高考生物 热点题型和提分秘籍 专题11 细胞的分化衰老凋亡和癌变解析版.docx

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高考生物热点题型和提分秘籍专题11细胞的分化衰老凋亡和癌变解析版

专题11细胞的分化、衰老、凋亡和癌变

【高频考点解读】

1.细胞的分化（Ⅱ）

2.细胞的全能性（Ⅱ）

3.细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系（Ⅱ）

4.癌细胞的主要特征及防治（Ⅱ）

【热点题型】

题型一细胞分化和细胞的全能性

例1、下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是（　　）

A．玉米种子萌发长成新植株

B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞

C．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株

D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株

【提分秘籍】

1.管家基因和奢侈基因

（1）管家基因指所有细胞均要表达的一类基因，其产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因。

（2）奢侈基因是指不同类型细胞特异性表达的基因，其产物赋予不同细胞特异的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。

（3）细胞分化实质：

基因的选择性表达：

奢侈基因表达的结果：

合成特定的蛋白质（细胞分化分子水平的标志，如血红蛋白合成意味着造血干细胞分化成红细胞）。

2．干细胞及其在医学上的应用

（1）概念：

干细胞是一类具有自我更新和分化发育潜能的原始细胞。

机体内的各种细胞、组织和器官都是由干细胞分化发育而来的。

（2）类型及相互关系

①类型：

干细胞分为3类：

全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。

②相互关系（以干细胞分化为红细胞为例）：

3.与细胞生命活动有关的图形解读

（1）①→②、①→④过程中，细胞在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异，这种变化叫做细胞分化。

细胞分化的结果是产生不同细胞、组织、器官，②④分别属于不同的组织。

（2）①→③过程为一个细胞形成两个细胞，这是细胞的分裂。

③→⑤过程为细胞的体积由小变大，这是细胞的生长。

（3）①③⑤三个细胞群的细胞都具有分裂能力，具有共同的特征：

细胞壁薄、细胞质浓、细胞核大、液泡小或无。

【举一反三】

日本科学家山中伸弥的研究团队报告，证实皮肤细胞经过“基因直接重组”后可以转化成为具有胚胎干细胞特性的细胞。

他们所使用的方法都是利用病毒将四个基因送入皮肤细胞，促使普通的皮肤细胞重新发生分化，最后成为带有胚胎干细胞性质的细胞，称为诱导式多功能干细胞。

这项科学发现被美国《时代》周刊评为2007年十大科学发现之首，并且获得了2012年诺贝尔生理学或医学奖。

山中伸弥的科学成果示意图如下，下列相关叙述正确的是（　　）

A．过程b是诱导式多功能干细胞的形态、结构和遗传物质发生稳定性差异的过程

B．与皮肤细胞相比，经过程a形成的诱导式多功能干细胞的全能性较低

C．山中伸弥的这一科学发现纠正了动物细胞分化是“不可逆转”的观点

D．上述细胞中具有细胞周期的是诱导式多功能干细胞和神经细胞

【热点题型】

题型二细胞的衰老、凋亡和癌变

例2、细胞衰老和凋亡对维持个体的正常生长发育及生命活动具有重要意义。

下列叙述错误的是（　　）

A．细胞普遍衰老会导致个体衰老

B．效应T细胞可诱导靶细胞发生凋亡

C．细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡

D．衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录

【提分秘籍】细胞癌变的机理

（1）内因：

原癌基因和抑癌基因

①原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因，在细胞分裂过程中它负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；而抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。

②抑癌基因和原癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用。

③癌变是由原癌基因和抑癌基因发生突变，导致细胞异常分裂，对这种异常分裂机体又无法阻止而造成的。

（2）外因

①物理因素：

紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA。

②化学因素：

亚硝酸、碱基类似物等能改变核酸的碱基。

③生物因素：

某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA。

【特别提醒】

（1）癌细胞是一种只分裂而不能分化或畸形分化的细胞。

（2）放疗、化疗都可杀死部分癌细胞，同时正常体细胞也受到损伤，对人体副作用很大。

早期癌症可以通过手术治疗，副作用较小。

【举一反三】

机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感，主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。

人白细胞介素18（IL18）能促进免疫细胞的增殖和分化，提高机体免疫功能。

某科研小组开展了“IL18对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用”的研究，方法如下：

选取若干实验小鼠，随机分成三组：

①组无辐射损伤；②组辐射损伤（60Co照射，下同）；③组先辐射损伤，1天后注射IL18。

14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养，在培养了0h、12h、24h、48h后，进行细胞凋亡检测，得到的细胞凋亡相对值如下表：

（1）选择脾细胞作为本实验材料，是因为脾脏是机体重要的________器官。

已知IL18是一种淋巴因子，淋巴因子与________都属于免疫活性物质。

（2）细胞凋亡是由遗传机制决定的________死亡。

从表中数据可知，细胞凋亡相对值越小，说明发生凋亡的脾细胞数目越________；从________（填组别）两组数据可知，IL18能够抑制脾细胞凋亡。

（3）科研小组还设置了第④组实验，方法是先注射IL18，3天后进行辐射损伤，14天后的实验操作同前三组。

与第③组相比，设置第④组的目的是_______________________________________________。

（4）在作物育种中，可用60Co放出的γ射线使作物发生基因突变，从中筛选出优良的变异类型，这种育种方法叫做________育种，其特点是_________________________________________（至少答出两点）。

【解析】

（1）脾脏是机体重要的免疫器官，含有免疫细胞；免疫活性物质除淋巴因子外，还有抗体和溶菌酶等。

（2）细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡。

表中细胞凋亡的相对值越小，表示发生凋亡的脾细胞数目越少。

①②比较说明核辐射损伤加速小鼠脾细胞的凋亡，②③比较则说明IL18能抑制核辐射损伤对小鼠脾细胞凋亡的影响。

（3）第④组实验与第③组实验的不同是先注射IL18再进行核辐射损伤处理，其目的是比较核辐射前注射IL18与核辐射后注射IL18对抑制脾细胞凋亡的影响。

（4）用γ射线照射诱发基因突变，人工筛选后获得所需要的优良品种，这属于诱变育种，依据的原理是基因突变，其优点是能提高变异的频率，大幅度改良某些性状，从而加速育种的进程；缺点为变异的方向是不定向的，且有利的个体不多，需大量处理实验材料。

【答案】

（1）免疫　抗体（或溶菌酶）　

（2）编程性（或程序性）　少　②③　（3）比较核辐射前后注射IL18对抑制脾细胞凋亡的影响　（4）诱变（或辐射）　提高变异频率，加速育种进程；变异不定向，盲目性大；优良变异类型少（答出两点即可）

【热点题型】

题型三细胞衰老、全能性及有关物质毒性检测的实验设计

例3、某医院病理室为确诊一患者的肿瘤是良性还是恶性，切取了一小块肿瘤组织进行培养。

请回答下列问题：

（1）培养之前，肿瘤组织必须先用________等处理成单个细胞。

（2）若开始培养时取一滴培养液观察有100个肿瘤细胞，经24小时培养后，取一滴稀释100倍后再取一滴（设三次的“一滴”等量）观察，发现有64个肿瘤细胞，此肿瘤的细胞周期约________小时。

（3）与正常细胞相比，在显微镜下看到明显增多的细胞器是________（填两项）。

（4）某科研单位研制出一种新型药物X，据说对此类肿瘤有良好的疗效，请你设计一个方案加以验证。

【提分秘籍】

1．细胞衰老内在因素的实验探究及分析

（1）实验过程

实验一：

分别在相同的条件下，体外培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，结果见下表：

实验二：

分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外进行培养，结果见下图：

实验三：

（2）实验分析

①实验一说明细胞分裂能力随着生物体的年龄增大而减弱。

②实验二说明细胞分裂次数与物种的寿命有关，寿命越长的物种体细胞分裂的最高次数越高。

③实验三说明细胞核是决定细胞衰老的重要因素。

【特别提醒】综合上述三个实验，说明生物的物种、年龄、细胞核是影响细胞衰老的内在因素。

2．已经分化的动物细胞全能性受到限制，但它的细胞核仍具有全能性

设计实验并证明如下：

（1）方法步骤：

①从同一只母羊（A）身上取出乳腺上皮细胞分成两组，编号为甲、乙。

②将甲组乳腺上皮细胞直接培养，观察结果；将乙组乳腺上皮细胞核与另一只母羊（B）的去核卵细胞电激融合，观察结果。

③将②中发育形成的早期胚胎移植到第三只羊（C）的子宫内，继续发育，观察最终结果。

（2）实验结果

只有乙组乳腺上皮细胞核的全能性得以发挥，而甲组乳腺上皮细胞的全能性不能发挥。

（3）实验结论

已经分化的动物细胞全能性受到限制，但它的细胞核仍具有全能性。

3．根据细胞癌变、畸形或死亡比例检测有毒物质的毒性主要步骤

（1）配制动物细胞培养液，配制一系列浓度梯度的待测有毒物质，分组后分别对应添加。

（2）选取正常的动物细胞分别进行培养。

（3）一段时间后检测各组中癌变细胞或畸形或死亡占所培养细胞的比例，推测物质的毒性。

【举一反三】

关于人体细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是（　　）。

A．细胞分化导致基因选择性表达，细胞种类增多

B．细胞衰老表现为酶活性降低，细胞核体积减小

C．细胞凋亡受基因控制，不利于个体生长发育

D．细胞癌变导致细胞黏着性降低，易分散转移

【高考风向标】

1．（2014·新课标全国卷Ⅱ]同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是（　　）

A．二者所处的细胞周期不同

B．二者合成的特定蛋白不同

C．二者所含有的基因组不同

D．二者核DNA的复制方式不同

2．（2014·四川卷）TGFβ1Smads是一条抑制肿瘤的信号传递途径。

研究表明，胞外蛋白TGFβ1与靶细胞膜上受体结合，激活胞内信号分子Smads，生成复合物转移到细胞核内，诱导靶基因的表达，阻止细胞异常增殖，抑制恶性肿瘤的发生。

下列叙述错误的是（　　）

A．恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少，因此易分散转移

B．从功能来看，复合物诱导的靶基因属于抑癌基因

C．复合物的转移实现了细胞质向细胞核的信息传递

D．若该受体蛋白基因不表达，靶细胞仍能正常凋亡

【答案】D　【解析】本题考查了细胞的癌变、凋亡等相关知识。

恶性肿瘤细胞是癌细胞，其细胞膜上的糖蛋白减少，使细胞间的黏着性降低，因此易分散转移，A项正确。

通过题目信息可知，复合物转移到细胞核内，诱导靶基因表达，能抑制恶性肿瘤的发生，故靶基因与抑癌基因的功能相同，B项正确。

通过题目可知，复合物也属于信号物质，可起到信息传递的作用，C项正确。

若受体蛋白基因不表达，则无法形成受体，也就无法将抑制肿瘤的信号传递到细胞核，恶性肿瘤细胞保持无限增殖能力而无法凋亡，D项错误。

3.（2014·山东卷）神经系统正常发育过程中神经细胞数量的调节机制如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．细胞程序性死亡不利于神经系统正常发育

B．生存因子影响了神经细胞的基因表达

C．神经细胞与靶细胞间通过电信号传递信息

D．死亡细胞被吞噬细胞清除属于细胞免疫

4．（2014·安徽卷）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（　　）

　　　　探针

细胞总RNA　　　

β珠蛋

白基因

卵清蛋

白基因

丙酮酸激

酶基因

成红细胞

＋

－

＋

输卵管细胞

－

＋

＋

胰岛细胞

－

－

＋

A.在成红细胞中，β珠蛋白基因处于活动状态，卵清蛋白基因处于关闭状态

B．输卵管细胞的基因组DNA中存在卵清蛋白基因，缺少β珠蛋白基因

C．丙酮酸激酶基因的表达产物对维持鸡细胞的基本生命活动很重要

D．上述不同类型细胞的生理功能差异与基因的选择性表达有关

5．（2014·广东卷）（双选）以下选项正确的是（　　）

【答案】BD　【解析】图A表示洋葱根尖细胞有丝分裂过程，在细胞分裂间期，完成DNA分子复制和有关蛋白质的合成，但染色体数目不变，故核DNA分子数/染色体的比值从1逐渐变成2，有丝分裂后期，由于着丝点分裂，染色单体分开成为染色体，此时核DNA分子数/染色体的比值等于1，图示分裂后期该比值为2，A项错误。

植物细胞吸水膨胀，会使细胞液的浓度降低，即胞内渗透压降低，反之升高，B项正确。

胰蛋白酶属于分泌蛋白，其排出细胞的方式是胞吐，消耗能量，不需要细胞膜上载体的参与，C项错误。

胚胎干细胞是全能干细胞，能分裂、分化成各种细胞，D项正确。

6．（2014·福建卷）为研究汽车尾气中可吸入颗粒物对人成熟T淋巴细胞的影响，用含不同浓度颗粒物的培养液培养T淋巴细胞，48h后检测Na＋K＋ATP酶活性及细胞活力。

实验结果如下：

组别

颗粒物浓度

（μg·mL－1）

Na＋K＋ATP

酶活性（U·mgpro－1）

细胞活力

（相对值）

A

0

35.8

1

B

50

30.6

0.98

C

100

20.5

0.87

D

200

12.4

0.48

SDH是有氧呼吸的关键酶。

细胞活力通过测定各组细胞SDH总活性来表示，用于反映颗粒物对细胞的毒性，SDH总活性由该组细胞数及每个细胞SDH酶活性共同决定。

（1）根据表中相关信息将柱状图补充完整。

汽车尾气中可吸入颗粒物对T淋巴细胞

Na＋K＋ATP酶活性的影响

（2）细胞培养时，需使用血细胞计数板进行计数。

请用方框在下面血细胞计数室图中标出计数区域。

（3）本实验毒性评价指标所反映的颗粒物对T淋巴细胞的毒性，或表现为杀伤作用致细胞数减少，或表现为抑制了细胞的________（生理过程）。

实验数据表明，随着颗粒物浓度的增加，颗粒物对T淋巴细胞的毒性________。

（4）汽车尾气中含有的多种致癌因子会损伤DNA，使________基因和原癌基因表达异常。

长期汽车尾气暴露的人群，其T淋巴细胞执行的________免疫功能障碍，导致识别、攻击癌细胞能力降低，癌症发病风险提高。

【答案】

（1）如图所示

汽车尾气中可吸入颗粒物对T淋巴细胞

Na＋K＋ATP酶活性的影响

（2）如图所示

（3）有氧呼吸　增大　（4）抑癌　细胞

【解析】

（1）据题中坐标系分析，横坐标为组别，纵坐标为Na＋K＋ATP酶活性，只需将题干表格中对应的数值转化为柱形图即可。

（2）据血细胞计数室计数区是由25个中方格组成，按对角线方位，数左上、左下、右上、右下以及中央的5个中方格（即80小格）的细胞，标注如上图答案所示。

7．（2013年高考山东卷）将小鼠myoD基因导入体外培养的未分化肌肉前体细胞，细胞分化及肌纤维形成过程如图所示。

下列叙述正确的是（　　）

A．携带myoD基因的载体以协助扩散的方式进入肌肉前体细胞

B．检测图中细胞核糖体蛋白基因是否表达可确定细胞分化与否

C．完成分化的肌肉细胞通过有丝分裂增加细胞数量形成肌纤维

D．肌肉前体细胞比肌肉细胞在受到电离辐射时更容易发生癌变

8．（2012年高考天津卷）下列有关干细胞的叙述，错误的是（　　）

A．自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应

B．胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化

C．组织的细胞更新包括细胞凋亡和干细胞增殖分化等过程

D．造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治疗白血病

解析：

本题主要考查细胞的增殖、分化、凋亡及免疫等知识。

自体干细胞不会被自身免疫系统识别为抗原，因此通常不会引起免疫排斥反应，故A正确；胚胎干细胞全能性较高，在体外培养不但能增殖，更易被诱导分化，故B错误；组织的细胞更新，包括细胞的凋亡和新细胞的产生，故C正确；造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治疗白血病，故D正确。

答案：

B

9．（2013年高考四川卷）哺乳动物红细胞的部分生命历程如下图所示，图中除成熟红细胞外，其余细胞中均有核基因转录的RNA。

下列叙述错误的是（　　）

…―→

―→凋亡

A．成熟红细胞在细胞呼吸过程中不产生二氧化碳

B．网织红细胞仍然能够合成核基因编码的蛋白质

C．造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同

D．成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达

10．（2013年高考海南卷）关于细胞分化的叙述，错误的是（　　）

A．白细胞和红细胞都是由造血干细胞分化来的

B．基因突变可使已分化的正常细胞变成癌细胞

C．同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同

D．同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强

解析：

同一个体的不同细胞所含的基因相同，因为它们都来自于同一个细胞——受精卵的分裂分化，C错误。

答案：

C

11．（2013年高考天津卷）对下列生命现象及其生物学意义表述正确的是（　　）

A．光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环

B．细胞分裂使细胞趋向专门化，提高了机体生理功能的效率

C．主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢

D．细胞凋亡使细胞自主有序死亡，有利于生物体内部环境的稳定

解析：

本题考查细胞分化、细胞凋亡、主动运输等相关知识。

能量不能循环，只能沿食物链单向流动、逐级递减；细胞分裂只能增加细胞的数目，细胞分化使细胞趋向专门化，提高了机体生理功能的效率；主动运输可以维持膜内外物质浓度差异，从而使新陈代谢正常进行；细胞凋亡是由基因控制的、细胞自动结束生命的过程，可以使细胞自主有序死亡，有利于生物体内部环境的稳定，因此选D。

答案：

D

12．（2013年高考江苏卷）关于细胞的分化、衰老、凋亡与癌变，下面选项中表述正确的是（　　）

A．细胞的高度分化改变了物种的遗传信息

B．细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动

C．原癌基因和抑癌基因发生多次变异累积可导致癌症，因此癌症可遗传

D．良好心态有利于神经、内分泌系统发挥正常的调节功能，从而延缓衰老

13．（2013年高考安徽卷）近年来，有关肿瘤细胞特定分子的靶向治疗研究进展迅速。

研究发现，蛋白X是细胞膜上的一种受体，由原癌基因X编码。

在一些肿瘤细胞中，原癌基因X过量表达会持续激活细胞内的信号传导，启动细胞DNA的复制，导致细胞异常增殖。

利用动物细胞融合技术制备的单克隆抗体，可用于诊断和治疗原癌基因X过量表达的肿瘤。

请回答下列问题：

（1）同一个体各种体细胞来源于受精卵的分裂与分化。

正常情况下，体细胞核遗传信息相同的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）通过检测原癌基因X的________和________可判断其是否转录和翻译。

检测成人多种正常组织后，发现原癌基因X只在乳腺、呼吸道等上皮细胞中有微弱表达，这说明________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）根据以上信息，可推测原癌基因的主要功能是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）制备该单克隆抗体时，免疫动物的抗原可以是________________________________________________________________________。

B淋巴细胞识别抗原并与之结合，之后在适当的信号作用下增殖分化为________和________。

（5）用该单克隆抗体处理原癌基因X过量表达的某肿瘤细胞株，发现其增殖能力明显下降。

这是因为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）该单克隆抗体与肿瘤细胞表面的蛋白X特异性结合，从而阻断蛋白X介导的信号传导

【随堂巩固】

1．下列事实能体现细胞全能性的是（　　）

A．诱导小鼠干细胞分化成多种组织细胞

B．棉花根尖细胞经诱导形成幼苗

C．动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体

D．单细胞的DNA在体外大量扩增

解析：

简单地说，细胞全能性的起点是离体的细胞或组织，结果是形成完整个体，用这个依据进行判断，只有B项符合。

答案：

B

2．下图为人体细胞的形态、数目变化情况，据图分析下列说法正确的是（　　）

A．图①②③过程中细胞的遗传信息表达过程不同

B．①②③三个过程中已经发生了基因突变的是②③

C．③过程使细胞的遗传物质有所差异，但细胞的形态和功能没有变化

D．与甲相比，乙的表面积/体积的比值增大，与外界环境进行物质交换的能力增强

3．根据下图判断下列叙述不正确的是（　　）

A．①→②，①→④的根本原因是细胞中遗传信息执行情况不同

B．抑制DNA复制可使①→③过程停止

C．经②④变化的细胞会逐渐呈现出酶的活性降低，细胞核变大等衰老特征

D．细胞经⑤变化后，其物质运输效率提高

解析：

①→②，①→④的根本原因是基因的选择性表达；抑制DNA复制可使①→③过程（即细胞分裂）停止；分化的细胞都要经过细胞衰老的过程，会逐渐呈现出酶的活性降低，细胞核变大等特征；细胞体积越大，相对表面积越小，物质的运输效率越低。

答案：

D

4．下图为人体细胞的分裂、分化、衰老和凋亡过程的示意图，图中①～⑥为各个时期的细胞，a～c表示细胞所进行的生理过程。

据图分析，下列叙述正确的是（　　）

A．⑤与⑥的基因型相同，蛋白质的种类也相同

B．细胞的衰老与凋亡就会引起人体的衰老与死亡

C．与①相比，②的表面积与体积的比值增大，与外界环境进行物质交换的能力增强

D．a和b表示细胞的有丝分裂过程，形成的③和④细胞的核基因可能不同

5．2012年诺贝尔生理学或医学奖授予了在细胞核重编程研究领域作出杰出贡献的英国和日本的两位生物学家。

所谓“细胞核重编程”即将人类成熟的体细胞重新诱导回干细胞状态，它们就有再分化形成多种类型细胞的可能，可应用于临床医学。

下列有关叙述错误的是（　　）

A．细胞核重编程与细胞内基因的选择性表达密切相关

B．该项研究为临床上解决器官移植的排斥反应带来希望

C．“动物细胞的分化是一个不可逆的过程”将可能被改写

D．他们的实验验证了动物细胞的全能性

6．下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。

―→

激活

执行

据图分析，不正确的是（　　）

A．①过程表明细胞凋亡是特异性的，体现了生物膜的信息传递功能

B．细胞凋亡过程中有新蛋白质合成，体现了基因的选