新高考生物一轮复习 第四单元 细胞的生命历程 第15讲.docx

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新高考生物一轮复习第四单元细胞的生命历程第15讲

第15讲细胞的分化、衰老、凋亡与癌变

考点一　细胞的分化与全能性

1．细胞分化

（1）概念：

在个体发育中，细胞后代在形态、结构和功能上发生稳定差异的过程。

（2）时间：

发生在整个生命进程中，胚胎发育时期达到最大程度。

（3）结果：

形成不同类型的细胞和组织。

（4）特点：

具有普遍性。

（5）意义：

是生物体正常发育的基础；使多细胞生物体中的细胞趋向专门化、有利于提高生物体各种生理功能的效率。

（6）实质：

基因的选择性表达。

（7）干细胞：

动物和人体内仍保留着的少数具有自我更新和分化发育潜能的原始细胞，机体的各种细胞、组织和器官都是由干细胞分化发育而来的。

2．细胞的全能性

（1）概念：

生物体已分化的细胞具有发育成完整个体的潜能。

（2）动、植物细胞全能性的区别：

高度分化的植物细胞仍具有全能性；实验表明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。

[诊断与思考]

1．判断下列说法的正误

（1）造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同（　√　）

（2）细胞分化过程中不进行基因表达（　×　）

（3）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）所有干细胞都要发生分化（　×　）

（5）分化程度高的细胞其全能性一定低（　×　）

2．细胞分化在任何条件下都是不可逆的吗？

提示　不是，在生物体内，细胞分化是不可逆的，但在离体人工培养条件下，高度分化的细胞能够脱分化恢复全能性。

3．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（基因产物是维持细胞基本生命活动所必需）的是a，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b、c、d。

（2）这三种细胞是否包括红细胞？

细胞A、B分别是什么细胞？

提示　这三种细胞“血红蛋白基因”均不能表达，不包括红细胞；A细胞可产生“胰岛素”，应为胰岛B细胞；B细胞可产生“生长激素”，应为垂体细胞。

（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？

若将探针改作检测胰岛素基因的mRNA，其杂交带状况如何？

提示　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，但改为检测胰岛素基因的mRNA，则只有A细胞能产生杂交带。

4．请从分子和细胞水平说出细胞分化不变和改变的分别是什么？

提示　细胞分化

5．细胞全能性的表达需要哪些条件？

提示　

（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表达至关重要；（4）适宜的条件（适宜的温度、pH等）。

题组一　从发生的过程与特点把握细胞分化

1．（2014·新课标Ⅱ，2）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

答案　B

解析　A项，神经细胞与肌细胞都是高度分化的细胞，不再进行分裂，不存在细胞周期。

B项，同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上不同，源于基因的选择性表达，即在不同的时间和空间条件下合成了不同的蛋白质，因此二者合成的特定蛋白不同。

C项，同一动物个体的所有体细胞都是通过受精卵的分裂和分化形成的，因此所含的基因组相同。

D项，DNA的复制方式是半保留复制，因此二者核DNA的复制方式相同。

2．如图表示人体部分细胞所经历的生长发育的各个阶段，有关叙述正确的是（　　）

A．细胞甲的分裂能力最强，分化程度最高

B．过程①②中均发生了遗传物质的改变

C．T细胞与B细胞内所含的基因不同

D．淋巴因子作用于膜受体后即被灭活

答案　D

解析　细胞甲的分裂能力强，分化程度低，A错误；①过程为有丝分裂，②过程为细胞分化，这两个过程中均不发生遗传物质的改变，B错误；T细胞与B细胞所含的基因相同，C错误；淋巴因子在发挥作用后即被灭活，D正确。

3．（2015·江苏，6）下图所示为来自同一人体的4种细胞，下列叙述正确的是（　　）

A．因为来自同一人体，所以各细胞中的DNA含量相同

B．因为各细胞中携带的基因不同，所以形态、功能不同

C．虽然各细胞大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同

D．虽然各细胞的生理功能不同，但吸收葡萄糖的方式相同

答案　C

解析　A项错，卵细胞核DNA数是其他体细胞核DNA数的一半；B项错，除卵细胞外，其他体细胞携带的核基因相同，由于基因的选择性表达，各细胞的形态和功能不同；C项对，活细胞中含量最多的化合物都是水；D项错，不同细胞吸收葡萄糖的方式可能不同，有的为主动运输，有的为协助扩散。

题组二　细胞全能性的判断

4．（2014·上海，5）植物细胞具有发育为完整植株潜能的决定因素是（　　）

A．细胞膜B．细胞核

C．线粒体D．叶绿体

答案　B

解析　细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。

因此，植物细胞具有发育为完整植株潜能的决定因素是细胞核。

5．（2016·济宁调研）某实验室做了下图所示的实验研究，下列相关叙述正确的是（　　）

A．肝细胞、神经细胞、上皮细胞等细胞中都有与细胞癌变有关的基因

B．与纤维母细胞相比，经过程a形成的诱导干细胞的全能性较低

C．过程b是诱导干细胞的形态、结构和遗传物质发生稳定性差异的过程

D．上述细胞中具有细胞周期的是诱导干细胞和神经细胞

答案　A

解析　正常细胞中都有原癌基因和抑癌基因；诱导干细胞的全能性比纤维母细胞高；过程b是诱导干细胞的分化过程，细胞的形态、结构发生稳定性差异，遗传物质并未改变；具有细胞周期的是能进行连续分裂的细胞，神经细胞是高度分化的细胞，已失去了分裂能力。

题组三　理解干细胞的特征与应用

6．（2015·海南，6）关于人体造血干细胞的叙述，错误的是（　　）

A．造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异

B．造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是可逆的

C．健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中

D．造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同

答案　B

解析　造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异，例如造血干细胞含有与细胞分裂相关的酶，成熟红细胞不含有，A项正确；造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是不可逆的，B项错误；健康成年人的造血干细胞主要储存在骨髓中，C项正确；红细胞的寿命大约为120天，而白细胞寿命长短不一，大部分白细胞的寿命只有几天，D项正确。

7．如图表示人体内干细胞的增殖分化。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．干细胞与白细胞的基因型不同，但合成的mRNA和蛋白质的种类相同

B．血小板和红细胞内遗传信息的流动方向是DNA→DNA，DNA→RNA→蛋白质

C．图示所有的细胞中，干细胞具有细胞周期，而且其分裂能力较强

D．白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌，这是因为细胞膜具有选择透过性

答案　C

解析　选项A错误，干细胞与白细胞的基因型应相同，但合成的mRNA和蛋白质的种类不同；选项B错误，人的红细胞没有细胞核；选项C正确，图示细胞中，除干细胞外，都是高度分化的细胞，失去了分裂能力；选项D错误，白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌，这是因为细胞膜具有流动性。

8．（2015·重庆，1）比较胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞，相同的是（　　）

A．线粒体的功能

B．发育的全能性

C．膜蛋白的种类和数量

D．内质网上核糖体的数量

答案　A

解析　胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞中线粒体的功能相同，是主要的供能细胞器，为生命活动提供能量，A正确；胚胎干细胞具有发育的全能性，而胰腺腺泡细胞不具有，B错误；胚胎干细胞和胰腺腺泡细胞的功能不同，膜蛋白的种类和数量不同，内质网上核糖体的数量也不同，C、D错误。

1．图解法展示细胞分化

（1）细胞分化的机理

（2）细胞分化的过程

（3）细胞分化

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，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已经发生分化；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、血红蛋白基因可以证明细胞发生了分化。

（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”。

3．关于干细胞的2点提醒

（1）干细胞就是“什么都能干、干什么都可以”的细胞，能增殖、能分化。

（2）干细胞的应用：

医学上，干细胞的研究为器官移植提供了新的思路，因为自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应；另外，干细胞的研究为癌症、癫痫、糖尿病等疾病的根治带来了希望。

考点二　细胞的衰老、凋亡与癌变

1．细胞的衰老

（1）细胞衰老的表现

（2）细胞衰老的原因

①染色体端粒复制学说：

端粒是位于染色体末端的特化结构，由端粒DNA和端粒蛋白质构成，其长度随细胞衰老过程而逐渐缩短，当端粒不能再缩短时，细胞就会衰老、死亡。

②遗传程序学说：

细胞的衰老是受基因控制的。

③自由基学说：

在生物氧化过程中，会产生自由基。

细胞内多余的自由基能够损伤线粒体，进而改变细胞的结构和功能，引起细胞的衰老和死亡。

2．细胞的凋亡

（1）概念：

细胞在一定阶段，由特定基因控制程序引起正常的自然死亡，又称细胞编程性死亡或生理性死亡。

（2）意义

3．细胞的癌变

（1）癌细胞的特征：

癌细胞具有无限增殖、形态结构发生改变及可在体内转移等特征。

（2）致癌因素（连线）

（3）细胞癌变的机制

①癌变机理

②原癌基因与抑癌基因的关系

a．原癌基因是细胞中的正常基因，它对细胞增殖和分化起着重要的调控作用。

原癌基因突变为活化的癌基因会使细胞分裂能力增强。

b．抑癌基因是抑制细胞过度分裂的基因。

抑癌基因突变将会丧失其抑制细胞过度增殖的作用。

c．这两大类基因的突变，破坏了正常细胞增殖的调控机制，导致癌症的发生。

[诊断与思考]

1．判断下列说法的正误

（1）细胞衰老不一定导致个体衰老（　√　）

（2）神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡（　×　）

（3）被病原体感染的细胞的清除属于细胞坏死（　×　）

（4）凋亡细胞内的基因表达能力全部下降，酶活性减弱（　×　）

（5）原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖（　×　）

（6）癌细胞的分裂能力与分化程度成正相关（　×　）

2．

（1）比较细胞凋亡、衰老、癌变、坏死的区别

项目

细胞凋亡

细胞衰老

细胞癌变

细胞坏死

与基因的关系

受基因控制

可能有关

基因突变

不受基因控制

细胞膜的变化

内陷

皱缩

糖蛋白减少

破裂

形态变化

破裂

细胞萎缩

呈球形

外形不规则变化　

影响因素

受基因严格的控制，也受外界环境影响

内、外因共同作用

物理、化学、生物等致癌因素　

电、热、冷、机械等各种不利因

素　　　

对机体的影响

对机体有利

对机体有利

对机体有害

对机体有害

（2）原癌基因与抑癌基因只存在于癌细胞吗？

提示　原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中，并非只存在于癌细胞中，只不过在癌细胞中两种基因已发生突变。

题组一　细胞衰老与凋亡的判断

1．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．衰老细胞内染色体固缩影响DNA复制和转录

答案　C

解析　个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程，A项正确；被