2020赢在微点生物一轮复习_人教版_第四单元 细胞的生命历程 _4-1(66张) (2)

第03讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变

考点一细胞的分化与细胞的全能性

1．细胞的分化

(1)概念：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。

(2)特点：普遍性、持久性、稳定性和不可逆性。

(3)意义：①细胞分化是生物个体发育的基础。

②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。

(4)实质：在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达，转录出不同的mRNA，控制合成不同的蛋白质。

2．细胞的全能性

(1)概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。

(2)分析下列实例所依据的原理(连线)

①组织培养植物个体a．细胞核具有全能性

②克隆羊“多利”b．细胞增殖分化

③干细胞c．细胞具有全能性

答案①—c②—a③—b

3．干细胞

(1)概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。

(2)类型及功能

①胚胎干细胞：可以分化成各种组织和器官。

②成体干细胞：可以分化成具特定功能细胞的能力。

拓展提升造血干细胞

造血干细胞是血液组织中的成体干细胞，具有长期自我更新的能力和分化成各类成熟血细胞的潜能，是体内各种血细胞的唯一来源，如可以分化成红细胞、各类白细胞以及血小板。它主要存在于骨髓、外周血、脐带血、胎盘组织中。在临床治疗中，骨髓移植就是利用造血干细胞的替换来治疗血液方面的疾病。

(必修1 P120“与社会的联系”改编)为什么可利用干细胞培养组织、器官来修复受到损伤的组织、器官？

答案因为干细胞具有分裂、分化的能力，可培养出组织或器官。

诊断辨析

(1)肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同。(×)

(2)胰岛B细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故可以产生胰岛素而不能产生抗体。(×)

(3)人体内所有活细胞均具有全能性。(×)

(4)分化程度高的细胞其全能性一定低。(×)

(5)克隆羊“多利”的诞生证明了动物体细胞仍然具有全能性。(×)

(6)玉米种子萌发长成新植株体现了植物细胞的全能性。(×)

提示误认为种子萌发成植株或干细胞分化成多种组织器官即实现了“全能性”

确认是否实现了全能性必须把握“起点”与“终点”，即起点为离体的已分化的细胞、组织或器官，终点为“完整个体”。种子为未来植株的幼体，它的萌发应属于正常发育，不是全能性表达；而干细胞形成的器官种类虽多，但并非“完整的个体”，故也未实现全能性。

热图解读

细胞中的基因可分为两类：一类是维持细胞基本生命活动的表达基因，称为管家基因；另一类是可以选择性表达的功能基因，

称为奢侈基因。下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，请思考：

(1)上述基因属于管家基因的是________，属于奢侈基因的是________(填字母)。

(2)这三种细胞“血红蛋白基因”均________表达，说明这三种细胞不包括________；A细胞可产生“胰岛素”，应为________细胞；B细胞可产生“生长激素”，应为________细胞。

(3)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA 分子，则其杂交带状况如何？若将探针改作检测胰岛素基因的mRNA，其杂交带状况如何？

提示(1)a b、c、d

(2)不能红细胞胰岛B垂体

(3)A、B、C三类细胞中均含胰岛素基因，故用胰岛素基因作探针，三类细胞均可形成杂交带，但该基因只有在A细胞中才能转录产生mRNA，改为检测胰岛素基因的mRNA，则只有A细胞能产生杂交带。

【真题考情】(2018·天津高考节选)用同型半胱氨酸处理体外培养的小鼠成熟分化型VSMC后，其细胞分化相关指标的变

化如表所示。

由此推断，同型半胱氨酸导致VSMC分化程度________(升高/降低)，功能紊乱。

教材命题

本题考查对必修1 P117～P118细胞分化内容的理解，是对考生的探究能力和思维能力的考查。

微解导思细胞的分化程度越高，增殖能力越弱(强/弱)，

从表格中分析，未处理组的细胞相对增殖能力弱，则其分化程度高(低/高)，而用同型半胱氨酸处理后，细胞的增殖能力变强，且与未处理组相比，处理组细胞形态为椭圆形，接近于未分化(分化/未分化)形态，故可推测处理组细胞的分化程度低(低/高)，即同型半胱氨酸可导致VSMC分化程度降低(降低/升高)。

答案降低

考向一细胞分化的特点及实质

1．(2019·青浦模拟)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()

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是细胞分化

D．甲、丁、戊中的蛋白质完全不相同

解析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，A项错误，C项正确；有丝分裂过程中染色体复制一次，细胞分裂一次，形成的子细胞染色体组成均与母细胞相同，所以乙和丙染色体组成相同，B项错误；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项错误。

答案 C

2．下表表示人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况：

下列有关说法不正确的是()

A．甲基因可能是控制血红蛋白合成的基因

B．丁基因可能是控制呼吸酶合成的基因

C．三种细胞不同的根本原因是细胞中遗传信息不同

D．三种细胞都有甲、乙、丙、丁四种基因的根本原因是人体细胞都来源于同一个受精卵

解析三种细胞都含有甲、乙、丙、丁四种基因，说明三种细胞遗传信息相同，所以C项错误；甲、乙、丙基因分别只在幼嫩红细胞、眼晶状体细胞、神经细胞中选择性表达，丁基因在三种细胞中都可以表达。说明三种细胞功能不同，同时也存在着共同的生理过程，而它们的共同生理过程有可能就是细胞呼吸。

答案 C

考向二细胞全能性及干细胞研究

3.(2019·山东师大附中模拟)科学家将4个关键基因移植入已分化的肌肉细胞中并表达，使这个细胞成为多能干细胞(iPS细胞)。下图为该实验示意图。下列有关叙述正确的是()

A．应用该技术可提高器官移植的成功率

B．iPS细胞所带遗传信息与肌肉细胞相同

C．关键基因表达使细胞功能趋向专门化，降低了细胞的分化程度

D．图示过程体现了iPS细胞的全能性

解析诱导iPS细胞分化成所需器官后进行自体移植，避免发生免疫排斥反应，能提高器官移植的成功率，A项正确；往肌肉细胞中移入4个关键基因，关键基因表达可使肌肉细胞成为iPS细胞，故iPS细胞所带遗传信息与肌肉细胞不完全相同，B 项错误；关键基因表达使高度分化的细胞成为干细胞，降低了细胞的分化程度，C项错误；图示过程中iPS细胞只是分化形成各种细胞，没有形成个体，故没有体现iPS细胞的全能性，D项错误。

答案 A

4．(2019·广东华南综测二)下图表示人体造血干细胞在离体条件下，经诱导形成神经细胞和肝细胞的过程。下列有关叙述正确的是()

A．该图说明造血干细胞具有全能性

B．图中各细胞的遗传信息的执行情况相同

C．①过程可发生遗传信息从DNA到DNA的传递

D．②过程的实质是基因数量的变化

解析细胞的全能性指已经分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能，图示内容仅得到肝细胞和神经细胞，没有得到个体，因而不能体现细胞的全能性，A项错误；细胞分化的实质是细胞内基因的选择性表达，B项错误；①过程是细胞增殖，可发生遗传信息从DNA到DNA的传递，C项正确；②过程是细胞分化，实质是基因的选择性表达，其基因种类和数量不变，但细胞中mRNA和蛋白质种类和数量会发生变化，D项错误。

答案 C

细胞分化与全能性的标志

1．细胞分化的标志

在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无关，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等不能证明细胞发生分化；只有在特定细

胞中选择性表达的基因控制细胞分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因表达可以证明细胞发生了分化。

2．判断细胞全能性的标志

判断体细胞是否具有全能性的标志是看起点、终点

???

起点——离体的细胞、组织或器官终点——完整个体

由种子发育成个体不能证明体细胞的全能性；由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性。

考点二 细胞衰老、凋亡和癌变

1．细胞的衰老

(1)个体衰老与细胞衰老的关系 ①单细胞生物的细胞衰老或死亡是(填“是”或“不是”)个体的衰老或死亡。 ②多细胞生物个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。

(2)细胞衰老的特征

①代谢的变化

②细胞核的变化

(3)细胞衰老的原因

①外因：自由基学说，细胞代谢产生的自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。

②内因：端粒学说。

2．细胞凋亡

(1)概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。

(2)实质：基因控制的细胞编程性死亡。

(3)类型

①个体发育中细胞编程性死亡。

②成熟个体细胞的自然更新。

③被病原体感染的细胞的清除。

3．细胞凋亡的意义

(1)保证多细胞生物体完成正常发育。

(2)维持内部环境的稳定。

(3)抵御外界各种因素的干扰。

4．细胞的癌变

(1)癌细胞的特征

(2)细胞癌变的原因

①内因：原癌基因和抑癌基因发生突变。

②外因：致癌因子的类型与实例(连线)

(3)原癌基因与抑癌基因的作用

①原癌基因：主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。

②抑癌基因：主要是阻止细胞不正常的增殖。

诊断辨析

(1)生物体内的癌变细胞内才具有原癌基因，正常细胞内都具有抑癌基因。(×)

提示误认为只有癌细胞内才有原癌基因与抑癌基因，且只

要有一个基因突变即可引发细胞癌变

人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因——原癌基因和抑癌基因。环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生基因突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。

(2)衰老细胞内酶活性均下降，代谢减缓。(×)

提示并非衰老的细胞内所有的酶活性都降低，如与细胞衰老有关的酶在衰老的细胞中活性会升高。

(3)细胞的衰老、凋亡都是基因控制的细胞行为，与基因的选择性表达有关，其遗传物质不变。(√)

(4)效应T细胞裂解含有病毒的组织细胞的过程属于细胞凋亡。(√)

(5)衰老细胞由于水分减少而导致细胞核体积变小。(×)

(6)癌细胞存在接触抑制现象。(×)

热图解读

据下面细胞分裂、分化、衰老及凋亡等图形信息，分析以下问题：

(1)经过a、b过程，一个细胞分成两个细胞，这是

____________。

(2)c过程中细胞在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异，这叫细胞的分化。细胞分化的结果是产生了不同的细胞和组织，________分别属于不同的细胞。

(3)d、f过程分别为细胞的________________，经过e过程，已分化细胞变为恶性增殖细胞，此为________过程。

提示(1)细胞的分裂(2)④⑤⑥⑦(3)衰老与凋亡癌变

【真题考情】(2018·全国卷Ⅱ)在致癌因子的作用下，正常动物细胞可转变为癌细胞。有关癌细胞特点的叙述错误的是()

A．细胞中可能发生单一基因突变，细胞间黏着性增加

B．细胞中可能发生多个基因突变，细胞的形态发生变化

C．细胞中的染色体可能受到损伤，细胞的增殖失去控制

D．细胞中遗传物质可能受到损伤，细胞表面的糖蛋白减少

教材命题

本题考查必修1 P125～P127有关癌变的知识，命题选材显示了今后命题趋势：高考命题以教材为依托，教材中的问题探讨、相关信息、旁栏思考、技能训练、思考与讨论、与社会的联系和课后练习等部分呈现的内容都会成为命题素材。

微解导思致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌

基因和抑癌基因发生突变，导致细胞的生长和分裂失控，所以癌症的发生并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所有特征，例如，癌细胞膜

上糖蛋白等物质减少，使癌细胞之间黏着性降低，容易在体内分散和转移，癌细胞的形态结构发生显著变化，使癌变的细胞多数变成球形等。

答案 A

考向有关细胞生命历程的综合考查

1.下图是动物细胞凋亡及清除示意图。据图分析，下列叙述正确的是()

A．细胞凋亡过程中没有新蛋白质合成

B．①过程体现了生物膜的信息交流功能

C．②过程表明细胞凋亡是细胞被动死亡过程

D．凋亡相关基因是凋亡信号引起基因突变产生的

解析细胞凋亡过程中存在凋亡基因控制合成新蛋白质的过程，A项错误；①过程表示凋亡诱导因子与将要凋亡的细胞膜上受体特异性结合，形成凋亡信号，体现了生物膜的信息交流功能，B项正确；细胞凋亡是基因

决定的细胞主动死亡过程，C项错误；凋亡基因是生物体固有的，并非个体基因突变产生的，D项错误。

答案 B

2．细胞凋亡又称细胞编程性死亡，其大致过程如下图所示。

有关叙述不正确的是()

A．细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死亡过程

B．细胞凋亡过程中以小泡形式形成凋亡小体，需要消耗能量

C．细胞凋亡发生过程中，细胞内容物不释放出来

D．细胞凋亡过程中有新蛋白质合成，体现了基因的选择性表达

解析细胞凋亡是由基因调控的细胞自动结束生命的过程。

答案 A

3．最新研究表明，决定细胞“命运”的内因是基因的选择性表达，而外因则取决于细胞对细胞外信号的特异性结合所进行的程序性反应，下图为部分信号决定细胞“命运”的示意图，图中字母分别代表不同的胞外信号，则下列有关细胞外信号的说法正确的是()

A．只要有胞外信号d和e，细胞就一定会进行分裂

B．对于癌细胞而言，细胞外信号a～e可能会持续起作用

C．只有细胞外信号f和g能诱导细胞内的基因选择性表达

D．由于细胞凋亡无胞外信号作用，可证明细胞凋亡与基因无关

解析由图可知，细胞分裂需要的信号组合为a、b、c、d 和e，缺一不可，A项错误；与细胞存活相比，当信号d和e存在时，与细胞分裂有关的基因可以表达，这也属于基因选择性表达的范畴，C项错误；图中只给出了决定细胞“命运”的部分信号，根据教材知识可知，细胞凋亡又称细胞编程性死亡，该过程受遗传物质(基因)控制，D项错误。

答案 B

1．答题术语填空

(1)细胞分化的实质是__________________。

(2)癌细胞的主要特征有______________________。

(3)原癌基因的主要功能是_________________________。

答案(1)基因的选择性表达

(2)无限增殖、形态结构改变、易于扩散和转移

(3)调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程

2．(2019·武汉联考)甲胎蛋白(AFP)主要来自胚胎的肝细胞，其在胎儿血浆中的含量在妊娠30周时达到最高峰，以后逐渐下降，胎儿出生后周岁时接近成人水平。肝细胞发生癌变时，AFP 含量会持续性异常升高。下列相关叙述，错误的是() A．成年人血液中的AFP含量一般要多于刚出生的胎儿

B．AFP在加工和运输过程中需要内质网、高尔基体和线粒体参与

C．肝细胞癌变后，其细胞膜表面的糖蛋白减少

D．细胞癌变后，细胞内的凋亡基因不易表达

解析根据题干信息分析，甲胎蛋白(AFP)主要来自胚胎的肝细胞，其在胎儿血浆中的含量在妊娠30周时达到最高峰，以后逐渐下降，胎儿出生后周岁时接近成人水平，说明刚出生的胎儿的血液中的AFP含量高于成年人，A项错误；甲胎蛋白(AFP)在核糖体合成后需要先后经过内质网和高尔基体的加工和转运，还需要线粒体供能，B项正确；癌细胞表面的糖蛋白减少，所以容易扩散和转移，C项正确；细胞癌变后，细胞内的凋亡基因不易表达，所以癌细胞会无限增殖，D项正确。

答案 A

3．取同一生物个体的不同类型细胞，检测其染色体上部分基因的表达情况，结果如图所示。下列分析不正确的是()

A．此图能够体现细胞分化的实质

B．基因3可能控制ATP水解酶的合成

C．细胞a～g中生理功能最为相似的可能是细胞b和细胞e D．一般来说，a～g各个细胞中所含基因的种类相同

解析题图显示，同一个体的不同类型细胞中基因表达的情

况有差异，说明基因在不同细胞中选择性表达，体现了细胞分化的实质，A项正确；一般情况下，活细胞中都会发生ATP的水解，即控制ATP水解酶合成的基因都需要表达，由此推测基因2可能控制ATP水解酶的合成，B项错误；分析题图可知，细胞b和细胞e内基因的表达情况相同，所以二者的生理功能可能最为相似，C项正确；一般来说，同一个体的不同细胞中所含遗传物质相同，只是基因表达的情况不同而已，D项正确。

答案 B

4．(2019·佛山模拟)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()

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

解析细胞凋亡的速率与其功能有关，白细胞能吞噬进入人体的病原体，并激活细胞自噬机制，凋亡速度快，A项正确；癌细胞的无限增殖是由原癌基因与抑癌基因的突变引起的，B项错误；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项正确；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项正确。

答案 B

5．(2019·常德期末)“细胞凋亡转向”假说认为，在生物体内，增殖失控的细胞大部分会发生凋亡并被免疫系统清除，极少数增殖失控的细胞在致癌条件下发展成为癌细胞。下列叙述正确的是()

A．细胞在癌变与凋亡的过程中表达的基因不完全相同

B．在细胞凋亡过程中，细胞内酶的活性均降低

C．致癌因子可诱导细胞中的正常基因突变成原癌基因

D．正常细胞的凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡

解析细胞癌变是原癌基因与抑癌基因突变的结果，细胞凋亡是细胞的编程性死亡，二者表达的基因不完全相同，A项正确；在细胞凋亡过程中，细胞内凋亡相关酶的活性升高，B项错误；正常细胞内本来就存在原癌基因，C项错误；正常细胞的凋亡是受环境影响的细胞编程性死亡，D项错误。

答案 A

6．分别用β-珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶(与细胞呼吸相关的酶)基因的片段为探针，与鸡的成红细胞、输卵管细胞和胰岛细胞中提取的总RNA进行分子杂交，结果见下表(注：“＋”表示阳性，“－”表示阴性)。下列叙述不正确的是()