一 細胞衰老的特征 細胞衰老的特征及表現 單細胞生物細胞衰老與個體衰老是同步的 多細胞生物的細胞衰老與個體衰老是不同步的 衰老個體中也存在沒有衰老的細胞和新生的細胞 但從總體上看 個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程 典例1 細胞的衰老和死亡是一種正常的生命現象 下列屬于哺乳動物衰老紅細胞特征的是 水分減少 細胞萎縮 新陳代謝的速度減慢 某些酶的活性降低 呼吸速率上升 色素積累增多 細胞的呼吸速率減慢 細胞核體積增大 細胞膜的通透性改變a b c d 思路點撥 哺乳動物的成熟紅細胞沒有細胞核 標準解答 選c 衰老的細胞一般具有以下特征 在衰老的細胞內水分減少 細胞萎縮 體積變小 新陳代謝速率減慢 衰老的細胞內 有些酶的活性降低 細胞內的色素會隨著細胞衰老而逐漸積累 衰老的細胞內呼吸速率減慢 細胞核體積增大 染色質固縮 顏色加深 細胞膜通透性功能改變 根據上述特征可判斷 都符合衰老細胞的特征 由于哺乳動物衰老的紅細胞沒有細胞核 也不含有色素 因此 還應排除 誤區警示 解答本題容易出現兩個誤區 第一 哺乳動物的成熟紅細胞是沒有細胞核的 這一點僅限于哺乳動物 如蛙的成熟紅細胞就有細胞核 第二 哺乳動物的紅細胞之所以是紅色的 是因為紅細胞中含有血紅蛋白 不是由于含有色素 變式訓練 大多數老年人頭發變白的直接原因是頭發基部細胞內 a 細胞膜的通透性改變b 細胞核體積變大c 呼吸速率加快d 與黑色素合成相關的酶活性降低 解析 選d 生物的基因控制性狀 可通過控制酶的合成控制代謝進而控制性狀 頭發變白是因為黑色素無法形成 與黑色素合成相關的酶活性降低 致使老年人頭發變白 二 細胞衰老 凋亡與人體健康的關系 1 細胞衰老與人體健康的關系 2 細胞凋亡與人體健康正常的細胞凋亡可以保證人體的正常發育和身體各個器官功能的正常發揮 而不正常的細胞凋亡會導致許多疾病的發生 如腫瘤的發生 自身免疫疾病等與細胞凋亡不足有關 而帕金森氏綜合癥 再生障礙性貧血等與細胞凋亡過盛有關 細胞的衰老和凋亡是正常的生命現象 細胞凋亡是維持生物體內細胞動態平衡的基本行為 細胞凋亡不僅發生在個體發育的胚胎時期 而且貫穿于整個生命過程的始終 典例2 下面為動物機體的細胞凋亡及清除示意圖 據圖分析 不正確的是 a 細胞凋亡能維持組織中細胞數目的相對平衡b 人的早期胚胎有尾 上述流程可以描述人尾部細胞的凋亡過程c 過程中凋亡細胞被吞噬 表明細胞凋亡是細胞被動死亡的過程d 凋亡相關基因是機體固有的 在動物生長發育過程中發揮重要作用 思路點撥 細胞凋亡是基因控制的細胞主動結束生命的過程 是主動的 標準解答 選c 細胞凋亡與細胞增殖可以維持生物體細胞數目的相對平衡狀態 過程中凋亡細胞被吞噬 是細胞主動死亡的過程 c錯 凋亡相關基因是機體本來就有的 只是在特定時期才會表達 發揮作用 互動探究 1 圖中膜受體的化學本質是什么 提示 糖蛋白 2 巨噬細胞清除凋亡細胞的過程體現了細胞膜的什么特性 提示 細胞膜的流動性 變式訓練 細胞的分化 衰老和凋亡是普遍存在的生命現象 下列有關敘述正確的是 a 人體各種組織細胞的衰老是同步進行的b 人的早期胚胎有尾 尾部細胞隨著發育逐漸凋亡c 細胞癌變是細胞高度分化的結果d 皮膚上的 老年斑 是細胞凋亡的產物 解析 選b 細胞會隨著分裂次數的增多而衰老 可見人體各種組織細胞的衰老不是同步進行的 癌變是由于環境中的致癌因素使正常細胞突變導致的 皮膚上的 老年斑 是細胞內的脂褐素隨細胞的衰老而逐漸積累的結果 人的早期胚胎有尾 尾部細胞會隨著發育逐漸凋亡 細胞凋亡與細胞壞死的區別 細胞凋亡可以清除衰老細胞 無用的細胞 有害的細胞和發育不正常的細胞 凋亡的細胞無炎癥反應 但壞死的細胞會引起機體的炎癥反應 典例 下列有關細胞生理狀態的敘述 正確的是a 細胞壞死后 代謝停止 細胞癌變 則其代謝增強b 癌變細胞的形態結構發生變化 細胞膜上的粘連蛋白增加c 細胞分化既能使細胞數量增加 也能使細胞種類增加d 衰老的生物體中 所有的細胞都處于衰老狀態 標準解答 選a 個體衰老是機體細胞普遍衰老的結果 但不能說衰老的生物體中 所有細胞都處于衰老狀態 d項錯誤 癌細胞細胞膜上的粘連蛋白減少 細胞間的黏著性降低 易發生擴散和轉移 b項錯誤 細胞分化不能使細胞數量增加 只能使細胞種類增加 c項錯誤 典例 下列有關細胞衰老 凋亡 壞死和癌變的說法中正確的是a 細胞內酶活性增高是導致細胞趨向衰老的主要原因b 細胞凋亡與極端的物理 化學等因素關系十分密切c 細胞凋亡和壞死時釋放的細胞內容物都會傷害周圍細胞d 各種致癌因子可改變正常細胞的遺傳物質進而誘發癌變 常見錯誤 錯選b項 錯因分析 錯選b項的原因主要有兩點 1 混淆了細胞凋亡與壞死 錯誤地認為極端的物理 化學等因素會引起細胞凋亡 因而細胞凋亡與極端的物理 化學等因素關系十分密切 忽略了細胞凋亡與壞死的區別 細胞凋亡是由死亡信號誘發的受調節的細胞死亡過程 是細胞生理性死亡的普遍形式 細胞壞死是因病理而產生的被動死亡 如物理性或化學性的損害因子及缺氧與營養不良等均導致細胞壞死 2 忽視了選項中的關鍵信息 本選項的關鍵信息是 極端 極端的物理 化學等因素 比較強烈的有害刺激或細胞內環境的嚴重紊亂 這極易導致細胞非正常死亡 也就是細胞壞死 正確解答 選d 1 細胞衰老是一種正常的生命現象 人的細胞在衰老過程中不會出現的變化是 a 細胞內有些酶的活性降低b 細胞內色素減少c 細胞內水分減少d 細胞內呼吸速率減慢 解析 選b 衰老細胞的表現有 酶活性降低 呼吸速率變慢 線粒體減少 體積變大 細胞核體積變大 細胞內水分減少 細胞膜通透性改變 細胞內色素增多 而不是細胞內色素減少 2 動物細胞的細胞質中有一種與細胞衰老有關的復合體結構 其組成物質全部是由基因控制合成的 其中的一些物質是由線粒體dna控制合成的 由這種復合體變化引起的細胞衰老 a 只受細胞核控制b 只受細胞質控制c 受細胞核和細胞質共同控制d 不受細胞核和細胞質控制 解析 選c 這種復合體結構是由細胞核dna和線粒體dna共同控制產生的 故其引起的細胞衰老是由細胞核和細胞質共同控制的 3 研究表明 細胞的壽命與其分裂次數有關 分裂次數越多的細胞 表明其壽命越長 離體培養胎兒的纖維細胞可分裂50次 成人纖維細胞離體培養則分裂20次 說明細胞衰老的決定因素是 a 環境因素b 自身因素c 外界因素d 營養因素 解析 選b 上述對照實驗對細胞的培養條件 處理等都是相同的 只是細胞的來源不同 所以分裂次數的多少與材料 細胞 本身有關 即細胞衰老的決定因素是細胞自身 4 細胞防止自身無節制分裂導致生成癌細胞有兩種方式 細胞凋亡和細胞衰老 德國研究人員近日宣布 他們在動物實驗中發現 細胞凋亡和細胞衰老之間存在關聯 這一發現可能對癌癥治療具有重要意義 下列有關衰老和凋亡的說法錯誤的是 a 可以采用引起細胞衰老和細胞凋亡的藥物來治療癌癥b 總體上看 衰老的個體內細胞普遍衰老c 細胞正常的衰老和凋亡對人體都有積極意義d 只要控制了細胞的衰老和凋亡就能克制癌癥 解析 選d 多細胞生物衰老個體體內細胞普遍衰老 凋亡是由基因控制的編程性細胞死亡 對人體有積極意義 控制細胞衰老和凋亡與能否克制癌癥之間沒有必然的聯系 5 下列有關細胞凋亡的說法 正確的是 細胞凋亡受基因調控 嬰兒體內沒有凋亡的細胞 細胞凋亡是在不利環境因素影響下形成的 感染病毒的細胞的清除也屬于細胞凋亡a b c d 解析 選d 細胞凋亡是由基因決定的正常性死亡 是細胞發育過程中的必然步驟 不同于病變或傷害導致的死亡 6 科學家從正常生活狀態的不同年齡階段的三個小白鼠的體內分離出相同部位相同大小的骨骼肌三塊 分別標號為a b c 然后測定這三塊骨骼肌釋放co2的量 其比為1 3 1 2 1 據此分析 1 年齡最大的是 其co2的釋放量不同 可能是細胞內 細胞器 的功能減弱所致 2 三塊骨骼肌細胞內 酶活性最強的是 物質交換能力最差的是 3 三塊骨骼肌內 代謝廢物沉積最多的是 解析 衰老的細胞內呼吸速率減慢 釋放的co2量減少 由此可以判定年齡最大的為c 由于細胞內需氧呼吸釋放co2的場所是線粒體 因此細胞內線粒體的功能有所下降 衰老的細胞內酶的活性降低 細胞膜的通透性改變 物質運輸能力降低 細胞內色素的積累增多 阻礙了細胞內物質的交流和信息的傳遞 使細胞內積累的廢物增多 由此可斷定 三塊骨骼肌細胞內 酶活性最強的是年齡最小的 物質交換能力最差的和代謝廢物積累最多的都是年齡最大的 答案 1 c線粒體 2 ac 3 c 7 細胞一般都要經歷分裂 分化 衰老 凋亡幾個階段 試對以下幾種生物現象分類并寫出理由 老年人皮膚表面的 老年斑 壁虎的尾斷裂后再長出 蝌蚪尾的消失 皮屑的產生 造血干細胞產生紅細胞 頭發變白 1 屬于細胞分化的有 原因是 2 屬于細胞衰老的有 原因是 3 屬于細胞凋亡的有 原因是 解析 細胞分化是相同細胞的后代在形態 結構 功能上發生穩定性差異的現象 紅細胞是由造血干細胞分化產生的 細胞衰老有各種表現 如酶活性降低等 頭發變白便是酶活性降低 生成黑色素過少所致 而 老年斑 的形成則是由于細胞內的色素隨細胞衰老而積累所導致的 細胞凋亡是一種編程性細胞死亡 是正常的生理現象 蝌蚪尾的消失 皮屑的產生都是細胞凋亡現象 壁虎的尾斷裂后再長出為再生 通過細胞分裂和細胞分化而完成 答案 1 尾是器官 由不同組織構成 紅細胞具有與其他細胞不同的形態 結構 功能 2 細胞衰老 色素積累而產生 毛發細胞酶活性降低 合成黑色素減少 3 編程性細胞死亡所致 一 選擇題 共12小題 每小題5分 共60分 1 iaps是一種控制細胞凋亡的蛋白質 其作用原理是與細胞凋亡酶結合從而達到細胞凋亡的目的 iaps的核心是ring區域 如果人為去掉該區域 則能有效地促進更多的細胞凋亡 下列相關說法中 錯誤的是 a ring區域的功能最可能是抑制細胞凋亡b 如果去掉癌細胞中的ring區域 則可以有效促進癌細胞的凋亡c iaps的作用與細胞凋亡酶一樣是促進細胞凋亡d 細胞凋亡是由基因決定的細胞程序性死亡 解析 選c 由題干 iaps與細胞凋亡酶結合從而達到細胞凋亡的目的 知 iaps不能單獨促進細胞凋亡 只有和細胞凋亡酶結合才能促進細胞凋亡 故c項錯誤 2 美國科學家因發現了位于染色體末端的端粒和端粒酶保護染色體的機理而獲得了諾貝爾獎 端粒酶活性降低 染色體皺縮 會加快細胞衰老進程 這一機理的發現對于進一步了解人類細胞衰老的過程有重要意義 下列相關描述正確的是 a 衰老細胞不再合成蛋白質b 衰老細胞的細胞核體積增大c 衰老細胞的線粒體變小 從而降低了細胞呼吸速率d 單細胞生物體的細胞衰老與個體衰老是不同步的 解析 選b 衰老細胞的細胞核體積增大 核膜內折 染色質固縮 衰老細胞的線粒體數量變少從而降低了細胞的呼吸速率 細胞在衰老過程中只是新陳代謝速率逐漸下降 因此在衰老過程中還是會出現蛋白質的合成 單細胞生物細胞衰老和個體衰老是同步的 3 衰老與凋亡都是細胞生命歷程中的重要階段 那么二者關系如何 a 衰老的細胞可能要凋亡b 凋亡的細胞必是已衰老的細胞c 細胞衰老對生物體有利 細胞凋亡對生物體不利d 細胞衰老對生物體不利 細胞凋亡對生物體有利 解析 選a 細胞衰老和細胞凋亡都是受細胞自身控制的重要過程 細胞衰老有利于細胞更新 而細胞更新是通過細胞凋亡和細胞分裂實現的 所以 衰老的細胞將要凋亡 通過細胞凋亡還可以清除多余的細胞 癌細胞及被病原微生物侵染的細胞 故細胞衰老和凋亡對生物體都是有利的 4 關于細胞衰老和凋亡的描述不正確的是 a 人體所有細胞都要經歷衰老和凋亡b 細胞正常的衰老和凋亡對人體都有積極意義c 兒童早衰是細胞過早衰老引起的疾病d 癌變是細胞凋亡不足引起的疾病 解析 選a a項 生物體細胞一般都要隨生物體的衰老而衰老 但不一定要凋亡 b項 細胞的衰老和凋亡有利于細胞的更新等 c項 由于細胞過早的衰老 導致兒童整個機體的衰老 d項 癌細胞是不死的細胞 是細胞凋亡不足引起的 5 凋亡素是人體內固有的天然蛋白 將凋亡素注入癌癥患者體內 可使癌細胞凋亡 控制腫瘤 將凋亡素注入發育正常的蝌蚪體內 能加速尾部的消失 下列說法正確的是 a 凋亡素能激活細胞死亡基因 特異性殺死癌細胞b 凋亡素能加快癌細胞的分裂和分化c 蝌蚪尾部的自溶現象是細胞正常凋亡的具體體現d 蝌蚪發育過程中凋亡素能使其細胞的產生和凋亡始終保持動態平衡 解析 選c 由題意 將凋亡素注入癌癥患者體內 可使癌細胞凋亡 控制腫瘤 將凋亡素注入發育正常的蝌蚪體內 能加速尾部的消失 可知 凋亡素不具有特異性 從 將凋亡素注入癌癥患者體內 可使癌細胞凋亡 控制腫瘤 推斷凋亡素能抑制癌細胞的分裂 蝌蚪在發育過程中 尾部的自溶現象 尾消失 為細胞凋亡提供了有力的直接證據 將凋亡素注入發育正常的蝌蚪體內 能加快蝌蚪尾部細胞的凋亡 加速尾部的消失 因此蝌蚪發育過程中凋亡素不能使其細胞的產生和凋亡始終保持動態平衡 6 下列關于細胞衰老和凋亡的敘述正確的是 a 衰老的生物體中 細胞都處于衰老狀態b 細胞衰老不受遺傳物質的控制c 細胞凋亡是受細胞內遺傳物質控制的d 細胞死亡是細胞凋亡的同義詞 解析 選c 細胞衰老和細胞凋亡都是由遺傳物質控制的 細胞凋亡是編程性細胞死亡 而細胞死亡可以是在種種不利因素的影響下 由于細胞正常代謝活動受損或中斷引起的死亡 所以細胞死亡和細胞凋亡并不是一回事 7 莫斯科國立大學物理化學生物學研究所所長斯庫拉喬夫院士和英國劍橋大學的遺傳學家格雷教授研發出了一種 能量強大的抗氧化劑 這個被命名為 斯庫拉喬夫因子 的氧化劑據說可以真正阻止人的衰老 下列關于細胞衰老的特征和意義說法正確的是 a 衰老細胞內的酶活性降低 但線粒體的數量增加b 衰老細胞的細胞核體積變小 核膜內折c 衰老細胞的新陳代謝速率下降d 若能使細胞內的物質氧化停止 細胞將不再衰老 解析 選c 衰老細胞內的酶活性降低 線粒體的數量減少 細胞核體積變大 核膜內折 新陳代謝速率下降 若細胞內的物質氧化停止 細胞代謝就會停止 細胞會死亡 8 陽光和煦的春天 花開花謝 其中花謝體現了細胞的什么生理過程 a 細胞的衰老b 細胞的凋亡c 細胞的增殖d 細胞的癌變 解析 選b 花謝是細胞凋亡的結果 是細胞自動結束生命的生理過程 衰老也是細胞的一種生理過程 但尚未死亡 不會造成花謝 9 目前 科學家對一些 長壽村 的村民進行了一項關于長壽原因的調查 有關描述正確的是 a 人的長壽與人體細胞的壽命無關b 細胞的衰老是一種正常現象 與環境無關c 可以預見 最終的結論是長壽與環境有關d 長壽村 的人體內存在很少的衰老細胞 解析 選c 多細胞生物體 細胞的衰老并不一定意味著個體的衰老 但個體的衰老說明大多數細胞都已衰老 長壽村 人共同的長壽特點應該與他們共同的生活環境有關 長壽村 的人壽命雖長 但體內細胞同樣存在正常衰老及凋亡的細胞 這對生物體有積極意義 10 下列各項敘述中 正確的是 癌細胞是能連續分裂的細胞 細胞突變可引起癌變 生物體內的細胞衰老 意味著個體進入了衰老階段 細胞凋亡受到由遺傳機制決定的程序性調控 也稱編程性細胞死亡 在成熟的生物體中 細胞的自然更新也是通過細胞凋亡完成的a b c d 解析 選d 癌細胞最重要的特點是無限增殖 連續分裂 人體或動物體的癌細胞都是由正常細胞突變后而形成的 個別細胞的衰老并不意味著個體的衰老 大多數細胞衰老 個體才表現衰老 細胞凋亡由基因決定 是編程性細胞死亡 細胞的自然更新是通過細胞凋亡和細胞分裂完成的 11 如圖為人體早期胚胎細胞所經歷的生長發育階段示意圖 圖中 為各個時期的細胞 a c表示細胞所進行的生理過程 據圖分析 下列說法正確的是 a a過程表示細胞的生長 在此過程中細胞與外界環境的物質交換能力降低b 均來源于早期胚胎細胞的有絲分裂 因此它們的遺傳物質相同 基因表達的結果也將相同c 若 已失去分裂能力 其細胞核內的dna含量一般不再發生變化d 人在胚胎發育后期尾的消失是由于尾部細胞衰老壞死實現的 解析 選c 由題圖可知 a b c分別表示細胞的生長 增殖和分化過程 a過程表示的是細胞生長 在此過程中細胞與外界環境進行物質交換的能力增強 來自同一細胞的有絲分裂 其遺傳物質相同 但它們的分化方向不同 因此基因表達的結果并不相同 若細胞不再分裂 則其核內dna含量一般不再變化 人胚胎發育后期尾的消失是由于尾部細胞凋亡造成的 12 檢測某一植物組織細胞 發現分解有機物緩慢 酶的催化效率極低 則該細胞正在 a 分化b 分裂c 衰老d 癌變 解析 選c 據題意可知 有機物分解緩慢 說明細胞呼吸變慢 酶的催化效率極低 則表明細胞已經衰老 二 非選擇題 共2小題 共40分 13 15分 如圖為細胞重要的生命活動圖解 請據圖回答下列問題 1 a b c d四個過程中 染色體動態變化主要發生在 2 細胞增殖的主要方式是 3 李白有詩云 君不見高堂明鏡悲白發 朝如青絲暮成雪 導致這種變化的主要原因是 4 細胞凋亡是由于受到嚴格的遺傳機制決定的程序性調控 所以也稱為 當hiv 一