细胞的分化、癌变、衰老和凋亡【精讲精研+能力提升】 高考生物一轮复习（新教材新高考）

浙科版2019版总复习（必修一）第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第12课时细胞的分化、癌变、衰老和凋亡第四单元生命的历程(2)过程图解

考点一细胞的分化与细胞的全能性1.细胞分化(1)概念：细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程称为细胞分化。(3)实质：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（执行）情况不同(4)特点①普遍性：是生物界普遍存在的生命现象。②持久性：一般来说分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。③遗传物质不变性：分化后的细胞核内遗传物质不发生改变。④不可逆性：离体情况下可逆。（脱分化）(5)结果①分子水平的变化：mRNA种类不同→蛋白质种类不同。②细胞水平的变化：细胞形态、结构和生理功能的变化，逐渐失去分裂能力。③组织器官水平的变化：产生不同类型的细胞构成不同的组织和器官。（增加细胞的种类）(6)意义①是生物个体发育的基础。②使细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。细胞分化的不变和改变细胞分化核酸的种类会发生改变2．细胞的全能性受精卵是未分化，生殖细胞高度分化，两者全能性大的原因不一样植物组织培养：分化的组织细胞(植物)__________

新的植物体。愈伤组织3.动、植物细胞全能性的区别高度分化的植物组织细胞仍具有全能性；实验表明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。（高度分化的体细胞全能性受限制）脱分化和再分化离体培养条件下，植物细胞全能性的表达是通过细胞的脱分化和再分化实现的。①离体条件下已分化的细胞经过诱导失去特有的结构和功能，重新获得分裂能力称为脱分化。②脱分化的细胞不断分裂增殖，产生无组织结构、松散的薄壁细胞团，称为愈伤组织，愈伤组织细胞在一定条件下，可重新分化为各种类型的细胞进而形成芽或根等，再生出新的植株，这个过程称为再分化。1.植物细胞全能性的表达需要的条件(1)离体(必要条件)；(2)一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等)；(3)激素：其中生长素与细胞分裂素对植物细胞全能性的表达至关重要；(4)适宜的条件(适宜的温度、pH等)。2.区分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（管家基因）,其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，与细胞分化无关，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因、核糖体蛋白合成基因等不能证明细胞已经发生分化；只有在特定细胞中选择性表达的基因（奢侈基因），其产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如胰岛素基因、血红蛋白基因可以证明细胞发生了分化。核心归纳：(2)判断体细胞全能性的标志由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性。判断体细胞是否具有全能性的标志是看起点和终点，起点是“已分化的体细胞”，终点是发育成“个体”。胚胎干细胞发育为除部分胎盘以外的所有成体组织是否体现了全能性？例1.有关细胞全能性的叙述，正确的是A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性C.植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因发生了改变D.紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性B4．干细胞(1)概念：是一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞。(2)特点：①能够自我更新；②高度增殖；③多向分化。(3)主要类型（分化潜能不同）：①全能干细胞，如受精卵；②多能干细胞，如胚胎干细胞、造血干细胞（也能分化出造血系统以外的细胞）。例2.小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞，制备流程如图所示。下列叙述正确的是(

)A.为获得更多的囊胚，采用激素注

射促进雄鼠产生更多的精子B．细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同C．用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干

细胞D．胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行

培养D(1)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同(

)(2)断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化(

)(3)细胞分化不会改变遗传物质，故同一个体不同细胞中遗传物质数量一定相等(

)(4)克隆羊“多莉”的诞生证明了动物体细胞仍然具有全能性(

)(5)分化程度高的细胞其全能性一定低(

)(6)肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同(

)×√××××判断正误例3.如图是人体三种细胞内的a、b、c、d四个基因及它们的活动状态示意图，请思考：(1)上述基因属于管家基因(基因产物是维持细胞基本生命活动所必需)的是

，属于奢侈基因(基因产物赋予不同细胞特异性的生理功能)的是

。(2)这三种细胞是否包括红细胞？

。原因是

；细胞A、B分别是

和

。ab、c、d否这三种细胞中的“血红蛋白基因”均不能表达，故不包括红细胞胰岛β细胞垂体细胞(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？若用探针检测胰岛素基因的mRNA，其杂交带状况如何？A、B、C三类细胞中均含胰岛素基因，但该基因只有在A细胞中才能转录产生mRNA，故用胰岛素基因作探针，三类细胞均可形成杂交带，但用探针检测胰岛素基因的mRNA，则只有A细胞能产生杂交带。例4.有人取同种生物的不同类型细胞，检测其基因表达，结果如图。下列有关图示的分析正确的是A.若其中有一个控制核糖体蛋白质合成的基因，

则最有可能是基因5B.若其中有一个控制细胞呼吸酶的基因，则最可

能是基因7C.功能最为近似和差异最大的细胞分别是1与6、

5与7D.细胞分化使不同细胞中的RNA完全不同C例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)，下图为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D

考点二细胞的衰老、凋亡和癌变1.衰老细胞的结构和代谢产生异常(1)衰老的概念通常指生物个体发育成熟后，随着年龄的增加，机能减退，内环境稳定性下降，趋向死亡的不可逆的现象。（最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化）衰老和死亡是生命的基本现象，高等动物和人的肠道上皮细胞，每24~48h就更新一次；人红细胞的寿命为100~120天。(2)细胞衰老的特征①细胞膜的流动性降低。（膜脂氧化导致）（细胞膜通透性改变，物质运输功能降低）

②细胞质色素积累、空泡形成。（妨碍细胞内物质的交流和传递）（老年斑的原因）（水分流失，细胞质浓缩）③细胞核体积增大，染色加深，核膜内陷，染色体凝聚、碎裂、溶解。④DNA的功能受抑制，RNA含量降低。⑤蛋白质合成下降，多种酶的活性降低。（老年人白发的原因）⑥线粒体的数量随年龄增大而减少，体积则随年龄增大而变大。⑦呼吸变慢等。（呼吸酶活性降低，但与细胞衰老有关的酶的活性升高）核心归纳：巧记细胞衰老的特征衰老细胞的特征可用“低”“慢”“少”“大”“折”5字法概括，这5字的含义：(1)“低”是指多种酶的活性降低，细胞通透性降低。(2)“慢”是指细胞呼吸变慢。(3)“少”是指线粒体数量减少，水分减少。(4)“大”是指细胞核体积增大，线粒体体积增大。(5)“折”是指核膜不断向内折叠。(3)衰老的原因细胞衰老是各种细胞成分在受到内外环境的损伤作用后，因缺乏完善的修复，使遗传物质的“差错”积累

所致。高考命题材料自由基学说我们通常把异常活泼的带电分子或基团称为自由基。自由基含有未配对电子，表现出高度的反应活泼性。在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中很容易产生自由基。此外，辐射以及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基。例如，水在电离辐射下便会产生自由基。

自由基产生后，即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。最为严重的是，当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，产物同样是自由基。这些新产生的自由基又会去攻击别的分子，由此引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大。此外，自由基还会攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老。端粒学说

每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA一蛋白质复合体，称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。例6.(2018·浙江11月选考，5)人体细胞凋亡和衰老是细胞生命活动的必然规律。下列叙述正确的是A.细胞凋亡仅发生在衰老细胞中B.细胞凋亡由机械损伤引发C.衰老细胞中所有酶的活性降低D.衰老细胞的需氧呼吸变慢D例6.(2018·宁波期末)下列关于人体衰老与细胞衰老关系的叙述，正确的是A.正在衰老的个体，体内没有幼嫩的细胞B.处于青春期的年轻人，体内没有衰老的细胞C.总体上看，个体的衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程D.对于单细胞生物来说，个体的衰老不等同于细胞的衰老C2．衰老细胞的死亡受基因的调控(1)细胞凋亡的概念由某种基因引发的，严格受基因调控的死亡，是细胞发育过程中的必然步骤。(2)细胞凋亡的特征①染色质聚集、分块、位于核膜上。②胞质凝缩。③DNA被有规律地降解为大小不同的片段，最后核断裂，细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体。④凋亡小体被邻近细胞吞噬、消化。（因始终有膜的封闭，没有内含物释放，故不会引起炎症）(3)细胞凋亡的实例蝌蚪尾和鳃的消失，人神经细胞数量的调整，植物胚发育过程中胚柄的退化、单性植物中花器官的退化、植物体内通气组织的形成，被病原体感染细胞的清除。核心归纳：细胞坏死与细胞凋亡的辨析(1)细胞坏死是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡，不利于个体的生长发育。(2)细胞凋亡是由遗传物质所决定的细胞自动结束生命的过程，有利于个体生长发育。(同时也受环境因素的影响—诱导)例7．（2022.5温州模拟）下列现象与细胞凋亡无关的是A．缺氧性脑死亡

B．蝌蚪尾消失发育成青蛙C．早期癌细胞的清除

D．肠道上皮细胞的脱落A3．细胞的癌变(1)癌细胞的特点

①具有无限增殖的能力。（原癌基因和抑癌基因突变）

②能在体内转移。（粘连蛋白很少或缺失，易于从肿瘤上脱落，许多癌细胞具有变形运动能力，容易在组织间转移。）③核形态不一，并可出现巨核、双核或多核现象（DNA含量较其他细胞多）。④代谢旺盛，蛋白质合成及分解代谢都增强，但合成代谢超过分解代谢。⑤线粒体功能障碍，即使在氧供应充分的条件下也主要依靠糖酵解途径获取能量。⑥体外培养时无接触抑制现象。(2)细胞癌变的机理①癌变的内因：癌变的发生往往与原癌基因的激活和抑癌基因功能的丧失有关。②癌变的外因：称为致癌因子。

③致癌因子与癌症的发生煤焦油、苯、砷、黄曲霉素癌变是细胞异常分化的结果（3）.癌症的预防和治疗(1)预防：远离烟草，养成健康的饮食习惯，少食肥肉和油炸食品，多吃水果、蔬菜和谷物。另外还要尽量避免接触各种物理的、化学的和病毒的致癌因素。保持乐观的生活态度有利于预防癌症的发生。(2)治疗①早期诊断、病理切片显微观察、CT、核磁共振、癌基因检测等。②早期治疗常用手段包括手术切除、化疗、放疗等。目前常用的抗癌剂包括细胞分裂抑制剂、细胞增殖蛋白合成抑制剂等。例8.(2018·浙江4月选考)下列关于细胞癌变与癌细胞的叙述，正确的是A.癌细胞的分裂失去控制，但其增殖是有限的B.癌细胞表面粘连蛋白的增加，使其易扩散转移C