具有全能性，已分化的动物细胞的细胞核具有全能性。3、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，与细胞坏死不同。新细胞的产生和一些细胞的凋亡同时存在于多细胞生物体中。【详析】A、秀丽隐杆线虫是多细胞生物，多细胞生物发育的起点细胞是受精卵，其发育过程中共产生1090个细胞，因此，这1090个细胞是由受精卵分裂和分化而来，A正确；B、依题意，秀丽隐杆线虫发育过程中的131个细胞会在固定的发育时间和固定位置消失，说明131个细胞的消失是由基因决定的细胞凋亡，B正确；C、秀丽隐杆线虫发育过程中共产生的1090个细胞都是经受精卵有丝分裂和分化而来，有丝分裂产生的细胞遗传物质相同，分化过程不改变细胞的遗传物质。因此，消失的细胞和最终留下的细胞遗传物质相同，C错误；D、这959个细胞是由相同细胞经分化形成的，细胞分化过程细胞的形态、结构和功能会发生变化。因此，组成成虫的959个体细胞结构和功能不完全相同，D正确。故选C。15．（23-24高三上·北京朝阳·期末）端粒酶是细胞中催化端粒延长的一种酶。为了研究端粒、DNA损伤与个体衰老之间的关系，研究人员分别构建了端粒酶缺失（G3

K0）、DNA损伤诱导蛋白缺失（dK0）和双缺失（G3-dK0）的三种模型小鼠，并检测小鼠的存活率，结果如图。

下列叙述错误的是（

）A．端粒是染色体两端一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体B．和野生型小鼠相比，G3K0小鼠存活比率显著下降C．端粒酶缺失可能通过减少细胞中的DNA损伤影响衰老D．DNA损伤诱导蛋白的缺失能延长G3K0小鼠的寿命【答案】C〖祥解〗1、端粒酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链，可见端粒酶是一种逆转录酶。2、端粒是真核生物染色体末端的一种特殊结构，实质上是一重复序列，作用是保持染色体的完整性。【详析】A、端粒是真核生物染色体末端的一种特殊结构，其组成与染色体的组成相同，因此端粒是染色体两端一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体，A正确；B、由图可知，和野生型小鼠相比，G3K0小鼠的存活比率显著下降，B正确；C、端粒酶是细胞中催化端粒延长的一种酶，端粒酶缺失导致端粒随着细胞分裂而不断变短，进而损伤到DNA，从而加速细胞衰老，因此端粒酶缺失可能通过增加细胞中的DNA损伤影响衰老，C错误；D、根据图中dK0组的存活率大于野生型小鼠，可知DNA损伤诱导蛋白的缺失能延长G3K0小鼠的寿命，D正确。故选C。二、非选择题16．（2024·北京东城·二模）学习以下材料，回答（1）~（5）题。黑色素干细胞的动态变化毛发的生长周期包括生长期、退化期和休止期（毛发脱落），毛发的生长和更新由毛囊的变化所驱动，毛囊的结构如图。毛发呈现出黑色是由于黑色素干细胞（McSC）分化的成熟黑色素细胞产生真黑色素将毛发“染”成了黑色。在人类和大多数动物毛囊中，McSC的耗尽会导致毛发变白。研究人员构建McSC带有红色荧光标记的模型小鼠，对毛囊持续观察，研究McSC的生命历程。发现在毛发的生长期初期，McSC在毛囊的毛基质区增殖后全部分化为TA细胞（一种中间状态的细胞，可快速增殖，然后分化为成熟的黑色素细胞）；生长期中后期，在毛基质区全部为成熟黑色素细胞，这些细胞会在生长期结束时死亡；在生长期中后期，隆起区出现McSC，并表现出增殖能力；退化期后期，McSC出现在隆起区下部，到休止期大多数McSC则定位到毛基质区并保持未分化状态。研究人员据此提出大胆假设，毛基质区的大部分TA细胞会随着毛囊的生长而分化，McSC数量的维持依赖于TA细胞的分化、这有别于以往对成体干细胞的认知。进一步研究发现，WNT蛋白是McSC分化不可或缺的信号分子，缺乏WNT蛋白将使得成熟黑色素细胞生成不足。McSC和TA细胞在隆起区和毛基质区的移动，使它们能够处于不同的WNT信号水平，从而可逆地走向分化或去分化。对黑毛小鼠进行反复拔毛以加速毛囊老化的实验中，检测到在第七个休止期的毛基质区有显著的McSC丢失，这些小鼠表现出毛发变灰。值得注意的是，老化的毛囊中许多McSC已经改变了位置，分散到隆起区，而不在毛基质区紧密聚集。隆起区的McSC数量从拔毛前的10%增加到了50%。小鼠毛发变白机制可能同样存在于人类，对此进行深入研究有望为实现白发变青丝提供依据。(1)干细胞是动物或人体内保留的少数具有能力的细胞。成熟黑色素细胞由McSC转变而来，请从分子或细胞水平提出可以区分这两种细胞的检测思路（答出2条）。(2)文中提到对McSC的认知“有别于以往对成体干细胞的认知”，是指McSC可来源于。(3)综合文中内容，完善McSC在毛发生长周期中的生命历程。（在实线框中以文字和箭头的形式做答）(4)根据文中信息，下列与WNT有关的推测合理的是____（多选）。A．毛基质区WNT基因表达量在生长期高于休止期B．隆起区WNT基因表达在生长期中后期被上调C．持续激活隆起区WNT信号，会促进McSC分化(5)根据文中研究成果提出有望使反复拔毛小鼠毛色扭转的思路。【答案】(1)分裂和分化观察细胞的形态结构；检测某些特定基因表达的情况；检测细胞中黑色素的含量等(2)TA细胞的去分化(3)(4)AC(5)促使隆起区的McSC重新恢复移动能力，回到毛基质区，分化为成熟的黑色素细胞〖祥解〗1、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，叫作细胞分化。细胞分化是一种持久性的变化，一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。2、成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。【详析】（1）干细胞是动物或人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。题干信息：成熟黑色素细胞由McSC转变而来，可见这两种细胞形态、结构功能不同，存在基因的选择性表达，故可以通过观察细胞的形态结构；检测某些特定基因表达的情况；检测细胞中黑色素的含量等区分成熟黑色素细胞核McSC细胞。（2）成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。文中提到对McSC的认知“有别于以往对成体干细胞的认知”，是指McSC可来源于TA细胞的去分化。（3）McSC的生命历程：在毛发的生长期初期，McSC在毛囊的毛基质区增殖后全部分化为TA细胞（一种中间状态的细胞，可快速增殖，然后分化为成熟的黑色素细胞）；生长期中后期，在毛基质区全部为成熟黑色素细胞，这些细胞会在生长期结束时死亡；在生长期中后期，隆起区出现McSC，并表现出增殖能力；退化期后期，McSC出现在隆起区下部，到休止期大多数McSC则定位到毛基质区并保持未分化状态。如下图：（4）A、生长期中后期，在毛基质区全部为成熟黑色素细胞，又缺乏WNT蛋白将使得成熟黑色素细胞生成不足，可见毛基质区WNT基因表达量在生长期高于休止期，A正确；B、隆起区生长期中后期，TA细胞去分化为McSC，可见隆起区WNT基因表达在生长期中后期被下调，B错误；C、WNT蛋白是McSC分化不可或缺的信号分子，可见持续激活隆起区WNT信号，会促进McSC分化，C正确。故选AC。（5）根据文中研究成果：对黑毛小鼠进行反复拔毛以加速毛囊老化的实验中，老化的毛囊中许多McSC已经改变了位置，分散到隆起区，而不在毛基质区紧密聚集。隆起区的MeSC数量从拔毛前的10%增加到了50%；可知使反复拔毛小鼠毛色扭转的思路为促使隆起区的McSC重新恢复移动能力，回到毛基质区，分化为成熟的黑色素细胞。17．（2024·北京朝阳·二模）运动一定时间之后，机体表现出运动耐力下降的现象。研究者进行实验探究上述现象的机制。(1)高强度运动初期时，氧气与[H]在（场所）结合生成水，并释放大量能量，此过程称为氧化磷酸化，持续高强度运动消耗大量氧气，使肌细胞处于低氧环境。(2)研究表明P酶通过提高氧化磷酸化强度进而提升运动耐力。AR蛋白可将乳酸转移至P酶特定氨基酸位点（乳酰化修饰）。研究者用小鼠进行持续高强度运动模拟实验，检测肌细胞中相关指标，结果如下表检测指标运动0min运动30minP酶相对活性（%）10035P酶乳酰化水平（%）970①据表中数据推测持续高强度运动诱发，减弱骨骼肌氧化磷酸强度，使运动耐力下降。②敲除小鼠AR基因，进行持续高强度运动模拟实验，发现P酶活性始终高于野生型。③研究者用小鼠肌细胞进行如图1中实验，推测：AR蛋白使P酶336位氨基酸发生乳酰化修饰，依据是。

(3)H蛋白是细胞中的氧含量感应蛋白，可感应氧气含量变化从而调控AR蛋白降解。研究者进行图2中实验并检测AR蛋白、H蛋白含量。

由结果可知，持续高强度运动导致AR蛋白含量升高的原因是持续高强度运动使肌细胞氧气浓度下降，，AR蛋白含量升高。(4)上述研究揭示了持续高强度运动后运动耐力降低与AR蛋白、P酶、氧化磷酸化的关系。有研究表明氧化磷酸化过程会有活性氧产生，超过一定水平后诱发细胞凋亡。有人认为AR蛋白表达量较低的人运动耐力强，适宜做长时间持续高强度运动。结合本研究评价该观点是否合理，并说明理由。【答案】(1)线粒体内膜(2)P酶乳酰化修饰使其活性降低四组实验中只有第Ⅱ组P酶乳酰化，P酶活性最低，第Ⅳ组（氨基酸替换）实验结果与Ⅰ、Ⅲ组相近(3)H蛋白感应（氧气浓度下降）并减弱对AR蛋白的降解作用(4)合理，持续高强度运动时，AR蛋白表达量低，抑制P酶活性能力较弱，可促进肌细胞氧化磷酸化反应，可以提高运动耐力不合理，持续高强度运动时，AR蛋白表达量低，抑制P酶活性能力较弱，导致活性氧积累，易诱发肌细胞凋亡，因此高强度运动时间过长有可能损伤肌肉细胞〖祥解〗氧气与[H]结合发生在有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜。【详析】（1）氧气与[H]结合生成水发生在线粒体内膜。（2）①分析表中数据，持续高强度运动30min后，P酶乳酰化水平升高，P酶相对活性下降，说明持续高强度运动诱发P酶乳酰化修饰使其活性降低，减弱骨骼肌氧化磷酸强度，使运动耐力下降。③分析图1实验结果，四组实验中只有第Ⅱ组P酶乳酰化，P酶活性最低，第Ⅳ组（氨基酸替换）实验结果与Ⅰ、Ⅲ组相近，推测AR蛋白使P酶336位氨基酸发生乳酰化修饰，使P酶活性下降。（3）由结果可知，干扰H蛋白的表达使H蛋白无法表达，AR蛋白增多，而氧气含量变化可调控AR蛋白降解，可推测是持续高强度运动使肌细胞氧气浓度下降，H蛋白感应（氧气浓度下降）并减弱对AR蛋白的降解作用，AR蛋白含量升高。（4）此观点我们可辩证的看待，从两方面进行分析：合理，持续高强度运动时，AR蛋白表达量低，抑制P酶活性能力较弱，可促进肌细胞氧化磷酸化反应，可以提高运动耐力。不合理，持续高强度运动时，AR蛋白表达量低，抑制P酶活性能力较弱，导致活性氧积累，易诱发肌细胞凋亡，因此高强度运动时间过长有可能损伤肌肉细胞。18．（2024·北京门头沟·一模）学习以下材料，回答下列小题。人类基因组古病毒“复活”驱动衰老细胞衰老是机体衰老及各种衰老相关疾病发生发展的重要诱因。人类基因组潜藏着诸多“老化”信号，这些“老化”信号常受到表观遗传的严密监控而处于沉默状态，但在年龄增加的过程中，这些“老化”信号逐渐逃离监控，进而激活细胞内的一系列衰老程序。数百万年前，远古逆转录病毒入侵整合到人类的基因组并潜伏下来，这些病毒被称为“内源性逆转录病毒（ERV）”。我国科学家首次发现了ERV在细胞衰老过程中能被再度唤醒，其机制如下图所示。衰老细胞中表观修饰改变后导致基因组中ERVDNA被激活，通过一系列过程产生新的病毒颗粒。在衰老细胞的细胞质基质中，ERVRNA还能形成ERVDNA，使细胞误以为有外界病毒入侵，从而激活cGAS-STING天然免疫通路，使细胞产生并分泌SASP，SASP则会进一步加速细胞衰老。另一方面，衰老细胞释放的ERV病毒颗粒可通过旁分泌或体液运输的方式在器官、组织、细胞间传递，最终使得年轻细胞因受“感染”而老化。该研究为衰老及老年疾病的评估和预警提供了科学依据，在此基础上，可开发有效延缓组织乃至系统衰老的干预技术，为衰老相关疾病的防治提供新的策略。(1)细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，请从细胞形态结构和功能两个角度，各写出一点衰老细胞的主要特征：。(2)请依据中心法则用文字和箭头画出衰老细胞基因组中ERVDNA被激活后遗传信息的流动过程图。(3)在观察到衰老细胞中存在病毒颗粒后，研究者通过PCR技术和技术检测了衰老细胞培养液和年轻细胞培养液中ERVRNA及ERV表面特异性蛋白的含量，并通过电子显微镜观察细胞膜和周围环境中是否存在ERV病毒颗粒。研究者进行以上三个实验的目的是。(4)请选择相应处理和实验结果完善以下实验，为验证“衰老细胞释放的ERV病毒颗粒能够使年轻细胞老化”这一观点提供支持证据。实验组对照组实验结果①+②共同孵育一段时间后，加入培养年轻细胞的培养液中③+④共同孵育一段时间后，加入培养年轻细胞的培养液中⑤a．年轻细胞的细胞匀浆

b．衰老细胞的细胞匀浆c．培养了年轻细胞一段时间的培养液

d．培养了衰老细胞一段时间的培养液e．抗ERV抗体

f．无关抗体g．吸附在实验组细胞上的ERV比对照组多

h．吸附在实验组细胞上的ERV比对照组少i．实验组细胞的衰老相关指标高于对照组

j．实验组细胞的衰老相关指标低于对照组(5)请根据图示信息提出一种干预策略用于抑制ERV“复活”引起的衰老。【答案】(1)形态结构：细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小；细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深功能：细胞膜的通透性改变，细胞膜物质运输功能降低；细胞内多种酶的活性降低导致细胞代谢速率减慢；细胞内色素积累妨碍细胞内物质的交流和传递(2)(3)抗原-抗体杂交探究衰老细胞中的病毒颗粒能否被释放到衰老细胞外(4)edfdhj(5)阻断ERV的转录、翻译、逆转录，通过抗体药阻断病毒对其它细胞的侵染等任一环节均可〖祥解〗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。【详析】（1）细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，衰老细胞形态上表现为细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小；细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深，由于形态结构的改变，其功能也随之改变，具体表现为细胞膜的通透性改变，细胞膜物质运输功能降低；细胞内多种酶的活性降低导致细胞代谢速率减慢；细胞内色素积累妨碍细胞内物质的交流和传递。（2）衰老细胞中发生的遗传信息的流动过程包括转录和翻译，而ERV病毒为逆转录病毒，其在衰老细胞中寄生后，细胞中发生的遗传信息的传递可用下图表示：

（3）在观察到衰老细胞中存在病毒颗粒后，研究者通过PCR技术和抗原-抗体杂交技术检测了衰老细胞培养液和年轻细胞培养液中ERVRNA及ERV表面特异性蛋白的含量，可用于检测病毒的RNA，其原理是碱基互补配对原则，后者可根据抗原和抗体特异性结合设计的，并通过电子显微镜观察细胞膜和周围环境中是否存在ERV病毒颗粒。研究者进行以上三个实验的目的是探究衰老细胞中的病毒颗粒能否被释放到衰老细胞外。（4）本实验的目的是验证“衰老细胞释放的ERV病毒颗粒能够使年轻细胞老化”则实验的自变量为是否加入病毒蛋白抗体，因变量是细胞生长状态，据此表格中的实验组中添加的物质包括e．抗ERV抗体和

d．培养了衰老细胞一段时间的培养液共同孵育一段时间后，加入培养年轻细胞的培养液中，实验组中的抗体能与病毒颗粒特异性结合，进而减少了病毒颗粒对细胞的吸附，而对照组中的物质应该有f．无关抗体和d．培养了衰老细胞一段时间的培养液，对照组中添加的是无关抗体，不能阻止病毒颗粒对细胞的吸附，因此实验结果表现为：h．吸附在实验组细胞上的ERV比对照组少和j．实验组细胞的衰老相关指标低于对照组，该结果能验证相关结论。（5）若要抑制ERV“复活”引起的衰老，则需要减少病毒的增殖，因而可采取的措施为阻断ERV的转录、翻译、逆转录，通过抗体药阻断病毒对其它细胞的侵染等任一环节，这样可以达到相应目的。19．（2024·北京东城·一模）细胞内各种氧化反应以及辐射、有害物质等因素均会导致活性氧（ROS）的产生。为探究ROS对细胞的影响与机制开展研究。(1)ROS会破坏细胞内执行功能的生物分子，如tRNA等。tRNA受损会抑制核糖体上进行的以为原料合成蛋白质的过程，导致核糖体出现停滞或碰撞现象。(2)研究人员以斑马鱼幼鱼为材料，测定不同处理条件下幼鱼尾部细胞凋亡情况，结果如图1。实验结果说明ROS能细胞凋亡。(3)已有研究表明p38磷酸化可导致细胞凋亡。p38磷酸化与ZAK、ASK1等多种蛋白有关。为研究ROS与它们之间的关系进行实验。ZAK蛋白能与核糖体结合，并可被核糖体停滞或碰撞激活。给予细胞不同处理后检测相关蛋白水平，结果如图2。实验结果说明ROS通过。ASK1可引起p38磷酸化。为进一步探究ASK1与上述信号通路的关系，分别用ROS诱导剂对不同细胞进行处理，结果如图3。据图判断ASK1与ZAK处于（填“同一条”或“不同的”）信号通路，理由是。【答案】(1)氨基酸(2)促进(3)激活ZAK蛋白，诱导p38磷酸化不同的单敲除ZAK基因和单敲除ASK1基因的细胞都出现p38磷酸化，说明具有ZAK或ASK1两者之一即可完成ROS诱导p38磷酸化的过程〖祥解〗1、蛋白质合成场所是核糖体，在核糖体上形成的肽链还需进入内质网进行加工，形成具有一定空间结构的蛋白质。2、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是一种程序性死亡。如：细胞的自动更新、被病原体感染细胞的清除，属于正常的生命现象，对生物体有利。【详析】（1）蛋白质合成场所是核糖体，蛋白质合成原料是氨基酸。（2）研究人员以斑马鱼幼鱼为材料，测定不同处理条件下幼鱼尾部细胞凋亡情况，分析图1可知ROS诱导剂组凋亡细胞数目明显比ROS清除剂组多，说明ROS能促进细胞凋亡。（3）ZAK活性抑制剂可以抑制ZAK蛋白活性，不加ZAK活性抑制剂的细胞ZAK蛋白活性正常，分析图2可知，不加ZAK活性抑制剂（ZAK蛋白活性正常）和不加ROS诱导剂的细胞不出现p38磷酸化，加ZAK活性抑制剂（ZAK蛋白活性受抑制）和加入ROS诱导剂的细胞也不出现p38磷酸化，只有不加ZAK活性抑制剂（ZAK蛋白活性正常）和加入ROS诱导剂的细胞出现p38磷酸化，说明ROS诱导剂是通过激活的ZAK蛋白活性来诱导p38磷酸化的过程；分析图3可知，单敲除ZAK基因和单敲除ASK1基因的细胞都出现p38磷酸化，说明具有ZAK或ASK1两者之一即可完成ROS诱导p38磷酸化的过程，这也说明ASK1与ZAK处于不同的信号通路。20．（2024·北京丰台·一模）紫杉醇是存在于珍稀植物红豆杉体内的一种次生代谢产物，具有高抗癌活性。(1)利用植物细胞培养生产紫杉醇的过程（体现/未体现）细胞的全能性。与从天然红豆杉植株中提取相比，该技术的意义是。(2)灵芝诱导子可能通过介导植物的防御反应来促进紫杉醇合成，在最佳诱导条件下对红豆杉进行细胞悬浮培养，结果如图1。

PPO能催化酚类物质氧化导致细胞褐化，进而使细胞膜的结构遭到破坏。PAL是紫杉醇形成途径中的关键酶，经灵芝诱导子处理后，PAL活性与对照相比明显上升。结合图1，在答题卡的图中（

）内填入“+”或“-”。(3)过去普遍认为紫杉醇通过抑制有丝分裂来发挥抗癌作用。用标准剂量紫杉醇治疗后对患者的乳腺癌细胞进行研究，结果如图2。

以上实验结果是否支持传统认知的紫杉醇抗癌机理，请说明理由。(4)新的研究发现只有染色体不稳定性（CIN）水平高的乳腺癌患者才对紫杉醇敏感，推测紫杉醇可能通过提高这类患者体内含多极纺锤体癌细胞的比例诱导癌细胞死亡。选择一种药物，结合必需的实验材料和试剂，补充实验进行验证。药物a：能提高CIN水平，且抑制有丝分裂药物b：能提高CIN水平，但不能抑制有丝分裂药物c：不能提高CIN水平，但能抑制有丝分裂将CIN水平低的乳腺癌细胞分两组，，培养一段时间，结果显示实验组多极纺锤体癌细胞比例、癌细胞死亡率均高于对照组。【答案】(1)未体现保护珍稀植物红豆杉(2)

(3)不支持，紫杉醇处理后患者的有丝分裂指数高于对照组，说明紫杉醇并未抑制细胞的有丝分裂(4)实验组使用药物b和紫杉醇处理，对照组用等量紫杉醇处理〖祥解〗细胞的全能性是指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。【详析】（1）细胞的全能性是指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。利用植物细胞培养生产紫杉醇的过程，没有获得个体和核各种细胞，未体现细胞的全能性。植物细胞培养能快速增加细胞数目，从而增加代谢物量，故与从天然红豆杉植株中提取相比，该技术可以保护珍稀植物红豆杉，减少对红豆杉的砍伐。（2）由图可知，灵芝诱导子抑制OPP活性，PPO能催化酚类物质氧化导致细胞褐化，因而灵芝诱导子在一定范围内能使分类总量增加。PAL是紫杉醇形成途径中的关键酶，经灵芝诱导子处理后，PAL活性与对照相比明显上升，因此关系为：

（3）紫杉醇处理后有丝分裂指数高于对照组，有丝分裂指数代表细胞增殖的活跃程度，说明紫杉醇并未抑制细胞的有丝分裂，以上实验结果不支持紫杉醇通过抑制有丝分裂来发挥抗癌作用。（4）只有染色体不稳定性（CIN）水平高的乳腺癌患者才对紫杉醇敏感，推测紫杉醇可能通过提高这类患者体内含多极纺锤体癌细胞的比例诱导癌细胞死亡。紫杉醇不抑制有丝分裂，因此应选择能提高CIN水平，但不能抑制有丝分裂的药物b进行处理，实验组使用药物b和紫杉醇处理，对照组用等量紫杉醇处理，药物b能提高CIN水平，增加细胞对紫杉醇的敏感性，诱导癌细胞死亡，对照组细胞CIN水平较低，细胞对紫杉醇的敏感性较低，癌细胞死亡数量少，因此培养一段时间，结果显示实验组多极纺锤体癌细胞比例、癌细胞死亡率均高于对照组。专题05细胞的分化、衰老、凋亡及癌变五年考情考情分析细胞的分化、衰老、凋亡及癌变2023年北京卷第20题2022年北京卷第20题2021年北京卷第8题细胞生命历程内容比较琐碎，考查主要以选择题为主，联系同位素标记技术考查学生对细胞增殖各个时期变化的理解，考查学生对细胞分化，细胞衰老和细胞凋亡的机制等相关学科知识，考查学生从试题文字描述和图表中获取信息的能力，并能综合运用细胞周期和有丝分裂过程的相关知识解释相关问题。以考查学生的理解能力、实验探究能力、解决问题能力和创新能力等关键能力的作为考查内容的重心，体现了“立足考查知识与能力，体现学科素养的导向作用，引导高中生物教学”。1、（2023·北京·高考真题）学习以下材料，回答下面问题。调控植物细胞活性氧产生机制的新发现，能量代谢本质上是一系列氧化还原反应。在植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量代谢的重要场所。叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要。在细胞的氧化还原反应过程中会有活性氧产生，活性氧可以调控细胞代谢，并与细胞凋亡有关。我国科学家发现一个拟南芥突变体m（M基因突变为m基因），在受到长时间连续光照时，植株会出现因细胞凋亡而引起的叶片黄斑等表型。M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。与野生型相比，突变体m中M酶活性下降，脂肪酸含量显著降低。为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因，研究人员以诱变剂处理突变体m，筛选不表现细胞凋亡，但仍保留m基因的突变株。通过对所获一系列突变体的详细解析，发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I（催化有氧呼吸第三阶段的酶）等均参与细胞凋亡过程。由此揭示出一条活性氧产生的新途径（如图）：A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质，从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中，在mMDH酶的作用下产生NADH（[H]）和B酸，NADH被氧化会产生活性氧。活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。

在上述研究中，科学家从拟南芥突变体m入手，揭示出在叶绿体和线粒体之间存在着一条A酸-B酸循环途径。对A酸-B酸循环的进一步研究，将为探索植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思路。(1)叶绿体通过作用将CO2转化为糖。从文中可知，叶绿体也可以合成脂肪的组分。(2)结合文中图示分析，M基因突变为m后，植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是：，A酸转运到线粒体，最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。(3)请将下列各项的序号排序，以呈现本文中科学家解析“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路：。①确定相应蛋白的细胞定位和功能②用诱变剂处理突变体m③鉴定相关基因④筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株(4)本文拓展了高中教材中关于细胞器间协调配合的内容，请从细胞器间协作以维持稳态与平衡的角度加以概括说明。【答案】(1)光合脂肪酸(2)M酶活性下降使脂肪酸合成受阻，NADH消耗减少，同时长时间光照促进产生NADH，NADH含量升高，导致A酸合成过多(3)②④③①(4)线粒体与叶绿体之间通过A酸-B酸循环协同合作，将叶绿体中的[H]运输到线粒体氧化，以维持叶绿体内氧化还原稳态〖祥解〗本实验为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因，由此揭示A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质，从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中，在mMDH酶的作用下产生NADH（[H]）和B酸，NADH被氧化会产生活性氧。【详析】（1）叶绿体通过光合作用将CO2转化为糖。由于M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。可推测叶绿体也可以合成脂肪的组分脂肪酸。（2）据图可知，M基因突变为m后，植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是：M酶活性下降使脂肪酸合成受阻，NADH消耗减少，同时长时间光照促进产生NADH，NADH含量升高，导致A酸合成过多。（3）为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因，研究人员以诱变剂处理突变体m，筛选不表现细胞凋亡（不出现叶片黄斑），但仍保留m基因的突变株（叶绿体中脂肪酸含量减低），通过对所获一系列突变体的详细解析，③鉴定相关基因，发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I（催化有氧呼吸第三阶段的酶）等均参与细胞凋亡过程，进而①确定相应蛋白的细胞定位和功能，正确顺序为②④③①。。（4）结合题意和图文，叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要，叶绿体和线体协调配合，维持细胞的稳态与平衡：线粒体与叶绿体之间通过A酸-B酸循环协同合作，将叶绿体中的[H]运输到线粒体氧化，以维持叶绿体内氧化还原稳态。2、（2022·北京·高考真题）人体皮肤损伤时，金黄色葡萄球菌容易侵入伤口并引起感染。清除金黄色葡萄球菌的过程中，免疫系统发挥的基本功能属于（）A．免疫防御 B．免疫自稳 C．免疫监视、免疫自稳 D．免疫防御、免疫监视【答案】A〖祥解〗免疫系统的基本功能：a）免疫防御：防止外界病原体入侵及清除已入侵病原体其害物质异免疫功能低或缺发免疫缺陷病；b）免疫监视：随发现清除体内现非肿瘤细胞及衰老、死亡细胞；c）免疫自稳：通免疫耐受、免疫调节两种机制维持免疫系统内环境稳定。【详析】清除外来物质属于免疫系统的防御功能，因此清除金黄色葡萄球菌的过程中，免疫系统发挥的基本功能属于免疫防御，A正确，BCD错误。故选A。5、（2022·北京·高考真题）人体细胞因表面有可被巨噬细胞识别的“自体”标志蛋白C，从而免于被吞噬。某些癌细胞表面存在大量的蛋白C，更易逃脱吞噬作用。研究者以蛋白C为靶点，构建了可感应群体密度而裂解的细菌菌株，拟用于制备治疗癌症的“智能炸弹”。(1)引起群体感应的信号分子A是一种脂质小分子，通常以的方式进出细胞。细胞内外的A随细菌密度的增加而增加，A积累至一定浓度时才与胞内受体结合，调控特定基因表达，表现出细菌的群体响应。(2)研究者将A分子合成酶基因、A受体基因及可使细菌裂解的L蛋白基因同时转入大肠杆菌，制成AL菌株。培养的AL菌密度变化如图1。其中，AL菌密度骤降的原因是：AL菌密度增加引起A积累至临界浓度并与受体结合，。(3)蛋白K能与蛋白C特异性结合并阻断其功能。研究者将K基因转入AL菌，制成ALK菌株，以期用于肿瘤治疗。为验证ALK菌能产生蛋白K，应以菌株裂解的上清液为对照进行实验。请从下列选项中选取所需材料与试剂的序号，完善实验组的方案。实验材料与试剂：①ALK菌裂解的上清液②带荧光标记的K的抗体③带荧光标记的C的抗体④肿瘤细胞实验步骤：先加入保温后漂洗，再加入保温后漂洗，检测荧光强度。(4)研究者向下图2所示小鼠左侧肿瘤内注射ALK菌后，发现ALK菌只存在于该侧肿瘤内，两周内即观察到双侧肿瘤生长均受到明显抑制。而向肿瘤内单独注射蛋白K或AL菌，对肿瘤无明显抑制作用。请应用免疫学原理解释“智能炸弹”ALK菌能有效抑制对侧肿瘤生长的原因。【答案】(1)自由扩散(2)启动L蛋白表达引起AL菌短时间内大量裂解(3)AL①④②/③(4)注入瘤内的ALK菌群体裂解后释放的蛋白K与蛋白C结合，且释放的细菌产物激活巨噬细胞，从而增强了巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用，巨噬细胞加工呈递肿瘤抗原，激活细胞免疫，肿瘤细胞被特异性杀伤，因此有效抑制对侧肿瘤生长。〖祥解〗1、免疫系统对病原体的识别：在人体所有细胞膜的表面，有一组作为分子标签来起作用的蛋白质，它们能被自身的免疫细胞所识别。病毒、细菌等病原体也带有各自的身份标签，当它们侵入人体后，能被免疫细胞识别出来。免疫细胞是靠细胞表面的受体来辨认它们的。2、体液免疫与细胞免疫的关系：B细胞和细胞毒性T细胞的活化离不开辅助性T细胞的辅助；体液免疫中产生的抗体，能消灭细胞外液中的病原体；而消灭侵入细胞内的病原体，要依靠细胞免疫将靶细胞裂解，使病原体失去藏身之所，此时体液免疫又能发挥作用了。【详析】（1）引起群体感应的信号分子A是一种脂质小分子，脂溶性的小分子物质通常以自由扩散的方式进出细胞。（2）由图可知，AL菌密度达到相应的值后会骤降，而L蛋白可使细菌裂解。可推测AL菌密度骤降的原因是，AL菌密度增加引起A积累至临界浓度并与受体结合，启动L蛋白表达引起AL菌短时间内大量裂解。（3）AL菌株不含K基因，ALK菌株含K基因，因此，为验证ALK菌能产生蛋白K，应以AL菌株裂解的上清液为对照进行实验。某些癌细胞表面存在大量的蛋白C，蛋白K能与蛋白C特异性结合并阻断其功能，为验证ALK菌能产生蛋白K，可用带荧光标记的K的抗体，如果有K蛋白生成，则K蛋白与K的抗体结合，可发出荧光；由于蛋白K能与蛋白C特异性结合，因此也可用带荧光标记的C的抗体，如果有蛋白K生成，对照组与实验组荧光强度会有差异。具体的实验步骤为，先加入①ALK菌裂解的上清液和④肿瘤细胞，保温后漂洗，再加入②带荧光标记的K的抗体或加入③带荧光标记的C的抗体，保温后漂洗，检测荧光强度。（4）“智能炸弹”ALK菌能有效抑制对侧肿瘤生长是因为注入瘤内的ALK菌群体裂解后释放的蛋白K与蛋白C结合，且释放的细菌产物激活巨噬细胞，从而增强了巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用，巨噬细胞加工呈递肿瘤抗原，激活细胞免疫，肿瘤细胞被特异性杀伤，因此有效抑制对侧肿瘤生长。而单独注射蛋白K不能有效激活细胞免疫，单独注射AL菌也无法阻断蛋白C的功能。3、（2021·北京·高考真题）为研究毒品海洛因的危害，将受孕7天的大鼠按下表随机分组进行实验，结果如下。

处理检测项目对照组连续9天给予海洛因低剂量组中剂量组高剂量组活胚胎数/胚胎总数（%）100766555脑畸形胚胎数/活胚胎数（%）0335579脑中促凋亡蛋白Bax含量（ug·L-l）6．77．510．012．5以下分析不合理的是（）A．低剂量海洛因即可严重影响胚胎的正常发育B．海洛因促进Bax含量提高会导致脑细胞凋亡C．对照组胚胎的发育过程中不会出现细胞凋亡D．结果提示孕妇吸毒有造成子女智力障碍的风险【答案】C〖祥解〗分析表格可知，本实验的自变量为海洛因的剂量，对照组为无海洛因的处理，因变量为大鼠的生理状况，主要包括活胚胎数/胚胎总数（%）、脑畸形胚胎数/活胚胎数（%）和脑中促凋亡蛋白Bax含量（ug·L-l）等指标，据此分析作答。【详析】A、据表分析，低剂量组的脑畸形胚胎数/活胚胎数（%）为33%，与对照相比（0）明显升高，故低剂量海洛因即可严重影响胚胎的正常发育，A正确；B、BaX为脑中促凋亡蛋白，分析表格数据可知，与对照相比，海洛因处理组的Bax含量升高，故海洛因促进Bax含量提高会导致脑细胞凋亡，B正确；C、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡，是一种正常的生理现象，且据表可知，对照组的Bax含量为6.7，故对照组胚胎的发育过程中也会出现细胞凋亡，C错误；D、据表格数据可知，海洛因处理组的活胚胎数降低，脑畸形胚胎数和脑细胞凋亡率均升高，故推测孕妇吸毒有造成子女智力障碍的风险，D正确。故选C。一、单选题1．（2024·北京西城·二模）下列关于细胞生命历程的说法错误的是（

）A．细胞增殖可以增加细胞数目B．细胞分化可以增加细胞的种类C．细胞衰老与个体衰老同步D．细胞凋亡是自然的生理过程【答案】C〖祥解〗细胞增殖：是生活细胞的重要生理功能之一，是生物体的重要生命特征，细胞的增殖是生物体生长、发育、繁殖以及遗传的基础，生物体通过细胞的分裂实现细胞的增殖。细胞分化：是指在个体发育中，细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞衰老：是指细胞内发生的生理、生化过程，衰老的细胞在形态、结构和功能上都发生明显的变化。细胞凋亡：是指由基因决定的细胞自动结束生命的过程，也常被称为细胞编程性死亡，是一种自然现象。【详析】A、细胞增殖就是一个细胞分裂成两个细胞的过程，细胞数目增加，A正确；B、细胞通过分化形成组织，细胞通过分化使细胞种类增加，B正确；C、对于单细胞生物体，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡，对于多细胞生物体，细胞总是在不断更新，细胞衰老并不意味着生物个体的衰老；可以说个体衰老的过程就是组成个体的细胞普遍衰老的过程，C错误；D、细胞凋亡是由基因控制的细胞自动结束生命的程序性死亡，是自然的生理过程，D正确。故选D。2．（2024·北京海淀·二模）研究者将M病毒膜蛋白注射小鼠，分离小鼠脾细胞并将其与S细胞融合，通过筛选获得单个稳定分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞。下列相关叙述正确的是（）A．用动物细胞培养液培养M病毒，通过离心可获得膜蛋白作为抗原B．可用M病毒膜蛋白多次免疫小鼠，以获得更多的浆细胞C．S细胞应具备产生抗体和无限增殖的能力D．体外培养单个杂交瘤细胞获得大量抗体体现了细胞的全能性【答案】B〖祥解〗单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小